JP6782630B2

JP6782630B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP6782630B2
Application number: JP2016251030A
Authority: JP
Inventors: 朋彦飯田; 直人秋葉; 五十嵐　靖弘; 靖弘五十嵐
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: JP2018105385A

Description

本発明は、例えば鉄道車両に搭載され、車両の振動を緩衝するのに好適に用いられる緩衝器に関する。

一般に、鉄道車両の各台車と車体との間には、作動油等の流体を用いた緩衝器が設けられ、鉄道車両の振動を緩衝するようにしている。この種の従来技術による緩衝器は、流体が封入されているシリンダと、シリンダ内に嵌装され、シリンダ内を少なくとも２室に仕切るピストン、ボトムバルブのバルブボディ等のバルブ部材と、一端がシリンダの外部へ延出されているピストンロッドと、バルブ部材に設けられ、ピストンロッドが移動したときに流体が流通する流路と、流路を開閉するディスクバルブとを含んで構成されている。

また、バルブ部材には、流路の内周側に配置されディスクバルブ側に突出した環状の内側シートと、流路の外周側を囲んで配置されディスクバルブ側に突出した環状の外側シートとが形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１６７３３７号公報

ところで、特許文献１による緩衝器は、ディスクバルブの開閉に伴って各シートが摩耗したときに、ピストンやボトムバルブといったバルブ部材を交換する必要があり、緩衝器のメンテナンスコストが嵩む可能性がある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、メンテナンスのコストを低減できるようにした緩衝器を提供することにある。

本発明による緩衝器は、流体が封入されているシリンダと、該シリンダ内に嵌装され、該シリンダ内を少なくとも２室に仕切るバルブ部材と、一端が前記シリンダの外部へ延出されているピストンロッドと、前記バルブ部材に設けられ、前記ピストンロッドが移動したときに前記流体が流通する流路と、該流路を開閉するディスクバルブと、を有し、前記バルブ部材の前記ディスクバルブ側には、一端が該バルブ部材と当接し、他端が前記ディスクバルブに当接する当接部を有する板部材を設け、該板部材の前記ディスクバルブ側、または、前記ディスクバルブの前記板部材側には、前記流路の内周側に配置される内側環状シートと、前記流路の外周側を囲む外側環状シートと、が形成されていることを特徴とする。
また、本発明による緩衝器は、流体が封入されているシリンダと、該シリンダ内に嵌装され、該シリンダ内を少なくとも２室に仕切るバルブ部材と、一端が前記シリンダの外部へ延出されているピストンロッドと、前記バルブ部材に設けられ、前記ピストンロッドが移動したときに前記流体が流通する流路と、該流路を開閉するディスクバルブと、を有し、前記バルブ部材の前記ディスクバルブ側には、前記ピストンロッドが移動したときに前記流体が流通する貫通孔と、前記貫通孔の内周側および外周側が前記ディスクバルブと全周当接する当接部を有する板部材を設け、該板部材の前記ディスクバルブ側、または、前記ディスクバルブの前記板部材側には、前記流路および前記貫通孔の内周側に配置される環状の内側環状シートと、前記流路および前記貫通孔の外周側を囲む環状の外側環状シートと、が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、メンテナンスのコストを低減することができる。より具体的には、ディスクバルブの開閉に伴う摩耗部品の交換作業時に、バルブ部材の交換を不要にすることができる。

本発明の第１の実施の形態による緩衝器を示す縦断面図である。図１中のピストンロッドの一部、ピストン、ピストン用板部材、ディスクバルブおよびばね部材を拡大して示す縦断面図である。図１中のボトムバルブを拡大して示す縦断面図である。本発明の第２の実施の形態によるピストン用板部材とディスクバルブを、ピストンロッドの一部、ピストンおよびばね部材と一緒に図２と同様位置から見た縦断面図である。本発明の第２の実施の形態によるボトムバルブ用板部材とディスクバルブを備えたボトムバルブを、図３と同様位置から見た縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る緩衝器を、鉄道車両等に用いられる油圧緩衝器に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。この第１の実施の形態では、板部材のディスクバルブ側に、内側環状シートと外側環状シートとを形成した場合を例示している。

図１において、第１の実施の形態による油圧緩衝器１は、例えば鉄道車両の車体と台車（いずれも図示せず）との間に横置き状態で取付けられるものである。この油圧緩衝器１は、後述の内筒６、ピストン７、ピストンロッド８、ピストン流路１０、ピストン用板部材１１、ディスクバルブ１２、ボトムバルブ１４を含んで構成されている。

ここで、第１の実施の形態では、油圧緩衝器１を横置き状態で配置しているから、図１においてピストンロッド８の突出側を左側とし、ボトムキャップ３側を右側として説明する。なお、油圧緩衝器１の配置形態は、多くの配置形態の一例を示したもので、図１に示す横置き状態に限らず、縦置き、斜め置きにも配置することができる。

油圧緩衝器１の外筒２は、後述する内筒６の外周側に位置して該内筒６と同軸に設けられている。外筒２の底部側となる右端は、ボトムキャップ３によって閉塞され、左端は、後述のロッドガイド２１によって閉塞されている。ここで、ボトムキャップ３には、例えば鉄道車両の車体または台車に取付けられる取付アイ４が設けられ、ピストンロッド８の左端（先端）には、台車または車体に取付けられる取付アイ５が設けられている。

