JP3947941B2 - 内部レベル調節系を有する自動ポンピング・ハイドロニューマチック式ストラット - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内部レベル調節系を有し自動的にポンピングを行う、特に、自動車用のハイドロニューマチック・ストラット（ストラット式サスペンジョン又はストラット式ダンパー）であって、内部レベル調節系を有し自動的にポンピングを行う自動車用のハイドロニューマチック・ストラットであって、中空部分をポンピングチャンバと成したハウジングに対して往復運動可能に取り付けられた中空ピストンロッドと、該中空ピストンロッドの上端部に設けられかつ弁を備えた作動ピストンと、内部に減衰媒体が充填されかつ該作動ピストンを往復運動可能に取囲む作動シリンダと、該作動シリンダの外周を取囲むように上方及び下方に環状の中間壁によって前記ハウジングの内部を２つに分割している高圧チャンバ及び低圧チャンバと、前記高圧チャンバ内において、前記作動シリンダにバネとして作用する少なくとも１つの気体クッションを提供する環状分離ピストンにより封入された緩衝媒体と、前記作動ピストンによって前記作動シリンダ内に画成されると共に、上方部分が前記高圧チャンバに、そして下方部分が前記低圧チャンバに各々接続された上下２つの部分から成る作動チャンバと、上方に位置する前記作動チャンバの上端壁から伸び作動ピストンを貫通して前記ポンピングチャンバ内に垂下するポンピングロッドとから成り、前記ポンピングロッドとポンピングチャンバとが、前記低圧チャンバから該低圧チャンバに接続される下方の前記作動チャンバ、前記弁及び前記ポンピングチャンバを通って前記高圧チャンバに接続される上方の前記作動チャンバ内に流体を送給するためのバネの運動によって駆動されるピストンポンプを形成しており、前記弁が、前記ポンピングチャンバと下方の前記作動チャンバとの間に設けられた入口弁及び該ポンピングチャンバから上方の前記作動チャンバとの間に設けられた出口弁で構成されているものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輛の走行中に、車輛のレベル位置が達成されるまで、減衰媒体がストラットのピストンポンプを介して作動シリンダにポンピングされる形式の自動ポンピング・ハイドロニューマチック式ストラットは既に知られている（例えば、ドイツ特許第３８４０７９０号、ドイツ特許第３９１４３８５号）。レベル位置に達すると、作動シリンダが調節開口を解放し、従って、短絡路（バイパス）によって、車輛上部構造の以降の上昇が避けられる。車輛搭乗時に既に車輛スタート直後にレベル位置を達成するため、車輛停止時にオイルを蓄圧器を介して作動チャンバに送給することができる。蓄圧器は高圧チャンバおよび低圧チャンバに比してより高い圧力を受けるので、車輛搭乗時静止状態において、ピストンロッドがストラット内に貫入し、従って、蓄圧器と高圧チャンバとの間のバイパス系が開放される。一般に、蓄圧器の容積は１回の作動に役立つに過ぎないので、以降の走行中、ピストンポンプによって蓄圧器を再びチャージしなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、車輛の静止状態において車輛上部構造のレベル位置を簡単に調節できるように、内部レベル調節系を有するストラットを改良することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決のため、本発明にもとづき、前記駆動要素が、ピストン・シリンダ・ユニットとアクチュエータとを備えており、前記ポンピングチャンバ内の流体が、該ユニットのピストンによって圧縮され、更に、前記前記ピストンが偏心器によって駆動される。このことにより、ポンピングチャンバの圧力が駆動要素によって上昇され、従って、対応する弁の開放によってポンピングチャンバと高圧チャンバに連通する作動チャンバとの間の圧力補償が行われ、この際、オイルおよび流体または減衰媒体の供給なく、静止状態において車輛上部構造の上昇が達成される。
【０００５】
本発明の実施形態にもとづき、駆動要素はハウジングの外部に設けてあり、流通路を介してポンピングチャンバに接続されている。その場合、減衰媒体は駆動要素から直接にポンピングチャンバに負荷される。
【０００６】
本発明の１つの実施の形態において、前記アクチュエータが、前記ポンピングチャンバを画成する中空ピストンロッド内に組込まれており、該ポンピングチャンバ内の緩衝媒体と前記駆動要素からの作動流体とを分離するための要素として、ダイアフラム、分離ピストン及び段付ピストンの内の何れか１つが組込まれている。
