JP2014047875A

JP2014047875A - 減衰バルブ

Info

Publication number: JP2014047875A
Application number: JP2012192753A
Authority: JP
Inventors: 伸一 ▲高▼松; Shinichi Takamatsu
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】車両における乗り心地を向上することができる減衰バルブを提供することである。
【解決手段】上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、緩衝器Ｄ１内に区画される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路１と、上記伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力を受けて当該通路１の流路面積を可変にする可動体２と、当該可動体２を可動範囲の中立位置に位置決めるばね要素３とを備え、上記可動体２は、上記伸側室Ｒ１と上記圧側室Ｒ２の圧力差が大きくなるほど上記通路１の流路面積を減じることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、減衰バルブの改良に関する。

一般的に減衰バルブにあっては、たとえば、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、当該ピストンに積層されるリーフバルブとを備え、ピストンに積層したリーフバルブで伸側室と圧側室とを行き来する作動油の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮するようになっている。

そして、特に、車両のサスペンションに組み込まれる緩衝器に適用される減衰バルブにあっては、上記したリーフバルブに並列してオリフィスを備えており、ピストン速度が低速域にある場合には、主としてオリフィスで減衰力を発揮し、ピストン速度が高速域にある場合にはリーフバルブを開かせて、主としてリーフバルブで減衰力を発揮させるようにしている（たとえば、特許文献１参照）。

このような減衰バルブを適用した緩衝器の減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の特性）は、ピストン速度が低速域にある場合、ピストン速度の二乗に比例するオリフィス特有の特性が表れ、ピストン速度が高速域にあると、リーフバルブが開弁してリーフバルブ特有のピストン速度に比例する特性となる。

特開２００３−４２２１４号公報

従来の減衰バルブでは、ピストン速度が低速域にある際にはオリフィスによって減衰力が立ち上がる減衰特性を実現して比較的大きな減衰力を発生することができ、ピストン速度が高速域にある際にはリーフバルブによって減衰力過多を防止することができるが、オリフィスの特性からリーフバルブの特性へ変化する際に、減衰係数が急激に小さくなる。このように、減衰係数が急激に変化すると、車体が振動して車両搭乗者に不快感を与えることになり、車両における乗り心地の悪化につながることになる。

そこで、本発明は、上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、車両における乗り心地を向上することができる減衰バルブを提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、緩衝器内に区画される伸側室と圧側室とを連通する通路と、上記伸側室と圧側室の圧力を受けて当該通路の流路面積を可変にする可動体と、当該可動体を可動範囲の中立位置に位置決めるばね要素とを備え、上記可動体は、上記伸側室と上記圧側室の圧力差が大きくなるほど上記通路の流路面積を減じることを特徴とする。

本発明の減衰バルブによれば、減衰係数が急変することなく滑らかに変化するので、車体に振動を与えて車両搭乗者へ不快感を与えることが無く、車両における乗り心地を向上することができる。

第一の実施の形態における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。第一の実施の形態における減衰バルブが具現化された緩衝器の減衰特性を示した図である。第一の実施の形態の一変形例における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。第二の実施の形態における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。第三の実施の形態における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。第三の実施の形態における減衰バルブの可動体の平面図である。

以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。第一の実施の形態における減衰バルブＶ１は、図１に示すように、緩衝器Ｄ１のピストン部に適用されており、緩衝器Ｄ１内に区画される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路１と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力を受けて当該通路１の流路面積を可変にする可動体２と、当該可動体２を可動範囲の中立位置に位置決めるばね要素３とを備えて構成されている。

緩衝器Ｄ１は、この場合、シリンダ４と、シリンダ４内に摺動自在に挿入されて当該シリンダ４内に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを区画するピストンとして機能する可動体２と、シリンダ３内に移動自在に挿入されるとともに外周に可動体２が軸方向移動自在に装着されるロッド５とを備えている。

なお、この伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２内には、作動油等の液体が充填されており、図示はしないが、緩衝器Ｄ１は、シリンダ４に出入りするロッド５の体積分のシリンダ内容積変化を補償するリザーバあるいはエア室を備えている。

以下、減衰バルブＶ１について詳細に説明すると、通路１は、ロッド５の先端である図１中下端の外周に軸方向に沿って設けた溝によって形成されている。そして、この通路１は、中央から軸方向両端に向けて深さが徐々に深くなっていて、軸方向両端の断面積が中央よりも大きくなっている。なお、溝の中央部の幅を両端の幅よりも小さくするようにして、通路１の両端の断面積を中央よりも大きくするようにしてもよいし、深さと幅を徐々に両端に向けて大きくするようにしてもよい。

