JP6355690B2 - 油圧反発システムを備える緩衝装置 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、緩衝装置アッセンブリ(ショックアブソーバアッセンブリ)に関する。
このような緩衝装置アッセンブリは、アメリカ自動車技術者協会(SAE)の「BWIのエンジニアが反発ストップ性能を改良(BWI Engineers Develop Improved Rebound Stop Performance)」というタイトルの記事に開示されている。記事中の図は、中心軸に沿って配置され、第一端部と第二端部との間に延設される壁部、を有するハウジングを備えた緩衝装置アッセンブリが開示されている。壁部は、中心軸周りに延設される内面を有し、両端部と内面との間でメインチャンバを囲む。ピストンは、メインチャンバ内に配置され、内面と摺動可能に係合する。ピストンロッドが、ピストンに取り付けられており、中心軸に沿って軸方向に移動可能である。力低減装置を含む油圧ストップ機構は、メインチャンバ内の、両端部の一方とピストンとの間に配置され、ピストンロッドに取り付けられる。油圧ストップ機構は、両端部の一方と力低減装置との間に第一反発チャンバを、力低減装置とピストンとの間に第二反発チャンバを形成し、ピストンの軸方向移動に応じてさらなる減衰力を与える。
力低減装置は、ピストンに隣接している下面部と、下面部から間隔を空けて配置される上面部と、の間で延設されるリングガイドを有する。リングガイドは、上面部から下面部に向かって軸方向に延設され、径方向にリングガイドを貫通しており、下面部の前で終端している少なくとも一つの通路を有する。これにより、作動油は、通路を径方向に流れることが可能である。リングが、リングガイド周りに、上面部と下面部との間を摺動可能に配置され、壁部の内面とシール係合する。リングは、非ブロック位置とブロック位置との間を中心軸に沿って移動可能である。非ブロック位置において、リングは上面部に隣接して配置され、第一反発チャンバと、通路と、第二反発チャンバとの間に流体連通が形成される。ブロック位置において、リングはリングガイドの下面部に接触して、第一反発チャンバと、通路と、第二反発チャンバとの間の流体連通を封鎖し、さらなる減衰力を与える。
本発明は、通路から間隔を空けて配置され、下面部から上面部に向かって軸方向にかつ径方向にリングガイドを貫通して延設され、上面部の前で終端し、リングが非ブロック位置にある状態で、さらなる作動油がリングガイドを通って径方向に流れることを可能にして、リングガイドに作用する作動油圧力を低減する、少なくとも一つのチャネルをリングガイドが有する、緩衝装置アッセンブリを提供する。
本発明は、ピストンロッド及びピストンの軸方向移動に応じ、さらなる作動油がリングガイドを通って流れることを可能にし、これによりリングガイドに作用する作動油圧力を低減して、油圧ストップ機構のリングガイドの性能寿命を延ばすことができる。
本発明の他の利点は、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照することでより理解され、明らかとなろう。
緩衝装置アッセンブリの断面斜視図である。 油圧ストップ機構の力低減装置のリングを含むリングガイドの上面部からの斜視図である。 油圧ストップ機構の力低減装置のリングガイドの下面部からの斜視図である。 拡張ストロークにおける、ピストンロッド及びピストンを有する油圧ストップ機構の断面図である。 圧縮ストロークにおける、ピストンロッド及びピストンを有する油圧ストップ機構の断面図である。
図面を参照して、本発明に基づいて構成された緩衝装置アッセンブリを、分かりやすく図1に示す。図面では、対応する部品は同様な符号で示される。
図1に概略的に示すように、アッセンブリは、中心軸Aに沿って同心状に配置され、第一端部24と第二端部26との間で延設される管状の壁部22を有する。キャップ28は、ハウジング20の上部に、第二端部26において第二端部26を閉鎖するように配置される。車両にハウジング20を装着するための装着リング30が、ハウジング20の第二端部26に隣接しているキャップ28上に配置され固定される。ハウジング20の壁部22は、中心軸Aの周囲に環状にかつ同心状に延設されると共にメインチャンバV,V,Vを囲む内面32を有する。メインチャンバV,V,Vは、第一端部24と、第二端部26と、内面32との間で延設される。
