JP2005308202A - 結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工性、組付性が向上し、部品の強度低下や歪みが発生せず、部品の変換等のメンテナンスも簡単に行える液圧機器における結合構造を提供すること。
【解決手段】 一方体１７と他方体２とを結合する結合構造において、一方体１７に環状のソケット２１を起立し、他方体２にソケット２１内周側もしくは外周側に嵌合する嵌合部を形成し、上記ソケット２１と嵌合部に相対向する環状溝２１ａ，２２をそれぞれ形成し、当該各環状溝２１ａ，２２内にソケット２１と嵌合部の軸方向の相対移動を規制する規制部材２３を挿入するとともに、当該規制部材２３をソケット２１もしくは嵌合部側に押圧する押圧部材２４を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、結合構造に関する。

たとえば、構造物の耐震性を向上させるために、柱と梁との間に免震用、制振用の油圧緩衝器を組み込み、構造物に対する振動を減衰させているものがある。

この油圧緩衝器としては、たとえば、図６に示す模式図のようなユニフロー型のものが使用されている。この油圧緩衝器は、シリンダ２と、シリンダ２と同芯に配置したアウターシリンダ１と、シリンダ２とアウターシリンダ１との間に設けたタンクＣと、シリンダ１内にピストン４を介して移動自在に挿入したピストンロッド３と、シリンダ２内にピストン４で区画されたロッド側液室Ａ及び反ロッド側液室Ｂと、シリンダ２のボトム部側に設けたベースバルブ１２と、ロッド側液室ＡをタンクＣに接続する油路１０と、この油路１０の途中に開閉自在に設けた調圧弁７と、タンクＣをベースバルブ１２下方の液室Ｄに連通させる開口部１１とを有するものである。

上記油圧緩衝器は伸長作動時にロッド側液室Ａの油が油路１０より調圧弁７を介してタンクＣに流出し、ロッド退出分の油がタンクＣより開口部１１とベースバルブ１２のチェックバルブ９を介して反ロッド側液室Ｂ吸込まれる。この時調圧弁７で減衰力を発生させて構造物の振動を抑制する。又圧縮作動でも、上記と同じ油の流れのユニフロー（一方向流れ）となり、同じく調圧弁７で減衰力を発生する。

但し、この際ベースバルブ１２のチェックバルブ９は閉じており、ロッド侵入体積分の油がピストン４に設けたチェックバルブ６を開いて反ロッド側液室Ｂからロッド側液室Ａに流出する。

上記のような油圧緩衝器における一方体および他方体たるシリンダ２とボトム部材１７との結合は螺着によっている（たとえば、特許文献１参照）。

また、他方アクチュエータとして使用される油圧シリンダでは一方体および他方体たるシリンダとボトム部材との結合は溶接によっている（たとえば特許文献２）。

さらに、油圧緩衝器を用いた制振装置にあっては、当該緩衝器を柱と梁との交叉部間に掛け渡すものがあり、当該油圧緩衝器とブレースとを連結したものを上記交叉部間に適用しているが、その際のブレースと油圧緩衝器との結合には、一方体たるブレースの端部および他方体たる油圧緩衝器のピストンロッドの端部にそれぞれフランジを設け、このフランジを対向させこのフランジ同士をボルトとナットで挟持するとしている（たとえば、特許文献３参照）。また、油圧緩衝器のシリンダ端部に延長ブレースを設けるとともに、この一方体たる延長ブレースと他方体たるブレースとを上記と同様の結合をするものもある。
特開２００３−３１４６０５号公報（図１） 特開２００２−１６８２０７号公報（図１および図２） 特開２００２−４７８２９号公報（図１）

上記のように一方体および他方体たるシリンダとボトム部材もしくはブレース同士等の結合構造においては、特に機能上の欠陥があるわけではないが、次のような不具合の改善が望まれている。

第１に特許文献１に示すように、螺子結合する場合は一方体と他方体の両方に螺子溝を形成する必要があるから、螺子加工が面倒であり、加工設備が必要となり、加工性、経済性において不利である。また、螺子結合した部材が使用中に弛むおそれがあるため、この弛みを防止する弛み止め手段を付加する必要があり、やはり加工性，組付性、経済性に劣るものである。

