JP7486452B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ装置に関する。

シリンダ装置には、ピストンロッドのシリンダからの伸長に応じてロッドガイドに当接するリバウンドクッションをピストンロッドに設けたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００２－３９２５２号公報 特開２０１４－９２１６９号公報

リバウンドクッションは、ロッドガイドへ当接して変形すると、その表面を流れる作動流体の流路を狭めてしまい、流路抵抗となってしまう。

したがって、本発明は、リバウンドクッションが流路抵抗となることを抑制することが可能とな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、本発明に係る一態様は、リバウンドクッションの表面が微小な凹凸を有する梨地状である、構成とした。

本発明によれば、リバウンドクッションが流路抵抗となることを抑制することが可能となる。

本発明に係る一実施形態のシリンダ装置を示す正断面図である。 本発明に係る一実施形態のシリンダ装置のリバウンドクッションを示す正断面図である。 本発明に係る一実施形態のシリンダ装置のリバウンドクッションを示す平面図である。 本発明に係る一実施形態のシリンダ装置のリバウンドクッションの表面を示す正断面図である。 本発明に係る一実施形態のシリンダ装置の伸び切り時の要部を示す正断面図である。

本発明に係る一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。

図１に示す本実施形態のシリンダ装置１０は、作動流体として油液が用いられる油圧緩衝器（Ｓｈｏｃｋ Ａｂｓｏｒｂｅｒ）であり、自動車等の車両のサスペンション装置に用いられるものである。シリンダ装置１０は、円筒状の内筒１１と、内筒１１より大径で内筒１１との間にリザーバ室１２を形成するように内筒１１の外周側に同軸状に設けられる有底円筒状の外筒１３とからなるシリンダ１４を有している。つまり、このシリンダ装置１０は、そのシリンダ１４が内筒１１と外筒１３とを有する複筒式となっている。なお、本発明は、複筒式に限らず、単筒式のシリンダ装置にも適用可能である。

シリンダ装置１０は、内筒１１の中心軸線上に配置されるとともに軸方向一端側が内筒１１の内部に挿入され軸方向他端側が内筒１１および外筒１３のそれぞれの開口側から外部へ延出されるピストンロッド１５と、このピストンロッド１５の一端側に連結されシリンダ１４の内筒１１内に摺動可能に嵌装されて内筒１１内を二つの室１６，１７に区画するピストン１８とを有している。シリンダ１４には、内筒１１内に作動流体としての油液が封入されており、内筒１１と外筒１３との間のリザーバ室１２に作動流体としての油液および高圧ガスが封入されている。

シリンダ装置１０は、シリンダ１４を構成する内筒１１および外筒１３の軸方向における開口側に設けられる筒状のロッドガイド２１と、外筒１３の軸方向におけるロッドガイド２１よりもさらに外側に配置される環状のオイルシール２２と、内筒１１および外筒１３の軸方向のロッドガイド２１およびオイルシール２２とは反対側に配置されるベースバルブ２３とを有している。ロッドガイド２１およびオイルシール２２には、それぞれの内側にピストンロッド１５が摺動可能に挿通される。ロッドガイド２１は、ピストンロッド１５を、その径方向移動を規制しつつ軸方向移動可能に支持して、このピストンロッド１５の移動を案内する。オイルシール２２は、その内周部で、軸方向に移動するピストンロッド１５に摺接して、内筒１１内の油液およびリザーバ室１２内の高圧ガスおよび油液が外部に漏出するのを規制する。なお、本実施形態ではリザーバ室１２内に作動流体としての油液および高圧ガスを封入するとしたが、高圧ガスに限らず、空気を封入してもよい。

外筒１３は、金属製であり、円筒状の胴部２５と、この胴部２５におけるピストンロッド１５の突出側とは反対の一端側を閉塞させる底部２６と、胴部２５におけるピストンロッド１５の突出側の開口部２７の位置から径方向内方に突出する係止部２８とを有する略有底円筒状をなしている。

内筒１１は、金属製であり、円筒状をなし、軸方向の一端側が外筒１３の底部２６の内側に配置されるベースバルブ２３のベースボディ３０に嵌合状態で支持され、軸方向の他端側が外筒１３の開口部２７の内側に嵌合されるロッドガイド２１に支持されている。

