JP7446200B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ装置に関する。

ヘッドキャップをピストンロッドの鍔部に溶接等によって固定するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－２４７８４２号公報

シリンダ装置においてコストを低減することが要望されている。

したがって、本発明は、コストを低減することができる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、本発明は、シリンダと、前記シリンダから外部に延出されるピストンロッドと、前記ピストンロッドに装着されるリング部材と、前記ピストンロッドが挿通されて前記リング部材に係合すると共に、相手部材が取り付けられる環状のキャップ部材と、を有し、前記キャップ部材は、前記相手部材と当接する取付部と、内周端に設けられて前記シリンダ側に折り曲げられる折曲部とが形成され、前記折曲部の前記ピストンロッドとの対向部には、前記ピストンロッドに圧入される圧入部と、該圧入部よりも前記シリンダ側に形成され、前記リング部材に当接するリング部材当接部と、
を有する、構成とした。

本発明によれば、コストを低減することができる。

本発明に係る実施形態のシリンダ装置を示す一部を断面とした正面図である。 本発明に係る実施形態のシリンダ装置の要部の断面図である。 本発明に係る実施形態のシリンダ装置の要部の拡大断面図である。 本発明に係る実施形態のシリンダ装置の変形例の要部の断面図である。 本発明に係る実施形態のシリンダ装置のキャップ部材の変形例の要部の拡大断面図である。

本発明に係る実施形態のシリンダ装置を図面を参照して以下に説明する。

実施形態のシリンダ装置１１は、自動車や鉄道車両等の車両のサスペンション装置に用いられる緩衝器であり、具体的には自動車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１１は、略円筒状のシリンダ２１と、一端側がシリンダ２１内に挿入されると共にシリンダ２１の軸方向の一端側から外部に延出されるピストンロッド２２とを有している。また、シリンダ装置１１は、シリンダ２１のピストンロッド２２が突出する側とは反対側に固定された取付アイ２３を有している。

シリンダ装置１１は、ピストンロッド２２のシリンダ２１内に配置される側の端部に取り付けられてシリンダ２１内を二室に区画する図示略のピストンを有しており、ピストンロッド２２およびピストンがシリンダ２１に対し軸方向に移動し、その際に減衰力を発生させる。

シリンダ装置１１は、いずれもピストンロッド２２を内側に挿通させて軸方向のシリンダ２１側から順に設けられる、リング部材２５、キャップ部材２６、ワシャ２７（相手部材）、クッション受部材２８、クッション２９、クッション受部材３０、ブラケット３１、板状部材３２、クッション受部材３３、クッション３４、クッション受部材３５およびナット３６を有している。また、シリンダ装置１１は、キャップ部材２６に取り付けられるカバー３８（相手部材）を有している。リング部材２５、キャップ部材２６、ワシャ２７、クッション受部材２８，３０，３３，３５、ブラケット３１、板状部材３２、ナット３６およびカバー３８は、金属製であり、クッション２９，３４はゴム製である。

ピストンロッド２２は、金属製であり、シリンダ２１から突出する部分に、主軸部５１とネジ軸部５２とを有している。ネジ軸部５２は、主軸部５１に対し軸方向のシリンダ２１とは反対側に設けられている。ピストンロッド２２は、少なくともシリンダ２１から突出する部分全体が継ぎ目のない一部品からなっている。

図２に示すように、主軸部５１は、シリンダ２１側（図２の下側）から順に、大径部６１と、係合溝６２と、嵌合部６３と、テーパ部６４と、小径部６５とを有している。

図３に示すように、大径部６１は、その外周端にある外周面部７１が円筒面である。

嵌合部６３は、その外周端にある外周面部７３が円筒面である。嵌合部６３の外径すなわち外周面部７３の径は、大径部６１の外径すなわち外周面部７１の径よりも若干小径である。

係合溝６２は、円環状であり、外周面部７１，７３よりも径方向内方に凹んでいる。係合溝６２は、その凹状の溝内面７２が、外周面部７１の軸方向の外周面部７３側の端縁部から、外周面部７３の軸方向の外周面部７１側の端縁部まで延びている。溝内面７２は、ピストンロッド２２の中心軸線を含む面での断面が円弧状をなしている。

テーパ部６４は、その外周端にある外周面部７４がテーパ面であって、外周面部７３の軸方向における溝内面７２とは反対側の端縁部から延びている。この外周面部７４は、外周面部７３から軸方向に離れるほど外径が小径となる。