可動体２は、環状であってロッド５の外周に摺動自在に装着されていて、通路１の軸方向範囲内であって、且つ、通路１の両端を閉塞しない範囲内でロッド５上をストロークすることができるようになっている。具体的には、ロッド５の外周にストッパ６，７を設けて可動体２のストローク範囲を規制している。したがって、通路１の最小流路面積は、可動体２の上下端を通る水平線で切った通路１の断面積のうちいずれか小さい方となり、可動体２が通路１の中央部に対向する状態では、溝の深さが一番浅いため、通路１の流路面積は小さく、可動体２が上下のストロークエンドにまで達すると通路１の流路面積は最大となる。そして、この場合、溝の深さが両端に向けて徐々に深くなるので、可動体２が中立位置からストロークして可動体２が通路１の中央部に対向しなくなると、そのストローク量に応じて通路１の流路面積は徐々に大きくなる。なお、ストッパ６，７には、可動体２に当接した際に、可動体２とストッパ６，７との間にできる空間が閉鎖されて通路１を遮断してしまうことが無いように、貫通孔６ａ，７ａが設けられている。ストッパ６，７は、ロッド５の外周に固定される円環部６ｂ，７ｂと、円環部６ｂ，７ｂの外周に設けられて可動体２に当接可能な筒部６ｃ，７ｃとを備えているが、形状はこれに限定されるものではなく、貫通孔６ａ，７ａが円環部６ｂ，７ｂに設けられているが、筒部６ｃ，７ｃに設けてもよいし、筒部６ｃ，７ｃの可動体２に対向する端部に切欠を設けて貫通孔６ａ，７ａを廃止してもよい。

また、ばね要素３は、この場合、コイルばねであって、一端がロッド５の外周に設けたばね受としても機能するストッパ６に連結されるとともに、他端が上記可動体２に連結されていて、可動体２を可動範囲内、すなわち、ストローク範囲内であって、この場合、通路１の中央部に対向させる位置を中立位置として、可動体２をこの中立位置に位置決めている。なお、この実施の形態の場合、中立位置を可動体２のストローク中心としており、ばね要素３は可動体２をストローク中心に位置決めしている。そして、可動体２が中立位置から図１中上下方向にストロークすると、ばね要素３は可動体２を中立位置へ戻す方向へ附勢力を発揮し、負荷が無い状況では、可動体２を中立位置へ位置決めするようになっている。

以上のように、減衰バルブＶ１は構成され、緩衝器Ｄ１が伸長作動を呈して、図１中ロッド５が上方へ移動すると、可動体２もそれにつれて上方へ移動しようとするため、伸側室Ｒ１の圧力が上昇し圧側室Ｒ２の圧力が下降して差圧が生じ、この差圧が可動体２に作用して、ロッド５に対して可動体２はばね要素３の附勢力と釣り合う位置まで図１中下方へ相対移動することになる。緩衝器Ｄ１の伸長速度が極低い微低速域にある場合、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧は小さいため、可動体２はばね要素３の附勢力によって中立位置の近傍に位置するため通路１の流路面積は小さい状態となり、緩衝器Ｄ１の減衰特性は、図２に示すように、減衰係数が高く減衰力が立ち上がる特性となる。

緩衝器Ｄ１の伸長速度が先ほどよりも高くなり低速域に達すると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧が先ほどよりも大きくなって、可動体２の中立位置からのストローク量は先ほどよりも大きくなるので、通路１の流路面積は伸縮速度が微低速域にある場合よりも大きくなり、緩衝器Ｄ１の減衰特性は、図２に示すように、減衰係数が先ほどよりも低くなる特性となる。

さらに、緩衝器Ｄ１の伸長速度がもっと高くなり高速域に達すると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧も大きくなるため、可動体２の中立位置からのストローク量も大きくなって、通路１の流路面積は伸縮速度が低速域にある場合よりも大きくなり、緩衝器Ｄ１の減衰特性は、図２に示すように、減衰係数が先ほどよりも一層低くなる特性となる。なお、緩衝器Ｄ１の伸長速度が高速域に達し、さらに、高くなると、可動体２がストロークエンドまでストロークして通路１の流路面積はそれ以上大きくなることが無くなるため、減衰係数は高速域の後半で再度高くなり、減衰力は緩衝器Ｄ１の伸長速度の増加に応じて大きくなる減衰特性となる。

また、緩衝器Ｄ１が収縮行程にある場合には、可動体２がロッド５に対して上記した方向とは逆に相対変位するだけであって、収縮速度の増加に対して通路１の流路面積が大きくなることは上記伸長行程における動作と同様である。

