JPH0542572B2 - - Google Patents
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Description
本発明は、空気ばね、特に圧縮力または伸長力
の両方を提供できる複式機能をもつ改良型空気ば
ねに関する。本発明は空気ばねによつて支持され
る荷重にかかわりなく空気ばねのばね定数を変化
することが望まれるような自動車及びトラツクの
懸架装置用として特に有用である。また、車軸懸
架部材が支持機能をあらわす必要がないときはこ
の車軸懸架部材を引き上げ、しかもこの車軸が使
用状態にあるときは荷重担持能力を提供すること
ができるものである。さらに、機械的サーボ作動
器として圧縮及び伸長方向の両方向に確実な駆動
力を提供するのに用いられる。 当業界において公知の普通形式の空気ばねは、
荷重支持部材として機能する。ばね常数は、普通
の単室型空気ばねにおいては圧力を変化させるこ
とによつて変更されるが、ばね定数に関してのこ
の変更は同時に空気ばねの荷重担持能力を変化さ
せる。よつて、もしばね定数が変化すると、一定
荷重において、空気ばねの高さの伸長度も変化す
る。自動車またはトラツク懸架装置において、こ
のことは反跳された懸架部材の高さは、空気圧力
の増大によつてばね定数が増加するので増大する
ことを意味する。ばね定数と荷重のこの付随性
は、懸架装置の動力学的性質が、懸架装置の反跳
した構成部分の静止高さの変動によつて変化され
るので望ましくない。 普通の単室型空気ばねにおける荷重に対するば
ね定数のこの随従性を回避する一つの方法は、空
気ばねシステムに外部の容積貯留装置を導入する
ことであつた。ばね定数の変更が望まれるとき
は、この容積貯留装置は空気ばね室に接続されて
一時的に空気ばねの見かけの容積を変更し、それ
によつてばね定数を変化させる。これらの外部の
容積貯留装置は、二つの大きな欠点をあらわす。
その第１は、これらの装置は大型で、空気ばねを
使用する懸架装置部品に接近して取付けるのに要
する空所が極めて大きい。第２には、一層便利な
或る距離に容積貯留装置を位置づけることは、懸
架部材内の空気ばねに遠く離れた貯留装置を連結
する導管内に生ずる空気流の制約によつてばね定
数の差動機能は減少されもしくはほとんど無くさ
れることが判明した。空気流の制約は、外部貯留
装置付きの普通型単室空気ばねを用いて得られる
実際のばね定数変化を減少する。 現在知られている空気ばね装置に関する上記及
び他の諸問題点に鑑み、本発明の利点の一つは、
空気ばねが荷重支持能力を変化せずにばね定数を
変化できる能力をもつて提供されることである。
本発明の別の利点は、空気ばねが圧縮または伸長
力を作用するのに用いられる、本発明の複室空気
ばねを用いることによつて複動特性が実現される
ことである。さらに別の利点は、本発明の空気ば
ねは、装着空所が制約された懸架装置に適用でき
る空間的に効果的な単位完成品を提供する。さら
に他の利点は、この空気ばねは、ばね定数の変化
に対する要求にほとんど瞬間的に応答性を示し、
それによつて既知の空気ばね装置のもつ不利点を
克服できることである。これらの利点は本発明に
よる空気ばね、すなわち、(a)上方リテーナと、(b)
上方リテーナから軸方向に隔てて配設されたピス
トンと、(c)リテーナ及びピストンに密封式に取付
けられて内側空洞を形成する管状の内側ガス不透
過性薄膜と、(d)内側部材よりも大きい直径の管状
で、リテーナ及びピストンに密封式に取付けられ
て内側部材を完全に包囲する外側ガス不透過性薄
膜と、この外側部材と内側部材間に外側空洞を形
成し、及び(e)前記内側及び外側空洞の少くとも一
つにガス圧力を導入する装置とを含む装置によつ
て得られる。 図面を参照しつつ以下に述べる説明により本発
明の態様及び利点は十分に理解されるであろう。 第１図において、本発明による複室式空気ばね
の全体を１０で示す。上方リテーナ１２及びピス
トン１４は、この空気ばね１０のほぼ伸長状態に
おいて、軸方向に隔てて示されている。内側薄膜
１６がリテーナ１２の下方部分及びピストン１４
の上方部分に密封式に取付けられる。外側薄膜１
８が、ピストン１４の下方部分及びリテーナ１２
の上方部分に密封式に取付けられる。リテーナ１
２、ピストン１４及び内側薄膜１６間に形成され
た包囲体を以下、内室２０と称する。同様に、ピ
ストン１４、を取付けた外側薄膜１８及びリテー
ナ１２は外室２２を形成する。 第１図の好適実施例は別の円筒袋形空気ばね内
に取付けられた一つの円筒袋形空気ばねとして基
本的に構成された空気ばね１０を示す。内側薄膜
１６及び外側薄膜１８は、空気ばね技術分野にお
いて一般に知られている任意の構成方法によつて
形成することができる。これらの薄膜は空気不透
過性である。内柄薄膜及び外側薄膜はともに、内
室の圧力（ゲージ）Piが常に外室の圧力（ゲー
ジ）Ppよりも大きい使用目的に対しては半径方向
に可撓性をもつ。これは、空気ばねがその可変ば
ね定数特性を利用して用いられる時の一般的な場
合である。 PpがPiより大きいときは、内側薄膜１６は半径
方向圧縮力に抗し得るように構成しなければなら
ない。内側薄膜は空気圧力を収容する手段を取付
けた剛体のスリーブ、あるいは薄膜内に取付けた
プラスチツクまたはワイヤのうず巻線のような、
半径方向の力に抵抗できる手段を備えた可棚性ス
リーブとすることもできる。これらの薄膜は織物
またはワイヤ織物部材で補強されることが好適な
エラストマ材料で造られる。許容される膨張程度
によつて、内側薄膜１６及び外側薄膜１８内の補
強織物のバイアス角は、使用目的の特定の圧力範
囲及び他の技術上の強制事項に応じて変化され
る。内側薄膜１６及び外側薄膜１８はそれぞれ、
堅い、空気またはガス不透過性防壁を形成するた
めに加熱または放射線硬化方法によつて加硫され
る種々の形式の合成または天然ゴムポリマーで一
般に造られる管状の補強織物スリーブに形成され
る。この薄膜は、また適切な可撓性寿命特性をも
つ空気不透過性プラスチツクで造ることもでき
る。このプラスチツクは薄膜内に埋込まれた織物
補強材を随意に用いることもできる。 第１図は、内側及び外側薄膜をリテーナ及びピ
ストンに取付ける代表的な方法を示す。図示の方
法は、内側または外側薄膜の最先端を取付けるた
めリテーナ１２またはピストン１４の最適な部分
に、セレーシヨンを施した円筒形表面が設けられ
る。薄膜の軸方向端は、固形部材のセレーシヨン
表面と保持リング１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄとの間に圧縮される。保持リングは、それを薄
膜の軸方向最先端に当てて圧縮させる種々の一般
に用いられている方法の任意の方法によつてすえ
込みまたは緊締される。薄膜を密封式に取付ける
他の方法は、薄膜内にビードを鋳込み、タイヤ取
付け設計手段として一般に用いられているような
プレスはめを用いる。 本発明の空気ばねの新規かつ有用な特徴のすべ
ての利点を発揮するために、内室２０または外室
２２のいずれか一方の室の内圧を、他方の室内の
圧力を一定に保ちながら調節できることが必要で
