WO2016194608A1

WO2016194608A1 - シリンダ装置

Info

Publication number: WO2016194608A1
Application number: PCT/JP2016/064679
Authority: WO
Inventors: 直樹石橋; 照章山中
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2016-12-08
Also published as: JP6404468B2; JPWO2016194608A1

Abstract

　ストッパ機構の構成部品をピストンロッドに組付けるときの作業性を向上する。　ストッパ機構（１１）は、内筒（５）内の端部に設けられる第２シリンダ（１２）と、ピストンロッド（７）の移動に伴って移動し第２シリンダ（１２）に嵌装可能に設けられる第２ピストン（１３）とを有する。第２ピストン（１３）は、ピストンロッド（７）に結合されるストッパ（１４）と、ピストンロッド（７）の伸び切り時にロッドガイド（９）と当接するクッション部材（１５）と、ストッパ（１４）の外周囲に設けられストッパ（１４）とクッション部材（１５）とにより軸方向の移動を規制されるピストンリング（１７）とを含んで構成される。クッション部材（１５）とストッパ（１４）とは、クッション部材（１５）に設けられる爪部（１６）と、ストッパ（１４）に設けられ爪部（１６）が係合する周溝（１４Ｂ）とにより結合される。

Description

シリンダ装置

　本発明は、例えば４輪自動車等の車両に搭載され、車両の振動を緩衝するのに好適に用いられるシリンダ装置に関する。

　一般に、４輪自動車等の車両には、各車輪（車軸側）と車体との間にシリンダ装置としての油圧緩衝器が設けられ、車両の振動を緩衝するようにしている（例えば、特許文献１参照）。この種の従来技術によるシリンダ装置には、ピストンロッドの最大伸長時に油圧的なクッション作用を発生させて伸び切り防止を行う構成とした油圧式のストッパ機構が設けられている。

国際公開第２００５／１０６２８２号

　ところで、従来技術のシリンダ装置は、ストッパ機構を構成するピストンリングをストッパ機構に組付けるときに、ピストンリングを拡径する必要があるので、ピストンリングを破損する虞があり、さらには組付けが複雑となってしまうという問題がある。

　本発明の目的は、ストッパ機構の構成部品をピストンロッドに組付けるときの作業性を向上することができるようにしたシリンダ装置を提供することにある。

　本発明の一実施形態によるシリンダ装置は、作動流体が封入された第１シリンダと、前記第１シリンダ内に摺動可能に嵌装され該第１シリンダ内を区画する第１ピストンと、前記第１ピストンに連結されるピストンロッドと、前記第１シリンダの一端側に設けられ前記ピストンロッドを挿通させて摺動可能に案内するロッドガイドと、前記ピストンロッドが伸びまたは縮んで前記第１シリンダ内の端部に達するときに作動するストッパ機構と、を備える。前記ストッパ機構は、前記第１シリンダ内の端部に設けられた第２シリンダと、前記ピストンロッドの移動に伴って移動し前記第２シリンダに嵌装可能に設けられる第２ピストンと、を有し、前記第２ピストンは、前記ピストンロッドに結合される第１部材と、前記ピストンロッドの伸び切り時に前記ロッドガイドと当接するクッション部材と、前記第１部材の外周囲に設けられ前記第１部材と前記クッション部材とにより前記ピストンロッドの軸方向の移動を規制されるピストンリングと、を備え、前記クッション部材と前記第１部材とは、前記クッション部材に設けられた爪部と、前記第１部材に設けられ前記爪部が係合する溝とにより結合される。

　本発明の実施形態によれば、ストッパ機構の第１部材、クッション部材およびピストンリングをピストンロッドに組付けるときの作業性を向上することができる。

本発明の実施の形態によるシリンダ装置としての油圧緩衝器を示す縦断面図である。図１中の第２ピストンを拡大して示す分解斜視図である。図１中のストッパを単体で示す斜視図である。図１中のクッション部材を単体で示す斜視図である。ピストンロッドの伸び切り時のストッパ機構を拡大して示す断面図である。ピストンロッドの伸長行程時のストッパ機構を拡大して示す断面図である。ピストンロッドの縮小行程時のストッパ機構を拡大して示す断面図である。

　以下、本発明の実施の形態に係るシリンダ装置を、油圧緩衝器に適用した場合を例に挙げて、添付図面に従って詳細に説明する。

　図１において、１はシリンダ装置の代表例としての油圧緩衝器を示している。この油圧緩衝器１は、その外殻をなす筒状の外筒２と、後述の内筒５、第１ピストン６、ピストンロッド７、ロッドガイド９およびストッパ機構１１とを含んで、複筒式の緩衝器として構成されている。

