JPH0680272B2 - カウンタバランス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はカウンタバランス装置に関する、便宜的にカ
ウンタバランス装置と呼ばれている空気スプリングまた
は気体スプリングとして知られる商品は、殊に自動車産
業において商品として一般化して来ている。しかし、こ
れらの装置は、開閉装置、例えば蓋、ドアおよびキヤビ
ネツト前扉に対してカウンタバランス力を提供する要請
がある多くの他の分野においても用いられている。そし
て、機械的スプリング部品を気体スプリングに取換える
ことはかなり行なわれている。ある利用分野、特に自動
車の分野において、空気スプリングはトランクの蓋の両
側やハツチバツクの両側に用いられ、蓋やハツチバツク
の重量に対してスプリングが平衡おもりとなつている。
気体スプリングが収縮、すなわち、スプリングピストン
ロツドがシリンダ中に移動するのは、蓋が閉められる時
である。気体圧力がピストンシヤフトの実効断面積に作
用するときには、気体スプリングは蓋を開いた状態にす
るように伸張する。多くの気体スプリングにあつては、
気体スプリングの制御オリフイスバイパスが蓋の開口速
度を効果的に遅らせている。

〔従来の技術〕

自動車の分野、特に、フード、トランク蓋やハツチバツ
クに空気スプリングを使用する自動車の分野では、２個
のスプリングが使用される。主に、開閉装置の重量を平
衡し、そのヒンジ軸に関し開閉装置のねじれやゆがみを
防ぐために平均した間隔をあけて力を作用させるためで
ある。この発明は、自動車に関連して開発されたが、こ
の分野にその利用が限定されるものではない。この発明
は、ヒンジ軸をもつ開閉部材とベルクランクやアイドル
リンクで連結される１個の空気スプリングを用いるコン
パクトな装置として効果的である。伸長する空気スプリ
ングは、浮遊状態（固定されない状態）でベルクランク
の間に装架され、開閉部材のヒンジ軸を横切るような方
向の間に置かれる。カウンタバランス装置と同時に、空
気スプリングの構造は、空気スプリング内の操作ガス圧
の損失を効果的に減らす特有の方法や構成の協同と同様
に、望ましい多段階出力特性を得るために改良されて来
た。ガス圧の損失は、主に、シヤフトシールを作る材料
の透過性によつて直接的なシヤフトシールからのガスの
漏洩によつて生ずる。このような様相は、透過性補償あ
るいは圧力衰退補償と呼ばれているものである。

ベルクランク結合を有する横断方向のスプリングの例は
次の米国特許にみられる。弾性シートに対するエツチ、
フレイタス外の米国特許第3,724,797号、アツチカ式の
窓構造に対するエフ・ブゲナー外の米国特許第4,416,09
4号、および、乗物シート反動制御に対するエー・ケー
・シモンズ外の再発行特許第26,162号特許である。空気
スプリングにおける異なる２段出力の着想の例はこの出
願人による米国特許第4,451,964号（または第4,451,978
号）にみられ、そこでは、浮遊ピストンが二段階出力を
提供するように利用されている。この出願の圧力衰退補
償についての示唆はないけれども、複数室温度補償カウ
ンタバランスに対するダニエル・ピー・ダツドソンおよ
びジヨージ・シー・ルドウイツグの米国特許第4,408,75
1号には、空気カウンタバランスのシリンダにおいて隔
離室を提供する固定仕切りまたは壁単位が示されてい
る。

〔解決しようとする問題点およびその解決手段〕

横断方向に装架される１個の空気スプリングと、ベルク
ランクおよびアイドルリンクのアセンブリは、ヒンジ軸
付開閉体、例えば自動車のトランク蓋、ドア、他の同様
な開閉体に対してコンパクトな装置を提供する。空気ス
プリングは、間隔を置いたベルクランクにのみ取り付け
られているので、浮遊している。自動車のトランクにお
いては、トランクの蓋は、蓋の両側方および車体の両側
方間にヒンジ、すなわち「グーズネツク」によつて装架
され、このカウンタバランス装置にとつて必要とされる
前方の空間は、後部座席の丁度後、トランクの前部上方
部分に横向きに取り付けられているので、最小ですまさ
れる。１個のスプリングを必要とするのみであるから、
コストは最低で済まされる。空気スプリングは、トラン
クの中に置かれる品物によつて損傷されるのを少くする
ためにトランクの前部上方部に効果的に隠したり、隠蔽
したりされる。他の空気スプリングの魅力は、例えばこ
の発明の多段出力特性や圧力衰退補償特性が、トランク
蓋の好適な開口操作のため、およびシヤフトシールを通
るガスの洩れによる圧力損失を最小かつ効果的に無効に
することによつて空気スプリングの寿命を延ばすために
空気スプリングに結合されていることである。もし望む
ならば、他の特性、例えば米国特許第4,408,751号にお
いて教えられる温度補償については、シリンダの長さが
ピストンシヤフトより本質的に長く作られており、ピス
トンシヤフトの行程は比較的短かいので、この空気スプ
リングに容易に加えることができる。長すぎるシリンダ
の長さは、上述したように種々の魅力的な特性のために
利用する空間部または容積部を提供する。この発明の主
要な目的は、ピストンシャフトとシリンダと接続用端部
材とを有する１個の空気スプリングが間隔を置いた２つ
のベルクランクの一方のアーム部分に接続され、それら
のベルクランクの他方のアーム部分は開閉部材につなが
るアイドルリンクに連結され、その開閉部材、例えば、
本体構造に関連している自動車のトランク蓋は、自動車
の本体構造に枢動できるように固定されており、空気ス
プリングが、ベルクランクによって横方向に支持されて
開閉蓋のヒンジ軸に対して平行する面内に浮遊している
ところの開閉部材に適用する、コンパクトなカウンタバ
ランス装置を提供することである。

この発明の追加の新規な目的は、上述の横断方向の空気
スプリングとベルトランクに対して適用できる空気スプ
リングにおける改良の提供に存し、以下具体的に述べる
ところにある。

（１）容積を変化させるために、空気スプリングのシヤ
フトシールの位置を利用および制御し、そして、最も重
要なことは、圧縮行程の終り近くでシリンダーのピスト
ンシヤフトの実効断面積を変えることを利用および制御
することによつて、空気スプリングに対して二段あるい
は多段の出力を提供すること。

（２）臨時の室とシリンダの操作容積部分の間のシール
された仕切り壁を有し、空気スプリングの操作ガス圧力
よりも高い圧力下にあるガスの補助的供給ができ、シー
ルのガス透過特性がシリンダからの漏洩による種々の状
態の補償に対し望ましいものであるように、特別の材料
から作られるシヤフトシールと仕切り壁の周囲シールと
を有するシリンダにおいて、特別の臨時容積室を提供す
ること。

望ましくは、カウンタバランス装置において用いられる
空気スプリングは、この空気スプリングの操作に対する
上述の魅力のいくつかまたは全てを備えて使用されるこ
とができる。

空気スプリングの二段または多段出力供給における前述
の改良と同時に、この発明の他の目的は、シヤフトの収
縮制限の近くにあるシールアセンブリによるシリンダに
即するシヤフトの制限された動きによつて可能である多
段出力に対する液体一空気衝撃緩衝器としての操作を可
能にするために、油または同様のものの予め定められた
量で満たされた、本質的に竪型に配置される空気スプリ
ングを提供するところにある。

接続とともにこの発明の更に他の目的は、シリンダの閉
塞端近くに配置され、少くとも、シヤフトがより高い出
力位置に収縮する時にカウンタバランス装置の動きの反
転方向に、制御された動きを可能ならしめるオリフイス
の流れを提供するところの補充的なデイスクバルブの結
合にある。デイスクバルブは、流体が自由に流れ得るシ
リンダ壁とその周囲と効果的なシール関係から移動でき
るように、すなわち小さな軸方向の浮遊動きのできるよ
うに固定されている。デイスクバルブは、もしそう望む
ならば、オリフイス制御流を両方向に提供するようにシ
リンダ内壁に固着することができる。

この発明のその他の新規な特徴と目的は、次の詳細な説
明と論議、そして請求の範囲および添付された図面の記
載から明白になるだろう。

〔実施例〕

装置の全体 これから説明するこの発明の組合せは第１図および第２
図に全体的に示され、ヒンジ軸をもつ開閉蓋、ハツチや
ドアに対して用いるコンパクトなカンウタバランス装置
30を提供する要素の組合せを含んでいる。装置は自動車
のトランク蓋32に利用できるよう開発されたもので、ト
ランク空間の前部36に、トランク蓋のヒンジ軸38と平行
して、横断方向に装架される１個の空気スプリング34を
含んでいる。この発明は、トランク空間の両側側に装架
される２つのベルクランク44のアーム部分に接続してい
る枢動端部材40,42を有する空気スプリング34と、ベル
クランクの他のアーム部分からトランク蓋32とつなぐア
イドルリンク46と連結している。ベルクランク44は自動
車の車体に枢動できるように止着されている。接続リン
ク46の好都合の付属部は、トランク蓋32の両側に固く固
着され、自動車車体に固定されたブラケツト50に枢動的
に装架されるグーズネツク状のヒンジ部材48である。

空気スプリングは浮遊しており、既述のように、固着枢
軸52、例えばジヤーナルスタツドやその類似物に枢動で
きるように装架されているベルクランク44によつて支持
されている。空気スプリングの出力は、先ず止着された
枢動ベルクランク44から順番にアイドルリンク46、閉め
られた状態（第１図）と開けられた状態（第２図）間で
ヒンジ軸38の回りに揺動するヒンジ部材48によつて強制
されるトランク蓋32へと、全体が１個の曲らない部材で
あるかのように、均等化される。

空気スプリング34によって及ぼされる力は、空気スプリ
ング34とベルクランク44の第１のアーム部分との間の接
続機構およびベルクランク44の第２のアーム部分とトラ
ンクの蓋32すなわち開閉部材との間の接続機構の運動を
変えることによって変化させることができる。

空気スプリングに関しては、種々の形で市場で見つけら
れる普通の空気スプリングであることができるが、これ
から開示し、説明する空気スプリング34は、多くの空気
スプリング装置、特に、ここで開示されるトランク蓋の
ような自動車における適用において、結合してまたは独
立に用いることのできる種々の改良された特性を備えて
いる。

空気スプリング34（より詳細は第８図参照）は、小さい
機構、都合よく圧力衰退補償機構60（第11,12および13
図）を結合することができる。このことは、シール材料
の透過性のために、時間の経過とともにシヤフトシール
64の材料を経て洩れるシリンダ62の操作部分におけるガ
スを補充することによつて、空気スプリングにおける内
部操作ガス圧を維持するために役立つ。装置空間が許さ
れるところで空気スプリング34のシリンダ62の付加され
た長さは、空気スプリング34のシリンダ62の操作部分に
おけるよりも高い圧力のガスの量を貯蔵し、維持するた
めの固定容積室66として利用される。固定容積室66は、
シール壁要素によつてシリンダの操作部分から隔てられ
ており、圧力衰退補償機構60の周囲シール68は、シヤフ
トシール64と同様または異なる透過特性を有する材料か
ら作られる。時の経過につれて、シヤフトシール材料を
経てガスが洩れると、固定容積室66の高圧下のガスは、
力学的運動サイクルで失なわれる部分のために、同じよ
うなまたは異なつた割合で周囲シール68の材料を経てま
たは通つて洩れる。そして、空気スプリング34の操作部
から失なわれたガスは補充される。この特性は、空気ス
プリングの有効寿命を延長することができる。自動車の
トランク蓋のカウンタバランス装置における空気スプリ
ングの横断方向の配置は、固定容積室を含む延長シリン
ダとしての余裕を提供し、さらに種々の装置を必要とす
る場合にピストンシヤフトの行程の必要長さを得させる
ことができる。

