JP5519822B2 - 油圧緩衝装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液面の波立ちを抑え、気泡の発生を防止する部位を簡易に形成することができる油圧緩衝装置を提供することを目的とする。
また、前記突出部は、前記内筒または前記外筒の中心線方向の一方の端部側から他方の端部側に中心線方向に行くに従って、一方の端部側を向いて開口している開口幅が徐々に小さくなるように形成された凸部が周方向に等間隔に複数形成されているとよい。
図1は、実施の形態に係る油圧緩衝装置10の概略構成を示す図である。
実施の形態に係る油圧緩衝装置10は、ストラット型サスペンションの一部を構成する複筒型式油圧緩衝装置である。
油圧緩衝装置10は、図1に示すように、薄肉円筒状の外シリンダ111と、外シリンダ111内に収容される薄肉円筒状の内シリンダ112と、円筒状の外シリンダ111の円筒の中心線方向(図1では上下方向)の一方の端部を塞ぐ底蓋113と、を有するシリンダ100を備えている。以下では、外シリンダ111の円筒の中心線方向を、単に「中心線方向」と称す。
また、油圧緩衝装置10は、内シリンダ112における中心線方向の一方の端部に配置された第1バルブ装置130と、ピストンロッド20における中心線方向の一方の端部に配置された第2バルブ装置140と、を備えている。
以下に、各構成部品について詳細に説明する。
ピストンロッド20は、中実または中空の部材であり、円柱状または円筒状のロッド部20aと、中心線方向の一方の端部にピストン141などを取り付けるための一方側取付部20bと、中心線方向の他方の端部にこのピストンロッド20を車体へ取り付けるための他方側取付部20cと、を有している。一方側取付部20bおよび他方側取付部20cの先端の外面には螺旋状の溝が切られて雄ねじが形成されており、ボルトとして機能する。
第1バルブ装置130は、中心線方向に形成された複数の油路を有するバルブボディ131と、バルブボディ131に形成された複数の油路の内の一部の油路における中心線方向の一方の端部を塞ぐ第1バルブ132と、バルブボディ131に形成された複数の油路の内の一部の油路における中心線方向の他方の端部を塞ぐ第2バルブ133とを備えている。また、第1バルブ装置130は、別体で構成されるバルブボディ131、第1バルブ132および第2バルブ133などをユニット化するためのボルト134とナット135とを備えている。また、第1バルブ装置130は、ボルト134の頭部と第1バルブ132との間に配置されるワッシャ136と、ナット135と第2バルブ133との間に配置されるワッシャ137を備えている。
円盤状部311には、ボルト134の軸部134aを通すために中心線方向に形成されたボルト孔311aと、ボルト孔311aよりも半径方向の外側の部位に中心線方向に形成された第1油路311bと、第1油路311bよりも半径方向の外側の部位に中心線方向に形成された第2油路311cとが形成されている。第1油路311bおよび第2油路311cは、円周方向に等間隔に複数(本実施の形態においては4つ)形成されており、第1油室Y1とリザーバ室Rとを連通する連通路として機能する。ただ、半径方向の中心から見た場合に、第1油路311bと第2油路311cとは同じ方向には形成されておらず、第1油路311bと第2油路311cとは円周方向に相対的にずれた位置に形成されている。これら第1油路311bおよび第2油路311cの開口端は、それぞれ円盤状部311における中心線方向の端面よりも低い位置に形成されている。言い換えれば、円盤状部311における中心線方向の一方の端部は、第1油路311bおよび第2油路311cが形成されている領域がそれぞれリング状に凹んでいる。また、円盤状部311における中心線方向の他方の端部は、第1油路311bおよび第2油路311cが形成されている領域がそれぞれリング状に凹んでいる。
円筒状部312は、中心線方向の一方の端部側に端面から凹んだ凹部312aを、円周方向に等間隔に複数(本実施の形態においては4つ)有している。この凹部312aにより、円筒状部312の内部とリザーバ室Rとを連通している。
第2バルブ133は、ボルト134の軸部を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第2バルブ133の外径は、第2油路311cを塞ぐ大きさに設定されている。また、第2バルブには、半径方向の中心から見た場合の第1油路311bに対応する位置に、円周方向に等間隔に複数(本実施の形態においては9つ)の油孔が形成されている。
