JP2019027479A - 緩衝器およびカバー部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】シリンダと閉塞部材との間からの水の侵入を抑止した緩衝器およびカバー部材を提供する。【解決手段】カバー部材51の嵌合部61を、閉塞部材21のスクリュ部41の工具挿入穴47に嵌合させたので、振動等によるカバー部材51の脱落を防ぎ、外筒3とスクリュ部41との間からの水の侵入を抑止することができる。【選択図】図2

Description

本発明は、シリンダの開口端部が閉塞部材によって閉塞される緩衝器および該緩衝器に取り付けられるカバー部材に関する。
特許文献1には、シリンダの開口端部が閉塞部材によって閉塞されるユニフロー型油圧緩衝器が開示されている。そして、オーバーホールを可能にするため、シリンダと閉塞部材とをねじ部によって結合させた緩衝器がある。このような緩衝器では、ねじ部に水が浸入して錆が発生した場合、オーバーホール時にシリンダと閉塞部材とを分離させるのが困難になる。
特開2014−62643号公報
本発明は、シリンダと閉塞部材との間に水が侵入するのを抑止した緩衝器および該緩衝器に取り付けられるカバー部材を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は、作動液が封入されるシリンダと、前記シリンダの開口端部を閉塞させる閉塞部材と、前記閉塞部材を貫通して延び、先端が前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、を備える緩衝器であって、前記シリンダの前記ピストンロッドが延出される側の端部には、前記閉塞部材を被うカバー部材が設けられ、前記閉塞部材の前記ピストンロッドが延出される側の面には、前記シリンダへの着脱に利用される少なくとも1つの工具挿入穴が設けられ、前記カバー部材は、前記工具挿入穴に嵌合される凸形状の嵌合部を有することを特徴とする。
また、本発明は、作動液が封入されるシリンダと、前記シリンダの開口端部を閉塞させる閉塞部材と、前記閉塞部材を貫通して延び、先端が前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、前記閉塞部材の前記ピストンロッドが延出される側の面に、前記シリンダへの着脱に利用される少なくとも1つの工具挿入穴が設けられた緩衝器に取り付けられる前記閉塞部材を被うカバー部材であって、前記カバー部材は、前記工具挿入穴に嵌合される凸形状の嵌合部を有することを特徴とする。
本発明によれば、緩衝器のシリンダと閉塞部材との間に水が侵入するのを抑止することができる。
本実施形態に係る緩衝器の概念図であって、シリンダの軸線を含む平面による緩衝器の断面図である。 図1における要部を拡大して示す図である。 図2における要部を拡大して示す図である。 図1におけるA−A矢視図である。 他の実施形態の説明図である。
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。
ここでは、鉄道車両の車体と台車との間に略水平に配置される複筒式横置きユニフロー型油圧緩衝器1(以下「緩衝器1」と称する)を例示する。便宜上、図1における左方向(左側)および右方向(右側)を、当該緩衝器1における左方向(左側)および右方向(右側)とする。
図1は、本実施形態に係る緩衝器1の概念図であって、シリンダの軸線を含む平面による断面図である。緩衝器1は、内筒2および外筒3(シリンダ)を備え、内筒2と同軸上に外筒3を配置する。内筒2および外筒3の左側の開口端部4,5は、閉塞部材21によって閉塞される。内筒2および外筒3の右側の開口端部6,7は、閉塞部材8によって閉塞される。そして、内筒2と外筒3との間には、環状のリザーバ9が形成される。閉塞部材8は、内筒2の右側の開口端部6を閉塞させる端板10と、外筒3の右側の開口端部7を閉塞させる端板11と、に分割して構成される。端板11の外周面11Bは、外筒3の開口端部7の内周面7Aに嵌合される。端板11には、鉄道車両の車体側に連結させるブラケット12が設けられる。
