JPH10287117A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルフポンピング式油圧緩衝器において、ポ
ンプ手段を構成するポンプチューブとポンプロッドとの
摺動部の油膜切れを防止する。 【解決手段】 シリンダ２に、ピストンロッド６を連結
したピストン５を嵌装する。ピストンロッド６側に固定
したポンプチューブ17に、シリンダ２側に固定したポン
プロッド21を摺動可能に嵌合してポンプ室22を形成す
る。ピストンロッド６のストロークにともない、ポンプ
室22、逆止弁23，24、二面取り部25およびオリフィスポ
ート26からなるポンプ手段および戻し手段によって、オ
イルタンク４とシリンダ２との間で油液を給排して、ピ
ストンロッド６の伸長長さを一定に調整して車高調整を
行う。ポンプロッド21の外周部に油溜溝を形成し、ポン
プチューブ17との摺動部に油膜を保持させることによ
り、油膜切れを防止して、ポンプチューブ17およびポン
プロッド21の摩耗による車高自動調整機能の劣化を防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両の
懸架装置に装着される車高自動調整機能を有する油圧緩
衝器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車等の車両においては、懸架
装置のばね上、ばね下間に油圧緩衝器を装着して、懸架
ばねの振動を減衰させることによって、乗り心地および
操縦安定性を向上させるようにしている。

【０００３】ところが、バン、ワゴン車等の比較的積載
重量の大きな車両においては、乗員の乗り降り、荷物の
積み降ろし等にともなう積載荷重の変化によって、車高
が大きく変化して乗り心地および操縦安定性が低下する
ことがある。このため、積載荷重の大小に関係なく自動
的に一定の車高を保つことができる懸架装置が望まれて
いる。

【０００４】そこで、従来、例えば特開昭６０−２６１
７１３号公報に記載されるように、ガスおよび油液が封
入されたオイルタンクおよびリザーバと、ピストンロッ
ドの伸縮によってオイルタンクの油液をシリンダ内へ供
給するポンプ手段と、ピストンロッドの位置に応じてポ
ンプ手段およびシリンダ内の圧油をオイルタンクへリリ
ーフするリリーフ手段とを備え、走行時の懸架装置の振
動を利用してポンプ手段およびリリーフ手段を作動させ
てシリンダ内の圧力を適宜加減してピストンロッドの伸
長長さを一定に調整することによって、自動的に一定の
車高を保つようにした、いわゆるセルフポンピング式の
油圧緩衝器が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、上記セルフポ
ンピング式油圧緩衝器のポンピング手段は、ピストンロ
ッド側に連結されたポンプチューブ内に、シリンダ側に
連結されたポンプロッドを摺動可能に嵌合させ、ポンプ
ロッド先端部によって、ポンプチューブ内にポンプ室を
形成し、ピストンロッドのストロークにともなうポンプ
チューブとポンプロッドとの相対変位によって、ポンプ
室を拡大、縮小することにより、ポンピングを行うよう
になっている。このため、ピストンロッドのストローク
速度が大きくなり、ポンプチューブとポンプロッドとの
摺動速度が大きくなると、摺動部に油膜切れが生じやす
くなり、ポンプチューブおよびポンプロッドの摩耗によ
る車高自動調整機能の劣化を生じる虞がある。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、ポンプ手段を構成するポンプチューブとポンプ
ロッドとの摺動部の油膜切れを防止するようにしたセル
フポンピング式の油圧緩衝器を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、油液が封入されたシリンダと、油液が
貯留されたオイルタンクと、前記シリンダ内に摺動可能
に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結さ
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、前記シリンダ内の前記ピストンの移動によって生
じる油液の流動を制御して減衰力を発生させる減衰力発
生手段と、前記ピストンロッド側に連結されたポンプチ
ューブと、前記シリンダ側に連結され一端が前記ポンプ
チューブ内に摺動可能に嵌合されたポンプロッドと、前
記ピストンロッドのストロークにともなう前記ポンプチ
ューブと前記ポンプロッドとの相対変位によって前記オ
イルタンクから前記シリンダ内に油液を供給するポンプ
手段と、前記ポンプチューブと前記ポンプロッドとの相
対位置に応じて前記シリンダから前記オイルタンクに油
液を戻す戻し手段とを備え、前記ピストンロッドのスト
ロークによって前記オイルタンクと前記シリンダとの間
で油液を給排することにより、前記ピストンロッドの伸
長長さを所定長さに調整するようにした油圧緩衝器にお
いて、前記ポンプチューブと前記ポンプロッドとの摺動
部の少なくとも一方に油溜溝を形成したことを特徴とす
る。