【０００７】
更に、本発明のもう１つの実施の形態によれば、前記アクチュエータは、前記ハウジング内に設置してあり、該アクチュエータは、その圧力を前記ポンピングロッド内部を貫通する接続路を介してポンピングチャンバ内の緩衝媒体に作用するように、該ポンピングチャンバと接続され、ポンピングロッドとポンピングチャンバとで機械式ポンプを構成していると共に、前記入口弁および前記出口弁に負荷を加えている。
【０００８】
また、本発明の別の実施の形態において、少なくとも２つのストラットが、１つの系に統合されている。そして、少なくとも２つの前記ポンピングチャンバは１つの駆動要素からの圧力を受けるように構成されている。更に、前記駆動要素を構成するピストン・シリンダ・ユニットが、接続されたストラットの数に対応する数のピストンが１つの偏心器によって駆動されるように構成することも出来る。その場合、偏心器としての駆動シャフトは、パッキンによって外気に対して密封されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る好ましい実施形態を図示し、詳細に説明する。図１に示した、内部レベル調節系を有する自動車用ストラットは、本質的に、ストラットの円筒形のハウジング１００内において一体的に設けられた作動シリンダ１からなり、中空ピストンロッド２の端部の作動ピストン１８は作動シリンダ内を摺動する。作動シリンダ１は一方の側でハウジング１００の底部によって閉鎖され、別の側が上部となり（図１では上下逆となっている）、中空ピストンロッド２は該上部を通って密封状態でハウジング１００の外部に引出される。
【００１０】
ハウジングの底部および中空ピストンロッド２は、固定装置によって図示してない態様で車輛の上部構造及び車軸に各々固定されている。作動シリンダ１は、中間壁１０１によって上方の高圧チャンバ６と下方の低圧チャンバ５とに分割されかつ一部にオイルが充填され一部に減衰媒体が充填された環状補償チャンバによって囲まれている。高圧チャンバ６は、環状分離ピストン１９によって、減衰媒体が充填された高圧チャンバ６と緩衝媒体 であるガスが充填された部分６ａとに分割されている。
【００１１】
作動ピストン１８が完全に下降された、即ち、上昇されてない状態では、低圧チャンバ５および高圧チャンバ６の圧力は同一である。低圧チャンバ５は、開口２０と作動チャンバ４と入口弁２１とポンピングチャンバ７と出口弁２２と作動チャンバ３とを介して高圧チャンバ６に接続される。作動シリンダ１の底部（図１においては上端部）には、中空ピストンロッド２の内部に形成されたポンピングチャンバ７とともにピストンポンプを形成するポンピングロッド８が固定されている。
【００１２】
作動シリンダ１に対する中空ピストンロッド２のテレスコピック運動中、ポンピングロッド８がポンピングチャンバ７内に貫入し、従って、減衰媒体は、引張段階では低圧チャンバ５から作動シリンダ１に穿設された開口２０を通って作動シリンダ内において中空ピストンロッド２を取囲む環状の作動チャンバ４を通って入口弁２１からポンピングチャンバ７に流入する。作動ピストン１８の圧縮段階中、入口弁２１は閉じ、減衰媒体は、ポンピングチャンバ７から出口弁２２を介して作動チャンバ３内に達し、かくして、高圧チャンバ６を予圧する。
【００１３】
車輛の停止中、即ち、中空ピストンロッド２が作動シリンダに対して移動しない間に、車輛に搭乗して車輛重量が増加した場合、中空ピストンロッド２が作動シリンダ１内にゆっくり貫入することによって、車輛上部構造が下降する。この状態において、高圧チャンバ６の圧力を上昇すれば、車輛上部構造を上昇できる。この場合、図１においてピストン・シリンダ・ユニツト１１として構成された駆動要素９によって昇圧された作動流体を流通路１０を介してポンピングチャンバ７内に流入させることで達成される。
【００１４】
駆動要素９を構成するピストン・シリンダ・ユニツト１１のピストン１２はポンピングチャンバ７内の減衰媒体を定常的に圧縮・放圧する。この場合、減衰媒体は、低圧チャンバ５から開口２０および入口弁２１を介してポンピングチャンバ７に達し、次いで、出口弁２２を介して作動チャンバ３に達する。高圧チャンバ６は、作動チャンバ３と作動シリンダ１の上端部に入口弁３０と共に設けられた出口弁３１を介して連通するので、高圧チャンバ６のガスが予圧される。高圧チャンバ６の圧力を上昇すれば、補助的な減衰媒体を外部から供給することなく、中空ピストンロッド２が外方へ移動される。
【００１５】
