JP4344406B2 - 自動車のハイドロニューマチックサスペンション用のダイヤフラム式の球または蓄圧器 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば自動車のハイドロニューマチックサスペンション用の、特に空気圧式の蓄圧器または球に関する。
一般に、空気圧式の球は、上部と下部が共に結合されるか又は一体成型されて構成される剛性、たとえば金属製の外皮と、外皮内部で上部と下部の間の接合ゾーンの位置に固定される可撓性を有する変形可能なダイヤフラムとを含む。従ってダイヤフラムは、たとえば気体を受容するための上部チャンバと、たとえば液体を受容するための下部チャンバとを画定する。この場合、下部チャンバは、接続管を介して、車両のサスペンションの例えば油圧回路と接続される。
このような球は、マクファーソン式サスペンションのスプリングに代わるために既に用いられている。
球の内部での液体の圧力は、正常な作動では一般に０〜２５０バールである。
偶発的に圧力が著しく高くなり、使用圧力の数倍にも達することがある。
その場合には球が破裂し、内部の構成部品が球から激しく放出されることが認められている。これは、車両の使用者に対して非常に危険である。
かくして、本発明の目的は、上記の不都合を解消し、たとえば自動車のハイドロニューマチックサスペンション用の特に空気圧式の球を提案し、球が例外的な圧力を被って開く際に部品の破片が放出されないようにし、それによって車両使用者の安全性に貢献することにある。
従って本発明は、剛性のある外皮と可撓性を有する変形可能なダイヤフラムとを含み、このダイヤフラムが、たとえば加圧ガスを含むように構成された上部チャンバおよび、たとえば液体を受容するように構成された下部チャンバを画定するように外皮の内部に配置された、特に空気圧式の球に関し、この球は、下部チャンバで超過圧力が生じた場合に前記ダイヤフラムに穿孔することにより下部チャンバ内の圧力を下げるように外皮またはダイヤフラムに結合される手段を、上部チャンバに含むことを特徴とする。
第一の実施形態において、この手段は、外皮の上部に結合するキャップであり、少なくとも一つの穴を含む。
第二の実施形態において、この手段は、外皮の上部に結合するキャップであり、外皮の内部に突出する少なくとも一つのつめまたは同等物をその凹面に含む。
好適には、キャップは、キャップに設けられた穴に至る少なくとも一つの溝をその凸面に含む。
好適な実施の形態によれば、キャップは、３個の径方向の溝を含み、各溝は、キャップに設けられた穴に至る。
変形実施形態において、キャップは、ダイヤフラムの周辺端を外皮に固定するとともに上部チャンバ内の無作動容積を低減する役割をする剛性のある環状の挿入部材に、その縁で結合される。
別の変形実施形態において、キャップはほぼ半球形であり、ダイヤフラムの周辺端を外皮に固定するとともに上部チャンバ内の無作動容積を低減する役割をする剛性のある環状の挿入部材を形成する。
さらに、上部チャンバが加圧ガスを含む場合、上部チャンバは好適には、外皮に特に溶接される不動な要素により塞がれる。
本発明の他の目的、長所、および特徴は、限定的ではないが本発明の実施形態に関する以下の説明を読めば、いっそう理解され、明らかになるだろう。
図１は、本発明による球の第一の実施形態の軸方向の断面図であり、ダイヤフラムは左半分で静止位置にあり、右半分で最下部位置にある。
図２は、図１に示されたキャップの斜視図である。
図３は、本発明の球の第二の実施形態によるキャップの斜視図である。
図４は、本発明の球の第三の実施形態によるキャップおよび挿入部材の斜視図である。
図５は、図１に適合した本発明による球の軸方向の断面図であり、ダイヤフラムは、最上部位置にあって部分的に示されている。
各図に共通の要素には同じ参照番号を付す。
図１を参照すると、本発明による球は、たとえば金属製の外皮１を含み、ほぼ平たい形をしている。
外皮１は、接合ゾーン１３により分離される上部１１と下部１２を含む。
下部１２はほぼ半球形であり、接続管１４を固定するためにその底が一部切除されている。
図１に示された実施形態では、外皮１の上部１１は凸形であり、その湾曲部は、球の内部に配向されている。
球はまた、外皮１の内部で接合ゾーン１３の位置に固定された可撓性を有する変形可能なダイヤフラム２を含む。
図１に示された実施形態では、ダイヤフラム２は、挿入部材３により外皮１の内部に固定されている。かくして剛性のある環状の挿入部材３は、外皮１の内面に対してダイヤフラム２の周辺端２１を固定するように構成されている。挿入部材３はまた、特に周辺端２１の上部に配置される無作動容積を塞ぐ目的もある。
従ってダイヤフラム２は、たとえば気体を収容する上部チャンバ４と、たとえば液体を受容するための下部チャンバ５を画定する。
