JP5960034B2

JP5960034B2 - 圧力緩衝装置および懸架装置

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Publication number: JP5960034B2
Application number: JP2012255305A
Authority: JP
Inventors: 裕遠藤
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Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2016-08-02
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Description

本発明は、圧力緩衝装置および懸架装置に関する。

自動車等の車両のサスペンション装置は、走行中に路面から車体へ伝達される振動を適切に緩和して、乗心地や操縦安定性を向上させるために、減衰力発生器を用いた圧力緩衝装置を備えている。この種の圧力緩衝装置においては、路面の状況に応じて変化する振動の周波数に応じて、例えば低周波域で減衰力を高く、高周波域で減衰力を低くするように減衰力調整機構を備えた圧力緩衝装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−２０２７８６号公報

ところで、例えば急旋回時や悪路走行時など急激に変化する場合などの高速域において、減衰力を高くして操縦安定性を向上させる必要がある。これは、例えば低周波域で減衰力を高く、高周波域で減衰力を低くする減衰力調整機構を備えた圧力緩衝装置においても同様に要求される。
本発明は、低周波域で減衰力を高く高周波域で減衰力を低くする減衰力調整機構を備えた圧力緩衝装置において、高速域での減衰力の応答性を高めることを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、液体を収容するシリンダと、シリンダ内の空間を、液体を収容する第１液室と第２液室とに区画する区画部材と、第２液室から第１液室への液体の流路を形成する流路部と、流路部を介した第２液室からの第１液室への液体の流れを開閉する開閉部と、開閉部の一方側に対峙し、液体の流入を受ける空間を形成する第１空間形成部と、開閉部の他方側に対峙し、液体の流入を受ける空間を形成する第２空間形成部と、流路部に接続し流路部から第１空間形成部への液体の流入経路を形成するとともに、流路部よりも流路断面積が小さい第１流入部と、流路部に接続し流路部から第２空間形成部への液体の流入経路を形成するとともに、第１流入部よりも流路断面積が大きく流路部よりも流路断面積が小さい第２流入部と、を備えることを特徴とする圧力緩衝装置である。

ここで、区画部材は、第１液室と第２液室との液体の流れを連通する連通路を有し、棒状の部材であって区画部材の軸方向の一方の端部側を保持して軸方向に移動するとともに、流路部が形成されるロッド部材を備えるとよい。
そして、第２流入部は、開閉部に対向して設けられる対向部材に設けられ流路部と第２空間形成部とを接続する切欠きによって構成されるとよい。
また、第２流入部は、開閉部に対向して設けられる対向部材に設けられ流路部と第２空間形成部とを接続するよう形成された孔によって構成されるとよい。

また、かかる目的のもと、他の観点から捉えた本発明は、振動および衝撃を緩和するスプリングと、スプリングによる振動を減衰させる圧力緩衝装置と、を備える懸架装置であって、圧力緩衝装置は、液体を収容するシリンダと、シリンダ内の空間を、液体を収容する第１液室と第２液室とに区画する区画部材と、第２液室から第１液室への液体の流路を形成する流路部と、流路部を介した第２液室からの第１液室への液体の流れを開閉する開閉部と、開閉部の一方側に対峙し、液体の流入を受ける空間を形成する第１空間形成部と、開閉部の他方側に対峙し、液体の流入を受ける空間を形成する第２空間形成部と、流路部に接続し流路部から第１空間形成部への液体の流入経路を形成するとともに、流路部よりも流路断面積が小さい第１流入部と、流路部に接続し流路部から第２空間形成部への液体の流入経路を形成するとともに、第１流入部よりも流路断面積が大きく流路部よりも流路断面積が小さい第２流入部と、を備えることを特徴とする懸架装置である。

本発明によれば、低周波域で減衰力を高く高周波域で減衰力を低くするように減衰力調整機構を備えた圧力緩衝装置において、高速域での減衰力の応答性を高めることが可能になる。

本実施形態の懸架装置の概略構成を示す図である。本実施形態の油圧緩衝装置の全体構成図である。油圧緩衝装置を詳細に説明するための図である。減衰力調整部を説明するための図である。圧縮行程時のオイルの流れを示す図である。伸張行程時のオイルの流れを示す図である。低周波域の伸張行程時における減衰力調整部の動作を説明するための図である。高周波域の伸張行程時における減衰力調整部の動作を説明するための図である。他の例の第３バルブストッパを説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態の懸架装置１００の概略構成を示す図である。
懸架装置１００は、図１に示すように、油圧緩衝装置１と、油圧緩衝装置１の外側に配置されたコイルスプリング２とを備えている。そして、懸架装置１００は、油圧緩衝装置１の外周に取り付けられてコイルスプリング２の下端部を支持する下スプリングシート３と、油圧緩衝装置１の端部側における外周に取り付けられてコイルスプリング２の上端部を支持する上スプリングシート４とを備えている。そして、上スプリングシート４には、懸架装置１００を車体等に取り付けるためのボルト５が取り付けられている。さらに、懸架装置１００は、油圧緩衝装置１の下部に設けられた車輪側取付部６を備えている。

また、懸架装置１００は、油圧緩衝装置１から飛び出す後述のピストンロッド２０の外周に圧入されたバンプラバー７を備えている。そして、懸架装置１００は、油圧緩衝装置１の一部の端部および油圧緩衝装置１から突出するピストンロッド２０の外周を覆う蛇腹状のダストカバー８を備えている。さらに、懸架装置１００は、ピストンロッド２０の上端部側において上下方向に配置され、振動を吸収する複数（本実施形態においては２個）のマウントラバー９を備えている。

