JP2012207750A - Shock absorbing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、緩衝装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a shock absorber.
従来、この種の緩衝装置にあっては、車両の車体と車軸との間に介装されて、車体振動を抑制する目的で使用されており、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内をピストンロッド側の伸側室とピストン側の圧側室に区画するピストンと、ピストンに設けられた伸側室と圧側室を連通する第一流路と、ピストンロッドの先端から側部に開通して伸側室と圧側室を連通する第二流路と、第二流路の途中に接続される圧力室を備えてピストンロッドの先端に取付けられたハウジングと、圧力室内に摺動自在に挿入され圧力室を伸側圧力室と圧側圧力室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンを附勢するコイルばねとを備えて構成されている。すなわち、伸側圧力室は同じく第二流路を介して伸側室に連通されるとともに、圧側圧力室は第二流路を介して圧側室に連通されるようになっている。 Conventionally, this type of shock absorber is interposed between the vehicle body and the axle of the vehicle and used for the purpose of suppressing vehicle body vibration. For example, the cylinder and the cylinder can be slid freely. A piston that is inserted and divides the inside of the cylinder into an extension side chamber on the piston rod side and a pressure side chamber on the piston side, a first flow path that communicates the extension side chamber provided on the piston and the pressure side chamber, and opens from the tip of the piston rod to the side part And a second flow passage communicating the extension side chamber and the pressure side chamber, a housing provided with a pressure chamber connected to the middle of the second flow passage and attached to the tip of the piston rod, and slidably inserted into the pressure chamber. A free piston that divides the pressure chamber into an expansion side pressure chamber and a pressure side pressure chamber and a coil spring that urges the free piston are provided. That is, the expansion side pressure chamber is similarly communicated with the expansion side chamber via the second flow path, and the pressure side pressure chamber is communicated with the pressure side chamber via the second flow path.
このように構成された緩衝装置は、圧力室がフリーピストンによって伸側圧力室と圧側圧力室とに区画されており、第二流路を介しては伸側室と圧側室とが直接的に連通されてはいないが、フリーピストンが移動すると伸側圧力室と圧側圧力室の容積比が変化し、フリーピストンの移動量に応じて圧力室内の流体が伸側室と圧側室へ出入りするため、見掛け上、伸側室と圧側室とが第二流路を介して連通されているが如くに振舞う。 In the shock absorber configured as described above, the pressure chamber is divided into the expansion side pressure chamber and the pressure side pressure chamber by the free piston, and the expansion side chamber and the pressure side chamber communicate directly with each other via the second flow path. Although not done, the volume ratio between the expansion side pressure chamber and the compression side pressure chamber changes as the free piston moves, and the fluid in the pressure chamber enters and exits the extension side chamber and the compression side chamber according to the amount of movement of the free piston. In addition, the extension side chamber and the pressure side chamber behave as if they are communicated with each other via the second flow path.
ここで、圧側室の圧力を基準として、緩衝装置の伸縮時における伸側室と圧側室との差圧をPとし、伸側室から流出する流体の流量をQとし、上記差圧Pと第一流路を通過する流体の流量Q1との関係である係数をC1とし、圧側室と伸側圧力室内の差圧をP1とし、差圧Pと差圧P1との差と伸側室から伸側圧力室内に流入する流体の流量Q2との関係である係数をC2とし、圧側室と圧側圧力室の差圧をP2とし、この差圧P2と圧側圧力室から圧側室に流出する流体の流量Q2との関係である係数をC3とし、フリーピストンの受圧面積である断面積をAとし、フリーピストンの圧力室に対する変位をXとし、コイルばねのばね定数をKとして、流量Qに対する差圧Pの伝達関数を求めると、式(1)が得られる。なお、式(1)中、sはラプラス演算子を示している。
したがって、この緩衝装置では、図10中の減衰特性で示すように、低周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生し、他方、高周波数の振動の入力に対しては低い減衰力を発生することができるので、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生可能であるとともに、車両が路面の凹凸を通過するような入力振動周波数が高い場面においては減衰力を低減して、車両における乗り心地を向上させることができる(たとえば、特許文献1参照)。 Therefore, in this shock absorber, as shown by the damping characteristic in FIG. 10, a high damping force is generated for low frequency vibration input, while a low damping force is generated for high frequency vibration input. In a scene where the input vibration frequency is low, such as when the vehicle is turning, a high damping force can be reliably generated, and in a scene where the vehicle has a high input vibration frequency that passes through the unevenness of the road surface. Can reduce the damping force and improve the riding comfort in the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
ところで、車体が上方へ浮き上がるような移動を呈する一方で緩衝装置が収縮作動する状況、或いは、車体が下方へ沈み込むような移動を呈する一方で緩衝装置が伸長作動する状況にあっては、緩衝装置の発生する減衰力を低くした方が車体振動を抑制できるが、従来の緩衝装置では、低周波数の振動に対しては常に高い減衰力を発揮するようになっているので、上記のような場合に、却って車体振動を大きくしてしまい、車両における乗り心地を悪くしてしまう可能性がある。 By the way, if the shock absorber is contracting while the vehicle body is moving upward, or if the shock absorber is extending while the vehicle body is sinking downward, the shock absorber Lowering the damping force generated by the device can suppress vehicle vibration, but conventional shock absorbers always exhibit a high damping force against low-frequency vibrations. In some cases, the vehicle body vibration may be increased and the ride comfort in the vehicle may be deteriorated.
そこで、本発明は上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、車両における乗り心地を向上することができる緩衝装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been developed to improve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shock absorber that can improve the riding comfort in a vehicle.
上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入され当該シリンダ内を伸側室と圧側室に区画する隔壁部材と、圧力室と、上記圧力室内に軸方向へ移動自在に挿入されて当該圧力室を伸側流路を介して上記伸側室に連通される伸側圧力室と圧側流路を介して上記圧側室に連通される圧側圧力室とに区画するフリーピストンと、当該フリーピストンを上記圧力室内で中立位置に位置決めて当該フリーピストンの中立位置からの変位を抑制する附勢力を発生するばね要素とを備えた緩衝装置において、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、上記伸側室から上記圧側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される伸側サブ減衰通路と、上記圧側室から上記伸側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される圧側サブ減衰通路と、上記フリーピストンが中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を遮断するとともに圧側サブ減衰通路を開放し、上記フリーピストンが中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を開放するとともに圧側サブ減衰通路を遮断する切換機構とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described object, the problem-solving means in the present invention includes a cylinder, a partition member that is slidably inserted into the cylinder, and divides the cylinder into an extension side chamber and a pressure side chamber, a pressure chamber, A pressure side inserted in the pressure chamber so as to be movable in the axial direction and communicated with the pressure side chamber via the expansion side flow channel and the pressure side chamber via the pressure side flow channel. In a shock absorber comprising: a free piston that is partitioned into a pressure chamber; and a spring element that generates a biasing force that positions the free piston in a neutral position in the pressure chamber and suppresses displacement from the neutral position of the free piston. A damping passage communicating the extension side chamber and the pressure side chamber, an extension side sub-attenuation passage that allows only a flow from the extension side chamber to the pressure side chamber and is arranged in parallel with the attenuation passage, and a pressure side chamber. The pressure side sub-attenuation passage that allows only the flow toward the extension side chamber and the free piston is displaced in the direction of compressing the extension side pressure chamber from a neutral position by a predetermined extension side displacement or more. When the free piston is displaced by a predetermined displacement or more in the direction of compressing the pressure side pressure chamber from the neutral position, the extension side sub damping path is opened and the pressure side sub damping path is opened. And a switching mechanism for blocking the attenuation passage.
本発明の緩衝装置によれば、ピストン速度が非常に高速となっても車両における乗り心地を向上することができる。 According to the shock absorber of the present invention, the riding comfort in the vehicle can be improved even if the piston speed becomes very high.
