JP5698646B2 - 車両用緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、車両用緩衝器の改良に関する。

従来、車両用緩衝器にあっては、減衰力発生応答性の向上を図ったものとして、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、シリンダ内に移動自在に挿入されて中央にピストンを保持するピストンロッドと、シリンダの下端に連結される外筒と、外筒内に収容されてピストンロッドの下端側の挿通を許容する内筒と、外筒と内筒の双方に摺動自在に挿入されて外筒と内筒との間に液室と気室とを画成するフリーピストンとを備えたものがある（たとえば、特許文献１参照）。

車両用緩衝器の減衰力発生応答性を向上させる方法としては、シリンダ内の圧力を高めることが挙げられる。一般的に、液体は、弾性を備えており、また、液体中に気体が溶け込んでいる場合には、液柱剛性は低くなる。液柱剛性が低くなると、車両用緩衝器の伸縮し始めにおいて、液体がばねとして振る舞って、減衰力の立ち上がりが時間的に遅れる傾向となる。そこで、シリンダ内圧力を高くして液体を加圧し、液柱剛性を高くしておくと、減衰力発生応答性が向上するのである。

しかしながら、片ロッド型の緩衝器でシリンダ内圧力を高く設定すると、緩衝器は、シリンダ内圧によって常に伸長するように附勢されるため、ロッド反力が大きくなって、却って車両における乗り心地を損なってしまう結果となる。

これに対して上記した従来の車両用緩衝器にあっては、ピストンロッドが伸側室と圧側室の双方に挿通される、いわゆる両ロッド型の緩衝器とされているため、片ロッド型緩衝器のように、気室の圧力を高く設定してシリンダ内圧力を高めても、ロッド反力が大きくならないことから、液柱剛性を高めて減衰力発生応答性を向上しつつも、車両における乗り心地を損なわず、減衰力発生応答性の向上と乗心地とを両立させることができる。

特開２０１０−７１４１３号公報（図１）

しかしながら、上記した従来の車両用緩衝器にあっては、特に、伸縮し始めやゆっくり伸縮する場合、ピストン速度が低く、液体が圧側室と液室とを連通するオリフィスをさほど抵抗なく通過することができる。つまり、オリフィスを通過する液体の流量が小さい場合、オリフィスが液体の流れに与える抵抗が小さくなるから、液体は液室と圧側室とを抵抗なく行き来することができるため、見掛け上、液室も圧側室として振る舞うようになる。

見掛け上の液室が圧側室と振る舞うと、見掛け上の圧側室の液体量は、圧側室の液体量に液室の液体量を加算したものとなるから、当該見掛け上の圧側室の液体の液柱剛性は、圧側室のみの液体の液柱剛性よりも低くなる。

したがって、従来の車両用緩衝器にあっては、伸縮時のピストン速度が低くなる場合、見掛け上、圧側室の液柱剛性が低くなるため、減衰力の立ち上がりが時間的に遅れることになる、つまり、減衰力発生応答性が悪くなる。

また、伸縮初期の車両用緩衝器の減衰力発生応答性が悪いと、車両旋回時、制動時や加速時といった車体の姿勢変化を姿勢変化初期からしっかり抑制することができなくなるため、車両における乗り心地も悪くなる。

そこで、本発明は、上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、伸縮時のピストン速度が低速である場合にあっても減衰力発生応答性を向上することができ、車両における乗り心地をも向上することができる車両用液圧緩衝器を提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明の課題解決手段は、シリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、上記シリンダの一端側に上記ピストンで区画した伸側室と、上記シリンダの他端側に上記ピストンで区画した圧側室とを備え、車両の車体と車軸との間に介装される車両用緩衝器において、上記シリンダ外に設けられた副筒と、当該副筒内の一端側に設けられた一端側隔壁と、上記副筒内の他端側に設けた他端側隔壁と、上記一端側隔壁と他端側隔壁とで上記副筒内に区画した液室と、上記副筒内に収容されて上記液室を加圧する加圧手段と、上記副筒内の上記一端側隔壁の反液室側を上記伸側室へ連通する吸込通路と、上記副筒内の上記他端側隔壁の反液室側を上記圧側室へ連通する排出通路と、上記伸側室から上記圧側室へ向かう液体の流れのみを許容しつつ当該液体の流れに抵抗を与える伸側減衰バルブと、上記一端側隔壁に設けられて上記液室から上記伸側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込チェック弁と、上記他端側隔壁に設けられて上記圧側室から上記液室へ向かう液体の流れのみを許容しつつ当該液体の流れに抵抗を与える圧側減衰バルブとを備えたことを特徴とする。

この車両用緩衝器にあっては、液室と液室を加圧する加圧手段を備えているので、シリンダ内の伸側室と圧側室内の液柱剛性を高めることができる。そして、この車両用緩衝器にあっては、伸長行程時に圧縮される伸側室が何ら抵抗の無い通路を介して液室に連通されることがなく、収縮行程時においても圧縮される圧側室が圧側減衰バルブを介して液室に連通されるため何ら抵抗の無い通路介して液室に連通されることがないので、その伸縮両行程時において液室が圧縮側の室として振る舞うことがなく液体の液柱剛性の低下を招くことがない。

また、車両用緩衝器にあっては、伸側室がシリンダの一端側に設けられるとともに吸込チェック弁が副筒の一端側に設けた一端側隔壁に設けられ、さらには、圧側室がシリンダの他端側に設けられるとともに圧側減衰バルブが副筒の他端側に設けた他端側隔壁に設けられているので、伸側室から吸込チェック弁までの流路長および圧側室から圧側減衰バルブまでの流路長を短くすることができる。

以上より、本発明の車両用緩衝器によれば、伸縮時のピストン速度が低速である場合であっても減衰力発生応答性を向上することができ、車両における乗り心地をも向上することができる。

