(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係るショックアブソーバ100について説明する。
【0011】
ショックアブソーバ100は、例えば、車両(図示せず)の車体と車軸との間に介装され、減衰力を発生させて車体の振動を抑制する装置であって、
図1に示すように、シリンダ1と、シリンダ1に摺動自在に挿入され、シリンダ1内を伸側室110と圧側室120とに区画する環状のピストン2と、シリンダ1に進退自在に挿入され、ピストン2と連結されるピストンロッド3と、ピストンロッド3と接続される減衰力可変機構4と、を備える。
【0012】
また、ショックアブソーバ100は、いわゆるモノチューブショックアブソーバであり、シリンダ1に摺動自在に挿入され、気体室130を画成する隔壁部材5を備える。隔壁部材5の外周には、気体室130の気密性を保持するシール部材5aが設けられる。
【0013】
シリンダ1は、ピストンロッド3を摺動自在に支持するヘッド部材(図示せず)により伸側室110側の端部が封止され、ボトム部材(図示せず)により気体室130側の端部が封止される。また、気体室130側の端部には、ショックアブソーバ100を車両に取り付けるための連結部材1aが設けられる。
【0014】
伸側室110および圧側室120には、作動流体として作動油が封入される。ピストンロッド3とヘッド部材との間には、作動油の漏れを防止するシール部材(図示せず)が設けられる。
【0015】
ショックアブソーバ100が収縮してピストンロッド3がシリンダ1に進入すると、進入したピストンロッド3の体積の分だけ気体室130の気体が圧縮されるとともに、隔壁部材5が気体室130側に移動する。ショックアブソーバ100が伸長してピストンロッド3がシリンダ1から退出すると、退出したピストンロッド3の体積の分だけ気体室130の気体が膨張するとともに、隔壁部材5が圧側室120側に移動する。これにより、ショックアブソーバ100作動時のシリンダ1内の容積変化が補償される。
【0016】
ピストン2は、伸側室110と圧側室120とを連通する通路2a、2bを有する。
図2に示すように、ピストン2の伸側室110側には、ピストン2側から順に、複数の環状のリーフバルブを有する減衰バルブ6と、外径が減衰バルブ6よりも小さい環状の間座7と、バルブストッパ8と、が配設される。また、ピストン2の圧側室120側には、ピストン2側から順に、複数の環状のリーフバルブを有する減衰バルブ9と、外径が減衰バルブ9よりも小さい環状の間座10と、スペーサ11と、が配設される。
【0017】
ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、バルブストッパ8、及びスペーサ11は、ピストンロッド3と減衰力可変機構4とにより挟持される。これについては後述する。
【0018】
減衰バルブ6は、内周側がピストン2と間座7とにより固定され、外周側の撓みが許容される。減衰バルブ9は、内周側がピストン2と間座10とにより固定され、外周側の撓みが許容される。減衰バルブ6の撓みは、バルブストッパ8と当接して規制されるようになっている。
【0019】
減衰バルブ6は、ショックアブソーバ100収縮時に伸側室110と圧側室120との差圧により開弁して通路2aを開放するとともに、通路2aを通って圧側室120から伸側室110に移動する作動油の流れに抵抗を与える。また、ショックアブソーバ100伸長時には、通路2aを閉塞する。
【0020】
減衰バルブ9は、ショックアブソーバ100伸長時に開弁して通路2bを開放するとともに、通路2bを通って伸側室110から圧側室120に移動する作動油の流れに抵抗を与える。また、ショックアブソーバ100収縮時には、通路2bを閉塞する。
【0021】
つまり、減衰バルブ6は、ショックアブソーバ100収縮時の減衰力発生要素であり、減衰バルブ9は、ショックアブソーバ100伸長時の減衰力発生要素である。
【0022】
ピストンロッド3は、
図1に示すように、ショックアブソーバ100を車両に取り付けるためのおねじ3aが、シリンダ1から延出する側の端部に形成される。また、
図2に示すように、減衰力可変機構4を接続するためのおねじ3bと、おねじ3bとの間に環状隙間20を形成する筒状部3cと、がシリンダ1に挿入される側の端部に形成される。
