JP2006234083A - 単筒型油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 エアバネ付の単筒型油圧緩衝器にあって、緩衝器本体におけるアルミ化に伴い溶接を利用できない場合にも、エアチャンバからなるエアバネの気密性を保障する。
【解決手段】 シリンダ体１１の上端部内側へカシメ加工でオイルシール３を定着させた緩衝器本体１と、緩衝器本体１の上端側に配在されて一端側を緩衝器本体１のピストンロッド１２側に気密構造下に連結すると共に他端側をシリンダ体１１側に気密構造下に連結するエアチャンバ２とを有し、エアチャンバ２を構成するプロテクタ２３が上端の屈曲部２３ａをシリンダ体１１の上端たるカシメ端１１ａに担持させた単筒型油圧緩衝器において、ピストンロッド１２の外周に摺接するダストリップ３１およびオイルリップ３２を内周側に有する芯金３３とプロテクタ２３における屈曲部２３ａとの間にエアの通過を阻止するエアリップ３４が配在されてなると共に、このエアリップ３４が芯金３３に保持されてなる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、車両のサスペンション装置に利用されるエアバネ付の単筒型油圧緩衝器の改良に関する。

車両のサスペンション装置に利用される油圧緩衝器としては、従来から種々の提案があるが、近年では、たとえば、特許文献１に開示されているように、油圧緩衝器を構成する緩衝器本体が単筒型とされながらこの緩衝器本体の上端側にエアバネたるエアチャンバを有するとする提案がなされるに至っている。

すなわち、この特許文献１に開示の提案にあって、エアチャンバは、ローリングダイアフラムを有してなるが、このローリングダイアフラムの一端側が緩衝器本体を構成するピストンロッド側に気密状態下に連結される一方で、他端側が緩衝器本体を構成するシリンダ体側に気密状態下に連結されることで、このエアチャンバにおける気密性が保障されるとしている。

このとき、この特許文献１に開示の提案にあっては、ローリングダイアフラムの下端部を気密状態下に連結させるピストンパイプの下端部がシリンダ体の外部に大気中に通じる隙間を有するように配在されたプロテクタの下端部近傍に溶接されて気密状態を具現化すると共に、このプロテクタの上端部がシリンダ体の外周に溶接されて気密状態を具現化するとしている。

それゆえ、この特許文献１に開示の提案にあっては、緩衝器本体が高圧ガスを封入する単筒型に構成されて、大気圧を封入する複筒型の緩衝器本体からなる油圧緩衝器に比較して減衰作用を向上させながら、気密性が保障されたエアチャンバによる所望のエアバネ効果を得られることになり、車両におけるサスペンション装置への利用に向くことになる。
特開２００４‐３３２７４７号公報（特許請求の範囲 請求項１，段落００１８，同００２５から同００２８，図１）

ところで、上記した特許文献１に開示の提案に格別の不具合がある訳ではないが、アルミ材を利用することで緩衝器本体の大幅な軽量化を図ろうとするとき、その具現化が困難になると指摘される危惧がある。

すなわち、上記した特許文献１に開示の油圧緩衝器にあっては、ローリングダイアフラムの内側における気密性を保障するについて、プロテクタの上端部をシリンダ体の上端部に溶接させるとしているが、シリンダ体がアルミ材で形成される場合には、一般的に言って、凡そ溶接は、アルミ材における強度低下を招くので好ましくないとされている。

それゆえ、このことからすれば、緩衝器本体を構成するシリンダ体がアルミ材からなると共にこのアルミ材からなるシリンダ体に連繋するエアバネたるエアチャンバを有してなる単筒型油圧緩衝器にあっては、その具現化にあって、溶接によらない方策の提案が望まれることになる。

この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、緩衝器本体におけるいわゆるアルミ化に伴い溶接を利用できない場合にも、エアバネたるエアチャンバにおける気密性を保障し得て、車両のサスペンション装置に利用するのに最適となるエアバネ付の単筒型油圧緩衝器を提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明による単筒型油圧緩衝器の構成を、基本的には、シリンダ体における上端部の内側へのカシメ加工でオイルシールを所定位置に定着させた緩衝器本体と、この緩衝器本体の上端側に配在されて一端側を緩衝器本体におけるピストンロッド側に気密構造下に連結すると共に他端側をシリンダ体側に気密構造下に連結するエアチャンバとを有し、エアチャンバを構成するプロテクタが上端の屈曲部をシリンダ体の上端たるカシメ端に担持させてなる単筒型油圧緩衝器において、オイルシールにあってピストンロッドの外周に摺接するダストリップおよびオイルリップを内周側に有する芯金とプロテクタにおける屈曲部との間に両者間におけるエアの通過を阻止するエアリップが配在されると共に、このエアリップが芯金に保持されてなるとする。

