JPS62270839A - 空圧式ばね緩衝器ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、特に自動車のための空圧式ばね緩衝器ユニッ
トに関し、シリンダ状のケーシングとそのケーシングの
中を移動できるように案内されるピストンを備え、この
ピストンがケーシング内を、ばね収縮時によシ小さくな
る空間と、ばね収縮時により大きくなる空間とに分けて
おり、またピストンに形成され二方向に貫流できる絞シ
機構、およびピストンに固定されたピストン棒およびピ
ストン棒とケーシングとに連結されたロールベローを備
えるものである。

従来の技術 従来、この種の空圧式ばね緩衝器ユニットはドイツ実用
新案８４１３３００から知ることができる。この場合ピ
ストンはピストン棒とともにユニットのシリンダ状ケー
シングの中を案内されている（テレヌコープ配置ン。ユ
ニットの機能のためにこの構造方式では三つの空間室が
形成される。すなわち、一つは荷２ｔｔ−受けてばね収
縮時に小さくなるばね空間で、ケーシング底部およびピ
ストン棒案内とロールベローによって囲まれているばね
室と、ピストンによｐケーシングの中で分割された二つ
の緩衝空間とであり、そのうち一方の第１緩衝室はばね
収縮時に小さくなり、他方の第２緩衝室は大きくなる。

また、ピストン棒はケーシング底部を挿通して配置され
ている。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成によると、第１緩衝室と第２緩衝室とに
仕切るピストン外周面とケーシング内周面との間のシー
ルおよびケーシング底部を挿通するピストン外周面のシ
ールとを考慮しなければならないとともに、ピストンと
ピストン棒との案内をも考慮しなければならず、非常に
製作上面倒であった。

そこで、本発明は上記問題を解消し得る空圧式ばね緩衝
器ユニットを提供することを目的とする。

問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明の空圧式ばね緩衝器ユ
ニットは、一端部が閉鎖されるとともに他端部が開放さ
れたシリンダ状ケーシングと、このケーシング内にその
軸心方向で移動自在に挿入配置されたピストンと、この
ピストンの一側面に突設されるとともに先端部がケーシ
ングの他端開放部から突出されたピストン棒と、このピ
ストン棒外局面とケーシングの他端開放部周囲とに亘っ
て設けられたロールベロー　と、上記ピストンに設けら
れるとともに、このピストンによって区画されるケーシ
ング内の一端閉鎖側の第１緩衝空間室と、上記ロールベ
ロー側の第２緩衝空間室とに亘って気体を２方向に通過
させ得る絞υ機描とから構成し、かつ上記ロールベロー
の有効ばね１７１：径に対するピストンの直径比が１．
２〜１．６の範囲となるようにしたものである。

作用 上記構成においては、ケーシング内は２つの緩衝空間室
に区画されるとともに、ピストン棒の案内も不要となり
、したがって従来のものに比べてシーリング等の構造が
簡単になり、製作コストの低減化を図ることが、できる
。′１次、ロールベローの有効ばね直径に対するピスト
ンの直径比を１．２〜１．６の範囲となるようにしたの
で、衝撃作用時に優れたボディと軸との１１衝が確保さ
れる。　　　“さらに、上記本発明の詳細な説明する。

上記本発明による空圧式ばね緩衝器ユニツ２トにあって
ばばね（ロールベロー）により形成された第２緩衝空間
室と第１緩衝空間室とがケーシングとピアトンによって
形成されている共通の空間である。ピストンの反対側に
ある第２緩衝空間室はケーシングのピストンとロールベ
ローによっテ閉鎖されている。

自動車のボディおよび軸（車輪懸架装置）の緩衝のため
、第１ａ？＃空間室と第２緩衝空間室の体積が重要であ
シ、この場合は避けがたい公差空間、ばね緩衝器ユニッ
トの振幅およびガス圧が考慮すべき要因である。自動車
の場合、ばね行程およびばね力を考慮して、本発明によ
ればピストン直径へとローフレベローの有効ばね直径り
、の比１．２から１．６が有利であることが明らかをな
り、この場合全負荷領域（自重プラス荷重）にわた！ｌ
ｌ優れたボディと軸との緩衝が確保される。発明者の知
りえたところによれば、１．６より大きい比は製作手数
を考慮するともはや有効ではなく、一方約１．３５およ
びそれ以下の比の場合、軸緩衝がもはや充分ではなく、
１．２より小さい比ではボディｙ街が不充分である。