ある。この空気ばねを用いる好適様態において
は、内室２０及び外室２４は、それぞれの室内の
圧力には無関係に連続的に変化することもでき
る。従つて、この空気ばねは、圧力空気の流入及
び流出用の適切な手段を取付けなければならな
い。第１図は、空気ばねの好適形態を示し、リテ
ーナは、内室ガスポート２４及び外室ガスポート
２６用の貫通孔を有し、これらのポートからガス
の取入れ及び排出が行われる。もちろん、これら
のガスポートは共に、もし内室または外室のいず
れかが一定圧力に保持されるならば特定の使用目
的に対しては不必要となることが考えられる。適
切に設計された弁がガスポート２４及び２６に配
設されてガスの適正な流量を許す。ポート２４及
び２５は外部の、可変圧力ガス源（不図示）に接
続され、この可変圧力ガス源は、要求に従つて圧
力空気を内室及び外室に流入させる適切な検出器
と制御モジユールをもつ一つまたは複数の圧縮機
で構成することができる。内室ガスポート２４及
び外室ガスポート２６はリテーナに設けて示され
ているが、一方または両方の空洞内に接近できる
ように任意の位置にポートを定めることも考えら
れる。例えば、これらのガスポートは、もし特定
の使用目的がそのような圧力システムと匹敵され
るならば、ピストンを通して設けることもでき
る。 第２図は、全体を４０で示す従来の普通型空気
ばねを示す。ここに示す装置は、通常円筒袋形空
気ばねと称される。このばねは、ガス不透過性ス
リーブ４４を取付けるために、セレーシヨン４３
のような適切な手段を設けた上方板４２を含む。
スリーブ４４は、空気ばね内に組立てられる前に
一般に管状の補強された可撓性部材である。スリ
ーブ４４は上方すえ込みリング４５のような普通
の取付具によつて上方板４２に取付けられる。ス
リーブ４４は上方板４２から反対端において、ス
リーブ４４をピストン４６に気密式に取付けるの
に適したセレーシヨンのような類似の取付手段を
もつピストン４６に密封式に取付けられる。ピス
トンのセレーシヨン部４７は下方すえ込みリング
４８を用いるような取付具の代表的なものとして
示されている。ひとたびスリーブが上方板４２及
びピストン４６に密封式に取付けられると、作用
空洞５０が形成される。この空洞は所与の圧力を
もつガスを収容するために密封されるが、普通型
空気ばねは、さらに一般に空洞５０内の加圧状態
を変更できるように空気流入ポート５２をもつ。
空気ばねの支持能力はピストン直径Dpと外側の
スリーブ直径Dpとの関数である。一般に、この
ばねの荷重担持能力は(1)式であらわされ、 Ｆ＝PA (1) ここに Ｆ＝力または荷重 Ｐ＝ゲージ圧力 Ａ＝有効面積 この式は次式で近似され、 Ｆ＝ZPπ／４（Dp＋Dp／２）2 ここに Ｆ＝力または荷重 Ｐ＝ゲージ圧力 Dp＝ピストン直径 Dp＝スリーブ直径 Ｚ＝有効直径修正係数 普通型空気ばねのばね定数はつぎの式で示され
る。 ばね定数＝dF／dX＝nPaA2／Ｖ＋PgdA／dX (2) ここに ｎ＝ポリトロープ過程指数 Pa＝絶対圧力 Ａ＝有効面積 Ｖ＝容積 Pg＝ゲージ圧力 本発明の空気ばね１０の新規な性能特性は、空
気ばね１０の内室２０と外室２２間の有効直径の
差にもとづいて生ずる力ベクトルの差に起因す
る。この有効直径は空気ばね内の圧力が作用する
実際の直径を言う。 第１図において、内側空洞の有効直径diは、空
気ばね１０が釣合つて静止状態にあるとき、内側
薄膜１６の最低軸方向位置における直径を示す。
ここに「最低の」とはばね１０ピストン端に関し
て言う。最低内側点は円形経路をたどり、内径di
はこの円形経路の直径であることが分かる。外側
スリーブの有効直系dpは、外側薄膜１８の外側突
出部２３の最低軸方向点によつて同様に決められ
る。外室の全直径はDpで示され、かつ内室の全
直径はDiで示される。リテーナ１２がピストン１
４に向つて軸方向に移動すると、内側薄膜１６及
び外側薄膜１８はピストンの外側面を越えて下方
へ巻込まれて半月形または巻込み耳部を形成する
ことが分かる。各室の有効面積は、この半月形ま
たは巻込み耳部の最低点の半径方向内側に位置す
る面積として定められる。これとは別に、上方の
リテーナから軸方向へ最も遠く離れた薄膜の点の
軌跡の直径であるということができる。 第１図に示す本発明の好適実施例において、内
室の有効直径diは外室の有効直径dpよりも大き
い。空気ばね１０の内室及び外室の相対有効直径
のこの関係は、第２図に示す普通型空気ばね４０
と同様にして一つの荷重を支持できる空気ばねを
提供するが、空気ばね１０はさらに、内室及び外
室内の圧力を調節することによつて、この荷重と
は無関係な可変ばね定数をもつ。外室のゲージ圧
力Pp及び内室のゲージ圧力Piは、等しい荷重担持
能力を有しながらも実質的に異なるばね定数をあ
らわすように変化させることができる。 第３図は、本発明の空気ばね３０の自由物体線
図の概括表示図である。この自由物体線図は、ば
ね３０における圧力ベクトルの軸方向成分３１の
みを示す。圧力ベクトルの半径方向成分は互いに
釣合つており図示は省略する。内室３２は圧力が
作用する有効面積にわたる有効直径diをもつ。外
室３３は有効直径dpをもつ。複動式空気ばねの一
好適実施例において、第３図に示すように、diは
dpより大きい。よつて、内側空洞内の圧力は、外
側空洞内の圧力が作用する面積よりも大きい有効
面積にわたつて作用する。有効直径の差によつて
第１図及び第３図においてＣとして断面で示され
た環状区域にわたつて作用する軸方向の力を発生
する。この様態は、本発明の空気ばねに、(1)圧縮
もしくは伸長力のいずれかを作用し、(2)二つの空
洞内で適切な圧力を単に選択するだけで可変ばね
定数をもつ能力を与える。これらの能力は従来は
空気ばねにおいては知られていない。 第１図に示す空気ばね１０における軸方向膨張
力をあらわす力を式であらわせばつぎのとおりで
ある。 Ｆ＝PiAi−Pp（AiAp） または Ｆ＝Pi／４πdi 2−Pp／４π（di 2−dp 2） (3) ここに Ｆ＝力または荷重 Pi＝内室圧力 Pp＝外室圧力 Ai＝内室有効面積 Ap＝外室有効面積 di＝内室有効直径 dp＝外室有効直径 これは次式のように近似される。 Ｆ＝ZPiπ／４（Di＋Dpi／２）2 −ZPpπ／４〔（Di＋Dpi／２）2 −（Dp＋Dpp／２）2〕 ここに Di＝内室直径 Dpi＝内側ピストン直径 Dp＝外室直径 Dpp＝外側ピストン直径 Ｚ＝有効直径修正係数 空気ばね１０のばね定数は、数学的につぎのよ
うにあらわされ、 ばね定数＝dF／dX＝nPiaAi 2／Vi＋PigdAi／dX ＝nPpaAp（Ai−Ap）／Vp−PpgdAi／dX ＋PpgdAp／dX かつ、ピストンを円筒形と仮定することによつ
て簡単化してさらに有用な式に変形できる。 ばね定数＝nPiaAi 2／Vi −nPpaAp（Ai−Ap）／Vp (4) ここに ｎ＝ポリトロープ過程指数 Pia＝内室の絶対圧力 Pig＝内室のゲージ圧力 Ppa＝外室の絶対圧力 Ppg＝外室のゲージ圧力 Vi＝内室容積 Vp＝外室容積 Ai＝内室有効面積 Ap＝外室有効面積 (4)式は本発明の空気ばねにおける有効面積、圧
