JP2013204792A - Shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車、鉄道車両等のサスペンション装置に装着される緩衝器に関するものである。 The present invention relates to a shock absorber attached to a suspension device of an automobile, a railway vehicle or the like.
自動車、鉄道車両等の車両のサスペンション装置に装着される筒型の緩衝器は、一般的に、作動流体として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が摺動可能に挿入され、ピストン部にオリフィス及びディスクバルブ等からなる減衰力発生機構が設けられた構造となっている。これにより、ピストンロッドのストロークに対してシリンダ内のピストンが摺動し、生じる油液の流れ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。 In general, a cylindrical shock absorber mounted on a suspension device of a vehicle such as an automobile or a railway vehicle generally allows a piston connected to a piston rod to slide in a cylinder filled with an oil liquid as a working fluid. It is inserted and has a structure in which a damping force generating mechanism including an orifice and a disk valve is provided in the piston portion. As a result, the piston in the cylinder slides with respect to the stroke of the piston rod, and the resulting fluid flow is controlled by the orifice and the disk valve to generate a damping force.
このような緩衝器においては、シリンダ内にエアが混入すると、減衰力発生機構による流通抵抗の変動、及び、エアの圧縮、膨張により、減衰力が不安定になる。そこで、緩衝器のピストンロッドのシール部は、油液に対するシール性、及び、ピストンロッドの潤滑性を確保しつつ、シリンダ内に混入したエアを排出する機能が要求されている。 In such a shock absorber, when air is mixed into the cylinder, the damping force becomes unstable due to fluctuations in the flow resistance caused by the damping force generation mechanism and air compression and expansion. Accordingly, the seal portion of the piston rod of the shock absorber is required to have a function of discharging air mixed in the cylinder while ensuring the sealing performance against the oil and the lubricity of the piston rod.
従来、例えば特許文献1に記載された油圧緩衝器では、ピストンロッドのシール部に、シリンダ内からリザーバへ少量の油液の流通を許容する逆止弁を設けることにより、シリンダ内に混入したエアを少量の油液と共にリザーバへ排出するようにしている。
Conventionally, in the hydraulic shock absorber described in
近年、減衰力特性の安定化、シリンダ内の油液の圧力を高圧化する要求がある。このため、ピストンロッドのシール部には、高圧に対するシール性を確保しつつ、エアを円滑に排出する機能が要求されると共に、構造の簡単化による生産性の向上が望まれている。 In recent years, there has been a demand for stabilizing damping force characteristics and increasing the pressure of oil liquid in a cylinder. For this reason, the seal part of the piston rod is required to have a function of smoothly discharging air while ensuring a sealing property against high pressure, and an improvement in productivity by simplifying the structure is desired.
本発明は、簡単な構造で、ピストンロッドのシール部の高圧に対するシール性を確保しつつ、シリンダ内に混入したエアを円滑に排出できるようにした緩衝器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a shock absorber that has a simple structure and can smoothly discharge air mixed in a cylinder while ensuring the sealing performance against the high pressure of the seal portion of the piston rod.
