JP2017003015A - 緩衝器 - Google Patents
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Abstract
【課題】エアばねを備えつつもシリンダ内への気体の侵入を防止できる緩衝器の提供である。【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における緩衝器Dでは、エア室Cに臨むロッドガイド3の内周であってエアシールASと液体シールLSとの間の空間Sが圧抜通路4によってシリンダ1外へ通じている。このようになっているため、緩衝器Dの伸縮によって空間S内に液体シールLSを乗り越えてシリンダ1内の液体が侵入しても、圧抜通路4により空間S内が蓄圧されずに済み、空間S内が高圧とならずエアシールASのシール性を阻害せずシリンダ1内へエア室C内の気体の侵入を防止できる。【選択図】図1
Description
本発明は、緩衝器に関する。
従来、鞍乗車両に用いられる緩衝器にあっては、緩衝器の軽量化のため、懸架ばねを金属製のコイルばねに代えてエアばねを利用するものが開発されている。このエアばねを利用する緩衝器としては、たとえば、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドと、ロッドの端部に取り付けられてシリンダとの間にチャンバを形成する管状部材とを備えて構成される(たとえば、特許文献1参照)。
このような緩衝器では、チャンバ内に高圧の気体を封入しており、伸縮の際にチャンバの容積が拡縮されて、緩衝器の伸縮度合いに応じたばね反力を得られるようになっている。
他方、緩衝器は、シリンダ内にピストンで区画される二つの作動室を有しており、作動室内には作動油が封入されていて、伸縮の際に、これら作動室の一方を圧縮し、他方を拡大して、両者に差圧を生じさせて減衰力を発揮するようになっている。
また、緩衝器は、シリンダ内を油密に保つため、シリンダの端部にロッドの軸方向移動を案内するためにロッドガイドを備えていて、このロッドガイドの内周には、ロッドの外周をシールするオイルシールが設けられる。
さらに、エアばねを備えた緩衝器にあっては、ロッドガイドがチャンバに面していて、チャンバ内の気体のシリンダ内への侵入を防止するため、ロッドガイドの内周であってオイルシールよりもチャンバ側にエアシールを設ける必要がある。
このようなエアばねを備えた緩衝器が伸長すると、ロッドがシリンダから退出するが、この際に、ロッドの外周に付着する油膜が非常にわずかではあるが、オイルシールを乗り越えてエアシールとオイルシールとの間の空間へ運び込まれる。
そして、緩衝器が圧縮されると、ロッドの外周の油膜がオイルシールによって書き落とされて、前記空間に取り残される。よって、緩衝器が長期間に亘って伸縮を繰り返すと、この空間に作動油が蓄積され、当該空間内の圧力が高圧となってしまう場合がある。
このように、前記空間が作動油の蓄積によって高圧となると、チャンバ側からの圧力を受けるエアシールに背面の空間側から高圧が作用して、エアシールのシール性を悪化させ、シリンダ内へチャンバ内の気体が侵入してしまう可能性がある。シリンダ内へ気体が侵入すると、緩衝器の減衰特性に悪影響を与えるので好ましくない。
そこで、本発明の目的は、エアばねを備えつつもシリンダ内への気体の侵入を防止できる緩衝器の提供である。
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における緩衝器では、エア室に臨むロッドガイドの内周であってエアシールと液体シールとの間の空間が圧抜通路によってシリンダ外へ通じている。このようになっているため、緩衝器の伸縮によって空間内に液体シールを乗り越えてシリンダ内の液体が侵入しても、圧抜通路により空間内が蓄圧されずに済む。よって、空間内が高圧とならずエアシールの背面である空間側から高圧が作用しないので、エアシールのシール性を阻害せずに済む。さらに、液体シールにも空間側から高圧が作用しないので、液体シールも良好にシール性能を発揮できる。
また、請求項2の緩衝器では、圧抜通路が空間を大気開放するようになっているので、前記空間内に侵入した液体を緩衝器外へ排出でき、前記空間内の圧力上昇を確実に防げる。
また、請求項3の緩衝器では、シリンダの外周にエア室の端部を閉塞するエア室形成部材が摺接する摺動パイプを設け、圧抜通路の一部がシリンダと摺動パイプとの間の隙間で形成されるので、前記空間への緩衝器外からのダストや雨水等の侵入を防止できる。また、摺動パイプとシリンダとの間の隙間を圧抜通路の一部として利用するようにしたので、反力ばね室がシリンダの外周に配置される構造であっても、エア室を回避しながら空間を簡単な構造で大気開放できる。
