JPWO2016067724A1 - 緩衝器 - Google Patents

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Abstract

緩衝器(1)は、ピストン(15,16)によって形成される中間室(19)と、上室(18)と中間室(19)との間に設けられて減衰力を発生する第1の減衰力発生機構(105)と、下室(20)と中間室(19)との間に設けられて減衰力を発生する第2の減衰力発生機構(120)と、ピストン(15,16)の位置に応じて、上室(18)および下室(20)間を連通させる状態と、上室(18)および中間室(19)間を連通させる状態と、下室(20)および中間室(19)間を連通させる状態とに、通路(32,132)の状態を変える位置感応機構(175)と、を有する。

Description

本発明は、緩衝器に関する。
本願は、2014年10月31日に出願された日本国特許出願2014−223501号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
緩衝器には、ピストン位置に応じて減衰力が切り替わるものがある(例えば、特許文献1参照)。
日本国特開平2−168038号公報
減衰力の設定自由度を高めることが望まれている。
本発明は、減衰力の設定自由度を高めることが可能となる緩衝器を提供する。
本発明の第1の態様によれば、緩衝器は、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に設けられ、前記シリンダ内を上室および下室に区画するピストンと、前記ピストンに連結されると共に前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、を有する。この緩衝器は、前記ピストンによって形成される中間室と、前記上室と前記中間室との間に設けられて減衰力を発生する第1の減衰力発生機構と、前記下室と前記中間室との間に設けられて減衰力を発生する第2の減衰力発生機構と、前記ピストンの位置に応じて、前記上室および前記下室間を連通させる状態と、前記上室および前記中間室間を連通させる状態と、前記下室および前記中間室間を連通させる状態とに、通路の状態を変える位置感応機構と、を有する。
本発明の第2の態様によれば、緩衝器は、作動流体が封入されるシリンダと、少なくとも一方が前記シリンダ内に摺動可能に設けられ、前記シリンダ内を上室、中間室および下室に区画する第1ピストンおよび第2ピストンと、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに連結されると共に前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに設けられ、前記上室および前記中間室間と、前記中間室および前記下室間とを作動流体が流れるように連通する第1通路と、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの移動によって前記第1通路を流れる作動流体の流れを制限して減衰力を発生させる伸び側減衰バルブと、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの移動によって前記第1通路を流れる作動流体の流れを制限して減衰力を発生させる縮み側減衰バルブと、前記第1通路とは別に前記上室、前記中間室および前記下室を連通する第2通路と、前記第2通路に設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの位置により前記上室および前記中間室間の作動流体の流路面積を調整する第1調整部と、前記第2通路に設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの位置により前記下室および前記中間室間の作動流体の流路面積を調整する第2調整部と、を備える。前記第1調整部および前記第2調整部の流路面積は、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが中立位置を含む第1の所定範囲内にあるとき、前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積が共に大きくなるように設定されている。前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第1の所定範囲を超えて最大長側の第2の所定範囲内にあるとき、前記第1調整部の流路面積が小さく、かつ前記第2調整部の流路面積が大きくなるように設定されている。前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第1の所定範囲を超えて最小長側の第3の所定範囲内にあるとき、前記第2調整部の流路面積が小さく、かつ前記第1調整部の流路面積が大きくなるように設定されている。
本発明の第3の態様によれば、前記第1ピストンの伸び側減衰バルブおよび前記第2ピストンの伸び側減衰バルブは、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが伸び方向に移動したとき、上流側に位置する伸び側減衰バルブで発生する減衰力が下流側に位置する伸び側減衰バルブで発生する減衰力よりも小さく設定されていてもよい。前記第1ピストンの縮み側減衰バルブおよび前記第2ピストンの縮み側減衰バルブは、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが縮み方向に移動したとき、上流側に位置する縮み側減衰バルブで発生する減衰力が下流側に位置する縮み側減衰バルブで発生する減衰力よりも小さく設定されていてもよい。
本発明の第4の態様によれば、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第2の所定範囲を超えて最大長側にあるとき、および前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第3の所定範囲を超えて最小長側にあるときの少なくともいずれか一方にあるとき、前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積が共に小さくなるように設定されていてもよい。
本発明の第5の態様によれば、前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積は、メータリングピンにより調整されてもよい。前記メータリングピンは、前記第1調整部および前記第2調整部間の軸方向長さよりも長く延びる縮径部を有して前記第1の所定範囲を規定してもよい。
本発明の第6の態様によれば、前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積は、前記シリンダの内周に部分的に形成された軸方向溝により調整されてもよい。前記軸方向溝は、前記第1調整部および前記第2調整部間の軸方向長さよりも長く延びて前記第1の所定範囲を規定してもよい。
上記した緩衝器によれば、減衰力の設定自由度を高めることが可能となる。
本発明に係る第1実施形態の緩衝器を示す正面図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器を示す断面図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器の要部を示す部分拡大断面図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器の要部の油圧回路図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器の特性を示す線図であって、(a)はピストンのストローク位置に対する可変オリフィスの面積を示し、(b)はピストンのストローク位置に対する減衰力を示す。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器のピストン速度に対する減衰力のシミュレーション結果を示す特性線図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器のピストン速度別のピストンのストローク位置に対する減衰力のシミュレーション結果を示す特性線図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器を搭載した車両の長波状路走行時のバネ上加速度のシミュレーション結果を示す特性線図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器を搭載した車両のダブルレーンチェンジ時のヨーレイトのシミュレーション結果を示す特性線図であって、(b)は(a)のB部拡大図である。 本発明に係る第2実施形態の緩衝器を示す断面図である。 本発明に係る第2実施形態の緩衝器の要部を示す部分拡大断面図である。 本発明に係る第2実施形態の緩衝器の内筒の断面図である。
「第1実施形態」
本発明に係る第1実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では理解を助けるために、図の下側を「下側」とし、逆に図の上側を「上側」として定義する。
図1に示す第1実施形態の緩衝器1は、位置感応の減衰力調整式の緩衝器である。緩衝器1は、作動流体としての油液が封入されるシリンダ2と、シリンダ2の第一端部を覆うカバー3と、シリンダ2の第二端部に固定される取付アイ4とを有している。緩衝器1は、図2に示すように、いわゆる複筒型の油圧緩衝器である。シリンダ2は、円筒状の内筒5と、内筒5よりも大径で内筒5を覆うように同心状に設けられる有底円筒状の外筒6とを有している。内筒5と外筒6との間の空間はリザーバ室7を構成する。
外筒6は、実質的円筒状の胴部材8と、胴部材8の第一端部である下部に嵌合固定されて胴部材8の下端開口部を閉塞する底部材9とから構成される。図1に示すように、取付アイ4は、底部材9の胴部材8とは反対側に取り付けられている。
図2に示すように、カバー3は、外筒6の上部開口を覆っている。カバー3は、筒状部10と筒状部10の上端から径方向内方に延出する内フランジ部11とを有している。カバー3は、胴部材8の底部材9とは反対側の上端開口部に被せられている。図1に示すように、カバー3には、筒状部10に周方向に間隔をあけて複数の凹状部12が径方向内方に突出するように形成されている。凹状部12の内側に胴部材8の上端開口部が嵌合固定されている。
図2に示すように、内筒5内には、第1ピストン15と、第1ピストンよりも底部材9側の第2ピストン16との二つのピストンが摺動可能に嵌装されている。内筒5内に設けられた第1ピストン15および第2ピストン16は、内筒5内を第1ピストン15よりも第2ピストン16とは反対側の上室18と、第1ピストン15と第2ピストン16との間の中間室19と、第2ピストン16よりも第1ピストン15とは反対側の下室20との3室に区画している。言い換えれば、内筒5内には、第1ピストン15により上室18が形成され、第1ピストン15および第2ピストン16により中間室19が形成され、第2ピストン16により下室20が形成されている。内筒5内の上室18、中間室19および下室20のそれぞれの内部には作動流体としての油液が封入される。内筒5と外筒6との間のリザーバ室7内には作動流体としての油液とガスとが封入される。
シリンダ2内にはピストンロッド21の第一端部が挿入されている。ピストンロッド21の第二端部はシリンダ2の外部に延出する。第1ピストン15および第2ピストン16は、ピストンロッド21のシリンダ2内の第一端部に連結されている。第1ピストン15および第2ピストン16は、ピストンロッド21と一体的に移動する。その結果、内筒5内の第1ピストン15と第2ピストン16との間の中間室19もピストンロッド21と一体的に移動する。
内筒5および外筒6の一端開口には、ロッドガイド22が嵌合されている。外筒6にはロッドガイド22よりもシリンダ2のさらに外部にシール部材23が装着されている。ロッドガイド22およびシール部材23は、いずれも環状の形状を有している。ピストンロッド21は、ロッドガイド22の内側およびシール部材23の内側に摺動可能に挿通されてシリンダ2の外部へと延出する。
ロッドガイド22は、ピストンロッド21を、ピストンロッド21の径方向移動を規制しつつ軸方向移動可能に支持して、ピストンロッド21の移動を案内する。シール部材23の内周部は、軸方向に移動するピストンロッド21の外周部に摺接する。シール部材23の外周部は、外筒6の内周部に密着する。シール部材23は、内筒5内の油液と外筒6内のリザーバ室7の高圧ガスおよび油液とが外部に漏洩するのを防止する。
ロッドガイド22は、ロッドガイド22の外周部の上部が、ロッドガイド22の外周部の下部よりも大径となる段差形状を有している。ロッドガイド22は、下部において内筒5の上端の内周部に嵌合し、上部において外筒6の上端の内周部に嵌合する。外筒6の底部材9上には、内筒5内の下室20とリザーバ室7とを画成するベースバルブ25が設置されている。ベースバルブ25に内筒5の下端の内周部が嵌合されている。上室18は、ロッドガイド22と第1ピストン15との間に設けられる。下室20は、第2ピストン16とベースバルブ25との間に設けられている。
