JP6894362B2 - 緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、ピストンロッドのストロークに対する作動流体の流れを制御して減衰力を発生する緩衝器に関する。

特開２００５−３５１４１９号公報（特許文献１）には、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンを介して区画した第１ 、第２の油室と、ピストンに形成されて第１ 、第２ の油室を連通する伸ポートと圧ポートと、伸ポートと圧ポートの出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸リーフバルブと圧リーフバルブと、を備えた油圧緩衝器が記載されている。この油圧緩衝器は、さらに、ピストンとピストンロッド内に設けられて上記伸リーフバルブと圧リーフバルブとを迂回するパイロット通路と、パイロット通路から分岐して上記伸リーフバルブと圧リーフバルブの背面側に設けた伸背圧室と圧背圧室に連通する伸連通路と圧連通路と、パイロット通路の途中に設けられて当該パイロット通路を開閉するポペット型の弁体と、弁体の背部に設けられて当該弁体を閉じ方向に附勢するスプリングと、スプリングに対向して設けたソレノイドと、を有する。ポペット型の弁体は、パイロット通路に連通するシート孔と横穴とを備えた中空な第１の弁体と、第１の弁体内に移動自在に挿入されて上記シート孔と横穴とを開閉する第２の弁体とからなる。第２の弁体の背部にスプリングが当接され、第１ 、第２の弁体はスプリングにより閉じ方向に附勢される。更に弁体の背面側に背圧室が設けられ、この背圧室は第２の弁体内に形成した連通孔を介して上記シート孔に連通される。特許文献１の油圧緩衝器は、上記ソレノイドに印加する電流に応じて上記弁体のクラッキング圧を調整しながら減衰力を調整することができる（段落００１４参照）。

特開２００５−３５１４１９

特許文献１の油圧緩衝器では、第１の弁体には、流体による力以外に付勢する力がないことで、特に伸び行程から縮み行程に切り換わる際に、圧力や流量が変動しながら切り換わり、力が振動的に作用することで動作が振動的となり、音の発生原因となることが考えられる。

そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、低振動で、且つ低騒音の油圧緩衝器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の緩衝器は、
作動流体が封入されるシリンダと、
前記シリンダの内側に摺動可能に嵌装され、前記シリンダの内側を第一室と第二室とに分けるピストンと、
一端が前記ピストンに連結されて他端が前記シリンダから外部へ延出するピストンロッドと、
前記ピストンに設けられ、前記第一室の容積が減少する行程において、前記第一室の作動流体を前記第二室に流す第一通路と、
前記ピストンに設けられ、前記第二室の容積が減少する行程において、前記第二室の作動流体を前記第一室に流す第二通路と、
前記第一通路を開閉する第一メインバルブと、
前記第一メインバルブの開弁圧力を調整する第一背圧室と、
前記第二通路を開閉する第二メインバルブと、
前記第二メインバルブの開弁圧力を調整する第二背圧室と、
前記第一背圧室と前記第二背圧室とを連通する共通通路と、
前記共通通路の内側に配置され、前記共通通路の前記作動流体の流れを制御するパイロット弁と、
前記パイロット弁の移動を制御するアクチュエータと、
を備え、
前記パイロット弁は、
前記共通通路の内側を移動可能に設けられる第一弁体と、
前記第一弁体が着座する第一弁座が設けられ、前記共通通路の内側を移動可能に設けられる第二弁体と、
前記第二弁体が着座する第二弁座と、
前記第二弁体を
前記第一弁体または前記第二弁座に向けて付勢する弁バネと、
を有し、
前記第一弁体は、前記アクチュエータにより前記第一弁座に向けて付勢される。

本発明によれば、低振動で、且つ低騒音の油圧緩衝器を提供できる。

実施例１の緩衝器１の主要部の断面図である。 図１の一部を拡大して示す断面図である。 実施例１の緩衝器の作動の説明図であって、伸び側パイロット弁体が微小開口し、縮み側パイロット弁体が閉弁している状態にある、ピストンロッドの伸び行程時における作動流体の流れを示す図である。 図２のピストンボルト５の近傍を拡大して示す断面図である。 実施例１の緩衝器１の作動の説明図であって、ピストンロッド９の伸び行程時における作動流体のパイロット流れを示す断面図である。 実施例１の緩衝器１の作動の説明図であって、ピストンロッド９の縮み行程時における作動流体のパイロット流れを示す断面図である。 実施例１の緩衝器１の作動の説明図であって、ピストンロッド９の伸び行程時で、フェイル時の作動流体のパイロット流れを示す断面図である。 実施例１の緩衝器１の作動の説明図であって、ピストンロッド９の縮み行程時で、フェイル時の作動流体のパイロット流れを示す断面図である。 実施例２の緩衝器１の主要部の一部を拡大して示す図である。 実施例２の緩衝器１の主要部の一部を拡大して示す図であり、ピストンロッド９の伸び行程時の作動流体のパイロット流れを示す断面図である。 実施例２の緩衝器の主要部の一部を拡大して示す図であり、ピストンロッド９の伸び行程時の作動流体のパイロット流れを示す断面図である。 実施例２の緩衝器の主要部の一部を拡大して示す図であり、ばねの配置の別形態を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施例を説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１を添付した図を参照して説明する。

図１は、実施例１の緩衝器１の主要部の断面図である。以下の説明において、図１における上方向（上側）および下方向（下側）を、緩衝器１における上方向（上側）および下方向（下側）とする。なお、実施例１に示す緩衝器１は、単筒型の減衰力調整式油圧緩衝器であるが、リザーバを備える複筒型の減衰力調整式油圧緩衝器にも適用できる。

図１に示されるように、シリンダ２内には、ピストン３が摺動可能に嵌装される。ピストン３は、シリンダ２内をシリンダ上室（第一室）２Ａとシリンダ下室（第二室）２Ｂとの２室に分割して区画する。ピストン３の軸孔４には、ピストンボルト５の軸部６が挿通される。ピストンボルト５の略有底円筒形の頭部７には、略円筒形のケース部材８の下端部がねじ結合部１０で接続される。ねじ結合部１０はケース部材８の下端部外周面に形成された雄ねじと頭部７の内周面に形成された雌ねじとにより構成される。