ベースバルブ２３のベースボディ３０は金属製であり、ベースボディ３０には、内筒１１内の室１７と、外筒１３と内筒１１との間のリザーバ室１２とを連通可能な油通路３１，３２が形成されている。また、ベースボディ３０には内側の油通路３１を開閉可能な縮み側減衰バルブとしてのディスクバルブ３３が底部２６側に配置されるとともに、外側の油通路３２を開閉可能なチェックバルブとしてのディスクバルブ３４が底部２６とは反対側に配置されている。これらディスクバルブ３３，３４は、リベット３５でベースボディ３０に取り付けられている。

ディスクバルブ３３は、ディスクバルブ３４の図示略の通路穴および油通路３１を介して流れる室１７からリザーバ室１２側への油液の流れを許容して減衰力を発生する一方で逆方向の油液の流れを規制する。これとは反対に、ディスクバルブ３４は油通路３２を介して流れるリザーバ室１２から室１７側への油液の流れを抵抗無く許容する一方で逆方向の油液の流れを規制する。つまり、ディスクバルブ３３は、ピストンロッド１５が縮み側に移動しピストン１８が室１７側に移動して室１７の圧力が上昇すると油通路３１を開くことになり、その際に減衰力を発生する減衰バルブである。また、ディスクバルブ３４は、ピストンロッド１５が伸び側に移動しピストン１８が室１６側に移動して室１７の圧力が下降すると油通路３２を開くことになるが、その際にリザーバ室１２から室１７内に実質的に減衰力を発生せずに油液を流すサクションバルブである。

ピストンロッド１５は、金属製であり、略一定径の主軸部３７と、内筒１１内に挿入される側の端部の、主軸部３７よりも小径の取付軸部３８とを有している。取付軸部３８にはナット４０が螺合されており、このナット４０によってピストン１８およびその両側のディスクバルブ４１，４２がピストンロッド１５に取り付けられている。ピストンロッド１５は、ピストン１８と一体的に移動する。

ピストン１８には、内筒１１内のピストン１８よりも底部２６側の室１７と、内筒１１内のピストン１８よりも底部２６とは反対側の室１６とを連通可能な油通路４４および油通路４５が形成されている。また、ピストン１８には、油通路４４を開閉可能な縮み側減衰バルブである上記したディスクバルブ４１が底部２６とは反対側に配置されるとともに、油通路４５を開閉可能な伸び側減衰バルブとしての上記したディスクバルブ４２が底部２６側に配置されている。

ディスクバルブ４１は油通路４４を介して流れる室１７から室１６側への油液の流れを許容する一方で逆方向の油液の流れを規制する。これとは反対に、ディスクバルブ４２はディスクバルブ４１の図示略の通路穴および油通路４５を介して流れる室１６側から室１７への油液の流れを許容する一方で逆方向の油液の流れを規制する。つまり、ディスクバルブ４１は、ピストンロッド１５が縮み側に移動しピストン１８が室１７側に移動して室１７の圧力が上昇すると油通路４４を開くことになり、その際に減衰力を発生する減衰バルブである。また、ディスクバルブ４２は、ピストンロッド１５が伸び側に移動しピストン１８が室１６側に移動して室１６の圧力が上昇すると油通路４５を開くことになり、その際に減衰力を発生する減衰バルブである。

なお、ピストンロッド１５が伸び側に移動して内筒１１からの突出量が増大すると、その分の油液がリザーバ室１２からベースバルブ２３のディスクバルブ３４を開きつつ油通路３２を介して室１７に流れることになり、逆にピストンロッド１５が縮み側に移動して内筒１１への挿入量が増大すると、その分の油液が室１７からディスクバルブ３３を開きつつ油通路３１を介してリザーバ室１２に流れることになる。

ロッドガイド２１は、略段付き円筒状をなす金属製のロッドガイド本体５０と、ロッドガイド本体５０の内周部に嵌合固定される円筒状のカラー５１とからなっている。カラー５１は、ＳＰＣＣ材やＳＰＣＥ材などの金属製の円筒体の内周面にフッ素樹脂含浸青銅が被覆されて形成されるものである。

ロッドガイド本体５０は、軸方向一側の挿入部５３と、軸方向他側にあって挿入部５３よりも大径の鍔部５４とを有しており、挿入部５３において内筒１１の内周側に挿入され、鍔部５４において外筒１３の胴部２５の内周部に嵌合挿入される。ロッドガイド本体５０の径方向の中央には、軸方向の鍔部５４側に大径穴部５６が、軸方向の挿入部５３側に大径穴部５６よりも小径の小径穴部５７が、それぞれ形成されている。

