JP2009299751A

JP2009299751A - 緩衝器

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Publication number: JP2009299751A
Application number: JP2008153744A
Authority: JP
Inventors: Yuji Morita; 雄二森田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: JP5015071B2

Abstract

【課題】低周波数帯の振動の入力のみならず高周波数帯の振動の入力に対しても充分に振動を抑制することができる緩衝器を提供することである。
【解決手段】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Ｒ１，Ｒ２に区画する隔壁部材２と、圧力室Ｒ３を形成するハウジング４と、上記ハウジング４内に移動自在に挿入されて圧力室Ｒ３を一方室６と他方室７に区画するとともに附勢手段８によってハウジング４に対して中立位置に位置決めされる差動ピストン５と、一方室６を一方の作動室Ｒ１に連通するとともに他方室７を他方の作動室Ｒ２に連通し、差動ピストン５とハウジング４との間に形成される制限流路９で一方室６と他方室７とを連通してなり、差動ピストン５の中立位置からの変位によって制限流路９の面積を変更可能とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、緩衝器の改良に関する。

従来から緩衝器は、車両の車体と車軸との間に介装され、車両の振動を減衰させる用途に使用され、車両における乗り心地を向上と操縦性を向上させる役割を担っている。

他方、車両は、一般的に、車軸と車体との間にバネ要素を介装させて走行中に路面から車軸へ入力される振動が車体に伝播することを抑制している。さらに、車軸は、タイヤを介して接地しており、タイヤがバネ要素として振舞うことから路面から車体へ振動が伝達される経路には二つのバネ要素が介在することになり、車両における上下方向の振動系には二つの共振点を持つ。そして、車体重量は車軸重量より重いため、車体が共振する共振周波数（バネ上共振周波数）は車軸が共振する共振周波数（バネ下共振周波数）より低くなるのが一般的である。

したがって、二つの共振周波数の振動入力時に緩衝器が大きな減衰力を出力することができれば、車両の振動を効果的に減衰して、車両における乗り心地を向上と操縦性を向上させることに繋がるのであるが、これら共振周波数およびこの近傍以外の振動に対して大きな減衰力を発揮することになるとバネ要素による振動の絶縁を妨げて、却って乗り心地を損ねることがあるので、可能であれば緩衝器に周波数に依存して減衰力を発生させたい。

また、一般的に、緩衝器の伸縮速度はバネ下共振周波数帯域で振動する場合よりバネ上共振周波数帯域で振動するほうが低くなり大きな減衰力を出しにくいため、バネ上共振周波数帯域の振動に対しては大きな減衰係数にて減衰力を発揮することが期待されるとともに、緩衝器内に充填される作動油の圧縮性から振動が高周波になればなるほど減衰力発生に応答遅れが生じてゲインが低下することから、従来の周波数感応の減衰力を発生する緩衝器（たとえば、特許文献１参照）では、バネ下共振周波数との間の周波数帯域において減衰力を低下させつつ、バネ上およびバネ下共振周波数帯域の振動を抑制するため、周波数の上昇に対して減衰力を小さくするようにし、バネ下共振周波数の振動に対して最低限要求される減衰力を発生させるようにしている。
特開２００６−３３６８１６号公報（図２）

従来の緩衝器では、上述したように、高周波数帯域に存在するバネ下共振周波数の振動を抑制するために必要最低限の減衰力を発揮するように設計されるので、これを下限として低周波数帯域に存在するバネ上共振周波数の振動に対して発生する減衰力をチューニングして、車両における乗り心地を向上することになるが、実際には、従来の緩衝器では、減衰係数の下げ幅を大きくすることが難しく、バネ上共振周波数帯域の振動の入力に対して発生減衰力が不足してしまう可能性があり、バネ上共振周波数の振動の抑制が不十分となって乗り心地と操縦性の点で更なる向上が求められる危惧がある。