ピストンロッド21は、ロッドガイド22およびシール部材23に挿通されて外部へと延出するロッド本体26と、ロッド本体26のシリンダ2内側の端部に螺合されてロッド本体26に一体的に連結される先端ロッド27と、を有している。ロッド本体26の径方向の中央には、軸方向に沿う挿入穴28が、先端ロッド27から反対側の端部近傍の途中位置まで形成されている。また、先端ロッド27の径方向の中央には、軸方向に沿う貫通穴29が形成されている。挿入穴28と貫通穴29とがピストンロッド21の径方向中央に形成される挿入穴30を構成している。よって、ピストンロッド21は中空構造となっている。ピストンロッド21の挿入穴30内に、メータリングピン31が挿入されている。メータリングピン31の第一端部は、メータリングピン31よりもシリンダ2の底部材9側に設けられたベースバルブ25に固定されている。メータリングピン31の第二端部は、ピストンロッド21の挿入穴30内に挿入されている。挿入穴30とメータリングピン31との間の空間は、ピストンロッド21内で油液が流動可能なロッド内通路32(第2通路)を構成している。
ピストンロッド21のロッド本体26の外周には、軸方向の先端ロッド27側に円環状のストッパ35が取り付けられている。ストッパ35は、ピストンロッド21がシリンダ2から最も突出する伸び切り位置でロッドガイド22に当接して、伸び切り位置を超えたピストンロッド21の突出を規制する。
緩衝器1は、自動車や鉄道車両等の車両のサスペンション装置に用いられる。例えば、緩衝器1の第一端部は車体により支持され、緩衝器1の第二端部は車輪部に連結される。具体的に、緩衝器1は、ピストンロッド21にて車体に連結され、シリンダ2のピストンロッド21の突出側とは反対側の図1に示す取付アイ4が車輪部に連結される。なお、上記とは逆に、緩衝器1の第二端部が車体により支持され、緩衝器1の第一端部が車輪部に連結されても良い。そして、緩衝器1は、車輪に対して車体が上昇するとピストンロッド21がシリンダ2から伸び出し、逆に車輪に対して車体が下降するとピストンロッド21がシリンダ2内に進入する。ピストンロッド21がシリンダ2から伸び出る方向を「伸び側」および「最大長側」と称することがある。ピストンロッド21がシリンダ2内に進入する方向を「縮み側」および「最小長側」と称することがある。
車輪が走行に伴って振動するとその振動に伴ってシリンダ2とピストンロッド21との位置が相対的に変化する。上記変化は、ピストンロッド21に形成されたロッド内通路32の流体抵抗により抑制される。以下で詳述するようにピストンロッド21に形成されたロッド内通路32の流体抵抗は振動の速度や振幅により異なるように作られており、振動を抑制することにより、乗り心地が改善される。シリンダ2とピストンロッド21との間には、車輪が発生する振動の他に、車両の走行に伴って車体に発生する慣性力や遠心力も作用する。例えばハンドル操作により走行方向が変化することにより車体に遠心力が発生し、この遠心力に基づく力がシリンダ2とピストンロッド21との間に作用する。以下で説明する通り、本実施形態の緩衝器1は、車両の走行に伴って車体に発生する力に基づく振動に対して良好な特性を有しており、車両の走行時における高い安定性が得られる。
図3に示すように、ロッド本体26の先端ロッド27側の端部には、挿入穴28よりも大径のネジ穴43が形成されている。ロッド本体26のネジ穴43側には、挿入穴28に直交してロッド本体26を径方向に貫通する通路穴44が形成されている。通路穴44も挿入穴28と共にロッド内通路32を構成する。通路穴44は、ロッド本体26におけるストッパ35と先端ロッド27との間に形成されている。
先端ロッド27の第一端部にはネジ軸部45が形成されている。先端ロッド27はネジ軸部45がロッド本体26のネジ穴43に螺合されることによってロッド本体26に一体に連結される。先端ロッド27のロッド内通路32を形成する貫通穴29は、貫通穴29のほぼ全体を構成する主穴部47と、主穴部47の軸方向のネジ軸部45とは反対側の中間部に形成された、主穴部47よりも小径の小径穴部48とから構成される。先端ロッド27には、主穴部47における小径穴部48よりもネジ軸部45とは反対側の位置に、貫通穴29に直交して先端ロッド27を径方向に貫通する通路穴50が形成されている。通路穴50もロッド内通路32を構成する。
先端ロッド27は、軸方向のロッド本体26側から順に、ネジ軸部45と、フランジ部56と、保持軸部57とを有している。フランジ部56の外径は、ネジ軸部45の外径およびロッド本体26の外径よりも大きい。先端ロッド27は、上述したようにネジ軸部45においてロッド本体26のネジ穴43に螺合される。フランジ部56は、その際にロッド本体26と当接する。保持軸部57は、フランジ部56よりも小径である。保持軸部57の、軸方向のフランジ部56とは反対側の部分にオネジ58が形成されている。保持軸部57のオネジ58とフランジ部56との間に、通路穴50が形成されている。
先端ロッド27の保持軸部57には、フランジ部56側から順に、一枚の規制部材61と、一枚の当接ディスク62と、一枚のディスク63と、複数枚のディスクからなるディスクバルブ64と、第1ピストン15と、複数枚のディスクからなるディスクバルブ65と、一枚のディスク66と、一枚の当接ディスク67と、一枚の規制部材68と、一枚の当接ディスク69と、一枚のディスク70と、複数枚のディスクからなるディスクバルブ71と、第2ピストン16と、一枚の通路形成ディスク72と、複数枚のディスク73と、複数枚のディスクからなるディスクバルブ74と、一枚のディスク75と、一枚の当接ディスク76と、一枚の規制部材77とが配置され、オネジ58に螺合されるナット78とフランジ部56とで挟持されている。
第1ピストン15は、先端ロッド27に支持される金属製のピストン本体95と、ピストン本体95の外周面に装着されて内筒5内を摺動する円環状の合成樹脂製の摺動部材96とによって構成されている。
ピストン本体95には、上室18と中間室19とを連通させ、第1ピストン15の中間室19側への移動、つまり縮み行程において中間室19から上室18に向けて油液が流れ出す複数(図3は断面図のため1つのみ図示)の通路101(第1通路)と、第1ピストン15の上室18側への移動つまり伸び行程において上室18から中間室19に向けて油液が流れ出す複数(図3は断面図のため1つのみ図示)の通路102(第1通路)と、が設けられている。つまり、複数の通路101と複数の通路102とが、第1ピストン15に設けられて第1ピストン15の移動により上室18と中間室19との間を作動流体である油液が流れるように連通する。
通路101は、円周方向において、隣り合う2つの通路101の間に一カ所の通路102を挟んで等ピッチで形成されている。通路101の、第1ピストン15の軸方向における第一端部(図3の下側)は、径方向外側で開口している。通路101の、第1ピストン15の軸方向における第二端部(図3の上側)は、径方向内側で開口している。そして、通路101と通路102のうち半数の通路101に対してディスクバルブ64が設けられている。ディスクバルブ64は、第1ピストン15の軸方向の第二端部である上室18側に配置されている。通路101は、ピストンロッド21がシリンダ2内に入る縮み側に第1ピストン15が移動するときに油液が通過する縮み側の通路を構成している。通路101に対して設けられたディスクバルブ64は、縮み側の通路101の油液の流れを制限して減衰力を発生させる縮み側減衰バルブ103を構成している。
また、通路101と通路102のうち残りの半数を構成する通路102は、円周方向において、隣り合う2つの通路102の間に一カ所の通路101を挟んで等ピッチで形成されている。通路102の、第1ピストン15の軸方向における第二端部(図3の上側)は、径方向外側で開口している。通路102の、第1ピストン15の軸方向における第一端部(図3の下側)は、径方向内側で開口している。そして、通路101と通路102のうち残り半数の通路102に対してディスクバルブ65が設けられている。ディスクバルブ65は、第1ピストン15の軸方向の第一端部である軸線方向の中間室19側に配置されている。通路102は、ピストンロッド21がシリンダ2の外に伸び出る伸び側に第1ピストン15が移動するときに油液が通過する伸び側の通路を構成している。通路102に対して設けられたディスクバルブ65は、伸び側の通路102の油液の流れを制限して減衰力を発生させる伸び側減衰バルブ104を構成している。
ディスクバルブ64を含む縮み側減衰バルブ103と、ディスクバルブ65を含む伸び側減衰バルブ104とが、上室18と中間室19との間に設けられて減衰力を発生する第1の減衰力発生機構105を構成している。
第1ピストン15のピストン本体95は、実質的円板形状を有している。ピストン本体95の中央には、軸方向に貫通して、先端ロッド27の保持軸部57を挿通させるための挿通穴106が形成されている。ピストン本体95の上室18側の端部には、縮み側の通路101の一端開口位置の外側に、シート部107が円環状に形成されている。ピストン本体95の中間室19側の端部には、伸び側の通路102の一端開口位置の外側に、シート部108が円環状に形成されている。
ピストン本体95において、シート部107の挿通穴106とは反対側の部分は、シート部107よりも軸線方向高さが低い段差形状を有する。この段差形状の部分に伸び側の通路102の第二端が開口している。ディスクバルブ64の外周部がシート部107に着座すると、ディスクバルブ64は、シート部107の内側の縮み側の通路101を閉じる。ディスクバルブ64の外周部がシート部107から離座すると、ディスクバルブ64は、通路101を開く。つまり、ディスクバルブ64およびシート部107が、縮み側の通路101の油液の流れを制限して減衰力を発生させる縮み側減衰バルブ103を構成している。
ディスクバルブ64は、金属製で有孔円板状を有する複数枚のディスクから構成される。互いに軸方向に重なり合う2枚のディスクのうち、シート部107から遠いディスクの外径は、シート部107に近いディスクの外径以下である。ディスク63は、金属製で有孔円板状を有する。ディスク63の外径は、ディスクバルブ64を構成する最も小径のディスクの外径よりも小さい。当接ディスク62は、金属製で有孔円板状を有する。当接ディスク62の外径は、ディスクバルブ64を構成する最も小径のディスクの外径よりも大きく、かつディスクバルブ64を構成する最も大径のディスクの外径よりも小さい。規制部材61は、金属製で有孔円板状を有し、ディスクバルブ64と比べて高剛性である。規制部材61の外径は、当接ディスク62の外径よりも小さく、フランジ部56の外径よりも小さい。当接ディスク62は、ディスクバルブ64の開方向への変形時にディスクバルブ64に当接してディスクバルブ64の規定以上の変形を規制部材61と共に規制する。
また、ピストン本体95において、シート部108の挿通穴106とは反対側は、シート部108よりも軸線方向高さが低い段差形状を有する。この段差形状の部分に縮み側の通路101の第二端が開口している。ディスクバルブ65の外周部がシート部108に着座すると、ディスクバルブ65は、シート部108の内側の伸び側の通路102を閉じる。ディスクバルブ65の外周部がシート部108から離座すると、ディスクバルブ65は、通路102を開く。つまり、ディスクバルブ65およびシート部108が、伸び側の通路102の油液の流れを制限して減衰力を発生させる伸び側減衰バルブ104を構成している。
ディスクバルブ65は、金属製の有孔円板状を有する複数枚のディスクから構成される。互いに軸方向に重なり合う2枚のディスクのうち、シート部108から遠いディスクの外径は、シート部108に近いディスクの外径以下である。ディスク66は、金属製で有孔円板状を有する。ディスク63の外径は、ディスクバルブ65を構成する最も小径のディスクの外径よりも小さい。当接ディスク67は、金属製で有孔円板状を有する。当接ディスク67の外径は、ディスクバルブ65を構成する最も小径のディスクの外径よりも大きく、かつディスクバルブ65を構成する最も大径のディスクの外径よりも小さい。規制部材68は、金属製である。規制部材68は、有孔円板状の形状を有し、ディスクバルブ65と比べて高剛性である。規制部材68の外径は、当接ディスク67の外径よりも小さい。当接ディスク67は、ディスクバルブ65の開方向への変形時にディスクバルブ65に当接してディスクバルブ65の規定以上の変形を規制部材68と共に規制する。ディスクバルブ65は、ディスクバルブ64よりも剛性が低く開弁しやすい。
第2ピストン16は、先端ロッド27に支持される金属製のピストン本体111と、ピストン本体111の外周面に装着されて内筒5内を摺動する円環状の合成樹脂製の摺動部材112とによって構成されている。
ピストン本体111には、中間室19と下室20とを連通させ、第2ピストン16の下室20側への移動、つまり縮み行程において下室20から中間室19に向けて油液が流れ出す複数(図3は断面図のため1つのみ図示)の通路116(第1通路)と、第2ピストン16の中間室19側への移動つまり伸び行程において中間室19から下室20に向けて油液が流れ出す複数(図3は断面図のため1つのみ図示)の通路117(第1通路)と、が設けられている。つまり、複数の通路116と複数の通路117とが、第2ピストン16に設けられて第2ピストン16の移動により中間室19と下室20との間を作動流体である油液が流れるように連通する。
