WO2017010254A1

WO2017010254A1 - バンプストッパ及び緩衝器

Info

Publication number: WO2017010254A1
Application number: PCT/JP2016/068658
Authority: WO
Inventors: 均鈴木; 圭祐中西
Original assignee: Ｋｙｂ株式会社
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-01-19
Also published as: JP2017025950A

Abstract

　有底筒状のバンプストッパ（Ｓ）の底部（３）に周方向に並べて設けられた接地部（５）と、筒部（２）に設けられた突起部（６）を備え、前記突起部（６）が軸方向視で前記接地部（５）間に配置される。

Description

バンプストッパ及び緩衝器

　この発明は、バンプストッパ及び緩衝器に関する。

　従来、緩衝器は、有底筒状のアウターシェルと、アウターシェル内を出入り自在に移動するロッドと、を備え、アウターシェルの端部にはバンプストッパが設けられると共に、ロッドの反アウターシェル側端にはバンプストッパに対向するようにバンプクッションラバーが設けられる。

　これにより、ロッドがアウターシェル内に進入する緩衝器の最大収縮時にバンプクッションラバーとバンプストッパとが突き当てられ、バンプクッションラバーの弾性変形により最大収縮時に発生する衝撃が緩和される。

　バンプストッパは、ロッドの挿通を許容して、アウターシェルへ装着できるように、底部に孔を備えるキャップ状に形成される。バンプストッパは、筒部に内方へ突出する複数の突起部と、底部にアウターシェルの上端に当接する接地部を備える（例えば、ＪＰ２００９－２２２２２３Ａ）。

　アウターシェルは、ロッドガイドをアウターシェル内に固定するために、管端部を内側に加締めて湾曲形成される肩部を備えている。バンプストッパの装着時には、バンプストッパの接地部とアウターシェルの肩部の上面とが当接する。バンプストッパは、底部が緩衝器の最収縮時にバンプクッションラバーと突き当たることでクッション荷重を受けるため、バンプストッパの接地部を肩部の上面に当接させる必要がある。また、筒部に設けられる突起部は、アウターシェルの側部を緊迫（圧迫）してアウターシェルに装着される。

　ここで、従来のバンプストッパでは、軸方向視で接地部と突起部が周方向に同じ位置に設けられる。アウターシェルがバンプストッパに挿入されると、突起部の間隔が広げられるため、突起部と底部の境の形状が急激に変化する部分に応力が集中し、当該部分が疲労しやすくなる。そのため、従来のバンプストッパでは、筒部と底部の境に湾曲面を設けて形状の変化を滑らかにし、応力集中を極力避けるようにしている。

　しかしながら、バンプストッパの接地部と突起部はどちらもアウターシェルに当接する必要があり、従来のバンプストッパでは軸方向視で接地部と突起部が周方向に同じ位置に設けられるため、接地部と突起部の境の曲率半径を大きくするとアウターシェルの肩部と干渉するおそれがある。このため、接地部と突起部の境の湾曲部の曲率半径を大きくするには限界がある。

　つまり、接地部と突起部との境は、アウターシェルの肩部の角に対向しており、肩部の角は加締め加工により湾曲面とされて前記境の部分から逃げて僅かに両者の間に隙間ができるものの、境の湾曲面の曲率半径を大きくすると干渉するので大きくできない。

　そこで、本発明は、応力の集中を抑制して耐久性を向上させたバンプストッパ及びこのバンプストッパを備える緩衝器の提供を目的とする。

　本発明のある態様によれば、有底筒状のバンプストッパは、底部に周方向に並べて設けられた接地部と、筒部に設けられた突起部と、を備え、前記突起部が前記接地部間に周方向に交互に配置される。