ピストンボルト５には、上端が頭部７の底面７ａに開口してピストンボルト５の軸心に沿って先端側（下端側）へ延びる軸孔５０が形成される。図２に示されるように、軸孔５０には、その上部に形成されて軸方向に延びる通路を形成する軸方向通路４８と、軸方向通路４８の下端側で軸方向通路４８よりも径の大きな通路を形成する軸方向通路４９と、が構成される。軸孔５０の下端は、ピストンボルト５の先端（下端）に開口し、径が軸方向通路４９よりも大きい下端開口部６１が形成される。

下端開口部６１には、外径が下端開口部６１とほぼ同じで有底の円筒形状のシート部材５８が、その上端が下端開口部６１の上端側に設けられた段差部６１ａに接触するように挿入される。また、シート部材５８の底部５８ａには凹状のバネ受部５８Ａが設けられる。さらに、シート部材５８を固定するための閉止プラグ３５がシート部材５８の下面側の下端開口部６１に設けられ、ねじ止め等により、ピストンボルト５に固定される。シート部材５８の内径側には軸方向通路３０が形成される。

図１に示されるように、ケース部材８の上端部には、ピストンロッド９の下端部がねじ結合部１１で接続される。ねじ結合部１１はケース部材８の上端部内周面に形成された雌ねじとピストンロッド９の下端部外周面に形成された雄ねじとにより構成される。ピストンロッド９の下端部には、ナット１２が螺合され、ナット１２をケース部材８の上端に当接させて締め付けることによりねじ結合部１１の緩みが抑止される。ピストンロッド９の下端には、小径部１３が形成され、小径部１３の外周面に形成された環状溝１３ａには、ケース部材８とピストンロッド９との間をシールするＯリング１４が装着される。

ピストン３には、一端（上端）がシリンダ上室２Ａ側に開口する伸び側通路１５と、一端（下端）がシリンダ下室２Ｂ側に開口する縮み側通路１６とが設けられる。ピストン３の下端には、伸び側通路１５における作動流体の流れを制御する伸び側減衰弁１７が設けられる。ピストン３の上端には、縮み側通路１６における作動流体の流れを制御する縮み側減衰弁１８が設けられる。

図２に示されるように、伸び側減衰弁１７は、ピストン３の下端面の外周側に形成された環状のシート部１９に着座する伸び側メインバルブ２０と、ナット２１によりピストンボルト５に固定されるバルブ部材２２と、伸び側メインバルブ２０の背面とバルブ部材２２との間に形成される伸び側背圧室２３とを備える。伸び側背圧室２３内の圧力は、伸び側メインバルブ２０に対して閉弁方向へ作用する。ナット２１とバルブ部材２２との間には、下側から順に、ワッシャ２４、スペーサ２５、およびディスクバルブ２６が設けられる。ディスクバルブ２６の内周縁部は、バルブ部材２２の内周縁部とスペーサ２５との間で挟持される。なお、伸び側メインバルブ２０は、弾性体からなる環状のシール部２０Ａがバルブ部材２２の内周面に全周にわたって接触するパッキンバルブである。

伸び側背圧室２３は、バルブ部材２２に形成された通路２７およびディスクバルブ２６を介してシリンダ下室２Ｂに連通される。伸び側背圧室２３は、ディスクバルブ２６に形成されたオリフィス２６Ａを介してシリンダ下室２Ｂに常時連通される。ディスクバルブ２６は、伸び側背圧室２３の圧力が所定圧力に達したときに開弁して伸び側背圧室２３内の圧力をシリンダ下室２Ｂへリリーフする。また、伸び側背圧室２３は、ディスクバルブからなる伸び側背圧導入弁（第一背圧導入弁）２８を介してピストンボルト５に形成された径方向通路（第一径方向通路）２９に連通される。径方向通路２９は、ピストンボルト５に形成された軸方向通路３０（共通通路）に連通される。

伸び側背圧導入弁２８は、径方向通路２９から伸び側背圧室２３への作動流体の流れのみを許容する逆止弁である。伸び側背圧導入弁２８は、バルブ部材２２の上面における通路２７の内周側に形成された環状のシート部３１に着座される。伸び側背圧導入弁２８は、内周縁部がバルブ部材２２の内周縁部とスペーサ３２との間で挟持される。伸び側背圧室２３は、伸び側背圧導入弁２８が開弁すると伸び側背圧導入弁２８に形成されたオリフィス２８Ａを介して径方向通路２９に連通される。

軸方向通路３０は、ピストンボルト５に形成された径方向通路３３（縮み側排出通路）に連通される。径方向通路３３は、ピストン３に設けられた縮み側逆止弁３４を介して伸び側通路１５に連通される。径方向通路３３は、縮み側逆止弁３４に形成されたオリフィス３４Ａを介して伸び側通路１５に常時連通される。縮み側逆止弁３４は、径方向通路３３から伸び側通路１５への作動流体の流れのみを許容する。

縮み側減衰弁１８は、ピストン３の上端面の外周側に形成された環状のシート部６６に着座する縮み側メインバルブ３６と、ピストンボルト５の頭部７とピストン３との間で固定されるバルブ部材３７と、縮み側メインバルブ３６の背面とバルブ部材３７との間に形成される縮み側背圧室３８とを備える。縮み側背圧室３８内の圧力は、縮み側メインバルブ３６に対して閉弁方向へ作用する。ピストンボルト５の頭部７とバルブ部材３７との間には、上側から順に、ワッシャ３９、スペーサ４０、およびディスクバルブ４１が設けられる。ディスクバルブ４１の内周縁部は、バルブ部材３７の内周縁部とスペーサ４０との間で挟持される。なお、縮み側メインバルブ３６は、弾性体からなる環状のシール部３６Ａがバルブ部材３７の内周面に全周にわたって接触するパッキンバルブである。

縮み側背圧室３８は、バルブ部材３７に形成された通路４２およびディスクバルブ４１を介してシリンダ上室２Ａに連通される。縮み側背圧室３８は、ディスクバルブ４１に形成されたオリフィス４１Ａを介してシリンダ上室２Ａに常時連通される。ディスクバルブ４１は、縮み側背圧室３８の圧力が所定圧力に達したときに開弁して縮み側背圧室３８内の圧力をシリンダ上室２Ａへリリーフする。また、縮み側背圧室３８は、ディスクバルブからなる縮み側背圧導入弁４３を介してピストンボルト５に形成された径方向通路（第二径方向通路）４４に連通される。径方向通路４４は、ピストンボルト５の軸方向通路４８（共通通路）に連通される。

