JP4962188B2 - 液体圧スプリング及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、シリンダの内部に可圧縮性の液体を封入した液体圧スプリング及びその製造方法に関する。
特開2000−2284号公報 特開平10−47310号公報
可圧縮性の液体を用いたショックアブソーバ、ダンパ等の液体圧スプリングは、たとえば鉄道車両、防舷装置、生産機械等の分野において、大きな衝撃エネルギを減衰吸収することが求められるところに使用されている。
液体圧スプリングでは、その初期状態で可圧縮性の液体に与える内圧によりその性能は大きく異なる。
特許文献1に示すような液体圧スプリングとしての弾性流体圧縮型ショックアブソーバは、衝撃によりピストンロッドがシリンダの内部へ侵入すると、シリンダの内部の弾性流体収容用の容積が初期時に比べ小さくなり、シリンダの内部に密封された弾性流体が圧縮されその圧力が高まり、この高まった圧力が反力となりスプリング作用(復元作用)が生じ衝撃物を押し返すと共に弾性流体が圧縮される過程でエネルギを吸収する。
斯かるスプリングにおいて、シリンダの内部の弾性流体の圧力を外圧に比較してあまり高く設定しなかった場合は、衝撃吸収時に初期の抵抗力が小さく比較的大きなピストンロッドの移動が生じるものの、小さな衝撃時に効果的にエネルギ吸収ができる反面、シリンダの内部の弾性流体の圧力を外圧に比較して高く設定した場合は、衝撃吸収時に一種のトリガー作用(反力)が働くため、小さな衝撃ではピストンロッドの移動を生じなく、大きな衝撃で初めてピストンロッドの移動を生じることになる。
上記のいずれの内圧条件を採用する場合においても、製造時にシリンダの内部に封入する弾性流体に対し外圧以上の圧力を加える手段が必要であり、この手段として、特許文献2に記載されているように、シリンダの内部に外側からは流体を注入でき、シリンダの内部側からは流体が流出しないような一般的に良く知られているいわゆる逆止弁を利用するものが多い。
可圧縮性流体を用いたスプリングでは、シリンダの内部へ流体を所定の圧力で加圧して封入しなければ所望の反力を得ることができなく、高い反力を必要とする場合はおのずと高い圧力で流体を封入する必要があり、さらに衝撃吸収時にはピストンロッドがシリンダの内部に侵入しシリンダの内部の弾性流体収容用の容積が減少するため、大きな圧力がシリンダの内部に生じ、少しでも隙間があれば加圧された流体がシリンダ外に吹き出したり又は漏洩し、可圧縮性流体の圧力低下を惹き起して性能低下を招来する虞があり、このようにシリンダの内部に高圧の流体を長期に渡って安定的に保持し、衝撃吸収時にはさらに高圧の流体を保持するためシール性が重要な課題となる。
ところで、シリンダ、ピストン及びピストンロッドからなると共に加圧された可圧縮性流体を用いたスプリングでは、ピストンロッド周りのシール部材と流体注入用の逆止弁とを介する可圧縮性流体のシリンダ外部への流出が生じやすく、ピストンロッド周りのシール部材を介する可圧縮性流体の流出防止については、例えばV型パッキン、U型パッキンのようにシール形状を工夫した技術が採用されている。
本発明は、上記諸点に鑑み、内圧低下を生じさせる要因である逆止弁を用いないでも、シリンダの内部に可圧縮性の液体を所望の圧力で封入し得、常時及び衝撃時ともにシリンダの内部から外部への加圧された液体の漏洩を防止することができる液体圧スプリング及びその製造方法を提供することにある。
本発明による液体圧スプリングは、円筒状のシリンダと、このシリンダの軸方向の一端部に設けられていると共に当該シリンダの軸方向の一方の開口端を閉塞する一方の閉塞手段と、シリンダの軸方向の他端部に設けられていると共に当該シリンダの軸方向の他方の開口端を閉塞する他方の閉塞手段と、シリンダの内部に封入されていると共に所定の圧力に加圧された可圧縮性の液体と、一方又は他方の閉塞手段を軸方向に移動自在に貫通すると共にシリンダの内部への進入によりシリンダの内部の液体に圧力上昇を生じさせるロッドとを具備しており、シリンダの内部に封入された液体は、少なくとも一方の閉塞手段のシリンダの一端部への嵌着により所定に加圧されている。
本発明の液体圧スプリングよれば、ロッドが軸方向に衝撃を受けた際に、ロッドがシリンダの内部へ進入してシリンダの内部の容積を減少させるために、シリンダの内部に封入された可圧縮性の液体の圧力が高まり、ロッドの進入具合の増加につれてロッドの進入に対する抵抗力が上昇して、好適な復元力特性を与えるようになっており、そして、シリンダの内部に封入された液体が少なくとも一方の閉塞手段のシリンダの一端部への嵌着により所定に加圧されているために、逆止弁を介して可圧縮性の液体をシリンダの内部に注入する必要がなく、而して、逆止弁を介するシリンダの内部から外部への液体の漏洩を考慮する必要がなく、逆止弁を設けたものと比較して常時及び衝撃時ともにシリンダの内部から外部への液体の漏洩を防止することができ、シリンダの内部に可圧縮性の液体を長期に渡って所望の圧力をもって維持し得る。
可圧縮性の液体としては、特開2004−44732、特開2005−121092及び特開2005−121091等に記載の多数の細孔を有した多孔質体が混在した水等の液体又は流動性を有するオルガノポリシロキサンからなる液体を一例として挙げることができ、流動性を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、シリコーン生ゴム、シリコーン生ゴムにシリカ等の充填材を配合したもの、液状シリコーンゴムの架橋度を抑え流動性を持たせたシリコーンゲル等を挙げることができるが、非ニュートン流体、その中でもビンガム特性を得ることができる塑性流体が好ましく、塑性流体(ビンガム流体)としては、粘土泥しょう(粒子径が20〜30μm以下の懸濁液)、アスファルト、ペイント、グリースや、顔料、たんぱく質水溶液、クリーム類等を例示し得る。
