(57)【要約】【課題】車両における乗り心地を向上することができるとともに車両への搭載性を悪化させることが無い緩衝器を提供することである。【解決手段】両ロッド型に設定される緩衝器Ｄであって、シリンダ１を覆ってシリンダ１との間に第一環状隙間Ｎ１を形成する筒部材４と、シリンダ１から突出するロッド２の一端２ａの外周に設けた内筒５と、内筒５を覆って内筒５との間に第二環状隙間Ｎ２を形成する外筒６と、内筒５の外周および外筒６の内周に摺接する環状のフリーピストン７とを備え、第二環状隙間Ｎ２内がフリーピストン７によって気室Ｇと空間Ａとに区画され、第一環状隙間Ｎ１と上記空間Ａを連通してこれらで液室Ｌを形成し、この液室Ｌを、上方側に配置される圧力室Ｒ１へ圧力室Ｒ１から液室Ｌへ向かう流れのみを許容する一方通行通路８を介して連通するとともに、下方側に配置される圧力室Ｒ２へ通過する流れに抵抗を与える絞り通路９を介して連通した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドと、ロッドの中間部に設けられるとともにシリンダ内に摺動自在に挿入されて二つの圧力室を隔成するピストンとを備えて両ロッド型に設定される緩衝器において、シリンダを覆ってシリンダとの間に第一環状隙間を形成する筒部材と、シリンダから突出するロッドの一端の外周に設けた内筒と、内筒を覆って内筒との間に第二環状隙間を形成する外筒と、内筒の外周および外筒の内周に摺接する環状のフリーピストンとを備え、第二環状隙間内がフリーピストンによって気室と空間とに区画され、第一環状隙間と上記空間を連通してこれらで液室を形成し、この液室を、上方側に配置される圧力室へ圧力室から液室へ向かう流れのみを許容する一方通行通路を介して連通するとともに、下方側に配置される圧力室へ通過する流れに抵抗を与える絞り通路を介して連通したことを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
外筒は、ロッドの一端のストローク範囲をカバーすることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
シリンダの一端に嵌合されてロッドを軸支する環状のロッドガイドを備え、外筒が内筒を保持する肉厚部を中間に備えて筒部材の端部内周に嵌合され、ロッドガイドが外筒における端部内周に嵌合されることを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
【請求項４】
ロッドガイドが外筒の厚肉部とシリンダとの間で挟持されて固定されることを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
【請求項５】
内筒の反シリンダ側の端部に外筒の内周に当接するとともに上記厚肉部と協働して第二環状隙間を閉空間とするフランジを設け、当該フランジに気室へ気体を注入する注入孔を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の緩衝器にあっては、たとえば、シリンダと、シリンダ内に挿通されるロッドと、ロッドの中間に設けられるとともにシリンダ内に二つの圧力室を隔成するピストンと、シリンダに延設される筒状の延設部内に形成されてロッドの一端が挿通されるリザーバとを備えて構成されている。
【０００３】
この両ロッド型の緩衝器によれば、ロッドとロッドをガイドする軸受部材との間の隙間を介して圧力室とリザーバとを連通して、作動油温度の変化による体積変化をリザーバで補償するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７０９０２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような緩衝器にあっては、上述のように、ロッドがリザーバ内に挿通されており、ロッドには常に気室内の圧力が作用して、これがロッド反力として緩衝器を伸長させるように作用し、また、緩衝器の伸縮時にはロッドがリザーバ内の気室の容積を変化させることになるので、ロッド反力は変化することになる。