概略的に示すように円筒形状のピストン34は、メインチャンバV,V,Vにおいて中心軸Aと同心状に配置されると共に、第二端部26から間隔を空けて配置される。ピストン34は、中心軸Aに沿って摺動可能であり、壁部22の内面32と係合する。ピストン34は、メインチャンバV,V,Vを、圧縮チャンバVと、拡張チャンバV,Vとに分割している。圧縮チャンバVは、第二端部26とピストン34との間に延設される。拡張チャンバV,Vはピストン34と第一端部24との間に延設される。
概略的に示すように、ロッド支持部36は、拡張チャンバV,Vにおいてハウジング20の第一端部24に隣接し、第一端部24に取り付けられて、拡張チャンバV,Vを封止している。ロッド支持部36は、中心軸Aと同心状にハウジング20の拡張チャンバV,V内に配置される円筒形状のボディ38を有する。ロッド支持部36のボディ38は、ハウジング20の第一端部24に隣接して、ピストン34及びハウジング20の内面32と同心状に、ピストン34及びハウジング20の内面32から間隔を空けて配置される。ボディ38は、ハウジング20の第一端部24に隣接して配置される突出部40を更に有する。突出部40は、中心軸Aに対して垂直にボディ38から径方向外側に、ボディ38周りに環状に壁部22の内面32へと延設されて、拡張チャンバV,Vを封止するよう壁部22の内面32と係合している。言い換えれば、メインチャンバV,V,Vを閉じるよう、ボディ38の突出部40は壁部22の内面32に取り付けられている。ロッド支持部36のボディ38は、円筒形状の円筒空間部42を形成する。円筒空間部42は、中心軸A上に配置され、ロッド支持部36のボディ38を通って延設され、中心軸Aに沿ってメインチャンバV,V,Vと連通している。
円筒形状のピストンロッド44は、中心軸A上に配置され、ロッド支持部36の円筒空間部42を通って遠端部46へと延設される。ピストンロッド44は、遠端部46でピストン34に取り付けられており、圧縮ストロークと延設ストロークとの間でピストン34が移動するよう中心軸Aに沿って軸方向に移動可能である。圧縮ストロークにおいて、ピストンロッド44及びピストン34は、ハウジング20の第二端部26に向かって摺動する。拡張ストロークにおいて、ピストンロッド44及びピストン34は、ロッド支持部36に向かって、ハウジング20の第二端部26から離間する方向に、第一端部24に向かって摺動する。ピストンロッド44及びピストン34が圧縮ストロークと拡張ストロークとの間で移動するとき、ロッド支持部36は、ピストンロッド44が圧縮ストロークと拡張ストロークとの間で中心軸Aに沿って摺動できるよう、ピストンロッド44を中心軸Aと一致した配置に保持する。
油圧ストップ機構48は、概略的に示すように、メインチャンバV,V,Vの拡張チャンバV,V内に配置され、ピストンロッド44及びピストン34の軸方向移動に応じて、さらなる減衰力を与える。油圧ストップ機構48は、中心軸Aと同心状に拡張チャンバV,V内に配置され、ロッド支持部36のボディ38の突出部40に取り付けられている管状形状のカラー50を有する。カラー50は、突出部40から外側に、中心軸A周りに環状に、壁部22の内面32に沿って、壁部22の内面32とシール係合するようボディ38に接しながら、ハウジング20の第二端部26に向かって延設され、ロッド支持部36から間隔を空けて配置される幅広端部52へと中心軸Aからへ外側に広がっている。言い換えれば、カラー50は、ロッド支持部36の突出部40に取り付けられ、ロッドガイドのボディ38と壁部22の内面32との間で挟持され、壁部22の内面32に沿ってロッド支持部36から外側へ幅広端部52へと延設される。
