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WO2018225711A1 - シリンダ装置 - Google Patents

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Publication number
WO2018225711A1
WO2018225711A1 PCT/JP2018/021508 JP2018021508W WO2018225711A1 WO 2018225711 A1 WO2018225711 A1 WO 2018225711A1 JP 2018021508 W JP2018021508 W JP 2018021508W WO 2018225711 A1 WO2018225711 A1 WO 2018225711A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
cylinder
stopper
piston rod
castle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/021508
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
眞人 末廣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Publication of WO2018225711A1 publication Critical patent/WO2018225711A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/48Arrangements for providing different damping effects at different parts of the stroke
    • F16F9/49Stops limiting fluid passage, e.g. hydraulic stops or elastomeric elements inside the cylinder which contribute to changes in fluid damping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/58Stroke limiting stops, e.g. arranged on the piston rod outside the cylinder

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder device that is mounted on a vehicle such as a four-wheeled vehicle and is preferably used for buffering vibration of the vehicle.
  • a hydraulic shock absorber as a cylinder device is provided between each wheel (axle) side and the vehicle body in order to buffer the vibration of the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
  • This type of cylinder device is provided with a hydraulic stopper mechanism that prevents the rod from extending and contracting by generating a hydraulic cushion action when the piston rod is fully extended.
  • the cylinder device is configured such that the piston ring constituting the stopper mechanism is assembled in a ring groove formed between the first member and the second member in a retaining state.
  • the first member and the second member need to be integrated with each other using a means such as metal flow (plastic flow) in a state where the piston ring is assembled to the ring structure, thereby increasing productivity.
  • metal flow plastic flow
  • An object of the present invention is to provide a cylinder device capable of improving the workability when the components of the stopper mechanism are assembled to the piston rod.
  • a cylinder device includes a first cylinder in which a working fluid is sealed, a first piston that is slidably provided in the first cylinder and partitions the first cylinder, and the first cylinder.
  • a piston rod connected to one piston, a rod guide provided on one end side of the first cylinder to guide the piston rod so as to be slidable, and the piston rod extends or contracts in the first cylinder
  • a stopper mechanism that operates when reaching the end of the The stopper mechanism is A second cylinder provided at an end in the first cylinder; A second piston that moves along with the movement of the piston rod and that can be inserted inside the second cylinder;
  • the second piston is A first member coupled to the piston rod;
  • a second member that is integrated with the first member by press-fitting and forms a ring groove between the first member and an outer periphery of the second piston;
  • a piston ring that is axially displaceable in the ring groove formed by the first member and the second member, is attached in a retaining state, and has both
  • a hydraulic shock absorber 1 is a double-tube shock absorber that is a typical example of a cylinder device.
  • the hydraulic shock absorber 1 includes a cylindrical outer cylinder 2 forming an outer shell thereof, an inner cylinder 5, a piston 6, a piston rod 7, a rod guide 9, and a stopper mechanism 11 which will be described later.
  • one side or one end side in the length direction (axial direction) of the shock absorber will be described as the upper side or the upper end side, and the other side or other end side in the axial direction will be described as the lower side or the lower end side.
  • this is only for simplifying and clarifying the description of the drawings, and does not limit the present invention.
  • the upper end side of the outer cylinder 2 of the hydraulic shock absorber 1 is an open end, and the lower end side is a closed end closed by a bottom cap (not shown).
  • a caulking portion 2 ⁇ / b> A formed by bending inward in the radial direction is provided on the open end (upper end) side of the outer cylinder 2.
  • the caulking portion 2 ⁇ / b> A holds the lid 3 in a state of being prevented from being removed on the opening end side of the outer cylinder 2. Thereby, the lid 3 closes the opening end side of the outer cylinder 2.
  • the lid 3 is formed as a metal annular disk, for example.
  • the lid 3 is in contact with a rod guide 9 described later from above and closes the open end (upper end) of the outer cylinder 2, and the outer peripheral side thereof is fixed by the caulking portion 2 ⁇ / b> A of the outer cylinder 2.
  • a rod seal 4 made of an elastic material is attached to the inner peripheral side of the lid 3.
  • the rod seal 4 seals between a piston rod 7 and a lid 3 which will be described later.
  • the rod seal 4 is provided with a later-described check valve 4 ⁇ / b> A at a position which is intermediate in the radial direction between the lid 3 and the rod guide 9.
  • the check valve 4 ⁇ / b> A may be formed as a separate member from the rod seal 4.
  • the inner cylinder 5 as the first cylinder is provided coaxially in the outer cylinder 2.
  • the lower end side of the inner cylinder 5 is fitted and fixed to the bottom cap side via a bottom valve (not shown).
  • the upper end side of the inner cylinder 5 is a cylindrical diameter-enlarged portion 5 ⁇ / b> A that is formed to expand radially outward.
  • a rod guide 9 described later is fitted and attached to the inner periphery on the upper end side of the enlarged diameter portion 5A.
  • working oil (oil liquid) as a working fluid is sealed.
  • the working fluid is not limited to working oil and oil, and for example, water mixed with additives can be used.
  • An annular reservoir chamber A is formed between the inner cylinder 5 and the outer cylinder 2, and gas is sealed in the reservoir chamber A together with the hydraulic oil.
  • This gas may be atmospheric pressure air or a compressed gas such as nitrogen gas.
  • the gas in the reservoir chamber A is compressed to compensate for the entry volume of the piston rod 7 when the piston rod 7 is contracted (contraction stroke).
  • the first piston (hereinafter referred to as piston 6) is slidably inserted into the inner cylinder 5.
  • the piston 6 partitions the inside of the inner cylinder 5 (first cylinder) into two chambers, and defines a bottom side oil chamber B and a rod side oil chamber C.
  • oil passages 6 ⁇ / b> A and 6 ⁇ / b> B capable of communicating the bottom side oil chamber B and the rod side oil chamber C are formed in the piston 6.
  • an extension-side disc valve 6D is provided that generates a predetermined damping force by applying a resistance force to the hydraulic oil flowing through the oil passage 6B in the extension stroke of the piston rod 7. Yes.
  • the lower side of the piston rod 7 is inserted into the inner cylinder 5 and is fixed to the inner peripheral side of the piston 6 with a nut 8 or the like. That is, the lower end side of the piston rod 7 is connected to the piston 6 in the inner cylinder 5. Further, the upper end side of the piston rod 7 protrudes to the outside of the outer cylinder 2 and the inner cylinder 5 via the rod guide 9, the lid body 3 and the like so as to be extendable and contractible.
  • the piston rod 7 is provided with a locking groove 7A as an annular groove at a position spaced upward by a predetermined dimension from the mounting position of the piston 6.
  • the locking groove 7A is formed using, for example, means such as rolling, and the stopper 14 is positioned by locking a retaining ring 19 described later.
  • the rod guide 9 is formed in a stepped cylindrical shape, is fitted to the upper end side of the outer cylinder 2, and is also fixedly provided on the upper end side of the enlarged diameter portion 5A of the inner cylinder 5. Thereby, the rod guide 9 positions the upper part of the inner cylinder 5 in the center of the outer cylinder 2, and guides the piston rod 7 inserted in the inner peripheral side so as to be slidable in the axial direction.
  • the rod guide 9 constitutes a support structure that supports the lid 3 from the inside when the lid 3 is caulked and fixed from the outside by the caulking portion 2A of the outer cylinder 2.
  • the rod guide 9 is formed in a predetermined shape (stepped cylindrical shape) by performing molding processing, cutting processing, or the like on a metal material, a ceramic material, a hard resin material, or the like. That is, as shown in FIG. 1, the rod guide 9 is positioned on the upper side and inserted into the inner peripheral side of the outer cylinder 2, and the rod guide 9 is positioned on the lower side of the large diameter portion 9A. A small-diameter portion 9B that is inserted into the inner peripheral side of the cylinder 5. A guide portion 10 is provided on the inner peripheral side of the small diameter portion 9B to guide the piston rod 7 inserted into the inner cylinder 5 so as to be slidable in the axial direction.
  • the guide portion 10 is configured as a sliding cylinder in which an inner peripheral surface of a metal cylinder is covered with a fluorine-based resin (tetrafluoroethylene) or the like.
  • the large diameter portion 9A of the rod guide 9 is provided with an annular oil reservoir chamber 9C on the upper surface side of the large diameter portion 9A facing the lid 3.
  • the oil sump chamber 9C is formed as an annular space that surrounds the rod seal 4 and the piston rod 7 from the outside in the radial direction.
  • the oil sump chamber 9 ⁇ / b> C is used when the hydraulic oil in the rod-side oil chamber C (or gas mixed in the hydraulic oil) leaks through a slight gap between the piston rod 7 and the guide portion 10. A space for temporarily storing the leaked hydraulic oil or the like is provided.
  • the large diameter portion 9A of the rod guide 9 is provided with a communication passage 9D that is always in communication with the reservoir chamber A on the outer cylinder 2 side.
  • the communication passage 9D guides hydraulic oil (including gas) stored in the oil reservoir chamber 9C to the reservoir chamber A on the outer cylinder 2 side.
  • a check valve 4 ⁇ / b> A is provided between the lid 3 and the rod guide 9 so as to be positioned on the radially outer side of the rod seal 4. This check valve 4A allows the overflowing hydraulic oil to flow toward the communication passage 9D (reservoir chamber A) of the rod guide 9 when leaked oil increases and overflows in the oil sump chamber 9C. The reverse flow is prevented.
  • the hydraulic stopper mechanism 11 employed in the present embodiment will be described in detail. As will be described later, the stopper mechanism 11 extends when the piston rod 7 extends outward (extends or contracts) from the outer cylinder 2 and the inner cylinder 5 and reaches the end (extension position) of the inner cylinder 5. Actuates and stops the extension operation of the piston rod 7 by a hydraulic cushion action to prevent so-called extension.
  • the stopper mechanism 11 has a second cylinder 12 and a second piston 13.
  • the second cylinder 12 is fixedly provided on the inner side of the enlarged diameter portion 5 ⁇ / b> A located near the protruding end of the piston rod 7 in the inner cylinder 5.
  • the second piston 13 is located on the rod guide 9 side with respect to the piston 6 and is provided on the outer peripheral side of the piston rod 7. When the piston rod 7 is fully extended (when fully extended), the second piston 13 is slidably inserted (entered) into the inner peripheral side of the second cylinder 12 to exert a hydraulic cushion action. is there.
  • the second cylinder 12 has a sleeve 12B which is provided in the diameter-enlarged portion 5A of the inner cylinder 5 in a retaining state via a cylindrical collar 12A.
  • the upper end side of the sleeve 12B is fitted and fixed to the lower end side of the small diameter portion 9B of the rod guide 9.
  • the lower end side of the sleeve 12B forms an open end 12C that expands in a tapered shape. This open end 12C smoothes and compensates for the second piston 13 that moves integrally with the piston rod 7 being slidably inserted into the sleeve 12B.
  • the second piston 13 is provided between the piston 6 and the second cylinder 12 and constitutes a movable part of the stopper mechanism 11. That is, the second piston 13 moves (displaces) integrally with the piston rod 7 in the inner cylinder 5 as the piston rod 7 moves, and is configured to be fitted in the second cylinder 12.
