JPH09177856A - ハイドロニューマチック・サスペンションに使用される空気入り球体 - Google Patents

ハイドロニューマチック・サスペンションに使用される空気入り球体

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JPH09177856A
JPH09177856A JP8315719A JP31571996A JPH09177856A JP H09177856 A JPH09177856 A JP H09177856A JP 8315719 A JP8315719 A JP 8315719A JP 31571996 A JP31571996 A JP 31571996A JP H09177856 A JPH09177856 A JP H09177856A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば自動車用のハイドロニューマチック・
サスペンションに使用される球体、特に空気入り球体に
おいて、膜部材に生じる引っ張り応力および膨れを低減
させる構造を提供する。 【解決手段】 この球体、特に空気入り球体は、上部１
１ａ，２１ａおよび下部１１ｂを有する堅固なジャケッ
ト１１と、上側室３と下側室４とを区分するように該ジ
ャケットの内側に配置され、上部および下部の間の境界
部１１ｃ領域に取り付けられて最降下位置と最上昇位置
との間を移動可能とされた曲げやすい変形可能な膜部材
２とを含む構造において、ジャケット１１が全体的に平
坦な形状であり且つ該ジャケット１１が膜部材の、最上
昇位置においてジャケットの上部１１ａ、２１ａの内面
に実質的に一致することを保証する手段を含むように構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用の
ハイドロニューマティック・サスペンション（液体およ
び気体懸架方式）に使用される球体、特に空気入り球体
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来の液体および気体用の球体
を右側半分に軸線方向の横断面として示した概略図であ
る。
【０００３】この従来の球体は、互いに溶接されて１体
部品として形成された上部１ａおよび下部１ｂを有する
例えば金属で作られた堅固な外側ジャケット１と、これ
らの上部および下部の間の境界領域１ｃにて前記ジャケ
ットの内部に取り付けられて、流体、例えばガスを封入
した上側室３と、流体、例えば液体、を収容するように
設計された下側室４とを区分する高可撓性の変形可能な
膜部材２とを含んで構成されている。
【０００４】上側室３はジャケット１の頂部に取り付け
られた膨張用ねじ５を通して注入される圧縮ガスを収容
するように意図されており、膨張用ねじ５はジャケット
１の上部１ａの内側に収容されている球形キャップ形状
の位置保持部材６にねじ込まれている。
【０００５】下側室４は、連結用端部片７によって例え
ば液体回路（図示せず）に連結される。
【０００６】膜部材はジャケット１の内部で、連結用端
部材７と接触する最降下位置と、膨張用スクリュー５と
接触することになる最上昇位置との間で変位できる。
【０００７】膜部材２は最下降位置においてほぼ半球形
状をしており、赤道周縁２ａは半径方向内方へ突出した
膨らみ部分を有し、この膨らみ部分は前述した境界領域
１ｃにて環状カラー８を把持してこの環状カラー８に対
する膜部材の取付けを保証している。
【０００８】膜部材２は、最降下位置において境界領域
１ｃから球体の軸線Ａに平行なＤ方向へ部分的に延在す
るような態様で環状カラー８に取り付けられている。
【０００９】膜部材２は中央部分２ｂが厚く、その部分
に円板形状プレート９と一体形成された取付け用突出部
９ａが埋め込まれており、円板形状プレート９はこの強
化された中央部分の下側に取り付けられて最降下位置で
連結用端部材７と接触するように設計されている。
【００１０】この形式の球体はマクファーソン式懸架装
置のばねの代替装置として既に使用されており、懸架装
