WO2014050832A1

WO2014050832A1 - 緩衝器

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Publication number: WO2014050832A1
Application number: PCT/JP2013/075760
Authority: WO
Inventors: 崇志寺岡; 和隆稲満; 英樹川上
Original assignee: カヤバ工業株式会社
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-04-03
Also published as: US20150210136A1; EP2902657A1; CN104662324A; KR20150051228A; JP5876806B2; JP2014070643A; EP2902657A4

Abstract

　緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入され、シリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、シリンダ内に移動自在に挿通され、ピストンに連結されるピストンロッドと、伸側室から圧側室へ向かう流体の流れのみを許容する伸側通路と、圧側室から伸側室へ向かう流体の流れのみを許容する圧側通路と、伸側通路を通過する流体の流れに抵抗を与える伸側減衰弁と、圧側通路を通過する流体の流れに抵抗を与える圧側減衰弁と、伸側通路を迂回して伸側室と圧側室とを連通する伸側バイパス路と、伸側バイパス路の途中に設けられ、伸側室の圧力で開弁して伸側バイパス路を開放する伸側リリーフ弁と、圧側通路を迂回して伸側室と圧側室とを連通する圧側バイパス路と、圧側バイパス路の途中に設けられ、圧側室の圧力で開弁して圧側バイパス路を開放する圧側リリーフ弁と、を備える。

Description

緩衝器

　本発明は、緩衝器に関する。

　一般的に、車両等に使用される緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入され、シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、シリンダ内に移動自在に挿通され、ピストンに連結されるピストンロッドと、ピストンに設けた伸側および圧側のポートと、ピストンに積層され、伸側のポートを開閉する伸側のリーフバルブと、ピストンに積層され、圧側のポートを開閉する圧側のリーフバルブと、を備えて構成されている。

　特に、車両のサスペンションに組み込まれる緩衝器に適用される減衰バルブにあっては、上記のリーフバルブに並列してオリフィスを備えており、ピストン速度が低速域にある場合は、主としてオリフィスで減衰力を発揮し、ピストン速度が高速域にある場合は、リーフバルブを開かせて、主としてリーフバルブで減衰力を発揮させるようにしている（ＪＰ２００３－４２２１４Ａ）。

　上記の減衰バルブを適用した緩衝器の減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の特性）は、ピストン速度が低速域にある場合は、ピストン速度の二乗に比例するオリフィス特有の特性となり、ピストン速度が高速域にある場合は、リーフバルブが開弁してリーフバルブ特有のピストン速度に比例する特性となる。

　そして、上記の減衰バルブでは、ピストン速度が低速域にある場合は、オリフィスによって減衰力が立ち上がる減衰特性により比較的大きな減衰力を発生させることができるので、車体の共振周波数帯の振動をしっかりと減衰させることができ、また、ピストン速度が高速域にある場合は、リーフバルブが開弁して減衰力過多を防止するようになっている。

　上記の緩衝器にあっては、リーフバルブの撓み剛性の設定を変更することで開弁圧をチューニングすることができる。しかしながら、ピストン速度が低速域にある場合の振動の減衰性を高めて車体の共振周波数帯の振動を低減するべくリーフバルブの撓み剛性を大きくすると、開弁圧が高くなることで緩衝器のピストン速度が高速域にある場合の減衰力が大きくなりすぎ、却って車両における乗り心地が悪化するという問題がある。このため、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ない場合がある。

　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、全速度領域での車両の乗心地を向上することができる緩衝器を提供することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、緩衝器であって、シリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に挿入され、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、前記シリンダ内に移動自在に挿通され、前記ピストンに連結されるピストンロッドと、前記伸側室から前記圧側室へ向かう流体の流れのみを許容する伸側通路と、前記圧側室から前記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容する圧側通路と、前記伸側通路を通過する流体の流れに抵抗を与える伸側減衰弁と、前記圧側通路を通過する流体の流れに抵抗を与える圧側減衰弁と、前記伸側通路を迂回して前記伸側室と前記圧側室とを連通する伸側バイパス路と、前記伸側バイパス路の途中に設けられ、前記伸側室の圧力で開弁して前記伸側バイパス路を開放する伸側リリーフ弁と、前記圧側通路を迂回して前記伸側室と前記圧側室とを連通する圧側バイパス路と、前記圧側バイパス路の途中に設けられ、前記圧側室の圧力で開弁して前記圧側バイパス路を開放する圧側リリーフ弁と、を備えた緩衝器が提供される。

図１は、本発明の第１実施形態に係る緩衝器の縦断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る緩衝器の減衰特性を示した図である。図３は、本発明の第２実施形態に係る緩衝器の縦断面図である。図４は、本発明の第３実施形態に係る緩衝器の縦断面図である。

