JP6410502B2 - 緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、ピストンロッドの動作に対して作動流体の流れを制御することで減衰力を発生させる緩衝器に関する。

特許文献１には、バッフルプレート（隔壁部材）を備える制御バルブ横付け型の減衰力調整式油圧緩衝器が開示されている。この緩衝器では、金属製のプレート部に弾性シール部材であるゴム製の隔壁部材を加硫接着して製造されたバッフルプレートが使用されており、さらなる生産性の向上が望まれていた。

特開２０１２−７２８５７号公報

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、生産性の向上を図ることが可能な緩衝器を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明の緩衝器は、相対移動可能な２部材間に取り付けられる緩衝器であって、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に挿入されるピストンと、前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、前記シリンダの外周に設けられる外筒と、前記シリンダと前記外筒との間に形成されて作動液およびガスが封入されるリザーバと、前記シリンダと前記外筒との間に設けられる中間筒と、前記中間筒の側壁に設けられて先端が前記外筒の外部へ向けて延びる接続管と、前記外筒に設けられて作動液を前記外筒の外部から前記接続管の外側を通して前記リザーバへ流通させる開口と、前記リザーバ内に設けられて前記２部材間への取付状態で前記開口から前記リザーバ内上方への作動液の流れを規制する隔壁を有する隔壁部材と、を備え、前記隔壁部材は、可撓性を有する樹脂またはゴムによって形成され、前記接続管の外径よりも内径の小さい嵌合孔を有し、該嵌合孔が前記接続管に嵌合されることを特徴とする。

本発明によれば、隔壁部材、延いては緩衝器の製造コストを低減させることができる。

本実施形態の緩衝器の軸平面による断面図である。 バッフルプレートの取付構造の説明図であって、図１における要部の拡大図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 バッフルプレートの正面図（平面図）である。 第１変形例の説明図である。 第２変形例の説明図である。

本実施形態の緩衝器１として、図１に示される制御バルブ横付け型の減衰力調整式油圧緩衝器を例示する。以下の説明において、便宜上、図１における上下方向をそのまま、取付状態における緩衝器１の上下方向と定義する。

図１に示されるように、緩衝器１は、シリンダ２の外周に外筒３が設けられる複筒構造であり、シリンダ２と外筒３との間には環状のリザーバ４が形成される。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装される。シリンダ２内は、ピストン５によってシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に分画される。ピストン５には、ピストンロッド６の一端がナット７によって連結される。ピストンロッド６の他端側は、シリンダ上室２Ａを通過してシリンダ２および外筒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、シリンダ２の外部へ延出される。

なお、シリンダ２の下端には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを分画するベースバルブ１０が設けられる。ピストン５には、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとを連通させる通路１１，１２が設けられる。通路１２には、シリンダ下室２Ｂ側からシリンダ上室２Ａ側への作動液の流通のみを許容する逆止弁１３が設けられる。通路１１には、シリンダ上室２Ａ側の作動液の圧力が一定の圧力に到達したときに開弁して、シリンダ上室２Ａ側の作動液（圧力）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。

一方、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側への作動液の流通のみを許容する逆止弁１７が設けられる。通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側の作動液の圧力が一定の圧力に到達したときに開弁して、シリンダ下室２Ｂ側の作動液（圧力）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、リザーバ４内には、作動液およびガスが封入される。

シリンダ２の外周には、中間筒２０が装着される。中間筒２０は、上下両端部がシールリング溝に装着されたシールリング１９を介してシリンダ２の外周に嵌合される。シリンダ２と中間筒２０との間には、シリンダ２の上端部側壁に設けられた通路２２によってシリンダ上室２Ａに連通される環状通路２１が形成される。中間筒２０の下部の側壁には、先端が外筒３の外部へ向けて延びる、すなわち、図１における右方向へ延びる接続管２３が設けられる。なお、外筒３の側壁には、接続管２３に対して略同一軸線同軸上に配置された開口２４が形成され、外筒３の側壁の開口２４には、前述の減衰力調整機構２５が取り付けられる。

