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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024164359
(43)【公開日】2024-11-27
(54)【発明の名称】減衰バルブおよび緩衝器
(51)【国際特許分類】
   F16F 9/34 20060101AFI20241120BHJP
【FI】
F16F9/34
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023079774
(22)【出願日】2023-05-15
(71)【出願人】
【識別番号】000000929
【氏名又は名称】カヤバ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100122323
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 憲
(72)【発明者】
【氏名】安井 剛
【テーマコード(参考)】
3J069
【Fターム(参考)】
3J069AA54
3J069EE10
3J069EE31
(57)【要約】
【課題】製造コストを低減可能な減衰バルブおよび緩衝器を提供する。
【解決手段】本発明における減衰バルブVは、ケース側弁座10eを有するバルブケース10と、バルブケース10に対して遠近可能であるとともにディスク側弁座11dとを有するディスク11と、環状であって弾性を有して外周部がケース側弁座10eに離着座可能であって内周部がディスク側弁座11dに離着座可能なリーフバルブ12と、ディスク11のディスク側ポート11cより外周とリーフバルブ12の外周との間に配置される環状のシム15と、ディスク11の反バルブケース側に配置されるばね受13と、ばね受13とディスク11との間に介装されてディスク11とリーフバルブ12とをバルブケース10へ向けて付勢するばね14と、ディスク11、リーフバルブ12およびシム15を調心するガイド13bとを備える。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケース側ポートを有するとともに、前記ケース側ポートの開口を取り囲む環状のケース側弁座を一端に有するバルブケースと、
前記バルブケースの一端に対向して前記バルブケースの一端に対して遠近可能であるとともに、ディスク側ポートと、環状であって外径が前記ケース側弁座よりも小径であってバルブケース側端の前記ディスク側ポートの開口よりも内周側からバルブケース側へ向けて突出するディスク側弁座とを有するディスクと、
環状であって弾性を有して前記バルブケースと前記ディスクとの間に設けられてバルブケース側の外周部が前記ケース側弁座に離着座可能であってディスク側の内周部が前記ディスク側弁座に離着座可能なリーフバルブと、
前記ディスクのバルブケース側端の前記ディスク側ポートより外周と前記リーフバルブのディスク側端の外周との間に配置される環状のシムと、
前記ディスクの反バルブケース側に配置されるばね受と、
前記ディスクと前記ばね受との間に介装されて前記ディスクと前記リーフバルブとを前記バルブケースへ向けて付勢するばねと、
前記ディスク、前記リーフバルブおよび前記シムの外周に対向して前記ディスク、前記リーフバルブおよび前記シムを調心するガイドとを備えた
ことを特徴とする減衰バルブ。
【請求項2】
前記ばね受は、前記ばねの一端を支承する頂部と、頂部から放射状に垂下されて先端が前記バルブケースに嵌合する複数の脚部とを有し、
前記ガイドは、前記脚部である
ことを特徴とする請求項1に記載の減衰バルブ。
【請求項3】
前記リーフバルブの外径は、前記シムの外径以下であって前記シムの内径よりも大きい
ことを特徴とする請求項1に記載の減衰バルブ。
【請求項4】
前記シムは、環状のシム本体と、シム本体の外周から放射状に延びて前記脚部間に挿入される複数の凸部とを有する
ことを特徴とする請求項2に記載の減衰バルブ。
【請求項5】
アウターシェルと、前記アウターシェル内に軸方向へ移動可能に挿入されるピストンロッドとを備えて内部に少なくとも2つの作動室を有する緩衝器本体と、
前記作動室間に設けられる請求項1から4のいずれか一項に記載の減衰バルブとを備えた
ことを特徴とする緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、減衰バルブおよび緩衝器に関する。
【背景技術】
【0002】
車両の車体と車輪との間に介装される緩衝器に利用される減衰バルブは、たとえば、ケース側ポートとケース側ポートの開口を取り囲む環状のケース側弁座を有するバルブケースと、バルブケースに対して遠近可能であるとともにディスク側ポートとディスク側ポートの内周側に設けられた環状のディスク側弁座とディスク側ポートの外周に設けられた環状の外周シート部とを有するディスクと、環状であってバルブケースとディスクとの間に介装されてケース側弁座とディスク側弁座とに離着座するリーフバルブと、有底筒状であって開口端がバルブケースの外周に嵌合されて内部にディスクとリーフバルブとを収容するキャップと、キャップとディスクとの間に介装されてディスクとともにリーフバルブをバルブケースヘ向けて付勢するコイルばねとを備えるものがある(たとえば、特許文献1参照)。減衰バルブにおけるリーフバルブは、バルブケース側の外周部をケース側弁座に着座させ、ディスク側の内周部をケース側弁座よりも小径のディスク側弁座に着座させている。
【0003】
また、ディスクの外周シート部よりもディスク側弁座の方がバルブケース側へ突出していて、ディスク側弁座のリーフバルブの着座面と外周シート部のリーフバルブの着座面とでは高さが異なり両者の間に段差が設けられている。このように減衰バルブでは、ディスク側弁座と外周シート部との間に段差(高低差)が設けられており、ディスク側弁座と外周シート部との双方に着座したリーフバルブには段差の大きさに応じた初期撓みが与えられ、初期撓みによってリーフバルブの開弁圧が設定される。