本実施例では、ピストンボルト５の軸孔５０が軸方向通路を構成する。軸方向通路３０、軸方向通路４９および軸方向通路４８はそれぞれ軸孔５０による軸方向通路の一部を構成する。軸方向通路３０、軸方向通路４９および軸方向通路４８は、それぞれ第一軸方向通路、第二軸方向通路および第三軸方向通路と呼んで区別する場合がある。軸方向通路３０および軸方向通路４９は軸方向通路４８よりも径の大きい大径軸方向通路部を構成する。軸方向通路４８は軸方向通路３０および軸方向通路４９よりも径の小さい小径軸方向通路部を構成する。

また軸孔５０による軸方向通路は、伸び側背圧室（第一背圧室）２３と縮み側背圧室（第二背圧室）３８とを連通する共通通路を構成する。軸孔５０による軸方向通路と伸び側背圧室２３との間には、径方向通路２９が設けられるため、径方向通路２９は共通通路の一部を構成する。また軸孔５０による軸方向通路と縮み側背圧室３８との間には、径方向通路４４が設けられるため、径方向通路４４は共通通路の一部を構成する。すなわち共通通路は、軸孔５０による軸方向通路１０，４８，４９に径方向通路２９および径方向通路４４を含む。またピストンボルト５は、共通通路が形成される通路形成部材である。

縮み側背圧導入弁（第二背圧導入弁）４３は、径方向通路４４から縮み側背圧室３８への作動流体の流れのみを許容する逆止弁である。縮み側背圧導入弁４３は、バルブ部材３７の下面における通路４２の内周側に形成された環状のシート部４５に着座される。縮み側背圧導入弁４３は、内周縁部がバルブ部材３７の内周縁部とスペーサ６０との間で挟持される。縮み側背圧室３８は、縮み側背圧導入弁４３が開弁すると縮み側背圧導入弁４３に形成されたオリフィス４３Ａを介して径方向通路４４に連通される。

軸方向通路４８は、ピストンボルト５に形成された径方向通路４６（伸び側排出通路）に連通される。径方向通路４６は、ピストン３に設けられた伸び側逆止弁４７を介して縮み側通路１６に連通される。径方向通路４６は、伸び側逆止弁４７に形成されたオリフィス４７Ａを介して縮み側通路１６に常時連通される。伸び側逆止弁４７は、径方向通路４６から縮み側通路１６への作動流体の流れのみを許容する。

図４に示すように、ピストンボルト５の軸孔５０内には、縮み側パイロット弁体（第一弁体）８１と伸び側パイロット弁体（第二弁体）８２が配置され、ピストンボルト５とともにパイロット弁を構成する。縮み側パイロット弁体８１は、軸方向通路４８の径方向通路４４よりも上側部分に摺動可能に嵌合される基部８１Ａと、軸方向通路４８内に位置してテーパ部８１Ｂを介して接続される小径部８１Ｃと、が形成される。小径部８１Ｃの下端の外周縁部には、テーパ状に形成された着座面８１Ｄが形成され、着座面８１Ｄは後述する伸び側パイロット弁体８２に設けたシート部（第一弁座）８２Ａに着座する。基部８１Ａは縮み側パイロット弁体８１の上端部であり、着座面８１Ｄは縮み側パイロット弁体８１の下端部に構成される。

また、小径部８１Ｃの下端に至る途中には、一旦径が大きくなり、縮み側パイロット弁体８１が開弁方向（上方向）に移動した際に軸方向通路４８に嵌合される嵌合部（拡径部）８１Ｆが設けられる。嵌合部８１Ｆには切欠６５Ａが設けられている。切欠６５Ａは、嵌合部８１Ｆが軸方向通路４８に嵌合された場合に、上流側と下流側との間を連通するオリフィスを形成する。また、縮み側パイロット弁体８１には、その下端側と上端側とを連通する連通孔８１Ｅが設けられ、縮み側パイロット弁体８１のパイロット弁体背圧室４８Ａと軸方向通路３０を連通する。このために、縮み側パイロット弁体８１の上端面８１Ｌに当接する作動ピン７２の下端部には、切り欠き７２Ｂが設けられている。

軸方向通路４８内には、縮み側パイロット弁体８１の下端側に伸び側パイロット弁体８２が配置される。伸び側パイロット弁体８２は、円管状に形成され、内径部の上端側開口縁部には、シート部８２Ａが環状に形成される。伸び側パイロット弁体８２は、その移動方向に沿う中心軸方向の長さが短く、円環状という方が適切な形状をしている。また、内径部の下端側は段状に径が拡がる形状の環状のバネ受部８２Ｂが形成される。また円管の外周縁部には、テーパ状に形成された着座面８２Ｃが形成され、軸方向通路３０に設けたシート部材５８のシート部（第二弁座）５８Ｃに着座する。また、伸び側パイロット弁体８２は、バネ受部８２Ｂと凹状のバネ受部５８Ａとの間に介装された弁バネ５９により上方向（開弁方向）へ付勢される。

弁バネ５９は、一端部がピストンボルト５に当接し、他端部が伸び側パイロット弁体８２に当接している。伸び側パイロット弁体８２は、その中心軸線方向における縮み側パイロット弁体８１側の上端面側にシート部（第一弁座）８２Ａが形成され、弁バネ５９は伸び側パイロット弁体８２の下端面側に当接している。弁バネ５９の付勢力により、伸び側パイロット弁体８２は縮み側パイロット弁体８１に当接される。

上述したように、本実施例のパイロット弁は、縮み側パイロット弁体（第一弁体）８１と、伸び側パイロット弁体（第二弁体）８２と、シート部５８Ｃ（すなわちシート部材５８）と、弁バネ５９と、を有する構成である。なおピストンボルト５は、共通通路が形成される通路形成部材を構成すると共に、パイロット弁を収容するパイロット弁収容部材を構成する。