第２に特許文献２に示すように、一方体と他方体とを溶接する場合には溶接時の熱の影響で歪みが生じ、強度低下が発生し、さらに、一度溶接すると分解することができなくなるため、部品の変換、修理が面倒となり、メンテナンス上不利である。

第３に特許文献３に示すように、フランジを設ける場合には、外部にフランジ部分が突出するのでこの結合構造が適用される装置等がその分の大型化してしまい、装置等の設置性、搭載性を阻害する。

そこで、本発明の目的は、加工性、組付性が向上し、部品の強度低下や歪みが発生せず、部品の変換等のメンテナンスも簡単に行え、かつ、装置等をコンパクト化できる結合構造を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明の手段は、一方体と他方体とを結合する結合構造において、一方体に環状のソケットを起立し、他方体にソケットの内周側もしくは外周側に嵌合する嵌合部を形成し、上記ソケットと嵌合部に相対向する環状溝をそれぞれ形成し、当該各環状溝内にソケットと嵌合部の軸方向の相対移動を規制する規制部材を挿入するとともに、当該規制部材をソケットもしくは嵌合部側に押圧する押圧部材を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、一方体と他方体とを結合する結合構造が、一方体と他方体とに形成した環状溝に規制部材を挿入し、押圧部材で規制部材を押圧するとしているので、結合構造が簡単、シンプル、コンパクトであり、結合構造が適用される装置等の全体がコンパクトとなり、又加工性，組付性も向上し、経済性にもすぐれている。

また、溶接によっていないので、強度低下が招来されず、さらに、分解可能となるので、部品の変換、修理が容易となり、メンテナンス性が向上する。

さらに、本発明の結合構造にあっては、この結合構造が適用された装置等の限られたスペースへの設置性、搭載性が向上するととともに、外部側に無骨な螺子等が露出された状態とはならないので、結合構造が適用される装置等の美観を損ねることはない。

以下、本発明を図に示した実施の形態にもとづいて説明する。なお、本発明に係る結合構造は、油圧緩衝器に具現化されているが、本発明の結合構造は、他の液圧機器や、部材同士の連結部位に具現化することも可能である。また、これから説明する油圧緩衝器の基本構造は、上記した図６に示すものと同じユニフロー型である。

本発明の基本的な結合構造は図１に示すように、一方体たるボトム部材１７に環状のソケット２１を起立し、ソケット２１の内周側に他方体たるシリンダ２の端部を嵌合させ、ソケット２１の内周側とシリンダ２の端部外周側に相対向する環状溝２１ａ，２２をそれぞれ形成し、各環状溝２１ａ，２２間に規制部材たる断面楔型のスナップリング２３を嵌合させると共に当該スナップリング２３の背部に螺子たるセットスクリュ２４を挿入してスナップリング２３をバックアップさせているものである。

そして、ソケット２１の内周側に設けられた環状溝２１ａは、ソケット２１の外周側から環状溝２１ａに貫通する孔２１ｂが複数設けられており、この孔２１ｂには螺子溝が設けられ、この各孔２１ｂにセットスクリュ２４が螺着されている。

したがって、規制部材たるスナップリング２３は、セットスクリュ２４によりシリンダ２側に設けた環状溝２２内へ向けて押圧されている。すなわち、このスナップリング２４は、シリンダ２がソケット２１に対して移動しようとしても、スナップリング２４は、セットスクリュ２４に押圧されているので拡径することはなく、環状溝２２および環状溝２１ａに係合して、そのシリンダ２とソケット２１との軸方向の相対移動、すなわち、図１中左右方向の移動を規制するのである。

上記に関し、もう少し詳しく説明すると、他方体たるシリンダ２に形成される環状溝２２の一方体たるボトム部材１７側の面、すなわち図１中右側の面は、当該環状溝２２の開口部幅が広くなるように傾斜されてテーパ面とされている。

また、シリンダ２とソケット２１との軸方向の相対移動を規制する規制部材たるスナップリング２３は、断面楔型に成形されており、そのボトム部材側面、すなわち図１中右側の面は、上記各環状溝２２のテーパ面に沿うように傾斜されてテーパ面とされている。

