JP2009097552A - Pneumatic shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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。 The present invention relates to an improvement in a pneumatic shock absorber that can be used in a suspension device of a vehicle such as an automobile or an industrial vehicle.
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。 Conventionally, as this kind of pneumatic shock absorber, those of various structures can be exemplified, but as the pneumatic shock absorber used in a vehicle suspension device, the one shown in Patent Document 1 is exemplified. Can do.
即ち、図3に示すように、筒状に形成されたシリンダ42の上下端は、それぞれヘッド部材(本願発明のロッドガイドに相当)43とボトム部材44とによって閉塞されると共に、シリンダ42内に摺動自在に挿入されるピストン45によってこのシリンダ42内がロッド側室40とピストン側室50とに区画されている。
That is, as shown in FIG. 3, the upper and lower ends of the
上記ヘッド部材43は環状に形成され、その内周にはピストンロッド51を軸支する軸受46を備えると共に、上端側から開口する貯留凹部47が設けられている。
The head member 43 is formed in an annular shape, and has a
上記シリンダ42はシリンダ42の外方に配置される有底筒状の外筒41によって覆われており、この外筒41の図中の上端である開口端部には、内周側で環状シール48を保持する封止部材49が上記ヘッド部材43に積層された状態で固定されている。
The
そして、上記封止部材49から突出している環状シール48の下端は、ヘッド部材43の貯留凹部47内に配置されており、この貯留凹部47、封止部材49、及びピストンロッド51で貯油室Sが画成されている。
The lower end of the
上記環状シール48の内周側にはシリンダ42から突出する上記ピストンロッド51が、ヘッド部材43の上記軸受46内に摺動自在に挿入され、この環状シール48は所定の緊迫力でピストンロッド51の外周面に圧接されている。
The
従って、上記ピストンロッド51は貯油室Sを貫いており、この貯油室Sはピストンロッド51と環状シール48との摺動部に臨むようになっている。
Therefore, the
更に、貯油室Sは、ヘッド部材43に設けた接続路52によってロッド側室40に連通されると共に、他の接続路53によって循環通路R内に連通されている。
Further, the oil storage chamber S is communicated with the
上記ピストン45には、ロッド側室40とピストン側室50とを連通する圧側連通路45a及び伸側連通路45bが夫々穿設されている。
The
上記圧側連通路45aには圧側減衰弁56と、ピストン側室50からロッド側室40へのみガスGの流れを許容する圧側逆止弁56aとが設けられており、同じく上記伸側連通路45bには伸側減衰弁57と、ロッド側室40からピストン側室50へのみガスG及び潤滑油Oの流れを許容する伸側逆止弁57aとが設けられている。この場合、上記各減衰弁56、57及び逆止弁56a、57aはリーフバルブで構成されている。
The pressure
上記ボトム部材44には、ピストン側室50と循環通路Rとを連通する通路54が設けられ、この通路54の途中には、ピストン側室50から循環通路Rへのみ流体の流れを許容する逆止弁55が設けられている。
The bottom member 44 is provided with a
上記循環通路Rと接続路52、53及び通路54の少なくとも一箇所に絞りを設け、又は流路断面を細くして流体の流れに抵抗を与え、圧側減衰弁56で減衰力を発生できるようにしている。
A restriction is provided in at least one of the circulation passage R, the
そして、シリンダ42内には作動気体としてのガスGが封入されると共に、貯油室S内及び循環通路R内には潤滑油Oが充填されるが、貯油室S内の油面が、貯油室S内のガスGのガス圧力と、循環通路R内のガスGのガス圧力とのバランスによって環状シール48の最下端より下方に下がらないような配慮のもと、循環通路R内には充分な量の潤滑油Oが充填されている。
The
又、ロッド側室40及びピストン側室50内にも少量の潤滑油Oが注入されるが、ロッド側室40内に注入される潤滑油Oは、空圧緩衝器が伸縮作動を初めて行うときに、シリンダ42とピストン45との間を潤滑するためであり、ピストン側室50内の潤滑油Oは空圧緩衝器の圧側行程時、循環通路R内にガスGより先んじて潤滑油Oを供給して貯油室S内の油面の下降を防止するためである。
A small amount of lubricating oil O is also injected into the rod-
このように構成された空圧緩衝器では、ピストンロッド51がシリンダ42内から退出する、即ち、空圧緩衝器の伸側行程において、ロッド側室40内に封入されたガスGがピストン45に設けた伸側連通路45b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45bに設けた伸側減衰弁57によって伸側減衰力を発生する。
In the pneumatic shock absorber configured as described above, the
又、ピストンロッド51がシリンダ42内へ侵入する、即ち、空圧緩衝器の圧側行程において、ピストン側室50内に封入されたガスGがピストン45に設けた圧側連通路45a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45aに設けた圧側減衰弁56よって圧側減衰力を発生する。
In addition, the
このとき、ピストン側室50内の圧力上昇によって、ピストン側室50内の潤滑油Oは上記逆止弁55付きの通路54を介して循環通路R内に流入する。
At this time, due to the pressure increase in the
すると、循環通路R及び貯油室Sは、ピストン側室50と同様に加圧されることになるので、循環通路R内の潤滑油Oは貯油室S内に流入し、貯油室S内の圧力及び油面を上昇させる。
