JP4895937B2 - ショックアブソーバー - Google Patents

Description

本発明は、ショックアブソーバーに関する。

従来のショックアブソーバーとしては、例えば弾性変形可能なベローズによって、シリンダ内部に流体室を区画形成したものがある。

図７のように、ショックアブソーバー１０１は、開口端をシリンダキャップ１０３によって閉塞された円筒形状のシリンダ１０５を備えている。シリンダ１０５は、内部にシリコンオイル等の粘性流体が封入された流体室１０７を備えている。流体室１０７内は、ピストン１０９が移動可能に配置され、圧力室１１１と非圧力室１１３とに区画されている。また、ピストン１０９側には、圧力室１１１と非圧力室１１３とを挿通する挿通孔１１０が設けられている。ピストン１０９からはピストンロッド１１５が延設され、ピストンロッド１１５はシリンダキャップ１０３の挿通孔１１７を介して外部に引き出されている。

前記ピストンロッド１１５とシリンダ１０５との間には、収縮自在なベローズ１１９が設けられている。ベローズ１１９は、一側がピストンロッド１１５に固定され他側がシリンダ１０５に固定され、流体室１０７を区画形成している。

かかるショックアブソーバー１０１では、流体室１０７内の非圧力室１１３内の圧力変動に応じてベローズ１１９が弾性変形し性能向上が図られている。

しかしながら、上記構造では、ピストンロッド１１５の軸方向動作によりピストン１０９が移動するとき等に、ピストンロッド１１５に回転力が働くと、ピストン１０９がピストンロッド１１５に連動して軸周りに回転し、ピストン１０９側とシリンダ１０５側との間でベローズ１１９が捻れるおそれがあった。

これに対し、ピストンロッドの断面にいわゆるＤカットを施すと共に蓋体の挿通孔を対応した断面形状とし、ピストンロッドの回転を規制するものがある。

しかしながら、かかる構成では、ピストンロッドの表面加工が複雑なものとなりコスト高となっていた。また、蓋体の挿通孔にピストンロッドを挿通する際に、断面を一致させる必要があり、作業効率が低下していた。

特開２００１−２０９８８

解決しようとする問題点は、ピストン側の回転を規制すると、コスト高となると共に組付作業効率が低下する点にある。

本発明は、コスト高や作業効率を低下させることなくピストン側の回転を規制可能とするため、流体室の圧力室内に配置され前記ピストンを前記非圧力室側に付勢する弾性部材の両側を、シリンダ側とピストン側とにそれぞれ係止し、前記ピストンから前記シリンダの外部へ延設されたピストンロッドを備え、前記ピストンロッドは、軸方向に分割形成されて前記ピストンが結合された第一ロッド部と前記シリンダの外部へ引き出された第二ロッド部とが軸周りに相対回転自在に連結されてなり、前記弾性部材の弾性力によって前記ピストン側の前記シリンダ側に対する軸周りの回転を規制すると共に前記第二ロッド部とベローズとの間の連動回転を遮断することを最も主な特徴とする。

本発明のショックアブソーバーは、流体室の圧力室内に配置され前記ピストンを前記非圧力室側に付勢する弾性部材の両側をシリンダ側とピストン側とにそれぞれ係止し、前記ピストンから前記シリンダの外部へ延設されたピストンロッドを備え、前記ピストンロッドは、軸方向に分割形成されて前記ピストンが結合された第一ロッド部と前記シリンダの外部へ引き出された第二ロッド部とが軸周りに相対回転自在に連結されてなり、前記弾性部材の弾性力によって前記ピストン側の前記シリンダ側に対する軸周りの回転を規制すると共に前記第二ロッド部とベローズとの間の連動回転を遮断することができる。

従って、ピストンを非圧力室側に付勢する弾性部材をピストン側の回転規制部材として利用することができる。このため、コスト高及び組付作業効率の低下を防止しながら、容易且つ確実にピストン側のシリンダ側に対する軸周りの回転を規制することができる。

コスト高及び組付作業効率の低下を防止しながら、ピストン側のシリンダ側に対する軸周りの回転を規制するという目的を、ピストンを非圧力室側に付勢する弾性部材をピストン側とシリンダ側とに係止することによって実現した。

図１〜図６は、本発明の実施例１に係るショックアブソーバを示し、図１はショックアブソーバの断面図、図２は図１に示すピストンの拡大断面図、図３は図２のIII−III線矢視におけるピストンの正面図、図４は図１に示すピストンロッドの連結部分を示す拡大断面図、図５は図１のV−V線矢視における断面図である、図６は図１VI−VI線矢視における断面図である。

