JP2023020616A - 油圧緩衝装置、懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伸長行程から圧縮行程への反転時の反応は鈍くならないようにしつつ強度を高めることができる技術を提供する。【解決手段】外周面から凹んだ凹部２６が形成されたピストンロッド２０と、ピストンロッド２０の外側に固定されたリバウンドシート１５０と、内シリンダ１２の内周面に接触するシール部材１１０と、ピストンロッド２０の外側において、シール部材１１０に対してリバウンドシート１５０とは反対側に配置されて、軸方向に移動可能であるとともにシール部材１１０の移動を規制し、シール部材１１０の方に突出した突出部１２１を有する規制部材１２０と、ピストンロッド２０に形成された凹部２６に嵌め込まれて、規制部材１２０の軸方向の移動を規制するクリップ１３０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、油圧緩衝装置および懸架装置に関する。

例えば、特許文献１に記載の振動ダンパーは以下のように構成されている。すなわち、液圧式の端部ストッパーが、一つのシールリングを有し、このシールリングが端部ストッパーリングおよび閉鎖要素の間に配置されており、一方の側にて軸方向で端部ストッパーリングに支持されており、ピストンロッドを放射方向で取り囲み、ピストンロッドに滑らかに支承されており、およびその外側の周囲面で制御室の内壁に放射方向で当接しており、その際、シールリングが、少なくとも一つの放射方向の絞り溝を有し、この絞り溝が、シールリングと端部ストッパーの入り込みの際、制御室内で作用状態となり、制御チャンバーと第一の作動室の間の所定の制振媒体流を確保し、および、その際、シールリングが、複数のばね舌部を有し、これらのばね舌部がピストンロッド側支持面に支持されている。

特表２０１５－５００９７０号公報

特許文献１に記載された技術においては、高圧がばね舌部の基端部に作用するため、強度という点で、さらなる改善の余地があった。強度や剛性を改善するにあたっては、伸長行程から圧縮行程への反転時の反応は鈍くならないようにすることが望ましい。
本発明は、伸長行程から圧縮行程への反転時の反応は鈍くならないようにしつつ強度を高めることができる油圧緩衝装置等を提供することを目的とする。

かかる目的のもと完成させた本発明は、シリンダ内に挿入されたピストンを保持するとともに、外周面から凹んだ凹部が形成されたピストンロッドと、前記ピストンロッドの外側に固定された固定部材と、前記ピストンロッドの外側において、前記ピストンロッドの軸方向には前記固定部材に対して前記ピストンとは反対側に配置され、前記軸方向に移動可能であるとともに前記シリンダの内周面に接触するシール部材と、前記ピストンロッドの外側において、前記シール部材に対して前記固定部材とは反対側に配置されて、前記軸方向に移動可能であるとともに前記シール部材の移動を規制し、前記シール部材の方に突出した突出部を有する規制部材と、前記ピストンロッドに形成された前記凹部に嵌め込まれて、前記規制部材の前記軸方向の移動を規制する嵌合部材と、を備える油圧緩衝装置である。
また、他の観点から捉えると、本発明は、シリンダ内に挿入されたピストンを保持するとともに、外周面から凹んだ凹部が形成されたピストンロッドと、前記ピストンロッドの外側に固定された固定部材と、前記シリンダ内に配置された円筒状のカラーと、前記ピストンロッドの外側において、前記ピストンロッドの軸方向には前記固定部材に対して前記ピストンとは反対側に配置され、前記軸方向に摺動可能であるとともに前記カラーの内周面に接触するシール部材と、前記ピストンロッドの外側において、前記シール部材に対して前記固定部材とは反対側に配置されて、前記軸方向に移動可能であるとともに前記シール部材の移動を規制し、前記シール部材の方に突出した突出部を有する規制部材と、前記ピストンロッドに形成された前記凹部に嵌め込まれて、前記規制部材の前記軸方向の移動を規制する嵌合部材と、を備える油圧緩衝装置である。

