JP2003254372A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダ及びボトムバルブの外筒
に対する位置決めを容易にし、製品毎のばらつきの低減
を図ることができる油圧緩衝器の提供。 【解決手段】 ボトムバルブ９の大径部９ｂの下
端側にアール部１５を形成し、外筒７の底部にはアール
部１６を形成した。アール部１５がアール部１６の内側
の球面形状に倣って摺接するので、外筒７の軸心に対す
るシリンダ２及びボトムバルブ９の軸心を自動調心する
ことができる。容易に位置決めができるようになると共
に、油圧緩衝器１の量産性を大幅に向上することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車両
あるいは建築構造物等に適用され、振動対象物の振動を
好適に減衰するのに用いられる油圧緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧緩衝器として、例えば、図５
に示すものがある。図５は、油圧緩衝器のボトム部分に
おける拡大断面図を示している。

【０００３】油圧緩衝器１００は、内部に油液が封入さ
れたシリンダ１０１（内筒）を備え、シリンダ１０１の
外周側には、シリンダ１０１を包囲するように外筒１０
２が設けられ、この外筒１０２とシリンダ１０１との間
に、環状のリザーバ室１０３が形成されている。このリ
ザーバ室１０３内には、油液及び所定圧のガスが封入さ
れている。

【０００４】外筒１０２の図中下端側には、外筒１０２
の一端側を閉塞するベースキャップ１０４が設けられ、
このベースキャップ１０４は、外筒１０２にシーム溶接
によって固定されている。

【０００５】ベースキャップ１０４は、外筒１０２に嵌
合する筒部１０４ａ、内側にテーパ面Ｔが形成されたテ
ーパ部１０４ｂ、ボトムバルブ１０５を支持する平面部
１０４ｃ及び油圧緩衝器１００を車軸等に取り付けるた
めの取付アイ１０６が固定される取付部１０４ｄとから
構成され、このベースキャップ１０４はプレス加工によ
って形成されている。

【０００６】シリンダ１０１の図中下端側には、ボトム
バルブ１０５（ボトム部）が設けられ、このボトムバル
ブ１０５には、小径部１０５ａ及び大径部１０５ｂが形
成されている。小径部１０５ａは、シリンダ１０１に圧
入して固定されている。

【０００７】ボトムバルブ１０５には、シリンダ下室１
０１ｂとリザーバ室１０３とを連通する縮み側油路１０
７ａ及び伸び側油路１０７ｂが穿設され、縮み側油路１
０７ａの下流側には、油圧緩衝器１００の縮み行程時
に、ピストンロッド（図示せず）のシリンダ１０１内へ
の進入により生じる油液の流動に対して抵抗（減衰力）
を与える縮み側減衰バルブ１０８が設けられている。ま
た、伸び側油路１０７ｂの下流側には、油圧緩衝器１０
０の伸び行程時にリザーバ室１０３からシリンダ下室１
０１ｂへの油液の流通のみを許容するチェックバルブ１
０９が設けられている。

【０００８】さらに、ボトムバルブ１０５の大径部１０
５ｂの下端側には、周方向に所定個数（例えば４個）の
切欠き１１０が周方向に所定間隔をもって形成され、ボ
トムバルブ１０５の大径部１０５ｂの下端平面１０５ｃ
がベースキャップ１０４の平面部１０４ｃに当接して支
持されている。

【０００９】なお、テーパ部１０４ｂの内側に形成され
たテーパ面Ｔは、油圧緩衝器１００を組立てる際、シリ
ンダ１０１とボトムバルブ１０５とからなるサブアッシ
を所定位置に位置決めする役割を果たしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の油圧緩衝器は、ボトムバルブ１０５の小径部１０５
ａをシリンダ１０１に圧入して固定したサブアッシを、
外筒１０２に組付けて油圧緩衝器１００を組立てるよう
にしているが、サブアッシの中には、ボトムバルブ１０
５の軸心とシリンダ１０１の軸心とが、ずれて固定され
たものが混在している場合がある。

