WO2018003617A1

WO2018003617A1 - 緩衝器

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Publication number: WO2018003617A1
Application number: PCT/JP2017/022807
Authority: WO
Inventors: 五十嵐　靖弘; 一樹高橋
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2018-01-04
Also published as: JP2019143642A

Abstract

弁体の経時的な疲労を抑え、耐久性、寿命を向上することができる緩衝器を提供する。　油圧緩衝器１の弁機構１３は、弁体室１４、流入路１５、流出路１６、ばね１７、弁座部１８、弁体２０等を備えている。弁体２０は、一端に流入路１５内を摺動する摺動軸部２１と、弁座部１８に離着座するシート部２２と、摺動軸部２１とは軸方向の反対側に位置する基部２３とを有している。弁体２０の摺動軸部２１は、流入路１５の内周面に摺接する摺接面２１Ａ１，２１Ｂ１をそれぞれ有し流入路１５の径方向で対向した一側摺動部２１Ａおよび他側摺動部２１Ｂと、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとを繋ぐ接続部２１Ｃとを有している。

Description

緩衝器

　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、シリンダ装置としての緩衝器が設けられ、鉄道車両の振動を緩衝するようにしている（例えば、特許文献１参照）。この種の従来技術による緩衝器には、作動流体が封入されたシリンダと、シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたピストンと、ピストンに連結されてシリンダから外部に延出されたピストンロッドと、シリンダ内のピストンの摺動によって作動流体の流れが生じる流路と、流路に設けられピストンの移動に伴って開閉する弁機構と、を備えている。

特開２００９－２８７６０９号公報

　ところで、一般の緩衝器では、シリンダ内のピストンが摺動変位したときに、流路に設けられた弁機構の弁体が流路を開閉させて減衰力を発生させている。この場合、流路内を摺動する弁体にモーメントが加わり、弁体の摺動部に対して経時的な疲労による損傷が生じてしまうという問題がある。

　本発明の目的は、弁体の経時的な疲労を抑え、耐久性、寿命を向上することができる緩衝器を提供することにある。

　本発明の一実施形態に係る緩衝器は、内部に作動流体が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたピストンと、前記ピストンに連結され前記シリンダから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摺動によって作動流体の流れが生じる流路と、前記流路に設けられ前記ピストンの移動に伴って開閉する弁機構と、を備え、前記弁機構は、弁体と前記弁体が収容される弁体室と、前記弁体室内へ作動流体を流入させる流入路と、前記弁体室外へ作動流体を流出させる流出路と、前記流入路が閉塞される方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、
　前記流入路に連通されて前記弁体室に開口する流入口の周囲に設けられ、前記弁体が着座する弁座部とを有し、前記弁体は、前記流入路内を摺動する摺動軸部と、前記シート面に離着座するシート部と、該シート部を挟んで前記摺動軸部とは軸方向の反対側に位置して前記弁体室内に変位可能に設けられ前記流出路と連通するオリフィス通路が内部に形成された基部と、からなり、前記摺動軸部は、円柱形状であって、前記流入路の内周面に摺接する円弧状の摺接面をそれぞれ有し前記流入路の径方向で対向した一側摺動部および他側摺動部と、前記一側摺動部と前記他側摺動部とを繋ぐ接続部とを有することを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、弁体の経時的な疲労を抑え、耐久性、寿命を向上することができる。

本発明の実施の形態による緩衝器を示す断面図である。図１中のII部における弁機構の拡大図である。図２中の弁体を単体で示す斜視図である。弁体が開弁したときの弁機構を示す断面図である。弁機構を図４中の矢示Ｖ－Ｖ方向からみた断面図である。第１の変形例による弁体を示す図面である。第１の変形例による弁体を図６中の矢示VII－VII方向からみた断面図である。第２の変形例による弁体を示す図面である。第２の変形例による弁体を図８中の矢示IX－IX方向からみた断面図である。

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

　まず、本発明の実施の形態による油圧緩衝器１について、図１ないし図５を参照しつつ説明する。この油圧緩衝器１は、その外殻をなす筒状の外筒２、内筒６、ピストン８、ピストンロッド９、ロッドガイド１０、流路１１、弁機構１３を備えている。この油圧緩衝器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ている。

