JP7012783B2 - 緩衝器 - Google Patents

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Description

本発明は、緩衝器に関する。
緩衝器には、振動状態に応じて減衰力特性が可変となる緩衝器がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2011-202800号公報
緩衝器において小型化が求められている。
したがって、本発明は、小型化が可能な緩衝器の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、ピストンの移動によりシリンダ内の一方の室から作動流体が流れ出す第1通路と、前記第1通路と並列に設けられる第2通路と、前記第1通路に設けられて減衰力を発生させる減衰力発生機構と、前記第2通路に設けられる減衰力可変機構と、を有し、前記減衰力可変機構は、内部に前記第2通路の少なくとも一部が形成される筒状のケース部材と、該ケース部材内に配置された軸部と、前記ケース部材内に前記軸部に貫通されて配置され、内周側または外周側が支持され、非支持側に前記ケース部材との間または前記軸部との間をシールする環状の弾性シール部材が設けられ、撓み可能な環状のディスクと、前記ディスクにより画成されて設けられた前記ケース部材内の2つの室と、を有し、前記減衰力発生機構が減衰力を発生させているとき、前記減衰力可変機構の前記ディスクが前記第2通路流通を遮断する。
本発明によれば、小型化が可能となる。
本発明に係る第1実施形態の緩衝器を示す断面図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器を示すピストン周辺の部分断面図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器を示すピストン、減衰力発生機構および減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第1実施形態の緩衝器のピストン速度に対する減衰力の関係を概念的に示す特性線図である。 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実施形態の緩衝器を示すピストン、伸び側の減衰力発生機構および伸び側の減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第2実施形態の緩衝器を示すピストン、縮み側の減衰力発生機構および縮み側の減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第2実施形態の緩衝器のピストン速度に対する減衰力の関係を概念的に示す特性線図である。 本発明に係る第3実施形態の緩衝器を示すピストン、減衰力発生機構および減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第3実施形態の緩衝器のピストン速度に対する減衰力の関係を概念的に示す特性線図である。 本発明に係る第4実施形態の緩衝器を示すピストン、減衰力発生機構および減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第4実施形態の緩衝器のピストン速度に対する減衰力の関係を概念的に示す特性線図である。 本発明に係る第5実施形態の緩衝器を示すピストン、減衰力発生機構および減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第6実施形態の緩衝器を示すピストン、減衰力発生機構および減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第7実施形態の緩衝器を示すベースバルブおよび減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第8実施形態の緩衝器を示す断面図である。 本発明に係る第8実施形態の緩衝器を示す減衰力発生機構周辺の部分断面図であり、特に、ソレノイドに対する制御電流が0(フェイル発生時)の状態を示す。 本発明に係る第8実施形態の緩衝器を示す減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第8実施形態の緩衝器のピストン速度に対する減衰力の関係を概念的に示す特性線図である。 本発明に係る第9実施形態の緩衝器を示す減衰力可変機構周辺の部分断面図である。 本発明に係る第9実施形態の変形例を示す減衰力可変機構周辺の部分断面図である。
「第1実施形態」
本発明に係る第1実施形態を図1~図4に基づいて説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、図面における上側を「上」とし、図面における下側を「下」として説明する。
第1実施形態の緩衝器1は、図1に示すように、いわゆる複筒型の油圧緩衝器であり、作動流体としての油液が封入されるシリンダ2を有している。シリンダ2は、円筒状の内筒3と、この内筒3よりも大径で内筒3を覆うように同心状に設けられる有底円筒状の外筒4と、外筒4の上部開口側を覆うカバー5とを有しており、内筒3と外筒4との間にリザーバ室6が形成されている。
外筒4は、円筒状の胴部材11と、胴部材11の下部側に嵌合固定されて胴部材11の下部を閉塞する底部材12とからなっている。底部材12には、胴部材11とは反対の外側に取付アイ13が固定されている。
カバー5は、筒状部15と筒状部15の上端側から径方向内方に延出する内フランジ部16とを有している。カバー5は、胴部材11の上端開口部を内フランジ部16で覆い胴部材11の外周面を筒状部15で覆うように胴部材11に被せられており、この状態で、筒状部15の一部が径方向内方に加締められて胴部材11に固定されている。
シリンダ2の内筒3内には、ピストン18が摺動可能に嵌装されている。このピストン18は、内筒3内を上室19と下室20の2つの室に区画している。内筒3内の上室19および下室20内には作動流体としての油液が封入され、内筒3と外筒4との間のリザーバ室6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、一端がシリンダ2の外部へと延出されるピストンロッド21の他端側が挿入されており、ピストン18は、このピストンロッド21のシリンダ2内に配置される他端側に連結されている。ピストン18およびピストンロッド21は一体に移動する。ピストンロッド21がシリンダ2からの突出量を増やす伸び行程において、ピストン18は上室19側へ移動することになり、ピストンロッド21がシリンダ2からの突出量を減らす縮み行程において、ピストン18は下室20側へ移動することになる。
内筒3および外筒4の上端開口側には、ロッドガイド22が嵌合されており、外筒4にはロッドガイド22よりもシリンダ2の外部側である上側にシール部材23が装着されている。ロッドガイド22とシール部材23との間には摩擦部材24が設けられている。ロッドガイド22、シール部材23および摩擦部材24は、いずれも環状をなしており、ピストンロッド21は、これらロッドガイド22、摩擦部材24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の外部に延出されている。
ここで、ロッドガイド22は、ピストンロッド21を、その径方向移動を規制しつつ軸方向移動可能に支持して、このピストンロッド21の移動を案内する。シール部材23は、その外周部で外筒4に密着し、その内周部で、軸方向に移動するピストンロッド21の外周部に摺接して、内筒3内の油液と、外筒4内のリザーバ室6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。摩擦部材24は、その内周部でピストンロッド21の外周部に摺接して、ピストンロッド21に摩擦抵抗を発生させる。なお、摩擦部材24は、シールを目的とするものではない。
ロッドガイド22は、その外周部が、下部よりも上部が大径となる段差状をなしており、小径の下部において内筒3の上端の内周部に嵌合し大径の上部において外筒4の上部の内周部に嵌合する。外筒4の底部材12上には、下室20とリザーバ室6とを画成するベースバルブ25が設置されており、このベースバルブ25に内筒3の下端の内周部が嵌合されている。外筒4の上端部は、図示せぬ一部が径方向内方に加締められており、この加締め部分とロッドガイド22とがシール部材23を挟持している。
ピストンロッド21は、主軸部27と、これより小径の取付軸部28とを有している。取付軸部28はシリンダ2内に配置されてピストン18等が取り付けられている。主軸部27の取付軸部28側の端部は、軸直交方向に沿って延在する軸段部29となっている。取付軸部28の外周部には、軸方向の中間位置に軸方向に延在する通路溝30が形成されており、軸方向の主軸部27とは反対側の先端位置にオネジ31が形成されている。通路溝30は、ピストンロッド21の中心軸線に直交する面での断面の形状が長方形、正方形、D字状のいずれかをなすように形成されている。
ピストンロッド21には、主軸部27のピストン18とロッドガイド22との間の部分に、いずれも円環状のストッパ部材32および緩衝体33が設けられている。ストッパ部材32は、内周側にピストンロッド21を挿通させており、加締められて主軸部27の径方向内方に凹む固定溝34に固定されている。緩衝体33も、内側にピストンロッド21を挿通させており、ストッパ部材32とロッドガイド22との間に配置されている。
緩衝器1は、例えばピストンロッド21のシリンダ2からの突出部分が上部に配置されて車体により支持され、シリンダ2側の取付アイ13が下部に配置されて車輪側に連結される。これとは逆に、シリンダ2側が車体により支持され、ピストンロッド21が車輪側に連結されるようにしても良い。車輪が走行に伴って振動すると該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が、上記変化はピストン18およびピストンロッド21の少なくともいずれか一方に形成された流路の流体抵抗により抑制される。以下で詳述するごとくピストン18およびピストンロッド21の少なくともいずれか一方に形成された流路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。上記シリンダ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上記シリンダ2とピストンロッド21との間に作用する。以下で説明するとおり、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、車両走行における高い安定性が得られる。
図2に示すように、ピストン18は、ピストンロッド21に支持される金属製のピストン本体35と、ピストン本体35の外周面に一体に装着されて内筒3内を摺動する円環状の合成樹脂製の摺動部材36とによって構成されている。
ピストン本体35には、上室19と下室20とを連通させ、ピストン18の上室19側への移動、つまり伸び行程において上室19から下室20に向けて油液が流れ出す通路を内側に形成する複数(図2では断面とした関係上一カ所のみ図示)の通路穴38と、ピストン18の下室20側への移動、つまり縮み行程において下室20から上室19に向けて油液が流れ出す通路を内側に形成する複数(図2では断面とした関係上一カ所のみ図示)の通路穴39とが設けられている。つまり、複数の通路穴38内の通路と複数の通路穴39内の通路とが、ピストン18の移動により上室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。通路穴38は、円周方向において、それぞれ間に一カ所の通路穴39を挟んで等ピッチで形成されており、ピストン18の軸方向一側(図2の上側)が径方向外側に軸方向他側(図2の下側)が径方向内側に開口している。
図3に示すように、これら半数の通路穴38に対して、減衰力を発生する減衰力発生機構41が設けられている。減衰力発生機構41は、ピストン18の軸方向の一端側である下室20側に配置されて、ピストンロッド21に取り付けられている。通路穴38は、ピストンロッド21およびピストン18が伸び側(図3の上側)に移動するときに油液が通過する伸び側の通路を内側に形成しており、これらに対して設けられた減衰力発生機構41は、伸び側の通路穴38内の通路の油液の流動を抑制して減衰力を発生させる伸び側の減衰力発生機構となっている。ピストンロッド21の取付軸部28には、減衰力発生機構41のピストン18とは反対側に隣接して、伸び行程でピストン18の往復動の周波数(以下、ピストン周波数と称す)に感応して減衰力を可変とする減衰力可変機構43が取り付けられている。
また、図2に示すように、残りの半数を構成する通路穴39は、円周方向において、それぞれ間に一カ所の通路穴38を挟んで等ピッチで形成されており、ピストン18の軸線方向他側(図2の下側)が径方向外側に軸線方向一側(図2の上側)が径方向内側に開口している。
そして、これら残り半数の通路穴39に、減衰力を発生する減衰力発生機構42が設けられている。減衰力発生機構42は、ピストン18の軸方向の他端側である軸線方向の上室19側に配置されて、ピストンロッド21に取り付けられている。通路穴39は、ピストンロッド21およびピストン18が縮み側(図2の下側)に移動するときに油液が通過する縮み側の通路を内側に形成しており、これらに対して設けられた減衰力発生機構42は、縮み側の通路穴39内の通路の油液の流動を抑制して減衰力を発生させる縮み側の減衰力発生機構となっている。
ピストン本体35は、略円板形状をなしており、その径方向の中央には、軸方向に貫通して、ピストンロッド21の取付軸部28を嵌合させるための嵌合穴45が形成されている。ピストン本体35の軸方向の下室20側の端部は、その嵌合穴45と通路穴38との間の部分が減衰力発生機構41の内周側を支持しており、ピストン本体35の軸方向の上室19側の端部は、その嵌合穴45と通路穴39との間の部分が減衰力発生機構42の内周側を支持している。
ピストン本体35の軸方向の下室20側の端部には、通路穴38の下室20側の開口よりも径方向外側に、減衰力発生機構41の一部である環状のバルブシート部47が形成されている。また、ピストン本体35の軸方向の上室19側の端部には、通路穴39の上室19側の開口よりも径方向外側に、減衰力発生機構42の一部である環状のバルブシート部49が形成されている。ピストン本体35の嵌合穴45は、ピストンロッド21の取付軸部28を嵌合させる軸方向のバルブシート部49側の小径穴部301と、これよりも軸方向のバルブシート部47側の大径穴部302とを有している。ピストン大径穴部302は、ピストンロッド21に面してシート部材55側に形成されている。
ピストン本体35において、バルブシート部47の嵌合穴45とは反対側は、バルブシート部47よりも軸線方向高さが低い段差状をなしており、この段差状の部分に縮み側の通路穴39の下室20側の開口が配置されている。また、同様に、ピストン本体35において、バルブシート部49の嵌合穴45とは反対側は、バルブシート部49よりも軸線方向高さが低い段差状をなしており、この段差状の部分に伸び側の通路穴38の上室19側の開口が配置されている。
図3に示すように、伸び側の減衰力発生機構41は、圧力制御型のバルブ機構であり、軸方向のピストン18側から順に、一枚のディスク51と、一枚のメインバルブ52と、一枚のディスク53と、一枚のディスク54と、一つのシート部材55と、一枚のディスク56と、一枚のディスク57と、一枚のディスク58と、一枚のディスク59と、一枚のディスク60と、一枚のディスク61と、一枚のディスク62とを有している。ディスク51,53,54,56~62およびシート部材55は、金属製である。ディスク51,53,54,56~62は、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。メインバルブ52およびシート部材55は、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な円環状をなしている。
