JP2010196842A - Shock absorber - Google Patents

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秀樹 山田
Masaharu Sato
正晴 佐藤
Hajime Kato
一 加藤
Takeaki Kusumoto
丈朗 楠本
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shock absorber capable of surely generating high attenuating force relative to an input of vibration in a low-frequency range. <P>SOLUTION: This shock absorber D includes: a cylinder 1; a partitioning member 2 slidably inserted into the cylinder 1 to partition the inside of the cylinder 1 into two operation chambers R1 and R2; passages 2a and 2b communicating the two operation chambers R1 and R2 with each other in the partitioning member 2; a housing 4 connected to the partitioning member 2 and forming a pressure chamber R3; a free piston 9 slidably inserted into the housing 4 to partition the pressure chamber 3 into one chamber 7 communicated with one operation chamber R2 through one side flow passage 5 and the other chamber 8 communicated with the other operation chamber R1 through the other side flow passage 6; and spring elements 18 and 19 for generating energizing force for restricting displacement of the free piston 9 relative to the housing 4. A friction member 20 is provided to restrict displacement of the free piston 9 relative to the housing 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;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一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 divides 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 communicate with each other. A first passage, a second passage that opens from the tip of the piston rod to the side and communicates with the upper chamber and the lower chamber, and a pressure chamber that is connected to the middle of the second passage are attached to the tip of the piston rod. And 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 first 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。

Figure 2010196842
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。
Figure 2010196842
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、図5のボード線図に示したように、Fa=K/{2・π・A・(C1+C2+C3)}とFb=K/{2・π・A・(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て、F>Fbの領域においては一定となる。すなわち、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, Expression (1) is obtained. In equation (1), s represents a Laplace operator.
Figure 2010196842
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).
Figure 2010196842
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 is expressed as Fa = K / {2 · π · A 2 as shown in the Bode diagram of FIG. (C1 + C2 + C3)} and Fb = K / {2 · π · A 2 · (C2 + C3)}, and in the region of F <Fa, the transfer gain is substantially C1, and Fa ≦ In the region of F ≦ Fb, it changes so as to gradually decrease from C1 to C1 · (C2 + C3) / (C1 + C2 + C3), and becomes constant in the region of F> Fb. That is, in the frequency characteristic of the transfer function of the differential pressure P with respect to the flow rate Q, the transfer gain is large in the low frequency region and the transfer gain is small in the high frequency region.

したがって、この緩衝装置では、図6中の減衰特性Xで示すように、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(たとえば、特許文献1参照)。   Therefore, as shown by the damping characteristic X in FIG. 6, this shock absorber generates a large damping force for low-frequency vibration input, and on the other hand, small damping for high-frequency vibration input. Because it is possible to generate force, it is possible to reliably generate high damping force in scenes where the input vibration frequency is low, such as when the vehicle is turning, and in situations where the input vibration frequency is high such that the vehicle gets over the road surface unevenness A low damping force can be reliably generated to improve the riding comfort in the vehicle (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−336816号公報(図2)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、図6中の一点鎖線で示す減衰特性Yのように、より高い減衰力を得ようとする場合、低周波数で振動しても一方室と他方室の差圧が大きくなるためにフリーピストンが移動してしまって、図6中実線Zに示すように、目標である減衰特性Yに対して極低周波数域から振動周波数に対する減衰力が落ち込んだ特性となってしまう可能性がある。   In the above-described shock absorber, when a higher damping force is to be obtained as in the damping characteristic Y indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 6, the differential pressure between the one chamber and the other chamber increases even when vibrating at a low frequency. As shown by the solid line Z in FIG. 6, there is a possibility that the damping force with respect to the vibration frequency drops from the extremely low frequency range to the target damping characteristic Y as shown by the solid line Z in FIG. is there.

これに対して、コイルバネのバネ定数を大きくすることも考えられるが、そうすると、フリーピストンがハウジングに対して変位しづらくなって、高周波数域においても減衰力が低下しなくなって、減衰力が大きいままとなって、当初の目的を果せなくなってしまう。   On the other hand, it is conceivable to increase the spring constant of the coil spring, but in this case, it becomes difficult for the free piston to be displaced with respect to the housing, and the damping force does not decrease even in a high frequency range, and the damping force is large. As a result, the original purpose cannot be achieved.

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、低周波数域の振動の入力に対しては、確実に高減衰力を発生す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 reliably generate a high damping force for the input of vibration in a low frequency range. It is to provide a possible shock absorber.

