緩衝器
【課題】緩衝器において、減衰力特性の設定の自由度を高めて所望の減衰力特性を得る。
【解決手段】油液が封入されたシリンダ２にピストンロッド６が連結されたピストン５を嵌装する。ピストン５の摺動によって伸び側及び縮み側通路１１、１２に生じる油液の流れを伸び側及び縮み側減衰力発生機構１３、１４によって制御して減衰力を発生させる。伸び側及び縮み側減衰力発生機構１３、１４では、背圧導入オリフィス３２、４８から背圧室３０、４６に油液を導入し、その内圧でリリーフバルブ２８、４４の開弁を制御する。ピストン速度低速域では、背圧室３０、４６の下流側の減衰バルブ３４、５０が開き、ピストン速度が上昇すると、リリーフバルブ２８、４４が開弁して減衰力の過度の上昇を抑制する。ピストン速度の上昇によってリリーフバルブ２８、４４が開弁したとき、そのピストン速度以上では、その開弁を維持することにより、安定した減衰力を得る。
【解決手段】油液が封入されたシリンダ２にピストンロッド６が連結されたピストン５を嵌装する。ピストン５の摺動によって伸び側及び縮み側通路１１、１２に生じる油液の流れを伸び側及び縮み側減衰力発生機構１３、１４によって制御して減衰力を発生させる。伸び側及び縮み側減衰力発生機構１３、１４では、背圧導入オリフィス３２、４８から背圧室３０、４６に油液を導入し、その内圧でリリーフバルブ２８、４４の開弁を制御する。ピストン速度低速域では、背圧室３０、４６の下流側の減衰バルブ３４、５０が開き、ピストン速度が上昇すると、リリーフバルブ２８、４４が開弁して減衰力の過度の上昇を抑制する。ピストン速度の上昇によってリリーフバルブ２８、４４が開弁したとき、そのピストン速度以上では、その開弁を維持することにより、安定した減衰力を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンロッドのストロークに対して作動流体の流れを制御することにより減衰力を発生させる油圧緩衝器等の緩衝器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のサスペンション装置に装着される油圧緩衝器では、乗り心地や操縦安定性を向上させるために最適な減衰力特性を有することが望まれている。この種の油圧緩衝器では、一般的にピストンロッドのストロークに伴なうシリンダ内のピストンの摺動によって生じる作動流体の流れをオリフィス、ディスバルブ等からなる減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させ、オリフィスの流路面積、ディスクバルブの開弁特性等によって減衰力特性を調整する。
【０００３】
また、特許文献１に記載された油圧緩衝器では、ディスクバルブの背面側に背圧室及びこの背圧室の圧力を下流側にリリーフするリリーフバルブとを備え、作動流体の一部を背圧室に導入して、背圧室の内圧をディスクバルブの閉弁方向に作用させることにより、ディスクバルブの開弁圧力を調整するようにしている。これにより、減衰力特性の設定の自由度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１００６９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、減衰力特性の設定の自由度をさらに高めて所望の減衰力特性が得られるようにした緩衝器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る緩衝器は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの一方への摺動による上流側の室から下流側の室への作動流体の流れを制御するリリーフバルブと、該リリーフバルブの閉弁方向に内圧を作用させる背圧室と、前記上流側の室から作動流体を前記背圧室に導入する背圧導入オリフィスと、前記背圧室の圧力によって開弁して前記下流側の室への作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰バルブと、前記背圧室を前記下流側の室に連通させる下流側オリフィスとを備え、前記背圧導入オリフィスは、前記リリーフバルブの開度に応じて流路面積が一定又は小さくなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る緩衝器によれば、所望の減衰力特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】図１に示す緩衝器の縦断面図である。
【図３】図１に示す緩衝器の伸び側減衰力発生機構を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図５】図４に示す緩衝器の伸び側のリリーフバルブが開弁した状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る緩衝器の減衰力特性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る緩衝器１は、いわゆる複筒式の緩衝器であって、シリンダ２の外周に外筒３が設けられてシリンダ２と外筒３との間に環状のリザーバ４が形成された二重筒構造となっている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に挿入され、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端の小径部６Ａがナット７によって連結されており、ピストンロッド６の他端側は、シリンダ２及び外筒３の上端部に設けられたロッドガイド８及びオイルシール９を摺動可能かつ液密的に貫通して外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１０が設けられており、シリンダ２内には、作動流体として油液が封入され、リザーバ４内には、油液及びガスが封入されている。
【００１０】
ピストン５には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通する伸び側通路１１及び縮み側通路１２が設けられている。また、ピストン５には、ピストンロッド６の伸び行程時に伸び側通路１１の上流側の室となるシリンダ上室２Ａ側から下流側の室となるシリンダ下室２Ｂ側への作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる伸び側減衰力発生機構１３及びピストンロッド６の縮み行程時に縮み側通路１２の上流側の室となるシリンダ下室２Ｂ側から下流側の室となるシリンダ上室２Ａ側への油液の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側減衰力発生機構１４が設けられている。
【００１１】
ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる伸び側通路１５及び縮み側通路１６が設けられている。伸び側通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への作動流体の流れのみを許容する逆止弁１７が設けられ、縮み側通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側からリザーバ４側への作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側ディスクバルブ１８が設けられている。
【００１２】
伸び側減衰力発生機構１４について図３も参照して説明する。
ピストン５のシリンダ下室２Ｂ側の端部に、バルブ部材１９が保持部材２０を介して取付けられている。バルブ部材１９は、円筒部２１及び底部２２を有する有底円筒状で、底部２２の内側に円筒部２１と同心で小径の円筒状の案内部２３が立設されている。案内部２３の先端部には、内側に拡径部２４が形成されている。保持部材２０は、円筒部２５の一端部に外側フランジ部２６を有する凸形状で、円筒部２５がバルブ部材１９の案内部２３の拡径部２４内に嵌合し、外側フランジ部２６が案内部２３の先端部及びピストン５の端面に当接する。バルブ部材１９及び保持部材２０は、案内部２３及び円筒部２５にピストンロッド６の小径部６Ａが挿入され、小径部６Ａの先端部にネジ込まれたナット７の締付によってピストン５に固定される。保持部材２０の外側フランジ部２６の外周部には、周方向に１つまたは複数の切欠２６Ａが設けられている。
【００１３】
