JP5555037B2 - 緩衝装置 - Google Patents

Description

本発明は、緩衝装置の改良に関する。

従来、この種の緩衝装置にあっては、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、ピストンロッドの先端に固定されるとともにシリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、内部に圧力室を備えてピストンロッドのピストンより先端側に螺着されるハウジングと、ハウジング内に摺動自在に挿入されて圧力室をハウジングに設けた一方流路を介して下室に連通される一方室とピストンロッドに設けた他方流路を介して上室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンを附勢するコイルバネとを備えて構成されている。

このように構成された緩衝装置は、入力周波数が低い場合には、フリーピストンの振幅が大きく、一方流路及び他方流路を通過する流量は少なく、その分、ピストンに設けた通路を通過する流量が多くなり、通路通過の際に積層された積層リーフバルブで抵抗が与えて大きな減衰力を発揮し、反対に、緩衝装置への入力周波数が高い場合には、フリーピストンの振幅が小さく、一方流路及び他方流路を通過する流量は多くなり、その分、ピストンに設けた通路を通過する流量が少なくなるので小さな減衰力を発揮することになり、車両における乗り心地を向上させることができる。

そして、この緩衝装置にあっては、ハウジングが緩衝装置のストローク長を無駄に短くしてしまうことを阻止するため、ハウジングがピストンロッドの先端に螺合される鍔付の内筒と、一端開口部を上記鍔へ加締めて内筒に固定される外筒と、外筒の他端開口部を閉塞するキャップとを備えて構成されており、このハウジングは、ピストンをピストンロッドの先端に固定するピストンナットとしての機能をも兼ね備えている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００８−２１５４６２号公報

従来の緩衝装置の構造では、ハウジングをピストンロッドに組付ける工程において、外筒を工具で把持してピストンロッドに対して周方向に回転させることで、内筒をピストンロッドに螺合せしめるようになっている。

また、ハウジングがピストンナットとして機能するため、内筒が弛んでしまわないように、内筒を所定の締付トルクでピストンロッドに螺合させる必要があり、この組付け工程において、内筒と外筒とが周方向に相対回転しないように、ハウジングを構成する内筒の外筒が加締められる部位、つまり、鍔の外周に溝を設けてある。

しかしながら、上記したように、外筒にトルクを付加して内筒に締付トルクを伝達する構造では、内筒と外筒とが周方向に相対回転しないようにすることはできても、上記組付け工程において、外筒を内筒に対して相対回転させるようにトルクを付加するため、万が一、内筒と外筒の加締め部分にガタが生じてしまうと、緩衝装置が異音を発生してしまうといった問題があると指摘される虞がある。

そこで、本発明は上記した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、異音発生を防止することが可能な緩衝装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明における課題解決手段の一つは、 シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにピストンロッドの一端に嵌合されてシリンダ内を２つの作動室に区画する環状のピストンと、内部に圧力室を備えてピストンロッドのピストンよりも一端の先端側に螺着されてピストンをピストンロッドに固定するハウジングと、上記ハウジングの圧力室内に摺動自在に挿入されて圧力室をハウジングに形成の一方側流路を介して一方の作動室に連通される一方室とピストンロッドに形成の他方側流路を介して他方の作動室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンの圧力室に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素とを備えた緩衝装置において、ハウジングは、ピストンロッドの先端に螺着されるナット部とナット部の外周から垂下されてフリーピストンが収容される筒部とを備えた容器と、容器の開口端に装着されて容器の開口端を閉塞するキャップとを備え、ナット部の肉厚を筒部の肉厚より厚肉に形成し、容器に締め付けトルクを作用させる締付工具で把持可能な把持部をナット部の外周に設けたことを特徴とする。
同じく、他の手段は、 シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにピストンロッドの一端に嵌合されてシリンダ内を２つの作動室に区画する環状のピストンと、内部に圧力室を備えてピストンロッドのピストンよりも一端の先端側に螺着されてピストンをピストンロッドに固定するハウジングと、上記ハウジングの圧力室内に摺動自在に挿入されて圧力室をハウジングに形成の一方側流路を介して一方の作動室に連通される一方室とピストンロッドに形成の他方側流路を介して他方の作動室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンの圧力室に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素とを備えた緩衝装置において、ハウジングは、ピストンロッドの先端に螺着されるナット部とナット部の外周から垂下されてフリーピストンが収容される筒部とを備えた容器と、容器の開口端に装着されて容器の開口端を閉塞するキャップとを備え、筒部の下端に筒部の肉厚より厚肉な肉厚部を形成し、容器に締め付けトルクを作用させる締付工具で把持可能な把持部を上記肉厚部の外周に設けたことを特徴とする。

本発明の緩衝装置によれば、ピストンをピストンロッドに固定する際に、ハウジングを構成する容器が締付工具で把持可能な把持部を備えていて、容器に装着されるキャップを介さず把持部を介してナット部に直接締め付けトルクを作用させることができるので、容器とキャップとの間にガタが生じることがなく、異音発生を防止することができる。
キャップには締め付けトルクが付加されることがないので、従来の緩衝装置のようにキャップの外周に溝や凹凸を設けて加締め部分において回り止めを図る必要も無くなり、キャップの構造が簡素化され、加工工数を低減できるので経済性も向上することになる。

一実施の形態における緩衝装置の縦断面図である。 一実施の形態における緩衝装置のピストン部の拡大縦断面図である。 一実施の形態の一変形例における緩衝装置のピストン部の拡大縦断面図である。 一実施の形態の他の変形例における緩衝装置のピストン部の拡大縦断面図である。 他の実施の形態における緩衝装置のピストン部の拡大縦断面図である。

