JP5292501B2 - 複筒型緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、複筒型緩衝器の改良に関する。

この種、複筒型緩衝器としては、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダの外周側に配置されシリンダとの間にリザーバを形成する外筒とを備えて構成されるものが知られている。

そして、複筒型緩衝器にあっては、伸長作動時にシリンダからピストンに連結されるロッドが退出するため、このロッド退出体積分の作動油をリザーバからシリンダ内へ供給する必要があり、このリザーバからの作動油供給時において、リザーバ内の気体を巻き込んだ作動油がシリンダ内に供給されたり、シリンダ内が減圧されて作動油中に気泡が発生したりする場合がある。

このようにしてシリンダ内に混入した気泡は、減衰特性（ピストン速度に対する発生減衰力の性質）の立ち上がり不良や減衰力低下といった複筒型緩衝器にとって好ましくない現象を引起すため、速やかにリザーバへ排出することが好ましいが、特に、水平横置きに設置される複筒型緩衝器では、作動油中の気泡がシリンダの上方に溜まり排出され難くなるので、このような複筒型緩衝器の場合、シリンダの側部にシリンダ内とリザーバとを連通するオリフィスを設け、このオリフィスを介してシリンダ内に侵入した気泡を速やかにリザーバへ排出するようにしている。（たとえば、特許文献１，２参照）。

特開平１１−６３０７３号公報 特開平１１−３４４０６８号公報

この従来の複筒型緩衝器に設けられるエア抜き用のオリフィスは、複筒型緩衝器の伸縮動作時には、シリンダからリザーバへの作動油排出や、リザーバからシリンダへの作動油供給に際して、作動油の通過を許容するとともに当該作動油の流れに抵抗を与えるため、減衰力発生要素としても機能することになる。

したがって、上記オリフィスの流路面積によって、複筒型緩衝器の発生減衰力をチューニングすることが可能であるが、上述の通り、オリフィスはシリンダの側部に直接に設けられているので、チューニングに際してはシリンダ交換を行う必要があって不経済であり、さらに、流路面積を極小さく設定したい場合にあっても、穴あけ加工では限度があるとともに、ドリル径単位でしか流路面積を設定できないので、オリフィスの流路面積を希望通りに設定できない場合がある。

そこで、本発明は、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、オリフィスの流路面積を希望通りに設定でき、減衰力のチューニングも経済的に行うことが可能な複筒型緩衝器を提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の一つの手段は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダの外周側に配置されシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、シリンダ内とリザーバとを連通するオリフィスとを備えた複筒型緩衝器において、
オリフィスは、シリンダとシリンダの端部を閉塞する閉塞部材との間に介装される環状プレートに設けた切欠によって形成され、環状プレートは、内径が少なくともシリンダ端外径より小さく設定されるとともに、外径がシリンダ端外径より大きく設定されてなり、切欠は、環状プレートの内周から外周に向けて形成されることを特徴とする。

同じく、他の手段は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダの外周側に配置されシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、シリンダ内とリザーバとを連通するオリフィスとを備えた複筒型緩衝器において、
オリフィスは、シリンダとシリンダの端部を閉塞する閉塞部材との間に介装される環状プレートに設けた切欠によって形成され、環状プレートは、内径が少なくともシリンダ端内径より小さく設定されるとともに、外径がシリンダ端内径より大きく設定されてなり、切欠は、環状プレートの外周から内周に向けて形成されることを特徴とする。

同じく、他の手段は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダの外周側に配置されシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、シリンダ内とリザーバとを連通するオリフィスとを備えた複筒型緩衝器において、
オリフィスは、シリンダとシリンダの端部を閉塞する閉塞部材との間に介装される環状プレートに設けた切欠によって形成され、環状プレートに形成される切欠のうちシリンダ端部によって閉塞されない部分の面積が切欠幅と環状プレートの肉厚との積より大きく設定されることを特徴とする。