ここで開示する第２の改善点は、空気スプリング34が空
気スプリングとして効果的な多段階出力（例えば、２段
階、３段階など）を可能にする協同装置の結合にあると
いうことである。空気スプリングは、基本的には圧力と
容積の原理に基いている。収縮状態において、ピストン
シヤフト70がガスシリンダの中に動いた時に、ガス容積
は減少し、ガス圧力は高くなる。ピストンシヤフトの断
面は、シリンダ内の作用空間にあるガス圧がピストンシ
ヤフトを伸長するような力を創り出すのに対抗する面積
を有している。シヤフトの収縮する動きによつて容積が
減少した場合、内部の圧力は、シヤフト行程とその断面
積による容積の減少に比例した量だけ増加させられる。
全ての空気スプリングについて、それが伸長した場合よ
りもそれが収縮された場合において僅かに高い出力が得
られるということは真実である。出力の変化は非直線の
傾斜にしたがう。ここでいう２段階出力の改良は、ピス
トンシヤフト70の収縮行程の最終増加分の間に、シヤフ
トブツシュ72とシヤフトシール64を望む距離だけシリン
ダ内「第８図仮線参照）を内方に移動を強制するという
独特の手段によつて達成される。シヤフトシール64をよ
りシリンダ内方へと強制することによつて、効果的なピ
ストンシヤフト面積は増加し、全体の操作シリンダの容
積は、ピストンシヤフトの収縮する動きによつて、減少
した容積（圧力は高い）より多い量が減少される（ガス
圧力は高められる。）。このようにして、充分に圧縮さ
れた状態において、ピストンシヤフトが伸長を許される
とすると、シヤフトシールの位置の変更による増加した
ガス圧と同様に効果的なピストン断面積の増加の偏りの
ために、シヤフト伸長方向の最初の増加分は、他の場合
におけるよりもより高い出力をもつものを提供する。

この後者の改良は、空気スプリングがトランク蓋用のカ
ウンタバランス装置として用いられるときには、非常に
有益である。カウンタバランス装置は、それが最初開け
られた時に、文字通りトランク蓋の重さとバランスし、
トランクが掛金を外されている時にも、人の顔に向つて
飛び上つて開くことはない。空気スプリングの出力は、
通常の接続リンクの機構運動によつて、一度操作者が開
口位置に持ち上げた開いた状態に蓋を動かし、保持する
に充分である。

トランクのカウンタバランス装置の横方向の空気スプリ
ングにける改良された２段階出力の使用は、トランク蓋
がぽんと開く原因となる空気スプリングの伸長の小さな
増加の間に、最初の高い出力を提供することができる。
このようなぽんと開く力は、完全に収縮したシヤフト状
態において、シヤフトシールの移動量を決定することに
よつて予め決められる。したがつて、シヤフトシールの
移動量は、蓋を開けるのに丁度よい間隔、例えば約50ミ
リ（約２インチ）の距離となるのに対しては高いぽんと
開ける力が生じたり、空気スプリングの出力より大きい
蓋の重さがあるときには、空気スプリングの出力は不意
に減少し、蓋は僅かに開いた状態に留まる。２段階出力
の傾斜線は第19図の線図に表わされている。

横断方向のカウンタバランス装置 第１〜７図に示される、典型的な横断方向のカウンタバ
ランス装置と、その自動車のトランクおよびそのトラン
ク蓋との結合において仮線は自動車の後部を示してい
る。高められた前部の棚または突出部分を含むトランク
の底は自動車の車体またはフレームの一部であり、前部
の突出部分36（仮想線で示される。）は、２個のベルク
ランク44を装架する好都合の車体の支持構造として役立
つている。ベルクランク44の右側と左側は同一であり、
固着枢軸52に回動できるように中央の固定枢動位置に装
架された鏡像関係にあり、ベルクランクは枢軸の軸方向
の動きに対しては保持され、枢軸の周りに枢動的に回転
することができる。各固着枢軸は既知の方法、例えば螺
着あるいはボルト締めによつて突出部分36に固着され
る。それらのねじまたはボルトの軸は、突出部分を横切
る方向で、トランク蓋のヒンジ軸38に平行なライン上に
間隔を置いて設けられる。間隔筒54は、突出部分の表面
上にベルクランクを支持するために固着枢軸52に使用す
ることができる。

第６図と第７図に示されるように、各ベルクランク44は
平鋼板で直角三角形の形に作られ、その枢着支持点は90
°の角度の近くにある。三角形の各辺はベルクランクの
アーム部分を構成している。ベルクランクは、打抜き、
鍛造、または他の金属成型操作によつて、適当なＬ型に
作ることができる。各鋭角の隅部の近くで、ベルクラン
クの上面から突出しているのは、ボールスタツド55,56
であり、ボールスタツドの１つは空気スプリング34の接
続用端部材に対する接続部を構成し、他のボールスタツ
ドは関連するアイドルリンク46に対する接続部を構成し
ている。第6,7図には接続用端部材としてのソケツト40
が示され、ソケツト40は螺着、または溶着などの手段に
よつて空気スプリングのシヤフト70の１端に固く固着さ
れ、ベルクランクのボールスタツド55に結合して、ボー
ルとソケツトによる旋回可能結合を提供する。同様に、
アイドルリンク46は、それぞれの両端にソケツト形成部
57と58を有し、それらのソケツト形成部は別々に、一方
はベルクランクのボールスタツド56と接続され、他方
は、好ましくレバーアームを提供するために、蓋のグー
ズネツクヒンジ軸38から離れた位置でグーズネツクヒン
ジ部材48の内側から突出して固着されているボールスタ
ツド59と接続されている。このようなソケツトとボール
スタツドは市場で調達できるものである。空気スプリン
グ34のシリンダ（第１および２図）の他方の閉塞端にお
いて、他方の接続用端部材としてのソケット42は他のベ
ルクランク44のボールスタッドと相互連結している。ボ
ールとソケツトの結合の代りに、ジヤーナルスタツドや
環接続部による結合も、空気スプリングの端部接続に利
用することができ、すべてのホールとソケツト結合は保
持して相互連結するよく知られた適当な方法で作られ、
殊にアイドルリンクの結合において、必要な程度の自由
旋回運動を提供する。

第６図から分るように、ベルクランク44の中央にある固
着枢軸52と空気スプリングに接続するスタツド55との間
の部分Ａは、ベルクランク44の第１のアーム部分Ａを構
成し、空気スプリング34の関連する端部へ、そして端部
から力を伝達する。ベルクランクの中央固着枢軸52とア
イドルリンク用のボールスタツド56の間の部分Ｂはベル
クランク44の第２のアーム部分Ｂを構成し、関連するア
イドルリンク46に、そしてアイドルリンク46から力を伝
達し、そして、その力は関連するグーズネツクのヒンジ
部材を経てトランク蓋32へ、またトランク蓋32から伝達
されるものである。

トランク蓋32は本質的に強固な部材であり、適当な方法
で、蓋の前部の両側にグーズネツクのヒンジ部材48にし
つかりと強固に固着されている。グーズネツクのヒンジ
部材48は、ナツトとボルト、または平頭ジヤーナルピ
ン、ワツシヤとクリツプまたはコツタピンで車体のブラ
ケツトに固着されている丈夫なジヤーナル部材37によつ
て車体に結合されている。グーズネツクのヒンジ部材を
有する枢着された蓋は１個の固体としてヒンジ軸38の周
りに回動するように強制される。開口状態と閉止状態
（閉止状態では保持プレート33に対する適当な掛金機構
によつて掛止される）の間のトランク蓋の動きによつ
て、２つのグーズネツクのヒンジ部材48の等しい角の動
きからアイドルリンク46を経て、２個のベルクランク44
の等しいが反対である円弧の動きへと伝えられる。空気
スプリングの接続用端部材に対するベルクランクの枢動
接続が等しい円弧で、いつもトランク蓋のヒンジ軸に平
行な線に沿つて整列されているために、接続された空気
スプリング34は、蓋が開口と閉止状態の間で動く時に前
方の位置と後方の位置の間で浮遊するけれども、いつも
トランクのヒンジ軸と平行になつているベルクランクの
ボールスタツド55の間の一つの軸に整列されているもの
である。

第１図と第６図の実線で示されているように、空気スプ
リング34が圧縮または収縮状態にあるときには、ベルク
ランクの第１のアーム部分Ａの最初の配置は僅かな傾向
であるが伸びる状態にある。空気スプリングの力は、最
初に短かいモーメントアームＣ（第６図）を経てベルク
ランク44に働らき、その働らきは、第１図でみられるよ
うに、左側のベルクランクと右側のベルクランクに対し
て、それぞれ時計方向の力および反時計方向の力で偏つ
たものである。しかしながら、固着枢軸52からアイドル
リンク46の軸に至るモーメントアームは、閉止と開口の
位置の間のトランク蓋の動きを通して僅かばかり変化
し、代表的な運動機構のレイアウトとして図示されてい
るように、モーメントアームは基本的にレバーアームＢ
の長さに留つている。

それ故、ベルクランクを経て短かいモーメントアームを
通じて長いモーメントアームにまで適用される、最初の
空気スプリング34の出力は、アイドルリンク46とグーズ
ネツクのヒンジ部材を経てトランク蓋にまで伝えられ
る。かくして、空気スプリングに含まれる前述の二段階
出力なしでは、トランク蓋に適用される出力は、一般的
にトランク蓋の重量より少ないものである。最初にトラ
ンク蓋の掛金が外された時、空気スプリングの出力と運
動機構学的接続の配列が、トランク蓋の重さに平衡する
か、または空気スプリングからの接続によつて伝達され
る力が僅かばかり大きいように一般的には設計される。
その関係が蓋の開口位置への急激な飛び上りを避けてい
る。

第６図にみられるように、手動かまたはベルクランクを
経由する空気スプリングの出力が僅かばかり超えること
によつて蓋が上方に動かされる時、モーメントアームＣ
はレバーアームＡと等しい長さの最大Ｃの方向へ長さを
増大することは明らかである。アイドルリンク46に作用
する出力モーメントアームは、殆んどその最大長さＢに
近いかまたは等しく、トランク蓋に適用される空気スプ
リング34の出力は、人手を借りることなく、開口状態へ
蓋を動かすように増加している。そして、やがてその出
力は蓋を開口状態で維持することとなる。

横断方向の空気スプリングに２段階出力特性が与えられ
ているときには、既に述べたように、初期の高い出力が
トランク蓋のぽんと開く作用をもたらすことが理解され
るであろう。

殆んど空気スプリングは、空気スプリングのピストンシ
ヤフトが伸長するにつれて伸長するようにガスの流れを
制御するオリフイスバイパス流れを構成としている。こ
れは空気スプリングの拡張や伸長の速度を遅らせ、自動
車のトランク蓋、フード、ハツチバツクに使用する空気
スプリングとしては好ましいものである。横断方向のカ
ウンタバランス装置30に用いられる空気スプリング34が
このようなオリフイスのバイパス構造を持つことは好ま
しい。オリフイス流のバイパスの一つの形は、第８図で
詳細が示されている空気スプリングと同時に開示され、
説明される。空気スプリングの具体例は２段階出力特性
と圧力衰退補償特性とを含んでいるが、第１〜７図の横
断方向のカウンタバランス装置に利用する空気スプリン
グ34には両方または片方含ませることができる。