　油圧緩衝器１の外筒２は、内筒６の外周側に位置して内筒６と同軸に設けられている。外筒２の一端側（図１中の左端）はボトムキャップ３によって閉塞され、他端側（図１中の右端）は後述のロッドガイド１０によって閉塞されている。外筒２の他端側には、後述のピストンロッド９を覆う筒状カバー４が取付けられている。ここで、ボトムキャップ３と筒状カバー４とには、例えば鉄道車両の車体と台車とに取付けられる取付アイ５Ａ，５Ｂがそれぞれ設けられている。

　油圧緩衝器１の内筒６は、シリンダを構成し、外筒２内に同軸をなして設けられている。内筒６の一端側はボトムキャップ３側にボトムバルブ７を介して嵌合し、固定されている。内筒６の他端側はロッドガイド１０が嵌合して取付けられている。内筒６内には、作動流体としての作動液が封入されている。この作動流体としては、例えば、オイル、添加剤を混在させた水等を用いることができる。

　この場合、内筒６と外筒２との間には環状のリザーバ室Ａが形成され、このリザーバ室Ａ内には、前記作動液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９の縮小時（縮み行程）に当該ピストンロッド９の進入体積分を補償すべく圧縮される。

　ボトムバルブ７は、図１に示すように、内筒６の一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。このボトムバルブ７には、リザーバ室Ａ内の作動液が内筒６内のボトム側油室Ｃに向けて流通するのを許し、逆向きの流れを阻止するボトム側弁としての吸込み弁７Ａが設けられている。

　ここで、吸込み弁７Ａは、内筒６内でピストン８が軸方向（ロッド伸長側）に摺動変位するときに、内筒６内が常に作動液で満たされた状態に保持するように開，閉弁する。即ち、ピストンロッド９の伸長行程でピストン８が内筒６内をロッド側油室Ｂの方向に摺動変位するときには、吸込み弁７Ａが開弁してリザーバ室Ａ内の作動液がボトム側油室Ｃへと流入または吸込まれる。

　ピストン８は、内筒６内に摺動可能に挿入（挿嵌）された可動隔壁である。このピストン８は、内筒６内を一側油室としてのボトム側油室Ｃと、他側油室（反ボトム側油室）としてのロッド側油室Ｂとの２つの圧力室に分画（画成）している。ピストン８には、ボトム側油室Ｃからロッド側油室Ｂへと作動液が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止するピストン弁としての逆止弁８Ａが設けられている。

　ここで、逆止弁８Ａは、内筒６内でピストン８が軸方向（ロッド縮小側）に摺動変位するときに、内筒６内が常に作動液で満たされた状態に保持するように開，閉弁する。即ち、ピストンロッド９の縮小行程でピストン８が内筒６内をボトム側油室Ｃの方向に摺動変位するときには、逆止弁８Ａが開弁してボトム側油室Ｃ内の作動液がロッド側油室Ｂへと吸込まれる。

　ピストンロッド９は、その一端側が内筒６内でピストン８に連結されている。一方、ピストンロッド９の他端側（突出端側）は、ロッドガイド１０等を介して内筒６の外部へと延びるように伸縮可能に突出している。このピストンロッド９の他端側は、取付アイ５Ｂを介して、例えば鉄道車両の台車等に取付けられている。

　ロッドガイド１０は、外筒２および内筒６の他端側に位置して、段付円筒状に形成されている。ロッドガイド１０は、内筒６の他側部分を外筒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９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１０には、内筒６内のピストン８の摺動によって作動液の流れが生じる流路１１と、流路１１に設けられ作動液の流量を調整する弁機構１３とが設けられている。

　流路１１は、ロッドガイド１０内に位置して、リザーバ室Ａとロッド側油室Ｂとの間に設けられている。流路１１の軸方向一端側は流入部１１Ａとなってロッド側油室Ｂと連通し、流入部１１Ａの軸方向他端側は後述の弁機構１３の流入路１５と連通している。この流路１１は、ピストン８の摺動により作動液の流れを生じさせ、ロッド側油室Ｂ内の作動液をリザーバ室Ａに向けて流通させるものである。

　流出パイプ１２は、流路１１の流出部となり、リザーバ室Ａ内に位置して設けられている。この流出パイプ１２の基端側は後述の弁機構１３の流出路１６に接続され、流出パイプ１２の先端側はリザーバ室Ａ内の作動液中に沈漬（浸漬）されている。流出パイプ１２は、例えば可撓性パイプにより形成されている。これにより、流出パイプ１２は、ロッド側油室Ｂから流路１１を介して弁体室１４内に吸込んだ作動液を、リザーバ室Ａ内の作動液中に供給する。