置用スラスター（thrustor) を作動させるために使用さ
れる流体はこの球体の下部と流体連通しており、それ故
に車体が降下すると流体が下側室４の中へ押し戻され
て、膜部材２に関して反対側の上側室３に封入されてい
るガスを圧縮するのであり、このようにガスが圧縮され
て移動するのは、車輪がばね運動する間に流体が懸架装
置の流体圧回路へ戻ることを保証する。
【００１１】しかしながら、この形式の球体では、膜部
材は最下降位置と最上昇位置との間を移動する間に大き
な機械応力を受け、また繰り返し引っ張り応力を受け、
この結果として膜部材は徐々に亀裂を生じて液密性を損
なうことになり、しかも定期的に球体の上側室を再び膨
らませることが必要となる。
【００１２】更に、最下降位置から最上昇位置へ移動す
る間、膜部材の湾曲が著しく変化し、この結果としてい
わゆる「膨れ」（blistering）現象が生じる。
【００１３】図１は更にまた、膜部材２が最上昇位置に
あるとき、上側室に相当大きい非機能体積が残ることを
示している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
前述した問題を解消すること、および例えば自動車用の
ハイドロニューマティック・サスペンションに使用され
て膜部材に生じる引っ張り応力および膨れを減少させる
ことができる球体、特に空気入り球体を開示することを
目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、上
部および下部を組み合わせてなる堅固なジャケット、お
よび上側室と下側室とを区分するようにこのジャケット
の内側に配置され、上部および下部の間の境界領域に取
り付けられて最降下位置と最上昇位置との間を移動可能
とされた曲げやすい変形可能な膜部材を含み、このジャ
ケットが全体的に平坦な形状をして、その移動の間に膜
部材の膨れを防止するようになされたことを特徴とする
球体、特に空気入り球体に関する。
【００１６】本発明の特別な特徴によれば、ジャケット
は、膜部材が最上昇位置においてジャケット上部の内面
に実質的に一致して非機能体積を最大限に減少させ、そ
れ故に膜部材における引っ張り応力を最少限となすこと
を保証する手段を含むことができる。
【００１７】ジャケットの全体的に平坦な形状は、上部
および下部の境界領域の内径と内側高さとの比で特徴付
けられ、この比は１．３５〜１．６５の範囲、好ましく
は１．５である。
【００１８】本発明の他の特徴によれば、ジャケットの
内側高さとジャケット上部の内側高さとの比は２．２５
〜２．７５の範囲とされ、好ましくは約２．５である。
【００１９】本発明の第１実施例において、前述した手
段はジャケット上部の壁自体によって形成され、前述し
た境界領域の近くに球体頂部の湾曲と反対方向の湾曲を
組み入れて、上側室の、特にジャケットに対する膜部材
の取付け領域の上位の、非機能体積を排除するようにな
される。
【００２０】膜部材が最降下位置で引っ張り作用を受け
て作用するのを避けるために、膜部材の展開された（un
rolled）長さがジャケット下部の内面の長さに等しい
か、多少長くなることを保証するように準備することが
できる。
【００２１】本発明の更に他の特徴によれば、上部との
境界領域付近におけるジャケット下部内側面に対する接
線面が、球体の軸線と５゜〜８゜の範囲の角度、好まし
くは約７゜の角度を形成する。
【００２２】これらのうちの後に述べた２つの特徴は、
膜部材が最下降位置にあるときに、引っ張り応力を受け
ずにジャケットの下部内面に係止することを保証する。
【００２３】本発明の他の特徴によれば、ジャケットの
上部は全体的に球形カップの形状をしており、また前述
した手段は、ジャケットに膜部材周縁を取り付けるのと
同時に、特にその取付け領域より上位の上側室の非機能
体積を減少させるのに使用される堅固な環状挿入部材で
構成されている。
【００２４】この他の実施例では、堅固な環状挿入部材
は、上側空圧室の内側で、第１実施例の球体の頂部湾曲
と反対方向に湾曲を改修する。
【００２５】上側室は圧縮されたガスを保持するように
特に設計されており、また永久的に位置付けられる部