【0004】
このように構成された減衰バルブは、たとえば、複筒型の緩衝器の圧側室とリザーバとの間に、ケース側ポートをリザーバに連通させるとともにディスク側ポートを圧側室に連通させて設置される。このように緩衝器に設置された減衰バルブでは、緩衝器の収縮作動時に圧側室の圧力とリザーバの圧力との差が開弁圧に達すると、リーフバルブの内周がケース側弁座を支点として撓んでディスク側弁座から離座して、ディスク側ポートを開放する。よって、圧側室内の作動油は、ディスク側ポートを抜け、ディスク側弁座とリーフバルブの内周部との間を通過し、さらにケース側ポートを通過してリザーバへ移動する。よって、減衰バルブでは、緩衝器の収縮作動時に、圧側室からリザーバへ向かう作動油の流れに対してリーフバルブによって抵抗を与えて、緩衝器の収縮作動を妨げる減衰力を発生する。
【0005】
他方、リザーバから圧側室へ作動油が流れる場合、ばねが縮んでリーフバルブがディスク側弁座に着座したままディスクとともにバルブケースから離間するので、作動油がリーフバルブとバルブケースとの間を通過してキャップの筒部に設けた切欠を介してキャップ外へ移動する。そして、従来の減衰バルブは、ばねの付勢力が小さくリザーバから圧側室へ作動油が移動する場合には作動油の流れに殆ど抵抗を与えないので、チェックバルブとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001-059536号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
前述のように従来の減衰バルブでは、ディスク側弁座と外周シート部との間に段差の大きさによってリーフバルブの開弁圧の調整が可能であるが、所望する開弁圧毎に段差の大きさが異なるディスクを多数用意しなくてはならず、また、ディスクの寸法精度が高くないと所望する開弁圧を実現できなくなる。
【0008】
よって、従来の減衰バルブでは、ディスクの高精度な寸法管理が要求されるとともに多数の段差が異なるディスクを保管管理する必要があるので、製造コストが嵩むという問題がある。
【0009】
そこで、本発明は、製造コストを低減可能な減衰バルブおよび緩衝器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記した目的を解決するために、本発明の減衰バルブは、ケース側ポートを有するとともに、ケース側ポートの開口を取り囲む環状のケース側弁座を一端に有するバルブケースと、バルブケースの一端に対向してバルブケースの一端に対して遠近可能であるとともに、ディスク側ポートと、環状であって外径がケース側弁座よりも小径であってバルブケース側端のディスク側ポートの開口よりも内周側からバルブケース側へ向けて突出するディスク側弁座とを有するディスクと、環状であって弾性を有してバルブケースとディスクとの間に設けられてバルブケース側の外周部がケース側弁座に離着座可能であってディスク側の内周部がディスク側弁座に離着座可能なリーフバルブと、ディスクのバルブケース側端のディスク側ポートより外周とリーフバルブのディスク側端の外周との間に配置される環状のシムと、ディスクの反バルブケース側に配置されるばね受と、ディスクとばね受との間に介装されてディスクとリーフバルブとをバルブケースへ向けて付勢するばねと、ディスク、リーフバルブおよびシムの外周に対向してディスク、リーフバルブおよびシムを調心するガイドとを備えている。
【0011】
このように構成された減衰バルブでは、リーフバルブの内周側がディスク側弁座に着座しつつ、リーフバルブの外周側がケース側弁座とシムとで挟持されると、ディスク側弁座とシムとの間の高低差によってリーフバルブに初期撓みを与えることができるとともに、シムの厚さによって前記初期撓みを調整してリーフバルブの開弁圧を調整できる。よって、減衰バルブによれば、リーフバルブ12に要求される開弁圧に応じてリーフバルブの外周を支持する支持面とディスク側弁との高低差が異なるディスクを多数用意して、リーフバルブに要求される開弁圧に応じたディスクを選択して減衰バルブを製造する必要はなくなる。
【0012】
また、減衰バルブにおけるばね受は、ばねの一端を支承する頂部と、頂部から放射状に垂下されて先端がバルブケースに嵌合する複数の脚部とを有し、ガイドが脚部であってもよい。このように構成された減衰バルブによれば、バルブケースを基準としてディスク、シムおよびリーフバルブを調心でき、リーフバルブがバルブケースに対して遠近動作を繰り返してもリーフバルブのケース側弁座、ディスク側弁座およびシムの支持位置が変化しないので、開弁圧のばらつきが生じず、ばらつきの無い安定した減衰力を発揮できるとともに、ばね受のバルブケースへの一体化のために利用される脚部をガイドとして用いているので、部品点数の増加を招かず、より一層製造コストを低減できる。
【0013】
さらに、減衰バルブにおけるリーフバルブの外径は、シムの外径よりも小さくシムの内径よりも大きくてもよい。このように構成された減衰バルブによれば、リーフバルブの内周縁がシムの平坦面によって支持されて、リーフバルブが開弁する度にリーフバルブの内周縁の支持状況が変化して減衰特性が変化してしまうといった事態も生じない。
【0014】
そしてさらに、減衰バルブにおけるシムは、環状のシム本体と、シム本体の外周から放射状に延びて脚部間に挿入される複数の凸部とを有してもよい。このように構成された減衰バルブによれば、寸法誤差によってリーフバルブの外径がシムのシム本体の外径よりも大きくなってしまっても、リーフバルブが撓んでディスク側弁座から離間した際にリーフバルブのディスク側を向く面の内周縁を凸部で支持できるから、リーフバルブが開弁する度にリーフバルブの内周縁の支持状況が変化して減衰特性が変化してしまうといった事態も生じない。
