JP5798842B2

JP5798842B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP5798842B2
Application number: JP2011191193A
Authority: JP
Inventors: 馬場　友彦; 友彦馬場
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: JP2013053651A

Description

本発明は、緩衝器の改良に関する。

従来の緩衝器は、たとえば、内部に挿入されたピストンで区画されるピストン側室を備えたシリンダと、シリンダを覆ってこのシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、外筒の端部を閉塞するロアキャップと、シリンダの端部に嵌合されるとともにシリンダとロアキャップとで挟持されてピストン側室とリザーバとを仕切るバルブケースと、バルブケースに設けられてピストン側室からリザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるベースバルブとを備えて構成されるものがある。

バルブケースは、シリンダ端部に嵌合するとともにベースバルブを保持する円盤状のケース本体と、ケース本体の下端外周から垂下される筒状の脚部とを備えており、この緩衝器にあっては、脚部をロアキャップに当接させている。このように脚部をロアキャップに当接させてもリザーバとピストン側室との連通が断たれないように、脚部に脚部内とリザーバとを連通する多数の切欠が設けられている。

また、緩衝器を組み立てる際には、予め、外筒にロアキャップを溶接して取り付けた状態にしてから、シリンダ端にベースバルブを組み付けたバルブケースを嵌合してこれらをアッセンブリ化しておき、外筒内へシリンダとともにバルブケースを挿入するようにする。このような組み立て行程を採用する場合、外筒に対してシリンダを調心する必要があることから、ロアキャップの内周面をすり鉢状とする一方、バルブケースの脚部の下端面をロアキャップの内周面に倣うテーパ面としてある。このようにすることで、ロアキャップの内周面にバルブケースの脚部の下端面を押しつけると、バルブケースの脚部がロアキャップの内周面によって案内されて調心され、その結果、シリンダも外筒に対して調心されることになる（たとえば、特許文献１参照）。

このように調心された後は、外筒の上端開口部を加締めることで、シリンダの上端に嵌合されるロッドガイドを介してシリンダに軸力を作用させ、外筒内でシリンダおよびバルブケースが固定されることになる。

特開２００７−１５５０８０号公報

上記した緩衝器にあっては、外筒の上端対向部を加締めることによってシリンダに作用する軸力がバルブケースに設けた脚部に作用し、このため、上記脚部は、上記軸力によってロアキャップに押しつけられている。

そして、外筒に対するシリンダの調心を、バルブケースの脚部の下端面をテーパ面とし、ロアキャップの内周面をすり鉢状とすることで行っているため、脚部には、上記軸力の作用によって当該脚部を内側へ向けて折り曲げようとするモーメントが作用する。脚部は曲げに対して脆弱であるため、脚部がモーメントを受けて内側に折り曲げられて撓み、この撓みがケース本体にも伝播して、ケース本体も撓んでシリンダ内側へ凸となるように湾曲することになる。

ここで、バルブケースにおけるケース本体は、リザーバとピストン側室とを連通する圧側ポートと吸込ポートを備え、ケース本体のリザーバ側には圧側ポートを開閉する積層リーフバルブで構成したベースバルブが積層され、ケース本体のピストン室側には吸込ポートを開閉するチェックバルブが積層されている。

ケース本体が撓めば、これに積層されているベースバルブおよびチェックバルブもこれに倣って撓むため、ベースバルブおよびチェックバルブの開弁圧に影響し、また、ケース本体の撓み量をコントロールすることは困難であるから、緩衝器が設計通りの減衰力を発生できず、製品毎に減衰力がバラついてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、バルブケースを外筒に対して調心しつつも製品毎にバラツキの少ない、設計通りの減衰力を発生することができる緩衝器を提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明の課題解決手段は、シリンダと、当該シリンダを覆ってこのシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、当該外筒の端部を蓋するロアキャップと、上記シリンダの端部に嵌合されるとともに当該シリンダと上記ロアキャップとで挟持されて上記シリンダ内と上記リザーバとを仕切るバルブケースと、当該バルブケースに設けられて上記シリンダ内から上記リザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるベースバルブとを備えた緩衝器において、上記ロアキャップが周方向の交互に配置して設けた凹部と凸部を備え、上記ロアキャップの凸部は、上記シリンダ内側へ突出するとともに上記バルブケースに当接するテーパ面状或いは球面状の当接面を有し、上記ロアキャップの凹部は、上記バルブケースとの間に隙間を形成し、当該隙間を介してリザーバとシリンダ内とが連通し、上記ロアキャップの凸部と上記バルブケースとの当接部を、上記シリンダの端部を軸方向に投影した範囲内に収めたことを特徴とする。

