WO2015093535A1

WO2015093535A1 - 緩衝器

Info

Publication number: WO2015093535A1
Application number: PCT/JP2014/083434
Authority: WO
Inventors: 隆久望月; 伊藤　直樹
Original assignee: カヤバ工業株式会社
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2015-06-25
Also published as: EP3093520A1; US20160319897A1; CN105874238A; JP2015117812A; EP3093520A4; CN105874238B; JP6154741B2

Abstract

　緩衝器であって、シリンダ（１）と、ピストンロッド（２）と、ピストン（３）と、ピストン（３）によってシリンダ（１）内に区画されるロッド側室（１０）及びピストン側室（１１）と、シリンダ（１）の外周に配置されると共にシリンダ（１）との間に筒状隙間（１２）を形成して二重管構造を構成する外筒（４）と、外筒（４）に外付けされるタンク（５）と、タンク（５）の内部に形成されるリザーバ（Ｒ）と、ピストン側室（１１）からロッド側室（１０）へ向かう作動液の流れのみを許容するピストン通路（Ｌ１）と、リザーバ（Ｒ）からピストン側室（１１）へ向かう作動液の流れのみを許容する吸込通路（Ｌ２）と、ロッド側室（１０）とリザーバ（Ｒ）とを連通する排出通路（Ｌ３）と、排出通路（Ｌ３）に設けられる減衰弁（Ｖ３）と、外筒（４）とタンク（５）とを接続する接続部材（ＲＨ）と、を備え、排出通路（Ｌ３）は、筒状隙間（１２）と接続部材（ＲＨ）を通じてリザーバ（Ｒ）に連通する。

Description

緩衝器

　本発明は、緩衝器に関するものである。

　車両において、車輪を懸架する懸架装置に利用される緩衝器として、ＪＰ２００９－２２２１３６Ａには、シリンダと、シリンダに出入りするピストンロッドと、ピストンロッドの先端部に保持されてシリンダ内に軸方向に移動自在に挿入されるピストンと、シリンダ外に形成されて作動液が貯留されるリザーバと、ピストン側室からロッド側室へ向かう作動液の流れのみを許容するピストン通路と、リザーバからピストン側室へ向かう作動液の流れのみを許容する吸込通路と、ロッド側室とリザーバとを連通する排出通路と、排出通路の途中に設けられる減衰弁と、を備えるユニフロー型の緩衝器が開示されている。このようなユニフロー型緩衝器は、伸長時及び圧縮時のいずれにおいても、作動液がピストン側室、ロッド側室、リザーバを一方通行で循環する。これにより、ユニフロー型緩衝器では、伸長時と圧縮時の両方で減衰弁の抵抗に起因する減衰力が発生する。

　ＪＰ２００９－２２２１３６Ａに開示のユニフロー型緩衝器は、シリンダと、シリンダの外周に起立して設けられる中間筒と、中間筒の外周に起立して設けられる外筒と、を備えて、三重管構造を有する。このような緩衝器では、中間筒とシリンダとの間に形成される筒状隙間が排出通路の一部として利用される。また、中間筒と外筒との間に形成される筒状隙間がリザーバとして利用される。中間筒と外筒との側部には、厚さ方向に貫通する孔がそれぞれ形成される。また、中間筒と外筒の側部には、それぞれの孔の縁に沿って筒状のスリーブが起立して設けられ、両スリーブを利用して減衰弁が取り付けられる。

　しかしながら、このような緩衝器では、三重管構造を有しているので緩衝器の構造が複雑になる。中間筒や外筒を構成する筒部材の一部を曲げ加工することによってスリーブを形成する場合であっても、スリーブを中間筒や外筒に溶接する場合であっても、加工が煩雑であり、減衰弁を取り付けるための作業効率が悪い。さらに、このような減衰弁の取り付け方法では、減衰弁をシリンダの軸方向の一端に寄せて取り付けることが難しい。このため、軸方向寸法の都合上、例えば、車体を弾性支持する懸架ばねを緩衝器の外周に設けるとともに、外筒にジャッキ機構を取り付け、懸架ばねの一端を支持するばね受けをジャッキ機構により昇降させて車高を調節するなどの対応が困難になるおそれがある。

　本発明は、構造が簡易であり、減衰弁を取り付けるための作業効率を向上させることが可能で、且つ、減衰弁をシリンダの一端に寄せて取り付けることが可能な緩衝器を提供することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、緩衝器であって、シリンダと、シリンダに出入りするピストンロッドと、ピストンロッドの先端部に保持されて前記シリンダ内に軸方向に移動自在に挿入されるピストンと、前記ピストンによって前記シリンダ内に区画され作動液が充填されるロッド側室及びピストン側室と、前記シリンダの外周に配置されると共に前記シリンダとの間に筒状隙間を形成して二重管構造を構成する外筒と、前記外筒に外付けされるタンクと、前記タンクの内部に形成されて作動液が貯留されるリザーバと、前記ピストン側室から前記ロッド側室へ向かう作動液の流れのみを許容するピストン通路と、前記リザーバから前記ピストン側室へ向かう作動液の流れのみを許容する吸込通路と、前記ロッド側室と前記リザーバとを連通する排出通路と、前記排出通路に設けられる減衰弁と、前記外筒と前記タンクとを接続する接続部材と、を備え、前記排出通路は、前記筒状隙間と前記接続部材を通じて前記リザーバに連通する。