  • the second piston 13 includes a stopper 14 (first member) fixed to the piston rod 7, a castle 15 (second member) press-fitted to the inner periphery of the upper end of the stopper 14, and the stopper 14. And a piston ring 17 provided in a ring groove 16 between the castle 15 and a cushion member 18 disposed above the castle 15.
  • the stopper 14 as the first member is positioned on the lower side of the second piston 13 and is inserted into the outer peripheral side of the piston rod 7, and is pulled out into the locking groove 7 ⁇ / b> A of the piston rod 7 through a retaining ring 19 described later. It is fixed in the stopped state.
  • the stopper 14 includes a cylindrical portion 14A, a flange portion 14B, a notch 14C, a cylindrical fixing portion 14D, and a circumferential groove 14E. That is, the stopper 14 is made of a metal material, as shown in FIGS. 2, 4 and 7, as a cylindrical portion 14A positioned on the upper side and a large diameter portion positioned on the lower side of the cylindrical portion 14A. 14B, and is formed in a stepped cylindrical shape.
  • the stopper 14 attaches the castle 15 and the piston ring 17 to the piston rod 7 in a retaining state, and as a hydraulic stopper suppresses the flow of hydraulic oil and generates a damping force.
  • an inner fitting hole 14A1 that opens to the upper end side (the castle 15 side) is formed in the cylindrical portion 14A of the stopper 14.
  • a cylindrical projection 15B of a castle 15 (described later) is press-fitted and fitted into the inner fitting hole 14A1. Thereby, the castle 15 is fitted to the stopper 14 in a retaining state, and both are integrated.
  • the cylindrical portion 14 ⁇ / b> A of the stopper 14 is formed so that the thickness on the radially outer side of the inner fitting hole 14 ⁇ / b> A ⁇ b> 1 is thicker than the cylindrical protrusion 15 ⁇ / b> B of the castle 15.
  • the flange portion 14B of the stopper 14 protrudes radially outward from the lower end side (piston 6 side) of the cylindrical portion 14A, and is formed with a larger outer diameter than the cylindrical portion 14A.
  • the upper end surface of the flange portion 14B comes into contact with the lower end surface of the piston ring 17 and restricts the piston ring 17 from dropping to the piston 6 side.
  • One or more cutouts 14C are formed on the upper surface of the flange portion 14B (the surface facing the piston ring 17 above and below) by partially cutting away the upper surface of the flange portion 14B. (See FIG. 2).
  • This notch 14C constitutes a throttle passage that restricts the flow of hydraulic oil, and suppresses the flow of hydraulic oil when the piston rod 7 extends to generate a damping force as will be described later.
  • the cylindrical fixing portion 14D is positioned on the inner peripheral side of the lower end of the flange portion 14B of the stopper 14, and is fixed by caulking to the outer peripheral side of the piston rod 7, as will be described later.
  • the stopper 14 is formed with a circumferential groove 14E having an arc cross section on the inner peripheral side of the cylindrical fixing portion 14D on the lower end side of the flange portion 14B.
  • the circumferential groove 14E is opened at the lower end side of the cylindrical fixing portion 14D, and when the stopper 14 is positioned (temporarily fixed) on the outer peripheral side of the piston rod 7, the retaining ring 19 described later is surrounded from the outside. It is an engaging groove that engages with the retaining ring 19.
  • the cylindrical fixing portion 14D is caulked and fixed to the outer peripheral side of the piston rod 7 as described later (See FIGS. 7 to 9).
  • the cylindrical fixing portion 14D is fixed in a non-rotating state by retaining the stopper 14 as a whole to the piston rod 7 via the retaining ring 19.
  • the outer peripheral surface of the cylindrical fixing portion 14D is a taper composed of an obliquely downward inclined surface that is gradually reduced in diameter downward. Formed as surface 14D1.
  • This taper surface 14D1 serves as a guide surface for the hydraulic oil flowing on the outer peripheral side of the stopper 14, and smoothes the flow of the hydraulic oil.
  • the castle 15 as the second member is located on the upper side of the stopper 14 so as to be inserted into the outer peripheral side of the piston rod 7.
  • the castle 15 is formed as a cylindrical body using a metal material.
  • the castle 15 includes an annular flange 15A formed with an outer diameter equivalent to the flange 14B of the stopper 14, a cylindrical protrusion 15B extending downward in the axial direction from the inner peripheral side of the flange 15A, and a flange 15A has concave and convex portions 15C that are alternately formed in the circumferential direction on the lower surface side of 15A (that is, radially outside of the cylindrical projection 15B).
  • a plurality of recesses 15D are formed on the upper surface (that is, the surface facing the cushion member 18 above and below) of the flange portion 15A so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction.
  • the flange portion 15A, the cylindrical projection 15B, the concavo-convex portion 15C, the concave portion 15D and the like of the castle 15 are integrally formed by forging, for example. Accordingly, the castle 15 can form the flange portion 15A, the cylindrical protrusion portion 15B, the concave and convex portion 15C, and the concave portion 15D without performing cutting or the like.
  • the castle 15 constitutes a movable portion (second piston 13) of the stopper mechanism 11 together with the stopper 14, the piston ring 17, and the cushion member 18.
  • the cylindrical projection 15B of the castle 15 is formed as a cylindrical portion that protrudes downward in the axial direction from the inner peripheral side of the lower surface of the flange portion 15A, and the outer diameter thereof is press-fitted into the inner fitting hole 14A1 of the stopper 14.
  • the cylindrical protrusion 15B of the castle 15 is formed thinner than the cylindrical portion 14A of the stopper 14 (the radially outer portion of the inner fitting hole 14A1).
  • the inner diameter dimension of the cylindrical protrusion 15B is slightly larger than the outer diameter dimension of the piston rod 7, and a radial gap is formed between the outer peripheral surface of the piston rod 7 and the cylindrical protrusion 15B. (See FIGS. 3 and 7 to 9).
  • the inner diameter dimension of the flange portion 15 ⁇ / b> A is formed corresponding to the outer diameter dimension of the piston rod 7, and the inner periphery of the flange portion 15 ⁇ / b> A is in contact (contact) with the outer peripheral surface of the piston rod 7.
  • the cylindrical protrusion 15B of the castle 15 is press-fitted into the inner fitting hole 14A1 with respect to the cylindrical portion 14A of the stopper 14. That is, the cylindrical protrusion 15B of the castle 15 is press-fitted and connected to the inner fitting hole 14A1 of the stopper 14 as described later. Thereby, the castle 15 is fitted to the stopper 14 in a retaining state, and the stopper 14 and the castle 15 are integrally coupled.
  • the uneven portion 15C is located on the lower surface (surface facing the piston ring 17 above and below) of the castle 15 made of a cylindrical body, and a plurality of (for example, five) concavo-convex portions 15C are provided in the circumferential direction of the castle 15. Has been placed.
  • These concavo-convex portions 15 ⁇ / b> C form a flow path for operating oil to flow between the lower end surface of the castle 15 and the upper end surface of the piston ring 17 by partially cutting the lower end surface of the castle 15. Yes.
  • hydraulic oil can always flow between the castle 15 and the piston ring 17.
  • the ring groove 16 is located between the stopper 14 and the castle 15 and is formed on the outer peripheral surface (the outer periphery of the second piston 13) of the cylindrical portion 14A of the stopper 14.
  • the ring groove 16 is formed as a circumferential groove having a U-shaped cross section or a U-shape by the stopper 14 and the castle 15 by integrating the stopper 14 and the castle 15 by means such as press fitting. . That is, the lower surface of the flange portion 15 ⁇ / b> A of the castle 15 constitutes the upper surface of the ring groove 16, and the upper surface of the flange portion 14 ⁇ / b> B of the stopper 14 constitutes the lower surface of the ring groove 16.
  • the concavo-convex portion 15 ⁇ / b> C of the castle 15 functions as a communication groove (notch) formed in the ring groove 16, and allows hydraulic oil to constantly flow between the castle 15 and the piston ring 17.
  • a piston ring 17 is loosely fitted in the ring groove 16, and the piston ring 17 is attached in the ring groove 16 so as to be displaceable within a predetermined range in the axial direction in a retaining state. That is, the movement of the piston ring 17 in the axial direction is restricted by the stopper 14 and the castle 15 and can be slightly displaced in the axial direction between the upper surface of the flange portion 14B and the lower surface of the flange portion 15A of the castle 15. .
  • the inner diameter of the piston ring 17 is formed larger than the outer diameter of the ring groove 16 (that is, the cylindrical portion 14A of the stopper 14), and a flow path for hydraulic oil is provided between the two.
  • the piston ring 17 is formed as an annular ring using an elastic material having oil resistance and heat resistance (for example, a copper-based metal material such as brass or a fluorine-based resin material).
  • the piston ring 17 is configured such that, for example, an intermediate portion (one portion) in the circumferential direction can be expanded and contracted by a C-shaped ring cut at the position of the cut portion 17A. That is, the piston ring 17 has a cut portion 17A as both ends in the circumferential direction from which a part is cut off.
  • the outer peripheral surface of the piston ring 17 comes into sliding contact with the inner peripheral surface of the sleeve 12B.
  • the outer peripheral surface of the piston ring 17 can seal between the sleeve 12B and the second piston 13 and restrict the flow of hydraulic oil.
  • the piston ring 17 is detachably attached in the ring groove 16 between the flange 14B of the stopper 14 and the flange 15A of the castle 15.
  • the piston ring 17 is formed in a free length state (a free state where no external force is applied), and has an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the inner cylinder 5 and slightly larger than the inner diameter of the sleeve 12B.
  • the corners of the upper end face 17B located on one side in the axial direction of the piston ring 17 have an arcuate shape in order to prevent damage or galling when the piston ring 17 enters the sleeve 12B. The chamfering is given to.
  • the cushion member 18 is a buffer member for preventing collision provided by being inserted into the outer peripheral side of the piston rod 7, and reduces the collision and impact of the second piston 13 on the rod guide 9.
  • the cushion member 18 is formed as a cylindrical body using an elastically deformable synthetic resin, a rubber material, or a hard rubber material (for example, an elastic material softer than the piston ring 17). Thereby, even if the second piston 13 collides (contacts) with the rod guide 9 when the piston rod 7 is extended to the maximum, the impact at this time is alleviated and the piston rod 7 is further extended. To regulate.
  • the cushion member 18 has an uneven surface 18A and a recessed groove 18B.
  • the cushion member 18 constitutes a movable portion (second piston 13) of the stopper mechanism 11 together with the stopper 14, the castle 15, and the piston ring 17.
  • the uneven surface 18A is located on the upper surface of the cushion member 18 and is formed in a wave shape. For this reason, even if the second piston 13 enters the second cylinder 12 when the piston rod 7 is extended to the maximum and the uneven surface 18A of the cushion member 18 contacts the lower surface of the rod guide 9 (small diameter portion 9B), It is possible to prevent the adhesion phenomenon or the like between the two by the wave-shaped uneven surface 18A.