以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明の緩衝装置Dは、図1に示すように、シリンダ1と、シリンダ1内に摺動自在に挿入されシリンダ1内を伸側室R1と圧側室R2に区画する隔壁部材としてのピストン2と、圧力室R3と、圧力室R3内に軸方向へ移動自在に挿入されて圧力室R3を伸側流路5を介して伸側室R1に連通される伸側圧力室7と圧側流路6を介して圧側室R2に連通される圧側圧力室8とに区画するフリーピストン9と、フリーピストン9を圧力室R3内で中立位置に位置決めてフリーピストン9の中立位置からの変位を抑制する附勢力を発生するばね要素10と、伸側室R1と圧側室R2とを連通する減衰通路3と、伸側室R1から圧側室R2へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路3に並列される伸側サブ減衰通路12と、圧側室R2から伸側室R1へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路3に並列される圧側サブ減衰通路13と、切換機構14とを備えて構成されている。この緩衝装置Dは、車両における車体と車軸との間に介装されて減衰力を発生し車体の振動を抑制するものである。なお、伸側室R1とは、車体と車軸が離間して緩衝装置Dが伸長作動する際に圧縮される室のことであり、圧側室R2とは、車体と車軸が接近して緩衝装置Dが収縮作動する際に圧縮される室のことである。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the shock absorber D of the present invention includes a cylinder 1 and a
そして、伸側室R1および圧側室R2さらには圧力室R3内には作動油等の流体が充満され、また、シリンダ1内の図中下方には、シリンダ1の内周に摺接して圧側室R2と気体室Gとを区画する摺動隔壁15が設けられている。なお、上記した伸側室R1、圧側室R2および圧力室R3内に充填される流体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった流体を使用することもできる。
The extension side chamber R1, the pressure side chamber R2, and further the pressure chamber R3 are filled with fluid such as hydraulic fluid, and the pressure side chamber R2 is in sliding contact with the inner periphery of the cylinder 1 in the lower part of the cylinder 1 in the figure. And a
ピストン2は、シリンダ1内に移動自在に挿通されたピストンロッド4の一端に連結され、ピストンロッド4は、シリンダ1の図中上端部から外方へ突出されている。なお、ピストンロッド4とシリンダ1との間は図示しないシールでシリンダ1内が液密状態とされている。図示したところでは、緩衝装置Dがいわゆる片ロッド型に設定されているため、緩衝装置Dの伸縮に伴ってシリンダ1内に出入りするピストンロッド4の体積は、気体室G内の気体の体積が膨張あるいは収縮し摺動隔壁15が図1中上下方向に移動することによって補償されるようになっている。このように緩衝装置Dは、単筒型に設定されているが、摺動隔壁15および気体室Gの設置に変えて、シリンダ1の外周や外部にリザーバを設けて当該リザーバによって上記ピストンロッド4の体積補償を行ってもよい。伸側室R1,圧側室R2および圧力室R3に充填する流体を気体とする場合には、気体室Gやリザーバを省略することも可能である。また、緩衝装置Dが片ロッド型ではなく、両ロッド型に設定されてもよい。
The
さらに、減衰通路3は、伸側室R1から圧側室R2へ向かう流体の流れのみを許容して通過流体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路3aと圧側室R2から伸側室R1へ向かう流体の流れのみを許容して通過流体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路3bとを備えて、ピストン2に設けられている。
Further, the
より詳しくは、伸側減衰通路3aと圧側減衰通路3bには、減衰バルブ16a,16bが設けられており、伸側減衰通路3aおよび圧側減衰通路3bを通過する流体の流れに減衰バルブ16a,16bによって抵抗を与えることができるようになっている。この減衰バルブ16aは、詳しくは、図示はしないが、逆止弁としても機能して伸側減衰通路3aを伸側室R1から圧側室R2へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路に設定し、減衰バルブ16bも、また、逆止弁としても機能し圧側減衰通路3bを圧側室R2から伸側室R1へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路に設定している。つまり、緩衝装置Dが伸縮する際に、伸側減衰通路3aおよび圧側減衰通路3bのみを介して減衰力を発生する場合を考えると、伸長作動時には伸側減衰通路3aのみを流体が通過し、収縮作動時には圧側減衰通路3bのみを流体が通過するようになっている。なお、減衰バルブ16a,16bは、たとえば、周知のオリフィスとリーフバルブとを並列した構成等とすればよく、この構成以外にも、たとえば、チョークとリーフバルブを並列させる構成やその他の構成を採用することもでき、逆止弁を別途設けるのであれば流体の双方向通行を可能とするバルブを採用することも可能である。
More specifically,
そして、圧力室R3は、この実施の形態の場合、ピストン2の下方に連結されて圧側室R2へ臨むハウジング17内に設けた中空部17aによって形成されており、当該中空部17aの側壁に摺接して中空部17a内を図1中上下方向となる軸方向に摺動可能とされるフリーピストン9で圧力室R3を図1中上方の伸側圧力室7と図1中下方の圧側圧力室8とに仕切っている。すなわち、フリーピストン9は、ハウジング17内に摺動自在に挿入されており、ハウジング17に対して図1中では上下方向となる軸方向に変位することができるようになっている。
In this embodiment, the pressure chamber R3 is formed by a hollow portion 17a connected to the lower side of the
また、フリーピストン9は、中空部17aの下端部に一端が連結されて圧側圧力室8内に収容されるばね要素10における他端に連結され、これにより、フリーピストン9は圧力室R3内の所定位置に位置決めされた位置(以下、単に「フリーピストン中立位置」という)から変位するとばね要素10からその変位量に比例した附勢力が作用することになる。なお、上記したフリーピストン中立位置は、フリーピストン9が圧力室R3に対してばね要素10によって位置決められる位置であって、必ずしも中空部17aの上下方向における中間点に設定されなくともよい。
The
なお、ハウジング17内は、図示したところでは、フリーピストン9によって上下に伸側圧力室7、圧側圧力室8に区画され、緩衝装置Dが伸縮して抑制する振動方向とフリーピストン9の移動方向が一致しており、緩衝装置D全体が図1中上下方向に振動することによって、フリーピストン9のハウジング17に対する上下方向の振動が励起されることを避けたい場合には、フリーピストン9の移動方向を緩衝装置Dの伸縮方向と直交する方向、すなわち、図1中左右方向に設定し、伸側圧力室7と圧側圧力室8を図1中横方向に配置するようにすることもできる。
Note that the
また、当該ハウジング17には、圧側室R2と圧側圧力室8とを連通する圧側流路6が設けられており、当該圧側流路6には、絞り6aが設けられ、これを通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっている。なお、当該絞り6aをフリーピストン9が中立位置から変位すればするほど開口面積を小さくする可変絞りとしてもよく、その場合には、フリーピストン9がハウジング17の上端に当接するか、ばね要素10が最圧縮状態となるストロークエンドへ近づくにつれてフリーピストン9の変位速度を減ずることができる。
Further, the
さらに、伸側室R1と伸側圧力室7は、ピストンロッド4の伸側室R1に臨む側部から開口してピストン2およびハウジング17を通じる伸側流路5を介して連通されている。このように、伸側室R1と伸側圧力室7とが伸側流路5によって連通され、圧側室R2と圧側圧力室8と圧側流路6によって連通され、伸側圧力室7と圧側圧力室8の容積はフリーピストン9がハウジング17内で変位することによって変化するので、この緩衝装置Dにあっては、上記した伸側流路5、伸側圧力室7、圧側圧力室8および圧側流路6からなる流路が、見掛け上、伸側室R1と圧側室R2を連通しており、伸側室R1と圧側室R2は、減衰通路3を構成する伸側減衰通路3aと圧側減衰通路3bの他にも上記した見掛け上の流路によっても連通されることになる。
Further, the extension side chamber R1 and the extension side pressure chamber 7 are opened from the side of the piston rod 4 facing the extension side chamber R1 and communicated with each other via the extension
ここで、図2に示すように、切換機構14を備えていない特開2008−215459号公報に開示された従来の緩衝装置を車両の車体と車軸間に介装したサスペンションモデルを考える。図2中、車両におけるばね上部材をM2、懸架ばねをK2、切換機構14を備えていない従来の緩衝装置をDo、車両におけるばね下部材をM1、ばねとして振る舞うタイヤをK1とし、上向きの変位を正としている。この図2のサスペンションモデルに路面側となるタイヤK1の下端から正弦波を入力すると、車体となるばね上部材M2の上下方向速度、緩衝装置Doの伸縮速度およびフリーピストンの変位は、図3に示すようになる。なお、フリーピストンの変位は、圧側圧力室を圧縮する変位を正としている。図3において、実線は車体の上下方向速度を、破線は緩衝装置Doの伸縮速度を、一点鎖線はフリーピストンの変位を示している。この図3のグラフ中、フリーピストンが中立位置から圧側圧力室或いは伸側圧力室を圧縮する変位量が大きいときに、車体の上下方向速度と緩衝装置Doの伸縮速度の方向が一致していないことが分かる。
Here, as shown in FIG. 2, a suspension model in which a conventional shock absorber disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-215459 that does not include a
より詳しくは、フリーピストンが中立位置から伸側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際には、概ね、車体の上下方向速度が正で、緩衝装置Doの伸縮速度が負となっており(図3中領域x)、フリーピストンが中立位置から圧側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際には、概ね、車体の上下方向速度が負で、緩衝装置Doの伸縮速度が正となっている(図3中領域y)。 More specifically, when the free piston is largely displaced from the neutral position in the direction of compressing the expansion side pressure chamber, the vertical speed of the vehicle body is generally positive and the expansion / contraction speed of the shock absorber Do is negative ( When the free piston is greatly displaced from the neutral position in the direction of compressing the pressure side pressure chamber, the vertical speed of the vehicle body is generally negative and the expansion / contraction speed of the shock absorber Do is positive. (Region y in FIG. 3).
このことから、発明者らは、フリーピストン9が中立位置から伸側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際に、緩衝装置Dの収縮方向の減衰力を低くするとともに伸長方向の減衰力を高くし、反対に、フリーピストン9が中立位置から圧側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際に、緩衝装置Dの伸長方向の減衰力を低くするとともに収縮方向の減衰力を高くするようにすれば、緩衝装置Dの減衰力で車体を加振してしまう不具合を解消することができることを知見するにいたった。
Therefore, the inventors reduce the damping force in the contraction direction of the shock absorber D and reduce the damping force in the extension direction when the
そこで、本発明の緩衝装置Dでは、フリーピストン9が中立位置から伸側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際に、緩衝装置Dの収縮方向の減衰力を低くするとともに伸長方向の減衰力を高くし、反対に、フリーピストン9が中立位置から圧側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際に、緩衝装置Dの伸長方向の減衰力を低くするとともに収縮方向の減衰力を高くするために、伸側サブ減衰通路12、圧側サブ減衰通路13および切換機構14を設けている。
Therefore, in the shock absorber D of the present invention, when the
伸側サブ減衰通路12および圧側サブ減衰通路13は、この実施の形態では、共に隔壁部材であるピストン2の図1中上端の伸側室側端から図1中下端の圧側室側端へ通じて伸側室R1と圧側室R2とを連通している。
In this embodiment, the extension-
詳しくは、伸側サブ減衰通路12は、途中に、伸側サブバルブ12aを備えている。この伸側サブバルブ12aは、伸側サブ減衰通路12を通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっているとともに、この例では、伸側室R1から圧側室R2へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁としても機能して、伸側サブ減衰通路12を一方通行の通路に設定している。なお、伸側サブバルブ12aが通過流体に与える抵抗は、上記した伸側減衰通路3aに設けられた減衰バルブ16aが通過流体に与える抵抗に比して大きくても小さくてもよい。そして、伸側減衰通路3aと伸側サブ減衰通路12は並列して伸側室R1と圧側室R2とを連通しているので、緩衝装置Dの伸長作動時において、伸側サブ減衰通路12が開放されると流体は伸側減衰通路3aに加えて伸側サブ減衰通路12をも通過して伸側室R1から圧側室R2へ移動することになる。そのため、流体が伸側減衰通路3aのみを通過する場合に比較して、伸側サブ減衰通路12を開放する場合の方が緩衝装置Dの発生減衰力は低くなる。
Specifically, the extension
他方の圧側サブ減衰通路13も途中に、圧側サブバルブ13aを備えている。この圧側サブバルブ13aは、圧側サブ減衰通路13を通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっているとともに、この例では、圧側室R2から伸側室R1へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁としても機能して、圧側サブ減衰通路13を一方通行の通路に設定している。なお、圧側サブバルブ13aが通過流体に与える抵抗は、上記した圧側減衰通路3bに設けられた減衰バルブ16bが通過流体に与える抵抗に比して大きくても小さくてもよい。そして、圧側減衰通路3bと圧側サブ減衰通路13は並列して伸側室R1と圧側室R2とを連通しているので、緩衝装置Dの収縮作動時において、圧側サブ減衰通路13が開放されると流体は圧側減衰通路3bに加えて圧側サブ減衰通路13をも通過して圧側室R2から伸側室R1へ移動することになる。そのため、流体が圧側減衰通路3bのみを通過する場合に比較して、圧側サブ減衰通路13を開放する場合の方が緩衝装置Dの発生減衰力は低くなる。
The other pressure
なお、伸側サブバルブ12aと圧側サブバルブ13aは、たとえば、周知のオリフィスとリーフバルブとを並列した構成等とすればよく、この構成以外にも、たとえば、チョークとリーフバルブを並列させる構成やその他の構成を採用することもでき、逆止弁を別途設けるのであれば流体の双方向通行を可能とするバルブを採用することも可能である。 The extension side sub-valve 12a and the pressure side sub-valve 13a may have, for example, a well-known configuration in which an orifice and a leaf valve are arranged in parallel. In addition to this configuration, for example, a configuration in which a choke and a leaf valve are arranged in parallel or other The configuration can also be adopted, and if a check valve is separately provided, it is possible to adopt a valve that allows bidirectional fluid passage.
