JP2012052630A - Shock absorber - Google Patents
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Abstract
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、この種の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伸側室と圧側室に区画するピストンと、ピストンに設けられた伸側室と圧側室を連通する減衰通路と、ピストンロッドの先端に取付けられて圧力室を形成するハウジングと、圧力室内に摺動自在に挿入され圧力室を伸側圧力室と圧側圧力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ばねと、伸側室と伸側圧力室とを連通する伸側通路と、圧側室と圧側圧力室とを連通する圧側通路とを備えて構成されているものがある。 Conventionally, in this type of shock absorber, a cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder, and divides the cylinder into an extension side chamber and a pressure side chamber, and an extension side chamber and a pressure side chamber provided in the piston communicate with each other. A damping passage, a housing attached to the tip of the piston rod to form a pressure chamber, a free piston that is slidably inserted into the pressure chamber and divides the pressure chamber into an expansion side pressure chamber and a pressure side pressure chamber, and free Some are configured to include a coil spring for energizing the piston, an extension side passage that communicates the extension side chamber and the extension side pressure chamber, and a pressure side passage that communicates the pressure side chamber and the pressure side pressure chamber.
このように構成された緩衝装置は、圧力室がフリーピストンによって伸側圧力室と圧側圧力室とに区画されており、伸側通路と圧側通路を介しては伸側室と圧側室とが直接的に連通されることはないが、フリーピストンが移動すると伸側室と圧側室の容積比が変化し、フリーピストンの移動量に応じて圧力室内の液体が伸側室と圧側室へ出入りするため、見掛け上、伸側室と圧側室とが上記伸側通路と圧側通路を介して連通されているが如くに振舞う。 In the shock absorber configured as described above, the pressure chamber is divided into an expansion side pressure chamber and a pressure side pressure chamber by a free piston, and the extension side chamber and the pressure side chamber are directly connected to each other via the extension side passage and the pressure side passage. However, when the free piston moves, the volume ratio between the expansion side chamber and the compression side chamber changes, and the liquid in the pressure chamber moves into and out of the expansion side chamber and the compression side chamber according to the amount of movement of the free piston. In addition, the extension side chamber and the pressure side chamber behave as if they are communicated with each other via the extension side passage and the pressure side passage.
ここで、緩衝装置の伸縮時における伸側室と圧側室との差圧をPとし、伸側室から流出する液体の流量をQとし、上記差圧Pと減衰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、圧側圧力室の圧力をP1とし、差圧Pと圧力P1との差と伸側室から伸側圧力室内に流入する液体の流量Q2との関係である係数をC2とし、伸側圧力室内の圧力をP2とし、この圧力P2と圧側圧力室から圧側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、コイルばねのばね定数を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。
したがって、この緩衝装置では、図3に示すように、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減衰力低減効果を発揮して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、車両が凹凸路面を走行す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1,2参照)。 Therefore, as shown in FIG. 3, this shock absorber generates a large damping force for low-frequency vibration input, while exhibiting a damping force reducing effect for high-frequency vibration input. Therefore, it is possible to reliably generate a high damping force in a scene where the input vibration frequency is low, such as when the vehicle is turning, and the input vibration frequency is such that the vehicle travels on an uneven road surface. In high scenes, a low damping force can be reliably generated to improve the riding comfort in the vehicle (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
ところで、上記緩衝装置を二輪車のサスペンション用途に用いる場合、二輪車の車体重量は四輪の自動車における車体重量に対して非常に軽いので、緩衝装置の伸縮時の伸側室と圧側室の差圧が自動車用途のそれに比較して著しく小さく、減衰力低減による乗り心地を向上させるためには減衰力の低減効果が表れる周波数を四輪自動車のそれに比較して低く設定することが要求される。つまり、二輪用途では、上記折れ点周波数Faを四輪自動車に比較して低く設定することが要求されるのである。 By the way, when the shock absorber is used for a suspension of a two-wheeled vehicle, the weight of the two-wheeled vehicle is very light relative to the weight of the four-wheeled vehicle. In order to improve the riding comfort by reducing the damping force, it is required to set the frequency at which the damping force is reduced to a lower frequency than that of a four-wheeled vehicle. That is, in a two-wheeler application, it is required to set the breakpoint frequency Fa lower than that of a four-wheeled vehicle.
この要求を満足させるには、一つにコイルばねのばね乗数Kを小さくすることが考えられ、そうすることで、減衰力低減効果が表れ始める周波数が低くなり、これによって、振動面に対する車両における乗り心地を向上することができるようになる。 In order to satisfy this requirement, it is conceivable to reduce the spring multiplier K of the coil spring, and by doing so, the frequency at which the damping force reduction effect begins to appear is lowered. Riding comfort can be improved.
