JP7412587B2 - 緩衝器 - Google Patents
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Description
本願は、2020年10月9日に、日本に出願された特願2020-171046号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明の第1実施形態を図1~図9に基づいて説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、図1~図5,図7,図9~図11,図13,図14,図16,図17,図19における上側を「上」とし、図面における下側を「下」として説明する。
外筒4の底部材12上には、下室20とリザーバ室6とを画成するベースバルブ25が設置されている。このベースバルブ25に、シリンダ3の下端の内周部が嵌合されている。外筒4の上端部は、図示せぬ一部が径方向内方に加締められている。この加締め部分とロッドガイド22とが、シール部材23を挟持している。
緩衝体33も、内側にピストンロッド21を挿通させている。緩衝体33は、ストッパ部材32とロッドガイド22との間に配置されている。
これとは逆に、シリンダ部材2側が車体により支持され、ピストンロッド21が車輪側に連結されるようにしても良い。
複数の通路穴38は、上室19と下室20とを連通させる。複数の通路穴38は、ピストン18の上室19側への移動、つまり伸び行程において上室19から下室20に向けて油液が流れ出す通路を内側に形成する。
複数の通路穴39は、ピストン18の下室20側への移動、つまり縮み行程において下室20から上室19に向けて油液が流れ出す通路を内側に形成する。
通路穴38は、円周方向において、それぞれ間に一カ所の通路穴39を挟んで等ピッチで形成されている。通路穴38におけるピストン18の軸方向一側(図2の上側)が、径方向外側に開口している。通路穴38におけるピストン18の軸方向他側(図2の下側)が、径方向内側に開口している。
ピストンロッド21の取付軸部28には、周波数感応機構43が取り付けられている。周波数感応機構43は、減衰力発生機構41におけるピストン18とは反対側に隣接している。周波数感応機構43は、伸び行程でピストン18の往復動の周波数(以下、ピストン周波数と称す)に感応して、減衰力を可変とする。
通路穴39は、ピストンロッド21およびピストン18が縮み側(図2の下側)に移動するときに油液が通過する縮み側の通路を内側に形成している。これら半数の通路穴39に対して設けられた減衰力発生機構42は、縮み側の通路穴39内の通路の油液の流動を抑制して減衰力を発生させる、縮み側の減衰力発生機構となっている。
ピストン本体35の軸方向の下室20側の端部における、嵌合穴45と通路穴38との間の部分が、減衰力発生機構41の内周側を支持している。ピストン本体35の軸方向の上室19側の端部における、嵌合穴45と通路穴39との間の部分が、減衰力発生機構42の内周側を支持している。
ディスク51,53,54,56~62およびシート部材55は、金属製である。ディスク51,53,54,56~62は、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な、一定厚さの有孔円形平板状をなしている。メインバルブ52およびシート部材55は、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な、円環状をなしている。
底部71は、内側円筒状部72および外側円筒状部73に対し軸方向の一側にずれている。底部71には、軸方向に貫通する貫通穴74が形成されている。
内側円筒状部72の内側には、軸方向の底部71側に、ピストンロッド21の取付軸部28を嵌合させる小径穴部75が形成されている。内側円筒状部72の内側には、軸方向の底部71とは反対側に、小径穴部75より大径の大径穴部76が形成されている。
シート部材55の外側円筒状部73の軸方向の底部71側の端部は、環状のバルブシート部79となっている。貫通穴74を含むシート部材55の内側は、メインバルブ52にピストン18の方向に圧力を加えるパイロット室80となっている。
メインバルブ52は、パイロット室80を有するパイロットタイプの減衰バルブである。ディスク85がピストン18のバルブシート部47から離座して開くと、通路穴38内の通路からの油液を、ピストン18とシート部材55の外側円筒状部73との間で径方向に広がる通路88を介して下室20に流す。伸び側の減衰力発生機構41は、ディスク85の貫通穴87内の通路を介して油液の流れの一部をパイロット室80に導入して、パイロット室80の圧力によってメインバルブ52の開弁を制御する。
ディスク62は、ディスクバルブ99の開方向への変形時にディスク60に当接してディスクバルブ99の変形を抑制する。
伸び側の減衰力発生機構41は、この伸び側の第1通路101に設けられて減衰力を発生させる。
ディスク111~116および環状部材117は、金属製である。ディスク111~116および環状部材117のいずれも、内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。
環状部材117は、ディスク116の外径よりも小径の外径となっている。環状部材117は、ディスク111~116よりも厚く、高剛性となっている。この環状部材117は、ピストンロッド21の軸段部29に当接している。
ディスク112の切欠121は、ディスク112がバルブシート部49に当接状態にあっても上室19と下室20とを連通させる固定オリフィス123を構成している。環状部材117はディスクバルブ122の開方向への規定以上の変形を規制する。
縮み側の第1通路102では、縮み行程でのピストン18の移動により、下室20から上室19に向けて油液が流れ出る。縮み側の減衰力発生機構42は、この縮み側の第1通路102に設けられて減衰力を発生させる。
ケース部材本体131、ディスク132,133,135,136、環状部材175および蓋部材139は、金属製である。ディスク132,133,135,136および環状部材175は、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。ケース部材本体131および蓋部材139は、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な円環状をなしている。
