JPS62292965A - 圧力容器における気室と液室の隔離用仕切り膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば車両用懸架装置や各種用途のガスばね
等に使用される圧力容器における気室と液室の隔離用仕
切り膜に関する。

〔従来の技術〕

圧力容器内に気体と液体を収容したガスばねが知られて
いる。この種の装置は、例えば第７図に示されるように
、圧力容器１を構成する外筒２内にピストン３を収容し
、このピストン３にオリフィス４を設けるとともに、ロ
ッド５を連結している。外筒２内には気室７と液室８と
が設けられ、気室７と液室８をより確実に隔離するため
にフリーピストン９が用いられる場合がある。

しかしフリーピストン９を使用しても、フリーピストン
９の外周部から少しずつ封入気体が液中に逃げるという
現象が見られ、液体と気体とを完全に隔離することがで
きない。

また、上記フリーピストン９の代りに、圧力容器内にゴ
ム状弾性を有する材料からなるダイヤフラムまたは袋状
の仕切り膜を収容し、この仕切り膜によって気室と液室
とを隔離したガスばねや車両用懸架装置もある。

上記ダイヤフラムまたは袋状の仕切り膜の材料としては
、熱油に対して膨潤したり強度の低下を生じることがな
く、しかもがなりの低温状態においても屈曲に対してク
ラックを生じることがなく、かつ封入気体を透過しにく
いこと、つまり優れたガスバリヤ性が要求される。

このため従来は、仕切り膜の材料としてクロロプレンや
ＮＢＲなどの合成ゴム、またはポリウレタンエラストマ
やポリエステルエラストマなどが考えられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこれらの材料はいずれもガスバリヤ性が不十分で
あり、封入気体が徐々に仕切り膜を透過して油中に逃げ
てしまう。従って上記の仕切り膜を使用したガスばねあ
るいは懸架装置は、使用期間中に気体を再封入するか、
気体が封入されている圧力容器をそっくり交換するかし
なければならなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、圧力容器内に設けられた気室と液室とを隔離
する仕切り膜に適用される。この仕切り膜は、可撓性を
有しかつ袋状に成形されたゴム状弾性体膜と、この弾性
体膜に接着された金属薄膜とからなる複層構造としたも
のである。上記金属薄膜は、例えば接着、コーティング
、蒸着、めっき等の適宜の手段によって上記ゴム状弾性
体膜に接着される。仕切り膜の形状は、局部的に歪みが
集中しないように袋状に成形されるが、その態様は例え
ばダイヤフラム状、筒状、蛇腹状などであってもよい。

〔作用〕

上記構成の仕切り膜は、ガスバリヤ性をもつ金属薄膜に
よって封入気体の透過が阻止される。この金属薄膜は、
可撓性を有するゴム状弾性体膜に接着されたフィルム状
のものであるから、膨張と収縮を繰返しても屈曲角度が
鋭角にならず、クラック発生などの膜破壊が防止される
。従って、圧力容器内の封入気体と液体を、長期間にわ
たって確実に隔離することができる。

〔実施例１〕 第１図に示されたガスばね１０は、圧力容器１２を構成
する外筒１３内にピストン１４か収容されている。ピス
トン１４にはオリフィス１５が設けられているとともに
、ロッド１６が連結されている。外筒１３内には、後述
する仕切り膜２５によって隔離された気室１８と液室１
９とが設けられている。気室１８には窒素ガスなどの不
活性ガスが高圧で封入され、液室１９には油が収容され
ている。外筒１３の端部とロッド１６の端部には、それ
ぞれ連結用の部品２１．２２が取着されている。

そして気室１８と液室１９を隔離するために、ブラダと
称される袋状の仕切り膜２５が用いられている。この仕
切り膜２５は、９０℃前後の熱油に触れても膨潤や物性
劣化を生じないこと、および−４０℃の低温でも屈曲に
対してクラックを生じにくい柔軟性をもつこと、そして
優れたガスバリヤ性が要求される。

本実施例の仕切り膜２５は、第２図に拡大して示される
ように、油室１９側に位置するゴム状弾性体膜２８に、
気室１８側に位置する金属薄膜２７を接着した復層構造
をなしている。金属薄膜２７に比べてゴム状弾性体膜２
８の膜厚は充分厚い。

上記金属薄膜２７は、予め成形されたゴム状弾性体膜２
８の表面に、例えばアルミニウムや銅などの金属を蒸着
あるいはめっきによって所定厚に接着させる。あるいは
、予め成形した金属薄膜２７の表面にゴム状弾性体膜２
８をコーティングなどにより成形させてもよい。また、
接着やコーティング、蒸着、めっき等によって、ゴム状
弾性体膜２８と金属薄膜２７からなる復層構造のシート
状物を作り、これを袋状に成形してもよい。

