JPH08247199A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 路面から加わる力がいかに小さい場合でも、
これに見合う緩衝動作を実現でき、路面から車体に急激
に加わる力を十分に緩衝させて、横荷重に対してもベア
リングとピストンロッドの摺動部に衝撃荷重緩衝機能を
持たせる。 【構成】 車体側および車軸間に介装される相対変位可
能なシリンダ１およびピストンロッド２と、上記シリン
ダ１の外方にこれを被うように設けられ、上記シリンダ
１内の圧力室４と該シリンダ１上方の流路を介して連通
するガス室５およびリザーバ室６を有するアウターシェ
ル３と、上記シリンダ１の上部において、上記ピストン
ロッド２を摺動自在に支持するベアリング７とを有し、
弾性部材１２，１３によって該ベアリング７を上記シリ
ンダ１およびアウターシェル３に対して軸方向および軸
直角方向に弾性支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車や二輪車など
に用いられ、路面側からの軸方向の力を滑らかに車体に
伝える緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の緩衝器として、例えば、実開昭５
７―２２４０６号公報に記載のものがある。

【０００３】これは、緩衝器を構成するピストンをピス
トンロッドに対して、その軸線方向に摺動可能に、コイ
ルスプリングにより弾性支持するようにしたものであ
る。

【０００４】また、かかる緩衝器は、車両に装着されて
曲げモーメントや横荷重を受けるとき、これの摺動部で
あるピストンとシリンダとの間およびベアリングとピス
トンロッドとの間には、反力としての横荷重が発生し、
上記摺動部にその横荷重に見合ったフリクションが発生
する。

【０００５】このフリクションは、車両の乗心地を悪化
させ、異音発生の原因になるものの、横荷重が発生する
以上そのフリクションを零にすることは不可能である。

【０００６】上記緩衝器では、ピストンをスプリングに
よってピストンロッドに弾性支持することによって、路
面からの微小の突き上げ力を上記ピストンの軸方向変位
で吸収することができるようになっている。

【０００７】また、上記のような微小な突き上げを吸収
する他の緩衝器として、例えば、実開昭６３―１２１８
３号公報に記載のものがある。

【０００８】これは、緩衝器のピストンを、補助ロッド
を介して、ピストンロッドに対してその軸線方向に摺動
可能なゴムクッションによって弾性支持するようにした
ものである。

【０００９】この緩衝器は、基本的に、上記実開昭５７
―２２４０６号公報に記載のコイルスプリングに代え
て、ゴムクッションを用いたものであり、また、ピスト
ンロッドと補助ロッドとの間に設けた摺動材を摺動させ
る構造としてある。

【００１０】さらに、従来の他の緩衝器として実公昭５
０―２２２２９号公報に記載のものがある。

【００１１】これは、ピストンをピストンロッドに対し
て摺動自在に、かつコイルスプリングにより弾性支持し
たものであり、上記ピストンロッドにはシリンダ内面に
摺接して、ピストンに横荷重が加わるのを防止するばね
座が取り付けられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
開昭和５７―２２４０６号公報に記載の緩衝器にあって
は、ピストンがピストンロッドのインロー部で摺接して
いるため、ピストンの変位が路面から加わる力がその摺
接部のフリクション以上にならないと、ピストンが変位
せず、従って、このような場合には路面からのシリンダ
を介して加わる力はピストンで吸収できず、ピストンロ
ッドを介してそのまま車体に伝わってしまうという問題
点があった。

【００１３】また、路面から加わる力が上記フリクショ
ン以上になると、ピストンはピストンロッドに対して摺
動し、これをコイルスプリングにより吸収できるもの
の、一般に問題となる微小な路面入力を吸収できず、所
期の振動絶縁特性が得られないという問題点があった。

【００１４】さらに、緩衝器では、ベアリングとピスト
ンロッドとの間が摺動部となっており、路面からの振動
絶縁効果の有効性の観点からは、仮に弾性支持機能が有
効に働いても、その効果は不十分である。

【００１５】また、上記実開昭６３―１２１８３８号公
報に記載の緩衝器にあっては、クッション材の変形によ
ってピストンロッドと補助ロッドとの間にすべりが発生
するとき、同時にフリクションも発生し、所期の振動絶
縁特性が得られないという問題点があった。

【００１６】さらに、上記実公昭５０―２２２２９号公
報に記載の緩衝器では、ばね座とシリンダとの横荷重に
もとづくフリクション発生により、通常の緩衝器と同じ
く、フリクションの絶縁効果が得られないという問題点
があった。

