JPWO2017038571A1 - 緩衝器 - Google Patents

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Abstract

ピストン速度の低速域における減衰力の変化が円滑で且つより小さい差圧でメインバルブを開弁させることが可能な緩衝器を提供する。サブバルブ111をメインバルブ27の上流側に且つメインバルブ27と直列に設けたことにより、ピストン速度の低速域における減衰力の変化を円滑にすることができる。また、メインバルブ27を内周側をクランプしない片持ちの単純支持構造としたので、より小さい差圧でメインバルブ27を開弁させることができる。

Description

本発明は、ピストンロッドのストロークに対して作動流体の流れを制御することにより減衰力を発生させる緩衝器に関する。
例えば、特許文献1には、主ディスクバルブの上流側に、該主ディスクバルブに対して直列に設けられた副ディスクバルブを備える減衰力調整式油圧緩衝器が開示されている。この緩衝器は、メインバルブを段階的(2段階)に開弁させることにより、減衰力の変化を円滑にすることができる。
特開平11−287281号公報
このような減衰力調整式油圧緩衝器では、メインバルブの上流側にサブバルブを直列に配置したことにより、メインバルブとサブバルブとのトータルでの差圧が、サブバルブを持たない、すなわち、段階的に開弁されないメインバルブでの差圧と比較して高くなる。その結果、ピストン速度の低速域における減衰力が相対的に大きくなり、ソフト側の減衰力特性における乗り心地の改善が要望されていた。
本発明は、ピストン速度の低速域における減衰力の変化が円滑で且つより小さい差圧でメインバルブを開弁させることが可能な緩衝器を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態に係る緩衝器は、作動流体が封入されたシリンダと、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、前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動により生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、を備え、前記減衰力発生機構は、連通路が形成され、前記連通路を挟んで中心側に内側シート部が形成されるとともに外周側に外側シート部が形成されたバルブボディと、前記外側シート部に対して離着座可能に設けられ、作動流体の圧力を受けて開弁して減衰力を発生させ、前記外側シート部の反対側に形成されたパイロット室の内圧により開弁圧力が調整されるパイロット型のメインバルブと、作動流体が導入された前記パイロット室の内圧を制御する圧力制御弁である制御バルブと、前記メインバルブの上流側に前記メインバルブに対して直列に設けられるサブバルブと、を有し、前記メインバルブは、外周側が弁座に離着座して開閉する環状のディスクバルブであり、内周側が両面側からクランプされておらず、第1リテーナにより内周側の片面側からのみ支持されていることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る緩衝器によれば、ピストン速度の低速度における減衰力の変化が円滑で且つより低い差圧でメインバルブを開弁させることができる。
第1実施形態における緩衝器の一軸平面による断面図である。 図1における減衰力発生機構を拡大して示す図である。 図2における要部を拡大して示す図である。 第1及び第4実施形態で用いる切欠きバルブの平面図である。 第1実施形態の説明図であって、3パターンのバルブ構造における差圧と流量との関係(解析結果)を示し、曲線(A)は、第1実施形態のバルブ構造における差圧と流量との関係を示し、曲線(B)は、既存の1段構造における差圧と流量との関係を示し、曲線(C)は、既存の2段構造における差圧と流量との関係を示す。 第2実施形態の説明図であって、図3に対応する図である。 第3実施形態の説明図であって、図3に対応する図である。 第4実施形態の説明図であって、図3に対応する図である。
(第1実施形態) 本発明の第1実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、以下の説明において、図1における上下方向をそのまま上下方向と称する。
図1に示されるように、第1実施形態に係る緩衝器である減衰力調整式緩衝器1は、シリンダ2の外側に外筒3を設けた複筒構造であり、シリンダ2と外筒3との間にリザーバ4が形成される。シリンダ2内には、ピストン5が摺動可能に嵌装され、該ピストン5によりシリンダ2内がシリンダ上室2Aとシリンダ下室2Bとの2室に分画される。ピストン5には、ピストンロッド6の一端がナット7により連結され、ピストンロッド6の他端側は、シリンダ上室2Aを通過し、さらにシリンダ2及び外筒3の上端部に装着されたロッドガイド8及びオイルシール9に挿通され、シリンダ2の外部へ延出する。
