JP2004316688A

JP2004316688A - 油圧装置

Info

Publication number: JP2004316688A
Application number: JP2003107876A
Authority: JP
Inventors: Koji Sakai; 浩二坂井
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】製造コストを低く抑えながら、油圧系から空気を可及的速く排出することができるようにする。
【解決手段】シリンダの内周面における使用時にはピストン（第２のピストン３０）の移動範囲外であってかつ前記ピストンの移動可能範囲内に連通路（連通溝４１）を開口させる。この連通路は、前記ピストンが使用時の移動範囲外に移動した状態でピストンによって画成される二つの油室どうしを互いに連通させる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンによって画成された二つの油圧系を有する油圧装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の油圧装置としては、例えば特開平８−１３２８４６号公報に開示されたものがある。この公報に示された油圧装置は、車両の油圧式緩衝装置で、車体に対をなすように設けられた第１および第２の油圧式緩衝器と、これらの油圧式緩衝器の油室に接続された中間ユニットとによって構成されている。
【０００３】
前記油圧式緩衝器は、シリンダ内に絞り付きピストンが嵌合され、このピストンによって画成された二つの油室の一方に前記中間ユニットが接続されている。この油圧式緩衝器内の作動油は、ピストンロッドにおけるシリンダ内に位置する部分の体積増減分に相当する量だけシリンダに対して出入りする。
【０００４】
前記中間ユニットは、シリンダと、このシリンダ内を第１の油室と第２の油室とに画成するフリーピストンとを備えている。前記第１の油室は前記第１の油圧式緩衝器に接続され、前記第２の油室は前記第２の油圧式緩衝器に接続されている。また、これらの第１および第２の油室と、フリーピストンとは、このフリーピストンが移動したときの第１の油室の容積変化と第２の油室の容積変化とが互いに一致するように形成されている。
フリーピストンは、第１の油室と第２の油室とを連通するように絞りが設けられている。この絞りは、板ばねからなる弁体によって油通路の開口端が開閉される構成が採られている。
【０００５】
このように構成された従来の油圧式緩衝装置においては、中間ユニットの第１の油室と第２の油室との圧力差を相殺するように前記フリーピストンの絞りを作動油が流れ、このように作動油が絞りを通過することによって減衰力が発生する。この絞りは、第１および第２の油圧式緩衝器の絞りに較べて少ない流量で相対的に大きい減衰力が発生するように、作動油の流量に対して発生する減衰力の割合が大きくなるように形成されている。
【０００６】
この油圧式緩衝装置の組立てるためには、先ず、第１および第２の油圧式緩衝器を中間ユニットに接続し、その後、これらの油圧機器の内部に作動油を充填する。油圧系内に作動油を充填するにあたっては、最初に油圧系内の空気を真空ポンプにより排出することによって油圧系内を所定の真空度になるように減圧し、その後、油圧系内に作動油を圧力を加えながら充填する。従来の油圧式緩衝装置においては、油圧系の全域に一度に作動油を充填することができるように、油圧系の一箇所に空気の排出と作動油の充填を行うためのポンプ接続口が設けられている。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１３２８４６号公報（図１、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように構成された従来の油圧式緩衝装置においては、油圧系内から空気を排出するときに所定の真空度に達するまでに時間が長くかかるという問題があった。これは、排出作業中における空気は、中間ユニット内の絞りを微少量ずつしか通過できないからである。油圧系内の空気の残存量が所定量以下に低減されていなければ油圧装置として機能しなくなるおそれがあるから、空気を排出する作業を途中で停止することはできない。