JP2015021602A - 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.
そのため、この緩衝装置では、低周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生し、他方、高周波数の振動の入力に対しては低い減衰力を発生することができ、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発生可能であるとともに、車両が路面の凹凸を通過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1参照)。 For this reason, this shock absorber can generate a high damping force for low-frequency vibration input, and can generate a low damping force for high-frequency vibration input. It is possible to generate a high damping force in a scene where the input vibration frequency of the vehicle is low, and reliably generate a low damping force in a scene where the input vibration frequency is high such that the vehicle passes through the road surface unevenness. Comfort can be improved (for example, refer patent document 1).
しかしながら、従来の緩衝装置では、フリーピストンが圧側圧力室を圧縮する方向へ変位する際、ハウジングの内周に設けた段部にフリーピストンが衝合することでフリーピストンの移動限界を規制しており、また、フリーピストンが伸側圧力室を圧縮する方向へ変位する際、ハウジングを構成する内筒の鍔部にフリーピストンの筒部の上端が衝合することでフリーピストンの移動限界を規制しているため、フリーピストンが勢いよくハウジングに衝突すると打音が発生し、この打音が車体を通じて車室内に響いて搭乗者に異音を知覚させて車両における乗り心地を損ってしまう問題がある。 However, in the conventional shock absorber, when the free piston is displaced in the direction of compressing the pressure side pressure chamber, the free piston is brought into contact with a step provided on the inner periphery of the housing to restrict the movement limit of the free piston. In addition, when the free piston is displaced in the direction of compressing the expansion side pressure chamber, the upper end of the free piston cylinder abuts against the flange of the inner cylinder that constitutes the housing, thereby restricting the movement limit of the free piston. Therefore, when the free piston collides with the housing vigorously, a hitting sound is generated, and this hitting sound reverberates through the vehicle body, causing the passenger to perceive abnormal noise and impairing the ride comfort in the vehicle. There is.
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衝突による打音の発生を抑制でき、車両における乗り心地を向上することができる緩衝装置を提供することである。 Therefore, the present invention was devised in order to improve the above-described problems, and the object of the present invention is to suppress the generation of hitting sound due to the collision between the free piston and the housing, and to improve the riding comfort in the vehicle. It is to provide a shock absorber that can be improved.
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、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され当該シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、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当該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、上記伸側室と上記伸側圧力室とを連通する伸側通路と、上記ハウジングに設けられて上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通するオリフィス孔と、上記フリーピストンを上記ハウジングに対して中立位置に位置決めするとともに当該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、上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位量以上変位すると上記ハウジングに当接して上記オリフィス孔を閉塞する圧側弾性部材を備え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 includes 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, the extension side chamber, and the above A damping passage communicating with the pressure side chamber, a housing forming a pressure chamber, a free piston that is slidably inserted into the housing and divides the pressure chamber into an extension side pressure chamber and a pressure side pressure chamber, and An extension side passage communicating the extension side chamber and the extension side pressure chamber, an orifice hole provided in the housing for communicating the pressure side chamber and the pressure side pressure chamber, and the free piston in a neutral position with respect to the housing And a spring element that exerts an urging force that suppresses displacement from the neutral position of the free piston and is mounted on the free piston. A pressure-side elastic member that contacts the housing and closes the orifice hole when the free piston is displaced by a predetermined amount or more in the direction of compressing the pressure-side pressure chamber from the neutral position with respect to the housing; Features.
また、上記した目的を解決するために、本発明における他の課題解決手段は、シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され当該シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、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当該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、上記伸側室と上記伸側圧力室とを連通する伸側通路と、上記ハウジングに設けられて上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通するオリフィス孔と、上記フリーピストンを上記ハウジングに対して中立位置に位置決めするとともに当該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、上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位量以上変位すると上記伸側通路を閉塞する伸側弾性部材を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described object, another problem-solving means in the present invention includes 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 the above A damping passage communicating the extension side chamber and the pressure side chamber, a housing forming a pressure chamber, and a free inserted into the housing to slidably divide the pressure chamber into an extension side pressure chamber and a pressure side pressure chamber A piston, an extension passage for communicating the extension side chamber and the extension side pressure chamber, an orifice hole provided in the housing for communicating the pressure side chamber and the pressure side pressure chamber, and the free piston to the housing. A shock absorber comprising a spring element that is positioned at a neutral position and that exerts an urging force that suppresses displacement from the neutral position of the free piston. An extension side elastic member is provided that closes the extension side passage when the free piston is displaced by a predetermined extension side displacement amount or more in the direction of compressing the extension side pressure chamber from the neutral position with respect to the housing. It is characterized by.
