JP2015010660A

JP2015010660A - 流体圧緩衝器

Info

Publication number: JP2015010660A
Application number: JP2013136667A
Authority: JP
Inventors: 夕成木村; Yusei Kimura
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2015-01-19

Abstract

【課題】減衰力発生機構をコンパクトに構成することのできる流体圧緩衝器を提供する。【解決手段】本流体圧緩衝器に採用した通路部材４０は、環状通路２１と減衰力発生機構３０との間を連通させる第１流路４３と、リザーバ４と減衰力発生機構３０との間を連通させる第２流路４８とを有しており、また、セパレータチューブ２０の円筒状接続口２３に嵌合して内部に第１流路４３を有する筒状部４１と、該筒状部４１の端部に設けられたフランジ部４２とを備えている。さらに、通路部材４０のフランジ部４２の当接面４７が減衰力発生機構３０に当接され、フランジ部４２の外周側に形成された、外筒３の外周面に当接する複数の脚部４６間が第２流路４８として構成されるので、減衰力発生機構３０を、軸方向にコンパクトに構成することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ピストンロッドのストロークに対して、作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる流体圧緩衝器に関するものである。

車両のサスペンション装置等に装着される流体圧緩衝器は、一般的に、作動流体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、ピストンロッドのストロークに対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる流体の流れをオリフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させるようになっている。

例えば、特許文献１には、減衰力発生機構を外筒の周壁に備えた緩衝器が開示されている。この特許文献１に係る緩衝器では、リザーバと減衰力発生機構のケース内の室とを連通する複数の通路を有する環状の通路プレートが、ケースの端部に形成された内側フランジに当接して固定されている。そして、通路部材の小径の先端部が通路プレートを貫通し、大径部の肩部が通路プレートに当接して固定され、通路部材の先端部がセパレータチューブの接続部材に嵌合され、これらの嵌合部がシール部材によってシールされて、通路部材の軸方向に貫通する通路が、シリンダとセパレータチューブとの間の環状通路に連通して構成されている。

特開２０１１−１３２９９５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された緩衝器では、通路プレートがケースの端部に形成された内側フランジに当接して固定されているために、通路プレートの厚みにケースの内側フランジの厚みを加えた相当の厚み分により、減衰力発生機構の軸方向の長さが長くなる、という懸念があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、減衰力発生機構をコンパクトに構成することのできる流体圧緩衝器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、本発明に係る流体圧緩衝器は、外筒と、該外筒の内部に設けられ、作動流体が封入されるシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌合されるピストンと、一端が該ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダの外周に嵌合され、該シリンダとの間に該シリンダ内と連通される環状通路を形成するセパレータチューブと、前記外筒と前記セパレータチューブとの間に形成されたリザーバと、前記セパレータチューブの周壁に設けられ、前記環状通路と連通する接続口と、前記外筒の周壁部で前記接続口と対向する位置に設けられ、前記リザーバと連通する取付孔と、該取付孔に取り付けられ、前記環状通路と前記リザーバとの間の流体の流れに対して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、前記環状通路と前記減衰力発生機構との間を前記接続口を介して連通させる第１流路と、前記リザーバと前記減衰力発生機構との間を前記取付孔を介して連通させる第２流路とを有する通路部材と、を備え、前記通路部材は、前記接続口に嵌合して内部に前記第１流路を有する筒状部と、該筒状部の端部に設けられたフランジ部とを備え、前記フランジ部の一面は前記減衰力発生機構に当接される当接面として構成され、他面にはその外周側に前記外筒の外周面に当接する複数の脚部が形成され、該各脚部の間が前記第２流路として構成されることを特徴とする。

本発明に係る流体圧緩衝器によれば、減衰力発生機構を、特に軸方向にコンパクトにすることができる。

本発明の一実施形態に係る流体圧緩衝器の断面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。（ａ）は図１の流体圧緩衝器に備えた通路部材の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。他の実施形態に係る流体圧緩衝器であって、外筒の取付孔の正面図である。他の実施形態に係る流体圧緩衝器に採用される通路部材の斜視図である。さらに他の実施形態に係る流体圧緩衝器の概略断面図である。図１〜図６に示した通路部材に対して、脚部の数量を相違させた通路部材の斜視図である。

