JP5756310B2

JP5756310B2 - 複筒型液圧緩衝器

Info

Publication number: JP5756310B2
Application number: JP2011060168A
Authority: JP
Inventors: 賢山中
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: JP2012193824A

Description

本発明は、複筒型液圧緩衝器の改良に関する。

一般的に、液圧緩衝器にあっては、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を二つの作動室に区画するピストンと、ピストンに一端が連結されるロッドとを備えて構成され、制振対象の振動を抑制する。

また、ピストンの両側にロッドを備えた両ロッド型に比較してピストンの一方側のみにロッドを備えた片ロッド型のほうがストローク長を確保しやすいことから、搭載スペースを大きく確保することができない場合、液圧緩衝器の構造に片ロッド型の構造を採用することが多い。

このような片ロッド型の液圧緩衝器にあっては、ピストンがシリンダに対して軸方向に移動する際に、ロッドがシリンダ内に出入りし、このシリンダ内に出入りするロッド体積によってシリンダ内の作動室全体の容積が変化してシリンダ内の液体量に過不足が生じるため、シリンダとシリンダを覆う外筒との間に気体と液体が充填される環状のリザーバを設け、リザーバから過不足分の液体を給排して補償する複筒型に構成される。

そして、このような複筒型液圧緩衝器を横置きにする場合、リザーバの上方にたまった気体がシリンダ内に混入する恐れがあり、シリンダ内に圧縮性に富む気体が混入すると減衰力の発生応答性が損なわれる場合があるので、シリンダの外周或いは外筒の内周に筒状のブラダを固定して当該ブラダで気室と液室とを区画するようにし、気体と液体とを分離してシリンダ内へ気体が混入することを防止する構造を採用するものがある（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００３−８３３８０号公報（図１）

ところで、複筒型液圧緩衝器は、伸縮によってリザーバ内の液体量が変化するため、上記したブラダには伸縮性に富む材料で形成する必要があり、一般的には、ゴム等を使用している。

ゴムには気体を透過する性質があり、気体透過率の低いゴム材料を選んでも、ブラダを長期間に亘って使用し続けると、気体がブラダに溶解、拡散して液室へ透過してしまうため、完全に気体と液体とを分離しておくことができず、リザーバの液室内にブラダを透過した気体が溜まって気泡ができる。

したがって、従来の複筒型液圧緩衝器を横置き状態で長期間使用すると、シリンダ内に気体が混入する可能性があり、減衰力発生応答性の悪化を完全には阻止できない可能性がある。

そこで、本発明は上記した点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、横置きで長期間使用されてもシリンダ内へ気体の混入を防止することができる複筒型液圧緩衝器を提供することである。

本発明の課題解決手段は、シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されて上記シリンダ内をロッド側室とピストン側室とに区画するピストンと、上記シリンダ内に移動自在に挿入されて上記ピストンに連結されるロッドと、上記シリンダを覆い上記シリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、上記シリンダの外周或いは上記外筒の内周に固定されて上記リザーバ内を気室と液室とに仕切るブラダとを備え、上記液室と上記ピストン側室とを上記シリンダの一端側にて連通した複筒型液圧緩衝器において、上記液室と上記ピストン側室との間に環状の仕切部材を備え、上記仕切部材は、ゴムで作られ、上記仕切部材の半周以内の範囲に一つまたは複数の切欠を設けて上記切欠で上記液室と上記ピストン側室とを連通したことを特徴とする。

本発明の複筒型液圧緩衝器によれば、仕切部材の半周以内に設けた切欠を介して液室とピストン側室とが連通されるので、切欠を下方へ配置した状態で複筒型液圧緩衝器を横置きにして使用すれば、ブラダを透過した気体は液室の上方に溜まるのみで、下方の切欠を通過できないため、シリンダ内に気体が混入されることは無い。

これにより、本発明の複筒型液圧緩衝器によれば、横置きにして長期間に亘って使用してもシリンダ内への気体の混入を防止でき、減衰力発生応答性の悪化も生じない。

本発明の一実施の形態における複筒型液圧緩衝器の縦断面図である。本発明の一実施の形態における複筒型液圧緩衝器の仕切部材の平面図である。本発明の一実施の形態の一変形例における複筒型液圧緩衝器の一部拡大縦断面図である。