力、及び容積の重要な影響を示す。 本発明の空気ばねに対する式(3)の力の表現を、
第２図の普通型空気ばねに対する式(1)と比較すれ
ば、合理的な設計限界範囲にわたつて内室の圧力
と外室の圧力を変化させることによつて、この複
室型空気ばねに一定の荷重または力を維持できる
ことが明らかに示される。同様に、(4)式と(2)式を
比較すれば、この複室型空気ばねのばね定数は、
式(2)で示すように普通型空気ばねにおいては実現
不可能であつた、荷重支持能力とは無関係に変化
できることが分かる。ばね定数は普通型空気ばね
においては、圧力に直接に比例する。この変通性
の利点は、空気ばねのばね定数が内側及び外側空
洞内の圧力の関係に従つて変化し、しかもこのば
ねの荷重支持能力が一定に保たれることにある。
このような異なる能力を組合わせてもつことは従
来の空気ばねにおいては知られなかつた。
の両方を提供できる複式機能をもつ改良型空気ば
ねに関する。本発明は空気ばねによつて支持され
る荷重にかかわりなく空気ばねのばね定数を変化
することが望まれるような自動車及びトラツクの
懸架装置用として特に有用である。また、車軸懸
架部材が支持機能をあらわす必要がないときはこ
の車軸懸架部材を引き上げ、しかもこの車軸が使
用状態にあるときは荷重担持能力を提供すること
ができるものである。さらに、機械的サーボ作動
器として圧縮及び伸長方向の両方向に確実な駆動
力を提供するのに用いられる。 当業界において公知の普通形式の空気ばねは、
荷重支持部材として機能する。ばね常数は、普通
の単室型空気ばねにおいては圧力を変化させるこ
とによつて変更されるが、ばね定数に関してのこ
の変更は同時に空気ばねの荷重担持能力を変化さ
せる。よつて、もしばね定数が変化すると、一定
荷重において、空気ばねの高さの伸長度も変化す
る。自動車またはトラツク懸架装置において、こ
のことは反跳された懸架部材の高さは、空気圧力
の増大によつてばね定数が増加するので増大する
ことを意味する。ばね定数と荷重のこの付随性
は、懸架装置の動力学的性質が、懸架装置の反跳
した構成部分の静止高さの変動によつて変化され
るので望ましくない。 普通の単室型空気ばねにおける荷重に対するば
ね定数のこの随従性を回避する一つの方法は、空
気ばねシステムに外部の容積貯留装置を導入する
ことであつた。ばね定数の変更が望まれるとき
は、この容積貯留装置は空気ばね室に接続されて
一時的に空気ばねの見かけの容積を変更し、それ
によつてばね定数を変化させる。これらの外部の
容積貯留装置は、二つの大きな欠点をあらわす。
その第１は、これらの装置は大型で、空気ばねを
使用する懸架装置部品に接近して取付けるのに要
する空所が極めて大きい。第２には、一層便利な
或る距離に容積貯留装置を位置づけることは、懸
架部材内の空気ばねに遠く離れた貯留装置を連結
する導管内に生ずる空気流の制約によつてばね定
数の差動機能は減少されもしくはほとんど無くさ
れることが判明した。空気流の制約は、外部貯留
装置付きの普通型単室空気ばねを用いて得られる
実際のばね定数変化を減少する。 現在知られている空気ばね装置に関する上記及
び他の諸問題点に鑑み、本発明の利点の一つは、
空気ばねが荷重支持能力を変化せずにばね定数を
変化できる能力をもつて提供されることである。
本発明の別の利点は、空気ばねが圧縮または伸長
力を作用するのに用いられる、本発明の複室空気
ばねを用いることによつて複動特性が実現される
ことである。さらに別の利点は、本発明の空気ば
ねは、装着空所が制約された懸架装置に適用でき
る空間的に効果的な単位完成品を提供する。さら
に他の利点は、この空気ばねは、ばね定数の変化
に対する要求にほとんど瞬間的に応答性を示し、
それによつて既知の空気ばね装置のもつ不利点を
克服できることである。これらの利点は本発明に
よる空気ばね、すなわち、(a)上方リテーナと、(b)
上方リテーナから軸方向に隔てて配設されたピス
トンと、(c)リテーナ及びピストンに密封式に取付
けられて内側空洞を形成する管状の内側ガス不透
過性薄膜と、(d)内側部材よりも大きい直径の管状
で、リテーナ及びピストンに密封式に取付けられ
て内側部材を完全に包囲する外側ガス不透過性薄
膜と、この外側部材と内側部材間に外側空洞を形
成し、及び(e)前記内側及び外側空洞の少くとも一
つにガス圧力を導入する装置とを含む装置によつ
て得られる。 図面を参照しつつ以下に述べる説明により本発
明の態様及び利点は十分に理解されるであろう。 第１図において、本発明による複室式空気ばね
の全体を１０で示す。上方リテーナ１２及びピス
トン１４は、この空気ばね１０のほぼ伸長状態に
おいて、軸方向に隔てて示されている。内側薄膜
１６がリテーナ１２の下方部分及びピストン１４
の上方部分に密封式に取付けられる。外側薄膜１
８が、ピストン１４の下方部分及びリテーナ１２
の上方部分に密封式に取付けられる。リテーナ１
２、ピストン１４及び内側薄膜１６間に形成され
た包囲体を以下、内室２０と称する。同様に、ピ
ストン１４、を取付けた外側薄膜１８及びリテー
ナ１２は外室２２を形成する。 第１図の好適実施例は別の円筒袋形空気ばね内
に取付けられた一つの円筒袋形空気ばねとして基
本的に構成された空気ばね１０を示す。内側薄膜
１６及び外側薄膜１８は、空気ばね技術分野にお
いて一般に知られている任意の構成方法によつて
形成することができる。これらの薄膜は空気不透
過性である。内柄薄膜及び外側薄膜はともに、内
室の圧力（ゲージ）Piが常に外室の圧力（ゲー
ジ）Ppよりも大きい使用目的に対しては半径方向
に可撓性をもつ。これは、空気ばねがその可変ば
ね定数特性を利用して用いられる時の一般的な場
合である。 PpがPiより大きいときは、内側薄膜１６は半径
方向圧縮力に抗し得るように構成しなければなら
ない。内側薄膜は空気圧力を収容する手段を取付
けた剛体のスリーブ、あるいは薄膜内に取付けた
プラスチツクまたはワイヤのうず巻線のような、
半径方向の力に抵抗できる手段を備えた可棚性ス
リーブとすることもできる。これらの薄膜は織物
またはワイヤ織物部材で補強されることが好適な
エラストマ材料で造られる。許容される膨張程度
によつて、内側薄膜１６及び外側薄膜１８内の補
強織物のバイアス角は、使用目的の特定の圧力範
囲及び他の技術上の強制事項に応じて変化され
る。内側薄膜１６及び外側薄膜１８はそれぞれ、
堅い、空気またはガス不透過性防壁を形成するた
めに加熱または放射線硬化方法によつて加硫され
る種々の形式の合成または天然ゴムポリマーで一
般に造られる管状の補強織物スリーブに形成され
る。この薄膜は、また適切な可撓性寿命特性をも
つ空気不透過性プラスチツクで造ることもでき
る。このプラスチツクは薄膜内に埋込まれた織物
補強材を随意に用いることもできる。 第１図は、内側及び外側薄膜をリテーナ及びピ
ストンに取付ける代表的な方法を示す。図示の方
法は、内側または外側薄膜の最先端を取付けるた
めリテーナ１２またはピストン１４の最適な部分
に、セレーシヨンを施した円筒形表面が設けられ
る。薄膜の軸方向端は、固形部材のセレーシヨン
