(57)【要約】【課題】ホルダとコイルスプリングとのかじり現象を防止して、異音の発生やホルダの損傷を防止することであり、また他の目的は緩衝器にこのリバウンドスプリングを使用した場合にあっても、緩衝器の損傷を防止することである。【解決手段】コイルスプリング１の一端または両端にホルダＨ１を有するリバウンドスプリングＫ１において、コイルスプリング１の端部に座巻部１ａを設け、ホルダＨ１に嵌合部３を設け、当該嵌合部３の軸方向長さａが上記座巻部１ａの軸方向長さ以下で、かつ、座巻部１ａの軸方向長さからコイルスプリング１の線材の半径を減算した長さ以上とし、当該座巻部１ａ内周または外周にホルダＨ１の嵌合部３を圧入することを特徴とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルスプリングの一端または両端にホルダを有するリバウンドスプリングにおいて、コイルスプリングの端部に座巻部を設け、ホルダに嵌合部を設け、当該嵌合部の軸方向長さが上記座巻部の軸方向長さ以下で、かつ、座巻部の軸方向長さからコイルスプリングの線材の半径を減算した長さ以上とし、当該座巻部内周または外周にホルダの嵌合部を圧入することを特徴とするリバウンドスプリング。
【請求項２】
ホルダが円筒状本体と、本体から垂設される本体より外周が小径の円筒状の嵌合部を有してなることを特徴とする請求項１に記載のリバウンドスプリング。
【請求項３】
空圧または油圧緩衝器のシリンダ端部のヘッド部材と、ヘッド部材に挿入され、ピストンを介してシリンダに摺動自在に挿入されたピストンロッドの外周に設けたバネ受との間に介装され、ピストンロッドの最大伸び切り時近傍または伸び方向ストローク時で上記ヘッド部材に当接して衝撃を緩衝する請求項１または２に記載のリバウンドスプリング。
【請求項４】
シリンダ内にシリンダ端部のヘッド部材と、ピストンとを介してシリンダ内に移動自在に挿入したピストンロッドとを備えた緩衝器において、請求項１または２に記載のリバウンドスプリングをピストンロッドに挿入するとともに、上記ヘッド部材と、ピストンロッドの外周に設けたバネ受との間に介装して、ピストンロッドの最大伸び切り時近傍または伸び方向ストローク時で上記リバウンドスプリングを上記ヘッド部材に当接して衝撃を緩衝する緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リバウンドスプリングおよびリバウンドスプリングを利用した緩衝器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コイルスプリングの一端または両端にホルダを有するリバウンドスプリングＳは、図５に示すように、コイルスプリング２１の端部を、ホルダ２０に対し水平となるように、擦り切り処理し一巻きの座巻部２１ａを形成し、この座巻部にホルダ２０の上記座巻部２１ａの軸方向長さより軸方向長さが長い円筒状の嵌合部２２を圧入して、ホルダ２０とコイルスプリング２１とを連結している。
【０００３】
そして、たとえば、上述のようなリバウンドスプリングＳは空圧または油圧緩衝器（以下「緩衝器」という）のシリンダ端部に設けられたヘッド部材またはボトム部材とピストンロッド外周に設けたバネ受との間に介装されて、ピストンロッドの最大伸び切り時近傍または伸び方向ストローク時で上記リバウンドスプリングを上記ヘッド部材に当接して衝撃を緩衝するために使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなリバウンドスプリングにあっては、以下のような不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。
【０００５】
すなわち、従来のリバウンドスプリングＳでは、コイルスプリング２１に圧縮力を負荷した場合や、圧縮状態から、ホルダ２０とコイルスプリング２１を分離する方向に引張力が働いた場合に、嵌合部２２の軸方向長さａが座巻部２１ａの軸方向長さより長いので、コイルスプリング２１の座巻部２１ａに隣接する線材が嵌合部２２と擦れてしまう、いわゆるかじり現象を招来する場合がある。
【０００６】