また、中間ユニットの第１の油室を有する油圧系と、第２の油室を有する油圧系との二箇所から空気を排出することも考えられるが、このようにするとポンプ接続口を形成する部材が増大し、製造コストが高くなってしまう。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、製造コストを低く抑えながら、油圧系内から空気を可及的速く排出することができるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る油圧装置は、シリンダの内周面における使用時には前記ピストンの移動範囲外であってかつ前記ピストンの移動可能範囲内に連通路を開口させ、この連通路は、ピストンが使用時の移動範囲外に移動した状態でピストンによって画成される二つの油室どうしを互いに連通させる構成が採られているものである。
【００１１】
本発明によれば、ピストンにより画成されたシリンダ内の一方の油室と他方の油室は、ピストンが使用時の移動範囲外に移動することによって連通路を介して互いに連通される。
【００１２】
請求項２に記載した発明に係る油圧装置は、請求項１に記載した発明に係る油圧装置において、連通路を連通溝によって形成してなり、この連通溝は、シリンダの内周面における使用時にはピストンの移動範囲外であってかつ前記ピストンの移動可能範囲内の位置に、ピストンのシール部より軸線方向の長さが長くなるように形成されているものである。
【００１３】
この発明によれば、ピストンにより画成されたシリンダ内の一方の油室と他方の油室は、ピストンのシール部が連通路と交差することによって、この連通溝を介して互いに連通される。
【００１４】
請求項３に記載した発明に係る油圧装置は、請求項２に記載した発明に係る油圧装置において、連通溝は、シリンダを成形する型によって成形された凹溝であるものである。
この発明によれば、専ら連通溝を形成する作業が不要である。
【００１５】
請求項４に記載した発明に係る油圧装置は、請求項２に記載した発明に係る油圧装置において、連津溝は機械加工によって形成された凹溝であるものである。
この発明によれば、既存の油圧装置にも本発明を簡単に適用することができる。
【００１６】
請求項５に記載した発明に係る油圧装置は、請求項２に記載した発明に係る油圧装置において、連通溝の開口幅は、使用時のピストンの移動範囲から外側に向かうにしたがって次第に広くなるように形成されているものであり、
請求項６に記載した発明に係る油圧装置は、請求項２に記載した発明に係る油圧装置において、連通溝の深さは、使用時のピストンの移動範囲から外側に向かうにしたがって次第に深くなるように形成されているものであり、請求項７に記載した発明に係る油圧装置は、請求項２に記載した発明に係る油圧装置において、連通溝の開口幅は、使用時のピストンの移動範囲から外側に向かうにしたがって次第に広くなるように形成されているとともに、連通溝の深さは、使用時のピストンの移動範囲から外側に向かうにしたがって次第に深くなるように形成されているものである。
【００１７】
請求項５ないし請求項７に記載した発明によれば、使用時に何らかの理由によりピストンが連通溝と交差する位置まで移動したとしても、このときには、連通溝の最も開口幅が狭い部位から連通溝が開くようになるから、連通溝を通る作動油の量が徐々に増大するようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る油圧装置の一実施の形態を図１ないし図４によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る油圧装置の正面図、図２は中間ユニットの断面図、図３は要部を拡大して示す断面図、図４は図３における第２のシリンダのＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００１９】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による車両用油圧式緩衝装置である。この油圧式緩衝装置１は、自動車の前輪用懸架装置（図示せず）に用いられるもので、車体の左右方向に対をなすように設けられた第１および第２の油圧式緩衝器２，３と、これらの油圧式緩衝器２，３に接続された中間ユニット４とから構成されている。
