JP2015200365A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交換が容易なクッションリングを備えるシリンダ装置を提供すること。【解決手段】シリンダ装置１００であって、シリンダ１の端部に設けられるシリンダヘッド３と、ピストンロッド２の端部に設けられるロッドヘッド６と、シリンダ装置１００の収縮作動時にストロークエンドでのシリンダヘッド３とロッドヘッド６との衝突を防止する環状のクッションリング１０と、を備え、クッションリング１０は、複数の分割リング１１が周方向に連結されて環状に構成され、分割リング１１は、本体部１２と、本体部１２の周方向両端に形成され隣り合う分割リング１１を連結するための連結部１３と、を有し、隣り合う分割リング１１の連結部１３は、クッションリング１０の軸方向に互いに重なり、かつ、クッションリング１０の径方向への互いの相対移動が規制されて連結される。【選択図】図２

Description

本発明は、ショックアブソーバやアクチュエータとして用いられるシリンダ装置に関するものである。

特許文献１には、急激な車体荷重の変動又は衝撃を受けてダンパ本体１に対してピストンロッド２が圧縮作動した際に、ダンパ本体に干渉して変形し衝撃を吸収するバンプクッションラバー１０Ａを備える緩衝装置が開示されている。

特開平９−６０６８３号公報

特許文献１に記載のバンプクッションラバー１０Ａの第１のクッションラバー部材１２は円筒形状であり、その軸芯孔１２ａにピストンロッド２が挿通される。したがって、第１のクッションラバー部材１２が損傷して交換が必要な場合には、緩衝装置を分解しなければならない。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、交換が容易なクッションリングを備えるシリンダ装置を提供することを目的とする。

本発明は、シリンダにピストンロッドが進退自在に挿入されたシリンダ装置であって、前記シリンダの端部に設けられ、前記ピストンロッドが摺動自在に挿通するシリンダヘッドと、前記ピストンロッドにおける前記シリンダから延出する側の端部に設けられるロッドヘッドと、前記ピストンロッドに装着され、前記シリンダ装置の収縮作動時にストロークエンドでの前記シリンダヘッドと前記ロッドヘッドとの衝突を防止する環状のクッションリングと、を備え、前記クッションリングは、複数の分割リングが周方向に連結されて環状に構成され、前記分割リングは、本体部と、当該本体部の周方向両端に形成され隣り合う前記分割リングを連結するための連結部と、を有し、隣り合う前記分割リングの前記連結部は、前記クッションリングの軸方向に互いに重なり、かつ、前記クッションリングの径方向への互いの相対移動が規制されて連結されることを特徴とする。

本発明によれば、クッションリングは複数の分割リングが周方向に連結されて環状に構成されるため、破損して交換が必要な場合には、クッションリングを分割することによってピストンロッドから取り外すことができる。したがって、クッションリングを容易に交換することができる。

本発明の実施形態に係るシリンダ装置の正面図である。 クッションリングの斜視図である。 分割リングの斜視図である。 クッションリングの断面図である。 分割リングの変形例を示す斜視図である。 本発明の実施形態の変形例に係るシリンダ装置の部分断面図である。 本発明の実施形態の変形例に係るシリンダ装置の部分断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るシリンダ装置について説明する。

以下では、シリンダ装置が車両に搭載されるショックアブソーバ１００である場合について説明する。

ショックアブソーバ１００は、例えば、車両の車体と車軸との間に介装され、減衰力を発生させて車体の振動を抑制する装置である。

図１に示すように、ショックアブソーバ１００は、シリンダ１と、シリンダ１に進退自在に挿入されたピストンロッド２と、を備える。本実施形態では、ショックアブソーバ１００は、図１に示すとおり、シリンダ１が上側、ピストンロッド２が下側となる向きに車両に搭載される。

ピストンロッド２は、一端部にシリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストンが連結され、他端側がシリンダ１の外部へ延出する。

シリンダ１内はピストンによって伸側室と圧側室とに区画され、伸側室及び圧側室には作動流体としての作動油が封入される。また、シリンダ１内には、シリンダ１に対するピストンロッド２の進入及び退出に伴うシリンダ１内の容積変化の補償を行う気室が設けられる。

シリンダ１の端部には、ピストンロッド２が摺動自在に挿通するシリンダヘッド３が設けられる。シリンダヘッド３は、円筒状の本体部３ａと、本体部と比較して大径のフランジ部３ｂと、を有する。シリンダヘッド３は、フランジ部３ｂがボルト４にてシリンダ１の端部に締結されることによって、シリンダ１に固定される。シリンダヘッド３の本体部３ａの内周面には、ピストンロッド２を軸方向へ移動可能に支持する軸受や、シリンダ１内の作動油の漏れを防止するシール部材が設けられる。