つまり、緩衝器Ｄ１が伸長しても収縮しても、可動体２は伸長速度および収縮速度が大きくなると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧がより一層大きくなるので、この差圧によって可動体２をロッド５に対して軸方向に相対変位させる力が大きくなり、この力とばね要素３の附勢力と釣り合う位置と中立位置との距離が長くなるため、可動体２の中立位置からのストローク量が増え、通路１の流路面積を徐々に大きくするから、緩衝器Ｄ１の伸縮速度の変化に対して通路１の流路面積が連続的に変化することになる。

よって、第一の実施の形態の減衰バルブＶ１によれば、減衰係数が急変することなく滑らかに変化するので、車体に振動を与えて車両搭乗者へ不快感を与えることが無く、車両における乗り心地を向上することができる。

また、通路１を形成する溝の深さ或いは幅あるいはその両方について、図１中上端側と下端側で異なるようにしてもよい。通路１の下方側は、可動体２がロッド５に対して下方へ移動する際に通路１の流路面積を決定することになり、つまり、緩衝器Ｄ１の伸長行程時における通路１の流路面積を決定する。他方、通路１の上方側は、可動体２がロッド５に対して上方へ移動する際に通路１の流路面積を決定することになり、つまり、緩衝器Ｄ１の収縮行程時における通路１の流路面積を決定する。よって、通路１の中央より下方側は、緩衝器Ｄ１の伸長行程時における減衰特性を決定し、通路１の中央より上方側は、緩衝器Ｄ１の収縮行程時における減衰特性を決定するのであり、通路１の上方側の断面積と下方側の断面積の設定によって緩衝器Ｄ１の伸長行程と収縮行程の減衰特性をチューニングすることができる。

可動体２の中立位置を通路１の中央から上方寄り或いは下方寄りに設定すれば、可動体２が中立位置から上方へストロークする際に可動体２が通路１の中央部に対向し得なくなるストローク量と、可動体２が下方へストロークする際に可動体２が通路１の中央部に対向し得なくなるストローク量とを異なるように設定することができ、緩衝器Ｄの伸長行程時における減衰特性と収縮行程時における減衰特性を異ならしめることができる。

なお、通路１を形成する溝の断面形状は任意であり、どのような形状を採用してもよい。また、中央部を含んだ範囲において通路１の断面積を一定として、可動体２が中立位置から所定量以上ストロークすると通路１の流路面積が大きくなるようにしてもよく、その場合、中立位置の設定によって緩衝器Ｄ１が伸長作動する場合と、収縮作動する場合とで、通路１の流路面積が大きくなる差圧を異なるように設定することも可能であり、可動体２がストロークエンドに達すると、通路１の流路面積を小さくするようにして、緩衝器Ｄ１の伸縮速度が非常に高速となる際には減衰係数がより高くなるようにし、高速作動時において十分な減衰力を発揮することも可能である。

さらに、図３に示すように、ロッド５の可動体２よりも先端側にあるストッパ７もばね受として機能させて、可動体２とストッパ６との間と、可動体２とストッパ７との間にコイルばね１０ａ，１０ｂを介装して、これをばね要素としてもよい。この場合も、一つのコイルばねでばね要素３を構成する場合と同様に、緩衝器Ｄ１の伸縮速度の変化に対して通路１の流路面積を連続的に変化させることができる。また、コイルばね以外のばねや弾性体をばね要素３としてもよい。ストッパ６，７の他に二つばね受を設けて、これらばね受と可動体２との間にばね要素として機能するばねや弾性体を介装するようにしてもよい。

つづいて、第二の実施の形態における減衰バルブＶ２について説明する。減衰バルブＶ２は、図４に示すように、緩衝器Ｄ２内に区画される伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４とを連通する通路１１と、伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４の圧力を受けて当該通路１１の流路面積を可変にする可動体１２と、当該可動体２を可動範囲の中立位置に位置決めるばね要素１３とを備えて構成されている。

緩衝器Ｄ２は、この場合、シリンダ１４と、シリンダ１４内に摺動自在に挿入されて当該シリンダ１４内に伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４とを区画するピストン１５と、シリンダ１４内に移動自在に挿入されるとともにピストン１５が連結されるロッド１６とを備えている。伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４内には、作動油等の液体が充填されており、図示はしないが、緩衝器Ｄ２は、シリンダ１４に出入りするロッド１６の体積分のシリンダ内容積変化を補償するリザーバあるいはエア室を備えている。

以下、減衰バルブＶ２について詳細に説明すると、通路１１は、ロッド１６内に設けた中空部Ａで形成されている。中空部Ａは、ロッド１６の内部に設けた円柱状の空間１７と、当該空間１７を伸側室Ｒ３に連通するポート１８と、上記空間１７を圧側室Ｒ４に連通するポート１９とを備えて構成されており、この中空部Ａで通路１１を形成している。また、伸側室Ｒ３内の圧力を空間１７の上方側に導入可能なように空間１７の上端壁から開口して伸側室Ｒ３へ通じる連通孔２２と、圧側室Ｒ４内の圧力を空間１７の下方側に導入可能なように空間１７の下端壁から開口して圧側室Ｒ４へ通じる連通孔２３とが設けられている。