減衰力調整機構２５は、外筒３の側壁に開口２４を囲うように接合された円筒形のケース２６を有する。該ケース２６内には、パイロット型（背圧型）のメインバルブ２７およびメインバルブ２７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２８が設けられ、さらに、パイロットバルブ２８の下流側には、フェイル時に作動するフェイルバルブ２９が設けられる。中間筒２０の接続管２３には、減衰力調整機構２５の入口通路を形成する連結管３０が液密的に挿入される。環状通路２１から連結管３０へ導入された作動液は、メインバルブ２７、パイロットバルブ２８およびフェイルバルブ２９を通過してケース２６によって囲まれた室２６Ａへ流通し、さらに、室２６Ａ内の作動液は、ケース２６の端部に形成された通路３１および外筒３の開口２４を通過してリザーバ４へ流通する。

このとき、メインバルブ２７が開弁される前には、パイロットバルブ２８によって作動液の流れを制御することで減衰力を発生させ、メインバルブ２７の開弁時には、主にメインバルブ２７による減衰力が発生する。また、パイロットバルブ２８の上流側の作動液の一部がメインバルブ２７の背部の背圧室３２に導入され、該背圧室３２の内圧がメインバルブ２７に閉弁方向へ作用する。ここで、減衰力は、パイロットバルブ２８の制御圧力を調節することで調整される。パイロットバルブ２８の制御圧力は、ハーネス３３を介してソレノイド３４に通電される制御電流によって調節される。このように、パイロットバルブ２８の制御圧力を制御して背圧室３２の内圧を変化させることにより、メインバルブ２７の開弁圧力および開度が調整される。

なお、フェイルバルブ２９は、信号待ちで車を停止している時、あるいは、ソレノイド３４への通電が遮断された時に閉弁し、ソレノイド３４への通電が遮断された時、常時開弁状態のパイロットバルブ２７の代りに作動液の流れを制限することにより、減衰力の過度の低下を防止して適度な減衰力を維持するように機能する。

リザーバ４内には、外筒３の開口２４に臨むように配置されて減衰力調整機構２５から通路３１および開口２４を通過してリザーバ４内へ流入する作動液の流れを規制するバッフルプレート４１（隔壁部材）が設けられる。ここで、図２は、バッフルプレート４１の中間筒２０への取付構造を説明するための図であって、図１における中間筒２０の下部とバッフルプレート４１との拡大図である。なお、図１を参照した以上の説明と同様に、図２における上下方向を取付状態のバッフルプレート４１の上下方向と定義する。

本実施形態において、バッフルプレート４１は、単一材料からなる一体成形部品である。バッフルプレート４１の材料には、例えば、可撓性を有するＮＢＲ（ニトリルゴム）が使用される。バッフルプレート４１は、中間筒２０の外周面２０Ａに沿って円弧形に湾曲した薄板状の当接部４２を有する。図４に示されるように、当接部４２は、正面視（図２における左方向の視線で見た図）において、上部が略半円形に形成されるとともに下部が略長方形に形成される。バッフルプレート４１は、リザーバ４内に取り付けられた状態で開口２４を囲うようにして外筒３の内周面に当接されるリップ４３（隔壁）を有する。リップ４３は、当接部４２の外周に沿ってアーチ形に延びる。換言すると、リップ４３は、図４に示される正面視における当接部４２の略半円形の上部周縁と略長方形の下部の左右両側とに設けられる。

図２、図３に示されるように、リップ４３は、断面が略台形に形成され、当接部４２、延いては中間筒２０の外周面２０Ａに対して略垂直に立設された内壁面４３Ａと、該内壁面４３Ａに対して鋭角をなす傾斜面４３Ｂと、を含む。本実施形態において、バッフルプレート４１は、当接部４２の図２における左側の面で且つ図３における上側の面、すなわち、リザーバ４内の作動液が封入される側の面である当接部４２の非当接面４２Ａとリップ４３との間に、リップ４３の内壁面４３Ａ側の基端の剛性を低下させてリップ４３を内側へ倒れ易くするための凹部４４が設けられる。換言すると、凹部４４は、リップ４３の内壁面４３Ａ側の基端に沿って延びるように形成された溝である。