上記の課題を解決するために、本発明は、油液が封入されたシリンダと、シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダの端部に取付けられて前記ピストンロッドを案内するロッドガイドと、前記シリンダの端部の前記ロッドガイドよりも外側に取付けられ、前記ピストンロッドとの間をシールして前記ロッドガイドとの間に油溜め室を形成するオイルシールとを備えた緩衝器において、
前記ロッドガイドの内周面に環状のシール溝を形成し、該シール溝内に前記ピストンロッドの外周面に密着し、前記シール溝の内周面との間に隙間を形成する環状のシール部材を設け、前記シール溝の前記シール部材に当接する端部、又は、前記シール溝の端部に当接する前記シール部材の端部に通気溝を形成して、該通気溝を介して前記シリンダ内と前油溜め室とを接続し、前記シール溝内に前記シール部材を前記シール溝の端部に押圧するバネ手段を設け、前記シール部材を前記シール溝の端部に押圧することによって前記通気溝を遮断可能としたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylinder in which oil is sealed, a piston that is slidably inserted into the cylinder, and a piston that is connected to the piston and extends outside the cylinder. A rod, a rod guide that is attached to the end of the cylinder and guides the piston rod, and is attached to the outside of the rod guide at the end of the cylinder and seals between the piston rod and the rod In a shock absorber provided with an oil seal that forms an oil sump chamber with the guide,
An annular seal member that forms an annular seal groove on the inner peripheral surface of the rod guide, adheres closely to the outer peripheral surface of the piston rod in the seal groove, and forms a gap between the inner peripheral surface of the seal groove A ventilation groove is formed at an end of the seal groove that contacts the seal member or an end of the seal member that contacts the end of the seal groove, and the inside of the cylinder is interposed through the ventilation groove. And a front oil sump chamber, spring means for pressing the seal member against the end of the seal groove is provided in the seal groove, and the air flow is achieved by pressing the seal member against the end of the seal groove. The groove can be cut off.
本発明の緩衝器によれば、簡単な構造で、ピストンロッドのシール部の高圧に対するシール性を確保しつつ、シリンダ内に混入したエアを円滑に排出することができる。 According to the shock absorber of the present invention, air mixed in the cylinder can be smoothly discharged with a simple structure while ensuring the sealing performance against the high pressure of the seal portion of the piston rod.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る緩衝器1は、筒型の減衰力調整式油圧緩衝器であって、シリンダ2の外側に外筒3を設けた複筒構造で、シリンダ2と外筒3との間に環状のリザーバ4が形成されている。シリンダ2内には、ピストン5が摺動可能に挿入され、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(ロッド側室)とシリンダ下室2B(ボトム側室)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、シリンダ上室2Aを通り、シリンダ2及び外筒3の上端部に装着されたロッドガイド8及びオイルシール9に挿通されて、シリンダ2の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が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the shock absorber 1 according to the present embodiment is a cylindrical damping force adjustment type hydraulic shock absorber, and has a multi-cylinder structure in which an
