JPH02283928A - 変位感応型液圧緩衝器 - Google Patents

変位感応型液圧緩衝器

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JPH02283928A
JPH02283928A JP10411189A JP10411189A JPH02283928A JP H02283928 A JPH02283928 A JP H02283928A JP 10411189 A JP10411189 A JP 10411189A JP 10411189 A JP10411189 A JP 10411189A JP H02283928 A JPH02283928 A JP H02283928A
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Fumiyuki Yamaoka
史之 山岡
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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、シリンダに対するピストンの摺動位置に応じ
て発生減衰力を変化させるよにした変位感応型液圧緩衝
器に関する。
従来の技術 この種従来の変位感応型液圧緩衝器としては、例えば特
開昭63−203939号公報等に記載されているもの
が知られている。
概略を説明すれば、この変位感応型液圧緩衝器は、内部
に作動液が充填されたシリンダの上端部から内部へ挿入
したピストンロッドと、該ピストンロッドの端部に固着
されて前記シリンダ内部を上部液室と下部液室とに隔成
しつつ摺動するピストンとを備えている。このピストン
は、ピストンボディの内部軸方向に伸側流路と圧側流路
が貫通形成されていると共に、ピストンボディの上下面
に、ピストンの伸側あるいは圧側移動に伴って前記伸側
、圧側流路内を通過する作動液に流動抵抗を付与して減
衰力を発生させるバルブプレートが夫々設けられている
。また、シリンダの下部液室には、一端部がシリンダの
底部に止着され、かっ他端部がスプリングガイドを介し
て前記伸側バルブプレートに常時弾接するコイルスプリ
ングが配置されている。
そして、ピストンロッドが圧側方向に移動するとコイル
スプリングも縮んで伸側バルブプレートを強いばね力で
押圧する。したがって、ピストンロッドが前記圧側行程
から伸側行程に変わった際に、伸側流路内を通過する作
動液に対してバルブプレートのばね力の他にコイルスプ
リングのばね力が作用するため、初期の伸び行程の減衰
力が高くなる。これによって、ピストンロッドの縮み状
態における伸側減衰力を大きくし、伸び状態における伸
側減衰力を小さくすることができ、これによって車両の
操安性を確保できるようになっている。
発明が解決しようとする課題 然し乍ら、前記従来の変位感応型液圧緩衝器にあっては
、コイルスプリングが伸側バルブプレートに常時弾接し
ているため、ピストンがシリンダ内におけるストローク
中心位置(IG位置)に存する場合でも、悪路走行時な
どの急激な路面入力変化が即座にコイルスプリングに伝
達されてしまう。したがって、例えば車両の僅かな傾動
姿勢から戻り初期時点では、減衰力の変化率が非線形な
急激な高減衰特性となると共に、ばね反力も常にサスペ
ンションスプリングとコイルスプリングの両方のばね反
力を加えた特性となり、ばね定数が大巾に増加する。こ
の結果、車両の乗心地が著しく悪化する。
課題を解決するための手段 本発明は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので
、シリンダ内部を2つの液室に隔成しつつ摺動するピス
トンと、該ピストンのボディ内に軸方向へ貫通形成され
て前記両液室を連通する圧側、伸側流路と、前記ボディ
の上下端に設けられ、かつスプリングシートを介して伝
達されたバルブスプリングのばね力により前記各流路内
を置換流動する作動液に流動抵抗を与えて減衰力を発生
させるバルブプレートと、前記液室内に収納配置され、
かつ前記ピストンの摺動位置に応じて前記バルブプレー