しかしながら、この緩衝装置では、フリーピストンが伸側圧力室および圧側圧力室を圧縮して変位してそのストロークエンドにまで達すると、ハウジングがフリーピストンに衝合して、フリーピストンのハウジングに対するそれ以上のストロークエンド側への変位を規制するようになっている。 However, in this shock absorber, when the free piston compresses and displaces the extension-side pressure chamber and the compression-side pressure chamber and reaches its stroke end, the housing collides with the free piston, and the free piston further exceeds the housing. The displacement to the stroke end side is regulated.
したがって、たとえば、振幅が大きな振動が入力される場合にあっては、フリーピストンがハウジングによって変位が規制されるようになっているので、上記したように、ばね乗数Kを小さくすると、フリーピストンのハウジングへの干渉機会が増えるとともに、フリーピストンの変位速度も上昇する傾向となる。すると、フリーピストンがハウジングに衝突する際に大きな打音が生じて車両搭乗者に違和感や不安感を与えることになって、振動面以外の車両における乗り心地を損なう可能性がある。 Therefore, for example, when a vibration with a large amplitude is input, the displacement of the free piston is restricted by the housing. Therefore, if the spring multiplier K is reduced as described above, As the chance of interference with the housing increases, the displacement speed of the free piston tends to increase. Then, when the free piston collides with the housing, a loud hitting sound is generated, which gives the vehicle occupant a sense of discomfort and anxiety, which may impair the riding comfort in vehicles other than the vibration surface.
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、フリーピストンとハウジングとの打音の発生を抑制して二輪車における乗り心地を向上することが可能な緩衝装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been developed to improve the above-described problems, and the object of the present invention is to improve the riding comfort in a motorcycle by suppressing the occurrence of a hitting sound between the free piston and the housing. Is to provide a 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伸側室と圧側室に区画するピストンと、2つの作動室を連通する減衰通路と、圧力室を形成するハウジングと、圧力室内に摺動自在に挿入されて圧力室を伸側圧力室と圧側圧力室とに区画するフリーピストンと、伸側室と伸側圧力室とを連通する伸側通路と、圧側室と圧側圧力室とを連通する圧側通路と、フリーピストンのハウジングに対して中立位置に位置決めるとともにフリーピストンの中立位置からの変位を抑制する附勢力を発揮するばね要素とを備えた緩衝装置において、フリーピストンがハウジングに対して中立位置から伸側圧力室側へ所定の変位量以上変位するとフリーピストンに衝合してフリーピストンのそれ以上の伸側圧力室側への変位に対して抑制する弾発力を発揮する伸側弾性体と、フリーピストンがハウジングに対して中立位置から圧側圧力室側へ所定の変位量以上変位するとフリーピストンに衝合してフリーピストンのそれ以上の圧側圧力室側への変位に対して抑制する弾発力を発揮する圧側弾性体とを設けたことを特徴とする。 In order to solve the above-described object, the problem solving means in the present invention communicates a cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder, and divides the cylinder into an extension side chamber and a pressure side chamber, and two working chambers. A damping passage, a housing that forms a pressure chamber, a free piston that is slidably inserted into the pressure chamber and divides the pressure chamber into an expansion side pressure chamber and a pressure side pressure chamber, and an expansion side chamber and an expansion side pressure chamber. The expansion side passage that communicates, the pressure side passage that communicates the pressure side chamber and the pressure side pressure chamber, and the biasing force that positions the free piston in the neutral position and suppresses the displacement from the neutral position of the free piston. In a shock absorber provided with a spring element, when the free piston is displaced from the neutral position to the extension side pressure chamber by a predetermined amount or more with respect to the housing, the free piston collides with the free piston. The extension side elastic body that exerts the elastic force to suppress the displacement of the cylinder toward the extension side pressure chamber side, and the free piston is more than the predetermined displacement amount from the neutral position to the compression side pressure chamber side with respect to the housing A compression-side elastic body is provided, which, when displaced, abuts against the free piston and exerts an elastic force that suppresses further displacement of the free piston toward the pressure-side pressure chamber.
本発明の緩衝装置によれば、フリーピストンが移動限界であるストロークエンドに達した際に、フリーピストンが樹脂製のストッパに衝合して、それ以上の変位が規制されるようになっているので、衝合時の打音の音量を小さくすることができる。それゆえ、この緩衝装置にあっては、車両搭乗者に当該打音を知覚させずに済み、搭乗者に不安感や違和感を抱かせることがなく、車両における乗り心地を向上させることができる。 According to the shock absorber of the present invention, when the free piston reaches the stroke end which is the movement limit, the free piston collides with the resin stopper, and further displacement is regulated. Therefore, the volume of the hitting sound at the time of collision can be reduced. Therefore, in this shock absorber, it is not necessary for the vehicle occupant to perceive the hit sound, and the rider does not feel uneasy or uncomfortable, and the ride comfort in the vehicle can be improved.