さらに、請求項4の緩衝器では、上記空間が圧抜通路によってシリンダとばね室形成部材との間に形成される反力ばね室へ連通されており、空間内が圧抜されて高圧にならないようになっている。そのため、空間への緩衝器外からのダストや雨水等の侵入を防止できる。また、反力ばね室が密閉されない場合には、前記空間内に侵入した液体を緩衝器外へ排出でき、空間内の圧力上昇を確実に防げ、密閉される場合には、空間内へのダストや雨水の侵入の防止の確実性を向上できる。
よって、本発明の緩衝器によれば、エアばねを備えつつもシリンダ内へエア室内の気体の侵入を防止でき、緩衝器の減衰特性に悪影響を与えずに済む。
<第一の実施の形態>
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。第一の実施の形態における緩衝器Dは、図1に示すように、シリンダ1と、シリンダ1内に移動自在に挿入されるロッド2と、ロッド2の外周に設けられてシリンダ1とロッド2との相対移動により容積が拡縮されるエア室Cと、シリンダ1端に設けられてロッド2の軸方向の移動を案内するとともにエア室Cに面するロッドガイド3と、ロッドガイド3の内周に設けられてロッド2の外周に摺接するエアシールASと、ロッドガイド3の内周であってエアシールASよりもシリンダ1内側に設けられてロッド2の外周に摺接する液体シールLSと、ロッドガイド3の内周であってエアシールASと液体シールLSとの間の空間Sへ通じて空間Sの圧抜きをする圧抜通路4とを備えて構成されている。
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。第一の実施の形態における緩衝器Dは、図1に示すように、シリンダ1と、シリンダ1内に移動自在に挿入されるロッド2と、ロッド2の外周に設けられてシリンダ1とロッド2との相対移動により容積が拡縮されるエア室Cと、シリンダ1端に設けられてロッド2の軸方向の移動を案内するとともにエア室Cに面するロッドガイド3と、ロッドガイド3の内周に設けられてロッド2の外周に摺接するエアシールASと、ロッドガイド3の内周であってエアシールASよりもシリンダ1内側に設けられてロッド2の外周に摺接する液体シールLSと、ロッドガイド3の内周であってエアシールASと液体シールLSとの間の空間Sへ通じて空間Sの圧抜きをする圧抜通路4とを備えて構成されている。
この緩衝器Dは、シリンダ1に対してロッド2が軸方向へ移動する伸縮作動に伴って減衰力を発揮するようになっている。また、この緩衝器Dの伸縮作動に伴ってエア室Cが拡大縮小されてエア室C内の圧力が変動し、緩衝器Dを伸長方向へ附勢するエア室C内の気体の弾発力が変化するようになっている。
以下、各部について説明する。シリンダ1は、図1中下端を閉塞するキャップ5を備えており、図1中上端には、環状のロッドガイド3が取り付けられている。また、シリンダ1の外周には、段部1aが設けられており、この段部1aよりもロッド2側となる図1中上方の外径が段部1aの下方の外径よりも小径とされて小径部1bが形成されている。そして、シリンダ1の小径部1bには、摺動パイプ6が装着されており、摺動パイプ6は、その下端が段部1aに当接していてシリンダ1に対して下方への移動が規制されている。
摺動パイプ6は、外周がメッキ処理或いは研磨処理されるなどして外表面が滑らかな面に仕上げられている。また、シリンダ1内には、ロッド2の図1中下端に連結されるピストン7によって、ともに液体が充填される伸側室R1と圧側室R2とに区画されている。シリンダ1内に充填される液体は、たとえば、作動油が使用されるが、水、水溶液、電気粘性流体や磁気粘性流体等の他の液体の使用も可能である。
ピストン7には、伸側室R1と圧側室R2とを連通する伸側流路7aと圧側流路7bが設けられている。また、ピストン7の図1中下端には、伸側流路7aの出口端を開閉する伸側リーフバルブ8が積層され、ピストン7の図1中上端には、圧側流路7bの出口端を開閉する圧側リーフバルブ9が積層されている。伸側リーフバルブ8および圧側リーフバルブ9は、環状であってピストン7とともにロッド2の先端にピストンナット10によって固定されており、外周側の撓みが許容されている。よって、伸側リーフバルブ8は、伸側室R1の圧力を受けて撓むと伸側流路7aを開放でき、圧側リーフバルブ9は、圧側室R2の圧力を受けて撓むと圧側流路7bを開放できる。
