JP6283658B2 - 圧力緩衝装置 - Google Patents
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Description
また、ロッド部材がシリンダ内に対して進退することによるロッド部材の体積に相当する液体の体積がシリンダ内で過不足となるため、この過不足となる体積分の液体をシリンダから吸収したりシリンダへと供給したりする液溜部が設けられた圧力緩衝装置が知られている。
本発明は、ロッド部材の軸方向におけるストローク範囲をより長くすることを目的とする。
図1は、本実施形態の懸架装置100の概略構成を示す図である。
〔懸架装置100の構成・機能〕
懸架装置100は、図1に示すように、油圧緩衝装置1と、油圧緩衝装置1の外側に配置されたコイルスプリング2とを備えている。そして、懸架装置100は、コイルスプリング2は、両端に設けられるスプリングシート3およびスプリングシート4に保持される。懸架装置100は、車体等に取り付けるためのボルト5と、油圧緩衝装置1の下部に設けられた車輪側取付部6とを備えている。
図3は、油圧緩衝装置1を詳細に説明するための図である。
〔油圧緩衝装置1の構成・機能〕
油圧緩衝装置1は、図2に示すように、シリンダ部10と、ロッド部材の一例としてのピストンロッド20と、区画部材の一例としてのピストン30と、区画連絡部材の一例としてのボトムバルブ40と、許容制限部材の一例としての逆止弁機構50とを備えている。
シリンダ部10は、第1シリンダの一例としてのシリンダ11と、シリンダ11の外側に設けられる第3シリンダの一例としての外筒体12と、外筒体12のさらに外側に設けられる第2シリンダの一例としてのダンパケース13とを備えている。これら、シリンダ11、外筒体12およびダンパケース13は同心(同軸)に配置される。
なお、以下の説明においては、ダンパケース13の円筒の中心軸方向を、単に「軸方向」と称す。また、ダンパケース13の軸方向において図中下側の端部側を「一方」と称し、ダンパケース13とによっての図中上側の端部側を「他方」と称する。
さらに、シリンダ部10は、ピストンロッド20の移動範囲を制限するリバウンドストッパ17と、ダンパケース13における軸方向の他方の端部に装着されたバンプストッパキャップ18とを備えている。
また、シリンダ11は、他方の端部側であってロッドガイド15よりも一方側において、後述の連絡路Lとの間のオイルの流れる経路となるシリンダ開口11Hを有している。
また、図3(a)および図3(b)に示すように、外筒体12は、一方の端部において他方側よりも内径が大きくなる拡径部12Dを有する。この拡径部12Dにおいては、シリンダ11との間隔が他の部分よりも大きくなっている。
そして、ロッドガイド15は、例えば内側の孔にてブッシュなどを介しピストンロッド20を保持し、ピストンロッド20を移動可能に支持する。
また、ロッドガイド15は、径方向においてダンパケース13よりも内側にてシリンダ11および外筒体12の軸方向の他方の端部を塞ぐ。
また、オイルシール16は、ロッドガイド15を介して、シリンダ11および外筒体12をダンパケース13の軸方向の他方の端部にて支持する。
リバウンドシート17Sは、円筒状部材であってピストンロッド20の外周に(例えば溶接やかしめ等により)固定される。リバウンドラバー17Rは、円筒状部材であり、オイルが封入されたシリンダ11の内部でピストンロッド20とともに移動する。リバウンドラバー17Rは、中心線方向において、ロッドガイド15とリバウンドシート17Sとの間に配置される。図2では、リバウンドラバー17Rは、リバウンドシート17Sと接するよう設けられる。
そして、リバウンドストッパ17は、懸架装置100の伸張行程時において、ピストンロッド20の軸方向他方に向けた一定以上の移動を制限する。
ピストンロッド20は、軸方向に延びるとともに軸方向の一方の端部でピストン30に接続する。
ピストンロッド20は、中実または中空の棒状の部材であり、円柱状または円筒状のロッド部21と、軸方向の一方の端部にピストン30などを取り付けるための一方側取付部22aと、軸方向の他方の端部にこのピストンロッド20を車体などへ取り付けるための他方側取付部22bと、を有している。一方側取付部22aおよび他方側取付部22bの端部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。
ピストン30は、図2に示すように、ピストンボディ31と、ピストンボディ31の軸方向の一方の端部側に設けられたバルブ群32と、バルブ群32とピストンロッドの一方側取付部22aのボルトに接続するナットとの間に設けられるバルブストッパ33と、を備えている。
