JP2003014027A - ショックアブソーバ - Google Patents
ショックアブソーバInfo
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- JP2003014027A JP2003014027A JP2001198228A JP2001198228A JP2003014027A JP 2003014027 A JP2003014027 A JP 2003014027A JP 2001198228 A JP2001198228 A JP 2001198228A JP 2001198228 A JP2001198228 A JP 2001198228A JP 2003014027 A JP2003014027 A JP 2003014027A
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Abstract
れた場合でも、衝撃吸収特性を低下させることなく安定
維持するショックアブソーバを提供する。 【解決手段】 本発明のショックアブソーバは、移動の
際に液体室の周壁に摺接する外周面を有すると共に、該
液体室の開口部を閉塞する壁面51と向き合う面が、該
外周面に向かって広がるテーパ状に形成されたピストン
20を有して構成される。従って、一定以上の衝突速度
の負荷が繰り返し加えられた場合でも、衝撃吸収特性を
低下させることなく安定維持することができ、従来困難
であった高速化への対応が可能となる。
Description
関する。
れているが、シリンダの構造から分類すると、大きく分
けて、1つの筒体からなる単一チューブ構造のものと、
外筒と、該外筒に対して一定間隔をおいて形成された内
筒とを有する二重チューブ構造のものとがある。
ば、図5に示したように、略筒状に形成されたピストン
100の周壁に小孔からなる複数のオリフィス110を
有する多孔式のもの、シリンダの内周面に溝状のオリフ
ィスを有する溝オリフィス式のもの、ピストンの外径を
シリンダの内径よりも小さくし、両者のギャップをオリ
フィスとして利用するダッシュポット式のもの等が知ら
れている。二重チューブ構造のものとしては、内筒に小
孔からなるオリフィスを形成したものが一般に普及して
いる。
ストや用途に合わせて、選択使用されているが、一般的
には構造の簡易さから単一チューブ構造のものの方が二
重チューブ構造のものに比し、製造コスト的には安価で
ある。また、二重チューブ構造のものの場合には、製造
コストのほかに、ピストンが内筒内に配設されるため、
単一チューブ構造のものとシリンダの外寸が同じ場合に
は、ピストン径は必然的に単一チューブ構造のものより
も小さくなる。取り付ける場所には制限があることか
ら、シリンダの外寸を大きくすることもできず、ピスト
ン径ばかりか、内筒の厚みにも制限を伴うのが通常であ
る。このため、単一チューブ構造のものと外寸を同じに
した場合には、衝撃吸収特性(衝撃吸収エネルギー)を
単一チューブ構造のものよりも小さなものにしなけれ
ば、使用中、内筒などに損傷を来すおそれがある。
構造のショックアブソーバは、二重チューブ構造のもの
に比し、製造コストが安価であり、また、小型でも大き
な衝撃吸収特性を発揮することが可能である。しかしな
がら、単一チューブ構造のものは、ピストンロッドに対
し、一定以上の衝突速度の負荷が繰り返し加えられる
と、衝撃吸収特性が低下してしまうという問題があっ
た。
ショックアブソーバでは、ピストン100を構成するロ
ッド部130に対し、所定以下の衝突速度の負荷、例え
ば、1m/sの負荷が繰り返し加えられても、衝撃吸収
特性にほとんど変化はみられないが、その衝突速度以上
の負荷、例えば、2m/sの負荷が繰り返し加えられる
と、ロッド部130が小さい負荷を受けたときでも遊び
が発生して衝撃吸収特性が低下してしまう。
より生じると考えられる。すなわち、図6に示したよう
に、ロッド部130が一定以上の衝突速度の負荷を受け
ると、液体室内でピストン本体部120が高速で衝撃吸
収方向へ移動する。それにより、液体室において、ピス
トン本体部120を挟んで衝撃吸収方向側に位置する圧
力室181と、非衝撃吸収方向側に位置する非圧力室1
82のうち、圧力室181内の粘性液体が、ピストン本
体部120に押圧されることにより、該ピストン本体部
120の周壁に設けられたオリフィス110を通じて非
圧力室182内へ流入する。この非圧力室182内に流
入した粘性液体は、シリンダ140の内周面に沿って非
衝撃吸収方向へ流れていき、液体室の開口部を閉塞する
壁面(閉塞面)150に当たることにより衝撃吸収方向
へ流れの向きを変える。一方、ピストン100の上記閉
塞面150と向かい合う面160が、ピストン本体部1
20の一端側に形成されたロッド部130との連結部1
21の外周面と略直角に交わるように形成されているた
め、衝撃吸収方向へ流れの向きを変えた粘性液体が、さ
らにその対向面160に当たることにより再び非衝撃吸
収方向へ流れの向きを変える。そして、このように粘性
液体の流れが、非圧力室182内に形成される略直角の
コーナ部150a〜150cを曲がることにより、該非
圧力室182内において、粘性液体の渦が生じ、負圧と