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、隔壁部材において2つの作動室を連通する通路と、該隔壁部材と連結し、かつ、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、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制する摩擦手段を設けたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned object, the problem solving means in the present invention includes a cylinder, a partition member that is slidably inserted into the cylinder and divides the inside of the cylinder into two working chambers, and two working chambers in the partition member. A passage that communicates with the partition wall, a housing that is connected to the partition member and forms a pressure chamber, and is slidably inserted into the housing to communicate the pressure chamber with one working chamber via a one-side flow path. A free piston that divides the one chamber into the other chamber that communicates with the other working chamber via the other-side flow path, and a spring element that generates a biasing force that suppresses the displacement of the free piston with respect to the pressure chamber. In the above shock absorber, friction means for suppressing displacement of the free piston with respect to the housing is provided.

本発明の緩衝装置によれば、低周波数域の振動に対しては、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制するので、極低周波数域から減衰力が落ち込んだり、低周波数域において予定していた減衰力を発生できなかったりといった虞が無い。   According to the shock absorber of the present invention, since the displacement of the free piston with respect to the vibration in the low frequency range is suppressed, the damping force drops from the extremely low frequency range, or the damping that is planned in the low frequency range is expected. There is no fear that power cannot be generated.

また、フリーピストンを附勢するバネ要素のバネ定数を大きくする必要も無いので、フリーピストンが変位し得る高周波数域において、フリーピストンがハウジングに対して変位しづらくなることもなく、高周波数域においては減衰力を低下せしめて、減衰力を小さくすることができる。   In addition, since it is not necessary to increase the spring constant of the spring element that biases the free piston, the free piston does not become difficult to displace with respect to the housing in the high frequency range where the free piston can be displaced. The damping force can be reduced by reducing the damping force.

すなわち、この緩衝装置にあっては、低周波数域の振動に対しては、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制するので、低周波数域の振動に対して減衰力の落ち込みを阻止して確実に高い減衰力を発揮することができ、高周波数域の振動に対しては、フリーピストンをハウジングに対して変位させることで、低い減衰力を発生することになる。   That is, in this shock absorber, since the displacement of the free piston with respect to the low-frequency vibration is suppressed, the damping force is prevented from dropping with respect to the low-frequency vibration and reliably high. A damping force can be exhibited, and a low damping force is generated by displacing the free piston with respect to the housing for vibrations in a high frequency range.

したがって、緩衝装置は、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。   Therefore, the shock absorber can surely generate a low damping force in a scene where the input vibration frequency is high such that the vehicle gets over the unevenness of the road surface, and in a scene where the input vibration frequency is low such as when the vehicle is turning. High damping force can be generated reliably.

よって、この緩衝装置によれば、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては低い減衰力を発生して、車両における乗り心地を向上させることができる。   Therefore, according to this shock absorber, a high damping force is generated for vibrations in the low frequency range, and a low damping force is generated for vibrations in the high frequency range, thereby improving the riding comfort in the vehicle. Can do.

そして、また、バネ要素の設定やフリーピストンとハウジングとの嵌め合いの管理によらず、減衰特性のチューニングを摩擦部材の設定のみによって行うこともでき、当該チューニングが飛躍的に簡単となる。   Further, the damping characteristic can be tuned only by setting the friction member, regardless of the setting of the spring element and the management of the fit between the free piston and the housing, and the tuning is greatly simplified.

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. 緩衝装置の振動周波数に対する減衰特性を示した図である。It is the figure which showed the damping characteristic with respect to the vibration frequency of a buffering device. 従来の緩衝装置の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 the Bode diagram which showed the gain characteristic of the frequency transfer function of the pressure with respect to the flow volume of the conventional shock absorber. 従来の緩衝装置の振動周波数に対する減衰特性を示した図である。It is the figure which showed the damping characteristic with respect to the vibration frequency of the conventional shock absorber.

以下、本発明の緩衝装置を各図に基づいて説明する。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、一方室7内と他方室8内にそれぞれ収容されてフリーピストン9を両側から弾性支持する一対のコイルバネ18,19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。   The shock absorber according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 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 that divides into one chamber 7 that communicates with the chamber R2 and another chamber 8 that communicates with the upper chamber R1 that is the other working chamber via the other-side flow path 6, and the inside of the one chamber 7 and the other chamber 8 Each housed in a free A pair of coil springs 18 and 19 that elastically support the stone 9 from both sides are configured, and the upper chamber R1, the lower chamber R2, and the pressure chamber R3 are filled with a liquid such as hydraulic oil. In the case of the shock absorber D, a sliding partition 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、抵抗となる弁を設けていないが、絞り等の弁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 figure, a valve that serves as a resistor is not provided in the middle of the other-side flow path 6, but a valve 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 for restricting the amount of deflection of the laminated leaf valves V1 and V2, respectively. 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るとともに、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減衰力発生要素であり、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. In addition to providing resistance, the passage 2a is closed when the shock absorber D is extended, and the other laminated leaf valve V2 opens the passage 2b when the shock absorber D is extended, as opposed to the laminated leaf valve V1. During contraction, the passage 2b is closed. That is, the laminated leaf valve V1 is a damping force generating element that generates a compression side damping force when the shock absorber D is contracted, and the other laminated leaf valve V2 generates an extension side damping force when the shock absorber D is extended. It is a damping force generating element. 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22付の内筒21と、有底筒状の外筒23とを備えて構成され、外筒23の図2中上端開口部を上記鍔22の外周へ向けて加締めて外筒23と内筒21とを一体化し、この内筒21および外筒23で下室R2内に圧力室R3を画成している。なお、内筒21と外筒23との一体化に際し、上記かしめ加工以外にも溶接等の他の方法を採用することも可能である。   The housing 4 will be described. The housing 4 includes an inner cylinder 21 with a flange 22 that is screwed into the screw portion 15 b of the piston rod 15, and a bottomed cylindrical outer cylinder 23. The upper cylinder 23 and the inner cylinder 21 are integrated by caulking the upper end opening in FIG. 2 toward the outer periphery of the flange 22, and the inner cylinder 21 and the outer cylinder 23 define a pressure chamber R3 in the lower chamber R2. It is made. In addition, when integrating the inner cylinder 21 and the outer cylinder 23, it is also possible to employ | adopt other methods, such as welding other than the said crimping process.