シリンダ１におけるシリンダヘッド３の逆側の端部には、ボトム部材５が接合される。ボトム部材５は、ショックアブソーバ１００を車両に取り付けるための取付部５ａを有する。

ピストンロッド２におけるシリンダ１から延出する側の端部には、ロッドヘッド６が設けられる。ロッドヘッド６は、ピストンロッド２よりも大径に形成されショックアブソーバ１００の収縮作動時のストロークエンドを規定するストッパ部６ａと、ショックアブソーバ１００を車両に取り付けるための取付部６ｂと、を有する。

ショックアブソーバ１００は、ショックアブソーバ１００の収縮作動時にストロークエンドでのシリンダヘッド３とロッドヘッド６との衝突を防止する環状のクッションリング１０も備える。クッションリング１０は弾性部材であり、具体的には硬度の高いゴム製である。

クッションリング１０は、ピストンロッド２の外周面に密着して装着され、ロッドヘッド６のストッパ部６ａの環状平面部６ｃ上に設けられる。

以下では、図２〜４を参照して、クッションリング１０について詳しく説明する。

クッションリング１０は、複数の分割リング１１が周方向に連結されて環状に構成される。本実施形態では、クッションリング１０が３つの分割リングからなり、かつ、それぞれの分割リング１１が同一形状である場合について説明する。図２にクッションリング１０の斜視図、図３に分割リング１１の斜視図、図４にクッションリング１０の断面図を示す。

クッションリング１０は、ピストンロッド２の外周面に密着するように形成された内周面１０ａと、ロッドヘッド６のストッパ部６ａの外径と略同一の外径に形成された外周面１０ｂと、シリンダヘッド３の本体部３ａの端面に当接可能な環状の当接面１０ｃと、ロッドヘッド６のストッパ部６ａに接触する環状の載置面１０ｄと、を有する。クッションリング１０の内径及び外径は、全周において一様である。また、クッションリング１０の両端面である当接面１０ｃ及び載置面１０ｄは平面状である。

分割リング１１は円弧状部材であって、本体部１２と、本体部１２の周方向両端のそれぞれに形成され隣り合う分割リング１１を連結するための連結部１３と、を有する。

連結部１３は、本体部１２の周方向両端のうち一端面１２ａから突出し、クッションリング１０の当接面１０ｃと連続して形成される第１連結部１３ａと、本体部１２の周方向両端のうち他端面１２ｂから突出し、クッションリング１０の載置面１０ｄと連続して形成される第２連結部１３ｂと、からなる。第１連結部１３ａ及び第２連結部１３ｂは、本体部１２の厚さと比較して略半分の厚さに形成される。このように、本体部１２と第１連結部１３ａ、本体部１２と第２連結部１３ｂは、それぞれ段状に形成される。第１連結部１３ａと第２連結部１３ｂの周方向の長さは同一である。

第１連結部１３ａにおける当接面１０ｃと反対側の面である第１連結面１４ａには、周方向に延びる溝部１５ａ（第１溝部）が形成される。また、第２連結部１３ｂにおける載置面１０ｄと反対側の面である第２連結面１４ｂには、周方向に延びる突部１５ｂ（第１突部）が形成される。

２つの分割リング１１は、一方の分割リング１１の第１連結部１３ａの溝部１５ａと他方の分割リング１１の第２連結部１３ｂの突部１５ｂとを嵌めて第１連結面１４ａと第２連結面１４ｂを当接させることによって連結される。このように、隣り合う分割リング１１の第１連結部１３ａと第２連結部１３ｂは、溝部１５ａと突部１５ｂが嵌ることによって、クッションリング１０の軸方向に互いに重なり、かつ、クッションリング１０の径方向への互いの相対移動が規制されて連結される。

また、隣り合う分割リング１１は、図２に示すように、一方の分割リング１１の第１連結部１３ａの端面１６ａと他方の分割リング１１の本体部１２の他端面１２ｂとがほぼ隙間なく対向すると共に、一方の分割リング１１の本体部１２の一端面１２ａと他方の分割リング１１の第２連結部１３ｂの端面１６ｂとがほぼ隙間なく対向した状態で連結される。

クッションリング１０の当接面１０ｃの内周縁及び外周縁には、それぞれ面取り部２０，２１が形成され、載置面１０ｄの内周縁及び外周縁には、それぞれ面取り部２２，２３が形成される。

