JP4999712B2 - ショックアブソーバ - Google Patents

Description

本発明は、ショックアブソーバに関する。

従来のショックアブソーバとしては、作動流体を封入したシリンダ内に、ピストンロッドを介してピストンを配置するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようなショックアブソーバでは、ピストンとピストンロッドとの連結を、構造の簡素化等の観点から圧入によって行う場合がある。

一方、近年のショックアブソーバでは、シリンダとピストンとを異なる線膨張係数を有した材料で形成し、シリンダとピストンとの間の間隔を温度変化に応じて変化させて、目的の温度特性を得ようとすることが試みられている。

しかしながら、前記のようにピストンとピストンロッドとを圧入によって連結する場合は、圧入に伴うピストンの膨張が、前記隙間に影響を与えてしまい、目的の温度特性を得ることができなかった。

特開２００２−５４６７５

解決しようとする問題点は、ピストンとピストンロッドとを圧入によって連結する場合に目的の温度特性を得ることができない点にある。

本発明は、ピストンとピストンロッドとを圧入によって連結する場合に目的の温度特性を得るため、作動流体を封入したシリンダ内に、ピストンロッドを介して配置され前記シリンダ内を圧力室側と非圧力室側とに区画するピストンを設け、該ピストンに、圧力室側と非圧力室側とを連通する流路を設け、前記シリンダと前記ピストンとを異なる膨張係数を有した材料によって形成し、前記作動流体の温度変化に応じて前記シリンダと前記ピストンとの間の間隔を変化させてダンパ効果の変化を抑制するショックアブソーバであって、前記ピストンの一側中心部に、前記ピストンロッドを所定の圧入代で圧入結合させる筒状の圧入部を一体に設け、該ピストンの一側外周に、前記圧入部の周囲全体に形成され前記圧入代による前記圧入部の膨張を吸収可能とする周回状の第１の空間部を介して前記シリンダ内周面に対向して前記間隔を変化させる外周面を有する外周壁部を形成したことを特徴とする。

本発明のショックアブソーバは、ピストンに、ピストンロッドを所定の圧入代によって圧入させる筒状の圧入部を一体形成したため、圧入部を膨張させながらピストンとピストンロッドとを圧入結合することができる。

そして、圧入部とシリンダとの間に、前記圧入に伴う圧入部の膨張を吸収する第１の空間部を備えているため、前記圧入による膨張がシリンダとピストンとの間の間隔に影響するのを抑制することができる。

従って、ショックアブソーバでは、前記間隔をシリンダ及びピストンの膨張係数に応じて確実に変化させることができ、目的の温度特性を確実に得ることができる。

ピストンとピストンロッドとを圧入によって結合する場合に目的の温度特性を得ることを可能とするという目的を、ピストンの中心部側に筒状の圧入部を設けると共に圧入部の外周側に溝部を形成することによって実現した。

図１は、本発明の実施例１に係るショックアブソーバの断面図、図２は、図１のショックアブソーバに用いられるピストンを示し、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の要部概略を示す拡大断面図、図３は図１のショックアブソーバに用いられるピストンを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。

本実施例のショックアブソーバ１は、作動流体に温度変化が生じた場合に、ダンパ効果の変化を抑制する温度特性（目的の温度特性）を有している。ショックアブソーバ１は、図１のように、シリンダ３と、該シリンダ３内にピストンロッド５を介して配置されるピストン７とを備えている。

前記シリンダ３は、所定の線膨張係数を有した材料からなる。本実施例においては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂からなっている。シリンダ３は開放端がキャップ９により閉止された円筒形状となっており、内部にはシリコンオイル等の粘性を有する作動流体を封入した流体室１１が形成されている。この流体室１１は、ピストン７がシリンダ３内に移動可能に挿入されて、圧力室１３側と非圧力室１５側とに区画されている。

前記ピストン７は、シリンダ３とは線膨張係数が異なる材料からなる。本実施例においては、ＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂からなり、シリンダ３よりも線膨張係数が大きいものとなっている。このピストン７は、図１〜図３のように、ほぼ円柱形状に形成され、その外周面１７がシリンダ３の内周面１９との間に所定の間隔（クリアランス）ｄを形成している。

間隔ｄは、後述する流路２１とは別に、圧力室１３側と非圧力室１５側とを連通し、作動流体の流通を可能としている。間隔ｄの寸法は、シリンダ３とピストン７との線膨張係数の相違により、作動流体の温度変化に応じて変化するようになっている。本実施例では、シリンダ３よりもピストン７の方が線膨張係数が大きいため、作動流体の温度が低下すると、シリンダ３に対してピストン７が相対的に収縮し、間隔ｄの寸法が大きくなる。逆に、作動流体の温度が上昇すると、シリンダ３に対してピストン７が相対的に膨張し、間隔ｄの寸法が小さくなる。

