(57)【要約】【課題】周波数や振幅に応じて減衰力が可変する油圧緩衝装置を提供する。【解決手段】油圧緩衝装置は、オイルを収容する内シリンダ１２と、内シリンダ１２内を第１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２とに区画するとともに、第１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２とを連通する複数の連通路が形成されたピストン３１と、ピストン３１に接続するとともに、内シリンダ１２の軸方向において移動するピストンロッド２０と、第１油室Ｙ１に液体が流入する圧力吸収室Ｄを形成するとともに、移動可能に設けられ圧力吸収室Ｄを第１区分室Ｄ１と第２区分室Ｄ２とに区分するフリーピストン４５を有する圧力吸収部４０と、第２区分室Ｄ２と第２油室Ｙ２との間の液体の流路を形成するバイパス路２５と、バイパス路２５の流路上に設けられ、流路におけるオイルの流れを絞る絞り流路付バルブ４２とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容するシリンダと、
前記シリンダ内を第１液室と第２液室とに区画するとともに、当該第１液室と当該第２液室とを連通する複数の連通路が形成された区画部材と、
前記区画部材に接続するとともに、前記シリンダの軸方向において移動するロッド部材と、
前記シリンダ内の前記第１液室に液体が流入する空間を形成するとともに、移動可能に設けられ当該空間を第１区分室と第２区分室とに区分する区分部材を有する空間形成部と、
前記空間形成部の前記第２区分室と前記シリンダの前記第２液室との間の液体の流路を形成する流路形成部と、
前記流路形成部の前記流路上に設けられ、当該流路における液体の流れを絞る絞り部材と、
を備えることを特徴とする圧力緩衝装置。
【請求項２】
前記空間形成部の前記第１区分室と前記シリンダの前記第１液室との間の液体の流路上に設けられ、当該流路における液体の流れを絞る第２絞り部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧力緩衝装置。
【請求項３】
前記第２絞り部材は、前記ロッド部材の軸方向における両方向の移動に伴う液体の流れに対して単数枚で抵抗を付与することを特徴とする請求項２に記載の圧力緩衝装置。
【請求項４】
前記区画部材は、前記ロッド部材の一端部において当該ロッド部材が貫通して設けられ、
前記空間形成部は、前記ロッド部材の前記一端部において前記区画部材よりもさらに軸方向の端部に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧力緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力緩衝装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両のサスペンション装置は、走行中に路面から車体へ伝達される振動を適切に緩和する減衰力発生器を用いた圧力緩衝装置を備えている。例えば特許文献１には、周波数に応じて減衰力を調整可能にした圧力緩衝装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３３３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発生する振動の周波数や振幅は路面の状況によって複雑に変化する。ここで、例えば乗心地を向上させるには減衰力を低くし、操縦安定性（操安性）を高めるためには減衰力を大きくすることが好ましい。ところが、乗心地の向上を求められる場合と操安性の向上を求められる場合とにおいて、例えば振幅は異なるものの周波数が同程度となることもある。そのため、例えば周波数や振幅に対して一意的に減衰力を設定してしまうと、乗心地の向上と操安性の向上との両立が困難であった。
本発明は、周波数や振幅に応じて減衰力が可変する圧力緩衝装置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】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明は、液体を収容するシリンダと、シリンダ内を第１液室と第２液室とに区画するとともに、第１液室と第２液室とを連通する複数の連通路が形成された区画部材と、区画部材に接続するとともに、シリンダの軸方向において移動するロッド部材と、シリンダ内の第１液室に液体が流入する空間を形成するとともに、移動可能に設けられ空間を第１区分室と第２区分室とに区分する区分部材を有する空間形成部と、空間形成部の第２区分室とシリンダの第２液室との間の液体の流路を形成する流路形成部と、流路形成部の流路上に設けられ、流路における液体の流れを絞る絞り部材と、を備えることを特徴とする圧力緩衝装置である。
【０００６】
ここで、空間形成部の第１区分室とシリンダの第１液室との間の液体の流路上に設けられ、流路における液体の流れを絞る第２絞り部材を備えるとよい。
また、第２絞り部材は、ロッド部材の軸方向における両方向の移動に伴う液体の流れに対して単数枚で抵抗を付与するとよい。
さらに、区画部材は、ロッド部材の一端部においてロッド部材が貫通して設けられ、空間形成部は、ロッド部材の一端部において区画部材よりもさらに軸方向の端部に設けられるとよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、周波数や振幅に応じて減衰力が可変する圧力緩衝装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の油圧緩衝装置の全体構成図である。
【図２】本実施形態の油圧緩衝装置を詳細に説明するための図である。
【図３】本実施形態の圧力吸収部の分解図である。
【図４】本実施形態のスペーサを説明するための図である。
【図５】小さな振幅で移動する場合の、伸張行程時におけるオイルの流れを示す図である。