この緩衝装置にあっては、フリーピストが圧側圧力室或いは伸側圧力室を圧縮する方向へ圧側所定量以上変位するか、或いは、伸側所定量以上変位すると、圧側弾性部材或いは伸側弾性部材がハウジングに当接して、オリフィス孔或いは伸側通路を閉塞する。このようにオリフィス孔が閉塞されると、フリーピストンの変位に対し、圧側圧力室が圧縮されて内部圧力が上昇して、フリーピストンの圧側圧力室を圧縮する方向への変位が抑制されて、フリーピストンとハウジングとの衝突が阻止される。また、伸側通路が閉塞されると、フリーピストンの変位に対し、伸側圧力室が圧縮されて内部圧力が上昇して、フリーピストンの伸側圧力室を圧縮する方向への変位が抑制されて、フリーピストンとハウジングとの衝突が阻止される。 In this shock absorber, when the freepist is displaced by a predetermined amount or more on the compression side in the direction of compressing the compression side pressure chamber or the expansion side pressure chamber, or when it is displaced by a predetermined amount or more on the expansion side, the compression side elastic member or the expansion side elastic member Contacts the housing and closes the orifice hole or the extension side passage. When the orifice hole is closed in this way, the pressure side pressure chamber is compressed against the displacement of the free piston, the internal pressure rises, and the displacement in the direction of compressing the pressure side pressure chamber of the free piston is suppressed, Collision between the free piston and the housing is prevented. Also, when the expansion side passage is closed, the expansion side pressure chamber is compressed and the internal pressure rises against the displacement of the free piston, and the displacement of the free piston in the direction of compressing the expansion side pressure chamber is suppressed. Thus, the collision between the free piston and the housing is prevented.
本発明の緩衝装置によれば、フリーピストンとハウジングとの衝突による打音の発生を抑制でき、車両における乗り心地を向上することができる緩衝装置を提供することができる。 According to the shock absorber of the present invention, it is possible to provide a shock absorber capable of suppressing the occurrence of a hitting sound due to a collision between the free piston and the housing and improving the riding comfort in the vehicle.
以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明の一実施の形態における緩衝装置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、ハウジング6に設けられて圧側室R2と圧側圧力室8とを連通するオリフィス孔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す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圧側圧力室側へ所定の圧側変位量以上変位するとハウジング6に当接してオリフィス孔11を閉塞する圧側弾性部材13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, a shock absorber D according to an embodiment of the present invention is slidably inserted into a
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、図示はしないが、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と気体室とを区画する摺動隔壁が設けられている。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。
The extension side chamber R1, the pressure side chamber R2, and the pressure chamber C are filled with a liquid such as hydraulic oil. Although not shown, the