Then, since the circulation passage R and the oil storage chamber S are pressurized in the same manner as the
この油面の上昇及び貯油室Sの圧力上昇によって、上記潤滑油Oは、上記接続路52を通過してロッド側室40内に流入し、空圧緩衝器内で潤滑油Oが循環することになる。
このように構成された空圧緩衝器においては、上述したように潤滑油Oをロッド側室40とピストン側室50とに行き来させることで、上記ピストン45の外周とシリンダ42の内周との間の摺動部の潤滑と、シリンダ42上端に設けた上記封止部材49の内周とピストンロッド51の外周との間の摺動部の潤滑とを行って空圧緩衝器の作動の円滑化を図っているので、特に機能上欠陥がある訳ではないが、次のような不具合の改善が望まれている。
In the pneumatic shock absorber configured as described above, the lubricating oil O moves back and forth between the
第1に潤滑油を確保するために潤滑用の循環通路Rを設けているので部品点数が多く構造が複雑となり、加工性、組付性に不利であるばかりでなくこの循環通路R内に潤滑油を注入しておく必要があり多くの潤滑油が必要となり経済性において不利である。 First, since the circulation passage R for lubrication is provided in order to secure the lubricating oil, the number of parts is large and the structure is complicated, which is not only disadvantageous in workability and assembly, but also lubrication in the circulation passage R. Since it is necessary to inject oil, a lot of lubricating oil is required, which is disadvantageous in terms of economy.
第2に、ピストン45に伸側減衰弁57、伸側逆止弁57a等を設けているので、上記接続路52、ピストンロッド51と軸受46との間の隙間を流れる潤滑油の全量がシリンダ42の内周とピストン45の外周との間に供給されるわけでは無く、一部は上記伸側減衰弁57、伸側逆止弁57aを介してそのままピストン側室50に流出してしまう場合がある。そのため、ピストン45の外周に十分な潤滑油を供給させるには潤滑油の注入量を多くすればよいが、この場合も上記と同じく経済性において不利となる。
Second, since the
そこで、本発明の目的は、潤滑油用の循環通路を使用しなくても潤滑油を確保でき、潤滑油を多量に注入しなくてもシリンダの内周とピストンの外周との摺動部に効率良く潤滑油を供給でき、構造がシンプルで簡単であり、加工性、組付性、経済性の向上を図れる空圧緩衝器を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to secure the lubricating oil without using the lubricating oil circulation passage, and to the sliding portion between the inner periphery of the cylinder and the outer periphery of the piston without injecting a large amount of lubricating oil. The object of the present invention is to provide a pneumatic shock absorber that can supply lubricating oil efficiently, has a simple and simple structure, and can improve workability, assembly, and economy.
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、シリンダと、このシリンダの端部に設けられてピストンロッドを案内するロッドガイドと、このロッドガイドの上面に配置されると共に上記ピストンロッドに摺接してこれらの間をシールする内周リップを備えたメインシールと、上記ピストンロッドを介してシリンダ内に移動自在に挿入されると共に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、上記ロッド側室とピストン側室との間を連通する連通路とを備え、上記シリンダ内に作動気体を封入している空圧緩衝器において、上記連通路をシリンダの外部に設けると共に当該連通路の途中に減衰力発生部を設け、上記ロッド側室内に潤滑に必要な最小限の潤滑油を注入したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the means of the present invention includes a cylinder, a rod guide provided at an end of the cylinder for guiding the piston rod, and disposed on the upper surface of the rod guide and sliding on the piston rod. A main seal having an inner peripheral lip that contacts and seals between them, a piston that is movably inserted into the cylinder via the piston rod and that divides the cylinder into a rod side chamber and a piston side chamber, and In the pneumatic shock absorber having a communication passage communicating between the rod side chamber and the piston side chamber, the working gas is sealed in the cylinder, and the communication passage is provided outside the cylinder and in the middle of the communication passage. A damping force generator is provided, and the minimum amount of lubricating oil necessary for lubrication is injected into the rod side chamber.
