JP2001063336A - サスペンション装置 - Google Patents
サスペンション装置Info
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- JP2001063336A JP2001063336A JP2000227147A JP2000227147A JP2001063336A JP 2001063336 A JP2001063336 A JP 2001063336A JP 2000227147 A JP2000227147 A JP 2000227147A JP 2000227147 A JP2000227147 A JP 2000227147A JP 2001063336 A JP2001063336 A JP 2001063336A
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- chamber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両用空油圧式衝撃吸収システム、採鉱装
置、特に、大きな荷重を運ぶ車両用空油圧式サスペンシ
ョン装置を提供する。 【解決手段】 サスペンション装置100は、ハウジン
グ104と、前記ハウジング内に摺動するピストンロッ
ド102と、前記ハウジングと前記ピストンロッドとの
間のシール116と、前記ハウジングと前記ピストンと
前記シールによって画成され、前記ピストンロッドと前
記ハウジングとの間の重複長により可変の容積を持つ密
封された内室114と、前記内室に注入された液体11
8と、前記内室に注入されて第1ガス室122を占めて
おり、前記液体と常に同じ圧力を受けている第1ガス1
20と、前記内室に注入されて第2ガス室128を占め
ており、拘束されているために前記液体と前記第1ガス
の圧力と同じか又は越える圧力を有する第2ガス126
とからなる。
置、特に、大きな荷重を運ぶ車両用空油圧式サスペンシ
ョン装置を提供する。 【解決手段】 サスペンション装置100は、ハウジン
グ104と、前記ハウジング内に摺動するピストンロッ
ド102と、前記ハウジングと前記ピストンロッドとの
間のシール116と、前記ハウジングと前記ピストンと
前記シールによって画成され、前記ピストンロッドと前
記ハウジングとの間の重複長により可変の容積を持つ密
封された内室114と、前記内室に注入された液体11
8と、前記内室に注入されて第1ガス室122を占めて
おり、前記液体と常に同じ圧力を受けている第1ガス1
20と、前記内室に注入されて第2ガス室128を占め
ており、拘束されているために前記液体と前記第1ガス
の圧力と同じか又は越える圧力を有する第2ガス126
とからなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用の空油圧式
衝撃吸収システム、詳述すれば、採鉱装置、特に大きな
荷重(ペイロード)を運ぶ車両用空油圧式サスペンション
装置に関する。
衝撃吸収システム、詳述すれば、採鉱装置、特に大きな
荷重(ペイロード)を運ぶ車両用空油圧式サスペンション
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】空油圧式(oleo-pneumatic)サスペンショ
ン装置は、鉱物運搬用トラックや航空機等の乗物に好適
なサスペンション装置である。大きな鉱物運搬用トラッ
クで用いられている種の空油圧式サスペンション装置O
Pの標準的な構成を図1、図3、それに図4に示す。
ン装置は、鉱物運搬用トラックや航空機等の乗物に好適
なサスペンション装置である。大きな鉱物運搬用トラッ
クで用いられている種の空油圧式サスペンション装置O
Pの標準的な構成を図1、図3、それに図4に示す。
【0003】図1に、従来型サスペンション装置におけ
る一般的な構成部品を示す。サスペンション装置OPの
一方の端部に配置されているピストンロッド10は乗物
のホイールに間接的に取りつけられている(図2、図5
を参照)。サスペンション装置OPの他方の端部におい
ては、シリンダーハウジング12がトラックのメインフ
レーム又はシャーシに取りつけられている(図2、図5
を参照)。
る一般的な構成部品を示す。サスペンション装置OPの
一方の端部に配置されているピストンロッド10は乗物
のホイールに間接的に取りつけられている(図2、図5
を参照)。サスペンション装置OPの他方の端部におい
ては、シリンダーハウジング12がトラックのメインフ
レーム又はシャーシに取りつけられている(図2、図5
を参照)。
【0004】標準的な空油圧式サスペンション装置OP
は、鉱業用トラックに図2や図5に示した状態で配置さ
れるのが通常である。図2では、例えば、空油圧式サス
ペンション装置OPはトラックのフレームFと、トラッ
クのタイヤTと連結している部材の間に介装される。図
5では、空油圧式サスペンション装置OPは、トラック
のフレームFと、ホイールとタイヤの上に置かれている
サスペンションアームSAの間に介装される。
は、鉱業用トラックに図2や図5に示した状態で配置さ
れるのが通常である。図2では、例えば、空油圧式サス
ペンション装置OPはトラックのフレームFと、トラッ
クのタイヤTと連結している部材の間に介装される。図
5では、空油圧式サスペンション装置OPは、トラック
のフレームFと、ホイールとタイヤの上に置かれている
サスペンションアームSAの間に介装される。
【0005】空油圧式サスペンション装置OP内では、
ヘッド14が3つの部分16、18、20に分離可能な
内室を画成している。以下の説明で明らかなように、ピ
ストンロッド10がシリンダハウジング12に対して移
動するときに内室容積は変化する。
ヘッド14が3つの部分16、18、20に分離可能な
内室を画成している。以下の説明で明らかなように、ピ
ストンロッド10がシリンダハウジング12に対して移
動するときに内室容積は変化する。
【0006】内室の部分18、20はオイルOで満たさ
れ、ピストンロッド10とシリンダハウジング12の間
にある摺動ベアリングやシールの滑りを滑らかにする。
内室の部分16は加圧ガスGで満たされている。窒素ガ
スは不活性であり、低コストで購入することができるの
で、窒素ガスが一般に加圧ガスGとして選択される。そ
の動作において、ガスGはその圧力を部分18、20内
のオイルに伝達させて、ピストンロッド10に乗物がバ
ウンドとよる重量(スプラングウェイトないしバネ上重
量)を支えるに充分な釣合力を作用させる。
れ、ピストンロッド10とシリンダハウジング12の間
にある摺動ベアリングやシールの滑りを滑らかにする。
内室の部分16は加圧ガスGで満たされている。窒素ガ
スは不活性であり、低コストで購入することができるの
で、窒素ガスが一般に加圧ガスGとして選択される。そ
の動作において、ガスGはその圧力を部分18、20内
のオイルに伝達させて、ピストンロッド10に乗物がバ
ウンドとよる重量(スプラングウェイトないしバネ上重
量)を支えるに充分な釣合力を作用させる。
【0007】部分16にあるガスGの圧力と部分18、
20にあるオイルの圧力は、ピストンロッド10の有効
領域、乗物のサスペンションシステムの幾何学的構成、
それに個々のサスペンション装置OPが支持する質量に
よって変わる。有効領域はふつう一定であり、また乗物
のサスペンションシステムの幾何学的構成はほぼ一定で
あるので、圧力はほとんどサスペンション装置OPによ
り支えられている、乗物の全バネ上重量にそのまま比例
する。
20にあるオイルの圧力は、ピストンロッド10の有効
領域、乗物のサスペンションシステムの幾何学的構成、
それに個々のサスペンション装置OPが支持する質量に
よって変わる。有効領域はふつう一定であり、また乗物
のサスペンションシステムの幾何学的構成はほぼ一定で
あるので、圧力はほとんどサスペンション装置OPによ
り支えられている、乗物の全バネ上重量にそのまま比例
する。
【0008】サスペンション装置OPでは、環状オイル
室20は、オイルOがオリフィス22やオリフィス24
を介して環状室20に流入出するため、主にピストンロ
ッド10の動きを緩衝する働きをなす。オリフィス22
にあるボールチェックバルブBCVは、オイルの流れを
制限しているから、一方向へのピストンロッド10の動
きに対しては他の方向への動きに対するよりも緩衝効果
を増している。
室20は、オイルOがオリフィス22やオリフィス24
を介して環状室20に流入出するため、主にピストンロ
ッド10の動きを緩衝する働きをなす。オリフィス22
にあるボールチェックバルブBCVは、オイルの流れを
制限しているから、一方向へのピストンロッド10の動
きに対しては他の方向への動きに対するよりも緩衝効果
を増している。
【0009】空油圧式サスペンション装置OPにおける
シリンダハウジング12の内の内室部分18、20にあ
るオイルOは、ほとんど非圧縮性である。従って、圧縮
性であるガスからオイルOに作用するの大小にかかわら
