JP2008215460A

JP2008215460A - Shock absorbing device

Info

Publication number: JP2008215460A
Application number: JP2007052557A
Authority: JP
Inventors: Takashi Teraoka; 崇志寺岡
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-02
Also published as: JP4909765B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shock absorbing device capable of satisfying both of reduction of working cost and uniform manufacturing of products. <P>SOLUTION: This device is provided with; a cylinder 1; a bulkhead member 2 slidably inserted in the cylinder 1 and dividing an inside of the cylinder 1 into two working chambers R1, R2; passages 2a, 2b establishing communication between the two working chambers R1, R2; a housing 4 forming a pressure chamber R3; a free piston 9 slidably inserted in the housing 4, and dividing the pressure chamber R3 into one chamber 7 communicating to one working chamber R2 via one side channel 5 and another chamber 8 communicating to another working chamber R1 via another side channel 6; and a spring element 10 generating energizing force restricting displacement of the free piston 9 in relation to the pressure chamber R3. Length "a" of a cylinder part9a of the free piston 9 is set longer than length b of a shaft part 21a of an inner cylinder 21 of the housing 4. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、緩衝装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a shock absorber.

従来、この種緩衝装置にあっては、シリンダと、シリンダとシリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンに設けられた上室と下室を連通する第一通路と、ピストンロッドの先端から側部に開通して上室と下室を連通する第二通路と、第二通路の途中に接続される圧力室を備えてピストンロッドの先端に取付けられたハウジングと、圧力室内に摺動自在に挿入され圧力室を一方室と他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンを附勢するコイルバネとを備えて構成されている。すなわち、圧力室内の一方室は第二通路を介して下室内に連通されるとともに、圧力室内の他方室は第二通路を介して上室に連通されるようになっている。 Conventionally, in this kind of shock absorber, a cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder and partitions the inside of the cylinder into an upper chamber and a lower chamber, and an upper chamber and a lower chamber provided in the piston are provided. A first passage that communicates, a second passage that opens from the tip of the piston rod to the side to communicate the upper chamber and the lower chamber, and a pressure chamber that is connected to the middle of the second passage, The housing includes an attached housing, a free piston that is slidably inserted into the pressure chamber and divides the pressure chamber into one chamber and the other chamber, and a coil spring that biases the free piston. That is, one chamber in the pressure chamber communicates with the lower chamber through the second passage, and the other chamber in the pressure chamber communicates with the upper chamber through the second passage.

ここで、緩衝装置の伸縮時における上室と下室との差圧をＰとし、上室から流出する液体の流量をＱとし、上記差圧Ｐと第一通路を通過する液体の流量Ｑ１との関係である係数をＣ１とし、他方室内の圧力をＰ１とし、この圧力Ｐ１と上室から他方室に流入する液体の流量Ｑ２との関係である係数をＣ２とし、一方室内の圧力をＰ２とし、この圧力Ｐ２と一方室から下室内に流出する液体の流量Ｑ２との関係である係数をＣ３とし、フリーピストンの受圧面積である断面積をＡとし、フリーピストンの圧力室に対する変位をＸとし、コイルバネのバネ定数をＫとして、流量Ｑに対する差圧Ｐの伝達関数を求めると、式（１）が得られる。なお、式（１）中、ｓはラプラス演算子を示している。

さらに、上記式（１）で示された伝達関数中のラプラス演算子ｓにｊωを代入して、周波数伝達関数Ｇ（ｊω）の絶対値を求めると、以下の式（２）が得られる。

上記各式から理解できるように、この緩衝装置における流量Ｑに対する差圧Ｐの伝達関数の周波数特性は、低周波数域では伝達ゲインが大きくなり、高周波数域では伝達ゲインが小さくなる。 Here, the differential pressure between the upper chamber and the lower chamber during expansion and contraction of the shock absorber is P, the flow rate of the liquid flowing out from the upper chamber is Q, the differential pressure P and the flow rate Q1 of the liquid passing through the first passage are C1 is the coefficient in the other chamber, P1 is the pressure in the other chamber, C2 is the coefficient in the relationship between the pressure P1 and the flow rate Q2 of the liquid flowing into the other chamber from the upper chamber, and the pressure in the one chamber is P2. The coefficient that is the relationship between the pressure P2 and the flow rate Q2 of the liquid flowing out from the one chamber to the lower chamber is C3, the cross-sectional area that is the pressure receiving area of the free piston is A, and the displacement of the free piston with respect to the pressure chamber is X. When a transfer function of the differential pressure P with respect to the flow rate Q is obtained with K as the spring constant of the coil spring, Equation (1) is obtained. In equation (1), s represents a Laplace operator.

Furthermore, substituting jω for the Laplace operator s in the transfer function shown in the above equation (1) to obtain the absolute value of the frequency transfer function G (jω) yields the following equation (2).

As can be understood from the above equations, the frequency characteristic of the transfer function of the differential pressure P with respect to the flow rate Q in this shock absorber has a large transfer gain in the low frequency region and a small transfer gain in the high frequency region.

したがって、この緩衝装置では、低周波数の振動の入力に対しては大きな減衰力を発生し、他方、高周波数の振動の入力に対しては小さな減衰力を発生することができるので、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生可能であるとともに車両が路面の凹凸を乗り越えるような入力振動周波数が高い場面においては低い減衰力を確実に発生させて、車両における乗り心地を向上させることができる。 Therefore, this shock absorber can generate a large damping force for low-frequency vibration input, and can generate a small damping force for high-frequency vibration input. In a scene where the input vibration frequency is low, a high damping force can be reliably generated, and in a scene where the input vibration frequency is high such that the vehicle gets over the road surface unevenness, a low damping force is surely generated. Riding comfort can be improved.

すなわち、この緩衝装置にあっては、周波数に感応した減衰力を発生するために、緩衝装置内にフリーピストンが挿入された圧力室を形成することが必須であり、圧力室は、ピストンロッドの先端に設けたハウジングによって形成されている。 That is, in this shock absorber, in order to generate a damping force sensitive to the frequency, it is essential to form a pressure chamber in which a free piston is inserted in the shock absorber. It is formed by a housing provided at the tip.

上述のように、圧力室をピストンロッドの先端に取付けたハウジングで形成しているため、ハウジングが緩衝装置のストローク長を無駄に短くしてしまうことを阻止するため、ハウジングは、具体的には、図５に示すように、ピストンロッドの先端に螺合される鍔５１付の内筒５０と、上記鍔５１の外周から延設される外筒５２と、外筒５２の開口部を閉塞するキャップ５３とを備えて下室内に圧力室５４を区画しており、フリーピストン５５は有底筒状に形成されるとともに内側を内筒５０に向け筒部５６を外筒５２の内周に摺接させて圧力室５４内に挿入されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００６−３３６８１６号公報（図２） As described above, since the pressure chamber is formed by the housing attached to the tip of the piston rod, in order to prevent the housing from unnecessarily shortening the stroke length of the shock absorber, As shown in FIG. 5, the inner cylinder 50 with the flange 51 screwed to the tip of the piston rod, the outer cylinder 52 extending from the outer periphery of the flange 51, and the opening of the outer cylinder 52 are closed. A pressure chamber 54 is defined in the lower chamber with a cap 53. The free piston 55 is formed in a bottomed cylindrical shape, and the cylindrical portion 56 is slid on the inner periphery of the outer cylinder 52 with the inner side facing the inner cylinder 50. It is inserted into the pressure chamber 54 in contact (see, for example, Patent Document 1).
JP 2006-336816 A (FIG. 2)

上述した緩衝装置は、車両における乗り心地を向上することができる点で有用ではあるが、以下の問題がある。 The above-described shock absorber is useful in that it can improve the ride comfort in the vehicle, but has the following problems.

上記緩衝装置では、圧力室５４を形成するハウジングの内筒５０の軸方向長さがフリーピストン５５における筒部５６より長く設定されており、フリーピストン５５が内筒５０に接近する方向（図中上方）へ移動する場合、その移動限界であるストロークエンドでは、内筒５０の下端面にフリーピストン５５の底部５７の内面が当接して、それ以上の上方への移動が規制されることになる。他方、下方への移動は、フリーピストン５５の肩がキャップ５３に当接することで規制される。 In the above shock absorber, the axial length of the inner cylinder 50 of the housing forming the pressure chamber 54 is set longer than the cylinder portion 56 of the free piston 55, and the direction in which the free piston 55 approaches the inner cylinder 50 (in the drawing) When moving upward), at the stroke end which is the movement limit, the inner surface of the bottom portion 57 of the free piston 55 comes into contact with the lower end surface of the inner cylinder 50, and further upward movement is restricted. . On the other hand, the downward movement is restricted by the shoulder of the free piston 55 coming into contact with the cap 53.

