JP2004340174A

JP2004340174A - Pneumatic shock absorber

Info

Publication number: JP2004340174A
Application number: JP2003134339A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Jo; 忠城
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: JP4130382B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pneumatic shock absorber capable of being applied to a vehicular suspension. <P>SOLUTION: In a middle part of a bypass passage B1 communicating a first chamber R1 and a second chamber R2 divided by a partitioning member 1, a valve V1 capable of opening/closing the bypass passage B1 and energized in a closing direction, and pressing means 18, 19 pressing the valve V1 in a direction opening the bypass passage B1 when vibrations has a not more than resonance frequency under a spring and frequency close thereto, are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空圧緩衝器に関し、特に車両のサスペンションとして使用可能な空圧緩衝器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空圧緩衝器としては、図３に示すようなステイダンパ（たとえば、特許文献１参照）や図４に示すエアダンパ（たとえば、特許文献２参照）が知られており、車両のバックドアと車体との間や引き戸と引き戸が滑動自在に挿嵌された枠体との間に介装され、バックドアの開閉やドアの開閉速度の調節等に使用されている。
【０００３】
そして、図３に示すステイダンパは、シリンダ４３と、シリンダ４３内をピストン側室Ａとロッド側室Ｂに区画するピストン４０と、シリンダ４３にピストン４０を介して移動自在に挿入したピストンロッド４１と、ピストンに設けたピストン側室Ａとロッド側室Ｂを連通する流路４４と、流路の途中に設けたオリフィス４５とで構成され、シリンダ４３内にガスが封入されており、ピストンロッド４１がシリンダ４３から出没する際にガスが圧縮もしくは膨張すること、および、上記オリフィス４５を通過することによりガススプリングおよび緩衝器としての機能を発揮するものである。
【０００４】
他方、図４に示すエアダンパは、シリンダ５２と、シリンダ５２内をピストン側室Ｃとロッド側室Ｄに区画するピストン５０と、シリンダ５２にピストン５０を介して移動自在に挿入したピストンロッド５１と、ピストンロッド５１内にピストン側室Ｃとロッド側室Ｄを連通する第１の流路５７と、当該第１の流路５７の途中に設けたオリフィス５８と、ピストン５０に設けられた第２の流路５５と、第２の流路５５の途中にピストン側室Ｃからロッド側室Ｄへの空気の流れのみを許容するバネ５４で付勢された逆止弁５３とで構成され、ピストンロッド５１がシリンダ５３から出没する際に空気が上記オリフィス５８または逆止弁５３を通過することによって、減衰作用を発生させている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２９９８１８号公報（段落番号００２２、図１）
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−５２１２号公報（段落番号０００７から００１３、図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上述のようなステイダンパやエアダンパ（以下「エアダンパ等」という。）は、構造が簡単であるから、そのまま車両のサスペンション等として利用できれば加工性や経済性において有利であるが、車両のサスペンション等として使用するには、問題がある。
【０００８】
ここで、空気が充填される弾性を有するタイヤを装着するサスペンションにあっては、懸架スプリングと弾性なタイヤの２つのバネが作用する。そして、車両のサスペンションとして使用される緩衝器にあっては、いわゆるバネ上の共振周波数（振動周波数が略１Ｈｚ〜２Ｈｚ）といわゆるバネ下の共振周波数（振動周波数が略１０Ｈｚ〜１５Ｈｚ）の２つの共振域の周波数の振動を抑制することが要求される。
【０００９】
他方、上記バネ上の共振周波数とバネ下の共振周波数との間の周波数の振動およびバネ下共振周波数を超える周波数の振動については、緩衝器の発生する減衰力を低くしたほうが、路面から車体への振動伝達率が低下するので乗り心地が良くなる点で好ましい。
【００１０】
そして、エアダンパ等は、作用媒体に気体を使用しているが、気体には圧縮性があるので、振幅の小さくなる高周波の振動がエアダンパ等に作用すると、その発生する減衰力が低くなる特徴を有している。そのため、エアダンパ等をサスペンションとして使用する場合には、車両における乗り心地が向上するという長所を有しているが、その反面、振動周波数が高くなればなるほど発生減衰力が低くなるので、上記バネ下の共振周波数の振動を充分抑制できなくなるという危惧がある。したがって、従来のエアダンパ等をそのまま車両用として使用することはできない。
【００１１】
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、空圧緩衝器を車両のサスペンションに適用可能なものとすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の課題解決手段の空圧緩衝器は、隔壁部材で区画された第１室と第２室と、第１室と第２室とを連通する流路と、流路の途中に設けた減衰力発生要素とを備え、車両の車体と車軸との間に介装される緩衝装置において、第１室と第２室とを連通するバイパス路と、バイパス路の途中に当該バイパス路を開閉可能であって閉じる方向に附勢されたバルブと、車両におけるバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の振動時にバイパス路を開ける方向に上記バルブを押圧する押圧手段を設けたこと特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の課題解決手段は、区画部材で区画された補償室と作動室と、作動室を隔壁部材で隔成した第１室と第２室と、補償室と第１室あるいは第２室とを連通する流路と、第１室と第２室とを連通する流路と、各流路の途中に設けた減衰力発生要素とを備え、車両の車体と車軸との間に介装される緩衝装置において、補償室と第１室あるいは第２室とを連通するバイパス路と、第１室と第２室とを連通するバイパス路と、各バイパス路の途中に当該バイパス路を開閉可能であって閉じる方向に附勢されたバルブと、車両におけるバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の振動時に各バイパス路を開ける方向に上記バルブを押圧する押圧手段を設けたこと特徴とする。
【００１４】
第１および第２の課題解決手段によれば、空圧緩衝器の伸縮時の振動周波数が低い場合には、少なくとも１つのバイパス路が連通されるが、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えるものとなった時には、バイパス路は遮断状態となるので、流路面積が減少することとなり、ガスの圧縮性の高さに起因する減衰力の落ち込みを防止することとなる。裏を返せば、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えるものとなった時にその発生減衰力を増大することが可能となる。したがって、その振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数となる場合には、減衰力の落ち込みが防止されるので、バネ下の共振周波数およびその近傍の周波数の振動を充分抑制でき、これにより、空圧緩衝器を車両のサスペンションに適用可能なものとすることができる。
【００１５】
また、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えてさらに高くなった場合には、ガスの圧縮性により徐々に空圧緩衝器が発生する減衰力は低くなるので、この振動数領域における車両の乗り心地を損なうこともない。そして、振動周波数の低い場合には、流路面積を大きくして発生減衰力を低く抑えることとなる。
【００１６】
また、本発明の第３の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、押圧手段が、上記バルブに第１室もしくは第２室から空圧を導く通路と、当該通路の途中に設けたオリフィスとで構成され、当該通路に導かれる空圧によりバルブを押圧することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の第４の課題解決手段は、第２の課題解決手段において、押圧手段が、一方のバルブに第１室から空圧を導く通路と、他方のバルブに第２室から空圧を導く通路と、各通路の途中にそれぞれ設けたオリフィスとで構成され、当該各通路に導かれる空圧によりそれぞれのバルブを押圧することを特徴とする。
【００１８】
第３および第４の課題解決手段によれば、通路とオリフィスという簡単かつスペースを取らない構成で押圧手段を形成しているので、空圧緩衝器の大型化が避けられ、さらに、外部に電源や空圧源を設けなくて済み、車両のパワーソースを消費しなくてよいので経済的である。
【００１９】
さらに、オリフィスの設定により、空圧緩衝器が適用される車種に応じて周波数を特定してその発生減衰力を高めることが可能であるので、バネ下共振周波数域での振動抑制精度が向上し、他方、バネ上共振周波数域の振動をも効果的に抑制できるので、路面からの振動伝達率を低く押えて車両における乗り心地が向上する。
【００２０】
