JP4028952B2 - 油圧緩衝器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧緩衝器に備えられるアキュムレータの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧緩衝器に備えられるアキュムレータの構造として次のようなものがある。
（１）シリンダ内に作動油と共に所定量のガスを封入し、ガス室を仕切るフリーピストンを備えない構造。
（２）シリンダ内に作動油と共に所定量のガスを封入し、ガス室を仕切るフリーピストンを備える構造。
（３）独立気泡スポンジ等からなる弾性体をシリンダ内に介装する構造。
【０００３】
いずれの構造も、ピストンロッドがシリンダに侵入してシリンダ内の圧力が上昇すると、ガスまたは弾性体が収縮することによってピストンロッドの侵入体積分の作動油を吸収するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
（１）の構造は、フリーピストンを備えないため、構造の簡素化が図れるとともに、製造工程において面倒なガス抜き作業が必要がない。しかし、この構造を単筒型シリンダに適用した場合、ピストンの移動に伴って作動油がガス中に噴出し、作動油中にガスが混ざってしまい、所期の減衰特性が得られないという問題点があった。このため、ピストンによって仕切られる油室とガスが封入されるガス室とをそれぞれシリンダの内外に画成する複筒型シリンダ等に適用する必要があり、緩衝器の大型化を招く。
【０００５】
（２）の構造は、フリーピストンを介して作動油にガスが混ざることが阻止され、単筒型シリンダにも適用できる。しかし、フリーピストンを設けることによって、構造が複雑化して製品のコストアップを招くばかりか、フリーピストンの移動に伴いフリクションが増え、作動性が悪化するという問題点があった。さらに、シリンダ内にガス（空気）が入らないように作動油のみを充填する必要があるため、シリンダ内からガスを抜く工程が必要になり、生産性が悪いという問題点があった。
【０００６】
（３）の構造は、シリンダ内にガスが封入されないため、作動油にガスが混ざることもなく、フリーピストンを設ける必要もないため、構造の簡素化が図れる。しかし、この場合も、シリンダ内にガスが入らないように作動油のみを充填する必要があるため、シリンダ内からガスを抜く工程が必要になり、生産性が悪いという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、構造が比較的簡単で、かつ面倒なガス抜き等の作業を必要とせず、小型から大型まで幅広い油圧緩衝器に適用できるアキュムレータの構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、シリンダにピストンロッドを挿入し、シリンダに対してピストンロッドが侵入する体積分の作動油の出入を許容するアキュムレータをシリンダに形成した油室に連通した油圧緩衝器において、アキュムレータは独立気泡スポンジが収装される弾性体室と、独立気泡スポンジによって仕切られるガス室とを備え、ガス室を弾性体室を介して油室に連通させることを特徴とするものとした。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、シリンダにピストンロッドを摺動可能に支持する軸受部材を介装し、軸受部材とシリンダの間に弾性体室およびガス室を画成し、円筒状の弾性体を軸受部材とシリンダの間に介装したことを特徴とするものとした。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明において、シリンダから伸び出すピストンロッドの先端に弾性材からなるブッシュを取り付けるものとした。
【００１１】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、アキュムレータは弾性体が収装される弾性体室と、弾性体によって仕切られるガス室とによって構成され、ガス室を仕切るフリーピストンを廃止するため、フリーピストンの移動に伴うフリクションを低減して緩衝器の作動性を高められるとともに、構造の簡素化が図れる。
【００１２】
製造工程においてシリンダ内にガス（空気）が入り込んだとしても、油圧緩衝器の伸縮作動によってシリンダ内に混入したガスが弾性体を介してガス室に集まる。一旦、ガス室に集められたガスは、作動油の移動速度、圧力変化、弾性体の収縮速度等の違いにより、油室側に戻ることが止められる。
【００１３】
こうしてシリンダ内に入り込んだガスをガス室に閉じ込めるため、所期の減衰特性が得られるとともに、シリンダ内からガスを抜く工程が不要になり、生産性を高めて製品のコストダウンが図れる。
【００１４】
第２の発明によると、軸受部材とシリンダの間に弾性体室およびガス室を画成する構造のため、アキュムレータを設けるスペースを利用して軸受部材を長くすることが可能となり、ピストンロッドの支持剛性を十分に確保できる。
