JP2006349138A

JP2006349138A - 空圧緩衝器

Info

Publication number: JP2006349138A
Application number: JP2005179342A
Authority: JP
Inventors: Koki Kato; 弘毅加藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】正立型に形成されてもロッドの摺動部を確実に潤滑可能な空圧緩衝器を提供することである。
【解決手段】シリンダ１と、シリンダ１内をロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに区画するピストン２と、ピストン２を介してシリンダ１内に移動自在に挿入されたロッド３と、を備えて正立型に形成される空圧緩衝器Ｋにおいて、ロッド３とロッド３の外周に摺接する環状シールＳとが摺接する摺接部Ａに臨む貯油室Ｔを設け、該貯油室Ｔ内に充填される油の油面Ｏ１が少なくとも上記摺接部Ａの最下端より上方に位置するようにした。
【選択図】図１

Description

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。

従来、空圧緩衝器としては、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されたピストンと、シリンダにピストンを介して移動自在に挿通されるロッドとを備えて、いわゆる倒立側に形成されたものが知られており、この空圧緩衝器では、少量の油をシリンダ内に充填しておき、この油を空圧緩衝器の伸縮運動によってポンプの要領でピストン側室とロッド側室とに循環させるようにしている（たとえば、特許文献１，２参照）。

一般に空圧緩衝器は、作動流体を気体としている為、ピストンとシリンダの当接部位およびロッドとシリンダ下端に設けた封止部材との当接部位である摺動部の摺動性の確保が一番の課題であるが、上述の空圧緩衝器では、上記のように油をピストン側室とロッド側室とに行き来させることで、ピストンとシリンダとの摺動部の潤滑と、シリンダ下端に設けた封止部材とロッドとの摺接部の潤滑を行って、摺動性の問題を解決し、伸縮作動の円滑を図っている。
特開２００４−１３２４２９号公報特開２００４−１３２４２８号公報

さて、上述のような空圧緩衝器では、摺動性の確保という問題を解決している点で、有用な技術であるが、以下の問題がある。

すなわち、従来の空圧緩衝器は、ロッドと封止部材との摺動部の潤滑を行う観点から、倒立型に形成されているが、正立型として使用する場合、ロッドがシリンダの上方に突出するように配置されることから、ロッドと封止部材との間の摺動部の潤滑が難しくなり、構造が複雑になりかねない。

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、正立型に形成されてもロッドの摺動部を確実に潤滑可能な空圧緩衝器を提供することである。

本発明の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内をロッド側室とピストン側室と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ロッドと、を備えて正立型に形成される空圧緩衝器において、ロッドとロッドの外周に摺接する環状シールとが摺接する摺接部に臨む貯油室を設け、該貯油室内に充填される油の油面が少なくとも上記摺接部の最下端より上方に位置するようにした。

本発明の空圧緩衝器によれば、ロッドとロッドの外周に摺接する環状シールとが摺接する摺接部に臨む貯油室を設け、該貯油室内に充填される油の油面が少なくとも上記摺接部の最下端より上方に位置するので、貯油室内の油は、ロッドとの摺接部の潤滑を維持しつづける。

したがって、空圧緩衝器が伸縮を繰り返しても、貯油室内の油は、ロッドの摺接部の潤滑を維持しつづけることになり、正立型に形成された空圧緩衝器のロッドの摺動部を確実に潤滑することになる。

また、ロッドの摺接部に臨む貯油室を設けて油面を上記摺接部の最下端より上方に位置させることで上記摺動部の確実な潤滑が可能となるので、構造が複雑となることが無く、大幅なコスト上昇を伴わずに空圧緩衝器を正立型とすることができる。

そして、上記したようにロッドの摺接部が確実に潤滑されるから、空圧緩衝器の円滑な伸縮作動が保証されて空圧緩衝器の実用性が向上するとともに、環状シールの耐磨耗性が向上することから空圧緩衝器の密封性も向上することになる。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、空圧緩衝器の概略縦断面図である。

一実施の形態における空圧緩衝器Ｋは、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内をロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに区画するピストン２と、ピストン２を介してシリンダ１内に移動自在に挿入されたロッド３と、ロッド３とロッド３の外周に摺接する環状シールＳとが摺接する摺接部Ａに臨む貯油室Ｔとを備え、いわゆる正立型の緩衝器として形成されている。

