JPH01295043A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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］ −ＩＩＩＱ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、その一つに特開昭５６−４２７３５
号公報に示されているバルブ通路変更形の油圧緩衝器に
提案されている。

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０１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、
更に内筒０２の内部空間と、外筒０１と内筒０２との間
の空間とを連通ずる通路にベースバルブ０４が設けられ
ている。

このベースバルブ０４は筒状のガイド０５を備えていて
、このガイド０５には上述の二つの空間を連通ずる第１
、第２通路０６．０７が形成されている。これら二つの
通路０６．０７にはそれぞれ設定荷重の異なる第１、第
２減衰弁０８．０９が設けられている。

そして、二つの通路０６．０７を荷重の大きさに応じて
移動するスリーブ０１０によって切り換え制御するよう
になっている。このような油圧緩衝器においては、荷重
に応じて二つの通路０６．０７が切り換えられるので減
衰力を変えるとかできる。

［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
れる構造では、第１、第２減衰弁０８．０９が圧縮方向
にのみ減衰力を発生させるものであるので、伸張方向に
おける作動に対しては何ら減衰力を発生させることがで
きない。

また、油が内筒０２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に限定される。したがって
、単筒形の油圧緩衝器には適用することができないとい
う問題もある。

本発明は、上記問題を解決するものであって、圧縮行程
および伸張行程のいずれの行程における作動に対しても
荷重に応じて変化する減衰力を確実に発生させることが
できるようにするとともに、ｍ筒形の油圧緩衝器にも複
筒形の油圧緩衝器にも通用できるバルブ通路変更形の油
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コ 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ｌ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とに区画する第１ピストン２と、
この第１ピストン２に設けられて前記第１室３と前記第
２室４とを連通ずる第１通路２５と、この第１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
第１減衰弁２６と、前記第２室４内に位置するようにし
て前記ピストンロッド５に固定された第２ピストン２７
と、この第２ピストン２７に設けられ第２ピストン２７
の上面と下面とを連通ずる第２通路２８と、この第２通
路２８に設けられ油のいずれの流動方向にも減衰力を発
生ずる第２減衰弁２９と、前記シリンダｌ内に前記第２
ピストン２８に対向して設けられ前記ピストンロッド５
の圧縮方向のストロークが所定の大きさとなったとき前
記第２ピストン２７と協働して前記第２室４を二つの小
室４ａ、４ｂに区画する環状部材３６とを備えているこ
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に
はピストンロッドのストロークが比較的小さいので、第
２ピストンは環状部材から離れている。この状態で油圧
緩衝器に衝堅荷重が加えられてピストンロッドが圧縮方
向および伸張方向のいずれかの方向にストロークすると
、第１ピストンに設けられている第１減衰弁が圧縮、伸
張いずれの方向に対しても減衰力を発生する。このとき
、第２室は一つの大きな室となっているので、第２減衰
弁は作動しない。したがって、発生した減衰力は第１減
衰弁によるものだけであるので比較的小さいものとなる
。

また、何重が大きくなってピストンロッドのストローク
が所定の大きさを越えると、第２ピストンが環状部材の
内部空間に嵌太し、第２室は二つの小室に区画される。

この状態で衝撃筒型が油圧緩衝器に加えられると、第１
、第２減衰弁がともに圧縮、伸張いずれの方向にも作動
するようになる。したがって、第１、第２凍衰弁によっ
て減衰力が発生されるので、減衰力は大きくなる。

このようにして、油圧緩衝器は比較的小さな通常荷重の
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圧縮行程および伸張行程
のいずれの行程に対しても発揮するようになる。

［実施例］ 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１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室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ｌの下端部に形成されたボーｔ−１
ａ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ｌの外周部に設けられたばね受は座７との間
に媛衝ばね８が配設されている。

一方、シリンダニ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に二丈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を介してポー）９ａに連通されている。そして
、このポート９ａは連結ホース１４を介してシリンダ１
のポート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ｌ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１ｃ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
トンロフト５がきわめて太き（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１５ａに嵌合するよ
うになっている。また、可動壁Ｉ６はコイルばね１８に
よって常時下方に付勢されていて、ピストンロフト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１６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パルプ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がピ
ストンロッド５ａに形成された段差部５ｂに当接してそ
れ以上上方に１３は移動しない上型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のピストンコンド５ａ側開口とが一敗したときに
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のロッド部材５ａ側開口と
が−敗しなくなったときに遮断するように、摺動弁２２
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１ｉｄ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０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とを連通する通路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
ツト３０にはオリフィス通路３３と通Ｂ３４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
に付勢されて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、シリンダ１ａと第２室４とを連通す
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をポートｌａか
ら第２室４に向が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４
２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、ナツト
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〜４０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。