切換機構14は、伸側サブ減衰通路12と圧側サブ減衰通路13の途中に設けられており、伸側サブ減衰通路12と圧側サブ減衰通路13の途中に設けた切換スプール18と、切換スプール18とフリーピストン9とを連結する連結レバー19とを備えて構成されている。そして、切換スプール18は、フリーピストン9が中立位置から伸側圧力室7を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると採る伸側ポジション18bと、フリーピストン9が中立位置から圧側圧力室8を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位すると採る圧側ポジション18cと、フリーピストン9の中立位置からの変位が上記伸側変位および圧側変位に達しない状態にあるときに採る中立ポジション18aとを備えた4ポート3位置の切換弁として構成されている。
The
そして、切換スプール18は、中立ポジション18aを採る際に、伸側サブ減衰通路12と圧側サブ減衰通路13とを共に遮断し、伸側ポジション18bを採る際に、伸側サブ減衰通路12を遮断すると共に圧側サブ減衰通路13を開放し、圧側ポジション18cを採る際に伸側サブ減衰通路12を開放するとともに圧側サブ減衰通路13を遮断するようになっている。
The switching
なお、切換機構14は、フリーピストン9が中立位置から伸側圧力室7を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路12を遮断するとともに圧側サブ減衰通路13を開放し、フリーピストン9が中立位置から圧側圧力室8を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路12を開放するとともに圧側サブ減衰通路13を遮断するようになっていればよいので、上記構成以外の構成を採用することもでき、たとえば、伸側サブ減衰通路12を開閉する開閉弁と圧側サブ減衰通路13を開閉する開閉弁とを独立して設けて、これら開閉弁をフリーピストン9に連動するようにしてもよい。また、上記した所定の伸側変位と所定の圧側変位は、任意に設定することができる。
The
さらに、切換スプール18をフリーピストン9側へ向けて附勢するばねを設けて、常に連結レバー19がフリーピストン9に当接するようにすれば、連結レバー19とフリーピストン9とが一体的に連結されなくとも良く、この場合には、上記切換スプール18を附勢するばねとばね要素10との間にフリーピストン9と切換スプール18が介装されることになるので、上記ばねとばね要素10とフリーピストン9を中立位置に位置決めるばね要素を構成するようにしてもよい。
Further, if a spring for biasing the switching
つづいて、緩衝装置Dの基本的な作動について説明する。 Next, the basic operation of the shock absorber D will be described.
(a)フリーピストン9の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達しない状態での緩衝装置Dの作動
この場合、切換機構14は、中立ポジション18aを採り、伸側サブ減衰通路12および圧側サブ減衰通路13は遮断された状態となる。この状態では、緩衝装置Dがシリンダ1に対してピストン2が図1中上下動する伸縮作動を呈すると、ピストン2によって伸側室R1と圧側室R2の一方が圧縮され、伸側室R1と圧側室R2の他方が拡張されるので、伸側室R1と圧側室R2のうち圧縮される方の圧力が高まると同時に、伸側室R1と圧側室R2のうち容積拡大される方の圧力が低下して両者に差圧が生じて、伸側室R1と圧側室R2のうち圧縮側の流体は減衰通路3(伸側減衰通路3aおよび圧側減衰通路3b)と、これに加えて伸側流路5、伸側圧力室7、圧側圧力室8および圧側流路6からなる見掛け上の流路を介して伸側室R1と圧側室R2のうち拡大側に移動する。
(A) Operation of the shock absorber D in a state where the displacement from the neutral position of the
ここで、緩衝装置Dに入力される振動の周波数、すなわち、緩衝装置Dの伸縮方向の振動の周波数が低周波であっても高周波であっても、緩衝装置Dの伸長行程におけるピストン速度が同じである場合、低周波振動入力時の緩衝装置Dの振幅は、高周波振動入力時の緩衝装置Dの振幅よりも大きくなる。このように緩衝装置Dに入力される振動の周波数が低い場合、振幅が大きいため、伸縮1周期で伸側室R1と圧側室R2を行き交う流体の流量は大きくなる。この流量に略比例して、フリーピストン9が動く変位も大きくなるが、フリーピストン9はばね要素10で附勢されているため、フリーピストン9の変位が大きくなると、フリーピストン9が受けるばね要素10からの附勢力も大きくなり、その分、伸側圧力室7の圧力と圧側圧力室8の圧力に差圧が生じて、伸側室R1と伸側圧力室7の差圧および圧側室R2と圧側圧力室8の差圧が小さくなり、上記の見掛け上の流路を通過する流量は小さくなる。この見掛け上の流路を通過する流量が小さい分、減衰通路3の流量は大きくなるので、緩衝装置Dが発生する減衰力が高いまま維持される。
Here, the piston speed in the expansion stroke of the shock absorber D is the same regardless of whether the vibration frequency input to the shock absorber D, that is, the vibration frequency in the expansion / contraction direction of the shock absorber D is low or high. In this case, the amplitude of the shock absorber D at the time of low frequency vibration input is larger than the amplitude of the shock absorber D at the time of high frequency vibration input. In this way, when the frequency of vibration input to the shock absorber D is low, the amplitude is large, so that the flow rate of the fluid passing through the expansion side chamber R1 and the compression side chamber R2 in one expansion / contraction cycle increases. Although the displacement of the
逆に、緩衝装置Dに高周波振動が入力される場合、振幅が低周波振動入力時よりも小さいため、伸縮一周期で伸側室R1と圧側室R2を行き交う流体の流量は小さく、フリーピストン9の動く変位も小さくなる。すると、フリーピストン9が受けるばね要素10から附勢力も小さくなる。その分、伸側圧力室7の圧力と圧側圧力室8の圧力がほぼ同等圧となり、伸側室R1と伸側圧力室7の差圧および圧側室R2と圧側圧力室8の差圧は低周波振動入力時よりも大きくなって、上記の見掛け上の流路を通過する流量が低周波振動入力時よりも増大する。この見掛け上の流路を通過する流量が増大した分は、減衰通路3の流量が減少することになるので、緩衝装置Dが発生する減衰力は低周波振動入力時の減衰力より低減されて低くなる。
Conversely, when high-frequency vibration is input to the shock absorber D, the amplitude is smaller than when low-frequency vibration is input. Therefore, the flow rate of the fluid flowing between the expansion side chamber R1 and the compression side chamber R2 in one expansion / contraction cycle is small and the
このように、ピストン速度が低い場合には、流量に対する差圧の周波数伝達関数の周波数に対するゲイン特性は、従来例と同じく式(2)で示される図4に示すが如くの特性となる。また、振動周波数の入力に対する減衰力のゲインを示す緩衝装置Dにおける減衰力の特性は、図5に示すように、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては減衰力を低くすることができ、緩衝装置Dの減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができる。なお、緩衝装置Dの収縮行程にあっても、上述の伸長行程と同様に、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては減衰力を低くすることができ、緩衝装置Dの減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができる。そして、図5の減衰特性における小さい値を採る折れ点周波数Faの値を車両のばね上共振周波数の値以上であって車両のばね下共振周波数の値以下に設定し、大きい値を採る折れ点周波数Fbを車両のばね下共振周波数以下に設定することで、緩衝装置Dは、ばね上共振周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生することができ、車両の姿勢を安定させて、車両旋回時に、搭乗者に不安を感じさせることを防止できるとともに、ばね下共振周波数の振動が入力されると必ず減衰力が低減されて低い減衰力を発生することになるので、車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁して、車両における乗り心地を良好なものとすることができる。 As described above, when the piston speed is low, the gain characteristic with respect to the frequency of the frequency transfer function of the differential pressure with respect to the flow rate is the characteristic as shown in FIG. In addition, the damping force characteristic of the shock absorber D indicating the gain of the damping force with respect to the input of the vibration frequency generates a high damping force for the vibration in the low frequency range as shown in FIG. The damping force can be lowered with respect to the vibration, and the change in the damping force of the shock absorber D can be made dependent on the input vibration frequency. Even in the contraction stroke of the shock absorber D, a high damping force is generated for vibrations in the low frequency range and a damping force is low for vibrations in the high frequency range, as in the above-described expansion stroke. And the change of the damping force of the shock absorber D can be made to depend on the input vibration frequency. 5 is set to a value greater than the value of the sprung resonance frequency of the vehicle and equal to or less than the value of the unsprung resonance frequency of the vehicle, and a larger value is taken. By setting the frequency Fb to be equal to or lower than the unsprung resonance frequency of the vehicle, the shock absorber D can generate a high damping force with respect to the vibration input of the sprung resonance frequency and stabilize the posture of the vehicle. When turning the vehicle, it is possible to prevent the passenger from feeling uneasy, and when vibration of the unsprung resonance frequency is input, the damping force is always reduced and a low damping force is generated. The transmission of vibration to the vehicle body side can be insulated to improve the riding comfort in the vehicle.
