JP2005195046A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧緩衝器等のシリンダ装置において、ピストン部のディスクバルブ及びそのシート部に切欠を設けることなく、シリンダ室間を連通させるオリフィス通路を形成する。
【解決手段】 油液が封入されたシリンダ内に摺動可能に嵌装されるピストン５の外周溝に金属製のピストンリング１８を嵌合する。ピストンリング１８の外周部に軸方向溝２０を設け、軸方向溝２０とシリンダ１８の内壁とにより、ピストン５によって画成されたシリンダ室間を常時連通させるオリフィス通路を形成する。ディスクバルブ及びそのシート部１５にオリフィス通路を形成するための切欠を設ける必要がないので、ディスクバルブの耐久性を高めることができ、また、シート部１５にコイニング等の加工を施す必要がない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリンダ内にピストンが嵌装された油圧緩衝器等のシリンダ装置に関するものである。

一般的に、自動車等のサスペンション装置に装着される油圧緩衝器は、例えば特許文献１に記載されているように、油液が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、ピストン部に油液通路及び油液通路の油液の流れを制御するオリフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力発生機構を設けた構成となっている。
特公昭４８−２１３７８号公報

この構成により、ピストンロッドのストロークにともなうシリンダ内のピストンの摺動によって、ピストン部の油液通路に生じる油液の流動をオリフィス及びディスクバルブによって制御して減衰力を発生させる。このとき、ピストン速度の低速域においては、ディスクバルブが開弁せず、オリフィスの絞りによって、ピストン速度の２乗にほぼ比例する所謂オリフィス特性の減衰力が発生し、また、ピストン速度の高速域においては、ディスクバルブが開弁して、ピストン速度に比例する所謂バルブ特性の減衰力が発生する。

従来、このような油圧緩衝器のピストン部にオリフィスを設ける場合、円板状のディスクバルブの外周部又はディスクバルブが着座するシート部に切欠を設けることによってオリフィスを形成するようにしている。

しかしながら、上記従来のディスクバルブ又はそのシート部に切欠を設けた油圧緩衝器では、次のような問題がある。ディスクバルブは、板厚０．１５ｍｍ又は０．２０３ｍｍ程度の薄板を積層したものであるため、切欠を設けることによって、破損し易くなる。このため、ディスクバルブに多数の切欠を設けることができず、少数の切欠を設けたディスクバルブを使用した場合、キャビテーションが発生し易くなり、キャビテーションによるスウィッシュ音の発生が問題となる。また、シート部に切欠を設ける場合、一般的に、ピストンの端面に突出された環状のシート部にコイニング加工を施して切欠を形成するため、ピストンの加工工程が煩雑になるという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ピストン部のディスクバルブ及びそのシート部に切欠を設けることなく、シリンダ室間を連通させるオリフィス通路を形成することができるシリンダ装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されて前記シリンダ内を２室に画成するピストンと、前記シリンダ内の２室を連通させるオリフィス通路とを備えたシリンダ装置において、
前記ピストンの外周部に軸方向溝を設け、該軸方向溝によって前記オリフィス通路を形成したことを特徴とする。
請求項２の発明に係るシリンダ装置は、上記請求項１の構成において、前記ピストンは、ピストンリングを有しており、該ピストンリングに前記軸方向溝が形成されていることを特徴とする。
請求項３の発明に係るシリンダ装置は、上記請求項１の構成において、前記ピストンの外周部は、前記シリンダの内壁に直接摺接することを特徴とする。
請求項４の発明に係るシリンダ装置は、上記請求項１の構成において、前記ピストンは、ピストンリングを有しており、該ピストンリングの内周部と前記軸方向溝とによって前記オリフィス通路が形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明に係るシリンダ装置によれば、ピストンの外周部の軸方向溝によってオリフィス通路を形成したことにより、ディスクバルブ及びそのシート部に切欠を設ける必要がないので、ディスクバルブの耐久性を高め、また、複数のオリフィス通路を設けることが可能となり、キャビテーションの発生を抑制することができる。
請求項２の発明に係るシリンダ装置によれば、ピストンリングの軸方向溝によってオリフィス通路を形成することができる。
請求項３の発明に係るシリンダ装置によれば、シリンダの内壁に直接摺接するピストンの外周部の軸方向溝とシリンダの内壁とによってオリフィス通路を形成することができる。
請求項４の発明に係るシリンダ装置によれば、ピストンの外周部の軸方向溝とピストンリングの内周部とによってオリフィス通路を形成することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について図１、図２及び図７を参照して説明する。
図７に示すように、油圧緩衝器１（シリンダ装置）は、自動車のサスペンション装置に装着される複筒式油圧緩衝器であって、シリンダ２の外周に外筒３が設けられ、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成された二重筒構造をなしている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装され、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端部がナット７によって連結されており、ピストンロッド６の他端側は、シリンダ２および外筒３の上端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されて外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１０が設けられており、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ内には、油液（流体）が封入され、リザーバ４内には、油液およびガスが封入されている。

図１及び図２に示すように、ピストン５には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させる伸び側油路１１及び縮み側油路１２が設けられている。ピストン５のシリンダ下室２Ｂ側の端面には、伸び側油液通路１１の出口を取囲むように突出された環状の弁座１３に着座するディスクバルブ１４（図７参照）が設けられている。ピストン５のシリンダ上室２Ａ側の端面には、縮み側通路１２の出口を取囲むように突出された環状の弁座１５に着座するディスクバルブ１６（図７参照）が設けられている。