材、例えば溶接ボールによって密封される。実際に、本
発明によれば膜部材が球体内において受ける機械応力は
更に小さいので、亀裂が発生する危険性はかなり低減さ
れ、これにより球体の再膨張の可能性を考慮することは
必要でなくなる。
【００２６】本発明の他の目的、特徴および利点は、図
解のためだけに与えられて限定するための例ではない２
つの特定の現在好ましいと考えられている実施例の以下
に記載する説明により、本発明は更によく理解されるで
あろうし、また添付された概略図を参照することによ
り、更に高い確度で明白になろう。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１および図２において左側半分
に示した実施例によれば、本発明による球体は第１実施
例に関しては外側ジャケット例えば金属製ジャケットを
含んでなり、このジャケットは実質的に平坦にされた全
体形状１１をしている。
【００２８】ジャケット１１は上部１１ａおよび下部１
１ｂを含んでなり、これらは境界領域１１ｃで分離され
る。
【００２９】下部１１ｂは基部にテーパーが付けられた
実質的に半球形状で、連結用端部部材７が取り付けられ
るようになされている。
【００３０】境界領域１１ｃから引かれて下部１１ｂの
内面に部分的に接している面Ｐが本発明の球体の軸線Ａ
と角度αをなすことから、下部１１ｂは完全な半球状で
はないということに留意されたい。
【００３１】上部１１ａは非凸形状を有しており、中央
に球体内側へ指向された湾曲面を、また境界領域１１ｃ
付近に球体外側へ指向された逆の湾曲面を組み入れてい
る。
【００３２】図１および図２の左側半分には、軸線方向
の断面で見た場合に、ジャケット１１の上部１１ａが取
り付けカラー８の上位に位置する非機能体積を満たすＳ
字形状の輪郭を形成していることが明確に分かる。
【００３３】この部分で、膜部材２が受ける応力は小さ
く、膨れは小さくなるので、亀裂を生じしたがって液密
性を損なう危険性はなくなり、これにより上述した膨張
用ねじ５を省くことができる。この場合、球体の頂部は
着脱不可能な部材例えば溶接ボール１５で密封すること
ができる。
【００３４】使用される膜部材は通常は、例えばポリビ
ニルアルコール層を取り囲む、２層のゴムを使った多層
形式のものである。
【００３５】図２は右側半分において、本発明の球体の
他の実施例を示している。
【００３６】この第２の実施例は、ジャケット１１の上
部２１ａが主に第１実施例と相違している。
【００３７】実際に、この上部２１ａは、湾曲が球体の
内側へ向かって指向された凸形状を組み入れている。
【００３８】円形カラー８はここでは例えばプラスチッ
ク製の堅固な環状挿入部材１８で置き換えられている。
【００３９】環状挿入部材１８は、膜部材２の周縁２ａ
をジャケット１１の内面に対して保持して、周縁２ａよ
り上方に主に位置する非機能体積を満たすような形状と
されている。
【００４０】この第２実施例は、製造時に特に有利であ
ることを立証する。何故なら、１つの打出し（stampin
g) 工具だけがジャケットを製造するのに必要とされる
からであり、異なる所望形状は単に挿入部材の寸法を変
化させるだけで得られる。
【００４１】勿論、本発明の範囲および精神はそのまま
に、変形例として上部１１ａ，２１ａおよび下部１１ｂ
を逆に作用させることも可能である。
【００４２】記号Ｌ，ＨおよびＨａはそれぞれ境界部に
おける球体の内径、球体の内側高さ、および上部の内側
高さを示すのに用いられている。
【００４３】図１および図２において、膜部材２は中央
部分２ｂと周辺部分２ａとの間の中間部分の厚さが薄い
ことが明確に理解できる。
【００４４】簡単化のために、球体の異なる部分に
「上」または「下」の用語を使用したが、球体は例えば
傾斜構造、水平構造または倒立（ヘッドダウン）構造の
ように、いずれにも構成することができる。
【００４５】本発明は２つの特定実施例に関連して説明
したが、記載した手段と技術的に等価の手段、および特
許請求の範囲に記載された範囲に含まれるならばその組