なお、シリンダ2の下端部には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを分画するベースバルブ10が設けられる。ピストン5には、シリンダ上室2A、シリンダ下室2B間を連通する通路11、12が設けられる。通路12には、シリンダ下室2B側からシリンダ上室2A側への油液(作動流体)の流通のみを許容する逆止弁13が設けられる。また、通路11には、シリンダ上室2A側の油液の圧力が設定圧力に達したとき開弁し、この圧力をシリンダ下室2B側へリリーフするディスクバルブ14が設けられる。
ベースバルブ10には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを連通する通路15、16が設けられる。通路15には、リザーバ4側からシリンダ下室2B側への油液の流通のみを許容する逆止弁17が設けられる。また、通路16には、シリンダ下室2B側の油液の圧力が所定圧力に達したときに開弁し、この圧力をリザーバ4側へリリーフするディスクバルブ18が設けられる。なお、作動流体として、シリンダ2内には油液が封入され、リザーバ4内には油液及びガスが封入される。
シリンダ2には、上下両端部にシール部材19を介してセパレータチューブ20が外嵌され、シリンダ2とセパレータチューブ20との間には、環状通路21が形成される。環状通路21は、シリンダ2の上端部近傍の側壁に設けられた通路22によりシリンダ上室2Aに連通される。セパレータチューブ20の下部には、側方(図1における右方向)に突出する円筒状の枝管23が形成される。外筒3の側壁には、枝管23に対して同心で枝管23よりも大径の開口24が設けられ、この開口24を囲むようにして円筒状のケース25が溶接等により結合される。そして、ケース25内には、減衰力発生機構26が収容される。
(減衰力発生機構) 図2に示されるように、減衰力発生機構26は、パイロット型(背圧型)のメインバルブ27、メインバルブ27の開弁圧力を制御するソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ28(制御バルブ)、パイロットバルブ28の下流側に設けられてフェイル時に作動するフェイルセーフバルブ29、及びサブバルブ111が一体に組込まれたバルブブロック30、並びにパイロットバルブ28を作動させるソレノイドブロック31により構成される。そして、ケース25内に通路部材32を挿入し、バルブブロック30とソレノイドアセンブリ31とを結合して一体化させるとともにケース25内に挿入し、さらにケース25に螺着したナット34を締め付けることにより、バルブブロック30、ソレノイドアセンブリ31、及び通路部材32がケース25内に固定される。
ケース25の一端部に形成された内フランジ部25Aの内面側には、径方向に沿って延びる複数個の切欠き25Cが形成され、この切欠き25Cと外筒3の開口24とによりリザーバ4とケース25内の室25Bとが連通される。通路部材32は、略円筒状の円筒部32Aの一端の外周にフランジ部32Bが形成され、円筒部32Aがケース25の内フランジ部25Aの開口25Eから突出して枝管23内に嵌合され、さらにフランジ部32Bがケース25の内フランジ部25Aに当接することで固定される。また、通路部材32は、シール材33により表面の一部が被覆され、枝管23及び後述するメインボディ35との接合部がシール材33によりシールされる。
バルブブロック30は、メインボディ35(バルブボディ)、パイロットピン36、及びパイロットボディ37を有する。メインボディ35は、略環状に形成され、一端が通路部材32のフランジ部32Bに当接する。また、メインボディ35は、本体を軸線に沿う方向(図2における左右方向)へ貫通し、メインボディ35の周方向に沿って設けられた複数個の通路38を有する。各通路38は、メインボディ35の一端に形成された環状凹部90を介して通路部材32内の通路(軸孔)に連通される。メインボディ35の他端の外周側には、環状の外側シート部39が突出し、メインボディ35の外側シート部39と通路38との間には、環状の内側シート部91が突出する。また、メインボディ35の内周側には、環状のクランプ部40が突出する。
図2に示されるように、パイロットピン36は、中間部に大径部36Aを有する段付の円筒状に形成され、一端部にオリフィス46が形成される。パイロットピン36は、一端部がメインボディ35に圧入され、図3に示されるように、大径部36Aとクランプ部40とにより、上流側から順に、ディスクバルブ115、サブバルブ111、ワッシャ94、切欠きバルブ101、ワッシャ95、第1リテーナ92、及び第2リテーナ93をクランプする。パイロットピン36の他端部が、パイロットボディ37の軸孔である通路50に圧入されることにより、パイロットピン36の他端部とパイロットボディ37の通路50との間に、軸線方向(図2における左右方向)に沿って延びる複数個の通路47が形成される。
パイロットボディ37は、中間部に底部37Aを有する略有底円筒状に形成され、底部37Aが可撓性ディスク48を介してパイロットピン36の大径部36Aに当接することにより固定される。パイロットボディ37の一端側の円筒部37Bの内周面には、メインバルブ27に固着されたシール部材45が摺動可能且つ液密的に嵌合し、これによりメインバルブ27の背部にパイロット室49が形成される。パイロット室49の内圧は、メインバルブ27に対して閉弁方向に作用する。サブバルブ111は、通路38側の圧力を受けて内側シート部91から離座することで開弁し、これにより、メインバルブ27は、通路38側の圧力を受けて外側シート部39から離座して開弁し、その結果、通路38が下流側のケース25内の室25Bに連通される。