ピストン５のシリンダ下室２Ｂ側の端面には、外周側に環状のシート部２７が突出している。シート部２７の突出高さは、ピストン５に固定された保持部材２０の外側フランジ部２６の厚さよりも大きく、外側フランジ部２６よりもリリーフバルブ２８に向けて突出している。シート部２７の内側に伸び側通路１１が開口している。シート部２７には、環状のディスクバルブであるリリーフバルブ２８の外周部が着座している。リリーフバルブ２８の背面側の外周部には、環状の弾性シール部材２９が固着され、弾性シール部材２９の外周部がバルブ部材１９の円筒部２１の内周面に、摺動可能かつ液密的に当接して、バルブ部材１９の内部に背圧室３０を形成している。リリーフバルブ２８とバルブ部材１９の底部２２との間には、テーパ状の圧縮コイルバネからなる付勢部材である弁バネ３１が介装されており、弁バネ３１は、そのバネ力によってリリーフバルブ２８を閉弁方向に付勢してシート部２７に着座させる。
【００１４】
リリーフバルブ２８の内周縁部とバルブ部材１９の案内部２３との間には、環状の隙間が形成され、この隙間によってシート部２７の内周側のポート室１１Ａ（伸び側通路１１に連通する）と背圧室３０とを常時接続する一定の流路面積を有する背圧導入オリフィス３２が形成されている。ここで、常時一定とは、シート部２７にリリーフバルブ２８が着座しているときと離座したときの流路面積が一定であることをいう。リリーフバルブ２８は、伸び側通路１１に連通するポート室１１Ａの圧力を受けてバルブ部材１９の底部２２側へ移動し、シート部２７から離座することにより、ほとんど撓むことなく開弁してポート室１１Ａをシリンダ下室２Ｂに直接連通する。このとき、背圧室３０の内圧がリリーフバルブ２８の閉弁方向に作用する。また、リリーフバルブ２８の内周縁部が円筒状の案内部２３の外周面に沿って移動することにより、背圧導入オリフィス３２の流路面積は一定に維持される。
【００１５】
バルブ部材１９の底部２２には、背圧室３０とシリンダ下室２Ｂとを連通させるための通路３３が設けられ、底部２２の外側には、通路３３を開閉する減衰バルブ３４が設けられている。減衰バルブ３４は、常閉のディスクバルブであり、背圧室３０の内圧によって開弁して、その開度によって背圧室３０とシリンダ下室２Ｂとの間の流路面積を調整する。減衰バルブ３４には、背圧室３０とシリンダ下室２Ｂとの間を常時連通する下流側オリフィス３４Ａが設けられている。また、減衰バルブ３４には、シリンダ下室２Ｂ側から背圧室３０側への油液の流れのみを許容する背圧用逆止弁３４Ｂが設けられており、背圧用逆止弁３４Ｂの流路面積は、背圧用オリフィス３４Ｃによって一定に絞られている。減衰バルブ３４は、複数積層されたディスクによって構成されており、下流側オリフィス３４Ａ、背圧用逆止弁３４Ｂ及び背圧用オリフィス３４Ｃは、減衰バルブ３４を構成するディスクに通路となる切欠きを設けることによって形成されている。
【００１６】
伸び側減衰力発生機構１３に設けられた各オリフィスの流路面積は、次の関係となるように設定する。
（１）（背圧導入オリフィス３２の流路面積の下限の条件）ピストン速度の上昇によって減衰バルブ３４が開弁したとき、その直後に、リリーフバルブ２８が閉弁状態を維持するように、減衰バルブ３４の開弁状態での流路面積より背圧導入オリフィス３２の流路面積が大となるように設定する。
（２）（背圧導入オリフィス３２の流路面積の上限の条件）（１）ピストン速度よりさらにピストン速度が上昇したときには、リリーフバルブ２８が開弁し、そのピストン速度以上では、リリーフバルブ２８の上流側のポート室１１Ａと背圧室３０との圧力バランスによってリリーフバルブ２８が開弁状態で維持されるように、すなわち、背圧室３０の圧力が高くなりすぎないように背圧導入オリフィス３２の流路面積を設定する。
（３）背圧導入オリフィス３２の流路面積は、下流側オリフィス３４Ａの流路面積より大きく、下流側オリフィス３４Ａと背圧用オリフィス３４Ｃとの合計流路面積よりも小さくする。
【００１７】
次に、縮み側減衰力発生機構１４について主に図１を参照して説明する。
縮み側減衰力発生機構１４の構造は、上述の伸び側減衰力発生機構１３と同様であり、ピストン５のシリンダ上室２Ａ側の端部に、バルブ部材３５が保持部材３６を介して取付けられている。バルブ部材３５は、円筒部３７及び底部３８を有する有底円筒状で、底部３８に案内部３９が立設されている。案内部３９の先端部には、内周側に拡径部４０が形成されている。保持部材３６は、円筒部４１の一端部に外側フランジ部４２を有する凸形状で、円筒部４１がバルブ部材３５の案内部３９の拡径部４０内に嵌合し、外側フランジ部４２が案内部３９及びピストン５の端面に当接する。バルブ部材３５及び保持部材３６は、案内部３９及び円筒部４１にピストンロッド６の小径部６Ａが挿入され、ナット７の締付によってピストン５に固定される。保持部材３６の外側フランジ部４２の外周部には、周方向に１つまたは複数の切欠４２Ａが設けられている。
【００１８】
ピストン５のシリンダ上室２Ａ側の端面には、外周側に環状のシート部４３が突出している。シート部４３の突出高さは、ピストン５に固定された保持部材３６の外側フランジ部４２の厚さよりも大きく、外側フランジ部４２よりもリリーフバルブ４４に向けて突出している。シート部４３の内側に縮み側通路１２が開口している。シート部４３には、環状のディスクバルブであるリリーフバルブ４４の外周部が着座している。リリーフバルブ４４の背面側の外周部には、環状の弾性シール部材４５が固着され、弾性シール部材４５の外周部がバルブ部材３５の円筒部３７の内周面に、摺動可能かつ液密的に当接して、バルブ部材３５の内部に背圧室４６を形成している。リリーフバルブ４４とバルブ部材３５の底部３８との間には、テーパ状の圧縮コイルバネからなる付勢部材である弁バネ４７が介装されており、弁バネ４７は、そのバネ力によってリリーフバルブ４４を閉弁方向に付勢してシート部４３に着座させる。
【００１９】
リリーフバルブ４４の内周縁部とバルブ部材３５の案内部３９との間には、環状の隙間が形成され、この隙間によってシート部４３の内周側のポート室１２Ａ（縮み側通路１２に連通する）と背圧室４６とを常時接続する一定の流路面積を有する背圧導入オリフィス４８が形成されている。ここで常時一定とは、シート部４３にリリーフバルブ４４が着座しているときと離座したときの流路面積が一定であることをいう。リリーフバルブ４４は、縮み側通路１２に連通するポート室１２Ａの圧力を受けてバルブ部材３５の底部３８側へ移動し、シート部４３から離座することにより、撓むことなく開弁してポート室１２Ａをシリンダ上室２Ａに連通する。このとき、背圧室４６の内圧がリリーフバルブ４４の閉弁方向に作用する。また、リリーフバルブ４４の内周縁部が円筒状の案内部３９の外周面に沿って移動することにより、背圧導入オリフィス４８の流路面積は一定に維持される。
【００２０】
バルブ部材３５の底部３８には、背圧室４６とシリンダ上室２Ａとを連通させるための通路４９が設けられ、底部３８の外側には、通路４９を開閉する減衰バルブ５０が設けられている。減衰バルブ５０は、常閉のディスクバルブであり、背圧室４６の内圧によって開弁して、その開度によって背圧室４６とシリンダ上室２Ａとの間の流路面積を調整する。減衰バルブ５０には、背圧室４６とシリンダ上室２Ａとの間を常時連通する下流側オリフィス５０Ａが設けられている。また、減衰バルブ５０には、シリンダ上室２Ａ側から背圧室４６側への油液の流れのみを許容する背圧用逆止弁５０Ｂが設けられており、背圧用逆止弁５０Ｂの流路面積は、背圧用オリフィス５０Ｃによって一定に絞られている。減衰バルブ５０は、複数積層されたディスクよって構成されており、下流側オリフィス５０Ａ、背圧用逆止弁５０Ｂ及び背圧用オリフィス５０Ｃは、減衰バルブ５０を構成するディスクに通路となる切欠きを設けることによって形成されている。
【００２１】
縮み側減衰力発生機構１４に設けられた各オリフィスの流路面積は、次のように設定する。
（１）（背圧導入オリフィス４８の流路面積の下限の条件）ピストン速度の上昇によって減衰バルブ５０が開弁したとき、その直後にリリーフバルブ４４が閉弁状態を維持するように、減衰バルブ５０の開弁状態での流路面積より背圧導入オリフィス４８の流路面積が大となるように設定する。
（２）（背圧導入オリフィス４８の流路面積の上限の条件）（１）ピストン速度よりさらにピストン速度が上昇したときには、リリーフバルブ４４が開弁し、そのピストン速度以上では、リリーフバルブ４４の上流側のポート室１２Ａと背圧室４６との圧力バランスによってリリーフバルブ４４が開弁状態で維持されるように、すなわち、背圧室４６の圧力が高くなりすぎないように背圧導入オリフィス４８の流路面積を設定する。
（３）背圧導入オリフィス４８の流路面積は、下流側オリフィス５０Ａの流路面積より大きく、下流側オリフィス５０Ａと背圧用オリフィス５０Ｃとの合計流路面積よりも小さくする。
