JP5112985B2 - リバウンドスプリング - Google Patents

Description

本発明は、緩衝器の伸長を抑制するリバウンドスプリングに関する。

従来からこの種の緩衝器にあっては、シリンダ端部を封止しピストンロッドを軸支するロッドガイドとピストンロッドの中間部に設けたフランジとの間に両端に環状のホルダを有するコイルスプリングを備えたリバウンドスプリングを介装しており、このリバウンドスプリングは、緩衝器の伸長時において互いに接近するロッドガイドとフランジによって圧縮せしめられることで、緩衝器の伸長を抑制するバネ力を発揮して、緩衝器の最大伸切時の衝撃を緩和するものである。

そして、たとえば、特開２００４−２８６１３９号公報に開示されたリバウンドスプリングにあっては、コイルスプリングのフランジ側端に設けられるフランジ側ホルダが、フランジによってピストンロッドに対して下方への移動が規制されるとともに、内周の数箇所に突起を備えてピストンロッドの外周に圧入され、コイルスプリングのフランジ側端をピストンロッドに固定して固定端とし、反対のコイルスプリングのロッドガイド側端に設けられるガイド側ホルダの内径をピストンロッドの外径より大径に設定しておき、コイルスプリングのロッドガイド側端を自由端とするようにしている。

また、これとは別に、特開２００６−２４２２７０号公報に開示されたリバウンドスプリングにあっては、コイルスプリングのフランジ側端に設けられるフランジ側ホルダが、フランジによってピストンロッドに対して下方への移動が規制されるとともに、内周の環状凸部を備えて、この環状凸部をピストンロッドの外周に設けた溝に嵌合せしめて、コイルスプリングのフランジ側端をピストンロッドに固定して固定端とし、反対のコイルスプリングのロッドガイド側端に設けられるガイド側ホルダの内径をピストンロッドの外径より大径に設定しておき、コイルスプリングのロッドガイド側端を自由端とするようにしている。

それゆえ、これらリバウンドスプリングは、緩衝器が伸長した際に、自由端がロッドガイドに当接すると、コイルスプリングが圧縮せしめられ弾発力を発生して、緩衝器の伸び切り時の衝撃を緩和できるようになっている（たとえば、特許文献１、２参照）。
特開２００４−２８６１３９号公報 特開２００６−２４２２７０号公報

しかしながら、このようなリバウンドスプリングにあっては、以下のような不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。

というのは、緩衝器はシリンダとピストンロッドが相対運動エネルギを熱エネルギに変換することで振動を抑制するものであり、伸縮繰り返すことで発熱するが、合成樹脂で形成されるフランジ側ホルダとピストンロッドの線膨張率の違い等から上記熱の影響によってフランジ側ホルダのピストンロッドを締め付ける力が小さくなる傾向にある。

また、緩衝器の圧縮時には、リバウンドスプリングが収容されていない一方の作動室内の液体は、ピストンロッドの先端に取付けられたピストンに設けたポートを介してリバウンドスプリングが収容される他方の作動室内に流入するため、当該液体の流れによる流体力がリバウンドスプリングのフランジ側ホルダを上方側へ押し上げるように作用して、熱の作用も相俟ってフランジ側ホルダがピストンロッド上を上方に移動しリバウンドスプリングが上方へ押し上げられてしまう虞がある。

すると、緩衝器の変位が圧縮から伸長へ切換わると、ピストンロッドの上方へ押し上げられたリバウンドスプリングが今度はロッドガイドによってピストンロッドに対して下方へ押し下げられて、フランジ側ホルダがピスンロッドの外周に設けたフランジに叩きつけられて、打音を発生してしまうことになり、この打音は、特に、緩衝器を車両に適用した場合、車両の乗員に不快感や不安感を抱かせることになって、車両における乗心地を悪化させる原因となる。