以下、図に示した一実施の形態に基づいて本発明について説明する。一実施の形態における複筒型液圧緩衝器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てシリンダ１内をロッド側室Ｒとピストン側室Ｐとに区画するピストン２と、シリンダ１内に移動自在に挿入されてピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１を覆いシリンダ１との間にリザーバＨを形成する外筒４と、シリンダ１の外周に固定されてリザーバＨ内を気室Ｇと液室Ｌとに仕切るブラダ５と、液室Ｌとピストン側室Ｐとの間に設けた環状の仕切部材６とを備えて構成されている。

そして、ロッド側室Ｒ、ピストン側室Ｐおよび液室Ｌ内には、作動油等の液体が充填され、また、気室Ｇ内には、気体が充填されている。なお、液体は、作動油の他、たとえは、水、水溶液、電磁粘性流体や電気粘性流体といった液体を用いてもよく、気体としては、窒素等の不活性ガスを用いるとよい。

以下、複筒型液圧緩衝器Ｄの各部について詳細に説明する。図１に示すように、シリンダ１は、外筒４内に収容され、外筒４の図１中左端に嵌合される環状のロッドガイド７と、外筒４の図１中右端を閉塞するキャップ８とで挟持され、外筒４内に固定されている。このように外筒４内にシリンダ１が収容固定されると、シリンダ１と外筒４との間には環状隙間が設けられ、この環状隙間でリザーバＨが形成されている。

また、シリンダ１内にはピストン２が摺動自在に挿入されてシリンダ１内にはロッド３が挿通されるロッド側室Ｒとピストン側のピストン側室Ｐが形成されている。ピストン２には、上記ロッド側室Ｒとピストン側室Ｐとを連通する通路２ａ，２ｂが設けられている。この通路２ａの途中には、減衰力発生要素１５が設けられていて、減衰力発生要素１５は、ロッド側室Ｒからピストン側室Ｐへ向かう液体の流れのみを許容するとともに当該通路２ａを通過する液体の流れに抵抗を与え、所定の圧力損失を生じさせる。なお、減衰力発生要素１５は、たとえば、オリフィス、チョーク、リーフバルブやポペット弁といったバルブを採用することができる。また、通路２ｂの途中には、チェック弁１６が設けられており、当該チェック弁１６は、ピストン側室Ｐからロッド側室Ｒへ向かう液体の流れのみを許容するようになっており、当該通路２ｂを一方通行の通路に設定している。なお、通路２ｂにもチェック弁１６の代わりに減衰力発生要素を設けるようにしてもよい。また、通路２ａ，２ｂの設置数は任意であり、双方向通行の通路に設定されてもよい。

シリンダ１の外周には、ゴム等の樹脂を筒状として形成されたブラダ５が装着されている。このブラダ５は、図１中左端が外周側から締付リング１３によってシリンダ１の図１中左端外周へ締め付けられるとともに、図１中右端が外周側からシリンダ１の一端側となる右端側の外周へ締付リング１４によって締め付けられ、シリンダ１の外周との間に環状の空隙を形成しつつシリンダ１の外周に固定されている。そして、この環状の空隙には、上記の気体が充填されていて、これを気室Ｇとし、ブラダ５の外周側を液室Ｌとしていて、このようにブラダ５によってリザーバＨ内が気室Ｇと液室Ｌとに区画されている。なお、この実施の形態にあっては、シリンダ１の外周にブラダ５が固定されているが、外筒４の内周にブラダ５を固定して外筒４とブラダ５との間に気室Ｇを形成するようにしてもよい。

シリンダ１の一端側となる図１中右端と上記キャップ８との間には、バルブケース９が介装されており、このバルブケース９は、シリンダ１の一端を閉塞している。そして、バルブケース９は、シリンダ１の一端の開口部内周に嵌合してピストン側室Ｐに面する嵌合部９ａと、嵌合部９ａの外周に設けられてシリンダ１の一端とキャップ８とで挟持される筒部９ｂと、ピストン側室ＰとリザーバＨの液室Ｌとを連通するポート９ｃ，９ｄと、筒部９ｂに設けられて筒部９ｂの内外を連通する切欠９ｅとを備え、ピストン側室側にはポート９ｃを開閉する環状のチェック弁１０が積層され、反ピストン側室側にはポート９ｄを開閉する環状のリーフバルブでなる減衰バルブ１１が積層されて、これらはバルブケース９に軸心部に固定されるガイドロッド１２の外周に装着されてバルブケース９によって保持されている。

