WO2020184058A1 - シリンダ装置 - Google Patents

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WO2020184058A1
WO2020184058A1 PCT/JP2020/005740 JP2020005740W WO2020184058A1 WO 2020184058 A1 WO2020184058 A1 WO 2020184058A1 JP 2020005740 W JP2020005740 W JP 2020005740W WO 2020184058 A1 WO2020184058 A1 WO 2020184058A1
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outer cylinder
cylinder
cylinder device
cross
distance
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理一 永尾
浩一 山香
喜裕 山口
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a strut type shock absorber and a shock absorber which are cylinder devices used in automobiles and the like.
  • the shock absorber which is a cylinder device used for automobile suspensions, especially MacPherson strut type suspensions, has a piston equipped with a damping valve housed in an inner cylinder and slides in the inner cylinder along the axial direction.
  • An outer cylinder forming a reservoir chamber is arranged on the outer peripheral side of the inner cylinder.
  • the mainstream of shock absorbers is a double-cylinder type equipped with an inner cylinder and an outer cylinder. The upper end and the bottom end of the inner cylinder and the outer cylinder are connected by a rod guide and a bottom valve, respectively.
  • the piston rod is housed in the inner cylinder and the outer cylinder, and the piston is fixed to the bottom end side of the piston rod.
  • the upper end side of the piston rod penetrates the rod guide and protrudes from the outer cylinder.
  • the strut type shock absorber which is a kind of double-cylinder type shock absorber, supports the vehicle body posture with respect to the vehicle body weight and the inclination due to the inertia of the vehicle body as a pillar, and performs vibration damping during running.
  • the upper end of the piston rod is mainly connected to the vehicle body.
  • the bottom end side of the outer cylinder is connected to the knuckle serving as the wheel support member via the knuckle bracket.
  • the knuckle bracket is joined so as to sandwich the wheel support member between the plate portions having a width across flats extending outward from the vehicle body.
  • the double-cylinder strut type shock absorber supports the resultant force (lateral force) of the load parallel to the vehicle body front-rear direction and the load parallel to the vehicle body inside / outside direction generated when the vehicle body posture changes due to inertia or the like during traveling.
  • the double-cylinder strut type shock absorber functions as a pillar, it is desired to improve the flexural rigidity against lateral force in order to improve steering stability and ride comfort.
  • the double-cylinder strut type shock absorber can reduce the total amount of elastic deformation, reduce the amount of roll of the vehicle body, and improve the steering stability. Further, by reducing the amount of elastic deformation, the friction between the piston and the inner cylinder serving as the cylinder can be reduced, and the smooth linear motion sliding of the piston can be realized to improve the riding comfort.
  • Patent Document 1 the outer cylinder is formed into an elliptical shape, and the thickness of the outer cylinder is increased at the portion of the center line in the same direction as the axle to improve the moment of inertia of area and secure the flexural rigidity. ..
  • the outer cylinder is arranged so that the wall thickness becomes thicker on the inside and outside of the vehicle.
  • the wall thickness inside the vehicle is limited by one vehicle model, and at the same time, the wall thickness outside the vehicle is also limited. Therefore, in other vehicle models, there is a risk that the bending rigidity of the strut type shock absorber cannot be sufficiently secured.
  • An object of the present invention is to provide a cylinder device capable of solving the above problems, securing a clearance between the outer cylinder and peripheral members, and improving the bending rigidity of the outer cylinder.
  • a piston, a shock absorbing mechanism having a piston rod connected to the piston, a tubular inner cylinder accommodating the cushioning mechanism, and an outer cylinder accommodating the inner cylinder.
  • the outer cylinder is provided integrally with the outer cylinder, and has a pair of knuckle mounting portions protruding in one direction from the outer surface of the outer cylinder, and each of the pair of knuckle mounting portions has a wide surface.
  • the stroke center is formed in an orthogonal cross section of the outer cylinder at an arbitrary position in the axial direction perpendicular to the stroke center line of the piston rod.
  • the cross-sectional area of the outer cylinder in the virtual area I is the virtual area II. It is characterized in that it is made larger than the cross-sectional area of the outer cylinder in the above.
  • a cylinder device capable of ensuring a clearance between the outer cylinder and peripheral members and improving the bending rigidity of the outer cylinder.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the suspension device which concerns on 1st Example of this invention. It is a vertical side view of the double-cylinder strut type shock absorber seen from the front direction of the vehicle body which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the line III-III'in FIG. It is a figure which shows the modification 1 in the cross-sectional shape of FIG. It is a figure which shows the modification 2 in the cross-sectional shape of FIG. It is a figure which shows the modification 3 in the cross-sectional shape of FIG. It is a figure which shows the modification 4 in the cross-sectional shape of FIG. It is a figure which shows the modification 5 in the cross-sectional shape of FIG.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the modification 6 in the cross-sectional shape of FIG. It is a vertical side view of the double-cylinder strut type shock absorber seen from the front direction of the vehicle body which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the cross section XI-XI'line of FIG.
  • each embodiment of the present invention a case where it is applied to a four-wheeled vehicle will be described as an example. Further, in each embodiment of the present invention, an example in which a double-cylinder strut type shock absorber is used as the shock absorber serving as the cylinder device will be described.
  • the X direction, the Y direction, and the Z direction are set according to the coordinate axes described in each figure, the direction of the arrow is expressed as positive (+), and the direction of the counter arrow is expressed as negative ( ⁇ ).
  • FIG. 1 is a schematic view of the suspension device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view of the vehicle viewed from the front, and shows a front wheel (one wheel) located on the right side in the traveling direction of the vehicle.
  • the MacPherson strut type suspension device 1 for automobiles has a strut 10 that connects the vehicle body 11 and the tire 19 as a pillar, a coil spring 13 that is suspended from the strut 10 and produces vehicle weight and damping resistance, and a strut 10 that is fastened to the strut 10 when a curve is formed. It is composed of a stabilizer 16 that compensates for rigidity against vehicle body twist and maintains the vehicle body posture, a knuckle 14 that fastens struts 10, and a lower arm 17 that is a structural member that determines the camber angle and caster angle fastened to the knuckle 14. .
  • the strut 10 produces a damping force and supports the lateral force.
  • One end side of the MacPherson strut type suspension device 1 for automobiles is connected to the vehicle body 11 via the strut 10 and the upper mount 12 fixed to the + Y side of the coil spring 13. Further, the other end side of the MacPherson strut type suspension device 1 for automobiles is connected to one end side of the lower arm 17 and is connected to the vehicle body 11.
  • a bearing (not shown) is fixed to the knuckle 14, and the bearing supports the wheel hub 15 in a rollable manner.
  • a wheel rim 18 is fixed to the wheel hub 15, and a tire 19 is fixed to the outer peripheral portion of the wheel rim 18.
  • the wheel rim 18 and the tire 19 form a wheel.
  • the tire 19 touches the ground 20 and transmits a driving force to the ground 20 to drive the vehicle.
  • the lateral force acting during traveling is mainly supported by the struts 10 and the knuckle 14, and the displacement of the vehicle body is suppressed.
  • the vibration caused by the input from the ground 20 or the input from the vehicle body 11 is attenuated by the strut 10 and the coil spring 13 moving linearly along the stroke center line 71.
  • FIG. 2 is a vertical side view of the double-cylinder strut type shock absorber viewed from the front direction of the vehicle body according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III'in FIG.
  • the strut 10 has an inner cylinder 103 that slidably accommodates the piston 111, and an outer cylinder 104 arranged on the outer peripheral side of the inner cylinder 103.
  • the outer cylinder 104 is made of a gravity cast body, and the inner cylinder 103 is housed inside.
  • the inner cylinder 103 and the outer cylinder 104 are arranged concentrically about the stroke center line 71, which is the sliding axis of the piston 111.
  • a reservoir chamber 122 is formed between the inner cylinder 103 and the outer cylinder 104.
  • a piston rod 102 is connected to the piston 111 to form a cushioning mechanism.
  • the shock absorber is housed in a tubular inner cylinder 103.
  • An oil seal 108 and a rod guide 109 are provided at the tips of the inner cylinder 103 and the outer cylinder 104 in the + Y direction.
  • the tip side of the outer cylinder 104 is molded so that the shaft length is longer than the shaft length of the inner cylinder 103, and the oil seal 108 and the rod guide 109 are stored in this portion.
  • the rod guide 109 is press-fitted and fixed to the tip of the inner cylinder 103 in the + Y direction.
  • An integrated outer cylinder bottom plate 105 is molded at the bottom end in the Y-axis direction. Similar to the tip side, the shaft length of the bottom end side of the outer cylinder 104 is longer than the shaft length of the inner cylinder 103.
  • the bottom valve 114 is stored in this portion.
  • An opening is formed in the portion of the outer cylinder tip plate 104a on one end side of the outer cylinder 104, and an oil seal 108, a rod guide 109, an inner cylinder 103, and a bottom valve 114 are provided.