図示したところでは、緩衝装置Dは、伸側室R1にのみピストンロッド3が挿通される片ロッド型であるので、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17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。なお、ピストンロッド3がシリンダ1に進退する体積の補償については、シリンダ1内に気体室Gを設けるほか、シリンダ1内或いはシリンダ1外にリザーバを設けるようにしてもよく、リザーバをシリンダ1外に設ける場合、シリンダ1の外周を覆う外筒を設けてシリンダ1と外筒との間にリザーバを形成する複筒型緩衝器とするほか、シリンダ1とは別個にタンクを設けて当該タンクでリザーバを形成するようにしてもよい。また、リザーバを設ける場合、緩衝装置Dの収縮作動時に圧側室R2の圧力を高めるために圧側室R2とリザーバとの間を仕切る仕切部材と、仕切部材に設けられて圧側室R2からリザーバへ向かう液体の流れに抵抗を与えるベースバルブとを設けるようにしてもよい。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 a single rod type in which 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の図1中下端である一端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リーフバルブV2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リーフバルブV1で開閉されるようになっている。そして、リーフバルブV2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5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V1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4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V2は、伸長行程時に減衰通路5を流れる液体の流れに抵抗を与える伸側減衰バルブとして機能し、リーフバルブV1は、収縮行程時に減衰通路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。
Further, 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V1,V2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の端部である図1中下端を閉塞する底部23とを備えた有底筒状のハウジング筒21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、ピストンロッド3の螺子部3bの外周に螺合する螺子筒20aと当該螺子筒20aの外周に設けられて外方へ突出する鍔20bとを備えている。
The
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の鍔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。ハウジング筒21は、より詳しくは、鍔20bから垂下される筒部22と、当該筒部22の端部を閉塞する底部23とを備えて有底筒状とされており、また、ハウジング筒21における筒部22は、ナット部側であってフリーピストン9が摺接する内径大径部22aと、反ナット部側の内径小径部22bと、当該内径大径部22aと内径小径部22bとの間に形成される段部22cとを備えている。なお、ナット部20とハウジング筒21との一体化にあたり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の少なくとも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。
The
また、ハウジング筒21の底部23には、底部23を軸方向へ貫くオリフィス孔11が設けられており、このオリフィス孔11によって圧側室R2が圧力室C内に連通されている。さらに、筒部22には外周から開口して内径大径部22bの内周に通じる可変オリフィス22dが設けられており、当該可変オリフィス22dにて圧力室Cと圧側室R2とが連通されている。
In addition, the bottom 23 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孔10aと、一端3aの端部から開口して横孔10aへ通じる縦孔10bとで構成されている。
The expansion
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における内径大径部22aに摺接する摺接筒30と、摺接筒30の下端を閉塞する底部31と、底部31に設けた貫通孔31aと、底部31に貫通孔31aを取り囲むようにして設けた環状溝31bとを備えている。
The
圧側弾性部材13は、合成樹脂やゴム等の弾性材で形成されており、フリーピストン9の底部31の図1中下端に設けた環状溝31bに嵌合されるフランジ13aと、フランジ13aの内周から立ち上がり圧側圧力室8内に突出する有底筒状のクッション13bとで構成されている。なお、クッション13bは、筒状ではなく中実であってもよいが、筒状とすることで材料費を削減することができる。
The compression-side
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の鍔20bとフリーピストン9の底部31の上端との間、および、圧側圧力室8内であって底部23と底部31の環状溝31bに嵌合している圧側弾性部材13におけるフランジ13aとの間に、それぞれ、ばね要素12としてのコイルばねである伸側コイルばね34および圧側コイルばね35が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、これら伸側コイルばね34および圧側コイルばね35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伸側コイルばね34および圧側コイルばね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
このようにフリーピストン9を伸側コイルばね34と圧側コイルばね35とで挟持すると、圧側弾性部材13のフランジ13aがフリーピストン9の底部31へ向けて押しつけられるから、フリーピストン9と圧側弾性部材13とが一体となってハウジング6内で移動することができるようになっている。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するとともに、附勢力を発揮できればよいので、コイルばね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。
