JP6466041B1 - 弁機構および緩衝器 - Google Patents

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Abstract

弁機構は、軸方向に貫通した中空部、を有するオリフィスカラーと、軸方向に貫通した中心孔76および開口部77を有し、オリフィスカラーの軸方向端面と接触するように配置されたバルブ体70と、軸方向へ移動可能に、且つ、バルブ体70を境に、オリフィスカラーとは反対側に配置された駆動弁61と、を備え、バルブ体70は、外枠部74と、内枠部75と、外枠部74と内枠部75とを接続する複数のスポーク部72Sと、を備えるスポークバルブ71A、71B、71Cと、スポークバルブ71Cのスポーク部72Sが変形したときに、スポーク部72Sを保護する保護バルブ710Bと、を備える。

Description

本発明は、弁機構および緩衝器に関する。
自動車等の車両の懸架装置は、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機構を用いた緩衝器を備えている。緩衝器は、流体が流れる流路を有している。そして、流路の一部を形成するバルブ体を駆動部により押圧して弾性変形させ、これにより流路面積を制御することで減衰力を調整することがある。
例えば、特許文献1には、オイルの中央流路の一端の開口の径方向外側に形成された弁座を有する弁座部材と、弁座に対して接離する方向に移動可能に設けられた駆動弁と、弁座と駆動弁との間に設けられ、オイルが流通する開口部を有した複数枚のバルブ体と、駆動弁を弁座に接近する方向に移動させ、複数枚のバルブ体のうち、最も駆動弁に近いバルブ体を、バルブ体の外周部に対して内周部が弁座に接近する方向に弾性変形させることで、バルブ体の内周部と弁座との間の隙間流路を可変とするソレノイドアクチュエータと、複数のバルブ体の開口部同士を連通させた状態で、複数のバルブ体の周方向への相対的な回転を拘束するバルブ回転拘束部と、を備える制御弁部が開示されている。
特開2017−180606号公報
ところで、バルブ体を駆動部により押圧して弾性変形させ、これにより流路面積を制御する場合、流体の流量が多くなった場合に、バルブ体が過剰に撓むことがある。
本発明は、バルブ体が過剰に撓むことを抑制し、バルブ体の耐久性をさらに向上させることができる弁機構等を提供することを目的とする。
かかる目的のもとで、完成させた本発明は、軸方向に貫通した中空部、を有する筒体と、軸方向に貫通した貫通孔を有し、筒体の軸方向端面と接触するように配置されたバルブ体と、軸方向へ移動可能に、且つ、バルブ体を境に、筒体とは反対側に配置された駆動弁と、を備え、バルブ体は、環状に形成される外枠部と、外枠部に対し半径方向内側において環状に形成される内枠部と、外枠部と内枠部とを繋ぐ複数のスポーク部と、を備えるスポークバルブと、スポークバルブのスポーク部が変形したときに、スポーク部を保護する保護バルブと、を備え、保護バルブは、環状に形成される外枠部と、外枠部から内側に突出し、スポークバルブのスポーク部に対応する位置に形成される爪部と、を備える爪付きバルブである弁機構である。この場合、保護バルブの爪部により、スポークバルブの接続部を保護することができる。
ここで、バルブ体は、複数のスポークバルブが積層し、保護バルブは、圧側行程または伸側行程のいずれか一方において流体が最初に接触するスポークバルブを保護するようにしてもよい。この場合、過度に撓みやすいスポークバルブを保護することができる。
また、スポークバルブは、3枚以上積層し、3枚以上のスポークバルブを、最も駆動弁側に位置する第1のスポークバルブ、第1のスポークバルブよりも筒体側に位置する第2のスポークバルブおよび最も筒体側に位置する第3のスポークバルブとしたときに、保護バルブは、第2のスポークバルブと接触して配されるようにしてもよい。この場合、第1のスポークバルブや第3のスポークバルブが撓んだときに保護バルブと接触し、撓みを抑制することができる。
さらに、第3のスポークバルブが、圧側行程または伸側行程のいずれか一方において流体が最初に接触し、保護バルブは、第2のスポークバルブに対し第3のスポークバルブ側に少なくとも配されるようにしてもよい。この場合、耐久性が低くなりやすい第3のスポークバルブを保護することができる。
またさらに、第3のスポークバルブは、撓んだときに、スポーク部が保護バルブに接触するようにしてもよい。この場合、スポーク部が保護バルブに接触することで、スポーク部が撓みにくくなる。
またさらに、軸方向に貫通した中空部、を有する筒体と、軸方向に貫通した貫通孔を有し、筒体の軸方向端面と接触するように配置されたバルブ体と、軸方向へ移動可能に、且つ、バルブ体を境に、筒体とは反対側に配置された駆動弁と、を備え、バルブ体は、環状に形成される外枠部と、外枠部に対し半径方向内側において環状に形成される内枠部と、外枠部と内枠部とを繋ぐ複数のスポーク部と、を備えるスポークバルブと、スポークバルブのスポーク部が変形したときに、スポーク部を保護する保護バルブと、を備え、スポークバルブは、3枚以上積層し、3枚以上のスポークバルブを、最も駆動弁側に位置する第1のスポークバルブ、第1のスポークバルブよりも筒体側に位置する第2のスポークバルブおよび最も筒体側に位置する第3のスポークバルブとしたときに、保護バルブは、第2のスポークバルブと接触して配され、保護バルブと第3のスポークバルブとの間にスペーサを挟むようにしてもよい。この場合、減衰特性を調整することができる。
そして、保護バルブは、スポークバルブの外枠部とスポーク部との接続部を保護するようにしてもよい。この場合、特に耐久性が低くなりやすい接続部を保護することができる
そして、軸方向に貫通した中空部、を有する筒体と、軸方向に貫通した貫通孔を有し、筒体の軸方向端面と接触するように配置されたバルブ体と、軸方向へ移動可能に、且つ、バルブ体を境に、筒体とは反対側に配置された駆動弁と、を備え、バルブ体は、環状に形成される外枠部と、外枠部に対し半径方向内側において環状に形成される内枠部と、外枠部と内枠部とを繋ぐ複数のスポーク部と、を備えるスポークバルブと、スポークバルブのスポーク部が変形したときに、スポーク部を保護する保護バルブと、スポークバルブおよび保護バルブを位置決めする位置決め部材を備え、位置決め部材は、周方向においてスポーク部を収容する第1の凹部が形成され、他の箇所で第1の凹部に対し突出する凸部が形成されることで、周方向の位置決めをするようにしてもよい。これにより、バルブ体の組み立てがより容易になる。
また、位置決め部材は、凸部から凹むとともに第1の凹部より浅く形成される第2の凹部を有し、第1の凹部の上面と第2の凹部の上面とは、同一の斜面上となるようにしてもよい。これにより、バルブ体の組み立てがより容易になる。
さらに、本発明は、上記記載の弁機構と、流体を収容するシリンダと、シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、ピストンに連結されてシリンダの外部へと延出されたピストンロッドと、シリンダ内にピストンロッドが進入する場合にピストンロッドの進入体積分の油量を補償する油溜室と、ピストンの摺動に起因して流動する流体が弁機構に流れることにより減衰力を発生し、弁機構を経た流体が油溜室と流通可能である、緩衝器である。
本発明によれば、バルブ体が過剰に撓むことを抑制し、バルブ体の耐久性をさらに向上させることができる弁機構等を提供することができる。
本実施の形態に係る緩衝器の全体構成を示す断面図である。 緩衝器に設けられたダンパーケースを示す平面図である。 ダンパーケースに設けられた減衰力発生装置を示す断面図である。 減衰力発生装置の制御弁部の構成を示す拡大断面図である。 連通孔を説明した図であり、駆動弁を、図4とは別の断面により示した図である。 バルブ体の構成について示した図である。 駆動弁をバルブ体側に変位させる前を示した図である。 駆動弁をバルブ体側に変位させた後を示した図である。 圧側行程において、保護バルブを設けた場合のスポークバルブの状態を示した図である。 圧側行程において、保護バルブを設けなかった場合のスポークバルブの状態を示した図である。
以下、添付図面を参照して、本発明による弁機構、減衰力発生装置、および緩衝器を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
〔緩衝器10の全体構成の説明〕
図1は、本実施の形態に係る緩衝器10の全体構成を示す断面図である。
図1に示すように、緩衝器10は、例えば自動二輪車の車体と後輪を支持する後輪支持部との間に設けられ、後輪から入力される衝撃や振動を緩衝する。以下の説明において、緩衝器10は、上下方向に延び、その上端部に設けられた車体側取付部18が車体側に連結され、下端部に設けられた車軸側取付部材20が後輪側に連結される。ただし、本発明は、緩衝器10を例えば横方向(略水平方向)に延びるように設ける場合を排除するものではない。
