(57)【要約】【課題】  大気中の水分やダストの影響を受けず、寒冷地でも問題無く使用できる気体ばね装置を提供する。【解決手段】  気体ばね装置１０Ａは、気体ばねユニット１１とタンクユニット１２を備えている。気体ばねユニット１１は、ショックアブソーバ２０と、メタルベローズ２２と、圧縮コイルばね２１と、メタルベローズ２２などを備えている。メタルベローズ２２の内側に、気体ばね気体室２３が形成されている。タンクユニット１２は、タンク気体室５０と、コンプレッサ４１と、チェック弁機構４２と、開閉弁機構４３などを含んでいる。気体ばね気体室２３の圧力を高めるとき、タンク気体室５０内のガスがコンプレッサ４１によって圧縮され、気体ばね気体室２３に供給される。気体ばね気体室２３の圧力を下げるとき、開閉弁機構４３の弁体７３を開弁させることにより、気体ばね気体室２３内のガスがタンク気体室５０に戻される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に伸縮可能なメタルベローズを含む気体室構成部材と、
前記気体室構成部材の内側に形成された気体ばね気体室と、
タンク気体室を有するタンクユニットと、
前記気体ばね気体室と前記タンク気体室に封入されたガスと、
前記気体ばね気体室と前記タンク気体室とを互いに連通させる気密流路と、
前記タンク気体室内の前記ガスを前記気密流路を介して前記気体ばね気体室に供給する注入手段と、
前記気体ばね気体室内の前記ガスを前記気密流路を介して前記タンク気体室に戻す排出手段と、
を具備したことを特徴とする気体ばね装置。
【請求項２】
前記気体ばね気体室と前記タンク気体室に、それぞれ、大気圧よりも高い圧力の不活性ガスが封入されていることを特徴とする請求項１に記載の気体ばね装置。
【請求項３】
前記気体ばね気体室に、圧縮コイルばねが前記メタルベローズの軸線方向に圧縮された状態で配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の気体ばね装置。
【請求項４】
前記圧縮コイルばねは、表面硬度がＨＲＣ５４以上の高硬度ばねであることを特徴とする請求項３に記載の気体ばね装置。
【請求項５】
前記メタルベローズの外面が弾性樹脂発泡体からなるカバー層によって覆われていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の気体ばね装置。
【請求項６】
前記メタルベローズの軸線方向の往復運動を減衰させるためのショックアブソーバをさらに備えていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の気体ばね装置。
【請求項７】
前記気体室構成部材は、前記メタルベローズを覆う外筒を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の気体ばね装置。
【請求項８】
前記ショックアブソーバのシリンダの内部に、液が収容された液室と、前記シリンダの軸線方向に伸縮可能で密閉された高圧気室を有するリザーバ用ベローズと、前記高圧気室に前記気体ばね気体室よりも高い圧力で封入されたガスと、を具備したことを特徴とする請求項６に記載の懸架装置。
【請求項９】
前記メタルベローズを覆う外筒を有することを特徴とする請求項８に記載の気体ばね装置。
【請求項１０】
前記注入手段は、前記タンクユニットに設けられ前記タンク気体室内のガスを圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサによって圧縮された前記ガスを前記気体ばね気体室に供給する方向に開弁するチェック弁機構を含み、
前記排出手段は、前記タンクユニットに設けられ前記気体ばね気体室内のガスを前記タンク気体室に戻す際に開弁する開閉弁機構を含むことを特徴とする請求項１に記載の気体ばね装置。
【請求項１１】
前記コンプレッサは、該コンプレッサの昇圧室のシール部材としてメタルベローズを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の気体ばね装置。
【請求項１２】
前記注入手段は、前記タンクユニットに設けられ前記タンク気体室内のガスを圧縮する注入コンプレッサと、該注入コンプレッサによって圧縮された前記ガスを前記気体ばね気体室に供給する際に開弁する注入開閉弁とを含み、
前記排出手段は、前記タンクユニットに設けられ前記気体ばね気体室内のガスを圧縮する排出コンプレッサと、該排出コンプレッサによって圧縮された前記ガスを前記タンク気体室に供給する際に開弁する排出開閉弁とを含むことを特徴とする請求項１に記載の気体ばね装置。
【請求項１３】
前記注入コンプレッサと前記排出コンプレッサは、それぞれの昇圧室のシール部材としてメタルベローズを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の気体ばね装置。
【請求項１４】
軸線方向に伸縮可能なメタルベローズを含む気体室構成部材と、
前記気体室構成部材の内側に形成された気体ばね気体室と、
低圧タンク気体室と高圧タンク気体室とを有するタンクユニットと、
前記気体ばね気体室と前記低圧および高圧タンク気体室に封入されたガスと、
前記気体ばね気体室と前記低圧および高圧タンク気体室とを互いに連通させる気密流路と、