パイロットボディ37の底部37Aには、通路51が軸線に沿う方向へ貫通し、通路51の開口の周囲に突出した環状のシート部に可撓性ディスク48が着座し、パイロット室49の内圧により可撓性ディスク48が撓むことにより、パイロット室49に体積弾性が付与される。これにより、メインバルブ27の開弁動作時にパイロット室49の内圧が過度に上昇することにより、開弁動作が不安定になることを防止する。パイロットピン36に当接する可撓性ディスク48の内周縁部には、径方向(図2における上下方向)へ延びる細長い切欠52が形成され、切欠52及び通路47によりパイロット室49と通路50とが連通される。
パイロットボディ37の他端側の円筒部37C内には弁室54が形成される。パイロットボディ37の底部37Aには、通路50の開口の周縁部に突出する環状のシート部55が形成される。弁室54内には、シート部55に離着座して通路50を開閉するパイロットバルブ28を構成する弁体であるパイロット弁部材56が設けられる。パイロット弁部材56は、略円筒状に形成されるとともにシート部55に離着座する先端部が先細りのテーパ状に形成され、基端側外周部に大径のフランジ状のばね受部57が形成される。パイロット弁部材56の先端側の内周部には、小径のロッド受部58が形成される。パイロット弁部材56の後部の開口の内周縁部は、テーパ部56Aが形成されて拡開されている。
パイロット弁部材56は、付勢部材であるパイロットばね59、フェイルセーフばね60、及びフェイルセーフディスクバルブ61により、シート部55に対向して軸線に沿う方向へ移動可能に弾性的に保持される。パイロットボディ37の他端側の円筒部37Cは、内径が開口側に向かって段階的に大きくなり、内周部には2つの段部62、63が形成される。パイロットばね59の径方向外側端部は段部62に支持され、段部63には、フェイルセーフばね60、環状のリテーナ64、フェイルセーフディスクバルブ61、リテーナ65、スペーサ66、及び保持プレート67が重ねられ、円筒部37Cの端部に嵌合されたキャップ68により固定される。
ソレノイドアセンブリ31は、ソレノイドケース71内に、コイル72、コイル72内に挿入されたコア73、74、コア73、74に案内されたプランジャ75、及びプランジャ75に連結された中空の作動ロッド76を組み込んで一体化したものである。これらは、ソレノイドケース71の後端部に加締められた環状のスペーサ77及びカップ状のカバー78により固定される。ソレノイドアクチュエータは、コイル72、コア73、74、プランジャ75、及び作動ロッド76により構成される。そして、プランジャ75は、リード線(図示省略)を介してコイル72に通電されると、電流に応じて軸線方向に沿う方向の推力を発生する。
作動ロッド76の先端部は、外周縁部にテーパ部76Aを有する先細り形状に形成される。作動ロッド76の背室と通路50及び弁室54とは、中空の作動ロッド76内に形成された連通路76Bにより連通される。また、プランジャ75には、その両端側に形成された室を相互に連通させる連通路75Aが設けられ、これら連通路76B、75Aは、作動ロッド76及びプランジャ75に作用する流体力をバランスさせ、さらにこれらの移動に対して適度な減衰力を付与する。
ソレノイドケース71は、一端側にケース25内に嵌合される円筒部71Aを有し、円筒部71A内には、パイロットボディ37に取り付けられたキャップ68の外周の突出部が嵌合される。円筒部71Aとケース25との間は、Oリング80によりシールされる。ソレノイドケース71は、円筒部71Aの内部に突出した作動ロッド76の先端部を、バルブブロック30に組み込まれたパイロット弁部材56に挿入し、さらにロッド受部58に当接させ、パイロットボディ37に取り付けられたキャップ68の外周の突出部を円筒部71A内に嵌合することによりバルブブロック30に連結される。そして、ソレノイドケース71は、その外周溝に装着された止輪81をナット34で拘束することによりケース25に固定される。
また、バルブブロック30とソレノイドブロック31とが結合され、さらに作動ロッド76がパイロット弁部材56に挿入された状態において、コイル72への非通電時には、図2に示されるように、フェイルセーフばね60のばね力により、パイロット弁部材56は、作動ロッド76とともに後退してばね受部57がフェイルセーフディスクバルブ61に当接する。このとき、パイロットばね59は、パイロット弁部材56に対してばね力を作用させていない。コイル72への通電により、作動ロッド76は、パイロット弁部材56をシート部55の方へ推進させる。これにより、パイロット弁部材56をフェイルセーフばね60及びパイロットばね59のばね力に抗してシート部55に着座させ、開弁圧力を通電電流により制御する。