バッフルプレート４１の上部中央には、中間筒２０の接続管２３に一定の締め代をもって嵌合される嵌合孔４５が設けられる。すなわち、嵌合孔４５は、接続管２３の外径よりも小さい内径を有する。図４に示されるように、嵌合孔４５の周囲には、正面視（平面図）で長軸が左右方向へ延びる略楕円形に形成された膨隆部４６（薄肉部）が設けられる。図３に示されるように、バッフルプレート４１は、膨隆部４６の板厚が当接部４２の板厚、すなわち、膨隆部４６の周囲の中間筒２０に当接される部分の板厚よりも小さく（薄く）形成される。これにより、接続管２３の基端部、換言すると、中間筒２０の側壁と接続管２３との間に形成されたＲ部４７に対してバッフルプレート４１の膨隆部４６を浮かせる（離間させる）ことが可能であり、バッフルプレート４１における浮かせた部分（膨隆部４６）の周囲の当接部４２を中間筒２０の外周面２０Ａに液密に密着させることができる。

次に、本実施形態の作用を説明する。
なお、緩衝器１は、ロッドガイド８側を上方へ、ベースバルブ１０側を下方へ向けて車両のサスペンション装置のバネ上（車体側）、バネ下（車輪側）間の相対移動可能な２部材間に装着される。

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が移動することでピストン５の逆止弁１３が閉弁し、ディスクバルブ１４が開弁される前には、加圧されたシリンダ上室２Ａ内の作動液が、通路２２および環状通路２１を流通して連結管３０から減衰力調整機構２５内へ流入する。連結管３０から減衰力調整機構２５内へ流入した作動液は、メインバルブ２７、パイロットバルブ２８およびフェイルバルブ２９を流通してケース２６内の室２６Ａへ流入し、さらに、通路３１および外筒３の開口２４を通過してリザーバ４へ流入する。

このとき、ベースバルブ１０の逆止弁１７が開弁して、ピストンロッド６がシリンダ２の外部へ退出した分の作動液が、リザーバ４からシリンダ下室２Ｂへ供給される。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が開弁して、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でシリンダ上室２Ａの過度の圧力上昇を防ぐ。

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が移動することで、ピストン５の逆止弁１３が開弁するとともにベースバルブ１０の逆止弁１７が閉弁し、ディスクバルブ１８が開弁される前には、ピストン下室２Ｂ内の作動液がシリンダ上室２Ａへ流入し、ピストンロッド６がシリンダ２内へ進入した分の作動液が、シリンダ上室２Ａから、通路２２および環状通路２１を流通して連結管３０から減衰力調整機構２５内へ流入する。

連結管３０から減衰力調整機構２５内へ流入した作動液は、メインバルブ２７、パイロットバルブ２８およびフェイルバルブ２９を流通してケース２６内の室２６Ａへ流入し、さらに、通路３１および外筒３の開口２４を通過してリザーバ４へ流入する。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が開弁して、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で、シリンダ下室２Ｂの過度の圧力上昇を防ぐ。

このように、メインバルブ２７の開弁前（ピストン速度低速域）の領域では、減衰力調整機構２５のパイロットバルブ２８による減衰力が発生し、メインバルブ２７の開弁後（ピストン速度高速域）の領域では、メインバルブ２７の開度に応じた減衰力が発生する。そして、ソレノイド３４の制御電流を制御してパイロットバルブ２７の制御圧力を調整することで減衰力を調整することが可能であり、その結果、背圧室３２の内圧が変化してメインバルブ２７の開弁圧力および開度を調整することができる。また、万一、ソレノイド３４が失陥した場合には、フェイルバルブ２９が閉弁し、常時開となったパイロットバルブ２８の代りに作動液の流通を制限する。これにより、減衰力の過度の低下を防止して適度な減衰力を維持することができる。

そして、ケース２６内の室２６Ａから通路３１および外筒３の開口２４を通過してリザーバ４内へ流入する（排出される）作動液は、バッフルプレート４１（隔壁部材）のアーチ形に形成されたリップ４３（隔壁）によって囲まれた空間に封入される。換言すると、リザーバ４内へ流入する作動液は、バッフルプレート４１のリップ４３が隔壁となってリザーバ４内の作動液の液面Ｓから隔絶される。このように、バッフルプレート４１は、緩衝器１の取付状態で開口２４からリザーバ４内上方への作動液の流れを規制する。これにより、開口２４からリザーバ４内へ流入する作動液の噴流によってリザーバ４内の作動液の液面Ｓ近傍に渦および気泡が発生することを防止することができる。その結果、ガスが作動液中へ溶け込むことによるエアレーションおよびキャビテーションが抑制され、安定した減衰力を得ることができる。