一方の閉塞手段は、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有した内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の外周面を囲繞した外側円筒部、外側円筒部の内周面に一体的に設けられた一方の鉤部を夫々有した閉塞部材と、シリンダの一端部の外周面に一体的に設けられた鍔部と、この鍔部の一方の環状面に一体的に設けられていると共に一方の鉤部に噛合った他方の鉤部とを具備していても、シリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有していると共にロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状の閉塞部材と、シリンダの一端部に一体的に設けられていると共に閉塞部材の一方の円環状面に接触した円環状のかしめ部とを具備していてもよく、更には、シリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有していると共にロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状の閉塞部材と、シリンダの一端部及び閉塞部材に挿入された少なくとも一個のピン部材とを具備していてもよい。
また、一方の閉塞手段は、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有した内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の外周面を囲繞した外側円筒部及び外側円筒部の内周面に一体的に形成された突起部を夫々有した閉塞部材と、シリンダの一端部の外周面に設けられていると共に突起部が嵌められた溝とを具備していてもよく、この場合には、シリンダの一端部の外周面には、一端部では溝に連通する一方、他端部ではシリンダの一端部の円環状の一端面で開口する軸方向溝が設けられていてもよく、加えて、一方の閉塞手段は、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有した内側円筒部、円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の外周面を囲繞した外側円筒部及び外側円筒部の内周面に形成された溝を夫々有した閉塞部材と、シリンダの一端部の外周面に一体的に設けられていると共に溝に挿入された突起とを具備していてもよく、この場合には、外側円筒部の内周面には、一端部では溝に連通する一方、他端部では外側円筒部の円環状の一端面で開口する軸方向溝が設けられていてもよい。
他方の閉塞手段は、シリンダの他端部に一体的に形成された閉塞部を具備していてもよく、斯かる閉塞部を具備する場合には、シリンダは、好ましい一つの例ではいわゆる有底のシリンダとなり、可圧縮性の液体に対する密封性を更に向上でき、また、他方の閉塞手段を上記の一方の閉塞手段と同様に構成して同様の方法でシリンダの他端部を閉塞してもよい。
本発明では、シリンダの内部に配されたロッドの一端に取付けられたピストンを更に具備していてもよく、この場合、ピストンは、シリンダの内周面との間に可圧縮性の液体が流動できる隙間を形成する外周面を有していてもよく、ロッドのシリンダの内部への進入において隙間を介して可圧縮性の液体に流動を生じさせて、可圧縮性の液体の粘性せん断抵抗力でもって衝撃エネルギを効果的に減衰するようにしてもよく、また、斯かる隙間の大きさを調整設定することで、所望の衝撃エネルギ吸収効果を得ることが可能となる。
本発明による液体圧スプリングの製造方法の一つの態様は、一方の環状面に鉤部が一体的に設けられている鍔部を開口された一端部の外周面に一体的に設けていると共に他端部が閉塞部により閉塞された円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている外側円筒部及び外側円筒部の内周面に一体的に設けられた鉤部を具備している閉塞部材を準備する段階と、シリンダの内部に液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の内側円筒部をシリンダの一端部の内周面に嵌入してシリンダの内部の液体を加圧すると共に閉塞部材の外側円筒部を鍔部により拡径させて鍔部を当該外側円筒部内に配置する段階と、鍔部の外側円筒部内への配置後、外側円筒部の拡径状態を復元させて鍔部に一体的に設けられた鉤部に外側円筒部の内周面に一体的に設けられた鉤部を噛合わせて閉塞部材をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備している。
本発明による液体圧スプリングの製造方法の他の一つの態様は、一端部が開口されていると共に他端部が閉塞部により閉塞された円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状の閉塞部材を準備する段階と、シリンダの内部に液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の外周面をシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入してシリンダの内部の液体を加圧すると共にシリンダの一端部を中心方向にかしめてシリンダの一端部に形成されたかしめ部を閉塞部材の一方の円環状面に接触させて閉塞部材をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備している。