内筒６は、油圧緩衝器１のシリンダを構成するもので、外筒２の内側に該外筒２と同軸に設けられている。内筒６の右端側は、後述のバルブボディ１５に嵌合し、このバルブボディ１５を介してボトムキャップ３に固定されている。内筒６の左端側は、ロッドガイド２１に嵌合することにより、外筒２の開口側に位置決め状態で固定されている。内筒６内には、作動流体としての作動油が封入されている。作動流体としては、作動油に限らず、例えば添加剤を混在させた水等を用いることができる。

内筒６と外筒２との間には円筒状のリザーバ室Ａが形成され、このリザーバ室Ａ内には、作動油と共にガスが封入されている。このガスは、大気圧状態の空気であってもよく、また圧縮された窒素ガス等の気体を用いてもよい。リザーバ室Ａ内のガスは、ピストンロッド８の縮小時（縮み行程）に当該ピストンロッド８の進入体積分を補償すべく圧縮されるものである。

ピストン７は、内筒６内に軸方向に摺動可能に挿入（嵌装）されたバルブ部材を構成している。このピストン７は、内筒６内をピストンロッド８側のロッド側油室Ｂとボトムキャップ３（ボトムバルブ１４）側のボトム側油室Ｃとの２つの圧力室に仕切っている。ピストン７は、内筒６の内周面に対面する円筒部７Ａと、この円筒部７Ａの左側（ピストンロッド８側）を閉塞するように円筒部７Ａの左端部を縮径してなる環状底部７Ｂとにより有底筒状に形成されている。環状底部７Ｂの内周側は、ピストンロッド８の取付軸部８Ａが挿嵌されるロッド挿嵌孔７Ｃとなっている。

ここで、図２に示すように、環状底部７Ｂのピストンロッド８側の端面は、後述のピストン用板部材１１が液密状態で当接して取付けられる平坦な取付面７Ｂ１となっている。また、ピストン７には、環状底部７Ｂを軸方向に貫通するように、後述のピストン流路１０が設けられている。

ピストンロッド８は、軸方向の一端（左端）が内筒６の外部へ延出されている（図１参照）。一方、ピストンロッド８の軸方向の他端（右端）は、内筒６内に進入してピストン７の軸中心位置に連結されている。これにより、ピストンロッド８の他端側は、ロッドガイド２１を介して軸方向に伸長、縮小可能に突出し、取付アイ５を介して例えば鉄道車両の台車に取付けられている。

ピストンロッド８の他側の先端部は、ピストン７との連結部となるもので、縮径されてピストン７のロッド挿嵌孔７Ｃに挿着される取付軸部８Ａとなっている。この取付軸部８Ａの先端側には、おねじ部８Ａ１が形成されている。また、図２に示すように、取付軸部８Ａの基端側、即ち、ピストンロッド８の本体部分と取付軸部８Ａとの間は、取付軸部８Ａよりも大径で、ピストンロッド８の本体部分よりも小径な小径部８Ｂとなっている。取付軸部８Ａと小径部８Ｂとの間は、第１段部８Ｃとなり、この第１段部８Ｃとピストン７との間には、後述のピストン用板部材１１を挟んで固定することができる。

小径部８Ｂは、その外周面の直径寸法を軸方向位置で異ならせることにより、取付軸部８Ａ側で小径なディスクガイド面８Ｂ１と、ディスクガイド面８Ｂ１よりも大径なばねガイド面８Ｂ２とを有している。ディスクガイド面８Ｂ１には、後述するディスクバルブ１２の内周側が摺接する。即ち、ディスクガイド面８Ｂ１は、後述のディスクバルブ１２が軸方向に移動するのを許しつつ、径方向の移動を制限するようにガイドするものである。同様に、ばねガイド面８Ｂ２は、後述のばね部材１３によってディスクバルブ１２を的確に付勢できるように、ばね部材１３の伸縮動作をガイドするものである。

ピストンロッド８には、小径部８Ｂとピストンロッド８の本体部分との間に位置して、小径部８Ｂと連続した第２段部８Ｄが形成されている。この第２段部８Ｄとディスクバルブ１２との間には、ディスクバルブ１２をピストン用板部材１１に向けて付勢するばね部材１３が設けられている。即ち、ばね部材１３は、ディスクバルブ１２のピストン用板部材１１と反対側に配されている。

ここで、ピストンロッド８は、その取付軸部８Ａをピストン７のロッド挿嵌孔７Ｃ等に挿嵌し、おねじ部８Ａ１に締結部材としてのナット９を螺着する。これにより、ピストンロッド８の他端部にピストン７を一体的に取付けることができる。この場合、ピストンロッド８の第１段部８Ｃとピストン７の環状底部７Ｂとの間には、ピストン用板部材１１が共締め状態で固定されている。また、合せて、ピストン用板部材１１と第２段部８Ｄとの間には、ディスクバルブ１２およびばね部材１３も開閉可能に配されている。