トに前記スプリングシートを介してばね荷重を付与する
ばね機構と、前記ピストンのシリンダ内におけるストロ
ーク中心付近の摺動位置で前記スプリングシートに対し
前記ばね機構のばね荷重の人力を回避する間隙部を備え
たことを特徴としている。
作用 したがって、車両の初期傾動時つまりピストンがシリン
ダ内のストローク中心位置であるIC位置からばね機構
とバルブプレートとの所定の間隙部領域内を摺動してい
る場合は、バルブプレートに対してばね機構のばね荷重
が全く作用しないため、流路を通過する作動液には略バ
ルブスプリングのばね力に抗した流動抵抗のみが付与さ
れて減衰力を低く抑えることができる。また、ばね反力
もサスペンションスプリングのみとなり、ばね定数を低
く抑えることができる。一方、ピストンが間隙部領域を
越してIG位置から十分に離れた位置に移動すると、こ
の場合にも作動液は略バルブスプリングのばね力に抗し
た流動抵抗のみが付与されて低減衰特性となる。また、
ピストンがこの位置からIG位置に近づ(方向(戻り方
向)に摺動した時は、バルブプレートにはスプリングシ
ートを介してバルブスプリングとばね機構の合成ばね力
が作用するため、作動液に極めて大きな流動抵抗が付与
されて高減衰力が得られる。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
第1図A、  B、 Cは、本発明に係る変位感応型液
圧緩衝器をツインチューブ型に適用した第1実施例を示
し、1は内部に作動液が充填され、かつ外側にリザーブ
チューブ2が配置された/リンダであって、このシリン
ダ1は第1図Bに示すように上部に、後述のピストンロ
ッド3の外周に有するリバウンドストッパ4が衝接する
リバウンドバンパー5が略環状のリテーナ6を介して固
定されている一方、底部には第1図Cに示すようにベー
スバルブ7が設けられている。このベースバルブ7はシ
リンダ1内部と、リザーブチューブ2とシリンダ1間の
リザーバ室8とを画成しており、このリザーバ室8内に
は、封入気体による圧力下に所望量の作動液が充填され
ている。
また、前記ピストンロッド3は、一端部3aがシリンダ
1内にオイルシール9を介して液密的に挿入し、その端
縁にシリンダ1内部を上部液室1aと下部液室1bとに
隔成しつつ摺動するピストン10が取付ボルト11を介
して取り付けられている。
すなわち、このピストン10は、第1同人に示すように
取付ボルト11の軸部中央に装着されたピストンボディ
12と、該ピストンボディ12の上下端部に配置された
圧側バルブプレート13と伸側バルブプレート14とを
備えている。
前記ピストンボディX2は、中心軸方向に大径な取付用
孔12aが穿設されていると共に、その外側には前記上
下液室1a、lbを連通する圧側流路15と伸側流路1
6が軸方向に対して傾斜状に穿設されている。また、ピ
ストンボディ12の上面に、前記圧側バルブプレート1
3が離着塵する内外2重の環状シート部17a、17b
が形成されている一方、下面に前記伸側バルブプレート
14が離着塵する内外2重の環状ンート部18a。
18bが形成されている。また、前記各内側環状シート
部17a、18bの内方には、前記圧側流路15及び伸
側流路16の各下流端が開口する環状の開口溝19.2
0が形成され、各内外環状シート部17a、17b、1
8a、18bの間には環状1M21a、21bが形成さ
れている。さらに内側環状シート部17a、18aの上
端に、前記開口溝19.20と環状溝21a、21bと
を連通ずる複数のコンスタントオリフィス22.23・
・・が形成されている。
前記圧側バルブプレート13は、上面に有する小径なデ
ィスクパルプ24上面に当接したスプリングシート25
とリテーナ26のフランジとの間に弾装された圧側バル
ブスプリング27によって圧側流路15の開口溝19を
閉塞する方向に付勢されている。一方、伸側バルブプレ
ート14も、下面に有する小径なディスクパルプ28下
面に当接したスプリングシート29と、取付ボルト11
頭部のフランジとの間に弾装された伸側バルブスプリン
グ30によって伸側流路16の開口溝20を閉塞する方
向に付勢されている。斯かる各バルブブレー1−13.