小径部６５は、その外周端にある外周面部７５が、円筒面であって、外周面部７４の軸方向における外周面部７３とは反対側の端縁部から延びている。小径部６５の外径すなわち外周面部７５の径は、嵌合部６３の外径すなわち外周面部７３の径よりも小径である。

図１に示すように、ネジ軸部５２の外周部にはオネジ８１が形成されている。ネジ軸部５２の最大外径であるオネジ８１の最大外径は、小径部６５の外径よりも小径となっている。図３に示す外周面部７１，７３，７４，７５、溝内面７２および図１に示すオネジ８１は、共通の一本の中心軸線を中心とする同軸状に配置されている。

リング部材２５は、周方向の一部が破断された円形状のＣリングであり、図２に示すように、その中心軸線を含む面での断面が円形状をなしている。リング部材２５は、円柱状の棒材を、両端部を対向させるように円形状に湾曲させて形成されている。リング部材２５は、拡縮径可能となっている。リング部材２５は、自然状態での最小内径が係合溝６２の最小外径に対し同等以下となっている。

キャップ部材２６は、円環状であって、一枚の金属製の板状部材からプレス成形による打ち抜きおよび折り曲げによって形成されている。キャップ部材２６は、径方向中間から外周端までの円環状の取付部９１と、内周端に設けられた折曲部９２とを有している。キャップ部材２６は、継ぎ目のない一体成形品である。

取付部９１は、有孔円形平板状の基板部１０１と、基板部１０１の外周縁部から基板部１０１の径方向における外方かつ軸方向における一側に延出するテーパ状のテーパ板部１０２と、テーパ板部１０２の外周縁部からテーパ板部１０２の軸方向において基板部１０１とは反対方向に延出する円筒状の取付本体部１０３とを有している。

折曲部９２は、基板部１０１の内周端から基板部１０１の軸方向におけるテーパ板部１０２および取付本体部１０３の側に折り曲げられている。折曲部９２は、基板部１０１の内周端から基板部１０１の軸方向におけるテーパ板部１０２および取付本体部１０３の側に延びる筒状の軸方向延出部１１１と、軸方向延出部１１１の軸方向における基板部１０１とは反対側の部分から軸方向延出部１１１の径方向における外方に向けて延出する径方向延出部１１２とを有している。

径方向延出部１１２は有孔円形平板状であり、基板部１０１に対向する対向面１１５が、基板部１０１の径方向延出部１１２に対向する対向面１１６に面接触で隙間なく当接している。径方向延出部１１２の外径はワシャ２７の外径と同等である。径方向延出部１１２の対向面１１５と、径方向延出部１１２の対向面１１５とは反対側に向く端面１１７と、基板部１０１の対向面１１６と、基板部１０１の対向面１１６とは反対側に向く端面１１８とは、キャップ部材２６の中心軸線に対して垂直に広がる平面状をなしている。

図３に示すように、軸方向延出部１１１の径方向内側は、軸方向の径方向延出部１１２とは反対側から順に、一端Ｒ面取部１２１と、圧入部１２２と、段部１２３（リング部材当接部）と、中間Ｒ面取部１２４と、大径部１２５と、他端面取部１２６と、を有している。

一端Ｒ面取部１２１は、その内周端の内周面部１３１が、基板部１０１の端面１１８の内周端縁部から軸方向の圧入部１２２側に延出している。内周面部１３１は、軸方向において圧入部１２２側ほど小径となり且つ湾曲の中心が軸方向延出部１１１の内部に配置される湾曲面となっている。

圧入部１２２は、その内周端の内周面部１３２が、内周面部１３１の最小内径の端縁部から軸方向に延出しており、一定径の円筒面となっている。キャップ部材２６は、ピストンロッド２２に取り付けられる前の状態で、圧入部１２２の内径すなわち内周面部１３２の径が、ピストンロッド２２の嵌合部６３の外径すなわち外周面部７３の径よりも締め代分小径となっている。この状態の圧入部１２２の内径すなわち内周面部１３２の径は、ピストンロッド２２の小径部６５の外径すなわち外周面部７５の径よりも大径である。ワシャ２７の内径も、ピストンロッド２２の嵌合部６３の外径すなわち外周面部７３の径よりも締め代分小径となっている。

