JPH0424200Y2 - - Google Patents

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JPH0424200Y2
JPH0424200Y2 JP1985074922U JP7492285U JPH0424200Y2 JP H0424200 Y2 JPH0424200 Y2 JP H0424200Y2 JP 1985074922 U JP1985074922 U JP 1985074922U JP 7492285 U JP7492285 U JP 7492285U JP H0424200 Y2 JPH0424200 Y2 JP H0424200Y2
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damping force
pressure
oil
oil passage
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば鉄道車両の車体と車台との間
に設けられ、車体の左右方向への振動を緩衝する
ために好適に用いられる減衰力調整式油圧緩衝器
の改良に関する。
〔従来技術〕
一般に、鉄道車両にはその車体と車台等との間
に空気ばねと懸架ばねとを有する懸架装置が設け
られ、該懸架装置には車体の左右方向への振動を
緩衝するために車体と車台との間に左右動緩衝器
が付設される。
この種の左右動緩衝器として、従来から外筒
と、該外筒内に配設された内筒と、該内筒内に摺
動可能に挿嵌され該内筒内を2つの油室に画成す
るピストンと、一端側が該ピストンに取付けら
れ、他端側が前記内筒および外筒から外部に突出
したピストンロツドと、前記2つの油室を外筒内
を介して連通する油路と、該油路の途中に設けら
れた減衰力調整用弁機構とからなり、ピストンロ
ツドの伸長時および縮小時に発生する減衰力を、
前記減衰力調整用弁機構によつて調整するように
した減衰力調整式油圧緩衝器が使用されている。
そして、従来技術の減衰力調整式油圧緩衝器に
おいては、減衰力調整用弁機構が弁部材と、該弁
部材を閉弁方向に付勢するばねと、該ばねの付勢
力を調整する調整ねじとで構成されており、該調
整ねじを外部から回転させることによつて減衰力
の調整を行なうようになつている。
〔考案が解決しようとする問題点〕
ところで、上述した従来技術による減衰力調整
式油圧緩衝器では、当該緩衝器が取付けられた車
両の振動状態、即ち路面の状態や走行速度に応じ
て減衰力が調整できず、最適な乗り心地を確保す
ることができないという問題点がある。
本考案は上述した従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、本考案は車両の振動状態に応じて減衰
力を調整できるようにし、常に最適な乗り心地を
確保できるようにした減衰力調整式油圧緩衝器を
提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
上述した問題点を解決するために、本考案が採
用する構成は、外筒と、該外筒内に配設された内
筒と、該内筒内に摺動可能に挿嵌され該内筒内を
2つの油室に画成するピストンと、一端側が該ピ
ストンに取付けられ、他端側が前記内筒および外
筒から外部に突出したピストンロツドと、前記2
つの油室を外筒内を介して連通する油路と、該油
路の途中に設けられた減衰力調整用弁機構とから
なる減衰力調整式油圧緩衝器において、前記減衰
力調整用弁機構は、軸方向に変位可能に前記油路
の途中に設けられた弁部材と、該弁部材の先端側
に設けられ、前記油路内の圧力を受圧して該弁部
材を軸方向一側に変位させる受圧部と、該受圧部
から離隔して前記弁部材に設けられ、該弁部材の
軸方向変位に応じて前記油路に対する開度を変え
る減衰力発生用の絞り部と、前記弁部材の基端側
に設けられ、気体圧が作用することにより、該弁
部材を軸方向他側に付勢する第1の可動隔壁と、
該第1の可動隔壁よりも大径に形成され、前記弁
