緩衝装置

【課題】ストローク不足を招かない緩衝装置を提供することである。
【解決手段】本発明における課題解決手段は、シリンダ1と、ピストン2と、ピストンロッド4と、中空なハウジング12と、ハウジング12内に移動自在に挿入されるフリーピストン9と、フリーピストン9を挟持する伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2とを備えた緩衝装置Dにおいて、伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2が円錐ばねとされて、フリーピストン9がストロークエンドまで変位するとフリーピストン9の摺接筒25内に収容されることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、緩衝装置の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の緩衝装置にあっては、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、伸側圧力室と圧側圧力室とに収容されてフリーピストンを附勢する一対のコイルばねとを備えて構成されている。
【0003】
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液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。
【0004】
そのため、この緩衝装置では、低周波数の振動の入力に対しては大きな減衰力を発生し、他方、高周波数の振動の入力に対しては小さな減衰力を発生することができ、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低い減衰力を確実に発生させて、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)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−215459号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記緩衝装置では、フリーピストンを一対のコイルばねで附勢していて、コイルばねの全長が長いので、ハウジングの全長もコイルばねを収容するため長くなる。
【0007】
この緩衝装置では、上記ハウジングをピストンロッドの先端に設ける都合上、ハウジングの全長が長くなると、その分、緩衝装置のストロークが犠牲になる。そして、緩衝装置の全長が規制されるので、車両によっては、ハウジングが長いとストローク不足を招くことになり、結果、緩衝装置を車両へ搭載することを断念せざるを得ない場合がある。
【0008】
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、ストローク不足を招かない緩衝装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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ピストンと、中空なハウジングと、当該ハウジング内に移動自在に挿入されて当該ハウジング内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、上記伸側圧力室に収容される伸側コイルばねと、上記圧側圧力室に収容される圧側コイルばねとを備え、上記伸側コイルばねおよび上記圧側コイルばねとで上記フリーピストンを挟持した緩衝装置において、上記フリーピストンは、上記伸側コイルばねと上記圧側コイルばねとで挟持される底板部と、当該底板の外周に設けられて上記ハウジングの内周に摺接する筒状の摺接筒とを備え、上記伸側コイルばねおよび上記圧側コイルばねが円錐ばねであって、上記伸側コイルばねは、上記フリーピストンが上記伸側圧力室を圧縮する方向へストロークエンドまで変位すると上記摺接筒内に収容され、上記圧側コイルばねは、上記フリーピストンが上記圧側圧力室を圧縮する方向へストロークエンドまで変位すると上記摺接筒内に収容されることを特徴とする。
【0010】
緩衝装置における伸側コイルばねおよび圧側コイルばねが円錐ばねとされていて、フリーピストンがストロークエンドまで変位すると伸側コイルばね或いは圧側コイルばねを摺接筒内に収容するので、フリーピストンのストロークを確保しつつも、ハウジングの全長を短くすることができる。
【発明の効果】
【0011】
以上より、本発明の緩衝装置によれば、ストロークを充分に確保でき、ストローク不足を招ねかず車両への搭載性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施の形態における緩衝装置の縦断面図である。
【図2】一実施の形態における緩衝装置の振動周波数に対する減衰特性を示した図である。
