JP5680591B2 - ショックアブソーバのバルブ構造 - Google Patents

Description

本発明はショックアブソーバに具備されるバルブ構造に関し、さらに詳しくはピストンバルブの圧縮及び伸張運動時に低振幅と高振幅に対して減衰力をそれぞれ制御することができ、乗車感とハンドリング特性を同時に満たすことができるショックアブソーバのバルブ構造に関する。

一般に、車両には走行時に車軸が路面から受ける衝撃や振動を緩衝して乗車感を向上させるための緩衝装置が設けられ、このような緩衝装置の１つとしてショックアブソーバが使用される。

ショックアブソーバは路面状態による車両の振動に応じて作動し、この時ショックアブソーバの作動速度に応じて、すなわち、作動速度の速さに応じてショックアブソーバで発生する減衰力が変わる。

ショックアブソーバで発生する減衰力特性をどのように調節するかによって車両の乗車感と走行安全性を制御できる。したがって、車両の設計時、ショックアブソーバの減衰力特性を調節することは非常に重要である。

従来のピストンバルブは１つの流路を使用して高速、中速及び低速で一定の減衰特性を持つように設計されているので、低速減衰力を低くして乗車感の改善を図ろうとする場合、中高速減衰力にまで影響を及ぼし得る。また、従来のショックアブソーバは周波数やストロークにかかわらずピストンの速度変化に応じて減衰力が変化する構造を有する。このようにピストンの速度変化に応じてのみ変更される減衰力は様々な路面状態で同じ減衰力を発生させるため、乗車感とハンドリング特性を同時に満たすことが難しいという問題点がある。

そのため、様々な路面条件、すなわち、加振周波数及びストロークに応じて減衰力が可変であり、車両の乗車感とハンドリング特性を同時に満たすことができるショックアブソーバのバルブ構造に対する研究開発が持続的に行われる必要がある。

このような従来の問題点を解決するための本発明は、ピストンの移動速度に応じて変化する減衰力を発生させるメインピストンバルブと、周波数に応じて変化する減衰力を発生させる周波数ユニットを含んで車両の乗車感とハンドリング特性を同時に満たすことができるショックアブソーバのバルブ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明によれば、作動流体が充填されているシリンダと、一端は前記シリンダの内部に位置し他端は前記シリンダの外部に延長されるピストンロッドを有するショックアブソーバのバルブ構造であって、前記ピストンロッドの一端に設置され前記シリンダ内部を上部チャンバ及び下部チャンバに二分した状態で作動して移動速度に応じて変化する減衰力を発生させるメインピストンバルブ組立体と、前記メインピストンバルブ組立体とともに移動し周波数に応じて移動し周波数に応じて変化する減衰力を発生させる周波数ユニットを含み、前記周波数ユニットは、前記メインピストンバルブ組立体の下方に配置されるようにピストンロッドの下端に装着され内部が空いている中空のハウジングと、前記ハウジング内で上下に移動可能に配置されるフリーピストンを含むことを特徴とするショックアブソーバのバルブ構造が提供される。

前記周波数ユニットは、前記ハウジングの下端に装着される補助バルブ組立体を含むことが好ましい。

前記フリーピストンを加圧する作動流体の流れと前記フリーピストンを経て反対側に流動する作動流体の流れとは当該フリーピストンから離反せず接したままの１つの流れに形成されることが好ましい。

前記ハウジングの内部空間は前記フリーピストンによって上部空間と下部空間とに区分されることが好ましい。

前記上部空間は前記ピストンロッドの内部に形成される連結通路を介して前記上部チャンバと連通され、前記下部空間は前記ハウジングの下端に装着される補助バルブ組立体を介して前記下部チャンバと連通されることが好ましい。

前記フリーピストンには低周波圧縮時に開放されて前記下部空間の作動流体が前記上部空間に流動できるようにする貫通穴が形成されており、前記貫通穴は外部から圧力が加えられない時、バルブ体によって閉鎖された状態を維持することが好ましい。

前記フリーピストンの外周面にはゴム素材のリップ（ｌｉｐ）部が一体に成形され、前記リップ部は前記ハウジングの内部表面に密着されることが好ましい。

前記ハウジングの上部空間の内部表面には前記フリーピストンの移動を制限する段差部が形成されており、前記ハウジングの下部空間の内部表面には複数個の溝部が形成されており、前記段差部と前記溝部との間には前記フリーピストンの外径と同じ寸法の内径を有する中間部が形成されることが好ましい。

前記周波数ユニットは、前記ハウジング内に設置され前記フリーピストンと協力して流路を開閉させる内部チューブを含むことが好ましい。

前記内部チューブは、前記フリーピストンがハウジング内で上下に移動することによってシリンダ内の上部チャンバと下部チャンバとの間を連通する通路が開閉され得るように、凸部、凹部、孔及び切欠部のうち少なくとも１つが形成されることが好ましい。