(メインバルブ) 図3に示されるように、メインバルブ27は、外周部27A(外周側)が外側シート部39(弁座)に離着座して開閉する環状のディスクバルブであり、内周部27B(内周側)が両面側(図3における左右両側)からクランプされておらず、パイロットピン36に装着された第1リテーナ92により、内周部27Bの反シート部側(図3における右側)からのみ支持されている。なお、第1リテーナ92とパイロットピン36の大径部36Aとの間には、第2リテーナ93(大径のリテーナ)が介装され、第1リテーナ92は、パイロットピン36の一端部がメインボディ35の軸孔35Aに嵌着されることにより、メインボディ35に対して軸線に沿う方向(図3における左右方向)に位置決めされる。また、メインバルブ27は、後述の切欠きバルブ101を介在して外側シート部39に着座される。
前述したように、メインバルブ27の反シート部側(パイロット室49側)には、ゴム等の弾性体により構成される環状のシール部材45が固着される。メインバルブ27は、シール部材45の外周部をパイロットボディ37の円筒部37Bの内周面に嵌合させることにより、センタリング、すなわち、メインボディ35に対して径方向に位置決めされる。メインバルブ27とメインボディ35(バルブボディ)の外側シート部39及び内側シート部91との間には、外周部102(外周側)に4個の切欠き104(スリット)が等配された環状のディスクバルブである切欠きバルブ101が設けられる。なお、メインバルブ27の外径は、環状のシール部材45の外径、及びパイロットボディ37の円筒部37Bの内径よりも大きく設定される。
(切欠きバルブ) 切欠きバルブ101は、内周部103(内周側)がパイロットピン36に装着されたワッシャ94、95により両面側(図3における左右両側)からクランプされ、外周部102と内周部103との間には、低剛性の連結部105が形成される。図4に示されるように、連結部105は、外周部102と内周部103との間の一部を切り抜くことで形成された一対の連結片106、107を有する。一対の連結片106、107は、各々が略S形に形成されるとともに切欠きバルブ101の中心線に関して対称に形成される。換言すると、外周部102と内周部103との間には、切欠きバルブ101の中心線に関して対称に形成された一対の切抜き部108、109が設けられる。このように、切抜き部108、109が切欠きバルブ101の中心線に関して対称に形成されるので、動作する際に周方向で偏りがない。
各連結片106、107は、外周部102に接続される外側端部106A、107Aと、内周部103に接続される内側端106B、107Bと、外側端部106A、107Aと内側端106B、107Bとの間に設けられて周方向に延びるばね部106C、107Cと、を有する。図3に示されるように、切欠きバルブ101の外径は、メインバルブ27の外径よりも小さく、且つ外周部102の外側周縁のシート部側(図3における左側)の面がメインボディ35の外側シート部39に当接(着座)するように設定される。そして、各連結片106、107のばね部106C、107Cのばね力により切欠きバルブ101の外周部102をメインバルブ27のシート部側(図3における左側)の面に密着させることで、メインバルブ27と外側シート部39との間には、各切欠き104による固定オリフィスが構成される。
(サブバルブ) 図3に示されるように、サブバルブ111は、外周部112(外周側)が内側シート部91に離着座して開閉する環状のディスクバルブであり、メインバルブ27の上流側(図3における左側)にメインバルブ27に対して直列に設けられる。また、サブバルブ111は、軸孔がパイロットピン36に嵌合されることにより径方向に位置決めされ、内周部113(内周側)がワッシャ94とクランプ部40とにより両面側(図3における左右両側)からクランプされる。サブバルブ111とメインボディ35(バルブボディ)の内側シート部91との間には、外周部(外周側)に複数個の切欠き114(スリット)が等配された環状のディスクバルブ115が設けられる。ディスクバルブ115は、サブバルブ111と同一の外径に形成され、サブバルブ111と重ねられて内周部(内周側)がワッシャ95とクランプ40とにより両面側からクランプされる。これにより、サブバルブ111と内側シート部91との間には、各切欠き114による固定オリフィスが構成される。なお、サブバルブ111及びディスクバルブ115は、メインバルブ27に対して外径が小さく形成される。
次に、前述した減衰力調整式緩衝器1の作用を説明する。
減衰力調整式緩衝器1は、車両のサスペンション装置のばね上、ばね下間に装着され、通常の作動状態では、車載コントローラにより、コイル72に通電してパイロット弁部材56をパイロットボディ37のシート部55に着座させ、パイロットバルブ28による圧力制御を実行する。
ピストンロッド6の伸び行程時には、シリンダ2内のピストン5の移動によりピストン5の逆止弁13が閉弁し、ディスクバルブ14の開弁前にはシリンダ上室2A側の油液(作動流体)が加圧される。加圧された油液は、流路22及び環状通路21を通り、セパレータチューブ20の枝管23から減衰力発生機構26の通路部材32へ流入する。このとき、ピストン5が移動した分の油液は、リザーバ4からベースバルブ10の逆止弁17を開弁させてシリンダ下室2Bへ流入する。なお、シリンダ上室2Aの圧力がピストン5のディスクバルブ14の開弁圧力に達するとディスクバルブ14が開弁し、シリンダ上室2Aの圧力をシリンダ下室2Bへリリーフすることでシリンダ上室2Aの過度の圧力の上昇を防止する。