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、本実施形態に係る流体圧緩衝器１は、シリンダ２の外側に外筒３を設けた複筒構造となっており、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成されている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されており、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の一端がナット７によって連結されている。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およびオイルシール９に挿通されて、シリンダ２の外部へ延出されている。また、ピストンロッド６には、ピストン５とロッドガイド８との間の位置に、環状の支持部材２８と、該支持部材２８のロッドガイド８側に配置されるストッパ部材２９とが備えられている。該ストッパ部材２９は、合成樹脂製であり、ピストンロッド６が最大で伸びた場合、ロッドガイド８との衝突を緩和するためのものである。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。

ピストン５には、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂ間を連通させる通路１１、１２が設けられている。通路１２には、シリンダ下室２Ｂ側からシリンダ上室２Ａ側への作動流体の流通のみを許容する逆止弁１３が設けられる。一方、通路１１には、シリンダ上室２Ａ側の作動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が設けられる。

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。通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への作動流体の流通のみを許容する逆止弁１７が設けられる。一方、通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側の作動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が設けられる。なお、作動流体として、シリンダ２内には、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。

シリンダ２には、軸方向両端部に配置されたシール部材１９、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とセパレータチューブ２０との間に環状通路２１が形成されている。シリンダ２のロッドガイド８側に略円形の連通路２２が周方向に間隔を置いて複数設けられている（本実施形態では、９０°ピッチで４箇所）。これら連通路２２は軸方向に位置をずらして設けられる。なお、連通路２２はストッパ部材２９により全て流路を塞がれることを防止するために軸方向に位置をずらして設けたが、ストッパ部材２９を設けないものや、ストッパ部材２９の外径がシリンダ２の内径に対して充分に小さい場合には、連通路２２を同一円周上に形成するようにしてもよい。これらの連通路２２によってシリンダ上室２Ａと環状通路２１とが連通されている。なお、ピストン５は、シリンダ２内を軸方向に沿って摺動可能に嵌装されるようになっている。セパレータチューブ２０の下部には、側方に突出して開口する円筒状接続口２３が形成されている。また、外筒３の周壁部には、円筒状接続口２３と同心状で円筒状接続口２３よりも大径の取付孔２４が設けられる。該取付孔２４を囲むように外筒３の外周面に円筒状のケース３１の一端部が溶接等によって結合されている。該ケース３１内に減衰力発生機構３０が取り付けられている。

減衰力発生機構３０は、図１及び図２に示すように、バルブブロック６０とソレノイドブロック６１とから構成されている。バルブブロック６０は、パイロット型のメインバルブ６２及びフェイル時に作動するフェイルバルブ６３から構成される。ソレノイドブロック６１は、メインバルブ６２の開弁圧力を制御するパイロットバルブ６６を作動させるものである。メインバルブ６２はメインボディ６４に着座するように構成される。ソレノイドブロック６１のコイル６５への通電により、パイロットバルブ６６は軸方向に移動可能であり、その先端部がパイロットボディ６７のシート部に着座するように構成される。パイロットボディ６７とメインバルブ６２との間の空間が背圧室７１として構成される。メインボディ６４は、径方向中央に軸方向に貫通するパイロットピン６８用の支持孔７４を有する環状に形成される。メインボディ６４には軸方向に貫通する通路７５が周方向に沿って複数設けられている。メインボディ６４の一端部には各通路７５に連通する円状凹部７３が形成される。メインボディ６４の円状凹部７３を覆うように通路部材４０が配置される。

通路部材４０は、図１及び図２に示すように、内部に軸方向に延びる第１流路４３を有する円筒部４１と、該円筒部４１の端部の外周から径方向に延びるフランジ部４２とから構成される。フランジ部４２の外周面には、対向するように平面部４５、４５がそれぞれ設けられている。フランジ部４２の外筒３側の面（他面）で各平面部４５、４５の箇所から円筒部４１と同方向に厚みを有する脚部４６、４６がそれぞれ垂設されている。各脚部４６は平面部４５の径方向長さより若干長い範囲に形成される。各脚部４６は先端に向かってその厚みが薄くなるように形成される。各脚部４６は、その軸方向長さが円筒部４１よりも短く、各脚部４６の先端面４６Ａが外筒３の取付孔２４周辺の外周面に密着すべく軸方向長さに形成される。各脚部４６の先端面４６Ａは、外筒３の取付孔２４周辺の外周面に密着するように外筒３の外周面の曲率相当の湾曲面に形成される。通路部材４０の各脚部４６、４６間の空間が第２流路４８として構成される。また、通路部材４０のフランジ部４２の減衰力発生機構３０側の面（一面）がメインボディ６４の円状凹部７３周りの面に当接する当接面４７として構成される。通路部材４０の円筒部４１の内周面及び外周面と、フランジ部４２の内周側の両面（減衰力発生機構３０側の面及び外筒３側の面）とはシール部材４４によって被覆されている。

