JP5166334B2 - Shock absorber - Google Patents
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Description
本発明は、緩衝装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a shock absorber.
従来、この種緩衝装置にあっては、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンに設けられた上室と下室を連通する通路と、ピストンロッドの先端から側部に開通して上室と下室を連通する流路と、流路の途中に接続される圧力室を備えてピストンロッドの先端に取付けられたハウジングと、圧力室内に摺動自在に挿入され圧力室を一方室と他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンを附勢するコイルバネとを備えて構成されている。すなわち、圧力室内の一方室は流路を介して下室内に連通されるとともに、圧力室内の他方室も流路を介して上室に連通されるようになっている。 Conventionally, in this kind of shock absorber, a cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder and divides the inside of the cylinder into an upper chamber and a lower chamber, and an upper chamber and a lower chamber provided in the piston communicate with each other. A passage, a flow path that opens from the tip of the piston rod to the side and communicates the upper chamber and the lower chamber, a housing that is attached to the tip of the piston rod with a pressure chamber connected in the middle of the flow path, A free piston that is slidably inserted into the pressure chamber and divides the pressure chamber into one chamber and the other chamber, and a coil spring that biases the free piston are provided. That is, one chamber in the pressure chamber communicates with the lower chamber via the flow path, and the other chamber in the pressure chamber communicates with the upper chamber via the flow path.
ここで、緩衝装置の伸縮時における上室と下室との差圧をPとし、上室から流出する液体の流量をQとし、上記差圧Pと通路を通過する液体の流量Q1との関係である係数をC1とし、他方室内の圧力をP1とし、この圧力P1と上室から他方室に流入する液体の流量Q2との関係である係数をC2とし、一方室内の圧力をP2とし、この圧力P2と一方室から下室内に流出する液体の流量Q2との関係である係数をC3とし、フリーピストンの受圧面積である断面積をAとし、フリーピストンの圧力室に対する変位をXとし、コイルバネのバネ定数をKとして、流量Qに対する差圧Pの伝達関数を求めると、式(1)が得られる。なお、式(1)中、sはラプラス演算子を示している。
したがって、この緩衝装置では、図6中の減衰特性Xで示すように、低周波数の振動の入力に対しては大きな減衰力を発生し、他方、高周波数の振動の入力に対しては小さな減衰力を発生することができるので、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生可能であるとともに車両が路面の凹凸を乗り越えるような入力振動周波数が高い場面においては低い減衰力を確実に発生させて、車両における乗り心地を向上させることができる(たとえば、特許文献1参照)。 Therefore, as shown by the damping characteristic X in FIG. 6, this shock absorber generates a large damping force for low-frequency vibration input, and on the other hand, small damping for high-frequency vibration input. Because it is possible to generate force, it is possible to reliably generate high damping force in scenes where the input vibration frequency is low, such as when the vehicle is turning, and in situations where the input vibration frequency is high such that the vehicle gets over the road surface unevenness A low damping force can be reliably generated to improve the riding comfort in the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
上述した緩衝装置は、上述したように、低周波数の振動の入力に対しては大きな減衰力を発生し、他方、高周波数の振動の入力に対しては小さな減衰力を発生することができるのであるが、以下の問題がある。 As described above, the shock absorber described above can generate a large damping force for low frequency vibration input, and can generate a small damping force for high frequency vibration input. There are the following problems.
上記緩衝装置では、緩衝装置の伸側と圧側の減衰特性を異ならしめる場合、通路を上室から下室への通過を許容する伸側通路と下室から上室への通過を許容する圧側通路の二系統用意しておき、係数C1を伸側通路と圧側通路とで異なるようにしておけばよいのであるが、伸側および圧側の減衰力の周波数に対する最大値と最小値は、流路における係数C2と係数C3に依存しているため、緩衝装置の伸側と圧側の減衰特性をチューニングするには、流路における係数C2と係数C3の見直しが必要となる。 In the above shock absorber, when the damping characteristics of the expansion side and the pressure side of the shock absorber are different, the expansion side passage allowing passage from the upper chamber to the lower chamber and the pressure side passage allowing passage from the lower chamber to the upper chamber are used. The coefficient C1 may be different between the expansion side passage and the compression side passage. However, the maximum value and the minimum value with respect to the frequency of the damping force on the expansion side and the compression side are determined in the flow path. Since it depends on the coefficients C2 and C3, it is necessary to review the coefficients C2 and C3 in the flow path in order to tune the damping characteristics on the expansion side and the compression side of the shock absorber.
