WO2012128007A1

WO2012128007A1 - 減衰バルブ

Info

Publication number: WO2012128007A1
Application number: PCT/JP2012/055079
Authority: WO
Inventors: 一弘田中
Original assignee: カヤバ工業株式会社
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-09-27
Also published as: EP2690307A1; CN103443500B; US20140000997A1; US9394961B2; CN103443500A; EP2690307A4; EP2690307B1

Abstract

　減衰バルブは、ピストンと、減衰通路と、ピストンロッドと、バイパスと、リリーフ弁と、を備え、バイパスはピストンロッドの軸方向へ伸びる弁孔とピストンロッドの側部から開口して弁孔へ通じる横孔とを備え、リリーフ弁は横孔の開口よりも圧側室側に設けた環状弁座と環状弁座よりも伸側室側へ摺動自在に挿入されて弁孔内に背圧室を区画する弁体と弁体を環状弁座へ向けて附勢する附勢ばねと背圧室を伸側室へ連通する絞りとを備える。

Description

減衰バルブ

　本発明は、減衰バルブに関する。

　従来の減衰バルブとして、たとえば、車両用の緩衝器のピストン部に設けたピストンバルブが知られている。ピストンバルブは、ピストン部に設けられたポートの出口端に積層される環状のリーフバルブを有し、このリーフバルブによってポートを開閉する。

　上記のピストンバルブは、リーフバルブの内周側を固定支持し外周側を撓ませることによりポートをリーフバルブによって開閉する。リーフバルブの撓み剛性を小さくするとピストン速度の低速領域における減衰力が過小となり、撓み剛性を大きくするとピストン速度の中高速領域における減衰力が過大となるので、全ての速度領域において車両における乗り心地を満足させるのは難しい。

　そこで、ＪＰ９－２９１９６１Ａは、リーフバルブの内周側を固定的に支持せず、ピストンロッドの先端に取り付けた筒状のピストンナットの外周にリーフバルブを摺動自在に装着し、このリーフバルブをコイルばねで附勢するバルブ構造を開示している。

　このバルブ構造を適用した緩衝器は、ピストンが伸長作動する際のピストン速度が低速領域にあるときにはリーフバルブが開弁せず、弁座に打刻したオリフィスのみで減衰力を発生するので、内周が固定的に支持されるバルブ構造と同様の減衰特性を発揮する。

　他方、緩衝器のピストン速度が中高速領域に達すると、ポートを通過する作動油の圧力がリーフバルブに作用し、リーフバルブが撓んで開弁する。これにより、コイルばねの附勢力に抗してリーフバルブがメインバルブとともにピストンから軸方向にリフトして後退するので、内周が固定的に支持されるバルブ構造と比較して流路面積が大きくなる。したがって、ピストン速度が中高速領域における減衰力が過大となることが防止され、伸長作動時には全ての速度領域において車両における乗り心地を満足させることができる。

　ＪＰ９－２９１９６１Ａに開示された減衰バルブは、ピストン速度が中高速領域における減衰力を、緩衝器の伸長作動時には低減することができるが、緩衝器の収縮作動時には低減することができない。特に、車両走行時に路面上の凹凸を乗り越える時等に生じる車輪を突き上げる衝撃的な振動入力に対しては減衰力低減効果を十分に発揮することができない。

　このような振動が車輪に入力されると、突き上げ振動を充分に緩和することができず、突き上げ振動を車体に伝達してしまうため、車体にはインパクトショックと称される衝撃が作用する。よって、車両における乗り心地を充分に向上することができない。

　この発明の目的は、緩衝器の収縮作動の際に減衰力低減効果を発揮することができ、車両の乗り心地を向上させることができる減衰バルブを提供することである。

　本発明のある態様によれば、減衰バルブであって、シリンダ内に移動自在に挿入され、シリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、ピストンに設けられ、伸側室と圧側室とを連通する減衰通路と、シリンダ内に移動自在に挿入され、一端にピストンが連結されるピストンロッドと、ピストンロッドに設けられ、減衰通路を迂回して圧側室を伸側室へ連通するバイパスと、圧側室の圧力の作用でバイパスを開放するリリーフ弁と、を備え、バイパスは、圧側室に臨むピストンロッドの一端から開口してピストンロッドの軸方向へ伸びる弁孔と、伸側室に臨むピストンロッドの側部から開口して弁孔へ通じる横孔と、を備え、リリーフ弁は、弁孔の途中であって横孔の開口よりも圧側室側に設けた環状弁座と、弁孔内であって環状弁座よりも伸側室側へ摺動自在に挿入されて弁孔内に背圧室を区画する弁体と、背圧室内に挿入されて弁体を環状弁座へ向けて附勢する附勢ばねと、ピストンロッドに設けられて背圧室を伸側室へ連通する絞りと、を備えた減衰バルブが提供される。