【０００８】このように構成したことにより、ピストン
ロッドのストロークによって、ポンプ手段および戻し手
段が作動して、オイルタンクとシリンダとの間で油液が
給排されてピストンロッドの伸長長さが所定長さに調整
される。このとき、油溜溝によって、ポンプチューブと
ポンプロッドとの摺動部に油液が保持されるので、摺動
部の油膜切れが防止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】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。

【００１０】図１に示すように、油圧緩衝器１は、シリ
ンダ２と、シリンダ２の周囲に配置された環状のリザー
バ３と、これらの下方に配置されたオイルタンク４とを
備えている。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、中空のピストンロッド６の
一端がピストンボルト７を介してナット８によって連結
されており、ピストンロッド６の他端側はシリンダ２の
上端部に装着されたロッドガイド９およびオイルシール
10に挿通されてシリンダ２の外部へ延出されている。オ
イルタンク４内には、フリーピストン11が摺動可能に嵌
装されており、フリーピストン11によってオイルタンク
４内がシリンダ下室2bに隣接するオイル室4aと、底部側
のガス室4bとに画成されている。そして、シリンダ上下
室2a，2bおよびオイル室4a内には油液が封入され、リザ
ーバ３内には油液およびガスが封入され、また、ガス室
4bにはガスが封入されている。

【００１１】ピストン５には、シリンダ上下室2a，2b間
を連通させる油路12，13およびこれらの油路12，13を流
れる油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィ
スおよびディスクバルブからなる減衰力発生機構14，15
（減衰力発生手段）が設けられている。また、シリンダ
下室2bとリザーバ３とは、シリンダ２の底部に設けられ
た油路16および油路16a によって、適度な流通抵抗をも
って互いに連通されており、互いの圧力がこれらの油路
16および油路16a を介して伝達されるようになってい
る。

【００１２】中空のピストンロッド６の内部には、小径
部17a と大径部17b とを有する段付のポンプチューブ17
が挿入されて、ばね18によってピストンボルト７に押圧
されて固定されている。そして、ポンプチューブ17の周
囲に環状油路19が形成されている。環状油路19は、ピス
トンロッド６の側壁に設けられた油路20によってシリン
ダ上室2aに連通されている。

【００１３】シリンダ２内には、その中心軸に沿って管
状のポンプロッド21が設けられている。ポンプロッド21
の基端部は、シリンダ３の底部に固定されており、先端
部は、ピストンボルト７を貫通し、ピストンロッド６の
内部のポンプチューブ17の大径部17b に挿通されて小径
部17a 内に摺動可能に嵌合されている。そして、ポンプ
ロッド21の先端部によって小径部17a 内にポンプ室22が
形成されている。ポンプ室22は、ポンプロッド21の先端
部に設けられた逆止弁23を介してポンプロッド21内の油
路21a によってオイルタンク４のオイル室4aに連通され
ている。逆止弁23は、オイル室4a側からポンプ室22側へ
の油液の流通のみを許容する。また、ポンプ室22は、ポ
ンプチューブ17の小径部17a 側の端部に設けられてポン
プ室22側から環状油路19側への油液の流通のみを許容す
る逆止弁24を介して環状油路19に連通されている。

