説明

エアばね付きダンパ

【課題】 エアばね付きダンパの改良に関する。
【解決手段】 シリンダ1とロッド2とを備えたダンパ本体D1と、筒状に形成されてこのダンパ本体D1の外周にエア室Gを形成するダイヤフラム5と、シリンダ1の端部に固定されてシリンダ1内とエア室Gを区画するシール部材6とを備え、このシール部材6が、環状のインサート部材60と、インサート部材60の内周エア室側に配置されロッド2外周面に摺接するダストシールリップ61と、インサート部材60の内周シリンダ側に配置され上記ロッド2外周面に摺接するオイルシールリップ62とを備え、ダストシールリップ61とオイルシールリップ62との間に空間Aが形成されるエアばね付きダンパDにおいて、インサート部材60が多孔質体からなり、このインサート部材60を介してエア室Gと空間Aとが連通される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、エアばね付きダンパの改良に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、車両においては、車体と車軸との間に懸架ばねと称される車体を弾性支持するばねが介装されている。また、大型トラックのように運転室(キャビン)がシャーシ上に弾性支持されるものにあっては、キャビンとシャーシとの間にばねが介装されるものがある。
【0003】
これらのばねは、車両走行中における路面の凹凸による車輪振動の車体あるいはキャビンへの伝達を妨げるようになっているが、ばねだけでは振動を減衰させることができず、また、振動周波数によっては共振してしまうため、これに並列してダンパを設置するようにしている。
【0004】
そして、近年では、乗り心地の更なる向上や車高調整を目的としてばねをエアばねとするエアサスペンション等が実用化されており、このようなエアサスペンション等では、ダンパ周りにエア室を設けてダンパとエアばねとを一体化したエアばね付きダンパが広く利用されるに至っている。
【0005】
上記エアばね付きダンパは、シリンダとこのシリンダ内に挿通されるロッドとを備えたダンパ本体と、このダンパ本体の外周にエア室を形成するダイヤフラムとを備える。
【0006】
上記ダンパ本体におけるシリンダ内には、ロッドに連結されてシリンダ内に挿入されるピストンによって区画される二つの部屋があり、上記ダンパ本体は、伸縮時にピストンの移動に伴い上記二つの部屋を行き交う作動油に抵抗を与えて減衰力を発生するようになっている。
【0007】
一方、上記エア室は、内部に気体が充填されており、ダンパ本体の伸縮に伴うエア室の容積変化に応じた弾性反力を生じ、エアばねとして機能する。
【0008】
また、上記シリンダの端部には、上記シリンダ内とエア室とを区画するシール部材が固定されてなり、図4中600はこのシール部材を示し、シール部材600は、環状のインサート部材601と、このインサート部材601の内周エア室側(図4中上側)に配置されるダストシールリップ602と、インサート部材601の内周シリンダ1側(図4中下側)に配置されるオイルシールリップ603とを備える。
【0009】
上記ダストシールリップ602と上記オイルシールリップ603は、環状に形成されてロッド2の外周面に摺接し、上記ダストシールリップ602でロッド2外周面に付着した異物を掻き落とし、上記オイルシールリップ603でロッド2外周面に付着した作動流体を掻き落としてシリンダ1内を密閉している。
【0010】
また、上記ダストシールリップ602と上記オイルシールリップ603は、断面ク字状に配置されており、ダストシールリップ602とオイルシールリップ603の間に空間Aが形成される。
【0011】
そして、上記シール部材600は大気圧下(約0.1MPa)で上記シリンダ1に組み付けられるため、上記空間Aは同じく大気圧(約0.1MPa)となるが、ダンパ本体の外周に形成される上記エア室は、エアばねとして使用されるため加圧した状態(例えば、0.6MPa)に設定される。
【0012】
このため、上記空間Aと上記エア室の圧力差により、エア室の圧力がダストシールリップ602に作用し、ダストシールリップ602がロッド2に押し付けられて摩擦力が大きくなる。
【0013】
また、上記エア室と上記空間Aは、ロッド2の摺動により次第に等圧になってダストシールリップ602の摩擦力が徐々に低下するが、これにより、エアばね付きダンパの特性が経時変化するため、上記エアばね付きダンパを車両に搭載した場合、乗り初めと長く乗った後とで乗り心地が変化する不具合がある。
【0014】
上記不具合を解決するため、特許文献1に記載のエアばね付きダンパは、上記ダストシールリップ602に孔602aを開穿して上記エア室と上記空間Aとを連通する連通路Lとし、上記エア室と上記空間Aに圧力差を生じさせない構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】実開平2−143538号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