段部１２３は、内周面部１３２の軸方向における内周面部１３１とは反対側の端縁部から径方向外方に広がる段面部１３３を有している。段面部１３３は軸方向において内周面部１３１，１３２とは反対側に向いており、キャップ部材２６の中心軸線に対して垂直に広がる平面状をなしている。

中間Ｒ面取部１２４は、その内周端の内周面部１３４が、段面部１３３の外周端縁部から径方向外方かつ軸方向の内周面部１３１，１３２とは反対側に広がっている。内周面部１３４は、軸方向において内周面部１３１，１３２とは反対側ほど大径となり且つ湾曲の中心が軸方向延出部１１１の外部に配置される湾曲面となっている。

大径部１２５は、その内周端の内周面部１３５が、内周面部１３４の最大内径の端縁部から軸方向に内周面部１３２とは反対方向に延出しており、一定径の円筒面となっている。大径部１２５の内径すなわち内周面部１３５の径は、圧入部１２２の内径すなわち内周面部１３２の径よりも大径となっている。大径部１２５の内径すなわち内周面部１３５の径は、リング部材２５の外径よりも大径となっている。

他端面取部１２６は、その内周端の内周面部１３６（ガイド面）が、内周面部１３５の軸方向の内周面部１３４とは反対側の端縁部から径方向外方かつ軸方向の内周面部１３４とは反対側に広がっている。内周面部１３６は、軸方向において内周面部１３４とは反対側ほど大径となるテーパ面となっている。内周面部１３６は、軸方向の内周面部１３５とは反対側の端縁部が径方向延出部１１２の端面１１７の内周端縁部まで延びている。内周面部１３１，１３２，１３４，１３５，１３６および段面部１３３は、共通の一本の中心軸線を中心とした同軸状に配置されている。

図１に示すように、キャップ部材２６には、取付部９１の取付本体部１０３の外周部に、相手部材であるカバー３８が嵌合されて固定されている。このとき、取付部９１はカバー３８と当接している。カバー３８は、キャップ部材２６に固定された状態で、テーパ板部１０２の外周縁部から軸方向の基板部１０１とは反対側に延出する状態となる。キャップ部材２６は、取付本体部１０３にカバー３８が取り付けられカバー３８と一体化された状態で、シリンダ２１から突出するピストンロッド２２に取り付けられる。

図２に示すように、その際に、まず、ピストンロッド２２の係合溝６２にリング部材２５が装着される。このとき、リング部材２５は、弾性変形させられることにより拡径しながら、ピストンロッド２２に軸方向におけるシリンダ２１とは反対側から嵌合され、係合溝６２の位置で縮径して係合溝６２内に入り込み、図３に示すように溝内面７２に当接する。この状態で、リング部材２５は、ピストンロッド２２の大径部６１の外周面部７１および嵌合部６３の外周面部７３よりも径方向外方に突出する。

そして、この状態で、図１に示すようにカバー３８が予め取り付けられた状態のキャップ部材２６が、カバー３８を先頭にして、ピストンロッド２２およびシリンダ２１に、ピストンロッド２２の軸方向におけるシリンダ２１とは反対側から被せられることになり、その際に、図３に示すように軸方向延出部１１１の内側にピストンロッド２２が挿通される。また、その際に、キャップ部材２６は、段部１２３よりもシリンダ２１側（図３における下側）の他端面取部１２６の内周面部１３６が段部１２３よりも外径側に広がる形状をなしているため、ピストンロッド２２の軸方向延出部１１１の内側への挿通をガイドする。

その後、キャップ部材２６は、圧入部１２２が内周面部１３２において、ピストンロッド２２の嵌合部６３の外周面部７３に圧入されて締まり嵌めで嵌合される。また、その際に、軸方向延出部１１１は、段部１２３が段面部１３３においてリング部材２５に当接し係合して停止する。なお、このとき、圧入の力でリング部材２５が拡径方向に変形しようとしても、軸方向延出部１１１の大径部１２５の内周面部１３５に当接して係合溝６２からの外れが規制される。