通路116は、円周方向において、隣り合う2つの通路116の間に一カ所の通路117を挟んで等ピッチで形成されている。通路116の、第2ピストン16の軸方向における第一端部(図3の下側)は、径方向外側で開口している。通路116の、第2ピストン16の軸方向における第二端部(図3の上側)は、径方向内側で開口している。そして、通路116と通路117のうち半数の通路116に対して、ディスクバルブ71が設けられている。ディスクバルブ71は、第2ピストン16の軸方向の一端である中間室19側に配置されている。通路116は、ピストンロッド21がシリンダ2内に入る縮み側に第2ピストン16が移動するときに油液が通過する縮み側の通路を構成している。通路116に対して設けられたディスクバルブ71は、縮み側の通路116の油液の流れを制限して減衰力を発生させる縮み側減衰バルブ118を構成している。
また、通路116と通路117のうち残りの半数を構成する通路117は、円周方向において、隣り合う2つの通路117の間に一カ所の通路116を挟んで等ピッチで形成されている。通路117の、第2ピストン16の軸方向における第二端部(図3の上側)は、径方向外側で開口している。通路117の、第2ピストン16の軸方向における第一端部(図3の下側)は、径方向内側で開口している。そして、通路116と通路117のうち残り半数の通路117に、減衰力を発生するディスクバルブ74が設けられている。ディスクバルブ74は、第2ピストン16の軸方向の第一端部である軸線方向の下室20側に配置されている。通路117は、ピストンロッド21がシリンダ2の外に伸び出る伸び側に第2ピストン16が移動するときに油液が通過する伸び側の通路を構成している。通路117に対して設けられたディスクバルブ74は、伸び側の通路117の油液の流れを制限して減衰力を発生させる伸び側減衰バルブ119を構成している。
ディスクバルブ71を含む縮み側減衰バルブ118と、ディスクバルブ74を含む伸び側減衰バルブ119とが、中間室19と下室20との間に設けられて減衰力を発生する第2の減衰力発生機構120を構成している。
第2ピストン16のピストン本体111は、実質的円板形状を有している。ピストン本体111の中央には、軸方向に貫通して、先端ロッド27の保持軸部57を挿通させるための挿通穴126が形成されている。挿通穴126は、保持軸部57を嵌合させる中間室19側の嵌合穴部124と、嵌合穴部124よりも大径の下室20側の通路形成穴部125とから構成される。通路形成穴部125と保持軸部57との隙間は先端ロッド27の通路穴50に連通している。ピストン本体111の中間室19側の端部には、縮み側の通路116の一端開口位置の外側に、シート部127が円環状に形成されている。ピストン本体111の下室20側の端部には、伸び側の通路117の一端開口位置の外側に、シート部128が円環状に形成されている。
ピストン本体111において、シート部127の挿通穴126とは反対側は、シート部127よりも軸線方向高さが低い段差形状を有する。この段差形状の部分に伸び側の通路117の第二端が開口している。ディスクバルブ71の外周部がシート部127に着座すると、ディスクバルブ71は、シート部127の内側の縮み側の通路116を閉じる。ディスクバルブ71の外周部がシート部127から離座すると、ディスクバルブ71は、通路116を開く。つまり、ディスクバルブ71およびシート部127が、縮み側の通路116の油液の流れを制限して減衰力を発生させる縮み側減衰バルブ118を構成している。
ディスクバルブ71は、金属製で有孔円板状を有する複数枚のディスクから構成される。これらのディスクは、同一の外径を有する。ディスク70は、金属製で有孔円板状を有する。ディスク70の外径は、ディスクバルブ71の外径よりも小さい。当接ディスク69は、金属製で有孔円板状を有する。当接ディスク69の外径は、ディスクバルブ71の外径よりも小さく、かつ規制部材68の外径よりも大きい。当接ディスク69は、ディスクバルブ71の開方向への変形時にディスクバルブ71に当接してディスクバルブ71の規定以上の変形を規制部材68と共に規制する。
また、ピストン本体111において、シート部128の挿通穴106とは反対側は、シート部128よりも軸線方向高さが低い段差形状を有する。この段差形状の部分に縮み側の通路116の第二端が開口している。ディスクバルブ74の外周部がシート部128に着座すると、ディスクバルブ74は、シート部128の内側の伸び側の通路117を閉じる。ディスクバルブ74の外周部がシート部128から離座すると、ディスクバルブ74は、通路117を開く。つまり、ディスクバルブ74およびシート部128が、伸び側の通路117の油液の流れを制限して減衰力を発生させる伸び側減衰バルブ119を構成している。
ディスクバルブ74は、金属製の有孔円板状を有する複数枚のディスクから構成される。これらのディスクは、同一の外径を有する。ディスク73は、金属製である。ディスク73は、有孔円板状の形状を有する。ディスク73の外径は、ディスクバルブ74の外径よりも小さい。通路形成ディスク72は、金属製である。通路形成ディスク72は、有孔円板状の形状を有する。通路形成ディスク72の外径は、ディスク73の外径よりも大きく、かつディスクバルブ74の外径よりも小さい。通路形成ディスク72には、通路溝131が形成されている。通路溝131によって、通路117と通路形成穴部125内とが連通し、よって、通路117と通路穴50内のロッド内通路32とが連通する。通路溝131および通路形成穴部125内とは、通路117とロッド内通路32とを常時連通させる連通路132(第2通路)を構成する。
ディスク75は、金属製である。ディスク75は、有孔円板状の形状を有する。ディスク75の外径は、ディスクバルブ74の外径よりも小さい。ディスク76は、金属製である。ディスク76は、有孔円板状の形状を有する。ディスク76の外径は、ディスクバルブ74の外径よりも小さく、かつディスク75の外径よりも大きい。規制部材77は、金属製である。規制部材77は、有孔円板状の形状を有し、ディスクバルブ74と比べて高剛性である。規制部材77の外径は、ディスク76の外径よりも小さい。ディスク76は、ディスクバルブ74の開方向への変形時にディスクバルブ74に当接してディスクバルブ74の規定以上の変形を規制部材77と共に規制する。ディスクバルブ74は、ディスクバルブ71よりも剛性が高く開弁しにくい。
第1ピストン15に設けられた通路101,102と、第2ピストン16に設けられた通路116,117とが、上室18および中間室19間と、中間室19および下室20間とを作動流体である油液が流れるように連通する。
伸び側減衰バルブ104,119は、第1ピストン15および第2ピストン16に設けられ、第1ピストン15および第2ピストン16の伸び方向の移動によって通路102,117を流れる油液の流れを制限して減衰力を発生させる。伸び行程では、通路102が油液の流れの上流側(つまり上室18側)となり通路117が下流側(つまり下室20側)となる。また、伸び行程では、伸び側減衰バルブ104,119のうち、伸び側減衰バルブ104が上流側(つまり上室18側)となり、伸び側減衰バルブ119が下流側(つまり下室20側)となる。
ディスクバルブ65,74は、第1ピストン15のディスクバルブ65が、第2ピストン16のディスクバルブ74よりも剛性が低く開弁しやすいように構成されている。その結果、ディスクバルブ65,74は、第1ピストン15および第2ピストン16が伸び方向に移動する伸び行程で油液の流れの上流側に位置するディスクバルブ65で発生する減衰力が下流側に位置するディスクバルブ74で発生する減衰力よりも小さくソフトとなるように設定されている。
縮み側減衰バルブ103,118は、第1ピストン15および第2ピストン16に設けられ、第1ピストン15および第2ピストン16の縮み方向の移動によって通路101,116を流れる油液の流れを制限して減衰力を発生させる。縮み行程では、通路116が油液の流れの上流側(つまり下室20側)となり通路101が下流側(つまり上室18側)となる。また、縮み行程では、縮み側減衰バルブ103,118のうち、縮み側減衰バルブ118が上流側(つまり下室20側)となり、縮み側減衰バルブ103が下流側(つまり上室18側)となる。
ディスクバルブ64,71は、第1ピストン15のディスクバルブ64が、第2ピストン16のディスクバルブ71よりも剛性が高く開弁しにくいように構成されている。その結果、縮み側減衰バルブ103,118は、第1ピストン15および第2ピストン16が縮み方向に移動する縮み行程で油液の流れの上流側に位置する縮み側減衰バルブ118で発生する減衰力が下流側に位置する縮み側減衰バルブ103で発生する減衰力よりも小さくソフトとなるように設定されている。
ナット78には、先端ロッド27のオネジ58に螺合されるメネジ135が形成されたネジ穴部136と、ネジ穴部136よりも小径の小径穴部137とが形成されている。ナット78は、ロッド本体26および先端ロッド27と共にピストンロッド21を構成している。ナット78の内側は、ロッド内通路32を構成している。ナット78の小径穴部137の内側にメータリングピン31が挿入される。小径穴部137もメータリングピン31が挿入される挿入穴30を構成する。小径穴部137の内径は小径穴部48の内径と同一である。小径穴部137はロッド内通路32の端部を形成している。
ナット78が先端ロッド27に締め付けられた状態で、ディスク63と第1ピストン15とでディスクバルブ64の内周部がクランプされる。ディスク66と第1ピストン15とでディスクバルブ65の内周部がクランプされる。ディスク70と第2ピストン16とでディスクバルブ71の内周部がクランプされる。ディスク75とディスク73とでディスクバルブ74の内周部がクランプされる。これにより、ディスクバルブ64,65,71,74のそれぞれの外周部が変形可能となっている。
図1に示すように、外筒6の底部材9と内筒5との間には、ベースバルブ25が設けられている。ベースバルブ25は、下室20とリザーバ室7とを仕切るベースバルブ部材141と、ベースバルブ部材141の下側つまりリザーバ室7側に設けられるディスク142と、ベースバルブ部材141の上側つまり下室20側に設けられるディスク143と、ベースバルブ部材141にディスク142取り付けるボルト部材144と、ベースバルブ部材141にディスク143を取り付けるナット部材145と、ベースバルブ部材141の外周部に装着される係止部材146と、メータリングピン31の後述する支持フランジ部161を支持する支持板147と、を有している。ボルト部材144およびナット部材145は、ディスク142およびディスク143の径方向中央部をベースバルブ部材141とで挟持する。
ベースバルブ部材141は、円環状の形状を有する。ベースバルブ部材141の内側にボルト部材144が挿通されている。ベースバルブ部材141には、下室20とリザーバ室7との間で油液を流通させる複数の通路穴149と、通路穴149の径方向の外側にて、下室20とリザーバ室7との間で油液を流通させる複数の通路穴150とが形成されている。リザーバ室7側のディスク142は、下室20から通路穴149を介して流れるリザーバ室7への油液の流れを許容する。一方、ディスク142は、リザーバ室7から下室20への内側の通路穴149を介しての油液の流れを制限する。ディスク143は、リザーバ室7から通路穴150を介して流れる下室20への油液の流れを許容する。一方、ディスク143は、下室20からリザーバ室7への外側の通路穴150を介しての油液の流れを規制する。
ディスク142は、ベースバルブ部材141とによって、縮み行程において開弁して下室20からリザーバ室7に油液を流すと共に減衰力を発生する縮み側の減衰バルブ152を構成している。ディスク143は、ベースバルブ部材141とによって、緩衝器1の伸び行程において開弁してリザーバ室7から下室20内に油液を流すサクションバルブ153を構成している。なお、サクションバルブ153は、主としてピストンロッド21のシリンダ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7から下室20に実質的に減衰力を発生させることなく油液を流す機能を果たす。
係止部材146は、筒状の形状を有する。係止部材146の内側にベースバルブ部材141の上部が嵌合される。ベースバルブ部材141は、係止部材146を介して内筒5の下端の内周部に嵌合している。係止部材146のピストン15,16側の端部は径方向内側に延出しており、この延出する部分に支持板147が支持板147の外周部において係止されている。支持板147の内周部は、メータリングピン31の支持フランジ部161をピストン15,16側で係止している。これにより、係止部材146および支持板147がメータリングピン31の支持フランジ部161をボルト部材144に当接する状態に維持する。
メータリングピン31は、ベースバルブ25に支持される支持フランジ部161と、支持フランジ部161よりも小径で支持フランジ部161から軸方向に延出する第1大径部162と、第1大径部162の支持フランジ部161とは反対側から軸方向に延出する図3に示す第1テーパ部163と、第1テーパ部163の第1大径部162とは反対側から軸方向に延出する第1大径部162よりも小径の縮径部164と、を有している。また、メータリングピン31は、縮径部164の第1テーパ部163とは反対側から軸方向に延出する第2テーパ部165と、第2テーパ部165の縮径部164とは反対側から軸方向に延出する第2大径部166と、を有している。