　弁機構１３は、ロッドガイド１０内に位置して、流路１１の流入部１１Ａと流出パイプ１２（流路１１の流出部）との間に設けられている。弁機構１３は、弁体室１４、流入路１５、流出路１６、ばね１７、弁座部１８、スクリュー１９、弁体２０等を備えている。この弁機構１３は、ピストン８の移動に伴って開閉し、流路１１内を通過する作動液の流量を調整して減衰力を発生させるものである。即ち、弁機構１３は、予め定められた圧力で開弁して、ピストン８の移動速度に応じて開口面積（開度）が変化する調圧弁として構成されている。

　弁体室１４は、ロッドガイド１０内に位置して、流入路１５と流出路１６との間に設けられている。弁体室１４は、ロッドガイド１０の外周側から内周側に向けて径方向に穿設されたボア形状の段付きの環状孔として形成されている。この弁体室１４は、流入路１５と流出路１６とを連通させるとともに、弁体２０を収容するためのものである。

　ここで、弁体室１４の一側（ピストンロッド９側）は、流入路１５と連通し、弁体２０のシート部２２が着座するテーパ状の弁座部１８が形成されている。また、弁体室１４の他側（外筒２側）には、スクリュー１９を弁体室１４内に埋設するための座ぐり孔１４Ａが形成されている。一方、弁体室１４の下流側（ボトムキャップ３側）は、流出路１６と連通している。

　流入路１５は、ロッドガイド１０内を径方向に穿設することにより、流路１１の流入部１１Ａと弁体室１４との間に設けられている。流入路１５の一側は流入部１１Ａと連通し、流入路１５の他側は弁体室１４と連通している。この場合、流入路１５の他端は、流入路１５と弁体室１４とを連通させるべく、弁体室１４に開口する流入口１５Ａを形成している。この流入路１５は、ロッド側油室Ｂから流路１１を介して吸い込んだ作動液を、弁体室１４内に向けて流入させるものである。即ち、流入路１５は、流路１１の一部を構成している。

　流出路１６は、ロッドガイド１０の径方向外側を軸方向に穿設することにより、弁体室１４とリザーバ室Ａとの間に設けられている。流出路１６の一側は弁体室１４と連通し、流出路１６の他側は流出パイプ１２を介してリザーバ室Ａと連通している。この流出路１６は、流入路１５から吸い込んだ作動液を、弁体室１４外に向けて流出させるものである。即ち、流出路１６は、流路１１の一部を構成している。

　ばね１７は、スクリュー１９と弁体２０のシート部２２との間に位置して、弁体２０の基部２３を取囲むように設けられている。このばね１７は、例えばコイルばねにより構成され、弁体２０を流入路１５が閉塞する方向に常時付勢する付勢部材を構成している。即ち、ばね１７は、弁体２０をスクリュー１９からピストンロッド９側に離間する方向に付勢している。

　弁座部１８は、弁体室１４の軸方向一側（ピストンロッド９側）に位置して、流入路１５の流入口１５Ａを囲むように設けられている。すなわち、弁座部１８は、弁体室１４に開口する流入口１５Ａ（開口部）の周囲に設けられる。この弁座部１８は、弁体室１４の一側壁面から外筒２側に向けてテーパ状に突出している。弁体２０のシート部２２が、弁座部１８に着座する。

　スクリュー１９は、弁体室１４の軸方向他側（外筒２側）に位置して、弁体室１４の内周面に螺合して設けられている。スクリュー１９は、全体として段付円筒状に形成され、ばね１７を支承するばね受部１９Ａと、該ばね受部１９Ａからピストンロッド９側に突出する凸部１９Ｂとにより構成されている。この凸部１９Ｂは、弁体２０の開弁時に弁体２０の基部２３の他端側が当接することにより、弁体２０の移動を規制するものである。

　弁体２０は、弁体室１４内に収容され、弁体室１４内を軸方向に移動可能に設けられている。この弁体２０には、弁体２０の長さ方向一側に形成された小径の摺動軸部２１と、弁座部１８に離着座する環状のシート部２２と、弁体２０の長さ方向他側に形成された大径の基部２３とが一体に形成されている。弁体２０は、図３に示すように、段付円柱状のポペット弁として形成されている。弁体２０は、弁体室１４内を弁体室１４の長さ方向に移動することにより、流入路１５を流出路１６に対して開閉するものである。

