JP6393565B2 - 緩衝器 - Google Patents

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本発明は、緩衝器に関する。
特許文献1には、ストラット式サスペンションに用いられる緩衝器において、軽量化のために、外筒を樹脂製としたものが開示されている。外筒の外周面には、ボルトが挿通する挿通孔を有する一対のブラケットが一体的に設けられる。挿通孔を挿通するボルトによって、ブラケットは、車輪を支持するナックル等の支持部材と結合される。この挿通孔には、補強のために、金属製のスペーサがインサート成形される。
特開2013−181582号公報
特許文献1に記載の緩衝器では、ボルトが締め付けられる際に、ボルトがスペーサに当接するため、スペーサには、ボルトの軸力だけではなく、ボルトが回転する方向の力が作用する。このため、スペーサがボルトとともに回転してブラケットから外れ、ブラケットと支持部材との結合状態が不安定になるおそれがある。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、樹脂製の外筒と一体的に形成されるブラケットを備える緩衝器において、ブラケットに埋設されるスペーサの回転を防止し、ブラケットと支持部材との結合状態を安定させることを目的とする。
第1の発明は、樹脂製のアウターケースと一体的に形成されるブラケットを備える緩衝器において、ブラケットには、ブラケットと支持部材とを結合するボルトが挿通する挿通孔を有するスペーサが埋設されており、スペーサの外周面には、回り止め部が設けられ、回り止め部は、ボルトのねじに対して逆ねじとなる逆ねじ部であることを特徴とする。
第1の発明では、スペーサが外周面に設けられる回り止め部を介してブラケットに埋設される。このため、スペーサ内を挿通するボルトが締め付けられても、スペーサは回転することなく、樹脂製のブラケットに保持される。
本発明によれば、樹脂製の外筒と一体的に形成されるブラケットを備える緩衝器において、ブラケットに埋設されるスペーサの回転が防止され、ブラケットと支持部材との結合状態を安定させることができる。
本発明の第1実施形態に係る緩衝器の断面図である。 図1のII−II線に沿う断面図である。 図2のIII部の拡大図である。 図3のIV−IV線に沿う断面図である。 本発明の第2実施形態に係る緩衝器の断面図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1〜図4を参照して、本発明の第1実施形態に係る緩衝器100について説明する。図1に示される緩衝器100は、自動車等の車両のストラット式サスペンションに用いられる複筒式緩衝器である。
緩衝器100は、図1及び図2に示すように、作動液としての作動油が充填されるインナーケース1と、インナーケース1を覆って配設され、インナーケース1との間に作動油を貯留するリザーバ130を形成する樹脂製のアウターケース2と、インナーケース1内に摺動自在に挿入され、インナーケース1内を伸側室と圧側室とに区画するピストン3と、インナーケース1に進退自在に挿入され、一端がピストン3と連結されるピストンロッド4と、を備える。緩衝器100は、ピストンロッド4の他端が図示しないアッパーマウントを介して車体に連結されるとともに、アウターケース2に形成されるブラケット2dを介して図示しない車輪を支持する支持部材としてのナックル50に結合される。
インナーケース1は、筒状のインナーチューブ6と、インナーチューブ6の伸側室110側の端部に嵌入され、ピストンロッド4を摺動自在に支持するロッドガイド7と、インナーチューブ6の圧側室120側の端部に嵌合するベースバルブ8と、を有する。インナーケース1を構成するこれらの部材は、鉄鋼材料やアルミ合金によって形成される。
ロッドガイド7は、インナーチューブ6内に嵌入される小径部7aと、小径部7aよりも径が大きい大径部7bと、小径部7aと大径部7bとの間に設けられる段部7dと、軸方向に貫通して形成され、ピストンロッド4が挿通するロッド挿通孔7cと、を有する。ロッド挿通孔7c内には、ブッシュ9が挿入される。ロッド挿通孔7cを挿通するピストンロッド4はブッシュ9を介してロッドガイド7に摺動自在に支持される。
ベースバルブ8は、圧側室120とリザーバ130とを連通する通路8a、8bを有する。通路8aには、緩衝器100の伸長時に開弁して通路8aを開放するチェック弁16が設けられる。通路8bには、緩衝器100の収縮時に開弁して通路8bを開放するとともに、通路8bを通過して圧側室120からリザーバ130に移動する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁17が設けられる。