なる。それにより、外部の気体がロッド部130と蓋部
材170との間隙から液体室内へと吸引される。そし
て、一旦吸引された気体は、ロッド部130と蓋部材1
70との間隙からの液漏れを防止するシール部材190
によって外部に逃げられず、液体室内に止まることにな
る。そのため、ロッド部130に対し、一定以上の衝突
速度の負荷が繰り返し加えられると、その都度吸引され
た気体が液体室内に蓄積されることとなり、粘性液体中
に気体が混入するため、衝撃吸収特性が低下することに
なるのである。
える溝オリフィス式のものやダッシュポット式のもの等
にも同様に生じ得る問題である。このため、単一チュー
ブ構造のものは、高速化への対応が困難であった。
なされたものであり、一定以上の衝突速度の負荷が繰り
返し加えられた場合でも、衝撃吸収特性を低下させるこ
となく安定維持できるショックアブソーバを提供するこ
とを課題とする。
研究を重ねた結果、上述のように液体室内において、ピ
ストンが高速で衝撃吸収方向へ移動することにより、外
部の気体を液体室内に吸引してしまうことが衝撃吸収特
性の低下の原因であることを見出し、本発明を完成する
に至った。すなわち、請求項1に記載の本発明は、シリ
ンダ内に形成される液体室内で移動可能なピストンを有
し、該ピストンの移動により、前記液体室内に充填され
た粘性液体がオリフィスを通じて移動することにより衝
撃を吸収するショックアブソーバにおいて、前記ピスト
ンは、移動の際に前記液体室の周壁に摺接する外周面を
有すると共に、前記液体室の開口部を閉塞する壁面と向
き合う面が、該外周面に向かって広がるテーパ状に形成
されていることを特徴とするショックアブソーバを提供
する。請求項2に記載の本発明は、前記シリンダが、単
一チューブ構造であることを特徴とする請求項1記載の
ショックアブソーバを提供する。
に摺接する外周面を有すると共に、前記液体室の開口部
を閉塞する壁面と向き合う面が、該外周面に向かって広
がるテーパ状に形成されているピストンを備えて構成さ
れるため、液体室の開口部を閉塞する壁面(閉塞面)に
当たることにより衝撃吸収方向へ流れの向きを変えた粘
性液体は、ピストンの緩やかに傾斜するテーパ状の面に
沿って流れることとなる。それにより、粘性液体の渦が
発生せず、生じる負圧も小さいため、外部の気体がピス
トンロッドと蓋部材との間隙から液体室内へと吸引され
ることがない。従って、一定以上の衝突速度の負荷が繰
り返し加えられた場合でも、衝撃吸収特性を低下させる
ことなく安定維持できる。
に基づいてさらに詳しく説明する。図1は、本発明の一
の実施形態に係るショックアブソーバを示す断面図であ
る。この図に示したように、本実施形態に係るショック
アブソーバは、シリンダ10及びピストン20を有して
構成される。
部)11と内径の小さな部分(小径部)12とを有する
ように形成されている。具体的には、シリンダ10の上
端13側に大径部11が、底壁14側に小径部12が形
成されている。大径部11の内径は、ピストン20を構
成するピストン本体部21の外径よりも大きく、小径部
12の内径はピストン本体部21が摺動し得る程度、す
なわちピストン本体部21の外径とほぼ同じ大きさにな
っている。逆に言えば、ピストン本体部21の外径が大
径部11の内径よりも小さく、小径部12の内径とほぼ
同じ大きさになっているということである。そして、こ
の大径部11と小径部12は、内部に粘性液体が充損さ
れる液体室として機能する。なお、このシリンダ10
は、底壁14が閉塞されて形成され、上端13には後述
のピストン20を構成するロッド部22をシリンダ10
外へ突出させるための挿通孔を有する蓋部材30が液密
に配設される。また、大径部11と蓋部材30の間には
ロッド部22を取り囲むようにアキュムレータ40が配
設されている。そして、このアキュムレータ40を収容
するアキュムレータケース50の壁面51により、大径
部11と小径部12により構成される液体室の開口部が
閉塞されている。なお、かかる「壁面」51を以下「閉
塞面」51という。
21とロッド部22とを有して構成される。ピストン本
体部21は、一端側に端壁21aを有すると共に、他端
側が開放された略筒状に形成され、周壁21bが上記し
たような外径を有している。閉塞面51と向き合う端壁
21aの外周面は、ピストン20の移動の際に液体室の
周壁(小径部12の内周面)に摺接する外周面(ピスト
ン本体部21を構成する周壁21bの外周面)に向かっ
て緩やかに傾斜するように広がるテーパ状に形成されて
いる。また、端壁21aの内部には、互いに連通する小
径孔部23aと大径孔部23bからなる第1の還流23
と、該第1の還流路23の小径孔部23aの内径よりも
大きく、かつ大径孔部23bの内径よりも小さい直径を
有する球状の弁体24と、第1の還流路23の小径孔部
23aに連通するように、該小径孔部23aに直交する
方向に貫通形成された第2の還流路25とを有して構成
される弁機構が設けられている。ピストン本体部21の
周壁21bには、複数のオリフィス26が形成されてい
る。もちろん、このオリフィス26の形成位置は、ピス
トン20の復帰位置において大径部11内に位置するよ
うに形成される。
蓋部材30の挿通孔から外部に突出すると共に、後端2