ピストン流路１０は、ピストンロッド８の伸長、縮小動作によってピストン７が移動したときに、内筒６内に画成されたロッド側油室Ｂとボトム側油室Ｃとの間で作動油を流通させる流路を構成している。ピストン流路１０は、ピストン７の環状底部７Ｂに設けられている。ピストン流路１０は、環状底部７Ｂの取付面７Ｂ１に凹陥して設けられた円環状溝部１０Ａと、この円環状溝部１０Ａの溝底から環状底部７Ｂを軸方向に貫通した状態で周方向に間隔をもって複数本設けられた貫通孔１０Ｂ（２本のみ図示）とにより構成されている。

次に、本発明の特徴部分の一部を構成するピストン用板部材１１について、その構成、機能等を述べる。

ピストン用板部材１１は、ピストン７の環状底部７Ｂのディスクバルブ１２側に、該ピストン７と別部材として設けられている。ピストン用板部材１１は、環状底部７Ｂの取付面７Ｂ１に液密に当接した円環状の板状体として形成されている。ピストン用板部材１１の内周側は、ピストン７の環状底部７Ｂとピストンロッド８の第１段部８Ｃとの間に挟まれて固定される固定部１１Ａとなっている。また、ピストン用板部材１１の外周側には、ピストン流路１０の円環状溝部１０Ａに対応する位置に周方向に間隔をもって複数本の貫通孔１１Ｂ（２本のみ図示）が設けられている。

ピストン用板部材１１の外周側には、ディスクバルブ１２側となる左面側に位置して、ディスクバルブ１２が当接する当接部１１Ｃが形成されている。この当接部１１Ｃには、ピストン流路１０（貫通孔１１Ｂ）の内周側に配置される内側環状シート１１Ｄと、ピストン流路１０（貫通孔１１Ｂ）の外周側を囲む外側環状シート１１Ｅとが形成されている。

内側環状シート１１Ｄと外側環状シート１１Ｅとは、ピストン用板部材１１からディスクバルブ１２に向けて突出した直径寸法が異なる円環状の突条として形成され、同心円上に配置されている。これにより、内側環状シート１１Ｄと外側環状シート１１Ｅとの間は、各貫通孔１１Ｂに連通した環状の凹陥溝１１Ｆとなっている。

従って、ピストン用板部材１１は、その内周側にピストンロッド８の取付軸部８Ａが挿通されることにより、ピストンロッド８に対してピストン７と同軸に固定されている。この固定状態では、ピストン用板部材１１は、ピストン７と一体的に構成されており、ピストン用板部材１１の各貫通孔１１Ｂはピストン流路１０と連通している。一方、内側環状シート１１Ｄと外側環状シート１１Ｅとは、ディスクバルブ１２が離着座するもので、高さ寸法を揃えることによってディスクバルブ１２が着座したときに、このディスクバルブ１２に液密に当接することができる。

ピストン用板部材１１は、ピストン７と別個の部材として形成されている。これにより、ディスクバルブ１２の離着座によって各環状シート１１Ｄ，１１Ｅが摩耗したときには、ピストン用板部材１１を交換するだけで、各環状シート１１Ｄ，１１Ｅを新しくすることができる。

ディスクバルブ１２は、ピストン７に設けられたピストン流路１０、ピストン用板部材１１の各貫通孔１１Ｂからなる流路を開閉（連通、遮断）するものである。ディスクバルブ１２は、例えば、ピストン用板部材１１の内側環状シート１１Ｄ、外側環状シート１１Ｅおよび凹陥溝１１Ｆに対面する円環状の板状体として形成されている。ディスクバルブ１２は、ピストン用板部材１１側の面が各環状シート１１Ｄ，１１Ｅに離着座するシール面１２Ａとなり、後述のばね部材１３側の面がばね部材１３の当接する当接面１２Ｂとなっている。ディスクバルブ１２は、その内周側がピストンロッド８の小径部８Ｂのディスクガイド面８Ｂ１によって軸方向に移動可能に案内されている。

ばね部材１３は、ピストンロッド８の小径部８Ｂの外周側に位置して第２段部８Ｄとディスクバルブ１２との間に設けられている。ばね部材１３は、例えば圧縮コイルばねからなり、ディスクバルブ１２をピストン用板部材１１に向けて付勢するものである。ばね部材１３は、小径部８Ｂのばねガイド面８Ｂ２によって内周側から伸縮方向に支持（ガイド）されている。このため、ばね部材１３は、ディスクバルブ１２を正確に付勢することで、ディスクバルブ１２を円滑に開閉させることができる。

次に、本発明の特徴部分の一部を構成するボトムバルブ用板部材１７を備えたボトムバルブ１４について、その構成、機能等を述べる。

図１に示すように、ボトムバルブ１４は、内筒６の右端側に位置してボトムキャップ３と内筒６との間に設けられている。ボトムバルブ１４は、後述のバルブボディ１５、ボトムバルブ流路１６、ボトムバルブ用板部材１７、ディスクバルブ１９、ばね部材２０を含んで構成されている。

