JP2000266100A - 多段式ショックアブソーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多段式ショックアブソーバの中間メンバが所
定レベルから外れて両側メンバと衝接する問題を、ピス
トンの摩擦抵抗の増大なしに解消する。 【解決手段】 小径ユニット１のロッド４が筒体３に対
しＸ₁ だけ進入した時、筒体３に対するロッド４の進入
体積分Ｖ₁ （＝Ａ_r ×Ｘ₁ ）の作動油が孔３ａ，15ａを
経て大径ユニット２の収縮室17、周辺油室16ｂ内に流入
する。当該作動油流はピストン15および筒体３を筒体11
に対し下方へＸ₂ ＝Ｖ₁ ／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）だけ進
入させる。この時中心油室16ａから作動油が振動減衰バ
ルブ19を経て副室１４内に流入し、この室内のガスを圧
縮する。上記Ｘ₂ ，Ｖ₁ の算出式からＸ₂ ＝Ｘ₁ ×Ａ_r
／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）が得られ、Ｘ₂ ，Ｘ₁ の関係が
Ａ_r／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）で決まり、中間メンバの筒
体３が両側メンバと衝接する問題を解消し得る。荷重は
下側油圧Ｐ_L と上側油圧Ｐ_U との差圧で支持されるが、
当該油圧間が筒状収縮部材２１で区画されており、ピス
トン15の外周シールが不要であり、摩擦の増大なしに上
記の問題解決が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多段式ショックア
ブソーバの耐久性や異音に対する改良提案に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ショックアブソーバは通常、例えば実開
平５−４２７８５号公報に記載のごとく、ピストンロッ
ドを気液が封入された筒体に対し抜き差し可能に嵌合し
て構成し、例えば筒体から突出したピストンロッドを車
体に取り付け、筒体を車輪に取り付けて車両のサスペン
ション装置に用いる。

【０００３】ところで、かように１個のピストンロッド
および１個の筒体のみからなる従来のショックアブソー
バは、収縮時の全長が伸長時のそれに対し最高でも２／
３程度にしか縮まらず、大きなストローク（サスペンシ
ョンストローク）を確保するのが比較的困難であった。
この問題解決のためには、本願出願人が特願平１０−１
２４１２号により既に提案済みのように、ピストンロッ
ドが筒体から抜き差し可能に突出した振動減衰バルブ付
きショックアブソーバユニットを多段に同軸配置し、隣
り合うショックアブソーバユニット同士を、小径側ショ
ックアブソーバユニットの筒体が大径側ショックアブソ
ーバユニットのピストンロッドに兼用されるよう相関さ
せて、ショックアブソーバを多段式にすることが考えら
れる。この場合、２段式のショックアブソーバなら収縮
時の全長が伸長時のそれに対し最高で１／２程度に縮ま
り、その分サスペンションストロークを大きく確保する
ことができる。

【０００４】しかし、上記多段式ショックアブソーバに
おいては、小径側ショックアブソーバユニットおよび大
径側ショックアブソーバユニットの間で兼用する中間メ
ンバ、つまり小径側ショックアブソーバユニットの筒体
（大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ド）がストローク方向の位置を規制されず、どの位置に
存在するのかが不確実である。ここで中間メンバが位置
を低下されたり、位置を上昇されている場合、車両走行
時における車輪のバウンド、リバウンドに伴う多段式シ
ョックアブソーバの伸縮動作中に、中間メンバの底部が
大径側ショックアブソーバユニットの筒体に衝接した
り、小径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ドに衝接し、何れにしても多段式ショックアブソーバの
耐久性を低下させたり、異音の発生で商品価値を低下さ
せるという問題を生ずる。

【０００５】そこで、図１に示すような多段式ショック
アブソーバも考えられており、これは小径側ショックア
ブソーバユニット１および大径側ショックアブソーバユ
ニット２の同軸配置により構成する。しかして、小径側
ショックアブソーバユニット１の筒体３を作動液のみが
充満された単筒式とし、これにピストンロッド４を抜き
差し可能に挿入すると共に、ピストンロッド４の内端に
おけるピストン本体５に振動減衰バルブ６，７を設け
て、ピストン本体５の両側における伸長室８および収縮
室９間を振動減衰バルブ６，７により制限状態で作動液
の往来が可能なように連通させる。振動減衰バルブ６
は、ショックアブソーバユニット１の収縮ストローク中
に伸長室８から収縮室９への作動液流を許容すると共
に、この液流に流動抵抗を与えて振動減衰機能を生起
し、振動減衰バルブ７は逆に、ショックアブソーバユニ
ット１の伸長ストローク中に収縮室９から伸長室８への
作動液流を許容すると共に、この液流に流動抵抗を与え
て振動減衰機能を生起するものとする。

【０００６】大径側ショックアブソーバユニット２は、
上記小径側ショックアブソーバユニット１の筒体３をピ
ストンロッドとして兼用し、これを液密封止下で筒体１
１内に抜き差し可能に進入させて構成する。そして筒体
１１は、内筒１２および外筒１３よりなり、これら内外
筒間に副室１４を有した複筒式とし、筒体３の内端に
は、内筒１２内に嵌合されたピストン本体１５を固着し
て内筒１２内を伸長室１６および収縮室１７の２室に液
密封止下に区画する。これら伸長室１６および収縮室１
７内には作動液を充満させ、この作動液を更に上記副室
１４内にも浸入させ、副室１４内の残部には、筒体３が
内筒１２に対し進退する時に圧縮または膨張されて当該
筒体３の進退を可能にするための高圧ガスを封入する。

【０００７】そして副室１４と伸長室１６との間を、内
筒１２の底部内に固設したボトムプレート１８上におけ
る振動減衰バルブ１９，２０により、制限状態で作動液
の往来が可能なように連通させる。振動減衰バルブ１９
は、ショックアブソーバユニット２の収縮ストローク中
に伸長室１６から副室１４への作動液流を許容すると共
に、この液流に流動抵抗を与えて振動減衰機能を生起
し、振動減衰バルブ２０は逆に、ショックアブソーバユ
ニット２の伸長ストローク中に副室１４から伸長室１６
への作動液流を許容すると共に、この液流に流動抵抗を
与えて振動減衰機能を生起するものとする。

【０００８】ここで、小径側ショックアブソーバユニッ
ト１が筒体３に作動液のみを充満されたものであっても
前記ストロークを行い得るようにするために、小径側シ
ョックアブソーバユニット１の伸長室８を、筒体３の周
壁に穿った連通孔３ａにより大径側ショックアブソーバ
ユニット２の収縮室１７に通じさせる。

【０００９】上記の多段式ショックアブソーバにおいて
は、小径側ショックアブソーバユニット１のピストンロ
ッド４が筒体３に対しＸ₁ だけ進入した時について考察
するに、ピストンロッド４の横断面積をＡ_r とし、筒体
３の横断面積をＡ₁ とすると、伸長室８の内容積は次式
で表されるＶ_1Lだけ減少し、 Ｖ_1L＝Ａ₁ ×Ｘ₁ ・・・（１） 収縮室９の内容積は次式で表されるＶ_1Uだけ増大する。 Ｖ_1U＝（Ａ₁ −Ａ_r ）×Ｘ₁ ・・・（２） この時、伸長室８内における上記内容積減少分の作動油
は振動減衰バルブ６を経て収縮室９に流入し、収縮室９
内における上記内容積増大分を補充し、次式で表される
余剰分の作動油Ｖ₁ ＝（Ｖ_1L−Ｖ_1U）が連通孔３ａを経
て収縮室１７内に流入する。 Ｖ₁ ＝Ｖ_1L−Ｖ_1U ＝Ａ_r ×Ｘ₁ ・・・（３）

【００１０】かかる収縮室１７内への作動油の流入は収
縮室１７の内容積増大をもたらし、結果としてピストン
本体１５および筒体３を筒体１１に対し図１の下方へ進
入させる。ここでピストン本体１５および筒体３の進入
量Ｘ₂ を求めるにこれは、収縮室１７におけるピストン
本体１５の受圧面積をＡ_PUとすると、 Ｘ₂ ＝Ｖ₁ ／Ａ_PU ・・・（４） で表される。当該ピストン本体１５および筒体３の進入
量Ｘ₂ は、伸長室１６の内容積減少を惹起し、伸長室１
６におけるピストン本体１５および筒体３の受圧面積を
Ａ_PLとすると、伸長室１６の内容積減少量Ｖ₂ は次式で
表される。 Ｖ₂ ＝Ａ_PL×Ｘ₂ ・・・（５）