図１は、本発明の実施形態に係る緩衝器の取り付け状態を示した縦断面図である。図２は、図１の主要部を示す拡大図である。図３Ａは、図２の減衰弁部分を縦に切断し、拡大して示した拡大断面図である。図３Ｂは、図３ＡのＢ部の拡大図である。図３Ｃは、図３ＡのＣ部の拡大図である。図４は、本発明の比較例に係る緩衝器の主要部を示す拡大図である。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る緩衝器Ｓについて説明する。なお、いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

　図１に示すように、本実施形態に係る緩衝器Ｓは、シリンダ１と、シリンダ１に出入りするピストンロッド２と、ピストンロッド２の先端部に保持されてシリンダ１内に軸方向に移動自在に挿入されるピストン３と、ピストン３によってシリンダ１内に区画され作動液としての作動油が充填されるロッド側室１０及びピストン側室１１と、シリンダ１外に設けられ作動油が貯留されるリザーバＲと、ピストン側室１１からロッド側室１０へ向かう作動油の流れのみを許容するピストン通路Ｌ１と、リザーバＲからピストン側室１１へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込通路Ｌ２と、ロッド側室１０とリザーバＲとを連通する排出通路Ｌ３と、排出通路Ｌ３の途中に設けられる減衰弁Ｖ３と、を備える。

　緩衝器Ｓは、シリンダ１の外周に配置されると共にシリンダ１との間に筒状隙間１２を形成して二重管構造を構成する外筒４と、外筒４に外付けされて内部にリザーバＲが形成されるタンク５と、外筒４とタンク５とを接続する接続部材ＲＨと、をさらに備える。排出通路Ｌ３は、筒状隙間１２と接続部材ＲＨを通じてリザーバＲに連通する。

　以下、詳細に説明すると、緩衝器Ｓは、二輪車や三輪車等の鞍乗型車両において後輪を懸架するリアクッションに利用される。本実施形態では、リアクッションは、緩衝器Ｓと、緩衝器Ｓの外周に設けられる懸架ばねＳと、懸架ばねＳの端部を支持する上下一対のばね受けＳＳ１，ＳＳ２と、車高調整用のジャッキ機構Ｊと、を備える。懸架ばねＳは、コイルばねであり、緩衝器Ｓを伸長方向に付勢し車体を弾性支持して、路面凹凸による衝撃を吸収する。

　ジャッキ機構Ｊは、非圧縮性の作動油が充填されるジャッキ室４０と、ジャッキ室４０の下側開口を塞ぐとともに上側のばね受けＳＳ１を支える上下動可能なジャッキピストン４１と、ホースＪＨを介してジャッキ室４０に接続されるポンプ（図示省略）と、ばね受けＳＳ１を懸架ばねＳ側に付勢する補助ばね４２と、を備える。

　ジャッキ機構Ｊは、ポンプでジャッキ室４０に作動油を給排し、ジャッキピストン４１でばね受けＳＳ１を昇降させて車高を調節する。本実施形態では、ばね受けＳＳ１は補助ばね４２によっても支えられるため、ジャッキ室４０に作動油を供給しやすい。なお、リアクッションの構成は、適宜変更することが可能であり、ジャッキ機構Ｊを設けなくてもよい。また、本実施形態に係る緩衝器Ｓは、リアクッション以外に利用されてもよい。

　緩衝器Ｓは、有底筒状に形成されて底部４ｂを上側に向けて配置される外筒４と、外筒４の軸心部に起立して設けられる筒状のシリンダ１と、シリンダ１の上端と外筒４の底部４ｂとの間に挟まれて固定されるベース部材６と、外筒４の下側開口端部に螺合する環状のキャップ７と、キャップ７で抜け止めされてシリンダ１の下側開口部に固定される環状のロッドガイド８と、ロッドガイド８で支持されながらシリンダ１に出入りするピストンロッド２と、ピストンロッド２の上端部（先端部）に保持されてシリンダ１内に軸方向に移動可能に挿入されるピストン３と、ロッドガイド８と外筒４との間を塞ぐ環状のシールリング８０と、ロッドガイド８とピストンロッド２との間を塞ぐ環状のダストシール８１及びオイルシール８２と、外筒４の外側に配置され車体に固定されるタンク５と、タンク５と外筒４とを接続する接続部材ＲＨと、を備える。

　外筒４の上端とピストンロッド２の下端とには、取付部材Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ固定される。上側の取付部材Ｂ１は、車体の骨格となる車体フレームに連結される。下側の取付部材Ｂ２は、後輪を支持するスイングアームに連結される。このため、路面凹凸による衝撃が後輪に入力されるとピストンロッド２がシリンダ１に出入りして緩衝器Ｓが伸縮する。

　緩衝器Ｓは、シリンダ１が車体側に連結され、ピストンロッド２が車輪側に連結される倒立型である。これにより、減衰弁Ｖ３をばね上に配置することができる。しかしながら、緩衝器Ｓは、シリンダ１が車輪側に連結され、ピストンロッド２が車体側に連結される正立型でもよい。