このように、本発明の緩衝器では、ロアキャップに凹部と凸部とを設けて、凸部をバルブケースに当接させて、凹部でバルブケースとの間にリザーバとシリンダ内とを連通する通路として機能する隙間を形成するようにしたので、従来の緩衝器のようにバルブケースに曲げに脆弱な脚部を設ける必要がなくなる。バルブケースに曲げに脆弱な脚部を設ける必要がないので、本発明の緩衝器では、従来緩衝器のように、バルブケースにシリンダから作用する荷重により脚部に生じるモーメントの影響でバルブケースも大きく撓んでしまうといった事態が生じない。それゆえ、本発明の緩衝器では、バルブケースには、シリンダから受ける軸力によって撓みにくくなるため、バルブケースに積層されるベースバルブにバルブケース自体の撓みによる余計な撓みを生じさせず、ベースバルブの開弁圧が設計通りとなる。

また、ロアキャップの凸部がシリンダ内側へ突出するとともにバルブケースに当接するテーパ面状或いは球面状の当接面を有し、ロアキャップの凹部がバルブケースとの間に隙間を形成するので、調心機能を発揮しつつリザーバとシリンダ内とを連通する通路を設けることができる。

以上より、本発明の緩衝器によれば、バルブケースを外筒に対して調心しつつも、バルブケースに積層されるベースバルブの開弁圧を設計通りに設定することができ、設計通りの減衰力を発生でき、製品毎に減衰力がバラついてしまう問題を解消することができる。

一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。一実施の形態における緩衝器のボトム部の拡大縦断面図である。一実施の形態の一変形例における緩衝器のロアキャップの平面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１および図２に示すように、一実施の形態における緩衝器Ｄは、シリンダ１と、当該シリンダ１を覆ってこのシリンダ１との間にリザーバＲを形成する外筒２と、外筒２の端部を蓋するロアキャップ３と、シリンダ１の端部に嵌合されるとともにシリンダ１とロアキャップ３とで挟持されてシリンダ１内とリザーバＲとを仕切るバルブケース４と、バルブケース４に設けられてシリンダ１内からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与えるベースバルブ５とを備えて構成されている。

また、本実施の形態では、緩衝器Ｄは、図１に示すように、上記構成に加えて、シリンダ１内に摺動自在に挿入されてシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン６と、一端がピストン６に連結されてシリンダ１内に移動自在に挿入されるピストンロッド７と、シリンダ１と外筒２の図１中上端を閉塞するとともにピストンロッド７を摺動自在に軸支するロッドガイド８とを備えている。そして、シリンダ１、バルブケース４およびロッドガイド８は、この例では、外筒２の上端開口部を加締めることで、外筒２の加締部２ａとロアキャップ３とで挟持されて外筒２内に位置決めされつつ収容されている。さらに、シリンダ１内の伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２には、作動油等の液体が充填され、リザーバＲ内には、液体と気体とが充填されている。なお、上記の液体としては、作動油のほか水や水溶液等を用いてもよい。また、リザーバＲ内に充填される気体は、液体を作動油とする場合、液体の性状を変化させにくい窒素等の不活性ガスとされるとよい。

また、上記ピストン６には、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路１１と、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容するピストン通路１２とが設けられている。

バルブケース４には、圧側ポート１３と吸込ポート１４が設けられている。この圧側ポート１３は、バルブケース４の図１中下端となる反シリンダ側端に積層される環状のベースバルブ５によって開閉されるようになっていて、シリンダ１内からリザーバＲへ向かう流体の流れのみを許容するようになっている。また、吸込ポート１４は、バルブケース４の図１中上端となるシリンダ側端に積層される環状のチェック弁１６によって開閉されるようになっていて、リザーバＲからシリンダ１内へ向かう流体の流れのみを許容するようになっている。

したがって、この緩衝器Ｄがシリンダ１に対してピストン６が図１中上方へ移動する伸長作動を呈する場合には、液体が圧縮される伸側室Ｒ１から拡大される圧側室Ｒ２へ伸側減衰通路１１を介して移動する。この液体の流れに伸側減衰通路１１が抵抗を与えるので、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに差圧が生じて、緩衝器Ｄは伸長を妨げる伸側減衰力を発揮する。なお、緩衝器Ｄの伸長作動時には、ピストンロッド７がシリンダ１から退出する体積分の液体がシリンダ１内で不足するので、チェック弁１６が開いて不足分の液体が吸込ポート１４を介してシリンダ１内に供給される。

