JP6771522B2 - 緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、緩衝器に関する。

従来の緩衝器が特許文献１に開示されている。これは、ソレノイドを用いて減衰力を調整する複筒式油圧緩衝器であって、シリンダと、シリンダの外周を覆ってシリンダとの間に排出通路（環状通路）を区画する中間筒（セパレータチューブ）と、中間筒の外周を覆って中間筒との間にリザーバを区画する外筒（アウタチューブ）とを備えている。減衰力を調整する減衰弁は、排出通路とリザーバとの間に設けられている。

中間筒は、縮径された両端部の内周面に、排出通路を閉塞するシールリングを収容可能な断面凹状のシールリング溝を有している。中間筒のシールリング溝の両側面のうち、中間筒の軸端側に位置する側面は、軸中央側に位置する側面よりも、中間筒の軸方向と直交する面に対する傾斜角度が大きくなるように設定されている。

シールリング溝は、例えば、片持ちツールが中間筒内で回転させられ、片持ちツールの先端部に設けられた凸部が中間筒の材料を径方向に押し出すように塑性変形させることで、外側に膨出するビードとともに形成される。

特許第６０１７６８１号公報

上記の場合、中間筒の軸端側に位置する側面の傾斜角度が大きいため、シールリング溝内のシールリングが排出通路の油圧で軸端側（低圧側）に押されたときに、シールリングの一部が軸端側からはみ出して傷付き、その傷により密封性が損なわれる懸念がある。

一方、片持ちツールは、中間筒からの加工反力で撓むという事情がある。シールリング溝は、片持ちツールの撓みに起因し、加工精度にばらつきが生じ、寸法品質が安定しない懸念がある。特に、シールリング溝側面の傾斜角度が小さいと、加工反力が大きく、片持ちツールの撓みが生じ易いという事情がある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、寸法品質を向上させることができ、シールリングの密封性を確保することができる緩衝器を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に移動可能に挿入されるピストンロッドと、ピストンロッドに連結されるピストンと、シリンダの外周を覆う外筒と、シリンダと外筒との間に配置され、シリンダの外周を覆う中間筒と、を備える。ピストンは、シリンダ内をピストンロッドが位置する側である第１室とその反対側である第２室とに分ける。シリンダと外筒との間には環状のリザーバが形成される。中間筒は、リザーバの内側に配置される。
さらに、緩衝器は、リザーバから第２室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、第２室から第１室へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路と、シリンダ内からリザーバへ向かう液体の流れに抵抗を与える減衰弁と、を備えている。中間筒とシリンダと減衰弁との間には、シリンダ内に連通する排出通路が形成される。中間筒は、内周面に、排出通路を閉塞するシールリングを収容可能な断面凹状の溝を有している。中間筒の溝の両側面のうち中間筒の軸端側に位置する側面が中間筒の軸方向と直交する面との間に形成される角度をθ１とし、中間筒の軸中央側に位置する側面が前記面との間に形成される角度をθ２とした場合に、θ１＜θ２の関係を満たすように設定されている。

シールリングが排出通路の油圧で中間筒の軸端側（低圧側）に押されても、軸端側の側面の角度θ１が軸中央側の側面の角度θ２より小さいため、シールリングが溝からはみ出すのを防止することができ、シールリングの密封性を確保することができる。

中間筒の軸中央側の側面の角度θ２が軸端側の側面の角度θ１より大きいため、溝を成形する片持ちツールが中間壁から受ける加工反力を小さくすることができ、片持ちツールの撓みを低減することができる結果、寸法品質を向上させることができる。

実施形態１の緩衝器の断面図である。 シールリングとバックアップリングが溝に装着された中間筒の断面図である。 中間筒において、シールリングとバックアップリングが溝に装着された状態を示す拡大断面図である。 中間筒において、ツールで溝を加工した状態を示す拡大断面図である。 実施形態２の中間筒において、シールリングが溝に装着された状態を示す拡大断面図である。