一実施の形態における車両用緩衝器の縦断面図である。 一実施の形態における車両用緩衝器の斜視図である。 一実施の形態における車両用緩衝器の減衰特性を示す図である。 一実施の形態の一変形例における車両用緩衝器の縦断面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１に示すように、一実施の形態における車両用緩衝器Ｄは、シリンダ１と、当該シリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストン２と、シリンダ１の一端側となる上端側にピストン２で区画した伸側室Ｒ１と、シリンダ１の他端側となる下端側にピストン２で区画した圧側室Ｒ２と、シリンダ１外に設けられた副筒３と、副筒３内の一端側となる上端側に設けられた一端側隔壁４と、副筒３内の他端側となる下端側に設けた他端側隔壁７と、一端側隔壁４と他端側隔壁７とで副筒３内に区画した液室Ｌと、副筒３内に収容されて液室Ｌを加圧する加圧手段１０と、副筒３内の一端側隔壁４の反液室側に形成される空間１１を伸側室Ｒ１へ連通する吸込通路１２と、副筒３内の他端側隔壁７の反液室側に形成される空間１３を圧側室Ｒ２へ連通する排出通路１４と、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容しつつ液体の流れに抵抗を与える伸側減衰バルブ５と、一端側隔壁４に設けられて液室Ｌから伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する吸込チェック弁６と、他端側隔壁７に設けられて圧側室Ｒ２から液室Ｌへ向かう液体の流れのみを許容しつつ液体の流れに抵抗を与える圧側減衰バルブ８と、他端側隔壁７に設けられて液室Ｌから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する補償チェック弁９とを備えて構成されており、図示しない車両の車体と車軸との間に介装されて伸縮時に減衰力を発揮して車体の振動を抑制するものである。

なお、この実施の形態では、シリンダ１と副筒３の一端側を図１中上端とし、シリンダ１と副筒３の他端側を図１中下端としており、この姿勢で車両用緩衝器Ｄが図外の車体と車軸との間に介装されるようにしているが、シリンダ１と副筒３の一端側を図１中下端とし、シリンダ１と副筒３の他端側を図１中上端とし、つまり、天地逆向きにして車両用緩衝器Ｄを図外の車体と車軸との間に介装することも可能である。すなわち、一端は、上端に限定されるものではなく、他端も同様に下端に限定されるものではない。

以下、各部材について詳細に説明する。シリンダ１は、筒状のアウターシリンダ１５と、アウターシリンダ１５の内周に嵌合されてピストン２が摺動自在に挿入される筒状のインナーシリンダ１６とを備えて構成されている。

アウターシリンダ１５は、上端内径を下方の内径よりも大径にして設けた大径部１５ａと、当該大径部１５ａよりも図１中上方の開口部内周に設けた雌螺子部１５ｂと、下方の内周に設けられて内周側へ突出する環状凸部１５ｃと、下端外周に設けた雄螺子部１５ｄとを備えている。なお、雄螺子部１５ｄには、図示はしないが、アウターシリンダ１５を車両の図示しない車軸側へ連結可能なブラケットが螺着される。

アウターシリンダ１５は、インナーシリンダ１６よりも長く、上記した大径部１５ａの内周には、ピストン２を保持してシリンダ１内に移動自在に挿入されるピストンロッド１７の図１中上部１７ａ側を軸支する環状のロッドガイド１８が嵌合されている。また、アウターシリンダ１５の図１中下方内周には、ピストンロッド１７の図１中下部１７ｂ側を軸支する環状のロッドガイド１９が嵌合されている。

また、アウターシリンダ１５の大径部１５ａの内周であってロッドガイド１８よりも上方には、ピストンロッド１７とアウターシリンダ１５との間をシールする環状のシール部材２０が装着され、アウターシリンダ１５の下方内周であって環状凸部１５ｃとロッドガイド１９との間にもピストンロッド１７とアウターシリンダ１５との間をシールする環状のシール部材２１が装着される。

そして、アウターシリンダ１５の内方に、シール部材２１、ロッドガイド１９、インナーシリンダ１６、ロッドガイド１８およびシール部材２０の順に収容し、雌螺子部１５ｂに外周に螺子部を持つナット２２を螺着すると、上記したアウターシリンダ１５内に収容される各部材がナット２２と環状凸部１５ｃとで挟持されてアウターシリンダ１５に固定される。このようにして上記シール部材２０，２１とでピストンロッド１７とシリンダ１との間が密にシールされ、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２は、液密に保たれている。

ロッドガイド１８は、図１中下端側の外径が小径に設定される小径部１８ａを備え、当該小径部１８ａと下端とを連通する孔１８ｂとを備えている。このロッドガイド１８をアウターシリンダ１５内に上記した各部材とともに収容すると、小径部１８ａと大径部１５ａとの間に環状隙間Ａが形成されるようになっている。また、小径部１８ａに開口する孔１８ｂは、環状隙間Ａに対向するようになっている。さらに、環状隙間Ａは、アウターシリンダ１５に周方向に沿って設けられてアウターシリンダ１５内外を連通する長孔１５ｅに対向している。

ロッドガイド１８は、孔１８ｂの図１中上下にてアウターシリンダ１５との間をシールすることができるように、孔１８ｂを上下に挟む位置の外周に環状のシールリング１８ｃ，１８ｄを装着している。具体的には、シールリング１８ｃは、ロッドガイド１８における小径部１８ａの外周に装着され、シールリング１８ｄは、ロッドガイド１８の小径部１８ａよりも上方で大径な外周に装着されている。このようにシールリング１８ｃ，１８ｄを設けることで、ロッドガイド１８をアウターシリンダ１５内に嵌合する際に、シリンダ内側のシールリング１８ｃがアウターシリンダ１５に設けた長孔１５ｅと干渉することがなくシールリング１８ｃを傷めることがない。