油圧履衝器が最大に伸張している状態では、第４八図に
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が上方に動いて油
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がら第１室３
へ、および通路１９．２０を通って第１室３がら第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がら第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
るようにポート１ａ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＆１ａ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５こなると、可動壁１６が段差部１ｅに当接する。続
いてピストンロッド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２４０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ｖＡｂ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
って直線Ｃに沿うようになる。また、ワンウェイバルブ
２１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。すなわち、スライドリング３６は本発明の環状部材
を構成する。

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凍衰弁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通路２
８のみを通って下室４ｂから上室４ａに流動する。

これにより、増大した減衰力はほぼ一定となって直線Ｃ
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、ナツト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
の最大圧縮時でナンド３０がオイル口・７クピース４３
内に嵌入している状態においてピストンロッド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４
３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４
ｂ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３１．３３．３
５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
上方に移動してナツト３０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４０
を開放しているので減衰力はほとんど変わらない。

更ニ、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から薄膜するよう
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、
ｉ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３．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、減衰力は直線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、減衰力を変えるために
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
（、オリフィス通路２４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
線す、ｃ、ｉ、ｊに沿う特性がな（なり、圧縮側では直
１５ａ、ｄ、ｅ、ｆに沿う特性になるとともに、伸張側
では直線ｇ、ｈ、におよび線ｌに沿う特性になる。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。

更に、スライドリング３６をシリンダ１内に摺動可能に
嵌挿するとともにコイルばね３７によって第２ピストン
２７の方へ付勢するものとしているが、スライドリング
３６は固定してもよい。その場合には、スライドリング
３６はフランジ部３６ｂが省略されてシリンダ部３６ａ
のみとなる。

従って、シリンダ部３６ａは長いものとなる。このコイ
ルバネ３７が省略されるので、このコイルハネ３７によ
るバネ特性は得られない。

［発明の効果］ 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、ピストンロッドに第１、第２ピストンを設け、こ
れら第１、第２ピストンにはそれぞれ第１、第２減衰弁
を設けて、比較的荷重が小さいときには第１減衰弁のみ
を作動するようにし、大ｒｉｉ重のときには第１、第２
凍衰弁をともに作動するようにしているので、荷重の大
きさに応して減衰力を２段階に変化させることができる
。

また、第１、第２減衰弁は油圧緩衝器の圧縮行程および
伸張行程のいずれの行程においても減衰力を発生させる
ようになっているので、油圧緩衝器はいずれの行程にも
減衰力を発生することができるようになる。

更に、第１、第２減衰弁をそれぞれ第１、第２ピストン
に設けることにより、本発明を単筒形および複筒形の両
油圧緩衝器に適用することが可能となる。

【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
する説四囲、第６図は同実施例の減衰力特性を説明する
説明図、第７図は従来のバルブ通路変更形の油圧緩ｆＪ
ｉ器を概略的に示す断面図である。 １・・・シリンダ、２・・・第１ピストン、３・・・第
１室、４・・・第２室、４ａ・・・小室、４ｂ・・・小
室、５・・・ピストンロッド、２５・・・通路（第１通
路）、２６・・・第１減衰弁、２７・・・第２ピストン
、２８・・・通路（第２通路）、２９・・・第２減衰弁
、３６・・・スライドリング（環状部材）。 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４Ａ図　　　　第、Ｂ図　　　　第４ｃ図第５Ａ図　
　　　　第５Ｂ図　　　　第５ｃ図第６図 １しく岬ｆ匈ｄ　　　　　　　　　　　、、イ初級ｆｉ
−先　　　　　　　　　　　　　　　　中、木ｙｑ蕩罐
第７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室とに区画する第１ピストン
   と、この第１ピストンに設けられて前記第１室と前記第
   ２室とを連通する第１通路と、この第１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第１減衰弁
   と、前記第２室内に位置するようにして前記ピストンロ
   ッドに固定された第２ピストンと、この第２ピストンに
   設けられ第２ピストンと上面と下面とを連通する第２通
   路と、この第２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第２減衰弁と、前記シリンダ内に前
   記第２ピストンに対向して設けられ前記ピストンロッド
   の圧縮方向のストロークが所定の大きさとなったとき前
   記第２ピストンが嵌入しこの第２ピストンと協働して前
   記第２室を二つの小室に区画する環状部材とを備えてい
   ることを特徴とする油圧緩衝器。