そして、より具体的には、オイルシールにおいて芯金が上下の二層に分割されてなると共に、上層の芯金にエアリップが保持されてなるとしても良い。

ちなみに、オイルシールは、芯金の外周側にシリンダ体の内周との間における液密状態を維持する外周リップを一体的に有してなるのが好ましく、また、エアチャンバにおいて、プロテクタがピストンパイプに、また、ピストンパイプがローリングダイアフラムに、そして、ローリングダイアフラムがピストンロッドにそれぞれ気密構造下に連結されてなるのが好ましい。

それゆえ、この発明にあっては、緩衝器本体の上端部に配在されたオイルシールにおける芯金に保持されるエアリップがエアチャンバ内のエアの漏れ、すなわち、エアチャンバ内のエアがプロテクタとシリンダ体との間を介して外部に漏れることを阻止することになり、したがって、シリンダ体がアルミ材で形成されてプロテクタの溶接を回避させる、すなわち、溶接による気密状態下での連結を具現化できないときにも、シリンダ体とプロテクタとの間における気密性を保障し得ることになる。

このとき、プロテクタがアルミ材からなるとしても、オイルシールにおけるエアリップの機能するところは同等となり、したがって、シリンダ体に加えてプロテクタもアルミ材で形成する場合には、エアチャンバにおける重量の軽減化に寄与し、このエアチャンバを有する、すなわち、エアバネ付の単筒型油圧緩衝器における全体重量の一層の軽減化を可能にする。

また、オイルシールにおいて芯金が上下の二層に分割されてなると共に、上層の芯金にエアリップが保持されてなるとする場合には、オイルリップなどを有する部品と、エアリップを有する部品とを独立に形成でき、部品製作を容易にし得ると共に、特に、異なった構成のエアリップを有する部品との組み合せを選択できることになる。

その結果、この発明によれば、エアバネ付の単筒型油圧緩衝器にあって、緩衝器本体におけるいわゆるアルミ化に伴い溶接を利用できない場合にも、エアチャンバにおける気密性を保障し得ることになる。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、図１に示すように、この発明による単筒型油圧緩衝器は、基本的には、緩衝器本体１を構成するシリンダ体１１がアルミ材からなる一方で、緩衝器本体１の上端側にエアバネたるエアチャンバ２を有してなる。

そして、この緩衝器本体１は、シリンダ体１１の開口端部たる上端部をカシメ加工によって内側に折り曲げ、この内側に折り曲げられたカシメ端１１ａでオイルシール３を所定位置に定着させ、このとき、シリンダ体１１の上端開口をこのオイルシール３が閉塞するとしている。

なお、オイルシール３は、シリンダ体１１の開口端部近傍の内側に固定状態に配在されて軸芯部にピストンロッド１２を貫通させる軸受部材４の上端に着座する状態に担持されるとしている。

ところで、エアチャンバ２は、図示するところでは、ゴムなどの弾性材からなるローリングダイアフラム２１と、鉄パイプなどの所定の機械的強度を有するピストンパイプ２２と、同じく鉄パイプなどからなりながら所定の機械的強度を有するプロテクタ２３とを有してなり、ローリングダイアフラム２１の膨縮で所定のエアバネ力を発揮するとしている。

このとき、ローリングダイアフラム２１は、全体的に看ると、後述するピストンパイプ２２などに比較して大径の筒状に形成されていながら下半側を内側に巻き込むようにしていわゆる弛み部を形成してなり、詳しくは図示しないが、図中で上端側となる一端側が緩衝器本体１におけるピストンロッド１２の上端側に任意の手段で気密状態下に連結される一方で、図示するように、図中で下端側となる言わば内側に折り返された他端部がピストンパイプ２２の上端部の外周に、たとえば、締め付けバンド２１ａを利用するなどで気密状態下に連結されるとしている。

それゆえ、このローリングダイアフラム２１は、いわゆるゴム幕の内側にエア室Ａを画成することになり、このエア室Ａは、ゴム幕の、すなわち、このローリングダイアフラム２１の伸縮でその容積を大小することになり、このとき、所定のエアバネ力を発揮することになる。

ピストンパイプ２２は、多くの場合に、下端側で収斂傾向になる筒状に形成されていて、上端部に上記のローリングダイアフラム２１の他端部を気密状態下に連結させながら下端部がプロテクタ２３の下端部に気密状態下に連結されるとしている。