【００１１】この時、伸長室１６から上記の内容積減少
量Ｖ₂ に相当する量の作動油が振動減衰バルブ１９を経
て副室１４内に流入し、この室内における高圧ガスを圧
縮して筒体１１に対するピストン本体１５および筒体３
の上記進入Ｘ₂ を可能ならしめる。

【００１２】ところで（３）式のＶ₁ を（４）式に代入
して、 Ｘ₂ ＝Ｘ₁ ×Ａ_r ／Ａ_PU ・・・（６） の関係式が得られ、この式から、筒体１１に対する中間
体である筒体３のストローク量Ｘ₂ と、筒体３に対する
ピストンロッド４のストローク量Ｘ₁ との関係をＡ_r ／
Ａ_PU、つまりピストンロッド４の横断面積Ａ_r と収縮室
１７におけるピストン本体１５の受圧面積Ａ_PUとの間に
おける比により規定することができる。従って、図１の
構成になる多段式ショックアブソーバによれば、その全
ストロークに対するピストンロッド４のストローク量Ｘ
₁ の割合、および中間体である筒体３のストローク量Ｘ
₂ の割合を、Ａ_r ／Ａ_PU比により決定することができる
こととなり、当該比の決定次第でピストンロッド４およ
び筒体３のどちらかが先に底突きするという問題は解消
し得る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記の多段
式ショックアブソーバにおいては、以下に説明する新た
な問題が発生するのを避けられないことを確かめた。つ
まり、多段式ショックアブソーバがストロークを行って
いない状態、換言すれば静荷重を支持している状態を考
察するに、この時における副室１４内の圧力をＰ_L とす
ると、伸長室１６内の圧力も同じＰ_L であることから、
ピストン本体１５および筒体３に作用する上向き力Ｆ_U
は Ｆ_U ＝Ｐ_L ×Ａ_PL ・・・（７） で表される。

【００１４】ところでピストン本体１５および筒体３に
作用する下向き力Ｆ_L は、収縮室１７内の圧力Ｐ_U によ
る下向き力（Ｐ_U ×Ａ_PU）と、ピストンロッド４からの
押し下げ反力（Ｐ_U ×Ａ_r ）との和値であるから、次式
で表される。 Ｆ_L ＝Ｐ_U （Ａ_PU＋Ａ_r ） ・・・（８） そして当該ピストン本体１５および筒体３に作用する下
向き力Ｆ_L と上記の上向き力Ｆ_U とが釣り合って前記の
静荷重を支持していることからＦ_L ＝Ｆ_U であり、従っ
て（７），（８）式から Ｐ_L ×Ａ_PL＝Ｐ_U （Ａ_PU＋Ａ_r ）・・・（９） の関係式が成立する。しかるに図１の構成においては、
（９）式の右辺に係わる受圧面積（Ａ_PU＋Ａ _r ）が左辺
に係わる受圧面積Ａ_PLよりも小さく、これがため（９）
式の右辺に係わる圧力Ｐ_U が左辺に係わる圧力Ｐ_L より
も高くなる。

【００１５】従って、図１の構成では大径側ショックア
ブソーバユニットの収縮室１７が伸長室１６よりも高圧
となって、両者間の圧力差により収縮室１７から伸長室
１６へ作動油が洩れる傾向となり、かかる作動油の洩れ
は、中間体であるピストン本体１５および筒体３をピス
トンロッド４および筒体１１間における当初の所定スト
ローク位置からずらせてしまい、ピストンロッド４およ
び筒体３のどちらかが先に底突きするという問題を解消
し得なくし、本来の目的を達成し得なくしてしまう。

【００１６】この問題解決のためには、上記の圧力差に
よっても収縮室１７から伸長室１６へ作動油が洩れるこ
とのないようピストン本体１５および内筒１２間の締め
代を大きくすることが考えられるが、圧力差が大きい場
合にはこれに伴って大きくする必要のあるピストン本体
１５および内筒１２間の締め代がショックアブソーバと
しての機能を阻害するに至る。かといってショックアブ
ソーバ機能が妨げられない範囲でピストン本体１５およ
び内筒１２間の締め代を決定すると、収縮室１７から伸
長室１６への作動油の洩れを避けられず、中間体である
ピストン本体１５および筒体３の位置を当初の所定スト
ローク位置からずらせてしまうという問題が発生する。

【００１７】請求項１に記載の第１発明は、大径側ショ
ックアブソーバユニットのピストンロッドから遠い室を
中心油室と周辺油室とに区画することにより、大径側シ
ョックアブソーバユニットのピストン本体にシール機能
を持たせる必要がないようにして上述の問題を悉く解消
することを目的とする。

【００１８】請求項２に記載の第２発明は、上記第１発
明の区画を行うための好適な部材を提案して、上記の問
題解決が一層確実に実現されるようにした多段式ショッ
クアブソーバを提供することを目的とする。

【００１９】請求項３に記載の第３発明は、上記第１発
明の問題解決が最も確実になるよう各部の寸法関係を定
めた多段式ショックアブソーバを提案することを目的と
する。

【００２０】請求項４に記載の第４発明は、大径側ショ
ックアブソーバユニットのピストンロッドに近い室を中
心油室と周辺油室とに区画することにより、大径側ショ
ックアブソーバユニットのピストン本体にシール機能を
持たせる必要がないようにして前述の問題を悉く解消す
ることを目的とする。

【００２１】請求項５に記載の第５発明は、上記第４発
明の区画を行うための好適な部材を提案して、上記の問
題解決が一層確実に実現されるようにした多段式ショッ
クアブソーバを提供することを目的とする。

【００２２】請求項６に記載の第６発明は、上記第４発
明の問題解決が最も確実になるよう各部の寸法関係を定
めた多段式ショックアブソーバを提案することを目的と
する。

【００２３】請求項７に記載の第７発明は、大径側ショ
ックアブソーバユニットのピストンロッドから遠い室を
中心ガス室と周辺油室とに区画することにより、大径側
ショックアブソーバユニットのピストン本体前後におけ
る前記油圧差が小さくなるようにして前述の問題を悉く
解消することを目的とする。

【００２４】請求項８に記載の第８発明は、上記第７発
明の区画を行うための好適な部材を提案して、上記の問
題解決が一層確実に実現されるようにした多段式ショッ
クアブソーバを提供することを目的とする。

【００２５】請求項９に記載の第９発明は、第７発明に
おける中心ガス室を緩衝部としても機能させるようにし
て、緩衝部の設置を不要にした多段式ショックアブソー
バを提案することを目的とする。

【００２６】請求項１０に記載の第１０発明は、第７発
明における中心ガス室が、大径側ショックアブソーバユ
ニットのストローク中も該ユニットのピストン本体前後
における圧力差を変化させることのないようにした多段
式ショックアブソーバを提案することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】これらの目的のため、先
ず第１発明による多段式ショックアブソーバは、ピスト
ンロッドが筒体から抜き差し可能に突出した振動減衰バ
ルブ付きショックアブソーバユニットの多段同軸配置に
なり、隣り合うショックアブソーバユニットを相互に、
小径側ショックアブソーバユニットの筒体が大径側ショ
ックアブソーバユニットのピストンロッドに兼用される
よう相関させた多段式ショックアブソーバにおいて、小
径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドから
遠い油室と、大径側ショックアブソーバユニットのピス
トンロッドに近い油室との間を相互に連通させ、大径側
ショックアブソーバユニットのピストンロッドから遠い
油室を画成するピストン本体と大径側ショックアブソー
バユニットのボトムプレートとの間に、大径側ショック
アブソーバユニットのピストンロッドから遠い油室を中
心油室および周辺油室に区画する筒状伸縮部材を介在さ
せ、大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ドに近い油室と前記周辺油室との間を相互に連通させ、
前記中心油室を、前記ボトムプレートに設けた振動減衰
バルブを介して、ガスが封入された副室に連通可能とし
たことを特徴とするものである。

【００２８】第２発明による多段式ショックアブソーバ
は、上記第１発明において、上記筒状伸縮部材を金属ベ
ローズで構成したことを特徴とするものである。

【００２９】第３発明による多段式ショックアブソーバ
は、第１発明または第２発明において、小径側ショック
アブソーバユニットに係わるピストンロッドの横断面積
Ａ_r 、大径側ショックアブソーバユニットに係わるピス
トン本体の上側受圧面積Ａ_PU、前記周辺油室に臨む下側
受圧面積Ａ_PL、および前記筒状伸縮部材の横断面積Ａ_b
を、Ａ_r ／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）＝１／２となるよう決
定して、大径側ショックアブソーバユニットのピストン
ロッドのストロークが小径側ショックアブソーバユニッ
トのピストンロッドのストロークの半分になるよう構成
したことを特徴とするものである。