本発明による液体圧スプリングの製造方法の更に他の一つの態様は、一端部が開口されていると共に他端部が閉塞部により閉塞されており、一端部に貫通孔を有した円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通していると共に外周面に凹所又は貫通孔を有した円環状の閉塞部材を準備する段階と、シリンダの貫通孔及び閉塞部材の凹所又は貫通孔に挿入できるピン部材を準備する段階と、シリンダの内部に液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の外周面をシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入してシリンダの内部の液体を加圧すると共にピン部材をシリンダの貫通孔及び閉塞部材の凹所又は貫通孔に挿入して閉塞部材をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備している。
本発明による液体圧スプリングの製造方法の更に他の一つの態様は、一端部が開口されていると共に他端部が閉塞部により閉塞されており、軸方向に沿って伸びた軸方向溝及びこの軸方向溝に連通すると共に円周方向に沿って伸びた円周方向溝を一端部の外周面に夫々有した円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通している円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている外側円筒部、外側円筒部の内周面に一体的に形成された突起部を夫々有する閉塞部材を準備する段階と、シリンダの内部に液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の内側円筒部をシリンダの一端部の内周面に嵌入してシリンダの内部の液体を加圧すると共に閉塞部材の突起部を軸方向溝に挿入して軸方向溝に沿って閉塞部材をシリンダに対して相対的に軸方向に移動させつつ外側円筒部でシリンダの一端部の外周面を囲繞し、その後、閉塞部材をシリンダに対して相対的に円周方向に回転させて閉塞部材の突起部を軸方向溝から円周方向溝に移行させて閉塞手段をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備している。
本発明による液体圧スプリングの製造方法の更に他の一つの態様は、一端部が開口されていると共に他端部が閉塞部により閉塞されており、一端部の外周面に一体的に形成された突起部を有する円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通している円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共に一端部の一端面で開口して軸方向に沿って伸びた軸方向溝及びこの軸方向溝に連通して周方向に伸びた円周方向溝を一端部の外周面に有した外側円筒部を夫々有する閉塞部材を準備する段階と、シリンダの内部に液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の内側円筒部をシリンダの一端部の内周面に嵌入してシリンダの内部の液体を加圧すると共にシリンダの突起部を外側円筒部の軸方向溝に挿入して軸方向溝に沿って閉塞部材をシリンダに対して相対的に軸方向に移動させつつ外側円筒部でシリンダの一端部の外周面を囲繞し、その後、閉塞部材をシリンダに対して相対的に円周方向に回転させてシリンダの突起部を軸方向溝から円周方向溝に移行させて閉塞手段をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備している。
斯かる製造方法によれば、閉塞部材を介してシリンダの内部の液体を加圧する段階を具備しているために、逆止弁を用いないでもシリンダの内部に可圧縮性の液体を注入できて、しかも、可圧縮性の液体に所望の初期圧力を付与できるために、常時及び衝撃時ともにシリンダの内部から外部への高圧液体の漏洩を防止することができて、長期に渡って略初期の特性を維持できる液体圧スプリングを提供することができる。
本発明によれば、内圧低下を生じさせる要因である逆止弁を用いないでも、シリンダの内部に可圧縮性の液体を所望の圧力で封入し得、常時及び衝撃時ともにシリンダの内部から外部への加圧された液体の漏洩を防止することができる液体圧スプリング及びその製造方法を提供することができる。
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
図1において、本例の液体圧スプリング1は、円筒状のシリンダ2と、シリンダ2の軸方向Xの一端部3に設けられていると共に当該シリンダ2の軸方向Xの一方の開口端を閉塞する一方の閉塞手段4と、シリンダ2の軸方向Xの他端部5に設けられていると共に当該シリンダ2の軸方向Xの他方の開口端を閉塞する他方の閉塞手段6と、シリンダ2の内部7に封入されていると共に所定の圧力に加圧された可圧縮性の液体8と、閉塞手段4を軸方向Xに移動自在に貫通すると共にシリンダ2の内部7への進入によりシリンダ2の内部7の液体8に圧力上昇を生じさせるロッド9と、シリンダ2の内部7に配されていると共にロッド9の一端10に取付けられたピストン11とを具備しており、斯かる液体圧スプリング1では、シリンダ2の内部7に封入された液体8は、閉塞手段4のシリンダ2の一端部3への嵌着により所定に加圧されている。
閉塞手段4は、ロッド9が軸方向Xに移動自在に貫通した円環状部21、円環状部21の一方の円環状面22に一体的に設けられていると共にシリンダ2の一端部3の円筒状の内周面23に隙間なしに嵌入された円筒状の外周面24を有した内側円筒部25、内側円筒部25の径方向外側において円環状部21の一方の円環状面22に一体的に設けられていると共にシリンダ2の一端部3の円筒状の外周面26を囲繞した外側円筒部27、外側円筒部27の円筒状の内周面28に一体的に設けられた一方の鉤部29を夫々有した閉塞部材39と、シリンダ2の一端部3の外周面26に一体的に設けられた鍔部30と、鍔部30の一方の環状面31に一体的に設けられていると共に一方の鉤部29に噛合った他方の鉤部32と、円筒状の内周面33でロッド9の円筒状の外周面34に軸方向Xに摺動自在に接触して当該ロッド9を囲繞していると共に円筒状の外周面35で内側円筒部25に固着された円筒状のシール部材36とを具備しており、シール部材36を軸方向Xに摺動自在に貫通したロッド9と協働してシリンダ2の一端部3の開口端を閉塞している。