　＜第1実施形態＞
　以下、添付図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。

　図１は、本発明の第１実施形態に係る緩衝器Ｄ１の縦断面図である。

　緩衝器Ｄ１は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入され、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、シリンダ１内に移動自在に挿通され、ピストン２に連結されるピストンロッド３と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側通路４および圧側通路５と、伸側通路４を通過する流体の流れに抵抗を与える伸側減衰弁としての伸側リーフバルブ６と、圧側通路５を通過する流体の流れに抵抗を与える圧側減衰弁としての圧側リーフバルブ７と、伸側通路４を迂回して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側バイパス路８と、伸側バイパス路８の途中に設けられ、伸側室Ｒ１の圧力で開弁して伸側バイパス路８を開放する伸側リリーフ弁９と、圧側通路５を迂回して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する圧側バイパス路１０と、圧側バイパス路１０の途中に設けられ、圧側室Ｒ２の圧力で開弁して圧側バイパス路１０を開放する圧側リリーフ弁１１と、を備えて構成され、車両における車体と車軸との間に介装されて減衰力を発生し、車体の振動を抑制するものである。なお、伸側室Ｒ１は、車体と車軸が離間して緩衝器Ｄ１が伸長作動する際に圧縮される室であり、圧側室Ｒ２は、車体と車軸が接近して緩衝器Ｄ１が収縮作動する際に圧縮される室である。

　シリンダ１の図１における上端には環状のヘッド部材１２が装着され、シリンダ１の下端はキャップ１３によって閉塞されている。ピストンロッド３は、ヘッド部材１２によって摺動自在に軸支され、上端がシリンダ１外に突出する。つまり、緩衝器Ｄ１は、所謂、片ロッド型の緩衝器とされている。伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２には、作動油等の液体が充満されている。また、緩衝器Ｄ１は、伸側室Ｒ１にのみピストンロッド３が挿通される片ロッド型であるので、ピストンロッド３がシリンダ１内に出入りする体積を補償するため、シリンダ１内の下方に、シリンダ１の内周に摺接して圧側室Ｒ２の下方に気体室Ｇを区画する摺動隔壁１４が設けられた単筒型の緩衝器となっている。

　ピストンロッド３がシリンダ１内に出入りする体積の補償については、シリンダ１内に気体室Ｇを設けるほか、シリンダ１外にリザーバを設けるようにしてもよい。リザーバをシリンダ１外に設ける場合は、シリンダ１の外周を覆う外筒を設けてシリンダ１と外筒との間にリザーバを形成する複筒型緩衝器とするほか、シリンダ１とは別個にリザーバを形成するタンクを設けてもよい。また、緩衝器Ｄの収縮作動時に圧側室Ｒ２の圧力を高めるために、圧側室Ｒ２とリザーバとの間を仕切る仕切部材と、仕切部材に設けられて圧側室Ｒ２からリザーバへ向かう液体の流れに抵抗を与えるベースバルブとを備えるようにしてもよい。なお、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２には、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用することもでき、また、液体以外に気体を利用してもよい。すなわち、流体を充填するようにすればよい。また、緩衝器Ｄ１は、片ロッド型ではなく、両ロッド型であってもよい。

　以下、各部について詳細に説明する。ピストンロッド３は、図１に示すように、シリンダ１内に挿通される側の端部に小径部３ａが形成されるとともに、小径部３ａの先端には螺子部３ｂが形成されている。なお、ピストンロッド３の小径部３ａと反対側の端部には、車両の車体と車軸との一方に連結可能なブラケット（図示せず）が設けられ、キャップ１３には、車両の車体と車軸とのピストンロッド３のブラケットが連結されない方に連結可能なブラケット（図示せず）が設けられる。これにより、緩衝器Ｄ１を車両の車体と車軸との間に介装することができるようになっている。

　また、ピストンロッド３には、共通通路１５が設けられている。共通通路１５は、小径部３ａの先端に開口してピストンロッド３の軸方向に沿って設けられた縦孔１５ａと、図１における小径部３ａより上方に開口して縦孔１５ａと伸側室Ｒ１とを連通する第一横孔１５ｂと、小径部３ａの側方に開口して縦孔１５ａと通じる第二横孔１５ｃと、からなる。

　ピストン２は、環状に形成され、内周側にピストンロッド３の小径部３ａが挿入されている。また、ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側通路４と圧側通路５とが設けられる。伸側通路４の図１における下端は、伸側減衰弁としての伸側リーフバルブ６にて閉塞され、圧側通路５の図１における上端は、圧側減衰弁としての圧側リーフバルブ７によって閉塞されている。

　本実施形態では、伸側リーフバルブ６および圧側リーフバルブ７は、環状のリーフバルブを積層して形成される積層リーフバルブとされ、内周側にピストンロッド３の小径部３ａが挿入される。圧側リーフバルブ７の図１における上方には、圧側リーフバルブ７の撓み量を規制する環状のバルブストッパ１６が積層されている。

　伸側リーフバルブ６は、緩衝器Ｄ１の伸長時には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との差圧によって開弁するとともに、伸側通路４を通って伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する液体の流れに抵抗を与える。また、緩衝器Ｄ１の収縮時には伸側通路４を閉塞する。これにより、伸側通路４が、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路として機能する。圧側リーフバルブ７は、緩衝器Ｄ１の収縮時には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との差圧によって開弁するとともに、圧側通路５を通って圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する液体の流れに抵抗を与える。また、緩衝器Ｄ１の伸長時には圧側通路５を閉塞する。これにより、圧側通路５が、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路として機能する。