インナーケース1に摺動自在に挿入されるピストン3は、伸側室110と圧側室120とを連通する通路3a、3bを有する。通路3aには、緩衝器100の伸長時に開弁して通路3aを開放するとともに、通路3aを通過して伸側室110から圧側室120に移動する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁18が設けられる。通路3bには、緩衝器100の収縮時に開弁して通路3bを開放するチェック弁19が設けられる。
アウターケース2は、図1及び図2に示すように、インナーチューブ6と同軸に形成されるアウターチューブ2aと、アウターチューブ2aの伸側室110側の端部において径方向内側へ屈曲されたかしめ部2bと、アウターチューブ2aの圧側室120側の端部を閉塞する閉塞部2cと、アウターチューブ2aの外周から軸方向に沿って延出し、相対向する一対のブラケット2dと、アウターチューブ2aの外周に略円環状に形成される懸架ばね受部2fと、が射出成形によって一体的に形成される合成樹脂製部材である。合成樹脂としては、強度と剛性を向上させるためにカーボン繊維を含有するものを用いることが好ましい。なお、閉塞部2cをアウターチューブ2aと別体で形成し、アウターチューブ2aの端部に溶着することによりアウターケース2を形成してもよい。
アウターケース2の外周に形成される懸架ばね受部2fは、図示しない懸架ばねの一端を支持する。なお、アウターケース2、ブラケット2d、及び懸架ばね受部2fのそれぞれの間には補強のためにリブを設けることが好ましい。
インナーケース1のロッドガイド7とアウターケース2のかしめ部2bとの間には、オイルシール11が設けられる。オイルシール11は、円環状のシール本体11aと、シール本体11aの内周側に取り付けられ、ピストンロッド4の外周に摺接する内周シール部11bと、シール本体11aの外周側に取り付けられ、アウターケース2の内周及びロッドガイド7の上面に接触する外周シール11cと、を有する。
オイルシール11は、インナーケース1とともにアウターケース2内に収容され、この状態で、アウターケース2のかしめ部2bが径方向内側へ屈曲されることにより、アウターケース2内に固定される。具体的には、シール本体11aがアウターケース2のかしめ部2bとロッドガイド7の大径部7bとの間に挟持されることによって、オイルシール11は保持される。そして、内周シール部11bによって、ピストンロッド4とインナーケース1との間から作動油が外部へ漏れることが防止され、外周シール11cによって、インナーケース1とアウターケース2との間から作動油が外部へ漏れることが防止される。
アウターケース2の外周に形成される一対のブラケット2dの間には、図2に示されるように、車輪を支持する支持部材としてのナックル50が差し込まれる。ブラケット2dとナックル50とは、各ブラケット2dのボルト挿通部2eとナックル50に形成されるボルト挿通孔51とを挿通する図示しないボルトとこのボルトに螺合されるナットとによって結合される。このように、緩衝器100は、アウターケース2の側方に延出する一対のブラケット2dを介して車輪側と連結される。
各ブラケット2dのボルト挿通部2eには、鉄鋼材料やアルミ合金によって形成される金属製のスペーサ20がインサート成形によって埋設される。スペーサ20は、円筒状部材であり、ボルトが挿通する挿通孔20aが軸心に貫通して形成される。スペーサ20の外周面には、回り止め部としての一対の平行な平面21,21が設けられる。具体的には、図3及び図4に示されるように、スペーサ20の一端20b側から他端20c側に向けて外周面の二カ所に互いに平行な平面21,21がそれぞれ形成される。スペーサ20の他端20cには、平面21,21が形成されず、他端20cにおける断面形状は円環状となっている。
スペーサ20の一端20bは、図3に示されるように、各ブラケット2dに埋設された状態でブラケット2dの端面から突出する。このため、一端20bの端面は、ボルトが締め付けられる際に、一対のブラケット2dの間に差し込まれるナックル50に当接する。
スペーサ20の他端20cは、図3に示されるように、各ブラケット2dに埋設された状態でブラケット2dの端面から突出する。そして、他端20cの外径は、ブラケット2dとナックル50とを結合するボルトの頭部及びナットよりも大きく形成される。このため、スペーサ20の他端20cの端面は、ボルトが締め付けられる際に、ボルトの頭部またはナットが当接する座面となる。
上述のように、スペーサ20は、両端20b,20cが突出した状態でブラケット2d内に埋設される。このため、ナックル50とブラケット2dとを結合するボルトの軸力は、スペーサ20とナックル50とに作用する。
一般的に、樹脂により射出成形される部材は、一定の荷重がかけられた状態が継続するとクリープと呼ばれる経時変形を生じる。樹脂製のブラケット2dのボルト挿通部2eにボルトの軸力を直接作用させると、クリープに起因してボルト挿通部2e周辺の形状が変形して軸力が低下し、ボルトが緩むおそれがある。しかし、上述のように、本第1実施形態では、ボルト挿通部2eに埋設されるスペーサ20がボルトの軸力を受けるため、ボルト挿通部2e周辺にクリープに起因する変形が生じず、ボルトが緩むことはない。
