JP2019105376A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンロッドに対するシリンダの位置を正確に検知するセンサを備えた緩衝器を提供する。【解決手段】緩衝器は、シリンダ１０、ピストン２０、ピストンロッド３０、センサ９０、ロッドガイド４０、及び伸び切りスプリング５０を備えている。ピストン２０は、シリンダ１０内に挿入され、シリンダ１０内をロッド側室１１とピストン側室１３とに区画する。また、このピストン２０はシリンダ１０内を軸方向に移動する。ピストンロッド３０は、ピストン２０に一端を連結し、シリンダ１０から突出している。センサ９０はピストンロッド３０内に配置されている。このセンサ９０はピストンロッド３０に対するシリンダ１０の位置を検知する。ロッドガイド４０は、センサ９０が検知する被検知物を組み込んでいる。伸び切りスプリング５０は、ピストンロッド３０の外周側であって、ピストン２０とロッドガイド４０の間に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は緩衝器に関するものである。

特許文献１は従来の緩衝器を開示している。この緩衝器はシリンダ、ピストン、ピストンロッド、及びストロークセンサを備えている。ピストンは、シリンダ内に挿入され、シリンダ内を軸方向に移動する。このピストンはシリンダ内をロッド側室とピストン側室とに区画している。ピストンロッドは、一端をピストンに連結し、シリンダの中心軸上を伸びてシリンダから突出している。このピストンロッドは、円筒状であり、中心軸上を中心孔が貫通している。ピストンはピストンロッドの中心孔に同軸の貫通孔が設けられている。ストロークセンサは本体部とロッド部とを有している。このストロークセンサは本体部がシリンダの端部（ピストンロッドが突出している端部とは反対側の端部）に固定されている。また、このストロークセンサはロッド部がシリンダ内を中心軸上に伸びてピストンの貫通孔及びピストンロッドの中心孔に摺動自在に挿入されている。このストロークセンサはピストンの貫通孔及びピストンロッドの中心孔に挿入されたロッド部の長さを検出することができる。

このように、この緩衝器は、ストロークセンサを組み込んでいるため、他の機器に取り付ける際に取り付けスペースを余分に必要としない。また、この緩衝器は、ストロークセンサによって伸縮量を検出し、減衰力の調整等を行うために、伸縮量に応じたフィードバック制御等を実行することができる。

特開２０１０−１２８３５号公報

しかし、特許文献１の緩衝器はストロークセンサのロッド部がシリンダ内を伸びてピストンの貫通孔及びピストンロッドの中心孔に挿入されている。このため、緩衝器が伸縮する際、ストロークセンサのロッド部が伸びている方向に対してピストン及びピストンロッドの移動方向がずれると、ロッド部がピストンの貫通孔及びピストンロッドの中心孔に衝突し、ロッド部が曲がる等、破損するおそれがある。ストロークセンサのロッド部が破損すると、この緩衝器は正確に伸縮量を検知することができなくなる。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ピストンロッドに対するシリンダの位置を正確に検知するセンサを備えた緩衝器を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の緩衝器は、シリンダ、ピストン、ピストンロッド、及びセンサを備えている。ピストンは、シリンダ内に挿入され、シリンダ内をロッド側室とピストン側室とに区画する。また、このピストンはシリンダ内を軸方向に移動する。ピストンロッドは、ピストンに一端を連結し、シリンダから突出している。センサはピストンロッド内に配置されている。このセンサはピストンロッドに対するシリンダの位置を検知する。

緩衝器のピストンロッドは強度部材であるため、この緩衝器は内部に配置されたセンサを保護し、緩衝器が伸縮した際等にセンサの破損を防止することができる。

したがって、本発明の緩衝器はピストンロッドに対するシリンダの位置を正確に検知するセンサを備えている。

本発明の緩衝器はロッドガイドを備えている。ロッドガイドは、シリンダの開口端部に設けられており、ピストンロッドを軸方向に移動自在に挿通する貫通孔を有している。また、このロッドガイドはセンサが検知する被検知物を組み込んでいる。この場合、この緩衝器は、必須な構成物であるロッドガイドに被検知物を組み込んでいるため、被検知物を配置するために特別な構造を追加する必要がなく、簡易な構造にすることができ、大型化を防ぐことができる。また、被検知物は、貫通孔の内周面に設けられた凹部に組み込まれている。
本発明の緩衝器はスプリングを備えている。スプリングは、ピストンロッドの外周側に配置されている。更に、スプリングは、ピストンとロッドガイドの間に配置され、一端側がロッドガイドに固定されている。