【図3】フリーピストンが伸側圧力室を圧縮する方向へストロークエンドまで変位した状態における一実施の形態の緩衝装置の縦断面図である。
【図4】フリーピストンが圧側圧力室を圧縮する方向へストロークエンドまで変位した状態における一実施の形態の緩衝装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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に区画するピストン2と、中空なハウジング12と、当該ハウジング12内に移動自在に挿入されて当該ハウジング12内を伸側流路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、伸側圧力室7に収容される伸側コイルばねS1と、圧側圧力室8に収容される圧側コイルばねS2とを備えて構成され、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。
【0014】
そして、伸側室R1および圧側室R2さらにはハウジング12内には作動油等の液体が充満され、また、シリンダ1内の図中下方には、図示はしないが、シリンダ1の内周に摺接して圧側室R2の下方に気体室を区画する摺動隔壁が設けられている。なお、上記した伸側室R1、圧側室R2、ハウジング12内に充填される流体は、たとえば、作動油、水、水溶液といった液体の他、気体を使用することもできる。
【0015】
以下、各部について詳細に説明する。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、気体室内の気体の体積が膨張あるいは収縮し摺動隔壁が図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、摺動隔壁を設けて気体室を区画することに変えて、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。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。
【0016】
ピストンロッド4は、その図1中下端としての一端に小径部4aが形成されるとともに、小径部4aの先端側には螺子部4bが形成されている。そして、ピストンロッド4の一端である小径部4aには、ピストン2が連結されており、ピストンロッド4の他端は、図示はしないが、シリンダ1の上端から外方へ突出されている。また、ピストンロッド4には、小径部4aの先端から開口しピストンロッド4の側部に抜ける伸側流路5が形成されている。なお、図示したところでは、この伸側流路5の途中には、抵抗となる弁を設けていないが、絞り等の弁を設けるようにしてもよい。
【0017】
ピストン2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4の小径部4aが挿入される。また、このピストン2には、伸側室R1と圧側室R2とを連通するポート3a,3bが設けられ、ポート3aの図1中上端はピストン2の図1中上方に積層される減衰力発生要素である積層リーフバルブV1にて閉塞され、他方のポート3bの図1中下端もピストン2の図1中下方に積層される減衰力発生要素である積層リーフバルブV2によって閉塞されている。
【0018】
この積層リーフバルブV1,V2は、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド4の小径部4aが挿入され、積層リーフバルブV1の撓み量を規制する環状のバルブストッパ11とともにピストン2に積層されている。
【0019】
そして、積層リーフバルブV1は、緩衝装置Dの収縮作動時に圧側室R2と伸側室R1の差圧によって撓んで開弁しポート3aを開放して圧側室R2から伸側室R1へ移動する液体の流れに抵抗を与えるとともに、緩衝装置Dの伸長作動時にはポート3aを閉塞するようになっており、他方の積層リーフバルブV2は、積層リーフバルブV1とは反対に緩衝装置Dの伸長作動時にポート3bを開放し、収縮作動時にはポート3bを閉塞する。すなわち、積層リーフバルブV1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り、他方の積層リーフバルブV2は、緩衝装置D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る。また、積層リーフバルブV1,V2でポート3a,3bを閉じた状態にあっても、図示はしない周知のオリフィスによって伸側室R1と圧側室R2とが連通されるようになっており、オリフィスは、たとえば、積層リーフバルブV1,V2の外周に切欠を設けたり、積層リーフバルブV1,V2が着座する弁座に凹部を設けたりするなどして形成される。なお、減衰力発生要素としては、上記した積層リーフバルブV1,V2の他にも、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るのは当然である。