部材の基端側端面に接、離可能に該第1の可動隔
壁と対向して設けられた第2の可動隔壁と、該各
可動隔壁間に画成され、外部から気体圧が供給さ
れる圧力室と、該圧力室側に向けて第2の可動隔
壁を常時付勢し、該圧力室への気体圧の供給が停
止したときに、前記弁部材を第2の可動隔壁を介
して軸方向他側に付勢するばねとからなる。
〔作用〕
上記構成により、例えば車両の振動状態に応じ
て増減される気体圧を圧力室内に供給するように
すれば、この圧力室内の気体圧により第2の可動
隔壁はばねに抗して変位し、弁部材の基端側端面
から離間するようになると共に、第1の可動隔壁
は気体圧に応じた力で弁部材を軸方向他側に付勢
し、油路内の液圧を受圧部で受圧するこによつて
発生する弁部材の軸方向一側の変位を抑制するこ
とができる。これにより、該弁部材は気体圧に応
じて軸方向に変位し、この変位に応じて絞り部の
開度を制御するから、絞り部を流れる油液によつ
て発生する減衰力を車両の振動状態に応じて調整
することができる。
また、圧力室への気体圧の供給が停止して、該
圧力室内の大気圧状態となつたときには、第2の
可動隔壁がばねにより付勢され、弁部材と当接す
ることによつて、弁部材を軸方向他側に付勢でき
るから、該弁部材はばね荷重に応じて軸方向に変
位することにより、絞り部の開度を制御でき、こ
のときの減衰力をばね荷重に基づいて調整でき
る。
〔実施例〕
以下、本考案の実施例を、鉄道車両の左右振動
を緩衝する左右動緩衝器として用いた場合を例に
挙げて第1図ないし第5図に基づいて説明する。
図において、1は車両の車体、2は車台、3は
車輪をそれぞれ示し、車輪3と車台2との間には
懸架ばね4,4が介装され、車台2と車体1との
間には空気ばね5,5が設けられている。そし
て、車体1にはその下方に向けてブラケツト6が
突設され、車台2にはその上方に向けてブラケツ
ト7が突設されている。
8は減衰力調整式油圧緩衝器で、該緩衝器8は
そのシリンダ側端部に設けた取付部9が前記ブラ
ケツト7に揺動可能にピン結合され、ロツド側端
部に設けた取付部10が前記ブラケツト6に揺動
可能にピン結合され、車体1の左右方向への振動
を緩衝するようになつている。
11は車体1内に設けられたセンサで、該セン
サ11は車体1の左右方向の振動による変位ある
いは加速度、速度等を検出し、該変位あるいは加
速度、速度等に対応する電気信号Sを後述のコン
トローラ12に出力するようになつている。12
は車体1内に設けられつたコントローラで、該コ
ントローラ12は前記電気信号Sに基づき図示し
ないサーボバルブを開閉することにより所望の圧
力状態に調整された気体圧としての空気圧Pを、
油圧緩衝器8の後述する空気圧導入孔31Aを介
して圧力室Dへと供給するようになつている。
次に、油圧緩衝器8を第2図を参照しながら説
明する。即ち、同図において、13は外筒13A
と該外筒13A内に配設された内筒13Bからな
る筒体で、該筒体13の一端側には外筒13Aを
施蓋する外筒施蓋部14Aと内筒13Bを施蓋す
る内筒施蓋部14Bとからなるエンドキヤツプ1
4が設けられ、エンドキヤツプ14には車台2側
への連結部となる前記取付部9が一体的に形成さ
れている。また、筒体13の他端側にはロツドガ
イド15が設けられており、該ロツドガイド15
により外筒13A、内筒13Bの他端側が施蓋さ
れている。そして、筒体13の当該他端側にはキ
ヤツプ16が螺着され、該キヤツプ16によりロ
ツドガイド15が内筒13Bとの間で挟持された
状態で軸方向に位置決めされている。
17は内筒13A内に摺動可能に挿嵌されたピ
ストンで、該ピストン17にはピストンロツド1
8の一端側が固着されている。そして、該ピスト
ンロツド18の他端側は前記ロツドガイド15お
よびキヤツプ16を貫通して外部に突出してお
り、その先端部には車体1側への連結部となる前
記取付部10が一体的に形成されている。ここ
で、内筒13B内は前記ピストン17により2つ
の油室A,Bに画成されており、画内筒13Bと
外筒13Aとの間にはリザーバ室Cが形成されて