When the
また、フリーピストン9の底部31に設けた貫通孔31aは、圧側弾性部材13によって閉塞されるので、フリーピストン9によって、圧側室Cを伸側圧力室7と圧側圧力室8とに区画することができる。この実施の形態の緩衝装置Dの場合、フランジ13aが環状溝31bに嵌合するようになっているので、圧側弾性部材13がフリーピストン9に対して径方向へ位置決めされてずれることがないようになっており、圧側弾性部材13がフリーピストン9に対してずれてしまって、伸側圧力室7と圧側圧力室8とを連通してしまうことがないよう配慮されている。
Further, the through
なお、貫通孔31aを廃止することもできるが、圧側弾性部材13のクッション13b内がフリーピストン9における底部31の貫通孔31aを介して伸側圧力室7へ通じることで、緩衝装置D内へ液体を注入する際に、クッション13b内に気体が取り残されることがなく、緩衝装置D内に気泡が取り残されて、減衰力の発生応答性を悪化させてしまうことがないようになっている。
Although the through
戻って、フリーピストン9の摺接筒30は、その外周に周方向に沿って形成した環状凹部30aと、下端から開口して環状凹部30aに通じる透孔30bとを備えており、フリーピストン9が中立位置にある場合、環状凹部30aがハウジング6の筒部22に形成の可変オリフィス22dに対向するので、オリフィス孔11で圧側室R2と圧側圧力室8を連通するほか、透孔30b、環状凹部30a及び可変オリフィス22dによっても圧側室R2が圧側圧力室8へ連通される。
Returning, the sliding
この可変オリフィス22d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。
The
また、ハウジング筒21における底部23に設けたオリフィス孔11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。
In addition, the
そして、フリーピストン9が中立位置から変位して伸側圧力室7あるいは圧側圧力室8を圧縮する方向へ変位すると、変位の進みに応じて可変オリフィス22dと環状凹部30aとのラップ度合いが徐々に少なくなり、やがて、ストロークエンド近傍まで変位すると、可変オリフィス22dが環状凹部30aに対向しなくなって摺接筒30によって閉塞されるようになっており、この状態では、圧側圧力室8はオリフィス孔11のみで圧側室R2に連通されることなる。よって、フリーピストン9が中立位置から変位して可変オリフィス22dがフリーピストン9によって閉塞され始めると、圧側室R2と圧側圧力室8とを連通する通路のトータルの流路面積が減少し始めて、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変位を抑制することができるようになっている。
When the
このように、伸側室R1と伸側圧力室7とが伸側流路10によって連通され、圧側室R2と圧側圧力室8とが可変オリフィス22dとオリフィス孔11とでなる圧側流路によって連通され、伸側圧力室7と圧側圧力室8の容積はフリーピストン9がハウジング6内で変位することによって変化するので、この緩衝装置Dにあっては、上記した伸側流路10、伸側圧力室7、圧側圧力室8および圧側流路からなる流路が、見掛け上、伸側室R1と圧側室R2を連通しており、伸側室R1と圧側室R2は、減衰通路4および減衰通路5の他にも上記した見掛け上の流路によっても連通されることになる。
In this way, the expansion side chamber R1 and the expansion
なお、フリーピストン9が可変オリフィス22d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、可変オリフィス22d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、可変オリフィス22d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。この実施の形態では、可変オリフィス22d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22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を連通する可変オリフィスをフリーピストン9に設けるようにしてもよい。
The amount of displacement from the neutral position at which the
さらに、フリーピストン9が中立位置から所定の圧側変位量以上変位すると、圧側弾性部材13のクッション13bの底部がハウジング6の底部23に当接してオリフィス孔11を閉塞するようになっている。圧側変位量は、フリーピストン9が中立位置から圧側圧力室8を圧縮する方向へ変位した場合にストローク可能な変位量の範囲内であれば任意に設定することができる。
Further, when the
つづいて、緩衝装置Dの基本的な作動について説明する。緩衝装置Dがシリンダ1に対してピストン2が図1中上方向へ移動する伸長作動を呈すると、ピストン2によって伸側室R1が圧縮され、圧側室R2が拡大されるので、伸側室R1の圧力が高まると同時に、圧側室R2の圧力が低下して両者に差圧が生じて、伸側室R1の液体は、減衰通路5を通じて圧側室R2へ移動するとともに、圧側圧力室8よりも伸側圧力室7の圧力が高くなってフリーピストン9が圧側圧力室8を圧縮する方向へハウジング6内で変位するので、伸側流路5、伸側圧力室7、圧側圧力室8および圧側流路からなる見掛け上の流路を介して圧側室R2に移動する。
Next, the basic operation of the shock absorber D will be described. When the shock absorber D exhibits an extension operation in which the
反対に、緩衝装置Dがシリンダ1に対してピストン2が図1中下方向へ移動する収縮作動を呈すると、ピストン2によって圧側室R2が圧縮され、伸側室R1が拡大されるので、圧側室R2の圧力が高まると同時に、伸側室R1の圧力が低下して両者に差圧が生じて、圧側室R2の液体は、減衰通路4を通じて伸側室R1へ移動するとともに、伸側圧力室7よりも圧側圧力室8の圧力が高くなってフリーピストン9がハウジング6内で伸側圧力室7を圧縮する方向へ変位するので、伸側流路10、伸側圧力室7、圧側圧力室8および圧側流路からなる見掛け上の流路を介して 伸側室R1に移動する。