球を自動車のハイドロニューマチックサスペンションで使用するように構成する場合、上部チャンバ４は加圧ガスを含み、このガスは、外皮１の頂部にあるオリフィス１５から注入される。
図１に示された実施形態では、ダイヤフラム２は多層型である。このダイヤフラム２は気密であり、球の製造後にガスを再注入することは不要である。そのため、オリフィス１５は特に溶接されうる不動な要素１６により塞がれる。
球の下部チャンバ５は、接続管１４を介して車両のサスペンションの油圧回路（図示せず）に接続される。
本発明による球はまたキャップ６を含み、このキャップ６は、外皮１の上部１１の頂部位置に配置されている。
キャップ６は、挿入部材３により、図１に示された位置に固定される。図１に示された実施形態では、キャップ６の縁６５は、挿入部材３の上端に設けられたくり抜き内部に固定される。
キャップ６は、その凸面６０に穴６１と溝６２を含み、溝６２は、オリフィス１５に向き合ったキャップの頂部６３から穴６１まで延びている。
図２に詳細に示すように、キャップ６は好適には３個の穴６１と３個の径方向の溝６２を有し、各溝６２は、キャップ６の頂部６３から穴６１まで延びている。
これらの溝６２は、オリフィス１５を通してガスを注入する際に、上部チャンバ４の内部にガスを通しやすくすることを目的としている。
ダイヤフラム２は、接続管１４を通る液体の圧力の作用により、外皮１の内部で、図１の右半分に示した最下部位置と図５に示した最上部位置との間を移動することができる。
ダイヤフラム２は、最下部位置でほぼ半球形である。
図１は、ダイヤフラム２がその中央ゾーン２２で最も厚くなることを示している。中央ゾーン２２に埋め込まれている固定突起２３は、この中央ゾーン２２の下に固定されるディスク形プレート２４に結合する。
ダイヤフラム２が最下部位置にある場合、このプレート２４は接続管１４に接する。
図５に示した最上部位置では、ダイヤフラム２の中央ゾーン２２の上部がキャップ６の中央に接している。ダイヤフラム２は、この位置では穴６１と接触しない。
図１の左半分の図では、ダイヤフラム２は中間位置で示されている。
従って、通常の作動条件では、ダイヤフラム２は最下部位置と最上部位置との間で移動する。そのとき、外皮１の内部の圧力は０〜２５０バールである。
例外的に、外皮１の内部の液体の圧力が著しく増加することがある。
この場合には、ダイヤフラム２はキャップ６に張り付き、ダイヤフラム２の一部が穴６１の内部に入る。
下部チャンバ５を支配する圧力の作用で、ダイヤフラム２は、穴６１の位置で穿孔される。
かくして外皮１が圧力の作用で破裂すると、ガスは、爆発音を出さずに外皮１から排出され、次いで液体が外皮１から流出する。
ダイヤフラム２の穿孔により、外皮１の内部で圧力が超過する場合、下部チャンバ５内の圧力を低下させながら油圧エネルギーを徐々に解放することができるので、部品、特にプレート２４の破片が放出するあらゆる危険性がなくなる。
次に、図３を参照して本発明による球のキャップの別の実施形態について説明する。
キャップ７はほぼ半球形である。キャップ７は、本発明による球の上部チャンバ４の内壁に配置するように構成される。
キャップ７は、その上部に、図１に示したキャップ６の要素と同様の諸要素を含む。かくしてキャップ７は、その凸面７０に径方向の３個の溝７２を有し、この溝７２は、キャップ７の頂部７３から穴７１まで延びている。
キャップ７の下部は、図１に示した実施形態に設けられた環状の挿入部材３と同じ機能を果たす。かくして、キャップ７は、その下端７４により外皮１の内面にダイヤフラム２の周辺端２１を固定する。さらにキャップ７は、ダイヤフラム２の周辺端２１の上に配置された無作動容積を埋めることができる。
圧力が超過する場合、キャップ７を備えた本発明による球は、図１に示した球に対して説明したものと同様に機能する。
図４は、さらにキャップと、本発明による球の挿入部材の別の実施形態を示す。
キャップ８は、挿入部材３により支持される図１に示したキャップ６と同様に、挿入部材９に結合されるように構成される。
この実施形態では、キャップ８は、その凹面に突出した少なくとも一つのつめ８１または同等物を含む。
図４に示した実施形態では、キャップ８は、３個のつめ８１を含む。
キャップ８はまた、その凸面８０に３個の溝８２を含み、各溝８２は、キャップ８の頂部８３から穴８４まで延びている。
図４に示した実施形態では、つめ８１は穴８４の縁にある。
環状の挿入部材９は、外皮１の内面に対してダイヤフラム２の周辺端２１を保持するように構成された縁９１を含む。
挿入部材９は、その上縁９２に穴９３を含み、この穴９３にキャップ８のつめ８１を係合して、キャップ８は、その縁８５により挿入部材９に結合される。そのときキャップ８および挿入部材９からなる全体は、図１に示したキャップ６および挿入部材３からなる全体と同様に、ほぼ半球形になる。
図４に示したキャップ８および挿入部材９を備えた本発明による球の機能は、次の通りである。
