JP2000145868A - 両効き液圧式ショックアブソーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 伸び側と縮み側のいずれの側においても充分
な減衰量を得ることが出来、これにより擬似地震試験装
置に組み込まれる好適なショックアブソーバを提供す
る。 【解決手段】 第二の液室５５と第三の液室５６とを連
通する複数の通路の内、一の通路に第三の液室から第二
の液室への逆流を阻止する逆止弁５８を介装し、他の通
路５９を一の通路より小径にして絞り機能を持たせ、ピ
ストン往動時には絞り穴壁によりピストン往動面に位置
する第一の液室内５４の作動液を加圧して往動方向の運
動エネルギーの吸収を図り、ピストン復動時には他の通
路の絞り機能によりピストン復動面に位置する第三の液
室内の作動液を加圧して復動方向の運動エネルギーの吸
収を図り、これにより両効き可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は両効き液圧式ショッ
クアブソーバに係り、特に直下型地震に類する衝撃的な
応力波を効果的に付与可能な擬似地震試験装置に組み込
まれる両効き液圧式ショックアブソーバに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】ショックアブソーバ
は、振動若しくは衝撃等の運動エネルギーを吸収し、該
運動エネルギーの作用／反作用力から生じる各種不具合
を解消させるために、自動車のサスペンションや後記す
る衝撃・振動試験装置等の各種産業機械に用いられてい
る。ショックアブソーバには、流体の粘性／乱流抵抗を
用いるもの、磁界の運動抵抗力を用いるもの、固体摩擦
力を用いるもの等があるが、大きな振動若しくは衝撃エ
ネルギーを吸収する場合には、ピストンロッドとシリン
ダからなる液圧式の筒型ショックアブソーバを用いる場
合が多い。

【０００３】又、液圧式の筒型ショックアブソーバにお
いてピストンロッドの伸び側と縮み側の両方に減衰力を
発生させる両効きショックアブソーバが自動車工業界の
分野で開発されているが、かかる両効きアブソーバは伸
び側と縮み側の減衰量の割合が８：２〜７：３と大きく
片寄っており、このような両効きアブソーバを擬似地震
試験装置のような作用力も反作用力も大きい大型の衝撃
試験装置に適用するのは実用的に不可能である。

【０００４】本発明はかかる課題に鑑み、伸び側と縮み
側のいずれの側においても充分な減衰量を得ることが出
来、これにより擬似地震試験装置に組み込まれるショッ
クアブソーバとして好適な両効き液圧式ショックアブソ
ーバを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明においては、往復動可能なピ
ストンの往動面側に位置する第一の液室と、該第一の液
室の周囲に設けた絞り穴壁の外周側に位置する第二の液
室と、該第二の液室と一又は複数の通路を介して連通
し、前記ピストンの復動面側に位置する第三の液室とを
具えた液圧式ショックアブソーバにおいて、前記第二の
液室と第三の液室とを連通する複数の通路の内、一の通
路に第三の液室から第二の液室への逆流を阻止する逆止
弁を介装し、他の通路を前記一の通路より小径にして絞
り機能を持たせ、ピストン往動時には前記絞り穴壁によ
りピストン往動面に位置する第一の液室内の作動液を加
圧して往動方向の運動エネルギーの吸収を図り、ピスト
ン復動時には前記他の通路の絞り機能によりピストン復
動面に位置する第三の液室内の作動液を加圧して復動方
向の運動エネルギーの吸収を図り、これにより両効き可
能に構成したことを特徴とする。

【０００６】かかる請求項１記載の発明によれば、ピス
トンの往動時には第一の液室と第二の液室との間に介装
した絞り穴壁によりピストン往動面に位置する第一の液
室内の作動液を加圧して往動方向の運動エネルギーの吸
収を図り、一方、ピストン復動時には該ピストンの復動
面側に位置する第三の液室と前記第二の液室間の逆流通
路としての他の通路の絞り機能によりピストン復動面に
位置する第三の液室内の作動液を加圧して復動方向の運
動エネルギーの吸収を図り、これによりピストン軸の伸
び側と縮み側のいずれの側においても充分な減衰量を得
ることが出来、擬似地震試験装置に組み込まれるショッ
クアブソーバとして好適な両効き液圧式ショックアブソ
ーバの提供が可能となる。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
の両効き液圧式ショックアブソーバにおいて、前記第二
の油室、若しくは第２の油室に通ずる部位に、圧縮空気
による予圧空間を形成し、ピストン往動時に、前記予圧
空間内の予圧を利用して第二の液室から第三の液室への
液流の侵入の容易化を図ったことを特徴とする。

