JPH06221361A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤからの比較的周波数の高い振動が運転
者等に伝わるのを効果的に緩衝し、車両の乗り心地を確
実に向上できるようにする。 【構成】 シリンダ１の油室Ａ，Ｂ内に弾性樹脂材料か
らなるガスボール９，９，…を浮遊状態で収容し、各ガ
スボール９内にはエアまたは窒素等のガスを封入し、油
室Ａ，Ｂ内の圧力に応じて各ガスボール９を拡縮させ
る。そして、例えば車両の通常走行時等にピストンロッ
ド３が矢示Ｘ1 ，Ｘ2 方向に１〜２０mm前，後の微少ス
トロークをもって伸長，縮小するような場合には、各ガ
スボール９がそれぞれ油室Ａ，Ｂ内の圧力に応じて拡縮
し、油室Ａ，Ｂ内の圧油に微少範囲の圧縮性を与えるこ
とができ、このときの減衰力特性を軟らかめに設定でき
ると共に、タイヤからの比較的周波数の高い振動が運転
者等に伝わるのを効果的に緩衝でき、車両の乗り心地を
確実に向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両の振動等を
緩衝するのに好適に用いられる油圧緩衝器に関し、特
に、微少ストローク時の振動を効果的に吸収できるよう
にした油圧緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シリンダと、該シリンダ内に摺
動可能に挿嵌され、該シリンダ内を上側油室と下側油室
とに画成したピストンと、一端側が該ピストンに固着さ
れ、他端側が前記シリンダ外に突出したピストンロッド
と、前記ピストンに設けられ、該ピストンロッドがシリ
ンダから伸長，縮小するときに前記各油室間を流通する
圧油によって所定の減衰力を発生させる伸長側，縮小側
減衰力発生機構とからなる油圧緩衝器は知られている。

【０００３】この種の油圧緩衝器では、例えばシリンダ
の底部側が車両の車軸側に取付けられ、ピストンロッド
の突出端側が車両の車体側に取付けられ、シリンダ側と
ピストンロッドの突出端側との間に設けた懸架ばね等で
ピストンロッドを常時伸長方向に付勢することにより、
車両の車体側を車軸側に対して懸架させる構成となって
いる。

【０００４】そして、路上走行等の途中で車両に上下方
向の振動が加えられると、前記ピストンロッドがシリン
ダから伸長，縮小し、このときにシリンダ内の上側油
室，下側油室間で前記減衰力発生機構を介して圧油が流
通することにより、例えば図３中に点線で示す如く特性
線ａ1 ′，ｂ1 ′等の減衰力がピストン速度に応じて発
生し、前記車両の振動を緩衝するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による油圧緩衝器では、シリンダの各油室内等に
非圧縮性の油液（圧油）を封入し、この油液が減衰力発
生機構等を流通するときに、図３中に点線で示す特性線
ａ1 ′，ｂ1 ′の如き減衰力を発生させるようにしてい
るに過ぎず、下記のような問題がある。

【０００６】即ち、車両の通常走行時等にピストンロッ
ドが、例えば１〜２０mm前，後の微少ストロークをもっ
て伸長，縮小するようなときには、非圧縮性の圧油がピ
ストンの減衰力発生機構等を流通することにより、前記
特性線ａ1 ′，ｂ1 ′の如く立上がり特性の大きい減衰
力を発生させるから、車両の運転者にとっては硬めの設
定となり、タイヤからの比較的周波数の高い振動が運転
者等に直接的に伝わり易く、不快な乗り心地の原因にな
るという問題がある。

【０００７】また、車両の通常走行時等にタイヤで生じ
る微振動が油圧緩衝器で吸収されることなく、車両の運
転者に伝わるから、これによっても車両の乗り心地が低
下するという問題がある。

【０００８】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はピストンロッドが微少ストロー
クをもって伸長，縮小するようなときに、シリンダ内の
油液に圧縮性を与えることができ、例えば車両の通常走
行時等にタイヤで生じる微振動の吸収が可能になると共
に、タイヤからの比較的周波数の高い振動が運転者等に
伝わるのを効果的に緩衝でき、車両の乗り心地を確実に
向上できるようにした油圧緩衝器を提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、シリンダと、該シリンダ内に摺動可能
に挿嵌され、該シリンダ内を２つの油室に画成したピス
トンと、一端側が該ピストンに固着され、他端側が前記
シリンダ外に突出したピストンロッドと、該ピストンロ
ッドがシリンダから伸縮するときに、それぞれ所定の減
衰力を発生させる伸長側および縮小側の減衰力発生機構
とからなる油圧緩衝器において、前記シリンダ内の各油
室のうち少なくとも一方の油室内には、弾性材料によっ
て中空に形成され、内部に封入されたガスにより、前記
油室内の油液に微少範囲の圧縮性を与えるガス袋を配置
したことを特徴としてなる構成を採用している。

