JP2006118651A - ショックアブソーバ - Google Patents

Abstract

【課題】 新規な絞り構造を有するショックアブソーバを提供する。
【解決手段】 本発明は、シリンダ１０内に設けられるピストン２０と、ピストン２０の外径よりも小さい外径を有するプレート３０と、プレート３０とピストン２０との間に形成される溝６０と、ピストン２０の両端面間を貫通し、溝６０に連通する還流孔２０ｃとを備え、シリンダ１０内に充填される流体が溝６０を経由して還流孔２０ｃを通過するときに、還流孔２０ｃを通過する流体の流量を溝６０により絞ることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ショックアブソーバに関するものである。

従来、ピストンにオリフィス（小孔）を設けたショックアブソーバが知られている（例えば、特開２００４−２１１８２３号公報参照）。しかしながら、オリフィスは、その内径が小さいが故に、これを精密に加工することは容易でない。しかも、装置の小型化が進むにつれてオリフィスも微小化するため、所望の特性を得るために、高度な加工精度を満足することは容易でないという問題がある。

また、組立工程において、微小な異物の混入を防ぐことは難しく、異物が混入すると、その異物がオリフィスに詰まり易く、異物がオリフィスに詰まることが原因で特性不良が生じるという問題がある。

一方、従来、シリンダの内周面がテーパ状に形成されたショックアブソーバが知られている（例えば、特開２０００−２６５７３８号公報参照）。しかしながら、シリンダの内周面をテーパ状に形成しただけでは、対応し得る負荷の範囲を拡大することができても、低負荷の場合には、ピストンが始点から終点に至るまでに長時間を要するという問題がある。

特開２００４−２１１８２３号公報 特開２０００−２６５７３８号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、新規な絞り構造を有するショックアブソーバを提供することを課題とする。また、本発明は、対応し得る負荷の範囲の拡大と低負荷時におけるピストンのストローク時間の短縮を図ることが可能となるショックアブソーバを提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下のショックアブソーバを提供する。
（１）シリンダ内に設けられるピストンと、
該ピストンの外径よりも小さい外径を有するプレートと、
該プレートと前記ピストンとの間に形成される溝と、
前記ピストンの両端面間を貫通し、前記溝に連通する還流孔とを備え、
前記シリンダ内に充填される流体が前記溝を経由して前記還流孔を通過するときに、該還流孔を通過する流体の流量を前記溝により絞ることを特徴とするショックアブソーバ。
（２）前記プレートをスライド可能に支持する軸を備えることを特徴とする前記（１）に記載のショックアブソーバ。
（３）前記シリンダの内周面がテーパ状に形成されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のショックアブソーバ。

前記（１）に記載の本発明によれば、ピストンとプレートとの間に溝が形成され、その溝を経由して流体がピストンに形成された還流孔を通過するときに、その溝により、還流孔を通過する流体の流量を絞る構造であるため、その溝の幅がたとえ微小なものであっても、精密に形成することが容易であり、所望の特性を得るために、高度な加工精度を満足することが容易である。
また、溝の幅が小さくても、溝の長さを確保することは可能であるため、異物が混入した場合でも、その異物が溝に詰まり難く、それ故、特性不良の発生を非常に少なくすることが可能となる。
前記（２）に記載の本発明によれば、プレートが軸に沿ってスライドし得るため、ピストンが移動する方向によってプレートとピストンとの間に形成される溝の幅を変化させることが可能となる。ここで、溝の幅の大きさと、ピストンが移動することによって生じる流体の抵抗の大きさは、溝の幅が小さくなる程、流体の抵抗が大きくなる関係にあるから、本発明によれば、例えば、ピストンが一方向へ移動したときには、溝の幅を小さくして、流体の抵抗を大きし、ピストンが逆方向へ移動したときには、溝の幅を大きくして、流体の抵抗を小さくすることができる。
前記（３）に記載の本発明によれば、シリンダの内周面がテーパ状に形成されているため、対応し得る負荷の範囲を拡大することができるとともに、低負荷の場合でも、流体が、プレートとピストンとの間に形成される溝を通じてシリンダ内を流通し得るため、ピストンが始点から終点に至るまでに要する時間を短くすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例に従って説明する。

図１は、本実施例に係るショックアブソーバを示す図であり、（ａ）は全体構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部拡大図である。同図に示したように、本実施例に係るショックアブソーバは、シリンダ１０、ピストン２０、プレート３０及びピストンロッド４０を有して構成される。