前記ピストン７の一側中心部には、ピストンロッド５を圧入するための筒状の圧入部２３が一体形成されている。圧入部２３は、ピストンロッド５の内端部２５を所定の圧入代によって圧入させるようになっている。すなわち、圧入部２３は、その内周径がピストンロッド５の内端部２５の外周径よりも小さく形成されており、この径の差が圧入代となって圧入を行わせる。

圧入部２３の内周面には、ピストンロッド５の内端部２５に設けられた周回溝２７に係合する周回突起２９が形成されている。この圧入部２３の外周側には、溝部３１が形成されている。

前記溝部３１は、圧入部２３の周囲全体に周回状に形成されている。溝部３１は、外径側に、シリンダ３との間でピストン７の一側外周に隙間ｄを形成する外周壁部３３を区画すると共に、内径側に、前記圧入部２３を区画している。さらに、溝部３１内には、周回状の第１の空間部３５を区画形成している。

第１の空間部３５は、ピストンロッド５の圧入に伴う圧入部２３の膨張を吸収するようになっている。すなわち、ピストンロッド５の内端部２５が圧入部２３に圧入されると、第１の空間部３５は、その範囲内において圧入部２３の膨張を行わせる。これにより、前記圧入によってピストン７の一側が全体として膨張するのを抑制し、ピストン７の一側外周に間隔ｄを確保する。

前記溝部３１の底部からは、ピストン７の他側にかけて流路２１が貫通形成されている。従って、流路２１は、溝部３１を介して圧力室１３側と非圧力室１５側とを連通している。流路２１は、溝部３１の内外径間の幅よりも小径に形成されており、溝部３１との間を段付き形状としている。換言すると、溝部３１の内外径間の幅は、流路２１の径よりも大きく形成されており、圧入部２３が膨張しても圧力室１３側と非圧力室１５側とを確実に連通できるようになっている。前記流路２１は、ピストン７の周方向所定ピッチ毎に複数形成されている。本実施例においては、中心角４５°毎に配置されている。

前記溝部３１の他側外周には、周回状の段部３７が形成されている。段部３７は、一側外周よりも他側外周を小径にすることで形成されている。この段部３７は、シリンダ３の内周面１９との間に周回状の第２の空間部３９を形成している。

第２の空間部３９は、圧入に伴うピストン７他側の膨張を吸収する。すなわち、ピストンロッド５の内端部２５が圧入部２３に圧入されると、圧入部２３と共にピストン７他側が全体として膨張するが、かかる膨張を第２の空間部３９の範囲内で行わせる。これにより、ピストン７他側が膨張しても、ピストン７の他側外周に間隔ｄを確保する。

前記ピストン７の他側端面４１には、流路２１から段部３７にかけて形成されたオリフィス４３を備えている。オリフィス４３は、後述する弁体４７による流路２１の閉じ状態で、流路２１と圧力室１３とを連通する。

前記ピストン７の他側には、ガイドバー４５を介して弁体４７が設けられている。弁体４７は、ガイドバー４５に軸方向移動自在に挿通されている。この弁体４７は、ピストン７の移動に応じた作動流体の抵抗によってピストン７に対して近接離反移動するようになっている。この近接離反移動により、弁体４７は、前記流路２１を開閉する。

前記シリンダ３の非圧力室１５内には、この非圧力室１５内の圧力変動に対応して弾性変形する弾性膜４９が配置されている。弾性膜４９は、ゴム膜からなるメンブレンであり、シリンダ３内に挿入されたガイド５１に取り付けられている。

前記ガイド５１は、シリンダ３の開放端側に形成された収容段部３７内に嵌装されている。ガイド５１の軸心部は、挿通孔５３を備えピストンロッド５を挿通している。ガイド５１の中間部には、弾性膜４９を収容配置する凹部５５が形成されている。弾性膜４９の内周側には、ガイド５１との間に空間５７が形成されている。

前記ガイド５１の両端には、シリンダ３の内周面に嵌合するフランジ部５９，６１が形成されている。フランジ部５９，６１は、外周に、弾性膜４９両側の周状端部６３，６５が係合する凹溝６７が形成されている。従って、弾性膜４９の周状端部６３，６５は、ガイド５１のフランジ部５９，６１とシリンダ３内周面との間で狭持固定されている。

前記開放端側のフランジ部６１は、周溝６９内にパッキン７１を収容し、シリンダ３内の作動流体がピストンロッド５の周囲から外部に漏れるのを防止している。反開放端側のフランジ部５９は、連通孔７３を備え、非圧力室１５と空間５７とを連通している。