そして、まず、ソケット２１の環状溝２１ａ内に、スナップリング２３を挿入しておき、この状態下で、ボトム部材１７のソケット２１内にシリンダ２の端部を挿入する。なお、シリンダ２の端部外周は、面取り加工が施されており、スナップリング２３は、シリンダ２のソケット２１への挿入時に、シリンダ２の面取り加工部（付示せず）にガイドされ徐々に拡径されるので、シリンダ２のソケット２１への挿入はスムーズに行われる。

そうして、シリンダ２がソケット２１内に挿入されると、シリンダ２側の環状溝２２がソケット２１の環状溝２１ａと対向し、スナップリング２３は、縮径して環状溝２２内に侵入して、シリンダ２がソケット２１に固定され、軸方向の相対移動が規制される。

さらに、この状態から、各孔２１ｂにセットスクリュ２４を螺着して、スナップリング２３を押圧する。したがって、スナップリング２３は、この状態では環状溝２２から抜けることはなく、かつ環状溝２１ａにも係合しているから、本実施の結合構造にあっては、油圧緩衝器の圧縮伸長行程時等のようにシリンダ２とボトム部材１７を引き離したり押し付けたりする方向に力が加わっても、スナップリング２３が拡径してしまって、シリンダ２がボトム部材１７から脱落してしまうことはない。

また、各環状溝２２およびスナップリング２３にテーパ面を設けたので、楔効果によって、スナップリング２３は、シリンダ２をボトム部材１７側に押し付けるので、シリンダ２をボトム部材１７に強固に固定することができ、シリンダ２がボトム部材１７に対し回転してしまうことも防止されている。

そして、この結合構造にあっては、図１に示すように、シリンダ２の側部に開口部１６が設けられており、環状溝２２は、この開口部１６にかかる位置に形成しているので、このスナップリング２３の取り外し時に、セットスクリュ２４を取り外した後は、シリンダ２の内方からスナップリング２３を環状溝２１ａ側に押して拡径させることができるようにしてある。なお、上記開口部１６は、後述するように、液室ＤとタンクＣとを連通させるために設けられているものである。

したがって、セットスクリュ２４を取り外すことにより、簡単にスナップリング２３と環状溝２２との係合を解くことができるので、シリンダ２とボトム部材１７の分解も簡単であり、液圧機器の部品の交換、修理等のメンテナンスが容易となる。

なお、スナップリング２３の背部には押圧部材たるセットスクリュ２４が設けられ、これによりはソケット２１に形成した各孔２１ｂに螺着されてスナップリング２３を押圧し、スナップリング２３が抜けないようにバックアップしているが、押圧部材としてはセットスクリュ２４以外にもピン等であっても良く、その場合には上記各孔２１ｂに螺子溝を設ける必要がないので、液圧機器の加工が容易となる。

つまり、この結合構造にあっては、螺合による結合のように、多くの螺子加工を施す必要がなく、同時に弛み止め等の種々の部品を設ける必要がないので、構造が簡単であるとともに部品点数を削減でき、液圧機器をシンプルかつコンパクトにすることが可能で、加工性、組付性も向上し、経済性にもすぐれている。また、溶接による結合のように、液圧機器が分解不能となる事態を避けることができ、液圧機器の部品の交換、修理等のメンテナンスが容易となるのである。

また、溶接を要しないので、溶接によるシリンダの変形、強度低下を招来せず、溶接時のスケール・スラグを除去する余分な作業が不要となり、さらに溶接条件をコントロールする対応も求められないので、この点においても、加工性，作業性、経済性において有利となる。

なお、上述したところでは、規制部材をスナップリング２３としているが、シリンダ２とボトム部材１７とを結合することができれば、スナップリング２３以外のものでもよく、たとえば、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、リング部材３０ａ，３０ａ，４０ａ，４０ａで構成された分割されたリング３０，４０を用いても良く、また、規制部材は、図示はしないが環状溝２１ａ，２２に係合するキーでもよい。