緩衝器10は、シリンダ11と、ピストン12と、ピストンロッド13と、リザーバ30と、減衰力発生装置40と、図示しないスプリングと、を備える。
シリンダ11は、流体の一例である油を収容する。シリンダ11は、同心状の二重管をなす内筒14と外筒15とによって構成されている。緩衝器10の上端部側には、車体側取付部18が設けられたダンパーケース16が配置されている。ダンパーケース16には、シリンダ11側に延びる円筒状のシリンダ保持部17が設けられている。外筒15および内筒14は、その上端部がシリンダ保持部17に挿入されて保持されている。
シリンダ11の外筒15の内径は、内筒14の外径よりも一定寸法大きく形成されている。これによって外筒15と内筒14との間には、円筒状の流路101が形成されている。
外筒15は、内筒14の下端部14bよりも所定寸法下方に突出するように形成されている。外筒15の下端部15bの内側には、ピストンロッド13をその中心軸方向(図1の上下方向)に摺動可能に支持する円環状のロッドガイド23が設けられている。内筒14の下端部14bは、ロッドガイド23の上面に突き当たり、これによって、流路101の下端は閉塞されている。
また、ロッドガイド23には、その上側に、ピストン12が衝突したときの衝撃を吸収するリバウンドラバー24が設けられている。
ピストン12は、ピストンロッド13の端部に固定されると共にシリンダ11の軸方向(図1の上下方向)に移動可能にシリンダ11に接触して設けられ、シリンダ11内の空間を区画する。ピストン12は、シリンダ11の内筒14の内側に、内筒14の中心軸方向(図1の上下方向)に沿って摺動可能に嵌装されている。このピストン12によって、シリンダ11の内筒14の内側空間は、ダンパーケース16側に形成されたピストン側油室S1と、ピストンロッド13側に形成されたロッド側油室S2とに区画されている。
ダンパーケース16には、内筒14の上端開口に対向する位置に、ピストン側油室S1に開口する油孔102が形成されている。この油孔102は後述する減衰力発生装置40の第一油室S11(図3参照)に連通している。
内筒14の下端部14bには、複数の油孔103が形成され、これらの油孔103により、ロッド側油室S2と、流路101とが連通している。
さらに、流路101の上端部において、外筒15には、シリンダ保持部17に対向する部分に、複数の油孔104が形成されている。これらの油孔104により、ピストン側油室S1と流路101とが連通している。
ダンパーケース16には、油孔104に対向する位置に、後述する減衰力発生装置40の第三油室S13(図3参照)に連通する流路105が形成されている。
ピストンロッド13は、シリンダ11の軸方向(図1の上下方向)に相対的に移動する。ピストンロッド13は、ピストン12に対し、ナット19により固定されている。ピストンロッド13は、内筒14の中心軸方向(図1の上下方向)に沿って延び、ロッドガイド23を貫通してシリンダ11の外方に突出している。よって、ピストンロッド13は、ピストン12に連結されてシリンダ11の外部へと延出された部材である、と言うこともできる。ピストンロッド13の下端13bに、車軸側取付部材20が設けられている。車軸側取付部材20においてシリンダ11側には、緩衝器10の底付きを防ぐためのバンプラバー22がピストンロッド13に挿通して設けられている。
〔リザーバ30の説明〕
図2は、緩衝器10に設けられたダンパーケース16を示す平面図である。
図2に示すように、リザーバ30は、ダンパーケース16に形成され、例えば円筒状で、その内部に袋状のブラダ31を備えている。ブラダ31はゴム等の弾性体によって袋状に成形されたもので、膨張および収縮が可能となっている。ブラダ31の内部には、エア等のガスが充填されている。また、リザーバ30内において、ブラダ31の外側の空間は、油溜室S3とされ、連通路107を介して、後述する減衰力発生装置40の第二油室S12(図3参照)に連通している。つまり、減衰力発生装置40を経た油は油溜室S3と流通可能である。
上記したようなシリンダ11内のピストン側油室S1、ロッド側油室S2、内筒14と外筒15との間の流路101、リザーバ30内の油溜室S3、および後述する減衰力発生装置40内には、油が充填されている。
〔減衰力発生装置40の説明〕
図3は、ダンパーケース16に設けられた減衰力発生装置40を示す断面図である。
減衰力発生装置40は、ピストンロッド13の相対的な移動に伴って油が流れる流路を有し、油が流路を流れる際に減衰力を発生させる。減衰力発生装置40は、ダンパーケース16に形成された有底筒状のダンパ保持部27に設けられている。減衰力発生装置40は、全体として円柱状をなし、カートリッジケース41と、メインダンパ42と、弁座部材50と、制御弁部60とを、主に備えている。
減衰力発生装置40は、その第一端40a側に筒状のカートリッジケース41が設けられている。カートリッジケース41の外周面には、雄ネジ部41nが形成されている。減衰力発生装置40は、カートリッジケース41の雄ネジ部41nをダンパ保持部27の内周面に形成された雌ネジ部27nにねじ込むことで、ダンパ保持部27に着脱可能に保持されている。
以下の説明において、減衰力発生装置40において、カートリッジケース41が設けられている側の端を第一端40aとし、その反対側の端を第二端40bとし、第一端40aと第二端40bとを結ぶ方向を中心軸C方向とする。
メインダンパ42は、減衰力発生機構の一例であり、減衰力発生装置40の第二端40b側に、カートリッジケース41から露出して設けられている。メインダンパ42は、減衰力発生装置40の第二端40b側から第一端40a側に向かって、バルブストッパ39、圧側出口チェック弁43、伸側弁座部材44、伸側減衰バルブ45、中間部材46、圧側減衰バルブ47、圧側弁座部材48、および伸側出口チェック弁49、が順次配置されている。これらの、バルブストッパ39、圧側出口チェック弁43、伸側弁座部材44、伸側減衰バルブ45、中間部材46、圧側減衰バルブ47、圧側弁座部材48、および伸側出口チェック弁49は、それぞれ円環状に形成されている。
伸側弁座部材44には、複数の伸側入口油路44tと圧側出口油路44cとが、周方向に沿って交互に形成されている。伸側入口油路44tおよび圧側出口油路44cは、それぞれ、伸側弁座部材44を中心軸C方向に貫通して形成されている。
伸側入口油路44tは、伸側弁座部材44の第二端40b側に開口している。伸側減衰バルブ45は、伸側入口油路44tの第一端40a側の出口を塞ぐように設けられている。伸側減衰バルブ45は、複数枚のディスクバルブを積層して構成されている。
圧側出口油路44cは、伸側弁座部材44の第一端40a側に開口している。圧側出口チェック弁43は、ディスクバルブからなり、圧側出口油路44cの第二端40b側の出口を塞ぐように設けられている。
圧側弁座部材48には、複数の圧側入口油路48cと伸側出口油路48tとが、周方向に沿って交互に形成されている。圧側入口油路48cおよび伸側出口油路48tは、それぞれ、圧側弁座部材48を中心軸C方向に貫通して形成されている。
圧側入口油路48cは、圧側弁座部材48の第一端40a側に開口している。圧側減衰バルブ47は、圧側入口油路48cの第二端40b側の出口を塞ぐように設けられている。圧側減衰バルブ47は、複数枚のディスクバルブを積層して構成されている。
伸側出口油路48tは、圧側弁座部材48の第二端40b側に開口している。伸側出口チェック弁49は、ディスクバルブからなり、伸側出口油路48tの第一端40a側の出口を塞ぐように設けられている。
伸側減衰バルブ45は、通常時は、伸側入口油路44tを閉塞して油の流れを遮断し、伸側入口油路44tを通る圧力に応じて撓み変形し、伸側入口油路44tとの隙間を油が通るときに、減衰力を発生する。また、圧側減衰バルブ47は、通常時は、圧側入口油路48cを閉塞して油の流れを遮断し、圧側入口油路48cを通る圧力に応じて撓み変形し、圧側入口油路48cとの隙間を油が通るときに、減衰力を発生する。伸側減衰バルブ45はディスクバルブの枚数を、圧側減衰バルブ47はディスクバルブの枚数をそれぞれ調整することで、発生する減衰力を調整する。
圧側出口チェック弁43は、通常時は、圧側出口油路44cを閉塞して油の流れを遮断し、圧側出口油路44cを通る油の圧力に応じて撓み変形し、油を流通させる。また、伸側出口チェック弁49は、通常時は伸側出口油路48tを閉塞して油の流れを遮断し、伸側出口油路48tを通る油の圧力に応じて撓み変形し、油を流通させる。
弁座部材50は、小径部51と、大径部52と、を有する。
