JP4210613B2 - 油圧緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、ピストンロッドの最大伸び切り時の衝撃を緩和するためのリバウンド部材を備えた油圧緩衝器に関する。

従来から、ピストンロッドの最大伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材を備えた油圧緩衝器うち、車両等に使用される油圧緩衝器としては、特許文献１に示すものを例示することができる。

この油圧緩衝器は、ストラット型の油圧緩衝器であって、図３に示すように、シリンダ５１端部を封止しピストンロッド５２を軸支する伸び切り規制部材としてのロッドガイド５３と、ピストンロッド５２の基端側に設けたストッパ部材としてのフランジ部材５４との間に、両端にガイド５７，５８が嵌合されたコイルスプリング５９からなるリバウンド部材５５を介装している。

上記ガイド５７，５８は、断面Ｌ字状をなす合成樹脂で形成されると共に、ピストン側となる下側のガイド５７がピストンロッド５２の外周面に圧入固定され、ロッドガイド５３側となる上側のガイド５８は、ピストンロッド５２の外周面にクリアランスを持たせて摺動自在に嵌装されている。

そして、この油圧緩衝器にあっては、ピストンロッド５２の伸び切り時、ロッドガイド５３とフランジ部材５４との間でリバウンド部材５５の両端が規制されてコイルスプリング５９が圧縮されることで、この伸び切り時の衝撃を緩和するようになっている。
特開平７−２３８９８０号公報（図１）

上記のように構成されたストラット型の油圧緩衝器は車両の操舵輪側や駆動輪側に取り付けられるが、操舵輪側に取り付けられる場合には、サスペンションの構造上、運転者のハンドル操舵によって油圧緩衝器全体がピストンロッド５２の軸心を回転中心として転舵される必要がある。

このため、従来より、油圧緩衝器と車体との間に、油圧緩衝器全体が車体に対して回動するような構造を介在させているが、要求仕様によっては車体に対してピストンロッド５２が固定される場合がある。

この場合には、ハンドル操舵に伴い、ロッドガイド５３を固定したシリンダ５１がピストンロッド５２を回転中心として回動することになるが、リバウンド部材５５は下側のガイド５７がピストンロッド５２の外周面に圧入固定されているので、通常、ピストンロッド５２に固定された状態となる。

ところが、コイルスプリング５９が圧縮されるピストンロッド５２の伸長状態では、図３に示すように、リバウンド部材５５の上側のガイド５８がピストンロッド５２を回転中心として回動するロッドガイド５３に圧接した状態となるので、以下に示す問題点が考えられる。

即ち、圧接状態となっている上側のガイド５８とロッドガイド５３との摩擦抵抗が所定値よりも大きくなると、ハンドル操舵によって油圧緩衝器を転舵させる力は上記圧接部分を介してリバウンド部材５５に伝達され、リバウンド部材５５をシリンダ５１と共に回動させようとする。

しかしながら、リバウンド部材５５は、その下側のガイド５７がピストンロッド５２の外周に圧入固定されているので回動することはできず、上記の圧接部分、下側のガイド５７とピストンロッド５２の外周面との間、上側又は下側のガイド５８，５７とコイルスプリング５９との嵌合部分の何れかで滑りを発生させることで上記の回動力を吸収することになる。

これらのうち、下側のガイド５７とコイルスプリング５９との嵌合部分で滑りが発生する場合には、図４に示すように、圧縮されたコイルスプリング５９の附勢力によってコイルスプリング５９の端部６０は、下側のガイド５７のフランジ状当接部分５７ａに圧接した状態で回動する。

このとき、下側のガイド５７は、合成樹脂で形成されており、コイルスプリング５９は金属なので、この圧接によりコイルスプリング５９の端部６０の角部６１が下側のガイド５７を削り、削られた部分がコンタミとなって作動油内に混入したり、削られる時に異音を発生させたりすることが考えられる。