閉塞手段6は、シリンダ2の他端部5に一体的に形成された閉塞部38を具備しており、閉塞部38は、シリンダ2の他端部5の開口端をそれ自体で閉塞しており、閉塞部38を有したシリンダ2は、いわゆる有底シリンダとなる。
シリンダ2の内部7に隙間(空隙)なしに封入された可圧縮性の液体8は、非ニュートン流体である塑性液体からなり、シリンダ2の一端部3の円筒状の内周面23への閉塞手段4の内側円筒部25の嵌入、嵌着により所定に加圧されている。
ロッド9は、その外周面34でシール部材36の内周面33に軸方向Xに摺動自在に接触してシール部材36を貫通しており、而して、閉塞手段4を軸方向Xに移動自在に貫通している。
ピストン11は、シリンダ2の内周面23との間に可圧縮性の液体8が流動できる環状の隙間40を形成する円筒状の外周面41を有しており、ロッド9のシリンダ2に対する軸方向Xの相対的な移動による同方向の移動で隙間40を介する液体8の流動を内部7において生じさせるようになっている。
以上の液体圧スプリング1では、加圧された液体8によりロッド9には軸方向Xにおける一方の方向であるA方向に常時力が加えられている結果、鉄道車両、防舷装置、生産機械等の衝撃エネルギを減衰吸収するものに液体圧スプリング1が設置されない場合には、図1に示すように、ロッド9は、シリンダ2外にもっとも大きく突出した状態になる。そして、例えば、ロッド9の他端部42が鉄道車両、防舷装置、生産機械等の可動体に、シリンダ2自体又は閉塞部38が鉄道車両、防舷装置、生産機械等の固定体に連結され取付けられて液体圧スプリング1が使用される場合に、衝撃による可動体の軸方向XにおけるA方向と逆の方向であるB方向の移動において、ロッド9がシリンダ2の内部7に進入されると、シリンダ2の内部7におけるロッド9の体積増加で液体8が更に加圧されると共に隙間40を介する液体8の流動が内部7において生じ、液体8の加圧と流動とで可動体の衝撃エネルギが減衰吸収される一方、衝撃力の解消でロッド9は、シリンダ2の内部7の加圧された液体8によりA方向に移動されて図1に示す元の位置に復帰される。
液体圧スプリング1よれば、ロッド9がB方向に外部からの衝撃を受けた際に、ロッド9がシリンダ2の内部7へ進入してシリンダ2の内部7の容積を減少させるために、シリンダ2の内部7に封入された可圧縮性の液体8が圧縮されて液体8の圧力が高まり、ロッド9の進入具合の増加につれてロッド9の進入に対する抵抗力が上昇して、好適な復元力特性を与えるようになっており、そして、シリンダ2の内部7に封入された液体8がシリンダ2の一端部3の円筒状の内周面23への閉塞部材39の内側円筒部25の嵌入、嵌着により所定に加圧されているために、逆止弁を介して可圧縮性の液体8をシリンダ2の内部7に注入する必要がなく、而して、逆止弁を介するシリンダ2の内部7から外部への液体8の漏洩を考慮する必要がなく、逆止弁を設けたものと比較して常時及び衝撃時ともにシリンダ2の内部7から外部への液体8の漏洩を防止することができ、シリンダ2の内部7に可圧縮性の液体8を長期に渡って所望の圧力をもって維持し得る。
液体圧スプリング1は、次のようにして製造し得る。図2に示すように、環状面31に鉤部32が一体的に設けられている鍔部30を開口された一端部3の外周面26に一体的に設けていると共に他端部5が閉塞部38により閉塞された円筒状のシリンダ2と、ピストン11付のロッド9が軸方向Xに移動自在に貫通した円環状部21、円環状部21の一方の円環状面22に一体的に設けられていると共に内周面33でロッド9の外周面34に摺動自在に接触した円筒状のシール部材36の外周面35が固着されている内側円筒部25、内側円筒部25の径方向外側において円環状部21の一方の円環状面22に一体的に設けられている外側円筒部27及び外側円筒部27の内周面28に一体的に設けられた鉤部29を具備している閉塞部材39とを準備し、この準備したシリンダ2の内部7に液体8を開口された一端部3から充填し、シリンダ2の内部7の開口された一端側に閉塞部材39を配置し、次に、図3に示すような押圧治具45を介してシリンダ2に対して相対的に閉塞部材39に軸方向Xの力Fを加えて、ピストン11をシリンダ2の内部7に挿入すると共に閉塞部材39の内側円筒部25を円筒状のシリンダ2の一端部3の内周面23に嵌入してシリンダ2の内部7の液体8を加圧し、この加圧と共に閉塞部材39の外側円筒部27を鍔部30により弾性的に拡径させて鍔部30を当該外側円筒部27内に配置し、鍔部30の外側円筒部27内への配置後、外側円筒部27の拡径状態を復元させて鍔部30に一体的に設けられた鉤部32に外側円筒部27の内周面28に一体的に設けられた鉤部29を噛合わせて閉塞部材39をシリンダ2の一端部3へ嵌着して液体圧スプリング1を得る。
本発明では上記の液体圧スプリング1に代えて、図4に示す液体圧スプリング51であってもよい。図4に示す液体圧スプリング51は、円筒状のシリンダ52と、シリンダ52の軸方向Xの一端部53に設けられていると共に当該シリンダ52の一端部53の開口端を閉塞する一方の閉塞手段54と、シリンダ52の軸方向Xの他端部55に設けられていると共に当該シリンダ52の他端部55の開口端を閉塞する他方の閉塞手段56と、シリンダ52の内部57に封入されていると共に所定の圧力に加圧された可圧縮性の液体58と、閉塞手段54を軸方向Xに移動自在に貫通すると共にシリンダ52の内部57への進入によりシリンダ52の内部57の液体58に圧力上昇を生じさせるロッド59と、シリンダ52の内部57に配されていると共にロッド59の一端60に取付けられたピストン61とを具備しており、斯かる液体圧スプリング51でも、シリンダ52の内部57に封入された液体58は、閉塞手段54のシリンダ52の一端部53への嵌着により所定に加圧されている。