図示し、説明した横断方向の空気スプリングと、ベルク
ランクとアイドルリンクとからなるカウンタバランス装
置30は、自動車のトランク蓋の装置の１例を表わしてい
る。各接続の幾何学的および運動学的機構は異なる装置
の要求によつて変えられることは、経験者によつて理解
されるところである。空気スプリングの伸縮行程は増加
し、または減少することができ、ベルクランクの幾何学
的機構は、一方または両方のアームの長さを変え、及び
／または、両アーム間の角度を変えることによつて変形
することができる。幾何学的な構成を変えた一例は、ベ
ルクランク44の２つのアーム部分A,B間の角度を増大す
ることであり、他方のアーム部分Ｂが枢軸からの垂直位
置、すなわち底部中心位置を過ぎて動くことはないが、
第１のアーム部分ＡのモーメントアームＣが、空気スプ
リングとの整列状態である死点を僅かに超えて位置する
ように消極的な角度で配置することである。このような
空気スプリングとベルクランクの配列による運動機構関
係は、空気スプリングによる付勢力が、掛金の掛けられ
た状態に維持する方向、すなわち蓋を閉める方向に作用
し、トランク蓋の開放に際しては、手動による短い距離
の動きが要求される。ベルクランク44の第１のアーム部
分Ａが空気スプリングとの整列状態である死点を過ぎて
揺動するようになると、蓋の初期の開口に対して空気ス
プリングの開口方向への出力が提供され、この空気スプ
リングはトランク蓋の重さを平衡するように作用し、全
開口状態に蓋を維持することができる。

改良空気スプリング 第８図は、シリンダ62を有するカウンタバランス装置を
構成する空気スプリング34の構成要素を図示している。
シリンダ62の長さは適用される装置の種類によつて決定
される。シリンダ62の中には、圧力下のガス（例えば、
空気、窒素または他の不活性ガス）で満たされた２つの
操作室にシリンダを分けるピストンアセンブリ80があ
る。ピストンアセンブリは、自由に取り付けたピストン
リング82、ピストンワツシヤ84、ピストンＯ−リング8
6、ピストンリングワツシヤ88、およびピストンロツド
であるピストンシヤフト70を含み、ピストンシヤフト70
はその一端部90において、92で示す端部型付けまたは端
部リベツテイングによつてピストンアセンブリ80に固着
されている。これらの空気カウンタバランス装置は、殊
に自動車の装置としてしばしば約140Kg/cm²（2000psi）
にまで高圧化されている。圧力が高くできるかまたは低
いかは装置によつて決定される。約2.54mm（0.10イン
チ）の断面積のピストンロツド（シヤフト）を有するカ
ウンタバランス装置は、シリンダが予備的に約3.5Kg/cm
²（50psi）に加圧された時に、2.27Kg（５ポンド）伸長
力を提供し、140Kg/cm²（2000psi）に加圧された時に
は、90.8Kg（200ポンド）の力を提供する。

ピストンシヤフト70はシリンダ62の一端94を通つて突出
し、シリンダ62の他端は完全に閉塞され、端栓が溶接さ
れるか円板96がそこに溶接されている。ピストンシヤフ
ト70の突出端は、螺着または溶接によつてそこに強固に
固着された接続用端部材40を有しており、第２の接続用
端部材42はシリンダの閉塞端に、螺着または溶接によつ
て取り付けられている。シリンダ内では、ピストンシヤ
フト70が、両方向のシヤフトシール64（６葉型シールと
して示されているけれども、Ｏ−リングまたは４角形型
シールでもよい。）、テフロンワツシヤ98、固型のシヤ
フトブツシユ72の中を通り、固型のシヤフトブツシユ72
はシリンダ62の中でピストンシヤフト70の周りに固定さ
れずに適合している。シリンダ端部94は100で示される
ように絞られ、シリンダ内のガス圧力は、シール64、ワ
ツシヤ98、端部にあるブツシユ72をシリンダ62の絞り端
部に押しつけて保持している。シリンダ壁のロール圧痕
はピストンシヤフトの動きに対する終着面を提供する。
図には示されていないが、予め小量の油、例えば３〜4c
cが組立てに先立つてシリンダ62内に通常は置かれ、ピ
ストンＯ−リング86と大きい両方向シヤフトシール64と
に対する潤滑の役割を果たし、ある装置の場合には、伸
長行程の最終における緩衝のために液体が提供される。

種々の構成要素は適した材料から作られ、シリンダには
マンドレルで伸ばされた流体用鋼管、端部円板には平鋼
板、ピストンシヤフトは硬化され、クロムメツキされた
鋼材、ブツシユは好ましくは少し硬目の真鍮から作られ
るが、他の材料、例えばアルミニウムや鋼から作られて
もよい。両方向シヤフトシールの４角形リングやＯリン
グシールは弾性高分子物質、例えば合成ゴムまたはプラ
スチツクから、ピストンＯ−リング82やピストンワツシ
ヤ84は焼結銅合金で作られているが、他の材料、例えば
プラスチツク、青銅、真鍮、アルミニウムなどから作る
ことができる。

ピストンアセンブリ80とピストン要素であるピストンＯ
−リング86とピストンリングワッシャ88は、ピストンの
一方の側から他方の側へ制御されたガスのバイパス流れ
を提供できるように構成されている。ピストンの収縮ま
たは圧縮行程では比較的自由に流れるバイパスがあり、
伸長または拡張行程ではピストンを通るガスの「オリフ
イス」による計量流れがある。同様のピストン構造は前
述の米国特許第4,570,912号明細書に示されている。ピ
ストンアセンブリのワツシヤ84は、シリンダ62の内径に
密接自由滑動できる適合外径を有する円筒状の周囲を有
している。ワツシヤ84は、ピストンシヤフトに固く固定
され、その周囲は常にシリンダの壁に接しているので、
ワツシヤはシヤフトとシリンダの間に秀れた導電性の通
路を構成する。ワツシヤ84の内孔はピストンシヤフトの
縮径端90に適合し、ピストンアセンブリ80において、ワ
ツシヤ84とピストンリング82は、固い糸巻型の形状をな
し、ピストンシヤフト70の縮径端90の肩に対して符号92
で示される型付けによつて留められている。ピストンワ
ツシヤ84を貫通して通路104がピストンのやや大径側に
向けて設けられ、ワツシヤ84を通過する自由流れ通路を
提供している。望むならば、通路104はオリフイス通路
としてもよい。

ピストンリング82は、ピストンシヤフトの縮径端90上を
滑動できるように、中央に孔を有する円筒状である。ピ
ストンリング82のワツシヤ84側には、ワツシヤ84に対す
る平らな端面受部を有する外径が縮められた中心ボス部
106を形成している。ピストンリング82の外円周は、シ
リンダの内径よりも小さいので、ピストンリング82とシ
リンダ壁の間にはガスの無妨害の流れを可能にする自由
な環状空間がある。ピストン要素であるピストンリング
82とピストンワッシャ84が組立てられる時、リング型の
ピストンリングワッシャ88や、ピストンリング82とピス
トンワッシャ84との間の外周空間に保持されるピストン
Ｏ−リング86とともに、上述の効果的な糸巻型のピスト
ンを構成する。

ピストンリング82の径方向の外側、中心ボス部106と外
周で軸方向を指向するフランジ108との間の部分107は中
心ボス部から外側フランジ108に自由に流れる空間を提
供するように軸方向にくぼめられている。フランジ108
は、１つかまたはそれ以上の非常に小さくて浅いオリフ
イス溝110によつて面がこわされている狭い環状端面
（ピストンリングワツシヤ88に対向している。）を有し
ている。リング状の平ワッシャであるピストンリングワ
ッシャ88は、ピストン要素であるピストンリング82とピ
ストンワッシャ84との間に構成される環状溝において、
ともに僅かに移動できるピストンリング82の軸方向フラ
ンジ108とピストンＯ−リング86との間で緩く保持され
ている。ピストンシヤフトが占める空気スプリング34の
シリンダ62の室における加圧下のガスは、ピストンワツ
シヤ84の通路104を通つてシリンダの閉塞端の部屋の中
へ流入しようとするが、ピストンＯ−リング86はシリン
ダ壁に対してシールし、ガス圧によつてワツシヤ88に対
してシールするように動かされ、ピストンＯ−リングを
通るガス流れを防ぐ、そして、ガス圧は、ワツシヤ88と
フランジ108のオリフイス溝110とで構成されるオリフイ
スによつて、計量流れ通路を創出するピストンリングフ
ランジ108の端面に対してピストンリングワツシヤ88を
動かすこととなる。

ピストンが圧縮されたカウンタバランス状態で動かされ
る時（第８図において左方向へ動く時）、ワツシヤ88は
ピストンリングフランジ108から離れる方へ動き、シリ
ンダ閉塞端からの制限されないガス流れを許容する。す
なわち、ピストンリング82の凹みに入り、ピストンワツ
シヤ84の通路104を通つて、そこからカウンタバランス
用の隣の室に入ることとなる。

シリンダ62の絞り端は端部保持用のシヤフトブツシユ72
と両方向のシヤフトシール64を含む。ブツシユ72の外方
（軸方向）部分は、好ましくない摩擦抵抗をつくる運転
中の密接した適合を避けるためにピストンシヤフトの外
径よりも僅かに大きくなつている。しかしながら、ピス
トンシヤフトは通常は多少傾き、線接触でブツシユ72の
内側に接触する。そして、その接触は、もし空気スプリ
ングが電気接続部材として使用される場合には、電気伝
導通路を提供することとなる。テフロンワツシヤ98は両
方向のシヤフトシール64の弾力性のあるバツキングであ
り、両方向のシヤフトシール64は、事実上複数の小Ｏ−
リングが作用するように、シヤフト70とシリンダの内面
に複数の周方向の線接触をしている。６葉型のシール64
は、伸長と収縮行程の間にシヤフトに対する比較的少な
い摩擦力を有するのみで、シヤフトとシリンダ間の秀れ
た両方向のシヤフトシールとして役立つものである。こ
の発明にしたがつて形成されるシリンダに使用する両方
向のシヤフトシールは、前述した米国特許第4,451,964
号で教えられるように、シヤフトの周囲のシールがシリ
ンダに挿入されるのに先立ちまたは挿入される時に、シ
リンダにはガスが封入され、高圧化されるものである。

圧力衰退補償機構 第11,12および13図は、圧力衰退補償機構の１構成を、
前に述べた空気スプリングにおける装置として示す。第
11図は第８図で見られる空気スプリング34の一部の拡大
詳細図である。機構60は好ましくは金属、例えばアルミ
ニウム、真鍮あるいは同様のものから作られ、第12図に
みられるように、シリンダ内で密接自由適合をする寸法
を有した３個の周囲環状フランジ114,116,118を有する
基本的に円柱状のものである。フランジ114と116は、シ
リンダ62の壁の凹部圧痕120によつて、好ましい位置に
機構60の固定を可能ならしめている。

環状フランジ116と118の間の環状凹部122は、異なる直
径の２つの環状部分に分けられている。中央フランジ11
6に近接する部分124は封鎖表面であり、フランジ118に
近接する小径部分126への変り目がある。小径部分126は
環状ポケツトを提供し、フランジ118に対して周囲シー
ルを構成するＯ−リング68が配置されるときには、第12
図に示されるように、小径部分126における封鎖は妨害
されることとなる。フランジ118の根部にある小孔128は
フランジ118を通り抜ける流れの通路を提供する。