前記内部チューブは、内側表面に凹状に形成される１つ以上の上部凹部と、前記上部凹部と連結されないが一直線上に形成される１つ以上の下部凹部を有し、前記フリーピストンは外力が加えられない状態で前記上部凹部と前記下部凹部の間に位置することが好ましい。

前記内部チューブは内側表面にリング状に凹状に形成されるリング状凹部を有し、前記フリーピストンは外力が加えられない状態で前記リング状凹部が形成された位置に位置することが好ましい。

前記フリーピストンは、前記ハウジングの内部空間内で周波数に応じて上下に移動するように、上部弾性手段及び下部弾性手段によって支持されることが好ましい。

上述のような本発明によれば、ピストンの移動速度に応じて変化する減衰力を発生させるメインピストンバルブと、周波数に応じて変化する減衰力を発生させる周波数ユニットを含むショックアブソーバのバルブ構造が提供されることができる。

それにより、本発明のショックアブソーバのバルブ構造によれば、車両の乗車感とハンドリング特性を同時に満たすことができる。

本発明によるショックアブソーバのバルブ構造を示す断面図である。 高周波時の本発明の好ましい第１実施形態によるショックアブソーバのバルブ構造による流体の流動を説明するための要部断面図である。 低周波時の本発明の好ましい第１実施形態によるショックアブソーバのバルブ構造による流体の流動を説明するための要部断面図である。 低周波時の本発明の好ましい第２実施形態によるショックアブソーバのバルブ構造による流体の流動を説明するための要部断面図である。 高周波時の本発明の好ましい第２実施形態によるショックアブソーバのバルブ構造による流体の流動を説明するための要部断面図である。そして 本発明による様々な形態の内部チューブの斜視図である。 本発明の好ましい第３実施形態によるショックアブソーバのバルブ構造を示す断面図である。 低周波圧縮時の本発明の好ましい第３実施形態によるショックアブソーバのバルブ構造による流体の流動を説明するための要部断面図である。 低周波リバウンド時の本発明の好ましい第３実施形態によるショックアブソーバのバルブ構造による流体の流動を説明するための要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態によるショックアブソーバのバルブ構造を、図面を参照して詳しく説明する。

図１に示すように、本発明によるバルブ構造が装着されるショックアブソーバは、オイルなどの作動流体が充填されている略円筒状のシリンダ１０と、一端はシリンダの内部に位置し他端はシリンダの外部に延長されるピストンロッド２０を含む。

本発明によるショックアブソーバのバルブ構造は、このピストンロッド２０の一端に設置されシリンダ内部を上部チャンバ１１及び下部チャンバ１２に二分した状態で作動して移動速度に応じて変化する減衰力を発生させるメインピストンバルブ組立体３０と、このメインピストンバルブ組立体３０とともに移動し周波数に応じて変化する減衰力を発生させる周波数ユニット１００を含む。

メインピストンバルブ組立体３０及び周波数ユニット１００はピストンロッド２０の末端に連続して設置される。ピストンロッド２０の他端側は、ロッドガイド及びオイルシールにスライド運動が可能であるとともに液密的に貫通してシリンダの外部に延長されている。

メインピストンバルブ組立体３０は、ショックアブソーバの圧縮時に作動流体が通過する１つ以上のメイン圧縮通路３２及びショックアブソーバの伸張時に作動流体が通過する１つ以上のメインリバウンド通路３３が形成されているメインピストン本体３１と、このメインピストン本体３１の上部に配置されてメイン圧縮通路３２を通過した作動流体の圧力に対抗して減衰力を発生させるメイン圧縮バルブ手段３５と、メインピストン本体３１の下部に配置されてメインリバウンド通路３３を通過した作動流体の圧力に対抗して減衰力を発生させるメインリバウンドバルブ手段３７を含むことができる。

また、メインピストン本体３１の外周表面にはシリンダ１０の内周面との密着及び摩耗などを防止するためにテフロン（登録商標）素材のバンド３９が設置されることができる。

本第１実施形態による周波数ユニット１００は、前記メインピストンバルブ組立体３０の下方に配置されるようにピストンロッド２０の下端に装着され内部が空である中空のハウジング１１０と、このハウジング１１０内で移動しながら流路を開閉させるフリーピストン１２０と、ハウジング１１０の下端に装着される補助バルブ組立体１４０と、を含む。

補助バルブ組立体１４０は、ショックアブソーバの圧縮時に作動流体が通過する１つ以上の補助圧縮通路１４２及びショックアブソーバの伸張時に作動流体が通過する１つ以上の補助リバウンド通路１４３が形成されている補助バルブ本体１４１と、この補助バルブ本体１４１の上部に配置され補助圧縮通路１４２を通過した作動流体の圧力に対抗して減衰力を発生させる補助圧縮バルブ手段１４５と、補助バルブ本体１４１の下部に配置され補助リバウンド通路１４３を通過した作動流体の圧力に対抗して減衰力を発生させる補助リバウンドバルブ手段１４７と、を含む。補助バルブ本体１４１の上下部に補助圧縮バルブ手段１４５と補助リバウンドバルブ手段１４７とが配置されることができるように、補助バルブ本体１４１の中央にはリベット、ボルト及びナットなどからなる固定部材１４４が設置される。