　外筒４の内側には、ピストン３によってシリンダ１内に区画されるロッド側室１０及びピストン側室１１と、シリンダ１の外周に形成される筒状隙間１２と、外筒４の底部４ｂに形成される溝４ｃとベース部材６との間に形成されるボトム室１３と、が形成される。ロッド側室１０、ピストン側室１１、筒状隙間１２、及びボトム室１３には、作動油が充填される。

　外筒４に外付けされるタンク５の内部には、リザーバＲが形成される。リザーバＲは、タンク５内に設けられる隔壁部材５０によって液室５１と気室５２とに区画される。タンク５が外筒４に外付けされた状態とは、外筒４の内部にタンク５が収容されたり、タンク５の内部に外筒４が収容されたりしていない状態である。つまり、タンク５が外筒４に外付けされた状態とは、外筒４の外部にタンク５が配置され、かつ、タンク５の外部に外筒４が配置された状態である。

　タンク５は、ホースや管路等、図示しない通路が内部に形成される接続部材ＲＨで外筒４と接続される。液室５１とボトム室１３とは、接続部材ＲＨの図示しない通路を通じて連通する。しかしながら、タンク５が外筒４に外付けされていれば、外筒４とタンク５とが一体形成されてもよい。この場合、外筒４とタンク５との接合部分が接続部材ＲＨに相当し、この接合部分に液室５１とボトム室１３とを連通する通路を形成すればよい。

　隔壁部材５０は、弾性変形可能なブラダである。隔壁部材５０は、液室５１と気室５２とを区画しながらこれらの容積比率を変更できる。液室５１には作動油が充填されるとともに、気室５２には気体が圧縮状態で封入される。

　本実施形態では、作動液は作動油であるが、この限りではなく、作動油以外にも、減衰力を発揮可能な液体であればよい。また、気体は、空気であるが、窒素等の不活性ガスでもよい。隔壁部材５０は、液室５１と気室５２とを区画しながらリザーバＲにおける液室５１と気室５２の容積比率を変更できればブラダ以外であってもよい。例えば、隔壁部材５０は、フリーピストンやベローズであってもよい。

　ロッド側室１０とピストン側室１１とは、ピストン３に形成されるピストン通路Ｌ１を通じて連通する。ピストン通路Ｌ１には、逆止弁Ｖ１が設けられる。このため、ピストン通路Ｌ１では、ピストン側室１１からロッド側室１０に向かう作動油の流れのみが許容され、反対方向の流れが阻止される。

　ピストン側室１１は、ベース部材６に形成されるベース通路６ａを通じてボトム室１３と連通する。ボトム室１３には、外筒４の底部４ｂに形成される第一ボトム通路４ｄの一端が連通する。第一ボトム通路４ｄの他端には、リザーバＲの液室５１と連通する接続部材ＲＨが接続される。つまり、本実施形態では、ベース通路６ａと、ボトム室１３と、第一ボトム通路４ｄと、接続部材ＲＨ内に形成される図示しない通路と、によって、ピストン側室１１とリザーバＲとを連通する吸込通路Ｌ２が構成される。ベース通路６ａには、逆止弁Ｖ２が設けられる。このため、吸込通路Ｌ２では、リザーバＲからピストン側室１１に向かう作動油の流れのみが許容され、反対方向の流れが阻止される。

　ロッド側室１０は、シリンダ１の下部に形成される通孔１ａを通じて筒状隙間１２と連通する。筒状隙間１２には、外筒４の筒部４ａと底部４ｂとの境界部分に径方向に沿って形成される取付孔９が開口する。取付孔９には、外筒４の底部４ｂに形成される第二ボトム通路４ｅの一端が連通する。第二ボトム通路４ｅの他端は、第一ボトム通路４ｄに連通する。つまり、本実施形態では、シリンダ１の通孔１ａと、筒状隙間１２と、取付孔９と、第二ボトム通路４ｅと、第一ボトム通路４ｄと、接続部材ＲＨ内に形成される図示しない通路と、によって、ロッド側室１０とリザーバＲとを連通する排出通路Ｌ３が構成される。取付孔９には、排出通路Ｌ３を通過する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁Ｖ３が取り付けられる。

　具体的には、取付孔９は、外筒４の上部から径方向外側に突出して形成される厚肉部４ｆに設けられる。取付孔９は、外筒４の筒部４ａの軸心線に対して略垂直に厚肉部４ｆに形成される。また、取付孔９は、図２に示すように、外筒４の外側に面する大径な挿入孔９ａと、挿入孔９ａの中心と同軸的に設けられ挿入孔９ａから筒状隙間１２に向けて外筒４を貫通する螺子孔９ｂと、を有する。螺子孔９ｂは、挿入孔９ａよりも小径に形成される。螺子孔９ｂが形成される外筒４の内周面には、筒状隙間１２側に雌螺子加工が施される。

　減衰弁Ｖ３は、バルブケースＶＣに収容される。減衰弁Ｖ３は、バルブケースＶＣとともにバルブアッシーを構成し、一体化される。バルブケースＶＣは、外筒４に連結される筒状のケース部材９０と、ケース部材９０の外側開口を塞ぐ有底筒状のキャップ部材９１と、で構成される。