ピストン５の外周部には、断面形状が矩形の外周溝１７が円周方向に沿って形成されており、外周溝１７には、金属製のピストンリング１８が嵌合されている。これにより、ピストン５は、ピストンリング１８を介してシリンダ２の内壁を摺動する。ピストンリング１８は、段付形状の割口１９を有しており、拡径させることにより、ピストン５の外周溝１７に嵌合することができる。ピストンリング１８の外周部には、複数（図示の例では４つ）の軸方向溝２０が形成されており、これらの軸方向溝２０によって、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を常時連通させるオリフィス通路が形成されている。また、ピストンリング１８のシリンダ２の内壁との摺動面には、摩擦低減のためにフッ素樹脂がコーティングされている。なお、軸方向溝２０には、フッ素樹脂はコーティングされていない。

ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる伸び側油路２１及び縮み側油路２２が設けられている。伸び側油路２１には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への油液の流通のみを許容する逆止弁２３が設けられ、縮み側油路２２には、シリンダ下室２Ｂ側からリザーバ４側への油液の流通に抵抗を付与するオリフィスおよびディスクバルブからなる縮み側減衰力発生機構２４が設けられている。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
ピストンロッド６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン５の摺動にともない、ピストン速度の低速域においては、シリンダ上室２Ａの油液がピストンリング１８の軸方向溝２０によって形成されたオリフィス通路を通ってシリンダ下室２Ｂへ流れ、その流通抵抗によってオリフィス特性の減衰力が発生する。また、ピストン速度の高速域においては、ディスクバルブ１４が開弁して、シリンダ上室２Ａの油液が伸び側油液通路１１を通ってシリンダ下室２Ｂへ流れ、バルブ特性の減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド６がシリンダ２から退出した分の油液がリザーバ４からベースバルブ１０の逆止弁２３を開いてシリンダ下室２Ｂへ流れ、リザーバ４内のガスが膨張することによって、シリンダ２内の容積変化を補償する。

縮み行程時には、シリンダ２内のピストン５の摺動にともない、シリンダ下室２Ｂの油液がピストンリング１８の軸方向溝２０によって形成されたオリフィス通路を通ってシリンダ上室２Ａへ流れる。また、ピストン速度の高速域においては、ディスクバルブ１６が開弁して、シリンダ下室２Ｂの油液が縮み側油液通路１２を通ってシリンダ上室２Ａへ流れる。これと同時に、ピストンロッド６がシリンダ２内へ進入することによって、シリンダ下室２Ｂの油液がベースバルブ１０の縮み側油路２２を通ってリザーバ４へ流れるので、これらの流通抵抗によって発生する減衰力の合計が縮み行程時の減衰力となる。このとき、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分だけリザーバ４内のガスが圧縮されることによって、シリンダ２内の容積変化を補償する。

ピストンリング１８の軸方向溝２０によってオリフィス通路を形成したことにより、ディスクバルブ１４、１６及びシート部１３、１５にオリフィス通路を形成するための切欠を設ける必要がないので、切欠によるディスクバルブ１４、１６の耐久性の低下を防止することができ、また、シート部１３、１５にコイニング加工を施す必要がない。

ピストンリング１８に適当数の軸方向溝２０を設けることにより、所望のオリフィス特性を得ることができ、また、キャビテーションの発生を抑制して、キャビテーションによるスイッシュ音の発生を低減することができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図３及び図４を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図３及び図４に示すように、本実施形態では、ピストン５は、ピストンリングを装着せず、その外周部がシリンダ２の内壁に直接摺接する構造となっている。ピストン５の外周部には、複数（図示の例では４つ）の軸方向溝２５が形成されており、これらの軸方向溝２５とシリンダ２の内壁によって、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を常時連通させるオリフィス通路が形成される。また、ピストン５のシリンダ２の内壁との摺接面には、摩擦低減のためにフッ素樹脂がコーティングされている。なお、軸方向溝２５には、フッ素樹脂はコーティングされていない。

このように構成したことにより、ピストン５の外周部に形成した軸方向溝２５とシリンダ２の内壁とによってオリフィス通路を形成することができ、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

次に、本発明の第３実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図５及び図６に示すように、本実施形態では、ピストンリング１８の軸方向溝２０が省略され、代りに、ピストン５の外周部に、外周溝１７よりも深い複数（図示の例では４つ）の軸方向溝２６が形成されている。そして、外周溝１７に嵌合されたピストンリング１８の内周部と軸方向溝２６とによって、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を常時連通させるオリフィス通路が形成されている。

このように構成したことにより、外周溝１７に嵌合されたピストンリング１８の内周部と軸方向溝２６とによって、オリフィス通路を形成することができ、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

なお、上記第１乃至第３実施形態では、本発明を油圧緩衝器に適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、シリンダ内にピストンを摺動可能に嵌装したものであれば他のシリンダ装置にも同様に適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器のピストンの平面図である。 図１に示すピストンの側面図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器のピストンの平面図である。 図３に示すピストンの側面図である。 本発明の第３実施形態に係る油圧緩衝器のピストンの平面図である。 図５に示すピストンの要部を拡大して示す図である。 本発明の一実施形態に係る油圧緩衝器の縦断面図である。

符号の説明

１ 油圧緩衝器（シリンダ装置）、２ シリンダ、５ ピストン、１８ ピストンリング、２０ 軸方向溝、２５ 軸方向溝、２６ 軸方向溝

Claims (4)

1. 流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されて前記シリンダ内を２室に画成するピストンと、前記シリンダ内の２室を連通させるオリフィス通路とを備えたシリンダ装置において、
   前記ピストンの外周部に軸方向溝を設け、該軸方向溝によって前記オリフィス通路を形成したことを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記ピストンは、ピストンリングを有しており、該ピストンリングに前記軸方向溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 前記ピストンの外周部は、前記シリンダの内壁に直接摺接することを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
4. 前記ピストンは、ピストンリングを有しており、該ピストンリングの内周部と前記軸方向溝とによって前記オリフィス通路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
   

Images