JP7431685B2

JP7431685B2 - 緩衝器

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Publication number: JP7431685B2
Application number: JP2020115277A
Authority: JP
Inventors: 裕泰佐々木; 貴之小川
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: JP2022013015A; CN113883208A

Description

本発明は、緩衝器に関する。

緩衝器は、たとえば、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにピストンロッドに連結されるピストンと、ピストンでシリンダ内に区画されるとともに作動油が充填される伸側室と圧側室と、シリンダの外周を覆ってシリンダとの間に作動油を貯留するリザーバを形成する外筒と、伸側室からリザーバへ向かう作動油の流れのみを許容して通過する作動油の流れに抵抗を与える減衰通路と、ピストンに設けられて圧側室から伸側室へ向かう作動油の流れのみを許容する整流通路と、リザーバから圧側室へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込通路とを備えている。

このように構成された緩衝器は、整流通路と吸込通路にチェックバルブを備えており、これらのチェックバルブによって伸縮作動時に作動油がリザーバ、圧側室、伸側室を順番に巡ってリザーバへ到達するユニフロー型に設定されている。そして、緩衝器は、伸縮作動時にシリンダ内からリザーバへ排出される作動油の流れに減衰通路にて抵抗を与えて、伸縮を妨げる減衰力を発生する。

ピストンに設けられたチェックバルブは、ピストンの整流通路の出口端を取り囲む弁座に離着座する環状弁体と、環状弁体をピストンへ向けて付勢するばねとを備えており、圧側室からの圧力を受けてピストンから環状弁体の全体が離間すると整流通路を開放する。

チェックバルブにおける環状弁体は、緩衝器の伸縮によってピストンに対して離間と接触を繰り返すため、弾性限および耐疲労限に優れる焼き入れした高炭素鋼等で形成される。他方、環状弁体が繰り返し衝突するピストンは、成型性および耐摩耗性の観点から炭素量が２．１４％から６．６７％の鋳鉄で形成される。

このようにピストンを鋳鉄で形成すると、環状弁体の繰り返しの衝突に対してもピストンの摩耗が少なく、緩衝器は、長期間に亘って機能を維持発揮できる。

特開２０１５－２２４７８０号公報

緩衝器は、たとえば、鉄道車両や構造物を制振対象として、鉄道車両の車体と台車との間や隣り合う鉄道車両同士の車体間、弾性支承される構造物と地盤との間や構造物の柱梁間等に設置されて制振対象の振動を減衰する目的で使用される。

緩衝器の制振対象が前述したように鉄道車両や構造物といった重量物であると、緩衝器には制振対象の振動を抑制するために大きな減衰力の発生が要望される。このような要望を満たすべく緩衝器の減衰力を大きくするには、伸側室の圧力と圧側室の圧力との差を大きくすればよいが、そうすると、シリンダ内の高圧化によってピストンに大きな圧力が作用する。

前述したようにピストンは、鋳鉄で形成されているが、鋳鉄は耐摩耗性に優れているものの強度は低く、高圧の作用に耐えられない可能性がある。また、シリンダ内が高圧となるのは緩衝器が高速で伸縮する場合であり、ピストンに設けられた通路でより多くの作動油の通過を許容したいが、前述のようにピストンが鋳鉄で形成されているため、通路断面積を大きくすると強度低下してしまうので、通路断面積の大きく確保するのも難しい。よって、従来の緩衝器には、シリンダ内の高圧化による高減衰力の発生が難しいといった問題がある。

そこで、本発明は、シリンダ内の高圧化に耐えて高減衰力の発生を可能とする緩衝器の提供を目的としている。

前記した課題を解決するために、本発明の緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドと、シリンダ内に挿入されてシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するとともに伸側室と圧側室とを連通する通路を有するピストンと、通路を開閉するバルブとを備え、ピストンは、軸方向に分割されてバルブの弁体が離着座する第１ピストン分割体と、軸方向に分割されて第１ピストン分割体に対向する第２ピストン分割体とを有し、第２ピストン分割体は、第１ピストン分割体より高強度の材料で形成されている。

このように構成された緩衝器では、シリンダ内を高圧化しても強度面で劣る第１ピストン分割体の変形を強度面で優れる第２ピストン分割体で支持でき、通路の流路面積を大きくすることができる。