概略的に示す図2及び図3からよく分かる通り、油圧ストップ機構48は、メインチャンバV,V,Vの拡張チャンバV,V内であって、ハウジング20の第一端部24及び第二端部26のうちの一方とピストン34との間に配置される力低減装置54を更に有する。力低減装置54は、ピストンロッド44に取り付けられ、ロッド支持部36及びピストン34から間隔を空けて配置され、ロッド支持部36とカラー50の幅広端部52との間で中心軸Aに沿って摺動可能である。力低減装置54は、拡張チャンバV,Vを、作動油を収容する第一反発チャンバVと第二反発チャンバVとに分割する。第一反発チャンバVは、第一端部24と力低減装置54との間に延設されている。第二反発チャンバVは、力低減装置54とピストン34との間に延設されている。あるいは、カラー50を有する代わりに、油圧ストップ機構48は力低減機構だけを有してもよい。言い換えれば、力低減機構を、拡張チャンバV,V内のピストン34とロッド支持部36との間に配置し、壁部22の内面32と摺動可能に係合させてもよい。
力低減装置54は、下面部58と上面部60との間に延設される、円筒形状のリングガイド56を有する。下面部58は、円形状であり、ピストン34に隣接して配置され、ピストンロッド44周りに環状に延設されている。上面部60は、円形状であり、ロッド支持部36に隣接して配置され、ピストンロッド44周りに環状に延設され、下面部58及びロッド支持部36から間隔を空けて配置されている。リングガイド56は、中心軸Aと平行な、前記上面部60からリングガイド56を通って下面部58に向かって軸方向に延設され、下面部58の前で終端している、矩形形状の少なくとも一つの通路(passage)62を有し、作動油は通路62及びリングガイド56を径方向に流れることができる。なお、通路62が、矩形形状以外に、異なる形状、例えば楕円形状を有してもよいことを記載しておく。
力低減装置54は、メインチャンバV,V,Vの拡張チャンバV,V内に配置されると共に、ロッド支持部36及びピストン34から間隔を空けて配置され、ピストンロッド44に取り付けられており、リングガイド56を受けるようピストンロッド44周りに環状に延設されている切頭円錐形状の保持器64を有する。保持器64は、近位側端部66と連結端部68との間を延設される。近位側端部66は、リングガイド56に隣接して、リングガイド56と間隔を空けて配置され、ピストンロッド44周りに環状に延設される。あるいは、保持器64の近位側端部66は、リングガイド56と当接するように配置されてもよい。連結端部68は、ピストン34に隣接して、ピストン34から間隔を空けて配置され、ピストンロッド44周りに環状に延設される。保持器64は、中心軸Aに対して垂直に、保持器64の近位側端部66から、カラー50に向かって、カラー50から間隔を空けて配置される縁部72へと、環状に外側に延設される受け部(seat)70を有する。保持器64は、受け部70の縁部72から外側に、中心軸Aに沿って環状に延設され、保持器64の連結端部68に向かって先細になる傾斜部74を有する。傾斜部74は、近位側端部66と連結端部68とを互いに接続している。
プラスチック材料から形成される円形状のリング76は、リングガイド56周りに上面部60と下面部58との間で摺動可能に配置され、カラー50及び壁部22の内面32とシール係合する。リング76は、中心軸Aに沿って、非ブロック位置とブロック位置との間を移動可能である。図5からよく分かる通り、圧縮ストロークにおいて、リング76が上面部60に隣接して配置され、第一反発チャンバVと通路62と第二反発チャンバVとの間に流体連通が形成される非ブロック位置に、リング76は配置される。図4からよく分かる通り、拡張ストロークにおいて、リング76は保持器64の受け部70及び下面部58に接触しており、リング76は、第一反発チャンバVと通路62と第二反発チャンバVとの間の流体連通を封鎖し、拡張ストロークにおいてさらなる減衰力を与えるブロック位置に配置される。リング76は、中心軸Aと平行に延設される隙間78を形成する。リング76が圧縮ストロークにおける非ブロック位置と拡張ストロークにおけるブロック位置との間で移動する時、隙間78は、リング76に作用する作動油圧力によって生じるリング76の拡張及び収縮を吸収する。なお、リング76を、他の材料、例えば金属、セラミック、エラストマー材料を用いて形成することができることを記載しておく。
断面がD字形状である受け器(catcher)80が、リングガイド56の上面部60に隣接して配置される。受け器80は、リングガイド56から径方向外側にカラー50に向かって中心軸Aと垂直に延設され、リングガイド56に沿ったリング76の軸方向移動を制限する。言い換えれば、受け器80は、非ブロック位置でリング76と係合し、第一反発チャンバVと通路62と第二反発チャンバVとの間に流体連通が形成される。