また、本発明の第５の課題解決手段は、第３の課題解決手段において、第１室と第２室がシリンダとシリンダ内に摺動自在に挿入したピストンにより隔成されるとともに、ピストンの一端側にシリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドの先端を連結してなり、バイパス路がピストンロッドの先端の軸芯部に穿設した中空部とピストンロッドの側部から中空部に連通する孔とで構成され、上記バルブを上記中空部内に摺動自在に挿入されるスプールとし、当該スプールは、ピストンロッド内方へ向けて附勢されてバイパス路を常時閉じ、空圧の負荷によりバイパス路を連通することを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明の第６の課題解決手段は、第４の課題解決手段において、第１室と第２室がシリンダとシリンダ内に摺動自在に挿入したピストンにより隔成され、補償室がシリンダ内もしくはシリンダ端部に設けられたバルブボディによりシリンダ内もしくはシリンダ外方に隔成されるとともいに、ピストンの一端側にシリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドの先端を連結してなり、第１室と第２室とを連通するバイパス路がピストンロッドの先端から開口する中空部とピストンロッドの側部から中空部に連通する孔とで構成され、補償室と第１室あるいは第２室とを連通するバイパス路がベースバルブの補償室側から開口する中空部と第１室もしくは第２室と当該中空部とを連通する孔とで構成され、上記各バルブを上記各中空部内に摺動自在に挿入されるスプールとし、一方のスプールは、ピストンロッド内方へ向けて附勢されてバイパス路を常時閉じ、空圧の負荷により第１室と第２室とを連通するバイパス路を連通し、他方のスプールはバルブボディ内方へ向けて附勢されて補償室と第１室あるいは第２室とを連通するバイパス路を常時閉じ、空圧の負荷によりバイパス路を連通することを特徴とする。
【００２２】
第５および第６の課題解決手段によれば、スプールと附勢バネによりバルブを構成しているので、空圧緩衝器の収縮振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の場合に低下する減衰力の下限を設定できるので、空圧緩衝器の伸縮振動周波数に無関係に、その振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の場合に必要となる減衰力が確保されることになり、空圧緩衝器の伸縮動作し始めの振動抑制も充分に行える。すなわち、本発明の空圧緩衝器を車両に適用した際には、車両のサスペンションの動作し始めの振動抑制も可能であるから、車両における姿勢変化を抑制しえることとなる。
【００２３】
さらに、ピストンロッドにバルブを設ける場合にバイパス路の方向切り換えができ、かつ、バイパス路から負荷される空圧によりバイパス路が連通してしまうことを確実に防止できるのでバイパス路の開閉制御が容易となる。
【００２４】
また、スプール弁を使用しているので、振動の過渡的入力、たとえば、車両が路面上の突起を乗り越えたときに生じる高周波振動に等価のステップ入力が空圧緩衝器に作用した場合には、バルブへの空圧供給が一次遅れとなるから、通路内の圧力はその振動入力以前の状態を維持するので、徐々に通路内の圧力が高まることとなり、スプール弁がバイパス路を徐々に流路面積を大きくしながら連通することとなる。すると、この場合に空圧緩衝器が発生する減衰力は緩やかに低下することとなり、このため、減衰力が変化することによる衝撃や外乱が生じることはなく、この減衰力の低下によりピストンのシリンダに対する変位量が増加してピストンのシリンダに対する速度を緩やかに減速させる。すなわち、緩やかに発生減衰力を低下しながらピストンのシリンダに対する速度を減速していくので、ショック感が減少し車両における乗り心地が向上することになる。
【００２５】
さらに、上記形状のスプール弁を使用しているので、通路に導かれる空圧の大きさにより、すなわち、ピストンのシリンダに対する速度に応じてバイパス路の流路面積を変化可能であるので、ピストンのシリンダに対する速度が変化した場合に、この空圧緩衝器の発生する減衰力の減衰特性を急激に変化させることはない。すなわち、急激に減衰特性が変化することによる衝撃の発生を防止することができるので、この点でも車両における乗り心地が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空圧緩衝器を図１および図２に基づいて説明する。図１は、第１の実施の形態における空圧緩衝器を原理的に示す概略断面図である。図２は、第１の実施の形態における空圧緩衝器のピストン部の概略断面図である。
【００２７】
以下、詳細に説明すると、本実施の形態における空圧緩衝器Ｋは、図１に示すように、円筒状のシリンダ３と、シリンダ３の外側にシリンダ３に同芯に設けた外筒４と、シリンダ３と外筒４との間の隙間で形成した補償室たるリザーバＲと、作動室たるロッド側Ｒ１およびピストン側Ｒ２と、に区画する区画部材たるバルブボディ５と、作動室をロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに区画するピストン１と、シリンダ３内にピストン１を介して移動自在に挿入されたピストンロッド２と、上記ピストン側室Ｒ１とロッド側室Ｒ２とを連通するバイパス路Ｂ１と、リザーバＲとピストン側室Ｒ２とを連通するバイパス路Ｂ２と、各バイパス路の途中にそれぞれ設けたバルブＶ１，Ｖ２と、ピストン１に設けた流路Ｌ１，Ｌ２と、バルブボディ５に設けた流路Ｌ３，Ｌ４と、各流路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の途中にそれぞれ設けた減衰力発生要素１１，１２，１３と吸入弁要素１４とで構成され、シリンダ３内およびリザーバＲ内にはガスが封入されている。
【００２８】
以下、各部材について詳細に説明すると、シリンダ３内には、摺動自在にピストン１が挿入され、ピストン１の図１中上端には、ピストンロッド２の先端が接続されている。そして、ピストン１には各流路Ｌ１，Ｌ２およびバイパス路Ｂ１が設けられ、流路Ｌ１，Ｌ２にはそれぞれ減衰力発生要素１１，１２が設けられるとともに、バイパス路Ｂ１の途中にはバルブＶ１が設けられている。
【００２９】
そして、上記バルブＶ１は、遮断ポジション１６および連通ポジション１７に切り換え可能に設定されているとともに、附勢バネ１５のバネ力でバイパス路Ｂ１を閉鎖する常閉型に設定されている。さらに、ピストン１には、このバルブＶ１を連通ポジション１７に切り換えるための押圧手段が設けられており、本実施の形態では、この押圧手段を、第１室たるロッド側室Ｒ１から空圧を導く通路１８と、当該通路１８の途中に設けたオリフィス１９とで構成され、当該通路１８に導かれる空圧により附勢バネ１５のバネ力に抗してバルブＶ１を押圧することで、バルブＶ１を連通ポジション１７に切り換えてバイパス路Ｂ１を連通することができるようになっている。したがって、本実施の形態においては、上記空圧をパイロット信号として利用し、ロッド側室Ｒ１から供給されるパイロット信号の入力時にバイパス路Ｂ１が開放されると共にパイロット信号の解消時にバイパス路Ｂ１が遮断される。また、このバルブＶ１は、パイロット信号の強弱によりバイパス路Ｂ１の流路面積を変化させるように設定されてもよい。こうすることにより、バルブＶ１で発生する圧力損失に変化を持たせて減衰力を変化させることができる。なお、オリフィス１９は、空圧緩衝器Ｋの振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以上となったときには、ガスが通過しえなくなるように設定されている。すなわち、上記バルブＶ１は押圧手段により、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以上の時には、バイパス路Ｂ１を遮断し、バネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の時にはバイパス路Ｂ１を連通するようになっている。
【００３０】
ちなみに、このバルブＶ１は、具体的な実施の形態にあっては、図２に示すように、ピストン１に配在されるのではなく、このピストン１に連設されるピストンロッド２に、特に、ピストン１を連設させるピストンロッド２における先端部あるいは先端近傍部に配在されてもよい。
【００３１】
この図２に示すように、バルブＶ１は、スプール弁として形成されており、少々説明すると、ピストンロッド２には、その先端側から開口する中空部２ａが穿設されており、この中空部２ａ内にスプール弁３０が摺動自在に挿入されている。すなわち、中空部２ａはピストン側室Ｒ２と連通している。そして、このスプール弁３０は、有底筒状に形成されるとともに、その底部近傍の側部にスプール弁３０内外を連通するポート３０ａが穿設されている。さらに、このスプール弁３０は、ピストンロッド２の中空部２ａの下方に設けた軸心部に孔３１ａを設けたストッパ部材３１に担持された附勢バネ１５によりピストンロッド２内方に向けて付勢されている。また、ピストンロッド２の側部には中空部２ａに連通する孔２ｂ，２ｂが穿設されており、この孔２ｂ，２ｂはロッド側室Ｒ１に連通している。したがって、この場合、バイパス路Ｂ１は、この孔２ｂと中空部２ａとで構成されていることとなる。そして、スプール弁３０のポート３０ａは、スプール弁３０がピストンロッド２の内方に附勢された状態で、ピストンロッド２の孔２ｂ，２ｂに対向しえない位置に穿設されており、すなわち、バルブＶ１は遮断ポジション１６を採ることとなり、これにより、上記の孔２ｂと中空部２ａで構成されるバイパス路Ｂ１は常時遮断状態とされている。さらに、ピストンロッド２には、中空部２ａの図２中上端に連なる圧力室２ｃが設けられており、この圧力室２ｃとロッド側室Ｒ１とを連通する通路１８が設けられ、この通路１８の途中にはオリフィス１９が設けられている。したがって、この通路１８から圧力室２ｃに空圧が供給されると、スプール弁３０が附勢バネ１５のバネ力に抗して図２中下方に押圧され、スプール弁３０が図２中下方に移動し、ピストンロッド２の孔２ｂ，２ｂにスプール弁３０のポート３０ａが対向しえる位置に移動すると、バルブＶ１は連通ポジション１７を採ることとなりバイパス路Ｂ１が連通状態となり、他方、この通路１８から圧力室２ｃに空圧が供給されないと、スプール弁３０が附勢バネ１５のバネで図２中中空部２ａの上端に当接した状態のままとなり、ピストンロッド２の孔２ｂ，２ｂにスプール弁３０のポート３０ａ，３０ａは対向しえないので、バイパス路Ｂ１は遮断されることとなる。また、連通状態下では、孔２ｂ，２ｂとポート３０ａ，３０ａの重なり度合いにより流路面積が変化するようになっており、ガスが孔２ｂ，２ｂとポート３０ａ，３０ａとを通過するときの圧力損失により減衰力を発生可能になっている。すなわち、圧力室２ｃおよび通路１８に導かれる空圧の大きさに応じて流路面積を変化することができる。また、図示したところでは、スプール弁を使用しているが、ポペット型弁体を使用し中空部に弁座とを設けて附勢バネでポペット型弁体の弁頭を弁座に着座させるとしてもよいが、スプール弁としたほうが上述のようにピストンロッド２にバルブＶ１を設ける場合にバイパス路の方向切り換えができ、かつ、バイパス路から負荷される空圧によりバイパス路が連通してしまうことを確実に防止できるのでバイパス路Ｂ１の開閉制御が容易となる。
【００３２】
なお、圧力室２ｃは必ずしも設ける必要はないが、通路１８から導かれる空圧によるスプール弁３０を押す力を高めることができるので、ピストン１のシリンダ３に対して図２中上方への移動速度が極めて低いときでも、スプール弁３０を移動させることができる。