【００１０】

【作用】上記構成により、例えば車両の通常走行時等に
外部から振動が加えられると、入力初期の衝撃でガス袋
が内部のガスによって拡縮するから、シリンダ内の油液
に微少範囲の圧縮性を付与でき、このときの減衰力特性
を軟らかめに設定できると共に、ピストンロッドが微少
範囲のストロークをもって伸長または縮小するときの振
動を確実に緩衝でき、タイヤで生じる微振動の吸収も可
能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図５に基
づき説明する。

【００１２】まず、図１ないし図３に本発明の第１の実
施例を示す。

【００１３】図において、１は複筒式または単筒式油圧
緩衝器の本体を構成するシリンダを示し、該シリンダ１
の上，下両端側はロッドガイドおよびボトムキャップ
（いずれも図示せず）等により閉塞され、該シリンダ１
の下端側は取付ブラケット等を介して車両の車軸側（い
ずれも図示せず）に取付けられている。

【００１４】２はシリンダ１内に摺動可能に挿嵌された
ピストンを示し、該ピストン２はシリンダ１内を上側の
油室Ａと下側の油室Ｂとに画成し、その上，下両面には
それぞれ弁シート２Ａ，２Ａ，…、２Ｂ，２Ｂ，…が形
成されている。ここで、該各弁シート２Ａ，２Ｂは、例
えば扇形状をなしてそれぞれ３個ずつ形成され、ピスト
ン２の上，下面にそれぞれ互い違いとなるように配設さ
れている。そして、各弁シート２Ａ内はピストン２に穿
設した各油穴２Ｃを介して油室Ｂと常時に連通し、各弁
シート２Ｂ内は各油穴２Ｄを介して油室Ａと常時連通し
ている。

【００１５】また、該各弁シート２Ｂのうち、少なくと
も一の弁シート２Ｂには、例えば油穴２Ｄ等を介して油
室Ａ，Ｂ間を常時連通させる切欠きとしてのオリフィス
２Ｅが形成され、該オリフィス２Ｅは後述するピストン
ロッド３の伸長，縮小により油室Ａ，Ｂ間で圧油が流通
するときに、この圧油によって図３中に点線で示す特性
線ａ1 ′，ｂ1 ′の如き減衰力を発生させる。そして、
ピストン２の各弁シート２Ａ、各油穴２Ｃおよびオリフ
ィス２Ｅは後述のディスクバルブ７と共に縮小側の減衰
力発生機構を構成し、各弁シート２Ｂ，各油穴２Ｄおよ
びオリフィス２Ｅは後述のディスクバルブ８と共に伸長
側の減衰力発生機構を構成している。

【００１６】３は下端側がピストン２に固着されたピス
トンロッドを示し、該ピストンロッド３の上端側は前記
ロッドガイドを介してシリンダ１外に突出し、その突出
端側はマウントラバー等を介して車両の車体側（いずれ
も図示せず）に取付けられている。また、該ピストンロ
ッド３の下端側には環状の段部３Ａを介して小径部３Ｂ
が形成され、該小径部３Ｂにはリテーナ４，５等を介し
てナット６によりピストン２が締着されている。

【００１７】７，８はピストン２の上，下両面側に設け
られ、縮小側および伸長側の減衰力発生機構を構成する
ディスクバルブを示し、該ディスクバルブ７，８はピス
トンロッド３の縮小，伸長時にピストン２の各弁シート
２Ａ，２Ｂに離着座し、後述の各ガスボール９と共に図
３中に実線で示す特性線ａ1,ａ2 、ｂ1,ｂ2 の如き減衰
力を発生させる。そして、該ディスクバルブ７，８は開
弁時の開度がリテーナ４，５によって規制され、このと
きに油室Ｂ，Ａ内の圧油はピストン２の各油穴２Ｃ，２
Ｄを介して各弁シート２Ａ，２Ｂ内から油室Ａ，Ｂ内へ
と絞り作用を受けつつ流通する。