  • the oil seal 108, the rod guide 109, the inner cylinder 103, and the bottom valve 114 are crimped and fixed by the outer cylinder tip plate 104a integrated with the tip of the outer cylinder 104 in the + Y direction, and the oil seal 108, the rod guide 109,
  • the compression residual axial force transmitted in the order of the inner cylinder 103, the bottom valve 114, and the outer cylinder bottom plate 105 is applied.
  • the inner cylinder 103 is filled with a liquid (not shown) such as oil, and the reservoir chamber 122 is filled with a predetermined amount of nitrogen gas (not shown) together with the liquid.
  • the oil and nitrogen gas are sealed with a crimped and fixed oil seal 108.
  • the center of the opening on one end side of the outer cylinder 104 is coaxial with the stroke center line 71 of the piston rod 102. As a result, the assembling property between the outer cylinder 104 and the piston rod 102 can be improved.
  • the piston 111 is coupled to the bottom end of the piston rod 102 in the + Y direction.
  • the tip of the piston rod 102 penetrates the oil seal 108 and the rod guide 109, extends to the tip of the outer cylinder 104 in the + Y direction, and is connected to the vehicle body 11 via the upper mount 12 shown in FIG. There is.
  • a stabilizer bracket 106 that is integrally molded with the outer peripheral surface and fastens the stabilizer 16, a spring seat 107 that is fixed to the outer peripheral surface and supports the coil spring 13, and a knuckle that is integrally molded on the outer peripheral surface and fastened.
  • Knuckle bracket fastening plates 110a and 110b (knuckle mounting portions) are provided.
  • the knuckle bracket fastening plates 110a and 110b at both ends in the X direction are integrally molded into the outer cylinder 104 so as to be separated from each other in a width across flats and extend toward the outside of the vehicle body in the ⁇ Z direction, and the bolt fastening holes 110c are formed.
  • the knuckle 14 is fastened and fixed to the knuckle 14 by the threaded bolt.
  • the pair of knuckle bracket fastening plates 110a and 110b project in one direction from the outer surface of the outer cylinder 104, and the wide surfaces face each other, and the wide surfaces are provided along the axial direction of the outer cylinder 104.
  • the knuckle 14 is connected to the vehicle body 11 via the strut 10.
  • the piston 111 is housed in the inner cylinder 103, and the inside of the inner cylinder 103 is separated into an upper chamber 120 and a lower chamber 121.
  • the piston 111 is provided with one or more piston orifices 111a, a piston check valve 112, and an extension side damping valve 113.
  • the piston rod 102 is connected to the piston 111 and goes in and out of the inner cylinder 103.
  • the damping force when the piston rod 102 strokes in the extension direction (+ Y direction) along the stroke center line 71 passes through the piston orifice 111a and the extension side damping valve 113 when the liquid flows from the upper chamber 120 to the lower chamber 121. By doing so, the distribution resistance is loaded and created.
  • the bottom valve 114 is provided with one or more bottom valve orifices 114a, a bottom valve check valve 115, and a contraction side damping valve 116.
  • the piston rod 102 strokes in the extension direction (+ Y direction) along the stroke center line 71, the liquid flows from the reservoir chamber 122 to the lower chamber 121 through the bottom valve orifice 114a by the bottom valve check valve 115. To do.
  • the damping force when the piston rod 102 strokes in the contraction direction (-Y direction) along the stroke center line 71 is the bottom valve orifice 114a and the contraction side damping valve 116 when the liquid flows from the lower chamber 121 into the reservoir chamber 122. It is created by loading the distribution resistance by passing through.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III'in FIG.
  • the cross section of the line III-III' is an orthogonal cross section at an arbitrary position in the axial direction of the outer cylinder 104 orthogonal to the stroke center line 71 of the piston rod 102.
  • the point on the stroke center line 71 is defined as the stroke center point 71a.
  • a line that passes through the stroke center point 71a (stroke center line 71), coincides with the inside and outside of the vehicle, and extends in the Z direction as a boundary between the inside and outside of the vehicle is defined as a virtual line 191.
  • the virtual line 191 is a line parallel to the bolt fastening hole center axis 194 passing through the center of the bolt fastening holes 110c formed in the knuckle bracket fastening plates 110a and 110b.
  • the virtual line 191 is a line orthogonal to the rotation axis of the wheel.
  • the knuckle fastening center point 72a is located on the bolt fastening hole center axis 194.
  • the cross-sectional area of the outer cylinder 104 in the virtual area I192 is defined.
  • a i1 is larger than the cross-sectional area A o1 of the outer cylinder 104 in the virtual area II 193 (cross-sectional area A i1 > cross-sectional area A o 1 ).
  • the cross-sectional area of the outer cylinder 104 is relative to the stroke center line 71 (center axis). It is divided into one side in the radial direction and the other side in the radial direction, and the cross-sectional area A o1 on the one side in the radial direction of the outer cylinder 104 is smaller than the cross-sectional area A o1 on the other side in the radial direction.
  • the boundary between the one side in the radial direction and the other side in the radial direction with respect to the stroke center line 71 (center axis) is a plane orthogonal to the rotation axis of the wheel.
  • the maximum distance between the outer circumference of the outer cylinder 104 and the interface between one side in the radial direction and the other side in the radial direction in the orthogonal cross section at an arbitrary position in the axial direction of the stroke center line 71 (central axis) is one in the radial direction.
  • the side is shorter.
  • the cross-sectional area Ai1 and the cross-sectional area Ao1 may include the cross-sectional area of the stabilizer bracket 106.
  • the lateral force in the outward direction of the vehicle is shown as the lateral force F tZ1 .
  • the magnitude and direction of the lateral force F tZ1 change randomly from moment to moment depending on the traveling conditions.
  • the strut 10 is fastened to the knuckle 14 via the knuckle bracket fastening plates 110a and 110b to serve as a fixing portion for the lateral force F tZ1 , and the reaction force F bZ1 acts on the knuckle bracket fastening plates 110a and 110b and the outer cylinder 104 in the vicinity. ..
  • the knuckle fastening center line 72 in which the reaction force F bZ1 is generated is not coaxial with respect to the stroke center line 71 on which the lateral force F tZ1 acts, and is offset by a distance l b1 in the Z direction.
  • the strut 10 is bent and deformed by the lateral force F tZ1 .
  • a bending moment M tZ1 of the cantilever is generated with the vicinity of the piston rod 102 side end as the root.
  • the bending moment M tZ1 generated at this time is the sum of the bending moment generated by the lateral force F tZ1 and the bending moment generated by the offset of the lateral force F tZ1 and the reaction force F bZ1 .
  • the moment of inertia of area which is one of the parameters that determine the flexural rigidity, can be effectively expanded.
  • the moment of inertia of area is proportional to the fourth power of the diameter.
  • the distance l c1 is the closest position between the outer cylinder 104 and the wheel rim 18 or the tire 19, and the distance l c1 is determined so that the tire chains and wheels do not come into contact with the outer cylinder 104 when the tire chains are attached or the wheels are inch-up. There is a need.
  • the moment of inertia of area of the outer cylinder 104 is a value determined by the entire cross-sectional shape. Therefore, in this embodiment, the point on the stroke center line 71 in the orthogonal cross section is defined as the stroke center point 71a, and the distance from the stroke center point 71a in the virtual area I192 to the radial outer surface of the outer cylinder 104 is defined as the distance li11.
  • the distance l o11 to the radial outer surface of the outer cylinder 104 in the virtual region II193 on the Z axis which is the clearance, is set to a value equal to or less than the distance l c1 (distance l o11 ⁇ distance l c1 ).
  • the outer cylinder 104 in the virtual area I192 which has relatively few restrictions on the outer shape, is suppressed while suppressing the expansion of the outer cylinder 104 in the virtual area II193 inside the vehicle.
  • the outer shape is enlarged.
  • the thickness of the outer cylinder 104 on the distance l i11 is thicker than the thickness of the outer cylinder 104 on the distance l o11.
  • the cross-sectional area A i1 of the outer cylinder 104 in the virtual area I192 is larger than the sectional area A o1 of the outer cylinder 104 in the virtual area II193 in this embodiment, the necessary moment of inertia
  • the bending rigidity can be improved by securing the distance, and the outer cylinder 104 can be set to a distance lc1 or more so as not to interfere with the wheel rim 18 or the tire 19, and the clearance can be secured.
  • the magnitude relation between the sectional area A o1 of the outer tube 104 of the outer cylinder 104 of the cross-sectional area A i1 and the virtual region II193 in the virtual region I192, the second moment of the outer cylinder 104 in the virtual area I192 I i1 Can also be defined as being greater than the moment of inertia of inertia I o1 of the outer cylinder 104 in the virtual area II193 (second moment of inertia I i1 > second moment of inertia I o 1 ).
