WO2016194608A1 - シリンダ装置 - Google Patents

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WO2016194608A1
WO2016194608A1 PCT/JP2016/064679 JP2016064679W WO2016194608A1 WO 2016194608 A1 WO2016194608 A1 WO 2016194608A1 JP 2016064679 W JP2016064679 W JP 2016064679W WO 2016194608 A1 WO2016194608 A1 WO 2016194608A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
cylinder
piston rod
cushion member
stopper
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/064679
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
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 (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to JP2017521785A priority Critical patent/JP6404468B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/34Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/48Arrangements for providing different damping effects at different parts of the stroke
    • F16F9/49Stops limiting fluid passage, e.g. hydraulic stops or elastomeric elements inside the cylinder which contribute to changes in fluid damping

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder device that is mounted on a vehicle such as a four-wheeled vehicle and is preferably used for buffering vibration of the vehicle.
  • a hydraulic shock absorber as a cylinder device is provided between each wheel (axle side) and the vehicle body so as to buffer the vibration of the vehicle (for example, Patent Document 1). reference).
  • This type of conventional cylinder device is provided with a hydraulic stopper mechanism configured to generate a hydraulic cushion action when the piston rod is fully extended to prevent the piston rod from extending completely.
  • An object of the present invention is to provide a cylinder device capable of improving the workability when the components of the stopper mechanism are assembled to the piston rod.
  • a cylinder device includes a first cylinder in which a working fluid is sealed, a first piston that is slidably fitted in the first cylinder and defines the first cylinder, and the first cylinder A piston rod connected to one piston, a rod guide provided on one end side of the first cylinder for guiding the piston rod so as to be slidable, and the piston rod extending or contracting in the first cylinder And a stopper mechanism that operates when reaching the end portion.
  • the stopper mechanism has a second cylinder provided at an end portion in the first cylinder, and a second piston provided so as to be fitted to the second cylinder by moving with the movement of the piston rod.
  • the second piston includes a first member coupled to the piston rod, a cushion member that contacts the rod guide when the piston rod is fully extended, and an outer periphery of the first member.
  • a piston ring in which movement of the piston rod in the axial direction is restricted by the member and the cushion member, and the cushion member and the first member include a claw portion provided on the cushion member, and the first member It is connected to a groove provided on one member and engaged with the claw portion.
  • reference numeral 1 denotes a hydraulic shock absorber as a typical example of a cylinder device.
  • the hydraulic shock absorber 1 includes a cylindrical outer cylinder 2 forming an outer shell thereof, an inner cylinder 5, a first piston 6, a piston rod 7, a rod guide 9, and a stopper mechanism 11 which will be described later. It is configured as a shock absorber.
  • the outer cylinder 2 of the hydraulic shock absorber 1 has a closed end whose one end (lower end in FIG. 1) is closed by a bottom cap (not shown), and an upper end side as the other end side is an open end.
  • a caulking portion 2 ⁇ / b> A formed by bending inward in the radial direction is provided on the opening end (upper end) side of the outer cylinder 2. Holding in the retaining state.
  • the lid 3 made of an annular disk is fixed by a caulking portion 2A of the outer cylinder 2 with its outer peripheral side in contact with a rod guide 9 described later in order to close the open end (upper end) side of the outer cylinder 2. Yes.
  • a rod seal 4 made of an elastic material is attached to the inner peripheral side of the lid 3, and the rod seal 4 seals between a piston rod 7 (described later) and the lid 3.
  • the inner cylinder 5 as the first cylinder is provided coaxially in the outer cylinder 2, and one end (lower end) side of the inner cylinder 5 is fitted to the bottom cap side via a bottom valve (not shown). Is fixed.
  • the other end (upper end) side of the inner cylinder 5 is a cylindrical enlarged portion 5A formed by expanding radially outward, and a rod guide described later is provided on the inner periphery of the upper end side of the enlarged portion 5A. 9 is fitted and attached.
  • An oil liquid as a working fluid is enclosed in the inner cylinder 5.
  • the working fluid is not limited to oil liquid and oil, and for example, water mixed with additives can be used.
