JP5004568B2 - ショック・アブソーバ - Google Patents

Description

本発明は、液体を用いたショック・アブソーバに関する。

従来のショック・アブソーバとして、特許文献１に記載のようなものがある。このショック・アブソーバのピストンには、軸方向に貫通する流通路が設けられ、この流通路の流出口が可撓性のバルブにより常時閉塞されている。

そして、ピストンの移動に伴って圧縮側の作動液体であるオイルが流通路に流入する。この流通路内のオイルは、その圧力で流出口のバルブを撓めてピストン移動方向後方へ流出する。

従って、バルブの反力により流出口からのオイルの流出が制御され、ピストン・ロッドへの入力を減衰させることができる。

しかし、バルブは、流出口を常時閉塞する構造であるため、ピストンが逆方向へ移動するときに同様に機能する流通路及びバルブの構造を対象的に設ける必要があった。

このため、ピストンのいずれの方向への移動においてもバルブによるオイル流通量の制御が行われ、ピストンの何れかへの移動方向で流通路を開放することができなかった。

特開平１０−２２７３２６号公報

解決しようとする問題点は、弁体を設けるとピストンの何れかへの移動方向で流通路を開放することができなかった点である。

本発明は、弁体を設けつつピストンの何れかへの移動方向で流通路を開放することを可能とするため、作動液体を封入したチューブに往復移動可能且つピストン・ロッドに一定範囲相対移動可能に設けられたピストンと、前記ピストンの移動により前記作動液体をピストン移動方向前方から後方へ通過可能にする流通路と、前記ピストン・ロッドに設けられ前記ピストンがピストン・ロッドに対して一側へ相対移動することで前記流通路の流出口が当接して該流出口を閉塞する可撓の弁体とを備え、前記弁体は、内周部が前記ピストン・ロッドの周回状の支持溝に嵌合して取り付けられ、前記支持溝の外周縁部一側に、前記ピストンの内径よりも大径に形成され前記弁体の背後内周部を支持する支持大径部を一体に設け、前記支持溝の外周縁部他側を、前記ピストンの内径よりも小径に形成し、前記ピストン・ロッドの先端に、前記支持溝の外周縁部他側よりも相対的に小径の摺動軸部を設け、前記摺動軸部の先端に、該摺動軸部よりも大径の係止頭部を一体に設け、前記ピストンの端部内径側に、前記摺動軸部に嵌合する係合突部を一体に設けたことを特徴とする。

本発明のショック・アブソーバは、作動液体を封入したチューブに往復移動可能且つピストン・ロッドに一定範囲相対移動可能に設けられたピストンと、前記ピストンの移動により前記作動液体をピストン移動方向前方から後方へ通過可能にする流通路と、前記ピストン・ロッドに設けられ前記ピストンがピストン・ロッドに対して一側へ相対移動することで前記流通路の流出口が当接して該流出口を閉塞する可撓の弁体とを備え、前記弁体は、内周部が前記ピストン・ロッドの周回状の支持溝に嵌合して取り付けられ、前記支持溝の外周縁部一側に、前記ピストンの内径よりも大径に形成され前記弁体の背後内周部を支持する支持大径部を一体に設け、前記支持溝の外周縁部他側を、前記ピストンの内径よりも小径に形成し、前記ピストン・ロッドの先端に、前記支持溝の外周縁部他側よりも相対的に小径の摺動軸部を設け、前記摺動軸部の先端に、該摺動軸部よりも大径の係止頭部を一体に設け、前記ピストンの端部内径側に、前記摺動軸部に嵌合する係合突部を一体に設けたため、ピストンがチューブ内一方向へ移動すると、ピストンがピストン・ロッドに対して一側へ相対移動して前記流通路の流出口が弁体に当接し該流出口が閉塞される。

ピストン速度が遅く流出口に働くある程度の圧力までは、弁体の撓みは僅かであるかほとんど変形せずに流出口を閉塞した状態を保持する。

そして、ピストンの移動に伴ない圧縮側の作動液体が流通路に流入しても、流出口の弁体により流出口からの流出が規制され、ピストン速度に応じて抗力が増大する。この抗力によりピストン・ロッドへの入力を減衰させることができる。