【００１１】油圧緩衝器を組立てる際には、通常、サブ
アッシに軸方向圧力（軸力）が与えられるが、上記軸心
がずれたサブアッシを外筒１０２に組付けた場合には、
ボトムバルブ１０５の下端平面１０５ｃがベースキャッ
プ１０４の平面部１０４ｃに当接して支持されることか
ら、サブアッシに正規の軸力を与えた設計通りの油圧緩
衝器の量産が困難であるといった問題があった。

【００１２】また、筒部１０４ａ、テーパ部１０４ｂ、
平面部１０４ｃ及び取付部１０４ｄからなる、複雑な形
状のベースキャップ１０４をプレス加工する必要がある
ため、量産に伴なうベースキャップ１０４のプレス加工
治具の消耗時には、テーパ部１０４ｂのテーパ面Ｔを正
確に形成することが困難となり、ひいては、シリンダ１
０１とボトムバルブ１０５とからなるサブアッシを所定
位置に位置決めすることも困難になる。

【００１３】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たもので、その課題とするところは、油圧緩衝器の量産
性の向上、製品毎のばらつきの低減を図ることができる
油圧緩衝器を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明に係る油圧緩衝器は、油液が封入さ
れたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌挿され前
記シリンダ内を２室に画成するピストンと、一端が該ピ
ストンに接続され他端が前記シリンダ外に延出されたピ
ストンロッドと、前記シリンダを包囲しその間にリザー
バ室を形成する外筒と、該外筒に当接して位置決めされ
前記シリンダ内とリザーバ室との間で油液の連通を許容
するボトム部と、を備えた油圧緩衝器において、前記外
筒の底部内側を球面状に形成し、該球面部において前記
ボトム部を支持するようにしたことを特徴とする。

【００１５】このように構成したことにより、外筒の底
部内側に形成した球面部の形状に倣ってボトム部が摺接
するので、外筒に対してボトム部材及びシリンダを自動
調心できる。

【００１６】また、請求項２の発明に係る油圧緩衝器
は、請求項１の発明において、前記球面部と前記ボトム
部の当接部とを、同一半径の球面で構成したことを特徴
とする。

【００１７】このように構成したことにより、外筒に形
成した球面部とボトム部の当接部との摺接をより滑らか
にして、さらに容易に自動調心できる。

【００１８】さらに、請求項３の発明に係る油圧緩衝器
は、請求項１または請求項２の発明において、前記外筒
として、スピニング加工で底部を球面状に閉塞した外筒
を用いたこと特徴とする。

【００１９】このように構成したことにより、外筒に球
面部を容易に一体成形することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて、図１乃至図３に基づき詳細に説明する。なお、図
２は図１のボトム部分の部分拡大断面図を示している。

【００２１】図１において、本発明における油圧緩衝器
１は、自動車の車体と車軸との間（何れも図示せず）に
介装されるもので、油圧緩衝器１は、油液が封入された
シリンダ２内を上下２室２ａ、２ｂに画成すると共に、
シリンダ２内に摺動可能に嵌装されたピストン３を備
え、このピストン３には、ピストンロッド４の一端側が
接続され、ピストンロッド４の他端側は、ロッドガイド
５及びオイルシール６とを介して、シリンダ２の外部に
延設されている。

【００２２】ピストン３には、シリンダ上下室２ａ、２
ｂ間を連通する伸び側及び縮み側油通路３ａ、３ｂが穿
設されており、この各々の油通路３ａ、３ｂには、油圧
緩衝器１の伸び行程及び縮み行程時に減衰力を発生する
伸び側及び縮み側減衰弁３ｃ、３ｄがそれぞれ設けられ
ている。

【００２３】シリンダ２の外周側には、外筒７がシリン
ダ２を包囲するように設けられ、外筒７とシリンダ２と
の間には、油液及び所定圧のガスが封入された環状のリ
ザーバ室８が形成されている。