空気スプリングの組立中、凹部122（第12図）に組まれ
たＯ−リング68を有する圧力衰退補償機構60は、望まし
い位置（第８図）にまでシリンダ62中に挿入され、シリ
ンダの壁に凹部圧痕120を形成してその位置に係止され
る。シリンダ予備組立体は、そこでシリンダのピストン
シヤフト端から加圧下のガスを適用して、ガス封入を受
けさせる。このようなガス封入は、環状フランジ114と1
16を通るガス流が可能となるように環状フランジ118に
対してＯ−リング68を押し付けるように強制し、ガス流
はＯ−リング68の内径内を通り、この発明の圧力衰退補
償体制を提供するための望ましい高圧下におかれる一定
の容積室66と負荷するように入る。

一定容積室66が望ましい圧力にまで負荷された時、予備
的ガス封入は完成し、シリンダ62の開口端は開けられ、
周囲シールとしてのＯ−リング68の両側には異なる圧力
が生じ、その圧力差がＯ−リングを環状凹部122の中央
フランジ116に近接する部分124の封鎖係合位置に動か
し、その部分124、シリンダ62の内壁面および中央フラ
ンジ116の側面とを第11図に示されるように封止し、一
定容積室66の望ましい高圧ガスの量を効果的に維持する
ものである。

第８図に示される空気スプリング構成要素の残りの組立
はそれから完成される。例えば、前述の米国特許第4,45
1,964号明細書に記載されているように組立てる。

第11a図は、圧力衰退補償機構130の僅かに異なる構造を
示し、それは１側面に環状フランジ132を形成した段付
された周囲を有する硬い金属円板であり、小径の環状の
封止表面134を有している。周囲シール手段としての封
止Ｏ−リング136（Ｏ−リング68に相当する。）は、環
状の封止表面134に、フランジ132の表面とシリンダ62′
の内部表面に対して封止係合される。フランジ132の直
径はシリンダ62′内に密接自由適合するように寸法づけ
されている。圧力衰退補償機構130の位置は、シリンダ
のシヤフト側端部の方向への軸方向の動きは止められて
おり、それは好適な位置に圧力衰退補償機構130を挿入
した後、シリンダに形成した多数の凹み圧痕に対する軸
方向の受面によつて決定される。この具体例において
は、組立てられ、シリンダ内に位置ずけされてから圧力
が封入されるより、むしろ米国特許第4,451,964号によ
つて教えられるところと同様の方法で、加圧された状況
下にあるシリンダ内に挿入されなければならない。一定
容積室66′に含まれるガスの圧力が圧力衰退補償機構13
0をシリンダ内に組立てる加圧環境よりも本質的に大き
いものであるということは明白である。経験の多いエン
ジニアによれば、特別の圧力は容易に計算できるであろ
う。

第11a図の具体例は第11図のもの程高価ではない、そし
て一定容積室66′およびシール136によるこのような加
圧下のガスの包含における正しい圧力の機械的圧力検出
のための方法を提供する。検出は、空気スプリングが完
成されないうちに、圧力衰退補償機構が圧痕120′から
離れるまで、一定容積室の方向に圧力衰退補償機構130
に対して機械的な力を適用し、圧力衰退補償機構130の
移動が起る時に要した力を検出することによつて達成す
ることができる。

多段出力機構 ２段階出力 第８図に示される空気スプリング34は、２段階出力が可
能であるところの構造をもつている第８図に示された装
置は、ブツシユ72、テフロンワツシヤ98、多葉型のシヤ
フトシール64を含み、この多葉型シール64は、シヤフト
70とシリンダ62の壁の間で両方向の封鎖係合を提供す
る。既に説明した空気スプリングにおいて、ブツシユは
係止手段（例えば、第８図における絞り端部100）に対
して、シリンダ内の高いガス圧によつてシリンダの開口
端部に係止され、また、ブツシユはシリンダの開口部に
固く固着されることができる。第８図に示されるところ
から明らかなように、シヤフトシール64の左端と、ガス
圧に対して内方にブツシユ72、ワツシヤ98およびリング
状のシヤフトシール64の移動を可能にするロールによる
圧痕102との間に、シリンダのオープンな長さがあり、
ブツシユ72は本質的にリング状のシヤフトシール64がロ
ール圧痕に達するまでシリンダ内を内方に移動できる。
この構造とそこから生ずる機能とは、既に知られている
１段階空気スプリングよりより高い出力の第２段階を達
成するために、存在するブツシユとシールの構造を使用
することが可能であり、それは出力を創出するために内
部ガス圧が作用している効果的な面積を増加させるため
に、移動できるブツシユとシールとシヤフトに装架され
た筒状の接合部材（第８図では144として示されてい
る。）とを利用することである。

第８図に示されているように、ブツシユ72は、シリンダ
絞り端部100とシヤフト70間の環状スペース142を通つて
空気スプリングの外面においてまで接することのできる
環状ブツシユの突部140を有している。ブツシユ突部140
は、接続用端部材40とシリンダとの間でピストンシヤフ
ト70の端に置かれた筒状の接合部材144によつて係合さ
せられることができる。第８図において、接合部材144
は、接続端部の部分に螺着146によつてスプリングシヤ
フト70の端に固く固着された円筒コツプ状のものであ
る。コツプ形の接合部材144はネジ部146に螺着され、ロ
ツクナツト148によつてその位置に固定される。

明らかに、シヤフト70は、中立位置に対して収縮する方
向に動く時に、接合部材144の筒状部をブツシユ突部140
と同一部分であるかのように係合させる。収縮方向への
シヤフト70のさらなる動きは、接合部材144とブツシユ
突部140との係合を介し、ロール圧痕に対してシヤフト
シール64の衝突を避けるように設計された予め決められ
た位置まで、ブツシユ72とシヤフトシール64をシリンダ
62内でシヤフトとともに移動させる。ブツシユ72が接合
部材144によつて挿入される距離は、ロール圧痕102の玉
縁の位置によつて決定される。接合部材144の筒部の長
さは、特別の空気スプリング設計の構造的能力内でいか
なる長さにも寸法づけできることは記憶されなければな
らない。

第９図は、同じカツプ形の接合部材144を有する接続用
端部材40′の変型構造を示す。この具体例において、接
続用端部材40′はまたシヤフト70に螺着されているが、
カツプ形の接合部材144をシヤフト70の端部に対して端
部部分の肩が固く接合し留めている。

第10図は、接合部材を装架した更に他の例を示し、接合
部材は限定された滑動をできるようにシヤフト70に装架
された短かい円筒状スリーブ146′である。この例にお
いては、シヤフト70の接続用端部材40″はシヤフト70の
端に既知の方法、例えば抵抗溶接または螺着によつて固
着される。接続用端部材40″は、スリーブ146′より大
径の放射方向環状フランジ148′を一体に有するように
作られ、突出スリーブ146′として使用され、ブツシユ
突部140′に対し係合するようにスリーブが強制され
る。ブツシユの移動と２段階の出力は、前記第８図で説
明されるように第９図と第10図のものも本質的には同じ
である。

第８図に戻つて、ブツシユ72の外周面には、複数（３個
が示されている。）の環状の間隔を置いた溝150が設け
られている。これらの溝は、シリンダの内面、殊に上述
のようにブツシユとシールが移動するときにシール64に
よつて動くシリンダの部分の劣質化を抑制するために、
腐食予防潤滑剤を含持および保持させようとしたもので
ある。第10図に示されるように、ブツシユ72′は、第８
図の溝150に相当する溝150′の傍らに、ブツシユの周囲
の腐食予防潤滑材の含持と保持をより一層助けるために
保持溝154中にＯ−リングシール152を結合している。

第８図に示され、既に説明された２段階出力空気スプリ
ングの使用によつて達成される２段階出力の状態を示す
ために、第19図に示される一般的で模範的な力対移動の
距離の図表が参考に供される。この図に記載されている
数値と曲線は、実際の空気スプリングの力学的記録から
採用されたものであつて、空気スプリングの２段階出力
特性の理解には役立つとしても、これらは単なる一例で
ある。空気スプリング34が完全に伸長され、無負荷で自
由な状態（第８図実線）では、第19図にａで指示されて
いるように移動がゼロで、出力もゼロである。空気スプ
リングが装着される時、例えば開口しているトランク蓋
のカウンタバランスである時、空気スプリングは点ｂに
よつて表される開口位置に蓋を維持する固定リンクとし
て作用する。適用された力が伸長した空気スプリングに
等しく負荷として置かれた時、例えば330ニユートンの
力として置かれた時、空気スプリングのシヤフトの圧縮
が始まる。すなわち、点ｃで表されるように収縮が始ま
る。それ以上の蓋の閉まる動きは空気スプリングの圧縮
（収縮）を続けさせ、そして、図表上の点ｄで表わされ
るシヤフト接合部材144がブツシユ突部140に係合するま
で、シヤフトがシリンダの中へ予め決められた距離（図
表上で示されるように24mm）を移動することとなる。こ
の点までは、この発明の２段階出力空気スプリングにお
ける次の第２段階を可能とする接合部材を有しない、通
常の空気スプリングの表わす動作である。

この例においては、点ｄにおいてトランク蓋は完全には
閉らない。蓋を完全に閉めるためには、シヤフトはシリ
ンダの中へより移動しなければならず、そこで前記接合
部材144とブツシユ突部140との係合のために、ブツシユ
72とシール64とはシヤフト70と一緒にユニツトとしてシ
リンダ62の中に挿入され、本質的により高い力、例えば
880ニユートンを求めながら、付加的な空気スプリング
の動きを始める（点ｅ）。完全な閉位置（点ｆ）に対す
る空気スプリングの圧縮を伴なうこれ以上の蓋の動き
は、点ｅと点ｆとの間の負荷と移動曲線によつて表され
ている。

３段階出力の例 ２段階出力の空気スプリングの原理は、何段階もの出力
をもつ空気スプリングに、道理にかなうように拡張され
る。

第17図のa,bおよびｃ図は、３段階出力能力をもつ空気
スプリングに使用される多段階出力原理を例示してい
る。この種の空気スプリング160においては、１片のブ
ツシユよりは、ブツシユは、外部筒状ブツシユ170と内
部同軸筒状ブツシユ172からなる２つの部分の伸縮型ブ
ツシユである。外部ブツシユ170は、シリンダ162の絞り
端部178における開口を自由に出入りできるようにその
外径に寸法づけされている小径カラー型突部176を含む
段付けされた外部端部174を有している。段の端部174の
近くに、ブツシユ170の外周にシールリング溝180があ
り、その溝には、シリンダに対しては力学的シールを提
供し、ブツシユ168の外周と静的シールを提供する両方
向シール182（例えば４角型シール）を受け入れてい
る。

ブツシユ170の内側は穴184と186からなる段付筒に形成
され、そこには内部ブツシユ172が受け入れられてい
る。段付筒の穴186の部分の内径は、内部ブッシュ172の
カラー状突出部188を受け入れるために、シャフトの直
径よりは充分大きく、内部ブッシュ172は外部ブッシュ1
70の小径カラー型突部176とともに自由密接適合で移動
することができる。

内部ブツシユ172は、その内側にシヤフト164上で滑動で
きるように一定の直径の筒状通路190を有している。内
部ブッシュ172の外径は、小径のカラー状突出部188と、
大きい外径の内部端部192とで異なり、その外周には表
面段194が形成されている。そして、内部端部192の外周
は外部ブッシュ170の穴184の部分と滑動適合している。
内部ブツシユ172の放射方向の表面段194は、外部ブツシ
ユ170の放射方向の内面段196と係合し、外部ブツシユに
対する内部ブツシユ172の伸長状態を決定するものであ
る。外部ブツシユ170の伸長状態は、シリンダの絞り端
部178に対する外部段付端部174の接合によつて決定され
る。

