JPH061091B2 - 空圧式ばね・緩衝器ユニツト - Google Patents

空圧式ばね・緩衝器ユニツト

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JPH061091B2
JPH061091B2 JP60094533A JP9453385A JPH061091B2 JP H061091 B2 JPH061091 B2 JP H061091B2 JP 60094533 A JP60094533 A JP 60094533A JP 9453385 A JP9453385 A JP 9453385A JP H061091 B2 JPH061091 B2 JP H061091B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等において使用される空圧式ばね・緩
衝器ユニットに関する。
従来の技術 従来の空圧式ばね・緩衝器ユニットとして、 蓋と底によって閉鎖されるとともに、第１の接続部が設
けられたシリンダ状のケーシングを備え、 このケーシングの中で移動できるように案内されるとと
もに、ケーシング内を、ばね縮み時に大きくなる第１の
緩衝室と、ばね縮み時に小さくなる第２の緩衝室とに区
画するピストンを備え、 ピストンの中に配置されて二方向に空気を通過させ得る
絞り機構を備え、 ピストンに固定されるとともに、ケーシングの底とばね
室とを通って案内され、その末端に第２の接続部が配置
されたピストン棒を備え、 ケーシングとピストン棒の先端側との間に配置されたば
ねベローズを備え、これがばね縮み時に小さくなるばね
室を密封するよう構成され、 またケーシングに連通されて閉鎖できる排気管路を備え
たものが提案されている。
この種の空圧式ばね・緩衝器ユニットは、ライン・ウエ
ストファーレン州、アーヘン工科大学、自動車およびピ
ストン機関研究所における本発明者の学位論文により公
知である。
このばね・緩衝器ユニットは、専ら空気によりクッショ
ンと緩衝を行う。その中心レベルは、排気管を通じての
空気の供給または排出により一定に保たれる。この場
合、そのばねと緩衝器の特性は、自動的にその時々の荷
重に適応するため、このばね・緩衝器ユニットは荷重の
変化する車両に適しており、積荷追加に関係ないクッシ
ョンの快適さを保証する。このばね・緩衝器ユニット
は、振動数を選択可能な緩衝特性を有しており、限界以
上の励起時に大きな緩衝力を生じることなしに、共振現
象の著しい緩衝が可能となっている。
発明の目的 本発明の目的は、上記空圧式ばね・緩衝器ユニットをさ
らに改良し、簡単な構造で軽量の部品から構成されるに
もかかわらず、無負荷時においても一定圧力を維持でき
るようにすることを目的とする。
発明の構成 上記目的を達成するため本発明は、ケーシングに連通さ
れるとともに開閉可能に構成された給排気通路を備え
て、この給排気通路を、ばね縮み時に大きくなる第１の
緩衝室に連通させ、かつこの給排気通路を、ばね伸び状
態においてピストンに設けられている弾性部材にて閉塞
されるように構成し、且つ、前記給排気通路を通じての
空気の注入および排出が、レベルスイッチによって制御
されるように構成したものである。
作 用 このようなものであると、その車輪が本発明によるばね
・緩衝器ユニットで緩衝されている自動車において、た
とえば車両が自動車リフトに支持されているような無負
荷の場合に、レベルスイッチから制御信号が出力された
としても、ばね・緩衝器ユニットは無圧力とならない。
空圧式ばね・緩衝器ユニット内部の空圧制御のためのレ
ベルスイッチは、転動スリーブのジャケット面上に取付
けられているのが適切であり、自ら転動するばねベロー
ズにより直接作動されるようにすることができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。
第１図から明らかとなる空圧式ばね・緩衝器ユニット
は、ばね室(1)と、二つの緩衝室(2)(3)とを備えてい
る。ばね縮み時には、ばね室(1)と第２の緩衝室(3)の体
積が減少し、一方第１の緩衝室(2)の体積は、ばね縮み
時に増大し、ばね伸び時に縮小する。ばね室(1)は、ば
ねベローズ(14)の内部に収容されており、一方緩衝室
(2)(3)はシリンダ状のケーシング(5)の中に収容され、
ケーシング(5)の中で移動できるピストン(8)により互い
に区画されている。ケーシング(5)は、一方の末端が蓋
(6)により、他方の末端が底(7)により閉鎖されている。
ピストン(8)の中には絞り機構(4)が配置され、これを介
して緩衝室(2)が緩衝室(3)と連通している。ピストン
(8)はピストン棒(9)を備え、これは緩衝室(2)、ケーシ
ング(5)の底(7)およびばね室(1)を通って延び、その末
