JP2011202801A - 緩衝器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピストン11の移動によりシリンダ10内の一方の室12から作動流体が流れ出す第1通路30a,215および第2通路110と、第1通路30a,215に設けられて、ピストン11の摺動によって生じる作動流体の流れを規制して減衰力を発生させるリリーフバルブ202と、リリーフバルブ202に閉弁方向に内圧を作用させる背圧室225と、背圧室225に一方の室12から作動流体を導入する背圧室流入油路226と、第2通路110の途中に設けられた圧力室112と、圧力室112内に摺動自在に挿入されたフリーピストン57とを備える。
【選択図】図2
Description
〔特性改善〕
振動状態に応じて減衰力特性(ピストン速度に対する減衰力)を変更する際に、より滑らかに変更する等の特性設定が求められている。これは、小さな減衰力が発生する特性と、大きな減衰力が発生する特性の切り替わりが唐突に起こると、実際に発生する減衰力も唐突に切り替わるので、車両の乗り心地が悪化し、さらには減衰力の切り替わりが車両の操舵中に発生すると、車両の挙動が不安定となり、運転者が操舵に対して違和感を招く恐れがあるためである。そのため、先に示した特許文献1に示すようにより滑らかに変更する特性設定が検討されているが、さらなる特性改善が望まれている。
〔大型化の抑制〕
先に示した特許文献1に示されるように、シリンダ内の2室を仕切り、減衰力を発生する機構を有するピストンに加え、ピストンの一端側に設けられ、ハウジング内を上下動するフリーピストンを備えることにより、振動周波数の広い領域に対応した減衰力特性が得られるように改善が図られたシリンダ装置は種々開発されている。これらのシリンダ装置に共通する課題として、フリーピストンが上下動する領域が必要であるため、軸方向に長くなるということがあげられる。シリンダ装置が大型化すると、車体への取付け自由度が低下するため、シリンダ装置の軸方向長の増加は、大きな課題である。
〔部品数の低減〕
先に示した特許文献1に示されるように、ピストンに加え、ハウジングやフリーピストンなどの構成部品が備えられるため、部品数は増えることになる。部品数が増えると、生産性、耐久性、信頼性などに影響がでるため、所望の特性、つまり振動周波数の広い領域に対応した減衰力特性が得られるような特性を出しつつ、部品数の低減が望まれている。
以下、本発明に係る各実施形態について図面を参照して説明する。
本発明に係る第1実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。以下の説明では理解を助けるために、図の下側を一方側とし、逆に図の上側を他方側として定義する。
上述の緩衝器の例えば一方側は車体により支持され、上記緩衝器の他方側に車輪側が固定される。この逆に緩衝器の他方側が車体により支持され緩衝器の一方側に車輪側が固定されるようにしても良い。車輪が走行に伴って振動すると該振動に伴ってシリンダ10とピストンロッド16との位置が相対的に変化するが、上記変化は第1ピストン11に形成された流路の流体抵抗により抑制される。以下で詳述するごとく第1ピストン11に形成された流路の流体抵抗は振動の速度や振幅により異なるように作られており、振動を抑制することにより、乗り心地が改善される。上記シリンダ10とピストンロッド16との間には、車輪が発生する振動の他に、車両の走行に伴って車体に発生する慣性力や遠心力も作用する。例えばハンドル操作により走行方向が変化することにより車体に遠心力が発生し、この遠心力に基づく力が上記シリンダ10とピストンロッド16との間に作用する。以下で説明するとおり、本実施の形態の緩衝器は車両の走行に伴って車体に発生する力に基づく振動に対して良好な特性を有しており、車両走行における高い安定性が得られる。
本実施の形態では、伸び側のディスクバルブ205、縮み側のディスクバルブ45をいずれも内周クランプのディスクバルブの例を示したが、これに限らず、減衰力を発生する機構であればよく、例えば、ディスクバルブをコイルバネで付勢するリフトタイプのバルブとしてもよく、また、ポペット弁であってもよい。
なお、ハウジングを円筒と記述しているが、内周面は断面円形となることが望ましいが、外周面は、多角形等断面非円円形であってもよい。
これにより、減衰力が周波数の変化、ピストン速度の変化等においても円滑に変化するので、減衰力の変化による乗り心地の違和感がなく、さらには、姿勢変化についても徐々に減衰力が大きくなり、運転者に違和感なく姿勢変化を抑えることが出来き、乗り心地、操縦安定性共に、特許文献1にあるようなものと比較し、より高いレベルの車両を提供することが可能となる。
よって、ゴムを圧縮するのみの特許文献1のような技術(ゴムのつぶす方向の厚さ以上にストローク距離をとることが出来ない)と、本実施の形態の技術は、ゴムを使う点は同じであるが、上述の通りその使い方が異なり、技術思想として全く異なるものである。
さらには、ばね定数が急激に大きくなることを防止することが可能であり、線形に近い特性をも得ることもできる。
なお、上記実施の形態において、フリーピストン57に小さなオリフィスを設けることで、特性を変化させることが可能となる。
また、上記実施の形態ではハウジング55を蓋部材53とハウジング本体54から構成したものを示したが、蓋筒部62を短くして、ピストンロッド20の図中下端側の外周部にOリング58が接触するようにした場合は、ピストンロッド20の下端側の分部もハウジング55を構成する。