特許請求の範囲に記載された寸法は、自動車での狭い取
付は環境とばね緩衝器ユニットの寿命を考慮して特に有
利な寸法となっている。

さらに特許請求の範囲第２項から第４項による寸法が有
利であることが明らかとなったが、この場合ＤＫとＤＦ
の比＜１．３６においては追加して軸緩衝のための設け
られた緩衝部材が提案される。この緩衝部材はこの場合
特許請求の範囲第５項の特徴に従い、特に設置場所を節
約するため、ばね緩衝器要素のピストン棒内部に配置す
ることが゛できる。

特許請求の範囲第６項の特徴によりピストン棒案内は不
要となシ、ピストンとピストン棒は旋回可能にシリンダ
状ケーシングの中に収容することができる。その結果、
ケーシングとピストンの間のやや手数のかかるシーリン
グは別として、平坦でグイスフ状のピストンと、製作に
関して簡単なピストン棒（案内なし）をもった、傾斜の
ない有利な構造が生じる。ロールベローによって第２緩
衝空間室はピストン棒が旋回運動可能であるにもかかわ
らず気密に密閉することができる。

ピストンならびにそのシーリングは特許請求の範囲第７
項の特徴に従って製作することができる。

特別滑ジの良い材料、たとえばＰＴＦＥまたはＰＴＥＦ
網状結合した金属織物からなるスライドリングが僅かな
磨耗を確保する一方で、弾性リングによリケーンング内
に傾斜しているピストンの場合にも確実なシーリングま
たは圧縮が保証される。ピストンリングはピストンの傾
斜位置での半径方向補正のため、段状に分離させて構成
することができ、半径方向の弾性を確保する。スライド
リングは弾性リングの被覆によるか、あるいは分離した
スライドリングとして弾性リングのリング溝の中に保持
することができる。弾性リングはまたピストンのリング
溝の中に収容されるのが適切である。ピストンおよび（
または〕スライドリングはその円局面で球状の仕様とす
ることができ、ピストンまたはピストン棒の妨げのない
旋回を可能にする。

特に有利であるのは特許請求の範囲第９項および第１０
項の特徴に従い、ピストン棒とピストンあるいはケーシ
ングを自動車の車輪案内部分に、特に縦ロッカアームに
、直接固定して配置することができる。その場合、ばね
緩衝器ユニットのそれぞれ別の要素が旋回運動できるよ
うに自動車のボディにか、あるいは車輪案内部材に連結
される。

これにより製作および部品の費用が著しく減少しまた組
立が簡単になる。特にピストン棒とピストンは直接ロッ
カアームに、たとえば複合ロッカアーム後軸の縦ロッカ
アームに構成することができる。一方、ケーシング−旋
回運動可能にボディに固定される。このために必要な僅
かな取付は空間のため、自動車の後部底はトランフルー
ムラ著しく狭めることなく、また自動車の車輪に有利な
自由空間を与えて構成することができる。

ただしばね緩衝器ユニットは自動車の車両案内懸架ばね
としても構成することができる。この場合は特許請求の
範囲第１０項に従い剪断力の・補正のためにピストン棒
はロールベローのための支持個所の領域において、ケー
シングの中心軸に対して相応して傾斜させている。この
傾斜とけ無関係に車輪案内の瞬間中心は、垂ｔｉ線に対
するケーシングの中心軸の傾斜によって決定される。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図〜第３網において、■は上端に蓋板α４が取付け
られるとともに下端に開口部（至）が形成されたシリン
ダ状ケーシングで、その内部には円盤状のピストンα４
が軸心方向で移動自在にかつ軸心回りで旋回自在に挿入
配置されるとともに、ピストン（ロ）の下面からはピス
トン棒α０が突設されている。