図３及び４に示すように、第１連結部１３ａの角部には、面取り部２４ａが形成される。具体的には、面取り部２４ａは、端面１６ａ及び第１連結面１４ａの角部に形成される。同様に、第２連結部１３ｂにも、面取り部２４ｂが形成される。具体的には、面取り部２４ｂは、端面１６ｂ及び第２連結面１４ｂの角部に形成される。このように、第１連結部１３ａ及び第２連結部１３ｂの面取り部２４ａ，２４ｂによって、図４に示すように、クッションリング１０の内周面１０ａには、階段状の第１溝通路３０が形成されると共に、載置面１０ｄには、径方向に延びてクッションリング１０の内外周面１０ａ，１０ｂを連通する第２溝通路３１が形成される。

第１溝通路３０と第２溝通路３１は、ピストンロッド２とクッションリング１０の間に溜まる泥水等をクッションリング１０の外側への排出する機能を有する。具体的に説明すると、クッションリング１０の当接面１０ｃ上からピストンロッド２とクッションリング１０の間に流れ込んだ泥水は、クッションリング１０の面取り部２０からクッションリング１０の内周面１０ａの第１溝通路３０を通じて下方へ導かれ、クッションリング１０の載置面１０ｄの第２溝通路３１を通じてクッションリング１０の外側へと排出される。

本体部１２の一端面１２ａ及び他端面１２ｂにも、それぞれ面取り部２５ａ，２５ｂを形成することによって、第１溝通路３０及び第２溝通路３１をより大きく形成することができる。

面取り部２４ａ，２４ｂは、第１連結部１３ａ及び第２連結部１３ｂの全ての角部に形成する必要はなく、第１連結部１３ａ及び第２連結部１３ｂにおけるピストンロッド２の外周面及びロッドヘッド６のストッパ部６ａの環状平面部６ｃに対向する角部に最低限形成すればよい。

次に、クッションリング１０の作用について説明する。

ショックアブソーバ１００へのクッションリング１０の取り付けは、３つの分割リング１１を連結部１３を介して連結させつつピストンロッド２の外周に装着し、ロッドヘッド６のストッパ部６ａの環状平面部６ｃ上に設けることによって行う。

ショックアブソーバ１００がストロークエンドまで収縮作動すると、シリンダヘッド３の本体部３ａとロッドヘッド６のストッパ部６ａとの間でクッションリング１０が圧縮され、これにより、シリンダヘッド３とロッドヘッド６との衝突が防止される。クッションリング１０の隣り合う分割リング１１の第１連結部１３ａと第２連結部１３ｂは、溝部１５ａと突部１５ｂが嵌ることによって、クッションリング１０の軸方向に互いに重なり、かつ、クッションリング１０の径方向への互いの相対移動が規制されて連結されている。また、分割リング１１の本体部１２の周方向両端に形成された連結部１３は、一方の第１連結部１３ａが隣りの分割リング１１の第２連結部１３ｂの上方に連結され、他方の第２連結部１３ｂが隣りの分割リング１１の第１連結部１３ａの下方に連結されている。このように、隣り合う分割リング１１は連結部１３を介して強固に連結されている。したがって、クッションリング１０は、シリンダヘッド３とロッドヘッド６との間で圧縮負荷を受けた場合であっても、隣り合う分割リング１１が外れることなく、所望の反発力を発生する。

ショックアブソーバ１００を長期間使用していると、シリンダ１内の作動油や気室のガスが漏れて車高が下がり、シリンダヘッド３とロッドヘッド６との間でクッションリング１０が頻繁に圧縮負荷を受けて損傷する可能性がある。しかし、クッションリング１０が損傷した場合であっても、クッションリング１０を分割することによってピストンロッド２から取り外すことができる。このように、ショックアブソーバ１００を分解することなく、新しいクッションリング１０に交換することができる。

以上の本実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

クッションリング１０は複数の分割リング１１が周方向に連結されて環状に構成されるため、破損して交換が必要な場合には、クッションリング１０を分割することによってピストンロッド２から取り外すことができる。したがって、クッションリング１０を容易に交換することができる。このように、クッションリング１０を交換するにあたって、ショックアブソーバ１００を分解する必要がないため、ショックアブソーバ１００が車両に搭載されている状態であっても、クッションリング１０を交換することができる。

