JP2004286140A

JP2004286140A - 緩衝器

Info

Publication number: JP2004286140A
Application number: JP2003079682A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Fukuda; 貴一福田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】緩衝器の耐久性を劣化させることなく、緩衝器の伸び切り時の衝撃音の発生を防止することである。
【解決手段】緩衝器の伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材５０が、不等ピッチのコイルスプリング２を備えてなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にピストンロッドの最大伸び切り時の衝撃を緩衝するために使用されるリバウンド部材を備えた緩衝器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ピストンロッドの最大伸び切り時の衝撃を緩衝するクッション部材を備えた緩衝器にあっては、シリンダ端部を封止しピストンロッドを軸支する伸び切り規制部材たるロッドガイドとピストンロッドの中間部に設けたストッパ部材との間に両端にホルダを有する等ピッチのコイルスプリングを備えたリバウンド部材を介装したものが知られている。また、このリバウンド部材とストッパ部材との間にはクッションラバーを配在させており、この緩衝器にあっては、伸び切り時には、ロッドガイドがリバウンド部材に当接して、コイルスプリングが圧縮せしめられるだけでなく、クッションラバーも圧縮変形して、緩衝器の伸び切り時の衝撃を緩和するとしている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９３７８２号公報（段落番号００２２から段落番号００２５まで，図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような緩衝器にあっては、以下のような不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。
【０００５】
すなわち、従来の緩衝器を実際に車両に適用した場合、車両におけるロール制御のためには、このクッションラバーの硬度を高く設定する方がよいが、そうすると、緩衝器の伸び切り時の衝撃緩和が不十分となってしまい、ロッドガイドにリバウンド部材が当接したときに衝撃音が発生してしまい、この衝撃音は、車両の乗員にとって不快となる。
【０００６】
この衝撃音を解消するためには、クッションラバーの硬度を低く設定すればよいが、これでは、クッションラバーの耐久性が低下してしまい、結果的に緩衝器の耐久性が劣化することとなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は上記の弊害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、緩衝器の耐久性を劣化させることなく、緩衝器の伸び切り時の衝撃音の発生を防止することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を解決するために、本発明の第１の課題解決手段は、シリンダと、シリンダにピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダに設けた伸び切り規制部材とピストンロッドに設けたストッパ部材との間に介装される伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材とを備えた緩衝器において、リバウンド部材が、不等ピッチのコイルスプリングを備えてなることを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、２つのコイルスプリングが圧縮変形可能時には、一方のコイルスプリングおよび他方のコイルスプリングの合成されたバネ定数は、他方のコイルスプリングのみが圧縮変形可能時のバネ定数に比較して小さくなるので、２つのコイルスプリングが圧縮変形可能時、すなわち、第１のホルダと伸び切り規制部材が当接してからしばらくの間は、リバウンド部材のバネ定数は低く抑えられるので、緩衝器の伸び切り時の衝撃を緩和することができ、緩衝器が衝撃音を発生することが防止できる。
【００１０】
また、コイルスプリングのみを使用しているのでクッションラバーを使用した従来の緩衝器に比較して、その耐久性の点で優れており、結果的に緩衝器の耐久性が向上する。