以下、詳細に説明すると、シリンダ１は、筒状に形成され、その上下端は、それぞれヘッド部材５とボトム部材６によって閉塞されるとともに、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストン２によってシリンダ１内はロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに区画されている。

そして、ピストン２には、ロッド３が連結されるとともに、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通する第１通路となる通路２１，２２が設けられ、これら通路２１，２２の途中には減衰力発生要素２３，２４が設けられている。

また、上記通路２１の途中には、ロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ向かう流れのみを許容する逆止弁２５が設けられ、通路２２の途中には、ピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう流れのみを許容する逆止弁２６が設けられている。したがって、通路２１にあっては、空圧緩衝器Ｋが伸長する、すなわち、シリンダ１からロッド３が突出する作動を行うときのみに流体の通過を許容し、他方の通路２２にあっては、空圧緩衝器Ｋが収縮する、すなわち、シリンダ１内にロッド３が進入する作動を行うときのみに流体が通過を許容するようになっている。

そして、減衰力発生要素２３，２４は、図示したところでは、可変絞り弁とされており、空圧緩衝器Ｋの伸縮周波数や伸縮速度等に応じて、流体の流れに与える抵抗を変化させることができるようになっている。なお、減衰力発生要素２３，２４は、この空圧緩衝器Ｋが搭載される車両に適せば可変絞り弁以外にも固定絞り弁や、リーフバルブ等とされてもよい。

転じて、ヘッド部材５は、環状に成型され、その内周側にはロッド３を軸支する軸受５１を備えるとともに、上端側から開口する凹部５２が設けられている。

そして、上記したシリンダ１は、シリンダ１の外方に配置される有底筒状の外筒１０によって覆われており、この外筒１０とシリンダ１との間の隙間でリザーバＲが形成されている。また、この外筒１０の底部には、ボトム部材６が嵌合され、また、外筒１０の図中上端である開口端部には、内周側で環状シールＳを保持する封止部材１１が上記ヘッド部材５に積層された状態で固定されている。

上記した封止部材１１において、図１中、上下方向長さとなる軸方向長さは、環状シールＳの上下方向長さとなる軸方向長さより、短く設定されるととともに、環状シールＳは、封止部材１１の下端からシリンダ１の内方に向けて突出するように封止部材１１によって保持されている。なお、上記したところでは、封止部材１１は環状シールＳを保持しているが、環状シールＳを封止部材１１に溶着して分離不能な状態としておくとしても差し支えない。

封止部材１１から突出している環状シールＳの下端は、ヘッド部材５の凹部５２内に配置されており、この凹部５２と封止部材１１とで貯油室Ｔが隔成されている。

上記した環状シールＳの内周側には、シリンダ１から突出し、ヘッド部材５の軸受５１内に摺動自在に挿入されるロッド３が挿入され、この環状シールＳは所定の緊迫力でロッド３の外周に圧接されている。

したがって、ロッド３は、貯油室Ｔを貫いており、この貯油室Ｔは、ロッド３と環状シールＳとの摺接部Ａに臨むようになっている。

さらに、貯油室Ｔは、ヘッド部材５に設けた第３通路５３によってロッド側室Ｒ１に連通されるとともに、第２通路の一部をなす通路５４によって、リザーバＲ内に連通されている。

ここで、第３通路５３の貯油室Ｔ側の端部５３ａは、上記凹部５２の側壁部５２ａから開口しており、この端部５３ａは、少なくとも環状シールＳの図中最下端より上方に位置するように設定されている。また、第３通路５３の途中には、貯油室Ｔからロッド側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する第２逆止弁たる逆止弁５５が設けられている。

他方、ボトム部材６には、ピストン側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する第２通路の一部をなす通路６１が設けられ、この通路６１の途中には、ピストン側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流体の流れのみを許容する第１逆止弁たる逆止弁６２が設けられている。

したがって、第２通路は、上記した通路５４、リザーバＲおよび通路６１とで構成されていることになる。

そして、シリンダ１内には作動気体が封入されるとともに、貯油室Ｔ内およびリザーバＲ内には、油が充填されるが、貯油室Ｔ内の油の油面Ｏ１が、貯油室Ｔ内の気体圧力とリザーバＲ内の気体圧力のバランスによって環状シールＳの最下端より下方に下がらないような配慮のもと、リザーバＲ内には充分な量の油が充填される。具体的には、リザーバＲ内の油の油面Ｏ２は、上記通路５４の開口より上方に位置するように設定されている。

