JP6363843B2

JP6363843B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP6363843B2
Application number: JP2014021016A
Authority: JP
Inventors: 宜浩柴田; 功黒岩
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2034-02-06
Also published as: JP2015148268A

Description

本発明は、緩衝器に関する。

従来から緩衝器にあっては、シリンダ端部を封止しピストンロッドを軸支するロッドガイドとピストンロッドの中間部に設けたフランジとの間に、両端に樹脂クッションを装着したコイルスプリングでなるリバウンドスプリングを介装しており、このリバウンドスプリングは、緩衝器の伸長時において互いに接近するロッドガイドとフランジによって圧縮せしめられることで、緩衝器の伸長を抑制するバネ力を発揮して、緩衝器の最大伸切時の衝撃を緩和するようになっている。

そして、たとえば、特許文献１に開示されたリバウンドスプリングにあっては、コイルスプリングの両端内周にそれぞれホルダと称される樹脂クッションの筒状の圧入部を圧入することによって、当該樹脂クッションをコイルスプリングに固定するようになっている。

特開２００４−８４７７６号公報

ところで、緩衝器は、車両の車体と車輪を保持するサスペンションアームとの間に介装されるが、レバー比を小さくする場合、車輪の上下方向の変位に対して緩衝器のストローク量が小さくなる。このようにレバー比を小さくすると、緩衝器は、少ないストローク量で大きな減衰力を発揮しなければならないが、リバウンドスプリングが圧縮される際に発生する弾発力を利用することで、緩衝器に大きな減衰力を発揮させる工夫がなされることがある。

リバウンドスプリングの弾発力を利用することを考えた場合、コイルスプリングのばね乗数を大きくすると有利となるが、緩衝器の外径の大径化を極力回避しつつ、コイルスプリングのばね乗数を大きくするには、コイルスプリングの線径を太くする方策が採られる。

しかしながら、コイルスプリングの線径を太くすると線径の剛性が高くなるため、樹脂クッションをコイルスプリングの両端の内周に圧入しようとしても、当該両端が拡径しづらく、圧入の途中で樹脂クッションの圧入部がコイルスプリングの端部で齧られて傷ついてしまったり、圧入途中で圧入部がコイルスプリングに引っ掛かり、それ以上の圧入部のコイルスプリング内への侵入が困難となってしまったりする圧入不良が発生する問題がある。

そこで、本発明は上記の弊害を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、樹脂クッションのコイルスプリングへの圧入不良を低減することができるリバウンドスプリングを備えた緩衝器を提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明の課題解決手段における緩衝器は、シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されたピストンと、上記シリンダ内に移動自在に挿通されるとともに一端が上記ピストンに連結されるピストンロッドと、上記ピストンロッドの外周に装着されるリバウンドスプリングとを備え、上記リバウンドスプリングは、コイルスプリングと、上記コイルスプリングの両端に装着される二つの樹脂クッションとを有し、上記樹脂クッションの一方または両方は、上記コイルスプリングの端部の内周に圧入される圧入部を有し、上記圧入部の断面外形形状を楕円形にし、上記コイルスプリングの上記圧入部が圧入される座巻部に上記圧入部を周方向で部分接触させたことを特徴とする。

本発明の緩衝器によれば、リバウンドスプリングのコイルスプリングにおける線径を太くしても、樹脂クッションの圧入部をそれぞれ座巻部へ圧入する際に、途中で引っ掛かったり圧入部を傷つけたりすることがなくなるので、圧入不良を低減することができる。

本発明の一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。本発明の一実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。本発明の一実施の形態における緩衝器の樹脂クッションの平面図である。本発明の一実施の形態における緩衝器の他の樹脂クッションの平面図である。（Ａ）本発明の一実施の形態における緩衝器の別の樹脂クッションの平面図である。（Ｂ）本発明の一実施の形態における緩衝器の別の樹脂クッションの断面図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態について説明する。一実施の形態における緩衝器Ｄは、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されたピストン２と、シリンダ１内に移動自在に挿通されるとともに一端がピストン２に連結されるピストンロッド３と、ピストンロッド３の外周に装着されるリバウンドスプリングＳとを備えている。

以下、各部について詳細に説明する。シリンダ１は、有底筒状とされており、図１中上端には、環状のロッドガイド４が取り付けられている。このロッドガイド４は、シリンダ１の上端開口部を封止するとともに内周にピストンロッド３が挿通されていて、当該ピストンロッド３を摺動自在に軸支している。