本発明の複筒型緩衝器によれば、オリフィスがシリンダとシリンダの端部を閉塞する閉塞部材との間に介装される環状プレートに設けた切欠によって形成されるので、シリンダに直接オリフィスを設ける必要が無く、オリフィスの流路面積の設定も切欠の幅、長さ、環状プレートの肉厚、切欠の設置数によって微細に行うことができ、設計自由度が向上してオリフィスの流路面積を設計者が希望する通りに設定することができる。さらには、発生減衰力のチューニングに際して、環状プレートの交換のみで行うことができ、シリンダ交換を強いられていた従来の複筒型緩衝器に比較して経済的となる。

加えて、シリンダと閉塞部材との間に介装される環状プレートにオリフィスとして機能する切欠を設ける構造であるため、シリンダと閉塞部材との間をシールするシール部材の設置が不要となり、部品点数と加工工数が削減され、複筒型緩衝器の製造コストが低減される。

一実施の形態における複筒型緩衝器の縦断面図である。 一実施の形態の一変形例における複筒型緩衝器の一部の縦断面図である。 一実施の形態における複筒型緩衝器の環状プレートの斜視図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、一実施の形態における複筒型緩衝器の縦断面図である。図２は、一実施の形態の一変形例における複筒型緩衝器の一部の縦断面図である。図３は、一実施の形態における複筒型緩衝器の環状プレートの斜視図である。

一実施の形態における複筒型緩衝器Ｄは、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストン２と、シリンダ１の外周側に配置されシリンダ１との間にリザーバＲを形成する外筒３と、シリンダ１の端部を閉塞する閉塞部材たるロッドガイド４と、シリンダ１とロッドガイド４との間に介装されてシリンダ１内とリザーバＲとを連通する切欠５ａでオリフィスを形成する環状プレート５と、を備えて構成されている。

そして、ピストン２は、シリンダ１内を作動油等の液体が充填される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画し、同じくシリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド６の一端に連結されている。さらに、リザーバＲ内には、液体が気体Ｇとともに充填されている。

また、この複筒型緩衝器Ｄの場合、水平横置きのユニフロー型に設定されており、伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう液体の流れのみを許容する排出通路７と、リザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する供給通路８と、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する圧側通路９とを備えている。

そして、この複筒型緩衝器Ｄにあっては、伸長行程時においては伸側室Ｒ１の圧縮に伴って排出通路７を介して液体を伸側室Ｒ１からリザーバＲへ排出するとともに、拡大する圧側室Ｒ２には供給通路８を介してリザーバＲから液体が供給され、反対に、収縮行程時には、排出通路７を介してシリンダ１内で過剰となるロッド侵入体積分の液体をシリンダ１内からリザーバＲへ排出するとともに、圧側通路９を通じて拡大される伸側室Ｒ１へ圧縮される圧側室Ｒ２から液体が供給され、伸縮のどちらの行程においても、液体の流れが常に排出通路７を介してシリンダ１からリザーバＲへの一方通行となるようになっており、この一方通行の液体の流れに対して排出通路７の途中に設けた減衰バルブ１０で抵抗を与えて伸縮両行程における減衰力を発生するようになっている。

以下、各部について詳細に説明すると、シリンダ１は筒状に形成され、その左端は、排出通路７の一部を形成するロッドガイド４によって閉塞されるとともに、右端は、供給通路８が設けられるバルブディスク１１によって閉塞されて、内部には液体が充填される。なお、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。

そして、シリンダ１内は、摺動自在に挿入されるピストン２によって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画されており、ピストン２はロッド６の右端に連結され、当該ロッド６は、閉塞部材であるロッドガイド４に摺動自在に軸支されている。

また、シリンダ１の外方にはシリンダ１を覆いシリンダ１との間にリザーバＲを形成する外筒３が設けられており、外筒３の図１中左端内周に上記ロッドガイド４が嵌合されるとともに右端はロアキャップ１２が接合され、外筒３内は密封状態とされている。

