JP6548345B2

JP6548345B2 - ショックアブソーバ

Info

Publication number: JP6548345B2
Application number: JP2018138073A
Authority: JP
Inventors: 禎治高橋
Original assignee: Simotec Co Ltd
Current assignee: Simotec Co Ltd
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2034-03-05
Also published as: JP2018159474A

Description

本発明は、ショックアブソーバの製造コストを増大させずに制動精度を向上させる技術に関する。

従来、有底円筒状のシリンダの内部に、粘性流体とともにピストン及びオリフィスを収納し、ピストンがシリンダ内を軸方向に移動する際に、オリフィスを通過する粘性流体の流動抵抗によって制動力を発生させるショックアブソーバが知られている。例えば、特許文献１及び特許文献２に記載の如くである。

特開２００１−１３２７９０号公報特開２００５−１８８６９３号公報

従来技術の如く構成されたショックアブソーバにおいては、ピストンとオリフィスとの間にバネを介挿し、ピストンロッドがシリンダに押し込まれる際と戻る際とで流動抵抗の大きさを変える技術が知られている。しかし、ピストンロッドが戻った際のバネの自由長が一定ではないため、ショックアブソーバにおける制動力の立ち上がりにばらつきが生じるという問題があった。一方、制動力の立ち上がりの精度を向上させるためにバネの自由長の精度を高くしようとすると、部品点数の増加等によりコストが増大するという問題があった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものである。
すなわち、本発明が解決しようとする課題は、制動力の立ち上がりのばらつきを抑制することが可能となるショックアブソーバを簡易かつ安価な構成で提供することである。

以下では、上記課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、一端側に開口部を有し、他端側に底部を有した有底円筒状に形成され、粘性流体が封入されるシリンダと、前記開口部を閉塞し、中心部分に挿通孔が開口されたキャップと、前記シリンダの内周面で摺動することにより前記シリンダの内部空間を軸方向に二分割するピストンと、前記シリンダの底部と前記ピストンとの間に介挿され、前記ピストンを前記開口部の側に付勢する第一バネと、前記キャップの挿通孔に挿通され、一端側が前記シリンダの外部に延出されるとともに、他端側が前記シリンダの内部に挿入されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの他端側に固定されるとともに前記ピストンに連結され、その内部に粘性流体を流通させるオリフィス流路が形成されるオリフィスと、を備え、前記ピストンロッドと共に前記ピストンが前記シリンダ内を軸方向に移動する際に、前記オリフィスを通過する粘性流体の流動抵抗によって制動力を発生させるショックアブソーバであって、前記ピストン及び前記オリフィスは、所定間隔よりも小さい範囲内で互いに近接離間可能に構成され、前記ピストンと前記オリフィスとの間には、前記ピストンと前記オリフィスとを互いに離間する方向に付勢する、第二バネが介挿され、前記オリフィスにおける前記ピストン側に近接する方向側の端面が前記ピストンにおける前記オリフィス側に近接する方向側の端面に当接している際は、前記オリフィスが前記オリフィス流路以外の流路を閉塞することにより流動抵抗が大きくなるとともに、前記オリフィスにおける前記ピストン側に近接する方向側の端面が前記ピストンにおける前記オリフィス側に近接する方向側の端面から離間している際は、前記オリフィスが前記オリフィス流路以外の流路を開放することにより粘性流体の流動抵抗が小さくなり、前記ピストン及び前記オリフィスは、一方に係合突起部が形成されるとともに、他方に軸方向の所定幅を有する係合溝部が形成され、前記係合突起部が前記係合溝部と係合することにより、所定間隔よりも小さい範囲内で互いに近接離間可能に構成されるものである。

請求項２においては、前記オリフィスは、底部に流路孔が開口された筒状部材に柱状部材を嵌入して形成され、前記筒状部材と前記柱状部材との間には、複数個の流路穴が開口された複数枚の板状部材が介挿され、前記オリフィス流路は、前記筒状部材の前記流路孔、前記板状部材の流路穴、及び、前記筒状部材の内周面と前記柱状部材の外周面との間隙によって形成されるものである。

請求項３においては、前記オリフィスは、底部に流路孔が開口されるともに、先端に向かって縮径する雌ねじ部がその内周面に形成された雌ねじ部材に、先端に向かって縮径する雄ねじ部がその外周面に形成された雄ねじ部材を螺入して形成され、前記オリフィス流路は、前記雌ねじ部材の前記流路孔、及び、前記雌ねじ部材の雌ねじ部と前記雄ねじ部材の雄ねじ部との間隙によって形成されるものである。