図２は、本実施形態の油圧緩衝装置１の全体構成図である。
図３は、油圧緩衝装置１を詳細に説明するための図である。
油圧緩衝装置１は、図２に示すように、周波数応答型のサスペンションの一部を構成する複筒型式油圧緩衝装置である。そして、油圧緩衝装置１は、シリンダ部１０と、ピストンロッド２０と、ピストンバルブ３０と、減衰力調整部４０と、ボトムバルブ６０と、を備えている。

〔シリンダ部１０の構成・機能〕
シリンダ部１０は、薄肉円筒状の外シリンダ１１と、外シリンダ１１内に収容される薄肉円筒状の内シリンダ１２と、円筒状の外シリンダ１１の円筒の中心軸方向（図２では上下方向）の一方の端部を塞ぐ底蓋１３とを備えている。なお、以下の説明においては、外シリンダ１１の円筒の中心軸方向を、単に「軸方向」と称す。また、外シリンダ１１の軸方向において図中下側の端部側を「一方」と称し、外シリンダ１１の図中上側の端部側を「他方」と称する。

また、シリンダ部１０は、外シリンダ１１の内側に配置されてピストンロッド２０をガイドするロッドガイド１４と、ピストンロッド２０を摺動させるとともに、外シリンダ１１における軸方向の他方の端部に装着されたバンプストッパキャップ１５とを備えている。また、シリンダ部１０は、バンプストッパキャップ１５の内側であって、ロッドガイド１４に対してピストン３１とは反対側に設けられ、シリンダ部１０内の液体の漏れやシリンダ部１０内への異物の混入を防ぐオイルシール１６を備えている。

そして、シリンダ部１０においては、外シリンダ１１における軸方向の長さの方が内シリンダ１２の長さよりも長く、内シリンダ１２は、外シリンダ１１と同心に配置される。つまり、内シリンダ１２における軸方向の一方の端部は、ボトムバルブ６０を構成する部品の一つである後述するバルブボディ６１と底蓋１３とを介して、外シリンダ１１における軸方向の一方の端部に支持される。

他方、内シリンダ１２における軸方向の他方の端部は、ロッドガイド１４にて支持される。これらにより、内シリンダ１２の外周と外シリンダ１１の内周との間隙が軸方向に一定となるように、内シリンダ１２は、外シリンダ１１と同心に配置される。そして、内シリンダ１２の外周面と外シリンダ１１の内周面とで、リザーバ室Ｒを形成している。ボトムバルブ６０は、図２に示すように、後述するバルブボディ６１により第１油室Ｙ１とリザーバ室Ｒとを区分する。

〔ピストンロッド２０の構成・機能〕
ピストンロッド２０は、軸方向に延びるとともに軸方向の一方の端部でピストンバルブ３０および減衰力調整部４０に接続する。
ピストンロッド２０は、中実または中空の棒状の部材であり、円柱状または円筒状のロッド部２１と、軸方向の一方の端部にピストンバルブ３０や減衰力調整部４０などを取り付けるための一方側取付部２２ａと、軸方向の他方の端部にこのピストンロッド２０を車体などへ取り付けるための他方側取付部２２ｂと、を有している。一方側取付部２２ａおよび他方側取付部２２ｂの端部の外面には螺旋状の溝が切られて雄ねじが形成されており、ボルトとして機能する。

また、一方側取付部２２ａは、ロッド部２１と比較して外径が小さくなっている。それによって、一方側取付部２２ａは、ロッド部２１との接続点において段差２３を形成する。さらに、ピストンロッド２０は、一方側取付部２２ａにおいて、軸方向に伸びて形成されたオイルの経路であって、第２油室Ｙ２と第１油室Ｙ１との間でオイルを流通させる流路部の一例としてのバイパス路２５を備えている。
バイパス路２５は、図３に示すように、一方側取付部２２ａの一部の断面をＤ字形状にする所謂Ｄカット加工によって構成している。そして、バイパス路２５は、後述する第１バルブストッパ３５１の開口部３５１Ｈや、第２バルブストッパ３５２、第２バルブ群３２２、ピストン３１、第１バルブ群３２１、第３バルブストッパ３５３および減衰力可変バルブ４１にそれぞれ形成される一方側取付部２２ａを通す孔との間に形成される隙間によってオイルの流路を構成する。

さらに、一方側取付部２２ａには、他の部分と比較してさらに外径が小さく形成される第１縮径部ａ１と、第２縮径部ａ２とを有している。そして、第１縮径部ａ１は、後述する第１バルブストッパ３５１の開口部３５１Ｈと対向する位置に形成される。また、第２縮径部ａ２は、後述する第３バルブストッパ３５３の連通路３７と対向する位置に形成している。

〔ピストンバルブ３０の構成・機能〕
ピストンバルブ３０は、図３（ａ）に示すように、区画部材の一例としてのピストン３１と、ピストン３１に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の一方の端部を塞ぐ第１バルブ群３２１と、ピストン３１に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の他方の端部を塞ぐ第２バルブ群３２２と、を備えている。また、ピストンバルブ３０は、第１バルブストッパ３５１、第２バルブストッパ３５２および第３バルブストッパ３５３を備えている。