【００１５】
第３の発明によると、ピストンロッドがブッシュを介して相手側に当接する際、ブッシュが軸方向に弾性変形することにより、衝撃を緩和して大きな音や振動を生じることが阻止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示す油圧緩衝器１０は、円筒状のシリンダ１と、シリンダ１内を伸側油室Ｒ１と圧側油室Ｒ２に仕切るピストン３と、ピストン３に連動してシリンダ１から伸び出すピストンロッド２と、シリンダ１に対するピストンロッド２の侵入体積分の作動油の出入を許容するアキュムレータ１１とを備える。
【００１８】
シリンダ１は、ピストン３を摺動可能に収装する円筒状のシリンダ部１ａと、その底部１ｂとを有し、これらが樹脂を成形して一体形成される。シリンダ部１ａの外周面はその開口端から底部１ｂにかけて次第に細くなるようにテーパ状に形成され、図示しない取付穴にシリンダ１が容易に挿入できるようになっている。
【００１９】
シリンダ１の開口端には樹脂製の栓体１５が嵌合し、栓体１５とピストンロッド２の間には環状のオイルシール４が介装され、オイルシール４によって作動油の漏れが阻止される。
【００２０】
なお、シリンダ１は金属によって一体形成して、その開口端部を内側に折り曲げて環状のオイルシール等をカシメ固定する構造としてもよい。
【００２１】
ピストンロッド２はシリンダ１に樹脂製の軸受部材５を介して軸方向に摺動可能に支持される。ボビン状の軸受部材５は、その両端にフランジ部５ａ，５ｂを有する。フランジ部５ａは栓体１５に嵌合し、フランジ部５ｂはシリンダ１に嵌合している。
【００２２】
ピストンロッド２の端部にはリング６が嵌められる。リング６が軸受部材５の端面に当接することにより、ピストンロッド２の抜け止めが行われる。
【００２３】
ピストンロッド２とピストン３は互いに結合されることなく分離して設けられる。ピストン３をピストンロッド２に押し付けるスプリング８を備え、スプリング８の付勢力によってピストン３はピストンロッド２に追従する。コイル状のスプリング８はピストンロッド２とシリンダ１の底部１ｂの間に圧縮された状態で介装される。
【００２４】
ピストン３は伸側油室Ｒ１と圧側油室Ｒ２を連通するオリフィス３ｃを有するとともに、伸側油室Ｒ１から圧側油室Ｒ２に向かう作動油の流れに対して開弁する圧側チェック弁１４が介装される。これにより、ピストンロッド２がシリンダ１に入る圧側作動時の減衰力は、ピストンロッド２がシリンダ１から伸び出す伸側作動時の減衰力より高められる。
【００２５】
アキュムレータ１１は弾性体９が収装される弾性体室１２と、弾性体９によって仕切られるガス室１３を備え、ガス室１３を弾性体室１２を介して油室Ｒ１に連通させる。
【００２６】
弾性体室１２はシリンダ１と軸受部材５の間に画成され、軸受部材５のフランジ部５ｂに切り欠き形成された連通路５ｃを介して伸側油室Ｒ１と連通する。
【００２７】
弾性体９は例えばニトリルゴム発泡体を円筒状に成形して形成される。発泡体（独立気泡スポンジ）は、全体に多数の独立した空隙（気泡）を有し、弾性体室１２に導かれる圧力によって伸縮する。
【００２８】
軸受部材５の途中には環状段部５ｄが形成され、弾性体９は環状段部５ｄとフランジ部５ｂの間に介装される。
【００２９】
ガス室１３はシリンダ１と軸受部材５および栓体１５の間に円筒状の空間として画成され、弾性体室１２および連通路５ｃを介して伸側油室Ｒ１と連通する。
【００３０】
油圧緩衝器１０の組立時、シリンダ１内には所定量の作動油（例えばシリコンオイル等）が充填された後、シリンダ１にピストンロッド２と共に栓体１５等が組み付けられることにより、シリンダ１内に所定量のガス（空気）が封入される。
【００３１】
油圧緩衝器１０はガス室１３の位置が弾性体室１２より低くならないように取り付けられ、シリンダ１内のガスがその浮力によってガス室１３に導かれるようにする。本実施の形態において、油圧緩衝器１０は略水平に延びるように取り付けられる。
【００３２】
ピストンロッド２の先端には弾性材として柔らかい樹脂からなるブッシュ２２が取り付けられる。有底円筒状をしたブッシュ２２は固い樹脂製キャップ２１に嵌合し、キャップ２１がピストンロッド２の先端に圧入される。ブッシュ２２はその外周に３本の環状凹部２２ａを有する蛇腹状をしている。ピストンロッド２がブッシュ２２を介して相手側に当接する際、ブッシュ２２が軸方向に弾性変形することにより、衝撃を緩和して大きな音や振動を生じることが阻止される。
【００３３】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３４】
