WO2024262104A1

WO2024262104A1 - 緩衝器

Info

Publication number: WO2024262104A1
Application number: PCT/JP2024/009456
Authority: WO
Inventors: 大飯高
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2023-06-19
Filing date: 2024-03-12
Publication date: 2024-12-26
Anticipated expiration: 2025-12-19
Also published as: CN120693469A; JPWO2024262104A1

Abstract

横向きに取り付けられる緩衝器の全長を短くすることを課題とする。バルブボデー（第２シリンダ底部部材）の一端側の端部に径方向外側へ突出する凸部を形成し、該凸部をベースキャップ（第１シリンダ底部）の底部に形成された凹部に嵌合させることにより、バルブボデーをベースキャップに対して周方向（緩衝器の中心線を軸とする回転方向）に位置決めするように構成した。よって、ベースキャップとバルブボデーとに位置決め用のピンの嵌合穴を加工するための肉厚を確保する必要が無く、従来の緩衝器に対して全長（基本長）を短くすることができる。

Description

緩衝器

　本発明は、横向きに取り付けられる緩衝器に関する。

　特許文献１には、横向きに取り付けられる緩衝器であって、ベースキャップとバルブボデーとの周方向（緩衝器の中心線を中心とする回転方向）の位置決めにピンを用いる緩衝器（以下「従来の緩衝器」と称する）が開示されている。

特開２０１５－２２４７８０号公報

　従来の緩衝器では、ベースキャップとバルブボデーとにピンの嵌合穴を加工するための肉厚を確保する必要があり、当該緩衝器の全長が長くなる問題があった。
　本発明は、横向きに取り付けられる緩衝器の全長を短くすることを課題とする。

　本発明の緩衝器は、第２シリンダ底部部材に形成され、径方向外側へ突出する凸部と、第１シリンダ底部に形成され、凸部を収容する凹部と、を備えることを特徴とする。
　本発明の緩衝器は、第２シリンダ底部部材の、第１シリンダ底部とのシール面に形成され、リザーバ室と第３室とを連通する溝部と、第１シリンダ底部に形成され、溝部の内側に突出する突出部と、を備えることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、横向きに取り付けられる緩衝器の全長を短くすることができる。

第１実施形態に係る緩衝器のシリンダ本体を断面で示す図である。第１実施形態の説明図であって、ベースキャップにバルブボデーが組み付けられた状態を示す。第１実施形態の説明図であって、ベースキャップの斜視図である。第１実施形態の説明図であって、バルブボデーの斜視図である。第２実施形態の説明図であって、ベースキャップにバルブボデーが組み付けられた状態を示す。第２実施形態の説明図であって、ベースキャップの斜視図である。第２実施形態の説明図であって、バルブボデーの斜視図である。第３実施形態の説明図であって、ベースキャップにバルブボデーが組み付けられた状態を示す。第３実施形態の説明図であって、ベースキャップの斜視図である。第３実施形態の説明図であって、バルブボデーの斜視図である。緩衝器の取り付け方向の目印となる突起が形成されたベースキャップの斜視図である。

　本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。
　第１実施形態では、鉄道車両（図示省略）の車体と台車との間に横向き（第１実施形態では「水平」）に取り付けられる複筒式横置きバイフロー型油圧緩衝器１（以下「緩衝器１」と称する）を例示して説明する。便宜上、図１における右側を「一端側」、図１における左側を「他端側」、図１における左右方向を「緩衝器１の軸方向」、及び図１における上下方向をそのまま「上下方向」と称する。

　図１に示されるように、緩衝器１は、円筒状に形成されたベースシェル３（第１シリンダ）と、該ベースシェル３内に同心に配置されるシリンダ２（第２シリンダ）と、シリンダ２とベースシェル３との間に形成される環状のリザーバ室４とを有する。緩衝器１は、ベースシェル３の一端側の端部５に形成されるベースキャップ３１（第１シリンダ底部）を有する。ベースキャップ３１は、有底円筒形に形成され、円筒部３２が、ベースシェル３の一端側の端部５の内周に形成されたキャップ嵌合部７に嵌合される。ベースシェル３の一端側の端部５とベースキャップ３１の底部３２とは、全周溶接部８によって接合される。なお、ベースキャップ３１の底部３３の一端側には、車体側に接続される取付部材２３が接合される。