ピストン２は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するポート９ａを備えており、当該ポート９ａは、ピストン２の左端に配置されるチェックバルブ９ｂによって開閉されるようになっている。このチェックバルブ９ｂは、符示しないバネによって附勢されており、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ液体が移動する場合には、液体によって押されて上記バネが縮んでピストン２から後退してポート９ａを開放するが、逆に、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ液体が移動しようとする流れに対してはポート９ａを閉じたままとして当該流れを阻止する。すなわち、この実施の形態の場合、圧側通路９は、上記ポート９ａおよびチェックバルブ９ｂとで構成されている。なお、圧側通路９はピストン２に設けられているが、ピストン２を迂回して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流れを許容するようにしてもよい。

そして、ロッド６を軸支するロッドガイド４は、筒状であって、図１中右端中央に設けた凹部４ａと、右端から開口して凹部４ａに連通される孔４ｂと、内周側に設けられてロッド６との間に所定隙間を形成する溝４ｃと、溝４ｃの底部から開口するとともに凹部４ａに連通される弁孔４ｄとを備えて構成されている。

また、凹部４ａは、シリンダ１が嵌合される開口部１３と、シリンダ外径より大きな内径を持つ内方部１４とを備え、シリンダ１の図１中左端が挿入されるようになっている。さらに、孔４ｂおよび弁孔４ｄは内方部１４に連通され、凹部４ａは孔４ｂを介してリザーバＲに連通され、溝４ｃ、弁孔４ｄ、内方部１４および孔４ｂで排出通路７を構成している。

なお、この実施の形態の場合、上記孔４ｂには、リザーバＲ内に収容されるパイプ１５が挿入固定され、パイプ１５を通過した液体がリザーバＲの右端側に排出されるようになっており、リザーバＲの右端を仕切るバルブディスク１１およびロアキャップ１２に液体の流れを直接あてることによってリザーバＲ内の気体巻き込みを抑制するようにしている。

さらに、ロッドガイド４の図１中左端内周には、ロッド６の外周に摺接してロッド６の外周をシールするＯリング１６およびシール部材１７が設けられ、シリンダ１内が密封状態とされている。

また、上記弁孔４ｄ内には、上述の減衰バルブ１０が設けられており、この減衰バルブ１０は、複筒型緩衝器Ｄの伸縮行程時に、弁孔４ｄを通過する液体の流れに抵抗を与えて複筒型緩衝器Ｄに減衰力を発揮させるものである。

そして、この複筒型緩衝器Ｄの場合、上記したロッドガイド４と凹部４ａ内に挿入されるシリンダ１の図１中左端との間には、環状プレート５が介装されており、この環状プレート５は、内径が少なくともシリンダ端外径（シリンダ１の端部外径）より小さく設定されるとともに、外径がシリンダ端外径より大きく設定されている。具体的には、環状プレート５の内径はシリンダ端内径（シリンダ１の端部内径）と同径に設定されている。この実施の形態の場合、具体的には、環状プレート５は、その外径が凹部４ａの内方部１４の内径と略同じに設定され、凹部４ａに載置されると径方向への移動が凹部４ａによって規制されて位置決めされるようになっており、また、その内径がシリンダ端内径以下に設定されることによってシリンダ１から受ける図１中左右方向となる軸方向の接触面圧力が不必要に大きくなることが無いようになっている。

さらに、この環状プレート５は、図１および図２に示すように、その内周から外周に向けて形成される切欠５ａを備えており、この切欠５ａは、シリンダ１の端部によって全体が閉塞されてしまわないよう、終端ｅがシリンダ端の外周より外側に位置するようになっている。

したがって、切欠５ａは、シリンダ１内とシリンダ１の外方であってリザーバＲに連通される凹部４ａの内方部１４内とを連通しており、この切欠５ａでシリンダ１内とリザーバＲとを連通するオリフィスを形成している。