また、ボルトが締め付けられる際に、ボルトがスペーサ20に当接するため、スペーサ20には、前述のボルトの軸力だけではなく、ボルトが回転する方向の力が作用する。本第1実施形態において、スペーサ20にこのような回転力が作用しても、外周面に平面21,21が設けられるため、断面形状が円形である場合と比べて回転力に対する抵抗が大きいので、スペーサ20が回転することは抑制される。このように、スペーサ20は、ボルトが締め付けられた場合も樹脂製のブラケット2dに保持される。
また、スペーサ20の他端20cは、断面形状が円環状となっており、平面21,21が形成される部分よりも径方向外側に延出する部分がある。このため、スペーサ20がナックル50側に外れることは防止される。
一対の平行な平面21,21は、スペーサ20がブラケット2dに埋設される部分のうちの一部分に設けられてもよいし、軸方向に間隔をあけて複数設けられてもよい。平面21を軸方向に複数設けた場合、軸方向に離間した2つの平面21の間には、断面形状が円形の部分が設けられる。この部分がブラケット2dを形成する樹脂材内へ食い込む形となるため、スペーサ20が軸方向に外れることを防止することができる。
また、平行な平面21,21は、同一断面内に一対だけではなく複数対設けられてもよく、断面形状が、例えば、六角形等の多角形となってもよい。なお、外周面に形成される回り止め部の形状は、断面形状が円形である場合と比べて、回転力に対する抵抗が大きくなる形状であればどのような形状であってもよい。
次に、緩衝器100の作動について説明する。
ピストンロッド4がインナーケース1から退出する緩衝器100の伸長時には、ピストン3が移動することで容積が縮小する伸側室110から、容積が拡大する圧側室120に、通路3aを通過して作動油が移動する。また、インナーケース1から退出したピストンロッド4の体積分の作動油が、通路8aを通過してリザーバ130から圧側室120に供給される。
このとき、通路3aを通過する作動油の流れに減衰弁18によって抵抗が付与され、減衰力が発生する。
ピストンロッド4がインナーケース1に進入する緩衝器100の収縮時には、ピストン3が移動することで容積が縮小する圧側室120から、容積が拡大する伸側室110に、通路3bを通過して作動油が移動する。また、インナーケース1に進入したピストンロッド4の体積分の作動油が、通路8bを通過して圧側室120からリザーバ130に排出される。
このとき、通路8bを通過する作動油の流れに減衰弁17によって抵抗が付与され、減衰力が発生する。
緩衝器100は、上記のように、伸長時にはリザーバ130から圧側室120に作動油が供給され、収縮時には圧側室120からリザーバ130に作動油が排出される。これにより、ピストンロッド4がインナーケース1内に進退することに起因する容積変化が補償される。
以上の第1実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
スペーサ20は、外周面に設けられる平面21を介して樹脂製のアウターケース2と一体的に形成されるブラケット2dに埋設される。このため、スペーサ20内を挿通するボルトが締め付けられても、スペーサ20は回転することなく、ブラケット2dに保持される。この結果、ブラケット2dとナックル50との結合状態を安定させることができる。
<第2実施形態>
続いて、図5を参照しながら本発明の第2実施形態に係る緩衝器200について説明する。以下、第1実施形態に係る緩衝器100との相違点を中心に説明し、第1実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
緩衝器200は、スペーサ20の外周面に平面21ではなく逆ねじ部22が設けられる点で第1実施形態と相違する。具体的には、図5に示すように、スペーサ20の外周面には、回り止め部としての逆ねじ部22が形成される。逆ねじ部22は、ナックル50とブラケット2dとを結合するボルトのねじ山が右ねじである場合は、左ねじ山であり、ボルトのねじ山が左ねじである場合は、右ねじ山である。
前述のように、ボルトが締め付けられる際に、ボルトがスペーサ20に当接するため、スペーサ20には、ボルトが回転する方向の力が作用する。本第2実施形態において、スペーサ20にこのような回転力が作用すると、スペーサ20は、外周面に逆ねじ部22が設けられるため、ボルトの締め付け方向とは反対の方向に変位することになる。しかし、この変位は、ボルトの頭部またはナットによって規制されるので、結果として、スペーサ20がブラケット2d内で回転することは抑制される。このように、ボルトが締め付けられても、スペーサ20は樹脂製のブラケット2dに保持される。
また、逆ねじ部22はブラケット2dを形成する樹脂材内へ食い込む形となるため、スペーサ20が軸方向に外れることを防止することができる。なお、逆ねじ部22は、三角ねじであってもよいし、台形ねじや角ねじであってもよい。