以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明の緩衝装置Dは、図1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つの作動室である伸側室R1および圧側室R2に区画するピストン2と、上記した伸側室R1と圧側室R2とを連通する減衰通路4,5と、圧力室Cを形成するハウジング6と、上記ハウジング6内に摺動自在に挿入されて圧力室Cを伸側圧力室7と圧側圧力室8との区画するフリーピストン9と、伸側室R1と伸側圧力室7とを連通する伸側通路10と、圧側室R2と圧側圧力室8とを連通する圧側通路11と、フリーピストン9のハウジング6に対して中立位置に位置決めるとともにフリーピストン9の中立位置からの変位を抑制する附勢力を発揮するばね要素12と、フリーピストン9がハウジング6に対して中立位置から伸側圧力室7側へ所定の変位量以上変位するとフリーピストン9に衝合してフリーピストン9のそれ以上の伸側圧力室7側への変位に対して抑制する弾発力を発揮する伸側弾性体13と、フリーピストン9がハウジング6に対して中立位置から圧側圧力室8側へ所定の変位量以上変位するとフリーピストン9に衝合してフリーピストン9のそれ以上の圧側圧力室8側への変位に対して抑制する弾発力を発揮する圧側弾性体14とを備えて構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the shock absorber D of the present invention includes a cylinder 1 and a piston that is slidably inserted into the cylinder 1 and divides the cylinder 1 into two working chambers, an extension side chamber R1 and a pressure side chamber R2. 2,
また、緩衝装置Dは、シリンダ1内に移動自在に挿通されたピストンロッド3を備えており、ピストンロッド3の一端はピストン2に連結されるとともに、他端である上端は、図示はしないが、シリンダ1の上端を封止する環状のロッドガイドによって摺動自在に軸支されている。なお、シリンダ1の下端は、図外のボトム部材によって封止されている。
The shock absorber D includes a
そして、伸側室R1および圧側室R2さらには圧力室C内には作動油等の液体が充満され、また、シリンダ1内の図中下方には、シリンダ1の内周に摺接して圧側室R2と気体室Gとを区画する摺動隔壁15が設けられている。
The extension side chamber R1, the pressure side chamber R2, and the pressure chamber C are filled with a liquid such as hydraulic fluid, and the lower side of the cylinder 1 in the drawing is in sliding contact with the inner periphery of the cylinder 1 to be the pressure side chamber R2. And a
なお、上記した伸側室R1、圧側室R2および圧力室C内に充填される液体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用することもできる。 In addition to the hydraulic fluid, for example, a liquid such as water or an aqueous solution can be used as the liquid filled in the extension side chamber R1, the pressure side chamber R2, and the pressure chamber C.
図示したところでは、緩衝装置Dがいわゆる片ロッド型に設定されているため、緩衝装置Dの伸縮に伴ってシリンダ1内に出入りするピストンロッド3の体積は、気体室G内の気体の体積が膨張あるいは収縮して摺動隔壁15が図1中上下方向に移動することによって補償されるようになっている。このように緩衝装置Dは、単筒型に設定されているが、摺動隔壁15および気体室Gの設置に変えて、シリンダ1の外周や外部にリザーバを設けて当該リザーバによって上記ピストンロッド3の体積補償を行ってもよい。また、緩衝装置Dが片ロッド型ではなく、両ロッド型に設定されてもよい。
Since the shock absorber D is set to a so-called single rod type, the volume of the
以下、緩衝装置Dの各部について詳細に説明する。ピストン2は、シリンダ1内に移動自在に挿通されたピストンロッド3の一端3aに連結され、ピストンロッド3は、シリンダ1の図中上端に固定された図示しない環状のロッドガイドの内周を通して外方へ突出されている。なお、ピストンロッド3と上記した図外のロッドガイドとの間は図示しないシール部材によって封止されており、シリンダ1内は液密状態に保たれている。
Hereinafter, each part of the shock absorber D will be described in detail. The
