JP2005155793A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧緩衝器の寸法や重量の増加を最小限に抑えながら、その曲げ剛性および放熱性を高める。
【解決手段】 サスペンション装置の油圧緩衝器Ｄのアウターチューブ１１をブラケット１１ａを介してナックルに取り付けると、アウターチューブ１１とブラケット１１ａとの固定部に大きな応力集中が発生するが、アウターチューブ１１の内周面とインナーシリンダ１２の外周面とに環状の補強部材２６を溶接ｗで固定したことで、アウターチューブ１１の曲げ剛性を高めて前記応力集中を緩和することができ、しかも油圧減衰力によって発生した熱を補強部材２６を介してインナーシリンダ１２からアウターチューブ１１に効果的に伝達して放熱性を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車のストラット式サスペンション装置に使用される油圧緩衝器に関する。

かかる油圧緩衝器は、例えば下記特許文献１により公知である。この油圧緩衝器は、ピストンが摺動自在に嵌合するインナーシリンダの外周をアウターチューブで囲み、インナーシリンダおよびアウターチューブを、それらの下端部および上端部で一体に連結している。
実公平５−６４２５号公報

ところで、自動車のストラット式サスペンション装置に使用される油圧緩衝器は、その曲げ剛性が不充分であるとタイヤのキャンバーやキャスターが変化してサスペンション装置の特性が影響を受ける可能性がある。この問題は、油圧緩衝器がアルミニウム製であって曲げ剛性が低い場合に特に顕著なものとなる。

この点に関し、上記従来のものは、インナーシリンダおよびアウターチューブが下端部および上端部だけで連結されているために充分な曲げ剛性を確保することが難しく、曲げ剛性を確保するには、アウターチューブの外径を太くしたり、アウターチューブの肉厚を厚くしたりすることが必要であった。しかしながら、油圧緩衝器のアウターチューブの外径を太くするとタイヤハウス内に収納するのが困難になる問題があり、またアウターチューブの肉厚を厚くすると重量が増加する問題がある。

また油圧緩衝器はピストンの移動により発生する油圧減衰力で発熱するが、インナーシリンダおよびアウターチューブが下端部および上端部だけで連結されていると、インナーシリンダの内部で発生した熱をアウターチューブに効率的に伝達することができず、油圧緩衝器の放熱性が低下する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、油圧緩衝器の寸法や重量の増加を最小限に抑えながら、その曲げ剛性および放熱性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ピストンロッドと、ピストンロッドに設けられたピストンと、ピストンが摺動自在に嵌合するインナーシリンダと、インナーシリンダの外周に嵌合するアウターチューブと、インナーシリンダおよびアウターチューブに充填されたオイルと、インナーシリンダに対するピストンの軸線方向の相対移動に伴って開閉し、そこを通過するオイルの粘性抵抗で減衰力を発生する絞り弁とを備えた油圧緩衝器において、インナーシリンダの外周面およびアウターチューブの内周面を、少なくともそれらの軸線方向の中間部で一体に固定したことを特徴とする油圧緩衝器が提案される。

請求項１の構成によれば、油圧緩衝器のインナーシリンダの外周面およびアウターチューブの内周面を、少なくともそれらの軸線方向の中間部で一体に固定したので、寸法や重量の増加を最小限に抑えながらインナーシリンダおよびアウターチューブを強固に一体化して油圧緩衝器の曲げ剛性を高め、油圧緩衝器の変形によりタイヤのキャンバーやキャスターが変化してサスペンション装置の特性が変化するのを防止することができる。しかも油圧による減衰力で機械エネルギーが熱エネルギーに変換されて発生した熱でインナーシリンダが温度上昇しても、その熱をアウターチューブに効率的に伝達することで大気に放散し、油圧緩衝器の放熱性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１および図２は本発明の第１実施例を示すもので、図１は油圧緩衝器の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図である。

図１および図２に示すように、自動車のストラット式サスペンション装置用の油圧緩衝器Ｄは、下端が閉塞して上端が開放する有底円筒状のアウターチューブ１１を備えており、その下端の取付部１１ａが図示せぬナックルにボルトで締結されている。アウターチューブ１１の内部に円筒状のインナーシリンダ１２が軸線Ｌを共通するように同軸に配置されており、インナーシリンダ１２の下端とアウターチューブ１１の底壁との間にはバルブブロック１３が配置され、インナーシリンダ１２の上端に当接するロッドガイド１４と、その上面に重ね合わされたシールホルダ１５とがアウターチューブ１１の上端にカシメにより固定される。