【００２２】
以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
ピストンロッド６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン３の摺動にともない、シリンダ上室２Ａ側の油液が加圧されて、ピストン５の伸び側通路１１を通ってシリンダ下室２Ｂ側へ流れ、主に伸び側減衰力発生機構１３によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド６がシリンダ２から退出した分の油液がリザーバ４からベースバルブ１０の伸び側通路１５の逆止弁１７を開いてシリンダ下室２Ｂへ流れ、リザーバ４内のガスが膨張することによって、シリンダ２内の油液の体積補償を行なう。
【００２３】
伸び側減衰力発生機構１３では、油液は、リリーフバルブ２８の開弁前においては、伸び側通路１１すなわちポート室１１Ａから背圧導入オリフィス３２、背圧室３０、通路３３、減衰バルブ３４を通ってシリンダ下室２Ｂ側へ流れ、リリーフバルブ２８の開弁によってポート室１１Ａからシリンダ下室２Ｂへ直接流れる。
【００２４】
このとき、ピストン速度が微低速域の場合は、リリーフバルブ２８及び減衰バルブ３４は開弁せず、下流側オリフィス３４Ａによってオリフィス特性（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。
【００２５】
ピストン速度が上昇して低速域に達すると、背圧導入オリフィス３２と下流側オリフィス３４Ａとの流路面積の差によって背圧室３０の圧力が上昇して、減衰バルブ３４が開弁してバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）の減衰力が発生して、減衰力特性曲線の傾きが緩やかになる。このとき、減衰バルブ３４の開弁により、背圧室３０の圧力が一旦低下するが、背圧導入オリフィス３２の流路面積が充分大きいため、背圧室３０の内圧が下流側のシリンダ下室２Ｂよりも高圧に維持されるので、リリーフバルブ２８は閉弁したままとなる。
【００２６】
その後、ピストン速度の上昇に対して、背圧導入オリフィス３２と減衰バルブ３４との流路面積の差によって背圧室３０の圧力が再度上昇し、ピストン速度中速域に達するまでは、背圧室３０の内圧によってリリーフバルブ２８が閉弁状態で維持される。
【００２７】
ピストン速度が更に上昇して高速域に達すると、背圧導入オリフィス３２の絞りにより、ポート室１１Ａと背圧室３０との差圧がリリーフバルブ２８の開弁圧力に達して、リリーフバルブ２８が弁バネ３１のバネ力に抗してシート部２７から離座して開弁する。リリーフバルブ２８の開弁によってバルブ特性の減衰力が発生して、減衰力特性の傾きを更に緩やかにして、ピストン速度高速域における減衰力の過度の上昇を抑制する。リリーフバルブ２８の開弁後は、ポート室１１Ａの油液は、シリンダ下室２Ｂへ直接流れるものと、背圧導入オリフィス３２を通って背圧室３０へ流れるものとに分流し、ポート室１１Ａと背圧室３０との圧力バランスによってリリーフバルブ２８の開度が決定される。これにより、リリーフバルブ２８は、背圧室３０の圧力の上昇によって急激に閉じることがなく、開弁状態を維持するので、安定したバルブ特性の減衰力を得ることができる。
【００２８】
ピストンロッド６の縮み行程時には、シリンダ２内のピストン５の摺動にともない、シリンダ下室２Ｂ側の油液が加圧されて、ピストン５の縮み側通路１２を通ってシリンダ上室２Ａ側へ流れ、主に縮み側減衰力発生機構１４によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド４がシリンダ２内に侵入した分の油液がベースバルブ１０の縮み側通路１６のディスクバルブ１８を開いてリザーバ４へ流れ、リザーバ４内のガスを圧縮することによってシリンダ２内の油液の体積補償を行なう。
【００２９】
縮み側減衰力発生機構１４では、油液は、リリーフバルブ４４の開弁前においては、縮み側通路１２すなわちポート室１２Ａから背圧導入オリフィス４８、背圧室４６、通路４９、減衰バルブ５０を通ってシリンダ上室２Ａ側へ流れ、リリーフバルブ４４の開弁によってポート室１２Ａからシリンダ上室２Ａへ直接流れる。
【００３０】
このとき、上記伸び側減衰力発生機構１３の場合と同様、ピストン速度が微低速域の場合は、リリーフバルブ４４及び減衰バルブ５０は開弁せず、下流側オリフィス５０Ａによってオリフィス特性（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。
【００３１】
ピストン速度が上昇して低速域に達すると、背圧導入オリフィス４８と下流側オリフィス５０Ａとの流路面積の差によって背圧室４６の圧力が上昇し、減衰バルブ５０が開弁してバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）の減衰力が発生して、減衰力特性曲線の傾きが緩やかになる。このとき、減衰バルブ５０の開弁により、背圧室４６の圧力が一旦低下するが、背圧導入オリフィス４８の流路面積が充分大きいため、背圧室４６の内圧が下流側のシリンダ上室２Ａよりも高圧に維持されるので、リリーフバルブ４４は閉弁したままとなる。
【００３２】
その後、ピストン速度の上昇に対して、背圧導入オリフィス４８と減衰バルブ５０との流路面積の差によって背圧室４６の圧力が再度上昇し、ピストン速度中速域に達するまでは、背圧室４６の内圧によってリリーフバルブ４４が閉弁状態で維持される。
【００３３】
ピストン速度が更に上昇して高速域に達すると、背圧導入オリフィス４８の絞りにより、ポート室１２Ａと背圧室４６との差圧がリリーフバルブ４４の開弁圧力に達して、リリーフバルブ４４が弁バネ４７のバネ力に抗してシート部４３から離座して開弁する。リリーフバルブ４４の開弁によってバルブ特性の減衰力が発生して、減衰力特性の傾きを更に緩やかにして、ピストン速度高速域における減衰力の過度の上昇を抑制する。リリーフバルブ４４の開弁後は、ポート室１２Ａの油液は、シリンダ上室２Ａへ直接流れるものと、背圧導入オリフィス４８を通って背圧室４６へ流れるものとに分流し、ポート室１２Ａと背圧室４６との圧力バランスによってリリーフバルブ４４の開度が決定される。これにより、リリーフバルブ４４は、背圧室４６の圧力の上昇によって急激に閉じることがなく、開弁状態を維持するので、安定したバルブ特性の減衰力を得ることができる。
【００３４】
このようにして、減衰バルブ３４、５０の開弁による背圧室３０、４６の急激な圧力変動を抑制することにより、ピストン速度の上昇に対して、減衰バルブ３４、５０及びリリーフバルブ２８、４４を同時に開弁させることなく、所定のタイミングで順次開弁させることができ、ピストン速度の微低速域から高速域にわたって所望の減衰力特性を得ることができる。その結果、緩衝器１の減衰力特性は、図７中に実線で示すように、ピストン速度の低中速域において、必要な減衰力を立ち上げると共に、高速域においては、減衰力特性曲線の傾斜を緩やかにして過度の減衰力の上昇を抑制することができ、車両の操縦安定性及び乗り心地の向上に適した減衰力特性を得ることができる。なお、図７中、破線は、特許文献１に記載されたもののように背圧室を備えた従来の油圧緩衝器の減衰力特性を示している。
【００３５】
次に、伸び行程時における縮み側減衰力発生機構１４及び縮み行程時における伸び側減衰力発生機構１３の作用について説明する。
ピストンロッド６の伸び行程時において、縮み側減衰力発生機構１４では、減衰バルブ５０の背圧用逆止弁５０Ｂが開いて、背圧用オリフィス５０Ｃを介してシリンダ上室２Ａ側の圧力を背圧室４６に導入する。これにより、背圧室４６を加圧状態に維持することができ、リリーフバルブ４４の開弁を防止すると共に、縮み行程に移行する際に迅速に背圧室４６の圧力を上昇させることができ、安定した減衰力を発生させることができる。
【００３６】
また、ピストンロッド６の縮み行程時において、伸び側減衰力発生機構１３では、減衰バルブ３４の背圧用逆止弁３４Ｂが開いて、背圧用オリフィス３４Ｃを介してシリンダ下室２Ｂ側の圧力を背圧室３０に導入する。これにより、背圧室３０を加圧状態に維持することができ、リリーフバルブ２８の開弁を防止すると共に、伸び行程に移行する際に迅速に背圧室３０の圧力を上昇させることができ、安定した減衰力を発生させることができる。
【００３７】
次に本発明の第２実施形態について主に図４及び図５を参照して説明する。なお、以下の説明においては、要部のみを図示し、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同様の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００３８】