シリンダ52は、小径シリンダ部62と、小径シリンダ部62の軸方向Xの一端部に段部63を介して一体形成されていると共に小径シリンダ部62よりも大径の大径シリンダ部64とを具備している。
閉塞手段54は、大径シリンダ部64の軸方向Xの一端部でもあるシリンダ52の一端部53の円筒状の内周面65に隙間なしに嵌入された円筒状の外周面66を有していると共にロッド59が軸方向Xに移動自在に貫通した円環状の閉塞部材67と、シリンダ52の大径シリンダ部64の一端部53に一体的に設けられていると共に閉塞部材67の一方の円環状面68に接触した円環状のかしめ部69と、円筒状の内周面70でロッド59の円筒状の外周面71に摺動自在に接触して当該ロッド59を囲繞していると共に円筒状の外周面72で閉塞部材67に固着された円筒状のシール部材73とを具備しており、シール部材73を軸方向Xに摺動自在に貫通したロッド59と協働してシリンダ52の大径シリンダ部64の一端部53の開口端を閉塞している。
シリンダ52の一端部53に嵌着された閉塞部材67は、その他方の環状面74で円環状の段部63にぴったりと接触しており、かしめ部69と段部63とにより挟まれて軸方向Xに移動できないように固着されている。
閉塞手段56、可圧縮性の液体58、ロッド59及びピストン61の夫々は、前記の閉塞手段6、可圧縮性の液体8、ロッド9及びピストン11と同様であって、閉塞手段56は、小径シリンダ部62の軸方向Xの他端部でもあるシリンダ52の他端部55に一体的に形成された閉塞部75を具備しており、閉塞部75は、シリンダ52の他端部55の開口端をそれ自体で閉塞しており、閉塞部75を有したシリンダ52も、いわゆる有底シリンダとなっており、シリンダ52の内部57に隙間なしに封入された可圧縮性の液体58は、非ニュートン流体である塑性液体からなり、大径シリンダ部64の一端部53の円筒状の内周面でもあるシリンダ52の内周面65への閉塞手段54の閉塞部材67の嵌入、嵌着により所定に加圧されており、ロッド59は、その外周面71でシール部材73の内周面70に軸方向Xに摺動自在に接触してシール部材73を貫通しており、而して、閉塞手段54を軸方向Xに移動自在に貫通しており、ピストン61は、シリンダ52の内周面65との間に可圧縮性の液体58が流動できる環状の隙間80を形成する円筒状の外周面81を有しており、ロッド59のシリンダ52に対する軸方向Xの相対的な移動による同方向の移動で隙間80を介する液体58の流動を内部57において生じさせるようになっている。
以上の液体圧スプリング51では、液体圧スプリング1と同様に、加圧された液体58によりロッド59には軸方向Xにおける一方の方向であるA方向に常時力が加えられている結果、鉄道車両、防舷装置、生産機械等の衝撃エネルギを減衰吸収するものに液体圧スプリング51が設置されない場合には、図4に示すように、ロッド59は、シリンダ52外にもっとも大きく突出した状態になる。そして、例えば、ロッド59の他端部82が可動体に、シリンダ52自体又は閉塞部75が固定体に連結され取付けられて使用される場合に、衝撃による可動体の軸方向XにおけるA方向と逆の方向であるB方向の移動において、ロッド59がシリンダ52の内部57に進入されると、シリンダ52の内部57におけるロッド59の体積増加で液体58が更に加圧されると共に隙間80を介する液体58の流動が内部57において生じ、液体58の加圧と流動とで可動体の衝撃エネルギが減衰吸収される一方、衝撃力の解消でロッド59は、シリンダ52の内部57の加圧された液体58によりA方向に移動されて図4に示す元の位置に復帰される。
液体圧スプリング51よれば、ロッド59がB方向に外部からの衝撃を受けた際に、ロッド59がシリンダ52の内部57へ進入してシリンダ52の内部57の容積を減少させるために、シリンダ52の内部57に封入された可圧縮性の液体58が圧縮されて液体58の圧力が高まり、ロッド59の進入具合の増加につれてロッド59の進入に対する抵抗力が上昇して、好適な復元力特性を与えるようになっており、そして、シリンダ52の内部57に封入された液体58がシリンダ52の一端部53の円筒状の内周面65への閉塞部材67の嵌入、嵌着により所定に加圧されているために、逆止弁を介して可圧縮性の液体58をシリンダ52の内部57に注入する必要がなく、而して、逆止弁を介するシリンダ52の内部57から外部への液体58の漏洩を考慮する必要がなく、逆止弁を設けたものと比較して常時及び衝撃時ともにシリンダ52の内部57から外部への液体58の漏洩を防止することができ、シリンダ52の内部57に可圧縮性の液体58を長期に渡って所望の圧力をもって維持し得る。
液体圧スプリング51は、次のようにして製造し得る。図5に示すように、一端部53が開口されていると共に他端部55が閉塞部75により閉塞されており、しかも、小径シリンダ部62及び小径シリンダ部62の軸方向Xの一端部に段部63を介して一体形成されていると共に小径シリンダ部62よりも大径の大径シリンダ部64を夫々有した円筒状のシリンダ52と、内周面70でロッド59の外周面71に摺動自在に接触している円筒状のシール部材73がその外周面72で固着されている円環状の閉塞部材67であってシール部材73を介してピストン61付のロッド59が軸方向Xに移動自在に貫通した閉塞部材67とを準備し、この準備したシリンダ52の内部57に液体58を開口された一端部53から充填し、シリンダ52の開口された一端側に閉塞部材67を配置し、次に、図6に示すような押圧治具45を介してシリンダ52に対して相対的に閉塞部材67に軸方向Xの力Fを加えて、閉塞部材67の外周面66をシリンダ52の一端部53の内周面65に隙間なしに嵌入してシリンダ52の内部57の液体58を加圧し、この加圧と共に図7に示すように閉塞部材67の環状面74を段部63にぴったりと接触させつつシリンダ52の一端部53の上部を中心方向にかしめ、こうしてシリンダ52の一端部53に形成されたかしめ部69を閉塞部材67の一方の円環状面68に接触させて閉塞部材67をシリンダ52の一端部53へ嵌着して液体圧スプリング51を得る。