また、内筒21は、上述のように鍔22を備え、その内周には螺子部21aが形成され、この螺子部21a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。ゆえに、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 inner cylinder 21 includes the flange 22 as described above, and a screw portion 21a is formed on the inner periphery thereof. By screwing the screw portion 21a to the screw portion 15b of the piston rod 15, the housing 4 is fixed. The piston rod 15 can be fixed to the small diameter portion 15a. Therefore, 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.

さらに、外筒23は、図1中下端が小径とされて筒部23aに段部23bが形成されるとともに、また、その底部23c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。   Further, the outer cylinder 23 has a small diameter at the lower end in FIG. 1 and a step portion 23b is formed in the cylinder portion 23a, and a fixed orifice constituting a part of the one-side flow path 5 at the bottom portion 23c. 13 is provided.

そして、上記した内筒21および外筒23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とに区画されている。   A free piston 9 is slidably inserted into the pressure chamber R3 formed by the inner cylinder 21 and the outer cylinder 23, and the pressure chamber R3 is slid by the other side flow path 6 by the free piston 9. The other chamber 8 communicated with the upper chamber R1 and the one chamber 7 communicated with the lower chamber R2 by the fixed orifice 13 are partitioned.

このフリーピストン9は、有底筒状に形成されて、筒部9aと、筒部9aの一端を閉塞する底部9bと、底部9bの図1中下端に設けられて外筒23の底部23cへ向けて突出する凸部9cと、筒部9aの外周に形成した環状溝9dとを備えて構成され、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、圧力室R3を一方室7と他方室8とに区画している。   The free piston 9 is formed in a bottomed cylindrical shape, and is provided at the bottom portion 9c of the cylindrical portion 9a, the bottom portion 9b closing one end of the cylindrical portion 9a, and the bottom portion 9b in FIG. Convex portion 9c projecting toward the outside and annular groove 9d formed on the outer periphery of the cylinder portion 9a. The inner portion is directed to the inner cylinder 21, and the cylinder portion 9a is slidably brought into contact with the inner periphery of the outer cylinder 23. Inserted into the chamber R3, the pressure chamber R3 is partitioned into one chamber 7 and the other chamber 8.

このフリーピストン9の環状溝9dには、外筒23の内周に摺接する摩擦部材たる角リング20が装着されており、当該角リング20は、外筒23に対してフリーピストン9が変位しようとする際に摩擦力で当該変位を抑制するとともに、フリーピストン9と外筒23との間をシールしてフリーピストン9と外筒23との間の摺動隙間による一方室7と他方室8の連通を断っている。すなわち、この実施の形態の場合、摩擦手段は、上記した摩擦部材である角リング20で構成されている。   In the annular groove 9 d of the free piston 9, a square ring 20 that is a friction member that is in sliding contact with the inner periphery of the outer cylinder 23 is mounted, and the free piston 9 is displaced with respect to the outer cylinder 23. The first chamber 7 and the other chamber 8 are restrained by a frictional force and the space between the free piston 9 and the outer cylinder 23 is sealed and the sliding gap between the free piston 9 and the outer cylinder 23 is sealed. Is refused communication. That is, in the case of this embodiment, the friction means is constituted by the square ring 20 which is the friction member described above.

また、このフリーピストン9に、フリーピストン9のハウジング4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ため、他方室8内であって内筒21の鍔22とフリーピストン9の底部9b内側との間、および、一方室7内であって外筒23の底部23cとフリーピストン9の底部9b外側との間に、それぞれ、バネ要素としてコイルバネ18,19を介装してあり、フリーピストン9は、これらコイルバネ18,19のバネ要素によって上下側から挟持されて、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, in order to apply an urging force to the free piston 9 in proportion to the amount of displacement of the free piston 9 relative to the housing 4, the flange 22 of the inner cylinder 21 and the free piston 9 are located in the other chamber 8. Coil springs 18 and 19 are interposed as spring elements between the inside of the bottom portion 9b of the outer cylinder 23 and between the bottom portion 23c of the outer cylinder 23 and the outside of the bottom portion 9b of the free piston 9, respectively. The free piston 9 is sandwiched from above and below by the spring elements of these coil springs 18 and 19, and is elastically supported after being positioned at a predetermined neutral position in the pressure chamber R3.