シート部材55は、軸直交方向に沿う有孔円板状の底部71と、底部71の内周側に形成された軸方向に沿う円筒状の内側円筒状部72と、底部71の外周側に形成された軸方向に沿う円筒状の外側円筒状部73とを有している。底部71は、内側円筒状部72および外側円筒状部73に対し軸方向の一側にずれており、底部71には、軸方向に貫通する貫通穴74が形成されている。内側円筒状部72の内側には、軸方向の底部71側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合させる小径穴部75が形成されており、軸方向の底部71とは反対側に小径穴部75より大径の大径穴部76が形成されている。
シート部材55の内側円筒状部72の軸方向の底部71側の端部は、ディスク56の内周側を支持しており、内側円筒状部72の軸方向の底部71とは反対側の端部は、ディスク54の内周側を支持している。シート部材55の外側円筒状部73の軸方向の底部71側の端部は、環状のバルブシート部79となっている。貫通穴74を含むシート部材55の内側は、メインバルブ52にピストン18の方向に圧力を加えるパイロット室80となっている。
ディスク51は、バルブシート部47の内径よりも小径の外径となっている。メインバルブ52は、金属製のディスク85と、ディスク85に固着されるゴム製のシール部材86とからなっている。ディスク85は、内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしており、バルブシート部47の外径よりも若干大径の外径となっている。シール部材86は、ディスク85のピストン18とは反対の外周側に固着されており、円環状をなしている。
ディスク51には、ピストン本体35の通路穴38よりも径方向外側に軸方向に貫通する貫通穴87が形成されている。ディスク85は、ピストン18のバルブシート部47に着座可能である。メインバルブ52は、ピストン18に設けられた通路穴38内の通路とシート部材55に設けられたパイロット室80との間に設けられており、ピストン18の伸び側への摺動によって生じる油液の流れを抑制して減衰力を発生させる。このメインバルブ52はディスクバルブとなっている。
シール部材86は、シート部材55の外側円筒状部73の内周面に全周にわたり接触して、メインバルブ52と外側円筒状部73との隙間をシールする。よって、メインバルブ52とシート部材55との間の上記したパイロット室80は、メインバルブ52に、ピストン18の方向、つまりバルブシート部47にディスク85を着座させる閉弁方向に内圧を作用させる。ディスク51の貫通穴87、ピストン18の大径穴部302、ピストンロッド21の通路溝30、ディスク54の切欠91が、パイロット室80にシリンダ2内の上室19から通路穴38内の通路を介して油液を導入する通路となっている。メインバルブ52は、パイロット室80を有するパイロットタイプの減衰バルブであり、ディスク85がピストン18のバルブシート部47から離座して開くと、通路穴38内の通路からの油液をピストン18とシート部材55の外側円筒状部73との間で径方向に広がる通路88を介して下室20に流す。つまり、伸び側の減衰力発生機構41は、ディスク51の貫通穴87、ピストン18の大径穴部302、ピストンロッド21の通路溝30、ディスク54の切欠91内の通路を介して油液の流れの一部をパイロット室80に導入してパイロット室80の圧力によってメインバルブ52の開弁を制御する。
ディスク53は、内側円筒状部72の外径よりも小径で大径穴部76の内径よりも大径の外径となっている。ディスク54は、ディスク51と同材質且つ同形状の共通部品であり、内周側に切欠91が形成されている。切欠91は、内側円筒状部72のディスク54への接触部分を径方向に横断しており、切欠91内の通路を介してシート部材55の大径穴部76内の通路とパイロット室80とが常時連通している。
ディスク56は、シート部材55のバルブシート部79の内径よりも小径の外径となっている。ディスク57は、バルブシート部79の外径よりも若干大径の外径となっており、バルブシート部79に着座可能となっている。ディスク57には、外周側に切欠93が形成されており、切欠93は、バルブシート部79を径方向に横断している。
ディスク58、ディスク59およびディスク60は、ディスク57の外径と同径の外径となっている。ディスク61は、ディスク60の外径よりも小径の外径となっている。ディスク62は、ディスク61の外径よりも大径且つディスク60の外径よりも小径の外径となっている。
ディスク57~60が、バルブシート部79に離着座可能であって、バルブシート部79から離座することで、パイロット室80と下室20とを連通させるとともにこれらの間の油液の流れを抑制するディスクバルブ99を構成している。パイロット室80は、メインバルブ52とシート部材55とディスクバルブ99とで囲まれて形成されており、ディスク57の切欠93は、ディスク57がバルブシート部79に当接状態にあってもパイロット室80を下室20に連通させる固定オリフィス100を構成している。ディスク62は、ディスクバルブ99の開方向への変形時にディスク60に当接してディスクバルブ99の変形を抑制する。
ピストン18に設けられた伸び側の通路穴38内の通路と、開時のメインバルブ52とバルブシート部47との隙間と、ピストン18と外側円筒状部73との間で径方向に広がる通路88と、ディスク51に設けられた貫通穴87、ピストン18の大径穴部302、シート部材55の大径穴部76およびディスク54の切欠91と、パイロット室80と、固定オリフィス100と、開時のディスクバルブ99とバルブシート部79との隙間とが、伸び行程でのピストン18の移動により上室19から下室20に向けて油液が流れ出す伸び側の第1通路101を構成している。伸び側の減衰力発生機構41は、この伸び側の第1通路101に設けられて減衰力を発生させる。
図2に示すように、縮み側の減衰力発生機構42は、軸方向のピストン18側から順に、一枚のディスク111と、一枚のディスク112と、複数枚のディスク113と、複数枚のディスク114と、一枚のディスク115と、一枚のディスク116と、一枚の環状部材117とを有している。ディスク111~116および環状部材117は、金属製であり、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしている。
ディスク111は、ピストン18のバルブシート部49の内径よりも小径の外径となっている。ディスク112は、ピストン18のバルブシート部49の外径よりも若干大径の外径となっており、バルブシート部49に着座可能となっている。ディスク112には、外周側に切欠121が形成されており、切欠121はバルブシート部49を径方向に横断している。
複数枚のディスク113は、同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク112の外径と同径の外径となっている。複数枚のディスク114は、同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク113の外径よりも小径の外径となっている。ディスク115は、ディスク114の外径よりも小径の外径となっている。ディスク116は、ディスク114の外径よりも大径且つディスク113の外径よりも小径の外径となっている。環状部材117は、ディスク116の外径よりも小径の外径となっており、ディスク111~116よりも厚く高剛性となっている。この環状部材117は、ピストンロッド21の軸段部29に当接している。
ディスク112~114が、バルブシート部49に離着座可能であり、バルブシート部49から離座することで通路穴39内の通路を上室19に開放可能であって、上室19と下室20との間の油液の流れを抑制するディスクバルブ122を構成している。ディスク112の切欠121は、ディスク112がバルブシート部49に当接状態にあっても上室19と下室20とを連通させる固定オリフィス123を構成している。環状部材117はディスクバルブ122の開方向への規定以上の変形を規制する。
ピストン18に設けられた縮み側の通路穴39内の通路と、固定オリフィス123と、開時のディスクバルブ122とバルブシート部49との隙間とが、縮み行程でのピストン18の移動により下室20から上室19に向けて油液が流れ出す縮み側の第1通路102を構成している。縮み側の減衰力発生機構42は、この縮み側の第1通路102に設けられて減衰力を発生させる。
本実施形態では、図3に示す伸び側のディスクバルブ99、縮み側のディスクバルブ122をいずれも内周クランプのディスクバルブの例を示したが、これに限らず、減衰力を発生する機構であればよく、例えば、ディスクバルブをコイルバネで付勢するリフトタイプのバルブとしてもよく、また、ポペット弁であってもよい。
減衰力可変機構43は、軸方向の減衰力発生機構41側から順に、一つのケース部材本体131と、一枚のディスク132と、一枚のディスク133および一枚の区画ディスク134(ディスク)と、複数枚のディスク135と、蓋部材139とを有している。ケース部材本体131、ディスク132,133,135および蓋部材139は、金属製である。ディスク132,133,135は、いずれも内側にピストンロッド21の軸部としての取付軸部28を嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしており、ケース部材本体131および蓋部材139は、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な円環状をなしている。
蓋部材139は、ケース部材本体131に嵌合されて筒状のケース部材140をケース部材本体131とで構成するものである。ケース部材本体131は、軸直交方向に沿う有孔円板状の基部141と、基部141の内周側に形成された軸方向に沿う円筒状の内側円筒状部142と、基部141の内側円筒状部142よりも外周側に形成された軸方向に沿う円筒状のシート部143とを有している。内側円筒状部142は、基部141から軸方向両側に突出しており、シート部143は、基部141から軸方向片側のみに突出している。内側円筒状部142の内側には、軸方向におけるシート部143の突出方向とは反対側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合させる小径穴部145が形成されており、軸方向のシート部143側に小径穴部145より大径の大径穴部146が形成されている。また、基部141のシート部143よりも外周側には、円筒状の筒状部166が形成されている。
ケース部材本体131の内側円筒状部142は、その軸方向の小径穴部145側の一端部でディスク62の内周側を支持しており、その軸方向の大径穴部146側の他端部でディスク132の内周側を支持している。ケース部材本体131のシート部143は、その突出先端側の端部で、区画ディスク134の外周側を支持している。また、シート部143には、周方向部分的に切欠き303が形成され、ケース部材本体131におけるシート部143の径方向内側と径方向外側とが常時連通している。
ディスク132は、内側円筒状部142のこれに接触する部分よりも大径且つシート部143の内径よりも小径の外径となっている。ディスク132には、内周側に切欠151が形成されている。切欠151は、内側円筒状部142のディスク132への接触部分を径方向に横断している。ディスク133は、ディスク132の外径よりも小径の外径となっている。
区画ディスク134は、金属製のディスク155と、ディスク155の外周側に固着されるゴム製のシール部材156とからなっており、弾性変形可能となっている。ディスク155は、内側にディスク133とは隙間をもって配置可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしており、ディスク133よりも厚さが薄くなっている。ディスク155は、ケース部材本体131のシート部143の外径よりも大径の外径となっている。
シール部材156は、ディスク155の外周側に円環状をなして固着されている。シール部材156は、ディスク155から軸方向の蓋部材139とは反対側に突出する円環状のシール本体部158と、ディスク155から軸方向の蓋部材139側に突出する円環状の突出部159とを有している。また、ディスク155と、ケース部材本体131との間には、環状の隙間が設けられ、シール部材156は、その隙間を介してディスク155の両面にシール本体部158と突出部159とを固着している。このような構成としたことにより、ディスク155へのシール部材156の固着を容易にしている。シール本体部158は、ディスク155側の端部の内径つまり最小内径がシート部143の外径よりも若干大径となっている。これにより、区画ディスク134は、そのディスク155がケース部材本体131のシート部143に着座可能となっている。突出部159にはそのディスク155とは反対側に開口し径方向に貫通する径方向溝161が形成されている。この径方向溝161により、下室20の圧力が後述する可変室171よりも高圧になると、区画ディスク134のディスク155がシート部143に着座する。なお、シート部143に切欠303が設けられているため、ディスク155のシール部材本体158が設けられる側と、突出部159が設けられる側の受圧面積とは同じ程度となる。
ディスク135は、区画ディスク134のディスク155の内径よりも大径の外径となっている。これにより、区画ディスク134は、内周側が、ディスク132とディスク135との間にディスク133の軸方向長の範囲で移動可能に支持されている。また、区画ディスク134は、非支持側である外周側にケース部材140との間をシールする環状のシール部材156が設けられており、シール部材156がケース部材140に接触してケース部材140に対し芯出しされる。言い換えれば、区画ディスク134の内周側は、両面側からクランプされずに片面側のみディスク135に支持される単純支持構造となっている。
蓋部材139は、内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な有孔円板状であり、ケース部材本体131の筒状部166内に嵌合される。蓋部材139には、径方向の中間部に軸方向に貫通する貫通穴167が形成されている。貫通穴167は、蓋部材139におけるディスク135よりも径方向外側に形成されており、ディスク155が撓むことで蓋部材139に接触するシール部材156よりも径方向内側に形成されている。
区画ディスク134のシール本体部158は、ケース部材本体131の筒状部166の内周面に全周にわたり接触して、区画ディスク134と筒状部166との隙間をシールする。つまり、区画ディスク134はパッキンバルブである。シール本体部158は、区画ディスク134がケース部材140内で許容される範囲で変形しても、区画ディスク134と筒状部166との隙間を常時シールする。区画ディスク134は、そのシール本体部158が筒状部166に全周にわたり接触することで上記のようにケース部材140に対し芯出しされる。区画ディスク134は、ケース部材140内を、ケース部材本体131の基部141側の容量可変な可変室171と、蓋部材139側の容量可変な可変室172とに区画する。可変室171はディスク132の切欠151内の通路を介してケース部材本体131の大径穴部146内の通路に連通し、可変室172は蓋部材139の貫通穴167内の通路を介して下室20に連通する。
ピストンロッド21には、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、環状部材117、ディスク116、ディスク115、複数枚のディスク114、複数枚のディスク113、ディスク112、ディスク111、ピストン18、ディスク51、メインバルブ52、ディスク53、ディスク54、シート部材55、ディスク56、ディスク57、ディスク58、ディスク59、ディスク60、ディスク61、ディスク62、ケース部材本体131、ディスク132、ディスク133が、この順に、軸段部29に重ねられている。シート部材55は、メインバルブ52のシール部材86を外側円筒状部73に嵌合させている。
また、ディスク133を内側に挿通させた状態で、区画ディスク134がケース部材本体131のシート部143に重ねられている。さらに、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、複数枚のディスク135、蓋部材139が、この順に、ディスク133に重ねられている。蓋部材139は、ケース部材本体131の筒状部166に嵌合されている。加えて、環状部材117と同材質且つ同形状の共通部品である環状部材175が取付軸部28を内側に挿通させて蓋部材139に重ねられている。