第1大径部162は一定径である。縮径部164は第1大径部162よりも小径の一定径となっている。第1テーパ部163は、第1大径部162および縮径部164を連続させており、縮径部164に近いほど小径となるテーパ形状を有している。第2大径部166は、第1大径部162と同径の一定径である。第2テーパ部165は、縮径部164および第2大径部166を連続させており、縮径部164に近いほど小径となるテーパ状を有している。
メータリングピン31は、ピストンロッド21の挿入穴30に挿入されている。メータリングピン31は、ピストンロッド21の挿入穴30との間にロッド内通路32を形成している。ロッド内通路32は、ピストン15,16の移動により上室18および下室20間を油液が流れるように連通させる。ロッド内通路32および連通路132は、通路101,102,116,117とは別に、上室18、中間室19および下室20を連通させる。
ピストンロッド21の軸方向中間部にある小径穴部48は、ロッド内通路32において中間室19に常時連通する連通路132と上室18との間に設けられている。よって、小径穴部48およびメータリングピン31は、ピストンロッド21つまり第1ピストン15および第2ピストン16の位置により上室18および中間室19間のロッド内通路32を介する流路の流路面積を調整する第1調整部171を構成する。第1調整部171は、小径穴部48が、メータリングピン31の第1大径部162および第2大径部166と軸方向位置を合わせると、上室18と中間室19との間の流路面積を最も小さくする。第1調整部171は、小径穴部48が、メータリングピン31の縮径部164と位置を合わせると、上室18と中間室19との間の流路面積を最も大きくする。つまり、第1調整部171は、可変オリフィスを構成する。可変オリフィスでは、流路面積がメータリングピン31により調整される。
ピストンロッド21の軸方向端部にあるナット78の小径穴部137は、ロッド内通路32において中間室19に常時連通する連通路132と下室20との間に設けられている。よって、小径穴部137およびメータリングピン31は、ピストンロッド21つまり第1ピストン15および第2ピストン16の位置により中間室19および下室20間の油液のロッド内通路32を介する流路の流路面積を調整する第2調整部172を構成する。
第2調整部172は、小径穴部137が、メータリングピン31の第1大径部162および第2大径部166と軸方向位置を合わせると、中間室19と下室20との間の流路面積を最も小さくする。第2調整部172は、小径穴部137が、メータリングピン31の縮径部164と位置を合わせると、中間室19と下室20との間の流路面積を最も大きくする。第2調整部172も、可変オリフィスを構成する。可変オリフィスでは、流路面積がメータリングピン31により調整される。
以上により、油圧回路上、図4に示すように、上室18と中間室19との間に、縮み側減衰バルブ103が配置された通路101と伸び側減衰バルブ104が配置された通路102と第1調整部171とが並列に配置されている。通路101,102と、縮み側減衰バルブ103および伸び側減衰バルブ104からなる第1の減衰力発生機構105と、第1調整部171とが、第1ピストン部110を構成している。また、中間室19と下室20との間に、縮み側減衰バルブ118が配置された通路116と伸び側減衰バルブ119が配置された通路117と第2調整部172とが並列に配置されている。通路116,117と、縮み側減衰バルブ118および伸び側減衰バルブ119からなる第2の減衰力発生機構120と、第2調整部172とが、第2ピストン部121を構成している。
図3に示すように、メータリングピン31の縮径部164は、第1調整部171を構成するピストンロッド21の小径穴部48と第2調整部172を構成するナット78の小径穴部137との間の軸方向長さよりも長く延びている。これにより、メータリングピン31の縮径部164は、小径穴部48および小径穴部137の両方と同時に軸方向位置を重ね合わせることができる。この状態では、ロッド内通路32の第一端部の流路面積が、第1調整部171の小径穴部48と縮径部164との流路面積で規定される最大値となり、ロッド内通路32の第二端部の流路面積が、第2調整部172の小径穴部137と縮径部164との流路面積で規定される最大値となって、ロッド内通路32は、上室18と下室20とを連通させる状態となる。
図5(a)の実線U1は、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置に対する第1ピストン部110の第1調整部171の流路面積の変化を示している。図5(a)の破線U2は、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置に対する第2ピストン部121の第2調整部172の流路面積の変化を示している。図5(b)の実線V1は、第1ピストン15および第2ピストン16の伸び方向移動時のストローク位置と減衰力との関係を示している。図5(b)の破線V2は、第1ピストン15および第2ピストン16の縮み方向移動時のストローク位置と減衰力との関係を示している。
緩衝器1は、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、中立位置(1Gの位置(水平位置に停止した車体を支持する位置))を含む図5(a)に示す第1の所定範囲S4〜S5内にあるとき、ピストンロッド21の小径穴部48および小径穴部137の両方が同時にメータリングピン31の縮径部164に軸方向位置を重ね合わせる。言い換えれば、この第1の所定範囲S4〜S5は、メータリングピン31の縮径部164によって流路面積が規定される範囲である。第1の所定範囲S4〜S5では、図5(a)に実線U1で示す第1調整部171の流路面積および図5(a)に破線U2で示す第2調整部172の流路面積が、同等の最大値となり、よって、上室18と下室20とがロッド内通路32の最大の流路面積で連通する状態となる。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第1の所定範囲S4〜S5内にあるとき、上室18側に移動する伸び行程では、上室18の油液が最大の流路面積のロッド内通路32を介して下室20に流れることになり、よって、図5(b)の実線V1で示すように、減衰力はソフトの状態になる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、この第1の所定範囲S4〜S5内にあるとき、下室20側に移動する縮み行程では、下室20の油液が最大の流路面積のロッド内通路32を介して上室18に流れることになり、よって、図5(b)の破線V2で示すように、減衰力はソフトの状態になる。
緩衝器1は、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、第1の所定範囲S4〜S5を超えて、緩衝器1を最大長とする最大長側の図5(a)に示す第2の所定範囲S6〜S7内にあるとき、第1調整部171が小径穴部48とメータリングピン31の第2大径部166との軸方向位置を合わせ、かつ第2調整部172が小径穴部137とメータリングピン31の縮径部164との軸方向位置を合わせる。第2の所定範囲S6〜S7では、小径穴部48と第2大径部166とからなる第1調整部171の流路面積が、図5(a)の実線U1に示すように最小値となって上室18側をほぼ閉じ、かつ小径穴部137と縮径部164とからなる第2調整部172の流路面積が図5(a)の破線U2に示すように最大値となって、この最大値で規定される流路面積で、ロッド内通路32および連通路132が、下室20と中間室19とを連通させる状態となる。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第2の所定範囲S6〜S7内にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が上室18側に移動する伸び行程では、第1調整部171がロッド内通路32を狭めている。このため、上室18の油液は、ロッド内通路32への進入が制限され、第1ピストン15の通路102を通り、ソフトな減衰力特性の伸び側減衰バルブ104を開いて中間室19に流れる。また、第2調整部172がロッド内通路32を最大の流路面積で開いている。このため、中間室19の油液が、中間室19から連通路132および最大の流路面積のロッド内通路32を介して下室20に流れる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力は、第1の所定範囲S4〜S5よりも若干ハードな状態になるもののソフトの状態が維持される。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第2の所定範囲S6〜S7内にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が下室20側に移動する縮み行程では、第2調整部172がロッド内通路32を最大の流路面積で開いており、第1調整部171がロッド内通路32をほぼ閉じている。このため、下室20の油液は、ロッド内通路32および連通路132を介して中間室19へと流れ、第1ピストン15の通路101を通り、ハードな減衰力特性の縮み側減衰バルブ103を開いて上室18に流れる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力は、第1の所定範囲S4〜S5および後述する第3の所定範囲S2〜S3よりもハードな状態になる。
緩衝器1は、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、第1の所定範囲S4〜S5を超えて、緩衝器1を最小長とする最小長側の図5(a)に示す第3の所定範囲S2〜S3内にあるとき、第1調整部171が小径穴部48とメータリングピン31の縮径部164との軸方向位置を合わせ、かつ第2調整部172が小径穴部137とメータリングピン31の第1大径部162との軸方向位置を合わせる。第3の所定範囲S2〜S3では、小径穴部137と第1大径部162とからなる第2調整部172の流路面積が、図5(a)の破線U2に示すように最小値となって下室20側のロッド内通路32をほぼ閉じ、かつ小径穴部48と縮径部164とからなる第1調整部171の流路面積が、図5(a)の実線U1に示すように最大値となって、この最大値で規定される流路面積で、ロッド内通路32および連通路132が、上室18と中間室19とを連通させる状態となる。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第3の所定範囲S2〜S3内にあるとき、上室18側に移動する伸び行程では、第1調整部171がロッド内通路32を最大の流路面積で開いており、第2調整部172がロッド内通路32をほぼ閉じている。このため、上室18の油液は、ロッド内通路32および連通路132を介して通路117に流れ、中間室19に導入されると共にハードな減衰力特性の伸び側減衰バルブ119を開いて下室20に流れる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力は、第2の所定範囲S6〜S7よりもハードな状態になる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第3の所定範囲S2〜S3内にあるとき、下室20側に移動する縮み行程では、第2調整部172がロッド内通路32を狭めている。このため、下室20の油液は、ロッド内通路32への進入が制限され、第2ピストン16の通路116を通り、ソフトな減衰力特性の縮み側減衰バルブ118を開いて中間室19に流れる。また、第1調整部171がロッド内通路32を最大の流路面積で開いているため、中間室19の油液が、通路117から連通路132および最大の流路面積のロッド内通路32を介して上室18に流れる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力は、第1の所定範囲S4〜S5よりも若干ハードな状態になるもののソフトの状態が維持される。
緩衝器1は、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、第2の所定範囲S6〜S7を超えて、最大長側の伸び切り位置S9までの第4の所定範囲S8〜S9にあるとき、第1調整部171および第2調整部172が小径穴部48,137の両方をメータリングピン31の第2大径部166と軸方向位置を合わせる。第4の所定範囲S8〜S9では、小径穴部48と第2大径部166とからなる第1調整部171の流路面積が、図5(a)の実線U1に示すように最小値となって上室18側のロッド内通路32をほぼ閉じ、かつ小径穴部137と第2大径部166とからなる第2調整部172の流路面積が、図5(a)の破線U2に示すように最小値となって下室20側のロッド内通路32をほぼ閉じ、ロッド内通路32が、上室18と中間室19と下室20との連通を制限する状態となる。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第4の所定範囲S8〜S9にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が上室18側に移動する伸び行程では、第1調整部171および第2調整部172がロッド内通路32をほぼ閉じている。このため、上室18の油液は、通路102を通り、ソフトな減衰力特性の伸び側減衰バルブ104を開いて中間室19に流れ、通路117を通り、ハードな減衰力特性の伸び側減衰バルブ119を開いて下室20に流れる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力は、第3の所定範囲S2〜S3と同様にハードな状態になる。これにより、伸び切り時に減衰力がハードな状態となり、異音の抑制および乗り心地の改善を図ることができる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第4の所定範囲S8〜S9にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が下室20側に移動する縮み行程では、第1調整部171および第2調整部172がロッド内通路32をほぼ閉じている。このため、下室20の油液は、通路116を通り、ソフトな減衰力特性の縮み側減衰バルブ118を開いて中間室19に流れ、通路101を通り、ハードな減衰力特性の縮み側減衰バルブ103を開いて上室18に流れる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力は、第2の所定範囲S6〜S7と同様にハードな状態になる。