  • An annular reservoir chamber A is formed between the inner cylinder 5 and the outer cylinder 2, and a gas is sealed in the reservoir chamber A together with the oil liquid.
  • This gas may be atmospheric pressure air or a compressed gas such as nitrogen gas.
  • the gas in the reservoir chamber A is compressed to compensate for the entry volume of the piston rod 7 when the piston rod 7 is contracted (contraction stroke).
  • the first piston 6 is slidably inserted into the inner cylinder 5.
  • the first piston 6 divides the inner cylinder 5 (first cylinder) into two chambers, a bottom side oil chamber B and a rod side oil chamber C.
  • the first piston 6 is formed with oil passages 6A and 6B that allow the bottom side oil chamber B and the rod side oil chamber C to communicate with each other. Further, when the first piston 6 slides downward due to the reduction of the piston rod 7, the upper end surface of the first piston 6 is given a resistance force to the oil liquid flowing through the oil passage 6 ⁇ / b> A, and has a predetermined damping force.
  • a reduction-side disk valve 6C is provided.
  • the piston rod 7 is connected to the first piston 6 at one end (lower end) side. That is, the lower end side of the piston rod 7 is inserted into the inner cylinder 5 and is fixed to the inner peripheral side of the first piston 6 by a nut 8 or the like. Moreover, the upper end side of the piston rod 7 protrudes to the outside via the rod guide 9, the lid body 3 and the like so as to be extendable and contractible.
  • the piston rod 7 is provided with an annular groove 7A at a position separated from the mounting position of the first piston 6 by a predetermined dimension. A stopper 14 which will be described later is fitted and fixed in the annular groove 7A.
  • the rod guide 9 is formed in a stepped cylindrical shape, is fitted to the upper end side of the outer cylinder 2, and is also fixedly provided on the upper end side of the enlarged diameter portion 5A of the inner cylinder 5. Thereby, the rod guide 9 positions the upper part of the inner cylinder 5 at the center of the outer cylinder 2, and guides the piston rod 7 to be slidable in the axial direction on the inner peripheral side.
  • the rod guide 9 constitutes a support structure that supports the lid 3 from the inside when the lid 3 is caulked and fixed from the outside by the caulking portion 2A of the outer cylinder 2.
  • the rod guide 9 is formed in a predetermined shape by, for example, molding, cutting or the like on a metal material, a hard resin material, or the like. That is, as shown in FIG. 1, the rod guide 9 is positioned on the upper side and inserted into the inner peripheral side of the outer cylinder 2, and the rod guide 9 is positioned on the lower side of the large diameter portion 9A. It is formed in a stepped cylindrical shape by a small diameter portion 9 ⁇ / b> B inserted and fitted on the inner peripheral side of the tube 5.
  • a guide portion 10 is provided on the inner peripheral side of the small diameter portion 9B to guide the piston rod 7 inserted into the inner cylinder 5 so as to be slidable in the axial direction.
  • the guide portion 10 is configured as a sliding cylinder in which an inner peripheral surface of a metal cylinder is covered with a fluorine-based resin (tetrafluoroethylene) or the like.
  • the large diameter portion 9A of the rod guide 9 is provided with an annular oil reservoir chamber 9C on the upper surface side of the large diameter portion 9A facing the lid 3, and the oil reservoir chamber 9C includes the rod seal 4 and the piston rod. 7 is formed as an annular space that surrounds the outer side in the radial direction.
  • the oil sump chamber 9 ⁇ / b> C is used when the oil in the rod side oil chamber C (or gas mixed in the oil) leaks through a slight gap between the piston rod 7 and the guide portion 10. A space for temporarily storing the leaked oil liquid or the like is provided.
  • the large-diameter portion 9A of the rod guide 9 is provided with a communication passage 9D that always communicates with the reservoir chamber A on the outer cylinder 2 side, and this communication passage 9D is connected to the oil liquid ( Gas is contained) to the reservoir chamber A on the outer cylinder 2 side.