このように部品が配置された状態で、環状部材175よりも突出する取付軸部28のオネジ31にナット176が螺合されている。この状態で、環状部材117、ディスク116、ディスク115、複数枚のディスク114、複数枚のディスク113、ディスク112,111、ピストン18、ディスク51、メインバルブ52、ディスク53,54、シート部材55、ディスク56~62、ケース部材本体131、ディスク132,133、複数枚のディスク135、蓋部材139および環状部材175は、それぞれ内周側または全部がピストンロッド21の軸段部29とナット176とに挟持されて軸方向にクランプされている。その際に、区画ディスク134は、内周側が軸方向にクランプされることはない。ナット176は、汎用の六角ナットである。
つまり、縮み側の減衰力発生機構42と、ピストン18と、伸び側の減衰力発生機構41と、伸び側の減衰力可変機構43とが、それぞれの内周側にピストンロッド21が挿通された状態で、ピストンロッド21にナット176により締結されている。言い換えれば、ピストン18と、減衰力可変機構43を構成するケース部材本体131、ディスク132,133、複数枚のディスク135および蓋部材139とが、内周側にピストンロッド21が挿通された状態で、ピストンロッド21にナット176により締結される。なお、減衰力可変機構43を予め組み立てた状態で、ピストンロッド21に組み付けることも可能である。その場合、ピストンロッド21のかわりにダミーのロッドを挿通させておき、このロッドを抜きつつピストンロッド21の取付軸部28を減衰力可変機構43の内周側に挿通させることになる。減衰力可変機構43を予め組み立てた状態とする場合、ケース部材本体131の筒状部166に蓋部材139を圧入して固定することが可能になる。
このようにピストンロッド21に取り付けられた状態で、ディスク51の貫通穴87の通路と、ピストン18の大径穴部302内の通路と、ピストンロッド21の通路溝30内の通路と、伸び側の減衰力発生機構41のシート部材55の大径穴部76内の通路と、減衰力可変機構43のケース部材本体131の大径穴部146内の通路とが連通することになる。これにより、パイロット室80が、ディスク54の切欠91内の通路と、シート部材55の大径穴部76内の通路と、ピストンロッド21の通路溝30内の通路と、ケース部材本体131の大径穴部146内の通路と、ディスク132の切欠151内の通路とを介して減衰力可変機構43の可変室171に常時連通することになる。また、減衰力可変機構43の可変室172は、蓋部材139の貫通穴167を介して下室20に常時連通することになる。切欠91内の通路と、大径穴部76内の通路と、通路溝30内の通路と、大径穴部146内の通路と、ディスク132の切欠151内の通路と、可変室171,172と、貫通穴167内の通路とが、上記した伸び側の第1通路101から分岐し分岐後に第1通路101と並列に設けられる伸び側の第2通路181を構成している。よって、ケース部材140には、その内部に、第2通路181の少なくとも一部である2つの可変室171,172が区画ディスク134により画成されて設けられている。
区画ディスク134は、内周側がディスク132とディスク135との間で移動し外周側がシート部143と蓋部材139との間で移動する範囲で変形可能となっている。ここで、区画ディスク134のディスク155の外周側を軸方向一側から支持するシート部143とディスク155の内周側を軸方向他側から支持するディスク135との間の軸方向の最短距離は、ディスク155の軸方向の厚さよりも小さくなっている。よって、可変室171,172が同圧のとき、ディスク155は、若干変形した状態でシート部143とディスク135とに自身の弾性力で全周にわたって圧接している。区画ディスク134は、その内周側が全周にわたってディスク135に接触する状態では、第2通路181の可変室171,172間の油液の流通を遮断する。区画ディスク134は、可変室171,172の圧力状態にかかわらず、その全周を常にディスク135に接触させるように設定されており、よって、第2通路181の可変室171,172間の流通を常時遮断している。なお、伸び行程では遮断するが、縮み行程では流れるようにしてもよい。
図1に示すように、外筒4の底部材12と内筒3との間には、上記したベースバルブ25が設けられている。このベースバルブ25は、下室20とリザーバ室6とを仕切るベースバルブ部材191と、このベースバルブ部材191の下側つまりリザーバ室6側に設けられるディスク192と、ベースバルブ部材191の上側つまり下室20側に設けられるディスク193と、ベースバルブ部材191にディスク192およびディスク193を取り付ける取付ピン194とを有している。
ベースバルブ部材191は、径方向の中央に取付ピン194が挿通される円環状をなしている。ベースバルブ部材191には、下室20とリザーバ室6との間で油液を流通させる複数の通路穴195と、これら通路穴195の径方向の外側にて、下室20とリザーバ室6との間で油液を流通させる複数の通路穴196とが形成されている。リザーバ室6側のディスク192は、下室20から通路穴195を介するリザーバ室6への油液の流れを許容する一方でリザーバ室6から下室20への通路穴195を介する油液の流れを抑制する。ディスク193は、リザーバ室6から通路穴196を介する下室20への油液の流れを許容する一方で下室20からリザーバ室6への通路穴196を介する油液の流れを抑制する。
ディスク192は、ベースバルブ部材191とによって、緩衝器1の縮み行程において開弁して下室20からリザーバ室6に油液を流すとともに減衰力を発生する縮み側の減衰バルブ197を構成している。ディスク193は、ベースバルブ部材191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6から下室20内に油液を流すサクションバルブ198を構成している。なお、サクションバルブ198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6から下室20に実質的に減衰力を発生させることなく液を流す機能を果たす。
ピストンロッド21が伸び側に移動する伸び行程で、伸び側の減衰力発生機構41のみが作用する場合には、ピストン18の移動速度(以下、ピストン速度と称す)が遅い時、上室19からの油液は、図3に示す第1通路101を構成する、通路穴38内の通路、ディスク51の貫通穴87内の通路、ピストン18の大径穴部302内の通路、ピストンロッド21の通路溝30内の通路、伸び側の減衰力発生機構41のシート部材55の大径穴部76内の通路、ディスク54の切欠91内の通路、パイロット室80およびディスクバルブ99の固定オリフィス100を介して下室20に流れ、オリフィス特性(減衰力がピストン速度の2乗にほぼ比例する)の減衰力が発生する。このため、ピストン速度に対する減衰力の特性は、図4の実線X11の左側の低速域に示すようにピストン速度の上昇に対して比較的減衰力の上昇率が高くなる。また、ピストン速度が速くなると、上室19からの油液は、第1通路101を構成する、通路穴38内の通路、貫通穴87内の通路、ピストン18の大径穴部302内の通路、ピストンロッド21の通路溝30内の通路、伸び側の減衰力発生機構41のシート部材55の大径穴部76内の通路、ディスク54の切欠91内の通路、およびパイロット室80から、ディスクバルブ99を開きながら、ディスクバルブ99とバルブシート部79との間を通って、下室20に流れることになり、バルブ特性(減衰力がピストン速度にほぼ比例する)の減衰力が発生する。このため、ピストン速度に対する減衰力の特性は、図4の実線X11の左右方向中間の中速域に示すようにピストン速度の上昇に対して減衰力の上昇率はやや下がることになる。
また、ピストン速度がさらに高速の領域になると、メインバルブ52に作用する力(油圧)の関係は、通路穴38内の通路から加わる開方向の力がパイロット室80から加わる閉方向の力よりも大きくなる。よって、この領域では、ピストン速度の増加に伴いメインバルブ52がピストン18のバルブシート部47から離れて開くことになり、第1通路101を構成する、通路穴38内の通路、貫通穴87内の通路およびパイロット室80からディスクバルブ99とバルブシート部79との間を通る下室20への流れに加え、同じく第1通路101を構成するピストン18とシート部材55の外側円筒状部73との間の通路88を介して下室20に油液を流すため、減衰力の上昇を抑えることになる。このときのピストン速度に対する減衰力の特性は、図4の実線X11の右側の高速域に示すようにピストン速度の上昇に対して減衰力の上昇率はやや下がった状態が維持されることになる。
ピストンロッド21が縮み側に移動する縮み行程では、ピストン速度が遅い時、下室20からの油液は、図2に示す縮み側の第1通路102を構成する通路穴39内の通路とディスクバルブ122の固定オリフィス123を介して上室19に流れオリフィス特性(減衰力がピストン速度の2乗にほぼ比例する)の減衰力が発生することになる。このため、ピストン速度に対する減衰力の特性は、図4の実線X12の左側の低速域に示すようにピストン速度の上昇に対して比較的減衰力の上昇率が高くなる。また、ピストン速度が速くなると、下室20から縮み側の第1通路102を構成する通路穴39内の通路に導入された油液が、基本的にディスクバルブ122を開きながらディスクバルブ122とバルブシート部49との間を通って上室19に流れることになり、バルブ特性(減衰力がピストン速度にほぼ比例する)の減衰力が発生する。このため、ピストン速度に対する減衰力の特性は、図4の実線X12の左右方向中間から右側の中高速域に示すようにピストン速度の上昇に対して減衰力の上昇率はやや下がることになる。
以上が、減衰力発生機構41,42のみが作用する場合であるが、第1実施形態では、減衰力可変機構43が、ピストン速度が同じ場合でも、ピストン周波数に応じて減衰力を可変とする。
つまり、ピストン周波数が高いときの伸び行程では、上室19の圧力が高くなって、図3に示す通路穴38内の通路と、ディスク51の貫通穴87内の通路と、ピストン18の大径穴部302内の通路と、ピストンロッド21の通路溝30内の通路と、第2通路181の可変室171よりもパイロット室80側の部分とを介して、減衰力可変機構43の可変室171に上室19から油液を導入させる。これに応じて、第2通路181の下室20側の部分である減衰力可変機構43の可変室172から、蓋部材139の貫通穴167内の通路を介して下室20に油液を排出させる。これらに応じて、それまでシート部143とディスク135とに当接していた区画ディスク134が、突出部159を蓋部材139に近づけるように変形する。
このように区画ディスク134が変形することにより、可変室171に上室19から油液を導入することになり、上室19から第1通路101を通過して下室20に流れる油液の流量が減ることになる。これにより、図4に破線X13で示すように伸び側の減衰力がソフトになる。ここで、区画ディスク134の内周側は、ディスク132から離間してディスク135に片面側からのみ支持されているため、内周側がディスク132に近づくように変形し易く、よって、外周側の突出部159が蓋部材139に近づくように容易に変形する。
他方で、ピストン周波数が低いときの伸び行程では、区画ディスク134の変形の周波数も追従して低くなるため、伸び行程の初期に、上室19から可変室171に油液が流れるものの、その後は区画ディスク134が蓋部材139に当接して停止し、上室19から可変室171に油液が流れなくなる。これにより、上室19から通路穴38内の通路を含む第1通路101に導入され減衰力発生機構41を通過して下室20に流れる油液の流量が減らない状態となり、図4に実線X11で示すように伸び側の減衰力がハードになる。
縮み行程では、下室20の圧力が高くなるが、減衰力可変機構43の区画ディスク134が、ケース部材本体131のシート部143に当接して可変室172の拡大を抑制しているため、下室20から蓋部材139の貫通穴167内の通路を介して可変室172に導入される油液の量は抑制されることになる。その結果、下室20から通路穴39内の通路に導入され減衰力発生機構42を通過して上室19に流れる油液の流量が減らない状態となり、図4に実線X12で示すように減衰力がハードになる。また、区画ディスク134の内周側がディスク135から離れるため差圧が発生しないので、区画ディスク134が撓むこともない。
上記した特許文献1に記載のものは、減衰力可変機構がフリーピストンをハウジング内で移動させるものであるため軸方向長が長く、緩衝器全体の基本長が長くなってしまう。また、減衰力可変機構のハウジングをロッドに螺合させるものであるため、組み立て作業が煩雑になってしまう。ピストンロッド内に通路穴を形成しているため、加工が煩雑になってしまう。
これに対して、第1実施形態の減衰力可変機構43は、ケース部材本体131との間をシールする環状のシール部材156が設けられた環状の弾性変形可能な区画ディスク134でケース部材本体131内に可変室171,172を画成するものであるため、軸方向長を短縮可能であり、緩衝器1の全体の基本長を短く小型化することが可能となる。
また、減衰力可変機構43の軸方向長を短縮可能であるため、ピストン18および減衰力可変機構43のケース部材本体131のそれぞれの内周側を、ピストンロッド21が挿通された状態で汎用のナット176でピストンロッド21に締結することができる。よって、ピストン18および減衰力可変機構43をピストンロッド21に締結することが容易にでき、組み立て性が飛躍的に向上する。
また、区画ディスク134は、内周側が、両面側からクランプされずに片面側のみ支持されているため、変形が容易となり、可変室171,172の容積を容易に変更することができる。よって、減衰力可変機構43の応答性を向上させることができる。
また、伸び側の減衰力発生機構41は、ピストン18の摺動によって生じる油液の流れを抑制して減衰力を発生させるメインバルブ52と、メインバルブ52に閉弁方向に圧力を作用させるパイロット室80と、を備えており、油液の流れの一部をパイロット室80に導入してパイロット室80の圧力によってメインバルブ52の開弁を制御する圧力制御型であるため、減衰力可変機構43の容積の可変幅が小さくても、上室19から下室20への油液の流れが低流量であるピストン18の低速域から、高流量となるピストン18の高速域まで、図4に実線X11および破線X13で示すように減衰力を可変にできる。よって、例えば、ピストン速度が高速で高周波数のインパクトショックをソフトな乗り心地に改善できる。
また、第2通路181のピストンロッド21に形成される部分を、ピストンロッド21の取付軸部28の外周部に形成された通路溝30で形成するため、加工が容易となる。
また、伸び行程において機能する減衰力可変機構43が設けられており、縮み行程において機能する減衰力可変機構が設けられていないため、コスト増を抑制しつつ、例えば伸び行程でピストン周波数に感応して減衰力を可変とすることにより効果的な路面状態等に対して、乗り心地の向上が図れる。また、縮み行程においてピストン周波数に感応して減衰力を可変とする減衰力可変機構を有する緩衝器では姿勢制御が難しく、伸び行程においてピストン周波数に感応して減衰力を可変とする減衰力可変機構43を有する緩衝器で効果的に姿勢制御が可能な車両に用いて好適となる。
「第2実施形態」
次に、第2実施形態を主に図5~図8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5に示すように、第2実施形態においては、第1実施形態の伸び側の減衰力発生機構41とは一部異なる伸び側の減衰力発生機構41Dと、伸び側の減衰力可変機構43とは一部異なる伸び側の減衰力可変機構43Dとが設けられている。
減衰力発生機構41Dは、図6に示すように、メインバルブ52のディスク85に貫通穴87Dが形成されており、これにより、この貫通穴87Dの内側が、パイロット室80にシリンダ2内の上室19から通路穴38内の通路を介して油液を導入する通路となっている。つまり、伸び側の減衰力発生機構41Dは、メインバルブ52の貫通穴87D内の通路を介して油液の流れの一部をパイロット室80に導入してパイロット室80の圧力によってメインバルブ52の開弁を制御する。このため、ディスク51には通路は形成されず、ピストン18に大径穴部302も形成されていない。ピストンロッド21の通路溝30も短くなっている。