本発明は、制動力の立ち上がりのばらつきを抑制することが可能となるショックアブソーバを簡易かつ安価な構成で提供する、という効果を奏する。

第一実施形態に係るショックアブソーバの通常状態を示す断面図。同じくピストンロッドの押し込み開始時におけるショックアブソーバを示す断面図。同じくピストンロッドの押し込み途中におけるショックアブソーバを示す断面図。同じくピストンロッドが押し込まれた状態におけるショックアブソーバを示す断面図。同じくピストンロッドの戻り開始時におけるショックアブソーバを示す断面図。同じくピストンロッドの戻り途中におけるショックアブソーバを示す断面図。同じくピストンロッドの押し込み途中における粘性流体の流路を示す拡大断面図。同じくピストンロッドの戻り途中における粘性流体の流路を示す拡大断面図。第二実施形態に係るショックアブソーバにおけるオリフィス流路を示す拡大断面図。

まず、図１から図８を用いて、本発明の第一実施形態に係るショックアブソーバ１０について説明する。以下においては、各図における上側をショックアブソーバ１０の上方として説明する。

ショックアブソーバ１０は図１に示す如く、シリンダ１１と、キャップ１２と、オイルシール１３と、体積吸収体１４と、オイル封止ビス１５と、Ｏリング１６と、ピストンロッド１７と、ロッドカバー１８と、ピストン２１と、第一バネ２２と、第二バネ２３と、オリフィス２０（筒状部材２４、板状部材２５・２５・・、柱状部材２６）と、を備える。以下、各部材について具体的に説明する。

シリンダ１１は、一端側（図１における上側）に開口部１１ａを有し、他端側に底部１１ｂを有した有底円筒状に形成されている。底部１１ｂには底部１１ｂを貫通する封止孔１１ｃが開口されている。シリンダ１１の内部に粘性流体であるオイルが充填された状態で、封止孔１１ｃにオイル封止ビス１５が挿入され、シリンダ１１の下側面とオイル封止ビス１５との間にＯリング１６が介挿される。これにより、シリンダ１１内部にオイルが封入される。

キャップ１２はシリンダ１１の開口部１１ａを閉塞する円柱状の部材である。キャップ１２の中心部分にはキャップ１２の両平面を貫通する挿通孔１２ａが開口されている。挿通孔１２ａには、図１に示す如くピストンロッド１７が挿通される。

オイルシール１３は、キャップ１２の下方に隣接してシリンダ１１に嵌入される円柱状の部材である。オイルシール１３はシリンダ１１の開口部１１ａをシールすることにより、シリンダ１１の内部に封入されたオイルの漏出を防止している。なお、キャップ１２にシール機能を持たせる構成とすることも可能である。

オイルシール１３の下方に隣接して、体積吸収体１４がシリンダ１１に嵌入される。体積吸収体１４は独立気泡性のゴム及びスポンジが組み合わせて構成された円柱状の部材である。そして、後述する如くピストンロッド１７がシリンダの内部に押し込まれた際に気泡が圧縮されることにより、挿入されたピストンロッド１７の体積分の体積増加量を吸収する構成としている。

ピストンロッド１７は前記の如く、キャップ１２に開口された挿通孔１２ａに挿通される棒状部材である。ピストンロッド１７の一端側（図１における上側）はシリンダ１１の外部に延出され、他端側はシリンダ１１の内部に挿入される。即ち、ピストンロッド１７はキャップ１２、オイルシール１３、及び、体積吸収体１４を貫通して、上下方向に摺動可能に配設されている。ピストンロッド１７の上端部にはロッドカバー１８が配設されている。

ピストン２１はシリンダ１１に収容された略筒状部材であり、その外周面２１ｃがシリンダ１１の内周面で摺動することにより、シリンダ１１の内部空間を軸方向に二分割する。ピストン２１の底面には連通孔２１ａが開口されており、オイルが連通孔２１ａを介してピストン２１の内側を上下に流通する。ピストン２１の内部には収容室２１ｂが形成されており、この収容室２１ｂには後述する如く第二バネ２３が収容される。ピストン２１の上部には円筒部２１ｄが突出して配設され、円筒部２１ｄには軸方向（上下方向）の所定幅Ｄ（図７及び図８を参照）を有する係合溝部２１ｅが周方向に形成されている。シリンダ１１の底部上面とピストン２１との間には、ピストン２１を開口部１１ａの側（上側）に付勢する第一バネ２２が介挿されている。