  • a check valve (not shown) is provided between the lid 3 and the rod guide 9. That is, the check valve provided between the lid 3 and the rod guide 9 is configured so that when the leaked oil increases and overflows in the oil sump chamber 9C, the overflowed oil liquid is connected to the communication path of the rod guide 9. The flow is allowed to flow toward 9D (reservoir chamber A), and the reverse flow is prevented.
  • the hydraulic stopper mechanism 11 employed in the first embodiment will be described in detail. As will be described later, the stopper mechanism 11 extends when the piston rod 7 extends outward (extends or contracts) from the outer cylinder 2 and the inner cylinder 5 and reaches the end (extension position) of the inner cylinder 5. Actuates and stops the extension operation of the piston rod 7 by a hydraulic cushion action to prevent so-called extension.
  • the stopper mechanism 11 includes a second cylinder 12 fixedly provided on the inner side of the enlarged diameter portion 5 ⁇ / b> A located closer to the protruding end side of the piston rod 7 in the inner cylinder 5, and a rod than the first piston 6.
  • the second piston 13 is located on the guide 9 side and provided on the outer peripheral side of the piston rod 7.
  • the second piston 13 is slidably inserted (entered) into the inner circumferential side of the second cylinder 12 when the piston rod 7 is fully extended (when fully extended).
  • the second cylinder 12 is configured to include a sleeve 12B provided in a secured state via a cylindrical collar 12A in the enlarged diameter portion 5A of the inner cylinder 5.
  • the upper end side of the sleeve 12B is fitted and fixed to the lower end side of the small diameter portion 9B of the rod guide 9.
  • the lower end side of the sleeve 12B is an opening end 12C that is widened in a taper shape.
  • the opening end 12C is slidably inserted into the sleeve 12B by the second piston 13 that moves integrally with the piston rod 7. To smooth and compensate.
  • the second piston 13 is provided between the first piston 6 and the second cylinder 12 and constitutes a movable part of the stopper mechanism 11. That is, the second piston 13 moves (displaces) integrally in the inner cylinder 5 as the piston rod 7 moves, and is provided so as to be fitted to the second cylinder 12.
  • the second piston 13 includes a stopper 14 coupled to the piston rod 7, a cushion member 15 located above the stopper 14, and a piston ring 17 located between the stopper 14 and the cushion member 15. ing.
  • the stopper 14 as the first member is positioned below the second piston 13 and is fitted to the annular groove 7A in a retaining state on the outer peripheral side of the piston rod 7.
  • the stopper 14 includes a cylindrical portion 14A, a circumferential groove 14B, a flange portion 14C, a notch 14D, and a fitting portion 14E. That is, the stopper 14 is made of a metal material, as shown in FIG. 3, by a cylindrical portion 14A located on the upper side and a collar portion 14C as a large diameter portion located on the lower side of the cylindrical portion 14A. It is formed in a stepped cylindrical shape.
  • the stopper 14 attaches the cushion member 15 and the piston ring 17 to the piston rod 7 in a retaining state, and serves as a hydraulic stopper to suppress the flow of oil and generate a damping force.
  • the circumferential groove 14 ⁇ / b> B as a groove is provided over the entire circumference of the stopper 14, located at a substantially central portion in the axial direction of the cylindrical portion 14 ⁇ / b> A.
  • the circumferential groove 14B is formed as a circumferential groove having a U-shaped cross section by cutting out the outer peripheral surface of the cylindrical portion 14A.
  • a claw portion 16 of a cushion member 15 to be described later is latched or engaged with the circumferential groove 14B in a retaining state, whereby the stopper 14 and the cushion member 15 are coupled.
  • the collar portion 14C protrudes radially outward from the lower end side of the cylindrical portion 14A, and is formed with a larger outer diameter than the cylindrical portion 14A.
  • the upper end surface of the flange portion 14 ⁇ / b> C is in contact with the lower end surface of the piston ring 17, and restricts the piston ring 17 from dropping to the first piston 6 side.
  • the upper end surface of the flange portion 14C is provided with a notch 14D formed by partially cutting the upper end surface of the flange portion 14C. This notch 14D constitutes a throttle passage for restricting the flow of the oil liquid, and suppresses the flow of the oil liquid when the piston rod 7 extends to generate a damping force as will be described later.