そこで、本発明は上記の弊害を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、打音の発生を抑制するリバウンドスプリングを提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダの一端に取付けられてピストンロッドを軸支するロッドガイドと、ピストンロッドの外周に設けたフランジとを備え、上記ロッドガイドと上記フランジとの間に介装される緩衝器におけるリバウンドスプリングにおいて、コイルスプリングと、コイルスプリングのフランジ側端に設けられるとともにピストンロッドの外周に遊嵌される環状のフランジ側ホルダと、コイルスプリングのロッドガイド側端に設けられるとともにピストンロッドが挿通されるガイド側ホルダとを備え、フランジ側ホルダの内周にピストンロッドの外周に嵌合される弾性リングを装着し、当該弾性リングの締付力によってフランジ側ホルダをピストンロッドの外周に固定したことを特徴とする。

本発明のリバウンドスプリングによれば、弾性リングの締付力によってフランジ側ホルダをピストンロッドの外周に固定したので、ピストンロッドへの組付性を損なわず、かつ、ピストンロッドの外表面を傷めることなく、弾性リングの締付力を大きくしてフランジ側ホルダを強固にピストンロッドの外周に固定することができ、リバウンドスプリングがピストンロッド上で遊んでピストンロッドに対して上下に移動してしまう事態を回避することができる。

またさらに、緩衝器の圧縮時に、流体力の作用でフランジ側ホルダがピストンロッドに対して上方へ変位してしまう事態が生じたとしても、弾性リングがピストンロッドに対して変位する際には、弾性リングの締付力に応じて弾性リングの変位を抑制する摩擦力が発生し、緩衝器の変位方向が圧縮から伸長へ切換わっても、フランジ側ホルダがピストンロッドの外周に設けたフランジに勢いよく衝突することが阻止される。

したがって、フランジ側ホルダがピストンロッドに対して移動してしまうことが回避され、また、仮に移動してしまうことになっても、フランジ側ホルダがピストンロッドの外周に設けたフランジに勢いよく衝突することが阻止されるので、打音の発生を抑制することができる。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるリバウンドスプリングが適用された緩衝器の一部の縦断面図である。図２は、リバウンドスプリングの拡大縦断面図である。

一実施の形態におけるリバウンドスプリング１は、図１に示すように、緩衝器に適用されている。このリバウンドスプリング１が適用される緩衝器は、シリンダ１０と、シリンダ１０の外周側に配置される外筒１１と、シリンダ１０内に摺動自在に挿入されたピストン１２と、シリンダ１０内に移動自在に挿通されるとともに一端がピストン１２に連結されるピストンロッド１３と、シリンダ１０および外筒１１の図１中上端を封止するとともにピストンロッド１３を軸支する環状のロッドガイド１４と、シリンダ１０の図１中下端に設けたベースバルブ１５と、外筒１１の下端を封止するロアキャップ１６とを備えて構成され、シリンダ１０内にピストン１２で区画した上室Ｒ１と下室Ｒ２内には作動油が充填され、さらに、シリンダ１０と外筒１１との間の隙間に設けたリザーバ室Ｒ内にはガスと作動油が充填されている。

また、ピストン１２には、上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通する図示しない伸側ポートと圧側ポートとが設けられ、また、ピストン１２の図１中下端には伸側ポートの出口端を開閉する伸側のリーフバルブ１７が、ピストン１２の図１中上端には圧側ポートの出口端を開閉する圧側のリーフバルブ１８がそれぞれ積層されている。

したがって、この緩衝器の伸長時には、上室Ｒ１から下室Ｒ２へ作動油が、伸側のリーフバルブ１７を押し開き伸側ポートを介して移動するとともに、ピストンロッド１３がシリンダ１０内から退出する体積分の作動油が下室Ｒ２内で不足するため、不足する体積分の作動油がリザーバ室Ｒからベースバルブ１５を介して供給される。そして、この伸長時における減衰力は、主として伸側ポートを通過する作動油の流れにリーフバルブ１７が与える抵抗によって発生される。

逆に、緩衝器の圧縮時には、下室Ｒ２から上室Ｒ１へ作動油が、圧側のリーフバルブ１８を押し開き圧側ポートを介して移動するとともに、ピストンロッド１３がシリンダ１０内へ進入する体積分の作動油が下室Ｒ２内で過剰となるため、過剰体積分の作動油が下室Ｒ２からリザーバ室Ｒへベースバルブ１５を介して排出される。そして、この圧縮時における減衰力は、主としてベースバルブ１５を通過する作動油の流れにベースバルブ１５が与える抵抗によって発生される。

