JPH0342267Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、シヨツクアブソーバに関し、固有振
動数（共振点）を含む周波数領域の加振入力又は
自己振動を有する振動系の防振装置に適用して有
用なるものである。

〔従来の技術〕

振動系に適用するシヨツクアブソーバとしては
周知の如く、振動系の固有振動数付近のみで減衰
力を発生し、その他の振動周波数領域では減衰力
を発生しないことが望ましい。

そこで、このような周波数特性を有する減衰力
発生装置として、油圧シリンダの作動ピストンに
バルブ機構を備えた連通孔を開穿した緩衝器が多
く採用されている。

しかし、かかる緩衝器では、作動時に、ピスト
ン移動に伴うシリンダ内へのピストンロツドの侵
入及び繰り出しに相当する分だけシリンダ容積が
減少又は増大するので、シリンダ内に充填した作
動油の補給又は吸収を計る必要があり、そのため
に、シリンダ容室の一部にフリーピストンで仕切
つた空気バネ室を設けるか、或いはシリンダを複
筒式に構成したインナーチユーブとアウターチユ
ーブとの間の空間を前記シリンダ容室と連通した
油タンク兼空気バネ室に構成する等なして、それ
等空気バネ室の圧縮又は膨張により前記容積変化
に対処するようになしていた。

更に、緩衝器の取付け方向性をなくすために前
記空気バネ室をゴム等の弾性材からなる袋中に気
体を封止して構成する手段（例えば、特公昭30−
6553号）も提案されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上述の発生減衰力に周波数特性を有
する緩衝器においては、減衰力発生領域を特定し
ようとすればする程前記連通孔におけるバルブ機
構が複雑化し、しかも、その選定が極めて困難で
あつた。

そこで、本考案は、簡単な装置構成により減衰
力の周波数選定が容易なシヨツクアブソーバを提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、本考案によれば、ピストンとシリ
ンダとからなる緩衝機構において、シリンダにお
ける伸側室及び圧側室と夫々一連の各容室に圧縮
膨張可能なガス室を夫々設けると共に、ピストン
に前記伸圧側両室間を連通する流路孔を、ピスト
ンロツドに挿通したコントロールロツドで外部操
作可能なロータリーバルブにより規制される絞り
装置の介在下に設けてなるシヨツクアブソーバに
よつて達成することを出来る。

〔作用〕

即ち、上述の手段において、先ず、シリンダ内
作動油充填下の圧側ピストン移動時について考察
すると、シリンダにおける圧側室の作動油はピス
トン移動による室容積の減少分だけ移動しなけれ
ばならない。その移動経路の一つは、該圧側室に
設けたガス室を圧縮するものであり、他の一つは
ピストン内の絞り孔を通つて伸側室へ流出するも
のである。この状態下で、圧側室の圧力は上昇す
る。

これに対して、伸側室では前記ピストン移動に
よる室容積の増加分に相当する作動油の補給がな
され、伸側室に設けたガス室の膨張と前記圧側室
からの流入量でまかなわる。また、この状態下で
の伸側室の圧力は低下する。

そして、このときのピストン並びにそのロツド
に働く反力は、伸圧両側室の圧力に夫々の受圧面
積を乗じたものの差となる。

そこで、ピストンが往復運動（例えば正弦的運
動）する場合に、前記圧側室と伸側室との圧力の
変化は、ガス室と絞り孔とが存在するために、ピ
ストンの動きに対して時間的な遅れが生じる。そ
こで、例えば、絞り孔がなくてガス室のみによる
前述の移動の場合には、ピストンの変位に同期し
てガス室の圧縮又は膨張が行われるので、このと
きの前記両室の圧力はピストン変位に比例して変
化する。而して、この状態での両室の圧力差によ
る力がバネ反力（ピストン変位と同位相の力）で
ある。

また、ガス室がなくても絞り孔のみの場合で
は、ピストン移動速度に対応して作動油を絞り孔
から移動させるために、圧側室の圧力は該速度に
同期して（変位に対しては1/4波長進み）変化す
る。従つて、絞り孔を通過して移動させるための
反力は速度に同期しており、減衰力となる。

而して、ガス室と絞り孔との双方が存在する場
合では、上述の二態様の場合の中間的な形態とな
り、反力は変位からある時間（位相）進んだ形態
となる。そして、この反力は第４図示の如く、変
位に同期する成分（バネ反力）と速度に同期する
成分（減衰力）に分けて扱うことが出来る。