また、バッフルプレート４１によって、減衰力調整機構２５からリザーバ４内へ流入する作動液の流路面積の急激な拡大が緩和されるので、リザーバ４内へ流入する作動液の流速が急激に増加することを抑制し、渦の発生を防ぐことができる。その結果、渦の発生による気泡の発生および作動液中へのガスの溶け込みが抑制され、エアレーションおよびキャビテーションの発生を抑えることで安定した減衰力を得ることができる。

本実施形態は、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、バッフルプレート４１（隔壁部材）は、可撓性を有するＮＢＲ（ニトリルゴム）からなる単一材料を一体成形することで製造され、嵌合孔４５を拡径させることで発生したゴムの弾性力を利用して嵌合孔４５を中間筒２０の接続管２３に固定（嵌合）することで、接続管２３に抱き付かせるようにしてリザーバ４内（中間筒２０）に取り付けられる。
これにより、プレス成形された金属製のプレートにゴム製の隔壁を加硫接着して得られたバッフルプレートをツースドワッシャ等の固定部材で中間筒（接続管）に固定する構造の従来技術の緩衝器（符号省略）と比較して、バッフルプレート４１を中間筒２０に固定するための固定部材を排除することが可能であり、バッフルプレート４１、延いては緩衝器１の製造コストを削減することができる。

本実施形態では、嵌合孔４５を中間筒２０の接続管２３に締め代をもって液密に嵌合させたので、外筒３の開口２４からリザーバ４内へ流入した作動液が、接続管２３と嵌合孔４５との間から中間筒２０の外周面２０Ａとバッフルプレート４１の当接部４２の当接面４２Ｂとの間に入り込むことを阻止することが可能であり、バッフルプレート４１と中間筒２０（接続管２３）との間から作動液が流出（噴出）することによるエアレーションの発生を抑止することができる。
また、バッフルプレート４１の当接部４２と嵌合孔４５との間に膨隆部４６（薄肉部）を形成し、嵌合孔４５（当接部４２）を接続管２３の根元部分に形成されたＲ部４７から浮かせる（離間させる）ように構成したので、嵌合孔４５がＲ部４７に接触することで当接部４２が中間筒２０の外周面２０Ａから浮いてしまうことを防止することができる。

本実施形態では、バッフルプレート４１は、リザーバ４内の作動液が封入される側の面である当接部４２の非当接面４２Ａとリップ４３（隔壁）の内壁面４３Ａとの間、換言すると、リップ４３の内壁面４３Ａ側の基端に沿って形成された凹部４４を備えるので、リップ４３に要求される耐久性および強度を確保したうえで、リップ４３の内壁面４３Ａ側の基端の剛性を低下させることができる。
すなわち、従来技術の緩衝器（符号省略）では、バッフルプレートが取り付けられた中間筒を外筒の内側に組み付けるときに、外筒と中間筒との隙間に対してバッフルプレートのリップの剛性が大きい場合、外筒と中間筒とが偏芯して組付性を悪化させていたが、本実施形態では、バッフルプレート４１が取り付けられた中間筒２０を外筒３の内側に組み付けるときに、外筒３の内周面に接触したリップ４３を内側へ倒すことが可能であり、外筒３と中間筒２０とを容易に芯出しすることができる。これにより、組付性が向上し、緩衝器１の生産性を向上させることができる。
また、嵌合孔４５を中間筒２０の接続管２３に締め代をもって液密に嵌合させたので、嵌合孔４５からバッフルプレート４１と中間筒２０との間に作動油が流入し、浮き上がったり、ずれ（回転を含む）ることを防止することができる。

（第１変形例）
図５に示されるように、前述のバッフルプレート４１（隔壁部材）は、接続管２３のＲ部４７（図３参照）に一致する位置に応力集中を緩和させるためのビード４８が形成された中間筒２０にそのまま適用することができる。この場合、膨隆部４６を中間筒２０のビード４８から浮かせることができるようにバッフルプレート４１を構成する。換言すると、中間筒２０のビード４８は、バッフルプレート４１の膨隆部４６内に収容される。

