JP2644375B2

JP2644375B2 - 液冷緩衝装置

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Publication number: JP2644375B2
Application number: JP3516306A
Authority: JP
Inventors: ミルトンドラモンド、ジェームソン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: GB2266355A; DE4193073T1; GB9310221D0; JPH05502289A; US5392886A; WO1992009823A1; GB2266355B

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は、液冷型筒状緩衝装置、特に、これ等に限
定されるものではないが、自動車、鉄道または航空機に
使用される、油圧、ガスまたは摩擦方式の緩衝装置に関
するものである。この発明は、これ等に限定されるもの
ではないが、ビルスティン（Bilstein）ガス方式のマク
ファーソンストラットカートリッジ（McPherson st
rut cartridge）を有するガス充填型緩衝装置、およ
び、デカーボン（De Carbon）の原理によるストラッ
トまたは緩衝装置に適用すると特に有益である。

背景技術入れ子式緩衝装置において、減衰ピストンは、減衰ガ
スおよび／または減衰流体を充填したシリンダー内で往
復運動する。この種の緩衝装置は、その減衰特性が温度
によって変動するという周知の問題点を包蔵している。

このような緩衝装置は、効率よく作動する能力におい
て限界があり、流体摩擦によって、振動体の望ましくな
い運動力学的エネルギーが熱に変換されるが、ある種の
作動条件下においては、上述した流体摩擦の結果として
発生する熱を放散することが不可能になり、熱的な過負
荷を生ぜしめることがある。

一般に、緩衝装置に充填された減衰流体の温度の上昇
は、緩衝装置の減衰特性に悪影響を及ぼす。車両が荒れ
地やレーシングサーキット上を走行する場合、減衰ピス
トンの急速な軸方向の往復運動によって、減衰流体の温
度は急激に上昇する。従って、雰囲気温度が比較的高く
且つ車両が高速で走行する場合には、上述した減衰特性
における悪影響は、更に顕著に認められる。

米国特許No.4,616,810には、緩衝装置の減衰室を取り
囲み、そして、外側の環状室を形成するジャケットを有
する液冷型緩衝装置が開示されている。冷却流体は、環
状室の下端に連通した、狭く且つ軸方向に伸びる入口通
路を通って、環状室内に入り、これによって、冷却流体
は、環状室の残りの主たる部分のまわりを循環し、次い
で、出口配管から排出される。外側の環状室は、車両の
エンジンの冷却システムに接続されており、上記外側の
環状室内を流体が流れる。

上述した緩衝装置には、緩衝体カートリッジの周囲に
おいて、冷却液の分布が均一でないという問題があり、
更に、不均一な冷却によってジャケットおよびその緩衝
体カートリッジが歪みを受けやすい。しかも、緩衝装置
の冷却システムは、エンジンの冷却システムに接続され
ており、そこにおける冷却液の温度は、車両のエンジン
の効率的な作動に必要な、80から100℃の範囲内である
ので、緩衝装置の冷却システムの強度が不足するという
問題がある。緩衝装置の温度が約100℃に上昇すると、
緩衝装置の強度は、その静的強度の約３分の１にまで低
下する。

この発明の目的は、安定し、且つ、効率のよい減衰を
実現するために、緩衝装置の温度を安定させ、そして、
緩衝装置の温度が、シールの破損、ピストンおよび孔部
の激しい摩耗、および、緩衝体カートリッジの歪みを生
ぜしめる虞れのある、100℃を超える高温に上昇するの
を防止することにある。緩衝装置の温度がこのような高
温に上昇すると、オイルの粘度が低下し、その結果、減
衰効果が低下し、ピストンの速度が上昇して、ピストン
とそのシリンダー壁面の摩耗が激しくなる。

この発明の他の目的は、緩衝体カートリッジの周囲に
冷却液ケーシングを備えた、緩衝装置のための冷却シス
テムを提供することにあり、これは、緩衝装置の強度を
大幅に向上させるものであり、モータースポーツに適用
すると特に有益である。

この発明の更に他の目的は、殆どの場合において、エ
ンジン冷却液の温度が高過ぎて、緩衝装置のための最適
な作動温度を保つことができないところの、車両のエン
ジンの冷却システムから独立した、緩衝装置の冷却シス
テムを提供することにあり、これによって、エンジン冷
却液の損失および重大なエンジンの損傷を招く虞れのあ
る、配管または緩衝装置の故障を回避することができ
る。

発明の開示この発明によれば、外側シリンダー内に収容された筒
状の緩衝体と、前記外側シリンダーの一端に取り付けら
れ、且つ、前記緩衝体の一端に固定された第１密封キャ
ップと、そして、前記緩衝体の他端およびそのピストン
ロッドを、前記外側シリンダーに対して同心円状に位置
せしめるように、前記外側シリンダーの他端に取り付け
られた第２密封キャップとからなり、前記外側シリンダーは、前記緩衝体の外面と前記外側
シリンダーの内面との間に環状スペースを形成してお
り、前記第１密封キャップは、環状液体配分室を有してお
り、前記環状液体配分室は、冷却液源に接続されてお
り、その内部には、前記環状液体配分室から隔離され、
前記環状スペースに連通する出口ダクトが設けられてお
り、前記環状液体配分室には、前記環状スペースの軸線方
向における実質的に全長にわたって伸びる複数本の冷却
液供給管が接続されていることを特徴とする、車両用緩衝装置が提供される。