減衰力可変機構43Dには、軸方向の減衰力発生機構41Dの側に、ケース部材本体131の筒状部166をなくした形状の蓋部材131Dが設けられている。また、減衰力可変機構43Dには、軸方向の減衰力発生機構41Dの側に、蓋部材139に筒状部166を形成した形状のケース部材本体139Dが設けられている。蓋部材131Dが、ケース部材本体139Dの筒状部166に嵌合されて筒状のケース部材140をケース部材本体139Dとで構成する。
第2実施形態においては、第1実施形態の縮み側の減衰力発生機構42にかえて、伸び側の減衰力発生機構41Dと同様の構成の縮み側の減衰力発生機構42Aが、ピストン18よりも主軸部27側に設けられている。また、第2実施形態においては、減衰力発生機構42Aよりも主軸部27側に、縮み行程でピストン周波数に感応して減衰力を可変とする縮み側の減衰力可変機構43Aが設けられている。縮み側の減衰力可変機構43Aは、伸び側の減衰力可変機構43Dと同様の構成となっている。
上記に伴って、第2実施形態のピストンロッド21は、取付軸部28が第1実施形態よりも長くなっており、取付軸部28の外周部には、通路溝30と主軸部27との間に軸方向に延在する通路溝30Aが形成されている。
縮み側の減衰力発生機構42Aは、図6に示すように、圧力制御型のバルブ機構であり、軸方向のピストン18側から順に、一枚のディスク51Aと、一枚のメインバルブ52Aと、一枚のディスク53Aと、一枚のディスク54Aと、一つのシート部材55Aと、一枚のディスク56Aと、一枚のディスク57Aと、一枚のディスク58Aと、一枚のディスク59Aと、一枚のディスク60Aと、一枚のディスク61Aと、一枚のディスク62Aとを有している。ディスク51A,53A,54A,56A~62Aは、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしており、メインバルブ52Aおよびシート部材55Aは、いずれも内側にピストンロッド21の取付軸部28を嵌合可能な円環状をなしている。
シート部材55Aは、シート部材55と同材質且つ同形状の共通部品である。よって、シート部材55Aは、シート部材55と同様、底部71Aと内側円筒状部72Aと外側円筒状部73Aとを有しており、底部71Aに貫通穴74Aが形成されている。また、内側円筒状部72Aの内側に、小径穴部75Aおよび大径穴部76Aが形成されている。
内側円筒状部72Aの軸方向の一端部は、ディスク56Aの内周側を支持しており、内側円筒状部72Aの軸方向の他端部は、ディスク54Aの内周側を支持している。シート部材55Aの外側円筒状部73Aの軸方向の一端部は、環状のバルブシート部79Aとなっている。貫通穴74Aを含むシート部材55Aの内側は、メインバルブ52Aにピストン18の方向に圧力を加えるパイロット室80Aとなっている。
ディスク51Aは、伸び側の減衰力発生機構41Dのディスク51と同材質且つ同形状の共通部品であり、ピストン18のバルブシート部49の内径よりも小径の外径となっている。メインバルブ52Aは、伸び側の減衰力発生機構41Dのメインバルブ52と同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク85Aとシール部材86Aとからなっている。ディスク85Aは、バルブシート部49の外径よりも若干大径の外径となっており、貫通穴87Aが形成されている。ディスク85Aは、ピストン18のバルブシート部49に着座可能であり、その際に、貫通穴87A内の通路が通路穴39内の通路に連通する。メインバルブ52Aは、ピストン18に設けられた通路穴39内の通路とシート部材55Aに設けられたパイロット室80Aとの間に設けられており、ピストン18の縮み側への摺動によって生じる油液の流れを抑制して減衰力を発生させる。
メインバルブ52Aは、パイロット室80Aを有するパイロットタイプの減衰バルブであり、ディスク85Aがピストン18のバルブシート部49から離座して開くと、通路穴39内の通路からの油液をピストン18とシート部材55Aとの間で径方向に広がる通路88Aを介して上室19に流す。縮み側の減衰力発生機構42Aは、メインバルブ52Aの貫通穴87Aを介して油液の流れの一部をパイロット室80Aに導入してパイロット室80Aの圧力によってメインバルブ52Aの開弁を制御する。
ディスク53Aは、ディスク53と同材質且つ同形状の共通部品である。ディスク54Aは、ディスク54と同材質且つ同形状の共通部品であり、内周側に切欠91Aが形成されている。切欠91A内の通路を介してシート部材55Aの大径穴部76A内の通路とパイロット室80Aとが連通する。
ディスク56Aは、ディスク56と同材質且つ同形状の共通部品である。ディスク57Aは、ディスク57と同材質且つ同形状の共通部品であり、シート部材55Aのバルブシート部79Aの外径よりも若干大径の外径となっており、バルブシート部79Aに着座可能となっている。ディスク57Aには、外周側に切欠93Aが形成されており、切欠93Aは、バルブシート部79Aを径方向に横断している。
ディスク58Aはディスク58と同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク59Aはディスク59と同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク60Aはディスク60と同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク61Aはディスク61と同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク62Aは、ディスク62と同材質且つ同形状の共通部品である。
ディスク57A~60Aが、バルブシート部79Aに離着座可能であり、バルブシート部79Aから離座することで、パイロット室80Aと上室19とを連通させるとともにこれらの間の油液の流れを抑制するディスクバルブ99Aを構成している。パイロット室80Aは、メインバルブ52Aとシート部材55Aとディスクバルブ99Aとで囲まれて形成されており、ディスク57Aの切欠93Aは、ディスク57Aがバルブシート部79Aに当接状態にあってもパイロット室80Aを上室19に連通させる固定オリフィス100Aを構成している。
ピストン18に設けられた縮み側の通路穴39内の通路と、開時のメインバルブ52Aとバルブシート部49との隙間と、ピストン18と外側円筒状部73Aとの間で径方向に広がる通路88Aと、メインバルブ52Aに設けられた貫通穴87A内の通路と、パイロット室80Aと、固定オリフィス100Aと、開時のディスクバルブ99Aとバルブシート部79Aとの隙間とが、縮み行程でのピストン18の移動により下室20から上室19に向けて油液が流れ出す縮み側の第1通路102Aを構成している。縮み側の減衰力発生機構42Aは、この第1通路102Aに設けられて減衰力を発生させる。
縮み側の減衰力可変機構43Aは、軸方向の減衰力発生機構42A側から順に、一つの蓋部材131Aと、一枚のディスク132Aと、一枚のディスク133Aおよび一枚の区画ディスク134A(ディスク)と、複数枚のディスク135Aと、ケース部材本体139Aとを有している。
蓋部材131Aは、蓋部材131Dと同材質且つ同形状の共通部品であり、ケース部材本体139Aに嵌合されてケース部材本体139Aとで筒状のケース部材140Aを構成する。蓋部材131Aは、基部141Aと、内側円筒状部142Aと、シート部143Aとを有している。内側円筒状部142Aの内側には、小径穴部145Aおよび大径穴部146Aが形成されている。シート部143Aに切欠303Aが設けられている。
蓋部材131Aの内側円筒状部142Aは、その軸方向の一端部でディスク62Aの内周側を支持しており、その軸方向の他端部でディスク132Aの内周側を支持している。蓋部材131Aのシート部143Aは、その端部が、区画ディスク134Aを支持している。ディスク132Aは、ディスク132と同材質且つ同形状の共通部品であり、内周側に切欠151Aが形成されている。ディスク133Aは、ディスク133と同材質且つ同形状の共通部品である。
区画ディスク134Aは、区画ディスク134と同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク155Aとシール部材156Aとからなっている。シール部材156Aは、シール本体部158Aと突出部159Aとを有している。区画ディスク134Aは、そのディスク155Aが蓋部材131Aのシート部143Aに着座可能となっている。突出部159Aには径方向溝161Aが形成されている。
区画ディスク134Aは、内周側が、ディスク132Aとディスク135Aとの間にディスク133Aの軸方向長の範囲で移動可能に支持されており、非支持側である外周側にケース部材140Aとの間をシールする環状のシール部材156Aが設けられている。言い換えれば、区画ディスク134Aは、内周側が、両面側からクランプされずに片面側のみディスク135Aに支持される単純支持構造となっている。
ケース部材本体139Aは、ケース部材本体139Dと同材質且つ同形状の共通部品であり、底部165Aと筒状部166Aとを有している。底部165Aには貫通穴167Aが形成されている。
区画ディスク134Aのシール本体部158Aは、ケース部材本体139Aの筒状部166Aの内周面に全周にわたり接触して、区画ディスク134Aと筒状部166Aとの隙間をシールする。区画ディスク134Aは、ケース部材140A内を、軸方向の蓋部材131A側の可変室171Aと、ケース部材本体139Aの底部165A側の可変室172Aとに区画する。可変室171Aはディスク132Aの切欠151A内の通路を介して蓋部材131Aの大径穴部146A内の通路に連通し、可変室172Aはケース部材本体139Aの貫通穴167A内の通路を介して上室19に連通する。
ピストンロッド21には、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、環状部材117、ケース部材本体139A、複数枚のディスク135A、ディスク133Aが、この順に、軸段部29に重ねられている。また、ディスク133Aを内側に挿通させた状態で、区画ディスク134Aがディスク135Aに重ねられている。さらに、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、ディスク132A、蓋部材131Aが、この順に、ディスク133Aに重ねられている。蓋部材131Aは、ケース部材本体139Aの筒状部166Aに嵌合されている。
また、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、ディスク62A、ディスク61A、ディスク60A、ディスク59A、ディスク58A、ディスク57A、ディスク56A、シート部材55A、ディスク54A、ディスク53A、メインバルブ52A、ディスク51A、ピストン18が、この順に、蓋部材131Aに重ねられている。メインバルブ52Aは、そのシール部材86Aをシート部材55Aの外側円筒状部73Aに嵌合させている。
さらに、図7に示すように、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、ディスク51、メインバルブ52、ディスク53、ディスク54、シート部材55、ディスク56、ディスク57、ディスク58、ディスク59、ディスク60、ディスク61、ディスク62、蓋部材131D、ディスク132、ディスク133が、この順に、ピストン18に重ねられている。シート部材55は、その外側円筒状部73にメインバルブ52のシール部材86を嵌合させている。
また、ディスク133を内側に挿通させた状態で、区画ディスク134が蓋部材131Dに重ねられている。さらに、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、複数枚のディスク135、ケース部材本体139D、環状部材175が、この順に、ディスク133に重ねられている。ケース部材本体139Dは、筒状部166を蓋部材131Dに嵌合させている。
このように部品が配置された状態で、環状部材175よりも突出する取付軸部28のオネジ31にナット176が螺合されている。これにより、環状部材117、ケース部材本体139A、複数枚のディスク135A、ディスク133A,132A,蓋部材131A、ディスク62A,61A,60A,59A,58A,57A,56A、シート部材55A、ディスク54A,53A、メインバルブ52A、ディスク51A、ピストン18、ディスク51、メインバルブ52、ディスク53,54、シート部材55、ディスク56,57,58,59,60,61,62、蓋部材131D、ディスク132,133、複数枚のディスク135、ケース部材本体139Dおよび環状部材175は、それぞれ内周側または全部がピストンロッド21の軸段部29とナット176とに挟持されて軸方向にクランプされる。その際に、区画ディスク134A,134は、内周側が軸方向にクランプされることはない。
つまり、縮み側の減衰力可変機構43Aと、縮み側の減衰力発生機構42Aと、ピストン18と、伸び側の減衰力発生機構41Dと、伸び側の減衰力可変機構43Dとが、それぞれの内周側にピストンロッド21が挿通された状態で、ピストンロッド21にナット176により締結される。言い換えれば、ピストン18と、伸び側の減衰力可変機構43Dを構成する蓋部材131D、ディスク132,133、複数枚のディスク135およびケース部材本体139Dと、縮み側の減衰力可変機構43Aを構成する蓋部材131A、ディスク132A,133A、複数枚のディスク135Aおよびケース部材本体139Aとが、内周側にピストンロッド21が挿通された状態で、ピストンロッド21にナット176により締結される。なお、減衰力可変機構43A,43Dも、予め組み立てた状態で、ピストンロッド21に組み付けることが可能である。
このようにピストンロッド21に取り付けられた状態で、図7に示すように、ピストンロッド21の通路溝30内の通路と、伸び側の減衰力発生機構41Dのシート部材55の大径穴部76内の通路と、伸び側の減衰力可変機構43Dの蓋部材131Dの大径穴部146内の通路とが連通することになる。これにより、伸び側の減衰力発生機構41Dのパイロット室80が、第1実施形態と同様に、伸び側の減衰力可変機構43Dの可変室171に常時連通することになる。また、可変室172は下室20に常時連通する。
また、図6に示すように、ピストンロッド21の通路溝30A内の通路と、縮み側の減衰力発生機構42Aのシート部材55Aの大径穴部76A内の通路と、縮み側の減衰力可変機構43Aの蓋部材131Aの大径穴部146A内の通路とが連通することになる。
加えて、縮み側の減衰力発生機構42Aのパイロット室80Aが、ディスク54Aの切欠91A内の通路と、シート部材55Aの大径穴部76A内の通路と、ピストンロッド21の通路溝30A内の通路と、蓋部材131Aの大径穴部146A内の通路と、ディスク132Aの切欠151A内の通路とを介して縮み側の減衰力可変機構43Aの可変室171Aに常時連通することになる。また、縮み側の減衰力可変機構43Aの可変室172Aは、ケース部材140Aの貫通穴167Aを介して上室19に常時連通することになる。切欠91A内の通路と、大径穴部76A内の通路と、通路溝30A内の通路と、大径穴部146A内の通路と、切欠151A内の通路と、可変室171A,172Aと、貫通穴167A内の通路とが、上記した第1通路102Aから分岐し分岐後に第1通路102Aと並列に設けられる第2通路181Aを構成している。よって、ケース部材140Aには、内部に第2通路181Aの少なくとも一部である2つの可変室171A,172Aが区画ディスク134Aにより画成されて設けられている。区画ディスク134Aは、第2通路181Aの流通を常時遮断している。
第2実施形態では、ピストンロッド21が伸び側に移動する伸び行程は、第1実施形態と同様に作動することになり、ピストンロッド21が縮み側に移動する縮み行程が、第1実施形態と異なる。
ピストン周波数が高いときの縮み行程では、下室20の圧力が高くなると、図6に示す通路穴39内の通路と、パイロット室80Aと、第2通路181Aの可変室171Aよりもパイロット室80A側の部分とを介して、減衰力可変機構43Aの可変室171Aに下室20から油液を導入させる。これに応じて、第2通路181Aの下室20側の部分である減衰力可変機構43Aの可変室172Aから、ケース部材140Aの貫通穴167A内の通路を介して上室19に油液を排出させる。これらに応じて、それまでシート部143Aとディスク135Aとに当接していた区画ディスク134Aが、突出部159Aをケース部材140Aの底部165Aに近づけるように変形する。