いる。そして、該リザーバ室C内には油液と空気
とが封入さりており、ピストンロツド18が内筒
13B内に進入したときにはリザーバ室C内の空
気が圧縮されることにより該ピストンロツド18
の進入体積分の補償作用が行われるようになつて
いる。
また、ピストン17には油室A,B間を連通す
る通路19,19が穿設されており、該通路19
には油室Bから油室Aに向けてのみ油液の流通を
通すチエツク弁20が配設されている。一方、前
記エンドキヤツプ14の内筒施蓋部14Bには油
室Bとリザーバ室Cとを連通する通路21,21
が穿設されており、該各通路21にはリザーバ室
Cから油室Bに向けてのみ油液の流通を許すチエ
ツク弁22が配設されている。
23は前記内筒施蓋部14Bと外筒5施蓋部1
4Aとの間に形成された油通路で、該油通路23
は一方で前記各通路21に連通し、他方で後述の
パイプ26に連通している。24は前記ピストン
ロツド18とロツドガイド15との間に位置し、
該ロツドガイド15の軸方向に穿設され前記油室
Aと連通している油通路、25は該油通路24に
後述の減衰力調整用弁機構29を介して連通する
ようにロツドガイド15に形成された油通路、2
6は該油通路25を前記油通路23に連通させる
ために一端側がエンドキヤツプ14に、他端側が
ロツドガイド15にそれぞれ連結されたパイプを
示し、該パイプ26は内筒13Bと外筒13Aと
の間を軸方向に伸長し、その中間部位にはリザー
バ室Cと恒常的に連通する開口26Aが設けられ
ている。かくして、油通路23,24,25およ
びパイプ26によつて油室Aと油室Bとを外筒1
3Aを介して連通する油路が構成されている。
一方、27は内筒13Bの径方向に穿設され油
室Aを前記油通路25に連通させる絞り通路で、
該絞り通路27は油室A内の油液をピストンロツ
ド18の伸長時には油通路25、パイプ26を介
して油室Bに、縮小時には油通路25、パイプ2
6を介して開口26Aからリザーバ室Cへと流出
させ、ピストン17の速度の低速域において該絞
り通路27を連通する油液によつて所定の大きな
減衰力F(第5図参照)を発生させるようになつ
ている。28は前記ロツドガイド15に径方向に
穿設された大径穴で、該大径穴28には後述する
減衰力調整用弁機構29の内側ケーシング30が
嵌着されている。
次に、29は前記油通路24,24間に介装さ
れた減衰力調整用弁機構で、該弁機構29の本体
は前記ロツドガイド15の大径穴28に先端側が
嵌着された内側ケーシング30と、該内側ケーシ
ング30の基端側に嵌着され該内側ケーシング3
0を覆つている外側ケーシング31と、該外側ケ
ーシング31の基端側を蓋体32を介して施蓋し
ている施蓋環33とによつて構成されている。そ
して、内側ケーシング30には径方向で相互に離
間した油通路30A,30Bと、軸方向で相互に
離間した油室30C,30Dとが設けられ、該油
通路30Aは前記油通路24と油室30Dとに恒
常的に連通しており、前記油通路30Bは前記油
室30Cと油通路25とに恒常的に連通してい
る。また、外側ケーシング31には空気圧導入孔
31Aが設けられ、該空気圧導入孔31Aは後述
のダイアフラム35,42間で画成される圧力室
Dと連通するようになつている。
34は前記油室30C,30Dを貫通して内側
ケーシング30内に軸方向に摺動可能に挿嵌され
た段付の弁部材で、該弁部材34の先端側は小径
部となつており、この小径部の先端には前記油通
路24内の液圧を受圧して該弁部材34を軸方向
下側に変位させる受圧部34Aが設けられてい
る。また、該弁部材34の大径部には油室30C
と恒常的に連通する軸方向の縦溝34Bが設けら
れている。該縦溝34Bは前記受圧部34Aから
離隔して位置しており、その下端部は丸く削られ
弁部材34の軸方向変位に応じて前記油路を開閉
する減衰力発生用の絞り部34Cとなつている。
ここで、該絞り部34Cは前記受圧部34Aが油
通路24内の液圧を受圧して、弁部材34が軸方
向下側に変位したとき、前記油室30Dと連通
し、油通路24,30A内の油液、即ち油室A内
