JP2017514082A - 多機能ブッシングを有する流体ダンパアッセンブリ - Google Patents

Abstract

ロッドガイドが、ロッド端部に隣接して配置されるとともに、ピストンから間隔を空けて配置される。ピストンロッドはピストンに接続される。円筒形状を有するガスダンパは、ガスカップの本体部及びガスカップのトップ部に配置されて、ガスカップに追加の減衰力を与える制限器を有する。流体ダンパアッセンブリは、チャンバを形成するハウジングを有する。ロッドがチャンバ内へと延びるとともに、ハウジングに対して軸方向に移動可能である。ブッシングが、ロッドの回りに配置されるとともに、ハウジングに対して固定されて、ロッドが軸方向に移動する際にロッドを案内する。ピストンが、ロッドとハウジングとの間の相対移動に応じた圧縮ストローク及び反発ストロークの際にハウジングと軸方向に摺動係合するようチャンバ内に配置され、ロッドに接続される。緩衝装置が、ブッシングから延びるとともに、ピストンを圧縮ストロークの方に付勢して、ピストンの反発ストロークの際にピストンの移動を減衰する。緩衝装置とブッシングとは互いに一体であり同質の材料からなる。【選択図】図１

Description

＜関連出願の相互参照＞
本願は、２０１５年２月２０日に出願された、発明の名称「多機能ブッシングを有する流体ダンパアッセンブリ」の米国仮特許出願シリアル番号６２／１１８，７８９の優先権を主張する。

本発明は概して、車両において用いられるモノチューブダンパアッセンブリに関する。

従来技術においてモノチューブダンパアッセンブリが知られている。Ｈａｍｂｅｒｇらの米国特許第８，２４０，６４２号は、ロッド端部と閉口端部との間を中心軸に沿って延びるメインチャンバを形成するハウジングを有するモノチューブダンパアッセンブリを開示している。ガスカップは、メインチャンバ内に配置されるとともに、メインチャンバを、閉口端部とガスカップとの間に延設され高圧ガスを収容するガスチャンバと、ガスカップとロッド端部との間で延設される流体チャンバと、に分割するよう中心軸に沿って摺動可能である。ピストンは、流体チャンバ内に配置されるとともに、中心軸に沿って軸方向に摺動可能である。ピストンロッドは、ピストンに接続され、ロッド端部を通って延びる。ガスカップは、トップ部と、トップ部から中心軸の回りに延びる本体部と、を有する。

このような従来の流体ダンパアッセンブリのブッシング及びバネは、典型的には比較的高価で質量が大きい材料で形成されており、流体ダンパアッセンブリに組み付けられるのに多数の比較的複雑な製造ステップが必要とされる。したがって、このような流体ダンパアッセンブリに対する改良の必要性が残されている。

当該発明は、緩衝装置とブッシングとが互いに一体であり同質の材料からなる流体ダンパアッセンブリを提供する。

したがって、当該発明は、少ない組み立て部材で構成され、このため、必要とされる生産のための製造ステップが少なく、不具合が生じる可能性を低減できる流体ダンパアッセンブリを提供する。より具体的には、ブッシングと緩衝装置との一体的かつ同質の材料設計のために、ブッシング及び緩衝装置を安価で軽量でかつ強い材料で形成し、簡単かつ一貫した製造プロセスによって生産することができ、その結果、材料コスト及び製造コストを低減し、作業の際に不具合を発生しにくくすることができる。

本発明の他の利点は、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照することで、容易により良く理解されよう。
本開示の一の面に係る流体ダンパアッセンブリの側面断面図である。 本開示の一の面に係る互いに一体であり同質の材料からなるブッシング及び緩衝装置の斜視図である。 図２における線２Ａ−２Ａに沿って見た図２のブッシング及び緩衝装置の側面断面図である。 潤滑油を保持するための複数の隆起部分及び複数の窪み部分を例示するブッシングの内面の側面図である。

図面を参照して、車両のフレームとホイールアッセンブリとの間の振動を減衰するための流体ダンパアッセンブリ２０を概略的に示す。図面では、対応する部品には同様の符号を付している。なお、流体ダンパアッセンブリ２０を、限定するものではないが、自動車、モーターサイクル及び全地形型車両(all-terrain vehicle)を含む種々のタイプの車両に利用できる。

