(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を封入したシリンダ内に、第１流体室とアキュムレータを有する第２流体室とを区画形成し、
前記第１流体室と前記第２流体室との間に、両流体室を連通する流路を設け、
前記第１流体室に、ピストンを出没移動可能に支持し、
前記ピストンの没入移動によって前記第１流体室の作動流体を加圧し前記第２流体室側へ流動可能とするショックアブソーバであって、
前記ピストンは、前記第１流体室にストレートに開放された大径ピストン体の内周面に小径ピストン体が摺動する入れ子式に設けられた大小径の異なる多段のピストン体で形成され、
前記大径ピストン体は、前記第１流体室に対して移動可能に配置されると共に前記シリンダの開口からその先端壁が前記第１流体室に対する退避移動に応じて突出移動可能であり、
前記小径ピストン体は、前記大径ピストン体の内周面で摺動しつつ前記第１流体室に対して移動する範囲で前記大径ピストン体の先端壁に形成された開口から該小径ピストン体の先端壁が突出移動可能であり、
前記小径ピストン体と前記シリンダ側との間に、前記小径ピストン体を突出方向へ付勢してこの小径ピストン体及び前記大径ピストン体を前記各開口から突出する待機状態へ付勢するリターンスプリングを設け、
前記小径ピストン体の先端壁が外力を受けて前記大径ピストン体の先端壁の開口内へ移動するときに前記小径ピストン体のピストン面により前記第１流体室に対して効力を発生し、この小径ピストン体が前記大径ピストン体の先端壁の開口内へ没入移動すると前記大径ピストン体の先端壁が外力を引き継いで小径ピストン体及び大径ピストン体が共に移動し前記小径ピストン体のピストン面に前記大径ピストン体のピストン面を加えて前記第１流体室に対して抗力を発生する、
ことを特徴とするショックアブソーバ。
【請求項２】
請求項１記載のショックアブソーバであって、
前記区画壁に、前記第１流体室と前記第２流体室との間を連通する環流孔を設け、
該環流孔に、前記第２流体室から前記第１流体室への作動流体の流動を可能とする弁機構を設けた、
ことを特徴とするショックアブソーバ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のショックアブソーバであって、
前記アキュムレータを、前記第１流体室及び第２流体室の外周に設けた、
ことを特徴とするショックアブソーバ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか1項に記載のショックアブソーバであって、
前記シリンダは、内筒及び外筒を備え、
前記内筒に、前記第１流体室及び第２流体室を区画すると共に前記流路を有する区画壁を形成し、
前記内外筒間に前記アキュムレータを設け、
前記内筒に、前記第２流体室と前記アキュムレータとを連通させる連通路を設けた、
ことを特徴とするショックアブソーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショックアブソーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のショックアブソーバとしては、作動流体を封入したシリンダ内にピストンロッドを介してピストンを配置し、シリンダ内を圧力室側と非圧力室側とに区画するものがある。
【０００３】
かかるショックアブソーバでは、ピストンに圧力室側と非圧力室側とを連通する流路を形成し、ピストンの移動に応じて圧力室側と非圧力室側との間で作動流体を流動させて減衰力を発生させる。
【０００４】