また、キャップ5は、図1中下端に設けられて緩衝器Dを車両に連結するための取付部5eと、シリンダ1の側方に沿う筒状のタンクTとを備えており、タンクT内には、フリーピストン11が摺動自在に挿入されている。フリーピストン11は、タンクT内を気体が充填されるガス室Gと液体が充填される液室Lとに区画しており、液室Lは、キャップ5内に設けた圧側室R2に排出流路5aと吸込流路5bを介して連通されている。排出流路5aには、圧側室R2から液室Lへ向かう液体の流れのみを許容してこの流れに抵抗を与える減衰バルブ5cが設けられ、他方の吸込流路5bには、液室Lから圧側室R2へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブ5dが設けられている。なお、タンクTを廃止してシリンダ1内に排出流路5a、吸込流路5b、減衰バルブ5c、チェックバルブ5dおよびリザーバを設けてもよい。
ロッド2は、図1中上端が、シリンダ1の図1中上端に取り付けた環状のロッドガイド3内を通じてシリンダ1外へ伸びている。ロッドガイド3は、環状であって、図1中上端外周にシリンダ1および摺動パイプ6の外径よりも大径な外径を持つフランジ状のエアピストン14を備え、エアピストン14よりも下方側がエアピストン14よりも外径が小径な小径部15とされている。また、ロッドガイド3の小径部15の外周の一部に螺子部16を備えている。エアピストン14の外周には環状溝14aが形成されており、この環状溝14a内には、環状のピストンシール20が装着されている。
そして、小径部15を摺動パイプ6およびシリンダ1内に挿入し、螺子部16をシリンダ1の内周に螺合すると、ロッドガイド3がシリンダ1に固定される。また、このシリンダ1へのロッドガイド3の螺子締結によって、摺動パイプ6が段部1aとエアピストン14の下端で挟持されてシリンダ1に固定され一体化される。このようにロッドガイド3をシリンダ1に取り付けると、ロッドガイド3は、ロッド2の外周に設けたエア室Cに面するようになっている。
また、ロッドガイド3の小径部15の外周には、螺子部16を挟んで摺動パイプ6の内周に当接する環状シール18とシリンダ1の内周に当接する環状シール17が装着されている。さらに、ロッドガイド3の内周には、ロッド2の外周に摺接してロッド2の軸方向となる図1中上下方向の移動を案内する筒状のブッシュ19と、ブッシュ19よりも図1中上方のエア室C側に配置されてロッド2の外周に摺接しシリンダ1内への気体の侵入を防止するエアシールASと、ゴムや樹脂等で形成されブッシュ19よりも図1中下方のシリンダ1側に配置されてロッド2の外周に摺接しシリンダ1内からの液体の漏洩を防止する液体シールLSとを備えている。
このように、ロッドガイド3に液体シールLSを設けているので、シリンダ1内が密閉されて、シリンダ1内が液密に維持される。また、ロッドガイド3にエアシールASを設けているので、エア室Cが気密に維持され、シリンダ1内への気体の侵入が防止される。
ロッドガイド3には、ブッシュ19と液体シールLSとの間から開口して小径部15の螺子部16に通じる通孔21が設けられている。つまり、通孔21は、ロッドガイド3とロッド2との間であって、エアシールASと液体シールLSとの間の空間Sに一端が通じている。空間Sは、ロッドガイド3とロッド2との間の環状隙間であってエアシールASと液体シールLSとの間で仕切られる空間である。また、通孔21の他端は、ロッドガイド3とシリンダ1との間を通じて摺動パイプ6とシリンダ1との間の隙間に連通されている。摺動パイプ6とシリンダ1との間の隙間と通孔21との連通を確保するため、環状シール18がシリンダ1の上端よりも上方に配置されるとともに、通孔21の他端が環状シール17と環状シール18との間から開口するように配慮されている。
空間Sは、通孔21、ロッドガイド3とシリンダ1との間の隙間および摺動パイプ6とシリンダ1との間の隙間を介してシリンダ1外に連通されており、大気開放されている。よって、本実施の形態では、圧抜通路4は、通孔21、ロッドガイド3とシリンダ1との間の隙間および摺動パイプ6とシリンダ1との間の隙間によって構成されている。
戻って、ロッド2の図1中上端には、緩衝器Dを車両へ連結するための取付部材12と環状のチャンバホルダ13とが取り付けられている。チャンバホルダ13は、環状であって、ロッド2の図1中上端外周に装着される取付部13aと、取付部13aの外周から図1中下方へ向けて伸びる筒状部13bとを備えている。また、チャンバホルダ13の取付部13aの下方には環状溝13cが設けられている。この環状溝13cには、ロッド2の外周に配置される蛇腹状のバンプクッションラバーBRの上端が圧縮嵌合されており、バンプクッションラバーBRがチャンバホルダ13によって保持されている。
