JP4195141B2 - ショックアブソーバ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ショックアブソーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダ内を移動可能なピストンを有し、該ピストンの移動により、シリンダ内に充填された液体がオリフィスを通じて流動することにより衝撃吸収するショックアブソーバが知られている。
通常、ショックアブソーバを設置する場所には制限があるため、その衝撃吸収特性を調整するにあたって、シリンダの外寸を大きくすることにも限界があり、また、シリンダの肉厚を薄くして、シリンダ内部の容積を大きくすることにも耐久性等の点から限界がある。このため、オリフィスの数又は孔径を調節することにより、制御対象物に合わせた特性合わせが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる特性合わせは、ショックアブソーバの製造段階においては比較的容易であるものの、完成品を設置後、制御対象物の変更等により衝撃吸収特性を変化させる場合には、設置されたショックアブソーバを一旦取り外し、分解して作業しなければならず、相当の手間、時間ともにかかり困難であった。また、オリフィスの開閉を行うスプールを設け、該スプールにより液体の流動を制限して衝撃吸収特性を調整するものもあるが、オリフィスが複数の場合に、そのすべてに対応させてスプールを配設したものは構造が複雑となる一方、その一部のみに配設したのでは、液体の流量制御が不安定となるため、特性が一定抗力の安定した吸収状態となるよう調整することが困難であるという欠点がある。
【０００４】
そこで、本発明は、設置された状態で、制御対象物に合わせて衝撃吸収特性を容易に調整することができると共に、特性が一定抗力の安定した吸収状態となるよう調整することが可能なショックアブソーバを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載のショックアブソーバは、液体が充填されたシリンダと、該シリンダ内を移動可能であると共に、一端が開放され、他端に端壁を有する筒状のピストンと、周壁に、厚み方向に貫通するオリフィスが形成されていると共に、前記ピストンの内周面に摺接する程度の外径で形成され、該ピストンの移動の際、ピストンの内周面が該周壁の外周面に沿って移動するように前記シリンダ内に固定配設される筒状のガイド部材と、該ガイド部材内に配設され、前記オリフィスを通過する液体の流量を調整する調整軸とを具備することを特徴とする。
請求項２に記載のショックアブソーバは、請求項１記載のショックアブソーバであって、前記調整軸が、厚み方向に貫通する孔部と、外周面における該孔部と連通する位置に、幅と深さのいずれか少なくとも一方が円周方向に沿って異なる形状に形成された溝部とからなる流量調整部を周壁に有すると共に、前記ガイド部材内に、軸心を中心として回転可能に、かつ任意の回転位置で該流量調整部と前記オリフィスとが連通するように嵌挿されていることを特徴とする。
請求項３に記載のショックアブソーバは、請求項１又は２記載のショックアブソーバであって、前記オリフィスが、前記ガイド部材の長さ方向に沿って複数設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載のショックアブソーバは、請求項３記載のショックアブソーバであって、前記流量調整部が、前記調整軸の長さ方向に沿って、かつ各オリフィスに対応して複数設けられていることを特徴とする。
請求項５に記載のショックアブソーバは、請求項１〜４のいずれか１に記載のショックアブソーバであって、前記ピストンの復帰スプリングが、該ピストンの外周面に沿って、前記シリンダ内の底部とピストンの端壁との間に配設されていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図において、符号１は本発明の一の実施の形態に係るショックアブソーバであり、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、ガイド部材５、調整軸６を有して構成される。