前記タンクユニットに設けられ前記低圧タンク気体室内のガスを圧縮して前記高圧タンク気体室に供給するコンプレッサと、
前記高圧タンク気体室と前記気体ばね気体室との間に設けられ前記高圧タンク気体室内のガスを前記気体ばね気体室に供給する際に開弁する注入用開閉弁と、
前記低圧タンク気体室と前記気体ばね気体室との間に設けられ前記気体ばね気体室内のガスを前記低圧タンク気体室に戻す際に開弁する排出用開閉弁と、
を具備したことを特徴とする気体ばね装置。
【請求項１５】
前記気体ばね気体室と、前記高圧タンク気体室に、それぞれ、大気圧よりも高い圧力の不活性ガスが封入されていることを特徴とする請求項１４に記載の気体ばね装置。
【請求項１６】
前記コンプレッサは、該コンプレッサの昇圧室のシール部材としてメタルベローズを備えていることを特徴とする請求項１４に記載の気体ばね装置。
【請求項１７】
前記メタルベローズの軸線方向の往復運動を減衰させるためのショックアブソーバをさらに備えていることを特徴とする請求項１４に記載の気体ばね装置。
【請求項１８】
前記ショックアブソーバの前記シリンダの内部に、液が収容された液室と、前記シリンダの軸線方向に伸縮可能で密閉された高圧気室を有するリザーバ用ベローズと、前記高圧気室に前記気体ばね気体室よりも高い圧力で封入されたガスと、を具備したことを特徴とする請求項１７に記載の懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用懸架装置、シートサスペンション、防振装置等に使用される気体ばね装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の懸架装置に用いられるばね装置の一例が、特公平６−２８９６６号公報（特許文献１）に記載されている。この従来例は、外部から大気を吸引する流路に設けられたエアクリーナと、吸引した大気を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサから送られた圧縮空気を乾燥させるドライヤと、圧縮空気を貯留するリザーブタンクと、リザーブタンクから圧縮空気の供給を受ける４個のエアサスペンションなどを具備している。
【０００３】
前記リザーブタンクは、コンプレッサに連通する高圧リザーブタンクと、低圧に保たれた低圧リザーブタンクとを備えている。高圧リザーブタンクと低圧リザーブタンクとの間には、コンプレッサリレーにより駆動される別個のコンプレッサが設けられている。このコンプレッサによって、低圧リザーブタンクが常に大気圧以下に保たれている。高圧リザーブタンクとエアサスペンションとの間、およびエアサスペンションと低圧リザーブタンクとの間に、各種のバルブが設けられている。これらのバルブは、車載コンピュータを用いたコントロールユニットにより統括制御されている。
【０００４】
前記従来例では、例えば急ブレーキ時に、高圧リザーブタンク側のバルブを開放してフロント側のエアサスペンションに給気する。これと同時に、低圧リザーブタンク側のバルブを開放してリア側のエアサスペンションを排気する。これにより、車体の姿勢変化を能動的に抑制している。
【０００５】
しかしながら前記従来例では、大気を圧縮して高圧化するため、大気中の水蒸気を取り除くドライヤが必要となる。しかも、大気中のダストを取り除くエアクリーナも必要となる。このため構造が複雑となって、故障が起こりやすいという問題があった。また、このような大気開放型のばね装置は、積雪寒冷地等において圧縮空気の大気への放出部分に結露が発生し、それが凍結することによってトラブルが発生する懸念がある。
【０００６】
また従来のエアサスペンションでは、空気室と大気とを遮断するために、ローリングベローズが使用されている。このローリングベローズは、例えば０．５ＭＰａ前後の空気圧に耐えるように、ゴム製のボディを繊維によって強化したものであり、ローリングベローズの内筒部と外筒部との間に、Ｕ形の折返し部が存在する。このようなローリングベローズを使用するため、エアサスペンションが伸縮する際にローリング抵抗が発生し、乗り心地が悪くなるという問題があった。しかもローリングベローズから圧縮空気がリークするうえに、圧縮空気は温度によって圧力が変化する性質を有している。このため、エアサスペンションへの圧縮空気の給気と排気とを頻繁に行う必要があり、燃費が悪化する問題があった。
【特許文献１】特公平６−２８９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明の目的は、大気中の水分やダストの影響を受けず、寒冷地でも問題無く使用できる気体ばね装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の気体ばね装置の一つの形態では、軸線方向に伸縮可能なメタルベローズを含む気体室構成部材と、前記気体室構成部材の内側に形成された気体ばね気体室と、タンク気体室を有するタンクユニットと、前記気体ばね気体室と前記タンク気体室に封入されたガスと、前記気体ばね気体室と前記タンク気体室とを互いに連通させる気密流路と、前記タンク気体室内の前記ガスを前記気密流路を介して前記気体ばね気体室に供給する注入手段と、前記気体ばね気体室内の前記ガスを前記気密流路を介して前記タンク気体室に戻す排出手段とを具備している。