  • the geometrical moment of inertia of the outer cylinder 104 is set to the stroke center line 71 (central axis).
  • the relationship between the cross-sectional area A i1 sectional area A o1, the relationship between the second moment I i1 and second moment I o1 is the spring seat 107 and the knuckle bracket fastening plate 110a, and 110b (knuckle mounting portion) It is an arbitrary position in the axial direction of the outer cylinder 104 provided between the two, and this arbitrary position in the axial direction includes the closest position (distance lc1 ) between the outer cylinder 104 and the wheel rim 18 or the tire 19.
  • the flexural rigidity can be secured.
  • the distance to the outer surface in the radial direction, the distance to the inner surface in the radial direction, the thickness, or any of the relationships with respect to the outer cylinder 104 on the arbitrary axis in the radial direction passing through the stroke center point 71a is satisfied. It does not exclude the absence.
  • the cross-sectional shape of the inner cylinder 103 a shape close to a perfect circular pipe is preferable. This is because the inner cylinder 103 becomes a cylinder and the piston 111 slides linearly on the inner surface of the inner cylinder 103. This is because the inner cylinder 103 and the piston 111 need to be in close contact with each other and a damping medium such as oil needs to flow through the piston orifice 111a, which requires airtightness.
  • the cross-sectional shape of the inner cylinder 103 is any shape such as an ellipse or a polygon.
  • the relationship between the cross-sectional area, the moment of inertia of area, the distance, and the thickness of the outer cylinder 104 may be established at least within the range in the Y direction facing the wheel rim 18 and the tire 19 shown in FIG.
  • the present invention does not exclude that it is established only in a part of the above-mentioned range and that it is established in the entire area of the outer cylinder 104 in the Y direction and a part of the wheel rim 18 and the tire 19 in the Y direction that does not face each other. ..
  • FIG. 4 is a diagram showing a modification 1 in the cross-sectional shape of FIG.
  • the same components as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the cross-sectional shape of the outer cylinder 204 shown in FIG. 4 is a shape obtained by removing the stabilizer bracket 106 from the cross-sectional shape of the outer cylinder 104 shown in FIG.
  • the cross section of the outer cylinder 204 has a shape close to an ellipse, and is a shape that satisfies all the relationships of the cross-sectional area, the moment of inertia of area, the distance, and the thickness described in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a modification 2 in the cross-sectional shape of FIG.
  • the cross section of the outer cylinder 304 shown in FIG. 5 has a shape close to an egg-shaped circle.
  • the configuration of FIG. 5 does not satisfy the relationship of the cross-sectional area described in FIG. 3 and the relationship of the distance and the thickness in a part of the region, but the moment of inertia of area satisfies the above-mentioned relationship and the effect in FIG. It is a cross-sectional shape that can exhibit.
  • the outer cylinder 304 is arranged closer to the inside of the vehicle in the + Z direction, and the cross-sectional area in the virtual area I192 is larger than the cross-sectional area in the virtual area II193. With this configuration, it is possible to improve the bending rigidity by expanding the outer shape of the outer cylinder while ensuring the clearance between the wheel rim 18 or the tire 19 and the outer cylinder 304.
  • FIG. 6 is a diagram showing a modification 3 in the cross-sectional shape of FIG.
  • the cross section of the outer cylinder 404 shown in FIG. 6 has a shape close to a hexagon, and is a shape that satisfies all the relationships of the cross-sectional area, the moment of inertia of area, the distance, and the thickness described in FIG.
  • the outer cylinder 404 is arranged closer to the inside of the vehicle in the + Z direction, and the cross-sectional area in the virtual area I192 is larger than the cross-sectional area in the virtual area II193. With this configuration, it is possible to improve the bending rigidity by expanding the outer shape of the outer cylinder while ensuring the clearance between the wheel rim 18 or the tire 19 and the outer cylinder 404.
  • FIG. 7 is a diagram showing a modified example 4 in the cross-sectional shape of FIG.
  • the cross section of the outer cylinder 504 shown in FIG. 7 is close to a quadrangle and has a partial shape, and has a radial recess in the virtual area I592.
  • the relationship between the distance and the thickness is not satisfied in the recessed portion, but the cross-sectional area and the moment of inertia of area are satisfied in relation to each other.
  • the outer cylinder 504 is arranged closer to the inside of the vehicle in the + Z direction, and the cross-sectional area in the virtual area I192 is larger than the cross-sectional area in the virtual area II193. With this configuration, it is possible to improve the bending rigidity by expanding the outer shape of the outer cylinder while ensuring the clearance between the wheel rim 18 or the tire 19 and the outer cylinder 504.
  • FIG. 8 is a diagram showing a modified example 5 in the cross-sectional shape of FIG.
  • the cross section of the outer cylinder 604 shown in FIG. 8 has a shape close to that of a petal, and has a shape that satisfies all the relationships of the cross-sectional area, the moment of inertia of area, the distance, and the thickness.
  • the outer cylinder 604 is arranged closer to the inside of the vehicle in the + Z direction, and the cross-sectional area in the virtual area I192 is larger than the cross-sectional area in the virtual area II193. With this configuration, it is possible to improve the bending rigidity by expanding the outer shape of the outer cylinder while ensuring the clearance between the wheel rim 18 or the tire 19 and the outer cylinder 604.
  • FIG. 9 is a diagram showing a modification 6 in the cross-sectional shape of FIG.
  • the cross section of the outer cylinder 704 shown in FIG. 9 has a shape similar to that of a gear, and has a shape that satisfies all the relationships of the cross-sectional area, the moment of inertia of area, the distance, and the thickness.
  • the outer cylinder 704 is arranged closer to the inside of the vehicle in the + Z direction, and the cross-sectional area in the virtual area I192 is larger than the cross-sectional area in the virtual area II193. With this configuration, it is possible to improve the bending rigidity by expanding the outer shape of the outer cylinder while ensuring the clearance between the wheel rim 18 or the tire 19 and the outer cylinder 704.
  • FIG. 10 is a vertical side view of the double-cylinder strut type shock absorber viewed from the front direction of the vehicle body according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI'in FIG.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment is that the stabilizer bracket 206 attached to the strut 10 is arranged in the + Z direction inside the vehicle. That is, the stabilizer bracket 206 provided on the outer cylinder is provided on the opposite side of the knuckle bracket fastening plates 110a and 110b (knuckle mounting portion) with the outer cylinder 104 interposed therebetween.
  • the stabilizer bracket 206 is on the lateral force reaction force line 190 generated by the lateral force F tZ1 and the reaction force F bZ1 and is on the outer cylinder in the virtual area I192. It was placed on the radial outer surface of 104. With such an arrangement, the cross-sectional area and the moment of inertia of area of the outer cylinder 104 in the virtual area I192 can be improved, and the bending rigidity of the strut 10 with respect to the lateral force F tZ1 can be improved. As shown in FIG.
  • the stabilizer bracket 206 is preferably arranged so that the central position in the X direction coincides with the lateral force reaction force action line 190 because the moment of inertia of area can be maximized. However, even if the center position of the stabilizer bracket 206 in the X direction does not coincide with the lateral force reaction line 190, the flexural rigidity can be improved if the stabilizer bracket 206 is arranged in the virtual area I192. .. As shown in FIG. 10, the stabilizer bracket 206 is preferably arranged in a range facing the wheel rim 18 and the tire 19. In this case, the stabilizer bracket 206 may be arranged in the entire length in the Y direction or a part of the area facing the wheel rim 18 and the tire 19. In the present invention, it is not excluded that the stabilizer bracket 206 is arranged at a position in the Y direction that does not face the wheel rim 18 and the tire 19.
  • the stabilizer bracket 106 is arranged on the front side of the vehicle. Since the knuckle bracket fastening plate 110a and the knuckle bracket fastening plate 110b are generally arranged on the outside of the vehicle, it is necessary to manufacture struts having different specifications for the left and right wheels at the arrangement position of the stabilizer bracket 106 on the struts 10.
  • the strut 10 can be shared by the left and right wheels, and the cost of the strut 10 can be reduced. Can be done.
  • an aluminum alloy material is applied as a constituent material of the outer cylinder 104.
  • the strut 10 is made lighter by applying a low-density aluminum alloy material to the steel material in addition to improving the moment of inertia of area by enlarging the outer cylinder 104. It becomes possible to change.
  • the constituent material any composite material such as steel material, magnesium alloy material, titanium alloy material, resin material, carbon-based material and glass-based material may be used.
  • the inner cylinder 103, the outer cylinder 104, the stabilizer bracket 106, and the spring seat 107 are made of the same material.
  • the present invention does not exclude the inner cylinder 103, the outer cylinder 104, the stabilizer bracket 106, the spring seat 107, the knuckle bracket fastening plate 110a and the knuckle bracket fastening plate 110b being made of different materials.