ピストンロッド１７の他端側（図１における下側）には、その内部に粘性流体を流通させるオリフィス流路が形成されるオリフィス２０が固定される。また、オリフィス２０の下部はピストン２１に連結される。オリフィス２０は、筒状部材２４、板状部材２５・２５・・、及び、柱状部材２６で構成される。オリフィス２０は、三枚の板状部材２５・２５・・を筒状部材２４に収容した状態で、柱状部材２６を筒状部材２４に嵌入して形成される。即ち、オリフィス２０において、筒状部材２４と柱状部材２６との間には、板状部材２５・２５・・が介挿されている。なお、本実施形態において板状部材２５は三枚配設されているが、その枚数は限定されるものではない。また、板状部材２５を配設しない構成とすることも可能である。

筒状部材２４は底部に流路孔２４ａが開口された円筒状に形成される。筒状部材２４の底部における外周面には、外側に突出する係合突起部２４ｂが形成されている。板状部材２５・２５・・・にはその厚さ方向に、複数個の流路穴２５ａ（図７及び図８を参照）が開口されている。筒状部材２４の内周面と柱状部材２６の外周面との間には、オイルが流通できる程度に、間隙が形成されている。そして、オリフィス２０において、筒状部材２４の流路孔２４ａ、板状部材２５・２５・・・の流路穴２５ａ、及び、筒状部材２４の内周面と柱状部材２６の外周面との間隙が、オリフィス流路として形成される。

筒状部材２４の係合突起部２４ｂは、図１に示す如く、ピストン２１の係合溝部２１ｅと係合する。これにより、オリフィス２０とピストン２１とは、所定間隔（係合溝部２１ｅの所定幅Ｄ）よりも小さい範囲内で互いに近接離間可能に構成される。また、ピストン２１とオリフィス２０との間には、ピストン２１とオリフィスとを互いに離間する方向に付勢する、第二バネ２３が介挿されている。具体的には図１に示す如く、ピストン２１の収容室２１ｂに第二バネ２３が収容され、第二バネ２３がオリフィス２０における筒状部材２４の底面に当接することにより、第二バネ２３はピストン２１とオリフィスとを互いに離間する方向に付勢している。なお、本実施形態においては、オリフィス２０に係合突起部２４ｂが形成され、ピストン２１に係合溝部２１ｅが形成される構成としているが、オリフィス２０に係合溝部を形成し、ピストン２１に係合突起部を形成する構成とすることも可能である。

本実施形態に係るショックアブソーバ１０は上記の如く構成することにより、ピストンロッド１７と共にピストン２１がシリンダ１１の内部を軸方向に移動する際に、オリフィス２０を通過するオイルの流動抵抗によって制動力を発生させる構成としている。

具体的には図２に示す如く、ピストンロッド１７の押し込み開始時は、ピストン２１は第一バネ２２の弾性力及び外周面２１ｃにおける摩擦抵抗によって変位せず、オリフィス２０のみが降下する。これにより、第二バネ２３が圧縮され、オリフィス２０の下面はピストン２１の上面に当接する。この際、収容室２１ｂは筒状部材２４の流路孔２４ａのみと連通する状態となる。即ち、オリフィス２０がピストン２１に当接している際は、オリフィス２０がオリフィス流路以外の流路を閉塞する。

次に、ピストンロッド１７の押し込み途中では図３に示す如く、ピストン２１はオリフィス２０が当接した状態で降下し、第一バネ２２は徐々に圧縮される。この際、収容室２１ｂは筒状部材２４の流路孔２４ａのみと連通する状態（オリフィス流路以外の流路が閉塞された状態）であるため、オイルの流動抵抗は大きくなる。詳細には図７中の矢印ａ、矢印ｂ、及び、矢印ｃに示す如く、オイルは収容室２１ｂからオリフィス流路（流路孔２４ａ、流路穴２５ａ、及び、筒状部材２４の内周面と柱状部材２６の外周面との間隙）のみを流通する。このため、オリフィス２０を通過するオイルの流動抵抗が大きくなって大きな制動力が発生するのである。図４に示す如くピストン２１がオイル封止ビス１５に当接すると、第一バネ２２の圧縮が終了し、ピストンロッド１７の押し込みが完了する。