ピストン速度が速くなると流出口の弁体に働く作動液体の圧力が増大し、その圧力で流出口の弁体を変形させ作動液体がピストン移動方向後方へ流出する。

従って、弁体の反力により流出口からの作動液体の流出が制御されつつピストン・ロッドへの入力を減衰させ、且つ抗力の増大を抑制することができる。

ピストンがチューブ内他方向へ移動すると、ピストンがピストン・ロッドに対して他側へ相対移動して前記流通路の流出口が弁体から離れ該流出口が開放される。

従って、流通路を圧縮側から非圧縮側へ流れる作動液体に弁体の反力は働かず、ピストンは、流通路を通過する作動液体の抗力のみにより相対的に軽く移動することができる。

ピストンの何れかへの移動方向で流通路を開放することを可能にするという目的を、ピストンをピストン・ロッドに対して一定範囲相対移動可能とすることにより実現した。

［ショック・アブソーバの構造］
図１は、本発明実施例のショック・アブソーバの構造及び作用を示し、（ａ）は、ストローク途中で弁体変形前の状態、（ｂ）は、ストローク途中で弁体変形時の状態、（ｃ）は、ストローク戻り側の状態をそれぞれ示す断面図である。図２は、ストローク途中で弁体変形前の状態を示す要部拡大断面図である。

図１，図２のように、ショック・アブソーバ１は、チューブ３内にピストン５を備えている。

チューブ３は、樹脂又は金属により円筒状に形成され、一端にオー・リング７を介して栓９が取り付けられ、他端に金属製又は樹脂製の蓋部材１１が取り付けられている。チューブ３内周は、大内径部１３及び小内径部１５からなり、作動液体として粘性オイルが封入されている。

ピストン５は、チューブ３に対してストロークするピストン・ロッド１７に取り付けられ、チューブ３内の小内径部１５において往復移動可能に設けられている。ピストン５は、ピストン・ロッド１７に一定範囲相対移動可能に設けられている。

ピストン・ロッド１７には、先端に相対的に小径の摺動軸部１９が設けられている。摺動軸部１９の先端には、摺動軸部１９よりも大径の係止頭部２１が形成されている。

ピストン５には、端部内径側に係合凸部２３が周回状に設けられ、摺動軸部１９に軸方向移動可能に嵌合している。

従って、ピストン５は、係合凸部２３が摺動軸部１９に沿って移動することにより前記ピストン・ロッド１７に対する一定範囲の相対移動が可能となっている。

ピストン５には、流通路として複数のオリフィス２５が設けられている。オリフィス２５は、ピストン５の移動方向に貫通形成され、ピストン５の移動により前記粘性オイルをピストン５移動方向前方から後方へ通過可能にする。

ピストン・ロッド１７には、ドーナツ板状の弁体２７が支持されている。弁体２７は、設定された剛性を備え、且つ弾性変形による撓みが可能となっている。

弁体２７は、ピストン・ロッド１７の周回状の支持溝２９に嵌合して取り付けられている。支持溝２９の一側において、ピストン・ロッド１７に支持大径部３１が形成され、弁体２７の背後内周部を支持している。支持大径部３１は、ピストン５の内径よりも大径に形成されている。弁体２７は、ピストン５がピストン・ロッド１７に対して一側へ相対移動することで前記オリフィス２５の流出口３３が当接して該流出口３３を閉塞する構成となっている。

ピストン・ロッド１７には、ストッパ３５が一体に設けられている。なお、ストッパ３５は、別体のものをピストン・ロッド１７に固定することもできる。ストッパ３５は、前記流出口３３に働く粘性オイルの圧力による前記弁体２７の流出口３３に対する開き方向への撓みを一定範囲に規制する。

ストッパ３５は、本実施例においてフランジ状に形成され、その外周縁部が開き方向へ撓んだ前記弁体２７の外周側に当接可能となっている。

チューブ３の大内径部１３には、ガイド部材３７が取り付けられ、ピストン・ロッド１７に嵌合し且つガイド可能となっている。

ガイド部材３７には、周回状のアキュームレータ凹部３９が設けられ、アキュームレータ凹部３９は、アキュームレータ・オリフィス４１を介して小内径部１５側に連通している。アキュームレータ凹部３９には、アキュームレータ４３が収容されている。

ガイド部材３７の中間部外周には、オーリング４５が支持され、オーリング４５は、チューブ３内周に密接している。ガイド部材３７、蓋部材１１、及びピストン・ロッド１７間には、シール部材４７が介設されている。