【００３０】第４発明による多段式ショックアブソーバ
は、ピストンロッドが筒体から抜き差し可能に突出した
振動減衰バルブ付きショックアブソーバユニットの多段
同軸配置になり、隣り合うショックアブソーバユニット
を相互に、小径側ショックアブソーバユニットの筒体が
大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドに
兼用されるよう相関させた多段式ショックアブソーバに
おいて、大径側ショックアブソーバユニットのピストン
ロッドに近い油室を画成するピストン本体と筒体端壁と
の間に、大径側ショックアブソーバユニットのピストン
ロッドに近い油室を中心油室および周辺油室に区画する
筒状伸縮部材を介在させ、小径側ショックアブソーバユ
ニットのピストンロッドから遠い油室と、前記中心油室
との間を相互に連通させると共に、大径側ショックアブ
ソーバユニットのピストンロッドから遠い油室および前
記周辺油室間を相互に連通させ、大径側ショックアブソ
ーバユニットのピストンロッドから遠い油室を、大径側
ショックアブソーバユニットのボトムプレートに設けた
振動減衰バルブを介して、ガスが封入された副室に連通
可能としたことを特徴とするものである。

【００３１】第５発明による多段式ショックアブソーバ
は、上記第４発明において、上記筒状伸縮部材を金属ベ
ローズで構成したことを特徴とするものである。

【００３２】第６発明による多段式ショックアブソーバ
は、第４発明または第５発明において、小径側ショック
アブソーバユニットに係わるピストンロッドの横断面積
Ａ_r 、大径側ショックアブソーバユニットに係わるピス
トンロッドの受圧面積Ａ₁ 、および前記筒状伸縮部材の
横断面積Ａ_b を、Ａ_r ／（Ａ_b −Ａ₁ ）＝１／２となる
よう決定して、大径側ショックアブソーバユニットのピ
ストンロッドのストロークが小径側ショックアブソーバ
ユニットのピストンロッドのストロークの半分になるよ
う構成したことを特徴とするものである。

【００３３】第７発明による多段式ショックアブソーバ
は、ピストンロッドが筒体から抜き差し可能に突出した
振動減衰バルブ付きショックアブソーバユニットの多段
同軸配置になり、隣り合うショックアブソーバユニット
を相互に、小径側ショックアブソーバユニットの筒体が
大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドに
兼用されるよう相関させた多段式ショックアブソーバに
おいて、小径側ショックアブソーバユニットのピストン
ロッドから遠い油室と、大径側ショックアブソーバユニ
ットのピストンロッドに近い油室との間を相互に連通さ
せ、大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ドに近い油室およびピストンロッドから遠い室間を該ピ
ストンロッドに結合したピストン本体により液密封止
し、大径側ショックアブソーバユニットのピストン本体
およびボトムプレート間に、大径側ショックアブソーバ
ユニットのピストンロッドから遠い室を中心ガス室およ
び周辺油室に区画する筒状伸縮部材を介在させ、前記周
辺油室を、前記ボトムプレートに設けた振動減衰バルブ
を介して、ガスが封入された副室に連通可能としたこと
を特徴とするものである。

【００３４】第８発明による多段式ショックアブソーバ
は、上記第７発明において、上記筒状伸縮部材を金属ベ
ローズで構成したことを特徴とするものである。

【００３５】第９発明による多段式ショックアブソーバ
は、第７発明または第８発明において、前記中心ガス室
を密閉空間にしたことを特徴とするものである。

【００３６】第１０発明による多段式ショックアブソー
バは、第７発明または第８発明において、前記中心ガス
室を大気中に連通させたことを特徴とするものである。

【００３７】

【発明の効果】第１発明による多段式ショックアブソー
バにおいては、小径側ショックアブソーバユニットのピ
ストンロッドが筒体に対して振動減衰バルブによる振動
減衰下に進退する時、ピストンロッドの進退体積分の作
動油が小径側ショックアブソーバユニットのピストンロ
ッドから遠い油室と大径側ショックアブソーバユニット
のピストンロッドに近い油室および前記周辺油室との間
で往来し、この往来作動油で大径側ショックアブソーバ
ユニットのピストンロッドが筒体に対して進退される。
この間、中心油室も容積変化を生ずるが、これに伴って
中心油室と副室との間で作動油がボトムプレート内の振
動減衰バルブによる振動減衰下に往来すると共に、中心
油室の容積変化が副室内におけるガスの圧縮、膨張によ
り吸収されることから、大径側ショックアブソーバユニ
ットの上記ストロークを可能ならしめる。

【００３８】ところでかかる第１発明においては、小径
側ショックアブソーバユニットに係わるピストンロッド
の横断面積と、大径側ショックアブソーバユニットに係
わるピストン本体の上側受圧面積および周辺油室に臨む
下側受圧面積と、中心油室および周辺油室間を区画する
筒状伸縮部材の横断面積とで、大径側ショックアブソー
バユニットのピストンロッドのストロークと小径側ショ
ックアブソーバユニットのピストンロッドのストローク
との関係が決まることから、これらピストンロッドのど
ちらかが先に底突きすることのないよう当該関係を決定
しておいて、従来の構成で生じていた耐久性に関する問
題を解消することができる。しかも、上記したところか
ら明かなように大径側ショックアブソーバユニットのピ
ストンロッドに近い油室と周辺油室との間を液密封止す
ることなく上記の作用効果を達成し得ることから、これ
ら室間におけるピストン本体の摺動抵抗を小さくしてシ
ョックアブソーバの機能が阻害されるのを防止し得ると
共に、当該ピストン本体の前後で作動油流があっても上
記の関係が崩れてしまうようなことがなく、当該関係を
不変に維持することができる。

【００３９】第２発明においては、上記筒状伸縮部材を
金属ベローズで構成したから、中心油室と周辺油室との
間に大きな圧力差が発生した時にも筒状伸縮部材の横断
面積が大きく変化することがなく、これを因子の１つと
する大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ドストロークと小径側ショックアブソーバユニットのピ
ストンロッドストロークとの関係を、上記の大きな圧力
差のもとでも希望通りに維持することができ、第１発明
の作用効果を一層確実なものにすることができる。

【００４０】第３発明においては、小径側ショックアブ
ソーバユニットに係わるピストンロッドの横断面積
Ａ_r 、大径側ショックアブソーバユニットに係わるピス
トン本体の上側受圧面積Ａ_PU、前記周辺油室に臨む下側
受圧面積Ａ_PL、および前記筒状伸縮部材の横断面積Ａ_b
を、Ａ_r ／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）＝１／２となるよう決
定したから、大径側ショックアブソーバユニットのピス
トンロッドのストロークが小径側ショックアブソーバユ
ニットのピストンロッドのストロークの半分になること
となり、これらピストンロッドのどちらかが先に底突き
するのを確実に防止して従来の耐久性に関する問題を完
全に解消することができる。

【００４１】第４発明による多段式ショックアブソーバ
においては、小径側ショックアブソーバユニットのピス
トンロッドが筒体に対して振動減衰バルブによる振動減
衰下に進退する時、ピストンロッドの進退体積分の作動
油が小径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ドから遠い油室と大径側ショックアブソーバユニットの
ピストンロッドに近い油室に形成した中心油室との間で
往来し、この往来作動油で大径側ショックアブソーバユ
ニットのピストンロッドが筒体に対して進退される。か
かる大径側ショックアブソーバユニットのストロークに
より、大径側ショックアブソーバユニットのピストンロ
ッドに近い油室に形成した周辺油室および大径側ショッ
クアブソーバユニットのピストンロッドから遠い油室が
それぞれ内容積を変化され、当該内容積変化分の作動油
が大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッド
から遠い油室と副室との間でボトムプレート内の振動減
衰バルブによる振動減衰下に往来すると共に、上記の内
容積変化が副室内におけるガスの圧縮、膨張により吸収
されることから、大径側ショックアブソーバユニットの
上記ストロークを可能ならしめる。

【００４２】ところでかかる第４発明においては、小径
側ショックアブソーバユニットに係わるピストンロッド
の横断面積と、大径側ショックアブソーバユニットに係
わるピストンロッドの受圧面積と、筒状伸縮部材の横断
面積とで、大径側ショックアブソーバユニットのピスト
ンロッドのストロークと小径側ショックアブソーバユニ
ットのピストンロッドのストロークとの関係が決まるこ
とから、これらピストンロッドのどちらかが先に底突き
することのないよう当該関係を決定しておいて、従来の
構成で生じていた耐久性に関する問題を解消することが
できる。しかも、上記したところから明かなように大径
側ショックアブソーバユニットのピストンロッドから遠
い油室と周辺油室との間を液密封止することなく上記の
作用効果を達成し得ることから、これら室間におけるピ
ストン本体の摺動抵抗を小さくしてショックアブソーバ
の機能が阻害されるのを防止し得ると共に、当該ピスト
ン本体の前後で作動油流があっても上記の関係が崩れて
しまうようなことがなく、当該関係を不変に維持するこ
とができる。