そして、このようにフリーピストン５５のストローク量を規制する場合、そのストローク量は、内筒５０の軸部の軸方向長さＬ１、フリーピストン５５の底部５７の軸方向長さ（厚み）Ｌ２、および、内筒５０の鍔５１の下面からキャップ５３の上面までの長さＬ３の寸法公差の影響を受けることになる。 When the stroke amount of the free piston 55 is regulated in this way, the stroke amount is determined by the axial length L1 of the shaft portion of the inner cylinder 50, the axial length (thickness) L2 of the bottom portion 57 of the free piston 55, And it will be influenced by the dimensional tolerance of the length L3 from the lower surface of the collar 51 of the inner cylinder 50 to the upper surface of the cap 53.

ここで、フリーピストン５５がストロークエンドまで到達すると圧力室５４を経由しての上室と下室との作動油の移動が断たれて、第一通路のみを介して上室と下室とを作動油が交流するようになるため、緩衝装置は、高周波振動の入力に対して低い減衰力の発生を維持できずに、大きな減衰力を発生するようになり、特に、フリーピストンがストロークエンドに達したときに急激に減衰力が変化して乗り心地を悪化させてしまう虞がある。 Here, when the free piston 55 reaches the stroke end, the movement of hydraulic oil between the upper chamber and the lower chamber via the pressure chamber 54 is cut off, and the upper chamber and the lower chamber are connected only via the first passage. Since the hydraulic fluid becomes alternating current, the shock absorber cannot generate a low damping force with respect to the input of high-frequency vibration, and generates a large damping force. When this is reached, there is a risk that the damping force will change abruptly and the ride comfort will deteriorate.

したがって、製品毎にストローク量がバラつくと減衰特性も必然的にバラつきができしまうため、長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３の寸法管理を厳密に行わなくてはならないが、寸法管理を厳密にすると今度は加工コストが上昇して経済性が低下することになる。 Therefore, if the stroke amount varies from product to product, the damping characteristics will inevitably vary. Therefore, the lengths L1, L2, and L3 must be strictly controlled. This increases the processing cost and decreases the economic efficiency.

たとえば、内筒５０は、低コスト化の観点からこれを鍛造にて製造することが望まれるが、鍛造にて製造すると要求される寸法精度を満足できないため、鍛造後に切削加工によって寸法管理を行う必要が生じてその分加工コストが高くなってしまう。加工コストを低下させるため、切削加工を行わないと、製品毎にストローク量がまちまちとなって均一な製品を製造できなくなってしまう。いわゆる、加工コストの低減と均一な製品の製造とは二律背反の関係にあって、従来の緩衝装置では、その両立を満足することができなかったのである。 For example, the inner cylinder 50 is desired to be manufactured by forging from the viewpoint of cost reduction. However, since the required dimensional accuracy cannot be satisfied when manufactured by forging, dimension management is performed by cutting after forging. The necessity arises and the processing cost will increase accordingly. If cutting is not performed to reduce the processing cost, the stroke amount varies for each product, and a uniform product cannot be manufactured. The so-called reduction in processing cost and the production of a uniform product are in a trade-off relationship, and the conventional shock absorber cannot satisfy both of them.

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、加工コストの低減と均一な製品の製造の両方を満足させることが可能な緩衝装置を提供することである。 Therefore, the present invention was devised to improve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a shock absorber capable of satisfying both the reduction of processing costs and the manufacture of uniform products. Is to provide.

上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を２つの作動室に区画するとともにシリンダ内に挿通されるピストンロッドに連結される隔壁部材と、２つの作動室を連通する通路と、ピストンロッドに固定されて圧力室を形成するハウジングと、上記ハウジング内に摺動自在に挿入されて圧力室を一方側流路を介して一方の作動室に連通される一方室と他方側流路を介して他方の作動室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンの圧力室に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素とを備えた緩衝装置において、ハウジングは、ピストンロッドの先端に螺合される鍔付の内筒と、上記鍔の外周から延設される外筒と、外筒の開口部を閉塞するキャップとを備えて圧力室を形成し、フリーピストンは有底筒状に形成されるとともに筒部の軸方向長さを内筒の軸部の軸方向長さより長く設定し、内側を内筒に向け筒部を外筒の内周に摺接させて圧力室内に挿入されてなることを特徴とする。 In order to solve the above-described object, the problem-solving means in the present invention includes a cylinder and a piston rod that is slidably inserted into the cylinder, divides the cylinder into two working chambers, and is connected to a piston rod that is inserted into the cylinder. A partition member, a passage communicating the two working chambers, a housing fixed to the piston rod to form a pressure chamber, and slidably inserted into the housing through the one-side flow path. A free piston that divides into one chamber communicated with one working chamber and the other chamber communicated with the other working chamber through the other side flow path, and an urging force that suppresses displacement of the free piston with respect to the pressure chamber. In the shock absorber provided with the generated spring element, the housing includes a flanged inner cylinder that is screwed onto the tip of the piston rod, an outer cylinder that extends from the outer periphery of the flange, and an opening of the outer cylinder The free piston is formed in a bottomed cylindrical shape, and the axial length of the cylindrical portion is set to be longer than the axial length of the axial portion of the inner cylinder. The cylindrical portion is inserted into the pressure chamber while being in sliding contact with the inner periphery of the outer cylinder toward the cylinder.

本発明の緩衝装置によれば、フリーピストンおよび外筒の加工について、寸法公差が生じにくい加工を採用するができ、寸法出しの後加工が不必要となるので、寸法管理における加工コストが嵩む事が無く、製品毎にフリーピストンのストローク量がまちまちとなってしまうことも無い。 According to the shock absorber of the present invention, the processing of the free piston and the outer cylinder can be performed so that the dimensional tolerance is not easily generated, and the post-processing after the dimensioning is unnecessary, which increases the processing cost in dimensional management. There is no, and the stroke amount of the free piston does not vary for each product.

したがって、緩衝装置の加工コストが低減可能であり、かつ、緩衝装置の減衰特性が製品毎にばらつくような事態の発生が防止されるので、加工コストの低減と均一な製品の製造の両方を満足させることが可能となる。 Therefore, the processing cost of the shock absorber can be reduced, and the occurrence of a situation in which the damping characteristic of the shock absorber varies from product to product is prevented, thus satisfying both the reduction of the processing cost and the production of a uniform product. It becomes possible to make it.

以下、本発明の緩衝装置を各図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態における緩衝装置の縦断面図である。図２は、一実施の形態における緩衝装置のピストン部の拡大縦断面図である。図３は、流量に対する圧力の周波数伝達関数のゲイン特性を示したボード線図である。図４は、減衰係数、位相と周波数との関係を示した図である。 The shock absorber according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shock absorber according to an embodiment. FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a piston portion of the shock absorber according to the embodiment. FIG. 3 is a Bode diagram showing the gain characteristic of the frequency transfer function of the pressure with respect to the flow rate. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the attenuation coefficient, phase, and frequency.