［ショック・アブソーバの作用］
図１（ａ）のように、ピストン・ロッド１７がチューブ３に対して収縮ストロークし、ピストン５がチューブ３に対して移動すると、ピストン５が移動方向前方を圧縮側として粘性オイルの圧力を受ける。この圧力によりピストン５は、ピストン・ロッド１７に対して一側へ相対移動する。このピストン５の相対移動により前記オリフィス２５の流出口３３が弁体２７当接して該流出口３３が閉塞される。

ピストン５の移動に伴って圧縮側の粘性オイルがオリフィス２５にも流入する。このオリフィス２５内の粘性オイルは、その圧力で流出口３３の弁体２７を変形させようとする。

弁体２７は、その剛性の設定により、流出口３３に働くある程度の圧力までは、僅かに弾性変形するかほとんど変形せずに流出口３３を閉塞した状態を保持する。圧力がさらに高くなると、圧力に応じて図（ｂ）のように次第に弾性変形する。

このときのピストン速度と抗力との関係を図３に示す。

図１（ａ）のように弁体２７が流出口３３を閉じているときは、オリフィス２５での粘性オイルの流通は無く、ピストン５は圧縮側の粘性流体により抗力を受け、図３の立ち上がり曲線５１のようにピストン５の速度に応じた抗力が立ち上がる。この抗力の立ち上がりにより収縮ストローク時の確実な減衰作用を奏することができる。

ピストン５の速度がさらに高くなると、前記のように流出口３３が開かれ、圧縮側の粘性オイルがオリフィス２５を通過してピストン５の移動方向前方から後方へ流通し、圧縮側から非圧縮側へ還流する。このため、図３の曲線５３のように抗力の増大が抑制される。

これに対し、弁体２７が変形しない構造では、曲線５５のようにピストン速度の上昇と共に抗力が急激に増大する。

このような、本実施例の抗力特性により、ピストン５のストローク速度が急激に増大するような負荷が働いても、抗力の急激な増大を抑制することができ、チューブ３が樹脂で形成されていても、機能を維持させることができる。また、チューブ３が金属製であるときは、肉厚を薄くして軽量化を図ることができる。

弁体２７が図１（ｂ）のように開き方向へ撓むと、弁体２７は、支持大径部３１に背面を支持されつつ一定の撓み状態でその外周側がストッパ３５に当接する。この当接により弁体２７のそれ以上の撓みが規制される。ストッパ３５により規制される弁体２７の撓み状態は、弾性変形の領域であり、弁体２７の塑性変形を防止することができる。

図１（ｃ）のように、ピストン・ロッド１７がチューブ３に対して伸張ストロークし、ピストン５がチューブ３に対して逆方向へ移動すると、弁体２７の撓みが戻り、流出口３３が開かれる。この開きにより、圧縮側の粘性オイルがオリフィス２５を通り、非圧縮側へ流入する。このとき、オリフィス２５を圧縮側から非圧縮側へ流れる粘性オイルに弁体２７の反力は働かず、ピストン５は、オリフィス２５を通過する粘性流体の抗力のみにより相対的に軽く移動することができる。ピストン５の軽い移動により、外力に対する減衰力を制限することができる。

図１（ｃ）のような移動に際して、圧縮側の粘性オイルは、アキュームレータ・オリフィス４１からアキュームレータ４３を圧縮しながらアキュームレータ凹部３９内へ流入する。従って、ピストン・ロッド１７の図１（ｃ）のような伸張ストロークを無理なく行わせることができる。

アキュームレータ凹部３９内の粘性オイルは、ピストン・ロッド１７が図１（ａ）（ｂ）のように収縮ストロークするときピストン５の移動方向背後へ流出する。

［実施例１の効果］
本発明実施例１のショック・アブソーバ１は、粘性オイルを封入したチューブ３に往復移動可能且つピストン・ロッド１７に一定範囲相対移動可能に設けられたピストン５と、前記ピストン５の移動により前記粘性オイルをピストン移動方向前方から後方へ通過可能にするオリフィス２５と、前記ピストン・ロッド１７に支持され前記ピストン５がピストン・ロッド１７に対して一側へ相対移動することで前記オリフィス２５の流出口３３が当接して該流出口３３を閉塞する可撓の弁体２７とを備え、前記ピストン・ロッド１７に、前記流出口３３に働く粘性オイルの圧力による前記弁体２７の流出口３３に対する開き方向への撓みを一定範囲に規制するストッパ３５を設けたため、ピストン５がチューブ３内一方向へ移動すると、ピストン５がピストン・ロッド１７に対して一側へ相対移動して前記オリフィス２５の流出口３３が弁体２７に当接し該流出口３３が閉塞される。