　油圧緩衝器１の外筒２は、その一端（図１中の下端）側がボトムキャップ（図示せず）によって閉塞された閉塞端となり、他端側としての上端側は開口端となっている。外筒２の開口端（上端）側には、径方向内側に屈曲して形成されたかしめ部２Ａが設けられ、該かしめ部２Ａは、外筒２の開口端側を閉塞する蓋体３を抜止め状態で保持している。

　環状円板からなる蓋体３は、外筒２の開口端（上端）側を閉塞するため後述のロッドガイド９に当接した状態で、その外周側が外筒２のかしめ部２Ａにより固定されている。蓋体３の内周側には、弾性材料からなるロッドシール４が取付けられ、該ロッドシール４は、後述のピストンロッド７と蓋体３との間をシールしている。

　第１シリンダとしての内筒５は、外筒２内に同軸をなして設けられ、該内筒５の一端（下端）側は、前記ボトムキャップ側にボトムバルブ（図示せず）を介して嵌合、固定されている。内筒５の他端（上端）側は、径方向外向きに拡径して形成された筒状の拡径部５Ａとなり、該拡径部５Ａの上端側内周には、後述のロッドガイド９が嵌合して取付けられている。内筒５内には、作動流体としての油液が封入されている。作動流体としては、油液、オイルに限らず、例えば添加剤を混在させた水等を用いることができる。

　内筒５と外筒２との間には環状のリザーバ室Ａが形成され、このリザーバ室Ａ内には、前記油液と共にガスが封入されている。このガスは、大気圧状態の空気であってもよく、また圧縮された窒素ガス等の気体を用いてもよい。リザーバ室Ａ内のガスは、ピストンロッド７の縮小時（縮み行程）に当該ピストンロッド７の進入体積分を補償すべく圧縮される。

　第１ピストン６は、内筒５内に摺動可能に挿嵌されている。この第１ピストン６は、内筒５（第１シリンダ）内をボトム側油室Ｂとロッド側油室Ｃとの２室に区画している。また、第１ピストン６には、ボトム側油室Ｂとロッド側油室Ｃとを連通可能な油路６Ａ，６Ｂが形成されている。さらに、第１ピストン６の上端面には、ピストンロッド７の縮小によって第１ピストン６が下向きに摺動変位するときに、油路６Ａを流通する油液に抵抗力を与えて所定の減衰力を発生する縮小側のディスクバルブ６Ｃが配設されている。一方、第１ピストン６の下端面には、ピストンロッド７の伸長によって第１ピストン６が上向きに摺動変位するときに、油路６Ｂを流通する油液に抵抗力を与えて所定の減衰力を発生する伸長側のディスクバルブ６Ｄが配設されている。

　ピストンロッド７は、その一端（下端）側が第１ピストン６に連結されている。即ち、該ピストンロッド７は、下端側が内筒５内に挿入され、ナット８等によって第１ピストン６の内周側に固着されている。また、ピストンロッド７の上端側は、ロッドガイド９、蓋体３等を介して外部へと伸縮可能に突出している。ピストンロッド７には、第１ピストン６の取付位置から予め決められた寸法だけ離間した位置に環状溝７Ａが設けられている。環状溝７Ａには、後述のストッパ１４が嵌合して固定されるものである。

　ロッドガイド９は、段付円筒状に形成され、外筒２の上端側に嵌合されると共に、内筒５の拡径部５Ａの上端側にも固定して設けられている。これにより、ロッドガイド９は、内筒５の上側部分を外筒２の中央に位置決めすると共に、内周側でピストンロッド７を軸方向へと摺動可能にガイドするものである。また、ロッドガイド９は、蓋体３を外筒２のかしめ部２Ａにより外側からかしめ固定するときに、該蓋体３を内側から支持する支持構造物を構成する。

　ロッドガイド９は、例えば金属材料、硬質な樹脂材料等に成型加工、切削加工等を施すことにより所定の形状に形成されている。即ち、ロッドガイド９は、図１に示すように、上側に位置して外筒２の内周側に挿嵌される大径部９Ａと、該大径部９Ａの下側に位置して内筒５の内周側に挿嵌される小径部９Ｂとにより段付円筒状に形成されている。該小径部９Ｂの内周側には、内筒５内に挿通されたピストンロッド７を軸方向に摺動可能にガイドするガイド部１０が設けられている。このガイド部１０は、例えば金属製筒体の内周面をフッ素系樹脂（４フッ化エチレン）等で被覆した摺動筒体として構成されている。

　また、ロッドガイド９の大径部９Ａには、蓋体３と対向する大径部９Ａの上面側に環状の油溜め室９Ｃが設けられ、該油溜め室９Ｃは、ロッドシール４およびピストンロッド７を径方向外側から取囲む環状の空間部として形成されている。そして、油溜め室９Ｃは、ロッド側油室Ｃ内の油液（または、この油液中に混入したガス）がピストンロッド７とガイド部１０との僅かな隙間等を介して漏出したときに、この漏出した油液等を一時的に溜めるための空間を提供するものである。