【図６】大きな振幅で移動する場合の、伸張行程時におけるオイルの流れを示す図である。
【図７】小さな振幅で移動する場合の、圧縮行程時におけるオイルの流れを示す図である。
【図８】大きな振幅で移動する場合の、圧縮行程時におけるオイルの流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態の油圧緩衝装置１の全体構成図である。
図２は、本実施形態の油圧緩衝装置１を詳細に説明するための図である。
油圧緩衝装置１は、図１に示すように、サスペンションの一部を構成する複筒型式油圧緩衝装置である。そして、油圧緩衝装置１は、シリンダ部１０と、ロッド部材の一例としてのピストンロッド２０と、ピストンバルブ３０と、圧力吸収部４０と、ボトムバルブ６０と、を備えている。
【００１０】
〔シリンダ部の構成・機能〕
シリンダ部１０は、薄肉円筒状の外シリンダ１１と、外シリンダ１１内に収容される薄肉円筒状の内シリンダ１２と、円筒状の外シリンダ１１の円筒の軸方向（図１では上下方向）の一方の端部を塞ぐ底蓋１３とを備えている。なお、以下では、外シリンダ１１の円筒の中心軸方向を、単に「軸方向」と称す。
【００１１】
また、シリンダ部１０は、外シリンダ１１の内側に配置されてピストンロッド２０をガイドするロッドガイド１４と、ピストンロッド２０を摺動させるとともに、外シリンダ１１における軸方向の他方の端部に装着されたバンプストッパキャップ１５とを備えている。また、シリンダ部１０は、バンプストッパキャップ１５の内側であって、ロッドガイド１４に対して後述のピストン３１とは反対側に設けられ、シリンダ部１０内の液体の漏れやシリンダ部１０内への異物の混入を防ぐオイルシール１６を備えている。
【００１２】
そして、シリンダ部１０においては、外シリンダ１１における軸方向の長さの方が内シリンダ１２の長さよりも長く、内シリンダ１２は、外シリンダ１１と同心に配置される。つまり、内シリンダ１２における軸方向の一方の端部は、ボトムバルブ６０を構成する部品の一つである後述するバルブボディ６１と底蓋１３とを介して、外シリンダ１１における軸方向の一方の端部に支持される。他方、内シリンダ１２における軸方向の他方の端部は、ロッドガイド１４にて支持される。これらにより、内シリンダ１２の外周と外シリンダ１１の内周との間隙が軸方向に一定となるように、内シリンダ１２は、外シリンダ１１と同心に配置される。そして、内シリンダ１２の外周面と外シリンダ１１の内周面とで、リザーバ室Ｒを形成している。ボトムバルブ６０は、図１に示すように、後述するバルブボディ６１により後述する第１油室Ｙ１とリザーバ室Ｒとを区画する。
【００１３】
〔ピストンロッドの構成・機能〕
ピストンロッド２０は、軸方向に延びるとともに軸方向の一方の端部（図１では下側）でピストンバルブ３０および圧力吸収部４０に接続する。
ピストンロッド２０は、本実施形態では中実または中空の棒状の部材であり、円柱状のロッド部２１と、軸方向の一方の端部にピストンバルブ３０や圧力吸収部４０などを取り付けるための一方側取付部２２ａと、軸方向の他方の端部にこのピストンロッド２０を車体などへ取り付けるための他方側取付部２２ｂと、を有している。一方側取付部２２ａおよび他方側取付部２２ｂの端部の外面には螺旋状の溝が切られて雄ねじが形成されており、ボルトとして機能する。
また、一方側取付部２２ａは、ロッド部２１と比較して外径が小さくなっており、ロッド部２１との接続点において段差部２３を形成する。
【００１４】
さらに、ピストンロッド２０は、図２に示すように、一方側取付部２２ａにおいて、第２油室Ｙ２と後述する圧力吸収室Ｄとの間でオイルを流通させるバイパス路２５（流路形成部）を備えている。バイパス路２５は、垂直方向路２５Ｈと、その垂直方向路２５Ｈに連続する軸方向路２５Ｓとを備えている。なお、本実施形態では、一方側取付部２２ａの一部の断面をＤ字形状にする所謂Ｄカット加工によりバイパス路２５を構成している。
垂直方向路２５Ｈは、段差部２３に形成され軸方向に対して垂直な方向に延びて形成される溝であり、後述の第１バルブストッパ３５１との間にオイルの流路を構成する。また、垂直方向路２５Ｈは、開口が第２油室Ｙ２に臨む。
軸方向路２５Ｓは、軸方向に伸びて形成された経路であり、段差部２３から一方側取付部２２ａの端部側（先端側）に向けて形成される。そして、軸方向路２５Ｓは、後述する第１バルブストッパ３５１、第２バルブ群３２２、ピストン３１、第１バルブ群３２１および第２バルブストッパ３５２にそれぞれ形成される一方側取付部２２ａを通す孔との間にオイルの流路を構成する。
【００１５】
〔ピストンバルブの構成・機能〕
ピストンバルブ３０は、図２に示すように、区画部材の一例としてのピストン３１と、ピストン３１に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の一方側の端部を塞ぐ第１バルブ群３２１と、ピストン３１に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の他方側の端部を塞ぐ第２バルブ群３２２と、を備えている。また、ピストンバルブ３０は、第１バルブストッパ３５１および第２バルブストッパ３５２を備えている。
【００１６】
ピストン３１は、軸方向に形成された複数の油路を有する円柱状の部材である。そして、ピストン３１は、その外周面に設けられたシール部材を介して内シリンダ１２の内周面に接触し、内シリンダ１２内の液体（本実施形態においてはオイル）が封入された空間を、ピストン３１よりも軸方向の一方側の端部に形成される第１油室Ｙ１と、ピストン３１よりも軸方向の他方側の端部に形成される第２油室Ｙ２とに区画する。なお、本実施形態では、第１油室Ｙ１が第１液室として機能し、第２油室Ｙ２が第２液室として機能する。
【００１７】