しかしながら、上記従来のエアばね付きダンパにおいては、上記エア室と上記空間Aに圧力差を生じさせず、エアばね付きダンパの特性を一定にすることが可能となるが、以下の不具合を指摘される虞がある。
【0017】
第一に、ダストシールリップ602がゴム等の弾性体で形成されており、弾性体に孔602aを開穿して連通路Lを形成するため、加工の難易度が高い。
【0018】
第二に、ダストシールリップ602に孔602aを開穿しているため、ダストシールリップ602の耐久性が低下する虞がある。
【0019】
そこで、本発明の目的は、エア室と空間に圧力差を生じさせない構造でありながら、従来よりもエア室と空間とを連通するための加工が容易で、ダストシールリップの耐久性の低下を抑制することが可能なエアばね付きダンパを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0020】
上記課題を解決するための手段は、シリンダとこのシリンダ内に挿通されるロッドとを備えたダンパ本体と、筒状に形成されてこのダンパ本体の外周にエア室を形成するダイヤフラムと、上記シリンダの端部に固定されて上記シリンダ内と上記エア室を区画するシール部材とを備え、このシール部材が、環状のインサート部材と、このインサート部材の内周エア室側に配置され上記ロッド外周面に摺接するダストシールリップと、上記インサート部材の内周シリンダ側に配置され上記ロッド外周面に摺接するオイルシールリップとを備え、上記ダストシールリップと上記オイルシールリップとの間に空間が形成されるエアばね付きダンパにおいて、上記インサート部材が多孔質体からなり、このインサート部材を介して上記エア室と上記空間とが連通されることである。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、インサート部材が多孔質体からなり、このインサート部材を介してエア室と空間とを連通するため、従来のようにダストシールリップに孔を開穿する場合と比較して、エア室と空間に圧力差を生じさせない構造でありながら、エア室と空間とを連通するための加工を容易にすることができ、ダストシールリップの耐久性の低下を抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の一実施の形態に係るエアばね付きダンパを示す縦断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係るエアばね付きダンパのシール部材周辺部を部分的に拡大して示す縦断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態に係るエアばね付きダンパのシール部材周辺部を部分的に拡大して示す縦断面図である。
【図4】従来の形態に係るエアばね付きダンパのシール部材周辺部を部分的に拡大して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下に本発明の一実施の形態に係るエアばね付きダンパについて、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。
【0024】
図1に示すように、本実施の形態に係るエアばね付きダンパDは、シリンダ1とこのシリンダ1内に挿通されるロッド2とを備えたダンパ本体D1と、このダンパ本体D1の外周にエア室Gを形成するダイヤフラム5とを備える。
【0025】
また、上記エアばね付きダンパDは、上記シリンダ1の端部に固定されて上記シリンダ1内と上記エア室Gを区画するシール部材6を備え、このシール部材6が図2に示すように、環状のインサート部材60と、このインサート部材60の内周エア室G側(図2中上側)に配置され上記ロッド2外周面に摺接するダストシールリップ61と、上記インサート部材60の内周シリンダ1側(図2中下側)に配置され上記ロッド2外周面に摺接するオイルシールリップ62とを備え、上記ダストシールリップ61と上記オイルシールリップ62との間に空間Aが形成される。
【0026】
さらに、本発明において、上記インサート部材60が多孔質体からなり、このインサート部材60を介して上記エア室Gと上記空間Aとが連通される。
【0027】
以下、詳細に説明すると、上記エアばね付きダンパDは、車両における車体と車軸との間に介装されてなり、シリンダ1の図1中下端に取り付けた取り付け部7を図示しない車軸へ連結し、ロッド2を図示しない車体に連結している。
【0028】
そして、上記エアばね付きダンパDは、ロッド2とシリンダ1が軸方向に相対移動することにより伸縮し、この伸縮によってダンパ本体D1が減衰力を発揮して車体振動を抑制するようになっている。
【0029】
さらに、上記エアばね付きダンパDは、上記ダンパ本体D1の外周に設けられたエア室Gに気体が充填されていて、このエア室Gは、内部圧力によってダンパ本体D1を伸張方向に附勢するエアばねとして機能し、ダンパ本体D1の伸縮に伴うエア室Gの容積変化に応じた弾性反力を発揮するようになっている。