つづいて、リバウンドスプリング１について説明すると、リバウンドスプリング１は、図１に示すように、上室Ｒ１内に収容され、詳しくは、ピストンロッド１３の図１中下方の外周に設けたフランジ１３ａと、シリンダ１０の図１中上端を封止するロッドガイド１４との間に介装されている。

このリバウンドスプリング１は、ピストンロッド１３が挿通されるコイルスプリング２と、コイルスプリング２の図１中下端となるフランジ側端２ａに取付けられてピストンロッド１３が挿通される環状のフランジ側ホルダ３と、コイルスプリング２の図１中上端となるロッドガイド側端２ｂに取付けられてピストンロッド１３が挿通される環状のガイド側ホルダ４とを備えて構成されている。

以下、詳細に説明すると、フランジ側ホルダ３は、図２に示すように、環状のホルダ本体３ａと、ホルダ本体３ａの内周側から立ち上がり外径がホルダ本体３ａより小径な筒状の嵌合部３ｂと、嵌合部３ｂの図２中上方外周に設けたテーパ部３ｃと、ホルダ本体３ａの内周に設けた環状溝３ｄとを備えて構成されており、内周径はピストンロッド１３の外径より大径に設定されて、ピストンロッド１３の外周に遊嵌される。

そして、このフランジ端側ホルダ３は、樹脂材料で形成され、嵌合部３ｂをコイルスプリング２のフランジ側端２ａ内に挿入すると、コイルスプリング２のフランジ側端２ａの内周によって締め付けられつつ嵌め込まれることになり、コイルスプリング２に強固に装着される。なお、テーパ部３ｃを設けていることによって、フランジ側端２ａの内周に嵌合部３ｂを容易に装着できるようになっている。

また、ホルダ本体３ａの内周に設けた環状溝３ｄ内には、弾性リングたるＯリング５が装着されている。このＯリング５の内径はピストンロッド１３を締め付けることができる程度の径に設定されており、Ｏリング１５は、ピストンロッド１３の外周に嵌合されるとピストンロッド１３を締め付けるようになっており、フランジ側ホルダ３はＯリング５を介してピストンロッド１３の外周に固定されるようになっている。さらに、このフランジ側ホルダ３は、フランジ１３ａに当接させられており、ピストンロッド１３に対し図１中下方への移動が規制されている。

他方、ガイド側ホルダ４は、図２に示すように、環状のホルダ本体４ａと、ホルダ本体４ａの内周側から垂下される外径がホルダ本体４ａより小径な筒状の嵌合部４ｂと、嵌合部４ｂの図２中上方外周に設けたテーパ部４ｃとを備えて構成されている。

そして、このガイド側ホルダ４は、樹脂材料で形成され、嵌合部４ｂをコイルスプリング２の図２中上端となるロッドガイド側端２ｂ内に挿入すると、コイルスプリング２のロッドガイド側端２ｂの内周によって締め付けられつつ嵌め込まれることになり、コイルスプリング２に強固に装着される。なお、フランジ側ホルダ３と同様、このガイド側ホルダ４にあっても嵌合部４ｂにテーパ部４ｃを設けていることによって、コイルスプリング２のロッドガイド側端の内周に嵌合部４ｂを容易に装着できるようになっている。

また、ガイド側ホルダ４の内径は、ピストンロッド１３の外径より大きく設定されており、ガイド側ホルダ４はピストンロッド１３の外周に遊嵌されている。

このように、上記構成のリバウンドスプリング１は、図１中下端側がフランジ側ホルダ３の内周に保持されたＯリング５によってピストンロッド１３の外周に固定的に支持され、図１中上端側が自由端とされることになる。

そして、このリバウンドスプリング１にあっては、弾性リングたるＯリング５の締付力によってフランジ側ホルダ３がピストンロッド１３の外周に固定されるようになっており、Ｏリング５の締代を大きくしても、ピストンロッド１３への嵌合が容易であり、ピストンロッド１３へ嵌合する際にピストンロッド１３の外表面を痛めることが無い。

換言すれば、ピストンロッド１３への組付性を損なわず、かつ、ピストンロッド１３の外表面を傷めることがないから、弾性リングたるＯリング５の締代を大きく設定でき、Ｏリング５の締付力を大きくしてフランジ側ホルダ３を強固にピストンロッド１３の外周に固定することができるのである。