このピストン棒ＱＱの下端はケーシングＱ２の開口部（
至）から突出して設けられるとともに、このピストン棒
αＱの突出した外周部とケーシング（２）の下端フラン
ジ部働との間には、ばね材で筒状に形成されたロールベ
ローｒｓが開口部（至）を密閉するように取付けられて
いる。上記ピストンα４によって、ケーシング＠内をピ
ストンα々よシ上方の蓋板四側の第１ＮＩ衡空間室（至
）と、ピストンα４より下方のロールベロー（至）側の
第２緩衝空間室（７）とに仕切られている。ばね収。縮
時（ロールベローの折返し量が大きくなるとき）には、
第１砂衡空間室■が小さくなるとともに第２緩衝空間室
（７）が大きくなる。上記ピストンα優には、第１およ
び第２ａｙＩｒ空間室■（１）内の気体が互いに２方向
に通過できる絞り機構＠（至）が設けられている。これ
らの絞り機構＠■は公知の手段（例えばドイツ実用新案
８４１３３００　）によって構成されている。また、上
記各緩衝空間室１２４（７）Ｋは、図示しないが所定圧
力のガスを供給するガス供給源（ガス圧維持のための制
御装置も含む）が接続されている。そして、上記ケーシ
ングＱ２は自動車のボディ（イ）に固定されており、場
合によっては、ケーシングＣＪ２’ｔボディ翰に一体的
に形成してもよく、また騒音の発生を無くすために、ゴ
ム中間層を介在させてもよい。また、ピストン棒Ｍの下
端にはボス部材（ロ）が取付けられ、このボス部材（至
）を介してピストン棒αＱは車輪案内部材、すなわち車
輪後軸に連結される。さらに、上記ピストンσ４１は、
そのピストン棒ｑｅと共にケーシング四の軸心の周りを
旋回できるようにされており、矢印（１）は主旋回方向
を示している。ケーシング（２）の底板（至）に形成さ
れた開口部（至）は、平面から視て楕円形にされてお９
、ピストン棒ＯＧの大きな旋回運動を可能にしている。

上記底板（至）のケーシング（６）内面側には、左右一
対の弾性Ｍ衝体帥がロールベロー（至）の伸長時のスト
ッパーとして配置されており、ピストンα４）Ｋ働く打
撃力および傾倒力がこれら弾性緩衝体（６）によって砂
利吸収される。上記ピストン棒αＱおよびピストンＣ１
４）の旋回運動はケーシング饅の底板（７）の開口部（
至）によｐｌまた第３図および第４図によるピストンα
→の傾斜位置を許すピストンおよびそのシーリングの構
成により可ｎ旨となる。

・第３図によればピストン０４１はその外周部で球状に
構成されており、周方向のリング溝（転）を備えている
。このリング溝に）の中にゴム製の弾性パツキンリング
（ト）のリングウェブ（ロ）が突き出している。

パツキンリング−〇上に低い摩擦係数をもつＰＴＦＥ網
状結合した金属織物製のスライドリング（財）が加硫し
て被せである。これら両リング■（７）は片側が開いて
おり、はぼ２字形の分ＩＲＩｆｌＡｌ所は軸方向部分（
５０ａ）と円周部分（５０ｂ）を備えている。円周部分
（５０ｂ）はリングウェブ■の中を走るため、両リング
に）、（９）は円周方向に走る分離個所の領域でも軸方
向に固定され気密に保持されている。

ピストンα肴の傾斜位置の場合、両リング■、（財）は
ピストンＱ４）の球状円周面の上に押しつけられ、この
ため傾斜位置をとったピストンαくの場合もケーシング
（２）の中でピストンα４の確実なシーリングと案内が
確保される。しかしピストンα４は第４図に示したよう
に構成し密閉することもできる。この場合ピストンα４
は円周縁に合わせ九２枚の円盤吻（財）から形成されて
おり、これらが断面でほぼＶ字形となる円周溝間を形成
する。この円周ｍ（至）の中にゴム製のパツキンリング
（財）が入れられ、その上にスライドリング団が保持さ
れる。スライドリング団はリングウェブ川によｐパツキ
ンリング−の対応するリング？１ＩｔＩｅ４の中に固定
されている。スライドリング団は接着あるいは加硫接合
してもよい。