　ケース部材９０は、シリンダ１側から順に螺子部９０ａと、中径部９０ｂと、大径部９０ｃと、フランジ部９０ｄと、スリーブ９０ｅと、が同軸上に連なって設けられて、筒状に形成される。

　螺子部９０ａは、先端部の外周面に雄螺子加工が施され、取付孔９の螺子孔９ｂに螺合する。

　中径部９０ｂは、螺子部９０ａ及び螺子孔９ｂよりも外径が大きく、挿入孔９ａよりも外径が小さく形成される。中径部９０ｂの外周には、挿入孔９ａとの間で作動油が通過可能な環状通路１４が設けられる。螺子部９０ａの基端部には、環状のシールリング４３が取り付けられる。このため、作動油が減衰弁Ｖ３を介さずに環状通路１４と筒状隙間１２との間を通過することが防止される。

　大径部９０ｃは、中径部９０ｂよりも外径が大きく形成されて挿入孔９ａに挿入される。大径部９０ｃの外周には、環状のシールリング４４が取り付けられる。このため、取付孔９の作動油が外側に漏れることが防止される。大径部９０ｃの図２中右側端部、つまりシリンダ１側の大径部９０ｃの端部には、周方向に沿って複数の切欠き９０ｆが設けられる。切欠き９０ｆは、ケース部材９０の内側と環状通路１４とを連通させる。

　フランジ部９０ｄは、大径部９０ｃ及び挿入孔９ａよりも外径が大きく形成され、外筒４における厚肉部４ｆの図２中左側面に当接している。スリーブ９０ｅの外周面には、雄螺子加工が施される。

　ケース部材９０には、螺子部９０ａから中径部９０ｂの軸方向の略中央にかけて形成され筒状隙間１２に開口する流入孔９０ｇと、流入孔９０ｇに連通するとともに流入孔９０ｇよりも大径であり、中径部９０ｂから大径部９０ｃにかけて形成される保持孔９０ｈと、保持孔９０ｈに連通するとともに保持孔９０ｈよりも大径であり、大径部９０ｃからスリーブ９０ｅにかけて形成されて外側に開口する収容孔９０ｉと、が設けられる。収容孔９０ｉは、切欠き９０ｆを通じて環状通路１４と連通する。これにより、筒状隙間１２の作動油が流入孔９０ｇからケース部材９０の内側に流入する。ケース部材９０の内側の作動油は、減衰弁Ｖを通って切欠き９０ｆから環状通路１４に導かれ、第二ボトム通路４ｅ（図１）を通じてリザーバＲに導かれる。

　ケース部材９０とともにバルブケースＶＣを構成するキャップ部材９１は、先端部の内周面に雌螺子加工が施される筒部９１ａと、シリンダ１とは反対側の筒部９１ａの開口、つまり図２中左側開口を塞ぐ底部９１ｂと、を備える。底部９１ｂは、筒部９１ａの図２中左端に加締め固定される。

　バルブケースＶＣに収容される減衰弁Ｖ３は、図３Ａに示すように、ケース部材９０における保持孔９０ｈに嵌合する先端部９２ａと収容孔９０ｉの軸心部に起立して設けられる組付軸９２ｂとを有する弁座部材９２と、弁座部材９２の組付軸９２ｂに連結される環状のバルブハウジング９３と、組付軸９２ｂの外周において弁座部材９２とバルブハウジング９３との間に保持される環板状の弁体９４及び板ばね９５と、バルブハウジング９３の外周に軸方向に移動可能に取り付けられる筒状のスプール９６と、シリンダ１とは反対側のバルブハウジング９３の開口部、つまり図３Ａ中左側開口部に配置される有底筒状のパイロット弁座部材９７と、バルブハウジング９３の図３Ａ中左端部外周に嵌合しパイロット弁座部材９７の外周に配置される環状のフェール弁座部材９８と、フェール弁座部材９８の内側に配置されパイロット弁座部材９７に出入りするパイロット弁体９９と、パイロット弁体９９をパイロット弁座部材９７から退出する方向に付勢するコイルばね１００と、パイロット弁体９９の図３Ａ中左側に配置されパイロット弁体９９にコイルばね１００に対抗する推力を与えるソレノイド１０１と、バルブハウジング９３とパイロット弁座部材９７とによって内周部を挟まれる環板状のフェール弁体１０２と、を備える。

　弁座部材９２には、図３Ｃに示すように、筒状隙間１２と環状通路１４とを連通するポート９２ｃと、ポート９２ｃの出口を囲う弁座９２ｄと、が形成される。弁座９２ｄに弁体９４を離着座させることにより、ポート９２ｃの連通を許容及び遮断することできる。