本発明によれば、伸長行程から圧縮行程への反転時の反応は鈍くならないようにしつつ強度を高めることができる。

第１実施形態に係るリバウンドユニットが適用される懸架装置の概略構成を示す図である。 第１実施形態に係るリバウンドユニットを構成する部品の斜視図の一例である。 第１実施形態に係るリバウンドユニットの断面の一例を示す図である。 シリンダ部からピストンロッドが突出した量（突出量）が多くなる伸長行程におけるリバウンドユニットの断面図の一例である。 ピストンロッドの突出量が少なくなる圧縮行程におけるリバウンドユニットの断面図の一例である。 第２実施形態に係るリバウンドユニットの伸長行程における断面図の一例である。 第２実施形態に係るリバウンドユニットの圧縮行程における断面図の一例である。 第３実施形態に係るリバウンドユニットの伸長行程における断面図の一例である。 第３実施形態に係るリバウンドユニットの圧縮行程における断面図の一例である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るリバウンドユニットが適用される懸架装置１の概略構成を示す図である。
懸架装置１は、ストラット式サスペンションであり、図１に示すように、油圧緩衝装置２と、油圧緩衝装置２の外側に配置されたコイルスプリング３とを備えている。また、懸架装置１は、コイルスプリング３における一方側（図１では下側）の端部を支持する下スプリングシート４と、コイルスプリング３における他方側（図１では上側）の端部を支持する上スプリングシート５とを備えている。

また、懸架装置１は、後述するピストンロッド２０の他方側の端部に取り付けられて、この懸架装置１を車両に取り付けるための車体側取付ブラケット６と、後述するシリンダ部１０の一方側の端部に固定されて、懸架装置１を車輪に取り付けるための車輪側取付ブラケット７と、シリンダ部１０およびピストンロッド２０の少なくとも一部を覆うダストカバー８とを備えている。

以下、油圧緩衝装置２について詳述する。
油圧緩衝装置２は、図１に示すように、複筒型式油圧緩衝装置であり、シリンダ部１０と、ピストンロッド２０と、ピストンバルブ３０と、ボトムバルブ４０と、を備えている。また、油圧緩衝装置２は、ピストンロッド２０が伸びる際に衝撃を緩和するリバウンドユニット１００を備えている。

〔シリンダ部１０〕
シリンダ部１０は、薄肉円筒状の外シリンダ１１と、外シリンダ１１内に収容される薄肉円筒状の内シリンダ１２と、円筒状の外シリンダ１１の円筒の中心線方向（図１では上下方向）の一方側（図１では下側）の端部を塞ぐ底蓋１３とを備えている。外シリンダ１１内部にはオイルが充填されている。なお、以下の説明においては、外シリンダ１１の円筒の中心線方向を、「軸方向」と称する場合もある。また、中心線方向の一方側を「下側」と称し、中心線方向の他方側を「上側」と称する場合もある。また、中心線から半径方向において中心線側を「内側」と称し、中心線側とは反対側を「外側」と称する場合もある。

シリンダ部１０は、外シリンダ１１の内側に配置されて内シリンダ１２における上側の端部を塞ぐとともにピストンロッド２０を移動（摺動）可能に支持するロッドガイド１４と、外シリンダ１１における上側の端部に装着されたバンプストッパキャップ１５とを備えている。また、シリンダ部１０は、外シリンダ１１の上部に、外シリンダ１１内のオイルの漏れや外シリンダ１１内への異物の混入を防ぐオイルシール１６を備えている。
そして、シリンダ部１０は、内シリンダ１２の外周面と外シリンダ１１の内周面とで、リザーバ室Ｒを形成している。

〔ピストンロッド２０〕
ピストンロッド２０は、中実または中空の棒状の部材であり、円柱状または円筒状のロッド部２１を有している。また、ピストンロッド２０は、下側の端部にピストンバルブ３０を取り付けるための下側取付部２２と、上側の端部に油圧緩衝装置２を車体などへ取り付けるための上側取付部２３とを有している。下側取付部２２および上側取付部２３の端部には雄ねじが形成されている。
また、ピストンロッド２０のロッド部２１には、外周面から凹んだ凹部２６（図３参照）が全周に亘って形成されている。

