(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
<第1実施形態>
以下、
図1、
図2を参照しながら本発明の第1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、が配設される。
【0017】
ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、及びバルブストッパ8は、ピストンロッド3とナット11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、シリンダ1から延出する側の端部に、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が形成され、
図2に示すように、シリンダ1に挿入される側の端部に、小径部3bと段部3cとが形成される。小径部3bの端部には、ナット11が螺合するおねじ3dと、おねじ3dよりも小径であって減衰力可変機構4を接続するためのおねじ3eと、が直列に形成される。
【0023】
本実施形態のおねじ3d、3eは、螺旋の向きが互いに異なるように形成される。つまり、おねじ3dが右ねじの場合は、おねじ3eは左ねじとなり、おねじ3dが左ねじの場合は、おねじ3eは右ねじとなる。
【0024】
また、ピストンロッド3には、外周面3fと小径部3bの端面3gとに開口する流路3hが形成される。流路3hについては後述する。
【0025】
続いて、減衰力可変機構4について説明する。
【0026】
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。
【0027】
ハウジング12は、蓋部材16とケース部材17とで構成される。
【0028】
蓋部材16は、環状であって、内周面にピストンロッド3のおねじ3eと螺合するめねじ16aが形成される、また、外周面に設けられた鍔部16bと、内周面にめねじ16aと直列に設けられ、めねじ16aとピストンロッド3のおねじ3eとを締結したときにピストンロッド3の端面3gと当接する座面16cと、めねじ16aを挟んで座面16cとは反対側の端部に設けられた薄肉の円筒部16dと、を有する。
【0029】
座面16cには貫通孔16eが設けられており、めねじ16aとピストンロッド3のおねじ3eとを締結したときに、ピストンロッド3の流路3hを閉塞しないようになっている。これにより、
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と接続すると、ピストンロッド3の流路3hと蓋部材16の貫通孔16eとを通じてハウジング12内と伸側室110とが連通するようになっている。
【0030】
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。
【0031】
蓋部材16とケース部材17とは、蓋部材16の円筒部16dを外側にして蓋部材16の鍔部16b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。
【0032】
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。
【0033】
フリーピストン13は、開口部13dを蓋部材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。ハウジング12内は、上記のように、ピストンロッド3に形成された流路3hを通じて伸側室110と連通しているので、伸側圧力室140は、流路3hを通じて伸側室110と連通することになる。
【0034】
コイルばね14は、フリーピストン13と蓋部材16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。
【0035】
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。
【0036】
また、フリーピストン13が、開口部13dと蓋部材16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。
【0037】
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。
【0038】
本実施形態の減衰力可変機構4は上記のように構成され、ピストンロッド3のおねじ3eと蓋部材16のめねじ16aとを締結してピストンロッド3と接続される。
【0039】
ところで、蓋部材16は、上記のように円筒部16dを有する。円筒部16dは、減衰力可変機構4をピストンロッド3と接続したときに、ピストンロッド3のおねじ3dに螺合するナット11の周囲を囲むように設けられる。
【0040】
本実施形態では、減衰力可変機構4をピストンロッド3と接続した後に、蓋部材16の円筒部16dを外周側から潰すかしめ加工が施される。これにより、ナット11と蓋部材16とが連結され、減衰力可変機構4とナット11との相対回転が規制される。
【0041】
上記のように、ピストンロッド3に形成されたおねじ3d、3eは、螺旋の向きが互いに異なる。このため、おねじ3dに螺合するナット11とおねじ3eに螺合する蓋部材16とが連結されると、ナット11と減衰力可変機構4との相対回転が規制されるとともに、ナット11と減衰力可変機構4とがピストンロッド3に対して回転不能となる。したがって、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。
【0042】
上記のような回り止め加工としては、ナット11と蓋部材16の円筒部16dとを接合する溶接やろう付け等の接合加工を採用することもできる。また、かしめ加工を採用する場合は、ナット11の外周にセレーションや溝等を設けることで、ナット11と蓋部材16とをより強固に連結することができる。
【0043】
続いて、減衰力可変機構4の組み付け手順について説明する。
【0044】
まず、ピストンロッド3の小径部3bに、ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、及びバルブストッパ8を嵌装する。そして、ナット11をピストンロッド3のおねじ3dに螺合させて、所定の締付トルクで締結する。これにより、ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、及びバルブストッパ8が、ピストンロッド3の段部3cとナット11とで挟持される。
【0045】
このように、ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、及びバルブストッパ8を、ピストンロッド3の段部3cとナット11とで挟持することで、一度のねじ締結作業で複数の部品を固定でき、ショックアブソーバ100の組付け作業が容易になる。
【0046】
次に、あらかじめ組み立てられた減衰力可変機構4を、ピストンロッド3のおねじ3eと蓋部材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ロッド3と接続する。
【0047】
次に、蓋部材16の円筒部16dをナット11と連結するかしめ加工が施され、減衰力可変機構4の組み付けが完了する。
【0048】
これによれば、減衰力可変機構4をあらかじめ組み立ててからピストンロッド3と接続できるので、ショックアブソーバ100の組付け作業が容易になる。
【0049】
続いて、ショックアブソーバ100の動作について説明する。
【0050】