さらに、上述したところでは、一方体をボトム部材とし、他方体をシリンダとしているが、一方体をシリンダとしてシリンダにソケットを設けるとともに、他方体をボトム部材としてボトム部材に嵌合部を設けるとしてもよい。

他方、本発明の油圧緩衝器は図６に示すように、シリンダ２内にピストン４を介してピストンロッド３が移動自在に挿入され、ピストン４はシリンダ２内にロッド側液室Ａと反ロッド側液室Ｂとを区画し、シリンダ２のボトム部材１７側にベースバルブ１２を設け、ロッド側液室Ａは調圧弁７を介してシリンダ２とアウターシリンダ１間のタンクＣと連通し、同じくベースバルブ１２で区画された下方の他の液室Ｄがシリンダ２の基端部に形成した開口部１１を介して連通しているユニフロー型の油圧緩衝器として構成されている。

本実施の形態における油圧緩衝器は車両用サスペンションとしても使用できるが、この場合、特に構造物の制振用にむくように、図３に示すように、ボトム部材１７側のアイ１８を構造物の柱（図示せず）もしくは梁（図示せず）に取付けられるブラケット２０に軸受１９を介して結合することができるようにしてある。したがって、構造物に地震時による振動が作用したときに、構造物の振動を抑制する制振用の油圧緩衝器として使用することができる。

さらに、ベースバルブ１２は図１および図３に示すようにバルブボディ１３と、バルブボディ１３に形成されて液室Ｂ，Ｄを連通する複数のポート１４と各ポート１４の出口端に開閉自在に設けた吸込みチェックバルブ１５とで構成されている。

そして、アウターシリンダ１とシリンダ２の図１中右端部は、それぞれ、ボトム１７の図１中左端部に起立した環状のソケット２１の外周側と内周側に嵌合しており、また、アウターシリンダ１はボトム部材１７に溶接され、上述のように、シリンダ２はスナップリング２３とセットスクリュ２４でソケット２１に固定されている。

さらに、シリンダ２の図１中右端側の側部には、上記液室ＤとタンクＣとを連通可能なように開口部１６が設けられ、この開口部１６は、従来のものより直径を大きくして成形されている。なお、ベースバルブ１２は開口部１６と干渉しない位置、即ち、シリンダ１内の奥側（図１の左側）に配置され、固定手段Ｋで固定されている。

ここで、固定手段Ｋについて説明すると、固定手段Ｋは、具体的には、図１に示すように、シリンダ２の内周とバルブボディ１４の外周とにそれぞれ対向して形成した環状溝ａ，ｂと、これら環状溝ａ，ｂ内に嵌合させたスナップリング２７とからなり、補助的にこのスナップリング２７をバックアップする他のスナップリング２８をバルブボディ１４の外周の環状溝に嵌合させている。

なお、固定手段Ｋは図示のものに限らず、螺子結合でも良く、その他の公知の結合手段であっても良い。

そして、スナップリング２７，２８等の固定手段Ｋは図示のように開口部１６の上縁より奥側（図中左側）に位置させてあり、開口部１６と干渉せず、これにより開口部１６をシリンダ２の軸方向に沿って直径を大きく成形でき、油量を多く通過させてピストン作動速度の高速化を実現できるようにしている。

転じて、吸込みチェックバルブ１５は、ガイドロッド１５ｂと、ガイドロッド１５ｂの図１中左端部に一体に形成した弁体１５ａとで茸型に形成され、弁体１５ａがバルブボディ１３における上記ポート１４の出口端に設けたシート部１３ａに開閉自在に当接し、ガイドロッド１５ｂはバルブボディ１３の中央に形成したガイド筒２６内に移動自在に挿入され、ガイド筒２６内に挿入されたスプリング２９によりガイドロッド１５ｂは弁体１５ａがシート部１３ａに当接する、すなわち、ポート１４を閉じる方向に附勢されている。

したがって、ピストン４の伸長作動時には、弁体１５ａが各ポート１４を開いてタンクＣ側の作動油を液室Ｂに供給し、圧縮作動時には、液室Ｂが高圧となり、弁体１５ａが各ポート１４を閉じ、これにより、ユニフローが実現されている。