　板ばね９５は、スプール９６を介して弁体９４を閉じ方向に付勢する。板ばね９５は、バルブハウジング９３及びスプール９６と共に背圧室１５を形成する。このため、弁体９４は、板ばね９５と背圧室１５の内部圧力とで閉じ方向に付勢される。弁体９４は、主弁体９４ａと、副弁体９４ｂと、を有する。主弁体９４ａの開弁圧は、副弁体９４ｂの開弁圧よりも大きくなるように設定される。このため、弁体９４は、副弁体９４ｂ、主弁体９４ａの順に二段階に開弁できる。ポート９２ｃの上流側となる筒状隙間１２の圧力が高まると、副弁体９４ｂ、或いは、副弁体９４ｂと主弁体９４ａの両方が開弁し、筒状隙間１２の作動油がポート９２ｃを通って弁座部材９２の外周側に導かれる。このように、弁座部材９２の外周側に導かれる作動油は、切欠き９０ｆと、環状通路１４と、第二ボトム通路４ｅ（図１）と、を通じてリザーバＲに導かれる。つまり、ポート９２ｃ及び環状通路１４も排出通路Ｌ３の一部を構成する。

　図３Ｃに示すように、座部材９２には、弁座部材９２を軸方向に貫通してバルブハウジング９３の内側に開口する中心孔９２ｅが形成される。図３Ａに示すように、バルブハウジング９３には、バルブハウジング９３の内側と背圧室１５とを連通する連通路９３ａが形成される。中心孔９２ｅ、バルブハウジング９３の内側、及び連通路９３ａは、パイロット通路Ｌ３０の一部を構成する。中心孔９２ｅの途中には、オリフィスＯが設けられる。このため、パイロット通路Ｌ３０は、ポート９２ｃの上流側の圧力を減圧して背圧室１５に導く。パイロット通路Ｌ３０は、図３Ｂに示すように、パイロット弁座部材９７に形成されてバルブハウジング９３の内側と外側とを連通する通孔９７ａと、パイロット弁座部材９７とパイロット弁体９９との間の空間と、パイロット弁体９９とフェール弁座部材９８との間の空間と、フェール弁座部材９８の図３Ｂ中左側及び外周に形成される切欠き９８ａ，９８ｂと、スプール９６の外周と、を通じて環状通路１４に連通する。

　パイロット弁体９９は、パイロット弁座部材９７とともにパイロット弁Ｖ３０を構成する。パイロット弁体９９がパイロット弁座部材９７の弁座９７ｂに着座してパイロット弁Ｖ３０が閉弁すると、パイロット通路Ｌ３０の連通が遮断される。反対に、パイロット弁体９９が弁座９７ｂから離座してパイロット弁Ｖ３０が開弁すると、パイロット通路Ｌ３０の連通が許容される。パイロット弁体９９は、コイルばね１００によってパイロット弁座部材９７から退出する方向に付勢される。このため、パイロット弁体９９は、コイルばね１００の付勢力に対抗するソレノイド１０１からの推力を受けていない状態では、弁座９７ｂから離れ、フェール弁座部材９８の内周突起部９８ｃに当接する。これにより、パイロット通路Ｌ３０の連通が遮断される。

　パイロット弁Ｖ３０の開弁圧は、ソレノイド１０１によって制御できる。ソレノイド１０１は、図３Ａに示すように、キャップ部材９１に収容される。ソレノイド１０１は、巻線１０１ａが巻き回されるとともにキャップ部材９１の底部９１ｂに固定される環状のソレノイドボビン１０１ｂと、ソレノイドボビン１０１ｂの図３Ａ中左側の内周に嵌合される有底筒状の第一固定鉄心１０１ｃと、キャップ部材９１の底部９１ｂとは反対側のソレノイドボビン１０１ｂの内周、つまりソレノイドボビン１０１ｂの図３Ａ中右側の内周に先端部が嵌合される第二固定鉄心１０１ｄと、第一固定鉄心１０１ｃの内側に挿入される筒状の可動鉄心１０１ｅと、可動鉄心１０１ｅの軸心部を貫通し可動鉄心１０１ｅに固定されパイロット弁体９９の図３Ａ中左端に当接するシャフト１０１ｆと、を備える。第一固定鉄心１０１ｃと第二固定鉄心１０１ｄとの間には、空隙が設けられる。ソレノイド１０１では、第一固定鉄心１０１ｃ、可動鉄心１０１ｅ及び第二固定鉄心１０１ｄを通過するように磁路が形成される。巻線１０１ａが励磁されると、第一固定鉄心１０１ｃ寄りに配置される可動鉄心１０１ｅが第二固定鉄心１０１ｄ側に吸引され、可動鉄心１０１ｅには、図３Ａ中右側へ向かう推力が作用する。このため、ソレノイド１０１の励磁時において、パイロット弁体９９には、コイルばね１００の付勢力に抗する推力がシャフト１０１ｆを介して作用する。

　このような構成によれば、ソレノイド１０１に電流を供給してパイロット弁体９９に推力を作用させると、パイロット弁体９９がコイルばね１００の付勢力に抗して移動してパイロット弁座部材９７の弁座９７ｂに着座する。これにより、パイロット通路Ｌ３０の上流側となる筒状隙間１２の圧力がパイロット弁体９９に作用する。この圧力によるパイロット弁体９９を弁座９７ｂから離座させる力とコイルばね１００の付勢力との合力がソレノイド１０１の推力を上回るようになると、パイロット弁Ｖ３０が開弁してパイロット通路Ｌ３０を開放する。このため、ソレノイド１０１へ供給する電流量の大小でソレノイド１０１の推力を調節することにより、パイロット弁Ｖ３０における開弁圧の大小を調節することができる。パイロット弁Ｖ３０が開弁すると、パイロット弁Ｖ３０よりも上流側におけるパイロット通路Ｌ３０の圧力は、パイロット弁Ｖ３０の開弁圧に等しくなる。よって、パイロット弁Ｖ３０の上流側におけるパイロット通路Ｌ３０の圧力が導かれる背圧室１５の圧力も当該開弁圧に制御される。

