JP2004132428A - 空圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】空圧緩衝器を比較的広い周波数領域の伸縮作動を強いられる環境下、特に車両のサスペンション等に適用可能なものとして、作動油の廃棄や漏洩による地球環境の悪化を防止することにある。
【解決手段】空圧緩衝器Ｋ１に、下室Ｒ２と上室Ｒ１とを接続するバイパス路Ｂ１と、ピストン１またはピストンロッド２に上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通する連通路Ｌを設け、バイパス路Ｂ１と連通路Ｌにはそれぞれ減衰弁Ｖ１、Ｖ３と逆止弁Ｖ３、Ｖ４を設けて、空圧緩衝器Ｋに充填される少量の作動油Ｊが上室Ｒ１と下室Ｒ２とを循環させ、シリンダ３とピストン１との間を潤滑させるようにした。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等に搭載される緩衝器に関し、特に車両等のサスペンションとして使用可能な空圧緩衝器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空圧緩衝器としては、図７に示すようなステイダンパ（たとえば、特許文献１参照）や図８に示すエアダンパ（たとえば、特許文献２参照）が知られており、車両のバックドアと車体との間や引き戸と引き戸が滑動自在に挿嵌された枠体との間に介装され、バックドアの開閉やドアの開閉速度の調節等に使用されている。
【０００３】
そして、図７に示すステイダンパは、シリンダ４３と、シリンダ４３内を上室Ａと下室Ｂに区画するピストン４０と、シリンダ４３にピストン４０を介して移動自在に挿入したピストンロッド４１と、ピストンに設けた上室と下室を連通する空路４４と、空路の途中に設けたオリフィス４５とで構成され、シリンダ４３内にガスが封入されており、ピストンロッド４１がシリンダ４３から出没する際にガスが圧縮もしくは膨張すること、および、上記オリフィス４５を通過することによりガススプリングおよび緩衝器としての機能を発揮するものである。
【０００４】
他方、図８に示すエアダンパは、シリンダ５２と、シリンダ５２内を上室Ａ１と下室Ｂ１に区画するピストン５０と、シリンダ５２にピストン５０を介して移動自在に挿入したピストンロッド５１と、ピストンロッド５１内に上室Ａ１と下室Ｂ１を連通する第１の空路５７と、当該第１の空路５７の途中に設けたオリフィス５８と、ピストン５０に設けられた第２の空路５５と、第２の空路５５の途中に上室Ａ１から下室Ｂ１への空気の流れのみを許容するバネ５４で付勢された逆止弁５３とで構成され、ピストンロッド５１がシリンダ５３から出没する際に空気が上記オリフィス５８または逆止弁５３を通過することによって、減衰作用を発生させている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２９９８１８号公報（段落番号００２２、図１）
【特許文献２】
特開２００２−５２１２号公報（段落番号０００７から００１３、図１、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上述のようなステイダンパやエアダンパ（以下「ステイダンパ等」という。）は、構造が簡単であるから、そのまま車両のサスペンション等として利用できれば加工性や経済性において有利であるが、車両のサスペンション等として使用するには、問題がある。
【０００７】
すなわち、ステイダンパ等はその伸縮動作が間欠的な、つまり少頻度・低周波数の伸縮の場合にはあまり問題とならないが、その伸縮動作が連続的、且つ伸縮が高周波数の場合には、シリンダとピストンとの摺動性の確保が困難であり、その結果耐久性にかけるという弊害がある。
【０００８】
この弊害を、除去するためにシリンダ内に少量の作動油を充填したり、特開２０００−６５１１６号公報に開示されているようにシリンダに油成分を含む熱可塑性エラストマーを使用したり、摺動性能を確保しようとする試みもあるが、作動油を充填しただけでは、ピストンが作動油に浸かるまで伸長もしくは収縮しなければならず、潤滑は不十分であり、シリンダに熱可塑性エラストマーを使用したのでは、特に温度上昇の激しいサスペンションには不向きであり、その耐久性にも問題がある。
【０００９】
したがって、上述の種々の問題もあり、車両のサスペンション等に使用される緩衝器は、一般に従来から知られている油圧緩衝器が主流である。
【００１０】
しかしながら、従来から知られている油圧緩衝器では、本体内に鉱物性作動油が多量に充填されている。したがって、油圧緩衝器やこの油圧緩衝器が搭載されている車両が寿命を経て廃棄される場合の作動油を処分しなければならず、また、油圧緩衝器に外力が加わり、その結果シリンダにひびがはいる等により油漏れを生じた場合には、作動油が環境汚染を招来する危惧があると指摘される恐れがある。
【００１１】
このため、油圧緩衝器に使用する作動油を、環境を汚染しない生分解性作動油とすることが提言されているが、生分解性作動油は極めて高価であり、またこの種の作動油の特性は緩衝器の適正な減衰力を発生させるのに不十分であるので、実用化されていない。
【００１２】
したがって、作動油を必要としない空圧緩衝器を使用するほうが、環境の点からは有利であるといえる。
【００１３】
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、空圧緩衝器を比較的広い周波数領域の伸縮作動を強いられる環境下、特に車両のサスペンション等に適用可能なものとして、作動油の廃棄や漏洩による地球環境の悪化を防止することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の課題解決手段の空圧緩衝器は、シリンダと、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、上室と下室とを接続するバイパス路と、ピストンまたはピストンロッドに設けた上室と下室とを連通する連通路とを備え、下室に作動油を充填し、シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記バイパス路に下室から上室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第１の逆止弁と第１の減衰弁を直列に設けるとともに、上記連通路に上室から下室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第２の逆止弁と第２の減衰弁を直列に設け、作動油を油面が上記バイパス路の下室への接続位置より上方に位置するように下室に充填したことを特徴とする。
【００１５】
上記の構成により、ピストンロッドがシリンダ内から退出する、すなわち、空圧緩衝器が伸長する場合には、連通路に設けた第２の逆止弁が下室から上室へのガスの移動を規制するので、下室に接続されているバイパス路の圧力が上昇し、作動油を油面が上記バイパス路の下室への接続位置より上方に位置するように下室に充填しているので、先ず、作動油が第１の逆止弁を開きバイパス路を通過して、上室へ流入する。
【００１６】
そして、作動油の油面が上記の接続位置より下方になると、今度はガスがバイパス路内を通過して上室へと流入する。このとき、バイパス路の途中に設けられた第１の減衰弁を作動油およびガスが通過するので、減衰作用を発生することが可能である。
【００１７】
かくして、作動油が上室に流入するので、ピストンの上室側面に作動油が溜まるので、ピストンとシリンダとの間に作動油が入り込んで、ピストンとシリンダとの間が潤滑される。