【0020】
そして、ピストンロッド4の小径部4aには、上記したバルブストッパ11、積層リーフバルブV1、ピストン2および積層リーフバルブV2が順に組み付けられ、この積層リーフバルブV2の下方から、小径部4aに形成した螺子部4bに圧力室R3を形成するハウジング12が螺着される。このように、ハウジング12をピストンロッド4に螺着することによって、ピストン2、積層リーフバルブV1,V2およびバルブストッパ11がピストンロッド4に固定される。このように、ハウジング12は、内部に圧力室R3を形成する役割だけでなく、ピストン2をピストンロッド4に固定する役割をも果たしている。
【0021】
ハウジング12は、筒状であってピストンロッド4の螺子部4bに螺合されるケース13と、当該ケース13の開口端に取り付けられて当該開口端を閉塞する蓋部17と、上記ケース13の外周に設けられて図外の締付工具で把持可能な把持部16とを備えている。
【0022】
より詳しくは、ケース13は、図1中上方側を小径として形成した小径部14と、小径部14より内外径が大きい大径部15とを備えている。そして、小径部14の内周には、雌螺子が設けられていて、これをピストンロッド4の小径部4aに設けた螺子部4bに螺合することで、ハウジング12をピストンロッド4の小径部4aに螺着することができるようになっている。
【0023】
そして、大径部15の図1中下端の開口端には、円盤状の蓋部17が固定されており、大径部15の開口端を内側へ加締めることによって、ケース13と蓋部17とが一体化される。このように構成されるハウジング12は、内部が中空であって、圧側室R2から区画される圧力室R3を形成する。また、大径部15には、ハウジング12の内外を連通する、つまり、圧力室R3を圧側室R2へ連通する可変オリフィス22,23が設けられ、蓋部17には、ハウジング12内を圧側室R2に連通する固定オリフィス21が設けられている。
【0024】
なお、大径部15の図1中下端外周には、図示しない締付工具で把持可能なように、真円以外の形状、たとえば、一部を切欠いた形状や、六角形等の形状とされて把持部16が形成されている。この把持部16は、ケース13の大径部15の下端以外の位置に設けられてもよい。この把持部16を図外の締付工具で把持し、ケース13にトルクを作用させることでピストンロッド4にハウジング12を強固に螺着させることができる。この場合、把持部16がケース13に設けられており、ピストンロッド4にハウジング12を螺着する際に、ケース13の内周に加締めによって固定される蓋部17には一切トルクが作用しない。したがって、ピストンロッド4にハウジング12を螺着する際のトルクの作用によって、ケース13から蓋部17が脱落したり、ケース13と蓋部17との間でガタが生じたりするといった問題が引き起こされることもない。なお、ケース13と蓋部17の一体化に際し、加締め以外にも螺子締結や溶接といった方法も利用することができる。
【0025】
そして、上記のように形成されるハウジング12内には、フリーピストン9が摺動自在に挿入されて、圧力室R3は、このフリーピストン9によって図1中上方側の伸側圧力室7と下方側の圧側圧力室8に区画されている。
【0026】
フリーピストン9は、伸側コイルばねS1と圧側コイルばねS2とで挟持される底板部24と、当該底板部24の外周に設けられてハウジング12の大径部15の内周に摺接する筒状の摺接筒25と、摺接筒15の外周に周方向に沿って設けた環状溝26と、摺接筒25の圧側圧力室8に臨む内周から開口して環状溝26に通じる通孔27とを備えて構成されている。
【0027】
底板部24は、円盤状であって、伸側圧力室7側および圧側圧力室8側にそれぞれ突出する凸部24a,24bが設けられている。摺接筒25は、軸方向中央にて底板部24によって内部が閉塞されており、当該中央から上下両端に向けて徐々に肉厚が薄くなるようになっている。また、摺接筒25の圧側圧力室8側に臨む内周面25bは、摺接筒25の肉厚を下端側が中央側よりも薄肉とすることで、底板部24へ向かうほど内径が小径となるテーパ面とされている。そして、このテーパ面となっている内周面25bから環状溝26へ通じる通孔27が開口しており、上記内周面25bをテーパ面とすることによって、通孔27をフリーピストン9の軸線に対して傾斜する方向へ穿設する際の加工が容易となっている。
【0028】
なお、反対側の摺接筒25の伸側圧力室7側に臨む内周面25aも、また、摺接筒25の肉厚が上端側が中央側よりも薄肉とされることで、底板部24へ向かうほど内径が小径となるテーパ面とされている。また、フリーピストン9の摺接筒25における伸側圧力室7側と底板部24の伸側圧力室7側の境を肉抜きして環状の凹部29を設けてあって、この肉抜きによってフリーピストン9を軽量化してある。
【0029】