ず、オイルOはほとんど一定の体積を保つ。ガスGの圧
力-体積特性は、当業者に周知の物理法則により求める
ことができる。
シリンダハウジング12の内の内室部分18、20にあ
るオイルOは、ほとんど非圧縮性である。従って、圧縮
性であるガスからオイルOに作用するの大小にかかわら
ず、オイルOはほとんど一定の体積を保つ。ガスGの圧
力-体積特性は、当業者に周知の物理法則により求める
ことができる。
【0010】図6は、懸架させたホイールT上への負荷
と、従来公知の空油圧式サスペンション装置(図1に示
されるごときもの)のハウジングに対するピストンの行
程(変位(deflection))との間の典型的な関係を示して
いる。図6には、乗物が空荷状態と荷重状態の両方の条
件下での典型的な動作範囲が示されている。
と、従来公知の空油圧式サスペンション装置(図1に示
されるごときもの)のハウジングに対するピストンの行
程(変位(deflection))との間の典型的な関係を示して
いる。図6には、乗物が空荷状態と荷重状態の両方の条
件下での典型的な動作範囲が示されている。
【0011】しかし、図6に示されている関係からは、
乗物が空荷状態にあるにしても、また、荷重状態にある
にしても、負荷と変位特性との間に十分なバランスは得
られないことがよく知られている。乗物が最小負荷を受
けている場合、曲線は、負荷が増える方向で十分な変位
応答性を示す。特に、トラックが空荷(空重量(emptywe
ight))の時Bと空重量の2倍の負荷(2x empty weigh
t)Cとの間の変位応答は約10.16cm(4インチ)
である。
乗物が空荷状態にあるにしても、また、荷重状態にある
にしても、負荷と変位特性との間に十分なバランスは得
られないことがよく知られている。乗物が最小負荷を受
けている場合、曲線は、負荷が増える方向で十分な変位
応答性を示す。特に、トラックが空荷(空重量(emptywe
ight))の時Bと空重量の2倍の負荷(2x empty weigh
t)Cとの間の変位応答は約10.16cm(4インチ)
である。
【0012】しかし、サスペンション装置OPの変位応
答は印加される負荷によって変化する。図6に示す曲線
のように、乗物が満載の負荷を受けているとき、変位応
答は乗物が空のときの変位応答よりも小さい。特に、サ
スペンション装置OPは、満載時の負荷Eとその2倍の
負荷Fとの間での変位応答はわずかに1.27cm
(0.5インチ)でしかない。ここで、図6における
「満載荷重(Loaded Weight)」条件Eと「2倍満載荷
重」条件Fとの間の変位を参照するとよい。サスペンシ
ョン装置は、乗物が最大限の負荷を受けているときに十
分大きな変位を示すのが好ましい状態である。
答は印加される負荷によって変化する。図6に示す曲線
のように、乗物が満載の負荷を受けているとき、変位応
答は乗物が空のときの変位応答よりも小さい。特に、サ
スペンション装置OPは、満載時の負荷Eとその2倍の
負荷Fとの間での変位応答はわずかに1.27cm
(0.5インチ)でしかない。ここで、図6における
「満載荷重(Loaded Weight)」条件Eと「2倍満載荷
重」条件Fとの間の変位を参照するとよい。サスペンシ
ョン装置は、乗物が最大限の負荷を受けているときに十
分大きな変位を示すのが好ましい状態である。
【0013】サスペンションの行程が短い変位距離に制
限されているだけの場合(この場合、サスペンションの
負荷の100%増加について1.27cm)、サスペン
ション装置は、トラックが凸凹路面を走行するときに発
生する大きな変位を吸収することができない。その結
果、トラックのフレームがその変位を受けて曲がること
があり、それほど曲がることがなくても、その際に受け
た力で損傷することがある。それに加えて、サスペンシ
ョンの変位距離が短い場合、さらに2つの問題点があ
る。(1)タイヤに過負荷がかかることがあり(そのた
め特にタイヤが損傷することがある)、(2)ドライバ
にとって乗りにくい(快適でない乗り心地)。一方、サ
スペンション装置が大きな変位をもたらす場合、サスペ
ンション装置は、乗物のフレームに有害な大きさの力を
及ぼすことなく地形の変化をより容易に吸収することが
でき、改善された乗り心地を提供することができる。
限されているだけの場合(この場合、サスペンションの
負荷の100%増加について1.27cm)、サスペン
ション装置は、トラックが凸凹路面を走行するときに発
生する大きな変位を吸収することができない。その結
果、トラックのフレームがその変位を受けて曲がること
があり、それほど曲がることがなくても、その際に受け
た力で損傷することがある。それに加えて、サスペンシ
ョンの変位距離が短い場合、さらに2つの問題点があ
る。(1)タイヤに過負荷がかかることがあり(そのた
め特にタイヤが損傷することがある)、(2)ドライバ
にとって乗りにくい(快適でない乗り心地)。一方、サ
スペンション装置が大きな変位をもたらす場合、サスペ
ンション装置は、乗物のフレームに有害な大きさの力を
及ぼすことなく地形の変化をより容易に吸収することが
でき、改善された乗り心地を提供することができる。
【0014】従来型のサスペンション装置に本来備わっ
ている欠陥を克服するための方法は数多くある。ある方
法によれば、サスペンション装置内のオイルとガスを、
高圧下で圧縮されると共に、ガスよりも直線的な変位−
負荷曲線を示す液体エラストマーと置き換えることを提
案している。別の方法としては、オイルを圧縮性液体エ
ラストマーと置き換える一方で、当該液体エラストマー
の頂部にガス圧が作用されるようにするものである。さ
らに別の方法では、米国特許第4,798,398号に記載され
ているように、サスペンション装置の変位−負荷応答を
変えるために、二種のガスを別々に利用するものがあ
る。
ている欠陥を克服するための方法は数多くある。ある方
法によれば、サスペンション装置内のオイルとガスを、
高圧下で圧縮されると共に、ガスよりも直線的な変位−
負荷曲線を示す液体エラストマーと置き換えることを提
案している。別の方法としては、オイルを圧縮性液体エ
ラストマーと置き換える一方で、当該液体エラストマー
の頂部にガス圧が作用されるようにするものである。さ
らに別の方法では、米国特許第4,798,398号に記載され
ているように、サスペンション装置の変位−負荷応答を
変えるために、二種のガスを別々に利用するものがあ
る。
【0015】しかし、これらの従来公知の方法はどれも
商業的に実行可能でなく、成功しなかった。最初に説明
した二つの従来例では、圧縮性液体エラストマーの使用
を示唆しているが、非常に大きな圧力下(典型的な動作
圧力で70MPa(約10000ポンド/インチ2を超
える)でのみ液体は圧縮されるようになっており、液体
が圧縮したとしても比較的小さい体積変化しか示さない
ため、広く受け入れられてはいない。さらに、そのよう
な圧力下では、液体はサスペンション装置から漏出しや
すく、サスペンション装置は採鉱作業で遭遇するような
厳しい環境条件で長い耐用期間の間、動作できるように
許容できるような小さな割合での漏出に減らすことは困
難である。これらのサスペンションシステムでは、シー
ル構造が非常に高くつき、サスペンションシリンダの再
充填やオーバホールを所望よりも短い間隔でしばしば行
うことになる。
商業的に実行可能でなく、成功しなかった。最初に説明
した二つの従来例では、圧縮性液体エラストマーの使用
を示唆しているが、非常に大きな圧力下(典型的な動作
圧力で70MPa(約10000ポンド/インチ2を超
える)でのみ液体は圧縮されるようになっており、液体
が圧縮したとしても比較的小さい体積変化しか示さない
ため、広く受け入れられてはいない。さらに、そのよう
な圧力下では、液体はサスペンション装置から漏出しや
すく、サスペンション装置は採鉱作業で遭遇するような
厳しい環境条件で長い耐用期間の間、動作できるように
許容できるような小さな割合での漏出に減らすことは困
難である。これらのサスペンションシステムでは、シー
ル構造が非常に高くつき、サスペンションシリンダの再
充填やオーバホールを所望よりも短い間隔でしばしば行
うことになる。
【0016】三番目に説明した従来例、即ち、米国特許
第4,798,398号で記載されているシステム(その米国特
許公報の図1に記載のもの)では、その米国特許公報の
図2に記載している変位応答性を示す。その変位曲線
は、荷重状態にあるトラックのコンプライアンスを2.
5倍以上改善したことを示している。潜在的にはこのシ
ステムによって、トラックドライバにとっての改善され
た乗り心地等の大きな利点を得て、トラックのメインフ
レームのねじれを十分に減らし、そしてトラックを凸凹
路面で高速で運転できる改善された性能を得ることがで
きるであろう。
第4,798,398号で記載されているシステム(その米国特
許公報の図1に記載のもの)では、その米国特許公報の
図2に記載している変位応答性を示す。その変位曲線
は、荷重状態にあるトラックのコンプライアンスを2.