なお、バネ要素としては、フリーピストン9を弾性支持できればよいので、コイルバネ18,19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フリーピストン9を弾性支持するようにしてもよい。また、一端がフリーピストン9に連結される単一のバネ要素を用いる場合には、内筒21あるいは外筒23に他端を固定するようにしてもよい。   As the spring element, it is sufficient that the free piston 9 can be elastically supported, and other elements than the coil springs 18 and 19 may be employed. For example, the free piston 9 may be elastically supported using an elastic body such as a disc spring. It may be. When a single spring element whose one end is connected to the free piston 9 is used, the other end may be fixed to the inner cylinder 21 or the outer cylinder 23.

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は、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センタリングされて、フリーピストン9に対し位置ずれを防止しており、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っている。   The lower end of the coil spring 18 in the drawing is fitted to the inner periphery of the deepest portion of the cylindrical portion 9 a of the free piston 9 and is positioned in the radial direction. The coil spring 19 has a convex portion 9 c of the free piston 9 on the inner periphery of the coil spring 19. By being inserted, it is centered to prevent positional displacement with respect to the free piston 9, thereby enabling an urging force to act on the free piston 9 stably.

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、上述したように、凸部9cはコイルバネ19をセンタリングする機能を担っており、その高さ(図2中上下方向長さ)は、コイルバネ19の乗り上げを充分に防止可能な高さに設定されている。   Further, as described above, the convex portion 9c has a function of centering the coil spring 19, and its height (length in the vertical direction in FIG. 2) is set to a height that can sufficiently prevent the coil spring 19 from climbing up. Has been.

つづいて、上記したフリーピストン9は、この実施の形態の場合、上記した構成に加えて、その筒部9aの外周であって環状溝9dに干渉しない位置に設けた環状凹部9eと、さらに、フリーピストン9の肉厚内部を通り環状凹部9eと一方室7とを連通する孔9fとを備えている。   Subsequently, in the case of this embodiment, the above-described free piston 9 includes, in addition to the above-described configuration, an annular recess 9e provided at a position that does not interfere with the annular groove 9d on the outer periphery of the cylindrical portion 9a, and A hole 9f that passes through the thickness of the free piston 9 and communicates with the annular recess 9e and the one chamber 7 is provided.

また、外筒23の筒部23a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がコイルバネ18,19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凹部9e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の図1中下端あるいは外筒23の段部23b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、環状凹部9e、可変オリフィス11,12、孔9f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。   Further, two variable orifices 11 and 12 communicating with the lower chamber R2 and the inside of the outer cylinder 23 are provided in the cylinder portion 23a of the outer cylinder 23. In the variable orifices 11 and 12, the free piston 9 is a coil spring 18. , 19 is always in the neutral position and is in communication with the annular recess 9e so that the one chamber 7 communicates with the lower chamber R2, and the free piston 9 is displaced to the stroke end. 1, when it is displaced until it contacts the lower end or the step portion 23b of the outer cylinder 23, it is completely overlapped with the outer periphery of the cylinder portion 9a of the free piston 9 so as to be closed. That is, in this case, the one-side flow path 5 is constituted by the annular recess 9e, the variable orifices 11 and 12, the hole 9f, 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の開口全てが環状凹部9e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、環状凹部9e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 is an arbitrary displacement amount, the opening of the variable orifices 11 and 12 faces the annular recess 9e 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 recess 9e 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の外筒23の先端となる図1中下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、上記外筒23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 when the shock absorber D is contracted to the minimum, the lower end in FIG. 1 that is the tip of the outer cylinder 23 of the housing 4 enters the recess. The loss of the stroke length due to the provision of the housing 4 at the tip of the piston rod 15 in the shock absorber D configured as a single cylinder is caused by the shape of the outer cylinder 23 and the sliding partition wall 30. It will be relieved by the recess.

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。そして、このフリーピストン9にあっては、外周に摩擦部材たる角リング20を装着しており、一方室7と他方室8との差圧が小さい場合には、角リング20と外筒23との間に生じる摩擦力によってフリーピストン9はハウジング4に対して変位せずにその場に留まろうとし、一方室7と他方室8との差圧がある程度大きくなると、角リング20が外筒23に対してすべりはじめてフリーピストン9がハウジング4に対して変位するようになる。
(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. It is possible. And in this free piston 9, the angular ring 20 which is a friction member is attached to the outer periphery, and when the differential pressure between the one chamber 7 and the other chamber 8 is small, the angular ring 20 and the outer cylinder 23 The free piston 9 tries to stay in place without being displaced with respect to the housing 4 due to the frictional force generated between the two chambers. When the differential pressure between the one chamber 7 and the other chamber 8 increases to some extent, the square ring 20 The free piston 9 is displaced with respect to the housing 4 for the first time.