　摺動軸部２１は、弁体２０の長さ方向一側に位置して、流入路１５内に摺動可能に挿嵌されている。この摺動軸部２１は、シート部２２からピストンロッド９側に向けて延びる円柱状の突出部材として形成されている。摺動軸部２１は、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂと接続部２１Ｃと連通穴２１Ｄと凹部２１Ｅ，２１Ｆとにより構成されている。この場合、摺動軸部２１は、当該摺動軸部２１の外周側を切欠いて凹部２１Ｅ，２１Ｆを設けることにより、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとが、例えば左，右方向（径方向）で対向して形成されている。また、摺動軸部２１は、一側摺動部２１Ａおよび他側摺動部２１Ｂ間に接続部２１Ｃが設けられることにより、全体として断面Ｈ字状に形成されている。

　一側摺動部２１Ａは、摺動軸部２１の径方向一側に位置して設けられている。この一側摺動部２１Ａは、断面略半円状に形成され、流入路１５の径方向一側（例えば、図２に示す状態では取付アイ５Ｂ側）の内周面と摺動するものである。この場合、一側摺動部２１Ａは、流入路１５の内周面と摺動する円弧状の摺接面２１Ａ１を有している。

　一方、他側摺動部２１Ｂは、摺動軸部２１の径方向他側に位置して、一側摺動部２１Ａとは径方向に離間して設けられている。即ち、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとは、流入路１５の径方向で対向している。この他側摺動部２１Ｂは、断面略半円状に形成され、流入路１５の径方向他側（例えば、図２に示す状態では取付アイ５Ａ側）の内壁面に対して摺動するものである。即ち、他側摺動部２１Ｂは、流入路１５の内周面と摺動する円弧状の摺接面２１Ｂ１を有している。

　接続部２１Ｃは、摺動軸部２１の径方向中央に位置して、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとの間に設けられている。接続部２１Ｃの径方向一側は一側摺動部２１Ａと一体に形成され、接続部２１Ｃの径方向他側は他側摺動部２１Ｂと一体に形成されている。即ち、この接続部２１Ｃは、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとの間を繋ぐ（接続する）梁部材を構成し、摺動軸部２１の強度を保持するものである。

　連通穴２１Ｄは、摺動軸部２１の長さ方向他側（外筒２側）に位置して設けられている。この連通穴２１Ｄは、接続部２１Ｃの基端側を径方向に貫通する円形状の貫通穴として形成されている。連通穴２１Ｄは、摺動軸部２１の基端側において後述のオリフィス通路２３Ａと連通している。これにより、摺動軸部２１の凹部２１Ｅ，２１Ｆから流入する作動液は、連通穴２１Ｄを介してオリフィス通路２３Ａに向けて流通することになる。連通穴２１Ｄを円形状の貫通穴としたことにより、最も一般的な切削工具を用いることができ、生産性を向上させることができる。

　この場合、連通穴２１Ｄの軸方向他側面（基端面）とシート部２２の着座面２２Ａとは、寸法Ｓだけ離間している（図２参照）。この寸法Ｓにより、弁体２０の開弁時において、弁体２０が弁座部１８から離座してから連通穴２１Ｄが弁体室１４内に進入するまでの距離または時間を設定して、減衰力特性を調整することができる。

　凹部２１Ｅ，２１Ｆは、摺動軸部２１の一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとの間に位置し、両側から接続部２１Ｃを挟んでそれぞれ設けられている。この凹部２１Ｅ，２１Ｆは、一側摺動部２１Ａおよび他側摺動部２１Ｂが設けられている方向と直交した位置に配置されている。凹部２１Ｅ，２１Ｆの長さ方向基端側は連通穴２１Ｄにより互いに連通され、該連通穴２１Ｄを介してオリフィス通路２３Ａと連通している。これにより、凹部２１Ｅ，２１Ｆは、流入路１５内に流入した作動液を、連通穴２１Ｄを介してオリフィス通路２３Ａへと流通させる。

　この場合、凹部２１Ｅ，２１Ｆは、摺動軸部２１の外周側を切欠くことにより、一側摺動部２１Ａ、他側摺動部２１Ｂおよび接続部２１Ｃの間に形成されている。即ち、凹部２１Ｅ，２１Ｆは、摺動軸部２１の外周に対して開口し、流入路１５と常時連通している。凹部２１Ｅ，２１Ｆは、その長さ方向一側が摺動軸部２１の一側端面に開口し、その長さ方向他側は、連通穴２１Ｄの位置まで摺動軸部２１の長さ方向（軸方向）に延びている。