液体圧スプリング51では、かしめ部69及び段部63でもって閉塞部材67をシリンダ52の一端部53に固着しているが、かしめ部69に代えて又はかしめ部69に加えて、図8に示すように、シリンダ52の一端部53及び閉塞部材67に挿入されたピン部材85でもって閉塞部材67をシリンダ52の一端部53に固着してもよく、斯かる図8の例の液体圧スプリング51では、一方の閉塞手段54は、シリンダ52の一端部53の内周面65に隙間なしに嵌入された外周面66を有した円環状の閉塞部材67と、シリンダ52の一端部53の貫通孔86及び閉塞部材67の凹所87とに挿入されたピン部材85とを具備している。
図8に示す液体圧スプリング51は、次のようにして製造し得る。図9に示すように、一端部53が開口されていると共に他端部55が閉塞部75(図4参照)により閉塞されており、しかも、小径シリンダ部62及び小径シリンダ部62の軸方向Xの一端部に段部63を介して一体形成されていると共に小径シリンダ部62よりも大径の大径シリンダ部64並びに一端部53に貫通孔86を夫々有した円筒状のシリンダ52と、内周面70でロッド59の外周面71に摺動自在に接触している円筒状のシール部材73がその外周面72で固着されている円環状の閉塞部材67であってシール部材73を介してピストン61付のロッド59が軸方向Xに移動自在に貫通していると共に外周面66に凹所87(又は図示しないが径方向に伸びた貫通孔)を有した閉塞部材67と、シリンダ52の貫通孔86及び閉塞部材67の凹所87(又は貫通孔)に挿入できるピン部材85とを準備し、この準備したシリンダ52の内部57に液体58を開口された一端部53から充填し、シリンダ52の開口された一端側に閉塞部材67を配置し、次に、押圧治具45(図6参照)を介してシリンダ52に対して相対的に閉塞部材67に軸方向Xの力Fを加えて、閉塞部材67の外周面66をシリンダ52の一端部53の内周面65に隙間なしに嵌入してシリンダ52の内部57の液体58を加圧し、この加圧と共に閉塞部材67の環状面74を段部63にぴったりと接触させつつピン部材85をシリンダ52の貫通孔86及びこれに対峙する閉塞部材67の凹所87(又は貫通孔)に挿入して閉塞部材67をシリンダ52の一端部53へ嵌着して液体圧スプリング51を得る。
図4の液体圧スプリング51では、かしめ部69及び段部63でもって閉塞部材67をシリンダ52の一端部53に固着しており、図8の液体圧スプリング51では、ピン部材85及び段部63でもって閉塞部材67をシリンダ52の一端部53に固着しているが、これらに代えて又はかしめ部69及びピン部材85の少なくとも一方に加えて、図10に示すように、液体圧スプリング1において、鉤部29のない外側円筒部27の円筒状の内周面28に一体的に設けられた突起部91と鍔部30のないシリンダ2の一端部3の外周面26に形成されていると共に突起部91が嵌められた円周方向溝92とでもって閉塞部材39をシリンダ2の一端部3に固着してもよく、斯かる図10の例の液体圧スプリング1では、閉塞手段4は、ピストン11付のロッド9が軸方向Xに移動自在に貫通した円環状部21、円環状部21の一方の円環状面22に一体的に設けられていると共に鍔部30なしシリンダ2の一端部3の内周面23に隙間なしに嵌入された円筒状の外周面24を有した内側円筒部25、内側円筒部25の径方向外側において円環状部21の一方の円環状面22に一体的に設けられていると共にシリンダ2の一端部3の円筒状の外周面26を囲繞した鉤部29なし外側円筒部27、外側円筒部27の内周面28に一体的に形成された突起部91を夫々有した閉塞部材39と、シリンダ2の一端部3の外周面26に設けられていると共に突起部91が嵌められた円周方向溝92と、シリンダ2の一端部3の外周面26に設けられていると共に一端部では円周方向溝92に連通する一方、他端部ではシリンダ2の円環状の一端面93で開口する軸方向溝94と、上記のシール部材36とを具備している。
図10に示す液体圧スプリング1は、次のようにして製造し得る。図11に示すように、一端部3が開口されていると共に他端部5が閉塞部38(図1参照)により閉塞されており、一端面93で開口すると共に軸方向Xに沿って伸びた軸方向溝94及び軸方向溝94に連通すると共に周方向に伸びた円周方向溝92を一端部3の外周面26に有した円筒状の鍔部30なしシリンダ2と、ピストン11付のロッド9が軸方向Xに移動自在に貫通している円環状部21、円環状部21の一方の円環状面22に一体的に設けられていると共に内周面33でロッド9の外周面34に摺動自在に接触した円筒状のシール部材36の外周面35が固着されている内側円筒部25、内側円筒部25の径方向外側において円環状部21の一方の円環状面22に一体的に設けられている鉤部29なし外側円筒部27、外側円筒部27の内周面28に一体的に形成された突起部91を夫々有する閉塞部材39とを準備し、シリンダ2の内部7に液体8を開口された一端部3から充填し、シリンダ2の内部7の開口された一端側に閉塞部材39を配置し、次に、押圧治具45(図3参照)を介してシリンダ2に対して相対的に閉塞部材39に軸方向Xの力Fを加えて、ピストン11をシリンダ2の内部7に挿入すると共に閉塞部材39の内側円筒部25を円筒状のシリンダ2の一端部3の内周面23に嵌入してシリンダ2の内部7の液体8を加圧すると共に閉塞部材39の突起部91を軸方向溝94に挿入して軸方向溝94に沿って閉塞部材39をシリンダ2に対して相対的に軸方向Xに移動させつつ外側円筒部27でシリンダ2の一端部3の外周面26を囲繞し、その後、閉塞部材39をシリンダ2に対して相対的に円周方向に回転させて閉塞部材39の突起部91を軸方向溝94から円周方向溝92に移行させ、突起部91を軸方向溝94においてシリンダ2の一端部3に係合させて閉塞部材39をシリンダ2の一端部3へ嵌着して液体圧スプリング1を得る。