【００１４】図２ないし図４に示すように、ポンプロッ
ド21の先端部は、二面取りされており、先端部から所定
部位まで延びる二面取り部25が形成されている。二面取
り部25は、その下端部の二面幅が徐々に大きくなって滑
らかな傾斜面となっている。なお、図１および図２に
は、ポンプロッド21の直交する二平面による変則断面が
示されている。また、ポンプロッド21の側壁には、二面
取り部25と平行に径方向に延びるオリフィスポート26が
設けられている。オリフィスポート26は、二面取り部25
の下端部よりも上方に配置されており、二面取り部25の
下端部とオリフィスポート26との間でピストンロッド６
の伸長長さの標準範囲を決定している。

【００１５】上記の構成において、ポンプチューブ17、
ポンプロッド21、ポンプ室22、逆止弁23，24および二面
取り部25によって、オイルタンク４からシリンダ２に油
液を供給するポンプ手段を構成し、オリフィスポート26
によって、シリンダ３からオイルタンク４に油液を戻す
戻し手段を構成している。また、シリンダ３の底部に
は、シリンダ下室2b内の油液の圧力が所定圧力に達した
とき、開弁して油路16aを介してシリンダ下室2b内の圧
油をオイル室4aへ逃がすリリーフ弁27が設けられてい
る。

【００１６】図３および図４に示すように、ポンプロッ
ド21の外周部には、その周方向に沿って複数の油溜溝28
が形成されており、ポンプチューブ17の小径部17a とポ
ンプロッド21との摺動部に油膜が保持されやすいように
なっている。なお、油溜溝28の断面形状は、油膜を保持
しやすい形状であれば、三角形、矩形、半円形等、任意
の形状とすることができる。

【００１７】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。

【００１８】油圧緩衝器１は、通常の油圧緩衝器と同様
に車両の懸架装置に装着される。そして、ピストンロッ
ド６のストロークにともなうピストン５の移動によっ
て、シリンダ上下室2a，2b間で油液が油路12，13を流通
して減衰力発生機構14，15によって減衰力が発生する。
このとき、ストロークにともなうピストンロッド６のシ
リンダ２内への侵入、退出によるシリンダ２内の容積変
化をリザーバ３内のガスの圧縮、膨張によって補償す
る。

【００１９】次に、油圧緩衝器１の車高自動調整機能に
ついて説明する。通常、空車時において、ピストンロッ
ド６の伸長長さは、所定の標準範囲内にある。この状態
では、ポンプロッド21の二面取り部25がポンプチューブ
17の大径部17b と連通しており、ポンプ室22が二面取り
部25および大径部17b を介してシリンダ下室2bに連通さ
れているので、ピストンロッド６が伸縮してもポンプ手
段によるポンピング動作は行われない。

【００２０】積載荷重の増加によって車高が低下して、
ピストンロッド６の伸長長さが標準範囲よりも短くなる
と、ポンプロッド21の二面取り部25がポンプチューブ17
の大径部17b から遮断される。この状態では、走行時の
振動によってピストンロッド６が伸縮すると、伸び行程
時には、ポンプロッド21の後退によってポンプ室22内が
減圧されて、逆止弁23が開いてオイル室4a内の油液が油
路21a を通ってポンプ室22に導入される。また、縮み行
程時には、ポンプロッド21の前進によってポンプ室22内
が加圧されて、逆止弁24が開いてポンプ室22の油液が環
状油路19および油路20を通ってシリンダ上室2aに供給さ
れ、さらに、シリンダ下室2bおよびリザーバ３に供給さ
れ、リザーバ３内のガスを加圧してピストンロッド６を
伸長させる。

【００２１】このようにして、走行時の振動を利用して
ポンプ手段によるポンピング動作を繰り返すことによっ
てピストンロッド６を伸長させて車高を上げる。そし
て、車高が標準車高に達して、ピストンロッド６の伸長
長さが標準範囲に達すると、ポンプロッド21の二面取り
部25がポンプチューブ17の大径部17b に連通してポンピ
ング動作が解除される。