以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明の緩衝装置Ｄは、図１および図２に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるピストンロッド４と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるとともにピストンロッド４の一端４ａに嵌合されてシリンダ１内を２つの作動室である上室Ｒ１および下室Ｒ２に区画する環状のピストン２と、内部に圧力室Ｒ３を備えてピストンロッド４のピストン２よりも一端４ａの先端側に螺着されてピストン２をピストンロッド４に固定するハウジング１５と、上記ハウジング１５の圧力室Ｒ３内に摺動自在に挿入されて圧力室Ｒ３をハウジング１５に形成の一方側流路５を介して一方の作動室としての下室Ｒ２に連通される一方室７とピストンロッド４に形成の他方側流路６を介して他方の作動室としての上室Ｒ１に連通される他方室８とに区画するフリーピストン９と、フリーピストン９の圧力室Ｒ３に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素１０とを備えて構成され、車両における車体と車軸との間に介装されて減衰力を発生し車体の振動を抑制するものである。

そして、上室Ｒ１および下室Ｒ２さらには圧力室Ｒ３内には作動油等の液体が充満され、また、シリンダ１内の図中下方には、シリンダ１の内周に摺接して下室Ｒ２と気体室Ｇとを区画する摺動隔壁１３が設けられている。

なお、上記した作動室たる上室Ｒ１、下室Ｒ２および圧力室Ｒ３内に充填される液体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用することもできる。

なお、ピストンロッド４とシリンダ１との間は図示しないシールでシリンダ１内が液密状態とされている。図示したところでは、緩衝装置Ｄがいわゆる片ロッド型に設定されているため、緩衝装置Ｄの伸縮に伴ってシリンダ１内に出入りするピストンロッド４の体積は、気体室Ｇ内の気体の体積が膨張あるいは収縮して摺動隔壁１３が図１中上下方向に移動することによって補償されるようになっている。このように緩衝装置Ｄは、単筒型に設定されているが、摺動隔壁１３および気体室Ｇの設置に変えて、シリンダ１の外周や外部にリザーバを設けて当該リザーバによって上記ピストンロッド４の体積補償を行ってもよい。

以下、各部について詳細に説明する。シリンダ１は、その上端がピストンロッド１５を摺動自在に軸支する図示しないヘッド部材で封止され、下端もまた図示しないボトム部材によって封止されている。

ピストンロッド４は、その図２中下端となる一端４ａに小径部４ｃが形成されて段部４ｄが設けられており、小径部４ｃの先端に螺子部４ｅが形成されている。

そして、ピストンロッド４には、小径部４ｃの先端から開口しピストンロッド４の段部４ｄより他端４ｂ側に抜ける他方側流路６が形成されている。なお、図示したところでは、この他方側流路６の途中には、抵抗となる弁要素図示はしないが、絞り等の減衰力発生要素を設けるようにしてもよい。

ピストン２は、環状に形成されるとともに、ピストンロッド４の小径部４ｃの外周に嵌合される。また、このピストン２には、上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通する通路２ａ，２ｂが設けられ、通路２ａの図中上端は減衰力発生要素である積層リーフバルブＶ１にて閉塞され、他方の通路２ｂの図中下端も減衰力発生要素である積層リーフバルブＶ２によって閉塞されている。

この積層リーフバルブＶ１，Ｖ２は、共に環状に形成され、ピストン２と同様に、ピストンロッド４の小径部４ｃの外周に嵌合される。積層リーフバルブＶ１の図２中上方には、外径が当該積層リーフバルブＶ１よりも小径な間座１８が積層されており、積層リーフバルブＶ１の内周が固定されて外周の撓みが許容されている。積層リーフバルブＶ２の図２中下方には、外径が当該積層リーフバルブＶ２よりも小径な間座１９、スペーサ１７が積層されており、積層リーフバルブＶ２の内周が固定されて外周の撓みが許容されている。この積層リーフバルブＶ１の撓み量は、間座１８を介して積層リーフバルブＶ１に積層されるとともに、ピストンロッド４の小径部４ｃに嵌合される環状のバルブストッパ１６によって規制されるようになっている。

そして、積層リーフバルブＶ１は、緩衝装置Ｄの収縮時に下室Ｒ２と上室Ｒ１の差圧によって撓んで開弁し通路２ａを開放して下室Ｒ２から上室Ｒ１へ移動する液体の流れに抵抗を与え、緩衝装置Ｄの伸長時には通路２ａを閉塞するようになっており、他方の積層リーフバルブＶ２は、積層リーフバルブＶ１とは反対に緩衝装置Ｄの伸長時に通路２ｂを開放し、収縮時には通路２ｂを閉塞する。すなわち、積層リーフバルブＶ１は、緩衝装置Ｄの収縮時における圧側減衰力を発生する要素であり、他方の積層リーフバルブＶ２は、緩衝装置Ｄの伸長時における伸側減衰力を発生する要素である。このように、通路を一方通行とする場合には、緩衝装置Ｄのように、通路２ａ，２ｂを設けてそれぞれを緩衝装置Ｄの伸長時あるいは収縮時のみ液体が通過するように構成してもよく、また、通路が双方向流れを許容する場合には一つのみを設けるようにしてもよい。

そして、ピストンロッド４の小径部４ｃの先端側に設けた螺子部４ｅには、上記スペーサ１７の下方から圧力室Ｒ３を形成するハウジング１５が螺着されている。

このハウジング１５とピストンロッド４に設けた段部４ｄによって、上記したピストン２、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２、間座１８，１９バルブストッパ１６およびスペーサ１７が挟持されてピストンロッド４に固定されている。このように、ハウジング１５は、内部に圧力室Ｒ３を形成するだけでなく、ピストン２をピストンロッド４に固定する役割をも果たしている。