ワッシャ137は、ボルト134の軸部を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。このワッシャ136がナット135の頭部と第2バルブ133との間に配置されることにより、このワッシャ137の厚さ分、ナット135と第2バルブ133との間に隙間を生じさせる。
第2バルブ143は、ピストンロッド20の一方側取付部20bを通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第2バルブ143の外径は、第2油路141cを塞ぐ大きさに設定されている。また、第2バルブ143には、半径方向の中心から見た場合の第1油路141bに対応する位置に、円周方向に等間隔に複数(本実施の形態においては9つ)の油孔が形成されている。
ワッシャ146は、ピストンロッド20の一方側取付部20bを通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。このワッシャ144がピストンロッド20のナット145と第1バルブ142との間に配置されることにより、このワッシャ146の厚さ分、ナット145と第1バルブ142との間に隙間を生じさせる。
先ずは、油圧緩衝装置10の圧縮行程時の作用について説明する。
図2は、油圧緩衝装置10の圧縮行程時のオイルの流れを示す図である。
ピストンロッド20が、白抜き矢印のようにシリンダ100に対して中心線方向の一方の端部側(図2においては下方)へ移動すると、ピストン141の移動で第1油室Y1内のオイルは押され、第2バルブ装置140下面の圧力は上昇し、第2バルブ装置140の第2油路141c(図2参照)に高圧が作用する。その結果、この第2油路141cを塞ぐ第2バルブ143が開き、オイルは図2の矢印Aに示すように第2油路141cを通って第2バルブ装置140の上方の第2油室Y2に流入する。この第1油室Y1から第2油室Y2へのオイルの流れは、第2バルブ143および第2油路141cで絞られ、油圧緩衝装置10の圧縮行程時における減衰力を得る。
図3は、油圧緩衝装置10の伸張行程時のオイルの流れを示す図である。
ピストンロッド20が、白抜き矢印のようにシリンダ100に対して中心線方向の他方の端部側(図3においては上方)へ移動すると、その体積分のオイルが第1油室Y1に不足することにより負圧となる。これにより、第2油室Y2内のオイルが第2バルブ装置140の第1油路141bを通り、この第1油路141bを閉塞する第1バルブ142を開き、図3の矢印Cのように、第1油室Y1に流入する。この第2油室Y2から第1油室Y1へのオイルの流れは、第2バルブ装置140の第1バルブ142および第1油路141bで絞られ、油圧緩衝装置10の伸張行程時における減衰力を得る。このように、第2バルブ装置140の第1バルブ142、第1油路141bで伸張側減衰力は発生し、伸張側減衰力は、第1バルブ142の剛性、第1油路141bの径などにより定まる。
図4に示すように、突出部120は、中心線方向に交差する方向(側方)から見た場合の形状が波形となるように形成されている。言い換えれば、突出部120は、中心線方向の一方の端部側から他方の端部側に中心線方向に行くに従って、一方の端部側を向いて開口している開口幅が徐々に小さくなるように形成された凸部121が円周方向に等間隔に複数形成されている。そして、凸部121の頂点121aと隣り合う凸部121にて形成される底部121bは、円弧状に形成されている。
内シリンダ112の突出部120は、内シリンダ112の外周面の全周に渡って形成されているので、中心線方向に逆方向にスライドする一対の金型D1,D2を用いてプレス加工を施すことにより成形することが可能である。このように、プレス加工を施して突出部120を成形することで、容易に内シリンダ112の外周面に突出部120を成形することができる。なお、突出部120をプレス加工にて成形する際には、プレス加工後の突出部120の形状が波形になるように、プレス加工の前段階の内シリンダ112の形状を非円環状(非円筒状)に成形するとよい。この突出部120のためのプレス加工の前段階の内シリンダ112を成形するにあたっては、いかなる手法であってもよく、周知の鋼管を製造する方法を用いればよい。なお、内シリンダ112の外周面に突出部120を成形することに起因して内シリンダ112の内周面が平滑でなくなる場合には、スリーブ等を用いて平滑面を設けるとよい。
