JP4932743B2

JP4932743B2 - 空圧緩衝器

Info

Publication number: JP4932743B2
Application number: JP2008001251A
Authority: JP
Inventors: 友夫窪田; 弘毅加藤; 晃松本
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2028-01-08
Also published as: JP2009162324A

Description

従来、空圧緩衝器としては、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、シリンダにピストンを介して移動自在に挿通されるロッドとを備えて、作動流体を気体としたものが知られている。

この空圧緩衝器では、シリンダ内に充填した作動気体の外部への漏れを防止するため、シリンダの端部に固定されるシール部材でロッドの外周をシールしている。

このような空圧緩衝器では、ロッドがシリンダに出入りするとともに、作動流体が気体であるため、何ら手当てをしないとシール部材が劣化しやすいので、ロッドを軸支するロッドガイドにロッド外周とシール部材との摺動部に臨む貯油室を設け、当該貯油室内に少量の潤滑油を充填し、当該潤滑油でロッド外周に油膜を形成してシール部材の劣化を防止するようにしており、このようにすることにより、空圧緩衝器を、たとえば、車両の車体と車軸との間といった振動入力が頻繁に行われる箇所にも適用可能としている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００６−３４９１３８号公報

さて、上述のような空圧緩衝器では、良好なシール性を確保できる点で、有用な技術であるが、以下の問題があると指摘される可能性がある。

すなわち、従来の空圧緩衝器にあっては、気体以外に少量ではあるが潤滑油を使用しているため、空圧緩衝器の廃棄の際には、環境汚染を防ぐため潤滑油を回収せねばならないが、従来の空圧緩衝器の構造では分解しなくては潤滑油を回収することができず、回収作業が非常に面倒となる。

また、貯油室内の潤滑油が長年の使用によって、徐々に貯油室からロッド側室を経由してピストン側室へ落下し、貯油室で潤滑油が枯渇してしまうため、従来の空圧緩衝器では、貯油室の形成のほかにシリンダ内に落下した潤滑油をピストン側室から貯油室へ送り込む機構が必要であり、空圧緩衝器の構造が複雑となって、重量が嵩み、部品点数が多くなる。

そこで、本発明は、上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、潤滑油の枯渇を阻止できるとともに潤滑油の回収も簡単に行え、構造も簡単となる空圧緩衝器を提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内をロッド側室とピストン側室とに区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたロッドと、シリンダの一端を閉塞するとともにロッドを軸支する環状のロッドガイドと、ロッドガイドに積層されてロッドの外周をシールするシール部材とを備えた空圧緩衝器において、ロッドとシール部材との摺動部に臨んで潤滑油を溜める貯油室と、当該貯油室と外部とを連通する外部通路と、貯油室とシリンダ内とを連通する連通路と、連通路を開閉可能な栓とを設けた。

本発明の空圧緩衝器によれば、ロッドとシール部材との摺動部に臨む貯油室へ空圧緩衝器を分解することなく簡単に潤滑油を補充することができるので、補充作業が容易であり、また、空圧緩衝器に重量増加や構造の複雑化を招くポンプ機構を設けることも要せずに、貯油室内の潤滑油の枯渇を阻止することができる。さらに、空圧緩衝器を廃棄する場合、連通路を介して貯油室へシリンダ内の気圧を作用させることができるので、迅速且つ簡単に貯油室から潤滑油を回収することできる。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、空圧緩衝器の概略縦断面図である。図２は、ロッドガイドの斜視図である。

一実施の形態における空圧緩衝器Ｄは、図１に示すように、基本的には、シリンダ１と、シリンダ１内をロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに区画するピストン２と、ピストン２を介してシリンダ１内に移動自在に挿入されたロッド３と、ロッド３を軸支する環状のロッドガイド４と、ロッドガイド４に積層されてロッド３の外周をシールするシール部材５とを備えて構成されている。

以下、詳細に説明すると、シリンダ１は、筒状に形成され、その内部には、ピストン２が摺動自在に挿入されている。ピストン２は、シリンダ１内を図１中上方側のロッド側室Ｒ１と下方のピストン側室Ｒ２に区画しており、ピストン２の図１中上端には、ロッド３が連結されている。

そして、この空圧緩衝器Ｄは、シリンダ１を覆う外筒６を備えており、シリンダ１の上端および外筒６の上端には、環状のロッドガイド４が嵌合されており、ロッドガイド４は、シリンダ１および外筒６の上端が閉塞するとともに、内周に固定されるベアリング７を介してロッド３を摺動自在に軸支している。