したがって、緩衝装置の伸側あるいは圧側のいずれか一方のみの減衰力をチューニングしたい場合に、装置全体の見直しが求められるため、チューニングが煩雑となる虞がある。 Therefore, when it is desired to tune the damping force of only one of the expansion side and the compression side of the shock absorber, the entire device needs to be reviewed, and tuning may be complicated.
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、減衰特性のチューニングを簡単にすることが可能な緩衝装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been developed to improve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shock absorber capable of simplifying the tuning of the attenuation characteristics.
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、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を2つの作動室に区画する隔壁部材と、2つの作動室を連通する通路と、圧力室を形成するハウジングと、上記ハウジング内に摺動自在に挿入されて圧力室を一方側流路を介して一方の作動室に連通される一方室と他方側流路を介して他方の作動室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素とを備えた緩衝装置において、フリーピストンの外周に弾性リングを装着し、他方室内の圧力を弾性リングの内周に作用させることを特徴とする。 In order to solve the above-described object, the problem solving means in the present invention communicates a cylinder, a partition member slidably inserted into the cylinder and partitioning the cylinder into two working chambers, and the two working chambers. A passage, a housing that forms a pressure chamber, and a chamber that is slidably inserted into the housing and communicates with the one working chamber via the one-side flow path and the one-side flow path In a shock absorber provided with a free piston partitioned into the other chamber communicated with the other working chamber and a spring element that generates a biasing force that suppresses displacement of the free piston with respect to the housing, an elastic ring is provided on the outer periphery of the free piston. It is mounted, and the pressure in the other chamber is applied to the inner periphery of the elastic ring.
本発明の緩衝装置によれば、通路における抵抗の設定変更を要せずに、弾性リングによって、伸圧の減衰特性を異ならしめることができるので、伸側のみあるいは圧側のみの減衰特性の変更が可能となって、減衰特性のチューニングが簡単となる。 According to the shock absorber of the present invention, it is possible to make the attenuation characteristic of the expansion pressure different by the elastic ring without changing the resistance setting in the passage, so that the attenuation characteristic of only the expansion side or only the compression side can be changed. This makes it possible to easily tune the attenuation characteristics.