  • the fitting portion 14E is located on the inner peripheral side of the lower end of the flange portion 14C of the stopper 14 and is reduced in diameter in the radial direction by a metal flow described later. As a result, the fitting portion 14E is fitted into the annular groove 7A of the piston rod 7, and the entire stopper 14 is prevented from being removed from the piston rod 7 and fixed in a rotating state.
  • the fitting portion 14E has an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the stopper 14 by a predetermined dimension, and is formed integrally with the flange portion 14C of the stopper 14.
  • the fitting portion 14 ⁇ / b> E is fitted in the annular groove 7 ⁇ / b> A in a retaining state by metal flow (plastic flow), and serves to fix the stopper 14 to the piston rod 7.
  • a tapered surface formed of an obliquely downward inclined surface that is gradually reduced in diameter downward. 14F is formed.
  • the tapered surface 14F serves as a guide surface for the oil liquid flowing on the outer peripheral side of the stopper 14, and smoothes the flow of the oil liquid.
  • the cushion member 15 is a buffer member for preventing collision provided by being inserted into the outer peripheral side of the piston rod 7, and reduces the collision and impact of the second piston 13 on the rod guide 9.
  • the cushion member 15 is formed as a cylindrical body using an elastically deformable synthetic resin, a rubber material, or a hard rubber material (for example, an elastic material softer than the piston ring 17). Thereby, even if the second piston 13 collides (contacts) with the rod guide 9 when the piston rod 7 is extended to the maximum, the impact at this time is alleviated and the piston rod 7 is further extended. To regulate.
  • the cushion member 15 includes a through hole 15 ⁇ / b> A, a recessed groove 15 ⁇ / b> B, and a claw portion 16.
  • the cushion member 15 together with the stopper 14 and the piston ring 17 constitutes a movable portion (second piston 13) of the stopper mechanism 11.
  • the through hole 15A allows the oil liquid to flow upward and downward even when the upper end surface of the cushion member 15 contacts the lower surface of the rod guide 9 when the piston rod 7 is extended to the maximum (see FIG. 5). It prevents the adhesion phenomenon or the like between the two.
  • the concave grooves 15B are located on the outer peripheral side of the cushion member 15 made of a cylindrical body, and a plurality of (for example, six) concave grooves 15B are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the cushion member 15.
  • the concave groove 15B forms a flow path for oil to flow between the sleeve 12B of the second cylinder 12 and the cushion member 15 by cutting out the outer peripheral surface of the cushion member 15 so as to extend in the axial direction. is doing.
  • a portion excluding each claw portion 16 forms a protruding portion 15 ⁇ / b> C as a tip portion of the cushion member 15.
  • claw part 16 is located in the lower side of the cushion member 15, and the some (for example, six pieces) are arrange
  • the claw portion 16 is integrally formed on the outer peripheral side of the cushion member 15 as a claw piece having an L-shaped cross section.
  • claw part 16 is formed with slits 16A and 16A extending in the axial direction (up and down) on both sides in the circumferential direction.
  • Each slit 16 ⁇ / b> A compensates for elastic deformation of the claw portion 16 when each claw portion 16 is hooked on the circumferential groove 14 ⁇ / b> B of the stopper 14.
  • Each slit 16A also has a function of forming an oil flow path as will be described later.
  • the protruding portion 15C on the piston ring 17 side of the cushion member 15 excluding the claw portion 16 protrudes toward the piston ring 17 side from the lower end 16B as the tip of the claw portion 16. That is, the axial length of the cushion member 15 in the protruding portion 15C is longer than the axial length of the cushion member 15 in the claw portion 16 by the length dimension h (see FIGS. 6 and 7).
  • each claw portion 16 is elastically bent and deformed radially outward of the cushion member 15, and is located at the position of the circumferential groove 14 ⁇ / b> B of the stopper 14.
  • each claw portion 16 is latched (coupled) in the circumferential groove 14B (see FIG. 5). That is, each claw portion 16 of the cushion member 15 is fitted into the circumferential groove 14B and is prevented from being pulled out by its own elastic restoring force (force in the diameter reducing direction).