一実施の形態における緩衝装置Ｄは、基本的には、図１および図２に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を２つの作動室である上室Ｒ１および下室Ｒ２に区画する隔壁部材たるピストン２と、一端がピストン２に連結されるピストンロッド１５と、ピストン２に形成された上室Ｒ１および下室Ｒ２を連通する通路２ａ，２ｂと、ピストンロッド１５の先端に固定されて圧力室Ｒ３を形成するハウジング４と、上記ハウジング４内に摺動自在に挿入されて圧力室Ｒ３を一方側流路５を介して一方の作動室たる下室Ｒ２に連通される一方室７と他方側流路６を介して他方の作動室たる上室Ｒ１に連通される他方室８とに区画するフリーピストン９と、フリーピストン９の圧力室Ｒ３に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素１０とを備えて構成されており、また、上室Ｒ１および下室Ｒ２さらには圧力室Ｒ３内には作動油等の液体が充満され、この緩衝装置Ｄの場合、シリンダ１内の図中下方には、シリンダ１の内周に摺接して下室Ｒ２と気体室Ｇとを区画する摺動隔壁３０が設けられている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the shock absorber D in one embodiment basically includes a cylinder 1 and two working chambers that are slidably inserted into the cylinder 1. Piston 2, which is a partition member that divides the chamber R1 and the lower chamber R2, a piston rod 15 having one end connected to the piston 2, and passages 2a and 2b that are formed in the piston 2 and communicate with the upper chamber R1 and the lower chamber R2. The housing 4 is fixed to the tip of the piston rod 15 to form a pressure chamber R3, and is slidably inserted into the housing 4 so that the pressure chamber R3 passes through the one-side flow path 5 as one working chamber. A free piston 9 partitioned into one chamber 7 communicated with the chamber R2 and the other chamber 8 communicated with the upper chamber R1 as the other working chamber via the other-side flow path 6, and the pressure chamber R3 of the free piston 9 with respect to the pressure chamber R3 Suppress displacement In the case of the shock absorber D, the upper chamber R1, the lower chamber R2, and the pressure chamber R3 are filled with a fluid such as hydraulic oil. A sliding partition wall 30 that slidably contacts the inner periphery of the cylinder 1 and divides the lower chamber R2 and the gas chamber G is provided below the cylinder 1 in the figure.

なお、シリンダ１の上端は、ピストンロッド１５を摺動自在に軸支する図示しないヘッド部材で封止され、シリンダ１の下端もまた図示しないボトム部材によって封止されている。 The upper end of the cylinder 1 is sealed with a head member (not shown) that slidably supports the piston rod 15, and the lower end of the cylinder 1 is also sealed with a bottom member (not shown).

以下、各部について詳細に説明すると、ピストンロッド１５は、その図２中下端側に小径部１５ａが形成されるとともに、小径部１５ａの先端側には螺子部１５ｂが形成されている。 Hereinafter, each part will be described in detail. The piston rod 15 has a small-diameter portion 15a formed on the lower end side in FIG. 2, and a screw portion 15b formed on the distal end side of the small-diameter portion 15a.

そして、ピストンロッド１５には、小径部１５ａの先端から開口しピストンロッド１５の側部に抜ける他方側流路６が形成されている。なお、図示したところでは、この他方側流路６の途中には、抵抗となる弁要素図示はしないが、絞り等の減衰力発生要素を設けるようにしてもよい。 The piston rod 15 is formed with the other-side flow path 6 that opens from the tip of the small diameter portion 15 a and passes through the side of the piston rod 15. In the illustrated case, a valve element serving as a resistance is not shown in the middle of the other side flow path 6, but a damping force generating element such as a throttle may be provided.

ピストン２は、環状に形成されるとともに、その内周側にピストンロッド１５の小径部１５ａが挿入されている。また、このピストン２には、上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通する通路２ａ，２ｂが設けられ、通路２ａの図中上端は減衰力発生要素である積層リーフバルブＶ１にて閉塞され、他方の通路２ｂの図中下端も減衰力発生要素である積層リーフバルブＶ２によって閉塞されている。 The piston 2 is formed in an annular shape, and a small diameter portion 15a of the piston rod 15 is inserted on the inner peripheral side thereof. The piston 2 is provided with passages 2a and 2b communicating the upper chamber R1 and the lower chamber R2, and the upper end of the passage 2a in the figure is closed by a laminated leaf valve V1 that is a damping force generating element. The lower end of the passage 2b in the figure is also closed by a laminated leaf valve V2 which is a damping force generating element.

この積層リーフバルブＶ１，Ｖ２は、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド１５の小径部１５ａが挿入され、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２の撓み量をそれぞれ規制する環状のバルブストッパ１６，１７とともにピストン２に積層されている。 The laminated leaf valves V1 and V2 are both formed in an annular shape, and a small diameter portion 15a of the piston rod 15 is inserted on the inner peripheral side, and annular valve stoppers 16 and 17 and the piston 2 are laminated together.

そして、積層リーフバルブＶ１は、緩衝装置Ｄの収縮時に下室Ｒ２と上室Ｒ１の差圧によって撓んで開弁し通路２ａを開放して下室Ｒ２から上室Ｒ１へ移動する液体の流れに抵抗を与え、緩衝装置Ｄの伸長時には通路２ａを閉塞するようになっており、他方の積層リーフバルブＶ２は、積層リーフバルブＶ１とは反対に緩衝装置Ｄの伸長時に通路２ｂを開放し、収縮時には通路２ｂを閉塞する。すなわち、積層リーフバルブＶ１は、緩衝装置Ｄの収縮時における圧側減衰力を発生する要素であり、他方の積層リーフバルブＶ２は、緩衝装置Ｄの伸長時における伸側減衰力を発生する要素である。このように、通路を一方通行とする場合には、緩衝装置Ｄのように、通路２ａ，２ｂを設けてそれぞれを緩衝装置Ｄの伸長時あるいは収縮時のみ液体が通過するように構成してもよく、また、通路が双方向流れを許容する場合には一つのみを設けるようにしてもよい。 The laminated leaf valve V1 is bent by the pressure difference between the lower chamber R2 and the upper chamber R1 when the shock absorber D is contracted to open the passage 2a, and the liquid flow moves from the lower chamber R2 to the upper chamber R1. When resistance of the shock absorber D is extended, the passage 2a is closed, and the other laminated leaf valve V2 opens the passage 2b and contracts when the shock absorber D is extended, opposite to the laminated leaf valve V1. Sometimes the passage 2b is closed. That is, the laminated leaf valve V1 is an element that generates a compression-side damping force when the shock absorber D is contracted, and the other laminated leaf valve V2 is an element that generates an expansion-side damping force when the shock absorber D is extended. . As described above, when the passage is one-way, the passages 2a and 2b may be provided as in the shock absorber D so that the liquid passes only when the shock absorber D is extended or contracted. Also, if the passage allows bidirectional flow, only one may be provided.

そして、ピストンロッド１５の螺子部１５ｂには、上記バルブストッパ１７の下方から圧力室Ｒ３を形成するハウジング４が螺着され、このハウジング４によって、上記したピストン２、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２およびバルブストッパ１６，１７がピストンロッド１５に固定されている。このように、ハウジング４は、内部に圧力室Ｒ３を形成するだけでなく、ピストン２をピストンロッド１５に固定する役割をも果たしている。 A housing 4 that forms a pressure chamber R3 is screwed to the screw portion 15b of the piston rod 15 from below the valve stopper 17, and the piston 2, the laminated leaf valves V1 and V2, and the valve are formed by the housing 4. Stoppers 16 and 17 are fixed to the piston rod 15. Thus, the housing 4 not only forms the pressure chamber R3 inside, but also plays a role of fixing the piston 2 to the piston rod 15.

このハウジング４について説明すると、ハウジング４は、ピストンロッド１５の螺子部１５ｂに螺合される鍔２１ｂ付の内筒２１と、上記鍔２１ｂの外周から延設される外筒２３と、外筒２３の開口部を閉塞するキャップ２４とからなり、この内筒２１、外筒２３およびキャップ２４で下室Ｒ２内に圧力室Ｒ３を画成している。 The housing 4 will be described. The housing 4 includes an inner cylinder 21 with a flange 21b that is screwed into the screw portion 15b of the piston rod 15, an outer cylinder 23 that extends from the outer periphery of the flange 21b, and an outer cylinder 23. And a cap 24 that closes the opening. The inner cylinder 21, the outer cylinder 23, and the cap 24 define a pressure chamber R3 in the lower chamber R2.

内筒２１は、筒状の軸部２１ａと、軸部２１ａの上端から外周へ向けて突出する鍔２１ｂを備え、その内周には螺子部２１ｃが形成され、この螺子部２１ｃをピストンロッド１５の螺子部１５ｂに螺着することによって、ハウジング４をピストンロッド１５の小径部１５ａに固定することが可能なようになっている。 The inner cylinder 21 includes a cylindrical shaft portion 21a and a flange 21b that protrudes from the upper end of the shaft portion 21a toward the outer periphery. A screw portion 21c is formed on the inner periphery of the inner tube 21, and the screw portion 21c is connected to the piston rod 15. The housing 4 can be fixed to the small diameter portion 15a of the piston rod 15 by being screwed to the screw portion 15b.

