緩衝器
【課題】パイロット型のメインバルブを有する減衰力調整式緩衝器において、安定した減衰力が得られるようにする。
【解決手段】シリンダ２内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをパイロット型のメインバルブ２７及びパイロットバルブ２８により制御して減衰力を発生させ、パイロットバルブ２８によりパイロット室５１の内圧を調整してメインバルブ２７の開弁を制御する。パイロット室５１に対して、可撓性ディスク部材５３により体積補償室８３を画成し、体積補償室８３を連通路８７によってリザーバ４側に連通する。メインバルブ２７の開弁時に、パイロット室５１の容積の減少に対して、可撓性ディスク部材５３が体積補償室８３側へ撓むことにより、パイロット室５１内の圧力の過度の上昇を抑制して、パイロットバルブ２８及びメインバルブ２７の作動の不安定化を防止して安定した減衰力を得る。
【解決手段】シリンダ２内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをパイロット型のメインバルブ２７及びパイロットバルブ２８により制御して減衰力を発生させ、パイロットバルブ２８によりパイロット室５１の内圧を調整してメインバルブ２７の開弁を制御する。パイロット室５１に対して、可撓性ディスク部材５３により体積補償室８３を画成し、体積補償室８３を連通路８７によってリザーバ４側に連通する。メインバルブ２７の開弁時に、パイロット室５１の容積の減少に対して、可撓性ディスク部材５３が体積補償室８３側へ撓むことにより、パイロット室５１内の圧力の過度の上昇を抑制して、パイロットバルブ２８及びメインバルブ２７の作動の不安定化を防止して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、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】
自動車等の車両のサスペンション装置に装着される緩衝器は、一般的に、流体が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、ピストンロッドのストロークに対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる流体の流れをオリフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力調整機構によって制御して減衰力を発生させるようになっている。
【０００３】
また、例えば特許文献１に記載された油圧緩衝器では、減衰力発生機構であるメインディスクバルブの背部に背圧室（パイロット室）を形成し、流体の流れの一部を背圧室に導入し、メインディスクバルブに対して、背圧室の内圧を閉弁方向に作用させ、パイロット弁によって背圧室の内圧を調整することにより、メインディスクバルブの開弁を制御するようにしている。これにより、減衰力特性の調整の自由度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１００６９号公報
【特許文献２】特開２００９−２４３６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたもののように、背圧室の内圧によってメインバルブの開弁を制御する緩衝器では、次のような問題がある。このような緩衝器では、構造上、メインバルブの開弁により、背圧室の容積が減少するため、メインバルブの開弁時に背圧室の内圧が過度に上昇し易く、所望の減衰特性が得られないという問題を生じる。
【０００６】
本発明は、所望の減衰力を得ることができ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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、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嵌装されたピストンと、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、前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、該メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、該パイロット室に流体を導入する導入通路と、前記パイロット室と前記メインバルブの下流側とを連通するパイロット通路と、該パイロット通路に設けられ前記パイロット室の流体を排出するパイロットバルブとを備えた緩衝器において、前記パイロット室に対して隔壁部材によって画成された体積補償室を形成し、該体積補償室を前記メインバルブの下流側に連通させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る緩衝器によれば、安定した減衰力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る減衰力調整式緩衝器の要部である減衰力発生機構を拡大して示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る減衰力調整式緩衝器の縦断面図である。
【図３】図１に示す減衰力発生機構のパイロット室を拡大して示す図である。
【図４】図１に示す減衰力発生機構の切欠付ディスクの平面図である。
【図５】図１に示す減衰力発生機構のプレーンディスクの平面図である。
【図６】図１に示す減衰力発生機構の長孔付ディスクの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２に示すように、本実施形態に係る緩衝器である減衰力調整式緩衝器１は、シリンダ２の外側に外筒３を設けた複筒構造となっており、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成されている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されており、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、シリンダ上室２Ａを通り、シリンダ２及び外筒３の上端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されて、シリンダ２の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が設けられている。
【００１１】
ピストン５には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させる通路１１、１２が設けられている。そして、通路１２には、シリンダ下室２Ｂ側からシリンダ上室２Ａ側への流体の流通のみを許容する逆止弁１３が設けられ、また、通路１１には、シリンダ上室２Ａ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをシリンダ下室２Ｂ側へリリーフするディスクバルブ１４が設けられている。
【００１２】
ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる通路１５、１６が設けられている。そして、通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への流体の流通のみを許容する逆止弁１７が設けられ、また、通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ４側へリリーフするディスクバルブ１８が設けられている。作動流体として、シリンダ２内には、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。
【００１３】
シリンダ２には、上下両端部にシール部材１９を介してセパレータチューブ２０が外嵌されており、シリンダ２とセパレータチューブ２０との間に環状通路２１が形成されている。環状通路２１は、シリンダ２の上端部付近の側壁に設けられた通路２２によってシリンダ上室２Ａに連通されている。セパレータチューブ２０の下部には、側方に突出して開口する円筒状の接続部材２３が取付けられている。また、外筒３の側壁には、接続部材２３と略同心に大径の開口２４が設けられ、外筒３の側壁の開口２４に減衰力発生機構２５が取付けられている。
【００１４】
次に、減衰力発生機構２５について、主に図１を参照して説明する。