　緩衝器１は、シリンダ２内に摺動可能に挿入されたピストン９を有する。ピストン９は、シリンダ２内を他端側の第１室２Ａと一端側の第２室２Ｂとに区画する。ピストン９は、ピストンロッド１０の伸び行程時に第１室２Ａ内の液圧が設定圧力に達したとき開弁し、第１室２Ａの圧力（作動液）を第２室２Ｂへ逃がす伸び側リリーフ弁１６を有する。ピストン９は、ピストンロッド１０の伸び行程時にオリフィス特性の減衰力を発生させる伸び側オリフィス通路１８を有する。ピストン９は、ピストンロッド１０の縮み行程時に第２室２Ｂ内の液圧が設定圧力に達したときに開弁し、第２室２Ｂの圧力（作動液）を第１室２Ａへ逃がす縮み側リリーフ弁１７を有する。ピストン９は、ピストンロッド１０の縮み行程時にオリフィス特性の減衰力を発生させる縮み側オリフィス通路１９を有する。

　緩衝器１は、一端側の端部１１（第１端部）がピストン９に連結されたピストンロッド１０を有する。ピストンロッド１０は、他端側の端部１２（第２端部）が、シリンダ２及びベースシェル３の他端側の端部に装着されたロッドガイド１３に挿通されてシリンダ２の外部へ延びる。なお、ピストンロッド１０の端部１２には、台車側に接続される取付部材２２が接合される。また、ピストンロッド１０の端部１２には、シリンダ本体２５から外部へ突出したピストンロッド１０を覆う円筒形のカバー２６（図１では一部を表示）が取り付けられる。

　ベースシェル３は、他端側の端部６の内周に形成されためねじ部（符号省略）を有する。ベースシェル３のめねじ部には、外周におねじ部（符号省略）が形成された円板形のロックリング１４が取り付けられる。緩衝器１は、ベースシェル３に装着したロックリング１４を締め付けてワッシャ１５及びロッドガイド１３を一端側へ押圧することにより、シリンダ２に軸力が発生する。

　緩衝器１は、第２室２Ｂとリザーバ室４との間の作動液の流れを制御するベースバルブ４５を有する。ベースバルブ４５は、第２室２Ｂとリザーバ室４とを区画し、ベースキャップ３１との間に第３室２１を形成するバルブボデー５１（第２シリンダ底部部材）を有する。バルブボデー５１は、第２室２Ｂと第３室２１とを連通する通路４６，４７を有する。通路４６には、第３室２１から第２室２Ｂへの作動液の流れを許容するチェック弁４８が設けられる。通路４７には、第２室２Ｂ内の液圧が設定圧力に達したときに開弁し、第２室２Ｂの圧力（作動液）を第３室２１を介してリザーバ室４へ逃がすリリーフ弁４９が設けられる。なお、作動流体として、シリンダ２内には作動液が封入され、リザーバ室４内には作動液及びガスが封入される。

　図４に示されるように、バルブボデー５１は、シリンダ２の一端側の端部２０の内周に嵌合される嵌合部５２と、該嵌合部５２の一端側に形成される円筒部５３とを有する。円筒部５３は、嵌合部５２よりも大きい外径を有し、内側に第３室２１が形成される。バルブボデー５１の嵌合部５２と円筒部５３との間には、シリンダ２の一端側の端面が突き当てられる環状の突当面５４（図１参照）が形成される。

　バルブボデー５１の円筒部５３の一端側の端面５５（シール面）は、ベースキャップ３１の底部３３に形成された環状のシール面３４（図３参照）に当接される。ベースキャップ３１のシール面３４及びバルブボデー５１の端面５５は、緩衝器１の中心線に垂直な平面（以下「緩衝器１の軸直角平面」と称する）上に配置される。なお、シリンダ２の一端側の端部２０は、バルブボデー５１の円筒部５３の一端側の端部が、ベースキャップ３１の底部３３のシール面３４の外周に形成された内円筒面３６によって中央へ案内されることにより、緩衝器１の中心線に対して同軸に位置決めされる。

