JP2000274475A - 油圧緩衝器 - Google Patents

油圧緩衝器

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JP2000274475A
JP2000274475A JP11082647A JP8264799A JP2000274475A JP 2000274475 A JP2000274475 A JP 2000274475A JP 11082647 A JP11082647 A JP 11082647A JP 8264799 A JP8264799 A JP 8264799A JP 2000274475 A JP2000274475 A JP 2000274475A
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JP
Japan
Prior art keywords
spring
lip
shock absorber
hydraulic shock
piston
Prior art date
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Pending
Application number
JP11082647A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Mishima
勝 三島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輪を路面の凹凸に忠実に追従し易くして、
タイヤが路面から離れてしまう現象を防止し、ハンドル
操作によって車体がロールし始める旋回の過渡状態にお
いて、車体の急激なロールを防止するとともに、ばね下
制振や旋回の過渡状態で作用する微振幅変位領域のばね
定数のみを高くし、乗り心地を大きく低下させずに操縦
安定性を向上させる一方、任意のストローク(位置)で
の作動初期のばね定数のみを高くすることによって、走
行中の各種状況のもとで操縦安定性を向上できる油圧緩
衝器を提供すること。 【解決手段】 ピストンロッド1の下端インロー部に装
着されたピストン5により、シリンダ2内を上部室Aと
下部室Bとに区画する一方、当該ピストンロッドは、ピ
ストンとシリンダ上端に嵌着されたロッドガイド14及
び外気を遮断するシール6とにより伸縮自在に案内され
る油圧緩衝器において、上記ロッドガイド14に直接或
いはばねを介して間接的に繋止されるとともに、前記ピ
ストンロッド1に摺動自在に嵌合するリップばね12を
装着したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車,産業用車両
に関し、特に、作動油圧緩衝器の使用に適するばね力及
び減衰力付与機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の油圧緩衝器としては、例えば車
両における使用部位を示す図4に示すようなものが知ら
れている。まず構造の概要を図面に基づいて説明する。
車両は走行中路面のうねり等により上下に振動する。こ
れに伴い車体B(ばね上)と車輪W(ばね下)の間も相
対変位(以下、ばね上下相対変位と略称)する。懸架ば
ねSPは、車輪W側の振動が車体B側に直接伝わらない
ようにするための緩衝材として作用する。
【0003】懸架ばねSPのばね定数k1は、車体Bの
乗り心地をよくするために、一般的に低く設定されてい
る。このため、車体B側の固有振動数は1Hz付近、車
輪W側の固有振動数は10Hz付近と比較的低くなって
いる。固有振動数は次式から求められる。ばね上の固有
振動数faは、車体Bの1車輪当りの質量をm2とし
て、 fa=(k1/m2)(1/2)/(2π) また、ばね下の固有振動数fbは、1車輪当りのばね下
質量をm1,ばね定数をk0として、 fb={(k1+k0)/m1(1/2)/(2π)
【0004】油圧緩衝器Dは、図5に示すようピストン
ロッド1が車体B側に、またシリンダ2を収容した外筒
3の下端に結合された下部取付け部材9が車輪W側に取
り付けられ、ばね上下相対変位の変化と共に伸縮する。
この際、伸縮速度(ばね上下相対速度)に応じた伸長側
減衰力De及び収縮側減衰力Dcを発生し、車体の振動
を抑制する。伸長側減衰力De及び収縮側減衰力Dc
は、ピストンロッド1が伸縮する際のシリンダ2内の容
積変化に伴い、作動油がピストンバルブPVおよびベー
スバルブBVを通過する際の差圧を利用して発生させ