図１に示すように、減衰力発生機構２５は、外筒の開口２４に取付けられた円筒状のケース２６内に、パイロット型（背圧型）のメインバルブ２７及びメインバルブ２７の開弁圧力を制御するソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ２８が設けられ、更に、パイロットバルブ２８の下流側に、フェイル時に作動するフェイルバルブ２９が設けられている。
【００１５】
ケース２６内には、開口２４側から順に、環状の通路プレート３０、凸形状の通路部材３１、環状のメインバルブ部材３２、凸形状のオリフィス通路部材３３、中間部に底部を有する円筒状のパイロットバルブ部材３４、環状の保持部材３５及び円筒状のソレノイドケース３６が挿入され、これらは、互いに当接し、ソレノイドケース３６をナット３７によってケース２６に結合することによって固定されている。
【００１６】
通路プレート３０は、ケース２６の端部に形成された内側フランジ２６Ａに当接して固定されている。通路プレート３０には、リザーバ４とケース２６内の室２６Ｂとを連通する複数の通路３８が軸方向に沿って貫通されている。通路部材３１は、小径の先端部が通路プレート３０を貫通し、大径部の肩部が通路プレート３０に当接して固定されている。通路部材３１の先端部は、セパレータチューブ２０の接続部材２３に嵌合し、これらの嵌合部がシール部材３９によってシールされて、通路部材３１を軸方向に貫通する通路４０が環状通路２１に連通している。
【００１７】
メインバルブ部材３２は、一端部が通路部材３１の大径部に当接して固定され、メインバルブ部材３２と通路部材３１との当接部は、シール部材４３によってシールされている。メインバルブ部材３２には、軸方向に貫通する通路４４が円周方向に沿って複数設けられている。通路４４は、メインバルブ部材３２の一端部に形成された環状凹部４１を介して通路部材３１の通路４０に連通している。メインバルブ部材３２の他端部には、複数の通路４４の開口部の外周側に環状のシート部４５が突出し、内周側に環状のクランプ部４６が突出している。
【００１８】
メインバルブ部材３２のシート部４５には、メインバルブ２７を構成するディスクバルブ４７の外周部が着座している。ディスクバルブ４７の内周部は、クランプ部４６とオリフィス通路部材３３の大径部の肩部とによってクランプされている。ディスクバルブ４７の背面側外周部には、環状の摺動シール部材４８が固着されている。凸形状のオリフィス通路部材３３は、小径部がメインバルブ部材３２の中央の開口部に挿入され、大径部の肩部がディスクバルブ４７に当接して固定されている。オリフィス通路部材３３には、軸方向に沿って通路４９が貫通し、通路４９は、小径部の先端部に形成された固定オリフィス５０を介して通路部材３１の通路４０に連通している。
【００１９】
パイロットバルブ部材３４は、中間部に底部３４Ａを有する略円筒状で、底部３４Ａの一端側がオリフィス通路部材３３に当接して固定されている。パイロットバルブ部材３４の一端側の円筒部の内周面にディスクバルブ４７の摺動シール部材４８が摺動可能かつ液密的に嵌合して、ディスクバルブ４７の背部にパイロット室５１を形成している。ディスクバルブ４７は、通路４４側の圧力を受けて開弁し、通路４４を下流側のケース２６内の室２６Ｂに連通させる。パイロット室５１の内圧は、ディスクバルブ４７に対して閉弁方向に作用する。パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａの中央部にポート５２が貫通しており、ポート５２は、オリフィス通路部材３３の通路４９に連通している。
【００２０】
オリフィス通路部材３３とパイロットバルブ部材３４の底部３４Ａとの間には、図３に示すように、後に詳述する積層された３枚の環状のシート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃからなる可撓性ディスク部材５３がクランプされている。パイロット室５１は、オリフィス通路部材３３に当接するシート部材５３Ｃに形成された径方向の長孔８０（図６も参照）によってオリフィス通路部材３３の通路４９に連通しており、この長孔８０がパイロット室５１に油液を導入する導入通路を構成している。
【００２１】
保持部材３５は、その一端部がパイロットバルブ部材３４の他端側の円筒部の端部に当接して固定され、パイロットバルブ部材３４の円筒部の内部に弁室５４を形成している。パイロットバルブ部材３４及び保持部材３５は、ケース２６内に嵌合されたソレノイドケース３６の円筒部が外周部に嵌合して径方向に位置決めされている。弁室５４は、保持部材３５を軸方向に貫通する通路５５及び保持部材３５の外周部に形成された切欠き部５６及びパイロットバルブ部材３４の外周部に形成された切欠き部５７を介してケース２６内の室２６Ｂに連通している。弁室５４内には、パイロット室５１をメインバルブ４７の下流側に連通するパイロット通路を構成するポート５２を開閉する圧力制御弁であるパイロットバルブ２８の弁体５８が設けられている。
【００２２】
ソレノイドケース３６には、コイル５９と、コイル５９内に挿入されたコア６０、６１と、コア６０、６１に案内されたプランジャ６２と、プランジャ６２に連結された中空の作動ロッド６３が組込まれており、これらは、ソレノイドケース３６の後端部にカシメによって取付けられた環状のスペーサ７３及びカップ状のカバー７４によって固定されている。コイル５９、コア６０、６１、プランジャ６２及び作動ロッド６３によってソレノイドアクチュエータＳを構成し、作動ロッド６３の先端部が保持部材３５を貫通して弁室５４内の弁体５８に連結している。そして、リード線７５を介してコイル５９に通電することにより、通電電流に応じてプランジャ６２に軸方向の推力を発生させるようになっている。
【００２３】
弁体５８は、パイロットバルブ部材３４のポート５２に対向するテーパ状の先端部に環状のシート部６５が形成され、シート部６５がポート５２の周囲のシート面６６に離着座することにより、ポート５２を開閉するようになっている。そして、弁体５８は、弁体５８とパイロットバルブ部材３４の底部３４Ａとの間に介装された付勢手段であるであるバルブスプリング６７（圧縮コイルバネ）のバネ力によって付勢されて、通常は、保持部材３５側の後退位置にあって開弁状態となっており、コイル５９への通電によるプランジャ６２の推力によってバルブスプリング６７のバネ力に抗して前進し、シート部６５がシート面６６に着座してポート５２を閉じ、プランジャ６２の推力、すなわち、コイル５９への通電電流によって開弁圧力を調整することにより、ポート５２すなわちパイロット室５１の内圧を制御する。
【００２４】
弁体５８には、中空の作動ロッド６３が貫通しており、閉弁時、すなわち、シート部６５がシート面６６に着座したとき、作動ロッド６３内の通路６３Ａをポート５２内に開口させ、通路６３Ａによってポート５２とコア６１内の作動ロッド６３の背部の室６１Ａとを連通することにより、ポート５２に対する弁体５８の受圧面積を小さくして、ソレノイドアクチュエータＳの負荷を小さくしている。
【００２５】
次に、フェイルバルブ２９について説明する。
弁体５８の後端面の外周部には、環状のシート部５８Ａが突出している。シート部５８Ａには、１枚又は複数積層された環状のシートディスク６８が当接し、シートディスク６８は、内周部が作動ロッド６３に取付けられた止輪６９に当接して弁体５８に固定されている。保持部材３５とパイロットバルブ部材３４とによって形成された内周溝７２に環状のフェイルディスク７０の外周部が挿入されて軸方向に一定距離だけ移動可能に浮動支持されている。そして、フェイルディスク７０の内周縁部に、弁体５８に固定されたシートディスク６８の外周縁部が離着座することにより、弁室５４内において、ポート５２と通路５５との間の流路を開閉するようになっている。
【００２６】
シートディスク６８の外周縁部、又は、フェイルディスク７０の内周縁部には、ポート５２と通路５５とを常時連通させるオリフィス６８Ａ（切欠き）が設けられている。保持部材３５には、シートディスク６８に当接して、弁体５８の後退位置を制限するストッパ７１が突出している。なお、弁体５８の後退位置を制限するストッパは、設けなくともよく、他の部位に設けてもよい。また、弁体５８の後退位置の制限はプランジャ６２とコア６１の当接する位置で規制してもよい。
【００２７】
そして、コイル５９への非通電時には、弁体５８は、バルブスプリング６７のバネ力によって後退して、シートディスク６８がフェイルディスク７０に当接して、弁室５４内において、ポート５２と通路５５との間の流路を閉じる。この状態において、弁室５４内のポート５２側の流体の圧力が上昇して所定圧力に達すると、フェイルディスク７０は、撓み、弁体５８の後退位置がストッパ７１によって制限された後、シートディスク６８から離間してポート５２と通路５５との間の流路を開く。
