JP3054303B2 - ハイドロニューマチックシリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイアフラムのシール
部を利用して気体室にガスを導入するためのガス導入口
のシールを実現したハイドロニューマチックシリンダに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のハイドロニューマチックシリンダ
は、図８に示すように外筒Ｏ内の上部に形成した低圧室
Ｌに対応する位置の外筒Ｏに低圧室用のガス導入口ＬＯ
を形成してガスを導入しプラグＬＰを溶接するととも
に、前記低圧室を構成する壁部に上端を係止するととも
に、前記外筒Ｏの下部に介挿されたプラグＰに下端を係
止した伸縮自在のゴム製のダイアフラムＤにより高圧室
Ｈが気体室Ｋと液体室Ｆとに区画され、その気体室Ｋに
対応する位置の外筒Ｏに高圧室用のガス導入口ＨＯを形
成してガスを導入してリング部材ＲおよびＯリングＯＲ
を介してプラグＨＰを装着していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のハイドロニ
ューマチックシリンダは、前記低圧室Ｌおよび気体室Ｋ
に前記ガス導入口ＬＯおよびＨＯを介してガスを導入し
た後、このガス導入口ＬＯおよびＨＯにプラグＬＰおよ
びＨＰを装着する必要があり、ガスの封入作業が大変で
あるとともに、シール面加工、ネジ加工、溶接加工が必
要になり、部品数が増えるという問題が有った。

【０００４】そこで本発明者らは、気体室と液体室とに
区画するダイアフラムの外筒の内周面にシールされるシ
ール部に対応する位置の外筒にガス導入口を形成してガ
スを導入するとともにシール部を利用してガス導入口を
気密にシールするという本発明の技術的思想に到達し、
更に研究開発を重ねた結果、ガスの封入作業を簡単にす
るとともに、シール面加工、ネジ加工、溶接加工を不要
にして、部品数を減らすという目的を達成する本発明に
到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のハイドロニュー
マチックシリンダは、車体もしくは車輪の一方に係止さ
れた外筒と、前記外筒内に配設されたシリンダと、前記
車体もしくは車輪の他方に係止されるとともに前記シリ
ンダ内に介挿されたピストンロッドと、前記シリンダ内
に形成され液体が充填された作動室と、前記外筒の内周
面においてシールされるシール部を備え、気体室と前記
作動室に連絡している液体室とを区画するダイアフラム
と、前記外筒の前記ダイアフラムのシール部の一部に対
応する位置に形成され前記気体室に封入するガスを導入
するガス導入口と、前記ダイアフラムのシール部がその
弾性力および前記気体室に導入されたガスの圧力を利用
して前記ガス導入口に対して気密に押圧されることによ
り構成される逆止弁とから成るものである。

【０００６】

【作用】上記構成より成る本発明のハイドロニューマチ
ックシリンダは、前記ガス導入口より前記ダイアフラム
のシール部を弾性変形させて前記気体室内にガスを導入
し、ガスの導入が停止されると前記気体室に導入された
ガスの圧力が前記ダイアフラムのシール部に作用すると
ともにシール部の弾性力により前記ガス導入口に対して
気密に押圧して、逆止弁としての作用を奏する。

【０００７】

【発明の効果】上記作用を奏する本発明のハイドロニュ
ーマチックシリンダは、前記ダイアフラムのシール部の
弾性を利用してガスの導入およびシールを行うので、ガ
スの封入作業を簡単にするとともに、シール面加工、ネ
ジ加工、溶接加工を不要にして、部品点数を減らすとい
う効果を奏する。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【０００９】（第１実施例）第１実施例のハイドロニュ
ーマチックシリンダは、本発明をセルフレベリングアブ
ソーバに適用したもので、図１ないし図５に示すように
車体に係止される外筒１と、前記外筒１内に配設された
シリンダ２と、車輪に係止され、前記シリンダ２内に介
挿されオリフィスが形成されたピストン３１を具備する
とともにアウトレットバルブ３６が配設されたピストン
ロッド３と、前記外筒１内に一端が係止され前記ピスト
ンロッド３内に介挿されたポンプロッド４と、前記シリ
ンダ２内に形成され油が充填された作動室２１と、前記
外筒１内の上下の内周面においてシールされるシール部
５６、５７を備え、気体室５１と前記作動室２１に連絡
している液体室５２とを区画するダイアフラム５３と、
前記外筒１の前記ダイアフラム５３の上下のシール部５
６、５７に対応する位置に形成され前記気体室５１に封
入するガスを導入するガス導入口６１、６２と、前記ダ
イアフラム５３の上下のシール部５６、５７がその弾性
力および前記気体室５１に導入されたガスの圧力を利用
して前記ガス導入口６１、６２に対して気密に押圧され
ることにより構成される逆止弁７１、７２とから成るも
のである。