そして、外筒２３は、内筒２１の鍔２１ｂの外周側から加締め加工によって内筒２１と一体とされている。また、外筒２３の外周の断面形状を真円以外の形状、たとえば、一部を切欠いた形状や、六角形等の形状としておけば、ハウジング４をピストンロッド１５の先端に螺着する作業が容易となる。 The outer cylinder 23 is integrated with the inner cylinder 21 by caulking from the outer peripheral side of the flange 21b of the inner cylinder 21. Further, if the cross-sectional shape of the outer periphery of the outer cylinder 23 is a shape other than a perfect circle, for example, a shape with a part cut away or a hexagonal shape, the operation of screwing the housing 4 to the tip of the piston rod 15 is performed. It becomes easy.

キャップ２４は、鍔付有底筒状に形成され、外筒２３の図中下端が鍔部分を加締めることによって外筒２３の下端に固定され、また、その底部には、一方側流路５の一部を構成する固定オリフィス１３が設けられている。 The cap 24 is formed in a bottomed cylindrical shape with a flange, and the lower end of the outer cylinder 23 in the figure is fixed to the lower end of the outer cylinder 23 by caulking the flange portion. The fixed orifice 13 which comprises a part of is provided.

そして、上記した内筒２１、外筒２３およびキャップ２４で形成される圧力室Ｒ３内には、フリーピストン９が摺動自在に挿入され、このフリーピストン９によって圧力室Ｒ３内は、他方側流路６によって上室Ｒ１に連通される他方室８と、固定オリフィス１３によって下室Ｒ２に連通される一方室７とに連通されている。 A free piston 9 is slidably inserted into the pressure chamber R3 formed by the inner cylinder 21, the outer cylinder 23, and the cap 24. The free piston 9 causes the pressure chamber R3 to move to the other side. The other chamber 8 communicated with the upper chamber R1 by the passage 6 and the one chamber 7 communicated with the lower chamber R2 by the fixed orifice 13 are communicated.

このフリーピストン９は、有底筒状に形成されて、内側を内筒２１に向け筒部９ａを外筒２３の内周に摺接させて圧力室Ｒ３内に挿入されており、また、底部９ｂにはキャップ２４の方向に突出する凸部９ｃを備えている。 The free piston 9 is formed in a bottomed cylindrical shape, and is inserted into the pressure chamber R3 with the inner side facing the inner cylinder 21 so that the cylindrical part 9a is in sliding contact with the inner periphery of the outer cylinder 23. 9 b is provided with a convex portion 9 c protruding in the direction of the cap 24.

さらに、このフリーピストン９に、フリーピストン９の圧力室Ｒ３に対する変位量に比例してその変位を抑制する附勢力を作用させるバネ要素１０として、内筒２１の鍔２１ｂとフリーピストン９の底部９ｂ内側との間、および、キャップ２４とフリーピストン９の底部９ｂ外側との間にそれぞれ、コイルバネ１８，１９を介装してあり、これらコイルバネ１８，１９によってフリーピストン９は圧力室Ｒ３内の所定の中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。 Further, as a spring element 10 that applies a biasing force that suppresses the displacement in proportion to the amount of displacement of the free piston 9 relative to the pressure chamber R3 to the free piston 9, the flange 21b of the inner cylinder 21 and the bottom 9b of the free piston 9 are used. Coil springs 18 and 19 are interposed between the inside and between the cap 24 and the outside of the bottom portion 9b of the free piston 9, respectively. The coil springs 18 and 19 allow the free piston 9 to be in the pressure chamber R3. It is elastically supported after being positioned at the neutral position.

コイルバネ１８の図中下端は、フリーピストン９の筒部９ａの最深部内周に嵌合されて半径方向に位置決められ、また、コイルバネ１９の内周にフリーピストン９の凸部９ｃが挿通されることによって、著しい位置ずれが防止されており、これによって安定的にフリーピストン９に附勢力を作用させることが可能となり、また、フリーピストン９が外筒２３に対し軸ぶれ等を起こして摺動抵抗が大きくなってしまうことが無いようになっている。 The lower end of the coil spring 18 in the drawing is fitted to the innermost periphery of the deepest portion 9a of the free piston 9 and positioned in the radial direction, and the convex portion 9c of the free piston 9 is inserted into the inner periphery of the coil spring 19. Thus, a significant positional deviation is prevented, which makes it possible to stably apply an urging force to the free piston 9, and the free piston 9 causes shaft shake or the like with respect to the outer cylinder 23, thereby causing sliding resistance. Will not grow.

なお、フリーピストン９の筒部９ａの内周は、その最深部に比較して拡径されており、これにより、コイルバネ１８が圧縮されて巻線径が拡大した際にコイルバネ１８の線材が筒部９ａの内周に擦れることが無く、コンタミネーションの発生を防止している。 Note that the inner circumference of the cylindrical portion 9a of the free piston 9 is expanded in diameter compared to the deepest portion thereof, so that when the coil spring 18 is compressed and the winding diameter is expanded, the wire of the coil spring 18 is cylindrical. There is no rubbing against the inner periphery of the portion 9a, thereby preventing the occurrence of contamination.

また、フリーピストン９は、筒部９ａを外筒２３の内周への摺接部としていることから、摺動部の軸方向長さの確保が容易で、これによっても、フリーピストン９の軸ぶれが抑制される。 Further, since the free piston 9 uses the cylindrical portion 9a as a sliding contact portion with respect to the inner periphery of the outer cylinder 23, it is easy to ensure the axial length of the sliding portion. Shake is suppressed.

そして、フリーピストン９の筒部９ａの軸方向長さａは、内筒２１の軸部２１ａにおける軸方向長さｂより長くなっており、フリーピストン９が内筒２１へ接近する方向となる図２中上方へ移動して、ストロークエンドまで到達すると、筒部９ａの上端が内筒２１の鍔２１ｂの下面に当接して、それ以上の上方への移動が規制されるようになっている。つまり、フリーピストン９の底部９ｂは、内筒２１の軸部２１ａの下面へ当接することなく、軸部２１ａによってフリーピストン９のストローク量が決せられることが無いようになっている。 The axial length a of the cylindrical portion 9 a of the free piston 9 is longer than the axial length b of the axial portion 21 a of the inner cylinder 21, and the free piston 9 is in a direction approaching the inner cylinder 21. 2. When moving up in the middle and reaching the stroke end, the upper end of the cylinder portion 9a comes into contact with the lower surface of the flange 21b of the inner cylinder 21, and further upward movement is restricted. That is, the bottom portion 9b of the free piston 9 does not contact the lower surface of the shaft portion 21a of the inner cylinder 21, so that the stroke amount of the free piston 9 is not determined by the shaft portion 21a.

他方、フリーピストン９が内筒２１から遠ざかる方向となる図２中下方へ移動する場合、フリーピストン９の底部９ｂの下端外周の肩がキャップ２４の図２中上面に当接して、それ以上の下方への移動が規制されるようになっている。なお、キャップ２４は図２中下方へ凸となる形状とされているため、フリーピストン９の凸部９ｃがキャップ２４の底部に干渉することが無く、凸部９ｃとキャップ２４の底部によってフリーピストン９のストローク量が決せられることが無いようになっている。 On the other hand, when the free piston 9 moves downward in FIG. 2, which is in a direction away from the inner cylinder 21, the shoulder at the outer periphery of the lower end of the bottom portion 9 b of the free piston 9 comes into contact with the upper surface of the cap 24 in FIG. The downward movement is regulated. Since the cap 24 has a shape that protrudes downward in FIG. 2, the convex portion 9 c of the free piston 9 does not interfere with the bottom portion of the cap 24, and the free piston is formed by the convex portion 9 c and the bottom portion of the cap 24. The stroke amount of 9 is never determined.

上述したところから、このフリーピストン９におけるストローク量は、内筒２１の鍔２１ｂの下面からキャップ２４の上面までの長さＬ４からフリーピストン９の凸部９ｃを除いた軸方向長さＬ５を減算して得られるので、当該ストローク量は長さＬ４，Ｌ５のみで決せられることになる。 From the above, the stroke amount of the free piston 9 is obtained by subtracting the axial length L5 excluding the convex portion 9c of the free piston 9 from the length L4 from the lower surface of the flange 21b of the inner cylinder 21 to the upper surface of the cap 24. Therefore, the stroke amount is determined only by the lengths L4 and L5.