の油液を前記縦溝34Bを介して油室30Cから
油通路30B,25へと、そして油室B、リザー
バ室Cへと流入させ、当該絞り部34Cを通過す
る油液に所望の抵抗力を与え、所望の減衰力を発
生させるようになつている。
35は前記弁部材34の基端側に取付部材3
6、取付板37、ワツシヤ38を介してロツクナ
ツト39によつて内周側が固着された第1の可動
隔壁としての小径のダイアフラムで、該ダイアフ
ラム35の外周側は内側ケーシング30の基端側
端面にワツシヤ40を介して取付環41によつて
固着されており、該取付環41は外側ケーシング
31に螺着されている。42は前記小径のダイア
フラム35と対向するように配設され、該ダイア
フラム35との間で前記圧力室Dを画成している
第2の可動隔壁としての大径のダイアフラムで、
該ダイアフラム42の外周側は外側ケーシング3
1の基端側端面と蓋体32の外周部との間で挟持
されており、内周側は取付部材43と取付板44
との間にねじ45によつて挟持されている。ここ
で、取付部材43はダイヤフラム42と共に第2
の可動隔壁を構成し、その中央部上面は弁部材3
4の下端面に接、離可能となつている。そして、
該取付部材43の中央部には円形溝43Aが設け
られており、該円形溝43Aは蓋体32の中央部
に立設された環状突部32Aにスプライン結合さ
れ、取付部材43を軸方向に案内するようになつ
ている。
さらに、46は前記円形溝43A、環状突部3
2A間に配設されたばねで、該ばね46は取付部
材43を介して弁部材34を軸方向上向きに比較
的大きなばね荷重をもつて付勢するようになつて
いる。47,48は通気孔、49は弁部材34の
周囲を機密にシールするシール部材で、該シール
部材49の油通路30B内の液圧により弁部材3
4に密接するようになつている。50は該油通路
30Bの上端を閉塞しているボール、51は内側
ケーシング30、外側ケーシング31をワツシヤ
52を介して外筒13A、ロツドガイド15に固
定しているボルトである。
かくして、前記内側ケーシング30、外側ケー
シング31、蓋体32、弁部材34、ダイアフラ
ム35,42、圧力室Dおよびばね46等によつ
て減衰力調整用弁機構29が構成されており、前
記圧力室D内には前記コントローラ12から所望
の圧力に調整された空気圧Pが空気圧導入孔31
Aを介して導入されるようになつている。そし
て、該圧室D内が空気圧Pに基づく圧力状態にな
ると、ダイアフラム35は空気圧Pに応じた力で
弁部材34を軸方向上側に付勢し、前記油通路2
4内の液圧を受圧部34Aで受圧することによつ
て生じる弁部材34の軸方向下側への変位を抑制
するようになる。この結果、該弁部材34の軸方
向変位は空気圧Pに応じて制御され、前記油室3
0Dとの絞り部34Cの連通状態、即ち開度が調
整され、該絞り部34Cにおいて発生する減衰力
の調整が行われる。
図中、53はロツドガイド15とピストンロツ
ド18との間から漏れた油液をリザーバ室Cに戻
すため通路、54はピストンロツド18の周囲を
気密にシールするシール部材、55,56はピス
トンロツド18の一端側にピストン17を固着す
るためのダブルナツトで、該ダブルナツト55,
56はワツシヤ57の端部を折曲げることによ
り、ロツク状態に設定されている。また、内筒1
3Bの断面積はピストンロツド18の断面積に対
し、2対1の比率に設定され、伸長行程、縮小行
程時における減衰力特性が同一となるように構成
されている。
次に、以上の通り構成される左右動緩衝器の作
動について第4図および第5図を参照して説明す
る。
例えば、鉄道車両が軌道R(第1図参照)上を
走行している場合を想定すると、センサ11、コ
ントローラ12を介して空気圧Pが圧力室Dへと
供給される。ここで、大径のダイヤフラム42は
取付部材43と共にこの空気圧Pを大きな受圧面
積をもつて受圧するから、これらはばね46に抗
して下向きに変位し、取付部材43を弁部材34
の基端から離間させる。このため、弁部材34は
小径のダイアフラム35により、空気圧Pと該ダ
