(57)【要約】【課題】行程反転時の応答性に優れた流体圧緩衝器の提供。【解決手段】上室１３と下室１４とを連通する主通路２５，３５と、主通路２５，３５に設けられて上流側圧力が開弁圧を超えると開弁する常閉の減衰弁２６，３６と、主通路２５，３５と並列に設けられて上室１３と下室１４とを連通するバイパス通路２７，３７とを有し、バイパス通路２７，３７のオリフィス２８，３８と直列に、オリフィス２８，３８の上流側圧力が減衰弁２６，３６の開弁圧よりも低い閉弁圧を超えると閉弁する常開のバイパス弁２９，３９を設けた。【選択図】図１
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【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挿入されて該シリンダ内を上室と下室とに区画するピストンと、一端が前記ピストンに固定されて他端が前記シリンダの外部へ突出するピストンロッドと、を備えた流体圧緩衝器において、
前記上室と前記下室とを連通する主通路と、
該主通路に設けられて上流側圧力が開弁圧を超えると開弁する常閉の減衰弁と、
前記主通路と並列に設けられて前記上室と前記下室とを連通するバイパス通路と、
該バイパス通路に設けられたオリフィスと、
該オリフィスと直列に設けられて該オリフィスの上流側圧力が前記開弁圧よりも低い閉弁圧を超えると閉弁する常開のバイパス弁とを有することを特徴とする流体圧緩衝器。
【請求項２】
前記主通路および前記バイパス通路と並列に設けられて前記上室と前記下室とを連通する第２のバイパス通路と、
該第２のバイパス通路に設けられた第２のオリフィスとを有することを特徴とする請求項１に記載の流体圧緩衝器。
【請求項３】
前記バイパス弁が前記オリフィスの下流側圧力を受けて開弁する構成とされ、
前記バイパス弁の閉弁時の受圧面積よりも開弁時の受圧面積が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の流体圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体圧緩衝器には、流体が封入されたシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に挿入されてシリンダ内を上室と下室とに区画するピストンと、一端がピストンに固定されて他端がシリンダの外部へ突出するピストンロッドとを備え、ピストンに、上室と下室とを連通する主通路と、この主通路に設けられて上流側圧力が開弁圧を超えると開弁する常閉の減衰弁とを設けたものがある。そして、この種の流体圧緩衝器において、ピストンに、主通路と並列に設けられて上室と下室とを連通するバイパス通路を設け、このバイパス通路にオリフィスと、このオリフィスの下流側圧力が閉弁圧を超えると閉弁する常開のバイパス弁とを設けた周波数感応式のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３４０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の流体圧緩衝器は、オリフィスを介した背圧によってバイパス通路に設けられたバイパス弁の開閉を行うものであるため、ピストンの行程反転時にオリフィスを介して背圧が抜ける必要があり、バイパス弁の開き遅れが生じ、応答性が低下するという問題があった。
【０００４】
したがって、本発明は、行程反転時の応答性に優れた流体圧緩衝器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、バイパス通路のオリフィスと直列に、オリフィスの上流側圧力が減衰弁の開弁圧よりも低い閉弁圧を超えると閉弁する常開のバイパス弁を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、バイパス弁がオリフィスの上流側圧力によって開閉するため、行程反転時の応答性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
「第１実施形態」
本発明の第１実施形態の流体圧緩衝器を図１〜図３を参照して以下に説明する。
第１実施形態の流体圧緩衝器１１は、自動車のサスペンション装置に用いられるもので、図１に概略的に示すように、単筒ガス入り構造をなしており、シリンダ１２と、シリンダ１２内に摺動可能に挿入されてシリンダ１２内を、流体である油液が封入されたシリンダ室（上室）１３とシリンダ室（下室）１４とに区画するピストン１５と、一端がピストン１５に固定されて他端がシリンダ１２の外部へ突出するピストンロッド１６と、シリンダ１２のピストンロッド１６の突出側の一端部に設けられてピストンロッド１６をガイドおよびシールするロッドガイド１７およびガイドシール１８と、シリンダ１２の他端部側に設けられてシリンダ１２内をシリンダ室１４と圧力のバランスを保つためのガスが封入されたガス室１９とに区画するフリーピストン２０とを備えている。