　シート部２２は、摺動軸部２１と基部２３との間に位置して設けられている。シート部２２は、基部２３の外周側から、全周にわたって径方向外側に突出する鍔部として形成されている。このシート部２２の軸方向一端面は、弁体２０の閉弁時に弁座部１８に着座する着座面２２Ａをなしている。一方、シート部２２の軸方向他端面は、ばね１７の軸方向一側を支承する支承面２２Ｂをなしている。

　これにより、シート部２２は、ピストン８の摺動変位に連動して流入路１５を開閉する。即ち、弁体２０の閉弁時には、シート部２２の着座面２２Ａが弁座部１８に着座して、流入路１５を弁体室１４に対して遮断する。一方、弁体２０の開弁時には、シート部２２の着座面２２Ａが弁座部１８から離座して、流入路１５を弁体室１４に対して連通させる。

　基部２３は、シート部２２を挟んで摺動軸部２１とは軸方向反対側に設けられている。即ち、基部２３は、弁体２０の長さ方向（軸方向）他側に位置して、弁体室１４内に変位可能に設けられている。この基部２３は、摺動軸部２１よりも径方向寸法が大きく、シート部２２から外筒２側に向けて延びる円柱状の突出部材として形成されている。また、基部２３の内部には、オリフィス通路２３Ａが形成されている。基部２３の軸方向他端は、弁体２０の開弁時にスクリュー１９の凸部１９Ｂと当接して、弁体２０の移動を規制するものである。なお、本実施の形態では、摺動軸部２１よりも基部２３の径方向寸法を大きくしたが、同等あるいは摺動軸部２１よりも基部２３の径方向寸法を小径としてもよい。

　オリフィス通路２３Ａは、基部２３の内部に位置して形成されている。オリフィス通路２３Ａは、基部２３の軸方向他端から連通穴２１Ｄおよび凹部２１Ｅ，２１Ｆまでを貫通する小孔として形成されている。このオリフィス通路２３Ａは、ピストンロッド９の伸縮時に流入路１５から流出路１６に向けて流通する作動液を絞ることにより、減衰力を発生させるものである。

　本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、その作動について説明する。

　油圧緩衝器１は、その一端側に位置するボトムキャップ３の取付アイ５Ａが、例えば鉄道車両の車体に取付けられる。また、ピストンロッド９の他端側の取付アイ５Ｂ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９が内筒６から軸方向に伸長したり、内筒６内へと軸方向に縮小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９が伸長行程にある場合、ピストン８が軸方向（ロッド伸長側）に摺動変位するときには、ロッド側油室Ｂ内が高圧状態となる。そして、ロッド側油室Ｂ内の圧力が予め決められた開弁圧を越えると弁機構１３の弁体２０が開弁し、作動液が流路１１から流入路１５を介して弁体室１４内へと流入する。弁体室１４内へと流入した作動液は、流出路１６、流出パイプ１２を介してリザーバ室Ａに向けて流出する。これにより、弁機構１３によりピストンロッド９の伸長動作を抑えるように緩衝することができる。

　ここで、流入路１５内に流入した作動液は、摺動軸部２１の凹部２１Ｅ、２１Ｆ、連通穴２１Ｄ、オリフィス通路２３Ａを介して、弁体室１４内に流入する。このとき、弁機構１３は、オリフィス通路２３Ａを流通する作動液に絞り作用を生じさせることにより、減衰力を発生させる。

　そして、ピストン速度が上昇して、ロッド側油室Ｂ内の圧力が予め決められた開弁圧を越えると、シート部２２の着座面２２Ａが弁座部１８から離座して、弁体２０が開弁する。この場合、図４に示すように、流入路１５内に流入した作動液は、摺動軸部２１の一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとの間の凹部２１Ｅ，２１Ｆを介して、弁体室１４内に流入する。弁体室１４内に流入した作動液は、流出路１６を介して流出パイプ１２に向けて流通し、リザーバ室Ａ内に流出する。

　また、ピストンロッド９の伸長行程では、内筒６から進出したピストンロッド９の進出体積分に相当する分量の作動液が、リザーバ室Ａ内からボトムバルブ７の吸込み弁７Ａを介してボトム側油室Ｃ内に流入する。この場合、ピストン８に設けられた逆止弁８Ａは、ボトム側油室Ｃ内の作動液がロッド側油室Ｂへと流通するのを許し逆向きの流れを阻止するので、ロッド側油室Ｂからボトム側油室Ｃ内へと作動液が流入することはない。