【０００９】
本発明の気体ばね装置の他の形態では、軸線方向に伸縮可能なメタルベローズを含む気体室構成部材と、前記気体室構成部材の内側に形成された気体ばね気体室と、低圧タンク気体室と高圧タンク気体室とを有するタンクユニットと、前記気体ばね気体室と前記低圧および高圧タンク気体室に封入されたガスと、前記気体ばね気体室と前記低圧および高圧タンク気体室とを互いに連通させる気密流路と、前記タンクユニットに設けられ前記低圧タンク気体室内のガスを圧縮して前記高圧タンク気体室に供給するコンプレッサと、前記高圧タンク気体室と前記気体ばね気体室との間に設けられ前記高圧タンク気体室内のガスを前記気体ばね気体室に供給する際に開弁する注入用開閉弁と、前記低圧タンク気体室と前記気体ばね気体室との間に設けられ前記気体ばね気体室内のガスを前記低圧タンク気体室に戻す際に開弁する排出用開閉弁とを具備している。
【００１０】
これらの気体ばね装置において、前記気体ばね気体室に収容され前記メタルベローズの軸線方向に圧縮された状態で配置された圧縮コイルばねを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、気体ばね気体室の圧力を高めるときには、タンク気体室に蓄えられたガスを気体ばね気体室に供給する。気体ばね気体室の圧力を下げるときには、気体ばね気体室内のガスがタンク気体室に回収される。このため、気体ばね気体室の圧力を高めるときに大気を吸入する必要がなく、また、気体ばね気体室の圧力を下げるときに気体ばね気体室内のガスを大気中に放出する必要がない。
【００１２】
このため、大気中の水分やダストが気体ばね装置に悪影響を及ぼすおそれがなく、寒冷地においても問題無く使用することができる。またた、気体ばね気体室とタンク気体室とに蓄えられたガスを大気中に放出することなく再利用できるので、蓄圧のためのエネルギーが無駄にならず、省エネルギー化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の第１の実施形態に係る気体ばね装置１０Ａについて、図１を参照して説明する。図１に示す気体ばね装置１０Ａは、例えば車両の懸架装置に使用される。この気体ばね装置１０Ａは、気体ばねユニット１１と、タンクユニット１２とを含んでいる。
【００１４】
気体ばねユニット１１は、ショックアブソーバ２０と、懸架ばねとして機能する圧縮コイルばね２１と、メタルベローズ２２と、メタルベローズ２２の内側に形成された気体ばね気体室２３と、ばね座として機能する第１の封止部材２４および第２の封止部材２５などを有している。
【００１５】
ショックアブソーバ２０は、シリンダ３０と、シリンダ３０に挿入されたロッド３１を有している。ロッド３１は、シリンダ３０の軸線方向に移動可能である。シリンダ３０の内部に、図示しない減衰力発生機構が収容されている。この減衰力発生機構により、シリンダ３０に対するロッド３１の軸線方向の往復運動とメタルベローズ２２の伸縮運動が減衰される。
【００１６】
なお、ショックアブソーバ２０を用いる代りに、例えば、高圧のガスが封入された外筒と、この外筒に挿入されたロッドと、このロッドが外筒に対して軸線方向に移動できるように前記ロッドを案内するベアリングなどを有する圧力容器を用いてもよい。
【００１７】
圧縮コイルばね２１は、第１の封止部材２４と第２の封止部材２５との間に、圧縮した状態で配置されている。この圧縮コイルばね２１は、ロッド３１がシリンダ３０から突き出る方向に付勢している。
【００１８】
メタルベローズ２２は、ショックアブソーバ２０の軸線方向に延びていて、軸線方向に伸縮可能である。メタルベローズ２２は、例えばステンレス鋼の薄板からなる円筒形金属材料を成形することにより、山部２２ａと谷部２２ｂを該円筒形金属材料の軸線方向に交互に形成したものである。山部２２ａはメタルベローズ２２の外面側に突出している。谷部２２ｂはメタルベローズ２２の内面側に突出している。山部２２ａと谷部２２ｂの断面の一例は、それぞれ図１に示すようなＵ形であるが、Ｕ形以外の形状であってもよい。
【００１９】
メタルベローズ２２の軸線方向の下端３５が、第１の封止部材２４によって、ショックアブソーバ２０のシリンダ３０に気密に固定されている。メタルベローズ２２の軸線方向の上端３６が、第２の封止部材２５によって、ロッド３１に気密に固定されている。
【００２０】
メタルベローズ２２と、第１の封止部材２４と、第２の封止部材２５は、本発明で言う気体室構成部材に相当する。すなわちメタルベローズ２２は、気体室構成部材の一部をなし、気体室構成部材の内側に気体ばね気体室２３が形成されている。そしてこの気体ばね気体室２３に圧縮コイルばね２１が収容されている。
【００２１】
気体ばね気体室２３に、乾燥したガス（例えば窒素等の不活性ガス）が大気圧よりも高い圧力で封入され、気体ばねとして機能するようになっている。メタルベローズ２２は、ロッド３１がシリンダ３０から突出する部位３１ａを覆うための外筒を兼ねている。
【００２２】
タンクユニット１２は、タンク４０と、コンプレッサ４１と、チェック弁機構４２と、開閉弁機構４３などを含んでいる。チェック弁機構４２は、低圧側チェック弁４５と、高圧側チェック弁４６とからなる。コンプレッサ４１とチェック弁機構４２は、本発明で言う注入手段に相当する。開閉弁機構４３は、本発明で言う排出手段に相当する。