［ショックアブソーバーの構成］
図１〜図６のように、ショックアブソーバー１は、シリンダ３とピストン５とベローズ７と弾性部材としてのコイルばね９とを備えて概ね構成されている。

前記シリンダ３は、前記ベローズ７によって内部に流体室１１が区画形成されている。流体室１１内は、ピストンロッド１３を介してピストン５が移動可能に配置されて、圧力室１５側と非圧力室１７側とに区画されている。圧力室１５内には、ピストン５を非圧力室１７側に付勢するコイルばね９が配置されている。そして、本実施例では、前記コイルばね９の両側がシリンダ３側とピストン５側とにそれぞれ係止され、コイルばね９の弾性力によってピストン５側のシリンダ３側に対する軸周りの回転を規制するようになっている。

前記シリンダ３は、図１のように、開口端がシリンダキャップ１９によって閉鎖された円筒形状となっている。シリンダ３の内部は、開口端側に大径部２１が形成され、閉塞端側に大径部２１よりも小径の小径部２３が形成されている。大径部２１と小径部２３とは、相互間に段部２４を形成するように連通している。

大径部２１内は、後述するベローズ７が配置され、ベローズ７から閉塞端側にシリコンオイル等の粘性流体を封入した流体室１１が、開口端側に空気室が区画形成されている。前記小径部２３内には、シリンダ３の閉塞端側の内端面２６から突出した円柱形状のばね座２８が設けられている。

前記ピストン５は、図１〜図３のように、前記シリンダ３の小径部２３内に配置され、小径部２３とほぼ同一断面の円柱形状に形成されている。ピストン５には、軸方向に沿って貫通形成された複数の流路２５が設けられている。本実施例では、例えば、周方向所定間隔毎に６つの流路２５が設けられている。この流路２５は、シリンダ３の圧力室１５と非圧力室１７と連通し両者間での粘性流体の流通を可能としている。なお、一つの流路２５は、他の流路２５よりも大径に形成されており、流量の調整が行われている。

前記ピストン５の圧力室１５側には、円柱形状のガイドバー２７が突設されている。ガイドバー２７の先端側には、板状のスプリング受け２９が挿通状態で固定されている。スプリング受け２９の一側からは、挿通したガイドバー２７の先端部３１が突出している。前記スプリング受け２９の他側とピストン５との間には、板状の弁体３３が設けられている。

前記弁体３３は、前記ガイドバー２７に軸方向へ移動可能に挿通されている。この弁体３３は、ピストン５に対して近接離反移動することで前記流路２５を開閉可能となっている。なお、弁体３３は、スプリング受け２９の他側との間に設置されたコイルばね４０によってピストン５側に付勢されている。

前記弁体３３とピストン５との間には、板状のスペーサ（シム）３５が配置されている。スペーサ３５は、弁体３３の閉状態でピストン５と弁体３３との間に介在し、板厚に応じた隙間ｄを形成する。また、スペーサ３５は、流路２５を部分的に閉塞している。

すなわち、弁体３３の閉状態では、スペーサ３５によって部分的に閉塞された流路２５が隙間ｄを介して前記圧力室１５と連通し、これによってオリフィス３４が形成されて所定のダンパー効果を得られるようになっている。

従って、本実施例では、スペーサ２５の板厚を変更することで隙間ｄを調整し、スペーサ３５の径を変更することで流路２５の開口量を調整して、オリフィス３４の流量を調整することができる。また、スペーサ２５の形状変更と共に、又はスペーサ２５の形状変更をすることなく、ピストン５側の流路２５の径を変更することでも、流量を調整することができる。

前記ピストン５の非圧力室１７側には、凹部３７が設けられている。凹部３７は、前記ピストンロッド１３の内端部３９が係合するようになっている。凹部３７の周囲には環状壁部４１が立設されている。

前記ピストンロッド１３は、シリンダ３内で軸方向に分割形成され、一端側の第一ロッド部４３と他端側の第二ロッド部４５とよりなっている。第一ロッド部４３は、ピストンロッド１３の内端部３９である先端が段部４７を介して小径に形成されている。前記第一ロッド部４３の基端には、図４のように、軸方向に沿った連結凹部４９が設けられている。連結凹部４９には、周回状に突起部５０が形成されている。