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、低周波数帯域の振動および高周波数帯域の振動の入力に対して充分に振動を抑制することができる緩衝器を提供することである。

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隔壁部材と、圧力室を形成するハウジングと、上記ハウジング内に移動自在に挿入されて圧力室を一方室と他方室に区画するとともに附勢手段によってハウジングに対して中立位置に位置決めされる差動ピストンと、一方室を一方の作動室に連通するとともに他方室を他方の作動室に連通し、差動ピストンとハウジングとの間に形成される制限流路で一方室と他方室とを連通してなり、差動ピストンの中立位置からの変位によって制限流路の面積を変更可能であることを特徴とする。

本発明のこの緩衝器によれば、差動ピストンの中立位置からの変位によってハウジングとの間に形成されて一方室と他方室とを連通する制限流路の流路面積を変更可能であるので、緩衝器の発生減衰力を周波数に感応させて、バネ上共振周波数とバネ下共振周波数における振動に対して大きな減衰力を発揮することができ、低周波数帯域の振動および高周波数帯域の振動の入力に対して充分に振動を抑制することができる。

そして、このように緩衝器の発生減衰力を緩衝器の振動周波数に感応させてバネ上共振周波数とバネ下共振周波数における振動に対して大きな減衰力を発揮することができるので、バネ下共振周波数の振動の抑制が不足することが無く、乗り心地と操縦性を向上させることができる。

以下、本発明の緩衝器Ｄ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器の縦断面図である。図２は、一実施の形態における緩衝器の要部拡大縦断面図である。

一実施の形態における緩衝器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、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内に移動自在に挿入されて圧力室Ｒ３を一方室６と他方室７に区画するとともに附勢手段８によってハウジング４に対して中立位置に位置決めされる差動ピストン５とを備えて構成されている。

また、圧力室Ｒ３における一方室６は一方の作動室である上室Ｒ１に連通され、他方室７は他方の作動室である下室Ｒ２に連通され、差動ピストン５とハウジング４との間に形成される制限流路９によって一方室６と他方室７とが連通されている。

なお、この実施の形態では、ハウジング４はピストン２とともにピストンロッド１５に連結されており、圧力室Ｒ３はシリンダ１内に設けられている。そして、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おり、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、この緩衝器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。

摺動隔壁３０は、緩衝器Ｄが伸縮する際に、シリンダ１に対して軸方向に移動し、気体室Ｇの容積を変更せしめて、シリンダ１内で過不足となるピストンロッド１５のシリンダ１内へ進退する体積を補償するようになっている。なお、この緩衝器Ｄの場合、気体室Ｇをシリンダ１内に形成する単筒型の緩衝器に設定されているが、シリンダ１の外方に上記体積補償を行うリザーバを設けるようにしてもよい。

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１５ｃが形成されている。また、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の側部に抜ける孔１５ｂが形成されている。

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リーフバルブＶ２によって閉塞されている。

このリーフバルブ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、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。

そして、リーフバルブＶ１は、緩衝器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るとともに、緩衝器Ｄの伸長時には通路２ａを閉塞するようになっており、他方のリーフバルブＶ２は、リーフバルブＶ１とは反対に緩衝器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。この実施の形態の場合、後述する制限流路９によって上室Ｒ１に通じる一方室６と下室Ｒ２に通じる他方室７とが連通状態におかれるため、リーフバルブＶ１，Ｖ２で完全に通路２ａ，２ｂを閉塞することもでき、リーフバルブＶ１，Ｖ２に切欠を設けたりリーフバルブＶ１，Ｖ２が着座する弁座に打刻オリフィスを設けたりピストン２に別途の通路を設けたりすることを要しない。