弁バネ５９は径方向通路２９および径方向通路３３が設けられる軸方向通路３０に配置される、すなわち径方向通路２９および径方向通路３３は弁バネ５９の径方向外側に設けられている。このため、弁バネ５９、径方向通路２９および径方向通路３３を小さなスペースに配置することができ、緩衝器を小型化することができる。

このような構成で縮み側パイロット弁体８１の着座面８１Ｄとシート部８２Ａとの間に形成される開口部あるいは伸び側パイロット弁体８２の着座面８２Ｃとシート部５８Ｃとの間に形成される開口部によって、軸方向通路３０側と軸方向通路４９側とが連通して流れが生じると圧力差が生じ、開口部を境に、軸方向通路３０側が伸び側背圧室２３と接続する伸び側パイロット室６３を形成し、軸方向通路４９側が縮み側背圧室３８と接続する縮み側パイロット室６２を形成する。

図１に示されるように、ソレノイド７１は、ケース部材８、コイル７４、および作動ピン７２を有し、作動ピン７２の外周面には、プランジャ８５が結合される。可動鉄心とも称されるプランジャ８５は、磁性体により略円筒形に形成される。プランジャ８５には、コイル７４に通電されることにより発生する磁力による推力が下方向に発生する。したがって、弁バネ５９によるバネ力がバルブ開弁方向、ソレノイド推力が閉弁方向となるノーマルオープンタイプのバルブを構成する。本実施例において、ソレノイド７１は、パイロット弁の移動を制御するアクチュエータを構成する。

作動ピン７２は、ステータコア７６に組み込まれたブッシュ９０とコア８４に組み込まれたブッシュ９１とにより上下方向（軸方向）へ移動可能に支持される。作動ピン７２の移動方向は、縮み側パイロット弁体８１および伸び側パイロット弁体８２の開閉弁方向に一致する。

コア８４は内周面７１Ａと下端面７１Ｂとを有し、内周面７１Ａの径（内径）は縮み側パイロット弁体８１の基部８１Ａの径（外径）よりも小さい。縮み側パイロット弁体８１は、基部８１Ａがソレノイド７１の下端面７１Ｂに当接されることにより、ピストンボルト５の軸孔５０に対する上方向への移動が規制される。また作動ピン７２には、縮み側パイロット弁体８１側のパイロット弁体背圧室４８Ａと、その反対側の作動ピン７２の作動ピン背圧室７３との間を連通する連通孔７２Ａと、が設けられる。

つぎに本実施例の動作について説明する。緩衝器１の動作には伸び行程と縮み行程とがある。伸び行程ではピストン３が上方向に移動し、縮み行程ではピストン３が下方向に移動する。

まずコイル７４への通電時の伸び行程時の動作について説明する。

図２および図５に示す伸び行程時には、ピストン３の上方向への移動に伴い、ピストン上室２Ａの圧力が上昇し、ピストン上室２Ａから伸び側通路１５、オリフィス３４Ａ、および径方向通路３３を通り、伸び側パイロット室６３に至る流れが生じる（点線矢印）。この流れにより伸び側パイロット室６３の圧力が上昇し、伸び側パイロット弁体８２には、開弁方向（上方向）の力が作用する。また、縮み側パイロット弁体８１には、着座面８１Ｄより内側の受圧面積に伸び側パイロット室６３の圧力が作用することによる開弁方向の力と、パイロット弁体背圧室４８Ａに伸び側パイロット室６３の圧力が作用することによる閉弁方向の力が作用するが、パイロット弁体背圧室４８Ａによる受圧面積が、着座面８１Ｄの内側の受圧面積よりも大きいため、閉弁方向への力が大きく着座した状態を保つ。したがって、伸び側パイロット弁体８２と縮み側パイロット弁体８１とは一体となって動作する。

一体となったパイロット弁体８１，８２には、伸び側パイロット弁体８２の着座面８２Ｃ内側の受圧面積に開弁方向の力が作用し、連通孔８１Ｅを介してほぼ同圧となるパイロット弁体背圧室４８Ａの受圧面積に閉弁方向の力が作用することから、着座面８２Ｃ内側の受圧面積とパイロット弁体背圧室４８Ａの受圧面積との差による圧力によって開弁方向に力が作用する。さらに作動ピン７２にはソレノイド７１で発生する力が閉弁方向に作用する。したがって、主として圧力による開弁方向の力と、ソレノイド７１の閉弁方向の力と、弁バネ５９による開弁方向の力とのつり合いにより、弁体の開弁が制御される。

この弁体の開弁に伴い、伸び側パイロット室６３、縮み側パイロット室６２、逆止弁４７、および縮み側通路１６を通って、ピストン下室２Ｂに至る流れが生じる。

これに基づき、伸び行程時にピストン上室２Ａの圧力が上昇し、減衰力が発生する。また、伸び側パイロット室６３の圧力はソレノイド７１で発生する力に応じた圧力とすることができる。

また、同時に伸び側減衰弁１７にも、伸び側通路１５、および伸び側メインバルブ２０のバルブ開口部をとおって、ピストン下室２Ｂに至る流れが生じる（実線矢印）。

このとき、伸び側パイロット室６３は、逆止弁３１を通して、伸び側背圧室２３につながっており、伸び側パイロット室６３の圧力が制御されることにより、伸び側メインバルブ２０の開弁圧が制御されることになる。

したがって、伸び側メインバルブ２０の閉弁時（ピストン速度が低速域にある時）は、伸び側パイロット弁体８２の開度に応じて減衰力が発生し、伸び側メインバルブ２０の開弁時（ピストン速度が高速域にある時）においては、伸び側メインバルブ２０及び伸び側パイロット弁体８２の両方に流れが生じることから、その両方の開度に応じて減衰力が発生する。このとき、コイル４０への通電電流によって伸び側パイロット室６３の制御圧力を調整でき、その結果、伸び側背圧室２３の圧力が調整できることから、伸び側メインバルブ２０の開弁圧力及び開度を調整することができる。