On the other hand, when the shock absorber D exhibits a contraction operation in which the
ここで、緩衝装置Dに入力される振動の周波数、すなわち、緩衝装置Dの伸縮振動の周波数が低周波であっても高周波であっても、緩衝装置Dにおけるピストン速度が同じである場合、低周波振動入力時の緩衝装置Dの振幅は、高周波振動入力時の緩衝装置Dの振幅よりも大きくなる。このように緩衝装置Dに入力される振動の周波数が低い場合、振幅が大きいため、伸縮1周期で伸側室R1と圧側室R2を行き交う液体の流量は大きくなる。この流量に略比例して、フリーピストン9が動く変位も大きくなるが、フリーピストン9はばね要素12で附勢されているため、フリーピストン9の変位が大きくなると、フリーピストン9が受けるばね要素12からの附勢力も大きくなり、その分、伸側圧力室7の圧力と圧側圧力室8の圧力に差圧が生じて、伸側室R1と伸側圧力室7の差圧および圧側室R2と圧側圧力室8の差圧が小さくなり、上記の見掛け上の流路を通過する流量は小さくなる。この見掛け上の流路を通過する流量が小さい分、減衰通路4あるいは減衰通路5の流量は大きくなるので、緩衝装置Dが発生する減衰力が大きいまま維持される。
Here, when the piston speed in the shock absorber D is the same regardless of whether the vibration frequency input to the shock absorber D, that is, the expansion and contraction vibration frequency of the shock absorber D is low or high, the low The amplitude of the shock absorber D at the time of high frequency vibration input is larger than the amplitude of the shock absorber D at the time of high frequency vibration input. Thus, when the frequency of the vibration input to the shock absorber D is low, the amplitude is large, so that the flow rate of the liquid flowing between the expansion side chamber R1 and the compression side chamber R2 increases in one expansion / contraction cycle. Although the displacement of the
逆に、緩衝装置Dに高周波振動が入力される場合、振幅が低周波振動入力時よりも小さいため、伸縮1周期で伸側室R1と圧側室R2を行き交う液体の流量は小さく、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が受けるばね要素12から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の圧力がほぼ同等圧となり、伸側室R1と伸側圧力室7の差圧および圧側室R2と圧側圧力室8の差圧は低周波振動入力時よりも大きくなって、上記の見掛け上の流路を通過する流量が低周波振動入力時よりも増大する。この見掛け上の流路を通過する流量が増大した分は、減衰通路4あるいは減衰通路5の流量が減少することになるので、緩衝装置Dが発生する減衰力は低周波振動入力時の減衰力よりも小さくなる。
Conversely, when high-frequency vibration is input to the shock absorber D, the amplitude is smaller than when low-frequency vibration is input, so the flow rate of the liquid flowing between the expansion-side chamber R1 and the compression-side chamber R2 in one expansion / contraction cycle is small, and the
このように、緩衝装置Dは、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を小さくすることができ、入力振動周波数に依存して車両に適した減衰力を発生することができる。 Thus, the shock absorber D can generate a large damping force for vibrations in the low frequency range, and can reduce the damping force for vibrations in the high frequency range, depending on the input vibration frequency. A damping force suitable for the vehicle can be generated.
また、フリーピストン9が中立位置から可変オリフィス孔22dを閉塞するまで変位する場合には、可変オリフィス22dを閉塞し始めてから完全に閉塞するまでに圧側通路の流路抵抗が徐々に大きくなり、フリーピストン9のストロークエンド側への移動速度が減少されて、上記した見掛け上の流路を介しての伸側室R1と圧側室R2との液体の移動量も減少し、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。したがって、このようにフリーピストン9の中立位置からの変位が大きく可変オリフィス22dを閉塞するような場合、フリーピストン9のストロークエンド側への変位が抑制され、高周波振動入力時において緩衝装置Dが低い減衰力を発生している状態から急激に高い減衰力に切換ることが防止され、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。
Further, when the