油圧ストップ機構48のカラー50は、ハウジング20の第一端部24に隣接して配置されるタブ82を有する。タブ82は、カラー50から中心軸Aに向かって環状に内側に延設され、ロッド支持部36のボディ38に当接し、前記リング76を受けるためにピストンロッド44及びリングガイド56の受け器80から間隔を空けて配置され、拡張位置においてリング76がロッド支持部36と係合するのを防止している。
リングガイド56は、リングガイド56の上面部60に配置される第一突起84を有する。第一突起84は、ピストンロッド44と係合するよう、リングガイド56の上面部60から径方向内側に中心軸Aに向かって延設される。
リングガイド56は、通路62から間隔を空けて配置され、下面部58から上面部60に向かって軸方向にそしてリングガイド56及び受け器80を貫通して径方向に延設される、矩形形状の少なくとも一つのチャネル(channel)86を更に有する。チャネル86は、受け器80に隣接して、かつ中心軸A及び通路62に平行な関係において上面部60の前で終端し、リング76が非ブロック位置にある状態では、作動油がチャネル86及びリングガイド56を径方向に流れることを可能にして、リングガイド56に作用する作動油圧力を低減する。実施可能な形態において、リングガイド56は、複数の通路62及び複数のチャネル86を有する。通路62及びチャネル86は、リングガイド56周りに環状に互いに交互に配置されている。なおまた、矩形形状以外に、チャネル86は異なる形状、例えば楕円形状を有してもよいことを記載しておく。
受け器80は、受け器80に配置される矩形状の少なくとも一つの窓部88を有する。窓部88は、上面部60から下面部58に向かって延設され、リングガイド56のチャネル86と流体連通を形成することでチャネル86及びリングガイド56の窓部88を通ってさらなる作動油が流れることを可能にし、リングガイド56に作用する流体圧力を低減する。実施形態において、リングガイド56は、受け器80の周囲に環状に配置されると共に互いから間隔を空けて配置される複数の窓部88を有する。
保持器64は、保持器64の連結端部68に配置される第二突起90を有する。第二突起90は、ピストンロッド44と係合するよう、保持器64の連結端部68から中心軸Aに向かって内側に延設されている。ピストンロッド44は、第一溝92及び第二溝94を含む一ペアの溝92,94を有する。第一溝92は、ロッド支持部36及びピストン34に隣接すると共にロッド支持部36及びピストン34から間隔を空けてピストンロッド44に配置され、リングガイド56の第一突起84を収容してリングガイド56をピストンロッド44に固定するように、ピストンロッド44周りに延設される。第二溝94は、ピストン34及び第一溝92に隣接すると共にピストン34及び第一溝92から間隔を空けてピストンロッド44に配置され、保持器64をピストンロッド44に固定するよう保持器64の第二突起90をピストンロッド44へ収容するようにピストンロッド44周りに延設される。なお、本発明を、ツインチューブ緩衝装置及びモノチューブ緩衝装置の両方において用いることができることを記載しておく。
動作において、車両が道路を走行している時に、道路の状態に応じて、本発明に基づいて構成される緩衝装置のピストンロッド44及びピストン34は、圧縮ストロークと拡張ストロークとの間で移動する。圧縮ストロークにおいて、ピストンロッド44及びピストン34はハウジング20の第二端部26に向かって移動して、圧縮チャンバVにある作動油を圧縮する。同時に、ピストンロッド44に取り付けられる油圧ストップ機構48の力低減装置54も、ハウジング20の第二端部26に向かって移動する。力低減装置54がハウジング20の第二端部26に向かって移動するとき、リングガイド56周りに配置されるリング76がリングガイド56に沿って摺動し、リングガイド56の受け器80と当接し、その結果、第一反発チャンバVと通路62とチャネル86と窓部88と第二反発チャンバVとの間に流体連通が形成され、作動油がリングガイド56を通って流れることが可能になる。