ここで、減衰力に注目してみると、ピストン往
復動の周波数が低く且つピストン移動速度が遅い
と、これに対応する作動油の移動の瞬間流量は小
さくて、絞り孔を通る時の抵抗が殆んどなくなる
ので、伸圧側の両室の圧力は略等しくなる。そし
て、このときのピストンロツドの侵入又は繰り出
しの分の容積変化は両室における各ガス室の圧縮
又は膨張によつて補われるために、減衰力は殆ん
ど発生せず、バネ反力も低い値となる。

次に、ピストン往復動の周波数が高くなり、ピ
ストン移動速度が速くなると、作動油の移動の瞬
間流量が大きくなるので、これを絞り孔を通して
流すことが困難になり、その大部分はガス室の変
形によつて吸収することになる。このために、減
衰力は殆んど発生せず、代つてバネ圧力が伸圧側
両室の各ガス室の変形によつて生じる両室間の差
圧力に基いて大きくなる。

従つて、このピストン往復動の中間周波数域に
おいて、絞り孔を流れる時の抵抗が最も大きくな
る点が存在することになる。しかして、その点が
減衰力ピーク周波数であり、絞り孔の径（孔長に
は関係なく）を設定することにより、これに応じ
た任意の減衰力の周波数選定が可能となる。

なお、前記ガス室がシリンダの伸圧側両室の全
体を占めるとき、即ち、気圧シリンダの構成にお
いても、シリンダ容室（ガス室）の体積及び圧力
並びに絞り孔の径を変えることにより、減衰力の
ピーク周波数を変えることが出来る。

そして、このピーク周波数は両ガス室の体積、
圧力および絞り孔の径の大きさによつて変化する
が、このピーク周波数の選定に絞り装置が有効に
作用する。即ち、外部からのコントロールロツド
の操作でロータリーバルブの開口度を加減して流
路孔の絞り孔径を大きくすると、高い周波数の振
動領域までバネ反力は低いままであり、減衰力も
発生せず、従つて、ピーク周波数は高い方に移動
し、逆に絞り孔径を小さくすると、低い周波数の
振動領域でバネ反力が高くなり、かつ、減衰力も
発生するので、該減衰力ピークが低い周波数の方
へ移動することになる。

次に、本考案の好ましい実施例について添附図
面を参照して説明する。

〔実施例〕

本考案の一実施例を示す第１図において、シリ
ンダ１はアウターシエル２を有する複筒式構造か
らなり、ピストン３によつて仕切られた伸側室４
と前記アウターシエル２とシリンダ１の外壁との
間の容室５とが油通路孔６によつて連通せしめて
ある。この容室５にはゴム等の弾性材からなる袋
体７に気体を封止したガス室８を配設してある。
一方、圧側室９の端には油通路孔１０を開穿した
隔壁１１を配置し、該隔壁１１とキヤツプ１２と
の間に、該キヤツプ１２の内壁に取付けたゴム等
からなるダイヤフラム１３で密封したガス室１４
を設けてある。

そして、前記ピストン３には、そのピストンロ
ツド１４に回動自在に挿通したコントロールロツ
ド１５によつて制御されるロータリーバルブ１６
で通路口の絞り規制を受ける流路孔１７を設け
て、前記伸圧側の両室４及び９間を連通する絞り
孔となしてある。その他、１８はベアリングケー
スを示す。

このような構成からなる実施例において、これ
を振動系の防振装置として組付けた状態下での低
周波作動時には、振動によるピストン３の往復運
動で、圧側室９及び伸側室４の作動油は、該ピス
トン３の流路孔１７を通つて両室間を移動する。
このときの作動油の流れの抵抗により該ピストン
３の圧側又は伸側の両面に働く差圧力が減衰力と
なる。

そして、このときのピストンロツド１４のシリ
ンダ内侵入又は繰り出しによつて生じるシリンダ
内容積の変化分は、圧側室９及び伸側室４と一連
の容室に夫々配置した両ガス室１４及び８の圧縮
又は膨張によつて吸収される。これによつて生じ
るシリンダ内圧力上昇の反力がバネ力となる。

従つて、極く低周波作動時にはピストン両面の
圧力がほぼ等しく、第２図の反力特性図に示す如
く、減衰力が殆んど発生しないと共に、バネ力が
内部圧力にピストンロツド１４の断面積を乗じた
もとなる。そして、ピストン動作の周波数が上が
るに従つて減衰力及びバネ力ともに同図示の如く
上昇する。

即ち、減衰力はガス室８及び１４の体積及びそ
の封止圧力と絞り孔の径の大きさによつて変化す
るところの或る中間周波数域で最大となる一方、
バネ力は周波数の増加につれて単調に増加する。