このロッドガイド４は、図１および図２に示すように、内周に下方からベアリング７とシールリング８を保持する小径な保持部４ａと、保持部４ａより大きな内径を持つ中間部４ｂと、中間部４ｂより大きな内径を持つ大径部４ｃと、中間部４ｂの下方側からロッドガイド４の上端に通じる外部通路４ｄと、ロッドガイド４の上端から下端に通じる縦孔４ｅと、中間部４ｂの上方側から前記縦孔４ｅに通じる横孔４ｆと、ロッド側室Ｒ１とシリンダ１と外筒６との間の隙間を連通する流路４ｇとを備えて構成されている。なお、図２では、図が煩雑となるため、ベアリング７およびシールリング８の記載を省略している。

また、シリンダ１および外筒６の下端は、ボトム部材９によって閉塞されており、このボトム部材９は、ピストン側室Ｒ２をシリンダ１と外筒６との間の隙間に連通する通孔９ａと、当該通孔９ａの途中に設けた絞り弁などの減衰力発生要素９ｂとを備えている。

したがって、この実施の形態における空圧緩衝器Ｄの場合、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２は、ロッドガイド４に設けた流路４ｇ、シリンダ１と外筒６との間の隙間およびボトム部材９に設けた通孔９ａとで形成される通路１０を介して連通されており、通路１０はシリンダ１内を迂回して上記ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通している。

なお、減衰力発生要素９ｂとしては、気体の流れに抵抗を与えるものであればよいので、絞り弁のほか、リーフバルブやポペット弁等の他の形式のバルブを用いることが可能である。

また、この空圧緩衝器Ｄの場合、ロッドガイド４の大径部４ｃ内に配置されてロッドガイド４の図１中上方に積層されるシール部材５が設けられており、当該シール部材５は、ロッド３の外周とロッドガイド４との間をシールし、ロッドガイド４とともに外筒６の上端開口端を加締めることによって外筒６に固定される。このように構成することで、シリンダ１はロッドガイド４およびボトム部材９に挟持されて外筒６に径方向および軸方向に位置決められた状態で固定される。

なお、外筒６の開口端加締めによって、シール部材５とロッドガイド４とを固定可能なように、この実施の形態では、外筒６の開口端とシール部材５との間に環状のスペーサ１９を介装して、シール部材５を図１中下方へと押圧するようにしている。また、外筒６の開口端を加締めることに代えて、外筒６の上端にロッド３の挿通を許容するキャップを螺合する等して外筒６の開口端を覆う構成を採用し、当該キャップでスペーサ１９を押圧するようにしてもよい。

戻って、シール部材５は、環板状のインサートメタル５ａと、該インサートメタル５ａの内周に保持されてロッド３の外周に摺接するリップ５ｂと、インサートメタル５ａの下面に保持されてロッドガイド４の中間部４ｂと大径部４ｃとの境に形成される段部に密着してシールするシール部５ｃとを備えており、ロッドガイド４とロッド３との間が気密状態に維持されている。

また、ロッドガイド４と外筒６との間には、シールリング１２が介装さており、シール部材５と相俟って、シリンダ１および外筒６内が気密状態に維持される。

そして、上記したロッドガイド４はその中間部４ｂとロッド３との間の環状の隙間で貯油室Ｔを形成している。この貯油室Ｔは、上記したシール部材５におけるリップ５ｂとロッド３との摺動部Ｓに臨んでおり、当該貯油室Ｔ内には潤滑油Ｊ１が充填され、リップ５ｂの下端が油浸されて上記摺動部Ｓを潤滑することが可能なようになっている。

この貯油室Ｔは、上述したようにロッドガイド４に形成された外部通路４ｄによって空圧緩衝器Ｄの外部へ連通されるとともに、縦孔４ｅおよび横孔４ｆを介してシリンダ１内となるロッド側室Ｒ１にも連通され、この場合、縦孔４ｅと横孔４ｆとで連通路１１が形成されている。

そして、外部通路４ｄにはプラグ１４が螺着され、縦孔４ｅには栓１５が螺着されている。プラグ１４は、外部通路４ｄに螺合する螺子溝が形成される軸部１４ａと、軸部１４ａの図１中上端に設けた頭部１４ｂとを備えており、頭部１４ｂを回動操作することによって、外部通路４ｄに着脱可能とされている。また、プラグ１４を外部通路４ｄに最深にまで螺着すると、軸部１４ａの上端外周に装着されるシールリング１４ｃがプラグ１４の頭部１４ｂとロッドガイド４との間で圧縮挟持されて、プラグ１４と外部通路４ｄとの間がシールされ、貯油室Ｔの外部通路４ｄを介しての外部への連通が密に断たれるようになっている。

さらに、栓１５は、縦孔４ｅに螺合する螺子溝を備えた軸部１５ａと、軸部１５ａの図１中上端に設けた頭部１５ｂとを備えており、頭部１５ｂを回動操作することによって、縦孔４ｅに着脱可能とされている。