【００２３】
タンク４０は、密閉されたタンク気体室５０を備えている。タンク気体室５０には、気体ばね気体室２３と同様の乾燥した不活性ガスが予め封入されている。このガスは、ガス供給口５１からタンク気体室５０に供給される。ガス供給口５１は、ガスが供給された後に栓５２によって封止される。
【００２４】
コンプレッサ４１と開閉弁機構４３は、タンク気体室５０に隣接して設けられたボデー５５に配置されている。コンプレッサ４１は、メタルベローズ５６と、作動軸５７と、作動軸５７を駆動するためのソレノイド５９と、リターンばね６０などを備えている。メタルベローズ５６の一端は、ベローズキャップ６１に気密に固定されている。メタルベローズ５６の他端は、ボデー５５の一部である支持壁６２に気密に固定されている。
【００２５】
メタルベローズ５６は、ソレノイド５９によって駆動される作動軸５７によって、軸線方向に伸縮する。ソレノイド５９が励磁されたとき、作動軸５７が図１において上方に移動する。ソレノイド５９が非励磁のとき、作動軸５７はリターンばね６０によって、図１において下方に移動する。
【００２６】
メタルベローズ５６の外面と、ベローズキャップ６１の外面と、ボデー５５の内面とによって、昇圧室６５が形成されている。メタルベローズ５６は昇圧室６５と外部空間とを仕切るためのシール部材として機能する。
【００２７】
昇圧室６５は、低圧側チェック弁４５と高圧側チェック弁４６に連通している。低圧側チェック弁４５は、吸入口６６を介してタンク気体室５０に連通している。高圧側チェック弁４６は、気密流路６７を介して、気体ばね気体室２３に連通している。後述するように、気体ばね気体室２３とタンク気体室５０とは、気密流路６７を介して互いに連通することができる。
【００２８】
低圧側チェック弁４５は、昇圧室６５の圧力がタンク気体室５０の圧力よりも低くなったときに開弁する。低圧側チェック弁４５が開弁すると、昇圧室６５とタンク気体室５０が互いに連通する。高圧側チェック弁４６は、昇圧室６５の圧力が気密流路６７の圧力よりも高くなったときに開弁する。高圧側チェック弁４６が開弁すると、昇圧室６５と気密流路６７が互いに連通する。
【００２９】
気密流路６７は、タンク４０のボデー５５に形成された排出流路７０を介して、開閉弁機構４３の排出室７１に連通するようになっている。開閉弁機構４３は、メタルベローズ７２と、弁体７３と、作動軸７４と、ソレノイド７５と、リターンばね７６などを含んでいる。弁体７３は、弁座７７に対し接離可能であり、リターンばね７６によって、弁座７７に接する方向（閉弁方向）に付勢されている。
【００３０】
ソレノイド７５を励磁すると、弁体７３が弁座７７から離れる方向（開弁方向）に移動する。排出室７１は、メタルベローズ７２の外面と、弁体７３の外面と、ボデー５５の内面とによって囲まれる空間である。排出室７１は、排出口７８を介して、タンク気体室５０に連通している。
【００３１】
以下に、前記構成の気体ばね装置１０Ａの作用について説明する。  
タンク気体室５０には、気体ばね気体室２３が気体ばねとして機能するのに必要な量のガスが予め封入される。ガスの封入を行うには、例えば気体ばねユニット１１とタンクユニット１２を車体に組付けたのち、ガス供給口５１から所定量のガスをタンク気体室５０に供給する。あるいは、気密流路６７に開閉弁を有する継手部を設け、タンクユニット１２を車体に組付ける前に予め所定量のガスをタンク気体室５０に封入しておく。そして気体ばねユニット１１とタンクユニット１２を車体に組付けたのち、前記継手部の開閉弁を開弁させることにより、タンク気体室５０内のガスを気体ばね気体室２３に供給するようにしてもよい。
【００３２】
必要に応じて気体ばね気体室２３の圧力を高めるには、コンプレッサ４１のソレノイド５９を駆動し、作動軸５７を軸線方向に往復運動させることにより、メタルベローズ５６を伸縮させる。
【００３３】
メタルベローズ５６が縮むと、昇圧室６５の圧力が下がることにより、低圧側チェック弁４５が開弁し、タンク気体室５０内のガスが低圧側チェック弁４５を通って昇圧室６５に入る。このとき高圧側チェック弁４６は弁じている。メタルベローズ５６が伸びると、昇圧室６５の圧力が上がることにより、高圧側チェック弁４６が開弁し、昇圧室６５内のガスが気密流路６７を通って気体ばね気体室２３に供給される。
【００３４】
コンプレッサ４１が前記の動作を繰返すことにより、タンク気体室５０内のガスが気体ばね気体室２３に供給され、気体ばね気体室２３の圧力が上昇することにより、シリンダ３０に対するロッド３１の突出量が大きくなる。すなわち車高が上がる。
【００３５】
本実施形態のコンプレッサ４１は、ソレノイド５９によってメタルベローズ５６を軸線方向に伸縮させる構造であるが、これ以外のコンプレッサとして、例えばモータとクランク機構などによってプランジャを往復運動させるものでもよいし、あるいはベーンポンプを利用するコンプレッサであってもよい。
【００３６】