一方、ピストンロッド6の縮み行程時には、シリンダ2内のピストン5の移動によりピストン5の逆止弁13が開弁し、ベースバルブ10の通路15の逆止弁17が閉弁する。そして、ディスクバルブ18の開弁前には、ピストン下室2Bの油液がシリンダ上室2Aへ流入し、ピストンロッド6がシリンダ2内に侵入した体積分の油液が、シリンダ上室2Aから前述した伸び行程時と同一経路でリザーバ4へ流通する。なお、シリンダ下室2B内の圧力がベースバルブ10のディスクバルブ18の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ18が開弁し、シリンダ下室2Bの圧力をリザーバ4へリリーフすることでシリンダ下室2Bの過度の圧力の上昇を防止する。
通路部材32から減衰力発生機構26へ流入した油液は、メインバルブ27の開弁前(ピストン速度の低速域)の状態では、パイロットピン36のオリフィス46、パイロットボディ37の通路50を通り、パイロットバルブ28のパイロット弁部材56を押し開き弁室54内へ流入する。そして、弁室54から、フェイルセーフディスクバルブ61の開口、保持プレート67の開口、キャップ68の切欠き、及びケース25内の室25Bを経由してリザーバ4へ流れる。
そして、ピストン速度が上昇し、通路部材32から流入した油液の圧力がメインバルブ27の開弁圧力に到達し、次いでサブバルブ111の開弁圧力に達すると、油液は、環状凹部90及び通路38を通り、メインバルブ27並びにサブバルブ111を開弁させてケース25内の室25Bを通過してリザーバ4へ流れる。なお、ピストン速度の極低速域では、通路部材32から流入した油液は、環状凹部90、通路38、ディスクバルブ115の切欠き114、切欠きバルブ101の切欠き104、及びケース25内の室25Bを通過してリザーバ4へ流れる。
これにより、ピストンロッド6の伸び行程及び縮み行程の両行程時において、減衰力発生機構26は、メインバルブ27の開弁前(ピストン速度低速域)には、オリフィス46及びパイロットバルブ28のパイロット弁部材56の開弁圧力により減衰力を発生し、メインバルブ27の開弁後(ピストン速度中速域)には、その開度に応じて減衰力を発生する。さらに、サブバルブ111の開弁後(ピストン速度高速域)には、その開度に応じて減衰力を発生する。そして、コイル72への通電電流によりパイロットバルブ28の開弁圧力を調整することにより、ピストン速度にかかわらず、減衰力を直接制御することができる。このとき、パイロットバルブ28の開弁圧力により、上流側の通路50に連通するパイロット室49の内圧が変化する。ここで、パイロット室49の内圧は、メインバルブ27の閉弁方向に作用することから、パイロットバルブ28の開弁圧力を制御することにより、メインバルブ27の開弁圧力を同時に調整することが可能であり、減衰力特性の調整を広範囲に行うことができる。
また、コイル72への通電電流を小さくしてプランジャ75の推力を小さくすると、パイロットバルブ28の開弁圧力が低下してソフト側の減衰力が発生し、その反対に通電電流を大きくしてプランジャ75の推力を大きくすると、パイロットバルブ28の開弁圧力が上昇してハード側の減衰力が発生する。これにより、使用頻度の高いソフト側の減衰力を低電流で発生させることができ、消費電力を低減することができる。
また、コイル72の断線、車載コントローラの故障等のフェイル発生時にプランジャ75の推力が失われた場合には、フェイルセーフばね60のばね力によりパイロット弁部材56を後退させて通路50を開き、パイロット弁部材56のばね受部57をフェイセーフルディスクバルブ61に当接させ、弁室54と、ケース25内の室25Bとの間の流路を閉じる。この状態では、弁室54内における通路50からケース25内の室25への油液の流れがフェイルセーフバルブ29により制御されるため、フェイルセーフディスクバルブ61の開弁圧力の設定により所望の減衰力を得ることができ、さらにパイロット室49の内圧、すなわち、メインバルブ27の開弁圧力を調整することができる。その結果、フェイル時においても適切な減衰力を得ることができる。
ここで、図5に、3つのパターンのバルブ構造における差圧と油液の流量(以下「流量」と称する)との関係を示す。図5において、曲線(A)は、第1実施形態のバルブ構造、すなわち、メインバルブ27の上流側にサブバルブ111が直列に設けられ、且つメインバルブ27の内周部27B(内周側)が両面側からクランプされておらず、第1リテーナ92により内周部27Bの反シート部側からのみ支持されたバルブ構造における差圧と流量との関係を示し、曲線(B)は、サブバルブ111を持たず、メインバルブ27の内周部27B(内周側)が両面側からクランプされた既存のバルブ構造(以下「1段構造」と称する)における差圧と流量との関係を示し、曲線(C)は、メインバルブ27の上流側にサブバルブ111が直列に設けられ、且つメインバルブ27の内周部27B(内周側)が両面側からクランプされた既存のバルブ構造(以下「2段構造」と称する)における差圧と流量との関係を示す。