反対に、緩衝器Ｄがシリンダ１に対してピストン２が図１中下方へ移動する収縮作動を呈する場合には、液体が圧縮される圧側室Ｒ２から拡大される伸側室Ｒ１へピストン通路１２を介して移動する。さらに、ピストンロッド７がシリンダ１内へ侵入する体積分の液体がシリンダ１内で過剰となるので、この過剰分の液体がベースバルブ１５を開いて圧側ポート１３を介してリザーバＲへ排出される。そして、液体がベースバルブ１５を通過する際に抵抗が与えられて、シリンダ１内の圧力が上昇して、緩衝器Ｄは収縮を妨げる圧側減衰力を発揮する。

バルブケース４は、図１および図２に示すように、円盤状とされており、シリンダ１の図１中下端内周に嵌合する小径嵌合部１７と、小径嵌合部１７より外径が大径であってシリンダ１とロアキャップ３との間に挟持される大径挟持部１８とを備えている。なお、大径挟持部１８の図１中下端外周は、テーパ状に面取が施されており、面取部２３が設けられている。

また、バルブケース４は、シリンダ側端となる小径嵌合部１７における図１中上端から反シリンダ側端となる大径挟持部１８における図１中下端に抜ける圧側ポート１３および吸込ポート１４と、ベースバルブ５およびチェック弁１６とをバルブケース３へ固定するガイドロッド１９が挿通される挿通孔２０とを備えている。

なお、この実施の形態の場合、圧側ポート１３は、バルブケース４に同一円周上に複数設けられており、吸込ポート１４についても同様にバルブケース４に圧側ポート１３が設けられる円周より大径な円の円周上に複数設けられているが、これらポートのそれぞれの設置数は任意であり単数であってもよい。

そして、バルブケース４のシリンダ側端である図１中上端には、吸込ポート１４の出口端を開閉する環状のチェック弁１６が積層され、反シリンダ側端である図１中下端には、圧側ポート１３の出口端を開閉する環状のベースバルブ５が積層される。また、これらベースバルブ５およびチェック弁１６は、バルブケース４の挿通孔２０に挿入されるガイドロッド１９の外周に組みつけられて、バルブケース４に保持される。具体的には、ガイドロッド１９は、挿通孔２０に挿入される軸部１９ａと、軸部１９ａの基端に設けた鍔部１９ｂと、軸部１９ａの先端に設けた螺子部１９ｃとで構成されている。そして、このガイドロッド１９の螺子部１９ｃには、ナット２１が螺着される。こうすることで、ガイドロッド１９の軸部１９ａの外周に装着されたベースバルブ５およびチェック弁１６は、内周側が鍔部１９ｂとナット２１とで挟持され、外周側の撓みが許容されてバルブケース４に固定される。

以上のようにバルブケース４に固定されたベースバルブ５は、緩衝器Ｄの収縮作動によって上昇する圧側室Ｒ２の圧力を受けて撓んで、圧側ポート１３を開放して圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう液体の流れを許容しつつ、当該流れに抵抗を与えるが、反対向きの流れを阻止する。他方のチェック弁１６は、緩衝器Ｄの伸長作動によって圧側室Ｒ２が減圧されると撓んで吸込ポート１４を開放し、リザーバＲから圧側室Ｒ２への液体の流れを許容するが、反対向きの流れを阻止する。チェック弁１６は、透孔を備える等して、圧側ポート１３の圧側室側の開口端を閉塞しないように配慮される。ベースバルブ５の外径は、吸込ポート１４を閉塞しない外径に設定されていて、吸込ポート１４に影響を与えないようになっている。このように、ベースバルブ５とチェック弁１６は、バルブケース４に設ける圧側ポート１３と吸込ポート１４の配置や構造によって、共に自身が開閉しないポートに影響を与えないように配慮される。また、ベースバルブ５は、この場合、複数の環状板を重ねて構成されているが、環状板の枚数については、緩衝器Ｄに要求される圧側減衰力の特性に応じて決定される。

つづいて、ロアキャップ３は、外筒２の下端を蓋して閉塞する。具体的には、外筒２の図１中下端に皿状のロアキャップ３の外周を嵌合し、これらの嵌合部を溶接することでロアキャップ３が外筒２に一体化される。なお、ロアキャップ３は、外筒２と別部品とされているが、外筒２の下端に底を設ける加工を行って当該底をロアキャップとして機能させるようにしてもよく、これらは一部品として形成されてもよい。

