JP6407003B2

JP6407003B2 - バンパキャップおよびシリンダ装置

Info

Publication number: JP6407003B2
Application number: JP2014250492A
Authority: JP
Inventors: 勇猿渡; 山田　健太郎; 健太郎山田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2034-12-11
Also published as: JP2016114069A

Description

本発明は、バンパキャップおよびシリンダ装置に関する。

ピストンロッドを通す貫通孔を有する覆い部に、一端が貫通孔に対する接線方向に沿い他端側が外周に向けて延びる突起部を形成したバンプストップキャップがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１５５８３８号公報

バンパキャップの重量増を抑制しつつ強度を向上させることが望まれている。

したがって、本発明は、重量増を抑制しつつ強度を向上させることができるバンパキャップおよびシリンダ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のバンパキャップは、カバー部のシール部材側に、挿通孔側の周縁部で周方向に延びる逃げ部が形成され、前記カバー部のバンプラバー側に、前記挿通孔側の周縁部で周方向に延びる周方向リブと、該周方向リブから径方向外方に延出する複数の径方向リブとが形成され、前記径方向リブは、前記周方向リブよりも突出高さが高くなっている。

また、本発明のシリンダ装置は、バンパキャップのシール部材側に、挿通孔側の周縁部で周方向に延びる逃げ部が形成され、前記バンパキャップのバンプラバー側に、前記挿通孔側の周縁部で周方向に延びる周方向リブと、該周方向リブから径方向外方に延出する複数の径方向リブとが形成され、前記径方向リブは、前記周方向リブよりも突出高さが高くなっている。

本発明によれば、重量増を抑制しつつ強度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るバンパキャップとシリンダ装置とを示す要部の部分拡大断面図である。本発明の一実施形態に係るバンパキャップを示す平面図である。

本発明の一実施形態を図面を参照して以下に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るバンパキャップ１は、シリンダ装置２を保護するものである。

シリンダ装置２は、自動車や鉄道車両のサスペンション装置に用いられる緩衝器である。シリンダ装置２は、作動流体が封入されるシリンダ１２を有している。シリンダ１２は、金属製の外筒１３と、外筒１３よりも小径で外筒１３の内周側に同軸状に設けられる金属製の内筒１４とを有し、これら外筒１３および内筒１４の間にリザーバ室１５が形成された二重筒構造をなしている。

シリンダ１２の外筒１３は、一端側が開口部１９とされた円筒状の胴部２０と、この胴部２０の軸方向の開口部１９とは反対側を閉塞させる図示略の底部とを有する略有底円筒状をなしている。外筒１３の軸方向の一端部には、径方向内方に延出する内フランジ部２３が形成されており、この内フランジ部２３の内側が開口部１９となっている。内フランジ部２３は、径方向の内側ほど外筒１３における軸方向の外側に位置するように若干傾斜している。外筒１３の開口部１９は、内筒１４よりも軸方向の外側にあることからシリンダ１２の開口部にもなっている。

外筒１３には、胴部２０の開口部１９側の内周部に嵌合される環状の金属製のロッドガイド２６と、胴部２０の図示略の底部側の内周部に嵌合される図示略のベースバルブとが設けられている。内筒１４は、円筒状をなしており、その軸方向の一端側がロッドガイド２６に嵌合し、軸方向の他端側が図示略のベースバルブに嵌合している。これにより、内筒１４は、外筒１３に対し同軸状に位置決めされている。図示は略すが、内筒１４内には、ロッドガイド２６とベースバルブとの間にピストンが摺動可能に嵌装されており、このピストンは内筒１４内に二室を画成する。

外筒１３には、胴部２０の開口部１９側の内周部に、上記したロッドガイド２６に加えて、環状のシール部材３５が設けられている。シール部材３５は、外筒１３における軸方向のロッドガイド２６よりも外側に設けられている。シール部材３５は、外筒１３の一端の内フランジ部２３とロッドガイド２６とに挟持されており、内フランジ部２３の径方向の内側の開口部１９を通って外筒１３つまりシリンダ１２の外側に一部突出している。