また、バルブの弁体が第１ピストン分割体より高い強度を持つ材料で形成されてもよい。このように構成された緩衝器によれば、シリンダ内の高圧化に対して弁体の変形も阻止できる。

さらに、第１ピストン分割体を鋳鉄で形成し、バルブの弁体をばね鋼で形成してもよい。このように構成された緩衝器によれば、第１ピストン分割体の摩耗による劣化を低減できるとともに弁体の変形や疲労といった劣化を低減できる。

さらに、第１ピストン分割体が反分割面側から分割面側へ通じる第１ポートを備え、第２ピストン分割体が反分割面側から分割面側へ通じる第２ポートを備え、第１ピストン分割体と第２ピストン分割体の一方の分割面側に周方向に沿って形成される第１ポートと第２ポートとの双方に連通する環状の開口溝を備えてもよい。このように構成された緩衝器によれば、第１ピストン分割体と第２ピストン分割体とを重ねる際に周方向にて位置合わせしなくとも第１ポートと第２ポートとが開口溝を通じて連通されるので、ピストンに通路を設ける場合に緩衝器の組み立てが容易となる。

また、緩衝器は、流体を貯留するリザーバと、伸側室とリザーバとを連通する排出通路と、排出通路に設けられて伸側室からリザーバへ向かう流体の流れのみを許容するとともに流体の流れに抵抗を与える減衰バルブと、リザーバと圧側室とを連通する吸込通路と、吸込通路に設けられてリザーバから圧側室へ向かう流体の流れにのみを許容する吸込チェックバルブとを備え、バルブは、通路を流体が圧側室から伸側室へ向かう方向へ流れのみを許容するチェックバルブとされてもよい。このように構成された緩衝器によれば、ユニフロー型に設定される緩衝器の実用性を向上できる。

以上より、本発明の緩衝器によれば、シリンダ内の高圧化に耐えて高減衰力を発生できる。

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ピストン部分の拡大断面図である。一実施の形態における緩衝器の第２ピストン分割体の平面図である。

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、シリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２と、シリンダ１内に挿入されてシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するとともに伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路３ａを有するピストン３と、通路３ａを開閉するバルブＶとを備えている。そして、この緩衝器Ｄの場合、たとえば、図示しない鉄道車両における車体と台車との間に介装されて使用され、車体および台車の振動を抑制する。

以下、緩衝器Ｄの各部について詳細に説明する。図１に示すように、シリンダ１の図１中左端には、環状のロッドガイド１０が嵌合されており、シリンダ１の図１中右端はバルブケース１１で閉塞されている。また、シリンダ１は、バルブケース１１とともに図１中右端がボトムキャップ１３で閉塞された外筒１２内に収容されている。シリンダ１と外筒１２との間には、環状であって作動油等の流体が気体とともに貯留されるリザーバＲが形成されている。

外筒１２の図１中左端の開口部は、外筒１２に取り付けられるロッドガイド１０によって閉塞されている。そして、シリンダ１とバルブケース１１とは、外筒１２に固定されるロッドガイド１０とボトムキャップ１３とで挟持されて外筒１２内に収容されるとともに外筒１２に対して固定されている。

ロッド２は、ロッドガイド１０内に摺動自在に挿通されてシリンダ１内に挿入されており、ロッドガイド１０によって軸方向への移動が案内される。ロッド２は、図１中右端となる先端に外径が小径であって外周にピストン３が装着される小径部２ａと、小径部２ａの先端外周に設けられた螺子部２ｂと、小径部２ａと小径部２ａより図１中左方側との境に形成される第１段部２ｃ（図２参照）と、第１段部２ｃよりも図１中左方側に設けられる第２段部２ｄ（図２参照）および第３段部２ｅ（図２参照）とを備えている。このように、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、ロッド２は、先端側にて外径が３段階に小径となる形状となっている。

ピストン３は、環状であってロッド２の小径部２ａに装着されてシリンダ１内に移動自在に挿入されており、シリンダ１内を作動油等の流体が充填される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画している。なお、流体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体の使用もできる。また、流体を液体に代えて気体としてもよい。

ピストン３は、本実施の形態では、軸方向に分割される第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを備えて構成されている。第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とは、ともに環状であって、軸方向に重ねると一体となってピストン３を形成する。