本発明の空圧緩衝器は、ピストンがシリンダ内を上下動する空圧緩衝器の作動時において、ロッド側室内に予め注入された潤滑油がそのシリンダ内周面とピストン外周面との摺動部に常に供給されるので、上記摺動部には一定量の潤滑油を供給することができる。 In the pneumatic shock absorber according to the present invention, when the pneumatic shock absorber in which the piston moves up and down in the cylinder, the lubricating oil previously injected into the rod side chamber slides between the cylinder inner peripheral surface and the piston outer peripheral surface. Since it is always supplied to the part, a certain amount of lubricating oil can be supplied to the sliding part.
潤滑油はロッド側室内に潤滑に必要な最小限度注入されているから潤滑油の使用量を少なく出来る。 Lubricating oil is injected into the rod side chamber to the minimum necessary for lubrication, so that the amount of lubricating oil used can be reduced.
併せて、潤滑油用の循環通路を使用していないので、循環通路内に潤滑油を注入したものに比べて潤滑油の削減が可能となる。 In addition, since the circulation passage for the lubricating oil is not used, it is possible to reduce the lubricating oil as compared with the case where the lubricating oil is injected into the circulation passage.
同じく、潤滑油用の循環通路を使用していない分構造が簡単となり、全体がシンプルで加工性、組付性、経済性の向上を図れる。 Similarly, the structure that does not use the circulation passage for lubricating oil is simplified, and the whole structure is simple, so that the workability, assembling property, and economic efficiency can be improved.
以下に、本発明のバルブ構造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1に基づいて説明する。 In the following, an embodiment in which the valve structure of the present invention is embodied in a pneumatic shock absorber used in an automobile suspension device will be described with reference to FIG.
図1に示すように、空圧緩衝器1の基本構造は、シリンダ3と、このシリンダ3の端部に設けられてピストンロッド6を案内するロッドガイド12と、このロッドガイド12の上面に配置されると共に上記ピストンロッド6に摺接してこれらの間をシールする内周リップ15を備えたメインシール13と、上記ピストンロッド6を介してシリンダ3内に移動自在に挿入されると共にこのシリンダ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、上記ロッド側室40とピストン側室50との間を連通する連通路20とを備え、上記シリンダ3内に作動気体を封入しているものである。
As shown in FIG. 1, the basic structure of the pneumatic shock absorber 1 includes a
そして、本発明では、上記連通路20をシリンダ3の外部に管路として設けると共に当該連通路20の途中に減衰力発生部Vを設け、上記ロッド側室40内に潤滑に必要な最小限の潤滑油Oを注入している。
In the present invention, the
この場合、上記ピストン5の外周部に上記シリンダ3の内周面に摺接しながら当該ピストン5とシリンダ3との間をシールするピストン側シール部材7を設けているのが好ましい。
In this case, it is preferable to provide a piston-
上記連通路20のピストン側室50への接続は、例えば、図1に示すようにベースバルブ4を利用しても良く、図2(A)、(B)、(C)に示すようにシリンダ3のボトムBTに形成した通路20Aを利用しても良い。図2(C)の構造は図1のベースバルブ4の構造を模式化したもので両者は実質的に同じである。
For the connection of the
減衰力発生部Vは図2(A)に示すように伸側及び圧側共用の絞り23でも良く、図1、図2(B),(C)に示すように、ロッド側室40とピストン側室50との間を連通する圧側連通路21及び伸側連通路22と、伸側連通路22内に設けられてピストン側室50へ向かう流体の流れのみを許容する伸側逆止弁22a及び伸側絞り22bと、上記圧側連通路21内に設けられてピストン側室50から空間部60へ向かう流体の流れのみを許容する圧側逆止弁21a及び圧側絞り弁21bとで構成させても良い。
As shown in FIG. 2A, the damping force generator V may be a
図1及び図2(C)の場合は底部3a又はシリンダ3のボトムBTにバルブボディ19を起立して当該バルブボディ19の外側に空間Pを形成し、仮にピストン5の外周から潤滑油が洩れてもこの空間に潤滑油が溜まり、伸縮作動時に潤滑油が減衰力発生部Vを通過しないようにしているものである。
In the case of FIGS. 1 and 2C, the
以下詳細な構造、作用効果を図に基づいて説明するが、本発明はこの構造に限定されるものではない。 The detailed structure and operational effects will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this structure.