5倍以上改善したことを示している。潜在的にはこのシ
ステムによって、トラックドライバにとっての改善され
た乗り心地等の大きな利点を得て、トラックのメインフ
レームのねじれを十分に減らし、そしてトラックを凸凹
路面で高速で運転できる改善された性能を得ることがで
きるであろう。
【0017】これらの利点があるにもかかわらず、米国
特許第4,798,398号で記載されているシステムは、商業
的には利用し得ないものである。それはおそらく、記載
されているシステムの機構的複雑さによるものである。
システムが複雑であると、システムの維持管理に大きな
コスト(それに非常な困難性)が必要となると共に、大
きな生産コストが必要になる。また、システムはサスペ
ンション装置の外側にアキュムレータ12、16を必要
とする。外部アキュムレータや、主サスペンションシリ
ンダと外部アキュムレータの間の流体接続管を配置する
に好適な位置を見つけることも簡単なことではない。加
えて、外部アキュムレータ12、16と油圧装置66、
68、80とは一般に液体漏出の原因となり易い(正確
なサスペンション動作効果の必然的なロスとなる)。こ
れらの全ての因子は、米国特許第4,798,398号で記載さ
れているシステムで言われているような利点が、合理的
なコスト(システムと維持の両方)では享受できないこ
とを意味する。
特許第4,798,398号で記載されているシステムは、商業
的には利用し得ないものである。それはおそらく、記載
されているシステムの機構的複雑さによるものである。
システムが複雑であると、システムの維持管理に大きな
コスト(それに非常な困難性)が必要となると共に、大
きな生産コストが必要になる。また、システムはサスペ
ンション装置の外側にアキュムレータ12、16を必要
とする。外部アキュムレータや、主サスペンションシリ
ンダと外部アキュムレータの間の流体接続管を配置する
に好適な位置を見つけることも簡単なことではない。加
えて、外部アキュムレータ12、16と油圧装置66、
68、80とは一般に液体漏出の原因となり易い(正確
なサスペンション動作効果の必然的なロスとなる)。こ
れらの全ての因子は、米国特許第4,798,398号で記載さ
れているシステムで言われているような利点が、合理的
なコスト(システムと維持の両方)では享受できないこ
とを意味する。
【0018】最後に、前述した各システムは受動型シス
テムとして知られている。換言すれば、乗物の運転の
間、サスペンションシステムにはなんらの外力も働かな
いか、又は、制御がなされない。種々の受動型でない
(即ち、能動型)サスペンションシステムは既に開発さ
れている。しかし、全ての能動型サスペンションシステ
ムは、上述の受動型システムよりもさらに複雑である。
現在まで、鉱業用トラックの分野ではどの能動型サスペ
ンションシステムも受け入れられていない。
テムとして知られている。換言すれば、乗物の運転の
間、サスペンションシステムにはなんらの外力も働かな
いか、又は、制御がなされない。種々の受動型でない
(即ち、能動型)サスペンションシステムは既に開発さ
れている。しかし、全ての能動型サスペンションシステ
ムは、上述の受動型システムよりもさらに複雑である。
現在まで、鉱業用トラックの分野ではどの能動型サスペ
ンションシステムも受け入れられていない。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、米国
特許第4,978,398号に開示のサスペンション装置の利点
を温存しつつ、前述した如くの諸問題点を解消したサス
ペンション装置を提供することにある。
特許第4,978,398号に開示のサスペンション装置の利点
を温存しつつ、前述した如くの諸問題点を解消したサス
ペンション装置を提供することにある。
【0020】また、本発明の目的は、改良された変位応
答性を持つ受動型サスペンション装置を提供することで
ある。
答性を持つ受動型サスペンション装置を提供することで
ある。
【0021】
【課題を解決するための手段】前記課題は、以下の本発
明により解決できる。即ち、本発明のサスペンション装
置は、ハウジング、前記ハウジング内に摺動可能なよう
に配置されるピストンロッドからなり、前記ハウジング
と前記ピストンロッドとで容積可変なように密封された
内室を画成する。液体は前記内室に注入されて、前記内
室より小さい容積を占有する。第1ガス室は前記内室に
配置され、前記内室より小さい容積を占めていると共
に、前記内室に注入されている液体と同一圧力を常に受
けている。第2ガス室は、前記内室内に配置され、前記
内室よりは小さい容積を占有し、シリンダ壁を摺動する
ピストンを含む手段によって液体と第1ガス室から分離
されていると共に、第2ガス室の膨張は、シリンダ壁の
内側にあるピストンの移動を制限する止め具によって制
限されている。
明により解決できる。即ち、本発明のサスペンション装
置は、ハウジング、前記ハウジング内に摺動可能なよう
に配置されるピストンロッドからなり、前記ハウジング
と前記ピストンロッドとで容積可変なように密封された
内室を画成する。液体は前記内室に注入されて、前記内
室より小さい容積を占有する。第1ガス室は前記内室に
配置され、前記内室より小さい容積を占めていると共
に、前記内室に注入されている液体と同一圧力を常に受
けている。第2ガス室は、前記内室内に配置され、前記
内室よりは小さい容積を占有し、シリンダ壁を摺動する
ピストンを含む手段によって液体と第1ガス室から分離
されていると共に、第2ガス室の膨張は、シリンダ壁の
内側にあるピストンの移動を制限する止め具によって制
限されている。
【0022】また、軽負荷の場合、第2ガス室内のガス
の圧力が第1ガス室内のガスの圧力より高いのが望まし
い。
の圧力が第1ガス室内のガスの圧力より高いのが望まし
い。
【0023】さらに、本発明において、第1及び第2ガ
ス室内の両方のガスは窒素ガスであってもよい。
ス室内の両方のガスは窒素ガスであってもよい。
【0024】ピストンとピストンが摺動するシリンダ壁
との間の摩擦を極小にするために、低摩擦ベアリングを
液体と第1ガス室から第2ガス室を分離するピストンに
配置してもよい。
との間の摩擦を極小にするために、低摩擦ベアリングを
液体と第1ガス室から第2ガス室を分離するピストンに
配置してもよい。
【0025】別の態様では、液体と第1ガス室から第2
ガス室を分離するピストンは、液体動力システム用のア
キュムレータで使用されている型のゴム製の空気袋やゴ
ム製のダイヤフラムで置き換えてもよい。
ガス室を分離するピストンは、液体動力システム用のア
キュムレータで使用されている型のゴム製の空気袋やゴ
ム製のダイヤフラムで置き換えてもよい。
【0026】さらに別の態様では、サスペンション装置
は、容積可変なように密封された内室の内側に配置さ
れ、液体から分離されている第3ガス室を含んでいても
よい。第1ガス室と第2ガス室は、前記内室内に配置さ
れており、同時に第3ガス室は、シリンダ壁を摺動する
第2ピストンを含む手段により液体、第1ガス室、第2
ガス室から分離されている。第3ガス室の膨張は、シリ
ンダ壁を摺動する第2ピストンの移動を制限する止めに
より制限されている。
は、容積可変なように密封された内室の内側に配置さ
れ、液体から分離されている第3ガス室を含んでいても
よい。第1ガス室と第2ガス室は、前記内室内に配置さ
れており、同時に第3ガス室は、シリンダ壁を摺動する
第2ピストンを含む手段により液体、第1ガス室、第2
ガス室から分離されている。第3ガス室の膨張は、シリ
ンダ壁を摺動する第2ピストンの移動を制限する止めに
より制限されている。
【0027】この態様では、軽負荷及び中負荷につい
て、第3ガス室の膨張の制限によって、第3ガス室のガ
ス圧を第2ガス室のガス圧より高くする。
て、第3ガス室の膨張の制限によって、第3ガス室のガ
ス圧を第2ガス室のガス圧より高くする。
【0028】第1態様におけるのと同様に、第1、第
2、それに第3ガスは窒素ガス又はその他の適当な圧縮
性液体であってもよい。
2、それに第3ガスは窒素ガス又はその他の適当な圧縮
性液体であってもよい。
【0029】別の態様では、第3ガス室を液体、第1ガ
ス室と第2ガス室から分離する第2ピストンは、液体動
力システム用のアキュムレータで使用されている型のゴ
ム製空気袋やゴム製ダイヤフラムで置き換えてもよい。
ス室と第2ガス室から分離する第2ピストンは、液体動
力システム用のアキュムレータで使用されている型のゴ
ム製空気袋やゴム製ダイヤフラムで置き換えてもよい。
【0030】上述した本発明の態様は、以下に添付図面
と共に説明する。明細書を通して同一の構成部品には同
一の符号を用いて説明している。
と共に説明する。明細書を通して同一の構成部品には同
一の符号を用いて説明している。
【0031】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施の形態である空
油圧式サスペンション装置は、符号100を以て図7か
ら図9にかけて示されている。サスペンション装置10
0にはハウジング104内に摺動可能なピストンロッド
102を含んでいる。ピストンロッド102は、露出端
部106で端板108により密封されている。同様に、
ハウジング104は端板112により露出端部110が
密封されている。
