JP4028952B2 - Hydraulic shock absorber - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧緩衝器に備えられるアキュムレータの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、油圧緩衝器に備えられるアキュムレータの構造として次のようなものがある。
(1)シリンダ内に作動油と共に所定量のガスを封入し、ガス室を仕切るフリーピストンを備えない構造。
(2)シリンダ内に作動油と共に所定量のガスを封入し、ガス室を仕切るフリーピストンを備える構造。
(3)独立気泡スポンジ等からなる弾性体をシリンダ内に介装する構造。
【0003】
いずれの構造も、ピストンロッドがシリンダに侵入してシリンダ内の圧力が上昇すると、ガスまたは弾性体が収縮することによってピストンロッドの侵入体積分の作動油を吸収するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
(1)の構造は、フリーピストンを備えないため、構造の簡素化が図れるとともに、製造工程において面倒なガス抜き作業が必要がない。しかし、この構造を単筒型シリンダに適用した場合、ピストンの移動に伴って作動油がガス中に噴出し、作動油中にガスが混ざってしまい、所期の減衰特性が得られないという問題点があった。このため、ピストンによって仕切られる油室とガスが封入されるガス室とをそれぞれシリンダの内外に画成する複筒型シリンダ等に適用する必要があり、緩衝器の大型化を招く。
【0005】
(2)の構造は、フリーピストンを介して作動油にガスが混ざることが阻止され、単筒型シリンダにも適用できる。しかし、フリーピストンを設けることによって、構造が複雑化して製品のコストアップを招くばかりか、フリーピストンの移動に伴いフリクションが増え、作動性が悪化するという問題点があった。さらに、シリンダ内にガス(空気)が入らないように作動油のみを充填する必要があるため、シリンダ内からガスを抜く工程が必要になり、生産性が悪いという問題点があった。
【0006】
(3)の構造は、シリンダ内にガスが封入されないため、作動油にガスが混ざることもなく、フリーピストンを設ける必要もないため、構造の簡素化が図れる。しかし、この場合も、シリンダ内にガスが入らないように作動油のみを充填する必要があるため、シリンダ内からガスを抜く工程が必要になり、生産性が悪いという問題点があった。
【0007】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、構造が比較的簡単で、かつ面倒なガス抜き等の作業を必要とせず、小型から大型まで幅広い油圧緩衝器に適用できるアキュムレータの構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、シリンダにピストンロッドを挿入し、シリンダに対してピストンロッドが侵入する体積分の作動油の出入を許容するアキュムレータをシリンダに形成した油室に連通した油圧緩衝器において、アキュムレータは独立気泡スポンジが収装される弾性体室と、独立気泡スポンジによって仕切られるガス室とを備え、ガス室を弾性体室を介して油室に連通させることを特徴とするものとした。
【0009】
第2の発明は、第1の発明において、シリンダにピストンロッドを摺動可能に支持する軸受部材を介装し、軸受部材とシリンダの間に弾性体室およびガス室を画成し、円筒状の弾性体を軸受部材とシリンダの間に介装したことを特徴とするものとした。
【0010】
第3の発明は、第1または第2の発明において、シリンダから伸び出すピストンロッドの先端に弾性材からなるブッシュを取り付けるものとした。
【0011】
【発明の作用および効果】
第1の発明によると、アキュムレータは弾性体が収装される弾性体室と、弾性体によって仕切られるガス室とによって構成され、ガス室を仕切るフリーピストンを廃止するため、フリーピストンの移動に伴うフリクションを低減して緩衝器の作動性を高められるとともに、構造の簡素化が図れる。
【0012】
製造工程においてシリンダ内にガス(空気)が入り込んだとしても、油圧緩衝器の伸縮作動によってシリンダ内に混入したガスが弾性体を介してガス室に集まる。一旦、ガス室に集められたガスは、作動油の移動速度、圧力変化、弾性体の収縮速度等の違いにより、油室側に戻ることが止められる。
【0013】
こうしてシリンダ内に入り込んだガスをガス室に閉じ込めるため、所期の減衰特性が得られるとともに、シリンダ内からガスを抜く工程が不要になり、生産性を高めて製品のコストダウンが図れる。
【0014】
第2の発明によると、軸受部材とシリンダの間に弾性体室およびガス室を画成する構造のため、アキュムレータを設けるスペースを利用して軸受部材を長くすることが可能となり、ピストンロッドの支持剛性を十分に確保できる。
【0015】
第3の発明によると、ピストンロッドがブッシュを介して相手側に当接する際、ブッシュが軸方向に弾性変形することにより、衝撃を緩和して大きな音や振動を生じることが阻止される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0017】
図1に示す油圧緩衝器10は、円筒状のシリンダ1と、シリンダ1内を伸側油室R1と圧側油室R2に仕切るピストン3と、ピストン3に連動してシリンダ1から伸び出すピストンロッド2と、シリンダ1に対するピストンロッド2の侵入体積分の作動油の出入を許容するアキュムレータ11とを備える。
【0018】