補助バルブ組立体１４０の補助バルブ本体１４１はハウジング１１０によって前記メインピストンバルブ組立体３０の下部に固定される。ハウジング１１０の内部空間、特にフリーピストン１２０の上側空間である上部空間１１１はピストンロッド２０の内部に形成される連結通路２１を介して上部チャンバ１１と連通され得る。ハウジング１１０の内部空間はフリーピストン１２０によって上部空間１１１と 下部空間１１２とに区分されることができる。

フリーピストン１２０は、ハウジング１１０の内部空間内で周波数（振幅）に応じて上下に移動するように設置される。フリーピストン１２０は上部弾性手段としての上部スプリング１５７及び下部弾性手段としての下部スプリング１５８によってハウジング１１０の内部空間内に支持されている。上部弾性手段及び下部弾性手段は、スプリング、ディスク及びクリップのうち選択されたいずれか１つであることがあり、弾性によってフリーピストン１２０を支持できるものであればいかなる手段でも活用できる。弾性手段としての上部スプリング１５７と下部スプリング１５８の形態や弾性係数は互いに異なることがあり、設計時に様々に変形され得る。ただし、上部スプリング１５７と下部スプリング１５８として円錐型コイルスプリング（Ｃｏｎｅ−Ｔｙｐｅ Ｃｏｉｌ Ｓｐｒｉｎｇ）を使用する場合、乗車感の向上及び自由長のさらなる確保に有利である。

フリーピストン１２０の上部表面には上部スプリング１５７の下端が定着できる定着部が形成されることができ、フリーピストン１２０の下部表面には下部スプリング１５８の上端が定着できる定着部が形成されることができる。下部スプリング１５８の下端は補助バルブ組立体１４０の固定部材１４４上に定着される。フリーピストン１２０の外周面にはメインピストンバルブ組立体と同様に、例えばテフロン素材からなるバンド１２９が付着され得る。

本発明によれば、フリーピストン１２０がハウジング１１０内で上下に移動することによってシリンダ１０内の上部チャンバ１１と下部チャンバ１２の間を連通する通路が開閉され得るように、凸部、凹部、孔、または切欠部が形成される内部チューブ１３０がハウジング１１０内に挿入されることができる。

本第１実施形態によれば、ハウジング１１０内に挿入される内部チューブ１３０は、その内側表面に凹状に形成される１つ以上の上部凹部１３１と、この上部凹部１３１と連結されないが一直線上に形成される１つ以上の下部凹部１３２を有する。フリーピストン１２０は外力が加えられない状態で上部凹部１３１と下部凹部１３２の間に位置する。すなわち、外力が加えられない状態でフリーピストン１２０は凹部が形成されていない高さに維持されて上部チャンバ１１及び下部チャンバ１２の間の作動流体の流動を許さない。このために凹部が形成されていない部分の内部チューブ１３０の内径はフリーピストン１２０の外径と略一致する寸法を有する。

本発明の第１実施形態によれば、上部空間１１１と下部空間１１２の間の通路が開放された時、フリーピストン１２０に圧力を加えた作動流体がこの通路を介して流動する。言い換えると、フリーピストン１２０を加圧した作動流体が通路を介してフリーピストンの反対側に流動するので、本発明の第１実施形態によれば、フリーピストンを加圧する作動流体の流れとフリーピストンを経て反対側に流動する作動流体の流れとは別個に形成されるのではなく、１つの流れに形成される。

以下、図２及び図３を参照して本発明の好ましい第１実施形態によるバルブ構造の作動を説明する。

図２には高周波（すなわち、低振幅）時のフリーピストン１２０の位置を示しており、図３には低周波（すなわち、高振幅）時のフリーピストン１２０の位置を示している。フリーピストン１２０は慣性及び作動流体の圧力などのような外力が加えられる場合、上部スプリング１５７や下部スプリング１５８を圧縮させながら移動できる。すなわち、フリーピストン１２０に作用する外力の大きさが上部スプリング１５７や下部スプリング１５８を圧縮させることができる程度に大きい場合、フリーピストン１２０が上部又は下部に移動する。