以下、本発明の緩衝装置を各図に基づいて説明する。一実施の形態における緩衝装置Dは、基本的には、図1および図2に示すように、シリンダ1と、シリンダ1内に摺動自在に挿入されシリンダ1内を2つの作動室である上室R1および下室R2に区画する隔壁部材たるピストン2と、一端がピストン2に連結されるピストンロッド15と、ピストン2に形成された上室R1および下室R2を連通する通路2a,2bと、ピストンロッド15の先端に固定されて圧力室R3を形成するハウジング4と、上記ハウジング4内に摺動自在に挿入されて圧力室R3を一方側流路5を介して一方の作動室たる下室R2に連通される一方室7と他方側流路6を介して他方の作動室たる上室R1に連通される他方室8とに区画するフリーピストン9と、一方室7内と他方室8内にそれぞれ収容されてフリーピストン9を両側から弾性支持する一対のコイルバネ18,19とを備えて構成されており、また、上室R1および下室R2さらには圧力室R3内には作動油等の液体が充満され、この緩衝装置Dの場合、シリンダ1内の図中下方には、シリンダ1の内周に摺接して下室R2と気体室Gとを区画する摺動隔壁30が設けられている。すなわち、この緩衝装置Dの場合、ピストンロッド15は、他方の作動室たる上室R1内を貫通して隔壁部材たるピストン2に連結ており、緩衝装置Dは、片ロッド型であって伸長時に上室R1が圧縮されるように設定されている。
The shock absorber according to the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the shock absorber D in one embodiment basically includes a
なお、シリンダ1の上端は、ピストンロッド15を摺動自在に軸支する図示しないヘッド部材で封止され、シリンダ1の下端もまた図示しないボトム部材によって封止されている。
The upper end of the
以下、各部について詳細に説明すると、ピストンロッド15は、その図2中下端側に小径部15aが形成されるとともに、小径部15aの先端側には螺子部15bが形成されている。
Hereinafter, each part will be described in detail. The
そして、ピストンロッド15には、小径部15aの先端から開口しピストンロッド15の側部に抜ける他方側流路6が形成されている。なお、図示したところでは、この他方側流路6の途中には、抵抗となる弁を設けていないが、絞り等の弁を設けるようにしてもよい。
The
ピストン2は、環状に形成されるとともに、その内周側にピストンロッド15の小径部15aが挿入されている。また、このピストン2には、上室R1と下室R2とを連通する通路2a,2bが設けられ、通路2aの図中上端は減衰力発生要素である積層リーフバルブV1にて閉塞され、他方の通路2bの図中下端も減衰力発生要素である積層リーフバルブV2によって閉塞されている。
The
この積層リーフバルブV1,V2は、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド15の小径部15aが挿入され、積層リーフバルブV1,V2の撓み量をそれぞれ規制する環状のバルブストッパ16,17とともにピストン2に積層されている。
The laminated leaf valves V1 and V2 are both formed in an annular shape, and a small-
そして、積層リーフバルブV1は、緩衝装置Dの収縮時に下室R2と上室R1の差圧によって撓んで開弁し通路2aを開放して下室R2から上室R1へ移動する液体の流れに抵抗を与えるとともに、緩衝装置Dの伸長時には通路2aを閉塞するようになっており、他方の積層リーフバルブV2は、積層リーフバルブV1とは反対に緩衝装置Dの伸長時に通路2bを開放し、収縮時には通路2bを閉塞する。すなわち、積層リーフバルブV1は、緩衝装置Dの収縮時における圧側減衰力を発生する減衰力発生要素であり、他方の積層リーフバルブV2は、緩衝装置Dの伸長時における伸側減衰力を発生する減衰力発生要素である。このように、通路を一方通行とする場合には、緩衝装置Dのように、通路2a,2bを設けてそれぞれを緩衝装置Dの伸長時あるいは収縮時のみ液体が通過するように構成してもよく、また、通路が双方向流れを許容する場合には一つのみを設けるようにしてもよい。
The laminated leaf valve V1 is bent by the pressure difference between the lower chamber R2 and the upper chamber R1 when the shock absorber D is contracted to open the
そして、ピストンロッド15の螺子部15bには、上記バルブストッパ17の下方から圧力室R3を形成するハウジング4が螺着され、このハウジング4によって、上記したピストン2、積層リーフバルブV1,V2およびバルブストッパ16,17がピストンロッド15に固定されている。このように、ハウジング4は、内部に圧力室R3を形成するだけでなく、ピストン2をピストンロッド15に固定する役割をも果たしている。
A
このハウジング4について説明すると、ハウジング4は、ピストンロッド15の螺子部15bに螺合される鍔22付の内筒21と、有底筒状の外筒23とを備えて構成され、外筒23の図2中上端開口部を上記鍔22の外周へ向けて加締めて外筒23と内筒21とを一体化し、この内筒21および外筒23で下室R2内に圧力室R3を画成している。なお、内筒21と外筒23との一体化に際し、上記かしめ加工以外にも溶接等の他の方法を採用することも可能である。
The