イアフラム35の受圧面積との積によつて与えら
れる力で軸方向上向きに付勢されるようになり、
ピストンロツド18の伸長、縮小行程時に油室
A、油通路24内の液圧が高くなつたときに、こ
の液圧を受圧部34Aで受圧することによつて生
じる軸方向下向き変位が前記空気圧Pに応じて制
御され、絞り部34Cが油室30Dと連通すると
きの開度が調整され、該絞り部34Cにおいて発
生する減衰力は第4図に示す通り空気圧Pに応じ
て増大されるようになる。
即ち、軌道Rが湾曲したり起伏したりしている
所を鉄道車両が走行するとき、さらには該車両の
走行速度が速くなつたときに車体1が左右方向に
振動するようになると、車体1のセンサ11がこ
の振動による変位や加速度、速度等を検出し、こ
れに対応する電気信号Sをコントローラ12に出
力する。そして、該コントローラ12は電気信号
Sに応じて調整された圧力状態の空気圧P(例え
ば2Kg/cm2程度)を圧力室Dへと供給するように
なり、ダイアフラム35による弁部材34への付
勢力が比較的大きな値に設定される。このため、
ピストンロツド18の伸長および縮小に伴ない、
油室A、油通路24内の液圧が相当に高くなつて
きても、該弁部材34の軸方向下向き変位を抑制
でき、絞り部34Cの開度を相当に小さくできる
から、該絞り部34Cを通過する油液に大きな抵
抗力を与え、第5図中に特性P2、P3として示さ
れるような減衰力特性を得ることができる。
一方、車体1の振動がさらに大きくなると、セ
ンサ11からの電気信号Sによつてさらに高い値
の空気圧Pがコントローラ12から圧力室Dへと
供給され、第5図中に特性P4として示すような
減衰力特性が得られる。また、逆に車体1の振動
が小さくなつていくと、センサ11からの電気信
号Sによつて低い値の空気圧Pがコントローラ1
2から圧力室Dへと供給され、第5図中に特性
P1として示すような減衰力特性が得られる。
このように、車体1の振動に応じて空気圧Pを
増減させることにより、減衰力を第5図に示す特
性P1,P2,P3、P4の如く調整でき、車両の乗り
心地を向上させることができる。
ところで、空気圧Pの配管系統に失陥等が生
じ、圧力室Dに所望の圧力の空気圧Pを供給でき
なくなり、圧力室Dが大気圧状態となつたときに
は、ばね46のばね荷重によつて取付部材43が
押し戻され、該取付部材43が弁部材34の基端
(下端面)と第3図中に示す如く当接し、該ばね
46のばね荷重によつて弁部材34が軸方向上向
きに付勢されるから、絞り部34Cを流れる油液
によりばね46のばね荷重に応じた減衰力が、例
えば第5図中に示す特性P4のような大きな減衰
力特性として得られ、配管系統の欠陥時にも比較
的大きな減衰力を発生させてフエイルセーフ機能
を与えることができる。
従つて、本実施例によれば、車体1の振動状
態、即ち軌道Rの状態や走行速度に応じて調整さ
れた値の空気圧Pを圧力室Dへと供給でき、この
空気圧Pの圧力に対応した付勢力でもつて弁部材
34を軸方向上向きに付勢できる結果、減衰力特
性を所望に調整でき、最適な乗り心地を確保で
き、車両の走行速度を高速化する場合にも確実に
対処できる。また、空気圧Pの配管系統に失陥等
が生じた場合には、ばね46のばね荷重によつて
減衰力を調整でき、フエイルセーフな構造とする
ことができる。
加えて、本実施例では弁部材34に受圧部34
Aと絞り部34Cとを相互に離隔して設けている
ので、該受圧部34Aは油通路24、即ち油室A
内の液圧を確実に受圧して、弁部材34を軸方向
下向きに変位させることができ、この弁部材34
の軸方向変位が前記絞り部34Cを通過する油液
によつて影響を受けるような事態をなくすことが
できる。
なお、前記実施例では、圧力室Dを画成するの
にダイヤフラム35,42を用いものとして述べ
たが、これに替えてピストン、ベロフラム等の他
の可動隔壁を用いるにようにしてもよい。
また、前記実施例では、鉄道車両の左右動緩衝
器を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定