つづいて、上記した実施の形態の変形例について説明する。この変形例における結合構造は、図４に示すように、シリンダ５０と、ボトム部材６０と、規制部材たるスナップリング２３と、セットスクリュ２４とで構成され、やはり、上述の実施の形態と同様に油圧緩衝器に具現化されており、同一の部材については説明が重複するので、同一の符号を付するのみとしてその詳しい説明を省略する。

この結合構造にあっては、上記実施の形態と異なり、ボトム部材６０に起立させたソケット６１をシリンダ５０の内周側に挿入してある。

そして、外周側に配置されるシリンダ５０に上記実施の形態と同様の環状溝５１を設けるとともに、この環状溝５１にシリンダ５０の外周側から貫通する複数の孔５２を設け、他方のソケット６１には、その外周側に上記環状溝５１に対向する環状溝６２を設けてある。すなわち、上記実施の形態との大きな違いは、シリンダ５０を外周側に配置し、ソケット６１を内周側に配置するとともに、孔５２をシリンダ５０側に設けた点である。

なお、環状溝５１，６２の形状およびスナップリング２３の形状は上記実施の形態と同様にしてあるので、この場合にも、シリンダ５０とボトム部材６０とを強固に固定することが可能となっており、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

以上のように、シリンダとボトム部材のソケットとの配置は、どちらを外周側としてもよいことがわかる。

また、この変形例にあっては、アウターシリンダ１は、シリンダ５０の各孔５２を覆ってしまうことがないように、図４中左側に退避させてシリンダ５０に溶接結合しているから、分解性およびメンテナンス性を向上させることができる。

つづいて、他の実施の形態について説明する。他の実施の形態における結合構造は、図５に示すように、一方体たるブレース７１と他方体たるブレース８１とを結合する部位に具現化されている。そして、図示はしないが、この一方体たるブレース７１の図５中下端側は、たとえば具体的には、構造物の柱や梁もしくは柱と梁の交叉部に揺動自在に結合された緩衝器のシリンダ端やピストンロッド端から延設され、他方体たるブレース８１の図５中上端は、構造物の柱や梁もしくは柱と梁の交叉部に揺動自在に結合され、上記したところでは、当該緩衝器とブレース７１，８１は、構造物の耐震性を向上させる制振装置として機能する。

このブレース７１は、肉厚の管体として形成されたブレース本体７２を備え、当該ブレース本体７２の管端部には、ブレース本体７２の外周と面一となりブレース本体７２より薄肉な環状のソケット７３を起立させてあり、他方のブレース８１は、肉厚の管体として形成されたブレース本体８２を備え、さらに、その管端部にはブレース本体８２の外周より小径となり上記ソケット７３内に嵌合する嵌合部８３が設けられている。

また、ソケット７３の内周側および嵌合部８３の外周側にはそれぞれ相対向する環状溝７４，８４が設けられており、また、ソケット７３には、その外周側から環状溝７４に貫通する孔７５が複数設けられており、この孔７５には螺子溝が設けられ、この各孔７５に螺子たるセットスクリュ９４が螺着される。

そして、上述の実施の形態と同様に、各環状溝７４，８４間に規制部材たる断面楔型のスナップリング９０を嵌合させ、当該スナップリング９０の背部に上記螺子たるセットスクリュ９４を挿入してスナップリング９０をバックアップしている。

なお、ブレース８１の嵌合部８３に形成される環状溝８４のブレース７１側の面、すなわち図５中下方側の面は、環状溝８４の開口部幅が広くなるように傾斜されてテーパ面とされている。

また、ブレース７１およびブレース８１との軸方向の相対移動を規制する規制部材たるスナップリング９０は、断面楔型に成形されており、そのブレース７１側の面、すなわち図１中下方側の面は、上記各環状溝８４のテーパ面に沿うように傾斜されてテーパ面とされている。

さらに、ブレース８１の嵌合部８３の下端外周は面取り加工が施されており、スナップリング９０は、嵌合部８３のソケット７３への挿入時に、面取り加工部（付示せず）にガイドされ徐々に拡径されるので、嵌合部８３のソケット７３への挿入はスムーズに行われる。