ピストン5には、シリンダ上下室2A、2B間を連通させる通路11、12が設けられている。通路11には、シリンダ下室2B側からシリンダ上室2A側への流体の流通のみを許容する逆止弁(図示せず)が設けられ、また、通路12には、シリンダ上室2A側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをシリンダ下室2B側へリリーフするディスクバルブ14が設けられている。
The
ベースバルブ10には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを連通させる通路15、16が設けられている。そして、通路15には、リザーバ4側からシリンダ下室2B側への流体の流通のみを許容する逆止弁17が設けられ、また、通路16には、シリンダ下室2B側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ4側へリリーフするディスクバルブ18が設けられている。シリンダ2内には、作動流体として油液が封入され、リザーバ4内には油液及びガスが封入されている。
The
シリンダ2には、上下両端部にシール部材19を介してセパレータチューブ20が外嵌されており、シリンダ2の側壁とその外周に設けられたセパレータチューブ20の円筒状の側壁との間に環状通路21が形成されている。環状通路21は、シリンダ2の上端部付近の側壁に設けられた通路22によってシリンダ上室2Aに連通されている。環状通路21の下端部は、外筒3の側壁の下部に取付けられた減衰力発生機構25に接続されている。
A separator tube 20 is externally fitted to the
減衰力発生機構25は、パイロット型(背圧型)のメインバルブと、メインバルブの開弁圧力を制御するソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブと、パイロットバルブの下流側に配置されてフェイル時に作動するフェイルバルブとを備えている。そして、環状通路21から導入した油液をメインバルブ、パイロットバルブ及びフェイルバルブ通してリザーバへ流通させて減衰力を発生させる。また、リード線26によりソレノイドに通電してパイロットバルブの制御圧力及びメインバルブの開弁圧力を調整することにより、減衰力を調整する。
The damping
次に、ピストンロッド6のシール部について、図2及び図3を参照して説明する。
図2に示すように、シリンダ2及び外筒3の上端部には、小径部8A及び大径部8Bを有する段付円筒状のロッドガイド8が取付けられており、小径部8Aがシリンダ2内に嵌合され、大径部8Bが外筒3内に嵌合されている。ロッドガイド8の小径部8A側に形成されたガイドボア28には、ガイドブッシュ29が圧入され、ガイドブッシュ29にピストンロッド6が挿通されて摺動可能に案内されている。ガイドブッシュ29とピストンロッド6との間には、所定の隙間が設けられて、少量の油液の流通が可能となっている。ロッドガイド7の大径部8B側には、ガイドボア28よりも大径の大径ボア30が形成されている。ロッドガイド8の大径部8Bの端面には、環状の当接部31が突出されている。ロッドガイド8の大径部8Bには、軸方向に沿って還流通路32が貫通されている。
Next, the seal part of the
As shown in FIG. 2, a stepped
外筒3の上端部には、ロッドガイド8の当接部31に当接し、ピストンロッド6が挿通されるオイルシール9が取付けられており、オイルシール9により、大径ボア30内に油溜め室33が形成されている。油溜め室33は、還流通路32を介してリザーバ4に接続されている。オイルシール9は、金属製の環状の保持部材34の内周部に、メインシール35、ダストシール36及びシールリップ37を一体に形成して加硫接着した構造となっている。オイルシール9は、保持部材34が外筒3内に嵌合され、ロッドガイド8の当接部31に当接した状態で、外筒3の端部がカシメられて固定されている。
An
メインシール35は、保持部材34の内側に配置され、ピストンロッド6に密着して油液をシールする。ダストシール36は、保持部材34の外側に配置され、ピストンロッド6に密着して油溜め室33への異物の侵入を防止すると共にピストンロッド6の表面に付着した油液を掻き落す。また、シールリップ37は、ロッドガイド7の段部に弾性的に密着して、油溜め室33からリザーバ4への油液の流通のみを許容する逆止弁として機能する。ロッドガイド8の大径部8B及びオイルシール9の保持部材34と外筒3との間は、シール部材38によってシールされている。外筒3の端部には、更に、キャップ39が外嵌されて、オイルシール9を保護している。
The
図3に示すように、ガイドブッシュ29は、ガイドボア28の端部との間に軸方向の隙間をもって圧入されており、この隙間により、ピストンロッド6が挿通されるガイドロッド8の内周面に、環状のシール溝40が形成されている。シール溝40内には、弾性体からなる環状のシール部材であるシールリング41が挿入されている。シールリング41は、内周部がピストンロッド6の外周面に密着し、外径がガイドボア28の内径よりも小径で、その外周部とガイドボア28の内周面との間に隙間C1が形成されている。シールリング41は、軸方向の寸法がシール溝40よりも小さく、シールリング41の端部とシール溝40のガイドブッシュ29側の端部との間にバネ手段である環状のウエーブスプリング42が挿入されている。そして、シールリング41は、ウエーブスプリング42のバネ力によってシール溝40の油溜め室33側の端部に押圧されている。シール溝40のシールリング41に当接する端部、すなわち、油溜め室33側の端部には、径方向に沿って通気溝43が形成されている。通気溝43は、1つ又は円周方向に沿って複数配置することができる。そして、シールリング41がシール溝40の端部に当接したとき、シール溝40の内部と油溜め室33とが通気溝43、及び、ロッドガイド8の内周面とピストンロッド6との隙間C2を介して接続される。また、ウエーブスプリング42のバネ力及びシリンダ上室2A内の油液の圧力により、シールリング41がシール溝40の端部に押圧され、弾性変形して通気溝43に密着することにより、通気溝43を遮断できるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