このように区画ディスク134Aが変形することにより、可変室171Aに下室20から油液を導入することになり、下室20から第1通路102Aを通過して上室19に流れる油液の流量が減ることになる。これにより、図8に破線X21で示すように縮み側の減衰力がソフトになる。ここで、区画ディスク134Aの内周側は、ディスク132Aから離間してディスク135Aに片面側のみ支持されているため、内周側がディスク132Aに近づくように変形し易く、よって、外周側の突出部159Aがケース部材140Aの底部165Aに近づくように容易に変形する。
ピストン周波数が低いときの縮み行程では、区画ディスク134Aの変形の周波数も追従して低くなるため、縮み行程の初期に、下室20から可変室171Aに油液が流れるものの、その後は区画ディスク134Aがケース部材140Aの底部165Aに当接して停止し、下室20から可変室171Aに油液が流れなくなるため、下室20から通路穴39内の通路を含む第1通路102Aに導入され減衰力発生機構42Aを通過して上室19に流れる油液の流量が減らない状態となり、図8に実線X12で示すように縮み側の減衰力がハードになる。
第2実施形態の縮み側の減衰力可変機構43Aは、ケース部材140Aとの間をシールする環状のシール部材156Aが設けられた弾性変形可能な環状の区画ディスク134Aでケース部材140A内に可変室171A,172Aを画成するものであるため、軸方向長を短縮可能である。よって、伸び側の減衰力可変機構43Dおよび縮み側の減衰力可変機構43Aの両方を設ける場合であっても緩衝器1の全体の基本長を短く小型化することが可能となる。
また、減衰力可変機構43A,43Dの軸方向長を短縮可能であるため、伸び側の減衰力可変機構43Dおよび縮み側の減衰力可変機構43Aの両方を設ける場合であっても、ピストン18および減衰力可変機構43A,43Dのケース部材140,140Aのそれぞれの内周側を、ピストンロッド21が挿通された状態で汎用のナット176でピストンロッド21に締結することができる。よって、ピストン18および減衰力可変機構43A,43Dをピストンロッド21に締結することが容易にできる。
また、区画ディスク134Aも、内周側が、両面側からクランプされずに片面側のみ支持されているため、変形が容易となり、可変室171A,172Aの容積を容易に変更することができる。よって、減衰力可変機構43Aの応答性を向上させることができる。
また、縮み側の減衰力発生機構42Aも、ピストン18の摺動によって生じる油液の流れを抑制して減衰力を発生させるメインバルブ52Aと、メインバルブ52Aに閉弁方向に圧力を作用させるパイロット室80Aと、を備えており、油液の流れの一部をパイロット室80Aに導入してパイロット室80Aの圧力によってメインバルブ52Aの開弁を制御する圧力制御型であるため、減衰力可変機構43Aの容積の可変幅が小さくても、下室20から上室19への油液の流れが低流量であるピストン18の低速域から高流量となるピストン18の高速域まで、図8に実線X12および破線X21で示すように減衰力を可変にできる。
また、第2通路181,181Aのピストンロッド21に形成される部分を、ピストンロッド21の取付軸部28の外周部に形成された通路溝30,30Aで形成するため、加工が容易となる。
また、伸び行程においてピストン周波数に感応して減衰力を可変とする減衰力可変機構43Dと、縮み行程においてピストン周波数に感応して減衰力を可変とする減衰力可変機構43Aとが設けられているため、さらなる乗り心地の向上が図れる。
「第3実施形態」
次に、第3実施形態を主に図9および図10に基づいて第1,第2実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第1,第2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9に示すように、第3実施形態においては、第2実施形態の伸び側の減衰力発生機構41Dにかえて、第1実施形態の縮み側の減衰力発生機構42と同様の構成の伸び側の減衰力発生機構41Bが設けられている。また、第3実施形態においては、第2実施形態の伸び側の減衰力可変機構43Dは設けられていない。第3実施形態においては、第2実施形態の縮み側の減衰力発生機構42Aおよび縮み側の減衰力可変機構43Aが設けられている。
第3実施形態のピストンロッド21は、取付軸部28の外周部に通路溝として通路溝30Aのみが形成されている。
伸び側の減衰力発生機構41Bは、ピストン18の伸び側の通路穴38に対して設けられている。減衰力発生機構41Bは、ピストン18の軸方向の一端側である下室20側に配置されて、ピストンロッド21に取り付けられている。減衰力発生機構41Bは、軸方向のピストン18側から順に、一枚のディスク111Bと、一枚のディスク112Bと、複数枚のディスク113Bと、複数枚のディスク114Bと、一枚のディスク115Bと、一枚のディスク116Bとを有している。
ディスク111Bは、ディスク111と同材質且つ同形状の共通部品であり、ピストン18のバルブシート部47の内径よりも小径の外径となっている。ディスク112Bは、ディスク112と同材質且つ同形状の共通部品であり、ピストン18のバルブシート部47の外径よりも若干大径の外径となっており、バルブシート部47に着座可能となっている。ディスク112Bには、外周側に切欠121Bが形成されており、切欠121Bはバルブシート部47を径方向に横断している。
複数枚のディスク113Bはディスク113と同材質且つ同形状の共通部品であり、複数枚のディスク114Bはディスク114と同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク115Bはディスク115と同材質且つ同形状の共通部品であり、ディスク116Bはディスク116と同材質且つ同形状の共通部品である。
ディスク112B~114Bが、バルブシート部47に離着座可能であり、バルブシート部47から離座することで通路穴38内の通路を下室20に開放可能であって、上室19と下室20との間の油液の流れを抑制するディスクバルブ122Bを構成している。ディスク112Bの切欠121Bは、ディスク112Bがバルブシート部47に当接状態にあっても上室19と下室20とを連通させる固定オリフィス123Bを構成している。環状部材175は、ディスクバルブ122Bの開方向への規定以上の変形を規制する。
ピストン18に設けられた伸び側の通路穴38内の通路と、固定オリフィス123Bと、開時のディスクバルブ122Bとバルブシート部47との隙間とが、伸び行程でのピストン18の移動により上室19から下室20に向けて油液が流れ出す伸び側の第1通路101Bを構成している。伸び側の減衰力発生機構41Bは、この伸び側の第1通路101Bに設けられて減衰力を発生させる。
ピストンロッド21には、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、環状部材117、ケース部材本体139A、複数枚のディスク135A、ディスク133Aが、この順に、軸段部29に重ねられている。また、ディスク133Aを内側に挿通させた状態で、区画ディスク134Aがディスク135Aに重ねられている。さらに、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、ディスク132A、蓋部材131Aが、この順に、ディスク133Aに重ねられている。蓋部材131Aは、ケース部材本体139Aの筒状部166Aに嵌合されている。
さらに、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、ディスク62A、ディスク61A、ディスク60A、ディスク59A、ディスク58A、ディスク57A、ディスク56A、シート部材55A、ディスク54A、ディスク53A、メインバルブ52A、ディスク51A、ピストン18が、この順に、蓋部材131Aに重ねられている。さらに、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、ディスク111B、ディスク112B、複数枚のディスク113B、複数枚のディスク114B、ディスク115B、ディスク116B、環状部材175が、この順に、ピストン18に重ねられている。
このように部品が配置された状態で、環状部材175よりも突出する取付軸部28のオネジ31にナット176が螺合されている。これにより、環状部材117、ケース部材本体139A、複数枚のディスク135A、ディスク133A,132A,蓋部材131A、ディスク62A,61A,60A,59A,58A,57A,56A、シート部材55A、ディスク54A,53A、メインバルブ52A、ディスク51A、ピストン18、ディスク111B,112B、複数枚のディスク113B、複数枚のディスク114B、ディスク115B,116B、環状部材175は、それぞれ内周側または全部がピストンロッド21の軸段部29とナット176とに挟持されて軸方向にクランプされる。その際に、区画ディスク134Aは、内周側が軸方向にクランプされることはない。つまり、縮み側の減衰力可変機構43Aと、ピストン18と、伸び側の減衰力発生機構41Bとが、それぞれの内周側にピストンロッド21が挿通された状態で、ピストンロッド21にナット176により締結される。
このようにピストンロッド21に取り付けられた状態で、第2実施形態と同様に、ピストンロッド21の通路溝30A内の通路と、縮み側の減衰力発生機構42Aのシート部材55Aの大径穴部76A内の通路と、縮み側の減衰力可変機構43Aの蓋部材131Aの大径穴部146A内の通路とが連通することになる。これにより、縮み側の減衰力発生機構42Aのパイロット室80Aが、縮み側の減衰力可変機構43Aの可変室171Aに常時連通することになる。
第3実施形態では、ピストンロッド21が縮み側に移動する縮み行程は、第2実施形態と同様に作動することになり、ピストンロッド21が伸び側に移動する伸び行程が、第1,第2実施形態と異なる。
伸び行程では、上室19の圧力が上昇することになるが、減衰力可変機構43Aの区画ディスク134Aが、蓋部材131Aのシート部143Aに当接して可変室172Aの拡大を規制しているため、上室19からケース部材140Aの貫通穴167A内の通路を介して可変室172Aに導入される油液の量は抑制されることになる。その結果、上室19から通路穴38内の通路に導入され減衰力発生機構41Bを通過して下室20に流れる油液の流量が減らない状態となり、図10に実線X11で示すように伸び側の減衰力がハードになる。
第3実施形態では、縮み行程において機能する減衰力可変機構43Aが設けられており、伸び行程において機能する減衰力可変機構が設けられていないため、コスト増を抑制しつつ、例えば縮み行程でピストン周波数に感応して減衰力を可変とすることにより効果的な路面等に対して、乗り心地の向上が図れる。また、伸び行程においてピストン周波数に感応して減衰力を可変とする減衰力可変機構を有する緩衝器では姿勢制御が難しく、縮み行程においてピストン周波数に感応して減衰力を可変とする減衰力可変機構43Aを有する緩衝器で効果的に姿勢制御が可能な車両に用いて好適となる。
「第4実施形態」
次に、第4実施形態を主に図11および図12に基づいて第1,第3実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第1,第3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11に示すように、第4実施形態においては、第1実施形態の縮み側の減衰力発生機構42と、第3実施形態の伸び側の減衰力発生機構41Bとが設けられている。また、第4実施形態においては、第2実施形態の伸び側の減衰力可変機構43Dとは一部異なる減衰力可変機構43Cが設けられており、第3実施形態の縮み側の減衰力可変機構43Aは設けられていない。
第4実施形態において、ピストン18の嵌合穴45が、ピストンロッド21の取付軸部28を嵌合させる軸方向のバルブシート部49側の小径穴部201と、これよりも軸方向のバルブシート部47側の大径穴部202とを有している。また、ディスク111Bには、内周側に切欠203が形成されており、切欠203は、大径穴部202内の通路と通路穴38内の通路とを連通させている。
ピストンロッド21には、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、環状部材117、ディスク116、ディスク115、複数枚のディスク114、複数枚のディスク113、ディスク112、ディスク111、ピストン18が、この順に、軸段部29に重ねられている。さらに、取付軸部28をそれぞれの内側に挿通させた状態で、ディスク111B、ディスク112B、複数枚のディスク113B、複数枚のディスク114B、ディスク115B、ディスク116B、蓋部材131Dが、この順に、ピストン18に重ねられている。
また、シート部143には周方向部分的に切欠303が形成され、シート部143の内周側と外周側とを常時連通している。シート部143には、区画ディスク134Cが設けられている。さらに、ケース部材本体139D、環状部材175が、設けられている。ケース部材本体139Dは、筒状部166を蓋部材131Dに嵌合させている。また、ケース部材本体139Dの筒状部166の内周側には、大径部250、小径部251が設けられることで段部252が形成され、区画ディスク134Cのディスク155Cの外径側を支持している。なお、段部252とシート部143との間の軸方向の寸法はディスク155Cの厚さよりも小さくなっている。これにより、区画ディスク134Cにセット荷重を与えることができる。区画ディスク134Cに設けられるシール部材156Cのシール本体部158Cと突出部159Cとは、ピストンロッド21側に設けられる。このように区画ディスク134Cとピストンロッド21との間を環状のシール部材156Cによりシールする。また、区画ディスク134Cと、軸部としての取付軸部28との間には、環状の隙間が設けられ、シール本体部158Cと突出部159Cとは、区画ディスク134Cの両面に固着されてもうけられる。このような構成としたことにより、区画ディスク134Cへのシール本体部158Cと突出部159Cとからなるシール部材の固着を容易にしている。
このように部品が配置された状態で、環状部材175よりも突出する軸部としての取付軸部28のオネジ31にナット176が螺合されている。これにより、環状部材117、ディスク116,115、複数枚のディスク114、複数枚のディスク113、ディスク112,111、ピストン18、ディスク111B,112B、複数枚のディスク113B、複数枚のディスク114B、ディスク115B,ディスク116B、蓋部材131D、ケース部材本体139Dおよび環状部材175は、それぞれ内周側または全部がピストンロッド21の軸段部29とナット176とに挟持されて軸方向にクランプされる。その際に、区画ディスク134Cは、内周側が軸方向にクランプされることはない。
つまり、縮み側の減衰力発生機構42と、ピストン18と、伸び側の減衰力発生機構41Bと、伸び側の減衰力可変機構43Cとが、それぞれの内周側にピストンロッド21が挿通された状態で、ピストンロッド21にナット176により締結される。
このようにピストンロッド21に取り付けられた状態で、ピストンロッド21の通路溝30内の通路と、ピストン18の大径穴部202内の通路と、減衰力可変機構43の蓋部材131Dの大径穴部146内の通路とが連通することになる。これにより、伸び側の通路穴38内の通路が、ディスク111Bの切欠203内の通路と、ピストン18の大径穴部202内の通路と、ピストンロッド21の通路溝30内の通路と、蓋部材131Dの大径穴部146内の通路とを介して減衰力可変機構43の可変室171に常時連通することになる。切欠203内の通路と、大径穴部202内の通路と、通路溝30内の通路と、大径穴部146内の通路と、可変室171,172と、貫通穴167とが、伸び側の第1通路101Bから分岐後、第1通路101Bと並列に設けられる伸び側の第2通路181Cを構成している。よって、ケース部材140には、内部に第2通路181Cの少なくとも一部である2つの可変室171,172が区画ディスク134Cにより画成されて設けられている。区画ディスク134Cは、第2通路181Cの流通を伸び行程のみ遮断している。縮み行程では、区画ディスク134Cは区画ディスク134Cの支持側である段部252側が開弁し、チェック弁の機能を果たしている。