【００２４】シリンダ２の図中下端側には、環状のボト
ムバルブ９（ボトム部）が設けられ、図２に示すよう
に、このボトムバルブ９には、小径部９ａ及び大径部９
ｂ（対向球部）が形成されている。この小径部９ａはシ
リンダ２に圧入して固定されている。

【００２５】ボトムバルブ９には、シリンダ下室２ｂと
リザーバ室８との間で油液の連通を許容する縮み側油路
１０及び伸び側油路１１が設けられ、これら縮み及び伸
び側油路１０、１１は、ボトムバルブ９の周方向に所定
個数（例えば４個づつ）設けられている。

【００２６】縮み側油路１０の下流側、すなわち、図中
下方側には、油圧緩衝器１の縮み行程時において、シリ
ンダ２内（シリンダ下室２ｂ）からリザーバ室８内への
油液の流動に対して流動抵抗を与え、減衰力を発生する
複数の環状のディスクを積層してなる減衰弁１２が設け
られている。

【００２７】また、伸び側油路１１の下流側、すなわ
ち、図中上方側には、その内周側に伸び側油路１１と対
向する油路１３ａを備えると共に、油圧緩衝器１の伸び
行程時において、リザーバ室８内からシリンダ２内（シ
リンダ下室２ｂ）への油液の流動を抵抗なく許容する環
状のディスクからなるチェック弁１３が設けられてい
る。

【００２８】そして、これらの減衰弁１２及びチェック
弁１３は、それぞれボトムバルブ９に対して、ピン１４
によって所定荷重を持って固定されている。

【００２９】ボトムバルブ９の大径部９ｂの下端側に
は、所定の小さな半径ｒ１に設定された断面が半円形状
のアール部１５（ボトム部の当接部）が形成され、この
アール部１５は大径部９ｂの下端全周に亘って環状に形
成され、さらにこのアール部１５には、周方向に所定間
隔で所定個数（例えば６個）の油溝１５ａ（油通路）が
設けられている。この油溝１５ａ、１５ａ・・・は、シ
リンダ２側とリザーバ室８側との間で油液の流通を許容
するが、その際、油液の流通に対して流動抵抗（すなわ
ち減衰力）を与えない程度の合計通路面積に設定されて
いる。

【００３０】外筒７の図中下端側の底部には、内側（シ
リンダ２側）が所定の大きな半径ｒ２（ｒ２＞ｒ１）に
設定されたアール部１６（球面部）が形成され、このア
ール部１６は、後述するスピニング加工（絞り加工）に
より、素管から外筒７を閉塞すると共に、アール部１６
を一体的に成形する。

【００３１】ここで、ボトムバルブ９のアール部１５の
半径ｒ１が、外筒７のアール部１６の半径ｒ２に対して
小さく設定されている（ｒ２＞ｒ１）ので、これらは線
接触するようになっている。

【００３２】なお、１７は自動車の車軸側（図示せず）
に取付けるための取付アイ、１８は自動車の車体側（図
示せず）に取付けるための取付ボルト、１９は油圧緩衝
器１がフルリバウンドした際の衝撃を吸収するためのリ
バウンドストッパである。

【００３３】次に、油圧緩衝器１を構成する上記外筒７
の成形方法について、図３に基づき説明する。なお、ス
ピニング加工装置の詳細な説明は省略する。

【００３４】スピニング加工装置（図示せず）は、素管
２００の端部（外筒７の底部側）を絞り加工により閉塞
すると共に、外筒７にアール部１６（球面部）を一体的
に成形するようになっている。このような成形方法は、
一般的に偏心回転成形法と呼ばれ、以下に示すような手
順で素管２００を成形する。