【００２８】
また、図１に示すように、コイル５９に通電して、ソレノイドアクチュエータＳの推力により、バルブスプリング６７のバネ力に抗して弁体５８のシート部６５をシート面６６に着座させたパイロットバルブ２８による圧力制御状態では、シートディスク６８がフェイルディスク７０から離間して、弁室５４内のポート５２と通路５５との間の流路が連通状態となる。
【００２９】
次に、主に図３を参照して、パイロット室５１の構造について、更に詳細に説明する。
図３に示すように、パイロット室５１を形成する有底円筒状のケース部材であるパイロットバルブ部材３４の底部３４Ａには、その外周部側に環状のシート部８１が突出し、内周部にシート部である環状のクランプ部８２が突出している。そして、隔壁部材である環状の可撓性ディスク部材５３の内周部が内周部側のシート部としてのクランプ部８２とオリフィス通路部材３３との間でクランプされ、可撓性ディスク部材５３の外周部がシート部８１に着座している。外周側のシート部８１は、内周側のクランプ部８２よりも突出高さが高くなっており、可撓性ディスク部材５３は、一定のセット荷重をもってシート部８１に着座している。これにより、パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａと可撓性ディスク部材５３との間に、環状の体積補償室８３が形成されている。すなわち、体積補償室８３は、隔壁部材である可撓性ディスク部材５３によってパイロット室５１に対して画成されている。なお、クランプ部８２の外周に、さらに、環状のシート部を設けてもよい。
【００３０】
可撓性ディスク部材５３は、パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａとの間隔Ｈによって、その撓み量が制限されており、底部３４Ａがストッパとなって過度の撓みによる損傷を防止している。なお、底部３４Ａにストッパとして突起を設け、この突起が可撓性ディスク部材５３に当接することにより、その撓み量を制限するようにしてもよい。
【００３１】
可撓性ディスク部材５３は、積層された３枚のシート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃからなり、これらのシート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃには、それぞれ外周部に等間隔で配置された３つの突起部８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃが形成されている。そして、シート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃは、突起部８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃにより、パイロット室５１内の円筒部内において径方向に位置決めされ、可撓性ディスク部材５３とパイロット室５１の内周面との間に円弧状の隙間８５を形成している。
【００３２】
シート部８１に当接するシート部材５３Ａの外周部には、切欠き８６が形成され、円弧状の隙間８５及び切欠き８６を介してパイロット室５１と体積補償室８３とが連通するエア抜き流路を形成している。このエア抜き通路は、ここで、切欠き８６は、隙間８５と体積補償室８３との間の流路面積が充分小さくなるように、非常に小さくしてある。体積補償室８３は、パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａを軸方向に沿って貫通する連通路８７によって弁室５４に連通している。オリフィス通路部材３３に当接するシート部材５３Ｃには、中央部の開口につながる径方向に延びる長孔８０が形成され、この長孔８０によって、オリフィス通路部材３３の通路４９とパイロット室５１とが連通している。なお、このエア抜き通路は、形成することが望ましいが、必須の構成ではない。
【００３３】
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。
減衰力調整式緩衝器１は、車両のサスペンション装置のバネ上バネ下間に装着され、リード線７５が車載コントローラ等に接続され、通常の作動状態では、コイル５９に通電して、弁体５８のシート部６５をシート面６６に着座させて、パイロットバルブ２８による圧力制御を実行する。
【００３４】
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５の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が閉じ、ディスクバルブ１４の開弁前には、シリンダ上室２Ａ側の流体が加圧されて、通路２２及び環状通路２１を通り、セパレータチューブ２０の接続部材２３から減衰力発生機構２５の通路部材３１の通路４０へ流入する。
【００３５】
このとき、ピストン５が移動した分の流体がリザーバ４からベースバルブ１０の逆止弁１７を開いてシリンダ下室２Ｂへ流入する。なお、シリンダ上室２Ａの圧力がピストン５のディスクバルブ１４の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１４が開いて、シリンダ上室２Ａの圧力をシリンダ下室２Ｂへリリーフすることにより、シリンダ上室２Ａの過度の圧力の上昇を防止する。
【００３６】
減衰力発生機構２５では、通路部材３１の通路４０から流入した流体は、メインバルブ２７のディスクバルブ４７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、オリフィス通路部材３３の固定オリフィス５０、通路４９及びパイロットバルブ部材３４のポート５２を通り、パイロットバルブ２８の弁体５８を押し開いて弁室５４内へ流入する。更に、フェイルディスク７０の開口を通り、保持部材３５の通路５５、切欠き部５６、パイロットバルブ部材３４の切欠き部５７、ケース２６内の室２６Ｂ及び通路プレート３０の通路３８を通ってリザーバ４へ流れる。そして、ピストン速度が上昇してシリンダ上室２Ａ側の圧力がディスクバルブ４７の開弁圧力に達すると、通路４０に流入した流体は、環状凹部４１及び通路４４を通り、ディスクバルブ４７を押し開いてケース２６内の室２６Ｂへ直接流れる。
【００３７】
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の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が開き、ベースバルブ１０の通路１５の逆止弁１７が閉じて、ディスクバルブ１８の開弁前には、ピストン下室２Ｂの流体がシリンダ上室２Ａへ流入し、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分の流体がシリンダ上室２Ａから、上記伸び行程時と同様の経路を通ってリザーバ４へ流れる。なお、シリンダ下室２Ｂ内の圧力がベースバルブ１０のディスクバルブ１８の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１８が開いて、シリンダ下室２Ｂの圧力をリザーバ４へリリーフすることにより、シリンダ下室２Ｂの過度の圧力の上昇を防止する。
【００３８】
これにより、ピストンロッド６の伸縮行程時共に、減衰力発生機構２５において、メインバルブ２７のディスクバルブ４７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、固定オリフィス５０及びパイロットバルブ２８の弁体５８の開弁圧力によって減衰力が発生し、ディスクバルブ４７の開弁後（ピストン速度高速域）においては、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、コイル５９への通電電流によってパイロットバルブ２８の開弁圧力を調整することにより、ピストン速度にかかわらず、減衰力を直接制御することができる。このとき、パイロットバルブ２８の開弁圧力によって、その上流側の通路４９に連通するパイロット室５１の内圧が変化し、パイロット室５１の内圧は、ディスクバルブ４７の閉弁方向に作用するので、パイロットバルブ２８の開弁圧力を制御することにより、ディスクバルブ４７の開弁圧力を同時に調整することができ、これにより、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。
【００３９】