そして、シリンダ１内は、当該シリンダ１内に挿入されたピストン２によって、図１中ピストン２の上方の伸側室Ｒ１と図１中ピストン２の下方の圧側室Ｒ２とに区画されており、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２内には作動油等の液体が充填されている。また、この緩衝器Ｄの場合、シリンダ１内には、ピストン２よりも下方にフリーピストン５が摺動自在に挿入されており、当該シリンダ１内にフリーピストン５の下方に気体が充填される気室Ｇが形成されている。

ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路２ａと、通路２ａの途中に設けた減衰力発生要素としての減衰弁２ｂが設けられている。緩衝器Ｄが伸長作動して、ピストン２によって伸側室Ｒ１が圧縮されると、伸側室Ｒ１の液体が通路２ａを通過して圧側室Ｒ２へ移動するが、その際に減衰弁２ｂが液体の流れに抵抗を与えて、伸側室Ｒ１の圧力を上昇させて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力に差を生じさせるようになっている。また、緩衝器Ｄが収縮作動する場合には、ピストン２によって圧側室Ｒ２が圧縮され、圧側室Ｒ２の液体が通路２ａを通過して伸側室Ｒ１へ移動するが、その際に減衰弁２ｂが液体の流れに抵抗を与えて、圧側室Ｒ２の圧力を上昇させて、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の圧力に差を生じさせるようになっている。

よって、緩衝器Ｄは、伸長作動時には、ピストン２で伸側室Ｒ１を圧縮して伸側室Ｒ１内の圧力を上昇させて圧側室Ｒ２の圧力に差を生じさせ、この差圧がピストン２に作用してピストン２の図１中上方への移動を妨げる力を減衰力として出力する。他方、緩衝器Ｄは、収縮作動時には、ピストン２で圧側室Ｒ２を圧縮して圧側室Ｒ２内の圧力を上昇させて伸側室Ｒ１の圧力に差を生じさせ、この差圧がピストン２に作用してピストン２の図１中下方への移動を妨げる力を減衰力として出力する。

なお、この緩衝器Ｄの場合、伸縮作動を呈すると、シリンダ１内にピストンロッド３が出入りするため、シリンダ１内でピストンロッド３の押しのける体積が変化するが、その体積変化はフリーピストン５がシリンダ１内で上下動することで気室Ｇの体積変化で吸収するようになっている。このように、緩衝器Ｄは、所謂、片ロッドの単筒型緩衝器とされているが、シリンダ１外に外筒やタンクを設けて、外筒とシリンダ１との間或いはタンク内に気体と液体を充填したリザーバを形成して、当該リザーバでピストンロッド３の押しのけ体積の変化を吸収する復筒型緩衝器とされてもよい。また、緩衝器Ｄは、ピストンロッド３が伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に挿通される両ロッド型の緩衝器とされてもよい。

また、ピストン２に設けた減衰弁２ｂは、この場合、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れと、反対に圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れの両方を許容する絞りとされているが、通路２ａを複数設けておき、その一部に伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する減衰弁を設け、残りの全部に圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する減衰弁と設けるようにしてもよい。さらに、通路２ａおよび減衰弁２ｂは、ピストン２以外に設けることも可能であり、たとえば、ピストンロッド３に設けたり、シリンダ１外に設けたりすることも可能である。

ピストンロッド３は、図１中下端となる先端にピストン２が装着されており、図１中上端がロッドガイド４の内周を通してシリンダ１外に突出されている。また、ピストンロッド３の図１中下方の外周には、フランジ状のスプリングシート３ａが設けられている。

リバウンドスプリングＳは、内方にピストンロッド３が挿通されてピストンロッド３の外周に配置されるコイルスプリング６と、コイルスプリング６の図１中下端となるスプリングシート側端に取付けられてピストンロッド３の外周に固定される環状の樹脂クッション７と、コイルスプリング６の図１中上端となるロッドガイド側端に取付けられてピストンロッド３の外周に摺動自在に装着される環状の樹脂クッション８とを備えて構成されている。

コイルスプリング６は、図１および図２中の下端のスプリングシート側端に座巻部６ａを備えるとともに、図１および図２中の上端のロッドガイド側端に座巻部６ｂを備えている。

樹脂クッション７は、この場合、硬質の樹脂材料で形成され、図２に示すように、環状のクッション本体７ａと、クッション本体７ａの内周側から立ち上がり外径がクッション本体７ａより小径な筒状の圧入部７ｂと、圧入部７ｂの図２中上端外周に設けたテーパ部７ｃと、クッション本体７ａの内周に設けた複数の凸部７ｄとを備えて構成されている。そして、この実施の形態の緩衝器Ｄにおける樹脂クッション７における圧入部７ｂの断面外形形状は、図３に示すように、楕円形とされている。

