JP2014199092A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】緩衝器において、シリンダとの間に環状通路を形成するセパレータチューブのシール部材の損傷を防止すると共に、セパレータチューブを軸方向に支持する。【解決手段】油液が封入されたシリンダ２内に、ピストンロッド６が連結されたピストン５を挿入し、ピストン５の移動によって生じる油液の流れを減衰力発生機構２５によって制御して減衰力を発生させる。シリンダ２の外周にセパレータチューブ２０を設けて環状通路２１を形成する。ロッドガイド８の通路溝２２によりシリンダ上室２Ａと環状通路２１とを連通させてシリンダ側壁を貫通する通路を無くし、セパレータチューブ２０の組付時に通路の開口縁部によるＯリング１９の損傷を防止する。シリンダ２の外周突起部５２とロッドガイド８との間でセパレータチューブ２０を軸方向に支持して、油液の圧力によりセパレータチューブに作用する力が減衰力発生機構２５に伝達しないようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、ピストンロッドのストロークに対して、シリンダ内の作動流体の流れを制御することにより減衰力を発生させる緩衝器に関するものである。

例えば特許文献１に記載されているように、自動車等の車両のサスペンション装置に装着される筒型の緩衝器において、外筒と、その内部に設けられるシリンダと、その周囲を覆う外筒との間に円筒状の部材（セパレータチューブ）を配置して三重筒構造とし、シリンダと円筒状部材との間に環状の通路を形成して、作動流体を流通させるようにしたものがある。この緩衝器では、セパレータチューブの内周溝に嵌合したＯリングにより、シリンダとセパレータチューブとの間をシールして環状の通路を形成している。さらに、セパレータチューブの側壁に径方向外側に円筒状に突出させた枝状の管路を設け、この管路と接続されて、環状の通路とリザーバとの間の流体の流れに対し減衰力を発生する減衰力発生機構が外筒の側面に設けられている。そして、シリンダの側壁を貫通する通路によりシリンダの内部と環状の通路とを接続している。

特開２０１２−７２８５７号公報

このような構造の緩衝器では、作動流体の圧力等により、セパレータチューブに軸方向の力が作用した場合、この力は、セパレータチューブに一体に形成された枝状の管路を介して、外筒の側面に取付けられた減衰力発生機構に伝達される。緩衝器の作動時には、作動流体は、非常に高圧になり大きな圧力変動を伴うため、減衰力発生機構に繰返し大きな荷重が作用することになり、耐久性に懸念を生じる。

本発明は、シリンダの外周に設けられてシリンダとの間に環状通路を形成するセパレータチューブに加わる軸方向の力に対してセパレータチューブを軸方向に支持するようにした緩衝器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る緩衝器は、外筒と、該外筒の内部に設けられて作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌合されるピストンと、一端側に前記ピストンが連結され、他端が前記シリンダの端部に設けられたロッドガイドを通って外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダの外周に嵌合され、シリンダとの間に環状油路を形成するセパレータチューブと、前記外筒と前記セパレータチューブとの間に形成されたリザーバと、前記外筒の側面に設けられて前記環状油路と前記リザーバとの間の流体の流れに対し減衰力を発生する減衰力発生機構と、前記環状油路と前記減衰力発生機構を接続する管路と、前記ロッドガイドと前記シリンダとの接続部には、前記シリンダ内と前記環状通路とを連通させる通路が形成され、前記セパレータチューブは、前記シリンダの外周に突出された外周突起部と前記ロッドガイドとの間で軸方向に挟持されることを特徴とする。

本発明に係る緩衝器によれば、セパレータチューブに加わる作動流体の圧力の作用に対してセパレータチューブを軸方向に支持することができる。

本発明の一実施形態に係る緩衝器の縦断面図である。 図１に示す緩衝器の要部であるセパレータチューブの上端部の支持部を拡大して示す縦断面図である。 図１に示す緩衝器の要部であるセパレータチューブの下端部の支持部を拡大して示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図３に示す、本実施形態に係る緩衝器１は、筒型の減衰力調整式油圧緩衝器であって、シリンダ２の外側に外筒３を設けた複筒構造で、シリンダ２と外筒３との間に環状のリザーバ４が形成されている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装され、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端がナット７によって連結されており、ピストンロッド６の他端側は、シリンダ上室２Ａを通り、シリンダ２及び外筒３の上端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されて、シリンダ２の外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１０が設けられている。

ピストン５には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させる通路１１、１２が設けられている。そして、通路１２には、シリンダ下室２Ｂ側からシリンダ上室２Ａ側への流体の流通のみを許容する逆止弁１３が設けられ、また、通路１１には、シリンダ上室２Ａ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをシリンダ下室２Ｂ側へリリーフするディスクバルブ１４が設けられている。

ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる通路１５、１６が設けられている。そして、通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への流体の流通のみを許容する逆止弁１７が設けられ、また、通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ４側へリリーフするディスクバルブ１８が設けられている。シリンダ２内には、作動流体として油液が封入され、リザーバ４内には油液及びガスが封入されている。