　さらに、ロッドガイド９の大径部９Ａには、外筒２側のリザーバ室Ａに常時連通した連通路９Ｄが設けられ、この連通路９Ｄは、前記油溜め室９Ｃに溜められた油液（ガスを含む）を外筒２側のリザーバ室Ａへと導くものである。なお、蓋体３とロッドガイド９との間には逆止弁（図示せず）が設けられている。即ち、蓋体３とロッドガイド９との間に設けられた前記逆止弁は、油溜め室９Ｃ内に漏出油が増えて溢れた場合に、この溢れた油液がロッドガイド９の連通路９Ｄ（リザーバ室Ａ）側に向けて流れるのを許し、逆向きの流れを阻止するものである。

　次に、第１の実施の形態で採用した油圧式のストッパ機構１１について詳細に説明する。このストッパ機構１１は、ピストンロッド７が外筒２および内筒５から外側へと伸長して（伸びまたは縮んで）、内筒５の端部（伸び切り位置）に達したときに後述の如く作動し、油圧的なクッション作用によってピストンロッド７の伸長動作を停止させ、所謂伸び切り防止を行うものである。

　ここで、ストッパ機構１１は、内筒５のうちピストンロッド７の突出端側寄りに位置した拡径部５Ａの内側に固定して設けられた第２シリンダ１２と、第１ピストン６よりもロッドガイド９側に位置してピストンロッド７の外周側に設けられた第２ピストン１３とにより構成されている。ピストンロッド７の最大伸長時（伸び切り時）には、第２ピストン１３が第２シリンダ１２の内周側に摺動可能に挿嵌（進入）されるものである。

　第２シリンダ１２は、内筒５の拡径部５Ａ内に筒状のカラー１２Ａを介して抜止め状態で設けられたスリーブ１２Ｂを含んで構成されている。スリーブ１２Ｂの上端側は、ロッドガイド９の小径部９Ｂの下端側に嵌合して固定されている。スリーブ１２Ｂの下端側は、テーパ状に拡開した開口端１２Ｃとなり、この開口端１２Ｃは、ピストンロッド７と一体に動く第２ピストン１３がスリーブ１２Ｂ内へと摺動可能に挿嵌されるのを円滑化し、補償するものである。

　第２ピストン１３は、第１ピストン６と第２シリンダ１２との間に設けられ、ストッパ機構１１の可動部を構成している。即ち、第２ピストン１３は、ピストンロッド７の移動に伴って内筒５内を一体に移動（変位）し、第２シリンダ１２に嵌装可能に設けられている。第２ピストン１３は、ピストンロッド７に結合されるストッパ１４と、ストッパ１４の上側に位置するクッション部材１５と、ストッパ１４とクッション部材１５との間に位置するピストンリング１７とを含んで構成されている。

　第１部材としてのストッパ１４は、第２ピストン１３の下側に位置して、ピストンロッド７の外周側で、環状溝７Ａに抜止め状態で嵌合される。このストッパ１４は、筒状部１４Ａと、周溝１４Ｂと、鍔部１４Ｃと、切欠き１４Ｄと、嵌合部１４Ｅとを含んで構成されている。即ち、ストッパ１４は、金属材料を用いて、図３に示すように、上側に位置する筒状部１４Ａと、該筒状部１４Ａの下側に位置する大径部としての鍔部１４Ｃとにより段付円筒状に形成されている。このストッパ１４は、クッション部材１５とピストンリング１７とをピストンロッド７に抜止め状態で取付けると共に、油圧ストッパとして油液の流れを抑制して減衰力を発生させるものである。

　溝としての周溝１４Ｂは、筒状部１４Ａの軸方向略中央部位に位置して、ストッパ１４の全周に亘って設けられている。この周溝１４Ｂは、筒状部１４Ａの外周面を切欠くことにより、断面コ字形状をなす周溝として形成されている。周溝１４Ｂには、後述するクッション部材１５の爪部１６が抜止め状態で掛止めまたは係合され、これにより、ストッパ１４とクッション部材１５とは結合されるものである。

　鍔部１４Ｃは、筒状部１４Ａの下端側から径方向外向きに突出し、筒状部１４Ａよりも大きな外径寸法をもって形成されている。鍔部１４Ｃの上端面は、ピストンリング１７の下端面と当接し、ピストンリング１７が第１ピストン６側に脱落するのを規制している。この鍔部１４Ｃの上端面には、鍔部１４Ｃの上端面を部分的に僅かに切欠いて形成された切欠き１４Ｄが設けられている。この切欠き１４Ｄは、油液の流れを絞る絞り通路を構成し、ピストンロッド７の伸長時に油液の流れを抑制して後述の如く減衰力を発生させるものである。