そして、フリーピストン9がハウジング12内に挿入されると、ハウジング12内が上記したように伸側圧力室7と圧側圧力室8とに区画される。この場合、フリーピストン9の外周に設けた環状溝26が上記可変オリフィス22,23に対向可能とされており、環状溝26と可変オリフィス22,23とが対向すると、通孔27を介して圧側圧力室8と圧側室R2とが連通状態におかれる。そして、フリーピストン9がハウジング12内をストロークして環状溝26が可変オリフィス22,23と対向しないようになると、可変オリフィス22,23、環状溝26および通孔27を介しての圧側圧力室8と圧側室R2との連通が断たれるようになっている。
【0030】
なお、摺接筒25の環状溝26よりも図1中下方側には、シールリング28が装着されており、このシールリング28でフリーピストン9とハウジング12との間がシールされている。そして、フリーピストン9がハウジング12内でストロークしても、シールリング28が可変オリフィス22,23を乗り越えることがないようになっているので、フリーピストン9をハウジング12に挿入する際にシールリング28側よりも環状溝26側を先にして挿入することでシールリング28が可変オリフィス22,23の開口と干渉して傷つくことがないように配慮されている。
【0031】
つづいて、伸側圧力室7には、伸側コイルばねS1が収容されており、この伸側コイルばねS1は、ハウジング12のケース13における小径部14と大径部15を接続する中間部18とフリーピストン9の底板部24との間に圧縮状態で介装されている。伸側コイルばねS1は、円錐ばねとされていて、小径側をフリーピストン9の底板部24に向けてある。この伸側コイルばねS1の小径側の内方には、底板部24に設けてある凸部24aが挿入されて径方向に位置決めされる。また、伸側コイルばねS1の大径側は、ハウジング12のケース13の小径部14と大径部15との間の中間部18に設けた段部19に嵌めることで径方向に位置決めされている。よって、伸側コイルばねS1は、ハウジング12に対してもフリーピストン9に対しても径方向に位置決めされて、フリーピストン9に対して圧側圧力室8を圧縮する方向へ向けて安定した附勢力を発揮することができるようになっている。
【0032】
対して、圧側圧力室8には、圧側コイルばねS2が収容されており、この圧側コイルばねS2は、ハウジング12の蓋部17とフリーピストン9の底板部24との間に圧縮状態で介装されている。この圧側コイルばねS2は、円錐ばねとされていて、小径側をフリーピストン9の底板部24に向けてある。この圧側コイルばねS2の小径側の内方には、底板部24に設けてある凸部24bが挿入されて径方向に位置決めされる。また、圧側コイルばねS2の大径側は、ハウジング12の蓋部17に設けた段部20に嵌めることで径方向に位置決めされている。よって、圧側コイルばねS2は、ハウジング12に対してもフリーピストン9に対しても径方向に位置決めされて、フリーピストン9に対して伸側圧力室7を圧縮する方向へ向けて安定した附勢力を発揮することができるようになっている。
【0033】
このように、伸側コイルばねS1と圧側コイルばねS2は、ともに圧縮状態でフリーピストン9を挟持しており、伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2以外からの圧力や附勢力が作用しない状態では、伸側コイルばねS1と圧側コイルばねS2の附勢力が釣り合った位置を中立位置として、フリーピストン9をこの中立位置に位置決めている。
【0034】
そして、フリーピストン9が上記中立位置にあるときには、必ず環状溝26が上記可変オリフィス22,23に対向して圧側圧力室8と圧側室R2を連通するとともに、フリーピストン9がストロークエンドまで変位すると、可変オリフィス22,23がフリーピストン9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6は、環状溝26、可変オリフィス22,23、通孔27および固定オリフィス21で構成されている。可変オリフィス22,23を二つ設けているが、その数は任意である。
【0035】
したがって、この緩衝装置Dの場合、フリーピストン9の中立位置からの変位量が所定の変位量となるときに、可変オリフィス22,23の開口全てが環状溝26に対向する状況からフリーピストン9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22,23の流路面積が減少し始め、圧側流路6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9の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス22,23の流路面積が減少し、フリーピストン9がストロークエンドに達すると、可変オリフィス22,23が完全にフリーピストン9の外周で閉塞されて、圧側流路6における流路抵抗が最大となり圧側圧力室8が固定オリフィス21のみによって圧側室R2に連通されるようになっている。
【0036】