そして、ロアキャップ３は、この場合、図１および図２に示すように、凹部３ａおよび凸部３ｂを備えている。詳しくは、凹部３ａと凸部３ｂとは、ロアキャップ３の周方向に交互に配置して設けられており、この場合、それぞれ三つずつ設けられている。そして、凹部３ａと凸部３ｂとは、共に、少なくとも、バルブケース４の反シリンダ側端となる大径挟持部１８の下端となる反シリンダ端の外周にその軸線方向となる図１中上下方向で対向するように設けられている。そして、凸部３ｂは、シリンダ１側へ突出していて、当該凸部３ｂのみがバルブケース４の大径挟持部１８の反シリンダ端の外周に当接し、他方の凹部３ａはバルブケース４に当接せずに、バルブケース４との間に隙間Ｓが形成されるようになっている。また、凸部３ｂのバルブケース４への当接面Ｔは、図２に示したところでは、内周側ほどバルブケース４から軸方向に遠ざかるような傾斜を持つテーパ面とされている。したがって、バルブケース４の大径挟持部１８の下端外周をロアキャップ３の凸部３ｂへ当接させつつ、バルブケース４へ軸方向の荷重を与えると、バルブケース４は、凸部３ｂのテーパ面に倣って調心されるようになっている。なお、凸部３ｂのバルブケース４との当接面Ｔをテーパ面状とするほか、球面状とされても同様にバルブケース４の調心機能を発揮することができる。なお、凹部３ａと凸部３ｂは、少なくともそれぞれ一つ以上設けられていればよいが、上記した調心機能の発揮を期待するのであれば、それぞれ三つ以上とするとよい。また、凹部３ａと凸部３ｂの周方向幅は、図示したところでは、共に同じに設定しているが、任意に設定することができる。ロアキャップ３は、たとえば、プレス成型や鍛造その他の加工によって製造することができる。

そして、バルブケース４を外筒２へ組み付けるには、シリンダ１の図１中下端に小径嵌合部１７を嵌合し、シリンダ１とともに外筒２内へ挿入し、大径挟持部１８を外筒２の下端を閉塞するロアキャップ３の凸部３ｂに当接させる。その際、上記したように、シリンダ１を介してバルブケース４をロアキャップ３の凸部３ｂへ押しつけると、上記したようにバルブケース４がロアキャップ３によって調心され、シリンダ１およびバルブケース４は、外筒２に調心される。なお、バルブケース４の大径挟持部１８の下端外周に面取部２３を設けており、当該面取部２３が凸部３ｂにおけるバルブケース４への当接面Ｔであるテーパ面状の上端面に当接されるため、バルブケース４をロアキャップ３へ押しつけるとバルブケース４は、滑らかに当接面Ｔ上を滑って調心されるので、シリンダ１を外筒２に対して確実かつ円滑に調心することができる。外筒２内にシリンダ１とバルブケース４を収容した後、ロッドガイド８を外筒２とシリンダ１に嵌合するとともに、シール部材２２を積層し、外筒２の外周を加締めることで、当該加締めによる軸力がシール部材２２、ロッドガイド８、シリンダ１およびバルブケース４に作用し、外筒２にこれら部品が強固に固定される。なお、上記したシリンダ１およびバルブケース４の固定方法は一例であって、外筒２の管端を加締める他、外筒２の上端内周に螺着される外周に螺子部を持つナットによってもよいし、他の方法を採用してもよい。

このように、バルブケース４がシリンダ１とともに外筒２に固定されることで、バルブケース４は、シリンダ１内とシリンダ１と外筒２との間に形成されるリザーバＲとを仕切ることとなるが、上記したようにバルブケース４とロアキャップ３との間には凹部３ａを設けることで隙間Ｓが形成され、この隙間ＳがリザーバＲとシリンダ１内の圧側室Ｒ２とを連通する通路として機能する。そのため、この緩衝器Ｄにあっては、従来の緩衝器のバルブケースのように、バルブケースの下端に通路として機能する切欠を備えた筒状の脚部を設ける必要がなくなるのである。

つまり、本発明の緩衝器Ｄによれば、ロアキャップ３に凹部３ａと凸部３ｂとを設けて、凸部３ｂをバルブケース４に当接させて、凹部３ａでバルブケース４との間にリザーバＲとシリンダ１内とを連通する通路として機能する隙間Ｓを形成するようにしたので、従来の緩衝器のようにバルブケースに曲げに脆弱な脚部を設ける必要がなくなる。バルブケース４に曲げに脆弱な脚部を設ける必要がないので、本発明の緩衝器Ｄでは、従来緩衝器のように、バルブケースにシリンダから作用する荷重により脚部に生じるモーメントの影響でバルブケースも大きく撓んでしまうといった事態が生じない。それゆえ、本発明の緩衝器Ｄでは、バルブケース４には、シリンダ１から受ける軸力によって撓みにくくなるため、バルブケース４に積層されるベースバルブ５やチェック弁１６にバルブケース４自体の撓みによる余計な撓みを生じさせず、これらの開弁圧が設計通りとなる。

