JP2009074561A

JP2009074561A - 単筒型緩衝器

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Publication number: JP2009074561A
Application number: JP2007241164A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yonezawa; 和彦米澤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-09-18
Also published as: JP4921298B2

Abstract

【課題】低コストでシール部材の疲労を抑制可能な単筒型緩衝器を提供することである。
【解決手段】上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段における単筒型緩衝器Ｄは、シリンダ１と、シリンダ１の開口端を閉塞すると共にシリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２を軸支するロッドガイド３と、ロッドガイド３に積層されてシリンダ１とロッド２との間をシールするシール部材４と、ロッドガイド３とシール部材４との間の空間Ｓとシリンダ１内とを連通する通路５とを備え、通路５の途中にシリンダ１内から上記空間Ｓへ向かう液体の流れのみを許容するチェック弁４ｄを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、単筒型緩衝器に関する。

一般に単筒型緩衝器にあっては、たとえば、シリンダと、シリンダの開口端を閉塞すると共にシリンダ内に移動自在に挿入されるロッドを軸支するロッドガイドと、ロッドガイドに積層されてシリンダとロッドとの間をシールするシール部材とを備えて、シリンダ内を油密に保つようにしている。

そして、このような単筒型緩衝器にあっては、ロッドとロッドガイドとの間が完全にシールされる状態ではないため、シリンダ内の作動油がロッドとロッドガイドとの間の隙間を通過してロッドガイドとシール部材との間の空間内に侵入して当該空間が蓄圧される場合がある。

この蓄圧に対し何ら手当てをしない場合、空間内の圧力上昇によってシール部材が強くロッドに押し付けられてロッドの摺動抵抗が大きくなり、単筒型緩衝器の円滑な伸縮動作を阻害したり、シール部材の磨耗を促進させたりするなどの不具合が生じる虞がある。

そこで、単筒型緩衝器にあっては、上記空間の蓄圧を防止すべく、当該空間とシリンダ内とを連通する通路を設けて上記空間に侵入した作動油をシリンダ内に戻すようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００５−３２１０２０号公報

このように、従来の単筒型緩衝器では、空間の蓄圧を防止することはできるのであるが、特に単筒型緩衝器が伸長行程にある場合、容積が減少して圧力上昇する上室から通路を介して空間に高圧が作用する処がある。

その結果、シール部材を高圧に耐えうるように設定しなければならず、単筒型緩衝器の製造コストが高くなるとともに、シール部材に頻繁に高圧が作用する場合には、シール部材の疲労を促進させてしまう虞もある。

そこで、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、低コストでシール部材の疲労を抑制可能な単筒型緩衝器を提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダと、シリンダの開口端を閉塞すると共にシリンダ内に移動自在に挿入されるロッドを軸支するロッドガイドと、ロッドガイドに積層されてシリンダとロッドとの間をシールするシール部材と、ロッドガイドとシール部材との間の空間とシリンダ内とを連通する通路とを備えた単筒型緩衝器において、通路の途中にシリンダ内から上記空間へ向かう液体の流れのみを阻止するチェック弁を設けた。

本発明の単筒型緩衝器によれば、通路の途中に設けたチェック弁によって伸長作動時にシリンダ内の高圧が直接にシール部材とロッドガイドとの間の空間内に作用することが抑制され、また、当該空間内が蓄圧される状態となるとチェック弁が開いて圧力をシリンダ内へ逃がすので、シール部材に高圧が作用することを回避でき、これによって、シール部材の耐圧強度を下げることができ、単筒型緩衝器の製造コストを低減することができる。

また、シール部材に高圧が作用することを回避できるので、シール部材を過剰にロッドに押し付けて単筒型緩衝器の摺動性を悪化させず、シール部材の疲労を促進させてしまうこともない。

以下、本発明の単筒型緩衝器を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態における単筒型緩衝器の縦断面図である。図２は、一実施の形態における単筒型緩衝器のヘッド部の縦断面図である。図３は、一実施の形態の一変形例における単筒型緩衝器のヘッド部の縦断面図である。

