JPH0676816B2 - 気体ばね式車両用懸架装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車などの車両の懸架機構部に使用される
気体ばね式車両用懸架装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、ガス封入式ショックアブソーバのように、比
較的低圧のガスをシリンダ内に封入したものが知られて
いる。例えば実開昭54−111587号公報あるいは実開昭60
−89432号公報に見られるように、ガスと油を、ゴム等
の高分子弾性体からなる膜によって仕切ることが提案さ
れている。

また、実開昭51−74952号公報に見られるように、外筒
と内筒などからなるシリンダピストン機構と、球形のガ
ス蓄圧器とを、ホースでつないだものも提案されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、気体ばね式の車両用懸架装置のように、
コイルばね等の懸架ばねに匹敵するばね作用を圧縮ガス
の反発力によって得るようにしたものにおいては、50kg
/cm²ないし150kg/cm²もの高圧ガスを封入する必要があ
る。このような高圧ガスが使われた場合、従来の高分子
膜ではガスが漏れることを完全に防ぐことが困難であ
る。封入されたガスが漏れると、懸架装置内の有効ガス
室容積が減少することにより、ばね定数が高くなり、所
定の性能を維持できなくなる。

また、高圧ガスと油が封入された懸架装置は、シリンダ
に対してロッドが往復運動する際に、シリンダ内部の油
が減衰力発生部を通ることによって発熱し、かなりの高
温となるため、放熱性を良くしないとシリンダ内部に熱
がこもり、種々の不具合が生じる原因となる。

また、前記実開昭51−74952号公報の油圧緩衝装置のよ
うにホースによってシリンダピストン機構とガス蓄圧器
とをつなぐものでは、ホースが切れたり、ホースの接続
部分に油漏れを生じるおそれがある。また、シリンダピ
ストン機構とガス蓄圧器とが固定的な関係にないため、
車体への取付けに手間がかかったり、ガス蓄圧器の扱い
が面倒であるなどの欠点がある。

従って本発明の目的は、ガスばねとして作用する高圧ガ
スが封入された気体ばね式の懸架装置において、ガスと
油を完全に仕切ることができるとともに、放熱性が良好
であり、しかもガス室用の副チャンバを主チャンバに対
して固定的に設けることができかつ軸方向の寸法が長く
ならずにすむような気体ばね式懸架装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明の気体ばね式
車両用懸架装置は、油が満たされた第１の油室を有する
シリンダおよびこのシリンダに挿入されかつ軸線方向に
所定のストローク範囲で往復移動自在なロッドを含むチ
ャンバと、上記主チャンバの隣りに上記シリンダと平行
に設けられかつ結合部材によって上記シリンダまたはロ
ッドに固定された円筒状の副チャンバとを具備し、上記
副チャンバ内に、上記結合部材に形成された油通路を介
して第１の油室に連通させられる第２の油室と、ガスば
ね作用をなす高圧ガスが封入されかつ上記シリンダに対
するロッドの往復運動を許容する容積をもつガス室を設
けるとともに、上記ガス室と上記第２の油室とを、副チ
ャンバの軸線方向に伸縮自在な金属製のベローズによっ
て互いに仕切り、かつ上記ベローズの内側にこのベロー
ズが所定量以上縮むことを防ぐベローズストッパを設け
たことを特徴とするものである。

［作用］ 上記構成の気体ばね仕切懸架装置は、シリンダに対して
ロッドが往復運動する際に、副チャンバ内の高圧ガスの
反発力により、懸架ばねとしてのばね作用が発揮され
る。シリンダに対するロッドの相対運動に伴うロッド押
込み量の変化は、上記ガス室の容積が変化することによ
って許容される。

副チャンバには主チャンバのようなロッドが出入りする
ことがないため、副チャンバに金属ベローズを収容した
ことによって、ベローズがロッドと干渉するおそれがな
くなる。このため、ロッドの往復運動を許容するに足る
十分なベローズ伸縮ストロークが確保される。そしてベ
ローズが縮み側に変形する際には、ベローズが所定量以
上縮むことがベローズストッパによって回避されるた
め、ベローズが過剰に潰れることを防止できる。

副チャンバは結合部材によってシリンダまたはロッドに
固定されているため、シリンダとロッドが相対運動をし
ても、副チャンバは、シリンダまたはロッドのいずれか
一方との固定的な関係が保たれる。副チャンバ内の上記
ガスは、金属製のベローズによって油と仕切られている
ので、ガスバリヤ性がきわめて高く、ガスが油に溶け込
むことが確実に防止される。シリンダに対するロッドの
相対運動に伴って主チャンバの油室と副チャンバの油室
との間を流動する油は高温になるが、その熱は副チャン
バにおいて効果的に外部に逃がされることにより、チャ
ンバの過熱が回避される。金属ベローズは耐熱性を有す
るので、チャンバ内の熱油に触れても問題はない。