【０００８】
そして、流体圧緩衝器１１には、ピストン１５がシリンダ室１４側に移動する際、つまり流体圧緩衝器１１が縮長側に作動する際に、上流側であるシリンダ室１４から下流側であるシリンダ室１３へ流れる油液の流れを制御する次の構成が設けられている。
【０００９】
つまり、流体圧緩衝器１１は、シリンダ室１４とシリンダ室１３とを連通する主通路２５と、この主通路２５に設けられて上流側圧力であるシリンダ室１４側の圧力が所定の開弁圧を超えると開弁する常閉の減衰弁２６と、主通路２５と並列に設けられてシリンダ室１４とシリンダ室１３とを連通するバイパス通路２７と、バイパス通路２７に設けられたオリフィス２８と、バイパス通路２７のオリフィス２８よりもシリンダ室１３側にオリフィス２８と直列に設けられてオリフィス２８の上流側圧力であるシリンダ室１４側の圧力が減衰弁２６の開弁圧よりも低い所定の閉弁圧を超えると閉弁する常開のバイパス弁２９と、バイパス弁２９の下流側に設けられてシリンダ室１４からシリンダ室１３への油液の流通のみを許容するチェック弁３０とを有している。
【００１０】
また、流体圧緩衝器１１には、ピストン１５がシリンダ室１３側に移動する際、つまり流体圧緩衝器１１が伸長側に作動する際に、上流側であるシリンダ室１３から下流側であるシリンダ室１４へ流れる油液の流れを制御する次の構成が設けられている。
【００１１】
つまり、流体圧緩衝器１１は、シリンダ室１３とシリンダ室１４とを連通する主通路３５と、この主通路３５に設けられて上流側圧力であるシリンダ室１３側の圧力が所定の開弁圧を超えると開弁する常閉の減衰弁３６と、主通路３５と並列に設けられてシリンダ室１３とシリンダ室１４とを連通するバイパス通路３７と、バイパス通路３７に設けられたオリフィス３８と、バイパス通路３７のオリフィス３８よりもシリンダ室１４側にオリフィス３８と直列に設けられてオリフィス３８の上流側圧力であるシリンダ室１３側の圧力が減衰弁３６の開弁圧よりも低い所定の閉弁圧を超えると閉弁する常開のバイパス弁３９と、バイパス弁３９の下流側に設けられてシリンダ室１３からシリンダ室１４への油液の流通のみを許容するチェック弁４０とを有している。
【００１２】
第１実施形態の流体圧緩衝器１１の具体的構造の一例は、図２に示すようになっている。
ピストン１５には、シリンダ室１３側がピストン１５の中心側に開口しシリンダ室１４側がピストン１５の外径側に開口してこれらシリンダ室１４およびシリンダ室１３を連通する主通路２５が形成されており、ピストン１５の主通路２５のシリンダ室１３側を閉塞するように複数のディスクバルブからなる減衰弁２６が設けられている。この減衰弁２６は、シリンダ室１４側の圧力が開弁圧を超えると開弁する。
【００１３】
また、ピストン１５には、シリンダ室１４側がピストン１５の中心側に開口しシリンダ室１３側がピストン１５の外径側に開口してこれらシリンダ室１４およびシリンダ室１３を連通する主通路３５が形成されており、ピストン１５の主通路３５のシリンダ室１４側を閉塞するように複数のディスクバルブからなる減衰弁３６が設けられている。この減衰弁３６は、シリンダ室１３側の圧力が開弁圧を超えると開弁する。
【００１４】
ピストンロッド１６には、シリンダ室１３とシリンダ室１４とを連通する中空部５０が形成されている。この中空部５０内が上記したバイパス通路２７およびバイパス通路３７となっている。中空部５０内には、シリンダ室１４側にポペット弁としてのバイパス弁２９が設けられており、シリンダ室１３側にポペット弁としてのバイパス弁３９がバイパス弁２９と直列に設けられている。このように構成することでチェック弁３０およびチェック弁４０を省略できる。
【００１５】
バイパス弁２９は、バネ５１と、バネ５１によって弁座５２に押し付けられてシリンダ室１４からシリンダ室１３への油液の流れを許容し、シリンダ室１４がシリンダ室１３よりも高圧の状態でシリンダ室１４とシリンダ室１３との差圧が閉弁圧を超えるとバネ５１の付勢力に抗して移動して中空部５０内の開閉通路５０ａを閉じる弁体５３とを有している。弁体５３には、弁座５２に当接した状態で中空部５０との間に上記したオリフィス２８を形成する複数の溝５４が形成されている。
【００１６】
バイパス弁３９は、バイパス弁２９と鏡面対称構造をなしており、バネ６１と、バネ６１によって弁座６２に押し付けられてシリンダ室１３からシリンダ室１４への油液の流れを許容し、シリンダ室１３がシリンダ室１４よりも高圧の状態でシリンダ室１４とシリンダ室１３との差圧が閉弁圧を超えるとバネ６１の付勢力に抗して移動して中空部５０内の開閉通路５０ａを閉じる弁体６３とを有している。弁体６３には、弁座６２に当接した状態で中空部５０との間に上記したオリフィス３８を形成する複数の溝６４が形成されている。