一方、ゴム状弾性体膜２８は、例えばポリウレタンエラ
ストマ、ポリエステルエラストマ、ポリアミドエラスト
マなどのように曲げ弾性率が低く、かつ寒冷時にも柔軟
性を失わないエラストマを用いる。

なお、気室１８側にゴム状弾性体膜２８を設け、液室１
９側に金属薄膜２７を設けるようにしてもよい。あるい
は第３図に例示されるように、ガスバリヤ性と耐久性を
高めるために、ゴム状弾性体膜２８にアルミニウム、ｗ
４などの金属薄膜２７を蒸着したものを複数枚重ね、か
つその内外両面から高分子膜２９ａ、２９ｂで挟んだ多
層膜を用いると一層効果的である。また、金属薄膜２７
はゴム状弾性体膜２８の全体に設けてもよいが、必要に
応じて一部にのみ金属薄膜２７を被着させてもよい。

上述した仕切り膜２５の開口端部２５ａは、膜押え部材
３０とねじ３１を用いて、外筒１３の端部１３ａに気密
に固定される。

上記構成のガスばね１０は、外筒１３に対してロッド１
６が伸縮することによりピストン１４が液室１９内を移
動すると、オリフィス１５に油が流れ、減衰力が得られ
る。また、ロッド１６の伸縮に伴って気室１８が膨張と
収縮を繰返すことにより、ばねとしての機能が発揮され
る。なお、気室１８の容積変動に応じて仕切り膜２５は
伸び縮みする。

仕切り膜２５は、ガスバリヤ性に優れた金属薄膜２７と
、比較的厚みが大でかつ柔軟性を有するゴム状弾性体膜
２８とを重ねた複層構造であるから、寒冷時にも金属薄
膜２７が屈曲部２７ａなどで鋭角に曲がることを防止で
き、クラックの発生を防止できる。そして、仕切り膜２
５内への気体の浸透、すなわち気体の一部が油中に溶は
込むことを効果的に防止できる。

なお本発明を実施するに当っては、金属薄膜２７の表裏
両面にゴム状弾性体膜２８を設けてもよいし、あるいは
逆に、ゴム状弾性体膜２８の表裏両面に金属薄膜２７を
被着してもよい。更には、これら２種類の膜２７．２８
を交互に積層したものであってもよい。

また封入ガスは窒素ガスに限ることはなく、例えばアル
ゴンやヘリウムなどの不活性ガスであってもよい。封入
圧力が低い場合には空気を用いることもできる。

〔実施例２〕 第４図は本発明を車両用懸架装置に適用した例である。

この第２実施例の懸架装置４０において、圧力容器４１
は外筒４２と内筒４３とにより構成される。外筒４２は
、上部にオイルシール４５とベアリング４６を有してい
る。また、外筒４２の長さ方向中間部にもベアリング４
７が設けられている。外筒４２の下部は、図示しない部
品を用いて車軸側に連結される。外筒４２の内部には液
室５０がある。この液室５０には、外部から油を出し入
れできるように送油口５１が設けられている。

外筒４２には、内筒４３が回転自在に、かつ軸線方向に
往復動自在に挿入されている。内筒４３の内部は、一端
側が開口する袋状の仕切り膜２５によって、外側の液室
５２と、内側の気室５４とに仕切られている。この仕切
り膜２５は、前述した実施例１の仕切り膜２５と同様に
複層構造の膜であり、その開口端部２５ａは膜押え部材
３０とねじ３１を用いて、内筒４３の端部４３ａに気密
に固定される。気室５４には窒素ガスが封入される。ま
た液室５０．５２には油が収容される。

内筒４３の端部４３ａの上面側には連結用部材５６が、
また下面側にはバンブラバー５８が取付けられている。

更に、内筒４３の突出部分を包囲するようにして、円筒
状のカバー６０が設けられている。

内筒４３の下部には、例えばプレート弁等を使用した減
衰力発生機構６２が設けられている。ま；／＝内筒４３
の外周部にリバウンドストッパ６４が設けられる。

上記構成の懸架装置４０は、外筒４２に対して内筒４３
が伸縮すると、減衰力発生機構６２において油の流通に
より減衰力が生じるとともに、気室５４内のガスの反発
力によって、ばねとしての機能が発揮される。また、送
油口５１を通じて液室５０内の油量を調整することによ
り、外筒４２に対する内筒４３の突出量すなわち車高を
調整することができる。

この懸架装置４０に使用されている仕切り膜２５は、実
施例１のものと同様に、金属薄膜２７と、比較的厚みが
あって柔軟性を有するゴム状弾性体膜２８とを重ねた複
層構造であるため、気体の遮断性に優れ、かつ金属薄膜
２７が鋭角に屈曲することを防止でき、クラックの発生
を防止できる。このため長期間使用しても窒素ガスが逃
げず、懸架装置４０の耐久性が向上する。