ロッドガイド２６およびシール部材３５には、それぞれの内側にロッド３７が摺動可能に挿通されている。ロッド３７は、ロッドガイド２６およびシール部材３５を通ってシール部材３５から外部へと延出している。シール部材３５は、シリンダ１２のロッド３７が延出する側である一端側に支持されてロッド３７に摺接する。

ロッドガイド２６は、内周部にカラー４０が嵌合固定されることになり、このカラー４０を介してロッド３７を、その径方向の移動を規制しつつ軸方向に移動可能に支持する。つまり、ロッド３７は、その円筒面からなる外周面で摺接するようにカラー４０内に挿入されている。ロッド３７は、内筒１４内に挿入された端部が図示略のピストンに連結されてピストンと一体化されている。よって、ロッド３７は、ロッドガイド２６およびカラー４０と、ピストンとによって、内筒１４に対する径方向の移動が規制されて軸方向に移動可能に支持されている。その結果、ロッド３７は、外筒１３および内筒１４と同軸状に配置され、この同軸状を維持したまま軸方向に移動する。

図示略のピストンは、ロッド３７がシリンダ１２に対して軸方向に移動すると内筒１４内の図示略の二室の容積を変化させてこれらの室間で作動流体を流すことになる。その際に、図示略の流路抵抗機構により作動流体の流れに抵抗を与え、これにより減衰力を発生させる。シリンダ１２の二室内には作動流体としての作動液が封入され、リザーバ室１５内には作動流体としての作動液およびガスが封入される。

図示略のベースバルブは、ロッド３７が内筒１４内への進入量を増やす縮み側に移動するとロッド３７の内筒１４へ進入する体積分の作動液を内筒１４内からリザーバ室１５に排出する一方、ロッド３７が内筒１４からの突出量を増やす伸び側に移動するとロッド３７の内筒１４から退出する体積分の作動液をリザーバ室１５から内筒１４内に補給する。

ロッドガイド２６は、略段付き円環状をなしており、軸方向一側に外周面が円筒面からなる大径部４２が形成され、軸方向他側に外周面が大径部４２の外周面よりも小径の円筒面からなる小径部４３が形成されている。大径部４２および小径部４３は同軸状に形成されており、ロッドガイド２６は、大径部４２において外筒１３の内周面に嵌合し、小径部４３において内筒１４の内周面に嵌合する。

ロッドガイド２６の軸方向の大径部４２側の端部には、軸方向に突出する円環状の外側環状凸部４５と、これよりも径方向の内側に配置されて軸方向に突出する円環状の内側環状凸部４６とが形成されている。外側環状凸部４５は、内側環状凸部４６よりも上面の突出方向の高さが高くなっている。

外側環状凸部４５には、その径方向内側位置に、ロッドガイド２６を軸方向に沿って貫通する連通穴４７が形成されている。連通穴４７は、軸方向の外側環状凸部４５とは反対側が外筒１３と内筒１４との間のリザーバ室１５に開口している。

シール部材３５は、合成ゴム製のシール材４９に金属製の環状部材５０が埋め込まれた一体成形品となっている。環状部材５０は、シール材４９の形状を維持するためのものであり、対象部位に固定するための強度をシール部材３５に生じさせるものである。シール部材３５は、径方向の環状部材５０の位置がロッドガイド２６の外側環状凸部４５と外筒１３の内フランジ部２３とに挟持されてシリンダ１２の一端側に支持される。

シール材４９は、ダストリップ部５１、オイルリップ部５２、シールリング部５３およびチェックリップ部５４を有している。

ダストリップ部５１は、環状部材５０の内周面側から軸方向の一側に円環筒状をなして延出している。オイルリップ部５２は、環状部材５０の内周面側から軸方向の他側に円環筒状をなして延出している。シール部材３５は、これらオイルリップ部５２およびダストリップ部５１の内側にロッド３７を摺接可能に挿通させており、これらダストリップ部５１およびオイルリップ部５２がロッド３７との隙間をシールする。