2b側にピストン本体部21が連結される。なお、本実
施形態のように、ロッド部22の後端22b側に、該ロ
ッド部22の抜け落ちを防止するため、ロッド部22の
先端22a側の外周面に略直角に交わる面22cが形成
される場合、その面22cは、粘性液体の流れに影響を
与えない程度に面積を極めて小さいものとする必要があ
る。また、本実施形態では、ロッド部22がピストン本
体部21と別体に形成されているが、このように別体に
形成することなく、ピストン本体部21とロッド部22
とを一体成形することによりピストン20を構成するこ
ともできる。
用スプリングであり、本実施形態では、大径部11と小
径部12とから構成される液体室内において、ピストン
本体部21内に配設されるスプリングガイド70と、シ
リンダ10の底面との間に配設されている。
アブソーバによれば、ピストン20のロッド部22の先
端22aに制御対象物が当接するなどして、ロッド部2
2に負荷が加えられると、ピストン20がシリンダ10
の底壁14方向(衝撃吸収方向)へ移動する。このと
き、ピストン本体部21の端壁21a内部に設けられた
弁体24が小径孔部23aを閉塞するため、ピストン本
体部21の周壁21b内からピストン20とシリンダ1
0の大径部11とにより形成される間際へはオリフィス
26のみを介して粘性液体が移動する。そして、粘性液
体がこのオリフィス26を通過する際の動圧抵抗、粘性
抵抗によりピストン20の動きはゆっくりしたものとな
り、制御対象物の衝撃を緩和する。ピストン20がさら
に衝撃吸収方向へ移動し、ピストン本体部21がシリン
ダ10の小径部12内をさらに摺動していくと、複数設
けられているオリフィス26が小径部12の内周面によ
り、ピストン本体部21の開放端寄りに設けられている
ものから順に閉塞されていく。従って、作用する抵抗は
徐々に大きくなる。そして、全てのオリフィス26が、
大径部11内から小径部12内に位置するまで移動する
と、粘性液体の移動が行われなくなり、ロック状態とな
る。
ショックアブソーバによれば、ピストン20の、閉塞面
51と向き合う面がテーパ状に形成されているため、図
2に示したように、オリフィス26を通じて大径部11
に流入し、閉塞面51に当たることにより衝撃吸収方向
へ流れの向きを変えた粘性液体が、緩やかに傾斜するテ
ーパ状の面に沿って流れることとなる。それにより、大
径部11内において粘性液体の渦が生じることがなく、
また、発生する負圧も小さいため、外部の気体を吸引す
ることがない。従って、一定以上の衝突速度の負荷が繰
り返し加えられた場合でも、衝撃吸収特性を低下させる
ことなく安定維持できる。なお、本実施形態のショック
アブソーバを用いて耐久試験を実施したところ、ピスト
ン20のロッド部22に対し、衝突速度が2m/sの負
荷を120万回繰り返し加えた場合でも、気体の混入が
認められず、衝撃吸収特性は低下しなかった。
れると、復帰スプリング60により、ピストン20がシ
リンダ10の上端13方向(非衝撃吸収方向)へ移動す
る。このとき、ピストン本体部21の端壁21a内部に
設けられた弁体24が閉塞していた小径孔部23aを開
放するため、ピストン20と大径部11とにより形成さ
れる間隙に溜まっていた粘性液体が、第2の還流路2
5、第1の還流路23を経由してピストン本体部21内
に大量に移動する。また、ピストン20の復帰動作に伴
い順次大径部11内に位置してくるオリフィス26を経
由してピストン本体部21内に大量に移動する。従っ
て、ピストン20は速やかに原位置に復帰する。
物に合わせて衝撃吸収特性を変化させたい場合、本実施
形態では、ピストン20に形成されるオリフィス26の
数、孔径を調整するだけでよい。
渦の発生を抑制し、生じる負圧をより小さくするための
テーパ部が、ピストン本体部21の一端からその外周面
に向かって広がるように形成されているが、これに限定
されるものではない。例えば、図3に示したように、か
かるテーパ部を、ロッド部22の適宜部位からピストン
本体部21の外周面に向かって広がるように形成しても
よい。また、図4に示したように、ロッド部22の適宜
部位からその後端22bに至るまでの間に、ピストン本
体部21の外周面に向かって広がるテーパ部を形成して
もよい。
24を用いた弁機構を採用しているが、これに限らず、
従来公知の種々の弁機構を採用することももちろん可能
である。例えば、図4に示したように、スプリングガイ
ド70をロッド部22に連結し、また、ピストン本体部
21の端壁21aに粘性液体の還流孔27を形成した構
造の弁機構を採用することもできる。かかる弁機構によ
れば、ピストン20の復帰時において、復帰スプリング
60により、スプリングガイド70がピストン本体部2
1の端壁21aの内面に当接するまでロッド部22のみ
が瞬間的に復帰し、端壁21aにスプリングガイド70
が当接すると、ロッド部22の後端22bが端壁21a
の外面から離間するためその間に隙間が生じ、還流孔2
7が開放状態になる。その結果、ピストン20と大径部
11とにより形成される間隙に溜まっている粘性液体が
還流孔27と、復帰動作に伴い順次大径部11内に位置
してくるオリフィス26とを経由してピストン本体部2
1内に大量に移動するため、ピストン20は速やかに原