そして、ピストン３１には、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａを通すために軸方向に形成された取付孔３３Ｒと、取付孔３３Ｒよりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第１油路３４１と、第１油路３４１よりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第２油路３４２とが形成されている。第１油路３４１および第２油路３４２は、円周方向に等間隔に複数（本実施形態においては４つ）形成されており、第１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２とを連通する。
【００１８】
ピストンバルブ３０は、ピストン３１の取付孔３３Ｒがピストンロッド２０の一方側取付部２２ａに嵌め込まれる。そして、ピストンバルブ３０は、圧力吸収部４０の後述するピストンケース４１が一方側取付部２２ａの雄ねじに固定されることで、圧力吸収部４０によって挟み込まれるかたちでピストンロッド２０に保持される。このように、ピストンバルブ３０は、ピストンロッド２０の軸方向において圧力吸収部４０よりも内側に位置した状態でピストンロッド２０と接続する。
【００１９】
第１バルブ群３２１は、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａを通すボルト孔が形成された円盤状の部材が複数重ねられることで構成される。また、図２に示すように、第１バルブ群３２１を構成する複数の円盤状の部材は、それぞれ外径が異なっている。そして、第１バルブ群３２１を構成する個々のバルブは、第１油路３４１を塞ぎ、かつ第２油路３４２を開放する。
【００２０】
第２バルブ群３２２は、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａを通すボルト孔が形成された円盤状の部材が複数重ねられることで構成される。また、図２に示すように、第２バルブ群３２２を構成する複数の円盤状の部材は、それぞれ外径が異なっている。そして、第２バルブ群３２２を構成する個々のバルブは、第２油路３４２を塞ぎ、かつ第１油路３４１を開放する。
【００２１】
第１バルブストッパ３５１は、概形が円柱形状をしている。第１バルブストッパ３５１は、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａが貫通可能な内径を有して軸方向に伸びる取付孔３５１Ｒを備える。そして、第１バルブストッパ３５１は、取付孔３５１Ｒに一方側取付部２２ａが嵌め込まれ、ピストンロッド２０に保持される。そして、第１バルブストッパ３５１は、第２バルブ群３２２の変形を可能にしながら、第２バルブ群３２２をピストン３１に向けて押さえ付ける。
【００２２】
第２バルブストッパ３５２は、概形が円柱形状をしている。第２バルブストッパ３５２は、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａが貫通可能な内径を有して軸方向に伸びる取付孔３５２Ｒと、軸方向の端部に形成され取付孔３５２Ｒより内径が大きい環状溝部３５２Ｔとを有する。
そして、第２バルブストッパ３５２は、取付孔３５２Ｒに一方側取付部２２ａが嵌め込まれてピストンロッド２０に保持される。そして、第２バルブストッパ３５２は、第１バルブ群３２１の変形を可能にしながら、第１バルブ群３２１をピストン３１に向けて押さえ付ける。
また、環状溝部３５２Ｔは、バイパス路２５に接続するとともに、圧力吸収部４０側を向けて設けられる。そして、環状溝部３５２Ｔは、後述の流路付バルブ４２のスリット４２Ｓに対向する。
【００２３】
〔圧力吸収部の構成・機能〕
図３は、本実施形態の圧力吸収部４０の分解図である。
圧力吸収部４０は、図３に示すように、ピストンケース４１と、絞り部材の一例としての絞り流路付バルブ４２と、スペーサ４３と、第１パッド４４と、フリーピストン４５と、第２パッド４６と、バルブボディ４７と、コントロールバルブ４８と、終端部材４９とを備える。
【００２４】
ピストンケース４１は、円柱部４１１と、円柱部４１１の軸方向の一方側に位置する円筒部４１２とを備えている。
円柱部４１１は、図２に示すように、雌ねじ４１Ｒ、環状溝部４１Ｃおよび油路４１Ｈを有する。雌ねじ４１Ｒは、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａに形成される雄ねじと噛み合う。
雌ねじ４１Ｒは、一方側取付部２２ａに形成される雄ねじに嵌め込まれる。この雌ねじ４１Ｒを一方側取付部２２ａに固定することによって、ピストンバルブ３０が段差部２３との間に挟み込まれ、圧力吸収部４０およびピストンバルブ３０がピストンロッド２０に固定された状態になる。そして、本実施形態では、ピストンロッド２０の軸方向において、圧力吸収部４０がピストンバルブ３０よりも端部側に位置する。
【００２５】
環状溝部４１Ｃは、円柱部４１１の円筒部４１２とは反対側の端部に形成された、環状の溝部である。そして、本実施形態では、ピストンケース４１が組み付けられた状態にて、環状溝部４１Ｃが絞り流路付バルブ４２と対向する。
油路４１Ｈは、円柱部４１１において形成され、円柱部４１１の端部から円筒部４１２に向けて軸方向に形成された貫通孔である。油路４１Ｈは、複数（本実施形態では３本）形成される。また、複数の油路４１Ｈは、環状溝部４１Ｃに開口部が位置するように周方向おいて等間隔に並んで設けられる。
【００２６】
円筒部４１２は、スペーサ４３、第１パッド４４、フリーピストン４５、第２パッド４６、バルブボディ４７、第２絞り部材の一例としてのコントロールバルブ４８および終端部材４９を収容する。また、図２に示すように、円筒部４１２は、内部に収容する第１パッド４４と、第１パッド４４からフリーピストン４５の軸方向における幅よりも離れた位置に設けられる第２パッド４６とによって内シリンダ１２の内部にオイルの流入する空間となる圧力吸収室Ｄ（空間形成部）を形成する。
【００２７】