図１を参照して、流体ダンパアッセンブリ２０は、中心軸Ａの回りにかつ中心軸Ａに沿って底端部２６と上端部２８との間に延設されるリザーバチューブ２４を有するハウジング２２を備える。リザーバチューブ２４は、外面３０と、リザーバチャンバ３４を形成する内面３２と、を有する。装着リング３６は、車両のフレームにハウジング２２を接続するために、リザーバチューブ２４の外面３０の回りに配置され、リザーバチューブ２４の外面３０に接続されている。なお、本開示の範囲を逸脱することなく、ハウジング２２をフレームに接続するために他のタイプの接続機構を用いることができることを記載しておく。例えば、リザーバチューブ２４の外面３０ではなく底端部２６に装着リング３６を接続してもよい。

ハウジング２２は、リザーバチャンバ３４内に配置されるとともにリザーバチューブ２４と同軸状に中心軸Ａに沿って下端４０と上端４２との間を延びる圧力チューブ３８を更に有する。圧力チューブ３８は、作用チャンバ４６を形成する内面４４を有する。従来の作動油等の非圧縮性流体４８が、リザーバチャンバ３４及び作用チャンバ４６内に入れられる。

底端部キャップ５０は、リザーバチューブ２４の底端部２６に接続され封止している。さらに、ベースバルブアッセンブリ５２は、リザーバチャンバ３４における圧力チューブ３８の下端４０に接続される。ベースバルブアッセンブリ５２は、流体ダンパアッセンブリ２０の動作の際にリザーバチャンバ３４と作用チャンバ４６との間の流体の流れを制御するよう、リザーバチャンバ３４と作用チャンバ４６とを流体的に接続する。

上端キャップ５４は、リザーバチューブ２４の上端部２８に接続されて、上端部２８においてリザーバチャンバ３４を閉じている。ロッド５６は、作用チャンバ４６内へと上端キャップ５４を貫通して延び、ハウジング２２に対して軸方向に移動可能である。ロッド５６は、ハウジング２２の外部に配置される接続端部５８を有する。装着環(mounting band)６０が、車両のホイールアッセンブリに接続されるために接続端部５８に接続される。あるいは、本開示の範囲を逸脱することなく、装着リング３６をホイールアッセンブリに接続し、装着環状部６０を車両のフレームに接続することもできる。上部シール６２は、上端キャップ５４に隣接してロッド５６の回りに配置されるとともにロッド５６をシールし、流体がハウジング２２からロッド５６に沿って漏出するのを防止している。本体部材６４は、上部シール６２と軸方向に当接するようロッド５６の回りに配置されて、ロッド５６の軸方向移動の際にロッド５６を支持している。圧力チューブ３８の上端４２は、ロッド５６から径方向外側にある本体部材６４に接続されるとともに本体部材６４をシールする。

ピストン６６は、作用チャンバ４６内に配置されるとともに、ロッド５６に接続される。ロッド５６とハウジング２２との間の相対移動に応じた下端４０に向かう圧縮ストローク及び上端４２に向かう反発ストロークにおいて、ピストン６６は、ハウジング２２の圧力チューブ３８の内面４４と軸方向に摺動係合する。

鍔状部材６８が、ピストン６６及びロッド５６の接続端部５８とから軸方向に間隔を空けて、ロッド５６の回りに固定配置される。なお、例示的な実施形態においては、鍔状部材６８はリング形状を有しているが、本開示の範囲を逸脱することなく、他の形状、例えば四角形断面形状を有してもよい。

ブッシング７０は、作用チャンバ４６内においてロッド５６の回りに、ロッド５６の接続端部５８に隣接して配置されるとともに、ハウジング２２に対して固定されている。ブッシング７０は、ロッド５６の軸方向移動の際にロッド５６のガイドを支援し、横方向の力に対してロッド５６を支持し、ロッド５６と本体部材６４との間の断熱層として機能する。

図１〜図２Ａからよくわかる通り、ブッシング７０は、第一端部７４と第二端部７６との間を延びるとともに、径方向において本体部材６４とロッド５６との間に配置される管状の円筒部７２を有する。円筒部７２は、ロッド５６との摺動係合する内面７８を有する。図３からよくわかる通り、内面７８は、複数の隆起部分（raised portion）８０と複数の窪み部分（sunken portion）８２とを有しており、これにより、潤滑剤がその間に保持され、内面７８とロッド５６との間の摩擦を低減している。言い換えると、内面７８は、ブッシング７０とロッド５６との間の相対移動の際に生じる摩擦を低減するように配置され、潤滑油を保持する複雑な構造の経路（ラビリンス）として機能する「オレンジの皮」模様を有する。さらにまた、図１〜図２Ａを再び参照して、内面７８は、略円形断面を有し、軸Ａの回りに連続的に延びる。言い換えれば、内面７８は、切れ目のない連続的な円筒形状で延びる。