　フェール弁座部材９８の図３Ｂ中右側には、パイロット弁座部材９７との間に隙間を形成する切欠き９８ｄが形成される。また、フェール弁座部材９８には、径方向に貫通する通孔９８ｅがバルブハウジング９３に嵌合する嵌合部（符示せず）に形成される。切欠き９８ｄは、フェール弁座部材９８の内側に面し、通孔９８ｅとともにパイロット通路Ｌ３０から分岐するフェール通路Ｌ３１の一部を構成する。フェール通路Ｌ３１は、フェール弁座部材９８の外周の切欠き９８ｂと、スプール９６の外周を通じて環状通路１４に連通する。

　フェール弁体１０２は、環板状に形成され、内周部がパイロット弁座部材９７とバルブハウジング９３との間に挟まれる。フェール弁体１０２は、フェール弁座部材９８とともにフェール弁Ｖ３１を構成する。パイロット弁座部材９７から径方向外側に張り出すフェール弁体１０２の外周部がフェール弁座部材９８の弁座９８ｆに着座してフェール弁Ｖ３１が閉弁すると、フェール通路Ｌ３１の連通が遮断される。反対に、フェール弁体１０２の外周部がフェール弁座部材９８の弁座９８ｆから離座してフェール弁Ｖ３１が開弁すると、フェール通路Ｌ３１の連通が許容される。

　上記構成によれば、ソレノイド１０１への電流供給が断たれると、パイロット弁体９９がコイルばね１００の付勢力によりフェール弁座部材９８の内周突起部９８ｃに当接してパイロット通路Ｌ３０の連通が遮断される。パイロット通路Ｌ３０の連通が遮断された状態で、パイロット通路Ｌ３０の圧力が高まりフェール弁Ｖ３１の開弁圧に達すると、フェール弁体１０２の外周部が弁座９８ｆから離座する。これにより、フェール通路Ｌ３１を通じてパイロット通路Ｌ３０の作動油を環状通路１４に逃がすことができる。なお、減衰弁Ｖ３の構成は、上記の限りではなく、適宜変更することができる。

　次に、本実施形態に係る緩衝器Ｓの作動について説明する。

　ピストンロッド２がシリンダ１から退出する緩衝器Ｓの伸長時には、縮小されるロッド側室１０の作動油が排出通路Ｌ３を通過してリザーバＲに導かれる。また、緩衝器Ｓの伸長時には、シリンダ１から退出したピストンロッド２の体積分の作動油が吸込通路Ｌ２を通過して拡大するピストン側室１１に導かれる。このため、緩衝器Ｓの伸長時には、リザーバＲは、液室５１が縮小して気室５２が拡大する。

　反対に、ピストンロッド２がシリンダ１に進入する緩衝器Ｓの圧縮時には、縮小されるピストン側室１１の作動油がピストン通路Ｌ１を通過して拡大するロッド側室１０に導かれる。緩衝器Ｓの圧縮時には、シリンダ１に進入したピストンロッド２の体積分の作動油が排出通路Ｌ３を通過してリザーバＲに導かれる。このため、緩衝器Ｓの圧縮時には、リザーバＲは、液室５１が拡大して気室５２が縮小する。

　このように、緩衝器Ｓは、伸長時、圧縮時の何れにおいても、作動油がピストン側室１１、ロッド側室１０、リザーバＲを一方通行で循環するユニフロー型である。また、伸長時、圧縮時の何れにおいても、シリンダ１内の作動油が排出通路Ｌ３を通ってリザーバＲに移動する。このため、緩衝器Ｓは、排出通路Ｌ３を作動油が通過する際の減衰弁Ｖ３の抵抗に起因する減衰力を発生する。なお、ピストンロッド２の断面積をピストン３の断面積の二分の一にしておくことで、同振幅であればシリンダ１内から排出される作動油の量を伸圧両側で等しくすることができる。このため、減衰弁Ｖ３が作動油の流れに与える抵抗を同じにしておくと、伸長時と圧縮時の減衰力を同じに設定することができる。

　減衰弁Ｖ３が正常動作し、ソレノイド１０１に電流を供給してパイロット弁Ｖ３０の開弁圧を調節する場合、緩衝器Ｓが伸縮してポート９２ｃとパイロット通路Ｌ３０の上流側となるロッド側室１０及び筒状隙間１２の圧力が高まると、オリフィスＯとパイロット弁Ｖ３０との間の圧力が背圧室１５に導かれる。背圧室１５の内部圧力は、パイロット弁Ｖ３０の開弁圧に制御される。この開弁圧をソレノイド１０１で調節することにより、弁体９４の背面に作用する圧力を調節することができる。よって、弁体９４がポート９２ｃを開放する開弁圧をコントロールすることができる。