　本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る減衰バルブが適用された緩衝器の縦断面図である。図２は、図１に示す緩衝器の収縮作動時の減衰特性を示す図である。図３は、本発明の第２実施形態に係る減衰バルブが適用された緩衝器の縦断面図である。図４は、図３に示す緩衝器の収縮作動時の減衰特性を示す図である。図５は、本発明の第３実施形態に係る減衰バルブの縦断面図である。図６は、図５に示す緩衝器の収縮作動時の減衰特性を示す図である。図７は、筒状弁体の斜視図である。

　以下、本願発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同一の符号は、同一の部品か又はそれに対応する部品を示す。

　第１実施形態について説明する。

　図１に示すように、本実施形態における減衰バルブＶは、緩衝器Ｄに適用される。減衰バルブＶは、シリンダ１内に移動自在に挿入されてシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン２と、ピストン２に設けられて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路３と、シリンダ１内に移動自在に挿入されて一端（図１中下端）にピストン２が連結されるピストンロッド４と、ピストンロッド４に設けらて減衰通路３を迂回して圧側室Ｒ２を伸側室Ｒ１へ連通するバイパス５と、圧側室Ｒ２の圧力の作用でバイパス５を開放するリリーフ弁６と、を備える。

　緩衝器Ｄは、シリンダ１と、ピストン２と、ピストンロッド４と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されてシリンダ１内に気室Ｇを区画するフリーピストン７と、シリンダ１の図１中上端を閉塞してピストンロッド４を摺動自在に軸支するロッドガイド８と、シリンダ１の図１中下端を閉塞するボトムキャップ９と、を備える。シリンダ１内の伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とには、作動油等の流体が充填され、気室Ｇ内には気体が充填される。流体としては、作動油の他、水や水溶液等を用いてもよい。液体を作動油とする場合には、気室Ｇ内に充填される気体は、液体の性状を変化させにくい窒素等の不活性ガスとされることが好ましい。

　緩衝器Ｄは、いわゆる片ロッド型であるため、緩衝器Ｄの伸縮に伴ってシリンダ１内に出入りするピストンロッド４の体積が変化する。この体積変化は、気室Ｇ内の気体の体積が膨張あるいは収縮してフリーピストン７が図１中上下方向に移動することによって補償される。このように緩衝器Ｄは単筒型に設定されているが、フリーピストン７および気室Ｇの設置に代えて、シリンダ１の外周や外部にリザーバを設け、当該リザーバによってピストンロッド４の体積補償を行ってもよい。また、緩衝器Ｄは片ロッド型でなく、両ロッド型であってもよい。伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに充填する流体を気体とする場合には、気室Ｇやリザーバを省略することも可能である。

　ピストンロッド４は、図１中下端側に小径部４ａが形成され、小径部４ａの先端側には螺子部４ｂが形成される。

　ピストン２は、環状に形成され、内周側にピストンロッド４の小径部４ａが挿入される。また、ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路３と伸側通路１０とが設けられる。さらに、ピストン２は、図１中上端に減衰通路３の上端開口部外周を囲む弁座１１を備え、図１中下端に伸側通路１０の下端開口部外周を囲む弁座１２を備える。

　ピストン２の図１中上端には、弁座１１に離着座して減衰通路３の図１中上端開口部を開閉するリーフバルブ１３が積層され、ピストン２の図１中下端には、弁座１２に離着座して伸側通路１０の図１中下端開口部を開閉するリーフバルブ１４が積層される。

　リーフバルブ１３、１４は、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド４の小径部４ａが挿入され、ピストン２に積層される。リーフバルブ１３、１４は、ピストンロッド４の螺子部４ｂに螺着されるピストンナット１５によって、外周側の撓みが許容された状態でピストン２と共にピストンロッド４に固定される。

　リーフバルブ１３、１４は、共に、複数の環状板を積層した積層リーフバルブであり、弁座１１、１２に当接する環状板の外周に切欠１３ａ、１４ａを備える。リーフバルブ１３、１４が弁座１１、１２に着座した状態では、切欠１３ａ、１４ａがオリフィスとして機能する。なお、環状板に切欠１３ａ、１４ａを設ける代わりに、弁座１１、１２に窪みを打刻して、これをオリフィスとして機能させてもよい。

　リーフバルブ１３は、緩衝器Ｄの収縮作動時に圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１との差圧によって撓んで開弁し、減衰通路３を開放して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する液体の流れに抵抗を与える。リーフバルブ１３は、緩衝器Ｄの伸長作動時には減衰通路３を閉塞するしたがって、減衰通路３は、リーフバルブ１３によって圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路である。