しかしながら、従来の構造では、緩衝性能を確保するためにピストンを移動させる所定のストローク長が必要となり、シリンダが長尺化し、これに伴うピストンロッドの長尺化も生じていた。結果として、ショックアブソーバは、全体として大型化し、設置場所が制限されるものとなっていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８８６０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、緩衝性能を確保すると設置場所が制限される点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、緩衝性能を確保しながら設置場所の自由度を向上させるために、作動流体を封入したシリンダ内に、第１流体室とアキュムレータを有する第２流体室とを区画形成し、前記第１流体室と前記第２流体室との間に、両流体室を連通する流路を設け、前記第１流体室に、ピストンを出没移動可能に支持し、前記ピストンの没入移動によって前記第１流体室の作動流体を加圧し前記第２流体室側へ流動可能とするショックアブソーバであって、前記ピストンは、前記第１流体室にストレートに開放された大径ピストン体の内周面に小径ピストン体が摺動する入れ子式に設けられた大小径の異なる多段のピストン体で形成され、前記大径ピストン体は、前記第１流体室に対して移動可能に配置されると共に前記シリンダの開口からその先端壁が前記第１流体室に対する退避移動に応じて突出移動可能であり、前記小径ピストン体は、前記大径ピストン体の内周面で摺動しつつ前記第１流体室に対して移動する範囲で前記大径ピストン体の先端壁に形成された開口から該小径ピストン体の先端壁が突出移動可能であり、前記小径ピストン体と前記シリンダ側との間に、前記小径ピストン体を突出方向へ付勢してこの小径ピストン体及び前記大径ピストン体を前記各開口から突出する待機状態へ付勢するリターンスプリングを設け、前記小径ピストン体の先端壁が外力を受けて前記大径ピストン体の先端壁の開口内へ移動するときに前記小径ピストン体のピストン面により前記第１流体室に対して効力を発生し、この小径ピストン体が前記大径ピストン体の先端壁の開口内へ没入移動すると前記大径ピストン体の先端壁が外力を引き継いで小径ピストン体及び大径ピストン体が共に移動し前記小径ピストン体のピストン面に前記大径ピストン体のピストン面を加えて前記第１流体室に対して抗力を発生することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のショックアブソーバは、ピストンが没入移動の途中で一体的となって動作する多段のピストン体からなるため、全体としてのストローク長の短縮化を図ることができ、全体としての小型化をも図ることができ、設置場所の自由度を向上させることができる。
【０００９】
しかも、ショックアブソーバは、多段のピストン体が一体的となって動作することによってピストン面積を増加させることができるため、外力が加わった際の抗力を小さくし、且つストローク全体でほぼ一定の抗力とすることができ、緩衝効率を向上することができる。
【００１０】
従って、ショックアブソーバは、緩衝効率を向上させて緩衝性能を確保しながら小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
緩衝性能を確保しながら設置場所の自由度を向上させるという目的を、ピストンを、入れ子式の多段ピストン体によって形成したことで実現した。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１に係るショックアブソーバを示す断面図である。
［ショックアブソーバの構成］
本実施例のショックアブソーバ１は、図１のように、シリンダ３と、該シリンダ３に支持されるピストン５とを備えている。
【００１３】
前記シリンダ３は、いわゆる複筒式であり、内筒７及び外筒９を備えている。内筒７内には、シリコンオイル等の粘性を有する作動流体を封入した流体室１１が形成されている。流体室１１は、内筒７の軸方向中間部に設けられた区画壁１３によって、シリンダ３一側の第１流体室１５と同他側の第２流体室１７とに区画されている。
【００１４】
前記区画壁１３には、中心部に流路としてのオリフィス１９が貫通形成されている。オリフィス１９は、第１及び第２流体室１５，１７間を連通し、この第１及び第２流体室１５，１７間の作動流体の流動を可能とする。従って、ショックアブソーバ１は、第１、第２流体室１５，１７間を単一のオリフィス１９によって連通する単孔式となっている。
【００１５】
