JP2007255608A - 油圧緩衝器のピストン - Google Patents

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Abstract

【課題】 油圧緩衝器のピストンにおいて、減衰力のセッティングを簡易に多様化でき、製作を容易化し、材質面の制約を少なくし、軽量化し、耐久性を向上すること。
【解決手段】 油圧緩衝器10のピストン33において、圧側流路32Aと伸側流路34Aを並列に備えるピストン本体80と、ピストン本体80の一端面に設けられて圧側流路32Aのシート面81Aを形成する圧側シート81と、ピストン本体80の他端面に設けられて伸側流路34Aのシート面82Aを形成する伸側シート82とを有してなるもの。
【選択図】 図2

Description

本発明は油圧緩衝器のピストンに関する。
一般に、油圧緩衝器のピストンは、圧側流路と伸側流路を並列に備え、圧側流路の出口のシート面に圧側減衰バルブを設けるとともに、伸側流路の出口のシート面に伸側減衰バルブを設けて構成される。このようなピストンでは、圧側流路や伸側流路の孔径を変更したり、シート面の開口形状を変更することにより、減衰力のセッティングを行なっており、多様な減衰力を得るには、多様なピストンを用意する必要がある。
特許文献1の油圧緩衝器のピストンでは、ピストンを上分割体と下分割体に2分割し、上分割体として圧側流路及び伸側流路の孔径が相異なる複数の上分割体を用意し、下分割体として圧側流路及び伸側流路の孔径が相異なる複数の下分割体を用意する。そして、複数の上分割体のいずれかと、複数の下分割体のいずれかを互いに組合せて1個のピストンを構成することにより、上下両方の分割体の個数を乗じた多様な種類のピストンを得ることができる。
実開昭63-17341
特許文献1の従来技術には以下の問題点がある。
(1)ピストンを上下2分割したとしても、上下の分割体が圧側又は伸側のシート面を一体に備えており、減衰力のセッティングを多様化するために、シート面の開口形状を圧側流路や伸側流路の孔径とは独立に変更した分割体を用意する場合には、一層多数の分割体を用意する必要がある。
(2)上下の分割体が圧側又は伸側の複雑な形状のシート面を一体に備えるため、それらの分割体を金型成形する等、製作に困難を伴ない、材質面の制約もある。
(3)上下の分割体が一体に備えるシート面は減衰バルブによって繰り返したたかれるため、硬さを必要とする。このため、上下の分割体をアルミ材、樹脂等にて軽量化できないし、シート面に表面硬化処理を施す必要がある。
本発明の課題は、油圧緩衝器のピストンにおいて、減衰力のセッティングを簡易に多様化でき、製作を容易化し、材質面の制約を少なくし、軽量化し、耐久性を向上することにある。
請求項1の発明では、圧側流路と伸側流路を並列に備え、圧側流路の出口のシート面に圧側減衰バルブを設けるとともに、伸側流路の出口のシート面に伸側減衰バルブを設けてなる油圧緩衝器のピストンにおいて、圧側流路と伸側流路を並列に備えるピストン本体と、ピストン本体の一端面に設けられて圧側流路のシート面を形成する圧側シートと、ピストン本体の他端面に設けられて伸側流路のシート面を形成する伸側シートとを有してなるようにしたものである。
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記圧側シートと伸側シートが板材のプレス成形品からなるようにしたものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記圧側シート及び/又は伸側シートが、ピストン本体に打ち込んだ位置決めピンにより、ピストン本体に対し位置決めされるようにしたものである。
請求項4の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記圧側シート及び/又は伸側シートが、ピストン本体に設けた係合部に係合する舌片を備え、この舌片によりピストン本体に対し位置決めされるようにしたものである。