スライドリング…はパツキンリング（財）と共にやや球
状に製作されている之め、ピストン０４の傾斜位置ニお
いてもピストン０４ｙのケーシング（６）内におけるス
ムーズな移動と確実なシーリングを持たらす。

ところで、ばね緩衝器ユニットがレバーアームをもって
軸（車輪懸架装置）に働き、±１ｏｏ　ｍｍ　（＝　＋
ｈ　）の車輪振幅が可能となると、ピストン直径ＤＫの
有効ロールベロー直径（＝バネ面積り、）に対する比は
約１．４となる。

同じ構造のばね緩衝器ユニットの場合、別のレバーアー
ム（＝減速比）により車輪振幅が±１３０ｆｆＩｆｆｌ
になると、ＤＫ／ＤＦの比は約１，５から１．６が望ま
しい。

正確な値は軸構造、タイヤ形式、希望の緩衝特性などの
その他の自動車固有の特徴を考慮して決められる。

次に、他の実施例を図面に基づき説明する。

第５図におけるばね紗衝器ユニット用においては、ピス
トン−と結合したピストン捧ヴ０が中空シリング状に構
成されており、その中にボディ緩衝とは独立した自動車
の軸緩衡のための緩衝部材（ハ）が配置されている。こ
の緩衝部材（ハ）はピストンとして構成され、ピストン
欅翰の内部の中空空間を二つのｌｌ衝空ＭＩｑ場とぐＱ
に分割している。緩衝部材＠は２本のコイル圧縮ばねｔ
枠、−（あるいは場合によりゴムばね）により中央位置
に保持される。緩衝部材Ｑの中には２本の流体管路翰、
−が設けられておシ、それぞれ絞シ機構■、６１１９が
設けられている。

作動流体としてはガス（空気）またはオイルが用いられ
る。車輪摂幅士はこの場合１００１ａｌである。

バネ緩衝器ユニットはレバーアームまたは減速比０．７
　（＝７０　Ｗｍ±ｈ）によシ車輸懸架装置に接続する
。

ＤＫ／ＤＦの比＝１．３゜ 自動車の軸または車輪案内部材からピストン捧（至）忙
及ぼされる振動の場合、緩衝部材（至）は振動方向にピ
ストン欅１７０と相対的に移動することができ、この時
緩衝空間（７４，σＱの中の気体が交互に移動し、追加
の軸緩衝の働きをする。

次に、ばね緩衝器ユニットを自動車に取付けた具体的な
実施例について説明する。

第６図は自動車の縦中央面における複合ロッカアーム＆
Ｊを示し、これは主として２本の縦ロッカアーム−（図
面では縦ロッカアーム（イ）の１本だけが見えるノおよ
び両縦ロッカアーム鐙を連結するねじれ柔軟性の横クロ
ス材（ハ）とからなっている。

縦ロッカアーム曽は自動車のボディ（１１２）に連結し
ていて軸ジャーナ／Ｌ／を載せてお９、その上に車輸輸
が回転可能に支承されている。車輪案内部材としての縦
ロッカアーム襞には、ばね緩衝器ユニットに）ノピスト
ン捧−が直接形造られている。ピストン（１００）を支
えるこのピストン捧舛の先端はばね緩衝器ユニットに）
のケーシング（１０２）の中に挿入されている。ケーシ
ング（１０２）の下端とピストン捧（イ）との間にはロ
ールベロー（１０４）が設けられている。