気体ばね気体室２３の圧力を下げるには、開閉弁機構４３のソレノイド７５を励磁し、弁体７３を弁座７７から離す。すなわち弁体７３を開弁させる。弁体７３が開弁することにより、気体ばね気体室２３内のガスが、気密流路６７と排出流路７０と排出室７１を通り、排出口７８からタンク気体室５０に戻される。こうして気体ばね気体室２３の圧力が下がることにより、シリンダ３０に対するロッド３１の突出量が小さくなる。すなわち車高が下がる。
【００３７】
車体の高さが車高センサ（図示せず）によって検出される。検出された車高値は、車載コンピュータを用いたコントローラ（図示せず）に入力され、所望の車高となるように、該コントローラによって、コンプレッサ４１と開閉弁機構４３が制御される。あるいは、マニュアルスイッチによってコンプレッサ４１と開閉弁機構４３を制御することにより、車高を調節してもよい。
【００３８】
また、１台の車両の前輪と後輪の左右の車輪ごとに車高センサを設け、急発進、急停止、カーブ走行時などのように、走行状況に応じて車体の前後あるいは左右で車高が異なる状況が生じた場合に、車体の姿勢を安定化させるように、各車輪の気体ばねユニット１１をそれぞれ独立して制御するようにしてもよい。
【００３９】
前記気体ばね装置１０Ａは、圧縮コイルばね２１と、気体ばね気体室２３内のガスの圧力が協働することにより、ロッド３１がシリンダ３０から突き出る方向に付勢される。これにより、この気体ばね装置１０Ａは、車両の荷重を支持する反力を生じる。車両の走行中などに、ロッド３１がシリンダ３０に対して軸線方向に移動すると、シリンダ３０の内部の減衰力発生機構によって、減衰力が生じる。
【００４０】
この気体ばね装置１０Ａでは、圧縮コイルばね２１が軸線方向の荷重を分担するため、圧縮コイルばね２１を用いない場合と比較して、気体ばね気体室２３に封入するガスの圧力を小さくすることができる。このため、メタルベローズ２２の内面と外面の圧力差によって生じる応力を低減でき、耐久性の高い気体ばね装置１０Ａを得ることができる。
【００４１】
この気体ばね装置２０Ａは、圧縮コイルばね２１の反発力によるばね性と、気体ばね気体室２３に封入されたガスの圧力によるばね性と、ショックアブソーバ２０の減衰力により、乗り心地のよい車両を提供することができる。
【００４２】
なお、他の実施形態として、負荷される荷重が小さい場合には、圧縮コイルばね２１を用いることなく、気体ばね気体室２３内のガスの圧力のみで、荷重を支持するようにしてもよい。
【００４３】
圧縮コイルばね２１が、気体ばね気体室２３内の乾燥した不活性ガス中に配置されているため、圧縮コイルばね２１の表面に錆や傷付きが生じるおそれがない。このため、例えばＨＲＣ５４以上の高硬度コイルばね、すなわち高応力で使用可能な高強度軽量コイルばねを使用することが可能となる。
【００４４】
しかもショックアブソーバ２０自体が有している軸線方向へのガイド機構により、メタルベローズ２２が曲がることを抑制できる。このためメタルベローズ２２の耐久性が向上する。また、気体ばね気体室２３を形成するメタルベローズ２２がショックアブソーバ２０のロッド３１の突出部位３１ａ等を保護する外筒を兼ねるため、メタルベローズ２２とは別に外筒を設けるものと比較して、気体ばね装置２０Ａを小形に構成することができ、部品数も少なくてすむ。
【００４５】
この気体ばね装置２０Ａでは、気体ばね気体室２３の圧力を高めるときに、タンク気体室５０に蓄えられたガスを気体ばね気体室２３に供給する。気体ばね気体室２３の圧力を下げるときには、気体ばね気体室２３内のガスをタンク気体室５０に回収する。このため、気体ばね気体室２３の圧力を高めるときに大気を吸入する必要がなく、また、気体ばね気体室２３の圧力を下げるときに気体ばね気体室２３内のガスを大気中に放出する必要がない。
【００４６】
このため、大気中の水分やダストが気体ばね装置１０Ａに悪影響を及ぼすおそれがなく、寒冷地においても問題無く使用することができる。また、気体ばね気体室２３とタンク気体室５０に蓄えられたガスを大気中に放出することなく再利用できるので、蓄圧のためのエネルギーが無駄にならず、省エネルギー化を図ることができる。
【００４７】
なお、コンプレッサ４１とチェック弁機構４２のガスの流れる方向を前記実施形態とは逆にすることにより、気体ばね気体室２３内のガスをタンク気体室５０に供給できるようにし、気体ばね気体室２３とタンク気体室５０とが連通した状態において、気体ばねユニット１１の使用最大圧力となるようにガスを封入してもよい。
【００４８】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る気体ばね装置１０Ｂを示している。この気体ばね装置１０Ｂは、気体ばねユニット１１とタンクユニット９０を備えている。気体ばねユニット１１は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と共通の符号を付して説明を省略し、以下にタンクユニット９０について説明する。
【００４９】
タンクユニット９０は、タンク９１と、図２において下側に位置する注入機構９２と、図２において上側に位置する排出機構９３とを含んでいる。注入機構９２は、本発明で言う注入手段に相当する。排出機構９３は、本発明で言う排出手段に相当する。
【００５０】