また、図5における曲線(A)において、A1でパイロットバルブ28が開弁し、A2でメインバルブ27が開弁し、A3でサブバルブ111が開弁する。一方、図5における曲線(B)において、B1でパイロットバルブ28が開弁し、B2でメインバルブ27が開弁する。さらに、図5における曲線(C)において、C1でパイロットバルブ28が開弁し、C2でメインバルブ27が開弁し、C3でサブバルブ111が開弁する。
図5から理解できるように、第1実施形態のバルブ構造は、特に、ソフト側の減衰力特性における開弁初期段階において、1段構造及び2段構造に対してより小さい差圧により予め定められた流量(例えば、3.5L/min)を得ることができる。換言すると、第1実施形態のバルブ構造は、ソフト側の減衰力特性における開弁初期段階において同一のバルブリフト量を得るために要する差圧が相対的に小さい。また、第1実施形態のバルブ構造では、サブバルブ111及びメインバルブ27の2段階によるリフト動作が円滑であることから、ソフト側の減衰力特性の開弁初期段階における差圧の立ち上がりからの流量の増加が緩やかである。
このように、第1実施形態のバルブ構造によれば、ピストン速度の低速域においてより安定した減衰力を発生させることができる。また、第1実施形態のバルブ構造では、メインバルブ27の内周側をクランプしない片持ちの単純支持構造としたことにより、既存のバルブ構造(1段構造及び2段構造)に対して剛性を低く設定することが可能であり、より小さい差圧でメインバルブ27を開弁させることができる。その結果、ソフト側の減衰力特性におけるピストン速度の低速域の減衰力を既存のバルブ構造に対してより低く設定することが可能であり、ソフト側の減衰力特性における車両の乗り心地向上に寄与することができる。
また、第1実施形態のバルブ構造では、上流側(1段目)のサブバルブ111を小径のクランプ支持、下流側(2段目)のメインバルブ27を大径の単純支持構造としたので、メインバルブ27とサブバルブ111との剛性差を大きく設定することにより、2つのバルブ27、111間の連成振動により減衰力が不安定になることを防止することができる。さらに、第1実施形態のバルブ構造では、メインバルブ27を単純支持構造としたことでメインバルブ27の剛性が低下するのに伴い、リフト量が増加してメインバルブ27のリフト割れが発生し易くなるが、メインバルブ27の外径をシート部材45の摺動径(パイロットボディ37の円筒部37Bの内径)よりも大きく設定したことにより、メインバルブ27のリフト量が一定量に達すると、メインバルブ27がパイロットボディ37の円筒部37Bの開口端に当接するので、メインバルブ27の過度のリフトを抑止し、メインバルブ27のリフト割れを防止することができる。
また、内周側が両面側からクランプされて環状のシール部材45が固着されたメインバルブ27においては、従来、ソフト側の減衰力特性を低く抑えるため、セット荷重(プリロード)が0近傍に設定され、減衰力がばらつく要因になっていたが、第1実施形態のバルブ構造では、内周部27B(内周側)を単純支持構造とし、且つメインバルブ27のシート部39側に内周部103(内周側)が両面側からクランプされた低剛性の切欠きバルブ101を重ねて設けたことにより、セット荷重をより大きく設定することが可能であり、且つ剛性が十分に低いことからセット荷重に対する減衰力特性の感度も低いため、減衰力の管理が容易であり、ばらつきの低減、セット荷重不足による減衰力の立ち遅れ等の既存のバルブ構造における不具合を防ぐことができる。さらに、外周部102と内周部103とを低剛性の2つの連結片106、107により連結して切欠きバルブ101を構成し、連結片106、107のばね力により切欠きバルブ101の外周部102をメインバルブ27に密着させたので、メインバルブ27と切欠きバルブ101との間からの油液のリークを防止することが可能であり、安定した減衰力を得ることができる。
(第2実施形態) 本発明の第2実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、前述した第1実施形態に係る緩衝器1と同一または相当の構成要素については、同一の名称及び符号を付与するとともに詳細な説明を省略する。
第2実施形態のバルブ構造(図6参照)は、第1実施形態のバルブ構造(図3参照)の切欠きバルブ101に代えて、切抜き部108、109を持たないディスクバルブ121を用いる点で、第1実施形態のバルブ構造と相違する。
図6に示されるように、ディスクバルブ121(リーク防止バルブ)は、内周部123(内周側)がワッシャ94、95により両面側(図6における左右両側)からクランプされ、内周部123と外周部122(外周側)との間には、外周部122をメインバルブ27のシート部39側の面に密着させるための環状のばね部124が形成される。メインバルブ27の内周側の縁部には、複数個の切欠き125(スリット)が形成される。これにより、メインバルブ27、ディスクバルブ121、ワッシャ95、及び第1リテーナ92により画定される室126が、パイロット室49に連通される。