そして、プロテクタ２３は、ピストンパイプ２２に比較して細径でありながらシリンダ体１１に対しては太径とされ、かつ、シリンダ体１１に相似する筒状に形成されながら上端に屈曲部２３ａを有してなるとしている。

ちなみに、このプロテクタ２３は、図示するところでは、鉄材からなるとし、それゆえ、上記のピストンパイプ２２との気密状態下の連結が溶接（図１中に符号Ｍで示す）で具現化されるとしている。

なお、このプロテクタ２３についてだが、これがアルミ材からなるとしても良く、その場合には、ピストンパイプ２２の下端部とプロテクタ２３の下端部とを溶接するのは好ましくなく、それゆえ、図示しないが、たとえば、シールの配在下にプロテクタ２３の下端部にピストンパイプ２２の下端部が圧入されることで両者間における所定の気密構造が具現化されるとしても良い。

そして、プロテクタ２３がアルミ材からなる場合には、上記したシリンダ体１１がアルミ材からなることを含めて、このプロテクタ２３を有するエアチャンバ２における重量の軽減化に寄与し、このエアチャンバ２を有する、すなわち、この発明によるエアバネ付の単筒型油圧緩衝器における全体重量の一層の軽減化に寄与することになる。

ところで、プロテクタ２３は、この発明にあって、上端に屈曲部２３ａを有してなり、この屈曲部２３ａをシリンダ体１１の上端たるカシメ端１１ａに担持させることで、この下端側をシリンダ体１１の外部に垂下させるとし、このとき、図示するところでは、この下端側とシリンダ体１１との間に大気中に通じる隙間Ｓを出現させるとして、この隙間Ｓを介してシリンダ体１１からの熱を外部たる大気中に発散させるとしている。

一方、上記の屈曲部２３ａについてだが、図示するところでは、あたかもプロテクタ２３の上端部が内側に屈曲されていわゆるフランジ状の形状を呈するように形成されてなるとするが、これは、このフランジ状の部分、すなわち、屈曲部２３ａがいわゆる別体に形成されて溶接でプロテクタ２３の上端に連設されることに比較すると、いわゆる部品製造が容易になり、また、機械的強度を保障し易くなるからである。

そして、この屈曲部２３ａがフランジ状に形成されるのは、この屈曲部２３ａが後述するオイルシール３との間でエアの通過を阻止する構造を具現化することを鑑みて、その実現性を保障し易くすることによる。

つぎに、オイルシール３は、図２に示すように、内周をピストンロッド１２の外周に摺接させるダストリップ３１およびオイルリップ３２を環状に形成された芯金３３の内周側に一体的に有すると共に、ダストリップ３１を囲むように配在されて芯金３３に一体的に保持されるエアリップ３４と、芯金３３の外周側に一体的に保持されてシリンダ体１１の内周との間における液密状態を維持する外周リップ３５とを有してなる。

このとき、エアリップ３４は、前記したプロテクタ２３の屈曲部２３ａでいわゆる押し潰されるようになってこの屈曲部２３ａに密着され、この屈曲部２３ａとエアリップ３４との間におけるエア漏れを阻止するとしている。

ちなみに、屈曲部２３ａがこのエアリップ３４を押し潰す前には、図中に破線図で示すように、いわゆるリップ３４ａが上方に向けて起立するようになる。

オイルシール３が以上のように形成されていることから、シリンダ体１１内へのピストンロッド１２の没入時にこのピストンロッド１２の外周に付着しているダストがダストリップ３１で掻き落され、シリンダ体１１内からのピストンロッド１２の突出時にこのピストンロッド１２の外周に付着しているオイルがオイルリップ３２で掻き落されることになる。

そして、プロテクタ２３の屈曲部２３ａとこれが対向するシリンダ体１１のカシメ端１１ａとの間を介してのエア室Ａ内からのエア、すなわち、エアチャンバ２内のエアが外部に抜けるのをエアリップ３４が阻止することになる。

ちなみに、シリンダ体１１のカシメ端１１ａとオイルシール３における芯金３３との間を介してのエアは、外周リップ３５が前記したように液密性を有するがゆえに、この外周リップ３５によってシリンダ体１１内に漏れることが阻止されることになる。

以上からすると、このオイルシール３については、所定の諸機能を発揮する限りには任意の形状に形成されて良く、たとえば、図３に示すところでは、オイルシール３において芯金が上下の二層に、すなわち、上層の芯金３６と下層の芯金３３とに分割されてなると共に、上層の芯金３６にエアリップ３４が保持されてなるとしている。