第１ピストン分割体３１は、ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄、白鋳鉄等といった鋳鉄を材料として形成されている。鋳鉄は、炭素を２．１４から６．６７％、ケイ素を約１から３％の範囲で含む鉄の三元合金であって耐摩耗性に優れる特徴を持っている。第１ピストン分割体３１は、円環状であって、図２中右端側となる分割面Ａ１側の外周に周方向に沿って形成されて第２ピストン分割体３２の図２中左端となる分割面Ａ２側端に対向する環状凹部３１ａと、図２中左端となる反分割面Ｂ１側端に周方向に沿って形成される環状の溝３１ｂと、反分割面Ｂ１側端から軸方向に突出して溝３１ｂを取り囲む環状弁座３１ｃと、分割面Ａ１に開口して溝３１ｂに通じる複数の第１ポート３１ｄとを備えている。

第２ピストン分割体３２は、炭素を０．０２から２．１４％の範囲で含む炭素鋼を材料として形成されている。炭素鋼は、高い強度を持っており、第２ピストン分割体３２は、第１ピストン分割体３１よりも高い強度を備えている。そして、第２ピストン分割体３２は、図２および図３に示すように、円環状であって、外周に周方向に沿って形成される環状溝３２ａと、図２中左端となる分割面Ａ２側端に周方向に沿って形成される環状の溝で形成される開口溝３２ｂと、反分割面Ｂ２に開口して開口溝３２ｂに通じる複数の第２ポート３２ｃとを備えており、内周に符示しない螺子溝を有してロッド２の螺子部２ｂに螺着されている。

第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とは、ともに外径が同一であって、また、ロッド２の小径部２ａの外周に装着可能な内径を備えている。そして、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２との中心を合わせて第２ピストン分割体３２に第１ピストン分割体３１を軸方向に重ねると、第１ピストン分割体３１の各第１ポート３１ｄと第２ピストン分割体３２の開口溝３２ｂとは、互いに対向するように配置されている。

このように構成された第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とは、互いに分割面Ａ１，Ａ２同士を対向させて軸方向に重ねられて使用される。そして、第１ピストン分割体３１の内周にロッド２の小径部２ａを挿入した後、第２ピストン分割体３２をロッド２の小径部２ａの外周に形成された螺子部２ｂに螺着する。すると、第１ピストン分割体３１がロッド２の第１段部２ｃと第２ピストン分割体３２とで挟持されてロッド２に固定される。さらに、第２ピストン分割体３２よりも螺子部２ｂの先端側には、ピストンナット１５が螺着される。このように、ピストンナット１５をロッド２の螺子部２ｂに螺着すると、第２ピストン分割体３２とピストンナット１５とでダブルナットを構成して、第２ピストン分割体３２の弛みが防止されて、ロッド２からのピストン３の脱落が防止される。なお、第２ピストン分割体３２の内周に螺子溝を設けずにピストンナット１５のみによって、ピストン３をロッド２に固定するようにしてもよい。このようにロッド２に固定された第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とは、ロッド２の小径部２ａの外周にて一体的に保持され、協働してピストン３として機能する。

また、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とが重ねられると第１ポート３１ｄと開口溝３２ｂとが対向して、第１ポート３１ｄと第２ポート３２ｃとは、互いに連通されて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路３ａを形成する。なお、第１ポート３１ｄと第２ポート３２ｃの設置数は、任意に設定できる。

さらに、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とが重ねられると、第１ピストン分割体３１の外周に設けられた環状凹部３１ａは、第２ピストン分割体３２の分割面Ａ２に対向して、ピストン３の外周を取り囲む環状溝を形成する。

この環状凹部３１ａで形成される環状溝内には、円環状であってシリンダ１とピストン３との間をシールするシール部材４が収容される。シール部材４は、シリンダ１の内周面に摺接するシールリング４ａと、シールリング４ａの内周側に配置されるＯリング４ｂとを備えて構成されている。

シールリング４ａは、合成樹脂製であって、シリンダ１の内周面に摺接しており、シリンダ１との間を作動油が通過するのを阻止するとともに、ピストン３の滑らかな移動を妨げないよう自己潤滑性を備えている。また、Ｏリング４ｂは、シールリング４ａの内周面とピストン３の環状凹部３１ａの底面とに密着してシールリング４ａとピストン３との間を閉鎖して環状凹部３１ａ内を作動油が通過するのを阻止する。このように、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、シール部材４は、シールリング４ａとＯリング４ｂとで構成されているが、単一部品で構成されるものであってもよい。