  • a plurality of (for example, six) concave grooves 18 ⁇ / b> B are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the cushion member 18, located on the outer peripheral side of the cushion member 18 made of a cylindrical body.
  • the concave groove 18B is formed by cutting the outer peripheral surface of the cushion member 18 so as to extend in the axial direction, and a flow path for operating oil to flow between the sleeve 12B of the second cylinder 12 and the cushion member 18. Is configured.
  • the retaining ring 19 is composed of, for example, a C-shaped ring that can be expanded and contracted.
  • the retaining ring 19 is detachably attached to the locking groove 7A of the piston rod 7 from the outside in the radial direction.
  • the circumferential groove 14E of the stopper 14 is inserted into the outer peripheral side of the piston rod 7 so as to engage with the retaining ring 19 from the outside.
  • the cylindrical fixing portion 14D of the stopper 14 is caulked and fixed to the outer peripheral side of the piston rod 7, whereby the stopper 14 is firmly fixed to the outer peripheral side of the piston rod 7 via the locking groove 7A and the retaining ring 19.
  • the piston rod 7 is fixed and positioned in the axial direction and the radial direction.
  • the sub-assembly 20 is configured by sub-assembling the stopper 14, the castle 15 and the piston ring 17 in advance as shown in FIGS. That is, the subassembly 20 includes a first member (stopper 14) and a second member (castle 15) that are press-fitted together, and a piston ring 17 that is provided on the outer periphery of the joint portion.
  • a cushion member 18 made of a cylindrical body is disposed on the castle 15 of the subassembly 20.
  • the hydraulic shock absorber 1 as a cylinder device according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, an assembly method thereof will be described.
  • a castle 15, a piston ring 17 and a stopper 14 are inserted into the outer peripheral side of the piston rod 7, and a retaining ring is inserted into the locking groove 7 A of the piston rod 7.
  • the flange portion 15A of the castle 15 is placed on the support plate 21 serving as a support base, and the piston ring 17 and the stopper 14 are arranged from above.
  • An insertion hole 21 ⁇ / b> A through which the piston rod 7 is inserted inside is formed on the inner peripheral side of the support plate 21.
  • the support plate 21 is fixed to a predetermined position shown in FIG. 3 using a jig (not shown) or the like.
  • the cylindrical protrusion 15B of the castle 15 can be press-fitted into the inner fitting hole 14A1 of the stopper 14, and the piston ring 17 is loosely fitted in the ring groove 16 between them. It is inserted in the retaining state.
  • the sub-assembly 20 is constituted by the piston ring 17 (see FIGS. 4 to 6).
  • the inner diameter dimension of the piston ring 17 in the free length state is slightly larger than the outer peripheral surface (outer diameter dimension) of the cylindrical portion 14A of the stopper 14.
  • the piston ring 17 has the flange 14B of the stopper 14 and the end surface 15A of the castle 15 (the surface on which the uneven portion 15C is formed). Can be displaced slightly in the axial direction.
  • the stopper 14 and the castle 15 are integrated in a retaining state by press-fitting the cylindrical protrusion 15B of the castle 15 into the inner fitting hole 14A1 of the stopper 14 on the inner peripheral side.
  • the sub-assembly 20 including the stopper 14, the castle 15 and the piston ring 17 which are pre-assembled in advance is connected to the outer periphery of the piston rod 7 with the stopper 14 It fixes via the cylindrical fixing
  • the stopper 14 that forms a part of the sub-assembly 20 has the cylindrical fixing portion 14 ⁇ / b> D in the outer periphery of the piston rod 7 with the lower peripheral groove 14 ⁇ / b> E engaged with the retaining ring 19 on the outer peripheral side of the piston rod 7. Caulked to the side.
  • the cylindrical fixing portion 14D can prevent the entire stopper 14 from being removed from the piston rod 7 via the retaining ring 19 and fixed in a rotating state.
  • the cushion member 18 is inserted into the outer peripheral side of the piston rod 7 so as to be loosely fitted from the upper side of the castle 15, and the lower end surface of the cushion member 18 is in contact with the upper end surface (on the recess 15 ⁇ / b> D) of the castle 15. It becomes a state.
  • the second cylinder 12 of the stopper mechanism 11 is assembled by fitting a sleeve 12B inside a diameter-enlarged portion 5A of the inner cylinder 5 via a cylindrical collar 12A.
  • the piston rod 7 is inserted inside the inner cylinder 5, and at this time, the piston 6 is slidably inserted into the inner cylinder 5.
  • the lid body 3 to which the rod seal 4 and the like are attached is disposed on the upper side of the rod guide 9. .
  • the rod guide 9 is pressed against the inner cylinder 5 via the lid 3 by a cylindrical pressing tool (not shown) or the like so that the rod guide 9 does not rattle in the axial direction.
  • the outer diameter side of the lid 3 and the large diameter portion 9A of the rod guide 9 are fixed by the caulking portion 2A by bending the upper end portion of the outer cylinder 2 inward in the radial direction.
  • the upper end side of the piston rod 7 is attached to the vehicle body side of the automobile, and the lower end side of the outer cylinder 2 is attached to the axle (not shown) side.
  • the disk valve 6C, 6D of the piston 6 etc. A damping force on the extension side is generated and can be buffered to attenuate the upper and lower vibrations of the vehicle.
  • the hydraulic oil in the rod-side oil chamber C enters, for example, the oil reservoir chamber 9C through a slight gap between the piston rod 7 and the guide portion 10. May leak. Further, when leakage oil increases in the oil sump chamber 9C, the overflowing hydraulic oil is guided to the communicating path 9D side of the rod guide 9 via the check valve 4A provided between the lid 3 and the rod guide 9. It is gradually refluxed into the reservoir chamber A. In this case, since a gap (see FIG. 1) is formed between the outer peripheral surface of the piston ring 17 and the inner peripheral surface of the inner cylinder 5, hydraulic oil passes through this gap on one side in the axial direction of the stopper mechanism 11. And flow to the other side.
  • the second piston 13 which is a movable part of the stopper mechanism 11, is slidably inserted (entered) into the inner peripheral side of the second cylinder 12. Is done.
  • the outer peripheral surface of the piston ring 17 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the sleeve 12B, and the piston ring 17 is relatively displaced in the axial direction between the flange portion 14B of the stopper 14 and the castle 15. That is, as shown in FIG. 8, the lower end surface of the piston ring 17 is brought into contact with the upper surface of the flange portion 14 ⁇ / b> B of the stopper 14.
  • the inner diameter dimension of the free length state of the piston ring 17 is slightly larger than the outer peripheral surface of the cylindrical portion 14A of the stopper 14, it is between the piston ring 17 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 14A of the stopper 14.
  • a gap is formed.
  • a small passage (oil passage) that allows the hydraulic oil to flow is formed by the gap and the notch 14C provided in the flange portion 14B. With this passage, the hydraulic oil in the second cylinder 12 is discharged from one axial direction side (cushion member 18 side) of the second piston 13 toward the other side (lower side of the stopper 14).
  • the notch 14 ⁇ / b> C of the stopper 14 is circulated in the second cylinder 12 for the hydraulic oil discharged (circulated) from one axial side (upper side) to the other side (lower side) of the second piston 13.
  • a large aperture resistance is given.
  • the flange portion 15A of the castle 15 is provided with a plurality of uneven portions 15C, a notch (where hydraulic oil flows between the upper end surface of the piston ring 17 and the uneven portion 15C ( Gap) is formed.
  • the operating oil smoothly flows from the lower side in the axial direction of the second piston 13 toward the upper side into the second cylinder 12 by the uneven portions 15 ⁇ / b> C of the castle 15. This can be permitted, and the reduction operation of the piston rod 7 can be facilitated.
  • the gap formed by the plurality of concave and convex portions 15C is formed with a flow passage area larger than the flow passage area of the notch 14C of the flange portion 14B.
  • the flow area of the hydraulic oil becomes larger.
  • the second piston 13 operates so as to smoothly advance downward from the inside of the second cylinder 12 and can compensate for the smooth reduction operation of the piston rod 7.
  • the hydraulic stopper mechanism 11 is provided on the outer peripheral side of the piston cylinder 7 and the second cylinder 12 provided to be fixed inside the enlarged diameter portion 5A of the inner cylinder 5.
  • the second piston 13 includes a stopper 14 coupled to the piston rod 7, a castle 15 that is positioned above the stopper 14 and press-fitted into the inner fitting hole 14 ⁇ / b> A ⁇ b> 1, and the castle 15 and the castle 15
  • the piston ring 17 attached to the ring groove 16 formed by the above and the cushion member 18 are provided.
  • the stopper 14 and the castle 15 are integrated by press-fitting on the inner peripheral side thereof, and a ring groove 16 is formed between the stopper 14 and the castle 15.
  • the piston ring 17 is attached in the ring groove 16 by press-fitting the stopper 14 and the castle 15 with the piston ring 17 inserted into the outer periphery of the cylindrical portion 14 ⁇ / b> A of the stopper 14.
  • the piston ring 17 can be displaced in the axial direction in the ring groove 16 and can be attached in a retaining state.
  • the sub-assembly 20 is constituted by the stopper 14, the castle 15, and the piston ring 17.
  • the second piston 31 is constituted by a stopper 32, a castle 33, a ring groove 34, and a piston ring 35.
  • the flange portion 32B of the stopper 32 is provided with a fitting portion 32C which is reduced in diameter radially inward by a metal flow, and this fitting portion 32C is fitted into the annular groove 7A ′ of the piston rod 7.
  • the cylindrical portion 32 ⁇ / b> A of the stopper 32 is configured such that its upper end side is fitted and joined to the lower surface side of the castle 33 in the radial direction by metal flow.
  • the metal flow plastic deformation due to frictional heat
  • the cylindrical portion 32A of the stopper 32 is fitted to the inner peripheral side of the lower surface of the castle 33 by metal flow, and the castle 33 is fitted from the outer peripheral side to the upper end of the cylindrical portion 32A.
  • the surface (sliding surface of the piston ring 35) is likely to be deformed, and the performance as a hydraulic stopper mechanism may be deteriorated.
  • the hydraulic stopper mechanism 41 is constituted by the second cylinder 42 and the second piston 43.
  • the second cylinder 42 composed of the collar 42A and the sleeve 42B
  • a plurality of longitudinal grooves 42C are formed in the circumferential direction on the lower end side of the sleeve 42B.
  • the second piston 43 includes a stopper 44, a castle 45, a ring groove 46 and a piston ring 47.
  • the stopper 44 is fixed to the outer peripheral side of the piston rod 7 using a retaining ring 48, and the castle 45 is fixed to the outer peripheral side of the piston rod 7 with another retaining ring 49.
  • the collar 42A is formed of a resin material, and is provided between the enlarged diameter portion 5A of the inner cylinder 5 and the sleeve 42B.
  • the vertical groove 42C on the lower side of the sleeve 42B has a shape in which the radial width decreases from the second piston 43 side toward the rod guide 9 side.
  • the vertical groove 42C is formed by pressing with a press from the inner peripheral side of the sleeve 42B toward the outer peripheral side. Thereby, the inner peripheral side of the sleeve 42B is concave, and the outer peripheral side of the sleeve 42B is convex.
