JP3079133B2 - 空気ばね脚 - Google Patents

空気ばね脚

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JP3079133B2
JP3079133B2 JP08084762A JP8476296A JP3079133B2 JP 3079133 B2 JP3079133 B2 JP 3079133B2 JP 08084762 A JP08084762 A JP 08084762A JP 8476296 A JP8476296 A JP 8476296A JP 3079133 B2 JP3079133 B2 JP 3079133B2
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ダイムラークライスラー・アクチエンゲゼルシヤフト
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダと、シリ
ンダ内に引き込み自在なピストンと、可変自在な体積の
空気チャンバとを備える好ましくはショックアブソーバ
の形態の伸縮要素を有する空気ばね脚に関し、前記空気
チャンバは伸縮要素に結合され、揺動可能に前記ピスト
ンに結合された第１のケーシング部によって囲まれ、シ
リンダに固定された第２のケーシング部によって囲ま
れ、またケーシング部の間に配設されたベローズによっ
て囲まれ、また前記空気チャンバは少なくとも軸方向部
分にわたって基本的に共軸に伸縮要素を囲み、一方１つ
のケーシング部は他のケーシング部の直径よりも小さな
直径を有し、また内部へのばね行程の間に他のケーシン
グ部内に軸方向に引き込み自在である。
【０００２】
【従来の技術】上記型式の空気ばね脚は例えばＤＥ３４
４５９８４Ａ１から既知である。車両ばねの場合、ピス
トンまたはピストンロッドに揺動可能に結合されたケー
シング部は通常車両のシャシまたはボディに固定され、
このためサスペンション行程時にシャシないしは車両ボ
ディとシャフトないしはホイールとの間に固定された伸
縮要素によってシャシまたは車両ボディに関して旋回運
動が引き起こされる場合には、サスペンション行程時に
このケーシング部と伸縮要素との間に若干大きな揺動運
動が発生する可能性がある。
【０００３】この種類の空気ばねでは、シリンダ側上の
ケーシング部はシリンダに固定され、この結果車両ボデ
ィまたはシャシに関して伸縮要素の旋回運動が起きる
と、明確に放射状の動きがケーシング部の間に生じる。
したがって、ベローズによって放射状の方向でケーシン
グ部の相互間の大きな可動性が許容されなければならな
い。
【０００４】ＤＥ４０１０９８２Ａ１ではばね脚が記述
され、このばね脚内では空気ばねチャンバの縦軸が伸縮
ショックアブソーバの縦軸に関して傾斜するように、前
記空気チャンバが配設されている。正確に言えば、Ｕ字
ベローズによって互いに接続された空気ばねの２つのケ
ーシング部が基本的に互いに共軸であるように配設され
る。サスペンションのずれが起きた場合でも少なくとも
相当な程度にこの共軸性を維持するために、底部に配設
された伸縮ショックアブソーバシリンダに結合された下
部ケーシング部は、弾性のせん断ばねを中間配置するこ
とによって横方向に弾力のある方法でシリンダに結合さ
れ、すなわち空気ばねの下部ケーシング部は伸縮ショッ
クアブソーバの軸に対して横断的に移動することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冒頭
に述べた型式の空気ばねのために、放射状の方向でベロ
ーズが明らかにより小さな荷重を受けるような改良構造
を提供することである。
【０００６】
【問題を解決するための手段】上記目的は本発明に従っ
て、ベローズから離れた端部のシリンダ側のケーシング
部を伸縮要素のシリンダに揺動可能に配設することによ
って達成される。
【０００７】本発明は、シリンダとシリンダ側のケーシ