ピストン５の速度が遅く流出口３３に働くある程度の圧力までは、弁体２７の撓みは僅かであるかほとんど変形せずに流出口３３を閉塞した状態を保持する。

そして、ピストン５の移動に伴ない圧縮側の粘性オイルがオリフィス２５に流入しても、流出口３３の弁体２７により流出口３３からの流出が規制され、ピストン５の速度に応じて抗力が増大する。この抗力によりピストン・ロッド１７への入力を減衰させることができる。

ピストン５の速度が速くなると流出口３３の弁体２７に働く粘性オイルの圧力が増大し、その圧力で流出口３３の弁体２７を変形させ粘性オイルがピストン５の移動方向後方へ流出する。

従って、弁体２７の反力により流出口３３からの粘性オイルの流出が制御されつつピストン・ロッド１７への入力を減衰させ、且つ抗力の増大を抑制することができる。

ピストン５がチューブ３内他方向へ移動すると、ピストン５がピストン・ロッド１７に対して他側へ相対移動して前記オリフィス２５の流出口３３が弁体２７から離れ該流出口３３が開放される。

従って、オリフィス２５を圧縮側から非圧縮側へ流れる粘性オイルに弁体２７の反力は働かず、ピストン５は、オリフィス２５を通過する粘性オイルの抗力のみにより相対的に軽く移動することができる。

例えば、引き戸が締まり側においてばねにより自動的に引き込まれるタイプでは、ばねの付勢力を減衰するためにショック・アブソーバ１が用いられる。このタイプの引き戸で、人手により引き戸が強く閉められると、ショック・アブソーバ１のピストン速度が急激に速くなり、抗力が急に増大する。このようなとき、本実施例のショック・アブソーバ１で、上記のように抗力の急激な増大を抑制することができる。

図４は、本発明の実施例２に係り、（ａ）（ｂ）（ｃ）は、収縮ストローク側へ移動するピストンのストローク速度が異なる状態の各要部拡大断面図である。なお、基本的な構成は、実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には、同符号又は同符号にＡを付して説明する。

本実施例のショック・アブソーバ１Ａでは、実施例１の支持大径部３１に変えて弾性体である皿ばね４９をストッパ３５と弁体２７との間に介設した。

すなわち、本実施例の支持溝２９Ａは、弁体２７の軸方向厚みよりも軸方向幅広に形成され、弁体２７が、ストッパ３５に対して一定範囲で相対移動可能となるようピストン・ロッド１７に可動支持されている。皿ばね４９は、ストッパ３５と弁体２７との間において、ストッパ３５に対し弁体２７を離間させるように付勢する。

従って、ピストン５の速度が遅いときは、図４（ａ）のように弁体２７が皿ばね４９の付勢により流出口３３を閉塞している。

ピストン５の速度が上昇すると、図４（ｂ）のように皿ばね４９が撓み、弁体２７が流出口３３を閉じたままストッパ３５側へ相対移動する。このときの弁体２７の相対移動により図３の曲線５７のように抗力の上昇率が抑制される。

ピストン５の速度がさらに上昇すると、図４（ｃ）のように弁体２７が撓み、
流出口３３が開かれる。この流出口３３の開きにより図１（ｂ）の場合と同様に図３の曲線５９のように抗力の上昇が抑制される。しかも、皿ばね４９の作用による抗力上昇抑制と相俟って、図３のように実施例１と比較して抗力上昇をより抑制することができる。

図５は、本発明の実施例３に係り、（ａ）（ｂ）は、収縮ストローク側へ移動するピストンのストローク速度が異なる状態の各要部拡大断面図である。なお、基本的な構成は、実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には、同符号又は同符号にＢを付して説明する。