小径部51は、弁座部材50において第二端40b側に形成されている。小径部51は、減衰力発生装置40の中心軸C方向に沿って延び、円環状のバルブストッパ39、圧側出口チェック弁43、伸側弁座部材44、伸側減衰バルブ45、中間部材46、圧側減衰バルブ47、圧側弁座部材48、および伸側出口チェック弁49の中心部に形成された開口に挿通されている。小径部51の外径は、円環状のバルブストッパ39、圧側出口チェック弁43、伸側弁座部材44、伸側減衰バルブ45、中間部材46、圧側減衰バルブ47、圧側弁座部材48、および伸側出口チェック弁49の中心部に形成された開口の直径と略同一の大きさである。最も第二端40b側に配置されたバルブストッパ39は、小径部51の外周面に設けられたストッパーリング39sにより、小径部51から第二端40b側に抜ける方向への移動が規制されている。
大径部52は、小径部51よりも大きな外径を有し、小径部51の第一端40a側に連続して形成されている。大径部52と小径部51との間には、中心軸C方向に直交する直交面53が形成されている。伸側出口チェック弁49は、この直交面53に突き当たり、大径部52側への移動が規制されている。
図4は、減衰力発生装置40の制御弁部60の構成を示す拡大断面図である。
図3および図4に示すように、大径部52には、小径部51側に向かって窪む凹部54が形成されている。大径部52の凹部54の中央部には、凹部54の底面54bから隆起したボス部55が形成されている。
また、大径部52には、第一端40a側に、さらに外周側に拡径して第一端40a(図4の上方、図3参照)側に延びる筒状部52tが形成されている。
この大径部52には、その内外を貫通する流路孔56が形成されている。流路孔56は、後述する制御弁部60のバルブ体70の外周側に形成されている。
図3および図4に示すように、弁座部材50には、小径部51の第二端40b側の先端部51sと、大径部52のボス部55とを連通する中央流路106が形成されている。
このような弁座部材50は、筒状部52tと大径部52の第一端40a側の一部がカートリッジケース41内に挿入され、大径部52の第二端40b側と、小径部51に保持されたメインダンパ42とが、カートリッジケース41から外方に突出している。
このようにしてカートリッジケース41から第二端40b側に突出したメインダンパ42と弁座部材50の大径部52とは、有底筒状のダンパ保持部27の内側に挿入配置されている。
図3に戻り、メインダンパ42の伸側弁座部材44および圧側弁座部材48には、その外周面に環状のシールリング44s、48sがそれぞれ設けられている。メインダンパ42がダンパ保持部27内に収容された状態で、各シールリング44s、48sがダンパ保持部27の内周面に突き当たることで、ダンパ保持部27とメインダンパ42との間には、第一油室S11、第二油室S12、および第三油室S13が形成されている。
第一油室S11は圧側弁座部材48のシールリング48sよりも第一端40a側に形成されている。第二油室S12は、伸側弁座部材44のシールリング44sと圧側弁座部材48のシールリング48sとの間に形成されている。第三油室S13は、ダンパーケース16の第二端40b側の底部と伸側弁座部材44のシールリング44sとの間に形成されている。
弁座部材50の小径部51の先端部51sは、ダンパーケース16の第三油室S13内に配置され、第三油室S13と小径部51に形成された中央流路106とが連通している。
また、ダンパーケース16には、圧側弁座部材48と伸側弁座部材44との間で第二油室S12に臨む位置に、リザーバ30内の油溜室S3に連通する連通路107が形成されている。
制御弁部60は、弁機構の一例である。制御弁部60は、駆動弁61、駆動弁61を駆動するソレノイドアクチュエータ62、筒状部52tの内側に嵌め込まれた円環状の弁体ホルダ64、凹部54に収容されたバルブ体70、および、バルブ体70に接触可能に配置されたオリフィスカラー80を備えている。またさらに、制御弁部60は、バルブカラー78、および、バルブカラー78とオリフィスカラー80との間に配置されたコイルスプリング79を備えている。
駆動弁61は、弁体ホルダ64に、減衰力発生装置40の中心軸C方向に沿って移動可能に設けられている。駆動弁61は、バルブ体70を境に、オリフィスカラー80とは反対側(駆動弁61はバルブ体70の上側、オリフィスカラー80はバルブ体70の下側)に配置される。
図4に示すように、駆動弁61は、中心軸C方向に形成された流路61hを内部に有する軸部61jと、軸部61jの外周面61aから軸部61jの径方向外側へと伸びた第1段部61bとを備える。流路61hは、中心軸C方向に貫通する貫通孔である。よって軸部61jは、外周面61aと流路61hとにより全体として略円筒状をなす。この場合、外周面61aは、円筒の外側面となり、流路61hは、円筒の内周面あるいは内側面となる。軸部61jには、第一端40a側の後端部に、先端部側に向かって窪むロッド収容部61sを有している。
また、駆動弁61は、外周面61aから、中心軸C方向(軸方向)に対し交差する方向に突出する円環状の第1段部61bを有する。この場合、第1段部61bは、外周面61aから、中心軸C方向に対し略垂直な方向に突出し、外周面61aへ連なる円環状の部位である。そして、駆動弁61は、第1段部61bにより、収容部61kを形成する。本実施の形態では、この収容部61kにバルブ体70の一部である後述するスポークバルブ71Aが収容される。また、第1段部61bが外周面61aから突出する方向は、油の流れる方向に沿う方向でもある。つまり第1段部61bは、中心軸C方向に対し、略垂直な方向に突出することで、中心軸C方向に対し略垂直な方向に配されるバルブ体70の一部を隙間なく収容するとともに、油の流れを阻害しにくくしている。また、駆動弁61がバルブ体70を押圧すると、第1段部61bが、スポークバルブ71Aを押圧し、スポークバルブ71Aがオリフィスカラー80側へと弾性変形する。
さらに、軸部61jは、第1段部61bよりも第二端40b側(オリフィスカラー80側)へと突出する突出部61cと、第1段部61bに対して突出部61cとは反対側に伸びた、突出部61cの外径よりも外周面の径が大きい基部61mとを有する。また、突出部61cは、内部に上述した流路61hを有するため、円筒状である。突出部61cは、油を中心軸C方向に向け流す役割を有する。詳しくは後述するが、例えば、圧側行程では、油は、軸部61jの径方向外側から第1段部61bに沿って外周面61aに向かって流れた後、突出部61cに沿って方向を変え、第二端40b側へと流れ、その後、中央流路106に向け流れる。このように、突出部61cは、軸部61jの径方向から中心軸C方向へと油の流れの向きを転換させる。そのため、突出部61cは、中央流路106に向けて流すための、油の方向転換部であると言うこともできる。また、伸側行程では、油は、これとは逆向きに流れる。この場合も、突出部61cは、油の流れを中心軸C方向から、軸部61jの径方向へと転換させるための、油の方向転換部であると言うこともできる。よって、突出部61cも、油の流れる方向に沿う方向に沿って形成される、と言うことができる。
またさらに、駆動弁61は、軸部61jの突出部61cの外周面と流路61hとを繋ぐ連通孔61dを有する。
図5は、連通孔61dを説明した図であり、駆動弁61を、図4とは別の断面により示した図である。
この連通孔61dは、突出部61cの外周面から中心軸C方向(軸方向)に対し斜めになる方向に伸びて流路61hに連通する斜孔である。換言すれば、連通孔61dは、突出部61cの外周面から、第一端40aの方向へ向けて、斜めに直線状に形成された斜孔である。この連通孔61dは、基部61mよりも突出部61c側の部位で、流路61hに開口している。連通孔61dは、流路61hに開口する第1開口61d1よりも、突出部61cの外周面に開口する第2開口61d2が第二端40b側(オリフィスカラー80側)に配置された斜孔である。
またさらに、駆動弁61は、突出部61cの外周面から突出部61cの径方向外側に伸びた第2段部61eを有する。この第2段部61eは、中心軸Cを中心として環状に形成され、第2段部61eの外径は、第1段部61bの外径よりも小さい。さらに第2段部61eは、第二端40b側(オリフィスカラー80側)の端面に、環状の凹部61e1を有する。図5に示すように、中心軸Cを法線方向とする平面と、オリフィスカラー80に面する凹部61e1の頂部61e2側の傾斜面とがなす角度θは、10°以上30°以下(10°≦θ≦30°)であることが好ましく、20°であることが特に好ましい。これにより、渦流が発生しにくくなり、圧側行程における油の流れが、より円滑になる。