【００４３】第５発明においては、上記筒状伸縮部材を
金属ベローズで構成したから、中心油室と周辺油室との
間に大きな圧力差が発生した時にも筒状伸縮部材の横断
面積が大きく変化することがなく、これを因子の１つと
する大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ドストロークと小径側ショックアブソーバユニットのピ
ストンロッドストロークとの関係を、上記の大きな圧力
差のもとでも希望通りに維持することができ、第４発明
の作用効果を一層確実なものにすることができる。

【００４４】第６発明においては、小径側ショックアブ
ソーバユニットに係わるピストンロッドの横断面積
Ａ_r 、大径側ショックアブソーバユニットに係わるピス
トンロッドの受圧面積Ａ₁ 、および前記筒状伸縮部材の
横断面積Ａ_b を、Ａ_r ／（Ａ_b −Ａ₁ ）＝１／２となる
よう決定したから、大径側ショックアブソーバユニット
のピストンロッドのストロークが小径側ショックアブソ
ーバユニットのピストンロッドのストロークの半分にな
ることとなり、これらピストンロッドのどちらかが先に
底突きするのを確実に防止して従来の耐久性に関する問
題を完全に解消することができる。

【００４５】第７発明による多段式ショックアブソーバ
においては、小径側ショックアブソーバユニットのピス
トンロッドが筒体に対して振動減衰バルブによる振動減
衰下に進退する時、ピストンロッドの進退体積分の作動
油が小径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ドから遠い油室と大径側ショックアブソーバユニットの
ピストンロッドに近い油室との間で往来し、この往来作
動油で大径側ショックアブソーバユニットのピストンロ
ッドが筒体に対して進退される。かかる大径側ショック
アブソーバユニットのストロークにより、大径側ショッ
クアブソーバユニットのピストンロッドから遠い油室に
形成した周辺油室が内容積を変化され、当該内容積変化
分の作動油が周辺油室と副室との間でボトムプレート内
の振動減衰バルブによる振動減衰下に往来すると共に、
上記周辺油室の内容積変化が副室内におけるガスの圧
縮、膨張により吸収されることから、大径側ショックア
ブソーバユニットの上記ストロークを可能ならしめる。

【００４６】ところでかかる第７発明においては、小径
側ショックアブソーバユニットに係わるピストンロッド
の横断面積と、大径側ショックアブソーバユニットのピ
ストンロッドに近い油室におけるピストン本体の受圧面
積とで、大径側ショックアブソーバユニットのピストン
ロッドのストロークと小径側ショックアブソーバユニッ
トのピストンロッドのストロークとの関係が決まること
から、これらピストンロッドのどちらかが先に底突きす
ることのないよう当該関係を決定しておいて、従来の構
成で生じていた耐久性に関する問題を解消することがで
きる。

【００４７】しかも、大径側ショックアブソーバユニッ
トのピストンロッドから遠い室を筒上伸縮部材により周
辺油室と中心ガス室とに区画して、大径側ショックアブ
ソーバユニットのピストンロッドから遠い側において当
該ショックアブソーバユニットのピストンロッドに作用
する油圧の受圧面積を中心ガス室の分だけ小さくするこ
ととしたから、当該受圧面積を、大径側ショックアブソ
ーバユニットのピストンロッドに逆向きに作用する油圧
の受圧面積に近づけたり、これと同じに受圧面積にし
て、大径側ショックアブソーバユニットのピストン本体
前後における油圧差を小さくしたり、なくすことができ
る。これがため、大径側ショックアブソーバユニットの
ピストン本体前後における油室間で液密封止が必要であ
っても、これら室間におけるピストン本体の外周部にお
ける締め代が小さいままで上記の作用効果が保証され、
ピストン本体の摺動抵抗を小さくしてショックアブソー
バの機能が阻害されるのを防止することができる。

【００４８】第８発明においては、上記筒状伸縮部材を
金属ベローズで構成したから、中心ガス室と周辺油室と
の間に大きな圧力差が発生した時にも筒状伸縮部材の横
断面積が大きく変化することがなく、当該大きな圧力差
のもとでも第７発明の上記作用効果を一層確実なものに
することができる。

【００４９】第９発明においては、上記中心ガス室を密
閉空間にしたから、大径側ショックアブソーバユニット
の収縮ストローク中において中心ガス室が内圧を上昇さ
れる結果、緩衝部としても機能し、緩衝部の設置が不要
になる。

【００５０】第１０発明においては、上記中心ガス室を
大気中に連通させたから、中心ガス室が大径側ショック
アブソーバユニットのストローク中も内圧を発生される
ことがなく、該ショックアブソーバユニットのピストン
本体前後における圧力差を変化させるのを防止して、第
７発明の前記作用効果を一層確実なものにすることがで
きる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図２は本発明の一実施の形態
になる多段式ショックアブソーバを示し、図中、図１に
おけると同様の部分を同一符号にて示し、重複説明を避
けた。

【００５２】本実施の形態においては、小径側ショック
アブソーバユニット１の構成を図１におけると同様と
し、該ショックアブソーバユニット１のピストンロッド
４から遠い油室（伸長室）８と、大径側ショックアブソ
ーバユニット２のピストンロッド（小径側ショックアブ
ソーバユニット１の筒体）３に近い油室（収縮室）１７
との間を、筒体３に穿った連通孔３ａにより相互に連通
させる。そして、大径側ショックアブソーバユニット２
のピストン本体１５とボトムプレート１８との間に、好
ましくは金属ベローズで構成した筒状伸縮部材２１を介
在させ、この筒状伸縮部材２１を大径側ショックアブソ
ーバユニット２に同心に配置してピストン本体１５およ
びボトムプレート１８に液密封着する。

【００５３】かくて筒状伸縮部材２１は、大径側ショッ
クアブソーバユニット２のピストンロッド３から遠い油
室を中心油室１６ａおよび周辺油室１６ｂに区画する。
ここで、ボトムプレート１８に設ける振動減衰バルブ１
９，２０は中心油室１６ａと副室１４との間において作
動油の往来を可能にするよう領域でボトムプレート１８
に設置する。また周辺油室１６ｂと、大径側ショックア
ブソーバユニット２のピストンロッド３に近い油室１７
との間を、ピストン本体１５に設けた連通孔１５ａによ
り相互に連通させる。

【００５４】かかる本実施の形態になる多段式ショック
アブソーバの作用を次に説明するに、小径側ショックア
ブソーバユニット１のピストンロッド４が筒体３に対し
て振動減衰バルブ６，７による振動減衰下に進退する
時、ピストンロッド４の進退体積分の作動油が小径側シ
ョックアブソーバユニット１のピストンロッド４から遠
い油室８と大径側ショックアブソーバユニット２のピス
トンロッド３に近い油室１７および周辺油室１６ｂとの
間で往来する。この往来作動油は大径側ショックアブソ
ーバユニット２のピストンロッド３を筒体１１に対して
進退させ、この間における中心油室１６ａの内容積変化
は、これに伴う中心油室１６ａと副室１４との間での振
動減衰バルブ１９，２０を経由した作動油の往来で副室
１４内におけるガスの圧縮、膨張により吸収され、大径
側ショックアブソーバユニット２の上記ストロークを可
能にする。この際、振動減衰バルブ１９，２０は中心油
室１６ａおよび副室１４間での作動油の置換流動に抵抗
を与え、大径側ショックアブソーバユニット２の振動減
衰作用を生起させる。

【００５５】ここで特に、小径側ショックアブソーバユ
ニット１のピストンロッド４が筒体３に対しＸ₁ だけ進
入した場合について、本実施の形態になる多段式ショッ
クアブソーバの作用を考察するに、ピストンロッド４の
横断面積をＡ_r とし、筒体３の横断面積をＡ₁ とする
と、伸長室８の内容積は前記（１）式で表されるＶ
_1L（＝Ａ₁ ×Ｘ₁ ）だけ減少し、収縮室９の内容積は前
記（２）式で表されるＶ_1U〔＝（Ａ₁ −Ａ_r ）×Ｘ₁ 〕
だけ増大する。この時、伸長室８内における上記内容積
減少分の作動油は振動減衰バルブ６を経て収縮室９に流
入し、収縮室９内における上記内容積増大分を補充し、
前記（３）式で表される余剰分の作動油Ｖ₁ （＝Ａ_r ×
Ｘ₁ ）、つまり筒体３に対するピストンロッド４の進入
体積分の作動油が連通孔３ａを経て大径側ショックアブ
ソーバユニット２の収縮室１７内に、さらにピストン連
通孔１５ａを経て周辺油室１６ｂ内に流入する。