また、内筒21は、上述のように鍔22を備え、その内周には螺子部21aが形成され、この螺子部21aをピストンロッド15の螺子部15bに螺着することによって、ハウジング4をピストンロッド15の小径部15aに固定することが可能なようになっている。ゆえに、外筒23の外周の断面形状を真円以外の形状、たとえば、一部を切欠いた形状や、六角形等の形状としておけば、ハウジング4をピストンロッド15の先端に螺着する作業が容易となる。
The
さらに、外筒23は、図1中下端が小径とされて筒部23aに段部23bが形成されるとともに、また、その底部23cには、一方側流路5の一部を構成する固定オリフィス13が設けられている。
Further, the
そして、上記した内筒21および外筒23で形成される圧力室R3内には、フリーピストン9が摺動自在に挿入され、このフリーピストン9によって圧力室R3内は、他方側流路6によって上室R1に連通される他方室8と、固定オリフィス13によって下室R2に連通される一方室7とに区画されている。
A
このフリーピストン9は、有底筒状に形成されて、筒部9aと、筒部9aの一端を閉塞する底部9bと、底部9bの図1中下端に設けられて外筒23の底部23cへ向けて突出する凸部9cと、筒部9aの外周に形成した環状溝9dと、筒部9aの内周から開口して環状溝9dに連通される透孔9eとを備えて構成され、内側を内筒21に向け筒部9aを外筒23の内周に摺接させて圧力室R3内に挿入されて、圧力室R3を一方室7と他方室8とに区画している。
The
このフリーピストン9の環状溝9dには、弾性リングたるゴム製の角リング20が装着されており、当該角リング20は、透孔9eを介して環状溝9d内に導かれる他方室8内に圧力で拡径方向へ附勢され、他方室8内の圧力に応じて外筒23との接触面圧が上昇して外筒23との間に生じる摩擦力を増加させるようになっている。なお、角リング20の図2中上下面は、環状溝9dの側壁に密着して透孔9eが一方室7へ連通されることが無いように配慮されている。そして、角リング20は、他方室8の圧力に応じた摩擦力で、外筒23に対するフリーピストン9の移動を抑制するように機能し、また、この場合、弾性リングがゴム製の角リング20とされているので、当該角リング20は、フリーピストン9と外筒23との間をシールしてフリーピストン9と外筒23との間の摺動隙間による一方室7と他方室8の連通を断っている。
The annular groove 9d of the
また、このフリーピストン9に、フリーピストン9のハウジング4に対する変位量に比例してその変位を抑制する附勢力を作用させるため、他方室8内であって内筒21の鍔22とフリーピストン9の底部9b内側との間、および、一方室7内であって外筒23の底部23cとフリーピストン9の底部9b外側との間に、それぞれ、バネ要素としてコイルバネ18,19を介装してあり、フリーピストン9は、これらコイルバネ18,19のバネ要素によって上下側から挟持されて、圧力室R3内の所定の中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。
Further, in order to apply an urging force to the
なお、バネ要素としては、フリーピストン9を弾性支持できればよいので、コイルバネ18,19以外のものを採用してもよく、たとえば、皿バネ等の弾性体を用いてフリーピストン9を弾性支持するようにしてもよい。また、一端がフリーピストン9に連結される単一のバネ要素を用いる場合には、内筒21あるいは外筒23に他端を固定するようにしてもよい。
As the spring element, it is sufficient that the
コイルバネ18の図中下端は、フリーピストン9の筒部9aの最深部内周に嵌合されて半径方向に位置決められ、また、コイルバネ19は、コイルバネ19の内周にフリーピストン9の凸部9cが挿通されることによってセンタリングされて、フリーピストン9に対し位置ずれを防止しており、これによって安定的にフリーピストン9に附勢力を作用させることが可能となっている。
The lower end of the
なお、フリーピストン9の筒部9aの内周は、その最深部に比較して拡径されており、これにより、コイルバネ18が圧縮されて巻線径が拡大した際にコイルバネ18の線材が筒部9aの内周に擦れることが無く、コンタミネーションの発生を防止している。
Note that the inner circumference of the cylindrical portion 9a of the
また、上述したように、凸部9cはコイルバネ19をセンタリングする機能を担っており、その高さ(図2中上下方向長さ)は、コイルバネ19の乗り上げを充分に防止可能な高さに設定されている。
Further, as described above, the
つづいて、上記したフリーピストン9は、この実施の形態の場合、上記した構成に加えて、その筒部9aの外周であって環状溝9dに干渉しない位置に設けた環状凹部9fと、さらに、フリーピストン9の肉厚内部を通り環状凹部9fと一方室7とを連通する孔9gとを備えている。
Subsequently, in the case of this embodiment, the above-described