また、フリーピストン9が圧側圧力室8を圧縮する図1中下方へ圧側所定量以上変位すると、フリーピストン9に設けた圧側弾性部材13におけるクッション13bの底部がハウジング6の底部23に当接して、それ以上のフリーピストン9の図1中下方側への変位を抑制しつつ、オリフィス孔11を閉塞する。
Further, when the
オリフィス孔11が閉塞されると、圧側圧力室8と圧側室R2との連通が断たれ、それ以上の図1中下方へのフリーピストン9の変位に対し、圧側圧力室8が圧縮されて内部圧力が上昇して、フリーピストン9の図1中下方への変位を抑制し、フリーピストン9とハウジング6との衝突が阻止される。なお、圧側弾性部材13がオリフィス孔11を閉塞する際に、可変オリフィス22dが環状凹部30aに対向して圧側室R2と圧側圧力室8とを連通している状態となっていてもよく、この場合、オリフィス孔11が閉塞されても、可変オリフィス22dは有効であるので、フリーピストン9はクッション13bを圧縮しつつ圧側圧力室8を圧縮する方向へ変位することができるが、フリーピストン9の変位が進むと可変オリフィス22dも遮断されて、圧側圧力室8と圧側室R2との連通が断たれて、フリーピストン9のそれ以上の圧側圧力室8を圧縮する方向への変位が阻止される。よって、フリーピストン9とハウジング6との衝突が阻止される。
When the
以上より、本発明の緩衝装置Dによれば、フリーピストン9とハウジング6との衝突を阻止でき、両者の打音の発生を抑制でき、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することができる。
From the above, according to the shock absorber D of the present invention, the collision between the
なお、フリーピストン9と圧側弾性部材13と一体とさせるうえで、圧側コイルばね35を用いることで、圧側コイルばね35の内周側に干渉することなく圧側弾性部材13を配置することができる。
In order to integrate the
また、上記したところでは、フリーピストン9が圧側圧力室8を圧縮する方向へ変位した場合に、圧側弾性部材13をハウジング6に当接させてオリフィス孔11を閉塞するようにし、フリーピストン9の圧側圧力室8を圧縮する方向の変位を抑制するようにしているが、図2に示すように、伸側弾性部材40を設け、フリーピストン9が中立位置から伸側圧力室7を圧縮する方向へ伸側変位量以上変位した場合に当該伸側弾性部材40をピストンロッド3の先端面である図2中下端面に当接させて伸側通路10を閉塞させるようにし、フリーピストン9の伸側圧力室7を圧縮する方向の変位を抑制するようにしてもよい。
In addition, as described above, when the
伸側弾性部材40は、フランジ40aと、フランジ40aから立ち上がって貫通孔31aを通して伸側圧力室7内に突出するクッション40bとを備えて構成されている。そして、フランジ40aをフリーピストン9の環状溝31bに嵌合させてあり、フランジ40aの下に圧側弾性部材13のフランジ13aを重ね、フランジ40aとフランジ13aを圧側コイルばね35とフリーピストン9で挟持することで、フリーピストン9に伸側弾性部材40と圧側弾性部材13を固定するようにしている。
The expansion side
このようにすることで、伸側弾性部材40は、圧側弾性部材13とともにフリーピストン9へ簡単に固定することができる。また、クッション13b,40bは、筒状ではなく中実であってもよいが、筒状とすることで材料費を削減することができる。
By doing in this way, the expansion side
そして、伸側弾性部材40のクッション40bの頂部は、フリーピストン9が中立位置から所定の伸側変位量以上変位すると、ピストンロッド3の先端面に当接して、伸側通路10の縦孔10bを閉塞するようになっており、伸側変位量は、フリーピストン9が中立位置から伸側圧力室7を圧縮する方向へ変位した場合にストローク可能な変位量の範囲内であれば任意に設定することができる。
When the
よって、この緩衝装置Dの場合、フリーピストン9が圧側圧力室8を圧縮する図2中下方へ変位した場合に圧側弾性部材13によりフリーピストン9とハウジング6との衝突が阻止されるだけでなく、フリーピストン9が伸側圧力室7を圧縮する図2中上方へ伸側所定量以上変位する場合、伸側通路10が閉塞されて伸側圧力室7と伸側室R1との連通が断たれるので、それ以上の図2中上方へのフリーピストン9の変位に対し、伸側圧力室7が圧縮されて内部圧力が上昇して、フリーピストン9の図2中上方への変位を抑制し、フリーピストン9とハウジング6との衝突が阻止される。なお、伸側弾性部材40が伸側通路10を閉塞する際に、可変オリフィス22dが環状凹部30aに対向して圧側室R2と圧側圧力室8とを連通している状態となっていてもよいし、オリフィス孔11が閉塞されるようになっていてもよい。
Therefore, in the case of this shock absorber D, when the
以上より、本発明の緩衝装置Dによれば、フリーピストン9とハウジング6との衝突を阻止でき、両者の打音の発生を抑制でき、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することができる。
From the above, according to the shock absorber D of the present invention, the collision between the
なお、フリーピストン9と伸側弾性部材40と一体とさせるうえで、伸側コイルばね34と圧側コイルばね35を用いることで、伸側コイルばね34および圧側コイルばね35の内周側にこれらに干渉することなく伸側弾性部材40および圧側弾性部材13を配置することができる。
In order to integrate the
また、伸側弾性部材40をフリーピストン9に固定する際に、フリーピストン9の場合、図3に示すように、フリーピストン9の底部31の伸側圧力室側に貫通孔31aを取り囲むようにして環状溝31cを設けておき、フランジ40aをフリーピストン9の環状溝31cに嵌合させて、フリーピストン9と伸側コイルばね34とでフランジ40aを挟持することでフリーピストン9に伸側弾性部材40を固定するようにしてもよい。
Further, when the extension side