　本実施形態では、弁体９４が主弁体９４ａと副弁体９４ｂとを有し、二段階に開弁することができる。このため、緩衝器Ｓの発生する減衰力の減衰係数(ピストン速度変化量に対する減衰力変化量の割合)を、副弁体９４ｂのみが開弁するピストン速度領域と、ピストン速度が高くなり主弁体９４ａ及び副弁体９４ｂが開弁するピストン速度領域と、で変えることができる。

　また、フェール時には、ソレノイド１０１への電流供給が断たれ、パイロット弁体９９がコイルばね１００によって押圧されて、フェール弁座部材９８の図３Ａ中左側の開口を塞ぐ。しかしながら、パイロット通路Ｌ３０内の圧力が開弁圧に達すると、フェール弁Ｖ３１が開弁する。このため、パイロット通路Ｌ３０の作動油がフェール通路Ｌ３１を通って環状通路１４に流入し、リザーバＲに導かれる。このため、フェール弁Ｖ３１の開弁圧の設定によって、緩衝器Ｓのフェール時の減衰力の特性を予め任意に設定することができる。

　次に、本実施形態に係る緩衝器Ｓの作用効果について説明する。

　まず、本実施形態に係る緩衝器Ｓの理解を容易にするために、図４を参照して、比較例に係る緩衝器Ｓ２について説明する。

　緩衝器Ｓ２は、シリンダ１と、シリンダ１の外周に起立して設けられる中間筒９００と、中間筒９００の外周に起立して設けられる外筒４００と、を備えて、三重管構造を有する。

　緩衝器Ｓ２では、中間筒９００とシリンダ１との間に形成される筒状隙間１２０が排出通路の一部として利用される。また、中間筒９００と外筒４００との間に形成される筒状隙間がリザーバＲとして利用される。中間筒９００と外筒４００との側部には、厚さ方向に貫通する孔９０１，４０１がそれぞれ形成される。また、中間筒９００と外筒４００の側部には、それぞれの孔９０１，４０１の縁に沿って筒状のスリーブ９０２，４０２が起立して設けられ、両スリーブ９０２，４０２を利用して減衰弁Ｖ４が取り付けられる。

　しかしながら、緩衝器Ｓ２では、三重管構造を有しているので緩衝器Ｓ２の構造が複雑になる。中間筒９００や外筒４００を構成する筒部材の一部を曲げ加工することによってスリーブ９０２，４０２を形成する場合であっても、スリーブ９０２，４０２を中間筒９００や外筒４００に溶接する場合であっても、加工が煩雑であり、減衰弁Ｖ４を取り付けるための作業効率が悪い。さらに、このような減衰弁Ｖ４の取り付け方法では、減衰弁Ｖ４をシリンダ１の軸方向の一端に寄せて取り付けることが難しい。このため、軸方向寸法の都合上、例えば、車体を弾性支持する懸架ばねを緩衝器Ｓ２の外周に設けるとともに、外筒４００にジャッキ機構を取り付け、懸架ばねの一端を支持するばね受けをジャッキ機構により昇降させて車高を調節するなどの対応が困難になるおそれがある。

　これに対し、本実施形態に係る緩衝器Ｓは、シリンダ１と、シリンダ１に出入りするピストンロッド２と、ピストンロッド２の先端部に保持されてシリンダ１内に軸方向に移動可能に挿入されるピストン３と、ピストン３によってシリンダ１内に区画され作動油が充填されるロッド側室１０及びピストン側室１１と、シリンダ１外に形成されて作動油が貯留されるリザーバＲと、ピストン側室１１からロッド側室１０へ向かう作動油の流れのみを許容するピストン通路Ｌ１と、リザーバＲからピストン側室１１へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込通路Ｌ２と、ロッド側室１０とリザーバＲとを連通する排出通路Ｌ３と、排出通路Ｌ３の途中に設けられる減衰弁Ｖ３と、を備える。

　また、緩衝器Ｓは、シリンダ１の外周に配置されシリンダ１との間に筒状隙間１２を形成する外筒４を備えて二重管構造を有するとともに、外筒４に外付けされて内部にリザーバＲが形成されるタンク５と、外筒４とタンク５とを接続する接続部材ＲＨと、を備える。排出通路Ｌ３は、筒状隙間１２と接続部材ＲＨを通じてリザーバＲに連通する。

　本実施形態によれば、リザーバＲをタンク５に形成して、ユニフロー型に設定される緩衝器Ｓを二重管構造としているので、比較例に係る緩衝器Ｓ２のように三重管構造とする場合と比較して、緩衝器Ｓの構造を簡易にすることができる。

　また、緩衝器Ｓは、緩衝器Ｓ２のように中間筒９００と外筒４００の両方にスリーブ９０２，４０２を設ける必要がなく、外筒４にのみスリーブ９０ｅが起立するよう設けられるものであればよい。このため、減衰弁Ｖ３を取り付けるための作業効率を向上させることができるとともに、減衰弁Ｖ３をシリンダ１の一端に寄せて取り付けることが可能となる。