　他方のリーフバルブ１４は、リーフバルブ１３とは反対に緩衝器Ｄの伸長作動時に伸側通路１０を開放して通過流体に抵抗を与え、収縮作動時には伸側通路１０を閉塞する。すなわち、リーフバルブ１４は、緩衝器Ｄの収縮作動時における伸側減衰力を発生する減衰力発生要素であり、伸側通路１０は、リーフバルブ１４によって、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路である。なお、減衰通路３および伸側通路１０を通過する流体に抵抗を与えるバルブとしては、上記したリーフバルブ１３、１４の他にも、たとえば、オリフィスではなくチョークとリーフバルブとを並列させる構成を採用することもでき、また、リーフバルブ以外にもポペット弁やその他の構成を採用することもできる。

　バイパス５は、圧側室Ｒ２に臨むピストンロッド４の一端となる図１中下端から開口してピストンロッド４の軸方向へ伸びる弁孔５ａと、伸側室Ｒ１に臨むピストンロッド４の側部から開口して弁孔５ａへ通じる横孔５ｂとを備える。

　リリーフ弁６は、弁孔５ａの途中であって横孔５ｂの開口よりも圧側室側となる図１中下方側に設けた環状弁座１６と、弁孔５ａ内であって環状弁座１６よりも伸側室Ｒ１側となる図１中上方側へ摺動自在に挿入されて弁孔５ａ内に背圧室Ｐを区画する弁体１７と、背圧室Ｐ内に挿入されて弁体１７を環状弁座１６へ向けて附勢する附勢ばね１８と、ピストンロッド４に設けられて背圧室Ｐを伸側室Ｒ１へ連通する絞り１９とを備える。

　環状弁座１６は、環状であって、弁孔５ａ内に圧入されて固定されている。なお、環状弁座１６は、ピストンロッド４と別部品であるが、ピストンロッド４の弁孔５ａの内周に段部を設けて環状弁座を形成してもよい。この場合、ピストンロッド４の図１中上端から弁孔５ａに通じる貫通孔を設けておき、貫通孔側から弁体１７および附勢ばね１８を挿入し、附勢ばね１８の上端を支承するばね座を貫通孔側から弁孔５ａに圧入して固定する。環状弁座１６の固定に際しては、圧入以外の方法で行ってもよい。

　弁体１７は、弁孔５ａの内周に摺接する胴部１７ａと、胴部１７ａの図１中下端に設けた円錐状の弁頭１７ｂと、胴部１７ａの外周に周方向に沿って装着された二つのシールリング１７ｃと、を備える。弁頭１７ｂは、円錐状に形成され、環状弁座１６の図１中上端内周縁に隙間なく当接して、バイパス５を介しての圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１との連通を遮断する。

　つまり、弁体１７が環状弁座１６に当接する着座状態では、リリーフ弁６は閉弁状態となってバイパス５を遮断し、弁体１７が環状弁座１６と離間した状態では、リリーフ弁６は開弁状態となってバイパス５を開放する。

　弁体１７が弁頭１７ｂを環状弁座１６に当接させた閉弁位置から図１中上方へ移動して環状弁座１６から離間すると、開弁して、弁頭１７ｂと環状弁座１６の内周縁との間に環状隙間が形成される。これにより、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とが連通されるが、環状弁座１６に離着座する弁頭１７ｂが円錐状であるので、弁体１７の上方への移動量の増加に応じて徐々に環状隙間が大きくなる。つまり、徐々に流路面積を大きくすることができる。

　さらに、弁体１７に二つのシールリング１７ｃを設けることで、弁体１７とピストンロッド４との間が密にシールされるので、弁体１７の図１中下方側となる正面側と背面側の背圧室Ｐとが弁体１７の外周を通じて連通することをより確実に防止できる。これにより、弁体１７の弁孔５ａ内での軸方向となる図１中上下方向への移動の際に、弁体１７の軸ぶれを防いで偏りなく環状弁座１６へ弁頭１７ｂを当接させることができる、確実に閉弁することができる。さらに、開弁時の流路面積にバラツキが生じることがなくなり、安定した減衰力を発揮させることができる。

　胴部１７ａの図１中上端となる背面側端には小径な凸部１７ｄが設けられ、凸部１７ｄは、コイル状の附勢ばね１８の内周に嵌合している。附勢ばね１８は、弁孔５ａの底（図１中上端）と弁体１７との間に圧縮状態で介装され、弁体１７を環状弁座１６へ向けて附勢している。附勢ばね１８は、弁体１７が環状弁座１６に着座した状態でも附勢力を発揮しており、弁体１７に初期荷重を与えている。