位置に復帰する。
アブソーバは、移動の際に液体室の周壁に摺接する外周
面を有すると共に、該液体室の開口部を閉塞する壁面と
向き合う面が、該外周面に向かって広がるテーパ状に形
成されたピストンを有して構成される。従って、一定以
上の衝突速度の負荷が繰り返し加えられた場合でも、衝
撃吸収特性を低下させることなく安定維持することがで
き、従来困難であった高速化への対応が可能となる。
アブソーバを示す断面図である。
バの作用を説明するための図である。
アブソーバを示す部分断面図である。
ョックアブソーバを示す部分断面図である。
図である。
明するための図である。
ブ構造のショックアブソーバは、二重チューブ構造のも
のに比し、製造コストが安価であり、また、小型でも大
きな衝撃吸収特性を発揮することが可能である。しかし
ながら、単一チューブ構造のものは、ピストンロッドに
対し、一定以上の衝突速度の負荷が繰り返し加えられる
と、衝撃吸収特性が低下してしまうという問題があっ
た。
解決するため鋭意研究を重ねた結果、上述のように液体
室内において、ピストンが高速で衝撃吸収方向へ移動す
ることにより、外部の気体を液体室内に吸引してしまう
ことが衝撃吸収特性の低下の原因であることを見出し、
本発明を完成するに至った。すなわち、請求項1に記載
の本発明は、シリンダ内に形成される液体室内で移動可
能なピストンを有し、該ピストンの移動により、前記液
体室内に充填された粘性液体がオリフィスを通じて移動
することにより衝撃を吸収するショックアブソーバにお
いて、前記ピストンは、移動の際に前記液体室の周壁に
摺接する外周面を有すると共に、前記液体室の開口部を
閉塞する壁面と向き合う面が、該外周面に向かって広が
るテーパ状に形成されていることを特徴とするショック
アブソーバを提供する。請求項2に記載の本発明は、前
記シリンダが、単一チューブ構造であることを特徴とす
る請求項1記載のショックアブソーバを提供する。
Claims (2)
- 【請求項1】 シリンダ内に形成される液体室内で移動
可能なピストンを有し、該ピストンの移動により、前記
液体室内に充填された粘性液体がオリフィスを通じて移
動することにより衝撃を吸収するショックアブソーバに
おいて、 前記ピストンは、移動の際に前記液体室の周壁に摺接す
る外周面を有すると共に、前記液体室の開口部を閉塞す
る壁面と向き合う面が、該外周面に向かって広がるテー
パ状に形成されていることを特徴とするショックアブソ
ーバ。 - 【請求項2】 前記シリンダが、単一チューブ構造であ
ることを特徴とする請求項1記載のショックアブソー
バ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001198228A JP2003014027A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | ショックアブソーバ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001198228A JP2003014027A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | ショックアブソーバ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003014027A true JP2003014027A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19035708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001198228A Pending JP2003014027A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | ショックアブソーバ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003014027A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007192283A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Fuji Latex Kk | ショック・アブソーバ |
CN108105316A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 常州大学 | 一种基于流体速度分解作用的阻尼调制器 |
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-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001198228A patent/JP2003014027A/ja active Pending
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Legal Events
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