　すなわち、伸側リーフバルブ６は、緩衝器Ｄ１の伸長時における伸側減衰力を発生させる伸側減衰弁として機能し、圧側リーフバルブ７は、緩衝器Ｄ１の収縮時における圧側減衰力を発生させる圧側減衰弁として機能する。また、伸側リーフバルブ６および圧側リーフバルブ７で伸側通路４および圧側通路５を閉じた状態であっても、伸側リーフバルブ６および圧側リーフバルブ７の外周に設けた切欠６ａ、７ａにより形成される周知のオリフィスで、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通されるようになっている。オリフィスは、伸側リーフバルブ６および圧側リーフバルブ７の外周に切欠６ａ、７ａを設けるほか、たとえば、伸側リーフバルブ６および圧側リーフバルブ７が着座する弁座に凹部を設けるなどして形成される。

　伸側減衰弁および圧側減衰弁は、オリフィスとリーフバルブとを並列に設ける構成以外にも、たとえば、チョークとリーフバルブとを並列に設ける構成や、その他の構成にすることもできる。また、リーフバルブの積層枚数についても、任意に設定することができる。

　さらに、図１における伸側リーフバルブ６の下方には、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向けて圧側バイパス路１０を通過する液体の流れのみを許容する圧側リリーフ弁１１と、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向けて伸側バイパス路８を通過する液体の流れのみを許容する伸側リリーフ弁９とが、ピストンロッド３の小径部３ａの外周に順に組付けられている。

　圧側リリーフ弁１１は、図１におけるピストン２の下方側、すなわち圧側室Ｒ２側でピストンロッド３に装着されている。圧側リリーフ弁１１は、伸側リーフバルブ６に積層された環状のスペーサ１７の図１における下方でピストンロッド３の小径部３ａに装着される環状の圧側バルブディスク１８と、圧側バルブディスク１８の下方に積層される積層リーフバルブで構成される環状の圧側弁体１９と、を備える。圧側バルブディスク１８は環状であって、上下に貫通し、図１における上端が圧側室Ｒ２に開口する圧側バイパスポート１８ａを備えている。また、圧側弁体１９は、圧側バルブディスク１８の図１における下面に積層されるとともに、内周がピストンロッド３に固定されていて、圧側バイパスポート１８ａの下側開口端を開閉することができるようになっている。

　また、伸側リリーフ弁９は、図１における圧側リリーフ弁１１の下方側、すなわち圧側室Ｒ２側でピストンロッド３に装着されている。伸側リリーフ弁９は、圧側弁体１９の図１における下方で環状のスペーサ２０を介してピストンロッド３の小径部３ａに装着される環状の伸側バルブディスク２１と、伸側バルブディスク２１の下方に積層される積層リーフバルブで構成される環状の伸側弁体２２と、を備える。伸側バルブディスク２１は環状であって、上下に貫通し、図１における下端が圧側室Ｒ２に開口する伸側バイパスポート２１ａと、内周側に設けた環状溝２１ｂと、環状溝２１ｂと伸側バイパスポート２１ａとを連通する連絡通路２１ｃと、を備えている。伸側バルブディスク２１は、上記のように、ピストンロッド３の小径部３ａに組み付けられると、環状溝２１ｂが第二横孔１５ｃと対向するようになっている。伸側弁体２２は、伸側バルブディスク２１の図１における下面に積層されるとともに、内周がピストンロッド３に固定されていて、伸側バイパスポート２１ａの下側開口端を開閉することができるようになっている。

　さらに、圧側バルブディスク１８と伸側バルブディスク２１との外周には、隔壁筒２３が嵌合しており、圧側バルブディスク１８と伸側バルブディスク２１との間の空間Ａが、圧側室Ｒ２から区画されている。そして、ピストンロッド３の小径部３ａに設けた第二横孔１５ｃの出口端は、上記のように、伸側バルブディスク２１の環状溝２１ｂに対向しており、空間Ａは、伸側バイパスポート２１ａを通じて共通通路１５に連通され、最終的には、共通通路１５を介して伸側室Ｒ１に連通されている。なお、空間Ａを共通通路１５に連通させる際に、スペーサ２０に透孔を設けて、この透孔と第二横孔１５ｃとを対向させるようにしてもよい。

　このように、空間Ａが伸側室Ｒ１に連通されているため、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高くなり、両者の差圧が圧側弁体１９の開弁圧に達すると、圧側弁体１９が圧側バイパスポート１８ａから作用する圧側室Ｒ２の圧力を受けて撓み、圧側バイパスポート１８ａを開放する。これにより、圧側バイパスポート１８ａ、空間Ａ、共通通路１５を介して圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とが連通する。圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高いと、伸側弁体２２は、圧側室Ｒ２の圧力で伸側バルブディスク２１に押しつけられた状態となって、伸側バイパスポート２１ａを閉塞したままとなる。上記から解るように、圧側バイパス路１０は、本実施形態では、圧側バイパスポート１８ａ、空間Ａ、共通通路１５、伸側バイパスポート２１ａの一部、環状溝２１ｂおよび連絡通路２１ｃによって形成されている。なお、圧側リリーフ弁１１の開弁圧は、本実施形態では、圧側リーフバルブ７が撓んで圧側通路５を開放する開弁圧よりも高くしてある。