第2実施形態のバルブ構造によれば、第1実施形態のバルブ構造と同等の作用効果を得ることができる。また、第2実施形態のバルブ構造では、より低剛性の切欠きバルブ101を適用した第1実施形態のバルブ構造に対してソフト側の減衰力特性が若干高くなるが、メインバルブ27の内周部27B(内周側)と第1リテーナ92との間からのパイロット室49への油液(作動流体)のリークをより確実に抑止することが可能であり、より安定した減衰力を得ることができる。さらに、室126とパイロット室49とをメインバルブ27に形成した切欠き125で連通したことにより、室126とパイロット室49とを同一の圧力に維持することが可能であり、室126とパイロット室49との圧力バランスが崩れることによる不具合(圧力異常)を防止することができる。
また、第2実施形態のバルブ構造では、切欠きバルブ101を適用した第1実施形態のバルブ構造に対してディスクバルブ121の製造が容易であり、製造コストを削減することができるとともに、組立性を向上させることができる。さらに、ディスクバルブ121を複数枚重ねて用いることが可能であり、ディスクバルブ121の枚数を選択することにより減衰力を調整することができる。
(第3実施形態) 本発明の第3実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、前述した第1及び第2実施形態に係る緩衝器1と同一または相当の構成要素については、同一の名称及び符号を付与するとともに詳細な説明を省略する。
第2実施形態のバルブ構造(図6参照)では、室126とパイロット室49とを連通させるための切欠き125(スリット)を、メインバルブ27の内周側端縁部に形成した。これに対し、第3実施形態のバルブ構造(図7参照)では、室126とパイロット室49とを連通させるための切欠き128(スリット)を、第1リテーナ92の外周側端縁部に形成した。
第3実施形態のバルブ構造によれば、第2実施形態のバルブ構造と同一の作用効果を得ることができる。
(第4実施形態) 本発明の第4実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、前述した第1実施形態に係る緩衝器1と同一または相当の構成要素については、同一の名称及び符号を付与するとともに詳細な説明を省略する。
第1実施形態のバルブ構造(図3参照)では、メインバルブ27の内周部27B(内周側)を単純支持(片持ち支持)する第1リテーナ92の外径を、第1リテーナ92と重ねて用いられる第2リテーナ93の外径と同一に形成した。これに対し、第4実施形態のバルブ構造(図8参照)は、第2リテーナ93の外径を第1リテーナ92の外径よりも大きく形成し、これに伴い、パイロットピン36の大径部36Aのメインバルブ27側(図8における左側)にフランジ状の支持部131形成し、該支持部131により大径化された第2リテーナ93の外周側を支持するように構成した。
第4実施形態のバルブ構造は、ピストン速度の低速域(低流量)では、単純支持構造のメインバルブ27が第1リテーナ92の外周側端縁部を支持点P1(支持線)として開弁し、ピストン速度の高速域(高流量)では、第2リテーナ93の外周側端縁部を支持点P2(支持線)として開弁する。なお、図8に示されるように、メインバルブ27の開弁前の状態において、メインバルブ27と第2リテーナ93との間の軸線に沿う方向(図8における左右方向)の距離、換言すると、第1リテーナ92の厚さは、メインバルブ27とパイロットボディ37の円筒部37Bとの間の軸線方向に沿う方向の距離Hよりも短く(小さく)設定される。
第4実施形態のバルブ構造によれば、第1実施形態のバルブ構造と同一の作用効果を得ることができる。また、第4実施形態のバルブ構造では、ピストン速度(流量)の増加に伴い、メインバルブ27の支持点(支持線)を内周側(P1)から外周側(P2)へ移すことにより、第1実施形態のバルブ構造に対して実質的なバルブ剛性を高めることが可能であり、メインバルブ27のリフト量が過大になることによるメインバルブ27のリフト割れを防止することができる。
以上の実施形態に基づく緩衝器としては、例えば以下に記載する態様のものがあげられる。緩衝器の第1の態様としては、作動流体が封入されたシリンダと、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、前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動により生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、を備え、前記減衰力発生機構は、連通路が形成され、前記連通路を挟んで中心側に内側シート部が形成されるとともに外周側に外側シート部が形成されたバルブボディと、前記外側シート部に対して離着座可能に設けられ、作動流体の圧力を受けて開弁して減衰力を発生させ、前記外側シート部の反対側に形成されたパイロット室の内圧により開弁圧力が調整されるパイロット型のメインバルブと、作動流体が導入された前記パイロット室の内圧を制御する圧力制御弁である制御バルブと、前記メインバルブの上流側に前記メインバルブに対して直列に設けられるサブバルブと、を有し、前記メインバルブは、外周側が弁座に離着座して開閉する環状のディスクバルブであり、内周側が両面側からクランプされておらず、第1リテーナにより内周側の片面側からのみ支持されている。
上記第2の態様によれば、第1の態様において、前記メインバルブの反シート部側には、前記パイロット室の内筒部に摺動可能且つ液密的に嵌合する環状のシール部材が設けられる。
