JPH0235232A - 気室と液室を有する圧力容器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば乗物の懸架機構やガスばね等のアキュ
ムレータ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６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
ット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を確実に隔離するためにフ
リーピストン９か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、フリピストン９
の外周摺動部から少しずつ封入気体か液中に逃げるとい
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用のアキュムレ
ータもある。

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、しかもか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かなく、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！・
マやポリエステルエラストマなどの使用か考えられてい
る。

［発明か解決しようとする課題］ しかし」１記従来の材料はいずれもガスバリヤ性が不十
分てあり、封入気体が徐々に仕切り膜を透過して曲中に
逃げてしまう。従って上記の材料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、
気体か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。

一方、ガスバリヤ性の良い材料としては、エチレン・ビ
ニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、アクリロニトリルを含有する高分子化合物な
どか知られている。

しかしこれらはいずれも硬度が大きく、曲げ弾性率が高
すぎるため、これらの高分子から成形された仕切り膜を
単体で使用すると、低温状態で仕切り膜の一部が鋭角に
屈折して屈曲Ｉにクラックつた。

［課題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、」−記気
室の封入気体に対する透過係数の低い高分子フィルムと
、耐油性かありかっ可撓性を有するゴム状弾性高分子ボ
ディとを厚み方向に重ねた多層膜を用いたものである。

仕切り膜の形状は、局部的に歪みか集中しないように袋
状、ダイヤフラム状、筒状、蛇腹状なと種々の態様のも
のか採用される。

［作　用］ 上記構成の仕切り膜は、ガスバリヤ性をもつ高分子フィ
ルムによって封入気体の透過か阻止される。この高分子
フィルムは、耐油性かありかつ１工撓性を有するゴム状
弾性高分子ボディに被希された薄膜であるから、膨張と
収縮を繰り返しても屈曲角度か鋭角にならずクラック発
生などの膜破壊が防雨される。従って圧力容器内の封入
気体と液体を、長期にわたって確実に隔離することがて
きる。

［実施例１］ 以下に本発明の第１実施例について第１図および第２図
を参照して説明する。

第１図に示されたアキュムレータの一例としてのガスば
ね］０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
］５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つとが設けられている。

気室］８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には浦か封入されている。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。

そしで気室〕８と液室１９を隔離するために、ブラダと
呼ば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
劣化を生しないこと、および−４０°Ｃの低温でも屈曲
に対してクラックを生しにくい柔軟性をもっこと、そし
て優れたカスバリヤ性も要求される。

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、気室１８側に位置する高分子フィルム２７と、
液室］９側に位置するゴム状弾性高分子ボディ２８とを
厚み方向に重ねた多層膜である。

気室］８側に位置する高分子フィルム２７は、Ａ　Ｓ　
ＴＭ　（ＤＩ４８４）マノメータ法によるガス透過係数
か１　ｘ　１０−”　　ｃｃ、ｃｍ／　（ｃＪ、　ｓｅ
ｃ、ｃｍ　Ｈｇ）以下のガスバリヤ性能が得られるエチ
レン・ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニール、
ポリ塩化ビニリデン、アクリロニトリルを含有する高分
子化合物などを、厚さ　２００μｍ以下、好ましくは２
０ないし５０μｍの薄膜としたものを使用する。

油室］８側に位置するゴム状弾性高分子ボディ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等のように曲げ弾性率か低く
、かつ寒冷時にも柔軟性を失わないエラストマを用いる
。

このような多層構造の仕切り膜２５を成形する方法とし
ては、多層ブロー成形が最適である。しかし多層ブロー
成形以外にも、例えばインモールドコーチインク式射出
成形を用いることもてきる。

このエラストマボディ２８の内面あるいは内面と外面に
ガスバリヤ性の良い樹脂をコーティングまたは蒸着する
などの表面処理によって、高分子フィルム２７を被着さ
せてもよい。

仕切り膜２５の開口端部２５ａは、膜押え部材３０とね
じ３］を用いて、外筒１３の端部１．３　ａに気密に固
定される。

上記構成のガスばね１０は、外筒］３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］９シを移
動すると、オリフィス］５に油か流れ、減衰力が得られ
る。また、ロッド１６の伸縮に伴って気至１８か膨張と
収縮を繰り返すことにより、ばねとしての機能か発揮さ
れる。なお、気室１８の容積変動に応じて仕切り膜２５
は伸縮する。