上記チェック弁１０は、リザーバＨの液室Ｌからピストン側室Ｐへ向かう流れのみを許容するようになっており、ポート９ｃは、このチェック弁１０によって液室Ｌからピストン側室Ｐへ向かう流れのみを許容する一方通行に設定されている。また、上記減衰バルブ１１は、ピストン側室ＰからリザーバＨの液室Ｌへ向かう流れのみを許容するようになっており、ポート９ｄは、この減衰バルブ１１によってピストン側室Ｐから液室Ｌへ向かう流れのみを許容する一方通行に設定されている。このように、ピストン側室Ｐは、シリンダ１の一端側にて液室Ｌに連通、つまり、シリンダ１の図１中右端側を介して液室Ｌに連通されている。

そして、シリンダ１の一端側外周と外筒４の図１中右端の内周には、環状の仕切部材６が嵌合されており、この仕切部材６はピストン側室ＰとリザーバＨの液室Ｌとの間に設けられている。また、仕切部材６には、図２に示すように、周方向にみて半周以内の範囲Ｗに切欠６ａを設けてある。このように、切欠６ａを上記範囲Ｗに設けることで、図１中で上半分側には切欠が存在せず、下半分の範囲Ｗにのみ切欠６ａが形成される。なお、切欠６ａの設置数は任意である。また、切欠６ａは、仕切部材６の左端から右端へ通じる孔状の切欠とされていてもよく、さらには、切欠６ａで仕切部材６を寸断して当該仕切部材６をＣ字形状とするようにしてもよい。仕切部材６の図１中右方側は、バルブケース９に設けたポート９ｃ，９ｄを介してピストン側室Ｐに連通されているので、この切欠６ａは、仕切部材６の図１中左方側の液室Ｌとピストン側室Ｐとを連通している。

そして、仕切部材６は、この実施の形態では、ゴムで作られており、内周をシリンダ１の外周に密着させるとともに、外周を外筒４の内周に密着させることで、シリンダ１との間および外筒４との間をシールすることができ、切欠６ａ以外で液室Ｌとピストン側室Ｐとが連通してしまうことを防止している。なお、この複筒型液圧緩衝器Ｄを組み立てる際は、仕切部材６を予めシリンダ１の外周に装着させ、その状態のシリンダ１をキャップ８が一体化された外筒４内に挿入するようにする。その際、外筒４の図１中右端となるキャップ側端は仕切部材６が嵌合できるように小径部４ａが形成されているため、当該小径部４ａの内周に仕切部材６が干渉してシリンダ１に対してずれることがないように、仕切部材６とブラダ５の図１中右端との間には筒状のスペーサ２０を介装してある。詳しくは、このスペーサ２０は、シリンダ１の外周に装着されていて、上記したようにシリンダ１を外筒４内に挿入する際に、仕切部材６が外筒４の内周に干渉しても、スペーサ２０が仕切部材６のシリンダ１に対する図１中左方向への移動を規制するようになっている。これにより、当該組立の際の仕切部材６の位置ずれが防止される。また、本実施の形態にあっては、スペーサ２０をブラダ５と仕切部材６との間に介装しているが、ブラダ５の端部を仕切部材６に直接に当接するようにして組立時の仕切部材６の位置ずれを防止してもよい。

したがって、この複筒型液圧緩衝器Ｄにあっては、シリンダ１に対してピストン２が図１中左方向へ移動すると、ピストン２の移動に伴って容積が減少するロッド側室Ｒから容積が増大するピストン側室Ｐへ通路２ａを介して移動する液体の流れに減衰力発生要素１５で抵抗を与えて圧力損失を生じさせ、ロッド側室Ｒとピストン側室Ｐに差圧を生じせしめて減衰力を発揮するようになっている。また、その際、ロッド３がシリンダ１内から退出することによってシリンダ１内で不足する体積分の液体は、仕切部材６の切欠６ａとバルブケース９のポート９ｃを介してリザーバＨの液室Ｌから吸い込まれてシリンダ１内に供給され、伸長作動時の体積補償が行われる。リザーバＨ内の液室Ｌ内の液体量の減少分見合いで、ブラダ５が伸びて気室Ｇの気体が膨張する。