【０００５】
したがって、このような緩衝器を車両に適用する場合、上記ロッド反力は車高に影響与えるばかりでなく、車両における乗り心地に影響を与えるので、必然的に気室内の圧力は制限を受けることになって、自由に設定することができない。
【０００６】
気室内の圧力の設定に自由度が無いということは、換言すれば、緩衝器の発生減衰力や応答性の設定に自由度が無いということであり、従来緩衝器では、気室内の圧力を車両における乗り心地にとって最適な設定を行うことができない虞がある。
【０００７】
また、延設部内のみにロッドの一端側が出没するリザーバを形成しているため、ロッド径を太くする場合、リザーバ容積の確保のために延設部を長くする等の手当てが必要となって、緩衝器が長くなり、車体と車軸との間の狭いスペースへの搭載性が悪化してしまうことになる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、車両における乗り心地を向上することができるとともに車両への搭載性を悪化させることが無い緩衝器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドと、ロッドの中間部に設けられるとともにシリンダ内に摺動自在に挿入されて二つの圧力室を隔成するピストンとを備えて両ロッド型に設定される緩衝器において、シリンダを覆ってシリンダとの間に第一環状隙間を形成する筒部材と、シリンダから突出するロッドの一端の外周に設けた内筒と、内筒を覆って内筒との間に第二環状隙間を形成する外筒と、内筒の外周および外筒の内周に摺接する環状のフリーピストンとを備え、第二環状隙間内がフリーピストンによって気室と空間とに区画され、第一環状隙間と上記空間を連通してこれらで液室を形成し、この液室を、上方側に配置される圧力室へ圧力室から液室へ向かう流れのみを許容する一方通行通路を介して連通するとともに、下方側に配置される圧力室へ通過する流れに抵抗を与える絞り通路を介して連通したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の緩衝器によれば、シリンダ内を加圧する気室がロッドの一端の外周に配置される内筒と外筒との間に形成されるので、ロッドに気室内の圧力による推力が負荷されない。
【００１１】
したがって、この緩衝器によれば、ロッドに気室内の圧力が作用しないので、気室内の圧力の設定に制限を受けることがなく、シリンダ内を加圧する気室内の圧力を自由に設定することができ、緩衝器の発生減衰力や応答性の設定の自由度が飛躍的に高まり、気室内の圧力を車両における乗り心地にとって最適となるように設定することができ、車両における乗り心地を飛躍的に向上させることができる。
【００１２】
そして、圧力室を介してロッドの外周をシールするシール部材へ気室内の圧力を作用させることができ、気室内の圧力の設定によってロッドとシール部材との間の摩擦力をチューニングすることができ、特に、ロッドとシール部材との間の摩擦力を大きくするようにしておくことによって、緩衝器の発生する減衰力に摩擦力を重畳させて、ピストンがシリンダに対して移動する際のピストン速度が低い場合における減衰力を高めて、車体のローリング、ピッチング、スクワット等の挙動をしっかりと抑制することができるようになる。
【００１３】
また、ロッドの径を太くしなくてはならない状況となっても、液室は、シリンダの外周側にも形成されてロッドが出没することがないので、ロッドの径に影響を受けずに液室および気室の全体の容積を確保することができ、緩衝器の全長が長くなることが無く、車両への搭載性を悪化することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【００１５】