【００１１】
さらに、一方のコイルスプリリングの線材同士が密着して他方のコイルスプリングのみが圧縮変形する場面では、２つのコイルスプリングが圧縮変形可能時に比較してバネ定数が大きくなるので、充分に車両におけるロールを抑制する事ができる。
【００１２】
したがって、緩衝器が伸長する際のピストンロッドがシリンダに対する移動量が少ない場合には、一方のコイルスプリングと他方のコイルスプリングとが圧縮変形するので、リバウンド部材のバネ定数は低く抑えられ車両における乗り心地を向上でき、上記移動量が大きなときには車両におけるロールを抑制して車両の姿勢制御が可能となるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における緩衝器は、図１に示すように、外筒１１内に同心に挿入されたシリンダ１０と、シリンダ１０に摺動自在に挿入されたピストンＰと、シリンダ１０端部に設けた伸び切り規制部材たるロッドガイド７と、ロッドガイド７に挿入されるとともに、ピストンＰを介してシリンダ１０に移動自在に挿入されたピストンロッド１５と、ピストンロッド１５の図１中下端側であってピストンＰより上方に設けたストッパ部材６と、ストッパ部材６と上記ロッドガイド７との間に介装されたリバウンド部材５０とで構成されている。
【００１４】
以下、詳細に説明すると、外筒１１の上端部内周には、ロッドガイド７が嵌合されており、その下端部内周にはベースバルブのバルブボディ３１が嵌合されている。そして、外筒１１の図１中下端部はキャップＣで封止され、その図１中上端部は、オイルリップが溶着されたシール部材Ｓで封止され、外筒１１内が液密状態に保たれている。
【００１５】
また、シリンダ１０は、外筒１１に対し同芯となるように上記ロッドガイド７とキャップＣに当接するバルブボディ３１に挟持されながら外筒１１内に挿入いる。そして、ロッドガイド７の図１中上端は、上記シール部材Ｓに当接しており、外筒１１の図１中上方開口端をかしめることおよびキャップＣが外筒１１の図１中下端内周に溶接されることによって、ちょうどシール部材Ｓ、ロッドガイド７、シリンダ１０およびバルブボディ３１が外筒１１のかしめられた部分（付示せず）とキャップＣとで挟持され、これら部材が外筒１１に対し固定されている。そして、この外筒１１とシリンダ１０との間の隙間でリザーバＲを形成している。
【００１６】
さらに、ロッドガイド７には、ブッシュ４０を介して、ピストンロッド１５が摺動自在に挿入されており、このピストンロッド１５の図１中下端側には、ピストンＰと肉厚の薄い円筒状のストッパ部材６が嵌合している。
【００１７】
ピストンＰは、シリンダ１０内にピストンリング（図示せず）を介して摺動自在に挿入されており、このピストンＰによりシリンダ１０内がロッド側室Ｒ１およびピストン側室Ｒ２とに区画されている。ピストンＰには、上記ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通する流路２０，２１が設けられており、流路２０の図１中下方には流路２０を閉じるリーフバルブ２３が、流路２１の図１中上方には流路２１を閉じるリーフバルブ２２がそれぞれ設けられており、これらリーフバルブ２２，２３、ピストンＰおよびストッパ部材６はピストンナットＮでピストンロッド１５の図１中下端に螺合することにより、ピストンナットＮとピストンロッド１５の段部１５ａに挟持されて固定されている。
【００１８】
そして、シリンダ１０の図１中下端に設けられたベースバルブは、バルブボディ３１と、センタロッド３０と、ナット３５と、リーフバルブ３２，３３とで構成されている。バルブボディ３１には、ピストン側室Ｒ２とキャップＣ内とを連通する流路３６，３７が設けられるとともに、このキャップＣ内と上記リザーバとを連通する切欠３８，３８が設けられており、上記流路３６の図１中上方には流路３６を閉じるリーフバルブ３２が、流路３７の図１中下方には流路３７を閉じるリーフバルブ３３がそれぞれ設けられており、このリーフバルブ３２，３３は、リーフバルブ３２，３３およびバルブボディ３１を上下に貫くセンタロッド３０とナット３５に挟持されることにより、バルブボディ３１に固定されている。
【００１９】
さらに、シリンダ１０内には、作動油等の作動液体Ｏが充填されるとともに、リザーバＲにも気体室Ｇの存在下に作動液体Ｏが充填されている。
【００２０】