【0023】
おねじ3bには、
図2、
図3に示すように、軸方向に延在する溝3dが形成される。筒状部3cには、
図2に示すように、内周面と外周面とに開口する貫通孔3eが形成される。溝3d及び貫通孔3eについては後述する。
【0024】
続いて、減衰力可変機構4について説明する。
【0025】
減衰力可変機構4は、ハウジング12と、フリーピストン13と、コイルばね14、15と、を備える。
【0026】
ハウジング12は、ナット部材16とケース部材17とで構成される。
【0027】
ナット部材16は、内周面にめねじ16aが形成された本体部16bと、本体部16bの一端に設けられた鍔部16cと、を有する。
【0028】
ケース部材17は、有底筒状であって、内周側に、大径部17aと、小径部17bと、段部17cと、が形成される。また、大径部17aに設けられたオリフィス17dと、底部17eに設けられたオリフィス17fと、を有する。
【0029】
ナット部材16とケース部材17とは、ナット部材16の本体部16bが外側に突出するようにナット部材16の鍔部16cとケース部材17の開口部17gとを嵌合させた状態で、ケース部材17の開口部17gを外周側からかしめて固定される。
【0030】
減衰力可変機構4は、ナット部材16の本体部16bにピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、バルブストッパ8、及びスペーサ11を嵌装した後に、ピストンロッド3のおねじ3bとナット部材16のめねじ16aとを所定の締付トルクで締結して、ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、バルブストッパ8、及びスペーサ11とともにピストンロッド3に固定される。
【0031】
本実施形態では、上記のように減衰力可変機構4をピストンロッド3に固定すると、
図2に示すように、ナット部材16の先端が環状隙間20に収容される。ナット部材16の本体部16bの長さは、端面16dが環状隙間20の底面20aと当接しないように設定される。これにより、ピストンロッド3の筒状部3cの端面3fがバルブストッパ8と当接して締結軸力を受けるようになっている。
【0032】
このように、ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、バルブストッパ8、及びスペーサ11を、ピストンロッド3と減衰力可変機構4とで挟持する構成とすることで、一度のねじ締結作業で複数の部品を固定でき、組付け作業が容易になる。
【0033】
ところで、ピストンロッド3は、上記のように、筒状部3cに形成された貫通孔3eと、おねじ3bに形成された溝3dとを有する。
【0034】
貫通孔3eの位置は、
図2に示すように、減衰力可変機構4をピストンロッド3に固定した状態で、ナット部材16の本体部16bと対向する位置に設定される。つまり、ナット部材16の本体部16bにおける貫通孔3eと対向している部分が、貫通孔3eを通してピストンロッド3の外側から見える状態になっている。
【0035】
本実施形態では、ピストンロッド3のおねじ3bとナット部材16のめねじ16aとを締結して減衰力可変機構4をピストンロッド3に固定した後に、貫通孔3eから治具を挿入して、ナット部材16の本体部16bを潰すかしめ加工が施される。
【0036】
これにより、おねじ3bとめねじ16aとの相対回転が規制される。つまり、ピストンロッド3と減衰力可変機構4とを接続するねじ締結部に緩みが発生することを防止できる。
【0037】
溝3dは、ピストンロッド3のおねじ3bとナット部材16のめねじ16aとを締結すると、
図3に示すように、ナット部材16に覆われる。ここで、溝3dは、
図2に示すように、おねじ3bの先端から根元までの全範囲に延在しており、おねじ3bの先端部分と根元部分とにおいては、ナット部材16に覆われないようになっている。
【0038】
したがって、溝3dは、おねじ3bの先端部分においてハウジング12内に開口し、根元部分において環状隙間20に開口する。つまり、ハウジング12内と環状隙間20とが、溝3dを通じて連通することになる。これにより、貫通孔3e、環状隙間20、及び溝3dで、伸側室110とハウジング12内とを連通する流路18が形成される。
