JP6224929B2

JP6224929B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP6224929B2
Application number: JP2013143362A
Authority: JP
Inventors: 秀謙竹内
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2033-07-09
Also published as: JP2015017628A

Description

本発明は、緩衝器に関する。

一般的に、緩衝器は、車両、機器、構造物等に利用され、シリンダと、このシリンダに出入りするピストンロッドとを備えており、シリンダとピストンロッドの軸方向の相対移動を抑制する減衰力を発生するようになっている。また、このような緩衝器の中には、シリンダからピストンロッドが最大限退出した伸び切り時の衝撃を緩和するため、シリンダに固定される伸切規制部材と、ピストンロッドの外周に固定されるストッパ部材との間にリバウンド部材を設けているものがある。

図７に示すように、リバウンド部材Ｂが、コイルばね５と、このコイルばね５の軸方向の両端部に嵌合される一対のホルダ６００，７００とを備えて構成される場合、リバウンド部材Ｂがピストンロッド２に対して軸方向に自由に動くと、リバウンド部材Ｂがストッパ部材４に離着座して接触音がする。そこで、下側のホルダ７００の内周面に内周突起７０２を設け、下側のホルダ７００をピストンロッド２の外周に圧入固定し、ストッパ部材４に当接させた状態に維持しているものがある（例えば、特許文献１の段落００２８）。

特開２００５−２６５０９２号公報

上記従来のリバウンド部材Ｂにおいて、コイルばね５が圧縮されるとき、その下端がピストンロッド２にホルダ７００を介して拘束され、当該ホルダ７００とコイルばね５の嵌合部７０１が径方向に移動できないようになっている。このため、コイルばね５は、図７中二点鎖線で示すように、上側のホルダ６００とコイルばね５の嵌合部６０１と、下側のホルダ７００とコイルばね５の嵌合部７０１を支点として胴曲りを起こす場合があり、胴曲りが発生すると、コイルばね５がシリンダ１に接触し、異音が発生してしまう場合がある。（上記胴曲りの支点間距離を図７中Ｍで示している）。

なお、このような胴曲りが起こっても、コイルばね５とシリンダ１との間のクリアランスを充分に確保できていれば、コイルばね５とシリンダ１との接触を避け、異音の発生を防ぐことができるようにも思える。

しかしながら、例えば、自動車の車輪位置決め用の支柱としても機能するストラット型緩衝器に利用されるリバウンド部材のコイルばねでは、近年、軸方向に長くするとともに、ばね定数を大きくすることで、ロール剛性を高め、車両のロールを抑制しようとしている。このように、コイルばねが長くなると、胴曲りを起こしやすくなり、さらに、ばね定数を大きくするためにコイルばねの線径を太くすると、シリンダとのクリアランスが小さくなり、従来許容できていたコイルばねの圧縮に伴う胴曲りでも、コイルばねとシリンダが擦れ、異音が発生する場合がある。

このように、コイルばねの胴曲りに起因する異音の発生は、ストラット型緩衝器であれ、他の緩衝器であれ、同様に生じる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、コイルばねの胴曲りを抑制し、異音の発生を抑制することが可能な緩衝器を提供することである。

上記課題を解決するための手段は、シリンダと、上記シリンダ内に軸方向に移動可能に挿入されるピストンロッドと、上記シリンダに固定される伸切規制部材と、上記ピストンロッドの外周に固定されるストッパ部材と、伸び切り時に上記伸切規制部材と上記ストッパ部材との間で圧縮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ており、上記リバウンド部材は、内側に上記ピストンロッドが挿通されるコイルばねと、上記コイルばねの軸方向の両端に固定される一対のホルダとを備える緩衝器において、上記ホルダの一方若しくは両方は、上記コイルばねの一端を支持する環状の支持台と、上記支持台の内周部分から起立して上記コイルばねが圧入固定される環状の固定部と、上記固定部から上記コイルばねの軸方向の中心に向けて延びて上記コイルばねの伸縮を許容する筒状のガイド部と、上記ガイド部の内周に設けられ上記ピストンロッドの外周面に摺接若しくは圧接される内周突起とを備えており、上記内周突起を支点に揺動可能とされることである。