る。一般に伸長側減衰力De及び収縮側減衰力Dcの大
きさは、懸架ばねSPのばね定数k1と車体Bの質量と
の関係から設定される。
【0005】また、上端をロッドガイド4に固定され下
端にスプリングガイド8を嵌着したリバウンドスプリン
グ7は、伸長行程においてその下端のスプリングガイド
8がピストン5に当接した後、油圧緩衝器の伸長ストロ
ークに比例する反力を付加するものである。これにより
車両の旋回時に車体内輪側の過大な浮き上がりを防止
し、操縦性及び安定性(以下、操縦安定性と略称)を高
めることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の様に、従来のサ
スペンションシステムにあっては、まず、懸架ばねSP
のばね定数k1は、車体側の乗り心地をよくするために
一般的に低く設定されており、ばね下の固有振動数fb
も低くなっている。このため車輪が路面の凹凸に忠実に
追従できず、タイヤが路面から離れ車両の操縦安定性が
悪化してしまう。つぎに、懸架ばねのばね定数k1は、
車体側の乗り心地をよくするために、一般的に低く設定
されているので、ハンドル操作によって車体がロールし
始める旋回の過渡状態において、懸架ばねSPが急激に
撓み車体が大きくロールするため、同様に車両の操縦安
定性が悪化してしまう。
【0007】上記の不具合を防止するためには、懸架ば
ねのばね定数k1を高く設定し、ばね下の固有振動数f
bを高くしなければならないが、懸架ばねのばね定数k
1を高くすると、ばね上の固有振動数faが高くなり乗
り心地が悪化してしまう。更に、リバウンドスプリング
付き油圧緩衝器では、設定された長さ以上に油圧緩衝器
が伸びた時にリバウンドスプリングが圧縮され、油圧緩
衝器を縮める方向にばね力が作用するので、任意のスト
ローク(位置)でリバウンドスプリングのばね力を付加
することができないため、大きくロールする等の限定さ
れた状況でしか操縦安定性を向上できない等の問題があ
った。
【0008】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たれたものであり、その目的とするところは、車輪を路
面の凹凸に忠実に追従し易くして、タイヤが路面から離
れてしまう現象を防止し、ハンドル操作によって車体が
ロールし始める旋回の過渡状態において、車体の急激な
ロールを防止するとともに、ばね下制振や旋回の過渡状
態で作用する微振幅変位領域のばね定数のみを高くし、
乗り心地を大きく低下させずに操縦安定性を向上させる
一方、任意のストローク(位置)での作動初期のばね定
数のみを高くすることによって、走行中の各種状況のも
とで操縦安定性を向上できる油圧緩衝器を提供すること
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、「ピストンロ
ッドの下端インロー部に装着されたピストンにより、シ
リンダ内を上部室と下部室とに区画する一方、当該ピス
トンロッドは、ピストンとシリンダ上端に嵌着されたロ
ッドガイド及び外気を遮断するシールとにより伸縮自在
に案内される油圧緩衝器」を前提とするものである。上
記の目的を達成するための本発明の第1の手段は、「上
記ロッドガイドに直接或いはばねを介して間接的に繋止
されるとともに、前記ピストンロッドに摺動自在に嵌合
するリップばねを装着したこと」である。また、第2の
手段は、「上記シールは、ダストリップとオイルリップ
の間にリップばねを配設したこと」である。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係わる油圧緩衝器は、図
1の要部断面図に示すように従来技術と同じ基本構造を
備え、シリンダ2内にピストンバルブPVを介してピス
トンロッド1が移動自在に挿入され、またシリンダ2の
下端部にはベースバルブBVが設けられている。ピスト
ンバルブPVは、シリンダ2内に上部室Aと下部室Bを
区画し、同じくベースバルブBVは、下部室Bとリザー
バCを区画している。
【0011】サスペンションシステムおよび油圧緩衝器
の基本構造は従来と同じなので、図1の第1実施形態に
基づき、従来技術と異なる部分にのみ異なる符号を付し
て説明する。ピストンロッド1を伸縮自在に案内するロ
ッドガイド14の下端突起14Aには、リップばね12
が嵌着されている。リップばね12には、上部室Aと容
室12Cを連通し、リップばね12の圧縮変形を容易に
する通孔12Aが形成されている。
【0012】リップばね12には、ピストンロッド1に