　一方、ピストンロッド９が縮小行程にある場合、ピストン８が軸方向（ロッド縮小側）に摺動変位するときには、ボトム側油室Ｃ内が高圧状態となる。そして、ボトム側油室Ｃ内の作動液がピストン８に設けられた逆止弁８Ａを介してロッド側油室Ｂ内へと流入する。この場合、ボトムバルブ７に設けられた吸込み弁７Ａは、リザーバ室Ａ内の作動液が内筒６内のボトム側油室Ｃへと流通するのを許し逆向きの流れを阻止するので、ボトム側油室Ｃからリザーバ室Ａ内へと作動液が流入することはない。

　そして、ロッド側油室Ｂ内の圧力が予め決められた開弁圧を越えると、弁機構１３の弁体２０が開弁し、ロッド側油室Ｂ内の作動液が流入路１５から弁体室１４内へと流入して流出路１６、流出パイプ１２を介してリザーバ室Ａに向けて流出する。これにより、ピストンロッド９の伸長行程と同様に、弁機構１３によりピストンロッド９の縮小動作を抑えるように緩衝することができる。

　ここで、油圧緩衝器１は、ユニフロー構造となっている。即ち、内筒６内の作動液は、ピストンロッド９の伸び行程と縮み行程との両行程で、ロッド側油室Ｂから流路１１を介してリザーバ室Ａに向けて常に一方向に流通する。これにより、ピストン８の軸方向への移動距離が同一であれば、同一量の作動液がロッド側油室Ｂから弁機構１３を通過するので、同一の減衰力が発生する。

　ところで、ピストンロッド９の伸縮動作により、流入路１５内の作動液が弁機構１３の弁体２０を摺動させるので、流入路１５内を摺動する摺動軸部２１には過大な負荷が作用している。この場合、本実施の形態による油圧緩衝器１は、弁体２０の摺動軸部２１に接続部２１Ｃを設け、摺動軸部２１の剛性を高めている。これにより、弁体２０は、摺動軸部２１に作用する負荷から摺動軸部２１の損傷を抑制している。

　かくして、本実施の形態によれば、弁体２０の摺動軸部２１を、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂと接続部２１Ｃとにより、断面Ｈ字状に形成した。この場合、接続部２１Ｃは、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとの間を繋ぐ梁部材を構成している。これにより、接続部２１Ｃは、摺動軸部２１の強度を確保することができる。この結果、弁体２０は、摺動軸部２１に作用する経時的な疲労、劣化を抑え、耐久性、寿命を向上することができる。

　また、本実施の形態によれば、弁体２０の摺動軸部２１は、経時的な疲労による劣化を抑制しているので、弁体２０の交換頻度を少なくすることができる。これにより、弁体２０を長期に亘って使用することが可能となり、部品の交換コストを抑えることができる。

　また、本実施の形態によれば、摺動軸部２１に接続部２１Ｃを設けているので、弁体２０の開弁時と弁体２０の閉弁時とにおける作動液の受圧面積の変化を少なくすることができる。即ち、弁体２０の閉弁時には、作動液の受圧面積は摺動軸部２１の断面積全体となり、弁体２０の開弁時には、作動液の受圧面積は一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂと接続部２１Ｃとの断面積全体となる。この場合、接続部を設けていない従来例の弁体においては、弁体の開弁時の作動液の受圧面積は、一側摺動部と他側摺動部との断面積全体となる。

　従って、本実施の形態の弁体２０は、従来例の弁体と比べて、開弁時と閉弁時との作動液の受圧面積の変化が接続部２１Ｃ分だけ少なくなる。これにより、開弁時と閉弁時との作動液の受圧面積の変化に起因する弁体２０の自励振動を低減することができる。この結果、弁体２０の摺動時の不要な挙動を抑えることができるので、弁体２０が安定して作動することができる。

　また、本実施の形態によれば、連通穴２１Ｄを接続部２１Ｃの基端側に設けて、オリフィス通路２３Ａと連通する構成とした。これにより、流入路１５に流入した作動液は、連通穴２１Ｄを介してオリフィス通路２３Ａに流通することができる。この結果、弁体２０は、作動液の流通を妨げることなく、流入路１５から流出路１６に向けて作動液を流通させることができるので、所望の減衰力特性を発生させることができる。

