JPH0719642U - 車両用緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減衰力を滑らかに変化させ得る減衰力可変型
の車両用緩衝装置を提供する。 【構成】 ダンパシリンダ１１内を主流体室１２, １３
に仕切るピストン１４と一体に設けられたハウジング２
７と、このハウジング２７内に摺動自在に嵌合されて当
該ハウジング２７内を二つの副流体室３４, ３８に仕切
るスプール３２,３３と、一方の副流体室３４と一方の
主流体室１２とを連通する連通路３５〜３７と、他方の
副流体室３８と前記主流体室１３とを連通する連通路３
９と、スプール３２, ３３とハウジング２７との間に介
装されて当該スプール３２, ３３を中立位置に保持する
と共に該スプール３２, ３３の変位量の増大に伴ってば
ね定数が増大する非線形のばね特性を有するばね部材４
０, ４１とを具える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、減衰力を滑らかに変化させ得る減衰力可変型の車両用緩衝装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車等の車体と車輪との間に組み付けられる懸架装置の一部を構成するダン パ（以下、これを緩衝装置と呼称する）は、不整路面による衝撃や車体の振動を 緩和して乗員の乗り心地を向上させる他、積み荷を保護したりあるいはタイヤの 接地性を高めて操縦安定性を確保するためのものであり、内部に油等の流体が充 填されたダンパシリンダと、このダンパシリンダ内を摺動するピストンが固定さ れたピストンロッドとを有する筒形のものが一般的である。

【０００３】 通常、このような緩衝装置においては、ピストンにて仕切られたダンパシリン ダ内の二つの流体室の間で、車輪の上下動に伴って流体がピストンに形成された オリフィス通路を介して行き来するが、この時のオリフィス通路を流れる流体の 抵抗により、車輪の上下動に伴う振動を減衰するようになっている。

【０００４】 また、このような緩衝装置において、ピストンの上下動に対して慣性運動する フリーピストンをピストンロッドに組み込み、このフリーピストンの慣性運動を 利用してダンパシリンダ内の二つの流体室の間での流体の移動を上述したピスト ンとは独立に調整することにより、ピストンの移動量に対する減衰力の変化割合 を適宜変えるようにした減衰力可変型のものが、例えば特公昭４７−３７７５９ 号公報や特公昭４４−２９００８号公報等で提案されている。

【０００５】 上述した特公昭４７−３７７５９号公報に開示された緩衝装置の場合、復元ば ねのばね力に抗して遊動ピストンがストッパに当接するまでの間は、小さな減衰 力が発生し、遊動ピストンがストッパに当接した時点から大きな減衰力が発生す るようになっている。

【０００６】 また、特公昭４４−２９００８号公報に開示された緩衝装置の場合、弁ばねの ばね力に抗してストロークするスリーブバルブに形成した連通孔が、ロックナッ トに形成した連通孔と連通状態にある間は、小さな減衰力が発生し、このスリー ブバルブの連通孔とロックナットの連通孔とが非連通状態に移行した段階で、大 きな減衰力が発生するようになっている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

特公昭４７−３７７５９号公報に開示された従来の減衰力可変型の緩衝装置に おいては、復元ばねのばね力が遊動ピストンに付勢されているだけのため、ピス トンおよび遊動ピストンの変位量と減衰力との関係を二点鎖線で表す図３に示す ように、小さな減衰力が発生する状態と、大きな減衰力が発生する状態との切り 替わりが唐突に起こってしまう。この結果、車両の乗り心地が悪化することに加 え、この減衰力の切り替わりが車両の操舵中に発生すると、車両の挙動が不安定 となり、運転者が操舵に対して違和感を招く虞があった。