また、ロッドガイド１９は、図１中下端側の外径が小径に設定される小径部１９ａを備え、当該小径部１９ａと下端とを連通する孔１９ｂとを備えている。このロッドガイド１９をアウターシリンダ１５内に上記した各部材とともに収容すると、小径部１９ａとアウターシリンダ１５との間に環状隙間Ｂが形成されるようになっている。また、小径部１９ａに開口する孔１９ｂは、環状隙間Ｂに対向するようになっている。さらに、環状隙間Ｂは、アウターシリンダ１５に周方向に沿って設けられてアウターシリンダ１５内外を連通する長孔１５ｆに対向している。

なお、インナーシリンダ１６は、内周が表面処理されており、ピストン２と円滑な摺動を実現できるようになっている。このように、アウターシリンダ１５よりも短いインナーシリンダ１６の表面処理を行えばよいので、長いアウターシリンダ１５の表面処理を行わなくて済むから加工コストを低減でき、ピストン２から入力される図中横方向の力をインナーシリンダ１６で受けるので、アウターシリンダ１５に軽量で比較的軟らかい金属を使用することも可能となる。なお、当然であるが、インナーシリンダ１６を廃して、アウターシリンダ１５の内周にピストン２を摺接させるようにすることも可能である。

ピストン２は、環状とされており、ピストンロッド１７の中間に固定されている。具体的には、ピストンロッド１７は、上部１７ａと、下部１７ｂとで構成され、上部１７ａの下端に設けた螺子軸１７ｃを下部１７ｂの上端に設けた螺子孔１７ｄに螺子締結することで一体とされ、上部１７ａと下部１７ｂでピストン２を挟み込んでピストン２を固定している。なお、本実施の形態では、車両用緩衝器Ｄは、ピストン２がピストンロッド１７の中間に固定され、ピストンロッド１７の上端と下端とがシリンダ１から外部へ突出する、いわゆる、両ロッド型の緩衝器とされているが、ピストンロッド１７の下部１７ｂを廃止して上部１７ａの下端にピストン２を固定する、いわゆる、片ロッド型の緩衝器とされてもよい。

戻って、ピストン２は、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画していて、この場合、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するピストン通路２ａ，２ｂを備えている。そして、ピストン２には、その図１中下端に、ピストン通路２ａの下端を開閉する環状のリーフバルブでなる伸側減衰バルブ５が積層されて設けられている。なお、伸側減衰バルブ５は、ピストン通路２ｂを閉じることがないように配慮されている。また、ピストン２の図１中上端には、ピストン通路２ｂの上端を閉塞するプレート４０が積層されている。このプレート４０は、ピストン通路２ｂに通じてプレート４０を貫く孔を備えていて、この孔は、圧側オリフィス４１を形成している。さらに、このプレート４０の上方には、圧側オリフィス４１を開閉する圧側チェック弁４２が積層されている。なお、プレート４０および圧側チェック弁４２は、ピストン通路２ａを閉じることがないように配慮されている。

伸側減衰バルブ５は、ピストン２がシリンダ１に対して図１中上方へ移動する伸長作動時において液体がピストン通路２ａを圧縮される伸側室Ｒ１から拡大される圧側室Ｒ２へ向けて流れる際に、開弁して当該液体の流れに抵抗を与えるようになっている。反対に、収縮作動時には、ピストン通路２ａを閉塞して、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れを阻止する。対して、圧側チェック弁４２は、ピストン２がシリンダ１に対して図１中下方へ移動する収縮作動時において液体がピストン通路２ｂを介して圧縮される圧側室Ｒ２から拡大される伸側室Ｒ１へ向けて流れる際に、開弁し、当該液体の流れに圧側オリフィス４１が抵抗を与えるようになっている。反対に、伸長作動時には、ピストン通路２ｂに通じる圧側オリフィス４１を閉塞して、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れを阻止する。なお、プレート４０は、圧側室Ｒ２からの圧力を受けても撓まずにピストン２に密着して、ピストン通路２ｂを通過する液体は、圧側オリフィス４１のみを介して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する。また、車両用緩衝器Ｄの収縮速度が高速となる場合、圧側オリフィス４１が液体に与える抵抗が大きくなるので、圧側オリフィス４１を通過する液体の流量が減少するようになっている。したがって、ピストン通路２ｂは、圧側低速用通路として機能してする。なお、伸側減衰バルブ５は、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容し、当該液体の流れに抵抗を与えればよいので、リーフバルブ以外の減衰バルブとされてもよく、チョークやオリフィス等といった双方向通行を許すバルブとチェック弁との組み合わせとされてもよく、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路をシリンダ１外に設ける場合には、当該通路の途中に設けられてもよい。また、圧側オリフィス４１および圧側チェック弁４２も同様に、シリンダ１外に設けるようにしてもよい。

つづいて、副筒３は、下端が底部３ａによって閉塞される有底筒状であって、一端となる上端と他端となる下端には内外を連通する長孔３ｂ，３ｃが設けられている。この副筒３は、図２に示すように、接続パイプ２３，２４によって、シリンダ１に支持されつつ連結されている。

接続パイプ２３は、一対のパイプ２３ａ，２３ｂと、パイプ２３ａ，２３ｂ同士を接続する連結パイプ２３ｃとで構成されている。パイプ２３ａ及びパイプ２３ｂは、シリンダ１におけるアウターシリンダ１５と副筒３に溶接等によって、シリンダ１及び副筒３の軸方向に対して直角方向に固定されている。パイプ２３ａは、両端が閉塞されており、内部はアウターシリンダ１５の長孔１５ｅに通じている。長孔１５ｅは、上記した環状隙間Ａおよび孔１８ｂを介して伸側室Ｒ１へ通じている。パイプ２３ｂも同様に両端が閉塞されており、内部が副筒３の長孔３ｂに通じている。接続パイプ２３ｃは、内部がパイプ２３ａ内とパイプ２３ｂ内に連通されている。したがって、接続パイプ２３は、シリンダ１の伸側室Ｒ１と副筒３内とを連通しており、吸込通路１２を形成している。なお、接続パイプ２３は、この実施の形態では、二つ設けられていて、シリンダ１と副筒３とを接続パイプ２３，２３で挟み込むようにして配置され、シリンダ１と副筒３とを強固に連結せしめている。