さらに、チャンバホルダ13には、筒状であってロッド2の外周側に配置されてロッドガイド3に設けたエアピストン14が摺動自在に挿入される第一チャンバ部材22の図1中上端が嵌合されるとともに、筒状であって第一チャンバ部材22の外周側に配置される第二チャンバ部材23の図1中上端が取り付けられている。
第一チャンバ部材22は、筒状であって図1中上端がチャンバホルダ13の筒状部13bの内周に嵌合隙間を設けて径方向へ若干の移動が可能に嵌合、つまり、径方向へ遊びをもって嵌合(遊嵌)されている。さらに、第一チャンバ部材22の内周には、エアピストン14に装着されたピストンシール20が摺接しており、第一チャンバ部材22の開口端が気密に閉塞されている。
第二チャンバ部材23は、筒状であって図1中上端がチャンバホルダ13の筒状部13bの外周に螺子結合されて、装着されている。また、チャンバホルダ13の筒状部13bの内周から取付部13aにかけて切欠13dが設けられていて、この切欠13dを介して第一チャンバ部材22内と第二チャンバ部材23との間の環状隙間が連通されている。
第一チャンバ部材22と第二チャンバ部材23の図1中下端であるシリンダ側端には、摺動パイプ6に摺接して、エアピストン14との間に反力ばね室BSを形成するばね室形成部材24が取り付けられている。
具体的には、ばね室形成部材24は、第一チャンバ部材22の下端に嵌合されるとともに第二チャンバ部材23の内周に螺着される筒状本体24aと、筒状本体24aの図1中下端から内周側へ突出して摺動パイプ6の外周に摺接する環状の内側フランジ部24bと、内側フランジ部24bの内周に装着されて摺動パイプ6の外周に摺接する環状のシール部材25,26と、下端から開口して筒状本体24aを貫通するエア注入孔24cと、下端から開口して筒状本体24aの内周に貫通するエア注入孔24dと、エア注入孔24cに設けたエアバルブ27と、エア注入孔24dに設けたエアバルブ28とを備えて構成されている。
また、第一チャンバ部材22は、ばね室形成部材24に対して嵌合隙間を設けて嵌合、つまり、径方向へ遊びを持って嵌合(遊嵌)されていて、ばね室形成部材24に対して径方向へ若干の移動が可能となっている。ばね室形成部材24は、筒状本体24aの内外周に各々第一チャンバ部材22の外周に密着する環状シール24eと第二チャンバ部材23の内周に密着する環状シール24fを備え、第一チャンバ部材22と第二チャンバ部材23との間の環状隙間を密閉している。よって、エア室Cは、エアピストン14、チャンバホルダ13、第一チャンバ部材22、第二チャンバ部材23およびばね室形成部材24とで形成され、第一チャンバ部材22内および前述した環状隙間がエア室Cとなる。第一チャンバ部材22と第二チャンバ部材23との間の環状隙間もエア室Cの一部としているので、緩衝器Dが最大限に収縮してエア室Cが最収縮されてもエア室Cの最小容積を確保でき、エア室C内の圧力が過大とならない。なお、チャンバホルダ13は、第一チャンバ部材22或いは第二チャンバ部材23の一方または両方に一体化して統合できる。よって、第一チャンバ部材22および第二チャンバ部材23は、ロッド2にチャンバホルダ13によって間接的に連結されてもよいし、直接に連結されてもよく、つまり、ロッド2に連接されればよい。
また、ばね室形成部材24は、内側フランジ部24bの内周に設けたシール部材25,26を摺動パイプ6に摺接させており、ばね室形成部材24、摺動パイプ6およびエアピストン14によって反力ばね室BSが形成されている。摺動パイプ6の外周が滑らかな面であるので、シール部材25,26は反力ばね室BS内を閉空間とできるとともに、摺動抵抗も低減できるようになっている。
そして、このエア室C内には、ばね室形成部材24に設けたエアバルブ27から気体の充填が可能となっており、所定量の気体が封入される。なお、気体は、空気の利用の他、不活性ガス等の利用も可能である。また、反力ばね室BSには、ばね室形成部材24に設けたエアバルブ28から気体の充填が可能となっており、所定量の気体が封入される。気体が封入されたエア室Cは、内部の気体圧力でエアピストン14を図1中押し下げるため、ロッド2をシリンダ1から離間させる方向へ附勢するばね力、つまり、緩衝器Dを伸長方向に附勢するばね力を発揮するエアばねとして機能する。対して、気体が封入された反力ばね室BSは、内部の気体圧力でエアピストン14を図1中押し上げるため、ロッド2をシリンダ1内に侵入させる方向へ附勢するばね力、つまり、緩衝器Dを圧縮方向へ附勢するばね力を発揮するエアばねとして機能する。