第4実施形態においては、ピストン速度が遅く且つピストン周波数が高いときの伸び行程では、上室19の圧力が高くなって、通路穴38内の通路と、第2通路181Cの可変室171よりも通路穴38側の部分とを介して、減衰力可変機構43の可変室171に上室19から油液を導入させる。これに応じて、第2通路181Cの下室20側の部分である減衰力可変機構43の可変室172から、ケース部材140の貫通穴167内の通路を介して下室20に油液を排出させる。これらに応じて、それまでシート部143と段部252とに当接していた区画ディスク134Cが、突出部159Cをケース部材本体139Dの底部165に近づけるように変形する。
このように区画ディスク134Cが変形することにより、可変室171に上室19から油液を導入することになり、上室19から第1通路101Bを通過して下室20に流れる油液の流量が減ることになる。これにより、図12に破線X41で示すように、特にピストン速度が遅いときの伸び側の減衰力がソフトになる。
他方で、ピストン速度が遅く且つピストン周波数が低いときの伸び行程では、区画ディスク134Cの変形の周波数も追従して低くなるため、伸び行程の初期に、上室19から可変室171に油液が流れるものの、その後は区画ディスク134Cがケース部材本体139Dの底部165に当接して停止し、上室19から可変室171に油液が流れなくなる。これにより、上室19から通路穴38内の通路を含む第1通路101Bに導入され減衰力発生機構41Bを通過して下室20に流れる油液の流量が減らない状態となり、ピストン速度が遅いときについても、図12に実線X42で示すように伸び側の減衰力もハードになる。
第4実施形態は、緩衝器1の全体の基本長をさらに短く小型化することが可能となり、また、部品点数が減るため、組み立てが一層容易となり、部品コストおよび組み立てコストの両方を一層低減可能となる。
なお、縮み側の減衰力発生機構42と、伸び側の減衰力発生機構41Bと、縮み側の減衰力可変機構43Aとを設け、伸び側の減衰力可変機構43を設けない構成としても良い。
「第5実施形態」
次に、第5実施形態を主に図13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13に示すように、第5実施形態においては、区画ディスク134のシール部材156がディスク155から軸方向の蓋部材139とは反対側に突出する円環状のシール本体部158のみを有しており、第1実施形態の突出部159は設けられていない。また、蓋部材139の外周側に、区画ディスク134に突出する円環状の突出部401が一体に形成されている。第4実施形態では区画ディスク134の可変室172側への所定値以上の変形を突出部401が当接して規制する。
「第6実施形態」
次に、第6実施形態を主に図14に基づいて第5実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第5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14に示すように、第6実施形態においては、蓋部材139の外周側に、区画ディスク134に突出する円環状のゴム製のストッパ402が形成されている。第4実施形態では区画ディスク134の可変室172側への所定値以上の変形を突出部401が当接して規制する。
上記実施形態では、区画ディスク134はその内周側がケース部材140内のディスク135に支持され、非支持側である外周側にシール部材156が設けられ、区画ディスク134Aもその内周側がケース部材140A内のディスク135Aに支持され、非支持側である外周側にシール部材156Aが設けられる場合を例にとり説明した。逆に、区画ディスク134Cは、その外周側がケース部材140内に支持され、非支持側である内周側にケース部材140との間をシールする環状のシール部材となっている。区画ディスク134,134Aもその外周側がケース部材140,140A内に支持され、非支持側である内周側にケース部材140,140Aとの間をシールする環状のシール部材が設けられていても良い。
上記実施形態は、複筒式の油圧緩衝器に本発明を用いた例を示したが、これに限らず、外筒をなくしシリンダ2内の下室20の上室19とは反対側に摺動可能な区画体でガス室を形成するモノチューブ式の油圧緩衝器に用いてもよく、あらゆる緩衝器に用いることができる。勿論、上記したベースバルブ25に本発明を適用することも可能である。また、シリンダ2の外部にシリンダ2内と連通する油通路を設け、この油通路に減衰力発生機構を設ける場合にも適用可能である。
なお、上記実施の形態では、油圧緩衝器を例に示したが、流体として水や空気を用いることもできる。
上記実施形態では種々の減衰力発生機構を示したが、この組み合わせに限ることなく、例えば、第1実施形態の減衰力発生機構を第2実施形態に用いてもよい。
「第7実施形態」
次に、第7実施形態を主に図15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15に示すように、第7実施形態においては、ベースバルブ25とは一部異なるベースバルブ25Eに、減衰力可変機構43Eが設けられている。ベースバルブ25Eは、いずれも第1実施形態と同様の、ベースバルブ部材191と、複数枚のディスク192と、一枚のディスク193とを有しており、取付ピン194とは一部異なる取付ピン194Eを有している。複数枚のディスク192は、ベースバルブ部材191とで減衰バルブ197を構成し、一枚のディスク193はベースバルブ部材191とでサクションバルブ198を構成している。
ベースバルブ25Eは、複数枚のディスク192のベースバルブ部材191とは反対側に配置される、ディスク192の外径よりも外径が小径のスペーサ511と、スペーサ511のディスク192とは反対側に配置される、外径がスペーサ511の外径よりも大径かつディスク192の外径よりも若干小径の規制ディスク512とを有している。また、ベースバルブ25Eは、ディスク193のベースバルブ部材191とは反対側に配置される、外径がディスク193の外径よりも小径のスペーサ514と、スペーサ514のディスク193とは反対側に配置されるバネ部材515と、バネ部材515のスペーサ514とは反対側に配置される、外径がスペーサ511の外径よりも大径かつディスク193の外径よりも若干小径の規制ディスク516と、規制ディスク516のバネ部材515とは反対側に配置される、外径が規制ディスク516の外径よりも小径のスペーサ517とを有している。
サクションバルブ198を構成するディスク193は、ベースバルブ部材191に当接して通路穴196を閉塞し、ベースバルブ部材191から離間して通路穴196を開放する。バネ部材515は、径方向外方に延出し径方向外側ほどディスク193に近づくように傾斜する複数のバネ部518を有しており、この複数のバネ部518がディスク193をベースバルブ部材191に若干の付勢力で押し付けている。サクションバルブ198には、ベースバルブ部材191の通路穴195を常時下室20に連通させる貫通穴521が形成されている。
減衰バルブ197を構成する複数枚のディスク192は、ベースバルブ部材191に当接して通路穴195を閉塞し、ベースバルブ部材191から離間して通路穴195を開放する。
取付ピン194Eは、取付軸部525と、取付軸部525の軸方向一端側から径方向外方に延出するフランジ部526とを有している。取付軸部525の軸方向のフランジ部526とは反対側の外周部にはオネジ527が形成されている。取付軸部525には、その径方向の中央に、軸方向のフランジ部526側の一端部から他端側の途中位置まで延在する通路穴531と、通路穴531に交差して取付軸部525を径方向に貫通する通路穴532とが形成されている。
減衰力可変機構43Eは、軸方向のベースバルブ25E側から順に、一つの有底筒状のケース部材本体131Eと、一枚の通路形成部材541と、一枚のディスク542と、複数枚のディスク543および一枚の区画ディスク134E(ディスク)と、区画ディスク134Eに対向する対向部材139Eとを有している。ケース部材本体131Eと対向部材139Eとがケース部材140Eを構成する。ケース部材本体131E、通路形成部材541、ディスク542,543および対向部材139Eは、金属製である。ディスク542,543は、いずれも内側に取付ピン194Eの取付軸部525を嵌合可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしており、通路形成部材541、ケース部材本体131Eおよび対向部材139Eは、いずれも内側に取付ピン194Eの取付軸部525を嵌合可能な円環状をなしている。
対向部材139Eは、有孔円板状の基部551と、基部551の外周部から軸方向一側に突出する円環状の突出部552とを有している。突出部552には、周方向に部分的に複数の切欠き553が形成されており、これら切欠き553は突出部552を径方向に貫通している。
ケース部材本体131Eは、軸直交方向に沿う有孔円板状の基部141Eと、基部141Eの外周縁部から軸方向に延出する円筒状の筒状部166Eとを有している。
通路形成部材541は、ケース部材本体131Eの基部141Eに載置されている。通路形成部材541には、その基部141E側に、径方向に貫通する複数の径方向溝546が形成されている。ディスク542は、外径が通路形成部材541の外径よりも小径となっている。複数枚のディスク543は、外径がディスク542の外径よりも小径となっている。
区画ディスク134Eは、金属製のディスク155Eと、ディスク155Eの外周側に固着されるゴム製のシール部材156Eとからなっており、弾性変形可能となっている。ディスク155Eは、内側に配置された複数枚のディスク543とに対し隙間をもって配置可能な一定厚さの有孔円形平板状をなしており、複数枚のディスク543の合計の厚さよりも厚さが薄くなっている。ディスク155Eは、外径が対向部材139Eの突出部552の外径よりも大径かつケース部材本体131Eの筒状部166Eの内径よりも小径となっている。
対向部材139Eの突出部552は、区画ディスク134Eのディスク155Eに向けて突出しており、ディスク155Eに当接して、ディスク155Eのそれ以上の対向部材139E側への移動を規制する。突出部552は、その突出先端側の端部で、区画ディスク134Eの外周側を支持している。また、突出部552は、切欠き553によってその径方向内側と径方向外側とが常時連通している。
シール部材156Eは、ディスク155Eの外周側に円環状をなして固着されている。シール部材156Eは、ディスク155Eから軸方向の対向部材139E側に突出する円環状のシール部158Eと、ディスク155Eから軸方向の対向部材139Eとは反対側に突出する円環状の弾性部159Eとを有している。シール部158Eは、ディスク155E側の端部の内径が最小内径となっており、この内径が突出部552の外径よりも大径となっている。これにより、区画ディスク134Eは、そのディスク155Eが対向部材139Eの突出部552に当接可能となっている。弾性部159Eにはディスク155Eとは反対側に開口し径方向に貫通する径方向溝161Eが形成されている。
ディスク542は、その外径が、区画ディスク134Eのディスク155Eの内径よりも大径となっている。これにより、区画ディスク134Eは、内周側が、ディスク542と対向部材139Eとの間に、複数枚のディスク543の全体の軸方向長の範囲で移動可能に支持されている。言い換えれば、区画ディスク134Eは、通路形成部材541、ディスク542,543と一体に移動する、ケース部材本体131Eおよび対向部材139Eに対して移動可能に設けられている。また、区画ディスク134Eには、非支持側である外周側に、区画ディスク134Eの外周とケース部材本体131Eの内周との間をシールする環状のシール部158Eが設けられており、シール部158Eを含むシール部材156Eがケース部材本体131Eに接触してケース部材本体131Eに対し芯出しされる。言い換えれば、区画ディスク134Eの内周側は、両面側からクランプされずに片面側のみディスク542に支持される単純支持構造となっている。シール部158Eは、区画ディスク134Eにおける軸方向の突出部552側に設けられており、この突出部552と軸方向にラップしている。
対向部材139Eは、区画ディスク134Eの基部141Eとは反対側に区画ディスク134Eと対向して設けられている。対向部材139Eは、内側に取付ピン194Eの取付軸部525を嵌合可能な有孔円板状である。区画ディスク134Eのシール部158Eが設けられる面とは反対側の面に弾性部159Eが設けられており、よって、区画ディスク134Eのシール部158Eが設けられる面とは反対側の面と、ケース部材本体131Eの基部141Eとの間に、弾性部159Eが設けられている。
区画ディスク134Eのシール部158Eは、ケース部材本体131Eの筒状部166Eの内周面に全周にわたり接触して、区画ディスク134Eと筒状部166Eとの隙間をシールする。シール部158Eは、区画ディスク134Eがケース部材本体131Eに対して許容される範囲で変形しても、区画ディスク134Eと筒状部166Eとの隙間を常時シールする。区画ディスク134Eは、そのシール部158Eが筒状部166Eに全周にわたり接触することで上記のようにケース部材本体131Eに対し芯出しされる。区画ディスク134Eは、ケース部材本体131Eとによって、ケース部材140E内の基部141E側に容量可変な可変室171Eを画成する。区画ディスク134Eは、対向部材139Eとによって、ケース部材140E内の基部551側の室172Eを区画する。区画ディスク134Eの可変室171Eとは反対側の面は下室20に臨んでいる。区画ディスク134Eは、ケース部材本体131Eの基部141Eとの間に可変室171Eを形成している。可変室171Eは、通路形成部材541の径方向溝546内の通路、取付ピン194Eの通路穴532内の通路および通路穴531内の通路を介してリザーバ室6に常時連通する。
取付ピン194Eには、取付軸部525をそれぞれの内側に挿通させた状態で、規制ディスク512、スペーサ511、複数枚のディスク192、ベースバルブ部材191、ディスク193、スペーサ514、バネ部材515、規制ディスク516、スペーサ517、ケース部材本体131E、通路形成部材541、ディスク542、複数枚のディスク543、対向部材139Eが、この順に、フランジ部526に重ねられている。このとき、区画ディスク134Eは、ケース部材本体131Eの内側に嵌合されてディスク542と対向部材139Eとの間に配置されている。この状態で、取付ピン194Eの通路穴532が、通路形成部材541の複数の径方向溝546に連通する。
このように部品が配置された状態で、取付ピン194Eの対向部材139Eよりも突出する取付軸部525のオネジ527にナット176Eが螺合される。この状態で、規制ディスク512、スペーサ511、複数枚のディスク192、ベースバルブ部材191、ディスク193、スペーサ514、バネ部材515、規制ディスク516、スペーサ517、ケース部材本体131E、通路形成部材541、ディスク542、複数枚のディスク543および対向部材139Eは、それぞれ内周側または全部が取付ピン194Eのフランジ部526とナット176Eとに挟持されて軸方向にクランプされている。その際に、区画ディスク134Eは、内周側が軸方向にクランプされることはない。ナット176Eは、汎用の六角ナットである。取付ピン194Eは、ケース部材本体131Eおよび対向部材139Eの内周側に挿通されて、ケース部材本体131Eおよび対向部材139Eの内周側を締結する。
以上により、第7実施形態では、ケース部材本体131Eと通路形成部材541とディスク542,543と対向部材139Eと区画ディスク134Eとからなる減衰力可変機構43Eが、ベースバルブ25Eに設けられている。
区画ディスク134Eは、内周側がディスク542と対向部材139Eの基部551との間で移動し外周側が突出部552とケース部材本体131Eの基部141Eとの間で移動する範囲で変形可能となっている。ここで、区画ディスク134Eのディスク155Eの外周側を軸方向一側から支持する突出部552とディスク155Eの内周側を軸方向他側から支持するディスク542との間の軸方向の最短距離は、ディスク155Eの軸方向の厚さよりも小さくなっている。よって、可変室171Eと下室20とが同圧のとき、ディスク155Eは、若干変形した状態で突出部552とディスク542とに自身の弾性力で全周にわたって圧接している。区画ディスク134Eは、その内周側が全周にわたってディスク542に接触する状態では、可変室171Eと室172Eつまり下室20との間の油液の流通を遮断する。また、区画ディスク134Eは、その内周側がディスク542から離間する状態では、可変室171Eと室172Eつまり下室20との間の油液の流通を許容する。