  • the collar 42A is provided with a notch 42D.
  • the cutout portion 42D is provided so as to fit a vertical groove 42C that is convex toward the collar 42A. That is, the shape is larger in both the axial direction and the radial direction than the longitudinal groove 42C. Furthermore, a notch groove 42E is formed at the end of the collar 42 on the rod guide 9 side. This notch groove 42E is used for alignment when the collar 42 is press-fitted into the sleeve 42B. By this notch groove 42E, the press-fit of the collar 42A to the sleeve 42B can be assembled by an automatic machine.
  • a disk 50 is provided between the stopper 44 and the castle 45, and a notch 51 is provided in the disk 50. Accordingly, when the second piston 43 starts to enter the sleeve 42B, the gap between the longitudinal groove 42C of the sleeve 42B and the piston ring 47, the space between the piston ring 47 and the castle 45, and the notch 51 of the disk 50 are provided. Oil flows through. Next, as the second piston 43 moves toward the rod guide 9 side, the flow of oil gradually decreases, and when the second piston 42 enters to a position where there is no vertical groove 42C, between the piston ring 47 and the castle 45, The oil flow is generated only through the notch 51 of the disk 50. Thereby, since the pressure in the sleeve 42B gradually increases, the damping force can be increased smoothly.
  • the castle 45 is formed as a cylindrical body having an L-shaped cross section, and in order to form the ring groove 46 between the stopper 44, another retaining ring 49 is used. It is necessary to fix to the outer peripheral side of the piston rod 7. Since the stopper 44 and the castle 45 are separately fixed to the outer peripheral side of the piston rod 7 using the retaining rings 48 and 49, the number of man-hours during assembly increases and the productivity cannot always be improved.
  • the cylindrical projection 15B of the castle 15 is axially press-fitted into the inner fitting hole 14A1 of the stopper 14, and the castle 15 is fitted to the stopper 14 in a retaining state.
  • the stopper 14 and the castle 15 are integrally coupled.
  • the cylindrical protrusion 15B of the castle 15 is formed thinner than the cylindrical portion 14A of the stopper 14 (the radially outer portion of the inner fitting hole 14A1).
  • the inner diameter dimension of the cylindrical protrusion 15B is slightly larger than the outer diameter dimension of the piston rod 7, and a radial gap is formed between the outer peripheral surface of the piston rod 7 and the cylindrical protrusion 15B. (See FIGS. 3 and 7 to 9).
  • the stopper 14 is provided with a notch 14C as a throttle portion that suppresses the flow of hydraulic oil and generates a damping force.
  • the hydraulic oil can be circulated through the notch 14 ⁇ / b> C serving as the throttle channel while the piston ring 17 is in contact with the flange 14 ⁇ / b> B of the stopper 14. it can.
  • the notch 14 ⁇ / b> C can suppress the flow of the hydraulic oil and generate a damping force, and can satisfactorily generate an impact relaxation force when the piston rod 7 is fully extended.
  • the concavo-convex portion 15 ⁇ / b> C of the castle 15 is configured such that hydraulic oil is constantly circulated between the castle 15 and the piston ring 17 as a notch formed in the ring groove 16.
  • the working oil is allowed to flow smoothly into the second cylinder 12 from the other axial side (lower side) of the second piston 13 to one side (upper side). Therefore, the reduction operation of the piston rod 7 can be facilitated.
  • the retaining ring 19 is fitted in the locking groove 7A of the piston rod 7, and the cylindrical fixing portion 14D of the stopper 14 is fixed by caulking to the outer peripheral side of the piston rod 7 in this state.
  • the present invention is not limited to this, and the cylindrical fixing portion 14D of the stopper 14 may be fixed to the outer peripheral side of the piston rod 7 using means such as metal flow (plastic flow).
  • the present invention is not limited to this, and one to four or six or more recessed portions may be provided in the castle.
  • the corrugated uneven surface 18A is provided on the upper surface of the cushion member 18.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which a through hole penetrating in the axial direction from the upper end surface to the lower end surface of the cushion member is provided.
  • the piston ring 17 is formed as a ring that can be expanded and contracted using, for example, a heat-resistant metal material or a fluorine-based resin material has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the piston ring may be formed using, for example, a high-strength fiber reinforced resin material.
  • the 2nd cylinder 12 inserts the cylinder used as the 2nd cylinder 12 in the inner cylinder 5 (1st cylinder), and separates the inner cylinder 5 and the 2nd cylinder 12 into a separate body. It was set as the structure provided. However, the present invention is not limited to this, and the inner cylinder and the second cylinder may be integrally formed by reducing the diameter of the inner cylinder, for example.
  • a multi-cylinder shock absorber including the outer cylinder 2 and the inner cylinder 5 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and can also be applied to a single-cylinder shock absorber that is slidably fitted into a single cylinder.
  • the hydraulic shock absorber 1 attached to each wheel side of the four-wheel vehicle has been described as a representative example of the cylinder device.
  • the present invention is not limited to this, and may be, for example, a hydraulic shock absorber used for a two-wheeled vehicle, or may be used for a cylinder device used for various machines other than cars, buildings, and the like.
  • shock absorber based on the embodiment described above, for example, the following modes can be considered.
  • a first cylinder in which a working fluid is sealed a first piston that is slidably provided in the first cylinder and partitions the first cylinder, and the first piston