ケーシング（１０２）には軸体（１０６）が溶接付けさ
れており、これを通じてケーシング（１０２）は旋回可
能に弾性ゴム軸受（１０８）、（１１０）を介してボデ
ィ（１１２）に結合されている。車輪案内部材ま念はボ
ディのばね伸縮時には、ケーシング（１０２）が艶回す
るが、ビストン（１００）は円形であるため支障なく案
内される。また、逆の運動の場合には、ケーシング（１
０２）の中のピストン（１００）ではなく、ピストン棒
（イ）を介してピストン（１００）に連結された縦ロッ
カアームに）上方のケーシング（１０２）が案内さｎる
。なお、説明を省略した箇所は、上述した実施例のもの
と同一構成である。

さらに、別の具体的な実施例について説明する。

第７図はボディ（１１６）に連結されたコントロールア
ーム（１１８）　ｔ−備える自動車の操縦される前＠（
１１４）車輪桁（１２２）には上向きに中へ突出する心
棒（１２４）が固定されており、その上にショックアブ
ソーバとして帥・作された緩衝器二二ッ）　（１２８）
のピストン棒（１２６）が回転可能（支承されている。

回転軸受は図示されていないがころがシ軸受として製作
されており、心棒（１２４）とピストン棒（１２６，ｌ
の間の軸方向の固定を含んでいる。回転軸受が球状ピス
トン（１４０）の中点に移動する時（図示されていない
）、傾倒モーメントは生じない。回転軸受はこの場合、
簡単な玉軸受によって構成されることができる。騒音を
避けるためにある程度の間隔をおいて殆ど力の加わらな
い第２の軸受を配置することができる。

ばねａ衡器ユニット（１２８）のシリンダ状ケーシング
（１３０）は比較的強固にボディ（１１６）に固定され
ている。シリンダ状ケーシング（１３０）の中心軸の上
に垂直に向いた極線（１３２）は、同時に球状ピストン
の中点を通っており、コントロールアーム（１１８）を
通って走る極Ａ１１（１３４）により交点で車輪案内の
瞬間中心を決定する。ロールベロー（１３６）’ｅ支え
るピストン棒（１２６）の下部（１３８）は、ｑ断力Ｆ
Ｑの補正のためピストン（１４０）の＠域でケーシング
（１３０）の中心軸に対して傾斜しており、この之めそ
の延長した中心軸（１４２）は、延長したコントロール
アーム縦軸（極線（１３４））と車輪中心面との交点（
１４４）にある。ピストン棒（１２６）の傾斜した屈折
部とこれに伴うロールベロー（１３６）の傾斜位置によ
り、従って剪断力補正は垂直線に対してケーシング（１
３０）の瞬間中心を決定する角位置とは独立して定める
ことができる。ピストン棒（１２６）は操縦されない車
輪での場合、直接車輪桁（１２２）と溶接するか、ある
いはこれに固定することができるのはもちろんである。