他方、可動体１２は、中央部１２ａが膨らんだ紡錘形とされている。具体的には、中央部１２ａを頂として上方側と下方側がテーパ状に先細りの形状とされており、つまり、可動体１２の両端の外径が中央部１２ａの外径より小さく、両端へ向けて徐々に径が小さくなる形状になっている。可動体１２は、空間１７内に軸方向移動自在に挿入されており、外径が最大である中央部１２ａを軸方向でポート１８とポート１９との間に位置する場合、液体がポート１８からポート１９へ向けて、或いは、ポート１９からポート１８へ向けて空間１７を通過する際に、必ず、可動体１２の最大外径をもつ中央部１２ａと空間１７の内壁を通過することになる。そして、通路１１における流路面積のうち中央部１２ａと空間１７の内壁との間の環状隙間において最小となるので、可動体１２の中央部１２ａが軸方向においてポート１８とポート１９との間に位置する場合、通路１１の流路面積が最小となる。可動体１２の中央部１２ａが軸方向においてポート１８の図４中下端を超えて上方に位置すると、可動体１２がポート１８より上に位置すれば位置する程、通路１１の流路面積が大きくなり、また、可動体１２の中央部１２ａが軸方向においてポート１９の図４中上端を超えて下方に位置すると、可動体１２がポート１９より下に位置すれば位置する程、通路１１の流路面積が大きくなる。

また、ばね要素１３は、この場合、コイルばねであって、空間１７の上端壁と可動体１２との間および空間１７の下端壁と可動体１２との間にそれぞれ介装されて可動体１２を挟持する一対のコイルばね２０，２１とで構成されており、可動体１２の中央部１２ａを軸方向においてポート１８とポート１９との間の所定の中立位置に位置決めしている。したがって、可動体１２が中立位置から図４中上下方向にストロークすると、ばね要素１３は可動体１２を中立位置へ戻す方向へ附勢力を発揮し、負荷が無い状況では、可動体１２を中立位置へ位置決めするようになっている。なお、可動体１２と空間１７とを一つのばねで連結してこれをばね要素１３としてもよいこと当然であり、コイルばね以外のばねや弾性体をばね要素１３としてもよい。また、この場合、コイルばね２０，２１にて可動体１２の径方向の移動を規制しているが、可動体１２の軸方向移動のみを実現のために、可動体１２をロッド１６に対して軸方向以外への移動を拘束するガイド手段を設けるようにしてもよい。

この場合、中立位置は、ポート１８寄りに設定すれば、つまり、可動体１２の中央部１２ａが中立位置でポート１９よりもポート１８に近い位置に設定される場合には、通路１１における流路面積が大きくなり始める際の伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４との差圧が緩衝器Ｄ２の伸長行程より収縮行程の方が小さくなり、反対に、中立位置をポート１９寄りに設定すれば、通路１１における流路面積が大きくなり始める際の伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４との差圧が緩衝器Ｄ２の収縮行程より伸長行程の方が小さくなる。

以上のように、減衰バルブＶ２は構成され、緩衝器Ｄ２が伸長作動を呈して、図４中ロッド１６が上方へ移動すると、ピストン１５が伸側室Ｒ３を圧縮し圧側室Ｒ４を拡大させるため、伸側室Ｒ３の圧力が上昇し圧側室Ｒ４の圧力が下降して差圧が生じ、伸側室Ｒ３の圧力が連通孔２２から空間１７内に導入され可動体１２の上方に作用し、圧側室Ｒ４の圧力が連通孔２３から空間１７内に導入され可動体１２の下方に作用して、ロッド１６に対して可動体１２はばね要素１３の附勢力と釣り合う位置まで図４中下方へ相対移動することになる。緩衝器Ｄ２の伸長速度が極低い微低速域にある場合、伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４の差圧は小さいため、可動体１２はばね要素１３の附勢力によって中立位置の近傍に位置するため通路１１の流路面積は小さい状態となり、緩衝器Ｄ２の減衰特性は、緩衝器Ｄ１と同様、図２に示すように、減衰係数が高く減衰力が立ち上がる特性となる。

緩衝器Ｄ２の伸長速度が先ほどよりも高くなり低速域に達すると、伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４の差圧が先ほどよりも大きくなって、可動体１２の中立位置からのストローク量は先ほどよりも大きくなり、中央部１２ａがポート１９の上端より下方を超えるまでストロークすると、通路１１の流路面積は伸縮速度が微低速域にある場合よりも大きくなって、緩衝器Ｄ２の減衰特性は、図２に示すように、減衰係数が先ほどよりも低くなる特性となる。