図１は、本実施形態に係るパンプストッパを装着した緩衝器を示す縦断面図である。図２は、図１の緩衝器のアウターシェルにバンプストッパが装着された部分を拡大して示す縦断面図である。図３は、本実施形態に係るバンプストッパの全体を示す斜視図である。図４は、本実施形態に係るバンプストッパを示す底面図である。図５は、図４をＸ－Ｏ－Ｙで切り取った縦断面図である。図中右側が接地面の断面が見えるＸ－Ｏ断面で、図中左側が突起部の断面が見えるＯ－Ｙ断面を示している。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

　図１、図２に示すように本実施形態に係るバンプストッパＳは、車両の車体と車軸との間に介装されて車体の振動を抑制する緩衝器１０に用いられる。本実施形態に係る緩衝器１０は、図１、図２に示すように、有底筒状のアウターシェル１１と、アウターシェル１１内に収容されるシリンダ１２と、シリンダ１２の開口端に設けられて、シリンダ１２内を閉塞する環状のロッドガイド１４と、ロッドガイド１４のガイド孔１４ａに挿入され、シリンダ１２内を摺動自在に移動するロッド１３と、を備える。

　ロッド１３は、シリンダ１２の内周面に摺接するピストン１５を下端に保持している。ピストン１５は、シリンダ１２内を作動流体（例えば作動油）が充填されるロッド側室Ｒ１とシリンダ側室Ｒ２の二つの部屋に区画する。アウターシェル１１とシリンダ１２との間には、リザーバ室Ｒ３が形成される。リザーバ室Ｒ３には、作動流体と気体が充填される。

　ピストン１５は、ロッド側室Ｒ１からシリンダ側室Ｒ２へ向かう作動流体の通過のみを許容してこの作動流体の流れに抵抗を与える減衰弁１６と、シリンダ側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう作動流体の通過のみを許容するチェック弁１７と、を備える。

　シリンダ１２の下端には、シリンダ側室Ｒ２とリザーバ室Ｒ３を区画するバルブケース２０が嵌合される。バルブケース２０は、シリンダ側室Ｒ２からリザーバ室Ｒ３へ向かう作動流体の通過のみを許容して作動流体の流れに抵抗を与えるベースバルブ２１と、リザーバ室Ｒ３からシリンダ側室Ｒ２へ向かう作動流体の通過のみを許容するチェック弁２２と、を備える。

　緩衝器１０の伸長時にロッド１３がシリンダ１２から退出する場合には、縮小されるロッド側室Ｒ１から拡大されるシリンダ側室Ｒ２へと作動流体が減衰弁１６を通じて移動する。この際に、減衰弁１６が作動流体の流れに抵抗を与えて減衰力が発生する。

　反対に、緩衝器１０の収縮時にロッド１３がシリンダ１２内に進入する場合には、ロッド進入体積分だけ過剰になった作動流体がベースバルブ２１を通じてリザーバ室Ｒ３に排出される。この際、ベースバルブ２１が作動流体の流れに抵抗を与えて減衰力が発生する。

　なお、本実施形態においては、緩衝器１０は、アウターシェル１１とシリンダ１２を備える複筒型であるが、単筒型の緩衝器であってもよい。

　また、図２に示すように、緩衝器１０では、シリンダ１２の上端に設けられるロッドガイド１４には、環状のオイルシール１８が積層される。オイルシール１８がロッドガイド１４に積層された状態でアウターシェル１１の開口側端部を内側に折り曲げて加締めて形成された加締め部（端面部）１１ａによって、ロッドガイド１４及びオイルシール１８がアウターシェル１１とシリンダ１２の間に固定される。

　オイルシール１８は内周径がロッド１３の外周径よりも小さくなっているため、オイルシール１８がロッド１３の外周を密にシールする。これにより、ロッド１３がシリンダ１２内を出没する際にシリンダ内から作動流体が外に漏れ出ることが阻止される。

　ロッド１３の上端側外周には、弾性部材で形成されるバンプクッションラバー１９が設けられる。バンプクッションラバー１９は、緩衝器１０の最収縮時にアウターシェル１１の上端に装着されたバンプストッパＳと当接し、弾性変形して緩衝器の最収縮時の衝撃を緩和する。