　嵌合部１４Ｅは、ストッパ１４の鍔部１４Ｃの下端内周側に位置し、後述のメタルフローにより径方向内側へと縮径される。これにより、嵌合部１４Ｅは、ピストンロッド７の環状溝７Ａに嵌合し、ストッパ１４全体をピストンロッド７に抜止め、廻止め状態で固定する。この嵌合部１４Ｅは、ストッパ１４の内径と比較して所定寸法だけ小さい内径を有し、ストッパ１４の鍔部１４Ｃと一体的に形成されている。嵌合部１４Ｅは、メタルフロー（塑性流動）により環状溝７Ａ内に抜止め状態で嵌合され、ストッパ１４をピストンロッド７に固定する役割をなすものである。

　また、鍔部１４Ｃの下側外周面には、嵌合部１４Ｅをメタルフローにより径方向内側へと縮径させて形成するときに、下向きに漸次縮径した斜め下向きの傾斜面からなるテーパ面１４Ｆが形成される。このテーパ面１４Ｆは、ストッパ１４の外周側を流れる油液のガイド面となり、油液の流れを円滑化するものである。

　クッション部材１５は、ピストンロッド７の外周側に挿通して設けられた衝突防止用の緩衝部材であり、第２ピストン１３のロッドガイド９への衝突、衝撃を緩和するものである。クッション部材１５は、弾性変形可能な合成樹脂、ゴム材料または硬質ゴム材料（例えば、ピストンリング１７よりも軟質な弾性材料）を用いて筒状体として形成されている。これにより、ピストンロッド７の最大伸長時に、万一第２ピストン１３がロッドガイド９に衝突（当接）した場合でも、このときの衝撃を緩和し、かつピストンロッド７がこれ以上に伸長するのを規制する。クッション部材１５は、貫通孔１５Ａと、凹溝１５Ｂと、爪部１６とを含んで構成されている。ここで、クッション部材１５は、ストッパ１４およびピストンリング１７と共に、ストッパ機構１１の可動部（第２ピストン１３）を構成している。

　貫通孔１５Ａは、筒状体からなるクッション部材１５の上側に位置して、クッション部材１５を軸方向に貫通している。この貫通孔１５Ａは、クッション部材１５の周方向に等間隔で複数個（例えば、６個）配置されている。貫通孔１５Ａは、ピストンロッド７の最大伸長時に、クッション部材１５の上端面がロッドガイド９の下面に当接しても（図５参照）、油液が上，下方向に流通するのを許し、両者の間で密着現象等が生じるのを防ぐものである。

　凹溝１５Ｂは、筒状体からなるクッション部材１５の外周側に位置して、クッション部材１５の周方向に等間隔で複数個（例えば、６個）配置されている。この凹溝１５Ｂは、クッション部材１５の外周面を軸方向に延びるように切欠くことにより、油液が第２シリンダ１２のスリーブ１２Ｂとクッション部材１５との間を流通するための流路を形成している。ここで、クッション部材１５の下端部において、各爪部１６を除いた部位がクッション部材１５の先端部位としての突出部１５Ｃを形成する。

　爪部１６は、クッション部材１５の下側に位置して、クッション部材１５の周方向に等間隔で複数個（例えば、６個）配置されている。この爪部１６は、クッション部材１５の外周側に横断面がＬ字形状をなす爪片として一体形成されている。各爪部１６は、その周方向両側に軸方向（上，下方向）に延びるスリット１６Ａ，１６Ａが形成されている。各スリット１６Ａは、それぞれの爪部１６がストッパ１４の周溝１４Ｂに掛止めされるときに、爪部１６の弾性変形を補償する。また、各スリット１６Ａは、後述の如く油液の流路を形成する機能も有している。

　この場合、爪部１６を除くクッション部材１５のピストンリング１７側の突出部１５Ｃは、爪部１６の先端としての下端１６Ｂよりもピストンリング１７側に突出している。即ち、突出部１５Ｃにおけるクッション部材１５の軸方向長さは、爪部１６におけるクッション部材１５の軸方向長さよりも、長さ寸法ｈだけ長く形成されている（図６、図７参照）。

　ここで、クッション部材１５をピストンロッド７の外周面に沿って挿通するときには、各爪部１６がクッション部材１５の径方向外側へと弾性的に撓み変形し、ストッパ１４の周溝１４Ｂの位置に達したときに各爪部１６が周溝１４Ｂ内に掛止め（結合）される（図５参照）。即ち、クッション部材１５の各爪部１６は、それ自体の弾性的な復元力（縮径方向の力）により周溝１４Ｂ内に嵌入して抜止めされる。これにより、クッション部材１５とストッパ１４とはほぼ一体に結合され、クッション部材１５は、ピストンリング１７がロッドガイド９側に変位（移動）するのを規制する。