【００１８】さらに、９，９，…はシリンダ１の油室
Ａ，Ｂ内にそれぞれ浮遊状態で収容したガス袋としての
ガスボールを示し、該各ガスボール９は図２に示す如く
弾性樹脂材料により気密性をもった中空の球体として形
成され、該各ガスボール９内にはエアまたは窒素等のガ
スＧが封入されている。そして、該各ガスボール９はピ
ストンロッド３が図１中の矢示Ｘ1 ，Ｘ2 方向に微少ス
トロークをもって伸長，縮小するときに、それぞれ油室
Ａ，Ｂ内の圧力に応じて拡縮し、例えばピストン２のオ
リフィス２Ｅによって図３中に点線で示す特性線ａ1
′，ｂ1 ′の如く発生する立上がり特性の大きい減衰
力を、図３中に実線で示す特性線ａ1 ，ｂ1 の如く立上
がり特性の小さい減衰力に補正させる。

【００１９】本実施例による油圧緩衝器は上述の如き構
成を有するもので、次にその作動について説明する。

【００２０】まず、車両の走行時等に外部から振動が加
えられると、このときの振動に応じてピストンロッド３
がシリンダ１から伸縮し、ピストンロッド３が矢示Ｘ1
方向に変位する伸長行程では、油室Ａ内の圧力が上昇し
て該油室Ａ内の各ガスボール９が収縮すると共に、油室
Ｂ内の圧力が低下して該油室Ｂ内の各ガスボール９が内
部に封入したガスＧの圧力で拡張し、ピストンロッド３
の微少ストローク時に図３に実線で示す特性線ａ1 の如
き立上がり特性の小さい減衰力を発生させる。そして、
例えばピストンロッド３が１〜１０mm程度の微少ストロ
ークを越えて矢示Ｘ1 方向に伸長するようになると、油
室Ａ内の圧油がピストン２の油穴２Ｄおよびオリフィス
２Ｅを介して油室Ｂ内に流入し、この圧油がオリフィス
２Ｅを流通するときに特性線ａ1 に沿って立上がり特性
の大きい減衰力が発生する。

【００２１】次に、この状態で油室Ａ内の圧力がさらに
上昇してピストン２の変位速度が速くなると、このとき
のピストン速度に応じてピストン２に設けた伸長側のデ
ィスクバルブ８が開弁し、油室Ａ内の圧油がピストン２
の各油穴２Ｄおよび各弁シート２Ｂ内を介して油室Ｂ内
に流入し、この圧油が各弁シート２Ｂとディスクバルブ
８との間を流通するときに図３中の特性線ａ2 に沿って
所定の減衰力が発生する。

【００２２】また、ピストンロッド３が矢示Ｘ2 方向に
変位する縮小行程では、油室Ｂ内の圧力が上昇して該油
室Ｂ内の各ガスボール９が収縮すると共に、油室Ａ内の
圧力が低下して該油室Ａ内の各ガスボール９が内部に封
入したガスＧの圧力で拡張するから、ピストンロッド３
の微少ストローク時に図３に実線で示す特性線ｂ1 の如
き立上がり特性の小さい減衰力を発生させる。そして、
例えばピストンロッド３が１〜１０mm程度の微少ストロ
ークを越えて矢示Ｘ2 方向に縮小するようになると、油
室Ｂ内の圧油がピストン２のオリフィス２Ｅおよび油穴
２Ｄを介して油室Ａ内に流入し、この圧油がオリフィス
２Ｅを流通するときに特性線ｂ1 に沿って立上がり特性
の大きい減衰力が発生する。

【００２３】次に、この状態で油室Ｂ内の圧力がさらに
上昇してピストン２の変位速度が速くなると、このとき
のピストン速度に応じてピストン２に設けた縮小側のデ
ィスクバルブ７が開弁し、油室Ｂ内の圧油がピストン２
の各油穴２Ｃおよび各弁シート２Ａ内を介して油室Ａ内
に流入し、この圧油が各弁シート２Ａとディスクバルブ
７との間を流通するときに図３中の特性線ｂ2 に沿って
所定の減衰力が発生する。

【００２４】而して、本実施例によれば、シリンダ１の
油室Ａ，Ｂ内に弾性樹脂材料からなるガスボール９，
９，…を浮遊状態で収容し、該各ガスボール９内にはエ
アまたは窒素等のガスＧを封入し、油室Ａ，Ｂ内の圧力
に応じて各ガスボール９を拡縮させる構成としたから、
例えば車両の通常走行時等にピストンロッド３が図１中
の矢示Ｘ1 ，Ｘ2 方向に１〜２０mm前，後の微少ストロ
ークをもって伸長，縮小するような場合には、各ガスボ
ール９がそれぞれ油室Ａ，Ｂ内の圧力に応じて拡縮し、
油室Ａ，Ｂ内の圧油に微少範囲の圧縮性を与えることが
でき、このときの減衰力を図３中に実線で示す特性線ａ
1 ，ｂ1 の如く立上がり特性の小さい減衰力に補正でき
る。