つづいて、図２に基づいてストッパ部材６とロッドガイド７との間に介装されるリバウンド部材５０について説明する。このリバウンド部材５０は、不等ピッチのコイルスプリング２を備え、コイルスプリング２の図２中上端側にホルダ１を連結し、コイルスプリング２の図２中下端側にホルダ３を連結してある。また、コイルスプリング２は、図２中上方部分２ａのピッチを図２中下方部分２ｂのピッチより小さくして、不等ピッチのコイルスプリングとなっている。
【００２１】
また、ホルダ１は、円筒状のホルダ本体１ａと、本体１ａから垂設され、外径が本体１ａより小径の嵌合部１ｂと、嵌合部１ｂから図２中下方に延設されたコイルスプリング２を嵌合部１ｂに圧入しやすいようにテーパを設けたガイド１ｃとで構成され、その内周にはピストンロッド１５の外周に摺接する摺接部１ｄが設けられている。
【００２２】
そして、ホルダ３もホルダ１と略同様に、円筒状のホルダ本体３ａと、本体３ａから垂設され、外径が本体３ａより小径の嵌合部３ｂと、嵌合部３ｂから図２中上方に延設されたコイルスプリング２を嵌合部３ｂに圧入しやすいようにテーパを設けたガイド３ｃとを備えているが、本体３ａの内周には、ピストンロッド１５の外周に嵌合できるように突起部３ｄが複数等間隔に設けられている。
【００２３】
そして、このように構成された各ホルダ１，３にそれぞれ上述のようにコイルスプリング２が連結されるが、コイルスプリング２のそれぞれの両端部には座巻部分（付示せず）が設けられており、この座巻部分（付示せず）をそれぞれ嵌合部１ｂ，３ｂに圧入して連結される。
【００２４】
なお、各ホルダ１，３は、その嵌合部１ｂ，３ｂをコイルスプリング２の座巻部分（付示せず）に圧入するため、ある程度の強度を有する材質で形成されれば良いが、後述するように緩衝器のロッドガイド７と干渉するので、金属製とすると、ロッドガイド７を傷つけたり、ピストンロッド１５と干渉してピストンロッドを傷つけたりする場合があるので、フッ化エチレン等の樹脂製とするのが好ましい。そうすることによって、ピストンロッド１５の外周に傷つき、この傷ついた部分がピストンロッド１５のシリンダ１０に対し移動することに伴いシール部材のオイルリップをかじったり摩耗させたりすることによるシール性の劣化を防止することが可能である。
【００２５】
また、コイルスプリング２は、そのコイルスプリングが使用される条件により、線材の材質、径等を選定すればよい。ただし、コイルスプリング２の座巻部部分の内径は、上記の嵌合部１ｂ，３ｂが圧入されることから、これら嵌合部１ｂ，３ｂの外径に応じて、決定される。
【００２６】
なお、図示したところでは、各ホルダ１，３，５の本体１ａ，３ａ，５ａの外径は、コイルスプリング２の外形より大径となっているので、各ホルダ１，３の本体１ａ，３ａの外周面を軸方向に延長してつくられる円筒面と本体１ａ，３ａの内周面を軸方向に延長してつくられる円筒面と間の空間にコイルスプリング２が存在することとなるので、この空間内ではコイルスプリング２とシリンダ１０およびピストンロッド１５と干渉することが防止されるので、この場合にはシリンダ１０およびピストンロッド１５の損傷を防止することができ、シール性の劣化や緩衝器の減衰特性が当初設定と異なってしまうという緩衝器の機能の劣化を回避することができる。
【００２７】
そして、このように構成されたリバウンド部材５０は、ストッパ部材６にホルダ３が当接するようにピストンロッド１５に嵌合される。このとき、ホルダ１は、その摺接部１ｄを介してピストンロッド１５の外周に摺接しピストンロッド１５に対し摺動することはできるが、ホルダ３の突起部３ｄがピストンロッド１５の外周に嵌合されるので、リバウンド部材５０がピストンロッド１５に対して上下方向に移動することはない。すなわち、ホルダ３のみがピストンロッド１５に対して固定されている状態で、リバウンド部材がピストンロッド１５に嵌合されていることとなる。したがって、ピストンロッド１５がシリンダ１０に対し図１中上下に移動したことに伴い、リバウンド部材５０がピストンロッド１５に対し上下に移動することが規制され、リバウンド部材５０がロッドガイド７やストッパ部材６と干渉して緩衝器が異音を発生することが防止されるとともに、ピストンロッド１５に対しリバウンド部材５０が移動しないので、このリバウンド部材５０が圧縮変形されるときに発生するピストンロッド１５の位置依存の減衰力により緩衝器の減衰特性が変化することが防止され、結果的に緩衝器の機能の維持発揮が可能となる。
【００２８】