なお、環状プレート５の内径をシリンダ端内径以上シリンダ端外径未満に設定する場合には、オリフィスを形成しつつ図１中上下方向幅を小さくすることができるため、材料費の点で経済的となる。

また、図２に示すように、環状プレート５の内径をシリンダ端内径より小さく設定するとともに、環状プレート５の外径をシリンダ端内径より大きく設定してオリフィスを形成する切欠を環状プレート５の外周から内周に向けて設けられるようにしても良い。この場合は、環状プレート５の外径をシリンダ端内径より大きくシリンダ端外径以下に設定することで、オリフィスを形成しつつ図２中上下方向幅が小さくすることができるため、材料費の点で経済的であり、外径をシリンダ端の外径以上に設定すると、シリンダ１から受ける図２中左右方向となる軸方向の接触面圧力が不必要に大きくなることが無い。なお、この図２に示す場合にはっては、環状プレート５の径方向への位置決めに際しては、ロッドガイド４の図２中右端に環状プレート５の内周に嵌合する嵌合凸部４ｅを設けておけば良い。

このように、本実施の形態の複筒型緩衝器Ｄにあっては、オリフィスがシリンダ１とシリンダ１の端部を閉塞する閉塞部材たるロッドガイド４との間に介装される環状プレート５に設けた切欠５ａによって形成されるので、シリンダ１に直接オリフィスを設ける必要が無く、図３に示すように、オリフィスの流路面積の設定も切欠５ａの幅、終端ｅの位置、環状プレート５の肉厚、切欠５ａの設置数によって微細に行うことができ、設計自由度が向上してオリフィスの流路面積を設計者が希望する通りに設定することができる。

さらに、本実施の形態の複筒型緩衝器Ｄにあっては、オリフィスがシリンダ１とシリンダ１の端部を閉塞する閉塞部材たるロッドガイド４との間に介装される環状プレート５に設けた切欠５ａによって形成されるので、発生減衰力のチューニングに際しては、環状プレート５の交換のみで行うことができ、シリンダ交換を強いられていた従来の複筒型緩衝器に比較して経済的となる。

また、シリンダ１と閉塞部材たるロッドガイド４との間に介装される環状プレート５にオリフィスとして機能する切欠５ａを設ける構造であるため、シリンダ１とロッドガイド４との間をシールするシール部材の設置が不要となり、部品点数と加工工数が削減され、複筒型緩衝器Ｄの製造コストが低減される。

また、この実施の形態の場合、切欠５ａのうちシリンダ１の端部によって閉塞されない部分の面積Ｓ（図３中斜線部分）が、切欠幅ｗと環状プレート５の肉厚ｔとの積ｗ・ｔより大きく設定されている。つまり、Ｓ＞ｗ・ｔが成り立つように設定されている。

すなわち、この切欠５ａによって形成されるオリフィスにおける抵抗を決定する流路面積は、オリフィス全体の流路中で面積が最小となる積ｗ・ｔであり、このように設定することによって切欠５ａの長さに誤差があっても、オリフィスにおける抵抗に影響が無いようになっている。したがって、上記Ｓ＞ｗ・ｔが成立するように設定しておけば、環状プレート５に切欠５ａを形成する際に高い加工精度を求められることがなく、オリフィスにおける流路面積を狙い通りに設定することが可能である。この場合、当該流路面積は、切欠５ａの終端ｅの位置（切欠長さ）には依存せず、切欠５ａの切欠幅ｗ、環状プレート５の肉厚ｔおよび切欠５ａの設置数によって設定されることになる。

なお、この実施の形態の複筒型緩衝器Ｄは、水平横置きに設定されており、切欠５ａで形成されるオリフィスはシリンダ１内のエア抜き用途でも使用されるため、複筒型緩衝器Ｄの適用箇所への設置時に環状プレート５の切欠５ａが上方に配置されるようになっている。