なお、円筒部７２の内面７８の摩擦低減模様及び連続的円形形状により、ロッド５６の回りに潤滑油を均一に分布させることができることを記載しておく。これにより、典型的には鋼帯圧延加工(steel belt rolling processes)を用いて形成され、模様が形成されていない往々にして完全な円形ではない内面７８と、それに加えて、内面７８によって形成される軸方向に延びる溝（様々な深さ及び幅を有してもよい）と、を有するこれまでの先行技術のブッシング７０に対して改善が図られる。これらの特性では、ロッド５６の回りの潤滑油の分布が不均一となり、その結果、ロッド５６に引っ掻き傷が生じることが知られている。したがって、本発明によって提供されるロッド５６の回りの潤滑油の均一な分布によって、流体ダンパアッセンブリ２０の動作によるロッド５６の引っ掻き傷が低減される。あるいは、面に模様を付けることなく、内面７８を形成できることもできる。

ブッシング７０は、ピストン６６の反発ストロークの際にピストン６６の移動を制限するための、円筒部７２から径方向外側に延び、円筒部７２の第一端部７４に隣接している反発バンパ８４を更に有する。さらに、緩衝装置８６は、円筒部７２の第一端部７４から鍔状部材６８と当接する末端部８８へと延び、反発ストロークの際にピストン６６の移動を減衰するようピストン６６を圧力チューブ３８の下端４０に向かって軸方向 に付勢している。あるいは、緩衝装置８６の末端部８８をピストン６６と直接係合させてもよい。

緩衝装置８６とブッシング７０とは互いに一体であり同質の材料からなる。なお、ブッシング７０及び緩衝装置８６を一体とし同質の材料で形成することには多くの利点があることを記載しておく。例えば、流体ダンパアッセンブリ２０に必要とされる組み立て部材を少なくし、これにより、必要とされる生産のための製造ステップを少なくし、ダンパアッセンブリの部材の不具合が生じる可能性を低減できる。さらに、ブッシング７０及び緩衝装置８６を、有機ポリマー材料や複合材料等の安価で軽量でかつ強い材料で形成することができる。これらの材料を用いることにより、ブッシング７０及び緩衝装置８６を、限定するものではないが、射出成形等の比較的簡単かつ一貫したプロセスによって生産することができる。例示的な実施形態において、ガラス繊維で強化されたポリアミドから構成される複合材料が用いられる。なお、他の材料を用いることもできる。

ブッシング７０を形成するのに射出成形プロセスを利用することができるので、一定の円形状の内面７８を有するブッシング７０を容易に形成することができる。また、ブッシング７０を、種々の外径で容易に形成することができる。さらに、複合材料を用いることができるので、ブッシング７０を広い動作温度範囲で機能させることができる。

例示的な実施形態において、緩衝装置８６は、略管状であり、ブッシング７０から末端部８８に向かって軸方向に延びる複数の襞９２，９４を有する。複数の襞９２，９４は、複数の頂部９２及び谷部９４によって形成されており、頂部９２は谷部９４から径方向外側に配置されている。さらに、緩衝装置８６は、襞９２，９４から径方向内側に空洞９６を形成している。

複数の孔９８，１００が、襞９２，９４に沿って互いに間隔を空けて配置されるように形成されており、これにより、ピストン６６の軸方向移動の際に緩衝装置８６が圧縮や圧縮解除を受けるとき、流体が孔９８，１００を通って空洞９６に流入又は空洞９６から流出可能である。例示的な実施形態において、孔９８，１００は頂部９２に形成されており、これにより、緩衝装置８６の圧縮の際に流体が孔９８，１００を通って流れることができる。なお、孔９８，１００が谷部９４に形成された場合、孔９８，１００は付勢装置の圧縮の際に封止されることになり、付勢装置が破損するおそれがあることを記載しておく。あるいは、孔９８，１００を頂部９２に加えて谷部９４に形成することも考えられる。複数の孔９８，１００には、一セットの第一孔９８及び一セットの第二孔１００が含まれる。第一セットの孔９８及び第一セットの孔１００は、軸Ａに対して互いに径方向の反対側に形成されている。さらに、緩衝装置８６の製造を容易にするために、それぞれのセットの孔９８，１００における孔９８，１００は互いに軸方向に並んで配置される。しかしながら、孔９８，１００を他の配置で形成することも考えられる。

なお、バネ定数及び緩衝装置８６によって作用させられる減衰力は、材料密度、襞９２，９４の数、緩衝装置８６の自由長、及び孔１００，９８の数ならびに直径を変更することにより調整することができる。