さて、本実施の形態の緩衝器は、上述のように構成されるが、その作用について説明する。この緩衝器が収縮する、すなわち、ピストンロッド１５がシリンダ１０に対し図１中下方に移動すると、ピストン側室Ｒ２内の作動液体ＯがピストンＰの流路２１を通過してロッド側室Ｒ１内に流入し、また、ピストンロッド１５がシリンダ１０内に侵入する体積分の作動液体Ｏがピストン側室Ｒ２からベースバルブの流路３７を通過してリザーバＲ内に流入する。このとき、この緩衝器は、作動液体Ｏが流路２１および流路３７にそれぞれ設けられたリーフバルブ２２，３３を押し開く時に生じる圧力損失により減衰力を発生する。それとは反対に、この緩衝器が伸長する、すなわち、ピストンロッド１５がシリンダ１０に対し図１中上方に移動すると、ロッド側室Ｒ１内の作動液体ＯがピストンＰの流路２０を通過してピストン側室Ｒ２内に流入し、ピストンロッド１５がシリンダ１０内から退出する体積分の作動液体ＯがリザーバＲからベースバルブの流路３６を通過してピストン側室Ｒ２内に流入する。このとき、この緩衝器は、作動液体Ｏが流路２０および流路３６にそれぞれ設けられたリーフバルブ２３，３２を押し開く時に生じる圧力損失により減衰力を発生する。
【００２９】
そして、ピストンロッド１５が図１中上方に移動し、緩衝器が伸び切り時近傍となると、ピストンロッド１５に嵌合されているリバウンド部材５０のホルダ１の図１中上端部がロッドガイド７の図１中下端に当接するようになる。すると、リバウンド部材５０のコイルスプリング２は圧縮され撓み始める。さらに、ピストンロッド１５がシリンダ１０に対し図１中上方に移動すると、コイルスプリング２は不等ピッチとされているので、ピッチが小さい図２中上方部分２ａの隣り合う線材同士が、図２中下方部分２ｂの隣り合う線材同士に先んじて密着してそれ以上圧縮変形できないようになり、他方の図２中下方部分２ｂのみが圧縮されるようになる。すると、このコイルスプリング２のピッチの小さい図２中上方部分２ａが圧縮変形可能時には、コイルスプリング２の図２中上方部分２ａおよび図２中下方部分２ｂの両方とも圧縮変形するので、この場合コイルスプリング２のバネ定数は、コイルスプリング２全体に基づいたバネ定数となり、コイルスプリング２の図２中上方部分２ａの線材同士が密着してピッチの大きい図２中下方部分２ｂのみが圧縮可能状態時のバネ定数に比較して小さくなる。したがって、コイルスプリング２のピッチの小さい図２中上方部分２ａおよびピッチの大きい図２中下方部分２ｂの双方が圧縮変形可能時、すなわち、ホルダ１とロッドガイド７が当接してからしばらくの間は、リバウンド部材５０のバネ定数は低く抑えられるので、緩衝器の伸び切り時の衝撃を緩和することができ、緩衝器が衝撃音を発生することが防止できる。また、本発明では、コイルスプリングのみを使用しているのでクッションラバーを使用した従来の緩衝器に比較して、その耐久性の点で優れており、結果的に緩衝器の耐久性が向上する。ちなみに、ホルダ１のロッドガイド７に当接する側の端面を粗面仕上げにするか、端面に凹凸を設けておけば、ホルダ１の端面でも圧縮変形が期待できると同時に作動液体がこの端面とロッドガイドの端面との間に取り残されることがないので、この場合には、より一層衝撃音の発生を回避することが可能である。
【００３０】
さらに、コイルスプリリングのピッチの小さい図２中上方部分２ａの線材同士が密着してコイルスプリング２のピッチの大きい図２中下方部分２ｂのみが圧縮変形する場面では、コイルスプリング２のピッチの小さい図２中上方部分２ａおよびピッチの大きい図２中下方部分２ｂの双方が圧縮変形可能時に比較してバネ定数が大きくなるので、充分に車両におけるロールを抑制する事ができる。
【００３１】
したがって、ピストンロッド１５がシリンダ１０に対し図１中上方への移動する時の移動量が少ない場合には、コイルスプリング２のピッチの小さい図２中上方部分２ａおよびピッチの大きい図２中下方部分２ｂの双方が圧縮変形するので、リバウンド部材５０のバネ定数は低く抑えられ車両における乗り心地を向上でき、上記移動量が大きなときには車両におけるロールを抑制して車両の姿勢制御が可能となるのである。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、緩衝器を、上記の構成により、いわゆる複筒式の緩衝器として説明しているが、本発明が単筒式やその他の緩衝器に具現化されるとしてもよいことは無論である。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、伸び切り規制部材をロッドガイドとしているが他に別途部材を設けて伸び切り規制部材としてもよく、ストッパ部材についても、これをピストンにその役割を果たさせてもよい。また、リバウンド部材５０は、ピストンロッド１５側に嵌合しているが、たとえば、ホルダ１をロッドガイド７もしくは別途に設けた伸び切り規制部材に当接させながらシリンダ１０側にスナップリング等で固定し、緩衝器の伸長時にホルダ３の下端をピストンロッド１５のストッパ部材６に当接させるとしてもよい。