【００２０】
前記二つの油圧式緩衝器２，３は、シリンダ５内がピストン６によって上部油室７と下部油室８とに画成され、内部が作動油で満たされている。前記ピストン６は、前記上部油室７と前記下部油室８とを連通するように絞り９が設けられている。
また、前記第１および第２の油圧式緩衝器２，３は、シリンダ５の下端部が前輪懸架用リンク（図示せず）などの車体に対して上下する部位に枢支され、ピストンロッド１０の上端部が自動車の車体（図示せず）に装着される状態で前輪側と車体側との間に介装されている。これらの油圧式緩衝器２，３のうち、車体右側（図１においても右側）に位置する第１の油圧緩衝器２の下部油室８と、車体左側に位置する第２の油圧式緩衝器３の下部油室８は、それぞれピストンロッド１０内に形成された作動油通路１１と、ピストンロッド１０の上端部に接続された第１および第２の油圧管１２，１３とを介して後述する中間ユニット４の第１の油室１５と第２の油室１６とに連通されている。
【００２１】
前記第１の油圧式緩衝器２と中間ユニット４とを接続する第１の油圧管１２の途中には、ポンプ接続用のジョイント１７が介装されている。このジョイント１７は、油圧系内から空気を排出したり油圧系内に作動油を充填するときに真空ポンプ（図示せず）や作動油供給用ポンプ（図示せず）を接続するためのもので、前記ポンプを接続する接続部材１７ａと、油圧系内とポンプ側とを連通する通路を開閉する開閉弁（図示せず）とが設けられている。
【００２２】
前記中間ユニット４は、図２に示すように、有底円筒状を呈するように形成された第１のシリンダ２１と、この第１のシリンダ２１の開口部に嵌合された第２のシリンダ２２と、これら両シリンダ２１，２２の内部に移動自在に嵌合されたフリーピストン２３などによって構成されている。
前記第１のシリンダ２１は、後述するフリーピストン２３の第１のピストン２４によって内部が二室に画成されている。この実施の形態では、図２において、第１のピストン２４より下側に形成された第１のシリンダ２１内の空間２５には、高圧なＮ２ガスが封入され、第１のピストン２４より上側に形成された第１の油室１５には作動油が充填されている。
【００２３】
前記第２のシリンダ２２は、内径が第１のシリンダ２１の内径より小さくなるように形成され、前記第１のシリンダ２１と同一軸線上に位置するように第１のシリンダ２１に嵌合されている。この実施の形態による第２のシリンダ２２は、鋳造によって所定の形状に成形され、鋳造後に機械加工によって内周面が仕上げられている。これら両シリンダ２１，２２の嵌合部には、作動油の漏洩を阻止するためにＯリング２６が介装されている。また、第２のシリンダ２２は、中間ユニット４を図示していない車体側の支持用ブラケットなどに固定するための取付用フランジ２２ａ，２２ｂが一体に形成されるとともに、前記第１および第２の油圧管１２，１３が取付けられるねじ孔２７，２８が設けられている。第１の油圧管１２が取付けられるねじ孔２７は、第２のシリンダ２２に穿設された作動油通路２９を介して第１のシリンダ２１内の前記第１の油室１５に接続されている。また、第２の油圧管１３が取付けられるねじ孔２８は、前記第２の油室１６における第１のシリンダ２１とは反対側の端部に連通されている。
【００２４】
前記フリーピストン２３は、有底円筒状を呈するように形成された第１のピストン２４と、この第１のピストン２４の底部（図１および図２においては上端部）に同一軸線上に位置するように取付けられた第２のピストン３０とから構成されている。前記第１のピストン２４は、開口側の端部に他の部分より相対的に外径が大きくなるようにピストン本体２４ａが一体に形成されている。このピストン本体２４ａは、外周部にＯリング３１とシールリング３２とが装着され、前記第１のシリンダ２１に移動自在に嵌合されている。
【００２５】
前記第２のピストン３０は、図２および図３に示すように、前記第１のピストン２４の底部に突設された支柱３３に固定用ボルト３４によって固定されて前記第２のシリンダ２２に移動自在に嵌合されており、前記第２のシリンダ２２の内部を前記第１の油室１５と第２の油室１６とに画成している。