内側円筒状部142の内側には、軸方向におけるシート部143の突出方向とは反対側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合させる小径穴部145が形成されている。内側円筒状部142の内側には、軸方向のシート部143側に、小径穴部145より大径の大径穴部146が形成されている。
ケース部材本体131のシート部143は、その突出先端側の端部で、区画ディスク134の外周側を支持している。また、シート部143には、周方向部分的に切欠144が形成されている。ケース部材本体131におけるシート部143の径方向内側と径方向外側とが、常時連通している。
ディスク155は、内側にディスク133とは隙間をもって配置可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。ディスク155は、複数枚のディスク133の全厚さよりも厚さが薄くなっている。ディスク155は、ケース部材本体131のシート部143の外径よりも大径の外径となっている。
また、ディスク155と、蓋部材139の筒状部166との間には、環状の隙間が設けられている。シール部材156は、その隙間を介してシール本体部158と突出部159とを繋いでいる。シール本体部158において、ディスク155側の端部の内径つまり最小内径が、シート部143の外径よりも若干大径となっている。これにより、区画ディスク134のディスク155が、ケース部材本体131のシート部143に着座可能となっている。
突出部159には、そのディスク155とは反対側に開口し径方向に貫通する径方向溝161が形成されている。
また、区画ディスク134における非支持側である外周側には、ケース部材140との間をシールする環状のシール部材156が設けられている。シール部材156がケース部材140に接触して、区画ディスク134がケース部材140に対し芯出しされる。言い換えれば、区画ディスク134の内周側は、両面側からクランプされずに片面側のみディスク135に支持される単純支持構造となっている。
複数枚のディスク136は、ディスク135の外径よりも外径が大径である。複数枚のディスク136は、蓋部材139の蓋本体部165の径方向における貫通穴167よりも内側の範囲に当接している。
シール本体部158は、区画ディスク134がケース部材140内で許容される範囲で変形しても、区画ディスク134と筒状部166との隙間を常時シールする。区画ディスク134のシール本体部158が筒状部166に全周にわたり接触することで、上記のようにケース部材140に対し芯出しされる。区画ディスク134は、ケース部材140内を、ケース部材本体131側の容量可変な可変室171と、蓋部材139の蓋本体部165側の容量可変な可変室172とに区画する。可変室171は、ディスク132の切欠151内の通路を介してケース部材本体131の大径穴部146内の通路に連通する。可変室172は、蓋部材139の貫通穴167内の通路を介して下室20に連通する。
区画ディスク134は、その内周側が全周にわたってディスク135に接触する状態では、第2通路181の可変室171,172間の油液の流通を遮断する。区画ディスク134は、可変室171,172の圧力状態にかかわらず、その全周を常にディスク135に接触させるように設定されている。区画ディスク134は、可変室171,172間の連通を、伸び行程では遮断するが、縮み行程では許容する。
ベースバルブ部材201は、金属製で継ぎ目なく成形された一体成形品である。ベースバルブ部材201は、有孔円板状のベース部202と、ベース部202の外周部から軸方向一側に延出する円筒状の脚部203と、脚部203の軸方向の中間位置から径方向外方に突出するフランジ部204とを有している。脚部203において、軸方向におけるフランジ部204よりもベース部202とは反対側の端部には、脚部203を径方向に貫通する通路溝205が周方向に間隔をあけて複数形成されている。
ベースバルブ部材201は、脚部203に形成された通路溝205によって底部192との間の空間を、シリンダ3と外筒4との間の空間に常時連通させる。よって、ベースバルブ部材201と底部192との間の空間もリザーバ室6を構成している。
ベース本体部212、上内側シート部213および下内側シート部214の径方向の内側が、貫通孔211となっている。
軸部233における軸方向の頭部232とは反対側の外周部には、オネジ234が形成されている。軸部233には、頭部232とは反対側の端面から頭部232の近傍の所定位置まで軸方向通路孔237が形成されている。軸方向通路孔237は、軸部233の径方向の中央に、軸部233の軸方向に延びて形成されている。
また、軸部233における、頭部232の近傍の所定位置には、軸部233を径方向に貫通する径方向通路孔238が形成されている。径方向通路孔238は、軸方向通路孔237に直交しており、軸方向通路孔237に連通している。
バネ板部256は、撓み可能であり、基板部255の周方向に等間隔をあけて複数形成されている。基板部255は、ディスク242の外径よりも若干大径の外径となっている。バネ板部256は、基板部255の径方向における外側ほど基板部255の軸方向において基板部255から離れるように、基板部255に対して傾斜している。複数のバネ板部256は、いずれも基板部255に対して基板部255の軸方向における同側に延出している。
バネディスク243は、基板部255においてディスク242に当接している。バネディスク243は、複数のバネ板部256が基板部255から軸方向のサクションバルブ241側に延出して、サクションバルブ241の径方向における通路穴251よりも外側に当接している。
外周板部262は、主板部261に対し軸方向一側に若干ずれて形成されている。規制ディスク244は、主板部261においてバネディスク243の基板部255に当接している。外周板部262が、主板部261に対し軸方向のサクションバルブ241側に突出している。
主板部261には、径方向の中間所定位置に、主板部261を軸方向に貫通する通路穴263が形成されている。主板部261には、通路穴263が主板部261の周方向に等間隔をあけて複数形成されている。通路穴263は、バネディスク243のバネ板部256間の隙間と、サクションバルブ241の通路穴251とを介して、下室20をベースバルブ部材201の内側通路孔222に常時連通させる。