【００３３】
また、図２中ピストン１には、それぞれ空圧緩衝器の圧縮行程時にガスが通過する流路Ｌ１と伸長行程時にガスが通過する流路Ｌ２が設けられ、この各流路Ｌ１，Ｌ２にはそれぞれ減衰力発生要素としてのリーフバルブ３２，３３が設けられている。このように、減衰力発生要素をリーフバルブとしてもよいし、他に公知の減衰力発生要素を適用してもよい。なお、上述したところでは、各流路を隔壁部材たるピストン１に、バイパス路を隔壁部材たるピストン１もしくはピストンロッド２の先端に設けるとしているが、シリンダ３の外方に各流路およびバイパス路を設けてもよい。
【００３４】
なお、上述したところでは、押圧手段を通路とオリフィスとしているが、図示はしないが、たとえば、押圧手段を所定のピストン速度になったときに励磁されるソレノイドとして、このソレノイドによりスプールを押圧してもよく、他に慣用される手段を用いてもよいが、通路とオリフィスという簡単かつスペースを取らない構成で押圧手段を形成しているので、空圧緩衝器の大型化が避けられ、さらに、外部に電源や空圧源を設けなくて済み、車両のパワーソースを消費しなくてよいので経済的である。
【００３５】
さらに、シリンダ３の図１中上方開口端にはピストンロッド２を挿入可能なように軸心部に孔６ｄを設けたロッドガイド６が設けられている。ロッドガイド６は、円筒状の本体６ａと、拡径部６ｂとで構成され、拡径部６ｂには切欠６ｃが設けられている。また、シリンダ３の図１中下方開口端にはバルブボディ５が嵌合されており、このバルブボディ５は、円筒状の本体５ａと、本体５ａの図１中下方に段部５ｂを備えた拡径部５ｃとで構成され、拡径部５ｃには切欠５ｄが設けられている。そして、バルブボディ５の本体５ａには各流路Ｌ３，Ｌ４およびバイパス路Ｂ２が設けられ、流路Ｌ３，Ｌ４には減衰力発生要素１３と吸入弁要素１４が設けられるとともに、バイパス路Ｂ２の途中にはバルブＶ２が設けられている。また、バルブボディ５の拡径部５ｃの外周には有底筒状のキャップ９が嵌合し、このキャップ９の外周が外筒４の内周に嵌合している。他方、シリンダ３の図１中上端に嵌合しているロッドガイド６の拡径部６ｂの外周にはピストンロッド２が挿入可能なように孔（付示せず）を設けた有底筒状のキャップ８が嵌合し、このキャップ８の外周が外筒４の内周に嵌合している。すなわち、シリンダ３内および外筒４内はキャップ８およびキャップ９により気密状態下に封止されている。
【００３６】
そして、上記バルブＶ２は、遮断ポジション２２および連通ポジション２３に切り換え可能に設定されているとともに、附勢バネ２１のバネ力でバイパス路Ｂ２を閉鎖する常閉型に設定されている。さらに、バルブボディ５には、このバルブＶ２を連通ポジション２３に切り換えるための押圧手段が設けられており、本実施の形態では、この押圧手段を、第２室たるピストン側室Ｒ２から空圧を導く通路２４と、当該通路２４の途中に設けたオリフィス２５とで構成され、当該通路２４に導かれる空圧により附勢バネ２１のバネ力に抗してバルブＶ２を押圧することで、バルブＶ２を連通ポジション２３に切り換えてバイパス路Ｂ２を連通することができるようになっている。したがって、本実施の形態においては、上記空圧をパイロット信号として利用し、ピストン側室Ｒ２から供給されるパイロット信号の入力時にバイパス路Ｂ２が開放されると共にパイロット信号の解消時にバイパス路Ｂ２が遮断される。なお、オリフィス２５は、空圧緩衝器Ｋの振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以上となったときには、ガスが通過しえなくなるように設定されている。すなわち、バルブＶ２にあっても押圧手段により、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以上の時には、バイパス路Ｂ２を遮断し、バネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の時にはバイパス路Ｂ２を連通するようになっており、その構成も、上述のバルブＶ１と同様の構成となっており、図示はしないが、その具体的構成についても、バルブＶ１同様の構成とすればよく、また、この場合には、バルブボディ５にピストンロッド２内に構成した通路１８、オリフィス１９、中空部２ａ、スプール弁３０と同様のものをそれぞれ設ければよい。なお、上述したところでは、各流路およびバイパス路を区画部材たるバルブボディ５に設けるとしているが、区画部材を単に補償室たるリザーバと作動室とを区画する部材としてシリンダ３の外方に各流路およびバイパス路を設けてもよい。
【００３７】
さて、上述のように構成された空圧緩衝器Ｋの作用について説明する。ピストンロッド２がシリンダ３内から退出する、すなわち、空圧緩衝器Ｋが伸長する場合には、ロッド側室Ｒ１が収縮するのでロッド側室Ｒ１内の空圧が高まり、ロッド側室Ｒ１内のガスはピストン１に設けた流路Ｌ１およびバイパス路Ｂ１を通過してピストン側室Ｒ２に流入しようとする。さらに、ピストン側室Ｒ２内では、ピストンロッド２がシリンダ３から退出する体積分のガスが不足するので、リザーバＲ内のガスがバルブボディ５に設けた流路Ｌ４およびバイパス路Ｂ２を通過してピストン側室Ｒ２内に流入しようとする。そして、流路Ｌ１に設けた減衰力発生要素１１で減衰力が発生されるが、このとき、ピストン１のシリンダ３に対する移動速度が遅い場合、すなわち、空圧緩衝器Ｋの振動周波数が低い場合には、オリフィス１９による圧力損失がさほど発生しないので、通路１８を介して空圧がバルブＶ１に負荷されることになる。そして、バルブＶ１は、それぞれ押圧されて連通ポジション１７をとることとなる。他方、バイパス路Ｂ２のバルブＶ２は、ピストン側室Ｒ２の空圧は減圧されるので、押圧されずに遮断ポジション２２を維持することとなり、バイパス路Ｂ２は遮断され、ガスはバイパス路Ｂ２を通過しないこととなる。そして、バイパス路Ｂ１は連通状態となり、バイパス路Ｂ１のバルブＶ１をガスが通過するときの圧力損失によっても空圧緩衝器Ｋは減衰力を発生することとなる。
【００３８】
さらに、ピストン１のシリンダ３に対する移動速度が速くなってくると、すなわち、空圧緩衝器Ｋの伸長時の振動周波数が高くなってくると、通路１８のオリフィス１９が設けられ位置よりバルブＶ１側はロッド側室Ｒ１の圧力変動に対して一次遅れの圧力変動となり、ガスがオリフィス１９を通過できなくなってくる。すなわち、圧力損失が大きくなってくるので、通路１８空圧がバルブＶ１に供給されにくくなる。そしてさらに、ピストン１のシリンダ３に対する移動速度が速く、空圧緩衝器Ｋの伸長時の振動周波数がバネ下共振周波数を超えるような高い場合には、ガスがオリフィス１９を通過できなくなり、バルブＶ１は、それぞれ空圧によって押圧されず附勢バネ１５により附勢されるのみとなるので遮断ポジション１６をとることとなる。すると、バイパス路Ｂ１も遮断状態となり、バイパス路Ｂ１のバルブＶ１をガスが通過できず、空圧緩衝器Ｋは、減衰力発生要素１１のみによって減衰力を発生することとなる。したがって、空圧緩衝器Ｋの伸長時の振動周波数が高くなるとそれに伴い徐々にバイパス路Ｂ１を遮断することとなる。
【００３９】
逆に、ピストンロッド２がシリンダ３内に侵入する、すなわち、空圧緩衝器Ｋが収縮する場合には、ピストン側室Ｒ２が収縮するのでピストン側室Ｒ２内の空圧が高まり、ピストン側室Ｒ２内のガスはピストン１に設けた流路Ｌ２およびバイパス路Ｂ１を通過してロッド側室Ｒ１に流入しようとする。さらに、ピストン側室Ｒ２内では、ピストンロッド２がシリンダ３に侵入する体積分のガスが余剰となるので、ピストン側室Ｒ２内のガスがバルブボディ５に設けた流路Ｌ３およびバイパス路Ｂ２を通過してリザーバＲ内に流入しようとする。そして、各流路Ｌ２，Ｌ３に設けた減衰力発生要素１２，１３で減衰力が発生されるが、このとき、ピストン１のシリンダ３に対する移動速度が遅い場合、すなわち、空圧緩衝器Ｋの振動周波数が低い場合には、オリフィス２５による圧力損失がさほど発生しないので、通路２４を介して空圧がバルブＶ２に負荷されることになる。そして、バルブＶ２は、押圧されて連通ポジション２３をとることとなる。他方、バイパス路Ｂ１のバルブＶ１は、ロッド側室Ｒ１の空圧は減圧されるので、押圧されずに遮断ポジション１７を維持することとなり、バイパス路Ｂ１は遮断され、ガスはバイパス路Ｂ１を通過しないこととなる。そして、バイパス路Ｂ２は連通状態となり、バイパス路Ｂ２のバルブＶ２をガスが通過するときの圧力損失によっても空圧緩衝器Ｋは減衰力を発生することとなる。
【００４０】
さらに、ピストン１のシリンダ３に対する移動速度が速くなってくると、すなわち、空圧緩衝器Ｋの収縮時の振動周波数が高くなってくると、通路２４のオリフィス２５が設けられ位置よりバルブＶ２側はピストン側室Ｒ２の圧力変動に対して一次遅れの圧力変動となり、ガスがオリフィス２５を通過できなくなってくる。すなわち、圧力損失が大きくなってくるので、通路２４を介して空圧がバルブＶ２に供給されにくくなる。そしてさらに、ピストン１のシリンダ３に対する移動速度が速く、空圧緩衝器Ｋの収縮時の振動周波数がバネ下共振周波数を超えるような高い場合には、ガスがオリフィス２５を通過できなくなり、バルブＶ２は、空圧によって押圧されず附勢バネ２１により附勢されるのみとなるので遮断ポジション２３をとることとなる。すると、バイパス路Ｂ２も遮断状態となり、バイパス路Ｂ２のバルブＶ２をガスが通過できず、空圧緩衝器Ｋは、減衰力発生要素１２，１３のみによって減衰力を発生することとなる。したがって、空圧緩衝器Ｋの収縮時の振動周波数が高くなるとそれに伴い徐々にバイパス路Ｂ２を遮断することとなる。
【００４１】
上記したように、空圧緩衝器Ｋの伸縮時の振動周波数が低い場合には、バイパス路Ｂ１もしくはバイパス路Ｂ２のいずれか一方が連通され、振動周波数が高い場合にはいずれのバイパス路Ｂ１，Ｂ２も遮断される。ここで、作動媒体のガスは気体であるので、油等の液体に比較して圧縮性が極めて高いので、空圧緩衝器の伸長時の振動周波数が高くなればなるほど減衰力を発生しにくくなるが、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えるものとなった時には、バイパス路Ｂ１，Ｂ２は遮断状態となるので、流路面積が減少することとなり、ガスの圧縮性の高さに起因する減衰力の落ち込みを防止することとなる。裏を返せば、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えるものとなった時にその発生減衰力を増大することが可能となる。したがって、その振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数となる場合には、減衰力の落ち込みが防止されるので、バネ下の共振周波数およびその近傍の周波数の振動を充分抑制でき、これにより、空圧緩衝器を車両のサスペンションに適用可能なものとすることができる。
【００４２】
なお、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えてさらに高くなった場合には、ガスの圧縮性により徐々に空圧緩衝器が発生する減衰力は低くなるので、この振動数領域における車両の乗り心地を損なうこともない。そして、振動周波数の低い場合には、流路面積を大きくして発生減衰力を低く抑えることとなる。