ング部との間の折れ曲がり可動性を許容することによっ
て、空気ばねベローズの放射状の圧迫、または空気チャ
ンバのケーシング部間に生じる可能性のある折れ曲がり
角度を減らすという一般原理に基づいており、シリンダ
側のケーシング部は、空気チャンバ内の空気圧によりぴ
んと張って引っ張られるベローズによって中央ポジショ
ン内に常に圧迫される。一方、シリンダ側のケーシング
部の望ましくない変位を排除することができる。
【０００８】また本発明の構造によって、いわゆる単層
のゴムベローズの使用が好適に可能となり、このベロー
ズ内では縦方向に延在する繊維の単層のみが設けられ
る。この種のベローズにはほぼ外部シリンダ形状の内部
折れ曲がり面が必要であり、またこの内部折れ曲がり面
から放射状の距離に配設された内部シリンダ面の形状の
外部折れ曲がり面も必要である。すなわち、空気チャン
バのケーシング部はそれぞれ円筒状の部分によって軸方
向において互いに重畳しなければならず、これによって
ベローズを円筒状部分の間の環状空間内に受容すること
ができる。本発明によれば、揺動可能なシリンダ側のケ
ーシング部による構成によって、円筒状の折り曲げ面の
間の好ましくはより短い放射距離の場合においても、伸
縮要素がピストン側のケーシング部に関してより大きな
揺動運動を行うときでさえも、これらの円筒状部分の間
の衝突を確実に避けることが可能である。
【０００９】原則として、この種の構造は２層ベローズ
にも好適であることが可能である。
【００１０】空気ばねベローズの構造に関係なく、本発
明はそれぞれのベローズの外部案内を有する構造に特に
適している。
【００１１】さらに有利なのは、シリンダ側のケーシン
グ部の揺動運動を行う機能が非常に簡単な手段で達成で
きることである。本発明の好適な実施例によれば、伸縮
要素のシリンダ上にフランジ状のカラーを配設すること
が可能であり、またエラストマ材料製の環状部分を中間
配置することによって、シリンダ側のケーシング部は揺
動運動を行いつつこのカラー上に支持される。
【００１２】特に好適な実施例によれば、フランジ状の
カラーは球状面の環状扇形の形態であることが可能であ
り、またシリンダ側のケーシング部はほぼぴったり合う
環状の球状扇形面を有することが可能であり、この結果
エラストマ材料製のリングは球状の外部面と球状の内部
面との間に配設され、シリンダ側のケーシング部の揺動
運動の間、基本的にせん断応力によってのみ支配され
る。
【００１３】
【実施例】本発明の特徴をより詳細に説明するために、
クレームと次の好適な実施例について図面を参考にして
記述する。
【００１４】図１の空気ばね脚は、車両ボディまたはシ
ャシ（図示せず）に固定された第１のケーシング部１
と、Ｕ字形ベローズ２と、第２のケーシング部３によっ
て囲まれた可変自在な体積の空気チャンバを有し、次に
この第２のケーシング部は揺動可能に伸縮ショックアブ
ソーバ４のシリンダに固定され、このシリンダのピスト
ンロッドは旋回または揺動可能にケーシング１の端面ま
たは車両（図示せず）のシャシまたはボディに固定さ
れ、一方伸縮ショックアブソーバ４のシリンダの底部端
部は車軸またはシャフト案内部品（図示せず）に結合さ
れる。ケーシング部１と３は、円筒状部分の間に配設さ
れたベローズ２のために内部および外部の回転面として
使用されるほぼ円筒状の部分によって軸方向において互
いに重畳する。内部へのばね行程の場合には、ケーシン
グ部３はケーシング部１に関して図１の上方を動き、一
方ベローズ２はその分だけケーシング部１の内部シリン
ダ面から巻き上げられ、ケーシング部３の外部シリンダ
面上に広げられる。外部への行程の場合には、上述と反
対の行程が行われる。
【００１５】揺動可能に伸縮ショックアブソーバ４のシ
リンダ上にケーシング部３を固定する目的で、伸縮ショ
ックアブソーバのシリンダ部に環状の球状扇形形状を有
するフランジ状のカラーが配設され、球の外側はケーシ
ング部３に向き合っている。このカラー６上にエラスト