また、この実施の形態にあっては、オリフィスとして機能する切欠５ａは、環状プレート５に一つのみしか設けられていないが、複筒型緩衝器Ｄにおける減衰力に応じて切欠５ａの設置数は任意である。

つづいて、バルブディスク１１は、シリンダ１の内径より大径の本体１１ａと、シリンダ１の図１中右端に嵌合する筒状凸部１１ｂと、本体１１ａを左右に貫くポート１１ｃと、本体１１ａのリザーバＲに臨む部位から開口してポート１１ｃに連通される連通路１１ｄとを備えて構成されている。そして、バルブディスク１１は、外筒３の下端に固定されるロアキャップ１２の凹部１２ａに本体１１ａを嵌合するとともに、外筒３の図１中左端内周に螺合されるナット１８でロッドガイド４を図１中右方へ締め付けることで、シリンダ１およびロッドガイド４とともに外筒３に固定される。

そして、バルブディスク１１における本体１１ａの図１中左端には、ポート１１ｃを開閉するチェックバルブ１９が配置されており、このチェックバルブ１９によってポート１１ｃが開閉されるようになっている。このチェックバルブ１９は、符示しないバネによって附勢されており、リザーバＲから圧側室Ｒ２へ液体が移動する場合には、液体によって押されて上記バネが縮んでバルブディスク１１の本体１１ａから後退してポート１１ｃを開放するが、逆に、圧側室Ｒ２からリザーバＲへ液体が移動しようとする流れに対してはポート１１ｃを閉じたままとして当該流れを阻止する。すなわち、この実施の形態の場合、供給通路８は、上記ポート１１ｃおよびチェックバルブ１９とで構成されている。

なお、連通路１１ｄのリザーバＲ側の開口端には、リザーバＲの図１中左右方向の中央付近まで延びる液体吸込用のパイプ２０が取付けられており、当該パイプ２０がロッドガイド４における孔４ｂに取付けられたパイプ１５と干渉しないよう、連通路１１ｄのリザーバＲ側の開口端とロッドガイド４における孔４ｂとは互いに周方向にずれた位置から開口されるようになっている。

このように、管端がリザーバＲの中央付近となるように設定された液体吸込用のパイプ２０を設けることで、複筒型緩衝器Ｄに振動が入力された折に、液面Ｆが図１中左右に傾斜してもリザーバＲ内の気体Ｇを吸込む危険を最小限に留めることができるのである。

つづいて、このように構成された複筒型緩衝器Ｄにあっては、伸長する場合、ピストン２がシリンダ１に対して図１中左方へ移動するので、伸側室Ｒ１の容積が減少するので減少容積見合いの液体が押し出され、当該液体は、弁孔４ｄ内の減衰バルブ１０を押し開いて当該弁孔４ｄ、凹部４ａ、孔４ｂおよびパイプ１５を介して伸側室Ｒ１からリザーバＲへ排出されるとともに、上記した切欠５ａを介しても伸側室Ｒ１からリザーバＲへ排出されることになる。

また、ピストン２がシリンダ１に対して図１中左方へ移動によって容積が拡大される圧側室Ｒ２へは、供給通路８を介してリザーバＲから拡大容積見合いの液体が供給される。

反対に、複筒型緩衝器Ｄが収縮する場合、ピストン２がシリンダ１に対して図１中右方へ移動するので、圧側室Ｒ２の容積が減少するので減少容積見合いの液体が押し出され、当該液体は、圧側通路９を介して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動するとともに、ロッド６がシリンダ１内に侵入する体積分の液体がシリンダ１内で過剰となるため、この過剰分の液体が弁孔４ｄ内の減衰バルブ１０を押し開いて当該弁孔４ｄ、凹部４ａ、孔４ｂおよびパイプ１５を介して伸側室Ｒ１からリザーバＲへ排出されるとともに、上記した切欠５ａを介しても伸側室Ｒ１からリザーバＲへ排出されることになる。