図２にはショックアブソーバのピストンロッド２０が移動する振幅が小さく振動数が高いので、フリーピストン１２０に作用する外力の大きさが上部スプリング１５７や下部スプリング１５８を圧縮させることができる程度に大きくはない状態を示している。フリーピストン１２０が移動しない状態でフリーピストン１２０の外部表面は内部チューブ１３０の内部表面と全体の周りにかけて接しているので作動流体の流動が不可能になる。この時、上部チャンバ１１の作動流体はピストンロッド２０内部に形成された連結通路２１とハウジング１１０の内部空間のうちフリーピストン１２０の上側空間、すなわち、上部空間１１１までは流動できるが、フリーピストン１２０によってそれ以上の流動は不可能である。

このように高周波及び低振幅時には作動流体が主にメインピストンバルブ組立体３０を介して流動できるので減衰力は主にメインピストンバルブ組立体３０によって得られるようになる。

図３にはショックアブソーバのピストンロッド２０が移動する振幅が大きく振動数は小さいので、フリーピストン１２０に作用する外力の大きさが上部スプリング１５７や下部スプリング１５８を圧縮させることができる程度に大きい状態を示している。この時、上部チャンバ１１の作動流体はピストンロッド２０内部に形成された連結通路２１、内部チューブ１３０の内側表面に形成された下部凹部１３２、補助バルブ組立体１４０を介して下部チャンバ１２へ流動できる。下部チャンバ１２から上部チャンバ１１への流動も可能であることは無論である。すなわち、下部チャンバ１２の作動流体は補助バルブ組立体１４０、内部チューブ１３０の内側表面に形成された下部凹部１３２、ピストンロッド２０内部に形成された連結通路２１を介して上部チャンバ１１へ流動できる。

図３には伸張行程時の状態のみを示しているが、圧縮行程時にショックアブソーバのピストンロッド２０が移動する振幅が大きく振動数が小さいので、フリーピストン１２０に作用する外力の大きさが上部スプリング１５７を圧縮させることができる程度に大きい場合にも、フリーピストン１２０が上側へ移動して上部凹部１３１を介する作動流体の流動が可能になる。

このように低周波及び高振幅時にはメインピストンバルブ組立体３０及び補助バルブ組立体１４０によって減衰力が得られる。

以下、図４及び図５を参照して本発明の好ましい第２実施形態によるバルブ構造を説明する。第２実施形態によるバルブ構造は周波数ユニットにおいて前述した第１実施形態によるバルブ構造と相違点を持つので、その相違点を中心に説明する。

本第２実施形態による周波数ユニット２００は、前記メインピストンバルブ組立体３０の下方に配置されるようにピストンロッド２０の下端に装着され内部が空である中空のハウジング２１０と、このハウジング２１０内で移動しながら流路を開閉させるフリーピストン２２０と、ハウジング２１０の下端に装着される補助バルブ組立体２４０と、を含む。

補助バルブ組立体２４０は、ショックアブソーバの圧縮時に作動流体が通過する１つ以上の補助圧縮通路２４２及びショックアブソーバの伸張時に作動流体が通過する１つ以上の補助リバウンド通路２４３が形成されている補助バルブ本体２４１と、この補助バルブ本体２４１の上部に配置され補助圧縮通路２４２を通過した作動流体の圧力に対抗して減衰力を発生させる補助圧縮バルブ手段２４５と、補助バルブ本体２４１の下部に配置され補助リバウンド通路２４３を通過した作動流体の圧力に対抗して減衰力を発生させる補助リバウンドバルブ手段２４７と、を含む。補助バルブ本体２４１の上下部に補助圧縮バルブ手段２４５と補助リバウンドバルブ手段２４７が配置されることができるように、補助バルブ本体２４１の中央にはリベット、ボルト及びナットなどからなる固定部材２４４が設置される。

補助バルブ組立体２４０の補助バルブ本体２４１はハウジング２１０によって前記メインピストンバルブ組立体３０の下部に固定される。ハウジング２１０の内部空間、特にフリーピストン２２０の上側空間である上部空間２１１はピストンロッド２０の内部に形成される連結通路２１を介して上部チャンバ１１と連通され得る。ハウジング２１０の内部空間はフリーピストン２２０によって上部空間２１１と 下部空間２１２とに区分されることができる。

フリーピストン２２０は、ハウジング２１０の内部空間内で周波数（振幅）に応じて上下に移動するように設置される。フリーピストン２２０は上部弾性手段としての上部スプリング２５７及び下部弾性手段としての下部スプリング２５８によってハウジング２１０の内部空間内に支持されている。上部弾性手段及び下部弾性手段は、スプリング、ディスク及びクリップのうち選択されたいずれか１つであることがあり、弾性によってフリーピストン２２０を支持できるものであればいかなる手段でも活用できる。弾性手段としての上部スプリング２５７と下部スプリング２５８の形態や弾性係数は互いに異なることがあり、設計時に様々に変形され得る。ただし、上部スプリング２５７と下部スプリング２５８として円錐型コイルスプリングを使用する場合、乗車感の向上及び自由長のさらなる確保に有利である。