また、ベースバルブ25は、ディスク272の軸方向におけるディスク271とは反対側に、筒状のスプール部材285を有している。スプール部材285は、ディスク273,275,276,279,280、付勢ディスク274、スペーサ277、区画ディスク278およびストッパディスク281を径方向外側で囲むように設けられている。
ディスク271の外周側には、切欠291が形成されている。切欠291は、下外側シート部218のディスク271への接触部分を径方向に横断している。切欠291は、ディスク271の周方向に等間隔をあけて複数形成されている。
付勢ディスク274の外周側には、切欠295が形成されている。切欠295は、付勢ディスク274の周方向に等間隔をあけて複数形成されている。ディスク275は、ディスク273と共通の部品である。
スペーサ277は、筒状部302の軸方向における底部301とは反対側の端部において、ディスク276に当接する。スペーサ277において、底部301の外周部の軸方向における筒状部302とは反対側には、面取り303が形成されている。面取り303は、軸方向における筒状部302とは反対側ほど外径が小径となるテーパ状である。
シール部材312は、ディスク311に焼き付けられて一体化されている。ディスク311は、内側にピン部材231の軸部233を嵌合可能である。ディスク311は、一定厚さの有孔円形平板状をなしている。ディスク311は、スペーサ277の最大外径よりも大径の外径となっている。
区画ディスク278は、ディスク311においてスペーサ277に当接している。ディスク311からシール部材312が、軸方向において、スペーサ277側に延出している。
シール部材312は、スペーサ277との間に径方向の隙間を有しており、スペーサ277をその径方向外側で囲んでいる。シール部材312の軸方向の長さが、スペーサ277の軸方向の長さよりも短い。よって、シール部材312は、ディスク276に対し軸方向に離間している。
内フランジ部323は、有孔円形平板状である。内フランジ部323の内径は、付勢ディスク274の外径よりも小径で、ディスク273の外径よりも大径である。
押圧部324には、押圧部324を径方向に横断する切欠326が形成されている。切欠326は、押圧部324の周方向に等間隔をあけて複数形成されている。スプール部材285には、環状部322から押圧部324にかけての外周部に面取り328が形成されている。面取り328は、軸方向における筒状部321とは反対側ほど外径が小径となるテーパ状である。
このとき、区画ディスク278は、ディスク311からシール部材312が軸方向の頭部232とは反対側に突出する向きとされる。スペーサ277は、筒状部302が底部301から軸方向の頭部232とは反対側に突出する向きとされる。
スプール部材285は、内フランジ部323の内径が付勢ディスク274の外径よりも小径であるため、内フランジ部323において付勢ディスク274に当接する。この状態で、区画ディスク278のシール部材312は、スプール部材285の筒状部321に嵌合し、筒状部321の内周面に全周にわたって当接する。これによってスプール部材285は、区画ディスク278に対し芯出しされ、ピン部材231の軸部233に対して芯出しされる。
このとき、ベースバルブ部材201は、脚部203がベース部202から軸方向の頭部232側に突出する向きとされる。バネディスク243は、基板部255からバネ板部256が軸方向の頭部232側に突出する向きとされる。規制ディスク244は、主板部261から外周板部262が軸方向の頭部232側に突出する向きとされる。
なお、付勢ディスク274は、当接する内フランジ部323によって切欠295が閉塞されることがないように切欠295の大きさが設定されている。この状態で、ディスク271、複数枚のディスク272、スプール部材285および区画ディスク278等にピン部材231が挿通されている。
外側通路孔221内の通路と、サクションバルブ機構351の開時に生じるサクションバルブ241と上外側シート部216との間の通路とが、伸び行程においてピストン18の移動によりリザーバ室6から下室20に向けて油液が流れ出す伸び側の第1通路352を構成している。よって、第1通路352は、ベースバルブ25に設けられている。
なお、サクションバルブ機構351は、主としてピストンロッド21のシリンダ部材2からの伸び出しにより生じる液の不足分を補うようにリザーバ室6から下室20に実質的に減衰力を発生させることなく液を流す機能を果たす。なお、サクションバルブ機構351で減衰力を発生させても良い。
サクションバルブ241の切欠252内の通路は、サクションバルブ241が中間シート部217および上外側シート部216に当接してもリザーバ室6と下室20とを常時連通させる固定オリフィス353となっている。この固定オリフィス353も第1通路352に設けられている。
通路穴251および内側通路孔222の通路と、減衰力発生機構361の開時に生じるメインバルブ360と下外側シート部218との間の通路とが、縮み行程においてピストン18の移動により下室20からリザーバ室6に向けて油液が流れ出す縮み側の第1通路362を構成している。よって、第1通路362は、ベースバルブ25に設けられている。
径方向通路孔238は、ピン部材231の軸方向における位置をスペーサ277の筒状部302と合わせており、筒状部302と径方向に対向している。スペーサ277の筒状部302よりも径方向内側の通路は、径方向通路孔238内の通路と常時連通している。また、スペーサ277のこの通路は、ディスク276の切欠298内の通路と常時連通している。
このとき、パイロット室371は、スプール部材285に対し、メインバルブ360を下外側シート部218に当接させる方向に付勢する力を付与する。言い換えれば、筒状のスプール部材285は、パイロット室371内のパイロット圧に応じて軸方向に移動することにより、メインバルブ360に対する閉方向の付勢力を変更可能である。パイロット室371は、スプール部材285にメインバルブ360に対する付勢力を発生させる。
ストッパディスク281は、区画ディスク278がパイロット室371の容積を拡大する方向に所定量変形すると、区画ディスク278のディスク311に当接してそれ以上の区画ディスク278の変形を規制する。
オリフィス373の流路断面積がオリフィス375の流路断面積以下であると、パイロット室371のパイロット圧が上がらなくなってしまう。また、オリフィス373の流路断面積の方がオリフィス375の流路断面積よりも大きくても、その差が所定値未満であると、パイロット室371のパイロット圧の昇圧が不足してしまう。パイロット室371のパイロット圧の昇圧が十分となるように、所定値が設定されている。
