(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー吸収装置であって、
先端と、基端と、内壁とを有する外部シリンダのハウジング部材と、
前記外部シリンダ内に回転可能に取り付けられたショックチューブであって、
内表面と、
外表面と、
前記ショックチューブの長軸に沿って一列に並んだ一群の穴を含み、前記穴の各々は流体が前記穴の中を通過することを許容するように前記ショックチューブの前記内表面から前記ショックチューブの前記外表面へと貫通することと、
前記ショックチューブの前記外表面上にテーパ状溝を含み、前記テーパ状溝は一群の一列に並んだ前記穴にわたる、前記ショックチューブの長軸に沿った長さを有し、前記テーパ状溝は一群の一列に並んだ前記穴の位置から開始され、且つ、前記ショックチューブの前記外表面内へ向かう第一深度を形成することと、前記テーパ状溝は前記ショックチューブの周囲の別の位置で終了し、且つ、前記ショックチューブの前記外表面内へ向かう第二深度を形成することと、前記第二深度は前記第一深度よりも浅く、前記テーパ状溝の深度は前記第一深度から前記第二深度へとテーパ状になることと
を含むショックチューブと、
ヘッド部とロッド部とを含むピストンを含み、前記ヘッド部は前記ショックチューブ内に摺動可能に保持されることと、前記ロッド部は前記ヘッド部から前記外部シリンダの前記基端を通して延び、且つ、移動中に外部本体に係合するように構成されることと、
前記外部シリンダ内に収容されたアキュムレータを含み、前記アキュムレータは前記ピストンの前記ヘッド部が前記外部シリンダの前記先端に向かって移動する時に前記ショックチューブの内部から前記流体を回収することと、
前記外部シリンダの前記内壁に形成された流路を含み、前記流路は前記外部シリンダの長さに沿って延び、且つ、前記アキュムレータと流体連通することと、前記ショックチューブと前記外部シリンダとの間の相対的な回転によって前記ショックチューブから一群の一列に並んだ前記穴と、前記テーパ状溝と、前記流路とを通した前記アキュムレータへの前記流体の流量を調節可能に変化させるため、前記テーパ状溝のどの部分を前記流路と接続するかを変化させることと、前記回転によって前記エネルギー吸収装置の減衰を変化させることと
を含むエネルギー吸収装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエネルギー吸収装置において、前記テーパ状溝は前記ショックチューブの周囲に延びるエネルギー吸収装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエネルギー吸収装置において、前記テーパ状溝の前記第一深度は前記ショックチューブの厚さであり、前記テーパ状溝の前記第二深度はゼロであるエネルギー吸収装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエネルギー吸収装置において、前記流路の幅は一群の一列に並んだ前記穴の幅に少なくとも等しいエネルギー吸収装置。
【請求項５】
請求項１に記載のエネルギー吸収装置において、前記エネルギー吸収装置の減衰は所与の時点で前記流路に接続される点における前記テーパ状溝の幅及び深度の投影面積に基づくエネルギー吸収装置。
【請求項６】
請求項１に記載のエネルギー吸収装置において、
前記ショックチューブの長軸に沿って一列に並んだ複数の群の前記穴を含み、各群の一列に並んだ前記穴は前記ショックチューブの周囲の異なる位置に配置されることと、
複数の群の一列に並んだ前記穴に対応する複数の前記テーパ状溝を含み、前記テーパ状溝の各々は対応する一群の一列に並んだ前記穴の位置から開始されることと
をさらに含むエネルギー吸収装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエネルギー吸収装置において、
複数の群の一列に並んだ前記穴に対応する複数の前記流路を含み、前記流路の各々は前記外部シリンダの前記内壁の周囲の異なる位置に形成されることと
をさらに含むエネルギー吸収装置。
【請求項８】
エネルギー吸収装置であって、
先端と、基端と、内壁とを有する外部シリンダのハウジング部材と、
前記外部シリンダ内に回転可能に取り付けられたショックチューブであって、
内表面と、
外表面と、
前記ショックチューブの長軸に沿って一列に並んだ一群の穴を含み、前記穴の各々は流体が前記穴の中を通過することを許容するように前記ショックチューブの前記内表面から前記ショックチューブの前記外表面へと貫通することと、
前記ショックチューブの前記外表面上に一群の一列に並んだ前記穴に対応する一群のテーパ状溝を含み、前記テーパ状溝の各々は対応する前記穴の位置から開始され、且つ、前記ショックチューブの前記外表面内へ向かう第一深度を形成することと、前記テーパ状溝の各々は前記ショックチューブの周囲の別の位置で終了し、且つ、前記ショックチューブの前記外表面内へ向かう第二深度を形成することと、前記テーパ状溝の前記第二深度は前記テーパ状溝の前記第一深度よりも浅く、前記テーパ状溝の深度は前記第一深度から前記第二深度へとテーパ状になることと、前記テーパ状溝の各々は対応する前記穴に対して周方向において非対称であることと
を含むショックチューブと、
ヘッド部とロッド部とを含むピストンを含み、前記ヘッド部は前記ショックチューブ内に摺動可能に保持されることと、前記ロッド部は前記ヘッド部から前記外部シリンダの前記基端を通して延び、且つ、移動中に外部本体に係合するように構成されることと、