上述した実施の形態においては、内シリンダ112および外シリンダ111のいずれか一方のシリンダに、他方のシリンダの方へ突出する突出部120を全周またはほぼ全周に渡って一体的に形成しているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、シリンダとは別体に成形し、突出部として機能する物体を、このシリンダに溶接などにより結合してもよい。
図6(a)のように平面的に示した形状の物体Aを、内シリンダ112の本体とは別体で成形し、この物体Aを図6(b)に示すように円環状にする。そして、図6(c)に示すように、円環状にした物体Aを内シリンダ112の本体の外周面に溶接することで突出部120とする。なお、円環状にした物体Aを外シリンダ111の本体の内周面に溶接することで突出部120としてもよい。
図7は、他の形態2に係る物体Aを示す図である。
他の形態に係る物体Aは、図7(a)に示すように、上端部A1と、下端部A2と、上端部A1と下端部A2とを繋ぐように斜めに形成された複数のリブA3とから構成される、平板状の物体である。そして、物体Aを、図7(b)または図7(d)に示すように円環状にし、円環状にした物体Aを、内シリンダ112の本体の外周面、あるいは外シリンダ111の本体の内周面に結合する。加えて、平板状の物体Aを、内シリンダ112および外シリンダ111のいずれか一方のシリンダに結合する前の過程で、複数のリブA3を他方のシリンダの方へ突出するように変形させるとよい。例えば、図7(c)に示すように、リブA3の断面形状を中央部が突出した山形状にしてもよいし、図7(e)に示すように、リブA3の断面形状を横方向の端部が突出するL字形状にしてもよい。
図8は、他の形態3に係る物体Aを示す図である。
他の形態3に係る物体(突出部材)Aは、図8(a)に示すように、金属や樹脂等からなる略円環状の物体であり、内シリンダ112の本体の外周面、あるいは外シリンダ111の本体の内周面に結合するように設けられる。また、物体Aは、内シリンダ112の本体の外周面および外シリンダ111の本体の内周面に結合するように設けてもよいし、内シリンダ112の本体の外周面、および外シリンダ111の本体の内周面の間で固定せずに、単にこの間に挿入することにより設けてもよい。
上記のように物体Aを構成することにより、外シリンダ111の本体の内周面と物体Aの外周面との間に形成される間隙が、中心線方向の下端部A2(一方の端部)側から上端部A1(他方の端部)側に中心線方向に行くに従って、小さくなる。
図9は、他の形態4に係る物体Aを示す図である。
他の形態4に係る物体Aは、図9(a)に示すように、略円環状の物体であり、内シリンダ112の本体の外周面、あるいは外シリンダ111の本体の内周面に結合するように設けられる。また、物体Aは、内シリンダ112の本体の外周面および外シリンダ111の本体の内周面に結合するように設けてもよいし、内シリンダ112の本体の外周面、および外シリンダ111の本体の内周面の間で固定せずに、単にこの間に挿入することにより設けてもよい。
また、この突出部A7は、それぞれ周方向の一部が中心線側に没入する位置に形成された平坦部(没入部)A8を備える。この平坦部A8は、図示の例においては、それぞれの突出部A7において、中心線を挟んで対峙する向きに2つ設けられている。また、平坦部A8は、図示の例においては、平坦な面としているが、突出部A7の外周面が他の部分よりも中心線側に凹んでいれば、他の形状であってもよい。
このように外シリンダ111の本体の内周面と物体Aの外周面との間における限られた空間をオイルが通過することにより、液面の波立ちが抑制され、気泡の発生が抑制される。
この周方向に沿ってそれぞれ反対に移動したオイルは、逆方向から移動してくるオイルとぶつかる(図中円内参照)。このようにオイルどうしがぶつかることにより、互いのオイルの流れが打ち消される。その結果、液面の波立ちが抑制され、気泡の発生が抑制される。
図10は、他の形態5に係る物体Aを示す図である。
他の形態5に係る物体Aは、図10(a)に示すように、略円環状の物体であり、内シリンダ112の本体の外周面、あるいは外シリンダ111の本体の内周面に結合するように設けられる。また、物体Aは、内シリンダ112の本体の外周面および外シリンダ111の本体の内周面に結合するように設けてもよいし、内シリンダ112の本体の外周面、および外シリンダ111の本体の内周面の間で固定せずに、単にこの間に挿入することにより設けてもよい。