　絞り１９は、背圧室Ｐと伸側室Ｒ１との間を流れる流体の流れに抵抗を与える。リリーフ弁６が開弁して弁体１７が環状弁座１６から離間する方向へ移動する後退時には、圧縮される背圧室Ｐから流体が伸側室Ｒ１へ押し出される。この際、絞り１９が背圧室Ｐ内の圧力を上昇させるので、背圧室Ｐ内の圧力で弁体１７の後退が抑制される。反対に、弁体１７が環状弁座１６へと接近する方向へ移動する前進時には、拡大される背圧室Ｐへ伸側室Ｒ１から流体が吸い込まれる。この際、絞り１９が背圧室Ｐ内の圧力を減圧させるので、弁体１７の前進が抑制される。

　リリーフ弁６は、上述のように構成され、圧側室Ｒ２の圧力の作用により弁体１７を環状弁座１６から離間する方向へ押圧する力が、弁体１７を環状弁座１６側へ附勢する附勢ばね１８の附勢力と背圧室Ｐが内部圧力で弁体１７を環状弁座１６側へ押圧する力とに抗して弁体１７を後退させると、開弁してバイパス５を開放する。つまり、リリーフ弁６は、圧側室Ｒ２の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁して、バイパス５を開放する。開弁圧は附勢ばね１８が弁体１７へ与える初期荷重によって調整することができる。

　背圧室Ｐは、弁体１７の移動を抑制するので、圧側室Ｒ２の圧力が振動的に変動しても、弁体１７の振動を抑制することができる。よって、リリーフ弁６の開弁度合が振動的に変化することを防止でき、安定的に減衰力を発揮することができる。

　以下、減衰バルブＶの作動について説明する。

　減衰バルブＶは、緩衝器Ｄの収縮作動時において緩衝器Ｄに減衰力を発揮する。

　緩衝器Ｄの収縮作動時であってピストン速度が低速領域である場合、ピストン２によって圧側室Ｒ２が圧縮されるとともに伸側室Ｒ１が拡大される。ピストン速度が低速のうちはリーフバルブ１３もリリーフ弁６も開弁しないので、圧側室Ｒ２内の流体は、リーフバルブ１３の外周に設けたオリフィスとして機能する切欠１３ａのみを通過して伸側室Ｒ１へ移動する。よって、緩衝器Ｄの減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の特性）は、図２に示すように、ピストン速度に対して圧側の減衰力がピストン速度の二乗に比例するように立ち上がるオリフィス特有の二乗特性となる。低速領域では、中高速領域と比べて減衰係数は比較的大きくなる（図２中ａ区間）。なお、減衰係数は、図２の減衰特性の傾きである。

　ピストン速度が中速領域となると、流体は、リーフバルブ１３の外周を撓ませて、リーフバルブ１３と弁座１１との隙間を通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する。よって、緩衝器Ｄの減衰特性は、リーフバルブ１３と弁座１１との間の隙間の面積が減衰通路３の流路面積と等しくなるまでは、リーフバルブ１３による特性に支配され（図２中ｂ区間）、リーフバルブ１３と弁座１１との間の隙間の面積が減衰通路３の流路面積よりも大きくなると、減衰通路３による特性に支配される（図２中ｃ区間）。

　つまり、ｂ区間では、リーフバルブ１３と弁座１１との間の隙間の面積の方が減衰通路３の流路面積よりも小さいので、流路面積がより小さいリーフバルブ１３と弁座１１との隙間で流体の流れが絞られる。よって、緩衝器Ｄの減衰特性は、リーフバルブ１３で流体の流れを絞る特性、すなわち、圧側室Ｒ２の圧力上昇に比例的な減衰力を発生する特性が支配的となる。

　他方、ｃ区間では、ピストン速度が高くなって圧側室Ｒ２内の圧力も高くなるので、リーフバルブ１３の撓み量も大きくなる。これにより、リーフバルブ１３と弁座１１との隙間の面積が減衰通路３の流路面積よりも大きくなるので、流路面積がより小さい減衰通路３によって流体の流れが絞られる。よって、緩衝器Ｄの減衰特性は、減衰通路３で流体の流れを絞るポート特性が支配的となる。なお、ｂ区間における減衰係数がｃ区間における減衰係数よりも大きいのは、ｂ区間ではリーフバルブ１３が撓み量に応じて減衰通路３を閉じようとする復元力が働いているからである。

　ピストン速度が高速領域となると、圧側室Ｒ２の圧力がリリーフ弁６の開弁圧を超えてリリーフ弁６が開弁する。この場合、リーフバルブ１３だけでなくリリーフ弁６も開弁して、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とが減衰通路３だけでなくバイパス５によっても連通されるので、流路面積が大きくなる。これにより、圧側室Ｒ２の圧力が減衰通路３に加えてバイパス５を介しても伸側室Ｒ１へ逃げるので、ピストン速度の上昇に対する圧側室Ｒ２の圧力上昇が抑制される。よって、緩衝器Ｄの減衰特性は、図２に示すように、ピストン速度の増加に対して比例はするものの低中速領域より減衰係数は小さくなり、減衰特性の傾きが小さくなる（ｄ区間）。