ロッドガイド本体５０には、軸方向の鍔部５４側の端部に、軸方向に突出する環状凸部５９が形成されており、この環状凸部５９の径方向内側位置に、軸方向に沿って貫通する連通穴６０が形成されている。連通穴６０は、外筒１３と内筒１１との間のリザーバ室１２に連通している。なお、カラー５１は、ロッドガイド本体５０の小径穴部５７内に嵌合されており、ロッドガイド２１には、このカラー５１内にピストンロッド１５が主軸部３７において摺接するように挿通される。

オイルシール２２は、金属製の芯材にゴムを接着したものであり、外筒１３の軸方向の一端部に配置され、その内周部においてピストンロッド１５の主軸部３７の外周部に圧接することになり、ロッドガイド２１とピストンロッド１５の主軸部３７との隙間から漏れ出る油液等の外側への漏れ出しを規制する。オイルシール２２は、その外周部の軸方向一側がロッドガイド２１の環状凸部５９に当接し、軸方向他側が外筒１３の係止部２８に当接している。

ピストンロッド１５の主軸部３７には、内筒１１内に位置する部分、言い換えればピストン１８とロッドガイド２１との間となる部分に、金属製のリバウンドストッパ６１が固定されている。このリバウンドストッパ６１は、有孔円板状のストッパ部６２と、ストッパ部６２の内周側から軸方向一側に延出する係合部６３とを有しており、係合部６３が径方向内方に加締められてピストンロッド１５に固定されている。つまり、リバウンドストッパ６１は、加締め前の係合部６３が軸方向の取付軸部３８側に向く姿勢でその内周部においてピストンロッド１５の主軸部３７の外周部に嵌合させられることになり、この状態で、主軸部３７の外周部に形成された固定溝６４に係合部６３が加締められて係合することにより、主軸部３７の軸方向所定位置に固定される。リバウンドストッパ６１の最大外径であるストッパ部６２の外径は、内筒１１の内径よりも小径となっている。

ピストンロッド１５の主軸部３７には、リバウンドストッパ６１とロッドガイド２１との間位置に、円筒状のリバウンドクッション６６が設けられている。このリバウンドクッション６６には、その径方向内側にピストンロッド１５の主軸部３７が挿通されている。リバウンドクッション６６は、リバウンドストッパ６１のストッパ部６２の軸方向における係合部６３とは反対側に配置されている。

リバウンドクッション６６は、合成樹脂製であり、例えば、熱可塑性ポリエステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）材から一体成形されるものである。リバウンドクッション６６は、図２に示すように、径方向内側の表面である内周表面７１と、径方向外側の表面である外周表面７２と、軸方向両端の表面である一対の軸方向端表面７３と、を有している。これら内周表面７１、外周表面７２および一対の軸方向端表面７３は、中心軸線を一致させており、これらの中心軸線がリバウンドクッション６６の中心軸線となる。

リバウンドクッション６６の内周表面７１には、その軸方向中央に、内周表面７１において最も径方向内側に位置しリバウンドクッション６６においても最も径方向内側に位置する円筒状の内周端表面８１が形成されており、その軸方向両端部に内周端表面８１から軸方向に離れるほど大径となる一対のテーパ状のテーパ表面８２が形成されている。

一方のテーパ表面８２の軸方向における内周端表面８１側の端縁部が、内周端表面８１の軸方向におけるこのテーパ表面８２側の端縁部となっている。この一方のテーパ表面８２の軸方向における内周端表面８１とは反対側の端縁部が、一方の軸方向端表面７３の内周縁部となっている。また、他方のテーパ表面８２の軸方向における内周端表面８１側の端縁部が、内周端表面８１の軸方向におけるこのテーパ表面８２側の端縁部となっている。この他方のテーパ表面８２の軸方向における内周端表面８１とは反対側の端縁部が、他方の軸方向端表面７３の内周縁部となっている。

リバウンドクッション６６の軸方向両端の一対の軸方向端表面７３は、リバウンドクッション６６の中心軸線に対して直交して広がる平面状をなしている。

リバウンドクッション６６の外周表面７２は、リバウンドクッション６６の軸方向における中央位置が最も大径であり、この中央位置からリバウンドクッション６６の軸方向において離れるほど小径となっている。言い換えれば、リバウンドクッション６６の外周表面７２は、リバウンドクッション６６の径方向における外側に膨出する形状をなしている。リバウンドクッション６６の外周表面７２は、軸方向一側の端縁部が一方の軸方向端表面７３の外周縁部となっており、軸方向他側の端縁部が他方の軸方向端表面７３の外周縁部となっている。リバウンドクッション６６の外周表面７２は、リバウンドクッション６６の中心軸線を含む平面での断面が、リバウンドクッション６６の周方向における位置によらず一定の円弧状である。リバウンドクッション６６の外周表面７２は、軸方向中央位置を基準とした鏡面対称状をなしている。