【００２５】従って、本実施例によれば、車両の通常走
行時等に外部から振動が加えられると、入力初期の衝撃
で各ガスボール９が内部のガスＧによって拡縮し、シリ
ンダ１内の圧油に微少範囲（微少ストローク）の圧縮性
を付与でき、このときの減衰力特性を軟らかめに設定で
きると共に、タイヤからの比較的周波数の高い振動が運
転者等に伝わるのを効果的に緩衝でき、車両の乗り心地
を確実に向上させることができる。

【００２６】また、各ガスボール９によってシリンダ１
内の圧油に微少範囲（微少ストローク）の圧縮性を付与
できるから、車両の通常走行時等にタイヤで生じる微振
動の吸収も可能となり、これによっても車両の乗り心地
を向上できる。

【００２７】さらに、この場合の減衰力特性はシリンダ
１の油室Ａ，Ｂ内に入れる各ガスボール９の個数やその
内容積等に応じて適宜に調整可能であり、各ガスボール
９が拡縮されるストロークの範囲を車両の通常走行時に
最も使用頻度の高い範囲に簡単に調整できる。

【００２８】そして、現行品の油圧緩衝器に各ガスボー
ル９を配置するだけで減衰力特性を、図３中に点線で示
す如き従来技術による特性線ａ1 ′，ｂ1 ′から、実線
で示す特性線ａ1 ，ｂ1 の如く立上がり特性の小さい減
衰力に簡単に補正でき、生産性や経年変化およびチュー
ニングの幅等に難しい点は無く、即実用化が可能である
等、種々の効果を奏する。

【００２９】次に、図４は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例では、前記第１の実施例と同一の構成要素
に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする
に、本実施例の特徴は、油室Ａ側に位置してピストンロ
ッド３に径方向のボール収容穴１１を形成すると共に、
油室Ｂ側に位置してピストンロッド３の小径部３Ｂに軸
方向のボール収容穴１２を形成し、該ボール収容穴１
１，１２内にそれぞれ、例えば２個の各ガスボール９を
各止め輪１３等を介して収納する構成としたことにあ
る。

【００３０】ここで、ピストンロッド３のボール収容穴
１１，１２は各ガスボール９を収容するのに適した穴径
をもって形成し、該各ガスボール９をそれぞれボール収
容穴１１，１２内に挿入した状態で、該ボール収容穴１
１，１２に各止め輪１３を装着することにより、該各止
め輪１３で各ガスボール９をボール収容穴１１，１２内
に拘束するようにする。

【００３１】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、ピストンロッド３の
ボール収容穴１１，１２内に各ガスボール９を収納する
構成としたから、ピストンロッド３の伸縮時に各ガスボ
ール９が油室Ａ，Ｂ内で浮遊するのを防止でき、各ガス
ボール９が周囲部材に衝突して摩耗する等の問題を解消
できる。

【００３２】次に、図５は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例の特徴は、単筒式の油圧緩衝器に対してガ
ス袋としてのガスボールを適用し、該ガスボールをフリ
ーピストンに取付けたことにある。なお、本実施例では
前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００３３】図中、２１はシリンダ１内に摺動可能に挿
嵌され、該シリンダ１の底部側に油室Ｂとの間に位置し
てガス室Ｃを画成したフリーピストンを示し、該フリー
ピストン２１はピストンロッド３が矢示Ｘ1 ，Ｘ2 方向
に伸長，縮小するに応じてシリンダ１内を摺動変位し、
ガス室Ｃの容積をピストンロッド３の進入体積分だけ変
化させるようになっている。

【００３４】２２は油室Ｂ内に臨んでフリーピストン２
１に形成した有底のボール収容穴を示し、該ボール収容
穴２２は後述のガスボール２４を収容するのに適した穴
径をもって形成され、油室Ｂ内と常時連通している。そ
して、該ボール収容穴２２の開口端側には止め輪２３が
装着され、該止め輪２３はボール収容穴２２内のガスボ
ール２４を抜止め状態で保持している。

【００３５】２４はフリーピストン２１のボール収容穴
２２内に収納したガス袋としてのガスボールを示し、該
ガスボール２４は前記第１の実施例で述べたガスボール
９とほぼ同様に形成されているものの、該ガスボール２
４は比較的大径に形成され、例えばピストンロッド３が
矢示Ｘ2 方向に１〜１０mm前，後の微少ストロークをも
って縮小するときに、内部のガスＧによって油室Ｂ内の
圧油に圧縮性を与えるに十分な内容積を有している。