＜実施形態１＞
実施形態１を、図１〜図４に基づいて説明する。実施形態１の緩衝器１０は、図１に示すように、略円筒状のシリンダ１１と、シリンダ１１内に往復摺動可能に挿入される略円柱状のピストン１２と、ピストン１２に連結される略円柱棒状のピストンロッド１３と、シリンダ１１の外周を覆う略円筒状の中間筒１４と、中間筒１４の外周を覆う略円筒状の外筒１５と、を備えている。シリンダ１１内は、ピストン１２を挟んでピストンロッド１３が位置する側となる第１室１６とその反対側となる第２室１７とに分画される。

緩衝器１０は、シリンダ１１と中間筒１４との間に、径方向断面が環状の排出通路１８を有し、中間筒１４と外筒１５との間に、径方向断面が環状のリザーバ１９を有し、排出通路１８とリザーバ１９とを連通する減衰弁２１を有している。排出通路１８は、シリンダ１１に設けられた通孔２２を介して第１室１６と連通している。

作動流体としての液体である油液は、シリンダ１１内の第１室１６、第２室１７及びリザーバ１９に充填される。リザーバ１９は、油液の他、気体を封入している。

緩衝器１０は、シリンダ１１の一端（図示下端）に装着されるベースバルブ２３と、シリンダ１１の他端（図示上端）及び外筒１５の他端に装着されるロッドガイド２４と、を備えている。ベースバルブ２３は、リザーバ１９側から第２室１７側への油液の流通のみを許容する吸込通路２５と、第２室１７側の油液の圧力が一定の圧力に達したときに第２室１７側の油液をリザーバ１９側へリリーフする油路２６と、を有している。

ピストン１２は、第２室１７側から第１室１６側への油液の流通のみを許容する整流通路２７と、第１室１６側の油液の圧力が一定の圧力に達したときに第１室１６側の油液を第２室１７側へリリーフする油路２８と、を有している。

ピストンロッド１３は、ピストン１２に固定される一端から第１室１６を横断するように延び、ロッドガイド２４を摺動可能に貫通してシリンダ１１の外部に露出している。

図２に示すように、中間筒１４の両端部（軸方向の両端部）は、スウェージング加工等によって縮径する形態になっている。中間筒１４は、両端部に、外側へ膨出するビード２９を有し、ビード２９の内周面に、全周にわたって周回する溝３１を有している。中間筒１４の溝３１は、内部に、シールリング３２及びバックアップリング３３を軸方向に並列に収容可能とされている。シールリング３２は、中間筒１４の溝３１に装着された状態で、シリンダ１１の外周面に密着する。排出通路１８は、軸方向両端をシールリング３２で閉塞されて区画される。

中間筒１４は、ベースバルブ２３寄りの部分に、外側（図２の左側）に突出するバーリング形状の嵌合部３４を有している。外筒１５は、嵌合部３４と対向する位置に、嵌合部３４より一回り大きいガイド部３５を有している。

減衰弁２１を含むユニット３６は、ガイド部３５内に固定されている。ユニット３６のソレノイド部分は、嵌合部３４内に嵌合され、排出通路１８から嵌合部３４内を経てリザーバ１９へ向かう油液の流れを制御し、減衰力を発生する。

緩衝器１０が収縮する際、ピストン１２が図示下側に移動し、第２室１７が圧縮され、第２室１７内の油液がピストン１２の整流通路２７を介して第１室１６側に移動する。収縮時、ピストンロッド１３がシリンダ１１内に侵入し、その侵入体積分の油液がシリンダ１１から押し出されて排出通路１８に流入しさらに排出通路１８から減衰弁２１を経てリザーバ１９に排出される。減衰弁２１は、排出通路１８からリザーバ１９へ向かう油液の流れに抵抗を付与し、シリンダ１１内及び排出通路１８の圧力を上昇させる。これにより、緩衝器１０は圧側減衰力を発生する。