すなわち、リーフバルブＶ１は、緩衝器Ｄの収縮時における圧側減衰力を発生する減衰力発生要素であり、他方のリーフバルブＶ２は、緩衝器Ｄの伸長時における伸側減衰力を発生する減衰力発生要素である。このように、通路を一方通行とする場合には、緩衝器Ｄのように、通路２ａ，２ｂを設けてそれぞれを緩衝器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。なお、リーフバルブＶ１，Ｖ２は、ともに、環状のリーフを複数枚積層されて構成され、当該リーフの積層枚数および外径を変更することによって撓み剛性を容易に変更できるようになっているが、発生させる減衰力の設定によってリーフの枚数は任意であって単数に設定されてもよい。また、この実施の形態の場合、ピストン２に通路２ａ，２ｂを設けてリーフバルブＶ１，Ｖ２によっても減衰力を発生できるようになっているが、緩衝器Ｄが後に詳述する制限流路９のみによって減衰力を発生させる構造を採用することを妨げるものではない。

戻って、ピストンロッド１５の螺子部１５ｃ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、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。

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１５ｃに螺合される軸部材２１と、軸部材２１に連結される有底筒状の筒部材２２とを備えて構成されている。軸部材２１は、ピストンロッド１５の螺子部１５ｃに螺着される袋状のナット部２１ａと、ナット部２１ａの底部から垂下される軸部２１ｂとを備えて構成され、筒部材２２は、図２中上端となる開口端がナット部２１ａの図２中下端外周に嵌合されるとともに底部に孔２２ａが設けられ、当該孔２２ａには軸部材２１の軸部２１ｂが挿通されるようになっている。

そして、軸部材２１の軸部２１ｂの外周に筒状の流路形成部材２３を装着し、筒部材２２を軸部材２１に組み付けた後、軸部２１ｂの図２中下端にナット２４を螺着させると、筒部材２２は流路形成部材２３とともに軸部材２１に固定されるようになっている。

このように構成されるハウジング４は、軸部材２１と筒部材２２の間の軸部２１ｂ周りに環状の部屋を形成し、当該部屋で環状の圧力室Ｒ３を形成している。そして、この圧力室Ｒ３は、軸部材２１のナット部２１ａの底部に設けた透孔２１ｃおよびピストンロッド１５の孔１５ｂを介して上室Ｒ１へ通じ、また、筒部材２２の底部に設けた透孔２２ｂを介して下室Ｒ２へ通じている。

なお、ハウジング４は、軸部材２１をピストンロッド１５の螺子部１５ｃに螺着することによって、ピストンロッド１５に連結されるようになっていることから、軸部材２１のナット部２１ａ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。

さらに、この圧力室Ｒ３内には、環状の差動ピストン５が摺動自在に挿入されており、差動ピストン５は、圧力室Ｒ３を透孔２１ｃおよびピストンロッド１５の孔１５ｂを介して上室Ｒ１へ通じる一方室６と透孔２２ｂを介して下室Ｒ２へ通じる他方室７とに仕切っている。

この差動ピストン５は、流路形成部材２３に環状隙間を介して対向する環状の制御エッジ２５と、制御エッジ２５を上下から挟み込むとともに制御エッジ２５より内径が大きく設定されて筒部材２２の内周に摺接するガイド２６，２７と、ガイド２６，２７の外周に装着したシールリング２８，２９とを備えて構成され、制御エッジ２５は、流路形成部材２３へ対向する内周端が尖端とされて、当該内周端と流路形成部材２３との間の環状隙間で制限流路９を形成し、一方室６と他方室７は制限流路９を介して連通されている。

そして、差動ピストン５は、上述のようにシールリング２８，２９を備えているので、差動ピストン５の外周と筒部材２２の内周との間を通じて一方室６と他方室７とが連通してしまうことが防止され、また、この実施の形態の差動ピストン５にあっては、差動ピストン５の組み立てを容易とするために、制御エッジ２５をガイド２６，２７で挟み込む構成とされているが、これら各部の隙間を介して一方室６と他方室７とが連通してしまうことも阻止される。つまり、制限流路９のみを介して一方室６と他方室７とが連通されるようになっており、これによって緩衝器Ｄの減衰力の安定が保証されている。