シリンダ3の開口端部には、上記ピストンロッド6を案内するロッドガイド12が配置され、このロッドガイド12の上面には上記メインシール13が載置されている。
A
そして、上記シリンダ3の上端を内側に折り曲げることで、このシリンダ3、メインシール13及びロッドガイド12が一体的に加締め固定されている。
The
上記ロッドガイド12は、中心部に軸受としてのベアリング12aが取り付けられる案内孔17を備えた円柱状に形成されており、ベアリング12aの内周面がピストンロッドの外周面と摺接することで、このピストンロッド6を摺動自在に軸受支持すると共に、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。
The
又、上記ベアリング12aにはシール部材としてのシールリング12bが嵌合されており、メインシール13、シールリング12b及びピストンロッド6で貯油室Sを画成すると共に、この貯油室Sには潤滑油Oが密封状態で蓄えられるようになっている。
The
上記メインシール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シールとしての内周リップ15とを備えている。
The
上記内周リップ15は、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15aと、同じくピストンロッド6の外周面に摺接して上記貯油室S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15bとから形成されている。
The inner
又、上記貯油室S内には上記オイルリップ15bのリップ部が浸漬する位置まで潤滑油Oが蓄えられ、この貯油室S内に蓄えられた潤滑油Oによって内周リップ15とピストンロッド6との間の油膜切れを防止するようになっている。
Further, the lubricating oil O is stored in the oil storage chamber S up to a position where the lip portion of the oil lip 15b is immersed. The lubricating oil O stored in the oil storage chamber S causes the inner
上記ピストン5はピストンロッド6の下端に取付固定されると共に、その外周面には取付凹部5aが設けられ、この取付凹部5aには上記ピストン側シール部材7としてのOリングが嵌挿されている。
The
上記Oリングは、予めロッド側室40内に注入された潤滑油Oが、シリンダ3内周面とピストン5外周面との摺動部に一定量供給された状態を常に維持できるようにしたものであり、ピストン5がシリンダ3内を上下動する空圧緩衝器1の作動時において、上記潤滑油Oが、シリンダ3内周面とピストン5外周面との摺接隙間を介してピストン側室50内へ漏れるのを防止するようになっている。
The O-ring is designed to always maintain a state where a predetermined amount of the lubricating oil O previously injected into the
上記シール部材7は無くても使用可能である。
The
図1の実施の形態では、ピストン5に減衰力発生部を設けず、外部の管路からなる連通路20を利用している。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
そして、ピストン側室50内に底部3aに設けた減衰力発生用のベースバルブ4を設け、上記連通路20の一端をこのベースバルブ4を介して上記ピストン側室50に連通させている。
A damping valve generating base valve 4 provided at the bottom 3 a is provided in the
ピストン5の外周部には上記シリンダ3の内周面に摺接しながら当該ピストン5とシリンダ3との間をシールするピストン側シール部材7を設け、更に、上記ロッド側室40に潤滑に必要な最小限度の潤滑油Oを注入している。
A piston
ベースバルブ4はシリンダ3内の底部3aから起立する中空なバルブボディ19と、バルブボディ19内に形成した空間部60と、バルブボディ19の上部に設けた減衰力発生部Vとで構成され、上記空間部60に連通路20の一端を連通させている。但し、空間部60は必ずしも必要でない。
The base valve 4 includes a
上記減衰力発生部4は、上記ピストン側室40と上記空間部60との間を連通する圧側連通路21及び伸側連通路22と、伸側連通路22内に設けられて空間部60からピストン側室50へ向かう流体の流れのみを許容する伸側逆止弁22a及び伸側絞り22bと、上記圧側連通路21内に設けられてピストン側室50から空間部60へ向かう流体の流れのみを許容する圧側逆止弁21a及び圧側絞り弁21bとで構成されている。
The damping force generation part 4 is provided in the pressure
このように構成された空圧緩衝器1は、例えば、ピストンロッド6の先端に設けられた図示しないロッド側のアイ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のアイ37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。
In the pneumatic shock absorber 1 configured in this manner, for example, a rod-side eye (not shown) provided at the tip of the
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内へ侵入する、即ち、空圧緩衝器1の圧側行程では、ピストン側室50内のガスGが上記圧側連通路21を通過して空間部60、上記連通路20を介してロッド側室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絞り21bによって圧側減衰力が発生する。
Next, the operation will be described. The