また、コイル５９への通電電流を小さくして、プランジャ６２の推力を小さくすると、パイロットバルブ２８の開弁圧力が低下して、ソフト側の減衰力が発生し、通電電流を大きくして、プランジャ６２の推力を大きくすると、パイロットバルブ２８の開弁圧力が上昇して、ハード側の減衰力が発生するので、一般的に使用頻度の高いソフト側の減衰力を低電流で発生させることができ、消費電力を低減することができる。
【００４０】
コイル５９の断線、車載コントローラの故障等のフェイルの発生により、プランジャ６２の推力が失われた場合には、バルブスプリング６７のバネ力によって弁体５８が後退して、ポート５２が開き、弁体５８のシートディスク６８がフェイルディスク７０に当接して、弁室５４内のポート５２と通路５５との間の流路を閉じる。この状態では、弁室５４内におけるポート５２から通路５５への流体の流れは、フェイルバルブ２９、すなわち、オリフィス６８Ａ及びフェイルディスク７０によって制御されることになるので、オリフィス６８Ａの流路面積及びフェイルディスク７０の開弁圧力の設定によって所望の減衰力を発生させると共に、パイロット室５１の内圧、すなわち、メインバルブ２７の開弁圧力を調整することができる。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。
【００４１】
このように、通電時の流体通路とフェイル時の流体通路とを共通化（直列化）しているので、構造を簡単にでき、またスペース効率を高めることができる。さらに、フェイルディスク７０がディスクバルブであるので、例えばボールバルブを用いた構成と比して、ディスクバルブと弁体の端によりフェイル時の通路の開閉を行っているので、生産性、組立性を高めることができる。また、コイル５９への低電流の通電により、一般的に使用頻度の高いソフト側の減衰力が得られるので、消費電力を低減することができ、また、非通電時には、フェイルバルブ２９によってソフト側よりも大きな適度な減衰力が得られるので、車両の操縦安定性を確保して、フェイルセーフを実現することができ、更に、ハード側固定による車体への振動入力の増大等の弊害を防止することができる。
【００４２】
次に、パイロット室５１に設けられた可撓性ディスク部材５３及び体積補償室８３の作用について説明する。
ディスクバルブ４７が開弁したとき、パイロット室５１の容積の減少に対して、可撓性ディスク部材５３が体積補償室８３側へ撓んでパイロット室５１の容積を補償することにより、パイロット室５１内の圧力の過度の上昇を抑制する。このとき、体積補償室８３の容積が減少した分の油液が連通路８７を通って弁室５４側へ排出される。パイロット室５１の圧力の過度の上昇は、パイロットバルブ２８の作動に影響してパイロットバルブ２８の作動を不安定にし、更に、パイロットバルブ２８の作動の不安定は、パイロット室５１の圧力の不安定すなわちディスクバルブ４７の不安定に繋がるので、パイロット室５１内の圧力の過度の上昇を抑制することにより、これらの悪影響の相互作用を抑制することができ、安定した減衰力を得ることができる。
【００４３】
可撓性ディスク部材５３は、シート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃを重ねた積層構造となっているので、その撓みに対して、シート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ間の摩擦による減衰力が作用するので、異常振動を抑制して作動の安定化を図ることができる。
【００４４】
パイロット室５１内は、油液の流れが生じないため、気泡が滞留し易くなっている。一般的に、緩衝器においては、気泡が滞留しやすい部分に対して、そのケーシングの上部にオリフィス通路を設けて、気泡をリザーバへ排出する構造が採られている（例えば特許文献２参照）。これに対して、本実施形態では、ディスクバルブ４７の開閉時に、パイロット室５１と体積補償室８３との間に僅かな油液の流れが生じ、これにより、パイロット室５１内の気泡を可撓性ディスク部材５３のシート部材５３Ａの切欠き８６を介して体積補償室８３へ移動させ、連通路８７を介して弁室５４側へ排出することができる。これにより、パイロットバルブ部材３４に穴あけ加工することなく、シート部材５３Ａに切欠き８６を設けるだけで、パイロット室５１から気泡を排出することができる。
【００４５】
なお、シート部材５３Ａの切欠き８６を省略し、あるいは、シート部材５３Ａを省略し、可撓性ディスク部材５３とシート部８１との当接部を通してパイロット室５１から体積補償室８３に気泡を移動させるようにしてもよい（可撓性ディスク部材５３とシート部８１との当接部は、液体に対しては充分なシール性を有するが、気体に対しては、ある程度の透過性を有するエア抜き流路となる）。
【００４６】
上記実施形態では、パイロット室５１の内圧を制御するパイロットバルブ２８は、ソレノイドアクチュエータＳによって内圧を制御しているが、これに限らず、パイロット流路の流路面積をアクチュエータにより制御する制御弁であってもよく、また、単にアクチュエータを設けずに、ディスクバルブ等のバネ手段によって所定圧力で開弁する制御弁であってもよい。
【００４７】
また、上記実施形態は、減衰力発生機構２５をシリンダ２の側部に配置した例を示しているが、減衰力発生機構は、ピストンの摺動により油液の流れが生じる流路であれば他の部位に配置することもでき、例えばピストン部に設けてもよい。
さらに、上記実施の形態では、隔壁部材を可撓性ディスク部材５３とした例を示したが、これに限らず、撓まない環状ディスクを背面からバネやゴムで押す構成であってもよい。また、ディスクバルブ４７も、撓まないバルブとし、コイルばねで付勢する構成であってもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態では、前記体積補償室８３を連通路８７を介してリザーバ４と接続した例を示したが、これに限らず、可撓性ディスク部材５３の背面を直接、リザーバや下流側の室に開放する構成としてもよい。
また、上記実施の形態では、油圧緩衝器の例を示したが、流体は油に限らず、水などであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ 減衰力調整式緩衝器、２ シリンダ、５ ピストン、６ ピストンロッド、２７ メインバルブ、２８ パイロットバルブ、５１ パイロット室、５２ ポート（パイロット通路）、５３ 可撓性ディスク部材（隔壁部材）、５５ 連通路、８０ 長孔（導入通路）、８３ 体積補償室
【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、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】
自動車等の車両のサスペンション装置に装着される緩衝器は、一般的に、流体が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、ピストンロッドのストロークに対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる流体の流れをオリフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力調整機構によって制御して減衰力を発生させるようになっている。
【０００３】
また、例えば特許文献１に記載された油圧緩衝器では、減衰力発生機構であるメインディスクバルブの背部に背圧室（パイロット室）を形成し、流体の流れの一部を背圧室に導入し、メインディスクバルブに対して、背圧室の内圧を閉弁方向に作用させ、パイロット弁によって背圧室の内圧を調整することにより、メインディスクバルブの開弁を制御するようにしている。これにより、減衰力特性の調整の自由度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１００６９号公報
【特許文献２】特開２００９−２４３６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたもののように、背圧室の内圧によってメインバルブの開弁を制御する緩衝器では、次のような問題がある。このような緩衝器では、構造上、メインバルブの開弁により、背圧室の容積が減少するため、メインバルブの開弁時に背圧室の内圧が過度に上昇し易く、所望の減衰特性が得られないという問題を生じる。
【０００６】