また、第2段部61eは、詳しくは後述するバルブ体70のうちスポークバルブ71Aよりも第二端40b側(オリフィスカラー80側)に配置されているスポークバルブ71Bと対峙する。そして、第2段部61eは、駆動弁61がバルブ体70を押圧しない状態では、スポークバルブ71Bと接触はしていない。駆動弁61がバルブ体70を押圧すると、第2段部61eとスポークバルブ71Bとが接触し、第2段部61eが、スポークバルブ71Bを押圧し、スポークバルブ71Bが第二端40b側(オリフィスカラー80側)に弾性変形する。このとき第2段部61eには、凹部61e1が形成されているため、第2段部61eの頂部61e2が、スポークバルブ71Bに接触する。
ソレノイドアクチュエータ62は、駆動弁61を軸方向に移動させる駆動部の一例である。ソレノイドアクチュエータ62は、図3に示すように、カートリッジケース41内に設けられている。また、ソレノイドアクチュエータ62は、二つのコア65A、65Bと、コイル66と、ロッド67と、プランジャ68と、を備えている。
コア65Aは、凹部65cを有した有底筒状であり、コア65Bは、凹部65dを有した有底筒状である。これら二つのコア65A、65Bは、凹部65c、65dを互いに対向させて設けられることで、中心軸C方向に連続するプランジャ室69が形成されている。
ロッド67は、中心軸C方向に沿って延び、一方のコア65Aに設けられたガイドブッシュ65gと、他方のコア65Bに形成された凹部内に設けられたガイドブッシュ65hとによって、中心軸C方向に沿ってスライド可能に保持されている。
ロッド67は、中心軸C方向に貫通する貫通孔67hを有している。
ロッド67の第二端40b側の先端部は、駆動弁61に設けられたロッド収容部61s内に挿入されている。ロッド67の外径は、ロッド収容部61sの内径よりも小さく、これによってロッド収容部61s内には、ロッド67との間に円筒状の隙間61gが形成されている。ロッド67は、第二端40b側の先端部に、貫通孔67h内と隙間61gとを連通する連通孔(図示無し)を有している。
また、コア65Aと弁体ホルダ64との間には、ロッド67の外周側に広がる背圧室65rが形成されている。この背圧室65rは、隙間61gに連通し、さらに、連通孔(図示無し)を通してロッド67の貫通孔67h内にも連通している。
このようなソレノイドアクチュエータ62は、コイル66に印加する電流を増減してコイル66で発生する電磁力を調整することで、ロッド67が中心軸C方向に進退する。このロッド67の進退により駆動弁61の位置が中心軸C方向に調整可能とされている。つまりソレノイドアクチュエータ62は、コイル66に電流を印加すると、駆動弁61を第二端40bに向け押圧する推力を発生する。この推力と、背圧室65rに流入した油の圧力により、駆動弁61は、バルブ体70を第二端40bに向け押圧する。
図6は、バルブ体70の構成について示した図である。
なお、図6では、バルブ体70の他に、駆動弁61およびバルブカラー78について併せて図示している。
図示するバルブ体70は、全体としては円筒状をなす部材である。バルブ体70は、その中心が中心軸Cと略一致するように配される。バルブ体70は、第一端40aから第二端40bに向けて順に積層された、スポークバルブ71A、スペーサ73A、保護バルブ710A、スポークバルブ71B、保護バルブ710B、スペーサ73Bおよび、スポークバルブ71Cを有している。換言すれば、スポークバルブ71A、スポークバルブ71Bおよびスポークバルブ71Cは、ソレノイドアクチュエータ62が駆動弁61を押圧する方向に向けて積層されている、と言うこともできる。本実施の形態において、バルブ体70は、軸方向に積層された複数のバルブ体(3枚のスポークバルブ71A、71B、71C)と、この積層方向に隣接するバルブ体の間に配設されたスペーサ(積層方向に隣接するスポークバルブの間に配設されたスペーサ73A、73B)とスポークバルブ71Bに接触して配される保護バルブ(スポークバルブ71Bを挟んで配される710A、710B)と、を備えている。ここでは、スポークバルブが、軸方向に3枚積層されている場合を示しているが、本発明は、軸方向に積層された4枚以上のスポークバルブを備える形態とすることも可能である。
スポークバルブ71Aは、複数のバルブ体の、第一端40a側の上端部に位置する第1のスポークバルブの一例である。また、スポークバルブ71Aは、3枚のスポークバルブ71A、71B、71Cのうち、最も駆動弁61側に位置すると言うこともできる。スポークバルブ71Aは、環状に形成された外枠部74と、外枠部74に対し半径方向内側において環状に形成される内枠部75と、外枠部74と内枠部75とを繋ぐ複数のスポーク部72Sと、を備える。これにより、内枠部75の内側には、中心孔76が形成される。また、スポーク部72Sは、互いに離間して複数配置され、本実施の形態では、周方向に等間隔に3個配置される。即ち、周方向において120°毎に1個のスポーク部72Sが配置される。これにより、周方向において隣接するスポーク部72S間に開口した開口部77が3個形成される。中心孔76および開口部77は、バルブ体70に備えられる、軸方向に貫通した貫通孔の一例である。
スポークバルブ71Bは、スポークバルブ71Aよりも第二端40b側(オリフィスカラー80側)に配置されている第2のスポークバルブの一例である。スポークバルブ71Cは、第二端40b側の下端部に位置する。スポークバルブ71Cは、筒体であるオリフィスカラー80の中心軸C方向端面と接触するように配置された第3のスポークバルブの一例である。また、スポークバルブ71Cは、3枚のスポークバルブ71A、71B、71Cのうち、最もオリフィスカラー80側に位置すると言うこともできる。
スポークバルブ71Bの外枠部74およびスポーク部72S並びにスポークバルブ71Cの外枠部74およびスポーク部72Sは、図示するように、スポークバルブ71Aの外枠部74およびスポーク部72Sと同様の構成を有する。
ただし、スポークバルブ71Bの内枠部75は、スポークバルブ71Aの内枠部75よりも半径方向内側に形成される。つまり、スポークバルブ71Bの内枠部75は、スポークバルブ71Aの内枠部75よりも大きさがより小さい。その結果、スポークバルブ71Bの中心孔76は、スポークバルブ71Aの中心孔76よりも小さい。
さらに、スポークバルブ71Cの内枠部75は、スポークバルブ71Aの内枠部75よりも半径方向外側に形成される。つまり、スポークバルブ71Cの内枠部75は、スポークバルブ71Aの内枠部75よりも大きさがより大きい。その結果、スポークバルブ71Cの中心孔76は、スポークバルブ71Aの中心孔76よりも大きい。
つまり、中心孔76の大きさは、スポークバルブ71C、スポークバルブ71A、スポークバルブ71Bの順に小さくなっていく。
また、スポークバルブ71Aおよびスポークバルブ71Cは、同形状の複数枚の板状部材を積層したものである。本実施の形態では、それぞれ3枚の板状部材を積層することで、スポークバルブ71Aおよびスポークバルブ71Cとなっている。
一方、スポークバルブ71Bは、このような積層体ではなく、1枚の板状部材からなる。
図4および図6に示すように、スポークバルブ71Aの内枠部75は、第一端40a側の面である上面が、駆動弁61の収容部61kに収容される。即ち、スポークバルブ71Aの中心孔76の直径は、駆動弁61の収容部61kの外径と略等しく、中心孔76の内周面と収容部61kとが接触している。
そして、スポークバルブ71Bの内枠部75は、第一端40a側の面である上面が、駆動弁61の第2段部61eと対峙する。
さらに、スポークバルブ71Cの内枠部75は、後述するオリフィスカラー80上およびバルブカラー78上に載置される。
スポークバルブ71A、スポークバルブ71B、および、スポークバルブ71Cのそれぞれの開口部77は、油を流通させる流路の一部として機能する。開口部77は、バルブ体70における中心軸C方向の流路であると言うこともできる。
スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの軸方向の間隙は、油を流通させる隙間流路110Aとして機能する。同様に、スポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cとの軸方向の間隙も、油を流通させる隙間流路110Bとして機能する。これら隙間流路110Aおよび隙間流路110Bは、バルブ体70に形成される流路の一部であり、バルブ体70における半径方向の流路であると言うこともできる。なお以後、隙間流路110Aと隙間流路110Bとを区別しない場合は、単に「隙間流路110」と言うことがある。