このように構成された樹脂クッション７は、コイルスプリング６の座巻部６ａの内周に圧入部７ｂを圧入することでコイルスプリング６に一体化されるが、座巻部６ａ内に圧入された際に、楕円形である圧入部７ｂの断面外形における長軸と圧入部７ｂの外周とが交わる部位の二か所が座巻部６ａの内周に接触するようになっている。

樹脂クッション７における圧入部７ｂが周方向で部分的に座巻部６ａに接触するので、全周で座巻部６ａに接触する場合に比較して座巻部６ａの拡径度合いが少なく当該座巻部６ａが圧入部７ｂを締め付ける緊迫力が低下するとともに、圧入部７ｂの座巻部６ａに接触する部分のみが変形するために圧入部７ｂの径方向の圧縮に対する見かけ上の剛性が低下する。このように、樹脂クッション７の圧入部７ｂを座巻部６ａに圧入する際に座巻部６ａの緊迫力が低くなるとともに圧入部７ｂの剛性が低くなるので、圧入部７ｂが座巻部６ａ内に挿入されて拡径しても、座巻部６ａが圧入部７ｂを齧って傷つけたり、圧入部７ｂに引っ掛かったりして圧入部７ｂの全部の圧入が妨げられることがなくなる。

なお、凸部７ｄは、この実施の形態では、三つを周方向に等間隔を持って設けられており、内周に挿入されたピストンロッド３の外周に緊迫力をもって当接し、樹脂クッション７がピストンロッド３の外周に固定されるようになっている。また、この樹脂クッション７は、その下端を上記したスプリングシート３ａに当接させており、ピストンロッド３に対し図１中下方への移動が規制されている。なお、凸部７ｄの設置数は、三つ以上であればよく、任意である。

他方の樹脂クッション８は、この場合、硬質の樹脂材料で形成され、図２に示すように、環状のクッション本体８ａと、クッション本体８ａの内周側から垂下される外径がクッション本体８ａより小径な筒状の圧入部８ｂと、圧入部８ｂの図２中下端外周に設けたテーパ部８ｃと、クッション本体８ａの内周に内方へ向けて設けた環状の凸部８ｄとを備えて構成されている。そして、この実施の形態の緩衝器Ｄにおける樹脂クッション８の圧入部８ｂは、図４に示すように、周方向に等間隔をもって六箇所の面を落として切欠８ｅが設けられている。

このように構成された樹脂クッション８は、コイルスプリング６の座巻部６ｂの内周に圧入部８ｂを圧入することでコイルスプリング６に一体化されるが、座巻部６ｂ内に圧入された際に、圧入部８ｂの切欠８ｅを設けた個所以外の部位が座巻部６ｂの内周に接触するようになっている。

樹脂クッション８における圧入部８ｂが周方向で部分的に座巻部６ｂに接触するので、全周で座巻部６ｂに接触する場合に比較して座巻部６ｂの拡径度合いが少なく当該座巻部６ｂが圧入部８ｂを締め付ける緊迫力が低下するとともに、圧入部８ｂの座巻部６ｂに接触する部分のみが変形するために圧入部８ｂの径方向の圧縮に対する見かけ上の剛性が低下する。このように、樹脂クッション８の圧入部８ｂを座巻部６ｂに圧入する際に座巻部６ｂの緊迫力が低くなるとともに圧入部８ｂの剛性が低くなるので、圧入部８ｂが座巻部６ｂ内に挿入されて拡径しても、座巻部６ｂが圧入部８ｂを齧って傷つけたり、圧入部８ｂに引っ掛かったりして圧入部８ｂの全部の圧入が妨げられることがなくなる。なお、切欠８ｅの設置数は、任意に設定することができる。また、樹脂クッション８には、圧入部８ｂにテーパ部８ｃを設けており、コイルスプリング６の座巻部６ｂの内周に圧入部８ｂを圧入する際に、圧入部８ｂの挿入度合により座巻部６ｂを徐々に拡径するので、樹脂クッション８の圧入部８ｂの座巻部６ｂへの圧入がし易くなっている。