油圧式サスペンション装置は、符号100を以て図7か
ら図9にかけて示されている。サスペンション装置10
0にはハウジング104内に摺動可能なピストンロッド
102を含んでいる。ピストンロッド102は、露出端
部106で端板108により密封されている。同様に、
ハウジング104は端板112により露出端部110が
密封されている。
【0032】ピストン102とハウジング104とは、
図示の実施の形態では円筒形状であり、大型鉱業用トラ
ックで使用されているサスペンション装置の場合では、
ピストンロッド102の直径は、約20.32cm(8
インチ)から約35.56cm(14インチ)までの範
囲にある。ピストンロッド102とハウジング104と
は、スチールからなるのが好ましい。しかし、ピストン
ロッド102とハウジング104とは円形の断面を有し
ないものと製造してもよい。さらに、ピストンロッド1
02とハウジング104とは、採鉱現場環境下でトラッ
クがおよそ出会う応力によく耐えられるのであれば、ス
チール以外の適当な材料で形成されていてもよい。
図示の実施の形態では円筒形状であり、大型鉱業用トラ
ックで使用されているサスペンション装置の場合では、
ピストンロッド102の直径は、約20.32cm(8
インチ)から約35.56cm(14インチ)までの範
囲にある。ピストンロッド102とハウジング104と
は、スチールからなるのが好ましい。しかし、ピストン
ロッド102とハウジング104とは円形の断面を有し
ないものと製造してもよい。さらに、ピストンロッド1
02とハウジング104とは、採鉱現場環境下でトラッ
クがおよそ出会う応力によく耐えられるのであれば、ス
チール以外の適当な材料で形成されていてもよい。
【0033】ピストンロッド102は中空である。ハウ
ジング104も中空である。ピストンロッド102がハ
ウジング104内に摺動自在に挿入されると、ハウジン
グとピストンロッドによりサスペンション装置100の
内室114が画成される。ピストンロッド102とハウ
ジング104との間に配設されるシール116で内室1
14を外部とは密閉して、内室114がかあつできるよ
うにする。シール116は、サスペンション装置100
の動作中に作用する高圧に耐えるように設計されてい
る。このシール116は、当業者に知られているいずれ
の型のものであってもよい。
ジング104も中空である。ピストンロッド102がハ
ウジング104内に摺動自在に挿入されると、ハウジン
グとピストンロッドによりサスペンション装置100の
内室114が画成される。ピストンロッド102とハウ
ジング104との間に配設されるシール116で内室1
14を外部とは密閉して、内室114がかあつできるよ
うにする。シール116は、サスペンション装置100
の動作中に作用する高圧に耐えるように設計されてい
る。このシール116は、当業者に知られているいずれ
の型のものであってもよい。
【0034】本発明の好ましい実施の形態では、例えば
オイル118の如くのほぼ非圧縮性の液体を内室114
を部分的に充填してピストンロッド102とハウジング
104の両方の内部を部分的に充満させる。サスペンシ
ョン装置100の機能を損なわない限りにおいて、使用
するオイルの種類は問わない。
オイル118の如くのほぼ非圧縮性の液体を内室114
を部分的に充填してピストンロッド102とハウジング
104の両方の内部を部分的に充満させる。サスペンシ
ョン装置100の機能を損なわない限りにおいて、使用
するオイルの種類は問わない。
【0035】ボールチェックバルブ111は、ピストン
ロッド102がハウジング104内に移動するとき、オ
イル118をある部分から他の部分へ移動させるため
に、主室113は環状室115と連通するように、ピス
トンロッド102の壁を介して配設されていてもよい。
ボールチェックバルブ111は、主室113から環状室
115へのオイルの流れを制御して、サスペンション装
置100の緩衝効果を制御する。また、ボールチェック
バルブ111に加えて、他の装置(図示せず)は、主室
113から環状室115へのオイル118の流れを容易
にするために壁を介して配置されてもよい。
ロッド102がハウジング104内に移動するとき、オ
イル118をある部分から他の部分へ移動させるため
に、主室113は環状室115と連通するように、ピス
トンロッド102の壁を介して配設されていてもよい。
ボールチェックバルブ111は、主室113から環状室
115へのオイルの流れを制御して、サスペンション装
置100の緩衝効果を制御する。また、ボールチェック
バルブ111に加えて、他の装置(図示せず)は、主室
113から環状室115へのオイル118の流れを容易
にするために壁を介して配置されてもよい。
【0036】サスペンション装置100における内室1
14の残部は、ガスによって占められている。第1ガス
120は、ハウジング内の第1室122を満たしてい
る。この第1ガス120は不活性ガスであって、容易に
入手可能なことから窒素が好ましい。当然、第1室12
2は内室114より小さい。
14の残部は、ガスによって占められている。第1ガス
120は、ハウジング内の第1室122を満たしてい
る。この第1ガス120は不活性ガスであって、容易に
入手可能なことから窒素が好ましい。当然、第1室12
2は内室114より小さい。
【0037】第1バルブ124は、第1室122に連通
するハウジング104を介して配設される。第1バルブ
124により第1ガス120をサスペンション装置10
0の外から第1室に導入する。また、サスペンション装
置100の動作の間に第1ガス120の圧力を変えなけ
ればならないようであれば、第1ガス120は第1バル
ブ124を介して容易に加える(又は除去)ことができ
る。加えて、第1ガスの圧力をチェックしたい場合、圧
力ゲージ(図示せず)を第1バルブ124に取りつけて
もよい。
するハウジング104を介して配設される。第1バルブ
124により第1ガス120をサスペンション装置10
0の外から第1室に導入する。また、サスペンション装
置100の動作の間に第1ガス120の圧力を変えなけ
ればならないようであれば、第1ガス120は第1バル
ブ124を介して容易に加える(又は除去)ことができ
る。加えて、第1ガスの圧力をチェックしたい場合、圧
力ゲージ(図示せず)を第1バルブ124に取りつけて
もよい。
【0038】第2ガス126は、ピストンロッド内の第
2室128を占めている。第1ガスと同様に、第2ガス
も窒素が好ましい。第1室と同様に、第2室は内室より
小さい。
2室128を占めている。第1ガスと同様に、第2ガス
も窒素が好ましい。第1室と同様に、第2室は内室より
小さい。
【0039】ハウジングを介する第1バルブと同様に、
第2バルブ130はピストンロッド102を介して配設
され、第2室と連通している。第2バルブ130を介し
てサスペンション装置100の外から第2ガス126を
第2室128に導入する。また、サスペンション装置1
00の動作の間に第2ガスの圧力を変化させなければな
らないようであれば、第2ガス126は第2バルブ13
0を介して容易に加える(又は除去する)ことができ
る。第1ガスの圧力をチェックする必要がある場合で
は、圧力ゲージ(図示せず)を第1バルブ124に取り
つけてもよい。
第2バルブ130はピストンロッド102を介して配設
され、第2室と連通している。第2バルブ130を介し
てサスペンション装置100の外から第2ガス126を
第2室128に導入する。また、サスペンション装置1
00の動作の間に第2ガスの圧力を変化させなければな
らないようであれば、第2ガス126は第2バルブ13
0を介して容易に加える(又は除去する)ことができ
る。第1ガスの圧力をチェックする必要がある場合で
は、圧力ゲージ(図示せず)を第1バルブ124に取り
つけてもよい。
【0040】ピストンロッド102において、ピストン
132は、第2ガス126とオイル118の間に配設さ
れている。ピストン132は、第2ガス126がオイル
118中から逃げて第1室122内の第1ガス122と
混じるのを防ぐために、第2ガス126を第2室128
内に押さえこんでいる。ピストン132は、スチールや
アルミニウム合金等の金属から構成されていることが好
ましい。
132は、第2ガス126とオイル118の間に配設さ
れている。ピストン132は、第2ガス126がオイル
118中から逃げて第1室122内の第1ガス122と
混じるのを防ぐために、第2ガス126を第2室128
内に押さえこんでいる。ピストン132は、スチールや
アルミニウム合金等の金属から構成されていることが好
ましい。
【0041】サスペンション装置100内に、第2ガス
126は、まず第1ガス120より高圧で充填される
(拡張(又は軽負荷下)されている状態のサスペンショ
ン装置について)。それによって、ピストンがピストン
ロッド102内の所定位置を過ぎて移動するのを防止す
るため(さらに、第2ガス126と第1ガス120との
間の圧力を一定に保つため)、ピストン止め134は、
ピストンロッド102内面に取りつけられている。ピス
トン止め34は、ピストン132がピストンロッド10
2内で第1室122に対してどれだけ離れることができ
るかを制限している。
126は、まず第1ガス120より高圧で充填される
(拡張(又は軽負荷下)されている状態のサスペンショ