(b)フリーピストン9の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達する状態での緩衝装置Dの作動
この場合は、緩衝装置Dのピストン速度が速くて振幅も大きく、伸側圧力室7或いは圧側圧力室8に大流量が流入して、フリーピストン9が中立位置から大きく変位し、ストロークエンドまでのストローク余裕が少なくなる状況であり、ストロークエンドまで達すると、見掛け上の流路を介して伸側室R1と圧側室R2の流体の交流が少なくなるので、高周波振動の入力に対して減衰力を低減する効果が少なくなる。
(B) Operation of the shock absorber D in a state where the displacement from the neutral position of the
しかしながら、このようにフリーピストン9が変位すると、切換機構14は、フリーピストン9が中立位置から伸側圧力室7を圧縮する方向へ変位している場合には、伸側サブ減衰通路12を遮断して圧側サブ減衰通路13を開放し、他方、フリーピストン9が中立位置から圧側圧力室8を圧縮する方向へ変位している場合には、伸側サブ減衰通路12を開放して、圧側サブ減衰通路13を遮断する。
However, when the
そして、切換機構14が伸側サブ減衰通路12を遮断して圧側サブ減衰通路13を開放している状態では、緩衝装置Dが伸長作動をすると、伸側室R1の流体は伸側減衰通路3aのみを介して圧側室R2へ圧側室R2へ移動するので、緩衝装置Dは、高い減衰力を発生する。この状態で、緩衝装置Dが収縮作動をする場合には、圧側サブ減衰通路13が開放されているので、圧側室R2の流体は圧側減衰通路3aのみならず圧側サブ減衰通路13をも介して伸側室R1へ移動するので、緩衝装置Dは、低い減衰力を発生する。
In the state where the
逆に、切換機構14が伸側サブ減衰通路12を開放して圧側サブ減衰通路13を遮断している状態では、緩衝装置Dが伸長作動をすると、伸側サブ減衰通路12が開放されているので、伸側室R1の流体は伸側減衰通路3aおよび伸側サブ減衰通路12を介して圧側室R2へ移動するので、緩衝装置Dは、低い減衰力を発生する。この状態で、緩衝装置Dが収縮作動をすると、圧側サブ減衰通路13が遮断されているので、圧側室R2の流体は圧側減衰通路3bのみを介して伸側室R1へ移動するので、緩衝装置Dは、高い減衰力を発生する。
On the contrary, in the state where the
このように緩衝装置Dは、フリーピストン9が中立位置から伸側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際には、収縮方向の減衰力を低くするとともに伸長方向の減衰力を高くし、反対に、フリーピストン9が中立位置から圧側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際には、伸長方向の減衰力を低くするとともに収縮方向の減衰力を高くする。
Thus, when the
一般にスカイフック制御では、車体の上下方向速度にスカイフック減衰係数を乗じた力を緩衝装置に発揮させることで車体の振動を効果的に抑制するようにするが、パッシブな緩衝装置では、伸縮方向と同じ方向へ能動的に力を発揮できないため、車体の上下方向速度と緩衝装置の伸縮速度の方向が異なる方向となる場合には緩衝装置の発生減衰力を低くすることで車体の振動を助長しないようにする。これに対して、上記したところから理解できるように、緩衝装置Dは、車体の上下方向速度と伸縮速度の方向が異なる状態では低い減衰力を発揮し、車体の上下方向速度と伸縮速度の方向が一致している状態では高い減衰力を発揮するから、上記スカイフック制御を用いて緩衝装置を制御したかの如くの減衰力を発揮する。 In general, in Skyhook control, the shock absorber effectively suppresses vibration of the vehicle body by causing the shock absorber to exert a force obtained by multiplying the vertical speed of the vehicle body by the Skyhook damping coefficient. Therefore, if the vertical speed of the vehicle body and the direction of the expansion / contraction speed of the shock absorber are different, the vibration generated by the shock absorber is reduced to promote the vibration of the car body. Do not. On the other hand, as can be understood from the above, the shock absorber D exhibits a low damping force in a state where the vertical speed of the vehicle body and the direction of the expansion / contraction speed are different, and the vertical speed of the vehicle body and the direction of the expansion / contraction speed. Since the high damping force is exhibited in the state where the two are in agreement, the damping force is exhibited as if the shock absorber is controlled using the skyhook control.
つまり、緩衝装置Dは、フリーピストン9の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達する状態で、スカイフックダンパとして振る舞うことができ、自身が発揮する減衰力が却って車体を加振してしまう状況では減衰力を低くして、車体の振動を抑制することができ車両における乗り心地を向上することができる。
In other words, the shock absorber D can behave as a skyhook damper in a state where the displacement from the neutral position of the
また、スカイフックダンパとして振る舞うについてこの緩衝装置Dでは、フリーピストン9の動作に切換機構14を連動させて伸側サブ減衰通路12および圧側サブ減衰通路13の死活を切換えるのみで足りるから、わざわざ、車体および緩衝装置Dに速度や加速度を検知するセンサを取り付け、減衰力調整弁を設け、高価な制御装置を用いて減衰力調整弁を制御する必要がないから、低コストでスカイフックダンパを実現することができる。
In addition, in this shock absorber D, which acts as a skyhook damper, it is only necessary to switch the life and death of the expansion
さらに、緩衝装置Dは、スカイフックダンパとして振る舞う必要がない状況では、入力される振動周波数が高くなると減衰力を低減することができるので、入力振動周波数に依存した減衰力を発揮して、車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁して、車両における乗り心地を良好なものとすることができる。 Further, in a situation where the shock absorber D does not need to behave as a skyhook damper, the damping force can be reduced when the input vibration frequency becomes high. The transmission of the side vibration to the vehicle body side can be insulated to improve the riding comfort in the vehicle.
なお、上述したフリーピストン9の中立位置からの所定の伸側変位と圧側変位とを小さくすればするほど、上記した緩衝装置Dの動作のうち(a)で説明した周波数によって減衰力が変化する動作(周波数感応動作)よりも(b)で説明したスカイフックダンパとしての動作(スカイフック動作)が優先的に現れるようになり、反対に、大きくすればするほどスカイフック動作よりも周波数感応動作の方が優先的に現れるようになる。したがって、車両の特性に応じて上記所定の伸側変位と圧側変位をチューニングすることで車両に適した動作を緩衝装置Dに発揮させるようにするとよい。
As the predetermined extension side displacement and compression side displacement from the neutral position of the
以上では、緩衝装置Dの基本的な構造を説明したが、以下、より構造を具体化した緩衝装置D1について説明する。 The basic structure of the shock absorber D has been described above. Hereinafter, the shock absorber D1 with a more specific structure will be described.
具体的な緩衝装置D1は、基本的には、図6に示すように、シリンダ21と、シリンダ21内に摺動自在に挿入されシリンダ21内を伸側室R4と圧側室R5に区画する隔壁部材としてのピストン22と、圧力室R6と、圧力室R6内に軸方向へ移動自在に挿入されて圧力室R6を伸側流路25を介して伸側室R4に連通される伸側圧力室27と圧側流路26を介して圧側室R5に連通される圧側圧力室28とに区画するフリーピストン29と、フリーピストン29を圧力室R6内で中立位置に位置決めてフリーピストン29の中立位置からの変位を抑制する附勢力を発生するばね要素30と、伸側室R4と圧側室R5とを連通する減衰通路31と、伸側室R4から圧側室R5へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路31に並列される伸側サブ減衰通路32と、圧側室R5から伸側室R4へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路31に並列される圧側サブ減衰通路33と、切換機構34とを備えて構成されている。なお、図示はしないが、図1に示した緩衝装置Dと同様に、シリンダ21の下方には、摺動隔壁が設けられており気体室が設けられている。
As shown in FIG. 6, the specific shock absorber D1 basically includes a
以下、各部について詳細に説明すると、ピストンロッド23は、その図6中下端側に小径部23aが形成されるとともに、小径部23aの先端側には螺子部23bが形成されている。
Hereinafter, each part will be described in detail. The
そして、ピストンロッド23には、小径部23aの先端から開口する袋孔状の弁孔35が設けられており、この弁孔35の底部側がピストンロッド23の側部から開口する連通孔36によって、伸側室R4に連通されている。
The
ピストン22は、環状に形成されるとともに、その内周側にピストンロッド23の小径部23aが挿入されている。また、このピストン22には、伸側室R4と圧側室R5とを連通する伸側ポート31aと圧側ポート31cが設けられ、伸側ポート31aの図6中下端はピストン22の図6中下方に積層されるリーフバルブでなる伸側バルブ31bにて開閉され、他方の圧側ポート31cの図6中上端もピストン22の図6中上方に積層されるリーフバルブでなる圧側バルブ31dによって開閉される。
The
この伸側バルブ31bおよび圧側バルブ31dは、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド23の小径部23aが挿入され、内周側がピストンロッド23に固定されて外周側の撓みが許容されてピストン22に積層されている。なお、伸側バルブ31bおよび圧側バルブ31dを構成するリーフバルブの積層枚数や厚みは、望む減衰特性に応じて任意に変更することができる。
Both the
そして、伸側バルブ31bは、緩衝装置D1の伸長作動時に伸側室R4と圧側室R5の差圧によって撓んで開弁し伸側ポート31aを開放して伸側室R4から圧側室R5へ移動する流体の流れに抵抗を与えるとともに、緩衝装置D1の収縮作動時には伸側ポート31aを閉塞するようになっていて伸側ポート31aを一方通行に設定している。他方の圧側バルブ31dは、伸側バルブ31bとは反対に緩衝装置D1の収縮作動時に圧側ポート31cを開放し、伸長作動時には圧側ポート31cを閉塞するようになっていて圧側ポート31cを一方通行に設定している。すなわち、伸側バルブ31bは、緩衝装置D1の伸長作動時における伸側減衰力を発生する減衰力発生要素であり、他方の圧側バルブ31dは、緩衝装置Dの収縮作動時における圧側減衰力を発生する減衰力発生要素である。よって、この実施の形態にあっては、減衰通路31は、伸側ポート31a、伸側バルブ31b、圧側ポート31cおよび圧側バルブ31dとで構成されている。
The
なお、伸側ポート31aの圧側室側の開口端には、窓31eが設けられており、当該窓31eは、ピストン22の内周へ連通されている。また、圧側ポート31cの伸側室側の開口端には、窓31fが設けられており、当該窓31fもピストン22の内周へ連通されている。
A
つづいて、ピストン22の図6中下方であって、伸側バルブ31bの図6中下側となる圧側室側には、伸側バルブディスク37が積層され、さらに、伸側バルブディスク37の図6中下側となる圧側室側には、リーフバルブでなる伸側サブバルブ38が積層されている。さらに、ピストン22の図6中上方であって、圧側バルブ31dの図6中上側となる伸側室側には、圧側バルブディスク39が積層され、さらに、圧側バルブディスク39の図6中上側となる伸側室側には、リーフバルブでなる圧側サブバルブ40が積層されている。
Subsequently, the expansion
そして、伸側バルブディスク37は、環状であって、圧側室側端から内周へ通じる伸側サブポート37aを備えており、この伸側サブポート37aの出口端が上記した伸側サブバルブ38によって開閉されるようになっている。また、圧側バルブディスク39は、環状であって、伸側室側端から内周へ通じる圧側サブポート39aを備えており、この圧側サブポート39aの出口端が上記した圧側サブバルブ40によって開閉されるようになっている。つまり、伸側サブバルブ38は、圧側室R5側からの圧力によっては開かずに伸側室R4の圧力を受けて撓むと伸側サブポート37aを開放するようになっていて、伸側サブポート37aを通過する流体の流れに抵抗を与えるとともに、伸側サブポート37aを一方通行に設定している。また、圧側サブバルブ40は、伸側室R4側からの圧力によっては開かずに圧側室R5の圧力を受けて撓むと圧側サブポート39aを開放するようになっていて、圧側サブポート39aを通過する流体の流れに抵抗を与えるとともに、圧側サブポート39aを一方通行に設定している。
The extension
なお、伸側サブバルブ38および圧側サブバルブ40を構成するリーフバルブの積層枚数や厚みは、望む減衰特性に応じて任意に変更することができる。 It should be noted that the number and thickness of the leaf valves constituting the extension side subvalve 38 and the pressure side subvalve 40 can be arbitrarily changed according to the desired damping characteristics.