反対に、シリンダ１に対してピストン２が図１中右方向へ移動すると、ピストン２の移動に伴って容積が減少するピストン側室Ｐから容積が増大するロッド側室Ｒへ通路２ｂを介して移動し、ロッド３がシリンダ１内へ進入することによってシリンダ１内で過剰となる体積分の液体が、仕切部材６の切欠６ａと仕切部材９の通路９ｄを介してリザーバＨの液室Ｌへ排出される。リザーバＨ内の液室Ｌ内の液体量の増加見合いで、ブラダ５が押し縮められて気室Ｇの気体が収縮する。このように複筒型液圧緩衝器Ｄが収縮する場合には、液体は減衰バルブ１１を通過するので、減衰バルブ１１で通過する液体の流れに抵抗を与えて圧力損失を生じさせ、シリンダ１内の圧力を上昇させて減衰力を発揮するようになっている。

そして、本発明の複筒型液圧緩衝器Ｄによれば、仕切部材６の半周以内に設けた切欠６ａを介して液室Ｌとピストン側室Ｐとが連通されるので、切欠６ａを下方へ配置した状態で複筒型液圧緩衝器Ｄを横置きにして使用すれば、ブラダ５を透過した気体は液室Ｌの上方に溜まるのみで、下方の切欠６ａを通過できないため、シリンダ１内に気体が混入されることは無い。

これにより、本発明の複筒型液圧緩衝器Ｄによれば、横置きにして長期間に亘って使用してもシリンダ１内への気体の混入を防止でき、減衰力発生応答性の悪化も生じない。

また、本発明の複筒型液圧緩衝器Ｄによれば、シリンダ１の一端となる図１中右端を他端となる図１中左端よりも上方へある程度傾けて使用しても、仕切部材６の切欠６ａより上方へ気体が溜まるので、切欠６ａを気体が通過できないので、このような使用にも耐えうることになる。

さらに、仕切部材６をゴムとすることで、切欠６ａ以外を通じて液室Ｌとピストン側室Ｐとが連通することを防止できるから、シリンダ１内への気体の混入をより確実に防止することができる。

なお、仕切部材６は、シリンダ１の外周と外筒４の内周との間に嵌合される場合、ブラダ５を避ける位置に設ければよく、また、液室Ｌとピストン側室Ｐとの間に設けられれば良いので、シリンダ１とキャップ８との間に嵌合させて設けることも可能である。また、仕切部材６を独立した一部品として複筒型液圧緩衝器Ｄに組み込むのではなく、図３に示すように、仕切部材をバルブケース９として、当該バルブケース９の筒部９ｂの周方向の半周以内の範囲にのみ切欠９ｅを設けることでも、仕切部材６を設置した作用効果を得ることができるので、このように仕切部材としての機能をバルブケース９に集約することも可能である。

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ロッド
４外筒
５ブラダ
６仕切部材
６ａ，９ｅ切欠
９仕切部材としてのバルブケース
１１減衰バルブ
Ｄ複筒型液圧緩衝器
Ｇ気室
Ｈリザーバ
Ｌ液室
Ｐピストン側室
Ｒロッド側室

Claims

シリンダと、
上記シリンダ内に摺動自在に挿入されて上記シリンダ内をロッド側室とピストン側室とに区画するピストンと、
上記シリンダ内に移動自在に挿入されて上記ピストンに連結されるロッドと、
上記シリンダを覆い上記シリンダとの間にリザーバを形成する外筒と、
上記シリンダの外周或いは上記外筒の内周に固定されて上記リザーバ内を気室と液室とに仕切るブラダとを備え、
上記液室と上記ピストン側室とを上記シリンダの一端側にて連通した複筒型液圧緩衝器において、
上記液室と上記ピストン側室との間に環状の仕切部材を備え、
上記仕切部材は、ゴムで作られ、
上記仕切部材の半周以内の範囲に一つまたは複数の切欠を設けて上記切欠で上記液室と上記ピストン側室とを連通した
ことを特徴とする複筒型液圧緩衝器。
上記仕切部材は、上記シリンダと上記外筒との間に嵌合されることを特徴とする請求項１に記載の複筒型液圧緩衝器。
上記ブラダの端部を直接に上記仕切部材に当接させるか、或いは、上記ブラダと上記仕切部材との間にスペーサを介装したことを特徴とする請求項１または２に記載の複筒型液圧緩衝器。