そして、ピストン30は、シリンダ11内において軸方向に移動可能に設けられるとともに、シリンダ11内の空間を液体を収容する第1液室と第2液室とに区画する。
図3(a)に示すように、ボトムバルブ40は、軸方向に形成された複数の油路を有するバルブボディ41と、バルブボディ41に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の一方の端部を塞ぐ第1バルブ421と、バルブボディ41に形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の他方の端部を塞ぐ第2バルブ422と、第2バルブ422を押さえるバルブストッパ43と、これらの部材を固定するボルト40Bとを備えている。
第1油路461および第2油路462は、円周方向に等間隔に複数(本実施形態においては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。また、第3油路463は、連絡路Lとリザーバ室Rとを連絡する。なお、第3油路463については、後に詳しく説明する。
第2バルブ422は、ボルト40B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422は、第2油路462の一方の端部を塞ぐことができる外径を有している。第2バルブ422は、バルブストッパ43との間に隙間が設けられながらバルブストッパ43を介してバルブボディ41に取り付けられる。
逆止弁機構50は、本実施形態では、図3(a)に示すように、移動体の一例としてのリフトバルブ50Vと、弾性部材の一例としてのスプリング50Sとを備えて構成される。そして、本実施形態では、逆止弁機構50は、ピストン30の軌道を延長した領域よりも外側に配置されるようにしている。より具体的には、逆止弁機構50は、ピストン30の軌道を形成するシリンダ11またはシリンダ11を軸方向に延長した領域の径方向の外側に位置している。
なお、ピストン30の軌道は、ピストン30が軸方向の一方に最も移動した位置から、軸方向の他方に最も移動した位置までピストン30が描く一定の経路である。本実施形態では、ピストン30は、円柱状の概形をしている。従って、ピストン30の軌道は、円柱形状を描き、その円柱形状の外径はピストン30の外径に相当する。また、軌道を延長した領域とは、ピストン30の軌道の方向に沿って軌道よりも軸方向の外側に軌道を延長した仮想の領域である。
また、リフトバルブ50Vは、バルブボディ41に形成される第3油路463の他方の端部に対向し、バルブボディ41に接触した状態にて第3油路463を塞ぐ。
スプリング50Sのばね力は、後述するようにリザーバ室Rから第3油路463を介して連絡路Lへと向かう流れが生じる際に、その流れにより縮むことが可能なように設定している。また、スプリング50Sは、コイルばねを例示することができるが、ウェーブワッシャ、皿バネ、板バネなど弾性変形する部材であれば各種部材を用いることができる。
ここで、オイルの流れに応じて変形および変形状態から復元することによって、例えば第3油路463の一方の端部に対して進退する構成であっても良い。
また、第3油路463とリフトバルブ50Vまたはチェックバルブ50Cとの関係のように、流路と流路を開閉する部材をボトムバルブ40という一組の部材において完結させることができるため、信頼性が高まるとともに製造の際の組付性を向上させることができ、さらに製造原価を低減することが可能となる。
図4は、油圧緩衝装置1の動作を説明するための図である。
まず、油圧緩衝装置1の圧縮行程時のオイルの流れを説明する。
図4(a)は圧縮行程時のオイルの流れを示す図であり、図4(b)は伸張行程時のオイルの流れを示す図である。なお、以下の説明では、図1および図3(a)を参照しながら説明した逆止弁機構50を例に説明を行う。
図4(a)に示すように、ピストン30が、白抜き矢印のようにシリンダ部10に対して軸方向の一方の端部側(図4(a)においては下方)へ移動すると、ピストン30の移動で第1油室Y1内のオイルは押され、第1油室Y1内の圧力が上昇する。なお、このときに、ピストン30の一方側に位置する第1油室Y1に対して他方側に位置する第2油室Y2の圧力が低くなるため、バルブ群32が油路31Hを塞いだままとなる。
そして、この第1油室Y1からリザーバ室Rへのオイルの流れは、第2バルブ422および第2油路462で絞られ、油圧緩衝装置1の圧縮行程時における減衰力を得る。
図4(b)に示すように、ピストン30が、白抜き矢印のようにシリンダ部10に対して軸方向の他方の端部側(図4(b)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内のオイルがピストンボディ31の油路31Hを通り、この油路31Hを閉塞するバルブ群32を開き、図4(b)の矢印B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、バルブ群32および油路31Hで絞られ、油圧緩衝装置1の伸張行程時における減衰力を得る。