　反対に、伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高くなり、両者の差圧が伸側弁体２２の開弁圧に達すると、伸側弁体２２が伸側バイパスポート２１ａから作用する伸側室Ｒ１の圧力を受けて撓み、伸側バイパスポート２１ａを開放する。これにより、伸側バイパスポート２１ａ、空間Ａ、共通通路１５を介して圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とが連通する。伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高いと、圧側弁体１９は、伸側室Ｒ１の圧力で圧側バルブディスク１８に押しつけられた状態となって、圧側バイパスポート１８ａを閉塞したままとなる。上記から解るように、伸側バイパス路８は、本実施形態では、伸側バイパスポート２１ａ、空間Ａ、共通通路１５、環状溝２１ｂおよび連絡通路２１ｃによって形成されている。なお、伸側リリーフ弁９の開弁圧は、本実施形態では、伸側リーフバルブ６が撓んで伸側通路４を開放する開弁圧よりも高くしてある。

　上記のように構成された圧側リリーフ弁１１および伸側リリーフ弁９を、図１における伸側リーフバルブ６の下方に順番に組付け、袋ナット状のピストンナット２４をピストンロッド３の先端に設けた螺子部３ｂに螺着すると、バルブストッパ１６、圧側リーフバルブ７、ピストン２、伸側リーフバルブ６、スペーサ１７、圧側リリーフ弁１１、スペーサ２０、隔壁筒２３および伸側リリーフ弁９が、ピストンロッド３の小径部３ａに固定される。

　また、ピストンナット２４をピストンロッド３の先端に螺着することで、ピストンロッド３の先端に開口する縦孔１５ａが閉鎖される。これにより、伸側バイパス路８が、伸側リリーフ弁９を介さずに伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通することを阻止し、また、圧側バイパス路１０が、圧側リリーフ弁１１を介さずに伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通することを阻止している。なお、図１におけるピストンロッド３の第二横孔１５ｃよりも下方で縦孔１５ａを閉塞するボールを打ち込んだり、閉塞する栓を設けたりすれば、ピストンナット２４を袋ナットではなく通常の環状のナットとしてもよい。図示はしないが、栓をする場合は、たとえば、縦孔１５ａの開口端にスチールボールを圧入するとともに開口端を加締めて、スチールボールの抜け止めを図るとよい。

　続いて、緩衝器Ｄ１の作動について説明する。まず、シリンダ１に対してピストン２が図１における上方へ移動する、つまり、緩衝器Ｄ１が伸長する場合について説明する。

　シリンダ１に対してピストン２が図１における上方へ移動すると、伸側室Ｒ１が圧縮され、圧側室Ｒ２が拡大されるので、圧縮される伸側室Ｒ１の圧力が上昇し、拡大される圧側室Ｒ２の圧力が減少する。ピストン速度が低い場合は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との差圧が、伸側リーフバルブ６および伸側リリーフ弁９の開弁圧に達しないので、伸側リーフバルブ６および伸側リリーフ弁９は開弁しない。このため、液体は、オリフィスとして機能する切欠６ａおよび切欠７ａを通過して、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する。

　したがって、伸長行程にあってピストン速度が低速域にある場合の緩衝器Ｄ１の減衰特性は、図２に示すように、ピストン速度の二乗に比例した減衰力を発揮する、オリフィス特有の二乗特性となる。

　ピストン速度が低速を超える中速に達する場合は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との差圧が、伸側リーフバルブ６の開弁圧に達し、伸側リリーフ弁９の開弁圧には達しないので、伸側リーフバルブ６のみ開弁する。このため、液体は、ピストン２と伸側リーフバルブ６との間にできる環状隙間を通過して、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する。

　したがって、伸長行程にあってピストン速度が中速域にある場合の緩衝器Ｄ１の減衰特性は、図２に示すように、伸側減衰弁である伸側リーフバルブ６特有の、ピストン速度に略比例した減衰力を発揮する特性となり、ピストン速度が低速域にある場合よりも減衰係数は低くなる。

　ピストン速度が中速を超える高速に達する場合は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との差圧が、伸側リーフバルブ６だけでなく、伸側リリーフ弁９の開弁圧にも達し、伸側リーフバルブ６および伸側リリーフ弁９が開弁する。このため、液体は、伸側通路４だけでなく、伸側バイパス路８をも通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する。

　したがって、伸長行程にあってピストン速度が高速域にある場合の緩衝器Ｄ１の減衰特性は、伸側通路４のみならず伸側バイパス路８も開放されることで、図２に示すように、ピストン速度が中速域にある場合よりも減衰係数がより低い特性となる。

　次に、シリンダ１に対してピストン２が図１における下方へ移動する、つまり、緩衝器Ｄ１が収縮する場合について説明する。

　シリンダ１に対してピストン２が図１における下方へ移動すると、圧側室Ｒ２が圧縮され、伸側室Ｒ１が拡大されるので、圧縮される圧側室Ｒ２の圧力が上昇し、拡大される伸側室Ｒ１の圧力が減少する。ピストン速度が低い場合は、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１との差圧が、圧側リーフバルブ７および圧側リリーフ弁１１の開弁圧に達しないので、圧側リーフバルブ７および圧側リリーフ弁１１は開弁しない。このため、液体は、オリフィスとして機能する切欠６ａおよび切欠７ａを通過して、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する。

　したがって、収縮行程にあってピストン速度が低速域にある場合の緩衝器Ｄ１の減衰特性は、図２に示すように、ピストン速度の二乗に比例した減衰力を発揮する、オリフィス特有の二乗特性となる。