み合わせの全てが、本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】右側半分に膜部材が最上昇位置とされた従来の
球体の軸線方向の断面が示され、左側半分に膜部材が中
間的上昇位置とされた本発明による第１実施例の球体の
軸線方向の断面が示された断面図。
【図２】左側半分に膜部材が中間的上昇位置とされた本
発明による球体の軸線方向の断面が示され、右側半分に
膜部材が最降下位置とされた本発明による他の実施例の
球体の軸線方向の断面が示された断面図。
【符号の説明】
２ 膜部材 ２ａ 膜部材の周辺部分 ２ｂ 膜部材の中央部分 ３ 上側室 ４ 下側室 ７ 連結用端部部材 ８ カラー ９ プレート １１ ジャケット １１ａ 上部 １１ｂ 下部 １１ｃ 境界領域 １５ 溶接ボール １８ 環状挿入部材

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上部（１ａ，１１ａ，２１ａ）および下
    部（１ｂ，１１ｂ）を有する堅固なャケット（１，１
    １）と、上側室（３）と下側室（４）とを区分するよう
    に該ジャケットの内側に配置され、前記上部および前記
    下部の間の境界領域（１ｃ，１１ｃ）に取り付けられて
    最降下位置と最上昇位置との間を移動可能とされた高可
    撓性の変形可能な膜部材（２）とを含み、前記ジャケッ
    ト（１１）が全体的に平坦な形状であり且つ該ジャケッ
    トが、前記膜部材の膨れを減少させてその変形を最少限
    となすように該膜部材が最上昇位置においてジャケット
    上部の内面に実質的に一致して非機能体積を最大限に減
    少することを保証する手段を含んで構成された空気入り
    球体。
  2. 【請求項２】 前記ジャケットの上部と下部との境界領
    域における該ジャケットの内径（Ｌ）と、前記ジャケッ
    トの内側高さ（Ｈ）との比が１．３５〜１．６５の範
    囲、好ましくは約１．５である請求項１に記載された空
    気入り球体。
  3. 【請求項３】 前記ジャケットの内側高さ（Ｈ）と該ジ
    ャケットの前記上部（１１ａ，２１ａ）の内側高さ（Ｈ
    ａ）との比が、２．２５〜２．７５の範囲、好ましくは
    約２．５である請求項１に記載された空気入り球体。
  4. 【請求項４】 前記手段が前記ジャケット（１１）の上
    部（１１ａ）の壁自体で形成されており、前記上側室
    （３）の非機能体積を排除するように前記境界領域（１
    １ｃ）の近くに球体頂部の湾曲と反対方向の湾曲を組み
    入れた請求項１に記載された空気入り球体。
  5. 【請求項５】 前記ジャケット（１）の上部（２１ａ）
    が全体的に円蓋形状であり、および前記手段が堅固な環
    状挿入部材（１８）によって形成され、該環状挿入部材
    が前記ジャケットの前記膜部材の周縁（２ａ）を固定し
    且つその上部室（３）におけるデッドスペースを減少さ
    せる請求項１に記載された空気入り球体。
  6. 【請求項６】 展開された前記膜部材の長さが前記ジャ
    ケット（１１）の下部（１１ｂ）の内側面の長さに等し
    いかまたは僅かに長い請求項１に記載された空気入り球
    体。
  7. 【請求項７】 前記上部（１１ａ、２１ａ）との境界領
    域（１１ｃ）に隣接する前記ジャケット（１１）の下部
    （１１ｂ）の内側面に対する接線面が、前記球体の軸線
    （Ａ）と５°〜８°の角度、好ましくは約７°の角度を
    形成する請求項１に記載された空気入り球体。
  8. 【請求項８】 前記上部室（３）が加圧されたガスを含
    み且つ溶接ボールのような取り外し不可能な部材により
    密閉されている請求項１に記載された空気入り球体。
  9. 【請求項９】 前記膜部材（２）の中央部分（２ｂ）と
    該膜部材の周縁（２ａ）との間で該膜部材の厚さが減じ
    られている請求項１に記載された空気入り球体。
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