  • the cushion member 15 and the stopper 14 are substantially integrally coupled, and the cushion member 15 restricts the displacement (movement) of the piston ring 17 toward the rod guide 9 side.
  • the piston ring 17 is loosely fitted around the outer periphery of the cylindrical portion 14A of the stopper 14 and is provided between the flange portion 14C of the stopper 14 and each protruding portion 15C of the cushion member 15 in a retaining state. That is, the piston ring 17 is restricted from moving in the axial direction by the stopper 14C and the cushion member 15, and can move slightly in the axial direction between the upper end surface of the flange portion 14C and the protruding portion 15C.
  • the piston ring 17 constitutes a movable portion of the stopper mechanism 11 together with the stopper 14 and the cushion member 15.
  • the piston ring 17 is expanded and contracted by an elastic material (for example, fluorine-based resin), for example, by a C-shaped ring in which a middle portion (one portion) in the circumferential direction is cut at the position of the cut portion 17A. It is configured to be capable of diameter. For this reason, when the piston ring 17 enters the sleeve 12B, the outer peripheral surface of the piston ring 17 comes into sliding contact with the inner peripheral surface of the sleeve 12B. As a result, the outer peripheral surface of the piston ring 17 can seal between the sleeve 12B and the second piston 13 and restrict the flow of the oil.
  • an elastic material for example, fluorine-based resin
  • the piston ring 17 is detachably attached between the upper end surface of the flange portion 14C of the stopper 14 and the lower end surface of the cushion member 15 (projecting portion 15C).
  • the piston ring 17 in a free length state (a free state in which no external force is applied) has an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the inner cylinder 5 and slightly larger than the inner diameter of the sleeve 12B.
  • the corners at the corner of the upper end surface located on one side in the axial direction of the piston ring 17, the corners have an arc shape to prevent damage or galling when the piston ring 17 enters the sleeve 12 ⁇ / b> B. The chamfering is given to.
  • the hydraulic shock absorber 1 as a cylinder device according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, an assembly method thereof will be described.
  • the fixing process of the second piston 13 is performed before the first piston 6 is attached to the piston rod 7. That is, the stopper 14 is inserted along the outer peripheral surface of the piston rod 7 from the first piston 6 side which is the lower end side. Then, the fitting portion 14E of the stopper 14 is fitted into the annular groove 7A using a fixing means such as metal flow, for example, so that only the stopper 14 of the second piston 13 is fixed to the piston rod 7.
  • the piston ring 17 is inserted from the rod guide 9 side along the outer peripheral surface of the piston rod 7, and the piston ring 17 is inserted into the cylindrical portion 14A of the stopper 14 so as to be loosely fitted.
  • the inner diameter dimension of the free length state of the piston ring 17 is slightly larger than the outer peripheral surface (outer diameter dimension) of the cylindrical portion 14 ⁇ / b> A of the stopper 14. For this reason, in the attached state of the cushion member 15, the piston ring 17 can move slightly in the axial direction between the upper end surface of the flange portion 14C and the protruding portion 15C of the cushion member 15.
  • the cushion member 15 is inserted into the outer peripheral side of the piston rod 7 so as to be fitted from the upper side of the piston ring 17, and each claw portion 16 of the cushion member 15 is inserted into the circumferential groove 14B of the stopper 14. It is inserted and fixed inside. As a result, the cushion member 15 is assembled with respect to the stopper 14 in a retaining state.
  • the second cylinder 12 of the stopper mechanism 11 is assembled by fitting a sleeve 12B inside a diameter-enlarged portion 5A of the inner cylinder 5 via a cylindrical collar 12A.
  • the piston rod 7 is inserted inside the inner cylinder 5, and at this time, the first piston 6 is slidably inserted into the inner cylinder 5.
  • the lid body 3 to which the rod seal 4 and the like are attached is disposed on the upper side of the rod guide 9. .
  • the rod guide 9 is pressed against the inner cylinder 5 via the lid 3 by a cylindrical pressing tool (not shown) or the like so that the rod guide 9 does not rattle in the axial direction.