第2通路382は、縮み行程においては、下室20からピン部材231の軸方向通路孔237に入った油液を、オリフィス373を介してパイロット室371に導入する。さらに、第2通路382は、縮み行程においては、油液を、パイロット室371からオリフィス375を介して排出して、スプール部材285の切欠326内の通路を介してリザーバ室6に流す。
スプール部材285と区画ディスク278とスペーサ277とディスク273,275,276と付勢ディスク274とが、パイロット室371の圧力によって減衰力発生機構361の減衰力を調整する圧力制御型の周波数感応機構385を構成している。周波数感応機構385は、第2通路382に設けられている。
周波数感応機構385は、そのスプール部材285を、第1通路362を開閉するメインバルブ360に当接させてメインバルブ360の開弁圧を調整する。周波数感応機構385は、ピストン18の周波数であるピストン周波数に応じて減衰力発生機構361の減衰力を可変とする。周波数感応機構385は、ベースバルブ25のベース部202とピン部材231の一端の頭部232との間に設けられている。周波数感応機構385は、ベースバルブ25の底部192側に設けられている。
なお、区画ディスク278を、パッキンバルブではなく、以下のように構成しても良い。すなわち、区画ディスク278を、筒状部321に接触する部分にシール部材としてのOリングを有することで、筒状部321に対して密着しつつ摺接する部品に変更したりしても良い。区画ディスク278を、筒状部321との間を閉塞するシール部材としての変形可能なダイヤフラムを有する部品に変更したりしても良い。
リザーバ室6と下室20とを連通させる伸び側の第1通路352に、サクションバルブ241および固定オリフィス353を含むサクションバルブ機構351が設けられている。下室20とリザーバ室6とを連通させる縮み側の第1通路362に、メインバルブ360および固定オリフィス363を含む減衰力発生機構361が設けられている。第1通路352,362に対して並列に設けられた第2通路382に、周波数感応機構385が設けられている。
周波数感応機構385は、オリフィス373,375およびパイロット室371を有している。周波数感応機構385は、パイロット室371の圧力に応じた力をメインバルブ360に閉方向に付与する。
このため、バルブ特性(減衰力がピストン速度にほぼ比例する)に基づいた減衰力が発生する。よって、ピストン速度が中高速域でのピストン速度に対する減衰力の特性は、ピストン速度の上昇に対する減衰力の上昇率が上記した低速域に比べてやや下がる。
このため、オリフィス特性(減衰力がピストン速度の2乗にほぼ比例する)に基づいた減衰力が発生する。ピストン速度が低速域でのピストン速度に対する減衰力の特性は、ピストン速度の上昇に対して比較的減衰力の上昇率が高くなる。
これに加えて、下室20の油液が第2通路382に導入され、その途中のパイロット室371に導入される。すなわち、ピン部材231の軸方向通路孔237および径方向通路孔238内の通路と、スペーサ277内の通路と、ディスク276内のオリフィス373とを介して、油液がパイロット室371に導入される。油液は、パイロット室371から付勢ディスク274内のオリフィス375を介してリザーバ室6に流れる。
すると、パイロット室371の圧力が上昇して高圧になり、パイロット室371の圧力によってスプール部材285がメインバルブ360を閉方向に押す力が高くなる。このため、メインバルブ360の開弁圧が上がり、減衰力が高くなる。よって、図8の実線X3に示すように、減衰力が比較的高くハードな状態になる。
このため、ピストン周波数が高周波のときは、図8の破線X4に示すように、ピストン速度が低速から高速までの全領域で、図8に実線X3で示すピストン周波数が低周波数の時よりも減衰力が低くソフトになる。よって、縮み行程において、ピストン周波数が高周波数の時の減衰力特性は、ピストン周波数が低周波数の時の減衰力特性と比べて、ピストン速度が低速域から高速域まで減衰力が下がりソフトな状態になる。
次に、第2実施形態を主に図10~図12に基づいて第1実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第1実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
ベースバルブ25Aも、外筒4の底部192に設けられている。ベースバルブ25Aは、外筒4およびシリンダ3の間のリザーバ室6とシリンダ3内の一方の下室20とを仕切る。
ベースバルブ25Aは、ピン部材231にかえてピン部材231A(軸部材)を有している。ピン部材231Aは、ピン部材231に対して、軸部233よりも軸方向に長い軸部233Aを有する点が異なる。
軸部233Aの軸方向において、径方向通路孔402Aは、径方向通路孔401Aよりも頭部232側に配置されている。径方向通路孔401Aおよび径方向通路孔402Aは、軸方向通路孔237Aに直交しており、軸方向通路孔237Aに連通している。
また、ベースバルブ25Aは、ディスク416Aの軸方向のディスク415Aとは反対側に、軸方向のディスク416A側から順に、ケース部材本体421Aと、複数枚のディスク422Aおよび区画ディスク423Aと、一枚のディスク424Aと、蓋部材425Aとを有している。
ディスク412A,413A,415A,416A,422A,424Aは、いずれも内側にピン部材231Aの軸部233Aを嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。区画ディスク411A、シート部材414A、ケース部材本体421Aおよび蓋部材425Aは、いずれも内側にピン部材231Aの軸部233Aを嵌合可能な円環状をなしている。区画ディスク423Aは、内側にピン部材231Aの軸部233Aを挿通可能な円環状をなしている。
シール部材432Aは、ディスク431Aに焼き付けられて一体化されている。ディスク431Aは、内側にピン部材231Aの軸部233Aを嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。ディスク431Aは、ディスク271,272の外径と同等の外径となっている。