シール部材４をピストン３の外周に装着するには、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを重ねて一体化する前に、第１ピストン分割体３１の分割面Ａ１側から環状凹部３１ａ内にシール部材４を収容すればよい。環状凹部３１ａは、第１ピストン分割体３１の分割面Ａ１側が開放されているので、環状凹部３１ａへのシール部材４を装着にはシール部材４を拡径させる必要はなく、何らシール部材４へ負荷をかけずに環状凹部３１ａへシール部材４を装着できる。

このように、第１ピストン分割体３１へシール部材４を組み付けした後、第１ピストン分割体３１を第２ピストン分割体３２へ重ねれば、ピストン３を形成できる。

なお、第２ピストン分割体３２の外周に設けられた環状溝３２ａ内には、シリンダ１の内周に摺接してピストン３の軸方向の移動を案内する環状のピストンリング５が装着される。

このように構成されたピストン３は、前述した通り、ロッド２の小径部２ａの外周に装着される。具体的には、ロッド２の先端には、コイルばね１６、環状板で形成された弁体としての環状弁体１７およびピストン３が順に組み付けられる。ピストン３は、前述した通り、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とが互いの分割面Ａ１，Ａ２同士を密着させた状態でロッド２の小径部２ａの外周に固定される。

また、環状弁体１７は、高炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼等といったばね鋼を材料として形成されている。ばね鋼は、弾性限および耐疲労限に優れる特徴を持っている。環状弁体１７は、環状であって外径が第１ピストン分割体３１の環状弁座３１ｃよりも大径とされており、ロッド２の第１段部２ｃと第２段部２ｄとの間の外周に軸方向移動自在に嵌合されている。そして、環状弁体１７は、ピストン３に対して軸方向で遠近可能であって、ピストン３に当接して環状弁座３１ｃに着座した状態では通路３ａを閉塞し、ピストン３から離間すると通路３ａを開放する。環状弁体１７は、第２段部２ｄに当接すると、それ以上は、図１中左方への移動が規制され、ピストン３から最大に離間するリフト量が第２段部２ｄの設置位置によって設定されている。コイルばね１６は、第３段部２ｅと環状弁体１７との間に介装されており、環状弁体１７をピストン３に当接させるように付勢している。

よって、本実施の緩衝器Ｄでは、第１ピストン分割体３１の環状弁座３１ｃに離着座する弁体としての環状弁体１７とコイルばね１６とは、通路３ａを開閉するバルブＶを構成している。バルブＶは、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、環状弁体１７を環状弁座３１ｃから離間させて通路３ａを開放することで圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容し、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう方向の作動油の流れに対しては環状弁体１７を環状弁座３１ｃに着座させて通路３ａを閉塞するチェックバルブを構成している。

つづいて、ロッドガイド１０には、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する排出通路１０ａが設けられている。排出通路１０ａには、伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう作動油の流れのみを許容しつつ通過する作動油の流れに抵抗を与えるとともに、その逆向きの流れを阻止する減衰バルブ１０ｂが設けられており、排出通路１０ａは、伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。

また、バルブケース１１には、リザーバＲと圧側室Ｒ２を連通する吸込通路１１ａが設けられている。吸込通路１１ａには、リザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容して、その逆向きの流れを阻止する吸込チェックバルブ１１ｂが設けられており、吸込通路１１ａは、リザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。

緩衝器Ｄは、以上のように構成され、以下に、緩衝器Ｄの作動について説明する。まず、シリンダ１に対してロッド２が図１中左方へ移動して緩衝器Ｄが伸長作動する場合の作動について説明する。緩衝器Ｄが伸長作動すると、ピストン３がシリンダ１に対して図１中左方へ移動するので、伸側室Ｒ１が圧縮され圧側室Ｒ２が拡大される。