次に、ピストンロッド１７の戻り開始時は図５に示す如く、ピストン２１は第二バネ２３の弾性力及び外周面２１ｃにおける摩擦抵抗によって変位せず、オリフィス２０のみが上昇する。これにより、第二バネ２３が伸長し、オリフィス２０の下面はピストン２１の上面から離間する。この際、収容室２１ｂは筒状部材２４の流路孔２４ａ以外の部分である、筒状部材２４の外周部分と連通する状態となる。即ち、オリフィス２０がピストン２１から離間している際は、オリフィス２０はオリフィス流路以外の流路を開放する。

次に、ピストンロッド１７の戻り途中では図６に示す如く、ピストン２１はオリフィス２０が離間した状態で上昇し、第一バネ２２は徐々に伸長する。この際、収容室２１ｂは筒状部材２４の流路孔２４ａ以外の部分と連通する状態（オリフィス流路以外の流路が開放された状態）であるため、オイルの流動抵抗は小さくなる。詳細には図８中の矢印ｄ、矢印ｅに示す如く、オイルはオリフィス流路だけでなく、オリフィス流路以外の、筒状部材２４の外周部分から収容室２１ｂへと流入する。このため、オリフィス２０を通過するオイルの流動抵抗を小さくしてピストンロッド１７が戻りやすくなるのである。図１に示す如く第一バネ２２の伸長が終了すると、ピストンロッド１７の戻りが完了する。この際、オリフィス２０は第二バネ２３の弾性力によって、係合突起部２４ｂが係合溝部２１ｅに係合した状態を維持する。

本実施形態に係るショックアブソーバ１０によれば、上記の如く構成することにより、制動力の立ち上がりのばらつきを抑制することができる。具体的には図１及び図８に示す如く、ピストンロッド１７が戻った際に係合突起部２４ｂが係合溝部２１ｅに係合した状態を維持するため、第二バネ２３の長さを一定にすることができる。つまり、係合溝部２１ｅは軸方向に所定幅Ｄで形成されているため、係合突起部２４ｂをピストン２１におけるオリフィス２０との当接面から所定幅Ｄの位置に留めることができる。即ち、第二バネ２３が伸長した長さを一定にすることが可能となるため、ショックアブソーバ１０においてピストンロッド１７の押し込み開始時の制動力の立ち上がり精度を向上させることが可能となるのである。

また、本実施形態に係るショックアブソーバ１０によれば、オリフィス２０に係合突起部２４ｂを形成し、ピストン２１に係合溝部２１ｅを形成し、係合突起部２４ｂが係合溝部２１ｅと係合することにより、オリフィス２０とピストン２１とが所定幅Ｄよりも小さい範囲内で互いに近接離間可能に構成している。これにより、簡易な構成で第二バネ２３が伸長した長さを一定にすることが可能となる。つまり、部品点数を増加させることなく、簡易な構成で、ショックアブソーバ１０においてピストンロッド１７の押し込み開始時の制動力の立ち上がり精度を向上させることが可能となる。

また、本実施形態に係るショックアブソーバ１０において、オリフィス２０は、底部に流路孔２４ａが開口された筒状部材２４に柱状部材２６を嵌入して形成され、筒状部材２４と柱状部材２６との間には、複数個の流路穴２５ａ・２５ａ・・・が開口された複数枚の板状部材２５が介挿される。また、オリフィス流路は、筒状部材２４の流路孔２４ａ、板状部材２５の流路穴２５ａ・２５ａ・・・、及び、筒状部材２４の内周面と柱状部材２６の外周面との間隙によって形成される。これにより、それぞれの部材におけるショックアブソーバ１０の制動力への影響を低減させている。つまり、各部品における減衰力のばらつきを互いに補うことにより、一定的な制動力を得られる構成としている。

次に、図９を用いて、本発明の第二実施形態に係るショックアブソーバについて説明する。本実施形態に係るショックアブソーバについては、前記第一実施形態に係るショックアブソーバ１０とほぼ同一の構成を備えるため、構成の異なる部分を中心に説明を行うものとする。

本実施形態においては、オリフィスの構成が第一実施形態と異なる。具体的には図９に示す如く、本実施形態におけるオリフィスは、雌ねじ部材１２４及び雄ねじ部材１２６で構成される。雌ねじ部材１２４は底部に流路孔１２４ａが開口された筒状に形成され、その内周面には、先端に向かって縮径するテーパ形状の雌ねじ部１２４ｃが形成されている。雌ねじ部材１２４の底部における外周面には、外側に突出する係合突起部１２４ｂが形成されている。一方、雄ねじ部材１２６はその外周面に、先端に向かって縮径するテーパ形状の雄ねじ部１２６ａが形成されている。雌ねじ部材１２４と雄ねじ部材１２６とは、雄ねじ部１２６ａが雌ねじ部１２４ｃに螺入されることにより結合され、本実施形態におけるオリフィスが構成される。