拡張ストロークにおいて、ピストンロッド44及びピストン34はハウジング20の第一端部24に向かって移動し、拡張チャンバV,Vの作動油を圧縮する。同時に、ピストンロッド44に取り付けられる油圧ストップ機構48の力低減装置54も、ハウジング20の第一端部24に向かって移動する。力低減装置54がハウジング20の第一端部24に向かって移動する時、リングガイド56周りに配置されるリング76がリングガイド56に沿って摺動し、保持器64の受け部70と当接し、その結果、第一反発チャンバVと通路62とチャネル86と窓部88と第二反発チャンバVとの間の流体連通が閉鎖され、作動油がリングガイド56を通って流れることができなくなり、拡張ストロークにおいてさらなる減衰力が提供される。
もちろん、具体的に説明した以外にも、上記の教示に基づいて、添付の特許請求の範囲内で、本発明に対して多くの変形及び変更を実現できる。装置の請求項における語「前記」の使用は、それが前出されていて、その請求項又はその請求項が従属する請求項の範囲に含まれていることを意味する明確な引用である。「前記」を使用していないものでも、その請求項又はその請求項が従属する請求項の範囲に含まれている場合もある。
20 ハウジング
22 壁部
24 第一端部
26 第二端部
28 キャップ
30 装着リング
32 内面
34 ピストン
36 ロッド支持部
38 ボディ
40 突出部
42 円筒空間部
44 ピストンロッド
46 遠端部
48 油圧ストップ機構
50 カラー
52 幅広端部
54 力低減装置
56 リングガイド
58 下面部
60 上面部
62 通路
64 保持器
66 近接端部
68 連結端部
70 受け部
72 縁部
74 傾斜部
76 リング
78 隙間
80 受け器
82 タブ
84 第一突起
86 チャネル
88 窓部
90 第二突起
92 第一溝
94 第二溝
A 中心軸
圧縮チャンバ
,V 拡張チャンバ
第一反発チャンバ
第二反発チャンバ
,V,V メインチャンバ

Claims (10)

  1. 中心軸に沿って配置され、第一端部と第二端部との間に延設され、前記中心軸周りに延設される内面を有し、前記両端部と前記内面との間でメインチャンバを囲む壁部、を有するハウジングと、
    前記メインチャンバ内に配置され、前記内面と摺動可能に係合するピストンと、
    前記ピストンに取り付けられており、前記中心軸に沿って軸方向に移動可能であるピストンロッドと、
    前記メインチャンバ内において前記両端部の一方と前記ピストンとの間に配置され、前記ピストンロッドに取り付けられる力低減装置、を有する油圧ストップ機構であって、前記両端部の一方と前記力低減装置との間に第一反発チャンバを、前記力低減装置と前記ピストンとの間に第二反発チャンバを形成し、前記ピストンの軸方向移動に応じてさらなる減衰力を与える油圧ストップ機構と、
    を備える緩衝装置アッセンブリであって、
    前記力低減装置は、前記ピストン配置される下面部と、前記下面部から間隔を空けて配置される上面部と、の間で延設されるリングガイドを含み、
    前記リングガイドは、前記リングガイドの前記上面部から前記リングガイドの前記下面部に向かって軸方向に延設され、径方向に前記リングガイドを貫通して延設され、前記下面部の前で終端している少なくとも一つの通路を有し、これにより作動油が前記通路を径方向に流れることが可能であり、
    前記緩衝装置アッセンブリは、
    前記リングガイド周りに、前記上面部と前記下面部との間で摺動可能に配置され、前記壁部の前記内面とシール係合するリングであって、非ブロック位置とブロック位置との間を前記中心軸に沿って移動可能であり、前記非ブロック位置において、前記リングは前記上面部に隣接して配置され、前記第一反発チャンバと前記通路と前記第二反発チャンバとの間に流体連通が形成され、前記ブロック位置において、前記リングは前記リングガイドの前記下面部に接触して、前記第一反発チャンバと前記通路と前記第二反発チャンバとの間の流体連通を封鎖し、さらなる減衰力を与えるリング、を更に備え、