【０００８】 この点、特公昭４４−２９００８号公報に開示された従来の減衰力可変型の緩 衝装置は、スリーブバルブの移動に伴い、このスリーブバルブに形成した連通孔 と、ロックナットに形成した連通孔との位置ずれが発生し、これらの通路が絞ら れた状態となるため、スリーブバルブの移動に対する拘束力が発生し、ピストン およびスリーブバルブの変位量と減衰力との関係を破線で表す図３に示すように 、減衰力の変化が上述した特公昭４７−３７７５９号公報のものよりも多少滑ら かに行われる利点がある。しかし、実際問題として、連通孔の形状等に起因して スリーブバルブの変位量の増大に対する拘束力の滑らかな増大は殆ど期待できず 、先の例と同様に、小さな減衰力が発生する状態と、大きな減衰力が発生する状 態との切り替わりが比較的急激に起こってしまう。この結果、車両の乗り心地が 悪化することに加え、この減衰力の切り替わりが車両の操舵中に発生すると、車 両の挙動が不安定となり、運転者が操舵に対して違和感を招く虞があった。

【０００９】 しかも上述した従来の緩衝装置は、緩衝装置が伸びる方向に対してのみ減衰力 が変わる構造となっており、緩衝装置が縮む方向には減衰力が全く変わらないも のであった。

【００１０】

【考案の目的】

本考案の目的は、減衰力を滑らかに変化させ得る減衰力可変型の車両用緩衝装 置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案による車両用緩衝装置は、内部に緩衝用の流体が充填されたダンパシリ ンダと、このダンパシリンダの一端部を摺動自在に貫通して一端側が当該ダンパ シリンダ内に位置するピストンロッドと、このピストンロッドの一端側に一体的 に固定され、かつ前記ダンパシリンダ内に摺動自在に嵌合されて当該ダンパシリ ンダ内を二つの主流体室に仕切るピストンと、このピストンに形成されて前記二 つの主流体室に連通する通路と、この通路に設けられて当該通路内の前記流体の 流れを制限する減衰力発生手段とを有する車両用緩衝装置において、前記ピスト ンロッドの一端側に一体に設けられたハウジングと、このハウジング内に摺動自 在に嵌合されて当該ハウジング内を二つの副流体室に仕切るカップ状をなすスプ ールと、一方の前記副流体室と一方の前記主流体室とを連通する連通路と、他方 の前記副流体室と他方の前記主流体室とを連通する連通路と、前記スプールと前 記ハウジングとの間に介装されて当該スプールを中立位置に保持すると共に該ス プールの変位量の増大に伴ってばね定数が増大する非線形のばね特性を有するば ね部材とを具えたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】

本考案によると、ピストンが一方の主流体室側に移動すると、その慣性力によ ってスプールがばね部材のばね力に抗して他方の副流体室側に変位する。このス プールの変位量の増大に伴い、非線形のばね特性を有するばね部材によってスプ ールの変位に対する抵抗が次第に増大してスプールの移動速度が遅くなる。次い で、ピストンによって仕切られた二つの主流体室に連通する通路に設けられた減 衰力発生手段が作用し、一方の主流体室から通路を介して他方の主流体室へと流 れる流体の流れが制限される結果、減衰力が小さな状態から大きな状態へ滑らか に移行する。

【００１３】 同様に、ピストンが他方の主流体室側に移動すると、その慣性力によってスプ ールがばね部材のばね力に抗して一方の副流体室側に変位する。このスプールの 変位量の増大に伴い、非線形のばね特性を有するばね部材によってスプールの変 位に対する抵抗が次第に増大してスプールの移動速度が遅くなる。次いで、ピス トンによって仕切られた二つの主流体室に連通する通路に設けられた減衰力発生 手段が作用し、一方の主流体室から通路を介して他方の主流体室へと流れる流体 の流れが制限される結果、減衰力が小さな状態から大きな状態へ滑らかに移行す る。