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。
【0051】
まず、加振周波数が高い場合について説明する。
【0052】
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3h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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
続いて、加振周波数が低い場合について説明する。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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に設けられ螺旋の向きが互いに異なるおねじ3d、3eにナット11と減衰力可変機構4とがそれぞれ螺合し、かつ、ナット11と減衰力可変機構4との相対回転を規制する回り止め加工が施されるため、ナット11と減衰力可変機構4とがピストンロッド3に対して回転不能となる。したがって、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。
【0061】
また、ピストン2、減衰バルブ6、9、間座7、10、及びバルブストッパ8を、ピストンロッド3の段部3cとナット11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、ショックアブソーバ100の組付け作業が容易になる。
【0062】
また、減衰力可変機構4をあらかじめ組み立ててからピストンロッド3と接続できるので、ショックアブソーバ100の組付け作業が容易になる。
【0063】
<第2実施形態>
続いて、
図3を参照しながら本発明の第2実施形態に係るショックアブソーバ200について説明する。
【0064】
ショックアブソーバ200は、ピストンロッド18と減衰力可変機構4との接続部の構成がショックアブソーバ100と相違する。以下、ショックアブソーバ100との相違点を中心に説明し、第1実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0065】
ショックアブソーバ200は、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18と、ピストンロッド18と接続される減衰力可変機構4と、を備える。
【0066】
ピストンロッド18は、
図3に示すように、シリンダ1に挿入される側の端部に、小径部18bと段部18cとが形成される。小径部18bの端部には、ナット11が螺合するおねじ18dが形成される。
【0067】
また、ピストンロッド18には、外周面18fと小径部18bの端面18gとに開口する流路18hが形成される。流路18hにおける端面18g側の内周面には、減衰力可変機構4を接続するためのめねじ18iが形成される。
【0068】
本実施形態のおねじ18dとめねじ18iとは、螺旋の向きが互いに異なるように形成される。つまり、おねじ18dが右ねじの場合は、めねじ18iは左ねじとなり、おねじ18dが左ねじの場合は、めねじ18iは右ねじとなる。ピストンロッド18におけるめねじ18i以外の構成は第1実施形態に係るピストンロッド3と同一であるので、以降の説明を省略する。
【0069】
続いて、減衰力可変機構4について説明する。
【0070】
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。
【0071】
ハウジング12は、蓋部材19とケース部材17とで構成される。
【0072】
蓋部材19は、円盤状の本体部19aと、本体部19aの中心に軸方向に突出して設けられたおねじ19bと、本体部19aの外周部におねじ19bと同方向に突出して設けられた薄肉の円筒部19cと、本体部19aの外周部であって円筒部19cよりも外側に設けられた鍔部19dと、を有する。本体部19aは、おねじ19bとピストンロッド18のめねじ18iとを締結したときにピストンロッド18の端面18gと当接する座面として機能する。
【0073】
また、蓋部材19の中心には、軸方向の貫通孔19eが設けられる。これにより、
図3に示すように、減衰力可変機構4をピストンロッド18と接続すると、ピストンロッド18の流路18hと貫通孔19eとを通じてハウジング12内と伸側室110とが連通するようになっている。
【0074】
蓋部材19とケース部材17とは、蓋部材19のおねじ19bを外側にして蓋部材19の鍔部19d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。
【0075】
本実施形態の減衰力可変機構4は上記のように構成され、ピストンロッド18のめねじ18iと蓋部材19のおねじ19bとを締結してピストンロッド18と接続される。
【0076】
ところで、蓋部材19は、上記のように円筒部19cを有する。円筒部19cは、減衰力可変機構4をピストンロッド18と接続したときに、おねじ18dに螺合するナット11の周囲を囲むように設けられる。
【0077】
本実施形態では、減衰力可変機構4をピストンロッド18と接続した後に、蓋部材19の円筒部19cを外周側から潰すかしめ加工が施される。これにより、ナット11と蓋部材19とが連結され、減衰力可変機構4とナット11との相対回転が規制される。
【0078】
上記のように、ピストンロッド18に形成されたおねじ18dとめねじ18iとは、螺旋の向きが互いに異なる。このため、おねじ18dに螺合するナット11とめねじ18iに螺合する蓋部材19とが連結されると、ナット11と減衰力可変機構4との相対回転が規制されるとともに、ナット11と減衰力可変機構4とがピストンロッド18に対して回転不能となる。したがって、ピストンロッド18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。
【0079】
また、本実施形態では、ナット11がピストンロッド18のおねじ18dに螺合し、蓋部材19がピストンロッド18のめねじ18iに螺合する。したがって、
図3に示すように、ピストンロッド18のおねじ18dとめねじ18iとを、ピストンロッド18の端部に並列に設けることができる。
【0080】
これにより、第1実施形態に係るピストンロッド3よりもピストンロッド18を短くできるので、材料コストを低減でき、また、ショックアブソーバ200のストローク量を増やすことができる。
【0081】
以上、述べたように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、ピストンロッド18のおねじ18dとめねじ18iとを、ピストンロッド18の端部に並列に設けることで、第1実施形態に係るピストンロッド3よりもピストンロッド18を短くできる。したがって、材料コストを低減でき、また、ショックアブソーバ200のストローク量を増やすことができる。
【0082】
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。
【0083】
例えば、上記実施形態では、ショックアブソーバ100、200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。
【0084】
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。
【0085】
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。