緩衝器1は、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、第3の所定範囲S2〜S3を超えて、最小長側の縮み切り位置S0までの第5の所定範囲S0〜S1にあるとき、第1調整部171および第2調整部172が小径穴部48,137の両方をメータリングピン31の第1大径部162と軸方向位置を合わせる。第5の所定範囲では、小径穴部48と第1大径部162とからなる第1調整部171の流路面積が、図5(a)の実線U1に示すように最小値となって上室18側のロッド内通路32をほぼ閉じ、かつ小径穴部137と第1大径部162とからなる第2調整部172の流路面積が、図5(a)の破線U2に示すように最小値となって下室20側のロッド内通路32をほぼ閉じ、ロッド内通路32が、上室18と中間室19と下室20との連通を制限する状態となる。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第5の所定範囲S0〜S1にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が上室18側に移動する伸び行程では、第1調整部171および第2調整部172がロッド内通路32をほぼ閉じている。このため、上室18の油液は、通路102を通り、ソフトな減衰力特性の伸び側減衰バルブ104を開いて中間室19に流れ、通路117を通り、ハードな減衰力特性の伸び側減衰バルブ119を開いて下室20に流れる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力は、第3の所定範囲S2〜S3と同様にハードな状態になる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第5の所定範囲S0〜S1にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が下室20側に移動する縮み行程では、第1調整部171および第2調整部172がロッド内通路32をほぼ閉じている。このため、下室20の油液は、通路116を通り、ソフトな減衰力特性の縮み側減衰バルブ118を開いて中間室19に流れ、通路101を通り、ハードな減衰力特性の縮み側減衰バルブ103を開いて上室18に流れる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力は、第2の所定範囲S6〜S7と同様にハードな状態になる。これにより、縮み切り時に減衰力がハードな状態となり、異音の抑制および乗り心地の改善を図ることができる。
つまり、第1調整部171および第2調整部172は、小径穴部48,137を有するピストンロッド21およびピストンロッド21に連結された第1ピストン15および第2ピストン16の位置に応じて、ロッド内通路32の状態を変える位置感応機構175を構成している。位置感応機構175は、第1ピストン15および第2ピストン16の位置に応じて、上室18と中間室19と下室20との間を最大の流路面積で連通させる状態と、上室18および中間室19間を最大の流路面積で連通させると共に上室18および中間室19と下室20との連通を制限する状態と、下室20および中間室19間を最大の流路面積で連通させると共に下室20および中間室19と上室18との連通を制限する状態と、上室18と中間室19と下室20との間の連通を制限する状態とに、ロッド内通路32の状態を変える。
以上により、緩衝器1は、図5に示すように、第1ピストン15および第2ピストン16が、中立位置を含む第1の所定範囲S4〜S5にあると、伸び方向移動および縮み方向移動の両移動の減衰力がソフトの状態となる。緩衝器1は、第1ピストン15および第2ピストン16が、最大長側の第2の所定範囲S6〜S7にあると、伸び方向移動の減衰力がソフトの状態となると共に縮み方向移動の減衰力がハードの状態となる。緩衝器1は、第1ピストン15および第2ピストン16が、最小長側の第3の所定範囲S2〜S3にあると、伸び方向移動の減衰力がハードの状態となると共に縮み方向移動の減衰力がソフトの状態となる。さらに、緩衝器1は、第1ピストン15および第2ピストン16が、最大長側の第4の所定範囲S8〜S9および最小長側の第5の所定範囲S0〜S1にあると、伸び方向移動および縮み方向移動の減衰力が共にハードの状態となる。つまり、緩衝器1は、最大長側の第2の所定範囲S6〜S7と最小長側の第3の所定範囲S2〜S3とで、伸び方向移動および縮み方向移動のハードとソフトとの関係が、逆になる反転型の位置感応の減衰力変化特性を有する。
図6に、緩衝器1のピストン速度に対する減衰力特性のシミュレーション結果を示す。
図6から明らかなように、第1ピストン15および第2ピストン16が、第1の所定範囲S4〜S5にあるときの伸び方向移動時の減衰力特性(図6の実線W1)と、第2の所定範囲S6〜S7にあるときの伸び方向移動時の減衰力特性(図6の破線W2)とは、ピストン速度の全領域で実質的同様にソフトの状態になっている。これらに対して、第3の所定範囲S2〜S3にあるときの伸び方向移動時の減衰力特性(図6の実線W3)と、第4の所定範囲S8〜S9および第5の所定範囲S0〜S1にあるときの伸び方向移動時の減衰力特性(図6の破線W4)とは、ピストン速度の全領域で実質的同様にハードの状態となっている。なお、いずれの減衰力特性も、ピストン速度が高速になるほど減衰力がハードの状態となっている。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第1の所定範囲S4〜S5にあるときの縮み方向移動時の減衰力特性(図6の実線W5)と、第3の所定範囲S2〜S3にあるときの縮み方向移動時の減衰力特性(図6の破線W6)とは、ピストン速度の全領域で実質的同様にソフトの状態になる。これらに対して、第2の所定範囲S6〜S7にあるときの縮み方向移動時の減衰力特性(図6の実線W7)と、第4の所定範囲S8〜S9および第5の所定範囲S0〜S1にあるときの縮み方向移動時の減衰力特性(図6の破線W8)とは、ピストン速度の全領域で実質的同様にハードの状態となる。
図7に、緩衝器1の各ピストン速度の第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置に対する減衰力特性のシミュレーション結果を示す。図7にX1で示すピストン速度が高速(具体的には0.6m/s)のときの伸び方向移動時、図7にX2で示すピストン速度が中間速(具体的には0.3m/s)のときの伸び方向移動時、図7にX3で示すピストン速度が低速(具体的には0.1m/s)のときの伸び方向移動時、図7にX4で示すピストン速度が極低速(具体的には0.05m/s)のときの伸び方向移動時のいずれにおいても、第3の所定範囲S2〜S3、第4の所定範囲S8〜S9および第5の所定範囲S0〜S1の減衰力が、第1の所定範囲S4〜S5および第2の所定範囲S6〜S7の減衰力よりもハードの状態になる。しかも、このような関係を維持しつつ、ピストン速度が高速になるほど減衰力がハードの状態となる。
また、図7にX5で示すピストン速度が高速(具体的には0.6m/s)のときの縮み方向移動時、図7にX6で示すピストン速度が中間速(具体的には0.3m/s)のときの縮み方向移動時、図7にX7で示すピストン速度が低速(具体的には0.1m/s)のときの縮み方向移動時、図7にX8で示すピストン速度が極低速(具体的には0.05m/s)のときの縮み方向移動時のいずれにおいても、第2の所定範囲S6〜S7、第4の所定範囲S8〜S9および第5の所定範囲S0〜S1の減衰力が、第1の所定範囲S4〜S5および第3の所定範囲S2〜S3の減衰力よりもハードの状態になる。しかも、このような関係を維持しつつ、ピストン速度が高速になるほど減衰力がハードの状態となる。
上記減衰力変化特性が得られることで、バネ上を加振する力を小さく(つまりソフト)し、バネ上を制振する力を大きく(つまりハード)することができ、電子制御なしでスカイフック制御のような上質の乗り心地が得られる。図8に、緩衝器1を搭載した車両の悪路走行時の乗り心地の効果を説明するためのバネ上加速度を示す。図8は、長波状路を時速60kmで走行した際のバネ上加速度のシミュレーション結果を示している。図8に一点鎖線Y1で示す位置感応の機能がない場合に対して、図8に実線Y2で示す位置感応の機能を有する本実施形態の緩衝器1によれば、悪路走行時のバネ上加速度が大幅に下がることがわかる。これは、バネ上の動きが小さくなり、悪路走行時の乗り心地が向上していることを示している。図8に破線Y3で示す高価な電子制御式のセミアクティブサスペンションと同等の性能が得られる。
図9は、緩衝器1を搭載した車両の時速80kmでの走行時のダブルレーンチェンジ時のヨーレイトのシミュレーション結果を示すものである。図9の一点鎖線Z0は操舵角である。図9に破線Z1で示す位置感応の機能がない場合に対して、図9に実線Z2で示す位置感応の機能を有する本実施形態の緩衝器1は、切り返しのヨーレイトが大きく、操舵応答性が高い。図9に二点鎖線Z3で示す高価な電子制御式のセミアクティブサスペンションと同等のレベルまで切り返しのヨーレイトを大きくすることができ、操舵応答性が高い。
上記した特許文献1に記載の緩衝器は、減衰バルブをそれぞれが有する2つのピストンと、メータリングピンとを設け、ピストンの位置に応じて、上流側に位置するピストンの減衰バルブをバイパスして下流側のピストンの減衰バルブで減衰力を発生させる状態と、上流側に位置するピストンの減衰バルブをバイパスせずに2つのピストンのそれぞれの減衰バルブでハードな減衰力を発生させる状態とを切り替えるように構成されている。一方で、減衰力の設定自由度を高めることが望まれている。
第1実施形態に係る緩衝器1は、位置感応機構175が、上室18および下室20間を連通させる状態と、上室18および中間室19間を連通させる状態と、下室20および中間室19間を連通させる状態とに、通路の状態を変える。このため、緩衝器1は、上室18および下室20間を連通させて減衰力をソフトの状態にしたり、上室18および中間室19間を連通させて中間室19と下室20との間に設けられた第2の減衰力発生機構120で減衰力を発生させる状態としたり、下室20および中間室19間を連通させて中間室19と上室18との間に設けられた第1の減衰力発生機構105で減衰力を発生させる状態としたりできる。
よって、減衰力の設定自由度を高めることが可能となる。
より具体的には、第1ピストン15および第2ピストン16に設けられ、上室18および中間室19間と、中間室19および下室20間とを油液が流れるように連通する通路101,102,116,117とは別に、ロッド内通路32を設け、ロッド内通路32に、第1ピストン15および第2ピストン16の位置により上室18および中間室19間の油液の流路面積を調整する第1調整部171と、第1ピストン15および第2ピストン16の位置により下室20および中間室19間の油液の流路面積を調整する第2調整部172とを設けている。そして、第1ピストン15および第2ピストン16が中立位置を含む第1の所定範囲S4〜S5内にあるとき、第1調整部171および第2調整部172の流路面積が共に大きくなり上室18および下室20間を連通させて減衰力をソフトの状態にする。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が第1の所定範囲S4〜S5を超えて最大長側の第2の所定範囲S6〜S7内にあるとき、第1調整部171の流路面積が小さく、かつ第2調整部172の流路面積が大きくなる。よって、伸び行程では、上室18の油液を第1ピストン15の伸び側減衰バルブ104を通過させながら中間室19および第2調整部172を介して下室20に流すことができる。また、縮み行程では、下室20の油液を第2調整部172から中間室19に流し第1ピストン15の縮み側減衰バルブ103を通過させながら上室18に流すことができる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が第1の所定範囲S4〜S5を超えて最小長側の第3の所定範囲S2〜S3内にあるとき、第1調整部171の流路面積が大きく、かつ第2調整部172の流路面積が小さくなる。よって、伸び行程では、上室18の油液を第1調整部171を介して中間室19に導入しつつ第2ピストン16の伸び側減衰バルブ119を通過させながら下室20に流すことができる。また、縮み行程では、下室20の油液を第2ピストン16の縮み側減衰バルブ118を通過させて中間室19に流し第1調整部171を介して上室18に流すことができる。よって、減衰力の設定自由度を高めることが可能となる。