前記区画壁１３には、オリフィス１９の外周側に、第１及び第２流体室１５，１７間を連通する環流孔２１が貫通形成されている。環流孔２１は、弁機構としてのチェック弁２３によって第２流体室１７側からの第１流体室１５側への作動流体の環流を可能とする。
【００１６】
前記チェック弁２３は、シリンダ３の第１流体室１５の内周に形成された周回溝２７に、リング状の弁体２９がシリンダ３の軸方向に移動可能に保持されている。このチェック弁２３は、流動する作動流体の圧力によって弁体２９が軸方向移動して環流孔２１を開閉するようになっている。すなわち、チェック弁２３は、第１流体室１５側から第２流体室１７側へ作動流体が流動する際に弁体２９が区画壁１３側に移動して環流孔２１を閉塞し、第２流体室１７側から第１流体室１５側へ作動流体が流動する際に弁体２９が反区画壁１３側に移動して環流孔２１を開放する。
【００１７】
前記内外筒７，９間には、リザーバ室３１が形成されている。リザーバ室３１は、内筒７に形成された連通路３３を介して第２流体室１７に連通している。リザーバ室３１内には、アキュムレータ３５が収容配置されている。従って、アキュムレータ３５は、第１、第２流体室１５，１７の外周に設けられている。
【００１８】
前記アキュムレータ３５は、例えば独立気泡を含む弾性体からなり、加圧によって収縮し体積が小さくなる。従って、第２流体室１７は、アキュムレータ３５の収縮によって容積が増大し、作動流体の流入を許容する。
【００１９】
前記シリンダ３の一側には、第１流体室１５に対して出没移動可能に前記ピストン５が支持されている。ピストン５は、筒状の大小径の異なる多段のピストン体３７，３９からなる。この多段のピストン体３７，３９は、入れ子式に設けられている。
【００２０】
前記大径ピストン体３７は、シリンダ３の第１流体室１５内に挿入され、その内周側がシリンダ３の第１流体室１５と連通している。この大径ピストン体３７は、シリンダ３一側に形成された開口４１を介して第１流体室１５に対して出没移動自在となっている。
【００２１】
前記大径ピストン体３７の外周面４３基端側には、周回状の段部４５が形成されている。この段部４５は、第１流体室１５の内周面２５に摺動して大径ピストン体３７の出没移動をガイドするようになっている。なお、大径ピストン体３７は、その外周面４３がシリンダ３の開口４１内周に摺動することでも出没移動がガイドされる。前記段部４５は、シリンダ３の開口縁部４７に係合して大径ピストン体３７の抜け止めも行うようになっている。段部４５の外周には、周回状の保持溝４９が形成されシール部材５１を保持している。段部４５の端面は、大径ピストン体３７の端面と面一に形成されており、該大径ピストン体３７の端面と共に作動流体を加圧するためのピストン面５３を構成している。
【００２２】
前記小径ピストン体３９は、大径ピストン体３７とほぼ同様な構成となっている。小径ピストン体３９は、大径ピストン体３７の内周側に挿入されている。小径ピストン体３９の内周側は、シリンダ３の第１流体室１５と連通している。この小径ピストン体３９は、大径ピストン体３７の先端壁５５に形成された開口５７を介し大径ピストン体３７の内周側に対して出没移動自在となっている。
【００２３】
前記小径ピストン体３９の外周面５９基端側には、周回状の段部６１が形成されている。この段部６１は、大径ピストン体３７の内周面６３に摺動して小径ピストン体３９の出没移動をガイドすると共に、大径ピストン体３７の開口縁部（先端壁）５５に係合して小径ピストン体３９の抜け止めを行う。なお、小径ピストン体３９は、その外周面５９が大径ピストン体３７の開口５７内周に摺動することでも出没移動がガイドされる。前記段部６１の外周には周回状の保持溝６５が形成されシール部材６７を保持し、段部６１の端面は小径ピストン体３９の端面と面一に形成されて作動流体を加圧するためのピストン面６９を構成している。
【００２４】