ところで、本実施形態の油圧緩衝装置１では、ピストンロッド２０の一方側取付部２２ａにおいて、先端側に圧力吸収部４０を配置し、圧力吸収部４０よりも軸方向において内側に一方側取付部２２ａに貫通させピストンバルブ３０を設けている。本実施形態のように圧力吸収室Ｄやフリーピストン４５を内部に備える圧力吸収部４０を採用する場合、圧力吸収部４０に対して軸方向にピストンロッド２０を貫通させることは構造的に難しい。そのため、例えばピストンロッド２０の軸方向において、ピストンバルブ３０よりも圧力吸収部４０を内側に配置すると、ピストンバルブ３０をピストンロッド２０に間接的に接続しなければならない。このような場合、ピストンロッド２０の中心軸とピストンバルブ３０の中心軸とがずれる軸ずれが生じる可能性が高くなる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、ピストンロッド２０の軸方向における端部に圧力吸収部４０を配置し、その内側にピストンバルブ３０を配置した。これによって、本実施形態では、ピストンロッド２０に対しピストンバルブ３０と圧力吸収部４０とを直接的に接続して同じ軸に締結することを可能にした。これによって、ピストンバルブ３０および圧力吸収部４０とピストンロッド２０との軸ずれを抑制し、ピストンバルブ３０および圧力吸収部４０を安定して動作させている。
【００２９】
絞り流路付バルブ４２は、図３に示すように、円板状のバルブ部材である。そして、絞り流路付バルブ４２は、中央に開口部４２Ｈと、開口部４２Ｈから径方向に途中まで形成されるスリット４２Ｓとを有する。
絞り流路付バルブ４２は、図２に示すように、開口部４２Ｈが一方側取付部２２ａに取り付けられ、ピストンロッド２０に保持される。そして、絞り流路付バルブ４２は、図２に示すように、第２バルブストッパ３５２とピストンケース４１との間に挟み込まれる。
また、スリット４２Ｓは、ピストンケース４１の環状溝部４１Ｃと対向する位置まで形成される。なお、本実施形態では、環状溝部４１Ｃは周方向に形成されるため、絞り流路付バルブ４２が回転しても、スリット４２Ｓが環状溝部４１Ｃと対向した状態が保たれる。そして、スリット４２Ｓにおけるオイルの流路の断面は、バイパス路２５における流路の断面よりも小さくしている。そのため、絞り流路付バルブ４２は、バイパス路２５を経由してピストンケース４１の環状溝部４１Ｃおよび油路４１Ｈなどを通るオイルの流れを絞るように作用する。
【００３０】
スペーサ４３は、図３に示すように、概形が円板状の部材であって、径方向の外側に向けて突出する複数の突出部４３Ｐを備えている。突出部４３Ｐは、ピストンケース４１の円筒部４１２の内周面との間に隙間を形成し、オイルの流路を確保する。
突出部４３Ｐの数は、油路４１Ｈの本数以上に設定している。そして、複数の突出部４３Ｐは、周方向において等間隔に配置される。本実施形態では、突出部４３Ｐは、４つ設けている。これは、本実施形態のピストンケース４１の油路４１Ｈが３本であるためである。このようにスペーサ４３を構成することによって、動作に伴ってスペーサ４３が回転するなどしても、複数本の油路４１Ｈのうち全てが塞がれず、いずれかの油路４１Ｈが開放されるようにしている。
【００３１】
図４は、本実施形態のスペーサ４３を説明するための図である。
スペーサ４３は、図４に示すように、円板状の部材であって、径方向の外側に向けて突出する複数の突出部４３Ｐを備えている。突出部４３Ｐは、ピストンケース４１の円筒部４１２の内周面との間に隙間を形成し、オイルの流路を確保する。
突出部４３Ｐの数は、油路４１Ｈの本数よりも多くなるように設定している。そして、複数の突出部４３Ｐは、周方向において等間隔に配置される。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、突出部４３Ｐは、４つ設けている。これは、本実施形態のピストンケース４１の油路４１Ｈが３本であるためである。このようにスペーサ４３を構成することによって、動作に伴ってスペーサ４３が回転するなどしても、複数本の油路４１Ｈのうち全てが塞がれず、いずれかの油路４１Ｈが開放されるようにしている。
なお、スペーサ４３における突出部４３Ｐの数は、３本に限定されるものではない。例えば、図４（ｂ）に示すように、油路４１Ｈが２つの場合には、突出部４３Ｐを３本にする。また、図４（ｃ）に示すように、油路４１Ｈが４つの場合には、突出部４３Ｐを５本にする。さらに、図４（ｄ）に示すように、油路４１Ｈが５つの場合には、突出部４３Ｐを６本にすれば良い。
【００３２】
第１パッド４４は、図３に示すように、概形が円板状をした部材であって、ウレタン材やゴム材などの弾性材料によって構成される。第１パッド４４は、外縁部に形成される複数の切り欠４４Ｋと、中央に環状凹部４４Ｃとを有している。そして、第１パッド４４は、図２に示すように、環状凹部４４Ｃをスペーサ４３側に向けて、スペーサ４３とフリーピストン４５との間に設けられる。また、第１パッド４４は、スペーサ４３を円筒部４１２の円柱部４１１側における端部に挟み込む。
切り欠４４Ｋは、後述する圧力吸収室Ｄの第１区分室Ｄ１へのオイルの流路を形成する。本実施形態では、切り欠４４Ｋは、周方向において等間隔に設けられている。そして、絞り流路付バルブ４２やスペーサ４３を介し、バイパス路２５を通って流れてきたオイルを第１区分室Ｄ１に連絡する。
【００３３】
第１パッド４４は、上記のとおりウレタン材やゴム材などを用いることで、フリーピストン４５の接触を受けて変形可能に構成している。さらに、本実施形態では、環状凹部４４Ｃを形成することによって、フリーピストン４５の接触を受けた際の変形によるばね特性の変化幅をより大きくしている。
そして、第１パッド４４は、例えばフリーピストン４５の接触を受けた際に、衝撃力を吸収して衝撃音の低減を図る。さらに、第１パッド４４は、後述するように、フリーピストン４５が接触することによってピストンバルブ３０による減衰力の発生へと遷移する際に生じ得る急な減衰力の変化を抑え、ピストンロッド２０における衝撃の発生を抑制している。