【0030】
したがって、本実施の形態のようにエアばね付きダンパDが車体と車軸との間に介装される場合、エアばね付きダンパDにおけるエアばねは、ダンパ本体D1に並列に配置される懸架ばねとして機能することになる。
【0031】
つづいて、上記ダンパ本体D1は、周知であるため詳しく図示しないが、上記シリンダ1及び上記ロッド2と、このロッド2の先端に保持されて上記シリンダ1内を作動油が充填される二つの部屋(図示せず)に区画するピストン(図示せず)と、上記シリンダ1のボトム部(図1中下部)内に気室(図示せず)を区画するフリーピストン(図示せず)とを備え、単筒型ダンパを構成する。
【0032】
そして、上記ダンパ本体D1は、図示しないが、上記二つの部屋を連通する流路と、この流路を通過する作動油に抵抗を与えるリーフバルブ又はオリフィス等の減衰力発生手段とを備え、ロッド2がシリンダ1内に出没してダンパ本体D1が伸縮する際に、所定の減衰力を発揮する。
【0033】
また、上記図示しない気室は、フリーピストンの移動により膨縮して、シリンダ1内に出没するロッド体積分のシリンダ内容積変化を補償する。
【0034】
また、本実施の形態に係るエアばね付きダンパDは、上記ダンパ本体D1における上記シリンダ1に固定されるピストンパイプ3と、上記ダンパ本体D1における上記ロッド2に固定されるエアチャンバ4とを備えている。
【0035】
上記ピストンパイプ3は、筒状に形成されてなり、図1中下端の縮径部30がシリンダ1の外周に溶接固定されている。尚、本実施の形態において、縮径部30とシリンダ1の溶着部が、シリンダ1における図示しないフリーピストンの摺動部及びピストンの摺動部を避けて配置され、フリーピストン及びピストンの摺動範囲に溶接歪みが生じないようになっている。
【0036】
さらに、ピストンパイプ3は、側部に給排孔31を備えており、この給排孔31は、コンプレッサ(図示せず)から伸びるホース(図示せず)が接続されるようになっている。
【0037】
尚、図1中には、給排孔31をプラグ32にて閉塞しているが、車両に搭載した場合には、プラグ32を取り除き給排孔31に上述のホースを取り付けることになる。そして、上記給排孔31を介してエア室G内に気体を給排してエア室G内の圧力を調節することで、エアばねのバネ定数を変更し車高を調節することができる。
【0038】
一方、上記ロッド2に固定されるエアチャンバ4は、蓋部40と筒部41とを備えて有天筒状に形成され、上記蓋部40に上記ロッド2の図1中上端が固定される。この蓋部40には、車体への連結が可能な軸部40aが設けられており、ロッド2はこの軸部40aを介して車体に取り付けられる。
【0039】
つづいて、ダンパ本体D1外周にエア室Gを形成するダイヤフラム5は、筒状であってその図1中上端となる一端5aが上記筒部41外周に固定され、ダイヤフラム5の図1中下側が内側に折り返された状態で他端5bがピストンパイプ3の図1中上端部外周に固定される。
【0040】
上記ダイヤフラム5の一端5a及び他端5bは、金属バンド8,8で締め付けられ、筒部41及びピストンパイプ3との間に隙間を生じることなく筒部41及びピストンパイプ3にそれぞれ強固に固定される。
【0041】
したがって、本実施の形態において、ダイヤフラム5、ピストンパイプ3及びエアチャンバ4でダンパ本体D1の外周にエア室Gを形成する。
【0042】
尚、上記ダイヤフラム5の他端5bにおける終端5cは、ピストンパイプ3の図1中上端より上側に突出させてあり、ダイヤフラム5の他端5bは、終端5cがピストンパイプ3の上端よりはみ出す余剰をもってピストンパイプ3に固定されている。
【0043】
したがって、エアばね付きダンパDが最収縮した際に、ピストンパイプ3が直接エアチャンバ4に干渉せずに、上記ダイヤフラム5の終端5cがエアチャンバ4に当接して圧縮されるので、当該最圧縮時にクッション効果を期待することができ、ピストンパイプ3やエアチャンバ4に別途クッションを設けることなく最収縮時の衝撃を緩和することができる。
【0044】
つづいて、作動油が収容されるシリンダ1内と、気体が収容されるエア室Gとを区画するシール部材6は、図2に示すように、環状のインサート部材60と、このインサート部材60の内周エア室G側(図2中上側)に配置され上記ロッド2外周面に摺接するダストシールリップ61と、上記インサート60部材の内周シリンダ1側(図2中下側)に配置され上記ロッド2外周面に摺接するオイルシールリップ62と、上記インサート部材60の外周シリンダ1側(図2中下側)に配置される外周シール63とを備える。
【0045】
上記ダストシールリップ61、オイルシールリップ62及び外周シール63は、それぞれゴム等の弾性素材からなり、環状に形成されるとともに上記インサート部材60に焼付けにより接着されるが、このとき、インサート部材60の内周面に接着されるダストシールリップ61及びオイルシールリップ62の接着部61a,62aでインサート部材60の内周面全面を塞がないようになっている。
