JP2008082545A - 空圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】搭乗者にとって不快な耳障り音として聞こえる可能性のある気柱共鳴音を低減することができる構造を備えた空圧緩衝器を提供することである。
【解決手段】有底筒状の外筒２と、この外筒２の内側に配置されたシリンダ３と、このシリンダ３及び上記外筒２間に形成したリザーバ室Ｒと、上記シリンダ３内をロッド側室４０及びピストン側室５０に区画するピストン５と、シリンダ３内にピストン５を介して移動自在に挿入されたピストンロッド６と、上記ロッド側室４０及びピストン側室５０を連通するために上記ピストン５に設けた減衰力発生部２３，２５と、上記リザーバ室Ｒ及びピストン側室５０を連通する連通路９と、同じく上記リザーバ室Ｒ及びロッド側室４０を接続する接続路１９，２０とを備え、上記シリンダ３内にガスＧを封入した空圧緩衝器１において、上記ロッド側室４０及びピストン側室５０の少なくとも一方に吸音部材２８，３３を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、空圧緩衝器に関し、特に、自動車や産業車両等の車両のサスペンション装置に使用可能な空圧緩衝器の改良に関する。

従来、この種の空圧緩衝器としては、種々の構造のものを例示することができるが、車両のサスペンション装置に使用される空圧緩衝器としては、特許文献１に示すものを例示することができる。

この空圧緩衝器は、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、このシリンダ内に上記ピストンを介して移動自在に挿入されたピストンロッドと、上記ピストンに設けた減衰力発生部とを備えている。

そして、この空圧緩衝器では、入力される振動の周波数が高い場合に流路を開放するリリーフ弁を設けることで、高周波数領域での減衰力が増大するのを防止するようになっている。
特開２０００−１０４７７８号公報（第３頁右欄第４１行目〜第４頁左欄第２２行目、図２及び図３）

上記のように構成された空圧緩衝器は、作動媒体を気体としているので、同じく作動媒体として作動油を用いた油圧緩衝器に比較して軽量であると共に、作動油を使用しない分、環境にも優しい。

又、作動油を使用しないが故にエアレーションを招来しないので、予め定められた減衰力を正確に発生させることができ、緩衝器としては非常に有効であるが、この空圧緩衝器をそのまま車両のサスペンション装置に使用すると、以下に示す課題が発生する場合がある。

即ち、空圧緩衝器をサスペンション装置に使用した車両が走行中に段差を乗り越える場合、タイヤが段差を乗り越えるときに空圧緩衝器に加わる振動によって空圧緩衝器内部で気柱共鳴音が発生する。

この気柱共鳴音は、シリンダ内部が作動油で満たされていないがために起きる空圧緩衝器特有の現象であり、油圧緩衝器を使用する場合には発生しない音なので、場合によっては、この気柱共鳴音が搭乗者に不快な耳障り音として聞こえることがある。

そこで、本発明の目的は、搭乗者にとって不快な耳障り音として聞こえる可能性のある気柱共鳴音を低減することができる構造を備えた空圧緩衝器を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明の一つの手段は、シリンダと、このシリンダ内をロッド側室及びピストン側室に区画するピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入されたピストンロッドと、上記ピストンに設けられて上記ロッド側室及びピストン側室を連通する通路と、この通路の途中に設けた減衰力発生部とを備え、上記シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記ロッド側室及びピストン側室の少なくとも一方に吸音部材を設けたことを特徴とするものである。

同じく他の手段は、有底筒状の外筒と、この外筒の内側に配置されたシリンダと、このシリンダ及び上記外筒間に形成したリザーバ室と、上記シリンダ内をロッド側室及びピストン側室に区画するピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入されたピストンロッドと、上記ピストンに設けられて上記ロッド側室及びピストン側室を連通する通路と、この通路の途中に設けた減衰力発生部と、上記リザーバ室及びピストン側室を連通する連通路と、同じく上記リザーバ室及びロッド側室を接続する接続路とを備え、上記ピストン側室及びリザーバ室に潤滑油を注入すると共に、上記シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記ロッド側室及びピストン側室の一方又は両方に吸音部材を設けても良い。

本発明によれば、ロッド側室及びピストン側室の一方又は両方に吸音部材を設けたので、シリンダ内で発生する気柱共鳴音を吸収して騒音レベルを低減させることができる。

このため、例えば、車両のサスペンション装置に使用された作動状態において、車軸側に配置されたタイヤが路面の段差を乗り越えるときに加わる振動によって空圧緩衝器内部に気柱共鳴音が発生しても、上記吸音部材が気柱共鳴音を吸収するので、騒音レベルを低減することができる。