  • the inner cylinder 103, the outer cylinder 104, the stabilizer bracket 106, the spring seat 107, the knuckle bracket fastening plate 110a and the knuckle bracket fastening plate 110b have surfaces such as plating, painting, alumite, and carburizing for the purpose of preventing rust and improving surface hardness. Treatment or heat treatment may be performed. The same applies to the modified examples shown in FIGS. 4 to 11.
  • the outer cylinder 104 may be formed into a tube shape by an electric sewing method from a member that has been preliminarily unevenly walled by a dissimilar material joining method using a tailored blank method or a flow forming method. Further, the outer cylinder 104 may be molded by three-dimensional modeling. The present invention does not exclude molding by cutting, forging, extrusion, drawing, or the like.
  • the stabilizer bracket 106, the knuckle bracket fastening plate 110a and the knuckle bracket fastening plate 110b molded on the outer cylinder 104 are integrally cast to reduce the number of parts.
  • the spring seat 107 is a separate part and is welded and fixed, but any method such as fitting, press-fitting, brazing, bonding, bolt fastening, crimping, injection molding, etc. May be fixed by. Further, the spring seat 107 may be molded by integral casting.
  • the stabilizer bracket 106 and the knuckle bracket fastening plates 110a and 110b are integrally cast and molded, but they are fixed as separate parts by any method such as welding, fitting, press fitting, brazing, bonding, bolt fastening, crimping, and injection molding. Is also good.
  • the stabilizer bracket 106 and the spring seat 107 may be integrated, and the knuckle bracket fastening plate 110a and the knuckle bracket fastening plate 110b may be integrated.
  • the knuckle bracket fastening plates 110a and 110b are removed from the outer cylinder 104, and the outer cylinder 104 is directly welded, fitted, press-fitted, brazed, bonded, bolted, crimped, to the knuckle 14. It may be fixed by a construction method such as an injection molding mold. In that case, some kind of mark such as a protrusion, a dent, or an engraving may be formed on the strut 10 or the outer surface of the outer cylinder 104 so that the vehicle mounting position of the outer cylinder 104 can be visually determined. The same applies to the modified examples shown in FIGS. 4 to 11.
  • the present invention is not limited to that described in the first and second embodiments, and a form in which a plurality of pistons are switched with an actuator to switch damping performance with respect to a road surface input frequency, a solenoid stored or attached to an outer cylinder, or the like. It may be a control type double cylinder type strut type shock absorber and a shock absorber of a type that switches the damping performance by some energy from the outside of the above.
  • a double-cylinder strut type shock absorber and a shock absorber using air, a magnetic viscous fluid, an electrorheological fluid, or the like may be used.
  • the present invention may be a single-cylinder strut-type shock absorber or an inverted single-cylinder or double-cylinder strut-type shock absorber and shock absorber in which a rod is fastened to the knuckle side.
  • a shock absorber having a piston 111 and a piston rod 102 connected to the piston 111, a tubular inner cylinder 103 accommodating the buffer mechanism, and an outer cylinder accommodating the inner cylinder 103.
  • the outer cylinder 104 is provided with a cylinder 104, and has a pair of knuckle bracket fastening plates 110a and 110b that are provided integrally with the outer cylinder 104 and project from the outer surface of the outer cylinder 104 in one direction, and fasten the pair of knuckle brackets.
  • a strut type shock absorber in which the wide surfaces of the plates 110a and 110b face each other and the wide surfaces are provided along the axial direction of the outer cylinder 104.
  • the inside of the vehicle passes through the stroke center line 71 and is defined as a virtual line 191 that coincides with the inside and outside of the vehicle.
  • virtual area I192 when the vehicle outer side of the virtual area II193, characterized by being larger than the cross-sectional area a o1 of the outer tube 104 in the virtual area II193 sectional area a i1 of the outer tube 104 in the virtual area I192.
  • a double-cylinder strut type shock absorber can be provided.
  • the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