また、接続パイプ２４は、一対のパイプ２４ａ，２４ｂと、パイプ２４ａ，２４ｂ同士を接続する連結パイプ２４ｃとで構成されている。パイプ２４ａ及びパイプ２４ｂは、シリンダ１におけるアウターシリンダ１５と副筒３に溶接等によって、シリンダ１及び副筒３の軸方向に対して直角方向に固定されている。パイプ２４ａは、両端が閉塞されており、内部はアウターシリンダ１５の長孔１５ｆに通じている。長孔１５ｆは、上記した環状隙間Ｂおよび孔１９ｂを介して圧側室Ｒ２へ通じている。パイプ２４ｂも同様に両端が閉塞されており、内部が副筒３の長孔３ｃに通じている。接続パイプ２４ｃは、内部がパイプ２４ａ内とパイプ２４ｂ内に連通されている。したがって、接続パイプ２４は、シリンダ１の圧側室Ｒ１と副筒３内と連通しており、排出通路１４を形成している。なお、接続パイプ２４は、この実施の形態では、二つ設けられていて、シリンダ１と副筒３とを接続パイプ２４，２４で挟み込むようにして配置され、シリンダ１と副筒３とを強固に連結せしめている。

このように、吸込通路１２と排出通路１４を形成する接続パイプ２３，２４にて、シリンダ１と副筒３とを連結することで、別途シリンダ１と副筒３の連結する部材を設ける必要がなく、車両用緩衝器Ｄのコストを低減することができる。

勿論、シリンダ１と副筒３とを単一の部品で構成することも可能である。その場合、吸込通路１２と排出通路１４を形成する際の孔あけ加工が面倒となったり、加工上の理由から吸込通路１２と排出通路１４の位置に制約を受けるが、シリンダ１と副筒３とを別部品とすることで加工の上でこれらの位置に制限を受けたり加工が煩雑とならないという利点がある。

副筒３の一端である図１中上端の内周には、一端側隔壁４が嵌合され、副筒３の他端である図１中下端の内周には、他端側隔壁７が嵌合されていて、副筒３内であって一端側隔壁４と他端側隔壁７との間には液室Ｌが画成されている。

一端側隔壁４は、環状であって、副筒３の一端の開口端に螺着されて当該開口端を閉塞するキャップ２５に保持されている。具体的には、キャップ２５は、環状であって副筒３に螺着されるキャップ本体２６と、キャップ本体２６内に挿通される軸部材２７と、キャップ本体２６の内周に螺着されて軸部材２７のキャップ本体２６からの抜けを防止するナット２８と、軸部材２７に螺着される気圧調整用バルブ２９とを備えている。

一端側隔壁４は、軸部材２７の外周に装着されており、その反液室側であるキャップ本体２６との間に環状の空間１１を形成し、並列してそれぞれ空間１１と液室Ｌとを連通するポート４ａ，４ｂを備えている。

また、一端側隔壁４には、その図１中上端となる反液室側に、軸部材２７の外周に固定されてポート４ａを開閉して液室Ｌから伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する環状のリーフバルブでなる吸込チェック弁６が積層されて設けられている。なお、吸込チェック弁６は、ポート４ｂを閉じることがないように配慮されている。また、一端側隔壁４の図１中下端側となる液室側には、軸部材２７の外周に固定されてポート４ｂの下端を閉塞するプレート５０が積層されている。このプレート５０は、ポート４ｂに通じてプレート５０を貫く孔を備えていて、この孔は、伸側オリフィス５１を形成している。さらに、このプレート５０の下方には、伸側オリフィス５１を開閉する伸側チェック弁５２が積層されている。なお、プレート５０および伸側チェック弁５２は、ポート４ａを閉じることがないように配慮されている。

吸込チェック弁６は、ピストン２がシリンダ１に対して図１中下方へ移動する収縮作動時において液体がポート４ａを液室Ｌから拡大される伸側室Ｒ１へ向けて流れる際に、開弁して当該液体の流れを許容し、反対に、伸長作動時には、ポート４ａを閉塞して伸側室Ｒ１から液室Ｌへ向かう液体の流れを阻止する。対して、伸側チェック弁５２は、ピストン２がシリンダ１に対して図１中上方へ移動する伸長作動時において液体がポート４ｂを介して圧縮される伸側室Ｒ１から液室Ｌへ向けて流れる際に、開弁し、当該液体の流れに伸側オリフィス５１が抵抗を与えるようになっている。反対に、収縮作動時には、ポート４ｂに通じる伸側オリフィス５１を閉塞して、液室Ｌから伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れを阻止する。なお、プレート５０は、伸側室Ｒ１からの圧力を受けても撓まずに一端側隔壁４に密着して、ポート４ｂを通過する液体は、伸側オリフィス５１のみを介して伸側室Ｒ１から液室Ｌへ移動する。また、車両用緩衝器Ｄの収縮速度が高速となる場合、伸側オリフィス５１が液体に与える抵抗が大きくなるので、伸側オリフィス５１を通過する液体の流量が減少するようになっている。したがって、ポート４ｂは、伸側低速用通路として機能してする。

さらに、一端側隔壁４は、副筒３に設けた長孔３ｂよりも図１中下方側に配置されており、上記した空間１１は、副筒３に設けた長孔３ｂに対向していて、接続パイプ２３よって、伸側室Ｒ１へ連通される。