図４及び図５に示すように、第２実施形態では、伸び側及び縮み側減衰力発生機構１３、１４のバルブ部材１９、３５の案内部２３、３９は、リリーフバルブ２８、４４の内周縁部に対向する先端部の外周面に先細りのテーパ部２３Ａ、３９Ａが形成されている。これにより、リリーフバルブ２８、４４が開弁したとき、その開度に応じて背圧導入オリフィス３２、４８の流路面積が小さくなる。伸び側減衰力発生機構１３のリリーフバルブ２８の全開時の状態を図５に示す。
【００３９】
このように構成したことにより、背圧導入オリフィス３２、４８の流路面積が一定の上記第１実施形態に対して、リリーバルブ２８、４４の開弁圧力すなわち開弁時のピストン速度は変わらないが、開弁後にその開度に応じて背圧導入オリフィス３２、４８の流路面積が小さくなることにより、背圧室３０、４６の圧力が低くなり、リリーフバルブ２８、４４が開き易くなるので、減衰力特性曲線の傾きを更に緩やかにすることができる。
【００４０】
次に本発明の第３実施形態について主に図６を参照して説明する。なお、以下の説明においては、要部のみを図示し、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同様の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４１】
図６に示すように、本実施形態では、伸び側減衰力発生機構１３の伸び側通路１１のポート室１１Ａへの開口に逆止弁５１が設けられている。逆止弁５１は、ピストン５と保持部材２０との間で内周部がクランプされたディスクバルブであり、外周側が撓んで開弁することによって伸び側通路１１のシリンダ上室２Ａ側からポート室１１Ａ側への油液の流れのみを許容する。これにより、逆止弁５１は、背圧導入オリフィス３２の背圧室３０側への油液の流れのみを許容する。また、逆止弁５１には、伸び側通路１１の油液の流れを常時許容するオリフィス５１Ａが設けられている。オリフィス５１Ａの流路面積は、背圧導入オリフィス３２よりも充分小さくなっている。
【００４２】
また、縮み伸び側減衰力発生機構１３の縮み側通路１２のポート室１２Ａへの開口に逆止弁５２が設けられている。逆止弁５２は、ピストン５と保持部材３６との間で内周部がクランプされたディスクバルブであり、外周側が撓んで開弁することによって縮み側通路１２のシリンダ下室２Ｂ側からポート室１２Ａ側への油液の流れのみを許容する。これにより、逆止弁５２は、背圧導入オリフィス４８の背圧室４６側への油液の流れのみを許容する。また、逆止弁５２には、縮み側通路１２の油液の流れを常時許容するオリフィス５２Ａが設けられている。オリフィス５２Ａの流路面積は、背圧導入オリフィス４８よりも充分小さくなっている。
【００４３】
このように構成したことにより、ピストンロッド６の伸び行程時には、伸び側通路１１を流通する油液は、ピストン速度微低速域では、逆止弁５１のオリフィス５１Ａを通り、ピストン速度が上昇すると逆止弁５１を開弁させて、ポート室１１Ａへ流れる。ピストンロッド６の縮み行程時には、縮み側通路１２を流通する油液は、ピストン速度微低速域では、逆止弁５２のオリフィス５２Ａを通り、ピストン速度が上昇すると逆止弁５２を開弁させて、ポート室１２Ａへ流れる。
【００４４】
また、上記第１実施形態の場合と同様、ピストンロッド６の伸び行程時において、縮み側減衰力発生機構１４では、減衰バルブ５０の背圧用逆止弁５０Ｂが開いて、背圧用オリフィス５０Ｃを介してシリンダ上室２Ａ側の圧力を背圧室４６に導入して背圧室４６を加圧状態に維持する。このとき、背圧導入オリフィス４８の流路面積が大きいと、背圧室４６の圧力が背圧導入オリフィス４８を介して下流側のシリンダ下室２Ｂ側へリリーフされることにより、背圧室４６の圧力が上昇し難くなると共に減衰力が低下することになる。これに対して、逆止弁５２により、油液が背圧室４６から背圧導入オリフィス４８を介してシリンダ下室２Ｂ側へリリーフされるのを抑制することができるので、安定した減衰力を得ることができ、背圧導入オリフィス４８の流路面積を充分大きく設定することが可能になる。
【００４５】
ピストンロッド６の縮み行程時において、伸び側減衰力発生機構１３では、減衰バルブ３４の背圧用逆止弁３４Ｂが開いて、背圧用オリフィス３４Ｃを介してシリンダ下室２Ｂ側の圧力を背圧室３０に導入して背圧室３０を加圧状態に維持する。このとき、背圧導入オリフィス３２の流路面積が大きいと、背圧室３０の圧力が背圧導入オリフィス３２を介して下流側のシリンダ上室２Ａ側へリリーフされることにより、背圧室３０の圧力が上昇し難くなると共に減衰力が低下することになる。これに対して、逆止弁５１により、油液が背圧室３０から背圧導入オリフィス３２を介してシリンダ上室２Ａ側へリリーフされるのを抑制することができるので、安定した減衰力を得ることができ、背圧導入オリフィス３２の流路面積を充分大きく設定することが可能になる。
なお、本実施形態は、上述の例では、第１実施形態との組み合わせとして説明しているが、図４及び図５に示す第２実施形態との組合せとしてもよい。
【００４６】
上記第１乃至第３実施形態では、伸び側及び縮み側の双方に背圧室を有する減衰力発生機構が設けられているが、いずれか一方に設けるようにしてもよい。また、上記第１乃至第３実施形態では、本発明をリザーバ４を有する複筒式の緩衝器に適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、シリンダ内にフリーピストンによってガス室を形成した単筒式の緩衝器に適用してもよい。そして、減衰力発生機構は、ピストン部に限らず、ピストンロッドストロークによって作動流体の流れが生じる流路であれば、シリンダの外部等の他の部位に設けてもよい。さらに、作動流体は、油液に限らず、ガスであってもよく、この場合はリザーバ４、ベースバルブ１０及びフリーピストン等は不要となる。
【００４７】
また、上記第１乃至第３実施形態では、弁バネ３１を用いてそのバネ力によってもリリーフバルブを閉弁方向に付勢しているが、必ずしもなくてもよい。弁バネ３１を用いることにより、リリーフバルブの開弁をさらに安定させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 緩衝器、２ シリンダ、５ ピストン、６ ピストンロッド、２８、４４ リリーフバルブ、３０、４６ 背圧室、３２、４８ 導入オリフィス、３４、５０ 減衰バルブ、３４Ａ、５０Ａ 下流側オリフィス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンロッドのストロークに対して作動流体の流れを制御することにより減衰力を発生させる油圧緩衝器等の緩衝器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のサスペンション装置に装着される油圧緩衝器では、乗り心地や操縦安定性を向上させるために最適な減衰力特性を有することが望まれている。この種の油圧緩衝器では、一般的にピストンロッドのストロークに伴なうシリンダ内のピストンの摺動によって生じる作動流体の流れをオリフィス、ディスバルブ等からなる減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させ、オリフィスの流路面積、ディスクバルブの開弁特性等によって減衰力特性を調整する。
【０００３】
また、特許文献１に記載された油圧緩衝器では、ディスクバルブの背面側に背圧室及びこの背圧室の圧力を下流側にリリーフするリリーフバルブとを備え、作動流体の一部を背圧室に導入して、背圧室の内圧をディスクバルブの閉弁方向に作用させることにより、ディスクバルブの開弁圧力を調整するようにしている。これにより、減衰力特性の設定の自由度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１００６９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、減衰力特性の設定の自由度をさらに高めて所望の減衰力特性が得られるようにした緩衝器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る緩衝器は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの一方への摺動による上流側の室から下流側の室への作動流体の流れを制御するリリーフバルブと、該リリーフバルブの閉弁方向に内圧を作用させる背圧室と、前記上流側の室から作動流体を前記背圧室に導入する背圧導入オリフィスと、前記背圧室の圧力によって開弁して前記下流側の室への作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰バルブと、前記背圧室を前記下流側の室に連通させる下流側オリフィスとを備え、前記背圧導入オリフィスは、前記リリーフバルブの開度に応じて流路面積が一定又は小さくなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る緩衝器によれば、所望の減衰力特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】図１に示す緩衝器の縦断面図である。