リバウンドクッション６６の自然状態での最大外径すなわち外周表面７２の最大外径は、内筒１１の内径よりも小径となっている。リバウンドクッション６６は、ピストンロッド１５に設けられて内筒１１内に配置された状態で、ロッドガイド２１に当接しなければ、内筒１１との間に径方向の隙間を設ける最大外径となっている。言い換えれば、リバウンドクッション６６は、ロッドガイド２１に当接しなければ、内筒１１との間に全長にわたって油液の流路を形成する。リバウンドクッション６６は、内周表面７１がピストンロッド１５の主軸部３７の円筒面状の外周面９１に対向し、外周表面７２が内筒１１の円筒面状の内周面９２に対向する。

リバウンドクッション６６は、その表面が、微小な凹凸１０１を多数、ほぼ均等な分布で有する梨地状となっている。リバウンドクッション６６は、その全面が、微小な凹凸１０１を多数、ほぼ均等な分布で有する梨地状となっている。すなわち、内周端表面８１の全面と、一対のテーパ表面８２のそれぞれの全面と、一対の軸方向端表面７３のそれぞれの全面と、外周表面７２の全面とが、微小な凹凸１０１を多数ほぼ均等な分布で同様に有する梨地状となっている。

ここで、図４において内周端表面８１に形成された凹凸１０１を例にとり説明すると、凹凸１０１は、内周端表面８１の円筒状の主表面１０２から主表面１０２の径方向における内方に凹む凹部１０３と、主表面１０２から主表面１０２の径方向における外方に突出する凸部１０４と、を有している。凹部１０３は、主表面１０２からの深さＤが、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍとなっており、主表面１０２での開口内径φ１が、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍとなっている。また、凹部１０３の分布の密度は、１平方センチメートル当たり、１０個～２７個となっている。凸部１０４は、主表面１０２からの高さＨが、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍとなっており、主表面１０２での外径φ２が、例えば、０．１ｍｍ～１ｍｍとなっている。また、凸部１０４の分布の密度は、１平方センチメートル当たり、１０個～３１個となっている。一対のテーパ表面８２の凹凸１０１、一対の軸方向端表面７３の凹凸１０１および外周表面７２の凹凸１０１も同様となっている。

リバウンドクッション６６は、ピストンロッド１５のシリンダ１４からの伸長に応じて、図５に示すように、ロッドガイド２１に当接してピストンロッド１５のシリンダ１４からの伸長をリバウンドストッパ６１とで制限する。つまり、ピストンロッド１５がシリンダ１４からの伸長量を増大させると、リバウンドクッション６６は、リバウンドストッパ６１に保持されてピストンロッド１５とともにロッドガイド２１側に移動し、ロッドガイド２１に当接後、ロッドガイド２１とリバウンドストッパ６１とに挟まれて弾性変形し、限界まで弾性変形するとリバウンドストッパ６１およびこれに固定されたピストンロッド１５をロッドガイド２１に対し停止させる。ピストンロッド１５は、この位置が伸び切り位置となる。リバウンドクッション６６は、ピストンロッド１５が伸び切り位置に近づく伸び切り時に弾性変形する。

ピストンロッド１５の伸び切り時に、リバウンドクッション６６は、一方の軸方向端表面７３がリバウンドストッパ６１のストッパ部６２に当接し、他方の軸方向端表面７３がロッドガイド２１に当接して、軸方向の長さが短くなるように弾性変形することになり、これにより径方向に膨らむ。その結果、リバウンドクッション６６は、外周表面７２が内筒１１の内周面９２に当接し、内周表面７１がピストンロッド１５の主軸部３７の外周面９１に当接する。このとき、リバウンドクッション６６は、その表面である、軸方向両側の軸方向端表面７３と外周表面７２と内周表面７１とが、いずれも微小な凹凸１０１を有する梨地状であるため、その表面を流れる油液の流路を凹凸１０１が確保することになる。すなわち、リバウンドクッション６６は、ピストンロッド１５の伸び切り時においても、リバウンドストッパ６１のストッパ部６２に当接する一方の軸方向端表面７３の凹凸１０１が潰れ切らずにこの軸方向端表面７３とストッパ部６２との間の径方向の流路を確保し、ロッドガイド２１に当接する他方の軸方向端表面７３の凹凸１０１が潰れ切らずにこの軸方向端表面７３とロッドガイド２１との間の径方向の流路を確保し、内筒１１に当接する外周表面７２の凹凸１０１が潰れ切らずにこの外周表面７２と内筒１１との間の軸方向の流路を確保し、ピストンロッド１５に当接する内周表面７１の凹凸１０１が潰れ切らずにこの内周表面７１とピストンロッド１５との間の軸方向の流路を確保する。