【００５６】かかる収縮室１７および周辺油室１６ｂ内
への作動油の流入は、結果としてピストン本体１５およ
び筒体３を筒体１１に対し図２の下方へ進入させる。こ
こでピストン本体１５および筒体３の進入量Ｘ₂ を求め
るにこれは、収縮室１７におけるピストン本体１５の受
圧面積をＡ_PUとし、周辺油室１６ｂに臨むピストン本体
１５の受圧面積をＡ_PLとし、筒状伸縮部材２１の横断面
積をＡ_b とした時、 Ｘ₂ ＝Ｖ₁ ／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ） ・・・（１０） で表される。

【００５７】かかるピストン本体１５および筒体３の進
入量Ｘ₂ は、中心油室１６ａの内容積減少を惹起し、中
心油室１６ａの内容積減量Ｖ₂ は次式で表される。 Ｖ₂ ＝Ａ_b ×Ｘ₂ ・・・（１１） この時、中心油室１６ａから当該内容積減少量Ｖ₂ に相
当する量の作動油が、振動減衰バルブ１９を経て副室１
４内に流入し、この室内における高圧ガスを圧縮して筒
体１１に対するピストン本体１５および筒体３の上記進
入Ｘ₂ を許容する。

【００５８】ところで前記（３）式のＶ₁ を（１０）式
に代入して、 Ｘ₂ ＝Ｘ₁ ×Ａ_r ／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）・・・（１２） の関係式が得られ、この式から、筒体１１に対する筒体
３のストローク量Ｘ₂ と、筒体３に対するピストンロッ
ド４のストローク量Ｘ₁ との関係がＡ_r ／（Ａ_PU−Ａ_PL
＋Ａ_b ）で表される比により決まり、当該ストローク量
間における関係をピストンロッド４の横断面積Ａ_r と、
収縮室１７におけるピストン本体１５の受圧面積Ａ
_PUと、筒状伸縮部材２１の横断面積Ａ_b とにより規定す
ることができる。従って、本実施の形態になる多段式シ
ョックアブソーバによれば、その全ストロークに対する
ピストンロッド４のストローク量Ｘ₁ の割合、および中
間体である筒体３のストローク量Ｘ₂ の割合を、Ａ_r ／
（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）の比により決定することができる
こととなり、当該比の決定次第でピストンロッド４およ
び筒体３のどちらかが先に底突きするという問題を解消
し得る。

【００５９】ちなみに、面積Ａ_r ，Ａ_PU，Ａ_PL，Ａ
_b を、Ａ_r ／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）＝１／２となるよう
決定すれば、大径側ショックアブソーバユニット２のピ
ストンロッドストロークが小径側ショックアブソーバユ
ニット１のピストンロッドストロークの半分になること
となり、これらピストンロッドのどちらかが先に底突き
するのを確実に防止して従来の耐久性に関する問題を完
全に解消することができる。

【００６０】ところで上記筒状伸縮部材２１は金属ベロ
ーズで構成するのが良く、その理由は、中心油室１６ａ
と周辺油室１６ｂとの間に大きな圧力差が発生した時に
も筒状伸縮部材２１の横断面積Ａ_b が大きく変化するこ
とがなく、上記のごとくこれを因子の１つとする大径側
ショックアブソーバユニット２のピストンロッドストロ
ークと小径側ショックアブソーバユニット１のピストン
ロッドストロークとの関係を、上記の大きな圧力差のも
とでも希望通りに維持することができ、上記の作用効果
を一層確実なものにすることができる。

【００６１】次に、上記の多段式ショックアブソーバが
ストロークを行っていない静荷重支持状態である時の作
用を考察するに、この時における副室１４内の圧力をＰ
_L とすると、中心油室１６ａ内の圧力も同じＰ_L である
ことから、ピストン本体１５および筒体３に作用する上
向き力Ｆ_U は Ｆ_U ＝Ｐ_L ×Ａ_b ・・・（１３） で表される。

【００６２】ところでピストン本体１５および筒体３に
作用する下向き力Ｆ_L は、収縮室１７内の圧力Ｐ_U によ
る下向き力〔Ｐ_U ×（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）〕と、ピスト
ンロッド４からの押し下げ反力（Ｐ_U ×Ａ_r ）との和値
であるから、次式で表される。 Ｆ_L ＝Ｐ_U （Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ＋Ａ_r ） ・・・（１４） そして当該ピストン本体１５および筒体３に作用する下
向き力Ｆ_L と上記の上向き力Ｆ_U とが釣り合って前記の
静荷重を支持していることからＦ_L ＝Ｆ_U であり、従っ
て（１３），（１４）式から Ｐ_L ×Ａ_b ＝Ｐ_U （Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ＋Ａ_r ）・・・（１５） が得られ、この関係式が成立するよう中心油室１６ａ内
の圧力Ｐ_L と、収縮室１７内の圧力Ｐ_U との間には圧力
差が存在する。

【００６３】しかして本実施の形態においては、これら
圧力Ｐ_L ，Ｐ_U 間がピストン本体１５の外周面摺動部で
仕切られておらず、金属ベローズを可とする筒状伸縮部
材２１で仕切られているため、圧力の往来は全く心配す
る必要がなく、当該圧力の往来に起因して中間体である
ピストン本体１５および筒体３がピストンロッド４およ
び筒体１１間における当初の所定ストローク位置からず
らてしまうという懸念を払拭し得る。従って、ピストン
本体１５の外周面摺動部と内筒１２との間を液密封止す
る必要がないことから、ピストン本体１５の摺動抵抗が
小さくなりショックアブソーバの機能が阻害されるのを
防止することができる。

【００６４】なお、筒状伸縮部材２１の設置スペースに
関しては、これが最も収縮した状態で当該筒状伸縮部材
２１を設置し得る程度の軸線方向スペースが内筒１２内
に必要であるが、内筒１２にはもともと、底突き時のシ
ョック対策のために緩衝材を設けるスペースが確保され
ており、このスペースを利用して筒状伸縮部材２１の設
置は可能である。また筒状伸縮部材２１を設置する場
合、これが上記緩衝材の用をなすため、緩衝材の設置が
不要となり、この点において筒状伸縮部材２１の設置ス
ペースを新たに設定する必要は何らないことを確かめ
た。

【００６５】図３は本発明の他の実施の形態になる多段
式ショックアブソーバを示し、本実施の形態において
は、図１の構成に対して以下の変更を加えた構成とす
る。つまり、大径側ショックアブソーバユニット２のピ
ストン本体１５と筒体１１のピストンロッド貫通端壁と
の間に、好ましくは金属ベローズで構成した筒状伸縮部
材２１を介在させ、この筒状伸縮部材２１を大径側ショ
ックアブソーバユニット２に同心に配置してピストン本
体１５および筒体１１のピストンロッド貫通端壁に液密
封着する。かくて筒状伸縮部材２１は、大径側ショック
アブソーバユニット２のピストンロッド３に近い油室を
中心油室１７ａおよび周辺油室１７ｂに区画する。

【００６６】そして小径側ショックアブソーバユニット
１のピストンロッド４から遠い油室（伸長室）８と、中
心油室１７ａとの間を、筒体３に穿った連通孔３ａによ
り相互に連通させる。さらに、周辺油室１７ｂと、大径
側ショックアブソーバユニット２のピストンロッド３か
ら遠い油室１６との間を、ピストン本体１５に設けた連
通孔１５ａにより相互に連通させる。

【００６７】かかる本実施の形態になる多段式ショック
アブソーバの作用を次に説明するに、小径側ショックア
ブソーバユニット１のピストンロッド４が筒体３に対し
て振動減衰バルブ６，７による振動減衰下に進退する
時、ピストンロッド４の進退体積分の作動油が小径側シ
ョックアブソーバユニット１のピストンロッド４から遠
い油室８と大径側ショックアブソーバユニット２の中心
油室１７ａとの間で往来する。この往来作動油は大径側
ショックアブソーバユニット２のピストンロッド３を筒
体１１に対して進退させ、この間における周辺油室１７
ｂおよび大径側ショックアブソーバユニット２のピスト
ンロッド３から遠い油室１６の内容積変化は、これに伴
う油室１６と副室１４との間での振動減衰バルブ１９，
２０を経由した作動油の往来で副室１４内におけるガス
の圧縮、膨張により吸収され、大径側ショックアブソー
バユニット２の上記ストロークを可能にする。この際、
振動減衰バルブ１９，２０は油室１６および副室１４間
での作動油の置換流動に抵抗を与え、大径側ショックア
ブソーバユニット２の振動減衰作用を生起させる。