さらに、緩衝器Ｄ２の伸長速度がもっと高くなり高速域に達すると、伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４の差圧もより一層大きくなるため、可動体１２の中立位置からのストローク量も大きくなって、通路１１の流路面積は伸縮速度が低速域にある場合よりも大きくなり、緩衝器Ｄ２の減衰特性は、図２に示すように、減衰係数が先ほどよりも一層低くなる特性となる。なお、緩衝器Ｄ２の伸長速度が高速域に達し、さらに、高くなると、可動体２がストロークエンドまでストロークして通路１１の流路面積はそれ以上大きくなることが無くなるため、減衰係数は高速域の後半で再度高くなり、減衰力は緩衝器Ｄ２の伸長速度の増加に応じて大きくなる減衰特性となる。

また、緩衝器Ｄ２が収縮行程にある場合には、可動体１２がロッド１６に対して上記した方向とは逆に相対変位するだけであって、収縮速度の増加に対して通路１の流路面積が大きくなることは上記伸長行程における動作と同様である。

つまり、緩衝器Ｄ２が伸長しても収縮しても、可動体２は伸長速度および収縮速度が大きくなると、伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４の差圧が大きくなるので、この差圧によって可動体１２をロッド１６に対して軸方向に相対変位させる力が大きくなり、この力とばね要素１３の附勢力と釣り合う位置と中立位置との距離が長くなるため、可動体１２の中立位置からのストローク量が増え、通路１１の流路面積を徐々に大きくするから、緩衝器Ｄの伸縮速度の変化に対して通路１１の流路面積が連続的に変化することになる。

よって、第二の実施の形態の減衰バルブＶ２にあっても、減衰係数が急変することなく滑らかに変化するので、車体に振動を与えて車両搭乗者へ不快感を与えることが無く、車両における乗り心地を向上することができる。

また、可動体１２の形状について、中央部１２ａから上方側のテーパ面の傾斜角と下方側のテーパ面の傾斜角を異なるようにすることも可能であるし、テーパ面ではなく、断面が円弧の湾曲面を採用することも可能である。また、可動体１２の両端終端に外径が大きくなる逆傾斜のテーパ面或いは湾曲面を設けることも可能であり、その場合、可動体１２がストロークエンドに向けてストロークすると、流路面積が徐々に拡大してから逆転して小さくなるようにすることができ、緩衝器Ｄ２の伸縮速度が非常に高速となる際には減衰係数を高くして、高速作動時において十分な減衰力を発揮することも可能である。

なお、連通孔２２，２３は、可動体１２の中央部１２ａがポート１８より図４中上方側へ移動した場合と当該中央部１２ａがポート１９よりも図４中下方側へ移動した場合に、緩衝器Ｄ２の伸縮方向が逆転した際に、可動体１２の両端に伸側室Ｒ３と圧側室Ｒ４の圧力を確実に作用させて速やかに可動体１２を逆方向へストロークさせやすくするために設けているが、これら連通孔２２，２３を廃してポート１８，１９のみを空間１７へ連通させることも可能であるし、ポート１８の空間１７側の開口を軸方向に空間１７の上端付近まで延長し、ポート１９の空間１７側の開口を軸方向に空間１７の下端付近まで延長することで連通孔２２，２３の機能をそれぞれポート１８，１９に集約させるようにしてもよい。

最後に、第三の実施の形態における減衰バルブＶ３について説明する。減衰バルブＶ３は、図５に示すように、緩衝器Ｄ３内に区画される伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６とを連通する通路３１と、伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６の圧力を受けて当該通路３１の流路面積を可変にする可動体３２と、当該可動体２を可動範囲の中立位置に位置決めるばね要素３３とを備えて構成されている。

緩衝器Ｄ３は、シリンダ３４と、当該シリンダ３４内に摺動自在に挿入されてシリンダ３４内に伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６とを区画するピストンとして機能する可動体３２と、シリンダ３４内に移動自在に挿入されるとともに外周に可動体３２が周方向回転自在に螺着されるロッド３５と、ロッド３５の外周に軸方向移動自在に装着されるとともに可動体３２に積層される環状のプレート３６とを備えて構成されている。伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６内には、作動油等の液体が充填されており、図示はしないが、緩衝器Ｄ３は、シリンダ３４に出入りするロッド３５の体積分のシリンダ内容積変化を補償するリザーバあるいはエア室を備えている。