このリザーバ室Rから第1油室Y1へのオイルの流れは、ボトムバルブ40の第1バルブ421および第1油路461で絞られ、油圧緩衝装置1の伸張行程時における減衰力を得る。
すなわち、従来技術の油圧緩衝装置において、例えばリザーバ室Rと第1油室Y1との間におけるオイルの流れを制御する逆止弁の機構を設けるには、例えばボトムバルブ40よりも軸方向の一方側に油路が形成されたピースを設け、そのピースの油路を塞ぐようにバルブ部材を設ける構成を採用していた。この場合、ピースの軸方向の長さ、およびバルブ部材の軸方向の長さの分だけ、ピストン30およびピストンロッド20の軸方向における移動長さである軌道が短くなるか、あるいは、ピストンロッド20の軌道を確保するために油圧緩衝装置1の全長を長くする必要が生じる。
図5は、第1変形例の逆止弁機構51を説明するための図である。
なお、以下の説明において、上述した実施形態と同様な部材について同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
第1変形例の逆止弁機構51が適用されるボトムバルブ40は、バルブボディ41の一部に、外径が外筒体12の内径よりも小さい部分であって、外筒体12との間にオイルを流す経路を形成する外側流路形成部464を有する。
外側流路形成部464は、軸方向の一方において凹部44に対向し、軸方向の他方において連絡路Lに対向する。そして、外側流路形成部464は、連絡路Lとリザーバ室Rとの間におけるオイルの流れる経路を構成する。
図6は、第2変形例の逆止弁機構52を説明するための図である。
図6(a)に示すように、第2変形例の逆止弁機構52は、外筒体12に設置したオイルシール52Sを用いて、リザーバ室Rとの間のオイルの流れを制御するものである。
第2変形例が適用される外筒体12は、一方側の端部に内径が大きくなる拡径部12Dを有している。また、バルブボディ41は、外周部に連絡路Lおよびリザーバ室Rに対向する開口部465を有している。
そして、図6(a)に示すように、オイルシール52Sは、拡径部12Dにおいて外筒体12の内面に設置する。オイルシール52Sは、薄肉円筒形状を有し、ゴムなどの変形可能な部材によって構成される。そして、オイルシール52Sは、円筒軸方向の接続部52S1が外筒体12の内面に接着され、変形部52S2がオイルの流れに応じて変形可能に自由に構成されている。
そして、第2変形例の逆止弁機構52においても、オイルシール52Sがシリンダ11の径方向の外側に配置され、ピストン30の軌道または軌道を延長した領域の外側に位置しているため、ピストンロッド20のストローク長が長く確保される。
そして、図6(b)に示すように、オイルシール52Sは接続部52S1が保持ピース52Pによって外筒体12の内周に保持される。そして、伸張行程時には、オイルシール52Sは、保持ピース52Pにて接続部52S1が支持され、変形部52S2が保持ピース52Pに沿って接触するとともにリング油路52Phを塞ぐため、安定した形状により連絡路Lにおけるオイルの流れを制限することができる。
上述した実施形態においては、逆止弁機構50等を主にボトムバルブ40やボトムバルブ40近傍に設ける例を用いて説明した。しなしながら、逆止弁機構50等を配置する位置は上述した例に限定されるものではない。すなわち、逆止弁機構は、シリンダ11またはシリンダ11の軸方向に延長した領域の径方向の外側に設けられ、ピストン30の軌道または軌道を延長した領域の外側に配置されていれば良く、例えば連絡路Lにおけるオイルの流路上(オイル液中)に設けても良い。
以下、連絡路Lに逆止弁機構を設ける例を順に説明する。
図7は、第3変形例の逆止弁機構53を説明するための図である。
第3変形例の逆止弁機構53は、図7(a)に示すように、保持ピース53Pと、リフトバルブ53Vと、スプリング53Sと、を備えて構成される。
保持ピース53Pは、円筒状の部材であって、シリンダ11の外周と外筒体12の内周との間に設けられる。また、保持ピース53Pは、オイルが流れる複数のリング油路53Phを有している。そして、保持ピース53Pは、リング油路53Phによって連絡路Lにおけるオイルの流れる経路を構成している。
そして、チェックバルブ53Cによるリング油路53Phの開閉によって、連絡路Lを介したリザーバ室R間におけるオイルの流れを制御することができる。