本発明は、所望の減衰力を得ることができ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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、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嵌装されたピストンと、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、前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、該メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、該パイロット室に流体を導入する導入通路と、前記パイロット室と前記メインバルブの下流側とを連通するパイロット通路と、該パイロット通路に設けられ前記パイロット室の流体を排出するパイロットバルブとを備えた緩衝器において、前記パイロット室に対して隔壁部材によって画成された体積補償室を形成し、該体積補償室を前記メインバルブの下流側に連通させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る緩衝器によれば、安定した減衰力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る減衰力調整式緩衝器の要部である減衰力発生機構を拡大して示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る減衰力調整式緩衝器の縦断面図である。
【図３】図１に示す減衰力発生機構のパイロット室を拡大して示す図である。
【図４】図１に示す減衰力発生機構の切欠付ディスクの平面図である。
【図５】図１に示す減衰力発生機構のプレーンディスクの平面図である。
【図６】図１に示す減衰力発生機構の長孔付ディスクの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２に示すように、本実施形態に係る緩衝器である減衰力調整式緩衝器１は、シリンダ２の外側に外筒３を設けた複筒構造となっており、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成されている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されており、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、シリンダ上室２Ａを通り、シリンダ２及び外筒３の上端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されて、シリンダ２の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が設けられている。
【００１１】
ピストン５には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させる通路１１、１２が設けられている。そして、通路１２には、シリンダ下室２Ｂ側からシリンダ上室２Ａ側への流体の流通のみを許容する逆止弁１３が設けられ、また、通路１１には、シリンダ上室２Ａ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをシリンダ下室２Ｂ側へリリーフするディスクバルブ１４が設けられている。
【００１２】
ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる通路１５、１６が設けられている。そして、通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への流体の流通のみを許容する逆止弁１７が設けられ、また、通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ４側へリリーフするディスクバルブ１８が設けられている。作動流体として、シリンダ２内には、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。
【００１３】
シリンダ２には、上下両端部にシール部材１９を介してセパレータチューブ２０が外嵌されており、シリンダ２とセパレータチューブ２０との間に環状通路２１が形成されている。環状通路２１は、シリンダ２の上端部付近の側壁に設けられた通路２２によってシリンダ上室２Ａに連通されている。セパレータチューブ２０の下部には、側方に突出して開口する円筒状の接続部材２３が取付けられている。また、外筒３の側壁には、接続部材２３と略同心に大径の開口２４が設けられ、外筒３の側壁の開口２４に減衰力発生機構２５が取付けられている。
【００１４】
次に、減衰力発生機構２５について、主に図１を参照して説明する。
図１に示すように、減衰力発生機構２５は、外筒の開口２４に取付けられた円筒状のケース２６内に、パイロット型（背圧型）のメインバルブ２７及びメインバルブ２７の開弁圧力を制御するソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ２８が設けられ、更に、パイロットバルブ２８の下流側に、フェイル時に作動するフェイルバルブ２９が設けられている。
【００１５】
ケース２６内には、開口２４側から順に、環状の通路プレート３０、凸形状の通路部材３１、環状のメインバルブ部材３２、凸形状のオリフィス通路部材３３、中間部に底部を有する円筒状のパイロットバルブ部材３４、環状の保持部材３５及び円筒状のソレノイドケース３６が挿入され、これらは、互いに当接し、ソレノイドケース３６をナット３７によってケース２６に結合することによって固定されている。
【００１６】
通路プレート３０は、ケース２６の端部に形成された内側フランジ２６Ａに当接して固定されている。通路プレート３０には、リザーバ４とケース２６内の室２６Ｂとを連通する複数の通路３８が軸方向に沿って貫通されている。通路部材３１は、小径の先端部が通路プレート３０を貫通し、大径部の肩部が通路プレート３０に当接して固定されている。通路部材３１の先端部は、セパレータチューブ２０の接続部材２３に嵌合し、これらの嵌合部がシール部材３９によってシールされて、通路部材３１を軸方向に貫通する通路４０が環状通路２１に連通している。
【００１７】
メインバルブ部材３２は、一端部が通路部材３１の大径部に当接して固定され、メインバルブ部材３２と通路部材３１との当接部は、シール部材４３によってシールされている。メインバルブ部材３２には、軸方向に貫通する通路４４が円周方向に沿って複数設けられている。通路４４は、メインバルブ部材３２の一端部に形成された環状凹部４１を介して通路部材３１の通路４０に連通している。メインバルブ部材３２の他端部には、複数の通路４４の開口部の外周側に環状のシート部４５が突出し、内周側に環状のクランプ部４６が突出している。
【００１８】
メインバルブ部材３２のシート部４５には、メインバルブ２７を構成するディスクバルブ４７の外周部が着座している。ディスクバルブ４７の内周部は、クランプ部４６とオリフィス通路部材３３の大径部の肩部とによってクランプされている。ディスクバルブ４７の背面側外周部には、環状の摺動シール部材４８が固着されている。凸形状のオリフィス通路部材３３は、小径部がメインバルブ部材３２の中央の開口部に挿入され、大径部の肩部がディスクバルブ４７に当接して固定されている。オリフィス通路部材３３には、軸方向に沿って通路４９が貫通し、通路４９は、小径部の先端部に形成された固定オリフィス５０を介して通路部材３１の通路４０に連通している。
【００１９】
パイロットバルブ部材３４は、中間部に底部３４Ａを有する略円筒状で、底部３４Ａの一端側がオリフィス通路部材３３に当接して固定されている。パイロットバルブ部材３４の一端側の円筒部の内周面にディスクバルブ４７の摺動シール部材４８が摺動可能かつ液密的に嵌合して、ディスクバルブ４７の背部にパイロット室５１を形成している。ディスクバルブ４７は、通路４４側の圧力を受けて開弁し、通路４４を下流側のケース２６内の室２６Ｂに連通させる。パイロット室５１の内圧は、ディスクバルブ４７に対して閉弁方向に作用する。パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａの中央部にポート５２が貫通しており、ポート５２は、オリフィス通路部材３３の通路４９に連通している。
【００２０】