このかじり現象は、リバウンドスプリングが、絶えず伸縮を繰り返す必要のある状況下で使用されつづけると、異音の発生やホルダ損傷の原因となり、また、ホルダとコイルスプリングの線材が擦れることにより、磨耗粉が発生し、このリバウンドスプリングが適用される機器の損傷の原因になりかねない。
【０００７】
また、上述のように、たとえば、特に、当該リバウンドスプリングＳが、緩衝器のシリンダ端部に設けられたヘッド部材とピストンロッド外周に設けたバネ受との間に介装されて、ピストンロッドの最大伸び切り時近傍または伸び方向ストローク時で上記リバウンドスプリングを上記ヘッド部材に当接して衝撃を緩衝するために使用された場合には、上記したかじり現象によって、緩衝器が異音を発生したり、上記磨耗粉によりピストンロッド等を傷つけシール性能を劣化し、ひいては、緩衝器が損傷してしまう恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、ホルダとコイルスプリングとのかじり現象を防止して、異音の発生やホルダの損傷を防止することであり、また他の目的は緩衝器にリバウンドスプリングを使用した場合にあっても、緩衝器の損傷を防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を解決するために、本発明の第１の課題解決手段は、コイルスプリングの一端または両端にホルダを有するリバウンドスプリングにおいて、コイルスプリングの端部に座巻部を設け、ホルダに嵌合部を設け、当該嵌合部の軸方向長さが上記座巻部の軸方向長さ以下で、かつ、座巻部の軸方向長さからコイルスプリングの線材の半径を減算した長さ以上とし、当該座巻部内周または外周にホルダの嵌合部を圧入することを特徴とする。
【００１０】
したがって、嵌合部の軸方向長さが、上記座巻部の軸方向長さ以下で、かつ、座巻部の軸方向長さからコイルスプリングの線材の半径を減算した長さ以上であるから、座巻部に隣接するコイルスプリングの線材が、ホルダの嵌合部と接触することが無い。
【００１１】
すると、上記隣接する線材は、コイルスプリングが伸縮すると、座巻部に当接したり、座巻部から離れたりするように動くが、上述の通り、ホルダの嵌合部と接触することが無いので、かじり現象は回避される。
【００１２】
また、座巻部は、上記コイルスプリングの伸縮によっても、嵌合部が圧入されているので、座巻部と嵌合部との摩擦力によって、嵌合部に対し移動が規制されるので、この部分でのかじり現象が防止されるので、結果的に、ホルダ全体とコイルスプリングとが擦れあうかじり現象が防止されることとなる。
【００１３】
また、第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、ホルダが円筒状本体と、本体から垂設される本体より外周が小径の円筒状の嵌合部を有してなることを特徴とする。
【００１４】
ホルダが上記の形状であるので、コイルスプリングは、上述のようにホルダと強固に連結されると共に、ホルダ本体が上記嵌合部より大径であるから、ホルダがコイルスプリング内に侵入することが防止される。
【００１５】
さらに、第３の課題解決手段は、第１、第２の課題解決手段において、空圧または油圧緩衝器のシリンダ端部のヘッド部材と、ヘッド部材に挿入され、ピストンを介してシリンダに摺動自在に挿入されたピストンロッドの外周に設けたバネ受との間に介装され、ピストンロッドの最大伸び切り時近傍または伸び方向ストローク時で上記ヘッド部材に当接して衝撃を緩衝する。
【００１６】
したがって、この場合には、上述の第１、第２の課題解決手段と同様に、ホルダとコイルスプリングとが擦れあう、かじり現象が防止されるので、異音が発生したり、ホルダとコイルスプリングとが擦れあうことによって生じる磨耗粉が発生しないので、ピストンロッド等を傷つけシール性能を劣化し、ひいては、緩衝器が損傷してしまうことが防止される。
【００１７】
また、さらに、シリンダ内にシリンダ端部のヘッド部材と、ピストンとを介してシリンダ内に移動自在に挿入したピストンロッドとを備えた緩衝器において、第１、第２の解決手段におけるリバウンドスプリングをピストンロッドに挿入するとともに、上記ヘッド部材と、ピストンロッドの外周に設けたバネ受との間に介装して、ピストンロッドの最大伸び切り時近傍または伸び方向ストローク時で上記リバウンドスプリングを上記ヘッド部材に当接して衝撃を緩衝する。