前記外部シリンダ内に収容されたアキュムレータを含み、前記アキュムレータは前記ピストンの前記ヘッド部が前記外部シリンダの前記先端に向かって移動する時に前記ショックチューブの内部から前記流体を回収することと、
前記外部シリンダの前記内壁に形成された流路を含み、前記流路は前記外部シリンダの長さに沿って延び、且つ、前記アキュムレータと流体連通することと、前記ショックチューブと前記外部シリンダとの間の相対的な回転によって前記ショックチューブから一群の一列に並んだ前記穴と、前記テーパ状溝と、前記流路とを通した前記アキュムレータへの前記流体の流量を調節可能に変化させるため、前記テーパ状溝のどの部分を前記流路と接続するかを変化させることと、前記回転によって前記エネルギー吸収装置の減衰を変化させることと
を含むエネルギー吸収装置。
【請求項９】
請求項８に記載のエネルギー吸収装置において、前記テーパ状溝は前記ショックチューブの周囲に延びるエネルギー吸収装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のエネルギー吸収装置において、前記テーパ状溝の前記第一深度は前記ショックチューブの厚さであり、前記テーパ状溝の前記第二深度はゼロであるエネルギー吸収装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のエネルギー吸収装置において、前記流路の幅は一群の一列に並んだ前記穴の幅に少なくとも等しいエネルギー吸収装置。
【請求項１２】
請求項８に記載のエネルギー吸収装置において、前記エネルギー吸収装置の減衰は所与の時点で前記流路に接続される点における前記テーパ状溝の幅及び深度の投影面積の累積に基づくエネルギー吸収装置。
【請求項１３】
請求項８に記載のエネルギー吸収装置において、前記テーパ状溝は前記ショックチューブの周囲の異なる位置で終了するエネルギー吸収装置。
【請求項１４】
請求項８に記載のエネルギー吸収装置において、
前記ショックチューブの長軸に沿って一列に並んだ複数の群の前記穴を含み、各群の一列に並んだ前記穴は前記ショックチューブの周囲の異なる位置に配置されることと、
複数の群の一列に並んだ前記穴に対応する複数の群の前記テーパ状溝を含み、各群の前記テーパ状溝は対応する一群の一列に並んだ前記穴の位置から開始されることと
をさらに含むエネルギー吸収装置。
【請求項１５】
請求項８に記載のエネルギー吸収装置において、
前記外部シリンダの前記基端にシリンダ端を含むことと、
前記シリンダ端の前記外表面上に端溝を含み、前記端溝は前記シリンダ端の前記外表面上の第一の位置から開始され、且つ、前記シリンダ端の前記外表面内へ向かう端溝第一深度を形成することと、前記端溝は前記シリンダ端の周囲の第二の位置で終了し、且つ、前記シリンダ端の前記外表面内へ向かう端溝第二深度を形成することと、前記端溝第二深度は前記端溝第一深度よりも浅く、前記端溝の深度は前記端溝第一深度から前記端溝第二深度へとテーパ状になることと、
前記シリンダ端に第一オリフィスを含み、前記第一オリフィスは前記ショックチューブの内部と前記端溝とに流体連通し、且つ、前記ピストンの前記ヘッド部が前記外部シリンダの前記基端に向かって移動する時に前記ショックチューブの内部から前記端溝へと前記流体が流れることを許容することと、
前記ショックチューブに第二オリフィスを含み、前記第二オリフィスは前記端溝と前記アキュムレータとに流体連通し、且つ、前記ピストンの前記ヘッド部が前記外部シリンダの前記基端に向かって移動する時に前記端溝から前記アキュムレータへと前記流体が流れることを許容することと、前記ショックチューブと前記外部シリンダとの間の相対的な回転によって前記ショックチューブから前記第一オリフィスと、前記端溝と、前記第二オリフィスとを通した前記アキュムレータへの前記流体の流量を調節可能に変化させるため、前記端溝のどの部分を前記第二オリフィスと接続するかを変化させることと、前記回転によって前記エネルギー吸収装置の減衰を変化させることと
をさらに含むエネルギー吸収装置。
【請求項１６】
エネルギー吸収装置であって、
先端と、基端と、内壁とを有する外部シリンダのハウジング部材と、
前記外部シリンダ内に回転可能に取り付けられたショックチューブを含み、前記ショックチューブは内表面と、外表面と、前記ショックチューブの長さに沿って配置された複数の群の穴とを含むことと、各群の前記穴は前記ショックチューブの周囲の距離にわたることと、各群の前記穴の各々は前記ショックチューブの周囲の異なる位置に配置されることと、前記穴の各々は流体が前記穴の中を通過することを許容するように前記ショックチューブの前記内表面から前記ショックチューブの前記外表面へと貫通することと、
ヘッド部とロッド部とを含むピストンを含み、前記ヘッド部は前記ショックチューブ内に摺動可能に保持されることと、前記ロッド部は前記ヘッド部から前記外部シリンダの前記基端を通して延び、且つ、移動中に外部本体に係合するように構成されることと、
前記外部シリンダ内に収容されたアキュムレータを含み、前記アキュムレータは前記ピストンの前記ヘッド部が前記外部シリンダの前記先端に向かって移動する時に前記ショックチューブの内部から前記流体を回収することと、