次に縮み行程時の動作について説明する。

図３および図６に示す縮み行程時には、ピストン３の下方向への移動に伴い、ピストン下室２Ｂの圧力が上昇し、ピストン下室２Ｂから縮み側通路１６、オリフィス４７Ａ、および径方向通路４６を通り、縮み側パイロット室６２に至る流れが生じる（点線矢印）。この流れにより縮み側パイロット室６２の圧力が上昇する。このとき、縮み側パイロット室６２は、逆止弁４３を通して、縮み側背圧室３８につながっており、縮み側背圧室３８の圧力が高まることで縮み側メインバルブ３６には閉弁する方向に力が作用する。

縮み側パイロット弁体８１には、縮み側パイロット室６２の圧力により、縮み側パイロット弁体８１の基部８１Ａと着座面８１Ｄとの径差による受圧面積に、開弁する方向の力が作用する。伸び側パイロット弁体８２には、縮み側パイロット室６２の圧力により、着座面８１Ｄと着座面８２Ｃとの径差による受圧面積に、閉弁する方向の力が作用する。同時に、伸び側パイロット弁体８２には弁バネ５９による開弁方向の力が作用する。伸び側パイロット弁体８２に作用する力のうち、弁バネ５９による開弁方向の力が、縮み側パイロット室６２の圧力による閉弁方向の力よりも大きい場合（ピストン速度が低速度域にあるとき）には、伸び側パイロット弁体８２は開弁方向に力を受けるため、縮み側パイロット弁体８１には伸び側パイロット弁体８２の方向への力が作用していることで、縮み側パイロット弁体８１と伸び側パイロット弁体８２とが一体で動作し、着座面８２Ｃ部で開口量が制御される。

一方、流量が増え、縮み側パイロット室６２の圧力が大きくなると、伸び側パイロット弁体８２に作用する力のうち、弁バネ５９による開弁方向の力が、縮み側パイロット室６２の圧力による閉弁方向の力よりも小さくなる。この場合には、縮み側パイロット弁体８１に作用する力に関わらず、伸び側パイロット弁体８２には閉弁方向に力が作用することから、着座面８２Ｃ部の流路は閉じられる。

一方、ソレノイド７１に通電されると、作動ピン７２に発生する力を受けて、縮み側パイロット弁体８１は閉弁方向の力を受ける。このとき、パイロット弁体８１は、主として縮み側パイロット室６２の圧力による開弁方向の力と、ソレノイド７１による閉弁方向の力とが釣り合うように、着座面８１Ｄ部の開口量が制御され、縮み側パイロット室６２の圧力が制御される。

また、同時に縮み側メインバルブ３６にも、縮み側通路１６および縮み側メインバルブ３６のバルブ開口部を経由し、ピストン上室２Ａに至る流れが生じる（実線矢印）。

このとき、縮み側パイロット室６２は、逆止弁４３を通して、縮み側背圧室３８につながっており、縮み側パイロット室６２の圧力が制御されることにより、縮み側メインバルブ３６の開弁圧が制御されることになる。

したがって、縮み側メインバルブ３６の閉弁時（ピストン速度が低速域にある時）は、縮み側パイロット弁体８１の開度に応じて減衰力が発生し、縮み側メインバルブ３６の開弁時（ピストン速度が高速域にある時）においては、縮み側メインバルブ３６および縮み側パイロット弁体８１の両方に流れが生じることから、その両方の開度に応じて減衰力が発生する。このとき、コイル４０への通電電流によって縮み側パイロット室６２の圧力を調整でき、その結果、縮み側背圧室３８の圧力を調整できることから、縮み側メインバルブ３６の開弁圧力及び開度を調整することができる。

また、伸び行程から縮み行程への切換えの際、伸び側パイロット弁体８２は図５に示す縮み側パイロット弁体８１に当接した状態から、図６に示すシート部５８Ｃに当接した状態に移動する。この際、伸び側パイロット弁体８２に作用する弁バネ５９による開弁方向の力に対して、縮み側パイロット室６２の圧力による閉弁方向の力が打ち勝ってから、伸び側パイロット弁体８２は動作（閉弁動作）を開始する。このことから、伸び行程から縮み行程への切換え行程では、伸び側パイロット弁体８２は縮み側パイロット弁体８１に当接した状態を長く保ち、縮み行程へ完全に移行したのちに、シート部５８Ｃに移動するように動作する。これにより、伸び行程から縮み行程への切換え行程における、伸び側パイロット弁体８２の安定した動作が可能となる。

次に、図７および図８を参照して、ソレノイド７１のコイル７４の断線、あるいはコントローラの故障等のフェイル時の作動を説明する。

フェイル時にプランジャ８５の推力が失われると、弁バネ５９の付勢力および伸び側パイロット室６３の圧力による力により、縮み側パイロット弁体８１および伸び側パイロット弁体８２は一体となって上方向に押し上げられ、開弁方向へストロークする。そして、縮み側パイロット弁体８１は、端面８１Ｌがソレノイド７１の下端面７１Ｂに当接することで、軸方向に位置決めされる。当該フェイル時には、縮み側パイロット弁体８１の嵌合部（拡径部）８１Ｆがピストンボルト５の軸孔５０（共通通路）の軸方向通路４８に嵌合され、軸方向通路４９と軸方向通路４８との間が、嵌合部８１Ｆの切欠６５Ａによるオリフィス６５を介して連通される。

そして、フェイル時の伸び行程時には、オリフィス６５を介して軸方向通路３０から軸方向通路４８へ流れる作動流体の流れをオリフィス６５の流路面積（切欠６５Ａ形状）で調節することにより、伸び側背圧室２３にオリフィス６５の流路面積に応じた圧力（パイロット圧）を発生させることができる。これにより、伸び側メインバルブ２０の開弁圧力を調節することが可能である。

また、フェイル時の縮み行程時には、縮み側パイロット弁体８１は、縮み側パイロット室６２の圧力による力で、開弁方向にストロークする。伸び側パイロット弁体８２は弁バネ５９の付勢力が開弁方向に、縮み側パイロット室６２の圧力による力が閉弁方向に作用することから、その力の合計により、シート部５８Ｃ側または縮み側パイロット弁体８１側で保持される。いずれにしても縮み側パイロット弁体８１は、端面８１Ｌがソレノイド７１の下端面７１Ｂに当接することで、軸方向に位置決めされる。当該フェイル時には、縮み側パイロット弁体８１の嵌合部８１Ｆがピストンボルト５の軸孔５０（共通通路）の軸方向通路４８に嵌合され、軸方向通路４９と軸方向通路４８との間が、嵌合部８１Ｆの切欠６５Ａによるオリフィス６５を介して連通される。