したがって、フリーピストン９におけるストローク量を均一なものとするためには、上記長さＬ４，Ｌ５の寸法管理のみで実現できることになる。ここで、外筒２３、内筒２１およびキャップ２４の一体化に際しては、外筒２３を切削加工して段部２３ａ，２３ｂを設けておいて、この段部２３ａ，２３ｂにそれぞれ内筒２１の鍔２１ｂとキャップ２４を嵌合して、外筒２３の両端を加締めることによって行われ、もともと寸法精度の高い切削加工によって長さＬ４が決定されるので、長さＬ４の寸法出しの後加工をわざわざ行う必要が無い。 Therefore, in order to make the stroke amount in the free piston 9 uniform, it can be realized only by the dimension management of the lengths L4 and L5. Here, when integrating the outer cylinder 23, the inner cylinder 21, and the cap 24, the outer cylinder 23 is cut to provide step portions 23a and 23b, and the step portions 23a and 23b are provided with the inner cylinder 21. This is performed by fitting the flange 21b and the cap 24 and caulking both ends of the outer cylinder 23. Since the length L4 is originally determined by cutting with high dimensional accuracy, post-dimensioning of the length L4 is performed. There is no need to do this.

さらに、フリーピストン９の製造については、焼結加工を採用することができ、焼結加工は金型で成形する加工であるため寸法精度の高い加工であるので、長さＬ５についても寸法出しの後加工をわざわざ行う必要が無い。 Furthermore, for the production of the free piston 9, a sintering process can be employed, and since the sintering process is a process of molding with a mold, it is a process with high dimensional accuracy. There is no need to perform post-processing.

このように、フリーピストン９および外筒２３の加工について、寸法公差が生じにくい加工を採用するができ、長さＬ４，Ｌ５についての寸法出しの後加工が不必要となるので、寸法管理における加工コストが嵩む事が無い。さらに、フリーピストン９および外筒２３の加工を行えば、長さＬ４，Ｌ５の寸法が狙い通りに設定されるので、製品毎にフリーピストン９のストローク量がまちまちとなってしまうことも無い。 As described above, for the processing of the free piston 9 and the outer cylinder 23, it is possible to adopt a processing in which dimensional tolerance is not easily generated, and the post-processing for measuring the lengths L4 and L5 is not necessary. There is no cost increase. Further, if the free piston 9 and the outer cylinder 23 are processed, the dimensions of the lengths L4 and L5 are set as intended, so that the stroke amount of the free piston 9 does not vary for each product.

したがって、緩衝装置Ｄの加工コストが低減可能であり、かつ、緩衝装置Ｄの減衰特性が製品毎にばらつくような事態の発生が防止されるので、この緩衝装置Ｄによれば、加工コストの低減と均一な製品の製造の両方を満足させることが可能となる。 Therefore, the processing cost of the shock absorber D can be reduced, and the occurrence of a situation in which the damping characteristic of the shock absorber D varies from product to product is prevented. According to this shock absorber D, the processing cost can be reduced. And the production of a uniform product can be satisfied.

また、内筒２１の軸部２１ａについては、フリーピストン９のストローク量を規制する機能を持っていないため、ピストンロッド１５にハウジング４を固定するために螺子部１５ｂに螺着されるナットとしての機能を失わない程度の長さを確保できればよいため、その分軸部２１ａの長さを短く設定でき材料費を削減することも可能となる。 Further, the shaft portion 21 a of the inner cylinder 21 does not have a function of regulating the stroke amount of the free piston 9, so that it serves as a nut that is screwed to the screw portion 15 b to fix the housing 4 to the piston rod 15. Since it is only necessary to secure a length that does not lose the function, the length of the shaft portion 21a can be set to be short, and the material cost can be reduced.

そして、フリーピストン９には、その筒部９ａ外周に円周に沿って形成される環状溝９ｄが設けられ、さらに、フリーピストン９の肉厚内部を通り環状溝９ｄと一方室７とを連通する孔９ｅが設けられている。 The free piston 9 is provided with an annular groove 9d formed on the outer periphery of the cylindrical portion 9a along the circumference, and further, the annular groove 9d and the one chamber 7 communicate with each other through the thickness of the free piston 9. A hole 9e is provided.

また、外筒２３の側部には、下室Ｒ２と外筒２３内を連通する二つの可変オリフィス１１，１２が設けられており、この可変オリフィス１１，１２は、フリーピストン９がバネ要素１０によって弾性支持されて中立位置にあるときには必ず上記環状溝９ｄに対向して一方室７と下室Ｒ２とを連通するとともに、フリーピストン９がストロークエンドまで変位する、すなわち、内筒２１の下端あるいはキャップ２４の鍔部に当接するまで変位するとフリーピストン９の筒部９ａの外周に完全にオーバーラップされて閉塞されるようになっている。すなわち、この場合、一方側流路５は、環状溝９ｄ、可変オリフィス１１，１２、孔９ｅおよび固定オリフィス１３で構成されている。なお、可変オリフィス１１，１２を二つ設けているが、その数は任意である。 In addition, two variable orifices 11 and 12 communicating with the lower chamber R2 and the inside of the outer cylinder 23 are provided on the side of the outer cylinder 23. The variable orifices 11 and 12 have a free piston 9 and a spring element 10 as a free piston 9 respectively. When it is elastically supported by and is in the neutral position, the one chamber 7 and the lower chamber R2 are communicated with each other so as to face the annular groove 9d, and the free piston 9 is displaced to the stroke end, that is, the lower end of the inner cylinder 21 or When it is displaced until it comes into contact with the flange of the cap 24, it is completely overlapped with the outer periphery of the cylindrical portion 9a of the free piston 9 so as to be closed. That is, in this case, the one-side flow path 5 is composed of the annular groove 9d, the variable orifices 11 and 12, the hole 9e, and the fixed orifice 13. Two variable orifices 11 and 12 are provided, but the number thereof is arbitrary.

つまり、この緩衝装置Ｄの場合、フリーピストン９の中立位置からの変位量が任意の変位量となるときに、可変オリフィス１１，１２の開口全てが環状溝９ｄに対向する状況から筒部９ａの外周に対向し始める状況に移行して徐々に可変オリフィス１１，１２の流路面積が減少し始め、一方側流路５における流路抵抗が徐々に増加する。したがって、上記任意の変位量は、環状溝９ｄの図中上下方向幅の設定および、可変オリフィス１１，１２の外筒２３内周側の開口位置によって設定される。そして、この実施の形態では、フリーピストン９の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス１１，１２の流路面積が減少し、フリーピストン９がストロークエンドに達すると、可変オリフィス１１，１２が完全に筒部９ａに対向して閉塞され、一方側流路５における流路抵抗が最大となり一方室７が固定オリフィス１３のみによって下室Ｒ２に連通されるようになっている。 In other words, in the case of the shock absorber D, when the displacement amount from the neutral position of the free piston 9 becomes an arbitrary displacement amount, the opening of the variable orifices 11 and 12 faces the annular groove 9d from the situation where the cylindrical portion 9a The situation starts to face the outer periphery and the flow area of the variable orifices 11 and 12 begins to decrease gradually, and the flow resistance in the one-side flow path 5 gradually increases. Therefore, the above-mentioned arbitrary displacement amount is set by setting the vertical width in the figure of the annular groove 9d and the opening position of the variable orifices 11 and 12 on the inner peripheral side of the outer cylinder 23. In this embodiment, as the displacement amount of the free piston 9 increases, the flow area of the variable orifices 11 and 12 gradually decreases, and when the free piston 9 reaches the stroke end, the variable orifices 11 and 12 It is completely closed so as to face the cylinder portion 9a, and the flow resistance in the one-side flow path 5 is maximized so that the one chamber 7 is communicated with the lower chamber R2 only by the fixed orifice 13.