また、外筒23の筒部23aには、下室R2と外筒23内を連通する二つの可変オリフィス11,12が設けられており、この可変オリフィス11,12は、フリーピストン9がコイルバネ18,19によって弾性支持されて中立位置にあるときには必ず上記環状凹部9fに対向して一方室7と下室R2とを連通するとともに、フリーピストン9がストロークエンドまで変位する、すなわち、内筒21の図1中下端あるいは外筒23の段部23bに当接するまで変位するとフリーピストン9の筒部9aの外周に完全にオーバーラップされて閉塞されるようになっている。すなわち、この場合、一方側流路5は、環状凹部9f、可変オリフィス11,12、孔9gおよび固定オリフィス13で構成されている。なお、可変オリフィス11,12を二つ設けているが、その数は任意である。
Further, two variable orifices 11 and 12 communicating with the lower chamber R2 and the inside of the
つまり、この緩衝装置Dの場合、フリーピストン9の中立位置からの変位量が任意の変位量となるときに、可変オリフィス11,12の開口全てが環状凹部9fに対向する状況から筒部9aの外周に対向し始める状況に移行して徐々に可変オリフィス11,12の流路面積が減少し始め、一方側流路5における流路抵抗が徐々に増加する。したがって、上記任意の変位量は、環状凹部9fの図中上下方向幅の設定および、可変オリフィス11,12の外筒23内周側の開口位置によって設定される。そして、この実施の形態では、フリーピストン9の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス11,12の流路面積が減少し、フリーピストン9がストロークエンドに達すると、可変オリフィス11,12が完全に筒部9aに対向して閉塞され、一方側流路5における流路抵抗が最大となり一方室7が固定オリフィス13のみによって下室R2に連通されるようになっている。
In other words, in the case of the shock absorber D, when the displacement amount from the neutral position of the
なお、摺動隔壁30は、下室R2側に凹部を備えており、緩衝装置Dが最収縮した際には、上記ハウジング4の外筒23の先端となる図1中下端が上記凹部に侵入することを許容しており、単筒型に構成される緩衝装置Dにピストンロッド15の先端にハウジング4を設けることによるストローク長さのロスが、上記外筒23の形状および摺動隔壁30の凹部によって緩和されることになる。
The sliding
緩衝装置Dは、以上のように構成されるが、続いて緩衝装置Dの作動について説明する。 The shock absorber D is configured as described above. Next, the operation of the shock absorber D will be described.
(A)フリーピストン9における中立位置からの変位量が可変オリフィス11,12を閉塞し始めない範囲内である場合
この場合、フリーピストン9は一方側流路5の抵抗を変化させることなく変位することが可能である。
(A) When the displacement amount from the neutral position in the
まず、緩衝装置Dが圧縮行程にある場合には、圧縮の全行程において角リング20の内周に作用する他方室8内の圧力は小さく、角リング20と外筒23との間に生じる摩擦力が小さいため、フリーピストン9はハウジング4に対して一方室7と他方室8の差圧に応じて自由に変位する。したがって、圧縮行程における緩衝装置Dにおける流量に対する差圧の周波数伝達関数の周波数に対するゲイン特性は、図5に示した従来の緩衝装置のゲイン特性と同様となる。
First, when the shock absorber D is in the compression stroke, the pressure in the
反対に、緩衝装置Dが伸長行程にあるとき、このフリーピストン9にあっては、外周に弾性リングたる角リング20を装着しているが、他方室8の圧力が小さい場合には、角リング20の外筒23への接触面圧が小さく、角リング20と外筒23との間に生じる摩擦力が小さく、フリーピストン9はハウジング4に対して一方室7と他方室8の差圧に応じて比較的自由に変位することができる。他方、他方室8の圧力が大きくなると、角リング20の外筒23への接触面圧が大きくなって、角リング20と外筒23との間に生じる摩擦力によってフリーピストン9はハウジング4に対して変位しにくくなる。
On the other hand, when the shock absorber D is in the extension stroke, the
そして、車両の車体と車軸との間に組み込まれる緩衝装置Dでは、車両の車体と車軸との間に組み込まれる緩衝装置Dが伸長行程にあって、他方室8の圧力が小さくなるのは、一般的に緩衝装置Dの伸長側への振動の周波数が低い場合であるなる。これに対して、緩衝装置Dの伸長側への振動の周波数が高い場合には、緩衝装置Dの伸長速度が高くなって、他方室8の圧力が大きくなることになる。
In the shock absorber D incorporated between the vehicle body and the axle of the vehicle, the shock absorber D incorporated between the vehicle body and the axle of the vehicle is in the extension stroke, and the pressure in the