〔実施例３〕 第５図に示される懸架装置４ｏは、副チャンバ７０を備
えている。副チャンバ７０の本体を構成する圧力容器７
１の内部は、ダイヤフラム状の仕切り膜７２によって、
気室７４と液室７５とに仕切られている。液室７５は、
油通路７７を介して内筒４３の液室５２に連通する。

仕切り膜７２は、実施例１．２で説明した仕切り膜２５
と同様に、金属薄膜と、比較的厚みがあってかつ可撓性
を有するゴム状弾性体膜とを重ねた複層構造である。こ
の仕切り膜７２の端部７２ａは、脱揮え部材７９とねじ
８０を用いて圧力容器７１に固定される。

また本実施例の減衰力発生機構６２は、プレート弁と、
開口量を可変設定できる可変オリフィス８２を備えてい
る。この可変オリフィス８２は、回転式の弁体８４をモ
ータ８６によって所定の角度位置に制御することにより
、開口量を変化させる。このため減衰力を調整可能であ
る。送油口８８は液室５２に連通し、液室５２に油を出
し入れすることにより車高調整を可能としている。

〔実施例４〕 第６図に示された懸架装置４０は、内筒４３の内部に、
両端が開口する筒状の仕切り膜９０が設けられている。

内筒４３の内部は、この仕切り膜９０によって外側の液
室５２と、内側の気室５４とに仕切られる。この仕切り
膜９０は、上述した各実施例の仕切り膜２５．７２と同
様の複層構造をなしている。仕切り膜９０の上端側は脱
揮え部材９１によって内筒の端部４３ａに固定され、ま
た仕切り膜９０の下端部は脱揮え部材９２によってモー
タ取付はベース９３に固定される。

また、内筒４３の中心部には軸線方向に沿うバイブ９４
が通っており、このバイブ９４の内側にリード線９５が
挿通されている。

減衰力発生機構６２は、周知のプレート弁と、開口量を
可変設定できる可変オリフィス８２を備えている。この
可変オリフィス８２は、モータ８６によって制御される
。このモータ８６は、リード線９５を介して外部からの
信号により駆動され、可変オリフィス８２を制御するこ
とにより、減衰力を変化させることができる。

副チャンバ７０を構成する圧力容器７１の内部は、両端
が開口する筒状の仕切り膜９８によって気室７４と液室
７５とに隔離される。仕切り膜９８は上記仕切り膜９０
と同様の複層構造をなしている。そして仕切り膜９８の
両端開口部は、脱揮え部材１００　、１０１によって圧
力容器７１に固定される。

副チャンバ７０の気室７４は、ガス通路１０３゜１０４
を介して内筒４３内の気室５４と連通ずる。

ガス通路１０３は、ソレノイド１０６によって駆動され
る開閉弁１０７により、開閉させられる。なお、気室５
４，７４には窒素ガスが封入される。

上記構成の懸架装置４０は、開閉弁１０７を開くことに
より、気室５４，７４を連通状態にすると、２つの気室
５４，７４の双方が同時にガスばねとして働くため、ば
ね定数を下げることができる。

また副チャンバの液室７５に送油口１０９が設けられ、
液室７５内の油量を調整することにより、車＋Ｑ　Ａ整
を可能としている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガスばねや懸架装置内の封入ガスが液
室側に逃げることを、ゴム状弾性体膜と金属薄膜とから
なる複層構造の仕切り膜によって確実に防止でき、しか
も膨張収縮による膜破壊を生じることがなく、優れた耐
久性を発揮することができる。そして気体の再封入ある
いは圧力容器の交換などを不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すガスばねの縦断面図
、第２図は第１図中の矢印■で示された部位の拡大図、
第３図は仕切り膜の他の実施態様を示す拡大断面図、第
４図ないし第６図はそれぞれ本発明の第２実施例ないし
第４実施例を示す車両用懸架装置の縦断面図、第７図は
従来のガスばねを示す縦断面図である。 １２・・・圧力容器、１８・・・気室、１９・・液室、
２５・・・仕切り膜、２７・・・金属薄膜、２８・・・
ゴム状弾性体膜、４０・・・車両用懸架装置、４１・・
・圧力容器、５２・・・液室、５４・・・気室、７１・
・・圧力容器、７２・・・仕切り膜、７４・・・気室、
７５・・・液室、９０・・・仕切り膜、９８・・・仕切
り膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力容器内に設けられた気室と液室とを隔離する仕切り
   膜であって、この仕切り膜は、可撓性を有しかつ袋状に
   成形されたゴム状弾性体膜と、この弾性体膜に被着され
   た金属薄膜とからなる複層構造としたことを特徴とする
   圧力容器における気室と液室の隔離用仕切り膜。