フリーピストン２２０の上部表面には上部スプリング２５７の下端が定着できる定着部が形成されることができ、フリーピストン２２０の下部表面には下部スプリング２５８の上端が定着できる定着部が形成されることができる。下部スプリング２５８の下端は補助バルブ組立体２４０の固定部材２４４上に定着される。フリーピストン２２０の外周面にはメインピストンバルブ組立体と同様に、例えばテフロン素材からなるバンド２２９が付着され得る。

本発明によれば、フリーピストン２２０がハウジング２１０内で上下に移動することによってシリンダ１０内の上部チャンバ１１と下部チャンバ１２の間を連通する通路が開閉され得るように、凸部、凹部、孔または切欠部が形成される内部チューブ２３０がハウジング２１０内に挿入されることができる。

本第２実施形態によれば、ハウジング２１０内に挿入される内部チューブ２３０は、その内側表面にリング状に凹状に形成されるリング状凹部２３１を有する。フリーピストン２２０は外力が加えられない状態でリング状凹部２３１が形成された位置に位置する。すなわち、外力が加えられない状態でフリーピストン２２０は凹部が形成された高さに維持されて上部チャンバ１１及び下部チャンバ１２の間の作動流体の流動を許す。一方、外力が加えられてフリーピストン２２０が所定距離以上上下に移動してフリーピストン２２０がリング状凹部２３１が形成された部分から離れるとフリーピストン２２０によって上部チャンバ１１及び下部チャンバ１２の間の作動流体の流動通路が閉鎖される。このために凹部が形成されていない部分の内部チューブ２３０の内径はフリーピストン２２０の外径と略一致する寸法を有する。

以下、図４及び図５を参照して本発明の好ましい第２実施形態によるバルブ構造の作動を説明する。

図４には低周波（すなわち、高振幅）時のフリーピストン２２０の位置を示しており、図５には高周波（すなわち、低振幅）時のフリーピストン２２０の位置を示している。フリーピストン２２０は慣性及び作動流体の圧力などのような外力が加えられる場合、上部スプリング２５７や下部スプリング２５８を圧縮させながら移動できる。すなわち、フリーピストン２２０に作用する外力の大きさが上部スプリング２５７や下部スプリング２５８を圧縮させることができる程度に大きい場合、フリーピストン２２０が上部又は下部に移動する。

図４にはショックアブソーバのピストンロッド２０が移動する振幅が大きく振動数が小さいので、フリーピストン２２０に作用する外力の大きさが上部スプリング２５７や下部スプリング２５８を圧縮させることができる程度に大きい状態を示している。フリーピストン２２０が移動した状態でフリーピストン２２０の外部表面は内部チューブ２３０の内部表面と全体の周りにかけて接しているので作動流体の流動が不可能になる。この時、上部チャンバ１１の作動流体はピストンロッド２０内部に形成された連結通路２１とハウジング２１０の内部空間のうちフリーピストン２２０の上側空間、すなわち、上部空間２１１までは流動できるが、フリーピストン２２０によってそれ以上の流動は不可能である。

図４には伸張行程時の状態のみを示しているが、圧縮行程時にショックアブソーバのピストンロッド２０が移動する振幅が大きくて振動数が小さいので、フリーピストン２２０に作用する外力の大きさが上部スプリング２５７を圧縮させることができる程度に大きい場合にも、フリーピストン２２０が上側へ移動して作動流体の流動が不可能になる。

このように低周波及び高振幅時には作動流体が主にメインピストンバルブ組立体３０を介して流動できるので減衰力は主にメインピストンバルブ組立体３０によって得られるようになる。

図５にはショックアブソーバのピストンロッド２０が移動する振幅が小さく振動数が高いので、フリーピストン２２０に作用する外力の大きさが上部スプリング２５７や下部スプリング２５８を圧縮させることができる程度に大きくはない状態を示している。この時、上部チャンバ１１の作動流体はピストンロッド２０内部に形成された連結通路２１、内部チューブ２３０の内側表面に形成されたリング状凹部２３２、補助バルブ組立体２４０を介して下部チャンバ１２へ流動できる。下部チャンバ１２から上部チャンバ１１への流動も可能であることは無論である。すなわち、下部チャンバ１２の作動流体は補助バルブ組立体２４０、内部チューブ２３０の内側表面に形成されたリング状凹部２３１、ピストンロッド２０内部に形成された連結通路２１を介して上部チャンバ１１へ流動できる。

このように高周波及び低振幅時にはメインピストンバルブ組立体３０及び補助バルブ組立体２４０によって減衰力が得られることができる。

図６には様々な形態の内部チューブを示している。図６の（ａ）には本発明の第１実施形態に適用された内部チューブ１３０の斜視図を示しているが、円筒状チューブをプレスなどで加圧して上部及び下部凹部を形成した例である。図６の（ｂ）には内部表面を円周方向に加工した例を示している。必要であれば、図６の（ｃ）に示すように円筒状チューブに複数の孔を形成したり、図６の（ｄ）に示すように上下部に切欠部を形成して内部チューブを製作しても良い。