ピストンロッド２がシリンダ１に押し込まれる圧側作動時には、チェック弁１４が閉弁し、圧側油室Ｒ２の作動油がオリフィス３ｃを通って伸側油室Ｒ１に流入する。こうして、作動油の流れにオリフィス３ｃが付与する抵抗によって減衰力が発生し、油圧緩衝器１０がゆっくり収縮する。このとき、ピストンロッド２の侵入体積分の作動油が伸側油室Ｒ１から連通路５ｃを通って弾性体室１２およびガス室１３へと流入する。
【００３５】
ピストンロッド２がシリンダ１から伸び出す伸側作動時には、チェック弁１４が開弁し、伸側油室Ｒ１の作動油がチェック弁１４およびオリフィス３ｃをそれぞれ通って圧側油室Ｒ２に流入する。こうして、流路面積が大きくなることによって減衰力がほとんど発生せず、油圧緩衝器１０が速やかに伸張作動する。このとき、ピストンロッド２の侵入体積分の作動油がガス室１３および弾性体室１２から連通路５ｃを通って圧側油室Ｒ２へと戻される。
【００３６】
仮に製造工程において油圧緩衝器１０の各油室Ｒ１，Ｒ２の作動油にガス（空気）が混入した場合でも、油圧緩衝器１０が取り付けられて数回伸縮作動すると、圧側作動時と伸側作動時でシリンダ１内の圧力変化速度および弾性体９の伸縮速度が異なるため、シリンダ１内のガスが弾性体室１２を経てガス室１３に入り、ガス室１３に入ったガスが圧側油室Ｒ２に戻ることを弾性体９によって止められる。
【００３７】
詳述すると、圧側作動時に、減衰力によってピストンロッド２がゆっくりシリンダ１に入るため、ピストンロッド２の侵入体積分の作動油がガスと共に圧側油室Ｒ２から連通路５ｃを通って弾性体９を収縮させながら弾性体室１２へと流入し、弾性体室１２に流入したガスがガス室１３へと流入する。一方、伸側作動時に、ピストンロッド２が速やかにシリンダ１から伸び出すため、ガス室１３にガスが残されたまま、作動油のみが弾性体室１２から連通路５ｃを通って圧側油室Ｒ２へと戻され、ガス室１３のガスは弾性体９を介して閉じ込められる。
【００３８】
こうしてシリンダ１内のガスがガス室１３に集まって伸側油室Ｒ１と圧側油室Ｒ２から抜けるため、オリフィス３ｃを通過する作動油の流れがガスに影響されることなく、所期の減衰特性が得られる。
【００３９】
アキュムレータ１１は、弾性体９が収装される弾性体室１２と、弾性体９によって仕切られるガス室１３とによって構成されるため、シリンダに摺接するフリーピストンを介してガス室を画成する従来構造等に比べて、構造の簡素化が図れる。
【００４０】
油圧緩衝器１０の組立時、シリンダ１内には所定量の作動油が充填された後、シリンダ１に栓体１５等が組み付けられてシリンダ１内に所定量のガスが封入されるため、油圧緩衝器１０の組立時にシリンダ１内からガスを抜く工程が不要になるとともに、シリンダ１内からあふれた作動油をふき取る工程が不要になり、生産性を高められる。
【００４１】
軸受部材５とシリンダ１の間に弾性体室１２およびガス室１３を画成する構造のため、アキュムレータ１１を設けるスペースを利用して軸受部材５を長くすることが可能となり、ピストンロッド２の支持剛性を十分に確保できる。
【００４２】
この結果、ピストンロッド２をピストン３に結合しない構造を設けることが可能となり、両者の組み付け誤差に起因した作動不良が回避されるとともに、ピストンロッド２やピストン３に高い加工精度が要求されず、ピストンロッド２を単純な円柱状に形成することが可能となり、生産性を高められる。
【００４３】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す油圧緩衝器の断面図。
【符号の説明】
１ シリンダ
２ ピストンロッド
３ ピストン
３ｃ オリフィス
５ 軸受部材
８ スプリング
９ 弾性体
１０ 油圧緩衝器
１１ アキュムレータ
１２ 弾性体室
１３ ガス室
１４ チェック弁
Ｒ１ 伸側油室
Ｒ２ 圧側油室

Claims (3)

1. シリンダにピストンロッドを挿入し、前記シリンダに対して前記ピストンロッドが侵入する体積分の作動油の出入を許容するアキュムレータを前記シリンダに形成した油室に連通した油圧緩衝器において、前記アキュムレータは独立気泡スポンジが収装される弾性体室と、前記独立気泡スポンジによって仕切られるガス室とを備え、前記ガス室を前記弾性体室を介して前記油室に連通させたことを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記シリンダに前記ピストンロッドを摺動可能に支持する軸受部材を介装し、前記軸受部材と前記シリンダの間に前記弾性体室および前記ガス室を画成し、円筒状の前記弾性体を前記軸受部材と前記シリンダの間に介装したことを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 前記シリンダから伸び出す前記ピストンロッドの先端に弾性材からなるブッシュを取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧緩衝器。

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