図２に、中空ピストンロッド２およびポンピングチャンバ７をユニツトとして示した。この場合、駆動要素９は、分離ピストン１３によってストラットの減衰媒体から分離された作動流体の固有供給路を有する。図３の場合、駆動要素９によって加圧される作動流体と減衰媒体との分離のため、段付分離ピストン１４が設けてあり、一方、図４の場合は、作動流体と減衰媒体とはダイアフラム１５によって分離される。
【００１６】
図２乃至４に示された解決法は、いわゆる、標準調節系を後から組込むのに適する。この場合、ストラット内の減衰媒体によって、分離ピストン１３、段付分離ピストン１４またはダイアフラム１５をポンピングチャンバ７内の作動ピストン（１８）に対向する端部側に駆動要素９の１部を構成するアクチュエータとして配設され、駆動ユニツト９の取付け後に、流通路１０を介して分離ピストン１３，段付分離ピストン１４またはダイアフラム１５に圧力を加えることができる。駆動ユニツト９を後から組込むためには、もちろん、充填・排出装置２３が必要である。
【００１７】
図５に、アクチュエータ１６の形の駆動要素９をストラットのハウジング内に設置したストラットを示した。このアクチュエータを構成する分離ピストン１３は、駆動要素９によって流通される作動流体をストラットの減衰媒体から分離する。アクチュエータ１６によるポンピングチャンバ７内の減衰媒体の予圧はポンピングロッド８の内部を貫通する接続路１７を介して保証される。
【００１８】
図６の場合、アクチュエータ１６は中空ピストンロッド２に組込んである。この場合、アクチュエータ１６は、電気的、空気圧的または液圧的に負荷される。このアクチュエータ１６も、ポンピングチャンバ７内の減衰媒体を圧縮し、従って、出口弁２２によって高圧チャンバ６の予圧が保証される。
【００１９】
図７に、１つの系に統合された２つのストラットを示した。これらのストラットは、原理的に、図１の実施形態に対応し、駆動要素９は、それぞれ、流通路１０を介して対応する中空ピストンロッド２のポンピングチャンバ７に接続されている。この実施形態の場合、駆動要素９は、ピストン・シリンダ・ユニツト１１と電動機２７とからなる。
【００２０】
図８乃至１０に、それぞれ、図７の駆動要素の部分切欠図を示した。電動機２７は、シャフトを介してピストン・シリンダ・ユニツト１１の駆動シャフト２５に結合されている。この場合、駆動シャフト２５は、偏心器２４を直接に駆動し、上記偏心器は、その回転運動に対応して、各シリンダのピストン１２ａ，１２ｂに負荷する。図１０に示した如く、場合によっては、ピストン１２ａ，１２ｂの負荷のためにもどしバネ２８を使用することができる。ピストン１２ａ，１２ｂは、回転する偏心器によって、逆方向へ負荷され、従って、偏心器チャンバ内の流体容積は、一定に保持される。
【００２１】
駆動シャフト２５の密封は、パッキン２６によって行われ、かくして、偏心器チャンバおよび流通路の圧力は同一である。ピストンにパッキンを設けなければ、対応して出力の小さい低摩擦の駆動装置、即ち、より小さい電動機２７を使用できる。偏心器２４は、流通路内の偏心器チャンバに設けてあるので、流体によって潤滑、冷却され、従って、受ける摩耗は僅かである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 内部レベル調節系を有するストラットの断面図である。
【図２】 ポンピングチャンバに対する駆動ユニツトの対応する駆動ユニツトの接続の一態様を示す詳細図である。
【図３】 ポンピングチャンバに対する駆動ユニツトの対応する駆動ユニツトの接続の別の態様を示す概略図である。
【図４】 ポンピングチャンバに対する駆動ユニツトの対応する駆動ユニツトの接続の更に他の態様を示す概略図である。
【図５】 アクチュエータを作動シリンダに組込んだストラットの概略図である。
【図６】 アクチュエータを中空ピストンロッドに組込んだストラットの断面図である。
【図７】 共通の駆動ユニツトを介して負荷される２つのストラットの概要図である。
【図８】 駆動ユニツトの部分断面図である。
【図９】 駆動ユニツトの他の部分の部分断面図である。
【図１０】 駆動ユニツトの更に他の部分の部分断面図である。
【符号の説明】
１ 作動シリンダ
２ 中空ピストンロッド
３ 作動チャンバ
４ 作動チャンバ
５ 低圧チャンバ
６ 高圧チャンバ
７ ポンピングチャンバ
８ ポンピングロッド
９ 駆動ユニツト
１０ 流通路
１１ ピストン・シリンダ・ユニツト
１２ ピストン
１３ 分離ピストン
１４ 段付ピストン
１５ ダイアフラム
１６ アクチュエータ
１７ 接続路
１８ 作動ピストン
１９ 環状分離ピストン
２０ 開口
２１ 入口弁
２２ 出口弁
２３ 充填・排出装置
２４ 偏心器
２５ 駆動シャフト
２６ パッキン
２７ 電動機
２８ もどしバネ
３０ 入口弁
３１ 出口弁
１００ ハウジング
１０１ 中間壁