さらに、図4に示すように、環状溝31bを廃止して、伸側弾性部材40と圧側弾性部材13のフランジ40aとフランジ13aを重ね合わせて環状溝31cに嵌合させ、フランジ40aとフランジ13aを伸側コイルばね34とフリーピストン9で挟持することで、フリーピストン9に伸側弾性部材40と圧側弾性部材13を固定するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, the
なお、上記したところでは、圧側弾性部材13を設けた例を挙げて本発明を説明したが、図3で環状溝31cのみをフリーピストン9の底部31に設けて圧側弾性部材13、貫通孔31aおよび環状溝31bを廃止する等して、伸側弾性部材40のみを設け、フリーピストン9が伸側圧力室7を圧縮する方向へ伸側所定量以上変位する場合、伸側通路10を伸側弾性部材40で閉塞して伸側圧力室7と伸側室R1との連通を断って、フリーピストン9とハウジング6との衝突が阻止するようにすれば、緩衝装置Dの伸長作動時において両者の打音の発生を抑制でき、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することができる。
In the above description, the present invention has been described with reference to an example in which the compression side
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、車両の制振用途に利用することができる。 The shock absorber of the present invention can be used for vehicle vibration control.
1 シリンダ
2 ピストン
3 ピストンロッド
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
11 オリフィス孔
12 ばね要素
13 圧側弾性部材
13a,40a フランジ
13b,40b クッション
31a 貫通孔
34 伸側コイルばね
35 圧側コイルばね
40 伸側弾性部材
C 圧力室
D 緩衝装置
R1 伸側室
R2 圧側室
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記圧側弾性部材は、上記フリーピストンと上記圧側コイルばねとで挟持されるフランジと、当該フランジの内周から立ち上がり上記圧側圧力室内に突出して上記ハウジングへ当接時に上記オリフィス孔を底部で閉塞する有底筒状のクッションとを備え、
上記フリーピストンは、上記クッション内を上記伸側圧力室へ連通する貫通孔を備えたことを特徴とする請求項1または3に記載の緩衝装置。 The spring element is housed in the pressure side pressure chamber and interposed between the free piston and the housing; and the spring element is housed in the extension side pressure chamber and between the free piston and the housing. An extension side coil spring interposed between
The compression-side elastic member rises from the inner periphery of the flange between the free piston and the compression-side coil spring, protrudes into the compression-side pressure chamber, and closes the orifice hole at the bottom when contacting the housing. With a bottomed cylindrical cushion,
4. The shock absorber according to claim 1, wherein the free piston includes a through hole that communicates the inside of the cushion to the extension side pressure chamber. 5.
上記伸側通路は、上記ピストンロッド内に設けられて当該ピストンロッドの先端に開口して上記伸側圧力室に通じており、
上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位量以上変位すると上記ピストンロッドの先端面に当接して上記伸側通路を閉塞する伸側弾性部材を備えたことを特徴とする請求項2、3または4に記載の緩衝装置。 A piston rod that is inserted into the cylinder and to which the piston and the housing are attached;
The extension side passage is provided in the piston rod, opens at the tip of the piston rod, and communicates with the extension side pressure chamber.
When the free piston is mounted on the free piston and is displaced by a predetermined extension side displacement amount or more in the direction of compressing the extension side pressure chamber from the neutral position with respect to the housing, the tip end surface of the piston rod comes into contact with the housing. The shock absorber according to claim 2, 3 or 4, further comprising an expansion-side elastic member that closes the expansion-side passage.
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