前記第二ロッド部４５は、先端に前記第一ロッド部４３の連結凹部に係合する連結凸部５１が設けられている。この連結凸部５１は、連結凹部４９の突起部５０に対応して周回状の溝部５３が形成され、連結凹部４９に対して軸周りに回転自在に係合するようになっている。従って、第一ロッド部４３と第二ロッド部４５とは、連結凹部４９及び連結凸部５１を介して軸周りに相対回転自在に連結されている。前記第二ロッド部４５の基端側は、前記シリンダキャップ１９の挿通孔５５を介してシリンダ３の外部に引き出されている。従って、ピストンロッド１３は、シリンダ３の外部で加えられた軸周りの回転力を、第二ロッド部４５と第一ロッド部４３とを相対回転させることで吸収し、シリンダ３内部への伝達を抑制可能となっている。

前記ベローズ７は、図１のように、ゴムなどの弾性変形可能な材料からなっている。ベローズ７は、一側の外筒部５７と他側の内筒部５９とからなり、シリンダ３の大径部２１の内周面６１とピストン５側の構成であるピストンロッド１３の内端部３９との間に設けられている。

前記外筒部５７は、前記大径部２１の内周面６１側に配置されている。外筒部５７は、端部６３から次第に小径となるようにシリンダ３の開放端側へ延設されている。前記内筒部５９は、折返部６５を介して外筒部５７の内側に配置されている。内筒部５９は、ピストンロッド１３に沿って延設され、端部６７がピストンロッド１３の内端部３９外周に至っている。

前記ベローズ７は、内外筒部５７，５９間が非圧力室１７と連通しており、非圧力室１７内の圧力変動に対応して弾性変形するようになっている。この弾性変形により、非圧力室１７と圧力室１５との間の粘性流体の流通を良好化し、ショックアブソーバー１の性能向上に貢献する。また、ベローズ７は、その周囲が空気室６９によって大気圧化され、効果が一層助長される。

前記外筒部５７の端部６３は、取付部材７１によってシリンダ３側である大径部２１の内周面６１に固定されている。すなわち、外筒部５７の端部６３は、内周側に膨出形成されている。前記取付部材７１は、ほぼ円筒形状に形成され、シリンダ３内に段部２４に突き当てられて嵌合固定されている。取付部材７１の内周側は、ピストンロッド１３を挿通すると共に内外筒部５７，５９間の空間７３と非圧力室１７とを連通させる孔７５となっている。

前記取付部材７１の外周には、外筒部５７の端部６３と対応して環状溝部７７が形成されている。この環状溝部７７に外筒部５７の端部６３が係合して、外筒部５７の端部６３が大径部２１の内周面６１に密着固定されている。

前記内筒部５９の端部６７には、ピストン５の環状壁部４１内に嵌合する嵌合部７９が設けられている。嵌合部７９の内周側には、ピストンロッド１３の先端が挿通している。従って、端部６７は、嵌合部７９がピストン５の環状壁部４１内に嵌合すると共にピストンロッド１３の内端部３９とピストン５の環状壁部４１との間で狭持固定されている。また、端部６７の内周にはピストンロッド１３の段部４７に当接する当接面８３が形成されており、嵌合部７９の抜け止めがされている。

前記コイルばね９は、ピストン５とシリンダ３の閉塞端との間に配置されている。コイルばね９の一側は、シリンダ３のばね座２８が挿入されてシリンダ３の内端面２６に当接している。コイルばね９の他側は、ピストン５のスプリング受け２９に当接している。従って、コイルばね９は、シリンダ３の閉塞端に対してピストン５を非圧力室１７側に付勢している。

前記コイルばね９は、図１，図５，図６のように、両側がシリンダ３側とピストン５側とに軸周りに回転不能に係止されている。すなわち、コイルばね９の両側には、ばね端部からなる係合片８５，８７が突設されている。係合片８５，８７は、コイルばね９のコイル形状係方向に沿って内側に折り曲げられ、相互に平行になっている。前記係合片８５，８７に対応して、ピストン５のガイドバー２７の先端部３１及びばね座２８にはコイルばね９の係合片８５，８７を係合させるための係合溝８９，９１がそれぞれ形成されている。係合溝８９，９１は、ガイドバー２７の先端部３１及びばね座２８の断面を２分割するように中心を通る部分を切り欠くことによって形成されている。係合溝８９，９１は、軸方向において、ガイドバー２７の先端部３１及びばね座２８の基端から先端にわたって形成されている。
［ショックアブソーバーの作用］
本実施例のショックアブソーバー１は、ピストンロッド１３の外端部９３に制御対象物によってシリンダ３内への押し込み方向の外力を受けると、ピストンロッド１３の動作に連動してピストン５が圧力室１５側に移動する。かかる移動に応じて、弁体３３が粘性流体の圧力を受けて非圧力室１７側に移動し、各流路２５が閉塞される。このとき、弁体３３とピストン５との間には、スペーサ３５による隙間ｄを介して各流路２５と圧力室１５とが連通し、オリフィス３４が形成される。そして、オリフィス３４を通じて非圧力室１７側へ粘性流体が移動し、所定のダンパー効果を発揮することができる。