さらに、緩衝器が発熱した場合にあってもフランジ側ホルダ３をピストンロッド１３の外周に固定できるように、弾性リングたるＯリング５の締付力を設定しておくことで、リバウンドスプリング１がピストンロッド１３上で遊んでピストンロッド１３に対して上下に移動してしまう事態を回避することができる。

またさらに、緩衝器の圧縮時に、流体力の作用でフランジ側ホルダ３がピストンロッド１３に対して上方へ変位してしまう事態が生じたとしても、Ｏリング５がピストンロッド１３に対して変位する際には、Ｏリング５の締付力に応じてＯリング５の変位を抑制する摩擦力が発生し、緩衝器の変位方向が圧縮から伸長へ切換わっても、フランジ側ホルダ３がピストンロッド１３の外周に設けたフランジ１３ａに勢いよく衝突することが阻止される。

したがって、フランジ側ホルダ３がピストンロッド１３に対して移動してしまうことが回避され、また、仮に移動してしまうことになっても、フランジ側ホルダ３がピストンロッド１３の外周に設けたフランジ１３ａに勢いよく衝突することが阻止されるので、打音の発生を抑制することができる。

よって、このリバウンドスプリング１を適用した緩衝器を車両に用いた場合、車両の乗員に不快感や不安感を抱かせる打音の発生を抑制できるため、車両における乗心地を向上することができるのである。

なお、弾性リングとしては、ゴムや合成樹脂、ウレタン等の弾性材料で形成されて上記の如く、ピストンロッド１３の外周を締付けてフランジ側ホルダ３をピストンロッド１３の外周に固定できるものであればよく、断面形状は任意であり、Ｏリング５に限定されるものではない。

また、フランジ側ホルダ３は、上記したところでは、樹脂材料で形成されているが、弾性リングたるＯリング５が介在されてピストンロッド１３に直接干渉しないので、樹脂材料以外の材料、たとえば、金属材料で形成するようにしてもよく、材料選択の自由が向上することになる。

なお、本実施の形態においては、緩衝器を、上記の構成により、いわゆる複筒型の緩衝器として説明しているが、本発明のリバウンドスプリングが単筒型やその他の緩衝器に具現化されるとしてもよいことは無論である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

本発明の一実施の形態におけるリバウンドスプリングが適用された緩衝器の一部の縦断面図である。 リバウンドスプリングの拡大縦断面図である。

符号の説明

１ リバウンドスプリング
２ コイルスプリング
２ａ コイルスプリングのフランジ側端
２ｂ コイルスプリングのロッドガイド側端
３ フランジ側ホルダ
３ａ，４ａ ホルダ本体
３ｂ，４ｂ 嵌合部
３ｃ，４ｃ テーパ部
３ｄ 環状溝
４ ガイド側ホルダ
５ 弾性リングたるＯリング
１０ シリンダ
１１ 外筒
１２ ピストン
１３ ピストンロッド
１３ａ 鍔部たるストッパ
１４ ロッドガイド
１５ ベースバルブ
１６ ロアキャップ
１７，１８ リーフバルブ
Ｒ リザーバ室
Ｒ１ 上室
Ｒ２ 下室

Claims (2)

1. シリンダと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダの一端に取付けられてピストンロッドを軸支するロッドガイドと、ピストンロッドの外周に設けたフランジとを備え、上記ロッドガイドと上記フランジとの間に介装される緩衝器におけるリバウンドスプリングにおいて、コイルスプリングと、コイルスプリングのフランジ側端に設けられるとともにピストンロッドの外周に遊嵌される環状のフランジ側ホルダと、コイルスプリングのロッドガイド側端に設けられるとともにピストンロッドが挿通されるガイド側ホルダとを備え、フランジ側ホルダの内周にピストンロッドの外周に嵌合される弾性リングを装着し、当該弾性リングの締付力によってフランジ側ホルダをピストンロッドの外周に固定したことを特徴とするリバウンドスプリング。
2. フランジ側ホルダの内周に環状溝を設け、当該環状溝内に弾性リングを装着したことを特徴とする請求項１に記載のリバウンドスプリング。

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