図１に示すように、一実施の形態における緩衝器Ｄは、シリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２と、ロッド２の中間部に設けられるとともにシリンダ１内に摺動自在に挿入されて二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を隔成するピストン３と、シリンダ１を覆ってシリンダ１との間に第一環状隙間Ｎ１を形成する筒部材４と、シリンダ１から突出するロッド２の一端２ａの外周に設けた内筒５と、内筒５を覆って内筒５との間に第二環状隙間Ｎ２を形成する外筒６と、内筒５の外周および外筒６の内周に摺接する環状のフリーピストン７と、第二環状隙間Ｎ２内にフリーピストン７によって仕切られる気室Ｇおよび空間Ａと、第一環状隙間Ｎ１と上記空間Ａを連通してこれらで形成される液室Ｌと、上記液室Ｌを上方側に配置される圧力室Ｒ１へ連通するとともに圧力室Ｒ１から液室Ｌへ向かう流れのみを許容する一方通行通路８と、上記液室Ｌを下方側に配置される圧力室Ｒ２へ通過するとともに通過する流れに抵抗を与える絞り通路９とを備えて構成されている。
【００１６】
以下、各部材について詳細に説明すると、シリンダ１は、上端と下端がそれぞれ環状のロッドガイド１０，１１によって閉塞され、シリンダ１内は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されたピストン３によって二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２が区画され、これら圧力室内には作動油等の液体が充填されている。
【００１７】
また、ピストン３は、環状とされてシリンダ１内に移動自在に挿通されたロッド２の中間に取付けられ、上記圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２とを連通するポート３ａ，３ｂを有している。
【００１８】
このピストン３の図１中上方には、ポート３ａを開閉するリーフバルブＶａが積層されてロッド２の中間部に取付けられ、ピストン３の図１中下方には、ポート３ｂを開閉するリーフバルブＶｂが積層されてロッド２の中間部に取付けられている。
【００１９】
さらに、ロッド２における図１中下端となる一端２ａは、シリンダ１の図１中下端を閉塞する環状のロッドガイド１１の内側に固定される筒状のベアリング１３に挿通されてシリンダ１外へ突出させてあり、図１中上端となるロッド２の他端２ｂは、シリンダ１の図１中上端を閉塞する環状のロッドガイド１０の内側に固定される筒状のベアリング１２に挿通されてシリンダ１外へ突出させてある。
【００２０】
なお、ロッド２の一端２ａは、制振対象となる車体や車軸へ連結されることがなく、軸力が作用しないので、軽量化等の目的で中空とされてもよい。
【００２１】
そして、シリンダ１の外方には、このシリンダ１を覆って、シリンダ１との間に第一環状隙間Ｎ１を形成する筒部材４が設けられており、この筒部材４の図１中上端内周には上方側に配置されるロッドガイド１０が嵌合固定されている。
【００２２】
なお、筒部材４とロッドガイド１０との間にはシールリング１４が介装されるとともに、ロッドガイド１０の上方にシール部材１５が積層された状態で筒部材４に螺着されるカバー１６によって固定され、当該シール部材１５でロッド２の他端２ｂとロッドガイド１０との間がシールされ、筒部材４およびシリンダ１の上端が封止される。
【００２３】