【００１７】これに対し、本出願人は、車体側および車
軸間に介装される相対変位可能なシリンダおよびピスト
ンロッドと、上記シリンダ内に摺動可能に設けられたピ
ストンと、上記ピストンロッド端に取り付けられて、上
記ピストンを軸方向および軸直角方向に弾性支持すると
ともに、該ピストンとともに上記シリンダ内を２つの圧
力室に隔成する弾性部材とを設けることにより、ピスト
ン部において、路面から車体に加わる力を十分に緩衝す
ることによって車両の乗心地を改善するものを提案して
いるが、シリンダおよびアウターシェルの上端における
ベアリング部においてもピストンロッドへの緩衝荷重緩
衝機能の向上が要望されていた。

【００１８】この発明は、上記のような従来の問題点お
よび要望に着目してなされたものであり、路面から加わ
る力がいかに小さい場合でも、これに見合う緩衝動作を
実現でき、路面から車体に急激に加わる力を十分に緩衝
させて、車両の乗心地を改善するとともに、上記フリク
ションにもとづく異音の発生をも回避でき、さらに、横
荷重に対してもベアリングとピストンロッドの摺動部に
衝撃荷重緩衝機能を持たせることができる緩衝器を提供
することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる緩衝器
は、車体側および車軸間に介装される相対変位可能なシ
リンダおよびピストンロッドと、上記シリンダの外方に
これを被うように設けられ、上記シリンダ内の圧力室と
該シリンダ上方の流路を介して連通するガス室およびリ
ザーバ室を有するアウターシェルと、上記シリンダの上
部において、上記ピストンロッドを摺動自在に支持する
ベアリングとを有し、弾性部材によって該ベアリングを
上記シリンダおよびアウターシェルに対して軸方向およ
び軸直角方向に弾性支持させるようにしたものである。

【００２０】

【作用】この発明における緩衝器では、路面からシリン
ダに軸方向の力が加えられ、この力がピストンロッドと
ベアリングとの摺接部に発生するフリクション以下のと
きには、まず弾性部材が変形し、この変形に見合った力
となってピストンロッドに上記力を伝えるが、上記フリ
クション以上では上記弾性部材の変形に加えてベアリン
グおよびピストンロッド間に滑りを発生させる。

【００２１】従って、かかる動作により路面からの衝撃
を時間的な遅れを以て車体に伝えるようにし、最適な緩
衝効果を得られるようにし、さらに上記弾性部材は横荷
重を受けても、ベアリングおよびピストンロッド間のフ
リクション発生にも拘らず、路面側から車体へ軸方向の
力を滑らかに伝達するように機能する。

【００２２】

【実施例】以下に、この発明の一実施例を図について説
明するが、図１は、この発明の緩衝器の要部を示す断面
図であり、同図において、１は、シリンダ、２は、ピス
トンロッドで、このピストンロッド２に取り付けられた
図示しない減衰力発生バルブ等を有するピストンが、上
記シリンダ１内に摺動自在に設けられている。

【００２３】また、３は、上記シリンダ１の外方にこれ
を被うように設けられたアウターシェルであり、これが
シリンダ１内の圧力室４と該シリンダ１上方の後述の通
路を介して連通するガス室５およびリザーバ室６を有す
る。

【００２４】７は、上記シリンダ１の上部内周にＯリン
グ８を介して取り付けられたフランジ部９を有するベア
リングで、このベアリング７の一部であり、かつこのベ
アリング７の内周に圧入された摺動抵抗を小さくするた
めのブッシュ１０内に、上記ピストンロッド２が摺動自
在に支持されている。

【００２５】このベアリング７は、路面側からの横荷重
をシリンダ１およびアウターシェル３を介してピストン
ロッド２に伝達し、その下部に圧力室４を隔成してい
る。

【００２６】１１は、上記シリンダ１の上端に下端部が
嵌挿された略Ｌ字状断面のハウジングで、これの円筒部
１１ａがベアリング７の外方部を被うように上方に延設
されている。

【００２７】１２，１３は、上記フランジ部９を上下部
から一定の間隙をおいて挟むようにかつ上記ベアリング
７の外周面と上記ハウジング１１の円筒部１１ａの内周
面との間にそれぞれ介装された弾性部材としてのリング
状の弾性円板である。