【図３】図１に示す緩衝器の伸び側減衰力発生機構を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図５】図４に示す緩衝器の伸び側のリリーフバルブが開弁した状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る緩衝器の減衰力特性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る緩衝器１は、いわゆる複筒式の緩衝器であって、シリンダ２の外周に外筒３が設けられてシリンダ２と外筒３との間に環状のリザーバ４が形成された二重筒構造となっている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に挿入され、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端の小径部６Ａがナット７によって連結されており、ピストンロッド６の他端側は、シリンダ２及び外筒３の上端部に設けられたロッドガイド８及びオイルシール９を摺動可能かつ液密的に貫通して外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１０が設けられており、シリンダ２内には、作動流体として油液が封入され、リザーバ４内には、油液及びガスが封入されている。
【００１０】
ピストン５には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通する伸び側通路１１及び縮み側通路１２が設けられている。また、ピストン５には、ピストンロッド６の伸び行程時に伸び側通路１１の上流側の室となるシリンダ上室２Ａ側から下流側の室となるシリンダ下室２Ｂ側への作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる伸び側減衰力発生機構１３及びピストンロッド６の縮み行程時に縮み側通路１２の上流側の室となるシリンダ下室２Ｂ側から下流側の室となるシリンダ上室２Ａ側への油液の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側減衰力発生機構１４が設けられている。
【００１１】
ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる伸び側通路１５及び縮み側通路１６が設けられている。伸び側通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への作動流体の流れのみを許容する逆止弁１７が設けられ、縮み側通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側からリザーバ４側への作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側ディスクバルブ１８が設けられている。
【００１２】
伸び側減衰力発生機構１４について図３も参照して説明する。
ピストン５のシリンダ下室２Ｂ側の端部に、バルブ部材１９が保持部材２０を介して取付けられている。バルブ部材１９は、円筒部２１及び底部２２を有する有底円筒状で、底部２２の内側に円筒部２１と同心で小径の円筒状の案内部２３が立設されている。案内部２３の先端部には、内側に拡径部２４が形成されている。保持部材２０は、円筒部２５の一端部に外側フランジ部２６を有する凸形状で、円筒部２５がバルブ部材１９の案内部２３の拡径部２４内に嵌合し、外側フランジ部２６が案内部２３の先端部及びピストン５の端面に当接する。バルブ部材１９及び保持部材２０は、案内部２３及び円筒部２５にピストンロッド６の小径部６Ａが挿入され、小径部６Ａの先端部にネジ込まれたナット７の締付によってピストン５に固定される。保持部材２０の外側フランジ部２６の外周部には、周方向に１つまたは複数の切欠２６Ａが設けられている。
【００１３】
ピストン５のシリンダ下室２Ｂ側の端面には、外周側に環状のシート部２７が突出している。シート部２７の突出高さは、ピストン５に固定された保持部材２０の外側フランジ部２６の厚さよりも大きく、外側フランジ部２６よりもリリーフバルブ２８に向けて突出している。シート部２７の内側に伸び側通路１１が開口している。シート部２７には、環状のディスクバルブであるリリーフバルブ２８の外周部が着座している。リリーフバルブ２８の背面側の外周部には、環状の弾性シール部材２９が固着され、弾性シール部材２９の外周部がバルブ部材１９の円筒部２１の内周面に、摺動可能かつ液密的に当接して、バルブ部材１９の内部に背圧室３０を形成している。リリーフバルブ２８とバルブ部材１９の底部２２との間には、テーパ状の圧縮コイルバネからなる付勢部材である弁バネ３１が介装されており、弁バネ３１は、そのバネ力によってリリーフバルブ２８を閉弁方向に付勢してシート部２７に着座させる。
【００１４】
リリーフバルブ２８の内周縁部とバルブ部材１９の案内部２３との間には、環状の隙間が形成され、この隙間によってシート部２７の内周側のポート室１１Ａ（伸び側通路１１に連通する）と背圧室３０とを常時接続する一定の流路面積を有する背圧導入オリフィス３２が形成されている。ここで、常時一定とは、シート部２７にリリーフバルブ２８が着座しているときと離座したときの流路面積が一定であることをいう。リリーフバルブ２８は、伸び側通路１１に連通するポート室１１Ａの圧力を受けてバルブ部材１９の底部２２側へ移動し、シート部２７から離座することにより、ほとんど撓むことなく開弁してポート室１１Ａをシリンダ下室２Ｂに直接連通する。このとき、背圧室３０の内圧がリリーフバルブ２８の閉弁方向に作用する。また、リリーフバルブ２８の内周縁部が円筒状の案内部２３の外周面に沿って移動することにより、背圧導入オリフィス３２の流路面積は一定に維持される。
【００１５】
バルブ部材１９の底部２２には、背圧室３０とシリンダ下室２Ｂとを連通させるための通路３３が設けられ、底部２２の外側には、通路３３を開閉する減衰バルブ３４が設けられている。減衰バルブ３４は、常閉のディスクバルブであり、背圧室３０の内圧によって開弁して、その開度によって背圧室３０とシリンダ下室２Ｂとの間の流路面積を調整する。減衰バルブ３４には、背圧室３０とシリンダ下室２Ｂとの間を常時連通する下流側オリフィス３４Ａが設けられている。また、減衰バルブ３４には、シリンダ下室２Ｂ側から背圧室３０側への油液の流れのみを許容する背圧用逆止弁３４Ｂが設けられており、背圧用逆止弁３４Ｂの流路面積は、背圧用オリフィス３４Ｃによって一定に絞られている。減衰バルブ３４は、複数積層されたディスクによって構成されており、下流側オリフィス３４Ａ、背圧用逆止弁３４Ｂ及び背圧用オリフィス３４Ｃは、減衰バルブ３４を構成するディスクに通路となる切欠きを設けることによって形成されている。
【００１６】
伸び側減衰力発生機構１３に設けられた各オリフィスの流路面積は、次の関係となるように設定する。
（１）（背圧導入オリフィス３２の流路面積の下限の条件）ピストン速度の上昇によって減衰バルブ３４が開弁したとき、その直後に、リリーフバルブ２８が閉弁状態を維持するように、減衰バルブ３４の開弁状態での流路面積より背圧導入オリフィス３２の流路面積が大となるように設定する。
（２）（背圧導入オリフィス３２の流路面積の上限の条件）（１）ピストン速度よりさらにピストン速度が上昇したときには、リリーフバルブ２８が開弁し、そのピストン速度以上では、リリーフバルブ２８の上流側のポート室１１Ａと背圧室３０との圧力バランスによってリリーフバルブ２８が開弁状態で維持されるように、すなわち、背圧室３０の圧力が高くなりすぎないように背圧導入オリフィス３２の流路面積を設定する。
（３）背圧導入オリフィス３２の流路面積は、下流側オリフィス３４Ａの流路面積より大きく、下流側オリフィス３４Ａと背圧用オリフィス３４Ｃとの合計流路面積よりも小さくする。
【００１７】