マ材料製のリング（環状部）５が位置し、同様に環状の
球状扇形形状を有するこのリング上にケーシング部３が
その上に配設された縁部によって着座し、球の内側はカ
ラー６に向かい合っている。したがって、リング５は互
いに同心の２つの球面の間に位置する。リング５上に位
置するケーシング部３の縁部は伸縮ショックアブソーバ
４のシリンダの外径よりも大きな内径を有するので、図
３の例に示されているようにケーシング部３は伸縮ショ
ックアブソーバ４に関して揺動運動を行うことが可能で
ある。伸縮ショックアブソーバ４の縦軸がケーシング部
１の中央ラインに対してある角度を形成するような方法
で伸縮ショックアブソーバ４の底部端部が横側に動くと
き、このような揺動運動が起きる。このような場合に
は、ケーシング部３の中心軸は伸縮ショックアブソーバ
４の縦軸に対して角αを形成する。次にケーシング部３
の頂部端部は、空気チャンバ内の空気圧によって若干ぴ
んと張って引っ張られるベローズ２によってケーシング
部１に関して中央ポジション内に圧迫される。
【００１６】上記の揺動運動の間、エラストマ材料製の
リング５は基本的にせん断応力によってのみ支配され
る。
【００１７】リング５上の空気チャンバの気密性は押圧
力によってのみ確保することができ、この押圧力により
ケーシング部３は空気チャンバの空気圧によって下方に
圧迫される。これらの押圧力の大きさは一方でベローズ
２領域内のケーシング部１と３の横断面内の差によっ
て、他方でケーシング部３の頂部端部と底部端部間の横
断面内の差によって決定される。
【００１８】リング５が図４の横断面を有し、特にリッ
プ５’によって内側のケーシング部３の底部端部周囲を
つかみ、および／または精密リブ５”を備えている場合
に、特に優れた気密性を確保することができる。
【００１９】図１から図４の構成の修正として、伸縮シ
ョックアブソーバ４のシリンダ上のフランジ状カラーと
エラストマリング５上に着座するケーシング部３の前記
縁部を円錐形状に製造することも可能であり、一方円錐
の勾配の選択とエラストマ材料の硬さ（ショア硬さ）の
選択によって、伸縮ショックアブソーバ４のシリンダに
関してケーシング部３の所望のカルダン剛性を実際に得
ることが可能となる。
【００２０】図５による実施例が上述の実施例と異なる
点は、伸縮ショックアブソーバ４のシリンダ上に配設さ
れたカラー６が平坦な環状ディスクの形状であり、エラ
ストマ材料のリング５は一方で前記カラー６とケーシン
グ部３上の向き合った類似カラーとの間に配設された厚
い環状ディスク形状部からなり、他方で伸縮ショックア
ブソーバ４のシリンダの外部周囲とケーシング部３の円
筒状底部端部との間の環状空間を充填する円筒状部分を
有していることである。
【００２１】図５のばね脚内には従来の２層ベローズ２
が設けられ、この２層ベローズは放射状外部案内なしの
ケーシング部１上に配設されている。このため、ケーシ
ング部３はショックアブソーバ４のシリンダ上に相対的
に堅牢に配設する必要がある。
【００２２】すべての実施例では、伸縮ショックアブソ
ーバ４のシリンダに関するケーシング部３の可動性はリ
ング５の硬さと寸法を選択することによって、さもなけ
ればリングに対して位置する部品形状の形成によって調
整可能であり、特に球形状から逸脱したまたより円錐形
状になるように修正したこれら部品構造によって調整可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気ばね脚の第１の実施例の軸方向断面であ
り、正確に言えば空気ばねチャンバのすべてのケーシン
グ部品が伸縮要素の縦軸に共軸に位置合わせしたポジシ
ョンにおける軸方向断面を示している。
【図２】図１のＩＩ部分の詳細図である。
【図３】図１に示した空気ばね脚のポジションとは異な
った空気ばね脚のポジションを示し、伸縮要素の縦軸と
シリンダ側のケーシング部の縦軸は、ピストン側のケー
シング部の縦軸に関して旋回させてある。
【図４】シリンダ側のケーシング部の揺動運動に配慮し