【００１４】

【実施例】

本考案による車両用緩衝装置の一実施例の主要部の破断構造を図１に示す。す なわち、図示しない車軸を支持する図示しない揺れ腕等と図示しない車体フレー ムとの間に介装されて揺れ腕等を車軸と共に車体フレームから釣り下げた状態で 支持する本実施例の緩衝装置は、ダンパシリンダ１１の下端部が図示しないブラ ケットを介して上述した揺れ腕等に固定されており、このダンパシリンダ１１に は作動油等の緩衝用の流体が充填された内部を上部室１２と下部室１３とに仕切 るピストン１４が摺動自在に収納されている。また、ダンパシリンダ１１の上端 部には、ピストンロッド１５を摺動自在に保持する図示しない環状のロッドガイ ドが取り付けられ、これらロッドガイドとピストン１４とでピストンロッド１５ をダンパシリンダ１１に対して同軸状に保持している。

【００１５】 上端部が図示しない車体側に連結されるピストンロッド１５の下端部には、上 側から順にストッパ１６, カラー１７, 上部リード弁１８, ピストン１４, 下部 リード弁１９, 補助リード弁２０, カラー２１が嵌め込まれ、これらはピストン ロッド１５の下端にねじ込まれたナット２２により、このピストンロッド１５に 対して一体的に嵌着された状態となっている。また、上述したピストン１４には 、上部リード弁１８を介して上部室１２と下部室１３とを連通し得るオリフィス 通路２３と、下部リード弁１９および補助リード弁２０を介して上部室１２と下 部室１３とを連通し得るオリフィス通路２４とが形成されている。

【００１６】 つまり、路面の凹凸に追従してダンパシリンダ１１に対し相対的に大きく上下 動するピストン１４の移動速度が比較的遅い領域では、オリフィス通路２３, ２ ４がリード弁１８〜２０にてそれぞれ塞がれた状態となっているため、ピストン １４の移動速度の増加割合に対して減衰力の増加割合が大きな傾向を有する。し かし、ダンパシリンダ１１に対するピストン１４の相対的な上下移動速度が予め 設定された値を越えると、これらリード弁１９〜２０が弾性変形してオリフィス 通路２３, ２４を開くため、ピストン１４の移動速度の増加割合に対して減衰力 の増加割合が小さな傾向となり、従来から周知の一般的な緩衝装置としての特性 が得られる。

【００１７】 一方、前記ナット２２の下端には、上部封板２５と下部封板２６とを上下両端 部に嵌合したスプールハウジング２７の上端部が一体的に接合されており、この スプールハウジング２７の内側に一体的に嵌着された上下一対の筒状をなすスペ ーサ２８, ２９の間には、環状をなすばね受け３０の外周縁部が保持されている 。つまり、上部封板２５とばね受け３０との間に上部スペーサ２８が介装され、 下部封板２６とばね受け３０との間に下部スペーサ２９が介装された状態となっ ている。ばね受け３０を摺動自在に貫通するスプール軸３１の上下両端部には、 スペーサ２８, ２９に対して摺動自在に嵌合する上下一対のスプール３２, ３３ がそれぞれ一体的に取り付けられている。また、上部スプール３２と上部封板２ ５との間に形成される上部ダンパ室３４には、ピストンロッド１５に穿設した連 通路３５, ３６および上部封板２５の中央部に穿設したオリフィス３７を介して 上部室１２が連通状態となっている。同様に、下部スプール３３と下部封板２６ との間に形成される下部ダンパ室３８には、下部封板２６の中央部に穿設したオ リフィス３９を介して下部室１３が連通状態となっている。

【００１８】 前記上部スプール３２とばね受け３０との間には、合成ゴムや合成樹脂等にて 形成された環状をなすゴム状弾性体４０が介装されており、同様に、下部スプー ル３３とばね受け３０との間にも、合成ゴムや合成樹脂等にて形成された環状を なすゴム状弾性体４１が介装されている。スプール３２, ３３を中立状態に保持 するこれらゴム状弾性体４０, ４１の圧縮変形量とこれらのばね定数との関係を 表す図２に示すように、これらゴム状弾性体４０, ４１は、圧縮変形量の増大に 伴ってばね定数が二次曲線的に急激に増大する非線形のばね特性を有しており、 しかもこれらのばね定数は上述したリード弁１８〜２０のばね定数よりも小さく 設定されている。従って、リード弁１８〜２０の弾性変形を伴わない領域におい て、上部スプール３２および下部スプール３２が図示しない車輪の小さな上下動 に対応してスプールハウジング２７内を上下に慣性運動するようになっている。