シリンダ２には、一端部（図１中において下端部、以下同じ）にシール部材であるＯリング１９を介してセパレータチューブ２０が外嵌されており、シリンダ２の外周面とセパレータチューブ２０の内周面との間に環状通路２１が形成されている。環状通路２１は、ロッドガイド８に形成された通路溝２２（通路）を介してシリンダ上室２Ａに連通されている。セパレータチューブ２０の側壁の一端部側には、環状通路２１に連通する小径の略円筒状の枝管２３が突出している。外筒３の側壁には、枝管２３と同心に大径の開口２４が設けられ、外筒３の側壁の開口２４に減衰力発生機構２５が取付けられている。

減衰力発生機構２５は、外筒の開口２４に取付けられた円筒状のケース２６内に、パイロット型（背圧型）のメインバルブ２７及びメインバルブ２７の開弁圧力を制御するソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ２８が設けられ、更に、パイロットバルブ２８の下流側に、フェイル時に作動するフェイルバルブ２９が設けられている。そして、枝管２３に入口通路を形成する連結管３０が液密的に挿入され、枝管２３から連結管３０に油液を導入し、メインバルブ２７、パイロットバルブ２８及びフェイルバルブ２９を通してケース２６で囲まれた室２６Ａへ流通させる。室２６Ａ内の油液は、ケース２６の端部の通路３１及び外筒３の開口２４を通してリザーバ４へ流入する。

このとき、メインバルブ２７の開弁前には、パイロットバルブ２８によって油液の流れを制御して減衰力を発生し、メインバルブ２７の開弁時には、主にメインバルブ２７によって減衰力を発生する。また、パイロットバルブ２８の上流側の油液の一部をメインバルブ２７の背部の背圧室３２に導入し、その内圧をメインバルブ２７の閉弁方向に作用させる。リード線４１を介してソレノイド４０に通電する電流によってパイロットバルブ２８の制御圧力を調整することにより、減衰力を調整することができ、その結果、背圧室の内圧が変化してメインバルブ２７の開弁圧力及び開度を調整することができる。また、フェイルバルブ２９は、ソレノイド４０への通電が遮断されたとき、閉弁し、常時開となったパイロットバルブ２７の代りに油液の流れを制限することにより、減衰力の過度の低下を防止して適度な減衰力を維持する。

次に、シリンダ２及びセパレータチューブ２０について更に詳細に説明する。
シリンダ２は、外筒３の底部に固定されたベースバルブ１０によって下端部が支持され、外筒３の上端部に固定されたロッドガイド８によって上端部が支持されている。ベースバルブ１０は、段部１０Ａを有する段付の円筒状に形成され、シリンダ２の下端部を段部１０Ａに嵌合させて軸方向及び径方向に位置決めしている。

図２に示すように、ロッドガイド８は、小径部８Ａ、中径部８Ｂ及び大径部８Ｄを有する段付の円筒状に形成されている。小径部８Ａにはシリンダ２の上端部が嵌合され、中径部８Ｂにはセパレータチューブ２０の上端部が嵌合され、大径部８Ｃが外筒３の上端部に取付けられたキャップ５０に嵌合してロッドガイド６を固定して、シリンダ１及びセパレータチューブ２０の上端部を軸方向及び径方向に支持している。

セパレータチューブ２０には、一端部にシリンダ２の外周に嵌合するように縮径された縮径部２０Ａが形成されている。図３に示すように、縮径部２０Ａには、内側から外側に膨出されて、Ｏリング１９が嵌合される断面形状が略長方形の内周溝５１が形成されている。内周溝５１には、Ｏリング１９と共にリテーナ１９Ａが嵌合されている。縮径部２０Ａ及び内周溝５１は、円筒状のセパレータチューブ２０に例えばビーディング加工することによって形成することができる。セパレータチューブ２０の側壁には、環状通路２１に連通する枝管２３が径方向外側に突出するように一体に形成されている。枝管２３は、例えばバーリング加工、絞り加工等によってセパレータチューブ２０の側壁に一体に形成することができる。

シリンダ２の下端部付近の側壁には、外周に突出する環状の外周突起部５２が形成されている。そして、シリンダ２に外嵌されたセパレータチューブ２０の縮径部２０Ａの先端部が外周突起部５２に当接することでセパレータチューブ２０が軸方向に位置決めされている。外周突起部５２は、図示の例ではシリンダ２の全周にわたって環状に形成されているが、シリンダ２の外周に沿って一箇所又は複数箇所に形成してもよい。外周突起部５２は、例えばビーディング加工等によって形成することができる。

図２に示すように、ロッドガイド８には、小径部８Ａの外周部に軸方向溝２２Ａが形成され、小径部８Ａと中径部８Ｂとの間の段部に軸方向溝に連通する径方向溝２２Ｂが形成され、軸方向溝２２Ａ及び径方向溝２２Ｂによって通路溝２２を形成している。そして、ロッドガイド８にセパレータチューブ２０が嵌合した状態で、軸方向溝２２Ａ及び径方向溝２２Ｂからなる通路溝２２によってシリンダ上室２Ａと環状通路２１とを連通する通路を形成する。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
緩衝器１は、ピストンロッド６側を上方に、ベースバルブ１０側を下方に向けて車両のサスペンション装置のバネ上（車体側）、バネ下（車輪側）間等の相対移動可能な２部材間に装着され、リード線４１が制御装置に接続される。