このようにピストンロッド２２に取り付けられた状態で、キャップ部材２６は、内周端に設けられた折曲部９２が取付部９１から軸方向のシリンダ２１側（図３における下側）に折り曲げられた状態となる。また、この状態で、キャップ部材２６は、折曲部９２のピストンロッド２２と径方向に対向する対向部１４１に、一端Ｒ面取部１２１と、ピストンロッド２２に圧入される圧入部１２２と、圧入部１２２よりも軸方向のシリンダ２１側に形成され、リング部材２５に当接する段部１２３と、中間Ｒ面取部１２４と、大径部１２５と、他端面取部１２６とを有する。また、この状態で、キャップ部材２６は、折曲部９２の軸方向のシリンダ２１側に、径方向外方に向けて延びる径方向延出部１１２が形成されている。径方向延出部１１２は、取付部９１の基板部１０１に対し当接している。キャップ部材２６は、このように、溶接ではなく圧入でピストンロッド２２に取り付けられる。キャップ部材２６は、一部品にピストンロッド２２への圧入部１２２とリング部材２５に係合する段部１２３とが設けられている。

このようにして、ピストンロッド２２にキャップ部材２６を圧入により固定した後、キャップ部材２６上に載置させるようにして、ワシャ２７を嵌合部６３に圧入し締まり嵌めで嵌合させる。すると、ワシャ２７は基板部１０１の端面１１８に当接する。なお、ワシャ２７をキャップ部材２６に重ねた状態で、これらワシャ２７およびキャップ部材２６を嵌合部６３に一度に圧入することも可能である。

その後、ワシャ２７上に、図１に示すように、クッション受部材２８、クッション２９、クッション受部材３０、ブラケット３１、板状部材３２、クッション受部材３３、クッション３４およびクッション受部材３５を、それぞれの内側にピストンロッド２２を挿通させながら載置させ、ナット３６をピストンロッド２２のネジ軸部５２のオネジ８１に螺合させる。

そして、ナット３６を締め付けることにより、キャップ部材２６とナット３６とで、ワシャ２７、クッション受部材２８、クッション２９、クッション受部材３０、ブラケット３１、板状部材３２、クッション受部材３３、クッション３４およびクッション受部材３５を、軸方向に挟持する。この状態で、キャップ部材２６の取付部９１には、ワシャ２７が当接し、ワシャ２７が取り付けられる。

ワシャ２７、クッション受部材２８、クッション２９、クッション受部材３０、ブラケット３１、板状部材３２、クッション受部材３３、クッション３４およびクッション受部材３５は、車体マウント用の部品であり、よって、キャップ部材２６は、車体マウントの座面となる。キャップ部材２６は、ワシャ２７に当接することになって、締結軸力および減衰力をうけることになる。キャップ部材２６は、一部品で、ピストンロッド２２への取り付けとカバー３８およびワシャ２７の保持とが可能になる。

上記した特許文献１には、ヘッドキャップをピストンロッドの鍔部に溶接等によって固定するシリンダ装置が開示されている。溶接はコストを増大させてしまう。また、このようなシリンダ装置では、ピストンロッドが２体で形成されて、ヘッドキャップを載置するフランジ部を有する第２ピストンロッドを第１ピストンロッドに溶接で接合するようになっているものもあり、やはり溶接によってコストを増大させてしまう。

これに対して、実施形態のシリンダ装置１１は、ピストンロッド２２に装着されるリング部材２５と、ピストンロッド２２が挿通されてリング部材２５に係合すると共に、相手部材であるワシャ２７およびカバー３８が取り付けられる環状のキャップ部材２６と、を有し、キャップ部材２６は、ワシャ２７およびカバー３８と当接する取付部９１と、内周端に設けられてシリンダ２１側に折り曲げられる折曲部９２とが形成され、折曲部９２のピストンロッド２２との対向部１４１には、ピストンロッド２２に圧入される圧入部１２２と、圧入部１２２よりもシリンダ２１側に形成され、リング部材２５に当接する段部１２３とを有する。これにより、キャップ部材２６をピストンロッド２２に溶接することなく固定することができるため、コストを低減することができる。

また、キャップ部材２６は、一部品で、ピストンロッド２２への取り付けと、ワシャ２７およびカバー３８の保持とが可能になるため、部品点数を低減することができ、その点でもコストを低減することができる。

また、折曲部９２には、径方向外方に向けて延びる径方向延出部１１２が形成されているため、取付部９１を径方向延出部１１２で補強することができる。よって、ワシャ２７を介して入力されるナット３６の軸力を良好に受けることができる。