端板10は、内筒2の開口端部6の内周面6Aに嵌合される。端板10の右端外周縁には、内筒2の開口端部6の端面32が当接されるフランジ部10Aが形成される。端板10のフランジ部10Aは、端板11のブラケット12側とは反対側の面に形成された凹部13に嵌合(固定)される。内筒2の内側には、液室を左液室15Lと右液室15Rとに区画するピストン14が嵌装される。ピストン14には、ピストンロッド16の右端が接続される。ピストンロッド16の左端側は、左液室15Lおよび閉塞部材21を通過して内筒2および外筒3(シリンダ)の外部へ延出される。ピストンロッド16の左端には、鉄道車両の台車側に連結させるブラケット17が設けられる。なお、液室(左液室15Lおよび右液室15R)には、作動液が封入される。また、リザーバ9には、作動液およびエアが封入される。
ピストン14には、右液室15Rから左液室15Lへの作動液の流通のみを許容する逆止弁18が設けられる。閉塞部材8の端板10には、リザーバ9から右液室15Rへの作動液の流通のみを許容する逆止弁19が設けられる。後述する閉塞部材21のガイド部23には、リザーバ9から左液室15Lへの作動液の流通を阻止し、かつ左液室15Lの液圧が上昇して一定圧に達したときに開弁されるリリーフ弁20が設けられる。すなわち、リリーフ弁20の開弁によって、左液室15Lの液圧がリザーバ9へ逃がされる。
そして、ピストンロッド16の伸び行程時には、左液室15Lの作動液が、閉塞部材21(ガイド部23)のリリーフ弁20を通過してリザーバ9へ流通する。このとき、伸び側の減衰力が発生する。ピストンロッド16が左液室15Lから退出した体積分の作動液は、リザーバ9から閉塞部材8(端板10)の逆止弁19を通過して右液室15Rへ流入する。他方、ピストンロッド16の縮み行程時には、右液室15Rの作動液が、ピストン14の逆止弁18を通過して左液室15Lへ流通する。ピストンロッド16が左液室15Lに進入した体積分の作動液は、閉塞部材21(ガイド部23)のリリーフ弁20を通過してリザーバ9へ流通する。このとき、縮み側の減衰力が発生する。
図2に示されるように、閉塞部材21は、ピストンロッド16を支持する略円筒形のガイド部23(本体部)と、ガイド部23を固定させるリング形のスクリュ部41(固定部)と、により構成される。ガイド部23は、大外径部24と小外径部25とを有する。大外径部24の外周面24Bは、外筒3の内周面3Aに嵌合される。小外径部25は、大外径部24に対して同軸に配置され、大外径部24の左端面26からシリンダの軸方向に沿って左方向へ延びる。ガイド部23は、ピストンロッド16の外周面16Bに摺動可能に当接される軸孔27を有する。
ガイド部23の、大外径部24の内側で、かつ軸孔27の右側には、第2環状凹部29および第3環状凹部30が形成される。第1環状凹部29は、内筒2の開口端部4の内径よりも小さい内径の内周面29Aと、軸孔27の右端が開口する環状の底面29Bと、を有する。第2環状凹部30は、内筒2の開口端部4の外周面4Bが嵌合される内周面30Aと、開口端部4の端面31が当接される(突き当てられる)底面30Bと、を有する。なお、第1環状凹部29の内周面29Aには、リリーフ弁20に連通する通路が開口される。また、第2環状凹部30は、底面30Bとは反対側の端がガイド部23の右端面33に開口する。
図2、図3を参照すると、ガイド部23の、小外径部25の内側で、かつ軸孔27の左側には、オイルシール34(シール部材)が収容される環状のオイルシール収容部35が形成される。小外径部25の内側には、オイルシール34を保持するためのオイルシール保持具36(シール部材)が装着される環状の溝37が形成される。小外径部25の先端部38の開口39は、オイルシール収容部35の内径よりも大きく、かつ溝37の直径よりも小さい内径を有するとともに、シリンダの軸方向(図2、図3における左右方向)の長さが、オイルシール保持具36(穴用C形止め輪)の板厚程度に設定される。換言すると、溝37は、先端部38の開口39とオイルシール収容部35との間に形成される。