【００１８】
今度は、逆にシリンダ内にピストンロッドが侵入する、すなわち、空圧緩衝器が収縮する場合には、バイパス路に設けた第１の逆止弁が上室から下室へのガスの移動を規制するので、上室の圧力が上昇し、ピストンの上室側面に溜まった作動油が連通路に設けた第２の逆止弁を押し開き下室へ流入し、続いて、ガスが上室から下室へ同じく連通路を通過して流入する。そして、シリンダ内に侵入したピストンロッドの体積分の余剰ガスもしくは作動油が下室からバイパス路へ流入し、一部のガスもしくは作動油が第１の減衰弁を通過する。
【００１９】
このとき、連通路の途中に設けられた第２の減衰弁およびバイパス路の途中に設けられた第１の減衰弁を作動油およびガスが通過するので、減衰作用を発生することが可能である。
【００２０】
上述のように、空圧緩衝器が伸縮動作をすることにより、作動油が下室と上室とを循環することとなり、ピストンとシリンダの間を潤滑することが可能となる。したがって、ピストンとシリンダとの間が潤滑されるので、ピストンとシリンダの摺動性の確保が可能であり、その耐久性も向上する。
【００２１】
さらに、ピストンとシリンダとの間が潤滑されるので、ピストンの外周に附着した作動油がシリンダとピストンと間を流通するガスの漏洩を防止するので、シール性が向上し安定した減衰力を発生できるという効果もある。
【００２２】
そして、空圧緩衝器の摺動性の確保と耐久性の向上が可能となることに加えて、安定した減衰力を発生できるので、特に比較的広い周波数領域の伸縮作動を強いられる環境下、たとえば車両のサスペンション等に適用可能となり、その結果、本発明の空圧緩衝器においては、作動油量が大量に必要な油圧緩衝器に比較して、少量の作動油を使用すればよいので、コスト的に有利なだけでなく、空圧緩衝器の廃棄による作動油の処分の点でも有利となり、空圧緩衝器の重量も油圧緩衝器に比較して軽量となり、ひいては作動油の漏れが生じた場合にあっても、作動油量は少量であるから環境汚染を防止できる。
【００２３】
また、空圧緩衝器が伸長して、下室の作動油中にピストンが侵入すると、ガスがすべて上室に流入した状態となるので、第１の減衰弁を作動油のみが通過することになり、ガスが第１の減衰弁を通過する場合の流れ抵抗に比較して作動油が第１の減衰弁を通過する場合の流れ抵抗の方が極度に大きいので、ピストンロッドの作動抵抗も上昇し、ピストンとシリンダを封止しているボトム部材との衝突による衝撃を緩和することとなる。したがって、衝撃を緩和することが可能なので、空圧緩衝器の損傷する機会を減少することが可能である。
【００２４】
本発明の第２の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内をリザーバ室と作動室とに区画する区画部材と、シリンダ内の作動室を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、リザーバ室と下室とを接続するバイパス路と、リザーバ室と上室とを接続する接続路と、ピストンまたはピストンロッドに設けた上室と下室とを連通する連通路とを備え、下室に作動油を充填し、シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記接続路にリザーバ室から上室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第１の逆止弁と第１の減衰弁を直列に設けるとともに、上記連通路に上室から下室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第２の逆止弁と第２の減衰弁を直列に設け、作動油を油面が上記バイパス路の下室への接続位置より上方に位置するように下室に充填したことを特徴とする。
【００２５】
この場合には、上述の第１の課題解決手段の効果に加えて、一旦区画部材で区画したリザーバ室に作動油を溜めることが可能であるので、ガスと作動油とを分離し易くなるので、空圧緩衝器の減衰力を安定させることが可能である。
【００２６】
また、本発明の第３の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ端部を封止するとともにリザーバ室を備えた区画部材と、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、リザーバ室と下室とを接続するバイパス路と、リザーバ室と上室とを接続する接続路と、ピストンまたはピストンロッドに設けた上室と下室とを連通する連通路とを備え、下室に作動油を充填し、シリンダ内およびリザーバ室内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記接続路にリザーバ室から上室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第１の逆止弁と第１の減衰弁を直列に設けるとともに、上記連通路に上室から下室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第２の逆止弁と第２の減衰弁を直列に設け、作動油を油面が上記バイパス路の下室への接続位置より上方に位置するように下室に充填したことを特徴とする。
【００２７】
このように、リザーバ室を区画部材に形成しても、第２の課題解決手段と同様の効果を得られる。
【００２８】
さらに、本発明の第４の課題解決手段は、第１、２または３の課題解決手段において、ピストンロッドがピストンの下室側端部に設けられていることを特徴とする。
【００２９】
したがって、この場合には、ピストンロッドは、常に下室内の作動油に接しているので、ピストンロッドの潤滑も可能となるので、より一層摺動性の向上が可能である。
【００３０】
また、本発明の第５の課題解決手段は、第１、２、３または４の課題解決手段において、シリンダの外方に外筒を設け、シリンダと外筒との間の隙間をバイパス路としたことを特徴とする。
【００３１】
このように、シリンダと外筒との間にバイパス路を形成したので、空圧緩衝器の外部にバイパス路を設ける必要がなくなるので、空圧緩衝器をコンパクト化でき、車両等への搭載性をも向上させることが可能である。
【００３２】
さらに、本発明の第６の課題解決手段は、第１、２、３、４または５の課題解決手段において、ピストンの上室側面に凹部を設けるとともに、上記連通路が当該ピストン凹部の底部に接続されてなることを特徴とする。
【００３３】
したがって、ガスより作動油の方が単位体積あたりの重量が重いので、凹部に作動油を溜めることが可能となり、これにより、より一層ガスと作動油とを分離し易くなることに加え、かつ、凹部の底部に連通路が接続されているので、空圧緩衝器が収縮する際に、積極的にガスに優先して作動油を上室から下室へ流入させるので、空圧緩衝器の減衰力を安定させることが可能である。
【００３４】
また、凹部を設けることにより、凹部に作動油を溜めることが可能となるので、速やかに作動油を連通路に導くことが可能となるので、当該空圧緩衝器にあっては、円滑に潤滑を行うことができる。
【００３５】
そして、また、本発明の第７の課題解決手段は、第２、３、４、５または６の課題解決手段において、区画部材のリザーバ室側面に凹部を設けるとともに、上記接続路が当該凹部の底部に接続されることを特徴とする。
【００３６】
したがって、第６の課題解決手段と同様に、凹部に作動油を溜めることが可能となり、これにより、より一層ガスと作動油とを分離し易くなることに加え、かつ、凹部の底部に接続路が接続されているので、空圧緩衝器が伸長する際に、積極的にガスに優先して作動油をリザーバ室から上室へ流入させるので、空圧緩衝器の減衰力を安定させることが可能である。