前記外部シリンダの前記内壁に形成された流路を含み、前記流路は前記外部シリンダの長さに沿って延び、且つ、前記アキュムレータと流体連通することと、前記流路は前記穴の複数の群の各々にわたる周方向幅を有することと、前記ショックチューブと前記外部シリンダとの間の相対的な回転によって前記ショックチューブから前記流路とともに整合した前記穴と、前記流路とを通した前記アキュムレータへの前記流体の流量を選択可能に変化させるため、前記穴の群の内のどの穴が前記流路とともに整合するかを変化させることと、前記回転によって前記エネルギー吸収装置の減衰を変化させることと
を含むエネルギー吸収装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のエネルギー吸収装置において、複数の群の前記穴は前記ショックチューブの周囲に螺旋状に配置されるエネルギー吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は可変減衰プロファイルを有するショックアブソーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどの従来の調節不可能なショックアブソーバにおいては、ストロークプロファイルに対比して進行性、矩形波、ダッシュポット、又は自己補正の衝撃力をそれぞれ送達するように設計することができるが、各々が単一の減衰プロファイルを有する個別のショックアブソーバユニットの中からユーザが選択をしなければならなかった。従って、これら従来のショックアブソーバでは、選択された特定のストロークプロファイルに対比した衝撃力の狭い帯域にパフォーマンスが調節され、負荷及び衝撃速度の変動を含む動作状態の変化を保証することができなかった。他の従来のショックアブソーバでは、矩形波又はダッシュポット減衰プロファイルとしてのみ減衰を調節可能であるために、特定の脆弱な負荷が適用される状態には適さない可能性があった。そのようなショックアブソーバの一例が特許文献１に記載されているが、ここでショックアブソーバには、オイルの流路を提供するためだけでなく、オリフィスからの流体の流れを遮断又は計測するための両方の目的のために螺旋状の溝が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，５９８，９０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、本明細書に開示されたショックアブソーバ装置は単一で多様な範囲にわたる用途を兼ね備える。本明細書には、単一のショックアブソーバ内における様々な構成要素（例えば、ピストンヘッド、ショックチューブ、シリンダ端、外部シリンダ、及び調節機構）の間の相互作用の新規な組み合わせが開示される。従来の装置において最も複雑度が高いものであっても、例えば三つの部品の間の相互作用に限定されていたこの工業分野において、このような相互作用は未だ発見されていない。本明細書に開示された構成要素を併せて検討し、相互に関連する単一のアセンブリとして設計することで、単一の装置内において多様な範囲にわたる用途を兼ね備えることが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の例示的な一実施形態は、外部シリンダのハウジング部材と、ショックチューブと、ピストンと、アキュムレータとを含むエネルギー吸収装置である。外部シリンダは先端と、基端と、内壁と、外部シリンダの内壁に形成された流路とを有する。流路は実質的に外部シリンダの長さに沿って延び、アキュムレータと流体連通する。ピストンはヘッド部とロッド部とを含む。ヘッド部はショックチューブ内に摺動可能に保持され、ロッド部はヘッド部から外部シリンダの基端を通して延び、且つ、移動中に外部本体に係合する。アキュムレータは外部シリンダ内に収容され、且つ、ピストンのヘッド部が外部シリンダの先端に向かって移動する時にショックチューブの内部から流体を回収する。
【０００６】
ショックチューブは外部シリンダ内に回転可能に取り付けられ、且つ、内表面と、外表面と、ショックチューブの長軸に沿って一列に並んだ一群の穴とを有する。各穴は流体がその中を通過することを許容するようにショックチューブの内表面からショックチューブの外表面へと貫通する。ショックチューブはまた、ショックチューブの外表面上にテーパ状溝を有する。このテーパ状溝は一群の一列に並んだ穴にわたる、ショックチューブの長軸に沿った長さを有する。テーパ状溝は一群の一列に並んだ穴の位置から開始されるが、これはショックチューブの外表面内へ向かう第一深度を形成する。テーパ状溝はショックチューブの周囲の別の位置で終了するが、これはショックチューブの外表面内へ向かう第二深度を形成する。第二深度は第一深度よりも浅く、テーパ状溝の深度は第一深度から第二深度へとテーパ状になる。
【０００７】
ショックチューブと外部シリンダとの間の相対的な回転によって、ショックチューブから一群の一列に並んだ穴と、テーパ状溝と、流路とを通したアキュムレータへの流体の流量を調節可能に変化させるため、テーパ状溝のどの部分を流路と接続するかを変化させる。このような回転によって、エネルギー吸収装置の減衰を変化させる。
【０００８】
多くの実施形態において、テーパ状溝は実質的にショックチューブの周囲（例えば、ショックチューブの周囲に約３５０度）に延びてもよい。流路の幅は一群の一列に並んだ穴の幅に少なくとも等しくすることができる。多くの実施形態において、テーパ状溝の第一深度は実質的にショックチューブの厚さであってもよく、テーパ状溝の第二深度は例えばゼロ、又はほぼゼロであってもよい。多くの実施形態において、エネルギー吸収装置の減衰は、所与の時点で流路に接続される点におけるテーパ状溝の幅及び深度の投影面積に基づく。