なお、ロッド側室Ｒ１およびピストン側室Ｒ２内にも少量の油が充填されるが、ロッド側室Ｒ１内に充填される油は、空圧緩衝器が伸縮動作を初めて行うときに、シリンダ１とピストン２と間を潤滑するためであり、ピストン側室Ｒ２内の油は、空圧緩衝器の収縮時にリザーバＲ内に気体に先んじて油を供給して貯油室Ｔ内の油面Ｏ１の下降を防止するためである。

つづいて、上述のように構成された空圧緩衝器の作動について説明する。まず、空圧緩衝器Ｋが伸長作動する場合、ロッド側室Ｒ１が圧縮され、ピストン側室Ｒ２が膨張させられるので、ロッド側室Ｒ１内の気体は、通路２１を介してピストン側室Ｒ２内に移動する。この移動時に、気体は減衰力発生要素２３を通過するので、圧力損失が生じロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の圧力差に見合った減衰力が発生する。

このとき、ロッド側室Ｒ１内の油は、油は気体より重たく、通路２１の開口部に溜まった状態となることから、該油も気体とともにピストン側室Ｒ２内に移動する。

このロッド側室Ｒ１内の油は、上述したように、シリンダ１とピストン２との間を潤滑する役割を有しているが、気体より先んじて減衰力発生要素２３を通過することからロッド側室Ｒ１内の速やかな圧力上昇を促すことになる。

つづいて、空圧緩衝器Ｋが収縮作動する場合、ピストン側室Ｒ２が圧縮され、ロッド側室Ｒ１が膨張させられるので、ピストン側室Ｒ２内の気体は、通路２２を介してロッド側室Ｒ１内に移動する。この移動時に、気体は減衰力発生要素２４を通過するので、圧力損失が生じロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の圧力差に見合った減衰力が発生する。

また、上記ピストン側室Ｒ２内の圧力上昇によって、ピストン側室Ｒ２内の気体は、第２通路の一部である通路６１を介してリザーバＲ内にも流入する。

このとき、ピストン側室Ｒ２内の油は、油は気体より重たく、通路６１の開口部に溜まった状態となることから、該油も気体とともにリザーバＲ内に移動する。

このピストン側室Ｒ２内の油は、気体より先んじて通路６１を通過することからピストン側室Ｒ２内の速やかな圧力上昇を促すことになる。

そして、リザーバＲ内および貯油室Ｔは、ピストン側室Ｒ２と同様に加圧されることになるので、リザーバＲ内の油は、貯油室Ｔ内に流入し、さらに、貯油室Ｔ内の油の油面Ｏ１が上昇することになる。

すると、この油面Ｏ１の上昇と貯油室Ｔ内の圧力上昇とによって、貯油室Ｔ内の油は、第３通路５３を通過してロッド側室Ｒ１内に気体とともに流入する。ここで、第３通路５３の端部５３ａの開口位置は環状シールＳの最下端より上方に位置しているので、上記のごとく貯油室Ｔから油がロッド側室Ｒ１内に移動しても、貯油室Ｔ内の油の油面Ｏ１は、必ず環状シールＳの最下端より上方に位置することになり、貯油室Ｔ内の油は、ロッド３と環状シールＳとの摺接部Ａの潤滑を維持しつづける。

したがって、空圧緩衝器Ｋが伸縮を繰り返しても、貯油室Ｔ内の油は、ロッド３と環状シールＳとの摺接部Ａの潤滑を維持しつづけることになり、正立型に形成された空圧緩衝器Ｋのロッド３の摺動部Ａを確実に潤滑することになる。

また、ロッド３の摺接部に臨む貯油室を設けて油面を上記摺接部Ａの最下端より上方に位置させることで、上記摺動部Ａの確実な潤滑が可能となるので、構造が複雑となることが無く、大幅なコスト上昇を伴わずに空圧緩衝器を正立型とすることができる。