いわば、中心線方向の下端部A2側から上端部A1側に行くに従って、中心線の周方向に沿う階段状の流路C0が形成される。
このように外シリンダ111の本体の内周面と物体Aの外周面との間における限られた空間をオイルが通過することにより、液面の波立ちが抑制され、気泡の発生が抑制される。
図11は、他の形態6に係る物体Aを示す図である。
図12は、他の形態6に係る物体Aの変形例を示す図である。
他の形態6に係る物体(突出部材)Aは、図11(a)に示すように、略円環状の物体であり、内シリンダ112の本体の外周面、あるいは外シリンダ111の本体の内周面に結合するように設けられる。また、物体Aは、内シリンダ112の本体の外周面および外シリンダ111の本体の内周面に結合するように設けてもよいし、内シリンダ112の本体の外周面、および外シリンダ111の本体の内周面の間で固定せずに、単にこの間に挿入することにより設けてもよい。
また、切り欠きA13内で移動を制限されながら上昇したオイルは、さらに凹部A14および幅狭部A15の存在により、外シリンダ111の本体の内周面と物体Aの外周面との間の空間を制限されながら上昇する(矢印F112参照)。このことにより、液面の波立ちが抑制され、気泡の発生が抑制される。
図12に示す物体Aは、図11に示す物体Aよりも、複数の切り欠きA131の周方向幅が狭い。また、物体Aは、この切り欠きA131の幅で設けられ、外周面が中心線方向に没入する凹部A141と、凹部A141の上端部A1側にて、中心線方向に行くに従って、その幅が徐々に小さくなる幅狭部A151とが設けられている。また、図12に示す物体Aは、物体Aの中心線に沿って形成されかつ物体Aの厚み方向を貫通するように形成される溝部A161と、物体Aの上端部A1から下端部A2に向けて延びるV字状の切り欠きA171とを備える。
また、本実施形態において、物体Aは、幅狭部A151と凹部A141を設け2段階にわたって気泡の発生を抑制しているが、これに限らず、凹部A141を設けずに、幅狭部A151(要は、1段階で)で気泡の発生を抑制するようにしてもよいし、『凹部』を凹部A141の他に更に設け、多段階にわたって気泡の発生を抑制するようにしてもよい。さらに、ここでは図12に示す物体Aについて述べたが、図11に示す物体Aについても同様である。
図13は、物体Aの設置例を示す図である。なお、図13に示す物体Aは、図12の物体Aに対応する構成である。
さて、上記の説明においては、液面近傍に物体Aを設けることを説明した。しかしながら、例えば図13に示すような位置に、物体Aを設けてもよい。
ここで、物体Aは、外シリンダ111の外周面とダンパケース110の内周面との間に設けられる。また、図示の例においては、ダンパケース110の側部に開口110Pが形成されているとともに、この開口110Pには、ソレノイド(不図示)からのオイルが流れるソレノイドシリンダ110Sが接続されている。また、開口110Pには、略円環状の部材であり、外シリンダ111の外周面に結合するように設けられる環状部材110Rが設けられる。
また、物体Aは、環状部材110Rの内側の空間が切り欠きA131に向けて開口する位置に設けられる。
なお、例えば開口110Pから物体Aの上端部A1に向けて流れたオイルは移動が制限されて、切り欠きA131の端部にて滞留し、この気泡は抑制される。
図15は、他の物体Aの製造方法を示す図である。
さて、上記の説明においては、物体Aを外シリンダ111および内シリンダ112とは別体として形成した後に、外シリンダ111あるいは内シリンダ112と結合する構成を説明したが、外シリンダ111あるいは内シリンダ112と一体として形成されてもよい。
例えば、図14に示すように、内シリンダ112と物体Aとを、例えば、プレス加工等によって、一体成形する構成であってもよい。このように、プレス加工を施して物体Aの形状を内シリンダ112と一体として成形することで、容易に内シリンダ112の外周面に物体Aを成形することができる。
さらに説明をすると、物体Aを内シリンダ112と一体成形する構成は、内シリンダ112の一部を半径方向内側に没入させることによって構成してもよいし、内シリンダ112の一部を半径方向外側に突出させることによって構成してもよい。要は、『内シリンダ112等に相対的に半径方向の凹凸を構成し』、オイルの流れを誘導し、液面の泡立ちを抑制する切り欠きA13、凹部A14、幅狭部A15を構成すればよい。