14は、その外周部が外側環状シート部17b、18b
に当接するように延設され、各14路15+16を通過
する所定の液圧により」二側、下側に撓み開弁可能なば
ね力に設定されでいる。前記各ディスクバルブ24.2
8は、その外周端が内側環状シート部17a、18a上
面付近まで延設されている。また、各スプリングシー1
25,29は、段差円環状を呈し、略クランク状に折面
された外周端部25a、29aが外方へ延設されている
。尚、図中32は伸側スフリングシート29を支持する
円筒状のリテーナである。
そして、シリンダlの上部液室1a内には第1ばね機構
33が、下部液室Ib内には第2ばね機構34が人々収
納されている。第1.第2ばね機?+1W33.34は
、夫々第1.第2コイルスプリング35.36と、該第
1.第2コイルスプリング35.36の対向する先端に
設けられた短尺な略筒状の第1.第2抑圧部37.38
とを備几ている。
前記第1.第2コイルスプリング35.36は、各外9
:1シ部35a、36aが第1図B、Cに示すように夫
々拡径状に形成されてシリンダlの内周面に圧善し、そ
の端縁がラバーリテーナ6あるいはベースバルブボディ
7aに夫々係止している。
また、第1.第2抑圧部37.38は、基部の外周面に
有する環状凸部37a、38aを介して夫々各コイルス
プリング35.36の内端部35b、36bに固着され
ていると共に、基部の先端外周に有するフランジ部37
b、38bがシリンダlの内周面に摺接して安定した摺
動が得られるようになっている。また、この各フランジ
部37b、3Bbは、内径が前記各スプリングシート2
5.26の外周端部25a、26aより↓)小さく設定
されて互いに当1に可能に形成されていると共に、外端
部には通路溝39.40が軸方向に形成されている。
更に、第1.第2コイルスプリング35.36の長さは
、ピストン10が1q位置に存する場合1こおいて、各
抑圧部37.38の対向面と各スフリングシート25.
26の外周端部25a、26aとの間に夫々等間隔の間
隙部X、、X、を形成するように設定されている。
以下、本実施例の作用について説明する。まず、車両走
行中における路面状態によりピストン10がシリンダ!
内をIG位置付近で間隙部X、、X。
内を摺動している場合は、各コイルスプリング35.3
6のばね荷重がバルブプレート13.14に作用せず、
圧側、伸側流路15.16を通過する作動液は、各バル
ブプレート13,14及びバルブスプリング27.30
のばね力によって流動抵抗が付与される。すなわち、例
えばピストンロッド3の伸側行程においてピストン速度
速度が遅いときはシリンダl内を摺動した場合、上部液
室laから通路溝39を経て伸側流路16を通った作動
液は、開口溝20からコンスタントオリフィス23を通
過した後に、液正により伸側バルブプレート!4の内端
部を撓ませ、それによって伸側バルブプレート16と内
外シート部18a、18bとの間に形成された環状オリ
フィスを通過して下部液室1bに流出される。この際、
コンスタン]・オリフィス23にあっては、発生圧力が
ピストン10がスj・ローフする速度の2乗に比例し、
また伸側バルブプレー1・14の外周部と外側環状シー
ト部18bとの間のオリフィスで発生する圧力は、ピス
トン10がストロークする速度の2八乗に比例すること
から、これを直列に加えた減衰力つまり第2図IG点付
近の減衰力は、第3図Bに示すようにピストン速度に対
し略1次比例の直線的な比較的低い減衰特性となる。
このような、1次比例の直線的な特性は、コンスタント
オリフィス23のみによる速度2乗比例特性に比べて流
量の変化に対する減衰力の変化率は小さいもので、各部
の漏れによるバルブ通過流mのバラツキに対して減衰特
性のバラツキが非常に低減されるという特徴を有する。
尚、前記の説明ではピストンロッド3の伸側行程のみを
説明したが、圧側行程の場合でも略同様である。
また、悪路走行などの場合において、ピストンlOがI
C位置からリバウンド方向く伸び行程)へ太き(移動し