又、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の伸長行程では、上記連通路20を介して空間部60へ導かれたロッド側室40のガスGが上記伸側連通路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絞り22bによって伸側減衰力が発生する。
Further, in the expansion stroke of the pneumatic shock absorber 1, that is, when the
このとき、上記ピストン5はシリンダ3内を上下動することになるが、ロッド側室40におけるシリンダ3の内周面とピストン5の外周面との摺動部には、予めロッド側室40内に注入されている潤滑油Oによって一定量の潤滑油Oが供給されているので、この摺動部の潤滑性を安定させて空圧緩衝器1としての円滑な作動を確保される。
At this time, the
そして、上記ピストン5の外周部に設けられたシリンダ3の内周面との間をシールするピストン側シール部材7によって、ロッド側室40内に注入されている潤滑油Oがシリンダ3の内周面とピストン5の外周面との摺接隙間を介してピストン側室50へ漏れるのを防止する。
The lubricating oil O injected into the rod-
尚、ピストンロッド6の外周とベアリング12a、シールリング12bとの間は貯油室S内の潤滑油による油膜で潤滑されるが、この貯油室Sの潤滑油がロッド側室40内に洩れて流出するのは上記シールリング12bで防止している。
The outer periphery of the
上記において、伸縮作動中に若干潤滑油がピストン側室50へ洩れて溜まる場合が生じても、ベースバルブVのバルブボディ19が起立しているので、上記したように洩れた潤滑油Oはバルブボディ19の下部外周である隙間Pに溜まるだけで、伸縮作動時にこの潤滑油Oが減衰力発生部Vを通過することが無く、作動気体のみの通過に起因する所望の減衰力を得ることが出来る。
In the above description, even if a slight amount of lubricating oil leaks and accumulates in the
但し、上記のように、ピストン側シール部材7で潤滑油Oの洩れを防止できるので、潤滑油Oは連通路20内には大量に流れず、潤滑油が減少する恐れは殆ど無い。したがって、図2(A)、(B)に示す用に通路20Aを直接ピストン側室50に開口し、この通路20A内に減衰力発生部4を組み込んでも使用可能である。
However, as described above, since the leakage of the lubricating oil O can be prevented by the piston-
連通路20はシリンダ3の外部に設けた管路を使用しているが、シリンダ3の外側にシリンダ3と同芯に外筒を設け、シリンダ3とこの外筒との間に連通路を隔成しても良い。
The
以上、詳述したように本実施の形態の空圧緩衝器1においては、ピストン5がシリンダ3内を上下動する空圧緩衝器1の作動時において、ロッド側室40内に予め注入された潤滑油Oがシリンダ3の内周面とピストン5の外周面との摺動部に常に供給されると共に、ピストン3に設けた上記Oリング7によってこの供給状態が維持されるので、上記摺動部には一定量の潤滑油Oを供給することができる。
As described above in detail, in the pneumatic shock absorber 1 of the present embodiment, the lubrication previously injected into the
従って、この摺動部の潤滑性を安定させて空圧緩衝器1としての円滑な作動を確保することができる。 Therefore, the lubricity of the sliding portion can be stabilized and a smooth operation as the pneumatic shock absorber 1 can be ensured.
又、上記ピストン5にピストン側シール部材7を設けてシリンダ3内周面との摺動部をシールしたので、この摺動部を介して潤滑油Oがピストン側室50へ漏れるのを防止できる。
Further, since the
又、ピストン内の通路を介して潤滑油Oをピストン側室50及びロッド側室40間で循環させないので、そのための循環路や、特別な循環構造をピストンに設ける必要が無く、空圧緩衝器1自体を簡素な構造として安価に製造できる。
Further, since the lubricating oil O is not circulated between the
又、減衰力発生部Vをピストン側室50内に起立するベースバルブ4内やシリンダ3のボトムBTに設けたので、外部に独立して設けるよりも全体をコンパクト化することができる。
Further, since the damping force generating portion V is provided in the base valve 4 standing in the
但し、減衰力発生部Vを、シリンダ3の外部に独立して設けても使用可能であることは言うまでもない。
However, it goes without saying that the damping force generating portion V can be used even if it is provided outside the
1 空圧緩衝器
3 シリンダ
3c 底部
4 ベースバルブ
5 ピストン
6 ピストンロッド
7 Oリング(ピストン側シール部材)
12 ロッドガイド
12b シールリング(シール部材)
13 メインシール(封止部材)
15 内周リップ
19 バルブボディ
20 連通路
20A 通路
21 圧側連通路
21a 圧側逆止弁
21b 圧側絞り
22 伸側連通路
22a 伸側逆止弁
22b 伸側絞り
40 ロッド側室
50 ピストン側室
60 空間部
O 潤滑油
S 貯油室
G ガス(作動気体)
V 減衰力発生部
1
12 Rod guide 12b Seal ring (seal member)
13 Main seal (sealing member)
15 inner
V Damping force generator
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