次に、縮み側減衰力発生機構１４について主に図１を参照して説明する。
縮み側減衰力発生機構１４の構造は、上述の伸び側減衰力発生機構１３と同様であり、ピストン５のシリンダ上室２Ａ側の端部に、バルブ部材３５が保持部材３６を介して取付けられている。バルブ部材３５は、円筒部３７及び底部３８を有する有底円筒状で、底部３８に案内部３９が立設されている。案内部３９の先端部には、内周側に拡径部４０が形成されている。保持部材３６は、円筒部４１の一端部に外側フランジ部４２を有する凸形状で、円筒部４１がバルブ部材３５の案内部３９の拡径部４０内に嵌合し、外側フランジ部４２が案内部３９及びピストン５の端面に当接する。バルブ部材３５及び保持部材３６は、案内部３９及び円筒部４１にピストンロッド６の小径部６Ａが挿入され、ナット７の締付によってピストン５に固定される。保持部材３６の外側フランジ部４２の外周部には、周方向に１つまたは複数の切欠４２Ａが設けられている。
【００１８】
ピストン５のシリンダ上室２Ａ側の端面には、外周側に環状のシート部４３が突出している。シート部４３の突出高さは、ピストン５に固定された保持部材３６の外側フランジ部４２の厚さよりも大きく、外側フランジ部４２よりもリリーフバルブ４４に向けて突出している。シート部４３の内側に縮み側通路１２が開口している。シート部４３には、環状のディスクバルブであるリリーフバルブ４４の外周部が着座している。リリーフバルブ４４の背面側の外周部には、環状の弾性シール部材４５が固着され、弾性シール部材４５の外周部がバルブ部材３５の円筒部３７の内周面に、摺動可能かつ液密的に当接して、バルブ部材３５の内部に背圧室４６を形成している。リリーフバルブ４４とバルブ部材３５の底部３８との間には、テーパ状の圧縮コイルバネからなる付勢部材である弁バネ４７が介装されており、弁バネ４７は、そのバネ力によってリリーフバルブ４４を閉弁方向に付勢してシート部４３に着座させる。
【００１９】
リリーフバルブ４４の内周縁部とバルブ部材３５の案内部３９との間には、環状の隙間が形成され、この隙間によってシート部４３の内周側のポート室１２Ａ（縮み側通路１２に連通する）と背圧室４６とを常時接続する一定の流路面積を有する背圧導入オリフィス４８が形成されている。ここで常時一定とは、シート部４３にリリーフバルブ４４が着座しているときと離座したときの流路面積が一定であることをいう。リリーフバルブ４４は、縮み側通路１２に連通するポート室１２Ａの圧力を受けてバルブ部材３５の底部３８側へ移動し、シート部４３から離座することにより、撓むことなく開弁してポート室１２Ａをシリンダ上室２Ａに連通する。このとき、背圧室４６の内圧がリリーフバルブ４４の閉弁方向に作用する。また、リリーフバルブ４４の内周縁部が円筒状の案内部３９の外周面に沿って移動することにより、背圧導入オリフィス４８の流路面積は一定に維持される。
【００２０】
バルブ部材３５の底部３８には、背圧室４６とシリンダ上室２Ａとを連通させるための通路４９が設けられ、底部３８の外側には、通路４９を開閉する減衰バルブ５０が設けられている。減衰バルブ５０は、常閉のディスクバルブであり、背圧室４６の内圧によって開弁して、その開度によって背圧室４６とシリンダ上室２Ａとの間の流路面積を調整する。減衰バルブ５０には、背圧室４６とシリンダ上室２Ａとの間を常時連通する下流側オリフィス５０Ａが設けられている。また、減衰バルブ５０には、シリンダ上室２Ａ側から背圧室４６側への油液の流れのみを許容する背圧用逆止弁５０Ｂが設けられており、背圧用逆止弁５０Ｂの流路面積は、背圧用オリフィス５０Ｃによって一定に絞られている。減衰バルブ５０は、複数積層されたディスクよって構成されており、下流側オリフィス５０Ａ、背圧用逆止弁５０Ｂ及び背圧用オリフィス５０Ｃは、減衰バルブ５０を構成するディスクに通路となる切欠きを設けることによって形成されている。
【００２１】
縮み側減衰力発生機構１４に設けられた各オリフィスの流路面積は、次のように設定する。
（１）（背圧導入オリフィス４８の流路面積の下限の条件）ピストン速度の上昇によって減衰バルブ５０が開弁したとき、その直後にリリーフバルブ４４が閉弁状態を維持するように、減衰バルブ５０の開弁状態での流路面積より背圧導入オリフィス４８の流路面積が大となるように設定する。
（２）（背圧導入オリフィス４８の流路面積の上限の条件）（１）ピストン速度よりさらにピストン速度が上昇したときには、リリーフバルブ４４が開弁し、そのピストン速度以上では、リリーフバルブ４４の上流側のポート室１２Ａと背圧室４６との圧力バランスによってリリーフバルブ４４が開弁状態で維持されるように、すなわち、背圧室４６の圧力が高くなりすぎないように背圧導入オリフィス４８の流路面積を設定する。
（３）背圧導入オリフィス４８の流路面積は、下流側オリフィス５０Ａの流路面積より大きく、下流側オリフィス５０Ａと背圧用オリフィス５０Ｃとの合計流路面積よりも小さくする。
【００２２】
以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
ピストンロッド６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン３の摺動にともない、シリンダ上室２Ａ側の油液が加圧されて、ピストン５の伸び側通路１１を通ってシリンダ下室２Ｂ側へ流れ、主に伸び側減衰力発生機構１３によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド６がシリンダ２から退出した分の油液がリザーバ４からベースバルブ１０の伸び側通路１５の逆止弁１７を開いてシリンダ下室２Ｂへ流れ、リザーバ４内のガスが膨張することによって、シリンダ２内の油液の体積補償を行なう。
【００２３】
伸び側減衰力発生機構１３では、油液は、リリーフバルブ２８の開弁前においては、伸び側通路１１すなわちポート室１１Ａから背圧導入オリフィス３２、背圧室３０、通路３３、減衰バルブ３４を通ってシリンダ下室２Ｂ側へ流れ、リリーフバルブ２８の開弁によってポート室１１Ａからシリンダ下室２Ｂへ直接流れる。
【００２４】
このとき、ピストン速度が微低速域の場合は、リリーフバルブ２８及び減衰バルブ３４は開弁せず、下流側オリフィス３４Ａによってオリフィス特性（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。
【００２５】
ピストン速度が上昇して低速域に達すると、背圧導入オリフィス３２と下流側オリフィス３４Ａとの流路面積の差によって背圧室３０の圧力が上昇して、減衰バルブ３４が開弁してバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）の減衰力が発生して、減衰力特性曲線の傾きが緩やかになる。このとき、減衰バルブ３４の開弁により、背圧室３０の圧力が一旦低下するが、背圧導入オリフィス３２の流路面積が充分大きいため、背圧室３０の内圧が下流側のシリンダ下室２Ｂよりも高圧に維持されるので、リリーフバルブ２８は閉弁したままとなる。
【００２６】
その後、ピストン速度の上昇に対して、背圧導入オリフィス３２と減衰バルブ３４との流路面積の差によって背圧室３０の圧力が再度上昇し、ピストン速度中速域に達するまでは、背圧室３０の内圧によってリリーフバルブ２８が閉弁状態で維持される。
【００２７】
ピストン速度が更に上昇して高速域に達すると、背圧導入オリフィス３２の絞りにより、ポート室１１Ａと背圧室３０との差圧がリリーフバルブ２８の開弁圧力に達して、リリーフバルブ２８が弁バネ３１のバネ力に抗してシート部２７から離座して開弁する。リリーフバルブ２８の開弁によってバルブ特性の減衰力が発生して、減衰力特性の傾きを更に緩やかにして、ピストン速度高速域における減衰力の過度の上昇を抑制する。リリーフバルブ２８の開弁後は、ポート室１１Ａの油液は、シリンダ下室２Ｂへ直接流れるものと、背圧導入オリフィス３２を通って背圧室３０へ流れるものとに分流し、ポート室１１Ａと背圧室３０との圧力バランスによってリリーフバルブ２８の開度が決定される。これにより、リリーフバルブ２８は、背圧室３０の圧力の上昇によって急激に閉じることがなく、開弁状態を維持するので、安定したバルブ特性の減衰力を得ることができる。
【００２８】
ピストンロッド６の縮み行程時には、シリンダ２内のピストン５の摺動にともない、シリンダ下室２Ｂ側の油液が加圧されて、ピストン５の縮み側通路１２を通ってシリンダ上室２Ａ側へ流れ、主に縮み側減衰力発生機構１４によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド４がシリンダ２内に侵入した分の油液がベースバルブ１０の縮み側通路１６のディスクバルブ１８を開いてリザーバ４へ流れ、リザーバ４内のガスを圧縮することによってシリンダ２内の油液の体積補償を行なう。