バルブボディ１５は、バルブ部材を構成するもので、ボトムキャップ３の内面と内筒６の他端との間に嵌合して固着されている。即ち、バルブボディ１５は、内筒６内に嵌着（嵌装）され、外筒２と内筒６との間のリザーバ室Ａと内筒６内のボトム側油室Ｃとの間を仕切っている。図１、図３に示すように、バルブボディ１５は、段付の円板状体として形成されている。バルブボディ１５は、ボトムキャップ３に対面した円板部１５Ａと、前記円板部１５Ａの中心部から一側に向けて突出した軸部１５Ｂと、前記円板部１５Ａの外周側からボトムキャップ３側（他側）に突出した環状脚部１５Ｃと、前記円板部１５Ａの外周側から一側に向けて突出した嵌合筒部１５Ｄとにより構成されている。

円板部１５Ａのピストン７側の端面は、後述のボトムバルブ用板部材１７が液密状態で当接して取付けられる平坦な取付面１５Ａ１となっている。また、円板部１５Ａは、ボトムキャップ３との間に作動油を流通させるための空間部１５Ｅを有している。また、軸部１５Ｂのピストン７側の先端側には、おねじ部１５Ｂ１が形成されている。

また、環状脚部１５Ｃは、ボトムキャップ３の内面側に嵌合して取付けられるものである。環状脚部１５Ｃには、空間部１５Ｅをリザーバ室Ａに連通させるための複数個の切欠溝１５Ｃ１（２個のみ図示）が径方向に形成されている。さらに、嵌合筒部１５Ｄは、内筒６の他端側に内側から嵌合することにより、この内筒６を位置決め状態で固定するものである。

ボトムバルブ流路１６は、ピストンロッド８の伸長、縮小動作によってピストン７が移動したときに、リザーバ室Ａ（空間部１５Ｅ）とボトム側油室Ｃとの間で作動油を流通させる流路を構成している。ボトムバルブ流路１６は、円板部１５Ａの取付面１５Ａ１に凹陥して設けられた円環状溝部１６Ａと、この円環状溝部１６Ａの溝底から円板部１５Ａを軸方向に貫通した状態で周方向に間隔をもって複数本設けられた貫通孔１６Ｂ（２本のみ図示）とにより構成されている。

次に、本発明の特徴部分の一部を構成するボトムバルブ用板部材１７について、その構成、機能等を述べる。

ボトムバルブ用板部材１７は、バルブボディ１５の円板部１５Ａのディスクバルブ１９側に、該バルブボディ１５と別部材として設けられている。ボトムバルブ用板部材１７は、円板部１５Ａの取付面１５Ａ１に液密に当接した段付の板状体として形成されている。

ボトムバルブ用板部材１７の外周側には、ディスクバルブ１９側に位置して、ディスクバルブ１９が当接する当接部１７Ａが形成されている。ボトムバルブ用板部材１７の外周側には、ボトムバルブ流路１６の円環状溝部１６Ａに対応する位置に周方向に間隔をもって複数本の貫通孔１７Ｂ（２本のみ図示）が設けられている。また、当接部１７Ａには、ボトムバルブ流路１６（貫通孔１７Ｂ）の内周側に配置される内側環状シート１７Ｃと、ボトムバルブ流路１６（貫通孔１７Ｂ）の外周側を囲む外側環状シート１７Ｄとが形成されている。

内側環状シート１７Ｃと外側環状シート１７Ｄとは、ボトムバルブ用板部材１７からディスクバルブ１９に向けて突出した直径寸法が異なる円環状の突条として形成され、同心円上に配置されている。これにより、内側環状シート１７Ｃと外側環状シート１７Ｄとの間は、各貫通孔１７Ｂに連通した環状の凹陥溝１７Ｅとなっている。

一方、ボトムバルブ用板部材１７の径方向内側には、ピストン７側に向けて突出すると共に、当接部１７Ａに対して垂直に伸びた筒状部１７Ｆが一体に形成されている。この筒状部１７Ｆは、内周側がバルブボディ１５の軸部１５Ｂに外嵌している。また、筒状部１７Ｆの外周面１７Ｆ１は、ディスクバルブ１９の内周側に摺接することにより、該ディスクバルブ１９を離着座方向（開閉方向）となる軸方向にガイドしている。

ボトムバルブ用板部材１７は、筒状部１７Ｆの内周側にバルブボディ１５の軸部１５Ｂを挿通し、軸部１５Ｂのおねじ部１５Ｂ１に締結部材としてのナット１８を螺着する。これにより、ボトムバルブ用板部材１７は、バルブボディ１５に対して同軸に固定される。また、合せて、ボトムバルブ用板部材１７の当接部１７Ａとナット１８との間には、ディスクバルブ１９およびばね部材２０も開閉可能に配されている。

ボトムバルブ用板部材１７の固定状態では、ボトムバルブ用板部材１７はバルブボディ１５と一体的に構成されており、ボトムバルブ用板部材１７の各貫通孔１７Ｂはボトムバルブ流路１６と連通している。一方、内側環状シート１７Ｃと外側環状シート１７Ｄとは、ディスクバルブ１９が離着座するもので、高さ寸法を揃えることによってディスクバルブ１９を液密に当接させることができる。