前記弾性膜４９は、その弾性変形により、非圧力室１５と圧力室１３との間の作動流体の流通を良好化し、ショックアブソーバ１の性能を向上している。
［ショックアブソーバの作用］
本実施例のショックアブソーバ１は、ピストンロッド５の外端部７５が外力を受けることで動作する。

外端部７５がシリンダ３に対する押し込み方向の外力を受けると、ピストンロッド５に連動してピストン７が圧力室１３側に移動する。かかる移動に応じて、作動流体の抵抗を受けた弁体４７がピストン７側へ近接移動し、各流路２１が閉塞される。このとき、閉塞された流路２１は、オリフィス４３を介して圧力室１３に連通し、非圧力室１５側へ作動流体を移動させる。同時に、作動流体は、シリンダ３の内周面１９とピストン７の外周面１７との間の間隔ｄを通って非圧力室１５側へ移動する。これらの作動流体の移動によって、ショックアブソーバ１は、所定のダンパー効果を発揮することができる。

外端部７５がシリンダ３に対する引き抜き方向の外力を受けると、前記とは逆に、ピストン７が非圧力室１５側に移動すると共に弁体４７が作動流体の抵抗を受けて反ピストン７側へ離反移動し、各流路２１が開放される。従って、作動流体は、開放された流路２１及び間隔ｄを介して圧力室１３側へ移動する。

なお、ピストン７の外周側に配置される外周壁部３３は、第１の空間部３５によって薄肉となっているため、リリーフ弁として機能させることができ、高負荷時の破損を抑制することができる。

前記動作中には、周辺環境や使用時間等によって作動流体の温度と共に粘度が変化することがある。この場合でも、本実施例のショックアブソーバ１は、間隔ｄの寸法が変化することで、ダンパ効果の変化を抑制することができる。

すなわち、作動流体の温度が上昇した場合は、シリンダ３に対してピストン７が相対的に膨張して間隔ｄの寸法が小さくなる。従って、ショックアブソーバ１は、温度上昇に応じて作動流体の粘度が低下しても間隔ｄの流動抵抗が増大するため、ピストン７全体の移動に対する抵抗の変化を、温度上昇に拘わらず抑制し又は防止することができる。

一方、作動流体の温度が低下した場合は、シリンダ３に対してピストン７が相対的に収縮して間隔ｄの寸法が大きくなる。従って、ショックアブソーバ１は、温度低下に応じて作動流体の粘度が上昇しても間隔ｄの流動抵抗が低下するため、ピストン７全体の移動に対する抵抗の変化を、温度低下に拘わらず抑制し又は防止することができる。

ここで、ショックアブソーバ１は、ピストン７一側の中心部に一体形成された圧入部２３にピストンロッド５の内端部２５を圧入すると共に、圧入部２３の周囲全体に形成した第１の空間部３５により前記圧入に伴う圧入部２３の膨張を吸収している。このため、ピストン７の一側は、圧入による膨張、すなわち圧入による影響が抑制され、作動流体の温度変化に伴って線膨張係数に応じた膨張及び収縮を確実行うことができる。

一方、ピストン７の他側外周には、圧入に伴うピストン７他側の膨張を吸収する第２の空間部３９が形成されている。このため、ピストン７の他側も、圧入による影響（圧入による膨張）が抑制され、作動流体の温度変化に伴って線膨張計数に応じた膨張及び収縮を確実に行うことができる。

このように、本実施例のショックアブソーバ１では、作動流体の温度変化に伴ってピストン７の一側から他側の全体にわたって線膨張係数に応じた膨張及び収縮を確実に行わせ、ダンパ効果の変化を抑制する温度特性を確実に得ることができる。

図４はショックアブソーバの温度変化に伴うダンパ効果の変化を示す図表である。図５は、図４の変化を示すグラフであり、（ａ）は温度変化に伴う動作時間の変化を示し、（ｂ）は温度変化に伴う変化率を示している。図４及び図５においては、２３℃（常温）のダンパ効果を基準とし、これに対するー１０℃（低温）及び５０℃（高温）での変化を示している。また、図５中では、▲が第１及び第２の空間部３５，３９を有した本実施例のショックアブソーバ１を示し、■が第１及び第２の空間部３５，３９を有さない比較例を示している。

図４及び図５より明らかなように、本実施例のショックアブソーバ１は、低温及び高温の各時点での動作時間の変化及び変化率を比較例に対して著しく低減し、ダンパ効果の変動を抑制した温度特性を得ることができた。
［変形例］
前記ショックアブソーバ１は、作動流体の温度変化に伴うダンパ効果の変化を抑制する温度特性を有していたが、作動流体の温度変化に伴ってダンパ効果を積極的に変化させる温度特性とすることも可能である。