シールリング部５３は、環状部材５０の外周面側から軸方向のオイルリップ部５２と同側に円環状をなして突出している。シールリング部５３は、ロッドガイド２６の外側環状凸部４５と外筒１３とに同時に接触して外筒１３とロッドガイド２６との隙間をシールする。

チェックリップ部５４は、環状部材５０の径方向の中間位置から軸方向のオイルリップ部５２と同側に円環筒状をなして突出している。チェックリップ部５４は、内側環状凸部４６の外側環状凸部４５側の壁面に当接しており、カラー４０とロッド３７との隙間から漏れ出た作動流体を連通穴４７を介してリザーバ室１５に流す一方、逆方向の作動流体の流れを規制する逆止弁として機能する。

シール部材３５には、ダストリップ部５１の外周部に環状のスプリング５６が装着されており、オイルリップ部５２の外周部にも環状のスプリング５７が装着されている。シール部材３５は、そのダストリップ部５１およびスプリング５６が、外筒１３の内フランジ部２３の径方向内側の開口部１９を通ってシリンダ１２から外側に突出している。

本実施形態に係るバンパキャップ１は、合成樹脂の一体成形品であり、シリンダ装置２のシリンダ１２の開口部１９側を覆うものである。

バンパキャップ１は、シリンダ１２の外筒１３の胴部２０の外周面を覆う円筒状の外周面カバー部６２と、外周面カバー部６２の軸方向一端側を閉塞するように設けられてシリンダ１２のロッド３７が突出する側の端部を覆う円板状の端面カバー部６３（カバー部）とを有している。シリンダ１２のロッド３７が突出する側の端部には、シリンダ１２の内フランジ部２３に加えてシール部材３５が設けられており、よって、端面カバー部６３はこれら内フランジ部２３およびシール部材３５を覆う。

端面カバー部６３は、径方向の中央にロッド３７を挿通させる挿通孔６５が形成された有孔円板状をなしている。端面カバー部６３は、軸方向の外周面カバー部６２側にあって外周面カバー部６２に繋がる本体部７１と、本体部７１の軸方向の外周面カバー部６２とは反対側にあって挿通孔６５側の周縁部で周方向に延びる周方向リブ７２と、本体部７１の軸方向の外周面カバー部６２とは反対側にあって周方向リブ７２から径方向外方に延出する複数具体的には図２に示す三カ所の径方向リブ７３とを有している。つまり、図１に示すように、端面カバー部６３には、シール部材３５とは反対側に周方向リブ７２および複数の径方向リブ７３が形成されている。

本体部７１の軸方向の外周面カバー部６２とは反対側の外端面８１は、軸方向位置が一定の円環状の平坦面となっている。つまり、外端面８１は、バンパキャップ１の軸直交面に平行をなしている。外端面８１の径方向外側には、径方向外側ほど軸方向の外周面カバー部６２側に位置するように傾斜する湾曲面８２が形成されている。外端面８１および湾曲面８２は、図２に示すように複数の径方向リブ７３で分断されており、バンパキャップ１の円周方向に断続的に形成されている。

図１に示すように、本体部７１の軸方向の外周面カバー部６２側には、外周面カバー部６２の内周面から径方向内方に内側ほど外周面カバー部６２から軸方向に離れるように傾斜して延出する円環状の湾曲面９１と、湾曲面９１の内周縁部から径方向内方に内側ほど外周面カバー部６２から軸方向に離れるように傾斜して延出するテーパ面９２と、テーパ面９２の内周縁部から外周面カバー部６２から軸方向に離れるように延出する円筒面９３とが形成されている。

