(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
一般的に、緩衝器は、車両、機器、構造物等に利用され、内部に作動流体が封入されるシリンダと、シリンダの内周面に摺接しシリンダ内を二つの部屋に区画するピストンと、一端部がピストンに連結されて他端側がシリンダ外に延びるピストンロッドと、二つの部屋を連通する流路と、この流路を通過する作動流体に抵抗を与える減衰力発生手段とを備えている。
【0003】
例えば、上記緩衝器が車両用に利用される場合には、被制振対象である車体側と振動入力部である車輪側の一方にシリンダが連結されるとともに、車体側と車輪側の他方にピストンロッドが連結されているので、振動の入力により、ピストンがシリンダ内を移動し、ピストンで加圧された一方の部屋の作動流体が上記流路を通過して他方の部屋に移動する。したがって、緩衝器は、上記減衰力発生手段の抵抗に起因する減衰力を発生し、振動を抑制することができる。
【0004】
また、特許文献1に開示される緩衝器は、二つの部屋を区画するバルブディスクであるピストンと、このピストンに形成されて二つの部屋を連通する流路と、ピストンに形成されて流路が連なる窓と、ピストンに形成されて窓の外周を囲う弁座と、上記ピストンに積層される複数枚の環板状のリーフバルブと、これらリーフバルブの略中間に配置される内側リーフバルブ及び外側リーフバルブとを備えている。尚、特許文献1に開示の緩衝器において、上記リーフバルブ、内側リーフバルブ及び外側リーフバルブが上記流路を通過する作動流体に抵抗を与える減衰力発生手段である。
【0005】
また、外側リーフバルブは、内側リーフバルブの外周に配置されるとともに、内側リーフバルブよりも厚く形成されていることから、上記特許文献1に開示の緩衝器では、外側リーフバルブよりも反ピストン側に積層されるリーフバルブに初期撓みを与えて、リーフバルブの開弁圧を高く設定するとともに、ピストン速度が中高速領域にある場合において、大きい減衰力を発生することができる。
【0006】
また、ピストン速度が低速領域にある場合には、リーフバルブに設けられた切欠きや、弁座に設けられた溝によって形成される周知のオリフィスを作動流体が通過するため、緩衝器は、このオリフィスの抵抗に起因する減衰力を発生することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に本発明の一実施の形態に係る緩衝器について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。
【0015】
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る緩衝器D1は、伸側室L1と圧側室L2(二つの部屋)を区画するピストン(バルブディスク)1と、このピストン1に形成されて上記伸側室L1と上記圧側室L2とを連通する伸側の流路(流路)10と、上記ピストン1に形成されて上記伸側の流路10が連なる窓11と、上記ピストン1に形成されて上記窓11の外周を囲う弁座12と、上記ピストン1に積層される一または複数枚の環板状の伸側のリーフバルブ(リーフバルブ)2a〜2cとを備えている。
【0016】
そして、上記ピストン1に積層される一枚目の上記伸側のリーフバルブ2aは、外周部を上記弁座12に離着座可能とされており、上記弁座12と対向する位置に、ピストン側(バルブディスク側)が窪むとともに反ピストン側(反バルブディスク側)に突出する打刻リブ3Aを備えている。
【0017】
以下、詳細に説明すると、上記緩衝器D1は、自動車の車体と車輪との間に介装された正立型の単筒型液圧緩衝器であり、作動流体として油、水、水溶液等の液体を収容している。そして、この緩衝器D1の構成は、周知であるため、詳細に図示しないが、車輪側に連結されるシリンダ4と、このシリンダ4の内周面に摺接するピストン1と、一端部がピストン1にナットNで連結されるとともに他端側がシリンダ4外に延び車体側に連結されるピストンロッド5と、シリンダ4の車体側開口端部に固定される環状のロッドガイド(図示せず)と、上記シリンダ4の反ピストンロッド側の内周面に摺接するフリーピストン(図示せず)と、上記シリンダ4の車輪側開口を塞ぐボトムキャップ(図示せず)とを備えている。