この場合、環状弁体１７が環状弁座３１ｃに着座してピストン３に設けられている通路３ａが閉塞されるため、伸側室Ｒ１内の作動油は、排出通路１０ａの減衰バルブ１０ｂを通過してリザーバＲへ排出される。このような作動油の移動に対して減衰バルブ１０ｂによって抵抗が与えられるため、伸側室Ｒ１内の圧力は、上昇してリザーバＲ内の圧力よりも高くなる。また、圧側室Ｒ２は、ピストン３の移動によって容積が拡大して作動油が不足するが、この不足分の作動油は、吸込チェックバルブ１１ｂが開弁して吸込通路１１ａを介してリザーバＲから圧側室Ｒ２に供給される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力は、ほぼリザーバＲ内の圧力と等しくなる。

このように緩衝器Ｄの伸長作動時には、ピストン３の伸側室Ｒ１側面に作用する伸側室Ｒ１の圧力がピストン３の圧側室Ｒ２側面に作用する圧側室Ｒ２内の圧力よりも高くなって、緩衝器Ｄは、伸長作動を妨げる伸側減衰力を発生する。また、シリンダ１内からロッド２が退出する体積分の作動油は、リザーバＲから圧側室Ｒ２に供給されて、シリンダ１内から退出するロッド２の体積補償がなされる。

つづいて、シリンダ１に対してロッド２が図１中右方へ移動して緩衝器Ｄが収縮作動する場合の作動について説明する。緩衝器Ｄが収縮作動すると、ピストン３がシリンダ１に対して図１中右方へ移動するので、圧側室Ｒ２が圧縮されるとともに伸側室Ｒ１が拡大される。

この場合、環状弁体１７が環状弁座３１ｃから離間してピストン３に設けられている通路３ａを開放するとともに、吸込チェックバルブ１１ｂが閉じて吸込通路１１ａを遮断するため、圧側室Ｒ２内の作動油は、通路３ａを通過して伸側室Ｒ１へ移動する。また、緩衝器Ｄの収縮作動時には、シリンダ１内にロッド２が侵入するため、シリンダ１内でロッド２がシリンダ１内に侵入する体積分の作動油が過剰となる。このシリンダ１内で過剰となる作動油は、排出通路１０ａの減衰バルブ１０ｂを通過してリザーバＲへ排出される。このような作動油の移動に対して減衰バルブ１０ｂによって抵抗が与えられるため、伸側室Ｒ１内の圧力は、上昇してリザーバＲ内の圧力よりも高くなる。また、圧側室Ｒ２は、通路３ａによって伸側室Ｒ１に連通された状態となるので、圧側室Ｒ２内の圧力と伸側室Ｒ１内の圧力とはほぼ等しくなる。

このように緩衝器Ｄの収縮作動時には、ピストン３の伸側室Ｒ１側面に作用する伸側室Ｒ１の圧力とピストン３の圧側室Ｒ２側面に作用する圧側室Ｒ２内の圧力とがほぼ等しくなるが、ピストン３の伸側室Ｒ１内の圧力を受ける受圧面積よりも圧側室Ｒ２内の圧力を受ける受圧面積の方が大きいため、緩衝器Ｄ、収縮作動を妨げる圧側減衰力を発生する。また、シリンダ１内へロッド２が侵入する体積分の作動油は、シリンダ１内からリザーバＲへ排出されて、シリンダ１内へ侵入するロッド２の体積補償がなされる。このように、緩衝器Ｄは、伸縮作動を呈すると減衰力を発生して、制振対象の振動を減衰させる。

また、緩衝器Ｄの伸長時には、バルブＶにおける環状弁体１７がピストン３における第１ピストン分割体３１に設けられた環状弁座３１ｃに当接して通路３ａを遮断し、緩衝器Ｄの収縮時には、バルブＶにおける環状弁体１７がピストン３から離間して通路３ａを開放する。このように、緩衝器Ｄが伸縮を繰り返すと、環状弁体１７が第１ピストン分割体３１に衝突を繰り返す。環状弁体１７が当接する第１ピストン分割体３１に求められるのは耐摩耗性であり、耐摩耗性に優れる材料は強度面で不利な場合があって、従来の緩衝器のようにピストンの全部を耐摩耗性に優れる材料で形成して高減衰力を発生させるべく緩衝器の伸縮時にシリンダ１内を高圧にして使用すると、ピストンの強度が不足する場合がある。