シリンダ１０は、一端が開口し、他端が端壁１０ａにより閉塞された円筒形に形成されている。シリンダ１０の内部には、２つの中空部（第１及び第２中空部１０ｂ，１０ｃ）が相互に連通して形成されており、このうち、第１中空部１０ｂは、シリンダ１０の一端側に設けられ、その内周面がストレート状に形成されている。第２中空部１０ｃは、シリンダ１０の他端側に設けられ、その内径が端壁１０ａに向かうに従って次第に小さくなるように、その内周面がテーパ状に形成されている。なお、第２中空部１０ｃの開口面積が最も大きい部分（第１中空部１０ｂとの境界部分）の内径は、第１中空部１０ｂの内径よりも小さい。

第２中空部１０ｃには、流体が充填される。流体としては、シリコンオイル等を用いることができ、オイルの粘度を変えることにより、制動特性の微調整が可能である。

ピストン２０は、第２中空部１０ｃの開口面積が最も小さい部分（端壁１０ａ近傍の部分）の内径よりも小さい外径を有する。ピストン２０には、その両端面２０ａ，２０ｂ間を貫通する還流孔２０ｃが形成されており、この還流孔２０ｃは、流体が抵抗を生じることなく通過し得るように形成されるものである。

本実施例におけるピストン２０は、ピストン２０と一体に成形された軸５０を有して構成される。この軸５０は、後述するプレート３０をスライド可能に支持する役割を果たすものであり、ピストン２０の外径よりも小さい外径を有する。本実施例における軸５０は、その外周面から外側に張り出した部分（以下「張出部」という。）を有する。この張出部５０ａは、後述するプレート３０の脱落を防ぐ役割を果たすものである。なお、軸５０としては、後述するピストンロッド４０と一体に成形されたものであってもよいし、ピストン２０に組み付けられたものであってもよい。

プレート３０は、ピストン２０の外径よりも小さい外径を有する略円形の板状体からなり、その中央には、軸５０が挿通される孔部が形成されている。プレート３０は、軸５０に対し、軸方向にスライド可能に取り付けられる。

ピストン２０の一端側には、端面２０ａから突出する突出部２０ｄが形成されており、この突出部２０ｄは、ピストン２０とプレート３０の互いに向き合う面同士が密着することを防ぐ役割を果たすものである。本実施例では、ピストン２０と軸５０との間に介在する段差から突出部２０ｄが構成されているが、突出部２０ｄとしては、上記の役割を果たすものであればどのようなものであってもよく、例えば、プレート３０の端面から突出するように形成されたものであってもよい。

ピストン２０とプレート３０との間に突出部２０ｄが介在することにより、両者の間には、溝６０が形成される。この溝６０は、径方向に深さを有し、周方向に沿って開口するように形成されるものである。ピストン２０に形成された還流孔２０ｃは、溝６０に連通しており、流体は、溝６０を経由して還流孔２０ｃに流入し得るようになっている。

プレート３０が突出部２０ｄに当接した状態における溝６０の幅が小さい程、溝６０によって流体の流量が少量になるように絞られるため、流体の抵抗は大きくなる。ここで、溝６０の幅とは、ピストン２０とプレート３０との間隔を指すが、かかる溝６０の幅は、溝６０による特性の変動を生じさせないとの観点から、プレート３０が突出部２０ｄに当接した状態において、常に一定に維持されることが好ましい。

そして、プレート３０としては、少なくとも、流体の圧力を受けても還流孔２０ｃを塞がない程度の剛性を有するものを採用することが好ましく、さらに、溝６０の幅を一定に維持するために、流体の圧力を受けることにより変形を生じない程度に剛性の高いものを採用することがより好ましい。前者は、プレート３０の変形により還流孔２０ｃを塞ぐ事態が生じると、溝６０の機能が失われるからであり、後者は、プレート３０の変形により溝６０の幅が変化すると、プレート３０の変形の度合いによって流体の抵抗の大きさが変化することになり、溝６０による特性の変動が生じるからである。