この実施の形態による第２のピストン３０は、円板状を呈するように形成され、外周部にシールリング３５が装着されている。この第２のピストン３０によって本発明でいうピストンが構成され、シールリング３５によって本発明でいうシール部が構成されている。この第２のピストン３０には、前記第１の油室１５と第２の油室１６とを連通するように絞り３６が設けられている。
【００２６】
この絞り３６は、第２のピストン３０を貫通するように形成された第１の連通路３７および第２の連通路３８と、これらの連通路３７，３８に介装された逆止弁３９とから構成されている。この逆止弁３９は、円板状を呈するように形成された板ばねからなる弁体３９ａを備え、この弁体３９ａによって第１の連通路３７および第２の連通路３８の開口端部を開閉するものである。前記弁体３９ａは、軸心部が第１のピストン２４の支柱３３に嵌合され、第２のピストン３０とともに固定用ボルト３４によって第１のピストン２４に固定されている。
【００２７】
前記第１の連通路３７に設けられた逆止弁３９は、第１の油室１５から第２の油室１６へのみ作動油が流れるように形成され、第２の連通路３８に設けられた逆止弁３９は、第２の油室１６から第１の油室１５へのみ作動油が流れるように形成されている。
このフリーピストン２３と、前記第１および第２の油室１６とは、フリーピストン２３が移動したときの第１の油室１５の容積変化と第２の油室１６の容積変化とが互いに一致するように形成されている。
【００２８】
このようにフリーピストン２３が第１の油室１５と第２の油室１６の壁の一部を構成することにより、例えば第１および第２の油圧式緩衝器２，３が両方とも伸長した場合、すなわち第１の油室１５から第１の油圧緩衝器側２へ作動油が流出するとともに、第２の油室１６から第２の油圧緩衝器３側へ作動油が流出する場合は、フリーピストン２３は、図示した位置から図において上側へ移動する。
【００２９】
フリーピストン２３は、両油圧式緩衝器２，３が上述したように伸長していわゆる伸びきり状態に達したときには、図２および図３中に二点鎖線Ａで示す位置に移動する。なお、両油圧式緩衝器２，３が両方とも伸縮した場合は、フリーピストン２３は図において下方へ移動する。
すなわち、フリーピストン２３の使用時の移動範囲は、図２，３中に二点鎖線Ａで示す位置より同図において下側に形成されることになる。また、この油圧式緩衝装置１に作動油が充填されていない状態では、フリーピストン２３は、前記第１のピストン２４のピストン本体２４ａが第２のシリンダ２２の開口端に当接して移動が規制されるまで図２，３において上側へ移動することができる。すなわち、フリーピストン２３の移動可能範囲は、図２，３中に二点鎖線Ｂで示す位置より図において下側に形成される。
【００３０】
フリーピストン２３の第２のピストン３０が前記二点鎖線Ｂで示す位置に位置しているときに、この第２のピストン３０のシールリング３５の上下を連通させるように、第２のシリンダ２２の内周面に連通溝４１が形成されている。すなわち、この連通溝４１は、第２のシリンダ２２の軸線方向に沿って直線状に延び、第２のピストン３０のシールリング３５より軸線方向の長さが長くなるように形成されている。この連通溝４１の溝幅（連通溝４１における第２のシリンダ２２の周方向の幅）は、連通溝４１の一端から他端まで一定になるように形成されている。
【００３１】
この実施の形態による連通溝４１は、第２のシリンダ２２を成形する金型（図示せず）によって鋳造時にシリンダの内周面に凹設されている。前記第２のシリンダ２２の内周面は、鋳造によって成形された後、図４に示すように、連通溝４１が消えることがないような加工量をもって機械加工が施される。図４においては、機械加工を施す以前の第２のシリンダ２２の内周面の位置を二点鎖線で示す。
【００３２】
上述したように構成された油圧式緩衝装置１は、二つの油圧式緩衝器２，３に中間ユニット４を接続した状態で油圧系内に作動油が充填される。作動油を充填するに当たっては、先ず、前記ジョイント１７に真空ポンプ（図示せず）を接続し、この真空ポンプによって油圧系内を所定の真空度まで減圧する。このときには、中間ユニット４のフリーピストン２３を図２および図３中に二点鎖線Ｂで示す移動限界位置まで移動させておく。
【００３３】