【００３４】
フリーピストン４５は、円柱形状の概形を有する保持部４５Ｈと、軸方向における一方側にて突出する突出部４５Ｐ１と、他方側にて突出する突出部４５Ｐ２とを備えている。また、フリーピストン４５は、外周部に形成され、後述のリング状部材４５Ｒを保持する保持部４５Ｈを有している。
保持部４５Ｈは、リング状部材４５Ｒを保持するように、リング状部材４５Ｒの幅に応じた溝を形成する。そして、保持部４５Ｈは、リング状部材４５Ｒを保持する。
【００３５】
突出部４５Ｐ１および突出部４５Ｐ２は、フリーピストン４５における軸心部分が最も高く、外周に向けて低くなるように突出した形状をしている。これによって、例えばフリーピストン４５が移動して、突出部４５Ｐ１が第２パッド４６に、または突出部４５Ｐ２が第１パッド４４に接触した際に、第１パッド４４または第２パッド４６との間に隙間を形成することで接触時の張り付きを防止している。
さらに、突出部４５Ｐ１および突出部４５Ｐ２は、第２パッド４６または第１パッド４４にそれぞれ接触したときに、頂上部から徐々に接触面積が増加するようになる。そのため、フリーピストン４５の接触に伴う急な減衰力の変化を抑制することが可能となる。
【００３６】
リング状部材４５Ｒは、円筒形状をしており少なくとも表面がフッ化炭素樹脂によって構成されている。そして、リング状部材４５Ｒは、フリーピストン４５が圧力吸収室Ｄ内にて移動する際の移動を円滑にしている。なお、リング状部材４５Ｒは、周方向の一部に軸方向に形成される切り欠を備えており、保持部４５Ｈへの取り付けの切り欠を広げるよう変形させて装着される。
【００３７】
そして、フリーピストン４５は、ピストンケース４１の内部に設けられる。ピストンケース４１の圧力吸収室Ｄを第１区分室Ｄ１と第２区分室Ｄ２とに区分する。また、フリーピストン４５は、リング状部材４５Ｒが円筒部４１２（圧力吸収室Ｄ）の内周に接触するようにして設けられる。そして、フリーピストン４５は、リング状部材４５Ｒが円筒部４１２の内周を摺動するように移動可能に設けられる。なお、後述するように、フリーピストン４５の軸方向における移動に応じて、圧力吸収室Ｄの第１区分室Ｄ１および第２区分室Ｄ２の容積が変化する。
【００３８】
また、フリーピストン４５には、樹脂材料や金属材料などを用いている。特に、本実施形態のフリーピストン４５は、アルミニウムにより構成している。
ここで、例えば油圧緩衝装置１の動作によって、オイルの温度が高くなる場合がある。そして、オイルの温度が高くなることによって、オイルの粘度が低下する。つまり、高温になったオイルは、流動性が比較的に高くなる。その結果、温度によるオイルの流動特性が変化によって、フリーピストン４５の挙動も変化するおそれがある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、ピストンケース４１を鉄によって構成し、フリーピストン４５をアルミニウムによって構成している。これにより、温度変化によるフリーピストン４５の挙動の変化を抑制している。すなわち、上記のようにピストンケース４１とフリーピストン４５との材質を異ならせることによって、両者の熱膨張率を異ならせる。これによって、温度の上昇に伴ってピストンケース４１とフリーピストン４５との隙間が狭まり、ピストンケース４１とフリーピストン４５との間においてオイルが流れ難くなる。そうすると、温度によるオイルの流動特性の変化を、ピストンケース４１とフリーピストン４５との間の隙間という構造的な特性の変化によって相殺することで、フリーピストン４５の動作特性の変化の抑制を図っている。
【００４０】
第２パッド４６は、図３に示すように、概形が円板状をした部材であって、ウレタン材やゴム材などの弾性材料によって構成される。第２パッド４６は、外縁部に形成された複数の切り欠４６Ｋと、中央に環状凹部４６Ｃとを有している。そして、第２パッド４６は、図２に示すように、環状凹部４６Ｃをバルブボディ４７側に向けて、バルブボディ４７とフリーピストン４５との間に設けられる。また、第２パッド４６は、バルブボディ４７に接するように取り付ける。
そして、第２パッド４６は、第１パッド４４と同様な機能を有する。すなわち、第２パッド４６は、フリーピストン４５に衝突された際に、衝撃音の低減や、後述するように急激な減衰力の上昇を抑制する。
【００４１】
バルブボディ４７は、図３に示すように、円柱部４７１と、円柱部４７１の外周にて軸方向の一方側から突出する外周突出部４７２と、円柱部４７１の中央に設けられ軸方向の一方側から突出する中央突出部４７３とを備える。そして、バルブボディ４７は、図２に示すように、他方側の端部がピストンケース４１の円筒部４１２の内周に形成された凹み部分にて支持される。
円柱部４７１は、外周突出部４７２と中央突出部４７３との間に形成される環状凹領域４７４において円柱部４７１の一方側の面から他方側の面まで軸方向に貫通する油路４７Ｈを複数備えている。本実施形態では、４つの油路４７Ｈが周方向において等間隔に配置される。
外周突出部４７２は、外径がピストンケース４１の円筒部４１２の内周と同程度に形成される。そして、バルブボディ４７は、この外周突出部４７２が円筒部４１２内にて保持されることによってピストンケース４１に固定される。
中央突出部４７３は、コントロールバルブ４８の開口部４８Ｈ（後述）を保持する。
【００４２】
コントロールバルブ４８は、本実施形態では中央に開口部４８Ｈを有する円板状の板バネ部材である。コントロールバルブ４８は、バルブボディ４７と終端部材４９との間に設けられる。より具体的には、コントロールバルブ４８は、中央における開口部４８Ｈがバルブボディ４７の中央突出部４７３に支持され、外周部が終端部材４９に支持される。そして、コントロールバルブ４８は、オイルの圧力を受けることによって変形し、開口部４８Ｈ側が突出するように撓んだ場合に、中央突出部４７３との間に隙間を形成する。また、コントロールバルブ４８は、オイルの圧力を受けることによって変形し、外周部が突出するように撓んだ場合に、終端部材４９との間に隙間を形成する。