ピストン３１は、軸方向に形成された複数の油路を有する円柱状の部材である。そして、ピストン３１は、その外周面に設けられたシール部材を介して内シリンダ１２の内周面に接触し、内シリンダ１２内の液体（本実施形態においてはオイル）が封入された空間を、ピストン３１よりも軸方向の一方の端部側の第１油室Ｙ１と、ピストン３１よりも軸方向の他方の端部側の第２油室Ｙ２とに区分する（図２参照）。

そして、ピストン３１には、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａを通すために軸方向に形成された取付孔３１Ｒと、取付孔３１Ｒよりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第１油路３４１と、第１油路３４１よりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第２油路３４２とが形成されている。第１油路３４１および第２油路３４２は、円周方向に等間隔に複数（本実施形態においては４つ）形成されており、第１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２とを連通する。

第１バルブ群３２１は、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａを通すボルト孔が形成された円盤状の部材が複数重ねられることで構成される。そして、第１バルブ群３２１を構成する個々のバルブは、第１油路３４１を塞ぎ、かつ第２油路３４２を開放するように設定されている。

第２バルブ群３２２は、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａを通すボルト孔が形成された円盤状の部材が複数重ねられることで構成される。そして、第２バルブ群３２２を構成する個々のバルブは、第２油路３４２を塞ぎ、かつ第１油路３４１を開放するように設定されている。

第１バルブストッパ３５１および第２バルブストッパ３５２は、それぞれ概形が円柱形状をしている。第１バルブストッパ３５１および第２バルブストッパ３５２は、軸方向に伸びてピストンロッド２０の一方側取付部２２ａが貫通可能な内径を有する取付孔３５１Ｒおよび取付孔３５２Ｒをそれぞれ備える。さらに、第１バルブストッパ３５１は、取付孔３５１Ｒに隣接して形成され軸方向に貫通する開口部３５１Ｈを有する。

そして、第１バルブストッパ３５１および第２バルブストッパ３５２は、取付孔３５１Ｒに一方側取付部２２ａが嵌め込まれ、ピストン３１との間に第２バルブ群３２２を挟み込む。
また、第１バルブストッパ３５１の開口部３５１Ｈは、軸方向の一方側が第２油室Ｙ２に対して開口し、他方側が第２バルブストッパ３５２の内側に位置するピストンロッド２０に形成されるバイパス路２５に臨む。そして、開口部３５１Ｈは、バイパス路２５を介したオイルの流れの流出入部として機能する。
なお、例えば油圧緩衝装置１の伸縮動作に伴って第１バルブストッパ３５１はピストンロッド２０回りを回転する。この場合に、第１縮径部ａ１が周方向に形成されるため、第１バルブストッパ３５１の開口部３５１Ｈがいずれの回転角度であっても、第１縮径部ａ１を介して開口部３５１Ｈからバイパス路２５にオイルを流すことができる。

第３バルブストッパ３５３は、概形が円柱形状をしている。そして、第３バルブストッパ３５３は、軸方向に伸びてピストンロッド２０の一方側取付部２２ａが貫通可能な内径を有する取付孔３５３Ｒを有する。さらに、第３バルブストッパ３５３は、後述の減衰力可変バルブ４１に対峙する第２空間形成部の一例としての環状凹部３６と、環状凹部３６とバイパス路２５との間のオイルの流路を形成する第２流入部の一例としての連通路３７とを有している。
そして、第３バルブストッパ３５３は、取付孔３５３Ｒに一方側取付部２２ａが嵌め込まれることで、ピストンロッド２０に保持される。また、ピストンロッド２０に取り付けられた状態で、第３バルブストッパ３５３は、ピストン３１との間に第１バルブ群３２１を挟み込む。

環状凹部３６は、第３バルブストッパ３５３における後述の減衰力可変バルブ４１に対向する側の端部に設けられる環形状に形成された凹部である。環状凹部３６は、図３に示すように二重の環形状の凹部によって構成される。また、環状凹部３６を構成する環形状の凹部は、相互にオイルが行き来できるように接続している。そして、環状凹部３６には、後述の減衰力可変バルブ４１が対向するように配置される。さらに、連通路３７からオイルが流入することにより、オイルの圧力によって減衰力可変バルブ４１を押圧する。

連通路３７は、第３バルブストッパ３５３に穿孔して形成された断面が円形状の管路である。連通路３７は、一端の開口が取付孔３５３Ｒに形成され、他端の開口が環状凹部３６に設けられる円管路である。連通路３７は、取付孔３５３Ｒから環状凹部３６側に向け軸方向に対して斜めに形成される。そして、連通路３７は、バイパス路２５と環状凹部３６との間のオイルの流れの流路を形成する。なお、本実施形態では、連通路３７を斜めに形成することで、バイパス路２５から連通路３７へとオイルを流入させ易くしている。

そして、連通路３７におけるオイルの流路断面積は、バイパス路２５の流路断面積よりも小さく、後述するスリットバルブ４２のスリット４２Ｓの流路断面積よりも大きくしている。なお、本実施形態では、バイパス路２５の流路断面積とは、バイパス路２４を構成するオイルの流路において最も狭いピストン３１部分における流路断面積として定義し、以下の説明を行う。
また、例えば油圧緩衝装置１の伸縮動作に伴って第３バルブストッパ３５３はピストンロッド２０回りに回転する。この場合に、第２縮径部ａ２が周方向に形成されるため、第３バルブストッパ３５３の連通路３７がいずれの回転角度であっても、第２縮径部ａ２を介してバイパス路２５を流れるオイルを連通路３７にて受け入れることができる。