また、他端側隔壁７は、環状であって、副筒３の他端となる下端の内周に嵌合されており、その内周には、軸部材３０が挿通されている。この軸部材３０は、軸部３０ａと、軸部３０ａの下端にフランジ３０ｂを備えている。このフランジ３０ｂが副筒３の底部３ａに載置されると、他端側隔壁７と底部３ａとの間に間隙が生じ、この間隙で副筒３内であって他端側隔壁７の反液室側に空間１３が形成される。そして、他端側隔壁７は、並列してそれぞれ空間１３と液室Ｌとを連通するポート７ａ，７ｂを備えている。

また、他端側隔壁７には、その図１中上端となる液室側に、軸部３０ａの外周に固定されてポート７ａを開閉する環状のリーフバルブでなる圧側減衰バルブ８が積層されて設けられ、その図１中下端側となる反液室側に、軸部材３０ａの外周に固定されてポート７ｂを開閉する環状のリーフバルブでなる補償チェック弁９が積層されて設けられている。なお、圧側減衰バルブ８は、圧側室Ｒ２から液室Ｌへ向かう液体の流れのみを許容し当該流れに対して抵抗を与えるものであればよいので、リーフバルブ以外の減衰バルブとされてもよく、チョークやオリフィス等といった双方向通行を許すバルブとチェック弁との組み合わせとされてもよい。

さらに、他端側隔壁７は、副筒３に設けた長孔３ｃよりも図１中上方側に配置されており、上記した空間１３は、副筒３に設けた長孔３ｃに対向していて、接続パイプ２４よって、圧側室Ｒ２へ連通される。

つづいて、加圧手段１０は、この実施の形態では、副筒３内に収容されて一方の端部が液室Ｌに開放される加圧筒３１と、当該加圧筒３１内に摺動自在に挿入されるフリーピストン３２と、当該フリーピストン３２を液室Ｌへ向けて附勢する附勢手段としての気体ばねＳとで構成されている。

詳しくは、加圧筒３１は、有頂筒状とされていて、下端である一方の端部が液室Ｌに開放されていて、上端の頂部３１ａには挿通孔３１ｂが設けられており、当該挿通孔３１ｂ内にはキャップ２５の軸部材２７が挿入されている。そして、軸部材２７の下端にはナット３３が螺着され、加圧筒３１は、伸側チェック弁５２、プレート５０、一端側隔壁４および吸込チェック弁６とともに、軸部材２７に固定されるようになっている。

そして、この加圧筒３１内には、フリーピストン３２が摺動自在に挿入されていて、フリーピストン３２は加圧筒３１内に気体が封入される気室Ｇを区画している。この気室Ｇ内の圧力で、フリーピストン３２を図１中下方へ押圧して液室Ｌを加圧しており、これによって、附勢手段としての気体ばねＳを形成している。

また、加圧筒３１の下端には、環状のアダプタ３４が嵌合されている。このアダプタ３４は、複数の孔３４ａが設けられており、この孔３４ａによって加圧筒３１が液室Ｌに開放されるように配慮されている。この車両用緩衝器Ｄにあっては、伸長作動時には高圧となる伸側室Ｒ１の圧力が吸込チェック弁６によって液室Ｌへ伝播しないようになっており、また、収縮作動時にあっても、高圧となる圧側室Ｒ２の圧力は圧側減衰バルブ８によって減圧されるため、車両用緩衝器Ｄが伸縮作動しても常に液室Ｌは低圧に保たれるので、孔３４ａを絞りとして機能させずとも良い。

また、アダプタ３４は、他端側隔壁７、圧側減衰バルブ８および補償チェック弁９および軸部材３０を副筒３内に固定するために設けられるものである。具体的には、アダプタ３４は、内周に軸部材３０の軸部３０ａが嵌合されるようになっている。そして、副筒３の上端内周に螺着されたキャップ本体２６に螺着されるナット２８を締め込むと、軸部材２７がナット２８に押され、軸部材２７が加圧筒３１を押し、加圧筒３１がアダプタ３４を押し、このアダプタ３４と副筒３の底部３ａとの間で、他端側隔壁７、圧側減衰バルブ８および補償チェック弁９および軸部材３０が挟持されて、副筒３内に収容される各部材が副筒３に固定されることになる。つまり、キャップ本体２６を副筒３に螺着した後、ナット２８を螺着することで、副筒３内に収容される各部材を固定することができ、また、ナット２８とキャップ本体２６を副筒３から取り外すだけで簡単に分解することが可能である。なお、加圧筒３１はナット３３によって伸側チェック弁５２、プレート５０、一端側隔壁４および吸込チェック弁６とともに軸部材２７に固定されているが、これは副筒３内に各部材を収容する組立行程において、その組み立てを容易とするために設けられているが、ナット３３を省略することも可能である。

副筒３の図１中上端の開口端を閉塞するキャップ２５は、環状であって副筒３に螺着されるキャップ本体２６と、キャップ本体２６内に挿通される軸部材２７と、キャップ本体２６の内周に螺着されて軸部材２７のキャップ本体２６からの抜けを防止するナット２８と、軸部材２７に螺着される気圧調整用バルブ２９とを備えている。

キャップ本体２６は、内周と外周に螺子部２６ａ，２６ｂとを備えており、副筒３の内周に螺着されている。軸部材２７は、キャップ本体２６内に嵌合する基端部２７ａと、基端部２７ａよりも外径が小径な小径部２７ｂと、小径部２７ｂの先端となる図１中下端の外周に設けた螺子部２７ｃと、基端部２７ａの図１中上端から小径部２７ｂの下端へ抜ける気道２７ｄとを備えて構成されている。

軸部材２７の小径部２７ｂの外周には、上述したように、図１中上から順に、吸込チェック弁６、一端側隔壁４、プレート５０、伸側チェック弁５２および加圧筒３１の頂部３１ａが装着され、これらの部材は、ナット３３を螺子部２７ｃに螺着すると基端部２７ａとナット３３とで挟持されて軸部材２７に固定される。この軸部材２７をキャップ本体２６内に嵌合したのち、環状のナット２８をキャップ本体２６の螺子部２６ｂに螺着すると、上記のように、副筒３内に収容される各部材を副筒３に固定できる。ナット２８は、環状であるので、基端部２７ａの端部に開口する気道２７ｄを閉塞しないようになっており、気道２７ｄの基端部２７ａ側端の内周には、気圧調整用バルブ２９が螺着される。ナット２８は、気圧調整用バルブ２９の挿通を許容しており、当該気圧調整用バルブ２９の図１中上端を工具等で把持して軸部材２７への螺着や軸部材２７からの取り外しができるようになっている。