【００４３】
したがって、本発明の空圧緩衝器にあっては、その振動周波数が低い場合でバイパス路が連通状態にあっても、ある程度の減衰力を発生できるように設定しておくことが望ましい。具体的には、この空圧緩衝器Ｋが適用される車種に応じて、バネ上共振周波数およびその近傍の周波数帯で、その車両に最適となる減衰力を発揮するように空圧緩衝器に封入されるガスの圧力を設定すればよい。
【００４４】
また、オリフィスの設定により、空圧緩衝器が適用される車種に応じて周波数を特定してその発生減衰力を高めることが可能であるので、バネ下共振周波数域での振動抑制精度が向上し、他方、バネ上共振周波数域の振動をも効果的に抑制できるので、路面からの振動伝達率を低く押えて車両における乗り心地が向上する。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、スプールと附勢バネによりバルブを構成しているので、空圧緩衝器の収縮振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の場合に低下する減衰力の下限を設定できるので、空圧緩衝器の伸縮振動周波数に無関係に、その振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の場合に必要となる減衰力が確保されることになり、空圧緩衝器の伸縮動作し始めの振動抑制も充分に行える。すなわち、本発明の空圧緩衝器を車両に適用した際には、車両のサスペンションの動作し始めの振動抑制も可能であるから、車両における姿勢変化を抑制しえることとなる。
【００４６】
また、スプール弁を使用しているので、振動の過渡的入力、たとえば、車両が路面上の突起を乗り越えたときに生じる高周波振動に等価のステップ入力が空圧緩衝器に作用した場合には、バルブへの空圧供給が一次遅れとなるから、通路内の圧力はその振動入力以前の状態を維持するので、徐々に通路内の圧力が高まることとなり、スプール弁がバイパス路を徐々に流路面積を大きくしながら連通することとなる。すると、この場合に空圧緩衝器が発生する減衰力は緩やかに低下することとなり、このため、減衰力が変化することによる衝撃や外乱が生じることはなく、この減衰力の低下によりピストンのシリンダに対する変位量が増加してピストンのシリンダに対する速度を緩やかに減速させる。すなわち、緩やかに発生減衰力を低下しながらピストンのシリンダに対する速度を減速していくので、ショック感が減少し車両における乗り心地が向上することになる。
【００４７】
さらに、上記形状のスプール弁を使用しているので、通路に導かれる空圧の大きさにより、すなわち、ピストンのシリンダに対する速度に応じてバイパス路の流路面積を変化可能であるので、ピストンのシリンダに対する速度が変化した場合に、この空圧緩衝器の発生する減衰力の減衰特性を急激に変化させることはない。すなわち、急激に減衰特性が変化することによる衝撃の発生を防止することができるので、この点でも車両における乗り心地が向上する。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、空圧緩衝器をいわゆる複筒型緩衝器として説明してきたが、いわゆる単筒型とし、または、いわゆる両ロッド型としてもよく、さらに、本実施の形態においては、バイパス路、バルブおよび押圧手段を空圧緩衝器の２箇所に設けているが、１ヶ所のみの設けて空圧緩衝器の伸長時もしくは収縮時の一方のみのガスの圧縮性の高さに起因する減衰力の落ち込みを防止するとしてもよい。ちなみにこの場合には、隔壁部材をバルブケースとして第１室を作動室とし第２室を補償室とするか、隔壁部材をピストンとして第１室をロッド側室とし第２室をピストン側室とすればよい。
【００４９】
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。
【００５０】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、空圧緩衝器の伸縮時の振動周波数が低い場合には、少なくとも１つのバイパス路が連通されるが、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えるものとなった時には、バイパス路は遮断状態となるので、流路面積が減少することとなり、ガスの圧縮性の高さに起因する減衰力の落ち込みを防止することとなる。裏を返せば、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えるものとなった時にその発生減衰力を増大することが可能となる。したがって、その振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数となる場合には、減衰力の落ち込みが防止されるので、バネ下の共振周波数およびその近傍の周波数の振動を充分抑制でき、これにより、空圧緩衝器を車両のサスペンションに適用可能なものとすることができる。
【００５１】
また、振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数を超えてさらに高くなった場合には、ガスの圧縮性により徐々に空圧緩衝器が発生する減衰力は低くなるので、この振動数領域における車両の乗り心地を損なうこともない。そして、振動周波数の低い場合には、流路面積を大きくして発生減衰力を低く抑えることとなる。
【００５２】
また、請求項３および請求項４の発明によれば、通路とオリフィスという簡単かつスペースを取らない構成で押圧手段を形成しているので、空圧緩衝器の大型化が避けられ、さらに、外部に電源や空圧源を設けなくて済み、車両のパワーソースを消費しなくてよいので経済的である。
【００５３】
さらに、オリフィスの設定により、空圧緩衝器が適用される車種に応じて周波数を特定してその発生減衰力を高めることが可能であるので、バネ下共振周波数域での振動抑制精度が向上し、他方、バネ上共振周波数域の振動をも効果的に抑制できるので、路面からの振動伝達率を低く押えて車両における乗り心地が向上する。
【００５４】
そして、請求項５および請求項６の発明によれば、スプールと附勢バネによりバルブを構成しているので、空圧緩衝器の収縮振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の場合に低下する減衰力の下限を設定できるので、空圧緩衝器の伸縮振動周波数に無関係に、その振動周波数がバネ下共振周波数およびその近傍の周波数以下の場合に必要となる減衰力が確保されることになり、空圧緩衝器の伸縮動作し始めの振動抑制も充分に行える。すなわち、本発明の空圧緩衝器を車両に適用した際には、車両のサスペンションの動作し始めの振動抑制も可能であるから、車両における姿勢変化を抑制しえることとなる。
【００５５】
さらに、ピストンロッドにバルブを設ける場合にバイパス路の方向切り換えができ、かつ、バイパス路から負荷される空圧によりバイパス路が連通してしまうことを確実に防止できるのでバイパス路の開閉制御が容易となる。
【００５６】
また、スプール弁を使用しているので、振動の過渡的入力、たとえば、車両が路面上の突起を乗り越えたときに生じる高周波振動に等価のステップ入力が空圧緩衝器に作用した場合には、バルブへの空圧供給が一次遅れとなるから、通路内の圧力はその振動入力以前の状態を維持するので、徐々に通路内の圧力が高まることとなり、スプール弁がバイパス路を徐々に流路面積を大きくしながら連通することとなる。すると、この場合に空圧緩衝器が発生する減衰力は緩やかに低下することとなり、このため、減衰力が変化することによる衝撃や外乱が生じることはなく、この減衰力の低下によりピストンのシリンダに対する変位量が増加してピストンのシリンダに対する速度を緩やかに減速させる。すなわち、緩やかに発生減衰力を低下しながらピストンのシリンダに対する速度を減速していくので、ショック感が減少し車両における乗り心地が向上することになる。
【００５７】
さらに、上記形状のスプール弁を使用しているので、通路に導かれる空圧の大きさにより、すなわち、ピストンのシリンダに対する速度に応じてバイパス路の流路面積を変化可能であるので、ピストンのシリンダに対する速度が変化した場合に、この空圧緩衝器の発生する減衰力の減衰特性を急激に変化させることはない。すなわち、急激に減衰特性が変化することによる衝撃の発生を防止することができるので、この点でも車両における乗り心地が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における空圧緩衝器を原理的に示す概略断面図である。
【図２】第１の実施の形態における空圧緩衝器のピストン部の概略断面図である。
【図３】従来のステイダンパを示す縦断面図である。
【図４】従来のエアダンパを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ピストン
２ピストンロッド
２ａ中空部
２ｂ孔
２ｃ圧力室
３シリンダ
４外筒
５区画部材たるバルブボディ
５ａバルブボディ本体
６ロッドガイド
１１，１２，１３減衰力発生要素
１４吸入弁要素
１５，２１附勢バネ
１６，２２遮断ポジション
１７，２３連通ポジション
１８，２４通路
１９，２５オリフィス
３０スプール弁
３０ａポート
３２，３３減衰力発生要素たるリーフバルブ
Ｂ１、Ｂ２バイパス路
Ｋ空圧緩衝器
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４流路
Ｒ補償室たるリザーバ
Ｒ１第１室たるロッド側室
Ｒ２第２室たるピストン側室
Ｖ１，Ｖ２バルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic shock absorber, and more particularly to an improvement in a pneumatic shock absorber that can be used as a vehicle suspension.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a pneumatic shock absorber, a stay damper as shown in FIG. 3 (for example, see Patent Document 1) and an air damper as shown in FIG. 4 (for example, see Patent Document 2) are known. And between the sliding door and the frame in which the sliding door is slidably inserted, and is used for opening and closing the back door, adjusting the opening and closing speed of the door, and the like.