【００３７】
また、凹部を設けることにより、凹部に作動油を溜めることが可能となるので、速やかに作動油を接続路に導くことが可能となるので、当該空圧緩衝器にあっては、円滑に潤滑を行うことができる。
【００３８】
そして、さらに、本発明の第８の課題解決手段は、第１、２、３、４、５、６または７の課題解決手段において、ピストンの上室側面の外周に面取りを施したことを特徴とする。
【００３９】
したがって、上室に流入した作動油が、ピストンの外周に設けた面取り部分に溜まるので、シリンダとピストンとの間の潤滑を円滑に行うことができ、さらに、この面取り部分に作動油が溜まることにより、より一層シリンダとピストンと間を流通するガスの漏洩を防止するので、シール性が向上し安定した減衰力を発生させるという効果がある。
【００４０】
また、さらに、本発明の第９の課題解決手段は、第１、２、３、４、５、６、７または８の課題解決手段において、下室の作動油の油面に浮遊可能なフロートを設けたことを特徴とする。
【００４１】
この場合には、空圧緩衝器が振動を負荷された場合にも、作動油の油面が波立って、ガスと作動油が混ざり合うのを、油面に浮遊するフロートが防止するので、安定した減衰力が得られるという効果がある。
【００４２】
そして、また、本発明の第１０の課題解決手段は、第１、２、３、４、５、６、７、８または９の課題解決手段において、第１の逆止弁と第１の減衰弁が一体に形成されるとともに、第２の逆止弁と第２の減衰弁が一体に形成されることを特徴とする。
【００４３】
第１の逆止弁と第１の減衰弁を一体に形成し、かつ、第２の逆止弁と第２の減衰弁を一体に形成したので、逆止弁と減衰弁を独立して設けなくて済むので、弁自体を小型化可能であり、これにより、空圧緩衝器のコンパクト化が図れる。
【００４４】
また、さらに、本発明の第１１の課題解決手段は、第１、２、３、４、５、６、７、８または９の課題解決手段において、第１の逆止弁が上記第１の減衰弁よりガスの流れの下流に設けられるとともに、第２の逆止弁が上記第２の減衰弁よりガスの流れの下流に設けられることを特徴とする。
【００４５】
この場合には、逆止弁に減衰弁としての機能を付加させておけば、減衰特性を調節することが可能であるので、この空圧緩衝器を様々な車両に適用可能となる。
【００４６】
また、さらに、本発明の第１２の課題解決手段は、第１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の課題解決手段において、接続路および第１の減衰弁および第１の逆止弁が区画部材に設けられることを特徴とする。
【００４７】
したがって、区画部材に第１の逆止弁と第１の減衰弁を設けているので、シリンダ外に第１の逆止弁と第１の減衰弁を設けるのに比較して、空圧緩衝器をいたずらに空圧緩衝器を大型化しなくてすみ、コンパクト化することが可能である。
【００４８】
そして、本発明の第１３の課題解決手段は、第３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の課題解決手段において、ピストンロッドの端部が車軸側に接続され、シリンダが車体側に接続されることにより、車両に介装されることを特徴とする。
【００４９】
この空圧緩衝器は、上述のような各作用効果を奏するので、特に車両のサスペンションに使用された場合にその効果が高い。
【００５０】
さらに、本発明の第１４の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、上室と下室とを接続するバイパス路と、ピストンまたはピストンロッドに設けた上室と下室とを連通する連通路とを備え、下室に作動油を充填し、シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記作動油を上室と下室とに循環させる作動油循環手段を備えたことを特徴とする。
【００５１】
この場合には、下室に充填した作動油が作動油循環手段によって上室と下室とに循環するので、ピストンとシリンダの間を潤滑することが可能となる。したがって、ピストンとシリンダとの間が潤滑されるので、ピストンとシリンダの摺動性の確保が可能であり、その耐久性も向上する。
【００５２】
そして、空圧緩衝器の摺動性の確保と耐久性の向上が可能となることに加えて、安定した減衰力を発生できるので、特に比較的広い周波数領域の伸縮作動を強いられる環境下、たとえば車両のサスペンション等に適用可能となり、その結果、本発明の空圧緩衝器においては、作動油量が大量に必要な油圧緩衝器に比較して、少量の作動油を使用すればよいので、コスト的に有利なだけでなく、空圧緩衝器の廃棄による作動油の処分の点でも有利となり、空圧緩衝器の重量も油圧緩衝器に比較して軽量となり、ひいては作動油の漏れが生じた場合にあっても、作動油量は少量であるから環境汚染を防止できる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
本発明の空圧緩衝器には、図１に示す第１の実施の形態と、図２に示す第２の実施の形態と、図３に示す第３の実施の形態とがあり、以下各実施の形態ごとに説明する。
【００５４】
第１の実施の形態における空圧緩衝器Ｋ１は、図１に示すように、シリンダ３と、シリンダ３内をリザーバ室Ｒと、作動室たる上室Ｒ１および下室Ｒ２と、に区画する区画部材たるバルブケース５と、作動室を上室Ｒ１と下室Ｒ２とに区画するピストン１と、シリンダ３内にピストン１を介して移動自在に挿入されたピストンロッド２と、上記リザーバ室Ｒと下室Ｒ２とを接続するバイパス路Ｂ１とで構成され、シリンダ３内にはガスが封入されるとともに下室Ｒ２には作動油Ｊが充填されている。
【００５５】
以下、各部材について詳細に説明すると、シリンダ３の上端には車体側に接続可能なようにアイ型ブラケット７が設けられ、シリンダ３の上方および下方の側面にはシリンダ３内外を連通する孔３ａ、３ｄが穿設されている。この孔３ａ、３ｂはシリンダ３外部に設けたバイパス路Ｂ１に接続されている。また、シリンダ３の下方の開口部にはピストンロッド２を挿入可能なように孔（付示せず）を設けた封止部材６が設けられている。なお、本実施の形態ではシリンダ３を有底筒状のものとしているが、たとえば、シリンダ３を筒状として、その上開口端を封止するヘッド部材を別途設けてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では、シリンダ３の上方および下方の側面にバイパス路Ｂ１に接続する各孔３ａ、３ｂを穿設しているが、孔３ａを封止部材の下室側面から外方に向けて設けて、シリンダ３を迂回するように下方からバイパス路と下室とを接続してもよく、同様に孔３ｂもシリンダ３の上面に設けるか、ヘッド部材を別途を設ける場合にはシリンダ３に孔３ｂを穿設するのではなくヘッド部材に孔３ｂを設けるとしてもよい。
【００５７】
特に、ヘッド部材を設ける場合には、シリンダ３に直接各孔３ａ、３ｂを設ける必要が無いので、いたずらにシリンダ３の強度を低下させることも無く、また、後述するように作動油Ｊの充填量は、バイパス路の下室Ｒ２への接続位置が影響し、孔３ａの穿設位置は下室Ｒ２の最下方近傍に設けることが好ましいので、封止部材６側に孔３ａを設けると作動油Ｊの充填量も少なくできる点で有利である。
【００５８】