(請求項1)
(a)ピストンが、圧側流路と伸側流路を備えるピストン本体と、圧側シートと、伸側シートの3者の組立体からなるものにした。従って、ピストン本体の圧側流路や伸側流路の孔径と、圧側シートと伸側シートのシート面の開口の形状を互いに独立に変更したそれら3者を任意に組合せて一体化でき、減衰力のセッティングを簡易に多様化できる。
(b)ピストン本体から圧側シート、伸側シートを分離別体にしたから、ピストン本体が単純形状になって金型成形を必要とせず、製作容易になる。ピストン本体に材質面の制約がなく、アルミ材、樹脂等により軽量化できる。
(c)減衰バルブによって繰り返したたかれる圧側シート、伸側シートを硬い材料で製作し、シート面に表面硬化処理を施さずに耐久性を向上できる。
(請求項2)
(d)圧側シートと伸側シートを板材のプレス成形品にて構成することにより、シート面の開口の形状が異なる多様な圧側シートと伸側シートを簡易に製作できる。
(請求項3)
(e)圧側シート及び/又は伸側シートが、ピストン本体に打ち込んだ位置決めピンにより、ピストン本体に対して位置決めされる。これにより、ピストン本体の圧側流路と伸側流路に対し、圧側シートと伸側シートのシート面の開口を簡易かつ確実に位置合せできる。
(請求項4)
(f)圧側シート及び/又は伸側シートが、ピストン本体に設けた係合部に係合する舌片を備え、この舌片によりピストン本体に対し位置決めされる。これにより、ピストン本体の圧側流路と伸側流路に対し、圧側シートと伸側シートのシート面の開口を簡易かつ確実に位置合せできる。
図1は油圧緩衝器を示す断面図、図2はピストンを示し、(A)は断面図、(B)は圧側シートから視た端面図、(C)は伸側シートから視た端面図、図3はピストン本体を示し、(A)は断面図、(B)は端面図、図4は圧側シートを示す端面図、図5は伸側シートを示す端面図、図6はピストン本体に対する圧側シートと伸側シートの位置決め構造を示し、(A)は(B)と(C)それぞれのA―A線に沿う断面図、(B)は圧側シートから視た端面図、(C)は伸側シートから視た端面図、図7はピストン本体に対する圧側シートと伸側シートの位置決め構造を示し、(A)は(B)と(C)それぞれのA―A線に沿う断面図、(B)は圧側シートから視た端面図、(C)は伸側シートから視た端面図である。
油圧緩衝器10は、図1に示す如く、シリンダ11に中空ピストンロッド12を挿入し、シリンダ11とピストンロッド12の外側部に懸架スプリング13を介装する。
シリンダ11は車体側取付部材14を備え、ピストンロッド12にロックナット15Aが螺合されるとともに車軸側取付部材15を備える。シリンダ11の外周部にはばね荷重調整装置70が設けられるとともに、ピストンロッド12にはばね受け18が固定されており、ばね荷重調整装置70に支持されるシート17と、ばね受け18のシート18Aの間に懸架スプリング13を介装している。懸架スプリング13の弾発力が、車両が路面から受ける衝撃力を吸収する。
シリンダ11はピストンロッド12が貫通するロッドガイド21を備える。ロッドガイド21は、Oリング22を介してシリンダ11に液密に挿着されるとともに、オイルシール23、ブッシュ24、ダストシール25を備える内径部にピストンロッド12を液密に摺動自在としている。尚、シリンダ11は、ロッドガイド21の外側に圧側バンパ26を備え、最圧縮時に、ピストンロッド12が備えるバンパストッパ27にこの圧側バンパ26を衝合して最圧縮ストロークを規制可能としている。また、シリンダ11は、ロッドガイド21の内側にワッシャ28A、伸側バンプラバー28を備えている。
油圧緩衝器10は、ピストンバルブ装置(圧側及び伸側減衰力発生装置)30を有している。油圧緩衝器10は、ピストンバルブ装置30が発生する減衰力により、懸架スプリング13による衝撃力の吸収に伴うシリンダ11とピストンロッド12の伸縮振動を抑制する。