よって、区画ディスク134Eの内周側とディスク542とは、可変室171Eから下室20への油液の流れを許容する一方、下室20から可変室171Eへの油液の流れを規制するチェック弁555を構成している。チェック弁555は、その弁体である区画ディスク134Eの全体が軸方向に移動可能なフリーバルブである。
伸び行程で、下室20の圧力がリザーバ室6の圧力(大気圧)より低くなると、区画ディスク134Eにこの圧力が加わる。すると、区画ディスク134Eのディスク155Eの内周側がディスク542から離間し、チェック弁555が開く。その結果、リザーバ室6の油液が、通路穴531内の通路と、通路穴532内の通路と、径方向溝546内の通路と、可変室171Eと、開いたチェック弁555のディスク155Eおよびディスク542間の通路と、対向部材139Eの基部551およびディスク155E間の室172Eと、切欠き553内の通路とを通って下室20に流れる。
径方向溝546内の通路と通路穴532内の通路と通路穴531内の通路とを介して、可変室171Eとリザーバ室6とが連通していることから、インパクトショック等の高周波の縮み行程で、下室20の圧力がリザーバ室6の圧力より高くなると、区画ディスク134Eが可変室171Eの油液をリザーバ室6に流しながら、基部141E側に変形して可変室171Eの容積を減らす。すると、その分、下室20の容積が増える。これにより、減衰力がソフトになる。
第7実施形態によれば、ベースバルブ25Eにケース部材本体131Eを含む減衰力可変機構43Eが一体的に設けられているため、ピストン18およびピストンロッド21を含んで一体的に組み立てられた組立体の軸方向長をさらに短縮することが可能となる。
区画ディスク134Eのシール部158Eが設けられる面とは反対側と、ケース部材本体131Eの基部141Eとの間に弾性部159Eが設けられているため、区画ディスク134Eのケース部材本体131Eの基部141Eへの接触に起因して発生する音を抑制することができる。また、弾性部159Eが弾性変形することで区画ディスク134Eの変形が円滑となり周波数可変特性が滑らかになる。
このように、シリンダ2には、ピストンロッド21の進入及び退出を補償するリザーバ室6が設けられ、通路穴195の内側の第1通路101Eと、通路穴531,532の内側、径方向溝546の内側、可変室171E及び室172Eからなる第2通路181Eとは、シリンダ2内の一方の室である下室20とリザーバ室6の間に設けられる。
以上に述べた実施形態では、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、該シリンダ内を2つの室に区画するピストンと、一端側が前記ピストンに連結されると共に他端側が前記シリンダの外部に延出されるピストンロッドと、前記ピストンの移動により前記シリンダ内の一方の室から作動流体が流れ出す第1通路と、前記第1通路と並列に設けられる第2通路と、前記第1通路に設けられて減衰力を発生させる減衰力発生機構と、内部に前記第2通路の少なくとも一部が形成される筒状のケース部材と、該ケース部材内に配置された軸部と、前記ケース部材内に前記軸部に貫通されて配置され、内周側または外周側が支持され、非支持側に前記ケース部材との間または前記軸部との間をシールする環状の弾性シール部材が設けられ、撓み可能な環状のディスクと、前記ディスクにより画成されて設けられた前記ケース部材内の2つの室と、を有し、前記ディスクが前記第2通路の少なくとも一方への流通を遮断することを特徴とする。これにより、ケース部材との間をシールする環状のシール部材が設けられた環状のディスクでケース部材内に2つの室を画成するものであるため、軸方向長を短縮可能であり、全体の基本長を短く小型化することが可能となる。
また、前記ピストンおよび前記ケース部材の内周側は、前記ピストンロッドが挿通された状態で前記ピストンロッドにナットにより締結されていることを特徴とする。よって、組み立て性を向上させることができる。
また、前記ディスクは、内周側が、両面側からクランプされずに片面側のみ支持されていることを特徴とする。ディスクは、変形が容易となり、2つの室の容積を容易に変更することができる。
また、前記減衰力発生機構は、前記ピストンの摺動によって生じる作動流体の流れを抑制して減衰力を発生させるメインバルブと、前記メインバルブに閉弁方向に圧力を作用させるパイロット室と、を備え、作動流体の流れの一部を前記パイロット室に導入して前記パイロット室の圧力によって前記メインバルブの開弁を制御することを特徴とする。これにより、ピストンの低速域から高速域まで、減衰力を可変可能となる。
また、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、該シリンダ内を2つの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されるピストンロッドと、前記ピストンの移動により前記シリンダ内の一方の室から作動流体が流れ出す第1通路と、前記第1通路と並列に設けられる第2通路と、前記第1通路に設けられて減衰力を発生させる減衰力発生機構と、内部に前記第2通路の少なくとも一部が形成される筒状のケース部材と、前記ケース部材内に内周側または外周側が支持され、非支持側に前記ケース部材との間をシールする環状のシール部材が設けられる環状のディスクと、前記ディスクにより画成されて設けられた前記ケース部材内の2つの室と、を有し、前記ディスクは、前記第2通路の流通を伸び行程のみ遮断し、縮み行程では流通させるチェック弁とする。
また、前記軸部を前記ピストンロッドの一端側としたことを特徴とする。
また、前記シリンダには、前記ピストンロッドの侵入及び退出を補償するリザーバ室が設けられ、前記第1通路及び第2通路は、前記シリンダ内の1方の室と前記リザーバ室の間に設けられたことを特徴とする。
また、前記ディスクと、前記ケース部材または前記軸部との間には、環状の隙間が設けられ、前記弾性シール部材は、前記隙間を介して、前記ディスクの両面に固着されて設けられていることを特徴とする。
また、前記ディスクが前記第2通路の一方への流通を遮断し、他方への流通を許容することを特徴とすることを特徴とする。
また、前記他方への流通は、前記ディスクの支持側を介して許容されることを特徴とすることを特徴とする。
また、前記シール部材のシール位置は、前記ディスクの前記一方への流通の際の上流側に設けられたことを特徴とする。
「第8実施形態」
次に、第8実施形態を主に図16~図19に基づいて第1,第3実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第1,第3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16に示すように、第8実施形態においては、第1実施形態の縮み側の減衰力発生機構42と、第3実施形態の伸び側の減衰力発生機構41Bとが、ピストン18に設けられている。また、第8実施形態においては、第1,第3実施形態とは異なる減衰力発生機構601が設けられている。
図16に示すように、内筒3には、軸方向の両端部にシール部材603を介してセパレータチューブ602が外嵌されている。セパレータチューブ602と内筒3との間には、環状通路604が形成されている。環状通路604は、内筒3の上端近傍に設けられた通路605により内筒3内の上室19に連通されている。セパレータチューブ602の下部には、当該セパレータチューブ602の半径方向へ突出する円筒形の枝管606が形成されている。外筒4には、枝管606に対して同軸上に当該枝管606の外径よりも大径の開口607が形成されている。また、外筒4には、円筒形のバルブケース608が、開口607を囲むようにして、例えば溶接等により接合されている。なお、バルブケース608は、減衰力発生機構601の筒状のケースを構成している。
減衰力発生機構601は、環状通路604とリザーバ室6との間の流路に設けられており、当該環状通路604からリザーバ室6へ流れる油液の流動をメインバルブ611により制御することで減衰力を発生する。また、減衰力発生機構601は、メインバルブ611の開弁圧(セット荷重)をソレノイド610により調整することで発生する減衰力を可変させる。なお、アクチュエータとしてのソレノイド610は、例えば、サーボモータ等を適用することができる。
図17に示すように、減衰力発生機構601は、先端部がセパレータチューブ602(図16参照)の枝管606に固定される通路部材612を有する。ここで、図17における左方向は、図16における上方向である。通路部材612は、バルブケース608の内フランジ部608A(バルブケース608の底面)に当接する外フランジ部612Aを有する。メインバルブ611は、略円筒形に形成されて一端面が外フランジ部612Aの外周縁部に当接(密着)するバルブ部材613を有する。通路部材612は、上流側端が環状通路604(図16参照)に開口し、下流側端がバルブ部材613の一端面中央に形成された凹部613Aに開口する通路614を構成する。
なお、バルブケース608とメインバルブ611との間には、リザーバ室6に連通する環状の通路615が形成される。また、バルブケース608の内フランジ部608Aには、放射状に延びて通路615と環状通路604とを連通する複数の通路616が設けらている。さらに、バルブケース608の開口側端部の外周面には、ねじ部617が形成されており、当該ねじ部617に螺合したナット618を締付けることにより、バルブケース608とソレノイドケース619とが結合される。
図17に示すように、バルブ部材613は、軸孔620を中心にして等配された複数の通路621を有する。通路621は、一端が凹部613Aに開口し、他端が当該バルブ部材613の他端面に形成された内側の環状凹部622に開口する。これにより、環状凹部622は、通路621および通路部材612の通路614を介して環状通路604(図16参照)に連通される。また、バルブ部材613の他端面には、環状凹部622の外側に形成された環状凹部623が設けられる。内側の環状凹部622と外側の環状凹部623との間には、環状のバルブシート部624が形成されている。さらに、環状凹部623の外側には、環状のバルブシート部625が形成されている。なお、バルブシート部625の、環状凹部623の底面を基準にした軸方向への高さは、バルブシート部624の高さよりも高く設定されている。
図18に示すように、内側のバルブシート部624には、ディスクバルブ626の外周縁部が着座されている。ここで、図18は、図17の一部を拡大して示す図である。ディスクバルブ626は、軸方向のバルブ部材613側から順に、ディスク627と、ディスク628とを有している。ディスク627には、通路621を介して内側の環状凹部622に導入された油液を外側の環状凹部623側へ流動させるオリフィス通路629が形成されている。また、ディスクバルブ626は、その内周縁部がバルブ部材613の軸部630とスペーサ631との間で挟持されている。
一方、メインバルブ611は、外側のバルブシート部625に着座するディスクバルブ632を有している。ディスクバルブ632は、軸方向のバルブ部材613側から順に、ディスク633と、ディスク634とを有している。ディスク633には、油液を通路621からディスクバルブ626を経由して通路615へ流動させるオリフィス通路635が形成されている。ディスク633は、その内周縁部がスペーサ631とスペーサ636との間で挟持されている。なお、スペーサ636とパイロットピン640のフランジ部641の内周縁部との間には、軸方向のスペーサ636側から順に、スペーサ637と、スペーサ638とが設けられている。また、スペーサ637およびスペーサ638の外径は、スペーサ631およびスペーサ636の外径よりも大きく設定されている。
ディスクバルブ632は、所謂、パッキンバルブであり、ディスク634の背面には、その外周に沿って延びる環状のパッキン639が固着されている。そして、パッキン639をバルブケース608内のパイロットボディ642(ハウジング)に形成された環状のバルブシート面643に摺動可能に可能に当接させて当該パイロットボディ642の開口を閉塞させることにより、メインバルブ611のパイロット室644が形成される。ディスク634は、ディスク633の外径よりも大きい外径と、スペーサ636の外径よりも大きく且つスペーサ637の外径よりも小さい内径とを有している。また、ディスク634の板厚は、スペーサ636の板厚よりも薄く設定されている。
ディスク634は、パッキン639が固着された側とは反対側の面がディスク633に当接され、パッキンが固着された面の内周縁部がスペーサ637の外周縁部に当接されている。換言すると、ディスク634は、内周縁部が両面側からクランプされておらず、内周縁部の片面のみがスペーサ637で支持される単純支持構造となっている。また、ディスク634は、パッキン639をパイロットボディ642のバルブシート面643に当接させることにより芯出しされる。なお、ディスク633は、スペーサ637,636により挟持された内周縁部と、スペーサ634に当接させた外周側部分との間に、皿バネ状の傾斜部633Aが形成されている。また、ディスク633の傾斜部633Aには、オリフィス通路645が形成されている。
図17に示すように、パイロットピン640は、軸孔640Aと、当該軸孔640Aの上流側端部に形成されたオリフィス通路646と、パイロットボディ642のバルブシート面643に向かって径方向へ延びるフランジ部641とを有する。また、パイロットピン640は、上流側端部がバルブ部材613の軸孔620に嵌合され、下流側端部がパイロットボディ642の軸孔642Aに嵌合される。さらに、パイロットピン640は、フランジ部641のパイロットボディ642側の面(バルブ部材613側に対して反対側の面)の外周縁部に形成された環状のバルブシート部647を有している。
図18に示すように、パイロットピン640のバルブシート部647には、当該バルブシート部647を横断するようにして径方向へ延びる複数の通路647Aが形成されている。また、パイロットボディ642には、複数の通路647Aを介してパイロットピン640の軸孔640Aをパイロット室644(可変室685)に連通させる通路648が設けられている。さらに、パイロットピン640のフランジ部641の内周縁部とパイロットボディ642の軸部649との間には、軸方向のフランジ部641側から順に、スペーサ687と、スペーサ688とが設けられている。
図17に示すように、パイロットボディ642(ハウジング)は、パイロットピン640側とは反対側に設けられた環状の段付凹部を有している。段付凹部は、軸方向のパイロットピン640側から順に内径が大きくなるようにして、第1凹部650と、第2凹部651と、第3凹部652とを有している。第1凹部650の中央、換言すると、段付凹部の底部中央には、パイロットボディ642の段付凹部とパイロットピン640の軸孔640Aとを連通する通路653が設けられている。
第1凹部650の底面(パイロットボディ642の軸部649の端面)には、通路653の開口を囲うようにしてパイロットバルブ655(制御弁)が着座する弁座654が設けられている。パイロットバルブ655は、パイロット通路、すなわち、パイロット室644の可変室686(ハウジング内室)を、パイロットボディ642の通路684、パイロットボディ642の室683、リターンバネ656の通路656A、ディスクバルブ657の通路657A(軸孔)、保持プレート658の通路658A、およびキャップ662の通路663を通ってバルブケース608の内側の通路615(メインバルブ611の下流側)に連通する通路に設けられる。
パイロットボディ642の第3凹部652には、軸方向の第1凹部650側から順に、パイロットバルブ655をパイロットボディ642の弁座654から離れる方向へ付勢するリターンバネ656と、ソレノイド610の非通電時にフェールセーフディスクバルブとして機能するディスクバルブ657と、通路658Aが形成された保持プレート658とが設けられる。なお、リターンバネ656の外周縁部とディスクバルブ657の外周縁部との間にはスペーサ659が設けられ、ディスクバルブ657の外周縁部と保持プレート658との間にはスペーサ660が設けられる。また、第3凹部652が開口するパイロットボディ642の小径部661の一端には、キャップ662が被せられる。キャップ662には、保持プレート658の通路658Aを介してソレノイド610側へ流入した油液を通路615側へ流動させるための複数の通路663が設けられている。