ピストンロッド４０は、シリンダ１０の開口部を閉塞する蓋７０に形成された孔部に挿通され、シリンダ１０から突出する一方の端部は、制御対象物に設けられる結合部（図示せず）に結合され、シリンダ１０内に配置されるピストンロッド４０の他方の端部は、ピストン２０に結合される。本実施例では、シリンダ１０内に後退したピストンロッド４０をもとの状態に復帰させるばね等の復帰手段を有しないため、ピストンロッド４０が制御対象物の結合部に結合され、その結合部の動きに合わせてピストンロッド４０が進退動作するようになっている。なお、シリンダ１０内にばね等の復帰手段を配設し、かかる復帰手段の働きにより、シリンダ１０内に後退したピストンロッド４０をもとの状態に復帰させる構成を採用してもよいことは勿論である。

本実施例におけるピストンロッド４０は、また、可動部材８０を軸方向に貫通する孔部に挿通している。可動部材８０は、シリンダ１０内に形成される第１中空部１０ｂにおいて、ピストンロッド４０の外周面とシリンダ１０の内周面（第１中空部１０ｂの内周面）に、それぞれ内周面と外周面を摺接させながら、ピストンロッド４０に沿って移動し得るように設けられている。可動部材８０には、シール部材９０ａ，９０ｂが設けられており、また、可動部材８０の内周面には、軸方向に沿って形成されたエア抜き用の溝１００が設けられている。

可動部材８０を組み付ける際、可動部材８０には、２箇所に設けられるシール部材９０ａ，９０ｂのうち、可動部材８０とシリンダ１０との間隙を密閉するシール部材９０ａのみが予め取り付けられており、可動部材８０とシリンダ１０との間隙はシール部材９０ａにより密閉される。可動部材８０とピストンロッド４０との間隙は非常に小さいため、可動部材８０を所定の位置に配置するときには、可動部材８０が、第１中空部１０ｂに残存するエアの抵抗を受けることになるが、可動部材８０には、エア抜き用の溝１００が形成され、この溝１００を通じてエアが外部に放出されるため、可動部材８０を所定の位置に容易に配置することができる。また、この溝１００を利用して第１中空部１０ｂに残存するエアが外部に放出されることで、流体としてオイルを用いた場合には、オイルの充填率を向上させることができるため、特性の向上と安定を図ることが可能となる。他方、可動部材８０とピストンロッド４０との間隙を密閉するシール部材９０ｂは、可動部材８０を所定の位置に配置した後に組み付けられる。このシール部材９０ｂによって、エア抜き用の溝１００も外部と遮断されるため、第２中空部１０ｃは、その中に充填された流体が外部に漏出しないように密閉される。

シリンダ１０に形成される第１中空部１０ｂには、また、可動部材８０に予圧を与えるばね１１０が設けられている。ばね１１０は、圧縮ばねからなり、その両端が、シリンダ１０の開口部を閉塞する蓋７０と可動部材８０にそれぞれ支持されている。

本実施例に係るショックアブソーバは、以下のように作用する。すなわち、ピストンロッド４０が後退して、シリンダ１０内に押し込められていくと、それに連動して、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａに向かって移動する。

この際、プレート３０は、流体の圧力を受けることにより、軸５０に沿って移動し、突出部２０ｄに当接して、ピストン２０との間に溝６０を形成する（図２参照）。そして、ピストン２０に押圧された流体は、溝６０を通過して還流孔２０ｃへ流れ込む。

ここで、溝６０の幅は、例えば、０．３−０．７ｍｍと、非常に小さいものであるため、溝６０を経由して流体が還流孔２０ｃを通過するときに、その溝６０により、還流孔２０ｃを通過する流体の流量が少量に絞られることになり、流体に抵抗が生じる。

つまり、プレート３０とピストン２０との間に形成される溝６０は、流体の抵抗を生じさせるものである点で、従来のショックアブソーバに設けられた小孔からなるオリフィスと同一である。しかしながら、本実施例における溝６０は、その幅がたとえ微小なものであっても、精密に形成することが容易であり、所望の特性を得るために、高度な加工精度を満足することが容易である点で、従来のオリフィスよりも優れた効果を有する。

また、本実施例における溝６０は、その幅が小さくても、溝６０の長さ（周方向にそって開口する開口部の周方向長さ）を確保することは可能であるため、組立工程において異物が混入した場合でも、その異物が溝６０に詰まり難く、それ故、特性不良の発生を非常に少なくすることが可能となるという効果を有する。

ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａに向かって移動するとき、流体は、ピストン２０の外周面と第２中空部１０ｃの内周面との間隙をも通じて、ピストン２０の他端側へ移動することとなる。この際、本実施例では、第２中空部１０ｃの内周面がテーパ状に形成されているため、流体が通過するピストン２０とシリンダ１０との間隙は、ピストン２０の移動に従って徐々に小さくなる。従って、流体の抵抗は、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａに向かって移動していくのに伴い次第に大きくなる。よって、本実施例によれば、対応し得る負荷の範囲を拡大することができる。