前記小径ピストン体３９の先端壁７１は、大径ピストン体３７への没入状態で、大径ピストン体３７の先端壁５５とほぼ面一となるようになっている。この先端壁７１の内面は、前記ピストン面６９と共に作動流体を加圧するピストン面７３となっている。先端壁７１とシリンダ３の区画壁１３との間にはリターンスプリング７５が設けられ、小径ピストン体３９を突出方向に付勢している。これによって、ピストン５は、第１流体室１５から突出した待機状態が維持される。
［ショックアブソーバの動作］
図２は、図１のショックアブソーバの動作を示す断面図である。
【００２５】
本実施例のショックアブソーバ１は、図２のように、ピストン５が収縮しながらストロークを行い、最終的に収縮状態のピストン５がシリンダ３の第１流体室１５内にストロークする。
【００２６】
すなわち、ショックアブソーバ１は、ピストン５の小径ピストン体３９の先端壁７１に押し込み方向の外力を受けると、図２（ａ）のように、まず小径ピストン体（前段のピストン体）３９が大径ピストン体（次段のピストン体）３７の内周側へ没入移動（ストローク）する。
【００２７】
このとき、小径ピストン体３９は、そのピストン面６９，７３によって第１流体室１５内の作動流体を加圧する。すなわち、小径ピストン体３９がストロークする緩衝動作初期は、面積の小さい小径ピストン体３９のピストン面６９，７３のみで作動流体を加圧する。
【００２８】
このように加圧された作動流体は、オリフィス１９を介して第２流体室１７側に流動して、抗力の上昇を抑制しながら減衰力を発生させることができる。なお、作動流体の第２流体室１７側への流動は、第２流体室１７に連通するリザーバ室３１内のアキュムレータ３５を作動流体によって加圧収縮することで許容される。また、環流孔２１がチェック弁２３の弁体２９によって閉塞されるため、作動流体をオリフィス１９を介して確実に流動させることができる。
【００２９】
こうして小径ピストン体３９が大径ピストン体３７内周側に完全に没入すると、ピストン５が軸方向に収縮した状態となる。この収縮状態では、小径ピストン体３９の先端壁７１と大径ピストン体３７の先端壁５５とが面一となっている。このため、ピストン５は、大径ピストン体３７の先端壁５５にも押し込み方向の外力を受けることになる。従って、ピストン５は、図２（ｂ）のように、両ピストン体３７，３９が一体的になって第１流体室１５内へ没入移動（ストローク）する。
【００３０】
このとき、ピストン５は、小径ピストン体３９のピストン面６９，７３に加えて大径ピストン体３７のピストン面５３により作動流体を加圧する。すなわち、ピストン５は、小径ピストン体３９のみが没入移動する場合に比較して、面積が増大したピストン面５３，６９，７３により作動流体を加圧することができる。
【００３１】
このように加圧された作動流体は、流量の低下が抑制されつつオリフィス１９を介して第２流体室１７側に流動する。この結果、緩衝動作の進行に伴う抗力の低下を抑制しながら減衰力を発生させることができる。
【００３２】
こうして緩衝動作が終了した後は、図２（ｃ）のように、リターンスプリング７５の付勢力によって小径ピストン体３９と共に大径ピストン体３７を突出移動させピストン５を待機状態へ復帰させる。このとき、作動流体は、チェック弁２３の弁体２９によって開放された環流孔２１及びオリフィス１９を介して第１流体室１５側に環流する。従って、ショックアブソーバ１は、待機状態への復帰を円滑に行わせることができる。
【００３３】
図３は、緩衝動作時の抗力とストロークとの関係を示すグラフである。なお、図３において、一点鎖線は一般的な単孔式のショックアブソーバを示し、実線が本実施例の単孔式のショックアブソーバを示している。
【００３４】
一般的に、ショックアブソーバにおいては、外力が加わった際のショックである抗力を可能な限り小さくし、且つストローク全体で抗力を一定とすると緩衝効率が良い。
【００３５】
これに対し、一般的な単孔式のショックアブソーバは、図３のように、緩衝動作初期に大きな抗力が発生すると共に緩衝動作の進行に応じて抗力が低下し、緩衝効率が極めて悪いものとなっていた。
【００３６】