以下、減衰バルブＶ３について詳細に説明すると、通路３１は、可動体３２のプレート側端である図５中上端に円周方向に沿って設けられて図６に示すように円周方向の中央部４０ａより両端部である左端部４０ｂおよび右端部４０ｃにおける断面積（円弧状溝４０を可動体３２の中心から径方向に切った断面に見る断面積であり、以下、この第三の実施形態の減衰バルブＶ３において同じ）が大きい円弧状溝４０と、当該円弧状溝４０を可動体３２の反プレート側端である図５中下端へ連通するポート４１とで形成されている。

また、可動体３２は、環状であってその内周にロッド３５の外周に設けた右螺子に設定された螺子溝３５ａに螺着されるボールねじナット４２を備えており、伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６に差圧が生じて図５中上方或いは下方に押されると、ロッド３５の外周を周方向に回転しながら軸方向に移動するようになっている。

また、プレート３６には円弧状溝４０に対向する透孔３６ａが設けられており、プレート３６は円弧状溝４０を塞いで当該円弧状溝４０を透孔３６ａのみを介して伸側室Ｒ５へ連通している。透孔３６ａの形状は任意であるが、加工が容易な形状を選択するとよい。他方、ポート４１は、一つの円弧状溝４０に対して二つ設けられており、左端部４０ｂおよび右端部４０ｃからそれぞれ開口して可動体３２の反プレート側端へ通じていて、その反プレート側端は圧側室Ｒ６に常時開放されている。よって、通路３１は、伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６とを連通している。

プレート３６の内周には可動体３２側に突出する環状のソケット３６ｂが設けられており、このソケット３６ｂは、可動体３２の内周に装着された環状のボールベアリング４４の内輪として機能していて、可動体３２とプレート３６とが一体化されている。したがって、可動体３２は、プレート３６に対しては、周方向に相対回転することができ、透孔３６ａが円弧状溝４０と同一円周上に設けられているため、可動体３２がプレート３６に対して周方向に相対回転すると、円弧状溝４０の透孔３６ａに対する対向部位が変化することになる。プレート３６と可動体４２は、完全に別体のベアリングで一体化するようにしてもよい。

ばね要素３３は、この場合、コイルばねであって、一端がロッド３５の外周に設けたばね受４３に固定されるとともに、他端が上記プレート３６に連結固定されている。したがって、プレート３６は、ばね要素３３によって、回転が規制されていて、ばね要素３３の伸縮に伴ってロッド３５に対して軸方向に移動することができるようになっている。また、ばね要素３３は、プレート３６が可動体３２に一体化されているので、可動体３２をロッド３５に対して軸方向の中立位置に位置決めしている。そして、この中立位置では、円弧状溝４０の中央部４０ａが透孔３６ａに正対するようになっており、可動体３２がロッド３５に対して回転して軸方向に移動すると中立位置から図５中上下方向にストロークすると、ばね要素３３は可動体３２を中立位置へ戻す方向へ附勢力を発揮し、負荷が無い状況では、可動体３２を中立位置へ位置決めするようになっている。なお、可動体３２を挟持する一対のばねでばね要素３３を構成し、上下から挟持してロッド３５に対して中立位置に位置決めするようにしてもよく、コイルばね以外のばねや弾性体をばね要素３３としてもよい。

円弧状溝４０は、この例では、図５に示すように、三角形状の溝とされていて、左端部４０ｂ側と右端部４０ｃ側では中央部４０ａからの距離が同じであれば右端部４０ｃ側の方を断面積が大きくなるように設定している。断面積を大きくするのは、深さや幅の設定で大きくすればよく、溝の形状は任意であって三角形状以外の形状を採用してもよい。そして、円弧状溝４０が伸側室Ｒ５と通じるのは透孔３６ａと対向している部位であって、図６の破線に示すように、円弧状溝４０とプレート３６の透孔３６ａの周方向両端の縁が通る面で円弧状溝４０を切断してできる二箇所の円弧状溝４０の断面Ａ，Ｂの断面積の和が、その状態における通路３１中で一番流路面積が小さくなるため、透孔３６ａが円弧状溝４０に対向する位置を変えると通路３１の流路面積が変化することになる。なお、円弧状溝４０の中央部４０ａにおける断面積が一番小さいので、透孔３６ａが円弧状溝４０の中央部４０ａに正対しているときが通路３１の流路面積が最少となり通路３１が一番絞られる状態となる。

また、この実施の形態では、プレート３６に対して可動体３２が図６中時計回り方向へ回転すると透孔３６ａが左端部４０ｂ側へ相対的に移動することになり、プレート３６に対して可動体３２が図６中反時計回り方向へ回転すると透孔３６ａが右端部４０ｃ側へ相対的に移動することになる。さらに、右端部４０ｃ側の断面積が左端部４０ｂ側の断面積よりも大きくなっているので、透孔３６ａが円弧状溝４０の中央部４０ａに対向している中立位置から可動体３２が図６中で時計回りに回転する場合と反時計回りに回転する場合、同じ回転量であれば、反時計回りに回転する場合の方が通路３１の流路面積は小さくなる。