　バンプストッパＳは、有底筒状であって、図１、２に示すようにアウターシェル１１の上端に装着される。バンプストッパＳの材質は特に限定されないが、たとえば合成樹脂で形成される。

　以下、バンプストッパＳについて具体的に説明する。バンプストッパＳの有底筒状の本体１は、図３に示すように、筒部２と、筒部２の一方側開口に連結された環状の底部３と、を備える。

　底部３は、ロッド１３を挿通可能な大きさの貫通孔３ａを有する環状に形成される。底部３の内周側には、図３、図４に示すように、突状の接地部５が貫通孔３ａの周りに周方向に間隔をあけて並べて設けられる。緩衝器１０の最収縮時にバンプクッションラバー１９がバンプストッパＳに突き当たる際に荷重を受けるために、接地部５は、アウターシェル１１に装着する際に、アウターシェル１１の上端に形成された加締め部１１ａの上端に当接する。

　接地部５は、図４に示すように、外周が筒部２に連なり、底部３の外周側に向けて広がる扇形に形成される。加締め部１１ａは、ロッド１３に対し間隔をあけて設けられていて、接地部５の外周側のみに加締め部１１ａの上端が当接する。そのため、接地部５は加締め部１１ａに当接する範囲で設ければよく、底部３の外周部にのみ設けられていれば足りる。しかしながら、底部３は緩衝器１０の最収縮時にバンプクッションラバー１９から荷重を受ける。そのため、接地部５を貫通孔３ａまで延長される扇形にすると、アウターシェル１１の加締め部１１ａと当接しない先端部分が、接地部５全体の強度を向上する補強リブとして機能する。

　図５に示すように、接地部５の幅狭側（径方向内側）の先端は、貫通孔３ａに向けて（径方向内側に向けて）傾斜させて徐々に薄くしながら貫通孔３ａの外周縁まで延びるように形成される。これにより、補強効果を得つつバンプストッパＳの軽量化を図り、材料費が削減される。なお、接地部５の幅狭側の先端を傾斜させずに貫通孔３ａの外周縁まで延びるようにして、補強効果をより高めるようにしてもよい。

　接地部５には、その中央部に内周側に行くにつれ周方向の幅が狭くなる三角状の肉抜き用の溝３ｂが設けられる。これにより、バンプストッパＳの軽量化が図られると共に材料費が削減される。本実施形態では、肉抜き用の溝３ｂは、接地部５を扇形にしているため、溝３ｂから接地部５の外縁までの肉厚を変えず、接地部５に強度が弱くなる箇所ができないように三角状にしているが、形状は特に限定されない。

　筒部２は、図３、図４に示すように、底部３に設けられた接地部５と周方向に交互に設けられると共に、筒部２の軸方向に延びてリブ状に形成され、筒部２の内側に突出する突起部６を有する。突起部６の底部３とは反対側の端部（図中下側）は下方にいくにしたがって拡径するテーパー状に形成される。

　突起部６は、アウターシェル１１の外径よりも筒部２の内径が小さくなる程度に内側に突出していればよい。また、突起部６と接地部５の間には軸方向視で、隙間１ａが形成されており、バンプストッパＳ内に侵入した泥水や塵などを外に排出する排出通路として機能する。

　また、バンプストッパＳは、底部３の接地部５と筒部２の突起部６とが周方向に交互に設けられている。言い換えれば、接地部５と突起部６とは、周方向の位置が互いにずれており、軸方向から見て互いに重ならないように設けられる。このため、接地部５は突起部６が設けられていない筒部２と連結され、突起部６は接地部５が設けられていない底部３と連結される。さらに、図５に示すように、接地部５と筒部２との境には断面形状変化を緩和する第一湾曲面Ｃ１が設けられ、突起部６と底部３との境にも同様に断面形状変化を緩和する第二湾曲面Ｃ２が設けられている。つまり、接地部５と筒部２とは、第一湾曲面Ｃ１によって接続され、突起部６と底部３とは、第二湾曲面Ｃ２によって接続される。