なお、差動ピストン５が単一の部品で構成される場合には、シールリングは一つのみを設ければよく、シールリングの形状や種類に制限はなく、Ｏリングでも角リングでもＵパッキンでもよい。

また、差動ピストン５の制御エッジ２５の図２中上方に配置されるガイド２６は、上端から開口する環状溝２６ａを備えており、当該環状溝２６ａ内にはコイルスプリング１１が挿入され、コイルスプリング１１の上端は、軸部材２１のナット部２１ａの底部に接して差動ピストン５を図２中下方へ附勢している。さらに、差動ピストン５の制御エッジ２５の図２中下方に配置されるガイド２７は、下端から開口する環状溝２７ａを備えており、当該環状溝２７ａ内にはコイルスプリング１２が挿入され、コイルスプリング１２の下端は、筒部材２２の底部に接して差動ピストン５を図２中上方へ附勢している。

したがって、差動ピストン５は、コイルスプリング１１，１２以外の外力が作用しない場合、ハウジング４に対してコイルスプリング１１，１２の附勢力が釣り合った位置である中立位置に位置決められる。すなわち、この実施の形態の場合、附勢手段８は、コイルスプリング１１，１２によって構成されており、これらコイルスプリング１１，１２で差動ピストン５を挟持することによって、差動ピストン５を構成する制御エッジ２５およびガイド２６，２７が互いに分離しないように固定しておかなくとも、これらを一体としておくことができ便利であるが、差動ピストン５の各部の分離の心配が無い場合には、一つのバネ要素のみで差動ピストン５を中立位置へ位置決めるようにしてもよい。さらに、附勢手段８は、上記したところでは、コイルスプリング１１，１２としているが、差動ピストン５を附勢して中立位置に位置決めることができればよいので、コイルスプリング１１，１２以外のものを採用してもよく、たとえば、皿バネ等の弾性体を用いて差動ピストン５を弾性支持するようにしてもよい。

なお、差動ピストン５の中立位置は、必ずしも、ハウジング４で形成する圧力室Ｒ３の軸方向の中心とされずともよく、外力の作用が無い状態で附勢手段８によって位置決めされる位置を中立位置に設定している。

また、この実施の形態の場合、ガイド２６，２７に環状溝２６ａ，２７ａを設けてコイルスプリング１１，１２を当該環状溝２６ａ，２７ａ内に収容するようにしているので、差動ピストン５の円滑な摺動性を担保するために必要な軸方向の長さを確保しつつ、圧力室Ｒ３の軸方向長さを短くすることができ、ハウジング４の全長の長大化を避けることができる。

他方、流路形成部材２３は、外周に環状の溝部２３ａを備えており、この溝部２３ａは、制御エッジ２５の内周の尖端に対向して、制限流路９を形成するとともに、一部において深さが軸方向に変化するようになっており、差動ピストン５がハウジング４に対して変位すると、制御エッジ２５の内周の尖端との間の隙間の大きさが変化して制限流路９の流路面積を変更することができるようになっている。

具体的には、溝部２３ａは、差動ピストン５が中立位置にあるときの制御エッジ２５の尖端が対向している部位を基点として、図２中上方側の深さで緩衝器Ｄが圧縮作動する際の制限流路９の流路面積を決し、図２中下方側の深さで緩衝器Ｄが伸長作動する際の制限流路９の流路面積を決しており、この実施の形態の場合、差動ピストン５が中立位置にあるときの制御エッジ２５の尖端が対向している部位（以下、中立点という）で深さが最大となり、中立点より図２中上方へ向かうと一端深さが浅くなり、その後は深さが深くなり最終的には一定深さとなるようになっており、中立点より図２中下方側の溝の深さは中立点を中心として図２中上方の溝深さと対称となるように設定されている。すなわち、差動ピストン５が中立位置から変位する際には、この場合、上下のどちらに変位しても制限流路９の流路面積は変位量が同じであれば等しくなるように設定されているが、溝部２３ａの深さはこれに限定されるものではない。