【００２２】また、積載荷重の減少によって車高が上昇
して、ピストンロッド６の伸長長さが標準範囲より長く
なると、ポンプロッド21のオリフィスポート26がポンプ
チューブ17の大径部17b に連通されて、シリンダ下室2b
内の油液が大径部17b 、オリフィスポート26および油路
21a を通ってオイル室4aに戻され、ピストンロッド６が
短縮して車高が下がる。車高が標準車高まで下がってピ
ストンロッド６が標準範囲まで短縮されると、オリフィ
スポート26がポンプチューブ17の小径部17a によって閉
鎖されてシリンダ下室2bからオイル室4aへの油液の戻し
動作が解除される。

【００２３】このようにして、走行時の振動を利用し
て、ポンピング動作および戻し動作を繰り返して、ピス
トンロッド６の伸長長さを標準範囲内に調整することに
より、積載荷重にかかわらず車高を一定範囲に調整する
ことができる。なお、ポンピング動作または走行時の路
面からの突き上げ等によって、シリンダ２内の圧力が過
度に上昇した場合には、リリーフ弁27が開いてシリンダ
２内の圧油をオイル室4aへ逃がすことによって、油圧緩
衝器１のシール部および各部材の接合部の負担を軽減す
るとともに、車体への衝撃を緩和する。

【００２４】また、ポンプロッド21には、油溜溝28が設
けられており、油溜溝28によってポンプロッド21とポン
プチューブ17の小径部17a との摺動部に油膜が保持され
やすくなっているので、摺動部に充分な厚さの油膜を形
成することができ、油膜切れを防止し潤滑性を確保し
て、ポンプチューブ17およびポンプロッド21の摩耗によ
る劣化を防止することができる。

【００２５】次に、ポンプチューブ17の小径部17a とポ
ンプロッド21との摺動部の潤滑について、図５および図
13を参照してさらに詳細に説明する。

【００２６】図５および図13に示すように、ポンプ室22
が加圧されたとき、ポンプチューブ17の小径部17a とポ
ンプロッド21との間は、ポンプ室22の圧力P₁が伝達され
て高圧となっており、一方、ポンプロッド21内の油路21
a の圧力P₂は、オイルタンク４の圧力にほぼ等しく低圧
となっている。そして、ポンプロッド21のオリフィスポ
ート26の開口部の周辺部には、オリフィスポート26を介
して油路21a の圧力P₂が作用する（圧力P₂が作用する部
分の大きさを面積A₂で示す）。したがって、ポンプ室22
と油路21a との圧力差によって横力F₂＝（P₁−P₂）A₂が
発生し、この横力F₂によって、ポンプロッド21は、オリ
フィスポート26側のポンプチューブ17の内壁に押しつけ
られることになる。このとき、油溜溝28によってポンプ
チューブ17の小径部17a とポンプロッド21との間には、
充分な厚さの油膜が形成されているので、ポンプチュー
ブ17とポンプロッド21との密着を防止して面積A₂を小さ
くすることができ、ポンプロッド21に作用する横力F₂を
軽減して、摺動を円滑にするとともに油膜切れを防止す
ることができる。

【００２７】次に、参考として、図10および図11に示す
ように、ポンプロッド21に油溜溝が設けられていない場
合を仮定して、ポンプチューブ17の小径部17a とポンプ
ロッド21との摺動部の潤滑について、図12および図13を
参照して説明する。

【００２８】図12および図13に示すように、上記の場合
と同様、ポンプロッド21のオリフィスポート26の開口部
の周辺部には、オリフィスポート26を介して油路21a の
圧力P₂が作用し（圧力P₂が作用する部分の大きさを面積
A₁で示す）、ポンプ室22と油路21a との圧力差によって
横力F₁＝（P₁−P₂）A₁が発生して、ポンプロッド21がオ
リフィスポート26側のポンプチューブ17の内壁に押しつ
けられる。このとき、ポンプロッド21に油溜溝が設けら
れていないため、ポンプロッド21とポンプチューブ17と
の間に充分な油膜が形成されないので、ポンプロッド21
とポンプチューブ17とが密着しやすく、面積A₁が大きく
なり、横力F₁も大きくなる。その結果、ポンプチューブ
17とポンプロッド21との摺動速度が大きくなると、摺動
部に油膜切れが生じる虞があり、ポンプチューブ17およ
びポンプロッド21の摩耗による劣化の原因となる。

