JPS622344Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動車等の懸架装置に使用されるシ
ヨツクアブソーバの改良した特性可変式シヨツク
アブソーバに関するものある。

一般に、自動車等の懸架装置は、車体の重量を
支持すると共に、路面不整等による車輪の上下振
動を緩衝して振動が車体に伝達されるのを防ぎ、
この振動から車体やそれに搭乗する乗員及び積載
される荷物を保護し、又車輪からの不規則な振動
を抑制して走行の安定性を図るために車体と車輪
との間に数個の振動緩衝装置を配設してなるもの
である。

上記緩衝装置には、板ばね、コイルバネ、トー
シヨンバー、ゴムバネ、空気ばね等の懸架バネや
標準型シヨツクアブソーバ、モノチユーブ式ガス
入りシヨツクアブソーバ（ドカルボン式）、ツイ
ンチユーブ式ガス入りシヨツクアブソーバ等の油
圧式シヨツクアブソーバがあるが、現在では後者
の油圧式シヨツクアブソーバが一般的に使用され
ている。

しかし、これらの懸架バネや油圧式シヨツクア
ブソーバでは、乗心地の向上を図るためにその減
衰力を低くすると、旋回時の不安感や制動時の前
のめり（ノーズ・ダイブ）が大きくなり、操舵安
定性能（操安性という）が悪化するという問題を
生じ、これとは逆に操安性向上を図るためにその
減衰力を高くすると、路面不整等によつて車体に
びびりを生じやすくなつて乗心地が悪化するとい
う欠点があつた。すなわち、第１図に示すように
乗心地の向上と操安性とは互いに相反するもので
あつて、これまではその両者を両立させることは
困難であつた。

これは、上記シヨツクアブソーバがそれぞれに
有する減衰力が固有の値であるため、小さな振幅
や振動には応動して減衰できず、大きな振幅や振
動に対してはその減衰の限界を越えてしまい、振
幅や振動の変化に対応して減衰力が変化するとい
う振幅依存性や振動依存性を有していないためで
あつた。

本考案は、上述した事情に鑑みてなされたもの
で、入力する振動や振動数の変化に応動して減衰
力が変化できるようにして乗心地の向上を図ると
同時に操安性の向上を図つて、これら両者を両立
させるよう構成した特性可変式シヨツクアブソー
バを提供するものである。

以下、本考案による実施例を第２図ないし第９
図にもとづいて詳細に説明する。第２図は本考案
によるツインチユーブ式シヨツクアブソーバ２０
を示す縦断面図で、このシヨツクアブソーバ２０
は、連通路２を有するロツドガイド３とベース４
とを内筒５及び外筒６の両端に配設するととも
に、ピストンロツド７を固定した可動ピストン８
を上記内筒５に摺接させてなる従来のツインチユ
ーブ式シヨツクアブソーバ１において、ピストン
ロツド７の下端部にピストン９をワツシヤ１０、
ナツト１１等により固定され、上記ピストン９に
は摺動可能なシリンダ１２を設け、このシリンダ
１２に蛇腹を有するハツト型円筒状に成形された
ダイヤフラム１３を平ワツシヤ１４，１４で両面
から挾み、ネジ１５又はカシメ等により固定され
ており、上記ダイヤフラム１３の端部をピストン
９にネジ１６又はカシメ等により密着固定されて
いる。

ここでダイヤフラム１３、ピストン８により形
成される油室１７はバルブ１８を介してピストン
８の上部油室１９と連通されている。

一方、上記ダイヤフラム１３及びシリンダ１２
の中心部にそれぞれ孔をあけ、これらの孔に内接
するニードル２１を設け、このニードル２１を摺
動可能にしてピストンロツド７の下部にねじ込み
等により固定する。さらに、ニードル２１にはダ
イヤフラム１３の摺動中心部に縦断面円弧状等の
切欠き２２を設け、ダイヤフラム１３の変位に対
して切欠き２２の有効面積が非線形に変化するよ
うにするとともに、ダイヤフラム１３とピストン
８で形成される油室１７とピストン下部油室２３
を切欠き２２を介し連通される。