本発明の緩衝器のセンサはピストンロッドに対するシリンダの移動範囲の全域でシリンダの位置を検知する。この場合、緩衝器の伸縮状況を連続的に把握することができるため、その状況に応じた緩衝器の減衰力の調整等を行うために、フィードバック制御等を実行することができる。

実施形態１の緩衝器を示す概略断面図である。 実施形態２の緩衝器を示す概略断面図である。 他の実施形態の緩衝器を示す概略断面図である。

本発明の緩衝器を具体化した実施形態１及び２について、図面を参照しつつ説明する。

＜実施形態１＞
実施形態１の緩衝器は、図１に示すように、自動二輪車等の前輪を懸架するフロントフォークに利用されるものである。この緩衝器は、シリンダ１０、ピストン２０、ピストンロッド３０、ロッドガイド４０、伸び切りスプリング５０、ブラケット６０、インナーチューブ７０、アウターチューブ７５、キャップ８０、メインスプリング５５、及びセンサ９０を備えている。

シリンダ１０は円筒状である。シリンダ１０は一端（図１においてシリンダ１０の下端）が後述するブラケット６０に連結されている。ピストン２０は円柱状である。ピストン２０はシリンダ１０内に挿入されている。ピストン２０はシリンダ１０内をロッド側室１１とピストン側室１３とに区画している。ピストン２０は、シリンダ１０の内周面に摺接してシリンダ１０の軸方向に移動する。ロッド側室１１及びピストン側室１３は作動流体が充填されている。ロッド側室１１とピストン側室１３とは図示しない流路で連通されている。緩衝器は流路を通過する作動流体に抵抗を与えることによって減衰力を発生する。

ピストンロッド３０は円筒状である。ピストンロッド３０は強度部材である。ピストンロッド３０は一端（図１においてピストンロッド３０の下端）をピストン２０に連結している。ピストンロッド３０はシリンダ１０の中心軸上を伸びてシリンダ１０の他端（図１においてシリンダ１０の上端）から突出している。ピストンロッド３０は他端（図１においてピストンロッド３０の上端）を後述するキャップ８０の連結部８５に挿入した状態でキャップ８０に連結されている。

ロッドガイド４０はシリンダ１０の他端である開口端部（図１においてシリンダ１０の上端）に連結されている。ロッドガイド４０は円環状である。ロッドガイド４０は中央の貫通孔にピストンロッド３０を軸方向に移動自在に挿通している。ロッドガイド４０は貫通孔の内周面を一周する凹部が設けられている。ロッドガイド４０は凹部に被検知物である円環状の磁石４１を組み込んでいる。磁石４１の貫通孔の内径寸法はロッドガイド４０の貫通孔の内径寸法と略同じである。

伸び切りスプリング５０は圧縮コイルばねである。伸び切りスプリング５０は、ピストンロッド３０の外周側であって、ピストン２０とロッドガイド４０の間に配置されている。伸び切りスプリング５０は、一端側がロッドガイド４０に固定されている。伸び切りスプリング５０は、ピストンロッド３０がシリンダ１０から退出する方向に移動して緩衝器が所定量伸張したとき、ピストン２０とロッドガイド４０との間で弾性力を生じ、衝撃を吸収する。

ブラケット６０は軸部材に取り付けるための取付孔６１が設けられている。ブラケット６０は上述したようにシリンダ１０の一端側に連結されている。また、ブラケット６０は後述するインナーチューブ７０の一端側（図１においてインナーチューブ７０の下端）に連結されている。

インナーチューブ７０は円筒状である。インナーチューブ７０はシリンダ１０と同軸にブラケット６０に連結されており、シリンダ１０及びロッドガイド４０を覆うように伸びている。緩衝器が伸縮する際、インナーチューブ７０はシリンダ１０と一緒に移動する。