【００１７】
ここで、バイパス弁２９は、閉弁時にオリフィス２８の下流側圧力であるシリンダ室１３側の圧力を受け、このシリンダ室１３側の圧力で開弁する構成となっている。そして、この開弁時の受圧面積Ｓ１と閉弁時の受圧面積Ｓ２とが異なる値に設定されている。具体的には、閉弁時の受圧面積Ｓ２よりも開弁時の受圧面積Ｓ１の方が大きくなるように設定されている。
【００１８】
同様に、バイパス弁３９も、閉弁時にオリフィス３８の下流側圧力であるシリンダ室１４側の圧力を受け、このシリンダ室１４側の圧力で開弁する構成となっている。そして、この開弁時の受圧面積Ｓ１と閉弁時の受圧面積Ｓ２とが異なる値に設定されている。具体的には、閉弁時の受圧面積Ｓ２よりも開弁時の受圧面積Ｓ１の方が大きくなるように設定されている。
【００１９】
次に、第１実施形態の流体圧緩衝器１１の作用について説明する。
ピストンロッド１６がシリンダ１２内から退出し流体圧緩衝器１１が伸長する場合には、シリンダ室１３が収縮するので、シリンダ室１３内の圧力が高まり、シリンダ室１３内の油液は主通路３５とバイパス通路３７とを介してシリンダ室１４へ流入しようとする。
【００２０】
ここで、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が遅く（即ち、シリンダ室１３からシリンダ室１４への油液の流量Ｑが小さく）、シリンダ室１３の圧力Ｐ１とシリンダ室１４の圧力Ｐ２との差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜がバイパス弁３９の閉弁圧の絶対値｜Ｐα｜まで達していない領域では、シリンダ室１３の油液が主にバイパス通路３７に設置されたオリフィス３８を通ってシリンダ室１４に流れ、図３に示す減衰力Ｆ１が発生する。ここで、オリフィス３８の開口面積を広くしておくことで、低い減衰力Ｆ１を得ることができる。
【００２１】
次に、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が速くなり、上記した差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜がバイパス弁３９の閉弁圧の絶対値｜Ｐα｜を超えると、バイパス弁３９が閉じてバイパス通路３７が遮断されることになるが、差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜が主通路３５の減衰弁３６の開弁圧の絶対値｜Ｐβ｜を超えない領域では、シリンダ室１３の油液が主に主通路３５を通ってシリンダ室１４に流れ、図３に示す減衰力Ｆ２が発生する。ただし、本実施形態では、この状態では油液はほとんど流れないので、Ｆ２はＱの増加に伴って急激に増大する。
【００２２】
さらに、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が速くなり、上記した差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜が減衰弁３６の開弁圧の絶対値｜Ｐβ｜を超える領域では、主通路３５の減衰弁３６が開弁し、ピストン１５の移動速度の増加に伴い減衰弁３６の開度（即ち、流路面積）が大きくなり、シリンダ室１３の油液が主に主通路３５を通ってシリンダ室１４に流れ、減衰弁３６によって図３に示す減衰力Ｆ３が発生する。
【００２３】
なお、以上の流体圧緩衝器１１の伸長行程時には、ピストンロッド１６がシリンダ１２内から退出することになるが、その分、ガスによって押圧されたフリーピストン２０がピストンロッド１６の伸長側に移動して圧力のバランスをとる。
【００２４】
逆に、ピストンロッド１６がシリンダ１２内に進入し流体圧緩衝器１１が縮長する場合には、シリンダ室１４が収縮するので、シリンダ室１４内の圧力が高まり、シリンダ室１４内の油液は主通路２５とバイパス通路２７とを介してシリンダ室１３へ流入しようとする。
【００２５】
ここで、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が遅く、シリンダ室１４の圧力Ｐ２とシリンダ室１３の圧力Ｐ１との差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜がバイパス弁３９の閉弁圧の絶対値｜Ｐα’｜まで達していない領域では、シリンダ室１４の油液が主にバイパス通路２７に設置されたオリフィス２８を通ってシリンダ室１３に流れ、図３に示す減衰力Ｆ１’が発生する。
【００２６】