本発明の緩衝器によれば、コイルばねの胴曲りを抑制し、異音の発生を抑制することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る緩衝器の要部を示した縦断面図である。本発明の一実施の形態に係る緩衝器の一部を部分的に切欠いて示した正面図である。（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る緩衝器のストッパ部材側のホルダを示した部分切欠き拡大斜視図である。（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る緩衝器のストッパ部材側のホルダを示した拡大平面図である。（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る緩衝器の内周突起部分を拡大して示した縦断面図である。（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る緩衝器の内周突起の変形例を示した図である。本発明の他の実施の形態に係る緩衝器の要部を示した縦断面図である。本発明のその他の実施の形態に係る緩衝器の要部を示した縦断面図である。従来の緩衝器の要部を示した縦断面図である。

以下に本発明の一実施の形態に係る緩衝器について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

図１に示すように、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、シリンダ１と、このシリンダ１内に軸方向に移動可能に挿入されるピストンロッド２と、上記シリンダ１に固定されるロッドガイド（伸切規制部）３と、上記ピストンロッド２の外周に固定されるストッパ部材４と、伸び切り時に上記ロッドガイド３と上記ストッパ部材４との間で圧縮されて伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材Ａとを備えており、上記リバウンド部材Ａは、内側に上記ピストンロッド２が挿通されるコイルばね５と、このコイルばね５の軸方向の両端に固定される一対のホルダ６，７とを備えている。

そして、図１中下側のホルダ７は、上記コイルばね５の一端を支持する環状の支持台７０と、この支持台７０の内周部分から起立して上記コイルばね５が圧入固定される環状の固定部７１と、この固定部７１から上記コイルばね５の軸方向の中心に向けて延びる筒状のガイド部７２と、このガイド部７２の内周に設けられ上記ピストンロッド２の外周面に圧接される内周突起７３とを備えており、当該内周突起７３を支点に揺動可能とされる。

以下、詳細に説明すると、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、ストラット型緩衝器であり、自動車の車輪位置決め用の支柱として利用されている。当該ストラット型緩衝器の構成は周知であるので、詳細に図示しないが、図２に示すように、外筒１０と、この外筒１０に出入りするピストンロッド２とを備える緩衝器本体ｄ１と、外筒１０の外周に固定され車体を弾性支持する懸架ばね（図示せず）の下端を支持する懸架ばね受け１１と、外筒１０の下端部外周に固定され車輪を支持するナックル（図示せず）に連結されるナックルブラケット１２とを備えている。なお、本発明に係る緩衝器Ｄは、ストラット以外のサスペンションに利用されるとしてもよく、また、車両以外に利用されるとしてもよい。

緩衝器本体ｄ１は、本実施の形態において、車輪側に連結される外筒１０と、この外筒１０の軸心部に起立するシリンダ１と、このシリンダ１の上側開口端部に固定される環状のロッドガイド３と、車体側に連結されて上記ロッドガイド３で軸支されながらシリンダ１に出入りするピストンロッド２と、このピストンロッド２の下端部に保持されて上記シリンダ１内に摺動可能に挿入されるピストン８と、上記シリンダ１の下側開口端部に固定されるベース部材９とを備えている。

そして、シリンダ１内には、ピストン８で区画されて作動液が充填される伸側室Ｌ１と圧側室Ｌ２とが形成されており、シリンダ１と外筒１０との間には、上記圧側室Ｌ２とベース部材９で区画されシリンダ１に出入りするピストンロッド体積分の作動液が貯留されるリザーバＲが形成されている。また、このリザーバＲには、作動液の液面を介して上側に気体が充填されている。

伸側室Ｌ１と圧側室Ｌ２は、ピストン８に形成される通路８０，８１を介して連通されており、圧側室Ｌ２とリザーバＲは、ベース部材９に形成される通路９０，９１を介して連通されている。このため、ピストンロッド２がシリンダ１に出入りして緩衝器Ｄが伸縮すると、拡大する一方の室（Ｌ１またはＬ２）から縮小される他方の室（Ｌ２またはＬ１）に作動液が移動するとともに、シリンダ１に出入りしたピストンロッド体積分の作動液が圧側室Ｌ２とリザーバＲとの間を移動する。そして、緩衝器Ｄは、作動液が上記各通路８０，８１，９０，９１を作動液が通過する際の抵抗に起因する減衰力を発生し、シリンダ１とピストンロッド２の軸方向の相対移動を抑制できるようになっている。本実施の形態において、緩衝器Ｄは、片ロッド複筒型に設定されているが、緩衝器Ｄの構成は、適宜変更することができる。例えば、シリンダ１に出入りするピストンロッド体積分のシリンダ内容積変化を補償する気室をフリーピストンやブラダでシリンダ１内に区画する単筒型緩衝器であるとしてもよく、また、ピストン８の両側にピストンロッドが起立する両ロッド型緩衝器であるとしてもよい。