端はばねベローズ(14)のための転動スリーブ(17)の中に
入っている。転動スリーブ(17)の外端には空圧式ばね・
緩衝器ユニットの第２の接続部(10)が配置されており、
一方ばね・緩衝器ユニットの他方の第１の接続部(11)は
ケーシング(5)の蓋(6)の位置に設けられている。
ばね・緩衝器ユニットは、たとえばその第１の接続部(1
1)がボデー(12)の部分(13)に、またその第２の接続部(1
0)が車軸にジョイント結合している。
ばねベローズ(14)は直径の大きい方の末端(15)が締め帯
(19)によりケーシング(5)の底(7)の周囲に固定されてお
り、一方直径の小さい方の末端(16)は転動スリーブ(17)
の上端に固定されている。ばね縮み時には、ばねベロー
ズ(14)がこの転動スリーブ(17)の上を転動する。
転動スリーブ(17)の上にレベルスイッチ(20)が取付けら
れており、これは、ばね緩衝器ユニット中の空気圧が緩
衝時に受け止める荷重に対応するようにされている。
第３図に示すように、ばねベローズ(14)はその直径の大
きい方の末端(15)が底(7)の円周の固定面(21)に気密に
固定されている。固定面(21)はややテーパ状に形成さ
れ、直径の大きい方の下端に膨らみ(22)があり、ばねベ
ローズ(14)が滑り落ちるのを確実に防いでいる。ばねベ
ローズ(14)は組立時にその末端(15)が膨らみ(22)の上方
まで引き上げられ、固定帯(19)すなわち補強した接着テ
ープによりぴったり巻かれる。このため固定帯(19)の下
縁は膨らみ(22)から一定の間隔をおいている。荷重が作
用する状態のもとでは、ばねベローズ(14)の上縁(15)が
円錐固定面(21)の上を直径の大きい方へ向かって滑るこ
とができ、固定帯(19)による密閉のための圧縮応力が増
大し、確実な密閉が確保される。
ピストン(8)の上側には弾性のリング状末端ストッパ(2
6)が取付けられており、ばね最大縮み時に、ケーシング
(5)の内向きに湾曲した蓋(6)に突き当る。
ポンプまたは蓄圧器から供給される空気用の給気路(23)
は、ケーシング(5)の底(7)と接続して緩衝室(2)に合流
しており、これによりばね・緩衝器ユニット内の圧力を
変化させることができる。(24)は給排気通路としての合
流部である。緩衝室(2)への給気路(23)の合流部(24)
は、ばね伸び状態で、ピストン(8)の下側に固定されて
いる弾性末端ストッパ(25)により閉鎖される。合流部(2
4)と末端ストッパ(25)の形態は、すべての負荷解除状態
において圧縮空気の排出が可能なものとされ、一方、組
立作業たとえばタイヤ交換などの時に、圧縮空気の排出
が生じないように選択されている。
本発明によるばね・緩衝器ユニットの場合、ばね力と緩
衝力は互いに分離できない。このユニットは、常にばね
力で圧縮応力を与えられている。ばね・緩衝器ユニット
と緩衝を受ける物体との間の優れた防音性を得るため、
第１の接続部(11)は軟らかい大面積のクッションにて構
成されている。シャーシまたはボデーはクッションリン
グ(27)の上の半球状の部分(13)を介して支えられてい
る。
僅かな行程と大きな追加積荷を伴うばね・緩衝器ユニッ
トにおいて、種々な負荷解除状態での排気が可能である
ように、第２図及び第４図に示すごとく、給気路(23)と
緩衝室(2)の間には、注入弁(35)と排出弁(36)が並んで
配置されている。注入の際には、比較的弱い復元ばね(3
7)を有した内部逆止め弁としての注入弁(35)を通って空
気が流れる。
排出時には、空気は比較的強い復元ばね(38)を有した逆
止め弁としての排出弁(36)を通って流れる。逆止め式の
排出弁(36)は、強い復元ばね(38)の圧縮応力に制約され
た差圧までしか空気の排流ができない。
第２図による実施例では、緩衝室(2)のガス圧が移動案
内される排出弁(36)が比較的大きい作用面を備え、一方
注入弁(35)で供給される空気の作用面は小さい。従っ
て、復元ばね(38)は復元ばね(37)よりはるかに強力でな
ければならない。第４図による実施例の弁配置では、排
出弁（36′）に対し緩衝室（２）の中から作用するガス
圧の作用面が小さく、一方注入弁（35′）に供給される
空気の作用面は比較的大きい。従って復元ばね（37′）
（38′）はほぼ同じ強さに構成されていなければならな
い。
レベルスイッチ(20)は転動スリーブ(17)上に取付けられ
ており、直接ばねベローズ(14)により作動される。ばね
ベローズ(14)が接続点の領域で転動スリーブ(17)に接触
すると、接続が行われる。この情報は、水準が高すぎる
か（接続状態０）、または低すぎるか（接続状態１）の
情報を調整電子機構に伝達する。この情報が一軸の両車