所定の摩擦力で嵌合するシールリップ12Bが形成され
ている。リップばね12はゴム等の粘弾性材料からな
り、図2(D)に示すように、ピストン5がリップばね
12に当接した後の摩擦力を変位に依存したばね力とし
て発生させ、更に変形速度に依存した変形抵抗を備えて
いる。これが油圧緩衝器の減衰力に付加されて車体の振
動を抑制する。
【0013】まず、本発明との対比を容易にするため
に、従来の車両の1車輪当りの2自由度振動モデルを図
2(A)に基づいて説明する。油圧緩衝器Dは、ばね上
の質量や走行中の車両の姿勢等によって定まる位置で伸
縮又は停止を繰り返す。この停止位置を原点として懸架
ばねSPの特性を表すと図2(B)のように変位に比例
したばね力となる。従来のサスペンションは、主にこの
懸架ばねSPと油圧緩衝器Dによって車体の振動を抑制
する。
【0014】つぎに、リップばね12を装着した本発明
の1車輪当りの2自由度振動モデルを図2(C)に基づ
いて説明する。従来の懸架ばねSPと同じ点を原点と
し、リップばね12のばね力Fdの特性を表すと、図2
(D)のようになる。車体B(ばね上)と車輪W(ばね
下)をつなぐ図2(B)に示す特性の懸架ばねSPのば
ね力F1と、リップばねのばね力Fdを合成したばね力
は、図3(E)のようになる。すなわち、上記原点近傍
では、油圧緩衝器Dの減衰力にリップばねのばね力Fd
と前記変形抵抗とが付加され、車体の振動を抑制する制
振力を増大することができる。
【0015】リップばね12が付加されたばね上の固有
振動数fuは、次式のようになる。 fu={(k1+kd)/m2(1/2)/(2π) 同様に、ばね下の固有振動数fdは、 fd={(k1+kd+k0)/m1(1/2)/(2π) ここで従来と共通な部分は、m1:1車輪当りのばね下
質量,m2:1車輪当りのばね上質量,y0:路面からの
入力変位,y1:ばね下の変位,y2:ばね上の変位,k
0:タイヤのばね定数,k1:懸架ばねSPのばね定数,
1:油圧緩衝器Dの減衰係数である。また従来と異な
るのは、fr:リップ部の摩擦力,kd:リップばねの
ばね定数,cd:リップばねの減衰係数である。
【0016】本実施形態においては、油圧緩衝器にリッ
プばね12を装着したので、従来の懸架ばねのばね定数
1,タイヤのばね定数k0に加え、リップばね12によ
るばね定数kdを付加できるため、式に示すばね下の
固有振動数fdを高くすることができる。この結果、車
輪が路面の凹凸に忠実に追従し易くなり、タイヤが路面
から離れてしまう現象を防止できるため、車両の操縦安
定性を向上することができる。また、ハンドル操作によ
って車体がロールし始める旋回の過渡状態においては、
ばねを撓みにくくし操縦安定性を向上することができ
る。
【0017】つぎに走行状態においては、油圧緩衝器の
任意の停止位置を原点として、懸架ばねのばね定数k1
とタイヤばね定数k0からなる従来のばね定数に加え、
ばね力が変位に比例する原点近傍のみリップばね12に
よるばね定数kdが付加されるため、結果的に路面から
の微振幅の振動入力に対するばね定数のみ増大し、車両
の操縦安定性を向上することができる。
【0018】一方、振幅の大きな入力に対しては、リッ
プばね12が滑り低い摩擦力となることもあって、従来
と同様な低いばね定数とすることができるため、乗り心
地を低下させずに、操縦安定性を向上することができ
る。また、任意のストローク(位置)での動き出し初期
のばね定数のみを高くするすることができるので、ロー
ル等の走行中の各種状況のもとで、操縦安定性を向上す
ることができる。
【0019】図3(A)に示す第2実施形態は、図1に
示す第1実施形態に対して、基端部をロッドガイド24
に固定したばね27に繋止されゴム等の樹脂材料で成形
されたリップばね22が、所定の摩擦力を付与されピス
トンロッド1に摺動自在に嵌着している。ゴム等の樹脂
材料の摩擦力およびヤング率は、温度によって変化しや
すいが、金属製のばね27を併用することにより圧縮さ
れる際の特性の変化を防止できる。
【0020】また、図3(B)に示す第3実施形態は、
図1に示す第1実施形態のシール6に対して、ダストリ
ップ26Cとオイルリップ26Aの間に所定の摩擦力を
付与されたリップばね26Bを配設した例である。この
実施形態の場合は、リップばね26Bがシール26に一
体的に成形されているため、部品点数が低減するととも
に油圧緩衝器の構造が簡素化される。
【0021】
【発明の効果】以上詳述した通り本発明の第1実施形態
によれば、油圧緩衝器にリップばねを装着したので、従