Claims (8)
- 内筒と、
前記内筒の外周面を覆うように当該内筒の外側に配置される外筒と、
前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間に形成され、液体とガスが混入された空間と、
を備え、
前記空間に、前記内筒が当該内筒の外周面から前記外筒の方へ突出する突出部を有するか、または当該外筒が当該外筒の内周面から当該内筒の方へ突出する突出部を有し、当該突出部は、当該内筒の外周面または当該外筒の内周面の全周またはほぼ全周に渡って形成されるとともに当該外周面または当該内周面に交差する方向から見た場合に波形であることを特徴とする油圧緩衝装置。 - 前記突出部は、前記内筒または前記外筒の中心線方向に互いに逆方向にスライドする一対の型にて成形されることを特徴とする請求項1に記載の油圧緩衝装置。
- 前記突出部は、前記内筒または前記外筒の中心線方向の一方の端部側から他方の端部側に中心線方向に行くに従って、一方の端部側を向いて開口している開口幅が徐々に小さくなるように形成された凸部が周方向に等間隔に複数形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の油圧緩衝装置。
- 中心線方向の一方から他方に向けて延び液体を収容するとともに当該一方側に液面が形成される内筒と、
前記内筒の外周面を覆うように当該内筒の外側に配置される外筒と、
前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間に形成され、液体とガスとが混入された空間と、
前記空間内に設けられる略円環状の部材である突出部材と、
を備え、
前記突出部材は、
前記中心線方向の前記一方の端部側の外径が前記他方の端部側の外径よりも大きくおよび/または当該一方の端部側の内径が当該他方の端部側の内径よりも小さく、
前記他方の端部側から前記一方の端部側に向けて延び当該他方の端部側が開口する切り欠きが周方向に複数形成される
ことを特徴とする油圧緩衝装置。 - 内筒と、
前記内筒の外周面を覆うように当該内筒の外側に配置される外筒と、
前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間に形成され、液体とガスとが混入された空間と、
前記空間内に設けられる略円環状の部材である突出部材と、
を備え、
前記突出部材は、
外周面および/または内周面から突出し周方向に渡って延びる突出部を中心線方向において複数備え、
前記突出部の周方向の一部にて没入する没入部が複数の当該突出部の各々に形成されるとともに、
複数の前記没入部の周方向における位置が互いにずれている
ことを特徴とする油圧緩衝装置。 - 内筒と、
前記内筒の外周面を覆うように当該内筒の外側に配置される外筒と、
前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間に形成され、液体とガスとが混入された空間と、
前記空間内に設けられる略円環状の部材である突出部材と、
を備え、
前記突出部材の外周面および/または内周面には、周方向に延びる周方向部と、当該周方向部に連続するとともに中心線方向に屈曲する屈曲部とを、中心線方向において複数有する流路が形成される
ことを特徴とする油圧緩衝装置。 - 中心線方向の一方から他方に向けて延び液体を収容するとともに当該一方側に液面が形成される内筒と、
前記内筒の外周面を覆うように当該内筒の外側に配置される外筒と、
前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間に形成され、液体とガスとが混入された空間と、
前記空間内に設けられる略円環状の部材である突出部材と、
を備え、
前記突出部材は、
前記中心線方向の前記他方の端部側から前記一方の端部側に向けて延び当該他方の端部側が開口する切り欠きが周方向に複数形成される
ことを特徴とする油圧緩衝装置。 - 前記突出部材は、前記切り欠きにおける前記一方の端部側の先端と連続する位置であって、当該突出部材の外周面および/または内周面に設けられる凹部が形成されることを特徴とする請求項7記載の油圧緩衝装置。
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