  • Oil seal 109 ... Rod guide, 110a, 110b ... Knuckle bracket fastening plate, 110c ... Bolt fastening hole, 111 ... Piston, 111a ... Piston orifice, 112 ... Piston check valve, 113 ... Extension side damping valve, 114 ... Bottom valve, 114a ... Bottom valve orifice, 115 ... Bottom valve check valve, 116 ... Shrink side damping valve, 120 ... Upper chamber, 121 ... Lower chamber, 122 ... Reservoir Room, 190 ... Lateral force reaction line, 191 ... Virtual line, 192 ... Virtual area I, 193 ... Virtual area II

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

本発明は、外筒と周辺部材とのクリアランスを確保し、外筒の曲げ剛性を向上させることができるシリンダ装置となるショックアブゾーバを提供する。 内筒103を収容する外筒104には、外筒104の外面から一方向側に突出した一対のナックルブラケット締結板110a,110bを設ける。一対のナックルブラケット締結板110a,110bは、それぞれ幅広面を対向させ、前記幅広面が外筒104の軸方向に沿うように設ける。ピストンロッド102のストローク中心線71に直交する外筒104の軸方向任意位置での直交断面において、ストローク中心線71を通り、車両内側と外側に一致した仮想線191を境界に、車両内側を仮想領域I192、車両外側の仮想領域II193とした場合、仮想領域I192における外筒104の断面積Ai1を仮想領域II193における外筒104の断面積Ao1より大きくした。

Description

シリンダ装置
 本発明は、自動車等に用いられるシリンダ装置となるストラット型ショックアブゾーバ及びショックアブゾーバに関する。
 自動車のサスペンション,特にマクファーソンストラット型サスペンションに用いられるシリンダ装置となるショックアブゾーバは、減衰弁を備えたピストンが内筒に収納され、内筒の中を軸方向に沿って摺動している。内筒の外周側には、リザーバ室を形成する外筒が配置される。近年のショックアブソーバは、内筒と外筒を備えた複筒式が主流となっている。内筒と外筒の上端部と底端部はそれぞれロッドガイドと底部バルブによって結合されている。内筒と外筒にはピストンロッドが収納され、ピストンロッドの底端部側にはピストンが固定されている。ピストンロッドの上端部側はロッドガイドを貫通し、外筒から突出している。複筒式のショックアブゾーバの一種であるストラット型ショックアブゾーバは、車柱として車体自重と車体の慣性による傾きに対する車体姿勢を支持し、走行時の振動減衰を行う。
 複筒式ストラット型ショックアブゾーバがマクファーソンストラット型サスペンションに用いられる場合、主にピストンロッドの上端部が車体に結合される。外筒の底端部側はナックルブラケットを介してホイール支持部材となるナックルに結合される。ナックルブラケットは車体外方向に延伸された二面幅の板部でホイール支持部材を挟み込むように結合される。これにより、複筒式ストラット型ショックアブゾーバは車体自重を支持する。複筒式ストラット型ショックアブゾーバは、走行時、慣性等による車体姿勢変化時に生じる車体前後方向に平行な荷重と車体内外方向に平行な荷重の合力(横力)を支持する。
 複筒式ストラット型ショックアブゾーバは車柱としての機能を有することから、操縦安定性と乗り心地の向上のために、横力に対する曲げ剛性の向上が望まれる。曲げ剛性の向上により複筒式ストラット型ショックアブゾーバは、全体の弾性変形量を低減でき、車体のロール量を低減させて操縦安定性を向上できる。また、弾性変形量の低減により、ピストンとシリンダとなる内筒間の摩擦が低減でき、ピストンの滑らかな直動摺動を実現させて乗り心地を向上できる。
 曲げ剛性の向上には、特に外筒の外形拡大による断面2次モーメントの向上が効果的である。断面2次モーメントを向上させるものとして、例えば特許文献1に記載の技術が提案されている。特許文献1では、外筒を楕円形状にし、車軸と同方向の中心線の部分において外筒の肉厚が厚くなるようにして断面2次モーメントを向上させ、曲げ剛性を確保するようにしている。
特開2002-89606号公報
 ストラット型ショックアブソーバを車体に取り付けるにあたっては、周辺部品との干渉を避ける必要がある。特にホイールリム,タイヤと外筒との間は、タイヤチェーン装着時やホイールインチアップ時の対応を考慮する必要がある。すなわち、タイヤチェーン装着時やホイールインチアップ時においても、外筒がタイヤチェーンやインチアップしたホイールと接触しないように、ホイールリム,タイヤと外筒との間には十分なクリアランスを確保する必要がある。
 特許文献1に記載の技術においては、所定の曲げ剛性を確保できるものの、ストラット型ショックアブソーバと周辺部品との干渉については考慮されていないため、タイヤチェーン装着時やホイールインチアップ時にこれらの部品と外筒とが干渉する恐れがあった。
 また、特許文献1に記載の技術においては、外筒が、車両の内側と外側とで肉厚が厚くなるように配置されている。部品共有化のため、ストラット型ショックアブソーバを複数車種への搭載を考慮すると、例えばある一つの車種によって車両内側の肉厚が制限され、同時に車両外側の肉厚も制限されてしまう。このため、他の車種では、ストラット型ショックアブソーバの曲げ剛性が十分に確保できない恐れがあった。
 本発明の目的は、上記課題を解決し、外筒と周辺部材とのクリアランスを確保し、外筒の曲げ剛性を向上させることができるシリンダ装置を提供することにある。
 上記目的を達成するために本発明では、ピストンと、前記ピストンに連結されたピストンロッドを有する緩衝機構と、前記緩衝機構を収容する筒状の内筒と、前記内筒を収容する外筒とを備え、前記外筒は、前記外筒と一体に設けられ、前記外筒の外面から一方向側に突出した一対のナックル取付け部を有し、前記一対のナックル取付け部は、それぞれ幅広面を対向させ、前記幅広面が前記外筒の軸方向に沿って設けられたシリンダ装置において、前記ピストンロッドのストローク中心線に直交する前記外筒の軸方向任意位置での直交断面において、前記ストローク中心線を通り、車両内側と外側に一致した仮想線を境界に、車両内側を仮想領域I、車両外側の仮想領域IIとした場合、前記仮想領域Iにおける前記外筒の断面積を前記仮想領域IIにおける前記外筒の断面積より大きくしたことを特徴とする。
 本発明によれば、外筒と周辺部材とのクリアランスを確保し、外筒の曲げ剛性を向上させることができるシリンダ装置を提供することができる。
本発明の第1実施例に係るサスペンション装置の模式図である。 本発明の第1実施例に係る車体前方向から見た複筒式ストラット型ショックアブゾーバの縦側面図である。 図2におけるIII-III´線の断面図である。 図3の断面形状における変形例1を示す図である。 図3の断面形状における変形例2を示す図である。 図3の断面形状における変形例3を示す図である。 図3の断面形状における変形例4を示す図である。 図3の断面形状における変形例5を示す図である。 図3の断面形状における変形例6を示す図である。 本発明の第2実施例に係る車体前方向から見た複筒式ストラット型ショックアブゾーバの縦側面図である。 図10の断面XI-XI´線の断面図である。
 以下、本発明に係るシリンダ装置の実施例を図面に基づいて説明する。本発明は以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。
 本発明の各実施例では4輪自動車に適用した場合を例に挙げ、説明する。また、本発明の各実施例ではシリンダ装置となるショックアブソーバとして、複筒型のストラット式ショックアブソーバを用いた例で説明する。各実施例の説明においては、各図に記載した座標軸に従い、X方向、Y方向、Z方向とし、矢印の方向を正(+)、反矢印の方向を負(-)と表現する。
 図1は本発明の第1実施例に係るサスペンション装置の模式図である。図1は車両を前方から見た図であり、車両の進行方向右側に位置する前側車輪(1輪)を示している。
 自動車用マクファーソンストラット型サスペンション装置1は、車柱として車体11とタイヤ19を接続するストラット10と、ストラット10に懸架され車重や減衰抵抗を生み出すコイルスプリング13と、ストラット10に締結されカーブ時の車体ねじれに対する剛性を補填して車体姿勢を維持するスタビライザー16と、ストラット10を締結するナックル14と、ナックル14に締結されるキャンバー角とキャスター角を決める構造部材であるロアアーム17とで構成される。ストラット10は減衰力を生み出し、横力を支持している。
 自動車用マクファーソンストラット型サスペンション装置1の一端側は、ストラット10とコイルスプリング13の+Y側に固定されたアッパーマウント12を介して車体11と結合される。また、自動車用マクファーソンストラット型サスペンション装置1の他端側は、ロアアーム17の一端側と接続され、車体11と結合される。
 ナックル14には図示しない軸受が固定され、軸受がホイールハブ15を転動可能に支持する。ホイールハブ15にはホイールリム18が固定され、ホイールリム18の外周部にはタイヤ19が固定される。ホイールリム18とタイヤ19は車輪を構成する。タイヤ19は地面20に接地し、駆動力を地面20に伝達させて車両を走行させる。走行時に作用する横力はストラット10とナックル14で主に支持し、車体変位を抑制する。地面20からの入力や車体11からの入力による振動はストラット10とコイルスプリング13がストローク中心線71に沿って直動して減衰させる。
 図2は本発明の第1実施例に係る車体前方向から見た複筒式ストラット型ショックアブゾーバの縦側面図、図3は図2におけるIII-III´線の断面図である。ストラット10は、ピストン111を摺動可能に収容する内筒103と、内筒103の外周側に配置された外筒104を有する。外筒104は重力鋳造体で構成されており、内部に内筒103を収容している。内筒103と外筒104は、ピストン111の摺動軸となるストローク中心線71を中心として同心に配置されている。内筒103と外筒104の間には、リザーバ室122が形成されている。ピストン111にはピストンロッド102が接続されており、緩衝機構を構成している。緩衝機構は筒状の内筒103に収容される。
 内筒103と外筒104の+Y方向の先端部には、オイルシール108とロッドガイド109が設けられる。外筒104の先端側は、軸長が内筒103の軸長よりも長く成型され、この部分にオイルシール108とロッドガイド109が格納される。ロッドガイド109は内筒103内径の+Y方向の先端部に圧入固定される。Y軸方向の底端部には一体化された外筒底板105が成型されている。先端側と同様に、外筒104の底端側は軸長が内筒103の軸長よりも長い。この部分に底部バルブ114が格納される。
