JP5314302B2 - 振幅選別的減衰力を有する振動ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分（所謂おいて部分、プリアンブル部分）に記載した振幅選別的減衰力を有する振動ダンパに関する。

特許文献１と特許文献２は振幅選別的減衰力を有する振動ダンパを開示している。ケーシング内において分離ピストンがスライドするように支承され、２つの作動チャンバを分離している。各作動チャンバは１つの作動室に通じる流体接続部を備えている。この場合、両作動室はピストンによって互いに分離されている。ピストンは減衰弁を備えている。この場合、振幅選別式減衰装置はケーシングと分離ピストンが各減衰弁に対して平行に液圧的に作用する。

分離ピストンは、終端当接位置において騒音の発生を抑えるエラストマー体を備えている。分離ピストンと内壁との間でシール作用が働いているので、漏洩流れは発生しない。半径方向外側に位置する補強リングが、シール作用の範囲において分離ピストンの強度を高めるので、シール作用は持続的に発揮される。

しかしながら、分離ピストンのシール作用と、それに関連するケーシングの内壁の摩擦とにより、振幅選別的減衰の応答感度は所望な程度に達しなくなる。

特許文献３により、基本的な構造が同じである振動ダンパが知られている。この振動ダンパは振幅選別的な減衰のためにケーシング内に発泡体を備えている。この発泡体はケーシング容積全体に充填されている。ピストンロッド運動の際、振動ダンパの作動室間で流れは発生せず、発泡体の片側が圧縮されるだけである。

高速ピストンロッドの場合、発泡体に作用する、流体接続部からの減衰媒体噴流が、強い摩耗作用を有するので、摩耗によって生じた粒子が減衰弁に侵入し、減衰弁の機能に悪影響を及ぼす。

DE 10 2004 034 057 B4 DE 10 2004 015 065 A1 DE 10 2004 018 990 B3

本発明の課題は、騒音を発生せずかつ耐久性を有する、応答感度の良好な振幅選別式振動ダンパを提供することである。

この課題は本発明に従い、分離ピストンがケーシング内壁と共に環状隙間を形成し、この環状隙間の大きさが、ピストンロッド運動時に環状隙間内に圧力差を生じるように定められ、分離ピストンがケーシング内で所定の摺動変位に達することにより、作動チャンバ内の有効圧力によって半径方向に弾性的に拡げられ、それによって分離ピストンの変形した容積部分が環状隙間を閉鎖することによって解決される。

大きな利点は、環状隙間に基づいて、分離ピストンの軸方向運動を妨害する摩擦力が発生しないことにある。分離ピストンが軸方向に移動可能であるため、変形は環状隙間のシール作用だけを生じる程度で十分でなければならないが、作動室内での容積増大はさほど生じない。

簡単な実施形態は、分離ピストン全体が変形可能な材料からなっていることを特徴とする。

しかし、分離ピストンが内側の補強部を備えていてもよい。補強部の形状によって、分離ピストンの弾性範囲の変形可能性と変形方向に影響を及ぼすことができる。

その代わりに、分離ピストンを中空体として形成することができる。中空体の壁厚は変形可能性を決定する。

さらに、中空体に流体を充填することができる。中空体に流体を部分充填する場合、分離ピストンの慣性が抑制される。

さらに、分離ピストンが摺動変位を制限する当接面の方向に、中空成形部を有し、この中空成形部が当接面と共に、減衰媒体制御式端位置減衰を生じることができる。端位置減衰は騒音発生を抑制する。

例えば、分離ピストンが少なくとも１つの当接面の方向に、リング状当接成形部を備えている。リング状当接成形部内には減衰媒体が設けられ、この減衰媒体は当接運動時に、開放した環状隙間の方向に押し出される。

次に、図に基づいて、本発明を詳しく説明する。

図１は、振動ダンパ１の一部を示している。減衰媒体を充填した振動ダンパのシリンダ３内で、ピストンロッド５が軸方向に移動可能に案内されている。ピストン６はシリンダを、ピストンロッド側の作動室７と、ピストンロッドから離れた作動室９とに分割している。この場合、ピストンロッドの各々の移動方向に、１個の減衰弁、本例では通路１１、１３が設けられている。この通路は端側で少なくとも一部が少なくとも１個の弁板１５、１７によって覆われる。

ピストンロッド５内にはケーシング１９が形成されている。このケーシング内に分離ピストン２１が軸方向に移動可能に配置されている。全体がエラストマー物質または発泡物質からなる分離ピストンは、ケーシング１９を、同様に減衰媒体を充填した２つの作動チャンバ２３、２５に分割している。下側の作動チャンバ２５は、ピストンロッド突出部分２９内の軸方向通路の形をした流体接続部２７を介して、ピストンロッドから離れた作動室９に接続している。ピストンロッド側の作動室７と上側の作動チャンバ２３との間には同様に、接続穴３１が設けられている。両作動チャンバ２３、２５の容積変化に応じて減衰媒体が流体接続部と接続穴を経て流れるので、両作動チャンバには減衰媒体が持続的に充填される。

分離ピストン２１とケーシング１９の内壁との間には、環状隙間３２が設けられている。この環状隙間の大きさは、ピストンロッド運動時に両作動チャンバ２３、２５の間で圧力差が生じるように定められている。