オリフィス通路部材３３とパイロットバルブ部材３４の底部３４Ａとの間には、図３に示すように、後に詳述する積層された３枚の環状のシート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃからなる可撓性ディスク部材５３がクランプされている。パイロット室５１は、オリフィス通路部材３３に当接するシート部材５３Ｃに形成された径方向の長孔８０（図６も参照）によってオリフィス通路部材３３の通路４９に連通しており、この長孔８０がパイロット室５１に油液を導入する導入通路を構成している。
【００２１】
保持部材３５は、その一端部がパイロットバルブ部材３４の他端側の円筒部の端部に当接して固定され、パイロットバルブ部材３４の円筒部の内部に弁室５４を形成している。パイロットバルブ部材３４及び保持部材３５は、ケース２６内に嵌合されたソレノイドケース３６の円筒部が外周部に嵌合して径方向に位置決めされている。弁室５４は、保持部材３５を軸方向に貫通する通路５５及び保持部材３５の外周部に形成された切欠き部５６及びパイロットバルブ部材３４の外周部に形成された切欠き部５７を介してケース２６内の室２６Ｂに連通している。弁室５４内には、パイロット室５１をメインバルブ４７の下流側に連通するパイロット通路を構成するポート５２を開閉する圧力制御弁であるパイロットバルブ２８の弁体５８が設けられている。
【００２２】
ソレノイドケース３６には、コイル５９と、コイル５９内に挿入されたコア６０、６１と、コア６０、６１に案内されたプランジャ６２と、プランジャ６２に連結された中空の作動ロッド６３が組込まれており、これらは、ソレノイドケース３６の後端部にカシメによって取付けられた環状のスペーサ７３及びカップ状のカバー７４によって固定されている。コイル５９、コア６０、６１、プランジャ６２及び作動ロッド６３によってソレノイドアクチュエータＳを構成し、作動ロッド６３の先端部が保持部材３５を貫通して弁室５４内の弁体５８に連結している。そして、リード線７５を介してコイル５９に通電することにより、通電電流に応じてプランジャ６２に軸方向の推力を発生させるようになっている。
【００２３】
弁体５８は、パイロットバルブ部材３４のポート５２に対向するテーパ状の先端部に環状のシート部６５が形成され、シート部６５がポート５２の周囲のシート面６６に離着座することにより、ポート５２を開閉するようになっている。そして、弁体５８は、弁体５８とパイロットバルブ部材３４の底部３４Ａとの間に介装された付勢手段であるであるバルブスプリング６７（圧縮コイルバネ）のバネ力によって付勢されて、通常は、保持部材３５側の後退位置にあって開弁状態となっており、コイル５９への通電によるプランジャ６２の推力によってバルブスプリング６７のバネ力に抗して前進し、シート部６５がシート面６６に着座してポート５２を閉じ、プランジャ６２の推力、すなわち、コイル５９への通電電流によって開弁圧力を調整することにより、ポート５２すなわちパイロット室５１の内圧を制御する。
【００２４】
弁体５８には、中空の作動ロッド６３が貫通しており、閉弁時、すなわち、シート部６５がシート面６６に着座したとき、作動ロッド６３内の通路６３Ａをポート５２内に開口させ、通路６３Ａによってポート５２とコア６１内の作動ロッド６３の背部の室６１Ａとを連通することにより、ポート５２に対する弁体５８の受圧面積を小さくして、ソレノイドアクチュエータＳの負荷を小さくしている。
【００２５】
次に、フェイルバルブ２９について説明する。
弁体５８の後端面の外周部には、環状のシート部５８Ａが突出している。シート部５８Ａには、１枚又は複数積層された環状のシートディスク６８が当接し、シートディスク６８は、内周部が作動ロッド６３に取付けられた止輪６９に当接して弁体５８に固定されている。保持部材３５とパイロットバルブ部材３４とによって形成された内周溝７２に環状のフェイルディスク７０の外周部が挿入されて軸方向に一定距離だけ移動可能に浮動支持されている。そして、フェイルディスク７０の内周縁部に、弁体５８に固定されたシートディスク６８の外周縁部が離着座することにより、弁室５４内において、ポート５２と通路５５との間の流路を開閉するようになっている。
【００２６】
シートディスク６８の外周縁部、又は、フェイルディスク７０の内周縁部には、ポート５２と通路５５とを常時連通させるオリフィス６８Ａ（切欠き）が設けられている。保持部材３５には、シートディスク６８に当接して、弁体５８の後退位置を制限するストッパ７１が突出している。なお、弁体５８の後退位置を制限するストッパは、設けなくともよく、他の部位に設けてもよい。また、弁体５８の後退位置の制限はプランジャ６２とコア６１の当接する位置で規制してもよい。
【００２７】
そして、コイル５９への非通電時には、弁体５８は、バルブスプリング６７のバネ力によって後退して、シートディスク６８がフェイルディスク７０に当接して、弁室５４内において、ポート５２と通路５５との間の流路を閉じる。この状態において、弁室５４内のポート５２側の流体の圧力が上昇して所定圧力に達すると、フェイルディスク７０は、撓み、弁体５８の後退位置がストッパ７１によって制限された後、シートディスク６８から離間してポート５２と通路５５との間の流路を開く。
【００２８】
また、図１に示すように、コイル５９に通電して、ソレノイドアクチュエータＳの推力により、バルブスプリング６７のバネ力に抗して弁体５８のシート部６５をシート面６６に着座させたパイロットバルブ２８による圧力制御状態では、シートディスク６８がフェイルディスク７０から離間して、弁室５４内のポート５２と通路５５との間の流路が連通状態となる。
【００２９】
次に、主に図３を参照して、パイロット室５１の構造について、更に詳細に説明する。
図３に示すように、パイロット室５１を形成する有底円筒状のケース部材であるパイロットバルブ部材３４の底部３４Ａには、その外周部側に環状のシート部８１が突出し、内周部にシート部である環状のクランプ部８２が突出している。そして、隔壁部材である環状の可撓性ディスク部材５３の内周部が内周部側のシート部としてのクランプ部８２とオリフィス通路部材３３との間でクランプされ、可撓性ディスク部材５３の外周部がシート部８１に着座している。外周側のシート部８１は、内周側のクランプ部８２よりも突出高さが高くなっており、可撓性ディスク部材５３は、一定のセット荷重をもってシート部８１に着座している。これにより、パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａと可撓性ディスク部材５３との間に、環状の体積補償室８３が形成されている。すなわち、体積補償室８３は、隔壁部材である可撓性ディスク部材５３によってパイロット室５１に対して画成されている。なお、クランプ部８２の外周に、さらに、環状のシート部を設けてもよい。
【００３０】
可撓性ディスク部材５３は、パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａとの間隔Ｈによって、その撓み量が制限されており、底部３４Ａがストッパとなって過度の撓みによる損傷を防止している。なお、底部３４Ａにストッパとして突起を設け、この突起が可撓性ディスク部材５３に当接することにより、その撓み量を制限するようにしてもよい。
【００３１】
可撓性ディスク部材５３は、積層された３枚のシート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃからなり、これらのシート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃには、それぞれ外周部に等間隔で配置された３つの突起部８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃが形成されている。そして、シート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃは、突起部８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃにより、パイロット室５１内の円筒部内において径方向に位置決めされ、可撓性ディスク部材５３とパイロット室５１の内周面との間に円弧状の隙間８５を形成している。
【００３２】
シート部８１に当接するシート部材５３Ａの外周部には、切欠き８６が形成され、円弧状の隙間８５及び切欠き８６を介してパイロット室５１と体積補償室８３とが連通するエア抜き流路を形成している。このエア抜き通路は、ここで、切欠き８６は、隙間８５と体積補償室８３との間の流路面積が充分小さくなるように、非常に小さくしてある。体積補償室８３は、パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａを軸方向に沿って貫通する連通路８７によって弁室５４に連通している。オリフィス通路部材３３に当接するシート部材５３Ｃには、中央部の開口につながる径方向に延びる長孔８０が形成され、この長孔８０によって、オリフィス通路部材３３の通路４９とパイロット室５１とが連通している。なお、このエア抜き通路は、形成することが望ましいが、必須の構成ではない。