そして、ロッドガイド１０は、下端にシリンダ１に嵌合する嵌合部１０ａを備えて外周に段部１０ｂが形成されており、さらに、嵌合部１０ａの下端から段部１０ｂへ通じる連通路１０ｃを備えている。この連通路１０ｃは、ロッドガイド１０の段部１０ｃとシリンダ１の図１中上端との間に挟みこまれるチェックバルブとして機能する環状プレート２３によって開閉されるようになっている。この環状プレート２３は、圧力室Ｒ１の圧力が大きくなって所定の開弁圧に達すると、撓んで連通路１０ｃをシリンダ１と筒部材４との間に形成される液室Ｌへ連通させて、圧力室Ｒ１内に混入した気泡を液室Ｌへ還流させることができるようになっている。すなわち、この実施の形態の場合、上記連通路１０ｃと環状プレート２３によって一方通行通路８が形成されている。
【００２４】
なお、シール部材１５の内周には、ロッド２の他端２ｂの外周に摺接するリップ部１５ａが設けられており、このリップ部１５ａは、ロッドガイド１０のシール部材１５側に設けられて連通路１０ｃの途中に通じる凹部１０ｄに臨んでおり、圧力室Ｒ１内の圧力によってロッド２の他端２ｂの外周へ押付けられている。
【００２５】
さらに、筒部材４の図１中下端内周には、外筒６の上端が嵌合されており、筒部材４の下端を外筒６の外周に溶接して、これら筒部材４と外筒６とが一体化されている。
【００２６】
この外筒６は、中間の内径が小径とされた厚肉部６ａが形成されており、この厚肉部６ａの内周には、ロッド２の一端２ａの外周に配置される内筒５が螺着されるようになっている。また、外筒６の上端内周には、シリンダ１の下端に嵌合するロッドガイド１１が嵌合され、厚肉部６ａとロッドガイド１１との間には、ロッドガイド１１とロッド２の一端２ａとの間をシールするシール部材１７が介装されている。なお、ロッドガイド１１と外筒６との間には、シールリング２４が介装されて、ロッドガイド１１と外筒６との間がシールされている。
【００２７】
ロッドガイド１１は、上端にシリンダ１に嵌合する嵌合部１１ａを備えて外周に段部１１ｂが形成されており、さらに、嵌合部１１ａの上端から段部１１ｂへ通じる絞り通路９を備えている。この絞り通路９は、下方側に配置された圧力室Ｒ２を第一環状隙間Ｎ１へ連通しており、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。
【００２８】
なお、シール部材１７の内周には、ロッド２の一端２ａの外周に摺接するリップ部１７ａが設けられており、このリップ部１７ａは、ロッドガイド１１のシール部材１７側に設けられて圧力室Ｒ２に通じる凹部１１ｃに臨んでおり、圧力室Ｒ２内の圧力によってロッド２の一端２ａの外周へ押付けられている。
【００２９】
転じて、内筒５は、図１中下端となる反シリンダ側の端部外周には外筒６の内周に当接するフランジ５ａが設けられており、外筒６と内筒５との間に形成される第二環状隙間Ｎ２が外筒６の厚肉部６ａとフランジ５ａによって閉空間とされている。さらに、フランジ５ａの外周と外筒６との間、および、外筒６の厚肉部６ａと内筒５との間には、それぞれ、シールリング１８，１９が介装されて、外筒６と内筒５との間が密にシールされている。
【００３０】
この第二環状隙間Ｎ２内には、内筒５の外周および外筒６の内周のそれぞれに摺接する環状のフリーピストン７が摺動自在に挿入されており、第二環状隙間Ｎ２が図１中下方の気体が封入される気室Ｇと図１中上方の空間Ａとに区画されており、気室Ｇ内にはフランジ５ａを図１中上下に貫く注入孔５ｂを介して気体を注入することができるようになっており、この注入孔５ｂを当該注入孔５ｂに螺着されるプラグ２０によって閉塞することで気室Ｇを密閉することができるようになっている。
【００３１】
外筒６の下端は、緩衝器Ｄを車両へ取付可能な取付部２２を備えたキャップ２１が螺子締結によって装着されるようになっており、気室Ｇの気圧の調整が必要な場合には、キャップ２１を取外して簡単にプラグ２０へアクセスすることができるようになっている。
【００３２】