【００４３】
そして、コントロールバルブ４８は、伸張行程時には第２区分室Ｄ２からオイルを流出し難くするとともに、開いた後は第２区分室Ｄ２から流出したオイルの流れを絞る。さらに、コントロールバルブ４８は、圧縮行程時には終端部材４９の貫通孔４９Ｈ（後述）を通ってピストンケース４１の内側の第２区分室Ｄ２へとオイルが流入し難くするとともに、開いた後は流入するオイルの流れを絞る。このように、本実施形態が適用されるコントロールバルブ４８は、単数枚にて、圧縮行程時および伸張行程時の両方において機能する所謂両利きバルブとなっている。なお、コントロールバルブ４８が単数枚にて両工程時において機能することにより、部品点数の削減や装置の小型化を図ることができる。そして、本実施形態では、コントロールバルブ４８によるオイルの流量の調整によって、フリーピストン４５の動きを制御する。
【００４４】
なお、コントロールバルブ４８は、本実施形態では、中央に開口が設けられた円形状の板バネを用いているが、これに限定されるものではない。コントロールバルブ４８は、圧力を受けた当初においてはオイルの流量を小さくし、一定以上の圧力を受けた状態にてオイルの流量を大きくすることができれば良い。また、コントロールバルブ４８は、後述するように流路付バルブ４２のスリット４２Ｓによるオイルの流れが許容され圧力吸収部４０におけるオイルの流れが発生している状態にて、オイルの流れを絞る部材であれば良い。
例えば、コントロールバルブ４８として、円板状の部材であって、外周部から径方向の途中までスリットが形成された部材を用いても良い。このような形状のコントロールバルブ４８では、当初は外周部に形成されたスリットにて流量の小さい流れが発生する。そして、一定以上の圧力を受けることで部材全体が変形することで、大きい流量の流れを生じさせることができる。
【００４５】
終端部材４９は、ピストンケース４１の円筒部４１２の端部に設けられる。終端部材４９は、中央部に貫通孔４９Ｈを有している。そして、貫通孔４９Ｈを介して、圧力吸収室Ｄと第１油室Ｙ１との間におけるオイルの流路を形成する。また、終端部材４９は、ピストンケース４１の端部に保持されることによって、バルブボディ４７およびコントロールバルブ４８を他方側の端部から押し込んで支持する。
【００４６】
〔ボトムバルブの構成・機能〕
ボトムバルブ６０は、図１に示すように、軸方向に形成された複数の油路を有するバルブボディ６１と、バルブボディ６１に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の一方の端部を塞ぐ第１バルブ６２１と、バルブボディ６１に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の他方の端部を塞ぐ第２バルブ６２２、これらの部材を固定するボルト６０Ｂとを備えている。
【００４７】
バルブボディ６１は、円盤状の円盤状部６３と、この円盤状部６３の半径方向の最外部から軸方向に延びた円筒状の円筒状部６４と、を有し、シリンダ部１０内における閉ざされた空間を区分する。
円盤状部６３には、ボルト６０Ｂの軸部を通すために軸方向に形成されたボルト孔６５Ｒと、ボルト孔６５Ｒよりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第１油路６６１と、第１油路６６１よりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第２油路６６２とが形成されている。第１油路６６１および第２油路６６２は、円周方向に等間隔に複数（本実施形態においては４つ）形成されており、第１油室Ｙ１とリザーバ室Ｒとを連通する連通路として機能する。
円筒状部６４は、軸方向の一方の端部側に端面から凹んだ凹部６４ａを、円周方向に等間隔に複数（本実施形態においては４つ）有している。この凹部６４ａにより、円筒状部６４の内部とリザーバ室Ｒとを連通している。
【００４８】
第１バルブ６２１は、ボルト６０Ｂの軸部を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第１バルブ６２１の外径は、第１油路６６１を塞ぐ大きさであり、かつ第２油路６６２を開放する大きさに設定されている。
第２バルブ６２２は、ボルト６０Ｂの軸部を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第２バルブ６２２の外径は、第２油路６６２を塞ぐ大きさに設定されている。また、第２バルブには、半径方向の中心から見た場合の第１油路６６１に対応する位置に、円周方向に等間隔に複数（本実施形態においては９つ）の油孔が形成されている。
【００４９】
〔油圧緩衝装置１の動作〕
図５は、小さな振幅で移動する場合の、伸張行程時におけるオイルの流れを示す図である。
例えば良路における車両の走行時など、ピストンロッド２０が比較的小さく振幅する場合を説明する。
ピストンロッド２０が、図５中白抜き矢印の方向に移動する伸張行程時では、第２油室Ｙ２の圧力が第１油室Ｙ１よりも上昇する。そして、ピストンロッド２０が移動し始めた初期においては、第２油室Ｙ２における圧力の上昇は、圧力吸収部４０によって吸収される。すなわち、第２油室Ｙ２における圧力の上昇によって、第２油室Ｙ２のオイルがバイパス路２５を通って圧力吸収室Ｄに流れ込む。より具体的には、第２油室Ｙ２のオイルは、バイパス路２５を経由し、絞り流路付バルブ４２のスリット４２Ｓ、ピストンケース４１の油路４１Ｈ、スペーサ４３、第１パッド４４の切欠き４４Ｋを通って、圧力吸収室Ｄの第２区分室Ｄ２に流入する。
【００５０】
本実施形態では、圧力吸収部４０によって圧力が吸収される状態では、ピストンバルブ３０やボトムバルブ６０が動作して減衰力がほとんど発生しないよう例えば第１バルブ群３２１などの調整を行っている。そのため、小さな振幅で移動する初期の段階においては、減衰力がほとんど発生しない状態となる。