　図１乃至図３に示されるように、バルブボデー５１は、円筒部５３の端面５５を径方向（図２における「上下方向」）へ延びる溝部５６を有する。溝部５６は、円筒部５３の端面５５（シール面）とベースキャップ３１のシール面３４との間に、第３室２１をリザーバ室４に連通させる断面が長方形の流路５７を形成する。溝部５６は、円筒部５３の下端部に配置され、緩衝器１の中心線を含む鉛直面を対称面とする面対称に形成される。

　バルブボデー５１は、円筒部５３の端面５５の内周側に形成された切欠き部５８を有する。円筒部５３の端面５５の、切欠き部５８の外周部分は、ベースキャップ３１のシール面３４に当接される。切欠き部５８は、円筒部５３の上端部（溝部５６に対して径方向反対側）に配置され、緩衝器１の中心線を含む鉛直面を対称面とする面対称に形成される。第１実施形態において、切欠き部５８は、溝部５６の幅（図２における左右方向の長さ）と同一の径方向長さ、及び溝部５６の深さ（図１における左右方向の長さ）と同一の軸方向長さを有する。

　図２乃至図４に示されるように、バルブボデー５１は、径方向外側へ斜め下向きに突出する凸部５９を有する。凸部５９は、溝部５６の一側（図２における「左側」）の側面６０に近接した位置に配置される。凸部５９は、一端側の端面（符号省略）が円筒部５３の端面５５と同一平面上に配置される。他方、ベースキャップ３１は、バルブボデー５１の凸部５９が嵌合される凹部３５を有する。バルブボデー５１の溝部５６及び凸部５９は、緩衝器１が横向きに取り付けられた状態で、リザーバ室４に封入された作動液の液面Ｓ１（図２参照）よりも低い位置に配置される。第１実施形態では、溝部５６及び凸部５９は、緩衝器１の中心線を含む水平面Ｌ０よりも低い位置に配置される。

　前述した緩衝器１では、ピストンロッド１０の伸び行程時には、ピストンロッド１０がシリンダ２から退出した体積分の作動液が、リザーバ室４から、バルブボデー５１に形成された溝部５６（流路５７）、第３室２１、バルブボデー５１に形成された通路４６、及びチェック弁４８を経由して第２室２Ｂへ流れる。他方、ピストンロッド１０の縮み行程時には、ピストンロッド１０がシリンダ２内に進入した体積分の作動液が、第２室２Ｂから、バルブボデー５１に形成された通路４７、リリーフ弁４９、第３室２１、及びバルブボデー５１に形成された溝部５６（流路５７）を経由し、リザーバ室４へ流れる。

　ここで、従来の緩衝器では、ベースキャップとバルブボデーとの位置決めにピンを用いていたので、ベースキャップとバルブボデーとにピンの嵌合穴を加工するための肉厚を確保する必要があり、全長が長くなる問題があった。

　これに対し、第１実施形態では、バルブボデー５１（第２シリンダ底部部材）の一端側の端部に径方向外側へ突出する凸部５９を形成し、該凸部５９をベースキャップ３１（第１シリンダ底部）の底部３３に形成された凹部３５に嵌合させる、換言すれば、バルブボデー５１から径方向外側へ突出させた凸部５９をベースキャップ３１に形成された凹部３５に収容することにより、バルブボデー５１をベースキャップ３１に対して周方向（緩衝器１の中心線を軸とする回転方向）に位置決めするように構成した。

　第１実施形態によれば、バルブボデー５１をベースキャップ３１に対して周方向に位置決めするためのピンが不要となるので、ベースキャップ３１とバルブボデー５１とに当該ピンの嵌合穴を加工するための肉厚（軸方向長さ）を確保する必要が無く、特に、ベースキャップ３１の底部３３の肉厚を小さくすることが可能となる。よって、第１実施形態では、従来の緩衝器に対して全長（基本長）を短くすることができる。また、ベースキャップ３１に位置決め用のピンを加工するのに要していた手間と時間とを削減することができ、製造コストを低減することができる。

　第１実施形態では、バルブボデー５１とベースキャップ３１との位置決め構造と、バルブボデー５１とベースキャップ３１との間のシール構造とを一体化した、すなわち、凸部５９（位置決め構造）と円筒部５３の端面５５（シール構造）とをバルブボデー５１にプレス成形によって形成することができ、かつ凹部３５（位置決め構造）とシール面３４（シール構造）とをベースキャップ３１にプレス成形によって形成することができるので、製造コストをより削減することが可能である。