スクリュ部41は、シリンダの軸線を含む平面による断面が略長方形に形成される。スクリュ部41は、ガイド部23の小外径部25の外周面25Bに摺動可能に嵌合される内周面41Aと、ガイド部23の大外径部24の左端面26に当接される右端面43と、を有する。スクリュ部41の外周面41Bの右端側には、外筒3の開口端部5の内周面5Aに摺動可能に嵌合される嵌合面44が形成される。スクリュ部41の外周面41Bの右端側には、呼び径が嵌合面44の外径よりも大きいおねじ部45が形成される。おねじ部45は、外筒3の開口端部5の内周面5Aに形成されためねじ部46に螺合させる。
スクリュ部41の左端面42には、閉塞部材21の着脱時に工具(治具)が差し込まれる複数個(本実施形態では「2個」)の工具挿入穴47が設けられる。スクリュ部41は、例えば、金属からなる部材であり、工具挿入穴47は、ドリルによって機械加工されるが、リーマ等による仕上げ加工が行われない。これにより、工具挿入穴47の表面は、仕上げ加工(除去加工)を行った場合と比較すると粗くなっている。ここで、本発明の除去加工とは、ドリルによって機械加工された穴の表面を更に加工して、表面粗さを整えることやバリ取り等をすることである。そして、外筒3の開口端部5のめねじ部46にスクリュ部41のおねじ部45を螺合させ、工具(図示省略)によってスクリュ部41を締め付ける。
図2、図3に示されるスクリュ部41が締め付けられた状態(製品状態)では、閉塞部材8と閉塞部材21との間の内筒2には、軸力が発生する。この状態では、ガイド部23の小外径部25の先端部38が、同一平面上に位置するスクリュ部41の左端面42および外筒3の開口端部5の左端面48に対して左方向へ突出される。また、外筒3とガイド部23とスクリュ部41とによって囲まれた環状空間49に収容されたシール部材50(Oリング)が加圧され、外筒3とガイド部23とスクリュ部41との間が液密にシールされる。
次に、閉塞部材21を被うカバー部材51を説明する。カバー部材51は、プラスチック、エラストマー等を材料とする成形品であり、閉塞部材21が組み付けられた内筒2および外筒3(シリンダ)の左側の端部、換言すると、ピストンロッド16が延出される側の端部に設けられる。図2乃至図4を参照すると、カバー部材51は、内周面52Aが外筒3の開口端部5の外周面5Bに密着(当接)される円筒状の外周部52と、ガイド部23の小外径部25の先端部38を被う環状の内周部53と、を有する。内周部53は、シリンダの軸線を含む平面による断面がチャンネル形(溝形)に形成される3つの側壁54,55,56によって構成される。
側壁54は、軸直角平面に対して平行に配置され、内側面54Aが、ガイド部23の小外径部25の先端部38の端面57に密着(当接)される。側壁55は、側壁54の外周縁部から右方向(ピストンロッド16の延出方向に沿う方向)へ延び、内周面55Aが、ガイド部23の小外径部25の先端部38の外周面38Bに密着(当接)される。側壁56(延長部)は、側壁54の内周縁部から右方向(ピストンロッド16の延出方向に沿う方向)へ延び、内周面56Aが、ガイド部23の小外径部25の先端部38の内周面38A(開口39)に密着(当接)される。側壁56は、オイルシール保持具36(シール部材)まで延長され、右端面56Bが、オイルシール保持具36の左端面36A(オイルシール34に当接される側の面とは反対側の面)に当接される。
カバー部材51は、内周部53の側壁55の右周縁部と外周部52の左周縁部との間を延びる円板部58を有する。円板部58は、右側面58Aが、スクリュ部41の左端面42に当接される。円板部58の右側面58Aの外周縁部は、外筒3の開口端部5の左端面48に当接され、延いては、外筒3の開口端部5とスクリュ部41との間のねじ結合部60の左端を被う。