次に、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が速くなり、上記した差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜がバイパス弁２９の閉弁圧の絶対値｜Ｐα’｜を超えると、バイパス弁２９が閉じてバイパス通路２７が遮断されることになるが、差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜が主通路２５の減衰弁２６の開弁圧の絶対値｜Ｐβ’｜を超えない領域では、シリンダ室１４の油液が主に主通路２５を通ってシリンダ室１３に流れ、図３に示す減衰力Ｆ２’が発生する。ただし、伸長の場合と同様、Ｆ２はＱの増加に伴って急増する。
【００２７】
さらに、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が速くなり、上記した差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜が減衰弁２６の開弁圧の絶対値｜Ｐβ’｜を超える領域では、主通路２５の減衰弁２６が開弁し、ピストン１５の移動速度の増加に伴い減衰弁２６の開度（即ち、流路面積）が大きくなり、シリンダ室１４の油液が主に主通路２５を通ってシリンダ室１３に流れ、減衰弁２６によって図３に示す減衰力Ｆ３’が発生する。
【００２８】
なお、以上の流体圧緩衝器１１の縮長行程時には、ピストンロッド１６がシリンダ１２内に進入することになるが、その分、ガスによって押圧されたフリーピストン２０がピストンロッド１６の縮長側に移動して圧力のバランスをとる。
【００２９】
以上に述べた第１実施形態によれば、バイパス通路２７のオリフィス２８と直列に設けられた常開のバイパス弁２９が、オリフィス２８の上流側圧力によって開閉することになり、バイパス通路３７のオリフィス３８と直列に設けられた常開のバイパス弁３９が、オリフィス３８の上流側圧力によって開閉するため、オリフィス２８，３８の下流側圧力によって開閉する従来のように、行程反転時に残圧の影響による開き遅れを生じることがなく、行程反転時の応答性に優れる。
【００３０】
また、バイパス弁２９，３９の閉弁時の受圧面積よりも開弁時の受圧面積の方が大きくなっており、このようにバイパス弁２９，３９の開弁時の受圧面積を大きくすることで、行程反転時に残圧による影響が残らないようになっているため、行程反転時の応答性がさらに優れる。
【００３１】
「第２実施形態」
次に、本発明の第２実施形態の流体圧緩衝器を図４および図５に基づいて説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００３２】
第２実施形態の流体圧緩衝器１１は、図４に示すように、主通路２５およびバイパス通路２７と並列に設けられてシリンダ室１４とシリンダ室１３とを連通する第２のバイパス通路４１と、この第２のバイパス通路４１に設けられた第２のオリフィス４２とを有しており、主通路３５およびバイパス通路３７と並列に設けられてシリンダ室１３とシリンダ室１４とを連通する第２のバイパス通路４４と、この第２のバイパス通路４４に設けられた第２のオリフィス４５とを有している。
【００３３】
次に、第２実施形態の流体圧緩衝器１１の作用について説明する。
ピストンロッド１６がシリンダ１２内から退出し流体圧緩衝器１１が伸長する場合には、シリンダ室１３が収縮するので、シリンダ室１３内の圧力が高まり、シリンダ室１３内の油液は主通路３５とバイパス通路３７と第２のバイパス通路４４とを介してシリンダ室１４へ流入しようとする。
【００３４】
ここで、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が遅く（即ち、シリンダ室１３からシリンダ室１４への油液の流量Ｑが小さく）、シリンダ室１３の圧力Ｐ１とシリンダ室１４の圧力Ｐ２との差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜がバイパス弁３９の閉弁圧の絶対値｜Ｐγ｜まで達していない領域では、シリンダ室１３の油液が主にバイパス通路３７に設置されたオリフィス３８と第２のバイパス通路４４に設置された第２のオリフィス４５とを通ってシリンダ室１４に流れ、図５に示す減衰力Ｆ４が発生する。ここで、オリフィス３８および第２のオリフィス４５の合計の開口面積を広くしておくことで、低い減衰力Ｆ４を得ることができる。
【００３５】
次に、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が速くなり、上記した差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜がバイパス弁３９の閉弁圧の絶対値｜Ｐγ｜を超えると、バイパス弁３９が閉じてバイパス通路３７が遮断されることになるが、差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜が主通路３５の減衰弁３６の開弁圧の絶対値｜Ｐｘ｜を超えない領域では、シリンダ室１３の油液が主に第２のバイパス通路４４の第２のオリフィス４５を通ってシリンダ室１４に流れ、第２のオリフィス４５によって図５に示す減衰力Ｆ５が発生する。