従って、上記気柱共鳴音が搭乗者に不快な耳障り音として聞こえることを確実に防止することができ、搭乗者にとっては良好な乗り心地のみを提供することができる。

以下に、本発明を自動車のサスペンション装置に使用する空圧緩衝器に具体化した一実施の形態を図に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態の空圧緩衝器１は、有底筒状の外筒２と、この外筒２の内側に同心的に配置されたシリンダ３と、このシリンダ３及び上記外筒２間に形成したリザーバ室Ｒと、上記シリンダ３内をロッド側室４０とピストン側室５０に区画するピストン５と、シリンダ３内にピストン５を介して移動自在に挿入されたピストンロッド６と、上記ピストン５に設けられて上記ロッド側室４０及びピストン側室５０を連通する通路と、この通路に設けた減衰力発生部と、上記リザーバ室Ｒ及びピストン側室５０を連通する連通路９と、同じく上記リザーバ室Ｒ及びロッド側室４０を接続する接続路とを備え、上記ピストン側室５０及びリザーバ室Ｒに潤滑油Ｏを注入すると共に、上記シリンダ３内にガスＧを封入しており、上記ロッド側室４０及びピストン側室５０に本発明の吸音部材が設けられている。

以下、更に詳述すると、外筒２の上端部内周となるシリンダ３の開口端部に上記ピストンロッド６を案内するロッドガイド１２が設けられ、このロッドガイド１２の上面にはオイルシール１３が載置されている。

そして、上記外筒２の上端を内側に折り曲げることでこの外筒２、オイルシール１３、ロッドガイド１２及びシリンダ３が一体的に加締め固定されている。

上記オイルシール１３は、環状のインサートメタル１４と、このインサートメタル１４の内周側に一体形成された環状の内周リップ１５とを備え、この内周リップ１５は、図示はしないが、ピストンロッド６の外周面に摺接して大気側からのダストの侵入を防止するダストリップと、同じくピストンロッド６の外周面に摺接して後述する貯留凹部１８からの潤滑油Ｏがシリンダ３内に封入されたガスＧと共に大気側へ漏れるのを防止するオイルリップとから構成されている。

上記ロッドガイド１２は、中心部に上記ピストンロッド６を案内する案内孔１７を備えた円柱状に形成されると共に、上面中央側には潤滑油Ｏを蓄えるための貯留凹部１８が形成されている。

上記貯留凹部１８には上記リザーバ室Ｒへ連通するリザーバ室側接続路１９と、上記ロッド側室４０へ連通するロッド側室側接続路２０とが接続されており、リザーバ室Ｒの潤滑油Ｏが貯留凹部１８を介してロッド側室４０へ流出するようになっている。

又、上記貯留凹部１８内には上記内周リップ１５の下端が浸漬する位置まで潤滑油Ｏが蓄えられ、内周リップ１５とピストンロッド６との間の油膜切れを防止すると共に、内周リップ１５の下端よりも上方まで溜まった余分な潤滑油Ｏがロッド側室４０へ流出するようロッド側室側接続路２０の貯留凹部１８に対する接続位置が決定されている。

上記ピストン５は、ピストンロッド６の下端に設けられており、その上面の外周側にはロッド側室４０とピストン側室５０とを連通する上記通路としての圧側連通路２１及び伸側連通路２２が夫々下面に向かって穿設されている。

上記圧側連通路２１の途中には減衰力発生部としての圧側減衰弁２３と、その圧側減衰弁２３の上方にピストン側室５０からロッド側室４０へと向かうガスＧ及び潤滑油Ｏの流れのみを許容する圧側逆止弁２４とが設けられており、上記伸側連通路２２の途中には同じく減衰力発生部としての伸側減衰弁２５と、その伸側減衰弁２５の下方にロッド側室４０からピストン側室５０へと向かうガスＧ及び潤滑油Ｏの流れのみを許容する伸側逆止弁２６とが設けられている。

上記減衰力発生部としての伸側及び圧側減衰弁２５，２３は、オリフィスや、リーフバルブ等の種々の減衰力発生構造を採用することができる。

尚、図示はしないが、ピストン５の外周にはブッシュ等を設けてシリンダ３内周面との摺動性及び気密性を確保することが好ましい。

ロッド側室４０に設けられた吸音部材は、合成ゴムを連続気泡状態に発泡形成したロッド側室側発泡体２８であって、内部に挿入孔２８ａを有する略円柱状に形成されると共に、この挿入孔２８ａ内に上記ピストンロッド６を圧入することで、この発泡体をピストン５上面に載置している。