　なお、前記実施の形態では、弁体２０の摺動軸部２１の連通穴２１Ｄを円形状の貫通穴として形成す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、例えば図６および図７に示す第１の変形例のように構成してもよい。即ち、弁体３１は、第１の実施の形態の弁体２０と同様に、摺動軸部３２、シート部２２、基部２３により構成されている。この場合、摺動軸部３２は、第１の実施の形態の弁体２０の摺動軸部２１と同様に、一側摺動部３２Ａ、摺接面３２Ａ１、他側摺動部３２Ｂ、摺接面３２Ｂ１、接続部３２Ｃ、連通穴３２Ｄ、凹部３２Ｅ，３２Ｆにより構成されている。しかし、第１の変形例による弁体３１は、連通穴３２Ｄを四角形状の貫通穴として形成する点で、第１の実施の形態の弁体２０と異なっている。これにより、円形状の貫通穴と比して、通路面積を確保することができる。

　また、前記実施の形態では、弁体２０の摺動軸部２１の軸方向他側に連通穴２１Ｄを設けて、該連通穴２１Ｄとオリフィス通路２３Ａとを連通する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図８および図９に示す第２の変形例のように構成してもよい。即ち、弁体４１は、第１の実施の形態の弁体２０と同様に、摺動軸部４２、シート部２２、基部４３により構成されている。この場合、摺動軸部４２は、第１の実施の形態の弁体２０の摺動軸部２１と同様に、一側摺動部４２Ａ、摺接面４２Ａ１、他側摺動部４２Ｂ、摺接面４２Ｂ１、接続部４２Ｃ、凹部４２Ｅ，４２Ｆにより構成されている。また、基部４３は、第１の実施の形態の弁体２０の基部２３と同様に、オリフィス通路４３Ａを備えている。

　しかし、第２の変形例による弁体４１は、オリフィス通路４３Ａが、基部４３の径方向一側に位置して、凹部４２Ｆの底面から基部４３の軸方向他端（底面）までを貫通する点で、第１の実施の形態の弁体２０と異なっている。これにより、接続部４２Ｃを貫通する連通穴を設けることなく、作動液を流入路１５から凹部４２Ｅ，４２Ｆおよびオリフィス通路４３Ａを介して流出路１６に向けて流通させることができる。なお、オリフィス通路４３Ａは、基部４３の径方向他側に位置して、凹部４２Ｅの底面から基部４３の軸方向他端までを貫通する構成としてもよい。

　また、前記実施の形態では、接続部２１Ｃを、一側摺動部２１Ａと他側摺動部２１Ｂとの間に１個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、接続部を一側摺動部と他側摺動部との間に２個以上設ける構成としてもよい。

　また、前記実施の形態では、ボトムバルブ７に吸込み弁７Ａを設け、ピストン８には逆止弁８Ａを設けて、ロッド側油室Ｂからリザーバ室Ａに向けて作動液が一方向に流れるユニフロー型の油圧緩衝器１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、ボトムバルブ、ピストン、ロッドガイドに逆止弁を設けて、ピストンロッドの伸び行程と縮み行程との両行程で、作動液の流れが正逆の両方向となるバイフロー型の緩衝器に弁機構１３を設ける構成としてもよい。

　また、前記実施の形態では、弁機構１３をロッドガイド１０に配置した流路１１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、弁機構を、ピストンに形成した流路に設けてもよいし、ボトムバルブに形成した流路に設ける構成としてもよい。

　また、前記実施の形態では、油圧緩衝器１を、鉄道車両の車体と台車との間に横置き状態で取付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、例えば緩衝器を鉄道車両の車体と台車との間に縦置き状態で取付ける構成としてもよい。

　さらに、前記実施の形態では、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（シリンダ装置）にも適用することができる。

　次に、上記実施の形態に含まれる発明について、以下に述べる。即ち、本発明は、接続部には、オリフィス通路に連通する連通穴が形成された構成としている。これにより、流入路内に流入した作動液を、連通穴を介してオリフィス通路に流通させることができる。

　また、本発明は、連通穴は、円形状である構成としている。これにより、一般的な切削工具を用いて加工をすることができる。

　また、本発明は、連通穴は、四角形状である構成としている。これにより、通路面積を確保することができる。

　また、本発明は、摺動軸部は、一側摺動部と他側摺動部との周方向間に凹部を対向して形成され、該凹部とオリフィス通路とは、直接貫通している構成としている。これにより、接続部を貫通する連通穴を設けることなく、作動液を流通させることができる。