更に、高周波作動域に至ると、流路孔１７を通
る作動油の抵抗が増大するので、前記両室４及び
９の作動油は主にそれ等の各ガス室８及び１４と
の間で出入することになる。そのために、作動油
が流路孔１７を通過することによるピストン両面
の差圧力は小さくなり、換言すれば、流路孔１７
の閉鎖下にガスダンパーによつて振動吸収が行わ
れることになるので、減衰力は再び小さくなる。
他方、ガス室８又は１４を圧縮するための圧力差
は大きくなり、バネ力が更に高くなる。

そして、前記動作がロータリーバルブ１６にお
ける中間開度の絞り下であるとすれば、コントロ
ールロツド１５を操作して該ロツド１５とピスト
ンピストンロツド１４との相対位置を変えること
により、前記バルブ１６の絞り開度を広げると、
前述の作動時よりもより高い周波数振動領域ま
で、流路孔１７を通つて流れる作動油に対する抵
抗が低いので、第３図示の如く、減衰力のピーク
周波数は先の周波数h₁からより高い周波数h₂へと
移行する。又、前記コントロールロツド１５の逆
向き回動操作で、ロータリーバルブ１６を絞り込
みの向きに制御すると、これによつて絞り開度が
小さくなつた流路孔１７において、振動周波数の
低い領域から、これを流れる作動油への抵抗が増
すので、このときの減衰力のピーク周波数は前述
の周波数h₁に対してより低い周波数h₃に移行す
る。

〔考案の効果〕

このように、本考案シヨツクアブソーバによれ
ば、シリンダの伸圧側の両室に夫々バネ室を配設
し、かつ、ピストンに両室間を連通する絞り孔を
設けたことによつて、前記バネ室をピストンロツ
ド出入によるシリンダ内容積の変化分の吸収を計
ることは素より、絞り孔を通つて移動しようとす
る作動流体に対する流路抵抗が増大する高周波作
動域におけるピストン動作の吸収を行い、絞り孔
との組合せにより減衰力に周波数選択性をもたせ
る機能を有するもので、該絞り孔の径の大きさを
設定することにより、前記周波数を容易に決定す
ることが出来るので、これを振動系の吸振ダンパ
ーに用いる際に、対象の振動系の固有振動数に的
確に対応する減衰力発生周波数領域を選定するこ
とが可能となり、しかも、コントロールロツドの
操作によつて、減衰力の周波数選定を自由に行う
ことが出来るので、振動系に組付けた後の微調整
が可能であり、また、一つの構造パターンで比較
的広い周波数の異なる減衰力選定が可能であるこ
とから、各種の振動系への適用が出来る。これに
よつて、本考案シヨツクアブソーバを回転機械の
防振装置、構造物の防振装置、更には自動車等に
おけるエンジンダンパー、ステアリングダンパー
及びサスペンシヨンのバネ下制振用など、広い範
囲への適用が可能で、その実用上益するところ多
大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案シヨツクアブソーバの一実施例
を示す縦断側面図、第２図は第１図示実施例にお
ける作動特性図、第３図は本考案シヨツクアブソ
ーバにおける絞り開度調整効果を示す特性図、第
４図は本考案シヨツクアブソーバの動作原理を説
明するための特性図である。 １……シリンダ、２……アウターシエル、３…
…ピストン、４……伸側室、５……容室、６及び
１０……油通路孔、７……袋体、８及び１４……
ガス室、９……圧側室、１１……隔壁、１４……
ピストンロツド、１５……コントロールロツド、
１６……ロータリーバルブ、１７……流路孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ピストンとシリンダとからなる緩衝機構にお
   いて、シリンダにおける伸側室及び圧側室と
   夫々一連の各容室に圧縮膨張可能なガス室を
   夫々設けると共に、ピストンに前記伸圧側両室
   間を連通する流路孔を、ピストンロツドに挿通
   したコントロールロツドで外部操作可能なロー
   タリーバルブにより規制される絞り装置の介在
   下に設けてなることを特徴とするシヨツクアブ
   ソーバ。 (2) 前記緩衝機構が複筒構造からなり、前記ガス
   室が前記圧側室と油通路を有する隔壁によつて
   仕切られたキヤツプ内壁側にダイヤフラムで囲
   つた圧側ガス室と、前記伸側室と連通するシリ
   ンダとアウターシエルと間の容室に配置したゴ
   ム等の弾性材からなる袋体に気体を密封した伸
   側ガス室とからなるところの実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のシヨツクアブソーバ。