　ピストンリング１７は、ストッパ１４の筒状部１４Ａの外周囲に遊嵌され、ストッパ１４の鍔部１４Ｃとクッション部材１５の各突出部１５Ｃとの間に抜止め状態で設けられている。即ち、ピストンリング１７は、ストッパ１４Ｃとクッション部材１５とにより軸方向の移動が規制され、鍔部１４Ｃの上端面と突出部１５Ｃとの間で僅かに軸方向に移動することができる。ピストンリング１７は、ストッパ１４およびクッション部材１５と共に、ストッパ機構１１の可動部を構成している。

　ここで、ピストンリング１７は、弾性材料（例えば、フッ素系樹脂）を用いて、例えば周方向の途中部位（一箇所）が、カット部１７Ａの位置で切断されたＣ字状のリングにより縮拡径可能に構成されている。このため、ピストンリング１７がスリーブ１２Ｂ内へと進入したときに、ピストンリング１７の外周面はスリーブ１２Ｂの内周面に摺接する。この結果、ピストンリング１７の外周面は、スリーブ１２Ｂと第２ピストン１３との間をシールし、油液の流通を制限することができる。

　ピストンリング１７は、ストッパ１４の鍔部１４Ｃの上端面とクッション部材１５（突出部１５Ｃ）の下端面との間に着脱可能に取付けられる。自由長状態（外力を加えていないフリーな状態）のピストンリング１７は、その外径寸法が内筒５の内径よりも小さく、スリーブ１２Ｂの内径よりも僅かに大きい寸法に形成されている。また、ピストンリング１７の軸方向一側に位置する上端面角隅側には、ピストンリング１７がスリーブ１２Ｂ内に進入する際の損傷やかじり等を防止するため、角部が円弧状をなすように面取り加工が施されている。

　本実施の形態によるシリンダ装置としての油圧緩衝器１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その組付け方法について説明する。

　まず、油圧式のストッパ機構１１の可動部を構成する第２ピストン１３をピストンロッド７に組付けるときには、第１ピストン６をピストンロッド７に取付ける前に第２ピストン１３の固定工程を行う。即ち、ストッパ１４を、ピストンロッド７の外周面に沿って下端側となる第１ピストン６側から挿入する。そして、ストッパ１４の嵌合部１４Ｅを、例えばメタルフロー等の固定手段を用いて環状溝７Ａに嵌合させ、これにより第２ピストン１３のストッパ１４だけをピストンロッド７に固定する。

　次に、ピストンリング１７をロッドガイド９側からピストンロッド７の外周面に沿って挿通し、ストッパ１４の筒状部１４Ａ内にピストンリング１７を遊嵌させるように装入する。この場合、ピストンリング１７の自由長状態の内径寸法は、ストッパ１４の筒状部１４Ａの外周面（外径寸法）よりも僅かに大きい。このため、クッション部材１５の取付状態では、ピストンリング１７は鍔部１４Ｃの上端面とクッション部材１５の突出部１５Ｃとの間で僅かに軸方向に移動することができる。

　ピストンリング１７の取付け後に、ピストンロッド７の外周側には、クッション部材１５がピストンリング１７の上側から嵌装するように挿通され、クッション部材１５の各爪部１６は、ストッパ１４の周溝１４Ｂ内に嵌入して固定される。これにより、クッション部材１５はストッパ１４に対して抜止め状態で組付けられる。

　一方、ストッパ機構１１の第２シリンダ１２は、内筒５の拡径部５Ａの内側に、筒状のカラー１２Ａを介してスリーブ１２Ｂを嵌合することにより組立てられる。この状態で、内筒５の内側にピストンロッド７を挿通して設け、このときに、第１ピストン６を内筒５内に摺動可能に挿嵌する。

　その後は、ロッドガイド９の大径部９Ａを外筒２に、小径部９Ｂを内筒５に圧入した後、ロッドシール４等が取付けられた蓋体３をロッドガイド９の上側に配設する。次に、ロッドガイド９が軸方向にがたつかないように、円筒状の押圧具（図示せず）等により蓋体３を介してロッドガイド９を内筒５に押付ける。この状態で、外筒２の上端部を径方向内側に折曲げることにより、蓋体３の外径側とロッドガイド９の大径部９Ａとをかしめ部２Ａによって固定する。

　次に、このように組立てられた油圧緩衝器１は、ピストンロッド７の上端側を自動車の車体側に取付け、外筒２の下端側を車軸（いずれも図示せず）側に取付ける。これにより、自動車の走行時に振動が発生した場合には、ピストンロッド７が内筒５、外筒２から軸方向に縮小，伸長するときに、第１ピストン６のディスクバルブ６Ｃ，６Ｄ等によって縮小側，伸長側の減衰力が発生され、車両の上，下振動を減衰するように緩衝することができる。