正常な作動において、変形可能なダイヤフラム２は、外皮１の内部で、このダイヤフラム２が接続管１４と接する最下部位置と、ダイヤフラム２の中央ゾーン２２がキャップ８の中央と接する最上部位置との間を移動することができる。
しかしながら、この最上部位置で、ダイヤフラム２は、つめ８１とは決して接触しない。図１に示されたキャップ６では、図５に示された状態になる。
ところが、下部チャンバ５内で圧力が超過すると、ダイヤフラム２はキャップ８に張り付く。このときダイヤフラム２は、つめ８１によって穿孔される。
図１に示した球の実施形態と同様に、球の内部で圧力が超過するとダイヤフラム２が穿孔されるので、球の部品の破片が放出されないようにすることができる。
図示した実施形態では、圧力超過の場合にダイヤフラム２に穿孔できる手段は、外皮１に結合される。同様に、ダイヤフラム２の他の穿孔手段を予め用意してダイヤフラム２自体に結合することもできるだろう。
これらの実施形態では、外皮１の上部１１は凸形であり、挿入部材３，９は、ダイヤフラム２の周辺端２１の上に配置される無作動容積を埋めるように構成される。
だが、本発明は、この実施形態に制限されるものではない。無作動容積、従ってダイヤフラムの疲労を同様に低減可能な他の形態の外皮を設けることもできる。
特に、外皮の上部は軸方向の断面でＳ字形のラインを形成することが可能であり、そのときダイヤフラムの周辺端は、外皮の上部および下部の間の接合ゾーンの同じ高さに固定された円形フランジにより固定される。この観点からは特に、フランス特許出願第２７４１９１３号を参照することができ、その内容は本出願に参考として含まれている。
本発明はまた、ダイヤフラムの疲労を低減するための特定の構成を含まない従来の球にも適用できる。
さらに外皮１は、例えば鋼鉄またはステンレス金属などの適切なあらゆる材料で構成されることができる。ダイヤフラム２は、たとえば二つのゴム層がポリビニルアルコール層を囲むというような多層型にしてもよい。またダイヤフラム２は、たとえばポリウレタンまたはニトリルの単層型にすることもできる。
また、球の各部分を「上部」または「下部」と称したが、球は、任意の方法で配置することが可能であって、例えば傾斜、水平または逆さまにすることもできる。
本発明は、特定の実施形態に関連して説明したが、記載した手段のあらゆる同等技術を含むものである。
最後に、請求の範囲に記載した技術的な特徴の後に挿入されている参照数字は、請求の範囲を分かりやすくすることだけを目的としており、その範囲を制限するものではない。

Claims (6)

1. 自動車のサスペンションのための空気圧式の球であって、
   内部を有する剛性のある外皮と、
   前記外皮の内側に配置される可撓性を有する変形可能なダイヤフラムであって、
   前記外皮の前記内部を、加圧ガスを含む上部チャンバおよび液体を含む下部チャンバに分割する可撓性を有するダイヤフラムと、
   前記上部チャンバ内に配置され、前記外皮及び前記ダイヤフラムの一方に結合され、前記下部チャンバで生じる超過圧力に対応して前記ダイヤフラムを穿孔し前記下部チャンバ内の圧力を低減する手段と
   を備え、
   前記手段は、前記外皮の上部に結合され、少なくとも一つの穴を含むキャップであり、
   前記キャップが、前記キャップに設けられた前記穴に至る少なくとも一つの溝を、前記キャップの凸面に含む球。
2. 前記キャップは、
   前記外皮の前記内部に向かって突出する少なくとも一つのつめまたは同等物を前記キャップの凹面に含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の球。
3. 前記キャップは、３個の前記溝を含み、
   前記溝のそれぞれは、前記キャップに設けられた前記穴に径方向に延びて至ることを特徴とする請求項１または２に記載の球。
4. 前記キャップは、
   前記ダイヤフラムの周辺端を前記外皮に固定するとともに前記上部チャンバ内の無作動容積を低減する役割をする剛性のある環状の挿入部材に、
   前記キャップの縁で結合される
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の球。
5. 前記キャップは、
   ほぼ半球形であり、
   前記ダイヤフラムの周辺端を前記外皮に固定するとともに前記上部チャンバ内の無作動容積を低減する役割をする剛性のある環状の挿入部材を形成する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の球。
6. 前記上部チャンバは加圧ガスを含み、溶接される不動な要素により塞がれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の球。

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