【0015】
さらに、緩衝器は、アウターシェルと、アウターシェル内に軸方向へ移動可能に挿入されるピストンロッドとを備えて内部に少なくとも2つの作動室を有する緩衝器本体と、作動室間に設けられる減衰バルブとを備えている。このように構成された緩衝器によれば、製造コストを低減できる。
【発明の効果】
【0016】
本発明の減衰バルブおよび緩衝器によれば、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明の一実施の形態における減衰バルブを備えた緩衝器の縦断面図である。
図2】本発明の一実施の形態における減衰バルブの拡大縦断面図である。
図3】本発明の一実施の形態における減衰バルブのキャップの底面図である。
図4】本発明の一実施の形態の第1変形例における減衰バルブの拡大縦断面図である。
図5】本発明の一実施の形態の減衰バルブのシムの変形例の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1および図2に示すように、一実施の形態における緩衝器Dは、アウターシェル1と、アウターシェル1内に移動可能に挿入されるピストンロッド2とを有して伸縮可能な緩衝器本体Aと、緩衝器本体A内に設けられる二つの作動室としての圧側室R2とリザーバRとの間に設けられた減衰バルブVとを備えている。そして、この緩衝器Dの場合、図示しない車両における車体と車輪との間に介装されて使用され、車体および車輪の振動を抑制する。
【0019】
以下、緩衝器Dの各部について詳細に説明する。図1に示すように、緩衝器本体Aは、有底筒状のアウターシェル1と、アウターシェル1内に挿入されるシリンダ3と、シリンダ3内に移動可能に挿入されるピストンロッド2と、ピストンロッド2に連結されてシリンダ3内に移動可能に挿入されるとともにシリンダ3内を伸側室R1と圧側室R2とに区画するピストン4と、アウターシェル1とシリンダ3との間に形成されたリザーバRとシリンダ3内の圧側室R2との間に設置される減衰バルブVとを備えている。
【0020】
以下、緩衝器Dの各部について詳細に説明する。アウターシェル1は、有底筒状であって、内部にシリンダ3を収容しており、シリンダ3の外周を覆って、シリンダ3との間の環状隙間でリザーバRを形成している。
【0021】
シリンダ3は、筒状であって内部には、前述したようにピストン4が移動自在に挿入されており、ピストン4の図1中上方に伸側室R1が、図1中下方には圧側室R2がそれぞれ区画されている。伸側室R1と圧側室R2内には、液体として、具体的にはたとえば、作動油が充填されている。なお、液体としては、作動油の他にも、水、水溶液等を充填してもよい。リザーバR内には、シリンダ3内に充填される液体と同じ液体の他に気体が充填されている。なお、液体を作動油とする場合、リザーバR内に充填される液体は、作動油の劣化を防止するため気体を窒素等といった不活性ガスとされるとよい。
【0022】
そして、シリンダ3の図1中下端には、減衰バルブVが取り付けられており、減衰バルブVによって、シリンダ3内の圧側室R2とシリンダ3外のリザーバRとが仕切られている。
【0023】
また、シリンダ3の図1中上端には、ピストンロッド2を摺動自在に軸支するロッドガイド5が嵌合されている。このロッドガイド5は、アウターシェル1の内周に嵌合され、アウターシェル1の上端を加締めることで、ロッドガイド5の図1中上方に積層されてアウターシェル1、シリンダ3およびピストンロッド2のそれぞれの間をシールするシール部材6とともにアウターシェル1に固定される。このようにロッドガイド5をアウターシェル1に固定するとシリンダ3は、アウターシェル1の底部に載置された減衰バルブVにおけるバルブケース10とロッドガイド5とで挟持され、シリンダ3も減衰バルブVとともにアウターシェル1内で固定される。なお、アウターシェル1の上端開口端を加締める代わりに、上端開口部にキャップを螺着して、このキャップとアウターシェル1の底部とで、前記シール部材6、ロッドガイド5、シリンダ3およびバルブケース10を挟持して、これら部材をアウターシェル1内で固定してもよい。
【0024】
ピストンロッド2は、円柱状であって先端側の外径が縮径されており、先端側の最小径の小径部2aと、小径部2aより外径が大きく小径部2aの図2中上側に設けられた大径部2bと、小径部2aと大径部2bとの境に設けられた段部2c、小径部2aの先端外周に設けられた図示しない螺子部とを備えている。
【0025】
そして、ピストンロッド2の図1中上端となる基端には、ブラケット(図示せず)が設けられており、ピストンロッド2が図外の前記ブラケットを介して車体と車輪の一方に連結される。また、アウターシェル1の底部にもブラケット(図示せず)が設けられており、アウターシェル1が図外の前記ブラケットを介して車体と車輪の他方に連結される。
【0026】
このようにして緩衝器Dは車体と車輪との間に介装される。そして、車両が凹凸のある路面を走行する等して車輪が車体に対して上下に振動すると、ピストンロッド2がアウターシェル1に出入りして緩衝器Dが伸縮するとともに、ピストン4がシリンダ3内を上下(軸方向)に移動する。
【0027】
ピストン4は、環状であって図1に示すように、伸側室R1と圧側室R2とを連通する伸側ポート4aと、圧側室R2と伸側室R1とを連通する圧側ポート4bを備えている。ピストン4の図1中上方には環状の圧側チェックバルブ8が重ねられ、ピストン4の図1中下方には環状の伸側リーフバルブ7が重ねられている。そして、圧側チェックバルブ8、ピストン4および伸側リーフバルブ7は、ピストンロッド2の小径部2aの外周に順番に嵌合され、ピストンロッド2の先端の図外の螺子部に螺子結合されるピストンナット9と段部2cとで挟持されてピストンロッド2に固定される。
