JPH01295042A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は油圧緩衝器に関するもので、特に、加えられる
荷重の大きさに応じて減衰力特性が変化するようにされ
ている油圧緩衝器に関するものである。

〔従来の技術］ −ｍに、バスやトラックなどのような荷重変化の大きい
車両あるいは２輪車や４輪車からなるオフロード車のよ
うな走行中外部から加えられる荷重の変化の大きい車両
などに使用される油圧緩衝器には、荷重の大きさに応じ
て減衰力が変化する特性が要求される。

このような減衰力特性においては、荷重が大きくなるに
つれて減衰力が連続的に漸増するプログレッシブな特性
が理想的であるが、この特性を油圧緩衝器に備えさせよ
うとした場合、油圧緩衝器はその構造がきわめて複雑に
なり、コストが高いものとなる。

そこで、一般には、油圧緩衝器を減衰力が段階的に変化
するように構成していることが多い。

この種の油圧緩衝器として、従来、種々の構造のものが
考えられているが、その一つに第７図に示されているよ
うな絞り数変更形の油圧緩衝器が知られている。

第７図から明らかなように、この油圧緩衝器は互いに同
心状に配設された外筒ｏ１および内筒０２と内筒０２内
に摺動可能に収容されたピストン０３とを備えており、
内筒ｏ２には荷重の増大に伴って移動するピストン０３
の位置に対応して適宜数のオリフィス０４．０４、・・
・が軸方向に形成されている。このような油圧緩衝器に
おいては、ピストン０３の移動に伴ってオリフィス０４
．０４・・・の数が減少じて流路抵抗が増大するので、
減衰力が段階的に大きくなる。

［発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような油圧緩衝器の減衰力を発生さ
せる構造では、オリフィス０４、ｏ４、・・・が内筒０
２に形成されていて油が内筒ｏ２内の空間と外筒０１と
内筒０２との間の空間との間で流動するようにされてい
るので、この構造が適用できる油圧緩衝器は外筒０１と
内筒０２とからなる複筒形の油圧緩衝器以外には適用す
ることができない。

また、複数のオリフィス０４．０４、・・・を内筒０２
に軸方向に形成しなければならないので、油圧緩衝器の
全長が長くなってしまうという問題も存している。

本発明は、上記問題を解決するものであって、単筒形の
油圧緩衝器にも複筒形の油圧緩衝器にも適用できるよう
にし、しかも全長を短くすることができる絞り数変更形
の油圧緩衝器を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前述の課題を解決するために、本発明は、油が充填され
たシリンダ１と、ピストンロッド５に固定されて前記シ
リンダ１内に摺動自在に配設されかつ前記シリンダ１内
を第１室３と第２室４とに区画するピストン２と、この
ピストン２に設けられて前記第１室３と前記第２室４と
を連通ずる通路２５と、この通路２５に設けられ油のい
ずれの流動方向にも減衰力を発生する減衰弁２６とを備
えた油圧緩衝器において、前記ピストンロッド５に前記
第１室３と前記第２室４とを連通ずる絞り通路２４が設
けられ、更に、前記ピストンロッド５に摺動弁２２が軸
方向に摺動可能にかつ前記絞り通路２４を閉じる方向に
付勢されて嵌挿されているとともに、前記シリンダ１内
に可動壁１６が所定範囲内で軸方向に摺動可能にかつ前
記所定範囲内にあるときに前記摺動弁２２を前記絞り通
路２４が開放する方向に付勢するようにして嵌挿されて
いることを特徴としている。

［作用］ このような構成をした本発明による油圧緩衝器において
は、加えられる荷重が比較的小さな通常の荷重のとき可
動壁は摺動可能な所定範囲にあるので、可動壁は摺動弁
を絞り通路が開く方向に付勢する。このため、摺動弁は
絞り通路を開放するので、ピストンによって区画された
２つの第１、第２室は減衰弁が設けられた通路と絞り通
路との２つの通路によって連通ずるようになる。したが
って、油圧緩衝器の圧縮行程あるいはおよび伸張行程に
おいて、油はこれら２つの通路を通って第２室から第１
室へあるいは第１室から第２室へ流動する。この場合、
流路抵抗が小さく、油が多量に流動するようになるので
、減衰力は比較的小さくなる。