以上の第2実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
スペーサ20は、外周面に設けられる逆ねじ部22を介して樹脂製のアウターケース2と一体的に形成されるブラケット2dに埋設される。このため、スペーサ20内を挿通するボルトが締め付けられても、スペーサ20は回転することなく、ブラケット2dに保持される。この結果、ブラケット2dとナックル50との結合状態を安定させることができる。
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
緩衝器100,200は、作動液が充填されるインナーケース1と、インナーケース1を覆って配設され、インナーケース1との間に作動液を貯留するリザーバ130を形成する樹脂製のアウターケース2と、を備え、アウターケース2は、外周面に一体的に形成され、車輪を支持するナックル50とボルトを介して結合されるブラケット2dを有し、ブラケット2dは、ボルトが挿通する挿通孔が形成されるスペーサ20を有し、スペーサ20は、外周面に回り止め部21,22が形成され、回り止め部21,22を介してブラケット2dにインサート成形によって埋設されることを特徴とする。
この構成では、スペーサ20が外周面に設けられる回り止め部21,22を介して樹脂製のブラケット2dに埋設される。このため、スペーサ20内を挿通するボルトが締め付けられても、スペーサ20はブラケット2d内で回転することなく、ブラケット2dに保持される。このように、ブラケット2dに埋設されるスペーサ20の回転が防止されるため、ブラケット2dとナックル50との結合状態を安定させることができる。
また、回り止め部は、少なくとも一対の平行な平面21,21であることを特徴とする。
この構成では、ボルトが締め付けられる際に、スペーサ20に回転力が作用しても、スペーサ20の外周面に少なくとも一対の平行な平面21,21が設けられるため、断面形状が円形である場合と比べて回転力に対する抵抗が大きい。このため、スペーサ20がブラケット2d内で回転することを抑制することができる。
また、回り止め部は、ボルトのねじに対して逆ねじとなる逆ねじ部22であることを特徴とする。
この構成では、ボルトが締め付けられる際に、スペーサ20に回転力が作用すると、スペーサ20は、外周面に逆ねじ部22が設けられるため、ボルトの締め付け方向とは反対の方向に変位することになる。しかし、この変位は、ボルトの頭部またはナットによって規制される。このため、スペーサ20がブラケット2d内で回転することを抑制することができる。また、この構成では、逆ねじ部22がブラケット2dを形成する樹脂材内へ食い込む形となるため、スペーサ20が軸方向に外れることを防止することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、上記実施形態では、緩衝器100、200を自動車等の車両に適用しているが、鉄道等の車両や建築物に適用してもよい。
また、上記実施形態では、作動液として作動油を用いているが、水等のその他の液体を用いてもよい。
また、上記実施形態では、アウターケース2内にインナーケース1やオイルシール11を収容する際に、かしめ部2bを径方向内側へ屈曲させ、かしめ部2bによりインナーケース1やオイルシール11の軸方向の移動を規制している。かしめ部2bに代えて、アウターケース2の端部に結合されるキャップ部材によりインナーケース1やオイルシール11の軸方向の移動を規制してもよい。また、アウターケース2の端部に樹脂製キャップを溶着し、樹脂製キャップによってインナーケース1の軸方向の移動を規制してもよい。
100,200・・・緩衝器、1・・・インナーケース、2・・・アウターケース、2a・・・アウターチューブ、2d・・・ブラケット、2e・・・ボルト挿通部、6・・・インナーチューブ、20・・・スペーサ、20a・・・挿通孔、21・・・平面(回り止め部)、22・・・逆ねじ部(回り止め部)、50・・・ナックル(支持部材)、130・・・リザーバ

Claims (1)

  1. 緩衝器であって、
    作動液が充填されるインナーケースと、
    前記インナーケースを覆って配設され、前記インナーケースとの間に作動液を貯留するリザーバを形成する樹脂製のアウターケースと、を備え、
    前記アウターケースは、外周面に一体的に形成され、車輪を支持する支持部材とボルトを介して結合されるブラケットを有し、
    前記ブラケットは、前記ボルトが挿通する挿通孔が形成されるスペーサを有し、
    前記スペーサは、外周面に回り止め部が形成され、前記回り止め部を介して前記ブラケットにインサート成形によって埋設され
    前記回り止め部は、前記ボルトのねじに対して逆ねじとなる逆ねじ部であることを特徴とする緩衝器。
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