このハウジング１５について説明すると、ピストンロッド４の先端に設けた螺子部４ｅに螺着されるナット部２１ａとナット部２１ａの外周から垂下されてフリーピストン９が収容される筒部２１ｂとを備えた容器２１と、容器２１の開口端２１ｃに装着されて容器２１の開口端２１ｃを閉塞するキャップ２２とを備えて構成され、この容器２１とキャップ２２とで下室Ｒ２内に圧力室Ｒ３を画成している。

ナット部２１ａは、上記のように筒部２１ｂの上端に一体に連結されていて筒部２１ｂより厚肉に形成され、且つ内周側に雌螺子２１ｄを有するとともに、外周には図示しない締付工具で把持するための把持部２１ｅが設けられている。上記した把持部２１ｅの断面形状は、図示しない締付工具で把持可能な形状とされており、たとえば、締付工具の形状に合わせて二面幅形状や六角形状といった真円形以外の形状とされる。把持部２１ｅは、外方から締付工具でアクセス可能であって、当該締付工具で把持可能な軸方向長さを確保されていればよい。

そして、筒部２１ｂは、ナット部２１ａの図２中下端外周から垂下されており、図２中下端となる開口端２１ｃを外周側からキャップ２２の外周へ向けて加締めて、容器２１とキャップ２２とが一体化されている。また、キャップ２２は、開口部外周に鍔２２ｂを備えて有底筒状とされており、底２２ａを貫通する一方側流路５の一部を構成する固定オリフィス２３が設けられている。

そして、上記した容器２１およびキャップ２２で形成される圧力室Ｒ３内には、フリーピストン９が摺動自在に挿入され、このフリーピストン９によって圧力室Ｒ３内は、他方側流路６によって上室Ｒ１に連通される他方室８と、固定オリフィス２３によって下室Ｒ２に連通される一方室７とに区画されている。

このフリーピストン９は、内側をナット部２１ａに向け筒部２１ｂの内周に摺接する摺接筒９ａと、摺接筒９ａの図２中下端を閉塞する底９ｂと、底９ｂに設けたキャップ２２側に突出する凸部９ｃと、摺接筒９ａの外周に軸方向に並べて設けられた反底側環状溝９ｄおよび摺接筒内に連通される底側環状溝９ｅと、反底側環状溝９ｄ内に装着される環状の摩擦部材９ｆとを備えて構成されている。そして、上記底側環状溝９ｅは、フリーピストン９の肉厚内部を通る孔９ｇにて、一方室７へ連通されている。

さらに、このフリーピストン９に、フリーピストン９の圧力室Ｒ３に対する変位量に比例してその変位を抑制する附勢力を作用させるバネ要素１０として、ナット部２１ａとフリーピストン９の底９ｂ内側との間、および、キャップ２２の底２２ａとフリーピストン９の底９ｂの外側との間にそれぞれコイルバネ２５，２６を介装してある。これらコイルバネ２５，２６によってフリーピストン９は、圧力室Ｒ３内の所定の中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。

コイルバネ２５は、フリーピストン９の筒９ａ内の内周によって半径方向への著しい位置ずれが防止され、また、コイルバネ２６は、その内周にフリーピストン９の凸部９ｃが挿通されることによって、著しい位置ずれが防止されており、これによって安定的にフリーピストン９に附勢力を作用させることが可能となる。また、フリーピストン９は、有底筒状となっているので、コイルバネ２５を収容しつつ筒部２２との軸方向の摺動長を確保することができ、ハウジング１５の軸方向の全長の長大化を招くことなく筒部２２に対しての軸ぶれを防止することができ、摺動抵抗が過大とならないようになっている。

さらに、フリーピストン９は、筒９ａの上端がハウジング１５におけるナット部２１ａに当接するとそれ以上の図２中上方側への移動が規制され、反対に、底９ｂの外周がキャップ２２の鍔２２ｂの図２中上端に当接するとそれ以上の図２中下方側への移動が規制されるようになっている。

また、筒部２１ｂには、下室Ｒ２と容器２１内を連通する可変オリフィス２４が設けられており、この可変オリフィス２４は、フリーピストン９がバネ要素１０によって弾性支持されて中立位置にあるときには必ず上記底側環状溝９ｅに対向して一方室７と下室Ｒ２とを連通するとともに、フリーピストン９がストロークエンドまで変位する、すなわち、ナット部２１ａあるいはキャップ２２の開口端側端部に当接するまで変位するとフリーピストン９の摺接筒９ａの外周に完全にオーバーラップされて閉塞されるようになっている。すなわち、この場合、一方側流路５は、底側環状溝９ｅ、可変オリフィス２４、孔９ｇおよび固定オリフィス２３で構成されている。なお、図中では、可変オリフィス２４を二つ設けているが、その数は任意である。

つまり、この緩衝装置Ｄの場合、フリーピストン９の中立位置からの変位量が任意の変位量となるときに、可変オリフィス２４の開口全てが底側環状溝９ｅに対向する状況から摺接筒９ａの外周に対向し始める状況に移行して徐々に可変オリフィス２４の流路面積が減少し始め、一方側流路５における流路抵抗が徐々に増加する。したがって、上記任意の変位量は、底側環状溝９ｅの図中上下方向幅の設定および、可変オリフィス２４の筒部２１ｂの内周側の開口位置によって設定される。そして、この実施の形態では、フリーピストン９の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス２４の流路面積が減少し、フリーピストン９がストロークエンドに達すると、可変オリフィス２４が完全に摺接筒９ａに対向して閉塞され、一方側流路５における流路抵抗が最大となり一方室７が固定オリフィス２３のみによって下室Ｒ２に連通されるようになっている。

このように、この実施の形態の緩衝装置Ｄにあっては、圧力室Ｒ３が上述した容器２１とキャップ２２とで形成されており、容器２１のナット部２１ａの外周に設けた把持部２１ｅの断面形状が円形以外の形状とされていて、当該ナット部２１ａを締付工具で直接に把持して回転させることで容器２１をピストンロッド４の螺子部４ｅへ容易に螺着することができるようになっている。