【００３５】スピニング加工装置の第１の回転軸（図中
中心線Ａ）を構成するマンドレル２０１を備えたチャッ
ク装置（図示せず）に素管２００を固定し、チャック装
置を所定の回転数Ｎで回転させることにより、マンドレ
ル２０１及び素管２００を図中矢印方向に回転数Ｎで回
転させる。なお、マンドレル２０１の先端側は、前述の
外筒７の底部内側（アール部１６）と同じ所定の大きな
半径ｒ２に形成され、また、マンドレル２０１の先端側
（図中右側）には、所定の大きさの凹部２０１ａが設け
られている。この凹部２０１ａは、素管２００を閉塞し
た際の素材の逃げとなっている。

【００３６】一方、素管２００の端部側に対向するよう
に、第２の回転軸（図中中心線Ｂ）に設けられた回転ダ
イ２０２が設けられ、第１の回転軸と第２の回転軸と
は、所定の角度θをもって傾いている。回転ダイ２０２
は所定の回転数ｎで図中矢印方向に回転する。

【００３７】回転ダイ２０２の素管２００側には、テー
パ面２０２ａが形成され、このテーパ面２０２ａは、回
転ダイ２０２の中心線Ｂと所定の角度αをもって形成さ
れている。そして、この回転ダイ２０２は、回転数ｎで
回転すると共に、矢印ｆ方向に送られて、素管２００の
端部に臨むようになっている。

【００３８】回転ダイ２０２を、徐々にｆ方向に移動さ
せると、素管２００の端部が摩擦熱により徐々に変形し
て図のように内側に絞られ、その内側は、マンドレル２
０１の先端形状に倣って所定の大きな半径ｒ２の球面に
成形される。

【００３９】その後、素管２００の端部が閉塞する間際
において、回転ダイ２０２の角度を浅く調整していく
（角度θを小さくしていく）ことで、素管２００の端部
（外筒７の底部）を完全に閉塞する。この際、素管２０
０の端部の余った素材は、前述した凹部２０１ａ内に収
まる。

【００４０】次に、以上のように構成した第１実施形態
の油圧緩衝器１における作用について、以下説明する。

【００４１】油圧緩衝器１の伸び行程時には、シリンダ
上室２ａの油液が、ピストン３に形成した伸び側油路３
ａを流通し、伸び側減衰弁３ｃの開度に応じたバルブ特
性の減衰力を発生する。このとき、ピストンロッド４の
退出に伴ない、リザーバ室８内の油液がボトムバルブ９
に形成した油溝１５ａ、１５ａ・・・を流通し、さら
に、ボトムバルブ９の伸び側油路１１及びチェック弁１
３を介してシリンダ下室２ｂに流入する。

【００４２】油圧緩衝器１の縮み行程時には、シリンダ
下室２ｂの油液が、ピストン３に形成した縮み側油路３
ｂを流通し、縮み側減衰弁３ｄの開度に応じたバルブ特
性の減衰力を発生する。同時に、ピストンロッド４の進
入に伴ない、シリンダ下室２ｂの油液が、チェック弁１
３に形成した油路１３ａ、ボトムバルブ９に形成した縮
み側油路１０、減衰弁１２、及び油溝１５ａ、１５ａ・
・・を流通してリザーバ室８に流出し、減衰弁１２によ
って前記バルブ特性に重畳されるバルブ特性の減衰力が
発生する。

【００４３】この油圧緩衝器１の組立ては、ボトムバル
ブ９とシリンダ２とを予め組立てておいたサブアッシ
を、外筒７の底部に形成されたアール部１６に向くよう
に外筒７内に挿入する。次に、シリンダ２及び外筒７の
開口端側から油液を充填すると共に、ピストン３と一体
となったピストンロッド４をシリンダ２内に挿入する。
そして、リザーバ室８内に所定圧のガスを封入しつつ、
シリンダ２及び外筒７の開口端側にロッドガイド５及び
オイルシール６とを嵌合させ、外筒７の開口端部をカー
ル装置等によって内側にかしめることで、油圧緩衝器１
の組立てが完了する。

