JP4844889B2 - 油圧緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置に装着される車高自動調整機構を備えた油圧緩衝器に関するものである。

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、ばね上およびばね下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。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。

そこで、例えば特許文献１に記載されているように、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、ピストンロッドの伸縮位置に応じてポンプ手段及びシリンダからオイルタンクへ圧油を戻す戻し手段とを備え、走行時の懸架装置の振動を利用してポンプ手段及び戻し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、自動的に一定の標準車高を保つようにした、いわゆるセルフレベリング式の油圧緩衝器が提案されている。
特開平９−１４４８０１号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたセルフレベリング式の油圧緩衝器では、次のような問題がある。リザーバのガス室と油室とを仕切るブラダを保持するための環状部材を溶接によって固定しているため、スパッタの発生によって油液中に異物が混入する虞があり、また、溶接時の熱によって環状部材が変形してシール性が低下する虞がある。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、溶接による油液中への異物の混入及び溶接の熱による変形を防止することができるセルフレベリング式の油圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が該ピストンに連結
されて他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、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機構と、前記シリンダに接続された油室及び該油室からブラダによって仕切られたガス室を有するリザーバと、油液を貯留するオイルタンクと、前記ピストンロッドの伸縮によって前記シリンダと前記オイルタンクとの間で油液を授受して前記ピストンロッドの伸長長さを調整するセルフレベリング手段とを備えた油圧緩衝器において、
前記リザーバ及び前記オイルタンクは、前記シリンダの外周に軸方向に沿って配置され、前記セルフレベリング手段は、前記シリンダの外周に設けられた略円筒状のセパレータチューブと前記シリンダとの間に形成された油路を介して前記シリンダと前記オイルタンクとの間で油液を授受し、前記ブラダの両端部は、前記セパレータチューブの外周部に嵌合された一対の環状のリテーナによって保持され、該リテーナは、前記セパレータチューブの外周部に形成された一対の突出部にそれぞれ当接して軸方向に位置決めされ、前記一対の突出部は何れも前記一対のリテーナの間に位置することを特徴とする。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記突出部は、環状であることを特徴とする。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記突出部は、セパレータチューブに設けられた大径部の両端部に形成されたテーパ部であり、前記リテーナの内周面には前記テーパ部に係合するテーパ面が形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、セルフレベリング手段を有する油圧緩衝器において、リザーバの油室とガス室とを仕切るブラダを保持するリテーナをセパレータチューブの外周に形成された突出部によって軸方向に位置決めするため、溶接を行う必要がないので、スパッタの発生による油液への異物の混入及び溶接の熱による変形を防止することができる。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器によれば、環状の突出部によってリテーナを位置決めすることができる。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器によれば、大径部のテーパ部とリテーナのテーパ面との係合によってリテーナを位置決めすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器１は、シリンダ２の外周にシリンダ２よりも僅かに大径の略円筒状のセパレータチューブ３が設けられ、セパレータチューブ３の外周に略有底円筒状の外筒４が設けられた三重筒構造を成している。セパレータチューブ３と外筒４との間には、一対の環状のリテーナ５、６が嵌合されている。そして、外筒４の底部付近に嵌合されたリテーナ５によって外筒４の底部に底部室７が形成されている。また、外筒４の中間部に嵌合されたリテーナ６によってセパレータチューブ３と外筒４との間の環状の室が上部のリザーバ８と下部のオイルタンク９とに仕切られている。リザーバ８は、更に、リテーナ５、６にクランプされた可撓性のブラダ１０によって内周側の油室１１と外周側のガス室１２とに仕切られている。

シリンダ２には、外筒４の底部側の端部にベースボディ１３が嵌合され、ベースボディ１３によってシリンダ２の内部と底部室７とが区画されている。また、シリンダ２には、外筒４の開口部側の端部にインナキャップ１４が嵌合され、外筒４の開口部にはアウタキャップ１５が嵌合されており、アウタキャップ１５によってオイルタンク９が形成され、インナキャップ１４によってシリンダ２の内部とオイルタンク９とが区画されている。

シリンダ２内には、ピストン１６が摺動可能に嵌装されており、このピストン１６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１６には、中空のピストンロッド１７の一端が貫通されてナット１８によって連結されており、ピストンロッド１７の他端側は、インナキャップ１４及びアウタキャップ１５に気密的かつ摺動可能に挿通されて外部へ延出されている。そして、シリンダ２の内部及びリザーバ８の油室１１には油液が封入され、リザーバ８のガス室１２には高圧ガスが封入され、また、オイルタンク９には適当量の油液及び低圧ガスが封入されている。

ピストン１６には、シリンダ上下２Ａ、２Ｂ間を連通させる伸び側及び縮み側油路１９、２０及びこれらの油路の油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィス及びディスクバルブ等からなる伸び側及び縮み側減衰力発生機構２１、２２（減衰力発生機構）が設けられている。シリンダ上室２Ａは、ベースボディ１３に設けられた油路２３及び外筒４の底部に形成された油路２４を介して底部室７に連通され、更に、底部室７はリテーナ５に形成された油路２５を介してリザーバ８の油室１１に連通されている。