【００３４】
ちなみに、本実施の形態においては、コイルスプリング２のピッチの小さい部分を図１中上方に配置し、他方、ピッチが大きい部分を下方に配置するとしているが、この配置を逆にしても、上述した作用を呈するので、本発明の効果は失われない。
【００３５】
さらに、図示したところでは、リバウンド部材のコイルスプリングを上下にピッチの小さい部分とピッチの大きい部分を形成して、いわゆる２段階のピッチを有する不等ピッチのコイルスプリングとしているが、コイルスプリングの上端側または下端側から徐々にピッチを大きくしていくことで不等ピッチとしてもよく、また、２段階以上の多段階のピッチを有するようにしてもよい。この場合には、コイルスプリングが圧縮変形していくに従い、無段階にもしくは多段階にバネ定数が徐々に高まっていくようにできるので、さらに、伸び切り時に緩衝器が発生する減衰力が急激に高まることを防止でき、一層車両における乗り心地が向上する。
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。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、リバウンド部材のコイルスプリングは不等ピッチとされているので、ピッチが小さい部分の隣り合う線材同士が、ピッチの大きい部分の隣り合う線材同士に先んじて密着してそれ以上圧縮変形できないようになり、ピッチの大きい部分のみが圧縮されるようになる。すると、このコイルスプリングのピッチの小さい部分が圧縮変形可能時には、コイルスプリングのピッチの小さい部分およびピッチの大きい部分の両方とも圧縮変形するので、この場合コイルスプリングのバネ定数は、コイルスプリング全体に基づいたバネ定数となり、コイルスプリングのピッチの小さい部分の線材同士が密着してピッチの大きい部分のみが圧縮可能状態時のバネ定数に比較して小さくなる。したがって、コイルスプリングのピッチの小さい部分およびピッチの大きい部分の双方が圧縮変形可能時、すなわち、リバウンド部材と伸び切り規制部材が当接してからしばらくの間は、リバウンド部材のバネ定数は低く抑えられるので、緩衝器の伸び切り時の衝撃を緩和することができ、緩衝器が衝撃音を発生することが防止できる。
【００３７】
また、本発明では、コイルスプリングのみを使用しているのでクッションラバーを使用した従来の緩衝器に比較して、その耐久性の点で優れており、結果的に緩衝器の耐久性が向上する。
【００３８】
さらに、コイルスプリリングのピッチの小さい部分の線材同士が密着してコイルスプリングのピッチの大きい部分のみが圧縮変形する場面では、コイルスプリングのピッチの小さい部分およびピッチの大きい部分の双方が圧縮変形可能時に比較してバネ定数が大きくなるので、充分に車両におけるロールを抑制する事ができる。
【００３９】
したがって、緩衝器が伸長する際のピストンロッドがシリンダに対し移動する時の移動量が少ない場合には、コイルスプリングのピッチの小さい部分およびピッチの大きい部分の双方が圧縮変形するので、リバウンド部材のバネ定数は低く抑えられ車両における乗り心地を向上でき、上記移動量が大きなときには車両におけるロールを抑制して車両の姿勢制御が可能となるのである。
【００４０】
また、リバウンド部材のコイルスプリングの上端側または下端側から徐々にピッチを大きくしていくことで不等ピッチとするか、２段階以上の多段階のピッチを有するようにすれば、コイルスプリングが圧縮変形していくに従い、無段階にもしくは多段階にバネ定数が徐々に高まっていくようにできるので、さらに、伸び切り時に緩衝器が発生する減衰力が急激に高まることを防止でき、一層車両における乗り心地が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の緩衝器の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるリバウンド部材の拡大断面図である。
【符号の説明】
２コイルスプリング
６ストッパ部材
７伸び切り規制部材たるロッドガイド
１０シリンダ
１５ピストンロッド
５０リバウンド部材
Ｐピストン

Claims

シリンダと、シリンダにピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダに設けた伸び切り規制部材とピストンロッドに設けたストッパ部材との間に介装される伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材とを備えた緩衝器において、リバウンド部材が、不等ピッチのコイルスプリングを備えてなることを特徴とする緩衝器。