JP2009121617A - 緩衝器用装置及び緩衝器 - Google Patents
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Abstract
【課題】より簡単な構造で線接触による密封面を形成することができる緩衝器用装置及び緩衝器を提供する。
【解決手段】緩衝器のフリーピストン20は、隔壁部22と、隔壁部22の外周に設けられるガイド円筒部24と、ガイド円筒部24の外周に設けられるシール部材26と、を備える。シール部材26は、径外方向に突起した複数の環状リップ部26a、26bを有し、隔壁部22は、シール部材26の径に垂直な方向における、環状リップ部26a、26bの間の領域に位置する。
【選択図】図2
【解決手段】緩衝器のフリーピストン20は、隔壁部22と、隔壁部22の外周に設けられるガイド円筒部24と、ガイド円筒部24の外周に設けられるシール部材26と、を備える。シール部材26は、径外方向に突起した複数の環状リップ部26a、26bを有し、隔壁部22は、シール部材26の径に垂直な方向における、環状リップ部26a、26bの間の領域に位置する。
【選択図】図2
Description
本発明は、緩衝器用装置及び当該緩衝器用装置を備えた緩衝器に関する。特に自動車のサスペンションに用いられる緩衝器用装置及び緩衝器に関する。
従来、シリンダ内を摺動するピストンの動作に伴って発生する作動液の流動抵抗により、衝撃を緩衝する緩衝器が知られている。この種の緩衝器の1つであるモノチューブ式ショックアブソーバは、緩衝器用装置としてのフリーピストンがシリンダ内に摺動自在に設けられ、シリンダ内部が油室とガス室とに上下に区画されている。そして、油室には作動油が充填されるとともに、ロッドを連結したピストンが設けられ、ガス室には高圧ガスが封入されている。
フリーピストンは、ロッドの上昇下降に応じて、上下方向に移動するようになっている。また、フリーピストンはシリンダ内を油室とガス室に区画し、ガス室に封入された高圧ガスが油室に充填された作動油に溶け込んで圧力が低下するのを防止している。したがって、緩衝器の高い作動性と安定した減衰力を維持するために、フリーピストンには、上下方向にスムースに移動でき、油室とガス室との間を確実にシールできることが求められている。
これに対し、断面略くさび形のシールリップが形成されたシールリングと当該シールリングに埋め込まれた断面略L字型の金属環とを有するオイルシールが装着されたフリーピストンを備えた緩衝器用の密封装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この緩衝器用の密封装置は、当該シールリップをシリンダに線接触させることでフリーピストンの移動性及び密封性を高めるというものである。
実開平5−52385号公報
しかしながら、上述の特許文献1の構成では、フリーピストンの構造が複雑であり、その製造工程も複雑となってしまう。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より簡単な構造で線接触による密封面を形成することができる緩衝器用装置及び緩衝器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の緩衝器用装置は、隔壁部と、前記隔壁部の外周に設けられるガイド円筒部と、前記ガイド円筒部の外周に設けられるシール部材と、を備える緩衝器用装置であって、前記シール部材は、径外方向に突起した複数の環状リップ部を有し、前記隔壁部は、前記シール部材の径に垂直な方向における、両端の前記環状リップ部の間の領域に位置する。
この態様によれば、より簡単な構造で線接触による密封面を形成することができる。
前記ガイド円筒部は、前記隔壁部の厚さよりも大きい外側面部を有し、前記シール部材は、前記外側面部に設けられるようにしてもよい。この場合、シール部材が高精度に線接触した状態を得ることができ、優れた密封性が得られる。
前記隔壁部は、前記ガイド円筒部に接する領域にリブを有するようにしてもよい。この場合、緩衝器用装置の径方向の剛性をさらに高めることができ、シール部材が高精度に線接触した状態を維持することができる。
前記隔壁部と前記ガイド円筒部とは、一体成形してもよい。この場合、さらに簡単な構造とすることができる。