また、荷重が大きくなってピストンのストロークが所定
の大きさを越えると、可動壁は所定の範囲以上には摺動
しなくなるので摺動弁に対して付勢力を加えなくなり、
摺動弁が絞り通路を閉じる方向に移動する。このため、
第１、第２室は減衰弁が設けられた通路によってのみ連
通するようになる。したがって、油はこの通路のみを通
って流動する。この結果、流路抵抗が増大するので、減
衰力は大きくなる。

このようにして、油圧緩衝器は通常荷重のときには減衰
力が小さく、大荷重のときには減衰力が大きくなる２段
階の減衰力特性を発揮するようになる。

［実施例コ 以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図に示されているように、油圧緩衝器はシリンダ１
を備えている。このシリンダｌ内には第１ピストン２が
摺動可能に収容されており、この第１ピストン２はシリ
ンダ１内を上下に第１室３と第２＊４とに区画している
。これら両室３．４には油が充填されている。そして、
第２室４はシリンダ１の下端部に形成されたボートｌａ
に連通されている。また、ピストンロッド５がシリンダ
１の内部と外部とにわたってシリンダ１に対して摺動自
在に配設されており、このピストンロッド５の一端部側
に第１ピストン２が固定されているとともに、他端部側
にばね受は座６が設けられている。このばね受は座６と
シリンダ１の外周部に設けられたばね受は座７との間に
緩衝ばね８が配設されている。

一方、シリンダ１とは別体にリザーバタンク９が設けら
れており、このリザーバタンク９の内部はフリーピスト
ン１０によって上下に二つの室１１．１２とに区画され
ている。上側の室１１にはガスが投入されており、下側
の室１２には油が充填されている。室１２はパルプ装置
１３を介してボート９ａに連通されている。そして、こ
のボート９ａは連結ホース１４を介してシリンダ１のボ
ート１ａに接続されている。

第２図に示されているように、シリンダ１の内部はほぼ
中央部に他の部分よりも若干内径が小さい小径部１ｂが
形成されており、この小径部１ｂに第１ピストン２が位
置するようになっている。

シリンダ１の上側の大径部１ｃの上縁部には固定壁１５
が固定されており、この固定壁１５の下部は円筒部１５
ａとされている。この円筒部１５ａにはオリフィス通路
１５ｂが形成されている。

固定壁１５の下方の大径部ＩＣには可動壁１６が摺動可
能に配設されている。したがって、この可動壁１６の上
方には第３室１７が形成されている。

可動壁１６の上部は円筒部１６ａとされており、この円
筒部１６ａはピストンロッド５がきわめて大きくストロ
ークしたとき、すなわち油圧緩衝器が最大に伸張したと
きに第２図に示されているように固定壁１５の円筒部１
５ａに嵌合するようになっている。

また、可動壁１６はコイルばね１８によって常時下方に
付勢されていて、ピストンロッド５に固定されたロッド
部材５ａに当接するようにされている。更に、可動壁１
６には二つの通路１９．２０が形成されているとともに
、第１室３から第３室１７に向かう油の流れを許容する
がその逆向きの流れを阻止するように通路２０を開閉制
御するワンウェイバルブ２１が設けられている。そして
、これら固定壁１５と可動壁１６とをピストンロッド５
が摺動自在に貫通している。

ロッド部材５ａの外周には、摺動弁２２が摺動自在に嵌
装されており、この摺動弁２２はコイルばね２３によっ
て常時上向きに付勢されている。

そして、摺動弁２２は下向きの力が加えられないときに
はその段差部２２ａがロッド部材５ａに形成された段差
部５ｂに当接してそれ以上上方には移動しない上限位置
になるようにされている。

ピストンロッド５およびロッド部材５ａには第１室３と
第２室４とを連通ずるオリフィス通路２４が形成されて
いる。そして、このオリフィス通路２４は、摺動弁２２
が下方に移動して摺動弁２２の孔２２ｂとオリフィス通
路２４のピストン口・７ド５ａ側開口とが一致したとき
に開放し、摺動弁２２が上限位置にあって摺動弁２２の
孔２２ｂとオリフィス通路２４のロンド部材５ａ側開口
とが一致しなくなったときに遮断するように、摺動弁２
２によって開閉制御される。

第１ピストン２には、第１室３と第２室４とを連通ずる
比較的大きな通路２５が形成されているとともに、この
通路２５内の油の流れを制御する第１減衰弁２６が設け
られている。この第１減衰弁２６は油の流れる方向がい
ずれの方向であっても減衰力を発生するようになってい
る。