　即ち、ピストンロッド７が伸長行程にある場合には、ロッド側油室Ｃ内が高圧状態となるから、ロッド側油室Ｃ内の圧油がディスクバルブ６Ｄを介してボトム側油室Ｂ内へと流通し、伸長側の減衰力が発生する。そして、内筒５から進出したピストンロッド７の進出体積分に相当する分量の油液が、リザーバ室Ａ内からボトムバルブ（図示せず）を介してボトム側油室Ｂ内に流入する。

　このとき、ロッド側油室Ｃ内が高圧状態となるから、ロッド側油室Ｃ内の油液は、例えばピストンロッド７とガイド部１０との僅かな隙間等を介して油溜め室９Ｃ内に漏出することがある。また、油溜め室９Ｃ内に漏出油が増えると、溢れた油液は、蓋体３とロッドガイド９との間に設けた逆止弁（図示せず）を介してロッドガイド９の連通路９Ｄ側に導かれ、徐々にリザーバ室Ａ内に還流される。この場合、ピストンリング１７の外周面と内筒５の内周面との間は隙間が空いているので、油液はこの隙間を介してストッパ機構１１の一側と他側とを流れる。

　一方、ピストンロッド７の縮小行程では、第１ピストン６の下側に位置するボトム側油室Ｂ内が高圧になるから、ボトム側油室Ｂ内の圧油が第１ピストン６のディスクバルブ６Ｃを介してロッド側油室Ｃ内へと流通し、縮小側の減衰力を発生する。そして、内筒５内へのピストンロッド７の進入体積分に相当する分量の油液が、ボトム側油室Ｂから前記ボトムバルブを介してリザーバ室Ａ内に流入し、リザーバ室Ａは内部のガスが圧縮されることにより、ピストンロッド７の進入体積分を吸収する。この場合も上記伸長時と同様に、ピストンリング１７の外周面と内筒５の内周面との間は十分な隙間が空いているので、油液はこの隙間を介してストッパ機構１１の一側と他側とを流れる。

　ところで、ピストンロッド７が外筒２の外側へと大きく伸長するときには、ストッパ機構１１の可動部である第２ピストン１３が第２シリンダ１２の内周側へと摺動可能に挿嵌（進入）される。このとき、ピストンリング１７の外周面がスリーブ１２Ｂの内周面に摺接し、ピストンリング１７はストッパ１４の鍔部１４Ｃとクッション部材１５との間で軸方向に相対変位する。即ち、図６に示すように、ピストンリング１７の下端面は、ストッパ１４の鍔部１４Ｃの上面に当接される。

　この場合、ピストンリング１７の自由長状態の内径寸法は、ストッパ１４の筒状部１４Ａの外周面よりも僅かに大きいので、ピストンリング１７とストッパ１４の筒状部１４Ａの外周面との間には隙間が形成される。そして、この隙間と鍔部１４Ｃに設けられた切欠き１４Ｄとにより、第２ピストン１３の軸方向一側（上側）から他側（下側）に向けて第２シリンダ１２内の油液が排出されるように、油液の流通を許す小さな通路（油路）が形成される。

　これにより、第２シリンダ１２内で第２ピストン１３の軸方向一側（上側）から他側（下側）へと排出方向に流通する油液には、切欠き１４Ｄを流通するときに大きな絞り抵抗が与えられる。

　このため、ピストンロッド７が大きく伸長し、第２ピストン１３がピストンリング１７と一緒に第２シリンダ１２内に挿嵌されるように進入した状態（ピストンロッド７の伸び切り状態）では、前述した油液の絞り抵抗によってピストンロッド７の伸長動作を抑制する方向の力を、ピストンロッド７の最大伸長時の衝撃緩和力として発生することができる。この結果、ピストンロッド７の伸長方向の変位に対して油圧的なクッション作用を与えることができ、ピストンロッド７の伸び切りを抑制することができる。

　また、仮に、クッション部材１５が第２シリンダ１２の内側でロッドガイド９の下面に衝突する位置まで、ピストンロッド７が最大伸長した場合でも、このときには、衝突防止用のクッション部材１５が弾性変形することにより衝撃を緩和することができ、ピストンロッド７のこれ以上の伸長動作を抑制することができる。

　一方、このように最大伸長したピストンロッド７が縮小行程に切換ったとき（第２ピストン１３が第２シリンダ１２から下方へと抜出す方向に変位するとき）には、ピストンリング１７が第２シリンダ１２のスリーブ１２Ｂに摺接することにより、ピストンリング１７が上向きに相対変位するように動作する。即ち、図７に示すように、ピストンリング１７の上端面は、クッション部材１５の突出部１５Ｃに当接する。

　しかし、この場合には、ピストンリング１７の上端面と爪部１６の下端１６Ｂとの間には、長さ寸法ｈだけの隙間が形成される。また、クッション部材１５には、各爪部１６の両側に位置するスリット１６Ａと、軸方向に貫通する貫通孔１５Ａと、クッション部材１５の外周面を軸方向に延びる凹溝１５Ｂとが形成されている。このため、ピストンロッド７の縮小行程では、第２ピストン１３の軸方向他側から一側へと第２シリンダ１２内に向けて油液が円滑に流通するのを、長さ寸法ｈの隙間と、各スリット１６Ａと、貫通孔１５Ａと、凹溝１５Ｂとによって許すことができ、ピストンロッド７の縮小動作を円滑化することができる。