また、本実施の形態において、緩衝器Ｄは、ピストンロッド２がシリンダ１から所定量退出したとき、これ以上の退出を抑制し、緩衝器Ｄの伸び切りを規制する伸切規制手段を備えている。本実施の形態において、当該伸切規制手段は、シリンダ１に固定される伸切規制部材としてのロッドガイド３と、ピストンロッド２の外周に固定されるストッパ部材４と、伸び切り時にロッドガイド３とストッパ部材４との間で圧縮されて伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材Ａとを備えて構成されている。

図１に示すように、伸切規制部材であるロッドガイド３は、内周部３０がシリンダ１の内側に挿入されるとともに、外周部３１がシリンダ１から外筒側に張り出している。また、ロッドガイド３の図１中上側には、外筒１０とピストンロッド２との間をシールする周知のシール部材３２が積層されており、緩衝器Ｄに収容される作動液が外側に漏れないようになっている。また、ロッドガイド３とシール部材３２は、外筒１０の上端部を内側に加締めることで、シリンダ１に積層された状態で固定されている。

ストッパ部材４は、ピストンロッド２の外周であって、ピストン８とロッドガイド３の間に固定される筒状の連結部４０と、この連結部４０の上端から外側に張り出す環板状のフランジ部４１とを備えている。そして、連結部４０は、ピストンロッド２の外周に強固に固定されており、ピストンロッド２とストッパ部材４の相対移動が防止されている。

リバウンド部材Ａは、上記ストッパ部材４のフランジ部４１で下支えされており、コイルばね５と、このコイルばね５の軸方向の両端部に圧入固定される一対の環状のホルダ６，７とからなる。そして、上記コイルばね５及び一対のホルダ６，７の軸心部にピストンロッド２が挿通されている。

本実施の形態において、コイルばね５は、断面四角形の線材を螺旋状に巻き回して形成されている。そして、コイルばね５が最圧縮されて、コイルばね５の一巻分であるコイル部５０同士が接触した時、コイル部５０同士が面接触するようになっており、一部のコイル部５０が径方向に飛び出すことが抑制されている。このようにすることで、一部のコイル部が５０径方向に飛び出して、シリンダ１やピストンロッド２に接触し、異音が発生することを抑制できる。なお、コイルばね５を形成する線材の断面形状は、適宜選択することが可能であり、円形や楕円形であってもよい。

図１中上側となるロッドガイド側に配置される上側のホルダ６は、コイルばね５の上端を支持する環状の支持台６０と、この支持台６０の内周部分から起立して上記コイルばね５の上端部に圧入固定される環状の固定部６１とを備えている。また、上側のホルダ６とピストンロッド２との間にはクリアランスがあり、ホルダ６がピストンロッド２に対して軸方向に移動自在であるとともに、径方向に移動可能である。

図１中下側となるストッパ部材側に配置される下側のホルダ７は、コイルばね５の下端を支持する環状の支持台７０と、この支持台７０の内周部分から起立して上記コイルばね５の下端部に圧入固定される環状の固定部７１と、この固定部７１からコイルばね５の軸方向の中心に向けて延びる筒状のガイド部７２と、このガイド部７２の内周に設けられ上記ピストンロッド２の外周面に圧接される内周突起７３とを備えている。当該圧接されるとは、内周突起７３がピストンロッド２の外周面に押し付けられている状態をいうものである。

図３に示すように、固定部７１の外径は、ガイド部７２の外径よりもやや大径に形成されており、コイルばね５の内径が軸方向に均一でも、固定部７１にコイルばね５を圧入固定できる。また、ガイド部７２は、コイルばね５の伸縮の妨げにならないようになっており、ガイド部７２外周に配置されるコイルばね５の下部分も、ガイド部７２にガイドされながら伸縮できる。また、ガイド部７２の軸方向長さは、適宜変更することができるが、例えば、コイルばね５の軸方向の１／４以上に亘って設けられることが好ましい。