すなわち、緩衝装置Dが伸長行程にあって、振動周波数が低く他方室8の圧力が小さい場合には、フリーピストン9がハウジング4に対して変位が抑制されず、緩衝装置Dにおける流量に対する差圧の周波数伝達関数の周波数に対するゲイン特性Yは、図3に示すように、従来緩衝装置のゲイン特性に略一致するが、振動周波数が高くなって他方室8の圧力が大きくなる場合には、フリーピストン9のハウジング4に対する変位が抑制されて、従来緩衝装置のゲイン特性に比較して、ゲインの落ち込みの程度が小さくなり、積層リーフバルブV1,V2における抵抗を同じに設定しても、緩衝装置Dは、図4に示すように、高周波数振動に対しては圧側の減衰力より伸側の減衰力のほうが大きくなる。なお、単位時間当たりの流量は緩衝装置Dの単位時間当たりの振動振幅に依存する量であることから、図3に示したゲイン特性とピストン2の受圧面積から図4の減衰特性の周波数特性を得ることができ、この減衰特性は、図3のゲイン特性と同様の軌跡をたどることになる。
That is, when the shock absorber D is in the expansion stroke and the vibration frequency is low and the pressure in the
なお、上記したところでは、圧力室のうち図2中フリーピストン9より下方配置される部屋を一方室7とし、図2中フリーピストン9より上方配置される部屋を他方室8としているが、逆に、圧力室のうち図2中フリーピストン9より上方配置される部屋を一方室とし、図2中フリーピストン9より下方配置される部屋を他方室として、フリーピストン9を天地逆に圧力室に挿入するようにして、下室R2に接続される部屋の圧力を弾性リングに作用させる構成を採用することもできる。この場合、ピストンロッド15は、一方の作動室に設定される上室R1を貫通するようになり、緩衝装置Dの圧側の振動周波数に対する減衰力を高めることができる。
In the above description, one of the pressure chambers disposed below the
また、この実施の形態の説明では、周波数域を低周波数域と高周波数域に分けて説明しているが、周波数の変化に対して上記ゲインおよび減衰力の変化を説明するために用いているものであり、その高低の境は車両の重量や性格等によって任意に設定することが可能である。 In the description of this embodiment, the frequency range is divided into a low frequency range and a high frequency range. However, the frequency range is used to explain the change in gain and damping force with respect to the change in frequency. The boundary between the heights can be arbitrarily set according to the weight and personality of the vehicle.
このように、この緩衝装置Dにあっては、通路2a,2bにおける抵抗となる積層リーフバルブV1,V2の設定変更を要せずに、弾性リングたる角リング20によって、伸圧の減衰特性を異ならしめることができるので、伸側のみあるいは圧側のみの減衰特性の変更が可能となって、減衰特性のチューニングが簡単となる。
As described above, in the shock absorber D, the damping characteristics of the tension increase can be obtained by the
さらに、この実施の形態の場合、ピストンロッド15は、他方室としての上室R1を貫通しており、弾性リングたる角リング20がフリーピストン9のハウジング4に対する変位を抑制するのは、緩衝装置Dが伸長行程にあるときであるため、緩衝装置Dの伸側の減衰力を大きくすることができ、緩衝装置Dは伸側の減衰力を大きく設定するのが通常である車両用途に最適となる。
Furthermore, in the case of this embodiment, the
また、弾性リングたる角リング20は、他方室8内の圧力が小さい場合には、フリーピストン9のハウジング4に対する変位を抑制しないので、フリーピストン9はコイルバネ18,19にて位置決める中立位置へ復帰することを邪魔しない。
Further, when the pressure in the
よって、この緩衝装置Dによれば、伸側と圧側の減衰力を簡単にチューニングでき、異ならしめることができるので、車両に最適な減衰特性を実現して、車両における乗り心地を向上させることができる。 Therefore, according to this shock absorber D, the damping force on the extension side and the compression side can be easily tuned and made different, so that the optimum damping characteristic for the vehicle can be realized and the riding comfort in the vehicle can be improved. it can.