スペーサ73Aは、円環状をなし、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間に配され、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間隙を調整する。これにより、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間の隙間流路110Aの流路面積が調整される。さらに、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間に保護バルブ710Aが設けられるため、スペーサ73Aは、スポークバルブ71Aと保護バルブ710Aとの間に挟まれて配される。
また、スペーサ73Bも、円環状をなし、スポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cとの間に配され、スポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cとの間隙を調整する。これにより、スポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cとの間の隙間流路110Bの流路面積が調整される。さらに、スポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cとの間に保護バルブ710Bが設けられるため、スペーサ73Bは、保護バルブ710Bとスポークバルブ71Cとの間に挟まれて配される。
スペーサ73Aおよびスペーサ73Bは、それぞれ、積層方向に隣接するスポークバルブ71A、71B、71Cの外枠部74の間に位置するように配される。つまり、スペーサ73Aおよびスペーサ73Bは、スポークバルブ71A、71B、71Cの外枠部74と同様の形状および大きさとなっており、積層方向に隣接する外枠部74の間に挟まることで、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間の間隔、およびスポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cとの間の間隔を調整する。
さらに、本実施の形態では、スペーサ73Aとスポークバルブ71Bとの間に保護バルブ710Aを挟む。また、スポークバルブ71Bとスペーサ73Bとの間に、保護バルブ710Bを挟む。つまり、保護バルブ710Aおよび710Bは、スポークバルブ71Bと接触して配されるとともに、スポークバルブ71Bを挟み配される。
詳しくは後述するが、保護バルブ710Bは、スポークバルブ71Cのスポーク部72Sが変形したときに、スポーク部72Sを保護する。
保護バルブ710Aおよび710Bは、環状に形成される外枠部74と、外枠部74から内側に突出し、スポークバルブ71Bのスポーク部72Sに対応する位置に形成される爪部711と、を備える爪付きバルブである。
保護バルブ710Aおよび710Bの外枠部74は、スポークバルブ71B、およびスペーサ73A、73Bの外枠部74と同様の形状および大きさとなっている。そのため、保護バルブ710Aの外枠部74は、スペーサ73Aおよびスポークバルブ71Bのそれぞれの外枠部74の間に挟まる。また、保護バルブ710Bの外枠部74は、スポークバルブ71Bおよびスペーサ73Bのそれぞれの外枠部74の間に挟まる。
また、スポークバルブ71Bのスポーク部72Sは、上述したように、周方向に等間隔に3個配置される。そのため、スポーク部72Sに対応する位置に形成される保護バルブ710Aおよび710Bの爪部711も、周方向に等間隔に3個配置される。即ち、保護バルブ710Aおよび710Bの周方向において120°毎に1個の爪部711が配置される。詳しくは後述するが、これらの爪部711により、保護バルブ710Bは、スポークバルブ71Cの外枠部74とスポーク部72Sとの接続部713を保護する。
また、保護バルブ710Aは、スペーサ73Aとともに、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間の間隔を調整する間隔調整部材であると捉えることもできる。同様に、保護バルブ710Bは、スペーサ73Bとともに、スポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cとの間の間隔を調整する間隔調整部材であると捉えることもできる。つまり、保護バルブ710Aおよび710Bは、スペーサ73A、73Bと同様に、積層方向に隣接するスポークバルブ間の間隔を調整する。
バルブカラー78は、バルブ体70のスポークバルブ71A、71B、71Cおよび保護バルブ710A、710Bの位置決め部材の一例である。バルブカラー78は、周方向において、スポークバルブ71A、71B、71Cのスポーク部72Sおよび保護バルブ710A,710Bの爪部711と対応する位置に配置された、第1の凹部78aを備えている。上述のように、本実施の形態では、スポーク部72Sが周方向に等間隔に3個配置されているので、第1の凹部78aは、周方向に等間隔に3個設けられている。さらに、バルブカラー78は、周方向に隣接する第1の凹部78aの間に、第1の凹部78aに対して突出する凸部78bを備えている。周方向に等間隔に3個設けられている凸部78bは、スポークバルブ71A、71B、71Cの開口部77を貫通する。これにより、周方向において、スポークバルブ71A、71B、71Cおよび保護バルブ710A、710Bの位置決めを行なうことができる。
また、バルブカラー78は、載置部78dを有している。この載置部78d上にスポークバルブ71Cの内枠部75が載置される。これにより、スポークバルブ71A、71B、71Cの中心軸C方向の位置決めを行なうことができる。
また、バルブカラー78の凸部78bは、凹むとともに第1の凹部78aより上部に形成される第2の凹部78cを有する。そして、図4の点線L1に示したように、第1の凹部78aの上面と第2の凹部78cの上面とは、同一の斜面上になる。
本実施の形態では、バルブカラー78の凸部78bは、6個設けられる。そのため、それぞれの凸部78bの間にある凹部は、上述した第1の凹部78aおよび第2の凹部78cを含めて6個存在する。これは、周方向に60°毎に等間隔に凹部が存在すると言うこともできる。よって一様の深さでこの凹部を作成した場合、バルブ体70の組み付けの際にスポークバルブ71A、71B、71Cのスポーク部72Sや保護バルブ710Bの爪部711が、本来入るべき凹部から周方向に60°ずれた凹部に入ってしまう場合が生じる。これを防止するため、本来入るべき第1の凹部78a等の凹部は、深く形成し、入るべきでない第2の凹部78c等の凹部は、浅く形成する。この深く形成される凹部と浅く形成される凹部は、図示するように周方向に交互に配列し、深く形成される凹部は、周方向に120°毎に配列する。よって、組み付けの際に、本来入るべき凹部にスポーク部72Sや爪部711を収容することが容易になる。また、第1の凹部78aの上面を斜面とすることで、スポークバルブ71Cと第1の凹部78aの上面とが接触しなくなる。スポークバルブ71Cの内枠部75は、載置部78d上に載置される。すなわち、載置部78dとは別に、第1の凹部78aの上面を斜面とすることで、スポークバルブ71Cの内枠部75は載置部78d上に載置され、スポークバルブ71Cとバルブカラー78との間のシール性を確保できる。さらに、第1の凹部78aの上面と第2の凹部78cの上面とは、同一の斜面上とすることで、第1の凹部78aおよび第2の凹部78cを、円形のカッターやフライスを使用することで、共に加工することができ、バルブカラー78の製造がより容易になる。
コイルスプリング79は、バルブカラー78の第二端40b側に設けられた凹部78eにおいて、圧縮された状態で設けられている。このコイルスプリング79は、駆動弁61がバルブ体70を押圧するときには、バルブ体70およびバルブカラー78を介して押圧されることで、圧縮された状態が維持される。
オリフィスカラー80は、筒体の一例であり、バルブ体70を挟み駆動弁61と相対して配される。
オリフィスカラー80は、中心軸C方向第一端40a側の端面にバルブ体70と接触し、収容するための上段部81を有している。上段部81の中心軸方向第一端40a側の端面とスポークバルブ71Cの内枠部75のオリフィスカラー80側の端面とが接触した状態で、バルブ体70がオリフィスカラー80に収容される。