【００２８】これらの弾性円板１２，１３のうち、上部
の弾性円板１２は、これの外周部上面がハウジング１１
に固定されたリング状のストッパ１４の下面に当接さ
れ、また、その弾性円板１２の内周部下面が、上記ベア
リング７のフランジ部９の上面に載せたワッシャ１５に
より支持されている。

【００２９】また、下部の上記弾性円板１３は、外周部
下面が上記ハウジング１１の円板部１１ｂ上面に載せた
ワッシャ１６により支持されており、その弾性円板１３
の内周部上面がワッシャ１７を介して上記フランジ部９
の下面に当接されている。

【００３０】１８は、ハウジング１１の円板部１１ｂ内
周面とベアリング７の外周との間に設けられた隙間であ
り、この隙間１８があることにより、ベアリング７に軸
方向の力が作用することによって上記弾性円板１２，１
３が変形し、ベアリング７が軸方向に移動しても、ハウ
ジング１１に対する接触は生じない、即ち、この部分で
軸方向への力の伝達はない。

【００３１】なお、上記弾性円板１２，１３は、ベアリ
ング７をハウジング１１に弾性支持し、横荷重を分担す
る機能を持ち、軸方向の微小な変形が可能であるが必ず
しも特定の円形とする必要はなく、適度の初期撓み特性
を有する形状や構造としてもよく、また、上記円板を複
数枚重ねて用いることも任意である。

【００３２】また、上記ワッシャ１５，１７は、弾性円
板１２，１３の内周側を上記のように軸方向に支持し、
その外径は、弾性円板１２，１３のばね特性を決定し、
板厚は、その弾性円板１２，１３の最大撓みを決定す
る、即ち、撓み制限の機能を持つ。

【００３３】さらに、上記ワッシャ１６は、下方の弾性
円板１３の外周側を軸方向に支持し、その内径は弾性円
板１３のばね特性を決定し、その板厚は、ハウジング１
１の円板部１１ｂ上部に対する弾性円板１３の最大撓み
を決定する。

【００３４】また、上記ストッパ１４は、弾性円板１２
の外周部上面を軸方向に支持し、その寸法は、弾性円板
１２のばね特性を決定し、段部１４ａにおける段差Ｔで
弾性円板１２の最大撓みを決定する。

【００３５】１９は、アウターシェル３の上端に収容さ
せたシールケースで、これがピストンロッド２に摺接す
るオイルシール２０を保持している。

【００３６】このオイルシール２０は、緩衝器からの作
動油の洩れと、外部から緩衝器内部への空気や異物の侵
入を防止する封止機能を有する。

【００３７】また、ｆは、ストッパ１４の中心孔，ハウ
ジング１１の上部およびシールケース１９の下部に連通
する空間、ｇは、弾性円板１２に穿設した流路である。

【００３８】さらに、ｉは、各弾性円板１２，１３，上
記フランジ部９の外周および上記円筒部１１ａの内周に
より囲まれた空隙である流路、ｊは、弾性円板１３に穿
設された流路、ｋは、ハウジング１１の円形部１１ｂに
穿設された流路である。

【００３９】次に動作について説明すると、この緩衝器
は、車軸と車体との間にあって路面から入る振動を吸収
するように動作し、このためピストンロッド２がベアリ
ング７のブッシュ１０に対し相対摺動する。

【００４０】このために、これらのピストンロッド２お
よびブッシュ１０の摺動間隙を介して、圧力室４の作動
油が僅かに洩れ、空間ｆ，流路ｇ，流路ｉ，流路ｊ，流
路ｋおよびガス室５を経由してリザーバ室６に至る。

【００４１】なお、上記ガス室５の圧力が高く、ガスが
圧力室４に流れ込むことが懸念される場合には、逆流防
止チェックシールが一般に用いられる。

【００４２】一方、路面側からシリンダ１およびアウタ
ーシェル３に軸方向の力が加えられた場合において、こ
の力がベアリング７内側のブッシュ１０とピストンロッ
ド２との摺接部に発生するフリクション以下の値であれ
ば、その力は先ず弾性円板１２，１３の変形となる。

【００４３】従って、この変形に見合った力がピストン
ロッド２に伝えられるものの、ベアリング７とピストン
ロッド２との間にはすべりは発生しない。

【００４４】これに対して、路面から加わる力がベアリ
ング７のブッシュ１０とピストンロッド２との間のフリ
クションを超えるときには、弾性円板１２，１３が変形
した後、初めてブッシュ１０とピストンロッド２との間
に滑りが生じる。