 外筒104の一端側となる外筒先端板104aの部分には、開口が形成されオイルシール108、ロッドガイド109、内筒103、底部バルブ114が設けられている。オイルシール108、ロッドガイド109、内筒103、底部バルブ114は、外筒104の+Y方向の先端部に一体化された外筒先端板104aで加締め固定され、オイルシール108、ロッドガイド109、内筒103、底部バルブ114、外筒底板105の順番に伝達する圧縮残留軸力が付与される。このとき、内筒103内には、オイル等の図示しない液体が充填されており、リザーバ室122には液体と共に所定量の図示しない窒素ガスが封入されている。オイルと窒素ガスは加締め固定されたオイルシール108で封止される。また、外筒104の一端側の開口中心は、ピストンロッド102のストローク中心線71と同軸となっている。これにより、外筒104とピストンロッド102との組み付け性を向上することができる。
 ピストン111は、ピストンロッド102の+Y方向の底端部に結合される。ピストンロッド102の先端部は、オイルシール108とロッドガイド109とを貫通して外筒104の+Y方向の先端部に延出し、図1に示したアッパーマウント12を介して車体11に結合されている。
 外筒104の外周表面には、外周表面と一体成型されスタビライザー16を締結するスタビブラケット106と、外周表面に固定されコイルスプリング13を支持するスプリングシート107と、外周表面に一体成型されナックルを締結するナックルブラケット締結板110a,110b(ナックル取付け部)が備えられている。X方向両端のナックルブラケット締結板110a,110bは、互いに二面幅状に離間して-Z方向の車体外方向に向かってに延出するように外筒104に一体成型され、ボルト締結穴110cを通したボルトによりナックル14と締結固定される。換言すると、一対のナックルブラケット締結板110a,110bは、外筒104の外面から一方向側に突出し、それぞれ幅広面を対向させ、幅広面が外筒104の軸方向に沿って設けられている。これにより、ナックル14がストラット10を介して車体11と連結される。
 ピストン111は、内筒103内に収納され、内筒103の内部を上部室120と下部室121に隔てられる。ピストン111には、一箇所以上のピストンオリフィス111aと、ピストンチェック弁112と、伸び側減衰弁113とが設けられる。ピストンロッド102はピストン111に接続され、内筒103内を出入りする。ピストンロッド102がストローク中心線71に沿って伸び方向(+Y方向)にストロークした時の減衰力は、液体が上部室120から下部室121に流入する時にピストンオリフィス111aと伸び側減衰弁113を通過することにより流通抵抗が負荷されて生み出される。
 ピストンロッド102がストローク中心線71に沿って縮み方向(-Y方向)にストロークした時には、液体はピストンチェック弁112により、下部室121からピストンオリフィス111aを通って上部室120へ流入する。
 底部バルブ114には、一箇所以上の底部バルブオリフィス114aと、底部バルブチェック弁115と、縮み側減衰弁116が設けられる。ピストンロッド102がストローク中心線71に沿って伸び方向(+Y方向)にストロークした時には、液体は底部バルブチェック弁115により、リザーバ室122から底部バルブオリフィス114aを通って下部室121への液体を流入する。
 ピストンロッド102がストローク中心線71に沿って縮み方向(-Y方向)にストロークした時の減衰力は、液体が下部室121からリザーバ室122に流入する時に底部バルブオリフィス114aと縮み側減衰弁116を通過することにより流通抵抗が負荷されて生み出される。
 従って、ピストンロッド102がストローク中心線71に沿って伸び方向(+Y方向)にストロークする時には、ピストン111のピストンオリフィス111aと伸び側減衰弁113で減衰力を発生すると同時に、ピストンロッド102の退出分の液体が底部バルブ114の底部バルブチェック弁115を通してリザーバ室122から下部室121内に補充される。
 逆にピストンロッド102がストローク中心線71に沿って縮み方向(-Y方向)にストロークするときには、上部室120と下部室121が導通すると同時に、下部室121からリザーバ室122に液体が流入して底部バルブ114の底部バルブオリフィス114aと縮み側減衰弁116で減衰力を発生する。
 次にストラット10の断面形状について図3を用いて説明する。図3は図2におけるIII-III´線の断面図である。III-III´線の断面はピストンロッド102のストローク中心線71に直交する外筒104の軸方向任意位置での直交断面である。
 図3の直交断面において、ストローク中心線71上の点はストローク中心点71aと定義する。ストローク中心点71a(ストローク中心線71)を通り、車両の内側と外側に一致し、車両の内側と外側との境界となるZ方向に延びた線は仮想線191と定義する。仮想線191は、ナックルブラケット締結板110a,110bに形成されたボルト締結穴110cの中心を通るボルト締結穴中心軸線194と平行な線としている。また、仮想線191は、車輪の回転軸と直交する線である。ボルト締結穴中心軸線194上には、ナックル締結中心点72aが位置している。仮想線191を境界として、車両内側となる+Z方向を仮想領域I192、車両外側となる-Z方向を仮想領域II193とそれぞれ定義した場合、本実施例では仮想領域I192内の外筒104の断面積Ai1は仮想領域II193内の外筒104の断面積Ao1よりも大きくしている(断面積Ai1>断面積Ao1)。
 換言すると、外筒104のピストンロッド102(ロッド)のストローク中心線71(中心軸)の軸方向任意の位置での直交断面において、外筒104の断面積をストローク中心線71(中心軸)に対する径方向一側と径方向他側とに分け、外筒104の径方向一側の断面積Ao1を径方向他側の断面積Ao1より小さくしている。このとき、ストローク中心線71(中心軸)に対する径方向一側と径方向他側の境界は、車輪の回転軸と直交する面とする。ストローク中心線71(中心軸)の軸方向任意の位置での直交断面における外筒104の外周と、径方向一側と径方向他側との境界面からの垂線の最大距離は、径方向一側の方が短くなっている。
 なお、断面積Ai1と断面積Ao1には、スタビブラケット106の断面積を含むようにしても良い。
 図2に示したストラット10におけるピストンロッド102の+Y方向の先端部には、車両走行中の転舵による車体姿勢変化により、車体内方向となる+Z方向や車両外方向となる-Z方向に並行な横力が作用する。
 図2では一例として車両外方向の横力を横力FtZ1として示した。この横力FtZ1の大きさと向きは走行状況により時々刻々とランダムに変化する。ストラット10はナックル14にナックルブラケット締結板110a,110bを介して締結され、横力FtZ1に対する固定部となり,ナックルブラケット締結板110a,110b及び近辺の外筒104には反力FbZ1が作用する。このとき、横力FtZ1が作用するストローク中心線71に対して反力FbZ1が発生するナックル締結中心線72は同軸ではなく、Z方向に距離lb1だけオフセットしている。
 図2に示すように横力FtZ1によりストラット10には曲げ変形が発生する。ナックルブラケット締結板110a,110bのピストンロッド102側端部近辺では、ピストンロッド102側端部近辺を根元として片持ち梁の曲げモーメントMtZ1が発生する。このときに発生する曲げモーメントMtZ1は、横力FtZ1により発生する曲げモーメントと横力FtZ1と反力FbZ1のオフセットにより発生する曲げモーメントが合算された値となる。
 曲げモーメントMtZ1に対するストラット10の曲げ剛性を向上するためには外筒104の外形を拡大することが有効である。これは、曲げ剛性を決めるパラメータのひとつである断面2次モーメントを効果的に拡大できるためである。例えば、断面が正円管形状の場合,断面2次モーメントは径の4乗に比例する。ただし、図3に示すように、外筒104とホイールリム18との間は、車種によって決まる距離lc1以上となるクリアランスを設ける必要がある。距離lc1は、外筒104とホイールリム18またはタイヤ19との最接近位置であり、タイヤチェーン装着時やホイールインチアップ時にタイヤチェーンやホイールが外筒104と接触しないように距離lc1を決定する必要がある。
 外筒104の断面2次モーメントは断面形状全体で決まる値である。そこで、本実施例では直交断面におけるストローク中心線71上の点をストローク中心点71aとし、仮想領域I192におけるストローク中心点71aから外筒104の径方向外表面までの距離を距離li11とし、ストローク中心点71aを基準として距離li11と点対称位置であり仮想領域II193におけるストローク中心点71aから外筒104の径方向外表面までの距離を距離lo11とした時、距離li11を距離lo11よりも長くする(距離li11>距離lo11)。
 加えて、クリアランスとなるZ軸上における仮想領域II193内の外筒104の径方向外表面までの距離lo11を距離lc1以下となる値にする(距離lo11≦距離lc1)。本実施例では、このよう距離関係とすることにより、車両内側となる仮想領域II193内の外筒104の外形拡大は抑制しつつ、比較的外形の制約が少ない仮想領域I192内の外筒104の外形拡大を行うようにしている。
 また、仮想領域I192におけるストローク中心点71aから外筒104の径方向内表面までの距離を距離li21とし、ストローク中心点71aを基準として距離li21と点対称位置であり仮想領域II193におけるストローク中心点71aから外筒104の径方向内表面までの距離を距離lo21とした時、距離li21と距離lo21を同じ距離(長さ)とする(距離li21=距離lo21)。すなわち、前記したストローク中心点71aを通る径方向の任意軸上における、仮想領域I192内の外筒104の厚さti1を仮想領域II193内の外筒104の厚さto1より厚くする(厚さti1>厚さto1)。換言すると、距離li11上における外筒104の厚さは、距離lo11上における外筒104の厚さよりも厚くしている。
 以上の関係とすることにより、本実施例では仮想領域I192内の外筒104の断面積Ai1が仮想領域II193内の外筒104の断面積Ao1より大きくなり、必要な断面2次モーメントを確保して曲げ剛性の向上を図れるとともに、外筒104がホイールリム18またはタイヤ19と干渉しない距離lc1以上にでき、クリアランスを確保できる。