[0003]
The stay damper shown in FIG. 3 includes a cylinder 43, a piston 40 that partitions the inside of the cylinder 43 into a piston-side chamber A and a rod-side chamber B, a piston rod 41 that is movably inserted into the cylinder 43 via the piston 40, And a orifice 45 provided in the middle of the flow path. The gas is sealed in a cylinder 43, and the piston rod 41 is moved from the cylinder 43 by the cylinder 43. The gas functions as a gas spring and a shock absorber when the gas is compressed or expanded when it goes in and out, and when the gas passes through the orifice 45.
[0004]
On the other hand, the air damper shown in FIG. 4 includes a cylinder 52, a piston 50 that partitions the inside of the cylinder 52 into a piston side chamber C and a rod side chamber D, a piston rod 51 movably inserted into the cylinder 52 via the piston 50, A first flow path 57 that connects the piston side chamber C and the rod side chamber D within the rod 51, an orifice 58 provided in the middle of the first flow path 57, and a second flow path 55 provided in the piston 50 And a check valve 53 urged by a spring 54 that allows only air flow from the piston side chamber C to the rod side chamber D in the middle of the second flow path 55. When the air moves in and out, the air passes through the orifice 58 or the check valve 53 to generate a damping effect.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-299818 (paragraph number 0022, FIG. 1)
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-2002-5212 (paragraphs 0007 to 0013, FIGS. 1 and 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described stay damper and air damper (hereinafter referred to as "air damper and the like") have a simple structure, and if they can be used as they are as suspensions of a vehicle, they are advantageous in workability and economical efficiency. There is a problem to use as.
[0008]
Here, in a suspension in which an elastic tire filled with air is mounted, two springs, a suspension spring and an elastic tire, act. In the case of a shock absorber used as a vehicle suspension, there are two types of resonance frequency: a so-called resonance frequency on a spring (vibration frequency is about 1 Hz to 2 Hz) and a resonance frequency on a so-called unspring (vibration frequency is about 10 Hz to 15 Hz). It is required to suppress vibration at frequencies in the resonance range.
[0009]
On the other hand, for vibration at a frequency between the resonance frequency on the spring and the resonance frequency on the unsprung and vibration at a frequency exceeding the unsprung resonance frequency, it is better to reduce the damping force generated by the shock absorber from the road surface to the vehicle body. Is preferable in that the rider comfort is improved because the vibration transmissibility of the vehicle is reduced.
[0010]
Air dampers and the like use gas as a working medium, but since gas has compressibility, when high-frequency vibrations with small amplitudes act on air dampers and the like, the generated damping force decreases. Have. Therefore, when an air damper or the like is used as a suspension, there is an advantage that the riding comfort in the vehicle is improved, but on the other hand, the higher the vibration frequency, the lower the generated damping force. There is a concern that the vibration of the resonance frequency of the above cannot be sufficiently suppressed. Therefore, a conventional air damper or the like cannot be directly used for a vehicle.
[0011]
Therefore, the present invention has been made to improve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to make a pneumatic shock absorber applicable to a vehicle suspension.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pneumatic shock absorber comprising: a first chamber and a second chamber partitioned by a partition member; a flow path connecting the first chamber and the second chamber; A damping force generating element provided in the vehicle, and a shock absorber interposed between the vehicle body and the axle, wherein the bypass passage connects the first chamber and the second chamber, and the bypass passage is provided in the middle of the bypass passage. A valve that can open and close the road and is biased in a direction to close, and a pressing unit that presses the valve in a direction to open the bypass path when the vehicle is vibrated at a frequency equal to or lower than the unsprung resonance frequency of the vehicle and its vicinity. And
[0013]
A second object of the present invention is to provide a compensation chamber and a working chamber partitioned by a partition member, a first chamber and a second chamber separated from each other by a partition member, and a compensation chamber and a first chamber or a first chamber. A flow path connecting the two chambers, a flow path connecting the first chamber and the second chamber, and a damping force generating element provided in the middle of each flow path, between the vehicle body and the axle; In the interposed shock absorber, a bypass path communicating between the compensation chamber and the first or second chamber, a bypass path communicating between the first chamber and the second chamber, and a bypass path in the middle of each bypass path. A valve that can be opened and closed and urged in a closing direction, and a pressing unit that presses the valve in a direction to open each bypass path when the vehicle is vibrated at a frequency lower than the unsprung resonance frequency and a frequency in the vicinity thereof. And
[0014]
According to the first and second means for solving the problems, when the vibration frequency at the time of expansion and contraction of the pneumatic shock absorber is low, at least one bypass path is connected, but the vibration frequency is lower than the unsprung resonance frequency and its vicinity. When the frequency exceeds the frequency, the bypass path is cut off, so that the area of the flow path is reduced, and a drop in the damping force due to the high compressibility of the gas is prevented. In other words, when the vibration frequency exceeds the unsprung resonance frequency and frequencies in the vicinity thereof, the generated damping force can be increased. Therefore, when the vibration frequency is the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung frequency, a drop in the damping force is prevented, and the vibration at the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung resonance frequency can be sufficiently suppressed. The pneumatic shock absorber can be applied to a vehicle suspension.
[0015]
Further, when the vibration frequency further increases beyond the unsprung resonance frequency and the frequency in the vicinity thereof, the damping force generated by the pneumatic shock absorber gradually decreases due to the compressibility of the gas. The ride comfort of the vehicle is not impaired. When the vibration frequency is low, the flow passage area is increased to suppress the generated damping force to a low level.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the pressing means is provided in a passage for guiding air pressure from the first chamber or the second chamber to the valve, and in the middle of the passage. And an orifice, wherein the valve is pressed by air pressure guided to the passage.
[0017]
Further, a fourth object of the present invention is the second object solving means, wherein the pressing means includes a passage for guiding pneumatic pressure from the first chamber to one valve and pneumatic pressure from the second chamber to the other valve. And an orifice provided in the middle of each passage, and each valve is pressed by pneumatic pressure guided to each passage.
[0018]
According to the third and fourth means for solving the problems, since the pressing means is formed by a simple and space-saving structure of the passage and the orifice, it is possible to avoid an increase in the size of the pneumatic shock absorber, and further, to provide an external power supply. It is economical because there is no need to provide a power source and a pneumatic source, and it is not necessary to consume the power source of the vehicle.
[0019]
Furthermore, by setting the orifice, it is possible to specify the frequency according to the type of vehicle to which the pneumatic shock absorber is applied and to increase the generated damping force, thereby improving the vibration suppression accuracy in the unsprung resonance frequency range. On the other hand, vibration in the sprung resonance frequency range can be effectively suppressed, so that the vibration transmission rate from the road surface is suppressed to a low level, and the riding comfort of the vehicle is improved.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect, the first chamber and the second chamber are separated by a cylinder and a piston slidably inserted into the cylinder. One end is connected to the tip of a piston rod movably inserted into the cylinder, and the bypass passage communicates with the hollow part drilled in the shaft core at the tip of the piston rod and the hollow part from the side of the piston rod. The valve is a spool that is slidably inserted into the hollow portion, and the spool is urged inwardly of the piston rod to always close the bypass passage, and is loaded by pneumatic load. It is characterized by communicating with a bypass.
[0021]
In a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the first chamber and the second chamber are separated by a cylinder and a piston slidably inserted into the cylinder, and the compensation chamber is a cylinder. The piston body is separated from the inside or outside of the cylinder by a valve body provided inside or at the end of the cylinder, and the end of a piston rod movably inserted into the cylinder is connected to one end of the piston. A bypass passage communicating the first chamber and the second chamber is formed by a hollow portion opening from the tip of the piston rod and a hole communicating from the side of the piston rod to the hollow portion, and the compensation chamber and the first chamber or the first chamber A bypass path communicating between the two chambers is constituted by a hollow portion opening from the compensation chamber side of the base valve and a hole communicating between the first chamber or the second chamber and the hollow portion. One of the spools is slidably inserted into the inside, and one of the spools is urged inwardly of the piston rod to always close the bypass passage, and connects the first chamber and the second chamber by a pneumatic load. The bypass is connected to the other spool, and the other spool is urged inwardly of the valve body to always close the bypass that connects the compensation chamber to the first chamber or the second chamber, and the bypass is communicated by a pneumatic load. It is characterized by doing.
[0022]
According to the fifth and sixth means for solving the problems, since the valve is constituted by the spool and the urging spring, it is reduced when the contraction vibration frequency of the pneumatic shock absorber is equal to or lower than the unsprung resonance frequency or a frequency in the vicinity thereof. Since the lower limit of the damping force that can be set can be set, the damping force required when the vibration frequency is equal to or lower than the unsprung resonance frequency and the frequency in the vicinity thereof is ensured regardless of the stretching vibration frequency of the pneumatic shock absorber. In other words, the vibration of the pneumatic shock absorber at the start of the expansion and contraction operation can be sufficiently suppressed. That is, when the pneumatic shock absorber of the present invention is applied to a vehicle, the vibration of the suspension of the vehicle at the start of operation can be suppressed, so that the posture change in the vehicle can be suppressed.
[0023]
Further, when a valve is provided on the piston rod, the direction of the bypass passage can be switched, and the bypass passage can be reliably prevented from communicating with the bypass passage due to the air pressure applied from the bypass passage, so that the opening and closing control of the bypass passage is easy. It becomes.
[0024]
In addition, since a spool valve is used, when a transient input of vibration, for example, a step input equivalent to a high frequency vibration generated when a vehicle gets over a protrusion on a road surface acts on the pneumatic shock absorber, Since the supply of air pressure to the valve has a first-order delay, the pressure in the passage maintains the state before the vibration input, so the pressure in the passage gradually increases, and the spool valve gradually flows through the bypass passage. The communication is performed while increasing the area. Then, the damping force generated by the pneumatic shock absorber in this case gradually decreases, so that no shock or disturbance occurs due to the change in the damping force. , The speed of the piston relative to the cylinder is gradually reduced. That is, since the speed of the piston with respect to the cylinder is gradually reduced while the generated damping force is gradually reduced, the sense of shock is reduced and the riding comfort of the vehicle is improved.