また、第1ピストン15の伸び側減衰バルブ104および第2ピストン16の伸び側減衰バルブ119は、第1ピストン15および第2ピストン16が伸び方向に移動したとき、上流側に位置する伸び側減衰バルブ104で発生する減衰力が下流側に位置する伸び側減衰バルブ119で発生する減衰力よりも小さく設定されている。このため、第2の所定範囲S6〜S7内にあるときの伸び行程での伸び側減衰バルブ104を通過する油液の流れによる減衰力をソフトにでき、第3の所定範囲S2〜S3内にあるときの伸び行程での伸び側減衰バルブ119を通過する油液の流れによる減衰力をハードにできる。
また、第1ピストン15の縮み側減衰バルブ103および第2ピストン16の縮み側減衰バルブ118は、第1ピストン15および第2ピストン16が縮み方向に移動したとき、上流側に位置する縮み側減衰バルブ118で発生する減衰力が下流側に位置する縮み側減衰バルブ103で発生する減衰力よりも小さく設定されている。このため、第3の所定範囲S2〜S3内にあるときの縮み行程での縮み側減衰バルブ118を通過する油液の流れによる減衰力をソフトにでき、第2の所定範囲S6〜S7内にあるときの縮み行程での縮み側減衰バルブ103を通過する油液の流れによる減衰力をハードにできる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が第2の所定範囲S6〜S7を超えて最大長側にある第4の所定範囲S8〜S9にあるとき、および第3の所定範囲S2〜S3を超えて最小長側にある第5の所定範囲S0〜S1にあるとき、第1調整部171の流路面積および第2調整部172の流路面積が共に小さくなる。よって、ロッド内通路32は、上室18、中間室19および下室20のいずれの連通も制限される状態となるため、伸び行程および縮み行程の減衰力がともに高くなる。これにより、伸び切り、縮み切り時に減衰力を高めることができ、異音の抑制および乗り心地の改善を図ることができる。
また、第1調整部171および第2調整部172間の軸方向長さよりも長く延びて第1の所定範囲S4〜S5を規定する縮径部164を有するメータリングピン31を用いるため、緩衝器1を簡素な構造にできる。
なお、第1実施形態において、メータリングピン31の第1大径部162、縮径部164および第2大径部166の長さと、第1調整部171の小径穴部48および第2調整部172の小径穴部137間の長さとの関係を変更して、伸び切り位置S9まで、第1調整部171が小径穴部48とメータリングピン31の第2大径部166との軸方向位置を合わせ、かつ第2調整部172が小径穴部137とメータリングピン31の縮径部164との軸方向位置を合わせるようにしても良い。つまり、これらの関係を満たす上記した第2の所定範囲S6〜S7を、伸び切り位置S9まで延ばしても良い。同様に、縮み切り位置S0まで、第1調整部171が小径穴部48とメータリングピン31の縮径部164との軸方向位置を合わせ、かつ第2調整部172が小径穴部137とメータリングピン31の第1大径部162との軸方向位置を合わせるようにしても良い。つまり、これらの関係を満たす上記した第3の所定範囲S2〜S3を、縮み切り位置S0まで延ばしても良い。
また、これらの変更のうち、伸び側および縮み側のいずれか一方のみの変更を採用しても良い。好ましくは、第1ピストン15および第2ピストン16が第2の所定範囲S6〜S7を超えて最大長側にあるとき、および、第1ピストン15および第2ピストン16が第3の所定範囲S2〜S3を超えて最小長側にあるときの少なくともいずれか一方において、第1調整部171および第2調整部172の流路面積が共に小さくなるように設定してもよい。より好ましくは、両方において、第1調整部171および第2調整部172の流路面積が共に小さくなるように設定してもよい。
また、メータリングピン31の第1大径部162および第2大径部166のうちの少なくとも一方の縮径部164とは反対側に、第1大径部162および第2大径部166よりもさらに大径の部分を設けて、伸び切り位置近傍および縮み切り位置近傍の少なくとも一方で減衰力をさらに高めても良い。その場合は、伸び切り位置および縮み切り位置でさらに減衰力を高めることができるため、伸び切り時、または縮み切り時にピストンやベースバルブを保護し、乗り心地を改善することができるストッパ35を無くすことができる。
よって、部品点数の削減による生産性の向上や軸方向長の低減を図ることによる小型化を図ることができる。
また、第1実施形態を複筒型に限らず単筒型の緩衝器にも適用することができる。この場合、シリンダ内に、第2ピストンのピストンロッドの延出側とは反対側にフリーピストンが設けられ、このフリーピストンと第2ピストンとの間にシリンダに固定される中間部材を設けてメータリングピンを支持する。
「第2実施形態」
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。
図10に示す第2実施形態の緩衝器1Aにおいては、シリンダ2とは一部異なるシリンダ2Aが用いられており、具体的には内筒5とは一部異なる内筒5Aが用いられている。
内筒5Aには、図11に示すように軸方向に延在する軸方向溝200が、図12に示すように内周部に部分的に形成されている。また、図10に示すように、緩衝器1Aにおいては、第1実施形態のメータリングピン31が設けられておらず、ベースバルブ25とは一部異なるベースバルブ25Aが用いられている。ベースバルブ25Aには、メータリングピン31を取り付けるための係止部材146および支持板147が設けられていない。ベースバルブ25Aには、ベースバルブ部材141とは上部の外径が異なるベースバルブ部材141Aが用いられている。ベースバルブ部材141Aの上部は、内筒5Aに直接嵌合されている。
第2実施形態においては、ピストンロッド21とは一部異なるピストンロッド21Aが用いられている。ピストンロッド21Aは、ロッド本体26および先端ロッド27とは一部異なるロッド本体26Aと、ナット78とは一部異なるナット78Aとを有している。
ロッド本体26Aは、中実構造である。ロッド本体26Aは、ロッドガイド22およびシール部材23のそれぞれの内側に摺動可能に挿通されてシリンダ2の外部へ延出する主軸部201と、シリンダ2A内側の保持軸部57Aとを有している。保持軸部57Aは、主軸部201よりも小径となっている。保持軸部57Aには、主軸部201とは反対側の端部の外周にオネジ58Aが形成されている。
第2実施形態においては、図11に示すように、第2ピストン16とは一部異なる第2ピストン16Aが用いられている。具体的には、ピストン本体111とは一部異なるピストン本体111Aが用いられている。ピストン本体111Aは、通路形成穴部125が形成されておらず、一定径の挿通穴126Aが形成されている。ピストン本体111Aは、挿通穴126Aにピストンロッド21Aの保持軸部57Aを嵌合させる。
そして、保持軸部57Aに、いずれも第1実施形態と同様の、一枚の規制部材61、一枚の当接ディスク62、一枚のディスク63、複数枚のディスクからなるディスクバルブ64、第1ピストン15、複数枚のディスクからなるディスクバルブ65、一枚のディスク66、一枚の当接ディスク67がこの順に取り付けられ、加えて第1実施形態とは厚さが異なる一つの規制部材68Aが保持軸部57Aに取り付けられている。さらに、いずれも第1実施形態と同様の、一枚の当接ディスク69、一枚のディスク70、複数枚のディスクからなるディスクバルブ71がこの順に保持軸部57Aに取り付けられ、加えて、第2ピストン16A、第1実施形態の通路形成ディスク72とは通路溝131が形成されていない点が異なるディスク72Aが、この順に保持軸部57Aに取り付けられている。さらに、いずれも第1実施形態と同様の、複数枚のディスク73、複数枚のディスクからなるディスクバルブ74、一枚のディスク75、一枚の当接ディスク76、一枚の規制部材77がこの順に保持軸部57Aに取り付けられている。そして、保持軸部57Aに取り付けられたこれらの部材が、オネジ58Aに螺合される、小径穴部137のない汎用のナット78Aと主軸部201の保持軸部57A側の端面とで挟持されている。なお、第1実施形態のストッパ35は設けられていない。
内筒5Aの軸方向溝200は、第1ピストン15および第2ピストン16の両方を軸方向に同時に横断可能な長さとなっている。つまり、軸方向溝200は、第1ピストン15および第2ピストン16間の軸方向長さ(摺動部材96,112間の最大距離)よりも長く延びている。
軸方向溝200は、軸方向溝200の全体が第1ピストン15の第2ピストン16とは反対側にある状態と、軸方向溝200の全体が第2ピストン16の第1ピストン15とは反対側にある状態とでは、軸方向溝200が第1ピストン15および第2ピストン16のいずれも軸方向に横断しない状態であり、上室18、中間室19および下室20のいずれも連通させることはない。また、軸方向溝200は、第1ピストン15のみを軸方向に横断する状態では、第1ピストン15の内側の壁通路202(第2通路)で上室18および中間室19を連通させるが、中間室19と下室20とを連通させることはない。また、軸方向溝200は、第2ピストン16のみを軸方向に横断する状態では、第2ピストン16の壁通路202で中間室19および下室20を連通させるが、上室18と中間室19とを連通させることはない。また、軸方向溝200は、第1ピストン15および第2ピストン16の両方を同時に軸方向に横断する状態では、第1ピストン15および第2ピストン16の壁通路202で上室18、中間室19および下室20をすべて連通させる。よって、壁通路202は、通路101,102,116,117とは別に、上室18、中間室19および下室20を連通させる。
以上により、第1ピストン15および軸方向溝200は、壁通路202に対して設けられて第1ピストン15および第2ピストン16の位置により上室18および中間室19間の油液の流路面積を調整する第1調整部171Aを構成している。また、第2ピストン16および軸方向溝200は、壁通路202に対して設けられて第1ピストン15および第2ピストン16の位置により中間室19および下室20間の油液の流路面積を調整する第2調整部172Aを構成している。言い換えれば、第1調整部171Aおよび第2調整部172Aの流路面積は、シリンダ2の内筒5の内周に部分的に形成された軸方向溝200により調整される。
緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、中立位置(1Gの位置(水平位置に停止した車体を支持する位置))を含む図5(a)に示す第1の所定範囲S4〜S5内にあるとき、軸方向溝200が第1ピストン15および第2ピストン16の両方を同時に軸方向に横断し壁通路202の流路面積によって上室18、中間室19および下室20を連通させる。言い換えれば、第1の所定範囲S4〜S5は、軸方向溝200によって規定される範囲となっている。第1の所定範囲S4〜S5では、第1調整部171Aの第1ピストン15と軸方向溝200とで囲まれた壁通路202の流路面積と、第2調整部172Aの第2ピストン16と軸方向溝200とで囲まれた壁通路202の流路面積とが、図5(a)の実線U1,U2に示すように、同等の最大値となり、上室18と下室20とが、壁通路202の流路面積で連通する状態となる。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第1の所定範囲S4〜S5内にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が上室18側に移動する伸び行程では、上室18の油液が壁通路202を介して下室20に流れることになる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力はソフトの状態になる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第1の所定範囲S4〜S5内にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が下室20側に移動する縮み行程では、下室20の油液が壁通路202を介して上室18に流れることになる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力はソフトの状態になる。
緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、第1の所定範囲S4〜S5を超えて、緩衝器1を最大長とする最大長側の図5(a)に示す第2の所定範囲S6〜S7内にあるとき、第1調整部171Aの第1ピストン15が壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断して図5(a)の実線U1に示すように流路面積を最小値にし、第2調整部172Aの第1ピストン15が壁通路202によって中間室19および下室20間を連通させて図5(a)の破線U2に示すように流路面積を最大値としている。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第2の所定範囲S6〜S7内にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が上室18側に移動する伸び行程では、第1調整部171Aが壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断している。このため、上室18の油液は、壁通路202への進入が規制され、第1ピストン15の通路102を通り、ソフトな減衰力特性の伸び側減衰バルブ104を開いて中間室19に流れる。また、第2調整部172Aが壁通路202で中間室19および下室20間を連通させているため、中間室19の油液が、中間室19から壁通路202を介して下室20に流れる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力は、第1の所定範囲S4〜S5よりも若干ハードな状態になるもののソフトの状態が維持される。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第2の所定範囲S6〜S7内にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が下室20側に移動する縮み行程では、第2調整部172Aが壁通路202によって中間室19および下室20間を連通させており、第1調整部171Aが壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断している。このため、下室20の油液は、壁通路202を介して中間室19側へと流れ、第1ピストン15の通路101を通り、ハードな減衰力特性の縮み側減衰バルブ103を開いて上室18に流れる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力は、第1の所定範囲S4〜S5および後述する第3の所定範囲S2〜S3よりもハードな状態になる。
緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、第1の所定範囲S4〜S5を超えて、緩衝器1Aを最小長とする最小長側の図5(a)に示す第3の所定範囲S2〜S3内にあるとき、第1調整部171Aが壁通路202により上室18および中間室19間を連通させて図5(a)の実線U1に示すように流路面積を最大値としており、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断して図5(a)の破線U2に示すように流路面積を最小値としている。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第3の所定範囲S2〜S3内にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が上室18側に移動する伸び行程では、第1調整部171Aが壁通路202により上室18および中間室19間を連通させており、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断している。このため、上室18の油液は、壁通路202を介して中間室19に導入されてハードな減衰力特性の伸び側減衰バルブ119を開いて下室20に流れる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力は、第2の所定範囲S6〜S7よりもハードな状態になる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第3の所定範囲S2〜S3内にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が下室20側に移動する縮み行程では、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断している。このため、下室20の油液は、第2ピストン16の通路116を通り、ソフトな減衰力特性の縮み側減衰バルブ118を開いて中間室19に流れる。また、第1調整部171Aが壁通路202により上室18および中間室19間を連通させているため、中間室19の油液が、壁通路202を介して上室18に流れる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力は、第1の所定範囲S4〜S5よりも若干ハードな状態になるもののソフトの状態が維持される。
緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、第2の所定範囲S6〜S7を超えて、最大長側の伸び切り位置S9までの第4の所定範囲S8〜S9にあるとき、第1調整部171Aが壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断して図5(a)の実線U1に示すように流路面積を最小値としており、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断して図5(a)の破線U2に示すように流路面積を最小値としている。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第4の所定範囲S8〜S9にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が上室18側に移動する伸び行程では、第1調整部171Aが壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断し、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断している。このため、上室18の油液は、通路102を通り、ソフトな減衰力特性の伸び側減衰バルブ104を開いて中間室19に流れ、通路117を通り、ハードな減衰力特性の伸び側減衰バルブ119を開いて下室20に流れる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力は、第3の所定範囲S2〜S3と同様にハードな状態になる。これにより、伸び切り時に減衰力がハードな状態となり、異音の抑制および乗り心地の改善を図ることができる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第4の所定範囲S8〜S9にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が下室20側に移動する縮み行程では、第1調整部171Aが壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断し、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断している。このため、下室20の油液は、通路116を通り、ソフトな減衰力特性の縮み側減衰バルブ118を開いて中間室19に流れ、通路101を通り、ハードな減衰力特性の縮み側減衰バルブ103を開いて上室18に流れる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力は、第2の所定範囲S6〜S7と同様にハードな状態になる。
緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16のストローク位置が、第3の所定範囲S2〜S3を超えて、最小長側の縮み切り位置S0までの第5の所定範囲S0〜S1にあるとき、第1調整部171Aが壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断して図5(a)の実線U1に示すように流路面積を最小値としており、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断して図5(a)の破線U2に示すように流路面積を最小値としている。
第1ピストン15および第2ピストン16が、第5の所定範囲S0〜S1にあるとき、上室18側に移動する伸び行程では、第1調整部171Aが壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断し、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断している。このため、上室18の油液は、通路102を通り、ソフトな減衰力特性の伸び側減衰バルブ104を開いて中間室19に流れ、通路117を通り、ハードな減衰力特性の伸び側減衰バルブ119を開いて下室20に流れる。よって、図5(b)の実線V1に示すように、減衰力は、第3の所定範囲S2〜S3と同様にハードな状態になる。
また、第1ピストン15および第2ピストン16が、第5の所定範囲S0〜S1にあるとき、第1ピストン15および第2ピストン16が下室20側に移動する縮み行程では、第1調整部171Aが壁通路202による上室18および中間室19間の連通を遮断し、第2調整部172Aが壁通路202による中間室19および下室20間の連通を遮断している。このため、下室20の油液は、通路116を通り、ソフトな減衰力特性の縮み側減衰バルブ118を開いて中間室19に流れ、通路101を通り、ハードな減衰力特性の縮み側減衰バルブ103を開いて上室18に流れる。よって、図5(b)の破線V2に示すように、減衰力は、第2の所定範囲S6〜S7と同様にハードな状態になる。これにより、縮み切り時に減衰力がハードな状態となり、異音の抑制および乗り心地の改善を図ることができる。
つまり、第1調整部171Aおよび第2調整部172Aは、第1ピストン15および第2ピストン16の位置に応じて、壁通路202の状態を変える位置感応機構175Aを構成している。位置感応機構175Aは、第1ピストン15および第2ピストン16の位置に応じて、上室18および下室20間を中間室19を介して最大の流路面積で連通させる状態と、上室18および中間室19間を最大の流路面積で連通させると共に上室18および中間室19と下室20との連通を遮断する状態と、下室20および中間室19間を最大の流路面積で連通させると共に下室20および中間室19と上室18との連通を遮断する状態と、上室18、中間室19および下室20のすべての連通を遮断する状態とに、壁通路202の状態を変える。
以上により、緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16が、中立位置を含む第1の所定範囲S4〜S5にあると、伸び方向移動および縮み方向移動の両移動の減衰力がソフトの状態となる。緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16が、最大長側の第2の所定範囲S6〜S7にあると、伸び方向移動の減衰力がソフトの状態となると共に縮み方向移動の減衰力がハードの状態となる。緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16が、最小長側の第3の所定範囲S2〜S3にあると、伸び方向移動の減衰力がハードの状態となると共に縮み方向移動の減衰力がソフトの状態となる。さらに、緩衝器1Aは、第1ピストン15および第2ピストン16が、最大長側の第4の所定範囲S8〜S9および最小長側の第5の所定範囲S0〜S1にあると、伸び方向移動および縮み方向移動の減衰力が共にハードの状態となる。つまり、緩衝器1Aも、最大長側の第2の所定範囲S6〜S7と最小長側の第3の所定範囲S2〜S3とで、伸び方向移動および縮み方向移動のハードとソフトとの関係が、逆になる反転型の位置感応の減衰力変化特性を有する。
なお、第2実施形態において、軸方向溝200の長さと、第1調整部171Aを構成する第1ピストン15および第2調整部172Aを構成する第2ピストン16間の長さとの関係を変更して、伸び切り位置S9まで、第1調整部171Aが上室18と中間室19との連通を遮断しかつ第2調整部172Aが中間室19と下室20とを連通させるようにしても良い。つまり、これらの関係を満たす第2の所定範囲S6〜S7を、伸び切り位置S9まで延ばしても良い。同様に、縮み切り位置S0まで、第1調整部171Aが上室18と中間室19とを連通させかつ第2調整部172Aが中間室19と下室20との連通を遮断しても良い。つまり、これらの関係を満たす第3の所定範囲S2〜S3を、縮み切り位置S0まで延ばしても良い。
また、これらの変更のうち、伸び側および縮み側のいずれか一方のみの変更を採用しても良い。好ましくは、第1ピストン15および第2ピストン16が第2の所定範囲S6〜S7を超えて最大長側にあるとき、および、第1ピストン15および第2ピストン16が第3の所定範囲S2〜S3を超えて最小長側にあるときの少なくともいずれか一方において、第1調整部171Aおよび第2調整部172Aの流路面積が共に小さくなるように設定してもよい。より好ましくは、両方において、第1調整部171Aおよび第2調整部172Aの流路面積が共に小さくなるように設定してもよい。
以上に述べた第2実施形態によれば、第1調整部171Aおよび第2調整部172A間の軸方向長さよりも長く延びて第1の所定範囲S4〜S5を規定する軸方向溝200を形成すれば良いため、緩衝器1Aをより簡素な構造にできる。