  • the outer diameter side of the lid 3 and the large diameter portion 9A of the rod guide 9 are fixed by the caulking portion 2A by bending the upper end portion of the outer cylinder 2 inward in the radial direction.
  • the upper end side of the piston rod 7 is attached to the vehicle body side of the automobile, and the lower end side of the outer cylinder 2 is attached to the axle (not shown) side.
  • the piston rod 7 is reduced by the disk valves 6C, 6D, etc. of the first piston 6 when the piston rod 7 is reduced and extended in the axial direction from the inner cylinder 5 and the outer cylinder 2.
  • Side and extension side damping forces are generated and can be buffered to dampen the top and bottom vibrations of the vehicle.
  • the oil liquid in the rod side oil chamber C enters, for example, the oil reservoir chamber 9C through a slight gap between the piston rod 7 and the guide portion 10. May leak. Further, when the leaked oil increases in the oil sump chamber 9C, the overflowing oil liquid is communicated with the rod guide 9 via a check valve (not shown) provided between the lid 3 and the rod guide 9. It is guided to the 9D side and gradually recirculates into the reservoir chamber A. In this case, since there is a gap between the outer peripheral surface of the piston ring 17 and the inner peripheral surface of the inner cylinder 5, the oil liquid flows between one side and the other side of the stopper mechanism 11 through this gap.
  • the second piston 13 which is a movable part of the stopper mechanism 11, is slidably inserted (entered) into the inner peripheral side of the second cylinder 12. Is done.
  • the outer peripheral surface of the piston ring 17 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the sleeve 12B, and the piston ring 17 is relatively displaced in the axial direction between the flange portion 14C of the stopper 14 and the cushion member 15. That is, as shown in FIG. 6, the lower end surface of the piston ring 17 is brought into contact with the upper surface of the flange portion 14 ⁇ / b> C of the stopper 14.
  • the inner diameter dimension of the free length state of the piston ring 17 is slightly larger than the outer peripheral surface of the cylindrical portion 14A of the stopper 14, it is between the piston ring 17 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 14A of the stopper 14. A gap is formed. Then, the fluid in the second cylinder 12 is discharged from one side (upper side) in the axial direction of the second piston 13 toward the other side (lower side) by the gap and the notch 14D provided in the flange portion 14C. As a result, a small passage (oil passage) that allows the fluid to flow is formed.
  • a gap having a length dimension h is formed between the upper end surface of the piston ring 17 and the lower end 16B of the claw portion 16.
  • the cushion member 15 is formed with slits 16A located on both sides of each claw portion 16, through holes 15A penetrating in the axial direction, and concave grooves 15B extending in the axial direction on the outer peripheral surface of the cushion member 15. Yes.
  • the oil liquid smoothly flows from the other side in the axial direction of the second piston 13 toward one side into the second cylinder 12.
  • the slits 16A, the through holes 15A, and the concave grooves 15B can permit the reduction operation of the piston rod 7 to be facilitated.
  • the gap of the length dimension h formed by the plurality of claw portions 16 is formed with a channel area larger than the channel area of the notch 14D of the collar portion 14C, and slits 16A are formed on both sides of each claw portion 16. Since it is formed, the flow area of the oil liquid is larger when the piston rod 7 is contracted than when the piston rod 7 is expanded. As a result, the second piston 13 operates so as to smoothly advance downward from the inside of the second cylinder 12 and can compensate for the smooth reduction operation of the piston rod 7.
  • the hydraulic stopper mechanism 11 is fixed to the inner side of the enlarged diameter portion 5 ⁇ / b> A of the inner cylinder 5 and the outer peripheral side of the piston rod 7.
  • the second piston 13 is provided.
  • the second piston 13 includes a stopper 14 coupled to the piston rod 7, a cushion member 15 positioned above the stopper 14, and a piston ring 17 positioned between the stopper 14 and the cushion member 15. Has been.
  • the stopper 14 and the cushion member 15 are configured to be coupled by the claw portion 16 of the cushion member 15 being engaged with the circumferential groove 14B of the stopper 14. Thereby, the stopper 14 and the cushion member 15 can be easily assembled, and the claw portion 16 can prevent the cushion member 15 from coming off the stopper 14. As a result, the stopper mechanism 11 can be configured with a small number of parts, so that the assembly and productivity of the stopper mechanism 11 can be improved.