表面と保持リング１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄとの間に圧縮される。保持リングは、それを薄
膜の軸方向最先端に当てて圧縮させる種々の一般
に用いられている方法の任意の方法によつてすえ
込みまたは緊締される。薄膜を密封式に取付ける
他の方法は、薄膜内にビードを鋳込み、タイヤ取
付け設計手段として一般に用いられているような
プレスはめを用いる。 本発明の空気ばねの新規かつ有用な特徴のすべ
ての利点を発揮するために、内室２０または外室
２２のいずれか一方の室の内圧を、他方の室内の
圧力を一定に保ちながら調節できることが必要で
ある。この空気ばねを用いる好適様態において
は、内室２０及び外室２４は、それぞれの室内の
圧力には無関係に連続的に変化することもでき
る。従つて、この空気ばねは、圧力空気の流入及
び流出用の適切な手段を取付けなければならな
い。第１図は、空気ばねの好適形態を示し、リテ
ーナは、内室ガスポート２４及び外室ガスポート
２６用の貫通孔を有し、これらのポートからガス
の取入れ及び排出が行われる。もちろん、これら
のガスポートは共に、もし内室または外室のいず
れかが一定圧力に保持されるならば特定の使用目
的に対しては不必要となることが考えられる。適
切に設計された弁がガスポート２４及び２６に配
設されてガスの適正な流量を許す。ポート２４及
び２５は外部の、可変圧力ガス源（不図示）に接
続され、この可変圧力ガス源は、要求に従つて圧
力空気を内室及び外室に流入させる適切な検出器
と制御モジユールをもつ一つまたは複数の圧縮機
で構成することができる。内室ガスポート２４及
び外室ガスポート２６はリテーナに設けて示され
ているが、一方または両方の空洞内に接近できる
ように任意の位置にポートを定めることも考えら
れる。例えば、これらのガスポートは、もし特定
の使用目的がそのような圧力システムと匹敵され
るならば、ピストンを通して設けることもでき
る。 第２図は、全体を４０で示す従来の普通型空気
ばねを示す。ここに示す装置は、通常円筒袋形空
気ばねと称される。このばねは、ガス不透過性ス
リーブ４４を取付けるために、セレーシヨン４３
のような適切な手段を設けた上方板４２を含む。
スリーブ４４は、空気ばね内に組立てられる前に
一般に管状の補強された可撓性部材である。スリ
ーブ４４は上方すえ込みリング４５のような普通
の取付具によつて上方板４２に取付けられる。ス
リーブ４４は上方板４２から反対端において、ス
リーブ４４をピストン４６に気密式に取付けるの
に適したセレーシヨンのような類似の取付手段を
もつピストン４６に密封式に取付けられる。ピス
トンのセレーシヨン部４７は下方すえ込みリング
４８を用いるような取付具の代表的なものとして
示されている。ひとたびスリーブが上方板４２及
びピストン４６に密封式に取付けられると、作用
空洞５０が形成される。この空洞は所与の圧力を
もつガスを収容するために密封されるが、普通型
空気ばねは、さらに一般に空洞５０内の加圧状態
を変更できるように空気流入ポート５２をもつ。
空気ばねの支持能力はピストン直径Dpと外側の
スリーブ直径Dpとの関数である。一般に、この
ばねの荷重担持能力は(1)式であらわされ、 Ｆ＝PA (1) ここに Ｆ＝力または荷重 Ｐ＝ゲージ圧力 Ａ＝有効面積 この式は次式で近似され、 Ｆ＝ZPπ／４（Dp＋Dp／２）2 ここに Ｆ＝力または荷重 Ｐ＝ゲージ圧力 Dp＝ピストン直径 Dp＝スリーブ直径 Ｚ＝有効直径修正係数 普通型空気ばねのばね定数はつぎの式で示され
る。 ばね定数＝dF／dX＝nPaA2／Ｖ＋PgdA／dX (2) ここに ｎ＝ポリトロープ過程指数 Pa＝絶対圧力 Ａ＝有効面積 Ｖ＝容積 Pg＝ゲージ圧力 本発明の空気ばね１０の新規な性能特性は、空
気ばね１０の内室２０と外室２２間の有効直径の
差にもとづいて生ずる力ベクトルの差に起因す
る。この有効直径は空気ばね内の圧力が作用する
実際の直径を言う。 第１図において、内側空洞の有効直径diは、空
気ばね１０が釣合つて静止状態にあるとき、内側
薄膜１６の最低軸方向位置における直径を示す。
ここに「最低の」とはばね１０ピストン端に関し
て言う。最低内側点は円形経路をたどり、内径di
はこの円形経路の直径であることが分かる。外側
スリーブの有効直系dpは、外側薄膜１８の外側突
出部２３の最低軸方向点によつて同様に決められ
る。外室の全直径はDpで示され、かつ内室の全
直径はDiで示される。リテーナ１２がピストン１
４に向つて軸方向に移動すると、内側薄膜１６及
び外側薄膜１８はピストンの外側面を越えて下方
へ巻込まれて半月形または巻込み耳部を形成する
ことが分かる。各室の有効面積は、この半月形ま
たは巻込み耳部の最低点の半径方向内側に位置す
る面積として定められる。これとは別に、上方の
リテーナから軸方向へ最も遠く離れた薄膜の点の
軌跡の直径であるということができる。 第１図に示す本発明の好適実施例において、内
室の有効直径diは外室の有効直径dpよりも大き
い。空気ばね１０の内室及び外室の相対有効直径
のこの関係は、第２図に示す普通型空気ばね４０
と同様にして一つの荷重を支持できる空気ばねを
提供するが、空気ばね１０はさらに、内室及び外
室内の圧力を調節することによつて、この荷重と
は無関係な可変ばね定数をもつ。外室のゲージ圧
力Pp及び内室のゲージ圧力Piは、等しい荷重担持
能力を有しながらも実質的に異なるばね定数をあ
らわすように変化させることができる。 第３図は、本発明の空気ばね３０の自由物体線
図の概括表示図である。この自由物体線図は、ば
ね３０における圧力ベクトルの軸方向成分３１の
みを示す。圧力ベクトルの半径方向成分は互いに
釣合つており図示は省略する。内室３２は圧力が
作用する有効面積にわたる有効直径diをもつ。外
室３３は有効直径dpをもつ。複動式空気ばねの一
好適実施例において、第３図に示すように、diは
dpより大きい。よつて、内側空洞内の圧力は、外
側空洞内の圧力が作用する面積よりも大きい有効
面積にわたつて作用する。有効直径の差によつて
第１図及び第３図においてＣとして断面で示され
た環状区域にわたつて作用する軸方向の力を発生
する。この様態は、本発明の空気ばねに、(1)圧縮
もしくは伸長力のいずれかを作用し、(2)二つの空
洞内で適切な圧力を単に選択するだけで可変ばね
定数をもつ能力を与える。これらの能力は従来は
空気ばねにおいては知られていない。 第１図に示す空気ばね１０における軸方向膨張
力をあらわす力を式であらわせばつぎのとおりで
ある。 Ｆ＝PiAi−Pp（AiAp） または Ｆ＝Pi／４πdi 2−Pp／４π（di 2−dp 2） (3) ここに Ｆ＝力または荷重 Pi＝内室圧力 Pp＝外室圧力 Ai＝内室有効面積 Ap＝外室有効面積 di＝内室有効直径 dp＝外室有効直径 これは次式のように近似される。 Ｆ＝ZPiπ／４（Di＋Dpi／２）2 −ZPpπ／４〔（Di＋Dpi／２）2 −（Dp＋Dpp／２）2〕 ここに Di＝内室直径 Dpi＝内側ピストン直径 Dp＝外室直径 Dpp＝外側ピストン直径 Ｚ＝有効直径修正係数 空気ばね１０のばね定数は、数学的につぎのよ