【００３６】そして、該ガスボール２４はピストンロッ
ド３が矢示Ｘ2 方向に縮小するときに、図３中に実線で
示す特性線ｂ1 の如き減衰力を発生させ、このときの減
衰力の立上がり特性を小さく抑えるようになっている。
一方、ピストンロッド３が矢示Ｘ1 方向に伸長するとき
には、油室Ａ内の圧油がピストン２の油穴２Ｄおよびオ
リフィス２Ｅを介して油室Ｂ内に流入し、この圧油がオ
リフィス２Ｅを流通するときに図３中に点線で示す特性
線ａ1 ′に沿って立上がり特性の大きい減衰力を発生さ
せる。

【００３７】かくして、このように構成される本実施例
でも、ピストンロッド３が矢示Ｘ2方向に１〜１０mm
前，後の微少ストロークをもって縮小するときに、図３
中に実線で示す特性線ｂ1 の如く立ち上がり特性の小さ
い減衰力をガスボール２４によって発生でき、車両の通
常走行時等にタイヤで生じる微振動の吸収が可能となっ
て、車両の乗り心地を向上できる。

【００３８】なお、前記第１、第２の実施例では、シリ
ンダ１の油室Ａ，Ｂ内にそれぞれ各ガスボール９を配置
するものとして述べたが、これに替えて、油室Ａ，Ｂの
少なくともいずれか一方にガスボール９を配置してもよ
く、ガスボール９の個数は１個または３個以上であって
もよい。そして、この場合には前記第２の実施例で述べ
た如く、ピストンロッド３に径方向のボール収容穴１１
と軸方向のボール収容穴１２とを共に形成する必要がな
く、ボール収容穴１１，１２のいずれか一方を省略でき
る。

【００３９】また、前記第３の実施例では、フリーピス
トン２１のボール収容穴２２内に複数個のガスボール２
４を収納するようにしてもよく、また、フリーピストン
２１に複数のボール収容穴２２を設けるようにしてもよ
い。

【００４０】さらに、前記各実施例では、ガスボール９
（２４）を弾性樹脂材料から中空の球体として形成する
ものとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば弾
性樹脂材料から中空の直方体状に形成されたガス袋を用
いてもよく、また、例えばガス袋を発泡性の弾性樹脂材
料等から独立気泡の多孔質状（スポンジ状）をなす球状
体または角状体として形成し、その内部に形成される多
数の空隙にエアや窒素等のガスＧを気密に封入するよう
にしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、シリ
ンダ内の各油室のうち少なくとも一方の油室内に、弾性
材料によって中空に形成されたガス袋を配置し、該ガス
袋内にガスを封入することにより、前記油室内の油液に
微少範囲の圧縮性を与える構成としたから、ピストンロ
ッドが微少ストロークをもって伸長または縮小するよう
なときに、シリンダ内の油液に圧縮性を与えることがで
き、入力初期の衝撃を確実に軟らげることができると共
に、例えば車両の通常走行時等にタイヤから比較的周波
数の高い振動が伝えられるのを効果的に緩衝できる。そ
して、タイヤで生じる微振動の吸収も可能になり、車両
の乗り心地を効果的に向上させることができる等、種々
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に第１の実施例による油圧緩衝器の要部
を示す縦断面図である。

【図２】図１中に示すガスボールの拡大断面図である。

【図３】伸長側および縮小側の減衰力特性を示す特性線
図である。

【図４】第２の実施例による油圧緩衝器の要部を示す縦
断面図である。

【図５】第３の実施例による油圧緩衝器の要部を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ピストン ２Ａ，２Ｂ 弁シート ２Ｃ，２Ｄ 油穴 ２Ｅ オリフィス ３ ピストンロッド ７，８ ディスクバルブ（減衰力発生機構） ９，２４ ガスボール（ガス袋） １１，１２，２２ ボール収容穴 ２１ フリーピストン Ａ，Ｂ 油室 Ｃ ガス室 Ｇ ガス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、該シリンダ内に摺動可能に
   挿嵌され、該シリンダ内を２つの油室に画成したピスト
   ンと、一端側が該ピストンに固着され、他端側が前記シ
   リンダ外に突出したピストンロッドと、該ピストンロッ
   ドがシリンダから伸縮するときに、それぞれ所定の減衰
   力を発生させる伸長側および縮小側の減衰力発生機構と
   からなる油圧緩衝器において、前記シリンダ内の各油室
   のうち少なくとも一方の油室内には、弾性材料によって
   中空に形成され、内部に封入されたガスにより、前記油
   室内の油液に微少範囲の圧縮性を与えるガス袋を配置し
   たことを特徴とする油圧緩衝器。