ロッドガイド１４に摺動自在に支持され、かつシールホルダ１５の中央に設けたシール部材１６を液密に貫通するピストンロッド１７は、その上端の取付部１７ａが図示せぬ車体フレームにゴムブッシュジョイントを介して接続されるとともに、その下端に設けたピストン１８がインナーシリンダ１２に摺動自在に嵌合する。ピストンロッド１７の中間部にはストッパラバー１９が設けられており、このストッパラバー１９がロッドガイド１４に当接することで、フルリバウンド時のピストンロッド１７の突出量が規制される。

インナーシリンダ１２の内部はピストン１８によって上室２０および下室２１に区画されており、ピストン１８には上室２０および下室２１を接続するチェック機能付きの絞り弁２２…が設けられる。またアウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２の間には外室２３が形成されており、この外室２３とインナーシリンダ１２の下室２１とを接続するようにバルブブロック１３に形成した連通路１３ａに、チェック機能付きの絞り弁２４…が設けられる。前記上室２０、下室２１および外室２３にはオイル２５が充填されるが、外室２３の上部はエアが充填されたリザーバとして機能する。

アウターチューブ１１の内周面とインナーシリンダ１２の外周面との間に円環状をなす２個の補強部材２６，２６が溶接ｗにより固定される。補強部材２６，２６は、その両面を連通させる複数の通孔２６ａ…を備える。補強部材２６，２６の固定位置は、フルリバウンド時のピストン１８の位置１８Ｕおよびフルバンプ時のピストン１８の位置１８Ｌよりも、軸線Ｌ方向の外側に設定される。即ち、補強部材２６，２６はピストン１８の摺動範囲の外側に固定される。

次に、上記構成を備えた第１実施例の作用を説明する。

ピストンロッド１７がアウターチューブ１１から抜け出るリバウンド時には、ピストン１８に設けた絞り弁２２…が絞り機能を発揮するとともに、バルブブロック１３に設けた絞り弁２４…が開放する。その結果、ピストン１８の上動に伴って容積が減少するインナーシリンダ１２の上室２０内のオイル２５はピストン１８の絞り弁２２…を通過しながらインナーシリンダ１２の下室２１に流入し、その際に前記絞り弁２２…を通過するオイル２５の粘性抵抗で減衰力が発生する。このとき、上室２０からロッドガイド１４を貫通して外部に突出したピストンロッド１７の容積に相当するオイル２５が、アウターチューブ１１の外室２３からバルブブロック１３の開放した絞り弁２４…を通過してインナーシリンダ１２の下室２１に抵抗なく流入する。

一方、ピストンロッド１７がアウターチューブ１１に押し込まれるバンプ時には、ピストン１８に設けた絞り弁２２…が開放状態になるとともに、バルブブロック１３に設けた絞り弁２４…が絞り機能を発揮する。その結果、インナーシリンダ１２の容積が減少する下室２１から押し出されたオイル２５はピストン１８の絞り弁２２…を抵抗なく通過して容積が増加する上室２０に流入する。このとき、ロッドガイド１４を貫通して上室２０に挿入されたピストンロッド１７の容積に相当するオイル２５が、下室２１からバルブブロック１３の絞り弁２４…を通過して外室２３に流入し、その際に前記絞り弁２４…を通過するオイル２５の粘性抵抗で減衰力が発生する。

以上のようにして、サスペンションアームに下端を接続されたアウターチューブ１１と、車体フレームに上端を接続されたピストンロッド１７とが軸線Ｌ方向に相対移動して減衰力を発生するとき、油圧緩衝器Ｄに曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントによって油圧緩衝器Ｄが曲げ変形すると、タイヤのキャンバーやキャスターが変化してサスペンション装置の特性が影響を受ける可能性があるため、油圧緩衝器Ｄの曲げ変形を最小限に抑えることが望ましい。