【０００７】
シリンダ２は、筒状に形成され、内部にオイル等の液体が充填されると共に、一端２１側が、後述の調整軸６の一端６１側が挿通される挿通孔を有する閉塞部材２３により閉塞されている。一方、他端２２側には、後述のピストンロッド４をシリンダ２外へ突出させるためのピストンロッド挿通孔を有する蓋部材２４が液密に配設されている。また、他端２２側の内部には、ピストンロッド４を取り囲むようにアキュムレータ２５が配設されている。
【０００８】
ピストン３は、一端（シリンダ２の一端２１側）が開放されていると共に、他端（シリンダ２の他端２２側）に、シリンダ２の内径よりも小さい外径を有する略円形の端壁３１を有する筒状に形成され、その周壁３２は、端壁３１の外径よりも小さい外径を有している。
【０００９】
ピストンロッド４は、一端側が、ピストン３の端壁３１の略中央に取り付けられると共に、他端側が、上記した蓋部材２４のピストンロッド挿通孔から外部に突出して配設されている。なお、上記のピストン３及びピストンロッド４は、一体に成形してもよいことは勿論である。
【００１０】
ガイド部材５は、図３に示すように、一端５１側から他端５２側へと向かうに従って、その外径が階段状に小さくなるよう形成されていると共に、その内部には、後述の調整軸６が嵌挿される軸受け孔５３を有する筒状に形成されている。
【００１１】
このガイド部材５の最も大きい外径を有する部分（大径部）５４は、シリンダ２の一端２１側の内径と同程度の外径を有しており（図１参照）、かかる大径部５４には、シリンダ２内に充填される液体の外部への漏れを防止するためのＯリング５４ａが配設されている。
【００１２】
ガイド部材５において、大径部５４に隣接し、大径部５４よりも小さい外径を有する部分５５の周壁には、かかる部分５５において相対峙する位置に、厚み方向に貫通する、液体が通過する液体流路５５ａが形成されている。
【００１３】
ガイド部材５の他端５２側に位置する最も小さい外径を有する部分（小径部）５６は、ピストン３の内径に摺接する程度の外径を有しており（図１参照）、かかる小径部５６の周壁には、厚み方向に貫通する第１のオリフィス５７が所定の間隔をおいて複数設けられている。
【００１４】
かかる構成のガイド部材５は、図１に示すように、シリンダ２の一端２１側からシリンダ２の内部に挿入され、小径部５６の端部（ガイド部材５の他端５２）がピストン３の周壁３２内に一部挿入されるように配置されると共に、大径部５４の周壁に厚み方向に貫通形成されたネジ穴５４ｂに、シリンダ２の一端２１側の周壁に厚み方向に貫通形成されたネジ穴２ａに螺合される固定ネジ９が螺合されて固定される。これにより、ピストン３が衝撃吸収特性を発揮する方向（シリンダ２の一端２１側方向）へ移動する際には、ピストン３の内周面が、ガイド部材５の周壁の外周面（小径部５６の外周面）に沿って摺接しつつ移動する。
【００１５】
調整軸６は、図３に示すように、一端６１側に、最も大きい外径を有する部分（大径部）６３を有し、この大径部６３に隣接し、大径部６３よりも小さい外径を有する部分６４には、シリンダ２内に充填される液体の外部への漏れを防止するためのＯリング６４ａが配設されている。
【００１６】
調整軸６の他端６２側に位置する最も小さい外径を有する部分（小径部）６５は、ガイド部材５の内部に形成された軸受け孔５３の内径（ガイド部材５の小径部５６の内径）と同程度の外径を有しており（図１参照）、かかる小径部６５の周壁には、孔部６８と溝部６６とから構成される流量調整部が設けられている。この流量調整部は、厚み方向に貫通する孔部６８と、外周面における該孔部６８と連通する位置に、幅と深さのいずれか少なくとも一方が円周方向に沿って異なる形状に形成された溝部６６とから構成されるものであれば特に制限されないが、本実施の形態では、以下のように形成されている。すなわち、流量調整部を構成する孔部６８は、小径部６５の周壁に、該周壁の長さ方向に沿って所定の間隔をおいて、厚み方向に貫通して形成される一方、溝部６６は、小径部６５の周壁の外周面における各孔部６８と連通する位置に、それぞれ円周方向に沿って、各孔部６８の形成位置が最大深さとなるよう、その中心が小径部６５の軸心と偏心して複数刻設されている（図２及び図３参照）。