【０００８】かかる請求項２記載の発明によれば、前記
第二の油室、若しくは第２の油室に通ずる部位に、圧縮
空気による予圧空間を形成し、ピストン往動時に、前記
予圧空間内の予圧を利用して第二の液室から第三の液室
への液流の侵入の容易化を図ることにより、ピストン復
動時の効きの確実化を得ることが出来る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。

【００１０】図１及び図２は、本発明の実施形態に係る
両効きショックアブソーバで、図１は正面断面図、図２
は図１のＡ−Ａ断面図である。本ショックアブソーバ８
は、シリンダ６１とピストン軸８０からなる筒型油圧ア
ブソーバであり、そして該ピストン軸８０を往復動可能
に支持するシリンダ６１には、ピストン軸８０の往動面
側に位置する第一の油室５４と、該第一の油室５４の周
囲に設けた絞り穴壁５３の外周側に位置する第二の油室
５５と、該第二の油室５５と通路５７，５９を介して連
通し、前記ピストン軸８０の復動面側に位置する第三の
油室５６とからなり、前記第二の油室５５と第三の油室
５６とを連通する複数の通路５７，５９の内、一の通路
５７に第三の油室５６から第二の油室５５への逆流を阻
止する逆止弁５８を介装し、他の通路（絞り通路）５９
を前記一の通路５７より小径にして絞り機能を持たせ、
ピストン軸８０往動時には前記絞り穴壁５３によりピス
トン軸８０往動面側に位置する第一の油室５４内の作動
液を加圧して往動方向の運動エネルギーの吸収を図り、
ピストン軸８０復動時には前記絞り通路５９の絞り機能
によりピストン軸８０復動面に位置する第三の油室５６
内の作動液を加圧して復動方向の運動エネルギーの吸収
を図り、これにより両効き可能に構成している。

【００１１】又前記第三の油室５６反対側のピストンス
トローク終端側に位置する第二の油室５５の背部（図上
上部）に圧縮空気による予圧空間６０を形成し、ピスト
ン往動時に、前記予圧空間６０内の予圧を利用して第二
の油室５５から第三の油室５６への液流の侵入の容易化
を図っている。

【００１２】更に、該第一の油室５４と第二の油室５５
の間に設けた絞り穴壁５３の形状を図２に示すように、
第三の油室５６側の絞り通路５９は小径にして絞り機能
を持たせ、又ピストン軸８０のストローク側に位置する
絞り穴６４は、ピストン初期位置においては大径６４ａ
にし、往動方向に進むに連れ徐々に小径６４ｂになるよ
うに構成している。

【００１３】この結果、本ショックアブソーバ８によれ
ば、ピストン往動時、ピストン受圧面側に高圧を生じさ
せる絞り穴６４が、ピストン初期位置においては大径６
４ａにし、往動方向に進むに連れ徐々に小径６４ｂに形
成している為に、流体圧を受圧して移動するピストンス
トローク初期位置においてのみピストン受圧面側に高圧
が生じない。この結果、流体圧の絞り調整のみで衝突体
の衝突直後の所定変位量若しくは所定時間、ショックア
ブソーバの作用力が作用しないように構成することが出
来る。

【００１４】又、本アブソーバを後記する衝撃試験装置
に組み込み、衝突体の衝撃力を吸収する吸収体として機
能させた場合について説明すると、前記ショックアブソ
ーバ８は前記第三の油室５６と絞り通路５９及び一の通
路５７に設けた逆止弁５８の作用により、衝撃力付勢方
向と反対方向の両方向の運動エネルギーの吸収を図るこ
とができる。

【００１５】即ち前記衝撃力付勢方向におけるピストン
往動時においては、前記逆止弁５８が開放されているた
めに絞り通路５９が作用することなく一の通路５７を介
して第二の油室５５より第三の油室５６への作動油の流
入が容易な状態にある。この結果第一の油室５４と第二
の油室５５の間に設けた絞り穴壁５３の形状によりエネ
ルギーの吸収が行なわれ、又第二の油室５５には予圧空
間６０が存在するために、その圧力により一の通路５７
より第三の油室５６側に円滑に油が流入する。

【００１６】一方、ピストン軸８０が衝撃力付勢方向の
反対方向である復動方向に作用する場合は、一の通路５
７は逆止弁５８により閉塞されるために、前記第三の油
室５６に貯溜した油が絞り通路５９のみを介して第二の
油室５５に連通する。そしてピストン軸８０の復動によ
り前記第三の油室５６に圧力がかかると、該第三の油室
５６内の作動油が絞り通路５９を戻る際に高圧化してエ
ネルギーの吸収が行なわれる。