仕切り膜２５は、ガスバリヤ性に優れた高分子た多層構
造であるため、寒冷時にもカスバリヤとしてのフィルム
２７が屈曲部２７ａ等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。

本実施例では気室１８側にガスバリヤとしての高分子フ
ィルム２７を設け、液室１９側に側熱・耐油性のエラス
トマボディ２８を設けたことにより、仕切り膜２５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、しかも耐久性の高い仕切り膜２
５となる。

なお本発明を実施するに当っては、カスバリヤとしての
高分子フィルム２７の表裏両面にエラストマ製のボディ
２８を設けてもよいし、あるいは逆に、ボディ２８の両
面にガスバリヤとしての高分子フィルム２７を被着して
もよい。更には、フィルム２７とボディ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もよい。また、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３図は本発明を車両用懸架装置用のアキュムレータに
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、上部にオイルンール４５とドライ
ベアリング４６を有している。また、外筒４２の長さ方
向中間部にもドライベアリング４７が設けられている。

外筒４２の下部は、図示しない連結用の部品を用いて車
軸側に連結される。外筒４２の内部には液室５０かある
。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４Ｂか回転自在に、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と同様の
構造をなす多層膜であり、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には窒素ガスか封入される
。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、
また下面側にはハンプラノ＜−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か設けられている。また内筒４３の外
周部にリバウンドストッパ６４が設けられる。

］　０ 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
より減衰力か生じるとともに、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
を調整することかてぎる。

この懸架装置４０に使用されている仕切り膜２５は、実
施例］のものと同様に、ガスバリヤ性に優れた高分子フ
ィルム２７と、比較的厚みがあって柔軟性を有するエラ
ストマ製のボディ２８とを重ねた多層膜構造であるため
、気体の遮断性に優れ、かつガスバリヤとしてのフィル
ム２７が低温状態でも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。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４図に本発明の第３実施例か示されている。

］］ なお、実施例２と共通する箇所には共通の符号を付して
説明を省略し、相違する箇所について以下に説明する。

第４図に示されている懸架装置４０は、アキュムレータ
としての副チャンバ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７１の内部は
、ダイヤフラム状の仕切り膜７２によ−〕て、気室７４
と液室７５とに仕切られている。液室７５は、油通路７
７を介して内筒４３の液室５２に連通している。

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、刺入気体に対する透過係数の低い高分子フィ
ルム（ガスバリヤフィルム）２７と、このフィルム２７
よりも厚みがあってしかも耐油性が高くかっ可撓性を有
するゴム状弾性高分子ボディ　（エラストマボディ）２
８とを重ねた多層構造をなす。この仕切り膜７２の端部
７２ａは、膜押え部材７９とねし８０を用いて圧力容器
７］に固定される。

また本実施例の減衰力発生機構６２は、ブレ］２ 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５図に示された懸架装置４０は、内筒４３の内部に、
両端か開口する筒状の仕切り膜９０が設けられる。内筒
４３の内部は、この仕切り膜９０によって外側の液室５
２と、内側の気室５４とに仕切られる。この仕切り膜９
０は、上述した各実施例の仕切り膜２５．７２と同様の
多層構造をなしている。仕切り膜９０の上端側は膜押え
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の下端部は膜押え部材９２によってモータ取
イτｊけベース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パイプ９４
か通っており、このパイプ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、パイプ９４内を通るリード線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
とかできる。

副チャンバ７０を構成する圧力容器７］の内部は、両端
か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
と同様の多層構造をなしている。そして仕切り膜９８の
両端開口部は、膜押え部材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、］４ 気室５４，７４には窒素ガスが封入される。

」１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、車高調整を可
能としている。

［発明の効果コ 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仕切り膜によって確実に防止でき、
しかも膨張および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かできる。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■で示された部分の拡大図、
第３図ないし第５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］５ 懸架装置の縦断面図、第６図は従来のガスばねを示す縦
断面図である。 ］２・圧力容器、］８・・気室、１９　・液室、２５・
・・仕切り膜、２７・高分子フィルム（ガスバリヤフィ
ルム）、２８・・ゴム状弾性高分子ボディ（エラストマ
ボディ）、４０・・・車両用懸架装置、４１・・・圧力
容器、５２・・液室、５４・気室、７］・・・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。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

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、この膜は上記気室の封入気体に対する透過
   係数の低い高分子フィルムと、耐油性を有しかつ可撓性
   を有するゴム状弾性高分子ボディとを厚み方向に重ねた
   多層膜を用い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。