シリンダ1は、ピストン3を摺動可能に収装する円筒状のシリンダ部1aと、その底部1bとを有し、これらが樹脂を成形して一体形成される。シリンダ部1aの外周面はその開口端から底部1bにかけて次第に細くなるようにテーパ状に形成され、図示しない取付穴にシリンダ1が容易に挿入できるようになっている。
【0019】
シリンダ1の開口端には樹脂製の栓体15が嵌合し、栓体15とピストンロッド2の間には環状のオイルシール4が介装され、オイルシール4によって作動油の漏れが阻止される。
【0020】
なお、シリンダ1は金属によって一体形成して、その開口端部を内側に折り曲げて環状のオイルシール等をカシメ固定する構造としてもよい。
【0021】
ピストンロッド2はシリンダ1に樹脂製の軸受部材5を介して軸方向に摺動可能に支持される。ボビン状の軸受部材5は、その両端にフランジ部5a,5bを有する。フランジ部5aは栓体15に嵌合し、フランジ部5bはシリンダ1に嵌合している。
【0022】
ピストンロッド2の端部にはリング6が嵌められる。リング6が軸受部材5の端面に当接することにより、ピストンロッド2の抜け止めが行われる。
【0023】
ピストンロッド2とピストン3は互いに結合されることなく分離して設けられる。ピストン3をピストンロッド2に押し付けるスプリング8を備え、スプリング8の付勢力によってピストン3はピストンロッド2に追従する。コイル状のスプリング8はピストンロッド2とシリンダ1の底部1bの間に圧縮された状態で介装される。
【0024】
ピストン3は伸側油室R1と圧側油室R2を連通するオリフィス3cを有するとともに、伸側油室R1から圧側油室R2に向かう作動油の流れに対して開弁する圧側チェック弁14が介装される。これにより、ピストンロッド2がシリンダ1に入る圧側作動時の減衰力は、ピストンロッド2がシリンダ1から伸び出す伸側作動時の減衰力より高められる。
【0025】
アキュムレータ11は弾性体9が収装される弾性体室12と、弾性体9によって仕切られるガス室13を備え、ガス室13を弾性体室12を介して油室R1に連通させる。
【0026】
弾性体室12はシリンダ1と軸受部材5の間に画成され、軸受部材5のフランジ部5bに切り欠き形成された連通路5cを介して伸側油室R1と連通する。
【0027】
弾性体9は例えばニトリルゴム発泡体を円筒状に成形して形成される。発泡体(独立気泡スポンジ)は、全体に多数の独立した空隙(気泡)を有し、弾性体室12に導かれる圧力によって伸縮する。
【0028】
軸受部材5の途中には環状段部5dが形成され、弾性体9は環状段部5dとフランジ部5bの間に介装される。
【0029】
ガス室13はシリンダ1と軸受部材5および栓体15の間に円筒状の空間として画成され、弾性体室12および連通路5cを介して伸側油室R1と連通する。
【0030】
油圧緩衝器10の組立時、シリンダ1内には所定量の作動油(例えばシリコンオイル等)が充填された後、シリンダ1にピストンロッド2と共に栓体15等が組み付けられることにより、シリンダ1内に所定量のガス(空気)が封入される。
【0031】
油圧緩衝器10はガス室13の位置が弾性体室12より低くならないように取り付けられ、シリンダ1内のガスがその浮力によってガス室13に導かれるようにする。本実施の形態において、油圧緩衝器10は略水平に延びるように取り付けられる。
【0032】
ピストンロッド2の先端には弾性材として柔らかい樹脂からなるブッシュ22が取り付けられる。有底円筒状をしたブッシュ22は固い樹脂製キャップ21に嵌合し、キャップ21がピストンロッド2の先端に圧入される。ブッシュ22はその外周に3本の環状凹部22aを有する蛇腹状をしている。ピストンロッド2がブッシュ22を介して相手側に当接する際、ブッシュ22が軸方向に弾性変形することにより、衝撃を緩和して大きな音や振動を生じることが阻止される。
【0033】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【0034】
ピストンロッド2がシリンダ1に押し込まれる圧側作動時には、チェック弁14が閉弁し、圧側油室R2の作動油がオリフィス3cを通って伸側油室R1に流入する。こうして、作動油の流れにオリフィス3cが付与する抵抗によって減衰力が発生し、油圧緩衝器10がゆっくり収縮する。このとき、ピストンロッド2の侵入体積分の作動油が伸側油室R1から連通路5cを通って弾性体室12およびガス室13へと流入する。
【0035】
ピストンロッド2がシリンダ1から伸び出す伸側作動時には、チェック弁14が開弁し、伸側油室R1の作動油がチェック弁14およびオリフィス3cをそれぞれ通って圧側油室R2に流入する。こうして、流路面積が大きくなることによって減衰力がほとんど発生せず、油圧緩衝器10が速やかに伸張作動する。このとき、ピストンロッド2の侵入体積分の作動油がガス室13および弾性体室12から連通路5cを通って圧側油室R2へと戻される。
【0036】
仮に製造工程において油圧緩衝器10の各油室R1,R2の作動油にガス(空気)が混入した場合でも、油圧緩衝器10が取り付けられて数回伸縮作動すると、圧側作動時と伸側作動時でシリンダ1内の圧力変化速度および弾性体9の伸縮速度が異なるため、シリンダ1内のガスが弾性体室12を経てガス室13に入り、ガス室13に入ったガスが圧側油室R2に戻ることを弾性体9によって止められる。
【0037】
詳述すると、圧側作動時に、減衰力によってピストンロッド2がゆっくりシリンダ1に入るため、ピストンロッド2の侵入体積分の作動油がガスと共に圧側油室R2から連通路5cを通って弾性体9を収縮させながら弾性体室12へと流入し、弾性体室12に流入したガスがガス室13へと流入する。一方、伸側作動時に、ピストンロッド2が速やかにシリンダ1から伸び出すため、ガス室13にガスが残されたまま、作動油のみが弾性体室12から連通路5cを通って圧側油室R2へと戻され、ガス室13のガスは弾性体9を介して閉じ込められる。