また、ピストン2は、伸側室R1と圧側室R2を連通する減衰通路4,5を備えており、減衰通路4の図1中下端がピストン2の図1中下方に積層される減衰バルブとしてのリーフバルブ17で開閉されるようになっており、また、減衰通路5の図1中上端がピストン2の図1中上方に積層される減衰バルブとしてのリーフバルブ18で開閉されるようになっている。そして、リーフバルブ17は、環状であってピストン2とともにピストンロッド3の一端3aに装着されて、ピストン2が図1中上方に移動する緩衝装置Dの伸長行程時に、液体が減衰通路4を伸側室R1から圧側室R2へ向けて流れる際に撓んで減衰通路4を開放するとともに当該液体の流れに抵抗を与え、逆向きの流れに対しては減衰通路4を閉塞するようになっており、減衰通路4を伸側室R1から圧側室R2へ向かう流れのみを許容する一方通行の通路に設定している。他方、リーフバルブ18は、環状であってピストン2とともにピストンロッド3の一端3aに装着されて、ピストン2が図1中下方に移動する緩衝装置Dの収縮行程時に、液体が減衰通路5を圧側室R2から伸側室R1へ向けて流れる際に撓んで減衰通路5を開放するとともに当該液体の流れに抵抗を与え、逆向きの流れに対しては減衰通路5を閉塞するようになっており、減衰通路5を圧側室R2から伸側室R1へ向かう流れのみを許容する一方通行の通路に設定している。つまり、リーフバルブ17は、伸長行程時に減衰通路4を流れる液体の流れに抵抗を与える伸側減衰バルブとして機能し、リーフバルブ18は、収縮行程時に減衰通路5を流れる液体の流れに抵抗を与える圧側減衰バルブとして機能する。このように、減衰通路4,5を複数設ける場合には、減衰通路を一方通行に設定するようにして、伸長行程時のみ或いは収縮行程時のみに液体が流れるようにしてもよく、また、減衰通路が双方向の流れを許容して通過する液体の流れに抵抗を与えるようにしてもよい。減衰通路を通過液体の流れに抵抗を与える減衰通路たらしめる減衰バルブとしては、上記したリーフバルブのほか、ポペットバルブやオリフィス、チョークといった種々の減衰バルブを使用することができる。なお、減衰通路4,5は、ピストン2以外に設けることもできる。
The
つづいて、圧力室Cは、この実施の形態の場合、ピストンロッド3の一端3aの最先端外周に設けた螺子部3bに螺合される中空なハウジング6によって形成されており、当該ハウジング6は、上記ピストン2およびリーフバルブ17,18をピストンロッド3の一端3aに固定するピストンナットとしても機能している。
Subsequently, in the case of this embodiment, the pressure chamber C is formed by a
そして、ハウジング6内に形成された圧力室Cは、当該圧力室C内に摺動自在に挿入されるフリーピストン9で図1中上方の伸側圧力室7と図1中下方の圧側圧力室8とに仕切られていて、フリーピストン9は、圧力室C内でハウジング6に対して図1中上下方向に変位することができるようになっている。
The pressure chamber C formed in the
詳しくは、ハウジング6は、ピストンロッド3の一端3aに形成の螺子部3bに螺合されるナット部20と、ナット部20の外周から垂下される筒部22と筒部22の開口を蓋する底部23とを備えた有底筒状のハウジング筒21と、ハウジング筒21における筒部22の下方側を縮径することで筒部22の内周に設けられた段部22aとを備えて構成されて、圧側室R2内に圧力室Cを画成している。
Specifically, the
また、ナット部20は、その内周にピストンロッド3の螺子部3bに螺合する螺子部20aとフランジ20bとを備えている。ハウジング筒21は、上記したように有底筒状であって、その図1中上端開口部をナット部20のフランジ20bの外周へ向けて加締めることで、ナット部20に一体化されている。なお、ナット部20とハウジング筒21との一体化は加締め加工以外にも溶接や螺合といった他の加工方向を採用することもできる。さらに、ハウジング筒21の筒部22の内周には、図1中上方となる伸側圧力室7側へ対向する段部22aが設けられるとともに、段部22aの直上となる伸側圧力室7側の内径が拡径されて側部が段部22aと面一となる環状溝22bが設けれ、この環状溝22bとは別に、ナット部20に固定される加締部22cの直下の内径が拡径されて伸側圧力室7に臨む環状溝22dが設けられている。
Moreover, the
なお、ハウジング筒21の筒部22の少なくともに一部における外周断面形状は、図示しない工具で把持可能なように円形以外の形状であって当該工具に符合する形状、たとえば、一部を切欠いた形状や六角形等の形状とされており、工具で筒部22の外周を把持してハウジング6を周方向へ回転せしめて、上記ナット部20に所定の締め付けトルクを付加して螺子部3bへ螺着することができるようになっている。さらに、筒部22の側部にポート22eが設けられており、当該ポート22eにて圧力室Cと圧側室R2とが連通されており、底部23にもポート23aが設けられていて、当該ポート23aにて圧力室Cと圧側室R2とが連通されている。
It should be noted that the outer peripheral cross-sectional shape of at least a part of the
また、伸側圧力室7は、ピストンロッド3の伸側室R1に臨む側部から一端3aの端部へ通じる伸側通路10によって、伸側室R1へ通じている。この伸側通路10は、ピストンロッド3の伸側室R1に臨む側部から開口する横穴10aと、一端3aの端部から開口して横穴10aへ通じる縦穴10bとで構成されている。
The expansion side pressure chamber 7 communicates with the expansion side chamber R1 by an