また、伸側バルブ31bと伸側バルブディスク37との間には、環状のシム60が介装され、圧側バルブ31dと圧側バルブディスク39との間には、環状のシム61が介装されている。さらに、伸側サブバルブ38よりも図6中下方には、環状のシム62と伸側サブバルブ38の撓み量を規制する環状のバルブストッパ42が積層され、圧側サブバルブ40よりも図6中上方には、環状のシム63と圧側サブバル40の撓み量を規制する環状のバルブストッパ41が積層されている。シム60は、環状であって外径が伸側バルブ31bの外径よりも小径であり、シム61は、環状であって外径が圧側バルブ31dの外径よりも小径であり、シム62は、環状であって外径が伸側サブバルブ38の外径よりも小径であり、シム63は、環状であって外径が圧側サブバルブ40の外径よりも小径であり、これらシム60,61,62,63は、副数枚の環状板を積層して構成してもよい。
An
上記したバルブストッパ41、シム63、圧側サブバルブ40、圧側バルブディスク39、シム61、圧側バルブ31d、ピストン22、伸側バルブ31b、シム60、伸側バルブディスク37、伸側サブバルブ38、シム62およびバルブストッパ42は、順に上記したピストンロッド23の小径部23aに組み付けられ、バルブストッパ42の図6中下方から、上記螺子部23bに圧力室R6を形成するハウジング43が螺着される。このハウジング43によって、バルブストッパ41、シム63、圧側サブバルブ40、圧側バルブディスク39、シム61、圧側バルブ31d、ピストン22、伸側バルブ31b、シム60、伸側バルブディスク37、伸側サブバルブ38、シム62およびバルブストッパ42がピストンロッド23に固定される。このように、ハウジング43は、内部に圧力室R6を形成するだけでなく、ピストン22をピストンロッド23に固定する役割をも果たしている。
The
上記したように、ピストン22、圧側バルブディスク39および伸側バルブディスク37をピストンロッド23の小径部23aの外周に装着すると、ピストン22の伸側ポート31aは、窓31eとピストンロッド23の小径部23a外周から開口する透孔23cを通じて弁孔35へ連通され、ピストン22の圧側ポート31cは、窓31fとピストンロッド23の小径部23a外周から開口する透孔23dを通じて弁孔35へ連通される。また、伸側バルブディスク37に設けた伸側サブポート37aもピストンロッド23の小径部23a外周から開口する透孔23eを通じて弁孔35へ連通され、圧側バルブディスク39に設けた圧側サブポート39aもピストンロッド23の小径部23a外周から開口する透孔23fを通じて弁孔35へ連通される。
As described above, when the
そして、この実施の形態では、伸側サブ減衰通路32は、伸側ポート31a、透孔23c、透孔23eおよび伸側サブポート37aによって構成されている。また、透孔23cと透孔23eとが弁孔35を通じて連通されており、このように、伸側サブ減衰通路32の途中に弁孔35が設けられている。
In this embodiment, the extended side
圧側サブ減衰通路33は、圧側ポート31c、透孔23d、透孔23fおよび圧側サブポート39aによって構成されている。また、透孔23dと透孔23fとが弁孔35を通じて連通されており、このように、圧側サブ減衰通路33の途中に弁孔35が設けられている。
The pressure
ハウジング43は、ピストンロッド23の螺子部23bに螺合される鍔45付のナット部44と、ナット部44における鍔45の外周に開口部が加締められて一体化される有底筒状の筒部47とを備えて構成されている。そして、ナット部44および筒部47で圧側室R5内に圧力室R6を画成している。なお、ナット部44と筒部47との一体化に際し、上記加締め加工以外にも溶接等の他の方法を採用することも可能である。
The
そして、上記のように形成される圧力室R6内には、フリーピストン29が摺動自在に挿入されて、圧力室R6は、図6中上方側の伸側圧力室27と下方側の圧側圧力室28に区画されている。
A
また、ナット部44は、上述のように側方に鍔45を備え、その内周には筒状の螺子部46が形成され、この螺子部46をピストンロッド23の螺子部23bに螺着することによって、ハウジング43をピストンロッド23の小径部23aに固定することが可能なようになっている。ゆえに、筒部47の図6中下方外周の断面形状を真円以外の形状、たとえば、一部を切欠いた形状や、六角形等の形状としてあって、当該外周に係合する工具を用いてハウジング43をピストンロッド23に螺着する作業を容易としている。
Further, the
筒部47は、有底筒状であって、底部には、圧側流路26の一部を構成する固定オリフィス48が設けられ、筒部47の側部には圧側室R5をハウジング43内へ連通する二つの可変オリフィス49,50が設けられている。
The
他方、フリーピストン29は、有底筒状とされており、底部29aを図6中下方へ向けて筒部29bの外周を筒部47の内周に摺接させてハウジング43内に挿入されている。フリーピストン29は、上記のようにハウジング43内に摺動自在に挿入されると圧力室R6内を伸側圧力室27と圧側圧力室28とに区画する。なお、フリーピストン29の底部29aを図6中下方へ向けてハウジング43内に収容することで、フリーピストン29のナット部44における螺子部46への干渉を避けることができる。さらに、フリーピストン29は、この実施の形態の場合、筒部29bの外周に環状溝29cと、フリーピストン9の底部29aから環状溝29cへ通じる孔29dを備えている。
On the other hand, the
また、このフリーピストン29に、フリーピストン29の圧力室R6に対する変位量に応じてその変位を抑制する附勢力を作用させるばね要素30が設けられており、このばね要素30は、圧側圧力室28内であって筒部47の底部とフリーピストン29の底部29aとの間に介装されるコイルばね51と、弁孔35内であって後述する切換スプール53との間に介装されるコイルばね52とで構成されている。切換スプール53は、弁孔35内に摺動自在に挿入されており、図6中下端をフリーピストン29の底部29aに当接させていて、フリーピストン29は、切換スプール53を介してコイルばね51,52に挟持されて圧力室R6内で中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。
The
なお、ばね要素としては、フリーピストン29を弾性支持できればよいので、コイルばね51,52以外のものを採用してもよく、たとえば、皿ばね等の弾性体を用いてフリーピストン29を弾性支持するようにしてもよい。また、一端がフリーピストン29に連結される単一のばね要素を用いる場合には、ナット部44或いは筒部47に他端を固定するようにしてもよい。切換スプール53がフリーピストン29に一体化される場合、コイルばね52を廃止してコイルばねを伸側圧力室27内に収容してフリーピストン29とナット部44との間に介装するようにしてもよいし、コイルばね52をそのままにして別のコイルばねを伸側圧力室27内に収容してコイルばね51,52と当該別のコイルばねでばね要素30を構成することも可能である。
As the spring element, it is sufficient if the
そして、上記環状溝29cは、フリーピストン29がばね要素30によって弾性支持されて中立位置にあるときには必ず上記可変オリフィス49,50に対向して圧側圧力室28と圧側室R5を連通するとともに、フリーピストン29がストロークエンドまで変位する、すなわち、ナット部44の鍔45或いは筒部47の内周に設けた段部47aに当接するまで変位するとフリーピストン29の外周で完全にラップされて閉塞されるようになっている。すなわち、圧側流路26は、環状溝29c、孔29d、可変オリフィス49,50および固定オリフィス48で構成されている。なお、可変オリフィス49,50を二つ設けているが、その数は任意である。
The
つまり、この具体的な緩衝装置D1の場合、フリーピストン29の中立位置からの変位量が増加していくと、可変オリフィス49,50の開口全てが環状溝29cに対向する状況からフリーピストン29の外周に対向し始める状況に移行して徐々に可変オリフィス49,50の流路面積が減少し始め、圧側流路26における流路抵抗が徐々に増加する。そして、この実施の形態では、フリーピストン29の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス49,50の流路面積が減少し、フリーピストン29がストロークエンドに達すると、可変オリフィス49,50が完全にフリーピストン29の外周で閉塞されて、圧側流路26における流路抵抗が最大となり圧側圧力室28が固定オリフィス48のみによって圧側室R5に連通されるようになっている。
In other words, in the case of this specific shock absorber D1, when the amount of displacement from the neutral position of the
つづいて、切換機構34は、ピストンロッド23の一端となる図6中下端から開口して伸側サブ減衰通路32と圧側サブ減衰通路33の途中に設けられる弁孔35と、当該弁孔35内に摺動自在に挿入されてフリーピストン29の変位によって軸方向へ変位する切換スプール53とを備えて構成されている。
Subsequently, the switching mechanism 34 opens from the lower end in FIG. 6 which is one end of the
弁孔35内に摺動自在に挿入される切換スプール53は、外周に周方向に沿って設けた二つの環状凹部53a,53bと備え、その一端となる図6中下端は球状とされて、この下端をフリーピストン29の底部29aに当接させている。切換スプール53のフリーピストン29への当接面を球状としているので、フリーピストン29の底部29aを傷めることがない。また、フリーピストン29と切換スプール53とが分離状態とされているので、圧力室R6内で軸方向へ摺動するフリーピストン29と、弁孔35内で軸方向へ摺動する切換スプール53が偏心していても容易に組み立てることができ、フリーピストン29と切換スプール53とが互いに相手の変位を妨げる摩擦力を発生することもない。
The switching
また、切換スプール53は、他端となる図6中上端から開口して、一端側の外周へ通じるスプール内通路53cを備えている。スプール内通路53cは、常時伸側圧力室27内に通じており、また、弁孔35および連通孔36を介して伸側室R4に通じて、連通孔36とともに、伸側流路25を形成している。なお、図示したところでは、この伸側流路25の途中には、抵抗となる弁を設けていないが、スプール内通路53c或いは連通孔36の途中に絞り等の弁を設けて、通過流体に抵抗を与えるようにしてもよい。
Further, the switching
さらに、切換スプール53は、上記した弁孔35の底部と切換スプール53の他端となる図6中上端との間に介装してコイルばね52によって、常時、フリーピストン29へ向けて附勢されており、フリーピストン29から離間することがないようになっている。
Further, the switching
そして、切換スプール53は、フリーピストン29の中立位置からの変位が伸側変位および圧側変位に達しない位置にある際には、伸側サブポート37aと圧側サブポート39aに連通する透孔23e,23fに対して、その外周であって環状溝53a,53b以外の部位を対向させてこれを閉塞するようになっている。この状態では、伸側ポート31aに通じる透孔23cと伸側サブポート37aに通じる透孔23eとの連通は、切換スプール53によって遮断され、圧側ポート31cに通じる透孔23dと圧側サブポート39aに通じる透孔23fの連通も切換スプール53によって遮断される。したがって、フリーピストン29の中立位置からの変位が伸側変位および圧側変位に達しない位置にある際には、緩衝装置D1が伸縮作動を呈しても、流体は、伸側ポート31aのみ或いは圧側ポート31cのみを通過して伸側室R4と圧側室R5を行き来することになる。なお、透孔23cと透孔23eとの連通を断つに際して、透孔23cに切欠スプール53の環状溝53a,53b以外の部位を対向させることで行ってもよく、透孔23dと透孔23fとの連通を断つに際しても、透孔23dに切欠スプール53の環状溝53a,53b以外の部位を対向させることで行うようにしてもよい。