【００４４】ここで、外筒７の開口端部を内側にかしめ
るようにしているが、このかしめ作業の際、通常、シリ
ンダ２には、所定の軸方向圧力（軸力）が与えられた状
態で行われる。この際、外筒７の軸心とシリンダ２及び
ボトムバルブ９の軸心とが一致していないと、シリンダ
２が受ける軸方向圧力（軸力）にばらつきが生じる。し
かし、本実施形態では、ボトムバルブ９のアール部１５
（ボトム部の当接部）が外筒７に設けたアール部１６
（球面部）の内側の球面形状に倣って摺接するので、外
筒７の軸心に対するシリンダ２及びボトムバルブ９の軸
心が自動調心されて、容易に所定の位置に位置決めでき
るので、シリンダ２が受ける軸方向圧力（軸力）にばら
つきが生じ難くなる。

【００４５】このように、ボトムバルブ９のアール部１
５（ボトム部の当接部）が外筒７に設けたアール部１６
（球面部）の内側の球面形状に倣って摺接するようにし
たので、単純な球面形状で構成しつつ、外筒７の軸心に
対するシリンダ２及びボトムバルブ９の軸心を自動調心
することができ、容易に位置決めができるようになると
共に、油圧緩衝器１の量産性を大幅に向上することがで
きる。

【００４６】また、この自動調心機能によって、従来、
製品毎に生じていた、サブアッシ（シリンダとボトムバ
ルブ）が受ける軸方向圧力（軸力）のばらつきの発生を
抑えることができるので、正規の軸力を与えた設計通り
の油圧緩衝器の量産が容易になる。

【００４７】さらに、外筒７をスピニング加工によって
形成するようにしたので、別途、別部品であるベースキ
ャップを外筒にシーム溶接して固定する作業が不要とな
り、工数の削減、溶接によるスパッタの外筒内残留（コ
ンタミネーション）等を確実に防止することができる。

【００４８】次に、本発明における第２実施形態につい
て、図４に基づき説明する。この第２実施形態は、特
に、ボトムバルブの大径部の下端側に形成されるアール
部の形状が異なる以外は上記第１実施形態と同一である
ため、同一の部分については同一の符号を付し、その説
明を省略する。

【００４９】油圧緩衝器２０のボトムバルブ２１には、
小径部２１ａ及び大径部２１ｂが形成されている。この
小径部２１ａはシリンダ２に圧入して固定されている。

【００５０】ボトムバルブ２１の大径部２１ｂの下端側
には、外筒７の所定の大きな半径ｒ２に設定されたアー
ル部１６（球面部）と同一の半径ｒ２に設定されたアー
ル部２２（ボトム部の当接部）が形成され、このアール
部２２は大径部２１ｂの全周に亘って形成され、さらに
このアール部２２には、周方向に所定間隔で所定個数
（例えば６個）の油溝２２ａ（油通路）が設けられてい
る。

【００５１】この油溝２２ａ、２２ａ・・・は、シリン
ダ２側とリザーバ室８側との間で油液の流通を許容する
が、その際、油液の流通に対して流動抵抗（すなわち減
衰力）を与えない程度の合計通路面積に設定されてい
る。

【００５２】ここで、ボトムバルブ２１のアール部２２
の半径ｒ２は、外筒７のアール部１６の半径ｒ２と同一
に設定しているので、これらは球面接触するようになっ
ている。

【００５３】このように構成した第２実施形態における
油圧緩衝器２０によれば、上述した第１実施形態におけ
る油圧緩衝器１の作用に加え、ボトムバルブ２１のアー
ル部２２を外筒７のアール部１６に対して、線接触では
なく球面接触して摺接するようにしているので、当該摺
接をより滑らかにできるので、自動調心機能をさらに向
上させることができる。

【００５４】なお、上述した第１及び第２実施形態にお
いては、ボトム部の当接部として、ボトムバルブ９及び
２１にアール部１５及び２２を設けたものを示したが、
別段これに限らず、例えば、エッジで外筒７のアール部
１６に当接するような角を有する他の形状としても良
い。