  • a piston rod connected to the first cylinder a rod guide provided on one end side of the first cylinder and slidably guided through the piston rod, and an end in the first cylinder when the piston rod extends or contracts
  • a stopper mechanism that operates when reaching a part wherein the stopper mechanism includes a second cylinder provided at an end in the first cylinder and a movement of the piston rod.
  • a second piston that has been moved and inserted into the second cylinder, the second piston being coupled to the piston rod;
  • the second member that is integrated with the member by press-fitting and forms a ring groove between the first member and the second piston, and the first member and the second member.
  • a piston ring that is axially displaceable in the ring groove and is attached in a retaining state, and has a ring-shaped, partially cut-off circumferential end, and the piston rod is press-fitted to the piston rod.
  • a subassembly composed of one member and the second member and the piston ring provided on the outer periphery of the connecting portion is fixed. Thereby, workability
  • the second member includes an annular flange, a cylindrical protrusion extending in an axial direction from an inner peripheral side of the flange, and the cylindrical shape of the flange. It has the uneven
  • the 1st member and the 2nd member can be press-fitted and joined together on the inner peripheral side, and both can be integrated and firmly joined.
  • the uneven portion of the second member can function as a notch formed in the ring groove, and the working fluid can be circulated constantly between the second member and the piston ring.
  • the second member is integrally formed by forging, it is possible to form the flange portion, the cylindrical protrusion portion, and the uneven portion on the second member without performing cutting or the like.
  • this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included.
  • the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.
  • a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.

Landscapes

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Abstract

油圧式のストッパ機構11を、内筒5の拡径部5Aの内側に固定して設けられた第2シリンダ12と、ピストンロッド7の外周側に設けられた第2ピストン13とにより構成する。第2ピストン13は、ピストンロッド7に結合されたストッパ14と、ストッパ14の上側に位置し内側嵌合穴14A1内に圧入結合することにより一体化されたキャッスル15と、キャッスル15とキャッスル15とにより形成されるリング溝16に取付けられるピストンリング17とを有している。ストッパ14とキャッスル15とは、その内周側で圧入結合することにより一体化され、ストッパ14とキャッスル15との間にリング溝16を形成する。

Description

シリンダ装置
 本発明は、例えば4輪自動車等の車両に搭載され、車両の振動を緩衝するのに好適に用いられるシリンダ装置に関する。
 一般に、4輪自動車等の車両には、車両の振動を緩衝するため各車輪(車軸)側と車体との間にシリンダ装置としての油圧緩衝器が設けられている(例えば、特許文献1参照)。この種のシリンダ装置には、ピストンロッドの最大伸長時に油圧的なクッション作用を発生させてロッドの伸び切り防止を行う油圧式のストッパ機構が設けられている。
国際公開第2017/002595号
 ところで、前記シリンダ装置は、ストッパ機構を構成するピストンリングを、第1部材と第2部材との間に形成されるリング溝に抜止め状態で組付ける構成としている。この場合、前記第1部材と第2部材とは、ピストンリングをリング構に組付けた状態で、メタルフロー(塑性流動)等の手段を用いて互いに一体化する必要があり、生産性を高める上で、さらなる改良が望まれている。
 本発明の目的は、ストッパ機構の構成部品をピストンロッドに組付けるときの作業性を向上することができるようにしたシリンダ装置を提供することにある。
 本発明の一実施形態に係るシリンダ装置は、作動流体が封入された第1シリンダと、前記第1シリンダ内に摺動可能に設けられ、前記第1シリンダ内を仕切る第1ピストンと、前記第1ピストンに連結されたピストンロッドと、前記第1シリンダの一端側に設けられ前記ピストンロッドを挿通させて摺動可能に案内するロッドガイドと、前記ピストンロッドが伸びまたは縮んで前記第1シリンダ内の端部に達するときに作動するストッパ機構と、を備え、
 前記ストッパ機構は、
 前記第1シリンダ内の端部に設けられた第2シリンダと、
 前記ピストンロッドの移動に伴って移動し前記第2シリンダの内側に挿入可能となった第2ピストンと、を有し、
 前記第2ピストンは、
 前記ピストンロッドに結合される第1部材と、
 前記第1部材と圧入結合により一体化され、前記第1部材との間で前記第2ピストンの外周囲にリング溝を形成する第2部材と、
 前記第1部材と前記第2部材とで形成される前記リング溝に軸方向に変位可能でかつ抜止め状態に取付けられ、環状で一部が切り離された周方向の両端を有するピストンリングと、を備えており、
 前記ピストンロッドには、サブ組立体が固定されており、前記サブ組立体は、
 圧入結合された前記第1部材および前記第2部材と、
 前記第1部材および前記第2部材の結合部外周に設けられる前記ピストンリングとを備えている。
 本発明の一実施形態に係るシリンダ装置の構成によれば、ストッパ機構の構成部品をピストンロッドに組付けるときの作業性を向上することができる。
本発明の実施の形態によるシリンダ装置としての油圧緩衝器を示す縦断面図である。 図1中の第2ピストンを拡大して示す分解斜視図である。 ストッパとキャッスルとを圧入結合させるサブ組付け工程を示す断面図である。 圧入結合によりストッパとキャッスルとを一体に結合させた状態の第2ピストンを拡大して示す断面図である。 図4に示す第2ピストンの外観図である。 図4に示す第2ピストンの外観斜視図である。 ピストンロッドの伸び切り時におけるストッパ機構を拡大して示す断面図である。 ストッパ機構をピストンロッドの伸長行程で拡大して示す断面図である。 ストッパ機構をピストンロッドの縮小行程で拡大して示す断面図である。 第1の比較例によるシリンダ装置としての油圧緩衝器を示す縦断面図である。 第2の比較例によるシリンダ装置としての油圧緩衝器を示す縦断面図である。
 以下、本発明の実施の形態に係るシリンダ装置を、油圧緩衝器に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
 図1において、油圧緩衝器1は、シリンダ装置の代表例である複筒式の緩衝器である。この油圧緩衝器1は、その外殻をなす筒状の外筒2と、後述の内筒5、ピストン6、ピストンロッド7、ロッドガイド9およびストッパ機構11とを含んで構成されている。なお、以下の説明では、緩衝器の長さ方向(軸方向)の一側または一端側を上側または上端側とし、軸方向の他側または他端側を下側または下端側として説明する。しかし、これはあくまでも、図示の説明を簡素にして明確にするためであり、本発明を限定するものではない。
 油圧緩衝器1の外筒2は、その上端側が開口端となり、下端側はボトムキャップ(図示せず)によって閉塞された閉塞端となっている。外筒2の開口端(上端)側には、径方向内側に折曲げて形成されたかしめ部2Aが設けられている。該かしめ部2Aは、外筒2の開口端側で蓋体3を抜止め状態に保持している。これにより、蓋体3は外筒2の開口端側を閉塞している。
 蓋体3は、例えば金属製の環状円板として形成されている。蓋体3は、後述のロッドガイド9に上側から当接し外筒2の開口端(上端)を閉塞した状態で、その外周側が外筒2のかしめ部2Aにより固定されている。蓋体3の内周側には、弾性材料からなるロッドシール4が取付けられている。このロッドシール4は、後述のピストンロッド7と蓋体3との間をシールしている。また、このロッドシール4には、蓋体3とロッドガイド9との間で径方向中間となる位置に後述の逆止弁4Aが設けられている。なお、この逆止弁4Aは、ロッドシール4とは別部材として形成してもよい。
 第1シリンダとしての内筒5は、外筒2内に同軸をなして設けられている。内筒5の下端側は、前記ボトムキャップ側にボトムバルブ(図示せず)を介して嵌合、固定されている。内筒5の上端側は、径方向外向きに拡径して形成された筒状の拡径部5Aとなっている。この拡径部5Aの上端側内周には、後述のロッドガイド9が嵌合して取付けられている。内筒5内には、作動流体としての作動油(油液)が封入されている。作動流体としては、作動油、オイルに限らず、例えば添加剤を混在させた水等を用いることができる。
 内筒5と外筒2との間には環状のリザーバ室Aが形成され、このリザーバ室A内には、前記作動油と共にガスが封入されている。このガスは、大気圧状態の空気であってもよく、また圧縮された窒素ガス等の気体を用いてもよい。リザーバ室A内のガスは、ピストンロッド7の縮小時(縮み行程)に当該ピストンロッド7の進入体積分を補償すべく圧縮される。
 第1ピストン(以下、ピストン6という)は、内筒5内に摺動可能に挿嵌されている。このピストン6は、内筒5(第1シリンダ)内を2室に仕切り、ボトム側油室Bとロッド側油室Cとを画成している。ここで、ピストン6には、ボトム側油室Bとロッド側油室Cとを連通可能な油路6A,6Bが形成されている。ピストン6の上面側には、ピストンロッド7の縮小行程で、油路6Aを流通する作動油に抵抗力を与えて所定の減衰力を発生する縮小側のディスクバルブ6Cが配設されている。一方、ピストン6の下面側には、ピストンロッド7の伸長行程で、油路6Bを流通する作動油に抵抗力を与えて所定の減衰力を発生する伸長側のディスクバルブ6Dが配設されている。
 ピストンロッド7は、その下側が内筒5内に挿入され、ナット8等によってピストン6の内周側に固着されている。即ち、ピストンロッド7は、その下端側が内筒5内でピストン6に連結されている。また、ピストンロッド7の上端側は、ロッドガイド9、蓋体3等を介して外筒2および内筒5の外部へと伸縮可能に突出している。ピストンロッド7には、ピストン6の取付位置から予め決められた寸法だけ上側に離間した位置に、環状溝としての係止溝7Aが設けられている。この係止溝7Aは、例えば転造等の手段を用いて形成され、後述の止め輪19が係止することによりストッパ14の位置決めを行うものである。
 ロッドガイド9は、段付円筒状に形成され、外筒2の上端側に嵌合されると共に、内筒5の拡径部5Aの上端側にも固定して設けられている。これにより、ロッドガイド9は、内筒5の上側部分を外筒2の中央に位置決めすると共に、内周側に挿通されたピストンロッド7を軸方向に摺動可能にガイドするものである。また、ロッドガイド9は、蓋体3を外筒2のかしめ部2Aにより外側からかしめ固定するときに、該蓋体3を内側から支持する支持構造物を構成する。
 ロッドガイド9は、例えば金属材料、セラミック材料、硬質な樹脂材料等に成型加工、切削加工等を施すことにより所定の形状(段付円筒状)に形成されている。即ち、ロッドガイド9は、図1に示すように、上側に位置して外筒2の内周側に挿嵌される大径部9Aと、該大径部9Aの下側に位置して内筒5の内周側に挿嵌される小径部9Bとを有している。この小径部9Bの内周側には、内筒5内に挿通されたピストンロッド7を軸方向に摺動可能にガイドするガイド部10が設けられている。このガイド部10は、例えば金属製筒体の内周面をフッ素系樹脂(4フッ化エチレン)等で被覆した摺動筒体として構成されている。