そして、上記切欠５ａで形成されるオリフィスは、複筒型緩衝器Ｄの伸縮時において液体の流れに抵抗を与えることになるので減衰力発生要素として機能するとともに、伸縮作動を繰り返すことにより、シリンダ１内の液体中に気泡が出現するような事態が生じても、当該気泡をリザーバＲへ排出することができ、エア抜き用の孔としても機能することになる。

すなわち、この複筒型緩衝器Ｄによれば、従来通り減衰力発生要素およびエア抜きとしての機能するオリフィスをシリンダ１とシリンダ１の端部を閉塞する閉塞部材たるロッドガイド４との間に介装される環状プレート５に設けた切欠５ａによって形成することで簡単に設置できるとともに、オリフィスの流路面積を希望通りに設定でき、減衰力のチューニングも経済的に行うことができるのである。

なお、上述した実施の形態においては、ロッドガイド４とシリンダ１との間に環状プレート５を介装しているが、バルブディスク１１とシリンダ１との間にオリフィスを形成する切欠を備えた環状プレートを介装することも可能であり、この場合には、バルブディスク１１が閉塞部材として機能することになる。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、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ことは勿論である。

１ シリンダ
２ ピストン
３ 外筒
４ 閉塞部材たるロッドガイド
４ａ ロッドガイドにおける凹部
４ｂ ロッドガイドにおける孔
４ｃ ロッドガイドにおける溝
４ｄ ロッドガイドにおける弁孔
４ｅ ロッドガイドにおける嵌合凸部
５ 環状プレート
５ａ 環状プレートにおける切欠
６ ロッド
７ 排出通路
８ 供給通路
９ 圧側通路
９ａ，１１ｃ ポート
９ｂ，１９ チェックバルブ
１０ 減衰バルブ
１１ バルブディスク
１１ａ バルブディスクにおける本体
１１ｂ バルブディスクにおける筒状凸部
１１ｄ バルブディスクにおける連通路
１２ ロアキャップ
１２ａ ロアキャップにおける凹部
１３ 凹部における開口部
１４ 凹部における内方部
１５，２０ パイプ
１６ Ｏリング
１７ シール部材
１８ ナット
Ｄ 複筒型緩衝器
ｅ 切欠の終端
Ｆ リザーバ内の液体の液面
Ｇ 気室
Ｒ リザーバ
Ｒ１ 伸側室
Ｒ２ 圧側室

Claims (3)

1. シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダの外周側に配置されシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、シリンダ内とリザーバとを連通するオリフィスとを備えた複筒型緩衝器において、
   オリフィスは、シリンダとシリンダの端部を閉塞する閉塞部材との間に介装される環状プレートに設けた切欠によって形成され、環状プレートは、内径が少なくともシリンダ端外径より小さく設定されるとともに、外径がシリンダ端外径より大きく設定されてなり、切欠は、環状プレートの内周から外周に向けて形成されることを特徴とする複筒型緩衝器。
2. シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダの外周側に配置されシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、シリンダ内とリザーバとを連通するオリフィスとを備えた複筒型緩衝器において、
   オリフィスは、シリンダとシリンダの端部を閉塞する閉塞部材との間に介装される環状プレートに設けた切欠によって形成され、環状プレートは、内径が少なくともシリンダ端内径より小さく設定されるとともに、外径がシリンダ端内径より大きく設定されてなり、切欠は、環状プレートの外周から内周に向けて形成されることを特徴とする複筒型緩衝器。
3. シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダの外周側に配置されシリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、シリンダ内とリザーバとを連通するオリフィスとを備えた複筒型緩衝器において、
   オリフィスは、シリンダとシリンダの端部を閉塞する閉塞部材との間に介装される環状プレートに設けた切欠によって形成され、環状プレートに形成される切欠のうちシリンダ端部によって閉塞されない部分の面積が切欠幅と環状プレートの肉厚との積より大きく設定されることを特徴とする複筒型緩衝器。

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