シール部材432Aは、ディスク431Aから軸方向に突出している。シール部材432Aでは、ディスク431Aから軸方向に離れるほど外径が大径となり、ディスク431Aから軸方向に離れるほど内径も大径となる。区画ディスク411Aは、ディスク431Aのシール部材432Aとは反対側においてディスク272に当接している。シール部材432Aは、ディスク431Aからディスク272とは反対側に延出している。区画ディスク411Aは、ディスク271,272とで、ベースバルブ部材201Aの内側通路孔222を開閉するメインバルブ360Aを構成している。
ディスク413Aの内周側には、径方向外方に延びる切欠435Aが形成されている。切欠435A内の通路はオリフィス436Aを構成している。
内側円筒状部442Aは底部441Aから軸方向両側に突出している。外側円筒状部443Aは、底部441Aの外周端から軸方向一側に突出している。バルブシート部444Aは、底部441Aの外周側から軸方向の外側円筒状部443とは反対側に突出している。
大径穴部449Aは、ピン部材231Aの径方向通路孔401Aと軸方向の位置を合わせており、径方向通路孔401Aと径方向に対向している。よって、大径穴部449A内の通路は、径方向通路孔401A内の通路と常時連通している。
貫通穴447Aを含むシート部材55の内側は、メインバルブ360Aに下外側シート部218の方向に圧力を加えるパイロット室371Aとなっている。区画ディスク411Aのシール部材432Aは、外側円筒状部443Aとの隙間を常に全周にわたって閉塞する。
内側円筒状部462Aは、基部461Aから軸方向両側に突出している。シート部463Aは、基部461Aから軸方向片側のみに突出している。外側円筒状部464Aは、基部461Aから軸方向のシート部463Aと同側に突出している。外側円筒状部464Aの基部461Aからの突出長さは、シート部463Aの基部461Aからの突出長さよりも長い。内側円筒状部462Aの内側における、軸方向におけるシート部463Aの突出方向とは反対側には、ピン部材231Aの軸部233Aを嵌合させる小径穴部465Aが形成されている。内側円筒状部462Aの内側における、軸方向のシート部463A側には、小径穴部465Aより大径の大径穴部466Aが形成されている。
また、シート部463Aには、周方向部分的に切欠468Aが形成されている。切欠468Aは、ケース部材本体421Aにおけるシート部463Aの径方向内側と径方向外側とを常時連通させている。
内側円筒状部462Aにおける、基部461Aよりも軸方向の外側円筒状部464A側の部分には、内側円筒状部462Aを径方向に貫通する径方向溝475Aが形成されている。この径方向溝475Aは、大径穴部466Aと軸方向の位置を合わせている。よって、径方向溝475A内の通路は、大径穴部466A内の通路と常時連通している。径方向溝475A内の通路は、オリフィス476Aを構成している。
ディスク481Aは、組み付け前は平板状である。ディスク481Aは、内側にディスク422Aを径方向に隙間をもって配置可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。ディスク481Aの厚さは、複数枚のディスク422Aの合計の厚さよりも薄くなっている。ディスク481Aは、ケース部材本体421Aのシート部463Aの外径よりも大径の外径となっている。
突出部材483Aには、径方向に貫通する図示略の径方向溝が形成されている。
また、区画ディスク423Aの非支持側である外周側には、ケース部材本体421Aの外側円筒状部464Aとの間をシールする環状のシール部材482Aが設けられている。シール部材482Aが外側円筒状部464Aに接触して、シール部材482Aがケース部材本体421Aに対し芯出しされる。言い換えれば、区画ディスク423Aの内周側は、両面側からクランプされずに片面側のみディスク424Aに支持される単純支持構造となっている。
蓋部材425Aは、内周側の円筒状の筒状部495Aと、筒状部495Aの軸方向の中央から径方向外方に広がるフランジ部496Aとを有している。区画ディスク423Aの突出部材483Aは、蓋部材425Aのフランジ部496Aに当接する。蓋部材425Aでは、軸方向において筒状部495Aのケース部材本体421Aとは反対側の部分が、ピン部材231Aの頭部232に当接する。
区画ディスク423Aは、そのシール部材482Aが外側円筒状部464Aに全周にわたり接触することで上記のようにケース部材491Aに対し芯出しされる。区画ディスク423Aは、ケース部材491A内を、ケース部材本体421Aの基部461A側の容量可変な可変室501Aと、蓋部材425A側の容量可変な可変室502Aとに区画する。可変室501Aは、ケース部材本体421Aの径方向溝475A内の通路を介してケース部材本体421Aの大径穴部466A内の通路に連通する。可変室502Aは、蓋部材425Aと外側円筒状部464Aとの隙間内の通路を介してリザーバ室6に連通する。
ここで、シート部463Aとディスク424Aとの間の軸方向の最短距離は、ディスク481Aの軸方向の厚さよりも小さくなっている。よって、可変室501Aと可変室502Aとが同圧のとき、ディスク481Aは、若干変形した状態でシート部463Aとディスク424Aとに自身の弾性力で全周にわたって圧接している。
区画ディスク423Aは、その内周側が全周にわたってディスク424Aに接触する状態では、可変室501Aと可変室502Aつまりリザーバ室6との間の油液の流通を遮断する。また、区画ディスク423Aは、その内周側がディスク424Aから離間する状態では、可変室502Aつまりリザーバ室6と可変室501Aとの間の油液の流通を許容する。
内フランジ部513Aの径方向内側の通路はオリフィス514Aとなっている。
第1通路362は、ピストン18の移動によりシリンダ3内の一方の下室20からリザーバ室6に向け油液が流れ出す。ディスク271に設けられた切欠291内の通路は、固定オリフィス363を構成している。減衰力発生機構361Aのメインバルブ360Aは、第1通路362に設けられて減衰力を発生させる。第1通路362はベースバルブ25Aに設けられている。
第2通路382Aは、中間室521Aから他方に分岐するケース部材本体421Aの径方向溝475A内のオリフィス476Aおよび可変室501A,502Aを含んでいる。第2通路382Aは、ベースバルブ25Aに第1通路362と並列に設けられている。