前記押し込み方向の外力が解除されると、コイルばね９の付勢力によってピストン５が非圧力室１７側に移動する。この移動に応じて、ピストン５の弁体３３が粘性流体の圧力の圧力を受けて圧力室１５側に移動し、各流路２５が開放される。従って、粘性流体を圧力室１５側へ円滑に移動させることができる。

前記ピストン５の移動時には、ベローズ７が一側の外筒部５７をシリンダ３側に固定されると共に他側の内筒部５９をピストン５側に固定されているため、全体として変形しながらピストン５側と共に内筒部５９が移動する。このようにベローズ７は、ピストン５の移動に応じて変形しながら、前記のようにショックアブソーバー１の性能向上に貢献している。

そして、ピストン５の移動時には、粘性流体の圧力によりピストン５に軸周りの回転力が入力されることがある。この回転力によってピストン５がシリンダ３に対して軸周りに回転しようとすると、コイルばね９の両側がシリンダ３側とピストン５側とに係止されているため、コイルばね９の他側からピストン５側の回転力が入力されると共に一側の係止によって全体としての軸周り回転が規制される。このとき、コイルばね９は、その弾性力によってピストン５側に対して回転抵抗力を付与することができ、ピストン５側のシリンダ３側に対する回転規制を行わせることができる。従って、ショックアブソーバー１では、シリンダ３側とピストン５側との間でベローズ７が捻れることを確実に抑制することができ、ベローズ７の損傷や動作不良を抑制することができる。

また、ピストンロッド１３に対してシリンダ３の外部で軸周りの回転力が加わった場合やシリンダ３自体が外部から回転力を受けた場合でも、ピストンロッド１３の第二ロッド部４５と第一ロッド部４３との間が相対回転することで回転力を吸収することができる。従って、ショックアブソーバー１では、シリンダ３内部に回転力が伝達されることを確実に抑制することができ、シリンダ３側とピストン５側との間でベローズ７が捻れることをより確実に抑制することができる。
［実施例の効果］
本実施例では、流体室１１の圧力室１５内に配置されてピストン５を非圧力室１７側に付勢するコイルばね９の両側をシリンダ３側とピストン５側とにそれぞれ係止し、コイルばね９の弾性力によってピストン５側のシリンダ３側に対する軸周りの回転を規制することができる。

従って、ショックアブソーバー１では、コイルばね９をピストン５側の回転規制部材として利用することができる。このため、ピストンロッド１３の表面加工を行うことなくコスト高及び組付作業効率の低下を防止しながら、容易且つ確実にピストン５側のシリンダ３側に対する軸周りの回転を規制してベローズの捻れを抑制することができる。

前記コイルばね９の係止は、コイルばね９の両側に突設した係合片８５，８７を、シリンダ３側及びピストン５側に設けられ係合溝８９，９１に係合して行われている。従って、簡素な構造でコイルばね９の両側の係止を実現することができると共に組付作業を容易に行わせることができる。

本実施例では、係合溝８９，９１が、軸方向においてガイドバー２７の先端部３１及びばね座２８の基端から先端にわたって形成されているため、コイルばね９の組付時に両側の係止を容易且つ確実に行わせることができる。

前記係止片８５，８７は、コイルばね９のコイル形状径方向に沿って折り曲げられたばね端部からなるため、構造を簡素化することができると共に容易に形成を行わせることができる。

前記ピストンロッド１３は、シリンダ３内で軸方向に分割形成された第一ロッド部４３と第二ロッド部４５とが軸周りに相対回転自在に連結されている。このため、ショックアブソーバー１では、ピストンロッド１３に対してシリンダ３の外部で軸周りの回転力が加えられた場合やシリンダ３自体に外部から回転力が加えらえた場合でも、前記回転力がシリンダ３内部に伝達されることを確実に抑制することができる。従って、ショックアブソーバー１では、より確実にベローズ７の捻れを抑制することができる。