【００１９】 従って、路面の微小な凹凸に追従してダンパシリンダ１１に対し相対的にピス トン１４がピストンロッド１５と共に短いストロークで上下動すると、これに対 してスプール３２, ３３が慣性によってスプールハウジング２７内を逆に上下動 する。

【００２０】 例えば、ダンパシリンダ１１に対してピストン１４が上昇する過程では、スプ ール３２, ３３がゴム状弾性体４１のばね力に抗してスプールハウジング２７内 を下降し、上部室１２側の作動流体の一部を連通路３５, ３６およびオリフィス ３７を介して上部ダンパ室３４内に導き入れる一方、下部ダンパ室３８内の作動 流体をオリフィス３９から下部室１３側へ押し出し、この時にオリフィス３７, ３９を通過する作動流体の抵抗およびゴム状弾性体４１の圧縮抵抗に応じた減衰 力が発生する。このゴム状弾性体４１の圧縮抵抗力は、スプール３２, ３３の下 降量の増大に伴って急激に増大し、スプール３２, ３３の下降が次第に拘束され る結果、この時のピストン１４およびスプール３２, ３３の変位量と減衰力との 関係を表す図３の実線で示すように、滑らかな減衰力の変化を得ることができる 。

【００２１】 同様に、ダンパシリンダ１１に対してピストン１４が下降する過程では、スプ ール３２, ３３がゴム状弾性体４０のばね力に抗してスプールハウジング２７内 を上昇し、下部室１３側の作動流体の一部がオリフィス３９を介して下部ダンパ 室３８内に導き入れる一方、上部ダンパ室３４内の作動流体がオリフィス３７か ら連通路３６, ３５を通って上部室１２側へ押し出し、この時にオリフィス３７ , ３９を通過する作動流体の抵抗およびゴム状弾性体４０の圧縮抵抗に応じた減 衰力が発生する。このゴム状弾性体４０の圧縮抵抗力は、スプール３２, ３３の 上昇量の増大に伴って急激に増大し、スプール３２, ３３の上昇が次第に拘束さ れる結果、先の場合と同様に、図３の実線で示す如き滑らかな減衰力の変化を得 ることができる。

【００２２】 なお、スプール３２, ３３のストロークエンドを越えたピストン１４の移動に 対しては、上述したリード弁１８〜２０が作用して高減衰力が得られる状態とな る。

【００２３】 このように、本考案におけるばね部材として機能するゴム状弾性体４０, ４１ は、スプールハウジング２７に対するスプール３２, ３３の上下方向の相対移動 量が、図１に示す中立状態から増大するに伴い、これらスプール３２, ３３の移 動に対する抵抗力が急激に増大するような特性を有していさえすれば、上述した ゴム状弾性体４０, ４１に限らず、内部に流体を充填したゴム状弾性体や、不等 ピッチコイルばね、あるいは線径やコイル径が変化するコイルばね等を採用する ことも可能である。

【００２４】 例えば、図４に示す如きスプールハウジング２７の部分の他の一実施例の断面 構造を採用することもできる。すなわち、上部封板２５と下部封板２６とを上下 両端部に嵌合したスプールハウジング２７の内側に一体的に嵌着された内筒４２ の上下両端は、上部封板２５および下部封板２６にそれぞれ当接した状態となっ ている。この内筒４２には、当該内筒４２内を上部ダンパ室３４と下部ダンパ室 ３８とに仕切るカップ形断面のスプール４３が摺動自在に嵌合されている。上部 ダンパ室３４には、下端側ほど線径が細くなったテーパコイルばね４４が収納さ れ、下部ダンパ室３８には下端側ほどコイル径が大きくなった円錐コイルばね４ ５が収納され、これらコイルばね４４, ４５は何れも図２に示す如き非線形のば ね特性を有するものである。なお、図１に示した先の実施例と同一機能の部材に は、これと同一符号を記してある。

