JP6033151B2 - 流体圧緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、ピストンロッドのストロークに対して、作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる流体圧緩衝器に関するものである。

車両のサスペンション装置等に装着される流体圧緩衝器は、一般的に、作動流体が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、ピストンロッドのストロークに対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる流体の流れをオリフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させるようになっている。

例えば、特許文献１には、シリンダの上端部付近の周壁に設けられシリンダ内外を連通する通路と、該シリンダの外周に該通路を覆うように配置されるセパレータチューブと、該通路の軸方向両側に位置してシリンダとセパレータチューブとの間をシールするシール部材とを備える緩衝器が開示されている。

特開２０１２−７２８５７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された緩衝器では、シリンダの外周に、シール部材を装着したセパレータチューブを嵌合する際、シール部材がシリンダの通路を横切るために、シール部材が捩れたり損傷する虞があり改善する必要があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、品質が向上される流体圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る流体圧緩衝器は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が該ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、該ピストンロッドを軸方向に沿って案内するロッドガイドと、前記シリンダに設けられ、シリンダ内外を連通させる連通路と、前記シリンダの外周側に嵌合される外筒と、前記連通路の軸方向両側に備えられ、前記シリンダと前記外筒との間をシールする各シール部材と、からなる流体圧流体圧緩衝器であって、前記連通路は、前記シリンダの、前記シール部材が当接する部位よりも小径となる位置で、且つ前記ピストンの非摺動位置に形成されることを特徴とする。

本発明に係る流体圧緩衝器によれば、品質を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る流体圧緩衝器の断面図である。 図１の流体圧緩衝器に採用したシリンダの断面図である。 他の実施形態に係るシリンダの断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る流体圧緩衝器１は、シリンダ２の外側に最外筒３を設けた複筒構造となっており、シリンダ２と最外筒３との間にリザーバ４が形成されている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されており、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端がナット７によって連結されている。ピストンロッド６の他端側は、シリンダ上室２Ａを通り、シリンダ２及び最外筒３の上端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されて、シリンダ２の外部へ延出されている。また、ピストンロッド６には、ピストン５とロッドガイド８との間の位置に、環状の支持部材２８と、該支持部材２８のロッドガイド８側に配置されるストッパ部材２９とが備えられている。該ストッパ部材２９は、合成樹脂製であり、ピストンロッド６が最大で伸びた場合、ロッドガイド８との衝突を緩和するためのものである。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１０が設けられている。

ピストン５には、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂ間を連通させる通路１１、１２が設けられている。通路１２には、シリンダ下室２Ｂ側からシリンダ上室２Ａ側への作動流体の流通のみを許容する逆止弁１３が設けられる。一方、通路１１には、シリンダ上室２Ａ側の作動流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをシリンダ下室２Ｂ側へリリーフするディスクバルブ１４が設けられる。

ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる通路１５、１６が設けられている。通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への作動流体の流通のみを許容する逆止弁１７が設けられる。一方、通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側の作動流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ４側へリリーフするディスクバルブ１８が設けられる。なお、作動流体として、シリンダ２内には、油液が封入され、リザーバ４内には油液及びガスが封入されている。

シリンダ２には、軸方向両端部に配置されたシール部材１９、１９を介してセパレータチューブ２０が外嵌されており、シリンダ２とセパレータチューブ２０との間に環状通路２１が形成されている。該セパレータチューブ２０が外筒に相当する。図２も参照して、シリンダ２は、組付時各シール部材１９がそれぞれ当接され、軸方向両端に配置される各大径部２５、２５と、各大径部２５、２５の間を軸方向に延び、大径部２５より小径の小径部２６と、各大径部２５と小径部２６とを接続する各テーパ部２７、２７とからなる。大径部２５は小径部２６よりその軸方向長さが相当短く形成されている。シリンダ２のロッドガイド８側のテーパ部２７に略円形の連通路２２が周方向に間隔を置いて複数設けられている（本実施形態では、９０°ピッチで４箇所）。これら連通路２２はテーパ部２７において同一円周上にそれぞれ設けられる。これらの連通路２２によってシリンダ上室２Ａと環状通路２１とが連通されている。なお、ピストン５は、シリンダ２の小径部２６内を軸方向に沿って摺動可能に嵌装されるようになっている。その結果、各連通路２２は、シリンダ２のピストン５の非摺動部位に設けられることになる。セパレータチューブ２０の下部には、側方に突出して開口する円筒状の接続口２３が形成されている。また、最外筒３の側壁には、接続口２３と同心状で接続口２３よりも大径の開口２４が設けられる。該開口２４を囲むように円筒状のケース３１が溶接等によって結合されている。該ケース３１に減衰力発生機構３０が取り付けられている。