【００４５】即ち、路面からの衝撃的に加わる力を瞬時
にそのまま車体側に伝えるのではなく、時間的な遅れを
以て伝えることとなり、結果的に、微小な衝撃的な力を
緩衝して車体側に伝え、車体における乗心地の向上を図
れるとともに、異音の発生を防止できる。

【００４６】このように、この発明では、ベアリング７
を弾性円板１２，１３によりピストンロッド２に対して
完全に弾性支持することで、ベアリング７に横荷重が加
わることになり、ピストンロッド２との間にフリクショ
ンが発生しても、路面側からの軸方向の力を車体側に滑
らかに伝達できる。

【００４７】かかるフリクションによる軸荷重特性は、
例えば、図２および図３に示すように表される。

【００４８】まず、図２は、軸荷重の時間変化を示し、
横軸は時間を、縦軸は緩衝器に発生する軸荷重を示す。

【００４９】この図から分かるように、一般の緩衝器で
は、伸側および圧側に行程が切り換わりながら動作して
いるとき、曲線ｐのように軸荷重の合計が変化し、この
とき点線ｑに示すような減衰力を発生している。

【００５０】このとき、各行程で略一定レベルのフリク
ションｒが発生しており、このフリクションｒは、上記
行程の切り換わり時に急激に変化し、従って、軸荷重も
曲線ｐのように、その切り換わり時に急激に変化する。

【００５１】しかしながら、この発明の上記実施例のよ
うに、ベアリング７を弾性円板１２，１３にて支持する
ことにより、本体への衝撃の伝達が遅れながら始まり、
実線Ｓで示すように、行程の切り換わり時にフリクショ
ンが緩やかに立ち上がる。

【００５２】この結果、軸荷重の変化も、その行程の切
り換わり時に、実線ｔで示すように緩やかに変化するこ
ととなり、車体の乗心地が向上し、しかも、緩衝器から
の異音の発生を回避することができる。

【００５３】また、図３に示すピストン速度に対する軸
荷重の変化について見ると、緩衝器の軸荷重を縦軸にと
り、ピストン速度を横軸にとると、従来の軸荷重の合計
が、ピストン速度が零となる付近で急激に変化して、実
線Ｐのようになり、従来のフリクションが同様に急激に
変化する点線Ｑのようになる。

【００５４】これに対し、この発明の上記実施例によれ
ば、行程の切り換わり時のフリクションは実線Ｓで示す
ように緩やかに変化し、このため軸荷重の合計も、実線
Ｔに示すようにその行程の切り換わり時に緩やかに立ち
上がる。

【００５５】なお、点線で示すＲは、減衰力であり、従
来品とこの実施例とでは略同一の変化特性となる、即
ち、ピストン速度が変化する当初において、軸荷重変化
が緩やかとなり、車体の乗心地が改善される。

【００５６】図４は、この発明の他の実施例を示すもの
で、この実施例では、図１の弾性部材としての弾性円板
１２，１３に代えて、ゴムやプラスチックなどからなる
弾性ブロック２１を弾性部材として用いている。

【００５７】即ち、この弾性ブロック２１は、ハウジン
グ１１の内周面とベアリング７の外周部分との間に介在
されて、ベアリング７とピストンロッド２とを弾性支持
している。

【００５８】また、ここでは、ストッパ１４は、弾性ブ
ロック２１の外周部上面を抑え、このストッパ１４は、
ハウジング１１の内周に嵌合されたワッシャ２２によっ
て上方への脱抜が阻止されている。

【００５９】なお、この実施例では、図１における通路
ｉが塞がれてしまうため、ハウジング１１の一部に、こ
れを上下に貫通するように、上記空間ｆとガス室５とに
連通する流路ｍが形成されている。

【００６０】この流路ｍにより圧力室４からリザーバ室
６への僅かな作動油の流出を許容することができる。

【００６１】この実施例によれば、弾性部材としての弾
性ブロック２１を用いたことで、図１について説明した
場合と略同様の作用および効果が得られ、さらに、ベア
リング７の形状やベアリング７およびハウジング１１に
対する組み付けなどが単純かつ容易となり、外径寸法の
抑制や低コスト化を容易に実現できる。

【００６２】この場合に、軸方向および軸直角方向の剛
性を互いにバランスさせて、弾性ブロック２１を設計，
製造することが望ましい。

【００６３】図５は、この発明のさらに他の実施例を示
すもので、この実施例では、図１および図４におけるよ
うなシールケース１９を省いて、弾性円板１２，１３で
オイルシール２０をシリンダ１およびアウターシェル３
に対して弾性支持するようにベアリング７に固定してあ
る。