あるいは、ここで説明した一体的なブッシング７０及び緩衝装置８６を、モノチューブ型ダンパに用いることができる。

もちろん、本発明に多くの変形及び変更を上記の教示に基づいて行うことができ、詳細な説明以外にも添付の特許請求の範囲内で実現できる。上記の記載が本発明の新規性が有用となるあらゆる組み合わせにわたることは理解されよう。装置の請求項における語「前記」の使用は、それが前出されていて、その請求項の範囲に含まれていることを意味する明確な引用である。「前記」を使用していないものでも、その請求項の範囲に含まれている場合もある。

米国特許第８，２４０，６４２号

Claims (17)

1. 車両のフレームとホイールアッセンブリとの間の振動を減衰するための流体ダンパアッセンブリであって、
   チャンバを形成するハウジングと、
   前記チャンバ内へと延びるとともに、前記ハウジングに対して軸方向に移動可能なロッドと、
   前記ロッドの回りに配置されるとともに、前記ハウジングに対して固定されて、前記ロッドが前記軸方向に移動する際に前記ロッドをガイドするブッシングと、
   前記ロッドと前記ハウジングとの間の相対移動に応じた圧縮ストローク及び反発ストロークの際に、前記ハウジングと軸方向に摺動係合するよう前記チャンバ内に配置されるとともに、前記ロッドに接続されるピストンと、
   前記ブッシングから延びるとともに、前記ピストンを前記圧縮ストロークの方に付勢して、前記ピストンの反発ストロークの際に前記ピストンの移動を減衰する緩衝装置と、
   を備え、
   前記緩衝装置と前記ブッシングとが互いに一体であり同質の材料からなる、
   流体ダンパアッセンブリ。
2. 前記緩衝装置は複数の襞を有し、空洞を形成している、
   請求項１に記載の流体ダンパアッセンブリ。
3. 前記緩衝装置は略管状である、
   請求項２に記載の流体ダンパアッセンブリ。
4. 前記緩衝装置は、互いに間隔を空けて配置される複数の孔を有しており、前記ピストンの軸方向移動の際に前記緩衝装置が圧縮や圧縮解除を受けるとき、流体が前記孔を通って前記空洞に流出入可能である、
   請求項２に記載の流体ダンパアッセンブリ。
5. 前記チャンバ内には非圧縮性流体が収容される、
   請求項４に記載の流体ダンパアッセンブリ。
6. 前記複数の襞は複数の頂部及び複数の谷部によって形成されており、前記頂部は前記谷部の径方向外側に配置されている、
   請求項４に記載の流体ダンパアッセンブリ。
7. 前記孔は前記頂部に形成されており、前記緩衝装置の圧縮の際に流体が前記孔を通って流れることが可能である、
   請求項６に記載の流体ダンパアッセンブリ。
8. 前記複数の孔は、互いに軸方向に並んで配置されている、
   請求項３に記載の流体ダンパアッセンブリ。
9. 前記孔には複数の第一孔と複数の第二孔とが含まれ、前記第一孔及び第二孔は前記軸に対して互いに径方向の反対側に形成されている、
   請求項８に記載の流体ダンパアッセンブリ。
10. 前記同質の材料は有機ポリマー材料である、
    請求項１に記載の流体ダンパアッセンブリ。
11. 前記同質の材料は複合材料である、
    請求項１に記載の流体ダンパアッセンブリ。
12. 前記ブッシングは、前記ロッドと摺動係合する内面を有する、
    請求項１に記載の流体ダンパアッセンブリ。
13. 前記内面は、複数の隆起部分と複数の窪み部分とを有しており、前記内面と前記ロッドとの間の摩擦を低減するよう潤滑剤が前記窪み部分に保持される
    請求項１２に記載の流体ダンパアッセンブリ。
14. 前記内面は略円形形状を有するとともに、前記軸の回りに連続的に延設されている、
    請求項１３に記載の流体ダンパアッセンブリ。
15. 前記ブッシングは、管状であり、前記ロッドの回りに配置され、第一端部と第二端部との間で延びる円筒部を有しており、前記ブッシングは、前記円筒部の前記第一端部に隣接しており前記円筒部から径方向外側に延び、前記ピストンの移動を制限する反発バンパを更に有する、
    請求項１に記載の流体ダンパアッセンブリ。
16. 前記緩衝装置は、前記円筒部の前記第一端部から末端部に軸方向に延びる、
    請求項１５に記載の流体ダンパアッセンブリ。
17. 前記ロッドの回りに前記緩衝装置の前記末端部と当接して固定配置される鍔状部材を更に備え、前記緩衝装置は前記ピストンの移動を減衰するよう前記鍔状部材に対して付勢される、
    請求項１６に記載の流体ダンパアッセンブリ。

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