オリフィス６５を介して軸方向通路４８から軸方向通路３０へ流れる作動流体の流れをオリフィス６５の流路面積で調節することにより、縮み側背圧室３８（上流側の背圧室）にオリフィス６５の流路面積に応じた圧力を発生させることができる。これにより、縮み側メインバルブ３６の開弁圧力を調節することが可能である。

以上から本実施例によれば、伸び行程および縮み行程の両方で減衰力可変範囲を大きくとれる。また、伸び行程から縮み行程への移行時、またはその逆の移行時において、伸び側パイロット弁体８２が振動しにくく、低騒音の緩衝器を提供することができる。さらに、フェイル時にも所望の減衰力特性を発生させることができる緩衝器を提供することができる。

［実施例２］
本発明の実施例２を図９から図１２を参照して説明する。本実施例は実施例１とピストンボルト５の軸穴５０内に配置される部品の構成、およびそれを駆動するソレノイド７１の構成が異なる。それ以外の構成は実施例１と同じである。以下、実施例１と同様な構成には実施例１と同じ符号を付し、特に異なる構成について説明する。

ピストンボルト５の軸孔５０内には、縮み側パイロット弁体８１と伸び側パイロット弁体８２が配置され、ピストンボルト５とともにパイロット弁を構成する。縮み側パイロット弁体８１は、円筒形状で、ソレノイド７１側には、円筒の径方向外側に拡径するソレノイド側バネ受け部８１Ｊを有する。縮み側パイロット弁体８１は、円筒下端の外周縁部に、テーパ状に形成された着座面８１Ｄが形成され、伸び側パイロット弁体８２に設けたシート部８２Ａに着座する。

縮み側パイロット弁体８１は、基部（上端）側であってソレノイド側バネ受け部８１Ｊの下側の部分に大径部８１Ａを有し、大径部８１Ａの下側の部分に小径部８１Ｃを有する。小径部８１Ｃの下端に至る途中には、弁バネ８１Ｈの上端部を受けるバネ受け部８１Ｇが設けられる。
また、縮み側パイロット弁体８１には、その下端側と上端側とを連通する連通孔８１Ｅが設けられ、連通孔８１Ｅは縮み側パイロット弁体８１のパイロット弁体背圧室４８Ａと軸方向通路３０とを連通する。

軸方向通路４８内には、縮み側パイロット弁体８１の下端側に伸び側パイロット弁体８２が配置される。伸び側パイロット弁体８２は、円管状に形成され、内径部の上端側開口縁部には、シート部８２Ａが環状に形成される。シート部８２Ａの外周側の開口縁部には弁バネ８１Ｈの下端部を受けるバネ受け部８２Ｆが形成される。また、伸び側パイロット弁体８２の下端側の外周縁部には、テーパ状に形成された着座面８２Ｃが形成され、軸方向通路３０に設けられたシート部５８Ｃに着座する。

縮み側パイロット弁体８１のバネ受け部８１Ｇと伸び側パイロット弁体８２のバネ受け部８２Ｆとの間には弁バネ８１Ｈが設けられ、弁バネ８１Ｈは伸び側パイロット弁体８２をシート部５８Ｃ側に押し付ける方向に付勢する。このために弁バネ８１Ｈは、一端部が縮み側パイロット弁体８１に当接し、他端部が伸び側パイロット弁体８２に当接している。弁バネ８１Ｈは縮み側パイロット弁体８１と伸び側パイロット弁体８２との間に設けられるため、以下、弁体間バネ８１Ｈと呼んで説明する。

ソレノイド７１の構成について説明する。

ソレノイド７１は、ケース部材８、コイル７４、内部に縮み側パイロット弁体８１の一部が配置されるプランジャ８５、ステータコア７６、およびコア８４から構成される。ケース部材８の内側にコイル７４が配置され、コイル７４の下面側と内周面側とを覆うようにしてコア８４が配置される。

コア８４は鍔部８４Ａと鍔部８４Ａの内周部から上方向に向かって凸形状に形成された円筒部８４Ｂとを有する。コア８４は、円筒部８４Ｂの径方向内側が中空であり、鍔部８４Ａの下面がピストンボルト５の頭部７に当接するように配置される。

可動鉄心とも称されるプランジャ８５は、中心軸線が移動方向に沿うように配置された円筒部８５Ｃと、円筒部８５Ｃの内周下端から径方向内側（中心軸線側）に向かって突き出した突出部（底部）８５Ｂと、を有する。プランジャ８５は、鉄系の磁性体で底部８５Ｂに穴（貫通孔）８５Ａを有する有底状の円筒形の部材である。プランジャ８５はコア８４の内径側の中空部に配置される。プランジャ８５には、コイル７４に通電されることで、磁力による推力が上方向に発生する。プランジャ８５はコア８４に対して上下方向（中心軸線方向、軸方向）へ移動可能に支持される。

プランジャ８５の底部８５Ｂは、その上面が縮み側パイロット弁体８１に設けたバネ受け部８１Ｊの下面に接触するように、配置される。バネ受け部８１Ｊの上面側とステータコア７６のバネ受け部７６Ａとの間には縮み側バネ８１Ｋが配置される。縮み側バネ８１Ｋの付勢力は弁体間バネ８１Ｈの付勢力よりも大きくなるように設定する。縮み側バネ８１Ｋにより縮み側パイロット弁体８１に軸方向下向き（閉弁方向）に力が作用し、プランジャ８５の底部への接触が維持される。また、ソレノイド７１に電流が印加されない状態では、縮み側パイロット弁体８１はシート部８２Ａに着座し、閉弁状態を維持する。また伸び側パイロット弁体８２は、縮み側パイロット弁体８１を介して縮み側バネ８１Ｋによる軸方向下向き（閉弁方向）の付勢力を受け、シート部５８Ｃに着座し、閉弁状態を維持する。すなわちバネ力が閉弁方向に、ソレノイド力が開弁方向に作用するノーマルクローズ弁を構成する。