 なお、仮想領域I192内の外筒104の断面積Ai1と仮想領域II193内の外筒104の断面積Ao1との大小関係は、仮想領域I192内の外筒104の断面2次モーメントIi1が仮想領域II193内の外筒104の断面2次モーメントIo1より大きいと定義することもできる(断面2次モーメントIi1>断面2次モーメントIo1)。
 換言すると、外筒104のピストンロッド102(ロッド)のストローク中心線71(中心軸)の軸方向任意の位置での直交断面において、外筒104の断面2次モーメントをストローク中心線71(中心軸)に対する径方向一側と径方向他側に分け、外筒104の径方向一側の断面2次モーメントIo1を径方向他側の断面2次モーメントIi1より小さくしている。
 なお、断面積Ai1と断面積Ao1との関係、断面2次モーメントIi1と断面2次モーメントIo1との関係は、スプリングシート107とナックルブラケット締結板110a,110b(ナックル取付け部)との間に設けられる外筒104の軸方向任意位置であり、この軸方向任意位置は外筒104とホイールリム18またはタイヤ19との最接近位置(距離lc1)を含むものである。
 本実施例においては、前記した仮想領域I192内の外筒104と仮想領域II193内の外筒104の断面積の関係又は断面2次モーメントの関係が満足できていれば曲げ剛性は確保できるため、前記したストローク中心点71aを通る径方向の任意軸上における外筒104に対する径方向外表面までの距離、径方向内表面までの距離、厚さの全て、又は、いずれかの関係を満足していないことを排除するものではない。
 また、内筒103の断面形状については、正円管に近い形状が好ましい。これは、内筒103がシリンダとなり、ピストン111が内筒103の内表面で直動摺動するためである。内筒103とピストン111は密に接触させオイルなどの減衰媒体をピストンオリフィス111aに流す必要があり、気密性が要求されるためである。ただし本発明では、内筒103の断面形状は楕円、多角形など、いかなる形状であることを排除するものではない。
 前記した外筒104の断面積、断面2次モーメント、距離、厚さの関係は、少なくとも図2に示したホイールリム18とタイヤ19と対向するY方向の範囲で成立すれば良い。ただし本発明では、前述の範囲一部のみで成立させることや、外筒104のY方向の全域及びホイールリム18とタイヤ19と対向しないY方向の一部で成立させることを排除するものではない。
 次に図4乃至図9を用いて、図3に示した外筒104の断面形状の変形例について説明する。図4は図3の断面形状における変形例1を示す図である。図3と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
 図4に示す外筒204の断面形状は図3に示した外筒104の断面形状からスタビブラケット106を削除した形状である。外筒204の断面は楕円に近い形状であり、図3にて説明した断面積、断面2次モーメント、距離、厚さの関係を全て満足する形状である。
 次に図5を用いて変形例2について説明する。図5は図3の断面形状における変形例2を示す図である。図5に示した外筒304の断面は卵型円に近い形状である。図5の構成は、図3にて説明した断面積の関係と一部の領域における距離及び厚さの関係は満足しないが、断面2次モーメントは前記した関係を満足し、図3での効果を発揮できる断面形状である。外筒304は車両内側となる+Z方向に寄せて配置しており、仮想領域I192内の断面積は仮想領域II193の断面積より大きい。このように構成することにより、ホイールリム18やタイヤ19と外筒304間のクリアランスを確保しつつ、外筒の外形拡大による曲げ剛性を向上することができる。
 次に図6を用いて変形例3について説明する。図6は図3の断面形状における変形例3を示す図である。図6に示した外筒404の断面は六角形に近い形状であり、図3にて説明した断面積、断面2次モーメント、距離、厚さの関係を全て満足する形状である。外筒404は車両内側となる+Z方向に寄せて配置しており、仮想領域I192内の断面積は仮想領域II193の断面積より大きい。このように構成することにより、ホイールリム18やタイヤ19と外筒404間のクリアランスを確保しつつ、外筒の外形拡大による曲げ剛性を向上することができる。
 次に図7を用いて変形例4について説明する。図7は図3の断面形状における変形例4を示す図である。図7に示した外筒504の断面は四角形に近く一部形状であり仮想領域I592内に径方向の凹みを有する形状である。前記した距離及び厚さの関係は凹み部分では満足しないが、断面積及び断面2次モーメントは関係で満足する形状である。外筒504は車両内側となる+Z方向に寄せて配置しており、仮想領域I192内の断面積は仮想領域II193の断面積より大きい。このように構成することにより、ホイールリム18やタイヤ19と外筒504間のクリアランスを確保しつつ、外筒の外形拡大による曲げ剛性を向上することができる。
 次に図8を用いて変形例5について説明する。図8は図3の断面形状における変形例5を示す図である。図8に示した外筒604の断面は花びらに近い形状であり、前記した断面積、断面2次モーメント、距離、厚さの関係を全て満足する形状である。外筒604は車両内側となる+Z方向に寄せて配置しており、仮想領域I192内の断面積は仮想領域II193の断面積より大きい。このように構成することにより、ホイールリム18やタイヤ19と外筒604間のクリアランスを確保しつつ、外筒の外形拡大による曲げ剛性を向上することができる。
 次に図9を用いて変形例6について説明する。図9は図3の断面形状における変形例6を示す図である。図9に示した外筒704の断面は歯車に近い形状であり、前記した断面積、断面2次モーメント、距離、厚さの関係を全て満足する形状である。外筒704は車両内側となる+Z方向に寄せて配置しており、仮想領域I192内の断面積は仮想領域II193の断面積より大きい。このように構成することにより、ホイールリム18やタイヤ19と外筒704間のクリアランスを確保しつつ、外筒の外形拡大による曲げ剛性を向上することができる。
 次に図10及び図11を用いて本発明の第2実施例について説明する。図10は本発明の第2実施例に係る車体前方向から見た複筒式ストラット型ショックアブゾーバの縦側面図、図11は図10の断面XI-XI´線の断面図である。第1実施例と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
 第2実施例において第1実施例と異なるところは、ストラット10に取り付けたスタビブラケット206を車両内側となる+Z方向に配置した点にある。すなわち、外筒に備えたスタビブラケット206は、外筒104を挟んでナックルブラケット締結板110a,110b(ナックル取付け部)の反対側に備えられている。
 図11に示した通り、第2実施例では、スタビブラケット206を横力FtZ1と反力FbZ1が作用し発生する横力反力作用線190上であって、仮想領域I192内の外筒104の径方向外表面上に配置した。このような配置とすることにより、仮想領域I192内の外筒104の断面積、断面2次モーメントを向上でき、横力FtZ1に対するストラット10の曲げ剛性を向上できる。なお、スタビブラケット206は図11に示した通り、X方向の中央位置を横力反力作用線190と一致させる配置が断面2次モーメントを最大化できるため好ましい。ただし、スタビブラケット206のX方向の中央位置は横力反力作用線190一致しない場合であっても、仮想領域I192内にスタビブラケット206が配置されていれば、曲げ剛性を向上することができる。図10に示した通り、スタビブラケット206はホイールリム18,タイヤ19と対向する範囲に配置することが好ましい。この場合、スタビブラケット206はホイールリム18,タイヤ19と対向するY方向長さ全域や一部の領域に配置すれば良い。なお、本発明ではスタビブラケット206をホイールリム18とタイヤ19と対向しないY方向の位置に配置することを排除するものではない。
 図2に示したストラット10ではスタビブラケット106は車両前側に配置されている。ナックルブラケット締結板110aとナックルブラケット締結板110bは一般的に車両外側に配置されるため、ストラット10におけるスタビブラケット106の配置位置では左右輪で別仕様のストラットを製造する必要がある。
 これに対し、第2実施例では、スタビブラケット206をホイールリム18,タイヤ19と対向する範囲に配置することにより、ストラット10を左右輪で共用化することでき、ストラット10のコストを低減することができる。
 以上説明した第1実施例及び第2実施例では、外筒104の構成材料としてアルミ二ウム合金材を適用する。第1実施例及び第2実施例では、外筒104の外形拡大による断面2次モーメントの向上と合わせて鉄鋼材に対して低密度なアルミ二ウム合金材を適用することにより、ストラット10の軽量化が可能となる。なお、構成材料は鉄鋼材、マグネシウム合金材、チタニウム合金材、樹脂材、炭素系やガラス系等いかなる複合材を用いても良い。ただし、環境温度の変化やストローク時の液体の発熱による熱変形に対して線膨張係数を同等とし、同等の熱変形量とするため、内筒103、外筒104、スタビブラケット106、スプリングシート107、ナックルブラケット締結板110a,110bは同種材で構成した方が好ましい。なお、本発明は、内筒103、外筒104、スタビブラケット106、スプリングシート107、ナックルブラケット締結板110aとナックルブラケット締結板110bを異種材で構成することを排除するものではない。また、内筒103、外筒104、スタビブラケット106、スプリングシート107、ナックルブラケット締結板110aとナックルブラケット締結板110bは防錆や表面硬度向上を目的としたメッキ、塗装、アルマイト、浸炭等の表面処理や熱処理を施すようにしても良い。図4乃至11に示した変形例においても同様である。
 外筒104の製造方法としては、重力鋳造やダイカストが円周方向の偏肉形状を成型する工法として好ましい。外筒104は、テーラードブランク工法を用いた異材接合やフローフォーミング工法により予め偏肉化した部材を電縫工法により管形状に成型するようにしても良い。さらに外筒104は、3次元造形により成型しても良い。なお本発明は、切削、鍛造、押出や引抜等による成型を排除するものではない。
 外筒104に成型されたスタビブラケット106、ナックルブラケット締結板110aとナックルブラケット締結板110bは、一体鋳造成型とし部品点数の削減を図ることが好ましい。なお、第1及び第2実施例では、スプリングシート107については、別部品とし、溶接固定しているが、嵌合、圧入、ろう付け、接着、ボルト締結、加締め、射出成型モールド等いかなる工法により固定しても良い。また、スプリングシート107は、一体鋳造による成型としても良い。