【００１０】前記外筒１は、図１に示すように有底中空
円筒体１０で構成され、底部上端に車体への係止部１１
が形成され、前記底部に縦断面Ｕ字状の介挿部材１２が
介挿され、内壁と前記介挿部材１２との間に低圧室１３
が形成され、この低圧室１３の下部にオイルリザーバ１
４が形成され、このオイルリザーバ１４内に連通管１５
が配設されている。

【００１１】前記介挿部材１２の下端外周部には、図２
および図３に示すように前記ダイアフラム５３の上方の
シール部５６が介挿され係止される環状の溝より成る係
止部１６が形成されるとともに、前記外筒１に形成され
た上方のガス導入口６１に対応する位置には前記係止部
１６と前記低圧室１３とを連絡する連絡孔１７が形成さ
れ、前記ガス導入口６１より外筒内に導入されたガスを
前記低圧室１３に連絡孔１７を介して導入し得る構成よ
り成る。

【００１２】前記シリンダ２は、内部に作動室２１が形
成される有底中空円筒体２０で構成され、底部を上にし
て前記外筒１の介挿部材１２の底部に介挿され、底部中
央には前記ポンプロッド４を介挿する穴部２２と前記作
動室２１と前記高圧室５の前記液体室５２とを連絡する
開口２３とが形成され、外周壁と前記介挿部材１２の内
周壁との間に前記液体室５２に連通する油路２４が形成
され、下端には前記外筒１の下端との間に環状のプラグ
２５が配設されている。

【００１３】前記環状のプラグ２５の上端外周部には、
図３および図４に示すように前記ダイアフラム５３の下
方のシール部５７が介挿され係止される環状の溝より成
る係止部２６が形成され、前記外筒１に形成された下方
のガス導入口６２により外筒内に導入されたガスを前記
気体室５１に導入し得る構成より成る。

【００１４】前記ピストンロッド３は、前記プラグ２５
を貫通し内部にポンプ室３２が形成される小径の中空円
筒体３０で構成され、下端に車輪を支持する部材に係止
するための係止部３４が形成され、上端にはダンピング
バルブとしてのオリフィスが形成されたピストン３１が
固着され、内部に薄肉の小径の中空円筒体より成るコン
トロールスリーブ３３が介挿され、このコントロールス
リーブ３３の下端にバネにより図中上方に付勢されたア
ウトレットバルブ３６が配設され、前記コントロールス
リーブ３３の外周壁と前記ピストンロッドの内周壁との
間に前記ポンプ室３１と前記作動室２１とを連絡する油
路３５が形成されている。

【００１５】前記ポンプロッド４は、小径の中空円筒体
４０で構成され、上端をクッション４１を介して前記外
筒１の底部に係止され、長手方向のほぼ中央に内外の周
壁を連絡する制御する目標車高を決定するコントロール
開口４２が形成され、下端には前記ポンプ室３２に連絡
する図中上方にバネにより付勢されるインレットバルブ
４３が配設され、内部の通路が前記クッション４１およ
び前記連通管１５を介して前記オイルリザーバ１４に連
絡している。

【００１６】前記ポンプロッド４が介挿された前記ピス
トンロッド３内にポンプ室３２が形成されている。前記
ポンプロッド４内に形成されたインレットバルブ４３
は、前記低圧室１３に連絡するとともに前記ポンプ室３
２に連絡している。前記ピストンロッド３内に形成され
たアウトレットバルブ３６が、前記ポンプ室３２に連絡
するとともに高圧室５に連絡している前記作動室２１に
連絡している

【００１７】したがって、アブソーバが縮む時には前記
ポンプ室３２より前記アウトレットバルブ３６を介して
前記作動室２１に油を供給し、逆にアブソーバが伸びる
時には前記インレットバルブ４３を介してオイルリザー
バ１４より油が供給されるように構成されている。

【００１８】前記ダイアフラム５３は、前記外筒１内に
配設されたガスバネを構成する高圧室５の気体室５１と
前記作動室２１に連絡している液体室５２とを区画する
ガス不透過性の樹脂積層膜より成り、アブソーバの円周
方向に延在するとともに形状が変化しうる屈曲部５４が
形成され前記気体室５１と液体室５２との体積変化を許
容し得るよう構成されている。すなわち、ダイアフラム
５３は、その表層部がゴムで構成され、真ん中に樹脂膜
が配設され、表層部のゴムにより、サンドイッチされる
構成より成る。