そして、上記したようにロッド３と環状シールＳの摺接部Ａが確実に潤滑されるから、空圧緩衝器Ｋの円滑な伸縮作動が保証されて空圧緩衝器の実用性が向上するとともに、環状シールＳの耐磨耗性が向上することから空圧緩衝器の密封性も向上することになる。

この空圧緩衝器Ｋが伸縮作動しつづけると、空圧緩衝器Ｋ内の油は、ロッド側室Ｒ１、ピストン側室Ｒ２、リザーバＲおよび貯油室Ｔを循環し、空圧緩衝器Ｋの摺動部分、すなわち、シリンダ１とピストン２との間の摺動部、ロッド３と環状シールＳの摺動部Ａを潤滑しつづけることになる。

すなわち、この空圧緩衝器Ｋでは、上記油の循環によって、ロッド側室Ｒ１内に油が無くならないようにすることができ、シリンダ１とピストン２との間の摺動部をも潤滑することができ、上記摺動部Ａの潤滑と相まって、空圧緩衝器Ｋの円滑な伸縮作動が実現され、摺動抵抗を低減することができ、車両における乗り心地を向上することができるとともに、空圧緩衝器Ｋの耐久性の向上が可能となる。

なお、この実施の形態では、上記油を循環させる循環手段は、ロッド側室Ｒ１、ピストン側室Ｒ２、リザーバＲおよび貯油室Ｔをループ状に連通する第１通路、第２通路および第３通路と、第２通路に設けた逆止弁６２と、第３通路に設けた逆止弁５５ということになる。

また、本実施の形態においては、リザーバＲを設けているので、充分な油量が確保され、上記油の循環によっても貯油室Ｔ内の油面Ｏ１の下降を防止できるとともに、ロッド側室Ｒ１内にも油を留めおくことが可能であり、これによって、空圧緩衝器Ｋの伸縮作動をより確実に円滑にでき、空圧緩衝器Ｋのさらなる耐久性の向上と実用性の向上が可能となる。

なお、本実施の形態では、特に本発明の空圧緩衝器が車両用緩衝器に具現化した場合について説明したが、車両用緩衝器以外の緩衝器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。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

一実施の形態における空圧緩衝器の概略縦断面図である。

符号の説明

１シリンダ
２ピストン
２１，２２第１通路たる通路
２３，２４減衰力発生要素
２５，２６逆止弁
３ロッド
５ヘッド部材
５１軸受
５２凹部
５３第３通路
５３ａ第３通路における端部
５４，６１第２通路の一部をなす通路
５５第２逆止弁
６ボトム部材
６２第１逆止弁
１０外筒
１１封止部材
Ａ摺動部
Ｋ空圧緩衝器
Ｏ１貯油室内の油の油面
Ｏ２リザーバ内の油の油面
Ｒリザーバ室
Ｒ１ロッド側室
Ｒ２ピストン側室
Ｓ環状シール部材
Ｔ貯油室

Claims

シリンダと、シリンダ内をロッド側室とピストン側室と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ロッドと、を備えて正立型に形成される空圧緩衝器において、ロッドとロッドの外周に摺接する環状シールとが摺接する摺接部に臨む貯油室を設け、該貯油室内に充填される油の油面が少なくとも上記摺接部の最下端より上方に位置することを特徴とする空圧緩衝器。
貯油室内の油を貯油室とロッド側室とピストン側室とを順に循環させる循環手段を設けたことと特徴とする請求項１に記載の空圧緩衝器。
ピストンに内設されるロッド側室とピストン側室とを連通する第１通路と、ピストン側室と貯油室とを連通する第２通路と、貯油室とロッド側室とを連通する第３通路と、第２通路の途中に設けられピストン側室から貯油室へ向かう流体の流れのみを許容する第１逆止弁と、第３通路の途中に設けられ貯油室からロッド側室へ向かう流体の流れのみを許容する第２逆止弁とを備え、少なくとも貯油室の容積以上の油が充填されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の空圧緩衝器。
第３通路の貯油室側の開口部は、少なくとも摺接部の最下端より上方に位置するように設定されてなる請求項３に記載の空圧緩衝器。
シリンダの外方にシリンダを覆う外筒を設け、該シリンダと外筒との間で第２通路の一部をなすリザーバを形成し、該リザーバ内に少なくとも貯油室の油面を摺接部の最下端以上に維持する量の油が充填されてなることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の空圧緩衝器。