 また、ロッドガイド9の大径部9Aには、蓋体3と対向する大径部9Aの上面側に環状の油溜め室9Cが設けられている。この油溜め室9Cは、ロッドシール4およびピストンロッド7を径方向外側から取囲む環状の空間部として形成されている。そして、油溜め室9Cは、ロッド側油室C内の作動油(または、この作動油中に混入したガス)がピストンロッド7とガイド部10との僅かな隙間等を介して漏出したときに、この漏出した作動油等を一時的に溜めるための空間を提供するものである。
 さらに、ロッドガイド9の大径部9Aには、外筒2側のリザーバ室Aに常時連通した連通路9Dが設けられている。この連通路9Dは、前記油溜め室9Cに溜められた作動油(ガスを含む)を外筒2側のリザーバ室Aへと導くものである。蓋体3とロッドガイド9との間には、ロッドシール4の径方向外側に位置して逆止弁4Aが設けられている。この逆止弁4Aは、油溜め室9C内に漏出油が増えて溢れた場合に、この溢れた作動油がロッドガイド9の連通路9D(リザーバ室A)側に向けて流れるのを許し、逆向きの流れを阻止するものである。
 次に、本実施の形態で採用した油圧式のストッパ機構11について詳細に説明する。このストッパ機構11は、ピストンロッド7が外筒2および内筒5から外側へと伸長して(伸びまたは縮んで)、内筒5の端部(伸び切り位置)に達したときに後述の如く作動し、油圧的なクッション作用によってピストンロッド7の伸長動作を停止させ、所謂伸び切り防止を行うものである。
 ここで、ストッパ機構11は、第2シリンダ12と第2ピストン13とを有している。第2シリンダ12は、内筒5のうちピストンロッド7の突出端側寄りに位置した拡径部5Aの内側に固定して設けられている。また、第2ピストン13は、ピストン6よりもロッドガイド9側に位置してピストンロッド7の外周側に設けられている。ピストンロッド7の最大伸長時(伸び切り時)には、第2ピストン13が第2シリンダ12の内周側に摺動可能に挿嵌(進入)され、油圧的なクッション作用を発揮するものである。
 第2シリンダ12は、内筒5の拡径部5A内に筒状のカラー12Aを介して抜止め状態で設けられたスリーブ12Bを有している。このスリーブ12Bの上端側は、ロッドガイド9の小径部9Bの下端側に嵌合して固定されている。スリーブ12Bの下端側は、テーパ状に拡開した開口端12Cを形成している。この開口端12Cは、ピストンロッド7と一体に動く第2ピストン13がスリーブ12B内へと摺動可能に挿嵌されるのを円滑化し、補償するものである。
 第2ピストン13は、ピストン6と第2シリンダ12との間に設けられ、ストッパ機構11の可動部を構成している。即ち、第2ピストン13は、ピストンロッド7の移動に伴って内筒5内をピストンロッド7と一体に移動(変位)し、第2シリンダ12内に嵌装可能に構成されている。第2ピストン13は、ピストンロッド7に固定して設けられたストッパ14(第1部材)と、該ストッパ14の上端側内周に圧入結合されたキャッスル15(第2部材)と、前記ストッパ14とキャッスル15との間のリング溝16内に設けられたピストンリング17と、キャッスル15の上側に配置されたクッション部材18とを有している。
 第1部材としてのストッパ14は、第2ピストン13の下部側に位置してピストンロッド7の外周側に挿通されると共に、後述の止め輪19を介してピストンロッド7の係止溝7Aに抜止め状態で固定されている。このストッパ14は、筒状部14Aと、鍔部14Bと、切欠き14Cと、筒状固定部14Dと、周溝14Eとを有している。即ち、ストッパ14は、金属材料を用いて、図2、図4および図7に示すように、上側に位置する筒状部14Aと、該筒状部14Aの下側に位置する大径部としての鍔部14Bとを備え、段付円筒状に形成されている。
 ストッパ14は、キャッスル15とピストンリング17とをピストンロッド7に抜止め状態で取付けると共に、油圧ストッパとして作動油の流れを抑制し減衰力を発生させる。ここで、ストッパ14の筒状部14Aには、その上端側(キャッスル15側)に開口する内側嵌合穴14A1が形成されている。この内側嵌合穴14A1内には、後述するキャッスル15の筒状突部15Bが圧入して嵌合されている。これにより、キャッスル15は、ストッパ14に抜止め状態で嵌合され、両者は一体化される。ストッパ14の筒状部14Aは、内側嵌合穴14A1の径方向外側での肉厚が、キャッスル15の筒状突部15Bよりも厚肉に形成されている。
 ストッパ14の鍔部14Bは、筒状部14Aの下端側(ピストン6側)から径方向外向きに突出し、筒状部14Aよりも大きな外径寸法をもって形成されている。鍔部14Bの上端面は、ピストンリング17の下端面と当接し、ピストンリング17がピストン6側に脱落するのを規制する。この鍔部14Bの上面(ピストンリング17と上,下で対向する面)には、鍔部14Bの上面を部分的に僅かに切欠いて形成された切欠き14Cが、1個または複数個設けられている(図2参照)。この切欠き14Cは、作動油の流れを制限する絞り通路を構成し、ピストンロッド7の伸長時に作動油の流れを抑制して後述の如く減衰力を発生させるものである。
 筒状固定部14Dは、ストッパ14の鍔部14Bの下端内周側に位置し、後述の如く、ピストンロッド7の外周側にかしめ固定される。また、ストッパ14には、鍔部14Bの下端側で筒状固定部14Dの内周側に断面円弧状の周溝14Eが形成されている。この周溝14Eは、筒状固定部14Dの下端側で開口し、ストッパ14をピストンロッド7の外周側に位置決め(仮止め)するときに、後述の止め輪19を外側から取囲んだ状態で止め輪19に係合する係合溝である。
 このように、ストッパ14の周溝14Eがピストンロッド7の外周側で止め輪19に係合した状態で、筒状固定部14Dは、後述の如くピストンロッド7の外周側にかしめ固定される(図7~図9参照)。これにより、筒状固定部14Dは、ストッパ14全体をピストンロッド7に止め輪19を介して抜止め、廻止め状態で固定される。また、ストッパ14の筒状固定部14Dは、ピストンロッド7の外周側にかしめ固定されたときに、筒状固定部14Dの外周面は、下向きに漸次縮径した斜め下向きの傾斜面からなるテーパ面14D1として形成される。このテーパ面14D1は、ストッパ14の外周側を流れる作動油のガイド面となり、作動油の流れを円滑化するものである。
 第2部材としてのキャッスル15は、ストッパ14の上側に位置して、ピストンロッド7の外周側に挿通して設けられている。このキャッスル15は、金属材料を用いて、筒状体として形成されている。キャッスル15は、ストッパ14の鍔部14Bと同等な外径寸法をもって形成された環状の鍔部15Aと、該鍔部15Aの内周側から軸方向下向きに延びる筒状突部15Bと、鍔部15Aの下面側(即ち、筒状突部15Bの径方向外側)に周方向に交互に形成される凹凸部15Cとを有している。
 また、鍔部15Aの上面(即ち、クッション部材18と上,下で対向する面)側には、周方向に互いに離間して複数の凹部15Dが形成されている。キャッスル15の鍔部15A、筒状突部15B、凹凸部15Cおよび凹部15D等は、例えば鍛造により一体形成されている。これにより、キャッスル15は、切削加工等を行うことなく、鍔部15A、筒状突部15B、凹凸部15Cおよび凹部15Dを形成することができる。ここで、キャッスル15は、ストッパ14、ピストンリング17、クッション部材18と共に、ストッパ機構11の可動部(第2ピストン13)を構成している。
 キャッスル15の筒状突部15Bは、鍔部15Aの下面内周側から軸方向下向きに突出する筒状部として形成され、その外径寸法はストッパ14の内側嵌合穴14A1内に圧入嵌合される寸法に設定されている。キャッスル15の筒状突部15Bは、その肉厚がストッパ14の筒状部14A(内側嵌合穴14A1の径方向外側部位)よりも薄肉に形成されている。しかも、筒状突部15Bの内径寸法は、ピストンロッド7の外径寸法よりも僅かに大径に形成され、ピストンロッド7の外周面と筒状突部15Bとの間には径方向の隙間(図3、図7~図9参照)が形成されている。鍔部15Aの内径寸法は、ピストンロッド7の外径寸法に対応して形成され、鍔部15Aの内周は、ピストンロッド7の外周面に当接(接触)している。
 キャッスル15の筒状突部15Bは、ストッパ14の筒状部14Aに対し内側嵌合穴14A1の内側へと圧入嵌合されている。即ち、キャッスル15の筒状突部15Bは、ストッパ14の内側嵌合穴14A1に後述の如く圧入結合されている。これにより、キャッスル15は、ストッパ14に抜止め状態で嵌合され、ストッパ14とキャッスル15とは一体的に結合される。
 凹凸部15Cは、筒状体からなるキャッスル15の下面(ピストンリング17と上,下で対向する面)側に位置して、キャッスル15の周方向に等間隔で複数個(例えば、5個)配置されている。これらの凹凸部15Cは、キャッスル15の下端面を部分的に切欠くことにより、作動油がキャッスル15の下端面とピストンリング17の上端面との間を流通するための流路を形成している。このように凹凸部15Cを形成することにより、キャッスル15とピストンリング17との間を作動油が常時流通することができる。
 リング溝16は、ストッパ14とキャッスル15との間に位置して、ストッパ14の筒状部14Aの外周面(第2ピストン13の外周囲)に形成されている。このリング溝16は、例えば圧入結合等の手段でストッパ14とキャッスル15とを一体化することにより、ストッパ14とキャッスル15とにより断面コ字状またはU字状の全周溝として形成されている。即ち、キャッスル15の鍔部15A下面は、リング溝16の上側面を構成し、ストッパ14の鍔部14B上面は、リング溝16の下側面を構成している。この場合、キャッスル15の凹凸部15Cは、リング溝16に形成された連通溝(切欠き)として機能し、作動油をキャッスル15とピストンリング17との間で常時流通させる。
 リング溝16内にはピストンリング17が遊嵌され、ピストンリング17は、リング溝16内に抜止め状態で軸方向に所定の範囲で変位可能に取付けられる。即ち、ピストンリング17は、ストッパ14とキャッスル15とにより軸方向の移動が規制され、鍔部14Bの上面とキャッスル15の鍔部15Aの下面との間で僅かに軸方向に変位することができる。ピストンリング17の内径は、リング溝16(即ち、ストッパ14の筒状部14A)の外径よりも大径に形成され、両者の間は作動油の流通路となっている。
 ここで、ピストンリング17は、耐油性、耐熱性を有する弾性材料(例えば、真鍮等の銅系金属材料またはフッ素系の樹脂材料)を用いて環状リングとして形成されている。ピストンリング17は、例えば周方向の途中部位(一箇所)が、カット部17Aの位置で切断されたC字状のリングにより縮拡径可能に構成されている。即ち、ピストンリング17は、一部が切り離された周方向の両端としてのカット部17Aを有している。ピストンリング17がスリーブ12B内へと進入したときに、ピストンリング17の外周面はスリーブ12Bの内周面に摺接する。この結果、ピストンリング17の外周面は、スリーブ12Bと第2ピストン13との間をシールし、作動油の流通を制限することができる。
 ピストンリング17は、ストッパ14の鍔部14Bとキャッスル15の鍔部15Aとの間のリング溝16内に着脱可能に取付けられる。このピストンリング17は、自由長状態(外力を加えていないフリーな状態)で、その外径寸法が内筒5の内径よりも小さく、スリーブ12Bの内径よりも僅かに大きい寸法に形成されている。また、ピストンリング17の軸方向一側に位置する上端面角隅17Bには、ピストンリング17がスリーブ12B内に進入する際の損傷やかじり等を防止するため、角部が円弧状をなすように面取り加工が施されている。
 クッション部材18は、ピストンロッド7の外周側に挿通して設けられた衝突防止用の緩衝部材であり、第2ピストン13のロッドガイド9への衝突、衝撃を緩和するものである。クッション部材18は、弾性変形可能な合成樹脂、ゴム材料または硬質ゴム材料(例えば、ピストンリング17よりも軟質な弾性材料)を用いて筒状体として形成されている。これにより、ピストンロッド7の最大伸長時に、万一第2ピストン13がロッドガイド9に衝突(当接)した場合でも、このときの衝撃を緩和し、かつピストンロッド7がこれ以上に伸長するのを規制する。クッション部材18は、凹凸面18Aと、凹溝18Bとを有している。ここで、クッション部材18は、ストッパ14、キャッスル15、ピストンリング17と共に、ストッパ機構11の可動部(第2ピストン13)を構成している。
 凹凸面18Aは、図2、図4~図6に示すように、クッション部材18の上面に位置して、波形状に形成されている。このため、ピストンロッド7の最大伸長時に第2ピストン13が第2シリンダ12内へと進入し、クッション部材18の凹凸面18Aが仮にロッドガイド9(小径部9B)の下面に当接しても、両者の間で密着現象等が生じるのを波形状の凹凸面18Aにより防ぐことができる。凹溝18Bは、筒状体からなるクッション部材18の外周側に位置して、クッション部材18の周方向に等間隔で複数個(例えば、6個)配置されている。この凹溝18Bは、クッション部材18の外周面を軸方向に延びるように切欠くことにより形成され、作動油が第2シリンダ12のスリーブ12Bとクッション部材18との間を流通するための流路を構成している。
 止め輪19は、例えば縮拡径可能なC形リングにより構成されている。止め輪19は、ピストンロッド7の係止溝7Aに径方向外側から着脱可能に取付けられる。止め輪19の取付け状態で、ストッパ14の周溝14Eは、止め輪19に外側から係合するようにピストンロッド7の外周側に挿通され、これにより、ストッパ14はピストンロッド7の外周側に位置決め(仮止め)される。その後、ストッパ14の筒状固定部14Dは、ピストンロッド7の外周側にかしめ固定され、これにより、ストッパ14は、ピストンロッド7の外周側に係止溝7A、止め輪19を介して強固に固定され、ピストンロッド7の軸方向および径方向に位置決めされる。