エア室Cによって形成されるエアばねは、内部の圧力によって常に緩衝器Dを伸長方向へ附勢しており、緩衝器Dがわずかに縮む方向へストロークしても大きな弾発力を発揮するとともに、緩衝器Dのストローク量に対して非線形な弾発力を発生するばね特性を示す。対して、反力ばね室BSは、エア室Cによって形成されるエアばねとは逆方向に緩衝器Dを附勢するエアばねとして機能してするようになっている。よって、エア室Cによって形成されるエアばねと反力ばね室BSにより形成されるエアばねのトータルのばね特性を、緩衝器Dのストローク量に対して比例するコイルばねのようなばね特性に近似する特性とできる。
緩衝器Dは、以上のように構成されており、以下、その作動について説明する。まず、緩衝器Dが伸長する場合、ロッド2がシリンダ1に対して図1中上方へ移動して、シリンダ1内でピストン7が上方へ変位し伸側室R1が圧縮され、圧側室R2が拡大される。
すると、圧縮される伸側室R1内の圧力が上昇し、伸側室R1内の液体は、伸側リーフバルブ8を押し開いて、ピストン7に設けた伸側流路7aを通過して圧側室R2へ移動する。シリンダ1内からロッド2が退出し、シリンダ1内ではロッド2がシリンダ1から退出する体積分の液体が不足するが、チェックバルブ5dが開いて、不足分に見合った液体が吸込流路5bを介して液室Lから圧側室R2へ供給される。圧力が上昇する伸側室R1に対して圧側室R2は液室Lから液体の供給を受けるのでタンクT内の圧力とほぼ等しくなり、伸側室R1と圧側室R2の圧力に差が生じ、この差圧がピストン7に作用して、緩衝器Dは伸長作動を妨げる減衰力を発揮する。また、ロッド2の図1中上昇によって、第一チャンバ部材22がエアピストン14から離間して、エア室C内の容積が拡大されるとともに、ばね室形成部材24が摺動パイプ6およびシリンダ1に対して上方へ移動して反力ばね室BSの容積が減少する。このように、緩衝器Dの伸長作動によってエア室Cの容積は拡大し反力ばね室BSは圧縮されるので、エア室Cによって形成されるエアばねの弾発力は減少し、反力ばね室BSによって形成されるエアばねの弾発力は増大する。これにより、エア室Cによって形成されるエアばねと反力ばね室BSにより形成されるエアばねのトータルの弾発力は減少して小さくなる。
次に、緩衝器Dが圧縮される場合、ロッド2がシリンダ1に対して図1中下方へ移動して、シリンダ1内でピストン7が下方へ変位し圧側室R2が圧縮され、伸側室R1が拡大される。
すると、圧縮される圧側室R2内の圧力が上昇し、圧側室R2内の液体は、圧側リーフバルブ9を押し開いてピストン7に設けた圧側流路7bを通過して伸側室R1へ移動する。また、シリンダ1内へロッド2が侵入して、シリンダ1内ではロッド2がシリンダ1へ侵入する体積分の液体が過剰となるが、過剰分の液体は、減衰バルブ5cを押し開いて、排出通路5aを介して圧側室R2から液室Lへ排出される。このように、圧側室R2から伸側室R1および液室Lへ向かう液体の流れに対して圧側リーフバルブ9および減衰バルブ5cによって抵抗が与えられるため、圧側室R2内の圧力は上昇し、対して拡大される伸側室R1内の圧力は減少する。よって、圧側室R2と伸側室R1の圧力に差が生じ、この差圧がピストン7に作用して、緩衝器Dは収縮作動を妨げる減衰力を発揮する。また、ロッド2の図1中下降によって、第一チャンバ部材22がエアピストン14へ接近して、エア室C内の容積が減少するとともに、ばね室形成部材24が摺動パイプ6およびシリンダ1に対して下方へ移動して反力ばね室BSの容積が拡大される。このように、緩衝器Dの収縮作動によってエア室Cが圧縮され反力ばね室BSの容積は拡大されるので、エア室Cによって形成されるエアばねの弾発力は増大し、反力ばね室BSによって形成されるエアばねの弾発力は減少する。これにより、エア室Cによって形成されるエアばねと反力ばね室BSにより形成されるエアばねのトータルの弾発力は増大して大きくなる。
このように緩衝器Dでは、伸縮の際に減衰力を発揮するとともに、エア室Cと反力ばね室BSによるエアばねが緩衝器Dのストローク量に見合って車体を支持する弾発力を発揮する懸架ばねとして機能し、ストローク量にほぼ比例するばね特性を実現する。よって、コイルばねを用いずに懸架ばねを実現でき、緩衝器Dの全体重量を軽減できる。