なお、摺動隔壁３０は、下室Ｒ２側に凹部を備えており、緩衝装置Ｄが最収縮した際には、上記ハウジング４のキャップ２４の先端が上記凹部に侵入することを許容しており、単筒型に構成される緩衝装置Ｄにピストンロッド１５の先端にハウジング４を設けることによるストローク長さのロスが、上記キャップ２４の形状および摺動隔壁３０の凹部によって緩和されることになる。 The sliding partition wall 30 has a recess on the lower chamber R2 side, and allows the tip of the cap 24 of the housing 4 to enter the recess when the shock absorber D contracts most. The loss of stroke length due to the provision of the housing 4 at the tip of the piston rod 15 in the shock absorber D configured in a single cylinder type is alleviated by the shape of the cap 24 and the concave portion of the sliding partition wall 30. .

緩衝装置Ｄは以上のように構成されるが、続いて緩衝装置Ｄの作動について説明する。 The shock absorber D is configured as described above. Next, the operation of the shock absorber D will be described.

（Ａ）フリーピストン９における中立位置からの変位量が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始めない範囲内である場合
この場合、フリーピストン９は一方側流路５の抵抗を変化させることなく変位することが可能であるので、緩衝装置Ｄの減衰特性は、通路２ａ，２ｂの積層リーフバルブＶ１，Ｖ２が液体の流れに与える抵抗Ｃ１、他方側流路６が液体の流れに与える抵抗Ｃ２、一方側流路５における固定オリフィス１３および可変オリフィス１１，１２が液体の流れに与える抵抗Ｃ３、フリーピストン９の受圧面積Ａおよびバネ要素１０のバネ定数Ｋ（この場合、コイルバネ１８，１９によって合成されるバネ定数）によって設定される。 (A) When the displacement amount from the neutral position in the free piston 9 is within a range where the variable orifices 11 and 12 do not begin to be closed. In this case, the free piston 9 is displaced without changing the resistance of the one-side flow path 5. Therefore, the damping characteristics of the shock absorber D include the resistance C1 that the laminated leaf valves V1 and V2 of the passages 2a and 2b give to the liquid flow, and the resistance C2 that the other-side flow path 6 gives to the liquid flow. The resistance C3 that the fixed orifice 13 and the variable orifices 11 and 12 in the side flow path 5 give to the liquid flow, the pressure receiving area A of the free piston 9 and the spring constant K of the spring element 10 (in this case, synthesized by the coil springs 18 and 19). Spring constant).

すなわち、上記式（１）および式（２）における係数Ｃ１が通路２ａ，２ｂの積層リーフバルブＶ１，Ｖ２が液体の流れに与える抵抗で、係数Ｃ２が、他方側流路６が液体の流れに与える抵抗で、係数Ｃ３が一方側流路５における固定オリフィス１３および可変オリフィス１１，１２が液体の流れに与える抵抗で決定されることになる。なお、この実施の形態の場合、式（１）、（２）において、差圧Ｐは上室Ｒ１と下室Ｒ２との差圧を示し、流量Ｑは上室Ｒ１から下室Ｒ２へ移動する流量を示し、流量Ｑ１は通路２ａ，２ｂを通過する液体の流量を示し、流量Ｑ２は上室Ｒ１から他方室８へ移動する液体の流量を示している。 That is, the coefficient C1 in the above formulas (1) and (2) is the resistance that the laminated leaf valves V1, V2 of the passages 2a, 2b give to the flow of liquid, and the coefficient C2 is the flow of the other side channel 6 to the flow of liquid. The coefficient C3 is determined by the resistance given to the liquid flow by the fixed orifice 13 and the variable orifices 11 and 12 in the one-side flow path 5. In this embodiment, in the formulas (1) and (2), the differential pressure P indicates the differential pressure between the upper chamber R1 and the lower chamber R2, and the flow rate Q moves from the upper chamber R1 to the lower chamber R2. The flow rate Q1 indicates the flow rate of the liquid passing through the passages 2a and 2b, and the flow rate Q2 indicates the flow rate of the liquid moving from the upper chamber R1 to the other chamber 8.

そして、フリーピストン９における中立位置からの変位量が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始めない範囲内である場合、緩衝装置Ｄの周波数伝達関数Ｇ（ｊω）の周波数Ｆに対するゲイン特性は、図３のボード線図に示したように、Ｆａ＝Ｋ／｛２・π・Ａ^２・（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）｝とＦｂ＝Ｋ／｛２・π・Ａ^２・（Ｃ２＋Ｃ３）｝の２つの折れ点周波数を持ち、また、Ｆ＜Ｆａの領域においては、伝達ゲインは略Ｃ１となり、Ｆａ≦Ｆ≦Ｆｂの領域においてはＣ１からＣ１・（Ｃ２＋Ｃ３）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）まで漸減するように変化し、Ｆ＞Ｆｂの領域においてはＣ１・（Ｃ２＋Ｃ３）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）となる。 When the amount of displacement of the free piston 9 from the neutral position is within a range in which the variable orifices 11 and 12 do not begin to close, the gain characteristic of the frequency transfer function G (jω) of the shock absorber D with respect to the frequency F is as shown in FIG. As shown in the Bode diagram, the two breakpoint frequencies of Fa = K / {2 · π · A ² · (C1 + C2 + C3)} and Fb = K / {2 · π · A ² · (C2 + C3)} are obtained. In the region where F <Fa, the transfer gain is substantially C1, and in the region where Fa ≦ F ≦ Fb, the transmission gain gradually decreases from C1 to C1 · (C2 + C3) / (C1 + C2 + C3), and F> Fb In this area, C1 · (C2 + C3) / (C1 + C2 + C3).

そして、上記から得られた周波数伝達関数Ｇ（ｊω）のゲイン特性を減衰係数ζに換算するために、｜Ｇ（ｊω）｜にピストン２の受圧面積Ｂを２乗したものを乗じると、周波数Ｆに対する減衰力の変化である減衰特性、位相Φと周波数Ｆとの関係は、図４に示すがごとくとなる。なお、減衰特性は図４中実線で示し、位相Φは図４中破線で示してある。 Then, in order to convert the gain characteristic of the frequency transfer function G (jω) obtained from the above into the damping coefficient ζ, multiplying | G (jω) | by the square of the pressure receiving area B of the piston 2 gives the frequency The relationship between the damping characteristic, which is a change in damping force with respect to F, and the phase Φ and the frequency F is as shown in FIG. The attenuation characteristic is indicated by a solid line in FIG. 4, and the phase Φ is indicated by a broken line in FIG.

この図４から明らかなように、この緩衝装置Ｄは、周波数Ｆが折れ点周波数Ｆａより低いときには、高い減衰力を発生し、周波数Ｆが折れ点周波数Ｆｂより高いときには、低い減衰力を発生し、周波数Ｆが折れ点周波数Ｆａ以上折れ点周波数Ｆｂ以下のときには、徐々に減衰力が漸減するような減衰特性を持つことが理解できよう。 As is apparent from FIG. 4, the shock absorber D generates a high damping force when the frequency F is lower than the break frequency Fa, and generates a low damping force when the frequency F is higher than the break frequency Fb. It can be understood that when the frequency F is greater than or equal to the breakpoint frequency Fa and less than or equal to the breakpoint frequency Fb, the damping characteristic gradually decreases.

したがって、折れ点周波数Ｆａ，Ｆｂは、上記したところから、係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と、フリーピストン９の受圧面積である断面積Ａと、バネ要素１０のバネ定数Ｋによって設定でき、また、減衰係数ζは、上記係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３とピストン２の受圧面積Ｂによって設定することができるのであり、この緩衝装置Ｄにあっては、上記各関係の係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、フリーピストン９の受圧面積Ａおよびバネ要素１０のバネ定数Ｋによって減衰特性が設定されることになる。 Therefore, the breakpoint frequencies Fa and Fb can be set by the coefficients C1, C2 and C3, the cross-sectional area A which is the pressure receiving area of the free piston 9, and the spring constant K of the spring element 10 from the above description. The coefficient ζ can be set by the coefficients C1, C2, C3 and the pressure receiving area B of the piston 2. In the shock absorber D, the coefficients C1, C2, C3 of the above relationships, the free piston 9 The damping characteristic is set by the pressure receiving area A and the spring constant K of the spring element 10.

そして、この係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、上述の各流路の抵抗によって決まる値であることから、周波数Ｆに対する減衰係数ζの変化量の調整、および、折れ点周波数Ｆａ，Ｆｂの調整も容易となる。 Since the coefficients C1, C2, and C3 are values determined by the resistance of each flow path described above, the adjustment of the change amount of the attenuation coefficient ζ with respect to the frequency F and the adjustment of the breakpoint frequencies Fa and Fb are easy. It becomes.