　以上のように、本実施形態の減衰バルブＶを適用した緩衝器Ｄは、収縮作動時であってピストン速度が低中速度領域である場合には、オリフィスとして機能する切欠１３ａ、リーフバルブ１３および減衰通路３によって充分な減衰力を発揮することができる。一方、ピストン速度が高速領域にある場合には、圧側室Ｒ２内の圧力上昇が抑制されて、緩衝器Ｄの圧側減衰力が過剰となることが防止される。

　よって、本実施形態の減衰バルブＶによれば、全ての速度領域において車両における乗り心地を満足させることができる。たとえば、車両が走行中に路面上の突起に乗り上げるなどして、車輪に突き上げる衝撃的振動が入力されることで、ピストン速度が高速領域に達した場合に、緩衝器Ｄの圧側減衰力が過剰となることが防止される。これにより、衝撃的振動の車体への伝達を抑制して効果的にインパクトショックを低減することができる。よって、緩衝器Ｄの収縮作動の際に減衰力低減効果を十分に発揮することができ、車両の乗り心地を向上させることができる。

　また、本実施形態の減衰バルブＶは、バイパス５が、ピストンロッド４の一端から開口してピストンロッド４の軸方向へ伸びる弁孔５ａと、ピストンロッド４の側部から開口して弁孔５ａへ通じる横孔５ｂと、で構成され、リリーフ弁６が、弁孔５ａ内に設けた環状弁座１６と、弁孔５ａ内に摺動自在に挿入される弁体１７と、背圧室Ｐ内に挿入される附勢ばね１８と、ピストンロッド４に設けられて背圧室Ｐを伸側室Ｒ１へ連通する絞り１９と、を備え、バイパス５もリリーフ弁６もピストンロッド４内に設けられるので、これらの部材が緩衝器Ｄのストローク長に影響することがない。よって、緩衝器Ｄのストローク長を短くする必要がないので、緩衝器Ｄの車両への搭載性を向上させることができる。

　また、リリーフ弁６の弁体１７は、円錐状の弁頭１７ｂを備えているが、これに限定されるものではない。たとえば、弁頭に割を設けて環状弁座１６内に弁頭を挿入し、弁体の環状弁座１６からの後退によって割を通じてバイパス５を開放するものであってもよい。また、リリーフ弁６が開弁すると流路面積を最大限に大きくできるような弁の採用も可能であるが、弁体１７の環状弁座１６からの離間する距離に応じて徐々に流路面積を大きくしていく弁体を採用することで、減衰特性に極端な変曲点ができることを防止でき、車両における乗り心地をより向上させることができる。

　本実施形態では、減衰特性の変化を説明するために、ピストン速度に低速、中速および高速からなる区分を設けているが、これらの区分の境の速度はそれぞれ任意に設定することができ、この区分の設定に応じてリリーフ弁６の開弁圧を設定すればよい。つまり、中速と高速との区分をピストン速度が高い方ヘシフトする場合には、リリーフ弁６の開弁圧を高くすればよく、低い方ヘシフトする場合には、リリーフ弁６の開弁圧を低くすればよい。同様に、低速と中速との区分をピストン速度が高い方ヘシフトする場合には、リーフバルブ１３の開弁圧を高くすればよく、低い方ヘシフトする場合には、リーフバルブ１３の開弁圧を低くすればよい。

　第２実施形態について説明する。

　第１実施形態の減衰バルブＶを適用した緩衝器Ｄにおいて、緩衝器Ｄの収縮作動時における減衰特性をユーザーの好みに合わせてチューニングする場合には、緩衝器内から減衰バルブＶを取り出して附勢ばね１８を交換する必要がある。

　そこで、本実施形態では、緩衝器Ｄの収縮作動時における減衰特性のチューニングを容易に行うことができる減衰バルブＶについて説明する。

　図３に示すように、本実施形態における減衰バルブＶは、緩衝器Ｄに適用される。緩衝器Ｄ及び減衰バルブＶの一部の構成は、第１実施形態と同一であるので説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

　本実施形態では、リリーフ弁６が、附勢ばね１８の附勢力を調節する調節機構２０をさらに備えて、附勢ばね１８が、調節機構２０におけるばね受け２１と弁体１７との間に圧縮状態で介装される。