そして、本発明の緩衝器Dでは、エア室Cに臨むロッドガイド3の内周であってエアシールASと液体シールLSとの間の空間Sが圧抜通路4によってシリンダ1外へ通じている。このようになっているため、緩衝器Dの伸縮によって空間S内に液体シールLSを乗り越えてシリンダ1内の液体が侵入しても、圧抜通路4により空間S内が蓄圧されずに済む。よって、空間S内が高圧とならずエアシールASの背面である空間S側から高圧が作用しないので、エアシールASのシール性を阻害せずに済み、シリンダ1内へエア室C内の気体の侵入を防止できる。さらに、液体シールLSにも空間S側から高圧が作用しないので、液体シールLSも良好にシール性能を発揮でき、空間Sへの液体の漏洩抑止効果も向上する。
よって、本発明の緩衝器Dによれば、エアシールASのシール性を損なわないので、エアばねを備えつつもシリンダ1内へエア室C内の気体の侵入を防止でき、緩衝器Dの減衰特性に悪影響を与えずに済む。
なお、圧抜通路4は、空間Sを大気開放するようになっているので、空間S内に侵入した液体を緩衝器D外へ排出でき、空間S内の圧力上昇を確実に防げるが、圧抜通路4が空間Sをシリンダ1外に設ける密閉室へ連通するようにしてもよい。密閉室の容積を、当該密閉室内にシリンダ1内から漏洩すると見込まれる液体量ではエアシールASに悪影響を与えるほどの圧力にならない程度に設定しておけばよく、このようにすれば、空間S内へのダストや水の侵入を防止できる。
また、本実施の形態の緩衝器Dでは、シリンダ1の外周にエア室Cの端部を閉塞するエア室形成部材24が摺接する摺動パイプ6を設け、圧抜通路4の一部がシリンダ1と摺動パイプ6との間の隙間で形成されるので、空間Sへの緩衝器D外からのダストや雨水等の侵入を防止できる。また、摺動パイプ6とシリンダ1との間の隙間を圧抜通路4の一部として利用するようにしたので、反力ばね室BSがシリンダ1の外周に配置される構造であっても、エア室Cを回避しながら空間Sを簡単な構造で大気開放できる。なお、第二チャンバ部材23を廃止して、第一チャンバ部材22とエアピストン14のみでエア室Cを形成して、反力ばね室BSを設けない構造を採用する場合、圧抜通路4をロッドガイド3に対してロッドガイド3の外周から空間Sへ通じるように形成すれば足り、この場合は、摺動パイプ6を廃止できる。
また、本実施の形態の緩衝器Dでは、第一チャンバ部材22の外周に配置されるとともに内部が第一チャンバ部材22内に連通される筒状の第二チャンバ部材23を備え、ばね室形成部材24でチャンバ部材22と第二チャンバ部材23の間の環状隙間を閉鎖し、環状隙間をもエア室Cとしている。環状隙間は、緩衝器Dが伸縮しても容積が変化しないので、緩衝器Dの最収縮時にエア室Cの容積をより大きく確保でき、緩衝器Dの最収縮時のエア室C内の圧力が過大となるのを抑制できる。
さらに、本実施の形態の緩衝器Dにあっては、第一チャンバ部材22がチャンバホルダ13およびばね室形成部材24に対して遊嵌されており、径方向移動可能となっている。よって、第一チャンバ部材22は、エアピストン14に対しても径方向移動可能となっている。そのため、緩衝器Dに曲げモーメントを作用させる横力が入力されても、第一チャンバ部材22が径方向の遊びによってエアピストン14の外周に装着されるピストンシール20に過剰に強く押し付けられずに済む。よって、緩衝器Dの伸縮によって第一チャンバ部材22がエアピストン14に対して図1中上下方向に移動する際に、第一チャンバ部材22とピストンシール20との間に生じる摩擦力は、緩衝器Dに入力される横力によっても過大とならずに済む。また、第一チャンバ部材22がエアピストン14に対し径方向移動が許容されて第一チャンバ部材22がエアピストン14によって調心されるので、第一チャンバ部材22とピストンシール20との間で発生する摩擦力が過剰とならない。よって、緩衝器Dの円滑な伸縮のために、第一チャンバ部材22、第二チャンバ部材23、摺動パイプ6、シリンダ1およびエアピストン14といった各部品について高精度の寸法管理が求められずに済む。以上より、この緩衝器Dによれば、第一チャンバ部材22とエアピストン14との間に生じる摩擦力が過大とならない。よって、緩衝器Dは滑らかに伸縮でき、前記摩擦力による制御できない減衰力も発揮されず、車両における乗り心地を良好にでき、エア室Cを形成する各部品に対し高精度の寸法管理も要求されずに済む。
<第二の実施の形態>