下室20とリザーバ室6とを連通させる縮み側の第1通路362に、メインバルブ360および固定オリフィス363を含む減衰力発生機構361Aとが設けられている。第1通路362に対して並列に設けられた第2通路382Aに、オリフィス514Aおよび中間室521Aが設けられている。
第2通路382Aは、中間室521Aから一方に分岐している。第2通路382Aには、オリフィス436Aと、パイロット室371Aと、ハードバルブ451Aとが設けられている。第2通路382Aは、中間室521Aから他方に分岐している。第2通路382Aには、オリフィス476Aと、可変室501A,502Aを有する周波数感応機構385Aと、チェック弁505Aとが設けられている。
パイロット室371Aは、その圧力を減衰力発生機構361Aのメインバルブ360Aに閉方向に付与する。メインバルブ360Aは、パイロット室371Aを形成している。よって、メインバルブ360Aは直接パイロット圧を受けて、開弁圧が制御される。
このため、オリフィス特性(減衰力がピストン速度の2乗にほぼ比例する)に基づいた減衰力が発生する。よって、ピストン速度が低速域でのピストン速度に対する減衰力の特性は、ピストン速度の上昇に対して比較的減衰力の上昇率が高くなる。
このため、バルブ特性(減衰力がピストン速度にほぼ比例する)に基づいた減衰力が発生する。よって、ピストン速度が高速域でのピストン速度に対する減衰力の特性は、ピストン速度の上昇に対する減衰力の上昇率が上記した低速域に比べてやや下がった状態が維持される。
すると、上記のように減衰力発生機構361Aおよびハードバルブ451Aを介して下室20からリザーバ室6に流れる油液の量が減らないため、周波数感応機構385Aがないときと同様に高い減衰力を発生させる。
よって、上記のように減衰力発生機構361Aおよびハードバルブ451Aを介して下室20からリザーバ室6に流れる油液の量が減るため、ピストン周波数が低いときと比べて減衰力が下がる。
このため、ストロークが小さいときは、動きやすく、可変室501Aに流れ込む油液分の体積補償がされ、区画ディスク411Aを押すパイロット圧の昇圧が抑制される。ハードにするためにはより多くの大振幅(低周波)である必要があるため、カットオフ周波数は下がる。一方、逆にオリフィス514Aの面積が大きいと、その逆となり、カットオフ周波数は上がる。
これにより、緩衝器1Aは、小型化が可能になる。
次に、第3実施形態を主に図13~図15に基づいて第2実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第2実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
ピン部材231Bにおける径方向の中央には、軸方向に貫通する軸方向通路孔237Bが形成されている。軸部233Bにおける軸方向の中間所定位置には、軸部233Bを径方向に貫通する径方向通路孔401Bが形成されている。径方向通路孔401Bは、軸方向通路孔237Bに直交しており、軸方向通路孔237Bに連通している。
小径穴部602B内の通路は、オリフィス603Bとなっている。ピン部材231Bの頭部232Bが、規制ディスク244に当接する。ピン部材231Bでは、軸方向通路孔237Bが下室20に連通する。
内側円筒状部442Bでは、底部441Aから軸方向におけるバルブシート部444Aと同側への突出量が、内側円筒状部442Aよりも短くなっている。ピン部材231Bでは、径方向通路孔401Bが、シート部材414Aの大径穴部449A内の通路を介してパイロット室371Aに連通している。
ディスク611B~614Bおよび規制ディスク615Bは、いずれも内側にピン部材231Bの軸部233Bを嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。
ディスク614Bは、ディスク613Bの外径よりも大径でディスク612Bの外径よりも小径の外径となっている。規制ディスク615Bは、ディスク614Bの外径よりも小径の外径となっている。規制ディスク615Bは、ディスク611B~614Bよりも厚さが厚く高剛性となっている。
規制ディスク615Bは、ディスク614Bとによってハードバルブ451Bの開弁時の所定量以上の変形を抑制する。ディスク611Bおよび複数枚のディスク612Bは、切欠通路621Bによって、下室20からパイロット室371Aへの油液の流れを許容するチェック弁625Bとなっている。
周波数感応機構385Bは、ピン部材231Bのオネジ234Bに螺合されるメネジ631Bが形成された蓋部材632Bと、この蓋部材632Bにその一端開口側が閉塞されるように取り付けられる略円筒状のハウジング本体633Bとからなるハウジング634Bと、このハウジング634B内に摺動可能に嵌挿されるフリーピストン636Bと、いずれもハウジング634Bとフリーピストン636Bとの間に介装された弾性体であるOリング638BおよびOリング639Bとで構成されている。
蓋内筒部641Bの内周部には、上記したメネジ631Bが形成されている。蓋外筒部643Bの外周面には、オネジ616Bが形成されている。
主体部651Bの軸方向における内側環状突起652Bとは反対側の内周面には、メネジ653Bが形成されている。このようなハウジング本体633Bのメネジ653Bに、蓋部材632Bのオネジ646Bが螺合されることでこれらが一体化されてハウジング634Bとなる。
外側環状突起663Bの軸方向の中央位置には、ピストン筒部661Bおよび外側環状突起663Bを径方向に貫通する通路穴666Bが、フリーピストン636Bの周方向に間隔をあけて複数箇所形成されている。フリーピストン636Bは、ハウジング634B内に軸方向に摺動可能に嵌挿されている。
フリーピストン636Bがハウジング634Bに対して軸方向の蓋部材632B側に移動すると、その外側環状突起663Bが蓋部材632Bの蓋外筒部643BとでOリング638Bを挟んで弾性変形させる。また、フリーピストン636Bがハウジング634Bに対して軸方向の蓋部材632Bとは反対側に移動すると、その外側環状突起663Bがハウジング本体633Bの内側環状突起652BとでOリング639Bを挟んで弾性変形させる。
周波数感応機構385Bでは、Oリング639Bとハウジング本体633Bの内側環状突起652Bとの間が、リザーバ室6に連通する可変室502Bとなっている。可変室501Bと可変室502Bとは、Oリング639Bで連通が遮断されている。