つまり、ショックアブソーバに加えられる負荷が低い場合には、流体の抵抗を小さくして、ピストンロッド４０をスムースに後退動作させることができ、負荷が高い場合には、流体の抵抗を大きくして、衝撃を緩和することができる。

また、シリンダ１０の内周面をテーパ状に形成しただけでは、ピストン２０の移動過程において、ピストン２０とシリンダ１０との間隙が小さくなったときに、ピストン２０の移動速度が減速されるため、特に低負荷の場合には、ピストン２０が始点から終点に至るまでに長時間を要することになるが、この点、本実施例では、低負荷の場合でも、プレート３０とピストン２０との間に形成される溝６０を通じて、流体がシリンダ１０内を流通し得るため、ピストン２０が始点から終点に至るまでに要する時間を短くすることができるという効果を有する。

また、負荷が極めて高い場合には、ピストン２０が急速に移動することになるが、本実施例では、プレート３０とピストン２０との間に形成される溝６０により流体の抵抗が生じるため、ピストン２０が急速に移動することを抑えることもできる。

シリンダ１０内に進入したピストンロッド４０の体積増加分に相当する流体は、第１中空部１０ｂに流入する。この際、可動部材８０は、第１中空部１０ｂに流入する流体の圧力を受けることにより、ばね１１０を圧縮しながら、ピストンロッド４０に沿って移動することになるが、可動部材８０は、ばね１１０により予圧されているため、可動部材８０の移動の際にエアが混入することを防ぐことができる。第１中空部１０ｂに流入した流体は、可動部材８０の移動によりできたスペースに蓄えられる。ここで、可動部材８０に予圧を与えるばね１１０は、発泡体等と比較して、復元力が低下し難く、耐久性に優れるため、流体を蓄積した状態が長時間に亘る使用形態においても、安定して流体を蓄積することができる。

一方、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａから離れる方向に移動するときには、プレート３０は、還流孔２０ｃから流出する流体の圧力を受けることにより、突出部２０ｄから離間するように、軸５０に沿って移動する（図３参照）。これにより、プレート３０とピストン２０との間に形成される溝６０の幅が拡大するため、流体は抵抗を生じることなく溝６０を通過することができる。従って、ピストン２０の移動に要する負担を小さくすることができる。また、仮に異物が溝６０に詰まった場合でも、上記のように溝６０の幅を拡大して、その異物を溝６０から除去することが可能になる。

また、本実施例では、シリンダ１０の端壁１０ａから離れる方向に向かうに従って、シリンダ１０の内径が大きくなるように、シリンダ１０の内周面がテーパ状に形成されているため、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａから離れる方向に移動するときには、ピストン２０とシリンダ１０との間隙を通じて移動する流体の抵抗も、ピストン２０の移動に従って小さくなるため、ピストン２０の移動に要する負担をより小さくすることができる。従って、本実施例によれば、ピストンロッド４０の進退動作が連続して繰り返し行われる場合でも、その使用形態に十分に対応することができる。

また、ピストン２０の移動に伴いシリンダ１０内に進入したピストンロッド４０の体積も減少していくため、第１中空部１０ｂにおいて蓄えられていた流体も第２中空部１０ｃへ還流するが、これに対応して、可動部材８０も、ばね１１０の力により、原位置へ復帰する方向へ移動するため、流体の還流を促進することができる。

本実施例に係るショックアブソーバは、図４に示したように、プレート３０が、ピストン２０の他端側にも配設される点で、プレート３０が、ピストン２０の一端側にのみ配設された実施例１に係るショックアブソーバと異なる。

本実施例では、ピストン２０の他端側に配設されるプレート３０を支持する軸５０が、ピストンロッド４０の一部から構成され、ピストンロッド４０には、プレート３０の移動量を規制するストッパ１２０が設けられている。また、本実施例では、プレート３０が、ピストン２０の一端側のみならず、他端側にも配設されるため、プレート３０とピストン２０との間に形成される溝６０もピストン２０の両端にそれぞれ形成されている。なお、シリンダ１０は、その内周面がストレート状に形成されたものであってもよい。