【００１８】
したがって、この場合にも、上述の第１、第２の課題解決手段と同様に、ホルダとコイルスプリングとが擦れあう、かじり現象が防止されるので、異音が発生したり、ホルダとコイルスプリングとが擦れあうことによって生じる磨耗粉が発生しないので、ピストンロッド等を傷つけシール性能を劣化し、ひいては、緩衝器が損傷してしまうことが防止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明には、図１に示す第１の実施の形態と、図３に示す第２の実施の形態とがある。第１の実施の形態のリバウンドスプリングＫ１は、図１に示すように、端部に座巻部１ａを設けたコイルスプリング１と、コイルスプリング１の一端または両端に設けたホルダＨ１とで構成され、ホルダＨ１は、円筒状のホルダ本体２と、本体２から垂設され、外径が本体１より小径の嵌合部３と、嵌合部３の上方に設けたコイルスプリング１を嵌合部３に圧入しやすいようにテーパを設けたガイド４とで構成され、当該嵌合部３の軸方向長さａが上記座巻部１ａの軸方向長さ以下で、かつ、座巻部１ａの軸方向長さからコイルスプリングの線材の半径を減算した長さ以上に形成されている。
【００２０】
ホルダＨ１は、その嵌合部３をコイルスプリング１の座巻部１ａ部分に圧入するため、ある程度の強度を有する材質で形成されれば良いが、後述するように緩衝器の部材同士の干渉防止用として使用される場合には、金属製とすると、緩衝器の部材を傷つけ、そのシール性等を害する場合があるので、この場合には樹脂製とするのが好ましい。
【００２１】
また、コイルスプリング１は、そのコイルスプリングが使用される条件により、バネ定数、巻き数、線材の材質、径等を選定すればよい。ただし、コイルスプリング１の座巻部１ａ部分の内径は、上記の嵌合部３が圧入されることから、嵌合部３の外径に応じて、決定される。
【００２２】
なお、ホルダＨ１の本体２の外径は、嵌合部３の外径より大きいが、本体２の外径を、嵌合部３にコイルスプリング１を圧入した場合のコイルスプリング１の外径より大きくしておけば、このリバウンドスプリングＫ１を、たとえば、狭い空間に配置して使用する場合には、ホルダＨ１の外周面を軸方向に延長してつくられる円筒面と内周面を軸方向に延長してつくられる円筒面と間の空間にコイルスプリング１が存在することとなるので、この空間内ではコイルスプリング１と他部材と干渉することが防止される。　そして、上記嵌合部３をコイルスプリング１の座巻部１ａに圧入される。
【００２３】
つづいて、作用について説明すると、このリバウンドスプリングＫ１のホルダＨ１とコイルスプリング１に圧縮力Ｆが負荷されると、図２に示すように、コイルスプリング１が最圧縮状態となると、コイルスプリング１の線材同士が当接することとなるが、嵌合部３の軸方向長さａは、座巻部１ａの軸方向長さ以下であるので、最圧縮状態にあっても、コイルスプリング１の座巻部１ａ以外の部分、すなわち、圧縮力Ｆがコイルスプリング１に負荷されたときに、ホルダＨ１に対し下方に移動可能な線材の部分は、嵌合部３と接触しないか、嵌合部３の上端にわずかに接触しても、それ以上当該線材は下方へは移動不可能なので、コイルスプリング１と嵌合部３とが擦れあうことはない。すなわち、かじり現象が防止されることとなる。したがって、ホルダとコイルスプリングとのかじり現象を防止されるので、異音の発生やホルダの損傷を防止することが可能である。
【００２４】
今度は、逆に引張力が負荷されても、嵌合部３の軸方向長さａが、座巻部１ａの軸方向長さから線材の半径長さを減算したものより長いので、座巻部１ａと嵌合部３とが、必ず接触している状態となり、この接触している部分の摩擦力により、引張力に抗して、ホルダＨ１とコイルスプリング１との連結状態を維持可能である。
【００２５】
次に、リバウンドスプリングＫ１を緩衝器のクッション部材として、すなわち、後述するヘッド部材１４とピストン１２とが干渉することを防止するために使用した場合について説明する。
【００２６】