ここで、オイルシール16などが設けられる他方側の端部に設けられる部材に、逆止弁機構を設けようとすると複雑な加工が必要となり、また、その分だけストローク長が短くなるおそれがある。これに対して、第3変形例の逆止弁機構53では、他方側の端部に設けられる部材の構成を変更せずに、上述のとおりピストンロッド20のストローク長を確保することが可能となる。
図8は、第4変形例の逆止弁機構54を説明するための図である。
第4変形例の逆止弁機構54は、図8(a)に示すように、連絡路Lの内に設けられるオイルシール54Sを有している。オイルシール54Sは、薄肉円筒状を有し、ゴムなどの変形可能な部材によって構成される。そして、オイルシール54Sは、円筒軸方向の接続部54S1がシリンダ11の外面に接着され、変形部54S2がオイルの流れに応じて変形可能に自由に構成されている。
この構成によっても、圧縮行程時には、リザーバ室Rから第2油室Y2へのオイルの流れは、変形部54S2が外筒体12の内周に近づくことで許容される。一方、伸張行程時には、第2油室Y2からリザーバ室Rへのオイルの流れは、変形部54S2がシリンダ11の外周に倒れ込んで外筒体12に接触することで制限される。
そして、図8(c)に示すように、オイルシール54Sは接続部54S1が保持ピース54Pによって外筒体12の内周に保持される。そして、伸張行程時には、オイルシール54Sは、保持ピース54Pにて接続部54S1が支持され、変形部54S2が保持ピース54Pに沿って接触するとともにリング油路54Phを塞ぐため、安定した形状により連絡路Lにおけるオイルの流れを制限することができる。
図9は、第5変形例の逆止弁機構55を説明するための図である。
第5変形例の逆止弁機構55が適用されるシリンダ11は、図9に示すように、第2油室Y2と連絡路Lとの間におけるオイルの流路を形成するシリンダ開口11Hを有している。
そして、第5変形例の逆止弁機構55は、オイルシール55Sを備える。オイルシール55Sは、薄肉円筒状を有し、ゴムなどの変形可能な部材によって構成される。そして、オイルシール55Sは、円筒軸方向の接続部55S1がシリンダ11の内面に接着され、変形部55S2がオイルの流れに応じて変形可能に自由に構成されている。
そして、オイルシール55Sは、図9に示すように、リバウンドストッパ17によって制限されるピストンロッド20の移動範囲において、最も伸張側に移動した際のピストン30よりも軸方向の他方側の外に位置する。すなわち、オイルシール55Sは、シリンダ11内におけるピストン30の移動が物理的に制限されている領域に配置される。
また、第5変形例の逆止弁機構55は、オイルシール55Sがピストン30軌道の軸方向の外側に位置し、シリンダ11内におけるピストン30の移動が物理的に制限されている領域に配置されるため、ピストンロッド20のストローク長が長く確保される。
図10に示すように、油圧緩衝装置202は、ピストン30に油路およびチェックバルブが設けられていない。また、油圧緩衝装置202は、第1油室Y1の一方側において第1ボトム部材60と第2ボトム部材70とを有する。
第1ボトム部材60は、油路に対して設けられる減衰バルブ61とチェックバルブ62とを有する。減衰バルブ61は、第1油室Y1に対して出入りするオイルの流れを絞って減衰力を発生させる。チェックバルブ62は、第1油室Y1内へのオイルの流れを許容し、第1油室Y1外へのオイルの流れを制限する。
Claims (1)
- 液体を収容する第1シリンダと、
前記第1シリンダの外側に設けられる第2シリンダと、
移動するロッド部材に接続するとともに前記第1シリンダ内において軸方向に移動可能に設けられ、前記第1シリンダ内の空間を第1液室と第2液室とに区画する区画部材と、
前記第1シリンダと前記第2シリンダとの間に設けられ、前記第2シリンダとの間に液体が溜まる液溜室を形成するとともに、前記第1シリンダとの間に前記第1液室と前記液溜室との間にて液体を流す外側流路を形成する第3シリンダと、
前記第1シリンダ内と前記液溜室とを区画するとともに、前記第1シリンダ内と前記液溜室との間における液体の連絡路を有する区画連絡部材と、
前記区画部材の移動に伴う前記第1シリンダ内と前記液溜室との間の一方向の流れを許容するとともに他方向の流れを制限する許容制限部と、
を備え、
前記区画連絡部材は、前記外側流路と前記液溜室との間における液体の流路を形成する液溜部連絡路を有し、
前記第3シリンダは、所定の内径である第1径部と、前記液溜部連絡路と対向する箇所に形成され前記第1径部よりも内径が大きい第2径部とを有し、
前記許容制限部は、前記外側流路における前記第2径部に設けられ、前記液溜部連絡路における前記第1シリンダ内と前記液溜室との間の一方向の流れを許容するとともに他方向の流れを制限することを特徴とする圧力緩衝装置。
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