 スタビブラケット106、ナックルブラケット締結板110a,110bは一体鋳造成型としているが、別部品として溶接、嵌合、圧入、ろう付け、接着、ボルト締結、加締め、射出成型モールド等いかなる工法により固定しても良い。
 スタビブラケット106とスプリングシート107は一体としても良く、ナックルブラケット締結板110aとナックルブラケット締結板110bは一体としても良い。
 また、ストラット10の固定にあたっては、外筒104からナックルブラケット締結板110a,110bを排除し、外筒104を直接ナックル14に溶接、嵌合、圧入、ろう付け、接着、ボルト締結、加締め、射出成型モールド等の工法によって固定するようにしても良い。その場合、外筒104の車両取り付け位置が目視判定可能なようにストラット10や外筒104外表面に突起、凹み、刻印等何らかの目印を成型しても良い。図4乃至図11に示した変形例においても同様である。
 本発明は第1及び第2実施例で説明したものに限るものではなく、路面入力周波数に対して複数のピストンをアクチュエータで切り替えて減衰性能を切り替える形式や、外筒に格納や取り付けたソレノイド等の外部からの何らかのエネルギで減衰性能を切り替える型式の制御型複筒式ストラット型ショックアブゾーバ及びショックアブゾーバであっても良い。
 また、減衰力を発揮させる媒体としては、空気、磁性粘性流体、電気粘性流体等を用いた複筒式ストラット型ショックアブゾーバ及びショックアブゾーバであっても良い。さらに、本発明は、単筒式ストラット型ショックアブゾーバやロッドをナックル側に締結する倒立型の単筒式又は複筒式ストラット型ショックアブゾーバ及びショックアブゾーバであっても良い。
[本発明の実施態様例]
 本発明の実施態様の一例として、例えば、ピストン111と、ピストン111に連結されたピストンロッド102を有する緩衝機構と、緩衝機構を収容する筒状の内筒103と、内筒103を収容する外筒104とを備え、外筒104は、外筒104と一体に設けられ、外筒104の外面から一方向側に突出した一対のナックルブラケット締結板110a,110bを有し、一対のナックルブラケット締結板110a,110bは、それぞれ幅広面を対向させ、前記幅広面が外筒104の軸方向に沿って設けられたストラット型ショックアブソーバにおいて、
 前記ピストンロッド102のストローク中心線71に直交する外筒104の軸方向任意位置での直交断面において、ストローク中心線71を通り、車両内側と外側に一致した仮想線191を境界に、車両内側を仮想領域I192、車両外側の仮想領域II193とした場合、仮想領域I192における外筒104の断面積Ai1を仮想領域II193における外筒104の断面積Ao1より大きくしたことを特徴とする。
 本実施形態によれば、ホイールリムやタイヤと外筒間のクリアランスを確保しつつ、横力に対する外筒の径拡大による曲げ剛性の向上を両立でき、車両の操縦安定性と乗り心地を向上できる、複筒式ストラット型ショックアブゾーバを提供できる。
 なお、本発明は前記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 1…自動車用マクファーソンストラット型サスペンション装置、10…ストラット、11…車体、12…アッパーマウント、13…コイルスプリング、14…ナックル、15…ホイールハブ、16…スタビライザー、17…ロアアーム、18…ホイールリム、19…タイヤ、20…地面、71…ストローク中心線、71a…ストローク中心点、72a…ナックル締結中心点、102…ピストンロッド、103…内筒、104…外筒、104a…外筒先端板、105…外筒底板、106…スタビブラケット、107…スプリングシート、108…オイルシール、109…ロッドガイド、110a,110b…ナックルブラケット締結板、110c…ボルト締結穴、111…ピストン、111a…ピストンオリフィス、112…ピストンチェック弁、113…伸び側減衰弁、114…底部バルブ、114a…底部バルブオリフィス、115…底部バルブチェック弁、116…縮み側減衰弁、120…上部室、121…下部室、122…リザーバ室、190…横力反力作用線、191…仮想線、192…仮想領域I、193…仮想領域II

Claims (17)

  1.  ピストンと、前記ピストンに連結されたピストンロッドを有する緩衝機構と、前記緩衝機構を収容する筒状の内筒と、前記内筒を収容する外筒とを備え、
     前記外筒は、前記外筒と一体に設けられ、前記外筒の外面から一方向側に突出した一対のナックル取付け部を有し、
     前記一対のナックル取付け部は、それぞれ幅広面を対向させ、前記幅広面が前記外筒の軸方向に沿って設けられたシリンダ装置において、
     前記ピストンロッドのストローク中心線に直交する前記外筒の軸方向任意位置での直交断面において、前記ストローク中心線を通り、車両内側と外側に一致した仮想線を境界に、車両内側を仮想領域I、車両外側の仮想領域IIとした場合、前記仮想領域Iにおける前記外筒の断面積を前記仮想領域IIにおける前記外筒の断面積より大きくしたことを特徴とするシリンダ装置。
  2.  ピストンと、前記ピストンに連結されたピストンロッドを有する緩衝機構と、前記緩衝機構を収容する筒状の内筒と、前記内筒を収容する外筒とを備え、
     前記外筒は、前記外筒と一体に設けられ、前記外筒の外面から一方向側に突出した一対のナックル取付け部を有し、
     前記一対のナックル取付け部は、それぞれ幅広面を対向させ、前記幅広面が前記外筒の軸方向に沿って設けられたシリンダ装置において、
     前記ピストンロッドのストローク中心線に直交する前記外筒の軸方向任意位置での直交断面において、前記ストローク中心線を通り、車両内側と外側に一致した仮想線を境界に、車両内側を仮想領域I、車両外側の仮想領域IIとした場合、前記仮想領域Iにおける前記外筒の断面2次モーメントを前記仮想領域IIにおける前記外筒の断面2次モーメントより大きくした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、
     ホイールリムの外周部にタイヤが固定されて車輪が構成され、
     前記外筒の軸方向任意位置は、前記車輪のタイヤもしくはホイールリムの最接近位置を含むことを特徴とするシリンダ装置。
  4.  請求項1または2に記載のシリンダ装置において、
     ホイールリムの外周部にタイヤが固定されて車輪が構成され、
     前記仮想線は、前記車輪の回転軸と直交する線であることを特徴とするシリンダ装置。
  5.  請求項4に記載のシリンダ装置において、
     前記直交断面における前記ストローク中心線上の点をストローク中心点とし、
     前記仮想領域Iにおける前記ストローク中心点から前記外筒の径方向外表面までの距離を距離li11とし、前記ストローク中心点を基準として前記距離li11と点対称位置であり前記仮想領域IIにおける前記ストローク中心点から前記外筒の径方向外表面までの距離を距離lo11とした時、前記距離li11を前記距離lo11よりも長くしたことを特徴とするシリンダ装置。
  6.  請求項5に記載のシリンダ装置において、
     前記距離li11上における前記外筒の厚さは、前記距離lo11上における前記外筒の厚さよりも厚くしたことを特徴とするシリンダ装置。
  7.  請求項1または2に記載のシリンダ装置において、
     前記外筒には、コイルスプリングを支持するスプリングシートが設けられ、前記軸方向任意位置は、前記ナックル取付け部と前記スプリングシートの間に設けられることを特徴とするシリンダ装置。
  8.  請求項1または2に記載のシリンダ装置において、
     前記外筒の一端側の開口中心は、前記ストローク中心線と同軸となっていることを特徴とするシリンダ装置。
  9.  請求項1または2に記載のシリンダ装置において、
     前記外筒にスタビブラケットを備え、
     前記スタビブラケットは、前記外筒を挟んで前記ナックル取付け部の反対側に備えられたことを特徴とするシリンダ装置。
  10.  筒状の外筒と、
     前記外筒の一端から突出し、ストロークするロッドと、からなるシリンダ装置において、
     前記外筒の前記ロッドの中心軸の軸方向任意の位置での直交断面において、前記中心軸に対する径方向一側と径方向他側とに分け、前記外筒の前記径方向一側の断面積を前記径方向他側の断面積より小さくしたことを特徴とするシリンダ装置。
  11.  筒状の外筒と、
     前記外筒の一端から突出し、ストロークするロッドと、からなるシリンダ装置において、
     前記外筒の前記ロッドの中心軸の軸方向任意の位置での直交断面において、前記中心軸に対する径方向一側と径方向他側に分け、前記外筒の前記径方向一側の断面2次モーメントを前記径方向他側の断面2次モーメントより小さくしたことを特徴とするシリンダ装置。
  12.  請求項10または11に記載のシリンダ装置において、
     前記外筒の前記ロッドの中心軸の軸方向任意の位置は、車輪を構成するタイヤまたはホイールリムの最接近位置を含むことを特徴とするシリンダ装置。
  13.  請求項12に記載のシリンダ装置において、
     前記中心軸に対する前記径方向一側と前記径方向他側の境界は、前記車輪の回転軸と直交する面であることを特徴とするシリンダ装置。
  14.  請求項13に記載のシリンダ装置において、
     前記中心軸の軸方向任意の位置での直交断面における前記外筒外周と、前記径方向一側と前記径方向他側との境界面からの垂線の最大距離は、前記径方向一側の方が短いことを特徴とするシリンダ装置。
  15.  請求項10乃至14のいずれか1項に記載のシリンダ装置において、
     前記外筒は、重力鋳造体からなることを特徴とするシリンダ装置。
  16.  請求項12に記載のシリンダ装置において、
     前記外筒は、前記外筒と一体に設けられ、前記外筒の外面から一方向側に突出した一対のナックル取付け部を有し、
     前記外筒には、前記シリンダ装置が設けられる車体を支持するスプリングを受けるスプリングシートが設けられ、前記軸方向任意は、前記ナックル取付け部と前記スプリングシートの間に設けられることを特徴とするシリンダ装置。
  17.  請求項10乃至16のいずれか1項に記載のシリンダ装置において、
     前記外筒の一端側の開口は、前記ロッドのストローク方向の中心軸と同軸となることを特徴とするシリンダ装置。
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