ボトムバルブ用板部材１７は、バルブボディ１５と別個の部材として形成されている。従って、ディスクバルブ１９の離着座によって各環状シート１７Ｃ，１７Ｄが摩耗したときには、ボトムバルブ用板部材１７を交換するだけで、液密性の維持に関与する各環状シート１７Ｃ，１７Ｄを新しくすることができる。

ディスクバルブ１９は、バルブボディ１５に設けられたボトムバルブ流路１６、ボトムバルブ用板部材１７の各貫通孔１７Ｂからなる流路を開閉（連通、遮断）するものである。ディスクバルブ１９は、ピストン７側のディスクバルブ１２と同様に、ボトムバルブ用板部材１７の内側環状シート１７Ｃ、外側環状シート１７Ｄおよび凹陥溝１７Ｅに対面する円環状の板状体として形成されている。

ディスクバルブ１９は、ボトムバルブ用板部材１７側の面が各環状シート１７Ｃ，１７Ｄに離着座するシール面１９Ａとなり、後述のばね部材２０側がばね部材２０が当接する当接面１９Ｂとなっている。ディスクバルブ１９は、その内周側がボトムバルブ用板部材１７の筒状部１７Ｆの外周面１７Ｆ１によって軸方向に移動可能に案内されることにより、円滑に開閉できるようになっている。

ばね部材２０は、ボトムバルブ用板部材１７の筒状部１７Ｆの外周側に位置してナット１８とディスクバルブ１９との間に設けられている。即ち、ばね部材２０は、ディスクバルブ１９のボトムバルブ用板部材１７と反対側に配されている。ばね部材２０は、ディスクバルブ１９をピストン用板部材１１に向けて付勢するものである。ばね部材２０は、例えば、ナット１８側の直径寸法が小さく、ディスクバルブ１９側の直径寸法が大きな円錐状の圧縮コイルばねとして構成されている。ばね部材２０は、ナット１８側の小径部分がボトムバルブ用板部材１７の筒状部１７Ｆによって径方向に位置決めされているから、大径部分でディスクバルブ１９を安定的に付勢することができる。

ロッドガイド２１は、外筒２および内筒６の一端側（左端側）に位置して、段付円筒状に形成されている。ロッドガイド２１は、内筒６の一側部分を外筒２の中央に位置決めすると共に、その内周側でピストンロッド８を軸方向に摺動可能にガイド（案内）している。ここで、ロッドガイド２１には、リザーバ室Ａとロッド側油室Ｂとの間を連通する流路２１Ａが設けられ、この流路２１Ａには、弁機構２２が設けられている。

弁機構２２は、ロッドガイド２１の流路２１Ａに設けられている。弁機構２２は、ピストンロッド８が伸長してピストン７によりロッド側油室Ｂが縮小されたときに開弁し、ロッド側油室Ｂ内の作動油を流路２１Ａを通じてリザーバ室Ａに流通させるものである。一方で、弁機構２２は、リザーバ室Ａからロッド側油室Ｂへの作動油の流れを規制している。

第１の実施の形態による油圧緩衝器１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

油圧緩衝器１は、右端側に位置するボトムキャップ３に設けられた取付アイ４が、例えば鉄道車両の車体に取付けられる。一方、ピストンロッド８の突出端側の取付アイ５が、例えば鉄道車両の台車に取付けられる。これにより、ピストンロッド８が内筒６内へと軸方向に縮小したり、ピストンロッド８が内筒６から軸方向に伸長したりして鉄道車両の振動を減衰するように緩衝することができる。

即ち、ピストンロッド８が縮小行程にある場合、ピストン７がボトムバルブ１４側に摺動変位する。これにより、ボトム側油室Ｃ内は、高圧状態になるから、このボトム側油室Ｃ内の圧力は、ピストン流路１０とピストン用板部材１１の各貫通孔１１Ｂを通じてロッド側油室Ｂ内に流れようとする。このときに、ピストン用板部材１１の内側環状シート１１Ｄ、外側環状シート１１Ｅに液密に当接しているディスクバルブ１２を、ばね部材１３の付勢力に抗して開弁させる。このときに、ばね部材１３による付勢力がピストン流路１０等を流通する作動油に抵抗を与えることにより、ピストンロッド８の縮小動作を抑えるように緩衝することができる。

ピストンロッド８の縮小行程では、ロッドガイド２１に設けられた弁機構２２は、ロッド側油室Ｂ内の圧力を受けて開弁し、ピストンロッド８の進入体積分だけロッド側油室Ｂ内の作動油をリザーバ室Ａ側に流出させる。このときに、弁機構２２は、閉弁方向に付勢されているから、この付勢力によっても減衰力を発生することができる。

一方、ピストンロッド８が伸長行程にある場合、ピストン７がロッドガイド２１側に摺動変位する。これにより、ロッド側油室Ｂ内は、高圧状態になるから、弁機構２２は、ロッド側油室Ｂ内の圧力を受けて開弁し、ピストンロッド８の進入体積分だけロッド側油室Ｂ内の作動油をリザーバ室Ａ側に流出させる。このときに、弁機構２２は、閉弁方向に付勢されているから、この付勢力によっても減衰力を発生することができる。