一実施の形態における単筒型緩衝器Ｄは、図１に示すように、有底筒状のシリンダ１と、シリンダ１の開口端を閉塞すると共にシリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２を軸支するロッドガイド３と、ロッドガイド３に積層されるシール部材４と、ロッドガイド３とシール部材４との間の空間Ｓとシリンダ１内とを連通する通路５と、通路５の途中に設けたシリンダ１内から上記空間Ｓへ向かう液体の流れのみを阻止するチェック弁とを備えて構成されている。

また、この単筒型緩衝器Ｄの他の構成にあっては、従来周知の単筒型緩衝器と同様の構造を採用しており、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるフリーピストン７によって、シリンダ１内が、液体が充填される液室Ｌと気体が充填される気室Ｇとに区画されるとともに、上記液室Ｌは、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるとともにロッド２に連結されるピストン８によって上室Ｒ１と下室Ｒ２とに区画されている。

そして、この単筒型緩衝器Ｄは、伸長する場合、ピストン８に設けたポート８ａを介して圧縮される上室Ｒ１から拡大される下室Ｒ２へ移動する液体の流れにリーフバルブ９によって抵抗を与えることによって伸側の減衰力を発生し、反対に、収縮する場合、ピストン８に設けたポート８ｂを介して圧縮される下室Ｒ２から拡大される上室Ｒ１へ移動する液体の流れにリーフバルブ１０によって抵抗を与えることによって圧側の減衰力を発生するようになっている。なお、この伸縮行程時において、シリンダ１内に侵入或いはシリンダ１から退出するロッド２の体積分の容積を気室Ｇが膨張或いは収縮することで補償するようになっている。

なお、シリンダ１内に充填される液体は、作動油のほか、水、水溶液、電気粘性流体、磁気粘性流体等、緩衝器に適用可能なものを採用することが可能である。

以下、各部について詳しく説明すると、ロッドガイド３は、環状に形成されており、図２中上端内周側に設けた凹部３ａと、凹部３ａの外周部に連なる段部３ｂと、図２中上端外周に設けた切欠３ｃと、凹部３ａと切欠３ｃとを接続する溝３ｄと、溝３ｄの底部と図２中下端の上室Ｒ１に臨む面までを連通する連通孔３ｅとを備えて構成され、シリンダ１の内周に嵌合されるスナップリング１１によって図１中下方への移動が規制された状態でシリンダ１の図１中上端となる開口端に嵌合され、シリンダ１の開口端を閉塞している。

また、ロッドガイド３の内周には、図２中上から順に、環状のシールリング１２と筒状のスライドベアリング１３が装着されており、このシールリング１２およびスライドベアリング１３内にロッド２が摺動自在に挿入され、シールリング１２はロッド２とロッドガイド３との間をシールし、スライドベアリング１３はロッド２の図１中上下方向の移動をガイドしている。なお、シールリング１２は、ロッド２の外周に摺接してロッド２とロッドガイド３との間をシールすることができればよく、樹脂リングやＯリングを用いることが可能である。

さらに、段部３ｂは、その内周側が図２に示すように、シリンダ１の外方側となるシール部材４側に突出した傾斜面とされ、当該段部３ｂで後述するチェックシール４ｄが離着座するシート部を形成している。

つづいて、このロッドガイド３の図１中上方に積層されるシール部材４は、環状かつ平板形状とされるインサートメタル４ａと、インサートメタル４ａの内周に設けられてロッド２の外周に摺接する内周シール４ｂと、インサートメタル４ａの外周にロッドガイド３の切欠３ｃ内に収容されてシリンダ１の内周に密着する外周シール４ｃと、図２中下面に設けられて上記段部３ｂに附勢状態で当接する環状のチェックシール４ｄとを備えて構成されている。

なお、内周シール４ｂは、ロッド２の図１中上方側に摺接するダストリップと、ロッド２の図１中下方側に摺接するオイルリップとを備え、ロッド２とインサートメタル４ａとの間をシールし、他方、外周シール４ｃは、インサートメタル４ａとシリンダ１との間をシールする。