た軸受け用のエラストマ材料製のリング断面である。
【図５】図１に関して修正した実施例であり、この場合
空気ばねケーシング部はショックアブソーバのシリンダ
上で若干の揺動運動性を有する。
【符号の説明】
１ 第１のケーシング部 ２ Ｕ字形ベローズ ３ 第２のケーシング部 ４ 伸縮ショックアブソーバ ５ リング（環状部） ６ カラー ５’リップ ５” 精密リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/58 B60G 11/26 B60G 15/12

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダと、シリンダ内に引き込み自在
    なピストンと、可変自在な体積の空気チャンバとを備え
    たショックアブソーバの形態の伸縮要素を有する空気ば
    ね脚であって、前記空気チャンバは伸縮要素に結合さ
    れ、また揺動可能に前記ピストンに結合された第１のケ
    ーシング部によって囲まれ、シリンダに固定された第２
    のケーシング部によって囲まれ、またケーシング部の間
    に配設されたベローズによって囲まれ、また前記空気チ
    ャンバは少なくとも軸方向部分にわたって基本的に共軸
    に伸縮要素を囲み、一方１つのケーシング部は他のケー
    シング部の直径よりも小さな直径を有し、また内部への
    ばね行程の間に他のケーシング部内に軸方向に引き込み
    自在であるような空気ばね脚において、第２のケーシン
    グ部（３）のベローズ（２）から離れた端部が伸縮要素
    （４）のシリンダに揺動可能に配設され、第２のケーシ
    ング部（３）は、伸縮要素（４）のシリンダとベローズ
    （２）によってのみ保持され、空気チャンバ内の空気圧
    により緊張したベローズ（２）により第１のケーシング
    部（１）に対して中立位置に保たれることを特徴とする
    空気ばね脚。
  2. 【請求項２】 前記伸縮要素（４）のシリンダの周囲面
    上にフランジ状のカラー（６）が配設され、該カラー
    （６）は、エラストマ材料製の環状部（５）によって揺
    動可能に第２のケーシング部（３）の下端部に結合され
    ることを特徴とする、請求項１に記載の空気ばね脚。
  3. 【請求項３】 カラー（６）が球状外部面によって環状
    部（５）に面し、またシリンダ上の第２のケーシング部
    （３）が、カラー（６）の球状内部面と同心の球状内部
    面を形成する環状縁部によって環状部（５）上に着座す
    ることを特徴とする、請求項１に記載の空気ばね脚。
  4. 【請求項４】 前記カラー（６）が円錐形状の外部面に
    よって環状部（５）に面し、またシリンダ上の第２のケ
    ーシング部（３）が円錐縁部によって環状部（５）上に
    着座することを特徴とする、請求項２に記載の空気ばね
    脚。
  5. 【請求項５】 エラストマ材料製の環状部（５）が、伸
    縮要素（４）のシリンダ上と第２のケーシング部（３）
    上の２つの平坦なフランジ面の間に、および／または伸
    縮要素（４）のシリンダの円筒状外部面と第２のケーシ
    ング部（３）の円筒状内部面との間に配設されることを
    特徴とする、請求項１に記載の空気ばね脚。
  6. 【請求項６】 第１および第２のケーシング部（１、
    ３）が円周方向に分割された円筒形部材により作られ、
    各円筒形部材が軸方向に互いに重畳し、また円筒形部材
    間の環状空間内に配設されたＵ字形ベローズ（２）は、
    内部の円筒形部材の外側上と、外部の円筒形部材の内側
    上でそれぞれ放射状に折り曲げ自在に支持されることを
    特徴とする、請求項１から５のいづれか１項に記載の空
    気ばね脚。
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