　次に、図２を用いてアウターシェル１１の上端にバンプストッパＳが装着される過程と、装着状態について説明する。

　バンプストッパＳの筒部２に設けられる突起部６は、本実施形態では６個設けられており、軸方向視で突起部６の内周面を通る円の直径は、アウターシェル１１の外径よりも小さくなるように形成される。そのため、アウターシェル１１をバンプストッパＳに挿入すると、バンプストッパＳが押し広げられ、突起部６がアウターシェル１１を径方向内側へ向け緊迫（圧迫）してバンプストッパＳをアウターシェル１１に固定できる。また、突起部６の下端側（底部３とは反対側）はテーパー状になっているため、アウターシェル１１の挿入を案内して、スムーズに挿入できる。

　図２に示すように、バンプストッパＳは、アウターシェル１１の上端（ロッド１３側の端部）に設けられた加締め部１１ａが底部３の接地部５に当接するまで押し込まれ、アウターシェル１１の側部が筒部２の突起部６に押し当てられて装着される。

　ここで、接地部５と筒部２との境には湾曲面である第一湾曲面Ｃ１が設けられるため、図２に示すように、アウターシェル１１の加締め部１１ａの上端は、接地部５に当接する一方、突起部６の設けられていない筒部２には当接しない。つまり、接地部５とアウターシェル１１は当接しているが、筒部２とアウターシェル１１との間には突起部６の肉厚分の隙間ができる。これにより、筒部２と加締め部１１ａとの間には径方向に大きなスペースが確保される。

　そのため、突起部６が軸方向視で接地部５と同じ位置に設けられていた従来のバンプストッパに比べて、アウターシェル１１と筒部２との間に設けられた径方向のスペースの分だけ筒部２の内周面を外側に膨らませることができ、第一湾曲面Ｃ１の曲率半径を大きくできる。

　突起部６と底部３との境には湾曲面である第二湾曲面Ｃ２が設けられるため、図２に示すように、アウターシェル１１の側部は、突起部６に緊迫（圧迫）される一方、接地部５の設けられていない底部３には当接しない。つまり、突起部６とアウターシェル１１は当接しているが、底部３とアウターシェル１１との間には接地部５の肉厚分の隙間ができる。これにより、突起部６と加締め部１１ａとの間には軸方向に大きなスペースが確保される。

　そのため、接地部５が軸方向視で突起部６と同じ位置に設けられていた従来のバンプストッパに比べて、アウターシェル１１と底部３との間に設けられた軸方向のスペースの分だけ底部３の内側面（加締め部１１ａに対向する面）を図２中上側に膨らませることができ、第二湾曲面Ｃ２の曲率半径を大きくできる。

　このようにすることで、アウターシェル１１がバンプストッパＳに圧入され、第一湾曲面Ｃ１と第二湾曲面Ｃ２を支点にして筒部２が押し広げられても、第一湾曲面Ｃ１と第二湾曲面Ｃ２の曲率半径が大きく湾曲面がなだらかであるため、応力集中を抑制できる。

　また、緩衝器１０が収縮されてバンプクッションラバー１９とバンプストッパＳの上端面が当接すると、第一湾曲面Ｃ１と第二湾曲面Ｃ２に内向きの応力が働くが、第一湾曲面Ｃ１と第二湾曲面Ｃ２の曲率半径を大きくできるため、応力集中を抑制できる。

　また、図２に示すように、底部３から第二湾曲面Ｃ２の高さは、底部３から接地部５の高さよりも低く設定されている。このため、アウターシェル１１がバンプストッパＳ内に挿入される際に第二湾曲面Ｃ２がアウターシェル１１の上端に干渉しない。