緩衝器については、図４に示すように、シリンダ１３と、シリンダ１３を封止するヘッド部材１４と、ヘッド部材１４の摺動自在に貫通するピストンロッド１０と、ピストンロッド１０の端部に設けたピストン１２とで構成されている。なお、図示はしないが、他の構成として緩衝器に必要なバルブやリザーバやボトム部材は適宜設けられることは無論である。
【００２７】
そして、ピストンロッド１０の外周にバネ受１１が接合されており、このバネ受１１と、ヘッド部材１４との間に、ホルダＨ１の内周５をピストンロッド１０に摺接させながら、上記両端にホルダＨ１を有するリバウンドスプリングＫ１が介装されている。
【００２８】
さて、その作用であるが、ピストンロッド１０がシリンダ１３内から退出する、すなわち、緩衝器が伸長する場合、ピストンロッド１０がシリンダ１３に対し図中上昇するが、コイルスプリング１がヘッド部材１４と当接するとコイルスプリング１を縮めていく。つまり、コイルスプリング１には圧縮力が負荷されることとなる。すると、図２に示すように、コイルスプリング１が最圧縮状態となると、コイルスプリング１の線材同士が当接することとなるが、嵌合部３の軸方向長さａは、座巻部１ａの軸方向長さ以下であるので、最圧縮状態にあっても、コイルスプリング１の座巻部以外の部分、すなわち、圧縮力Ｆがコイルスプリング１に負荷されたときに、ホルダＨ１に対し下方に移動可能な線材の部分は、嵌合部３と接触しないか、嵌合部３の上端にわずかに接触しても、それ以上当該線材は下方へは移動不可能なので、コイルスプリング１と嵌合部３とが擦れあうことはない。すなわち、かじり現象が防止されることとなる。
【００２９】
すると、ホルダとコイルスプリングとが擦れあう、かじり現象が防止されるので、緩衝器が異音を発生したり、ホルダとコイルスプリングとが擦れあうことによって生じる磨耗粉が発生しないので、緩衝器内のピストンロッド等を傷つけシール性能を劣化し、ひいては、緩衝器が損傷してしまうことが防止される。
【００３０】
つづいて、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態のリバウンドスプリングＫ２は、図３に示すように、端部に二巻きの座巻部１５ａを設けたコイルスプリング１５と、コイルスプリング１５の一端または両端に設けたホルダＨ２とで構成され、ホルダＨ２は、円筒状のホルダ本体６と、本体６から垂設され、外径が本体６より小径の嵌合部７と、嵌合部７の上方に設けたコイルスプリング１５を嵌合部７に圧入しやすいようにテーパテーパを設けたガイド８とで構成され、当該嵌合部７の軸方向長さが上記座巻部１５ａの軸方向長さ以下で、かつ、座巻部１５ａの軸方向長さからコイルスプリング１５の線材の半径を減算した長さ以上に形成されている。そして、上記嵌合部７をコイルスプリング１５の座巻部１５ａに圧入される。
【００３１】
すなわち、第２の実施の形態では、座巻部を一巻きとした第１の実施の形態に比べ、座巻部の巻き数を１つ増やしているので、嵌合部７の軸方向長さをその分長く設定している。したがって、コイルスプリング端部の座巻部の巻き数を１つ増やすごと、嵌合部の軸方向長さをコイルスプリングの線材の直径分だけ長く設定するようにしてやればよい。
【００３２】
このとき、嵌合部の軸方向長さを座巻部の軸方向長さから線材の半径長さを減算したものより短く設定しても、かじり防止を実現することは可能であるが、特に、緩衝器内にクッションとして使用する場合には、座巻部と嵌合部が接触する面積を増やすことによって、摩擦力を大きくし、コイルスプリング１からホルダＨ２が脱落することを防止をすることが好ましい。
【００３３】
作用について説明すると、このリバウンドスプリングＫ２のホルダＨ２とコイルスプリング１５に圧縮力が負荷されると、第１の実施の形態と同様に、コイルスプリング１５が最圧縮状態となると、コイルスプリング１５の線材同士が当接することとなるが、嵌合部７の軸方向長さａは、座巻部１５ａの軸方向長さ以下であるので、最圧縮状態にあっても、コイルスプリング１５の座巻部１５ａ以外の部分、すなわち、圧縮力がコイルスプリング１５に負荷されたときに、ホルダＨ２に対し下方に移動可能な線材の部分は、嵌合部７と接触しないか、嵌合部７の上端にわずかに接触しても、それ以上当該線材は下方へは移動不可能なので、コイルスプリング１５と嵌合部７とが擦れあうことはない。すなわち、かじり現象が防止されることとなる。
【００３４】