［実施例］ 以下に本発明の第１実施例について、第１図を参照して
説明する。第１図に示された気体ばね式懸架装置10は、
円筒状のシリンダ11と、シリンダ11の軸線方向に往復運
動自在に挿入された円筒状のロッド12とを備えている。
シリンダ11とロッド12は主チャンバ13を構成する。

上記シリンダ11の図示上端側には、オイルシール15とシ
ール押え16、およびドライベアリング17などが設けられ
ている。シリンダ11の下部は、連結用の部品19を用いて
車軸側に取付けられる。

主チャンバ13の内部に第１の油室21があり、この油室21
に油22が収容されている。油室21には、外部から油22を
出し入れできるように車高調整用の送油口23が設けられ
ている。また、油室21にエア抜き口25が設けられてい
る。このエア抜き口25は、めくら栓26によって塞がれ
る。シリンダ11に対するロッド12の伸び側ストロークエ
ンドは、リバウンドラバー27によって規制される。符号
28はＯリングである。

一方、ロッド12の図示上端側に、車体に取付けるための
連結用部品30と、バンプラバー31が設けられている。バ
ンプラバー31は、シリンダ11に対するロッド12の縮み側
ストロークエンドを規制する機能をもっている。更に、
ロッド12とシリンダ11との摺動部分を包囲するようにし
て、舵腹状のダストカバー32が設けられている。

ロッド12の下部には、例えばプレート弁などを用いた減
衰力発生部35が設けられている。ロッド12の内部にも油
室37があり、この油室37は、減衰力発生部35を介してシ
リンダ11内の油室21と連通する。

この懸架装置10は、主チャンバ13の隣りに、シリンダ11
と平行に設けられた円筒状の副チャンバ50を備えてい
る。この副チャンバ50は、結合部材49によってロッド12
に固定されている。副チャンバ50の内部は、金属製のベ
ローズ36によって、第２の油室51とガス室52とに仕切ら
れている。ガス室52には窒素ガスなどの不活性ガスが封
入されているとともに、有効ガス室容積を調整するため
に適宜の量の液体54が収容されている。53はガス封入口
である。

ベローズ36の材質は、例えばステンレス鋼、燐青銅、黄
銅、アルミニウムなどの金属薄板であるが、要するにベ
ローズに製作できるものであれば上記以外の金属板を用
いても差支えない。図示例の金属製ベローズ36はＶ形成
形ベローズであるが、これ以外に例えば複数の金属板を
順次つなぎ合わせた溶接ベローズや電着ベローズが採用
されてもよい。

上記ベローズ36は、副チャンバ50の円筒状容器部56と、
油室51内に突出する円筒状のベローズストッパ57との間
に、軸方向に伸縮自在に設けられており、ベローズ36が
所定量縮んだ時にベローズ36の内側端面がストッパ57に
当たることにより、ベローズ36がそれ以上縮むことが回
避されるようになっている。

そしてベローズ36が摺接する面60,61、すなわち容器部5
6の内面側とベローズストッパ57の外面側に、それぞれ
ベローズ36の摩耗を防止するために、耐摩耗性ないし滑
りを良くするための樹脂、例えばテフロン系あるいはナ
イロン系等の樹脂がコーティングされている。なお、樹
脂以外の摩耗防止表面処理が施されてもよいし、あるい
はこの面60,61に、含油メタルなどからなる筒状の含油
性金属スリーブを設けるようにしてもよい。

上記副チャンバ50内の第２の油室51は、結合部材49の内
部に形成された油通路63を介して、主チャンバ13内の第
１の油室21と連通している。

本実施例の懸架装置10は、シリンダ11に対してロッド12
が軸線方向に移動すると、減衰力発生部35に油が流れる
ことによって減衰力が生じるとともに、油通路63を通じ
て油が主チャンバ13と副チャンバ50との間を流れる。つ
まりシリンダ11に対するロッド12の押込み量変化に応じ
てガス室52の容積が変動するとともに、ベローズ36が軸
線方向に伸縮する。そしてガス室52内の高圧ガスの反発
力によって、ばね作用が発揮される。

また、送油口23を通じて油室21内の油量を調節すること
により、シリンダ11に対するロッド12の突出量を変えて
車高を調節することができる。

シリンダ11とロッド12が相対運動する際に、減衰力発生
部35や油通路63などを流れて発熱した油は、副チャンバ
50の油室51に流れ込む。この熱油は金属製ベローズ36に
触れ、容器部56などを介して外部への放熱がなされる。
金属製ベローズ36を内蔵する副チャンバ50は主チャンバ
13とは別体に設けられており、放熱性が良好である。

上記懸架装置10は、ガスと油が金属製のベローズ36によ
り仕切られているので、従来の高分子仕切り膜を用いた
ものに比べてガスが油に溶け込むことをほぼ完全に防止
できるようになり、ガスの再封入を行なわずとも初期の
ばね特性や乗り心地が長期間にわたって維持される。な
お、ベローズ36内の液体40の量を調整して有効ガス室容
積を変化させることにより、ばね定数を調整することが
できる。