【００２９】
縮み側減衰力発生機構１４では、油液は、リリーフバルブ４４の開弁前においては、縮み側通路１２すなわちポート室１２Ａから背圧導入オリフィス４８、背圧室４６、通路４９、減衰バルブ５０を通ってシリンダ上室２Ａ側へ流れ、リリーフバルブ４４の開弁によってポート室１２Ａからシリンダ上室２Ａへ直接流れる。
【００３０】
このとき、上記伸び側減衰力発生機構１３の場合と同様、ピストン速度が微低速域の場合は、リリーフバルブ４４及び減衰バルブ５０は開弁せず、下流側オリフィス５０Ａによってオリフィス特性（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。
【００３１】
ピストン速度が上昇して低速域に達すると、背圧導入オリフィス４８と下流側オリフィス５０Ａとの流路面積の差によって背圧室４６の圧力が上昇し、減衰バルブ５０が開弁してバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）の減衰力が発生して、減衰力特性曲線の傾きが緩やかになる。このとき、減衰バルブ５０の開弁により、背圧室４６の圧力が一旦低下するが、背圧導入オリフィス４８の流路面積が充分大きいため、背圧室４６の内圧が下流側のシリンダ上室２Ａよりも高圧に維持されるので、リリーフバルブ４４は閉弁したままとなる。
【００３２】
その後、ピストン速度の上昇に対して、背圧導入オリフィス４８と減衰バルブ５０との流路面積の差によって背圧室４６の圧力が再度上昇し、ピストン速度中速域に達するまでは、背圧室４６の内圧によってリリーフバルブ４４が閉弁状態で維持される。
【００３３】
ピストン速度が更に上昇して高速域に達すると、背圧導入オリフィス４８の絞りにより、ポート室１２Ａと背圧室４６との差圧がリリーフバルブ４４の開弁圧力に達して、リリーフバルブ４４が弁バネ４７のバネ力に抗してシート部４３から離座して開弁する。リリーフバルブ４４の開弁によってバルブ特性の減衰力が発生して、減衰力特性の傾きを更に緩やかにして、ピストン速度高速域における減衰力の過度の上昇を抑制する。リリーフバルブ４４の開弁後は、ポート室１２Ａの油液は、シリンダ上室２Ａへ直接流れるものと、背圧導入オリフィス４８を通って背圧室４６へ流れるものとに分流し、ポート室１２Ａと背圧室４６との圧力バランスによってリリーフバルブ４４の開度が決定される。これにより、リリーフバルブ４４は、背圧室４６の圧力の上昇によって急激に閉じることがなく、開弁状態を維持するので、安定したバルブ特性の減衰力を得ることができる。
【００３４】
このようにして、減衰バルブ３４、５０の開弁による背圧室３０、４６の急激な圧力変動を抑制することにより、ピストン速度の上昇に対して、減衰バルブ３４、５０及びリリーフバルブ２８、４４を同時に開弁させることなく、所定のタイミングで順次開弁させることができ、ピストン速度の微低速域から高速域にわたって所望の減衰力特性を得ることができる。その結果、緩衝器１の減衰力特性は、図７中に実線で示すように、ピストン速度の低中速域において、必要な減衰力を立ち上げると共に、高速域においては、減衰力特性曲線の傾斜を緩やかにして過度の減衰力の上昇を抑制することができ、車両の操縦安定性及び乗り心地の向上に適した減衰力特性を得ることができる。なお、図７中、破線は、特許文献１に記載されたもののように背圧室を備えた従来の油圧緩衝器の減衰力特性を示している。
【００３５】
次に、伸び行程時における縮み側減衰力発生機構１４及び縮み行程時における伸び側減衰力発生機構１３の作用について説明する。
ピストンロッド６の伸び行程時において、縮み側減衰力発生機構１４では、減衰バルブ５０の背圧用逆止弁５０Ｂが開いて、背圧用オリフィス５０Ｃを介してシリンダ上室２Ａ側の圧力を背圧室４６に導入する。これにより、背圧室４６を加圧状態に維持することができ、リリーフバルブ４４の開弁を防止すると共に、縮み行程に移行する際に迅速に背圧室４６の圧力を上昇させることができ、安定した減衰力を発生させることができる。
【００３６】
また、ピストンロッド６の縮み行程時において、伸び側減衰力発生機構１３では、減衰バルブ３４の背圧用逆止弁３４Ｂが開いて、背圧用オリフィス３４Ｃを介してシリンダ下室２Ｂ側の圧力を背圧室３０に導入する。これにより、背圧室３０を加圧状態に維持することができ、リリーフバルブ２８の開弁を防止すると共に、伸び行程に移行する際に迅速に背圧室３０の圧力を上昇させることができ、安定した減衰力を発生させることができる。
【００３７】
次に本発明の第２実施形態について主に図４及び図５を参照して説明する。なお、以下の説明においては、要部のみを図示し、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同様の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００３８】
図４及び図５に示すように、第２実施形態では、伸び側及び縮み側減衰力発生機構１３、１４のバルブ部材１９、３５の案内部２３、３９は、リリーフバルブ２８、４４の内周縁部に対向する先端部の外周面に先細りのテーパ部２３Ａ、３９Ａが形成されている。これにより、リリーフバルブ２８、４４が開弁したとき、その開度に応じて背圧導入オリフィス３２、４８の流路面積が小さくなる。伸び側減衰力発生機構１３のリリーフバルブ２８の全開時の状態を図５に示す。
【００３９】
このように構成したことにより、背圧導入オリフィス３２、４８の流路面積が一定の上記第１実施形態に対して、リリーバルブ２８、４４の開弁圧力すなわち開弁時のピストン速度は変わらないが、開弁後にその開度に応じて背圧導入オリフィス３２、４８の流路面積が小さくなることにより、背圧室３０、４６の圧力が低くなり、リリーフバルブ２８、４４が開き易くなるので、減衰力特性曲線の傾きを更に緩やかにすることができる。
【００４０】
次に本発明の第３実施形態について主に図６を参照して説明する。なお、以下の説明においては、要部のみを図示し、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同様の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４１】
図６に示すように、本実施形態では、伸び側減衰力発生機構１３の伸び側通路１１のポート室１１Ａへの開口に逆止弁５１が設けられている。逆止弁５１は、ピストン５と保持部材２０との間で内周部がクランプされたディスクバルブであり、外周側が撓んで開弁することによって伸び側通路１１のシリンダ上室２Ａ側からポート室１１Ａ側への油液の流れのみを許容する。これにより、逆止弁５１は、背圧導入オリフィス３２の背圧室３０側への油液の流れのみを許容する。また、逆止弁５１には、伸び側通路１１の油液の流れを常時許容するオリフィス５１Ａが設けられている。オリフィス５１Ａの流路面積は、背圧導入オリフィス３２よりも充分小さくなっている。
【００４２】
また、縮み伸び側減衰力発生機構１３の縮み側通路１２のポート室１２Ａへの開口に逆止弁５２が設けられている。逆止弁５２は、ピストン５と保持部材３６との間で内周部がクランプされたディスクバルブであり、外周側が撓んで開弁することによって縮み側通路１２のシリンダ下室２Ｂ側からポート室１２Ａ側への油液の流れのみを許容する。これにより、逆止弁５２は、背圧導入オリフィス４８の背圧室４６側への油液の流れのみを許容する。また、逆止弁５２には、縮み側通路１２の油液の流れを常時許容するオリフィス５２Ａが設けられている。オリフィス５２Ａの流路面積は、背圧導入オリフィス４８よりも充分小さくなっている。
【００４３】
このように構成したことにより、ピストンロッド６の伸び行程時には、伸び側通路１１を流通する油液は、ピストン速度微低速域では、逆止弁５１のオリフィス５１Ａを通り、ピストン速度が上昇すると逆止弁５１を開弁させて、ポート室１１Ａへ流れる。ピストンロッド６の縮み行程時には、縮み側通路１２を流通する油液は、ピストン速度微低速域では、逆止弁５２のオリフィス５２Ａを通り、ピストン速度が上昇すると逆止弁５２を開弁させて、ポート室１２Ａへ流れる。
【００４４】