　調節機構２０は、附勢ばね１８の一端を支承するばね受け２１と、ピストンロッド４の他端に回転可能に取り付けたアジャスタ２２と、アジャスタ２２の回転によってばね受け２１を背圧室Ｐ内でピストンロッド４に対して進退させる送り螺子機構２３と、を備える。

　アジャスタ２２は、ピストンロッド４の他端となる図３中上端に回転自在に装着され、ピストンロッド４の外方から操作可能なダイヤル２２ａと、ダイヤル２２ａの図３中下部に設けられてピストンロッド４の他端から弁孔５ａに通じる中空部４ｃ内に挿入される軸２２ｂと、を備える。送り螺子機構２３は、ピストンロッド４の中空部４ｃの内周に設けた螺子部４ｄと、外周が螺子部４ｄに螺合される有底筒状のナット２４と、一端となる図３中下端がばね受け２１に連結され他端がナット２４の底部に当接する連繋ロッド２５と、を備える。

　ナット２４の内周断面形状と軸２２ｂの外周断面形状とは、真円以外の同一形状である。したがって、ナット２４内にアジャスタ２２の軸２２ｂを嵌合させると、ナット２４とアジャスタ２２とは、周方向に相対回転不能であり、軸方向への相対移動は許容される。

　アジャスタ２２のダイヤル２２ａを回転操作すると、ナット２４もピストンロッド４の中空部４ｃ内で周方向に回転する。ナット２４は螺子部４ｄに螺合されているため、ナット２４はピストンロッド４内で図３中上下方向に移動する。

　連繋ロッド２５は、ばね受け２１を通じて附勢ばね１８の附勢力を受け、図３中上方へ附勢され、ナット２４の底部に押しつけられている。

　調節機構２０は上記のように構成され、アジャスタ２２のダイヤル２２ａを回転操作すると、ナット２４がピストンロッド４に対して図３中上下方向へ移動する。連繋ロッド２５は、附勢ばね１８によって常にナット２４に押しつけられているため、ナット２４の上下方向の移動によって、連繋ロッド２５も上下方向に移動する。これにより、連繋ロッド２５に連結されるばね受け２１は、ナット２４と同期して背圧室Ｐ内でピストンロッド４に対して軸方向となる図３中上下方向へ移動する。

　つまり、調節機構２０は、送り螺子の要領でばね受け２１をピストンロッド４に対して図３中上下方向へ変位させることができる。ばね受け２１の変位によって附勢ばね１８の圧縮度合を変更でき、弁体１７へ与える初期荷重を変更することができる。このように調節機構２０によって弁体１７に与える初期荷重を変更することで、弁体１７の開弁圧を調節することができる。

　なお、アジャスタ２２のダイヤル２２ａの操作については、ユーザーが手動で行うようにしてもよいし、アクチュエータで回転操作してもよい。アクチュエータで回転操作する場合には、車体姿勢に応じてアクチュエータを制御する制御装置を設けてもよい。

　本実施形態の減衰バルブＶは、弁体１７を附勢する附勢ばね１８の附勢力を調節する調節機構２０を備えているので、附勢ばね１８が弁体１７に与える初期荷重を変更することでリリーフ弁６の開弁圧を変更することができる。これによって、リリーフ弁６が開弁するピストン速度を変更することができる。具体的には、附勢ばね１８が弁体１７に与える初期荷重を大きくすればするほど、リリーフ弁６の開弁圧が大きくなってリリーフ弁６の開弁時のピストン速度が大きくなる。

　したがって、緩衝器Ｄの減衰特性は、初期荷重を大きくすればするほど、図４に示すように、リリーフ弁６の開弁時のピストン速度が高くなる。なお、図４は、初期荷重をｅ、ｆ、ｇ、ｈの順で大きくしていった場合の緩衝器Ｄの減衰特性を描いたものである。

　本実施形態の減衰バルブＶは、附勢ばね１８の初期荷重を外部から簡単に調節することができるので、減衰特性のチューニングが容易となりユーザーが望む減衰特性を簡単に実現できる。

　よって、本実施形態の減衰バルブＶによれば、緩衝器の収縮作動の際に減衰力低減効果を発揮することができ、車両の乗心地を向上することができ、かつ、緩衝器の収縮作動時における減衰特性のチューニングを容易に行うことができる。

　第３実施形態について説明する。

　第１実施形態において、リリーフ弁６の開弁後の緩衝器Ｄの減衰特性のうち、リリーフ弁６の開弁後の弁体１７の環状弁座１６からの後退変位量は、附勢ばね１８のばね定数を変えること以外に、背圧室Ｐ内の圧力を制御することが考えられる。背圧室Ｐ内の圧力の制御は、絞り１９が通過流体に与える抵抗の大きさによって行われ、具体的には絞り１９の流路面積で行う。