なお、上記したところでは、副筒３の図１中上端を開口端としてキャップ２５で蓋するようにしているが、逆に、副筒３の図１中下端を開口端としてキャップ２５で蓋するようにしてもよい。その場合、キャップ２５で他端側隔壁７、圧側減衰バルブ８、補償チェック弁９を保持するようにすればよい。また、副筒３が両端とも開放される筒状とされていてもよく、その場合には、両端のそれぞれをキャップで蓋するようにすればよい。

また、軸部材２７の小径部２７ｂの下端は、加圧筒３１内に突出しており、フリーピストン３２で加圧筒３１内に区画された気室Ｇに臨んでいる。したがって、軸部材２７における気道２７ｄは、下端が気室Ｇに、上端が外部に通じており、気道２７ｄを介して気室Ｇへ気体を供給したり、気室Ｇから気体を排出したりして、気室Ｇ内の圧力を調節することができるようになっている。この車両用緩衝器Ｄにあっては、気室Ｇと気体とで気体ばねＳを構成して液室Ｌを加圧することができ、液室Ｌの圧力は伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２へ伝播するので、シリンダ１内をも加圧することができる。なお、この実施の形態の場合、気体ばねＳで液室Ｌを加圧するが、気体ばねＳの他に、コイルばね等といった気体ばね以外のばねと加圧筒３１とフリーピストン３２とで液室Ｌを加圧する加圧手段を構成してもよいし、加圧手段としては、その他にも、加圧筒３１を設けずに、液室Ｌ内に内部に気体を充填した金属ベローズやダイヤフラム等を収容し、これを加圧手段としてもよく、金属ベローズを使用する場合には、内部に気体ばね以外のばねを設けるようにしてもよい。

つづいて、上述のように構成された車両用緩衝器Ｄの作動について説明する。まず、図１中でピストン２が上方へ移動して車両用緩衝器Ｄが伸長する場合について説明する。この伸長作動時においてピストン速度が低いと、ピストン２の上昇によって圧縮される伸側室Ｒ１の液体は、伸側減衰バルブ５を押し開くことができず、伸側チェック弁５２を押し開いて伸側オリフィス５１を通過して液室Ｌへ移動する。したがって、車両用緩衝器Ｄが伸長作動する際にピストン速度が低速域にある場合には、伸側オリフィス５１によって伸側減衰力が発生される。その際、補償チェック弁９が開いて拡大される圧側室Ｒ２へ液室Ｌから液体が供給され、体積補償が行われる。

つづいて、伸長作動時においてピストン速度が高速となる場合について説明すると、ピストン速度が低速の時よりも伸側室Ｒ１内の圧力が大きくなるため、伸側室Ｒ１の液体は、伸側減衰バルブ５を押し開いて圧側室Ｒ２へ移動する。したがって、車両用緩衝器Ｄが伸長作動する際にピストン速度が高速域に達すると、伸側減衰バルブ５が開いて液体の流れに抵抗を与えるため、主として伸側減衰バルブ５によって伸側減衰力が発生される。この場合、車両用緩衝器Ｄは、両ロッド型に設定されており、伸側減衰バルブ５が開弁し伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通され、伸側室Ｒ１で減少する容積に見合って圧側室Ｒ２の容積が増大するため、液室Ｌとシリンダ１内とで液体の出入りがないが、車両用緩衝器Ｄが片ロッド型に設定される、つまり、ピストンロッド１７の下部１７ｂを廃した場合には、補償チェック弁９が開いて液室Ｌから不足する液体が圧側室Ｒ２へ供給されることになる。

次に、図１中でピストン２が下方へ移動して車両用緩衝器Ｄが収縮する場合について説明する。この収縮作動時においてピストン速度が低いと、ピストン２の下降によって圧縮される圧側室Ｒ２の液体は、圧側減衰バルブ８を押し開くことができず、圧側チェック弁４２を押し開いて圧側オリフィス４１を通過して伸側室Ｒ１へ移動する。したがって、車両用緩衝器Ｄが収縮作動する際にピストン速度が低速域にある場合には、圧側オリフィス４１によって伸側減衰力が発生される。この場合、車両用緩衝器Ｄは、両ロッド型に設定されており、圧側チェック弁４２が開弁し伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通され、圧側室Ｒ２で減少する容積に見合って伸側室Ｒ１の容積が増大するため、液室Ｌとシリンダ１内とで液体の出入りがないが、車両用緩衝器Ｄが片ロッド型に設定される、つまり、ピストンロッド１７の下部１７ｂを廃した場合には、伸側チェック弁５２が開いてシリンダ１内で過剰となる液体が伸側室Ｒ１から液室Ｌへ排出されることになる。

つづいて、収縮作動時においてピストン速度が高速となる場合について説明すると、ピストン速度が低速の時よりも圧側室Ｒ２内の圧力が大きくなるため、圧側室Ｒ２の液体は、圧側減衰バルブ８を押し開いて液室Ｌへ移動する。したがって、車両用緩衝器Ｄが収縮作動する際にピストン速度が高速域に達すると、圧側減衰バルブ８が開いて液体の流れに抵抗を与えるため、主として圧側減衰バルブ８によって圧側減衰力が発生される。また、拡大される伸側室Ｒ１には、吸込チェック弁６が開弁することで、液室Ｌから液体が供給される。