また、この実施の形態の場合、キャップ２１が外筒６の下端に螺着されて機能的には外筒６の一部を成しており、ロッド２を飛来物や雨、埃から保護するために、外筒６とキャップ２１の筒部にて、ロッド２の一端２ａのストローク範囲の全体をカバーしているが、外筒６によってロッド２の一端２ａのストローク範囲全体をカバーしてようにしてもよい。なお、ロッド２の保護の必要が無い場合には、外筒６でロッド２の一端２ａのストローク範囲全体をカバーせずに、内筒５および外筒６の長さを気室Ｇと液室Ｌの一部を形成できる程度の長さに設定するようにしてもよい。
【００３３】
さらに、内筒５内はキャップ２１によって閉塞されて、緩衝器Ｄが伸縮する際に、ロッド２の一端２ａが閉空間とされる内筒５内に出入りして、当該内筒５内の気圧が変動して、ロッド２に内筒５内の気圧が作用するようになっているが、内筒５内には気圧を加圧して封入することなく、大気圧を基準として変動するので然程おおきくなることがないため、緩衝器Ｄが発生する減衰力に与える影響は小さいので特段の問題は無いが、内筒５内が密閉とされないようにキャップ２１あるいは外筒６に内筒５内へ通じる通孔を設けて内筒５が気体バネとして作用しないようにして減衰力への影響を排除するようにしてもよい。
【００３４】
戻って、外筒６の上端を筒部材４の内周へ嵌合すると、ロッドガイド１１がシリンダ１と厚肉部６ａとで挟持されて固定され、この状態で筒部材４の下端が厚肉部６ａの外周に配置され、筒部材４と外筒６との溶接部位が溶接歪の影響が内周側へ生じにくい厚肉部６ａの外周となるようになっている。
【００３５】
上述のようにして、ロッドガイド１１は、シリンダ１の一端に嵌合されるとともに、筒部材４の端部内周に嵌合して内筒５を保持する外筒６の端部内周に嵌合されるので、ロッドガイド１１、内筒５、外筒６およびロッドガイド１１により軸支されるロッド２がシリンダ１を基準として組みつけられることになり、それぞれシリンダ１に径方向に調芯されるようになっているので、組み上げられた緩衝器Ｄの円滑な伸縮が保障されるようになっている。
【００３６】
さらに、外筒６は、厚肉部６ａの外周から開口して厚肉部６ａの下端に通じる通孔６ｂと、上端外周から軸方向に沿って厚肉部６ａの外周の開口に通じる縦溝６ｃを備えており、上記したように筒部材４の下端内周に外筒６の上端を嵌合させると、縦溝６ｃおよび通孔６ｂを通じて第一環状隙間Ｎ１と厚肉部６ａの下端に面する空間Ａとが連通されるようになっている。そして、この空間Ａと第一環状隙間Ｎ１内には、圧力室Ｒ１，Ｒ２内と同様の液体が充填され、これら空間Ａと第一環状隙間Ｎ１とで液室Ｌが形成されている。
【００３７】
したがって、液室Ｌは、絞り通路９を介して内部の圧力を各圧力室Ｒ１，Ｒ２の圧力に作用させており、この緩衝器Ｄにあっては、両ロッド型に構成されて、各圧力室Ｒ１，Ｒ２内の全体の容積変化は無いので、基本的には、ピストン作動時の体積補償を行わず、温度変化による各圧力室Ｒ１，Ｒ２内の液体の体積変化について液室Ｌ内の気体の体積変化で吸収して体積補償する。
【００３８】
そして、この緩衝器Ｄは、ピストン３がシリンダ１に対して図１中上方向に移動して伸長作動すると、圧力室Ｒ１から圧力室Ｒ２へ上記ポート３ｂを介して移動する液体の流れにリーフバルブＶｂで抵抗を与えて減衰力を発生し、逆に、ピストン３がシリンダ１に対して図１中下方に移動して圧縮作動すると、圧力室Ｒ２から圧力室Ｒ１へ上記ポート３ａを介して移動する液体の流れにリーフバルブＶａで抵抗を与えて減衰力を発生するようになっている。
【００３９】
このように、構成される緩衝器Ｄによれば、シリンダ１内を加圧する気室Ｇがロッド２の一端２ａの外周に配置される内筒５と外筒６との間に形成されるので、ロッド２に気室Ｇ内の圧力による推力が負荷されない。
【００４０】
したがって、この緩衝器Ｄによれば、ロッド２に気室Ｇ内の圧力が作用しないので、気室Ｇ内の圧力の設定に制限を受けることがなく、シリンダ１内を加圧する気室Ｇ内の圧力を自由に設定することができ、緩衝器Ｄの発生減衰力や応答性の設定の自由度が飛躍的に高まり、気室Ｇ内の圧力を車両における乗り心地にとって最適となるように設定することができ、車両における乗り心地を飛躍的に向上させることができる。