カバー部材51は、円板部58の右側面58Aに設けられ、スクリュ部41の工具挿入穴47に嵌合される凸形状の嵌合部61を有する。嵌合部61は、略円柱形に形成され、各工具挿入穴47に対応して(本実施形態では「2つ」)設けられる。なお、嵌合部61の外径(工具挿入穴47との嵌め合い)は、工具挿入穴47に対する組み付け性および組み付け後の抜け難さを考慮して定められる。また、嵌合部61の数量は、工具挿入穴47の数量と同一でなくてもよく、少なくとも1つあればよい。
次に、カバー部材51の取り付け手順を説明する。
緩衝器1本体を組み立てる際に、ピストンロッド16を内筒2に挿入する前に、予め、閉塞部材21とカバー部材51とを挿通しておく。このとき、スクリュ部41の工具挿入穴47にカバー部材51の嵌合部61を対向させるようにして、カバー部材51の開口59にピストンロッド16を挿通させる。閉塞部材21のスクリュ部41(固定部)を工具(図示省略)によって締め付ける。そして、スクリュ部41の工具挿入穴47とカバー部材51の嵌合部61とを位置合わせしながら、カバー部材51を閉塞部材21に接近させ、カバー部材51の外周部52の内側に、外筒3の開口端部5を嵌入させる(差し込む)。
カバー部材51の外周部52に外筒3の開口端部5を嵌入させる過程で、カバー部材51の嵌合部61の先端(右端)を、スクリュ部41の工具挿入穴47の開口(左端)に嵌合させる。この状態で、カバー部材51の円板部58を左側面58B側から押圧し、カバー部材51の各嵌合部61を、スクリュ部41の対応する各工具挿入穴47に嵌合させる。本実施形態では、カバー部材51の各嵌合部61を、スクリュ部41の対応する各工具挿入穴47に押し込むことで嵌合させる。カバー部材51の嵌合部61をスクリュ部41の工具挿入穴47に押し込む過程で、カバー部材51の内周部53を、閉塞部材21のガイド部23の小外径部25の先端部38に被せ、カバー部材51の内周部53の側壁56(延長部)の先端(右端面56B)を、オイルシール保持具36(シール部材)の左端面36Aに当接させる。これにより、外筒3の開口端部5および閉塞部材21の左側端部、換言すると、シリンダのピストンロッド16が延出される側の端部が、カバー部材51によって被われる。
ここで、シリンダ(外筒)と閉塞部材とがねじ部によって結合される緩衝器の場合、ねじ部に水が浸入して錆が発生するおそれがある。ねじ部の錆は、オーバーホール時に、シリンダから閉塞部材を取り外すのに多大な手間と時間とを要する原因となり、作業の能率を著しく低下させる。従来、シリンダの側壁に引っ掛けて固定する簡易なカバーがあったが、緩衝器の収縮によるカバー内側の圧力の急上昇によって、カバーが外れることがあった。
これに対して、本実施形態では、カバー部材51の外周部52を、外筒3の開口端部5に嵌合させるだけでなく、円板部58の右側面58Aの凸状の嵌合部61を、閉塞部材21のスクリュ部41(固定部)の工具挿入穴47に嵌合させたため、例えば、工具挿入穴47にカバー部材の嵌合部61が入り込むことで、カバー部材51の回転が抑制され、振動でカバー部材51が回転することで、徐々に外れようとする動きを防止することができる。また、嵌合部61が工具挿入穴47に圧入された場合は、工具挿入穴47内にある空気が、嵌合部61が入り込むことで嵌合部61の外に逃げ、カバー部材51が外れようとしても、工具挿入穴47内の圧力は下がっているため、大気圧によって押され、カバー部材51がスクリュ部41から脱落することを防止することができる。なお、この場合は、嵌合部61が工具挿入穴47に圧入だけでなく、遊嵌していてもよい。また、嵌合部61が工具挿入穴47に圧入された場合は、外周面101と工具挿入穴47の内周面102とが当接し、外周面101と内周面102との間で摩擦が生じることにより、カバー部材51がスクリュ部41から脱落することを防止することができる。したがって、カバー部材51が閉塞部材21を被うので、外筒3と閉塞部材21とのねじ結合部60への水の侵入を抑止することができる。その結果、外筒3と閉塞部材21とのねじ結合部60の錆の発生を防ぐことができ、緩衝器1のメンテナンス性を向上させることができる。
以上、本実施形態の詳細について説明したが、本実施形態の作用効果を以下に示す。