When the displacement from the neutral position of the
他方、フリーピストン29が図7に示すように、上方へ移動して中立位置から所定の伸側変位以上に変位する際には、切換スプール53もフリーピストン29によって図6の状態から図7のように上方へ押し上げられて、環状溝53bを透孔23d,23fに対向させて、透孔23d,23fを環状溝53bで連通するようになっている。なお、この状態では、切換スプール53は、外周であって環状溝53a,53b以外の部位を透孔23eに対向させて透孔23eを遮断する。この場合には、圧側ポート31cに通じる透孔23dと圧側サブポート39aに通じる透孔23fが切換スプール53によって連通され、伸側サブポート37aに通じる透孔23eが切換スプール53によって遮断される。したがって、フリーピストン29が中立位置から所定の伸側変位以上に変位する際には、伸側ポート31a、圧側サブ減衰通路33および圧側ポート31cが連通状態とされ、伸側サブ減衰通路32は遮断された状態となる。この場合、透孔23eを切換スプール53で閉塞することに代えて、透孔23cに切換スプール53の環状溝53a,53b以外の部位を対向させて、これを遮断するようにしてもよい。
On the other hand, when the
また、フリーピストン29が図8に示すように、下方へ移動して中立位置から所定の圧側変位以上に変位する際には、切換スプール53もフリーピストン29の変位でコイルばね52によって図6の状態から図8のように下方へ押し下げられて、環状溝53aを透孔23c,23eに対向させて、透孔23c,23eを環状溝53aで連通するようになっている。なお、この状態では、切換スプール53は、外周であって環状溝53a,53b以外の部位を透孔23fに対向させて透孔23fを遮断する。この場合には、伸側ポート31aに通じる透孔23cと伸側サブポート37aに通じる透孔23eが切換スプール53によって連通され、圧側サブポート39aに通じる透孔23fが切換スプール53によって遮断される。したがって、フリーピストン29が中立位置から所定の圧側変位以上に変位する際には、圧側ポート31c、伸側サブ減衰通路32および伸側ポート31aが連通状態とされ、圧側サブ減衰通路33は遮断された状態となる。この場合、透孔23fを切換スプール53で閉塞することに代えて、透孔23dに切換スプール53の環状溝53a,53b以外の部位を対向させて、これを遮断するようにしてもよい。
As shown in FIG. 8, when the
なお、伸側バルブ31b、圧側バルブ31d、伸側サブバルブ38および圧側サブバルブ40が通過流体に与える抵抗は、リーフバルブの積層枚数や厚みを変更することで行うことができる。リーフバルブの積層枚数や厚みを変更する場合、透孔23c,23d,23e,23fとピストン22、伸側バルブディスク37および圧側バルブディスク39との相対位置が変化するので、その調整をシム60,61,62,63における厚みや環状板の積層枚数の調節で、透孔23cを伸側ポート31aに連通させ、透孔23dを圧側ポート31cに連通させ、透孔23eを伸側サブポート37aに連通させ、透孔23fを圧側サブポート39aに連通させることができる位置へピストン22、伸側バルブディスク37および圧側バルブディスク39をピストンロッド23に対して位置決めるようにすればよい。また、この実施の形態では、減衰特性の設定が比較的容易となるために、伸側バルブ31b、圧側バルブ31d、伸側サブバルブ38および圧側サブバルブ40にリーフバルブを用いたが、オリフィス或いはチョークと逆止弁とを直列に設けたバルブ構成や、ポペット弁やニードル弁といったリーフバルブ以外の構成を採用することも可能であるが、リーフバルブを採用することで、減衰特性の調節が容易で、且つ、バルブ自体の軸方向の全長が短くて済むので、緩衝装置D1のストローク長を確保して、緩衝装置D1の車両への搭載性が向上する利点がある。
Note that the resistance that the
緩衝装置D1は、以上のように構成されるが、続いて緩衝装置D1の作動について説明する。 The shock absorber D1 is configured as described above. Next, the operation of the shock absorber D1 will be described.
(c)フリーピストン29の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達しない状態での緩衝装置D1の作動
まず、フリーピストン29における中立位置からの変位量が可変オリフィス49,50を閉塞し始める変位を可変変位とすると、当該可変変位が上記した伸側変位および圧側変位未満に設定される場合であって、フリーピストン29の中立位置からの変位量が上記可変変位に達しない場合の作動について説明する。
(C) Operation of the shock absorber D1 in a state where the displacement from the neutral position of the
この場合、フリーピストン29は、圧側流路26の抵抗を変化させることなく変位することが可能である。そして、緩衝装置D1へ入力される振動周波数が低い場合と高い場合で、ピストン速度が同じであるという条件下で考えると、まず、入力周波数が低い場合、入力される振動の振幅が大きくなり、フリーピストン29の振幅も、可変オリフィス49,50を閉塞し始めない範囲内で大きくなる。また、切換スプール53が中立位置からの変位量が上記可変変位に達していないので、伸側ポート31aのみ或いは圧側ポート31cのみが有効となり、伸側サブ減衰通路32および圧側サブ減衰通路33は遮断状態にある。
In this case, the
フリーピストン29の振幅が上記の範囲で大きくなると、フリーピストン29がコイルばね51,52から受ける附勢力が大きくなり、緩衝装置D1が伸長する場合、圧側圧力室28内の圧力は、伸側圧力室27内の圧力よりも上記コイルばね51,52の附勢力分だけ小さくなり、逆に、緩衝装置D1が収縮する場合には、伸側圧力室28内の圧力は、圧側圧力室27内の圧力よりも上記コイルばね51,52の附勢力分だけ小さくなる。
When the amplitude of the
このように、緩衝装置D1が低周波振動を呈すると伸側圧力室27と圧側圧力室28にコイルばね51,52の附勢力に見合った差圧が生じているので、伸側室R4と伸側圧力室27の差圧および圧側室R5と圧側圧力室28の差圧が小さくなり、伸側流路25、圧側流路26、伸側圧力室27および圧側圧力室28でなる見掛け上の流路を通過する流量は小さい。この見掛け上の流路を通過する流量が小さい分、減衰通路31である伸側ポート31aと圧側ポート31cの流量は大きくなるので、緩衝装置D1が発生する減衰力が高いまま維持される。
As described above, when the shock absorber D1 exhibits low frequency vibration, a differential pressure corresponding to the urging force of the coil springs 51 and 52 is generated in the expansion
逆に、緩衝装置D1への入力周波数が高い場合、入力される振動の振幅が小さくなり、フリーピストン29の振幅はより小さくなる。フリーピストン29の振幅が小さくなると、フリーピストン29がコイルばね51,52から受ける附勢力が小さくなり、緩衝装置D1が伸長行程にあっても収縮行程にあっても、伸側圧力室27内の圧力と圧側圧力室28内の圧力とが略等しくなる。すると、伸側室R4と伸側圧力室27の差圧および圧側室R5と圧側圧力室28の差圧は大きくなるので、見掛け上の流路である伸側流路25および圧側流路26を通過する流量も多くなる。
On the other hand, when the input frequency to the shock absorber D1 is high, the amplitude of the input vibration becomes small and the amplitude of the
緩衝装置D1へ入力される振動の周波数が低い場合には、見掛け上の流路を通過する流量は小さく、入力周波数が高い場合には、見掛け上の流路を通過する流量は大きくなり、入力速度が同じであれば、伸側室R4から圧側室R5或いは圧側室R5から伸側室R4へ流れる流量は、入力周波数によらず等しくならなければならないため、減衰通路31の伸側バルブ31bおよび圧側バルブ31dを通過する流量は、入力周波数が低い場合には多くなって減衰力が高く、反対に、入力周波数が高い場合には少なくなって減衰力は低くなる。したがって、緩衝装置D1の減衰特性は、上記した緩衝装置Dと同様に図5に示すように、推移することになる。
When the frequency of vibration input to the shock absorber D1 is low, the flow rate passing through the apparent flow path is small, and when the input frequency is high, the flow rate passing through the apparent flow path is large, and the input If the speed is the same, the flow rate flowing from the expansion side chamber R4 to the compression side chamber R5 or from the compression side chamber R5 to the expansion side chamber R4 must be equal regardless of the input frequency, so the
したがって、この緩衝装置D1にあっても、減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができ、ばね上共振周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生することで車両の姿勢を安定させて、車両旋回時に搭乗者に不安を感じさせることを防止できるとともに、ばね下共振周波数の振動が入力されると必ず低い減衰力を発生させて車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁して、車両における乗り心地を良好なものとすることができる。 Therefore, even in the shock absorber D1, the change in the damping force can be made to depend on the input vibration frequency, and the vehicle posture can be changed by generating a high damping force with respect to the vibration input at the sprung resonance frequency. It is possible to stabilize and prevent the passenger from feeling uneasy when turning the vehicle, and when a vibration at the unsprung resonance frequency is input, a low damping force is always generated to transmit the vibration on the axle side to the vehicle body side. Insulation can improve the ride comfort in the vehicle.