ピストンロッド１７には、シリンダ２とオイルタンク９との間で油液を授受することによって車高調整行うためのセレフレベリング手段Ｓが内蔵されている。セルフレベリング手段Ｓについて次に説明する。

中空のピストンロッド１７の内部には、ポンプチューブ２６が挿入されて、ばね２７によって固定されている。シリンダ２内には、その軸心に沿って管状のポンプロッド２８が配置されており、ポンプロッド２８の基端部はベースボディ１３に連結され、先端部はポンプチューブ２６内に摺動可能に嵌合されてポンプチューブ２６内にポンプ室２９を形成している。ポンプロッド２８内の油路３０は、ベースボディ１３に設けられた油路３１及びシリンダ２とセパレータチューブ３との間に形成された環状油路３２（油路）を介してオイルタンク９に連通されている。セパレータチューブ３の先端部は、オイルタンク９内に貯留された油液の液面Ｌよりも充分下方へ延ばされて、環状油路３２内にオイルタンク９内のガスが混入しないようになっている。

ポンプ室２９は、ポンプロッド２８の先端部に設けられた逆止弁３３を介してポンプロッド２８内の油路３０に連通されており、逆止弁３３は油路３０からポンプ室２９への油液の流れのみを許容する。また、ポンプ室２９は、ポンプチューブ２６の端部に設けられた逆止弁３４を介して、中空のピストンロッド１７とポンプチューブ２６との間に形成された環状の油路３５に連通されており、更に、油路３５はシリンダ上室２Ａに連通している。逆止弁３４はポンプ室２９から油路３５への油液の流通のみを許容する。

ポンプロッド２８の側面部には、先端部から所定長さにわたって軸方向に沿って延びる溝３６が形成されており、通常は、ポンプ室２９が溝３６を介してシリンダ下室２Ａに連通され、ピストンロッド１７が所定位置まで短縮したとき、図１に示すようにポンプチューブ２６によって溝３６とシリンダ上室２Ａとの連通が遮断されるようになっている。また、ポンプロッド２８の側壁には、リリーフポート３７が穿設されており、リリーフポート３７は、通常は、ポンプチューブ２６によって閉鎖され、ピストンロッド１７が所定位置まで伸長したとき、ポンプチューブ２６から露出してシリンダ上室２Ａとポンプロッド２８内の油路３０とを連通させる。

次に、リザーバ８のブラダ１０の取付部の構造について更に詳細に説明する。
外筒４の底部は、円筒部の端部に取付けられたベースキャップ３８からなり、その内面が凹面状に形成されている。セパレータチューブ３の上端部には、ベースキャップ５の内面に沿って外側に凸状に形成された内側フランジ部３９が形成されている。また、シリンダ２の上端部に取付けられたベースボディ１３の先端部は、内側フランジ部３９の内面に沿って凸状に形成されている。そして、外筒４内にセパレータチューブ３が挿入され、セパレータチューブ３内に一端部にベースボディ１３が取付けられたシリンダ２が挿入され、更に、シリンダ２の他端部にインナキャップ１４が取付けられ、外筒４の開口部にアウタキャップ１５が取付けられ、シリンダ２及びベースボディ１３によってセパレータチューブ３の内側フランジ部３９をベースキャップ３８の内面に押圧した状態で、外筒４の開口部の縁部をかしめてアウタキャップ１５を固定することにより、これらの部材が一体的に固定されている。

このとき、外筒４とセパレータチューブ３とは、リテーナ５、６及びベースキャップ３８の凹面状の内面と凸状の内側フランジ部３９との係合によって同心上に位置決めされている。また、セパレータチューブ３とシリンダ２とは、内側フランジ部３９とベースボディ１３との係合及びインナキャップ１４とアウタキャップ１５との嵌合によって同心上に位置決めされている。

セパレータチューブ３の側壁には、リテーナ５、６に隣接する部位が外側に突出されて環状の突出部４０、４１が形成されている。そして、リテーナ５は、ベースキャップ３８の肩部と突出部４０との間で軸方向に位置決めされている。また、リテーナ６は、突出部４１に当接して軸方向に位置決めされている。ブラダ１０の両端部は、リテーナ５、６の外周溝４２、４３に嵌合されてリテーナ５、６と外筒４の内周面との間でクランプされている。なお、図示の例では、リテーナ６は、ブラダ１０の張力によって支持されて下方へ移動しないが、別途、止輪等によってリテーナ６を保持してもよい。

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。
油圧緩衝器１は、車両の懸架装置のばね上、ばね下間に装着され、ピストンロッド１７の伸縮に伴うシリンダ２内のピストン１６の摺動によってシリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間で伸び側及び縮み側油路１９、２０を通る油液の流れが発生し、この油液の流動を伸び側及び縮み側減衰力発生機構２１、２２によって制御することにより減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド１７の侵入、退出によるシリンダ２内の容積変化をリザーバ８のガス室１２のガスの圧縮及び膨張によって補償する。

次に、油圧緩衝器１の車高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１７の伸長長さは、所定の標準範囲内にある。この状態では、ポンプ室２９は、ポンプロッド２８の溝３６によってシリンダ上室２Ａに連通されているので、ピストンロッド１７が伸縮してもポンピング動作は行われず、その車高が維持される。