また、隣り合う分割リング１１の第１連結部１３ａと第２連結部１３ｂは、溝部１５ａと突部１５ｂが嵌ることによって、クッションリング１０の軸方向に互いに重なり、かつ、クッションリング１０の径方向への互いの相対移動が規制されて連結される。したがって、クッションリング１０は、シリンダヘッド３とロッドヘッド６との間で圧縮負荷を受けた場合であっても、隣り合う分割リング１１が外れることなく、所望の反発力を発生する。

また、ピストンロッド２とクッションリング１０の間に溜まる泥水を、隣り合う分割リング１１を連結する第１連結部１３ａと第２連結部１３ｂの面取り部２４ａ，２４ｂによって形成された第１溝通路３０と第２溝通路３１を通じてクッションリング１０の外側へ排出することができる。

また、クッションリング１０が汚れて清掃する必要がある場合には、クッションリング１０を分割してピストンロッド２から取り外すことによって、クッションリング１０を容易に洗浄することができる。

また、ショックアブソーバ１００がダンプトラック用として用いられる場合には、ショックアブソーバ１００が大型化し、クッションリングも外径が大きくなって重量が重くなるため、クッションリングの生産性が悪くなる。しかし、クッションリング１０は、複数の分割リング１１からなるため、重量の小さい小型の分割リング１１を製造した上で、それらを連結することによって製造することができる。したがって、クッションリング１０の生産性を向上させることができる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

（１）図５に示す変形例では、溝部１５ａと突部１５ｂに加え、第１連結面１４ａに径方向に延びる溝部１５ｃ（第２溝部）が形成されると共に、第２連結面１４ｂに径方向に延びる突部１５ｄ（第２突部）が形成される。隣り合う２つの分割リング１１は、溝部１５ａと突部１５ｂが嵌ると共に、溝部１５ｃと突部１５ｄが嵌ることによっても連結される。このように、隣り合う２つの分割リング１１は、周方向に嵌ると共に径方向にも嵌るため、クッションリング１０がシリンダヘッド３とロッドヘッド６との間で圧縮負荷を受けた際に、各分割リング１１が外れることを効果的に防止することができる。

（２）図６に示す変形例では、シリンダヘッド３の本体部３ａにおけるクッションリング１０に当接する端面の内側に、環状の溝部３ｃが設けられる。シリンダヘッド３に環状の溝部３ｃが設けられることによって、クッションリング１０がシリンダヘッド３とロッドヘッド６との間で圧縮負荷を受けた際には、クッションリング１０の内側へ圧縮負荷の分力が生じると共に、溝部３ｃ内へのクッションリング１０の変形が許容されるため、クッションリング１０の外側への変形が防止され、各分割リング１１の外れが防止される。図７に示す変形例では、シリンダヘッド３の本体部３ａにおけるクッションリング１０に当接する端面の内側に、環状のテーパ部３ｄが設けられる。このように構成しても、溝部３ｃと同様の作動効果が得られる。

（３）クッションリング１０がシリンダヘッド３とロッドヘッド６との間で圧縮負荷を受けた際に、外側に広がって各分割リング１１が外れることを防止するために、クッションリング１０の外周面に環状のバンドを巻くようにしてもよい。

（４）上記実施形態では、クッションリング１０が３つの分割リング１１からなる場合について説明した。しかし、クッションリング１０を構成する分割リング１１の数は３つに限定されることはなく、２つの分割リング１１、又は、４つ以上の分割リング１１にてクッションリング１０を構成するようにしてもよい。

（５）上記実施形態では、隣り合う分割リング１１は、一方の分割リング１１の第１連結部１３ａの端面１６ａと他方の分割リング１１の本体部１２の他端面１２ｂとがほぼ隙間なく対向すると共に、一方の分割リング１１の本体部１２の一端面１２ａと他方の分割リング１１の第２連結部１３ｂの端面１６ｂとがほぼ隙間なく対向した状態で連結されると説明した。しかし、ピストンロッド２とクッションリング１０の間に溜まる泥水がクッションリング１０の外側への排出され易いように、第１連結部１３ａの端面１６ａと本体部１２の他端面１２ｂとの間、及び本体部１２の一端面１２ａと第２連結部１３ｂの端面１６ｂとの間に積極的に隙間を設けるようにしてもよい。

（６）上記実施形態では、それぞれの分割リング１１が同一形状である場合について説明した。しかし、それぞれ分割リング１１は同一形状でなくもよい。例えば、本体部１２の周方向長さを各分割リング１１で異なるようにしてもよい。