　以下、本実施の形態に係るバンプストッパＳの効果について説明する。

　本実施形態に係るバンプストッパＳは、アウターシェル１１が挿入される有底筒状の本体１と、本体１の底部３に設けた貫通孔３ａの周りに周方向に並べて設けたアウターシェル１１の上端に当接する突状の接地部５と、本体１の筒部２の内周に軸方向視で接地部５間に配置され、アウターシェル１１の側部に押し当てられる突起部６と、接地部５と筒部２との境に設けられる第一湾曲面Ｃ１と、突起部６と底部３との境に設けられる第二湾曲面Ｃ２を備えてなる。この構成によると、バンプストッパＳの底部３と筒部２の境の曲率半径を全周にわたって大きくできる。そのため、アウターシェル１１の挿入時、底部３と筒部２の境にかかる応力と緩衝器１０の最収縮時にバンプクッションラバー１９との接触によって底部３と筒部２の境にかかる応力の集中を抑制できる。よって、バンプストッパＳの耐久性を向上させる。

　なお、本実施形態においては、突起部６は、軸方向視で接地部５の間にそれぞれ設けられているが、接地部５間の二つ以上に設けられていれば、アウターシェル１１の側部を押圧してバンプストッパＳを緩衝器１０に装着するには足りる。突起部６の本数は、受ける荷重、つまり車体の重量に応じて、任意の本数に設定できる。

　また、本実施形態においては、底部３から第二湾曲面Ｃ２の高さは、底部３から接地部５の高さよりも、低くなるように設定されている。この構成によると、アウターシェル１１の挿入時に、アウターシェル１１の上端が接地部５の設けられていない第二湾曲面Ｃ２に干渉しないため、バンプストッパＳをアウターシェル１１に対して傾かせずに装着できる。

　また、本実施形態においては、軸方向視で突起部６と接地部５との間に周方向に隙間１ａを設けている。この構成によると、バンプストッパＳ内に泥水や塵が侵入した際に、隙間１ａが排出流路として機能する。

　また、接地部５は、筒部２の外周側に向けて広がる扇形に形成される。この構成によると、アウターシェル１１上端に形成される加締め部１１ａの上端が当接する接地部５の外周を大きく、加締め部１１ａが当接しない内周側を小さくできる。これにより、バンプストッパＳの軽量化と材料費の削減ができる。また、加締め部１１ａと当接しない接地部５の先端部分は、底部３の補強リブとして機能し、底部３の耐久性を向上できる。

　また、接地部５が、底部３に設けられた貫通孔３ａの外周まで延びて形成されている。この構成によると、接地部５がアウターシェル１１の上端を受けるだけでなく、底部３の補強部材としても機能し、バンプクッションラバー１９が底部３に突き当てられる際の衝撃に対して耐久性を向上できる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は２０１５年７月１６日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－１４２２８０に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　バンプストッパであって、
　貫通孔を有する底部と筒部とを有しアウターシェルが挿入される有底筒状の本体と、
　前記底部の前記貫通孔の周りに周方向に並んで設けられ前記アウターシェルの上端に当接する突状の接地部と、
　前記本体の前記筒部の内周において軸方向視で前記接地部間の二つ以上に配置され、前記アウターシェルの側部に押し当てられる突起部と、
　前記接地部と前記筒部との境に設けられる第一湾曲面と、
　前記突起部と前記底部との境に設けられる第二湾曲面と、を備えるバンプストッパ。
　請求項１に記載のバンプストッパであって、
　前記底部から前記第二湾曲面の高さは、前記底部から前記接地部の高さよりも、低いバンプストッパ。
　請求項１に記載のバンプストッパであって、
　軸方向視で前記突起部と前記接地部との間には、周方向に隙間が設けられるバンプストッパ。
　請求項１に記載のバンプストッパであって、
　前記接地部は、前記筒部の外周側に向けて広がる扇形に形成されるバンプストッパ。
　請求項１に記載のバンプストッパであって、
　前記接地部が、前記底部に設けられた前記貫通孔の外周まで延びて形成されるバンプストッパ。
　請求項１に記載のバンプストッパを備える緩衝器。