ピストンバルブ装置30は、シリンダ11に挿入されたピストンロッド12の先端部にバルブストッパ31、圧側減衰バルブ32、ピストン33、伸側減衰バルブ34、バルブストッパ35を装着し、これらをナット36で固定してある。
ピストン33は、外周部に備えたピストンリング37Aを介してシリンダ11の内部を液密に摺接し、シリンダ11の内部をピストンロッド12が収容されないピストン側油室38Aと、ピストンロッド12が収容されるピストンロッド側油室38Bとに区画する。ピストン33は、圧側減衰バルブ32を備えてピストン側油室38Aとピストンロッド側油室37Aとを連通可能とする圧側流路32Aと、伸側減衰バルブ34を備えてピストン側油室38Aとピストンロッド側油室37Aとを連通可能とする伸側流路34Aとを備える。ピストン33については後述する。
また、ピストンバルブ装置30は、減衰力調整装置40を有している。
減衰力調整装置40は、ピルトンロッド12の中空部により、ピストン33をバイパスしてピストン側油室38Aとピストンロッド側油室38Bを連通可能とするバイパス油路41を形成し、このバイパス油路41をピストン側油室38Aに開口する縦孔41Aとピストンロッド側油室38Bに開口する横孔41Bにより形成している。減衰力調整装置40は、バイパス油路41の縦孔41Aの開放端に弁シート42を設け、弁シート42に臨むニードル弁43Aを先端に形成したコントロールロッド43を、ピストンロッド12の中空部に軸方向進退自在に、且つOリング44を介して液密に挿入し、ニードル弁43Aにより弁シート42の開口面積を調整可能とする。
コントロールロッド43は、その基端部45をピストンロッド12から取付部材15の側に延在している。そして、コントロールロッド43は、ピストン側油室38Aの油圧に基づくスラスト力により、その基端部45をアジャストロッド51に当接する方向に突出せしめられている。
アジャストロッド51は、ピストンロッド12の外端部に固定されている取付部材15に設けられ、コントロールロッド43の軸方向に交差する方向に穿設された装着孔52に螺着されて外部から螺動操作可能に支持され、テーパ状カム面51Aをコントロールロッド43の基端部45に直接当接して該コントロールロッド43を軸方向に進退させ、コントロールロッド43のニードル弁43Aによりバイパス油路41の弁シート42の開口面積を調整し、伸び側減衰力を調整可能とする。
また、油圧緩衝器10は、図1に示す如く、シリンダ11のピストン側油室38Aに対し体積補償室60を区画する隔壁部材61を備える。隔壁部材61は、シリンダ11の内径に設けた突条部62に固定的に保持される。体積補償室60は、油溜室60Aと、この油溜室60Aとフリーピストン64(ダイヤフラムでも可)により区画される気体室60Bとからなり、ピストン側油室38Aと油溜室60Aとを連通するオリフィス61Aが隔壁部材61の中心軸上に穿設されている。油圧緩衝器10は、圧縮時と伸長時に、シリンダ11に進入/退出するピストンロッド12の体積を補償するため、ピストン側油室38Aの油を体積補償室60の油溜室60Aに対し給排するように、圧縮側と伸長側の両方向の油の流れを同一のオリフィス61Aに通し、該オリフィス61Aが油に付与する絞り抵抗に基づく、圧縮側と伸長側の減衰力を発生する。
従って、油圧緩衝器10は以下の如くに減衰作用を行なう。
(圧縮時)
ピストン側油室38Aの油が圧側流路32Aを通ってロッド側油室38Bに流れ、この油が圧側減衰バルブ32を撓み変形させて圧側の減衰力を得る。これに続き、シリンダ11に進入したピストンロッド12の進入容積分の油が余剰になり、この余剰油がピストン側油室38Aから隔壁部材61のオリフィス61Aを通って、圧側減衰力を発生させるとともに、体積補償室60の油溜室60Aに排出されるものとなる。
(伸長時)