図10に示す液体圧スプリング1では、外側円筒部27の内周面28に突起部91を設け、シリンダ2の一端部3の外周面26に円周方向溝92と軸方向溝94とを設けたが、これに代えて、シリンダ2の一端部3の外周面26に突起部91を設け、外側円筒部27の内周面28に、円周方向溝92と、一端部では円周方向溝92に連通する一方、他端部では外側円筒部27の円環状の一端面95で開口する軸方向溝94とを設けて、上記と同様に製造してもよい。
上記の液体圧スプリング1及び51の夫々では、閉塞手段6は、シリンダ2の他端部5に一体に形成された閉塞部38及び75の夫々を具備しているが、これに代えて、閉塞手段6は上記の閉塞手段4のいずれかと同様のものであってよい。
図8及び図10に示す液体圧スプリング1及び51でも、図1及び図4に示す液体圧スプリング1及び51と同様に作用し、同様の効果を有する。
本発明の好ましい例の断面説明図である。 図1に示す例の製造方法の説明図である。 図1に示す例の製造方法の説明図である。 本発明の好ましい他の例の断面説明図である。 図4に示す例の製造方法の説明図である。 図4に示す例の製造方法の説明図である。 図4に示す例の製造方法の説明図である。 本発明の好ましい更に他の例の一部の断面説明図である。 図8に示す例の製造方法の説明図である。 本発明の好ましい更に他の例の一部の断面説明図である。 図10に示す例の製造方法の説明図である。
符号の説明
1 液体圧スプリング
2 シリンダ
3 一端部
4、6 閉塞手段
5 他端部
7 内部
8 液体
9 ロッド

Claims (14)

  1. 円筒状のシリンダと、このシリンダの軸方向の一端部に設けられていると共に当該シリンダの軸方向の一方の開口端を閉塞する一方の閉塞手段と、シリンダの軸方向の他端部に設けられていると共に当該シリンダの軸方向の他方の開口端を閉塞する他方の閉塞手段と、シリンダの内部に隙間なしに封入されていると共に所定の圧力に加圧された可圧縮性の液体と、一方又は他方の閉塞手段を軸方向に移動自在に貫通すると共にシリンダの内部への進入によりシリンダの内部の液体に圧力上昇を生じさせるロッドとを具備しており、シリンダの内部に隙間なしに封入された可圧縮性の液体は、少なくとも一方の閉塞手段のシリンダの一端部への嵌着により所定に加圧されている液体圧スプリング。
  2. 一方の閉塞手段は、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有した内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の外周面を囲繞した外側円筒部、外側円筒部の内周面に一体的に設けられた一方の鉤部を夫々有した閉塞部材と、シリンダの一端部の外周面に一体的に設けられた鍔部と、この鍔部の一方の環状面に一体的に設けられていると共に一方の鉤部に噛合った他方の鉤部とを具備している請求項1に記載の液体圧スプリング。
  3. 一方の閉塞手段は、シリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有していると共にロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状の閉塞部材と、シリンダの一端部に一体的に設けられていると共に閉塞部材の一方の円環状面に接触した円環状のかしめ部とを具備している請求項1に記載の液体圧スプリング。
  4. 一方の閉塞手段は、シリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有していると共にロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状の閉塞部材と、シリンダの一端部及び閉塞部材に挿入された少なくとも一個のピン部材とを具備している請求項1に記載の液体圧スプリング。
  5. 一方の閉塞手段は、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有した内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の外周面を囲繞した外側円筒部及び外側円筒部の内周面に一体的に形成された突起部を夫々有した閉塞部材と、シリンダの一端部の外周面に設けられていると共に突起部が嵌められた溝とを具備している請求項1に記載の液体圧スプリング。
  6. シリンダの一端部の外周面には、一端部では溝に連通する一方、他端部ではシリンダの一端部の円環状の一端面で開口する軸方向溝が設けられている請求項5に記載の液体圧スプリング。
  7. 一方の閉塞手段は、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入された外周面を有した内側円筒部、円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共にシリンダの一端部の外周面を囲繞した外側円筒部及び外側円筒部の内周面に形成された溝を夫々有した閉塞部材と、シリンダの一端部の外周面に一体的に設けられていると共に溝に挿入された突起とを具備している請求項1に記載の液体圧スプリング。
  8. 外側円筒部の内周面には、一端部では溝に連通する一方、他端部では外側円筒部の円環状の一端面で開口する軸方向溝が設けられている請求項7に記載の液体圧スプリング。
  9. シリンダの内部に配されていると共にロッドの一端に取付けられたピストンを更に具備しており、ピストンは、シリンダの内周面との間に可圧縮性の液体が流動できる隙間を形成する外周面を有している請求項1から8のいずれか一項に記載の液体圧スプリング。