本実施例によれば、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａに向かって移動するときには、ピストン２０の一端側に配設されたプレート３０が突出部２０ｄに当接して、ピストン２０との間に形成される溝６０により、流体の抵抗を生じさせる。この際、ピストン２０の他端側に配設されたプレート３０は、還流孔２０ｃから流出する流体の圧力を受けることにより、ピストン２０の他端側に形成された突出部２０ｄから離間するように移動し、ピストン２０との間に形成される溝６０を通過する流体に抵抗を生じさせないように、その溝６０の幅を拡大させる。

一方、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａから離れる方向へ移動するときには、ピストン２０の他端側に配設されたプレート３０が突出部２０ｄに当接して、ピストン２０との間に形成される溝６０により、流体の抵抗を生じさせる。この際、ピストン２０の一端側に配設されたプレート３０は、還流孔２０ｃから流出する流体の圧力を受けることにより、ピストン２０の一端側に形成された突出部２０ｄから離間するように移動し、ピストン２０との間に形成される溝６０を通過する流体に抵抗を生じさせないように、その溝６０の幅を拡大させる。

本実施例に係るショックアブソーバは、図５に示したように、プレート３０が、ピストン２０の他端側にのみ配設される点で、プレート３０が、ピストン２０の一端側にのみ配設された実施例１に係るショックアブソーバと異なる。

本実施例では、ピストン２０の他端側に配設されるプレート３０を支持する軸５０が、ピストンロッド４０の一部から構成され、ピストンロッド４０には、プレート３０の移動量を規制するストッパ１２０が設けられている。また、本実施例では、プレート３０が、他端側に配設されるため、プレート３０とピストン２０との間に形成される溝６０もピストン２０の他端側に形成される。なお、シリンダ１０は、その内周面がストレート状に形成されたものであってもよい。

本実施例によれば、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａに向かって移動するときには、プレート３０が、還流孔２０ｃから流出する流体の圧力を受けることにより、ピストン２０の他端側に形成された突出部２０ｄから離間するように移動し、ピストン２０との間に形成される溝６０を通過する流体に抵抗を生じさせないように、その溝６０の幅を拡大させる。一方、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａから離れる方向へ移動するときには、プレート３０が突出部２０ｄに当接して、ピストン２０との間に形成される溝６０により、流体の抵抗を生じさせる。

本実施例に係るショックアブソーバは、図６に示したように、プレート３０が、ピストン２０と一体に成形される点で、実施例１に係るショックアブソーバと異なる。

本実施例によれば、プレート３０がピストン２０と一体に成形されているため、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａに向かって移動するときだけでなく、ピストン２０がシリンダ１０の端壁１０ａから離れる方向へ移動するときにも、プレート３０とピストン２０との間に形成される溝６０により、流体の抵抗を生じさせる。

本発明の実施例１に係るショックアブソーバを示す図であり、（ａ）は全体構造の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部拡大図である。 実施例１に係るショックアブソーバの作用を説明するための図である。 実施例１に係るショックアブソーバの作用を説明するための図である。 本発明の実施例２に係るショックアブソーバにおいて採用されたプレートとピストンの構造を示す図である。 本発明の実施例３に係るショックアブソーバにおいて採用されたプレートとピストンの構造を示す図である。 本発明の実施例４に係るショックアブソーバにおいて採用されたプレートとピストンの構造を示す図である。

符号の説明

１０ シリンダ
１０ａ 端壁
１０ｂ 第１中空部
１０ｃ 第２中空部
２０ ピストン
２０ｃ 還流孔
２０ｄ 突出部
３０ プレート
４０ ピストンロッド
５０ 軸
５０ａ 張出部
６０ 溝
７０ 蓋
８０ 可動部材
９０ａ，９０ｂ シール部材
１００ エア抜き用の溝
１１０ ばね
１２０ ストッパ

Claims (3)

1. シリンダ内に設けられるピストンと、
   該ピストンの外径よりも小さい外径を有するプレートと、
   該プレートと前記ピストンとの間に形成される溝と、
   前記ピストンの両端面間を貫通し、前記溝に連通する還流孔とを備え、
   前記シリンダ内に充填される流体が前記溝を経由して前記還流孔を通過するときに、該還流孔を通過する流体の流量を前記溝により絞ることを特徴とするショックアブソーバ。
2. 前記プレートをスライド可能に支持する軸を備えることを特徴とする請求項１に記載のショックアブソーバ。
3. 前記シリンダの内周面がテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のショックアブソーバ。
   

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