【０００９】
いくつかの実施形態において、エネルギー吸収装置はショックチューブの長軸に沿って一列に並んだ複数の群の穴を含み、各群の一列に並んだ穴はショックチューブの周囲の異なる位置に配置される。このような実施形態では、複数の群の一列に並んだ穴に対応する複数のテーパ状溝を含んでもよい。これらのテーパ状溝はそれぞれ、対応する一群の一列に並んだ穴にわたる、ショックチューブの長軸に沿った長さを有する。各テーパ状溝は対応する一群の一列に並んだ穴の位置から開始される。複数の群の一列に並んだ穴を有する実施形態において、各群の一列に並んだ穴は異なる種類の減衰（例えば、矩形波減衰、ダッシュポット減衰、進行性減衰、又は自己補正減衰）を提供することができる。複数の群の一列に並んだ穴を有する実施形態において、エネルギー吸収装置は一つ以上の流路を含んでもよい。複数の群の一列に並んだ穴と一つの流路とを有する実施形態において、ユーザはどのテーパ状溝を流路に接続するかを選択することができる。代わりに、エネルギー吸収装置は複数の群の一列に並んだ穴に対応する複数の流路を含んでもよく、その場合、各流路は外部シリンダの内壁の周囲の異なる位置に形成される。
【００１０】
本発明の他の例示的な実施形態は、外部シリンダのハウジング部材と、ショックチューブと、ピストンと、アキュムレータとを含むエネルギー吸収装置である。外部シリンダは先端と、基端と、内壁と、外部シリンダの内壁に形成された流路とを有する。流路は実質的に外部シリンダの長さに沿って延び、アキュムレータと流体連通する。ピストンはヘッド部とロッド部とを含む。ヘッド部はショックチューブ内に摺動可能に保持され、ロッド部はヘッド部から外部シリンダの基端を通して延び、且つ、移動中に外部本体に係合する。アキュムレータは外部シリンダ内に収容され、且つ、ピストンのヘッド部が外部シリンダの先端に向かって移動する時にショックチューブの内部から流体を回収する。
【００１１】
ショックチューブは外部シリンダ内に回転可能に取り付けられ、且つ、内表面と、外表面と、ショックチューブの長軸に沿って一列に並んだ一群の穴とを有する。各穴は流体がその中を通過することを許容するようにショックチューブの内表面からショックチューブの外表面へと貫通する。ショックチューブはまた、ショックチューブの外表面上に一群の一列に並んだ穴に対応する一群のテーパ状溝を有する。各テーパ状溝は対応する穴の位置から開始されるが、これはショックチューブの外表面内へ向かう第一深度を形成する。各テーパ状溝はショックチューブの周囲の別の位置で終了するが、これはショックチューブの外表面内へ向かう第二深度を形成する。溝の第二深度は溝の第一深度よりも浅く、溝の深度は第一深度から第二深度へとテーパ状になる。
【００１２】
ショックチューブと外部シリンダとの間の相対的な回転によって、ショックチューブから一群の一列に並んだ穴と、テーパ状溝と、流路とを通したアキュムレータへの流体の流量を調節可能に変化させるため、テーパ状溝のどの部分を流路と接続するかを変化させる。このような回転によって、エネルギー吸収装置の減衰を変化させる。
【００１３】
多くの実施形態において、テーパ状溝は実質的にショックチューブの周囲（例えば、ショックチューブの周囲に約３５０度）に延びてもよい。他の実施形態において、テーパ状溝はショックチューブの周囲の異なる位置で終了することができる。流路の幅は一群の一列に並んだ穴の幅に少なくとも等しくすることができる。多くの実施形態において、テーパ状溝の第一深度は実質的にショックチューブの厚さであってもよく、テーパ状溝の第二深度は例えばゼロ、又はほぼゼロであってもよい。多くの実施形態において、エネルギー吸収装置の減衰は、所与の時点で流路に接続される点におけるテーパ状溝の幅及び深度の投影面積の累積に基づく。
【００１４】
いくつかの実施形態において、エネルギー吸収装置はショックチューブの長軸に沿って一列に並んだ複数の群の穴を含み、各群の一列に並んだ穴はショックチューブの周囲の異なる位置に配置される。このような実施形態では、複数の群の一列に並んだ穴に対応する複数の群のテーパ状溝を含んでもよく、各群のテーパ状溝は対応する一群の一列に並んだ穴の位置から開始される。複数の群の一列に並んだ穴を有する実施形態において、各群の一列に並んだ穴は異なる種類の減衰（例えば、矩形波減衰、ダッシュポット減衰、進行性減衰、又は自己補正減衰）を提供することができる。複数の群の一列に並んだ穴を有する実施形態において、エネルギー吸収装置は一つ以上の流路を含んでもよい。複数の群の一列に並んだ穴と一つの流路とを有する実施形態において、ユーザはテーパ状溝のどの群を流路に接続するかを選択することができる。代わりに、エネルギー吸収装置は複数の群のテーパ状溝に対応する複数の流路を含んでもよく、その場合、各流路は外部シリンダの内壁の周囲の異なる位置に形成される。
【００１５】
本発明の他の例示的な実施形態は、外部シリンダのハウジング部材と、ショックチューブと、ピストンと、アキュムレータとを含むエネルギー吸収装置である。外部シリンダは先端と、基端と、内壁と、外部シリンダの内壁に形成された流路とを有する。流路は実質的に外部シリンダの長さに沿って延び、アキュムレータと流体連通する。ピストンはヘッド部とロッド部とを含む。ヘッド部はショックチューブ内に摺動可能に保持され、ロッド部はヘッド部から外部シリンダの基端を通して延び、且つ、移動中に外部本体に係合する。アキュムレータは外部シリンダ内に収容され、且つ、ピストンのヘッド部が外部シリンダの先端に向かって移動する時にショックチューブの内部から流体を回収する。