【0018】
そして、上記ピストンロッド5は、上記ロッドガイド(図示せず)の軸心部を貫通し、このロッドガイドで軸方向に移動自在に軸支されている。また、図示しないロッドガイドの内周には、ピストンロッド5の外周面に摺接する環状のシールが固定されており、このシールでロッドガイドとシリンダ4との間を塞いでいる。
【0019】
さらに、上記シリンダ4内には、図示しない上記ロッドガイドと上記フリーピストンとの間に作動流体が収容されて液室Lが形成されるとともに、図示しない上記フリーピストンと上記ボトムキャップとの間に気体が封入されて気室(図示せず)が形成されている。また、上記液室Lは、ピストン1で二つの部屋に区画されており、二つの部屋のうちピストンロッド側(
図1中上側)の部屋が伸側室L1、反ピストンロッド側(
図1中下側)の部屋が圧側室L2である。
【0020】
そして、ピストンロッド5がシリンダ4から退出する緩衝器D1の伸長時には、シリンダ内容積が退出したピストンロッド体積分増加するため、フリーピストン(図示せず)が車体側に移動して気室(図示せず)の容積が拡大する。また、ピストンロッド5がシリンダ4内に進入する緩衝器D1の圧縮時には、シリンダ内容積が進入したピストンロッド体積分減少するため、フリーピストン(図示せず)が車輪側に移動して気室(図示せず)の容積が縮小する。つまり、本実施の形態においては、緩衝器D1の伸縮時にシリンダ内に出没するピストンロッド体積分のシリンダ内容積変化を図示しない気室で補償している。
【0021】
つづいて、シリンダ4の内周面に摺接するピストン1は、二つの部屋である伸側室L1と圧側室L2とを区画するバルブディスクであり、このピストン1には、伸側室L1と圧側室L2とを連通する伸側と圧側の流路10,14が形成されるとともに、伸側室側(
図1中上側)に、伸側の流路10の始端が連なる開口窓13と、圧側の流路14の終端が連なる窓15と、この窓15の外周を囲い開口窓13と区画する弁座16が形成され、圧側室側(
図1中下側)に、圧側の流路14の始端が連なる開口窓17と、伸側の流路10の終端が連なる窓11と、この窓11の外周を囲い開口窓17と区画する弁座12が形成されている。
【0022】
そして、伸側の流路10に連なる伸側室側の開口窓13は、伸側室L1に開口し、伸側室L1と伸側の流路10とを常に連通している。他方、圧側の流路14に連なる圧側室側の開口窓17は、圧側室L2に開口し、圧側室L2と圧側の流路14とを常に連通している。
【0023】
また、
図2に示すように、伸側の流路10に連なる圧側室側の窓11を囲う弁座12は、ピストン1の周方向に沿って花弁状に複数配置されており、それぞれが扇状に形成されて複数ある伸側の流路10の出口を個別に区画している。そして、各弁座12は、ピストン1の中心側から外側(ピストン1の中心から離れる方向)に延びる一対の径方向シート面12a,12bと、これら径方向シート面12a,12bの外側端をつなぎピストン1の外周側に円弧状に形成される外側シート面12cとを備えている。他方、図示しないが、圧側の流路14に連なる伸側室側の窓15を囲う弁座16も、上記弁座12と同様に構成されている。
【0024】
もどって、
図1に示すように、ピストン1には、圧側室側と伸側室側に複数枚ずつ環板状のリーフバルブ2a〜2c、7a〜7cが積層されており、ピストン1の圧側室側に積層されるリーフバルブが伸側のリーフバルブ2a〜2c、ピストン1の伸側室側に積層されるリーフバルブが圧側のリーフバルブ7a〜7cである。尚、図中には、伸側のリーフバルブ2a〜2cと圧側のリーフバルブ7a〜7cが三枚ずつ設けられた状態を示しているが、リーフバルブの積層枚数は適宜変更することが可能である。
【0025】
そして、