ところが、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、ピストン３は、軸方向に分割される第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを備えており、環状弁体１７が衝突する第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とが異なる材料で形成されており、第１ピストン分割体３１より第２ピストン分割体３２の方が高い強度を持っている。よって、緩衝器Ｄの伸縮作動時においてシリンダ１内を従来よりも高圧にしても大きな軸方向の力がピストン３に作用しても、強度の高い第２ピストン分割体３２が強度面で劣る第１ピストン分割体３１を軸方向で支持するので、第１ピストン分割体３１の変形を阻止できる。また、強度面で劣る第１ピストン分割体３１の変形を強度面で優れる第２ピストン分割体３２で支持できるので、緩衝器Ｄが高速で伸縮する用途で使用するために通路３ａの流路面積を大きくしても第１ピストン分割体３１の変形を阻止できる。

このように、本実施の形態の緩衝器Ｄは、シリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２と、シリンダ１内に挿入されてシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するとともに伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路３ａを有するピストン３と、通路３ａを開閉するバルブＶとを備え、ピストン３は、軸方向に分割されてバルブＶの環状弁体(弁体)１７が離着座する第１ピストン分割体３１と、第１ピストン分割体３１に軸方向で対向する第２ピストン分割体３２とを有し、第２ピストン分割体３２は、第１ピストン分割体３１より高強度の材料で形成されている。

このように構成された緩衝器Ｄでは、前述したとおり、シリンダ１内を高圧化しても強度面で劣る第１ピストン分割体３１の変形を強度面で優れる第２ピストン分割体３２で支持でき、通路３ａの流路面積を大きくすることができる。よって、本実施の形態の緩衝器Ｄによれば、シリンダ１内の高圧化に耐えて高減衰力の発生が可能となる。

また、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、第２ピストン分割体３２がロッド２の螺子部２ｂに螺着されて第１ピストン分割体３１を第２ピストン分割体３２とロッド２の第１段部２ｃとで挟持する構造を採用しているので、シリンダ１内の圧力によってピストン３に作用する力が高い強度を持つ第２ピストン分割体３２を介して伝達されるので、第１ピストン分割体３１の内周部に過大なせん断力が作用するのを防止できる。よって、このように構成された緩衝器Ｄによれば、強度面で劣る第１ピストン分割体３１をより一層保護できる。

なお、バルブＶの構成は、前述した構成に限られず、リーフバルブやポペットバルブとされてもよい。また、ピストン３は、軸方向に分割されるバルブＶが離着座する第１ピストン分割体３１と、第１ピストン分割体３１に軸方向で対向する第２ピストン分割体３２とを備えていればよいので、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを含んで３つ以上のピストン分割体で構成されてもよい。

また、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、バルブＶにおける環状弁体(弁体)１７が第１ピストン分割体３１より高い強度を持つ材料で形成されているので、シリンダ１内の高圧化に対して環状弁体(弁体)１７の変形も阻止できる。

なお、第１ピストン分割体３１を鋳鉄で形成し、バルブＶの環状弁体(弁体)１７をばね鋼で形成するとよい。鋳鉄は、耐摩耗性に優れているため環状弁体(弁体)１７の繰り返しの衝突による摩耗にも耐えうるため第１ピストン分割体３１の材料として最適となり、ばね鋼は、弾性限および耐疲労限に優れるため、伸側室Ｒ１から反ピストン側面となる背面側から高い圧力を受けるとともに繰り返しピストン３に衝突する環状弁体(弁体)１７の材料として最適となる。以上の通り、第１ピストン分割体３１を鋳鉄で形成し、バルブＶの環状弁体(弁体)１７をばね鋼で形成した緩衝器Ｄによれば、第１ピストン分割体３１の摩耗による劣化を低減できるとともに環状弁体（弁体）１７の変形や疲労といった劣化を低減できる。

さらに、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、第１ピストン分割体３１が反分割面Ｂ１側から分割面Ａ１側へ通じる第１ポート３１ｄを備え、第２ピストン分割体３２が反分割面Ｂ２側から分割面Ａ２側へ通じる第２ポート３２ｃを備え、第２ピストン分割体３２の分割面Ａ２側に周方向に沿って形成される第１ポート３１ｄと第２ポート３２ｃとの双方に連通する環状の開口溝３２ｂを備えている。このように構成された緩衝器Ｄによれば、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを重ねる際に周方向にて位置合わせしなくとも第１ポート３１ｄと第２ポート３２ｃとが開口溝３２ｂを通じて連通されるので、ピストン３に通路３ａを設ける場合に緩衝器Ｄの組み立てが容易となる。開口溝は、第２ピストン分割体３２ではなく、第１ピストン分割体３１の分割面Ａ１に設けられてもよい。