　特に、複数の爪部１６が形成する長さ寸法ｈの隙間は、鍔部１４Ｃの切欠き１４Ｄの流路面積よりも大きな流路面積をもって形成され、各爪部１６の両側にはスリット１６Ａが形成されているので、ピストンロッド７の伸長時に比べて、ピストンロッド７の縮小時の方が油液の流路面積が大きくなる。この結果、第２ピストン１３は、第２シリンダ１２内から下方へと滑らかに進出するように動作し、ピストンロッド７の円滑な縮小動作を補償することができる。

　かくして、第１の実施の形態によれば、油圧式のストッパ機構１１を、内筒５の拡径部５Ａの内側に固定して設けられた第２シリンダ１２と、ピストンロッド７の外周側に設けられた第２ピストン１３とにより構成している。該第２ピストン１３は、ピストンロッド７に結合されるストッパ１４と、ストッパ１４の上側に位置するクッション部材１５と、ストッパ１４とクッション部材１５との間に位置するピストンリング１７とを含んで構成されている。

　ここで、ストッパ１４とクッション部材１５とは、クッション部材１５の爪部１６がストッパ１４の周溝１４Ｂに係合することにより、結合する構成とされている。これにより、ストッパ１４とクッション部材１５とを組付けを容易に行うことができ、また、爪部１６によりクッション部材１５がストッパ１４から抜けるのを防止できる。この結果、少ない部品点数でストッパ機構１１を構成できるので、ストッパ機構１１の組付け性および生産性を向上できる。

　また、爪部１６はクッション部材１５の周方向に複数設けられ、ストッパ１４の全周に形成された周溝１４Ｂに係合する構成とされている。これにより、爪部１６の正確な位置決めをすることなく、爪部１６を容易に周溝１４Ｂに係合することができる。この結果、ストッパ機構１１の組付け性を向上させることができる。

　また、爪部１６を除くクッション部材１５のピストンリング１７側の突出部１５Ｃは、爪部１６の先端としての下端１６Ｂよりもピストンリング１７側に突出している。これにより、ピストンロッド７の伸長行程では、クッション部材１５の突出部１５Ｃが、爪部１６の下端１６Ｂよりも先に、ストッパ１４の周溝１４Ｂと当接する（図６参照）。また、ピストンロッド７の縮小行程では、クッション部材１５の突出部１５Ｃが、爪部１６の下端１６Ｂよりも先に、ピストンリング１７の上端面と当接する（図７参照）。この結果、爪部１６が、伸長行程では周溝１４Ｂと、縮小行程ではピストンリング１７と、それぞれ当接しないので、爪部１６の摩耗および破損を抑制することができる。

　また、ストッパ１４には、油液の流れを抑制して減衰力を発生させる絞り部としての切欠き１４Ｄを設ける構成としている。これにより、ピストンロッド７が最大伸長位置に近づいたときには、ピストンリング１７がストッパ１４の鍔部１４Ｃと当接し、切欠き１４Ｄにのみ油液が流れる流路とすることができる。この結果、油液の流通を抑制し減衰力を発生させることができるので、ピストンロッド７の最大伸長時の衝撃緩和力を発生することができる。

　なお、前記実施の形態では、クッション部材１５に６個の爪部１６を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、クッション部材に１個ないし５個または７個以上の爪部を設ける構成としてもよい。

　また、前記実施の形態では、ピストンリング１７を、例えばフッ素系合成樹脂を用いて縮拡径可能なリングとして形成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば高強度の繊維強化樹脂材料等を用いてピストンリングを形成してもよいし、金属材料を用いてピストンリングを形成してもよい。

　また、前記実施の形態では、第２シリンダ１２は、内筒５（第１シリンダ）の中に第２シリンダ１２となる筒を挿嵌し、内筒５と第２シリンダ１２とを別体で設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば内筒を縮径させて、内筒と第２シリンダとを一体に形成する構成としてもよい。

　また、前記実施の形態では、外筒２と内筒５とを含んだ複筒式の緩衝器を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、単一のシリンダ内にピストンを摺動可能に挿嵌して設ける単筒式の緩衝器にも適用することができる。

　さらに、前記実施の形態では、４輪自動車の各車輪側に取付ける油圧緩衝器１をシリンダ装置の代表例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば２輪車に用いる油圧緩衝器であってもよく、車以外の種々の機械、建築物等に用いるシリンダ装置に用いてもよいものである。