タンク９１は、密閉されたタンク気体室９５を備えている。タンク気体室９５には、気体ばね気体室２３と同様の乾燥した不活性ガスが予め封入されている。このガスは、ガス供給口９６からタンク気体室９５に供給される。ガス供給口９６は、ガスが供給された後に栓９７によって封止される。
【００５１】
注入機構９２は、タンク９１のボデー９８に組付けられた注入コンプレッサ１００と、低圧側チェック弁１０１および高圧側チェック弁１０２と、注入開閉弁１０３などによって構成されている。注入コンプレッサ１００と、チェック弁１０１，１０２と、注入開閉弁１０３は、本発明で言う注入手段に相当する。
【００５２】
注入コンプレッサ１００は、メタルベローズ１１０と、作動軸１１１と、作動軸１１１を駆動するためのソレノイド１１２と、リターンばね１１３などを備えている。メタルベローズ１１０の一端は、ベローズキャップ１１５に気密に固定されている。メタルベローズ１１０の他端は、ボデー９８の一部である支持壁１１６に気密に固定されている。
【００５３】
メタルベローズ１１０は、ソレノイド１１２によって駆動される作動軸１１１によって、軸線方向に伸縮する。ソレノイド１１２が励磁されたときに、作動軸１１１が図２において上方に移動する。ソレノイド１１２が非励磁のときに、作動軸１１１はリターンばね１１３によって、図２において下方に移動する。
【００５４】
メタルベローズ１１０の外面と、ベローズキャップ１１５の外面と、ボデー９８の内面とによって、昇圧室１２０が形成されている。この昇圧室１２０は、低圧側チェック弁１０１と高圧側チェック弁１０２に連通している。低圧側チェック弁１０１は、注入開閉弁１０３の弁室１２１に連通している。高圧側チェック弁１０２は、気密流路１２５を介して、気体ばね気体室２３に連通している。
【００５５】
低圧側チェック弁１０１は、昇圧室１２０の圧力が注入開閉弁１０３の弁室１２１の圧力よりも低くなったときに開弁する。低圧側チェック弁１０１が開弁すると、昇圧室１２０と注入開閉弁１０３の弁室１２１が互いに連通する。高圧側チェック弁１０２は、昇圧室１２０の圧力が気密流路１２５の圧力よりも高くなったときに開弁する。高圧側チェック弁１０２が開弁すると、昇圧室１２０が気密流路１２５に連通する。
【００５６】
注入開閉弁１０３は、メタルベローズ１３０と、弁体１３１と、作動軸１３２と、ソレノイド１３３と、リターンばね１３４を含んでいる。弁体１３１は、弁座１３５に対して接離可能であり、リターンばね１３４によって、弁座１３５に接する方向（閉弁方向）に付勢されている。ソレノイド１３３を励磁すると、弁体１３１が弁座１３５から離れる方向（開弁方向）に移動する。弁体１３１が開弁すると、弁室１２１が注入口１３６を介してタンク気体室９５に連通する。
【００５７】
排出機構９３は、タンク９１のボデー９８に組付けられた排出コンプレッサ１５０と、低圧側チェック弁１５１と、高圧側チェック弁１５２と、排出開閉弁１５３などによって構成されている。排出コンプレッサ１５０と、チェック弁１５１，１５２と、排出開閉弁１５３は、本発明で言う排出手段に相当する。
【００５８】
排出コンプレッサ１５０は、メタルベローズ１６０と、作動軸１６１と、作動軸１６１を駆動するためのソレノイド１６２と、リターンばね１６３などを備えている。メタルベローズ１６０の一端は、ベローズキャップ１６５に気密に固定されている。メタルベローズ１６０の他端は、ボデー９８の一部である支持壁１６６に気密に固定されている。
【００５９】
メタルベローズ１６０は、ソレノイド１６２によって駆動される作動軸１６１によって、軸線方向に伸縮する。ソレノイド１６２が励磁されたときに、作動軸１６１が図２において下方に移動する。ソレノイド１６２が非励磁のときに、作動軸１６１はリターンばね１６３によって、図２において上方に移動する。
【００６０】
メタルベローズ１６０の外面と、ベローズキャップ１６５の外面と、ボデー９８の内面とによって、昇圧室１７０が形成されている。この昇圧室１７０は、低圧側チェック弁１５１と高圧側チェック弁１５２に連通している。低圧側チェック弁１５１は、排出開閉弁１５３の弁室１７１に連通している。高圧側チェック弁１５２は、タンク気体室９５に連通している。
【００６１】
低圧側チェック弁１５１は、昇圧室１７０の圧力が排出開閉弁１５３の弁室１７１の圧力よりも低くなったときに開弁する。低圧側チェック弁１５１が開弁すると、昇圧室１７０と排出開閉弁１５３の弁室１７１が互いに連通する。高圧側チェック弁１５２は、昇圧室１７０の圧力がタンク気体室９５の圧力よりも高くなったときに開弁する。高圧側チェック弁１５２が開弁すると、昇圧室１７０が排出口１７５を介してタンク気体室９５に連通する。
【００６２】
排出開閉弁１５３は、メタルベローズ１８０と、弁体１８１と、作動軸１８２と、ソレノイド１８３と、リターンばね１８４を含んでいる。弁体１８１は、弁座１８５に対して接離可能であり、リターンばね１８４によって、弁座１８５に接する方向（閉弁方向）に付勢されている。ソレノイド１８３を励磁すると、弁体１８１が弁座１８５から離れる方向（開弁方向）に移動する。弁体１８１が開弁すると、弁室１７１が気密流路１２５を介して気体ばね気体室２３に連通する。
【００６３】
以下に、前記構成の気体ばね装置１０Ｂの作用について説明する。  
タンクユニット９０のタンク気体室９５には、第１の実施形態と同様に、気体ばね気体室２３が気体ばねとして機能するのに必要な量のガスが予め封入されている。