【００１９】前記ダイアフラム５３は、前記外筒１内に
配設された介挿部材１２の下端フランジ部と前記プラグ
２５の上端部の係止部１６、２６において前記シール部
５６、５７によりそれぞれ気密に係止され、外側のＮ₂
ガスが充填された気体室５１と前記油路２４を介して前
記作動室２１に連絡している液体室５２とに区画してお
り、円周方向に屈曲部５４がプリーツ状に延在形成さ
れ、筒状に構成されている。

【００２０】前記上方のシール部５６は、図３に示すよ
うに高圧室５から低圧室１３へのガス抜けをその外周部
により防止してシールし得る構成を有するとともに、前
記外筒１の内周壁に当接するリップ５８を備え、前記ガ
ス導入口６１よりガスを導入する時には図２に示すよう
にガスの圧力により前記リップ５８が内方に曲げ変形し
て隙間を形成して前記連絡孔１７を介して前記低圧室１
３にガスを導入するとともに、ガスの導入が終了すると
図３に示すように前記低圧室１３の圧力によりオイルリ
ザーバ１４内の油が前記連絡孔１７を介して前記リップ
５８の内側壁内に侵入し前記低圧室１３の圧力が作用す
るので、前記リップ５８が前記外筒１の内周壁および前
記ガス導入口６１に気密に押圧され、自己シールリップ
により前記逆止弁７１を構成するものである。

【００２１】前記下方のシール部５７は、前記外筒１の
内周壁に当接するリップ５９を備え、前記ガス導入口６
２よりガスを導入する時には図４に示すようにガスの圧
力により前記リップ５９が内方に曲げ変形して隙間を形
成して前記気体室５１にガスを導入するとともに、ガス
の導入が終了すると図５に示すように前記気体室５１の
圧力が前記リップ５８の内側壁に作用するので、前記リ
ップ５９が前記外筒１の内周壁および前記ガス導入口６
２に気密に押圧され、自己シールリップにより前記逆止
弁７２を構成するものである。

【００２２】上記構成より成る第１実施例のハイドロニ
ューマチックシリンダは、前記ガス導入口６１および６
２よりガスを導入する時には図２および図４に示すよう
にガスの圧力により前記リップ５８および５９が内方に
曲げ変形して前記外筒１の内周壁との間に隙間を形成し
て前記連絡孔１７を介して前記低圧室１３にガスを導入
するとともに前記気体室５１にガスを導入し、ガスの導
入が終了すると図３および図５に示すように前記低圧室
１３および前記気体室５１の圧力が前記リップ５８およ
び５９の内側壁に作用するとともに、リップ５８、５９
が図３および図４中破線で示す自由状態に対して曲げ変
形させて前記係止部１６、２６に装着されていることに
よる弾性力により、前記リップ５８および５９が前記外
筒１の内周壁および前記ガス導入口６１、６２に気密に
押圧して前記ガスの漏れを逆止してシールするものであ
る。

【００２３】また第１実施例のハイドロニューマチック
シリンダは、アブソーバが伸びる場合においては、相対
的に前記ポンプロッド４が上方に移動し、前記ポンプ室
３２の圧力が下がるので前記オイルリザーバ１４の油が
連通管１５およびクッション４１を介して前記ポンプロ
ッド４内に入り前記インレットバルブ４３を介してポン
プ室３２内に流入する。前記ピストン３１が下方に押し
下げられポンプロッド４の略中央に形成されたコントロ
ール開口４２が前記作動室２１に露出すると、このコン
トロール開口４２を介して作動室２１の油がポンプロッ
ド４内に流入し前記クッション４１および連通管１５を
介して前記オイルリザーバ１４内に流れるので前記作動
室２１の圧力が低下しアブソーバの高さがそこで制限さ
れる。

【００２４】上述と逆にアブソーバが縮む場合において
は、前記ポンプ室３２内の油の圧力が上がり一定値を越
えると前記アウトレットバルブ３６のバネの付勢力に打
ち勝ち前記ポンプ室３２より流出し前記コントロールス
リーブ３３とピストンロッド３との間に形成されている
油路３５を介して前記作動室２１内に流入して前記作動
室２１内の圧力を高める。

【００２５】前記作動室２１内の圧力が高い場合は、開
口２３および油路２４を介して前記作動室２１に連通し
ている油室により構成される前記液体室５２内の油の圧
力も高いので、前記気体室５１との間に配設されたダイ
アフラム５３が半径方向外方に反転することにより、ダ
イアフラム５３自体を伸縮させること無く高圧室５の体
積変化を可能にするものである。