そして、このとき、図示するところでは、上層の芯金３６にエアリップ３４と共にダストリップ３１が一体的に保持されてなるとし、下層の芯金３３にはオイルリップ３２および外周リップ３５が一体的に保持されてなるとしている。

このように、上層の芯金３６にエアリップ３４と共にダストリップ３１を一体的に保持させるようにする場合には、言わば単一となる芯金３３にダストリップ３１やオイルリップ３２および外周リップ３５、さらには、エアリップ３４まで一体的に保持させる場合に比較して、部品製作が容易になると言い得る。

のみならず、特に、エアリップ３４を種々の態様に設定する場合には、異なった構成のエアリップ３４を有する芯金３６と上記の芯金３３とを組み合せる、すなわち、自由な部品の組み合せを実現できることになる。

以上からすると、芯金が上下の二層に分割される場合には、図示しないが、上層の芯金３６にはエアリップ３４のみを設けることにし、このエアリップ３４のみを有する芯金３６を言わば既存の芯金３３の上に重ねるようにしてシリンダ体１１の上端部をカシメ加工することで、所望のエアの漏れを阻止することが可能になると言い得る。

ちなみに、上記のように、エアリップ３４のみを有する芯金３６を既存の芯金３３の上に重ねるようにする場合には、芯金３６の内周側端が芯金３３に保持されているダストリップ３１に干渉しないように形状を配慮する必要があるであろう。

以上のように形成されたこの発明による単筒型油圧緩衝器にあっては、緩衝器本体１が軽量化を可能にしながら単筒型に構成されるから、車両におけるサスペンション装置に利用されるとき、いたずらな重量の増大化を招来させないで済む一方で、シリンダ体１１に対してピストンロッド体１２が出没する緩衝器本体１の伸縮作動時における減衰作用が、大気圧を封入する複筒型の緩衝器本体からなる場合に比較して、封入する高圧ガスに依存して向上されると共に、シリンダ体１１に対してピストンロッド体１２が出没する緩衝器本体１の伸縮作動時にエアチャンバ２にあって、ローリングダイアフラム２１で画成されるエア室Ａがシリンダ体１１に対して出没するピストンロッド体１２におけるロッド体積分の容積変化をし、このエア室Ａにおける容積変化の際に、ローリングダイアフラム２１が膨縮して、所定のエアバネ効果が発揮されることになる。

このとき、エアバネたるエアチャンバ２内のエアが漏れることを緩衝器本体１におけるオイルシール３部分で阻止するから、エアチャンバ２における気密性が恒久的に保障され、車両におけるサスペンション装置への利用に向くことになる。

この発明による単筒型油圧緩衝器を一部破断して示す正面図である。 図１におけ要部を拡大して示す部分断面正面図である。 他の実施形態によるオイルシールの配在状態を図２と同様に示す図である。

符号の説明

１ 緩衝器本体
２ エアチャンバ
３ オイルシール
１１ シリンダ体
１１ａ カシメ端
１２ ピストンロッド
２１ ローリングダイアフラム
２２ ピストンパイプ
２３ プロテクタ
２３ａ 屈曲部
３１ ダストリップ
３２ オイルリップ
３３，３６ 芯金
３４ エアリップ
３５ 外周リップ

Claims (4)

1. シリンダ体における上端部の内側へのカシメ加工でオイルシールを所定位置に定着させた緩衝器本体と、この緩衝器本体の上端側に配在されて一端側を緩衝器本体におけるピストンロッド側に気密構造下に連結すると共に他端側をシリンダ体側に気密構造下に連結するエアチャンバとを有し、エアチャンバを構成するプロテクタが上端の屈曲部をシリンダ体の上端たるカシメ端に担持させてなる単筒型油圧緩衝器において、オイルシールにあってピストンロッドの外周に摺接するダストリップおよびオイルリップを内周側に有する芯金とプロテクタにおける屈曲部との間に両者間におけるエアの通過を阻止するエアリップが配在されると共に、このエアリップが芯金に保持されてなることを特徴とする単筒型油圧緩衝器
2. オイルシールにおいて芯金が上下の二層に分割されてなると共に、上層の芯金にエアリップが保持されてなる請求項１に記載の単筒型油圧緩衝器
3. オイルシールが芯金の外周側にシリンダ体の内周との間における液密状態を維持する外周リップを一体に有してなる請求項１に記載の単筒型油圧緩衝器
4. プロテクタがエアチャンバを構成するピストンパイプに気密構造下に連結されると共に、ピストンパイプがエアチャンバを構成するローリングダイアフラムに気密構造下に連結されてなり、このローリングダイアフラムがピストンロッドに気密構造下に連結されてなる請求項１に記載の単筒型油圧緩衝器
   

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