なお、可動体３２のロッド３５に対する軸方向移動のうち下方側への移動を規制するため、ロッド３５の図５中下端にストッパ３７が設けられており、可動体３２の図５中上方側への移動についてはばね受４３の外周に設けた筒部４３ａがストッパとして機能して可動体３２の移動を規制している。つまり、可動体３２がストッパ３７とばね受４３によって中立位置からのそれ以上の離間が規制されるようになっていて、これらストッパ３７とばね受４３で可動体３２のストロークエンドが設定されている。そして、このばね受４３の筒部４３ａにプレート３６が衝合して可動体３２のロッド３５に対する図５中上方への移動が規制される状態では、透孔３６ａが円弧状溝４０の右端部４０ｃに正対して、透孔３６ａが円弧状溝４０の右端終端を超えて当該円弧状溝４０をプレート３６が全閉することがないようになっており、反対方向への回転も同様に、ストッパ３７に可動体３２が衝合して可動体３２のロッド３５に対する図５中下方への移動が規制される状態では、透孔３６ａが円弧状溝４０の左端部４０ｂに正対して、透孔３６ａが円弧状溝４０の左端終端を超えて当該円弧状溝４０をプレート３６が全閉することがないようになっている。

以上のように、減衰バルブＶ３は構成され、緩衝器Ｄ３が伸長作動を呈して、図５中ロッド３５が上方へ移動すると、ピストンとして機能する可動体３２が伸側室Ｒ５を圧縮し圧側室Ｒ６を拡大させるため、伸側室Ｒ５の圧力が上昇し圧側室Ｒ６の圧力が下降して差圧が生じ、伸側室Ｒ５の圧力と圧側室Ｒ６の圧力が可動体３２の上下端面に作用し、可動体３２はロッド３５に対してばね要素３３の附勢力と釣り合う位置まで図５中下方へ相対移動するとともに螺子溝３５ａが右螺子となっているためプレート３６に対して図６中で反時計回りに回転することになる。

緩衝器Ｄ３の伸長速度が極低い微低速域にある場合、伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６の差圧は小さいため、可動体３２はばね要素３３の附勢力によって中立位置の近傍に位置するため、可動体３２がプレート３６に対して回転するものの透孔３６ａは円弧状溝４０の中央部４０ａの近傍に位置するため通路３１の流路面積は小さい状態となり、緩衝器Ｄ３の減衰特性は、緩衝器Ｄ１と同様、図２に示すように、減衰係数が高く減衰力が立ち上がる特性となる。

緩衝器Ｄ３の伸長速度が先ほどよりも高くなり低速域に達すると、伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６の差圧が先ほどよりも大きくなって、可動体３２の中立位置からのストローク量は先ほどよりも大きくなり、透孔３６ａがより円弧状溝４０の右端部４０ｃ寄りに位置するため、通路３１の流路面積は伸縮速度が微低速域にある場合よりも大きくなって、緩衝器Ｄ３の減衰特性は、図２に示すように、減衰係数が先ほどよりも低くなる特性となる。

さらに、緩衝器Ｄ３の伸長速度がもっと高くなり高速域に達すると、伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６の差圧もより一層大きくなるため、可動体３２の中立位置からのストローク量も大きくなって、透孔３６ａがより一層円弧状溝４０の右端部４０ｃ寄りに位置することになり、通路３１の流路面積は伸縮速度が低速域にある場合よりも大きくなり、緩衝器Ｄ３の減衰特性は、図２に示すように、減衰係数が先ほどよりも一層低くなる特性となる。なお、緩衝器Ｄ３の伸長速度が高速域に達し、さらに、高くなると、可動体３２がストロークエンドまでストロークして通路３１の流路面積はそれ以上大きくなることが無くなるため、減衰係数は高速域の後半で再度高くなり、減衰力は緩衝器Ｄ３の伸長速度の増加に応じて大きくなる減衰特性となる。

また、緩衝器Ｄ３が収縮行程にある場合には、可動体３２がロッド３５に対して上記した方向とは逆に相対変位し、プレート３６に対して時計回りに回転し、収縮速度の増加に対して透孔３６ａが円弧状溝４０に対向する位置が左端部４０ｂ側へ寄っていくことで、通路３１の流路面積が大きくなることは上記伸長行程における動作と同様である。なお、この実施の形態の場合、円弧状溝４０が左端部４０ｂ側と右端部４０ｃ側では中央部４０ａからの距離が同じであれば右端部４０ｃ側の方を断面積が大きくなるように設定しているから、緩衝器Ｄ３の伸縮速度が同じであれば、収縮行程における減衰力よりも伸長行程における減衰力の方が大きくなる。