以上に述べた第1,第2実施形態において、第1ピストン15および第2ピストン16のいずれか一方を、内筒5内に摺動させずに、第1ピストン15および第2ピストン16の内部に中間室19を設けても良い。また、第1ピストン15と第2ピストン16の外周側に、第1ピストン15と第2ピストン16とを繋ぐ筒体を設け、その筒体の内部に中間室を形成するようにしてもよい。
また、縮み側減衰バルブ103,118および伸び側減衰バルブ104,119の減衰力特性はすべて異ならせても良く、少なくともいずれか二つを同等の減衰力特性としても良い。例えば、二つをソフトとハードの間のミディアムの特性とし、残りの一つをソフトの特性とし、残りの一つをハードの特性とする等の変更が可能である。
また、第2実施形態も複筒型に限らず単筒型の緩衝器に適用することができる。
本実施形態の緩衝器は、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に設けられ、そのシリンダ内を上室および下室に区画するピストンと、前記ピストンに連結されると共に前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、を有する緩衝器であって、前記ピストンによって形成される中間室と、前記上室と前記中間室との間に設けられて減衰力を発生する第1の減衰力発生機構と、前記下室と前記中間室との間に設けられて減衰力を発生する第2の減衰力発生機構と、前記ピストンの位置に応じて、前記上室および前記下室間を連通させる状態と、前記上室および前記中間室間を連通させる状態と、前記下室および前記中間室間を連通させる状態とに、通路の状態を変える位置感応機構とを有する。これにより、減衰力の設定自由度を高めることが可能となる。
また、作動流体が封入されるシリンダと、少なくとも一方が前記シリンダ内に摺動可能に設けられ、そのシリンダ内を上室、中間室および下室に区画する第1ピストンおよび第2ピストンと、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに連結されると共に前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに設けられ、前記上室および前記中間室間と、前記中間室および前記下室間とを作動流体が流れるように連通する第1通路と、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンにそれぞれ設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの移動によって前記第1通路を流れる作動流体の流れを制限して減衰力を発生させる伸び側減衰バルブおよび縮み側減衰バルブと、前記第1通路とは別に前記上室、前記中間室および前記下室を連通する第2通路と、前記第2通路に対して設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの位置により前記上室および前記中間室間の作動流体の流路面積を調整する第1調整部と、前記第2通路に対して設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの位置により前記下室および前記中間室間の作動流体の流路面積を調整する第2調整部と、を備え、前記第1調整部および前記第2調整部の流路面積は、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが中立位置を含む第1の所定範囲内にあるとき、前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積が共に大きくなり、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第1の所定範囲を超えて最大長側の第2の所定範囲内にあるとき、前記第1調整部の流路面積が小さく、かつ前記第2調整部の流路面積が大きくなり、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第1の所定範囲を超えて最小長側の第3の所定範囲内にあるとき、前記第2調整部の流路面積が小さく、かつ前記第1調整部の流路面積が大きくなるように設定されている。これにより、減衰力の設定自由度を高めることが可能となる。
また、前記第1ピストンの伸び側減衰バルブおよび前記第2ピストンの伸び側減衰バルブは、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが伸び方向に移動したとき、上流側に位置する伸び側減衰バルブで発生する減衰力が下流側に位置する伸び側減衰バルブで発生する減衰力よりも小さく設定されており、前記第1ピストンの縮み側減衰バルブおよび前記第2ピストンの縮み側減衰バルブは、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが縮み方向に移動したとき、上流側に位置する縮み側減衰バルブで発生する減衰力が下流側に位置する縮み側減衰バルブで発生する減衰力よりも小さく設定されている。これにより、第2の所定範囲内にあるときの伸び行程での伸び側減衰バルブを通過する油液の流れによる減衰力をソフトにでき、第3の所定範囲内にあるときの伸び行程での伸び側減衰バルブを通過する油液の流れによる減衰力をハードにでき、第3の所定範囲内にあるときの縮み行程での縮み側減衰バルブを通過する油液の流れによる減衰力をソフトにでき、第2の所定範囲内にあるときの縮み行程での縮み側減衰バルブを通過する油液の流れによる減衰力をハードにできる。
また、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第2の所定範囲を超えて最大長側にあるとき、および前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第3の所定範囲を超えて最小長側にあるときの少なくともいずれか一方にあるとき、前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積が共に小さくなるように設定されている。これにより、伸び切り、縮み切り時に減衰力を高めることができ、異音の抑制および乗り心地の改善を図ることができる。
前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積は、メータリングピンにより調整され、前記メータリングピンは、前記第1調整部および前記第2調整部間の軸方向長さよりも長く延びる縮径部を有して前記第1の所定範囲を規定する。これにより、緩衝器を簡素な構造にできる。
前記第1調整部および前記第2調整部の流路面積は、前記シリンダの内周に部分的に形成された軸方向溝により調整され、前記軸方向溝は、前記第1調整部および前記第2調整部間の軸方向長さよりも長く延びて前記第1の所定範囲を規定する。これにより、緩衝器を簡素な構造にできる。
上記した緩衝器によれば、減衰力の設定自由度を高めることが可能となる。
1,1A 緩衝器
2,2A シリンダ
15 第1ピストン
16 第2ピストン
18 上室
19 中間室
20 下室
21,21A ピストンロッド
31 メータリングピン
32 ロッド内通路(第2通路)
101,102,116,117 通路(第1通路)
103,118 縮み側減衰バルブ
104,119 伸び側減衰バルブ
105 第1の減衰力発生機構
120 第2の減衰力発生機構
132 連通路(第2通路)
171,171A 第1調整部
172,172A 第2調整部
175,175A 位置感応機構
200 軸方向溝
202 壁通路(第2通路)。

Claims (6)

  1. 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、前記シリンダ内を上室および下室に区画するピストンと、
    前記ピストンに連結されると共に前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、を有する緩衝器であって、
    前記ピストンによって形成される中間室と、
    前記上室と前記中間室との間に設けられて減衰力を発生する第1の減衰力発生機構と、
    前記下室と前記中間室との間に設けられて減衰力を発生する第2の減衰力発生機構と、
    前記ピストンの位置に応じて、前記上室および前記下室間を連通させる状態と、前記上室および前記中間室間を連通させる状態と、前記下室および前記中間室間を連通させる状態とに、通路の状態を変える位置感応機構と、を有する緩衝器。
  2. 作動流体が封入されるシリンダと、
    少なくとも一方が前記シリンダ内に摺動可能に設けられ、前記シリンダ内を上室、中間室および下室に区画する第1ピストンおよび第2ピストンと、
    前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに連結されると共に前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、
    前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに設けられ、前記上室および前記中間室間と、前記中間室および前記下室間とを作動流体が流れるように連通する第1通路と、
    前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの移動によって前記第1通路を流れる作動流体の流れを制限して減衰力を発生させる伸び側減衰バルブと、
    前記第1ピストンおよび前記第2ピストンに設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの移動によって前記第1通路を流れる作動流体の流れを制限して減衰力を発生させる縮み側減衰バルブと、
    前記第1通路とは別に前記上室、前記中間室および前記下室を連通する第2通路と、
    前記第2通路に設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの位置により前記上室および前記中間室間の作動流体の流路面積を調整する第1調整部と、
    前記第2通路に設けられ、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンの位置により前記下室および前記中間室間の作動流体の流路面積を調整する第2調整部と、
    を備え、
    前記第1調整部および前記第2調整部の流路面積は、
    前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが中立位置を含む第1の所定範囲内にあるとき、前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積が共に大きくなり、
    前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第1の所定範囲を超えて最大長側の第2の所定範囲内にあるとき、前記第1調整部の流路面積が小さく、かつ前記第2調整部の流路面積が大きくなり、
    前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第1の所定範囲を超えて最小長側の第3の所定範囲内にあるとき、前記第2調整部の流路面積が小さく、かつ前記第1調整部の流路面積が大きくなるように設定されている緩衝器。
  3. 前記第1ピストンの伸び側減衰バルブおよび前記第2ピストンの伸び側減衰バルブは、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが伸び方向に移動したとき、上流側に位置する伸び側減衰バルブで発生する減衰力が下流側に位置する伸び側減衰バルブで発生する減衰力よりも小さく設定されており、
    前記第1ピストンの縮み側減衰バルブおよび前記第2ピストンの縮み側減衰バルブは、前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが縮み方向に移動したとき、上流側に位置する縮み側減衰バルブで発生する減衰力が下流側に位置する縮み側減衰バルブで発生する減衰力よりも小さく設定されている請求項2記載の緩衝器。
  4. 前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第2の所定範囲を超えて最大長側にあるとき、および前記第1ピストンおよび前記第2ピストンが前記第3の所定範囲を超えて最小長側にあるときの少なくともいずれか一方にあるとき、前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積が共に小さくなるように設定されている請求項2または3記載の緩衝器。
  5. 前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積は、メータリングピンにより調整され、
    前記メータリングピンは、前記第1調整部および前記第2調整部間の軸方向長さよりも長く延びる縮径部を有して前記第1の所定範囲を規定する請求項2から4のいずれか一項記載の緩衝器。
  6. 前記第1調整部の流路面積および前記第2調整部の流路面積は、前記シリンダの内周に部分的に形成された軸方向溝により調整され、
    前記軸方向溝は、前記第1調整部および前記第2調整部間の軸方向長さよりも長く延びて前記第1の所定範囲を規定する請求項2から4のいずれか一項記載の緩衝器。
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