うにあらわされ、 ばね定数＝dF／dX＝nPiaAi 2／Vi＋PigdAi／dX ＝nPpaAp（Ai−Ap）／Vp−PpgdAi／dX ＋PpgdAp／dX かつ、ピストンを円筒形と仮定することによつ
て簡単化してさらに有用な式に変形できる。 ばね定数＝nPiaAi 2／Vi −nPpaAp（Ai−Ap）／Vp (4) ここに ｎ＝ポリトロープ過程指数 Pia＝内室の絶対圧力 Pig＝内室のゲージ圧力 Ppa＝外室の絶対圧力 Ppg＝外室のゲージ圧力 Vi＝内室容積 Vp＝外室容積 Ai＝内室有効面積 Ap＝外室有効面積 (4)式は本発明の空気ばねにおける有効面積、圧
力、及び容積の重要な影響を示す。 本発明の空気ばねに対する式(3)の力の表現を、
第２図の普通型空気ばねに対する式(1)と比較すれ
ば、合理的な設計限界範囲にわたつて内室の圧力
と外室の圧力を変化させることによつて、この複
室型空気ばねに一定の荷重または力を維持できる
ことが明らかに示される。同様に、(4)式と(2)式を
比較すれば、この複室型空気ばねのばね定数は、
式(2)で示すように普通型空気ばねにおいては実現
不可能であつた、荷重支持能力とは無関係に変化
できることが分かる。ばね定数は普通型空気ばね
においては、圧力に直接に比例する。この変通性
の利点は、空気ばねのばね定数が内側及び外側空
洞内の圧力の関係に従つて変化し、しかもこのば
ねの荷重支持能力が一定に保たれることにある。
このような異なる能力を組合わせてもつことは従
来の空気ばねにおいては知られなかつた。
【表】
【表】
第〜表及び第４〜９図に対する試験方法
試験される空気ばねは、次の方法でMTS油圧
式荷重試験機を用いてサイクル運動を行つた。空
気ばねは設計高さに固定され、かつMTS閉鎖ル
ープ型動的応答試験機内の圧力に保たれた。油圧
ラムは0.5Hzにおいて予め定めた振幅にわたつて
空気ばねに行程を与えるようにプログラムされ
た。ロードセル、圧力変換器及び高さ検出器が、
試験の進行中に10ミリ秒毎に、ばね力、内部圧力
及びばね高さを監視するのに用いられた。この情
報は、制御マイクロプロセツサのメモリーに記憶
され、第、及び表に示されたデータを計算
するのに用いられ、次いで第４図〜第９図にグラ
フ表示した。 可変ばね定数ばねの実施例 空気流入ポート２６が外室２２と連通する内側
ポートをもつピストン１４内に配設されているこ
と以外は、第１図の空気ばねのすべてにわたつて
類似する本発明の空気ばねが、ばね定数特性を決
定するために動的に試験された。第表は試験さ
れた複室型ばねの設計特性を示す。第４図は、第
表に示された空気ばねが、内室及び外室圧力を
ほとんど同一の荷重支持能力をもつように調節し
た状態で変動しつつサイクル運動された。第表
は第４図の曲線をつくるのに用いられた二つの試
験状態の詳細データである。設計高さ及び荷重は
内室及び外室圧力を調節することによつて一定に
保たれた。第表及び第４図は、設計高さにおい
て試験１及び試験２における同一の空気ばねのば
ね定数は完全に相違することを明らかに示してい
る。二つの試験のそれぞれに対する第表に示さ
れたばね定数は、設計高さから±10mmにおいて荷
重・変形曲線の変化率をあらわす。第５図は、第
４図の曲線の微分曲線である。試験１及び試験２
に対するばね定数を示す。 普通型空気ばね試験結果 次の第表に示す設計パラメータをもつ第２図
に示した装置の普通型空気ばねが、第表に示す
本発明の空気ばねと同様に試験され、普通型空気
ばねのばね定数は荷重に対して無関係ではないこ
とを示している。
式荷重試験機を用いてサイクル運動を行つた。空
気ばねは設計高さに固定され、かつMTS閉鎖ル
ープ型動的応答試験機内の圧力に保たれた。油圧
ラムは0.5Hzにおいて予め定めた振幅にわたつて
空気ばねに行程を与えるようにプログラムされ
た。ロードセル、圧力変換器及び高さ検出器が、
試験の進行中に10ミリ秒毎に、ばね力、内部圧力
及びばね高さを監視するのに用いられた。この情
報は、制御マイクロプロセツサのメモリーに記憶
され、第、及び表に示されたデータを計算
するのに用いられ、次いで第４図〜第９図にグラ
フ表示した。 可変ばね定数ばねの実施例 空気流入ポート２６が外室２２と連通する内側
ポートをもつピストン１４内に配設されているこ
と以外は、第１図の空気ばねのすべてにわたつて
類似する本発明の空気ばねが、ばね定数特性を決
定するために動的に試験された。第表は試験さ
れた複室型ばねの設計特性を示す。第４図は、第
表に示された空気ばねが、内室及び外室圧力を
ほとんど同一の荷重支持能力をもつように調節し
た状態で変動しつつサイクル運動された。第表
は第４図の曲線をつくるのに用いられた二つの試
験状態の詳細データである。設計高さ及び荷重は
内室及び外室圧力を調節することによつて一定に
保たれた。第表及び第４図は、設計高さにおい
て試験１及び試験２における同一の空気ばねのば
ね定数は完全に相違することを明らかに示してい
る。二つの試験のそれぞれに対する第表に示さ
れたばね定数は、設計高さから±10mmにおいて荷
重・変形曲線の変化率をあらわす。第５図は、第
４図の曲線の微分曲線である。試験１及び試験２
に対するばね定数を示す。 普通型空気ばね試験結果 次の第表に示す設計パラメータをもつ第２図
に示した装置の普通型空気ばねが、第表に示す
本発明の空気ばねと同様に試験され、普通型空気
ばねのばね定数は荷重に対して無関係ではないこ
とを示している。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第６図は、第表にまとめられた試験３、４及
び５に対する変形対荷重曲線のグラフである。第
６図は、三種類の試験圧力において第表に標記
された特性をもつ従来型空気ばねに関して得られ
た荷重・変形の実際の試験曲線をあらわす。第７
図は、荷重・変形曲線から得られた微分曲線で、
この図は普通型空気ばねの変形対ばね定数を示
す。第６図と第７図を比較すれば、普通型空気ば
ねにおいては、ばね定数は空気ばねに作用する荷
重につれて変化することが明らかである。これは
本発明の複室型空気ばねのばね定数が荷重に無関
係であることを示す第５図の驚くべき結果と対比
される。 複動式空気ばねの実施例 半径方向圧縮力に抵抗性をもつ内側部材を有す
る複室型空気ばねの別の実施例が、(a)一定荷重に
おける可変ばね定数特性、及び(b)圧縮及び伸長力
の両方をあらわすその複動性能力を示すために試
験された。第表は試験状態をあらわす。第表
は試験番号６〜９に対する試験状態を示す。第８
図は試験状態６〜９に対する変形対実際荷重曲線
を示す。試験６、７及び８に対応する曲線は、空
気ばねによつて伸長力が作用されたことを示す。
このばねの複動性能力は試験９の曲線で示され、
ここにおいて内室は大気（ゼロゲージ圧力）に通
気され、外室は412KPaを有する。空気ばねの全
行程にわたつて、ばねによつてつぶれまたは圧縮
力が作用され、これは設計高さにおいて負の荷重
値795Newtonで示される。圧縮力を作用するば
ねのこの能力は空気ばね装置においては新規のも
のである。第２図に図示した普通型空気ばねは、
ばねが荷重の圧縮力と釣合うために伸長力を作用