しかも、ピストン７がロッドガイド２１側に摺動変位したことにより、ボトム側油室Ｃ内が低圧状態になるから、リザーバ室Ａ内の作動油をボトムバルブ流路１６、ボトムバルブ用板部材１７の各貫通孔１７Ｂを通じてボトム側油室Ｃ内に流れようとする。このときに、ボトムバルブ用板部材１７の内側環状シート１７Ｃ、外側環状シート１７Ｄに液密に当接しているディスクバルブ１９を、ばね部材２０の付勢力に抗して開弁させる。このときに、ばね部材２０による付勢力がボトムバルブ流路１６等を流通する作動油に抵抗を与えることにより、ピストンロッド８の伸長動作を抑えるように緩衝することができる。

次に、ディスクバルブ１２，１９の開弁、閉弁動作によってシール面が摩耗を生じた場合には、摩耗した部品を交換する必要がある。そこで、摩耗した部品の交換作業について、その一例を説明する。

まず、ピストン７側の摩耗部品の交換作業では、内筒６からピストン７とピストンロッド８を一緒に取外す。ピストン７とピストンロッド８を取出したら、ナット９を緩め、ピストンロッド８の取付軸部８Ａからピストン７、ピストン用板部材１１およびディスクバルブ１２を取外す。この場合、ディスクバルブ１２の開閉に伴って摩耗を生じる部分は、ピストン用板部材１１の内側環状シート１１Ｄ、外側環状シート１１Ｅと、ディスクバルブ１２のシール面１２Ａとになる。そこで、ピストン用板部材１１とディスクバルブ１２を新しいもの（または、補修されたもの）に交換し、先程取外したピストン７と一緒にピストンロッド８に組付ける。

一方、ボトムバルブ１４側の摩耗部品の交換作業では、外筒２から内筒６とボトムバルブ１４を一緒に取外す。ボトムバルブ１４を内筒６から取出したら、ナット１８を緩め、バルブボディ１５の軸部１５Ｂからボトムバルブ用板部材１７、ディスクバルブ１９およびばね部材２０を取外す。この場合、摩耗を生じているのは、ボトムバルブ用板部材１７の内側環状シート１７Ｃ、外側環状シート１７Ｄと、ディスクバルブ１９の内周側が摺接する筒状部１７Ｆと、ディスクバルブ１９のシール面１９Ａとなる。そこで、ボトムバルブ用板部材１７とディスクバルブ１９を新しいもの（または、補修されたもの）に交換し、既存のバルブボディ１５に組付ける。

かくして、第１の実施の形態によれば、ピストン７のディスクバルブ１２側となる環状底部７Ｂの取付面７Ｂ１には、ディスクバルブ１２が当接する当接部１１Ｃが形成されたピストン用板部材１１を設けている。また、ピストン用板部材１１のディスクバルブ１２側には、ピストン流路１０の内周側に配置される内側環状シート１１Ｄと、ピストン流路１０の外周側を囲む外側環状シート１１Ｅとが形成されている。

このように構成したことにより、ディスクバルブ１２の開閉動作によって摩耗する部品は、ピストン用板部材１１とディスクバルブ１２となる。従って、摩耗部品の交換作業では、ピストン用板部材１１、ディスクバルブ１２に比較して高価なピストン７を交換することなく再使用できる。この結果、小さく単純な形状で安価なピストン用板部材１１とディスクバルブ１２の少なくとも何れか一方を交換するだけでよく、ピストン７側における摩耗部品の交換を安価に行うことができる。

一方、バルブボディ１５のディスクバルブ１９側となる円板部１５Ａの取付面１５Ａ１には、ディスクバルブ１９が当接する当接部１７Ａが形成されたボトムバルブ用板部材１７を設けている。また、ボトムバルブ用板部材１７のディスクバルブ１９側には、ボトムバルブ流路１６の内周側に配置される内側環状シート１７Ｃと、ボトムバルブ流路１６の外周側を囲む外側環状シート１７Ｄとが形成されている。

このように構成したことにより、ディスクバルブ１９の開閉動作によって摩耗する部品は、ボトムバルブ用板部材１７とディスクバルブ１９となる。従って、摩耗部品の交換作業では、大きく複雑で高価なバルブボディ１５は交換することなく、小さく単純な形状で安価なボトムバルブ用板部材１７とディスクバルブ１９との少なくとも何れか一方を交換するだけでよい。この結果、バルブボディ１５側においても、摩耗部品の交換を安価に行うことができる。さらに、ボトムバルブ１４側では、ディスクバルブ１９の内周側が摺接して摩耗する筒状部１７Ｆも新しいもの（または、補修されたもの）に交換されるため、交換後においても、ディスクバルブ１９を安定して摺動させることができる。

ボトムバルブ用板部材１７の径方向内側には、当接部１７Ａに対して垂直に伸びディスクバルブ１９の内周側が摺接する筒状部１７Ｆが、一体に形成されている。従って、筒状部１７Ｆは、ディスクバルブ１９を開閉の方向となる軸方向に案内することができるから、ディスクバルブ１９の閉弁時の密着性（液密性）を高めることができる。しかも、ディスクバルブ１９が径方向にずれるのを抑制することで、このディスクバルブ１９を最小限の大きさで形成することができる。これにより、ディスクバルブ１９の軽量化、開閉の応答性等を向上することができる。