【0038】
こうしてシリンダ1内のガスがガス室13に集まって伸側油室R1と圧側油室R2から抜けるため、オリフィス3cを通過する作動油の流れがガスに影響されることなく、所期の減衰特性が得られる。
【0039】
アキュムレータ11は、弾性体9が収装される弾性体室12と、弾性体9によって仕切られるガス室13とによって構成されるため、シリンダに摺接するフリーピストンを介してガス室を画成する従来構造等に比べて、構造の簡素化が図れる。
【0040】
油圧緩衝器10の組立時、シリンダ1内には所定量の作動油が充填された後、シリンダ1に栓体15等が組み付けられてシリンダ1内に所定量のガスが封入されるため、油圧緩衝器10の組立時にシリンダ1内からガスを抜く工程が不要になるとともに、シリンダ1内からあふれた作動油をふき取る工程が不要になり、生産性を高められる。
【0041】
軸受部材5とシリンダ1の間に弾性体室12およびガス室13を画成する構造のため、アキュムレータ11を設けるスペースを利用して軸受部材5を長くすることが可能となり、ピストンロッド2の支持剛性を十分に確保できる。
【0042】
この結果、ピストンロッド2をピストン3に結合しない構造を設けることが可能となり、両者の組み付け誤差に起因した作動不良が回避されるとともに、ピストンロッド2やピストン3に高い加工精度が要求されず、ピストンロッド2を単純な円柱状に形成することが可能となり、生産性を高められる。
【0043】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す油圧緩衝器の断面図。
【符号の説明】
1 シリンダ
2 ピストンロッド
3 ピストン
3c オリフィス
5 軸受部材
8 スプリング
9 弾性体
10 油圧緩衝器
11 アキュムレータ
12 弾性体室
13 ガス室
14 チェック弁
R1 伸側油室
R2 圧側油室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of an accumulator provided in a hydraulic shock absorber.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there are the following structures of accumulators provided in hydraulic shock absorbers.
(1) A structure in which a predetermined amount of gas is sealed together with hydraulic oil in the cylinder and no free piston is provided to partition the gas chamber.
(2) A structure including a free piston that encloses a predetermined amount of gas together with hydraulic oil in a cylinder and partitions the gas chamber.
(3) A structure in which an elastic body made of closed cell sponge or the like is interposed in the cylinder.
[0003]
In either structure, when the piston rod enters the cylinder and the pressure in the cylinder rises, the gas or elastic body contracts to absorb the hydraulic oil for the intruding volume of the piston rod.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the structure of (1) does not include a free piston, the structure can be simplified and a troublesome degassing operation is not required in the manufacturing process. However, when this structure is applied to a single cylinder type cylinder, the hydraulic oil is ejected into the gas as the piston moves, and the gas is mixed into the hydraulic oil, so that the desired damping characteristics cannot be obtained. There was a point. For this reason, it is necessary to apply the oil chamber partitioned by the piston and the gas chamber in which the gas is enclosed to the inside and outside of the cylinder, respectively, which leads to an increase in the size of the shock absorber.