しなければならないように荷重を支持するのが普
通であるのでそのような力を作用することはでき
ない。 第９図は、試験６、７及び８のばね定数曲線を
示す。これらの曲線は、第４図と同様に、本発明
の空気ばねが一定荷重において可変ばね定数をあ
らわすことを示している。 すなわち、第〜表および第４〜９図に示す
ように、空気ばねを本発明の複室構造とすること
により、内室、外室の圧力がそれぞれ異なる複数
の空気ばねを、同一荷重（4450N）に対して同一
設計高さ（254mm、変位０）で、しかも異なる荷
重対変位特性とばね定数（曲線１、２）とを有す
る空気ばねとすることができる。 一方、従来の単室構造の空気ばねは、異なるば
ね定数特性をうるためには、内圧を変える必要が
あり、それに伴つて設計高さと支持荷重も変化す
る。 さらに、本発明の複室構造の空気ばねは、第８
図と第９図の曲線９で示されるように、空気ばね
の組立て全体を短縮する張力を発生することが可
能である。 支柱の実施例 第１図は本発明の最も単純な形態を示す。その
変更実施例として懸架支柱があり、これは可変ば
ね定数能力をもつすぐれた支柱を形成するために
減衰装置と組合わされる複室型空気ばねを必要と
するものである。この減衰装置は、任意の、普通
に知られている油圧または粘性・弾性ダンパまた
は普通の油圧緩衝装置を用いることができる。第
１０図は、変更実施例で、ここにおいて本発明の
空気ばねは懸架装置の非弾性部分と弾性部分間の
連結リンクとして懸架システムにおいて用いられ
る。第１０図において、本発明の空気ばねを有す
る懸架部材の全体を１００で示す。減衰部材１３
０は油圧緩衝装置を用いることが好適である。第
１０図に示す特定の形態は、懸架支柱装置であつ
て、この装置において全体を１１０で示す空気ば
ねは減衰部材１３０と組合わされている。減衰部
材１３０は、この懸架システムにおける振動減衰
装置として機能する。油圧緩衝装置または粘性・
弾性タンパを含む任意の普通形式の減衰装置は圧
力作用流体及び摩擦減衰力の両方を利用する。第
１０図に示す特定の減衰部材１３０は普通よく知
られた緩衝装置であつて、外側支柱管１３２をも
ち、その軸方向上端にピストン１１４が固定され
る。ピストン１１４及び外側支柱管１３２はそれ
ぞれの外周面に内周及び外周取付け区域を有す
る。軸方向に可動なロツド１３５が支柱管１３２
と同軸に配設され、このロツドは減衰部材内で減
衰装置（不図示）に連結され、かつその他端にお
いてリテーナ１１２に連結される。リテーナ１１
２は、従つてピストン１１４に対しては軸方向に
自由に運動できる。リテーナ１１２はその外周面
に外側薄膜取付区域１１１及び内側薄膜取付区域
１１３を含む。内側薄膜１１６及び外側薄膜１１
８は既述の内側薄膜１６及び外側薄膜１８とすべ
ての点で類似する。懸架部材１００の組立中に、
一般に管状の内側薄膜１１６が当業界にて普通に
知られているような適切な装置によつてその一端
において密封式に取付けられる。第１０図に示す
すえ込みリング１１９ａが内側薄膜１１６を、そ
の内側面とリテーナ１１２の内側薄膜取付区域１
１３間で圧縮しかつ密封するのに用いられる。同
様に、内側薄膜１１６の反対端はすえ込みリング
１１９ｂによつてピストン１１４の下方周辺取付
区域１３３に取付けられる。リテーナ１１２にロ
ツド１３５を適切に固着する任意の装置が用いら
れる。図示の内孔１１５をロツドが貫通し締め具
１１７を用いて固定される。内側薄膜１１６とリ
テーナ１１２の下面とピストン１１４の上面によ
つて囲われた体積が内室１２０である。外側薄膜
１１８は、同様にして外側薄膜取付区域１１１及
び支柱管１３２の下方周辺取付区域１３４に取付
けられる。外側薄膜１１８を密封式に取付ける装
置も同様に示され、これはすえ込みリング１１９
ｃ，１１９ｄであつて内側薄膜１１６を、内側面
と、取付区域１１１及び１３４間で圧縮する。外
側薄膜１１８と内側薄膜１１６によつて囲われた
環状空洞が外室１２２である。 内室１２０または外室１２２の少くとも一つの
室内圧力を調節する装置がこの懸架部材の性能の
全利点を発揮するために提供されなければならな
い。適切な空圧供給連結装置を内室１２０及び／
または外室１２２に設けなければならない。第１
０図は、内室ガスポート１２４及び外室ガスポー
ト１２６がリテーナ１１２を貫通して形成される
ことを示す。外部の可変ガス圧力供給源（不図
示）からガス圧力を供給することによつて、内室
内の圧力Piは制御され、かつもし望むならば、第
２可変ガス圧力供給源を、外室内の圧力Ppを所望
のレベルに維持するために配設することもでき
る。第１０図に示すように減衰部材に連結された
空気ばね１１０を具備する懸架部材１００は、空
気支柱懸架部材を提供し、このシステムのばね定
数は作用される力の状態に従つて振動系乗心地を
変えまたは横揺れ及び縦揺れに影響を与えるよう
にほとんど即座に適応するであろう。この明白な
使用目的は自動車用懸架装置であるが、これと同
様に任意の乗物用懸架装置にも適用できる。この
懸架部材１００の好適作用様態において、Piは、
作用中に半径方向の圧縮力に抵抗することを内側
薄膜１１６に要求せずに両方の薄膜１１６及び１
１８を可撓性材料で造るためには、Ppよりも大き
くなければならない。 或る懸架システムへの適用において特に有効な
複室型空気ばねの別の利点は、もし一方の空洞が
不慮の故障によつて破損すれば、他方の空洞が荷
重の支持を継続することである。従つて、普通の
鋼または空気ばねシステムよりすぐれた支援安全
支持システムがこの懸架システム設計に組込まれ
る。
び５に対する変形対荷重曲線のグラフである。第
６図は、三種類の試験圧力において第表に標記
された特性をもつ従来型空気ばねに関して得られ
た荷重・変形の実際の試験曲線をあらわす。第７
図は、荷重・変形曲線から得られた微分曲線で、
この図は普通型空気ばねの変形対ばね定数を示
す。第６図と第７図を比較すれば、普通型空気ば
ねにおいては、ばね定数は空気ばねに作用する荷
重につれて変化することが明らかである。これは
本発明の複室型空気ばねのばね定数が荷重に無関
係であることを示す第５図の驚くべき結果と対比
される。 複動式空気ばねの実施例 半径方向圧縮力に抵抗性をもつ内側部材を有す
る複室型空気ばねの別の実施例が、(a)一定荷重に
おける可変ばね定数特性、及び(b)圧縮及び伸長力
の両方をあらわすその複動性能力を示すために試
験された。第表は試験状態をあらわす。第表
は試験番号６〜９に対する試験状態を示す。第８
図は試験状態６〜９に対する変形対実際荷重曲線
を示す。試験６、７及び８に対応する曲線は、空
気ばねによつて伸長力が作用されたことを示す。
このばねの複動性能力は試験９の曲線で示され、
ここにおいて内室は大気（ゼロゲージ圧力）に通
気され、外室は412KPaを有する。空気ばねの全
行程にわたつて、ばねによつてつぶれまたは圧縮
力が作用され、これは設計高さにおいて負の荷重
値795Newtonで示される。圧縮力を作用するば
ねのこの能力は空気ばね装置においては新規のも
のである。第２図に図示した普通型空気ばねは、
ばねが荷重の圧縮力と釣合うために伸長力を作用