ピストン７との連結部となるピストンロッド８の他端部には、ディスクバルブ１２の内周側が摺接する小径部８Ｂが設けられている。この小径部８Ｂとピストンロッド８の本体部分との境界部位には、小径部８Ｂと連続して第２段部８Ｄが設けられている。この上で、ピストンロッド８の第２段部８Ｄとディスクバルブ１２との間には、ディスクバルブ１２をピストン用板部材１１に向けて付勢するばね部材１３が設けられている。これにより、ピストンロッド８の第２段部８Ｄを利用してばね部材１３を安定的に支持することができる。

一方、ボトムバルブ１４側では、ディスクバルブ１９のボトムバルブ用板部材１７と反対側となる当接面１９Ｂには、ディスクバルブ１９をボトムバルブ用板部材１７に向けて付勢するばね部材２０を配している。ばね部材２０およびボトムバルブ用板部材１７は、バルブボディ１５の軸部１５Ｂに螺着されるナット１８によって固定されている。この場合、ボトムバルブ用板部材１７は、ナット１８によって筒状部１７Ｆが固定されている。また、ボトムバルブ用板部材１７とナット１８との間には、筒状部１７Ｆによって空間が形成されるから、この空間を利用してばね部材２０を配置することができる。

次に、図４、図５は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、ディスクバルブの板部材側に内側環状シートと外側環状シートとが形成されていることにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図４において、第２の実施の形態によるピストン用板部材３１は、第１の実施の形態によるピストン用板部材１１とほぼ同様に、ピストン７の環状底部７Ｂに液密に当接した円環状の板状体として形成され、その内周側が固定部３１Ａとなり、外周側に複数本の貫通孔３１Ｂ（２本のみ図示）が設けられている。各貫通孔３１Ｂが設けられたピストン用板部材３１の外周側は、ディスクバルブ１２が当接する当接部３１Ｃとなっている。しかし、第２の実施の形態によるピストン用板部材３１は、当接部３１Ｃに内側環状シートと外側環状シートが形成されていない点で、第１の実施の形態によるピストン用板部材１１と相違している。

第２の実施の形態によるピストン７側のディスクバルブ３２は、第１の実施の形態によるディスクバルブ１２とほぼ同様に、シール面３２Ａと当接面３２Ｂを有する円環状の板状体として形成されている。しかし、第２の実施の形態によるディスクバルブ３２は、シール面３２Ａに内側環状シート３２Ｃと外側環状シート３２Ｄが形成されている点で、第１の実施の形態によるディスクバルブ１２と相違している。

ディスクバルブ３２のシール面３２Ａには、ピストン流路１０（貫通孔３１Ｂ）の内周側に配置される内側環状シート３２Ｃと、ピストン流路１０（貫通孔３１Ｂ）の外周側を囲む外側環状シート３２Ｄとが形成されている。これにより、内側環状シート３２Ｃと外側環状シート３２Ｄとの間は、各貫通孔３１Ｂに連通した環状の凹陥溝３２Ｅとなっている。

図５に示すように、第２の実施の形態によるボトムバルブ用板部材３３は、第１の実施の形態によるボトムバルブ用板部材１７とほぼ同様に、当接部３３Ａ、各貫通孔３３Ｂ（２本のみ図示）および筒状部３３Ｃを有している。しかし、第２の実施の形態によるボトムバルブ用板部材３３は、当接部３３Ａに内側環状シートと外側環状シートが形成されていない点で、第１の実施の形態によるボトムバルブ用板部材１７と相違している。

第２の実施の形態によるボトムバルブ１４側のディスクバルブ３４は、第１の実施の形態によるディスクバルブ１９とほぼ同様に、シール面３４Ａと当接面３４Ｂを有する円環状の板状体として形成されている。しかし、第２の実施の形態によるディスクバルブ３４は、シール面３４Ａに内側環状シート３４Ｃと外側環状シート３４Ｄが形成されている点で、第１の実施の形態によるディスクバルブ１９と相違している。また、内側環状シート３４Ｃと外側環状シート３４Ｄとの間は、各貫通孔３３Ｂに連通した環状の凹陥溝３４Ｅとなっている。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、ピストン用板部材３１、ボトムバルブ用板部材３３の構成を簡略化することができる。

なお、第１の実施の形態では、ピストン７側にピストン用板部材１１を設け、ボトムバルブ１４側にボトムバルブ用板部材１７を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、ピストン７側とボトムバルブ１４側との何れか一方だけに板部材を設ける構成としてもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用できるものである。

第１の実施の形態では、付勢部材として圧縮コイルばねからなるばね部材１３，２０を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、付勢部材として、皿ばね、ゴムばね等を用いる構成としてもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用できるものである。

各実施の形態では、油圧緩衝器１を鉄道車両に設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、４輪自動車および２輪車に用いる緩衝器、一般産業機器を含む各種の機械機器に用いる緩衝器、建築物に用いる緩衝器等、緩衝すべき対象を緩衝する各種の緩衝器にも適用することができる。