また、上記第１実施形態の場合と同様、ピストンロッド６の伸び行程時において、縮み側減衰力発生機構１４では、減衰バルブ５０の背圧用逆止弁５０Ｂが開いて、背圧用オリフィス５０Ｃを介してシリンダ上室２Ａ側の圧力を背圧室４６に導入して背圧室４６を加圧状態に維持する。このとき、背圧導入オリフィス４８の流路面積が大きいと、背圧室４６の圧力が背圧導入オリフィス４８を介して下流側のシリンダ下室２Ｂ側へリリーフされることにより、背圧室４６の圧力が上昇し難くなると共に減衰力が低下することになる。これに対して、逆止弁５２により、油液が背圧室４６から背圧導入オリフィス４８を介してシリンダ下室２Ｂ側へリリーフされるのを抑制することができるので、安定した減衰力を得ることができ、背圧導入オリフィス４８の流路面積を充分大きく設定することが可能になる。
【００４５】
ピストンロッド６の縮み行程時において、伸び側減衰力発生機構１３では、減衰バルブ３４の背圧用逆止弁３４Ｂが開いて、背圧用オリフィス３４Ｃを介してシリンダ下室２Ｂ側の圧力を背圧室３０に導入して背圧室３０を加圧状態に維持する。このとき、背圧導入オリフィス３２の流路面積が大きいと、背圧室３０の圧力が背圧導入オリフィス３２を介して下流側のシリンダ上室２Ａ側へリリーフされることにより、背圧室３０の圧力が上昇し難くなると共に減衰力が低下することになる。これに対して、逆止弁５１により、油液が背圧室３０から背圧導入オリフィス３２を介してシリンダ上室２Ａ側へリリーフされるのを抑制することができるので、安定した減衰力を得ることができ、背圧導入オリフィス３２の流路面積を充分大きく設定することが可能になる。
なお、本実施形態は、上述の例では、第１実施形態との組み合わせとして説明しているが、図４及び図５に示す第２実施形態との組合せとしてもよい。
【００４６】
上記第１乃至第３実施形態では、伸び側及び縮み側の双方に背圧室を有する減衰力発生機構が設けられているが、いずれか一方に設けるようにしてもよい。また、上記第１乃至第３実施形態では、本発明をリザーバ４を有する複筒式の緩衝器に適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、シリンダ内にフリーピストンによってガス室を形成した単筒式の緩衝器に適用してもよい。そして、減衰力発生機構は、ピストン部に限らず、ピストンロッドストロークによって作動流体の流れが生じる流路であれば、シリンダの外部等の他の部位に設けてもよい。さらに、作動流体は、油液に限らず、ガスであってもよく、この場合はリザーバ４、ベースバルブ１０及びフリーピストン等は不要となる。
【００４７】
また、上記第１乃至第３実施形態では、弁バネ３１を用いてそのバネ力によってもリリーフバルブを閉弁方向に付勢しているが、必ずしもなくてもよい。弁バネ３１を用いることにより、リリーフバルブの開弁をさらに安定させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 緩衝器、２ シリンダ、５ ピストン、６ ピストンロッド、２８、４４ リリーフバルブ、３０、４６ 背圧室、３２、４８ 導入オリフィス、３４、５０ 減衰バルブ、３４Ａ、５０Ａ 下流側オリフィス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの一方への摺動による上流側の室から下流側の室への作動流体の流れを制御するリリーフバルブと、該リリーフバルブの閉弁方向に内圧を作用させる背圧室と、前記上流側の室から作動流体を前記背圧室に導入する背圧導入オリフィスと、前記背圧室の圧力によって開弁して前記下流側の室への作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰バルブと、前記背圧室を前記下流側の室に連通させる下流側オリフィスとを備え、前記背圧導入オリフィスは、前記リリーフバルブの開度に応じて流路面積が一定又は小さくなることを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
ピストン速度の上昇によって前記リリーフバルブが開弁したとき、そのピストン速度以上では、前記リリーフバルブが開弁状態で維持されるように、前記背圧導入オリフィス及び前記下流側オリフィスの流路面積を設定したことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
ピストン速度の上昇によって前記減衰バルブが開弁したとき、そのピストン速度以上では、前記リリーフバルブの上流側と前記背圧室との圧力バランスによって前記リリーフバルブが開弁状態で維持されるように、前記背圧導入オリフィスの流路面積を設定したことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項４】
前記背圧導入オリフィスの背圧室側への流れのみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の緩衝器。
【請求項５】
前記下流側の室から前記背圧室側への作動流体の流通を許容し、かつ、前記ピストンが他方へ摺動するとき、前記下流側の室から背圧用オリフィスを介して前記背圧室に作動流体を導入する背圧用逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の緩衝器。
【請求項６】
前記背圧導入オリフィスの流路面積は、前記下流側オリフィスの流路面積より大きく、前記下流側オリフィスと前記背圧用オリフィスとの合計流路面積よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の緩衝器。
【請求項７】
前記リリーフバルブを閉弁方向に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の緩衝器。
【請求項１】
作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの一方への摺動による上流側の室から下流側の室への作動流体の流れを制御するリリーフバルブと、該リリーフバルブの閉弁方向に内圧を作用させる背圧室と、前記上流側の室から作動流体を前記背圧室に導入する背圧導入オリフィスと、前記背圧室の圧力によって開弁して前記下流側の室への作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰バルブと、前記背圧室を前記下流側の室に連通させる下流側オリフィスとを備え、前記背圧導入オリフィスは、前記リリーフバルブの開度に応じて流路面積が一定又は小さくなることを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
ピストン速度の上昇によって前記リリーフバルブが開弁したとき、そのピストン速度以上では、前記リリーフバルブが開弁状態で維持されるように、前記背圧導入オリフィス及び前記下流側オリフィスの流路面積を設定したことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
ピストン速度の上昇によって前記減衰バルブが開弁したとき、そのピストン速度以上では、前記リリーフバルブの上流側と前記背圧室との圧力バランスによって前記リリーフバルブが開弁状態で維持されるように、前記背圧導入オリフィスの流路面積を設定したことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項４】
前記背圧導入オリフィスの背圧室側への流れのみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の緩衝器。
【請求項５】
前記下流側の室から前記背圧室側への作動流体の流通を許容し、かつ、前記ピストンが他方へ摺動するとき、前記下流側の室から背圧用オリフィスを介して前記背圧室に作動流体を導入する背圧用逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の緩衝器。
【請求項６】
前記背圧導入オリフィスの流路面積は、前記下流側オリフィスの流路面積より大きく、前記下流側オリフィスと前記背圧用オリフィスとの合計流路面積よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の緩衝器。
【請求項７】
前記リリーフバルブを閉弁方向に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の緩衝器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１５８０１９（Ｐ２０１１−１５８０１９Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９５５７（Ｐ２０１０−１９５５７）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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