次に本実施例の動作について説明する。

まず通電時の伸び行程時の動作について図１０を用いて説明する。

伸び行程時には、ピストン３の上方向への移動に伴い、ピストン上室２Ａの圧力が上昇し、ピストン上室２Ａから伸び側通路１５、オリフィス３４Ａ、および径方向通路３３を通り、伸び側パイロット室６３に至る流れが生じる（点線矢印）。伸び側パイロット室６３の圧力が上昇し、伸び側パイロット弁体８２には、開弁方向（上方向）の力が作用する。また、縮み側パイロット弁体８１には、着座面８１Ｄより内側の受圧面積に伸び側パイロット室６３の圧力が作用することによる開弁方向に力と、パイロット弁体背圧室４８Ａに伸び側パイロット室６３の圧力が作用することによる閉弁方向の力が作用するが、パイロット弁体背圧室４８Ａによる受圧面積が、着座面８１Ｄの内側の受圧面積よりも大きいため、閉弁方向への力が大きく作用する。さらに、縮み側バネ８１Ｋによる閉弁方向の力を、弁体間バネ８１Ｈよりも大きく設定することでバネ力に関しても閉弁方向に作用する。したがって、縮み側パイロット弁体８１はシート部８２Ａに着座した状態を保持する。したがって、伸び側パイロット弁体８２と縮み側パイロット弁体８１とは一体となって動作する。

一体となったパイロット弁体８１，８２には、伸び側パイロット弁体８２の着座面８２Ｃ内側の受圧面積に開弁方向の力が作用し、連通孔８１Ｅを介してほぼ同圧となるパイロット弁体背圧室４８Ａの受圧面積に閉弁方向の力が作用することから、着座面８２Ｃ内側の受圧面積とパイロット弁体背圧室４８Ａの受圧面積との差分による圧力によって開弁方向に力が作用する。さらにプランジャ８５は、ソレノイド７１が発生する開弁方向の力を受けて、底部８５Ｂを介して縮み側パイロット弁体８１に開弁方向の力を作用させる。したがって、主として圧力による開弁方向の力と、ソレノイド７１の開弁方向の力と、バネによる閉弁方向の力とのつり合いにより、弁体の開弁（伸び側パイロット室６３の圧力）が制御される。

同様に、縮み行程時の動作を、図１１を用いて説明する。

縮み行程時には、ピストン３の下方向への移動に伴い、ピストン下室２Ｂの圧力が上昇し、ピストン下室２Ｂから縮み側通路１６、オリフィス４７Ａ、および径方向通路４６を通り、縮み側パイロット室６２に至る流れが生じる（点線矢印）。この流れにより縮み側パイロット室６２の圧力が上昇する。このとき、縮み側パイロット室６２は、逆止弁４３を通して、縮み側背圧室３８につながっており、縮み側背圧室３８の圧力が高まることで縮み側メインバルブ３６には閉弁する方向に力が作用する。

縮み側パイロット弁体８１には、縮み側パイロット室６２の圧力により、縮み側パイロット弁体８１の背圧室４８Ａ側の径とシート部８２Ａとの径との差による受圧面積に、開弁する方向の力が作用する。さらに縮み側パイロット弁体８１には、縮み側バネ８１Ｋと弁体間バネ８１Ｈとによる力が作用するが、縮み側バネ８１Ｋのほうの力が大きいため、閉弁方向に力が作用する。

また、伸び側パイロット弁体８２には、縮み側パイロット室６２の圧力により、シート部８２Ａと着座面８２Ｃとの径差による受圧面積に、閉弁方向の力が作用する。さらに伸び側パイロット弁体８２には、弁体間バネ８１Ｈによっても閉弁方向に力が作用する。すなわち伸び側パイロット弁体８２は常に閉弁状態を保持する。縮み側パイロット弁体８１は、プランジャ８５がソレノイド７１で発生する力を受けることにより、プランジャ８５の底部を介して、開弁方向の力を受ける。したがって、主として圧力による開弁方向の力と、ソレノイド７１の開弁方向の力と、バネによる閉弁方向の力とのつり合いにより、弁体の開弁（縮み側パイロット室６２の圧力）が制御される。

また伸び行程から縮み行程への切換え時においては、伸び側パイロット弁体８２が移動することになるが、実施例１と同様に、弁体間バネ８１Ｈにより、振動的な動作が抑えられ、騒音発生が抑えられる。

ソレノイド７１のコイル７４の断線、あるいはコントローラの故障等のフェイル時においては、縮み側バネ８１Ｋおよび弁体間バネ８１Ｈに応じた、縮み側パイロット弁体８１や伸び側パイロット弁体８２の開弁圧となり、したがってバネ力に応じた減衰力を発生することが可能となる。

本実施例では、ノーマルクローズ弁タイプで、伸び行程および縮み行程の両方で減衰力可変範囲を大きくとれる。またかつ伸び行程から縮み行程への移行時、またはその逆の移行時において、伸び側パイロット弁体８２が振動しにくく、低騒音の緩衝器１を提供することができる。

なお図１２に示すように、弁バネ（弁体間バネ）８１Ｈに代えて、ピストンボルト５と伸び側パイロット弁体８２との間に、弁バネ８２Ｈを配置してもよい。弁バネ８２Ｈは、一端部がピストンボルト５に支持され、他端部が伸び側パイロット弁体８２に当接する構成である。このため、伸び側バネ８２Ｈは伸び側パイロット弁体８２に閉弁方向の付勢力を作用させ、縮み側パイロット弁体８１には付勢力を作用させない構成である。このような構成から、弁バネ８２Ｈは伸び側バネ８２Ｈと呼ぶ場合もある。

弁バネとして伸び側バネ８２Ｈを用いた構成では、伸び側バネ８２Ｈのバネ力は、伸び側パイロット弁体８２の付勢力に特化して設定することができ、設計の自由度を増すことが可能となる。

また、弁体間バネ８１Ｈおよび伸び側バネ８２Ｈは、伸び側パイロット弁体８２に対して縮み側パイロット弁体８１側に配置される際に、縮み側パイロット弁体８１の径方向外側に配置されることで、弁体間バネ８１Ｈおよび伸び側バネ８２Ｈを小さなスペースに配置することができる。