【００１６】
ショックチューブは外部シリンダ内に回転可能に取り付けられ、且つ、内表面と、外表面と、複数の群の穴とを有する。各群の穴はショックチューブの周囲の異なる位置に配置され、各穴は流体がその中を通過することを許容するようにショックチューブの内表面からショックチューブの外表面へと貫通する。
【００１７】
流路は穴の複数の群の内の一つの群とともに一時に整合するような幅を有する。ショックチューブと外部シリンダとの間の相対的な回転によって、ショックチューブから流路とともに整合した穴と、流路とを通したアキュムレータへの流体の流量を選択可能に変化させるため、穴のどの群が流路とともに整合するかを変化させる。このような回転によって、エネルギー吸収装置の減衰を変化させる。
【００１８】
多くの実施形態において、各群の穴は異なる種類の減衰（例えば、矩形波減衰、ダッシュポット減衰、進行性減衰、又は自己補正減衰）を提供することができる。いくつかの実施形態において流路はその長さに沿って幅が変化し、いくつかの実施形態において複数の群の穴はショックチューブの周囲に螺旋状に配置することができる。
【００１９】
開示された実施形態の何れかにおいて、エネルギー吸収装置はまた、外部シリンダの基端にシリンダ端と、シリンダ端の外表面上に端溝と、シリンダ端に第一オリフィスと、ショックチューブに第二オリフィスとを含んでもよい。端溝はシリンダ端の外表面上の第一の位置から開始されるが、これはシリンダ端の外表面内へ向かう第一深度を形成する。端溝はシリンダ端の周囲の第二の位置で終了するが、これはシリンダ端の外表面内へ向かう第二深度を形成する。端溝の第二深度は端溝の第一深度よりも浅く、端溝の深度は端溝の第一深度から端溝の第二深度へとテーパ状になる。（シリンダ端の）第一オリフィスはショックチューブの内部と端溝とに流体連通し、且つ、ピストンのヘッド部が外部シリンダの基端に向かって移動する時にショックチューブの内部から端溝へと流体が流れることを許容する。（ショックチューブの）第二オリフィスは端溝とアキュムレータとに流体連通し、且つ、ピストンのヘッド部が外部シリンダの基端に向かって移動する時に端溝からアキュムレータへと流体が流れることを許容する。ショックチューブと外部シリンダとの間の相対的な回転によって、ショックチューブから（シリンダ端の）第一オリフィスと、端溝と、（ショックチューブの）第二オリフィスとを通したアキュムレータへの流体の流量を調節可能に変化させるため、端溝のどの部分を（ショックチューブの）第二オリフィスと接続するかを変化させる。このような回転によって、エネルギー吸収装置の減衰を変化させる。
【００２０】
上記の内容は、同様の参照番号が異なる図面を通して同様の部分を示す添付の図面に示すように、本発明の例示的な実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、むしろ本発明の実施形態を説明することに重点を置く。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の例示的な一実施形態に係るエネルギー吸収装置の概略断面図である。
【図２】本発明の例示的な一実施形態に係るエネルギー吸収装置の概略断面図である。
【図３Ａ】本発明の例示的な一実施形態に係るテーパ状溝を有するショックチューブの概略図である。
【図３Ｂ】本発明の例示的な一実施形態に係るテーパ状溝を有するショックチューブの概略図である。
【図４Ａ】本発明の例示的な一実施形態に係るテーパ状溝を有するショックチューブの概略図である。
【図４Ｂ】本発明の例示的な一実施形態に係るテーパ状溝を有するショックチューブの概略図である。
【図４Ｃ】本発明の例示的な一実施形態に係るテーパ状溝を有するショックチューブの概略図である。
【図４Ｄ】本発明の例示的な一実施形態に係るテーパ状溝を有するショックチューブの概略図である。
【図５Ａ】本発明の例示的な一実施形態に係る少なくとも一つのテーパ状溝を有するショックチューブの概略図である。
【図５Ｂ】本発明の例示的な一実施形態に係る少なくとも一つのテーパ状溝を有するショックチューブの概略図である。
【図６】本発明の例示的な一実施形態に係る減衰調節のために用いられるシリンダ端上にテーパ状溝を有するエネルギー吸収装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の例示的な実施形態の説明は以下の通りである。
本明細書には、単一のショックアブソーバ内における様々な構成要素（例えば、ピストンヘッド、ショックチューブ、シリンダ端、外部シリンダ、及び調節機構）の特徴の間の相互作用の新規な組み合わせが開示される。このような部品を協調して相互作用させ、予測可能に動作させるための設計及び開発は明白でも容易でもない。非線形的な流れ、流路、複数の流路の間の相互作用効果、また、装置の顧客志向に応じてアクティブ又は非アクティブとする流路についての熟考された工学技術は、未だ誰も実現できていない。本明細書には、指定された用途において最も有利なストローク減衰プロファイルに対比した衝撃力を選択し、従来は単一装置内に兼ね備えることのできなかった減衰特性の選択という技術を単一のショックアブソーバ内に兼ね備えることができる装置が開示される。これによってショックアブソーバのユーザは単一且つ単純な製品の選択決定を行い、従ってユーザがショックアブソーバの特定の用途のために所望する正確なパフォーマンスを発揮するように装置を調節することが可能になる。