【0028】
伸側リーフバルブ7は、環状板を複数枚積層して構成されてピストン4の図1中下側である圧側室側に重ねられており、伸側ポート4aの出口端を開閉する。伸側リーフバルブ7は、内周がピストンロッド2に固定されて外周側の撓みが許容されており、伸側室R1の圧力が圧側室R2の圧力より高くなり両者の差圧が開弁圧に達すると、伸側ポート4aを介して作用する伸側室R1の圧力を受けて撓んで開弁し、伸側ポート4aを開放して伸側室R1と圧側室R2とを連通させる。伸側リーフバルブ7は、伸側ポート4aを通過する液体の流れに抵抗を与えて伸側室R1の圧力を上昇させる。反対に、伸側リーフバルブ7は、圧側室R2の圧力が伸側室R1の圧力より高いと背面側から作用する圧側室R2の圧力によってピストン4に押しつけられて伸側ポート4aを閉塞して圧側室R2と伸側室R1との連通を遮断する。
【0029】
他方、圧側チェックバルブ8は、ピストン4に対して軸方向で遠近可能な環状板と環状板をピストン4に向けて付勢するばねとで構成されてピストン4の図1中上側である伸側室側に重ねられており、圧側ポート4bの出口端を開閉する。圧側チェックバルブ8は、圧側室R2の圧力が伸側室R1の圧力より高くなり、圧側ポート4bを介して作用する圧側室R2の圧力を受けてピストン4から離間して開弁すると圧側ポート4bを開放して圧側室R2と伸側室R1とを連通させる。なお、圧側チェックバルブ8は、開弁すると然程抵抗を与えずに液体が圧側ポート4bを通過するのを許容する。反対に、圧側チェックバルブ8は、伸側室R1の圧力が圧側室R2の圧力より高いと背面側から作用する伸側室R1の圧力によってピストン4に押しつけられて圧側ポート4bを閉塞して圧側室R2と伸側室R1との連通を遮断する。
【0030】
つづいて、減衰バルブVは、図1および図2に示すように、バルブケース10と、バルブケース10に対して遠近可能なディスク11と、環状であってバルブケース10とディスク11との間に介装されるリーフバルブ12と、ディスク11のリーフバルブ12との間に配置される環状のシム15と、ディスク11の反バルブケース側に配置されるばね受としてのキャップ13と、ディスク11とキャップ13との間に介装されてディスク11とともにリーフバルブ12をバルブケース10ヘ向けて付勢するばね14と、ディスク11、リーフバルブ12およびシム15の外周に対向してディスク11、リーフバルブ12およびシム15を調心するガイドとしての脚部13bとを備えている。
【0031】
バルブケース10は、図2に示したように、環状のケース本体10aと、環状であってケース本体10aの下端に連なり外径がケース本体10aよりも大径な大径部10bと、環状であってケース本体10aの図2中上端から上方へ向けて突出するとともにケース本体10aよりも外径が小径な小径部10cと、ケース本体10aの内周側で形成されたケース側ポート10dと、小径部10cの図2中上端から上方へ向けて突出してケース側ポート10dの外周を取り囲む環状のケース側弁座10eとを備えている。
【0032】
大径部10bは、ケース本体10aの内径よりも大径であってケース本体10aの外径よりも小径な内径と、ケース本体10aの外径よりも大きな外径を備えるとともに、周方向で間隔を空けて下端から開口する複数の切欠10fを備えている。
【0033】
そして、バルブケース10は、大径部10bがアウターシェル1の底部1aとシリンダ3の図2中下端とで挟持されることにより、アウターシェル1およびシリンダ3に対して不動に固定されている。このようにアウターシェル1およびシリンダ3に固定されたバルブケース10の内周側の空間は、切欠10fを介してアウターシェル1とシリンダ3との間に形成されたリザーバRに連通されている。このようにバルブケース10は、環状に形成されることによって内周側の空間をケース側ポート10dとしている。
【0034】
また、小径部10cは、ケース本体10aの上端から上方へ向けて突出しており、ケース本体10aの内径と同じ内径を持つがケース本体10aの外径より小さな外径を備えている。よって、ケース本体10aの上端の外周であって小径部10cの外周に段部10gが形成されている。
【0035】
また、ケース側弁座10eは、小径部10cの図2中上端から上方へ向けて突出した小径部10cの周方向に沿う環状の突起で形成されており、ケース側ポート10dの外周側を取り囲んでいる。また、ケース側弁座10eには、凹部で形成したオリフィス10e1が設けられている。
【0036】
ディスク11は、バルブケース10の上方であってバルブケース10より圧側室R2側に配置されており、バルブケース10の一端となる図2中上端に対向してバルブケース10の一端に対して遠近可能となっている。詳しくは、ディスク11は、円盤状であって外径がケース側弁座10eの図2中上端面の外径よりも大径なディスク本体11aと、ディスク本体11aのバルブケース側端となる図2中下端からバルブケース側へ立ち上がるとともに外径がケース本体10aの内径よりも小径な円盤状の凸部11bと、ディスク本体11aの凸部11bよりも外周側の肉厚を軸方向に貫く複数のディスク側ポート11cとを備えている。
【0037】
凸部11bは、バルブケース側を向く図2中下端の外周部で環状のディスク側弁座11dを形成している。ディスク側弁座11dは、ケース側弁座10eの内径よりも小さな外径を持ち、凸部11bの外周部で形成されているので、ディスク本体11aのディスク側ポート11cの開口よりも内周側に設けられている。ディスク側弁座11dは、本実施の形態では凸部11bの外周部とされているが、凸部11bからバルブケース側へ突出する環状突起により形成されてもよい。
【0038】