 サブ組立体20は、図3~図6に示すように、ストッパ14、キャッスル15およびピストンリング17を予めサブ組付けすることにより構成される。即ち、サブ組立体20は、互いに圧入結合された第1部材(ストッパ14)および第2部材(キャッスル15)と、それらの結合部外周に設けられるピストンリング17とから構成される。サブ組立体20のキャッスル15上には、筒状体からなるクッション部材18が配置される。
 本実施の形態によるシリンダ装置としての油圧緩衝器1は、上述の如き構成を有するもので、次に、その組付け方法について説明する。
 まず、油圧式のストッパ機構11の可動部を構成する第2ピストン13を、ピストンロッド7に組付けるときには、ピストン6をピストンロッド7に取付ける前に、第2ピストン13のサブ組付け工程と、第2ピストン13の固定工程を行う。
 第2ピストン13のサブ組付け工程として、図3に示すように、ピストンロッド7の外周側にキャッスル15、ピストンリング17およびストッパ14を挿通し、ピストンロッド7の係止溝7Aには止め輪19を係止させた状態で、支持台となる支持プレート21上に、キャッスル15の鍔部15Aを載置し、この上からピストンリング17とストッパ14とを配置する。支持プレート21の内周側には、ピストンロッド7が内側に挿通される挿通穴21Aが形成されている。支持プレート21は、図3に示す所定位置に治具(図示せず)等を用いて固定されている。
 次に、この状態で、ピストンロッド7には、矢示F方向に軸方向の外力を付加する。このとき、キャッスル15は、支持プレート21により図3に示す所定位置に固定されている。しかし、ストッパ14には、止め輪19を介してピストンロッド7の外力(矢示F方向)が付与される。このため、ストッパ14とキャッスル15との間には、互いに接近させる方向の外力が付加され、キャッスル15の筒状突部15Bは、ストッパ14の筒状部14A(内側嵌合穴14A1)の内側へと圧入嵌合される。
 これにより、キャッスル15の筒状突部15Bを、ストッパ14の内側嵌合穴14A1に圧入結合することができ、両者の間のリング溝16内には、ピストンリング17が遊嵌状態で、かつ抜止め状態で装入される。このように、キャッスル15(筒状突部15B)をストッパ14(内側嵌合穴14A1)内に圧入することにより、互いに圧入結合されたストッパ14およびキャッスル15と、両者の結合部外周に設けられるピストンリング17とからサブ組立体20が構成される(図4~図6参照)。
 この場合、ピストンリング17は、自由長状態の内径寸法がストッパ14の筒状部14Aの外周面(外径寸法)よりも僅かに大きい。このため、ストッパ14とキャッスル15とを圧入結合したサブ組立体20の状態では、ピストンリング17は、ストッパ14の鍔部14Bとキャッスル15の鍔部15A端面(凹凸部15Cが形成された面)との間で僅かに軸方向に変位することができる。換言すると、ストッパ14とキャッスル15とは、キャッスル15の筒状突部15Bをストッパ14の内側嵌合穴14A1に対して、内周側で圧入結合することにより抜止め状態で一体化される。
 次に、第2ピストン13の固定工程として、図3に示す如く予めサブ組付けされたストッパ14、キャッスル15、ピストンリング17からなるサブ組立体20を、ピストンロッド7の外周側にストッパ14の筒状固定部14Dを介して固定する。即ち、ストッパ14の筒状固定部14Dを、例えば図7に示す如く径方向内向きに縮径させ、ピストンロッド7の外周側にかしめ固定する。即ち、サブ組立体20の一部をなすストッパ14は、下側の周溝14Eがピストンロッド7の外周側で止め輪19に係合した状態で、筒状固定部14Dがピストンロッド7の外周側にかしめ固定される。
 これにより、筒状固定部14Dは、ストッパ14全体をピストンロッド7に止め輪19を介して抜止め、廻止め状態で固定することができる。その後、ピストンロッド7の外周側には、クッション部材18がキャッスル15の上側から遊嵌するように挿通され、クッション部材18の下端面は、キャッスル15の上端面(凹部15D上)に当接した状態となる。
 一方、ストッパ機構11の第2シリンダ12は、内筒5の拡径部5Aの内側に、筒状のカラー12Aを介してスリーブ12Bを嵌合することにより組立てられる。この状態で、内筒5の内側にピストンロッド7を挿通して設け、このときに、ピストン6を内筒5内に摺動可能に挿嵌する。
 その後は、ロッドガイド9の大径部9Aを外筒2に、小径部9Bを内筒5に圧入した後、ロッドシール4等が取付けられた蓋体3をロッドガイド9の上側に配設する。次に、ロッドガイド9が軸方向にがたつかないように、円筒状の押圧具(図示せず)等により蓋体3を介してロッドガイド9を内筒5に押付ける。この状態で、外筒2の上端部を径方向内側に折曲げることにより、蓋体3の外径側とロッドガイド9の大径部9Aとをかしめ部2Aによって固定する。
 次に、このように組立てられた油圧緩衝器1は、ピストンロッド7の上端側を自動車の車体側に取付け、外筒2の下端側を車軸(いずれも図示せず)側に取付ける。これにより、自動車の走行時に振動が発生した場合には、ピストンロッド7が内筒5、外筒2から軸方向に縮小,伸長するときに、ピストン6のディスクバルブ6C,6D等によって縮小側,伸長側の減衰力が発生され、車両の上,下振動を減衰するように緩衝することができる。
 即ち、ピストンロッド7が伸長行程にある場合には、ロッド側油室C内が高圧状態となるから、ロッド側油室C内の圧油がディスクバルブ6Dを介してボトム側油室B内へと流通し、伸長側の減衰力が発生する。そして、内筒5から進出したピストンロッド7の進出体積分に相当する分量の作動油が、リザーバ室A内からボトムバルブ(図示せず)を介してボトム側油室B内に流入する。
 このとき、ロッド側油室C内が高圧状態となるから、ロッド側油室C内の作動油は、例えばピストンロッド7とガイド部10との僅かな隙間等を介して油溜め室9C内に漏出することがある。また、油溜め室9C内に漏出油が増えると、溢れた作動油は、蓋体3とロッドガイド9との間に設けた逆止弁4Aを介してロッドガイド9の連通路9D側に導かれ、徐々にリザーバ室A内に還流される。この場合、ピストンリング17の外周面と内筒5の内周面との間は隙間(図1参照)が形成されているので、作動油はこの隙間を介してストッパ機構11の軸方向一側と他側とに流れる。
 一方、ピストンロッド7の縮小行程では、ピストン6の下側に位置するボトム側油室B内が高圧になるから、ボトム側油室B内の圧油がピストン6のディスクバルブ6Cを介してロッド側油室C内へと流通し、縮小側の減衰力を発生する。そして、内筒5内へのピストンロッド7の進入体積分に相当する分量の作動油が、ボトム側油室Bから前記ボトムバルブを介してリザーバ室A内に流入し、リザーバ室Aは内部のガスが圧縮されることにより、ピストンロッド7の進入体積分を吸収する。この場合も上記伸長時と同様に、ピストンリング17の外周面と内筒5の内周面との間は十分な隙間が空いているので、作動油はこの隙間を介してストッパ機構11の一側と他側とを流れる。
 ところで、ピストンロッド7が外筒2の外側へと大きく伸長するときには、ストッパ機構11の可動部である第2ピストン13が第2シリンダ12の内周側へと摺動可能に挿嵌(進入)される。このとき、ピストンリング17の外周面がスリーブ12Bの内周面に摺接し、ピストンリング17はストッパ14の鍔部14Bとキャッスル15との間で軸方向に相対変位する。即ち、図8に示す如く、ピストンリング17の下端面は、ストッパ14の鍔部14Bの上面に当接される。
 この場合、ピストンリング17の自由長状態の内径寸法は、ストッパ14の筒状部14Aの外周面よりも僅かに大きいので、ピストンリング17とストッパ14の筒状部14Aの外周面との間には隙間が形成される。そして、この隙間と鍔部14Bに設けられた切欠き14Cとにより、作動油の流通を許す小さな通路(油路)が形成される。この通路により、第2シリンダ12内の作動油は、第2ピストン13の軸方向一側(クッション部材18側)から他側(ストッパ14の下側)に向けて排出される。これにより、第2シリンダ12内で第2ピストン13の軸方向一側(上側)から他側(下側)へと排出(流通)される作動油には、例えばストッパ14の切欠き14Cを流通するときに大きな絞り抵抗が与えられる。
 このため、ピストンロッド7が大きく伸長し、第2ピストン13がピストンリング17と一緒に第2シリンダ12内に挿嵌されるように進入した状態(ピストンロッド7の伸び切り状態)では、前述した作動油の絞り抵抗によってピストンロッド7の伸長動作を抑制する方向の力を発生することができる。この力は、ピストンロッド7の最大伸長時の衝撃緩和力を構成するものである。この結果、ピストンロッド7の伸長方向の変位に対して油圧的なクッション作用を与えることができ、ピストンロッド7の伸び切りを抑制することができる。
 また、仮に、クッション部材18が第2シリンダ12の内側でロッドガイド9の下面に衝突する位置まで、ピストンロッド7が最大伸長した場合でも、このときには、衝突防止用のクッション部材18が弾性変形することにより衝撃を緩和することができる。さらに、ピストンロッド7のこれ以上の伸長動作を抑制することができる。
 一方、このように最大伸長したピストンロッド7が縮小行程に切換ったとき(第2ピストン13が第2シリンダ12から下方へと抜出す方向に変位するとき)には、ピストンリング17が第2シリンダ12のスリーブ12Bに摺接することにより、ピストンリング17が上向きに相対変位するように動作する。即ち、図9に示すように、ピストンリング17の上端面は、キャッスル15の鍔部15A下面に当接する。
 しかし、この場合には、キャッスル15の鍔部15Aには複数の凹凸部15Cが設けられているので、ピストンリング17の上端面と凹凸部15Cとの間には作動油が流通する切欠き(隙間)が形成される。このため、ピストンロッド7の縮小行程では、第2ピストン13の軸方向下側から上側へと第2シリンダ12内に向けて作動油が円滑に流通するのを、キャッスル15の各凹凸部15Cによって許すことができ、ピストンロッド7の縮小動作を円滑化することができる。
 特に、複数の凹凸部15Cが形成する隙間は、鍔部14Bの切欠き14Cの流路面積よりも大きな流路面積をもって形成されているので、ピストンロッド7の伸長時に比べて、ピストンロッド7の縮小時の方が作動油の流路面積が大きくなる。この結果、第2ピストン13は、第2シリンダ12内から下方へと滑らかに進出するように動作し、ピストンロッド7の円滑な縮小動作を補償することができる。
 かくして、本実施の形態によれば、油圧式のストッパ機構11を、内筒5の拡径部5Aの内側に固定して設けられた第2シリンダ12と、ピストンロッド7の外周側に設けられた第2ピストン13とにより構成している。この第2ピストン13は、ピストンロッド7に結合されたストッパ14と、ストッパ14の上側に位置し内側嵌合穴14A1内に圧入結合することにより一体化されたキャッスル15と、キャッスル15とキャッスル15とにより形成されるリング溝16に取付けられるピストンリング17と、クッション部材18とを有している。
 ここで、ストッパ14とキャッスル15とは、その内周側で圧入結合することにより一体化され、ストッパ14とキャッスル15との間にリング溝16を形成する構成としている。この場合、ピストンリング17をストッパ14の筒状部14A外周に挿嵌した状態で、ストッパ14とキャッスル15とを圧入結合することにより、ピストンリング17をリング溝16内に取付けている。これにより、ピストンリング17をリング溝16内で軸方向に変位可能でかつ抜止め状態で取付けることができる。また、ストッパ14とキャッスル15とピストンリング17とによりサブ組立体20を構成している。この結果、少ない部品点数でストッパ機構11を構成できるので、ストッパ機構11の組付作業性および生産性を向上することができる。
 ところで、図10に示す第1の比較例(特許文献1参照)では、第2ピストン31を、ストッパ32、キャッスル33、リング溝34およびピストンリング35により構成している。ストッパ32の鍔部32Bには、その下側にメタルフローにより径方向内側へと縮径される嵌合部32Cを設け、この嵌合部32Cをピストンロッド7の環状溝7A′に嵌合させて、ストッパ32全体をピストンロッド7に抜止め、廻止め状態で固定する構成としている。ストッパ32の筒状部32Aは、その上端側をキャッスル33の下面側にメタルフローにより径方向で嵌合して結合する構成としている。
 このような第1の比較例では、メタルフロー(摩擦熱による塑性変形)を用いるため、設備が大きくなり、生産性を必ずしも向上できない。ストッパ32の筒状部32Aをキャッスル33の下面内周側にメタルフローで嵌合させており、筒状部32Aの上端に対してキャッスル33が外周側から嵌合するため、リング溝34の周面(ピストンリング35の摺動面)が変形し易く、油圧式ストッパ機構としての性能が低下する虞れがある。
 また、図11に示す第2の比較例では、油圧式のストッパ機構41を、第2シリンダ42と第2ピストン43とにより構成している。カラー42Aとスリーブ42Bとからなる第2シリンダ42には、スリーブ42Bの下端側に縦溝42Cを周方向に複数形成している。第2ピストン43は、ストッパ44、キャッスル45、リング溝46およびピストンリング47により構成している。ストッパ44は、止め輪48を用いてピストンロッド7の外周側に固定され、キャッスル45は、他の止め輪49でピストンロッド7の外周側に固定されている。
 カラー42Aは樹脂材で形成されており、内筒5の拡径部5Aと、スリーブ42Bとの間に設けられている。スリーブ42Bの下側の縦溝42Cは、第2ピストン43側からロッドガイド9側に向けて径方向幅が小さくなる形状をしている。また、縦溝42Cは、スリーブ42Bの内周側から外周側に向けてプレスで押圧することにより、形成している。これにより、スリーブ42Bの内周側は凹状、スリーブ42Bの外周側は凸状としている。カラー42Aには、切欠き部42Dが設けられる。この切欠き部42Dは、カラー42A側に凸となった縦溝42Cを嵌めるように設けられる。つまり、縦溝42Cよりも軸方向、径方向ともに大きい形状としている。さらに、カラー42のロッドガイド9側の端には、切欠き溝42Eが形成される。この切欠き溝42Eは、スリーブ42Bに対してカラー42を圧入する際の位置合わせとして使用する。この切欠き溝42Eにより、スリーブ42Bに対するカラー42Aの圧入を自動機で組み付けることが可能になる。