本実施例のショック・アブソーバ１Ｂでは、流出口３３に、弁体２７を当接させる凸部５１を周回状に形成した。

かかる構造では、流出口３３の凸部５１にに弁体２７を確実に当接させ、より確実な特性を得ることができる。

図６は、本発明の実施例４に係り、収縮ストローク側へ移動する状態の要部拡大断面図である。なお、基本的な構成は、実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には、同符号又は同符号にＣを付して説明する。

本実施例のショック・アブソーバ１Ｃでは、ストッパ３５Ｃの弁体２７への対向側にテーパー面５３を備えたものである。

従って、開き方向へ撓んだ弁体２７は、テーパー面５３に当接可能であり、弁体２７の塑性変形を確実に抑制することができる。

本実施例においても、実施例２と同様にストッパ３５Ｃと弁体２７との間に、支持大径部３１に代えて皿ばねを介設することもできる。
［その他］
弁体及びストッパの構造は、上記各実施例に対しオリフィスの逆側の流出口に設けることもできる。

流通路は、ピストンに設けるオリフィスに限らず、ピストン外周面に凹部を形成し、この凹部とチューブ内周面とでオリフィスを形成する構造とすることもできる。

ショック・アブソーバの構造及び作用を示し、（ａ）は、ストローク途中で弁体変形前の状態、（ｂ）は、ストローク途中で弁体変形時の状態、（ｃ）は、ストローク終了側の状態をそれぞれ示す断面図である（実施例１）。 ストローク途中で弁体変形前の状態を示す要部拡大断面図である（実施例１）。 ピストン速度と抗力との関係を示すグラフである。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、収縮ストローク側へ移動するピストンのストローク速度が異なる状態の各要部拡大断面図である（実施例２）。 （ａ）（ｂ）は、収縮ストローク側へ移動するピストンのストローク速度が異なる状態の各要部拡大断面図である（実施例３）。 収縮ストローク側へ移動する状態の要部拡大断面図である（実施例４）。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ショック・アブソーバ
３ チューブ
５ ピストン
１７ ピストン・ロッド
２５ オリフィス（流通路）
２７ 弁体
３３ 流出口
３５，３５Ｃ ストッパ
４９ 皿ばね（弾性体）
５１ 凸部
５３ テーパー面

Claims (5)

1. 作動液体を封入したチューブに往復移動可能且つピストン・ロッドに一定範囲相対移動可能に設けられたピストンと、
   前記ピストンの移動により前記作動液体をピストン移動方向前方から後方へ通過可能にする流通路と、
   前記ピストン・ロッドに設けられ前記ピストンがピストン・ロッドに対して一側へ相対移動することで前記流通路の流出口が当接して該流出口を閉塞する可撓の弁体とを備え、
   前記弁体は、内周部が前記ピストン・ロッドの周回状の支持溝に嵌合して取り付けられ、
   前記支持溝の外周縁部一側に、前記ピストンの内径よりも大径に形成され前記弁体の背後内周部を支持する支持大径部を一体に設け、
   前記支持溝の外周縁部他側を、前記ピストンの内径よりも小径に形成し、
   前記ピストン・ロッドの先端に、前記支持溝の外周縁部他側よりも相対的に小径の摺動軸部を設け、
   前記摺動軸部の先端に、該摺動軸部よりも大径の係止頭部を一体に設け、
   前記ピストンの端部内径側に、前記摺動軸部に嵌合する係合突部を一体に設けた、
   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、
   前記ピストン・ロッドに、前記流出口に働く作動液体の圧力による前記弁体の流出口に対する開き方向への撓みを一定範囲に規制するストッパを設けた、
   ことを特徴とするショック・アブソーバ。
3. 請求項２記載のショック・アブソーバであって、
   前記ストッパは、フランジ状に形成され開き方向へ撓んだ前記弁体の外周側に当接可能である
   ことを特徴とするショック・アブソーバ。
4. 請求項２記載のショック・アブソーバであって、
   前記ストッパは、前記弁体への対向側にテーパー面を備えて開き方向へ撓んだ前記弁体が前記テーパー面に当接可能である
   ことを特徴とするショック・アブソーバ。
5. 請求項２〜４の何れかに記載のショック・アブソーバであって、
   前記ストッパと弁体との間に、ストッパに対し弁体を離間させる弾性体を介設して前記支持大径部とした、
   ことを特徴とするショック・アブソーバ。

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