しなければならないように荷重を支持するのが普
通であるのでそのような力を作用することはでき
ない。 第９図は、試験６、７及び８のばね定数曲線を
示す。これらの曲線は、第４図と同様に、本発明
の空気ばねが一定荷重において可変ばね定数をあ
らわすことを示している。 すなわち、第〜表および第４〜９図に示す
ように、空気ばねを本発明の複室構造とすること
により、内室、外室の圧力がそれぞれ異なる複数
の空気ばねを、同一荷重（4450N）に対して同一
設計高さ（254mm、変位０）で、しかも異なる荷
重対変位特性とばね定数（曲線１、２）とを有す
る空気ばねとすることができる。 一方、従来の単室構造の空気ばねは、異なるば
ね定数特性をうるためには、内圧を変える必要が
あり、それに伴つて設計高さと支持荷重も変化す
る。 さらに、本発明の複室構造の空気ばねは、第８
図と第９図の曲線９で示されるように、空気ばね
の組立て全体を短縮する張力を発生することが可
能である。 支柱の実施例 第１図は本発明の最も単純な形態を示す。その
変更実施例として懸架支柱があり、これは可変ば
ね定数能力をもつすぐれた支柱を形成するために
減衰装置と組合わされる複室型空気ばねを必要と
するものである。この減衰装置は、任意の、普通
に知られている油圧または粘性・弾性ダンパまた
は普通の油圧緩衝装置を用いることができる。第
１０図は、変更実施例で、ここにおいて本発明の
空気ばねは懸架装置の非弾性部分と弾性部分間の
連結リンクとして懸架システムにおいて用いられ
る。第１０図において、本発明の空気ばねを有す
る懸架部材の全体を１００で示す。減衰部材１３
０は油圧緩衝装置を用いることが好適である。第
１０図に示す特定の形態は、懸架支柱装置であつ
て、この装置において全体を１１０で示す空気ば
ねは減衰部材１３０と組合わされている。減衰部
材１３０は、この懸架システムにおける振動減衰
装置として機能する。油圧緩衝装置または粘性・
弾性タンパを含む任意の普通形式の減衰装置は圧
力作用流体及び摩擦減衰力の両方を利用する。第
１０図に示す特定の減衰部材１３０は普通よく知
られた緩衝装置であつて、外側支柱管１３２をも
ち、その軸方向上端にピストン１１４が固定され
る。ピストン１１４及び外側支柱管１３２はそれ
ぞれの外周面に内周及び外周取付け区域を有す
る。軸方向に可動なロツド１３５が支柱管１３２
と同軸に配設され、このロツドは減衰部材内で減
衰装置（不図示）に連結され、かつその他端にお
いてリテーナ１１２に連結される。リテーナ１１
２は、従つてピストン１１４に対しては軸方向に
自由に運動できる。リテーナ１１２はその外周面
に外側薄膜取付区域１１１及び内側薄膜取付区域
１１３を含む。内側薄膜１１６及び外側薄膜１１
８は既述の内側薄膜１６及び外側薄膜１８とすべ
ての点で類似する。懸架部材１００の組立中に、
一般に管状の内側薄膜１１６が当業界にて普通に
知られているような適切な装置によつてその一端
において密封式に取付けられる。第１０図に示す
すえ込みリング１１９ａが内側薄膜１１６を、そ
の内側面とリテーナ１１２の内側薄膜取付区域１
１３間で圧縮しかつ密封するのに用いられる。同
様に、内側薄膜１１６の反対端はすえ込みリング
１１９ｂによつてピストン１１４の下方周辺取付
区域１３３に取付けられる。リテーナ１１２にロ
ツド１３５を適切に固着する任意の装置が用いら
れる。図示の内孔１１５をロツドが貫通し締め具
１１７を用いて固定される。内側薄膜１１６とリ
テーナ１１２の下面とピストン１１４の上面によ
つて囲われた体積が内室１２０である。外側薄膜
１１８は、同様にして外側薄膜取付区域１１１及
び支柱管１３２の下方周辺取付区域１３４に取付
けられる。外側薄膜１１８を密封式に取付ける装
置も同様に示され、これはすえ込みリング１１９
ｃ，１１９ｄであつて内側薄膜１１６を、内側面
と、取付区域１１１及び１３４間で圧縮する。外
側薄膜１１８と内側薄膜１１６によつて囲われた
環状空洞が外室１２２である。 内室１２０または外室１２２の少くとも一つの
室内圧力を調節する装置がこの懸架部材の性能の
全利点を発揮するために提供されなければならな
い。適切な空圧供給連結装置を内室１２０及び／
または外室１２２に設けなければならない。第１
０図は、内室ガスポート１２４及び外室ガスポー
ト１２６がリテーナ１１２を貫通して形成される
ことを示す。外部の可変ガス圧力供給源（不図
示）からガス圧力を供給することによつて、内室
内の圧力Piは制御され、かつもし望むならば、第
２可変ガス圧力供給源を、外室内の圧力Ppを所望
のレベルに維持するために配設することもでき
る。第１０図に示すように減衰部材に連結された
空気ばね１１０を具備する懸架部材１００は、空
気支柱懸架部材を提供し、このシステムのばね定
数は作用される力の状態に従つて振動系乗心地を
変えまたは横揺れ及び縦揺れに影響を与えるよう
にほとんど即座に適応するであろう。この明白な
使用目的は自動車用懸架装置であるが、これと同
様に任意の乗物用懸架装置にも適用できる。この
懸架部材１００の好適作用様態において、Piは、
作用中に半径方向の圧縮力に抵抗することを内側
薄膜１１６に要求せずに両方の薄膜１１６及び１
１８を可撓性材料で造るためには、Ppよりも大き
くなければならない。 或る懸架システムへの適用において特に有効な
複室型空気ばねの別の利点は、もし一方の空洞が
不慮の故障によつて破損すれば、他方の空洞が荷
重の支持を継続することである。従つて、普通の
鋼または空気ばねシステムよりすぐれた支援安全
支持システムがこの懸架システム設計に組込まれ
る。
第１図は、本発明の複室型空気ばねの断面図、
第２図は、従来の普通型空気ばねの断面図、第３
図は、複室型空気ばねの自由胴体部分の断面図、
第４図は、複室型空気ばねの荷重・変形曲線、第
５図は、複室型空気ばねのばね定数曲線、第６図
は、普通型空気ばねの荷重・変形曲線、第７図
は、普通型ばねのばね定数曲線、第８図は、複動
式ばね実施例の荷重・変形曲線、第９図は、複動
式ばね実施例のばね定数曲線、第１０図は、複室
型空気ばねを用いた懸架部材を示す。 １０：空気ばね、１２：上方リテーナ、１３
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：保持リング、１４：ピストン、
１６：内側薄膜、１８：外側薄膜、２０：内室、
２２：外室、２３：突出部、２４：内室ガスポー
ト、２６：外室ガスポート、３０：ばね、３１：
圧力ベクトル、３２：内室、３３：外室、４０：
空気ばね、４２：上方板、４３：セレーシヨン部
分、４４：スリーブ、４５：上方すえ込みリン
グ、４６：ピストン、４７：セレーシヨン部分、
４８：下方すえ込みリング、５０：作用空洞、５
２：空気流入ポート、１００：懸架部材、１１
０：空気ばね、１１１：減衰部材、１１２：リテ
ーナ、１１３：内側薄膜取付区域、１１４：ピス
トン、１１５：内孔、１１６：内側薄膜、１１
７：締め具、１１８：外側薄膜、１１９ａ，ｂ，
ｃ，ｄ：すえ込みリング、１２０：内室、１２
２：外室、１２４：内室ガスポート、１２６：外
室ガスポート、１３０：減衰部材、１３２：支柱