なお、樹脂クッション８の内径は、ピストンロッド３の外径より大きく設定されており、内周に挿入されたピストンロッド３の外周に凸部８ｄを摺接させていて、樹脂クッション８はピストンロッド３の外周を軸方向に摺動して図１，２中上下に移動することが許容されている。なお、凸部８ｄは、環状とされる他、樹脂クッション８の凸部８ｄと同様の突起状の構造を採用することも可能である。

以上より、本発明の緩衝器Ｄによれば、リバウンドスプリングＳのコイルスプリング６における線径を太くしても、樹脂クッション７，８の圧入部７ｂ，８ｂをそれぞれ座巻部６ａ，６ｂへ圧入する際に、途中で引っ掛かったり圧入部７ｂ，８ｂを傷つけたりすることがなくなるので、圧入不良を低減することができる。

樹脂クッション７，８の圧入部７ｂ，８ｂを座巻部６ａ，６ｂ内に圧入する際に、圧入部７ｂ，８ｂを座巻部６ａ，６ｂに部分接触するようにするには、圧入部７ｂ，８ｂの座巻部６ａ，６ｂに対向する部位の断面外形形状、つまり、当該部位の外周の断面形状を真円以外の形状とすれば良く、たとえば、星形、多角形、セレーションのように外周に溝を設けた形状などとされてもよい。

また、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、圧入部７ｂに一つ以上のスリット７ｅ、図示したところでは四つのスリット７ｅを設けるようにして、圧入部７ｂの径方向への縮径変形に対して剛性を低くするようにしてもよい。このようにスリット７ｅを設けることで、圧入部７ｂの径方向への縮径変形に対して剛性が低くなるため、圧入部７ｂを座巻部６ａ内に圧入し座巻部６ａによって締め付けられた際に、上記と同様の効果を得ることができ、圧入部７ｂの座巻部６ａ，６ｂへ圧入の際に、圧入不良を低減することができる。なお、スリット７ｅは、任意の数を設けることができ、圧入部７ｂに軸方向に沿って設けるほか、軸方向に対して斜めに設けることも可能である。また、図３および図４に示した樹脂クッション７，８の圧入部７ｂ，８ｂにさらに、上記スリットを設けることも可能である。また、樹脂クッション７と樹脂クッション８の圧入部７ｂ，８ｂを同一形状とすることもできる。

なお、樹脂クッション７および樹脂クッション８の両方の圧入部７ｂ，８ｂを周方向で座巻部６ａ，６ｂに部分接触するようにしているが、樹脂クッション７と樹脂クッション８のいずれか一方の圧入部７ｂ，８ｂのみを座巻部６ａ，６ｂに部分接触する形状としても、圧入不良を低減することができる。

そして、上述のように構成されたリバウンドスプリングＳをピストンロッド３の外周に装着すると、ピストン２が図１中上方へ移動する緩衝器Ｄの伸長作動時に、樹脂クッション８がロッドガイド４に当接してコイルスプリング６が圧縮されると、コイルスプリング６がピストン２の図１中上方への移動を妨げる弾発力を発生する。また、緩衝器Ｄは、伸長作動時には、上述したようにピストン２で伸側室Ｒ１を圧縮して伸側室Ｒ１内の圧力を上昇させて圧側室Ｒ２の圧力に差を生じさせ、この差圧がピストン２に作用してピストン２の図１中上方への移動を妨げる力を発生する。したがって、緩衝器Ｄが伸長作動時にリバウンドスプリングＳが圧縮される状況となると、リバウンドスプリングＳが発生するピストン２の移動を妨げる弾発力と圧力差によってピストン２の移動を妨げる力の総和が緩衝器Ｄが発生するトータルの減衰力となる。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

１シリンダ
２ピストン
３ピストンロッド
Ｓリバウンドスプリング
６コイルスプリング
７，８樹脂クッション
７ｂ，８ｂ圧入部
７ｅスリット
８ｅ切欠

Claims

シリンダと、
上記シリンダ内に摺動自在に挿入されたピストンと、
上記シリンダ内に移動自在に挿通されるとともに一端が上記ピストンに連結されるピストンロッドと、
上記ピストンロッドの外周に装着されるリバウンドスプリングとを備え、
上記リバウンドスプリングは、コイルスプリングと、上記コイルスプリングの両端に装着される二つの樹脂クッションとを有し、
上記樹脂クッションの一方または両方は、上記コイルスプリングの端部の内周に圧入される圧入部を有し、
上記圧入部の断面外形形状を楕円形にし、上記コイルスプリングの上記圧入部が圧入される座巻部に上記圧入部を周方向で部分接触させた
ことを特徴とする緩衝器。