【００１７】次にかかる両効きショックアブソーバを組
み込んだ場合と組み込まない場合の効果の差異について
説明する。図３は特開平９−２９２３０４号に開示され
ている衝撃試験の後に連続して地震波等の振動試験を行
なうことが出来、公知の直撃地震に類する振動を発生す
る振動伝達体装置で、基礎１００に一端が固定された三
軸方向（Χ、Ｙ、Ｚ）の加振機１０１に軸受１０２を介
して連結された振動伝達テーブル１０５が設けられてい
ると共に、該振動伝達テーブル１０５には穴が開けられ
軸受１０６を介して衝撃伝達テーブル１０７が差込まれ
ている。１１１は加振機１０１夫々に地震波等の振動を
付与する油圧源である。

【００１８】衝撃伝達テーブル１０７は軸受１０６を介
して振動伝達テーブル１０５に対し、水平及び回転方向
に拘束され、垂直方向にのみ可動に構成され、供試体３
は前記衝撃伝達テーブル１０７上に搭載される。前記衝
撃伝達テーブル１０７下方には垂直方向に衝撃荷重を加
える衝撃衝突体１０９が、油圧シリンダにより高速昇動
可能に垂設されている。

【００１９】かかる従来技術においては、衝撃荷重を加
える垂直方向以外は拘束されているために、前記衝撃衝
突体１０９を油圧シリンダにより高速に衝撃伝達テーブ
ル１０７下面に衝突させて該衝撃伝達テーブル１０７を
介して供試体３に衝撃荷重を加えた後、加振機１０１に
より振動及び衝撃伝達テーブル１０５，１０７を介して
前記衝撃試験の後に連続して地震波等の振動試験を行な
うことが出来る。

【００２０】しかしながらかかる従来技術においては次
のような課題がある。即ち、衝撃衝突体１０９の高速昇
動により該衝突体頭部を衝撃伝達テーブル１０７下面に
衝突させた場合、衝突後衝撃伝達テーブル１０７が大き
く飛び上がり、落下時の衝突荷重が生じ無視できなくな
る。又逆に衝撃伝達テーブル１０７を振動伝達テーブル
１０５に剛性的に固定すれば前記衝撃荷重により振動伝
達テーブル１０５が破損してしまう。

【００２１】このような従来技術において、衝撃伝達テ
ーブル１０７と基礎１００との間に両効き用ショックア
ブソーバ８を介装すると前記欠点が解消される。

【００２２】即ち、衝撃が作用したときに該両方向性の
ショックアブソーバ８を作用させ、前記ショックアブソ
ーバ８により衝撃伝達テーブル１０７の飛び上がりを少
なくし、両効きかつ確実に下方からの衝突体１０９の衝
撃力を忠実に供試体３に伝達することが出来るととも
に、衝撃伝達テーブル７を大きく飛び上がらせず且つ振
動伝達テーブル１０５上に軟着座させることが出来、こ
の結果衝突体１０９により突き上げられた供試体３やそ
の取り付け板が、自由落下により供試体や試験設備に悪
影響を与えてしまう恐れを解消できる。

【００２３】又前記両効きショックアブソーバ８が、前
記衝突体１０９の衝突直後のピストンの初期ストローク
量（定変位量若しくは所定時間）をショックアブソーバ
の作用力が作用しないように構成したために精度よい衝
撃荷重の付与が可能である。

【００２４】図４は前記ショックアブソーバ８が組込ま
れた本発明の他の実施形態に係る衝撃試験装置で、段差
状に上部を拡径した円筒状の穴部１１０を有するコンク
リート基礎１００を設け、前記穴部１１０内に、衝撃伝
達テーブル２下方より衝突体１を衝突させる油圧シリン
ダ等の発射装置６を設けると共に、該衝撃伝達テーブル
２をゴム状の緩衝材１１２を介してコンクリート基礎１
００上面に設置する。

【００２５】衝撃伝達テーブル２下面と、コンクリート
基礎穴部１１０の段差面１１０ａ間には、複数の両効き
用ショックアブソーバ８が介装され、衝突体１の衝突に
よる衝撃力を前記テーブル２を介して、前記衝撃力付勢
方向と反対方向の両方向に作用するように構成されてい
る。そして前記両効き用ショックアブソーバ８には、該
シリンダ作動油圧を受圧して移動するピストンストロー
ク初期位置においてのみピストン受圧面側に高圧が生じ
ないように流体圧の絞り調整をし、図１と逆に圧縮方向
の緩衝を主としたショックアブソーバ（図６参照）を用
いる（図１は引張り方向の緩衝を主としたショックアブ
ソーバである）。