　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、内部に作動流体が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたピストンと、前記ピストンに連結され前記シリンダから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摺動によって作動流体の流れが生じる流路と、前記流路に設けられ前記ピストンの移動に伴って開閉する弁機構と、を備えた緩衝器において、前記弁機構は、弁体と前記弁体が収容される弁体室と、前記弁体室内へ作動流体を流入させる流入路と、前記弁体室外へ作動流体を流出させる流出路と、前記流入路が閉塞される方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、前記流入路に連通される流入口が弁座部に開口されて前記弁体が着座される前記弁座部と、を有し、前記弁体は、前記流入路内を摺動する摺動軸部と、前記弁座部に離着座するシート部と、該シート部を挟んで前記摺動軸部とは軸方向の反対側に位置して前記弁体室内に変位可能に設けられ前記流出路と連通するオリフィス通路が内部に形成された基部と、からなり、前記摺動軸部は、円柱形状であって、前記流入路の内周面に摺接する円弧状の摺接面をそれぞれ有し前記流入路の径方向で対向した一側摺動部および他側摺動部と、前記一側摺動部と前記他側摺動部とを繋ぐ接続部とを有することを特徴とする。

　第２の態様としては、第１の態様において、前記接続部には、前記オリフィス通路に連通する連通穴が形成されたことを特徴とする。

　第３の態様としては、第２の態様において、前記連通穴は、円形状であることを特徴とする。

　第３の態様としては、第２の態様において、前記連通穴は、四角形状であることを特徴とする。

　第４の態様としては、第１の態様において、前記摺動軸部は、前記一側摺動部と他側摺動部との周方向間に凹部を対向して形成され、該凹部と前記オリフィス通路とは、直接貫通していることを特徴とする。

　以上、本発明の幾つかの実施形態のみを説明したが、本発明の新規の教示や利点から実質的に外れることなく例示の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には容易に理解できるであろう。従って、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含むことを意図する。上記実施形態を任意に組み合わせても良い。

　本願は、２０１６年６月２７日付出願の日本国特許出願第２０１６－１２６５０７号に基づく優先権を主張する。２０１６年６月２７日付出願の日本国特許出願第２０１６－１２６５０７号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

　１　油圧緩衝器（緩衝器）　６　内筒（シリンダ）　８　ピストン　９　ピストンロッド　１１　流路　１３　弁機構　１４　弁体室　１５　流入路　１５Ａ　流入口　１６　流出路　１７　ばね（付勢部材）　１８　弁座部　２０，３１，４１　弁体　２１，３２，４２　摺動軸部　２１Ａ，３２Ａ，４２Ａ　一側摺動部　２１Ａ１，２１Ｂ１，３２Ａ１，３２Ｂ１，４２Ａ１，４２Ｂ１　摺接面　２１Ｂ，３２Ｂ，４２Ｂ　他側摺動部　２１Ｃ，３２Ｃ，４２Ｃ　接続部　２１Ｄ，３２Ｄ　連通穴　２２　シート部　２３，４３　基部　２３Ａ，４３Ａ　オリフィス通路

Claims

　緩衝器であって、該緩衝器は、
　内部に作動流体が封入されたシリンダと、
　前記シリンダ内に摺動可能に挿嵌されたピストンと、
　前記ピストンに連結され前記シリンダから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摺動によって作動流体の流れが生じる流路と、
　前記流路に設けられ前記ピストンの移動に伴って開閉する弁機構と、を備え、
　前記弁機構は、
　弁体と、
　前記弁体が収容される弁体室と、
　前記弁体室内へ作動流体を流入させる流入路と、
　前記弁体室外へ作動流体を流出させる流出路と、
　前記流入路が閉塞される方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、
　前記流入路に連通されて前記弁体室に開口する流入口の周囲に設けられ、前記弁体が着座する弁座部とを有し、
　前記弁体は、
　前記流入路内を摺動する摺動軸部と、前記弁座部に離着座するシート部と、該シート部を挟んで前記摺動軸部とは軸方向の反対側に位置して前記弁体室内に変位可能に設けられ前記流出路と連通するオリフィス通路が内部に形成された基部と、からなり、
　前記摺動軸部は、円柱形状であって、前記流入路の内周面に摺接する円弧状の摺接面をそれぞれ有し前記流入路の径方向で対向した一側摺動部および他側摺動部と、前記一側摺動部と前記他側摺動部とを繋ぐ接続部とを有することを特徴とする緩衝器。
　前記接続部には、前記オリフィス通路に連通する連通穴が形成されることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
　前記連通穴は、円形状であることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
　前記連通穴は、四角形状であることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
　前記摺動軸部は、前記一側摺動部と他側摺動部との周方向間に凹部を対向して形成され、
　該凹部と前記オリフィス通路とは、直接貫通していることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。