本実施形態によれば、作動液が封入されるシリンダ(3)と、シリンダ(3)の開口端部(5)を閉塞させる閉塞部材(21)と、閉塞部材(21)を貫通して延び、先端がシリンダ(3)の外部へ延出されるピストンロッド(16)と、を備える緩衝器(1)であって、シリンダ(3)のピストンロッド(16)が延出される側の端部(5)には、閉塞部材(21)を被うカバー部材(51)が設けられ、閉塞部材(21)のピストンロッド(16)が延出される側の面(42)には、シリンダ(3)への着脱に利用される少なくとも1つの工具挿入穴(47)が設けられ、カバー部材(51)は、工具挿入穴(47)に嵌合される凸形状の嵌合部(61)を有する。
よって、本実施形態は、カバー部材の脱落を防止し、シリンダと閉塞部材との間に水が侵入するのを抑止することができる。これにより、シリンダと閉塞部材との間の錆の発生を防ぎ、オーバーホール時に、閉塞部材をシリンダから容易に取り外すことができる。その結果、緩衝器のメンテナンス性を向上させることができる。また、シリンダのピストンロッドが延出される側の面にカバー部材が密着して、シリンダの外気に晒される側の面がカバー部材によって確りと被われるので、オーバーホール時に、コンタミがシリンダ内部へ侵入するリスクを低下させることができる。そして、カバー部材は、既存の緩衝器に追加工することなく適用可能であり、実施が容易で、かつコストを増加させることもない。
また、ダストブーツを装着した緩衝器との比較では、取り付け構造が簡略化され、取り付けに要する工数を削減することができる。さらに、ダストブーツの取り付け代を確保する必要がないので、緩衝器の基本長を短縮することが可能であり、緩衝器を小型化することができる。また、嵌合部を工具挿入穴に嵌合させたので、シリンダの側壁に引っ掛けて取り付けられる従来構造のカバーのように、振動による移動(回転を含む)および抜けの心配がない。
また、本実施形態によれば、カバー部材(51)の径方向内側には、ピストンロッド(16)の延出方向へ延長された延長部(56)が形成され、延長部(56)の端部は、ピストンロッド(16)の外周面(16B)に摺接させたシール部材(36)に当接されるので、カバー部材とシール部材との間から、カバー部材と閉塞部材との間への、水の侵入を抑止することができる。
また、本実施形態によれば、閉塞部材(21)は、本体部(23)と該本体部(23)をシリンダ(3)の開口端部(5)に固定させる固定部材(41)とからなり、工具挿入穴(47)は、固定部材(41)に形成されるので、固定部材を締め付けるときに工具を挿入するための穴を、カバー部材の嵌合部を嵌合させるための穴として流用することができ、穴の追加工によるコストの増加を防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、工具挿入穴(47)の表面は、除去加工されない粗い面であるので、閉塞部材(固定部材)の工具挿入穴と、該工具挿入穴に嵌合されるカバー部材の嵌合部との間の摩擦係数が増大されるので、閉塞部材に対するカバー部材の抜け難さを向上させることができる。これにより、シリンダの側壁の塗装された面に装着された従来のカバーでは、緩衝器の収縮によりカバー内側の圧力が急上昇した場合、カバーが脱落するおそれがあったが、本実施形態のカバー部材では、そのような事態を回避することができる。
また、本実施形態によれば、作動液が封入されるシリンダ(3)と、シリンダ(3)の開口端部(5)を閉塞させる閉塞部材(21)と、閉塞部材(21)を貫通して延び、先端がシリンダ(3)の外部へ延出されるピストンロッド(16)と、閉塞部材(21)のピストンロッド(16)が延出される側の面(42)に、シリンダ(3)への着脱に利用される少なくとも1つの工具挿入穴(47)が設けられた緩衝器(1)に取り付けられる閉塞部材(21)を被うカバー部材(51)であって、カバー部材(51)は、工具挿入穴(47)に嵌合される凸形状の嵌合部(61)を有するので、カバー部材の脱落を防止し、シリンダと閉塞部材との間に水が侵入するのを抑止することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、例えば、次のように構成することができる。