つづいて、可変変位が伸側変位および圧側変位未満に設定される場合であって、フリーピストン29の中立位置からの変位量が可変変位に達した場合の作動について説明する。
Next, the operation when the variable displacement is set to be less than the extension side displacement and the pressure side displacement and the displacement amount from the neutral position of the
可変オリフィス49,50は、緩衝装置D1が伸長しても収縮しても、フリーピストン29が可変変位に達してからは、その変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくする。つまり、フリーピストン29が可変オリフィス49,50を閉塞し始めた後は変位量に応じて圧側流路26の流路抵抗を徐々に大きくなる。
The
ここで、フリーピストン29が可変変位まで変位するのは、伸側圧力室27もしくは圧側圧力室28への流体の流出入量が多い場合であり、具体的には、緩衝装置D1の伸縮の振幅が大きい場合である。
Here, the
緩衝装置D1に入力される振動周波数が比較的高い場合、緩衝装置D1は、フリーピストン29が可変オリフィス49,50を閉塞し始める位置へ変位するまでは、比較的低い減衰力を発生しているが、フリーピストン29が可変オリフィス49,50を閉塞し始める位置を越えて変位するようになると、徐々に圧側流路26の流路抵抗が徐々に大きくなっていくので、フリーピストン29のそれ以上のストロークエンド側への移動速度が減少されて、見掛け上の流路を介しての流体の移動量も減少し、その分、減衰通路31を通過する流体量が増加することになり、緩衝装置D1の発生減衰力は徐々に高くなっていく。
When the vibration frequency input to the shock absorber D1 is relatively high, the shock absorber D1 generates a relatively low damping force until the
すなわち、高周波振動が緩衝装置D1に入力される状況でフリーピストン29の中立位置からの変位量が可変変位を超えると、フリーピストン29がストロークエンドに達するまでに緩衝装置D1は徐々に発生減衰力を高くするので、緩衝装置Dの発生減衰力が急激に高くなることがなく減衰力が急変することが無くなる。つまり、フリーピストン29がストロークエンドに達して圧力室R6を介して伸側室R4と圧側室R5の流体の交流ができなくなるときに急激に減衰力の高さが変化してしまうことがなくなり、低減衰力から高減衰力への減衰力変化がなだらかとなる。さらに、フリーピストン29が圧力室R6における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に発生減衰力を高くするので、減衰力の急激な変化を抑制する機能は、緩衝装置D1の伸圧の両行程で発揮される。なお、フリーピストン29の中立位置から伸側圧力室を圧縮する方向へ可変変位である伸側の可変変位と、フリーピストン29の中立位置から圧側圧力室を圧縮する方向へ可変変位である圧側の可変変位とは、任意に設定することができ、双方を必ずしも等しくしなくとも良い。
That is, if the amount of displacement from the neutral position of the
したがって、この緩衝装置D1にあっては、高周波数で振幅が大きい振動が入力されても、発生減衰力がなだらかに変化することになって、搭乗者に減衰力の変化によるショックを知覚させずにすみ、車両における乗り心地を向上することができ、特に、急激な減衰力変化によって車体が振動しボンネットが共振して異音が発生してしまう事態も防止でき、この点でも車両における乗り心地を向上することができる。 Therefore, in this shock absorber D1, even if a vibration having a high frequency and a large amplitude is input, the generated damping force changes gently, so that the passenger does not perceive a shock due to the change in the damping force. It is possible to improve the ride comfort in the vehicle, and in particular, it is possible to prevent a situation in which the vehicle body vibrates due to a sudden change in damping force and the bonnet resonates and abnormal noise is generated. Can be improved.
このように、ピストン速度が高速となって、固定オリフィス48、可変オリフィス49,50における流路抵抗が大きくなりすぎる状況とならない場合には、この具体的な緩衝装置D1は、上記(c)で説明したように、入力される振動周波数に依存した減衰力を発揮するとともに、フリーピストン29の中立位置からの変位量が可変変位を超える状況となると、減衰力を徐々に高めて、低下していた減衰力が性急に高くなるような減衰力変化を抑制することができるのである。
As described above, when the piston speed becomes high and the flow resistance in the fixed
(d)フリーピストン29の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達する状態での緩衝装置D1の作動
この場合は、緩衝装置D1のピストン速度が速くて振幅も大きく、伸側圧力室27或いは圧側圧力室28に大流量が流入して、フリーピストン29が中立位置から大きく変位し、ストロークエンドまでのストローク余裕が少なくなる状況であり、ストロークエンドまで達すると、見掛け上の流路を介して伸側室R4と圧側室R5の流体の交流が少なくなるので、高周波振動の入力に対して減衰力を低減する効果が少なくなる。
(D) Operation of the shock absorber D1 in a state where the displacement from the neutral position of the
しかしながら、このようにフリーピストン29が変位すると、切換機構34は、フリーピストン29が中立位置から伸側圧力室27を圧縮する方向へ変位している場合には、伸側サブ減衰通路32を遮断して圧側サブ減衰通路33を開放し、他方、フリーピストン29が中立位置から圧側圧力室28を圧縮する方向へ変位している場合には、圧側サブ減衰通路33を遮断して伸側サブ減衰通路32を開放する。
However, when the
そして、切換機構34が伸側サブ減衰通路32を開放して圧側サブ減衰通路33を遮断している状態では、緩衝装置D1が伸長作動をすると、伸側室R4の流体は伸側ポート31aのみならず伸側サブ減衰通路32をも介して圧側室R5へ移動するので、緩衝装置D1は、低い減衰力を発生する。この状態で、緩衝装置D1が収縮作動をすると、圧側サブ減衰通路33が遮断されているので、圧側室R5の流体は圧側ポート31cのみを介して伸側室R4へ移動するので、緩衝装置D1は、高い減衰力を発生する。
In the state in which the switching mechanism 34 opens the expansion
逆に、切換機構34が伸側サブ減衰通路32を遮断して圧側サブ減衰通路33を開放している状態では、緩衝装置D1が伸長作動をすると、伸側サブ減衰通路32が遮断されているので、伸側室R4の流体は伸側ポート31aのみを介して圧側室R5へ移動するので、緩衝装置D1は、高い減衰力を発生する。この状態で、緩衝装置D1が収縮作動をすると、圧側室R5の流体は圧側ポート31cのみならず圧側サブ減衰通路33をも介して伸側室R4へ移動するので、緩衝装置D1は、低い減衰力を発生する。
On the contrary, in the state where the switching mechanism 34 blocks the expansion
このように緩衝装置D1は、フリーピストン29が中立位置から伸側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際には、収縮方向の減衰力を低くするとともに伸長方向の減衰力を高くし、反対に、フリーピストン29が中立位置から圧側圧力室を圧縮する方向へ大きく変位する際には、伸長方向の減衰力を低くするとともに収縮方向の減衰力を高くする。
Thus, when the
つまり、緩衝装置D1は、緩衝装置Dと同様に、フリーピストン29の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達する状態で、スカイフックダンパとして振る舞うことができ、自身が発揮する減衰力が却って車体を加振してしまう状況では減衰力を低くして、車体の振動を抑制することができ車両における乗り心地を向上することができる。
That is, similarly to the shock absorber D, the shock absorber D1 can behave as a skyhook damper in a state where the displacement from the neutral position of the
また、スカイフックダンパとして振る舞うについてこの緩衝装置D1では、フリーピストン29の動作に切換機構34を連動させて伸側サブ減衰通路32および圧側サブ減衰通路33の死活を切換えるのみで足りるから、わざわざ、車体および緩衝装置D1に速度や加速度を検知するセンサを取り付け、減衰力調整弁を設け、高価な制御装置を用いて減衰力調整弁を制御する必要がないから、低コストでスカイフックダンパを実現することができる。
Further, with respect to the behavior as a skyhook damper, in this shock absorber D1, it is only necessary to switch the life and death of the expansion
さらに、緩衝装置D1は、スカイフックダンパとして振る舞う必要がない状況では、入力される振動周波数が高くなると減衰力を低減することができるので、入力振動周波数に依存した減衰力を発揮して、車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁して、車両における乗り心地を良好なものとすることができる。 Further, in a situation where the shock absorber D1 does not need to behave as a skyhook damper, the damping force can be reduced when the input vibration frequency becomes high. The transmission of the side vibration to the vehicle body side can be insulated to improve the riding comfort in the vehicle.