このようにフリーピストン２３を移動させることにより、第２のピストン３０のシールリング３５が連通溝４１と交差するから、中間ユニット４内の第１の油室１５と第２の油室１６とが連通溝４１を介して連通される。この状態で真空ポンプを作動させることにより、第２の油室１６から連通溝４１を介して第１の油室１５に空気が流れる。
したがって、中間ユニット４の絞り３６を迂回する通路が連通溝４１によって形成されるから、油圧系の一箇所に設けられたジョイント１７から油圧系内の空気を排出することができ、中間ユニット４の両側の油圧系内の空気を従来に較べて短時間で排出することができる。
【００３４】
前記油圧系内の真空度が所定値に達した後、前記ジョイント１７に真空ポンプの代わりに作動油供給用ポンプ（図示せず）を接続し、油圧系内に作動油を加圧しながら充填する。このように、この油圧式緩衝装置１は、油圧系内に空気が殆ど残存していない状態で作動油を充填することができるから、設計通りの緩衝能力を得ることができる。なお、この油圧式緩衝装置１の動作は、従来のものと同一であるから、ここにおいて詳細な説明は省略する。
【００３５】
（第２の実施の形態）
連通溝は、図５および図６に示すように形成することができる。
図５は連通溝の他の実施の形態を示す断面図、図６は連通溝のシリンダ内側から見た正面図である。これらの図において、前記図１〜図４によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００３６】
図５および図６に示された連通溝４１は、第２のシリンダ２２の内周面に機械加工によって形成されている。この実施の形態による連通溝４１は、ドリル４２を第２のシリンダ２２の軸線Ｃに対して傾斜させた状態で回転させ、このドリル４２によって第２のシリンダ２２の内周面を部分的に削り取ることによって形成されている。なお、この連通溝４１が形成される位置は、第１の実施の形態と同様に、使用時にはフリーピストン２３の移動範囲外であってかつ前記フリーピストン２３の移動可能範囲内の位置である。
【００３７】
上述したように研削加工によって連通溝４１を形成することにより、この連通溝４１の開口形状は、図６に示すように、シリンダの内側から見た状態で同図の下方に向けて凸になる楔状を呈するように形成されている。このため、この連通溝４１の開口幅は、使用時のピストンの移動範囲（二点鎖線Ａより図５において下側）から外側（図５において上側）に向かうにしたがって次第に広くなる。
【００３８】
このように連通溝４１が楔状を呈するように形成されることにより、使用時に何らかの理由により第２のピストン３０のシールリング３５が連通溝４１と交差する位置まで移動したとしても、このときには、連通溝４１の最も開口幅が狭い部位（図６において下端部）から連通溝４１が開くようになるから、連通溝４１を通る作動油の量が徐々に増大するようになる。
【００３９】
上述した実施の形態では、第１および第２の油室１５，１６内の容積が低減する方向へフリーピストン２３が移動した状態で第２のピストン３０が連通溝４１と交差するように構成したが、連通溝４１は、フリーピストン２３が上記とは反対方向へ移動可能範囲の限界まで移動した状態で第２のピストン３０と交差する位置に形成することができる。図１〜図６に示した実施の形態では、第１および第２の油室１５，１６内の容積が最小になるように移動したフリーピストン２３の第２のピストン３０と交差する位置に連通溝４１が形成されているから、第１および第２の油圧式緩衝器２，３がいわゆる伸びきり状態からさらに伸びるようなことがない限り、連通溝４１と第２のピストン３０とが交差することはない。すなわち、車体へ組付けた状態ではフリーピストン２３が移動することがない位置に連通溝４１が形成されているから、使用時には、この連通溝４１を介して第１の油室１５と第２の油室１６との間を作動油が流れることはない。
【００４０】
上述した実施の形態では油圧式緩衝装置１の中間ユニット４に本発明を適用する例を示したが、本発明は、ピストンによって画成された二つの油圧系に一箇所から作動油を充填する構成の油圧装置であれば、どのようなものにも適用することができる。
【００４１】