バルブケース５は、バルブケース本体５ａとバルブケース５の上面、すなわちリザーバ室Ｒ側面に、凹部５ｂを設けてあり、この凹部５ｂの底部にリザーバ室Ｒと上室Ｒ１とを接続する接続路Ｓが設けられ、さらに、接続路Ｓの途中には、第１の減衰弁Ｖ１とその第１の減衰弁Ｖ１の下方にリザーバ室Ｒから上室Ｒ１へと向うガスおよび作動油の流れのみを許容する第１の逆止弁Ｖ２が設けられている。したがって、ガスまたは作動油の流れの上流に第１の減衰弁Ｖ１が位置している。この場合には、逆止弁をも減衰弁としての機能を付加させておけば、減衰特性を調節することが可能であるので、この空圧緩衝器を様々な車両に適用可能となる。また、区画部材たるバルブケース５に第１の減衰弁Ｖ１と第１の逆止弁Ｖ２を設けているので、シリンダ外に第１の減衰弁Ｖ１と第１の逆止弁Ｖ２を設けるのに比較して、空圧緩衝器Ｋ１をいたずらに大型化しなくてすみ、コンパクト化することが可能である。
【００５９】
ピストン１は、ピストンロッド２の上端に接続されており、ピストン本体１ａと、ピストン１の上面、すなわち上室Ｒ１側面に凹部１ｂとピストン１の外周であって、上室Ｒ１側面に面取り部１ｃが設けられるとともに、上記凹部１ｂの底部に上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通する連通路Ｌが設けられ、さらに、連通路Ｌの途中には、第２の減衰弁Ｖ３とその第２の減衰弁Ｖ４の下方に上室Ｒ１から下室Ｒ２へと向うガスおよび作動油の流れのみを許容する第２の逆止弁Ｖ２が設けられている。したがって、ガスまたは作動油の流れの上流に第２の減衰弁Ｖ３が位置している。
【００６０】
なお、図示はしないが、ピストン１の外周にはブッシュ等を設けてその摺動性および気密性を確保することが好ましい。また、この第２の減衰弁Ｖ３と第２の逆止弁Ｖ４は、図示するところでは、ピストン１に配在しているが、図示しないが、このピストン１に連設されるピストンロッド２に、特に、ピストン１を連設させるピストンロッド２における先端部あるいは先端近傍部に配在されることとしてもよい。
【００６１】
ちなみに、各減衰弁Ｖ１、Ｖ３にはオリフィスやリーフバルブ等の種々の減衰力を発生可能なものを使用すればよい。
【００６２】
ピストンロッド２は、上述のように上端にピストン１が接続されているが、他端にアイ型ブラケット８を備えており、シリンダ３内に封止部材６の孔に挿入されるが、このとき、封止部材６に設けたブッシュ６ｂよりシリンダ３とピストンロッド２がシールされるので、シリンダ３内は密閉されるとともに、シリンダ３に対するピストンロッド２の摺動性が確保されるとともに、軸ぶれが防止されることとなる。
【００６３】
他方、ガス（付示せず）は、上述のように、シリンダ３内、すなわち、リザーバ室Ｒ、上室Ｒ１および下室Ｒ２に、封入され、作動油Ｊは下室Ｒ２に充填されるが、このとき、シリンダ３の下方に設けた孔３ａより、つまり、バイパス路Ｂ１の下室Ｒ２への接続位置より、作動油Ｊの油面Ｏが上方となるように充填されている。このとき、作動油Ｊが上述したバルブケース５およびピストン１の各凹部５ｂ、１ｂに留まることやバイパス路Ｂ１内に滞在することも想定して、あらかじめ上記した各凹部に留まる作動油等の量を差し引いても、油面Ｏが上記接続位置より上方になる量の作動油Ｊを充填することが好ましい。
【００６４】
また、ここでシリンダ３に設ける孔３ａは、その穿設される位置により上述の通り作動油Ｊを充填する量に影響するので、下室Ｒ２の最下端近傍に設けることが望ましい。シリンダ３の上端に穿設する孔３ｂについても、後述するように、この孔３ｂから作動油Ｊがリザーバ室Ｒに流入することとなるので、リザーバ室Ｒの最上端近傍に穿設することが好ましい。なお、後述するが、バルブケース５を設けなくとも本空圧緩衝器は使用可能であるが、この場合には孔３ｂをバルブケース５により区画されるリザーバ室Ｒは存在しないので上室Ｒ１の最上端近傍に設けると良い。
【００６５】
なお、本発明の空圧緩衝器の減衰力は、封入ガス圧と減衰弁の絞りの大きさに決定されるが、高い減衰力を発生させる場合には、ガス圧を高いものとして、減衰弁の絞りを小さくすることが好ましい。ガス圧を低くしすぎると、ピストンの上下動によって下室または上室のガス圧が上昇するだけとなり大きな減衰力が得られないからである。
【００６６】
つづいて、その作用であるが、ピストンロッド２がシリンダ３内から退出する、すなわち、空圧緩衝器Ｋ１が伸長する場合には、連通路Ｌに設けた第２の逆止弁Ｖ３が下室Ｒ２から上室Ｒ１へのガスの移動を規制するので、下室Ｒ２に接続されているバイパス路Ｂ１の圧力が上昇し、作動油Ｊを油面Ｏが上記バイパス路Ｂ１の下室Ｒ２への接続位置、すなわち、シリンダ３の孔３ａの穿設されている位置より上方に位置するように下室Ｒ２に充填しているので、先ず、作動油Ｊが孔３ａ、バイパス路Ｂ１および孔３ｂを通過してリザーバ室Ｒに流入し、バルブケース５の凹部５ｂに流れ込み、つづいて第１の逆止弁Ｖ１を開き接続路Ｓを通過して、上室Ｒ１へ流入する。
【００６７】
そして、作動油Ｊの油面Ｏが上記の接続位置より下方になると、今度はガスが孔３ａ、バイパス路Ｂ１および孔３ｂを通過してリザーバ室Ｒへ流入し、やはり作動油Ｊと同様に、接続路Ｓを通過して上室Ｒ１へと流入する。このとき、接続路Ｓの途中に設けられた第１の減衰弁Ｖ１を作動油Ｊおよびガスが通過するので、減衰作用を発生することが可能である。したがって、空圧緩衝器Ｋ１が伸長する場合には、第１の減衰弁Ｖ１が減衰力を発生させることとなる。
【００６８】
なお、シリンダ３内がバルブケース５によりリザーバ室Ｒと上室Ｒ１とが区画されているので、一旦リザーバ室Ｒに作動油Ｊを溜めることが可能であるので、ガスと作動油Ｊとを分離し易くなるので、空圧緩衝器の減衰力を安定させることが可能である。さらに、バルブケース５には凹部５ｂが設けられているので、凹部５ｂに作動油Ｊを溜めることが可能となり、かつ、凹部５ｂの底部に接続路Ｓが接続されているので、これにより、空圧緩衝器Ｋ１が伸長する際に、積極的にガスに優先して作動油Ｊをリザーバ室Ｒから上室Ｒ１へ流入させるので、より一層ガスと作動油Ｊとを分離し易くなることに加え、空圧緩衝器Ｋ１の減衰力を安定させることが可能である。
【００６９】
なお、本実施の形態では、バルブケース５を設けているが、上述のバルブケース５でシリンダ３内をリザーバ室Ｒと上室Ｒ１とに区画したことによる効果および凹部５ｂの効果が失われることになるが、バルブケース５を設けずにバイパス路の途中に第１の減衰弁と第１の逆止弁を設けても良い。
【００７０】
かくして、作動油Ｊが上室Ｒ１に流入するので、ピストン１の上室Ｒ１側面の凹部１ｂに作動油が溜まり、かつ、作動油Ｊが凹部１ｂから溢れるとピストン１の上室Ｒ１側面の外周に設けた面取り部１ｃに作動油Ｊが入り込み、その場に作動油Ｊが留まることとなる。すると、ピストン１とシリンダ３との間に作動油Ｊが入り込んで、ピストン１とシリンダ３との間が潤滑される。
【００７１】
したがって、ピストン１の外周に設けた面取り部１ｃに溜まるので、シリンダ３とピストン１との間の潤滑を円滑に行うことができ、さらに、この面取り部１ｃに作動油Ｊが溜まることにより、シリンダ３とピストン１と間を流通するガスの漏洩を防止するので、シール性が向上し安定した減衰力を発生できるという効果がある。
【００７２】
また、面取り部１ｃを設けなくとも、ピストン１の上室側面には作動油Ｊが溜まるので、ピストン１とシリンダ３との間は、潤滑可能であるが、面取り部１ｃを設ける方が、面取り部１ｃに積極的に作動油Ｊを溜めることができるので、より潤滑効果およびシール効果が高い。
【００７３】
今度は、逆にシリンダ３内にピストンロッド２が侵入する、すなわち、空圧緩衝器Ｋ１が収縮する場合には、上記接続路Ｓに設けた第１の逆止弁Ｖ２が上室Ｒ１からリザーバ室Ｒへのガスの移動を規制するので、上室Ｒ１の圧力が上昇し、ピストン１の上室Ｒ１側面の凹部１ｂに溜まった作動油Ｊが連通路Ｌに設けた第２の逆止弁Ｖ４を押し開き下室Ｒ２へ流入し、続いて、ガスが上室Ｒ１から下室Ｒ２へ同じく連通路Ｌを通過して流入する。そして、シリンダ３内に侵入したピストンロッド２の体積分の余剰ガスもしくは作動油Ｊが下室Ｒ２からバイパス路Ｂ１を通過しリザーバ室Ｒへ流入する。