なお、この場合、フリーピストン9の摺接筒25の図1中上端がケース13の中間部18に当接すると、スリーピストン9のハウジング12に対するそれ以上の上方側への移動、つまり、伸側圧力室7を圧縮する方向への移動が妨げられ、これによりフリーピストン9の上方側のストロークエンドが設定されている。このように、フリーピストン9が伸側圧力室7を圧縮する方向へストロークエンドまでストロークすると、伸側コイルばねS1が圧縮されて摺接筒25内に完全に収容されるようになっている。
【0037】
これに対して、フリーピストン9の摺接筒25の図1中下端が蓋部17に当接すると、スリーピストン9のハウジング12に対するそれ以上の下方側への移動、つまり、圧側圧力室8を圧縮する方向への移動が妨げられ、これによりフリーピストン9の下方側のストロークエンドが設定されている。このように、フリーピストン9が圧側圧力室8を圧縮する方向へストロークエンドまでストロークすると、圧側コイルばねS2が圧縮されて摺接筒25内に完全に収容されるようになっている。
【0038】
緩衝装置Dは、以上のように構成されるが、続いて緩衝装置Dの作動について説明する。まず、フリーピストン9における中立位置からの変位量が可変オリフィス22,23を閉塞し始めない範囲内にある場合の緩衝装置Dにおける動作について説明する。
【0039】
この場合、フリーピストン9は、圧側流路6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D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9の振幅も、可変オリフィス22,23を閉塞し始めない範囲内で大きくなる。
【0040】
フリーピストン9の振幅が上記の範囲で大きくなると、フリーピストン9が伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2から受ける附勢力が大きくなり、緩衝装置Dが伸長する場合、圧側圧力室8内の圧力は、伸側圧力室7内の圧力よりも伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2の附勢力分だけ小さくなり、逆に、緩衝装置Dが収縮する場合には、伸側圧力室7内の圧力は、圧側圧力室8内の圧力よりも伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2の附勢力分だけ小さくなる。
【0041】
このように、緩衝装置Dが低周波振動を呈すると伸側圧力室7と圧側圧力室8に伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2の附勢力に見合った差圧が生じるので、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、伸側流路5、圧側流路6、伸側圧力室7および圧側圧力室8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、ポート3a,3b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大きいまま維持される。
【0042】
逆に、緩衝装置D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9の振幅はより小さくなる。フリーピストン9の振幅が小さくなると、フリーピストン9が伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2から受ける附勢力が小さくなり、緩衝装置Dが伸長行程にあっても収縮行程にあっても、伸側圧力室7内の圧力と圧側圧力室8内の圧力とが略等しくなる。すると、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の差圧は大きくなるので、伸側流路5および圧側流路6を通過する流量も多くなる。
【0043】
緩衝装置D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R1から圧側室R2或いは圧側室R2から伸側室R1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、ポート3a,3bの積層リーフバルブV1,V2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Dの減衰特性は、図2に示すように、推移することになる。
【0044】
したがって、この緩衝装置Dにあっては、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。
【0045】