シヤフト164に対するブッシュシールを完成するため
に、両方向のシャフトシール198が、内部ブッシュ172の
内端面に対して、シャフト164の回りで外部ブッシュ170
の内側に置かれる。シヤフトシール198は２重の４角型
シールとして示されているが、他のどのような適当なシ
ールリング、例えばガンギ状、正方形状、Ｏ−リングま
たは多葉型シールとしてもよい。

圧力下の気体は、協同シール182と198を有する２つの伸
縮型ブツシユ170,172とシリンダの絞り端部との組合せ
によつてシリンダ内に保持される。

外部ブツシユおよび内部ブツシユの実効断面および各シ
ールリングに作用するガス圧力は、ブツシユを伸長状態
とする方向への各ブツシユに偏つた力を供給する。

シヤフト164に固く固着された接続用端部材165は、空気
スプリングが圧縮され、シヤフトがシリンダ内に収縮さ
せられる時に、内部ブツシユ172のカラー状突出部188の
端部と係合し、次に外部ブツシユ170のカラー型突部176
と係合する接合面200を提供する。

第17a図はシヤフト164が完全に伸長し、伸縮型ブツシユ
の両方が充分に伸長したのを示している。第17b図は、
シヤフトの接合面200が内部ブツシユ172のカラー状突出
部188と係合し、内部ブツシユ172を外部ブツシユ170に
対して充分に挿入した位置まで押したところの内方位置
にシヤフトが移動したところを示している。この内部ブ
ツシユ172のシヤフト164の動きと結合した一緒の動きは
第２段階の負荷の増大を起こさせる。

第17c図は、端部接合面200が未だ内部ブツシユ172のカ
ラー状突出部188と係合しながら、外部ブツシユ170の小
径カラー型突部176に係合したところの第17b図の位置か
ら、さらに内方に移動し、シリンダ162に対して完全に
充分な挿入位置に全体のブツシユアセンブリ168とシヤ
フト164を押込んだ位置を示している。シヤフトの動き
と結合した全体のブツシユアセンブリのこの一緒の動き
は第３段階の負荷の増加を起こさせる。

第18図は、完全に伸長した場合に同じ放射方向の面に終
る小径カラー型突部176′とカラー状突出部188′をもつ
伸縮型ブツシユ170′と172′がある代替例を示してい
る。この例における内外ブツシユの系列的な挿入を可能
にする接合構造は、接続用端部材165′に固定的に取り
付けられるか、または全体の装置としてシヤフト164′
上に自由に滑動することができるようにシヤフト164′
上の円筒状カラー202が段付けされている。カラー202の
小径部204はカラー状突出部188′に係合するように寸法
づけされ、大径部206は小径カラー型突部176′と係合す
るように寸法づけされてシリンダの絞り端部178′を自
由に通過する。シヤフトが伸長した位置から完全に収縮
した位置にまで押される場合における、カラー202のシ
ヤフト接合部と内、外ブツシユの間の相互作用は、第17
図に関しては説明された多段階作用と同じである。

第17図におけるブツシユアセンブリ168の小径カラー型
突部176とカラー状突出部188の長さは、第18図の段付筒
状カラー202の段部分204と206の長さと同様に、多段階
出力空気スプリングの望ましい特性を得るための要求に
適合して形成されることができる。

既に説明された第17図（a,bおよびｃ図）に示される３
段階出力空気スプリングを使用して達成される３段階出
力の方法を例示するために、第20図に示される第２番目
の一般的典型的力対移動の図表が参照される。第19図と
同様に、記載されている数値と曲線は単なる例にすぎな
いが、実際の空気スプリングの力学的な記録から引き出
されたものである。空気スプリング160が充分に伸長さ
れて、無負荷（第17a図）の自由な状態にある場合に
は、第20図にｌで示されているように移動はゼロで出力
負荷もゼロである。空気スプリングが、例えば自動車の
フードのカウンタバランスとして装着された場合には、
空気スプリングは点ｍによつて表わされる開口位置にフ
ードを保持する固定リンクとして作用する。フードを閉
めるに際し、フードに手動または他の方法で初期の閉め
る力が適用され、その力は空気スプリングに伝達され
る。適用された力が伸長された空気スプリングに等しく
かかる時に、例えば370ニユートンがかかる時に、点ｎ
によつて表わされるように、空気スプリングのシヤフト
の圧縮が開始される。すなわち、空気スプリングの収縮
が始まる。これ以上のフードを閉める動きは空気スプリ
ングの圧縮（収縮）を続け、それは、図表の点０によつ
て表わされるように、シヤフト接合部200が内側のカラ
ー状突出部188まで、シリンダの中への予め決められた
距離（図表で示されるように、144mm）のシヤフトの移
動を引き起す。この点までの動作は、この発明による３
段階空気スプリングにおける次の第２および第３段階を
可能にする接合ユニツトを有しない、通常の空気スプリ
ングの代表的なものの動作である。

この例においては、点０においてフードは完全に閉つて
いない、例えばフード位置は通常のフード完全掛金がか
けられる前の位置である。完全に閉つたフードに掛金の
かけられる位置に先立つ通常の安全掛金位置を過ぎるそ
れ以上の移動は、より高い力、例えば750ニユートンを
求めながら、内部ブツシユ172とそのシール198がユニツ
トとしてシヤフト164と一緒にシリンダの中に挿入さ
れ、点ｐとｑの間の曲線の部分によつて表わされる空気
スプリングの移動の付加的第２段階を開始（点ｐ）す
る。点ｑにおいて、シヤフト接合部は、第17b図に示さ
れるように、内部および外部伸縮型ブツシユ172と170の
両方のカラー状突出部188と小径カラー型突部176に係合
する。

フードを完全に閉める位置（そこでフードはメインフー
ド掛金によつて施錠される。）へのフードの最終の動き
は、第17c図に示されるように、さらに高い力、例えば1
750ニユートンを求めながら、内部と外部のブツシユ部
分の両方とそれらのシールがユニツトとしてシヤフトと
一緒により深くシリンダの中に挿入され、点ｒとｓの間
の曲線の部分によつて表わされる空気スプリングの最終
の第３段階の移動が開始（点ｒ）される。

この発明の多段階出力特性、それらは２段階、３段階、
４段階またはそれ以上の段階の出力特性から利益を受け
ることのできる空気式カウンタバランス装置の使用の多
くの例がある。この説明の次の部分は、２段階出力の空
気スプリングの乗物の懸架装置への適用を述べている。

２段階出力液体−空気スプリングの例 第14図、第15図および第16図は、第８図に示され、同時
に説明されている２段階出力の変形例を示している。こ
の例は、シリンダとシヤフトがシヤフト端を下にして本
質的に竪位置に配置される乗物懸架装置支柱として用い
られる水圧−空気スプリングを表わしている。これはス
プリング懸架装置によつて乗物を支持し、乗物の動きと
振動減衰と衝撃の緩衝を提供する。

液体−空気スプリング220は、基本的スプリング要素、
すなわち閉塞端シリンダ222、ピストンアセンブリ226に
結合するシヤフト224、そして端部接続部材228と230か
ら構成される。突出カラー234を有するブツシユ232、テ
フロンワツシヤ236および多葉型シール238は、図示さ
れ、第８図について説明されていると同じ目的のために
役立つものである。この例において、シヤフトに附随す
る接合部材240は、第10図は変形例と同様にシヤフト224
を滑動できる筒状スリーブである。ここに述べられる水
圧−空気スプリング220の構成要素は、基本的には第８
図に示されているものと同じである。

この液体−空気スプリングは一般的に比較的に短かいも
のである。第14〜16図は原型の図であつて、基本的に約
200ミリ（８インチ）のシリンダ長さを有する現寸を示
している。

液体−空気スプリング220は、液体（潤滑用油）242の予
定量と予め決められた圧力のガス244を含んでいる。第1
4図に示されるように完全に伸長した状態において、ピ
ストンアセンブリは、伸長シヤフトの限定位置を提供す
るロール圧痕221に接合している。

望ましい緩衝作用を提供するために、油の面は、第８図
に示されるピストンアセンブリ80の制御流れの構造と特
性を有しても有さなくても、ピストンアセンブリ226が
伸長位置から、少なくともシヤフト接合部材240がブツ
シユのカラー型突部234に係合する中間位置までの行程
中完全に油の中に没した状態にとどめられる。シヤフト
の収縮行程の残りの間、ブツシユ232が移動させられる
（押し込まれる）時には、ピストンアセンブリの下の室
の容積には変更がなく、そのことによりピストンワッシ
ャの通路などのバイパスを通る流体の流れはなくなり、
そのことによって生じる緩衝作用は失われる。この第２
段階の間、出力は、ガス244の容積の圧縮と拡張による
空気スプリングの効果的緩衝のないものである。加圧下
の加圧ガスの圧力の数値は、それぞれの乗物が要求する
出力によつて決定されるということを注意しなければな
らない。

液体−空気スプリングに含まれる油の量は、緩衝作用の
ため上述した必要量以上の範囲で、ガス容積用の空間を
変え、それぞれの装置に対する望ましい負荷対移動量特
性を達成するために変えることができる。

第２段階の緩衝が要求されるいくらかの装置、すなわ
ち、第15図と第16図の間でブツシユ、そのシールとシヤ
フトがユニツトとして移動中において、補充的緩衝バル
ブ250が、ピストンアセンブリ226の完全に収縮した位置
とシリンダの閉塞端の間におけるシリンダ222に組込ま
れる。それはシリンダ内に装架されたプレート状円盤25
2からなり、円盤の両側のシリンダの壁を圧痕すること
により装架されている。円盤の外径はシリンダ内に密接
自由適合するように寸法づけされている。図示されてい
るように、ロール圧痕254はシリンダ壁に円盤252のピス
トンアセンブリに対向する側に設けられ、シリンダの周
囲に間隔を置いた複数の凹み圧痕256はシリンダの閉塞
端に対向する円盤の側のシリンダの壁に設けられてい
る。圧痕254と256の軸方向の間隔は、液体−空気スプリ
ングの作動中に液体の流れによつて起る円盤を横切る圧
力差をもたらすように、円盤250の僅少な軸方向の動き
を可能にしている。

その方向に対する異なる圧力の偏つた力で円盤252がロ
ール圧痕254に対して押される時、円盤の周囲は係合し
ロール圧痕により効果的にシールをする。そして、全て
の流体の流れは円盤252の計量オリフイス258を通るよう
に制限される。別の方向に対する異なる圧力の偏つた力
で円盤252が別の方向にある凹み圧痕256に対して押され
る時、円盤の周囲とシリンダ内壁との充分な隙間はその
方向への効果的な液体の自由流れを許容する。

もし、ロール圧痕と凹み圧痕の位置を逆にすると、オリ
フイス制御液体流れと円盤を通る自由液体流れの相対的
な方向は逆になる。

さらに、もし両方向においてオリフイス制御流れが求め
られるならば、円盤は、円盤周囲とシリンダ内面の間の
通路が両方向で効果的にシールされるところの２つのロ
ール圧痕の間のシリンダに固く軸方向で固定される。