【００５５】また、上述した第１及び第２実施形態にお
いては、シリンダ２側とリザーバ室８側との間で油液の
流通を許容する油通路として、油溝１５ａ、２２ａとし
たものを示したが、別段これに限らず、大径部９ｂ、２
２ｂに、シリンダ２側とリザーバ室８側とを連通する径
方向に延びる連通孔としても良い。

【００５６】さらに、上述した第１及び第２実施形態に
おいては、外筒をスピニング加工により成形したものを
示したが、別段これに限らず、従来の技術で説明したよ
うに、ベースキャップをプレス成形し、これを外筒に溶
接する構成としても良い。この場合、ベースキャップ自
身を単純な形状、すなわち、球面形状にプレス加工すれ
ば良いので、プレス加工治具の形状を単純化でき、プレ
ス加工圧力を小さくできると共に、プレス加工治具の消
耗について殆ど心配する必要がなくなる。

【００５７】また、上述した第１及び第２実施形態にお
いては、本発明における油圧緩衝器を自動車に搭載した
ものを示したが、その他、鉄道車両、建築物の減震装置
等にも適用することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
係る油圧緩衝器によれば、外筒の底部内側に形成した球
面部の形状に倣ってボトム部が摺接するので、外筒に対
してボトム部材及びシリンダを自動調心でき、ボトム部
材及びシリンダの外筒に対する位置決めを容易にするこ
とができる。よって、油圧緩衝器の量産性の向上、製品
毎のばらつきの低減を図り、ひいては、製造コストの低
減を図ることができる。

【００５９】また、請求項２の発明に係る油圧緩衝器に
よれば、外筒に形成した球面部とボトム部の当接部とを
同一半径の球面としたので、双方の摺接をより滑らかに
して、ボトム部材及びシリンダの外筒に対する位置決め
をさらに容易にすることができる。

【００６０】さらに、請求項３の発明に係る油圧緩衝器
によれば、外筒に球面部を容易に一体成形できるので、
油圧緩衝器の部品点数の削減、ひいては、油圧緩衝器の
製造コストを大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の縦断
面図である。

【図２】図１における油圧緩衝器のボトム部分を拡大し
て示す拡大断面図である。

【図３】図１における油圧緩衝器の外筒の成形方法（ス
ピニング加工）を示す模式図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器のボト
ム部分を拡大して示す拡大断面図である。

【図５】従来の技術による油圧緩衝器のボトム部分を拡
大して示す拡大断面図である。

【符号の説明】

２ シリンダ ３ ピストン ４ ピストンロッド ７ 外筒 ８ リザーバ室 ９、２１ ボトムバルブ（ボトム部） ９ｂ、２１ｂ 大径部 １５、２２ アール部（ボトム部の当接部） １６ アール部（球面部） １５ａ、２２ａ 油溝（油通路）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油液が封入されたシリンダと、該シリン
   ダ内に摺動可能に嵌挿され前記シリンダ内を２室に画成
   するピストンと、一端が該ピストンに接続され他端が前
   記シリンダ外に延出されたピストンロッドと、前記シリ
   ンダを包囲しその間にリザーバ室を形成する外筒と、該
   外筒に当接して位置決めされ前記シリンダ内とリザーバ
   室との間で油液の連通を許容するボトム部と、を備えた
   油圧緩衝器において、 前記外筒の底部内側を球面状に形成し、該球面部におい
   て前記ボトム部を支持するようにしたことを特徴とする
   油圧緩衝器。
2. 【請求項２】 前記球面部と前記ボトム部の当接部と
   を、同一半径の球面で構成したことを特徴とする請求項
   １記載の油圧緩衝器。
3. 【請求項３】 前記外筒として、スピニング加工で底部
   を球面状に閉塞した外筒を用いたこと特徴とする請求項
   １または２記載の油圧緩衝器。