第二の実施の形態における緩衝器D2は、図2に示すように、第一の実施の形態の緩衝器Dの構成に対して、摺動パイプ6を廃止して、反力ばね室BSをエアばねとして機能させるのではなく、反力ばね室BS内には収容したコイルばね29によってエア室Cによるエアばねとは反対の弾発力を得るようにしている点で異なっている。なお、第二の実施の形態の緩衝器D2の説明に際して、第一の実施の形態の緩衝器Dと同一構成の部材については説明が重複するので、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
第二の実施の形態における緩衝器D2は、図2に示すように、第一の実施の形態の緩衝器Dの構成に対して、摺動パイプ6を廃止して、反力ばね室BSをエアばねとして機能させるのではなく、反力ばね室BS内には収容したコイルばね29によってエア室Cによるエアばねとは反対の弾発力を得るようにしている点で異なっている。なお、第二の実施の形態の緩衝器D2の説明に際して、第一の実施の形態の緩衝器Dと同一構成の部材については説明が重複するので、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
第二の実施の形態の緩衝器D2にあっては、反力ばね室BSがエア室として機能せずに済むため、反力ばね室BSを密閉せずともよく、ばね室形成部材24の内周にシール部材25,26およびエアバルブ28の設置が不要となるとともに、摺動パイプ6の廃止が可能である。このように摺動パイプ6の廃止に伴って、シリンダ1の外周を滑らかな面とする処理をする必要もないが、反力ばね室BS内へのダストの侵入を防止する観点からシール部材25,26の一方または両方を設けて、シリンダ1の外周面を滑らかにする処理を施してもよい。
そして、ばね室形成部材24の内側フランジ部24bとロッドガイド3に設けたエアピストン14との間には、緩衝器Dを伸長方向へ附勢するコイルばね29が介装されている。つまり、前述したように、反力ばね室BS内にコイルばね29が収容されていて、第一の実施の形態の緩衝器Dにおける反力ばね室BSによって形成されるエアばねの役割をこのコイルばね29が果たすようになっている。つまり、コイルばね29は、エア室Cにより形成されるエアばねとは反対方向の弾発力を発揮して、エア室Cによるエアばねと協同して全体として一つの懸架ばねとして緩衝器Dのストロークに対して比例するばね特性を発揮するようになっている。
そして、ロッドガイド3には、ブッシュ19と液体シールLSとの間から開口して小径部15の螺子部16に通じる通孔21が設けられている。つまり、通孔21は、ロッドガイド3とロッド2との間であって、エアシールASと液体シールLSとの間の空間Sに一端が通じている。また、通孔21の他端は、ロッドガイド3とシリンダ1との間を通じて反力ばね室BSに連通されている。
よって、この第二の実施の形態の緩衝器D2では、空間Sは、通孔21およびロッドガイド3とシリンダ1との間の隙間を介してシリンダ1外に設けられた反力ばね室BSに連通されており、圧抜通路30は、通孔21およびロッドガイド3とシリンダ1との間の隙間によって形成されている。なお、圧抜通路30は、ロッドガイド3とシリンダ1との間を介さずに直接空間Sを反力ばね室BSへ連通させてもよい。
このように第二の実施の形態の緩衝器D2にあっては、空間Sが圧抜通路30によって反力ばね室BSへ連通されており、空間S内が圧抜されて高圧にならないようになっている。そのため、第二の実施の形態の緩衝器D2にあっても、緩衝器D2の伸縮によって空間S内に液体シールLSを乗り越えてシリンダ1内の液体が侵入しても、圧抜通路30により空間S内が蓄圧されずに済む。よって、空間S内が高圧とならずエアシールASの背面である空間S側から高圧が作用しないので、エアシールASのシール性を阻害せずに済み、シリンダ1内へエア室C内の気体の侵入を防止できる。さらに、液体シールLSにも空間S側から高圧が作用しないので、液体シールLSも良好にシール性能を発揮でき、空間Sへの液体の漏洩抑止効果も向上する。
よって、本発明の緩衝器D2によれば、エアシールASのシール性を損なわないので、エアばねを備えつつもシリンダ1内へエア室C内の気体の侵入を防止でき、緩衝器D2の減衰特性に悪影響を与えずに済む。
また、本実施の形態の緩衝器D2では、空間Sがエア室形成部材24内に設けられる反力ばね室BS内に連通されているので、空間Sへの緩衝器D外からのダストや雨水等の侵入を防止できる。また、反力ばね室BSは、密閉されていないので、緩衝器D2の伸縮に伴って内圧が上昇せず、空間Sは大気開放されることになり、空間S内に侵入した液体を緩衝器D外へ排出でき、空間S内の圧力上昇を確実に防げる。