【0039】
このように、おねじ3bに溝3dを形成することで、貫通孔3eと環状隙間20とを利用して、伸側室110とハウジング12内とを連通する流路18を容易に形成できる。
【0040】
本実施形態では、貫通孔3eが2つ設けられているが、貫通孔3eの数や大きさは任意に設定できる。また、溝3dが1つ設けられているが、溝3dの数や形状は任意に設定できる。溝3dとしては、おねじ3bの外形である円筒面に対して、軸方向に延在する凹部が形成されていればよく、例えば、
図3におけるピストンロッド3の断面がD形状であってもよい。
【0041】
フリーピストン13は、有底筒状であって、外周に環状溝13aが形成される。また、環状溝13aと底面13bとに開口する孔13cを有する。
【0042】
フリーピストン13は、開口部13dをナット部材16側にして、ケース部材17の大径部17aに摺動自在に挿入される。これにより、ハウジング12内に伸側圧力室140と圧側圧力室150とが画成される。上記のように、ハウジング12内は流路18により伸側室110と連通しているので、伸側圧力室140は、流路18を通じて伸側室110と連通することになる。
【0043】
コイルばね14は、フリーピストン13とナット部材16の鍔部16cとの間に配設され、コイルばね15は、フリーピストン13とケース部材17の底部17eとの間に配設される。これにより、フリーピストン13は、コイルばね14、15の付勢力が釣り合う中立位置で支持される。
【0044】
上記のように、ケース部材17の大径部17aには、オリフィス17dが設けられる。オリフィス17dの位置は、フリーピストン13がコイルばね14、15に支持された中立位置にある状態で環状溝13aと対向するように設定され、オリフィス17d、環状溝13a及び孔13cを通じて圧側室120と圧側圧力室150とが連通する。また、圧側室120と圧側圧力室150とは、ケース部材17の底部17eに設けられたオリフィス17fによっても連通する。
【0045】
また、フリーピストン13が、開口部13dとナット部材16の鍔部16cとが当接するストロークエンドまで変位した状態と、底面13bとケース部材17の段部17cとが当接するストロークエンドまで変位した状態とにおいては、フリーピストン13の外周面がオリフィス17dを完全に閉塞する。
【0046】
つまり、オリフィス17dは、フリーピストン13の変位量が増加するのにしたがって徐々に閉塞されて流路面積が減少する可変オリフィスになっている。オリフィス17dが閉塞されるフリーピストン13の変位量は、環状溝13aの幅や、オリフィス17dの大きさを変更することで任意に設定できる。
【0047】
続いて、ショックアブソーバ100の動作について説明する。
【0048】
ショックアブソーバ100は、上記のように構成された減衰力可変機構4を備えることで、加振周波数に応じて減衰力を変化させることができる。なお、加振速度は一定として説明する。
【0049】
まず、加振周波数が高い場合について説明する。
【0050】
ショックアブソーバ100の伸長行程では、伸側室110の圧力が高くなり、作動油がピストン2の通路2bを通って圧側室120に移動する。ここで、流路18により伸側室110と連通する伸側圧力室140も圧力が高くなるので、フリーピストン13がコイルばね15を圧縮しつつ圧側圧力室150側に変位して伸側圧力室140が拡大する。また、伸側圧力室140が拡大するのにともない圧側圧力室150の作動油がオリフィス17d、17fを通って圧側室120に移動する。
【0051】
このとき、伸側圧力室140が拡大した分だけ伸側室110から伸側圧力室140に作動油が流入するので、ピストン2の通路2bを通過する作動油の量が減少し、ショックアブソーバ100が発生する減衰力が小さくなる。
【0052】
同様に、ショックアブソーバ100の収縮行程では、フリーピストン13が伸側圧力室140側に変位して圧側圧力室150が拡大した分だけ圧側室120から圧側圧力室150に作動油が流入する。したがって、ピストン2の通路2aを通過する作動油の量が減少し、ショックアブソーバ100が発生する減衰力が小さくなる。
【0053】
続いて、加振周波数が低い場合について説明する。
【0054】