〔ピストンバルブ３０〕
ピストンバルブ３０は、ピストン３１と、ピストン３１に形成された複数の油路の内の一部の油路における下側の端部を塞ぐ下側バルブ群３２と、ピストン３１に形成された一部の油路における上側の端部を塞ぐ上側バルブ群３３と、を備えている。
ピストン３１は、その外周面に設けられた、ピストン３１の外周面と内シリンダ１２の内周面との間の隙間をシールする部材を介して内シリンダ１２の内周面に接触し、内シリンダ１２内のオイルが封入された空間を、ピストン３１よりも下側の第１油室Ｙ１と、ピストン３１よりも上側の第２油室Ｙ２とに区画する。

〔ボトムバルブ４０〕
ボトムバルブ４０は、軸方向に貫通する複数の油路を有するバルブボディ４１と、バルブボディ４１の下側に設けられる下側バルブ４２と、バルブボディ４１の上側に設けられる上側バルブ４３とを備えている。
ボトムバルブ４０のバルブボディ４１は、第１油室Ｙ１とリザーバ室Ｒとを区画する。

〔リバウンドユニット１００〕
図２は、第１実施形態に係るリバウンドユニット１００を構成する部品の斜視図の一例である。
図３は、第１実施形態に係るリバウンドユニット１００の断面の一例を示す図である。
リバウンドユニット１００は、内シリンダ１２の内周面に接触するシール部材１１０と、シール部材１１０の軸方向の移動（摺動）を規制する規制部材１２０と、規制部材１２０の軸方向の移動（摺動）を規制するクリップ１３０とを備えている。また、リバウンドユニット１００は、規制部材１２０の上側に配置された環状の弾性部材の一例としてのリバウンドラバー１４０と、ピストンロッド２０に固定されたリバウンドシート１５０とを備えている。

シール部材１１０は、周方向の一部に切り欠き部１１１が形成された略円筒状の部材である。言い換えれば、シール部材１１０は、軸方向に見た場合の形状がＣ字状である。シール部材１１０の外周面は内シリンダ１２の内周面と接触している。シール部材１１０の材質は、金属や樹脂であることを例示することができる。金属は、鉄鋼や、銅と亜鉛の合金の一種である真鍮であることを例示することができる。樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることを例示することができる。

規制部材１２０は、板状かつ円環状の部材であるとともに、下面から下側に突出した突出部１２１を周方向に等間隔に複数有している。突出部１２１は、半径方向の中央部に設けられている。規制部材１２０の内径は、ピストンロッド２０のロッド部２１（図１参照）の外径よりも大きくクリップ１３０の外径よりも小さい。規制部材１２０の外径は、内シリンダ１２の内径よりも小さい。突出部１２１は、板状の素材に対してプレス加工が施されることにより成形されることを例示することができる。
クリップ１３０は、周方向の一部に切り欠きが形成された略円環状の部材である。クリップ１３０は、ピストンロッド２０に形成された凹部２６に嵌め込まれている。

リバウンドシート１５０は、円筒状の円筒状部１５１と、円筒状部１５１における上部に設けられたフランジ部１５２とを有する。フランジ部１５２の外径は、内シリンダ１２の内径よりも小さく、かつ、シール部材１１０の内径よりも大きい。そして、フランジ部１５２は、シール部材１１０の下方への移動を規制する。

リバウンドシート１５０は、金属にて成形されており、例えば溶接等にてピストンロッド２０に固定されていることを例示することができる。あるいは、リバウンドシート１５０は、例えば、円筒状部１５１の下端部が塑性変形されて、ピストンロッド２０にカシメられることでピストンロッド２０に固定されていても良い。

シール部材１１０および規制部材１２０は、リバウンドシート１５０とクリップ１３０との間に、規制部材１２０がシール部材１１０の上方に位置するように配置されている。シール部材１１０の軸方向の大きさと規制部材１２０の軸方向の大きさとを合計した大きさは、リバウンドシート１５０とクリップ１３０との間の軸方向の大きさよりも小さく、シール部材１１０および規制部材１２０は、軸方向に移動する。