アウターチューブ７５は、円筒状であり、インナーチューブ７０よりも径が大きい。アウターチューブ７５とインナーチューブ７０とは、緩衝器が最も伸張したときでも、アウターチューブ７５の一端（図１においてインナーチューブ７０の下端）がインナーチューブ７０の外側に位置する。つまり、アウターチューブ７５の一端部とインナーチューブの他端部とが常に重なって伸縮する。アウターチューブ７５は他端（図１においてアウターチューブ７５の上端）がキャップ８０の外周面を覆うように当接してキャップ８０に連結されている。緩衝器が伸縮する際、アウターチューブ７５は、キャップ８０、ピストンロッド３０、及びピストン２０と一緒に移動する。

キャップ８０は、円筒部８１と、円筒部８１の一端（図１において円筒部の下端）から内側に広がり、中央に貫通孔が形成された平面部８３と、貫通孔に同軸であり、円筒部８１と反対側に伸びる円筒状の連結部８５とを有している。円筒部８１は外径寸法がアウターチューブ７５の内径寸法とほぼ同じである。連結部８５は内径寸法がピストンロッド３０の外径寸法とほぼ同じである。

メインスプリング５５は圧縮コイルバネである。メインスプリング５５は、ピストンロッド３０の周りに配置され、キャップ８０の平面部８３とロッドガイド４０との間にばね受部材５５Ａを介して挟み込まれている。メインスプリング５５は、緩衝器が縮小するとき、キャップ８０とロッドガイド４０との間で弾性力を生じ、衝撃を吸収する。

センサ９０は、センサ本体９１と、センサ本体９１から伸びるセンサプローブ９３とを有している。センサ本体９１はキャップ８０内に配置され固定されている。センサプローブ９３は、ピストンロッド３０内に沿ってピストンロッド３０内を挿通し、先端部がピストン２０の先端面（図１における下側の端面）から突出しないようにピストン２０内に挿入されている。このセンサ９０は磁歪効果による磁歪現象を応用した位置センサである。つまり、緩衝器が伸縮した際にピストンロッド３０に沿って移動するロッドガイド４０に組み込まれた磁石４１によってセンサプローブ９３上の磁場に歪みが発生する。このセンサ９０は、発生した歪みの伝播時間をセンサ本体９１で測定し、磁石４１の位置（ロッドガイド４０の位置）を検知する。このセンサ９０は、ピストンロッド３０の全長に亘ってセンサプローブ９３が伸びているため、ピストンロッド３０に対するシリンダ１０の移動範囲の全域でシリンダ１０の位置を検知することができる。つまり、このピストンロッド３０は緩衝器の伸縮状況を連続的に把握することができる。

このように、この緩衝器は、シリンダ１０、ピストン２０、ピストンロッド３０、及びセンサ９０を備えている。ピストン２０は、シリンダ１０内に挿入され、シリンダ１０内をロッド側室１１とピストン側室１３とに区画する。また、このピストン２０はシリンダ１０の軸方向に移動する。ピストンロッド３０は、ピストン２０に一端を連結し、シリンダ１０から突出している。センサ９０はセンサプローブ９３をピストンロッド３０内に配置している。このセンサ９０はピストンロッド３０に対するシリンダ１０の位置を検知する。

緩衝器のピストンロッド３０は強度部材であるため、この緩衝器は内部に配置されたセンサ９０のセンサプローブ９３を保護し、緩衝器が伸縮した際等にセンサ９０の破損を防止することができる。

したがって、実施形態１の緩衝器はピストンロッド３０に対するシリンダ１０の位置を正確に検知するセンサ９０を備えている。

また、実施形態１の緩衝器はロッドガイド４０を備えている。ロッドガイド４０は、シリンダ１０の端部に設けられており、ピストンロッド３０を軸方向に移動自在に挿通する貫通孔を有している。また、このロッドガイド４０はセンサ９０が検知する被検知物である磁石４１を組み込んでいる。このように、この緩衝器は、必須な構成物であるロッドガイド４０に磁石４１を組み込んでいるため、磁石４１を配置するために特別な構造を追加する必要がなく、簡易な構造にすることができ、大型化を防ぐことができる。

また、実施形態１の緩衝器のセンサ９０はピストンロッド３０に対するシリンダ１０の移動範囲の全域でシリンダ１０の位置を検知する。このため、緩衝器の伸縮状況を連続的に把握することができるため、その状況に応じた緩衝器の減衰力の調整等を行うために、フィードバック制御等を実行することができる。

＜実施形態２＞
実施形態２の緩衝器は、図２に示すように、自動二輪車等の後輪を懸架するリアクッションユニットに利用されるものである。実施形態１と同様な構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