すなわち、この緩衝装置Ｄの減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができ、また、その調整も非常に容易となるのであり、この緩衝装置Ｄにあっては、従来緩衝装置のように振幅の大小にて減衰特性を調整するのではなく、入力振動周波数に依存した減衰特性を出力するので、車両が路面の凹凸を乗り越えるような入力振動周波数が高い場面においては低い減衰力を確実に発生させることができ、また、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生できる。 That is, the change of the damping force of the shock absorber D can be made to depend on the input vibration frequency, and the adjustment thereof is very easy. The shock absorber D is similar to the conventional shock absorber. Rather than adjusting the damping characteristics based on the magnitude of the amplitude, it outputs a damping characteristic that depends on the input vibration frequency, ensuring a low damping force in situations where the input vibration frequency is high, such as when a vehicle rides over road irregularities. In addition, in a scene where the input vibration frequency is low such as when the vehicle is turning, a high damping force can be reliably generated.

また、その減衰特性の調整が容易であることから、規格の異なる種々車両へ緩衝装置Ｄを適用する際、手探りでその車両にマッチした減衰特性を実現するような煩雑な調整作業の必要が無く、その設計、チューニングも容易となる。 In addition, since the damping characteristics can be easily adjusted, there is no need for complicated adjustment work to realize damping characteristics matched to the vehicle by groping when applying the shock absorber D to various vehicles having different standards. Its design and tuning are easy.

さらに、複数の折れ点周波数Ｆａ，Ｆｂのうち最小値を採る折れ点周波数Ｆａ以外の折れ点周波数Ｆｂ値を車両のバネ下共振周波数の値以下に設定する場合には、緩衝装置Ｄは、バネ下共振周波数の振動が入力されると、必ず、低い減衰力を発生することになるので、車両における乗り心地を損なうことが無い。 Further, when the breakpoint frequency Fb value other than the breakpoint frequency Fa that takes the minimum value among the plurality of breakpoint frequencies Fa and Fb is set to be equal to or lower than the value of the unsprung resonance frequency of the vehicle, When vibration of the lower resonance frequency is input, a low damping force is always generated, so that the riding comfort in the vehicle is not impaired.

そして、入力振動周波数Ｆが折れ点周波数Ｆｂを超える領域では、減衰係数ζの位相遅れが無くなる傾向となり、振動入力に対して減衰力の発生が遅れることなく追随するので、この点でも車両における乗り心地を損なうことがない。 In the region where the input vibration frequency F exceeds the breakpoint frequency Fb, the phase lag of the damping coefficient ζ tends to disappear, and the generation of the damping force follows the vibration input without delay. There is no loss of comfort.

また、最小値の折れ点周波数Ｆａの値を車両のバネ上共振周波数の値以上であってバネ下共振周波数の値以下に設定されるようにすることで、緩衝装置Ｄは、バネ上共振周波数の振動の入力に対して、確実に高い減衰力を発生することができ、車両の姿勢を安定させて、車両旋回時に、搭乗者に不安を感じさせることを防止でき、また、折れ点周波数Ｆａより低い周波数領域では減衰係数ζの位相遅れが無くなる傾向となり、振動入力に対して減衰力の発生が遅れることなく追随するので、この点でも、搭乗者に違和感や不安を与えることがない。 Further, the damping device D is configured so that the minimum bending point frequency Fa is set to be not less than the value of the sprung resonance frequency of the vehicle and not more than the value of the unsprung resonance frequency. It is possible to reliably generate a high damping force with respect to the vibration input of the vehicle, to stabilize the posture of the vehicle, and to prevent the passenger from feeling uneasy when turning the vehicle. In the lower frequency region, the phase delay of the damping coefficient ζ tends to be eliminated, and the generation of the damping force follows the vibration input without delay. Therefore, in this respect as well, the passenger does not feel uncomfortable or uneasy.

（Ｂ）フリーピストン９の中立位置からの変位量が一方側流路５の流路抵抗を増加させる範囲内である場合の動作
転じて、フリーピストン９の中立位置からの変位量が可変オリフィス１１，１２の両方を閉塞し始めて一方側流路５の流路抵抗を増加させる場合における緩衝装置Ｄの動作について説明する。この場合、可変オリフィス１１，１２は、フリーピストン９の変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくし、フリーピストン９がストロークエンドに到達すると完全に閉塞されて流路面積を固定オリフィス１３の流路面積と同じくして最小とする。 (B) Operation in the case where the amount of displacement from the neutral position of the free piston 9 is within the range of increasing the channel resistance of the one-side channel 5 In turn, the amount of displacement from the neutral position of the free piston 9 is variable orifice 11 The operation of the shock absorber D when the flow resistance of the one-side flow path 5 is increased by starting to close both of the first and second flow paths will be described. In this case, the variable orifices 11 and 12 gradually reduce the flow passage area in accordance with the amount of displacement of the free piston 9, and are completely closed when the free piston 9 reaches the stroke end so that the flow passage area is fixed to the fixed orifice 13. This is the same as the flow path area.

つまり、フリーピストン９が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始めた後は変位量に応じて一方側流路５の流路抵抗を徐々に大きくし、フリーピストン９がストロークエンドに到達すると流路抵抗が最大となる。 That is, after the free piston 9 starts to close the variable orifices 11 and 12, the flow resistance of the one-side flow path 5 is gradually increased according to the amount of displacement, and when the free piston 9 reaches the stroke end, the flow resistance Is the maximum.

ここで、フリーピストン９がストロークエンドまで変位するのは、一方室７もしくは他方室８への液体の流出入量が多い場合であり、具体的には、緩衝装置Ｄの振動の振幅が大きい場合である。 Here, the free piston 9 is displaced to the stroke end when the amount of liquid flowing into and out of the one chamber 7 or the other chamber 8 is large. Specifically, when the vibration amplitude of the shock absorber D is large. It is.

緩衝装置Ｄの振動周波数が比較的高い場合、緩衝装置Ｄは、フリーピストン９が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始める位置へ変位するまでは、比較的低い減衰力を発生しているが、フリーピストン９が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始める位置を越えて変位するようになると、徐々に一方側流路５の流路抵抗が徐々に大きくなっていくので、フリーピストン９のそれ以上のストロークエンド側への移動速度が減少されて、圧力室Ｒ３を介しての上室Ｒ１と下室Ｒ２との液体の移動量も減少し、その分通路２ａ，２ｂを通過する液体量が増加することになり、緩衝装置Ｄの発生減衰力は徐々に大きくなっていく。 When the vibration frequency of the shock absorber D is relatively high, the shock absorber D generates a relatively low damping force until the free piston 9 is displaced to a position where the free piston 9 begins to close the variable orifices 11 and 12. When the piston 9 is displaced beyond the position where the variable orifices 11 and 12 begin to close, the flow resistance of the one-side flow path 5 gradually increases, so that the stroke beyond that of the free piston 9 increases. The moving speed to the end side is reduced, the amount of liquid movement between the upper chamber R1 and the lower chamber R2 via the pressure chamber R3 is also reduced, and the amount of liquid passing through the passages 2a and 2b is increased accordingly. Thus, the generated damping force of the shock absorber D gradually increases.

そして、フリーピストン９がストロークエンドに達すると、それ以上、圧力室Ｒ３を介して上室Ｒ１と下室Ｒ２との液体の移動はなくなり、緩衝装置Ｄの伸縮方向を転ずるまでは液体は通路２ａ，２ｂのみを通過することになり、緩衝装置Ｄは、最大の減衰係数で減衰力を発生することになる。 When the free piston 9 reaches the stroke end, the liquid no longer moves between the upper chamber R1 and the lower chamber R2 via the pressure chamber R3, and the liquid passes through the passage 2a until the expansion / contraction direction of the shock absorber D is changed. , 2b, the shock absorber D generates a damping force with the maximum damping coefficient.