そして、シール部材４は、シリンダ１の開口端を内周側に加締めることによって、ロッドガイド３側に押し付けられた状態でシリンダ１に固定され、シリンダ１の開口端を封止して、シリンダ１とロッド２との間をシールしシリンダ１内を密封状態に維持する。

また、チェックシール４ｄは、図２中上端となる基端がインサートメタル４ａの図２中下面に溶着や接着等によって一体とされており、上述の内周シール４ｂおよび外周シール４ｃとともにインサートメタル４ａに一体化されている。

なお、内周シール４ｂ、外周シール４ｃおよびチェックシール４ｄのインサートメタル４ａへの一体化にあたっては、具体的には、たとえば、内周シール４ｂ、外周シール４ｃおよびチェックシール４ｄを形作る型内にインサートメタル４ａを挿入しておき、各シール４ｂ，４ｃ，４ｄの材料を加熱して当該型内に投入し加圧して各シール４ｂ，４ｃ，４ｄを成型するとともにインサートメタル４ａに一体化すればよい。なお、各シール４ｂ，４ｃ，４ｄは、このような成型方法によらずにインサートメタル４ａに一体化されてもよい。

さらに、このチェックシール４ｄは、環状に成型されるとともにインサートメタル４ａの下面から伸びて、自身の弾発力によりその先端がロッドガイド３の段部３ｂに押し付けられて当接している。

つづいて、シール部材４をロッドガイド３に積層させると、シール部材４とロッドガイド３の図１中上面側に設けた凹部３ａとの間に空間Ｓが形成される。この空間Ｓ内には、単筒型緩衝器が伸縮するときに、ロッド２の外周に付着しロッド２とスライドベアリング１３との間の摺動隙間を介してロッドガイド３の上方に通過した液体が、内周シール４ｂで掻き落とされて取り残される。そして、単筒型緩衝器の伸縮が繰り返されると空間Ｓ内には徐々に取り残された液体が蓄積されることになる。

そして、チェックシール４ｄは、内周側に受ける空間Ｓ内の圧力が外周側に溝３ｄおよび連通孔３ｅを介して作用するシリンダ１内の圧力を上回ることによって外周側へ附勢する力が自身の弾発力に打ち勝つと段部３ｂから離座して空間Ｓを溝３ｄおよび連通孔３ｅを介してシリンダ１内に連通するが、その逆、すなわち、シリンダ１内となる上室Ｒ１の圧力が空間Ｓの圧力を上回る状態では開かず、上室Ｒ１から空間Ｓへ向かう液体の流れのみを阻止するようになっている。

つまり、チェックシール４ｄは、基本的には、シリンダ１内から空間Ｓへの液体の流れのみを阻止するチェック弁として機能して、空間Ｓ内にある程度液体が蓄積されて空間Ｓ内の圧力が上昇してシリンダ１内の圧力を所定量上回ると外周側に撓んでロッドガイド３から離れて空間Ｓをシリンダ１に連通して液体を上室Ｒ１内へ戻すのである。

すなわち、この実施の形態の場合、通路５は、溝３ｄおよび連通孔３ｅによって形成され、通路５の途中に設けられるチェック弁は上記したチェックシール４ｄにて形成されている。

なお、段部３ｂの内周側をシール部材４側へ突出させずに段部３ｂを図２中水平面としても良いが、このように段部３ｂを傾斜面とすることで、チェックシール４ｄの内周側への反り返りを防止することができ、シリンダ１内の圧力が空間Ｓ内の圧力を大きく上回る事態に際しても、確実にチェック弁として機能を発揮することができるようになっている。

また、図３に示すように、連通孔３ｅの代わりにロッドガイド３の外周に図３中上下方向となる軸方向に沿うとともに溝３ｄに接続される溝３ｆを設けて、通路５を形成し、当該溝３ｆを介してシリンダ１内の上室Ｒ１と空間Ｓとを連通するようにしてもよい。

このように構成された単筒型緩衝器Ｄにあっては、通路５の途中に、シリンダ１内の上室Ｒ１からシール部材４とロッドガイド３との間に形成される空間Ｓへ向かう液体の流れのみを阻止するチェック弁たるチェックシール４ｄを設けているので、上室Ｒ１内から空間Ｓへ向かう液体の流れを阻止でき、特に伸長作動時に上室Ｒ１内の上昇する圧力が通路５を介して直接に空間Ｓ内に作用することがなくなる。