なお、ばね室形成部材24反力ばね室BS内へのダストの侵入を防止する観点からシール部材25,26を設けて、シリンダ1の外周面を滑らかにする処理を施すようにすれば、反力ばね室BSが密閉されて空間S内へのダストや雨水の侵入を確実にできる。この場合、反力ばね室BSの容積を、当該反力ばね室BS内にシリンダ1内から漏洩すると見込まれる液体量と緩衝器D2の伸縮による内圧上昇ではエアシールASに悪影響を与えるほどの圧力にならない程度に設定しておけばよい。
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。
1・・・シリンダ、2・・・ロッド、3・・・ロッドガイド、4,30・・・圧抜通路、6・・・摺動パイプ、14・・・エアピストン、21・・・通孔、22・・・第一チャンバ部材、23・・・第二チャンバ部材、24・・・ばね室形成部材、AS・・・エアシール、BS・・・反力ばね室、C・・・エア室、D・・・緩衝器、LS・・・液体シール、R1・・・伸側室、R2・・・圧側室、S・・・空間
Claims (4)
- シリンダと、
前記シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドと、
前記ロッドの外周に設けられて前記シリンダと前記ロッドとの相対移動により容積が拡縮されるエア室と、
前記シリンダ端に設けられて前記ロッドの軸方向の移動を案内するとともに前記エア室に面するロッドガイドと、
前記ロッドガイドの内周に設けられて前記ロッドの外周に摺接してエア室内を気密に維持するエアシールと、
前記ロッドガイドの内周であって前記エアシールよりも前記シリンダ内側に設けられて前記ロッドの外周に摺接してシリンダ内を液密に維持する液体シールと、
前記ロッドガイドの内周であって前記エアシールと前記液体シールとの間の空間へ通じて前記空間の圧抜きをする圧抜通路と
を備えたことを特徴とする緩衝器。 - 前記圧抜通路は、前記空間を大気開放させる
ことを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。 - 前記ロッドガイドは、外周にシリンダよりも外径が大径なエアピストンを有し、
前記ロッドに連接されるとともに前記エアピストンが摺動自在に挿入される筒状の第一チャンバ部材と、
同じく前記ロッドに連接されるとともに前記第一チャンバ部材に外周側に配置されて内部が前記第一チャンバ部材内に連通される第二チャンバ部材と、
前記シリンダの外周に嵌合される摺動パイプと、
前記第一チャンバ部材と前記第二チャンバ部材のシリンダ側端を閉塞するとともに前記摺動パイプへ摺接して前記エアピストンとの間に反力ばね室を形成するばね室形成部材とを備え、
前記エア室は、前記エアピストンと前記第一チャンバ部材と前記第二チャンバ部材と前記ばね室形成部材によって形成され、
前記圧抜通路の一部は、前記摺動パイプと前記シリンダとの間の隙間で形成される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝器。 - 前記ロッドガイドは、外周にシリンダよりも外径が大径なエアピストンを有し、
前記ロッドに連接されるとともに前記エアピストンが摺動自在に挿入される筒状の第一チャンバ部材と、
同じく前記ロッドに連接されるとともに前記第一チャンバ部材に外周側に配置されて内部が前記第一チャンバ部材内に連通される第二チャンバ部材と、
前記第一チャンバ部材と前記第二チャンバ部材のシリンダ側端を閉塞するとともに前記エアピストンとの間に反力ばね室を形成するばね室形成部材とを備え、
前記エア室は、前記エアピストンと前記第一チャンバ部材と前記第二チャンバ部材と前記ばね室形成部材によって形成され、
前記圧抜通路は、前記空間を前記反力ばね室に連通する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝器。
Priority Applications (1)
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JP2015118162A JP2017003015A (ja) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 緩衝器 |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 2015-06-11 JP JP2015118162A patent/JP2017003015A/ja active Pending
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