そして、圧力室C内に挿入されるフリーピストン9は、ハウジング筒21の筒部22に摺接する摺接筒30と、摺接筒30の内周を閉塞する鏡部31と備えて、ハウジング6内を伸側室R1に連通される伸側圧力室7と圧側室R2に連通される圧側圧力室8とに区画している。また、フリーピストン9は、摺接筒30の外周の全周渡って設けた環状凹部32と、環状凹部32を圧側圧力室8へ連通する連通孔33とを備えていて、環状凹部32をハウジング6の筒部22に形成のポート22eに対向させる場合には、圧側室R2を圧側圧力室8へ連通し、環状凹部32が上記ポート22eへ対向せずに摺接筒30でポート22eを閉塞する場合には、圧側室R2と圧側圧力室8とのポート22eを介しての連通を断つようになっている。ポート22eは、通過する液体の流れに抵抗を与えて所定の圧力損失を生じるようになっていて、圧側室R2と圧側圧力室8との間に差圧を生じせしめるようになっている。また、ハウジング筒21における底部23に設けたポート23aも絞り通路として機能しており、通過する液体の流れに抵抗を与えて所定の圧力損失を生じるようになっていて、やはり圧側室R2と圧側圧力室8との間に差圧を生じせしめるようになっている。なお、こちらのポート23aは、フリーピストン9によって閉じられることはなく、常時開放されている。つまり、圧側圧力室8は、ポート22eが連通状態にある場合には、ポート22e,23aを介して圧側室R2に連通され、ポート22eが遮断状態にあるときは、ポート23aのみを介して圧側室R2に連通されるようになっており、ポート22e,23a、環状凹部32および連通孔33によって圧側通路11を形成している。
The
さらに、フリーピストン9のハウジング6に対する変位に対して当該変位を抑制する附勢力を作用させるため、伸側圧力室7内であってナット部20とフリーピストン9の鏡部31との間、および、圧側圧力室8内であって底部23とフリーピストン9の鏡部31との間に、それぞれ、ばね要素12としてコイルばね34,35をともに圧縮状態で介装されている。このようにフリーピストン9は、これらコイルばね34,35のバネ要素12によって上下側から挟持されて、圧力室C内の所定の中立位置に位置決められていて、中立位置から変位するとコイルばね34,35がフリーピストン9を中立位置に戻そうとする附勢力を発揮するようになっている。中立位置は、圧力室Cの軸方向の中央を指すものではなく、フリーピストン9がばね要素12によって位置決められる位置のことである。
Furthermore, in order to apply an urging force that suppresses the displacement of the
なお、ばね要素12としては、フリーピストン9を中立位置に位置決めるとともに、附勢力を発揮できればよいので、コイルばね34,35以外のものを採用してもよく、たとえば、皿ばね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、ナット部20あるいは底部23に他端を固定するようにしてもよい。
As the
コイルばね34は、フリーピストン9の摺接筒30の内周に遊嵌されて半径方向におおよその位置に位置決められ、また、コイルばね35の図1中上端は、フリーピストン9の鏡部31の下端に形成の突部31aに遊嵌されて半径方向におおよその位置に位置決められている。このように、コイルばね34,35は、上記のごとく、フリーピストン9によってともにセンタリングされて、フリーピストン9に対し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っている。
The
上記したように、フリーピストン9は、ハウジング6内でばね要素12としてのコイルバネ34,35によって弾性支持されてばね要素12による附勢力以外に力が作用していない状態ではハウジング6内で中立位置に位置決められ、当該中立位置にあるときには必ず上記環状凹部32がポート22eに対向して圧側圧力室8と圧側室R2とが連通されるようになっている。他方、フリーピストン9がある程度、中立位置から変位すると、フリーピストン9の摺接筒31の外周がポート22eに完全にオーバーラップしてこれを閉塞するようになっている。なお、フリーピストン9がポート22eを閉塞し始める中立位置からの変位量は、任意に設定することができ、ポート22eを閉塞し始めるフリーピストン9の図1中上方となる伸側圧力室7側への中立位置からの変位量と、ポート22eを閉塞し始めるフリーピストン9の図1中下方となる圧側圧力室8側への中立位置からの変位量とを異なるように設定してもよい。なお、この実施の形態では、ポート22eを二つ設けているが、その数は任意であり、圧側室R2に連通される環状凹部を筒部21の内周に設け、フリーピストン9の外周側と圧側圧力室8を連通するポートをフリーピストン9に設けるようにしてもよい。
As described above, the
そして、この緩衝装置Dの場合、ハウジング筒21の筒部22に設けられた環状溝22b,22dには、それぞれ環状の圧側弾性体14、伸側弾性体13が嵌合されている。
In the case of the shock absorber D, the annular pressure side
詳しくは、伸側弾性体13は、環平板状ゴムであってその内外径は、環状であって環状溝22dに嵌合可能な外径と、コイルばね34に干渉しないようにコイルばね34の外径より大径となる内径に設定されており、上端がナット部20に当接するようにハウジング6に設置されている。また、圧側弾性体14も、環平板状ゴムであってその内外径は、環状であって環状溝22bに嵌合可能な外径と、段部22aの内縁以内であって環状溝22bから突出する内径に設定されており、下端が段部22aに当接するようにハウジング6に設置されている。