この緩衝器は、シリンダ１１０、ピストン２０、ピストンロッド３０、ロッドガイド４０、伸び切りスプリング５０、ブラケット１６０、メインスプリング１５５、及びセンサ９０を備えている。シリンダ１１０は円筒状である。シリンダ１１０は一端（図２においてシリンダ１１０の下端）が封鎖されている。シリンダ１１０は封鎖された一端に軸部材に取り付けられるための取付孔１１１が設けられている。シリンダ１１０は外周面に後述するメインスプリング１５５の一端（図２においてメインスプリング１５５の下端）を当接する鍔部１１３が固定されている。鍔部１１３は、シリンダ１１０の外周面に固定する円筒部１１３Ａと、円筒部１１３Ａの一端（図２において円筒部の下端）から外側に広がり、メインスプリング１５５の一端が当接する円環状の当接部１１３Ｂとを有している。

ピストンロッド３０は他端（図２においてピストンロッド３０の上端）を後述するブラケット１６０の連結部１６５に挿入した状態でブラケット１６０に連結されている。ブラケット１６０は、センサ本体９１を収納する収納部１６１、収納部１６１の外周面から外側に広がる円環状の鍔部１６３、収納部１６１から一方（図２において下方）に伸びる円筒状の連結部１６５、及び収納部１６１から他方（図２において上方）に伸びる取付部１６７を有している。収納部１６１は、円筒部１６１Ａと、円筒部１６１Ａの一端（図２において円筒部の下端）から内側に広がり、中央に貫通孔が形成された平面部１６１Bとを有している。連結部１６５は収納部１６１の平面部１６１Bに形成された貫通穴と同軸上に伸びている。取付部１６７は軸部材に取り付けられるための取付孔１６７Ａが設けられている。

メインスプリング１５５は圧縮コイルバネである。メインスプリング１５５は、ピストンロッド３０が突出している側のシリンダ１１０及びピストンロッド３０の周りに配置され、シリンダ１１０の鍔部１１３とブラケット１６０の鍔部１６３との間に挟み込まれている。メインスプリング１５５は、緩衝器が縮小するとき、キャップ８０とロッドガイド４０との間で弾性力を生じ、衝撃を吸収する。

センサ９０は、センサ本体９１がブラケット１６０の収納部１６１に収納され、センサプローブ９３はピストンロッド３０内に沿ってピストンロッド３０の全長に亘って伸びて配置されている。このセンサ９０も、磁歪効果による磁歪現象を応用した位置センサであり、ピストンロッド３０の全長に亘ってセンサプローブ９３が伸びているため、ピストンロッド３０に対するシリンダ１１０の移動範囲の全域でシリンダ１１０の位置を検知することができる。つまり、このピストンロッド３０は緩衝器の伸縮状況を連続的に把握することができる。

このように、この緩衝器は、シリンダ１１０、ピストン２０、ピストンロッド３０、及びセンサ９０を備えている。ピストン２０は、シリンダ１１０内に挿入され、シリンダ１１０内をロッド側室１１とピストン側室１３とに区画する。また、このピストン２０はシリンダ１１０の軸方向に移動する。ピストンロッド３０は、ピストン２０に一端を連結し、シリンダ１１０から突出している。センサ９０はセンサプローブ９３をピストンロッド３０内に配置している。このセンサ９０はピストンロッド３０に対するシリンダ１１０の位置を検知する。

緩衝器のピストンロッド３０は強度部材であるため、この緩衝器は内部に配置されたセンサ９０のセンサプローブ９３を保護し、緩衝器が伸縮した際等にセンサ９０の破損を防止することができる。

したがって、実施形態２の緩衝器はピストンロッド３０に対するシリンダ１１０の位置を正確に検知するセンサ９０を備えている。

また、実施形態２の緩衝器はロッドガイド４０を備えている。ロッドガイド４０は、シリンダ１１０の端部に設けられており、ピストンロッド３０を軸方向に移動自在に挿通する貫通孔を有している。また、このロッドガイド４０はセンサ９０が検知する被検知物である磁石４１を組み込んでいる。このように、この緩衝器は、必須な構成物であるロッドガイド４０に磁石４１を組み込んでいるため、磁石４１を配置するために特別な構造を追加する必要がなく、簡易な構造にすることができ、大型化を防ぐことができる。