次に、第2実施形態を主に図4に基づいて第1実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第1実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
次に、第3実施形態を主に図5に基づいて第1,第3実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第1実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
次に、第4実施形態を主に図6に基づいて第1実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第1実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
次に、第5実施形態を主に図7に基づいて第4実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第4実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
次に、第6実施形態を主に図8に基づいて第2実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第2実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
次に、第7実施形態を主に図9および図10に基づいて第6実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第6実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
なお、上記実施の形態では、油圧緩衝器を例に示したが、流体として水や空気を用いることもできる。
さらに、上記各実施形態では、Oリングを1個または2個の例を示したが、必要に応じて同様の技術思想で、3個以上としてもよい。また、上記各実施形態では、弾性体としてゴム(樹脂)製のリングを用いた例を示したが、ゴム製の球を周方向に間隔をもって複数も設けてもよく、また、本発明に用いることのできる弾性体は、一の軸方向に弾性を有するもではなく、複数の軸方向に対して弾性を有するものであれば、ゴムでなくともよい。
11 ピストン
12 上室(室)
13 下室(室)
16 ピストンロッド
30a,30b 通路(第1通路)
55 ハウジング
57,287 フリーピストン
58 Oリング(抵抗要素,弾性体,一の弾性体)
59 Oリング(抵抗要素,弾性体,他の弾性体)
62 蓋筒部(延出部)
80 内側環状突起(ハウジング側環状突起)
87 連通穴(オリフィス)
91 ピストン筒部(筒部)
93 外側環状突起(フリーピストン側環状突起)
94 ピストンフランジ部(フランジ部)
98,125,132 曲面部(傾斜する面,曲面)
99,103,131 テーパ面部(傾斜する面)
110,111 通路(第2通路)
112 圧力室
121 円筒部(ハウジング側環状突起)
202 減衰バルブ
205 ディスクバルブ(排出バルブ)
215 通路(第1通路)
225 背圧室
226 背圧室流入油路
228 排出オリフィス
288,289 コイルスプリング(抵抗要素,弾性体)
303 ピストン分岐通路
304 ピストンロッド通路
315 バルブ分岐通路
323 オリフィス
340 チェック弁ディスク(閉塞バルブ)
347 チェック弁ディスク(第2の閉塞バルブ)
358 背圧室流出油路
Claims (23)
- 作動流体が封入されたシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、該シリンダ内を2室に区画するピストンと、
前記ピストンに連結されると共に前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、
前記ピストンの移動により前記シリンダ内の一方の室から作動流体が流れ出す第1通路および第2通路と、
前記第1通路に設けられて、前記ピストンの摺動によって生じる前記作動流体の流れを規制して減衰力を発生させる減衰バルブと、
前記減衰バルブに閉弁方向に内圧を作用させる背圧室と、
前記背圧室に前記シリンダ内の一方の室から前記作動流体を導入する背圧室流入油路と、
前記第2通路の途中に設けられた圧力室と、
前記圧力室内に摺動自在に挿入されたフリーピストンと、を備えたことを特徴とする緩衝器。 - 前記フリーピストンの変位に対し抵抗力を発生する抵抗要素を備えたことを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。
- 前記第2通路は、前記シリンダ内の一方の室からの作動流体を、前記背圧室流入油路と前記背圧室とを介して前記圧力室に導くように構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝器。
- 前記抵抗要素をコイルスプリングとしたことを特徴とする請求項2または3に記載の緩衝器。
- 前記圧力室を形成するハウジングと、前記ハウジングと前記フリーピストンとの間に設けられ前記抵抗要素を構成する弾性体とを有することを特徴とする請求項2または3に記載の緩衝器。
- 前記背圧室には、前記背圧室の作動流体を下流側に流出させる排出オリフィスを設けたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の緩衝器。
- 前記背圧室には、前記背圧室の作動流体を下流側に流出させる排出バルブを設けたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の緩衝器。