各実施例において、弁バネ５９，８１Ｈ，８２Ｈは、伸び側パイロット弁体（第二弁体）８２を開閉弁方向の一方向に付勢し、伸び側パイロット弁体８２を安定した状態に維持する。これにより緩衝器１は、伸び側パイロット弁体８２が振動しにくく、低騒音を実現できる。

特許文献１の油圧緩衝器では、第二弁体は第一弁体内に挿入されて動作する構成であり、応答性や耐久性の向上において課題を有する。本発明に係る各実施例の緩衝器１では、伸び側パイロット弁体８２は直径に対して中心軸線方向（開閉弁方向）の寸法（厚み寸法）が小さい円管状（円環状）に形成され、且つ内径部の上端側開口縁部にシート部８２Ａが形成され、このシート部８２Ａに縮み側パイロット弁体８１の着座面８１Ｄが当接する構成である。このため、縮み側パイロット弁体８１は伸び側パイロット弁体８２の内側に挿入されて動作する構成ではなく、応答性や耐久性の向上において有利である。

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…緩衝器、２…シリンダ、２Ａ…シリンダ上室（第一室）、２Ｂ…シリンダ下室（第二室）、３…ピストン、５…ピストンボルト（通路形成部材、パイロット弁収容部材）、９…ピストンロッド、１５…伸び側通路（第一通路）、１６…縮み側通路（第二通路）、２０…伸び側メインバルブ（第一メインバルブ）、２３…伸び側背圧室（第一背圧室）、２８…伸び側背圧導入弁（第一背圧導入弁）、２９…径方向通路（共通通路）、３０…軸方向通路（共通通路、大径軸方向通路部）、３６…縮み側メインバルブ（第二メインバルブ）、３８…縮み側背圧室（第二背圧室）、４３…縮み側背圧導入弁（第二背圧導入弁）、４４…径方向通路（共通通路）、４８…軸方向通路（共通通路、小径軸方向通路部）、４９…軸方向通路（共通通路、大径軸方向通路部）、５８Ｃ…伸び側パイロット弁体８２のシート部（第二弁座）、５９…弁バネ、６５Ａ…切欠（オリフィス）、７１…ソレノイド（アクチュエータ）、８１…縮み側パイロット弁体（第一弁体）、８１Ｆ…縮み側パイロット弁体８１の嵌合部（拡径部）、８１Ｈ…弁体間バネ（弁バネ）、８２…伸び側パイロット弁体（第二弁体）、８２Ａ…縮み側パイロット弁体８１のシート部（第一弁座）、８２Ｈ…伸び側バネ（弁バネ）。

Claims (7)

1. 作動流体が封入されるシリンダと、
   前記シリンダの内側に摺動可能に嵌装され、前記シリンダの内側を第一室と第二室とに分けるピストンと、
   一端が前記ピストンに連結されて他端が前記シリンダから外部へ延出するピストンロッドと、
   前記ピストンに設けられ、前記第一室の容積が減少する行程において、前記第一室の作動流体を前記第二室に流す第一通路と、
   前記ピストンに設けられ、前記第二室の容積が減少する行程において、前記第二室の作動流体を前記第一室に流す第二通路と、
   前記第一通路を開閉する第一メインバルブと、
   前記第一メインバルブの開弁圧力を調整する第一背圧室と、
   前記第二通路を開閉する第二メインバルブと、
   前記第二メインバルブの開弁圧力を調整する第二背圧室と、
   前記第一背圧室と前記第二背圧室とを連通する共通通路と、
   前記共通通路の内側に配置され、前記共通通路の前記作動流体の流れを制御するパイロット弁と、
   前記パイロット弁の移動を制御するアクチュエータと、
   を備え、
   前記パイロット弁は、
   前記共通通路の内側を移動可能に設けられる第一弁体と、
   前記第一弁体が着座する第一弁座が設けられ、前記共通通路の内側を移動可能に設けられる第二弁体と、
   前記第二弁体が着座する第二弁座と、
   前記第二弁体を前記第一弁体または前記第二弁座に向けて付勢する弁バネと、
   を有し、
   前記第一弁体は、前記アクチュエータにより前記第一弁座に向けて付勢される緩衝器。
2. 請求項１に記載の緩衝器において、
   前記共通通路を構成する通路構成部材を備え、
   前記弁バネは、前記第二弁体に対して前記第一弁体とは反対側であって、前記通路構成部材と前記第二弁体との間に設けられ、前記第二弁体を前記第一弁体に向けて付勢する緩衝器。
3. 請求項２に記載の緩衝器において、
   前記第二弁体は、直径に対して中心軸線方向の厚み寸法が小さい円環状を成し、
   前記第一弁座は、前記第二弁体の中心軸線方向における前記第一弁体の側の端面に形成されている緩衝器。
4. 請求項３に記載の緩衝器において、
   前記弁バネは、前記第二弁体の前記端面とは反対側の端面側に当接している緩衝器。
5. 請求項４に記載の緩衝器において、
   前記共通通路は、前記パイロット弁が配置される軸方向通路と、前記軸方向通路と前記第一背圧室とを第一背圧導入弁を介して連通する第一径方向通路と、前記軸方向通路と前記第二背圧室とを第二背圧導入弁を介して連通する第二径方向通路と、を備え、
   前記軸方向通路は、前記第二弁体が配置される大径軸方向通路部と、前記大径軸方向通路部に対して前記第二弁座よりも前記第一弁体が配置される側に設けられ前記大径軸方向通路部よりも径の小さい小径軸方向通路部と、を有し、
   第二径方向通路は前記小径軸方向通路部に設けられ、
   前記第一弁体は、前記中心軸線方向の途中にオリフィスが形成された拡径部を有し、
   前記アクチュエータによる付勢力が無い状態では、前記第一弁体の前記拡径部は前記小径軸方向通路部に嵌合される緩衝器。
6. 請求項１に記載の緩衝器において、
   前記弁バネは、前記第一弁体と前記第二弁体との間に設けられ、前記第二弁体を前記第二弁座に向けて付勢する緩衝器。
7. 請求項１に記載の緩衝器において、
   前記共通通路を構成する通路構成部材を備え、
   前記弁バネは、前記第二弁体に対して前記第一弁体と同じ側であって、前記通路構成部材と前記第二弁体との間に設けられ、前記第二弁体を前記第二弁座に向けて付勢する緩衝器。

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