図1には、伸側と圧側のリーフバルブ2a〜2c、7a〜7cのうち、最もピストン側に位置する一枚目のリーフバルブ2a,7aが、その外周部を弁座12,16に着座させた状態を示している。この状態において、伸側のリーフバルブ2a〜2cは、伸側の流路10の出口を塞ぎ、圧側のリーフバルブ7a〜7cは、圧側の流路14の出口を塞ぐ。しかし、伸側室L1の圧力が圧側室L2の圧力を上回り二つの部屋の差圧が開弁圧に達すると、伸側のリーフバルブ2a〜2cの外周部が反ピストン側に撓み、一枚目の伸側のリーフバルブ2aが弁座12から離れて伸側の流路10を開放する。また、反対に、圧側室L2の圧力が伸側室L1の圧力を上回り二つの部屋の差圧が開弁圧に達すると、圧側のリーフバルブ7a〜7cの外周部が反ピストン側に撓み、一枚目の圧側のリーフバルブ7aが弁座16から離れて圧側の流路14を開放する。
【0026】
また、伸側のリーフバルブ2a〜2cのうち、一枚目のリーフバルブ2aには、
図3に示すように、ピストン側が窪むとともに反ピストン側に突出する円環状の打刻リブ3Aが形成されている。このため、
図1に示すように、二枚目以降の伸側のリーフバルブ2b,2cには、上記打刻リブ3Aの高さに応じた初期撓みが与えられている。また、打刻リブ3Aは、
図2に示すように、上記圧側室側の弁座12における径方向シート面12a,12bと交わるように設定されており、一枚目の伸側のリーフバルブ2aの外周部が弁座12に着座している状態において、弁座12の径方向シート面12a,12bとの間に周知のオリフィスを形成し、このオリフィスを介して伸側室L1と圧側室L2とを常に連通している。
【0027】
尚、本実施の形態において、打刻リブ3Aは、プレス加工等、対となる工具の間に素材を挟み工具の形に塑性変形させることにより形成されている。このため、ピストン側を窪ませると同時に、この部分の反対側を反ピストン側に突出させることが容易に可能となり、リーフバルブ2aに打刻リブ3Aを容易に形成することができる。しかし、リーフバルブのピストン側を窪ませるとともに、この部分の反対側を反ピストン側に突出させることが可能であれば、打刻リブの形成方法は、上記の限りではなく、適宜選択することが可能である。
【0028】
次に、本実施の形態の緩衝器D1の作動について説明する。ピストンロッド5がシリンダ4から退出する緩衝器D1の伸長時において、ピストン速度が低速領域にある場合、一枚目の伸側のリーフバルブ2aが弁座12に着座した状態に維持されて、伸側のリーフバルブ2a〜2cが伸側の流路10を開放しない。しかし、ピストン1で加圧された伸側室L1の作動流体は、打刻リブ3Aによって形成されたオリフィスを通り、伸側の流路10を通って圧側室L2に移動する。
【0029】
このため、緩衝器D1は、打刻リブ3Aによって形成されるオリフィスの抵抗に起因する伸側低速減衰力を発生する。
【0030】
そして、同じく緩衝器D1の伸長時において、ピストン速度が高くなり、低速領域を脱して中高速領域に達すると、伸側室L1と圧側室L2の差圧が伸側のリーフバルブ2a〜2cの開弁圧に達し、伸側のリーフバルブ2a〜2cの外周部を反ピストン側に撓ませて伸側の流路10を開放する。このため、ピストン1で加圧された伸側室L1の作動流体が、一枚目の伸側のリーフバルブ2aと弁座12との間を通り、伸側の流路10を通って圧側室L2に移動する。
【0031】
したがって、緩衝器D1は、ピストン速度が中高速領域にあるとき、伸側のリーフバルブ2a〜2cの抵抗に起因する伸側中高速減衰力を発生する。また、二枚目以降の伸側のリーフバルブ2b,2cには、打刻リブ3Aによって初期撓みが与えられているため、伸側中高速減衰力を大きくすることができる。
【0032】
尚、上記説明において、ピストン速度の領域を低速領域と、中高速領域とに区画しているが、各領域の閾値はそれぞれ任意に設定することが可能である。
【0033】