今度は、逆に引張力が負荷されても、嵌合部７の軸方向長さａが、座巻部１５ａの軸方向長さから線材の半径長さを減算したものより長いので、座巻部１５ａと嵌合部７とが、必ず接触している状態となり、この接触している部分の摩擦力により、引張力に抗して、ホルダＨ２とコイルスプリング１５との連結状態を維持可能である。
【００３５】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、リバウンドスプリングのホルダに嵌合部を設け、当該嵌合部の軸方向長さが上記座巻部の軸方向長さ以下で、かつ、座巻部の軸方向長さからコイルスプリングの線材の半径を減算した長さ以上としたから、座巻部に隣接するコイルスプリングの線材が、ホルダの嵌合部と接触することが無い。
【００３６】
すると、上記隣接する線材は、コイルスプリングが伸縮すると、座巻部に当接したり、座巻部から離れたりするように動くが、上述の通り、ホルダの嵌合部と接触することが無いので、かじり現象は回避される。
【００３７】
また、座巻部は、上記コイルスプリングの伸縮によっても、嵌合部が圧入されているので、座巻部と嵌合部との摩擦力によって、嵌合部に対し移動が規制されるので、この部分でのかじり現象が防止されるので、結果的に、ホルダ全体とコイルスプリングとが擦れあうかじり現象が防止されることとなる。
【００３８】
したがって、ホルダとコイルスプリングとのかじり現象を防止されるので、異音の発生やホルダの損傷を防止することが可能である。
【００３９】
さらに、請求項２の発明によれば、リバウンドスプリングのホルダが、円筒状本体と、本体から垂設される本体より外周が小径の円筒状の嵌合部を有しており、コイルスプリングは、上述のようにホルダと強固に連結されると共に、ホルダ本体が上記嵌合部より大径であるから、ホルダがコイルスプリング内に侵入することが防止される。
【００４０】
また、請求項３および４の発明によれば、本発明に係るリバウンドスプリングが空圧または油圧緩衝器のシリンダ端部のヘッド部材と、ヘッド部材に挿入され、ピストンを介してシリンダに摺動自在に挿入されたピストンロッドの外周に設けたバネ受との間に介装されるので、ピストンロッドの最大伸び切り時近傍または伸び方向ストローク時で、上記リバウンドスプリングとヘッド部材とが当接した場合にあっても、ホルダとコイルスプリングとが擦れあう、かじり現象が防止されるので、緩衝器が異音を発生したり、ホルダとコイルスプリングとが擦れあうことによって生じる磨耗粉が発生しないので、ピストンロッド等を傷つけシール性能を劣化し、ひいては、緩衝器が損傷してしまうことが防止される。
【００４１】
また、ホルダがコイルスプリング内に侵入することが防止されるので、結果的に、コイルスプリングに大きな圧縮力が負荷されても、コイルスプリングがヘッド部材またはバネ受と干渉することも防止されている。すなわち、大きな圧縮力が負荷された場合にもこの場合にも、緩衝器が異音を発生したり、ホルダとコイルスプリングとが擦れあうことによって生じる磨耗粉が発生しないので、ピストンロッド等を傷つけシール性能を劣化し、ひいては、緩衝器が損傷してしまうことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるリバウンドスプリングの断面図である。
【図２】第１の実施の形態におけるリバウンドスプリングに圧縮力が負荷された状態の断面図である。
【図３】第２の実施の形態におけるリバウンドスプリングの断面図である。
【図４】緩衝器に第１の実施の形態におけるリバウンドスプリングを配在した状態における断面図である。
【図５】従来のリバウンドスプリングの断面図である。
【符号の説明】
１、１５　コイルスプリング
１ａ、１５ａ　座巻部
２、６　本体
３、７　嵌合部
４、８　ガイド
１０　　ピストンロッド
１１　　バネ受
１２　　ピストン
１３　　シリンダ
１４　　ヘッド部材
Ｈ１、Ｈ２　ホルダ
Ｋ１、Ｋ２　リバウンドスプリング
ａ　嵌合部の軸方向長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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