また、溝部２３ａの深さは、この緩衝器Ｄに発生させるべき減衰力によって設定されればよく、中立点を中心として深さを上下で対称に設定しなくともよく、溝部２３ａの軸方向の全部において深さが変化するように設定されてもよいし、また、この実施の形態では、溝部２３ａが周方向に同じ深さに設定されているが、周方向の深さが異なるように設定されてもよい。

なお、この実施の形態の場合、溝部２３ａを流路形成部材２３に形成されているが、軸部材２１の軸部２１ｂの外周に直接設けるようにしてもよく、また、この実施の形態の場合、差動ピストン５の内周側に制御エッジ２５を設けて制限流路９を軸部２１ｂの外周に設けているが、差動ピストン５の外周側に制御エッジ２５を設けて、筒部材２２の内周に溝部を設けるか、筒部材２２の内周に流路形成部材を装着して、この流路形成部材の内周に溝部を形成して制限流路を差動ピストン５の外周側に設けるようにしてもよい。

ただし、差動ピストン５の内周側にせよ外周側にせよ制限流路の流路面積を決する部材である流路形成部材を設ける場合には、制限流路の流路面積の変更が流路形成部材の交換のみで足りるともに、軸部材２１あるいは筒部材２２と流路形成部材との間へのワッシャ等の介装によって差動ピストン５に対する流路形成部材の軸方向位置を簡単に微調整することができるため、差動ピストン５、附勢手段８、ハウジング４および流路形成部材の各部の寸法公差の吸収が容易となる。

緩衝器Ｄは、以上のように構成されるが、続いて緩衝器Ｄの作動について説明する。この緩衝器Ｄにあっては、伸縮の際、リーフバルブＶ１，Ｖ２で通路２ａ，２ｂを通過する液体の流れに抵抗を与えるとともに、制限流路９を通過して上室Ｒ１と下室Ｒ２とを行き来する液体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する。

まず、緩衝器Ｄが低周波数帯域の周波数で振動する場合について説明する。緩衝器Ｄが低周波数帯域で振動する場合、図示しない車両のバネ上部材とバネ下部材との間に介装されて使用される緩衝器Ｄにあっては、ストローク長が限られているということもあり、シリンダ１に対するピストン２の移動速度（以下、「ピストン速度」という）は低くなる。そして、上室Ｒ１と下室Ｒ２の圧力の交番周波数が低いため、差動ピストン５に作用する上室Ｒ１と下室Ｒ２の差圧によって差動ピストン５は中立位置から変位する。

そして、緩衝器Ｄが伸長する場合には、上室Ｒ１が圧縮されるため、上室Ｒ１内の圧力が下室Ｒ２内の圧力より高くなって、差動ピストン５をハウジング４に対して図２中下方へ移動させる。なお、ピストンロッド１５の孔１５ｂ、軸部材２１の透孔２１ｃおよび筒部材２２の透孔２２ｂは、充分な流量を確保できるようになっており、差動ピストン５の圧力室Ｒ３内での変位によって上室Ｒ１と一方室６との間、および下室Ｒ２と他方室７との間に差圧をなるべく生じさせないようになっており、これらが差動ピストン５の移動を妨げないようになっている。

反対に、緩衝器Ｄが圧縮する場合には、下室Ｒ２が圧縮されるため、下室Ｒ２内の圧力が上室Ｒ１内の圧力より高くなって、差動ピストン５をハウジング４に対して図２中上方へ移動させる。

すると、差動ピストン５の制御エッジ２５が、溝部２３ａの中立点から上方あるいは下方へ変位することになって、制限流路９の流路面積を減少させて通過する作動油の流れに与える抵抗を大きくし、緩衝器Ｄの減衰係数（シリンダ１に対する隔壁部材であるピストン２の速度に対する発生減衰力の関係を示す係数）を高める。