【００２６】上記作用を奏する第１実施例のセルフレベ
リングアブソーバは、前記ダイアフラム５３のシール部
５６および５７のリップ５８、５９の弾性力およびガス
の圧力を利用してガスの導入およびシールを行うので、
従来に比べガスの封入作業を簡単にするとともに、、シ
ール面加工、ネジ加工、溶接加工を不要にして、部品数
を減らすという効果を奏する。

【００２７】また前記第１実施例のハイドロニューマチ
ックシリンダは、前記外筒１内に配設した前記ダイアフ
ラム５３の表層部をゴムで構成し真ん中にガス不透過性
の樹脂膜を配設する構成にしたので前記気体室５１のガ
スの透過を防止し、前記ダイアフラム５３自体の伸縮を
伴わないで前記屈曲部５４を構成する前記アブソーバの
円周方向に多数形成した反転部の図２に示すように半径
方向外方への反転に伴う形状変化により大きな体積変化
を実現するとともに、前記ダイアフラム５３の耐久性を
向上させるという効果を奏する。

【００２８】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の各
記載から当業者が認識することが出来る本発明の技術的
思想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００２９】上述の実施例においては、いずれもリップ
の基部がガス導入口より下方に位置してリップの剛性を
下げ、ガスの圧力を有効に利用してシールする例につい
て述べたが、本発明はそれに限定するものでは無く、図
６に示すようにリップ５９Ｍの基部５９Ｂを前記ガス導
入口に一致させたり、図７に示すようにリップ５８Ｍの
基部５８Ｂを前記ガス導入口より上方に位置させること
により、リップの剛性を上げてリップの剛性を有効に利
用して前記ガスの圧力に加えて有効にシールする態様も
採用可能である。

【００３０】上述の実施例においては、樹脂積層膜によ
りダイアフラムを構成する例について述べたが、上記図
６および図７に示すようにゴムのみによりダイアフラム
を構成することももちろん可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】第１実施例の上方のシール部のガスの導入状態
を示す部分拡大断面図である。

【図３】第１実施例の上方のシール部のガスのシール状
態を示す部分拡大断面図である。

【図４】第１実施例の下方のシール部のガスの導入状態
を示す部分拡大断面図である。

【図５】第１実施例の下方のシール部のガスのシール状
態を示す部分拡大断面図である。

【図６】リップのその他の態様を示す部分拡大断面図で
ある。

【図７】リップのさらにその他の態様を示す部分拡大断
面図である。

【図８】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 外筒 ２ シリンダ ３ ピストンロッド ４ ポンプロッド ５ 高圧室 １０、２０ 有底中空円筒体 １１、１６、２６、３４ 係止部 １２ 介挿部材 １３ 低圧室 １４ オイルリザーバ １５ 連通管 １７ 連絡孔 ２１ 作動室 ２２ 穴部 ２３ 開口 ２４、３５ 油路 ２５ プラグ ３１ ピストン ３２ ポンプ室 ３３ コントロールスリーブ ３６ アウトレットバルブ ４０ 中空円筒体 ４１ クッション ４２ コントロール開口 ４３ インレットバルブ ５１ 気体室 ５２ 液体室 ５３ ダイアフラム ５４ 屈曲部 ５６、５７ シール部 ５８、５９ リップ ６１、６２ ガス導入口 ７１、７２ 逆止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 克幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 木村 雪秀 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−55209（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−62438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−167135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−36414（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−84463（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭48−21315（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−58908（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−87609（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−30709（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−30633（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−4243（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 17/04 B60G 15/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体もしくは車輪の一方に係止された外
   筒と、 前記外筒内に配設されたシリンダと、 前記車体もしくは車輪の他方に係止されるとともに前記
   シリンダ内に介挿されたピストンロッドと、 前記シリンダ内に形成され液体が充填された作動室と、 前記外筒の内周面においてシールされるシール部を備
   え、気体室と前記作動室に連絡している液体室とを区画
   するダイアフラムと、 前記外筒の前記ダイアフラムのシール部に対応する位置
   に形成され前記気体室に封入するガスを導入するガス導
   入口と、 前記ダイアフラムのシール部の一部がその弾性力および
   前記気体室に導入されたガスの圧力を利用して前記ガス
   導入口に対して気密に押圧されることにより構成される
   逆止弁とから成ることを特徴とするハイドロニューマチ
   ックシリンダ。