〔減衰力調整部４０の構成・機能〕
図３（ａ）に示すように、減衰力調整部４０は、開閉部の一例としての減衰力可変バルブ４１と、第１流入部の一例としてのスリットバルブ４２と、ピストンナット４３と、スプール４４と、支持バネ４６とを有する。さらに、減衰力調整部４０は、エンドキャップ５１と、フロートバルブ５２と、圧力調整室スプリング５３とを有する。

減衰力可変バルブ４１は、円盤状の部材であって、環状凹部３６の外側の縁における外径より大きく形成される。そして、減衰力可変バルブ４１は、第３バルブストッパ３５３の環状凹部３６を覆うように取り付けられる。そして、減衰力可変バルブ４１は、後述するように変形動作することで、環状凹部３６全体を覆う状態と、環状凹部３６から少なくとも一部が離れた状態とを形成する。
そして、減衰力可変バルブ４１は、環状凹部３６を覆う状態では、バイパス路２５を介した第２油室Ｙ２から第１油室Ｙ１側へのオイルの流れを制限する。一方、減衰力可変バルブ４１は、環状凹部３６から少なくとも一部が離れた状態では、バイパス路２５を介して第２油室Ｙ２から第１油室Ｙ１側にオイルを流す。このように、減衰力可変バルブ４１は、バイパス路２５を介した第２油室Ｙ２から第１油室Ｙ１側へのオイルの流れの開閉機構として機能する。

スリットバルブ４２は、図３（ｂ）に示すように、円盤状の部材である。そして、スリットバルブ４２は、中央部にピストンロッド２０の一方側取付部２２ａが貫通する開口部４２Ｈと、開口部４２Ｈを囲む環状部４２Ｃの内周面より径方向外方へ外周寄りの位置まで切り込まれたスリット４２Ｓ（本実施形態では、スリット４２Ｓは周方向において２箇所）とを備えている。また、本実施形態では、スリット４２Ｓの流路断面積がバイパス路２５および連通路３７よりも小さくなるように設定している。なお、複数のスリット４２Ｓを有する場合には、複数のスリット４２Ｓの流路断面積の総和が、バイパス路２５および連通路３７よりも小さくなるようにすればよい。

そして、スリットバルブ４２は、減衰力可変バルブ４１と共に、第３バルブストッパ３５３の第１油室Ｙ１側（一方側）の端部と、ピストンナット４３の環状突出部４３２（後述）との間に挟み込まれて保持される。このとき、スリット４２Ｓの先端側は、環状突出部４３２（後述）を越えてその径方向外方へ延出して後述する圧力室４７へ連通する。また、スリット４２Ｓの基端側はバイパス路２５の下端部へ連通する。このように、スリット４２Ｓは、バイパス路２５から圧力室４７へのオイルの流路を形成する。

ピストンナット４３は、円柱状部４３１と、円柱状部４３１の軸方向における一端側に設けられる環状突出部４３２と、他端側に設けられる円筒部４３３とを有して構成される。
円柱状部４３１は、軸方向に伸びピストンロッド２０の一方側取付部２２ａが嵌め込まれる貫通孔であるボルト孔４３Ｒと、ボルト孔４３Ｒに隣接し軸方向に環状突出部４３２側から円筒部４３３まで貫通して形成される連絡通路４３Ｈを有している。なお、本実施形態では、連絡通路４３Ｈは、ピストンナット４３の周方向において複数設けられている。

ピストンナット４３は、ボルト孔４３Ｒに一方側取付部２２ａが固定されることで、ピストンロッド２０に支持される。そして、本実施形態では、ピストンナット４３のボルト孔４３Ｒを一方側取付部２２ａに取り付ける。これによって、ピストンナット４３は、ピストンバルブ３０、減衰力調整部４０などのピストンナット４３とピストンロッド２０の段差２３との間に挟まれる部材を段差２３との間に挟み込み、これらの部材をピストンロッド２０に保持させる。

また、連絡通路４３Ｈは、後述する圧力室４７と圧力調整室５５とを連通し、圧力室４７と圧力調整室５５との間におけるオイルの流路を形成する。
なお、ピストンロッド２０のバイパス路２５、圧力室４７、連絡通路４３Ｈ、円筒部４３３（圧力調整室５５）、エンドキャップ５１の貫通孔５１Ｈ（後述）によって、第２油室Ｙ２と第１油室Ｙ１との間に一つのオイルの流路が形成される。この流路においては、後述するように、ピストンバルブ３０の動作に応じてオイルが流れる。

スプール４４は、円筒形状の概形をしている。スプール４４は、一端側の開口部において軸方向に直交する方向に向けて折れ曲がった内向きフランジ状の上端部４４ａを有し、他端側がピストンナット４３の円柱状部４３１の外側に嵌り込む。スプール４４と円柱状部４３１との間にはＯリング４５が設けられる。そして、スプール４４は、ピストンナット４３の円柱状部４３１に対して、軸方向において移動可能に取り付けられる。
また、スプール４４の上端部４４ａは、軸方向の一端側にて減衰力可変バルブ４１に接触可能に形成されるとともに、他端側にて支持バネ４６に接触するように形成される。そして、スプール４４は、支持バネ４６により第３バルブストッパ３５３に向けて付勢され、減衰力可変バルブ４１を第３バルブストッパ３５３の環状凹部３６に押し付ける。