【００１７】
また、小径部６５の内部には、その軸心に沿って、液体が通過する液体通過孔６７が形成されている。この液体通過孔６７は、大きい内径を有する部分６７ａと小さい内径を有する部分６７ｂとを有して形成されており、上記の各孔部６７は、小径部６５の周壁を厚み方向に貫通形成されることで、かかる大きい内径を有する部分６７ａと連通している。また、小径部６５の周壁には、小径部６５の内部の小さい内径を有する部分６７ｂと連通する液体流路６９が厚み方向に貫通して形成されている。
【００１８】
かかる構成の調整軸６は、図１に示すように、小径部６５の周壁に設けられた孔部６８と溝部６６とからなる流量調整部が、ガイド部材５の小径部５６の周壁に形成されたオリフィス５７と対向するように、ガイド部材５の一端５１側からガイド部材５の軸受け孔５３に嵌挿され、ガイド部材５の大径部５４のネジ穴５４ａに螺合される固定ネジ９により、調整軸６の大径部６３が押さえ付けられるようにして固定される。但し、調整軸６は、固定ネジ９を緩めることにより固定状態が解除され、ガイド部材５の軸受け孔５３内で、その軸心を中心として回転可能であると共に、任意の回転位置で固定された場合でも、溝部６６が小径部５５の周壁の円周方向に沿って刻設されているため、該溝部６６と孔部６８からなる流量調整部とガイド部材５のオリフィス５７とが連通した状態となっている（図４（ｂ）参照）。
【００１９】
なお、調整軸６の液体通過孔６７の大きい内径を有する部分６７ａと小さい内径を有する部分６７ｂとの境界部には、液体の流動を制御する球状のボール弁８が配置され、また、液体通過孔６７の大きい内径を有する部分６７ａには、ボール弁８の動きを規制するストッパ７が配設されている。このストッパ７は、ヘッド部７１とピン部７２からなる断面略Ｔ字状に形成され、ヘッド部７１には、液体が通過する液体流路７３が形成されている。
【００２０】
ここで、符号１０は、衝撃吸収特性を発揮する方向（シリンダ２の一端２１側方向）に移動したピストン３を原位置に復帰させるための復帰スプリングである。この復帰スプリング１０は、コイルスプリングからなり、一端をシリンダ２内の底部、すなわち、ガイド部材５において、大径部５４に隣接し、大径部５４よりも小さい外径を有する部分５５の端面に当接させ、他端をピストン３の端壁３１に当接させて、ピストン３の外周面（周壁３２の外周面）に沿って配設されており、常時、ピストン３を衝撃吸収特性を発揮しない方向（シリンダ２の他端２２側方向）に付勢している。
【００２１】
上記のように構成されるショックアブソーバ１によれば、ピストンロッド４の他端に制御対象物が当接するなどして、ピストンロッド４が押圧されると、ピストン３はシリンダ２の一端２１側方向へ移動する。このとき、ピストン３は、周壁３２の内周面がガイド部材５の小径部５６の外周面に摺接しつつ、かつ周壁３２内の液体を圧縮しつつ移動する。これにより、ピストン３の周壁３２内の液体は、ストッパ７のヘッド部７１に形成された液体流路７３を通じて調整軸６の小径部６５の内部に形成された液体通過孔６７に流れ込む。
【００２２】
液体通過孔６７には、その大きい内径を有する部分６７ａと小さい内径を有する部分６７ｂとの境界部に、液体の流動を制御する球状のボール弁８が配置されているが、このボール弁８は、ピストン３の周壁３２内の液体が、液体通過孔６７の大きい内径を有する部分６７ａに流れ込む際の圧力により移動して、図１に示すように、かかる大きい内径を有する部分６７ａと小さい内径を有する部分６７ｂとの境界部を閉塞する。このため、液体通過孔６７の大きい内径を有する部分６７ａに流れ込む液体は、調整軸６の小径部６５の周壁に設けられた流量調整部を構成する孔部６８を通じて調整軸６の小径部６５の外周面に刻設された溝部６６内に流れ込み、さらに、ガイド部材５の小径部５６の周壁に形成されたオリフィス５７を通じてガイド部材５の外部へと流出する。そして、この流出した液体は、シリンダ２の内周面に沿ってシリンダ２の他端２２側方向（ピストン３の端壁３１の後方）へと流動し、アキュムレータ２５にも蓄積される。