図示のように、円盤252の周囲260は、ロール圧痕254に
対する円錐状受座を提供する傾斜がつけられ、より積極
的な封止係合をもたらす。

液体−空気スプリング220において、動作の第２段階の
緩衝は水圧減衰によつて提供される。第15図は、シヤフ
トに設けられた接合部材240とブツシユのカラー型突部2
34が接触する時に、油面が円盤252と一致することを示
している。さらなる第２段階の移動は、第16図の完全な
圧縮されたスプリング状態において示される油面に対し
て、自由流れ方向に円盤を通過する高い粘性の圧縮不能
の流体（油242）を強制する。

伸張力とスプリングシヤフトを伸張する速度は、バルブ
円盤252のオリフイス258を通る油の流れによつて制御さ
れ、高い第２段階の圧力と力によつて起こされる第２段
階における減衰されていない高速のシヤフト伸張を防い
でいる。

油の量を増加することによつて、シヤフトが充分に伸張
した時、または第１段階でシヤフトが部分的に収縮して
いる時においても、油面は追加的緩衝バルブ250を水没
させ、ピストンが流れ制御構造を有するために起る付加
的な第１段階の緩衝を達成できることが明らかに思いつ
くことができ、かつ理解することができる。また、もし
もオリフイスが充分小さく作られているならば、ガス容
積244の圧縮および／または拡張の間に空気流れの緩衝
を得ることができる。

上述した空気スプリングを使用することによつて、空気
スプリングの多段階出力能力のための多数の負荷通路
が、第８図や第17図に用いられているシヤフトに設けら
れた接合部材から離して、ブツシユのカラー型突部に対
し独立した機械的リンク接続または接合を提供すること
によつて達成されることができる。複数の伸縮型のブツ
シユの例は無数の能力を申出ること、例えば一般に使用
される構造は経済的効率において大量生産できること、
特種な使用において全てのブツシユ部分は２段階空気ス
プリングを提供するように同時に押し込められること、
内部ブツシユ部分は押し込められ、第２段階で減少され
た出力を有する２段階出力空気スプリングを提供するこ
と、または、シヤフトに設けられた接合部材は普通の一
般的出力スプリングの提供を完全に減少させることなど
がさらに留意されるべきである。このようにして、複数
ブツシユ部分の考えの広い能力を認めることができるだ
ろう。

この発明のその精神または本質的な特性から離れること
なしに他の特別の形において具体化することができる。
この発明の具体例は、それゆえにすべての観点において
例示として考えられるべきであり、前述の説明によつて
特許請求の範囲によつて指示される発明の範囲が制限さ
れるものでなく、そして特許請求の範囲と均等の意味と
範囲に入る全ての変形は、それゆえこの発明に含まれる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、１個の横断空気スプリング、ベルクランクお
よび関連のリンクを有し、自動車のトランク内の車体構
造に装架され、トランク蓋に取り付けられたカウンタバ
ランス装置と、トランクを有する自動車の後方部分の平
面図であり、トランク蓋は閉じた状態、すなわち空気ス
プリングは圧縮され収縮している状態において仮想線で
示されている。第２図は第１図と同様の平面図である
が、トランク蓋は開かれた状態、すなわち空気スプリン
グは伸長した状態にある。第３図、第４図および第５図
は、カウンタバランス装置の各要素の相対的位置を示す
第１図および第２図におけるトランクの右手側の方向に
見るとともに、トランク蓋のグーズネツクヒンジ部品の
１つを示す斜視図であり、第３図は第１図の閉じた蓋の
状態に相当し、第５図は第２図の全開にある蓋の状態に
相当し、第４図は一部開口した蓋の状態を示している。 第６図は第１図の右手側部分の拡大詳細平面図であり、
実線は、空気スプリング、ベルクランク、およびベルク
ランクと蓋ヒンジ部品の間の連結リンクについて第１図
示の蓋の閉じた位置を示しており、仮線は、それらの要
素について第２図の蓋の開いた位置を示している。 第７図は、第５図に対応する拡大詳細斜視図であり、カ
ウンタバランス装置の各要素の位置関係をより明瞭に示
すためにより高い角度から見たものである。 第８図は、もし必要ならば、第１〜７図のカウンタバラ
ンス装置の空気スプリングに使用できる２段出力と圧力
衰退補償要素からなる空気スプリングの部分断面の平面
図であり、仮線は、２段出力要素が操作されるシヤフト
が充分に収縮した状態を示している。 第９図は、２段出力作用スリーブユニツトの第２実施例
を示す一部詳細図である。 第10図は、作用スリーブがピストンシヤフト上を滑動す
る筒状の小片である２段出力スリーブユニツトの第３実
施例を示す一部詳細図である。 第11図は、第８図に示されるように、シール位置にある
Ｏ−リングシールを有する圧力衰退補償装置の一部拡大
詳細図で、シリンダの壁の一部を破断して示している。 第11a図は、第11図に示された圧力衰退補償装置の変形
例を示す一部拡大詳細図である。 第12図は、シールしていない位置にあるＯ−リングシー
ルを有する圧力衰退補償装置の要素の拡大側面図であ
る。 第13図は、第12図に示される要素の左手側からみた側面
図である。 第14図は、伸長状態にある２段出力液体−空気スプリン
グの第２例の破断部分断面を示す平面図である。 第15図は、通常の液体−空気スプリングの圧縮状態に一
部収縮しているピストンシヤフトを有する第14図と同様
の平面図である。 第16図は、２重出力スリーブがブツシユを再配置状態に
動かし、シヤフトシールも実効シヤフト断面積を増加
し、シリンダのガス容積部が減少しガス圧が増加してい
るところの、完全に収縮した状態にあるピストンシヤフ
トを有する第14および15図の液体−空気スプリングの一
部断面を示す平面図である。 第17a図、ｂ図およびｃ図は、３段階に出力を提供する
多段出力空気スプリングの他の例を示す３つの状態の断
面図であり、第17a図はシヤフトが伸長した場合を示
し、第17b図は第２出力段階位置にあるシヤフトとブツ
シユを示し、第17c図は第３段階出力位置にあるシヤフ
トと両ブツシユを示している。 第18図は、第17a図に示される３段階出力空気スプリン
グの変形例であつて、シヤフト上の段付カラーが２個の
ブツシユの段部長さの代りに使用されている例の断面図
である。 第19図は、第８図に示される２段出力空気スプリングに
おける一般的出力状態対空気スプリングの移動傾斜曲線
を示す図表である。 第20図は、第17図に示される３段階出力空気スプリング
における一般的出力状態対空気スプリングの移動傾斜曲
線を示す図表である。 30……カウンタバランス装置、32……開閉部材、34、16
0,220……空気スプリング、38……ヒンジ軸、40,40′,4
0″,42,165,165′,228,230……接続用端部材、44……ベ
ルクランク、46……接続リンク、52……固着枢軸、55,5
6……接続手段、57,58……枢動自在接続部、60……圧力
衰退補償機構、62,62′,162,222……シリンダ、64,182,
198,238……シャフトシール、固定容積室……66、68…
…周囲シール手段、70,164,164′,224……シャフト、7
2,168,232……ブッシュ、80,226……ピストンアセンブ
リ、100,178,178′……保持手段、140,176,188,234……
接合手段、144,146′,240……接合部材、194,196……環
状段部、244……ガス、252……円盤、254……内部玉
縁、256……凹型突部。