[0025]
Further, since the spool valve having the above shape is used, the flow passage area of the bypass passage can be changed according to the magnitude of the air pressure guided to the passage, that is, according to the speed of the piston with respect to the cylinder. When the speed with respect to the cylinder changes, the damping characteristic of the damping force generated by the pneumatic shock absorber does not suddenly change. In other words, it is possible to prevent the occurrence of an impact due to a sudden change in the damping characteristics, so that the riding comfort of the vehicle is also improved in this respect.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a pneumatic shock absorber according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic sectional view showing in principle the pneumatic shock absorber according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic sectional view of a piston portion of the pneumatic shock absorber according to the first embodiment.
[0027]
To explain in detail below, the pneumatic shock absorber K in the present embodiment includes a cylindrical cylinder 3 and an outer cylinder 4 provided concentrically with the cylinder 3 outside the cylinder 3 as shown in FIG. , A reservoir R as a compensation chamber formed by a gap between the cylinder 3 and the outer cylinder 4, a valve body 5 as a partition member for partitioning the rod side R 1 and the piston side R 2 as an operation chamber, and a rod side chamber A piston 1 partitioned into R1 and a piston-side chamber R2, a piston rod 2 movably inserted into the cylinder 3 via the piston 1, a bypass passage B1 communicating the piston-side chamber R1 with the rod-side chamber R2, A bypass passage B2 for communicating the reservoir R with the piston side chamber R2, valves V1 and V2 provided in the middle of each bypass passage, flow passages L1 and L2 provided for the piston 1, and a valve body , And damping force generating elements 11, 12, and 13 and a suction valve element 14 provided in the middle of each of the flow paths L1, L2, L3, and L4, respectively. Gas is sealed in R.
[0028]
Hereinafter, each member will be described in detail. The piston 1 is slidably inserted into the cylinder 3, and the top end of the piston 1 in FIG. The piston 1 is provided with respective flow paths L1 and L2 and a bypass path B1, and the flow paths L1 and L2 are provided with damping force generating elements 11 and 12, respectively, and a valve V1 is provided in the middle of the bypass path B1. Is provided.
[0029]
The valve V1 is set to be switchable between the shutoff position 16 and the communication position 17, and is set to a normally closed type in which the bypass path B1 is closed by the spring force of the urging spring 15. Further, the piston 1 is provided with a pressing means for switching the valve V1 to the communication position 17, and in the present embodiment, the pressing means serves as a passage for guiding air pressure from the rod-side chamber R1 as the first chamber. 18 and an orifice 19 provided in the middle of the passage 18. The valve V1 is communicated by pressing the valve V1 against the spring force of the urging spring 15 by the air pressure guided to the passage 18. By switching to the position 17, the bypass path B1 can be communicated. Accordingly, in the present embodiment, the air pressure is used as a pilot signal, and the bypass B1 is opened when the pilot signal supplied from the rod side chamber R1 is input, and the bypass B1 is shut off when the pilot signal is canceled. You. Further, the valve V1 may be set so as to change the flow path area of the bypass path B1 depending on the strength of the pilot signal. This makes it possible to change the damping force by changing the pressure loss generated in the valve V1. The orifice 19 is set so that gas cannot pass when the vibration frequency of the pneumatic shock absorber K becomes equal to or higher than the unsprung resonance frequency or a frequency in the vicinity thereof. That is, when the vibration frequency is equal to or higher than the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung resonance frequency, the valve V1 shuts off the bypass path B1, and when the vibration frequency is equal to or lower than the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung resonance frequency, the valve V1 communicates with the bypass path B1. It is supposed to.
[0030]
Incidentally, in a specific embodiment, the valve V1 is not provided on the piston 1 as shown in FIG. , The piston 1 may be arranged at the distal end of the piston rod 2 or in the vicinity of the distal end.
[0031]
As shown in FIG. 2, the valve V1 is formed as a spool valve. To explain a little, the piston rod 2 is provided with a hollow portion 2a which is opened from the tip end thereof. A spool valve 30 is slidably inserted therein. That is, the hollow portion 2a communicates with the piston side chamber R2. The spool valve 30 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and a port 30a communicating with the inside and outside of the spool valve 30 is formed in a side portion near the bottom. Further, the spool valve 30 is attached inwardly of the piston rod 2 by an urging spring 15 carried by a stopper member 31 provided with a hole 31a in an axial center provided below the hollow portion 2a of the piston rod 2. It is being rushed. Further, holes 2b, 2b communicating with the hollow portion 2a are formed in the side of the piston rod 2, and the holes 2b, 2b communicate with the rod side chamber R1. Therefore, in this case, the bypass path B1 is constituted by the hole 2b and the hollow portion 2a. The port 30a of the spool valve 30 is bored at a position where the spool valve 30 cannot be opposed to the holes 2b, 2b of the piston rod 2 in a state where the spool valve 30 is biased inward of the piston rod 2. , The valve V1 assumes the shut-off position 16, whereby the bypass path B1 formed by the hole 2b and the hollow portion 2a is always shut off. Further, the piston rod 2 is provided with a pressure chamber 2c communicating with the upper end of the hollow portion 2a in FIG. 2, and a passage 18 communicating the pressure chamber 2c and the rod-side chamber R1 is provided. Is provided with an orifice 19. Therefore, when air pressure is supplied from the passage 18 to the pressure chamber 2c, the spool valve 30 is pressed downward in FIG. 2 against the spring force of the urging spring 15, and the spool valve 30 is moved downward in FIG. When the valve V1 moves to a position where the port 30a of the spool valve 30 can face the holes 2b, 2b of the piston rod 2, the valve V1 takes the communication position 17 and the bypass passage B1 is in communication with the valve V1. When the air pressure is not supplied from the pressure chamber 2c to the pressure chamber 2c, the spool valve 30 remains in contact with the upper end of the hollow portion 2a in FIG. Since the ports 30a, 30a of the valve 30 cannot face each other, the bypass B1 is shut off. In the communicating state, the flow path area changes depending on the degree of overlap between the holes 2b, 2b and the ports 30a, 30a, and the pressure when gas passes through the holes 2b, 2b and the ports 30a, 30a. Damping force can be generated by the loss. That is, the flow path area can be changed according to the magnitude of the air pressure guided to the pressure chamber 2c and the passage 18. Although a spool valve is used in the drawing, a valve seat is provided in a hollow portion using a poppet type valve body, and the valve head of the poppet type valve body is seated on the valve seat with an urging spring. However, the spool valve can switch the direction of the bypass when the valve V1 is provided on the piston rod 2 as described above, and the bypass is communicated by air pressure loaded from the bypass. Can be reliably prevented, so that the opening / closing control of the bypass B1 becomes easy.
[0032]
The pressure chamber 2c is not necessarily provided, but the force of pushing the spool valve 30 by the pneumatic pressure guided from the passage 18 can be increased, so that the moving speed of the piston 1 relative to the cylinder 3 in the upward direction in FIG. Is extremely low, the spool valve 30 can be moved.
[0033]
2, the piston 1 is provided with a flow path L1 through which gas passes during the compression stroke of the pneumatic shock absorber and a flow path L2 through which gas passes during the expansion stroke. Leaf valves 32 and 33 are provided as damping force generating elements. As described above, the damping force generating element may be a leaf valve, or another known damping force generating element may be applied. In the above description, each flow path is provided on the piston 1 serving as the partition member, and the bypass path is provided at the tip of the piston 1 or the piston rod 2 serving as the partition member. May be provided.
[0034]
In the above description, although the pressing means is a passage and an orifice, not shown, for example, the pressing means is a solenoid which is excited when a predetermined piston speed is reached, and the spool is pressed by this solenoid. Alternatively, other commonly used means may be used, but since the pressing means is formed with a simple and space-saving configuration of the passage and the orifice, the size of the pneumatic shock absorber can be avoided, and It is economical because there is no need to provide an external power source or pneumatic source, and it is not necessary to consume the power source of the vehicle.
[0035]
Further, a rod guide 6 provided with a hole 6d in the axial center thereof so that the piston rod 2 can be inserted is provided at the upper open end of the cylinder 3 in FIG. The rod guide 6 includes a cylindrical main body 6a and an enlarged diameter portion 6b, and the enlarged diameter portion 6b is provided with a notch 6c. A valve body 5 is fitted to the lower open end of the cylinder 3 in FIG. 1. The valve body 5 has a cylindrical main body 5a and a step 5b below the main body 5a in FIG. The enlarged diameter portion 5c is provided with a notch 5d. The main body 5a of the valve body 5 is provided with respective flow paths L3, L4 and a bypass path B2, and the flow paths L3, L4 are provided with a damping force generating element 13 and a suction valve element 14, while the bypass path B2 is provided. A valve V2 is provided on the way. A bottomed cylindrical cap 9 is fitted on the outer periphery of the enlarged diameter portion 5 c of the valve body 5, and the outer periphery of the cap 9 is fitted on the inner periphery of the outer cylinder 4. On the other hand, a bottomed cylindrical shape provided with a hole (not shown) so that the piston rod 2 can be inserted into the outer periphery of the enlarged diameter portion 6b of the rod guide 6 fitted to the upper end of the cylinder 3 in FIG. The cap 8 is fitted, and the outer periphery of the cap 8 is fitted to the inner periphery of the outer cylinder 4. That is, the inside of the cylinder 3 and the inside of the outer cylinder 4 are sealed in an airtight state by the caps 8 and 9.