【００２５】 これにより、路面の凹凸に追従したダンパシリンダ１１とピストン１４との相 対的な上下動に対し、先の実施例と同様に図３の実線に示す如き減衰力の滑らか な変化を得ることができる。また、本実施例では、コイルばね４４, ４５をダン パ室３４, ３８にそれぞれ収納し、単一のスプール４３等を採用しているため、 先の実施例よりも部品点数を少なくすることができる上、スプールハウジング２ ７をより短くすることが可能となる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案の車両用緩衝装置によると、ピストンと一体のハウジング内にスプール を組み込み、このスプールとハウジングとの間にスプールの変位量の増大に伴っ てばね定数が増大する非線形のばね特性を有するばね部材を介装したので、慣性 によってスプールがそのストロークエンドに近付くに連れ、スプールの移動に対 する拘束力が漸増する結果、スプールの移動に伴って減衰力が滑らかに変化する こととなり、好ましい特性の緩衝装置を実現することができる。

【００２７】 また、緩衝装置の圧縮時に慣性によってスプールが移動するようにしたので、 緩衝装置の圧縮動作の際にも減衰力を漸次変化させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による車両用緩衝装置の一実施例の主要
部を抽出した破断図である。

【図２】図１に示した本実施例におけるゴム状弾性体の
変位量とばね定数との関係を模式的に表すグラフであ
る。

【図３】図１に示した本実施例におけるスプールの変位
量と減衰力との関係、ならびに従来の減衰力可変型の車
両用緩衝装置におけるフリーピストンの変位量と減衰力
との関係をそれぞれ模式的に表すグラフである。

【図４】本考案による車両用緩衝装置の他の一実施例の
主要部を抽出した破断図である。

【符号の説明】

１１ ダンパシリンダ １２ 上部室 １３ 下部室 １４ ピストン １５ ピストンロッド １６ ストッパ １７ カラー １８ 上部リード弁 １９ 下部リード弁 ２０ 補助リード弁 ２１ カラー ２２ ナット ２３, ２４ オリフィス通路 ２５ 上部封板 ２６ 下部封板 ２７ スプールハウジング ２８ 上部スペーサ ２９ 下部スペーサ ３０ ばね受け ３１ スプール軸 ３２ 上部スプール ３３ 下部スプール ３４ 上部ダンパ室 ３５, ３６ 連通路 ３７ オリフィス ３８ 下部ダンパ室 ３９ オリフィス ４０, ４１ ゴム状弾性体 ４２ 内筒 ４３ スプール ４４ テーパコイルばね ４５ 円錐コイルばね

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に緩衝用の流体が充填されたダンパ
   シリンダと、 このダンパシリンダの一端部を摺動自在に貫通して一端
   側が当該ダンパシリンダ内に位置するピストンロッド
   と、 このピストンロッドの一端側に一体的に固定され、かつ
   前記ダンパシリンダ内に摺動自在に嵌合されて当該ダン
   パシリンダ内を二つの主流体室に仕切るピストンと、 このピストンに形成されて前記二つの主流体室に連通す
   る通路と、 この通路に設けられて当該通路内の前記流体の流れを制
   限する減衰力発生手段とを有する車両用緩衝装置におい
   て、 前記ピストンロッドの一端側に一体に設けられたハウジ
   ングと、 このハウジング内に摺動自在に嵌合されて当該ハウジン
   グ内を二つの副流体室に仕切るカップ状をなすスプール
   と、 一方の前記副流体室と一方の前記主流体室とを連通する
   連通路と、 他方の前記副流体室と他方の前記主流体室とを連通する
   連通路と、 前記スプールと前記ハウジングとの間に介装されて当該
   スプールを中立位置に保持すると共に該スプールの変位
   量の増大に伴ってばね定数が増大する非線形のばね特性
   を有するばね部材とを具えたことを特徴とする車両用緩
   衝装置。