Specifically, the stretch-side
このように伸側弾性体13がハウジング6に設置されることで、フリーピストン9が図1中上方となる伸側圧力室7側へ中立位置から所定の変位量を変位すると、フリーピストン9の摺接筒30の上端に衝合して当該摺接筒30とナット部20との間で圧縮されて弾発力を発揮し、それ以上のフリーピストン9の伸側圧力室7側への変位を当該弾発力で抑制するようになっている。
When the expansion side
また、圧側弾性体14がハウジング6に設置されることで、フリーピストン9が図1中下方となる圧側圧力室8側へ中立位置から所定の変位量を変位すると、フリーピストン9の摺接筒30の下端に衝合して摺接筒30と段部22aとの間で圧縮されて弾発力を発揮し、それ以上のフリーピストン9の圧側圧力室8側への変位を当該弾発力で抑制するようになっている。
In addition, when the compression-side
なお、伸側弾性体13がフリーピストン9の摺接筒30と衝合し始める際のフリーピストン9の中立位置からの所定の上方変位量は、圧側弾性体14がフリーピストン9の摺接筒30と衝合し始める際のフリーピストン9の中立位置からの所定の下方変位量とは、任意に設定することができ、異なるように設定することもできる。また、伸側弾性体13および圧側弾性体14は、ハウジング6に設置されてフリーピストン9に衝合するようになっていればよいので、上記したハウジング6に対する設置個所は、ハウジング6とフリーピストン9の形状に適せて変更することができ、減衰力低減効果を得るにはフリーピストン9のストローク長さを可能な限り大きくとるほうがよいことから、極力フリーピストン9がストロークエンドに近い所で伸側弾性体13と圧側弾性体14に衝合するようにすることが望ましい。
The predetermined upward displacement from the neutral position of the
さらに、伸側弾性体13および圧側弾性体14としては、環平板状のゴム以外にも、Oリングその他の環状ゴムを使用することができ、環状溝22b,22dに嵌合させるだけでなく、ハウジング6にゴムを接着や溶着、融着することでハウジング6に一体化させるようにしてもよい。
Further, as the stretch-side
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の動作について説明する。まず、フリーピストン9における中立位置からの変位量がポート22eを閉塞し始めない範囲内である場合の緩衝装置Dにおける動作について説明する。この場合、フリーピストン9は、ポート22eの連通状態を保ったまま変位することが可能である。
The shock absorber D is configured as described above. Next, the operation of the shock absorber D will be described. First, the operation of the shock absorber D when the amount of displacement from the neutral position of the
そして、緩衝装置Dへの入力周波数が低い場合と高い場合で、同じ入力速度であるという条件下で考えると入力周波数が低い場合、入力振幅が大きくなり、フリーピストン9の振幅も大きくなる。フリーピストン9の振幅がポート22eを閉塞し始めない範囲で大きくなると、フリーピストン9が変位するのでコイルばね34,35によってフリーピストン9を中立位置へ戻そうとする附勢力が働き、このコイルばね34,35の附勢力に見合って伸側圧力室7と圧側圧力室8のうち容積が拡大する室と容積が減少する室の圧力に差が生じ、上記拡大側の室の方が減少側の室より圧力が高くなる。
When the input frequency to the shock absorber D is low and high, under the condition that the input speed is the same, when the input frequency is low, the input amplitude increases and the amplitude of the
すると、伸側圧力室7と伸側室R1との差圧、および、圧側圧力室8と圧側室R2との差圧が小さくなって、伸側通路10および圧側通路11を通過する流量は減少する。この伸側通路10および圧側通路11を通過する流量の減少にともなって、減衰通路4,5の流量が増えることになり、緩衝装置Dの発生減衰力は大きくなる。
Then, the differential pressure between the expansion side pressure chamber 7 and the expansion side chamber R1 and the differential pressure between the compression
逆に、高周波入力時には、入力振幅が小さいため、圧側室R1から伸側室R2へ、或いは、圧側室R2から伸側室R1へ移動する1周期の流量は小さく、フリーピストン9の動く変位も小さくなる。すると、フリーピストン9が受けるコイルばね34,35の附勢力も小さくなる。その分、伸側圧力室7の圧力と圧側圧力室8の圧力との差は小さくなり、伸側圧力室7と伸側室R1との差圧および圧側圧力室8と圧側室R2との差圧は大きく維持されるため、伸側通路10および圧側通路11を通過する流量が低周波時よりも大きくなり、その分、減衰通路4,5の流量が減少し、緩衝装置Dが発生する減衰力も減少することになる。