【００２３】
図１は、本発明の例示的な一実施形態に係るエネルギー吸収装置１００の概略断面図である。図１は、互いに整合した装置１００の例示的な構成要素を示す。図１に示す実施形態は負荷の下で内部シリンダ（ショックチューブ）１１０の内部へと軸方向に移動するピストンヘッド１１５を含む。ショックチューブ１１０は第二シリンダ（外部シリンダ）１０５の内部に配置され、外部シリンダの遠位端部における構成要素である遠位シリンダ端１３５に接続される。ショックチューブ１１０及びシリンダ端１３５は、ショックチューブ１１０の外径と外部シリンダ１０５の内径との間で機械的に近接して適合されるが、外部に位置する調節部品（例えば、調節つまみ）１５０を介して回転させることができる。外部シリンダ１０５の内径は円形であるが、装置１００の一側面に軸方向に延びる流路１４０によって遮られる。この流路１４０は一定の面積としてもよいし、外部シリンダの軸上の位置に対比して可変なサイズとなるように構成してもよい。
【００２４】
ショックチューブ１１０は穴（一群の穴）１４５の複数の配置とともに構成することができ、穴の各群は外部シリンダ１０５の内径面上の流路１４０とほぼ同じサイズであり、ショックチューブ１１０上の領域に限定される。穴１４５の各群は流路１４０に沿った「オリフィスパターン」と呼ぶことができ、装置１００の効果的な減衰特性を決定する。各パターンが異なる入力条件の下で最適なパフォーマンスを発揮するように調節された状態で、複数のオリフィスパターンを単一のショックチューブ内に組み込んでもよい。ユーザは外部シリンダ１０５に対して相対的にショックチューブ１１０を回転させることによって、どのパターンをアクティブとするかを選択することができる。いくつかの実施形態においてオリフィスパターン１４５は、外部シリンダ１０５の内径壁内の流路１４０と協調して設計された螺旋状の構成とすることができる。この構成は、ユーザが従来の調節可能なショックアブソーバと同様の方法で調節することができる装置において、効果的に矩形波減衰を実現する。
【００２５】
単一の装置１００内にダッシュポット、矩形波、進行波、及び自己補正減衰を兼ね備える技術は、調節可能な装置内において入力速度パフォーマンスに対比したほぼ直線的な減衰力を送達する技術としてそれ自体前例がない。これは装置１００のユーザのサイズ計算及びサイズ決定をはるかに容易にし、且つ、ユーザがショックアブソーバ１００を例えば調節つまみ１５０の回転によって特定の用途に容易且つ簡便に調節することを可能にする。これはまた、製造工程における製品のばらつきを低減し、従来のショックアブソーバのモデルよりも製造量をはるかに低いレベルとすることができるため、経済的である。
【００２６】
図２は、本発明の例示的な一実施形態に係るエネルギー吸収装置２００の概略断面図である。図２は外部シリンダ２０５の内径上の例示的な流路２４０を、三つのオリフィスパターン２４５を含むショックチューブ２１０とともにより詳細に示す。図示の例示的な実施形態は、流路２４０が一時に三つのオリフィスパターン２４５の内の一つのみとしか整合できないためにオリフィスパターン２４５の内の一つのみが所与の時点においてアクティブとなることによって、図２に示す例示的な装置２００が一つの装置内において三つの個別のショックアブソーバとして機能し得るということを示す。
【００２７】
図３Ａ及び３Ｂは、本発明の例示的な一実施形態に係るテーパ状溝３２０を有するショックチューブ３１０の概略図である。図３Ａ及び３Ｂに示す例示的なショックチューブ３１０はショックチューブ３１０の外径上に少なくとも一つの周テーパ状溝３２０を含む。一方の端部におけるテーパ状溝３２０はショックチューブ３１０内へ向かう所定の深度を形成し、溝３２０の他方の端部においてより浅い深度となるようにテーパ状になる。例えば、テーパ状溝３２０はショックチューブ３１０の外径の周囲に約３５０度延びてもよく、一方の端部から所定の深度で開始され、溝３２０が開始された位置から約３５０度の、溝３２０の他方の端部でゼロの深度までテーパ状となってもよい。外部シリンダ（図示なし）の長さに沿って軸方向に入れられたスロットは、オイル又は流体がオリフィス３３０、溝３２０、及びスロット（図示なし）を通して流れることを許容するように溝３２０に接続する。スロットは図２に示す流路２４０と同様のものであるが、より狭いものであってもよい。
【００２８】
外部シリンダのスロットがテーパ状溝３２０の一部分と整合した時、テーパ状溝３２０は結果として投影面積と、装置のオイル又は流体が移動するための流路とを提供する。投影面積は溝３２０の幅及び深度と、スロットの幅とに基づく。ショックチューブ３１０が外部シリンダに対して相対的に回転された時、外部シリンダのスロットはテーパ状溝３２０の異なる部分と整合する。外部シリンダに相対したショックチューブ３１０の回転によって溝３２０の深度が変化すると、それを通してオイル又は流体が移動し得る投影面積も変化する。外部シリンダに対して相対的にショックチューブ３１０が回転し、従って投影面積が変化することによって、ショックアブソーバの減衰を調節することができる。いくつかの実施形態において、ショックチューブの様々なオリフィス３３０は様々な回転流遮断路を実現するため、溝３２０に沿った異なる開始点及び終了点を有してもよい。さらなる、又は他の実施形態においてショックチューブ３１０は、ショックチューブ３１０の周囲の異なる点において開始、終了する複数のテーパ状溝３２０を含んでもよい。
【００２９】