さらに、オリフィスカラー80は、軸方向に貫通した中空部として貫通孔82を有する。この貫通孔82は、オリフィスカラー80の内部において中心軸C方向(軸方向)に油を流す。貫通孔82は、第一端40a側である上部に位置する上部貫通孔82Hと、第二端40b側である下部に位置する下部貫通孔82Lと、上部貫通孔82Hと下部貫通孔82Lとを繋ぐ中部貫通孔82Mとからなる。このうち上部貫通孔82Hおよび下部貫通孔82Lの流路は、中心軸C方向(軸方向)で直径が一定である。対して、中部貫通孔82Mは、中心軸C方向(軸方向)に沿って、バルブ体70から離れるに従い径が小さくなるオリフィス形状をなしている。換言すれば、中部貫通孔82Mは、バルブ体70に近付くにつれて内径が大きくなるオリフィス部であると言うこともできる。中部貫通孔82Mの第一端40a側端部の直径を、上部貫通孔82Hの直径と同じとし、中部貫通孔82Mの第二端40b側端部の直径を、下部貫通孔82Lの直径と同じとすることで、上部貫通孔82H、中部貫通孔82Mおよび下部貫通孔82Lは、連続的に接続されている。
図4に示すように、突出部61cの第二端40b側の先端は、オリフィスカラー80の貫通孔82の内部に入り込む配置となっている。貫通孔82の中部貫通孔82Mをオリフィス形状としない場合、突出部61cと貫通孔82の内周面との距離が小さくなり、油の流通を阻害しやすい。これに対し、本実施の形態では、オリフィス部である中部貫通孔82Mを有しているので、油をより円滑に流通させることができる。
また詳しくは後述するが、上部貫通孔82Hの開口部の直径を変更すると、圧側行程における受圧面積が変化する。そのためオリフィスカラー80を弁座部材50と一体化せずに、別の部材とすることで、上部貫通孔82Hの開口部の径を変更したオリフィスカラー80を使用しやすくなるので、容易に減衰特性を変更することができる。なお、オリフィスカラー80を弁座部材50に、例えば、ねじ込み式で螺合させることで、容易に交換を行なうことができる。
〔減衰力発生装置40の動作の説明〕
次に、減衰力発生装置40の動作について、本実施の形態に沿って説明を行なう。
(圧側行程)
ピストン12がシリンダ11内で車体側に移動する圧側行程においては、ピストン側油室S1内の油がピストン12により圧縮される。すると、ピストン側油室S1内の油は、ダンパーケース16に形成された油孔102から、ダンパ保持部27内に形成された第一油室S11に送り込まれる。図3の矢印C1に示すように、第一油室S11に送り込まれた油は、メインダンパ42の圧側弁座部材48に形成された圧側入口油路48cを通り、その出口側に設けられた圧側減衰バルブ47を押し開き、第二油室S12へと流れ込む。このとき圧側減衰バルブ47を押し開いて、圧側入口油路48cの出口と圧側減衰バルブ47との間に形成された隙間を油が通ることで、減衰力が発生される。
第二油室S12に流れ込んだ油の一部は、図3の矢印C2に示すように、ダンパーケース16に形成された連通路107を通り、油溜室S3に流れ込む。また、図3の矢印C3に示すように、第二油室S12に流れ込んだ油の残部は、伸側弁座部材44の圧側出口油路44cに流れ込み、圧側出口チェック弁43を押し開いて第三油室S13へと流れ込む。
第三油室S13に流れ込んだ油は、ダンパーケース16に形成された流路105を通り、外筒15の上端部に形成された油孔104から内筒14と外筒15との間に形成された円筒状の流路101へと流れ込む。流路101へと流れ込んだ油は、油孔103を通り、ロッド側油室S2へと流れ込む。このようにして、ロッド側油室S2へと油が流れ込むことにより、シリンダ11内にピストンロッド13が進入する場合にピストンロッド13の進入体積分の油量が補償される。
一方、図3の矢印C4に示すように、第一油室S11内の油は、弁座部材50の大径部52に形成された流路孔56から、弁座部材50の大径部52の内側へと流れ込む。
大径部52の内側へと流れ込んだ油は、図4の矢印C5に示すように、スポークバルブ71Bおよびスポークバルブ71Cに形成された開口部77、隙間流路110および、スポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cに形成された中心孔76を通り、オリフィスカラー80の貫通孔82に流れ込む。その後、貫通孔82へと流れ込んだ油は、弁座部材50に形成された中央流路106を通り、第三油室S13へと流れ込む。
このとき、矢印C5で示した経路を流れる油が、隙間流路110を通過する際に生ずる抵抗により減衰力が発生する。
(伸側行程)
車輪の上下動によってピストン12がシリンダ11内で車輪側に移動する伸側行程においては、ロッド側油室S2内の油がピストン12により圧縮される。すると、ロッド側油室S2内の油は、内筒14の下端部に形成された油孔103を通り、内筒14と外筒15との間に形成された円筒状の流路101へと流れ込む。この流路101を流れる油は、外筒15の上端部に形成された油孔104から、ダンパーケース16に形成された流路105を通り、減衰力発生装置40の第三油室S13へと送り込まれる。
図3の矢印T1に示すように、第三油室S13に送り込まれた油は、伸側弁座部材44の伸側入口油路44tに流れ込み、その出口側に設けられた伸側減衰バルブ45を押し開くことで減衰力を発生する。
伸側入口油路44tと伸側減衰バルブ45との間に形成された隙間を通過した油は第二油室S12へと流れ込む。また、図3の矢印T2に示すように、ピストン12の移動にともなうシリンダ11内におけるピストンロッド13の容積変化を補償するため、ダンパーケース16に形成された連通路107を通り、油溜室S3から第二油室S12に油が流れ込む。
第二油室S12に流れ込んだ油は、図3の矢印T3に示すように、圧側弁座部材48の伸側出口油路48tを通り、伸側出口チェック弁49を押し開いて第一油室S11へと流れ込む。
第一油室S11に流れ込んだ油は、ダンパーケース16に形成された油孔102からピストン側油室S1へと流れ込む。このようにして、ピストン側油室S1へと油が流れ込むことにより、シリンダ11からピストンロッド13が退出する場合にピストンロッド13の退出体積分の油量が補償される。
一方、図3の矢印T4に示すように、第三油室S13に流れ込んだ油は、弁座部材50の小径部51の先端部から中央流路106に流れ込み、制御弁部60におけるオリフィスカラー80の貫通孔82へと向かう。
このようにして貫通孔82へと流れ込んだ油は、図4の矢印T5に示すように、オリフィスカラー80の貫通孔82から、スポークバルブ71Aおよびスポークバルブ71Bに形成された中心孔76を通る。中心孔76を通った油は、隙間流路110と、スポークバルブ71Bおよびスポークバルブ71Cに形成された開口部77とを通り、弁座部材50の大径部52に形成された流路孔56を経て、第一油室S11へと流れ込む。
このとき、矢印T5で示した経路を流れる油が、隙間流路110を通過する際に生ずる抵抗により減衰力が発生する。
図7Aおよび図7Bは、ソレノイドアクチュエータ62の推力によって駆動弁61をバルブ体70側に変位させる前と後とを比較した断面図である。このうち図7Aは、駆動弁61をバルブ体70側に変位させる前を示し、図7Bは、駆動弁61をバルブ体70側に変位させた後を示す。
図7Aに示した状態では、ソレノイドアクチュエータ62の推力は発生していない。そのため、駆動弁61は、バルブ体70を押圧していない。駆動弁61によって押されていないので、バルブ体70のスポークバルブ71A、スポークバルブ71Bおよびスポークバルブ71Cは、何れも変形していない。ソレノイドアクチュエータ62の推力が発生していない状態において、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間の隙間流路110Aの幅R11およびスポークバルブ71Bとスポークバルブ71Cとの間の隙間流路110Bの幅R12は、それぞれのスポークバルブの半径方向においてほぼ一様である。この幅R11および幅R12は、それぞれスペーサ73Aおよびスペーサ73Bの厚さである。
対して、図7Bに示した状態では、ソレノイドアクチュエータ62の推力が発生している。ソレノイドアクチュエータ62の推力が発生している状態下では、ロッド67が、バルブ体70を押圧する方向に移動し、移動したロッド67と駆動弁61とが接触する。このようにして、ロッド67と駆動弁61とが接触した後、推力を受けたロッド67がさらにバルブ体70を押圧する方向へと移動することにより、駆動弁61もバルブ体70を押圧する方向に移動し、駆動弁61が、バルブ体70を押圧する。この際、駆動弁61の収容部61kが、スポークバルブ71Aの内枠部75を押圧し、続いて、駆動弁61の第2段部61eが、スポークバルブ71Bの内枠部75を押圧する。その結果、スポークバルブ71Aおよびスポークバルブ71Bのそれぞれのスポーク部72Sが主に弾性変形し、スポークバルブ71Aおよびスポークバルブ71Bの内枠部75が第二端40b側へと移動する。即ち、この場合は、図中下方向に移動する。