輪から届く時、次の接続論理が可能である： 接続位置 調整機構 左 右 空気注入 １ １ − １ ０ − ０ １ 空気排出 ０ ０ この接続論理は、転動スリーブ(17)の上下に配置した二
つの接続点によっても構成可能である。導電性の転動ス
リーブ(17)の上またはその上に貼りつけた接続板(50)あ
るいはプリント配線した配線板の上に、絶縁箔(52)を取
付け、これに少なくとも一つの窓(53)が打ち抜かれてい
る。その上面に高い曲げ耐性をもつ材質の導電性接続片
(51)が接着され、これは転動スリーブ(17)に対して絶縁
されている。この接続片(51)は、大きな面積にわたり、
たとえばポリウレタン製の保護カバー帯にて覆われてい
る。
ばねベローズ(14)が、打ち抜かれた窓(53)の位置で接続
片(51)を圧すると、接続片(51)は転動スリーブ(17)また
は接続板(50)に対して導通するため、空気の注入を起こ
させる動作が行なわれる。上下に配した幾つかの窓(53)
(54)により種々な水準で種々な動作を行うことができ
る。僅かな接点間隔を得るため、上下に配置した窓(53)
(54)を互いに側方にずらせて配置することもできる。
第７図に示すばね・緩衝器ユニットは、上述のものとほ
ぼ同じ構造であり、以下相違点のみを説明する。上述の
ものと機能的に同じ部品には同じ参照番号が付してあ
る。ユニットの取付け位置は逆である。すなわちばね室
(1)が上にあり、ばねベローズ(14)が自動車のボデーに
支持されている。
中空ピストン棒（９′）の中を管部材(23a)が通ってお
り、緩衝室(2)への給気路(23)を形成している。管部材
(23a)はＬ字形に曲げた別の管部材(24a)と連結してお
り、これは排気管路（24′）としてピストン（８′）の
中に固定されていく。
ピストン（８′）にはさらにリング状の末端ストッパ
（25′）が固定されており、これは同時に緩衝室(2)内
の排気管路（24′）への合流点を制御する。
ゴム弾性末端ストッパ（25′）がユニットのばね伸び時
に底（７′）に接触すると、その押戻しにより、合流個
所から離れて位置する端面壁部(25a)が合流個所に押し
付けられ、これを閉鎖する。ばね・緩衝器ユニットのそ
れ以上の開放は、これにより防止される。
発明の効果 以上述べたように本発明によると、第１に、たとえば本
発明によるばね・緩衝器ユニットを備えた自動車が、自
動車リフトに支持されて宙吊り状態になり、したがって
ばね・緩衝器ユニットがばね伸び状態になると、給排気
通路が、ピストンまたはこのピストンと共働する部材に
て閉塞されるので、ばね室の内圧が大気圧にまで降下す
るのを防ぎ、したがって、自動車を宙吊り状態から地上
におろす時にも、自動車に衝撃を与えずにおろすことが
できる。第２に、給排気通路を通じての空気の注入およ
び排出が、レベルスイッチによって制御されるので、ば
ね・緩衝器ユニット内の空気圧を、衝撃時に受け止める
荷重に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図に
おけるII部の拡大図、第３図は第１図におけるIII部の
拡大図、第４図は給気路の他の例を示す図、第５図はレ
ベルスイッチ部の拡大図、第６図はその側面図、第７図
は本発明の他の実施例の断面図である。 (1)…ばね室、(2)…第１の緩衝室、(3)…第２の緩衝
室、(4)…絞り機構、(5)…ケーシング、(6)…蓋、(7)
（７′）…底、(8)（８′）…ピストン、(9)（９′）…
ピストン棒、(10)…第２の接続部、(11)…第１の接続
部、(14)…ばねベローズ、(23)…給気路、(24)…合流部
（給排気通路）、(25)（25′）…末端ストッパ。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蓋と底とにより閉塞されるとともに第１の
    接続部が設けられたシリンダ状のケーシングを備え、こ
    のケーシング内を移動可能であるとともに、このケーシ
    ング内を、ばね縮み時に大きくなる第１の緩衝室と、ば
    ね縮み時に小さくなる第２の緩衝室とに区画可能なピス
    トンを備え、このピストンの内部に配置されて二方向に
    空気を通過させ得る絞り機構を備え、前記ピストンに固
    定されるとともに前記ケーシングの底を貫通してばね室
    に達し、かつその先端に第２の接続部が設けられたピス
    トン棒を備え、前記ケーシングとピストン棒の先端側と
    の間に配置されて、ばね縮み時に小さくなる前記ばね室
    を密閉するばねベローズを備え、前記ケーシングに連通
    されるとともに開閉可能に構成された給排気通路を備え
    た空圧式ばね・緩衝器ユニツトにおいて、前記給排気通
    路が前記第１の緩衝室に連通し、かつこの給排気通路
    が、ばね伸び状態において前記ピストンに設けられてい