つぎに、フリーピストン9の中立位置からの変位量が圧側流路6の流路抵抗を増加させる範囲内となる場合の緩衝装置Dにおける動作について説明する。可変オリフィス22,23は、緩衝装置Dが伸長しても収縮しても、フリーピストン9が中立位置から変位して、その変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくし、図3および図4に示すように、フリーピストン9が上下のいずれかストロークエンドに到達すると完全に閉塞されて流路面積を固定オリフィス21の流路面積と同じくして最小とする状況となる。
【0046】
つまり、フリーピストン9が可変オリフィス22,23を閉塞し始めた後は変位量に応じて圧側流路6の流路抵抗を徐々に大きくし、フリーピストン9がストロークエンドに到達すると流路抵抗が最大となる。
【0047】
ここで、フリーピストン9がストロークエンドまで変位するのは、伸側圧力室7もしくは圧側圧力室8への液体の流出入量が多い場合であり、具体的には、緩衝装置Dの伸縮の振幅が大きい場合である。
【0048】
緩衝装置Dに入力される振動周波数が比較的高い場合、緩衝装置Dは、フリーピストン9が可変オリフィス22,23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9が可変オリフィス22,23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6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9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液体の移動量も減少し、その分ポート3a,3bを通過する液体量が増加することになり、緩衝装置Dの発生減衰力は徐々に大きくなっていく。
【0049】
そして、フリーピストン9がストロークエンドに達すると、それ以上、見掛け上の流路を介しての液体の移動はなくなり、伸側室R1から圧側室R2へ或いは圧側室R2から伸側室R1への流体の移動は、緩衝装置Dの伸縮方向を転ずるまではポート3a,3bのみを介して行われることになり、緩衝装置Dは、最大の減衰係数で減衰力を発生することになる。
【0050】
すなわち、フリーピストン9がストロークエンドまで変位してしまうような高周波数で大振幅の振動が緩衝装置Dに対し入力されても、フリーピストン9の中立位置からの変位量が任意の変位量を超えるとフリーピストン9がストロークエンドに達するまでに緩衝装置Dは徐々に発生減衰力を大きくするので、低い減衰力から急激に高い減衰力に変化することが無くなる。つまり、フリーピストン9がストロークエンドに達して圧力室R3内を介して伸側室R1と圧側室R2の液体の交流ができなくなるときに急激に減衰力の大き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9が圧力室R3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大きくするので、減衰力の急激な変化を抑制する機能は、緩衝装置Dの伸圧の両行程で発揮される。
【0051】
したがって、この緩衝装置D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。
【0052】
そして、本発明の緩衝装置Dにおける伸側コイルばねS1および圧側コイルばねS2が円錐ばねとされていて、円錐ばねは、線径が全長に亘って同一のコイルばねに比較して圧縮長さを非常に短くすることができる。これに加えて、本発明の緩衝装置Dにあっては、フリーピストン9が伸側圧力室7を圧縮する方向へストロークエンドまで変位すると伸側コイルばねS1が圧縮されて摺接筒25内に収容され、フリーピストン9が圧側圧力室8を圧縮する方向へストロークエンドまで変位すると圧側コイルばねS2が摺接筒25内に収容されるようになっている。これらにより、本発明の緩衝装置Dによれば、フリーピストン9のストロークを確保しつつも、ハウジング12の全長を短くすることができ、緩衝装置Dのストロークを充分に確保でき、車両への搭載性が向上する。また、伸側コイルばねS1或いは圧側コイルばねS2の圧縮時にこれらが摺動筒25内に収容されるので、ハウジング12の全長を短くしつつもフリーピストン9の摺接筒25の軸方向長さである摺動長さを確保することができるので、フリーピストン9の摺動性も損なうこともない。
【0053】
また、本発明の緩衝装置Dによれば、ハウジング12がピストンロッド4の先端側に螺着されて内周に摺接筒25が摺接する筒状のケース13と、ケース13の開口端に取り付けられて開口端を閉塞する蓋部17と、ケース13の外周に設けられる締付工具で把持可能な把持部16とを備えているので、ピストンロッド4にハウジング12を螺着する際に、ケース13の内周に設けられる蓋部17には一切トルクが作用せず、ケース13と蓋部17の一体化を加締めや螺子締結により行っても、ピストンロッド4にハウジング12を螺着する際のトルクの作用によってケース13から蓋部17が脱落したり、ケース13と蓋部17との間でガタが生じたりするといった問題が引き起こされることもない。また、これにより、ケース13と蓋部17の一体化に際しての設計の自由度が向上する。