【００２６】図６は中心軸線Ｂ−Ｂを挟んで右側と左側
に夫々別異のショックアブソーバを開示した本発明の他
の実施形態に係る両効きショックアブソーバの軸半分正
面断面図を示す。図上左半分側の及び右半分側のショッ
クアブソーバ８のいずれも、シリンダ６１とピストン軸
８０からなる筒型油圧アブソーバであり、ピストン軸８
０は図１と異なり、シリンダ６１の第一の油室５４内を
貫通させ、第三の油室５６と反対側に延在させている。

【００２７】そして該ピストン軸８０を往復動可能に支
持するシリンダ６１には、ピストン軸８０の往動面側に
位置する第一の油室５４と、該第一の油室５４の周囲に
設けた絞り穴壁５３の外周側に位置する第二の油室５５
と、該第二の油室５５と通路５７を介して連通し、前記
ピストン軸８０の復動面（圧縮方向）側に位置する第三
の油室５６とからなり、前記第二の油室５５と第三の油
室５６底面側の通路５７との開口に、第三の油室５６か
ら第二の油室５５への逆流を阻止する逆止弁５８を介装
する。又、第三の油室５６周囲の絞り穴壁５３には絞り
通路５９を設け、該絞り通路５９を前記一の通路５７よ
り小径にして絞り機能を持たせて構成している。

【００２８】更に、該第一の油室５４と第二の油室５５
の間に設けた絞り穴壁５３の形状を図２に示すように、
第三の油室５６側の絞り通路５９は小径にして絞り機能
を持たせ、又絞り壁５３に設ける絞り穴６４は、ピスト
ン初期位置においては大径６４ａにし、往動方向（引張
り方向）に進むに連れ徐々に小径６４ｂになるように構
成している。

【００２９】又、図上左半分側のショックアブソーバ８
は、前記第三の油室５６反対側のピストンストローク引
張り側の終端側に位置する第二の油室５５の背部（図上
上部）に圧縮空気による予圧空間６０を形成し、ピスト
ン往動時（引張り方向）に、前記予圧空間６０内の予圧
を利用して第二の油室５５から通路５７及び逆止弁５８
を介して第三の油室５６への液流の侵入の容易化を図っ
ている。

【００３０】一方、図上右半分側のショックアブソーバ
８は、前記第二の油室５５の背部（図上上部）に直接予
圧空間６０を形成することなく、前記第二の油室５５Ａ
の外側に通路７０ａを有する分離壁７０を設け、該分離
壁７０外側に予圧空間６０形成用の油室５５Ｂを設け、
該油室５５Ｂの背部（図上上部）に圧縮空気による予圧
空間６０Ａを形成している。このように予圧空間６０は
前記第二の油室５５に直接設ける必要はない。

【００３１】かかる実施形態によれば、前記衝撃伝達テ
ーブル２下面に衝突体１が衝突した直後の所定変位量若
しくは所定時間、ショックアブソーバ８の作用力が作用
しないように構成したために供試体３には、衝突体１の
衝撃力を忠実に付与することができ、精度のよい衝撃試
験が可能である。

【００３２】又両効きショックアブソーバ８が衝撃力付
勢方向と反対方向の両方向に作用する為に、衝突体１に
より突き上げられた供試体３が、自由落下により供試体
やコンクリート基礎１００に悪影響を与えてしまう恐れ
を解消できる。なお、衝突体１の発射装置６は、衝突体
１の衝突速度Ｖが調整できるものなら油圧利用式でも重
力利用式でも爆薬利用式等でのいずれでも可である。

【００３３】図５は前記ショックアブソーバが組込まれ
た本発明の他の実施形態に係る衝撃振動装置で、コンク
リートからなる供試体本体３１を鉄ブロック３０，３０
で上下に挟持して反射による衝撃波を得るようにした供
試体３を衝撃伝達テーブル２に設置した後、衝撃伝達テ
ーブル２下方より衝突体１を衝突させる油圧シリンダ等
の発射装置を設けると共に、衝撃伝達テーブル２は中央
に穴７ａが開設された振動伝達テーブル７上に載設され
ている。

【００３４】一方、固定ボルト軸１０は、衝撃伝達テー
ブル２から振動伝達テーブル７、固定シリンダ９（中空
式）、連結リング１３までを貫通し、かつ上端は固定ナ
ット２ａにより衝撃伝達テーブル２上面と、下端は固定
ナット２ｂにより連結リング１３下面と螺着され、一体
化されている。