シリンダ11とピストンロッド12の相対速度が低速のとき、ロッド側油室38Bの油がコントロールロッド43のニードル弁43Aにより開度調整されているバイバス油路41の弁シート42を通ってピストン側油室38Aに流れ、この間の弁シート42の絞り抵抗により伸側減衰力を得る。また、シリンダ11とピストンロッド12の相対速度が中高速のとき、ロッド側油室38Bの油が伸側流路34Aを通り、伸側減衰バルブ34を撓み変形させてピストン側油室38Aへ流れ、伸側の減衰力を得る。そしてこのとき、シリンダ11から退出するピストンロッド12の退出体積分の油が不足し、この不足油が体積補償室60の油溜室60Aから隔壁部材61のオリフィス61Aを通って、伸側減衰力を発生させるとともに、ピストン側油室38Aへ速やかに補給される。
これらの圧縮側と伸長側の減衰力により、油圧緩衝器10の伸縮振動が抑制される。
尚、油圧緩衝器10の最圧縮時には、シリンダ11の側のバンパ26とピストンロッド12の側のバンパストッパ27との衝合により最圧縮時の緩衝作用を果たす。また、油圧緩衝器10の最伸長時には、シリンダ11の側のバンプラバー28とピストンロッド12の側のバルブストッパ31との衝合により、伸び切り時の緩衝作用を果たす。
尚、前述したばね荷重調整装置70は、シリンダ11の外周の周方向で180度離隔する2位置のそれぞれに、ストッパ71をスポット溶接等して固定する。そして、シリンダ11の外周に回転可能に嵌装されるカム筒72の一端面の周方向2領域に各1組のカム段72Aを形成し、各カム段72Aが備える複数の係合部を各ストッパ71の先端部に選択的に係合可能にする。更に、シリンダ11の外周に回転可能に嵌装される環状ばね支持体73をカム筒72とそれらの回転方向において一体化する。これにより、ばね支持体73に設けた回転操作部73Aに加える回転力により、カム筒72を回転操作可能にする。そして、ばね支持体73のカム筒72と反対側に前述のシート17を介して懸架スプリング13を支持する。懸架スプリング13のばね荷重を調整するには、回転操作部73Aに係入させた工具を用いてばね支持体72を回転させ、ばね支持体73の回転方向に一体化されているカム筒72を回転させる。これにより、シリンダ11の側のストッパ71に係合するカム筒72のカム段72Aの係合部を選択的に換え、選択された係合部の高さに応じたばね荷重を得る。
しかるに、油圧緩衝器10はピストン33を以下の如くに構成している(図2〜図7)。
ピストン33は、前述した如く、圧側流路32Aと伸側流路34Aを並列に備え、圧側流路32Aの出口のシート面81Aに圧側減衰バルブ32を設けるとともに、伸側流路34Aの出口のシート面82Aに伸側減衰バルブ34を設ける。このとき、ピストン33は、図2に示す如く、ピストン本体80と圧側シート81と伸側シート82の3者を、ピストンロッド12の先端部にて積層固定化した組立体である。
ピストン本体80は、図3に示す如く、圧側流路32Aと伸側流路34Aを並列に備える。圧側流路32Aはピストンバルブ装置30に予定する圧側減衰特性に応じる孔径を選択されて備え、伸側流路34Aはピストンバルブ装置30に予定する伸側減衰特性に応じる孔径を選択されて備える。ピストン本体80は、圧側と伸側のシート面81A、82Aを備えない単純形状になり、金型成形(鉄系焼結合金等)を必ずしも必要とされず、穴あけした丸棒材、アルミ押出材、樹脂等にて製作される。
圧側シート81は、図4に示す如く、ピストン本体80の一端面に設けられ、ピストン本体80の圧側流路32Aのためのシート面81Aを形成し、圧側流路32Aの出口が臨む開口81Bを形成する。圧側減衰バルブ32は圧側シート81のシート面81Aの上に設けられ、開口81Bを介してピストン本体80の圧側流路32Aを開口する。シート面81Aの開口81Bはピストンバルブ装置30に予定する圧側減衰特性に応じる形状を選択されて備える。圧側シート81は、金型成形(鉄系焼結合金等)を必ずしも必要とされず、板材のプレス成形品にて製作される。圧側シート81は、SK材(炭素工具鋼鋼材)、SAPH材(自動車構造用熱間圧延鋼板及び鋼帯)等の硬い材料を用いることにより、耐久性を向上できる。