したがって、フリーピストン9がハウジング4に対して変位せずに一方室7と他方室8の容積を変化させない状態では、緩衝装置D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のみによって減衰力を発生することになる。   Therefore, in the state where the free piston 9 is not displaced with respect to the housing 4 and the volumes of the one chamber 7 and the other chamber 8 are not changed, the shock absorber D is configured such that the laminated leaf valves V1 and V2 of the passages 2a and 2b flow in the liquid. A damping force is generated only by the resistance applied to the.

そして、車両の車体と車軸との間に組み込まれる緩衝装置Dでは、一方室7と他方室8の差圧が小さくなるのは、一般的に、緩衝装置Dの伸縮速度が低い場合であり、緩衝装置Dの伸縮振動の周波数も低くなる。これに対して、緩衝装置Dの伸縮振動の周波数が高い場合には、緩衝装置Dの伸縮速度が高くなって、一方室7と他方室8の差圧が大きくなることになる。   In the shock absorber D incorporated between the vehicle body and the axle of the vehicle, the pressure difference between the one chamber 7 and the other chamber 8 is generally reduced when the expansion speed of the shock absorber D is low. The frequency of expansion and contraction vibration of the shock absorber D is also lowered. On the other hand, when the frequency of the expansion and contraction vibration of the shock absorber D is high, the expansion and contraction speed of the shock absorber D becomes high, and the differential pressure between the one chamber 7 and the other chamber 8 becomes large.

すなわち、一方室7と他方室8との差圧がある程度大きくなってフリーピストン9が動き出すまでは、緩衝装置Dにおける流量に対する差圧の周波数伝達関数の周波数に対するゲイン特性は、図3に示すように、一定で落ち込むことが無く、したがって、振動周波数に対する減衰力のゲインを示す緩衝装置Dにおける減衰特性も図4に示すように一定して高止まることになる。なお、単位時間当たりの流量は緩衝装置Dの単位時間当たりの振動振幅に依存する量であることから、図3に示したゲイン特性とピストン2の受圧面積から図4の減衰特性の周波数特性を得ることができ、この減衰特性は、図3のゲイン特性と同様の軌跡をたどることになる。   That is, the gain characteristics with respect to the frequency of the frequency transfer function of the differential pressure with respect to the flow rate in the shock absorber D until the pressure difference between the one chamber 7 and the other chamber 8 increases to some extent and the free piston 9 starts to move as shown in FIG. In addition, the damping characteristic in the shock absorber D indicating the gain of the damping force with respect to the vibration frequency remains constant and high as shown in FIG. Since the flow rate per unit time depends on the vibration amplitude per unit time of the shock absorber D, the frequency characteristic of the damping characteristic of FIG. 4 is obtained from the gain characteristic shown in FIG. 3 and the pressure receiving area of the piston 2. This attenuation characteristic follows the same locus as the gain characteristic of FIG.

そして、一方室7と他方室8との差圧がある程度大きくなってフリーピストン9が動き出すようになると、緩衝装置Dにおける流量に対する差圧の周波数伝達関数の周波数に対するゲイン特性は、図3に示すように、漸減して行き高周波数域で一定となり、図4に示すように、緩衝装置Dにおける減衰特性も同様に推移することになる。   When the differential pressure between the one chamber 7 and the other chamber 8 is increased to some extent and the free piston 9 starts to move, the gain characteristic with respect to the frequency of the frequency transfer function of the differential pressure with respect to the flow rate in the shock absorber D is shown in FIG. Thus, it gradually decreases and becomes constant in the high frequency range, and the damping characteristic in the shock absorber D also changes as shown in FIG.

なお、この実施の形態の説明では、便宜上、摩擦部材たる角リング20と外筒23の間で生じる摩擦力に抗して一方室7と他方室8との差圧がフリーピストン9をハウジング4に対して変位させることができる程度の大きさとなるときの緩衝装置Dにおける振動周波数を基準として、当該基準振動周波数より小さい周波数域を低周波数域とし、基準振動周波数以上の周波数域を高周波数域としているが、車両の重量や性格等によって、摩擦部材の面圧や摩擦係数を適宜設定して、上記基準振動周波数を任意に設定することが可能である。   In the description of this embodiment, for the sake of convenience, the differential pressure between the one chamber 7 and the other chamber 8 resists the friction force generated between the square ring 20 serving as the friction member and the outer cylinder 23, thereby causing the free piston 9 to move the housing 4. With reference to the vibration frequency in the shock absorber D when the displacement is large enough to be displaced, the frequency range smaller than the reference vibration frequency is set as the low frequency range, and the frequency range above the reference vibration frequency is set as the high frequency range. However, it is possible to arbitrarily set the reference vibration frequency by appropriately setting the surface pressure and the friction coefficient of the friction member according to the weight and character of the vehicle.