ソレノイドアクチュエータ62の推力が発生している状態においても、スポークバルブ71Aおよびスポークバルブ71Bの外枠部74の箇所は、ほとんど変形しない。また、スポークバルブ71Aの外枠部74とスポークバルブ71Bの外枠部74との間には、スペーサ73Aがあるため、この箇所で、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間隔は、変化しない。一方、スポークバルブ71Aの内枠部75は、押圧されて弾性変形することにより、第二端40b側へと移動する。また、スポークバルブ71Bの内枠部75は、第2段部61eがスポークバルブ71Bに接触した後、押圧されて弾性変形することにより、第二端40b側へと移動する。つまり、スポークバルブ71Bの内枠部75は、スポークバルブ71Aの内枠部75より遅れて移動する。その結果、スポークバルブ71Aとスポークバルブ71Bとの間の隙間流路110Aの間隔は、R11より小さくなり、図7Bに示したR21となる。即ち、スポークバルブ71Aおよびスポークバルブ71Bの内枠部75が押圧されて弾性変形することにより、隙間流路110Aの流路面積が小さくなる。すなわち、バルブ体70に接近する方向へと移動した駆動弁61と接触するバルブ体70の内周部を、バルブ体70の外周部に対して、オリフィスカラー80に接近する方向へと弾性変形させることにより、複数枚のバルブ体70の隙間を変更可能に構成されている。
また、スポークバルブ71Cの内枠部75は、押圧されないため、移動しないが、スポークバルブ71Bの内枠部75は、押圧されて弾性変形することにより移動する。そのため、スポークバルブ71Bの内枠部75とスポークバルブ71Cの内枠部75との間の隙間流路110Bの間隔は、R12より小さくなり、図7Bに示したR22となる。即ち、スポークバルブ71Aおよびスポークバルブ71Bの内枠部75が押圧されて弾性変形することにより、隙間流路110Bの流路面積が小さくなる。
油が隙間流路110を通過する際に発生する減衰力は、駆動弁61を開弁側に動かそうとする向きの力である。つまり、油が隙間流路110を通過する際には、ソレノイドアクチュエータ62によって駆動弁61をバルブ体70側に変位させる力に抗する抗力が発生する。
この抗力は、圧側行程では、スポークバルブ71Bから第2段部61eを離そうとする向きの力であり、この抗力が及ぼされる面積である受圧面積は、第2段部61eの箇所の円の面積となる。即ち、図7Aで図示する直径M1の円の面積である。また、上記抗力は、伸側行程では、スポークバルブ71Bをオリフィスカラー80から離そうとする向きの力であり、この抗力が及ぼされる面積である受圧面積は、オリフィスカラー80の上部貫通孔82Hの開口部の円の面積となる。即ち、図7Aで図示する直径M3の円の面積である。
一方で、上述したように、駆動弁61には、中心軸C方向に連通する貫通孔61hが形成されている。また、ロッド67の先端部には、貫通孔67h内と駆動弁61の隙間61gとを連通する連通孔が形成され、さらにその先には、背圧室65rが形成されている。よって油は、駆動弁61の背後に回り込むことができ、これにより上記抗力を打ち消す向きの力(背圧)が生じる。ここで、駆動弁61の第二端40b側と背圧室65rとは、流路61hを介して連通している。そのため、抗力を及ぼす側である駆動弁61の第二端40b側の圧力と背圧室65r側の背圧とは、ほぼ同じと考えられる。そして、この背圧を及ぼす面積である受圧面積は、外周部61aの箇所の円の面積である。これは、図7Aで図示する直径M2の円の面積である。
よって圧側行程では、直径M1の円の面積と直径M2の円の面積との差である円環状の面積が、実質的な抗力の受圧面積であり、伸側行程では、直径M2の円の面積と直径M3の円の面積との差である円環状の面積が、実質的な抗力の受圧面積である。また本実施の形態では、第2段部61eに頂部61e2を設けることで、第2段部61eとバルブ体70との接触面積を、小さくしている。このように、第2段部61eとバルブ体70との接触面積を小さくすることにより、開弁時の受圧径をより高精度に制御できる。その結果、減衰力をより高精度に制御できる。
上記抗力が、ソレノイドアクチュエータ62により駆動弁61をバルブ体70側に変位させる力よりも大きくなると、駆動弁61は、開弁側に移動する。その結果、圧側行程では、第2段部61eとスポークバルブ71Bとが離間して第1の隙間ができ、伸側行程では、スポークバルブ71Bとオリフィスカラー80とが離間して第2の隙間ができる。このようにして、第1の隙間や第2の隙間を形成することにより、圧側行程および伸側行程のそれぞれにおいて、流路面積を増大させることができる。一方、流路面積を増大させた後に抗力を低減させることにより、圧側行程では、第2段部61eとスポークバルブ71Bとを接触させることができ、伸側行程では、スポークバルブ71Bとオリフィスカラー80とを接触させることができる。このようにして、本発明では、増大させた流路面積を低減させることができる。すなわち、本発明によれば、減衰圧によって流路面積を増減させることができる。
本実施の形態では、ピストン11の摺動に起因して流動する油が制御弁部60に流れることにより減衰力を発生する。抗力がより大きくなるのは、油が高速で隙間流路110を流通する場合であり、例えば、路面の凸凹等によって車輪が急激に上下方向に変位し、ピストン12がシリンダ11内で高速に変位する場合である。このような場合には、抗力が大きくなるので、上記第1の隙間や第2の隙間は、大きくなりやすい。第1の隙間や第2の隙間を大きくすることにより、第1の隙間や第2の隙間に、より多くの油を流通させることができる。
減衰力は、ソレノイドアクチュエータ62が駆動弁61を押圧する推力により、を調整することができる。即ち、ソレノイドアクチュエータ62が駆動弁61を押圧する推力が小さいほど、抗力が推力よりも大きくなりやすいので、第1の隙間や第2の隙間が大きくなりやすく、減衰力は小さくなる。対して、ソレノイドアクチュエータ62が駆動弁61を押圧する推力が大きいほど、抗力が推力よりも大きくなりにくいので、第1の隙間や第2の隙間が小さくなりやすく、減衰力は大きくなる。
制御弁部60において、バルブ体70は、バルブカラー78によって高精度に位置決めされる。また、バルブ体70を構成するスポークバルブ71A、71B、71Cや、スペーサ73A、73Bのそれぞれの間の位置も高精度に位置決めされる。よって隙間流路110の流路面積も高精度で決めることができ、この隙間流路110で発生する減衰力を、より高精度に調整することが可能となる。
また、圧側行程および伸側行程で、油の流路は異なるため、例えば、スペーサ73Aおよびスペーサ73Bの厚さを変更することで、圧側行程および伸側行程のそれぞれで独立に減衰力を調整することが可能である。
さらに、スポークバルブ71A、71B、71Cや、スペーサ73A、73B、さらに保護バルブ710A、710Bは、板状の部材であり、板材をプレス加工等によって打ち抜くことで、容易に形成することができる。また、板状の部材で構成することによりその板厚精度を、容易に高くすることができる。またこれらの板状の部材は、それぞれ表裏に対する方向性がない。これにより、組立ての際には、表裏を気にせず、積層することができるので、バルブ体70の組立て性が向上する。
また本実施の形態では、圧側行程において、保護バルブ710Bによりスポークバルブ71Cのスポーク部72Sを保護する。
図8Aは、圧側行程において、保護バルブ710A、710Bを設けた場合のスポークバルブ71Cの状態を示した図である。また図8Bは、圧側行程において、保護バルブ710A、710Bを設けなかった場合のスポークバルブ71Cの状態を示した図である。
圧側行程においては、図4の矢印C5に示すように、油は、流路孔56からバルブ体70に流れ込み、スポークバルブ71Cに油が最初に接触する。そして、ピストン12がシリンダ11内で高速で変位し、油が高速で流通する場合において、図8Bに示すように、油の圧力によりスポークバルブ71Cが過大に撓むことがある。この撓みは、スポークバルブ71Cの外枠部74とスポーク部72Sとの接続部713において、より大きくなる。そのため、バルブ体70の耐久性を向上させるためには、接続部713を保護する必要が生じる。
そこで本実施の形態では、図8Aに示すように、保護バルブ710Bを設け、スポークバルブ71Cの接続部713の保護を図っている。保護バルブ710Bは、上述したように爪部711を備える。そして図8Aに示すように、油の圧力によりスポークバルブ71Cが撓んだときに、スポーク部72Sが保護バルブ710Bの爪部711に接触する。これにより、スポークバルブ71Cが過大に撓むことが抑制され、接続部713における撓みも抑制される。その結果、スポークバルブ71Cを保護することができる。