また、径方向延出部１１２は、取付部９１に対し当接しているため、取付部９１を径方向延出部１１２で、より強固に補強することができる。よって、ワシャ２７を介して入力されるナット３６の軸力を一層良好に受けることができる。また、圧入時に段部１２３がリング部材２５と当接することにより外周側に変形してしまうことを抑制できる。

また、段部１２３のシリンダ２１側には、段部１２３よりも外径側に広がる内周面部１３６が形成されているため、キャップ部材２６へピストンロッド２２を挿通させる作業が容易となる。

また、キャップ部材２６は、一枚の板材からプレスによる打ち抜きおよび折り曲げによって形成されるため、基板部１０１の平面度を出すことができる。よって、図４に示すようにワシャ２７を廃止した構造とすることも可能である。この場合、ピストンロッド２２の嵌合部６３Ａは、キャップ部材２６のみが圧入されることになるため、軸方向長さが嵌合部６３よりも短くなる。

なお、他端面取部１２６の内周面部１３６をテーパ面とするのではなく、図５に示す他端面取部１２６Ａの内周面部１３６Ａ（ガイド面）のように、曲げ加工時に必然的に形成される湾曲面としても良い。すなわち他端面取部１２６ＡをＲ面取りとしても良い。この内周面部１３６Ａは、内周面部１３５の軸方向の内周面部１３４とは反対側の端縁部から径方向外方かつ軸方向の内周面部１３４とは反対側に広がっている。内周面部１３６Ａは、軸方向において内周面部１３４とは反対側ほど大径となり、しかも湾曲中心が軸方向延出部１１１内に配置される湾曲面となっている。内周面部１３６Ａも、軸方向の内周面部１３５とは反対側の端縁部が径方向延出部１１２の端面１１７の内周端縁部まで延びている。

以上に述べた実施形態の第１の態様は、シリンダと、前記シリンダから外部に延出されるピストンロッドと、前記ピストンロッドに装着されるリング部材と、前記ピストンロッドが挿通されて前記リング部材に係合すると共に、相手部材が取り付けられる環状のキャップ部材と、を有し、前記キャップ部材は、前記相手部材と当接する取付部と、内周端に設けられて前記シリンダ側に折り曲げられる折曲部とが形成され、前記折曲部の前記ピストンロッドとの対向部には、前記ピストンロッドに圧入される圧入部と、該圧入部よりも前記シリンダ側に形成され、前記リング部材に当接するリング部材当接部と、を有する。これにより、コストを低減することができる。

実施形態の第２の態様は、上記第１の態様において、前記折曲部には、径方向外方に向けて延びる径方向延出部が形成されている。

実施形態の第３の態様は、上記第２の態様において、前記径方向延出部は、前記取付部に対し当接している。

実施形態の第４の態様は、上記第１乃至第３のいずれか一態様において、前記リング部材当接部の前記シリンダ側には、該リング部材当接部よりも外径側に広がるガイド面が形成されている。

１１ シリンダ装置
２１ シリンダ
２２ ピストンロッド
２５ リング部材
２７ ワシャ（相手部材）
３７ カバー（相手部材）
２６ キャップ部材
９１ 取付部
９２ 折曲部
１１２ 径方向延出部
１２２ 圧入部
１２３ 段部（リング部材当接部）
１３６，１３６Ａ 内周面部（ガイド面）
１４１ 対向部

Claims (4)

1. シリンダと、
   前記シリンダから外部に延出されるピストンロッドと、
   前記ピストンロッドに装着されるリング部材と、
   前記ピストンロッドが挿通されて前記リング部材に係合すると共に、相手部材が取り付けられる環状のキャップ部材と、を有し、
   前記キャップ部材は、
   前記相手部材と当接する取付部と、
   内周端に設けられて前記シリンダ側に折り曲げられる折曲部とが形成され、
   前記折曲部の前記ピストンロッドとの対向部には、前記ピストンロッドに圧入される圧入部と、該圧入部よりも前記シリンダ側に形成され、前記リング部材に当接するリング部材当接部と、
   を有するシリンダ装置。
2. 請求項１に記載のシリンダ装置であり、
   前記折曲部には、径方向外方に向けて延びる径方向延出部が形成されているシリンダ装置。
3. 請求項２に記載のシリンダ装置であり、
   前記径方向延出部は、前記取付部に対し当接しているシリンダ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリンダ装置であり、
   前記リング部材当接部の前記シリンダ側には、該リング部材当接部よりも外径側に広がるガイド面が形成されているシリンダ装置。

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