各ディスク側ポート11cは、ディスク本体11aの凸部11bよりも外周側に周方向に沿って等間隔に設けられており、図2中上端の開口を圧側室R2に連通させている。また、ディスク11は、ディスク本体11aのディスク側ポート11cよりも外周にシム15が積層される環状の平坦面でなるシム対向部11eを備えている。
【0039】
ディスク11のディスク本体11aから見て、ディスク側弁座11dの図2中下端面は、シム対向部11eよりも高く、ディスク側弁座11dとシム対向部11eとの間に高低差が設けられている。
【0040】
シム15は、本実施の形態では、2枚の環状板を積層して構成されており、ディスク側ポート11cの外接円よりも大きな内径と、ディスク本体11aの外径と同径の外径を備えている。シム15は、ディスク11のシム対向部11eに重ねらる。シム対向部11eに重ねられたシム15の図2中下端面の高さは、ディスク本体11aから見てディスク側弁座11dの図2中下端面よりも低く、シム15の厚みは、シム対向部11eとディスク側弁座11dの高低差よりも薄くなっている。なお、シム15は、複数枚の薄い環状板で構成することによって、環状遺体の積層枚数の調整でシム15の厚みを調整できるが、1枚の環状板で形成されてもよい。
【0041】
リーフバルブ12は、本実施の形態では、弾性を備えた3枚の環状板を積層して構成されている。リーフバルブ12を構成する環状板の枚数は所望する減衰力の大きさに応じて任意に変更可能である。また、リーフバルブ12の内径は、ディスク側弁座11dに離着座可能であればよく、リーフバルブ12の外径は、ケース側弁座10eの図2中上端の外径より大きく、また、シム15の内径より大きくシム15の外径以下になっている。よって、本実施の形態では、ディスク11およびシム15の外径は、リーフバルブ12の外径と同径かそれより僅かに大きくなっている。なお、リーフバルブ12は、後述するように傾斜姿勢でシム15の図2中下端面となる平坦面に当接するので、図2中上端の外周縁の径がシム15の前記平坦面に常に接するように設定されればよい。
【0042】
このように構成されたリーフバルブ12は、バルブケース10とディスク11との間に配置されると、バルブケース側端となる図2中下端の外周をバルブケース10のケース側弁座10eに着座させるとともに、ディスク側端となる図2中上端の内周をディスク11のディスク側弁座11dに着座させる。
【0043】
また、ディスク11およびリーフバルブ12は、後述するばね14によってバルブケース側へ向けて付勢され、また、ディスク11が圧側室R2の圧力によってバルブケース側へ向けて付勢されるので、リーフバルブ12の内周側がディスク側弁座11dに着座しつつ、リーフバルブ12の外周側がシム15とともにケース側弁座10eとディスク11のディスク本体11aの外周側とで挟み込まれる。また、リーフバルブ12の内周はディスク側弁座11dによって支持されて、ディスク本体11aから見てディスク側弁座11dの方がシム対向部11eに着座するシム15の図2中下端面よりも高く、ディスク側弁座11dの下端面とシム15の下端面との間に高低差が設けられている。そのため、リーフバルブ12は、外周がケース側弁座10eとシム15とで挟持されて内周側が前記高低差に応じて撓み、当該高低差によって初期撓みが与えられる。予め初期撓みが与えられるリーフバルブ12は、自身が発生する弾発力でディスク側弁座11dを押し付けており、ディスク側ポート11c内を通じて作用する圧側室R2の圧力によって内周側を図2中下方へ押し下げる力が前記弾発力に打ち勝つとディスク側弁座11dから離間してディスク側ポート11cを開放する。よって、リーフバルブ12に与える初期荷重の調整によって、リーフバルブ12の開弁圧を調整でき、初期荷重は前記高低差によって変更できるから、シム15の厚さの調整によってリーフバルブ12の開弁圧を調整できる。
【0044】
また、リーフバルブ12は、ディスク側弁座11dに着座する状態では、バルブケース10のケース側ポート10dからリザーバRの圧力を受けて押し上げられると、ディスク11がバルブケース10に対して遠近できるので、ディスク11とともにバルブケース10に対して図2中上方へ移動してケース側弁座10eから離座して、ケース側ポート10dを開放できる。
【0045】
ばね受としてのキャップ13は、図2および図3に示すように、環状の頂部13aと、頂部13aから放射状に垂下される6つのガイドとしての脚部13bとを備えている。脚部13bは、符示はしないが頂部13aに連続する水平部と水平部からバルブケース側へ向けて垂下される垂直部とを備えている。また、脚部13bの垂直部は、円弧状の断面を備えている。このように、キャップ13は、有頂筒状の筒体から下端から頂部にかけて6箇所を切り欠いてできる形状に近似した形状となっている。なお、頂部13aは、環状となっているが円盤状となっていてもよい。
【0046】
そして、このように構成されたキャップ13は、脚部13bの垂直部における下端がバルブケース10のケース本体10aの外周の段部10gに当接させるまで、脚部13bの垂直部の下端部の内周側を小径部10cの外周に嵌合されることによって、バルブケース10に取り付けられる。
【0047】
また、このようにバルブケース10に取り付けられたキャップ13の内方、つまり、頂部13aと各脚部13bで囲まれる空間内には、ディスク11、シム15およびリーフバルブ12がバルブケース10に対して軸方向に遠近可能に収容されている。ディスク11、シム15およびリーフバルブ12は、キャップ13の脚部13bがバルブケース10に嵌合されて一体化されるため、キャップ13内でのみバルブケース10に対して遠近する方向への移動が許容され、キャップ13外へ脱落することもない。
【0048】
各脚部13bの垂直部における湾曲面でなる内周面は、ディスク11、シム15およびリーフバルブ12の外周に径方向で対向しており、脚部13bによってこれらディスク11、シム15およびリーフバルブ12が調心される。
【0049】