そして、図３（ａ）に示すように、スプール４４の上端部４４ａと、ピストンナット４３の環状突出部４３２と、減衰力可変バルブ４１とによって囲まれた空間によって、第１空間形成部の一例としての圧力室４７を形成する。圧力室４７は、減衰力可変バルブ４１の環状凹部３６が配置される側とは反対側に設けられることで、減衰力可変バルブ４１に対峙する。そして、圧力室４７は、スリットバルブ４２を介してバイパス路２５から流入するオイルの圧力によってスプール４４とともに減衰力可変バルブ４１を押圧する。

支持バネ４６は、図３（ｃ）に示すように、リング状を有するとともに、外周部にて径方向外側へ突出する突出部４６ａが複数突出形成される。また、支持バネ４６は、内周部にピストンナット４３の環状突出部４３２にて支持される。そして、図３（ａ）に示すように、支持バネ４６は、突出部４６ａをスプール４４の上端部４４ａへ接触させ、スプール４４を軸方向において移動可能に保持する。

図４は、減衰力調整部４０を説明するための図である。
エンドキャップ５１は、図４に示すように、概形が有底円筒形状を有する部材である。エンドキャップ５１は、側面部５１１と、一方側端部５１２と、他方側端部５１３とを備える。
エンドキャップ５１の側面部５１１の外径は、ピストンナット４３の円筒部４３３の内径と同程度に設定される。そして、エンドキャップ５１は、ピストンナット４３の円筒部４３３の内側に嵌め込まれる。この際に、側面部５１１の外周に形成されるネジ（不図示）と、円筒部４３３の内周に形成されるネジ（不図示）とが嵌め合わされて固定される。

そして、エンドキャップ５１は、ピストンナット４３の円筒部４３３の内側に嵌め合わされた状態で、他方側端部５１３と円筒部４３３との間に空間である圧力調整室５５を形成する。この圧力調整室５５には、図３（ａ）に示すように、フロートバルブ５２および圧力調整室スプリング５３が収容される。

エンドキャップ５１の他方側端部５１３は、図４に示すように、円形の縁に沿って形成され軸方向に突出する環状部５１Ｃと、環状部５１Ｃよりも径方向の内側に設けられ環状部５１Ｃよりも軸方向において一段低くなった段差状の凹部からなる変形規制部５１Ｇとを備えて構成される。
環状部５１Ｃは、後述する圧力調整室スプリング５３との間に、フロートバルブ５２の外縁を挟み込む。また、変形規制部５１Ｇは、フロートバルブ５２が撓み変形した際に、その変形量を所定範囲で許容するための間隔を形成する。
さらに、エンドキャップ５１は、他方側端部５１３から一方側端部５１２に向けて貫通する貫通孔５１Ｈを備えている。この貫通孔５１Ｈは、一方側が圧力調整室５５と連通し、他方側が第１油室Ｙ１に臨む（図３（ａ）参照）。

フロートバルブ５２は、図４に示すように、円板形状を有する板バネである。フロートバルブ５２は、中央部に、オイルの圧力によって湾曲状に撓む弾性撓み部５２Ｆを有している。
フロートバルブ５２は、外周部がエンドキャップ５１の環状部５１Ｃへ圧力調整室スプリング５３によりエンドキャップ５１に向けて付勢される。なお、フロートバルブ５２は、後述する圧力調整室スプリング５３の付勢力に抗して移動することが可能であり、軸方向および軸方向に直交する方向において変位する。さらに、フロートバルブ５２は、エンドキャップ５１の環状部５１Ｃに接触しながら、圧力を受けることによって、中央部の弾性撓み部５２Ｆが変形規制部５１Ｇに接触するまで変形する。
以上のように、フロートバルブ５２は、伸張行程時や圧縮行程時において、変形および変位することで、圧力調整室５５の容積を変化させる。また、エンドキャップ５１の貫通孔５１Ｈを塞ぐことによって圧力調整室５５と第１油室Ｙ１側とのオイルの流れを遮断したり、開放したりする。

圧力調整室スプリング５３は、図４に示すように、薄板環状ばねであり、板状円環部５３ａと、板状円環部５３ａの外周に放射状に設けられる複数の上向きばね脚５３ｂと下向きばね脚５３ｃとを有する。上向きばね脚５３ｂおよび下向きばね脚５３ｃは、板状円環部５３ａの周方向において一定の間隔で設けられる。さらに、上向きばね脚５３ｂと下向きばね脚５３ｃとは、板状円環部５３ａの外周にて、交互に斜め上向きと斜め下向きに並ぶように配置される。
そして、圧力調整室スプリング５３は、上向きばね脚５３ｂをピストンナット４３の円筒部４３３の端部面に対向して取り付けられ、下向きばね脚５３ｃによりフロートバルブ５２をエンドキャップ５１の環状部５１Ｃに向けて押し付けるように支持する。

〔ボトムバルブ６０の構成・機能〕
図２に示すように、ボトムバルブ６０は、軸方向に形成された複数の油路を有するバルブボディ６１と、バルブボディ６１に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の一方の端部を塞ぐ第１バルブ６２１と、バルブボディ６１に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の他方の端部を塞ぐ第２バルブ６２２、これらの部材を固定するボルト６０Ｂとを備えている。