次に、本発明の一実施の形態に係る緩衝器D1の作用効果について説明する。上記緩衝器D1は、伸側室L1と圧側室L2(二つの部屋)を区画するピストン(バルブディスク)1と、このピストン1に形成されて上記伸側室L1と上記圧側室L2とを連通する伸側の流路(流路)10と、上記ピストン1に形成されて上記伸側の流路10が連なる窓11と、上記ピストン1に形成されて上記窓11の外周を囲う弁座12と、上記ピストン1に積層される一または複数枚の環板状の伸側のリーフバルブ(リーフバルブ)2a〜2cとを備えている。
【0034】
そして、上記ピストン1に積層される一枚目の上記伸側のリーフバルブ2aは、外周部を上記弁座12に離着座可能とされており、上記弁座12と対向する位置に、ピストン側(バルブディスク側)が窪むとともに反ピストン側(反バルブディスク側)に突出する打刻リブ3Aを備えている。
【0035】
つまり、バルブディスクであるピストン1に積層される一枚目の伸側のリーフバルブ2aに打刻リブ3Aを形成することにより、二枚目以降の伸側のリーフバルブ2b,2cに初期撓みを与えると同時に、弁座12との間にオリフィスを形成することができる。
【0036】
したがって、伸側のリーフバルブ2b,2cに初期撓みを与えるとともに、オリフィスを形成したとしても、一枚目の伸側のリーフバルブ2aに打刻リブ3Aを形成するだけでよく、緩衝器D1の構造を従来よりも簡易にすることが可能となる。
【0037】
また、本実施の形態において、上記弁座12は、上記ピストン(バルブディスク)1の中心側から外側(ピストンから離れる方向)に延びる径方向シート面12a,12bを備えており、上記打刻リブ3Aは、円環状に形成されて、上記径方向シート面12a,12bと交わるように設定されている。
【0038】
したがって、一枚目の伸側のリーフバルブ2aの中心から打刻リブ3Aまでの距離が一定になり、ピストン1と一枚目の伸側のリーフバルブ2aとの周方向の位置合わせをしなくても、弁座12と対向する位置に打刻リブ3Aを配置することができる。
【0039】
次に、本発明の他の実施の形態の緩衝器D2について説明する。本実施の形態の緩衝器D2は、一実施の形態の緩衝器D1とピストン及び打刻リブの形状のみが異なり、他の構成及び緩衝器D2の作動は同様である。したがって、以下、本実施の形態の緩衝器D2のピストン6と打刻リブ3Bについてのみ、詳細に説明する。
【0040】
図4に示すように、本実施の形態においてもピストン6は、一実施の形態と同様に、二つの部屋である伸側室L1と圧側室L2とを区画するバルブディスクであり、このピストン6には、伸側室L1と圧側室L2とを連通する伸側と圧側の流路60,64が形成されるとともに、伸側室側(
図4中上側)に、伸側の流路60の始端が連なる開口窓63と、圧側の流路64の終端が連なる窓65と、この窓65の外周を囲い開口窓63と区画する弁座66が形成され、圧側室側(
図4中下側)に、圧側の流路64の始端が連なる開口窓67と、伸側の流路60の終端が連なる窓61と、この窓61の外周を囲い開口窓67と区画する弁座62が形成されている。
【0041】
そして、伸側の流路60に連なる伸側室側の開口窓63は、伸側室L1に開口し、伸側室L1と伸側の流路60とを常に連通している。他方、圧側の流路64に連なる圧側室側の開口窓67は、圧側室L2に開口し、圧側室L2と圧側の流路64とを常に連通している。
【0042】
また、
図5に示すように、伸側の流路60に連なる圧側室側の窓61を囲う弁座62は、円環状に形成されて、複数ある全ての伸側の流路60の出口を一体的に囲っている。他方、図示しないが、圧側の流路64に連なる伸側室側の窓65を囲う弁座66も、上記弁座62と同様に構成されている。
【0043】
つづいて、本実施の形態においても、打刻リブ3Bは、ピストン6の圧側室側に積層される複数枚の環板状の伸側のリーフバルブ2a〜2cのうち、最もピストン側に位置する一枚目の伸側のリーフバルブ2aに形成されており、ピストン側が窪むとともに反ピストン側に突出している。このため、
図4に示すように、二枚目以降の伸側のリーフバルブ2b,2cには、一実施の形態と同様に、打刻リブ3Bの高さに応じた初期撓みが与えられている。
【0044】
また、打刻リブ3Bは、