　ピストン速度が低速を超える中速に達する場合は、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１との差圧が、圧側リーフバルブ７の開弁圧に達し、圧側リリーフ弁１１の開弁圧には達しないので、圧側リーフバルブ７のみ開弁する。このため、液体は、ピストン２と圧側リーフバルブ７との間にできる環状隙間を通過して、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する。

　したがって、収縮行程にあってピストン速度が中速域にある場合の緩衝器Ｄ１の減衰特性は、図２に示すように、圧側減衰弁である圧側リーフバルブ７特有の、ピストン速度に略比例した減衰力を発揮する特性となり、ピストン速度が低速域にある場合よりも減衰係数は低くなる。

　ピストン速度が中速を超える高速に達する場合は、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１との差圧が、圧側リーフバルブ７だけでなく、圧側リリーフ弁１１の開弁圧にも達し、圧側リーフバルブ７および圧側リリーフ弁１１が開弁する。このため、液体は、圧側通路５だけでなく、圧側バイパス路１０をも通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する。

　したがって、収縮行程にあってピストン速度が高速域にある場合の緩衝器Ｄ１の減衰特性は、圧側通路５のみならず圧側バイパス路１０も開放されることで、図２に示すように、ピストン速度が中速域にある場合よりも減衰係数がより低い特性となる。

　このように、本実施形態に係る緩衝器Ｄ１は、伸側バイパス路８、伸側リリーフ弁９、圧側バイパス路１０および圧側リリーフ弁１１を備え、ピストン速度が高速域にある場合には、伸側リリーフ弁９および圧側リリーフ弁１１を開弁させるので、減衰力過多を抑制することができる。

　また、ピストン速度が低速域にある場合の振動の減衰性を高めても、これとは独立してピストン速度が高速域にある場合の減衰力過多を抑制することができるので、ピストン速度が低速域にある場合の車体姿勢を安定させることに長けるだけでなく、車両走行中に突起や凹部を通過する際の振動を絶縁して、車体への振動の伝達を抑制することができる。

　よって、本実施形態に係る緩衝器Ｄ１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。

　また、本実施形態では、伸側バイパス路８と圧側バイパス路１０とが、ピストンロッド３内に設けた共通通路１５を含んで形成されるので、伸側バイパス路８用の通路と圧側バイパス路１０用の通路とを独立してピストンロッド３内に設ける必要が無く、ピストンロッド３の強度面で有利になるとともに、加工も簡単となる。

　また、伸側リリーフ弁９の開弁圧を伸側減衰弁の開弁圧よりも高くし、圧側リリーフ弁１１の開弁圧を圧側減衰弁の開弁圧より高くすることで、ピストン速度が低中高速域における減衰力を高めて、車体の振動をしっかり減衰させるとともに車輪のばたつきを低減させることができ、さらに、ピストン速度が高速域にある場合の減衰力過多を抑制して、車両における乗り心地を良好なものとすることができる。なお、伸側リリーフ弁９の開弁圧を伸側減衰弁の開弁圧と同じか低くし、圧側リリーフ弁１１の開弁圧を圧側減衰弁の開弁圧と同じか低くすることも可能である。そのようにしても、本実施形態に係る緩衝器Ｄ１の上記の効果が失われることはない。

　＜第２実施形態＞
　続いて、本発明の第２実施形態について説明する。

　図３は、本発明の第２実施形態に係る緩衝器Ｄ２の縦断面図である。

　緩衝器Ｄ２は、第１実施形態に係る緩衝器Ｄ１の伸側リリーフ弁９と圧側リリーフ弁１１とをピストンロッド３に組付ける順序を入れ替えるとともに、組付け方向をそれぞれ逆にしたものであり、その他の構成はすべて共通している。よって、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点について詳しく説明する。

　上記のように、緩衝器Ｄ２は、緩衝器Ｄ１の伸側リリーフ弁９と圧側リリーフ弁１１との配置を入れ替え、組付け方向をそれぞれ逆にしたものである。

　緩衝器Ｄ１では、図１に示すように、圧側弁体１９が圧側バルブディスク１８の下方に配置されるように、圧側リリーフ弁１１を伸側リーフバルブ６の下方に組付け、つづいて、伸側弁体２２が伸側バルブディスク２１の下方に配置されるように、伸側リリーフ弁９を圧側リリーフ弁１１の下方に組付けていたが、緩衝器Ｄ２では、図３に示すように、伸側弁体２２が伸側バルブディスク２１の上方に配置されるように、伸側リリーフ弁９を伸側リーフバルブ６の下方に組付け、つづいて、圧側弁体１９が圧側バルブディスク１８の上方に配置されるように、圧側リリーフ弁１１を伸側リリーフ弁９の下方に組付け、ピストンナット２４で固定している。

　なお、ピストンナット２４は、圧側バルブディスク１８の圧側バイパスポート１８ａの下側開口部を閉塞しないように、上端外周にテーパ状の面取り部２４ａが形成されているほかは、緩衝器Ｄ１のピストンナット２４と同様の機能と構造を備えている。