【００７４】
ここで、ピストン１の凹部１ｂに作動油Ｊを溜めているので、これにより、より一層ガスと作動油Ｊとを分離し易くなることに加え、かつ、凹部１ｂの底部に連通路Ｌが接続されているので、空圧緩衝器が収縮する際に、積極的にガスに優先して作動油Ｊを上室Ｒ１から下室Ｒ２へ流入させるので、この場合も空圧緩衝器Ｋ１の減衰力を安定させることが可能である。
【００７５】
このとき、連通路Ｌの途中に設けられた第２の減衰弁Ｖ３を作動油Ｊおよびガスが通過するので、減衰作用を発生することが可能である。したがって、空圧緩衝器Ｋ１が収縮する場合には、第２の減衰弁Ｖ３が減衰力を発生させることとなる。なお、バイパス路Ｂ１の途中に第１の減衰弁Ｖ１を設けておけば、上記した余剰のガスおよび作動油Ｊが第１の減衰弁Ｖ１を通過するので、この場合には、第２の減衰弁Ｖ３および第１の減衰弁Ｖ１が減衰力を発生することとなる。
【００７６】
上述のように、空圧緩衝器が伸縮動作をすることにより、作動油が下室と上室とを循環することとなり、ピストンとシリンダの間を潤滑することが可能となる。したがって、ピストンとシリンダとの間が潤滑されるので、ピストンとシリンダの摺動性の確保が可能であり、その耐久性も向上する。
【００７７】
また、バルブケースおよびピストンに各凹部を設けることにより、凹部に作動油を溜めることが可能となるので、速やかに作動油を接続路もしくは連通路に導くことが可能となるので、当該空圧緩衝器にあっては、円滑に潤滑を行うことができる。
【００７８】
したがって、以上のように、構成された空圧緩衝器Ｋ１は、具体的には、たとえば、図４に示すように、ピストンロッド２を車軸１４側のロアアーム１３に、シリンダ３を車体（図示せず）に接続して、いわゆる倒立型として使用される。
【００７９】
このように、本実施の形態の空圧緩衝器Ｋ１を倒立型として使用すれば、ピストンロッド２は、常に下室Ｒ２内の作動油Ｊに接しているので、ピストンロッド２の潤滑も可能となるので、より一層摺動性の向上が可能である。また、各凹部１ｂ、５ｂは必然的に上方を向くこととなり、この凹部に作動油Ｊを留めることが可能となる。ここで、正立型として使用したい場合には、図示はしないが、ピストンロッドをバルブケース５およびシリンダ３の上端部を貫通するように配置し、その他の構成は第１の実施の形態と同様にすれば良いことになる。この場合にもシリンダとピストンとの間が潤滑されるので、ピストンとシリンダの摺動性の確保が可能であり、その耐久性も向上するという本発明の効果を達成することは無論可能であるが、ピストンロッドが常時作動油に接していないので、倒立型に比べてやや摺動性の確保という点で劣るとともに、構造がやや複雑となるので好ましくはない。
【００８０】
なお、上述のように空圧緩衝器の摺動性の確保と耐久性の向上が可能となることに加えて、安定した減衰力を発生できるので、特に比較的広い周波数領域の伸縮作動を強いられる環境下、たとえば車両のサスペンション等にも適用可能となるが、本発明の空圧緩衝器においては、作動油量が大量に必要な油圧緩衝器に比較して、少量の作動油を使用すればよいので、コスト的に有利なだけでなく、空圧緩衝器の廃棄による作動油の処分の点でも有利となり、空圧緩衝器の重量も油圧緩衝器に比較して軽量となり、ひいては作動油の漏れが生じた場合にあっても、作動油量は少量であるから環境汚染を防止できる。
【００８１】
また、空圧緩衝器が伸長して、下室の作動油中にピストンが侵入すると、ガスがすべてリザーバ室または上室に流入した状態となるので、第１の減衰弁を作動油のみが通過することになり、ガスが第１の減衰弁を通過する場合の流れ抵抗に比較して作動油が第１の減衰弁を通過する場合の流れ抵抗の方が極度に大きいので、ピストンロッドの作動抵抗も上昇し、ピストンとシリンダを封止しているボトム部材たる封止部材との衝突による衝撃を緩和することとなる。したがって、衝撃を緩和することが可能なので、空圧緩衝器の損傷する機会を減少することが可能である。
【００８２】
ちなみに、本実施の形態の空圧緩衝器Ｋ１においては、ピストン１の上室Ｒ１側面より下室Ｒ２側面のほうがピストンロッド２の面積分だけ、受圧面積が小さいので、ピストンロッド２がシリンダ３から退出する場合、すなわち、空圧緩衝器Ｋ１が伸長する場合に効く第１の減衰弁Ｖ１とピストンロッド２がシリンダ３に侵入する場合、すなわち、空圧緩衝器Ｋ１が収縮に効く第２の減衰弁Ｖ３（または第２の減衰弁Ｖ３および第１の減衰弁Ｖ１）におけるガスおよび作動油Ｊの各流れ抵抗を同一のものとすると、空圧緩衝器Ｋ１の伸長する場合と収縮する場合とでは作動抵抗が異なり、伸側と収縮側ではその発生減衰力が異なることになるので、この空圧緩衝器が適用される車種や使用される環境に合わせて、各減衰弁におけるガスおよび作動油Ｊの流れ抵抗を決定することが好ましい。
【００８３】
なお、第２の減衰弁と第２の逆止弁を、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように構成してもよい。
【００８４】
図６（Ａ）に示した第２の減衰弁Ｖ３と第２の逆止弁Ｖ５は、第２の減衰弁Ｖ３を上述した減衰弁と同様として、第２の逆止弁Ｖ５をバネＶ６で付勢したものである。このような構成とすることで、主としてピストンロッドの移動速度が低速の場合には、ガスおよび作動油Ｊが第２の減衰弁Ｖ３をさほど抵抗無く通過するので、バネＶ６で付勢された第２の逆止弁Ｖ５側で減衰力を増大させ、主としてピストンロッドの移動速度が中高速の場合には、第２の減衰弁Ｖ３側で減衰力を増大させることが可能となる。
【００８５】
したがって、この場合には、第２の減衰弁Ｖ３ばかりでなく、第２の逆止弁Ｖ５によっても減衰力を発生することができ、ピストンロッド２の移動速度により減衰特性を変化させることが可能である。第２の減衰弁と第２の逆止弁をこのように構成させることで、この空圧緩衝器Ｋ１が適用される環境に適合した減衰特性を発生させることが可能となるので、特に車両のサスペンションとして使用される場合には車両の乗り心地を向上させることが可能である。
【００８６】
他方、図６（Ｂ）に示したものは、第２の減衰弁Ｖ１０と第２の逆止弁Ｖ８は、上述した第２の減衰弁Ｖ３、第２の逆止弁Ｖ４とそれぞれ同様であるが、連通路Ｌ１に第２の減衰弁Ｖ１０とバネＶ９で付勢された圧力調整弁Ｖ７とを並列に設けたものである。このような構成とすることで、主としてピストンロッドの移動速度が低速の場合には、第２の減衰弁Ｖ１０側で減衰力を発生させ、主としてピストンロッドの移動速度が中高速の場合には、圧力調整弁Ｖ７の開口度合いが大きくなり優先的にガスおよび作動油Ｊが圧力調整弁Ｖ７を通過するので、圧力調整弁Ｖ７側で減衰力増大を抑制させることが可能となる。
【００８７】
なお、図６（Ａ）（Ｂ）は、ピストン１に具現化された場合についての図であるで、基本的に第２の減衰弁と第２の逆止弁についての説明としたが、その構成を第１の減衰弁と第１の逆止弁に適用することにより、上述の効果を得られることは言うまでもない。
【００８８】
また、図５に示すように、第１の減衰弁と第１の逆止弁とを、および、第２の減衰弁と第２の逆止弁とを、一体に形成することにより弁自体の小型化により空圧緩衝器Ｋ１をコンパクト化することが可能である。図５の弁は、バイパス路Ｂ１もしくは接続路Ｓもしくは連通路Ｌ（以下「バイパス路等」という。）の途中に設けた中空なバルブボディ２０と、ポペット２１と、このポペット２１が上記バイパス路等を塞ぐように付勢するバネ２２と、バルブボディ２０の下方に設けたオリフィス２３とで構成されている。