図6に示すように、楕円環状に形成されて、
図6中上下部分30,31が一枚目の伸側のリーフバルブ2aの中心側に配置され、
図6中左右部分32,33が外側(ピストン6の中心から離れる方向)に延びており、
図5に示すように、圧側室側の
弁座62と交わるように設定されている。このため、一枚目の伸側のリーフバルブ2aの外周部が弁座62に着座している状態において、弁座62との間に周知のオリフィスを形成し、このオリフィスを介して伸側室L1と圧側室L2とを常に連通している。
【0045】
次に、本発明の他の実施の形態に係る緩衝器D2の作用効果について説明する。上記緩衝器D2は、一実施の形態と同様に、伸側室L1と圧側室L2(二つの部屋)を区画するピストン(バルブディスク)6と、このピストン6に形成されて上記伸側室L1と上記圧側室L2とを連通する伸側の流路(流路)60と、上記ピストン6に形成されて上記伸側の流路60が連なる窓61と、上記ピストン6に形成されて上記窓61の外周を囲う弁座62と、上記ピストン6に積層される一または複数枚の環板状の伸側のリーフバルブ(リーフバルブ)2a〜2cとを備えている。
【0046】
そして、上記ピストン6に積層される一枚目の上記伸側のリーフバルブ2aは、外周部を上記弁座62に離着座可能とされており、上記弁座62と対向する位置に、ピストン側(バルブディスク側)が窪むとともに反ピストン側(反バルブディスク側)に突出する打刻リブ3Bを備えている。
【0047】
つまり、バルブディスクであるピストン6に積層される一枚目の伸側のリーフバルブ2aに打刻リブ3Bを形成することにより、二枚目以降の伸側のリーフバルブ2b,2cに初期撓みを与えると同時に、弁座62との間にオリフィスを形成することができる。
【0048】
したがって、伸側のリーフバルブ2b,2cに初期撓みを与えるとともに、オリフィスを形成したとしても、一枚目の伸側のリーフバルブ2aに打刻リブ3Bを形成するだけでよく、緩衝器D1の構造を従来よりも簡易にすることが可能となる。
【0049】
また、本実施の形態において、上記弁座62は、円環状に形成されており、上記打刻リブ3Bは、一枚目の上記伸側のリーフバルブ2aの中心側から外側(リーフバルブ2aの中心から離れる方向)に延びて上記弁座62と交わるように設定されている。
【0050】
したがって、ピストン6の中心から弁座62までの距離が一定になり、ピストン6と一枚目の伸側のリーフバルブ2aとの位置合わせをしなくても、弁座62と対向する位置に打刻リブ3Bを配置することができる。
【0051】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。
【0052】
例えば、上記各実施の形態においては、緩衝器D1,D2が自動車用の緩衝器であるとしたが、他の車両用の緩衝器であるとしても、車両用以外の緩衝器であるとしてもよい。
【0053】
また、上記各実施の形態において、緩衝器D1,D2が正立型の単筒型液圧緩衝器であり、図示しない気室でシリンダ内に出没するピストンロッド体積分のシリンダ内容積変化や、温度変化による作動流体体積変化を補償することができる。しかし、周知であるため図示しないが、緩衝器D1,D2が作動流体と気体を収容するリザーバと、このリザーバと圧側室L2とを区画するベース部材とを備え、上記リザーバでシリンダ内容積変化や作動流体体積変化を補償するとしてもよい。
【0054】
また、上記各実施の形態において、本発明に係る打刻リブ3A,3Bが形成されるリーフバルブは、伸側のリーフバルブ2aであり、緩衝器D1,D2のピストン1,6に積層されている。しかし、緩衝器D1,D2がベース部材を備える場合には、ベース部材をバルブディスクとし、このベース部材に打刻リブ3A,3Bが形成されるリーフバルブを積層するとしてもよい。
【0055】
また、図示しないが、緩衝器D1,D2がシリンダ4の外側に配置される外筒を備え、この外筒とシリンダ4との間に上記リザーバを形成する複筒型緩衝器であるとしてもよく、作動流体として気体を利用する空圧緩衝器や、倒立型の緩衝器であるとしてもよい。