したがって、緩衝器Ｄは、低周波数帯域の周波数での振動に対しては減衰係数を大きくして減衰力を発揮することができ、この差動ピストン５が制限流路９の流路面積を減じる低周波数帯域内にバネ上共振周波数が存在するように設定しておくことで、緩衝器Ｄがバネ上共振周波数の振動の入力時に大きな減衰係数にて減衰力を発揮してバネ上共振周波数の振動をしっかり抑制することができる。なお、緩衝器Ｄが低周波数帯域の振動を呈する際に、差動ピストン５にて制限流路９の流路面積を減じるように設定するには、具体的には、ピストン速度が低速領域にあるときに制限流路９の流路面積を減じるように設定すればよい。緩衝器Ｄのピストン速度は、周波数に直接対応しているわけではないが、上述したように、車両に適用される緩衝器Ｄは振動モードは、一般的に低周波数帯域で振動する場合にはピストン速度が低くなる傾向にあるので、このように、ピストン速度に差動ピストン５の動作を関連させておくことで、擬似的に周波数に関連付けすることができるのである。実際に車両に適用される緩衝器Ｄに入力される低周波数帯域の振動に対してピストン速度が採り得る範囲を低速領域に設定すればよいが、具体的には、経験上、０〜０．２ｍ／ｓ程度を低速領域に設定するとよい。

差動ピストン５が低周波数帯域の振動の入力に対して制限流路９の流路面積を減じるようにするには、当該低周波数帯域の振動に対する差動ピストン５の変位量と溝部２３ａの深さの設定によって実現され、当該低周波数帯域の振動で差動ピストン５が変位した際に、制御エッジ２５とこれに対向する溝部２３ａとの間に形成される制限流路９の流路面積が小さくなるようにすればよい。なお、差動ピストン５の変位量の設定は、上下の受圧面積、附勢手段８であるコイルスプリング１１，１２の附勢力によって調整することができ、差動ピストン５の変位量に対する制限流路９の流路面積は溝部２３ａの深さの設定によって調節することができる。

他方、緩衝器Ｄの振動周波数が大きくなっていくと、緩衝器Ｄのシリンダ１に対するピストン２の移動速度（以下、「ピストン速度」という）が高くなるとともに振幅が小さくなるため、上室Ｒ１と下室Ｒ２の圧力の交番周波数も高くなり、差動ピストン５に作用する上室Ｒ１と下室Ｒ２の差圧による差動ピストン５の中立位置からの変位量は小さくなる。

そして、緩衝器Ｄが伸長する場合には、上室Ｒ１が圧縮されるため、上室Ｒ１内の圧力が下室Ｒ２内の圧力より高くなって、差動ピストン５をハウジング４に対して図２中下方へ移動させ、緩衝器Ｄが圧縮する場合には、下室Ｒ２が圧縮されるため、下室Ｒ２内の圧力が上室Ｒ１内の圧力より高くなって、差動ピストン５をハウジング４に対して図２中上方へ移動させるが、振動の周波数が高周波になればなるほど、差動ピストン５の中立位置からの変位量は減少することになる。

そのため、差動ピストン５は、中立位置の近傍で微振動を繰り返すが、上記の如くの溝部２３ａの設定により、制限流路９の流路面積を著しく減じることが無い。したがって、低周波振動時に比較すれば、制限流路９の流路面積が減じられない分、高周波振動時における緩衝器Ｄの減衰係数は小さくなるが、従来緩衝器と同様に、予め高周波数帯域の振動を抑制するのに必要最低限の減衰力を発揮できるよう設定されており、バネ下共振周波数帯域の振動を抑制できる。