【００８９】
詳しく説明すると、バルブボディ２０の上下の開口端をバイパス路等に接続し、バイパス路等の径より大径のバルブ室２０ａを設け、このバルブ室２０ａの一端にポペット２１のテーパ部２１ｂを当接させ、バルブ室２０ａの他端側内周面とポペット２１との間にバネ２２を介装している。また、ポペット２１のバネ２２が当接する面には突起２１ａが設けられ、この突起２１ａがバネ２２の内周に嵌合し、ポペット２１のバルブボディ２０に対する軸芯が図られている。
【００９０】
このような弁とすることにより、図５中下方のバイパス路等のガス圧が高まると、まず、ガスおよび作動油Ｊがオリフィス２３を通過し、つづいて、バネ２２のバネ力に抗してポペット２１を図中上方に押し付けるので、ポペット２１とバルブ室２０の端部とに隙間が生じバイパス路等が連通し、ガスおよび作動油Ｊはバイパス路等を通過することが可能であり、このとき、ガスおよび作動油Ｊがオリフィス２３を通過し減衰力が発生する。また、バネ２２のバネ力を調整することにより、ガスおよび作動油Ｊがポペット２１とバルブ室２０の端部とでつくられる隙間を通過するときに減衰力を発生させることもできる。すなわち、減衰弁としての機能を発揮できる。
【００９１】
逆に、図中上方のバイパス路等のガス圧が高まったときには、ポペット２１を図中下方のバイパス路等内へ押し込むこととなるので、ポペット２１とバルブ室２０端部との間に隙間は生じないので、バイパス路等は遮断されることとなる。
すなわち、この場合には逆止弁として作用を呈することとなる。
【００９２】
したがって、上述のように構成すれば、第１の減衰弁と第１の逆止弁とを、および、第２の減衰弁と第２の逆止弁とを、一体に形成することができる。なお、上述した第１の減衰弁と第１の逆止弁とを、および、第２の減衰弁と第２の逆止弁とを、一体に形成する構成は、一例であって、他の構成により実現してもよい。
【００９３】
つぎに、第２の実施の形態における空圧緩衝器Ｋ２について説明するが、第１の実施の形態と同様の部分については説明が重複するので、符号を付すのみとしてその詳しい説明は省略する。空圧緩衝器Ｋ２は、図２に示すように、シリンダ１１の外側に外筒４を設け、シリンダ１１の上端を区画部材たるバルブケース１０でリザーバ室Ｒを区画して、シリンダ１１内をピストン１で上室Ｒ１と下室Ｒ２とに区画し、同じくシリンダ１１内に上記ピストン１を介して移動自在にピストンロッド２を挿入し、上記リザーバ室Ｒと下室Ｒ２を接続するバイパス路Ｂ２を上記シリンダと外筒４との間の隙間として、バルブケース１０に、リザーバ室Ｒと上室Ｒ１とを接続する接続路Ｓと、接続路Ｓの途中に直列に接続される第１の減衰弁Ｖ１と第１の逆止弁Ｖ２とを設け、ピストン１に、上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通する連通路Ｌと、連通路Ｌの途中に直列に接続される第２の減衰弁Ｖ３と第２の逆止弁Ｖ４とを設けて、構成されている。
【００９４】
したがって、第１の実施の形態と異なる部分は、外筒４を設け、その外筒４とシリンダ３との間の隙間をバイパス路Ｂ２としている点、および、バルブケース１０の形状が第１の実施の形態と異なっている。
【００９５】
以下、上記の異なる部分について詳細に説明すると、バルブケース１０は、バルブケース本体１０ａによりシリンダ１１の上端部を封止するとともに、リザーバ室Ｒを外筒４とバルブケース１０とで区画している。また、バルブケース本体１０ａの側方に設けた切欠１０ｃ、１０ｄにより、上述のバイパス路Ｂ２とリザーバ室Ｒとを連通可能としている。したがって、この場合には、第１の実施の形態のようにシリンダ１１にリザーバ室Ｒとシリンダ外とを連通する孔を穿設する必要は無く、上記の切欠１０ｃ、１０ｄが上記孔３ｂと同様の機能を果たすこととなるので、シリンダ１１にリザーバ室Ｒとバイパス路Ｂ２とを接続する孔を設ける必要がなくなるので、シリンダの強度をいたずらに低下させない。
【００９６】
バイパス路Ｂ２は上述のように外筒４とシリンダ１１との間の隙間で形成され、シリンダ１１の下方に設けた孔１１ａによりバイパス路Ｂ２と下室Ｒ２とが接続されており、上記切欠１０ｃ、１０ｄとバイパス路Ｂ２と孔１１ａとでリザーバ室Ｒと下室Ｒ２が接続されていることとなる。
【００９７】
その他の構成は、第１の実施の形態と同様であって、また、図５、図６に示した第１、第２の減衰弁や第１、第２の逆止弁を本実施の形態の空圧緩衝器Ｋ２に適用可能なのは言うまでもない。
【００９８】
そして、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した作用効果を奏することは勿論であるが、外筒４を設けて、シリンダ１１と外筒４との間にバイパス路Ｂ２を形成したので、空圧緩衝器Ｋ２の外部にバイパス路Ｂ２を設ける必要がなくなるので、空圧緩衝器Ｋ２をコンパクト化でき、車両等への搭載性をも向上させることが可能である。
【００９９】
最後に第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態における空圧緩衝器Ｋ３は、図３に示すように、第２の実施の形態の空圧緩衝器Ｋ２の作動油Ｊの油面Ｏに浮遊可能なフロートＦを設けたものである。
【０１００】
フロートＦは、ピストンロッド２に挿入可能なように中央に孔を設けてあり、油面に浮遊させる。ここで、フロートＦは、ピストンロッド２がシリンダ１１から退出する方向に移動すると、やがてはピストン１と干渉するので、ある程度強度を有するものを使用することが好ましい。
【０１０１】
この場合には、空圧緩衝器Ｋ３に振動等が負荷されても、フロートＦが油面Ｏに浮遊しているため作動油の油面が波立って、ガスと作動油が混ざり合うことを防止するので、安定した減衰力が得られるという効果がある。
【０１０２】
また、フロートＦにある程度の弾性を有する材料を使用すれば、フロートＦにピストン１と封止部材６とが直接干渉することを防止するクッションとしての機能を持たせることも可能であり、この場合には第１の実施の形態で説明したピストンが作動油に侵入することにより、作動油が減衰力を発生してピストンとシリンダを封止しているボトム部材たる封止部材との衝突による衝撃を緩和することに加えて、フロートＦもクッションになるので、より一層空圧緩衝器の損傷する機会を減少することが可能である。
【０１０３】
なお、本実施の形態は第２の実施の形態の空圧緩衝器にフロートを付加したものであるので、その他の作用効果は第２の実施の形態と同様であるので、上述したように第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【０１０４】
また、上述した各実施の形態においては、空圧緩衝器の伸縮動作および各逆止弁と各油空路（バイパス路、連通路、接続路）により作動油を下室と上室とに循環させているが、作動油を循環させることによりシリンダとピストンとの間を潤滑して、ピストンとシリンダの摺動性の確保と耐久性を向上することができれば本発明の目的を達成可能であるから、たとえば他に形成した油路の途中にポンプ等を用いて作動油を循環させる等の、別途他の作動油循環手段を用いても良い。
【０１０５】
以上で実施の形態の説明を終えるが、本実施の形態では、特に本発明の空圧緩衝器が車両のサスペンションに具現化した場合について説明したが、本発明の意図するところは、空圧緩衝器を比較的広い周波数領域の伸縮作動を強いられる環境下にも適用可能なものとして、作動油の廃棄や漏洩による地球環境の悪化を防止することにあるので、車両のサスペンションに以外にこの空圧緩衝器が具現化可能であることは明らかである。