【0056】
また、一枚目の伸側のリーフバルブ2aに形成される打刻リブ3A,3Bの形状や、このリーフバルブ2aの外周部が離着座する弁座12,62の形状は上記の限りではなく、適宜選択することが可能である。
【0057】
例えば、一実施の形態の緩衝器D1における一枚目の伸側のリーフバルブ2aに形成される円環状の打刻リブ3Aを二重、三重に形成するとしてもよく(図示せず)、この場合、打刻リブを追加した分、クラッキングポイントを増やすことが可能となる。
【0058】
また、
図7に示すように、円環状の打刻リブ3Aの内側に花弁状の打刻リブ3Cを設けてもよく、この場合、一枚目のリーフバルブ2aの剛性を高め、伸側のリーフバルブ2a〜2cの開弁圧を更に高くすることが容易に可能となる。
【0059】
また、他の実施の形態の緩衝器D2における一枚目の伸側のリーフバルブ2aに形成される打刻リブ3Bの形状を
図8〜
図12に示すように変更してもよい。
【0060】
図8に示す打刻リブ3Dは、三角状に形成されており、頂点部分34,35,36が一枚目の伸側のリーフバルブ2aの中心から離れる方向(外側)に延びている。
【0061】
図9に示す打刻リブ3Eは、花弁状に形成されており、一枚目の伸側のリーフバルブ2aの中心側から外側(リーフバルブ2aの中心から離れる方向)に放射状に延びる複数の足部37,37・・・を備えている。
【0062】
図10に示す打刻リブ3Fは、楕円状に形成されて一枚目の伸側のリーフバルブ2aの周方向に並んで複数設けられており、各打刻リブ3F,3F・・・が一枚目の伸側のリーフバルブ2aの半径方向に沿って延びている。尚、各打刻リブ3F,3F・・・の切断面は、
図10(b)に示すようになっていても、
図10(c)に示すようになっていてもよい。
【0063】
図11に示す打刻リブ3Gは、三角状に形成されて一枚目の伸側のリーフバルブ2aの周方向に並んで複数設けられており、各打刻リブ3G,3G・・・が一枚目の伸側のリーフバルブ2aの半径方向に沿って延びている。尚、この打刻リブ3Gの切断面は、
図11(b)に示すようになっていても、
図11(c)に示すようになっていてもよい。
【0064】
図12に示す打刻リブ3Hは、筋状に形成されて一枚目の伸側のリーフバルブ2aの周方向に並んで複数設けられており、各打刻リブ3H,3H・・・が一枚目の伸側のリーフバルブ2aの半径方向に沿って延びている。尚、この打刻リブ3H,3H・・・の縦断面は、
図12(b)に示すようになっていても、
図12(c)に示すようになっていてもよい。
【0065】
また、上記
図8〜12に示す打刻リブ3D〜3Hは、全て、打刻リブ3Bと同様に、ピストン側が窪むとともに反ピストン側に突出している。このため、弁座62との間にオリフィスを形成するとともに、二枚目以降の伸側のリーフバルブ2b,2cに、打刻リブ3D〜3Hの高さに応じた初期撓みを与えることができる。また、上記打刻リブ3D〜3Hは、打刻リブ3Bと同様に、一枚目の上記伸側のリーフバルブ2aの中心側から外側(リーフバルブ2aの中心から離れる方向)に延びて円環状の弁座62と交わるように設定されている。
【0066】
したがって、ピストン6と一枚目の伸側のリーフバルブ2aとの位置合わせをしなくても、弁座62と対向する位置に打刻リブ3Bを配置することができる。
【0067】
尚、打刻リブ3A〜3Hと弁座とが常に対向し、オリフィスを形成できるように設定することが可能であれば、打刻リブ2A〜3Hと組み合わせる弁座形状は問わない。また、打刻リブ3A〜3Hの組み合わせも自由である。
【0068】
また、上記各実施の形態において、一枚目の伸側のリーフバルブ2aのみが打刻リブ3A〜3Hを備え、弁座12,62との間にオリフィスを形成するとともに、二枚目以降の伸側のリーフバルブ2b,2cに初期撓みを与えている。しかし、図示しないが、一枚目の圧側のリーフバルブ7aに打刻リブを設け、弁座16,66との間にオリフィスを形成するとともに、二枚目以降の圧側のリーフバルブ7b,7cに初期撓みを与えるとしてもよい。