つまり、緩衝器Ｄ３が伸長しても収縮しても、可動体３２は伸長速度および収縮速度が大きくなると、伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６の差圧が大きくなるので、この差圧によって可動体３２をロッド３５に対して軸方向に相対変位させる力が大きくなり、この力とばね要素３３の附勢力と釣り合う位置と中立位置との距離が長くなるため、可動体３２の中立位置からのストローク量が増えてプレート３６に対する回転量が増え、通路３１の流路面積を徐々に大きくするから、緩衝器Ｄ３の伸縮速度の変化に対して通路１１の流路面積が連続的に変化することになる。

よって、第三の実施の形態の減衰バルブＶ３にあっても、減衰係数が急変することなく滑らかに変化するので、車体に振動を与えて車両搭乗者へ不快感を与えることが無く、車両における乗り心地を向上することができる。

なお、円弧状溝４０の中央部４０ａを含んだ範囲において溝の断面積の一定として、この範囲内に透孔３６ａが対向する場合に通路３１の断面積が一定となるようにして、可動体３２が中立位置から所定量以上ストロークすると通路３１の流路面積が大きくなるようにしてもよく、その場合、可動体３２が中立位置にある際に透孔３６ａが中央部４０ａに正対する位置ではなく左右いずれかに偏った位置に対向するように設定して、緩衝器Ｄ３が伸長作動する場合と、収縮作動する場合とで、通路３１の流路面積が大きくなる伸側室Ｒ５と圧側室Ｒ６の差圧を異なるように設定することも可能であり、可動体３２がストロークエンドに達すると、通路３１の流路面積を小さくするようにして、緩衝器Ｄ３の伸縮速度が非常に高速となる際には減衰係数が高くなるようにし、高速作動時において十分な減衰力を発揮することも可能である。

また、本発明の理解を容易にするために、緩衝器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の減衰特性の説明の際に、伸縮速度に微低速域、低速域、高速域といった区分を設けているが、これら区分を区画する伸縮速度は任意に設定することができる。

以上で減衰バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の各実施の形態についての説明を終えるが、減衰バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３がベースバルブ部に具現化することも可能である。また、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。

１，１１，３１通路
２，１２，３２可動体
３，１３，３３ばね要素
４，１４，３４シリンダ
５，１６，３５ロッド
３６プレート
３６ａ透孔
４０ａ中央部
４０ｂ両端部の一方である左端部
４０ｃ両端部の他方である右端部
４０円弧状溝
４１ポート
Ａ中空部
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３緩衝器
Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５伸側室
Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６圧側室
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３減衰バルブ

Claims

緩衝器内に区画される伸側室と圧側室とを連通する通路と、上記伸側室と圧側室の圧力を受けて当該通路の流路面積を可変にする可動体と、当該可動体を可動範囲の中立位置に位置決めるばね要素とを備え、上記可動体は、上記伸側室と上記圧側室の圧力差が大きくなるほど上記通路の流路面積を大きくすることを特徴とする減衰バルブ。
上記緩衝器は、シリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されて当該シリンダ内に上記伸側室と上記圧側室とを区画する可動体と、上記シリンダ内に移動自在に挿入されるとともに外周に上記可動体が軸方向移動自在に装着されるロッドとを備え、上記通路が上記ロッドの外周に設けられてその軸方向両端における断面積が中央よりも大きくなる溝によって形成され、上記可動体が上記溝の範囲内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
上記緩衝器は、シリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともに当該シリンダ内を上記伸側室と圧側室とに区画するピストンと、上記シリンダ内に移動自在に挿入されて上記ピストンに連結されるロッドとを備え、上記通路は、上記ロッド内に設けた中空部で形成され、上記可動体は、軸方向中央部が膨らんだ紡錘形であって上記中空部内に軸方向移動自在に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
上記緩衝器は、シリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されて当該シリンダ内に上記伸側室と上記圧側室とを区画する可動体と、上記シリンダ内に移動自在に挿入されるとともに外周に上記可動体が周方向回転自在に螺着されるロッドと、上記ロッドの外周に軸方向移動自在に装着されるとともに上記可動体に積層される環状のプレートとを備え、上記通路は、上記可動体の上記プレート側端に設けた中央部より両端部における断面積が大きい円弧状溝と、当該円弧状溝を上記可動体の反プレート側端へ連通するポートとで形成され、上記プレートに上記円弧状溝に対向する透孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。