（リバウンドユニット１００の作用）
図４は、シリンダ部１０からピストンロッド２０が突出した量（突出量）が多くなる伸長行程におけるリバウンドユニット１００の断面図の一例である。
ピストンロッド２０の突出量が最も多い状態（以下、「最伸長状態」と称する場合がある。）である場合、リバウンドラバー１４０がロッドガイド１４（図１参照）と接触する。リバウンドラバー１４０が存在することにより、例えば、車両が走行している路面に凹みがありピストンロッド２０の突出量が急に多くなった場合であってもリバウンドラバー１４０が衝撃を吸収する。

そして、図４に示すように、ピストンロッド２０の突出量が多くなる伸長行程においては、シール部材１１０および規制部材１２０の上面に動圧が作用するため、シール部材１１０の下端面はリバウンドシート１５０の上面に押し付けられる。また、シール部材１１０の外周面が内シリンダ１２の内周面と接触している。それゆえ、伸長行程においては、第２油室Ｙ２におけるシール部材１１０の上方にあるオイルは、シール部材１１０の切り欠き部１１１（図２参照）を通って下方に移動する。これにより、減衰力が生じる。

図５は、ピストンロッド２０の突出量が少なくなる圧縮行程におけるリバウンドユニット１００の断面図の一例である。
伸長行程から、ピストンロッド２０の突出量が少なくなる圧縮行程に反転したときにおいては、シール部材１１０および規制部材１２０の下面に動圧が作用するため、図５に示すように、シール部材１１０の下面がリバウンドシート１５０の上面から離れるとともに、規制部材１２０の上面がクリップ１３０に突き当たる。また、シール部材１１０の上面が規制部材１２０の突出部１２１に突き当たる。これにより、図５に示すように、シール部材１１０の下方にあるオイルが、シール部材１１０の下端面とリバウンドシート１５０の上面との間の隙間、シール部材１１０の内周面とピストンロッド２０の外周面との間の隙間、シール部材１１０の上面と規制部材１２０との間の隙間を通って上方に移動する。また、シール部材１１０の下方にあるオイルが、シール部材１１０の切り欠き部１１１（図２参照）を通って上方に移動する。それゆえ、圧縮行程においては、シール部材１１０の上方にオイルをより多く供給でき、伸長行程から圧縮行程に反転したときの反応は速い。

以上、説明したように、油圧緩衝装置２は、シリンダの一例としての内シリンダ１２内に挿入されたピストン３１を保持するとともに、外周面から凹んだ凹部２６が形成されたピストンロッド２０と、ピストンロッド２０の外側に固定された固定部材の一例としてのリバウンドシート１５０とを備えている。また、油圧緩衝装置２は、ピストンロッド２０の外側において、ピストンロッド２０の軸方向にはリバウンドシート１５０に対してピストン３１とは反対側に配置され、軸方向に移動可能であるとともに内シリンダ１２の内周面に接触するシール部材１１０を備えている。また、油圧緩衝装置２は、ピストンロッド２０の外側において、シール部材１１０に対してリバウンドシート１５０とは反対側に配置されて、軸方向に移動可能であるとともにシール部材１１０の移動を規制し、シール部材１１０の方に突出した突出部１２１を有する規制部材１２０を備えている。また、油圧緩衝装置２は、ピストンロッド２０に形成された凹部２６に嵌め込まれて、規制部材１２０の軸方向の移動を規制する嵌合部材の一例としてのクリップ１３０を備えている。

以上のように構成された油圧緩衝装置２においては、最伸長状態となり、リバウンドラバー１４０がロッドガイド１４と接触したときに、規制部材１２０がリバウンドラバー１４０を支える。そして、規制部材１２０は、シール部材１１０とともにリバウンドシート１５０にて支えられるので、リバウンドラバー１４０に生じた衝撃荷重がリバウンドシート１５０にて受け止められる。これにより、規制部材１２０やシール部材１１０が破損することが抑制される。