（第２変形例）
図６に示されるように、前述のバッフルプレート４１（隔壁部材）の非当接面４２Ａに、緩衝器１の軸線方向（図１における上下方向）へ沿って延びて中間筒２０の周方向へ一定の間隔をあけて配置された複数個（図６においては３個）のリブ４９を形成して、緩衝器１を構成することができる。
この場合、外筒３とバッフルプレート４１との間に、外筒３の開口２４からリザーバ４内へ流入する作動液を下方へ円滑に流通させるための流路５０を確保することができ、減衰力調整機構２５の性能、延いては緩衝器１の信頼性を確保することができる。
また、各リブ４９を外筒３の内周面に当接させることで、バッフルプレート４１に締め代をもたせることが可能であり、バッフルプレート４１のずれ（回転を含む）を防止することができる。
なお、リブ４９を含む第２変形例においても、バッフルプレート４１は、単一材料からなる一体成形部品である。
また、本実施形態では樹脂またはゴムによってのみ形成する構成を示したが、部分的に芯金を入れるようにしてもよい。

１ 緩衝器、２ シリンダ、３ 外筒、４ リザーバ、５ ピストン、６ ピストンロッド、２０ 中間筒、２３ 接続管、２４ 開口、４１ バッフルプレート（隔壁部材）、４２ リップ（隔壁）、４５ 嵌合孔

Claims (7)

1. 相対移動可能な２部材間に取り付けられる緩衝器であって、
   作動流体が封入されるシリンダと、
   前記シリンダ内に挿入されるピストンと、
   前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、
   前記シリンダの外周に設けられる外筒と、
   前記シリンダと前記外筒との間に形成されて作動液およびガスが封入されるリザーバと、
   前記シリンダと前記外筒との間に設けられる中間筒と、
   前記中間筒の側壁に設けられて先端が前記外筒の外部へ向けて延びる接続管と、
   前記外筒に設けられて作動液を前記外筒の外部から前記接続管の外側を通して前記リザーバへ流通させる開口と、
   前記リザーバ内に設けられて前記２部材間への取付状態で前記開口から前記リザーバ内上方への作動液の流れを規制する隔壁を有する隔壁部材と、を備え、
   前記隔壁部材は、可撓性を有する樹脂またはゴムによって形成され、前記接続管の外径よりも内径の小さい嵌合孔を有し、該嵌合孔が前記接続管に嵌合されることを特徴とする緩衝器。
2. 前記隔壁部材は、単一の材料によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. 前記隔壁部材は、前記嵌合孔の周囲に形成されて前記中間筒の外周に当接される当接部を有し、該当接部と前記嵌合孔との間を前記接続管の基端部から離間させるように形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
4. 前記隔壁部材は、前記嵌合孔の周囲に薄肉部が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の緩衝器。
5. 前記隔壁部材は、前記当接部の前記リザーバ内の作動液が封入される側の非当接面に一体で設けられて緩衝器軸線方向へ沿って延びる複数個のリブを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに１項に記載の緩衝器。
6. 相対移動可能な２部材間に取り付けられる緩衝器であって、
   作動流体が封入されるシリンダと、
   前記シリンダ内に挿入されるピストンと、
   前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、
   前記シリンダの外周に設けられる外筒と、
   前記シリンダと前記外筒との間に形成されて作動液およびガスが封入されるリザーバと、
   前記シリンダと前記外筒との間に設けられる中間筒と、
   前記中間筒の側壁に設けられて先端が前記外筒の外部へ向けて延びる接続管と、
   前記外筒に設けられて作動液を前記外筒の外部から前記接続管の外側を通して前記リザーバへ流通させる開口と、
   前記リザーバ内に設けられて前記２部材間への取付状態で前記開口から前記リザーバ内上方への作動液の流れを規制する隔壁を有する隔壁部材と、を備え、
   前記隔壁部材は、可撓性を有する樹脂またはゴムによって形成され、前記接続管に嵌合される嵌合孔と、
   該嵌合孔の周囲に形成されて前記中間筒の外周に当接される当接部と、
   該当接部の前記リザーバ内の作動液が封入される側の非当接面と前記当接部の周囲に設けられた前記隔壁の内壁面との間に前記隔壁に沿って形成される凹部と、を有することを特徴とする緩衝器。
7. 前記隔壁部材は、前記非当接面に一体で設けられて緩衝器軸線方向へ沿って延びる複数個のリブを有することを特徴とする請求項６に記載の緩衝器。

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