バルブボディ６１は、円盤状の円盤状部６３と、この円盤状部６３の半径方向の最外部から軸方向に延びた円筒状の円筒状部６４と、を有し、シリンダ部１０内における閉ざされた空間を区分する。
円盤状部６３には、ボルト６０Ｂの軸部を通すために軸方向に形成されたボルト孔６５Ｒと、ボルト孔６５Ｒよりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第１油路６６１と、第１油路６６１よりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第２油路６６２とが形成されている。第１油路６６１および第２油路６６２は、円周方向に等間隔に複数（本実施形態においては４つ）形成されており、第１油室Ｙ１とリザーバ室Ｒとを連通する連通路として機能する。
円筒状部６４は、軸方向の一方の端部側に端面から凹んだ凹部６４ａを、円周方向に等間隔に複数（本実施形態においては４つ）有している。この凹部６４ａにより、円筒状部６４の内部とリザーバ室Ｒとを連通している。

第１バルブ６２１は、ボルト６０Ｂの軸部を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第１バルブ６２１の外径は、第１油路６６１を塞ぐ大きさであり、かつ第２油路６６２を開放する大きさに設定されている。
第２バルブ６２２は、ボルト６０Ｂの軸部を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第２バルブ６２２の外径は、第２油路６６２を塞ぐ大きさに設定されている。また、第２バルブには、半径方向の中心から見た場合の第１油路６６１に対応する位置に、円周方向に等間隔に複数（本実施形態においては９つ）の油孔が形成されている。

続いて、本実施形態の油圧緩衝装置１の動作を説明する。
はじめに、圧縮行程時および伸張行程時におけるピストンバルブ３０とボトムバルブ６０の動作について説明する。
図５は、圧縮行程時のオイルの流れを示す図である。
図５に示すように、ピストン３１が、白抜き矢印のようにシリンダ部１０に対して軸方向の一方の端部側（図５においては下方）へ移動すると、ピストン３１の移動で第１油室Ｙ１内のオイルは押され、ピストンバルブ３０下側の圧力は上昇し、ピストンバルブ３０の第２油路３４２に高圧が作用する。その結果、この第２油路３４２を塞ぐ第２バルブ群３２２が開き、オイルは図５の矢印Ａに示すように第２油路３４２を通ってピストンバルブ３０の上方の第２油室Ｙ２に流入する。この第１油室Ｙ１から第２油室Ｙ２へのオイルの流れは、第２バルブ群３２２および第２油路３４２で絞られ、油圧緩衝装置１の圧縮行程時における減衰力を得る。

また、ピストン３１の軸方向の一方の端部側への移動により高まった第１油室Ｙ１の圧力は、ボトムバルブ６０の第１油路６６１に作用し、これを閉塞する第１バルブ６２１を開く。そして、第１油室Ｙ１内のオイルは、図５の矢印Ｂに示すように、バルブボディ６１の第１油路６６１、凹部６４ａを通って内シリンダ１２と外シリンダ１１との間に形成されるリザーバ室Ｒに流入する。この第１油室Ｙ１からリザーバ室Ｒへのオイルの流れは、第１バルブ６２１および第１油路６６１で絞られ、油圧緩衝装置１の圧縮行程時における減衰力を得る。

図６は、伸張行程時のオイルの流れを示す図である。
図６に示すように、ピストン３１が、白抜き矢印のようにシリンダ部１０に対して軸方向の他方の端部側（図６においては上方）へ移動すると、その体積分のオイルが第１油室Ｙ１に不足することにより負圧となる。これにより、第２油室Ｙ２内のオイルがピストンバルブ３０の第１油路３４１を通り、この第１油路３４１を閉塞する第１バルブ群３２１を開き、図６の矢印Ｃのように、第１油室Ｙ１に流入する。この第２油室Ｙ２から第１油室Ｙ１へのオイルの流れは、ピストンバルブ３０の第１バルブ群３２１および第１油路３４１で絞られ、油圧緩衝装置１の伸張行程時における減衰力を得る。

また、ピストン３１が図６の白抜き矢印の方向に移動すると、リザーバ室Ｒ内のオイルがボトムバルブ６０のバルブボディ６１の凹部６４ａ、第２油路６６２を通り、この第２油路６６２を閉塞する第２バルブ６２２を開き、図６の矢印Ｄのように、第１油室Ｙ１内に流入する。このリザーバ室Ｒから第１油室Ｙ１へのオイルの流れは、ボトムバルブ６０の第２バルブ６２２および第２油路６６２で絞られ、油圧緩衝装置１の伸張行程時における減衰力を得る。

次に、減衰力調整部４０の動作について説明する。
図７は、低周波域の伸張行程時における減衰力調整部４０の動作を説明するための図である。
低周波域の伸張行程において、ピストン３１が移動することで、第２油室Ｙ２の圧力が高くなる（図２参照）。このとき、第２油室Ｙ２に臨む第１バルブストッパ３５１の開口部３５１Ｈからバイパス路２５へとオイルが流入する。そして、図７に示すように、バイパス路２５のオイルの流れは、連通路３７およびスリットバルブ４２のスリット４２Ｓに達する。このとき、オイルの流れは、連通路３７やスリット４２Ｓにて絞られることなく、速やかに環状凹部３６や圧力室４７へ伝達される。また、圧力調整室５５が連絡通路４３Ｈを介して圧力室４７と連通している。従って、フロートバルブ５２は押し込まれ、圧力調整室５５も圧力室４７と同圧になって、圧力室４７の液圧低下を生じさせない。そのため、環状凹部３６および圧力室４７のオイルの圧力は第２油室Ｙ２と同圧となる。その結果、減衰力調整部４０における減衰力可変バルブ４１は閉じた状態になる。