　上記のように伸側リリーフ弁９と圧側リリーフ弁１１とを配置することにより、緩衝器Ｄ２にあっては、ピストンロッド３の螺子部３ｂの上端の不完全螺子部分を、圧側バルブディスク１８と対向させることができ、このようにしても、圧側弁体１９を構成するリーフバルブの径方向位置に影響を与えることが無い。一方、緩衝器Ｄ１にあっては、螺子部３ｂの不完全螺子部分が圧側弁体１９を構成するリーフバルブと対向すると、各リーフバルブの内周と不完全螺子部分との間に隙間ができるので、各リーフバルブがピストンロッド３に対して遊んでしまい、径方向の位置決めが難しくなる。このため、螺子部３ｂの上端の不完全螺子部分が圧側弁体１９にかからないようにする必要がある。仮に、螺子部３ｂの上端の不完全螺子部分が圧側弁体１９にかかり、不完全螺子部分が圧側弁体１９の内周と対向すると、圧側弁体１９のリーフバルブの位置が径方向で所定位置に配置されず、圧側リリーフ弁１１の開弁時の減衰力が設計通りにならない場合がある。

　緩衝器Ｄ１の構造では、伸側リーフバルブ６、圧側リーフバルブ７および伸側弁体２２をそれぞれ構成するリーフバルブの積層枚数と、ピストン２、スペーサ１７、２０およびバルブストッパ１６の厚みとによって、圧側弁体１９の位置が上下方向にずれるので、伸側リーフバルブ６、圧側リーフバルブ７および伸側弁体２２をそれぞれ構成するリーフバルブを最大限に積層するとともに、ピストン２、スペーサ１７、２０およびバルブストッパ１６のそれぞれの厚みを最大とした場合を想定して、螺子部３ｂの上端の不完全螺子部分が、圧側弁体１９にかからないようにすることになる。このため、緩衝器Ｄ１の構造では、緩衝器Ｄ２の構造よりも、螺子部３ｂの上端の不完全螺子部分の位置を下方へ配置しなくてはならない。つまり、緩衝器Ｄ２では、螺子部３ｂの上端の位置を、緩衝器Ｄ１よりも上方に配置することができるので、ピストンロッド３の小径部３ａの長さが短くて済み、緩衝器Ｄ１よりも伸縮ストローク長の確保が容易となる。なお、緩衝器Ｄ２にあっては、緩衝器Ｄ１に対して、伸側リリーフ弁９と圧側リリーフ弁１１との配置を入れ替えた構成であるから、上述した緩衝器Ｄ１と同様の作用効果を奏することは当然である。

　＜第３実施形態＞
　続いて、本発明の第３実施形態について説明する。

　図４は、本発明の第３実施形態に係る緩衝器Ｄ３の縦断面図である。

　緩衝器Ｄ３は、ピストン２の伸側室Ｒ１側に伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１を配置した点が、第１実施形態に係る緩衝器Ｄ１と相違する。以下、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点について詳しく説明する。

　緩衝器Ｄ３におけるピストンロッド３は、縦孔３２ａと、ピストンロッド３の小径部３ａの図４における上端に近い位置で開口する横孔３２ｂとで形成される共通通路３２を備えている。縦孔３２ａは圧側室Ｒ２に開口しており、共通通路３２は圧側室Ｒ２に常時連通されている。この場合は、縦孔３２ａを閉塞する必要がないから、袋ナットではなく、一般的な環状のピストンナット４０を利用することができる。

　図４における圧側リーフバルブ７の上方には、圧側リリーフ弁３１と伸側リリーフ弁３０とが、ピストンロッド３の小径部３ａに順に組付けられている。

　伸側リリーフ弁３０は、図４におけるピストン２よりも上方側、すなわち伸側室Ｒ１側でピストンロッド３に装着されている。伸側リリーフ弁３０は、圧側リーフバルブ７の図４における上方でピストンロッド３の小径部３ａに装着される環状の伸側バルブディスク３３と、伸側バルブディスク３３の上方に積層される積層リーフバルブで構成される環状の伸側弁体３４と、を備える。伸側バルブディスク３３は環状であって、上下に貫通し、図４における下端が伸側室Ｒ１に開口する伸側バイパスポート３３ａを備えている。また、伸側弁体３４は、伸側バルブディスク３３の図４における上面に積層されるとともに、内周がピストンロッド３に固定されていて、伸側バイパスポート３３ａの上側開口端を開閉することができるようになっている。

　また、圧側リリーフ弁３１は、図４における伸側リリーフ弁３０の上方側、すなわち伸側室Ｒ１側でピストンロッド３に装着されている。圧側リリーフ弁３１は、伸側弁体３４の図４における上方で環状のスペーサ３５を介してピストンロッド３の小径部３ａに装着される環状の圧側バルブディスク３６と、圧側バルブディスク３６の上方に積層される積層リーフバルブで構成される環状の圧側弁体３７と、を備える。圧側バルブディスク３６は環状であって、上下に貫通し、図４における上端が伸側室Ｒ１に開口する圧側バイパスポート３６ａと、内周側に設けた環状溝３６ｂと、環状溝３６ｂと圧側バイパスポート３６ａとを連通する連絡通路３６ｃと、を備えている。圧側バルブディスク３６は、上記のように、ピストンロッド３の小径部３ａに組み付けられると、環状溝３６ｂが横孔３２ｂと対向するようになっている。圧側弁体３７は、圧側バルブディスク３６の図４における上面に積層されるとともに、内周がピストンロッド３に固定されていて、圧側バイパスポート３６ａの上側開口端を開閉することができるようになっている。