緩衝装置Ｄは以上のように構成されるが、続いて緩衝装置Ｄの作動について説明する。従来の緩衝装置と同様に、緩衝装置Ｄへ入力される振動の周波数が低い場合には、フリーピストン９の振幅が大きく、一方側流路５および他方側流路６を通過する流量は少なく、その分、ピストン２に設けた通路２ａ，２ｂを通過する流量が多くなり、当該通路２ａ，２ｂを液体が通過する際に積層リーフバルブＶ１，Ｖ２で抵抗が与えて大きな減衰力を発揮し、反対に、緩衝装置Ｄへ入力される振動の周波数が高い場合には、フリーピストン９の振幅が小さく、一方側流路５および他方側流路６を通過する流量は多くなり、その分、ピストン２に設けた通路２ａ，２ｂを通過する液体の流量が少なくなるので小さな減衰力を発揮することになり、車両における乗り心地を向上させることができる。

また、フリーピストン９の振幅が大きくストロークエンドまで変位するような場合には、緩衝装置Ｄの伸縮方向が変わらなければ、フリーピストン９はストロークエンドに位置して反対方向へ変位することはなく、液体は一方側流路５および他方側流路６を通過することはないので、フリーピストン９がストロークエンドに達してからは上室Ｒ１と下室Ｒ２の液体の行き来は通路２ａ，２ｂのみを介して行われるので、緩衝装置Ｄは、振動周波数に関わらず積層リーフバルブＶ１，Ｖ２による大きな減衰力を発揮することになる。ここで、フリーピストン９がストロークエンドまで達するまでに、可変オリフィス２４を徐々に閉じることになるので、フリーピストン９の変位は急激なものとならず、可変オリフィス２４を閉じ始めるとフリーピストン９が変位しづらくなって液体は一方側流路５および他方側流路６を通過しづらくなる。したがって、フリーピストン９が可変オリフィス２４を閉じ始めると、液体は一方側流路５および他方側流路６を通過しづらくなり、フリーピストン９がストロークエンドへ達すると、液体は通路２ａ，２ｂのみを通過するようになる。

このことから、フリーピストン９がストロークエンドまで変位してしまうような高周波数で大振幅の振動が緩衝装置Ｄに対し入力されても、フリーピストン９の中立位置からの変位量が可変オリフィス２４を閉じ始める変位量を超えるとフリーピストン９がストロークエンドに達するまでに緩衝装置Ｄは徐々に発生減衰力を大きくするので、低い減衰力から急激に高い減衰力に変化することが無くなる。つまり、フリーピストン９がストロークエンドに達して圧力室Ｒ３内と上室Ｒ１、下室Ｒ２との液体の交流ができなくなるときに急激に減衰力の大きさが変化してしまうことがなくなり、低減衰力から高減衰力への減衰力変化がなだらかとなる。さらに、フリーピストン９が圧力室Ｒ３における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に発生減衰力を大きくするので、減衰力の急激な変化を抑制する機能は、緩衝装置Ｄの伸圧の両行程で発揮される。したがって、この緩衝装置Ｄにあっては、高周波数で振幅が大きい振動が入力されても、発生減衰力がなだらかに変化することになって、搭乗者に減衰力の変化によるショックを知覚させずにすみ、車両における乗り心地を向上することができ、特に、急激な減衰力変化によって車体が振動しボンネットが共振して異音が発生してしまう事態も防止でき、この点でも車両における乗り心地を向上することができる。

またさらに、本実施の形態のフリーピストン９の反底側環状溝９ｄ内には、摩擦部材９ｆが装着されており、この摩擦部材９ｆが容器２１の筒部２１ｂの内周に摺接して、フリーピストン９の容器２１に対する変位を抑制するようになっている。したがって、一方室７と他方室８との差圧が小さい場合には、摩擦部材９ｆと容器２１における筒部２１ｂとの間に生じる摩擦力によってフリーピストン９はハウジング１５に対して変位せずにその場に留まろうとし、一方室７と他方室８との差圧がある程度大きくなると、摩擦部材９ｆが筒部２１ｂに対してすべりはじめてフリーピストン９がハウジング１５に対して変位するようになる。このようにフリーピストン９がハウジング１５に対して変位せずに一方室７と他方室８の容積を変化させない状態では、緩衝装置Ｄは、通路２ａ，２ｂの積層リーフバルブＶ１，Ｖ２が液体の流れに与える抵抗のみによって減衰力を発生することになる。そして、車両の車体と車軸との間に組み込まれる緩衝装置Ｄでは、一方室７と他方室８の差圧が小さくなるのは、一般的に、緩衝装置Ｄの伸縮速度が低い場合であり、緩衝装置Ｄの伸縮振動の周波数も低くなる。これに対して、緩衝装置Ｄの伸縮振動の周波数が高い場合には、緩衝装置Ｄの伸縮速度が高くなって、一方室７と他方室８の差圧が大きくなることになる。よって、低周波数域の振動に対しては、摩擦部材９ｆがフリーピストン９のハウジング１５に対する変位を抑制することになり、緩衝装置Ｄの減衰力が極低周波数域から落ち込んだり、低周波数域において予定していた減衰力を発生できなかったりといった虞が無く、低周波数域で減衰力が一定となって減衰力の落ち込みが解消される。すなわち、摩擦部材９ｆを設けることで、低周波数域の振動に対しては、フリーピストン９のハウジング１５に対する変位を抑制して、緩衝装置Ｄは、低周波数域の振動に対して減衰力の落ち込みを阻止して確実に高い減衰力を発揮することができ、高周波数域の振動に対しては、フリーピストン９をハウジング１５に対して変位させることで、低い減衰力を発生することになる。したがって、緩衝装置Ｄは、車両が路面の凹凸を乗り越えるような入力振動周波数が高い場面においては低い減衰力を確実に発生させることができ、また、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生できる。