以上のように、低周波域においては、バイパス路２５を介したオイルの流れがほとんど形成されない状態になる。そのため、第２油室Ｙ２から第１油室Ｙ１へのオイルの流れは、ピストンバルブ３０を介する移動経路のみとなり（図６参照）、油圧緩衝装置１において減衰力が高い状態が形成される。

図８は、高周波域の伸張行程時における減衰力調整部の動作を説明するための図である。
高周波域の伸張行程時において、ピストン３１が移動することで、第２油室Ｙ２の圧力が高くなる（図２参照）。そして、ピストン３１が移動し始める微振幅の範囲において、図８に示すように、バイパス路２５のオイルの流れは、バイパス路２５を介したオイルの流路上に設けられるスリットバルブ４２のスリット４２Ｓによって圧力室４７へ遅れて伝達される。そのため、圧力室４７のオイルの圧力は上昇し難い。

一方で、バイパス路２５のオイルの流れは、連通路３７に達している。連通路３７は、スリットバルブ４２のスリット４２Ｓよりも流路断面が大きいため、スリットバルブ４２を介した経路よりもオイルが流れやすい。そして、連通路３７を介して環状凹部３６へとオイルが流入する。そして、環状凹部３６の圧力は上昇する。
そして、圧力室４７のオイルの圧力が環状凹部３６の圧力よりも低くなることで、圧力室４７と環状凹部３６との間に圧力の差が発生する。この圧力差によって、図８に示すように、減衰力可変バルブ４１が押されることでスプール４４とともに開いて、バイパス路２５を介した第２油室Ｙ２から第１油室Ｙ１側へのオイルの流れを生じさせる。
その結果、第２油室Ｙ２のオイルの圧力が第１油室Ｙ１へ逃げ、ピストンバルブ３０の第２油路３４２および第２バルブ群３２２に加えて、バイパス路２５および減衰力可変バルブ４１を介する合計２つのオイルの流路が形成されることによって、油圧緩衝装置１における減衰力が低くなる。

また、スリットバルブ４２による圧力伝達の遅れによって低下していた圧力室４７のオイルの圧力はその後に上昇しようとする。このとき、圧力調整室５５のフロートバルブ５２は押し下げられ圧力室４７の容積が拡大する。そのため、圧力室４７の液圧上昇が遅れ、この遅れは、フロートバルブ５２がエンドキャップ５１の変形規制部５１Ｇに接触するまで持続される。
以上のように、例えば高周波数において微振幅の範囲においては、油圧緩衝装置１の減衰力が低い状態が形成され、乗り心地が向上する。

さらにその後、フロートバルブ５２の弾性撓み部５２Ｆが変形規制部５１Ｇに接触すると、急速に圧力室４７の液圧が上昇し、環状凹部３６と圧力室４７との圧力差が解消される。そして、スプール４４が支持バネ４６に押されて減衰力可変バルブ４１が閉じる。そして、最終的には、ピストンバルブ３０を介するオイルの移動経路のみとなり、油圧緩衝装置１の減衰力が高くなる。
このように、例えば高周波域であってピストンロッド２０の振幅が大きく急激に移動するときなどにおいては、油圧緩衝装置１の減衰力が高い状態が形成される。

ここで、本実施形態の油圧緩衝装置１では、連通路３７の流路断面積をバイパス路２５の流路断面積と比較して小さくしている。そのため、バイパス路２５から連通路３７へとオイルが流入するとき、そのオイルの圧力が低下する。そして、連通路３７からオイルの流入を受ける環状凹部３６の圧力も低くなる。
一方で、バイパス路２５を介したオイルの流入によって圧力室４７の圧力は、フロートバルブ５２の弾性撓み部５２Ｆが変形規制部５１Ｇに接触することで、圧力室４７の液圧が上昇する。そのため、フロートバルブ５２の弾性撓み部５２Ｆが変形規制部５１Ｇに接触した後は、環状凹部３６の圧力が圧力室４７に対して高くなる状態になる。そして、本実施形態では、スプール４４が減衰力可変バルブ４１に向けてより速く移動し易く、減衰力可変バルブ４１が閉じ易くなっている。

ここで、本実施形態の油圧緩衝装置１の構成と、仮に連通路３７の流路断面積をバイパス路２５よりも大きくした油圧緩衝装置の構成とを比較について説明する。
仮に連通路３７の流路断面積をバイパス路２５よりも大きくした構成の場合、バイパス路２５を介して連通路３７に流入するオイルの圧力低下はほとんど生じない。そのため、連通路３７に接続する環状凹部３６の圧力が高い状態が維持される。従って、仮に連通路３７の流路断面積をバイパス路２５よりも大きくした構成では、本実施形態が適用される油圧緩衝装置１と比較して減衰力可変バルブ４１が閉じ難くなる。
これに対して、本実施形態が適用される油圧緩衝装置１では、高周波域においてピストンロッド２０が高速に大きく移動するときなどにおいて、スプール４４が移動し易く、減衰力可変バルブ４１をより速く閉じ易くなっている。これによって、本実施形態の油圧緩衝装置１では、例えば急旋回や悪路などピストンロッド２０が急激に伸張するシチュエーションにおける減衰力の応答性を向上させることができる。