内周突起７３は、本実施の形態において、ガイド部７２の図３中上部となる反支持台側部分の内周に、周方向に三つ等間隔に並べて設けられている。また、上記したように、内周突起７３は、ピストンロッド２の外周面に圧接されており、下側のホルダ７とピストンロッド２の軸方向の相対移動が抑制されている。また、上記内周突起７３は、図４（ａ）に示すように、山形に形成されるとともに、当該内周突起７３の圧接部を除く下側のホルダ７とピストンロッド２との間には、クリアランスがあり、下側のホルダ７が内周突起７３を支点として揺動できるようになっている。なお、内周突起７３の形状は、下側のホルダ７を揺動させることが可能な限りにおいて、数や形状を適宜変更することができ、例えば、図４（ｂ）に示すように、半球形であってもよい。

以下、本実施の形態に係る緩衝器Ｄの作動について説明する。

ピストンロッド２がシリンダ１から退出すると、リバウンド部材Ａは、ストッパ部材４で下支えされた状態でピストンロッド２とともにシリンダ１に対して軸方向に移動し、ロッドガイド３に接近する。そして、上側のホルダ６がロッドガイド３に当接し、このままピストンロッド２が退出を続けると、コイルばね５が圧縮されて反力を発生し、伸び切り時の衝撃を緩和する。

コイルばね５が圧縮される際、下側のホルダ７が内周突起７３を支点に揺動し、コイルばね５が圧入固定される固定部７１がピストンロッド２に対して径方向に移動できるので、コイルばね５における胴曲りの支点が、下側のホルダ７とピストンロッド２の圧入固定部（内周突起７３部分）と、上側のホルダ６とコイルばね５の圧入固定部（上側のホルダ６の固定部６１部分）となる。つまり、コイルばね５の下側の胴曲り支点が、従来よりもコイルばね５の中心側に移動して、胴曲りの支点間距離Ｍが短くなるので、コイルばね５の胴曲りを抑制できる。

さらに、本実施の形態においては、コイルばね５の下端部が圧入固定される下側のホルダ７の固定部７１をピストンロッド２に対して径方向に移動可能にしつつも、下側のホルダ７はピストンロッド２に対して軸方向に移動しないようになっているので、ストッパ部材４にリバウンド部材Ａが離着座することによる接触音の発生を抑制できる。

以下、本実施の形態に係る緩衝器Ｄの作用効果について説明する。

本実施の形態において、図１中下側となるストッパ部材側のホルダ７が内周突起７３を備える一方、図１中上側となるロッドガイド側（伸切規制部材側）のホルダ６は、内周突起を備えておらず、ピストンロッド２に対して軸方向に移動自在であるとともに、径方向に移動可能である。

上側のホルダ６がピストンロッド２に対して締め代を有していると、ピストンロッド２がシリンダ１から退出する緩衝器Ｄの伸長時において、上側のホルダ６がロッドガイド３で図１中上側への移動が規制されて当該上側のホルダ６とピストンロッド２が軸方向に相対移動する場合、上側のホルダ６とピストンロッド２の摺動抵抗により、ピストンロッド２の退出が抑制される。しかし、上記構成によれば、このような不具合の発生を防ぐことができる。なお、上側のホルダ６の構成は上記の限りではなく、適宜変更することができる。例えば、上側のホルダ６がピストンロッド２の外周面に摺接するとしてもよい。

また、本実施の形態において、内周突起７３は、ガイド部７２における反支持台側部分に設けられている。

上記構成によれば、下側のホルダ７の揺動支点となる内周突起７３を、コイルばね５が圧入固定される固定部７１から離間させることができるので、上記固定部７１のピストンロッド２に対する径方向の可動範囲を大きくすることができる。しかし、内周突起７３を設ける位置は、下側のホルダ７とコイルばね５の圧入固定部（固定部７１）よりも、コイルばね５の軸方向の中心側に配置される限りにおいて、適宜変更することが可能である。

また、本実施の形態において、図１中下側となるストッパ部材側のホルダ７は、内周突起７３を備えており、当該内周突起７３は、ピストンロッド２の外周面に圧接されている。

上記構成によれば、下側のホルダ７とピストンロッド２の相対移動を抑制できるので、下側のホルダ７をストッパ部材４に着座させた状態に維持することができる。したがって、下側のホルダ７がストッパ部材４に離着座することによって起こる接触音の発生を抑制することが可能となる。しかし、下側のホルダ７の内周突起７３をピストンロッド２の外周面に摺接させるとしてもよい。