Claims (9)

1. 内部レベル調節系を有し自動的にポンピングを行う自動車用のハイドロニューマチック・ストラットであって、
   中空部分をポンピングチャンバ（７）と成したハウジング（１００）に対して往復運動可能に取り付けられた中空ピストンロッド（２）と、
   該中空ピストンロッドの上端部に設けられかつ弁（２１，２２）を備えた作動ピストン（１８）と、
   内部に減衰媒体が充填されかつ該作動ピストンを往復運動可能に取囲む作動シリンダ（１）と、
   該作動シリンダ（１）の外周を取囲むように上方及び下方に環状の中間壁（１０１）によって前記ハウジングの内部を２つに分割している高圧チャンバ（６）及び低圧チャンバ（５）と、
   前記高圧チャンバ（６）内において、前記作動シリンダ（１）にバネとして作用する少なくとも１つの気体クッションを提供する環状分離ピストン（１９）により封入された緩衝媒体（６ａ）と、
   前記作動ピストン（１８）によって前記作動シリンダ（１）内に画成されると共に、上方部分が前記高圧チャンバ（６）に、そして下方部分が前記低圧チャンバ（５）に各々接続された上下２つの部分から成る作動チャンバ（３，４）と、
   上方に位置する前記作動チャンバ（３）の上端壁から伸び作動ピストン（１８）を貫通して前記ポンピングチャンバ（７）内に垂下するポンピングロッド（８）とから成り、
   前記ポンピングロッドとポンピングチャンバとが、前記低圧チャンバ（５）から該低圧チャンバに接続される下方の前記作動チャンバ（４）、前記弁（２１，２２）及び前記ポンピングチャンバ（７）を通って前記高圧チャンバ（６）に接続される上方の前記作動チャンバ（３）内に流体を送給するためのバネの運動によって駆動されるピストンポンプを形成しており、
   前記弁が、前記ポンピングチャンバ（７）と下方の前記作動チャンバ（４）との間に設けられた入口弁（２１）及び該ポンピングチャンバから上方の前記作動チャンバ（３）との間に設けられた出口弁（２２）で構成されているハイドロニューマチック・ストラットにおいて、
   前記ポンピングチャンバ（７）が、駆動要素（９）からの作動流体の圧力を受けるために該駆動要素に接続されており、
   該駆動要素（９）が、ピストン・シリンダ・ユニット（１１）とアクチュエータ（１６）とを備えており、前記ポンピングチャンバ内の流体が、該ユニットのピストン（１２）によって圧縮され、
   更に、前記前記ピストン（１２）が偏心器（２４）によって駆動されることを特徴とするストラット。
2. 駆動要素（９）が、ハウジング（１００）の外部に設けてあり、流通路（１０）を介してポンピングチャンバ（７）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のストラット。
3. 減衰媒体が、駆動要素（９）から直接にポンピングチャンバ（７）に負荷されることを特徴とする請求項１に記載のストラット。
4. 前記アクチュエータ（１６）が、前記ポンピングチャンバ（７）を画成する中空ピストンロッド（２）内に組込まれており、該ポンピングチャンバ内の緩衝媒体と前記駆動要素からの作動流体とを分離するための要素として、ダイアフラム（１５）、分離ピストン（１３）及び段付ピストン（１４）の内の何れか１つが組込まれていることを特徴とする請求項１に記載のストラット。
5. 前記アクチュエータ（１６）が、前記ハウジング（１００）内に設置 してあり、該アクチュエータが、その圧力を前記ポンピングロッド（８）内部を貫通する接続路（１７）を介してポンピングチャンバ（７）内の緩衝媒体に作用するように、該ポンピングチャンバと接続されており、ポンピングロッド（８）とポンピングチャンバ（７）とで機械式ポンプを構成すると共に、前記入口弁（２１）および前記出口弁（２２）に負荷を加えていることを特徴とする請求項４に記載のストラット。
6. 少なくとも２つのストラットが、１つの系に統合されていることを特徴とする請求項１に記載のストラット。
7. 少なくとも２つの前記ポンピングチャンバ（７）が、１つの駆動要素（９）からの圧力を受けることを特徴とする請求項６に記載のストラット。
8. 前記駆動要素（９）を構成するピストン・シリンダ・ユニット（１１）が、接続されたストラットの数に対応する数のピストン（１２ａ，１２ｂ）が１つの偏心器（２４）によって駆動されることを特徴とする請求項１に記載のストラット。
9. 偏心器（２４）としての駆動シャフト（２５）が、パッキン（２６）によって外気に対して密封されていることを特徴とする請求項１に記載のストラット。

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