そして、バルブブロック６０とソレノイドブロック６１とを結合して一体化してこれらをケース３１内に挿入する。一方、通路部材４０の円筒部４１の先端部をセパレータチューブ２０の円筒状接続口２３内に嵌合する。そして、ケース３１の一端部を外筒３の外周面に溶接等により結合して、ナット２５をケース３１に螺着することによって、通路部材４０のフランジ部４２の当接面４７をバルブブロック６０のメインボディ６４の円状凹部７３周りの面に密着させると共に、通路部材４０の各脚部４６の先端面４６Ａ（湾曲面）を外筒３の取付孔２４周辺の外周面に密着させるようにする。その結果、バルブブロック６０のメインボディ６４内（円状凹部７３）とセパレータチューブ２０の円筒状接続口２３とが通路部材４０内の第１流路４３を介して連通される。また、ケース３１内の液室７２と外筒３の取付孔２４とが、通路部材４０の第２流路４８を介して連通される。さらに、通路部材４０のシール部材４４により通路部材４０の円筒部４１の外周面とセパレータチューブ２０の円筒状接続口２３の内周面との間がシールされ、また通路部材４０のフランジ部４２の当接面４７とメインボディ６４の円状凹部７３周りの面との間がシールされる。

上述した減衰力発生機構３０においては、ソレノイドブロック６１のコイル６５に通電することにより、パイロットバルブ６６がパイロットボディ６７に向かって前進され、その先端部がパイロットボディ６７のシート部に着座される。これにより、ソレノイドブロック６１のコイル６５への通電電流によりパイロットバルブ６６の開弁圧力を制御して、パイロットバルブ６６による圧力制御を実行することができる。

次に、本実施形態に係る流体圧緩衝器１の作用を説明する。
本流体圧緩衝器１において、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の逆止弁１３が閉じ、ディスクバルブ１４の開弁前には、シリンダ上室２Ａ側の油液が加圧されて、各連通路２２及び環状通路２１を通り、セパレータチューブ２０の円筒状接続口２３から通路部材４０を経て減衰力発生機構３０を通ってリザーバ４へ流れる。

このとき、ピストン５が移動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１７を開いて通路１５を通ってシリンダ下室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。

一方、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の逆止弁１３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、シリンダ下室２Ｂの油液が通路１２を通ってシリンダ上室２Ａへ流入し、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分の油液がシリンダ上室２Ａから、上記伸び行程時と同様の経路、すなわち、各連通路２２及び環状通路２１を通り、セパレータチューブ２０の円筒状接続口２３から通路部材４０を経て減衰力発生機構３０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。

ピストンロッド６の伸縮行程時共に、減衰力発生機構３０では、メインバルブ６２の開弁前（ピストン速度低速域）においては、パイロットピン６８のオリフィス通路７０及びパイロットバルブ６６の開弁圧力によって減衰力が発生する。また、メインバルブ６２の開弁後（ピストン速度高速域）においては、メインバルブ６２の開度に応じて減衰力が発生する。そして、ソレノイドブロック６１のコイル６５への通電電流によってパイロットバルブ６６の開弁圧力を調整することにより、ピストン速度にかかわらず、減衰力を直接制御することができる。すなわち、パイロットバルブ６６の開弁圧力によって、背圧室７１の内圧が変化し、背圧室７１の内圧はメインバルブ６２の閉弁方向に作用するので、パイロットバルブ６６の開弁圧力を制御することにより、メインバルブ６２の開弁圧力を同時に調整することができ、これにより、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る流体圧緩衝器１では、シリンダ２とセパレータチューブ２０との間の環状通路２１と減衰力発生機構３０との間をセパレータチューブ２２０の円筒状接続口２３を介して連通させる第１流路４３と、リザーバ４と減衰力発生機構３０との間を外筒３の取付孔２４を介して連通させる第２流路４８とを有する通路部材４０を備えている。該通路部材４０は、セパレータチューブ２０に設けた円筒状接続口２３に嵌合して内部に第１流路４３を有する円筒部４１と、該円筒部４１の端部に設けられたフランジ部４２とを備え、フランジ部４２の当接面４７が減衰力発生機構３０のメインボディ６４の円状凹部７３周りの面に当接して、フランジ部４２から垂設され、外筒３の取付孔２４周辺の外周面に当接する複数の脚部４６、４６間の空間が第２流路４８として構成される。これにより、従来よりも減衰力発生機構３０の軸方向長さを短縮させてコンパクトにすることができ、車両への搭載性が向上すると共に、重量も軽減することが可能になる。しかも、ケース３１の形状を従来よりも簡略化することができたので、溶接性や加工性が向上してコスト削減に貢献することができる。