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の移動によって、ピストン5の通路11の逆止弁が閉じ、通路12のディスクバルブ14の開弁前には、シリンダ上室2A側の流体が加圧されて、通路22及び環状通路21を通り、減衰力発生機構25を介してリザーバ4へ流れる。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
During the extension stroke of the
このとき、ピストン5が移動した分の流体がリザーバ4からベースバルブ10の逆止弁17を開いてシリンダ下室2Bへ流入する。なお、シリンダ上室2Aの圧力がピストン5のディスクバルブ14の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ14が開いて、シリンダ上室2Aの圧力をシリンダ下室2Bへリリーフすることにより、シリンダ上室2Aの過度の圧力の上昇を防止する。
At this time, the fluid corresponding to the movement of the
ピストンロッド6の縮み行程時には、シリンダ2内のピストン5の移動によって、ピストン5の通路11の逆止弁が開き、ベースバルブ10の通路15の逆止弁17が閉じて、ディスクバルブ18の開弁前には、ピストン下室2Bの流体がシリンダ上室2Aへ流入し、ピストンロッド6がシリンダ2内に侵入した分の流体がシリンダ上室2Aから、上記伸び行程時と同様の経路を通ってリザーバ4へ流れる。なお、シリンダ下室2B内の圧力がベースバルブ10のディスクバルブ18の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ18が開いて、シリンダ下室2Bの圧力をリザーバ4へリリーフすることにより、シリンダ下室2Bの過度の圧力の上昇を防止する。
During the contraction stroke of the
これにより、ピストンロッド6の伸縮行程時共に、減衰力発生機構25において、メインバルブの開弁前(ピストン速度低速域)においては、パイロットバルブによって減衰力が発生し、メインバルブの開弁後(ピストン速度高速域)においては、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、ソレノイドへの通電電流によってパイロットバルブの制御圧力を調整する。その結果、背圧室の内圧が変化してメインバルブの開弁圧力及び開度が調整され、減衰力を調整することができる。また、ソレノイドへの通電が遮断された場合には、フェイルバルブにより、油液の流れを制限することにより、減衰力の過度の低下を防止して適度な減衰力を維持することができる。
Thus, during the expansion / contraction stroke of the
ピストンロッド6のシール部では、シリンダ室2Aから少量の油液がガイドブッシュ29とピストンロッド6との隙間を通ってシール溝40に入り、シールリング41とシール溝40の内周面との隙間C1、通気溝43、及び、ピストンロッド6とロッドガイド8の内周面との隙間C2を通して油溜め室33に流れる。そして、油溜め室33の油液がメインシール35及びダストシール36を潤滑し、余剰の油液は、シールリップ37によって形成された逆止弁及び還流通路32を通ってリザーバ4へ還流される。同様に、シリンダ室2Aに混入したエアが油溜め室13を介してリザーバ4へ戻される。
In the seal portion of the
このとき、ピストンロッド6の伸び及び縮み行程時において、シリンダ室2A内が加圧されて高圧になっている場合、シリンダ室2A内の圧力及びウエーブスプリング42のバネ力により、シールリング41がシール溝40の端部に押圧され、弾性変形して通気溝43に密着して通気溝43を遮断するので、シリンダ上室2Aから油溜め室33への油液の漏れを抑えて高圧に対するシール性を確保する。また、ピストンロッド6が伸び行程から縮み行程に移行した直後においては、ピストン速度が低く、シリンダ上室2A内の圧力が比較的低圧となっているので、シールリング41は、ピストンロッド6の縮み側の移動に引きずられて、シリンダ上室2A側の圧力及びウエーブスプリング42のバネ力に抗して通気溝43から離れる方向に僅かに移動する。これにより、通気溝43が開かれて、シリンダ上室2A内に混入したエアが通気溝43を介して油溜め室33側へ排出される。このとき、シリンダ上室2A内の圧力が比較的低いので、通気溝43を通って漏れる油液の量は、最小限に抑えられる。このようにして、ピストンロッド6のシール部の高圧に対するシール性を確保しつつ、シリンダ2内に混入したエアを円滑に排出することができる。これによりシリンダ2内にエアが混入していることで起こる減衰力特性のばらつき、特に、減衰力特性をハード側に調整したときのピストン速度低速時に顕著に起こるばらつきを低減することができる。
At this time, when the inside of the
その後、縮み行程でピストン速度が速くなると、また、シリンダ上室2A内の圧力及びウエーブスプリング42のバネ力により、シールリング41がシール溝40の端部に押圧され、弾性変形して通気溝43に密着して通気溝43を遮断する。
Thereafter, when the piston speed increases in the contraction stroke, the