本実施例では、ピストン５が圧力室１５と非圧力室１７とを連通する流路２５を備え、ピストン５の移動に応じて該ピストン５に対して近接離反し前記流路２５を開閉する弁体３３が圧力室１５側に配置されている。ピストン５と弁体３３との間には、流路２５の閉状態で圧力室１５と流路２５との間に隙間ｄを形成するスペーサ３５が配置されている。そして、弁体３３の閉状態では、スペーサ３５によって部分的に閉塞された流路２５が隙間ｄを介して前記圧力室１５と連通し、これによってオリフィス３４が形成されて所定のダンパー効果を得られるようになっている。このため、ピストン５側を加工することなく、オリフィス３４を容易に形成することができる。

しかも、スペーサ３５の形状である板厚及び径を変更してオリフィス３４の流量を容易に調整でき、ダンパー効果を容易に調整することができる。特に、ショックアブソーバー１の組み付け時にオリフィス３４の調整及び設定を行うことができるため、ショックアブソーバー１の自由度を向上させることができる。

また、ピストン５側にオリフィス３４の加工を行わないため、ピストン５の汎用性を向上させ、コスト低減を図ることができる。また、ピストン側にオリフィス３４を加工する場合、オリフィス３４が小さいと加工形成が困難となるのに対し、本実施例では、スペーサ３５の形状管理を行うだけでよく、オリフィス３４が小さいときでも、その形成が極めて容易となる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、構成の要素に付随した各種の変更が可能である。例えば、本実施例では係止片８５，８７をコイル形状の径方向に沿って突設していたが、軸方向に沿って突設しても良い。また、係止片を省略すると共に、係合溝をコイルばねの一巻き目を収容する可能な溝としてもよい。

ショックアブソーバの断面図である（実施例１）。 図１に示すピストンの拡大断面図である（実施例１）。 図２のIII−III線矢視におけるピストンの正面図である（実施例１）。 図１に示すピストンロッドの連結部分を示す拡大断面図である（実施例１）。 図１のV−V線矢視における断面図である（実施例１）。 図１のVI−VI線矢視における断面図である（実施例１） ショックアブソーバーの断面図である（従来例）。

符号の説明

１ ショックアブソーバー
３ シリンダ
５ ピストン
７ ベローズ
９ コイルばね（弾性部材）
１１ 流体室
１３ ピストンロッド
１５ 圧力室
１７ 非圧力室
２５ 流路
３３ 弁体
３５ スペーサ
４３ 第一ロッド部
４５ 第二ロッド部
４９ 連結凹部
５１ 連結凸部
８５，８７ 係合片
８９，９１ 係合溝

Claims (4)

1. 内部に流体室を有したシリンダと、
   該シリンダの流体室内に移動可能に配置されて前記流体室を圧力室側と非圧力室側とに区画するピストンと、
   一側が前記シリンダ側に固定されると共に他側が前記ピストン側に固定されて前記流体室を区画形成すると共に前記ピストンの移動に応じて変形可能なベローズと、
   前記流体室の圧力室内に配置され前記ピストンを前記非圧力室側に付勢する弾性部材とを備えたショックアブソーバーにおいて、
   前記弾性部材の両側を前記シリンダ側と前記ピストン側とにそれぞれ係止し、
   前記ピストンから前記シリンダの外部へ延設されたピストンロッドを備え、
   前記ピストンロッドは、軸方向に分割形成されて前記ピストンが結合された第一ロッド部と前記シリンダの外部へ引き出された第二ロッド部とが軸周りに相対回転自在に連結されてなり、
   前記弾性部材の弾性力によって前記ピストン側の前記シリンダ側に対する軸周りの回転を規制すると共に前記第二ロッド部とベローズとの間の連動回転を遮断する、
   ことを特徴とするショックアブソーバー。
2. 請求項１記載のショックアブソーバーであって、
   前記弾性部材の両側に突設された係合片と、
   該係合片に対応して前記シリンダ側及び前記ピストン側に設けられ前記係合片を係合させるための係合溝を設けた
   ことを特徴とするショックアブソーバー。
3. 請求項２記載のショックアブソーバーであって、
   前記弾性部材は、コイルばねであり、
   前記係合片は、前記コイルばねのコイル形状の径方向に沿って折り曲げられたばね端部からなる
   ことを特徴とするショックアブソーバー。
4. 請求項１〜３のいずれか1項に記載のショックアブソーバーであって、
   前記ピストンは、前記圧力室と前記非圧力室とを連通する流路を備え、
   前記圧力室側に配置され、前記ピストンの移動に応じて該ピストンに対して近接離反し前記流路を開閉する弁体を設け、
   前記ピストンと弁体との間に配置され、前記流路の閉状態で前記圧力室と前記流路との間に隙間を形成するスペーサを設け、
   前記スペーサの形状を変更して流量を調整可能なオリフィスを形成する
   ことを特徴とするショックアブソーバー。

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