JP4667331B2 - Pneumatic shock absorber - Google Patents
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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。 The present invention relates to a pneumatic shock absorber, and more particularly to an improvement of 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
この空圧緩衝器は、いわゆる片ロッドタイプであり、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。 This pneumatic shock absorber is a so-called single rod type, a cylinder, a piston slidably inserted into the cylinder, a piston rod movably inserted into the cylinder via the piston, And a damping force generator provided on the piston.
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。
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。 Since the pneumatic shock absorber configured as described above uses a working medium as a gas, it is lighter than a hydraulic shock absorber that also uses working oil as the working medium, and does not use any working oil. Also friendly.
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。 Further, since no aeration is caused because no hydraulic oil is used, a predetermined damping force can be accurately generated, and this is very effective as a shock absorber. When used in a suspension device, the following problems may occur.
すなわち、上記気体は、作動油に比較し熱膨張率が高いので、高温の使用環境に置かれたり、連続使用されたりすると、内圧が上昇し易く、上記した片ロッドタイプの空圧緩衝器では、この内圧上昇によって受圧面積差に起因したピストンロッドのシリンダからの退出動作が行なわれる。 That is, since the gas has a higher coefficient of thermal expansion than hydraulic oil, the internal pressure is likely to rise when placed in a high temperature use environment or continuously used. In the above single rod type pneumatic buffer, As a result of this increase in internal pressure, the piston rod is retracted from the cylinder due to the pressure receiving area difference.
従って、上記空圧緩衝器を車両のサスペンション装置に使用した場合、ピストンロッドのシリンダからの退出動作によって車両の車高が運転者の意思とは無関係に上昇することになるので、例えば、乗員の乗降時の妨げとなる場合が考えられる。 Therefore, when the pneumatic shock absorber is used in a vehicle suspension device, the vehicle height of the vehicle rises regardless of the driver's intention due to the withdrawal operation of the piston rod from the cylinder. It may be a hindrance when getting on and off.
そこで、本発明の目的は、内圧が上昇してもピストンロッドが勝手にシリンダから退出しない構造を備えた空圧緩衝器を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a pneumatic shock absorber having a structure in which the piston rod does not withdraw from the cylinder without permission even when the internal pressure increases.
上記の目的を達成するため、本発明は、有底筒状のシリンダチューブと、このシリンダチューブの底部から当該シリンダチューブ内に起立するインナーロッドと、上記シリンダチューブの内周面及びインナーロッドの外周面に摺動可能に挿入された環状のピストンと、上記シリンダチューブ内に上記ピストンで区画されたロッド側室及び反ロッド側室と、上記ピストンから延びて上記シリンダチューブのヘッド側ロッドガイドから突出するアウターロッドと、このアウターロッド内に画成された内側室と、これら内側室及びロッド側室を連通するために上記ピストンに設けた空路と、この空路の途中に設けた減衰力発生部と、上記反ロッド側室を大気側へ連通するためにシリンダチューブに設けた連通路とを備え、上記内側室及びロッド側室内にガスを封入すると共に、上記ロッド側室に対する上記ピストンの受圧面積と、上記内側室に対する上記インナーロッドの受圧面積とを等しく設定したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a bottomed cylindrical cylinder tube, an inner rod standing in the cylinder tube from the bottom of the cylinder tube, an inner peripheral surface of the cylinder tube, and an outer periphery of the inner rod. An annular piston slidably inserted into the surface, a rod side chamber and an anti-rod side chamber defined by the piston in the cylinder tube, and an outer member extending from the piston and protruding from the head side rod guide of the cylinder tube A rod, an inner chamber defined in the outer rod, an air passage provided in the piston for communicating the inner chamber and the rod side chamber, a damping force generator provided in the middle of the air passage, and the reaction chamber A communication passage provided in the cylinder tube for communicating the rod side chamber to the atmosphere side, the inner chamber and the rod side chamber With a gas is sealed and is characterized a pressure receiving area of the piston relative to the rod side chamber, that has been set equal to the pressure receiving area of the inner rod with respect to the inner chamber.