パイロットバルブ655は、略有底円筒形に形成されており、テーパ状に形成された底部の外周縁には、パイロットボディ642の弁座654に着座するバルブシート部664が形成されている。また、パイロットバルブ655の軸孔655Aには、ソレノイド610の作動ピン665の一端が嵌着される。さらに、パイロットバルブ655は、リターンバネ656の内周縁部を受けるフランジ部666が有している。なお、フランジ部666は、ソレノイド610の非通電時、換言すると、パイロットバルブ655が弁座654から最も離れたとき、ディスクバルブ657に当接してフェールバルブのバルブシート部として機能する。
図17に示すように、ソレノイド610は、ソレノイドケース619と、コイルケース667とを有している。コイルケース667は、コイル668およびコア669をモールド成形して円筒状に形成されており、当該コイルケース667には、コイル668へ制御電流を供給するためのケーブル682が接続される。作動ピン665は、ステータコア670に組み込まれたブッシュ671と、コア672に組み込まれたブッシュ673とにより軸方向へ移動可能に支持されている。作動ピン665の外周面には、プランジャ674(可動鉄心)が固定されている。ソレノイド610は、コイル668に通電されると、プランジャ674がコア672に吸着されることで推力を発生する。
一方、減衰力発生機構601は、ピストン速度が同じ場合でも、ピストン周波数に応じて減衰力を可変させるフリーバルブ675を有している。図18に示すように、フリーバルブ675は、パイロットボディ642に形成された環状凹部676に収容される。環状凹部676は、バルブシート面643の半径よりも小さい半径のバルブシート面677を有している。バルブシート面677は、環状面678を介してバルブシート面643に連続する。なお、環状凹部676の内周側(軸部649側)には、環状面679Aを有する段部679が形成されている。
フリーバルブ675は、所謂、パッキンバルブであり、外周縁部のパイロット室644側の面にパッキン680(シール部材)が固着されて一体的に設けられたディスク681(ディスク)を有している。ディスク681は、パッキン680を全周にわたって環状凹部676のバルブシート面677に摺動可能に当接させることにより芯出しされる。ディスク681は、パッキン680が固着された側とは反対側の面が段部679の環状面679Aに当接される。換言すると、ディスク681は、内周縁部が両面側からクランプされておらず、内周縁部の片面のみが環状面679Aで支持される単純支持構造となっている。
ディスク681は、パッキン680が固着された側の面の中心から一定の距離だけ離れた部分がパイロットピン640のバルブシート部647に着座される。また、ディスク681は、パイロット室644を、メインバルブ611側の可変室685と環状凹部676側の可変室686(ハウジング内室)とに画分する。パイロットボディ642には、可変室686と段付凹部側(ソレノイド610側)の室683とを連通する複数の通路684が設けられている。
第8実施形態の減衰力発生機構601は、ピストンロッド21の伸び行程では、内筒3内のピストン18の移動によりピストン18の減衰力発生機構42を構成するディスクバルブ(以下「ディスクバルブ42」と称する)が閉弁し、ピストン18の減衰力発生機構41Bを構成するディスクバルブ(以下「ディスクバルブ41B」と称する)の開弁前には、上室19側の油液(作動流体)が加圧される。加圧された油液は、通路605および環状通路604を通り、セパレータチューブ602の枝管606から減衰力発生機構601の通路部材612へ流入する。このとき、ピストン18が移動した分の油液は、リザーバ室6から、ベースバルブ25のディスク193を開弁させて下室20へ流入する。なお、上室19の圧力がピストン18のディスクバルブ41Bの開弁圧力に達すると、ディスクバルブ41Bが開弁し、上室19の圧力を下室20へリリーフすることにより、上室19の過度の圧力の上昇を防止する。
一方、ピストンロッド21の縮み行程では、内筒3内のピストン18の移動に伴いディスクバルブ42が開弁し、ベースバルブ25のディスク193が閉弁する。そして、ディスクバルブ192の開弁前には、下室20の油液が通路穴39を通って上室19へ流入し、ピストンロッド21が内筒3内に進入した体積分の油液が、上室19から前述の伸び行程時と同一経路でリザーバ室6へ流通する。なお、下室20内の圧力がベースバルブ25のディスクバルブ192の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ192が開弁し、下室20の圧力をリザーバ室6へリリーフする。これにより、下室20の過度の圧力の上昇を防止することができる。
他方、減衰力発生機構610では、環状通路604から通路部材612の通路614に流入した油液は、導入通路、すなわち、パイロットピン640のオリフィス通路646、パイロットピン640の軸孔640A、パイロットボディ642の通路648、およびバルブシート部647の通路647Aを介してパイロット室644の可変室685に導入される。ここで、メインバルブ611およびパイロットバルブ655の開弁前には、通路614を流れる油液は、バルブ部材613の通路621、内側の環状凹部622、ディスクバルブ626のオリフィス通路629、外側の環状凹部623、ディスクバルブ632のオリフィス通路635、およびバルブケース608の内側の通路615を通ってリザーバ室6へ流れる。これにより、オリフィス特性(減衰力がピストン速度の2乗にほぼ比例する)の減衰力が発生する。
通路653内の圧力がパイロットバルブ655の開弁圧に達すると、パイロットバルブ655が開弁し、通路部材612の通路614に流入した油液が、当該通路653、リターンバネ656の通路656A、ディスクバルブ657の通路657A(軸孔)、保持プレート658の通路658A、キャップ662の通路663、およびバルブケース608の内側の通路615を通ってリザーバ室6へ流れる。このとき、コイル668に対する制御電流を小さくしてプランジャ674の推力を小さくすると、パイロットバルブ655の開弁圧が低下し、ソフト側の減衰力が発生する。他方で、コイル668に対する制御電流を大きくしてプランジャ674の推力を大きくすると、パイロットバルブ655の開弁圧が上昇し、ハード側の減衰力が発生する。
ピストン速度の上昇により、通路部材612の通路614の圧力が上昇すると、当該圧力は、バルブ部材613の通路621、内側の環状凹部622、およびディスクバルブ626のオリフィス通路629を介して外側の環状凹部623に伝達される。そして、環状凹部623の圧力がディスクバルブ632の開弁圧に達すると、当該ディスクバルブ632がバルブシート部625から離座して開弁する。その結果、油液は、開いたディスクバルブ632とバルブシート部625との間の隙間、およびバルブケース608の内側の通路615を通ってリザーバ室6へ流れる。これにより、バルブ特性(減衰力がピストン速度にほぼ比例する)の減衰力が発生する。
さらに、ピストン速度が上昇して一定速度に達すると、ディスクバルブ626がバルブシート部624から離座して開弁する。その結果、油液は、開いたディスクバルブ626とバルブシート部624との間の隙間、ディスクバルブ632とバルブシート部625との間の隙間、およびバルブケース608の内側の通路615を通ってリザーバ室6へ流れる。これにより、バルブ特性(減衰力がピストン速度にほぼ比例する)の減衰力が発生する。
このように、減衰力発生機構610は、ピストンロッド21の伸び行程および縮み行程の両行程時に、ディスクバルブ626およびディスクバルブ632の開弁前には、オリフィス通路629およびオリフィス通路635、ならびにパイロットバルブ655の開弁圧により減衰力を発生させ、ディスクバルブ626およびディスクバルブ632の開弁後には、当該ディスクバルブ626およびディスクバルブ632の開弁度に応じた減衰力を発生する。このとき、ソレノイド610のコイル668へ供給する制御電流によりパイロットバルブ655の開弁圧を可変させることで、ピストン速度に拘わらず減衰力を直接制御することが可能である。
一方、コイル668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674の推力が失われると、リターンバネ656のバネ力によりパイロットバルブ655を後退させてパイロットボディ642の通路653を開き、パイロットバルブ655のフランジ部666をディスクバルブ657(フェールセーフディスクバルブ)に当接させて当該ディスクバルブ657の通路657Aを閉じる。この状態では、ディスクバルブ657の開弁圧により、通路部材612の通路614からパイロットボディ642の通路653を通ってバルブケース608内の通路615へ流れる油液を制御する、すなわち、減衰力を調整することが可能であり、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。
そして、第8実施形態では、減衰力発生機構610は、ピストン速度が同じ場合でも、ピストン周波数に応じて減衰力を可変とする。つまり、伸び行程および縮み行程時に、通路部材612の通路614から減衰力発生機構610に流入された油液は、オリフィス通路646、パイロットピン640の軸孔640A、パイロットボディ642の通路648、およびバルブシート部647の通路647Aを介してパイロット室644の可変室685に導入される。このとき、可変室685に導入される油液の流量は、ピストン周波数に応じて変化し、周波数が高いほど、通路621を介してオリフィス通路629およびオリフィス通路635側へ流れる油液が減るのに伴い増加する。これにより、フリーバルブ675は、パイロット室644の可変室685の圧力を受けてリフトする。すなわち、フリーバルブ675は、ディスク681の内周縁部がパイロットボディ642の環状面679Aにより支持された状態で、パッキン680をバルブシート面677に摺動させながら、ディスク681がパイロットピン640のバルブシート部647から離れるように変形する。
このようにディスク681が変形することにより、パイロット室644の可変室686(ハウジング内室)の油液が、パイロットボディ642の通路684、リターンバネ656の通路656A、ディスクバルブ657の通路657A(軸孔)、保持プレート658の通路658A、キャップ662の通路663、およびバルブケース608の内側の通路615を通ってリザーバ室6へ流れる。さらに、ディスク681の変形により、油液が、通路部材612の通路614から、パイロットピン640のオリフィス通路646、パイロットピン640の軸孔640A、パイロットボディ642の通路648、およびバルブシート部647の通路647Aを介してパイロット室644の可変室685に導入される。これにより、ピストン周波数が高いほど、通路部材612の通路614から、バルブ部材613の通路621を介してメインバルブ611へ流れる油液の流量が減ることになり、図19に実線S1(伸び側),S2(縮み側)で示すようなソフト特性の減衰力を発生する。
他方、ピストン周波数が低いとき、通路部材612の通路614から、パイロットピン640のオリフィス通路646、パイロットピン640の軸孔640A、パイロットボディ642の通路648、およびバルブシート部647の通路647Aを介してパイロット室644の可変室685に導入される油液の量が、ピストン周波数が高いときと比較して減少するので、これに伴い、フリーバルブ675のディスク681のリフト量(変形量)も減少する。これにより、可変室686から前述の経路でリザーバ室6へ流れる油液が減少し、その結果、通路部材612の通路614から、バルブ部材613の通路621を介してメインバルブ611へ流れる油液の流量が減らない状態となり、図19に太い実線H1(伸び側),H2(縮み側)で示すようなハード特性の減衰力を発生する。なお、ピストン周波数の中速域では、図19に破線M1(伸び側),M2(縮み側)で示すようなミディアム特性の減衰力を発生する。
第1実施形態によれば、アクチュエータ(ソレノイド610)の推力を制御してパイロットバルブ655(制御弁)の開弁圧を調節するタイプの減衰力発生機構601においても、減衰力をピストン速度に感応して可変させることが可能であり、路面から伝わる高周波の不快な振動の遮断(減衰力をソフト特性にする)と、車両の低周波の大きな揺れの抑制(減衰力をハード特性にする)とを両立させることができる。
「第9実施形態」
次に、第9実施形態を主に図20に基づいて第8実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第8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20に示すように、第9実施形態においては、フリーバルブ675(ディスク681)がリフトするときの、パイロット室644の可変室685の圧力と、当該フリーバルブ675のリフト量との相対関係を定める円筒形のコイルバネ691が設けられている。
パイロットボディ642には、コイルバネ691が収容される環状凹部692が形成されている。環状凹部692は、パイロットボディ642の環状凹部676の底面に同軸上に設けられており、環状凹部676の外径よりも小さい外径と環状凹部676の内径よりも大きい内径を有している。コイルバネ691は、ディスク681の可変室686(内室)側の面の、バルブシート部647が当接している部分よりも外側(外周側)の部分に当接されている。
第9実施形態によれば、コイルバネ691により、ピストン周波数が高いときのフリーバルブ675のリフト量(ディスク691の変形量)を制御することが可能である。これにより、ピストン周波数が高いときに発生させるソフト側の減衰力特性の設定幅を拡げることができる。
なお、コイルバネ691は、図20に示す円筒形の他、例えば、図21に示すような円錐形のコイルバネ651Aを適用することができる。
1 緩衝器 2 シリンダ 18 ピストン 19 上室 20 下室 21 ピストンロッド 41,41B,41D,42,42A 減衰力発生機構 43,43A,43C,43D,43E 減衰力可変機構 52,52A メインバルブ 80,80A パイロット室 101,101B,102,102A 第1通路 134,134A,134C 区画ディスク(ディスク) 140,140A ケース部材 171,171A,171E,172,172A 可変室 176 ナット 181,181A,181C 第2通路

Claims (2)

  1. 作動流体が封入されるシリンダと、
    前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、該シリンダ内を2つの室に区画するピストンと、
    一端側が前記ピストンに連結されると共に他端側が前記シリンダの外部に延出されるピストンロッドと、
    前記ピストンの移動により前記シリンダ内の一方の室から作動流体が流れ出す第1通路と、
    前記第1通路と並列に設けられる第2通路と、
    前記第1通路に設けられて減衰力を発生させる減衰力発生機構と、
    前記第2通路に設けられる減衰力可変機構と、を有し、
    前記減衰力可変機構は、
    内部に前記第2通路の少なくとも一部が形成される筒状のケース部材と、
    該ケース部材内に配置された軸部と、
    前記ケース部材内に前記軸部に貫通されて配置され、内周側または外周側が支持され、非支持側に前記ケース部材との間または前記軸部との間をシールする環状の弾性シール部材が設けられ、撓み可能な環状のディスクと、
    前記ディスクにより画成されて設けられた前記ケース部材内の2つの室と、を有し、
    前記減衰力発生機構が減衰力を発生させているとき、前記減衰力可変機構の前記ディスクが前記第2通路流通を遮断することを特徴とする緩衝器。
  2. 請求項1に記載の緩衝器であって、
    前記ケース部材は、ケース部材本体と蓋部材とを有し、前記蓋部材には、ストッパが形成されることを特徴とする緩衝器。
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