具体的には、各脚部13bの内周面に接する内接円の直径は、ディスク11の外径、シム15の外径およびリーフバルブ12の外径よりわずかに大きく、各脚部13bの内側に収容されたディスク11、シム15およびリーフバルブ12がキャップ13内で軸方向へ往復移動しても、移動中のディスク11、シム15およびリーフバルブ12の外周が脚部13bの内周面に倣って滑るので、キャップ13に対して自動的に調心されるとともに、脚部13bに対してスティックスリップを起こさずに円滑に移動できる。
【0050】
つづいて、キャップ13とディスク11との間には、ディスク11とリーフバルブ12とをバルブケース10へ向けて付勢するばね14が介装されている。ばね14は、円錐コイルばねとされており、大径側の端部がキャップ13の脚部13bの水平部と垂直部との折れ曲がり部分に嵌合しており、小径側の端部がディスク11の反バルブケース側端に当接して、ディスク11とキャップ13との間に圧縮状態で介装されている。
【0051】
ばね14は、常時、ディスク11をリーフバルブ12とともにバルブケース側へ向けて接近させる方向に付勢しており、無負荷状態ではリーフバルブ12をケース側弁座10eとディスク側弁座11dとの双方に着座させる。また、ばね14が円錐コイルばねとされているので、ばね14が最収縮する際の軸方向の全長が短くなるので、ディスク11およびリーフバルブ12のバルブケース10に対する軸方向へのストローク量を確保しつつも減衰バルブVにおける高さを低くでき、緩衝器Dのストローク長を確保し易くなる。
【0052】
つづいて、このように構成された減衰バルブVおよび緩衝器Dの作動について説明する。まず、ピストン4がシリンダ3に対して図1中上方側へ移動する緩衝器Dの伸長作動時における減衰バルブVおよび緩衝器Dの作動について説明する。ピストン4がシリンダ3に対して図1中上方へ移動すると、ピストン4の移動に伴って伸側室R1が縮小されるとともに圧側室R2が拡大される。縮小される伸側室R1内の液体は、伸側ポート4aを通過して伸側リーフバルブ7を撓ませて圧側室R2へ移動する。伸側リーフバルブ7は、伸側室R1から圧側室R2へ移動する液体の流れに対して抵抗を与えるので、伸側室R1内の圧力が上昇する。
【0053】
緩衝器Dの伸長作動に伴ってシリンダ3内からピストンロッド2が退出するので、シリンダ3内でピストンロッド2が押し退ける容積が減少するためシリンダ3内でピストンロッド2のシリンダ3内から退出する体積分の液体が不足する。すると、減衰バルブVにおけるリーフバルブ12は、バルブケース10のケース側ポート10dからリザーバRの圧力を受けて図2中上方へ押圧され、ばね14を押し縮めてディスク11とともにバルブケース10に対して上方へ移動してケース側弁座10eから離座し、ケース側ポート10dをキャップ13における脚部13bと脚部13bとの間を介して圧側室R2へ連通する。よって、シリンダ3内で不足する液体は、リーフバルブ12とケース側弁座10eとの間を通過してリザーバRから圧側室R2へ供給される。このように、緩衝器Dの伸長作動時には、リーフバルブ12とともにディスク11がバルブケース10から離間してケース側ポート10dを開放してリザーバRと圧側室R2とが連通されるので、シリンダ3内で不足する液体がリザーバRから供給される。また、減衰バルブVは、リーフバルブ12およびディスク11がバルブケース10から離間してリーフバルブ12とケース側弁座10eとの間の隙間を大きくして当該隙間を通過する液体の流れに然程の抵抗を与えない。
【0054】
よって、緩衝器Dの伸長作動時には、圧側室R2の圧力はリザーバRの圧力と略等しくなる一方で、伸側リーフバルブ7によって伸側室R1の圧力が高くなって圧側室R2の圧力とに差が生じて、ピストン4には図1中下方へ押し下げる方向の力が作用し、緩衝器Dは伸長作動を妨げる減衰力を発生する。
【0055】
つづいて、ピストン4がシリンダ3に対して図1中下方側へ移動する緩衝器Dの収縮作動時における減衰バルブVおよび緩衝器Dの作動について説明する。ピストン4がシリンダ3に対して図1中下方へ移動すると、ピストン4の移動に伴って圧側室R2が縮小されるとともに伸側室R1が拡大される。縮小される圧側室R2内の液体は、圧側ポート4bを通過して圧側チェックバルブ8を撓ませて伸側室R1へ移動する。圧側チェックバルブ8は、圧側室R2から伸側室R1へ移動する液体の流れに対して然程抵抗を与えないので、伸側室R1と圧側室R2の圧力は略等しくなる。
【0056】
緩衝器Dの収縮作動に伴ってシリンダ3内にピストンロッド2が侵入するので、シリンダ3内でピストンロッド2が押し退ける容積が増大するためシリンダ3内でピストンロッド2のシリンダ3内へ侵入する体積分の液体が過剰となる。緩衝器Dの収縮速度が低く、ディスク11のディスク側ポート11cを介してリーフバルブ12の図2中上面に作用する圧側室R2の圧力とリーフバルブ12の図2中下面に作用するリザーバRの圧力との差が開弁圧に達しない状態では、リーフバルブ12がディスク側弁座11dに着座したままとなり、圧側室R2内の液体は、キャップ13の脚部13b,13b間を通ってオリフィス10e1を通過した後、ケース側ポート10dを通ってリザーバRへ移動する。よって、シリンダ3内で過剰となる液体は、オリフィス10e1を通過して圧側室R2からリザーバRへ排出される。このように、緩衝器Dの収縮作動時であって収縮速度が低い場合には、オリフィス10e1を通過が圧側室R2からリザーバRへ移動する液体の流れに抵抗与えるので、圧側室R2と伸側室R1の圧力が略等しく上昇する。ピストン4がピストンロッド2に連結されていて、ピストン4における圧側室R2の圧力を受ける受圧面積の方が伸側室R1の圧力を受ける受圧面積がピストンロッド2の断面積分だけ大きいので、ピストン4を図1中上方へ押し上げる力が作用し、緩衝器Dは、収縮作動を妨げる減衰力を発生する。
【0057】