また、本実施の形態の緩衝器Ｄは、作動油（流体）を貯留するリザーバＲと、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する排出通路１０ａと、排出通路１０ａに設けられて伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう作動油（流体）の流れのみを許容するとともに作動油（流体）の流れに抵抗を与える減衰バルブ１０ｂと、リザーバＲと圧側室Ｒ２とを連通する吸込通路１１ａと、吸込通路１１ａに設けられてリザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう作動油（流体）の流れにのみを許容する吸込チェックバルブ１１ｂとを備え、バルブＶは、通路３ａを作動油（流体）が圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう方向へ流れのみを許容するチェックバルブとされている。このように構成された緩衝器Ｄは、伸縮作動を呈すると、作動油（流体）がリザーバＲ、圧側室Ｒ２、伸側室Ｒ１を順に経てリザーバＲへ一方通行で還流されるユニフロー型の緩衝器に設定される。ユニフロー型に設定された緩衝器Ｄでは、収縮時には縮小する圧側室Ｒ２から移動する作動油（流体）の全量が伸側室Ｒ１へ通路３ａを介して移動する。よって、ユニフロー型に設定された緩衝器Ｄにおける通路３ａを通過する作動油量（流体量）は、伸縮時に伸側室と圧側室とを作動油(流体)がリザーバを介さずに行き来するバイフロー型に設定される緩衝器のピストンに設けられた通路を通過する作動油量（流体量）よりも多くなる。このように、ユニフロー型に設定される緩衝器Ｄでは、ピストン３に設けられる通路３ａの流路面積の大型化の要求が高い。

そのため、ピストン３をバルブＶが離着座する第１ピストン分割体３１と、高い強度を持つ第２ピストン分割体３２とを備えた構造は、シリンダ１内の高圧化によってより多くの作動油（流体）の通過を許容せざるを得なくなるユニフロー型の緩衝器Ｄに最適となり、ユニフロー型の緩衝器Ｄの実用性を向上できる。

また、ピストン３は、軸方向に分割される第１ピストン分割体３１と第１ピストン分割体３１に軸方向で対向する第２ピストン分割体３２とを備え、シール部材４が第１ピストン分割体３１の分割面Ａ１側の外周に設けられる環状凹部３１ａに収容されている。

このように構成された緩衝器Ｄでは、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを重ねる前にシール部材４を拡径させずとも環状凹部３１ａに収容でき、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを重ねると、環状凹部３１ａに第２ピストン分割体３２の分割面Ａ２が対向してピストン３の外周に環状溝が形成される。すると、環状凹部３１ａ内に収容されたシール部材４は、ピストン３に対して軸方向へ移動しようとしても、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とで軸方向に挟まれる格好となって移動できず、環状凹部３１ａから抜け出ることがない。

そして、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、シール部材４をピストン３に装着する場合、予め第１ピストン分割体３１の環状凹部３１ａ内に何ら負荷をかけずにシール部材４を収容した後、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを重ねるだけでピストン３にシール部材４を装着できる。また、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、シール部材４をピストン３から取り外す場合、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを分離した後、シール部材４を第１ピストン分割体３１の環状凹部３１ａ内から簡単に取り外せる。

よって、本実施の形態の緩衝器Ｄによれば、シール部材４を拡径させるような無理な力を作用させる必要がなく、容易にシール部材４をピストン３の外周に装着できる。したがって、緩衝器Ｄに大きな減衰力を発生させるためのシリンダ１内の高圧化に伴って、シール部材４の強度を高くした結果、シール部材４の拡径が難しくなっても、シール部材４のピストン３への装着にあたってシール部材４を拡径させる必要はないので、シール部材４をピストン３に容易に着脱できる。したがって、本実施の形態の緩衝器Ｄによれば、シール部材４の高強度化を図ってもシール部材４のピストン３への着脱を容易にできるのである。