　さらに、伸側バルブディスク３３と圧側バルブディスク３６との外周には、隔壁筒３８が嵌合しており、伸側バルブディスク３３と圧側バルブディスク３６との間の空間Ｂが、伸側室Ｒ１から区画されている。そして、ピストンロッド３の小径部３ａに設けた横孔３２ｂの出口端は、上記のように、圧側バルブディスク３６の環状溝３６ｂと対向しており、空間Ｂは、圧側バイパスポート３６ａを通じて共通通路３２に連通され、最終的には、共通通路３２を介して圧側室Ｒ２に連通されている。なお、空間Ｂを共通通路３２に連通させる際に、スペーサ３５に透孔を設けて、この透孔と横孔３２ｂとを対向させるようにしてもよい。

　このように、空間Ｂが圧側室Ｒ２に連通されているため、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高くなり、両者の差圧が圧側弁体３７の開弁圧に達すると、圧側弁体３７が圧側バイパスポート３６ａから作用する圧側室Ｒ２の圧力を受けて撓み、圧側バイパスポート３６ａを開放する。これにより、圧側バイパスポート３６ａ、空間Ｂ、共通通路３２を介して圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とが連通する。圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高いと、伸側弁体３４は、圧側室Ｒ２の圧力で伸側バルブディスク３３に押しつけられた状態となって、伸側バイパスポート３３ａを閉塞したままとなる。上記から解るように、圧側バイパス路５１は、本実施形態では、圧側バイパスポート３６ａ、空間Ｂ、共通通路３２、環状溝３６ｂおよび連絡通路３６ｃによって形成されている。なお、圧側リリーフ弁３１の開弁圧は、本実施形態では、圧側リーフバルブ７が撓んで圧側通路５を開放する開弁圧よりも高くしてある。

　反対に、伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高くなり、両者の差圧が伸側弁体３４の開弁圧に達すると、伸側弁体３４が伸側バイパスポート３３ａから作用する伸側室Ｒ１の圧力を受けて撓み、伸側バイパスポート３３ａを開放する。これにより、伸側バイパスポート３３ａ、空間Ｂ、共通通路３２を介して圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とが連通する。伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高いと、圧側弁体３７は、伸側室Ｒ１の圧力で圧側バルブディスク３６に押しつけられた状態となって、圧側バイパスポート３６ａを閉塞したままとなる。上記から解るように、伸側バイパス路５０は、本実施形態では、伸側バイパスポート３３ａ、空間Ｂ、共通通路３２、圧側バイパスポート３６ａの一部、環状溝３６ｂおよび連絡通路３６ｃによって形成されている。なお、伸側リリーフ弁３０の開弁圧は、本実施形態では、伸側リーフバルブ６が撓んで伸側通路４を開放する際の開弁圧よりも高くしてある。

　上記のように構成された、バルブストッパ１６、圧側リリーフ弁３１、スペーサ３５、隔壁筒３８および伸側リリーフ弁３０を、順番にピストンロッド３の小径部３ａに組付けてから、スペーサ１７、圧側リーフバルブ７、ピストン２および伸側リーフバルブ６を順番に組付けて環状のピストンナット４０を螺子部３ｂに螺着すると、バルブストッパ１６、圧側リリーフ弁３１、スペーサ３５、隔壁筒３８、伸側リリーフ弁３０、スペーサ１７、圧側リーフバルブ７、ピストン２および伸側リーフバルブ６が、ピストンロッド３の小径部３ａに固定される。

　なお、図４におけるピストンロッド３の小径部３ａよりも上方には、緩衝器Ｄ３が最伸長したときに、ヘッド部材１２に衝合してそれ以上の伸長を阻止するリバウンドストッパ４１が設けられており、伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１は、このリバウンドストッパ４１とピストン２との間に配置されている。

　上記のように構成された緩衝器Ｄ３にあっても、作動は緩衝器Ｄ１と同様であって、ピストン速度が高速域にある場合には、伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１を開弁させることで、減衰力過多を抑制することができる。

　よって、本実施形態に係る緩衝器Ｄ３にあっても、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ほか、緩衝器Ｄ１と同じ構造を採用しているので、これに対応した作用効果が得られる。

　ところで、緩衝器Ｄ３は、ピストンロッド３をヘッド部材１２で軸支するとともに、ピストンロッド３の先端に連結されるピストン２がシリンダ１に摺接しており、横方向からの力（横力）を受けた際に、ヘッド部材１２とピストン２とで、この横力を受ける構造となっている。このため、ヘッド部材１２からピストン２までの嵌合長さをある程度確保する必要があり、リバウンドストッパ４１がヘッド部材１２と当接してそれ以上は緩衝器Ｄ３が伸長しないようにすることで、最低限必要な嵌合長さを確保している。よって、リバウンドストッパ４１からピストン２までの間の長さは、緩衝器Ｄ３のストローク長に寄与しない。

　ここで、緩衝器Ｄ３にあっては、伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１が、ピストン２よりも伸側室Ｒ１側に装着されているので、ヘッド部材１２からピストン２までの最低限必要な嵌合長さの範囲内に収めることで、緩衝器Ｄ３のストローク長に影響を与えることなく、伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１を設けることができる。