されず、鉄道車両以外の緩衝器や上下動緩衝器、
その他産業機械用緩衝器等で減衰力特性を所望に
調整する必要があるものにも適用できる。
〔考案の効果〕
以上詳述した通り、本考案によれば、弁部材の
軸方向変位に応じて油路を開閉する減衰力発生用
の絞り部を該弁部材の受圧部から離間させて該弁
部材に設け、受圧部で受圧した油路内の圧力によ
つて弁部材を軸方向一側に変位させると共に、外
部から第1の可動隔壁と第2の可動隔壁により画
成された圧力室に気体圧を供給することによつて
弁部材を軸方向他側に付勢し、この気体圧を調整
することによつて発生減衰力を可変ならしめるよ
うにしたから、当該油圧緩衝器を取付けられる車
両等の振動状態に応じて気体圧を調整するように
すれば、この振動状態に応じた減衰力を適宜に発
生させることができ、最適な乗り心地を確保で
き、車両の高速化にも対処できる。加えて、弁部
材に受圧部と絞り部とを交互に離隔して設けたか
ら、該絞り部を通過する油液に影響されることな
く、受圧部で受圧した液圧に応じて弁部材を軸方
向一側に変位させることができ、減衰力を気体圧
に応じて確実に調整することができる。
また、圧力室への気体圧の供給が停止したとき
には、第2の可動隔壁を圧力室側に付勢するばね
のばね荷重により弁部材を軸方向他側に付勢で
き、このばね荷重に基づき比較的大きな減衰力を
発生させることにより、確実なフエイルセーフ機
能を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例による緩衝器を鉄道車
両の左右動緩衝器として適用した状態を示す説明
図、第2図は第1図中に示す緩衝器の縦断面図、
第3図は第2図中に示す減衰力調整用弁機構の縦
断面図、第4図は空気圧と減衰力との関係を示す
線図、第5図は減衰力特性図である。 8……油圧緩衝器、13A……外筒、13B…
…内筒、17……ピストン、18……ピストンロ
ツド、2324,25……油通路、26……パイ
プ、29……減衰力調整用弁機構、30……内側
ケーシング、31……外側ケーシング、32……
蓋体、34……弁部材、34A……受圧部、34
C……絞り部、35,42……ダイアフラム、
A,B……油室、C……リザーバ室、D……圧力
室、P……空気圧。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 外筒と、該外筒内に配設された内筒と、該内筒
    内に摺動可能に挿嵌され該内筒内を2つの油室に
    画成するピストンと、一端側が該ピストンに取付
    けられ、他端側が前記内筒および外筒から外部に
    突出したピストンロツドと、前記2つの油室を外
    筒内を介して連通する油路と、該油路の途中に設
    けられた減衰力調整用弁機構とからなる減衰力調
    整式油圧緩衝器において、前記減衰力調整用弁機
    構は、軸方向に変位可能に前記油路の途中に設け
    られた弁部材と、該弁部材の先端側に設けられ、
    前記油路内の圧力を受圧して該弁部材を軸方向一
    側に変位させる受圧部と、該受圧部から離隔して
    前記弁部材に設けられ、該弁部材の軸方向変位に
    応じて前記油路に対する開度を変える減衰力発生
    用の絞り部と、前記弁部材の基端側に設けられ、
    気体圧が作用することにより、該弁部材を軸方向
    他側に付勢する第1の可動隔壁と、該第1の可動
    隔壁よりも大径に形成され、前記弁部材の基端側
    端面に接、離可能に該第1の可動隔壁と対向して
    設けられた第2の可動隔壁と、該各可動隔壁間に
    画成され、外部から気体圧が供給される圧力室
    と、該圧力室側に向けて第2の可動隔壁を常時付
    勢し、該圧力室への気体圧の供給が停止したとき
    に、前記弁部材を第2の可動隔壁を介して軸方向
    他側に付勢するばねとから構成したことを特徴と
    する減衰力調整式油圧緩衝器。
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