一方、緩衝器１０が伸長する際、ピストン１２が図示上側に移動し、第１室１６が圧縮され、第１室１６内の油液が排出通路１８に流入しさらに排出通路１８から減衰弁２１を経てリザーバ１９に排出される。減衰弁２１は、排出通路１８からリザーバ１９へ向かう油液の流れに抵抗を付与し、第１室１６及び排出通路１８の圧力を上昇させる。伸長時、第２室１７の容積が拡大し、その拡大分の油液がベースバルブ２３の吸込通路２５を通してリザーバ１９から供給される。これにより、緩衝器１０は伸側減衰力を発生する。

上記のように、緩衝器１０が伸縮する際、油液がシリンダ１１内から排出通路１８を介してリザーバ１９へ排出される。シールリング３２は、中間筒１４の溝３１内において、中間筒１４の軸中央側となる排出通路１８に臨む側（高圧側Ｐ２）に配置され、排出通路１８から中間筒１４の軸端側（低圧側Ｐ１、開口端側）へ向かう油圧を直接受ける。バックアップリング３３は、中間筒１４の溝３１内において、中間筒１４の軸端側となる排出通路１８から離れる側にてシールリング３２と隣接して配置され、排出通路１８から圧力を受けたシールリング３２が低圧側Ｐ１に変形するのを防止する。

シールリング３２は、ゴム製のＯリングであって、自然状態ではシリンダ１１の外周面の外径より小さい内径を有している。バックアップリング３３は、合成樹脂製であって、シールリング３２より高い剛性を有し、シールリング３２と対応した環形状を呈している。図３に示すように、シールリング３２の軸方向断面は円形をなし、バックアップリング３３の軸方向断面は矩形をなしている。

図３に示すように、中間筒１４の溝３１は、軸方向断面が略角凹状をなし、軸方向に沿って配置される奥面３７と、シールリング３２及びバックアップリング３３を挟んだ軸方向両側で互いに対向して配置される第１側面３８及び第２側面３９と、を有している。

奥面３７は、軸方向に所定の長さで延びる水平面である。奥面３７の軸方向の長さは、溝３１の溝幅に相当し、シールリング３２とバックアップリング３３の各軸方向寸法を加算した値より少し大きくされている。

第１側面３８は、中間筒１４の軸端側（低圧側Ｐ１）に位置するストレート状の側面であって、バックアップリング３３と対面して当接可能に配置される。第１側面３８の径方向外端と奥面３７との間は、湾曲状の第１外曲面４１で連結されている。第１側面３８の径方向内端と中間筒１４の内周面の軸端側部分との間は、湾曲状の第１内曲面４２で連結されている。

第１側面３８は、中間筒１４の軸方向と直交する方向に沿った面ＰＬ１に対し、第１外曲面４１側から第１内曲面４２側へ行くにしたがって次第に軸端側（低圧側Ｐ１）へ変位するように、傾斜して配置されている。面ＰＬ１に対する第１側面３８の角度θ１は、０度より大きく且つ５度未満に設定されている。

第２側面３９は、第１側面３８に対して中間筒１４の軸中央側（高圧側Ｐ２）に位置するストレート状の側面であって、シールリング３２と対面して当接可能に配置される。第２側面３９の径方向外端と奥面３７との間は、湾曲状の第２外曲面４３で連結されている。第２側面３９の径方向内端と中間筒１４の内周面の軸中央側部分との間は、湾曲状の第２内曲面４４で連結されている。

第２側面３９は、中間筒１４の軸方向と直交する方向に沿った面ＰＬ２に対し、第２外曲面４３側から第２内曲面４４側へ行くにしたがって次第に軸中央側（高圧側Ｐ２）へ変位するように、傾斜して配置されている。面ＰＬ２に対する第２側面３９の角度θ２は、第１側面３８の角度θ１より大きく且つ１０度以下に設定されている。