　つまり、リバウンドストッパ４１とピストン２との間に、伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１が収まるようにすれば、緩衝器Ｄ３のストローク長を全く犠牲にすることなく、伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１を設けることができ、緩衝器Ｄ３の全長にも影響を全く与えることが無い。

　よって、緩衝器Ｄ３にあっては、伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１を、緩衝器Ｄ３のストローク長を犠牲にすること無く設けることができ、また、緩衝器Ｄ３の全長も長くなることが無い。

　さらに、バルブストッパ１６とリバウンドストッパ４１との間に、共通通路３２と連通する孔を設けずに済むので、緩衝器Ｄ１および緩衝器Ｄ２に対して、ピストンロッド３の全長を短くすることができ、その分、緩衝器Ｄ３の全長を短くすることができる。

　したがって、本実施形態に係る緩衝器Ｄ３によれば、伸側バイパス路５０、圧側バイパス路５１、伸側リリーフ弁３０および圧側リリーフ弁３１を設けることで、車両における乗り心地を向上させつつ、ストローク長も確保し、車両への搭載性も向上させることが可能となる。

　なお、図示はしないが、緩衝器Ｄ３の伸側リリーフ弁３０と圧側リリーフ弁３１との配置を入れ替えて、さらに、伸側リリーフ弁３０と圧側リリーフ弁３１との組付け方向をそれぞれ逆にした構造とすることも可能である。

　なお、上記の各実施形態においては、伸側リーフバルブ６、圧側リーフバルブ７、伸側リリーフ弁９、３０および圧側リリーフ弁１１、３１の動作を説明するために、便宜上、ピストン速度に低速、中速および高速という区分を設けている。これらの区分の境界速度は、伸側リーフバルブ６、圧側リーフバルブ７、伸側リリーフ弁９、３０および圧側リリーフ弁１１、３１が、それぞれ開弁する速度であり、伸長側と収縮側とで、低速、中速および高速の各境界速度を、同じにしなくてもよい。したがって、伸側リーフバルブ６、圧側リーフバルブ７、伸側リリーフ弁９、３０および圧側リリーフ弁１１、３１の各開弁圧は、任意に設定することが可能である。

　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２０１２年９月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－２１４４１４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

　緩衝器であって、
　シリンダと、
　前記シリンダ内に摺動自在に挿入され、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、
　前記シリンダ内に移動自在に挿通され、前記ピストンに連結されるピストンロッドと、
　前記伸側室から前記圧側室へ向かう流体の流れのみを許容する伸側通路と、
　前記圧側室から前記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容する圧側通路と、
　前記伸側通路を通過する流体の流れに抵抗を与える伸側減衰弁と、
　前記圧側通路を通過する流体の流れに抵抗を与える圧側減衰弁と、
　前記伸側通路を迂回して前記伸側室と前記圧側室とを連通する伸側バイパス路と、
　前記伸側バイパス路の途中に設けられ、前記伸側室の圧力で開弁して前記伸側バイパス路を開放する伸側リリーフ弁と、
　前記圧側通路を迂回して前記伸側室と前記圧側室とを連通する圧側バイパス路と、
　前記圧側バイパス路の途中に設けられ、前記圧側室の圧力で開弁して前記圧側バイパス路を開放する圧側リリーフ弁と、
を備えた緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記伸側リリーフ弁の開弁圧を前記伸側減衰弁の開弁圧よりも大きくし、前記圧側リリーフ弁の開弁圧を前記圧側減衰弁の開弁圧よりも大きくした緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記伸側リリーフ弁は、
　伸側バイパスポートを有し、前記ピストンロッドの外周に装着される伸側バルブディスクと、
　前記伸側バルブディスクに積層され、前記伸側バイパスポートを開閉する伸側弁体と、を備え、
　前記圧側リリーフ弁は、
　圧側バイパスポートを有し、前記ピストンロッドの外周に装着される圧側バルブディスクと、
　前記圧側バルブディスクに積層され、前記圧側バイパスポートを開閉する圧側弁体と、を備え、
　前記ピストンロッドは、前記伸側室と前記圧側室とのいずれかと連通する共通通路を備え、
　前記伸側バイパス路は、前記共通通路と前記伸側バイパスポートとを含んで形成され、
　前記圧側バイパス路は、前記共通通路と前記圧側バイパスポートとを含んで形成される緩衝器。
　請求項３に記載の緩衝器であって、
　前記ピストンは、前記ピストンロッドの外周に装着され、
　前記伸側リリーフ弁は、前記ピストンよりも前記圧側室側で前記ピストンロッドの外周に装着され、
　前記圧側リリーフ弁は、前記伸側リリーフ弁よりも前記圧側室側で前記ピストンロッドの外周に装着され、
　前記ピストン、前記伸側リリーフ弁および前記圧側リリーフ弁が、前記ピストンロッドの先端に螺着されるピストンナットによって前記ピストンロッドに固定され、
　前記圧側弁体が、前記圧側バルブディスクの前記伸側室側に積層される緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記ピストンは、前記ピストンロッドの外周に装着され、
　前記伸側リリーフ弁および前記圧側リリーフ弁は、前記ピストンよりも前記伸側室側で前記ピストンロッドの外周に装着される緩衝器。