　第１実施形態では、バルブボデー５１の端面５５に、溝部５６と同一幅の切欠き部５８を形成、換言すれば、バルブボデー５１の端面５５（シール面）上における開口面積が溝部５６の開口面積に略等しい切欠き部５８を形成し、該切欠き部５８を溝部５６に対して径方向反対側に配置したので、バルブボデー５１の端面５５（シール面）に作用する圧力を均一化することが可能であり、ベースキャップ３１とバルブボデー５１とのシール性を向上させることができ、加えて、シリンダ２に作用させる軸力を安定させることができる。

　第１実施形態では、バルブボデー５１の溝部５６（流路５７）及び凸部５９（回転方向への位置決め機構）を、リザーバ室４に封入された作動液の液面Ｓ１よりも低い位置（緩衝器１が鉄道車両に取り付けられた状態で地面側）に配置したので、エアが、リザーバ室４から溝部５６及び凸部５９と凹部３５との隙間を介してシリンダ２内へ入り込むことを抑止することができる。

（第２実施形態）
　次に、図５乃至図７を参照して第２実施形態を説明する。
　なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。

　バルブボデー５１は、径方向外側へ鉛直方向下向きに突出する凸部５９を有する。他方、ベースキャップ３１は、バルブボデー５１の凸部５９が嵌合される凹部３５（図６参照）を有する。バルブボデー５１は、円筒部５３の端面５５を径方向へ延びる溝部６５，６６を有する。溝部６５，６６は、円筒部５３の端面５５の、凸部５９を挟んで周方向両側に配置される。溝部６５，６６は、緩衝器１の中心線を含む鉛直面を対称面とする面対称に形成される。

　溝部６５，６６は、円筒部５３の端面５５（シール面）とベースキャップ３１のシール面３４との間に、第３室２１をリザーバ室４に連通させる断面が長方形の流路６７，６８を形成する。バルブボデー５１の溝部６５，６６及び凸部５９は、緩衝器１が横向きに取り付けられた状態で、リザーバ室４に封入された作動液の液面Ｓ１（図５参照）よりも低い位置に配置される。第２実施形態では、溝部６５，６６及び凸部５９は、緩衝器１の中心線を含む水平面Ｌ０よりも低い位置に配置される。
　第２実施形態では、前述した第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

（第３実施形態）
　次に、図８乃至図１０を参照して第３実施形態を説明する。
　なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。

　前述した第１実施形態では、バルブボデー５１に径方向外側へ突出する凸部５９を形成し、ベースキャップ３１に凸部５９を嵌合させる凹部を形成することにより、バルブボデー５１をベースキャップ３１に対して周方向（緩衝器１の中心線を軸とする回転方向）に位置決めするように構成した。

　これに対し、第３実施形態では、ベースキャップ３１（第１シリンダ底部）の底部３３のシール面３４に、バルブボデー５１（第２シリンダ底部部材）に形成された溝５６の側面６０に当接させる突出部７１と、バルブボデー５１に形成された溝５６の側面６１に当接させる突出部７２とを形成することにより、バルブボデー５１をベースキャップ３１に対して周方向（緩衝器１の中心線を軸とする回転方向）に位置決めするように構成した。

　突出部７１は、水平面による断面が長方形に形成され、ベースキャップ３１の内円筒面３６から緩衝器１の中心線を含む鉛直面に対して平行に上方向へ延びる。突出部７２は、突出部７１に対し、緩衝器１の中心線を含む鉛直面を対称面とする面対称に形成される。換言すれば、突出部７１，７２は、バルブボデー５１の溝部５６内に、該溝部５６の溝幅方向（図８における「左右方向」）に間隔をあけて一対で配置される。

　第３実施形態では、前述した第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
　また、第３実施形態では、第１実施形態においてバルブボデー５１に形成された凸部５９を廃止することができる。これにより、ベースキャップ３１の底部３３の他端側（内側）の面に径方向外側へ延びる凹部３５を形成する必要が無いので、ベースキャップ３１の円筒部３２の内径を小さくする、延いてはベースシェル３の外径を小さくすることが可能となり、緩衝器１を小型化することができる。