    前記リングガイドは、前記通路から周方向に間隔を空けて前記通路と軸方向に重なるように配置され、前記リングガイドの前記下面部から前記リングガイドの前記上面部に向かって軸方向にかつ径方向に前記リングガイドを貫通して延設され、前記リングガイドの前記上面部の前で終端し、前記リングが前記非ブロック位置にある状態で、さらなる作動油が前記リングガイドを通って径方向に流れることが可能にして、前記リングガイドに作用する作動油圧力を低減する、少なくとも一つのチャネルを有
    前記ブロック位置に配置される前記リングは、前記第一反発チャンバと前記通路と前記少なくとも一つのチャネルと前記第二反発チャンバとの間の流体連通を閉鎖してさらなる減衰力を与え、前記非ブロック位置に配置される前記リングは、前記第一反発チャンバと前記通路と前記少なくとも一つのチャネルと前記第二反発チャンバとの間の流体連通を形成する、
    緩衝装置アッセンブリ。
  2. 前記通路及び前記チャネルは、前記リングガイド周りに環状に互いから間隔を空けて配置され、作動油が前記リングガイドを通って流れることが可能である、
    請求項1に記載の緩衝装置アッセンブリ。
  3. 複数の前記通路及び複数の前記チャネルを有し、前記通路及び前記チャネルは前記リングガイド周りに環状に交互に配置されている、
    請求項2に記載の緩衝装置アッセンブリ。
  4. 前記リングガイドは、前記リングガイドの前記上面部に隣接して配置される受け器であって、前記リングの軸方向移動を制限し、前記非ブロック位置で前記リングと係合し、前記第一反発チャンバと前記通路と前記第二反発チャンバとの間に流体連通を形成するよう、前記中心軸に対して垂直に前記内面に向かって前記リングガイドから径方向外側に延設される受け器を有する、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の緩衝装置アッセンブリ。
  5. 前記受け器は、前記受け器に配置される少なくとも一つの窓部を有し、前記窓部は、前記リングガイドの前記チャネルとの流体連通を形成し、前記チャネル及び前記窓部を通りさらなる作動油が流れるよう、前記上面部から前記下面部に向かって延設される、
    請求項4に記載の緩衝装置アッセンブリ。
  6. 前記受け器の周囲に環状に配置されると共に互いから間隔を空けて配置される、複数の前記窓部を有する、
    請求項5に記載の緩衝装置アッセンブリ。
  7. 前記リングガイドは、前記リングガイドの前記上面部に配置される第一突起であって、前記ピストンロッドと係合するよう、前記リングガイドの前記上面部から径方向内側に前記中心軸に向かって延設される第一突起を有する、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の緩衝装置アッセンブリ。
  8. 前記ピストンロッドは、前記ピストンに隣接すると共に前記ピストンから間隔を空けて前記ピストンロッドに配置される第一溝であって、前記ピストンロッド周りに延設され、前記リングガイドの前記第一突起を収容し、前記リングガイドを前記ピストンロッドに固定する、第一溝を有する、
    請求項7に記載の緩衝装置アッセンブリ。
  9. 前記メインチャンバに配置される保持器であって、前記ピストンから間隔を空けて配置され、前記ピストンロッドに取り付けられており、前記リングガイドを受けるよう前記ピストンロッド周りに環状に延設されている保持器を更に備えており、
    前記保持器は、前記リングガイドに隣接している近位側端部と、前記ピストンに隣接し前記ピストンから間隔を空けて配置される連結端部と、の間で延設されている、
    請求項8に記載の緩衝装置アッセンブリ。
  10. 前記保持器は、前記保持器の前記連結端部に配置される第二突起であって、前記ピストンロッドと係合するよう前記保持器の前記連結端部から前記中心軸に向かって内側に延設される第二突起を有しており、
    前記ピストンロッドは、前記ピストン及び前記第一溝に隣接すると共に前記ピストン及び前記第一溝から間隔を空けて前記ピストンロッドに配置される第二溝であって、前記保持器の前記第二突起を収容して前記保持器を前記ピストンロッドに固定するよう前記ピストンロッド周りに延設される第二溝を有する、
    請求項9に記載の緩衝装置アッセンブリ。
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