以下、図７乃至図９を参照して本発明の好ましい第３実施形態によるバルブ構造を説明する。第３実施形態によるバルブ構造は周波数ユニットにおいて前述した第１実施形態によるバルブ構造と相違点を持つので、その相違点を中心に説明する。

本第３実施形態による周波数ユニット３００は、メインピストンバルブ組立体３０ａの下方に配置されるようにピストンロッド２０の下段に装着され内部が空いている中空のハウジング３１０と、このハウジング３１０内で移動しながら流路を開閉させるフリーピストン３２０と、ハウジング３１０の下端に装着される補助バルブ組立体３４０と、を含む。

図７に示すメインピストンバルブ組立体３０ａは、図１に示すメインピストンバルブ組立体３０と互いに異なる構成を持つものとして図示されているが、これらのメインピストンバルブ組立体３０、３０ａの構成は例示にすぎず、本発明はメインピストンバルブ組立体の構成によって限定されない。

補助バルブ組立体３４０は、ショックアブソーバの圧縮時に作動流体が通過する１つ以上の補助圧縮通路３４２及びショックアブソーバの伸張時に作動流体が通過する１つ以上の補助リバウンド通路３４３が形成されている補助バルブ本体３４１と、この補助バルブ本体３４１の上部に配置されて補助圧縮通路３４２を通過した作動流体の圧力に対抗して減衰力を発生させる補助圧縮バルブ手段３４５と、補助バルブ本体３４１の下部に配置されて補助リバウンド通路３４３を通過した作動流体の圧力に対抗して減衰力を発生させる補助リバウンドバルブ手段３４７と、を含む。補助バルブ本体３４１の上下部に補助圧縮バルブ手段３４５と補助リバウンドバルブ手段３４７が配置されることができるように、補助バルブ本体３４１の中央にはリベット、ボルト及びナットなどからなる固定部材３４４が設置される。

図７に示す補助バルブ組立体３４０は、図１に示す補助バルブ組立体１４０と互いに異なる構成を持つものとして図示されているが、これらの補助バルブ組立体１４０、３４０の構成は例示にすぎない。

補助バルブ組立体３４０の補助バルブ本体３４１はハウジング３１０によって前記メインピストンバルブ組立体３０ａの下部に固定される。ハウジング３１０の内部空間、特にフリーピストン３２０の上側空間である上部空間３１１はピストンロッド２０の内部に形成される連結通路２１を介して上部チャンバ１１と連通され得る。フリーピストン３２０の下側空間である下部空間３１２は補助バルブ組立体３４０を介して下部チャンバ１２と連通され得る。ハウジング３１０の内部空間はフリーピストン３２０によって上部空間３１１と下部空間３１２とに区分されることができる。

フリーピストン３２０は、ハウジング３１０の内部空間内で周波数（振幅）に応じて上下に移動するように設置される。フリーピストン３２０は上部弾性手段としての上部スプリング３５７及び下部弾性手段としての下部スプリング３５８によってハウジング３１０の内部空間内に支持されている。上部弾性手段及び下部弾性手段は、スプリング、ディスク及びクリップのうち選択されたいずれか１つであることがあり、弾性によってフリーピストン３２０を支持できるものであればいかなる手段でも活用できる。弾性手段としての上部スプリング３５７と下部スプリング３５８の形態や弾性係数は互いに異なることがあり、設計時に様々に変形され得る。ただし、上部スプリング３５７と下部スプリング３５８として円錐型コイルスプリングを使用する場合、乗車感の向上及び自由場のさらなる確保に有利である。

フリーピストン３２０には低周波圧縮時に開放されて下部空間３１２の作動流体が上部空間３１１に流動できるようにする貫通穴３２５が形成されており、この貫通穴３２５は外部から圧力が加えられない時、バルブ体３２６によって閉鎖された状態を維持する。バルブ体３２６はフリーピストン３２０の上部表面に積層される。上部スプリング３５７の下端がバルブ体３２６に定着され、それによってバルブ体３２６をフリーピストン３２０側に加圧する。フリーピストン３２０の下部表面には下部スプリング３５８の上端が定着できる定着部が形成され得る。下部スプリング３５８の下端は補助バルブ組立体３４０の固定部材３４４上に定着される。

フリーピストン３２０の外周面には前記第１及び第２実施形態と同じテフロン素材のバンドが付着されることもできるが、本第３実施形態ではゴム素材のリップ部３２９が一体に成形されることができる。リップ部３２９はハウジング３１０の内部表面に密着されて密封機能を行うことができる。