【００６４】この実施例では、上記のようにオイルシー
ル２０も弾性円板１２，１３により弾性支持されるた
め、このオイルシール２０でフリクションが大きくなる
緩衝器に応用して有利となる。

【００６５】なお、この実施例において、２４は、オイ
ルシール２０の上面を被うようにベアリング７の上部に
嵌挿された断面Ｌ字状のリング体からなるガイド、２５
は、このガイド２４のフランジ部上面に載置されたワッ
シャである。

【００６６】また、２６は、このワッシャ２５の上面に
内周部下面が支持された上記弾性円板１２の外周部上面
を保持するストッパであり、このストッパ２６は、ピス
トンロッド２に挿通されたリング状板体からなり、これ
の外周端が上記ハウジング１１の上端部内周面に保持さ
れている。

【００６７】なお、上部の弾性円板１２の撓み量は、ガ
イド２４の円筒部上端とストッパ２６の下面との間隙２
７によって制限される。

【００６８】また、上記ベアリング７には、ブッシュ１
０上方においてこれの内周面および外周面に貫通する流
路ｎが形成され、オイルシール２０の下部にはこの流路
ｎに通じる空間Ｏが設けられており、これらが上記各流
路ｉ，流路ｊ，流路ｋを介してガス室５に連通してい
る。

【００６９】この実施例によれば、シールケース１９を
省くことにより、アウターシェル３の軸方向長を短く抑
えることができ、かつ構成の簡素化が図れるほか、路面
からの軸方向荷重を受けた際にも、オイルシール２０の
ピストンロッドに対するフリクションを小さく抑えるこ
とができる。

【００７０】なお、図１および図５に示す実施例におい
て、各弾性円板１２，１３は、内外周部を上記ベアリン
グ７やハウジング１１に対して固定しまたは支持する構
造とすることは任意であり、また、これらの弾性円板１
２，１３に初期撓みを与えたり、剛性が変形する方向に
よって異なるようにすることもできる。

【００７１】また、上記弾性円板１２，１３の付近に
は、これらの過大変形を防止するために、ワッシャ１
５，１７などを用いた過大な変形防止機構を設けること
が必要となる。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、車体
側および車軸間に介装される相対変位可能なシリンダお
よびピストンロッドと、上記シリンダの外方にこれを被
うように設けられ、上記シリンダ内の圧力室と該シリン
ダ上方の流路を介して連通するガス室およびリザーバ室
を有するアウターシェルと、上記シリンダの上部におい
て、上記ピストンロッドを摺動自在に支持するベアリン
グとを有し、弾性部材によって該ベアリングを上記シリ
ンダおよびアウターシェルに対して軸方向および軸直角
方向に弾性支持させるように構成したので、路面からシ
リンダおよびアウターシェルの上部に加わる力がいかに
小さい場合でも、これに見合う緩衝動作を実現でき、路
面から車体に急激に加わる力を十分に緩衝させて、車両
の乗心地を改善するとともに、上記フリクションにもと
づく異音の発生をも回避でき、さらに、横荷重に対して
もベアリングとピストンロッドの摺動部に十分な衝撃荷
重緩衝機能を持たせることができるものが得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による緩衝器を示す要部の
縦断面図である。

【図２】この発明による時間に対する軸荷重変化を示す
軸荷重変化特性図である。

【図３】この発明によるピストン速度に対する軸荷重変
化を示す軸荷重変化特性図である。

【図４】この発明の他の実施例による緩衝器を示す要部
の縦断面図である。

【図５】この発明のさらに他の実施例による緩衝器を示
す要部の縦断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ピストンロッド ３ アウターシェル ４ 圧力室板 ５ ガス室 ６ リザーバ室 ７ ベアリング １１ ハウジング １２，１３ 弾性円板（弾性部材） ２１ 弾性ブロック（弾性部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体側および車軸間に介装される相対変
   位可能なシリンダおよびピストンロッドと、上記シリン
   ダの外方にこれを被うように設けられ、上記シリンダ内
   の圧力室と該シリンダ上方の流路を介して連通するガス
   室およびリザーバ室を有するアウターシェルと、上記シ
   リンダの上部において、上記ピストンロッドを摺動自在
   に支持するベアリングと、該ベアリングを上記シリンダ
   およびアウターシェルに対して軸方向および軸直角方向
   に弾性支持する弾性部材とを備えた緩衝器。