ン装置について)。それによって、ピストンがピストン
ロッド102内の所定位置を過ぎて移動するのを防止す
るため(さらに、第2ガス126と第1ガス120との
間の圧力を一定に保つため)、ピストン止め134は、
ピストンロッド102内面に取りつけられている。ピス
トン止め34は、ピストン132がピストンロッド10
2内で第1室122に対してどれだけ離れることができ
るかを制限している。
【0042】第2ガスのピストン132からの漏出防止
のために2つの機構が設けられている。サスペンション
装置100が小さい(軽い)負荷の下にある場合、ピス
トンはピストン止め134に当接して静止している。こ
の条件下では、オイル圧力と第1ガス120の圧力は、
第2室128の第2ガス126の圧力よりかなり小さ
い。この条件下で第2ガスのピストン132からの漏出
を防止するために、ピストン132がピストン止め34
に当接したときの圧力抵抗シールを防止するように、ピ
ストン132は弾性シール136を含む。サスペンショ
ン装置100内のオイル118の圧力が第2ガス126
の初期充填圧力を超えるときには、(図9に示すよう
に)第2ガスを圧縮して、ピストン132がピストン止
め134から移動する。そのような場合、エラストマー
製シール136はもはやピストン止め134と密接して
いないので、第2ガス126の第2室128からの漏出
を妨げない。しかし、ピストン132は、ピストン止め
134から離れて移動する場合に第2ガス126の漏出
を妨げる第2シール138を備えている。
のために2つの機構が設けられている。サスペンション
装置100が小さい(軽い)負荷の下にある場合、ピス
トンはピストン止め134に当接して静止している。こ
の条件下では、オイル圧力と第1ガス120の圧力は、
第2室128の第2ガス126の圧力よりかなり小さ
い。この条件下で第2ガスのピストン132からの漏出
を防止するために、ピストン132がピストン止め34
に当接したときの圧力抵抗シールを防止するように、ピ
ストン132は弾性シール136を含む。サスペンショ
ン装置100内のオイル118の圧力が第2ガス126
の初期充填圧力を超えるときには、(図9に示すよう
に)第2ガスを圧縮して、ピストン132がピストン止
め134から移動する。そのような場合、エラストマー
製シール136はもはやピストン止め134と密接して
いないので、第2ガス126の第2室128からの漏出
を妨げない。しかし、ピストン132は、ピストン止め
134から離れて移動する場合に第2ガス126の漏出
を妨げる第2シール138を備えている。
【0043】また、ピストン132とピストンロッド1
02の内壁との間の摩擦を極小にするために、ピストン
132は低摩擦ベアリング140を備えている。低摩擦
ベアリング140によって、オイル118(それに第1
ガス120)の圧力が第2ガス126についての「初期
充填圧力」を超えるときはいつでも、第2ガス126の
圧力をオイル118(それに第1ガス120)の圧力と
ほぼ同じになるようにピストン132は自由に移動する
ことを保証する。ピストン132の質量慣性を極小にす
るために壁厚みは極小に維持される。慣性をさらに減ら
す必要がある場合には、ピストン132はアルミニウム
合金等の低密度物質で構成してもよい。
02の内壁との間の摩擦を極小にするために、ピストン
132は低摩擦ベアリング140を備えている。低摩擦
ベアリング140によって、オイル118(それに第1
ガス120)の圧力が第2ガス126についての「初期
充填圧力」を超えるときはいつでも、第2ガス126の
圧力をオイル118(それに第1ガス120)の圧力と
ほぼ同じになるようにピストン132は自由に移動する
ことを保証する。ピストン132の質量慣性を極小にす
るために壁厚みは極小に維持される。慣性をさらに減ら
す必要がある場合には、ピストン132はアルミニウム
合金等の低密度物質で構成してもよい。
【0044】本発明の作用については図7から図9に関
して詳述する。サスペンション装置100において、第
1ガス120は、図13にグラフ化された空荷のトラッ
クの変位特性を示す主ガスとして作用する。また、第2
ガス126が内室114に含まれている間、サスペンシ
ョン装置100内の圧力が低圧制限(第2ガス126に
関する「初期充填圧力」を越えない限り、第2ガス12
6は圧縮しない。この低圧制限は、トラックが標準的な
空荷(又は軽負荷下)の状態にある場合のオイル118
(それに第1ガス120)の圧力より高い。
して詳述する。サスペンション装置100において、第
1ガス120は、図13にグラフ化された空荷のトラッ
クの変位特性を示す主ガスとして作用する。また、第2
ガス126が内室114に含まれている間、サスペンシ
ョン装置100内の圧力が低圧制限(第2ガス126に
関する「初期充填圧力」を越えない限り、第2ガス12
6は圧縮しない。この低圧制限は、トラックが標準的な
空荷(又は軽負荷下)の状態にある場合のオイル118
(それに第1ガス120)の圧力より高い。
【0045】サスペンション装置100への負荷が十分
に大きくなってオイル118への圧力が低圧制限を越え
る場合には、第2ガス126は第1ガス120と第2ガ
ス126の合わせた体積について同じ割合で圧縮されて
いく。合計したガスの量は第1室122だけの場合より
も大きいため、(内室114の減少を伴って(即ち、ハ
ウジング104内でのピストンロッド102の動きを伴
って))圧力が増加する割合は第2室128がサスペン
ション装置100に含まれていないと仮定する場合の割
合よりも小さい。これによってサスペンション装置の変
位と負荷特性を相当に改善できる。
に大きくなってオイル118への圧力が低圧制限を越え
る場合には、第2ガス126は第1ガス120と第2ガ
ス126の合わせた体積について同じ割合で圧縮されて
いく。合計したガスの量は第1室122だけの場合より
も大きいため、(内室114の減少を伴って(即ち、ハ
ウジング104内でのピストンロッド102の動きを伴
って))圧力が増加する割合は第2室128がサスペン
ション装置100に含まれていないと仮定する場合の割
合よりも小さい。これによってサスペンション装置の変
位と負荷特性を相当に改善できる。
【0046】ピストン止め134を離れてピストン13
2を動かすために、第1ガス120(それにオイル11
8)の圧力は、第2ガスに関する「初期充填圧力」を全
く越えていなければならない。第1ガス120の圧力が
第2ガスに関する「初期充填圧力」を越えている場合、
第1ガス120と第2ガス126の間の圧力差は(1)
ピストン132とピストンロッド102の内壁との間の
摩擦及び/又は(2)(ピストンロッド102のハウジ
ング104に対する急速な動きによる)第1ガス120
の圧力が急速に変化する場合のピストン132の慣性効
果による。
2を動かすために、第1ガス120(それにオイル11
8)の圧力は、第2ガスに関する「初期充填圧力」を全
く越えていなければならない。第1ガス120の圧力が
第2ガスに関する「初期充填圧力」を越えている場合、
第1ガス120と第2ガス126の間の圧力差は(1)
ピストン132とピストンロッド102の内壁との間の
摩擦及び/又は(2)(ピストンロッド102のハウジ
ング104に対する急速な動きによる)第1ガス120
の圧力が急速に変化する場合のピストン132の慣性効
果による。
【0047】前述したように、第1ガス120は、サス
ペンション装置100の頂部にある第1バルブ124を
介して充填される。適量の第1ガス120を第1室12
2に充填するために、サスペンション装置100は、こ
の動作においておよそ軽負荷又は全く負荷をうけない。
同様に、第2ガス126は、第2室128にサスペンシ
ョン装置100の底部に配置された第2バルブ130を
介して供給できる。所定量のガス126を第2室128
に充填するために、サスペンション装置は、軽負荷又は
全く負荷を受けないようにしなければならない。第1バ
ルブ124と第2バルブ130はサスペンション装置1
00の外側から直ちにアクセスできるので,また、負荷
のかかっていないサスペンション装置100に二つのガ
スを充填することができるので、従来の(一段型)空油
圧式サスペンション装置に充填するために通常必要とさ
れるほどの努力は必要でない(図1、図3、図4)。
ペンション装置100の頂部にある第1バルブ124を
介して充填される。適量の第1ガス120を第1室12
2に充填するために、サスペンション装置100は、こ
の動作においておよそ軽負荷又は全く負荷をうけない。
同様に、第2ガス126は、第2室128にサスペンシ
ョン装置100の底部に配置された第2バルブ130を
介して供給できる。所定量のガス126を第2室128
に充填するために、サスペンション装置は、軽負荷又は
全く負荷を受けないようにしなければならない。第1バ
ルブ124と第2バルブ130はサスペンション装置1
00の外側から直ちにアクセスできるので,また、負荷
のかかっていないサスペンション装置100に二つのガ
スを充填することができるので、従来の(一段型)空油
圧式サスペンション装置に充填するために通常必要とさ
れるほどの努力は必要でない(図1、図3、図4)。
【0048】図10から図12には、本発明に係る空油
圧式サスペンション装置200の第2実施の形態を示