【００６４】
気体ばね気体室２３の圧力を高めるには、注入開閉弁１０３のソレノイド１３３を励磁して弁体１３１を開弁させ、かつ、注入コンプレッサ１００を駆動する。注入コンプレッサ１００を駆動することにより、タンク気体室９５内のガスが、チェック弁１０１，１０２と気密流路１２５を経て、気体ばね気体室２３に供給される。これにより、気体ばね気体室２３の圧力が上昇し、シリンダ３０に対するロッド３１の突出量が大きくなる。すなわち車高が高くなる。
【００６５】
気体ばね気体室２３の圧力を下げるには、排出開閉弁１５３のソレノイド１８３を励磁して弁体１８１を開弁させ、かつ、排出コンプレッサ１５０を駆動する。排出コンプレッサ１５０を駆動することにより、気体ばね気体室２３内のガスが、チェック弁１５１，１５２を経てタンク気体室９５に供給される。これにより、気体ばね気体室２３の圧力が下がり、シリンダ３０に対するロッド３１の突出量が小さくなる。すなわち車高が下がる。
【００６６】
このように構成された第２の実施形態の気体ばね装置１０Ｂによれば、気体ばね気体室２３とタンク気体室９５との間で封入ガスを双方向に供給可能である。このため、封入ガス圧を前記第１の実施形態の気体ばね装置１０Ａよりも常用圧力に近付けることができ、気体ばね気体室２３の圧力制御の頻度が少なくてすみ、さらなる省エネルギー化が可能である。
【００６７】
また前記気体ばね装置１０Ｂによれば、何らかの故障により制御不能になったときに、気体ばね気体室２３とタンク気体室９５とを互いに連通させても車高変化が小さいため、通常走行が可能である。
【００６８】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る気体ばね装置１０Ｃを示している。この気体ばね装置１０Ｃは、気体ばねユニット２００とタンクユニット１２を備えている。タンクユニット１２は第１の実施形態と同様に構成されている。本実施形態の気体ばね装置１０Ｃにおいて、第１の実施形態の気体ばね装置１０Ａと共通の個所には両者に共通の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
この実施形態の気体ばねユニット２００は、ショックアブソーバ２０と、圧縮コイルばね２１と、メタルベローズ２２と、メタルベローズ２２の内側に形成された気体ばね気体室２３と、ばね座として機能する第１の封止部材２４および第２の封止部材２５などを有している。メタルベローズ２２の外面が弾性樹脂発泡体からなるカバー層２０１によって覆われている。
【００７０】
カバー層２０１を構成する弾性樹脂発泡体の一例は、ウレタンフォームである。この明細書で言う弾性樹脂発泡体は、メタルベローズ２２が軸線方向に伸縮する際に、メタルベローズ２２の伸縮運動に追従して破損することなく弾性変形することが可能な弾性を有している発泡体を意味する。弾性樹脂発泡体はウレタン以外のエラストマー樹脂を用いてもよい。カバー層２０１を構成する弾性樹脂発泡体は、各気泡が独立している独立気泡の発泡体が望ましい。
【００７１】
ショックアブソーバ２０は、シリンダ３０と、シリンダ３０に挿入されたロッド３１を有している。シリンダ３０の内部に、図示しない減衰力発生機構が収容されている。圧縮コイルばね２１は、ロッド３１がシリンダ３０から突き出る方向に付勢している。
【００７２】
メタルベローズ２２は軸線方向に伸縮可能であり、その下端３５が、第１の封止部材２４によって、ショックアブソーバ２０のシリンダ３０に気密に固定されている。メタルベローズ２２の上端３６は、第２の封止部材２５によって、ロッド３１に気密に固定されている。
【００７３】
メタルベローズ２２の内側に形成された気体ばね気体室２３に、乾燥したガス（例えば窒素等の不活性ガス）が大気圧よりも高い圧力で封入され、気体ばねとして機能するようになっている。メタルベローズ２２は、ロッド３１がシリンダ３０から突出する部位３１ａを覆うための外筒を兼ねている。
【００７４】
本実施形態では、メタルベローズ２２の外面が独立気泡の弾性樹脂発泡体からなるカバー層２０１によって保護されるため、メタルベローズ２２の外面が雨水等の水分によって腐食したり、寒冷地で結露したりすることを抑制できる。また、腐食性ガス、小石やダスト等の固形異物等にさらされる環境のもとで使用されても、メタルベローズ２２が損傷することを抑制できる。
【００７５】
また、メタルベローズ２２の山部２２ａ間に弾性樹脂発泡体からなるカバー層２０１が存在するため、メタルベローズ２２の内面と外面の圧力差による変形に対し、メタルベローズ２２をバックアップすることができる。このため、圧力差によってメタルベローズ２２が変形することを抑制でき、前記圧力差を大きくとることが可能となる。また、圧力差を大きくしない場合にはメタルベローズ２２の耐久性を高めることが可能となる。
【００７６】
ウレタンフォーム等の弾性樹脂発泡体からなるカバー層２０１は、メタルベローズ２２が軸線方向に伸縮する際に減衰作用を有するため、メタルベローズ２２が伸縮する際の共振振動が抑制される。このため、メタルベローズ２２が有する固有振動数の振動入力があっても、メタルベローズ２２が破損するような共振振動に至ることがなく、メタルベローズ２２の耐久性を高めることができる。