第１ピストン２の下方のピストンロッド５には第１ピス
トン２より小径の第２ピストン２７が固定され、その外
周縁にＯリング２７ａが嵌装されている。この第２ピス
トン２７には、その上下面を連通ずる通路２８が形成さ
れているとともに、この通路２８内の油の流れを制御す
る第２減衰弁２９が設けられている。

ピストンロッド５の下端には筒状のナツト３０が螺合さ
れている。そして、ピストンロッド５およびナツト３０
には第１室３と第２室４とを連通ずる通路３１が形成さ
れている。この通路３１の油の流量を調節する絞りバル
ブ３２がピストンロッド５に設けられている。また、ナ
フト３０にはオリフィス通路３３と通路３４とが形成さ
れているとともに、通路３４を上方から下方に向かう油
の流れを許容するがその逆向きの流れを阻止するように
開閉制御するワンウェイバルブ３５が設けられている。

第３図に示されているように、シリンダ１内には、下端
部のみが大径部１ｄを摺動しその他の部分が小径部１ｂ
を摺動するスライドリング３６が配設されている。この
スライドリング３６はコイルばね３７によって常時上方
に付勢され、その下端部が大径部１ｄと小径部１ｂとの
段差部１ｆに当接する上限位置に保持されている。そし
てピストンロッド５が下方に大きくストロークしたとき
に、第２ピストン２７がスライドリング３６の上端部の
シリンダ部３６ａに嵌入するようになっている。そして
、第２ピストン２７の下面がスライドリング３６のフラ
ンジ部３６ｂに当接するようになっている。

シリンダ１の下端には固定壁３８が固定されており、こ
の固定壁３８には、ポート１ａ　（第１図参照）と第２
室４とを連通ずる通路３９．４０とオリフィス通路４１
とが形成されている。また、固定壁３８には、通路４０
をポー）１ａから第２室４に向かう油の流れを許容する
がその逆向きの流れを阻止するように開閉制御するワン
ウェイバルブ４２が設けられている。更に、固定壁３８
には、筒状のオイルロックピース４３が固定されており
、ピストンロッド５がきわめて大きく下方にストローク
したときナンド３０がこのオイルロックピース４３の内
部空間４３ａ内に嵌入するようになっている。

次に、第４Ａ〜４Ｃ図および第５Ａ〜５０図を用いてこ
のように構成された本実施例の作用を説明する。

先ず最初に油圧緩衝器の圧縮行程について説明する。な
お、ピストンロッド５のストローク速度は一定として説
明する。

油圧緩衝器が最大に伸張している状態では、第４Ａ図に
２点鎖線が示されているように、可動壁１６の円筒部１
６ａが固定壁１５の円筒部１５ａに嵌合している。また
、この状態では、可動壁１６が段差部１ｅに当接しなく
、可動壁１６と摺動弁２２とが当接している。その場合
、コイルばね１８の設定荷重がコイルばね２３の設定荷
重よりも大きく設定されているので、摺動弁２２は下方
に移動されていて、オリフィス通路２４は開放されてい
る。

この状態で、ピストンロッド５が下方にストロークする
と、第４Ａ図に実線で示されているように第１ピストン
２が下方に移動するとともにコイルばね１８の付勢力に
よって可動壁１６も下方に移動する。このため、ワンウ
ェイバルブ２１および第１減衰弁２６が上方に動いて通
路２０．２５を開く。この結果、油は矢印で示されてい
るように通路２４．２５を通って第２室４から第１室３
へ、および通路１９．２０を通って第１室３から第３室
１７へ流動する。また、オリフィス通路３３および通路
３１を通って若干の油が第２室４から第３室１７へ流動
する。また、第２室４内の油の一部は矢印に示されてい
るようにボートｌａを通ってリザーバタンク９の室１２
内に流れるようになる。したがって、油が比較的多量に
流動することになり、発生する減衰力は比較的小さい。

このときの減衰力特性は第６図の直ｖＡａによって表れ
される。

第４Ｂ図に示されているように、更にピストンロッド５
が下方にストロークしてそのストローク量が所定の大き
さになると、可動壁１６が段差部１ｅに当接する。続い
てピストン口・７ド５が下方にストロークすると、コイ
ルばね１８の付勢力が摺動弁２２に加えられなくなるの
で摺動弁２２は上方に移動する。このため、摺動弁２２
の孔２２ｂとオリフィス通路２４のロンド部材５ａ側の
開口とがずれて、オリフィス通路２４内を流れる油が絞
られるようになる。この結果、減衰力が増大して第６図
の直線すに沿うようになる。そして、摺動弁２２がその
上限位置に達すると、オリフィス通路２４内を流動しな
くなる。これにより、増大した減衰力はほぼ一定となっ
て直ｌｃに沿うようになる。また、ワンウェイバルブ２
１が通路２０を閉じるとともに、第３室１７は、その容
積が増加しないので油は第３室１７には流れなくなる。