- 作動流体が封入されたシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、該シリンダ内を2室に区画するピストンと、
前記ピストンに連結されると共に前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、
前記ピストンの移動により前記シリンダ内の一方の室から作動流体が流れ出す第1通路および第2通路と、
前記第1通路に設けられて、前記ピストンの摺動によって生じる前記作動流体の流れを規制して減衰力を発生させる減衰バルブと、
前記減衰バルブに閉弁方向に内圧を作用させる背圧室と、
前記背圧室に前記シリンダ内の一方の室から前記作動流体を導入する背圧室流入油路と、
内部に前記第2通路の少なくとも一部の流路が形成されるハウジングと、
前記ハウジング内に移動可能に設けられ前記第2通路を上流と下流に画成するフリーピストンと、
前記フリーピストンと前記ハウジングとの間に設けられた1つまたは複数の弾性体とからなり、
前記フリーピストンの前記弾性体が接触するフリーピストン接触面、および、前記ハウジングの前記弾性体が接触する前記ハウジング接触面のうち少なくともいずれか一方の面が、前記フリーピストンの移動方向に対し傾斜する面を有しており、前記フリーピストンの移動によって前記フリーピストン接触面のうち前記弾性体と接触している部分と前記ハウジング接触面のうち前記弾性体と接触している部分との最短距離が変化することを特徴とする緩衝器。 - 前記第2通路は、前記シリンダ内の一方の室からの作動流体を、前記背圧室流入油路と前記背圧室とを介して圧力室に導くように構成したことを特徴とする請求項8に記載の緩衝器。
- 前記フリーピストン接触面および前記ハウジング接触面のうち少なくともいずれか一方の前記傾斜する面が曲面を有することを特徴とする請求項8または9に記載の緩衝器。
- 前記フリーピストン接触面および前記ハウジング接触面のうち少なくともいずれか一方の前記傾斜する面は、前記フリーピストン接触面のうち前記弾性体と接触している部分と前記ハウジング接触面のうち前記弾性体と接触している部分との最短距離が小さくなったときに傾斜角が大きくなることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載の緩衝器。
- 前記弾性体は、前記フリーピストンが一方向へ移動したときに圧縮変形する一の弾性体と、前記フリーピストンが他方向へ移動したときに圧縮変形する他の弾性体とを有することを特徴とする請求項8乃至11のいずれか一項に記載の緩衝器。
- 前記フリーピストンの一端側に内周と外周とが前記傾斜する面となるフランジ部を設け、前記ハウジングの一部に前記フリーピストンの筒部内に延出する延出部を設け、前記一の弾性体を前記フランジ部の内周面と前記延出部とに当接するように配置し、前記他の弾性体を前記フランジ部の外周面と前記ハウジングの内周面に当接するように配置したことを特徴とする請求項12に記載の緩衝器。
- 前記フリーピストンの外周部にフリーピストン側環状突起を設け、前記フリーピストン環状突起の軸方向両面は前記フリーピストン接触面を構成し、前記ハウジングの内周の前記環状突起の両側の位置には、前記ハウジング接触面を構成するハウジング側環状突起を設け、前記フリーピストン環状突起と各前記ハウジング側環状突起との間にそれぞれ前記弾性体を設けたことを特徴とする請求項12に記載の緩衝器。
- 前記弾性体が前記フリーピストンと前記ハウジングとの間で転動することを特徴とする請求項8乃至14のいずれか一項に記載の緩衝器。
- 前記第1通路および前記第2通路は、前記ピストンに設けられたことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載の緩衝器。
- 前記第2通路の上流または下流の少なくとも一方にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載の緩衝器。
- 前記ピストンに前記第1通路を設け、
前記第2通路を、前記ピストンに形成され前記第1通路から分岐されるピストン分岐通路と、前記ピストンロッドに設けられたピストンロッド通路とにより構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝器。 - 前記ピストンに前記第1通路を設け、
前記第2通路を、前記減衰バルブに形成され前記第1通路から分岐されるバルブ分岐通路と、前記ピストンロッドに設けられたピストンロッド通路とにより構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝器。 - 前記背圧室と前記圧力室との間にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項3に記載の緩衝器。
- 前記背圧室流入油路を塞ぐと共に前記背圧室への流入方向に開弁する閉塞バルブを設けたことを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一項に記載の緩衝器。
- 前記背圧室流入油路と並列に背圧室流出油路を設け、該背圧室流出油路を塞ぐと共に前記背圧室からの流出方向に開弁する第2の閉塞バルブを設けたことを特徴とする請求項21に記載の緩衝器。
- 前記減衰バルブをディスクバルブとし、前記ディスクバルブに前記閉塞バルブおよび前記第2の閉塞バルブを設けたことを特徴とする請求項22に記載の緩衝器。
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