また、緩衝器Dの収縮作動時であって収縮速度が高くなると、リーフバルブ12の図2中上面に作用する圧側室R2の圧力と図2中下面に作用するリザーバRの圧力との差が開弁圧に達して、リーフバルブ12は、ケース側弁座10eおよびディスク側弁座11dに着座する状態から圧側室R2の圧力で押圧されて、内周側を図2中で下方となるバルブケース側に撓ませてディスク側弁座11dから離座してディスク側ポート11cをケース側ポート10dに連通させて圧側室R2からリザーバRへ向かう液体の流れを許容しつつ当該液体の流れに対して抵抗を与える。
【0058】
このように、緩衝器Dの収縮作動時であって収縮速度が高くなると、シリンダ3内で過剰となる液体は、リーフバルブ12とディスク側弁座11dとの間を通過して圧側室R2からリザーバRへ排出される。よって、緩衝器Dの収縮作動時であって収縮速度が高い場合には、リーフバルブ12が圧側室R2からリザーバRへ移動する液体の流れに抵抗与えるので、緩衝器Dは、リーフバルブ12によって収縮作動を妨げる減衰力を発生する。
【0059】
緩衝器Dが伸長作動と収縮作動とを繰り返すと、その度に、リーフバルブ12がディスク11およびシム15とともにバルブケース10から図2中上方へ離間する動作と、リーフバルブ12がディスク11およびシム15とともにバルブケース10から離間してからバルブケース側へ接近する動作とを繰り返す。このような動作を行っても、ディスク11、シム15およびリーフバルブ12がキャップ13におけるガイドとして機能する脚部13bによって調心されるためリーフバルブ12のディスク側弁座11d、シム15およびケース側弁座10eに接触する部位が径方向にずれず変化しない。
【0060】
よって、緩衝器Dの伸長作動と収縮作動とを繰り返しても、リーフバルブ12の内周側がディスク側弁座11dに着座するとともに、シム15とケース側弁座10eとで外周側が挟持される状態となると、ディスク側弁座11dとシム15との高低差に応じた一定の初期撓みがリーフバルブ12に与えれるのでリーフバルブ12の開弁圧も安定する。
【0061】
以上、本実施の形態の減衰バルブVは、ケース側ポート10dを有するとともにケース側ポート10dの開口を取り囲む環状のケース側弁座10eを図2中上端(一端)に有するバルブケース10と、バルブケース10の図2中上端(一端)に対向してバルブケース10の図2中上端(一端)に対して遠近可能であるとともに、ディスク側ポート11cと、環状であって外径がケース側弁座10eよりも小径であってバルブケース側端のディスク側ポート11cの開口よりも内周側からバルブケース側へ向けて突出するディスク側弁座11dとを有するディスク11と、環状であって弾性を有してバルブケース10とディスク11との間に設けられてバルブケース側の外周部がケース側弁座10eに離着座可能であってディスク側の内周部がディスク側弁座11dに離着座可能なリーフバルブ12と、ディスク11のバルブケース側端のディスク側ポート11cより外周とリーフバルブ12のディスク側端の外周との間に配置される環状のシム15と、ディスク11の反バルブケース側に配置されるキャップ(ばね受)13と、ディスク11とキャップ(ばね受)13との間に介装されてディスク11とリーフバルブ12とをバルブケース10へ向けて付勢するばね14と、ディスク11、リーフバルブ12およびシム15の外周に対向してディスク11、リーフバルブ12およびシム15を調心する脚部(ガイド)13bとを備えている。
【0062】
このように構成された減衰バルブVでは、リーフバルブ12の内周側がディスク側弁座11dに着座しつつ、リーフバルブ12の外周側がケース側弁座10eとシム15とで挟持されると、ディスク側弁座11dとシム15との間の高低差によってリーフバルブ12に初期撓みを与えることができる。そして、リーフバルブ12へ与える初期撓みは、シム15の厚さによって調整できる。このように、本実施の形態の減衰バルブVでは、リーフバルブ12の外周を支持する支持面とディスク側弁座11dとの高低差が異なるディスク11を多数用意して、リーフバルブ12に要求される開弁圧に応じたディスク11を選択して減衰バルブVを製造する必要はなく、厚みの異なるシム15から最適な厚みのシム15を選択することで容易にリーフバルブ12の開弁圧の設定が可能となる。よって、本実施の形態の減衰バルブVでは、1種類のディスク11のみを製造すればよくなり、製造コストを低減できる。また、シム15の厚みを調整することで、リーフバルブ12の開弁圧を所望の開弁圧に一致させることができるから、ディスク11の寸法を高精度に管理する必要もなくなる。以上より、本実施の形態の減衰バルブVによれば、リーフバルブ12の開弁圧を狙い通りに設定できるとともに製造コストを低減できる。
【0063】
なお、本実施の形態の減衰バルブVでは、シム15を1枚の環状板で構成するのではなく、複数枚の薄い同一形状の環状板を積層して形成しているので、環状板の積層枚数によってリーフバルブ12の開弁圧を微調整でき、多数の厚みの異なる環状板を管理する必要もなくなって、より製造コストを低減できる。
【0064】
また、本実施の形態では、キャップ(ばね受)13がばね14の一端を支承する頂部13aと、頂部13aから放射状に垂下されて先端がバルブケース10に嵌合する複数の脚部13bとを備えており、ガイドを脚部13bとしている。このように構成された減衰バルブVによれば、キャップ(ばね受)13のバルブケース10に嵌合する脚部13bをガイドしているので、バルブケース10を基準としてディスク11、シム15およびリーフバルブ12を調心でき、リーフバルブ12がバルブケース10に対して遠近動作を繰り返してもリーフバルブ12のケース側弁座10e、ディスク側弁座11dおよびシム15の支持位置が変化しないので、開弁圧のばらつきが生じず、ばらつきの無い安定した減衰力を発揮できる。また、本実施の形態の減衰バルブVによれば、キャップ(ばね受)13のバルブケース10への一体化のために利用される脚部13bをガイドとして用いているので、部品点数の増加を招かないので、より一層製造コストを低減できる。