  10. 一方の環状面に鉤部が一体的に設けられている鍔部を開口された一端部の外周面に一体的に設けていると共に他端部が閉塞部により閉塞された円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている外側円筒部及び外側円筒部の内周面に一体的に設けられた鉤部を具備している閉塞部材を準備する段階と、シリンダの内部に可圧縮性の液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の内側円筒部をシリンダの一端部の内周面に嵌入してシリンダの内部に隙間なしに充填された可圧縮性の液体を加圧すると共に閉塞部材の外側円筒部を鍔部により拡径させて鍔部を当該外側円筒部内に配置する段階と、鍔部の外側円筒部内への配置後、外側円筒部の拡径状態を復元させて鍔部に一体的に設けられた鉤部に外側円筒部の内周面に一体的に設けられた鉤部を噛合わせて閉塞部材をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備しており、シリンダの内部に隙間なしに可圧縮性の液体を加圧された状態で封入する液体圧スプリングの製造方法。
  11. 一端部が開口されていると共に他端部が閉塞部により閉塞された円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通した円環状の閉塞部材を準備する段階と、シリンダの内部に可圧縮性の液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の外周面をシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入してシリンダの内部に隙間なしに充填された可圧縮性の液体を加圧すると共にシリンダの一端部を中心方向にかしめてシリンダの一端部に形成されたかしめ部を閉塞部材の一方の円環状面に接触させて閉塞部材をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備しており、シリンダの内部に隙間なしに可圧縮性の液体を加圧された状態で封入する液体圧スプリングの製造方法。
  12. 一端部が開口されていると共に他端部が閉塞部により閉塞されており、一端部に貫通孔を有した円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通していると共に外周面に凹所又は貫通孔を有した円環状の閉塞部材を準備する段階と、シリンダの貫通孔及び閉塞部材の凹所又は貫通孔に挿入できるピン部材を準備する段階と、シリンダの内部に可圧縮性の液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の外周面をシリンダの一端部の内周面に隙間なしに嵌入してシリンダの内部に隙間なしに充填された可圧縮性の液体を加圧すると共にピン部材をシリンダの貫通孔及び閉塞部材の凹所又は貫通孔に挿入して閉塞部材をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備しており、シリンダの内部に隙間なしに可圧縮性の液体を加圧された状態で封入する液体圧スプリングの製造方法。
  13. 一端部が開口されていると共に他端部が閉塞部により閉塞されており、軸方向に沿って伸びた軸方向溝及びこの軸方向溝に連通すると共に円周方向に沿って伸びた円周方向溝を一端部の外周面に夫々有した円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通している円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている外側円筒部、外側円筒部の内周面に一体的に形成された突起部を夫々有する閉塞部材を準備する段階と、シリンダの内部に可圧縮性の液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の内側円筒部をシリンダの一端部の内周面に嵌入してシリンダの内部に隙間なしに充填された可圧縮性の液体を加圧すると共に閉塞部材の突起部を軸方向溝に挿入して軸方向溝に沿って閉塞部材をシリンダに対して相対的に軸方向に移動させつつ外側円筒部でシリンダの一端部の外周面を囲繞し、その後、閉塞部材をシリンダに対して相対的に円周方向に回転させて閉塞部材の突起部を軸方向溝から円周方向溝に移行させて閉塞手段をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備しており、シリンダの内部に隙間なしに可圧縮性の液体を加圧された状態で封入する液体圧スプリングの製造方法。
  14. 一端部が開口されていると共に他端部が閉塞部により閉塞されており、一端部の外周面に一体的に形成された突起部を有する円筒状のシリンダを準備する段階と、ロッドが軸方向に移動自在に貫通している円環状部、この円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられている内側円筒部、この内側円筒部の径方向外側において円環状部の一方の円環状面に一体的に設けられていると共に一端部の一端面で開口して軸方向に沿って伸びた軸方向溝及びこの軸方向溝に連通して周方向に伸びた円周方向溝を一端部の外周面に有した外側円筒部を夫々有する閉塞部材を準備する段階と、シリンダの内部に可圧縮性の液体を充填する段階と、シリンダの開口された一端側に閉塞部材を配置する段階と、シリンダに対して相対的に閉塞部材に軸方向の力を加えて、閉塞部材の内側円筒部をシリンダの一端部の内周面に嵌入してシリンダの内部に隙間なしに充填された可圧縮性の液体を加圧すると共にシリンダの突起部を外側円筒部の軸方向溝に挿入して軸方向溝に沿って閉塞部材をシリンダに対して相対的に軸方向に移動させつつ外側円筒部でシリンダの一端部の外周面を囲繞し、その後、閉塞部材をシリンダに対して相対的に円周方向に回転させてシリンダの突起部を軸方向溝から円周方向溝に移行させて閉塞手段をシリンダの一端部へ嵌着する段階とを具備しており、シリンダの内部に隙間なしに可圧縮性の液体を加圧された状態で封入する液体圧スプリングの製造方法。
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