来の懸架ばねのばね定数,タイヤのばね定数に加え、リ
ップばねによるばね定数を付加できるため、ばね下の固
有振動数を高くすることができる。この結果、車輪が路
面の凹凸に忠実に追従し易くなり、タイヤが路面から離
れる現象を防止できるため、車両の操縦安定性を向上す
ることができる。また、ハンドル操作によって車体がロ
ールし始める旋回の過渡状態においては、ばねを撓みに
くくし操縦安定性を向上することができる。つぎに走行
状態においては、油圧緩衝器の任意の停止位置を原点と
して、懸架ばねのばね定数とタイヤばね定数からなる従
来のばね定数に加え、ばね力が変位に比例する原点近傍
のみリップばねによるばね定数が付加されるため、結果
的に路面からの微振幅の振動入力に対するばね定数のみ
増大し、車両の操縦安定性を向上することができる。一
方、振幅の大きな入力に対しては、リップばねが滑り低
い摩擦力となることもあって、従来と同様な低いばね定
数とすることができるため、乗り心地を大きく低下させ
ずに、操縦安定性を向上することができる。また、任意
のストローク(位置)での動き出し初期のばね定数のみ
を高くするすることができるので、ロール等の走行中の
各種状況のもとで、操縦安定性を向上することができ
る。第2実施形態においては、第1実施形態に対して、
基端部をロッドガイドに固定した金属製のばねに繋止さ
れゴム等の弾性材料で成形されたリップばねが、所定の
摩擦力を付与されピストンロッドに摺動自在に嵌着され
ているので、温度によって変化しやすいゴムの特性を、
金属製のばねを併用することにより抑制することができ
る。第3実施形態においては、ダストリップとオイルリ
ップの間にリップばねを配設し、リップばねがシールに
一体的に成形されているため、部品点数が低減するとと
もに油圧緩衝器の構造が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わる油圧緩衝器の要
部断面図である。
【図2】(A) 従来技術に係る車両の1車輪当りの2
自由度振動モデルである。 (B) 従来技術に係る1輪懸架モデルのばね力と変位
の関連図である。 (C) 本発明に係わる車両の1車輪当りの2自由度振
動モデルである。 (D) 本発明に係わるリップばねのばね力と変位の関
連図である。 (E) 本発明に係る1輪懸架モデルのばね力と変位の
関連図である。
【図3】(A) 本発明の第2実施形態に係わる油圧緩
衝器の要部断面図である。 (B) 本発明の第3実施形態に係わる油圧緩衝器の要
部断面図である。
【図4】油圧緩衝器が使用される車両の懸架モデルであ
る。
【図5】従来技術に係る油圧緩衝器の要部断面図であ
る。
【符号の説明】
A 上部室 B 下部室 C リザーバ 1 ピストンロッド 2 シリンダ 5 ピストン 6,26 シール 12,22 リップばね 14,24 ロッドガイド 27 ばね

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピストンロッドの下端インロー部に装着さ
    れたピストンにより、シリンダ内を上部室と下部室とに
    区画する一方、当該ピストンロッドは、ピストンとシリ
    ンダ上端に嵌着されたロッドガイド及び外気を遮断する
    シールとにより伸縮自在に案内される油圧緩衝器におい
    て、 上記ロッドガイドに直接或いはばねを介して間接的に繋
    止されるとともに、前記ピストンロッドに摺動自在に嵌
    合するリップばねを装着したことを特徴とする油圧緩衝
    器。
  2. 【請求項2】ピストンロッドの下端インロー部に装着さ
    れたピストンにより、シリンダ内を上部室と下部室とに
    区画する一方、当該ピストンロッドは、ピストンとシリ
    ンダ上端に嵌着されたロッドガイド及び外気を遮断する
    シールとにより伸縮自在に案内される油圧緩衝器におい
    て、 上記シールは、ダストリップとオイルリップの間にリッ
    プばねを配設したことを特徴とする油圧緩衝器。
JP11082647A 1999-03-25 1999-03-25 油圧緩衝器 Pending JP2000274475A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100416347B1 (ko) * 2001-02-19 2004-01-31 주식회사 리알텍 쇽업쇼버

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