図９に示す如く、雄ねじ部１２６ａと雌ねじ部１２４ｃとの間には、オイルが流通できる程度に、間隙が形成されている。そして、本実施形態に係るオリフィスにおいて、雌ねじ部材１２４の流路孔１２４ａ、及び、雄ねじ部１２６ａと雌ねじ部１２４ｃとの間隙が、オリフィス流路として螺旋状に形成される。

本実施形態においては上記の如く構成することにより、ショッククアブソーバにおける制動力を調整可能としている。具体的には、雄ねじ部材１２６の雄ねじ部１２６ａを、雌ねじ部材１２４の雌ねじ部１２４ｃに螺入させる際に、締め込み量を調節することにより、オリフィス流路の幅を調節することが可能となる。つまり、オリフィス流路を狭くした場合、オリフィスを通過するオイルの流動抵抗が大きくなるため、ショックアブソーバにおいて生じる制動力を大きくすることができる。逆に、オリフィス流路を広くした場合、オリフィスを通過するオイルの流動抵抗が小さくなるため、ショックアブソーバにおいて生じる制動力を小さくすることができる。

１０ショックアブソーバ
２０オリフィス（筒状部材２４・柱状部材２６）
２１ピストン
２３第二バネ

Claims

一端側に開口部を有し、他端側に底部を有した有底円筒状に形成され、粘性流体が封入されるシリンダと、
前記開口部を閉塞し、中心部分に挿通孔が開口されたキャップと、
前記シリンダの内周面で摺動することにより前記シリンダの内部空間を軸方向に二分割するピストンと、
前記シリンダの底部と前記ピストンとの間に介挿され、前記ピストンを前記開口部の側に付勢する第一バネと、
前記キャップの挿通孔に挿通され、一端側が前記シリンダの外部に延出されるとともに、他端側が前記シリンダの内部に挿入されるピストンロッドと、
前記ピストンロッドの他端側に固定されるとともに前記ピストンに連結され、その内部に粘性流体を流通させるオリフィス流路が形成されるオリフィスと、を備え、
前記ピストンロッドと共に前記ピストンが前記シリンダ内を軸方向に移動する際に、前記オリフィスを通過する粘性流体の流動抵抗によって制動力を発生させるショックアブソーバであって、
前記ピストン及び前記オリフィスは、所定間隔よりも小さい範囲内で互いに近接離間可能に構成され、
前記ピストンと前記オリフィスとの間には、前記ピストンと前記オリフィスとを互いに離間する方向に付勢する、第二バネが介挿され、
前記オリフィスにおける前記ピストン側に近接する方向側の端面が前記ピストンにおける前記オリフィス側に近接する方向側の端面に当接している際は、前記オリフィスが前記オリフィス流路以外の流路を閉塞することにより流動抵抗が大きくなるとともに、前記オリフィスにおける前記ピストン側に近接する方向側の端面が前記ピストンにおける前記オリフィス側に近接する方向側の端面から離間している際は、前記オリフィスが前記オリフィス流路以外の流路を開放することにより粘性流体の流動抵抗が小さくなり、
前記ピストン及び前記オリフィスは、一方に係合突起部が形成されるとともに、他方に軸方向の所定幅を有する係合溝部が形成され、前記係合突起部が前記係合溝部と係合することにより、所定間隔よりも小さい範囲内で互いに近接離間可能に構成される、ことを特徴とする、ショックアブソーバ。
前記オリフィスは、底部に流路孔が開口された筒状部材に柱状部材を嵌入して形成され、
前記筒状部材と前記柱状部材との間には、複数個の流路穴が開口された複数枚の板状部材が介挿され、
前記オリフィス流路は、前記筒状部材の前記流路孔、前記板状部材の流路穴、及び、前記筒状部材の内周面と前記柱状部材の外周面との間隙によって形成される、ことを特徴とする、請求項１に記載のショックアブソーバ。
前記オリフィスは、底部に流路孔が開口されるともに、先端に向かって縮径する雌ねじ部がその内周面に形成された雌ねじ部材に、先端に向かって縮径する雄ねじ部がその外周面に形成された雄ねじ部材を螺入して形成され、
前記オリフィス流路は、前記雌ねじ部材の前記流路孔、及び、前記雌ねじ部材の雌ねじ部と前記雄ねじ部材の雄ねじ部との間隙によって形成される、ことを特徴とする、請求項１に記載のショックアブソーバ。