す。この空油圧式サスペンション装置200は、装置2
00の変位に対する負荷特性をさらに修正するために、
容積可変型の密封内室がさらに第3室204に収納され
る第3ガス202を加えるように分割されている(図1
3)。第3室204を画成するため、内部ハウジング2
06がハウジング104の端板113の内面に取りつけ
られる。内部ハウジング206は、サスペンション装置
200の通常の取扱いで受ける圧力を処理できるスチー
ルやその他の適当な物質からなっていてもよい。内部ハ
ウジング206は、第3室204内の第3ガス202を
シールして第3ガス202が内部ハウジング206から
逃げて第1室122の第1ガス120と混じることがな
い溶接やその他の接合方法によって端板113に取りつ
けられていてもよい。
圧式サスペンション装置200の第2実施の形態を示
す。この空油圧式サスペンション装置200は、装置2
00の変位に対する負荷特性をさらに修正するために、
容積可変型の密封内室がさらに第3室204に収納され
る第3ガス202を加えるように分割されている(図1
3)。第3室204を画成するため、内部ハウジング2
06がハウジング104の端板113の内面に取りつけ
られる。内部ハウジング206は、サスペンション装置
200の通常の取扱いで受ける圧力を処理できるスチー
ルやその他の適当な物質からなっていてもよい。内部ハ
ウジング206は、第3室204内の第3ガス202を
シールして第3ガス202が内部ハウジング206から
逃げて第1室122の第1ガス120と混じることがな
い溶接やその他の接合方法によって端板113に取りつ
けられていてもよい。
【0049】内部ハウジング206は、ハウジング10
4のピストンロッド102の動きを妨げないためにピス
トン102より小さい断面を持つ必要がある。加えて、
内部ハウジング206の長さは、サスペンション装置2
00が重負荷を受けた場合にピストン132の動きを妨
げないようにする(図12)。
4のピストンロッド102の動きを妨げないためにピス
トン102より小さい断面を持つ必要がある。加えて、
内部ハウジング206の長さは、サスペンション装置2
00が重負荷を受けた場合にピストン132の動きを妨
げないようにする(図12)。
【0050】第1バルブ124と同様に第3バルブ20
8も端板113を介して配置されている。第3バルブは
第3室204と連通し、サスペンション装置200が軽
負荷又は全く負荷がかかっていないときに第3ガスを所
定の大きさの圧力にすることができる。第3ガス202
の圧力がサスペンション装置200の操作の間に変化す
ることがある場合には、第3ガス202は第3バルブ2
08を介して容易に付加(又は除去)することができ
る。また、第3ガスの圧力をチェックする必要があれ
ば、圧力ゲージを第3バルブ208に装着してもよい。
8も端板113を介して配置されている。第3バルブは
第3室204と連通し、サスペンション装置200が軽
負荷又は全く負荷がかかっていないときに第3ガスを所
定の大きさの圧力にすることができる。第3ガス202
の圧力がサスペンション装置200の操作の間に変化す
ることがある場合には、第3ガス202は第3バルブ2
08を介して容易に付加(又は除去)することができ
る。また、第3ガスの圧力をチェックする必要があれ
ば、圧力ゲージを第3バルブ208に装着してもよい。
【0051】内部ハウジング206では、第2ピストン
210が第3ガス202とオイル118の間に配置され
る。第2ピストン210は、第3ガスがオイル118中
に逃げて第1室122の第1ガス120と混じるのを防
止するために第3室内の第3ガスを包んでいる。ピスト
ン132と同様に、第2ピストン210はスチールやア
ルミニウム合金等の金属からなるのが好ましい。
210が第3ガス202とオイル118の間に配置され
る。第2ピストン210は、第3ガスがオイル118中
に逃げて第1室122の第1ガス120と混じるのを防
止するために第3室内の第3ガスを包んでいる。ピスト
ン132と同様に、第2ピストン210はスチールやア
ルミニウム合金等の金属からなるのが好ましい。
【0052】サスペンション装置200内に、第3ガス
202は最初に第2ガスより高圧で充填される(延ばさ
れた状態(又は軽負荷の状態)にあるサスペンション装
置に)。そこで、第2ピストンが内部ハウジング206
の端部を越えて動くのを妨げるため(さらに、それによ
って第3ガス202と第1ガス120とを同じにするた
め)、第2ピストン止め212は、端板112ではなく
内部ハウジング206の端部に取りつけられている。
202は最初に第2ガスより高圧で充填される(延ばさ
れた状態(又は軽負荷の状態)にあるサスペンション装
置に)。そこで、第2ピストンが内部ハウジング206
の端部を越えて動くのを妨げるため(さらに、それによ
って第3ガス202と第1ガス120とを同じにするた
め)、第2ピストン止め212は、端板112ではなく
内部ハウジング206の端部に取りつけられている。
【0053】ピストン132のように、第2ピストン2
10がピストン132と同じ構造をもつことにより、2
つの機構によって第3ガスの第2ピストン210の周り
からの漏出を防止している。特に、サスペンション装置
200が軽負荷下にある場合、第2ピストン210は第
2ピストン止め212に係合している。加えて、オイル
圧力と第1ガス120の圧力は、第3ガス202の圧力
よりも相当小さくてもよい。この条件下で第3ガスの第
2ピストンを越えた漏出を防止するため、第2ピストン
210は、第2ピストン止め212の内部に機械で正確
に形成された面に付着するエラストマー製シール214
を備えている。オイル118の圧力が第3ガス202の
初期充填圧力を超える場合、第3ガスは圧縮されて(図
12)、第2ピストン210は第2ピストン止め212
から離れて動く。加えて、エラストマー製シール214
は、もはや第2ピストン止め212と付着していないた
め、第3ガス202の第3室204からの漏出を妨げな
い。しかし、第2ピストン210は第2ピストンが第2
ピストン止め212から離れて動いた場合に第3ガスの
漏出を防ぐ第2シールを備える。
10がピストン132と同じ構造をもつことにより、2
つの機構によって第3ガスの第2ピストン210の周り
からの漏出を防止している。特に、サスペンション装置
200が軽負荷下にある場合、第2ピストン210は第
2ピストン止め212に係合している。加えて、オイル
圧力と第1ガス120の圧力は、第3ガス202の圧力
よりも相当小さくてもよい。この条件下で第3ガスの第
2ピストンを越えた漏出を防止するため、第2ピストン
210は、第2ピストン止め212の内部に機械で正確
に形成された面に付着するエラストマー製シール214
を備えている。オイル118の圧力が第3ガス202の
初期充填圧力を超える場合、第3ガスは圧縮されて(図
12)、第2ピストン210は第2ピストン止め212
から離れて動く。加えて、エラストマー製シール214
は、もはや第2ピストン止め212と付着していないた
め、第3ガス202の第3室204からの漏出を妨げな
い。しかし、第2ピストン210は第2ピストンが第2
ピストン止め212から離れて動いた場合に第3ガスの
漏出を防ぐ第2シールを備える。
【0054】また、ちょうどピストン132と同じよう
に、第2ピストン210と内部ハウジング206の内面
との摩擦を極小にするため、第2ピストン210は低摩
擦ベアリング218を備えている。低摩擦ベアリングに
よって、オイル118の圧力が第3ガス202の「初期
充填圧力」を越えている場合はいつでも、第3ガス20
2の圧力をオイル118(さらに第1ガス120)の圧
力とほぼ同じにするために第2ピストン210が自由に
動くことを保証している。第2ピストン210の質量慣
性を極小にするために、壁厚みを極小に維持している。
さらに慣性を減らす必要があれば、第2ピストン210
は、アルミニウム合金等の低密度物質からなる物であっ
てもよい。
に、第2ピストン210と内部ハウジング206の内面
との摩擦を極小にするため、第2ピストン210は低摩
擦ベアリング218を備えている。低摩擦ベアリングに
よって、オイル118の圧力が第3ガス202の「初期
充填圧力」を越えている場合はいつでも、第3ガス20
2の圧力をオイル118(さらに第1ガス120)の圧
力とほぼ同じにするために第2ピストン210が自由に
動くことを保証している。第2ピストン210の質量慣
性を極小にするために、壁厚みを極小に維持している。
さらに慣性を減らす必要があれば、第2ピストン210
は、アルミニウム合金等の低密度物質からなる物であっ
てもよい。
【0055】サスペンション装置200の動作をここに
詳述する。サスペンション装置200は、第3ガス20
2が第2ガス126より高い初期充填圧力を持つ場合を
除いて、サスペンション装置100と同じように動作す
る。ちょうどサスペンション装置100と同様に、第1
ガスは主ガスとして働く。サスペンション装置200内
の圧力が第2ガス126の初期充填圧力を超えない限
り、第2ガス126は、圧縮されない。同様に、サスペ
ンション装置200内の圧力が第3ガス202の初期充
填圧力を超えるまで第3ガス202は圧縮されない。
詳述する。サスペンション装置200は、第3ガス20