ピストンロッド６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン５の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が閉じ、ディスクバルブ１４の開弁前には、シリンダ上室２Ａ側の流体が加圧されて、通路溝２２及び環状通路２１を通り、セパレータチューブ２０の枝管２３から減衰力発生機構２５の連結管３０へ流入する。そして、連結管３０から流入した流体は、メインバルブ２７、パイロットバルブ２８及びフェイルバルブ２９を通ってケース２６で囲まれた室２６Ａへ流れ、更に、ケース２６の端部の通路３１及び外筒３の開口２４を通ってリザーバ４へ流入する。

このとき、ピストン５が移動した分の流体がリザーバ４からベースバルブ１０の逆止弁１７を開いてシリンダ下室２Ｂへ流入する。なお、シリンダ上室２Ａの圧力がピストン５のディスクバルブ１４の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１４が開いて、シリンダ上室２Ａの圧力をシリンダ下室２Ｂへリリーフすることにより、シリンダ上室２Ａの過度の圧力の上昇を防止する。

ピストンロッド６の縮み行程時には、シリンダ２内のピストン５の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が開き、ベースバルブ１０の通路１５の逆止弁１７が閉じて、ディスクバルブ１８の開弁前には、ピストン下室２Ｂの流体がシリンダ上室２Ａへ流入し、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分の流体がシリンダ上室２Ａから、上記伸び行程時と同様の経路を通ってリザーバ４へ流れる。なお、シリンダ下室２Ｂ内の圧力がベースバルブ１０のディスクバルブ１８の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１８が開いて、シリンダ下室２Ｂの圧力をリザーバ４へリリーフすることにより、シリンダ下室２Ｂの過度の圧力の上昇を防止する。

これにより、ピストンロッド６の伸縮行程時共に、減衰力発生機構２５において、メインバルブ２７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、パイロットバルブ２８によって減衰力が発生し、メインバルブ２７の開弁後（ピストン速度高速域）においては、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、ソレノイド４０への通電電流によってパイロットバルブ２８の制御圧力を調整することにより、減衰力を調整することができ、その結果、背圧室３２の内圧が変化してメインバルブ２７の開弁圧力及び開度を調整することができる。また、ソレノイド４０への通電が遮断された場合には、フェイルバルブ２９が閉弁し、常時開となったパイロットバルブの代りに油液の流れを制限することにより、減衰力の過度の低下を防止して適度な減衰力を維持することができる。

シリンダ上室２Ａと環状通路２１とがロッドガイド８の通路溝２２によって接続され、シリンダ２の側壁を貫通する通路が設けられていないので、緩衝器１の組立時において、セパレータチューブ２０をシリンダ２に外嵌する際、シリンダ２の側壁を貫通する通路の開口縁部によるＯリング１９の損傷を防止することができる。

環状通路２１内の油液の圧力によってセパレータチューブ２０には図１中下方（ベースバルブ１０側）への力が作用する。セパレータチューブ２０のベースバルブ側の端部はシール部材１９を介してシリンダ２に接続されているため、従来は、軸方向への移動が可能な構造であった。しかし、セパレータチューブ２０は、シリンダ２の外周突起部５２とロッドガイド８の段部との間で軸方向に支持されているので、この力が枝管２３を介して減衰力発生機構２６の連結管３０に作用するのを防止して、これらの部材の耐久性を高めることができる。

なお、減衰力発生機構の構造及び油液の流路の構造は、上記実施形態のものに限らず、ピストンロッドのストロークに対して、油液の流れを制御して減衰力を発生させるものであれば他の構造でもよい。

１…緩衝器、２…シリンダ、５…ピストン、６…ピストンロッド、８…ロッドガイド、２０…セパレータチューブ、１９…Ｏリング（シール部材）、２１…環状通路、２２…通路溝（通路）、５２…外周突起部

Claims (1)

1. 外筒と、
   該外筒の内部に設けられて作動流体が封入されたシリンダと、
   該シリンダ内に摺動可能に嵌合されるピストンと、
   一端側に前記ピストンが連結され、他端が前記シリンダの端部に設けられたロッドガイドを通って外部に延出されたピストンロッドと、
   前記シリンダの外周に嵌合され、シリンダとの間に環状油路を形成するセパレータチューブと、
   前記外筒と前記セパレータチューブとの間に形成されたリザーバと、
   前記外筒の側面に設けられて前記環状油路と前記リザーバとの間の流体の流れに対し減衰力を発生する減衰力発生機構と、
   前記環状油路と前記減衰力発生機構を接続する管路と、
   前記ロッドガイドと前記シリンダとの接続部には、前記シリンダ内と前記環状通路とを連通させる通路が形成され、
   前記セパレータチューブは、前記シリンダの外周に突出された外周突起部と前記ロッドガイドとの間で軸方向に挟持されることを特徴とする緩衝器。

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