以上から、この車両用緩衝器Ｄにあっては、伸長作動時には、ピストン速度が低速域にある場合には、主として伸側オリフィス５１で減衰力を発生し、ピストン速度が高速域にある場合には、主として伸側減衰バルブ５で減衰力を発揮する。そのため、車両用緩衝器Ｄの伸長作動時の減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の特性）は、図３に示すように、減衰係数が低速域と高速域とで変化する特性となる。また、車両用緩衝器Ｄにあっては、収縮作動時には、ピストン速度が低速域にある場合には、主として圧側オリフィス４１で減衰力を発生し、ピストン速度が高速域にある場合には、主として圧側減衰バルブ８で減衰力を発揮する。そのため、車両用緩衝器Ｄの伸長作動時の減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の特性）は、図３に示すように、減衰係数が低速域と高速域とで変化する特性となる。

このように車両用緩衝器Ｄは作動するが、この車両用緩衝器Ｄにあっては、液室Ｌと液室Ｌを加圧する加圧手段１０を備えているので、シリンダ１内の伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２内の液柱剛性を高めることができる。

そして、この車両用緩衝器Ｄにあっては、伸長行程時に圧縮される伸側室Ｒ１が何ら抵抗の無い通路を介して液室Ｌに連通されることがなく、収縮行程時においても圧縮される圧側室Ｒ２が圧側減衰バルブ８を介して液室Ｌに連通されるため何ら抵抗の無い通路介して液室Ｌに連通されることがないので、その伸縮両行程時において液室Ｌが圧縮側の室として振る舞うことがなく液体の液柱剛性の低下を招くことがない。

また、この車両用緩衝器Ｄにあっては、伸側室Ｒ１がシリンダ１の一端側に設けられるとともに吸込チェック弁６が副筒３の一端側に設けた一端側隔壁４に設けられ、さらには、圧側室Ｒ２がシリンダ１の他端側に設けられるとともに圧側減衰バルブ８が副筒３の他端側に設けた他端側隔壁７に設けられているので、伸側室Ｒ１から吸込チェック弁６までの流路長および圧側室Ｒ２から圧側減衰バルブ８までの流路長を短くすることができる。

このように、車両用緩衝器Ｄによれば、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の液柱剛性を高めることができるだけでなく、伸縮行程時においても伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２内の液柱剛性が低下せず、伸側室Ｒ１から吸込チェック弁６までの流路長および圧側室Ｒ２から圧側減衰バルブ８までの流路長を短くすることができるので、伸縮時のピストン速度が低速である場合であっても圧縮させる液体のボリュームを小さくして減衰力発生応答性を向上することができ、車両における乗り心地をも向上することができる。したがって、この車両用緩衝器Ｄにあっては、車両旋回時、制動時や加速時といった車体の姿勢変化を姿勢変化初期からしっかり抑制することができる。

また、この実施の形態の車両用緩衝器Ｄにあっては、一端側隔壁４に設けられて伸側室Ｒ１と液室Ｌとを連通する伸側低速用通路としてポート４ｂと、ポート４ｂに設けられて通過する液体の流れに抵抗を与える伸側オリフィス５１と、伸側オリフィス５１を通過する液体の流れを伸側室Ｒ１から液室Ｌへ向かう方向のみとする伸側チェック弁５２と、伸側減衰バルブ８に並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する圧側低速用通路としてのピストン通路２ｂと、ピストン通路２ｂに設けられて通過する液体の流れに抵抗を与える圧側オリフィス４１と、圧側オリフィス４１を通過する液体の流れを圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう方向のみとする圧側チェック弁４２とを備えているので、ピストン速度が低速で伸長作動する場合には伸側オリフィス５１で減衰力を発揮し、ピストン速度が低速で収縮作動する場合には圧側オリフィス４１で減衰力を発揮することができる。したがって、ピストン速度が低速域にある場合における伸長作動時と収縮作動時の減衰特性を別個独立に設定することが可能である。

なお、図４に示した車両用緩衝器Ｄ１のように、伸側低速用通路としてポート４ｂ、伸側オリフィス５１、伸側チェック弁５２、圧側低速用通路としてのピストン通路２ｂ、圧側オリフィス４１、および圧側チェック弁４２を廃止することも可能であり、その場合には、車両用緩衝器Ｄ１は、ピストン速度が低速域にある場合、伸長作動時では伸側減衰バルブ５で、収縮作動時には圧側減衰バルブ８でそれぞれ減衰力を発揮することになる。この場合、ピストン速度が低速であっても高速であっても、伸側室Ｒ１を起点とすれば、液体の流れは、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２、液室Ｌを経て伸側室Ｒ１へ循環する一方通行の流れとなるので、車両用緩衝器Ｄ１の伸縮の切り換わりにて液体の流れが反転しなくなる。このように、液体の流れの反転が生じなくなるので、車両用緩衝器Ｄ１の伸縮の切り換わりにおける減衰力発生遅れを抑制することが可能となる。また、この車両用緩衝器Ｄ１では、補償チェック弁９とポート７ｂとを廃止することも可能であるが、これらを設けておく場合には、圧側室Ｒ２内で圧力が減少した場合に液室Ｌから圧側室Ｒ２へ液体を速やかに供給することができ、圧側室Ｒ２の圧力を補償してバキュームを防止することが可能となる。

また、本実施の形態における車両用緩衝器Ｄでは、両ロッド型とされているので、伸縮作動に際して、加圧筒３１内とシリンダ１内とで液体の出入りがなくいため、加圧筒３１内での圧力変動がなく、更なる減衰力発生応答性の向上に寄与できる。

また、加圧手段１０が副筒３内に収容されて一方の端部が液室Ｌに開放される加圧筒３１と、加圧筒３１内に摺動自在に挿入されるフリーピストン３２と、フリーピストン３２を液室Ｌへ向けて附勢する附勢手段とを備えることで、副筒３内であって一端側隔壁４と他端側隔壁７の間に無理なく加圧手段１０を設けることができる。