上述した実施の形態では、連通溝４１によって二つの油室を連通させる例を示したが、本発明は、図示してはいないが、連通路４１の代わりに連通路をシリンダに形成しても同等の効果を奏する。この構成を採る場合には、連通溝４１の一端部と他端部とに対応する部位にそれぞれ孔を開口させ、これらの孔穴どうしをシリンダ内で接続させる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ピストンにより画成されたシリンダ内の一方の油室と他方の油室は、ピストンが使用時の移動範囲外に移動することによって連通路を介して互いに連通される。
したがって、上述したように前記二つの油室が連通する状態で油圧系から空気を排出することによって、一箇所から空気を排出する構成を採ってコストダウンを図りながら、ピストンの両側の油圧系の空気を排出することができる。
【００４３】
請求項２記載の発明によれば、ピストンにより画成されたシリンダ内の一方の油室と他方の油室は、ピストンのシール部が連通路と交差することによって、この連通溝を介して互いに連通される。したがって、連通路をシリンダに形成する場合に較べて容易に実施することができる。
【００４４】
請求項３記載の発明によれば、専ら連通溝を形成する作業が不要であるから、より一層容易に本発明を実施することができる。
請求項４記載の発明によれば、既存の油圧装置にも本発明を簡単に適用することができる。
【００４５】
請求項５〜請求項７記載の発明によれば、使用時に何らかの理由によりピストンが連通溝と交差する位置まで移動したとしても、このときには、連通溝の最も開口幅が狭い部位から連通溝が開くようになるから、連通溝を通る作動油の量が徐々に増大するようになる。このため、使用時にピストンが過度に移動した場合でも特性が急激に変化することがない油圧装置提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧装置の正面図である。
【図２】中間ユニットの断面図である。
【図３】要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図３における第２のシリンダのＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】連通溝の他の実施の形態を示す断面図である。
【図６】連通溝のシリンダ内側から見た正面図である。
【符号の説明】
２，３…油圧式緩衝器、４…中間ユニット、１５…第１の油室、１６…第２の油室、２１…第１のシリンダ、２２…第２のシリンダ、２３…フリーピストン、２４…第１のピストン、３０…第２のピストン、３５…シールリング、３６…絞り、４１…連通溝。

Claims

シリンダに嵌合するピストンによって画成された二つの油圧系を有する油圧装置において、前記シリンダの内周面における使用時には前記ピストンの移動範囲外であってかつ前記ピストンの移動可能範囲内に連通路を開口させ、この連通路は、ピストンが使用時の移動範囲外に移動した状態でピストンによって画成される二つの油室どうしを互いに連通させる構成が採られている油圧装置。
請求項１記載の油圧装置において、連通路を連通溝によって形成してなり、この連通溝は、シリンダの内周面における使用時にはピストンの移動範囲外であってかつ前記ピストンの移動可能範囲内の位置に、ピストンのシール部より軸線方向の長さが長くなるように形成されている油圧装置。
請求項２記載の油圧装置において、連通溝は、シリンダを成形する型によって成形された凹溝である油圧装置。
請求項２記載の油圧装置において、連津溝は機械加工によって形成された凹溝である油圧装置。
請求項２記載の油圧装置において、連通溝の開口幅は、使用時のピストンの移動範囲から外側に向かうにしたがって次第に広くなるように形成されていることを特徴とする油圧装置。
請求項２記載の油圧装置において、連通溝の深さは、使用時のピストンの移動範囲から外側に向かうにしたがって次第に深くなるように形成されていることを特徴とする油圧装置。
請求項２記載の油圧装置において、連通溝の開口幅は、使用時のピストンの移動範囲から外側に向かうにしたがって次第に広くなるように形成されているとともに、連通溝の深さは、使用時のピストンの移動範囲から外側に向かうにしたがって次第に深くなるように形成されていることを特徴とする油圧装置。