なお、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、第１ピストン分割体３１の分割面Ａ１側の外周にシール部材４を収容する環状凹部３１ａを設けているが、第１ピストン分割体３１の環状凹部３１ａを廃止して第２ピストン分割体３２の分割面Ａ２側の外周にシール部材４を収容する環状凹部を設けてもよい。このようにしても、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを重ねる前にシール部材４を拡径する作業をせずとも第２ピストン分割体３２に組み付け可能となるので、シール部材４の高強度化を図ってもシール部材４のピストン３への着脱を容易にできる。

さらに、第１ピストン分割体３１の分割面Ａ１側の外周と第２ピストン分割体３２の分割面Ａ２側の外周との双方に互いに軸方向で対向する環状凹部を設けて、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを重ねた際に、これら環状凹部でピストン３の外周にシール部材４を収容する一つの環状溝が形成されるようにしてもよい。このようにしても、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とを重ねる際にシール部材４を拡径する作業をせずともピストン３の外周に組付可能となるので、シール部材４の高強度化を図ってもシール部材４のピストン３への着脱を容易にできる。

なお、第１ピストン分割体３１と第２ピストン分割体３２とは、軸方向で重ねて組み合わせられるとピストン３として機能できる限り、形状は任意に変更可能であって、分割面Ａ１，Ａ２に凹凸を備えていてもよい。

なお、緩衝器Ｄは、ユニフロー型の緩衝器とされているが、伸縮作動時に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とで作動油が行き来するバイフロー型の緩衝器とされてもよい。バイフロー型の緩衝器の場合、第１ピストン分割体の両側にバルブＶを配置する関係上、第１ピストン分割体の軸方向両側に第１ピストン分割体より高強度の材料で形成される第２ピストン分割体で挟み込む構造とすればよい。また、排出通路１０ａ、減衰バルブ１０ｂおよび吸込通路１１ａについては、設置個所を図示した箇所以外にしてもよい。また、緩衝器Ｄの制振対象は、鉄道車両および構造物に限定されるものではなく、鞍乗車両、自動車、その他の機械等としてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

１・・・シリンダ、２・・・ロッド、３・・・ピストン、３ａ・・・通路、１７・・・環状弁体（弁体）、３１・・・第１ピストン分割体、３１ｄ・・・第１ポート、３２・・・第２ピストン分割体、３２ｂ・・・開口溝、３２ｃ・・・第２ポート、Ａ１・・・第１ピストン分割体の分割面、Ａ２・・・第２ピストン分割体の分割面、Ｂ１・・・第１ピストン分割体の反分割面、Ｂ２・・・第２ピストン分割体の反分割面、Ｄ・・・緩衝器、Ｒ・・・リザーバ、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室、Ｖ・・・バルブ

Claims

シリンダと、
前記シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドと、
前記シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するとともに前記伸側室と前記圧側室とを連通する通路を有するピストンと、
前記通路を開閉するバルブとを備え、
前記ピストンは、軸方向に分割されて前記バルブの弁体が離着座する第１ピストン分割体と、軸方向に分割されて前記第１ピストン分割体に軸方向で対向する第２ピストン分割体とを有し、
前記第２ピストン分割体は、前記第１ピストン分割体より高強度の材料で形成されている
ことを特徴とする緩衝器。
前記弁体は、前記第１ピストン分割体より高い強度を持つ材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
前記第１ピストン分割体は、鋳鉄で形成されており、
前記弁体は、ばね鋼で形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
前記第１ピストン分割体は、反分割面側から分割面側へ通じる第１ポートを有し、
前記第２ピストン分割体は、反分割面側から分割面側へ通じる第２ポートを有し、
前記第１ピストン分割体と前記第２ピストン分割体の一方の分割面側に周方向に沿って形成される前記第１ポートと前記第２ポートとの双方に連通する環状の開口溝を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の緩衝器。
流体を貯留するリザーバと、
前記伸側室と前記リザーバとを連通する排出通路と、
前記排出通路に設けられて前記伸側室から前記リザーバへ向かう前記流体の流れのみを許容するとともに前記流体の流れに抵抗を与える減衰バルブと、
前記リザーバと前記圧側室とを連通する吸込通路と、
前記吸込通路に設けられて前記リザーバから前記圧側室へ向かう前記流体の流れにのみを許容する吸込チェックバルブとを備え、
前記バルブは、前記通路を前記流体が前記圧側室から前記伸側室へ向かう方向へ流れのみを許容するチェックバルブである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の緩衝器。