なお、上述したフリーピストン9の中立位置からの所定の伸側変位と圧側変位とを小さくすればするほど、上記した緩衝装置Dの動作のうち(c)で説明した周波数によって減衰力が変化する動作(周波数感応動作)よりも(d)で説明したスカイフックダンパとしての動作(スカイフック動作)が優先的に現れるようになり、反対に、大きくすればするほどスカイフック動作よりも周波数感応動作の方が優先的に現れるようになる。したがって、車両の特性に応じて上記所定の伸側変位と圧側変位をチューニングすることで車両に適した動作を緩衝装置Dに発揮させるようにするとよい。
As the predetermined extension side displacement and compression side displacement from the neutral position of the
また、フリーピストン29における中立位置からの変位量が可変オリフィス49,50を閉塞し始める変位である可変変位を上記した伸側変位および圧側変位を超える変位に設定し、フリーピストン29の中立位置からの変位量が上記可変変位に達する場合には、圧側流路26における流路面積が減少して、フリーピストン29の変位が抑制される。このようにフリーピストン29の変位が抑制されるので、切換スプール53が伸側サブ減衰通路32を開放して圧側サブ減衰通路33を遮断する状態、或いは、切換スプール53が圧側サブ減衰通路33を開放して伸側サブ減衰通路32を遮断する状態がしばらくの間維持され、スカイフック動作が長時間維持され。スカイフックダンパとしての機能する時間が長くなり、車軸側から車体への振動伝達を絶縁し続けることができる。
Further, the variable displacement, which is the displacement at which the displacement of the
また、この緩衝装置D1にあっては、シリンダ21内に移動自在に挿入されて一端に隔壁部材としてのピストン22が固定されるピストンロッド23を備え、圧力室R6がピストンロッド23の一端に固定されるハウジング43により形成され、切換機構34が、ピストンロッド23の一端から開口して伸側サブ減衰通路32と圧側サブ減衰通路33の途中に設けられる弁孔35と、弁孔35内に摺動自在に挿入されてフリーピストン29の変位によって軸方向へ変位する切換スプール53とを備えているので、切換機構34をピストンロッド23の内部に組み込むことができ、これにより緩衝装置D1をコンパクトにすることができる。
In addition, the shock absorber D1 includes a
また、緩衝装置D1は、伸側サブ減衰通路32が切換機構34を介して伸側室R4へ連通される伸側サブポート37aを備えて圧側室R5に配置される伸側バルブディスク37と伸側バルブディスク37に積層されて伸側サブポート37aを開閉する伸側サブバルブ38とを備え、圧側サブ減衰通路33が切換機構34を介して圧側室R5へ連通される圧側サブポート39aを備えて伸側室R4に配置される圧側バルブディスク39と圧側バルブディスク39に積層されて圧側サブポート39aを開閉する圧側サブバルブ40とを備えているので、伸側サブ減衰通路32を通過する流体の流れに与える抵抗と圧側サブ減衰通路33を通過する流体の流れに与える抵抗とを別々に設定でき、伸側サブ減衰通路32と圧側サブ減衰通路33の開放の際において、伸長作動時と収縮作動時における減衰力を異ならしめることができる。
Further, the shock absorber D1 includes an expansion
また、この緩衝装置D1では、減衰通路31が隔壁部材としてのピストン22に設けられて伸側室R4と圧側室R5とを連通する伸側ポート31aおよび圧側ポート31cと、ピストン22の圧側室R5側に積層されて伸側ポート31aを開閉する伸側バルブ31bと、ピストン22の伸側室R5側に積層されて圧側ポート31cを開閉する圧側バルブ31dとを備えているので、伸側サブ減衰通路32と圧側サブ減衰通路33の遮断の際において、伸長作動時と収縮作動時における減衰力を異ならしめることができる。
Further, in this shock absorber D1, the damping
さらに、この緩衝装置D1にあっては、ピストンロッド23に弁孔35を伸側室R4へ連通する連通孔36を設け、切換スプール53は、一端をフリーピストン29に当接するとともに、他端から開口して伸側圧力室27へ通じるスプール内通路53cを備え、伸側流路25がスプール内通路53cと連通孔36を含んで形成されるので、伸側通路25をピストンロッド23と切換スプール53に集約することができ、他所へ伸側通路25を設ける場合に比較して、緩衝装置D1をコンパクトにすることができ、また、スプール内通路53cの途中に絞り弁等を設けておらず、切換スプール53の両端となる図6中上下端に伸側圧力室27内の圧力が作用しても切換スプール53が当該圧力によって上下方向に附勢されないので、フリーピストン29の変位に影響を与えることがない。
Further, in this shock absorber D1, the
そして、緩衝装置D1にあっては、隔壁部材としてのピストン22、伸側バルブ31b、圧側バルブ31dが共に環状であって、伸側バルブディスク37は、環状であって伸側バルブ31bの圧側室R5側に積層され、伸側サブバルブ38は、環状であって伸側バルブディスク37の圧側室R5側に積層され、圧側バルブディスク39は、環状であって圧側バルブ31dの伸側室R4側に積層され、圧側サブバルブ40は、環状であって圧側バルブディスク39の伸側室側に積層され、ピストン22、伸側バルブ31b、圧側バルブ31d、伸側バルブディスク37、伸側サブバルブ38、圧側バルブディスク39および圧側サブバルブ40は、ピストンロッド23の一端外周に装着されてハウジング43によってピストンロッド23に固定されるようになっているので、上記した各部材を順にピストンロッド23に組み付けるだけで伸側サブ減衰通路32および圧側サブ減衰通路33の形成ができ、固定もハウジング43によって行うことができるので組立が容易となる。さらに、伸側バルブ31b、伸側サブバルブ38、圧側バルブ31dおよび圧側サブバルブ40が互いに対面していないのでお互いが干渉せず、各々の撓みが阻害されることがないので、安定した減衰力を発揮することができる。
In the shock absorber D1, the
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
本発明の緩衝装置は、車両の制振用途に利用することができる。 The shock absorber of the present invention can be used for vehicle vibration control.
1,21 シリンダ
2,22 隔壁部材としてのピストン
3.31 減衰通路
4,23 ピストンロッド
5,25 伸側流路
7,27 伸側圧力室
6,26 圧側流路
8,28 圧側圧力室
9,29 フリーピストン
10,30 ばね要素
12,32 伸側サブ減衰通路
12a,38 伸側サブバルブ
13,33 圧側サブ減衰通路
13a,40 圧側サブバルブ
14,34 切換機構
17,43 ハウジング
31a 伸側ポート
31c 圧側ポート
31b 伸側バルブ
31d 圧側バルブ
35 弁孔
36 連通孔
37 伸側バルブディスク
37a 伸側サブポート
39 圧側バルブディスク
39a 圧側サブポート
53 切換スプール
53c スプール内通路
D,D1 緩衝装置
R1、R4 伸側室
R2,R5 圧側室
R3,R6 圧力室
1, 21
Claims (7)
上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、
上記伸側室から上記圧側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される伸側サブ減衰通路と、
上記圧側室から上記伸側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される圧側サブ減衰通路と、
上記フリーピストンが中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を遮断するとともに圧側サブ減衰通路を開放し、上記フリーピストンが中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を開放するとともに圧側サブ減衰通路を遮断する切換機構とを
備えたことを特徴とする緩衝装置。 A cylinder, a partition member that is slidably inserted into the cylinder, partitions the inside of the cylinder into an extension side chamber and a pressure side chamber, a pressure chamber, and is inserted into the pressure chamber so as to be movable in the axial direction. A free piston that divides into an extension pressure chamber that communicates with the extension side chamber via an extension side flow channel and a pressure side pressure chamber that communicates with the pressure side chamber via a pressure side channel; And a spring element that generates a biasing force that suppresses displacement from the neutral position of the free piston.
A damping passage communicating the extension side chamber and the pressure side chamber;
An extension side sub-attenuation passage that allows only a flow from the extension side chamber to the compression side chamber and is arranged in parallel with the attenuation passage;
A pressure side sub-attenuation passage that allows only a flow from the pressure side chamber to the extension side chamber and is arranged in parallel with the attenuation passage;
When the free piston is displaced more than a predetermined extension side displacement from the neutral position in the direction of compressing the extension side pressure chamber, the extension side sub-attenuation passage is shut off and the compression side sub-attenuation passage is opened, and the free piston is moved from the neutral position to the above-mentioned position. A shock absorber comprising: a switching mechanism that opens the expansion-side sub-attenuation passage and shuts off the compression-side sub-attenuation passage when the compression-side pressure chamber is displaced by a predetermined displacement or more in the compression direction.
上記圧力室が上記ピストンロッドの一端に固定されるハウジングにより形成され、
上記切換機構は、上記ピストンロッドの一端から開口して上記伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路の途中に設けられる弁孔と、当該弁孔内に摺動自在に挿入されて上記フリーピストンの変位によって軸方向へ変位する切換スプールとを備え、
当該切換スプールで上記伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路の開放と遮断を切換えることを特徴とする請求項1に記載の緩衝装置。 A piston rod that is movably inserted into the cylinder and to which the partition member is fixed at one end;
The pressure chamber is formed by a housing fixed to one end of the piston rod;
The switching mechanism includes a valve hole that is opened from one end of the piston rod and is provided in the middle of the extension side sub-attenuation passage and the pressure side sub-attenuation passage, and is slidably inserted into the valve hole, A switching spool that is displaced in the axial direction by displacement,
2. The shock absorber according to claim 1, wherein the switching spool switches between opening and closing of the extension side sub-attenuation passage and the pressure side sub-attenuation passage.
上記圧側サブ減衰通路は、上記切換機構を介して圧側室へ連通される圧側サブポートを備えて上記伸側室に配置される圧側バルブディスクと当該圧側バルブディスクに積層されて上記圧側サブポートを開閉する圧側サブバルブとを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝装置。 The extension side sub-attenuation passage includes an extension side subport communicated with the extension side chamber via the switching mechanism, and is stacked on the extension side valve disc disposed in the compression side chamber and the extension side valve disc so as to be stacked on the extension side. It has an extension side sub valve that opens and closes the sub port,
The pressure side sub-attenuation passage includes a pressure side subport communicating with the pressure side chamber via the switching mechanism, and is stacked on the pressure side valve disk disposed in the extension side chamber and the pressure side valve disk to open and close the pressure side subport. The shock absorber according to claim 1, further comprising a sub valve.
上記伸側バルブディスクは、環状であって上記伸側バルブの圧側室側に積層され、
上記伸側サブバルブは、環状であって上記伸側バルブディスクの圧側室側に積層され、
上記圧側バルブディスクは、環状であって上記圧側バルブの伸側室側に積層され、
上記圧側サブバルブは、環状であって上記圧側バルブディスクの伸側室側に積層され、
上記隔壁部材、上記伸側バルブ、上記圧側バルブ、上記伸側バルブディスク、上記伸側サブバルブ、上記圧側バルブディスクおよび上記圧側サブバルブは、上記ピストンロッドの一端外周に装着されて上記ハウジングによって当該ピストンロッドに固定されることを特徴とする請求項4または5に記載の緩衝装置。 The partition member, the extension side valve, and the pressure side valve are both annular,
The extension side valve disc is annular and laminated on the pressure side chamber side of the extension side valve,
The extension side sub-valve is annular and is laminated on the compression side chamber side of the extension side valve disc,
The pressure side valve disc is annular and laminated on the extension side chamber side of the pressure side valve,
The pressure side subvalve is annular and is laminated on the extension side chamber side of the pressure side valve disc,
The partition member, the extension side valve, the pressure side valve, the extension side valve disc, the extension side sub-valve, the pressure side valve disc and the pressure side sub-valve are attached to the outer periphery of one end of the piston rod, and the piston rod is attached by the housing. The shock absorber according to claim 4, wherein the shock absorber is fixed to the shock absorber.
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