このように、本実施の形態では、伸び行程及び縮み行程の両行程において、シリンダ上室2A(ロッド側室)が加圧される所謂、ワンウエーの油圧緩衝器に本願発明を適用したので、減衰力が発生するピストン速度領域では、常にシリンダ上室2Aが加圧され通気溝43が遮断されるので、減衰力がばらつきにくい。
As described above, in the present embodiment, the present invention is applied to a so-called one-way hydraulic shock absorber in which the cylinder
ピストン部に縮み側の減衰バルブを有する油圧緩衝器では、縮み側でロッド側室が負圧に近い圧力となるので、縮み行程で通気溝43は常時連通状態となる。この場合、縮み側の減衰力が低い場合はよいが、高い場合は、減衰力特性にばらつきが生じる可能性があり望ましくはない。
In a hydraulic shock absorber having a contraction-side damping valve in the piston portion, the rod side chamber is close to a negative pressure on the contraction side, so that the
なお、上記実施形態において、ウエーブスプリング42の代りに他のバネ手段を用いてもよい。あるいは、バネ手段をシールリング41と一体化して、シールリング41自体の弾性力により、シールリング41をシール溝40の端部に押圧するようにしてもよい。通気溝41は、シールリング41側に形成してもよい。すなわち、通気溝41は、シールリング41が当接するシール溝40の端部、又は、シール溝40の端部に当接するシールリング41の端部に形成することができる。また、上記実施形態では、一例として本発明を複筒式の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、単筒式の緩衝器にも同様に適用することができる。
In the above embodiment, other spring means may be used instead of the
1…緩衝器、2…シリンダ、5…ピストン、6…ピストンロッド、8…ロッドガイド、9…オイルシール、33…油溜め室、40…シール溝、41…シールリング(シール部材)、42…ウエーブスプリング(バネ手段)、43…通気溝、C1…隙間
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ロッドガイドの内周面に環状のシール溝を形成し、該シール溝内に前記ピストンロッドの外周面に密着し、前記シール溝の内周面との間に隙間を形成する環状のシール部材を設け、前記シール溝の前記シール部材に当接する端部、又は、前記シール溝の端部に当接する前記シール部材の端部に通気溝を形成して、該通気溝を介して前記シリンダ内と前油溜め室とを接続し、前記シール溝内に前記シール部材を前記シール溝の端部に押圧するバネ手段を設け、前記シール部材を前記シール溝の端部に押圧することによって前記通気溝を遮断可能としたことを特徴とする緩衝器。 A cylinder filled with oil, a piston slidably inserted into the cylinder, a piston rod connected to the piston and extending outside the cylinder, and attached to an end of the cylinder A rod guide that guides the piston rod and an outside of the rod guide at the end of the cylinder are sealed to seal between the piston rod and form an oil sump chamber with the rod guide. In a shock absorber with an oil seal,
An annular seal member that forms an annular seal groove on the inner peripheral surface of the rod guide, adheres closely to the outer peripheral surface of the piston rod in the seal groove, and forms a gap between the inner peripheral surface of the seal groove A ventilation groove is formed at an end of the seal groove that contacts the seal member or an end of the seal member that contacts the end of the seal groove, and the inside of the cylinder is interposed through the ventilation groove. And a front oil sump chamber, spring means for pressing the seal member against the end of the seal groove is provided in the seal groove, and the air flow is achieved by pressing the seal member against the end of the seal groove. A shock absorber characterized in that the groove can be cut off.
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