さらに、この実施の形態の場合、弾性リングが角リング20とされてフリーピストン9と外筒23との間をシールするので、一方室7と他方室8とがフリーピストン9と外筒23との間の摺動隙間を介して連通されてしまう事態を阻止でき、フリーピストン9と外筒23の寸法公差の影響を受けづらく、製品毎に減衰特性にバラつきが出たり、走行中に振動状態によって走行中に減衰特性が変化したりしてしまうといった事態をも防止することが可能となる。
Further, in this embodiment, since the elastic ring is a
なお、フリーピストン9と外筒23との間を常にシールしておく必要が無い場合や、低周波振動時においてフリーピストン9をハウジング4に対してスムーズに変位させたい場合には、弾性リングの外周径を外筒23の内径より小さく設定しておき、他方室8の圧力がある程度上昇しないと弾性リングが外筒23の内周に接しないようにしておくようにしてもよい。
When there is no need to always seal between the
(B)フリーピストン9の中立位置からの変位量が一方側流路5の流路抵抗を増加させる範囲内である場合の動作
転じて、フリーピストン9の中立位置からの変位量が可変オリフィス11,12の両方を閉塞し始めて一方側流路5の流路抵抗を増加させる場合における緩衝装置Dの動作について説明する。
(B) Operation in the case where the amount of displacement from the neutral position of the
この場合、可変オリフィス11,12は、フリーピストン9の変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくし、フリーピストン9がストロークエンドに到達すると完全に閉塞されて流路面積を固定オリフィス13の流路面積と同じくして最小とする。
In this case, the variable orifices 11 and 12 gradually reduce the flow passage area in accordance with the amount of displacement of the
つまり、フリーピストン9が可変オリフィス11,12を閉塞し始めた後は変位量に応じて一方側流路5の流路抵抗を徐々に大きくし、フリーピストン9がストロークエンドに到達すると流路抵抗が最大となる。
That is, after the
ここで、フリーピストン9がストロークエンドまで変位するのは、一方室7もしくは他方室8への液体の流出入量が多い場合であり、具体的には、緩衝装置Dの振動の振幅が大きい場合である。
Here, the
緩衝装置Dの振動周波数が比較的高い場合、緩衝装置Dは、フリーピストン9が可変オリフィス11,12を閉塞し始める位置へ変位するまでは、比較的低い減衰力を発生しているが、フリーピストン9が可変オリフィス11,12を閉塞し始める位置を越えて変位するようになると、徐々に一方側流路5の流路抵抗が徐々に大きくなっていくので、フリーピストン9のそれ以上のストロークエンド側への移動速度が減少されて、圧力室R3を介しての上室R1と下室R2との液体の移動量も減少し、その分通路2a,2bを通過する液体量が増加することになり、緩衝装置Dの発生減衰力は徐々に大きくなっていく。
When the vibration frequency of the shock absorber D is relatively high, the shock absorber D generates a relatively low damping force until the
そして、フリーピストン9がストロークエンドに達すると、それ以上、圧力室R3を介して上室R1と下室R2との液体の移動はなくなり、緩衝装置Dの伸縮方向を転ずるまでは液体は通路2a,2bのみを通過することになり、緩衝装置Dは、最大の減衰係数で減衰力を発生することになる。
When the
すなわち、フリーピストン9がストロークエンドまで変位してしまうような高周波数で大振幅の振動が緩衝装置Dに対し入力されても、フリーピストン9の中立位置からの変位量が任意の変位量を超えるとフリーピストン9がストロークエンドに達するまでに緩衝装置Dは徐々に発生減衰力を大きくするので、低い減衰力から急激に高い減衰力に変化することが無くなる。つまり、フリーピストン9がストロークエンドに達して圧力室R3内と下室R2との液体の交流ができなくなるときに急激に減衰力の大きさが変化してしまうことがなくなり、低減衰力から高減衰力への減衰力変化がなだらかとなる。さらに、フリーピストン9が圧力室R3における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に発生減衰力を大きくするので、減衰力の急激な変化を抑制する機能は、緩衝装置Dの伸圧の両行程で発揮される。
That is, even if a high-frequency and large-amplitude vibration that causes the
したがって、この緩衝装置Dにあっては、高周波数で振幅が大きい振動が入力されても、発生減衰力がなだらかに変化することになって、搭乗者に減衰力の変化によるショックを知覚させずにすみ、車両における乗り心地を向上することができ、特に、急激な減衰力変化によって車体が振動しボンネットが共振して異音が発生してしまう事態も防止でき、この点でも車両における乗り心地を向上することができる。 Therefore, in this shock absorber D, even if a vibration with a high frequency and a large amplitude is input, the generated damping force changes gently, and the passenger does not perceive a shock due to the change in the damping force. It is possible to improve the ride comfort in the vehicle, and in particular, it is possible to prevent a situation in which the vehicle body vibrates due to a sudden change in damping force and the bonnet resonates and abnormal noise is generated. Can be improved.