図３Ａ及び３Ｂの例示的なショックチューブ３１０は外部シリンダのハウジング部材と、ショックチューブ３１０と、ピストンと、アキュムレータとを含むエネルギー吸収装置における使用に適しており、ここでショックチューブ３１０は外部シリンダ内に回転可能に取り付けられ、且つ、内表面と、外表面と、ショックチューブ３１０の長軸に沿って一列に並んだ一群の穴３３０とを有する。このような装置において、各穴３３０は流体がその中を通過することを許容するようにショックチューブ３１０の内表面からショックチューブ３１０の外表面へと貫通する。ショックチューブ３１０はまた、ショックチューブ３１０の外表面上に、一群の一列に並んだ穴３３０に対応する一群のテーパ状溝３２０を有する。各テーパ状溝３２０は対応する穴３３０の位置から開始されるが、これはショックチューブの外表面内へ向かう第一深度を形成する。各テーパ状溝３２０はショックチューブ３１０の周囲の別の位置で終了するが、これはショックチューブ３１０の外表面内へ向かう第二深度を形成する。溝３２０の第二深度は溝３２０の第一深度よりも浅く、溝３２０の深度は第一深度から第二深度へとテーパ状になる。
【００３０】
このようなエネルギー吸収装置において、外部シリンダは先端と、基端と、内壁と、外部シリンダの内壁に形成された流路とを有する（図示なし）。流路は実質的に外部シリンダの長さに沿って延び、アキュムレータと流体連通する。ピストンはヘッド部とロッド部とを含む。ヘッド部はショックチューブ内に摺動可能に保持され、ロッド部はヘッド部から外部シリンダの基端を通して延び、且つ、移動中に外部本体に係合する。アキュムレータは外部シリンダ内に収容され、且つ、ピストンのヘッド部が外部シリンダの先端に向かって移動する時にショックチューブの内部から流体を回収する。ショックチューブ３１０と外部シリンダとの間の相対的な回転によって、ショックチューブから一群の一列に並んだ穴３３０と、テーパ状溝３２０と、流路とを通したアキュムレータへの流体の流量を調節可能に変化させるため、テーパ状溝３２０のどの部分を流路と接続するかを変化させる。このような回転によって、エネルギー吸収装置の減衰を変化させる。
【００３１】
図４Ａ〜４Ｄは、本発明の例示的な一実施形態に係るテーパ状溝４２０を有するショックチューブ４１０の概略図である。図４Ａ〜４Ｄは複数の周テーパ状溝４２０を有する例示的なショックチューブ４１０の様々な図を示す。
【００３２】
図５Ａ及び５Ｂは、本発明の例示的な一実施形態に係る少なくとも一つのテーパ状溝５２０、又は５２５、５３５を有する例示的なショックチューブ５１０、５１２の概略図である。例えば図５Ａに示す例示的なショックチューブ５１０は、ショックチューブ５１０の外径上に周テーパ状溝５２０を含む。テーパ状溝５２０は一方の端部においてショックチューブ５１０内へ向かう所定の深度５２２を形成し、テーパ状溝５２０の他方の端部においてより浅い深度５２４となるようにテーパ状になる。例えば、テーパ状溝５２０はショックチューブ５１０の外径の周囲に約３５０度延びてもよく、一方の端部から所定の深度５２２で開始され、テーパ状溝５２０が開始された点から約３５０度の、テーパ状溝５２０の他方の端部でゼロの深度５２４までテーパ状となってもよい。外部シリンダ（図示なし）の長さに沿って軸方向に入れられたスロットは、オイル又は流体がオリフィス５３０、テーパ状溝５２０、及びスロット（図示なし）を通して流れることを許容するようにテーパ状溝５２０に接続する。スロットは図２に示す流路２４０と同様のものであるが、より狭いものであってもよい。多くの実施形態において、テーパ状溝５２０はショックチューブのオリフィスパターン５３０の長さにわたるように開始される。例えば図５Ｂに示すように、いくつかの実施形態においてショックチューブ５１２は、ショックチューブ５１２の周囲の異なる点５２３、５２６、５３２、５３４において開始、終了する複数のテーパ状溝５２５、５３５を含んでもよく、外部シリンダは対応する複数のスロット（図示なし）を含んでもよい。
【００３３】
例えば図５Ａを参照すると、外部シリンダのスロットがテーパ状溝５２０の一部分と整合した時、テーパ状溝５２０は結果として投影面積と、装置のオイル又は流体が移動するための流路とを提供する。投影面積はテーパ状溝５２０の幅及び深度と、スロットの幅とに基づく。ショックチューブ５１０が外部シリンダに対して相対的に回転された時、外部シリンダのスロットはテーパ状溝５２０の異なる部分と整合する。外部シリンダに相対したショックチューブ５１０の回転によってテーパ状溝５２０の深度が変化すると、それを通してオイル又は流体が移動し得る投影面積も変化する。外部シリンダに対して相対的にショックチューブ５１０が回転し、従って投影面積が変化することによって、ショックアブソーバの減衰を調節することができる。
【００３４】
図５Ａ及び５Ｂの例示的なショックチューブ５１０、５１２は外部シリンダのハウジング部材と、ショックチューブと、ピストンと、アキュムレータとを含むエネルギー吸収装置における使用に適しており、ここで例えば図５Ａの場合のショックチューブであるショックチューブ５１０は外部シリンダ内に回転可能に取り付けられ、且つ、内表面と、外表面と、ショックチューブ５１０の長軸に沿って一列に並んだ一群の穴５３０とを有する。このような装置において、各穴５３０は流体がその中を通過することを許容するようにショックチューブ５１０の内表面からショックチューブ５１０の外表面へと貫通する。ショックチューブ５１０はまた、ショックチューブ５１０の外表面上にテーパ状溝５２０を有する。テーパ状溝５２０は一群の一列に並んだ穴５３０の位置から開始されるが、これはショックチューブ５１０の外表面内へ向かう第一深度５２２を形成する。テーパ状溝５２０はショックチューブ５１０の周囲の別の位置で終了するが、これはショックチューブ５１０の外表面内へ向かう第二深度５２４を形成する。第二深度５２４は第一深度５２２よりも浅く、テーパ状溝５２０の深度は第一深度５２２から第二深度５２４へとテーパ状になる。