管、１３３：下方周辺取付区域、１３４：下方周
辺取付区域、１３５：ロツド。
第２図は、従来の普通型空気ばねの断面図、第３
図は、複室型空気ばねの自由胴体部分の断面図、
第４図は、複室型空気ばねの荷重・変形曲線、第
５図は、複室型空気ばねのばね定数曲線、第６図
は、普通型空気ばねの荷重・変形曲線、第７図
は、普通型ばねのばね定数曲線、第８図は、複動
式ばね実施例の荷重・変形曲線、第９図は、複動
式ばね実施例のばね定数曲線、第１０図は、複室
型空気ばねを用いた懸架部材を示す。 １０：空気ばね、１２：上方リテーナ、１３
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：保持リング、１４：ピストン、
１６：内側薄膜、１８：外側薄膜、２０：内室、
２２：外室、２３：突出部、２４：内室ガスポー
ト、２６：外室ガスポート、３０：ばね、３１：
圧力ベクトル、３２：内室、３３：外室、４０：
空気ばね、４２：上方板、４３：セレーシヨン部
分、４４：スリーブ、４５：上方すえ込みリン
グ、４６：ピストン、４７：セレーシヨン部分、
４８：下方すえ込みリング、５０：作用空洞、５
２：空気流入ポート、１００：懸架部材、１１
０：空気ばね、１１１：減衰部材、１１２：リテ
ーナ、１１３：内側薄膜取付区域、１１４：ピス
トン、１１５：内孔、１１６：内側薄膜、１１
７：締め具、１１８：外側薄膜、１１９ａ，ｂ，
ｃ，ｄ：すえ込みリング、１２０：内室、１２
２：外室、１２４：内室ガスポート、１２６：外
室ガスポート、１３０：減衰部材、１３２：支柱
管、１３３：下方周辺取付区域、１３４：下方周
辺取付区域、１３５：ロツド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上方リテーナと、 前記上方リテーナから軸方向に離れて配設され
たピストンと、 前記上方リテーナおよびピストンに密封式に取
付けられて内側空洞を形成する不通気性内側薄膜
と、 前記上方リテーナおよびピストンに密封式に取
付けられて前記内側空洞を完全に囲み、これによ
つて前記内側薄膜との間に外側空洞を形成し、か
つ、その有効直径、すなわち前記リテーナとピス
トンとが軸方向に接近したとき軸方向断面に形成
される三日月状部分の前記上方リテーナから軸方
向に最も離れた部分の中心線からの半径方向距離
の２倍が、前記内側薄膜に対する同様有効直径よ
りも小さい不通気性外側薄膜と、 前記内側および外側空洞の少なくとも一つの空
洞にガス圧力を導入、排出する装置とを含む中心
線のある空気ばね。 ２ 圧力ガスを内側空洞および外側空洞の両方に
導入および排出する装置をさらに含む特許請求の
範囲第１項記載の空気ばね。 ３ 外側薄膜が半径方向膨張量を制限された可撓
性エラストマ材料から成る特許請求の範囲第１項
記載の空気ばね。 ４ 外側薄膜および内側薄膜の少なくとも一つの
薄膜が補強されている特許請求の範囲第１項記載
の空気ばね。 ５ 内側薄膜が半径方向の力に抵抗し得る可撓性
エラストマ材料から成る特許請求の範囲第１項記
載の空気ばね。 ６ ガス圧力を導入しおよび排出する装置が二方
弁である特許請求の範囲第１項記載の空気ばね。 ７ ガス圧力を導入しおよび排出する装置に接続
された少なくとも一つの外部ガス圧力源をさらに
含む特許請求の範囲第１項記載の空気ばね。 ８ 内側および外側空洞の少なくとも一つの空洞
内に配置された複数の圧力検出器と、前記検出器
に接続されてガス圧力源からのガス流量を制御す
る装置とをさらに含む特許請求の範囲第７項記載
の空気ばね。 ９ 複数の弾性材と、複数の非弾性材と、一端を
前記弾性材に、反対端を前記非弾性材に固定結合
され、中心線をもつた一つの空気ばねとを含む懸
架システムであつて、 前記空気ばねが、上方リテーナと、 前記上方リテーナから軸方向に離れて配設され
たピストンと、 前記上方リテーナおよびピストンに密封式に取
付けられて内側空洞を形成する不通気性内側薄膜
と、 前記上方リテーナおよびピストンに密封式に取
付けられて前記内側空洞を完全に囲み、これによ
つて前記内側薄膜との間に外側空洞を形成し、か
つ、その有効直径、すなわち前記リテーナとピス
トンとが軸方向に接近したとき軸方向断面に形成
される三日月状部分の前記上方リテーナから軸方
向に最も離れた部分の中心線からの半径方向距離
の２倍が、前記内側薄膜に対する同様有効直径よ
りも小さい不通気性外側薄膜と、 前記内側および外側空洞の少なくとも一つの空
洞にガス圧力を導入、排出する装置とを含む懸架
システム。 １０ ガス圧力を導入および排出する装置におい
て、空気ばねに接続された少なくとも一つの可変
ガス圧力供給源をさらに含む特許請求の範囲第９
項記載の懸架システム。 １１ 内側および外側空洞に送出されるガスの量
を制御する装置をさらに含む特許請求の範囲第９
項記載の懸架システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/626,365 US4629170A (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Dual chamber air spring |
| US626365 | 1984-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124844A JPS6124844A (ja) | 1986-02-03 |
| JPH0542572B2 true JPH0542572B2 (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=24510104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13316585A Granted JPS6124844A (ja) | 1984-06-29 | 1985-06-20 | 空気ばね |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4629170A (ja) |
| EP (1) | EP0166671B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6124844A (ja) |
| KR (1) | KR920006885B1 (ja) |
| AU (1) | AU577128B2 (ja) |
| BR (1) | BR8502895A (ja) |
| CA (1) | CA1254912A (ja) |
| DE (1) | DE3572206D1 (ja) |
| ES (2) | ES8702998A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA854526B (ja) |
Families Citing this family (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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