[0036]
The valve V2 is set to be switchable between the shutoff position 22 and the communication position 23, and is set to be a normally closed type in which the bypass path B2 is closed by the spring force of the urging spring 21. Further, the valve body 5 is provided with a pressing means for switching the valve V2 to the communication position 23. In the present embodiment, the pressing means guides the air pressure from the piston side chamber R2 which is the second chamber. The valve V2 is constituted by a passage 24 and an orifice 25 provided in the middle of the passage 24. The valve V2 is pressed against the spring force of the urging spring 21 by the air pressure guided to the passage 24. Switching to the communication position 23 enables communication with the bypass path B2. Therefore, in the present embodiment, the air pressure is used as a pilot signal, and the bypass passage B2 is opened when the pilot signal supplied from the piston side chamber R2 is input, and the bypass passage B2 is shut off when the pilot signal is canceled. You. The orifice 25 is set so that gas cannot pass when the vibration frequency of the pneumatic shock absorber K becomes equal to or higher than the unsprung resonance frequency or a frequency in the vicinity thereof. That is, when the vibration frequency is equal to or higher than the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung resonance frequency, the bypass passage B2 is cut off by the pressing means. The configuration is also the same as that of the above-described valve V1. Although not shown, the specific configuration may be the same as that of the valve V1. In this case, the valve body 5 may be provided with the same passage 18, the orifice 19, the hollow portion 2a, and the spool valve 30 formed in the piston rod 2. In the above description, the respective flow paths and bypass paths are provided in the valve body 5 serving as a partition member. However, the partition member is simply provided outside the cylinder 3 as a member that separates the reservoir serving as a compensation chamber and the working chamber. A flow path and a bypass path may be provided.
[0037]
Now, the operation of the pneumatic shock absorber K configured as described above will be described. When the piston rod 2 withdraws from the cylinder 3, that is, when the pneumatic shock absorber K is extended, the rod-side chamber R1 contracts, so that the air pressure in the rod-side chamber R1 increases, and the gas in the rod-side chamber R1 is released from the piston. 1 and tries to flow into the piston side chamber R2 through the flow path L1 and the bypass path B1. Further, in the piston side chamber R2, the gas corresponding to the volume of the piston rod 2 retreating from the cylinder 3 is insufficient, so that the gas in the reservoir R passes through the flow path L4 and the bypass path B2 provided in the valve body 5 and the piston R2. An attempt is made to flow into the side chamber R2. Then, damping force is generated by the damping force generating element 11 provided in the flow path L1. At this time, when the moving speed of the piston 1 with respect to the cylinder 3 is low, that is, when the vibration frequency of the pneumatic shock absorber K is low. Since the pressure loss due to the orifice 19 does not occur so much, the air pressure is applied to the valve V1 via the passage 18. Then, the valves V1 are respectively pressed to take the communication position 17. On the other hand, since the air pressure of the piston side chamber R2 is reduced, the valve V2 of the bypass passage B2 is not pressed and maintains the shut-off position 22, so that the bypass passage B2 is shut off and gas does not pass through the bypass passage B2. It will be. Then, the bypass passage B1 is in a communicating state, and the pneumatic buffer K also generates a damping force due to the pressure loss when the gas passes through the valve V1 of the bypass passage B1.
[0038]
Further, when the moving speed of the piston 1 with respect to the cylinder 3 increases, that is, when the vibration frequency at the time of extension of the pneumatic shock absorber K increases, the orifice 19 of the passage 18 is provided, and Becomes a first-order lag pressure fluctuation with respect to the pressure fluctuation of the rod side chamber R 1, and the gas cannot pass through the orifice 19. That is, since the pressure loss increases, it becomes difficult for the air pressure of the passage 18 to be supplied to the valve V1. Further, when the moving speed of the piston 1 with respect to the cylinder 3 is high and the vibration frequency at the time of extension of the pneumatic shock absorber K is higher than the unsprung resonance frequency, gas cannot pass through the orifice 19 and the valve V1 Are not pressed by air pressure but are only urged by the urging spring 15, so that the shut-off position 16 is taken. Then, the bypass passage B1 is also shut off, gas cannot pass through the valve V1 of the bypass passage B1, and the pneumatic shock absorber K generates damping force only by the damping force generating element 11. Therefore, when the vibration frequency at the time of extension of the pneumatic shock absorber K increases, the bypass passage B1 is gradually cut off.
[0039]
Conversely, when the piston rod 2 enters the cylinder 3, that is, when the air pressure buffer K contracts, the piston side chamber R2 contracts, so that the air pressure in the piston side chamber R2 increases, and The gas tries to flow into the rod side chamber R1 through the flow path L2 and the bypass path B1 provided in the piston 1. Further, in the piston side chamber R2, gas corresponding to the volume of the piston rod 2 entering the cylinder 3 becomes excessive, so that the gas in the piston side chamber R2 passes through the flow path L3 and the bypass path B2 provided in the valve body 5. To flow into the reservoir R. Then, damping force is generated by the damping force generating elements 12 and 13 provided in the respective flow paths L2 and L3. At this time, when the moving speed of the piston 1 with respect to the cylinder 3 is low, that is, when the pneumatic buffer K When the vibration frequency is low, pressure loss due to the orifice 25 does not occur so much, so that air pressure is applied to the valve V2 via the passage 24. Then, the valve V2 is pressed to take the communication position 23. On the other hand, since the air pressure of the rod side chamber R1 is reduced, the valve V1 of the bypass passage B1 is maintained at the shut-off position 17 without being pressed, the bypass passage B1 is shut off, and gas does not pass through the bypass passage B1. It will be. Then, the bypass passage B2 is in a communicating state, and the pneumatic buffer K also generates a damping force due to the pressure loss when the gas passes through the valve V2 of the bypass passage B2.
[0040]
Further, when the moving speed of the piston 1 with respect to the cylinder 3 increases, that is, when the vibration frequency at the time of contraction of the pneumatic shock absorber K increases, the orifice 25 of the passage 24 is provided, and Becomes a first-order lag pressure fluctuation with respect to the pressure fluctuation of the piston side chamber R2, so that the gas cannot pass through the orifice 25. That is, since the pressure loss increases, it becomes difficult for the air pressure to be supplied to the valve V2 through the passage 24. Further, when the moving speed of the piston 1 with respect to the cylinder 3 is high and the vibration frequency at the time of contraction of the pneumatic shock absorber K is higher than the unsprung resonance frequency, the gas cannot pass through the orifice 25 and the valve V2 Is not pressed by the air pressure and is only urged by the urging spring 21, so that the shut-off position 23 is taken. Then, the bypass passage B2 is also shut off, gas cannot pass through the valve V2 of the bypass passage B2, and the pneumatic shock absorber K generates damping force only by the damping force generating elements 12 and 13. Therefore, when the vibration frequency at the time of contraction of the pneumatic shock absorber K increases, the bypass passage B2 is gradually cut off.
[0041]
As described above, when the vibration frequency at the time of expansion and contraction of the pneumatic shock absorber K is low, one of the bypass path B1 and the bypass path B2 is communicated. B2 is also shut off. Here, since the gas of the working medium is a gas, the compressibility is extremely high as compared with a liquid such as oil, so that the higher the vibration frequency at the time of extension of the pneumatic shock absorber, the less the damping force is generated. However, when the vibration frequency exceeds the unsprung resonance frequency and frequencies in the vicinity thereof, the bypass passages B1 and B2 are cut off, so that the flow passage area is reduced, and the gas compressibility is high. This prevents a drop in damping force due to the above. In other words, when the vibration frequency exceeds the unsprung resonance frequency and frequencies in the vicinity thereof, the generated damping force can be increased. Therefore, when the vibration frequency is the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung frequency, a drop in the damping force is prevented, and the vibration at the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung resonance frequency can be sufficiently suppressed. The pneumatic shock absorber can be applied to a vehicle suspension.
[0042]
If the vibration frequency becomes higher than the unsprung resonance frequency or a frequency in the vicinity of the unsprung resonance frequency, the damping force generated by the pneumatic shock absorber gradually decreases due to the compressibility of the gas. The ride comfort of the vehicle is not impaired. When the vibration frequency is low, the flow passage area is increased to suppress the generated damping force to a low level.
[0043]
Therefore, in the pneumatic shock absorber of the present invention, it is desirable that the damping force is set to be able to generate a certain damping force even when the vibration frequency is low and the bypass path is in communication. Specifically, depending on the type of vehicle to which the pneumatic damper K is applied, the pneumatic damper is designed to exhibit an optimal damping force for the vehicle in the sprung resonance frequency and a frequency band near the sprung resonance frequency. What is necessary is just to set the pressure of the enclosed gas.
[0044]
Also, by setting the orifice, it is possible to specify the frequency according to the type of vehicle to which the pneumatic shock absorber is applied and to increase the generated damping force, thereby improving the vibration suppression accuracy in the unsprung resonance frequency range. On the other hand, vibration in the sprung resonance frequency range can be effectively suppressed, so that the vibration transmission rate from the road surface is suppressed to a low level, and the riding comfort of the vehicle is improved.
[0045]
Further, in the present embodiment, since the valve is constituted by the spool and the urging spring, the lower limit of the damping force that decreases when the contraction vibration frequency of the pneumatic shock absorber is equal to or lower than the unsprung resonance frequency and a frequency in the vicinity thereof. Therefore, the damping force required when the vibration frequency is equal to or lower than the unsprung resonance frequency or a frequency in the vicinity of the unsprung resonance frequency is ensured irrespective of the stretching vibration frequency of the pneumatic shock absorber. Vibration at the beginning of the expansion and contraction operation of the vessel can be sufficiently suppressed. That is, when the pneumatic shock absorber of the present invention is applied to a vehicle, the vibration of the suspension of the vehicle at the start of operation can be suppressed, so that the posture change in the vehicle can be suppressed.
[0046]
In addition, since a spool valve is used, when a transient input of vibration, for example, a step input equivalent to a high frequency vibration generated when a vehicle gets over a protrusion on a road surface acts on the pneumatic shock absorber, Since the supply of air pressure to the valve has a first-order delay, the pressure in the passage maintains the state before the vibration input, so the pressure in the passage gradually increases, and the spool valve gradually flows through the bypass passage. The communication is performed while increasing the area. Then, the damping force generated by the pneumatic shock absorber in this case gradually decreases, so that no shock or disturbance occurs due to the change in the damping force. , The speed of the piston relative to the cylinder is gradually reduced. That is, the speed of the piston with respect to the cylinder is reduced while the generated damping force is gradually reduced, so that the shock feeling is reduced and the riding comfort in the vehicle is improved.