【００３５】
このようなエネルギー吸収装置において、外部シリンダは先端と、基端と、内壁と、外部シリンダの内壁に形成された流路とを有する（図示なし）。流路は実質的に外部シリンダの長さに沿って延び、アキュムレータと流体連通する。ピストンはヘッド部とロッド部とを含む。ヘッド部はショックチューブ内に摺動可能に保持され、ロッド部はヘッド部から外部シリンダの基端を通して延び、且つ、移動中に外部本体に係合する。アキュムレータは外部シリンダ内に収容され、且つ、ピストンのヘッド部が外部シリンダの先端に向かって移動する時にショックチューブの内部から流体を回収する。ショックチューブ５１０と外部シリンダとの間の相対的な回転によって、ショックチューブから一群の一列に並んだ穴５３０と、テーパ状溝と、流路とを通したアキュムレータへの流体の流量を調節可能に変化させるため、テーパ状溝５２０のどの部分を流路と接続するかを変化させる。このような回転によって、エネルギー吸収装置の減衰を変化させる。
【００３６】
開示された、一群の一列に並んだ穴にわたる、ショックチューブの長軸に沿った長さを有するテーパ状溝を用いた実施形態の利点の一例は、加工コストを低減できることである。精密公差機械切削でショックチューブを製造するよりも、このようなテーパ状溝を含むことによって製造面においてより安価であり、高速且つ簡便な広範囲の切削を可能にする。
【００３７】
図６は、本発明の例示的な一実施形態に係る減衰調節のために用いられるシリンダ端６３０上にテーパ状溝（端溝）６４０を有するエネルギー吸収装置６００の概略断面図である。シリンダ端６３０上のこのような溝６４０はショックチューブ６１０の壁を通したオリフィスパターン（図示なし）との組み合わせであるか、単独で存在するかの何れかである。シリンダ端６３０を通して存在するオリフィスは、そのサイズ及び流量特性からショックチューブ６１０の壁を通して存在するオリフィスと比較してユニークな減衰特性が得られ、ダッシュポット減衰と、衝撃速度のほぼ直線的な力に比例した減衰力及び衝撃力を送達する可能性とを含む。
【００３８】
例えば、上記で開示された実施形態の何れかにおいて、エネルギー吸収装置は外部シリンダ６０５の基端にシリンダ端６３０と、シリンダ端６３０の外表面上に端溝６４０と、シリンダ端６３０に第一オリフィス６３５と、ショックチューブ６１０に第二オリフィス６４５とを含んでもよい。端溝６４０はシリンダ端６３０の外表面上の第一の位置から開始されるが、これはシリンダ端６３０の外表面内へ向かう第一深度を形成する。端溝６４０はシリンダ端６３０の周囲の第二の位置で終了するが、これはシリンダ端６３０の外表面内へ向かう第二深度を形成する。端溝６４０の第二深度は端溝６４０の第一深度よりも浅く、端溝６４０の深度は端溝６４０の第一深度から端溝６４０の第二深度へとテーパ状になる。（シリンダ端の）第一オリフィス６３５はショックチューブ６１０の内部と端溝６４０とに流体連通し、且つ、ピストンのヘッド部６１５が外部シリンダ６０５の基端に向かって移動する時にショックチューブ６１０の内部から端溝６４０へと流体が流れることを許容する。（ショックチューブの）第二オリフィス６４５は端溝６４０とアキュムレータ６２５とに流体連通し、且つ、ピストンのヘッド部６１５が外部シリンダ６０５の基端に向かって移動する時に端溝６４０からアキュムレータ６２５へと流体が流れることを許容する。ショックチューブ６１０と外部シリンダ６０５との間の相対的な回転によって、ショックチューブ６１０から（シリンダ端の）第一オリフィス６３５と、端溝６４０と、（ショックチューブの）第二オリフィス６４５とを通したアキュムレータ６２５への流体の流量を調節可能に変化させるため、端溝６４０のどの部分を（ショックチューブの）第二オリフィス６４５と接続するかを変化させる。このような回転によって、エネルギー吸収装置の減衰を変化させる。
【００３９】
シリンダ端６３０の外表面上に存在する端溝の代わりに、端溝をショックチューブ６１０の内表面上、又はショックチューブ６１０の外表面に配置することができる。また、端溝はアキュムレータ６２５に対して装置の反対側の端部（例えば、図６に示す実施形態の遠位端部）に配置してもよく、いくつかの実施形態において、アキュムレータ領域６２５への流路を提供するため、ショックチューブ６１０の外径上に軸方向溝を入れてもよい。
【００４０】
本発明はその例示的な実施形態を参照しながら特に示し、説明されてきたが、添付の特許請求の範囲に包含される発明の範囲から逸脱することなく、形状及び詳細についての様々な変更がなされてもよいことが当業者に理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
0006416123.tif 000009
【図５Ａ】
0006416123.tif 000010
【図５Ｂ】
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【図６】
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