（７）上記実施形態では、分割リング１１の本体部１２の周方向両端に形成された連結部１３は、一方の第１連結部１３ａが隣りの分割リング１１の第２連結部１３ｂの上方に連結され、他方の第２連結部１３ｂが隣りの分割リング１１の第１連結部１３ａの下方に連結されると説明した。これに代わり、分割リング１１の本体部１２の周方向両端に形成された連結部１３は、一方の第１連結部１３ａが隣りの分割リング１１の第２連結部１３ｂの上方に連結され、他方の第２連結部１３ｂも隣りの分割リング１１の第１連結部１３ａの上方に連結されるように構成してもよい。また、分割リング１１の本体部１２の周方向両端に形成された連結部１３は、一方の第１連結部１３ａが隣りの分割リング１１の第２連結部１３ｂの下方に連結され、他方の第２連結部１３ｂも隣りの分割リング１１の第１連結部１３ａの下方に連結されるように構成してもよい。分割リング１１をこのように構成した場合には、分割リング１１の数が偶数であれば、全ての分割リング１１を同一形状とすることができる。

（８）上記実施形態では、クッションリング１０の両端面である当接面１０ｃ及び載置面１０ｄが平面状であると説明した。しかし、当接面１０ｃ及び載置面１０ｄは平面状に限定されず、径方向に湾曲するような形状であってもよい。

（９）上記実施形態では、シリンダ装置が車両に搭載されるショックアブソーバである場合について説明した。しかし、シリンダ装置は、建設機械や産業機械に搭載され流体圧供給源から供給される作動流体によって伸縮作動して負荷を駆動するアクチュエータであってもよい。つまり、クッションリング１０は、アクチュエータの収縮作動時にストロークエンドでのシリンダヘッド３とロッドヘッド６との衝突を防止するものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００ ショックアブソーバ
１ シリンダ
２ ピストンロッド
３ シリンダヘッド
３ｃ 溝部
３ｄ テーパ部
６ ロッドヘッド
６ａ ストッパ部
６ｃ 環状平面部
１０ クッションリング
１１ 分割リング
１２ 本体部
１３ａ 第１連結部
１３ｂ 第２連結部
１５ａ 溝部（第１溝部）
１５ｂ 突部（第１突部）
１５ｃ 溝部（第２溝部）
１５ｄ 突部（第２突部）
３０ 第１溝通路
３１ 第２溝通路

Claims (7)

1. シリンダにピストンロッドが進退自在に挿入されたシリンダ装置であって、
   前記シリンダの端部に設けられ、前記ピストンロッドが摺動自在に挿通するシリンダヘッドと、
   前記ピストンロッドにおける前記シリンダから延出する側の端部に設けられるロッドヘッドと、
   前記ピストンロッドに装着され、前記シリンダ装置の収縮作動時にストロークエンドでの前記シリンダヘッドと前記ロッドヘッドとの衝突を防止する環状のクッションリングと、を備え、
   前記クッションリングは、複数の分割リングが周方向に連結されて環状に構成され、
   前記分割リングは、本体部と、当該本体部の周方向両端に形成され隣り合う前記分割リングを連結するための連結部と、を有し、
   隣り合う前記分割リングの前記連結部は、前記クッションリングの軸方向に互いに重なり、かつ、前記クッションリングの径方向への互いの相対移動が規制されて連結されることを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記分割リングの前記本体部と前記連結部は、段状に形成され、
   複数の前記分割リングは、前記クッションリングの環状の両端面が平面状となるように前記連結部を介して連結されることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 隣り合う前記分割リングの前記連結部は、一方の前記連結部に形成され周方向に延びる第１溝部と、他方の前記連結部に形成され周方向に延びる第１突部と、が嵌ることによって連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダ装置。
4. 隣り合う前記分割リングの前記連結部は、一方の前記連結部に形成され径方向に延びる第２溝部と、他方の前記連結部に形成され径方向に延びる第２突部と、が嵌ることによっても連結されることを特徴とする請求項３に記載のシリンダ装置。
5. 前記シリンダヘッドにおける前記クッションリングに当接する端面の内側には、環状の溝部又はテーパ部が設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のシリンダ装置。
6. 前記ロッドヘッドは、前記シリンダ装置の収縮作動時のストロークエンドを規定すると共に前記クッションリングが設けられるストッパ部を有し、
   前記分割リングの前記連結部には、面取り部が形成され、
   前記クッションリングにおける内周面及び前記ストッパ部に接触する載置面には、前記面取り部によって溝通路が形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のシリンダ装置。
7. 複数の前記分割リングは、同一形状であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のシリンダ装置。

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