そこで、本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、その目的は、ピストンロッドの伸長状態における転舵状態において、コンタミや異音を発生させることのないリバウンド部材を備えた油圧緩衝器の構造を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明は、シリンダと、このシリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、上記シリンダに設けた伸び切り規制部材と上記ピストンロッドに設けたストッパ部材との間に介装されて伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材とを備え、上記リバウンド部材はコイルスプリングと当該コイルスプリングの一端又は両端に嵌合するホルダとを有し、上記ホルダは上記コイルスプリングの端部が当接するホルダ本体と上記コイルスプリングの内周面が嵌合する嵌合部とを有し、上記シリンダが上記ピストンロッドを回転中心として回動する油圧緩衝器において、上記コイルスプリングの内周面を上記ホルダの嵌合部に相対回転可能に嵌合すると共に、上記ホルダ本体と上記コイルスプリングの端部との間に遮断部材を設け、上記ホルダ本体と上記コイルスプリングとの相対回動時に上記ホルダ本体と上記コイルスプリングの端部とが直接接触しないようにしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、伸び切り規制部材とストッパ部材との間でリバウンド部材の両端が規制されてコイルスプリングが圧縮されるピストンロッドの伸長状態において、油圧緩衝器自体が転舵等されてリバウンド部材にピストンロッドを回転中心とした回動力が加わると、ホルダの嵌合部とコイルスプリングとの間が相対回転可能に嵌合されているので、この部分で相対回転が生じると共に、コイルスプリングの端部はホルダの本体側に向って附勢された状態となる。

このとき、ホルダ本体とコイルスプリングの端部との間に遮断部材を設けて両者が直接接触しないようにしたので、従来のように、コイルスプリングの端部がホルダ本体に圧接されることで、その角部が上記本体を削ってコンタミを発生させたり、削られる時に異音を発生することを確実に防止できる。

発明の実施するための最良の形態

以下に、本発明を自動車の操舵輪側となるサスペンション装置に使用するストラット型の油圧緩衝器に具体化した実施の形態を図に基づいて説明する。

この油圧緩衝器１は、図１に示すように、外筒２内に挿入されたシリンダとしての内筒３と、内筒３内にピストン４を介して出没自在に挿入されたピストンロッド５と、内筒３端部を封止しピストンロッド５を軸支する伸び切り規制部材としてのロッドガイド６と、ピストンロッド５の基端側に設けたストッパ部材７と、ストッパ部材７とロッドガイド６との間に介装されたリバウンド部材８とを備えている。

以下、詳細に説明すると、外筒２と内筒３とは同芯に配置され、外筒２の端部内周と内筒３の端部とに亘ってロッドガイド６が嵌合されており、ロッドガイド６は、その中央にピストンロッド５を案内する案内孔１１が設けられ、案内孔１１内に嵌合された環状の軸受部材１２を介しピストンロッド５が摺動自在に軸支されている。

又、ロッドガイド６の上面にはピストンロッド５との隙間をシールするシール部材１３が配置され、外筒２の端部を内側に折り曲げて加締めることによってロッドガイド６及びシール部材１３を外筒２と内筒３に対して固定するようになっている。

ピストン４は、ピストンロッド５の基端部に挿入されてナット１５により固定されると共に、このピストン４により内筒３内がロッド室Ｒとピストン室Ｐに区画されている。

又、ピストン４のロッド室Ｒ側面には圧側ポート（図示なし）を開閉可能に閉塞する圧側バルブ１６が設けられ、ピストン４のピストン室Ｐ側面には伸側ポート１７を開閉可能に閉塞する伸側バルブ１８が設けられている。

ストッパ部材７は、上部にフランジ部２１を有する筒状に形成され、ピストンロッド５に挿入されてこのピストンロッド５の基端側となるピストン４の直上部に溶接等により固定されている。

そして、このストッパ部材７のフランジ部２１と、ロッドガイド６との間に介装された本発明の最も特徴とする構成であるリバウンド部材８は、コイルスプリング２２と、この両端に嵌合された合成樹脂製の上部及び下部ホルダ２３、２４とから構成されている。

コイルスプリング２２は、断面が正方形の線材をコイリングすることによって形成され、最圧縮状態において隣接するコイル部２５同士が互いに面接触するように各コイル部２５の上面及び下面に位置する一辺を平面部２６としている。

尚、上記コイル部２５とは線材をコイリングすることによってできる円周部全てを示し、所謂、座巻き部、ピッチ部を構成する全ての円周部を含む概念として用いることとする。

上部ホルダ２３及び下部ホルダ２４には夫々ピストンロッド５を挿通する挿通孔２３ａ、２４ａが設けられており、下部ホルダ２４の挿通孔２４ａの内面にはピストンロッド５に対して下部ホルダ２４を圧入固定するための図示しないリブが形成されている。

上部ホルダ２３は、円筒状のホルダ本体２８と、本体２８から垂設され、外径がホルダ本体２８よりも小径の嵌合部２９と、この嵌合部２９から延設されたコイルスプリング２２案内用のテーパ部３０とから構成されており、コイルスプリング２２の上端部２２ａがホルダ本体２８の下面２８ａに当接した状態で、その内周面が嵌合部２９に嵌合されている。