更に、ピストンロッド５が下方にストロークすると、第
４Ｃ図に示されているように、第２ピストン２７がスラ
イドリング３６のシリンダ部り６ａ内に嵌入するように
なり、第２室４は上下の２室４ａ、４ｂに区画され始め
る。このため、第２ピストン２７とスライドリング３６
との間の流路が次第に狭められてこれらの２室ａ、４ｂ
間の油の流れは絞られるようになるとともに第２減衰弁
２９が上方に動いて通路２８を開放し、減衰力を発生す
るようになる。この結果、減衰力は増大して直線ｄに沿
うようになる。第２ピストン２７がシリンダ部り６ａ内
に完全に嵌入すると、通路２８が完全に開放して油はｉ
ｌ路２８のみを通って下室４ｂから上室４．ｉｆ流動す
る。これにより、増大した減衰力はほぼ一定となって直
線ｅに沿うようになる。そして、第２ピストン２７の下
面がスライドリング３６のフランジ部３６ｂに当接する
。

以後、ピストンロッド５はスライドリング３６を伴って
ストロークする。このとき、コイルばね３７が圧縮され
るので油圧緩衝器のばね定数は二つのコイルばね８．３
７のばね定数を合わせたものとなって増大する。すなわ
ち、油圧緩衝器のばね特性がビストンストロークに応じ
て二段に変化する特性となる。更に、ピストンロッド５
がストロークすると、ナンド３０が第４ｃ図に２点鎖線
で示されているようにオイルロックピース４３内に嵌入
するようになる。そして、ワンウェイバルブ４２が通路
４０を閉じているので、オイルロックピース４３内の油
はオリフィス通路４１を通してのみ流れるようになるの
で減衰力が更に増大して直線ｆに沿うようになる。

次に、油圧緩衝器の伸張行程について説明する。

第５Ａ図に２点鎖線で示されているように、油圧緩衝器
の最大圧縮時でナソ１−３０がオイルロックピース４３
内に嵌入している状態においてピストンロフト５が矢印
で示される伸び方向にストロークしてナンド３０が第５
Ａ図に実線で示されている位置に移動すると、通路３９
゛を通って油が室４ｂ内に流入するとともに、ワンウェ
イバルブ４２が通路４０を開放するのでこの通路４０と
オリフィス通路４１とを通して油がオイルロックピース
４３内に流入する。また、第１、第２減衰弁２６．２９
が下方に動いて通路２５．２８を開放するので、油は矢
印のように通路２８を通って上側の室４ａから下側の室
４ｂに流れるとともに通路２５を通って第１室３から上
側の室４ａに流れるようになる。一方、ワンウェイバル
ブ３５が通路３４を開放するので油は通路３１．３３．
３５を通って下方に流れるようになる。このため、減衰
力が第６図において直線ｇに沿うようになり、比較的大
きなほぼ一定の値となる。その場合、ピストンロッド５
が上方に移動してナンド３ｏがオイルロックピース４３
から離脱したときにも、ワンウェイバルブ４２が通路４
０を開放しているので減衰力はほとんど変わらない。

更に、ピストンロッド５が上方にストロークすると、第
２ピストン２７がスライドリング３６から離脱するよう
になるとともに、第２減衰弁２９は通路２８を次第に閉
じるようになる。このため、減衰力が減少する。上室４
と下室４ｂとが一緒になって一つの第２室４となると、
減衰力はほぼ一定となる。このときの減衰力は直線り、
＋で表される。

更に、ピストンロッド５が上方にストロークすると、摺
動弁２２が可動壁１６に当接するようになる。このため
、摺動弁２２はロンド部材５ａに対して下方に移動する
ようになり、オリフィス通路２４が徐々に開放されるよ
うになる。この結果、油が通路２４をも通って流れるよ
うになる。したがって、減衰力は減少する。そして、摺
動弁２２が更に、下方に動いて通路２４が完全に開放さ
れたとき、減衰力はほぼ一定となる。このときの減衰力
は直線ｊ、にで表される。