　次に、前記実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明によれば、爪部を除くクッション部材のピストンリング側の先端部位は、爪部の先端よりもピストンリング側に突出している構成としている。これにより、爪部が、伸長行程では溝と、縮小行程ではピストンリングと、それぞれ当接しないので、爪部の摩耗および破損を抑制することができる。

　また、本発明によれば、第１部材には、作動流体の流れを抑制して減衰力を発生させる絞り部を設ける構成としている。これにより、ピストンロッドの最大伸長時の衝撃緩和力を発生することができる。
　以上の実施形態に基づくシリンダ装置としては、例えば、以下に記載する態様のものがあげられる。シリンダ装置の第１の態様としては、作動流体が封入された第１シリンダと、前記第１シリンダ内に摺動可能に嵌装され該第１シリンダ内を区画する第１ピストンと、前記第１ピストンに連結されるピストンロッドと、前記第１シリンダの一端側に設けられ前記ピストンロッドを挿通させて摺動可能に案内するロッドガイドと、前記ピストンロッドが伸びまたは縮んで前記第１シリンダ内の端部に達するときに作動するストッパ機構と、を備えるシリンダ装置であって、前記ストッパ機構は、前記第１シリンダ内の端部に設けられた第２シリンダと、前記ピストンロッドの移動に伴って移動し前記第２シリンダに嵌装可能に設けられる第２ピストンと、を有し、前記第２ピストンは、前記ピストンロッドに結合される第１部材と、前記ピストンロッドの伸び切り時に前記ロッドガイドと当接するクッション部材と、前記第１部材の外周囲に設けられ前記第１部材と前記クッション部材とにより前記ピストンロッドの軸方向の移動を規制されるピストンリングと、を備え、前記クッション部材と前記第１部材とは、前記クッション部材に設けられた爪部と、前記第１部材に設けられ前記爪部が係合する溝とにより結合される。
　シリンダ装置の第２の態様としては、第１の態様において、前記爪部を除く前記クッション部材の前記ピストンリング側の先端部位は、前記爪部の先端よりも前記ピストンリング側に突出している。
　シリンダ装置の第３の態様としては、第１、第２の態様において、前記第１部材には、作動流体の流れを抑制して減衰力を発生させる絞り部を設ける。

　以上、本発明の幾つかの実施形態のみを説明したが、本発明の新規の教示や利点から実質的に外れることなく例示の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には容易に理解できるであろう。従って、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含むことを意図する。上記実施形態を任意に組み合わせても良い。

　本願は、２０１５年５月２９日付出願の日本国特許出願第２０１５－１０９９８４号に基づく優先権を主張する。２０１５年５月２９日付出願の日本国特許出願第２０１５－１０９９８４号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

　１　油圧緩衝器（シリンダ装置）　５　内筒（第１シリンダ）　６　第１ピストン　７　ピストンロッド　９　ロッドガイド　１１　ストッパ機構　１２　第２シリンダ　１３　第２ピストン　１４　ストッパ（第１部材）　１４Ｂ　周溝（溝）　１４Ｄ　切欠き（絞り部）　１５　クッション部材　１５Ｃ　突出部（先端部位）　１６　爪部　１６Ｂ　下端（先端）　１７　ピストンリング

Claims

　シリンダ装置であって、該シリンダ装置は、
　作動流体が封入された第１シリンダと、
　前記第１シリンダ内に摺動可能に嵌装され該第１シリンダ内を区画する第１ピストンと、
　前記第１ピストンに連結されるピストンロッドと、
　前記第１シリンダの一端側に設けられ前記ピストンロッドを挿通させて摺動可能に案内するロッドガイドと、
　前記ピストンロッドが伸びまたは縮んで前記第１シリンダ内の端部に達するときに作動するストッパ機構と、を備え、
　前記ストッパ機構は、前記第１シリンダ内の端部に設けられた第２シリンダと、前記ピストンロッドの移動に伴って移動し前記第２シリンダに嵌装可能に設けられる第２ピストンと、を有し、
　前記第２ピストンは、前記ピストンロッドに結合される第１部材と、前記ピストンロッドの伸び切り時に前記ロッドガイドと当接するクッション部材と、前記第１部材の外周囲に設けられ前記第１部材と前記クッション部材とにより前記ピストンロッドの軸方向の移動を規制されるピストンリングと、を備え、
　前記クッション部材と前記第１部材とは、前記クッション部材に設けられた爪部と、前記第１部材に設けられ前記爪部が係合する溝とにより結合されることを特徴とするシリンダ装置。
　請求項１に記載のシリンダ装置において、
　前記爪部を除く前記クッション部材の前記ピストンリング側の先端部位は、前記爪部の先端よりも前記ピストンリング側に突出していることを特徴とするシリンダ装置。
　請求項１または２に記載のシリンダ装置において、
　前記第１部材には、作動流体の流れを抑制して減衰力を発生させる絞り部を設けることを特徴とするシリンダ装置。