また、本実施の形態において、緩衝器Ｄは、シリンダ１と、このシリンダ１内に軸方向に移動可能に挿入されるピストンロッド２と、上記シリンダ１に固定されるロッドガイド（伸切規制部材）３と、上記ピストンロッド２の外周に固定されるストッパ部材４と、伸び切り時に上記ロッドガイド３と上記ストッパ部材４との間で圧縮されて伸び切り時の衝撃を緩和するリバウンド部材Ａとを備えており、上記リバウンド部材Ａは、内側に上記ピストンロッド２が挿通されるコイルばね５と、このコイルばね５の軸方向の両端に固定される一対のホルダ６，７とを備えている。

そして、図１中下側のホルダ７は、上記コイル５ばねの一端を支持する環状の支持台７０と、この支持台７０の内周部分から起立して上記コイルばね５が圧入固定される環状の固定部７１と、この固定部７１から上記コイルばね５の軸方向の中心に向けて延びる筒状のガイド部７２と、このガイド部７２の内周に設けられ上記ピストンロッド２の外周面に圧接される内周突起７３とを備えており、当該内周突起７３を支点に揺動可能とされる。

上記構成によれば、下側のホルダ７の揺動支点となる内周突起７３が、コイルばね５が圧入固定される固定部７１よりもコイルばね５の軸方向の中心側に配置されるので、コイルばね５における胴曲りの支点間距離Ｍが短くなり、コイルばね５の胴曲りを抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、下側のホルダ７のみが、内周突起７３を支点に揺動可能となっているが、図５に示すように、上下両方のホルダ６，７が、固定部６１，７１からコイルばね５の軸方向の中心に向けて延びる筒状のガイド部６２，７２と、このガイド部６２，７２の内周に設けられる内周突起６３，７３とを備え、この内周突起６３，７３を支点に揺動可能とされるとしてもよい。また、図６に示すように、下側のホルダ７が内周突起７３を備えておらず、上側のホルダ６のみが、固定部６１からコイルばね５の軸方向の中心に向けて延びる筒状のガイド部６２と、このガイド部６２の内周に設けられる内周突起６３とを備え、この内周突起６３を支点に揺動可能とされるとしてもよい。このように、上側のホルダ６が内周突起６３を備える場合、上側のホルダ６の内周突起６３はピストンロッド２の外周面に摺接している。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。

Ａリバウンド部材
Ｄ緩衝器
１シリンダ
２ピストンロッド
３ロッドガイド（伸切規制部材）
４ストッパ部材
５コイルばね
６，７ホルダ
６０，７０支持台
６１，７１固定部
６２，７２ガイド部
６３，７３内周突起

Claims

シリンダと、上記シリンダ内に軸方向に移動可能に挿入されるピストンロッドと、上記シリンダに固定される伸切規制部材と、上記ピストンロッドの外周に固定されるストッパ部材と、伸び切り時に上記伸切規制部材と上記ストッパ部材との間で圧縮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ており、
上記リバウンド部材は、内側に上記ピストンロッドが挿通されるコイルばねと、上記コイルばねの軸方向の両端に固定される一対のホルダとを備える緩衝器において、
上記ホルダの一方若しくは両方は、上記コイルばねの一端を支持する環状の支持台と、上記支持台の内周部分から起立して上記コイルばねが圧入固定される環状の固定部と、上記固定部から上記コイルばねの軸方向の中心に向けて延びて上記コイルばねの伸縮を許容する筒状のガイド部と、上記ガイド部の内周に設けられ上記ピストンロッドの外周面に摺接若しくは圧接される内周突起とを備えており、上記内周突起を支点に揺動可能とされる
ことを特徴とする緩衝器。
上記ストッパ部材側の上記ホルダは、上記内周突起を備えており、上記内周突起は、上記ピストンロッドの外周面に圧接されている
ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
上記内周突起は、上記ガイド部における反支持台側部分に設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の緩衝器。
上記ストッパ部材側の上記ホルダが上記内周突起を備える一方、上記伸切規制部材側の上記ホルダは、上記内周突起を備えておらず、上記ピストンロッドに対して軸方向に移動自在であるとともに、径方向に移動可能である
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の緩衝器。
上記伸切規制部材側の上記ホルダは、上記内周突起を備えており、上記内周突起は、上記ピストンロッドの外周面に摺接している
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の緩衝器。