以上説明した実施形態に基づく緩衝器として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

緩衝器の第１の態様としては、流体が封入されているシリンダと、該シリンダ内に嵌装され、該シリンダ内を少なくとも２室に仕切るバルブ部材と、一端が前記シリンダの外部へ延出されているピストンロッドと、前記バルブ部材に設けられ、前記ピストンロッドが移動したときに前記流体が流通する流路と、該流路を開閉するディスクバルブと、を有し、前記バルブ部材の前記ディスクバルブ側には、前記ディスクバルブが当接する当接部が形成された板部材を設け、該板部材の前記ディスクバルブ側、または、前記ディスクバルブの前記板部材側には、前記流路の内周側に配置される内側環状シートと、前記流路の外周側を囲む外側環状シートと、が形成されている。

第２の態様としては、第１の態様において、前記板部材の径方向内側には、前記当接部に対して垂直に伸び前記ディスクバルブの内周側が摺接する筒状部が、一体に形成されている。

第３の態様としては、第２の態様において、前記ディスクバルブの前記板部材と反対側には、前記ディスクバルブを前記板部材に向けて付勢する付勢部材を配し、前記付勢部材および前記板部材は、締結部材によって固定される。

第４の態様としては、第１の態様において、前記バルブ部材は、前記ピストンロッドの他端に連結されたピストンであって、前記ピストンロッドの前記ピストンとの連結部には、前記ディスクバルブの内周側が摺接する小径部を有し、該小径部と連続して前記ピストンロッドに形成される段部と前記ディスクバルブとの間には、前記ディスクバルブを前記板部材に向けて付勢する付勢部材が設けられている。

１油圧緩衝器（緩衝器）
６内筒（シリンダ）
７ピストン（バルブ部材）
８ピストンロッド
８Ａ取付軸部
８Ｂ小径部
８Ｃ第１段部
８Ｄ第２段部
９，１８ナット（締結部材）
１０ピストン流路（流路）
１１，３１ピストン用板部材
１１Ｂ，１７Ｂ，３１Ｂ，３３Ｂ貫通孔
１１Ｃ，１７Ａ，３１Ｃ，３３Ａ当接部
１１Ｄ，１７Ｃ，３２Ｃ，３４Ｃ内側環状シート
１１Ｅ，１７Ｄ，３２Ｄ，３４Ｄ外側環状シート
１２，１９，３２，３４ディスクバルブ
１３，２０ばね部材（付勢部材）
１４ボトムバルブ
１５バルブボディ（バルブ部材）
１６ボトムバルブ流路（流路）
１７，３３ボトムバルブ用板部材
１７Ｆ，３３Ｃ筒状部
Ａリザーバ室
Ｂロッド側油室
Ｃボトム側油室

Claims

流体が封入されているシリンダと、
該シリンダ内に嵌装され、該シリンダ内を少なくとも２室に仕切るバルブ部材と、
一端が前記シリンダの外部へ延出されているピストンロッドと、
前記バルブ部材に設けられ、前記ピストンロッドが移動したときに前記流体が流通する流路と、
該流路を開閉するディスクバルブと、を有し、
前記バルブ部材の前記ディスクバルブ側には、一端が該バルブ部材と当接し、他端が前記ディスクバルブに当接する当接部を有する板部材を設け、該板部材の前記ディスクバルブ側、または、前記ディスクバルブの前記板部材側には、前記流路の内周側に配置される内側環状シートと、前記流路の外周側を囲む外側環状シートと、が形成されていることを特徴とする緩衝器。
前記板部材の径方向内側には、前記当接部に対して垂直に伸び前記ディスクバルブの内周側が摺接する筒状部が、一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
前記ディスクバルブの前記板部材と反対側には、前記ディスクバルブを前記板部材に向けて付勢する付勢部材を配し、前記付勢部材および前記板部材は、締結部材によって固定されることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
前記バルブ部材は、前記ピストンロッドの他端に連結されたピストンであって、
前記ピストンロッドの前記ピストンとの連結部には、前記ディスクバルブの内周側が摺接する小径部を有し、該小径部と連続して前記ピストンロッドに形成される段部と前記ディスクバルブとの間には、前記ディスクバルブを前記板部材に向けて付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
流体が封入されているシリンダと、
該シリンダ内に嵌装され、該シリンダ内を少なくとも２室に仕切るバルブ部材と、
一端が前記シリンダの外部へ延出されているピストンロッドと、
前記バルブ部材に設けられ、前記ピストンロッドが移動したときに前記流体が流通する流路と、
該流路を開閉するディスクバルブと、を有し、
前記バルブ部材の前記ディスクバルブ側には、前記ピストンロッドが移動したときに前記流体が流通する貫通孔と、前記貫通孔の内周側および外周側が前記ディスクバルブと全周当接する当接部を有する板部材を設け、該板部材の前記ディスクバルブ側、または、前記ディスクバルブの前記板部材側には、前記流路および前記貫通孔の内周側に配置される環状の内側環状シートと、前記流路および前記貫通孔の外周側を囲む環状の外側環状シートと、が形成されていることを特徴とする緩衝器。