なお、説明を省略した箇所は上述した実施例のものと同
一構成である。

発明の効果 上記本発明の構成によると、ケーシング内は２つの緩衝
空間室に区画されるとともに、ピストン棒の案内も不要
となり、したがって従来のものに比べて７−リング等の
構造が簡単になシ、製作コストの低減化を図ることがで
きる。また、ロールベローの有効ばね直径に対するピス
トンの直径比を１．２〜１．６の範囲となるようにした
ので、ｉ＃撃作用時に優れたボディと軸の緩衝が確保さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図はばね緩衝器ユニットの断面図、第２図は第１図のＩ
−１矢視図、第３図はピストンの一部切欠拡大０１１１
面図、第４図はピストンの変形例を示す一部切欠拡大側
面図、第５図は他の実施例におけるばね緩衝器ユニット
の断面図、第６図および第７図はばねａ！街器ユニット
を具体的に使用した場合における断面図である。 （２）・・・ケーシング、Ｑ４）・・・ピストン、Ｏυ
・・・ピストン棒、（至）・・・ロールベロー、（ハ）
・・・第１緩衝空間室、（１）・・・第２緩衝空間室、
−（１）・・・絞り機構、（ト）・・・開口部、に）・
・・弾性Ｈ衡体、輪・・・ばね緩衝器ユニット、□□□
・・・ピストン、（７０・・・ピストン棒、■・・・緩
衝部材、り４）りＱ・・・緩衝空間、（ハ）■・・・圧
縮ばね、（ハ）■・・・流体管路、帽か・・絞り機構、
鏝・・・ばね＃衝器ユニッｌ”　、（１００）・・・ピ
ストン、（１０２片・・ケーシング、（１０４ル・・ロ
ールベロー、（１２６）・・・ピストン棒、（１２８）
・・・ばね緩衝器ユニット、（１３０）・・・ケーシン
グ、（１３６）・・・ロールベロー、（１４０）・・・
ビス　トン。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第３図 ＩＡ 第４図 第す図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端部が閉鎖されるとともに他端部が開放されたシ
   リンダ状ケーシングと、このケーシング内にその軸心方
   向で移動自在に挿入配置されたピストンと、このピスト
   ンの一側面に突設されるとともに先端部がケーシングの
   他端開放部から突出されたピストン棒と、このピストン
   棒外周面とケーシングの他端開放部周囲とに亘って設け
   られたロールベローと、上記ピストンに設けられるとと
   もにこのピストンによって区画されるケーシング内の一
   端閉鎖側の第１緩衝空間室と上記ロールベロー側の第２
   緩衝空間室とに亘って気体を２方向に通過させ得る絞り
   機構とから構成し、かつ上記ロールベローの有効ばね直
   径に対するピストンの直径比が１．２〜１．６の範囲と
   なるようにしたことを特徴とする空圧式ばね緩衝器ユニ
   ット。 ２、ピストンの移動量が約１００ｍｍの時、ロールベロ
   ーの有効ばね直径に対するピストンの直径比が１．３〜
   １．５の範囲となるようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の空圧式ばね緩衝器ユニット。 ３、ピストンの移動量が約１２０ｍｍの時、ロールベロ
   ーの有効ばね直径に対するピストンの直径比が１．５〜
   １．６の範囲であり、ピストンの移動量が約７０ｍｍの
   時、その直径比が１．２〜１．４の範囲となるようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空圧式
   ばね緩衝器ユニット。 ４、ロールベローの有効ばね直径に対するピストンの直
   径比が１．２〜１．３５である時、ピストン棒内に形成
   された空間室内に緩衝部材を配置したことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の空圧式ばね緩衝器ユニット
   。 ５、緩衝部材がピストン棒内を二つの緩衝空間に区分す
   るピストンであり、この緩衝部材が上記各緩衝空間内に
   配置されたばね体によって中央位置に保持されており、
   しかも両緩衝空間がピストンに形成されるとともに絞り
   機構を有する流体管路（８２、８４）を通じ、またはピ
   ストンとピストン棒の間の定まったリング間隙によって
   連通していることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
   記載の空圧式ばね緩衝器ユニット。 ６、ピストン棒がケーシングに対して相対的に旋回でき
   、ピストンおよび／またはピストンパッキングが旋回運
   動を可能とする構成にしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の空圧式ばね緩衝器ユニット。 ７、ピストンがリング溝を備え、その中へ内向きに突出
   するリングウェブを介して弾性のパッキングリングがは
   め込まれており、しかもパッキングリングが軸方向部分
   と円周部分をもつ分離個所を備え、円周分離個所がリン
   グウェブを通っており、またパッキングリングが外部の
   摩擦の少ないリングと内部のバネ弾性のリングとから構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
   記載の空圧式ばね緩衝器ユニット。 ８、ピストン棒を伴うピストンまたはケーシングが直接
   車輪案内部材に取付けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の空圧式ば
   ね緩衝器ユニット。 ９、ピストン棒を伴うピストンが車輪案内部材としての
   縦ロッカアームに直接弾力性なしに取付けられるととも
   に、ケーシングが旋回可能にボディに支持されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の空圧式ば
   ね緩衝器ユニット。 １０、ピストン棒が車輪担持体に、またケーシングが自
   動車のボディにそれぞれ固定されており、しかもロール
   ベローを支えるピストン棒の所定部分が剪断力の補正の
   ためにケーシングの中心軸に対して傾斜してなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項〜第９項のいずれかに
   記載の空圧式ばね緩衝器ユニット。