なお、本実施形態に係る流体圧緩衝器１では、各シール部材１９がそれぞれ当接される各大径部２５、２５と、各大径部２５、２５の間を軸方向に延びる小径部２６と、各大径部２５と小径部２６とを接続する各テーパ部２７、２７とからなるシリンダ２を採用したが、図３に示すように、ロッドガイド８側に配置されるシール部材１９が当接される大径部２５と、ベースバルブ１０側に配置されるシール部材１９が当接される小径部２６ａと、大径部２５と小径部２６ａとを接続して、各連通路２２を有するテーパ部２７とからなるシリンダ２を採用してもよい。その場合には、シリンダ２のベースバルブ１０側を縮径させる必要がある。詳述すると、図１に示すシリンダ２は、両端が大径部２５であるため、セパレータチューブ２０は、ロッドガイド８側、ベースバルブ１０側ともに径が同じ管であるが、図３のシリンダ２は、ベースバルブ１０側に大径部がなく小径であるため、セパレータチューブ２０のベースバルブ１０側を、シリンダ２の小径部２６ａに嵌合する径に縮径させて用いる。

減衰力発生機構３０は、図１に示すように、パイロット型のメインバルブ３２、及びフェイル時に作動するフェイルバルブ３３から構成されるバルブブロック３５と、メインバルブ３２の開弁圧力を制御するソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ３６を作動させるソレノイドブロック３７とから構成されている。バルブブロック３５の一端側には通路部材４０が配置される。通路部材４０は、その一端がセパレータチューブ２０の接続口２３に接続され、他端を円筒状のケース３１内に挿入し、バルブブロック３５とソレノイドブロック３７とを結合して一体化してこれらをケース３１内に挿入している。
そして、ソレノイドブロック３７のコイル４６に通電することで、パイロットバルブ３６がパイロットボディ４２に向かって前進され、その先端部をパイロットボディ４２のシート部に着座させる。これにより、ソレノイドブロック３７のコイル４６への通電電流によりパイロットバルブ３６の開弁圧力を制御して、パイロットバルブ３６による圧力制御を実行することができる。

本実施形態に係る流体圧緩衝器１の作用を説明する。
本流体圧緩衝器１において、ピストンロッド６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン５の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が閉じ、ディスクバルブ１４の開弁前には、シリンダ上室２Ａ側の油液が加圧されて、各連通路２２及び環状通路２１を通り、セパレータチューブ２０の接続口２３から減衰力発生機構３０を通ってリザーバ４へ流れる。

このとき、ピストン５が移動した分の油液がリザーバ４からベースバルブ１０の逆止弁１７を開いて通路１５を通ってシリンダ下室２Ｂへ流入する。なお、シリンダ上室２Ａの圧力がピストン５のディスクバルブ１４の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１４が開いて、シリンダ上室２Ａの圧力をシリンダ下室２Ｂへリリーフすることにより、シリンダ上室２Ａの過度の圧力の上昇を防止する。

一方、ピストンロッド６の縮み行程時には、シリンダ２内のピストン５の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が開き、ベースバルブ１０の通路１５の逆止弁１７が閉じて、ディスクバルブ１８の開弁前には、シリンダ下室２Ｂの油液が通路１２を通ってシリンダ上室２Ａへ流入し、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分の油液がシリンダ上室２Ａから、上記伸び行程時と同様の経路、すなわち、各連通路２２及び環状通路２１を通り、セパレータチューブ２０の接続口２３から減衰力発生機構３０を通ってリザーバ４へ流れる。なお、シリンダ下室２Ｂ内の圧力がベースバルブ１０のディスクバルブ１８の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１８が開いて、シリンダ下室２Ｂの圧力をリザーバ４へリリーフすることにより、シリンダ下室２Ｂの過度の圧力の上昇を防止する。