なお、低周波数帯域と高周波数帯域の中間の周波数帯域にあっては、差動ピストン５の変位も低周波帯域の周波数での振動時と高周波帯域の周波数での振動時の中間程度の変位となって制限流路９の流路面積は高周波帯域の周波数での振動時に比較して小さくなって減衰係数は大きくなるものの、ピストン速度が高周波帯域の周波数での振動時よりも低くなるため上室Ｒ１と下室Ｒ２の差圧も高周波帯域の周波数での振動時に比較して小さくなり、溝２３ａの設定によって緩衝器Ｄの発生減衰力としては高周波帯域の周波数での振動時よりも小さくなるようになっている。

なお、緩衝器Ｄの振動周波数が上記高周波数帯域を超えて高くなって超高周波数帯域にまで達すると、液体の圧縮性、減衰力発生の応答遅れによって徐々にゲインが減少して、減衰係数が小さくなって、発生減衰力も小さくなってゆく。

ゆえに、バネ下共振周波数帯域の振動に対して緩衝器Ｄがこの振動を充分抑制できる程度の減衰力を発揮できるように設定することで、つまり、差動ピストン５がバネ下共振周波数の振動入力によって中立位置から変位した際に上記所望の減衰力を発揮可能なように制限流路９の流路面積を調節しておくことで、緩衝器Ｄがバネ下共振周波数の振動の入力時にこれを抑制できる充分な大きさの減衰力を発揮してバネ下共振周波数の振動をしっかり抑制することができる。

したがって、この緩衝器Ｄによれば、差動ピストン５の中立位置からの変位によってハウジング４との間に形成されて上室Ｒ１に通じる一方室６と下室Ｒ２に通じる他方室７とを連通する制限流路９の流路面積を変更可能であるので、緩衝器Ｄの発生減衰力を周波数に感応させて、バネ上共振周波数とバネ下共振周波数における振動に対して大きな減衰力を発揮することができ、低周波数帯域の振動および高周波数帯域の振動の入力に対して充分に振動を抑制することができる。

そして、この緩衝器Ｄでは、このようにバネ下共振周波数といった高周波数帯域の振動に対してはこれを抑制するのに充分な大きさの減衰力を発揮できるとともに、バネ上共振周波数といった低周波数帯域の振動に対しては制限流路９における流路面積を小さくして減衰係数を従来の緩衝器に比較して大きくし、低周波振動を抑制能力を高め、さらに、周波数の上昇とともに徐々に減衰係数を低下でき、低周波数帯域と高周波帯域の中間帯域における減衰力を低く抑えることができるので、車両の乗り心地と操縦性を向上させることができる。

また、この緩衝器Ｄにあっては、制御しづらい高周波数帯域の振動入力に対しては差動ピストン５の変位を抑制して、高周波数帯域の振動入力に対しては積極的に減衰力を調節せず、緩衝器Ｄの応答性の点で問題とならない低周波数帯域の振動入力に対して積極的に差動ピストン５を変位させて低周波数帯域における減衰力を調整するようにしているので、特に高周波数域の振動入力に対する減衰力の発生に当たって応答遅れを助長させたり、減衰力が不安定になったりするような不具合が招来されることもない。

さらに、この実施の形態の場合、低周波数帯域の振動入力に対しては制限流路９の面積を小さくするようになっているので、低周波数帯域の振動入力に対する発生減衰力を大きくでき、ピストン速度が低速である場合にもしっかりと振動を抑制することができる。

また、差動ピストン５がハウジング４に摺接するシールリング２８，２９を備え、シールリング２８，２９が差動ピストン５の変位が振動的になることを抑制することができるので、差動ピストン５の作動が安定し、緩衝器Ｄの発生減衰力のバラつきをなくすことができる。

さらに、ハウジング４がピストンロッド１５に連結されているので、ハウジング４のシリンダ１内への設置が容易であり、緩衝器Ｄの組み付け性も向上する。なお、圧力室Ｒ３は、シリンダ１内を設置することで緩衝器Ｄの外形の大型化を回避することができるが、これをシリンダ１外へ設置することも可能である。