X、域を越した場合は、上部液室la内の作動液は伸側
流路16を通過する際に、前述のように伸側バルブスプ
リング30とバルブプレート14のばね力で比較的小さ
な流動抵抗を受けつつ下部液室lb内に流入する。依っ
て、この時点つまり第2図のb点での伸側減衰力は、第
2図B及び第3同人に示すように前記IG点付近と同様
な略1次比例の直線的な比較的低い減衰特性となる。同
時に圧側スプリングシート25の外周端部25aが、第
1抑圧部37に当接しつつ第1コイルスプリング35の
ばね力で下方へ強く押しイ寸(すられ、これ(こ、上っ
て、テ゛イスクバル]゛24の外周部が押圧され、ざら
に圧側バルブプレート13の略内喘部が下方へ押圧され
て開弁圧が高くなる。したがって、ピストン10が、こ
のb点から10位置に近づく方向く縮み方向)に移動す
ると、下部液室lb内の作動液は圧側通路15を通過す
る際に、圧側バルブスプリング27と第1コイルスプリ
ング35の合成された強いばね力に抗して圧側バルブプ
レート24を押し開きながら上部液室1aに流入する。
依って、第2図す点での圧側減衰力は、第3図への実線
で示すように破線(10位置付近の特性)に比鮫して急
激に−に昇して高減衰特性となり、特にピストン10の
戻り初期の減衰力が急激に太き(なる。
一方、ピストン10がlG位置からバウンド方向(縮み
行程)へ大きく移動しX2域を越えた場合は、前述の伸
び行程の場合とは逆の作用となり、下部液室lb内の作
動液は圧側流路15を通過する際に、比較的小さな流動
抵抗を受けつつ上部液室la内に流入する。このため、
第2図a点での圧側減衰力は第2図a及び第3図aに示
すように16位置付近の場合と同様な略1次比例の直線
的な比較的低い減衰力となる。同時に伸側スプリングシ
ート29の外周端部29aが第2抑圧部38に当接しつ
つ第2コイルスプリング36のばね力で上方へ強く押し
付けられ、これによって、ディスクバルブ28を介して
伸側バルブプレート14の略内端部も上方へ押圧されて
開弁圧が高くなる。
したがって、ピストン10がこのa点からIG位置に近
づく方向(伸び方向)に移動すると、上部液室la内の
作動i1には伸側通路1Gを通過する際に、伸側バルブ
スプリング30と第2コイルスプリング36の合成され
た強いばね力に抗して伸側バルブブレー)14を押し開
きながら大きな流動抵抗を受けつつ下部液室lb内に流
入する。依って、第2図a点での伸側減衰力は、第3図
aの実線で示すように破線(10位置付近の特性)に比
較して急激に上昇して高減衰特性となる。
また、ここで、液圧緩衝器全体のばね特性を考察すれば
、前述のようにピストンIOが16位置付近を移動して
いる間は、各コイルスプリング35.36のばね反力が
作用しない、つまり路面人力が伝達されないため、第2
図Aの破線で示すようにサスペンションスプリングのば
ね反力のみが作用し全体としてのばね定数を低く抑える
ことができる。
一方、ピストン10がXt、Xt域を越えてり/<ラン
ドあるいはバウンド方向に大きく移動した際には、該ピ
ストン10が各コイルスプリング35゜36からのばね
反力を受けるため、全体のばね反力特性は同図Aの実線
で示すようにサスペンションスプリングのばね反力の他
に途中から各コイルスプリング35.36のばね反力が
加わり、急勾配で増加する。
このように、ピストン10が10位置付近を移動してい
る際には、に低減衰力及び低ばね定数が得られるため、
車両の低速時の乗心地が良好になる。また、lG位置か
らリバウンドあるいはバウンド方向へ大きく離間移動す
る際には、低減衰力が維持されると共に、全体のばね定
数が増加するため、車体のピッチングやローリングが抑
制されて特に高速運転中の走行安定性が向上する。更に
、この大きく離間した位置からIG位置に近づく方向に
移動する際には、各コイルスプリング35゜36のばね
力で減衰力が高くなるため、車体の傾斜姿勢から元の姿
勢へ戻る際の戻り速度が緩慢となる。このため、特に車
両の制振性が向上し乗心地が良好になる。したがって、