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カウンタバランス装置（30）を装架し、そ
   のカウンタバランス装置（30）に近接する枢軸に開閉部
   材（32）を蝶番的に装架する本体構造からなる室と、そ
   の室の開閉部材（32）との組合せに使用されるカウンタ
   バランス装置において 加圧下の気体を含む閉塞端のシリンダ（62,62′,162,22
   2）とその他端から延びる往復運動するシャフト（70,16
   4,164′,224）とを有する１個の空気スプリング（34,16
   0,220）であって、前記シリンダの閉塞端部と前記シャ
   フトの突出端部にそれぞれ設けられた接続用端部材（4
   0,40′,40″,165,165′,228,42,230）と、前記シャフト
   を取巻き、前記シリンダの中でその他端の近くに配置さ
   れるブッシュ（72,168,232）と、シリンダの内壁面、前
   記シャフトおよび前記ブッシュに係合し、前記シャフ
   ト、前記ブッシュおよび前記シリンダの内面間のシール
   を行なう環状のシャフトシール（64,182,238）とを備え
   る前記空気スプリングと、 それぞれが中央の固着枢軸（52）と角度を有するアーム
   部分A,Bを有し、各アーム部分が接続手段（55,56）を有
   し、前記室内の両側に装架され、それぞれの中央の固着
   枢軸で前記本体構造に旋回可能に固着されている２個の
   ベルクランク（44,44）であって、それぞれ一方の接続
   手段（55）によって前記空気スプリングの接続用端部材
   に枢動的に接続される第１のアーム部分Ａを有し、互い
   に反対の関係に配置されている前記２個のベルクランク
   と、そして 両端に枢動自在接続部（57,58）を有し、その一方は関
   連するベルクランクの第２のアーム部分Ｂの接続手段
   （56）に枢動可能に接続され、他方は前記開閉部材のヒ
   ンジ軸（38）から外れた、間隔を置いた位置の間の直線
   上で、前記開閉部材と間隔を置いた所で前記開閉部材に
   対して揺動的に接続されている接続リンク（46,46）と
   からなり、 それによって、前記室における閉位置に対して開閉部材
   を閉める動きが、接続リンクとベルクランクを介して、
   前記空気スプリングのシャフトをシリンダ内の収縮位置
   に強制し、そして、前記開閉部材が前記閉位置にある時
   に、前記空気スプリングの出力が、ベルクランクと接続
   リンクとを介して、開閉部材に付勢力を及ぼしているこ
   とを特徴とするカウンタバランス装置。
2. 【請求項２】前記各固着枢軸（52,52）が、前記空気ス
   プリング（34,160,220）のシャフト（70,164,164′,22
   4）を含む平面に直角に突出する枢軸であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のカウンタバランス装
   置。
3. 【請求項３】中央の固着枢軸（52）と前記空気スプリン
   グ（34,160,220）の接続用端部材（40,40′,40″,165,1
   65′,228）との間の前記ベルクランク（44）の第１のア
   ーム部分Ａが、前記空気スプリングとベルクランクの第
   １のアーム部分Ａの整列状態（死点）に対して積極的な
   作用角度を提供する運動機構関係に配置され、その運動
   機構関係によって、前記開閉部材（32）が閉位置にある
   時には、前記空気スプリングによる前記付勢力が開閉部
   材（32）を開く方向に提供されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のカウンタバランス装置。
4. 【請求項４】中央の固着枢軸（52）と前記空気スプリン
   グ（34,160,220）の接続用端部材（40,40′,40″,165,1
   65′,228）との間の前記ベルクランク（44）の第１のア
   ーム部分Ａが、前記空気スプリングとベルクランクの第
   １のアーム部分Ａの整列状態（死点）に対して消極的な
   作用角度を提供する運動機構関係に配置され、その運動
   機構関係によって、前記開閉部材（32）が閉位置にある
   時には、前記空気スプリングによる前記付勢力が開閉部
   材（32）を閉める方向に提供されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のカウンタバランス装置。
5. 【請求項５】前記シリンダ（62,62′,162,222）の他端
   部（94）がその中にブッシュ（72,168,232）を保持する
   保持手段（100,178,178′）を含み、前記シリンダ内に
   予め定められた小量の油を含み、前記シリンダの他端部
   において協同する協同手段が前記ブッシュ、前記シャフ
   トシール（64,182,198,238）および前記シャフトの延長
   端部に近接する接合手段（142,176,188,234）とからな
   り、前記空気スプリングに対し少なくとも２段階出力を
   提供することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   カウンタバランス装置。
6. 【請求項６】前記シリンダ内にブッシュ（72,168,232）
   を保持する保持手段（100,178,178′）からおよびその
   保持手段の方向へ前記シリンダ内を軸方向に移動でき
   る、ブッシュとシャフトシール（64,182,198,238）とを
   含む前記空気スプリング（34,160,220）に対し、少なく
   とも２段階出力を提供する前記協同手段、およびシャフ
   トの延長端部に近接する前記接合手段（140,176,188,23
   4）が、前記シャフトの収縮移動が中間収縮制限位置を
   超えて受け渡し的に強制される時に、前記ブッシュをさ
   らにシリンダ内へと強制するために、係合するように採
   用される第１接合手段（140,188,234）を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第５項記載のカウンタバランス
   装置。
7. 【請求項７】前記シャフト（164,164′）が前記シリン
   ダ（162）の他端部（94）より充分に小径であり、前記
   シャフトと前記シリンダの他端部の間に環状の空隙（14
   2）を提供する前記ブッシュ（168）を保持する保持手段
   （178,178′）を持ち、前記ブッシュは前記シリンダの
   他端部に近接して前記環状の空隙を通って出入りできる
   第２接合手段（176）を含み、そして、前記シャフトに
   近接する前記第１接合手段（188）は、その第１接合手
   段からの出力によって前記ブッシュ保持手段から移動さ
   せられるブッシュとシャフトシールに作用するシリンダ
   内のガスの圧力によって起こされる空気スプリングの最
   初の段階の出力の増加をもたらし、そして、前記ブッシ
   ュとシャフトシールとを前記シリンダ内に強制する前記
   シャフトのさらなる収縮する動きによって、空気スプリ
   ングの出力の連続する増加傾向をもたらように、空気ス
   プリングに含まれるガスの作用容積をさらに減少させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のカウンタ
   バランス装置。
8. 【請求項８】前記ブッシュ（168）は少なくとも２個の
   同軸筒状伸縮型部分（170,172）を含み、また、前記シ
   ャフトシール（182,198）は前記ブッシュの伸縮型部分
   間の環状シール（198）を含み、ブッシュの各部分（17
   0,172）は前記第２接合手段（176）を構成する端部接合
   手段を含み、そして前記ブッシュの伸縮型部分に継続的
   接合をもたらす環状同軸段部（194,196）は前記シャフ
   トに近接する前記第１接合手段（188）を提供し、それ
   によって、その中間収縮位置を過ぎる前記シャフトの前
   進的なさらなる収縮の動きが、前記ブッシュの部分の接
   合手段に対して継続して次に起こる接合によって、次な
   る動きをもたらし、それから、少なくとも３段階出力を
   有する前記空気スプリングを提供するために、前記シリ
   ンダ（162）中に移動される前記ブッシュの部分（170,1
   72）の数を漸進的に増加することを特徴とする特許請求
   の範囲第７項記載のカウンタバランス装置。
9. 【請求項９】前記シリンダ（62）の他端部（94）はその
   シリンダ内に前記ブッシュ（72）を保持する保持手段を
   含み、予め決められた小量の油が前記シリンダ内に含め
   られ、前記シリンダ内の前記ガスは、少なくとも数気圧
   の予め決められた正確な量であり、そして前記ピストン
   手段（70,80）の収縮位置と前記シリンダの閉塞端部間
   の位置で、前記シリンダ内に含まれる仕切り壁は、少な
   くともシリンダの他の端部の方向への動きに対して固定
   され、前記シリンダの閉塞端部に最も近い室が固定容積
   室（66）を構成するように仕切壁が前記シリンダを複数
   の室に分割し、前記仕切壁は前記シリンダの内面に係合
   する周囲シール手段（68）を有し、前記シリンダの残り
   の空間に前記周囲シール手段（68）のシール係合を通過
   する少なくとも前記固定容積室からのガス流れに対して
   シールを提供し、シャフトが収縮状態にある時に、前記
   シリンダの残りの空間のガスよりも高い圧力の下にある
   予め決められた量のガスを固定容積室（66）が含み、前
   記シャフトシール手段（64）と前記周囲シール手段（6
   8）は特別のガス透過特性を有し、それによって、前記
   仕切壁と高い圧力下のガスを有する固定容積室（66）
   は、前記シャフト（70）によって占められるシリンダの
   空間に望ましい圧力の維持を助ける圧力衰退補償機構
   （60）を提供することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のカウンタバランス装置。
10. 【請求項１０】前記シャフトシール手段（64）と前記周
    囲シール手段（68）が類似のガス透過特性を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第９項記載のカウンタバラ
    ンス装置。
11. 【請求項１１】前記シャフトシール手段（64）と前記周
    囲シール手段（68）が異なるガス透過特性を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第９項記載のカウンタバラ
    ンス装置。
12. 【請求項１２】前記シリンダ（62）の他端部（94）がシ
    リンダ内に前記ブッシュ（72）を保持する保持手段（10
    0）を備え、予め決められた小量の油が前記シリンダ内
    に含ませられ、前記シリンダの他端部において協同する
    協同手段が、前記ブッシュ、前記シャフトシール（64）
    および前記シャフトの延長端部に近接する接合手段（14
    0）からなり、空気スプリング（34）に対し少なくとも
    ２段階出力を提供することを特徴とする特許請求の範囲
    第９項記載のカウンタバランス装置。
13. 【請求項１３】前記空気スプリング（34）に対する少な
    くとも２段階出力を提供する協同手段が、ブッシュ（7
    2）と、前記シリンダ内でブッシュを保持する保持手段
    からおよびその保持手段に向って、前記シリンダ内で軸
    方向に移動することのできるシャフトシール（64）と、
    および、前記シャフトの前記延長端に近接する接合手段
    （140）とを含み、前記接合手段が、前記シャフトの収
    縮への動きが中間収縮制限位置を超えて強制される時
    に、前記ブッシュに係合し、前記ブッシュをさらに前記
    シリンダ内へと強制する第１接合手段（140）を含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第12項記載のカウンタバ
    ランス装置。
14. 【請求項１４】前記シャフト（164）が前記シリンダ（1
    60）の他の端部より充分に小径であり、前記シャフトと
    前記シリンダの他端部の間に環状空隙を提供する前記ブ
    ッシュを保持する保持手段（178,178′）を持ち、前記
    ブッシュは前記シリンダの他端部に近接して前記環状空
    隙を通って出入りできる第２接合手段（176,176′）を
    含み、そして、前記シャフトに近接する前記第１接合手
    段（188,188′）は、その第１接合手段からの出力によ
    って前記ブッシュ保持手段から移動させられるブッシュ
    とシャフトシールに作用するシリンダ内のガスの圧力に
    よって起こされる空気スプリングの最初の段階の出力の
    増加をもたらし、そして、前記ブッシュとシャフトシー
    ルとを前記シリンダ内に強制する前記シャフトのさらな
    る収縮する動きによって、空気スプリングの出力の連続
    する増加傾向をもたらすように、空気スプリングに含ま
    れるガスの作用容積をさらに減少させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第13項記載のカウンタバランス装置。
15. 【請求項１５】前記ブッシュ（168）は少なくとも２個
    の同軸筒状伸縮型部分（170,172）を含み、また前記シ
    ャフトシールは前記ブッシュの伸縮型部分間の環状シー
    ル（198）を含み、ブッシュの各部分（170,172）は前記
    第２接合手段（176）を構成する端部接合手段を含み、
    そして、前記伸縮型ブッシュの各部分に継続的接合をも
    たらす環状同軸段部（194,196）は前記シャフトに近接
    する前記第１接合手段（188）を提供し、それによっ
    て、その中間収縮位置を過ぎる前記シャフト（164,16
    4′）の前進的なさらなる動きが、前記ブッシュの部分
    の接合手段に対し継続して起こる接合によって、次なる
    動きをもたらし、それから、少なくとも３段階出力を有
    する前記空気スプリングを提供するために、前記シリン
    ダ中に移動される前記ブッシュの部分（170,172）の数
    を漸進的に増加することを特徴とする特許請求の範囲第
    14項記載のカウンタバランス装置。
16. 【請求項１６】前記室が自動車のトランクであり、前記
    開閉部材（32）がトランクの蓋であり、そして、前記本
    体構造は、前記ヒンジ軸（38）が近接又は離れて置かれ
    るトランクの一部と、開閉部材のヒンジ軸から外れては
    いるがそのヒンジ軸（38）と平行している、前記開閉部
    材に対する前記接続リンク（46）の間隔を置いた接続位
    置の間の直線とを含むことを特徴とする特許請求の範囲
    第１項から第15項の何れか１項に記載されたカウンタバ
    ランス装置。
17. 【請求項１７】閉塞端部を有するシリンダ（62,62′,16
    2,222）と、このシリンダの他端から延びるピストンシ
    ャフト（70,164,164′,224）の端に固着されたピストン
    アセンブリ（80,226）と、前記ピストンシャフト上のブ
    ッシュ（72,168,232）と、前記ピストンシャフトの周り
    のシャフトシール（64,182,198,238）と、シリンダ内に