なお、第２図は本発明の第２実施例を示すものであり、
ベローズ36とストッパ57との位置関係を上記第１実施例
とは逆にしてある。但し実質的な相違はないから、第１
実施例と共通する箇所に同一符号を付して説明は省略す
る。

第３図に示された本発明の第３実施例においては、副チ
ャンバ50が結合部材49によってシリンダ11に固定されて
おり、この副チャンバ50の図示下側に油室51、図示上側
にガス室52が設けられている。また、副チャンバ50内に
減衰力発生部35が設けられている。副チャンバ50の油室
51は、減衰力発生部35と油通路63を介して、主チャンバ
13の油室21に連通している。シリンダ11に対してロッド
12が相対運動する際に流動する油は、減衰力発生部35を
通って、主チャンバ13の油室21と副チャンバ50の油室51
との間を出入りし、金属製のベローズ36を伸縮させる。
その他の構造と作用効果は第１実施例および第２実施例
と同様である。

［発明の効果］ 本発明によれば、副チャンバ内に高圧ガスが封入されて
いる気体ばね式の懸架装置において、副チャンバ内の上
記高圧ガスの反発力が懸架ばねとしての機能を果たすの
で、コイルばね等の従来の懸架溶金属ばねを用いる必要
がない。そしてガスが油に溶け込むことを確実に防止で
きることにより初期のばね特性を維持できるとともに、
放熱性が良好であるからシリンダとロッドの相対運動に
伴って高温となった油の熱を効果的に逃がすことができ
る。このベローズは耐熱性を有するので、チャンバ内の
熱油に触れても問題はない。

上記副チャンバは主チャンバの隣りにシリンダと平行に
設けられているので、副チャンバを備えていても懸架装
置全体としての軸方向長さが短くてすむものである。ま
た、副チャンバがシリンダまたはロッドに対し固定的に
設けられているので、シリンダとロッドが相対運動をし
ても両者の接続部分に無理な力がかからず、ホース使用
の場合のような損傷や油漏れのおそれがないとともに、
この懸架装置を車両に取付ける際には、副チャンバが予
め主チャンバに固定されているため取付けが容易であ
り、副チャンバの扱いも容易である。

また、副チャンバは主チャンバのようなロッドが出入り
することがないから、副チャンバにベローズを収容した
ことによって、ベローズとロッドとの干渉を回避でき、
従ってベローズの伸縮ストロークを十分にとることが可
能であるとともに懸架装置の長さを短縮する上で有利で
あり、しかも副チャンバ内であればベローズ潰れ防止用
のベローズストッパを収容することも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す懸架装置の断面図、
第２図は本発明の第２実施例を示す懸架装置の断面図、
第３図は本発明の第３実施例を示す懸架装置の断面図で
ある。 10……懸架装置、11……シリンダ、12……ロッド、13…
…主チャンバ、21……第１の油室、35……減衰力発生
部、36……金属製ベローズ、50……副チャンバ、51……
第２の油室、52……ガス室、57……ベローズストッパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−226309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−151638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−123483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−100469（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−74952（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−111587（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−89432（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−5447（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油が満たされた第１の油室（21）を有する
   シリンダ（11）およびこのシリンダ（11）に挿入されか
   つ軸線方向に所定のストローク範囲で往復移動自在なロ
   ッド（12）を含むチャンバ（13）と、 上記主チャンバ（13）の隣りに上記シリンダ（11）と平
   行に設けられかつ結合部材（49）によって上記シリンダ
   （11）またはロッド（12）に固定された円筒状の副チャ
   ンバ（50）とを具備し、 上記副チャンバ（50）内に、上記結合部材（49）に形成
   された油通路（63）を介して第１の油室（21）に連通さ
   せられる第２の油室（51）と、ガスばね作用をなす高圧
   ガスが封入されかつ上記シリンダ（11）に対するロッド
   （12）の往復運動を許容する容積をもつガス室（52）を
   設けるとともに、上記ガス室（52）と上記第２の油室
   （51）とを、副チャンバ（50）の軸線方向に伸縮自在な
   金属製のベローズ（36）によって互いに仕切り、かつ上
   記ベローズ（36）の内側にこのベローズ（36）が所定量
   以上縮むことを防ぐベローズストッパ（57）を設けたこ
   とを特徴とする気体ばね式車両用懸架装置。
2. 【請求項２】上記金属製ベローズ（36）によって仕切ら
   れたガス室（52）の内部に、ガス室容積を調節するため
   の適宜の量の液体（54）を収容したことを特徴とする特
   許請求の範囲の第１項記載の気体ばね式車両用懸架装
   置。
3. 【請求項３】上記金属製ベローズ（36）が摺接する相手
   側の面に、ベローズ（36）の摩耗を防止するための樹脂
   をコーティングしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の気体ばね式車両用懸架装置。