そしてさらに、上記した摩擦部材９ｆが弾性を備えている場合には、低周波数域の振動に対しては、基本的には上述したように摩擦力によってフリーピストン９のハウジング１５に対する変位を抑制するものの、摩擦部材９ｆの弾性変形見合いでフリーピストン９のハウジング１５に対する変位が許容されることになる。したがって、摩擦部材が弾性を備えている場合には、低周波数域において摩擦部材の弾性変形見合いでフリーピストン９のハウジング１５に対する変位が許容されるため、緩衝装置のように減衰力が極低周波数域から著しく落ち込むことを回避しつつ、低周波数域の振動に対して周波数の増加に伴って減衰力が僅かに減少する減衰特性を得ることができ、減衰特性のチューニングの幅が広がってより車両に好適な減衰特性を得ることができる。

なお、上記したところでは、摩擦部材９ｆがＯリングや角リングといったシールに適する部材で構成される場合には、フリーピストン９と筒部２１ｂとの間の摺動隙間を介して一方室７と他方室８の液体の交流を阻止することができ、低周波振動時の減衰力の落ち込みをより確実に防止することができる。

つづいて、ピストンロッド４の一端４ａにピストン２、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２、間座１８，１９、バルブストッパ１６、スペーサ１７、ハウジング１５を組み付ける手順について説明する。まず、ピストンロッド４の小径部４ｃに、バルブストッパ１６、間座１８、積層リーフバルブＶ１、ピストン２、積層リーフバルブＶ２、間座１９およびスペーサ１７（以下、「組付部材」という）を順に組付ける。

そうしておいてから、ピストンロッド４の小径部４ｃの先端に設けた螺子部４ｅにハウジング１５を螺着して、組付部材をピストンロッド４の段部４ｄとハウジング１５で挟んで仮止めする。

このように、組付部材の仮止めが終了すると、ハウジング１５のナット部２１ａの外周に設けた把持部２１ｅを図外の締付工具で把持して周方向へ回転させてナット部２１ａに締め付けトルクを作用させてハウジング１５をピストンロッド４の螺子部４ｅに締め込む。

すると、組付部材が段部４ｄとナット部２１ａとで強く挟持され、ナット部２１ａにはその反力として図２中押下げる方向の押圧力が加わり、ハウジング１５が螺子部４ｅに対して弛み止めされる。

このように、本実施の形態の緩衝装置Ｄにあっては、ピストン２をピストンロッド４に固定する際に、ハウジング１５を構成する容器２１が締付工具で把持可能な把持部２１ｅを備えていて、容器２１に装着されるキャップ２２を介さずナット部２１ａに直接に締め付けトルクを作用させることができるので、容器２１とキャップ２２との間にガタが生じることがなく、異音発生を防止することができる。

キャップ２２には締め付けトルクが付加されることがないので、特許文献１に開示されている従来の緩衝装置のようにキャップ２２の外周に溝や凹凸を設けて加締め部分において回り止めを図る必要も無くなり、キャップ２２の構造が簡素化され、加工工数を低減できるので経済性も向上することになる。

なお、容器２１を直接締付工具で把持して締め付けトルクをナット部２１ａに作用させる構成となっていればよいので、図３に示すように、筒部２１ｂの下端に筒部２１ｂの肉厚より厚肉な肉厚部を形成し、容器２１に締め付けトルクを作用させる締付工具で把持可能な把持部２１ｅをこの肉厚部の外周に設けてもよい。

また、図４に示すように、フリーピストン９の容器２１内への挿入向きを図２の実施の形態と天地逆としてもよく、この場合には、フリーピストン９を容器２１内へ組み込む際に、摩擦部材９ｆが可変オリフィス２４を通過することが無いので、摩擦部材９ｆの傷付きを確実に防止することができる。さらに、この場合、コイルバネ２６がフリーピストン９の摺動筒９ａ内に収容されてキャップ２９側でコイルバネ２６の収容スペースを確保せずとも済むので、キャップ２９の形状は円板状に設定すれば足り、キャップ２９に凸部が無いので筒部２１ｂの加締め部分の高さ寸法を容易に計測することができ、品質チェックが容易となる。

なお、フリーピストン９の図４中上方へのストロークエンドを規制するには、筒部２１ｂの内周に設けた段部２１ｆをフリーピストン９に衝合させて行うようにすればよい。また、この場合、可変オリフィス２４を一方室７へ連通するので、孔９ｇを廃してフリーピストン９の底側環状溝９ｅを摺動筒９ａの内周から開口する孔９ｈで一方室７へ連通してやればよい。

つづいて、他の実施の形態の緩衝装置Ｄ１について説明する。この緩衝装置Ｄ１は、図５に示すように、ハウジング３０の構造が緩衝装置Ｄのハウジング１５と異なる。緩衝装置Ｄ１のその他の部材については、緩衝装置Ｄと同じ構造であり、説明が重複するので詳しい説明を省略することとし、ハウジング３０について詳述する。

ハウジング３０は、ピストンロッド４の先端に設けた螺子部４ｅに螺着される環状のナット部３１ａとナット部３１ａの外周から垂下されてフリーピストン９が収容される筒部３１ｂとを備えた容器３１と、容器３１の開口端３１ｃに装着されて容器３１の開口端３１ｃを閉塞するキャップ３２とを備えて構成され、この容器３１とキャップ３２とで下室Ｒ２内に圧力室Ｒ３を画成している。