すなわち、フリーピストン９がストロークエンドまで変位してしまうような高周波数で大振幅の振動が緩衝装置Ｄに対し入力されても、フリーピストン９の中立位置からの変位量が任意の変位量を超えるとフリーピストン９がストロークエンドに達するまでに緩衝装置Ｄは徐々に発生減衰力を大きくするので、低い減衰力から急激に高い減衰力に変化することが無くなる。つまり、フリーピストン９がストロークエンドに達して圧力室Ｒ３内と下室Ｒ２との液体の交流ができなくなるときに急激に減衰力の大きさが変化してしまうことがなくなり、低減衰力から高減衰力への減衰力変化がなだらかとなる。さらに、フリーピストン９が圧力室Ｒ３における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に発生減衰力を大きくするので、減衰力の急激な変化を抑制する機能は、緩衝装置Ｄの伸圧の両行程で発揮される。 That is, even if a high-frequency and large-amplitude vibration that causes the free piston 9 to be displaced to the stroke end is input to the shock absorber D, the amount of displacement from the neutral position of the free piston 9 exceeds an arbitrary amount of displacement. Since the shock absorbing device D gradually increases the generated damping force until the free piston 9 reaches the stroke end, there is no sudden change from a low damping force to a high damping force. In other words, when the free piston 9 reaches the stroke end and the liquid in the pressure chamber R3 and the lower chamber R2 cannot exchange with each other, the magnitude of the damping force does not change suddenly. The change in damping force to damping force becomes gentle. Furthermore, since the generated damping force is gradually increased when the free piston 9 reaches the stroke ends on both ends in the pressure chamber R3, the function of suppressing a sudden change in the damping force is Demonstrated in both strokes.

したがって、この緩衝装置Ｄにあっては、高周波数で振幅が大きい振動が入力されても、発生減衰力がなだらかに変化することになって、搭乗者に減衰力の変化によるショックを知覚させずにすみ、車両における乗り心地を向上することができ、特に、急激な減衰力変化によって車体が振動しボンネットが共振して異音が発生してしまう事態も防止でき、この点でも車両における乗り心地を向上することができる。 Therefore, in this shock absorber D, even if a vibration with a high frequency and a large amplitude is input, the generated damping force changes gently, and the passenger does not perceive a shock due to the change in the damping force. It is possible to improve the ride comfort in the vehicle, and in particular, it is possible to prevent a situation in which the vehicle body vibrates due to a sudden change in damping force and the bonnet resonates and abnormal noise is generated. Can be improved.

また、この緩衝装置Ｄにあっては、フリーピストン９がバネ要素１０によって、フリーピストン５を中立位置に戻す附勢力が作用しているので、必要な時に減衰力の急激な変化を抑制する機能を発揮できないという事態を回避することができる。 Further, in this shock absorber D, the biasing force for returning the free piston 5 to the neutral position is acting on the free piston 9 by the spring element 10, so that the function of suppressing a sudden change in the damping force when necessary. It is possible to avoid the situation that cannot be demonstrated.

さらに、この緩衝装置Ｄにあっては、フリーピストン９が圧力室Ｒ３における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に一方側流路５の流路抵抗を変化させて大きくするので、緩衝装置が伸縮するたびに減衰力の急激な変化を抑制する機能が変動してしまうことがなく、搭乗者に違和感を与えることもない。 Further, in this shock absorber D, when the free piston 9 reaches the stroke ends on both ends in the pressure chamber R3, the flow resistance of the one-side flow path 5 is gradually changed to increase, so The function of suppressing a sudden change in damping force does not fluctuate each time the device expands and contracts, and the passenger does not feel uncomfortable.

なお、各実施の形態における緩衝装置は、いわゆる単筒型の緩衝器として構成されているが、これをシリンダの外方にシリンダを覆うように形成される環状のリザーバを備えた複筒型の緩衝器として構成されてもよいし、また、シリンダの外方に全く別体のリザーバタンクを備えた緩衝器として構成とされてもよい。 In addition, although the shock absorber in each embodiment is configured as a so-called single cylinder type shock absorber, this is a double cylinder type provided with an annular reservoir formed to cover the cylinder outside the cylinder. The shock absorber may be configured as a shock absorber, or may be configured as a shock absorber provided with a completely separate reservoir tank outside the cylinder.

また、各実施の形態では、圧力室がシリンダ内に形成されているが、シリンダ外に設けることも可能である。 Moreover, in each embodiment, although the pressure chamber is formed in the cylinder, it can also be provided outside the cylinder.

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。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.

一実施の形態における緩衝装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the shock absorber in one embodiment. 一実施の形態における緩衝装置のピストン部の拡大縦断面図である。It is an expansion longitudinal cross-sectional view of the piston part of the buffer device in one embodiment. 流量に対する圧力の周波数伝達関数のゲイン特性を示したボード線図である。It is a Bode diagram which showed the gain characteristic of the frequency transfer function of the pressure to the flow rate. 減衰係数、位相と周波数との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an attenuation coefficient, a phase, and a frequency. 従来の緩衝装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the conventional shock absorber.

Explanation of symbols

１シリンダ
２ピストン
２ａ，２ｂ通路
４ハウジング
５一方側流路
６他方側流路
７一方室
８他方室
９フリーピストン
９ａフリーピストンにおける筒部
９ｂフリーピストンにおける底部
９ｃフリーピストンにおける凸部
９ｄフリーピストンにおける環状溝
９ｅフリーピストンにおける孔
１０バネ要素
１１，１２可変オリフィス
１３固定オリフィス
１５ピストンロッド
１５ａピストンロッドにおける小径部
１５ｂピストンロッドにおける螺子部
１６，１７バルブストッパ
１８，１９バネ要素たるコイルバネ
２１ハウジングにおける内筒
２１ａ内筒における軸部
２１ｂ内筒における鍔
２１ｃ内筒における螺子部
２３ハウジングにおける外筒
２３ａ，２３ｂ外筒における段部
２４ハウジングにおけるキャップ
３０摺動隔壁
Ｄ緩衝装置
Ｇ気体室
Ｒ１他方の作動室たる上室
Ｒ２一方の作動室たる下室
Ｒ３圧力室
Ｖ１，Ｖ２積層リーフバルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 2 Piston 2a, 2b Passage 4 Housing 5 One side flow path 6 Other side flow path 7 One chamber 8 Other chamber 9 Free piston 9a The cylinder part 9b in a free piston The bottom part 9c in a free piston The convex part 9d in a free piston Annular groove 9e Hole 10 in free piston Spring element 11, 12 Variable orifice 13 Fixed orifice 15 Piston rod 15a Small diameter portion 15b in piston rod Screw portion 16, 17 in piston rod Valve stopper 18, 19 Coil spring 21 as spring element Inner cylinder in housing 21a Shaft portion 21b in the inner tube 21c in the inner tube Screw portion 23 in the inner tube 23 Outer tube 23a in the housing, 23b Step 24 in the outer tube 24 Cap in the housing 30 Sliding partition D Buffer Station G Gas chamber R1 Upper chamber R2 as the other working chamber Lower chamber R3 as one of the working chambers Pressure chambers V1, V2 Stacked leaf valve

Claims

A cylinder, a partition member which is slidably inserted into the cylinder, partitions the cylinder into two working chambers and is connected to a piston rod which is inserted into the cylinder, a passage communicating the two working chambers, and a piston A housing fixed to the rod to form a pressure chamber, and a one-chamber and the other-side flow passage that are slidably inserted into the housing and communicated with one working chamber through the one-side flow passage. A shock absorber comprising: a free piston that divides into the other chamber communicated with the other working chamber through a spring element that generates a biasing force that suppresses displacement of the free piston with respect to the pressure chamber; A free-piston is provided with a flanged inner cylinder that is screwed onto the tip of the flange, an outer cylinder that extends from the outer periphery of the flange, and a cap that closes the opening of the outer cylinder. It is formed in the bottom cylinder shape, and the axial length of the cylindrical portion is set longer than the axial length of the axial portion of the inner cylinder, and the inner portion faces the inner cylinder and the cylindrical portion is slidably contacted with the inner periphery of the outer cylinder. A shock absorber that is inserted into a room.

The one-side flow path is formed on the outer periphery of the free piston and communicates with the one chamber, and is formed on the outer cylinder and faces the annular groove of the free piston when the free piston is in the neutral position. A plurality of variable orifices that allow one working chamber to communicate with the one chamber via the first chamber, and a fixed orifice that is formed in the cap and communicates the one working chamber and the one chamber. The shock absorber according to 1.