全体として車両の乗心地と操安性の両方を満足させるこ
とができる。
しかも、前記各コイルスプリング35.36のばね力に
よって得られる高減衰特性は、該各コイルスプリング3
5.36のばね力が各スプリングシート25.29を介
してバルブプレート13゜14の谷内り111部付近に
入力されるため、例えばバルブブレー)13.14の各
外端部に直接入力される場合などに比較して初期の上昇
率が若干なだらかな直線的特性をなる。したがって、乗
心地や操安性を一層向上させることができる。
更に、本実施例では、シリンダ1内に第1.第2の2つ
のコイルスプリング35.36を収納配置し、各バルブ
プレート13.14に対して夫々大きなばね荷重を付与
するようにしたため、ピストンロッド3の伸側行程、圧
側行程のいずれの場合にも前述のような高減衰特性が得
られ、特に操安性を一層向上させることができる。
第4図は本発明の第2実施例を示し、この実施例では圧
側流路45をピストンボディ12の外端側に、伸側流路
46をピストンボディ12の内端側に夫々軸方向へ垂直
に形成したものである。そして、圧側流路45の下流Ω
:Mを環状溝21a内に開口形成し、一方、伸側流路4
6の上流端はピストンボディ12の半径方向に沿って形
成された連通溝41に開口形成している。また、ピスト
ンボディ12の下り111部(伸側)には第1実施例と
同様なコンスタントオリフィス23等が形成されている
が、上端部(圧側)には形成されていない。したがって
、この実施例ではピストン10のリバウンド方向への移
動におけるばね反力特性や減衰特性は第1実施例と略同
様であるが、バウンド方向に移動した場合は、下部液室
1bから圧側流路45に流入した作動液は環状溝21a
から直接バルブプレート13の外端部を押し開いて上部
液室1aに流入する。依って、圧側流路45を通過する
作動液の流動抵抗が、第1実施例に比して僅かに小さく
なるため、減衰特性が更に低くなり、車両の低速時の乗
心地が向上する。尚、他の構成は第1実施例と同様であ
る。
第5図は本発明の第3実施例を示し、ベースバルブの構
成を変更したものである。すなわち、このベースバルブ
50は、ボルト51に対し固定バルブブレー)52.ベ
ースボディ53.チェックバルブ542円筒部材55.
下側バルブリテーナ56、可変バルブプレート57.上
側バルブリテーナ58.スプリングシート59.バルブ
スプリング60を順次挿入し締付ナツト61によって締
結して構成され、ベースボディ53をシリンダ1の下端
に嵌合させて設けられている。また、ベースボディ53
には、上下バルブリテーナ56.58の第1.第2連通
孔56a、58aを介して下部液室1bとリザーバ室8
とを連通ずる第1オリフイス62と、下側バルブリテー
ナ56等の外周面とシリンダ1の内周面との間のクリア
ランスCを介して下部液室1bとリザーバ室8とを連通
ずる第2オリフイス63が上下方向に穿設されている。
前記第1オリフイス62は、可変バルブプレー 1−5
7と固定バルブプレート52とによって下部液室1bか
らリザーバ室8への作動液の流通を許容され、その逆方
向への流通が規制されている。
また、第2オリフイス63はチエツクバルブ54によっ
てリザーバ室8から下部液室lbへの作動液の流通を+
iQ容され、その逆方向への流通が規制されている。
そして、可変バルブプレート57は、下側バルブリテー
ナ56の内部に上下動自在に収納されており、上側バル
ブリテーナ58及びスプリングシート59を介してバル
ブスプリング60のばね力により常時下側バルブリテー
ナ56の上面シート64に押し付けられていると共に、
スプリングシート59の外周端部59aに弾着した前記
第2コイルスプリング36による上面シート64方向へ
のばね力が適宜作用するようになっている。
したがって、この実施例によれば、ピストンIOがIG
位置付近で摺動している場合は、第2コイルスプリング
3Gには何らのばね反力が作用しないため、可変バルブ
プレート57はバルブスプリング60のばね力のみで上
面シート64に押し付けられている。一方、ピストン!