さらに、副筒３の端部をキャップ２５で閉塞し、加圧筒３１が一端側隔壁４とともにキャップ２５に固定されるようにすることで、加圧筒３１の副筒３内への設置と固定が容易となる。副筒３の図１中下端となる他端を開口端として、これをキャップ２５で閉塞する場合には、加圧筒３１を他端側隔壁７とともにキャップ２５に固定するようにしても同様に、加圧筒３１の設置と固定が容易となる。

そして、副筒３が有底筒状であって、他端側隔壁７を加圧筒３１の端部と副筒３の底部３ａとで挟持して副筒３に固定するようにすることで、副筒３に収容される各部材の組み付けと分解が容易となる。

附勢手段は、加圧筒３１内にフリーピストン３２で区画した気室Ｇ内に封入した気体で液室Ｌを加圧する気体ばねＳとされて、キャップ２５が気室Ｇに連通する気道２７ｄと、気道２７ｄの途中に設けた気圧調整用バルブ２９とを備えることで、附勢手段における附勢力の調節が容易となるだけでなく、金属製のコイルばね等を用いるものに比較して車両用緩衝器Ｄを軽量化することができる。

またさらに、伸側通路１２を形成する接続パイプ２３と、圧側通路１４を形成する接続パイプ２４とで、副筒３を支持してシリンダ１へ連結するようにしたので、別途シリンダ１と副筒３の連結する部材を設ける必要がなく、車両用緩衝器Ｄのコストを低減することができる。また、シリンダ１と副筒３とを別部品とすることで加工の上でこれらの位置に制限を受けず、加工が煩雑とならないという利点がある。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

本発明の車両用液圧緩衝器は、車両の制振用途に利用することができる。

１ シリンダ
２ ピストン
２ｂ 圧側低速用通路としてのピストン通路
３ 副筒
４ 一端側隔壁
４ｂ 伸側低速用通路としてのピストン通路
５ 伸側減衰バルブ
６ 吸込チェック弁
７ 他端側隔壁
８ 圧側減衰バルブ
９ 補償チェック弁
１０ 加圧手段
１２ 吸込通路
１４ 排出通路
２３，２４ 接続パイプ
２５ キャップ
２７ｄ 気道
２９ 気圧調整用バルブ
３１ 加圧筒
３２ フリーピストン
４１ 圧側オリフィス
４２ 圧側チェック弁
５１ 伸側オリフィス
５２ 伸側チェック弁
Ｄ 車両用緩衝器
Ｇ 気室
Ｌ 液室
Ｒ１ 伸側室
Ｒ２ 圧側室
Ｓ 附勢手段としての気体ばね

Claims (8)

1. シリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、上記シリンダの一端側に上記ピストンで区画した伸側室と、上記シリンダの他端側に上記ピストンで区画した圧側室とを備え、車両の車体と車軸との間に介装される車両用緩衝器において、上記シリンダ外に設けられた副筒と、当該副筒内の一端側に設けられた一端側隔壁と、上記副筒内の他端側に設けた他端側隔壁と、上記一端側隔壁と他端側隔壁とで上記副筒内に区画した液室と、上記副筒内に収容されて上記液室を加圧する加圧手段と、上記副筒内の上記一端側隔壁の反液室側を上記伸側室へ連通する吸込通路と、上記副筒内の上記他端側隔壁の反液室側を上記圧側室へ連通する排出通路と、上記伸側室から上記圧側室へ向かう液体の流れのみを許容しつつ当該液体の流れに抵抗を与える伸側減衰バルブと、上記一端側隔壁に設けられて上記液室から上記伸側室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込チェック弁と、上記他端側隔壁に設けられて上記圧側室から上記液室へ向かう液体の流れのみを許容しつつ当該液体の流れに抵抗を与える圧側減衰バルブとを備えたことを特徴とする車両用緩衝器。
2. 上記他端側隔壁に設けられて上記液室から上記圧側室へ向かう液体の流れのみを許容する補償チェック弁を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用緩衝器。
3. 上記加圧手段は、上記副筒内に収容されて一方の端部が上記液室に開放される加圧筒と、当該加圧筒内に摺動自在に挿入されるフリーピストンと、当該フリーピストンを上記液室へ向けて附勢する附勢手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用緩衝器。
4. 上記副筒の端部を閉塞するキャップを備え、上記加圧筒は、上記一端側隔壁或いは上記他端側隔壁の一方とともに上記キャップに固定されることを特徴とする請求項３に記載の車両用緩衝器。
5. 上記一端側隔壁に設けられて上記伸側室と上記液室とを連通する伸側低速用通路と、当該伸側低速用通路を通過する液体の流れに抵抗を与える伸側オリフィスと、上記伸側オリフィスを通過する液体の流れを上記伸側室から上記液室へ向かう方向のみとする伸側チェック弁と、上記伸側減衰バルブに並列して上記伸側室と上記圧側室とを連通する圧側低速用通路と、当該圧側低速用通路に設けられて通過する液体の流れに抵抗を与える圧側オリフィスと、上記圧側オリフィスを通過する液体の流れを上記圧側室から上記伸側室へ向かう方向のみとする圧側チェック弁とを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用緩衝器。
6. 上記副筒は、有底筒状であって、上記一端側隔壁或いは上記他端側隔壁の他方は、上記加圧筒の端部と上記副筒の底部で挟持されて上記副筒に固定されることを特徴とする請求項４または５に記載の車両用緩衝器。
7. 上記附勢手段は、上記加圧筒内に上記フリーピストンで区画した気室内に封入した気体で上記液室を加圧する気体ばねであって、上記キャップは、上記気室に連通する気道と、当該気道の途中に設けた気圧調整用バルブとを備えたことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の車両用緩衝器。
8. 上記吸込通路を形成する接続パイプと、上記排出通路を形成する接続パイプとで、上記副筒を支持して上記シリンダへ連結したことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用緩衝器。

Images