【００３３】
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。
減衰力調整式緩衝器１は、車両のサスペンション装置のバネ上バネ下間に装着され、リード線７５が車載コントローラ等に接続され、通常の作動状態では、コイル５９に通電して、弁体５８のシート部６５をシート面６６に着座させて、パイロットバルブ２８による圧力制御を実行する。
【００３４】
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５の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が閉じ、ディスクバルブ１４の開弁前には、シリンダ上室２Ａ側の流体が加圧されて、通路２２及び環状通路２１を通り、セパレータチューブ２０の接続部材２３から減衰力発生機構２５の通路部材３１の通路４０へ流入する。
【００３５】
このとき、ピストン５が移動した分の流体がリザーバ４からベースバルブ１０の逆止弁１７を開いてシリンダ下室２Ｂへ流入する。なお、シリンダ上室２Ａの圧力がピストン５のディスクバルブ１４の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１４が開いて、シリンダ上室２Ａの圧力をシリンダ下室２Ｂへリリーフすることにより、シリンダ上室２Ａの過度の圧力の上昇を防止する。
【００３６】
減衰力発生機構２５では、通路部材３１の通路４０から流入した流体は、メインバルブ２７のディスクバルブ４７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、オリフィス通路部材３３の固定オリフィス５０、通路４９及びパイロットバルブ部材３４のポート５２を通り、パイロットバルブ２８の弁体５８を押し開いて弁室５４内へ流入する。更に、フェイルディスク７０の開口を通り、保持部材３５の通路５５、切欠き部５６、パイロットバルブ部材３４の切欠き部５７、ケース２６内の室２６Ｂ及び通路プレート３０の通路３８を通ってリザーバ４へ流れる。そして、ピストン速度が上昇してシリンダ上室２Ａ側の圧力がディスクバルブ４７の開弁圧力に達すると、通路４０に流入した流体は、環状凹部４１及び通路４４を通り、ディスクバルブ４７を押し開いてケース２６内の室２６Ｂへ直接流れる。
【００３７】
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の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が開き、ベースバルブ１０の通路１５の逆止弁１７が閉じて、ディスクバルブ１８の開弁前には、ピストン下室２Ｂの流体がシリンダ上室２Ａへ流入し、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分の流体がシリンダ上室２Ａから、上記伸び行程時と同様の経路を通ってリザーバ４へ流れる。なお、シリンダ下室２Ｂ内の圧力がベースバルブ１０のディスクバルブ１８の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１８が開いて、シリンダ下室２Ｂの圧力をリザーバ４へリリーフすることにより、シリンダ下室２Ｂの過度の圧力の上昇を防止する。
【００３８】
これにより、ピストンロッド６の伸縮行程時共に、減衰力発生機構２５において、メインバルブ２７のディスクバルブ４７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、固定オリフィス５０及びパイロットバルブ２８の弁体５８の開弁圧力によって減衰力が発生し、ディスクバルブ４７の開弁後（ピストン速度高速域）においては、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、コイル５９への通電電流によってパイロットバルブ２８の開弁圧力を調整することにより、ピストン速度にかかわらず、減衰力を直接制御することができる。このとき、パイロットバルブ２８の開弁圧力によって、その上流側の通路４９に連通するパイロット室５１の内圧が変化し、パイロット室５１の内圧は、ディスクバルブ４７の閉弁方向に作用するので、パイロットバルブ２８の開弁圧力を制御することにより、ディスクバルブ４７の開弁圧力を同時に調整することができ、これにより、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。
【００３９】
また、コイル５９への通電電流を小さくして、プランジャ６２の推力を小さくすると、パイロットバルブ２８の開弁圧力が低下して、ソフト側の減衰力が発生し、通電電流を大きくして、プランジャ６２の推力を大きくすると、パイロットバルブ２８の開弁圧力が上昇して、ハード側の減衰力が発生するので、一般的に使用頻度の高いソフト側の減衰力を低電流で発生させることができ、消費電力を低減することができる。
【００４０】
コイル５９の断線、車載コントローラの故障等のフェイルの発生により、プランジャ６２の推力が失われた場合には、バルブスプリング６７のバネ力によって弁体５８が後退して、ポート５２が開き、弁体５８のシートディスク６８がフェイルディスク７０に当接して、弁室５４内のポート５２と通路５５との間の流路を閉じる。この状態では、弁室５４内におけるポート５２から通路５５への流体の流れは、フェイルバルブ２９、すなわち、オリフィス６８Ａ及びフェイルディスク７０によって制御されることになるので、オリフィス６８Ａの流路面積及びフェイルディスク７０の開弁圧力の設定によって所望の減衰力を発生させると共に、パイロット室５１の内圧、すなわち、メインバルブ２７の開弁圧力を調整することができる。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。
【００４１】
このように、通電時の流体通路とフェイル時の流体通路とを共通化（直列化）しているので、構造を簡単にでき、またスペース効率を高めることができる。さらに、フェイルディスク７０がディスクバルブであるので、例えばボールバルブを用いた構成と比して、ディスクバルブと弁体の端によりフェイル時の通路の開閉を行っているので、生産性、組立性を高めることができる。また、コイル５９への低電流の通電により、一般的に使用頻度の高いソフト側の減衰力が得られるので、消費電力を低減することができ、また、非通電時には、フェイルバルブ２９によってソフト側よりも大きな適度な減衰力が得られるので、車両の操縦安定性を確保して、フェイルセーフを実現することができ、更に、ハード側固定による車体への振動入力の増大等の弊害を防止することができる。
【００４２】
次に、パイロット室５１に設けられた可撓性ディスク部材５３及び体積補償室８３の作用について説明する。
ディスクバルブ４７が開弁したとき、パイロット室５１の容積の減少に対して、可撓性ディスク部材５３が体積補償室８３側へ撓んでパイロット室５１の容積を補償することにより、パイロット室５１内の圧力の過度の上昇を抑制する。このとき、体積補償室８３の容積が減少した分の油液が連通路８７を通って弁室５４側へ排出される。パイロット室５１の圧力の過度の上昇は、パイロットバルブ２８の作動に影響してパイロットバルブ２８の作動を不安定にし、更に、パイロットバルブ２８の作動の不安定は、パイロット室５１の圧力の不安定すなわちディスクバルブ４７の不安定に繋がるので、パイロット室５１内の圧力の過度の上昇を抑制することにより、これらの悪影響の相互作用を抑制することができ、安定した減衰力を得ることができる。
【００４３】
可撓性ディスク部材５３は、シート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃを重ねた積層構造となっているので、その撓みに対して、シート部材５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ間の摩擦による減衰力が作用するので、異常振動を抑制して作動の安定化を図ることができる。
【００４４】