【0054】
さらに、本発明の緩衝装置Dによれば、フリーピストン9の摺接筒25における圧側圧力室8側に臨む内周面25bを、底板部24へ向かうほど内径が小径となるテーパ面とし、当該テーパ面から通孔27を開口させるようにしたので、フリーピストン9への通孔27の孔開け加工が容易となる。
【0055】
またさらに、本発明の緩衝装置Dによれば、フリーピストン9の摺接筒25における伸側圧力室7側と底板部24の伸側圧力室7側の境を肉抜きしたので、フリーピストン9が軽量となるだけでなく、フリーピストン9の慣性質量が軽くなるため、緩衝装置Dに外部から入力される加速度による圧力の作用以外のフリーピストン9の変位を抑制することができ、狙い通りの減衰特性を実現することができる。
【0056】
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。
【産業上の利用可能性】
【0057】
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。
【符号の説明】
【0058】
1 シリンダ
2 ピストン
4 ピストンロッド
5 伸側流路
6 圧側流路
7 伸側圧力室
8 圧側圧力室
9 フリーピストン
12 ハウジング
13 ケース
16 把持部
17 蓋部
21 固定オリフィス
22,23 可変オリフィス
24 底板部
25 摺接筒
25a,25b 摺接筒の内周面
26 環状溝
27 通孔
D 緩衝装置
R1 伸側室
R2 圧側室
S1 伸側コイルばね
S2 圧側コイルばね

【特許請求の範囲】
【請求項1】
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ピストンと、中空なハウジングと、当該ハウジング内に移動自在に挿入されて当該ハウジング内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、上記伸側圧力室に収容される伸側コイルばねと、上記圧側圧力室に収容される圧側コイルばねとを備え、上記伸側コイルばねおよび上記圧側コイルばねとで上記フリーピストンを挟持した緩衝装置において、
上記フリーピストンは、上記伸側コイルばねと上記圧側コイルばねとで挟持される底板部と、当該底板部の外周に設けられて上記ハウジングの内周に摺接する筒状の摺接筒とを備え、
上記伸側コイルばねおよび上記圧側コイルばねが円錐ばねであって、
上記伸側コイルばねは、上記フリーピストンが上記伸側圧力室を圧縮する方向へストロークエンドまで変位すると上記摺接筒内に収容され、
上記圧側コイルばねは、上記フリーピストンが上記圧側圧力室を圧縮する方向へストロークエンドまで変位すると上記摺接筒内に収容されることを特徴とする緩衝装置。
【請求項2】
上記シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドを備え、
上記ハウジングは、上記ピストンロッドの上記ピストンよりも先端側に螺着されて内周に上記摺接筒が摺接する筒状のケースと、当該ケースの開口端に取り付けられて当該開口端を閉塞する蓋部と、上記ケースの外周に設けられる締付工具で把持可能な把持部とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の緩衝装置。
【請求項3】
上記フリーピストンは、上記摺接筒の外周に周方向に沿って設けた環状溝と、上記摺接筒の上記圧側圧力室に臨む内周から開口して上記環状溝に通じる通孔とを備え、
上記圧側流路は、上記通孔と、上記環状溝と、上記ハウジングのケースに設けられてハウジング内外を連通して上記環状溝に対向可能な可変オリフィスと、上記ハウジングの蓋部に設けられて上記圧側圧力室を圧側室へ連通する連通する固定オリフィスとで形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝装置。
【請求項4】
上記フリーピストンの摺接筒における上記圧側圧力室側に臨む内周面を、上記底板部へ向かうほど内径が小径となるテーパ面とし、当該テーパ面から上記通孔を開口させたことを特徴とする請求項4に記載の緩衝装置。
【請求項5】
上記フリーピストンの摺接筒における上記伸側圧力室側と上記底板部の上記伸側圧力室側の境を肉抜きしたことを特徴とする請求項3または4に記載の緩衝装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−113306(P2013−113306A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−256927(P2011−256927)
【出願日】平成23年11月25日(2011.11.25)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Fターム(参考)】