また、本体部７１の軸方向の外周面カバー部６２側には、円筒面９３の外周面カバー部６２とは反対側の端縁部から径方向内方に内側ほど外周面カバー部６２から軸方向に離れるように傾斜して延出する円環状の湾曲面９４と、湾曲面９４の内周縁部から径方向内方に延出する軸方向位置が一定の円環状の平坦面９５と、平坦面９５の内周縁部から径方向内方に内側ほど外周面カバー部６２から軸方向に離れるように傾斜して延出するテーパ面９６とを有している。テーパ面９６の内周縁部が挿通孔６５を形成する円筒面状の内周面９７に繋がっている。

上記したように、本体部７１の外端面８１は、軸方向位置が一定の平坦面となっていることから、本体部７１は、外端面８１とテーパ面９２との間が、軸方向の厚さが厚い円環状の厚肉部１０１となっており、外端面８１と平坦面９５との間が厚肉部１０１よりも軸方向の厚さが薄い中肉部１０２となっている。また、外端面８１とテーパ面９６との間が、中肉部１０２よりも軸方向の厚さが薄く中肉部１０２から離れるほど軸方向の厚さが薄くなる薄肉部１０３となっている。つまり、本体部７１は、径方向の外側に厚肉部１０１が、径方向の中間に厚肉部１０１よりも薄肉の中肉部１０２が、径方向の内側に中肉部１０２よりも薄肉の薄肉部１０３が形成されている。

本体部７１は、厚肉部１０１のテーパ面９２においてシリンダ１２のロッド３７が突出する一端側にある外筒１３の内フランジ部２３に当接してシール部材３５を覆うことになる。その際に、薄肉部１０３のテーパ面９６がシリンダ１２から軸方向外方に突出するシール部材３５のダストリップ部５１およびスプリング５６との干渉を避けるように逃げる。つまり、テーパ面９６は、端面カバー部６３において径方向内側ほど軸方向外側に位置するように傾斜してシール部材３５およびスプリング５６から逃げる逃げ部１０４の軸方向の外周面カバー部６２側の端面を構成している。この逃げ部１０４は、薄肉部１０３における軸方向の外周面カバー部６２側に形成されており、端面カバー部６３における軸方向のシール部材３５側に、挿通孔６５側の周縁部で周方向に延びるように形成されている。

周方向リブ７２は、本体部７１の外端面８１から軸方向の外周面カバー部６２とは反対側に突出しており、挿通孔６５と同軸の円環状をなしている。周方向リブ７２は、本体部７１の内周面９７に対し同一円筒面をなして連続する内周面１１１と、内周面１１１の軸方向の外端縁部から軸方向外方に外側ほど大径となるように傾斜して延出するテーパ面１１２とを有している。また、周方向リブ７２は、テーパ面１１２の軸方向の外端縁部から径方向外方に本体部７１の外端面８１と平行をなして延出する平坦な頂面１１３と、頂面１１３の径方向外方の外周縁部から本体部７１の外端面８１側に、外端面８１側ほど大径となるように傾斜して延出して外端面８１に繋がる外周面１１４とを有している。図２に示すように、テーパ面１１２、頂面１１３および外周面１１４は、複数の径方向リブ７３で分断されており、バンパキャップ１の円周方向に断続的に露出している。図１に示すように、周方向リブ７２は、径方向の幅が逃げ部１０４の径方向の幅と同等になっており、径方向の位置が逃げ部１０４と重なり合っている。

複数の径方向リブ７３は、いずれも同形状をなしている。複数の径方向リブ７３は、図２に示すようにバンパキャップ１の周方向に等ピッチで配置されており、挿通孔６５を中心とする放射状をなしている。複数の径方向リブ７３は、図１に示すように本体部７１の外端面８１から軸方向の外周面カバー部６２とは反対側に周方向リブ７２よりも突出しており、バンパキャップ１の径方向における位置を周方向リブ７２と重ね合わせている。