第1通路362では、ピストン18の移動によりシリンダ3内の一方の下室20からリザーバ室6に向け油液が流れ出す。ディスク271に設けられた切欠291内の通路は、固定オリフィス363を構成している。減衰力発生機構361Aのメインバルブ360Aは、第1通路362に設けられて減衰力を発生させる。第1通路362は、ベースバルブ25Bに設けられている。
第2通路382Bは、可変室502Bも含んでいる。第2通路382Bは、ベースバルブ25Bに第1通路362と並列に設けられている。周波数感応機構385Bは、第2通路382Bに設けられている。周波数感応機構385Bは、ベースバルブ25Bの底部192側に設けられている。
すなわち、下室20とリザーバ室6とを連通させる縮み側の第1通路362に、メインバルブ360Aおよび固定オリフィス363を含む減衰力発生機構361Aが設けられている。そして、第1通路362に対して並列に設けられた第2通路382Bは、オリフィス603Bを介して下室20に連通している。第2通路382Bにおける、オリフィス603Bに対して下室20とは反対側には、周波数感応機構385Bの可変室501Bが設けられている。また、第2通路382Bには、可変室501Bから延出してオリフィス436Aが設けられている。オリフィス436Aを介して、パイロット室371Aが設けられている。
また、第2通路382Bには、パイロット室371Aとリザーバ室6との間にハードバルブ451Bおよびチェック弁625Bが設けられている。また、第2通路382Aは、周波数感応機構385Bの可変室502Bを介してリザーバ室6に連通している。パイロット室371Aは、その圧力を減衰力発生機構361Aのメインバルブ360Aに閉方向に付与する。
すなわち、下室20からの油液は、サクションバルブ241の通路穴251内の通路と、ベースバルブ部材201Bの内側通路孔222内の通路と、メインバルブ360Aの固定オリフィス363とを介してリザーバ室6に流れる。このため、オリフィス特性(減衰力がピストン速度の2乗にほぼ比例する)に基づいた減衰力が発生する。よって、ピストン速度が低速域でのピストン速度に対する減衰力の特性は、ピストン速度の上昇に対して比較的減衰力の上昇率が高くなる。
このため、ピストン速度が中速域でのピストン速度に対する減衰力の特性は、ピストン速度の上昇に対する減衰力の上昇率が上記した低速域に比べてやや下がった状態になる。
このため、バルブ特性(減衰力がピストン速度にほぼ比例する)に基づいた減衰力が発生する。よって、ピストン速度が高速域でのピストン速度に対する減衰力の特性は、ピストン速度の上昇に対する減衰力の上昇率が上記した低速域に比べてやや下がった状態が維持される。
これにより、可変室501Bの体積は変化しない状態になり、可変室501Bに油液が導入されなくなる。このため、上記のように減衰力発生機構361Aおよびハードバルブ451Bを介して下室20からリザーバ室6に流れる油液の量が減らなくなる。周波数感応機構385Bがないときと同様に、高い減衰力を発生させる。
次に、第4実施形態を主に図16~図18に基づいて第1,第3実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第1,第3実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
ピン部材231Cは、中空のボルトである。ピン部材231Cは、締結工具に係合可能な頭部232Cと、頭部232Cの中央から延出する、頭部232Cの最小外径よりも小径の円筒状の軸部233Cとを有している。軸部233Cにおける軸方向の頭部232Cとは反対側の外周部には、オネジ234Cが形成されている。ピン部材231Cにおける径方向の中央には、軸方向に貫通する挿通孔715Cが形成されている。頭部232Cにおける軸方向の軸部233Cとは反対側には、径方向に貫通する通路溝717Cが形成されている。通路溝717Cは、挿通孔715Cに直交している。
軸部722Cにおける軸方向の頭部721C側の外周部には、オネジ723Cが形成されている。軸部722Cにおける軸方向の頭部721Cとは反対側の外周部にも、オネジ724Cが形成されている。
連結ピン702Cにおける径方向の中央には、軸方向に貫通する軸方向通路孔725Cが形成されている。連結ピン702Cでは、軸部722Cが、ピン部材231Cの挿通孔715Cに挿通される。
また、ベースバルブ25Cは、ディスク272の軸方向におけるディスク271とは反対側に、ディスク273、区画ディスク278Cおよびディスク279Cを径方向外側で囲むように筒状のスプール部材285Cが設けられている。スプール部材285Cは、ディスク271,272からなるメインバルブ360に対する付勢力を、軸方向に移動することにより変更可能である。
シール部材312Cは、ディスク311Cに焼き付けられて一体化されている。ディスク311Cは、内側にピン部材231Cの軸部233Cを嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。ディスク311Cは、ディスク273の外径よりも大径の外径となっている。
シール部材312Cは、ディスク311Cから軸方向に突出している。シール部材312Cでは、ディスク311Cから軸方向に離れるほど外径が大径となり、ディスク311Cから軸方向に離れるほど内径も大径となる。区画ディスク278Cは、ディスク311Cにおいてディスク273,279Cに当接している。シール部材312Cが、ディスク311Cから軸方向のディスク279C側に延出している。シール部材312Cは、ディスク279Cおよびピン部材231Cの頭部232Cとの間に径方向の隙間を有して、これらをこれらの径方向外側で囲んでいる。ディスク279Cは、シール部材312Cの最小内径よりも小径の外径となっている。
スプール部材285Cは、押圧部324Cが区画ディスク278Cのシール部材312Cに全周にわたって当接している。これにより、スプール部材285Cは、区画ディスク278Cに対し芯出しされ、ピン部材231Cの軸部233Cに対して芯出しされる。
サポートディスク734Cの内周側は、連結ピン702Cの軸部722Cに一対のナット735C,736Cで固定されている。一対のナット735C,736Cは、軸部722Cのオネジ724Cに螺合されてサポートディスク734Cを軸方向両側から挟持している。
蓋部材632Cは、蓋部材632Bに対して蓋内筒部641Bが形成されておらず、蓋基板部642Cが蓋外筒部643Bの径方向内側を閉塞している点が相違している。蓋外筒部643Bの外周面には、蓋部材632Bと同様のオネジ646Bが形成されている。