ピストンロッド６の伸縮行程時共に、減衰力発生機構３０では、メインバルブ３２の開弁前（ピストン速度低速域）においては、パイロットピン４１のオリフィス通路４３及びパイロットバルブ３６の開弁圧力によって減衰力が発生する。また、メインバルブ３２の開弁後（ピストン速度高速域）においては、メインバルブ３２の開度に応じて減衰力が発生する。そして、ソレノイドブロック３７のコイル４６への通電電流によってパイロットバルブ３６の開弁圧力を調整することにより、ピストン速度にかかわらず、減衰力を直接制御することができる。すなわち、パイロットバルブ３６の開弁圧力によって、背圧室４５の内圧が変化し、背圧室４５の内圧はメインバルブ３２の閉弁方向に作用するので、パイロットバルブ３６の開弁圧力を制御することにより、メインバルブ３２の開弁圧力を同時に調整することができ、これにより、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る流体圧緩衝器１では、シリンダ２は各シール部材１９がそれぞれ当接される各大径部２５、２５と、各大径部２５、２５の間を軸方向に延び、大径部２５より小径の小径部２６と、各大径部２５と小径部２６とを接続する各テーパ部２７、２７とからなり、該ロッドガイド８側のテーパ部２７に略円形の連通路２２が複数設けられている。これにより、シリンダ２の外周に、シール部材１９、１９を装着したセパレータチューブ２０を嵌合する際、特に、ロッドガイド８側のシール部材１９が各連通路２２と接触しないので、従来のようにシール部材１９が各連通路２２と接触して捩れたり、損傷することを回避することができる。その結果、本流体圧緩衝器１の品質を向上させることができる。

また、本実施形態に係る流体圧緩衝器１では、各連通路２２がシリンダ２のテーパ部２７に形成されることで、ピストンロッド６が大きく伸びた場合、各連通路２２がストッパ部材２９により閉塞されることがなく、安定した所望の減衰力特性を得ることができる。よって、従来は、ストッパ部材２９がシリンダ２の連通路２２の位置に達したときに、全ての連通路２２が塞がることがないよう、複数の連通路２２を軸方向の位置をずらして形成していた構成であったのに対し、複数の連通路２２をシリンダ２の同一円周上に設けることができる。これにより、シリンダ２に連通路２２を形成する際、同一円周上に加工すれば済むため、加工時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。

なお、本実施形態に係る流体圧緩衝器１では、シリンダ２のテーパ部２７に連通路２２を設けたが、この形態に限らず、連通路２２は、シリンダ２の、ピストン５の非摺動位置で、シール部材１９が当接する部位の外径よりも小径となる位置に形成すればよい。しかし、テーパ部２７に連通路２２を設けたほうが、シリンダ２の軸方向長さを短くすることができるので好ましい。

１ 流体圧緩衝器，２ シリンダ，３ 最外筒，４ リザーバ，５ ピストン，６ ピストンロッド，８ ロッドガイド，１９ シール部材，２０ セパレータチューブ（外筒）２２ 連通路，２５ 大径部，２６、２６ａ 小径部，２７ テーパ部，２９ ストッパ部材

Claims (3)

1. 作動流体が封入されたシリンダと、
   該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、
   一端が該ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、
   該ピストンロッドを軸方向に沿って案内するロッドガイドと、
   前記シリンダに設けられ、シリンダ内外を連通させる連通路と、
   前記シリンダの外周側に嵌合される外筒と、
   前記連通路の軸方向両側に備えられ、前記シリンダと前記外筒との間をシールする各シール部材と、からなる流体圧緩衝器であって、
   前記連通路は、前記シリンダの、前記シール部材が当接する部位よりも小径となる位置で、且つ前記ピストンの非摺動位置に形成されることを特徴とする流体圧緩衝器。
2. 前記ピストンロッドには、前記ピストンと前記ロッドガイドとの間にストッパ部材が備えられることを特徴とする請求項１に記載の流体圧緩衝器。
3. 前記シリンダは、前記シール部材が当接される大径部と、該大径部より小径の小径部と、前記大径部と前記小径部とを接続するテーパ部と、からなり、
   前記連通路は、前記テーパ部に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の流体圧緩衝器。

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