また、上述したように、圧縮行程においては、シール部材１１０とピストンロッド２０の外周面との間の隙間を通ってシール部材１１０の上方にオイルが供給されるので、伸長行程から圧縮行程に反転したときの反応は速い。
その結果、油圧緩衝装置２によれば、伸長行程から圧縮行程への反転時の反応は鈍くならないようにしつつ、例えば特許文献１に記載された構成よりも強度を高めることができる。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態に係るリバウンドユニット２００の伸長行程における断面図の一例である。
第２実施形態に係るリバウンドユニット２００は、第１実施形態に係るリバウンドユニット１００に対して、シール部材１１０に相当するシール部材２１０の形状、および、カラー２６０を有する点が異なる。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。第１実施形態と第２実施形態とで、同じものについては同じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。

リバウンドユニット２００は、シール部材２１０と、規制部材１２０と、クリップ１３０と、リバウンドラバー１４０と、リバウンドシート１５０と、シール部材２１０の半径方向の外側に設けられたカラー２６０とを備えている。

シール部材２１０は、円筒状であり、第１実施形態に係るシール部材１１０とは異なり、切り欠き部１１１が形成されていない。シール部材２１０の外周面は、カラー２６０の内周面と接触する。

カラー２６０は、円筒状であり、内周面から凹むとともに軸方向に延びる溝２６１が周方向に複数形成されている。カラー２６０は、軸方向の上部がロッドガイド１４に支持された状態で内シリンダ１２の内側に配置されている。カラー２６０をロッドガイド１４に支持する態様は、特に限定されない。例えば、カラー２６０をロッドガイド１４にネジ締結しても良いし、圧入しても良い。

（リバウンドユニット２００の作用）
伸長行程においては、図６に示すように、シール部材２１０および規制部材１２０の上面に動圧が作用するため、シール部材２１０の下端面はリバウンドシート１５０の上面に押し付けられる。また、シール部材２１０の外周面がカラー２６０の内周面と接触している。それゆえ、伸長行程においては、第２油室Ｙ２におけるシール部材２１０の上方にあるオイルが、カラー２６０に形成された溝２６１を通って下方に移動することにより、減衰力が生じる。

図７は、第２実施形態に係るリバウンドユニット２００の圧縮行程における断面図の一例である。
他方、圧縮行程においては、第１実施形態に係るリバウンドユニット１００と同様に、シール部材２１０の内周面とピストンロッド２０の外周面との間の隙間、シール部材２１０の上面と規制部材１２０との間の隙間を通って上方にオイルが供給されるので、伸長行程から圧縮行程に反転したときの反応は速い。

＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態に係るリバウンドユニット３００の伸長行程における断面図の一例である。
第３実施形態に係るリバウンドユニット３００は、第１実施形態に係るリバウンドユニット１００に対して、シール部材１１０に相当するシール部材３１０、および、カラー３６０を有する点が異なる。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。第１実施形態と第３実施形態とで、同じものについては同じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。

リバウンドユニット３００は、シール部材３１０と、規制部材１２０と、クリップ１３０と、リバウンドラバー１４０と、リバウンドシート１５０と、シール部材３１０の半径方向の外側に設けられたカラー３６０とを備えている。

カラー３６０は、円筒状である。カラー３６０には、第２実施形態に係るカラー２６０とは異なり、内周面から凹む溝２６１が形成されていない。カラー３６０は、軸方向の上部がロッドガイド１４に支持された状態で内シリンダ１２の内側に配置されている。

シール部材３１０は、第１実施形態に係るシール部材１１０と同様に、周方向の一部に切り欠き部３１１が形成された略円筒状の部材であり、軸方向に見た場合の形状がＣ字状である。シール部材３１０の外周面は、カラー３６０の内周面と接触する。

（リバウンドユニット３００の作用）
伸長行程においては、図８に示すように、シール部材３１０の上面に動圧が作用するため、シール部材３１０の下端面はリバウンドシート１５０の上面に押し付けられる。また、シール部材３１０の外周面がカラー３６０の内周面と接触している。それゆえ、伸長行程においては、第２油室Ｙ２におけるシール部材３１０の上方にあるオイルが、シール部材３１０の切り欠き部３１１を通って下方に移動する。これにより、減衰力が生じる。