又、上部ホルダ２３の上面には断面山形状の消音部材としての複数の突部２７が所定間隔をおいて円周状に配置され、伸び切り時に上部ホルダ２３がロッドガイド６に当接した時、緩衝作用を発揮して異音等を発生しないようになっている。

本実施の形態では、突部２７を構成する弾性材として上部ホルダ２３と同一の合成樹脂を用いており、これにより突部２７を上部ホルダ２３の形成と同時に一体的に形成している。

下部ホルダ２４は、円筒状のホルダ本体３１と、本体３１から突設される共に当該ホルダ本体３１よりも小径に成形した嵌合部３２と、この嵌合部３２から延設されたコイルスプリング２２案内用のテーパ部３３と、ホルダ本体３１の上面３１ａに回動可能に載置された環状をなす金属製板材からなる遮断部材３４とから構成されており、コイルスプリング２２の下端部２２ｂが遮断部材３４の上面３４ａに当接した状態で、その内周面が嵌合部３２に相対回転可能に嵌合されている。

従って、コイルスプリング２２に回動力が加わると、その時の圧接力に応じて下端部２２ｂが遮断部材３４と一体的に回動するか又は、下端部２２ｂと遮断部材３４の上面３４ａとの間で滑りを発生させることで、下部ホルダ２４とコイルスプリング２２とが相対回動するようになっている。

尚、図１中４１は、外筒の外周に溶接固定されたコイルスプリング支持用のスプリングシート、４２は外筒の端部に嵌合されたバンプストッパである。

そして、この油圧緩衝器１は、車体に対してピストンロッド５が固定された状態で転舵されるように、図示しない回動機構を介して取り付けられている。

以上のように構成された油圧緩衝器１では、ピストンロッド５の伸長時、加圧されたロッド室Ｒ内の作動油が伸側ポート１７を介して伸側バルブ１８を押し開きピストン室Ｐ側に流れると同時に伸側の減衰力を発生する。

又、この伸側減衰力の発生と同時に、ストッパ部材７とロッドガイド６との間に介装されたリバウンド部材８の上部ホルダ２３がロッドガイド６に当接し、そのコイルスプリング２２を圧縮状態とする。

この状態で運転者がハンドル操舵を行うと、油圧緩衝器１に転舵され、ピストンロッド５を回転中心として内筒３が回動する。

このとき、リバウンド部材８の上部ホルダ２３は、この内筒３と共に回動するロッドガイド６に圧接した状態となるので、これらの間の摩擦抵抗が所定値よりも大きくなると、ハンドル操舵によって油圧緩衝器１を転舵させる力は、上記圧接部分を介してリバウンド部材８に伝達され、リバウンド部材８を内筒３と共に回動させようとする。

ところが、リバウンド部材８は、その上部ホルダ２３とコイルスプリング２２との間及び、下部ホルダ２４とピストンロッド５との間が嵌合及び圧入により固定されているので、これらの部分で回動することはできないが、下部ホルダ２４の嵌合部３２と、コイルスプリング２２の下端内周面とが回動可能に嵌合されているので、この間で相対回転が生じて上記の回動力を吸収する。

従って、リバウンド部材８は、コイルスプリング２２と上部ホルダ２３が一体となって下部ホルダ２４に対して遮断部材３４を介して相対回転することになるが、この遮断部材３４の存在により、図２に示すように、相対回転時にコイルスプリング２２の下端部２２ｂと下部ホルダ２４におけるホルダ本体３１の上面３１ａとが直接接触するのを防止できる。

このため、従来のように、コイルスプリング２２の下端部２２ｂがホルダ本体３１の上面３１ａに圧接されることで、その角部２２ｃがホルダ本体３１の上面３１ａを削ってコンタミを発生させたり、削れる時に異音を発生させることを確実に防止できる。

又、遮断部材３４を下部ホルダ２４のホルダ本体３１と同じ外形の環状板材とすることによってホルダ本体３１と遮断部材３４とを常に面接触状態としたので、遮断部材３４の当接面には従来のコイルスプリング２２の角部２２ｃに該当するものがなく、例え遮断部材３４がコイルスプリング２２と一体的に回動しても、遮断部材３４でホルダ本体３１の上面３１ａを削ることを確実に防止できる。

更には、遮断部材３４を金属製としたので、例えコイルスプリング２２の下端部２２ｂと遮断部材３４の上面３４ａとの間で相対回転が生じても、お互いを削り合うことは殆どなく、上記したコンタミの発生を防止できる。

又、本実施例では、断面が正方形のコイルスプリング２２を用いているので、下端部２２ｂの角部２２ｃとホルダ本体３１の上面３１ａとが線接触となって上面３１ａを削り易くなるので、この遮断部材３４を用いることが大変有効となる。