【０１０６】
【発明の効果】
請求項１から１３の発明によれば、以上のように空圧緩衝器が伸縮動作をすることにより、作動油が下室と上室とを循環することとなり、ピストンとシリンダの間を潤滑することが可能となる。したがって、ピストンとシリンダとの間が潤滑されるので、ピストンとシリンダの摺動性の確保が可能であり、その耐久性も向上する。
【０１０７】
さらに、ピストンとシリンダとの間が潤滑されるので、ピストンの外周に附着した作動油がシリンダとピストンと間を流通するガスの漏洩を防止するので、シール性が向上し安定した減衰力を発生できるという効果もある。
【０１０８】
そして、空圧緩衝器の摺動性の確保と耐久性の向上が可能となることに加えて、安定した減衰力を発生できるので、特に比較的広い周波数領域の伸縮作動を強いられる環境下、たとえば車両のサスペンション等に適用可能となり、その結果、本発明の空圧緩衝器においては、作動油量が大量に必要な油圧緩衝器に比較して、少量の作動油を使用すればよいので、コスト的に有利なだけでなく、空圧緩衝器の廃棄による作動油の処分の点でも有利となり、空圧緩衝器の重量も油圧緩衝器に比較して軽量となり、ひいては作動油の漏れが生じた場合にあっても、作動油量は少量であるから環境汚染を防止できる。
【０１０９】
また、空圧緩衝器が伸長して、下室の作動油中にピストンが侵入すると、ガスがすべてリザーバ室または上室に流入した状態となるので、第１の減衰弁を作動油のみが通過することになり、ガスが第１の減衰弁を通過する場合の流れ抵抗に比較して作動油が第１の減衰弁を通過する場合の流れ抵抗の方が極度に大きいので、ピストンロッドの作動抵抗も上昇し、ピストンとシリンダを封止しているボトム部材との衝突による衝撃を緩和することとなる。したがって、衝撃を緩和することが可能なので、空圧緩衝器の損傷する機会を減少することが可能である。
【０１１０】
また、請求項２および３の発明によれば、一旦区画部材で区画したリザーバ室に作動油を溜めることが可能であるので、ガスと作動油とを分離し易くなるので、空圧緩衝器の減衰力を安定させることが可能である。
【０１１１】
そして、請求項４の発明によれば、ピストンロッドは、常に下室内の作動油に接しているので、ピストンロッドの潤滑も可能となるので、より一層摺動性の向上が可能である。
【０１１２】
さらに、請求項５の発明によれば、シリンダと外筒との間にバイパス路を形成したので、空圧緩衝器の外部にバイパス路を設ける必要がなくなるので、空圧緩衝器をコンパクト化でき、車両等への搭載性をも向上させることが可能である。
【０１１３】
また、さらに、請求項６の発明によれば、ガスより作動油の方が単位体積あたりの重量が重いので、ピストンの凹部に作動油を溜めることが可能となり、これにより、より一層ガスと作動油とを分離し易くなることに加え、かつ、凹部の底部に連通路が接続されているので、空圧緩衝器が収縮する際に、積極的にガスに優先して作動油を上室から下室へ流入させるので、空圧緩衝器の減衰力を安定させることが可能である。
【０１１４】
また、凹部を設けることにより、凹部に作動油を溜めることが可能となるので、速やかに作動油を連通路に導くことが可能となるので、当該空圧緩衝器にあっては、円滑に潤滑を行うことができる。
【０１１５】
そして、さらに、請求項７の発明によれば、区画部材の凹部に作動油を溜めることが可能となり、これにより、より一層ガスと作動油とを分離し易くなることに加え、かつ、凹部の底部に接続路が接続されているので、空圧緩衝器が伸長する際に、積極的にガスに優先して作動油をリザーバ室から上室へ流入させるので、空圧緩衝器の減衰力を安定させることが可能である。
【０１１６】
また、凹部を設けることにより、凹部に作動油を溜めることが可能となるので、速やかに作動油を接続路に導くことが可能となるので、当該空圧緩衝器にあっては、円滑に潤滑を行うことができる。
【０１１７】
そして、また、請求項８の発明によれば、上室に流入した作動油が、ピストンの外周に設けた面取り部分に溜まるので、シリンダとピストンとの間の潤滑を円滑に行うことができ、さらに、この面取り部分に作動油が溜まることにより、より一層シリンダとピストンと間を流通するガスの漏洩を防止するので、シール性が向上し安定した減衰力を発生できるという効果がある。
【０１１８】
さらに、また、請求項９の発明によれば、空圧緩衝器が振動を負荷された場合にも、作動油の油面が波立って、ガスと作動油が混ざり合うのを、油面に浮遊するフロートが防止するので、安定した減衰力が得られるという効果がある。
【０１１９】
なお、フロートにある程度の弾性を有する材料を使用すれば、フロートにピストンと封止部材とが直接干渉することを防止するクッションとしての機能を持たせることも可能であり、この場合にはピストンが作動油に侵入することにより、作動油が減衰力を発生してピストンとシリンダを封止しているボトム部材たる封止部材との衝突による衝撃を緩和することに加えて、フロートもクッションになるので、より一層空圧緩衝器の損傷する機会を減少することが可能である。
【０１２０】
そして、また、請求項１０の発明によれば、第１の逆止弁と第１の減衰弁を一体に形成し、かつ、第２の逆止弁と第２の減衰弁を一体に形成したので、逆止弁と減衰弁を独立して設けなくて済むので、弁自体を小型化可能であり、これにより、空圧緩衝器のコンパクト化が図れる。
【０１２１】
また、さらに、請求項１１の発明によれば、第１の逆止弁が上記第１の減衰弁よりガスの流れの下流に設け、第２の逆止弁が上記第２の減衰弁よりガスの流れの下流に設けており、逆止弁に減衰弁としての機能を付加させておけば、減衰特性を調節することが可能であるので、この空圧緩衝器を様々な車両に適用可能となる。
【０１２２】
さらに、請求項１２の発明によれば、区画部材に第１の逆止弁と第１の減衰弁を設けているので、シリンダ外に第１の逆止弁と第１の減衰弁を設けるのに比較して、空圧緩衝器をいたずらに空圧緩衝器を大型化しなくてすみ、コンパクト化することが可能である。
【０１２３】
また、請求項１３の発明によれば、この空圧緩衝器は、上述のような各作用効果を奏するので、特に車両のサスペンションに使用された場合にその効果が高い。
そして、さらに、請求項１４の発明によれば、下室に充填した作動油が作動油循環手段によって上室と下室とに循環するので、ピストンとシリンダの間を潤滑することが可能となる。したがって、ピストンとシリンダとの間が潤滑されるので、ピストンとシリンダの摺動性の確保が可能であり、その耐久性も向上する。
【０１２４】
そして、空圧緩衝器の摺動性の確保と耐久性の向上が可能となることに加えて、安定した減衰力を発生できるので、特に比較的広い周波数領域の伸縮作動を強いられる環境下、たとえば車両のサスペンション等に適用可能となり、その結果、本発明の空圧緩衝器においては、作動油量が大量に必要な油圧緩衝器に比較して、少量の作動油を使用すればよいので、コスト的に有利なだけでなく、空圧緩衝器の廃棄による作動油の処分の点でも有利となり、空圧緩衝器の重量も油圧緩衝器に比較して軽量となり、ひいては作動油の漏れが生じた場合にあっても、作動油量は少量であるから環境汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における空圧緩衝器を原理的に示す概略断面図である。
【図２】第２の実施の形態における空圧緩衝器を原理的に示す概略断面図である。
【図３】第３の実施の形態における空圧緩衝器を原理的に示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る空圧緩衝器を車両へ適用した状態における斜視図である。