第２外曲面４３の曲率半径は、第１外曲面４１の曲率半径より小さく、第２内曲面４４の曲率半径は、第１内曲面４２の曲率半径より小さく設定されている。このため、第２側面３９の傾斜方向の長さは、第１側面３８の傾斜方向の長さより大きくなっている。

中間筒１４の溝３１は、図４に一部を示すツール６０で形成される。ツール６０は、片持ちの棒状をなし、先端部（自由端部）に、溝３１の凹形状に対応する凸形状の突部６１を有している。ツール６０の先端部が中間筒１４内に軸端側（低圧側Ｐ１）から挿入され、中間筒１４の内周面の溝形成部分に沿って遊星回転することにより、突部６１が中間筒１４の溝形成部分を押し出して塑性変形させ、ビード２９とともに溝３１を成形するようになっている。

ツール６０は片持ち形状であるため、溝３１を加工する際に、ツール６０の先端部が中間筒１４側から加工反力を受けて撓むことが懸念される。この場合に、第２側面３９の角度θ２が小さいと、ツール６０の先端部に加わる加工反力が大きくなるため、ツール６０の撓み量も大きく、溝３１の寸法精度にばらつきが生じ易くなる。

しかし、本実施形態１の場合、第２側面３９の角度θ２が第１側面３８の角度θ１よりも大きくされ、ツール６０の先端部に加わる加工反力が通常よりも小さくなるように設定されている。このため、ツール６０の撓み量が小さく、溝３１の寸法精度にばらつきが生じ難くなっている。その結果、中間筒１４の品質の向上を図ることができる。

ここで、第２側面３９の角度θ２が１０度より大きいと、中間筒１４にシリンダ１１を挿入する組み付け工程で、シールリング３２の一部が挿入過程のシリンダ１１に引きずられて第２内曲面４４からはみ出し、シリンダ１１と中間筒１４との間に挟まれて歪に変形する懸念がある。その点、本実施形態１の場合、第２側面３９の角度θ２が１０度以下であるため、シールリング３２がシリンダ１１の挿入方向に逃げず、溝３１に正規に装着される状態を維持することができる。

溝３１の第１側面３８はバックアップリング３３を受けて支持する。第１側面３８の角度θ１は、第２側面３９の角度θ２よりも小さくされ、実質的にゼロ（０）に近い値に設定されている。このため、バックアップリング３３は第１側面３８に沿って実質的に傾くことなく支持される。その結果、シールリング３２もバックアップリング３３に実質的に傾くことなく安定して支持され、シールリング３２の一部が溝３１からはみ出すのを防止することができる。

仮に、第１側面３８の角度θ１が５度以上であると、シールリング３２の一部が溝３１からはみ出す懸念があるのに加え、バックアップリング３３が第１側面３８に沿って傾斜し、傾斜姿勢になったバックアップリング３３の軸方向断面の一角にシールリング３２が当たって損傷する懸念がある。その点、本実施形態１の場合、第１側面３８の角度θ１が５度未満であるため、シールリング３２がバックアップリング３３の軸方向断面の一角に当たって損傷するのを防止することができる。また、第１側面３８の角度θ１が５度未満であれば、ＪＩＳＢ２４０１に規定される溝壁角度の要件を満足することができる。

以上説明したように、本実施形態１によれば、中間筒１４が排出通路１８を閉塞するシールリング３２を収容可能な断面凹状の溝３１を有しており、中間筒１４の軸端側（低圧側Ｐ１）に位置する側面である第１側面３８が面ＰＬ１との間に形成される角度をθ１とし、中間筒１４の軸中央側（高圧側Ｐ２）に位置する側面である第２側面３９が面ＰＬ２との間に形成される角度をθ２とした場合に、θ１＜θ２の関係を満たすように設定されている。したがって、第１側面３８の角度θ１が相対的に小さくなり、シールリング３２が溝３１からはみ出すのを防止することができ、シールリング３２の密封性を確保することができる。また、第２側面３９の角度θ２が相対的に大きくなり、ツール６０の撓みを低減することができる結果、寸法品質を向上させることができる。