 また、ストッパ44とキャッスル45との間には、ディスク50が設けられており、ディスク50には切欠き51が設けられている。これにより、スリーブ42B内に第2ピストン43が進入を始めたときは、スリーブ42Bの縦溝42Cとピストンリング47との隙間と、ピストンリング47とキャッスル45との間、ディスク50の切欠き51を介して油が流れる。次に、第2ピストン43がロッドガイド9側に向うにつれて、徐々に油の流れが減少し、縦溝42Cがない位置まで第2ピストン42が進入すると、ピストンリング47とキャッスル45との間、ディスク50の切欠き51を介してのみ、油の流れが生じる構成としている。これにより、徐々にスリーブ42B内の圧力が上昇するため、滑らかに減衰力を増加させることができる。
 しかし、このような第2の比較例において、キャッスル45は、断面L字状の筒体として形成され、ストッパ44との間にリング溝46を形成するためには、他の止め輪49を用いてピストンロッド7の外周側に固定する必要がある。ストッパ44とキャッスル45とをピストンロッド7の外周側に止め輪48,49を用いて別々に固定するため、組立時の工数が増え、生産性を必ずしも向上することができない。
 これに対し、本実施の形態では、キャッスル15の筒状突部15Bをストッパ14の内側嵌合穴14A1内へと軸方向に圧入し、キャッスル15をストッパ14に抜止め状態で嵌合することにより、ストッパ14とキャッスル15とを一体的に結合する構成としている。しかも、キャッスル15の筒状突部15Bは、その肉厚がストッパ14の筒状部14A(内側嵌合穴14A1の径方向外側部位)よりも薄肉に形成されている。さらに、筒状突部15Bの内径寸法は、ピストンロッド7の外径寸法よりも僅かに大径に形成され、ピストンロッド7の外周面と筒状突部15Bとの間には径方向の隙間(図3、図7~図9参照)が形成されている。
 このため、キャッスル15の筒状突部15Bを、ストッパ14の筒状部14Aに対し内側嵌合穴14A1の内側へと圧入嵌合したときに、ストッパ14の筒状部14Aが径方向外側へと膨らむように変形するのを抑えることができ、リング溝16の周面(ピストンリング17の摺動面)が筒状突部15Bの圧入により変形することはなくなる。これにより、リング溝16内でのピストンリング17の摺動変位(上,下方向の変位)を円滑に保ち、油圧式のストッパ機構11としての性能を向上することができる。
 また、本実施の形態によると、ストッパ14には、作動油の流れを抑制して減衰力を発生させる絞り部としての切欠き14Cを設ける構成としている。これにより、ピストンロッド7が最大伸長位置に近づいたときには、ピストンリング17がストッパ14の鍔部14Bと当接した状態で、絞り流路としての切欠き14Cを介して作動油を流通させることができる。この結果、切欠き14Cにより作動油の流通を抑制し減衰力を発生させることができ、ピストンロッド7の最大伸長時の衝撃緩和力を良好に発生することができる。
 また、キャッスル15の凹凸部15Cは、リング溝16に形成された切欠きとして、作動油をキャッスル15とピストンリング17との間を常時流通させる構成としている。これにより、ピストンロッド7の縮小行程では、第2ピストン13の軸方向他側(下側)から一側(上側)へと第2シリンダ12内に向けて作動油が円滑に流通するのを許すことができ、ピストンロッド7の縮小動作を円滑化することができる。
 なお、前記実施の形態では、ピストンロッド7の係止溝7Aに止め輪19を嵌合させ、この状態でストッパ14の筒状固定部14Dをピストンロッド7の外周側にかしめ固定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばメタルフロー(塑性流動)等の手段を用いてストッパ14の筒状固定部14Dを、ピストンロッド7の外周側に固定する構成としてもよい。
 また、前記実施の形態では、キャッスル15に5個の凹凸部15Cを設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、キャッスルに1個ないし4個または6個以上の凹窪部を設ける構成としてもよい。
 また、前記実施の形態では、クッション部材18の上面に波形状の凹凸面18Aを設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、クッション部材の上端面から下端面に向けて軸方向に貫通する貫通孔を設ける構成としてもよい。
 また、前記実施の形態では、ピストンリング17を、例えば耐熱性を有する金属材料またはフッ素系樹脂材料を用いて縮拡径可能なリングとして形成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば高強度の繊維強化樹脂材料等を用いてピストンリングを形成してもよい。
 一方、前記実施の形態では、第2シリンダ12は、内筒5(第1シリンダ)の中に第2シリンダ12となる筒を挿嵌し、内筒5と第2シリンダ12とを別体で設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば内筒を縮径させて、内筒と第2シリンダとを一体に形成する構成としてもよい。
 また、前記実施の形態では、外筒2と内筒5とを含んだ複筒式の緩衝器を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、単一のシリンダ内にピストンを摺動可能に挿嵌して設ける単筒式の緩衝器にも適用することができる。
 さらに、前記実施の形態では、4輪自動車の各車輪側に取付ける油圧緩衝器1をシリンダ装置の代表例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば2輪車に用いる油圧緩衝器であってもよく、車以外の種々の機械、建築物等に用いるシリンダ装置に用いてもよいものである。
 以上説明した実施形態に基づく緩衝器として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
 シリンダ装置の第1の態様としては、作動流体が封入された第1シリンダと、前記第1シリンダ内に摺動可能に設けられ、前記第1シリンダ内を仕切る第1ピストンと、前記第1ピストンに連結されたピストンロッドと、前記第1シリンダの一端側に設けられ前記ピストンロッドを挿通させて摺動可能に案内するロッドガイドと、前記ピストンロッドが伸びまたは縮んで前記第1シリンダ内の端部に達するときに作動するストッパ機構と、を備えたシリンダ装置であって、前記ストッパ機構は、前記第1シリンダ内の端部に設けられた第2シリンダと、前記ピストンロッドの移動に伴って移動し前記第2シリンダ内側に挿入可能となった第2ピストンと、を有し、前記第2ピストンは、前記ピストンロッドに結合される第1部材と、前記第1部材と圧入結合により一体化され、前記第1部材との間で前記第2ピストンの外周囲にリング溝を形成する第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とで形成される前記リング溝に軸方向に変位可能でかつ抜止め状態に取り付けられ、環状で一部が切り離された周方向の両端を有するピストンリングと、からなり、前記ピストンロッドには、圧入結合された前記第1部材および前記第2部材と、それらの結合部外周に設けられる前記ピストンリングとから構成されるサブ組立体が固定されることを特徴としている。これにより、ストッパ機構の構成部品をピストンロッドに組付けるときの作業性を向上することができる。
 第2の態様としては、第1の態様において、前記第2部材は、環状の鍔部と、該鍔部の内周側から軸方向に延びる筒状突部と、前記鍔部の前記筒状突部側に周方向に交互に形成される凹凸部と、を有し、鍛造により一体形成されていることを特徴としている。これにより、第1部材と第2部材とを、その内周側で圧入結合して両者を一体化し、強固に結合することができる。また、第2部材の凹凸部を、リング溝に形成された切欠きとして機能させ、作動流体を第2部材とピストンリングとの間で常時流通させることができる。さらに、第2部材は鍛造により一体形成されているので、切削加工等を行うことなく、第2部材には、鍔部、筒状突部および凹凸部を形成することができる。
 尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態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。
 本願は、2017年6月5日付出願の日本国特許出願第2017-110781号に基づく優先権を主張する。2017年6月5日付出願の日本国特許出願第2017-110781号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
 1 油圧緩衝器(シリンダ装置) 5 内筒(第1シリンダ) 6 第1ピストン 7 ピストンロッド 9 ロッドガイド 11 ストッパ機構 12 第2シリンダ 13 第2ピストン 14 ストッパ(第1部材) 14A 筒状部 14A1 内側嵌合穴 14B 鍔部 14D 筒状固定部 15 キャッスル(第2部材) 15A 鍔部 15B 筒状突部 15C 凹凸部 16 リング溝 17 ピストンリング 19 止め輪 20 サブ組立体

Claims (2)

  1.  シリンダ装置であって、該シリンダ装置は、
     作動流体が封入された第1シリンダと、
     前記第1シリンダ内に摺動可能に設けられ、前記第1シリンダ内を仕切る第1ピストンと、
     前記第1ピストンに連結されたピストンロッドと、
     前記第1シリンダの一端側に設けられ前記ピストンロッドを挿通させて摺動可能に案内するロッドガイドと、
     前記ピストンロッドが伸びまたは縮んで前記第1シリンダ内の端部に達するときに作動するストッパ機構と、を備えており、
     前記ストッパ機構は、
     前記第1シリンダ内の端部に設けられた第2シリンダと、
     前記ピストンロッドの移動に伴って移動し前記第2シリンダ内側に挿入可能となった第2ピストンと、を有し、
     前記第2ピストンは、
     前記ピストンロッドに結合される第1部材と、
     前記第1部材と圧入結合により一体化され、前記第1部材との間で前記第2ピストンの外周囲にリング溝を形成する第2部材と、
     前記第1部材と前記第2部材とで形成される前記リング溝に軸方向に変位可能でかつ抜止め状態に取り付けられ、環状で一部が切り離された周方向の両端を有するピストンリングと、を備えており、
     前記ピストンロッドには、サブ組立体が固定されており、前記サブ組立体は、
     圧入結合された前記第1部材および前記第2部材と、
     前記第1部材および前記第2部材の結合部外周に設けられる前記ピストンリングとを備えていることを特徴とするシリンダ装置。
  2.  請求項1に記載のシリンダ装置において、
     前記第2部材は、
     環状の鍔部と、
     該鍔部の内周側から軸方向に延びる筒状突部と、
     前記鍔部の前記筒状突部側に周方向に交互に形成される凹凸部と、を有しており、
     前記第2部材は、鍛造により一体形成されていることを特徴とするシリンダ装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060776A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Showa Corp 油圧緩衝器のばね荷重調整装置
JP2004068840A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Showa Corp 車両用の油圧緩衝器
JP2004068841A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Showa Corp 車両用の油圧緩衝器
WO2016019460A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-11 Walter Surface Technologies Inc. Device for cleaning welds
WO2017002595A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 シリンダ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060776A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Showa Corp 油圧緩衝器のばね荷重調整装置
JP2004068840A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Showa Corp 車両用の油圧緩衝器
JP2004068841A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Showa Corp 車両用の油圧緩衝器
WO2016019460A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-11 Walter Surface Technologies Inc. Device for cleaning welds
WO2017002595A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 シリンダ装置

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