[0005]
The structure (2) prevents the gas from being mixed with the hydraulic oil via the free piston, and can also be applied to a single cylinder cylinder. However, the provision of a free piston not only increases the cost of the product by complicating the structure, but also has the problem that the friction increases as the free piston moves and the operability deteriorates. Furthermore, since it is necessary to fill only the hydraulic oil so that gas (air) does not enter the cylinder, there is a problem in that productivity is poor because a process for extracting the gas from the cylinder is required.
[0006]
In the structure (3) , since no gas is sealed in the cylinder, the gas is not mixed with the hydraulic oil, and it is not necessary to provide a free piston, so that the structure can be simplified. However, also in this case, since it is necessary to fill only the hydraulic oil so that the gas does not enter the cylinder, there is a problem in that productivity is poor because a process of extracting the gas from the cylinder is required.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and has a structure that is relatively simple and does not require troublesome work such as degassing, and can be applied to a wide range of hydraulic shock absorbers from small to large. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a hydraulic shock absorber in which a piston rod is inserted into a cylinder, and an accumulator that allows a volume of hydraulic oil to enter and exit the cylinder is communicated with an oil chamber formed in the cylinder. was an elastic member chamber closed cell sponge is housed, and a gas chamber partitioned by a closed cell sponge, and which is characterized in that communicating with the oil chamber via an elastic member chamber gas chamber.
[0009]
According to a second invention, in the first invention, a bearing member that slidably supports the piston rod is interposed in the cylinder, an elastic body chamber and a gas chamber are defined between the bearing member and the cylinder, and are cylindrical. The elastic body was interposed between the bearing member and the cylinder.
[0010]
According to a third invention, in the first or second invention, a bush made of an elastic material is attached to the tip of a piston rod extending from the cylinder.
[0011]
Operation and effect of the invention
According to the first invention, the accumulator is constituted by the elastic body chamber in which the elastic body is accommodated and the gas chamber partitioned by the elastic body, and the free piston partitioning the gas chamber is abolished. The friction can be reduced to improve the operability of the shock absorber, and the structure can be simplified.
[0012]
Even if gas (air) enters the cylinder in the manufacturing process, the gas mixed in the cylinder by the expansion / contraction operation of the hydraulic shock absorber collects in the gas chamber via the elastic body. The gas once collected in the gas chamber is stopped from returning to the oil chamber side due to differences in the moving speed of hydraulic oil, pressure change, contraction speed of the elastic body, and the like.
[0013]
In this way, the gas that has entered the cylinder is confined in the gas chamber, so that the desired attenuation characteristic can be obtained, and the process of extracting the gas from the cylinder is not required, so that the productivity can be increased and the cost of the product can be reduced.
[0014]
According to the second invention, since the elastic body chamber and the gas chamber are defined between the bearing member and the cylinder, it is possible to lengthen the bearing member by using the space for providing the accumulator, and to support the piston rod. Sufficient rigidity can be secured.
[0015]
According to the third aspect of the invention, when the piston rod comes into contact with the other side through the bush, the bush is elastically deformed in the axial direction, so that the impact is relieved and the generation of loud noise and vibration is prevented.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
A hydraulic shock absorber 10 shown in FIG. 1 includes a
[0018]
The
[0019]
A
[0020]
The
[0021]
The piston rod 2 is supported by the
[0022]
A
[0023]
The piston rod 2 and the piston 3 are provided separately without being coupled to each other. A spring 8 that presses the piston 3 against the piston rod 2 is provided, and the piston 3 follows the piston rod 2 by the biasing force of the spring 8. The coiled spring 8 is interposed between the piston rod 2 and the bottom 1b of the
[0024]
The piston 3 has an orifice 3c that allows the expansion side oil chamber R1 and the pressure side oil chamber R2 to communicate with each other, and a pressure
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The elastic body 9 is formed, for example, by molding a nitrile rubber foam into a cylindrical shape. The foam (closed cell sponge) has a large number of independent voids (bubbles) as a whole, and expands and contracts by the pressure guided to the
[0028]
An
[0029]
The
[0030]
When the
[0031]
The
[0032]
A
[0033]
Next, the operation will be described.
[0034]
During the pressure side operation in which the piston rod 2 is pushed into the
[0035]
During the extension side operation in which the piston rod 2 extends from the
[0036]
Even if gas (air) is mixed into the hydraulic oil in each of the oil chambers R1 and R2 of the
[0037]
More specifically, since the piston rod 2 slowly enters the
[0038]
In this way, the gas in the
[0039]
Since the
[0040]
When the
[0041]
Since the
[0042]
As a result, it is possible to provide a structure that does not couple the piston rod 2 to the piston 3, avoiding malfunction due to the assembly error of both, and not requiring high machining accuracy for the piston rod 2 or the piston 3, The piston rod 2 can be formed in a simple columnar shape, and productivity can be improved.
[0043]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a hydraulic shock absorber according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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