パイロット室５１内は、油液の流れが生じないため、気泡が滞留し易くなっている。一般的に、緩衝器においては、気泡が滞留しやすい部分に対して、そのケーシングの上部にオリフィス通路を設けて、気泡をリザーバへ排出する構造が採られている（例えば特許文献２参照）。これに対して、本実施形態では、ディスクバルブ４７の開閉時に、パイロット室５１と体積補償室８３との間に僅かな油液の流れが生じ、これにより、パイロット室５１内の気泡を可撓性ディスク部材５３のシート部材５３Ａの切欠き８６を介して体積補償室８３へ移動させ、連通路８７を介して弁室５４側へ排出することができる。これにより、パイロットバルブ部材３４に穴あけ加工することなく、シート部材５３Ａに切欠き８６を設けるだけで、パイロット室５１から気泡を排出することができる。
【００４５】
なお、シート部材５３Ａの切欠き８６を省略し、あるいは、シート部材５３Ａを省略し、可撓性ディスク部材５３とシート部８１との当接部を通してパイロット室５１から体積補償室８３に気泡を移動させるようにしてもよい（可撓性ディスク部材５３とシート部８１との当接部は、液体に対しては充分なシール性を有するが、気体に対しては、ある程度の透過性を有するエア抜き流路となる）。
【００４６】
上記実施形態では、パイロット室５１の内圧を制御するパイロットバルブ２８は、ソレノイドアクチュエータＳによって内圧を制御しているが、これに限らず、パイロット流路の流路面積をアクチュエータにより制御する制御弁であってもよく、また、単にアクチュエータを設けずに、ディスクバルブ等のバネ手段によって所定圧力で開弁する制御弁であってもよい。
【００４７】
また、上記実施形態は、減衰力発生機構２５をシリンダ２の側部に配置した例を示しているが、減衰力発生機構は、ピストンの摺動により油液の流れが生じる流路であれば他の部位に配置することもでき、例えばピストン部に設けてもよい。
さらに、上記実施の形態では、隔壁部材を可撓性ディスク部材５３とした例を示したが、これに限らず、撓まない環状ディスクを背面からバネやゴムで押す構成であってもよい。また、ディスクバルブ４７も、撓まないバルブとし、コイルばねで付勢する構成であってもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態では、前記体積補償室８３を連通路８７を介してリザーバ４と接続した例を示したが、これに限らず、可撓性ディスク部材５３の背面を直接、リザーバや下流側の室に開放する構成としてもよい。
また、上記実施の形態では、油圧緩衝器の例を示したが、流体は油に限らず、水などであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ 減衰力調整式緩衝器、２ シリンダ、５ ピストン、６ ピストンロッド、２７ メインバルブ、２８ パイロットバルブ、５１ パイロット室、５２ ポート（パイロット通路）、５３ 可撓性ディスク部材（隔壁部材）、５５ 連通路、８０ 長孔（導入通路）、８３ 体積補償室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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嵌装されたピストンと、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、前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、該メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、該パイロット室に流体を導入する導入通路と、前記パイロット室と前記メインバルブの下流側とを連通するパイロット通路と、該パイロット通路に設けられ前記パイロット室の流体を排出するパイロットバルブとを備えた緩衝器において、
前記パイロット室に対して隔壁部材によって画成された体積補償室を形成し、該体積補償室を前記メインバルブの下流側に連通させたことを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
前記パイロットバルブは、ソレノイドアクチュエータによって作動する制御バルブであることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
前記パイロット室は、有底円筒状のケース部材によって形成され、前記体積補償室は、前記ケース部材の底部の内周側及び外周側に突出された環状の少なくとも２つのシート部に着座する前記隔壁部材である可撓性ディスク部材によって画成され、前記ケース部材の底部に前記連通路が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝器。
【請求項４】
前記可撓性ディスク部材は、内周側が前記内周側のシート部によってクランプされていることを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
【請求項５】
前記可撓性ディスク部材の撓み量を制限するストッパが設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の緩衝器。
【請求項６】
前記パイロット室内に滞留する気泡を前記可撓性ディスク部材と前記外側シート部との間を通して前記体積補償室へ移動させるエア抜き流路が形成されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の緩衝器。
【請求項１】
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嵌装されたピストンと、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、前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、該メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、該パイロット室に流体を導入する導入通路と、前記パイロット室と前記メインバルブの下流側とを連通するパイロット通路と、該パイロット通路に設けられ前記パイロット室の流体を排出するパイロットバルブとを備えた緩衝器において、
前記パイロット室に対して隔壁部材によって画成された体積補償室を形成し、該体積補償室を前記メインバルブの下流側に連通させたことを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
前記パイロットバルブは、ソレノイドアクチュエータによって作動する制御バルブであることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
前記パイロット室は、有底円筒状のケース部材によって形成され、前記体積補償室は、前記ケース部材の底部の内周側及び外周側に突出された環状の少なくとも２つのシート部に着座する前記隔壁部材である可撓性ディスク部材によって画成され、前記ケース部材の底部に前記連通路が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝器。
【請求項４】
前記可撓性ディスク部材は、内周側が前記内周側のシート部によってクランプされていることを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
【請求項５】
前記可撓性ディスク部材の撓み量を制限するストッパが設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の緩衝器。
【請求項６】
前記パイロット室内に滞留する気泡を前記可撓性ディスク部材と前記外側シート部との間を通して前記体積補償室へ移動させるエア抜き流路が形成されていることを特徴とする請求項３乃至５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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１３２９９５（Ｐ２０１１−１３２９９５Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１１８９（Ｐ２００９−２９１１８９）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【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７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【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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