このように、この緩衝装置Dにあっては、低周波数域の振動に対しては、フリーピストン9のハウジング4に対する変位を抑制するので、極低周波数域から減衰力が落ち込んだり、低周波数域において予定していた減衰力を発生できなかったりといった虞が無く、低周波数域で減衰力が一定となって減衰力の落ち込みが解消される。   As described above, in this shock absorber D, the displacement of the free piston 9 with respect to the housing 4 is suppressed with respect to vibrations in the low frequency range, so that the damping force drops from the extremely low frequency range or the low frequency range. There is no fear that the damping force that is planned in the above cannot be generated, and the damping force becomes constant in the low frequency range, and the drop of the damping force is eliminated.

また、バネ要素としてのコイルバネ18,19のバネ定数を大きくする必要も無いので、フリーピストン9が変位し得る高周波数域において、フリーピストン9がハウジング4に対して変位しづらくなることもなく、高周波数域においては減衰力を低下せしめて、減衰力を小さくすることができる。   Further, since it is not necessary to increase the spring constants of the coil springs 18 and 19 as the spring elements, the free piston 9 is not easily displaced with respect to the housing 4 in a high frequency range where the free piston 9 can be displaced. In the high frequency range, the damping force can be reduced to reduce the damping force.

すなわち、この緩衝装置Dにあっては、低周波数域の振動に対しては、フリーピストン9のハウジング4に対する変位を抑制するので、低周波数域の振動に対して減衰力の落ち込みを阻止して確実に高い減衰力を発揮することができ、高周波数域の振動に対しては、フリーピストン9をハウジング4に対して変位させることで、低い減衰力を発生することになる。   That is, in this shock absorber D, the displacement of the free piston 9 with respect to the housing 4 is suppressed with respect to vibrations in the low frequency range, so that the fall of the damping force is prevented with respect to the vibrations in the low frequency range. A high damping force can be surely exhibited, and a low damping force is generated by displacing the free piston 9 with respect to the housing 4 for vibrations in a high frequency range.

したがって、緩衝装置Dは、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。   Therefore, the shock absorber D can surely generate a low damping force in a scene where the input vibration frequency is high such that the vehicle gets over the unevenness of the road surface, and in a scene where the input vibration frequency is low such as when the vehicle is turning. Can reliably generate a high damping force.

よって、この緩衝装置Dによれば、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては低い減衰力を発生して、車両における乗り心地を向上させることができる。   Therefore, according to this shock absorber D, a high damping force is generated for vibrations in the low frequency range, and a low damping force is generated for vibrations in the high frequency range, thereby improving the riding comfort in the vehicle. be able to.

また、上記した基準振動周波数を車両のバネ下共振周波数の値以下に設定するようにしておけば、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く、バネ上共振周波数の振動の入力に対しては、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る。   Further, if the above-described reference vibration frequency is set to be equal to or lower than the value of the unsprung resonance frequency of the vehicle, the shock absorber D always generates a low damping force when vibration of the unsprung resonance frequency is input. Therefore, the ride comfort in the vehicle is not impaired, and a high damping force can be reliably generated with respect to the vibration input of the sprung resonance frequency, the vehicle posture is stabilized, and the vehicle When turning, it is possible to prevent the passenger from feeling uneasy.

そして、また、コイルバネ18,19の設定やフリーピストン9とハウジング4との嵌め合いの管理によらず、摩擦部材と相手方のハウジング4の外筒23との間の静止摩擦係数および動摩擦係数の設定によって、上記基準振動周波数と、フリーピストン9の変位時の摺動抵抗を調節することができるので、減衰特性のチューニングを摩擦部材の設定のみによって行うことができ、当該チューニングが飛躍的に簡単となる。   Further, the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient between the friction member and the outer cylinder 23 of the counterpart housing 4 are set regardless of the settings of the coil springs 18 and 19 and the management of the fit between the free piston 9 and the housing 4. Thus, the reference vibration frequency and the sliding resistance when the free piston 9 is displaced can be adjusted, so that the damping characteristic can be tuned only by setting the friction member, and the tuning is greatly simplified. Become.