【００４１】
そして、圧力室Ｒ１，Ｒ２を介してロッド２の外周をシールするシール部材１５，１７へ気室Ｇ内の圧力を作用させることができ、気室Ｇ内の圧力の設定によってロッド２とシール部材１５，１７との間の摩擦力をチューニングすることができ、特に、ロッド２とシール部材１５，１７との間の摩擦力を大きくするようにしておくことによって、緩衝器Ｄの発生する減衰力に摩擦力を重畳させて、ピストン３がシリンダ１に対して移動する際のピストン速度が低い場合における減衰力を高めて、車体のローリング、ピッチング、スクワット等の挙動をしっかりと抑制することができるようになる。
【００４２】
また、ロッド２の径を太くしなくてはならない状況となっても、液室Ｌは、シリンダ１の外周側にも形成されてロッド２が出没することがないので、ロッド２の径に影響を受けずに液室Ｌおよび気室Ｇの全体の容積を確保することができ、緩衝器Ｄの全長が長くなることが無く、車両への搭載性を悪化することがない。
【００４３】
さらに、筒部材４から延長される外筒６を介して緩衝器Ｄを車両の車体や車軸へ連結することができるので、シリンダ１に横力や軸力が直接的に作用することを回避できるとともに、外筒６でロッド２の一端２ａのストローク範囲をカバーすることで、ロッド２の外周の滑らかな摺動面を飛石や泥等から保護することができる。
【００４４】
そして、さらに、この実施の形態の場合、外筒６の開口端がキャップ２１によって閉塞されるので、ロッド２に飛石や泥等が直接干渉することを確実に防止でき、ロッド２の保護が確実となる。
【００４５】
またさらに、この実施の形態の場合、上方側に配置される圧力室Ｒ１を液室Ｌへ圧力室Ｒ１から液室Ｌへ向かう流れにのみを許容する一方通行通路８にて連通するようにしたので、圧力室Ｒ１内に混入した気泡を液室Ｌへ排出することができ、気泡が緩衝器Ｄの発生減衰力に悪影響を与える事態を回避することができる。なお、当該一方通行通路８の構成に当たって、環状プレート２３を利用しているので、構成が簡単となるとともに、開弁圧の設定が簡単で、材質に金属を用いることで長期間に亘って安定した開弁圧を維持することができる。
【００４６】
なお、上述したところでは、緩衝器Ｄを、シリンダ１を車軸側に設置するいわゆる正立型としているが、一方通行通路を上記の圧力室Ｒ２と液室Ｌとを連通するようにして設けるようにすれば、ロッド２の他端側２ｂを車軸側に取付ける、いわゆる倒立型とすることも可能である。また、筒部材４と外筒６とは、単一のパイプで形成されるようにしてもよい。
【００４７】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  シリンダ
２  ロッド
２ａ  ロッドの一端
２ｂ  ロッドの他端
３  ピストン
３ａ，３ｂ  ピストンにおけるポート
４  筒部材
５  内筒
５ａ  内筒におけるフランジ
５ｂ  内筒における注入孔
６  外筒
６ａ  外筒における厚肉部
６ｂ  外筒における通孔
６ｃ  外筒における縦溝
７  フリーピストン
８  一方通行通路
９  絞り通路
１０，１１  ロッドガイド
１０ａ，１１ａ  ロッドガイドにおける嵌合部
１０ｂ，１１ｂ  ロッドガイドにおける段部
１０ｃ  ロッドガイドにおける連通路
１０ｄ，１１ｃ  ロッドガイドにおける凹部
１２，１３  ベアリング
１４，１８，１９，２４  シールリング
１５，１７  シール部材
１５ａ，１７ａ  シール部材におけるリップ部
１６  カバー
２０  プラグ
２１  キャップ
２２  キャップにおける取付部
２３  環状プレート
Ａ  空間
Ｄ  緩衝器
Ｇ  気室
Ｌ  液室
Ｎ１  第一環状隙間
Ｎ２  第二環状隙間
Ｒ１，Ｒ２  圧力室
Ｖａ，Ｖｂ  リーフバルブ
【図１】
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