また、この緩衝装置Dにあっては、フリーピストン9がコイルバネ18,19によって、フリーピストン5を中立位置に戻す附勢力が作用しているので、必要な時に減衰力の急激な変化を抑制する機能を発揮できないという事態を回避することができる。
Further, in this shock absorber D, since the urging force for returning the
さらに、この緩衝装置Dにあっては、フリーピストン9が圧力室R3における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に一方側流路5の流路抵抗を変化させて大きくするので、緩衝装置が伸縮するたびに減衰力の急激な変化を抑制する機能が変動してしまうことがなく、搭乗者に違和感を与えることもない。
Further, in this shock absorber D, when the
なお、各実施の形態における緩衝装置は、いわゆる単筒型の緩衝器として構成されているが、これをシリンダの外方にシリンダを覆うように形成される環状のリザーバを備えた複筒型の緩衝器として構成されてもよいし、また、シリンダの外方に全く別体のリザーバタンクを備えた緩衝器として構成とされてもよい。 In addition, although the shock absorber in each embodiment is configured as a so-called single cylinder type shock absorber, this is a double cylinder type provided with an annular reservoir formed to cover the cylinder outside the cylinder. The shock absorber may be configured as a shock absorber, or may be configured as a shock absorber provided with a completely separate reservoir tank outside the cylinder.
また、各実施の形態では、圧力室がシリンダ内に形成されているが、シリンダ外に設けることも可能である。 Moreover, in each embodiment, although the pressure chamber is formed in the cylinder, it can also be provided outside the cylinder.
さらに、弾性リングに角リング20を用いることで、透孔9eと一方室7との連通を確実に阻止できる点で有利となるが、弾性リングとしては、圧力室のうち他方室に設定される部屋の圧力の上昇によってハウジング4との接触面圧を高めて摩擦力を大きくし、フリーピストン9のハウジング4に対する変位を抑制することができればよいので、ゴム製の角リング20の他にもゴム以外の合成樹脂や金属性のリングを用いてもよいし、弾性リングを複数リングの組み合わせて構成するようにしてもよい。
Further, the use of the
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、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ことは勿論である。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
1 シリンダ
2 ピストン
2a,2b 通路
4 ハウジング
5 一方側流路
6 他方側流路
7 一方室
8 他方室
9 フリーピストン
9a フリーピストンにおける筒部
9b フリーピストンにおける底部
9c フリーピストンにおける凸部
9d フリーピストンにおける環状溝
9e フリーピストンにおける透孔
9f フリーピストンにおける環状凹部
9g フリーピストンにおける孔
11,12 可変オリフィス
13 固定オリフィス
15 ピストンロッド
15a ピストンロッドにおける小径部
15b ピストンロッドにおける螺子部
16,17 バルブストッパ
18,19 コイルバネ
20 弾性リングたる角リング
21 ハウジングにおける内筒
21a 内筒における螺子部
22 内筒における鍔
23 ハウジングにおける外筒
23a 外筒における筒部
23c 外筒における段部
23c 外筒における底部
30 摺動隔壁
D 緩衝装置
G 気体室
R1 他方の作動室たる上室
R2 一方の作動室たる下室
R3 圧力室
V1,V2 積層リーフバルブ
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