冷却液供給管は、緩衝体の外面と外側シリンダーの内
面との間に、密着して挿入された状態で嵌合しており、
もって、緩衝装置を補強する。

この発明の他の特徴によれば、上述した緩衝装置の出
口に接続されたラジエータと、ラジエータに接続された
タンクと、そして、タンクと緩衝体の入口との間に、流
量制御弁を介して接続された循環ポンプとからなる、緩
衝装置のための液体冷却システムが提供される。

上述した液体冷却システムは、緩衝装置の温度の最適
な制御を可能ならしめるための、手動または電動の制御
手段を備えていてもよい。

この発明およびその実施形態が更に十分に理解される
ように、この発明の実施態様を、図面を参照しながら、
以下に説明する。

第１図は、この発明の、車両用緩衝装置のための液体
冷却システムを示す概略配置図である。

第２図は、この発明の車両用緩衝装置を示す垂直断面
図である。

第３図は、第２図の３−３線に沿った、緩衝装置の水
平断面図である。

発明を実施するための最良の形態この発明を、図面に基づいて説明する。第１図に示す
液体冷却システムは、この発明の緩衝装置５と、緩衝装
置５の出口７に接続されたラジエータ６と、そして、タ
ンク８とからなっている。タンク８は、ラジエータ６と
循環ポンプ９、好ましくは、電動の循環ポンプとの間に
接続されている。循環ポンプ９は、流量制御弁11を介し
て緩衝装置５の入口10に接続されている。

第２図および第３図に示す緩衝装置５は、例えば、ビ
ルスティン（Bilstein）（商標）ガス圧力型などの公知
のショックアブソーバ、即ち、緩衝体12からなってい
る。緩衝体12は、緩衝装置５とほぼ同心円状に配置され
るように、外側シリンダー13内に収容されており、そし
て、緩衝体12の周囲に環状スペース14を形成している。

外側シリンダー13の上端には、第２図に示すように、
第１密封キャップ15が固定されており、第１密封キャッ
プ15には、緩衝体12の上端が、16においてねじ結合され
ている。第１密封キャップ15は、環状液体配分室17を有
しており、環状液体配分室17は、その中に、環状液体配
分室17から隔離された単一の出口ダクト18を有してい
る。出口ダクト18は、19において環状スペース14の上端
に連通しており、そして、出口７に接続されている。

第１密封キャップ15において、出口７の正反対の位置
には、環状液体配分室17と連通した入口10が設けられて
いる。

環状液体配分室17には、そこから吊り下げられるよう
にして、その円周方向に間隔をあけて、複数本の冷却液
供給管20が接続されている。複数本の冷却液供給管20
は、環状スペース14の下端付近に至るまで、環状スペー
ス14内を伸びている。冷却液供給管20は、緩衝体12の外
面と外側シリンダー13の内面との間に、堅固に且つ摺動
可能に嵌合しており、これによって、冷却液供給管20は
強化補強部材として作用し、緩衝装置５に安定性および
付加的強度を与える。これは、モータースポーツに適用
する場合に、特に有益である。

外側シリンダー13の下端には、カップ型の第２密封キ
ャップ21が取り付けられている。第２密封キャップ21
は、緩衝体12の下端部を受け入れるようにして、緩衝体
12の下端の中心を、外側シリンダー13の中心に一致させ
るように作用するものであって、その中央に、緩衝体12
のピストンロッド23のためのガイドブシュを備えた開口
部22を有している。第２密封キャップ21の内側端部に
は、第２図に示すように、Ｏリング型の密閉部材、即
ち、密閉リング24が配置されており、もって、密閉リン
グ24と外側シリンダー13との嵌合部、および、密閉リン
グ24と緩衝体12の下端部との嵌合部の双方を密閉し、か
くして、環状スペース14からその外部に冷却流体が漏れ
るのを防止する。

冷却液供給管20を環状スペース14内に伸長させること
によって、負荷の大きい操作条件下でも、冷却流体の最
適且つ均一な循環が可能になり、もって、緩衝装置の低
い操作温度が確保され、その結果、緩衝装置の部品の摩
耗を最低限に抑えて、高いレベルでの、減衰効果および
サスペンション制御が得られる。

従来の非冷却緩衝装置と比較して、この発明の緩衝装
置について、ダイノテストベッド（dyno test be
d）上で得られた試験結果を以下に示す。

26分経過後における温度測定によれば、この発明の液
冷却緩衝装置の温度は変動せず、29℃で安定していた。
サスペンションに著しく強い衝撃を与えることが留意さ
れている、30Kmにわたる特別のコース上で、この発明に
よる液冷型緩衝装置を搭載したマツダGT−Ｘ 4WDにつ
いて、1991年４月に開催されたオーストラリアアルパ
インラリー（Australian Alpine Rally）の期間中に
得られた温度データによれば、前輪側の一対の緩衝装置
と後輪側の一対の緩衝装置の両方のラジエータにおい
て、次の温度（℃）を示した。