ショックアブソーバ100の伸長行程初期では、加振周波数が高い場合と同様に、フリーピストン13が圧側圧力室150側に変位して伸側圧力室140が拡大し、伸側室110から伸側圧力室140に作動油が流入する。
【0055】
ここで、加振周波数が低い場合は、ピストン2のストロークが大きく、フリーピストン13もこれに追従して大きく変位することになる。そして、フリーピストン13の変位が大きくなるほど、コイルばね15の反力も大きくなり、また、オリフィス17dの流路面積が減少して圧側圧力室150から圧側室120に作動油が移動するときの流路抵抗も大きくなるので、フリーピストン13の変位が徐々に抑制される。これにより、伸側室110から伸側圧力室140に流入する作動油の量が減少し、ピストン2の通路2bを通過する作動油の量が増加するので、加振周波数が高い場合よりも減衰力が大きくなる。
【0056】
同様に、ショックアブソーバ100の収縮行程においても、フリーピストン13が大きく変位することで、圧側室120から圧側圧力室150に流入する作動油の量が減少する。したがって、ピストン2の通路2aを通過する作動油の量が増加し、加振周波数が高い場合よりも減衰力が大きくなる。
【0057】
また、さらに加振周波数が低い場合は、フリーピストン13がストロークエンドまで変位し、その後はピストン2の通路2a、2bのみを作動油が通過することになるので、減衰力が最大になる。
【0058】
以上、述べたように、本実施形態によれば、ピストンロッド3のおねじ3bとナット部材16のめねじ16aとを締結して減衰力可変機構4をピストンロッド3に固定した後に、ナット部材16の本体部16bにおける貫通孔3eと対向する部分を潰すかしめ加工を施すので、おねじ3bとめねじ16aとの相対回転が規制される。つまり、ピストンロッド3と減衰力可変機構4とを接続するねじ締結部に緩みが発生することを防止できる。
【0059】
また、ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、バルブストッパ8、及びスペーサ11を、ピストンロッド3と減衰力可変機構4とで挟持するので、一度のねじ締結作業で複数の部品を固定でき、組付け作業が容易になる。
【0060】
また、おねじ3bに溝3dを形成することで、貫通孔3eと環状隙間20とを利用して、伸側室110とハウジング12内とを連通する流路18を容易に形成できる。
【0061】
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部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体例に限定する趣旨ではない。
【0062】
例えば、上記実施形態では、ショックアブソーバ100を、モノチューブショックアブソーバとして説明しているが、2つのシリンダの隙間に気体室が形成されるツインチューブショックアブソーバや、気体室としてシリンダの外部にタンクを設けたショックアブソーバ等に本発明を適用してもよい。
【0063】
また、上記実施形態では、減衰力可変機構4のフリーピストン13が、コイルばね14、15により支持されているが、コイルばね以外の弾性体、例えば、ゴム等により支持されるようにしてもよい。
【0064】
また、上記実施形態では、フリーピストン13とケース部材17とにより圧側圧力室150を画成し、ケース部材17に設けたオリフィス17d、17fにより圧側室120と圧側圧力室150とを連通しているが、オリフィス17d、17fの数や大きさは、所望する減衰力特性に応じて任意に設定できる。また、オリフィス17d、17fのいずれか一方のみを備える構成としてもよい。さらに、ケース部材17の底部17eを大きく開放し、圧側圧力室150を画成しない、つまり、圧側圧力室150を有さない構成としてもよい。
【0065】
また、上記実施形態では、ピストンロッド3のおねじ3bに溝3dを形成しているが、
図4に示す変形例のように、ナット部材16の内周面に溝16eを形成してもよい。この場合も、本体部16bの両端において、溝16eがハウジング12内と環状隙間20とに開口するので、上記実施形態と同様に、貫通孔3eと環状隙間20とを利用して、伸側室110とハウジング12内とを連通する流路18を容易に形成できる。