又、上記ロッド側室側発泡体２８のピストン５上面と対向する部分には小径突出部２９が設けられており、ロッド側室側発泡体２８がピストン５上面に載置されたときにその発泡体２８が上記圧側連通路２１及び伸側連通路２２を塞がないようになっている。

上記シリンダ３の下端にはその底部を構成するバルブケース３１が設けられており、このバルブケース３１には上記リザーバ室Ｒとピストン側室５０とを連通する上記連通路９が形成されると共に、この連通路９の途中にはピストン側室５０からリザーバ室Ｒへと向かうガスＯ及び潤滑油Ｇの流れのみを許容するケース側逆止弁３２が設けられている。

上記バルブケース３１の上面には本発明のピストン側室５０に設けられた吸音部材が設けられており、この吸音部材は、合成ゴムを連続気泡状態に発泡形成したピストン側室側発泡体３３であって、全体が略円柱状に形成されると共に、その下端がバルブケース３１の上面に接合、嵌合等の固定手段によって固定されている。

又、上記ピストン側室側発泡体３３のバルブケース３１上面に固定される部分には小径突出部３４が設けられており、ピストン側室側発泡体３３の下端がバルブケース３１上面に固定されたときにその発泡体３３が上記連通路９を塞がないようになっている。そして、上記ロッド側室４０、ピストン側室５０及びリザーバ室ＲにはガスＧが封入されており、ピストン側室５０及びリザーバ室Ｒには潤滑油Ｏが注入されている。

このように構成された空圧緩衝器は、例えば、ピストンロッド６先端に設けられたロッド側アイ３５を車体側に取り付けると共に、シリンダ３の下端に設けられたシリンダ側アイ３６を車軸側に取り付けることで自動車のサスペンション装置に組み込まれる。

続いて、その作用を説明すると、ピストンロッド６がシリンダ３内から退出する、即ち、空圧緩衝器１が伸長する場合には、ロッド側室４０内に封入されたガスがピストン５に設けた伸側連通路２２を通過してピストン側室５０に流入すると共に、この伸側連通路２２の途中に設けた伸側減衰弁２５によって伸側減衰力が発生する。

又、ピストンロッド６がシリンダ３内へ侵入する、即ち、空圧緩衝器１が収縮する場合には、ピストン側室５０内に封入されたガスＧがピストン６に設けた圧側連通路２１を通過してロッド側室４０に流入すると共に、この圧側連通路２１の途中に設けた圧側減衰弁２３によって圧側減衰力が発生する。

このとき、貯留凹部１８内に溜まった余剰な潤滑油Ｏがロッド側室側接続路２０を介してロッド側室４０へ流出し、ピストン５とシリンダ３との摺接部分に付着して摺動性を向上させる。

又、ロッド側室４０に注入された潤滑油Ｏはバルブケース３１に設けられた上記連通路９を通過してリザーバ室Ｒに流れ込み、その後、上記ロッドガイド１２に設けたリザーバ室側接続路１９を介して上記貯留凹部１８へ導かれる。

なお、空圧緩衝器１の収縮行程において、ピストン側室５０内に封入されたガスＧがピストン５に設けた圧側連通路２１を通過してロッド側室４０に流入することから明らかなように、連通路９、リザーバ室Ｒ、リザーバ室側接続路１９およびロッド側室側接続路２０の少なくとも一つ以上は、ガスＧおよび潤滑油Ｏの流れに圧側減衰弁２３より大きな抵抗を与えるが、この抵抗はピストン側室５０からリザーバ室Ｒを介してロッド側室４０へ至る間に弁を設けて与えるようにしてもよいし、ピストン側室５０からリザーバ室Ｒを介してロッド側室４０へ至る間の管路抵抗で与えてもよく、具体的にはたとえば、ケース側逆止弁３２をリーフバルブとしたり、連通路９、リザーバ室側接続路１９およびロッド側室側接続路２０の流路面積を小さくしたり、リザーバ室Ｒの環状の断面積を極小さくするようにしてもよい。

戻って、上述した空圧緩衝器１の作動状態において、車軸側に配置されたタイヤが路面の段差を乗り越えてその振動が空圧緩衝器１に加わると、この空圧緩衝器１内部で気柱共鳴音が発生する。

このとき、上記シリンダ３内にはロッド側室４０とピストン側室５０に夫々吸音部材としてのロッド側及びピストン側発泡体２８、３３が設けられているので、これらの発泡体２８、３３に上記気柱共鳴音が吸収されて騒音レベルが低減する。