本発明の別の態様は、緩衝器である。この緩衝器は、シリンダと、前記シリンダ内に挿入されるピストンロッドと、前記ピストンロッドに連結されるピストンと、前記シリンダ内に移動自在に設けられ、前記シリンダ内に第1流体室と第2流体室とを形成する上述したいずれかの態様の緩衝器用装置と、を備える。
この態様によれば、緩衝器の作動性を向上させることができ、優れた緩衝機能を得ることができる。
本発明によれば、より簡単な構造で線接触による密封面を形成することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という)について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
(実施形態1)
図1は、本実施形態のフリーピストンを備えた緩衝器の概略断面図である。図1に示すように、本実施形態の緩衝器10はモノチューブ式ショックアブソーバである。緩衝器10は、シリンダ12、ピストンロッド14、ピストン16、フリーピストン20などを備える。
図1は、本実施形態のフリーピストンを備えた緩衝器の概略断面図である。図1に示すように、本実施形態の緩衝器10はモノチューブ式ショックアブソーバである。緩衝器10は、シリンダ12、ピストンロッド14、ピストン16、フリーピストン20などを備える。
シリンダ12の一端開口部にはロッドガイド18が配設されており、ピストンロッド14はロッドガイド18の中央に設けられた貫通孔18aに、軸方向に摺動自在に挿通されている。ピストンロッド14の先端には、ピストン16がシリンダ12内を摺動自在に連結されている。ピストン16にはオリフィス16aが設けられている。シリンダ12内のピストン16よりも下方向には、フリーピストン20がシリンダ12内を軸方向に移動自在に設けられている。シリンダ12内は、フリーピストン20によって、作動油が封入された第1流体室としての油室121と、高圧ガスが封入された第2流体室としてのガス室122とに画成されている。また、油室121は、ピストン16によって上室121aと下室121bの2室に画成されている。
緩衝器10の伸び工程、縮み工程によりピストン16がシリンダ12の軸方向に移動するときに、作動油がオリフィス16aを通過して上室121a、下室121bの間を流れる。このときの流体抵抗により減衰力が発生し、衝撃が緩衝される。なお、伸び工程とは、ピストンロッド14がシリンダ12外部へ伸びる方向に変位する工程をいい、縮み工程とは、ピストンロッド14がシリンダ12内部へ縮む方向に変位する工程をいう。
伸び工程においては、ピストンロッド14が上室121aから退出し、油圧が下室121bで低下する。一方、縮み工程では、ピストンロッド14が上室121aに進入し、油圧が下室121bで上昇する。これらの場合、フリーピストン20が、上室121aおよび下室121bの圧力のバランスがとれる位置までシリンダ12内を移動する。
続いてフリーピストン20の構成について詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る緩衝器用装置としてのフリーピストンの概略断面図である。図2に示すように、フリーピストン20は、隔壁部22と、ガイド円筒部24と、シール部材26とを有する。
隔壁部22は、シリンダ12内を油室121とガス室122とに区画するための隔壁であり、鉄、アルミなどの金属あるいはゴムなどの弾性体で構成される。隔壁部22の、後述するガイド円筒部24に接する領域には、フリーピストン20の径方向への変形を防ぐためのリブを設けてもよい。特に隔壁部22が弾性体からなる場合には、リブを当該領域に設けてフリーピストン20の径方向の剛性を高め、径方向への変形を防ぐことが好ましい。リブの形状は特に限定されず、例えばガイド円筒部24の内側面に沿って隔壁部22の周縁部全周に渡って設けられた円環状リブなどが挙げられる。
隔壁部22の外周には、ガイド円筒部24が設けられている。ガイド円筒部24は鉄、アルミなどの金属からなり、隔壁部22とガイド円筒部24とは、例えばろう付けなどにより接合される。ガイド円筒部24は、シリンダ12の内側面に略平行で、隔壁部22の厚さ(シリンダ12の軸方向の長さ)よりも大きい外側面部24aを備える。したがって、フリーピストン20は、ガイド円筒部24によりそのシリンダ12の軸方向への移動がガイドされる。すなわち、フリーピストン20がシリンダ12の軸方向に対して傾いた場合であっても、ガイド円筒部24によってフリーピストン20はシリンダ12内で転覆することはなく、シリンダ12内でのフリーピストン20による密封性が維持される。また、ガイド円筒部24によって、シリンダ12の軸方向におけるフリーピストン20の剛性が高められている。