そして、栓１５を縦孔４ｅに対して最深にまで捩じ込むと、軸部１５ａのテーパ面を備えた先端１５ｃが縦孔４ｅの横孔４ｆへの接続部より図１中下方に設けた段部４ｈの内縁に密着して縦孔４ｅを閉塞して貯油室Ｔとロッド側室Ｒ１との連通を断つことが出来るとともに、軸部１５ａの上端外周に装着されるシールリング１５ｄが栓１５の頭部１５ｂとロッドガイド４との間で圧縮挟持されて、栓１５と縦孔４ｅとの間がシールされ、貯油室Ｔの縦孔４ｅを介しての外部への連通が密に断たれるようになっている。つまり、この場合、栓１５の先端と縦孔４ｅにおける段部４ｈとで開閉弁を構成しており、栓１５を回動させることで、連通路１１を開閉できるようになっている。

すなわち、貯油室Ｔを外部とシリンダ１内となるロッド側室Ｒ１へ連通する外部通路４ｄおよび連通路１１は、それぞれ、プラグ１４および栓１５によって閉塞されるので、貯油室Ｔ内に充填された潤滑油Ｊ１がこれら通路４ｄ，１１を介して外部およびシリンダ１内へ漏洩することを阻止している。また、縦孔４ｅは、栓１５によって密に閉塞されるので、シリンダ１内から封入気体が漏洩することも防止され、シリンダ１内は気密状態に維持されている。

なお、この実施の形態では、外筒６の加締め部分に透孔（符示せず）を設けて、ロッドガイド４に螺着される上記プラグ１４および栓１５を外部操作することができるようにしている。

そして、この空圧緩衝器Ｄの場合、貯油室Ｔをロッド側室Ｒ１へ連通する流路が無く、潤滑油Ｊ１が貯油室Ｔからロッド側室Ｒ１へ漏洩するのはロッド３とシールリング８の間の非常に狭い摺動隙間を介してのみであるから、このように潤滑油Ｊ１を貯油室Ｔへ充填しておけば、長期間に亘ってロッド３とシール部材５との摺動部Ｓを潤滑することができる。

そして、この実施の形態の場合、シリンダ１の内周とピストン２の外周との摺動部を潤滑することが可能なように、ロッド側室Ｒ１内には、潤滑油Ｊ２が充填されている。この空圧緩衝器Ｄの場合、通路１０はシリンダ１内を迂回しており、ピストン２には、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通する流路が無く、潤滑油Ｊ２がピストン側室Ｒ２へ漏洩するのはシリンダ１とピストン２の間の狭い摺動隙間を介してのみであるから、このように潤滑油Ｊ２をロッド側室Ｒ１へ充填しておけば、長期間に亘ってシリンダ１とピストン２との摺動部を潤滑することができる。

このように構成された空圧緩衝器Ｄは、ピストン２が図１中上方へ移動して伸長する際には、圧縮されるロッド側室Ｒ１から通路１０を介して膨張するピストン側室Ｒ２へ気体が移動する。そして、この気体の流れに、ボトム部材９に設けた減衰力発生要素９ｂで抵抗を与えて、この空圧緩衝器Ｄは伸側減衰力を発生する。

他方、ピストン２が図１中下方へ移動して収縮する際には、圧縮されるピストン側室Ｒ２から通路１０を介して膨張するロッド側室Ｒ１へ気体が移動する。そして、この気体の流れに、ボトム部材９内に設けた減衰力発生要素９ｂで抵抗を与えて、この空圧緩衝器Ｄは圧側減衰力を発生する。

空圧緩衝器Ｄは、上述のように作動するが、長期間の使用の継続によって潤滑油Ｊ１は最終的には、シリンダ１内に落下して貯油室Ｔ内の潤滑油Ｊ１は枯渇していくことになる。

充分な量の潤滑油Ｊ１が貯油室Ｔ内に存在しないと、シール部材５を磨耗させてシール性が悪化する虞があるが、この実施の形態の空圧緩衝器Ｄにあっては、貯油室Ｔを外部へ連通する外部通路４ｄを備えているので、プラグ１４を空圧緩衝器Ｄの外部から操作して取外し、外部通路４ｄを介して貯油室Ｔへ潤滑油Ｊ１を補充することができる。

このように本実施の形態の空圧緩衝器Ｄにあっては、ロッド３とシール部材５との摺動部Ｓに臨む貯油室へ空圧緩衝器Ｄを分解することなく簡単に潤滑油Ｊ１を補充することができるので、補充作業が容易であり、また、空圧緩衝器Ｄに重量増加や構造の複雑化を招くポンプ機構を設けることも要せずに、貯油室Ｔ内の潤滑油Ｊ１の枯渇を阻止することができる。