【００２３】
このように、液体が、調整軸６の流量調整部（孔部６８及び溝部６６）とガイド部材５のオリフィス５７を通過する際の動圧抵抗によりピストン３及びピストンロッド４の動きはゆっくりしたものとなり、制御対象物の衝撃を緩和する。
【００２４】
ピストン３が、シリンダ２内において、シリンダ２の一端２１側方向へさらに移動していくと、それに伴ってガイド部材５の小径部５６の周壁に設けられている複数のオリフィス５７が、ピストン３の周壁３２の内周面により、ピストン３の開放端寄りに設けられているものから順に閉塞されていく。従って、作用する抵抗は徐々に大きくなる。そして、すべてのオリフィス５７が閉塞されると、シリンダ２内の液体の流動が行われなくなり、ロック状態となる。
【００２５】
一方、制御対象物の負荷がピストンロッド４から除去されると、復帰スプリング１０により、ピストン３がシリンダ２の他端２２側方向へ移動する。これにより、オリフィス５７の閉塞状態が解除され、ピストン３の端壁３１の後方に蓄積されていた液体が、オリフィス５７及び流量調整部（孔部６８及び溝部６６）を経由してピストン３の周壁３２内に流れ込む。
【００２６】
また、それと同時に、調整軸６の液体通過孔６７の大きい内径を有する部分６７ａの内部が負圧となるため、ボール弁８がストッパ７のピン部７２の先端に当接するように移動して、液体通過孔６７の大きい内径を有する部分６７ａと小さい内径を有する部分６７ｂとの境界部が開放される。これにより、液体は、ガイド部材５及び調整軸６にそれぞれ設けられた液体流路５５ａ，６９をも経由してピストン３の周壁３２内に流れ込む。その結果、ピストン３とピストンロッド４は速やかに原位置に復帰する。
【００２７】
また更に、ショックアブソーバ１によれば、所定の設置場所に設置後においても、設置された状態で調整軸６を所定の角度回転させるだけで、制御対象物に合わせて衝撃吸収特性を容易に調整することができる。すなわち、図２及び図４（ａ）に示すように、調整軸６の流量調整部を構成する孔部６８の位置を、ガイド部材５のオリフィス５７に対して対向するように配置した場合には、オリフィス５７に対して溝部６６の深い部位を通じて液体が流れ込むため、この際に生じる動圧抵抗は比較的小さくなる。その結果、ショックアブソーバ１の発揮する衝撃吸収特性もそれに対応して小さなものとなる。
【００２８】
一方、図４（ｂ）に示すように、調整軸６をガイド部材５内において所定の角度、例えば、反時計回り方向に約４５°回転させ、調整軸５の流量調整部を構成する孔部６８の位置を、ガイド部材５のオリフィス５７に対してずらした状態に配置した場合には、オリフィス５７に対して溝部６６の浅い部位を通じて液体が流れ込むため、それにより、流動する液体の流量が上記の場合より制限される。すなわち、図４（ａ）に示した場合に比べ、この際に生じる動圧抵抗が大きくなり、その結果、ショックアブソーバ１の発揮する衝撃吸収特性もそれに対応して大きなものとなる。また、この場合に、調整軸６の流量調整部（孔部６８及び溝部６６）により、ガイド部材５に設けられた複数のオリフィス５７のすべてに対して、均一な流量調整を行うことができるため、ショックアブソーバ１の発揮する衝撃吸収特性を一定抗力の安定した吸収状態となるよう調整することができる。
【００２９】
なお、上記した実施の形態では、調整軸６の溝部６６の深さを円周方向に沿って変化させることにより、衝撃吸収特性を変更可能としているが、溝部６６の幅を円周方向に変化させる手段を採用してもよいことは勿論である。