例えば、シリンダ３の内周面１９とピストン７の外周面１７との間の間隔ｄ及びオリフィス４３の設定により、図４及び図５の×のように、低温時に動作時間を短くし高温時に動作時間を長くした温度特性（目的の温度特性）とすることができる。

この温度特性とは逆に、低温時に動作時間を長くし高温時に動作時間を短くする温度特性とすることも可能である。

この他、シリンダ３及びピストン７の材料選択によっても、前記同様の温度特性を得ることも可能である。
［実施例の効果］
本実施例のショックアブソーバ１は、ピストン７に、ピストンロッド５の内端部２５を所定の圧入代によって圧入させる筒状の圧入部２３を一体形成したため、圧入部２３を膨張させながらピストン７とピストンロッド５とを圧入結合することができ、構造の簡素化を図ることができる。

そして、シリンダ３と圧入部２３との間には、圧入部２３の周囲全体に形成した溝部３１からなり、前記圧入に伴う圧入部２３の膨張を吸収する第１の空間部３５が設けられている。このため、前記圧入による圧入部２３の膨張が第１の空間部３５の範囲内で行われ、間隔ｄに対する圧入の影響を抑制することができる。

従って、ショックアブソーバ１では、作動流体の温度変化に伴い、ピストン７を線膨張係数に応じて確実に膨張及び収縮させることができ、目的の温度特性を確実に得ることができる。

ピストン７の外周には、圧入に伴うピストン７の膨張を吸収する第２の空間部３９が形成されている。このため、間隔ｄに対する圧入の影響を、より確実に抑制することができ、より確実に目的の温度特性を得ることができる。

本実施例のショックアブソーバ１は、ピストン７に対して近接離反し流路２１を開閉する弁体４７を設けると共に、流路の閉状態で圧力室１３と流路２１とを連通するオリフィス４３を設けたため、容易且つ確実にダンパ効果を得ることができる。

しかも、ピストン７及びシリンダ３の設計等として、ピストン７及びシリンダ３の材料選択、間隔ｄの設定、及びオリフィス４３の設定の何れか一つ、或いは何れかの又は全部の組み合わせを適宜行うことによって、より容易且つ確実に目的の温度特性を得ることができる。

ショックアブソーバの断面図である（実施例１）。 図１のショックアブソーバに用いられるピストンを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の要部概略を示す拡大断面図である（実施例１）。 図１のショックアブソーバに用いられるピストンを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である（実施例１）。 ショックアブソーバの温度変化に伴うダンパ効果の変化を示す図表である（実施例１）。 図４の変化を示すグラフであり、（ａ）は温度変化に伴う動作時間の変化を示し、（ｂ）は温度変化に伴う変化率を示している。（実施例１）。

符号の説明

１ ショックアブソーバ
３ シリンダ
５ ピストンロッド
７ ピストン
１１ 流体室
１３ 圧力室
１５ 非圧力室
２１ 流路
２３ 圧入部
３１ 溝部
３５ 第１の空間部
３７ 段部
３９ 第２の空間部

Claims (5)

1. 作動流体を封入したシリンダ内に、ピストンロッドを介して配置され前記シリンダ内を圧力室側と非圧力室側とに区画するピストンを設け、
   該ピストンに、圧力室側と非圧力室側とを連通する流路を設け、
   前記シリンダと前記ピストンとを異なる膨張係数を有した材料によって形成し、前記作動流体の温度変化に応じて前記シリンダと前記ピストンとの間の間隔を変化させてダンパ効果の変化を抑制するショックアブソーバであって、
   前記ピストンの一側中心部に、前記ピストンロッドを所定の圧入代で圧入結合させる筒状の圧入部を一体に設け、
   該ピストンの一側外周に、前記圧入部の周囲全体に形成され前記圧入代による前記圧入部の膨張を吸収可能とする周回状の第１の空間部を介して前記シリンダ内周面に対向して前記間隔を変化させる外周面を有する外周壁部を形成した、
   ことを特徴とするショックアブソーバ。
2. 請求項１記載のショックアブソーバであって、
   前記ピストンの外周で前記第１の空間部よりも他側の全体に、周回状の第２の空間部を形成した、
   ことを特徴とするショックアブソーバ。
3. 請求項１又は２記載のショックアブソーバであって、
   前記第１の空間部は、前記圧入部の周囲全体に形成された周回状の溝部からなる、
   ことを特徴とするショックアブソーバ。
4. 請求項２又は３記載のショックアブソーバであって、
   前記第２の空間部は、前記ピストンの外周に形成された周回状の段部からなる、
   ことを特徴とするショックアブソーバ。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のショックアブソーバであって、
   前記ピストンに対して近接離反し前記流路を開閉する弁体を設けると共に、前記流路の閉状態で前記圧力室と前記流路とを連通するオリフィスを設けた、
   ことを特徴とするショックアブソーバ。

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