一方、本実施例の単孔式のショックアブソーバ１は、緩衝動作初期に、小さいピストン面６９，７３の加圧によって過度の抗力上昇を抑制すると共に、緩衝動作の進行に応じ、大径ピストン体３７のピストン面５３も加えた加圧により抗力の低下を抑制することができる。従って、ショックアブソーバ１は、外力が加わった際の抗力を小さくし、且つストローク全体でほぼ一定の抗力とすることができ、緩衝効率を向上することができる。
［実施例の効果］
本実施例のショックアブソーバ１は、ピストン５がシリンダ３の第１流体室１５に対して出没移動可能に支持されており、第１流体室１５内へ没入移動することによって作動流体を加圧し減衰力を発生させることができる。
【００３７】
ピストン５は、没入移動の途中で一体的となって動作する多段のピストン体３７，３９からなるため、全体としてのストローク長の短縮化を図ることができる。この結果、ショックアブソーバ１は、シリンダ３の短縮化を通じて全体としての小型化を図ることができ、設置場所の自由度を向上させることができると共に後付けする際の設計の自由度も向上させることができる。
【００３８】
本実施例のショックアブソーバ１においては、ピストン体５が大径ピストン体３７と小径ピストン体３９とが入れ子式に設けられているため、前記没入移動の途中で小径ピストン体３９が大径ピストン体３７の内周側に収容されて両ピストン体３７，３９が一体的となる。従って、ショックアブソーバ１では、ピストン５を軸方向に収縮させながら最終的に収縮状態のピストン５を第１流体室１５内に没入移動させることができ、より確実に小型化を図ることができる。
【００３９】
しかも、ピストン５は、多段のピストン体３７，３９が一体的となって動作することによってピストン面積を増加させることができるため、動作初期に過度の抗力上昇を抑制し、動作の進行に応じてピストン面積が増加することによって抗力の低下を抑制することができる。
【００４０】
従って、ショックアブソーバ１は、外力が加わった際の抗力を小さくし、且つストローク全体でほぼ一定の抗力とすることができ、緩衝効率を向上することができる。すなわち、ショックアブソーバ１は、緩衝効率を向上して緩衝性能を確保しながら小型化を図ることができる。
【００４１】
本実施例のショックアブソーバ１においては、ピストン５が、動作初期に小径ピストン体３９の面積の小さいピストン面６９，７３によって作動流体を加圧し、緩衝動作の進行に応じて大径ピストン体３７及び小径ピストン体３９の面積が増加したピストン面５３，６９，７３によって作動流体を加圧するため、緩衝効率の向上を確実に実現することができる。
【００４２】
また、ショックアブソーバ１では、シリンダ３の第１流体室１５及び第２流体室１７の外周側に第２流体室１７に連通するアキュムレータ３５を設けたため、より確実に軸方向の小型化を図ることができる。
【００４３】
本実施例では、アキュムレータ３５をシリンダ３の内外筒７，９間に設けたため、シリンダ３の第１流体室１５及び第２流体室１７の外周側に容易且つ確実にアキュムレータ３５を配置することができる。  
また、本実施例のショックアブソーバ１は、大径ピストン体３７の外周にシリンダ３の第１流体室１５内周に摺動する段部４５を設け、小径ピストン体３９の外周に大径ピストン体３７内周に摺動する段部６１を設けたため、前記段部４５，６１によってピストン５の出没移動をガイドすることができる。
【００４４】
従って、ショックアブソーバ１は、ピストン５のための特別なガイドを設ける必要がなく、構造を簡素化することができると共に、より小型化を図ることができる。
【００４５】
また、ショックアブソーバ１は、ピストン５自体が外力を入力されるため、ピストンロッドが不要となり、より小型化を図ることができる。
［変形例］
本発明は上記実施例１に限定されるものではなく、各種の変更が可能である。図４〜図７は本発明の実施例１に係るショックアブソーバの変形例を示す断面図である。なお、上記実施例１と対応する構成部分は、同符号又は同符号にＡ，Ｂ，Ｃ，又はＤを付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