0が10位51からバウンド方向へ大きく移動して第2
コイルスプリング36にばね反力が作用すると、可変バ
ルブプレート57はバルブスプリング60と第2コイル
スプリング36の両方のばね力が作用してシート64上
に強く押し付けられる。このため、下部液室1bから第
2連通孔58aに流入した作動液は可変バルブプレート
57の内端部を押圧して撓ませ第1連通孔56aに流入
してそのまま第1オリフイス62を通ってリザーバ室8
内に流入する。この際、可変バルブプレー1・57のば
ね反力が大きくなっているのでここを押し開く時に大き
な流動抵抗を受ける。したがって、ピストン10がa点
位置方向に移動すると、ここでの減衰力は第6図に示す
ようにピストン速度に対し略1次比例の直線的な特性を
示し、つまりIG位置付近の特性(破線)よりも速い立
上りの高減衰特性が得られる。この結果、車両の剛性が
高くなり、例えば高速運転中の操安性が良好となる。
尚、ピストン10やベースバルブ50の各バルブプレー
トの板厚や枚数を変えることにより、ピストン高速作動
域での特性をチューニングすることができる。
また、第3実施例のベースバルブ50を、第1゜第2実
施例に適用することも可能である。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明に係る変位感応型
液圧緩衝器によれば、ピストンのIG位置付近の移動時
には、低減衰特性及び低ばね反力特性が得られ、10位
置から伸側あるいは圧側へ大きく移動した際には、低減
衰特性、高ばね反力特性が得られ、さらに大きく移動し
た位置から10位置に戻る際には、高減衰特性が得られ
るため、車両の良好な乗心地と操安性の両方を満足させ
ることができる。
特に、本発明は、ばね機構のばね力をバルブプレートに
直接付与するのではなくスプリングシートを介してバル
ブプレートの内端部に対して付与するようにしたため、
前記高減衰特性時における用期の上昇率が比較的なだら
かな直線的特性となる。したがって、乗心地や操安性を
一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは本発明の一実施例を示す液圧緩衝器の中央部
を示す拡大断面図、同図Bは同液圧緩衝器の上部を示す
拡大断面図、同図Cは同液圧緩衝器の下部を示す拡大断
面図、第2図Aは本実施例のばね反力特性図、同図Bは
伸側減衰力変化率を示す特性図、同図Cは左側減衰力変
化率を示す特性図、第3図はA、B、Cは夫々ピストン
移動時における減衰特性図、第4図は第2実施例を示す
要部拡大断面図、第5図は第3実施例を示す要部拡大断
面図、第6図は本実施例の減衰力特性図である。 ■・・・シリンダ、la・・・上部液室、1b・・・下
部液室、10・・・ピストン、12・・・ピストンボデ
ィ、13.14・・・圧側、伸側バルブプレート、15
,16・・・圧側、伸側流路、25・・・圧側スプリン
グシート、27・・・圧側バルブスプリング、29・・
・伸側スプリングシート、30・・・伸側バルブスプリ
ング、33.34・・・ばね機構、37.38・・・抑
圧部(先端部)、X、、X、・・・間隙部。 (B) 第 図 (C) 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリンダ内部を2つの液室に隔成しつつ摺動する
    ピストンと、該ピストンのボディ内に軸方向へ貫通形成
    されて前記両液室を連通する圧側、伸側流路と、前記ボ
    ディの上下端に設けられ、かつスプリングシートを介し
    て伝達されたバルブスプリングのばね力により前記各流
    路内を置換流動する作動液に流動抵抗を与えて減衰力を
    発生させるバルブプレートと、前記液室内に収納配置さ
    れ、かつ前記ピストンの摺動位置に応じて前記バルブプ
    レートに前記スプリングシートを介してばね荷重を付与
    するばね機構と、前記ピストンのシリンダ内におけるス
    トローク中心付近の摺動位置で前記スプリングシートに
    対し前記ばね機構のばね荷重の入力を回避する間隙部と
    を備えたことを特徴とする変位感応型液圧緩衝器。
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