ピストンロッド上昇運動の際および分離ピストン２１がその出発位置である中央位置にあるときに、押しのけられた減衰媒体は作動チャンバ２５に収容される。この場合、分離ピストン２１は摺動変位を行う。分離ピストンが底３３に達するや否やもしくはピストンロッド引込み運動時にケーシング１９のカバー３５に達するや否や、分離ピストン２１は作動チャンバ２３内の有効圧力によって半径方向に弾性的に拡げられるので、その際変形した分離ピストン２１の容積部分が半径方向隙間３２を閉鎖する。これは分離ピストンの破線による図示によって明らかである。

方向変換要素３７によって形成される底３３内には、出口３８が設けられている。残りの減衰媒体が作動チャンバ２５からこの出口と流体接続部２７を経てピストンロッドから離れた作動室９に流出可能であるが、作動チャンバ２３からの後流は不可能である。従って、ピストンロッド運動が進行すると、減衰弁１１、１５または１３、１７が開放する。

図２は、最大直径範囲に板状補強部３９を有する分離ピストン２１を示している。補強部の外径範囲には、エラストマーまたは発泡物質の小さな壁厚部だけが設けられている。従って、製造に起因する分離ピストン２１の収縮率がきわめて小さいので、全体としてきわめて正確な直径寸法が得られる。

図３に示した変形による分離ピストン２１は、摺動変位を制限する当接面、すなわち底３３またはカバー３５の方向において、その上面および／または下面に、リング状の当接成形部４３内の中空成形部４１を備えている。この具体的な実施形態の場合、分離ピストン２１はＨ形の断面を有する。当接成形部４３が例えば底３３（図１）に当接すると、当接成形部内にある減衰媒体は出口３８の方へ半径方向に押しのけられるので、液圧的な端位置減衰が達成される。

図４に示した分離ピストン２１は中空体として形成され、例えば球形である。中空体の中には流体４５、例えばゲルが充填されている。従って、中空体を部分充填する場合、分離ピストンの慣性作用に影響を及ぼすことができる。

振幅選別的減衰力を有する振動ダンパの部分断面図である。 分離ピストンの他の実施形態を示す図である。 分離ピストンの他の実施形態を示す図である。 分離ピストンの他の実施形態を示す図である。

符号の説明

１ 振動ダンパ
３ シリンダ
５ ピストンロッド
６ ピストン
７、９ 作動室
１９ ケーシング
２１ 分離ピストン
２３、２５ 作動チャンバ
２７ 流体接続部
３２ 環状隙間
３３、３５ 当接面
３９ 補強部
４１ 中空成形部
４３ 当接成形部

Claims (7)

1. 減衰媒体を充填したシリンダ（３）を具備し、このシリンダ内で、ピストン（６）を備えたピストンロッド（５）が軸方向に移動可能に案内され、ピストン（６）がシリンダ（３）を、ピストンロッド側の作動室（７）とピストンロッドから離れた側の作動室（９）に分割し、軸方向に移動可能な分離ピストン（２１）がピストンロッド（５）内に形成されたケーシング（１９）を二つの作動チャンバ（２３、２５）に分割し、ピストンロッドから離れた側の作動室（９）が振幅選別的減衰力をもたらすためにピストンロッド突出部分（２９）内の軸方向通路の形をした流体接続部（２７）を介してケーシング（１９）内の第１作動チャンバ（２５）に接続され、ピストンロッド側の作動室（７）がピストンロッド（５）に設けられた接続穴（３１）を介してケーシング（１９）内の第２作動チャンバ（２３）と接続されており、上記分離ピストン（２１）の少なくとも一部範囲が弾性的に変形可能な材料から構成されている、振動ダンパ（１）において、
   上記分離ピストン（２１）がケーシング内壁と共に環状隙間（３２）を形成し、この環状隙間の大きさが、ピストンロッド運動時に環状隙間（３２）内に圧力勾配を生じるように定められ、上記分離ピストン（２１）がケーシング（１９）内で所定の距離だけ変位した後に、上記作動チャンバ（２３、２５）内の有効圧力によって半径方向に弾性的に変形して拡げられ、それによって上記分離ピストン（２１）の変形した容積部分が上記環状隙間（３２）を閉鎖することを特徴とする、振動ダンパ（１）。
2. 上記分離ピストン（２１）全体が弾性的に変形可能な材料から構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の振動ダンパ。
3. 上記分離ピストン（２１）が内側の補強部（３９）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の振動ダンパ。
4. 上記分離ピストン（２１）が中空体として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の振動ダンパ。
5. 上記中空体に流体が充填されていることを特徴とする、請求項４に記載の振動ダンパ。
6. 上記分離ピストン（２１）が変位距離を制限する当接面（３３、３５）の方向に、リング状の当接成形部（４３）を備えた中空成形部（４１）を有し、一方の当接面（３３）には、第１作動チャンバ（２５）から流体接続部（２７）に減衰媒体を流出させるための出口（３８）が設けられており、上記当接成形部（４３）が上記当接面（３３）に当接した場合に半径方向に弾性的に変形して拡げられた当接成形部（４３）が上記出口（３８）を閉鎖することを特徴とする、請求項１に記載の振動ダンパ。
7. 上記分離ピストン（２１）が少なくとも１つの当接面（３３、３５）の方向に、リング状当接成形部（４３）を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の振動ダンパ。
   

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