次に、他の実施形態を図４及び図５に基づいて説明するが、他の実施形態の説明においては、図１〜図３に示す実施形態との相違点のみを説明する。
図４に示すように、外筒３の取付孔２４に対向するようにキー溝５０、５０を設けている。各キー溝５０、５０は、取付孔２４の、外筒３の軸方向に沿って対向するように設けられている。一方、図５に示すように、通路部材４０のフランジ部４２の各脚部４６、４６間の略中央に、対向するようにキー５１、５１がそれぞれ突設されている。なお、キー５１、５１の軸方向長さ（高さ）は、各脚部４６、４６の軸方向長さ（高さ）よりも長く形成される。そして、通路部材４０をセパレータチューブ２０の円筒状接続口２３及び外筒３の取付孔２４に取り付ける際には、通路部材４０の各キー５１、５１を取付孔２４の各キー溝５０、５０に係合させることで、通路部材４０の取付孔２４に対する位置決めが容易となり作業効率が向上する。しかも、この形態を採用すると、通路部材４０の回り止め機能を有することができる。

次に、さらに他の実施形態を図６に基づいて説明するが、さらに他の実施形態の説明においては、図１〜図３に示す実施形態との相違点のみを説明する。
図６に示すように、外筒３の取付孔２４周辺の周壁部の外面が壁側平坦面５５に形成されている。また、通路部材４０の各脚部４６の先端面４６Ａを、取付孔２４周辺の壁側平坦面５５に当接するように平坦面に形成する。これにより、通路部材４０をセパレータチューブ２０の円筒状接続口２３及び外筒３の取付孔２４に取り付ける際の通路部材４０の取付孔２４に対する位置ズレを抑制することが可能になる。

なお、図１〜図６の実施形態では、通路部材４０の脚部４６は対向する位置に２箇所設けられているが、図７に示すように、脚部４６をフランジ部４２の周方向に間隔を置いて４箇所設けても良く、その数量が限定されることはない。脚部４６の個数や脚部４６の径方向幅は、第２流路４８の流路面積を確保と、通路部材４０に加わる軸力の確保ができるように調整可能である。

１流体圧緩衝器，２シリンダ，３外筒，４リザーバ，５ピストン，６ピストンロッド，２０セパレータチューブ，２１環状通路，２２連通路，２３円筒状接続口，２４取付孔，３０減衰力発生機構，４０通路部材，４１円筒部，４２フランジ部，４３第１流路，４６脚部，４７当接面，４８第２流路

Claims

外筒と、
該外筒の内部に設けられ、作動流体が封入されるシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に嵌合されるピストンと、
一端が該ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、
前記シリンダの外周に嵌合され、該シリンダとの間に該シリンダ内と連通される環状通路を形成するセパレータチューブと、
前記外筒と前記セパレータチューブとの間に形成されたリザーバと、
該セパレータチューブの周壁に設けられ、前記環状通路と連通する接続口と、
前記外筒の周壁部で前記接続口と対向する位置に設けられ、前記リザーバと連通する取付孔と、
該取付孔に取り付けられ、前記環状通路と前記リザーバとの間の流体の流れに対して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、
前記環状通路と前記減衰力発生機構との間を前記接続口を介して連通させる第１流路と、前記リザーバと前記減衰力発生機構との間を前記取付孔を介して連通させる第２流路とを有する通路部材と、を備え、
前記通路部材は、前記接続口に嵌合して内部に前記第１流路を有する筒状部と、該筒状部の端部に設けられたフランジ部とを備え、
前記フランジ部の一面は前記減衰力発生機構に当接される当接面として構成され、他面にはその外周側に前記外筒の外周面に当接する複数の脚部が形成され、該各脚部の間が前記第２流路として構成されることを特徴とする流体圧緩衝器。