2が第2ガス126より高い初期充填圧力を持つ場合を
除いて、サスペンション装置100と同じように動作す
る。ちょうどサスペンション装置100と同様に、第1
ガスは主ガスとして働く。サスペンション装置200内
の圧力が第2ガス126の初期充填圧力を超えない限
り、第2ガス126は、圧縮されない。同様に、サスペ
ンション装置200内の圧力が第3ガス202の初期充
填圧力を超えるまで第3ガス202は圧縮されない。
【0056】サスペンション装置100と同様に、サス
ペンション装置200への負荷が大きくなってオイルへ
の圧力が第2ガス126の初期充填圧力を超える場合、
装置200は、第1ガス120と第2ガス126の合計
の体積に対応した割合で圧縮される。これは図11に記
載されており、そこではサスペンション装置200は中
間的な負荷を受けているように示されている。第3ガス
の下限閾値(lower threshold)へとサスペンション装置
200の負荷が増すことにより、第3ガスは圧縮され始
める。その点での装置200の圧縮割合は、第1ガス1
20、第2ガス126、それに第3ガス202の合計体
積によっている。これは図12に示されている。
ペンション装置200への負荷が大きくなってオイルへ
の圧力が第2ガス126の初期充填圧力を超える場合、
装置200は、第1ガス120と第2ガス126の合計
の体積に対応した割合で圧縮される。これは図11に記
載されており、そこではサスペンション装置200は中
間的な負荷を受けているように示されている。第3ガス
の下限閾値(lower threshold)へとサスペンション装置
200の負荷が増すことにより、第3ガスは圧縮され始
める。その点での装置200の圧縮割合は、第1ガス1
20、第2ガス126、それに第3ガス202の合計体
積によっている。これは図12に示されている。
【0057】サスペンション装置100と同様に、装置
200においても第1ガス、第2ガス、それに第3ガス
は窒素ガスであってもよい。
200においても第1ガス、第2ガス、それに第3ガス
は窒素ガスであってもよい。
【0058】サスペンション装置100に関する変位に
対する負荷曲線は、図13におよそ記載した。サスペン
ション装置200に関する変位に対する負荷曲線は、図
14におよそ記載した。2つの曲線によって、一つのみ
の独立ガス室を備えた従来型の空油圧式装置(図6)と
比較した場合の装置に関する改良された特性を明らかに
している。
対する負荷曲線は、図13におよそ記載した。サスペン
ション装置200に関する変位に対する負荷曲線は、図
14におよそ記載した。2つの曲線によって、一つのみ
の独立ガス室を備えた従来型の空油圧式装置(図6)と
比較した場合の装置に関する改良された特性を明らかに
している。
【0059】サスペンション装置100又はサスペンシ
ョン装置200では、第2ガス126と第3ガス202
はそれぞれピストン内に含まれている必要はない。その
代わりに、ガスは、当業者に知られているエラストマー
状空気袋やダイアフラムによる緩衝装置内に含まれてい
てもよい。
ョン装置200では、第2ガス126と第3ガス202
はそれぞれピストン内に含まれている必要はない。その
代わりに、ガスは、当業者に知られているエラストマー
状空気袋やダイアフラムによる緩衝装置内に含まれてい
てもよい。
【0060】上記記載によって明らかにしたように、本
発明は、最も簡単な手段として、少なくとも2つの異な
る機能性ガスを含む装置を提供する。トラックが空荷の
場合やサスペンション装置にかかる負荷が小さい場合、
一方のガスがサスペンション装置の変位特性に寄与す
る。トラックが負荷を受け、装置への負荷がより大きい
場合、各機能性ガスの組み合わせたガスがサスペンショ
ン装置の変位特性に寄与する。本発明に係る装置は、こ
の2段又はそれ以上のガス効果を得るために上記の装置
よりもシンプルなものとできる。本発明のサスペンショ
ン装置のシンプルさによって製造及び維持コストを低く
でき、また、従来知られたサスペンション装置よりも高
い信頼性が得られる。
発明は、最も簡単な手段として、少なくとも2つの異な
る機能性ガスを含む装置を提供する。トラックが空荷の
場合やサスペンション装置にかかる負荷が小さい場合、
一方のガスがサスペンション装置の変位特性に寄与す
る。トラックが負荷を受け、装置への負荷がより大きい
場合、各機能性ガスの組み合わせたガスがサスペンショ
ン装置の変位特性に寄与する。本発明に係る装置は、こ
の2段又はそれ以上のガス効果を得るために上記の装置
よりもシンプルなものとできる。本発明のサスペンショ
ン装置のシンプルさによって製造及び維持コストを低く
でき、また、従来知られたサスペンション装置よりも高
い信頼性が得られる。
【0061】図13では、第2ガス室を有するサスペン
ション装置100に関する変位に対する負荷曲線を実線
で示し、図6で示した従来のサスペンション装置OPに
よる変位に対する負荷曲線を点線で記載している。サス
ペンション装置100に関する変位に対する負荷曲線
は、一つの曲線ではなく少なくとも二つの曲線からな
る。オイル118の圧力が第2ガスの初期充填圧力を超
える程度に大きくなると、第2ガス室が圧縮され始めて
第2の曲線部分を示し、変位−負荷曲線が改善される。
図14では、第2ガス室のみならず第3ガス室をも有す
るサスペンション装置200に関する変位に対する負荷
曲線を実線で示し、図6で示した従来のサスペンション
装置OPによる変位に対する負荷曲線を点線で記載して
いる。サスペンション装置200に関する変位に対する
負荷曲線は、一つの曲線ではなく少なくとも三つの曲線
からなる。オイル118の圧力が第2ガスの初期充填圧
力を超える程度に大きくなると、第2ガス室が圧縮され
始めて第2の曲線部分を示し、さらに第3ガスの初期充
填圧力を超える程度に大きくなると、第3ガス室が圧縮
され始めて第3の曲線部分を示し、さらに変位−負荷曲
線が改善される。
ション装置100に関する変位に対する負荷曲線を実線
で示し、図6で示した従来のサスペンション装置OPに
よる変位に対する負荷曲線を点線で記載している。サス
ペンション装置100に関する変位に対する負荷曲線
は、一つの曲線ではなく少なくとも二つの曲線からな
る。オイル118の圧力が第2ガスの初期充填圧力を超
える程度に大きくなると、第2ガス室が圧縮され始めて
第2の曲線部分を示し、変位−負荷曲線が改善される。
図14では、第2ガス室のみならず第3ガス室をも有す
るサスペンション装置200に関する変位に対する負荷
曲線を実線で示し、図6で示した従来のサスペンション
装置OPによる変位に対する負荷曲線を点線で記載して
いる。サスペンション装置200に関する変位に対する
負荷曲線は、一つの曲線ではなく少なくとも三つの曲線
からなる。オイル118の圧力が第2ガスの初期充填圧
力を超える程度に大きくなると、第2ガス室が圧縮され
始めて第2の曲線部分を示し、さらに第3ガスの初期充
填圧力を超える程度に大きくなると、第3ガス室が圧縮
され始めて第3の曲線部分を示し、さらに変位−負荷曲
線が改善される。
【0062】本発明は、上記実施形態やその要素にのみ
限定されるものではない。若干の説明用の実施形態を提
供したのみであるが、一方、本発明から外れることなく
多くの変形が可能であることを当業者は直ちに理解する
であろう。それゆえ、全ての変形は本発明の範囲に含ま
れるものである。
限定されるものではない。若干の説明用の実施形態を提
供したのみであるが、一方、本発明から外れることなく
多くの変形が可能であることを当業者は直ちに理解する
であろう。それゆえ、全ての変形は本発明の範囲に含ま
れるものである。
【図1】 鉱業用輸送手段の技術分野において公知の典
型的な空油圧式サスペンション装置を示す図である。
型的な空油圧式サスペンション装置を示す図である。
【図2】 トラックの前部サスペンション支柱への空油
圧式サスペンション装置の典型的な配置を示す図であ
る。
圧式サスペンション装置の典型的な配置を示す図であ
る。
【図3】 図2に示す空油圧式サスペンション装置の断
面図である。これは、従来型である空油圧式サスペンシ
ョン装置の別の典型例である
面図である。これは、従来型である空油圧式サスペンシ
ョン装置の別の典型例である
【図4】 従来技術での利用可能な空油圧式サスペンシ
ョン装置のさらに別の典型例の詳細を示す図である。
ョン装置のさらに別の典型例の詳細を示す図である。
【図5】 トラックのフレームとサスペンションアーム
との間にある図4の空油圧式サスペンション装置の配置
を示す図である。
との間にある図4の空油圧式サスペンション装置の配置
を示す図である。
【図6】 従来技術に見られる型の空油圧式サスペンシ
ョン装置の典型的な変位と負荷との単一段特性との関係
を示すグラフである。
ョン装置の典型的な変位と負荷との単一段特性との関係
を示すグラフである。
【図7】 軽負荷下における本発明の一つの態様に含ま
れる空油圧式サスペンション装置の断面図である。
れる空油圧式サスペンション装置の断面図である。
【図8】 図7のハウジング、ピストンロッド、それに
第1ピストンの間の接触領域の拡大断面図である。
第1ピストンの間の接触領域の拡大断面図である。
【図9】 重負荷下における図7の空油圧式サスペンシ
ョン装置の断面図である。
ョン装置の断面図である。