　したがって、第１実施形態の減衰バルブＶにあっては、予め、絞り１９の流路面積を狙った減衰特性を実現するような面積に設定しておくことで減衰特性のチューニングを行うことができる。

　なお、附勢ばね１８のばね定数のみで減衰特性をチューニングすると、リリーフ弁６の開弁後の減衰係数の傾きを変更するだけでなく、リリーフ弁６の開弁圧も変更されてしまう。このため、開弁圧を元に戻すために、附勢ばね１８の自然長を変更するか、弁体１７或いは背圧室Ｐの全長を変更して附勢ばね１８の介装スペースの全長を変更する必要が生じる。しかし、このような変更は、煩雑であるため、背圧室Ｐと絞り１９とを設けて減衰特性をチューニングする方が狙った減衰特性を実現しやすい。

　また、絞り１９を設けることで、背圧室Ｐ内の圧力で弁体１７の後退を抑制することができるから、減衰特性のｃ区間とｄ区間との変曲点での傾きの変化が滑らかとなり、減衰力の急変を緩和することができる。

　そこで、本実施形態では、図５に示すように、減衰バルブＶ１の絞り１９の代わりに、可変絞り３０を設けることで、リリーフ弁６の開弁後の減衰特性を好みに合ったものに調節することができる減衰バルブＶについて説明する。なお、図５では、減衰バルブＶ１以外の緩衝器の構成は第１実施形態と同一であるので、減衰バルブＶ１以外を図中で省略している。

　可変絞り３０は、ピストンロッド４の伸側室Ｒ１に臨む側方から開口して背圧室Ｐ内へ連通する透孔３１と、背圧室Ｐ内に周方向に回転自在に挿入されて透孔３１に対向可能な絞り孔２３ａ、２３ｂを備えた筒状弁体３２と、筒状弁体３２に連結されピストンロッド４内に挿通されてピストンロッド４の他端となる図５中上端に設けたアジャスタ３４の回転操作で回転させることが可能なコントロールロッド３５と、を備える。

　筒状弁体３２は、筒状弁体３２の内外を連通するとともに開口面積の異なる二つの絞り孔２３ａ、２３ｂを備え、弁孔５ａの内周に外周を摺接させている。絞り孔２３ａ、２３ｂは、筒状弁体３２の同一周上に設けられており、筒状弁体３２を周方向に回転させて透孔３１に絞り孔２３ａ、２３ｂのいずれか一方を対向させることができる。また、筒状弁体３２は、有頂筒状であり、頂部３２ａと弁体１７との間に附勢ばね１８を介装している。これにより、筒状弁体３２が弁孔５ａの底部へ押しつけられ、背圧室Ｐ内で軸方向に位置決めされるので、筒状弁体３２が軸方向へずれてしまい透孔３１へ絞り孔２３ａ、２３ｂが対向不能となることはない。

　コントロールロッド３５は、ピストンロッド４に設けた弁孔５ａの底部から開口して上端となる他端へ通じるコントロールロッド挿通孔４ｅ内に回転自在に挿入されている。コントロールロッド３５は、一端が筒状弁体３２に連結され、他端がピストンロッド４の他端となる上端に周方向に回転自在に取り付けたアジャスタ３４に連結されている。これにより、アジャスタ３４の回転操作によってコントロールロッド３５を介して筒状弁体３２を背圧室Ｐ内で周方向へ回転させることができる。

　本実施形態の減衰バルブＶ１は、アジャスタ３４を回転操作して、開口面積が大きな絞り孔２３ａ及び開口面積が小さな絞り孔２３ｂを選択的に透孔３１に対向させることができる。弁体１７が環状弁座１６から後退する場合の背圧室Ｐの圧力上昇度合いは、開口面積が大きな絞り孔２３ａを対向させた場合の方が小さくなる。

　したがって、図６に示すように、リリーフ弁６が開弁した後は、絞り孔２３ａを透孔３１へ対向させた場合の緩衝器Ｄの減衰特性ｅ（図中実線）が、絞り孔２３ｂを透孔３１へ対向させた場合の緩衝器Ｄの減衰特性ｆ（図中破線）よりも減衰係数が小さくなる。なお、筒状弁体３２の外周面であって絞り孔２３ａと絞り孔２３ｂとの間を透孔３１へ対向させる場合には、背圧室Ｐは伸側室Ｒ１と隔絶されるので、弁体１７はロック状態となって後退しなくなり、バイパス５は遮断状態に維持される。この場合、緩衝器Ｄの減衰特性は、図６中の一点鎖線で示すように、減衰力が一番大きくなる。