上記第3の態様によれば、第1または第2の態様において、前記メインバルブと前記バルブボディのシート部との間には、外周側に切欠きを備えた環状のディスクバルブにより形成される切欠きバルブが設けられ、前記切欠きバルブは、内周側が両面側からクランプされ、外周側と内周側との間に一部を切り抜いて形成した低剛性の連結部が設けられる。
上記第4の態様によれば、第3の態様において、前記連結部は、前記切欠きバルブの中心に関して対称に形成される。
上記第5の態様によれば、第1または第2の態様において、外周側が前記メインバルブの前記外側シート部側に当接し、内周側が両面側からクランプされ、前記メインバルブの内周側と前記第1リテーナとの間からの前記パイロット室側への作動流体のリークを防止するリーク防止バルブが設けられる。
上記第6の態様によれば、第1乃至第5の何れかの態様において、前記メインバルブの前記外側シート部に対して反対側には、前記第1リテーナよりも大径のリテーナが設けられ、前記大径のリテーナにより前記メインバルブの開弁量が制限される。
以上、本発明の幾つかの実施形態のみを説明したが、本発明の新規の教示や利点から実質的に外れることなく例示の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には容易に理解できるであろう。従って、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含むことを意図する。上記実施形態を任意に組み合わせても良い。
本願は、2015年8月31日付出願の日本国特許出願第2015−171058号に基づく優先権を主張する。2015年8月31日付出願の日本国特許出願第2015−171058号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
1 緩衝器、2 シリンダ、5 ピストン、6 ピストンロッド、26 減衰力発生機構、27 メインバルブ、28 パイロットバルブ(制御バルブ)、35 メインボディ(バルブボディ)、38 通路(連通路)、39 外側シート部、49 パイロット室、91 内側シート部、92 第1リテーナ、111 サブバルブ

Claims (6)

  1. 緩衝器であって、
    作動流体が封入されたシリンダと、
    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、前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、
    前記シリンダ内の前記ピストンの摺動により生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、を備え、
    前記減衰力発生機構は、
    連通路が形成され、前記連通路を挟んで中心側に内側シート部が形成されるとともに外周側に外側シート部が形成されたバルブボディと、
    前記外側シート部に対して離着座可能に設けられ、作動流体の圧力を受けて開弁して減衰力を発生させ、前記外側シート部の反対側に形成されたパイロット室の内圧により開弁圧力が調整されるパイロット型のメインバルブと、
    作動流体が導入された前記パイロット室の内圧を制御する圧力制御弁である制御バルブと、
    前記メインバルブの上流側に前記メインバルブに対して直列に設けられるサブバルブと、を有し、
    前記メインバルブは、外周側が弁座に離着座して開閉する環状のディスクバルブであり、内周側が両面側からクランプされておらず、第1リテーナにより内周側の片面側からのみ支持されていることを特徴とする緩衝器。
  2. 請求項1に記載の緩衝器において、
    前記メインバルブの反シート部側には、前記パイロット室の内筒部に摺動可能且つ液密的に嵌合する環状のシール部材が設けられることを特徴とする緩衝器。
  3. 請求項1または2に記載の緩衝器において、
    前記メインバルブと前記バルブボディのシート部との間には、外周側に切欠きを備えた環状のディスクバルブにより形成される切欠きバルブが設けられ、
    前記切欠きバルブは、内周側が両面側からクランプされ、外周側と内周側との間に一部を切り抜いて形成した低剛性の連結部が設けられることを特徴とする緩衝器。
  4. 請求項3に記載の緩衝器において、
    前記連結部は、前記切欠きバルブの中心に関して対称に形成されることを特徴とする緩衝器。
  5. 請求項1または2に記載の緩衝器において、
    外周側が前記メインバルブの前記外側シート部側に当接し、内周側が両面側からクランプされ、前記メインバルブの内周側と前記第1リテーナとの間からの前記パイロット室側への作動流体のリークを防止するリーク防止バルブが設けられることを特徴とする緩衝器。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の緩衝器において、
    前記メインバルブの前記外側シート部に対して反対側には、前記第1リテーナよりも大径のリテーナが設けられ、前記大径のリテーナにより前記メインバルブの開弁量が制限されることを特徴とする緩衝器。
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