反対に、上室Ｒ１からロッド２とシールリング１２との間、および、ロッド２とスライドベアリング１３との間を通過して空間Ｓ内に侵入した液体の蓄積によって、空間Ｓ内に圧力が上室Ｒ１内の圧力を上回る事態となると、チェックシール４ｄが開いて空間Ｓから液体を上室Ｒ１へ逃がすので、空間Ｓ内の蓄圧を効果的に抑制することができる。

したがって、この単筒型緩衝器Ｄによれば、通路５の途中に設けたチェック弁によって伸長作動時に上室Ｒ１内の高圧が直接に空間Ｓ内に作用することが抑制され、また、空間Ｓ内が蓄圧される状態となるとチェック弁が開いて圧力を上室Ｒ１へ逃がすので、シール部材４に高圧が作用することを回避でき、これによって、シール部材４の耐圧強度を下げることができ、単筒型緩衝器Ｄの製造コストを低減することができる。

また、シール部材４に高圧が作用することを回避できるので、シール部材４を過剰にロッド２に押し付けて単筒型緩衝器Ｄの摺動性を悪化させず、シール部材４の疲労を促進させてしまうこともない。

さらに、この実施の形態にあっては、ロッドガイド３とロッド２との間にシールリング１２を設けて、ロッドガイド３とロッド２との間の液体の通過を抑制しているので、上室Ｒ１から空間Ｓへの圧力の伝播を絶縁できるとともに、空間Ｓの蓄圧の頻度もより一層低減されるから、シール部材４の耐圧強度をより一層低減させることが可能となり、更なる製造コストの低減と、シール部材４の劣化を抑制できるので、単筒型緩衝器Ｄの実用性が向上することになる。

上記したところでは、チェック弁をシール部材４に設けたチェックシール４ｄとしているので、シール部材とロッドガイド３との間の狭いスペースに無理なくチェック弁を設けることができるので、単筒型緩衝器Ｄの大型化を招くことが無いという利点があるが、シール部材とロッドガイド３との間、或いは、ロッドガイド３における連通孔３ｅ等の途中に、弁体と弁体を附勢するバネ等で構成される別途構造のチェック弁を設けるようにしてもよい。

なお、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。

一実施の形態における単筒型緩衝器の縦断面図である。一実施の形態における単筒型緩衝器のヘッド部の縦断面図である。一実施の形態の一変形例における単筒型緩衝器のヘッド部の縦断面図である。

符号の説明

１シリンダ
２ロッド
３ロッドガイド
３ａロッドガイドにおける凹部
３ｂロッドガイドにおける段部
３ｃロッドガイドにおける切欠
３ｄ，３ｆロッドガイドにおける溝
３ｅロッドガイドにおける連通孔
４シール部材
４ａシール部材におけるインサートメタル
４ｂシール部材における内周シール
４ｃシール部材における外周シール
４ｄチェック弁たるチェックシール
５通路
７フリーピストン
８ピストン
８ａ，８ｂピストンにおけるポート
９，１０リーフバルブ
１１スナップリング
１２シールリング
１３スライドベアリング
Ｄ単筒型緩衝器
Ｇ気室
Ｌ液室
Ｒ１上室
Ｒ２下室
Ｓ空間

Claims

シリンダと、シリンダの開口端を閉塞すると共にシリンダ内に移動自在に挿入されるロッドを軸支するロッドガイドと、ロッドガイドに積層されてシリンダとロッドとの間をシールするシール部材と、ロッドガイドとシール部材との間の空間とシリンダ内とを連通する通路とを備えた単筒型緩衝器において、通路の途中にシリンダ内から上記空間へ向かう液体の流れのみを阻止するチェック弁を設けたことを特徴とする単筒型緩衝器。
チェック弁は、シール部材に設けられてロッドガイドに離着座する環状のチェックシールであること特徴とする請求項１に記載の単筒型緩衝器。
ロッドガイドとロッドとの間をシールするシールリングを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の単筒型緩衝器。