本実施例では、油圧緩衝器Ｄの軸線Ｌ方向の中間部において、アウターチューブ１１の内周面およびインナーシリンダ１２の外周面間に環状の補強部材２６，２６を溶接ｗにより固定したので、補強部材２６，２６を介してアウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２を間接的に固定して油圧緩衝器Ｄの曲げ剛性を高めることができる。しかも油圧緩衝器Ｄの外径が補強部材２６，２６によって増加することもなく、重量の増加も補強部材２６，２６の重量分だけの僅かなものとなる。また補強部材２６，２６に通孔２６ａ…を形成したので、アウターチューブ１１内のオイル２５やエアの流通が妨げられることがないだけでなく、通孔２６ａ…によって補強部材２６，２６の重量を軽減することができる。

仮に補強部材２６，２６をアウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２に圧入すると、インナーシリンダ１２が変形してピストン１８のスムーズな摺動が妨げられる虞があるが、補強部材２６，２６を溶接ｗにより固定したことでピストン１８のスムーズな摺動を保証することができる。

更に、ピストン１８の移動に伴って減衰される機械エネルギーが熱エネルギーに変換されて発生した熱でインナーシリンダ１２が温度上昇しても、その熱を補強部材２６，２６を介してアウターチューブ１１に伝達することで効果的に大気に放散し、油圧緩衝器Ｄの放熱性を向上させることができる。

図３および図４は本発明の第２実施例を示すもので、図３は油圧緩衝器の縦断面図、図４は図３の４−４線断面図である。尚、第２実施例において、第１実施例の部材に対応する部材に第１実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。

第２実施例は第１実施例の補強部材２６，２６を備えておらず、その代わりにアウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２が放射状に延びる８枚のリブ２７…によって一体に結合されている。このような部材は例えば押出加工や引抜加工により容易に成形することができ、この部材を所定長さに切断した後に、インナーシリンダ１２およびリブ２７…の不要部を機械加工により切除すれば良い。アウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２を８枚のリブ２７…によって一体化したので、その断面はハニカム構造と類似の断面となり、曲げ荷重に対して大きな抵抗力を発揮することができる。この第２実施例によっても、アウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２をリブ２７…を介して間接的に固定することで、油圧緩衝器Ｄ全体の曲げ剛性および放熱性を高めて第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。

尚、アウターチューブ１１、インナーシリンダ１２およびリブ２７…を一体に備えた部材は、押出加工や引抜加工以外に、鋳造によっても製造することができる。

次に、図５に基づいて本発明の本発明の第３実施例を説明する。尚、第３実施例において、第１実施例の部材に対応する部材に第１実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。

第２実施例はアウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２を放射状に延びる８枚のリブ２７…によって一体に結合しているが。第３実施例では放射状に延びるリブ２７…に代えて、螺旋状に延びる１枚のリブ２８でアウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２を一体に結合している。アウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２とリブ２８とは溶接ｗにより固定可能である。この第３実施例によっても、アウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２をリブ２８を介して間接的に固定することで、油圧緩衝器Ｄ全体の曲げ剛性および放熱性を高めて第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。

尚、リブ２８を溶接ｗによりアウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２に固定する代わりに、リブ２８を一体に備えたアウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２を中子を用いて鋳造することも可能である。

図６および図７は本発明の第４実施例を示すもので、図６は油圧緩衝器の縦断面図、図７は図６の７−７線断面図である。尚、第４実施例において、第１実施例の部材に対応する部材に第１実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。

第４実施例は第１実施例の補強部材２６，２６も第２、第３実施例のリブ２７…，２８も備えておらず、その代わりにアウターチューブ１１の断面形状が６個の凸部１１ｂ…および６個の凹部１１ｃ…を連続させた波板状になっており、最も径が小さくなる６個の凹部１１ｃ…の内面においてインナーシリンダ１２に溶接ｗにより固定されている。このような形状のアウターチューブ１１は押出加工や引抜加工により容易に成形できるので安価に製造可能であり。しかも補強部材２６，２６やリブ２７…，２８が不要なので部品点数を削減することができる。この第４実施例によれば、アウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２を直接的に固定することで、油圧緩衝器Ｄ全体の曲げ剛性および放熱性を高めて第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。