【図５】第１の減衰弁と第１の逆止弁もしくは第２の減衰弁と第２の逆止弁を一体に形成した弁の断面図である。
【図６】（Ａ）第２の減衰弁とバネにより付勢された第２の逆止弁を直列に連通路に配置した場合のピストンの断面図である。
（Ｂ）連通路に第２の減衰弁と圧力調整弁を並列に配置した場合のピストンの断面図である。
【図７】従来のステイダンパを示す縦断面図である。
【図８】従来のエアダンパを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　ピストン
１ａ　ピストン本体
１ｂ、５ｂ、１０ｂ　凹部
１ｃ　面取り部
２　ピストンロッド
３、１１　シリンダ
３ａ、３ｂ、１１ａ　孔
４　外筒
５、１０　区画部材たるバルブケース
５ａ、１０ａ　バルブケース本体
６　封止部材
６ｂ　ブッシュ
１０ｃ、１０ｄ　切欠
１３　ロアアーム
１４　車軸
１５　タイヤ
２０　バルブボディ
２０ａ　バルブ室
２１　ポペット
２１ａ　突起
２２、Ｖ６、Ｖ９　バネ
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３　バイパス路
Ｆ　フロート
Ｊ　作動油
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３　空圧緩衝器
Ｌ、Ｌ１　連通路
Ｏ　油面
Ｒ　リザーバ室
Ｒ１　上室
Ｒ２　下室
Ｓ　接続路
Ｖ１　第１の減衰弁
Ｖ２　第１の逆止弁
Ｖ３、Ｖ１０　第２の減衰弁
Ｖ４、Ｖ５、Ｖ８　第２の逆止弁
Ｖ７　圧力調整弁

Claims (14)

1. シリンダと、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、上室と下室とを接続するバイパス路と、ピストンまたはピストンロッドに設けた上室と下室とを連通する連通路とを備え、下室に作動油を充填し、シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記バイパス路に下室から上室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第１の逆止弁と第１の減衰弁を直列に設けるとともに、上記連通路に上室から下室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第２の逆止弁と第２の減衰弁を直列に設け、作動油を油面が上記バイパス路の下室への接続位置より上方に位置するように下室に充填したことを特徴とする空圧緩衝器。
2. シリンダと、シリンダ内をリザーバ室と作動室とに区画する区画部材と、シリンダ内の作動室を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、リザーバ室と下室とを接続するバイパス路と、リザーバ室と上室とを接続する接続路と、ピストンまたはピストンロッドに設けた上室と下室とを連通する連通路とを備え、下室に作動油を充填し、シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記接続路にリザーバ室から上室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第１の逆止弁と第１の減衰弁を直列に設けるとともに、上記連通路に上室から下室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第２の逆止弁と第２の減衰弁を直列に設け、作動油を油面が上記バイパス路の下室への接続位置より上方に位置するように下室に充填したことを特徴とする空圧緩衝器。
3. シリンダと、シリンダ端部を封止するとともにリザーバ室を備えた区画部材と、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、リザーバ室と下室とを接続するバイパス路と、リザーバ室と上室とを接続する接続路と、ピストンまたはピストンロッドに設けた上室と下室とを連通する連通路とを備え、下室に作動油を充填し、シリンダ内およびリザーバ室内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記接続路にリザーバ室から上室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第１の逆止弁と第１の減衰弁を直列に設けるとともに、上記連通路に上室から下室へ向うガスおよび作動油のみの流れを許容する第２の逆止弁と第２の減衰弁を直列に設け、作動油を油面が上記バイパス路の下室への接続位置より上方に位置するように下室に充填したことを特徴とする空圧緩衝器。
4. ピストンロッドがピストンの下室側端部に設けられていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の空圧緩衝器。
5. シリンダの外方に外筒を設け、シリンダと外筒との間の隙間をバイパス路としたことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の空圧緩衝器。
6. ピストンの上室側面に凹部を設けるとともに、上記連通路が当該ピストン凹部の底部に接続されてなる請求項１、２、３、４または５に記載の空圧緩衝器。
7. 区画部材のリザーバ室側面に凹部を設けるとともに、上記接続路が当該凹部の底部に接続されることを特徴とする請求項２、３、４、５または６に記載の空圧緩衝器。
8. ピストンの上室側面の外周に面取りを施したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の空圧緩衝器。
9. 下室の作動油の油面に浮遊可能なフロートを設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載の空圧緩衝器。
10. 第１の逆止弁と第１の減衰弁が一体に形成されるとともに、第２の逆止弁と第２の減衰弁が一体に形成されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０に記載の空圧緩衝器。
11. 第１の逆止弁が上記第１の減衰弁よりガスの流れの下流に設けられるとともに、第２の逆止弁が上記第２の減衰弁よりガスの流れの下流に設けられることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９に記載の空圧緩衝器。
12. 接続路および第１の減衰弁および第１の逆止弁が区画部材に設けられることを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７、８、９、１０および１１に記載の空圧緩衝器。
13. ピストンロッドの端部が車軸側に接続され、シリンダが車体側に接続されることにより、車両に介装されることを特徴とする請求項４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２に記載の空圧緩衝器。
14. シリンダと、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、上室と下室とを接続するバイパス路と、ピストンまたはピストンロッドに設けた上室と下室とを連通する連通路とを備え、下室に作動油を充填し、シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記作動油を上室と下室とに循環させる作動油循環手段を備えたことを特徴とする空圧緩衝器。

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