また、調整軸６は、上記した構成に限定されるものではない。すなわち、調整軸６は、ガイド部材５に形成されるオリフィス５７を通過する液体の流量を調整することができるものであればよく、例えば、調整軸６の周壁において、オリフィス５７に対応する位置に、厚み方向に貫通する孔部を設け、該孔部の開口部とオリフィス５７の開口部とが一致するときに、オリフィス５７を通過する液体の流量が最大となる一方、軸心を中心として調整軸６を回転させ、該孔部の開口部とオリフィス５７の開口部とをずらすことにより、オリフィス５７を通過する液体の流量を制限する構成としてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のショックアブソーバは、液体が充填されたシリンダと、該シリンダ内を移動可能であると共に、一端が開放され、他端に端壁を有する筒状のピストンと、周壁に、厚み方向に貫通するオリフィスが形成されていると共に、前記ピストンの内周面に摺接する程度の外径で形成され、該ピストンの移動の際、ピストンの内周面が該周壁の外周面に沿って移動するように前記シリンダ内に固定配設される筒状のガイド部材と、該ガイド部材内に配設され、前記オリフィスを通過する液体の流量を調整する調整軸とを具備して構成されている。これにより、所定の設置場所に設置後においても、設置された状態で、調整軸を所定の角度回転させるだけで、制御対象物に合わせて衝撃吸収特性を容易に調整することができる。
また、前記オリフィスが、前記ガイド部材の長さ方向に沿って複数設けられている場合でも、前記オリフィスを通過する液体の流量を調整する調整軸、例えば、前記ガイド部材内に、軸心を中心として回転可能に、かつ任意の回転位置で流量調整部が該各オリフィスと連通するように嵌挿される調整軸を備えることにより、各オリフィスのすべてに対して、均一な流量調整をすることができる。その結果、衝撃吸収特性が一定抗力の安定した吸収状態となるよう調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一の実施の形態に係るショックアブソーバを示す断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 ガイド部材、調整軸の分解側面図である。
【図４】 ショックアブソーバの作用を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１ ショックアブソーバ
２ シリンダ
３ ピストン
４ ピストンロッド
５ ガイド部材
５７ オリフィス
６ 調整軸
６６ 溝部
６８ 孔部
７ ストッパ
８ ボール弁

Claims (5)

1. 液体が充填されたシリンダと、
   該シリンダ内を移動可能であると共に、一端が開放され、他端に端壁を有する筒状のピストンと、
   周壁に、厚み方向に貫通するオリフィスが形成されていると共に、前記ピストンの内周面に摺接する程度の外径で形成され、該ピストンの移動の際、ピストンの内周面が該周壁の外周面に沿って移動するように前記シリンダ内に固定配設される筒状のガイド部材と、
   該ガイド部材内に配設され、前記オリフィスを通過する液体の流量を調整する調整軸と
   を具備することを特徴とするショックアブソーバ。
2. 請求項１記載のショックアブソーバであって、前記調整軸が、厚み方向に貫通する孔部と、外周面における該孔部と連通する位置に、幅と深さのいずれか少なくとも一方が円周方向に沿って異なる形状に形成された溝部とからなる流量調整部を周壁に有すると共に、前記ガイド部材内に、軸心を中心として回転可能に、かつ任意の回転位置で該流量調整部と前記オリフィスとが連通するように嵌挿されていることを特徴とするショックアブソーバ。
3. 請求項１又は２記載のショックアブソーバであって、前記オリフィスが、前記ガイド部材の長さ方向に沿って複数設けられていることを特徴とするショックアブソーバ。
4. 請求項３記載のショックアブソーバであって、前記流量調整部が、前記調整軸の長さ方向に沿って、かつ各オリフィスに対応して複数設けられていることを特徴とするショックアブソーバ。
5. 請求項１〜４のいずれか１に記載のショックアブソーバであって、前記ピストンの復帰スプリングが、該ピストンの外周面に沿って、前記シリンダ内の底部とピストンの端壁との間に配設されていることを特徴とするショックアブソーバ。

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