    る弾性部材にて閉塞されるように構成されていること、
    ならびに、前記給排気通路を通じての空気の注入および
    排出が、レベルスイッチによって制御されるように構成
    されていることを特徴とする空圧式ばね・緩衝器ユニッ
    ト。
  2. 【請求項２】ピストンと共働する部材が、ばね伸び状態
    でピストンとケーシングまたは底との間に配置されて、
    給排気通路を密閉状態で閉塞可能なリング状の末端スト
    ッパであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の空圧式ばね・緩衝器ユニット。
  3. 【請求項３】給排気通路がケーシングの底に配置されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
    項に記載の空圧式ばね・緩衝器ユニット。
  4. 【請求項４】給排気通路は、ピストンの内部に形成さ
    れ、ピストン棒の内部に形成された給気路に連通してい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
    に記載の空圧式ばね・緩衝器ユニット。
  5. 【請求項５】給排気通路と給気路は、ピストンおよびピ
    ストン棒の内部に設けられた管部材にて構成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の空圧式
    ばね・緩衝器ユニット。
  6. 【請求項６】ピストンの両面にゴム弾性材料からなるリ
    ング状の末端ストッパが配置されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記
    載の空圧式ばね・緩衝器ユニット。
  7. 【請求項７】第１の緩衝室(2)が給気路(23)に連通して
    おり、この給気路(23)と第１の緩衝室(2)との間に、前
    記給気路(23)に向かって付勢された注入弁(35)と、それ
    とは反対の方向に付勢された排出弁(36)とが、直列状の
    接触状態で配置されていること、前記注入弁(35)を付勢
    する復元ばね(37)のばね定数が、前記排出弁(36)を付勢
    する復元ばね(38)のばね定数よりも小さいこと、およ
    び、前記排出弁(36)が前記第１の衝撃室(2)内のガス圧
    を受けるために備えている作用面の面積が、前記注入弁
    (35)が前記給気路(23)からのガス圧を受けるために備え
    ている作用面の面積よりも大きいことを特徴とする特許
    請求の範囲第１項から第６項までのいずれかに記載の空
    圧式ばね・緩衝器ユニット。
  8. 【請求項８】第１の緩衝室(2)が給気路(23)に連通して
    おり、この給気路(23)と第１の緩衝室(2)との間に、前
    記給気路(23)に向かって付勢された注入弁（35′）と、
    それとは反対の方向に付勢された排出弁（36′）とが、
    直列状の接触状態で配置されていること、前記注入弁
    （35′）を付勢する復元ばね（37′）のばね定数が、前
    記排出弁（36′）を付勢する復元ばね（38′）のばね定
    数とほぼ等しいこと、および、前記排出弁（36′）が前
    記第１の緩衝室（２）内のガス圧を受けるために備えて
    いる作用面の面積が前記注入弁（35′）が前記給気路
    （２３）からのガス圧を受けるために備えている作用面
    の面積よりも小さいことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第６項までのいずれかに記載の空圧式ばね・緩
    衝器ユニット。
  9. 【請求項９】ばねベロースの小径側の末端が転動スリー
    ブに気密に固定され、前記転動スリーブ上に、転動する
    ばねベローズにより作動される少なくとも一つのレベル
    スイッチが配置されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項から第８項までのいずれかに記載の空圧式ば
    ね・緩衝器ユニット。
  10. 【請求項１０】レベルスイッチは、導電性の接続板と、
    少なくとも一つの窓を備えた絶縁箔と、導電性接続片と
    により構成され、接続片がばねベローズにより窓を通っ
    て接続板に押圧されるようになっていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第９項に記載の空圧式ばね・緩衝器ユ
    ニット。
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