図４の変形例のショックアブソーバ１Ａは、図１のショックアブソーバ１のアキュムレータ３５に代えて、フリーピストン７７をリザーバ室３１内に移動可能に設けることによってアキュムレータ３５Ａを形成したものである。アキュムレータ３５Ａは、フリーピストン７７がリザーバ室３１内を移動することで作動流体の第２流体室１７内への流入を許容することができる。
【００４７】
図５の変形例のショックアブソーバ１Ｂは、図１のショックアブソーバ１のアキュムレータ３５に代えて、弾性膜からなるメンブレン７９をリザーバ室３１Ｂ内に保持することでアキュムレータ３５Ｂを形成したものである。すなわち、リザーバ室３１Ｂの両側には、内筒７Ｂに形成したメンブレン７９の保持部８０が設けられている。保持部８０間には、リザーバ室３１Ｂが形成されメンブレン７９が収容されている。リザーバ室３１Ｂは、内筒７Ｂに貫通形成された連通路３３Ｂによって第２流体室１７に連通している。
【００４８】
本変形例のショックアブソーバ１Ｂは、メンブレン７９の弾性変形によって作動流体の第２流体室１７内への流入を許容することができる。
【００４９】
図６の変形例のショックアブソーバ１Ｃは、図１のショックアブソーバ１の区画壁１３を省略すると共に、内筒７Ｃを区画壁として用いたものである。すなわち、ショックアブソーバ１Ｃは、内筒７Ｃ内に第１流体室１５Ｃが形成され、内外筒７Ｃ，９Ｃ間に第２流体室１７Ｃが形成されている。前記内筒７Ｃには、第１流体室１５Ｃと第２流体室１７Ｃとの間を連通するオリフィス１９Ｃ及び環流孔２１Ｃが形成されている。環流孔２１Ｃには、弁機構としての環流弁８１が設けられている。また、ピストン５Ｃの大径ピストン体３７Ｃには、段部４５に対して軸方向に突出する突出部８２が設けられている。
【００５０】
本変形例のショックアブソーバ１Ｃは、軸方向に、より小型化することができる。
【００５１】
図７の変形例のショックアブソーバ１Ｄは、図１の外筒を省略すると共に、第２流体室１７Ｄ内にアキュムレータ３５を配置したものである。本変形例のショックアブソーバ１Ｄは、幅方向に、より小型化することができる。
［その他］
上記実施例では大径ピストン体３７の先端壁５５にも押し込み方向の外力を受けることで両ピストン体３７，３９が一体的となって動作する場合について説明したが、例えば大径ピストン体３７内周に小径ピストン体３９のストッパ部材を設け、小径ピストン体３９にのみ押し込み方向の外力を受けた場合でもストッパ部材を介して両ピストン体３７，３９を一体的に動作させることもできる。
【００５２】
また、上記実施例では多段のピストン体として大小径の異なるピストン体３７，３９が入れ子式に設けられていたが、例えば、長さの異なる複数のピストン体を並列に配置することで多段のピストン体を形成しても良い。
【００５３】
上記実施例ではピストン５が二段のピストン体３７，３９からなっていたが、二段を越える多段、例えば三段や四段等にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ショックアブソーバを示す断面図である（実施例１）。
【図２】図１のショックアブソーバの動作を示す断面図である（実施例１）。
【図３】緩衝動作時の抗力とストロークとの関係を示すグラフである（実施例１）。
【図４】ショックアブソーバの変形例を示す断面図である（実施例１）。
【図５】ショックアブソーバの他の変形例を示す断面図である（実施例１）。
【図６】ショックアブソーバの更に他の変形例を示す断面図である（実施例１）。
【図７】ショックアブソーバの更に他の変形例を示す断面図である（実施例１）。
【符号の説明】
【００５５】
１  ショックアブソーバ
３  シリンダ
５  ピストンロッド
７  内筒
９  外筒
１５  第１流体室
１７  第２流体室
１９  オリフィス（流路）
２１  環流孔
２３  チェック弁（弁機構）
３３  連通路
３５  アキュムレータ
３７  大径ピストン体（多段ピストン体）
３９  小径ピストン体（多段ピストン体）
５３，６９，７３  ピストン面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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