本第３実施形態によれば、ハウジング３１０内に別途の内部チューブは挿入されず、必要に応じて段差部３１３及び溝部３１４をハウジング３１０の内部表面に直接形成してフリーピストン３２０がハウジング３１０内で上下に移動することによってシリンダ１０内の上部チャンバ１１と下部チャンバ１２の間を連通する通路が開閉されることができるようにする。

本第３実施形態によれば、ハウジング３１０の上部空間３１１の内部表面にはフリーピストン３２０の移動を制限する段差部３１３が形成されており、ハウジング３１０の下部空間３１２の内部表面には複数個の溝部３１４が形成されている。ハウジング３１０の内部表面のうち段差部３１３と溝部３１４の間には、フリーピストン３２０の外径、さらに詳しくはフリーピストン３２０の外周縁に一体に成形されたリップ部３２９の外径と略同じ寸法の内径を有する中間部３１５が形成される。フリーピストン３２０は、外力が加えられない状態で、ハウジング３１０の中間部３１５に位置する。

フリーピストン３２０は外力が加えられない状態で中間部３１５に位置する。それによってフリーピストン３２０は上部チャンバ１１及び下部チャンバ１２の間の作動流体の流動を許さない。一方、外力が加えられてフリーピストン３２０が所定距離以上下方に移動してフリーピストン３２０が中間部３１５から離れると溝部３１４を介する作動流体の流動が可能になる。また、外力が加えられてフリーピストン３２０の上部表面に積層されたバルブ体３２６が上部スプリング３５７を圧縮させながら上側へ移動すると貫通穴３２５が開放されて作動流体の流動が可能になる。

本発明の第３実施形態によれば、上部空間３１１と下部空間３１２の間の通路が開放された時、フリーピストン３２０に圧力を加えた作動流体がこの通路を介して流動する。言い換えると、フリーピストン３２０を加圧した作動流体が通路を介してフリーピストンの反対側に流動するので、本発明の第３実施形態によれば、フリーピストンを加圧する作動流体の流れとフリーピストンを経て反対側に流動する作動流体の流れとは別個に形成されるのではなく、１つの流れに形成される。

以下、図７乃至図９を参照して本発明の好ましい第３実施形態によるバルブ構造の作動を説明する。

図７には外力が加えられない初期状態でのフリーピストン３２０の位置を示している。図８には低周波（すなわち、高振幅）圧縮時のフリーピストン３２０の位置を示しており、図９には低周波（すなわち、高振幅）リバウンド時のフリーピストン３２０の位置を示している。フリーピストン３２０は慣性及び作動流体の圧力などのような外力が加えられる場合、上部スプリング３５７や下部スプリング３５８を圧縮させながら移動できる。すなわち、フリーピストン３２０に作用する外力の大きさが上部スプリング３５７や下部スプリング３５８を圧縮させることができる程度に大きい場合、フリーピストン３２０が上部又は下部に移動する。

図７にはショックアブソーバのピストンロッド２０が移動する振幅が小さく振動数が高いので、フリーピストン３２０に作用する外力の大きさが上部スプリング３５７や下部スプリング３５８を圧縮させることができる程度に大きくはない状態を示している。フリーピストン３２０が中間部３１５に位置する状態でフリーピストン３２０の外部表面はハウジング内部表面の中間部３１５に接しているので上部空間３１１と下部空間３１２の間での作動流体の流動は不可能である。

図８にはショックアブソーバのピストンロッド２０が下方に移動する振幅が大きく振動数が小さいので、フリーピストン３２０に作用する外力の大きさが上部スプリング３５７を圧縮させることができる程度に大きい状態を示している。上部スプリング３５７を圧縮させながら移動するフリーピストン３２０は段差部３１３と接するとそれ以上の移動が制限される。この時、さらに外力が加えられると貫通穴３２５を防いでいたバルブ体３２６が上部スプリング３５７をさらに圧縮させながら移動するようになり、それによって貫通穴３２５が開放されて下部空間３１２の作動流体が上部空間３１１に流動できるようになる。

図９にはショックアブソーバのピストンロッド２０が上側へ移動する振幅が大きく振動数が小さいので、フリーピストン３２０に作用する外力の大きさが下部スプリング３５８を圧縮させることができる程度に大きい状態を示している。下部スプリング３５８を圧縮させながら移動するフリーピストン３２０が溝部３１４が形成された部分まで移動すると、作動流体が流動できる通路が開放されて上部空間３１１の作動流体が下部空間３１２に流動できるようになる。

以上のように本発明によるショックアブソーバのバルブ構造を、例示された図面を参照して説明したが、本発明は以上で説明された実施形態と図面によって限定されず、特許請求の範囲内で本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって様々な修正及び変形がなされることができることは無論である。