積載荷重の増加等によって車高が低下して、ピストンロッド１７の伸長長さが所定の標準範囲より短くなると、ポンプチューブ２６によって溝３６がシリンダ上室２Ａから遮断される。この状態では、走行中にピストンロッド１７が伸縮すると、伸び行程時には、ポンプロッド２８が後退してポンプ室２９が拡大、減圧され、逆止弁３３が開いて、オイルタンク９の油液が環状油路３２、油路３１、油路３０を通ってポンプ室２９に導入される。縮み行程時には、ポンプロッド２８が前進してポンプ室２９が縮小、加圧されて逆止弁３４が開き、ポンプ室２９から油液が油路３５を通ってシリンダ上室２Ａに供給されてピストンロッド１７を伸長させる。このようにして、走行中のピストンロッド１７の伸縮によってポンピング動作を繰り返すことにより、ピストンロッド１７を伸長させて車高を上げる。そして、車高が所定の標準範囲に達すると、上述のように溝３６によってポンプ室２９がシリンダ上室２Ａに連通されてポンピング動作が解除される。

また、積載荷重の減少等によって車高が上昇して、ピストンロッド１７の伸長長さが所定の標準範囲を超えると、ポンプロッド２８のリリーフポート３７がポンプチューブ２６から露出して、リリーフポート３７によってシリンダ上室２Ａと油路３０が連通される。これにより、シリンダ上室２Ａの油液がオイルタンク９に戻されて、ピストンロッド１７が短縮して車高が下がる。そして、車高が下がってピストンロッド１７の伸長長さが所定の標準範囲まで短縮されると、リリーフポート３７がポンプチューブ２６によって遮断されて、その車高が維持される。

このようにして、走行時のピストンロッド１７の伸縮を利用して、ポンピング動作及び戻し動作を適宜繰り返すことにより、ピストンロッド１７の伸長長さを所定の標準範囲に調整して、積載荷重にかかわらず車高を自動的に一定に調整することができる。

ブラダ１０を保持してリザーバ８を形成する一対のリテーナ５、６は、セパレータチューブ３の突出部４０、４１に当接することによって位置決めされており、溶接によって固定されていないので、溶接スパッタの発生による油液への異物の混入及び溶接の熱による変形の問題が生じることがない。また、突出部４０、４１は、円筒状のセパレータチューブ３に容易に形成することができるので、製造が容易で製造コストも安価である。なお、上記実施形態では、突出部４０、４１は、セパレータチューブ３の全周にわたって環状に形成されているが、このほか、周方向に沿って複数配置してもよい。

次に、本発明の第２実施形態について図２を参照して説明する。なお、以下の説明において上記第１実施形態に対して同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器４４では、セパレータチューブ３は、突出部４０、４１の代わりに、リザーバ８に面した部分が拡径されて大径部４５が形成されており、大径部４５の両端部にはテーパ部４６、４７が形成されている。そして、上側のリテーナ５は、その下端部がテーパ部４６に当接して軸方向に位置決めされている。また、下側のリテーナ６は、内周部にテーパ部４７に係合するテーパ面４８が形成されており、テーパ面４８をテーパ部４７に当接、係合させて軸方向に位置決めされている。これにより、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器の縦断面図である。

符号の説明

１ 油圧緩衝器、２ シリンダ、３ セパレータチューブ、５、６ リテーナ、８ リザーバ、９ オイルタンク、１０ ブラダ、１１ 油室、１２ ガス室、１６ ピストン、１７ ピストンロッド、２１ 伸び側減衰力発生機構（減衰力発生機構）、２２ 縮み側減衰力発生機構（減衰力発生機構）、３２ 環状油路（油路）、４０、４１ 突出部、Ｓ セルフレベリング手段

Claims (3)

1. 油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が該ピストンに連結されて他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、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機構と、前記シリンダに接続された油室及び該油室からブラダによって仕切られたガス室を有するリザーバと、油液を貯留するオイルタンクと、前記ピストンロッドの伸縮によって前記シリンダと前記オイルタンクとの間で油液を授受して前記ピストンロッドの伸長長さを調整するセルフレベリング手段とを備えた油圧緩衝器において、
   前記リザーバ及び前記オイルタンクは、前記シリンダの外周に軸方向に沿って配置され、前記セルフレベリング手段は、前記シリンダの外周に設けられた略円筒状のセパレータチューブと前記シリンダとの間に形成された油路を介して前記シリンダと前記オイルタンクとの間で油液を授受し、前記ブラダの両端部は、前記セパレータチューブの外周部に嵌合された一対の環状のリテーナによって保持され、該リテーナは、前記セパレータチューブの外周部に形成された一対の突出部にそれぞれ当接して軸方向に位置決めされ、前記一対の突出部は何れも前記一対のリテーナの間に位置することを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記突出部は、環状であることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 前記突出部は、セパレータチューブに設けられた大径部の両端部に形成されたテーパ部であり、前記リテーナの内周面には前記テーパ部に係合するテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。

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