図９は、変形例の第３バルブストッパを説明するための図である。
図９（ａ）には、変形例の第３バルブストッパ９５３を備えた油圧緩衝装置１を示し、図９（ｂ）には、変形例の第３バルブストッパ９５３を減衰力可変バルブ４１が配置される側（一方側）からみた底面図である。
図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、変形例の第３バルブストッパ９５３は、概形が円柱形状をしている。そして、第３バルブストッパ９５３は、軸方向に伸びてピストンロッド２０の一方側取付部２２ａが貫通可能な内径を有する取付孔９５３Ｒを有する。さらに、第３バルブストッパ９５３は、減衰力可変バルブ４１に対向して設けられる環状凹部９６と、環状凹部９６とバイパス路２５との間のオイルの流路を形成する連通路９７とを有している。

環状凹部９６は、図９（ａ）に示すように、第３バルブストッパ９５３における減衰力可変バルブ４１に対向する側の端部に設けられる環形状に形成された凹部である。環状凹部９６は、図９に示すように二重の凹部によって構成される。また、環状凹部９６を構成する二重の環形状の凹部は、互いにオイルが行き来できるように接続している。そして、環状凹部９６は、連通路９７から流入するオイルの圧力により、減衰力可変バルブ４１を押圧する。

連通路９７は、第３バルブストッパ９５３に形成された切欠きである。連通路９７は、図９（ｂ）に示すように、取付孔９５３Ｒから径方向に環状凹部９６まで伸びて形成される。そして、連通路９７は、バイパス路２５と環状凹部９６との間のオイルの流れの流路を形成する。また、連通路９７におけるオイルの流路断面積は、スリットバルブ４２のスリット４２Ｓよりも大きくバイパス路２５よりも小さくしている。

上記のように構成される第３バルブストッパ９５３を備える油圧緩衝装置１において、連通路９７によるバイパス路２５を流れるオイルの流れの絞りによって、ピストンロッド２０が高速に移動する際に減衰力可変バルブ４１をより速く閉じ易くし、減衰力の応答性を高めることができる。
また、上記のように切欠き形状の連通路９７を採用する場合、型抜き加工や、片側からの切削加工等によって例えば環状凹部９６と同時に形成できるなど、製造工程の簡易化を図ることが可能となる。

１…油圧緩衝装置、１０…シリンダ部、２０…ピストンロッド、２５…バイパス路、３０…ピストンバルブ、３６…環状凹部、３７…連通路、４０…減衰力調整部、４１…減衰力可変バルブ、４２…スリットバルブ、４４…スプール、４７…圧力室、６０…ボトムバルブ

Claims

液体を収容するシリンダと、
前記シリンダ内の空間を、液体を収容する第１液室と第２液室とに区画する区画部材と、
前記第２液室から前記第１液室への液体の流路を形成する流路部と、
前記流路部を介した前記第２液室からの前記第１液室への液体の流れを開閉する開閉部と、
前記開閉部の一方側に対峙し、液体の流入を受ける空間を形成する第１空間形成部と、
前記開閉部の他方側に対峙し、液体の流入を受ける空間を形成する第２空間形成部と、
前記流路部に接続し当該流路部から前記第１空間形成部への液体の流入経路を形成するとともに、当該流路部よりも流路断面積が小さい第１流入部と、
前記流路部に接続し当該流路部から前記第２空間形成部への液体の流入経路を形成するとともに、前記第１流入部よりも流路断面積が大きく当該流路部よりも流路断面積が小さい第２流入部と、
を備えることを特徴とする圧力緩衝装置。
前記区画部材は、前記第１液室と前記第２液室との液体の流れを連通する連通路を有し、
棒状の部材であって前記区画部材の軸方向の一方の端部側を保持して当該軸方向に移動するとともに、前記流路部が形成されるロッド部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧力緩衝装置。
前記第２流入部は、前記開閉部に対向して設けられる対向部材に設けられ前記流路部と前記第２空間形成部とを接続する切欠きによって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力緩衝装置。
前記第２流入部は、前記開閉部に対向して設けられる対向部材に設けられ前記流路部と前記第２空間形成部とを接続するよう形成された孔によって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力緩衝装置。
振動および衝撃を緩和するスプリングと、スプリングによる振動を減衰させる圧力緩衝装置と、を備える懸架装置であって、
前記圧力緩衝装置は、
液体を収容するシリンダと、
前記シリンダ内の空間を、液体を収容する第１液室と第２液室とに区画する区画部材と、
前記第２液室から前記第１液室への液体の流路を形成する流路部と、
前記流路部を介した前記第２液室からの前記第１液室への液体の流れを開閉する開閉部と、
前記開閉部の一方側に対峙し、液体の流入を受ける空間を形成する第１空間形成部と、
前記開閉部の他方側に対峙し、液体の流入を受ける空間を形成する第２空間形成部と、
前記流路部に接続し当該流路部から前記第１空間形成部への液体の流入経路を形成するとともに、当該流路部よりも流路断面積が小さい第１流入部と、
前記流路部に接続し当該流路部から前記第２空間形成部への液体の流入経路を形成するとともに、前記第１流入部よりも流路断面積が大きく当該流路部よりも流路断面積が小さい第２流入部と、を備えることを特徴とする懸架装置。