JP4028952B2 - 油圧緩衝器 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。
- 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。
- 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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