さらに、この実施の形態の場合、摩擦部材が角リング20とされてフリーピストン9と外筒23との間をシールするので、一方室7と他方室8とがフリーピストン9と外筒23との間の摺動隙間を介して連通されてしまう事態を阻止でき、フリーピストン9と外筒23の寸法公差の影響を受けづらく、製品毎に減衰特性にバラつきが出たり、走行中に振動状態によって走行中に減衰特性が変化したりしてしまうといった事態をも防止することが可能となる。   Further, in this embodiment, the friction member is a square ring 20 and seals between the free piston 9 and the outer cylinder 23, so that the one chamber 7 and the other chamber 8 are connected to the free piston 9 and the outer cylinder 23. Can be prevented from communicating through the sliding clearance between the two, and it is difficult to be affected by the dimensional tolerances of the free piston 9 and the outer cylinder 23. As a result, it is possible to prevent a situation in which the damping characteristic changes during traveling.

そしてさらに、上記した摩擦部材たる角リング20が弾性を備えている場合には、低周波数域の振動に対しては、基本的には上述したように摩擦力によってフリーピストン9のハウジング4に対する変位を抑制するものの、角リング20の弾性変形見合いでフリーピストン9のハウジング4に対する変位が許容されることになる。したがって、摩擦部材が弾性を備えている場合には、低周波数域において摩擦部材の弾性変形見合いでフリーピストン9のハウジング4に対する変位が許容されるため、従来の緩衝装置のように減衰力が著しく落ち込むことを回避しつつ、低周波数域の振動に対して周波数の増加に伴って減衰力が僅かに減少する減衰特性を得ることができ、減衰特性のチューニングの幅が広がってより車両に好適な減衰特性を得ることができる。   Further, when the above-described angular ring 20 as the friction member has elasticity, the displacement of the free piston 9 relative to the housing 4 is basically caused by the frictional force with respect to the vibration in the low frequency range as described above. However, the displacement of the free piston 9 with respect to the housing 4 is allowed due to the elastic deformation of the square ring 20. Therefore, when the friction member has elasticity, the displacement of the free piston 9 with respect to the housing 4 is allowed in accordance with the elastic deformation of the friction member in the low frequency range, so that the damping force is remarkably different from the conventional shock absorber. While avoiding falling, it is possible to obtain a damping characteristic in which the damping force slightly decreases as the frequency increases with respect to vibration in the low frequency range, and the tuning range of the damping characteristic is widened, which is more suitable for a vehicle. Attenuation characteristics can be obtained.

なお、上記したところでは、摩擦部材でフリーピストン9とハウジング4との間をシールする必要が無い場合、摩擦部材を必ずしも環状にする必要が無く、また、摩擦部材が、この場合、角リング20とされてフリーピストン9の外周に装着されているが、ハウジング4に摩擦部材を装着してフリーピストン9の外周に摺接させるようにしてもよい。具体的には、摩擦部材が環状である場合、ハウジング4の外筒23の内周に環状溝を設けるなどして摩擦部材を装着すればよい。   As described above, when it is not necessary to seal between the free piston 9 and the housing 4 with a friction member, the friction member does not necessarily have to be annular, and the friction member in this case is a square ring 20. However, the friction member may be attached to the housing 4 so as to be in sliding contact with the outer periphery of the free piston 9. Specifically, when the friction member is annular, the friction member may be mounted by providing an annular groove on the inner periphery of the outer cylinder 23 of the housing 4.

(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。なお、この動作の説明に当たっては、フリーピストン9がハウジング4に対して変位する状況であるため、説明を簡略化するため摩擦部材の働きを無視して説明する。
(B) Operation in the case where the displacement amount from the neutral position of the free piston 9 is within the range in which the flow passage resistance of the one-side flow passage 5 is increased. In turn, the displacement amount from the neutral position of the free piston 9 is variable orifice 11. The operation of the shock absorber D in a case where the flow resistance of the one-side flow path 5 is increased by starting to close both of the first and second flow paths 12 will be described. In the description of this operation, since the free piston 9 is displaced with respect to the housing 4, the operation of the friction member is ignored in order to simplify the description.

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。   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がコイルバネ18,19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, since the urging force for returning the free piston 5 to the neutral position is acting on the free piston 9 by the coil springs 18 and 19, the sudden change in the damping force is suppressed when necessary. It is possible to avoid a situation where the function cannot be performed.

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.

さらに、摩擦手段としては、フリーピストン9のハウジング4に対する変位を抑制することができればよいので、フリーピストン9とハウジング4の摺接部位外筒23の一部または全部を粗面として当該変位を抑制する構成を採用してもよいし、フリーピストン9とハウジング4の一方または両方を特に摩擦係数が大きな材料で形成してフリーピストン9のハウジング4に対する変位を抑制する構成を採用してもよく、摩擦部材にあっても上述したように角リング20以外のものを使用することができ、また、シールとしての機能を求めなければフリーピストン9の外周全周を囲わなくてもよいのでリング状とされずともよい。また、フリーピストン9とハウジング4との間をシールすることを期待する場合には、摩擦部材にOリングや環状のUパッキン等のシール目的で使用されるものを採用するとよい。   Furthermore, as the friction means, it is sufficient if the displacement of the free piston 9 with respect to the housing 4 can be suppressed. Therefore, a part or all of the sliding portion outer cylinder 23 of the free piston 9 and the housing 4 is roughened to suppress the displacement. The structure which suppresses the displacement with respect to the housing 4 of the free piston 9 by forming one or both of the free piston 9 and the housing 4 with a material having a particularly large friction coefficient may be employed. Even if it is in the friction member, a member other than the square ring 20 can be used as described above, and if the function as a seal is not required, it is not necessary to surround the entire outer periphery of the free piston 9. It does n’t matter. When it is expected to seal between the free piston 9 and the housing 4, a friction member that is used for sealing purposes such as an O-ring or an annular U-packing may be employed.