すなわち、他の実施の形態における結合構造は、基本的には上述の実施の形態と同様の構成であって、この他の実施の形態における結合構造にあっても、セットスクリュ９４を取り外すことにより、簡単にスナップリング９０と環状溝８３との係合を解くことができるので、一方体と他方体の分解、すなわち本実施の形態ではブレース７１,８１同士の分解が簡単であり、結合される部品の交換、修理等のメンテナンスが容易となる。また、溶接によらないので強度低下も招来せず、装置、部材等を分解不能となる事態を避けることができる。

また、螺合による結合のように、多くの螺子加工を施す必要がなく、同時に弛み止め等の種々の部品を設ける必要がないので、構造が簡単であるとともに部品点数を削減でき、この結合構造が適用される装置、部材等をシンプルかつコンパクトにすることが可能で、加工性、組付性も向上し、経済性にもすぐれている。

さらに、一方体および他方体が上記制振装置のブレースである場合には、特に設置スペースが制約される既存構造物に制振装置を設置する場合には、ブレースの外部側にフランジや螺子等が突出することがないので、限られたスペースへの設置性が向上するととともに、また、外部側に無骨な螺子等が露出された状態とはならないので、美観を損ねることもない。

なお、上述したところでは、規制部材をスナップリング９０としているが、ブレース７１,８１同士を結合することができれば、スナップリング９０以外に、図２（Ａ），（Ｂ）に示したリング３０，４０やキーを用いるとしてもよいことは無論であり、また、押圧部材としてはセットスクリュ９４以外にもピン等でよいことも上述の実施の形態と同様である。

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。

一実施の形態における結合構造が具現化された油圧緩衝器の一部拡大断面図である。 （Ａ）規制部材の正面図である。（Ｂ）規制部材の正面図である。 本発明の結合構造が具現化された油圧緩衝器の一部切欠断面図である。 一実施の形態の変形例における結合構造が具現化された油圧緩衝器の一部拡大断面図である。 他の実施の形態における結合構造が具現化されたブレースの一部拡大断面図である。 一般的なユニフロー型油圧緩衝器の模式図である。

符号の説明

１ アウターシリンダ
２，５０ 他方体たるシリンダ
３ ピストンロッド
４ パストン
７ 調圧弁
１２ ベースバルブ
１３ バルブボディ
１４ ポート
１５ チェックバルブ
１６ 開口部
１７，６０ 一方体たるボトム部材
２１，６１，７３ ソケット
２１ａ，２２，５１，６２，７４，８４ 環状溝
２１ｂ，５２，７５ 孔
２３，９０ 規制部材たるスナップリング
２４，９４ 押圧部材たるセットスクリュ
７１ 一方体たるブレース
７２，８２ ブレース本体
８１ 他方体たるブレース

Claims (6)

1. 一方体と他方体とを結合する結合構造において、一方体に環状のソケットを起立し、他方体にソケットの内周側もしくは外周側に嵌合する嵌合部を形成し、上記ソケットと嵌合部に相対向する環状溝をそれぞれ形成し、当該各環状溝内にソケットと嵌合部の軸方向の相対移動を規制する規制部材を挿入するとともに、当該規制部材をソケットもしくは嵌合部側に押圧する押圧部材を設けたことを特徴とする結合構造。
2. 規制部材がキーもしくは分割リングもしくはスナップリングである請求項１に記載の結合構造。
3. 外周側に配置されるソケットもしくは嵌合部に、その外周側から環状溝へ向けて貫通する孔を設け、押圧部材が当該孔に挿通されるピンもしくは当該孔に螺着される螺子であることを特徴とする請求項１または２に記載の結合構造。
4. 内周側に配置されるソケットもしくは嵌合部の外周側に形成した環状溝の一方体側の面を環状溝の開口部幅が広くなるように傾斜するテーパ面とし、規制部材の一方体側面を上記各テーパ面に沿うように傾斜させて、当該規制部材の一方体側面を上記テーパ面に当接させたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の結合構造。
5. 一方体および他方体がブレースであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の結合構造。
6. 一方体もしくは他方体の一方が液圧機器のシリンダであり、一方体もしくは他方体の他方がシリンダ端に結合されるボトム部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の結合構造。

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