図９は、第３実施形態に係るリバウンドユニット３００の圧縮行程における断面図の一例である。
他方、圧縮行程においては、第１実施形態に係るリバウンドユニット１００と同様に、シール部材３１０の内周面とピストンロッド２０の外周面との間の隙間、シール部材３１０の上面と規制部材１２０との間の隙間を通って上方にオイルが供給されるので、伸長行程から圧縮行程に反転したときの反応は速い。

なお、本願の規制部材１２０は、板状の部材に突出部１２１を有する構造であるが、本願の効果を奏する限り、形状は特に限定されない。例えば、規制部材１２０に代えて一般的な部品であるウェーブワッシャを利用することができる。

１…懸架装置、２…油圧緩衝装置、３…コイルスプリング、１０…シリンダ部、１２…内シリンダ、１４…ロッドガイド、２０…ピストンロッド、２６…凹部、３１…ピストン、１００，２００，３００…リバウンドユニット、１１０，２１０，３１０…シール部材、１２０…規制部材、１２１…突出部、１３０…クリップ、１４０…リバウンドラバー、１５０…リバウンドシート、２６０，３６０…カラー、２６１…溝

Claims (7)

1. シリンダ内に挿入されたピストンを保持するとともに、外周面から凹んだ凹部が形成されたピストンロッドと、
   前記ピストンロッドの外側に固定された固定部材と、
   前記ピストンロッドの外側において、前記ピストンロッドの軸方向には前記固定部材に対して前記ピストンとは反対側に配置され、前記軸方向に移動可能であるとともに前記シリンダの内周面に接触するシール部材と、
   前記ピストンロッドの外側において、前記シール部材に対して前記固定部材とは反対側に配置されて、前記軸方向に移動可能であるとともに前記シール部材の移動を規制し、前記シール部材の方に突出した突出部を有する規制部材と、
   前記ピストンロッドに形成された前記凹部に嵌め込まれて、前記規制部材の前記軸方向の移動を規制する嵌合部材と、
   を備える油圧緩衝装置。
2. 前記シール部材は、周方向の一部に切り欠き部が形成されている
   請求項１に記載の油圧緩衝装置。
3. シリンダ内に挿入されたピストンを保持するとともに、外周面から凹んだ凹部が形成されたピストンロッドと、
   前記ピストンロッドの外側に固定された固定部材と、
   前記シリンダ内に配置された円筒状のカラーと、
   前記ピストンロッドの外側において、前記ピストンロッドの軸方向には前記固定部材に対して前記ピストンとは反対側に配置され、前記軸方向に摺動可能であるとともに前記カラーの内周面に接触するシール部材と、
   前記ピストンロッドの外側において、前記シール部材に対して前記固定部材とは反対側に配置されて、前記軸方向に移動可能であるとともに前記シール部材の移動を規制し、前記シール部材の方に突出した突出部を有する規制部材と、
   前記ピストンロッドに形成された前記凹部に嵌め込まれて、前記規制部材の前記軸方向の移動を規制する嵌合部材と、
   を備える油圧緩衝装置。
4. 前記シール部材は、周方向の一部に切り欠き部が形成されている
   請求項３に記載の油圧緩衝装置。
5. 前記シール部材は、円筒状であり、
   前記カラーには、前記内周面から凹んだ溝が前記軸方向に延びるように形成されている
   請求項４に記載の油圧緩衝装置。
6. 前記シリンダにおける前記軸方向の端部に設けられて、前記ピストンロッドを移動可能に支持するロッドガイドと、
   前記ロッドガイドと前記規制部材との間に設けられた弾性部材と、
   をさらに備える請求項１から５のいずれか１項に記載の油圧緩衝装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の油圧緩衝装置と、前記油圧緩衝装置の外側に配置されたコイルスプリングと、
   を備える懸架装置。

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