なお、本実施の形態では、伸側行程では、図4の矢印T5に示すように、油は、オリフィスカラー80の貫通孔82からバルブ体70に流れ込み、スポークバルブ71Aに油が接触する。ただし、伸側行程は、圧側行程に比較して、ピストン12がシリンダ11内で高速で変位することは少なく、油が高速で流通する場合が、より少ない。よってスポークバルブ71Aを保護バルブ710Aで保護する必要性は、少ない。そのため、保護バルブ710Aは、必ずしも設ける必要はない。つまり、保護バルブは、スポークバルブ71Bに対しスポークバルブ71C側に配する必要があるが、必ずしもスポークバルブ71A側に配する必要はない。もちろん、本実施の形態に限定されるわけではなく、保護バルブ710Aをスポークバルブ71A側にも配し、スポークバルブ71Aを保護バルブ710Aで保護する構成とすることも可能である。
ただし保護バルブ710Aを設けない場合、バルブ体70を構成する各部材の軸方向の対称性がなくなる。つまり保護バルブ710Aを設けた場合、スポークバルブ71Bを中心に軸方向で対称となるのに対して、保護バルブ710Aを設けない場合、この対称性は、保てない。この対称性がないと、バルブ体70の組み立て工程において、スポークバルブ71Bを中心に軸方向でスポークバルブ71A側に保護バルブ710Aは設けない一方で、スポークバルブ71C側の保護バルブ710Bは設けることを確認しなければならず、組み付け性が低下する。そのため、保護バルブ710Aは設けた方が組み付け性を向上させるためにはより好ましい。
また、上述した例では、図4、図7A、および、図7Bに示したように、ソレノイドアクチュエータ62が推力を発生せず、駆動弁61が押圧されていない状態では、第1段部61bとスポークバルブ71Aとが接触していた。しかしながらこれは一例であり、駆動弁61が押圧されていない状態において、第1段部61bとスポークバルブ71Aとは、接触していなくてもよい。つまり、第1段部61bとスポークバルブ71Aとが離間し、第1段部61bとスポークバルブ71Aとの間に隙間があってもよい。第1段部61bとスポークバルブ71Aとの間に隙間がある場合、ソレノイドアクチュエータ62が推力を発生すると、駆動弁61が、第二端40b側(オリフィスカラー80側)に移動し、離間していた第1段部61bとスポークバルブ71Aとを接触させる。この状態から、駆動弁61がオリフィスカラー80側へと移動すると、第1段部61bによりスポークバルブ71Aが押圧され、スポークバルブ71Aが弾性変形する。さらに、駆動弁61が、オリフィスカラー80側に移動すると、第2段部61eが、スポークバルブ71Bに接触する。そして、第2段部61eが、スポークバルブ71Bを押圧し、スポークバルブ71Bが第二端40b側(オリフィスカラー80側)に弾性変形する。
なお、本発明の構成は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、圧側行程と伸側行程の油の流れが逆になる構成、すなわち、伸側行程の油の流れが図4の矢印C5、圧側行程の油の流れが図4の矢印T5になる構成を採用することも可能である。
10…緩衝器、11…シリンダ、12…ピストン、13…ピストンロッド、40…減衰力発生装置、60…制御弁部(弁機構の一例)、61…駆動弁、61b…第1段部、61c…突出部、61d…連通孔、61e…第2段部、61h…流路、61k…収容部、62…ソレノイドアクチュエータ、70…バルブ体、71A、71B、71C…スポークバルブ、72S…スポーク部、73A、73B…スペーサ、74…外枠部、75…内枠部、78a…第1の凹部、78b…凸部、78c…第2の凹部、80…オリフィスカラー(筒体の一例)、81…上段部、82…貫通孔、710A、710B…保護バルブ、711…爪部

Claims (10)

  1. 軸方向に貫通した中空部、を有する筒体と、
    前記軸方向に貫通した貫通孔を有し、前記筒体の軸方向端面と接触するように配置されたバルブ体と、
    前記軸方向へ移動可能に、且つ、前記バルブ体を境に、前記筒体とは反対側に配置された駆動弁と、を備え、
    前記バルブ体は、
    環状に形成される外枠部と、前記外枠部に対し半径方向内側において環状に形成される内枠部と、前記外枠部と前記内枠部とを繋ぐ複数のスポーク部と、を備えるスポークバルブと、
    前記スポークバルブの前記スポーク部が変形したときに、前記スポーク部を保護する保護バルブと、
    を備え
    前記保護バルブは、環状に形成される外枠部と、前記外枠部から内側に突出し、前記スポークバルブの前記スポーク部に対応する位置に形成される爪部と、を備える爪付きバルブである弁機構。
  2. 前記バルブ体は、複数の前記スポークバルブが積層し、
    前記保護バルブは、圧側行程または伸側行程のいずれか一方において流体が最初に接触する前記スポークバルブを保護する請求項1に記載の弁機構。
  3. 前記スポークバルブは、3枚以上積層し、
    3枚以上の前記スポークバルブを、最も前記駆動弁側に位置する第1のスポークバルブ、前記第1のスポークバルブよりも前記筒体側に位置する第2のスポークバルブおよび最も前記筒体側に位置する第3のスポークバルブとしたときに、前記保護バルブは、前記第2のスポークバルブと接触して配される請求項2に記載の弁機構。
  4. 前記第3のスポークバルブが、圧側行程または伸側行程のいずれか一方において前記流体が最初に接触し、
    前記保護バルブは、前記第2のスポークバルブに対し前記第3のスポークバルブ側に少なくとも配される請求項3に記載の弁機構。
  5. 前記第3のスポークバルブは、撓んだときに、前記スポーク部が前記保護バルブに接触することで保護される請求項4に記載の弁機構。
  6. 前記保護バルブは、前記スポークバルブの前記外枠部と前記スポーク部との接続部を保護する請求項1に記載の弁機構。
  7. 軸方向に貫通した中空部、を有する筒体と、
    前記軸方向に貫通した貫通孔を有し、前記筒体の軸方向端面と接触するように配置されたバルブ体と、
    前記軸方向へ移動可能に、且つ、前記バルブ体を境に、前記筒体とは反対側に配置された駆動弁と、を備え、
    前記バルブ体は、
    環状に形成される外枠部と、前記外枠部に対し半径方向内側において環状に形成される内枠部と、前記外枠部と前記内枠部とを繋ぐ複数のスポーク部と、を備えるスポークバルブと、
    前記スポークバルブの前記スポーク部が変形したときに、前記スポーク部を保護する保護バルブと、
    を備え、
    前記スポークバルブは、3枚以上積層し、
    3枚以上の前記スポークバルブを、最も前記駆動弁側に位置する第1のスポークバルブ、前記第1のスポークバルブよりも前記筒体側に位置する第2のスポークバルブおよび最も前記筒体側に位置する第3のスポークバルブとしたときに、前記保護バルブは、前記第2のスポークバルブと接触して配され、
    前記保護バルブと前記第3のスポークバルブとの間にスペーサを挟む機構。
  8. 軸方向に貫通した中空部、を有する筒体と、
    前記軸方向に貫通した貫通孔を有し、前記筒体の軸方向端面と接触するように配置されたバルブ体と、
    前記軸方向へ移動可能に、且つ、前記バルブ体を境に、前記筒体とは反対側に配置された駆動弁と、を備え、
    前記バルブ体は、
    環状に形成される外枠部と、前記外枠部に対し半径方向内側において環状に形成される内枠部と、前記外枠部と前記内枠部とを繋ぐ複数のスポーク部と、を備えるスポークバルブと、
    前記スポークバルブの前記スポーク部が変形したときに、前記スポーク部を保護する保護バルブと、
    前記スポークバルブおよび前記保護バルブを位置決めする位置決め部材
    を備え、
    前記位置決め部材は、周方向において前記スポーク部を収容する第1の凹部が形成され、他の箇所で前記第1の凹部に対し突出する凸部が形成されることで、周方向の位置決めをする機構。
  9. 前記位置決め部材は、前記凸部から凹むとともに前記第1の凹部より浅く形成される第2の凹部を有し、
    前記第1の凹部の上面と前記第2の凹部の上面とは、同一の斜面上となること請求項に記載の弁機構。
  10. 請求項1〜の何れか1項に記載の弁機構と、
    流体を収容するシリンダと、
    前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、
    前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部へと延出されたピストンロッドと、
    前記シリンダ内に前記ピストンロッドが進入する場合に前記ピストンロッドの進入体積分の油量を補償する油溜室と、
    前記ピストンの摺動に起因して流動する前記流体が前記弁機構に流れることにより減衰力を発生し、前記弁機構を経た前記流体が前記油溜室と流通可能である、緩衝器。
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