ガイド円筒部24の外周には、シール部材26が設けられている。シール部材26は、たとえば、ガイド円筒部24の外側面部24aに加硫接着されて設けられる。シール部材26は、フリーピストン20の径外方向に突起した2つの環状リップ部26a、26bを有し、環状リップ部26a、26bがシリンダ12の内側面に接触する。これによりフリーピストン20は、シリンダ12に線接触して密封面を形成し、シリンダ12の下室121bの作動油とガス室122のガスとを分離している。ここでシール部材26は、シリンダ12の内側面に平行で、隔壁部22の厚さよりも大きい外側面部24aに設けられるため、シール部材26とシリンダ12の内側面とのクリアランスを高精度に出すことができる。そのためシール部材26とシリンダ12との精度の高い線接触を得ることができる。シール部材26は、例えばゴムなどの可撓性材料で形成される。
ここで、隔壁部22は、シール部材26の径に垂直な方向における、環状リップ部26a、26bの間の領域(図2中矢印Aで示される範囲)、特に環状リップ部26a、26bの頂点間の略中央に位置するように設けられている。好ましくは、隔壁部22はフリーピストン20の重心を通る位置に設けられる。
図3(A)、(B)、(C)は、隔壁部22の配設位置の異なるフリーピストンの概略断面図である。図3(A)、(C)に示すフリーピストンは、それぞれ隔壁部22がシール部材26の上端位置あるいは下端位置に配設されたフリーピストンである。一方、図3(B)に示すフリーピストンは、隔壁部22がガイド円筒部24の略中央、すなわち環状リップ部26a、26bの間の領域に配置されており、本実施形態のフリーピストン20に相当する。
フリーピストンが、図3に示すようにシリンダ12の軸方向に対して傾いた場合、いずれも図中左端の環状リップ部26aの頂点と、図中右端の環状リップ部26bの頂点とに、シリンダ内側面からフリーピストンの径方向内向きの力が印加される。これにより、図3(A)に示す、隔壁部22が上端に配設されたフリーピストンでは、図中右側のシール部材26に大きな曲げ力が発生する。図3(C)に示す、隔壁部22が下端に配設されたフリーピストンでは、図中左側のシール部材26に大きな曲げ力が発生する。一方、図3(B)に示す、隔壁部22が環状リップ部26a、26bの間の領域に配置されたフリーピストン20では、シール部材26に発生する曲げ力を図3(A)、(C)に示す場合と比べて小さくすることができる。したがって、隔壁部22を環状リップ部26a、26bの間に配置することで、フリーピストンの径方向の剛性を高めることができる。また、これにより、環状リップ部26a、26bのそれぞれに略均等の押圧力がかかる状態を維持できるため、環状リップ部26a、26bとシリンダ12とが高精度に線接触した状態を維持することができる。さらに、隔壁部22を環状リップ部26a、26bの間に配置することで、フリーピストンが傾いた場合に生じるこじり力が小さくなることが、実験により証明されている。
以上のように本実施形態においては、より簡単な構造で線接触による密封面を形成することができる。また、より軽量であり、省スペース化も可能となる。さらに、簡易な製造工程により形成することができ、製造コストを抑えることができる。
また、シール部材はシリンダの内側面と平行な面に設けられているため、シリンダに対してシール部材が高精度に線接触した状態を得ることができ、優れた密封性を維持できる。そのため緩衝器の作動性も向上し、優れた緩衝機能を得ることができる。
(実施形態2)
図4は、実施形態2に係る緩衝器用装置としてのフリーピストンの概略断面図である。本実施形態のフリーピストンは、隔壁部とガイド円筒部とが一体成形された構成である点を除いては、実施形態1に係るフリーピストンと同様である。
図4は、実施形態2に係る緩衝器用装置としてのフリーピストンの概略断面図である。本実施形態のフリーピストンは、隔壁部とガイド円筒部とが一体成形された構成である点を除いては、実施形態1に係るフリーピストンと同様である。