【図10】 軽負荷下における本発明の別の態様である
3つの分離されたガス室のある空油圧式サスペンション
装置の断面図である。
3つの分離されたガス室のある空油圧式サスペンション
装置の断面図である。
【図11】 中間負荷下における図10の空油圧式サス
ペンション装置の断面図である。
ペンション装置の断面図である。
【図12】 重負荷下における図10の空油圧式サスペ
ンション装置の断面図である。
ンション装置の断面図である。
【図13】 追加の内部ガス室を組み込んでいる本発明
を適用した場合の変位と負荷との曲線を示すグラフであ
る(米国特許第4,798,398号の図2に示されている曲線
を反映させている。)。
を適用した場合の変位と負荷との曲線を示すグラフであ
る(米国特許第4,798,398号の図2に示されている曲線
を反映させている。)。
【図14】 追加の2つの内部ガス室を組み込んでいる
本発明を適用した場合の変位と負荷との曲線を示すグラ
フである。
本発明を適用した場合の変位と負荷との曲線を示すグラ
フである。
G ガス O オイル OP サスペンション装置 SA サスペン
ションアーム T タイヤ 10 ピストンロ
ッド 12 シリンダハウジング 14 ヘッド 16、18、20 部分 22 オリフィ
ス 100、200 サスペンション装置 102 ピスト
ンロッド 104 ハウジング 106、108
露出端部 108 端板 111 ボール
チェックバルブ(BCV) 113 主室 114 内室 116 シール 118 オイル 120 第1ガス 122 第1ガ
ス室 124 第1バルブ 126 第2ガ
ス 128 第2ガス室 130 第2バ
ルブ 132 ピストン 134 ピスト
ン止め 138 第2シール 140 ベアリ
ング 202 第3ガス 204 第3ガ
ス室 206 ハウジング 208 第3バ
ルブ 210 第2ピストン 212 第2ピ
ストン止め 214 弾性的シール
ションアーム T タイヤ 10 ピストンロ
ッド 12 シリンダハウジング 14 ヘッド 16、18、20 部分 22 オリフィ
ス 100、200 サスペンション装置 102 ピスト
ンロッド 104 ハウジング 106、108
露出端部 108 端板 111 ボール
チェックバルブ(BCV) 113 主室 114 内室 116 シール 118 オイル 120 第1ガス 122 第1ガ
ス室 124 第1バルブ 126 第2ガ
ス 128 第2ガス室 130 第2バ
ルブ 132 ピストン 134 ピスト
ン止め 138 第2シール 140 ベアリ
ング 202 第3ガス 204 第3ガ
ス室 206 ハウジング 208 第3バ
ルブ 210 第2ピストン 212 第2ピ
ストン止め 214 弾性的シール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・ダブリュー・ディッカーソン オーストラリア3930ビクトリア州マウン ト・エリゾ、アランビ・コート2番
Claims (14)
- 【請求項1】 ハウジングと、 前記ハウジング内を摺動するピストンロッドと、 前記ハウジングと前記ピストンロッドとの間のシール
と、 前記ハウジングと前記ピストンと前記シールによって画
成され、前記ピストンロッドと前記ハウジングとの間の
重複長によって容積可変なように密封された内室と、 前記内室に注入された液体と、 前記内室に注入されて第1ガス室を占めており、前記液
体と常に同一圧力を受けている第1ガスと、 前記内室に注入されて第2ガス室を占めており、拘束さ
れているために前記液体と前記第1ガスの圧力と同一か
又は越える圧力を有する第2ガスとからなるサスペンシ
ョン装置。 - 【請求項2】 前記内室に注入されて第3ガス室を占め
ており、拘束されているために前記第2ガスの圧力と同
一か又は越える圧力を有する第3ガスをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項1に記載のサスペンション装置。 - 【請求項3】 前記第1ガスと前記第2ガスの両方のガ
スは、窒素ガスであることを特徴とする請求項1に記載
のサスペンション装置。 - 【請求項4】 前記液体は、実質的に非圧縮性であるこ
とを特徴とする請求項1に記載のサスペンション装置。 - 【請求項5】 前記液体は、オイルであることを特徴と
する請求項4に記載のサスペンション装置。 - 【請求項6】 前記ピストンロッドにある前記第2ガス
と前記液体間に摺動自在なように配置され、前記第2ガ
スの圧力が前記液体と前記第1ガスの圧力と同一か又は
越えるように第2ガスを拘束するピストンをさらに備え
ることを特徴とする請求項1に記載のサスペンション装
置 - 【請求項7】 前記ピストンと前記ピストンロッド内面
との間の摩擦を極小にするように前記ピストンに配設さ
れる低摩擦ベアリングをさらに備えることを特徴とする
請求項6に記載のサスペンション装置 - 【請求項8】 前記第1ピストンは、アルミニウム合金
からなることを特徴とする請求項7に記載のサスペンシ
ョン装置。 - 【請求項9】 内部ハウジングと、 前記第3ガスと内部ハウジングの外側の前記液体との間
に摺動自在に配置され、前記第3ガスの圧力が前記液体
と前記第1ガスの圧力と同一か又は越えるように前記第
3ガスを拘束するピストンをさらに備えることを特徴と
する請求項6に記載のサスペンション装置 - 【請求項10】 前記ピストンと前記内部ハウジングの
内面との間の摩擦を極小にするように前記ピストンに配
置される低摩擦ベアリングをさらに備えることを特徴と
する請求項9に記載のサスペンション装置。 - 【請求項11】 前記第2ピストンは、アルミニウム合
金からなることを特徴とする請求項10に記載のサスペ
ンション装置。 - 【請求項12】 前記第1ガス、第2ガス及び第3ガス
は、窒素ガスであることを特徴とする請求項2に記載の
サスペンション装置。 - 【請求項13】 前記液体は、実質的に非圧縮性である
ことを特徴とする請求項2に記載のサスペンション装
置。 - 【請求項14】 前記液体は、オイルであることを特徴
とする請求項11に記載のサスペンション装置。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14570499P | 1999-07-27 | 1999-07-27 | |
US53126800A | 2000-03-20 | 2000-03-20 | |
US60/145704 | 2000-03-20 | ||
US09/531268 | 2000-03-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001063336A true JP2001063336A (ja) | 2001-03-13 |
Family
ID=26843227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000227147A Pending JP2001063336A (ja) | 1999-07-27 | 2000-07-27 | サスペンション装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001063336A (ja) |
AU (1) | AU3942000A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012193849A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Liebherr Mining Equipment Co | マルチステージ油圧シリンダーアセンブリ |
CN115013464A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-06 | 临工重机股份有限公司 | 一种油气弹簧及车辆悬架装置 |
-
2000
- 2000-06-13 AU AU39420/00A patent/AU3942000A/en not_active Abandoned
- 2000-07-27 JP JP2000227147A patent/JP2001063336A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012193849A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Liebherr Mining Equipment Co | マルチステージ油圧シリンダーアセンブリ |
CN115013464A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-06 | 临工重机股份有限公司 | 一种油气弹簧及车辆悬架装置 |
CN115013464B (zh) * | 2022-06-17 | 2024-06-18 | 临工重机股份有限公司 | 一种油气弹簧及车辆悬架装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU3942000A (en) | 2001-02-08 |
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