内側筒状部752Cの径方向内側には、連結ピン702Cの軸部722Cが挿通されている。シール溝757Cには、軸部722Cと内側筒状部752Cの間をシールするシール部材761Cが収容されている。
ピストン閉板部662Cにおける径方向の中央には、軸方向に貫通する貫通孔771Cが形成されている。フリーピストン636Cは、ピストン閉板部662Cが、蓋部材632Cの蓋基板部642Cに近くなる向きで、ハウジング634C内に設けられている。フリーピストン636Cは、ハウジング634C内で軸方向に摺動可能である。
フリーピストン636Cがハウジング634Cに対して軸方向の蓋部材632C側に移動すると、その外側環状突起663Bが蓋部材632Cの蓋外筒部643BとでOリング638Bを挟んで弾性変形させる。また、フリーピストン636Cがハウジング634Cに対して軸方向の蓋部材632Cとは反対側に移動すると、その外側環状突起663Bがハウジング本体633Cの内側環状突起652CとでOリング639Bを挟んで弾性変形させる。
連結ピン702Cにおける軸部722Cの軸方向の頭部721Cとは反対側には、サポートディスク734Cが固定されている。言い換えれば、サポートディスク734Cは、連結ピン702Cを介してフリーピストン636Cに連結されている。サポートディスク734Cは、連結ピン702Cとナット735C,736C,775Cとともに周波数感応機構385Cを構成している。周波数感応機構385Cのサポートディスク734Cが、ベースバルブ25Cの底部192側に設けられている。
パイロット室501Cは、フリーピストン636C、連結ピン702Cおよびサポートディスク734Cを介して、スプール部材285Cにメインバルブ360に対する閉方向の付勢力を発生させる。
第1通路362では、ピストン18の移動によりシリンダ3内の一方の下室20からリザーバ室6に向け油液が流れ出す。ディスク271に設けられた切欠291内の通路は、固定オリフィス363を構成している。
減衰力発生機構361のメインバルブ360は、第1通路362に設けられて減衰力を発生させる。第1通路362は、ベースバルブ25Cに設けられている。
第2通路382Cは、ベースバルブ25Cに第1通路362と並列に設けられている。周波数感応機構385Cは、第2通路382Cに設けられている。周波数感応機構385Cのサポートディスク734Cは、ベースバルブ25Cの底部192側に設けられている。区画ディスク278Cは、スプール部材285Cに対して移動可能である。区画ディスク278Cは、スプール部材285Cとの間の隙間を介しての油液の流れを遮断する。
すなわち、下室20とリザーバ室6とを連通させる縮み側の第1通路362に、メインバルブ360と固定オリフィス363とを含む減衰力発生機構361が設けられている。
そして、第1通路362に対して並列に設けられた第2通路382Cは、オリフィス756Cを介して周波数感応機構385Cのパイロット室501Cに連通している。第2通路382Cのリザーバ連通室502Cは、リザーバ室6に連通している。パイロット室501Cは、その圧力をメインバルブ360に閉方向に付与する。
このパイロット圧が上がることで、フリーピストン636Cを上へ押し上げる力が大きくなる。その結果として、メインバルブ360の開弁圧が上昇し、縮み側の減衰力はハードとなる。
なお、図19に第1実施形態に対する変形例を示すように、第1~第4実施形態において、シリンダ3内の一方の室である上室19とリザーバ室6とを接続する第3通路801と、この第3通路801の作動液の流れを制御して減衰力を調整する減衰力調整機構802と、を設けるようにしても良い。
この場合、減衰力調整機構802は、外筒4に外付けすることができる。減衰力調整機構802は、上室19からリザーバ室6へのワンウエイで油液を流す構造である。減衰力調整機構802は、上室19とリザーバ室6との間の流路を電流によって制御して減衰力を調整する。減衰力調整機構802は、電流により開弁圧力をコントロールすることにより、路面の状況・車体挙動に応じてソフトからハードまで減衰力を調整可能である。
3 シリンダ
4 外筒
6 リザーバ室(他方の室)
18 ピストン
19 上室
20 下室(一方の室)
21 ピストンロッド
25,25A~25C ベースバルブ
192 底部
231,231A~231C ピン部材231(軸部材)
278,278C 区画ディスク(閉塞部材)
285,285C スプール部材
312,312C シール部材
360,360A メインバルブ
362 第1通路
371,501C パイロット室
382,382A,382B,382C 第2通路
385,385A~385C 周波数感応機構
801 第3通路
802 減衰力調整機構
Claims (3)
- 作動流体が封入されるシリンダと、
前記シリンダ内に設けられ、該シリンダ内を2室に分けるピストンと、
一端側が前記ピストンに連結されると共に他端側が前記シリンダの外部に延出されるピストンロッドと、
前記ピストンの移動により前記2室のうちの一方の室から作動流体が流れ出す第1通路と、
前記第1通路と並列に設けられる第2通路と、
前記第1通路に設けられて減衰力を発生するディスクと、
前記ディスクに対する付勢力を、軸方向に移動することにより変更可能な筒状のスプール部材と、
前記第2通路に設けられ、前記スプール部材の内周側にあって前記スプール部材に前記ディスクに対する付勢力を発生させるパイロット室と、
前記パイロット室から前記2室のうちの他方の室への流れを遮断し、前記スプール部材に対し移動可能に設けられ、前記スプール部材との間に、焼き付けにより設けられているシール部材を有する閉塞部材と、
を有し、
前記閉塞部材は、前記パイロット室の内圧が上昇すると、該パイロット室の容積を拡大するように撓む緩衝器。 - 前記ディスク、前記スプール部材および前記閉塞部材には、軸部材が挿通され、前記第2通路は、前記軸部材に形成される請求項1に記載の緩衝器。
- 前記シリンダの外周側に設けられて作動液およびガスが封入されるリザーバ室と、
前記一方の室と前記リザーバ室とを接続する第3通路と、
前記他方の室と前記リザーバ室とを画成するベースバルブと、
前記第3通路の作動液の流れを制御して減衰力を調整する減衰力調整機構と、を備え、
前記第1通路および前記第2通路は、前記ベースバルブに設けられる請求項1または2に記載の緩衝器。
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