また、ナット部３１ａは、内周側に設けられた雌螺子３１ｄと、図５中上端となるピストン側端部に設けた環状窓３１ｅと、環状窓３１ｅを他方室８へ連通する複数のポート３１ｆとを備えて構成されており、環状窓３１ｅとポート３１ｆとで他方室８と一方の作動室としての下室Ｒ２とを連通する迂回流路Ｐを構成している。

そして、ハウジング３０と間座１９との間には、環状であってピストンロッド４の小径部４ｃの外周に装着されるリリーフ弁３５が介装されており、当該リリーフ弁３５は、ナット部３１ａの反容器側の端面３１ｉをシート面としてこれに離着座して迂回流路Ｐを開閉するようになっており、他方室８の圧力が下室Ｒ２の圧力を所定量上回ると撓んでシート面としての端面３１ｉから離座して迂回流路Ｐを開放するようになっている。

なお、ナット部３１ａの他方室８側の端部には、コイルバネ２５の内縁より内側から径方向に伸びてポート３１ｆに通じる複数の切欠３１ｋが周方向に間隔を空けて複数設けられていて、ポート３１ｆが他方室８内に収容されるコイルバネ２５の図５中上端によって閉塞されないようになっている。

他方、筒部３１ｂは、ナット部３１ａの図５中下端外周から垂下されており、図５中中間部から拡径されて内外周に段部３１ｇ，３１ｈが設けられている。さらに、筒部３１ｂの下端外周には、筒部３１ｂの肉厚より厚肉な肉厚部を形成し、図示しない締付工具で把持するための把持部３１ｊがこの厚肉部の外周に設けられている。上記した把持部３１ｊの断面形状は、ハウジング１５における把持部２１ｅと同様、図示しない締付工具で把持可能な形状とされており、たとえば、締付工具の形状に合わせて二面幅形状や六角形状といった真円形以外の形状とされる。把持部３１ｊは、外方から締付工具でアクセス可能であって、当該締付工具で把持可能な軸方向長さを確保されていればよい。

このように構成された容器３１をキャップ３２とは、筒部３１ｂの図５中下端となる開口端３１ｃを外周側からキャップ３２の外周へ向けて加締めることで一体化される。この開口端３１ｃを加締める際に、筒部３１ｂに軸方向の荷重が作用するが、筒部３１ｂの外周に設けた段部３１ｇに図示しない治具を当てがって当該荷重を段部３１ｇで受けるようにすることで、リリーフ弁３５が離着座するシート面となるナット部３１ａの反容器側の端面３１ｉで当該荷重を受けずに済み、ナット部３１ａの端面３１ｉの変形を防止できるので、リリーフ弁３５の着座時に端面３１ｉとの間に隙間が生じることが無く、また、リリーフ圧が製品毎にばらついてしまうといった不具合も生じることがない。

また、キャップ３２は、中央に容器３１内側へ突出する凸部３２ａを備えた円盤形状をしており、凸部３２ａにこれを貫通する一方側流路５の一部を構成する固定オリフィス３３が設けられているとともに、反容器側となる下室Ｒ２を向く端面の外周に筒部３１ｂの加締めによる塑性変形を促すための面取部３２ｂが設けられている。なお、キャップ３２の形状は、凸部３２ａを廃した円板状とされてもよいが、凸部３２ａを設けることで注視しなくとも面取部３２ｂの設置されている端面を容易に識別でき、組付不良の発生を未然に防止することができる。また、凸部３２ａは、一方室７内に収容されるコイルバネ２６の内周に嵌合されて、これを位置決めすることができ、コイルバネ２６の軸ずれを防止することができる。

そして、上記した容器３１およびキャップ３２で形成される圧力室Ｒ３内には、フリーピストン９が、図４の緩衝装置と同様に、図２に示した緩衝装置Ｄとは天地逆向きにして摺動自在に挿入され、このフリーピストン９によって圧力室Ｒ３内は、他方側流路６によって上室Ｒ１に連通される他方室８と、固定オリフィス２３によって下室Ｒ２に連通される一方室７とに区画されている。そのため、フリーピストン９を容器３１内へ組み込む際に、摩擦部材９ｆが可変オリフィス２４を通過することが無いので、摩擦部材９ｆの傷付きを確実に防止することができる。なお、フリーピストン９は、図４に示したものと同様に、底側環状溝９ｅが孔９ｈでフリーピストン９内と連通される。

さらに、このフリーピストン９に、フリーピストン９の圧力室Ｒ３に対する変位量に比例してその変位を抑制する附勢力を作用させるバネ要素１０として、ナット部３１ａとフリーピストン９の底９ｂの外側との間、および、キャップ３２とフリーピストン９の底９ｂの内側との間にそれぞれコイルバネ２５，２６を介装してある。これらコイルバネ２５，２６によってフリーピストン９は、圧力室Ｒ３内の所定の中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。

さらに、フリーピストン９は、底９ｂの上端が容器３１の筒部３１ｂの内周に形成の段部３１ｈに当接するとそれ以上の図５中上方側への移動が規制され、反対に、摺接筒９ａの図５中下端がキャップ３２の図５中上端に当接するとそれ以上の図５中下方側への移動が規制されるようになっている。

また、筒部３１ｂには、下室Ｒ２と容器３１内を連通する可変オリフィス３４が設けられており、この可変オリフィス３４は、フリーピストン９がバネ要素１０によって弾性支持されて中立位置にあるときには必ず上記底側環状溝９ｅに対向して一方室７と下室Ｒ２とを連通するとともに、フリーピストン９がストロークエンドまで変位する、すなわち、段部３１ｈあるいはキャップ３２の開口端側端部に当接するまで変位するとフリーピストン９の摺接筒９ａの外周に完全にオーバーラップされて閉塞されるようになっている。すなわち、この場合、一方側流路５は、底側環状溝９ｅ、可変オリフィス３４、孔９ｈおよび固定オリフィス３３で構成されている。なお、図中では、可変オリフィス３４を二つ設けているが、その数は任意である。