径方向リブ７３は、周方向リブ７２の内周面１１１に対し同一円筒面に配置されて連続する円筒面の一部からなる内側面１２１と、内側面１２１のバンパキャップ１の軸方向における外端縁部から軸方向外方に外側ほどバンパキャップ１の径方向の外側に位置するように傾斜して延出するテーパ面の一部からなる傾斜面１２２とを有している。また、径方向リブ７３は、傾斜面１２２のバンパキャップ１の軸方向における外端縁部から径方向外方に周方向リブ７２の頂面１１３と平行をなして延出する平坦な頂面１２３と、頂面１２３のバンパキャップ１の周方向における図２に示す両側縁部から周方向リブ７２の頂面１１３および外周面１１４と本体部７１の外端面８１および湾曲面８２とに向けて、これらに近づくほどバンパキャップ１の周方向における外側に位置するように傾斜して延出してこれらに繋がる一対の側壁面１２４とを有している。

図１に示すように、径方向リブ７３は、本体部７１の外端面８１から周方向リブ７２よりも突出しており、よって、すべての径方向リブ７３の同一平面に配置される頂面１２３と本体部７１の外端面８１との距離は、周方向リブ７２の頂面１１３と外端面８１との距離よりも大きくなっている。言い換えれば、径方向リブ７３は、周方向リブ７２よりも本体部７１の外端面８１からの突出高さが高くなっている。

シリンダ装置２は、ロッド３７が車体側に連結され、シリンダ１２が車輪側に連結される。その際に、バンパキャップ１がシリンダ１２のロッド３７の突出する側およびシール部材３５を覆う。そして、バンパキャップ１と車体側との間には、弾性樹脂材料からなるバンプラバー１３１が配置される。バンプラバー１３１は、筒状をなしており、内側にロッド３７を挿通させた状態で車体側に支持されている。

シリンダ装置２は、ロッド３７がシリンダ１２に対しストロークすることで、車輪の車体に対する移動に対して減衰力を発生させる。バンプラバー１３１は、ロッド３７がシリンダ１２内に進入する縮み方向の移動限界側までストロークしたときに、シリンダ１２とともに上昇するバンパキャップ１に当接し弾性変形してシリンダ１２の速度を低下させて異音の発生を抑制する。このとき、バンパキャップ１は、端面カバー部６３のシール部材３５とは反対側の突出高さの高い複数の径方向リブ７３でバンプラバー１３１に当接してバンプラバー１３１からの荷重を受け、この荷重を複数の径方向リブ７３から厚肉部１０１を介してこれに内フランジ部２３で当接する剛性の高い外筒１３に伝達する。

上記した特許文献１に記載のシリンダ装置は、ピストンロッドを通す貫通孔を有する覆い部に、一端が貫通孔に対する接線方向に沿い他端側が外周に向けて延びる突起部を形成している。しかしながら、突起部がバンプストップキャップの強度を効果的に向上させているとは言えない。よって、全体の肉厚を厚くしなければならない可能性があり、バンパキャップの重量増を抑制しつつ強度を向上させることができない可能性がある。

これに対して、本実施形態のバンパキャップ１は、その軸方向のシール部材３５側に挿通孔６５側の周縁部で周方向に延びる逃げ部１０４が形成されている端面カバー部６３のシール部材３５とは反対側に、挿通孔６５側の周縁部で周方向に延びる周方向リブ７２が設けられている。このため、逃げ部１０４が形成されることでそのままでは強度が低下してしまう端面カバー部６３の挿通孔６５側の周縁部を周方向リブ７２を形成することで断面積を増やして効果的に補強することができる。しかも、周方向リブ７２を端面カバー部６３のシール部材３５とは反対側に形成することでシール部材３５とのクリアランスを確保したまま補強することができる。

また、バンパキャップ１は、バンプラバー１３１からの荷重を受ける部分を、複数の径方向リブ７３を形成することによって断面積を増やして効果的に補強することができる。したがって、バンパキャップ１の重量増を抑制しつつ強度を向上させることができる。