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.

本発明は、たとえば、車両の車体と車軸との間に組み込まれる緩衝装置に利用することができる。   The present invention can be used, for example, for a shock absorber incorporated between a vehicle body and an axle.

1 シリンダ
2 ピストン(隔壁部材)
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環状凹部
9f フリーピストンにおける孔
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 コイルバネ(バネ要素)
20 摩擦部材たる角リング
21 ハウジングにおける内筒
21a 内筒における螺子部
22 内筒における鍔
23 ハウジングにおける外筒
23a 外筒における筒部
23c 外筒における段部
23c 外筒における底部
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
1 Cylinder 2 Piston (partition wall member)
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 Tube portion 9b in free piston Bottom portion 9c in free piston Protruding portion 9d in free piston Annular groove 9e in free piston Annular recess 9f in the piston Holes 11 and 12 in the free piston Variable orifice 13 Fixed orifice 15 Piston rod 15a Small diameter portion 15b in the piston rod Screw portions 16 and 17 in the piston rod Valve stoppers 18 and 19 Coil spring (spring element)
20 Square ring 21 which is a friction member 21 Inner cylinder 21a in housing 22 Threaded portion 22 in inner cylinder 23 Outer cylinder 23a in housing Outer cylinder 23a in outer cylinder 23c in outer cylinder Step 23c in outer cylinder Bottom 30 in outer cylinder Sliding partition D Buffer Device 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 (6)

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、隔壁部材において2つの作動室を連通する通路と、該隔壁部材と連結し、かつ、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、フリーピストンのハウジング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、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制する摩擦手段を設けたことを特徴とする緩衝装置。 A cylinder, a partition member that is slidably inserted into the cylinder, and divides the inside of the cylinder into two working chambers; a passage that communicates the two working chambers in the partition member; And a housing that is slidably inserted into the housing and communicates with the one working chamber through the one-side flow path and into the other working chamber through the other-side flow path. In a shock absorber provided with a free piston partitioned into the other chamber communicated with, and a spring element that generates a biasing force that suppresses the displacement of the free piston with respect to the housing, friction means for suppressing the displacement of the free piston with respect to the housing is provided. A shock absorber characterized by that. 摩擦手段は、フリーピストンの外周或いはハウジングの内周のいずれか一方に装着されてフリーピストンの外周或いはハウジングの内周の他方に摺接する摩擦部材を備え、摩擦部材でフリーピストンのハウジングに対する変位を抑制することを特徴とする請求項1に記載の緩衝装置。 The friction means includes a friction member that is attached to either the outer periphery of the free piston or the inner periphery of the housing and is in sliding contact with the other of the outer periphery of the free piston or the inner periphery of the housing, and the friction member displaces the free piston with respect to the housing. The shock absorber according to claim 1, wherein the shock absorber is suppressed. 摩擦部材は、環状であってフリーピストンとハウジングとの間をシールすることを特徴とする請求項2に記載の緩衝装置。 The shock absorber according to claim 2, wherein the friction member is annular and seals between the free piston and the housing. 摩擦部材は、弾性を備えていることを特徴とする請求項2または3に記載の緩衝装置。 The shock absorber according to claim 2 or 3, wherein the friction member has elasticity. 摩擦部材は、Oリングまたは角リングであることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の緩衝装置。 The shock absorber according to any one of claims 2 to 4, wherein the friction member is an O-ring or a square ring. ハウジングは、ピストンロッドに螺合されてピストンロッドに嵌合される隔壁部材を該ピストンロッドに固定する鍔付の内筒と、上記鍔の外周から延設される有底筒状の外筒とを備えて圧力室を形成し、外筒の内周に摺接するフリーピストンによって圧力室内を一方室と他方室とに区画してなることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の緩衝装置。 The housing includes a flanged inner cylinder that fixes to the piston rod a partition wall member that is screwed to the piston rod and is fitted to the piston rod, and a bottomed cylindrical outer cylinder that extends from the outer periphery of the flange. A pressure chamber is formed, and the pressure chamber is divided into one chamber and the other chamber by a free piston that is in sliding contact with the inner periphery of the outer cylinder. Shock absorber.
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