本発明によれば、アウターロッドの外側に画成されたロッド側室に対するピストンの受圧面積と、同じくアウターロッドの内側に画成された内側室に対するインナーロッドの受圧面積とを等しく設定したので、内圧が上昇しても受圧面積差に起因するピストンロッドのシリンダチューブからの退出動作は行なわれない。 According to the present invention, the pressure receiving area of the piston with respect to the rod side chamber defined on the outer side of the outer rod and the pressure receiving area of the inner rod with respect to the inner chamber similarly defined on the inner side of the outer rod are set equal. Even if the pressure rises, the withdrawal operation of the piston rod from the cylinder tube due to the pressure receiving area difference is not performed.
このため、例えば、車両のサスペンション装置に本発明の空圧緩衝器が使用された作動状態において、高温の使用環境に置かれたり、連続使用されたりして内圧が上昇しても、上記受圧面積差に起因したアウターロッドのシリンダチューブからの退出動作は行なわれない。 Therefore, for example, in an operating state where the pneumatic shock absorber of the present invention is used in a vehicle suspension device, even if the internal pressure rises due to being placed in a high temperature use environment or continuously used, the pressure receiving area described above The outer rod is not retracted from the cylinder tube due to the difference.
従って、上記アウターロッドの退出動作によって車両の車高が運転者の意思とは無関係に上昇し、例えば、乗員の乗降時の妨げとなることを確実に防止することができる。 Therefore, it is possible to reliably prevent the vehicle height of the vehicle from being raised regardless of the driver's intention due to the withdrawal operation of the outer rod, for example, hindering passengers from getting on and off.
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。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a pneumatic shock absorber used in a suspension device for an automobile will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の空圧緩衝器は、有底筒状のシリンダチューブ2と、このシリンダチューブ2の底部2aから当該シリンダチューブ2内に起立するインナーロッド3と、上記シリンダチューブ2の内周面及びインナーロッド3の外周面に摺動可能に挿入された環状のピストン4と、上記シリンダチューブ2内に上記ピストン4で区画されたロッド側室8及び反ロッド側室9と、上記ピストン4から延びて上記シリンダチューブ2のヘッド側ロッドガイド14から突出するアウターロッド5と、このアウターロッド5内に画成された内側室7と、これら内側室7及びロッド側室8を連通するために上記ピストン4に設けた空路21,22と、この空路21,22の途中に設けた減衰力発生部23,25と、上記反ロッド側室9を大気側へ連通するためにシリンダチューブに設けた連通路11とを備えている。
As shown in FIG. 1, the pneumatic shock absorber according to the present invention includes a bottomed cylindrical cylinder tube 2, an
以下、更に詳述すると、シリンダチューブ2の上端部内周には上記アウターロッド5を案内するロッドガイド部14が設けられている。
More specifically, a rod guide portion 14 for guiding the
上記ロッドガイド部14はシリンダチューブ2の先端部を折曲加工等することで形成されると共に、その内周面には取付溝14aが形成されており、この取付溝内にはシール部材15が装着されている。
The rod guide portion 14 is formed by bending the tip of the cylinder tube 2 and the like, and an attachment groove 14a is formed on the inner peripheral surface thereof, and a
上記シール部材15は、上記アウターロッド5の外周面と摺接して上記ロッド側室8内に封入されたガスGが大気側へ漏れるのを防止しており、上記ロッド側室8内に潤滑油が充填される場合には、この潤滑油が大気側へ漏れるのも防止するようになっている。
The
上記ピストン4は、その外周面に外側取付溝4aが形成されており、この外側取付溝4a内には外側シール部材16が装着されており、又、上記ピストン4の内周面には同じく内側取付溝4bが形成されており、この内側取付溝4b内には内側シール部材17が装着されている。
The piston 4 has an
上記外側シール部材16は、上記シリンダチューブ2の内周面と摺接することで上記ロッド側室8内のガスGが上記反ロッド側室9側へ漏れるのを防止しており、上記ロッド側室8内に潤滑油が充填される場合には、この潤滑油が反ロッド側室9側へ漏れるのも防止するようになっている。