　弁体１７がある程度環状弁座１６から後退変位すると、筒状弁体３２の図５中下端が弁体１７に当接し、弁体１７のそれ以上の後退変位が規制される。弁体１７が筒状弁体３２に当接するまで後退すると、それ以上後退できなくなるので、この場合は、減衰特性のｅ区間或いはｆ区間より高速度側に、減衰係数を高める（減衰特性の傾きが大きくなる）区間ができることになる。

　上記のように、可変絞り３０を設けることで、リリーフ弁６の開弁後の減衰特性のうち減衰係数を簡単に調節することができ、ユーザーの好みに合った減衰特性を簡単に実現することができる。

　なお、本実施形態では、筒状弁体３２に二つの絞り孔２３ａ、２３ｂを設けて、緩衝器Ｄの減衰特性を、図６に示すように、透孔３１を閉じ切りにする場合を含めて、三段階に切換えることができるが、絞り孔の設置数を増やして四段以上の切換えができるようにしてもよい。

　また、たとえば、図７に示すように、筒状弁体３２に周方向に沿って軸方向長さが徐々に変化する周方向に長い絞り孔２３ｃを設け、筒状弁体３２の回転に応じて透孔３１と絞り孔２３ｃとが重なる面積を徐々に変化させるようにしてもよい。これに代えて、ピストンロッド４に設ける透孔をピストンロッド４に周方向に沿って軸方向長さが徐々に変化する長孔とし、筒状弁体３２に設けた絞り孔を上記長孔の任意の位置に対向させて透孔と絞り孔との重なる面積を変化させるようにしてもよい。いずれの場合も、緩衝器Ｄの減衰特性を無段階に変化させることができる。

　なお、アジャスタ３４の操作については、ユーザーが手動で行うようにしてもよいし、アクチュエータで回転操作してもよく、アクチュエータで回転操作する場合には、車体姿勢に応じてアクチュエータを制御する制御装置を設けてもよい。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は２０１１年３月２２日に日本国特許庁に出願された特願２０１１－０６２３１８及び２０１１－０６２３１９に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　減衰バルブであって、
　シリンダ内に移動自在に挿入され、前記シリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、
　前記ピストンに設けられ、前記伸側室と前記圧側室とを連通する減衰通路と、
　前記シリンダ内に移動自在に挿入され、一端に前記ピストンが連結されるピストンロッドと、
　前記ピストンロッドに設けられ、前記減衰通路を迂回して前記圧側室を前記伸側室へ連通するバイパスと、
　前記圧側室の圧力の作用でバイパスを開放するリリーフ弁と、
を備え、
　前記バイパスは、前記圧側室に臨む前記ピストンロッドの一端から開口して前記ピストンロッドの軸方向へ伸びる弁孔と、前記伸側室に臨む前記ピストンロッドの側部から開口して前記弁孔へ通じる横孔と、を備え、
　前記リリーフ弁は、前記弁孔の途中であって前記横孔の開口よりも前記圧側室側に設けた環状弁座と、前記弁孔内であって前記環状弁座よりも伸側室側へ摺動自在に挿入されて前記弁孔内に背圧室を区画する弁体と、前記背圧室内に挿入されて前記弁体を前記環状弁座へ向けて附勢する附勢ばねと、前記ピストンロッドに設けられて前記背圧室を前記伸側室へ連通する絞りと、を備えた減衰バルブ。
　請求項１に記載の減衰バルブであって、
　前記弁体の外周に前記弁孔の内周に摺接する二つのシールリングを装着した減衰バルブ。
　請求項１に記載の減衰バルブであって、
　前記絞りは、通過流体の流れに与える抵抗を変更可能である減衰バルブ。
　請求項１に記載の減衰バルブであって、
　前記絞りは、前記ピストンロッドの前記伸側室に臨む側方から開口して前記背圧室内へ連通する透孔と、前記背圧室内に周方向に回転自在に挿入されて前記透孔に対向可能な絞り孔を備えた筒状弁体と、前記筒状弁体に連結され前記ピストンロッド内に挿通されて前記ピストンロッドの他端外方から回転操作可能なコントロールロッドと、を備えた減衰バルブ。
　請求項１に記載の減衰バルブであって、
　前記弁体は、前記環状弁座に離着座する円錐状の弁頭を備えた減衰バルブ。
　請求項１に記載の減衰バルブであって、
　前記リリーフ弁は、前記附勢ばねの弁体に与える初期荷重を調節する調節機構を備えた減衰バルブ。
　請求項６に記載の減衰バルブであって、
　前記調節機構は、前記附勢ばねの一端を支承するばね受けと、前記ピストンロッドの他端に回転可能に取り付けたアジャスタと、前記アジャスタの回転によって前記ばね受を前記背圧室内で前記ピストンロッドに対して進退させる送り螺子機構と、を備えた減衰バルブ。