次に、図８に基づいて本発明の本発明の第５実施例を説明する。

第５実施例は第４実施例の変形であって、第４実施例のアウターチューブ１１が凸部１１ｂ…および凹部１１ｃ…が連続する波板状になっているのに対し、第５実施例のアウターチューブ１１はインナーシリンダ１２に外接する正方形断面を有しており、その四個の辺の中央部がインナーシリンダ１２に溶接ｗにより固定される。この第５実施例によっても、第４実施例と同様の作用効果を達成することができる。

図９および図１０は本発明の第６実施例を示すもので、図９は油圧緩衝器の縦断面図、図１０は図９の１０−１０線断面図である。尚、第６実施例において、第１実施例の部材に対応する部材に第１実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。

第６実施例は第１実施例の補強部材２６，２６も第２、第３実施例のリブ２７…，２８も備えておらず、その代わりに基本的に円形断面のアウターチューブ１１の軸線Ｌ方向の中間部に凹部１１ｄを形成し、この凹部１１ｄをインナーシリンダ１２に溶接ｗにより固定したものである。この第６実施例によれば、アウターチューブ１１およびインナーシリンダ１２を直接的に固定することで、油圧緩衝器Ｄ全体の曲げ剛性および放熱性を高めて第１実施例と同様の作用効果を達成することができ、更に、アウターチューブ１１の凹部１１ｄにより形成される空間にタイヤやホイールを配置することで、油圧緩衝器Ｄのレイアウトの自由度を高めることができる。

図１１および図１２は本発明の第７実施例を示すもので、図１１は油圧緩衝器の縦断面図、図１２は図１１の１２−１２線断面図である。

第７実施例は第６実施例の変形であって、アウターチューブ１１を凹部１１ｄを持たない単純な円筒形とし、アウターチューブ１１に対してインナーシリンダ１２を偏心させることで、アウターチューブ１１の内周面にインナーシリンダ１２の外周面を溶接ｗしたものである。この第７実施例は、第６実施例と同様の作用効果に加えて、溶接部分の長さを増加させて強度を一層高め、しかも油圧緩衝器Ｄの最大半径をインナーシリンダ１２の半径まで減少させてレイアウトの自由度を増加させるという更なる作用効果を達成することができる。

次に、図１３に基づいて本発明の第８実施例を説明する。

第８実施例は第７実施例の変形であって、アウターチューブ１１を円筒形から楕円筒形に変更し、その短径側の２か所でインナーシリンダ１２の外周面に溶接ｗしたものである。この第８実施例は、第７実施例と同様の作用効果に加えて、溶接部分が２か所になるので強度を一層高められるという更なる作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例では自動車のサスペンション装置用の油圧緩衝器Ｄを例示したが、本発明は他の任意の用途の油圧緩衝器Ｄに対して適用することができる。

第１実施例に係る油圧緩衝器の縦断面図 図１の２−２線断面図 第２実施例に係る油圧緩衝器の縦断面図 図３の４−４線断面図 第３実施例に係る油圧緩衝器の縦断面図 第４実施例に係る油圧緩衝器の縦断面図 図６の７−７線断面図 第５実施例に係る、前記図７に対応する図 第６実施例に係る油圧緩衝器の縦断面図 図９の１０−１０線断面図 第７実施例に係る油圧緩衝器の縦断面図 図１１の１２−１２線断面図 第８実施例に係る、前記図１２に対応する図

符号の説明

１１ アウターチューブ
１２ インナーシリンダ
１７ ピストンロッド
１８ ピストン
２２ 絞り弁
２４ 絞り弁
２５ オイル
Ｌ 軸線

Claims (1)

1. ピストンロッド（１７）と、
   ピストンロッド（１７）に設けられたピストン（１８）と、
   ピストン（１８）が摺動自在に嵌合するインナーシリンダ（１２）と、
   インナーシリンダ（１２）の外周に嵌合するアウターチューブ（１１）と、
   インナーシリンダ（１２）およびアウターチューブ（１１）に充填されたオイル（２５）と、
   インナーシリンダ（１２）に対するピストン（１８）の軸線（Ｌ）方向の相対移動に伴って開閉し、そこを通過するオイル（２５）の粘性抵抗で減衰力を発生する絞り弁（２２，２４）と、
   を備えた油圧緩衝器において、
   インナーシリンダ（１２）の外周面およびアウターチューブ（１１）の内周面を、少なくともそれらの軸線（Ｌ）方向の中間部で一体に固定したことを特徴とする油圧緩衝器。
   

Images