つまり、この緩衝装置Ｄ１の場合、フリーピストン９の中立位置からの変位量が任意の変位量となるときに、可変オリフィス３４の開口全てが底側環状溝９ｅに対向する状況から摺接筒９ａの外周に対向し始める状況に移行して徐々に可変オリフィス３４の流路面積が減少し始め、一方側流路５における流路抵抗が徐々に増加する。したがって、上記任意の変位量は、底側環状溝９ｅの図中上下方向幅の設定および、可変オリフィス３４の筒部３１ｂの内周側の開口位置によって設定される。そして、この実施の形態では、フリーピストン９の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス３４の流路面積が減少し、フリーピストン９がストロークエンドに達すると、可変オリフィス３４が完全に摺接筒９ａに対向して閉塞され、一方側流路５における流路抵抗が最大となり一方室７が固定オリフィス３３のみによって下室Ｒ２に連通されるようになっている。

このように、この実施の形態の緩衝装置Ｄ１にあっては、圧力室Ｒ３が上述した容器３１とキャップ３２とで形成されており、容器３１の筒部３１ｂの外周に設けた把持部３１ｊの断面形状が円形以外の形状とされていて、当該ナット部３１ａを締付工具で直接に把持して回転させることで容器３１をピストンロッド４の螺子部４ｅへ容易に螺着することができるようになっている。

緩衝装置Ｄ１は以上のように構成されるが、緩衝装置Ｄと同様に、緩衝装置Ｄ１への入力される振動の周波数が低い場合には、大きな減衰力を発揮し、反対に、緩衝装置Ｄ１へ入力される振動の周波数が高い場合には、小さな減衰力を発揮することになり、車両における乗り心地を向上させることができる。

また、緩衝装置Ｄと同様に、フリーピストン９がストロークエンドまで変位すると閉塞される可変オリフィス３４を備えているので、この緩衝装置Ｄ１にあっても、高周波数で振幅が大きい振動が入力されても、発生減衰力がなだらかに変化することになって、搭乗者に減衰力の変化によるショックを知覚させずにすみ、車両における乗り心地を向上することができ、特に、急激な減衰力変化によって車体が振動しボンネットが共振して異音が発生してしまう事態も防止でき、この点でも車両における乗り心地を向上することができる。

またさらに、フリーピストン９には摩擦部材９ｆが装着されており、低周波数域の振動に対しては、摩擦部材９ｆがフリーピストン９のハウジング１５に対する変位を抑制することになり、高周波数域の振動に対しては、フリーピストン９をハウジング１５に対して変位させることで、低い減衰力を発生することになるから、この緩衝装置Ｄ１にあっても、緩衝装置Ｄと同様に、車両が路面の凹凸を乗り越えるような入力振動周波数が高い場面においては低い減衰力を確実に発生させることができ、また、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生できる。

さらに、この緩衝装置Ｄ１にあっては、ピストン速度が高々速となり固定オリフィス３３、可変オリフィス３４における流路抵抗が大きくなりすぎて一方側流路５を液体が通過し難くなる場合であって、緩衝装置Ｄ１が伸長行程にあると、圧縮される上室Ｒ１に他方側流路６に連通される他方室８の圧力が高圧となり、リリーフ弁３５の外周が初期荷重に打ち勝って撓み、迂回流路Ｐを開放するようになる。

すると、液体は、通路２ｂのみならず、他方側流路６、他方室８および迂回流路Ｐをも介して、上室Ｒ１から下室Ｒ２へ移動するようになり、緩衝装置Ｄ１の発生する伸側減衰力を低下させることができる。

このように緩衝装置Ｄ１にあっては、たとえば、車両が比較的高い速度で走行中に路面の凹凸を通過するようなピストン速度が高々速となる場面では、リリーフ弁３５が開弁してピストン速度に対する減衰力の勾配を小さくさせて、減衰力を確実に低下させることができ、緩衝装置Ｄのように減衰力が高止まりしてしまって、車軸から車体への振動の伝達を絶縁する効果が消失してしまうといった不具合を解消でき、車両における乗り心地を向上することができる。

なお、ピストンロッド４の一端４ａに組付部材を組付ける手順については緩衝装置Ｄと同様であり、緩衝装置Ｄ１にあっても、筒部３１ｂの外周に設けた把持部３１ｊを図外の締付工具で把持して周方向へ回転させてハウジング３０をピストンロッド４の螺子部４ｅに締め込む。

すると、組付部材が段部４ｄと容器３１とで強く挟持され、ナット部３１ａにはその反力として図５中押下げる方向の押圧力が加わり、ハウジング３０が螺子部４ｅに対して弛み止めされる。

このように、本実施の形態の緩衝装置Ｄ１にあっても、ピストン２をピストンロッド４に固定する際に、ハウジング３０を構成する容器３１が締付工具で把持可能な把持部３１ｊを備えていて、容器３１に装着されるキャップ３２を介さずナット部３１ａに直接に締め付けトルクを作用させることができるので、容器３１とキャップ３２との間にガタが生じることがなく、異音発生を防止することができる。

キャップ３２には締め付けトルクが付加されることがないので、特許文献１に開示されている従来の緩衝装置のようにキャップ３２の外周に溝や凹凸を設けて加締め部分において回り止めを図る必要も無くなり、キャップ３２の構造が簡素化され、加工工数を低減できるので経済性も向上することになる。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、必要なければ可変オリフィス２４，３４とこれに連通される底側環状溝９ｅ、孔９ｇ，９ｈを廃止してもよく、また、ハウジング１５，３０のナット部２１ａ，３１ａおよび筒部２１ｂ，３１ｂ、フリーピストン９の形状や構造についても適宜設計変更することができる。