伸側シート82は、図5に示す如く、ピストン本体80の他端面に設けられ、ピストン本体80の伸側流路34Aのためのシート面82Aを形成し、伸側流路34Aの出口が臨む開口82Bを形成する。伸側減衰バルブ34は伸側シート82のシート面82Aの上に設けられ、開口82Bを介してピストン本体80の伸側流路34Aを開口する。シート面82Aの開口82Bはピストンバルブ装置30に予定する伸側減衰特性に応じる形状を選択されて備える。伸側シート82は、金型成形(鉄系焼結合金等)を必ずしも必要とされず、板材のプレス成形品にて製作される。伸側シート82は、SK材(炭素工具鋼鋼材)、SAPH材(自動車構造用熱間圧延鋼板及び鋼帯)等の硬い材料を用いることにより、耐久性を向上できる。尚、本実施例の油圧緩衝器10にあっては、ピストンバルブ装置30による圧側減衰力を小さめに、伸側減衰力を大きめに設定する減衰力特性を採用する。このため、ピストン本体80の圧側流路32Aを太めにし、圧側シート81のシート面81Aの開口81Bを大開口にして圧側減衰バルブ32の受圧面積を大きくし、圧側減衰バルブ32を小油圧で開くようにするとともに、ピストン本体80の伸側流路34Aを細めにし、伸側シート82のシート面82Aの開口82Bを小開口にして伸側減衰バルブ34の受圧面積を小さくし、伸側減衰バルブ34を大油圧で開くようにしている。
ピストン33は、ピストンロッド12の先端部にバルブストッパ31、圧側減衰バルブ32、伸側減衰バルブ34、バルブストッパ35とともに装着されてナット36で固定されるとき、ピストン本体80に対する圧側シート81、伸側シート82の周方向積層位置を組立治具により位置決めされ、ピストン本体80の圧側流路32Aに対する圧側シート81のシート面81Aの開口81Bの位置、ピストン本体80の伸側流路34Aに対する伸側シート82のシート面82Aの開口82Bの位置を位置合せされる。
但し、ピストン33は、図6に示す如く、圧側シート81及び伸側シート82がピストン本体80に打ち込んだ位置決めピン91、92により、ピストン本体80に対し位置決めされても良い。ピストン本体80と圧側シート81をピストンロッド12に挿着した状態で、圧側シート81の外周に設けた位置決め凹部91Aを位置決めピン91に係合することにて位置決めされる。また、ピストン本体80と伸側シート82をピストンロッド12に挿着した状態で、伸側シート82の外周に設けた位置決め凹部92Aを位置決めピン92に係合することにて位置決めされる。
また、ピストン33は、図7に示す如く、圧側シート81及び伸側シート82が、ピストン本体80に設けた係合部93、94に係合する舌片93A、94Aを備え、この舌片93A、94Aにより、ピストン本体80に対し位置決めされても良い。ピストン本体80と圧側シート81をピストンロッド12に挿着した状態で、圧側シート81の外周突起を折り曲げた舌片93Aを、ピストン本体80の伸側流路34Aの開口端に設けた孔状係合部93に係合することにて位置決めされる。また、ピストン本体80と伸側シート82をピストンロッド12に挿着した状態で、伸側シート82の外周突起を折り曲げた舌片94Aを、ピストン本体80の圧側流路32Aの開口端に設けた孔状係合部94に係合することにて位置決めされる。
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ピストン33が、圧側流路32Aと伸側流路34Aを備えるピストン本体80と、圧側シート81と、伸側シート82の3者の組立体からなるものにした。従って、ピストン本体80の圧側流路32Aや伸側流路34Aの孔径と、圧側シート81と伸側シート82のシート面81A、82Aの開口81B、82Bの形状を互いに独立に変更したそれら3者を任意に組合せて一体化でき、減衰力のセッティングを簡易に多様化できる。
(b)ピストン本体80から圧側シート81、伸側シート82を分離別体にしたから、ピストン本体80が単純形状になって金型成形を必要とせず、製作容易になる。ピストン本体80に材質面の制約がなく、アルミ材、樹脂等により軽量化できる。