【００５１】
その後、小さな振幅で移動する後期の段階において、圧力吸収室Ｄへとオイルがさらに流入すると、第２区分室Ｄ２の圧力が高くなるとともに、フリーピストン４５が第１区分室Ｄ１を狭めるように移動する。そして、第１区分室Ｄ１の圧力が次第に高くなるとともに、第１区分室Ｄ１内のオイルは、第２パッド４６の切り欠４６Ｋ、バルブボディ４７の油路４７Ｈ、コントロールバルブ４８および終端部材４９の貫通孔４９Ｈを通って第１油室Ｙ１へと流出しようとする。
【００５２】
このとき、コントロールバルブ４８は、第１区分室Ｄ１における圧力が一定以上になるまで閉じた状態を維持する。このコントロールバルブ４８が閉じた状態を維持することによる抵抗によって、一定の減衰力が発生する。その後、第１区分室Ｄ１における圧力が一定以上になると、図５に示すように、開口部４８Ｈ側がバルブボディ４７の中央突出部４７３から離れるように撓む。そして、このコントロールバルブ４８によりオイルの流れが絞られながら、第１油室Ｙ１へとオイルが流出する。そして、このコントロールバルブ４８によるオイルの絞りによっても減衰力が発生する。この減衰力は、フリーピストン４５が第２パッド４６に接触するまで継続する。例えば、車両が交差点などの曲がり角をゆっくり曲がるときや、高速道路などにおいて車線変更をするときなどは、このコントロールバルブ４８におけるオイルの流れの絞りによって減衰させる。
【００５３】
以上のように、小さな振幅で移動する場合の、振幅の初期ではほとんど減衰力を発生させない状態や振幅の後期においては例えばピストンバルブ３０などによって生じる減衰力よりも小さくすることで、乗心地を向上させる。
【００５４】
図６は、大きな振幅で移動する場合の、伸張行程時におけるオイルの流れを示す図である。
続いて、例えばバウンジングなど車両が姿勢変化するときなど、ピストンロッド２０が大きな振幅で動作する場合を説明する。
ピストンロッド２０の移動が大振幅の範囲に達すると、図６に示すように、圧力吸収部４０におけるフリーピストン４５の突出部４５Ｐ１が第２パッド４６に接触した状態になる。そのため、圧力吸収部４０を介した第１油室Ｙ１および第２油室Ｙ２間のオイルの流れがほぼなくなり、第２油室Ｙ２内のオイルの圧力の吸収が行われなくなる。
【００５５】
そして、ピストンロッド２０がさらに移動すると、図６に示すように、ピストンロッド２０の移動により第２油室Ｙ２内のオイルは押され、ピストンバルブ３０上側の圧力は上昇し、ピストンバルブ３０の第１油路３４１に高圧が作用する。その結果、この第１油路３４１を塞ぐ第１バルブ群３２１が開き、オイルは第１油路３４１を通ってピストンバルブ３０の下方の第１油室Ｙ１に流入する。この第２油室Ｙ２から第１油室Ｙ１へのオイルの流れは第１バルブ群３２１および第１油路３４１で絞られ、その結果として減衰力が発生する。
【００５６】
また、同様にピストンロッド２０が移動することで、図１に示すように、リザーバ室Ｒ内のオイルがボトムバルブ６０のバルブボディ６１の凹部６４ａ、第２油路６６２を通り、この第２油路６６２を閉塞する第２バルブ６２２を開き、第１油室Ｙ１内に流入する。このリザーバ室Ｒから第１油室Ｙ１へのオイルの流れは、ボトムバルブ６０の第２バルブ６２２および第２油路６６２で絞られ、その結果として減衰力が発生する。
【００５７】
なお、本実施形態では、フリーピストン４５が第２パッド４６に衝突した後においても、衝突を受けた第２パッド４６の変形によって、圧力吸収部４０を介したオイルの流れが急に遮断されないようしている。これにより、圧力吸収部４０からピストンバルブ３０やボトムバルブ６０へと減衰力の発生源が遷移することによる、減衰力の急激な変化が低減される。
【００５８】
以上のように、伸張行程時における大振幅の範囲では、油圧緩衝装置１において発生する減衰力は、ピストンバルブ３０およびボトムバルブ６０にて発生するため、圧力吸収部４０にて減衰力が発生する状態と比較して、大きな減衰力を発生させることができる。
【００５９】
続いて、圧縮行程時における動作について説明する。
図７は、小さな振幅で移動する場合の、圧縮行程時におけるオイルの流れを示す図である。
ピストンロッド２０が、図７中白抜き矢印の方向に移動する圧縮行程時では、第１油室Ｙ１の圧力が第２油室Ｙ２よりも上昇する。そして、ピストンロッド２０が移動し始めた初期においては、第１油室Ｙ１における圧力の上昇は、圧力吸収部４０によって吸収される。すなわち、第１油室Ｙ１における圧力の上昇によって、終端部材４９の貫通孔４９Ｈ、第１油室Ｙ１のオイルがコントロールバルブ４８、バルブボディ４７の油路４７Ｈ、第２パッド４６の切り欠４６Ｋを通って、圧力吸収室Ｄの第１区分室Ｄ１に流入する。
【００６０】
そして、本実施形態では、圧力吸収部４０によって圧力が吸収される状態では、ピストンバルブ３０やボトムバルブ６０が動作して減衰力がほとんど発生しないようにしている。そのため、小さな振幅で移動する初期の段階においては、減衰力がほとんど発生しない状態となる。
【００６１】
その後、小さな振幅で移動する後期の段階において、圧力吸収室Ｄへとオイルがさらに流入すると、第１区分室Ｄ１の圧力が高くなり、フリーピストン４５が第２区分室Ｄ２を狭めるように移動する。そして、第２区分室Ｄ２の圧力が次第に高くなるとともに、第２区分室Ｄ２内のオイルは、第１パッド４４の切り欠４４Ｋ、スペーサ４３、ピストンケース４１の油路４１Ｈ、流路付バルブ４２のスリット４２Ｓを通り、さらにバイパス路２５を経由して第２油室Ｙ２へと流出しようとする。
【００６２】
このとき、コントロールバルブ４８は、第１油室Ｙ１における圧力が一定以上になるまで閉じた状態を維持する。このコントロールバルブ４８が閉じた状態を維持することによる抵抗によって、一定の減衰力が発生する。その後、第１油室Ｙ１における圧力が一定以上になると、図７に示すように、外周部が終端部材４９から離れるように撓む。そして、このコントロールバルブ４８によりオイルの流れが絞られながら、第１区分室Ｄ１へとオイルが流入する。そして、このコントロールバルブ４８によるオイルの絞りによっても減衰力が発生する。この減衰力は、フリーピストン４５が第２パッド４６に接触するまで継続する。例えば、車両が交差点などの曲がり角をゆっくり曲がるときや、高速道路などにおいて車線変更をするときなどは、このコントロールバルブ４８におけるオイルの流れの絞りによって減衰させる。