The
又、上記内側シール部材17は、上記インナーロッド3の外周面と摺接することで上記内側室7内のガスGが上記反ロッド側室9側へ漏れるのを防止しており、上記内側室7内に潤滑油が充填される場合には、この潤滑油が反ロッド側室9側へ漏れるのも防止するようになっている。
The
上記ピストン4には内側室7及びロッド側室8を連通するための空路としての圧側連通路21及び伸側連通路22が夫々穿設されている。
The piston 4 is formed with a pressure
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の上方に内側室7からロッド側室8へと向かうガスG及び潤滑油(充填されている場合には)の流れのみを許容する圧側逆止弁24とが設けられている。
In the middle of the pressure
又、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8から内側室7へと向かうガスG及び潤滑油(充填されている場合には)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。
Further, in the middle of the extension
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。
The expansion side and compression
インナーロッド3内に設けられた冷却通路12は、一方が上記反ロッド側室9に接続され、他方が上記底部2aを介して大気側に開放されると共に、この冷却通路12に反ロッド側室9からの気体の流入のみを許容する冷却側逆止弁28が設けられている。
One of the
又、上記連通路11はシリンダチューブ2の底部2aに穿設されており、その連通路11には大気側からの気体の流入のみを許容する連通路側逆止弁29が設けられている。
The
従って、上記アウターロッド5の進退動作に併せて反ロッド側室9が膨張と収縮を繰り返すと、その反ロッド側室9内の気体が上記冷却通路12を通って大気側へ放出されるようになっている。
Therefore, when the anti-rod side chamber 9 repeats expansion and contraction in conjunction with the forward / backward movement of the
このように構成された空圧緩衝器は、例えば、アウターロッド5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、シリンダチューブ2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。
For example, the pneumatic shock absorber configured as described above attaches a rod-
続いて、その作用を説明すると、アウターロッド5がシリンダチューブ2内から退出する、すなわち、空圧緩衝器の伸長行程では、ロッド側室8内に封入されたガスGがピストン4に設けた伸側連通路22を通過して内側室7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。
Next, the operation will be described. The
又、アウターロッド5がシリンダチューブ2内へ侵入する、すなわち、空圧緩衝器が収縮行程では、内側室7内に封入されたガスGがピストン4に設けた圧側連通路21を通過してロッド側室8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。
Further, when the
このとき、ピストン4とシリンダチューブ2の底部2aとの間に画成された上記反ロッド側室9は上記アウターロッド5の上記侵入退出動作に供なって収縮と膨張を繰り返すことになる。
At this time, the anti-rod side chamber 9 defined between the piston 4 and the
すなわち、空圧緩衝器の伸長行程では、上記反ロッド側室9が膨張状態となり、この反ロッド側室9内には、大気側からの気体が上記連通路11に設けた連通路側逆止弁29を押し開いて流入する。
That is, in the expansion stroke of the pneumatic shock absorber, the anti-rod side chamber 9 is in an expanded state, and gas from the atmosphere side is provided in the
この状態から上記空圧緩衝器が収縮行程となると、上記反ロッド側室9が収縮状態となると共に、この反ロッド側室9内の気体は冷却通路12に設けた冷却路側逆止弁28を押し開いて外部に放出される。
From this state, when the pneumatic shock absorber is in a contraction stroke, the anti-rod side chamber 9 is contracted, and the gas in the anti-rod side chamber 9 pushes open the cooling
従って、上記空圧緩衝器の伸縮行程では、反ロッド側室9を介して冷却通路12に気体が吸い込まれるので、この気体でインナーロッド3が冷却され、この冷却されたインナーロッド3で内側室7のガスが冷却されて内側室7内の温度が上昇するのを確実に防止することができる。
Accordingly, in the expansion / contraction stroke of the pneumatic shock absorber, the gas is sucked into the
又、上記空圧緩衝器が高温の使用環境に置かれた場合、特に空圧緩衝器自体を作動させなくとも上記ロッド側室8及び内側室7の内圧が上昇する。 Further, when the pneumatic shock absorber is placed in a high temperature use environment, the internal pressure of the rod side chamber 8 and the inner chamber 7 rises without particularly operating the pneumatic shock absorber itself.