特別コース14の出発地点から30Kmにわたってラジエー
タにおいて測定した温度データ。雰囲気温度は22℃であ
った。

車両は特別コースの徐行区域で停止液冷型緩衝装置を備えたマツダGT−Ｘについて、特別
コース14の終了地点で、緩衝装置のシャフトにおいて測
定した温度の平均値は、43℃で安定していたが、従来の
非液冷型緩衝装置を搭載した他の車両においては、平均
温度が150℃以上であった。

この発明は、これに限定されるものではないが、トッ
プリンクとして作用する、大断面の筒状ダンパを有する
ストラット本体の基部に、カートリッジピストンロッ
ドを接続することによって、ストラットが独特の機能を
もたらすところの、上述した製造業者のストラットまた
は緩衝体と併用すると有益である。後輪側の緩衝装置の
場合には、マクファーソンストラットにおいて使用さ
れているものと同一のカートリッジを逆にして取り付
け、従来の入れ子式緩衝装置の代わりとして使用するこ
とができる。

この発明においては、冷却システムは、緩衝体のガイ
ドベアリングおよび付与された減衰力に起因して発生す
る多量の熱を放散させるために、専ら独立して作動する
ものである。エンジン冷却液は、通常、極めて高温なた
め、緩衝装置のための最適な使用温度を維持することが
できず、その結果、配管や緩衝体が故障して、エンジン
冷却液の損失や重大なエンジンの損傷を発生させる虞れ
がある。

この発明において、車両の前輪側または後輪側に配置
される１組の緩衝装置は、専用の冷却液システムから冷
却液の供給を受けることが望ましいが、このことは、こ
の発明の必須要件ではない。

車両のキャビン内またはエンジンルーム内に、冷却液
循環ポンプおよび適宜の電子制御手段を搭載してもよ
い。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外側シリンダー内に収容された筒状の緩衝
体と、前記外側シリンダーの一端に取り付けられ、且
つ、前記緩衝体の一端に固定された第１密封キャップ
と、そして、前記緩衝体の他端およびそのピストンロッ
ドを、前記外側シリンダーに対して同心円状に位置せし
めるように、前記外側シリンダーの他端に取り付けられ
た第２密封キャップとからなり、前記外側シリンダーは、前記緩衝体の外面と前記外側シ
リンダーの内面との間に環状スペースを形成しており、前記第１密封キャップは、環状液体配分室を有してお
り、前記環状液体配分室は、冷却液源に接続されてお
り、その内部には、前記環状液体配分室から隔離され、
前記環状スペースに連通する出口ダクトが設けられてお
り、前記環状液体配分室には、複数本の冷却液供給管が接続
されており、前記冷却液供給管は、前記緩衝体と前記外
側シリンダーとの間の前記環状スペース内において、円
周方向に間隔をあけて配置され、且つ、前記環状スペー
スの軸線方向に伸びており、そして、前記冷却液供給管
は、前記緩衝体の外面と前記外側シリンダーの内面との
間に嵌合し、もって、強化補強部材として作用することを特徴とする、車両用緩衝装置。
【請求項２】冷却液が前記環状スペースからその外部に
漏れるのを防止するための密閉リングが、前記第２密封
キャップの内側端に設けられていることを特徴とする、
請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項３】請求項１および２のうちの何れか１つによ
る緩衝装置と、前記緩衝装置の前記出口ダクトおよび冷
却液タンクの間に接続されたラジエータと、そして、前
記冷却液タンクおよび前記緩衝装置の前記環状液体配分
室の間に、流量制御弁を介して接続された冷却液循環ポ
ンプとからなることを特徴とする、車両用緩衝装置のた
めの液体冷却システム。
【請求項４】前記液体冷却システムが、前記車両のエン
ジン冷却システムから独立していることを特徴とする、
請求項３に記載の、車両用緩衝装置のための液体冷却シ
ステム。
【請求項５】冷却液の温度に応じて、前記冷却システム
を流れる流体の循環を制御し、もって、前記緩衝装置の
温度の最適な制御を可能ならしめるための手動または電
動手段を、更に含んでいることを特徴とする、請求項３
または４に記載の、車両用緩衝装置のための液体冷却シ
ステム。
【請求項６】前記冷却システムが、前記車両の前輪側に
配置される１組の前記緩衝装置を含み、そして、これに
冷却液を供給することを特徴とする、請求項３、４また
は５に記載の、車両用緩衝装置のための液体冷却システ
ム。
【請求項７】前記冷却システムが、前記車両の後輪側に
配置される１組の前記緩衝装置を含み、そして、これに
冷却液を供給することを特徴とする、請求項３、４また
は５に記載の、車両用緩衝装置のための液体冷却システ
ム。