　したがって、本実施形態に係る緩衝器Ｓによれば、構造が簡易であり、減衰弁Ｖ３を取り付けるための作業効率を向上させることが可能で、且つ、減衰弁Ｖ３をシリンダ１の一端に寄せて取り付けることが可能となる。

　また、本実施形態では、減衰弁Ｖ３は、排出通路Ｌ３の一部を構成するポート９２ｃが形成される弁座部材９２と、ポート９２ｃを開閉する弁体９４と、弁体９４を内部圧力で弁座部材９２側に向けて付勢する背圧室１５と、ポート９２ｃの上流側となる筒状隙間１２の圧力を減圧して背圧室１５に導くパイロット通路Ｌ３０と、パイロット通路Ｌ３０の途中に設けられて背圧室１５内の圧力を制御するパイロット弁Ｖ３０と、パイロット弁Ｖ３０の開弁圧を調節するソレノイド１０１と、を備える。

　この構成によれば、パイロット弁Ｖ３０の開弁圧をソレノイド１０１で調節することにより、減衰弁Ｖ３が排出通路Ｌ３を通過する作動油の流れに与える抵抗を変えることができる。よって、緩衝器Ｓに所望する減衰力を発生させることができる。減衰弁Ｖ３の構成は、上記の限りではなく、適宜変更することができる。

　また、本実施形態では、タンク５内には、隔壁部材５０が設けられる。隔壁部材５０は、作動油が充填される液室５１と気体が圧縮されながら封入される気室５２とにリザーバＲを区画する。隔壁部材５０は、リザーバＲにおける液室５１と気室５２との容積比率を変更できるように設けられる。

　この構成によれば、気室５２内に封入される気体で作動油を加圧できるので、減衰力発生応答性を向上させることができる。本実施形態では、隔壁部材５０は、ブラダであるが、適宜変更することが可能である。例えば、隔壁部材５０は、フリーピストンやベローズであってもよい。

　また、本実施形態では、緩衝器Ｓは、減衰弁Ｖ３を収容するバルブケースＶＣを備える。外筒４には、バルブケースＶＣが螺合する螺子孔９ｂが形成される。

　この構成によれば、タップを利用して外筒４に螺子孔９ｂを開け、減衰弁Ｖ３を取り付けることができるので、減衰弁Ｖ３の取り付け作業を極めて簡易にすることができる。なお、減衰弁Ｖ３の取り付け方法は、適宜変更することが可能である。例えば、専用工具を用いて外筒４をチャックし、旋盤で外筒４の厚肉部４ｆの外周面に雄螺子加工を施して、厚肉部４ｆにキャップ部材９１を直接螺合してもよい。しかしながら、この場合、外筒４を鋳造等で形成した場合など、外筒４の寸法公差が大きい場合には、専用工具を用いて外筒４をチャックすることが困難である。よって、外筒４の厚肉部４ｆには、雄螺子加工を施すことが難しい。これに対して、タップで螺子部９０ａを形成する場合は、外筒４の寸法公差に関わらず加工が容易である。したがって、タップで螺子部９０ａを形成する場合は、減衰弁Ｖ３の取り付けが極めて容易であるとともに、外筒４の製造方法が限定されることがない。

　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２０１３年１２月２０日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－２６３１５１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、
　シリンダに出入りするピストンロッドと、
　ピストンロッドの先端部に保持されて前記シリンダ内に軸方向に移動自在に挿入されるピストンと、
　前記ピストンによって前記シリンダ内に区画され作動液が充填されるロッド側室及びピストン側室と、
　前記シリンダの外周に配置されると共に前記シリンダとの間に筒状隙間を形成して二重管構造を構成する外筒と、
　前記外筒に外付けされるタンクと、
　前記タンクの内部に形成されて作動液が貯留されるリザーバと、
　前記ピストン側室から前記ロッド側室へ向かう作動液の流れのみを許容するピストン通路と、
　前記リザーバから前記ピストン側室へ向かう作動液の流れのみを許容する吸込通路と、
　前記ロッド側室と前記リザーバとを連通する排出通路と、
　前記排出通路に設けられる減衰弁と、
　前記外筒と前記タンクとを接続する接続部材と、を備え、
　前記排出通路は、前記筒状隙間と前記接続部材を通じて前記リザーバに連通する緩衝器。
　請求項1に記載の緩衝器であって、
　前記減衰弁を収容するバルブケースをさらに備え、
　前記外筒には、前記バルブケースが螺合する螺子孔が形成される緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記タンク内には、隔壁部材が設けられ、
　前記隔壁部材は、前記リザーバを作動液が充填される液室と気体が圧縮されながら封入される気室とに区画するとともに、前記リザーバにおける前記液室と前記気室との容積比率を変更できる緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記減衰弁は、
　前記排出通路の一部を構成するポートが形成される弁座部材と、
　前記ポートを開閉する弁体と、
　内部圧力によって前記弁体を前記弁座部材に向けて付勢する背圧室と、
　前記ポートの上流側となる前記筒状隙間の圧力を減圧して前記背圧室に導くパイロット通路と、
　前記パイロット通路に設けられ前記背圧室内の圧力を制御するパイロット弁と、
　前記パイロット弁の開弁圧を調節するソレノイドと、を有する緩衝器。