例えば、図5に示されるように、カバー部材51の嵌合部61の外周面62に返し部63を形成するとともに、閉塞部材21のスクリュ部41(固定部)の内周面41Aに、返し部63が引っ掛かる環状の溝64を形成することで緩衝器1を構成する。図5の例示では、溝64は、シリンダの軸線を含む平面による断面がチャンネル形(一辺が開口された長方形)に形成される。また、返し部63は、シリンダの軸線を含む平面による断面が直角三角形に形成され、嵌合部61が工具挿入穴47に嵌合された状態において、軸直角平面に対して平行に配置された左側面63Aが、溝64の係止面64Aに当接される。
このように、嵌合部61の返し部63をスクリュ部41の工具挿入穴47の溝64に係合させる(引っ掛ける)ことにより、嵌合部61の工具挿入穴47に対する抜け、延いては、カバー部材51の閉塞部材21に対する抜けを、より確実に防止することができる。なお、返し部63および溝64は、図5に例示される形状の組み合わせに限定されるものではなく、例えば、返し部63は、溝64によって係止される複数個の突起とすることができる。
1 緩衝器、2 内筒(シリンダ)、3 外筒(シリンダ)、5 開口端部、16 ピストンロッド、21 閉塞部材、47 工具挿入穴、51 カバー部材、61 嵌合部

Claims (6)

  1. 作動液が封入されるシリンダと、前記シリンダの開口端部を閉塞させる閉塞部材と、前記閉塞部材を貫通して延び、先端が前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、を備える緩衝器であって、
    前記シリンダの前記ピストンロッドが延出される側の端部には、前記閉塞部材を被うカバー部材が設けられ、
    前記閉塞部材の前記ピストンロッドが延出される側の面には、前記シリンダへの着脱に利用される少なくとも1つの工具挿入穴が設けられ、
    前記カバー部材は、前記工具挿入穴に嵌合される凸形状の嵌合部を有することを特徴とする緩衝器。
  2. 前記カバー部材の径方向内側には、前記ピストンロッドの延出方向へ延長された延長部が形成され、
    前記延長部の端部は、前記ピストンロッドの外周面に摺接させたシール部材に当接されることを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。
  3. 前記閉塞部材は、本体部と該本体部を前記シリンダの開口端部に固定させる固定部材とからなり、
    前記工具挿入穴は、前記固定部材に形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝器。
  4. 前記工具挿入穴の内周面は、前記工具挿入穴が形成された面であって、該内周面は、除去加工によって表面粗さを整えた面に対して粗い面であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の緩衝器。
  5. 前記嵌合部には、返し部が形成され、
    前記工具挿入穴には、前記返し部が引っ掛かる溝が形成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の緩衝器。
  6. 作動液が封入されるシリンダと、前記シリンダの開口端部を閉塞させる閉塞部材と、前記閉塞部材を貫通して延び、先端が前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、前記閉塞部材の前記ピストンロッドが延出される側の面に、前記シリンダへの着脱に利用される少なくとも1つの工具挿入穴が設けられた緩衝器に取り付けられる前記閉塞部材を被うカバー部材であって、
    前記カバー部材は、前記工具挿入穴に嵌合される凸形状の嵌合部を有することを特徴とするカバー部材。
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