【００６８】ここで特に、小径側ショックアブソーバユ
ニット１のピストンロッド４が筒体３に対しＸ₁ だけ進
入した場合について、本実施の形態になる多段式ショッ
クアブソーバの作用を考察するに、ピストンロッド４の
横断面積をＡ_r とし、筒体３の横断面積をＡ₁ とする
と、伸長室８の内容積は前記（１）式で表されるＶ
_1L（＝Ａ₁ ×Ｘ₁ ）だけ減少し、収縮室９の内容積は前
記（２）式で表されるＶ_1U〔＝（Ａ₁ −Ａ_r ）×Ｘ₁ 〕
だけ増大する。この時、伸長室８内における上記内容積
減少分の作動油は振動減衰バルブ６を経て収縮室９に流
入し、収縮室９内における上記内容積増大分を補充し、
前記（３）式で表される余剰分の作動油Ｖ₁ （＝Ａ_r ×
Ｘ₁ ）、つまり筒体３に対するピストンロッド４の進入
体積分の作動油が連通孔３ａを経て大径側ショックアブ
ソーバユニット２の中心油室１７ａ内に流入する。

【００６９】かかる中心油室１７ａ内への作動油の流入
は、結果としてピストン本体１５および筒体３を筒体１
１に対し図２の下方へ進入させる。ここでピストン本体
１５および筒体３の進入量Ｘ₂ を求めるにこれは、筒状
伸縮部材２１の横断面積をＡ_b とした時、これと、上記
筒体３の横断面積Ａ₁ とから、 Ｘ₂ ＝Ｖ₁ ／（Ａ_b −Ａ₁ ） ・・・（１６） で表される。

【００７０】かかるピストン本体１５および筒体３の進
入量Ｘ₂ は、周辺油室１７ｂの内容積増大および大径側
ショックアブソーバユニット２に係わる伸長室１６の内
容積減少を惹起し、前者の周辺油室１７ｂに臨むピスト
ン本体１５の受圧面積をＡ_PUとし、後者の伸長室１６に
臨むピストン本体１５の受圧面積をＡ_PLとした時、次式
で表される量Ｖ₂ の作動油が振動減衰バルブ１９を経て
副室１４内に流入し、この室内における高圧ガスを圧縮
して筒体１１に対するピストン本体１５および筒体３の
上記進入Ｘ₂ を許容する。 Ｖ₂ ＝（Ａ_PL−Ａ_PU）×Ｘ₂ ・・・（１７）

【００７１】ところで前記（３）式のＶ₁ を（１６）式
に代入して、 Ｘ₂ ＝Ｘ₁ ×Ａ_r ／（Ａ_b −Ａ₁ ）・・・（１８） の関係式が得られ、この式から、筒体１１に対する筒体
３のストローク量Ｘ₂ と、筒体３に対するピストンロッ
ド４のストローク量Ｘ₁ との関係がＡ_r ／（Ａ_b−
Ａ₁ ）で表される比により決まり、当該ストローク量間
における関係をピストンロッド４の横断面積Ａ_r と、筒
状伸縮部材２１の横断面積Ａ_b と、筒体３の横断面積Ａ
₁ とにより規定することができる。従って、本実施の形
態になる多段式ショックアブソーバによれば、その全ス
トロークに対するピストンロッド４のストローク量Ｘ₁
の割合、および中間体である筒体３のストローク量Ｘ₂
の割合を、Ａ_r ／（Ａ_b −Ａ₁ ）の比により決定するこ
とができることとなり、当該比の決定次第でピストンロ
ッド４および筒体３のどちらかが先に底突きするという
問題を解消し得る。

【００７２】ちなみに、面積Ａ_r ，Ａ_b ，Ａ₁ を、Ａ_r
／（Ａ_b −Ａ₁ ）＝１／２となるよう決定すれば、大径
側ショックアブソーバユニット２のピストンロッドスト
ロークが小径側ショックアブソーバユニット１のピスト
ンロッドストロークの半分になることとなり、これらピ
ストンロッドのどちらかが先に底突きするのを確実に防
止して従来の耐久性に関する問題を完全に解消すること
ができる。

【００７３】ところで本実施の形態においても、上記筒
状伸縮部材２１は金属ベローズで構成するのが良く、そ
の理由は、中心油室１７ａと周辺油室１７ｂとの間に大
きな圧力差が発生した時にも筒状伸縮部材２１の横断面
積Ａ_b が大きく変化することがなく、上記のごとくこれ
を因子の１つとする大径側ショックアブソーバユニット
２のピストンロッドストロークと小径側ショックアブソ
ーバユニット１のピストンロッドストロークとの関係
を、上記の大きな圧力差のもとでも希望通りに維持する
ことができ、上記の作用効果を一層確実なものにするこ
とができる。

【００７４】次に、上記の多段式ショックアブソーバが
ストロークを行っていない静荷重支持状態である時の作
用を考察するに、この時における副室１４内の圧力をＰ
_L とすると、伸長油室１６内の圧力も同じＰ_L であるこ
とから、ピストン本体１５および筒体３に作用する上向
き力Ｆ_U は Ｆ_U ＝Ｐ_L ×（Ａ_PL−Ａ_PU） ・・・（１９） で表される。

【００７５】ところでピストン本体１５および筒体３に
作用する下向き力Ｆ_L は、中心油室１７ａ内の圧力Ｐ_U
による下向き力〔Ｐ_U ×（Ａ_b −Ａ₁ ）〕と、ピストン
ロッド４からの押し下げ反力（Ｐ_U ×Ａ_r ）との和値で
あることから、次式で表される。 Ｆ_L ＝Ｐ_U （Ａ_b −Ａ₁ ＋Ａ_r ） ・・・（２０） そして当該ピストン本体１５および筒体３に作用する下
向き力Ｆ_L と上記の上向き力Ｆ_U とが釣り合って前記の
静荷重を支持していることからＦ_L ＝Ｆ_U であり、従っ
て（１９），（２０）式から Ｐ_L （Ａ_PL−Ａ_PU）＝Ｐ_U （Ａ_b −Ａ₁ ＋Ａ_r ）・・・（２１） が得られ、この関係式が成立するよう収縮室１６および
周辺油室１７ｂ内の圧力Ｐ_L と、中心油室１７ａ内の圧
力Ｐ_U との間には圧力差が存在する。

【００７６】しかして本実施の形態においては、これら
圧力Ｐ_L ，Ｐ_U 間がピストン本体１５の外周面摺動部で
仕切られておらず、金属ベローズを可とする筒状伸縮部
材２１で仕切られているため、圧力の往来は全く心配す
る必要がなく、当該圧力の往来に起因して中間体である
ピストン本体１５および筒体３がピストンロッド４およ
び筒体１１間における当初の所定ストローク位置からず
らてしまうという懸念を払拭し得る。従って、ピストン
本体１５の外周面摺動部と内筒１２との間を液密封止す
る必要がないことから、ピストン本体１５の摺動抵抗が
小さくなりショックアブソーバの機能が阻害されるのを
防止することができる。

【００７７】なお、筒状伸縮部材２１の設置スペースに
関しては、これが最も収縮した状態で当該筒状伸縮部材
２１を設置し得る程度の軸線方向スペースが内筒１２内
に必要であるが、内筒１２にはもともと、ショックアブ
ソーバの最大伸長時におけるショック対策のために緩衝
材を設けるスペースが確保されており、このスペースを
利用して筒状伸縮部材２１の設置は可能である。また筒
状伸縮部材２１を設置する場合、これが上記緩衝材の用
をなすため、緩衝材の設置が不要となり、この点におい
て筒状伸縮部材２１の設置スペースを新たに設定する必
要は何らないことを確かめた。

【００７８】図４は本発明の更に他の実施の形態になる
多段式ショックアブソーバを示し、本実施の形態におい
ては、図１の構成に対して以下のように変更を加えた構
成とする。つまり、大径側ショックアブソーバユニット
２のピストンロッド３またはピストン本体１５（図示例
ではピストンロッド３）とボトムプレート１８との間
に、好ましくは金属ベローズで構成した筒状伸縮部材２
１を介在させ、この筒状伸縮部材２１を大径側ショック
アブソーバユニット２に同心に配置してピストンロッド
３またはピストン本体１５およびボトムプレート１８に
気密封着する。