＜実施形態２＞
図５は、実施形態２の中間筒１４の溝３１を含む拡大断面図である。実施形態２の緩衝器は、バックアップリング３３を有さず、中間筒１４の溝３１にシールリング３２のみが装着されている。なお、実施形態２において、実施形態１と同一又は対応する部分には実施形態１と同一の符号を付す。

中間筒１４の溝３１は、実施形態１と同様、奥面３７、第１側面３８、第２側面３９、第１外曲面４１、第２外曲面４３、第１内曲面４２、及び第２内曲面４４で、画成されている。面ＰＬ１に対する第１側面３８の角度θ１が第２側面３９の角度θ２より小さい点も実施形態１と同様である。第１側面３８は、シールリング３２と対面して当接可能とされている。奥面３７は、溝３１にバックアップリング３３が収容されない分、実施形態１の奥面３７よりも軸方向の長さが短くされている。

実施形態２においても、第１側面３８の角度θ１が相対的に小さいため、シールリング３２が溝３１からはみ出すのを防止することができ、第２側面３９の角度θ２が相対的に大きいため、寸法品質を向上させることができる。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態１、２に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）第１側面と第２側面の少なくとも一方は、ストレート状の面ではなく湾曲状の曲面で形成されるものであってもよい。この場合、角度θ１及び角度θ２は、前記曲面の接線と中間筒の軸直交方向の面との間で形成される。
（２）シールリングは正面視して角環状の形態であってもよい。実施形態１の場合、シールリングが正面視角環状の形態であれば、バックアップリングも正面視角環状の形態であるとよい。
（３）シールリングは外周にリップが周設されていてもよい。
（４）中間筒の溝の第１側面は面に対して傾かず、角度θ１は実質的にゼロになっていてもよい。

１０…緩衝器、１１…シリンダ、１２…ピストン、１３…ピストンロッド、１４…中間筒、１５…外筒、１８…排出通路、１９…リザーバ、２１…減衰弁、２５…吸込通路、２７…整流通路、３１…溝、３２…シールリング、３３…バックアップリング、３８…第１側面、３９…第２側面、Ｐ１…低圧側、Ｐ２…高圧側、ＰＬ１、ＰＬ２…面

Claims (4)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に移動可能に挿入されるピストンロッドと、
   前記ピストンロッドに連結され、前記シリンダ内を前記ピストンロッドが位置する側である第１室とその反対側である第２室とに分けるピストンと、
   前記シリンダの外周を覆う外筒と、
   前記シリンダと前記外筒との間に形成される環状のリザーバと、
   前記リザーバから前記第２室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、
   前記第２室から前記第１室へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路と、
   前記シリンダ内から前記リザーバへ向かう液体の流れに抵抗を与える減衰弁と、
   前記リザーバの内側で且つ前記シリンダと前記外筒との間に配置され、前記シリンダの外周を覆う中間筒と、
   前記中間筒と前記シリンダと前記減衰弁との間に形成され、前記シリンダ内に連通する排出通路と、を備え、
   前記中間筒は、内周面に、前記排出通路を閉塞するシールリングを収容可能な断面凹状の溝を有し、
   前記中間筒の前記溝の両側面のうち前記中間筒の軸端側に位置する側面が前記中間筒の軸方向と直交する面との間に形成される角度をθ１とし、前記中間筒の軸中央側に位置する側面が前記面との間に形成される角度をθ２とした場合に、
   θ１＜θ２
   の関係を満たすように設定されている緩衝器。
2. 前記θ１は、５度未満に設定されている請求項１に記載の緩衝器。
3. 前記θ２は、１０度以下に設定されている請求項１又は請求項２に記載の緩衝器。
4. 前記溝は、前記中間筒の両端部に設けられており、
   各前記溝内には、前記シールリング、及び前記中間筒の軸端側にて前記シールリングと隣接するバックアップリングがそれぞれ設けられている請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の緩衝器。

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