１０：シリンダ
１１：上部チャンバ
１２：下部チャンバ
２０：ピストンロッド
２１：連結通路
３０：メインピストンバルブ組立体
３１：メインピストン本体
３２：メイン圧縮通路
３３：メインリバウンド通路
３５：メイン圧縮バルブ手段
３７：メインリバウンドバルブ手段
３９：バンド
１００、２００、３００：周波数ユニット
１１０、２１０、３１０：ハウジング
１２０、２２０、３２０：フリーピストン
１３０、２３０、３３０：内部チューブ
１３１：上部凹部
１３２：下部凹部
１４０、２４０、３４０：補助バルブ組立体
１４１、２４１、３４１：補助バルブ本体
１４２、２４２、３４２：補助圧縮通路
１４３、２４３、３４３：補助リバウンド通路
１４５、２４５、３４５：補助圧縮バルブ手段
１４７、２４７、３４７：補助リバウンドバルブ手段
１５７、２５７、３５７：上部スプリング
１５８、２５８、３５８：下部スプリング
２３１：リング状凹部

Claims (9)

1. 作動流体が充填されているシリンダと、一端は前記シリンダの内部に位置し他端は前記シリンダの外部に延長されるピストンロッドを有するショックアブソーバのバルブ構造であって、
   前記ピストンロッドの一端に設置され前記シリンダ内部を上部チャンバ及び下部チャンバに二分した状態で作動して移動速度に応じて変化する減衰力を発生させるメインピストンバルブ組立体と、
   前記メインピストンバルブ組立体とともに移動し周波数に応じて変化する減衰力を発生させる周波数ユニットを含み、
   前記周波数ユニットは、前記メインピストンバルブ組立体の下方に配置されるようにピストンロッドの下端に装着され内部が空である中空のハウジングと、前記ハウジング内で上下に移動可能に配置されるフリーピストンと、前記ハウジングの下端に装着される補助バルブ組立体と、を含み、
   前記ハウジングの内部空間は前記フリーピストンによって上部空間と下部空間とに区分されており、
   前記フリーピストンに、低周波圧縮時に開放されて前記下部空間の作動流体が前記上部空間に流動できるようにする貫通穴が形成され、
   前記ハウジングの上部空間の内部表面に、前記フリーピストンの移動を制限する段差部が形成されると共に、前記ハウジングの下部空間の内部表面に、複数個の溝部が形成されており、
   前記ハウジングの前記段差部と前記溝部との間に、前記フリーピストンの外径と同じ寸法の内径を有する中間部が形成され、
   前記貫通穴は、低周波圧縮時に前記フリーピストンが前記段差部に接触した後に開放され、前記フリーピストンを加圧する作動流体の流れと前記フリーピストンを経て反対側に流動する作動流体の流れとは当該フリーピストンから離反せず接したままの一つの流れに形成されることを特徴とするショックアブソーバのバルブ構造。
2. 前記上部空間は前記ピストンロッドの内部に形成される連結通路を介して前記上部チャンバと連通され、前記下部空間は前記ハウジングの下端に装着される補助バルブ組立体を介して前記下部チャンバと連通されることを特徴とする請求項１に記載のショックアブソーバのバルブ構造。
3. 前記フリーピストンの外周面にはゴム素材のリップ（ｌｉｐ）部が一体に成形され、前記リップ部は前記ハウジングの内部表面に密着されることを特徴とする請求項１に記載のショックアブソーバのバルブ構造。
4. 前記周波数ユニットは、前記ハウジング内に設置され前記フリーピストンと協力して流路を開閉させる内部チューブを含むことを特徴とする請求項１に記載のショックアブソーバのバルブ構造。
5. 前記内部チューブは、前記フリーピストンがハウジング内で上下に移動することによってシリンダ内の上部チャンバと下部チャンバの間を連通する通路が開閉されることができるように、凸部、凹部、孔及び切欠部のうち少なくとも１つが形成されることを特徴とする請求項４に記載のショックアブソーバのバルブ構造。
6. 前記内部チューブは、内側表面に凹状に形成される一つ以上の上部凹部と、前記上部凹部と連結されないが一直線上に形成される一つ以上の下部凹部を有し、
   前記フリーピストンは外力が加えられない状態で前記上部凹部と前記下部凹部の間に位置することを特徴とする請求項５に記載のショックアブソーバのバルブ構造。
7. 前記内部チューブは内側表面にリング状に凹状に形成されるリング状凹部を有し、
   前記フリーピストンは外力が加えられない状態で前記リング状凹部が形成された位置に位置することを特徴とする請求項５に記載のショックアブソーバのバルブ構造。
8. 前記フリーピストンは、前記ハウジングの内部空間内で周波数に応じて上下に移動するように、上部弾性手段及び下部弾性手段によって支持されることを特徴とする請求項１に記載のショックアブソーバのバルブ構造。
9. 前記貫通穴は外部から圧力が加えられない時、バルブ体によって閉鎖された状態を維持することを特徴とする請求項１に記載のショックアブソーバのバルブ構造。
   
   

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