【００７９】かくて筒状伸縮部材２１は、大径側ショッ
クアブソーバユニット２のピストンロッド３から遠い油
室を中心室１６ａおよび周辺室１６ｂに区画し、中心室
１６ａはガスを封入して中心ガス室とし、周辺室１６ｂ
はショックアブソーバユニットの作動油を充満させて周
辺油室とする。ここで、ボトムプレート１８に設ける振
動減衰バルブ１９，２０は周辺油室１６ｂと副室１４と
の間において作動油の往来を可能にするよう領域でボト
ムプレート１８に設置する。それ以外は図１に示すと同
じ構成にし、大径側ショックアブソーバユニット２のピ
ストンロッド３に近い油室１７と周辺油室１６ｂとの間
をピストン本体１５により液密に隔絶する。

【００８０】かかる本実施の形態になる多段式ショック
アブソーバの作用を次に説明するに、小径側ショックア
ブソーバユニット１のピストンロッド４が筒体３に対し
て振動減衰バルブ６，７による振動減衰下に進退する
時、ピストンロッド４の進退体積分の作動油が小径側シ
ョックアブソーバユニット１のピストンロッド４から遠
い油室８と大径側ショックアブソーバユニット２のピス
トンロッド３に近い油室１７との間で往来する。この往
来作動油は大径側ショックアブソーバユニット２のピス
トンロッド３を筒体１１に対して進退させ、この間にお
ける周辺油室１６ｂの内容積変化は、これに伴う周辺油
室１６ｂと副室１４との間での振動減衰バルブ１９，２
０を経由した作動油の往来で副室１４内におけるガスの
圧縮、膨張により吸収され、大径側ショックアブソーバ
ユニット２の上記ストロークを可能にする。この際、振
動減衰バルブ１９，２０は周辺油室１６ｂおよび副室１
４間での作動油の置換流動に抵抗を与え、大径側ショッ
クアブソーバユニット２の振動減衰作用を生起させる。

【００８１】ここで特に、小径側ショックアブソーバユ
ニット１のピストンロッド４が筒体３に対しＸ₁ だけ進
入した場合について、本実施の形態になる多段式ショッ
クアブソーバの作用を考察するに、ピストンロッド４の
横断面積をＡ_r とし、筒体３の横断面積をＡ₁ とする
と、伸長室８の内容積は前記（１）式で表されるＶ
_1L（＝Ａ₁ ×Ｘ₁ ）だけ減少し、収縮室９の内容積は前
記（２）式で表されるＶ_1U〔＝（Ａ₁ −Ａ_r ）×Ｘ₁ 〕
だけ増大する。この時、伸長室８内における上記内容積
減少分の作動油は振動減衰バルブ６を経て収縮室９に流
入し、収縮室９内における上記内容積増大分を補充し、
前記（３）式で表される余剰分の作動油Ｖ₁ （＝Ａ_r ×
Ｘ₁ ）、つまり筒体３に対するピストンロッド４の進入
体積分の作動油が連通孔３ａを経て大径側ショックアブ
ソーバユニット２の収縮室１７内に流入する。

【００８２】かかる収縮室１７内への作動油の流入は、
結果としてピストン本体１５および筒体３を筒体１１に
対し図２の下方へ進入させる。ここでピストン本体１５
および筒体３の進入量Ｘ₂ を求めるにこれは、収縮室１
７におけるピストン本体１５の受圧面積をＡ_PUとした
時、前記（４）式、つまりＸ₂ ＝Ｖ₁ ／Ａ_PUで表され
る。かかるピストン本体１５および筒体３の進入量Ｘ₂
は、周辺油室１６ｂの内容積減少を惹起し、周辺油室１
６ｂの内容積減量Ｖ₂ は、周辺油室１６ｂに臨むピスト
ン本体１５および筒体３の受圧面積をＡ_PLとした時、前
記（５）式、つまりＶ₂ ＝Ａ_PL×Ｘ₂ で表される。この
時、周辺油室１６ｂから当該内容積減少量Ｖ₂ に相当す
る量の作動油が、振動減衰バルブ１９を経て副室１４内
に流入し、この室内における高圧ガスを圧縮して筒体１
１に対するピストン本体１５および筒体３の上記進入Ｘ
₂ を許容する。

【００８３】ところで、前記の（Ｖ₁ ＝Ａ_r ×Ｘ₁ ）を
上記の（Ｘ₂ ＝Ｖ₁ ／Ａ_PU）に代入して前記（６）式と
同じ（Ｘ₂ ＝Ｘ₁ ×Ａ_r ／Ａ_PU）の関係式が得られ、こ
の式から、筒体１１に対する筒体３のストローク量Ｘ₂
と、筒体３に対するピストンロッド４のストローク量Ｘ
₁ との関係が（Ａ_r ／Ａ_PU）で表される比により決ま
り、当該ストローク量間における関係をピストンロッド
４の横断面積Ａ_r と、収縮室１７におけるピストン本体
１５の受圧面積Ａ_PUとにより規定することができる。

【００８４】従って、本実施の形態になる多段式ショッ
クアブソーバによれば、その全ストロークに対するピス
トンロッド４のストローク量Ｘ₁ の割合、および中間体
である筒体３のストローク量Ｘ₂ の割合を、（Ａ_r ／Ａ
_PU）の比により決定することができることとなり、当該
比の決定次第でピストンロッド４および筒体３のどちら
かが先に底突きするという問題を解消し得る。

【００８５】ちなみに、面積Ａ_r ，Ａ_PUを、（Ａ_r ／Ａ
_PU）＝１／２となるよう決定すれば、大径側ショックア
ブソーバユニット２のピストンロッドストロークが小径
側ショックアブソーバユニット１のピストンロッドスト
ロークの半分になることとなり、これらピストンロッド
のどちらかが先に底突きするのを確実に防止して従来の
耐久性に関する問題を完全に解消することができる。

【００８６】次に、上記の多段式ショックアブソーバが
ストロークを行っていない静荷重支持状態である時の作
用を考察するに、この時における副室１４内の圧力をＰ
_L とすると、周辺油室１６ｂ内の圧力も同じＰ_L である
ことから、この圧力によるピストン本体１５および筒体
３への上向き力Ｆ_U1は Ｆ_U1＝Ｐ_L ×Ａ_PL ・・・（２２） で表され、また中心ガス室１６ａ内におけるガス圧Ｐ_g
がピストン本体１５および筒体３を押し上げる力Ｆ
_U2は、筒状伸縮部材２１の横断面積をＡ_b とすると、 Ｆ_U2＝Ｐ_g ×Ａ_b ・・・（２３） で表され、従って、これら力の和値であるピストン本体
１５および筒体３への総合的な上向き力Ｆ_U は Ｆ_U ＝（Ｐ_L ×Ａ_PL）＋（Ｐ_g ×Ａ_b ）・・・（２４） で表される。

【００８７】ところでピストン本体１５および筒体３に
作用する下向き力Ｆ_L は、収縮室１７内の圧力Ｐ_U によ
る下向き力（Ｐ_U ×Ａ_PU）と、ピストンロッド４からの
押し下げ反力（Ｐ_U ×Ａ_r ）との和値であるから、前記
（８）式と同じくＦ_L ＝Ｐ_U（Ａ_PU＋Ａ_r ）で表され
る。そして当該ピストン本体１５および筒体３に作用す
る下向き力Ｆ_L と上記の上向き力Ｆ_U とが釣り合って前
記の静荷重を支持していることからＦ_L ＝Ｆ_U であり、
従って （Ｐ_L ×Ａ_PL）＋（Ｐ_g ×Ａ_b ）＝Ｐ_U （Ａ_PU＋Ａ_r ）・・・（２５） が得られ、この関係式が成立するよう周辺油室１６ｂ内
の圧力Ｐ_L と、収縮室１７内の圧力Ｐ_U との間には圧力
差が存在する。

【００８８】本実施の形態においては、これら圧力
Ｐ_L ，Ｐ_U 間をピストン本体１５の外周面と内筒１２と
の間における締め代で仕切る必要があるが、大径側ショ
ックアブソーバユニット２のピストン本体１５および筒
体３の下部に金属ベローズを可とする筒状伸縮部材２１
で仕切った中心ガス室１６ａを設けたことから、筒状伸
縮部材２１の横断面積Ａ_b の分だけ（２４）式の左辺に
おける油圧Ｐ_L の受圧面積Ａ_PLを小さくして（２４）式
の右辺における受圧面積（Ａ_PU＋Ａ_r ）に近づけたり、
これと同じにすることができ、結果としてピストン本体
１５のの前後における圧力Ｐ_L ，Ｐ_U 間の圧力差を小さ
くし得る。これがため、ピストン本体１５の外周面と内
筒１２との間における締め代を小さくしても圧力Ｐ_L ，
Ｐ_U 間を確実に仕切ることができ、ショックアブソーバ
としての機能を阻害することなく、両ショックアブソー
バユニット１，２のどちらかが先に底突きする問題を解
消するという前記の作用効果を不変に維持することがで
きる。