また、径方向リブ７３の突出高さが周方向リブ７２よりも高いため、バンパキャップ１は、バンプラバー１３１との接触部分が複数の径方向リブ７３のみとなり、バンプラバー１３１とバンパキャップ１との接触面積を減らすことができる。よって、接触状態での相対回転に起因する異音の発生を抑制できる。

また、周方向リブ７２は円環状をなしており、複数の径方向リブ７３は周方向に等間隔で配置されているため、バンパキャップ１は回転方向の位置決めが不要となり、取り付けが容易となる。

以上に述べた実施形態は、シリンダと該シリンダの一端側に支持されたシール部材から延出するロッドとを有するシリンダ装置の、前記ロッドを挿通させる挿通孔が形成され前記シリンダの一端側に当接して前記シール部材を覆うカバー部を備え、該カバー部の前記シール部材とは反対側がバンプラバーに当接するバンパキャップおよびこれを用いたシリンダ装置であって、前記カバー部には、前記シール部材側に、前記挿通孔側の周縁部で周方向に延びる逃げ部が形成され、前記バンプラバー側に、前記挿通孔側の周縁部で周方向に延びる周方向リブと、該周方向リブから径方向外方に延出する複数の径方向リブとが形成され、前記径方向リブは、前記周方向リブよりも突出高さが高くなっている。よって、逃げ部が形成されることでそのままでは強度が低下してしまうカバー部の挿通孔側の周縁部を周方向リブを形成することで断面積を増やして効果的に補強することができる。また、バンプラバーからの荷重を受ける部分を、複数の径方向リブを形成することによって断面積を増やして効果的に補強することができる。したがって、重量増を抑制しつつ強度を向上させることができる。また、径方向リブは、周方向リブよりも突出高さが高いため、バンプラバーとの接触部分が複数の径方向リブのみとなり、バンプラバーとの接触面積を減らすことができる。よって、接触状態での相対回転に起因する異音の発生を抑制できる。
なお、本実施形態では、バンパキャップ１の材料として、合成樹脂を用いた例を示したが、スチールや鉄で形成してもよい。ただし、合成樹脂を用いたほうが、周方向リブや径方向リブを型で一体形成することができ、生産性に優れる。

１バンパキャップ
２シリンダ装置
１２シリンダ
３５シール部材
３７ロッド
６３端面カバー部（カバー部）
６５挿通孔
７２周方向リブ
７３径方向リブ
１０４逃げ部

Claims

シリンダと該シリンダの一端側に支持されたシール部材から延出するロッドとを有するシリンダ装置の、前記ロッドを挿通させる挿通孔が形成され前記シリンダの一端側に当接して前記シール部材を覆うカバー部を備え、該カバー部の前記シール部材とは反対側がバンプラバーに当接するバンパキャップであって、
前記カバー部には、
前記シール部材側に、前記挿通孔側の周縁部で周方向に延びる逃げ部が形成され、
前記バンプラバー側に、前記挿通孔側の周縁部で周方向に延びる周方向リブと、該周方向リブから径方向外方に延出する複数の径方向リブとが形成され、
前記径方向リブは、前記周方向リブよりも突出高さが高くなっていることを特徴とするバンパキャップ。
合成樹脂材で形成されることを特徴とする請求項１に記載のバンパキャップ。
シリンダと、該シリンダの一端側に支持されたシール部材から延出するロッドと、前記ロッドを挿通させる挿通孔が形成され前記シリンダの一端側に当接して前記シール部材を覆い、該シール部材とは反対側がバンプラバーに当接するバンパキャップと、を有するシリンダ装置であって、
前記バンパキャップには、
前記シール部材側に、前記挿通孔側の周縁部で周方向に延びる逃げ部が形成され、
前記バンプラバー側に、前記挿通孔側の周縁部で周方向に延びる周方向リブと、該周方向リブから径方向外方に延出する複数の径方向リブとが形成され、
前記径方向リブは、前記周方向リブよりも突出高さが高くなっていることを特徴とするシリンダ装置。