ここで、リバウンドクッション６６は、キャビティ内面に微小な凹凸を有する金型で成形されることによりキャビティ内面の凹凸が転写されて表面が梨地状とされる。または、リバウンドクッション６６は、通常の金型で成形された後、微細な粒子状樹脂が表面に吹き付けられることにより梨地状とされる。または、リバウンドクッション６６は、通常の金型で成形された後、表面がバフ研磨されることにより梨地状とされる。

上記した特許文献１，２には、ピストンロッドのシリンダからの伸長に応じてロッドガイドに当接するリバウンドクッションをピストンロッドに設けたシリンダ装置が開示されている。リバウンドクッションは、ロッドガイドへ当接して変形すると、その表面を流れる油液の流路を狭めてしまい、流路抵抗となってしまう場合がある。

これに対し、実施形態のシリンダ装置１０は、リバウンドクッション６６の表面が微小な凹凸１０１を有する梨地状であるため、ロッドガイド２１へ当接して変形しても、凹凸１０１が、リバウンドクッション６６の表面を流れる油液の流路を確保し、油液の流路が狭まることを抑制する。よって、リバウンドクッション６６が油液の流路抵抗となってしまうことを抑制できる。したがって、いわゆる伸び切り時の油圧ロックの発生を抑制することができる。

また、リバウンドクッション６６は、その全面が微小な凹凸１０１を有する梨地状であるため、全面にわたって表面を流れる油液の流路を確保し、油液の流路が狭まることを抑制できる。よって、リバウンドクッション６６が油液の流路抵抗となってしまうことを一層抑制できる。

また、リバウンドクッション６６は、微小な凹凸１０１を有する金型で成形されることにより表面が梨地状とされ、または、吹き付けにより表面が梨地状とされ、または、バフ研磨により梨地状とされている。このため、リバウンドクッション６６の表面を容易に梨地状にすることができる。

以上に述べた実施形態の第１の態様のシリンダ装置は、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され該シリンダ内を二室に区画するピストンと、前記シリンダの開口側に設けられるロッドガイドと、一端側が前記ピストンに連結されるとともに前記ロッドガイドに挿通されて他端側が前記シリンダの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設けられ該ピストンロッドの前記シリンダからの伸長に応じて前記ロッドガイドに当接するリバウンドクッションと、を備え、前記リバウンドクッションは、表面が微小な凹凸を有する梨地状である。これにより、リバウンドクッションが作動流体の流路抵抗となってしまうことを抑制できる。

実施形態の第２の態様のシリンダ装置は、第１の態様のシリンダ装置であり、前記リバウンドクッションは、全面が微小な凹凸を有する梨地状である。

実施形態の第３の態様のシリンダ装置は、第１または第２の態様のシリンダ装置であり、前記リバウンドクッションは、微小な凹凸を有する金型で成形されることにより前記梨地状とされ、または、吹き付けにより前記梨地状とされ、または、バフ研磨により前記梨地状とされている。

１０ シリンダ装置
１４ シリンダ
１５ ピストンロッド
１６，１７ 室
１８ ピストン
６６ リバウンドクッション
７１ 内周表面（表面）
７２ 外周表面（表面）
７３ 軸方向端表面（表面）
１０１ 凹凸

Claims (2)

1. 作動流体が封入されるシリンダと、
   前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され該シリンダ内を二室に区画するピストンと、
   前記シリンダの開口側に設けられるロッドガイドと、
   一端側が前記ピストンに連結されるとともに前記ロッドガイドに挿通されて他端側が前記シリンダの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設けられ該ピストンロッドの前記シリンダからの伸長に応じて前記ロッドガイドに当接するリバウンドクッションと、を備え、
   前記リバウンドクッションは、前記ロッドガイドとの当接時に軸方向および径方向の流路を形成するよう表面全面が微小な凹凸を有する梨地状であることを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記リバウンドクッションは、微小な凹凸を有する金型で成形されることにより前記梨地状とされ、または、吹き付けにより前記梨地状とされ、または、バフ研磨により前記梨地状とされていることを特徴とする請求項１記載のシリンダ装置。

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