【００８９】ところで上記筒状伸縮部材２１は金属ベロ
ーズで構成するのが良く、その理由は、中心ガス室１６
ａと周辺油室１６ｂとの間に大きな圧力差が発生した時
にも筒状伸縮部材２１の横断面積Ａ_b が大きく変化する
ことがなく、当該横断面積Ａ _b によって受圧面積Ａ_PLを
小さくすることにより奏し得られる前記の作用効果を一
層確実なものにすることができる。

【００９０】なお、筒状伸縮部材２１の設置スペースに
関しては、これが最も収縮した状態で当該筒状伸縮部材
２１を設置し得る程度の軸線方向スペースが内筒１２内
に必要であるが、内筒１２にはもともと、底突き時のシ
ョック対策のために緩衝材を設けるスペースが確保され
ており、このスペースを利用して筒状伸縮部材２１の設
置は可能である。また筒状伸縮部材２１を設置する場
合、これにより画成された中心ガス室１６ａが上記緩衝
材の用をなすため、緩衝材の設置が不要となり、この点
において筒状伸縮部材２１の設置スペースを新たに設定
する必要は何らないことを確かめた。

【００９１】なお、筒状伸縮部材２１により画成された
中心ガス室１６ａは図４のように密閉室とする代わり
に、図５に示すように大気連通孔２２により大気に開放
させることができる。この場合、ピストン本体１５およ
び筒体３のストロークによっても中心ガス室１６ａ内を
大気圧に保つことができ、ピストン本体１５および筒体
３のストロークによってピストン本体１５の前後におけ
る圧力差が変化する弊害を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用する時の基本となる多段式ショ
ックアブソーバを示す縦断側面図である。

【図２】 本発明の一実施の形態になる多段式ショック
アブソーバを示す縦断側面図である。

【図３】 本発明の他の実施の形態になる多段式ショッ
クアブソーバを示す縦断側面図である。

【図４】 本発明の更に他の実施の形態になる多段式シ
ョックアブソーバを示す縦断側面図である。

【図５】 図４に示す多段式ショックアブソーバの変形
例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ 小径側ショックアブソーバユニット ２ 大径側ショックアブソーバユニット ３ 小径側ショックアブソーバユニットの筒体（大径側
ショックアブソーバユニットのピストンロッド） ４ 小径側ショックアブソーバユニットのピストンロッ
ド ５ ピストン本体 ６ 振動減衰バルブ ７ 振動減衰バルブ ８ 伸長室 ９ 収縮室 11 大径側ショックアブソーバユニットの筒体 12 内筒 13 外筒 14 副室 15 ピストン本体 16 伸長室 17 収縮室 18 ボトムプレート 19 振動減衰バルブ 20 振動減衰バルブ 21 筒状伸縮部材（金属ベローズ） 22 大気連通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平原 道人 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 加藤 和人 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3J069 AA51 AA57 CC09 CC40 EE03

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンロッドが筒体から抜き差し可能
   に突出した振動減衰バルブ付きショックアブソーバユニ
   ットの多段同軸配置になり、隣り合うショックアブソー
   バユニットを相互に、小径側ショックアブソーバユニッ
   トの筒体が大径側ショックアブソーバユニットのピスト
   ンロッドに兼用されるよう相関させた多段式ショックア
   ブソーバにおいて、 小径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドか
   ら遠い油室と、大径側ショックアブソーバユニットのピ
   ストンロッドに近い油室との間を相互に連通させ、 大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドか
   ら遠い油室を画成するピストン本体と大径側ショックア
   ブソーバユニットのボトムプレートとの間に、大径側シ
   ョックアブソーバユニットのピストンロッドから遠い油
   室を中心油室および周辺油室に区画する筒状伸縮部材を
   介在させ、 大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドに
   近い油室と前記周辺油室との間を相互に連通させ、 前記中心油室を、前記ボトムプレートに設けた振動減衰
   バルブを介して、ガスが封入された副室に連通可能とし
   たことを特徴とする多段式ショックアブソーバ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記筒状伸縮部材を
   金属ベローズで構成したことを特徴とする多段式ショッ
   クアブソーバ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、小径側ショ
   ックアブソーバユニットに係わるピストンロッドの横断
   面積Ａ_r 、大径側ショックアブソーバユニットに係わる
   ピストン本体の上側受圧面積Ａ_PU、前記周辺油室に臨む
   下側受圧面積Ａ_PL、および前記筒状伸縮部材の横断面積
   Ａ_b を、Ａ_r ／（Ａ_PU−Ａ_PL＋Ａ_b ）＝１／２となるよ
   う決定して、大径側ショックアブソーバユニットのピス
   トンロッドのストロークが小径側ショックアブソーバユ
   ニットのピストンロッドのストロークの半分になるよう
   構成したことを特徴とする多段式ショックアブソーバ。
4. 【請求項４】 ピストンロッドが筒体から抜き差し可能
   に突出した振動減衰バルブ付きショックアブソーバユニ
   ットの多段同軸配置になり、隣り合うショックアブソー
   バユニットを相互に、小径側ショックアブソーバユニッ
   トの筒体が大径側ショックアブソーバユニットのピスト
   ンロッドに兼用されるよう相関させた多段式ショックア
   ブソーバにおいて、 大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドに
   近い油室を画成するピストン本体と筒体端壁との間に、
   大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドに
   近い油室を中心油室および周辺油室に区画する筒状伸縮
   部材を介在させ、 小径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドか
   ら遠い油室と、前記中心油室との間を相互に連通させる
   と共に、大径側ショックアブソーバユニットのピストン
   ロッドから遠い油室および前記周辺油室間を相互に連通
   させ、 大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドか
   ら遠い油室を、大径側ショックアブソーバユニットのボ
   トムプレートに設けた振動減衰バルブを介して、ガスが
   封入された副室に連通可能としたことを特徴とする多段
   式ショックアブソーバ。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記筒状伸縮部材を
   金属ベローズで構成したことを特徴とする多段式ショッ
   クアブソーバ。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、小径側ショ
   ックアブソーバユニットに係わるピストンロッドの横断
   面積Ａ_r 、大径側ショックアブソーバユニットに係わる
   ピストンロッドの受圧面積Ａ₁ 、および前記筒状伸縮部
   材の横断面積Ａ_bを、Ａ_r ／（Ａ_b −Ａ₁ ）＝１／２と
   なるよう決定して、大径側ショックアブソーバユニット
   のピストンロッドのストロークが小径側ショックアブソ
   ーバユニットのピストンロッドのストロークの半分にな
   るよう構成したことを特徴とする多段式ショックアブソ
   ーバ。
7. 【請求項７】 ピストンロッドが筒体から抜き差し可能
   に突出した振動減衰バルブ付きショックアブソーバユニ
   ットの多段同軸配置になり、隣り合うショックアブソー
   バユニットを相互に、小径側ショックアブソーバユニッ
   トの筒体が大径側ショックアブソーバユニットのピスト
   ンロッドに兼用されるよう相関させた多段式ショックア
   ブソーバにおいて、 小径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドか
   ら遠い油室と、大径側ショックアブソーバユニットのピ
   ストンロッドに近い油室との間を相互に連通させ、 大径側ショックアブソーバユニットのピストンロッドに
   近い油室およびピストンロッドから遠い室間を該ピスト
   ンロッドに結合したピストン本体により液密封止し、 大径側ショックアブソーバユニットのピストン本体およ
   びボトムプレート間に、大径側ショックアブソーバユニ
   ットのピストンロッドから遠い室を中心ガス室および周
   辺油室に区画する筒状伸縮部材を介在させ、 前記周辺油室を、前記ボトムプレートに設けた振動減衰
   バルブを介して、ガスが封入された副室に連通可能とし
   たことを特徴とする多段式ショックアブソーバ。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記筒状伸縮部材を
   金属ベローズで構成したことを特徴とする多段式ショッ
   クアブソーバ。
9. 【請求項９】 請求項７または８において、前記中心ガ
   ス室を密閉空間にしたことを特徴とする多段式ショック
   アブソーバ。
10. 【請求項１０】 請求項７または８において、前記中心
    ガス室を大気中に連通させたことを特徴とする多段式シ
    ョックアブソーバ。