On the contrary, since the input amplitude is small at the time of high frequency input, the flow rate of one cycle moving from the compression side chamber R1 to the expansion side chamber R2 or from the compression side chamber R2 to the expansion side chamber R1 is small, and the displacement of the
このように、緩衝装置Dは、従来の緩衝装置と同様、図3に示すように、低周波数域の振動に対しては大きな減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては減衰力低減効果を発揮して減衰力を小さくすることができ、入力振動周波数に依存した減衰力を発生することができる。 Thus, as shown in FIG. 3, the shock absorber D generates a large damping force for low-frequency vibrations and a damping force for high-frequency vibrations, as shown in FIG. A reduction effect can be exhibited and the damping force can be reduced, and a damping force depending on the input vibration frequency can be generated.
他方、フリーピストン9が中立位置からポート22eを閉塞し始める程度に変位する場合の緩衝装置Dにおける動作について説明する。緩衝装置Dに入力される振動の振幅が大きくなると、フリーピストン9における中立位置からの変位量も大きくなり、フリーピストン9がポート22eを閉塞し始め、最終的にはポート22eが完全に閉塞される状態となる。
On the other hand, the operation of the shock absorber D when the
つまり、フリーピストン9がポート22eを閉塞し始めた後は変位量に応じて圧側通路11の流路抵抗が徐々に大きくなり、フリーピストン9がポート22eを閉塞すると圧側通路11における流路抵抗が最大となる。
That is, after the
上述したように、フリーピストン9がポート22eを閉塞し始める位置を越えて変位するようになると、徐々に圧側通路11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Cを介しての伸側室R1と圧側室R2との液体の見掛け上の移動量も減少し、その分減衰通路4,5を通過する液体量が増加することになり、緩衝装置Dの発生減衰力は振動周波数の高低によらず徐々に大きくなっていく。
As described above, when the
そして、フリーピストン9がポート22eを完全に閉塞するまでストロークすると、それ以上、圧力室Cを介して伸側室R1と圧側室R2との液体の見掛け上の移動はなくなり、緩衝装置Dの伸縮方向を転ずるまでは液体は減衰通路4,5のみを通過することになり、緩衝装置Dは、振動周波数の高低によらず、最大の減衰係数で減衰力を発生することになる。
When the
なお、緩衝装置Dが減衰力低減効果を発する周波数域の振動に対しては、緩衝装置Dは、フリーピストン9が中立位置からポート22e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がポート22eを閉塞し始めると、徐々に減衰力が高まって、フリーピストン9がそれ以上にストロークエンド側へ変位してポート22eを完全に閉塞すると最大の減衰係数で減衰力を発生する。つまり、緩衝装置Dは、減衰力低減効果を発揮中にあって、大振幅の振動が入力される場合にあっても、急激に減衰力の大きさを変化させることがなく、低減衰力から高減衰力への減衰力変化をなだらかなものとすることができる。したがって、この緩衝装置Dにあっては、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済む。特に、振動周波数が高周波である場合において、低い減衰力を発生しているので、発生減衰力の急激な変化を効果的に緩和することができる。この実施の形態では、フリーピストン9が中立位置から変位するに従って圧側通路11の流路面積を減少させて流路抵抗を徐々に大きくするようになっているが、これに加えて、または、これに代えて、伸側通路10の流路抵抗を大きくするようにしても上記したところと同様の効果を得ることができる。伸側通路10の流路面積を減少させる場合には、たとえば、フリーピストン9の鏡部31に縦穴10b内へ挿入される軸を設け、フリーピストン9が中立位置から変位するに従って縦穴10bと軸との間の隙間が徐々に小さくなるように軸と縦穴10bの形状を設定しておくようにすればよい。ただし、上記したようにハウジング6が圧側室R2に面している当実施形態にあっては、ハウジング6にポート22eを設けてフリーピストン9でポート22eを絞るようにして圧側通路11の流路面積を減少させる構成を採用する方がフリーピストン9の構造が簡単となり寸法管理上も容易となる利点がある。また、フリーピストン9が圧側通路11および伸側通路10の流路面積を減少させ始める中立位置からの変位量(減少開始変位量)は任意に設定することが可能である。