【0046】
そして、上記ダストシールリップ61は、ロッド2外周面に付着した異物を掻き落とし、オイルシールリップ62が傷ついたり作動油中に異物が混入したりすることを防止している。
【0047】
また、上記オイルシールリップ62がロッド2外周面に付着した作動油を掻き落としてロッド2外周を塞ぎ、上記外周シール63がシリンダ1内周面に密着してシリンダ1内周を塞いでいるとともに、インサート部材60のシリンダ1側面(図2中下面)に接着される上記オイルシールリップ62と外周シール63の接着部62b,63bが連なり、インサート部材60のシリンダ1側面(図2中下面)を覆うようになっており、作動油はシリンダ1内に密閉される。
【0048】
さらに、上記ダストシールリップ61と上記オイルシールリップ62は、断面ク字状に配置されて内周側の各先端がロッド2外周面に摺接しているため、ダストシールリップ61とオイルシールリップ62の間に空間Aが形成されている。
【0049】
また、上記インサート部材60は、焼結体等の多孔質体からなるリングであり、シリンダ1の開口端部たる図2中上端10を内側に加締めることにより、ロッド2を摺動自在に軸支するロッドガイド9に押し付けられて固定される。
【0050】
尚、上記多孔質体とは、多数の孔が連続して形成されてスポンジ状となっている固体のことであり、エア室Gの圧力がインサート部材60を介して空間Aに作用することが可能であればよい。
【0051】
次に、本実施の形態のエアばね付きダンパDの作用効果について説明する。本実施の形態のエアばね付きダンパDは、インサート部材60が多孔質体からなるため、エアばね付きダンパDの組み立て初期からエア室G内と空間A内を等圧にして、エアばね付きダンパDの特性を一定にすることが可能となる。
【0052】
したがって、車両の乗り初めと長く乗った後とで乗り心地が変化することがなく、車両の乗り心地の経時変化を防いで、乗り心地を安定化することが可能となる。
【0053】
また、本実施の形態においては、インサート部材60を多孔質体とすればよく、従来の形態のようにゴム等の弾性素材からなるダストシールリップ602に孔602aを開穿して連通路Lとする場合と比較してエア室Gと空間Aとを連通するための加工を容易にすることができる。
【0054】
さらに、本実施の形態においては、従来の形態のようにダストシールリップ602に孔602aを開穿して連通路Lを形成する必要がないことから、ダストシールリップ61の耐久性の低下を抑制することができるようになる。
【0055】
また、本実施の形態においては、インサート部材60のシリンダ1側面(図2中下面)をオイルシールリップ62と外周リップ63とで覆うため、インサート部材60を介してシリンダ1内の作動油がシリンダ1外に漏れることがない。
【0056】
次に、本発明の他の実施の形態に係るエアばね付きダンパについて説明する。本実施の形態のエアばね付きダンパは、シール部材6の構造のみが一実施の形態と異なり、シール部材6以外の構成は一実施の形態と共通である。したがって、一実施の形態と共通の構成については、同一符合を付するのみとして詳細な説明を省略する。
【0057】
本実施の形態におけるシール部材6は、図3に示すように一実施の形態と同様に、多孔質体からなるインサート部材60、ダストシールリップ61、オイルシールリップ62及び外周シール63を備えて構成されるが、さらにインサート部材60に重ね合わせて配置されるシリンダ側部材60Aを備える。
【0058】
このシリンダ側部材60Aは、環板状に形成されて上記インサート部材60のシリンダ1側(図3中下側)に重なる受け板部64と、この受け板部64の外周からエア室G側(図3中上側)に起立する支持板部65とからなる。
【0059】
そして、上記インサート部材60に上記ダストシールリップ61が接着され、上記受け板部64にオイルシールリップ62と外周シール63が接着されるが、このとき、インサート部材60の内周面に接着されるダストシールリップ61の接着部61aでインサート部材60の内周面全面を塞がないようになっている。
【0060】
一方、上記シリンダ側部材60Aには、上記オイルシールリップ62および外周シール63が接着されており、シリンダ1内の作動油がこのシリンダ側部材60Aよりも図3中上側に漏れないようになっている。
【0061】
尚、シリンダ側部材60Aにおける支持板部65の高さは、インサート部材60とシリンダ側部材60Aとを重ねたとき、インサート部材60を超えない高さに設定されており、シリンダ側部材60Aは、シリンダ1の上端10を加締めたとき、インサート部材60とともにロッドガイド9上に固定される。
【0062】
したがって、本実施の形態においても、一実施の形態と同様に、インサート部材60が多孔質体からなるため、従来の形態のようにゴム等の弾性素材からなるダストシールリップ602に孔602aを開穿して連通路Lとする場合と比較してエア室Gと空間Aとを連通するための加工が容易である。