【００６３】
以上のように、小さな振幅で移動する場合の、振幅の初期ではほとんど減衰力を発生させない状態や後期においては例えばピストンバルブ３０などによって生じる減衰力よりも小さくすることで、乗心地を向上させる。
【００６４】
図８は、大きな振幅で移動する場合の、圧縮行程時におけるオイルの流れを示す図である。
引き続いて、ピストンロッド２０が大きな振幅で動作する場合を説明する。
ピストンロッド２０の移動が大振幅の範囲に達すると、図８に示すように、圧力吸収部４０におけるフリーピストン４５の突出部４５Ｐ２が第１パッド４４に接触した状態になる。そのため、圧力吸収部４０を介した第１油室Ｙ１および第２油室Ｙ２間のオイルの流れがほぼなくなり、第１油室Ｙ１内のオイルの圧力の吸収が行われなくなる。
【００６５】
そして、ピストンロッド２０がさらに移動すると、図８に示すように、ピストンロッド２０の移動により第１油室Ｙ１内のオイルは押され、ピストンバルブ３０下側の圧力は上昇し、ピストンバルブ３０の第２油路３４２に高圧が作用する。その結果、この第１油路３４１を塞ぐ第２バルブ群３２２が開き、オイルは第２油路３４２を通ってピストンバルブ３０の上方の第２油室Ｙ２に流入する。この第１油室Ｙ１から第２油室Ｙ２へのオイルの流れは第２バルブ群３２２および第２油路３４２で絞られ、その結果として減衰力が発生する。
【００６６】
また、同様にピストンロッド２０がさらに移動することで、図１に示すように、ピストン３１の軸方向の一方の端部側への移動により高まった第１油室Ｙ１の圧力は、ボトムバルブ６０の第１油路６６１に作用し、これを閉塞する第１バルブ６２１を開く。そして、第１油室Ｙ１内のオイルは、バルブボディ６１の第１油路６６１、凹部６４ａを通って内シリンダ１２と外シリンダ１１との間に形成されるリザーバ室Ｒに流入する。この第１油室Ｙ１からリザーバ室Ｒへのオイルの流れは、第１バルブ６２１および第１油路６６１で絞られ、その結果として減衰力が発生する。
【００６７】
なお、本実施形態では、フリーピストン４５が第１パッド４４に衝突した後においても、衝突を受けた第１パッド４４の変形によって、圧力吸収部４０を介したオイルの流れが急に遮断されないようしている。これにより、圧力吸収部４０からピストンバルブ３０やボトムバルブ６０へと減衰力の発生源が遷移することによる、減衰力の急激な変化が低減される。
【００６８】
以上のように、圧縮行程時における大振幅の範囲では、油圧緩衝装置１において発生する減衰力は、主にピストンバルブ３０およびボトムバルブ６０にて発生するため、圧力吸収部４０にて減衰力が発生する場合と比較して、大きな減衰力を発生させることができる。
【００６９】
次に、高速における油圧緩衝装置１での減衰力の発生について説明する。
例えば比較的に大きな凹凸の路面の走行時などピストンロッド２０が高速で動作する場合、例えば伸張行程時においては、第２油室Ｙ２のオイルの圧力が高くなり、第１油室Ｙ１に向けてオイルが流れようとする。このとき、本実施形態の油圧緩衝装置１では、上述したとおりバイパス路２５を経由する圧力吸収部４０を介した流れ（図５参照）と、ピストンバルブ３０の第１油路３４１を介した流れ（図６参照）との２つのオイルの流路が存在する。
【００７０】
ここで、本実施形態では、バイパス路２５におけるオイルの流路上に、絞り流路付バルブ４２を配置している。そのため、ピストンロッド２０が高速で移動することによって、流量の大きいオイルの流れが発生した場合、絞り流路付バルブ４２のスリット４２Ｓにてオイルが流れることができず、結果的に、バイパス路２５におけるオイルの流れがほとんど発生しない状態になる。そのため、高速域においては、動作の最初から、ピストンバルブ３０およびボトムバルブ６０を主とする減衰力が発生する。
【００７１】
なお、以上の作用は、油圧緩衝装置１の圧縮行程時においても同様となる。すなわち、ピストンロッド２０が高速で動作する場合、圧縮行程時においては、第１油室Ｙ１のオイルの圧力が高くなり、第２油室Ｙ２に向けてオイルが流れようとする。このとき、圧力吸収部４０およびバイパス路２５を経由して流れようとするオイルの流量が大きいため、絞り流路付バルブ４２のスリット４２Ｓをオイルが流れることができず、動作の最初から、ピストンバルブ３０およびボトムバルブ６０を主とする減衰力が発生することとなる。
【００７２】
上述のとおり、本実施形態では、ピストンロッド２０が高速で移動するときには、ピストンバルブ３０およびボトムバルブ６０による高い減衰力が発生する。これによって大きな凹凸の路面を走行するときに、減衰力の立ち上がりを早くすることができる。
【００７３】
以上のように、本実施形態が適用される油圧緩衝装置１では、例えば絞り流路付バルブ４２によってバイパス路２５におけるオイルの流れを制御することによって、圧力吸収部４０とピストンバルブ３０およびボトムバルブ６０と選択的に作動させ、ピストンロッド２０の移動速度に応じて減衰力を可変することができる。さらに、圧力吸収部４０に設けられたフリーピストン４５の移動動作によって、振幅に応じて減衰力を可変することができる。このように、本実施形態の油圧緩衝装置１は、周波数や振幅に応じて減衰力が可変することを可能にした。
【００７４】
１…油圧緩衝装置、１０…シリンダ部、２０…ピストンロッド、３０…ピストンバルブ、４０…圧力吸収部、６０…ボトムバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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