In addition, with respect to the vibration in the frequency range where the shock absorber D produces a damping force reduction effect, the shock absorber D has a relatively low damping until the
そして、緩衝装置Dに大振幅の収縮方向の振動の入力があり、フリーピストン9が伸側圧力室7側へ中立位置から所定の変位量を超えて変位する場合には、伸側弾性体13がフリーピストン9に衝合して、それ以上のフリーピストン9の伸側圧力室7側への変位を抑制してフリーピストン9の伸側圧力室7側への変位速度を低下せしめるとともに、フリーピストン9とハウジング6との直接衝突を阻止するので、打音を生じさせない。
When the shock absorber D receives vibration of a large amplitude in the contracting direction and the
また、緩衝装置Dに大振幅の伸長方向の振動の入力があり、フリーピストン9が圧側圧力室8側へ中立位置から所定の変位量を超えて変位する場合には、圧側弾性体14がフリーピストン9に衝合して、それ以上のフリーピストン9の圧側圧力室8側への変位を抑制してフリーピストン9の圧側圧力室8側への変位速度を低下せしめるとともに、フリーピストン9とハウジング6との直接衝突を阻止するので、打音を生じさせない。
Further, when the shock absorber D receives an input of vibration in the extension direction with a large amplitude, and the
このように、伸側弾性体13と圧側弾性体14を設置することによって、打音が発生する問題を解消できるので、緩衝装置Dの減衰力低減効果が表れる周波数を二輪車に適するように低めに設定するために、ばね要素のばね乗数を小さくすることができ、振動面に対する二輪車における乗り心地を向上することができるようになる。
In this way, by installing the stretch-side
すなわち、この緩衝装置Dによれば、フリーピストン9とハウジング6との打音の発生を阻止できるだけでなく、二輪車における振動面に対する乗り心地を向上することができるので、トータル的な二輪車の乗り心地を向上することができる。
That is, according to the shock absorber D, not only the generation of the hitting sound between the
また、伸側弾性体13と圧側弾性体14は、フリーピストン9が中立位置から所定の変位量以上に変位すると、ばね要素12の附勢力に弾発力を付加するように作用するので、特に、ポート23aにおける絞り抵抗ではフリーピストン9の移動を充分に抑制できない周波数帯の振動に対してもフリーピストン9の変位を抑制する機能を有効に発揮することができ、このような状況下でも減衰力変化の急激な変化を抑制できるとともに、フリーピストン9との衝合後もフリーピストン9の変位を許容するので衝合後も減衰力低減効果が完全に失われることがない。
Further, the extension side
なお、ハウジング6は、上記の実施の形態では、シリンダ1内に設けられているが、シリンダ1外へ設けることも可能であり、また、伸側室R1内にハウジング6を設ける構成を採用することもできる。また、上記した伸側弾性体13と圧側弾性体14を設置したことによる作用効果は、ポート22eと環状凹部32の有無に関係なく、享受することができ、これらを廃することも可能である。
The
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.
本発明の緩衝装置は、二輪車の制振用途に利用することができる。 The shock absorber according to the present invention can be used for vibration control of a motorcycle.
1 シリンダ
2 ピストン
3 ピストンロッド
3a ピストンロッドの一端
3b ピストンロッドの螺子部
4,5 減衰通路
6 ハウジング
7 伸側圧力室
8 圧側圧力室
9 フリーピストン
10 伸側通路
10a 横穴
10b 縦穴
11 圧側通路
12 ばね要素
13 伸側弾性体
14 圧側弾性体
15 摺動隔壁
17,18 リーフバルブ
20 ナット部
20a 螺子部
20b 嵌合凹部
21 ハウジング筒
22 筒部
22a 段部
22b,22d 環状溝
22c 加締部
22e ポート
23 底部
23a ポート
21a ポート
23 弁座部材
23a 環状弁座
30 摺接筒
31 鏡部
32 環状凹部
33 連通孔
34,35 ばね要素としてコイルばね
C 圧力室
D 緩衝装置
G 気室
L 液室
R1 伸側室
R2 圧側室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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