【００２９】なお、上記実施形態では、油溜溝28は、ポ
ンプロッド21の周方向に沿って円形状または円弧形状に
形成されているが、本発明はこれに限らず、油膜を保持
しやすい形状であれば任意の形状とすることができ、例
えば図６に示すようにポンプロッド21の軸方向に対して
傾斜させ、図７に示すように三角波形状とし、また、図
８に示すように波形状とすることもできる。さらに、ポ
ンプロッド21の油溜溝28とともに、または、その代わり
に、図９に示すように、ポンプチューブ17の小径部の内
周面に、油溜溝29を形成することもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、セルフ
ポンピング式の油圧緩衝器において、ポンプ手段を構成
するポンプチューブとポンプロッドとの摺動面の少なく
とも一方に油溜溝を形成したことにより、油溜溝によっ
て、ポンプチューブとポンプロッドとの摺動部に油液が
保持されるので、摺動部の油膜切れを防止することがで
き、潤滑性を確保して、ポンプチューブおよびポンプロ
ッドの摩耗による車高自動調整機能の劣化を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の油圧緩衝器の縦断面図で
ある。

【図２】図１の装置のポンプロッドおよびポンプチュー
ブの嵌合部の拡大図である。

【図３】図１の装置のポンプロッドの先端部を拡大して
示す正面図である。

【図４】図３のポンプロッドの先端部の側面図である。

【図５】図１の装置のポンプロッドとポンプチューブと
の摺動部の潤滑状態を示す模式図（縦断面図）である。

【図６】図３のポンプロッドの第１変形例を示す正面図
である。

【図７】図３のポンプロッドの第２変形例を示す正面図
である。

【図８】図３のポンプロッドの第３変形例を示す正面図
である。

【図９】内周面に油溜溝を設けたポンプチューブの小径
部を拡大して示す縦断面図である。

【図１０】油溜溝が設けられていないポンプロッドの先
端部の正面図である。

【図１１】図10のポンプロッドの側面図である。

【図１２】油溜溝が設けられていないポンプロッドとポ
ンプチューブとの摺動部の潤滑状態を示す模式図（縦断
面図）である。

【図１３】図５および図12において、ポンプロッドに作
用する圧力を示す模式図（横断面図）である。

【符号の説明】

１ 油圧緩衝器 ２ シリンダ ４ オイルタンク ５ ピストン ６ ピストンロッド 14,15 減衰力発生機構（減衰力発生手段） 17 ポンプチューブ（ポンプ手段） 21 ポンプロッド（ポンプ手段） 23,24 逆止弁（ポンプ手段） 25 二面取り部（ポンプ手段） 26 オリフィスポート（戻し手段） 28,29 油溜溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油液が封入されたシリンダと、油液が貯
   留されたオイルタンクと、前記シリンダ内に摺動可能に
   嵌装されたピストンと、一端が前記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、前記シリンダ内の前記ピストンの移動によって生じ
   る油液の流動を制御して減衰力を発生させる減衰力発生
   手段と、前記ピストンロッド側に連結されたポンプチュ
   ーブと、前記シリンダ側に連結され一端が前記ポンプチ
   ューブ内に摺動可能に嵌合されたポンプロッドと、前記
   ピストンロッドのストロークにともなう前記ポンプチュ
   ーブと前記ポンプロッドとの相対変位によって前記オイ
   ルタンクから前記シリンダ内に油液を供給するポンプ手
   段と、前記ポンプチューブと前記ポンプロッドとの相対
   位置に応じて前記シリンダから前記オイルタンクに油液
   を戻す戻し手段とを備え、前記ピストンロッドのストロ
   ークによって前記オイルタンクと前記シリンダとの間で
   油液を給排することにより、前記ピストンロッドの伸長
   長さを所定長さに調整するようにした油圧緩衝器におい
   て、前記ポンプチューブと前記ポンプロッドとの摺動部
   の少なくとも一方に油溜溝を形成したことを特徴とする
   油圧緩衝器。