(c)減衰バルブ32、34によって繰り返したたかれる圧側シート81、伸側シート82を硬い材料で製作し、シート面81A、82Aに表面硬化処理を施さずに耐久性を向上できる。
(d)圧側シート81と伸側シート82を板材のプレス成形品にて構成することにより、シート面81A、82Aの開口81B、82Bの形状が異なる多様な圧側シート81と伸側シート82を簡易に製作できる。
(e)圧側シート81及び伸側シート82が、ピストン本体80に打ち込んだ位置決めピン91、92により、ピストン本体80に対して位置決めされる。これにより、ピストン本体80の圧側流路32Aと伸側流路34Aに対し、圧側シート81と伸側シート82のシート面81A、82Aの開口81B、82Bを簡易かつ確実に位置合せできる。
(f)圧側シート81及び伸側シート82が、ピストン本体80に設けた係合部93、94に係合する舌片93A、94Aを備え、この舌片93A、94Aによりピストン本体80に対し位置決めされる。これにより、ピストン本体80の圧側流路32Aと伸側流路34Aに対し、圧側シート81と伸側シート82のシート面81A、82Aの開口81B、82Bを簡易かつ確実に位置合せできる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
図1は油圧緩衝器を示す断面図である。 図2はピストンを示し、(A)は断面図、(B)は圧側シートから視た端面図、(C)は伸側シートから視た端面図である。 図3はピストン本体を示し、(A)は断面図、(B)は端面図である。 図4は圧側シートを示す端面図である。 図5は伸側シートを示す端面図である。 図6はピストン本体に対する圧側シートと伸側シートの位置決め構造を示し、(A)は(B)と(C)それぞれのA―A線に沿う断面図、(B)は圧側シートから視た端面図、(C)は伸側シートから視た端面図である。 図7はピストン本体に対する圧側シートと伸側シートの位置決め構造を示し、(A)は(B)と(C)それぞれのA―A線に沿う断面図、(B)は圧側シートから視た端面図、(C)は伸側シートから視た端面図である。
符号の説明
10 油圧緩衝器
32 圧側減衰バルブ
32A 圧側流路
33 ピストン
34 伸側減衰バルブ
34A 伸側流路
80 ピストン本体
81 圧側シート
81A シート面
81B 開口
82 伸側シート
82A シート面
82B 開口
91、92 位置決めピン
91A、92B 位置決め凹部
93、94 係合部
93A、94A 舌片

Claims (4)

  1. 圧側流路と伸側流路を並列に備え、
    圧側流路の出口のシート面に圧側減衰バルブを設けるとともに、伸側流路の出口のシート面に伸側減衰バルブを設けてなる油圧緩衝器のピストンにおいて、
    圧側流路と伸側流路を並列に備えるピストン本体と、ピストン本体の一端面に設けられて圧側流路のシート面を形成する圧側シートと、ピストン本体の他端面に設けられて伸側流路のシート面を形成する伸側シートとを有してなる油圧緩衝器のピストン。
  2. 前記圧側シートと伸側シートが板材のプレス成形品からなる請求項1に記載の油圧緩衝器のピストン。
  3. 前記圧側シート及び/又は伸側シートが、ピストン本体に打ち込んだ位置決めピンにより、ピストン本体に対し位置決めされる請求項1又は2に記載の油圧緩衝器のピストン。
  4. 前記圧側シート及び/又は伸側シートが、ピストン本体に設けた係合部に係合する舌片を備え、この舌片によりピストン本体に対し位置決めされる請求項1又は2に記載の油圧緩衝器のピストン。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7431685B2 (ja) 2020-07-03 2024-02-15 カヤバ株式会社 緩衝器

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