    前記ブッシュを保持する保持手段（100,178,178′）を
    有する前記シリンダの他端部（94）と、シリンダに対す
    るシールを提供しシャフト上で移動できる前記シャフト
    シールと、前記シリンダ内に含まれる予め決められた小
    量の油と、前記シリンダ中における少なくとも数気圧の
    予め決められた正確な量のガスと、そして、前記ブッシ
    ュ、前記シャフトシールおよび前記シャフトの延長端に
    近接する接合手段（140,176,176′,188,188′,234）を
    含む、空気スプリングとして少なくとも２段階出力を提
    供する前記シリンダの他端部における協同手段とから成
    る空気スプリング。
18. 【請求項１８】前記シリンダ内にブッシュ（72,168,23
    2）を保持する保持手段（100,178,178′）からおよびそ
    の保持手段の方向へ前記シリンダ内を軸方向に移動でき
    る、ブッシュ（72,168,232）とシャフトシール（64,18
    2,198,238）とを含む前記空気スプリングに対し、少な
    くとも２段階出力を提供する前記協同手段、特に、前記
    シャフトの延長端部に近接する接合手段（140,176,17
    6′,188,188′,234）が、前記シャフトの収縮移動が通
    常の収縮制限位置を超えて受け渡し的に強制される時
    に、前記ブッシュをさらにシリンダ内へと強制するため
    に、ブッシュと係合するように採用される第１接合手段
    （140,188,188′,234）を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第17項記載の空気スプリング。
19. 【請求項１９】前記第１接合手段（140,188,188′,23
    4）がシャフト上に配置されることを特徴とする特許請
    求の範囲第18項記載の空気スプリング。
20. 【請求項２０】前記シャフト（164,164′）が前記シリ
    ンダ（162）の他端部より充分に小径であり、前記シャ
    フトと前記シリンダの他端部の間に環状空隙を提供する
    前記ブッシュを保持する保持手段（178,178′）を持
    ち、前記ブッシュは前記シリンダの他端部に近接して前
    記環状空隙を通って出入りできる第２接合手段（176,17
    6′）を含み、そして、前記シャフトに近接する前記第
    １接合手段（188,188′）は、その第１接合手段からの
    出力によって前記ブッシュ保持手段から移動させられる
    ブッシュとシャフトシールに作用するシリンダ内のガス
    の圧力によって起こされる空気スプリングの最初の段階
    の出力の増加をもたらし、そして、前記ブッシュとシャ
    フトシールとを前記シリンダ内に強制する前記シャフト
    のさらなる収縮する動きによって、空気スプリングの出
    力の連続する増加傾向をもたらすように、空気スプリン
    グに含まれるガスの作用容積をさらに減少させることを
    特徴とする特許請求の範囲第18項記載の空気スプリン
    グ。
21. 【請求項２１】少なくとも一つの環状段部（194,196）
    が、前記シャフト（164）のさらなる収縮動きの際に、
    前記環状空隙の中への移動が可能である直径方向の寸法
    をもたらすことを特徴とする特許請求の範囲第20項記載
    の空気スプリング。
22. 【請求項２２】前記ブッシュ（168）は少なくとも２個
    の同軸筒状伸縮型部分（170,172）を含み、また前記シ
    ャフトシール（182,198）は前記ブッシュの伸縮型部分
    間の環状シール（198）を含み、各ブッシュの各部分（1
    70,172）は前記第２接合手段（176,176′）を構成する
    端部接合手段を含み、そして前記ブッシュの伸縮型部分
    に継続的接合をもたらす環状同軸段部（194,196）は前
    記シャフトに近接する前記第１接合手段（188,188′）
    を提供し、それによって、その中間収縮位置を過ぎる前
    記シャフトの前進的なさらなる動きが、前記ブッシュの
    部分の接合手段に対し継続して起こる接合に、次なる動
    きをもたらし、それによって、少なくとも３段階出力を
    有する前記空気スプリングを提供するために、前記シリ
    ンダ中に移動される前記ブッシュの部分の数を順次増加
    することを特徴とする特許請求の範囲第20項記載の空気
    スプリング。
23. 【請求項２３】仕切壁は、前記ピストンアセンブリ（8
    0,226）の完全な収縮位置と前記シリンダの閉塞端部間
    の位置でシリンダ（62,162）内に含まれ、少なくともシ
    リンダの他端部の方向への動きに対しては固定され、仕
    切り壁が前記シリンダを複数の室に分割し、前記シリン
    ダの閉塞端部に最も近い室が固定容積室（66）を構成
    し、前記仕切壁は前記シリンダの内面に係合する周囲シ
    ール手段（68）を有し、前記シリンダの残りの空間に前
    記周囲シール手段（68）のシール係合を通過する少なく
    とも前記固定容積室（66）からのガス流れに対してシー
    ルを提供し、シャフト（70,164,164′）が収縮状態にあ
    る時に、前記シリンダの残りの空間のガスよりも高い圧
    力の下にある予め決められた量のガスを固定容積室（6
    6）が含み、前記シャフトシール（64、182,198）と前記
    周囲シール手段（68）は特別のガス透過特性を有し、そ
    れによって、前記仕切壁と高い圧力下のガスを有する固
    定容積室（66）は、前記ピストンシャフトによって占め
    られるシリンダの空間に望ましい圧力の維持を助ける圧
    力衰退補償機構（60）を提供することを特徴とする特許
    請求の範囲第17〜22項の何れか１項に記載の空気スプリ
    ング。
24. 【請求項２４】軸方向に移動可能なバルブ円盤（252）
    が、ブッシュ（232）と、ピストンアセンブリ（236）の
    収縮行程の制限にある時のピストンの位置との間で、前
    記ブッシュ（232）から間隔を置いてシリンダ内に配置
    され、前記円盤（252）をシリンダ壁に保持する手段（2
    54,256）は２つの制限位置の間で小さい軸方向の移動を
    許容し、前記円盤と円盤を保持する手段が、前記ピスト
    ンが収縮および伸長の何れかに動く時に、前記円盤を横
    切って液体のオリフィス流れ制御を可能ならしめる手段
    （258）を提供することを特徴とする特許請求の範囲第1
    7項記載の空気スプリング。
25. 【請求項２５】前記ピストンシャフト（224）は、前記
    シリンダ（222）に対してシールを行なうピストンリン
    グを含み、前記ピストンシャフトとピストンリングは、
    伸長行程の間の前記ピストンリングを横切るガスの計量
    オリフィスによるバイパス流れを可能にする手段と、収
    縮行程の間の前記ピストンリングを横切る液体連給通路
    での自由流れのバイパスを提供することを特徴とする特
    許請求の範囲第24項記載の空気スプリング。
26. 【請求項２６】前記円盤（252）をその位置に保持する
    シリンダ壁に形成される手段は、前記バルブ円盤の周囲
    によって円周的に係合させるべく採用された、前記円盤
    の下流の前記壁の環状の内部玉縁（254）と、前記バル
    ブ円盤の厚さより大きい距離で、前記シリンダの突出シ
    ャフト端部の方向へ前記玉縁から軸方向で間隔を置かれ
    た位置で、複数の円周上に間隔を置いた内部突出凹型突
    部（256）とを含み、前記バルブ円盤の直径寸法は前記
    内部環状玉縁の内部直径より大きく、シリンダの内面直
    径より小さいので、前記ピストンとシャフトが収縮位置
    に向って動く時には、基本的に前記バルブ円盤を通る流
    体の自由流れを提供し、前記ピストンとシャフトが伸長
    位置に向って動く時には、前記バルブ円盤を通る液体の
    オリフィス流れ制御を起こすように、円盤は前記シリン
    ダの内部表面に対して自由に適合していることを特徴と
    する特許請求の範囲第24または第25項の何れかに記載の
    空気スプリング。
27. 【請求項２７】前記バルブ円盤（252）の外周は、少な
    くとも、前記環状玉縁が係合するように採用される前記
    バルブ円盤の側に傾斜していることを特徴とする特許請
    求の範囲第26項記載の空気スプリング。
28. 【請求項２８】前記空気スプリング（220）は液体衝撃
    吸収特性を有し、使用において、シリンダの閉塞端部が
    最上端となる竪位置に基本的に配置され、前記油（液
    体）の供給は、伸長行程の限度にある時のピストンアセ
    ンブリ（226）の水準までシリンダ（222）を満たすよう
    に予め決められた量とし、圧力下のガス（244）はシリ
    ンダ（222）の作用容積空間の残りを満たすことを特徴
    とする特許請求の範囲第17,24または25項の何れか１項
    に記載の空気スプリング。
29. 【請求項２９】閉塞端部を有するシリンダ（62,162,）
    と、前記シリンダの他端部から延長しているピストンシ
    ャフト（70,164,164′）の端に固着された前記シリンダ
    内のピストンアセンブリ（80）と、前記シャフト上のブ
    ッシュ（72,168）と、前記シャフト周りのシャフトシー
    ル（64,182,198）と、前記シリンダ内に前記ブッシュを
    保持する保持手段（100,178,178′）を有する前記シリ
    ンダの他端部（94）と、前記シリンダ内に含ませる予め
    決められた小量の油と、前記シリンダにおける少なくと
    も数気圧の圧力下の予め決められた正確な量のガスとか
    らなり、そして、シリンダ内の仕切壁は、前記ピストン
    シャフトの収縮位置と前記閉塞端との間で前記シリンダ
    壁に相対的に固定され、仕切壁は前記シリンダを複数の
    室に分割し、前記閉塞端に最も近い部屋は固定容積室
    （66）であり、前記仕切り壁は前記シリンダ内壁に係合
    する周囲シール手段（68）を有し、少なくとも前記周囲
    シール手段（68）のシール係合を通って前記固定容積室
    （66）から前記シリンダの残りの空間へのガス流れに対
    するシールを提供し、前記固定容積室は、シャフトが収
    縮状態にある時に、前記シリンダの残りの空間にあるガ
    スより高い圧力の下にあるガスの予め決められた量を含
    み、前記シャフトシール（64,182,198）および前記周囲
    シール手段（68）は特別のガス透過特性を有し、それに
    よって、前記仕切り壁と高い圧力のガスを有する固定容
    積室（66）とは、前記ピストンシャフトによって定めら
    れているシリンダの空間に望ましい圧力の維持を助ける
    圧力衰退補償機構（60）を提供することを特徴とする空
    気スプリング。
30. 【請求項３０】前記シャフトシール（64,182,198）と前
    記周囲シール手段（68）とが類似のガス透過特性を有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第29項記載の空気ス
    プリング。
31. 【請求項３１】前記シャフトシール（64,182,198）と前
    記周囲シール手段（68）とが異なるガス透過特性を有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第29項記載の空気ス
    プリング。
32. 【請求項３２】少なくとも加圧下のガスを含むシリンダ
    （162）と、シリンダの一方端から突出するシャフト（1
    64,164′）を有するシリンダ中を往復動するピストンア
    センブリと、シャフトと一方のシリンダ端の近くのシリ
    ンダとの間のシールを提供するシャフトシール（182,19
    8）によりシールされたブッシュ（168）と、シリンダの
    一方端において、そのシリンダの一方端からの動きに対
    し前記ブッシュを保持する保持手段（178,178′）とを
    有する空気スプリングから、多段階出力を得る方法にお
    いて、 空気スプリング出力の一段階を達成するために、シャフ
    ト（164,164′）のブッシュ（170,172）に対する相対的
    な往復運動の動きを用いる第１段階、および、シリンダ
    中のシールされたブッシュの少なくとも一部（172）
    が、前記一段階から異なる空気スプリング出力の次の段
    階を達成するために、シリンダの端部においてその保持
    手段から離れる方向へおよび元へ戻る方向へ往復運動す
    る第２段階からなることを特徴とする空気スプリングか
    ら多段階出力を得る方法。
33. 【請求項３３】前記第２段階において、シャフト（164,
    164′）と前記シールされたブッシュ（168）の少なくと
    も一部（170,172）とがユニットとして協同往復運動を
    なし、前記一段階よりも高い空気スプリング出力を提供
    することを特徴とする特許請求の範囲第32項記載の空気
    スプリングから多段階出力を得る方法。
34. 【請求項３４】閉塞端を有するシリンダ（162）と、前
    記シリンダの他端部から延びているピストンシャフト
    （164,164′）の端部に固着されたピストンアセンブリ
    と、前記シャフト上のブッシュ（168）と、前記シャフ
    ト周りのシャフトシール（182,198）と、前記ブッシュ
    を前記シリンダ内に保持する保持手段（178,178′）を
    有する前記シリンダの他端部と、前記シリンダに含ませ
    られる予め決められた量の油と、前記シリンダ内におけ
    る少なくとも数気圧の圧力下の予め決められた正確な量
    のガスと、前記ブッシュを前記シリンダの他端部から離
    れるように前記シリンダの中へ押し込むための手段（20
    0,206）を提供する前記シャフトの延長した端部を含
    み、シリンダとシャフト間において、空気スプリング出
    力の一段階において生ずる前記シャフトの往復運動が前
    記ブッシュを通る段階と、そして、前記ブッシュの少な
    くとも一部（172）が前記シャフト（164,164′）とユニ
    ットとして協働して往復運動する次の段階からなる空気
    スプリングの操作方法。
35. 【請求項３５】作用室内に流体の流れ通路を有する固定
    容積室（66）内に、空気スプリングの作用室に起こり得
    る最高の圧力よりも本質的に高い圧力下にあるガスの補
    充容積を供給すること、第１シール手段と呼ばれるシャ
    フトシール（64,182,198,）を通ってガスの漏洩がある
    時に、第２シール手段である周囲シール手段（68）を通
    って同様のガスの漏洩を可能とする材料組成と形状を有
    する、第２シール手段を前記流体の流れ通路に提供する
    ことによって、固定容積室（66）からのガスでもって作
    用室から洩れたガスを補充し、基本的に作用室における
    ガスの望ましい圧力を維持することを特徴とする、加圧
    されたガスを含む空気スプリングのシャフトとシリンダ
    間のシール手段を通るガスの漏洩による圧力衰退を補償
    する方法。