　なお、前述した実施形態は、次のように構成することができる。
　図１１に示されるように、ベースキャップ３１（第１シリンダ底部）の底部３３の外側にプレス成形によって形成した突起４１を、緩衝器１を鉄道車両に横向きに取り付ける際の目印にするようにしてもよい。これにより、緩衝器１が誤った方向に取り付けられる、すなわち、流路５７，６７，６８がリザーバ室４に封入された作動液の液面Ｓ１（図２参照）よりも高い位置に配置される事態を抑止することができる。

　尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　本願は、２０２３年６月１９日付出願の日本国特許出願第２０２３－１００１３０号に基づく優先権を主張する。２０２３年６月１９日付出願の日本国特許出願第２０２３－１００１３０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　緩衝器、２　シリンダ（第２シリンダ）、２Ａ　第１室、２Ｂ　第２室、３　ベースシェル（第１シリンダ底部）、４　リザーバ室、５　一端側の端部（第１端部）、１０　ピストンロッド、１１　一端側の端部（第１端部）、１２　他端側の端部（第２端部）、２１　第３室、３５　凹部、５９　凸部

Claims

　緩衝器であって、該緩衝器は、
　円筒状の第１シリンダと、
　前記第１シリンダ内に配置される円筒状の第２シリンダと、
　前記第１シリンダと前記第２シリンダとの間に形成されるリザーバ室と、
　前記第１シリンダの第１端部に形成される第１シリンダ底部と、
　前記第２シリンダ内に移動可能に挿入され、前記第２シリンダ内を第１室と第２室とに区画するピストンと、
　第１端部が前記ピストンに取り付けられ、第２端部が前記第２シリンダの外部へ延びるピストンロッドと、
　前記第１シリンダ底部と前記第２シリンダとの間に配置された第２シリンダ底部部材であって、前記第１シリンダ底部との間に第３室を形成する前記第２シリンダ底部部材と、
　前記第２シリンダ底部部材に形成され、径方向外側へ突出する凸部と、
　前記第１シリンダ底部に形成され、前記凸部を収容する凹部と、
を備えることを特徴とする緩衝器。
　請求項１に記載の緩衝器であって、
　前記第２シリンダ底部部材の、前記第１シリンダ底部との当接面に形成され、前記リザーバ室と前記第３室とを連通する溝部を有し、
前記溝部は、前記凸部に近接して配置されることを特徴とする緩衝器。
　請求項２に記載の緩衝器であって、
　前記凸部と前記溝部とは、前記リザーバ室に封入された作動液の液面よりも低い位置に配置されることを特徴とする緩衝器。
　請求項２又は３に記載の緩衝器であって、
　前記溝部は、前記凸部の、前記第２シリンダ底部部材の周方向両側に配置されることを特徴とする緩衝器。
　請求項２又は３に記載の緩衝器であって、
　前記第２シリンダ底部部材は、前記シール面と径方向内側面とを切り欠いて形成した切欠き部を有し、
　前記切欠き部は、前記溝部と径方向に対向して配置されることを特徴とする緩衝器。
　請求項２又は３に記載の緩衝器であって、
　横向きに配置されるとき、前記凸部と前記溝部とが緩衝器中心線に対して地面側に配置されることを特徴とする緩衝器。
　緩衝器であって、該緩衝器は、
　円筒状の第１シリンダと、
　前記第１シリンダ内に配置される円筒状の第２シリンダと、
　前記第１シリンダと前記第２シリンダとの間に形成されるリザーバ室と、
　前記第１シリンダの第１端部に形成される第１シリンダ底部と、
　前記第２シリンダ内に移動可能に挿入され、前記第２シリンダ内を第１室と第２室とに区画するピストンと、
　第１端部が前記ピストンに取り付けられ、第２端部が前記第２シリンダの外部へ延びるピストンロッドと、
　前記第１シリンダ底部と前記第２シリンダとの間に配置された第２シリンダ底部部材であって、前記第１シリンダ底部との間に第３室を形成する前記第２シリンダ底部部材と、
　前記第２シリンダ底部部材の、前記第１シリンダ底部とのシール面に形成され、前記リザーバ室と前記第３室とを連通する溝部と、
　前記第１シリンダ底部に形成され、前記溝部の内側に突出する突出部と、
を備えることを特徴とする緩衝器。