【0063】
さらに、本実施の形態においても、一実施の形態と同様に、ダストシールリップ61に孔を開穿して連通路Lを形成する必要がないことから、従来の形態のようにダストシールリプ61の耐久性を低下させることがない。
【0064】
また、本実施の形態においては、シール部材6がシリンダ側部材60Aを備え、このシリンダ側部材60Aにオイルシールリップ62及び外周シール63を接着するため、インサート部材60のシリンダ1側面(図3中下面)へ接着するオイルシールリップ62と外周シール63の接着部を一実施の形態と比較して小さくすることが可能となる。
【0065】
また、上記構成を備えることにより、一実施の形態のようにオイルシールリップ62と外周シール63でインサート部材60のシリンダ1側面(図3中下面)を確実に覆う必要がなく、一実施の形態と比較してシリンダ1内の作動油がシリンダ1外に漏れ出すことを容易に防止することが可能となる。
【0066】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。
【0067】
例えば、上記実施の形態において、エアばね付きダンパDが車体と車軸の間に介装されるとしたが、車両のシャーシとキャビンとの間に介装されるとしても、別の場所に設けられるとしても良い。
【0068】
また、上記実施の形態において、ダンパ本体D1が単筒型ダンパを構成するとしたが、ダンパ本体D1がシリンダ1の外側に同軸に配置される外筒を有し、この外筒とシリンダ1との間に体積補償用のリザーバを形成する複筒型ダンパを構成するとしても良い。
【0069】
尚、この場合においては、外筒を上記ピストンパイプ3として利用し、この外筒にダイヤフラム5の他端5bを固定することが可能である。
【0070】
また、上記実施の形態において、エア室G内に気体を給排して車高調整やバネ定数の変更をするとしたが、車高調整やバネ定数の変更が不要の場合には、給排孔31をコンプレッサに接続せず、プラグ32で閉塞した状態でエアばね付きダンパDを使用するとしても良い。
【符号の説明】
【0071】
A 空間
D エアばね付きダンパ
D1 ダンパ本体
L 流路
1 シリンダ
2 ロッド
3 ピストンパイプ
4 エアチャンバ
5 ダイヤフラム
6 シール部材
7 取り付け部
8 金属バンド
9 ロッドガイド
60,600 インサート部材
60A シリンダ側部材
61,602 ダストシールリップ
61a,62a,62b,63b 接着部
62,603 オイルシールリップ
63 外周シール
64 受け板部
65 支持板部
602a 孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダとこのシリンダ内に挿通されるロッドとを備えたダンパ本体と、筒状に形成されてこのダンパ本体の外周にエア室を形成するダイヤフラムと、上記シリンダの端部に固定されて上記シリンダ内と上記エア室を区画するシール部材とを備え、
このシール部材が、環状のインサート部材と、このインサート部材の内周エア室側に配置され上記ロッド外周面に摺接するダストシールリップと、上記インサート部材の内周シリンダ側に配置され上記ロッド外周面に摺接するオイルシールリップとを備え、上記ダストシールリップと上記オイルシールリップとの間に空間が形成されるエアばね付きダンパにおいて、
上記インサート部材が多孔質体からなり、このインサート部材を介して上記エア室と上記空間とが連通されることを特徴とするエアばね付きダンパ。
【請求項2】
上記シール部材は、環板状に形成されて上記インサート部材のシリンダ側に重なる受け板部と、この受け板部の外周からエア室側に起立する支持板部とからなるシリンダ側部材を備えてなり、
上記インサート部材に上記ダストシールリップが接着され、上記受け板部に上記オイルシールリップが接着されるとともに、上記受け板部の外周シリンダ側に上記シリンダの内周面に密着する外周シールが接着されることを特徴とする請求項1に記載のエアばね付きダンパ。
【請求項3】
上記インサート部材に上記ダストシールリップと上記オイルシールリップが接着されるとともに、上記インサート部材の外周シリンダ側に上記シリンダの内周面に密着する外周シールが上記オイルシールリップと連なって接着されてなり、
上記オイルシールリップと上記外周シールとで上記インサート部材のシリンダ側面を覆うことを特徴とする請求項1に記載のエアばね付きダンパ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−44384(P2013−44384A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−182334(P2011−182334)
【出願日】平成23年8月24日(2011.8.24)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Fターム(参考)】