また、実施形態２の緩衝器のセンサ９０はピストンロッド３０に対するシリンダ１１０の移動範囲の全域でシリンダ１１０の位置を検知する。このため、緩衝器の伸縮状況を連続的に把握することができるため、その状況に応じた緩衝器の減衰力の調整等を行うために、フィードバック制御等を実行することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態１及び２に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施形態１及び２では、ロッドガイドに被検知物である磁石を組み込んでいるが、被検知物をシリンダに対して移動しないようにピストンロッドの周りに配置する構造を新たに設けてもよい。
（２）実施形態１及び２では、センサが磁歪効果による磁歪現象を応用した位置センサであるが、他の原理を利用した位置センサであってもよい。
（３）実施形態１及び２では、センサがピストンロッドに対するシリンダの移動範囲の全域でシリンダの位置を検知するが、センサがピストンロッドに対するシリンダの所定の位置を検知するようにしてもよい。
（４）実施形態１ではフロントフォークに利用されるものであり、実施形態２ではリアクッションユニットに利用されるものであるが、他に利用する緩衝器であってもよい。
（５）実施形態１では、伸び切りスプリングをピストンとロッドガイドとの間に配置しているが、伸び切りスプリングをアウターチューブとインナーチューブとの間に配置してもよい。

（６）実施形態１及び２では、伸び切りスプリングを備えているが、伸び切りスプリングを備えなくてもよい。
（７）実施形態１及び２では、メインスプリングを備えているが、メインスプリングを備えなくてもよい。
（８）実施形態１では、インナーチューブをブラケットに連結し、アウターチューブをキャップに連結しているが、図３に示すように、インナーチューブ１７０をキャップ８０に連結し、アウターチューブ１７５をブラケット６０に連結もしくは一体に形成してもよい（図３において、実施形態１と同様な構成は同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。）。
（９）実施形態１では、メインスプリングがばね受部材を介してキャップとロッドガイドとの間に挟み込まれているが、ばね受部材を介さずメインスプリングをキャップとロッドガイドとの間に挟み込んでもよい。
（１０）実施形態１では、伸び切りスプリングの一端がロッドガイドに固定されているが、伸び切りスプリングの一端をロッドガイドに固定せず、他端をピストンに固定してもよい。また、伸び切りスプリングの両端ともロッドガイドやピストンに固定しなくてもよい。
（１１）実施形態１では、キャップが円筒部と反対側に伸びる連結部を有しており、この連結部にピストンロッドの他端を挿入して連結しているが、連結部を平面部から円筒部内に凹ませた凹部で形成し、この凹部にピストンロッドの他端を挿入して連結してもよい。
（１２）実施形態１では、センサプローブがピストン内に挿入されているが、センサプローブは、緩衝器が最も伸長した状態でロッドガイドに組み込まれた磁石（被検知物）のピストン側の端面以上の長さであり、かつピストンの先端面以下の（先端部がピストンの先端面から突出しない）長さであればよい。なお、ピストンロッドがピストンを貫通してピストンの先端面から突出している場合、センサプローブはピストンロッド以下の長さであればよい。

１０，１１０…シリンダ、１１…ロッド側室、１３…ピストン側室、２０…ピストン、３０…ピストンロッド、４０…ロッドガイド、４１…磁石（被検知物）、９０…センサ

Claims (2)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に挿入され、前記シリンダ内をロッド側室とピストン側室に区画し、前記シリンダ内を軸方向に移動するピストンと、
   前記ピストンに一端を連結し、前記シリンダから突出したピストンロッドと、
   前記ピストンロッド内に配置され、前記ピストンロッドに対する前記シリンダの位置を検知するセンサと、
   前記シリンダの開口端部に設けられており、前記ピストンロッドを軸方向に移動自在に挿通する貫通孔を有し、前記センサが検知する被検知物を組み込んだロッドガイドと、
   前記ピストンロッドの外周側に配置されるスプリングと、
   を備え、
   前記被検知物は、前記貫通孔の内周面に設けられた凹部に組み込まれており、
   前記スプリングは、前記ピストンと前記ロッドガイドの間に配置され、一端側が前記ロッドガイドに固定されていることを特徴とする緩衝器。
2. 前記センサは前記ピストンロッドに対する前記シリンダの移動範囲の全域で前記シリンダの位置を検知する請求項１記載の緩衝器。

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