さらに、シリンダ１２にはポート２４をあけ、
ピストン９とともにダツシユポツト２５が形成さ
れている。

上記ダツシユポツト２５及びポート２４で衝撃
入力の緩和を図り、ポート２４を通過する油の摩
擦抵抗で作用時間に余裕をもたせている。またダ
イヤフラム１３の有する剛性と、ダイヤフラム１
３により垂下されたシリンダ１２の質量との組み
合わせ、ポート２４の孔径により特定振動数で共
振する振動系の構成が可能となる。

上述したように構成されたシヨツクアブソーバ
２０は路面不整の微小な凹凸などによる高振動数
の微小変位入力が周期的に加わつた場合と、操蛇
制動時等のように大きな変位入力が準静的に加わ
つた場合について、以下に述べるように作用する
ものである。

ここで、説明を容易にするために各部の諸元を
下記のように設定する。

Ｋ_D：ダイヤフラム中心部の剛性 δ_D：ダイヤフラム中心部の変位 Ｗ_D｛ダイヤフラム中心部の荷重 Ｓ_E：切欠き有効開口面積 Ｃ_O：切欠き発生減衰力 δ_P：ピストン８のストローク Ｃ_P：ピストン８の発生減衰力 Δ_P：ピスト上部油室１９の圧力変化 Ｃ：トータル発生減衰力 但し、Ｃ_O、Ｃ_Pは同一経路の油の流れで発生す
るためトータル減衰力ＣはＣ＝Ｃ_O＋Ｃ_P……(1)で
定まる。

まず、微小変位入力時について説明する。

路面の微小な凹凸によりピストン８が微小変位
をする。いまピストン８が下方にδ_P変位し、ピ
ストン上部油室１９及びダイヤフラム１３内の油
室１７に圧力変化が生じる。

ピストン８の下部油室２３の圧力変化が小さい
と、油室１７の圧力変化Δ_Pによりダイヤフラム
１３に荷重Ｗ_Dが加わる。そこでダイヤフラム１
３は剛性Ｋ_Dに反比例して上方に変位δ_Dが生じ
る。

一方ダイヤフラム１３の変位δ_Dとオリフイス
（切欠き２２とダイヤフラム１３中央の孔で形成
される）の有効開口面積Ｓ_Eの関係は第４図に示
すように非線形特性をもたせておく（切欠き２２
の形状を円弧状等にすることにより可能であ
る）。

従つて、微小変位入力時はオリフイスの有効面
積Ｓ_Eは大きくピストン下部油室圧力によるオリ
フイス発生減衰力は第４図に示すように小さくな
る。

さらに、路面の微小な凹凸による入力は10Hz以
上の高い振動数成分を多く含んでいるため、第５
図に示す如くダイヤフラム１３のＫ_Dとダツシユ
ポツト２５のシリンダのマスからなる振動系の共
振周波数を５Hz付近に設定することにより、ダイ
ヤフラムの微小変位は制振され、オリフイスの有
効開口面積Ｓ_Eは、ほぼ最大値を保ち、第６図に
示す如くオリフイス発生減衰力は最小となる。

従つて、上述したように路面の微小な凹凸によ
る発生減衰力Ｃは第６図に示すように小さくな
る。

つぎに大変位入力時について説明する。

操舵時等の大変位入力時は路面の微小な凹凸に
よる入力に対してほぼ静的な入力と考えてよい
（振動数成分としては、わずか３Hzある）。

今ピストン８が静かに下方にδ_P変位し、ピス
トン下部油室１７の圧力変化Δ_Pが生じると、こ
の圧力変化によりダイヤフラム１３に荷重Ｗ_Dが
加わり、第３図に示すようにダイヤフラム１３剛
性Ｋ_Dに反比例して変位δ_Dが生じる。

ここでダイヤフラムの変位Ｓ_Dとオリフイス有
効開口面積Ｓ_Eの関係は第４図に示すように非線
形に設定されているため、大変位入力時はオリフ
イスのの有効開口面積Ｓ_Eが若干減少した状態が
続くため、オリフイスの発生減衰力も若干増加し
た状態が続き、ピストン下部油室１７の圧力変化
が増大する。