従って、この気柱共鳴音が搭乗者に不快な耳障り音として聞こえることを確実に防止することができ、搭乗者にとっては良好な乗り心地のみを提供することができる。

又、吸音部材として気泡同士が繋がっている連続気泡のロッド側及びピストン側発泡体２８、３３を使用したので、表面積が大きくなり、その分、吸音性に優れる。

又、上記発泡体２８、３３をロッド側室４０とピストン側室５０に夫々設けたので、吸音作用以外にピストンロッド６の伸び切り時や、縮み切り時における衝撃緩和作用も発揮することができ、自動車のサスペンション装置に使用する場合、特に有効である。

尚、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように変更することも可能である。

１）本実施の形態では、上記ロッド側室４０及びピストン側室５０の両方に吸音部材としてのロッド側室側及びピストン側室側発泡体２８、３３を設けたが、これに限定されるものではなく、上記ロッド側室４０及びピストン側室５０のいずれか一方のみに設けても良い。

２）本実施の形態では、ロッド側室側発泡体２８を、内部に挿入孔２８ａを有する略円柱状に形成すると共に、この挿入孔２８ａ内に上記ピストンロッド６を圧入することで、この発泡体２８をピストン５上面に載置したが、これに限定されるものではなく、上記ロッド側発泡体２８を環状に形成して直接ピストン５に固定したり、ロッドガイド１２に直接固定するようにしても良い。

３）本実施の形態では、ピストン側室側発泡体３３を、円柱状に形成して直接バルブケース３１に固定したが、これに限定されるものではなく、上記ピストン５のピストン側室５０側となる下面に直接固定するようにしても良い。

４）本実施の形態では、吸音部材として、合成ゴムを連続気泡状態に発泡形成した発泡体を使用したが、これに限定されるものではなく、音を効率的に吸収できる材質及び構造のものであれば、どんなものを用いても良い。

５）本実施の形態では、吸収部材として気泡同士が繋がっている連続気泡の発泡体を使用したが、これに限定されるものではなく、多少、音吸収能力は落ちるが、気泡同士が繋がっていない独立気泡の発泡体を用いても良い。

６）本実施の形態では、シリンダ３の外側に外筒２を有する所謂、複筒型構造の空圧緩衝器に具体化したが、これに限定されるものではなく、シリンダ３の外側に外筒２を有しない所謂、単筒型の油圧緩衝器に具体化しても良いことは勿論である。

本発明の一実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 空圧緩衝器
２ 外筒
３ シリンダ
５ ピストン
６ ピストンロッド
９ 連通路
１９ リザーバ室側接続路（接続路）
２０ ロッド側室側接続路（接続路）
２１ 圧側連通路（通路）
２２ 伸側連通路（通路）
２３ 圧側減衰弁（減衰力発生部）
２５ 伸側減衰弁 （減衰力発生部）
２８ ロッド側室側発泡体（吸音部材）
２８ａ 挿通孔
３３ ピストン側室側発泡体（吸音部材）
４０ ロッド側室
５０ ピストン側室
Ｇ ガス
Ｏ 潤滑油
Ｒ リザーバ室

Claims (5)

1. シリンダと、このシリンダ内をロッド側室及びピストン側室に区画するピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入されたピストンロッドと、上記ピストンに設けられて上記ロッド側室及びピストン側室を連通する通路と、この通路の途中に設けた減衰力発生部とを備え、上記シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記ロッド側室及びピストン側室の一方又は両方に吸音部材を設けたことを特徴とする空圧緩衝器。
2. 有底筒状の外筒と、この外筒の内側に配置されたシリンダと、このシリンダ及び上記外筒間に形成したリザーバ室と、上記シリンダ内をロッド側室及びピストン側室に区画するピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入されたピストンロッドと、上記ピストンに設けられて上記ロッド側室及びピストン側室を連通するた通路と、この通路の途中に設けた減衰力発生部と、上記リザーバ室及びピストン側室を連通する連通路と、同じく上記リザーバ室及びロッド側室を接続する接続路とを備え、上記ピストン側室及びリザーバ室に潤滑油を注入すると共に、上記シリンダ内にガスを封入した空圧緩衝器において、上記ロッド側室及びピストン側室の一方又は両方に吸音部材を設けたことを特徴とする空圧緩衝器。
3. 吸音部材は合成ゴムを連続気泡状態に発泡形成した発泡体である請求項１又は２記載の空圧緩衝器。
4. 吸音部材は内部に挿入孔を有する円柱状に形成され、この挿入孔内に上記ピストンロッドを圧入することで上記ロッド側室に設けられている請求項１又は２記載の空圧緩衝器。
5. 吸音部材は円柱状に形成され、その下端をシリンダ底部に固定することで上記ピストン側室に設けられている請求項１又は２記載の空圧緩衝器。

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