【００３６】
さらに、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が速くなり、上記した差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜が減衰弁３６の開弁圧の絶対値｜Ｐｘ｜を超える領域では、主通路３５の減衰弁３６が開弁し、ピストン１５の移動速度の増加に伴い減衰弁３６の開度（即ち、流路面積）が大きくなり、シリンダ室１３の油液が主に主通路３５と第２のバイパス通路４４の第２のオリフィス４５とを通ってシリンダ室１４に流れ、減衰弁３６と第２のオリフィス４５とによって図５に示す減衰力Ｆ６が発生する。
【００３７】
逆に、ピストンロッド１６がシリンダ１２内に進入し流体圧緩衝器１１が縮長する場合には、シリンダ室１４が収縮するので、シリンダ室１４内の圧力が高まり、シリンダ室１４内の油液は主通路２５とバイパス通路２７と第２のバイパス通路４１とを介してシリンダ室１３へ流入しようとする。
【００３８】
ここで、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が遅く、シリンダ室１４の圧力Ｐ２とシリンダ室１３の圧力Ｐ１との差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜がバイパス弁３９の閉弁圧の絶対値｜Ｐγ’｜まで達していない領域では、シリンダ室１４の油液が主にバイパス通路２７に設置されたオリフィス２８と第２のバイパス通路４１に設置された第２のオリフィス４２とを通ってシリンダ室１３に流れ、図３に示す減衰力Ｆ４’が発生する。
【００３９】
次に、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が速くなり、上記した差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜がバイパス弁２９の閉弁圧の絶対値｜Ｐγ’｜を超えると、バイパス弁２９が閉じてバイパス通路２７が遮断されることになるが、差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜が主通路２５の減衰弁２６の開弁圧の絶対値｜Ｐｘ’｜を超えない領域では、シリンダ室１４の油液が主に第２のバイパス通路４１の第２のオリフィス４２を通ってシリンダ室１３に流れ、第２のオリフィス４２によって図５に示す減衰力Ｆ５’が発生する。
【００４０】
さらに、ピストン１５のシリンダ１２に対する移動速度が速くなり、上記した差圧の絶対値｜Ｐ２−Ｐ１｜が減衰弁２６の開弁圧の絶対値｜Ｐｘ’｜を超える領域では、主通路２５の減衰弁２６が開弁し、ピストン１５の移動速度の増加に伴い減衰弁３６の開度（即ち、流路面積）が大きくなり、シリンダ室１４の油液が主に主通路２５と第２のバイパス通路４１の第２のオリフィス４２とを通ってシリンダ室１３に流れ、減衰弁２６と第２のオリフィス４２とによって図５に示す減衰力Ｆ６’が発生する。
【００４１】
以上に述べた第２実施形態によれば、第２のバイパス通路４１，４４および第２のオリフィス４２，４５が設けられているため、図５に破線で示す第１実施形態の特性に対して、図５に実線で示すように特性を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態の流体圧緩衝器を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の流体圧緩衝器を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の流体圧緩衝器の減衰特性を示す特性線図である。
【図４】本発明の第２実施形態の流体圧緩衝器を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の流体圧緩衝器の減衰特性を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００４３】
１２  シリンダ
１３  シリンダ室（上室）
１４  シリンダ室（下室）
１５  ピストン
１６  ピストンロッド
１１  流体圧緩衝器
２５，３５  主通路
２６，３６  減衰弁
２７，３７  バイパス通路
２８，３８  オリフィス
２９，３９  バイパス弁
４１，４４  第２のバイパス通路
４２，４５  第２のオリフィス
【図１】
2009228775.tif 000003
【図２】
2009228775.tif 000004
【図３】
2009228775.tif 000005
【図４】
2009228775.tif 000006
【図５】
2009228775.tif 000007