さらに、空圧緩衝器Ｄを廃棄する場合、外部通路４ｄを介して貯油室Ｔから潤滑油Ｊ１を簡単に回収することできる。この潤滑油Ｊ１の回収時に、栓１５を緩めて先端１５ｃを縦孔４ｅの段部４ｈの内縁から離座させることでシリンダ１内の気体の圧力を貯油室Ｔへ作用させることができ、外部通路４ｄを介して潤滑油Ｊ１を貯油室Ｔから速やかに排出させて潤滑油回収作業の負担軽減と時間短縮に大いに貢献することができる。

そして、さらに、連通路１１を構成する横孔４ｆの貯油室Ｔへの接続部ａは、図２に示すように、外部通路４ｄの貯油室Ｔへの接続部ｂより上方に配置されているので、潤滑油Ｊ１の排出の際、シリンダ１から連通路１１を介して貯油室Ｔ内への気体供給によって潤滑油Ｊ１を優先的且つ確実に排出させることができ、非常に便利である。

また、連通路１１が貯油室Ｔおよび外部通路４ｄを介して外部に連通されるので、ロッド側室Ｒ１に取り残された潤滑油Ｊ２を回収することもできるし、ロッド側室Ｒ１で潤滑油Ｊ２が枯渇する場合には潤滑油Ｊ２をシリンダ１内へ補充することも可能となる。なお、ロッド側室Ｒ１内の潤滑油Ｊ２を回収するには、空圧緩衝器Ｄを図１に示す姿勢から天地逆にして縦孔４ｅの周辺に潤滑油Ｊ２を集めておくことで、シリンダ１内の気体の圧力で優先的に潤滑油Ｊ２を排出させることができる。したがって、この場合には、シリンダ１とピストン２との摺動部の潤滑に必要な潤滑油Ｊ２の補充も可能となるので、空圧緩衝器Ｄをより長期間に亘って使用することができるとともに、円滑な伸縮をより長期間に亘って実現でき空圧緩衝器Ｄの信頼性および実用性が向上する。

さらに、シリンダ１内が外部へと連通されるのでシリンダ１内へ気体供給とシリンダ１内から気体の排出も可能であるので、シリンダ１内の圧力のチューニングを行うこともできる。

また、この実施の形態の場合、縦孔４ｅがロッドガイド４の上下を貫いてシリンダ１内を直接に外部へ連通することも可能とされているので、貯油室Ｔを介さずに潤滑油Ｊ２の給排を行うことも可能であり、当該作業を迅速に終了することができる。

さらに、この実施の形態の場合、外部通路４ｄと連通路１１とがロッドガイド４に設けられるので、ロッドガイド４に潤滑油Ｊ１の給排に関係する構成を集約することができるとともに、ロッドガイド４のみの換装で種々の作用効果を享受することができるという利点がある。

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ことは勿論である。

空圧緩衝器の概略縦断面図である。空圧緩衝器のロッドガイドの斜視図である。

符号の説明

１シリンダ
２ピストン
３ロッド
４ロッドガイド
４ａロッドガイドにおける保持部
４ｂロッドガイドにおける中間部
４ｃロッドガイドにおける大径部
４ｄロッドガイドにおける外部通路
４ｅロッドガイドにおける縦孔
４ｆロッドガイドにおける横孔
４ｇロッドガイドにおける流路
４ｈロッドガイドの縦孔における段部
５シール部材
５ａシール部材におけるインサートメタル
５ｂシール部材におけるリップ
５ｃシール部材におけるシール部
６外筒
７ベアリング
８，１２シールリング
９ボトム部材
９ａ通孔
９ｂ減衰力発生要素
１０通路
１１連通路
１４プラグ
１４ａプラグにおける軸部
１４ｂプラグにおける頭部
１４ｃプラグにおけるシールリング
１５栓
１５ａ栓における軸部
１５ｂ栓における頭部
１５ｃ栓における先端
１５ｄ栓におけるシールリング
ａ，ｂ接続部
Ｄ空圧緩衝器
Ｊ１，Ｊ２潤滑油
Ｒ１ロッド側室
Ｒ２ピストン側室
Ｓ摺動部
Ｔ貯油室

Claims

シリンダと、シリンダ内をロッド側室とピストン側室とに区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたロッドと、シリンダの一端を閉塞するとともにロッドを軸支する環状のロッドガイドと、ロッドガイドに積層されてロッドの外周をシールするシール部材とを備えた空圧緩衝器において、ロッドとシール部材との摺動部に臨んで潤滑油を溜める貯油室と、当該貯油室と外部とを連通する外部通路と、貯油室とシリンダ内とを連通する連通路と、連通路を開閉可能な栓とを設けたことを特徴とする空圧緩衝器。
外部通路および連通路はロッドガイドに形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の空圧緩衝器。
連通路の貯油室への接続部は、外部通路の貯油室への接続部より上方に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の空圧緩衝器。