図4に示すように、本実施形態のフリーピストン20は、隔壁部22とガイド円筒部24とが一体成形された構成となっている。これは、例えば鉄、アルミ等の金属材料をもちいてプレス成形などにより得ることができる。プレス成形することでガイド円筒部24には折り返し部24bが形成され、これにより、フリーピストン20の径方向の剛性を高めることができる。また、隔壁部22は金属材料で形成されている。そのため、本実施形態においては、隔壁部22にリブを設けなくてもフリーピストン20の径方向への変形を防ぐことができる。なお、隔壁部22にリブを設けてもよい。
以上のように本実施形態においては、フリーピストンの隔壁部とガイド円筒部とが一体成形されるため、さらに簡単な構造とすることができ、製造工程もより簡素化することができる。
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。たとえば本実施形態では環状リップ部を2つ設けた構成を示したが、特にこれに限定されず、2つ以上であればよく、求められる密封性、コストなどにあわせて適宜変更することができる。なお、環状リップ部が3つ以上の場合には、隔壁部は両端の環状リップ部間の領域に位置するように設けられる。ここで両端の環状リップ部とは、シリンダの軸方向の最上部と最下部の環状リップ部を意味する。
また、上述の実施形態では、モノチューブ式ショックアブソーバを実施例として本発明を説明したが、本発明は、モノチューブ式ショックアブソーバに限られず、ガス室分離タイプのショックアブソーバであれば、適用することができる。たとえば、ツインチューブ式ショックアブソーバや、3重管式ショックアブソーバにおいても、ガス室分離タイプであれば本発明を適用可能である。
10 緩衝器、 12 シリンダ、 14 ピストンロッド、 16 ピストン、 16a オリフィス、 18 ロッドガイド、 18a 貫通孔、 20 フリーピストン、 22 隔壁部、 24 ガイド円筒部、 24a 外側面部、 24b 折り返し部、 26 シール部材、 26a、26b 環状リップ部、 121 油室、 121a 上室、 121b 下室、 122 ガス室。
Claims (5)
- 隔壁部と、
前記隔壁部の外周に設けられるガイド円筒部と、
前記ガイド円筒部の外周に設けられるシール部材と、を備える緩衝器用装置であって、
前記シール部材は、径外方向に突起した複数の環状リップ部を有し、
前記隔壁部は、前記シール部材の径に垂直な方向における、両端の前記環状リップ部の間の領域に位置することを特徴とする緩衝器用装置。 - 前記ガイド円筒部は、前記隔壁部の厚さよりも大きい外側面部を有し、
前記シール部材は、前記外側面部に設けられることを特徴とする請求項1に記載の緩衝器用装置。 - 前記隔壁部は、前記ガイド円筒部に接する領域にリブを有することを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝器用装置。
- 前記隔壁部と前記ガイド円筒部とは、一体成形されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の緩衝器用装置。
- シリンダと、
前記シリンダ内に挿入されるピストンロッドと、
前記ピストンロッドに連結されるピストンと、
前記シリンダ内に移動自在に設けられ、前記シリンダ内に第1流体室と第2流体室とを形成する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の緩衝器用装置と、
を備えることを特徴とする緩衝器。
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- 2007-11-15 JP JP2007297127A patent/JP2009121617A/ja active Pending
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Legal Events
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Effective date: 20090903 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090924 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
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