  • a plurality of claw portions 16 are provided in the circumferential direction of the cushion member 15 and are configured to engage with a circumferential groove 14B formed on the entire circumference of the stopper 14. Thereby, the nail
  • the protruding portion 15C on the piston ring 17 side of the cushion member 15 excluding the claw portion 16 protrudes toward the piston ring 17 side from the lower end 16B as the tip of the claw portion 16.
  • the protruding portion 15C of the cushion member 15 contacts the circumferential groove 14B of the stopper 14 before the lower end 16B of the claw portion 16 (see FIG. 6).
  • the protruding portion 15C of the cushion member 15 contacts the upper end surface of the piston ring 17 before the lower end 16B of the claw portion 16 (see FIG. 7).
  • the claw portion 16 does not contact the circumferential groove 14B in the extension stroke and the piston ring 17 in the reduction stroke, wear and breakage of the claw portion 16 can be suppressed.
  • the stopper 14 is provided with a notch 14D as a throttle portion that suppresses the flow of the oil and generates a damping force.
  • the piston ring 17 can be brought into contact with the flange portion 14C of the stopper 14 to provide a flow path through which the oil liquid flows only into the notch 14D.
  • the circulation of the oil liquid can be suppressed and the damping force can be generated, so that the impact relaxation force at the maximum extension of the piston rod 7 can be generated.
  • the cushion member 15 is provided with six claw portions 16.
  • the present invention is not limited to this, and one to five or seven or more claw portions may be provided on the cushion member.
  • the piston ring 17 is described as an example in which the piston ring 17 is formed as a ring that can be expanded and contracted using, for example, a fluorine-based synthetic resin.
  • the present invention is not limited to this.
  • the piston ring may be formed using a high-strength fiber reinforced resin material or the like, or the piston ring may be formed using a metal material.
  • the 2nd cylinder 12 inserts the cylinder used as the 2nd cylinder 12 in the inner cylinder 5 (1st cylinder), and separates the inner cylinder 5 and the 2nd cylinder 12 into a separate body. It was set as the structure provided. However, the present invention is not limited to this, and the inner cylinder and the second cylinder may be integrally formed by reducing the diameter of the inner cylinder, for example.
  • a multi-cylinder shock absorber including the outer cylinder 2 and the inner cylinder 5 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and can also be applied to a single-cylinder shock absorber that is slidably fitted into a single cylinder.
  • the hydraulic shock absorber 1 attached to each wheel side of the four-wheel vehicle has been described as a representative example of the cylinder device.
  • the present invention is not limited to this, and may be, for example, a hydraulic shock absorber used for a two-wheeled vehicle, or may be used for a cylinder device used for various machines other than cars, buildings, and the like.
  • this invention is set as the structure which the front-end
  • the first member is provided with a throttle portion that suppresses the flow of the working fluid and generates a damping force.
  • the impact relaxation force at the time of maximum extension of the piston rod can be generated.
  • lifted for example.
  • a first cylinder filled with a working fluid a first piston slidably fitted in the first cylinder and defining the first cylinder, and the first
  • a piston rod connected to the piston a rod guide provided on one end side of the first cylinder and slidably guided by inserting the piston rod, and the piston rod extends or contracts in the first cylinder
  • a stopper mechanism that operates when reaching the end wherein the stopper mechanism is provided in accordance with the movement of the second cylinder provided at the end in the first cylinder and the movement of the piston rod.
  • a second piston that moves and can be fitted into the second cylinder, the second piston being coupled to the piston rod, and the piston.
  • the cushion member and the first member are coupled by a claw portion provided in the cushion member and a groove provided in the first member and engaged with the claw portion.
  • the piston ring side tip portion of the cushion member excluding the claw portion protrudes further toward the piston ring side than the tip end of the claw portion.
  • the first member is provided with a throttle portion that suppresses the flow of the working fluid and generates a damping force.

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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 (3)

  1.  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。
  2.  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。
  3.  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。
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