また、ロアキャップ３が周方向の交互に配置されるように設けた凹部３ａと凸部３ｂを備え、ロアキャップ３の凸部３ｂがシリンダ１内側へ突出するとともにバルブケース４に当接するテーパ面状或いは球面状の当接面Ｔを有し、ロアキャップ３の凹部３ｂがバルブケース４との間に隙間Ｓを形成するので、調心機能を発揮しつつリザーバＲとシリンダ１内とを連通する通路を設けることができる。

したがって、本発明の緩衝器Ｄによれば、バルブケースを外筒に対して調心しつつも、バルブケース４に積層されるベースバルブ５やチェック弁１６の開弁圧を設計通りに設定することができ、設計通りの減衰力を発生でき、そのため、製品毎に減衰力がバラついてしまう問題を解消することができるのである。

また、本発明の緩衝器Ｄにあっては、シリンダ１とロアキャップ３のみでバルブケース４を所定位置へ固定でき、バルブケースをシリンダの途中に固定的に取り付けたり、シリンダ１内の途中にバルブケースを設けるために筒状のスペーサを設けたりする必要もないので、組み付け性と経済性の点で非常に有利となる。

さらに、バルブケース４が、円盤状であって、シリンダ１に嵌合される小径嵌合部１７と、小径嵌合部１７より外径が大径であってシリンダ１とロアキャップ３との間に挟持される大径挟持部１８とを備え、大径挟持部１８の外周をロアキャップ３の凸部３ｂへ当接させることで、バルブケース４の形状を単純化しつつロアキャップ３の凸部３ｂで調心させることができる。

また、図３に示すように、凸部３ｂとバルブケース４との当接部Ｔは、シリンダ１の端部を軸方向に投影した範囲内（斜線範囲）に収まるようにしておくと、シリンダ１からの軸力の作用によるモーメントを減少させることができる。つまり、バルブケース４の大径挟持部１８を挟持するシリンダ１とロアキャップ３の凸部３ｂから大径挟持部１８に与える荷重の作用線のずれが小さくなるので、作用線のずれによるモーメントを減少させることができる。よって、凸部３ｂとバルブケース４との当接部Ｔは、シリンダ１の端部を軸方向に投影した範囲内（斜線範囲）に収まるようにしておくことによって、従来緩衝器に比較して、脆弱な脚部をなくすることでバルブケース４自体の撓み減少させるという効果に加えて、作用線のずれによるモーメントを減少させることができ、よりバルブケース４の撓みを抑制でき、減衰力のバラつき低減効果がより高くなる。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

１シリンダ
２外筒
３ロアキャップ
３ａ凹部
３ｂ凸部
４バルブケース
５ベースバルブ
１７小径嵌合部
１８大径挟持部
Ｄ緩衝器
Ｒリザーバ
Ｓ隙間
Ｔ当接面

Claims

シリンダと、
当該シリンダを覆ってこのシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、
当該外筒の端部を蓋するロアキャップと、
上記シリンダの端部に嵌合されるとともに当該シリンダと上記ロアキャップとで挟持されて上記シリンダ内と上記リザーバとを仕切るバルブケースと、
当該バルブケースに設けられて上記シリンダ内から上記リザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるベースバルブとを備えた緩衝器において、
上記ロアキャップが周方向の交互に配置して設けた凹部と凸部を備え、
上記ロアキャップの凸部は、上記シリンダ内側へ突出するとともに上記バルブケースに当接するテーパ面状或いは球面状の当接面を有し、
上記ロアキャップの凹部は、上記バルブケースとの間に隙間を形成し、当該隙間を介してリザーバとシリンダ内とが連通し、
上記ロアキャップの凸部と上記バルブケースとの当接部を、上記シリンダの端部を軸方向に投影した範囲内に収めたことを特徴とする緩衝器。
上記バルブケースは、円盤状であって、上記シリンダに嵌合される小径嵌合部と、上記小径嵌合部より外径が大径であって上記シリンダと上記ロアキャップとの間に挟持される大径挟持部とを備え、当該大径挟持部の反シリンダ端外周を上記凸部へ当接させたことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
上記大径挟持部の上記凸部へ当接する外縁を面取したことを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。