ところが、本実施の形態では、上記ロッド側室8に対する上記ピストン4の受圧面積S1と、上記内側室7に対する上記インナーロッド3の受圧面積S2とが等しく設定されているので、従来例で示したような受圧面積差に起因したピストンロッド(本実施の形態ではアウターロッド5を言う)のシリンダ(本実施の形態にではシリンダチューブ2を言う)からの退出動作を確実に防止することができる。
However, in the present embodiment, the pressure receiving area S1 of the piston 4 with respect to the rod side chamber 8 and the pressure receiving area S2 of the
従って、アウターロッド5のシリンダチューブ2からの退出動作によって車両の車高が運転者の意思とは無関係に上昇することで、例えば、乗員の乗降時の妨げとなったり、走行時における車両の走安性を低下させる要因となったりすることを確実に防止することができる。
Therefore, the vehicle height of the vehicle rises regardless of the driver's intention due to the retraction operation of the
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can also be changed as follows.
1)本実施の形態では、上記反ロッド側室9の気体をインナーロッド3内に設けた冷却通路12を介して大気側へ放出したが、これに限定されるものではなく、上記冷却通路12と、上記連通路11に設けた連通路側逆止弁29とを廃止し、反ロッド側室9内の気体が連通路11を行き来することで大気側へ放出されるようにしても良い。
1) In the present embodiment, the gas in the anti-rod side chamber 9 is released to the atmosphere side through the
2)本実施の形態では、大気側の気体が上記反ロッド側室9に侵入した後、冷却通路12を通過して大気側へ放出されるようにしたが、これに限定されるものではなく、冷却通路12に侵入した後、反ロッド側室9を通って大気側へ放出されるように冷却側逆止弁28及び連通路側逆止弁29の設定を変更しても良い。
2) In the present embodiment, the atmosphere side gas enters the anti-rod side chamber 9 and then passes through the
3)本実施の形態では、上記連通路11をシリンダチューブ2の底部2aに設けたが、これに限定されるものではなく、シリンダチューブ2の側面に設けても良い。又、連通路11の個数や孔径も任意に設定することができる。
3) In the present embodiment, the
4)本実施の形態では、上記内側室7及びロッド側室8には潤滑油やグリスが積極的には充填されていないが、これに限定されるものではなく、ピストン4の摺動性を向上させるために上記潤滑油やグリスを充填しても良い。 4) In the present embodiment, the inner chamber 7 and the rod side chamber 8 are not actively filled with lubricating oil or grease. However, the present invention is not limited to this, and the slidability of the piston 4 is improved. In order to achieve this, the lubricating oil or grease may be filled.
2 シリンダチューブ
2a 底部
3 インナーロッド
4 ピストン
5 アウターロッド
7 内側室
8 ロッド側室
9 反ロッド側室
11 連通路
12 冷却通路
21 圧側連通路(空路)
22 伸側連通路(空路)
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 冷却路側逆止弁
29 挿通路側逆止弁
S1 内側室に対するインナーロッドの受圧面積
S2 ロッド側室に対するピストンの受圧面積
G ガス
2
22 Extension side communication path (air)
23 Pressure-side damping valve (damping force generator)
25 Extension side damping valve (Damping force generator)
28 Cooling path
Claims (3)
One of the cooling passages is connected to the anti-rod side chamber, the other is opened to the atmosphere side through the bottom, and a cooling side check valve that allows only gas inflow from the anti-rod side chamber to the cooling passage The communication passage side check valve that allows only the inflow of gas from the atmosphere side is provided in the communication passage, and the gas in the non-rod side chamber is supplied to the atmosphere through the cooling passage in accordance with the forward and backward movement of the outer rod. The pneumatic shock absorber according to claim 2, wherein the pneumatic shock absorber is discharged to the side or sucks the gas on the atmosphere side through the communication passage.
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