さらに、緩衝装置Ｄにあっても、他方側流路６から分岐して下室Ｒ２へ通じるかあるいはナット部２１ａを貫いて他方室８と下室Ｒ２を連通する迂回流路を設けておき、当該迂回流路に他方室８から下室Ｒ２への流れを許容し上流側の圧力が所定圧となるとリリーフするリリーフ弁を設けるようにしてもよい。このようにすることで、車両が路面上の大きな突起などに乗り上げるような場合に、緩衝装置Ｄに入力される過大振幅の振動入力があっても、リリーフ弁がバイパスを開放して上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通させて減衰力を低下させることで、乗り心地を向上させることができる。

最後に、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。

本発明の緩衝装置は、車両の制振用途に利用することができる。

１ シリンダ
２ ピストン
２ａ，２ｂ 通路
４ ピストンロッド
４ａ ピストンロッドにおける一端
４ｂ ピストンロッドにおける他端
４ｃ 小径部
４ｄ 段部
４ｅ 螺子部
５ 一方側流路
６ 他方側流路
７ 一方室
８ 他方室
９ フリーピストン
９ａ 摺接筒
９ｂ 底
９ｃ 凸部
９ｄ 反底側環状溝
９ｅ 底側環状溝
９ｆ 摩擦部材
９ｇ，９ｈ 孔
１０ バネ要素
１３ 摺動隔壁
１５，３０ ハウジング
１６ バルブストッパ
１７ スペーサ
１８，１９ 間座
２１，３１ 容器
２１ａ，３１ａ ナット部
２１ｂ，３１ｂ 筒部
２１ｃ，３１ｃ 開口端
２１ｄ，３１ｄ 雌螺子
２１ｅ，３１ｊ 把持部
２２，２９，３２ キャップ
２２ａ 底
２２ｂ 鍔
２３，３３ 固定オリフィス
２４，３４ 可変オリフィス
２５，２６ バネ要素たるコイルバネ
３１ｅ 環状窓
３１ｆ ポート
３１ｇ，３１ｈ 段部
３１ｉ 端面
３１ｋ 切欠
３２ａ 凸部
３２ｂ 面取部
３５ リリーフ弁
Ｄ，Ｄ１ 緩衝装置
Ｇ 気体室
Ｐ 迂回流路
Ｒ１ 他方の作動室たる上室
Ｒ２ 一方の作動室たる下室
Ｒ３ 圧力室
Ｖ１，Ｖ２ 積層リーフバルブ

Claims (6)

1. シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにピストンロッドの一端に嵌合されてシリンダ内を２つの作動室に区画する環状のピストンと、内部に圧力室を備えてピストンロッドのピストンよりも一端の先端側に螺着されてピストンをピストンロッドに固定するハウジングと、上記ハウジングの圧力室内に摺動自在に挿入されて圧力室をハウジングに形成の一方側流路を介して一方の作動室に連通される一方室とピストンロッドに形成の他方側流路を介して他方の作動室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンの圧力室に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素とを備えた緩衝装置において、ハウジングは、ピストンロッドの先端に螺着されるナット部とナット部の外周から垂下されてフリーピストンが収容される筒部とを備えた容器と、容器の開口端に装着されて容器の開口端を閉塞するキャップとを備え、ナット部の肉厚を筒部の肉厚より厚肉に形成し、容器に締め付けトルクを作用させる締付工具で把持可能な把持部をナット部の外周に設けたことを特徴とする緩衝装置。
2. シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにピストンロッドの一端に嵌合されてシリンダ内を２つの作動室に区画する環状のピストンと、内部に圧力室を備えてピストンロッドのピストンよりも一端の先端側に螺着されてピストンをピストンロッドに固定するハウジングと、上記ハウジングの圧力室内に摺動自在に挿入されて圧力室をハウジングに形成の一方側流路を介して一方の作動室に連通される一方室とピストンロッドに形成の他方側流路を介して他方の作動室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンの圧力室に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素とを備えた緩衝装置において、ハウジングは、ピストンロッドの先端に螺着されるナット部とナット部の外周から垂下されてフリーピストンが収容される筒部とを備えた容器と、容器の開口端に装着されて容器の開口端を閉塞するキャップとを備え、筒部の下端に筒部の肉厚より厚肉な肉厚部を形成し、容器に締め付けトルクを作用させる締付工具で把持可能な把持部を肉厚部の外周に設けたことを特徴とする緩衝装置。
3. フリーピストンは、容器の筒部に摺接する摺接筒と、摺接筒のナット部側の端部を閉塞する底と、摺接筒の外周に軸方向に並べて設けられた反底側環状溝および摺接筒内に連通される底側環状溝と、反底側環状溝内に装着される環状の摩擦部材とを備え、一方側流路は、フリーピストンの底側環状溝と、上記容器の筒部に形成されてフリーピストンが中立位置にあるときにフリーピストンの底側環状溝に対向し当該底側環状溝を介して一方の作動室を一方室へ連通する可変オリフィスと、上記キャップに形成されて一方の作動室と一方室とを連通する固定オリフィスとで形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝装置。
4. ナット部を軸方向に貫通して他方室と一方の作動室とを連通する迂回流路と、ピストンロッドに装着されるとともに当該ナット部の作動室側に積層されて他方室の圧力をパイロット圧として迂回流路を開閉する環状のリリーフ弁を設けたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の緩衝装置。
5. 容器の筒部の開口端をキャップの外周へ向けて加締めることでキャップと容器とが一体化されるとともに、容器の筒部の外周に上記開口端を加締める際の軸方向荷重を支持するための段部を設けたことを特徴とする請求項４に記載の緩衝装置。
6. キャップの軸芯部に、容器内側へ向けて凸となる凸部を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の緩衝装置。

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