[0047]
Further, since the spool valve having the above shape is used, the flow passage area of the bypass passage can be changed according to the magnitude of the air pressure guided to the passage, that is, according to the speed of the piston with respect to the cylinder. When the speed with respect to the cylinder changes, the damping characteristic of the damping force generated by the pneumatic shock absorber does not suddenly change. In other words, it is possible to prevent the occurrence of an impact due to a sudden change in the damping characteristics, so that the riding comfort of the vehicle is also improved in this respect.
[0048]
Note that, in the present embodiment, the pneumatic shock absorber has been described as a so-called double-cylinder shock absorber, but may be a so-called single-cylinder shock absorber or a so-called double rod shock absorber. , The bypass path, the valve and the pressing means are provided at two places of the pneumatic shock absorber. However, only one place is provided to increase the compressibility of only one gas when the pneumatic shock absorber is extended or contracted. It is also possible to prevent a decrease in damping force due to the above. Incidentally, in this case, if the partition member is a valve case, the first chamber is a working chamber and the second chamber is a compensation chamber, or the partition member is a piston, the first chamber is a rod side chamber, and the second chamber is a piston side chamber. Good.
[0049]
This concludes the description of the embodiments of the present invention, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to the details shown or described.
[0050]
【The invention's effect】
According to the invention of each claim, when the vibration frequency at the time of expansion and contraction of the pneumatic shock absorber is low, at least one bypass path is communicated, but the vibration frequency exceeds the unsprung resonance frequency and frequencies in the vicinity thereof. When this occurs, the bypass path is cut off, so that the area of the flow path is reduced, and a drop in the damping force due to the high compressibility of the gas is prevented. In other words, when the vibration frequency exceeds the unsprung resonance frequency and frequencies in the vicinity thereof, the generated damping force can be increased. Therefore, when the vibration frequency becomes the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung frequency, a drop in the damping force is prevented, so that the vibration at the unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung frequency can be sufficiently suppressed. The pneumatic shock absorber can be applied to a vehicle suspension.
[0051]
Further, when the vibration frequency further increases beyond the unsprung resonance frequency and the frequency in the vicinity thereof, the damping force generated by the pneumatic shock absorber gradually decreases due to the compressibility of the gas. The ride comfort of the vehicle is not impaired. When the vibration frequency is low, the flow passage area is increased to suppress the generated damping force to a low level.
[0052]
According to the third and fourth aspects of the present invention, since the pressing means is formed by a simple and space-saving configuration of the passage and the orifice, it is possible to avoid an increase in the size of the pneumatic shock absorber. It is economical because there is no need to provide a power source or a pneumatic source, and there is no need to consume the power source of the vehicle.
[0053]
Furthermore, by setting the orifice, it is possible to specify the frequency according to the type of vehicle to which the pneumatic shock absorber is applied and to increase the generated damping force, thereby improving the vibration suppression accuracy in the unsprung resonance frequency range. On the other hand, vibration in the sprung resonance frequency range can be effectively suppressed, so that the vibration transmission rate from the road surface is suppressed to a low level, and the riding comfort of the vehicle is improved.
[0054]
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, since the valve is constituted by the spool and the urging spring, when the contraction vibration frequency of the pneumatic shock absorber is equal to or lower than the unsprung resonance frequency or a frequency in the vicinity thereof. , The damping force required when the vibration frequency is equal to or lower than the unsprung resonance frequency and a frequency close to the unsprung resonance frequency is ensured irrespective of the stretching vibration frequency of the pneumatic shock absorber. As a result, the vibration at the time when the pneumatic shock absorber starts to expand and contract can be sufficiently suppressed. That is, when the pneumatic shock absorber of the present invention is applied to a vehicle, the vibration of the suspension of the vehicle at the start of operation can be suppressed, so that the posture change in the vehicle can be suppressed.
[0055]
Further, when a valve is provided on the piston rod, the direction of the bypass passage can be switched, and the bypass passage can be reliably prevented from communicating with the bypass passage due to the air pressure applied from the bypass passage, so that the opening and closing control of the bypass passage is easy. It becomes.
[0056]
In addition, since a spool valve is used, when a transient input of vibration, for example, a step input equivalent to high-frequency vibration generated when a vehicle gets over a protrusion on a road surface acts on the pneumatic shock absorber, Since the supply of air pressure to the valve has a first-order delay, the pressure in the passage maintains the state before the vibration input, so the pressure in the passage gradually increases, and the spool valve gradually flows through the bypass passage. The communication is performed while increasing the area. Then, the damping force generated by the pneumatic shock absorber in this case gradually decreases, so that no shock or disturbance occurs due to the change in the damping force. , The speed of the piston relative to the cylinder is gradually reduced. That is, the speed of the piston with respect to the cylinder is reduced while the generated damping force is gradually reduced, so that the shock feeling is reduced and the riding comfort in the vehicle is improved.
[0057]
Further, since the spool valve having the above shape is used, the flow passage area of the bypass passage can be changed according to the magnitude of the air pressure guided to the passage, that is, according to the speed of the piston with respect to the cylinder. When the speed with respect to the cylinder changes, the damping characteristic of the damping force generated by the pneumatic shock absorber does not suddenly change. In other words, it is possible to prevent the occurrence of an impact due to a sudden change in the damping characteristics, so that the riding comfort of the vehicle is also improved in this respect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing in principle a pneumatic shock absorber according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic sectional view of a piston portion of the pneumatic shock absorber according to the first embodiment.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a conventional stay damper.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a conventional air damper.
[Explanation of symbols]
1 piston
2 Piston rod
2a hollow part
2b hole
2c Pressure chamber
3 cylinder
4 outer cylinder
5 Valve body as a partition member
5a Valve body
6 Rod guide
11,12,13 Damping force generating element
14 Suction valve element
15,21 biasing spring
16,22 Cut-off position
17,23 Communication position
18, 24 passage
19, 25 Orifice
30 spool valve
30a port
32,33 Leaf valve as damping force generating element
B1, B2 Bypass road
K pneumatic shock absorber
L1, L2, L3, L4 channel
R Compensation chamber reservoir
R1 1st chamber, rod side chamber
R2 Piston side chamber, the second chamber
V1, V2 valve

Claims

A vehicle body and an axle provided with a first chamber and a second chamber partitioned by a partition member, a flow path communicating the first chamber and the second chamber, and a damping force generating element provided in the middle of the flow path; And a bypass passage communicating between the first chamber and the second chamber, and the bypass passage can be opened and closed in the middle of the bypass passage and is biased in a closing direction. A pneumatic shock absorber, comprising: a valve; and a pressing means for pressing the valve in a direction to open a bypass path when the vehicle is vibrated at a frequency equal to or lower than the unsprung resonance frequency.

A compensating chamber and a working chamber partitioned by a partitioning member, a first chamber and a second chamber separating the working chamber by a partition member, a flow path communicating the compensating chamber with the first or second chamber, Compensation is provided for a pneumatic shock absorber provided between a vehicle body and an axle, comprising a flow path communicating between the first chamber and the second chamber, and a damping force generating element provided in the middle of each flow path. A bypass that communicates the chamber with the first or second chamber, a bypass that communicates the first chamber with the second chamber, and a bypass that can be opened and closed and closed in the middle of each bypass. A pneumatic shock absorber, comprising: an energized valve; and a pressing means for pressing the valve in a direction to open each bypass path when the vehicle is vibrated at a frequency lower than the unsprung resonance frequency and its vicinity.

The pressing means comprises a passage for guiding air pressure from the first chamber or the second chamber to the valve, and an orifice provided in the middle of the passage, and the valve is pressed by the air pressure guided to the passage. The pneumatic shock absorber according to claim 1, wherein

The pressing means includes a passage for guiding air pressure from the first chamber to one valve, a passage for guiding air pressure from the second chamber to the other valve, and an orifice provided in the middle of each passage. The pneumatic shock absorber according to claim 2, wherein each valve is pressed by pneumatic pressure guided to the passage.

The first chamber and the second chamber are separated by a cylinder and a piston slidably inserted into the cylinder, and one end of the piston is connected to a tip of a piston rod movably inserted into the cylinder. The bypass path includes a hollow portion formed in the shaft core at the tip of the piston rod and a hole communicating from the side of the piston rod to the hollow portion, and the valve is slidably inserted into the hollow portion. The spool has a bottomed cylindrical shape and is provided with a port on the side thereof for communicating the inside and outside of the spool. The pneumatic shock absorber according to claim 3, wherein the bypass passage is communicated with the port of the spool facing the hole of the rod.

The first chamber and the second chamber are separated by a cylinder and a piston slidably inserted into the cylinder, and the compensation chamber is separated inside or outside the cylinder by a valve body provided in the cylinder or at the end of the cylinder. At the same time, a distal end of a piston rod movably inserted into the cylinder is connected to one end of the piston, and a bypass passage communicating the first chamber and the second chamber is opened from the distal end of the piston rod. A hollow portion formed from a side portion of the piston rod and a hole communicating from the side portion of the piston rod to the hollow portion. The first and second chambers are configured to have a hole communicating with the hollow portion, and each of the valves is a spool that is slidably inserted into each of the hollow portions, and one of the spools has a bottomed cylindrical shape. A port communicating with the inside and outside of the spool is provided on the side of the piston rod. The port of the spool is opposed to the hole of the first chamber, and a bypass path communicating the first chamber and the second chamber is communicated. The other spool is a bottomed cylindrical port having a side communicating with the inside and outside of the spool. The bypass path which is urged toward the inside of the valve body and connects the compensation chamber and the first chamber or the second chamber is always closed, and the port of the spool is opposed to the hole of the valve body by pneumatic load. The pneumatic shock absorber according to claim 4, wherein a bypass path communicating the compensation chamber with the first chamber or the second chamber is connected.