従つて、さらにダイヤフラム１３の変位は増大
し、さらにオリフイスの有効開口面積Ｓ_Eは減少
する。

以上のサイクルを繰り返すことにより、大スト
ローク時はオリフイスの有効開口面積Ｓ_Eが減少
し、オリフイス発生減衰力Ｃ_Oも大きく、トータ
ル発生減衰力Ｃは第４図及び第６図に示す如く大
きくなる。

この場合、ダツシユポツト２５は入力の振動数
成分が低いために発生抵抗も小さく、影響を無視
することができる。

以上のことから本考案によるシヨツクアブソー
バは振幅依存性有する。

つぎに、振動数依存性についてであるが、共振
周波数５Hz付近の共振系をもつダツシユポツト２
５を設けたことにより、道路の横継目乗越時等の
衝撃的な入力に対しては、入力の振動数成分が非
常に高いため、ダツシユポツト２５は非常に大き
い力を発生し、ダイヤフラム１３の変位を強制的
に抑える。

このため、オリフイスの有効開口面積Ｓ_Eはほ
ぼ最大値が維持され、オリフイス発生減衰力は非
常に小さくなる。

従つて、衝撃入力に対しては振動数依存性が有
効に作用することが判る。

以上詳細に説明したように、本考案によるシヨ
ツクアブソーバは、従来のツインチユーブ式シヨ
ツクアブソーバにオリフイス及びダツシユポツト
を設けた構造で、振幅依存性、振動数依存性の作
用により、第８図ないし第９図に示すように微小
変位入力時にはオリフイス発生減衰力が小さくな
るので、走行時の振動を吸収して乗心地が良く、
しかも大変位入力時にはオリフイス発生減衰力が
高くなるから、旋回時や制動時等の操安性が良い
ものである。

また、低い振動数に対しては、ダツシユポツト
が応動してダイヤフラムが変位し、オリフイス発
生減衰力は小さくなるとともに、高い振動数に対
しては、ダツシユポツトはほとんど変位せず、オ
リフイス発生減衰力は最小となるから、道路の横
継目通過時等の衝撃的入力が路面から車体へ伝達
される力が低減され、衝撃感の少ない良好な乗心
地が得られる等、操安性と乗心地の両立が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の実施例を示す減衰力とピストン
速度の関係図、第２図は本考案のシヨツクアブソ
ーバを示す縦断面図、第３図はダイヤフラムに作
用する荷重Ｗ_Dとこの荷重によるダイヤフラムの
変位δ_Dとの関係図、第４図はダイヤフラムの変
位δ_Dとオリフイスの有効開口面積Ｓ_Eとの関係
図、第５図は入力振動数とダツシユポツト発生抵
抗力との関係図、第６図はダイヤフラムの変位δ
_Dとオリフイス発生減衰力Ｃ_Oとの関係図、第７図
はピストン速度とトータル発生減衰力Ｃとの関係
図、第８図はこのの考案による効果を説明するピ
ストン速度と減衰力との関係図、第９図はこの考
案による効果を説明する入力振動数と減衰力との
関係図である。 １……従来のシヨツクアブソーバ、２……連通
路、３……ロツドガイド、５……内筒、６……外
筒、７……ピストンロツド、８……可動ピスト
ン、９……ピストン、１２……シリンダ、１３…
…ダイヤフラム、１７……油室、１８……バル
ブ、１９……油室、２０……ツインチユーブ式シ
ヨツクアブソーバ、２１……ニードル、２２……
切欠き、２３……油室、２４……ポート、２５…
…ダツシユポツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 連通路を穿設したロツドガイドとベースとを内
   筒及び外筒の両端に配設するとともにピストンロ
   ツドを固定した可動ピストンを上記内筒内に摺接
   させてなるシヨツクアブソーバにおいて、上記ピ
   ストンロツドの下端部にハツト形ダイヤフラムと
   一体に上下動するシリンダを設け、上記ダイヤフ
   ラムにより形成される油室はピストンロツド下端
   部のニードルとダイヤフラムとの連通路を通つて
   可動ピストンの上部油室に連通させ、上記ピスト
   ンロツドの下端部にシリンダに穿設したポートで
   ダツシユポツトを形成し、特定振動数で共振する
   振動系の構成を可能としたことを特徴とする特性
   可変式シヨツクアブソーバ。