又、コイルスプリング２２をそのコイル部２５同士が面接触するよう各コイル部２５の上下面に平面部２６を形成したので、隣接するコイル部２５同士は面接触状態となり、接触抵抗が常に大きな状態となる。

このため、伸び切り時に至るピストン速度が速くて隣接するコイル部２５同士が衝突して最圧縮状態を迎える場合であっても、コイル部２５同士が滑り、一部のコイル部２５がピストンロッド５の内周側或いは外周側へ向って飛び出す可能性を著しく低減することができる。

従って、飛び出したコイル部２５の端部がピストンロッド５外周や内筒３内周に接触し、不快の音や衝撃等を発生させることを確実に防止できる。

又、本実施の形態では、断面が正方形の線材をコイリングすることによってこの線材の一辺を、隣接するコイル部２５同士が面接触する平面部２６としたので、コイルスプリング２２自体を簡単且つ安価に製造可能である。

又、上部ホルダ２３の上面に断面山形状の突部２７を形成したので、伸び切り時には上部ホルダ２３全体がロッドガイド６にいきなり当接するのではなく、突部２７を弾性変形させた後にロッドガイド６に当接することができる。従って、上部ホルダ２３がロッドガイド６に対して急激に当接しても、この突部２７の緩衝作用によって、異音等が発生するのを防止することができる。

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、次のように変更して具体化することも可能である。

１）本実施の形態では、下部ホルダ２４に遮断部材３４を設けたが、上部ホルダ２３とコイルスプリング２２とを相対回転可能に嵌合し、この上部ホルダ２３におけるホルダ本体２３ａの下面とコイルスプリング２２の上端部２２ａとの間に遮断部材３４を設けても良い。

２）本実施の形態では、遮断部材３４として環状をなす金属板材を用いたが、これに限定されるものではなく、遮断部材３４とホルダ本体３１の上面３１ａとの間で相対回転させる場合であっても、コイルスプリング２２の下端部２２ｂと遮断部材３４の上面３４ａとの間で相対回転させる場合であっても、互いが削れ難い材質のものを選択すれば良い。

３）実施の形態では、複筒型のストラット型の油圧緩衝器１に具体化したが、単筒型の油圧緩衝器に具体化しても良い。

本発明の一実施の形態を示す油圧緩衝器の要部破断正面図である。 図１の下部ホルダ部分を示す要部正面図である。 従来例を示す油圧緩衝器の要部破断正面図である。 図３の下側のガイド部分を示す要部正面図である。

符号の説明

３ 内筒（シリンダ）
４ ピストン
５ ピストンロッド
６ ロッドガイド（伸び切り規制部材）
７ ストッパ部材
８ リバウンド部材
２２ コイルスプリング
２２ｂ 下端部（端部）
２４ 下部ホルダ（ホルダ）
３１ ホルダ本体
３２ 嵌合部
３４ 遮断部材

Claims (5)

1. シリンダと、このシリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、上記シリンダに設けた伸び切り規制部材と上記ピストンロッドに設けたストッパ部材との間に介装されて伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材とを備え、上記リバウンド部材はコイルスプリングと当該コイルスプリングの一端又は両端に嵌合するホルダとを有し、上記ホルダは上記コイルスプリングの端部が当接するホルダ本体と上記コイルスプリングの内周面が嵌合する嵌合部とを有し、上記シリンダが上記ピストンロッドを回転中心として回動する油圧緩衝器において、上記コイルスプリングの内周面を上記ホルダの嵌合部に相対回転可能に嵌合すると共に、上記ホルダ本体と上記コイルスプリングの端部との間に遮断部材を設け、上記ホルダ本体と上記コイルスプリングとの相対回動時に上記ホルダ本体と上記コイルスプリングの端部とが直接接触しないようにしたことを特徴とする油圧緩衝器。
2. ホルダを円筒状のホルダ本体と、このホルダ本体から突設されると共に当該ホルダ本体より小径に成形した嵌合部とを備えた合成樹脂で形成した請求項１記載の油圧緩衝器。
3. ストッパ部材側となるコイルスプリングの端部に対してホルダの嵌合部を相対回転可能に嵌合すると共に、このホルダをピストンロッドに固定した請求項１又は２記載の油圧緩衝器。
4. 遮断部材を金属製の環状板材で形成し、ホルダ本体とコイルスプリングの端部との間に回動自在に載置したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の油圧緩衝器。
5. コイルスプリングを断面が正方形の線材をコイリングすることによって、この線材の一辺を隣接するコイル部同士が面接触するよう形成した、請求項１、２、３又は４記載の油圧緩衝器。
   

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