【0065】
なお、図4に示した第1変形例の減衰バルブV1のように、バルブケース10のケース本体10aの外周の複数個所から立ち上がって脚部13b間に突出してディスク11、シム15およびリーフバルブ12の外周に径方向で対向する複数のガイド10hを設けて、当該ガイド10hによってディスク11、シム15およびリーフバルブ12を調心してもよい。
【0066】
ガイド10hは、ケース本体10aの上端の外周部に形成された段部10gから図4中上方へ向けて突出しており、段部10gの周方向で等間隔に6つ設けられている。各ガイド10hは、軸方向から見て円弧状となっており、断面円弧状の内周面をディスク11、シム15およびリーフバルブ12のそれぞれの外周面に対向させている。各ガイド10hの内周面に接する内接円の直径は、ディスク11、シム15およびリーフバルブ12の各外径よりも僅かに大きい。また、ディスク11、シム15およびリーフバルブ12が最大限にバルブケース10から離間してもガイド10hの内周面がディスク11の外周に対向し得るようにガイド10hの高さが設定されている。よって、バルブケース10に対してディスク11、シム15およびリーフバルブ12が遠近してもガイド10hの内周面がディスク11、シム15およびリーフバルブ12の外周面に径方向で対向するので、各ガイド10hの内側に挿入されるディスク11、シム15およびリーフバルブ12を調心し得る。このようにガイド10hをばね受としてのキャップ13以外にもバルブケース10に設けることもでき、このように構成された減衰バルブV1によれば、減衰バルブVと同様にリーフバルブ12の開弁圧を狙い通りに設定できるとともに製造コストを低減できる。
【0067】
また、本実施の形態の減衰バルブVでは、リーフバルブ12の外径がシム15の外径以下であってシム15の内径よりも大きい。ここで、リーフバルブ12の内周が撓んでディスク側ポート11cを開放する際に、リーフバルブ12が全体的にシム15に対して斜めになりつつ内周側が下方へ撓み、リーフバルブ12の外周径が撓み量に応じて縮径する。よって、図2に示すように、リーフバルブ12が撓んでディスク側弁座11dから離間する際に、リーフバルブ12のディスク側を向く図2中上端の外周縁は、シム15の内周縁や外周縁にかかることなくシム15の図2中下面の平坦な面に接触する状態を保つことができる。すると、リーフバルブ12の前記外周縁がシム15の平坦面によって支持されて、シム15の内周縁或いは外周縁に乗り上げることがなく、リーフバルブ12の撓みの支点が変らないので、リーフバルブ12が開弁する度にリーフバルブ12の前記外周縁の支持状況が変化して減衰特性が変化してしまうといった事態も生じない。
【0068】
なお、図5に示すように、シム15がシム本体15aと、シム本体15aの外周から放射状に延びてキャップ13の脚部13b,13b間に挿入される複数の凸部15bとを備える場合、寸法誤差によってリーフバルブ12の外径がシム15のシム本体15aの外径よりも大きくなってしまっても、リーフバルブ12が撓んでディスク側弁座11dから離間した際にリーフバルブ12のディスク側を向く面の内周縁は凸部15bで支持される。よって、外周に凸部15bを備えるシム15を用いた減衰バルブVによれば、リーフバルブ12が開弁する度にリーフバルブ12の前記外周縁の支持状況が変化して減衰特性が変化してしまうといった事態も生じない。図5に示したシム15は、シム本体15aの外径が脚部13bの内接円の直径よりわずかに小さく、シム本体15aの外周であって凸部15b,15b間の部分を脚部13bの内周面に径方向で対向させるので、脚部13bによって調心される。また、図5に示したシム15は、図2の減衰バルブVだけなく、減衰バルブV1にも利用できる。
【0069】
また、本実施の形態の緩衝器Dは、シリンダ(アウターシェル)1と、シリンダ(アウターシェル)1内に軸方向へ移動可能に挿入されるピストンロッド2と、シリンダ(アウターシェル)1に対するピストンロッド2の移動によって液体が行き来する少なくとも伸側室(作動室)R1と圧側室(作動室)R2とを有する緩衝器本体Aと、伸側室(作動室)R1と圧側室(作動室)R2との間に設けられた減衰バルブVを備えている。このように構成された緩衝器Dでは、リーフバルブ12の開弁圧を狙い通りに設定できるとともに製造コストを低減できる減衰バルブVを備えているので、製造コストを低減できるとともに、リーフバルブ12の開弁圧を狙い通りに設定できるから車両における乗心地を向上できる。
【0070】
なお、前述したところでは、減衰バルブV,V1は、緩衝器Dの圧側室R2とリザーバRとの間に設けられてベースバルブとして機能しているが、ピストンロッド2に設けられて伸側室R1から圧側室R2へ向かう液体の流れに抵抗を与えるピストンバルブとして利用されてもよい。
【0071】
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しない限り、改造、変形、および変更が可能である。
【符号の説明】
【0072】
1・・・アウターシェル、2・・・ピストンロッド、10・・・バルブケース、10d・・・ケース側ポート、10e・・・ケース側弁座、10h・・・ガイド、11・・・ディスク、11c・・・ディスク側ポート、11d・・・ディスク側弁座、12・・・リーフバルブ、13・・・キャップ(ばね受)、13a・・・頂部、13b・・・脚部(ガイド)、14・・・ばね、15・・・シム、15a・・・シム本体、15b・・・凸部、A・・・緩衝器本体、D・・・緩衝器、R・・・リザーバ(作動室)、R2・・・圧側室(作動室)、V,V1・・・減衰バルブ
図1
図2
図3
図4
図5