なお、この実施の形態の場合、溝部２３ａの深さは、上下の最小となる部位を越えると徐々に深くなり、最終的には、中立点から所定距離以上離れると一定となるようになっており、差動ピストン５の変位が大きくなって制御エッジ２５が溝部２３ａの最小深さとなる部位を通り過ぎると、制限流路９の流路面積が徐々に大きくなり緩衝器Ｄの減衰力が小さくなり、最終的には、制限流路９の流路面積は一定となるようになっている。このように差動ピストン５の変位量が非常に大きくなる場合には制限流路９の流路面積が大きく確保されるようになっており、緩衝器Ｄが大きくストロークする際の減衰力が大きくなりすぎる不具合を解消することができる。

なお、本実施の形態においては、減衰特性の変化を説明するために、緩衝器Ｄの振動周波数に低周波数帯域および高周波数帯域、超高周波数帯域でなる区分を設けているが、これらの区分の境界の周波数はそれぞれ任意に設定することができる。また、ピストン速度における低速領域の設定についても任意である。

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。

一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。一実施の形態における緩衝器の要部拡大縦断面図である。

符号の説明

１シリンダ
２ピストン
２ａ，２ｂ通路
４ハウジング
５差動ピストン
６一方室
７他方室
８附勢手段
９制限流路
１１，１２コイルスプリング
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孔
１５ｃピストンロッドにおける螺子部
１６，１７バルブストッパ
２１ハウジングにおける軸部材
２１ａ軸部材におけるナット部
２１ｂ軸部材における軸部
２１ｃ軸部材における透孔
２２ハウジングにおける筒部材
２２ａ筒部材における孔
２２ｂ筒部材における透孔
２３流路形成部材
２３ａ溝部
２４ナット
２５差動ピストンにおける制御エッジ
２６，２７差動ピストンにおけるガイド
２６ａ，２７ａガイドにおける環状溝
２８，２９差動ピストンにおけるシールリング
３０摺動隔壁
Ｄ緩衝器
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リーフバルブ

Claims

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隔壁部材と、圧力室を形成するハウジングと、上記ハウジング内に移動自在に挿入されて圧力室を一方室と他方室に区画するとともに附勢手段によってハウジングに対して中立位置に位置決めされる差動ピストンと、一方室を一方の作動室に連通するとともに他方室を他方の作動室に連通し、差動ピストンとハウジングとの間に形成される制限流路で一方室と他方室とを連通してなり、差動ピストンの中立位置からの変位によって制限流路の面積を変更可能であることを特徴とする緩衝器。
隔壁部材のシリンダに対する速度が低速領域にある振動入力に対しては制限流路の面積を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
シリンダ内に移動自在に挿入されて隔壁部材に連結されるピストンロッドを備え、ハウジングは、ピストンロッドに固定されて環状の圧力室を形成し、差動ピストンは環状に設定されてハウジングの内周あるいは外周の一方との間に制限流路を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
差動ピストンに装着されるとともにハウジングの内周あるいは外周の他方に摺接するシールリングを備えたことを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
ハウジングの内周あるいは外周の一方に筒状の流路形成部材を装着し、流路形成部材は差動ピストンと対向する面に深さが変化する溝部を備え、差動ピストンは流路形成部材に対向する側部に溝部に対向する制御エッジを備え、溝部と制御エッジとの間の隙間で制限流路を形成することを特徴とする請求項３または４に記載の緩衝器。
差動ピストンは、制御エッジを上下から挟み込むとともにハウジングの内周あるいは外周の他方に摺接する一対のガイドとを備え、附勢手段はハウジングと各ガイドとの間に介装される一対のコイルバネを備えて各ガイドを制御エッジ側へ附勢してなり、各ガイドにコイルバネが収容される環状溝を設けたことを特徴とする請求項５に記載の緩衝器。