【００３５】又、前記両効き用ショックアブソーバ８は
上端を前記振動伝達テーブル７に、下端を連結リング１
３に螺着されている。

【００３６】かかる構成によれば、固定シリンダ９の伸
張作動により前記衝撃伝達テーブル２と振動伝達テーブ
ル７は挟着固定され、逆に固定シリンダ９の縮小作動に
より衝撃伝達テーブル２と振動伝達テーブル７は、挟着
固定から解放される。

【００３７】よって、固定シリンダ９を縮小作動させた
状態で、衝突体１により衝撃伝達テーブル２が衝撃を受
け、飛び上がり又は自由落下すると、連結リング１３も
同じ動きとなり、振動伝達テーブル７と連結リング１３
に挟着されているショックアブソーバ８は衝撃力付勢方
向と反対方向の両方向に作用し、図４の説明と同様な作
用効果を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上記載のごとく請求項１記載の発明に
よれば、ピストンの往動時には第一の液室と第二の液室
との間に介装した絞り穴壁によりピストン往動面に位置
する第一の液室内の作動液を加圧して往動方向の運動エ
ネルギーの吸収を図り、一方、ピストン復動時には該ピ
ストンの復動面側に位置する第三の液室と前記第二の液
室間の逆流通路としての他の通路の絞り機能によりピス
トン復動面に位置する第三の液室内の作動液を加圧して
復動方向の運動エネルギーの吸収を図り、これにより両
効き可能なショックアブソーバの提供が可能となる。

【００３９】又請求項２記載の発明によれば、前記第二
の油室、若しくは第２の油室に通ずる部位に、圧縮空気
による予圧空間を形成し、ピストン往動時に、前記予圧
空間内の予圧を利用して第二の液室から第三の液室への
液流の侵入の容易化を図ることにより、ピストン復動時
の効きの確実化を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る両効きショックアブ
ソーバの正面断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 従来装置に本発明のショックアブソーバを組
み込んだ衝撃振動装置の概略図である。

【図４】 本発明のショックアブソーバを組み込んだ他
の実施形態に係る衝撃試験装置の概略図である。

【図５】 本発明のショックアブソーバを組み込んだ他
の実施形態に係る衝撃振動装置の概略図である。

【図６】 中心軸線Ｂ−Ｂを挟んで右側と左側に夫々別
異のショックアブソーバを開示した本発明の他の実施形
態に係る両効きショックアブソーバの軸半分正面断面図
を示す。

【符号の説明】

１ 衝突体 ８ ショックアブソーバ １０ 固定ボルト軸 １３ 支持リング ５４ 第一の油室 ５３ 絞り穴壁 ５５ 第二の油室 ５６ 第三の油室 ５７ 一の通路 ５８ 逆止弁 ５９ 他の通路（絞り通路） ６０ 予圧空間 ６１ シリンダ ８０ ピストン軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北洞 敬彦 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 3J048 AA06 AC04 BE03 DA01 DA03 EA07 3J069 AA54 EE10 EE19 EE52

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復動可能なピストンの往動面側に位置
   する第一の液室と、 該第一の液室の周囲に設けた絞り穴壁の外周側に位置す
   る第二の液室と、 該第二の液室と一又は複数の通路を介して連通し、前記
   ピストンの復動面側に位置する第三の液室とを具えた液
   圧式ショックアブソーバにおいて、 前記第二の液室と第三の液室とを連通する複数の通路の
   内、一の通路に第三の液室から第二の液室への逆流を阻
   止する逆止弁を介装し、他の通路を前記一の通路より小
   径にして絞り機能を持たせ、 ピストン往動時には前記絞り穴壁によりピストン往動面
   に位置する第一の液室内の作動液を加圧して往動方向の
   運動エネルギーの吸収を図り、 ピストン復動時には前記他の通路の絞り機能によりピス
   トン復動面に位置する第三の液室内の作動液を加圧して
   復動方向の運動エネルギーの吸収を図り、 これにより両効き可能に構成したことを特徴とする両効
   き液圧式ショックアブソーバ。
2. 【請求項２】 前記第二の油室、若しくは第２の油室に
   通ずる部位に、圧縮空気による予圧空間を形成し、ピス
   トン往動時に、前記予圧空間内の予圧を利用して第二の
   液室から第三の液室への液流の侵入の容易化を図ったこ
   とを特徴とする請求項１記載の両効き液圧式ショックア
   ブソーバ。