この後、ピストンロッド５の移動に伴って可動壁１６が
上方に移動するようになると、第３室１７の油は通路１
９を通って第１室３に流れるようになる。更に可動壁１
６が上方に移動すると第５Ｃ図に２点鎖線で示されてい
るようにその円筒部１６ａが固定壁１５の円筒部１５ａ
に嵌合する。

したがって、第３室１７内の油はワンウェイバルブ２１
が通路２０を閉じているのでオリフィス１５ｂのみを流
れるようになる。この結果、減衰弁は直線１に沿って増
大する。

このように、油圧緩衝器は圧縮行程時にも伸張行程時に
もともに荷重の増大に伴って減衰力が段階的に増大する
特性を有することになる。

なお、前述の実施例においては、減衰力を変えるだめに
オリフィス通路２４と第２減衰弁２９をともに用いるも
のとしているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、第２減衰弁２９は必ずしも必要ではなく省略しても
よい、その場合の減衰力特性は、第６図において直線ｄ
、ｅ、ｇ、ｈに沿う特性がなくなり、圧縮側では直線ａ
、ｂ、ｃ、ｆに沿う特性になるとともに、伸張側では直
線ｉ、Ｌ　ｒおよび線βに沿う特性となる。すなわち、
減衰力特性は二段階に変化する特性となる。

また、前述の実施例では油圧緩衝器に単筒形のものを用
いているが、本発明は複筒形の油圧緩衝器にも適用する
ことができる。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明による油圧緩衝
器は、ピストンによって区画される二つの室の間を連通
ずるオリフィス通路を、ピストンロッドの圧縮側および
伸張側のストロークに関係なく通常の低荷重では開放し
所定の大きさ以上の荷重では閉じるように摺動弁によっ
て開閉制御しているので、荷重が増大するに伴って二つ
の室間で流れる油量が一段減少する。したがって、油圧
緩衝器はその圧縮行程および伸張行程において減衰力が
荷重の増大に伴って一段増大する特性を有するようにな
る。

また、オリフィス通路をピストンロッドに設けているの
で本発明を単筒形及び複筒形の両油圧緩衝器に適用する
ことが可能となる さらに、複数のオリフィスを軸方向に設ける必要がない
ので、油圧緩衝器の全長が短くなるという効果も得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による油圧緩衝器の一実施例を全体的に
示す縦断面図、第２図は同実施例のシリンダ内部の上半
部を拡大して示す拡大断面図、第３図は同シリンダ内部
の下半部を拡大して示す拡大断面図、第４Ａ〜４０図は
同実施例の圧縮行程における作動を説明する説明図、第
５Ａ〜５０図は同実施例の伸張行程における作動を説明
する説明図、第６図は同実施例の減衰力特性を説明する
説明図、第７図は従来の絞り数変更形の油圧緩衝器を概
略的に示す断面図である。 ｌ・・・シリンダ、２・・・第１ピストン（ピストン）
、３・・・第１室、４・・・第２室、５・・・ピストン
ロッド、１６・・・可動壁、２４・・・オリフィス通路
、２５・・・通路、２６・・・第１減衰弁（減衰弁）。 出　願　人　　株式会社　晶相製作所（外１名）代理人
弁理士　　白　井　博　樹（外４名）第２図　　　　　
　　　　　　第３図 第５Ａ図　　　　　第５Ｂ図　　　　第５Ｃ図第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）油が充填されたシリンダと、ピストンロッドに固
   定されて前記シリンダ内に摺動自在に配設されかつ前記
   シリンダ内を第１室と第２室とに区画するピストンと、
   このピストンに設けられて前記第１室と前記第２室とを
   連通する通路と、この通路に設けられ油のいずれの流動
   方向にも減衰力を発生する減衰弁とを備えた油圧緩衝器
   において、前記ピストンロッドに前記第１室と前記第２
   室とを連通する絞り通路が設けられ、更に、前記ピスト
   ンロッドに摺動弁が軸方向に摺動可能にかつ前記絞り通
   路を閉じる方向に付勢されて嵌挿されているとともに、
   前記シリンダ内に可動壁が所定範囲内で軸方向に摺動可
   能にかつ前記所定範囲内にあるときに前記摺動弁を前記
   絞り通路が開放する方向に付勢するようにして嵌挿され
   ていることを特徴とする油圧緩衝器。