【００７７】
図４は、本発明の第４の実施形態に係る気体ばね装置１０Ｄを示している。この気体ばね装置１０Ｄは、気体ばねユニット２１０とタンクユニット１２を備えている。タンクユニット１２は第１の実施形態と同様に構成されている。本実施形態の気体ばね装置１０Ｄにおいて、第１および第３の実施形態の気体ばね装置１０Ａ，１０Ｃと共通の個所には共通の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
この実施形態の気体ばねユニット２１０は、圧縮コイルばね２１と、メタルベローズ２２と、第１および第２の封止部材２４，２５と、メタルベローズ２２の外面を覆うカバー層２０１を備えている。カバー層２０１は、ウレタン樹脂等のなどの独立気泡の弾性樹脂発泡体からなる。封止部材２４，２５は、メタルベローズ２２の軸線方向における両端部をそれぞれ気密に塞いでいる。メタルベローズ２２の内面と封止部材２４，２５によって囲まれる空間（気体ばね気体室２３）に、例えば窒素等の乾燥した不活性ガスが、大気圧よりも高い圧力で封入されている。
【００７９】
圧縮コイルばね２１は、封止部材２４，２５間に圧縮した状態で配置されている。圧縮コイルばね２１は、円筒形以外に、たる形、つづみ形、円錐形などでもかまわない。この圧縮コイルばね２１の反発弾性により、メタルベローズ２２が伸びる方向に付勢されている。
【００８０】
気体ばね気体室２３の圧力を高めるときには、タンクユニット１２のコンプレッサ４１を駆動することにより、タンク気体室５０内のガスを気体ばね気体室２３に供給する。気体ばねの気体室２３の圧力を下げるときには、タンクユニット１２の開閉弁機構４３の弁体７３を開弁させることにより、気体ばね気体室２３内のガスをタンク気体室５０に回収する。
【００８１】
このように構成された本実施形態の気体ばね装置１０Ｄは、例えばシートサスペンション等の緩衝装置に用いることができる。この気体ばね装置１０Ｄを車両用懸架装置に用いる場合には、気体ばねユニット２１０とは別に構成されたショックアブソーバを併用するとよい。
【００８２】
図５は、本発明の第５の実施形態に係る気体ばね装置１０Ｅを示している。この気体ばね装置１０Ｅは、気体ばねユニット２２０とタンクユニット９０を備えている。タンクユニット９０は第２の実施形態（図２）と同様に構成されている。本実施形態の気体ばね装置１０Ｅにおいて、第２の実施形態の気体ばね装置１０Ｂと共通の個所には共通の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
この実施形態の気体ばねユニット２２０は、ショックアブソーバ２０と、圧縮コイルばね２１と、メタルベローズ２２と、メタルベローズ２２の内面に被着されたカバー層２２１と、外筒２２２などを備えている。カバー層２２１は、例えばウレタン樹脂等の独立気泡の弾性樹脂発泡体からなる。
【００８４】
ショックアブソーバ２０は、シリンダ３０とロッド３１を有している。シリンダ３０の内部に減衰力発生機構（図示せず）が収容されている。シリンダ３０の端部に、ばね座を兼ねる封止部材２２３が設けられている。メタルベローズ２２と、外筒２２２と、封止部材２２３は、本発明で言う気体室構成部材として機能する。
【００８５】
シリンダ３０は、例えばアウタチューブとインナチューブとの間にエアリザーバ室を備えた周知のツインチューブ式ショックアブソーバであってもよい。あるいは、単一のチューブの内部がフリーピストンによって気室と液室とに仕切られた周知のモノチューブ式ショックアブソーバであってもよい。
【００８６】
圧縮コイルばね２１は、ばね座を兼ねる封止部材２２３と外筒２２２の端部２２４との間に、圧縮した状態で配置されている。圧縮コイルばね２１は、ロッド３１をシリンダ３０から突出させる方向に付勢している。外筒２２２は、ロッド３１がシリンダ３０から突出する部位３１ａを覆い、かつ、圧縮コイルばね２１とメタルベローズ２２の外面側を覆っている。
【００８７】
メタルベローズ２２は、外筒２２２の内側に配置されている。すなわちこのメタルベローズ２２は、外筒２２２の内面とシリンダ３０の外面との間に、外筒２２２およびシリンダ３０と同軸に配置されている。メタルベローズ２２は、ショックアブソーバ２０の軸線方向に伸縮可能である。
【００８８】
メタルベローズ３３の軸線方向の下端３５が、外筒２２２の下端部２２５に気密に固定されている。メタルベローズ２２の軸線方向の上端３６は、シリンダ３０の上端部に封止部材２２３を介して気密に固定されている。外筒２２２の内面とメタルベローズ２２の外面とによって囲まれる気体ばね気体室２３に、大気圧よりも高圧の乾燥したガス（例えば窒素等の不活性ガス）が封入されている。気体ばね気体室２３に封入されたガスは、気体ばねとして機能する。
【００８９】
このように構成された気体ばねユニット２２０は、第１の実施形態の気体ばねユニット１１（図１に示す）と同様に、圧縮コイルばね２１と、気体ばね気体室２３に封入されたガスの圧力とが協働することにより、ロッド３１がシリンダ３０から突き出る方向に付勢される。タンクユニット９０は、第２の実施形態で説明したものと同様に、必要に応じてタンク気体室９５内のガスを気体ばね気体室２３に供給したり、気体ばね気体室２３内のガスを気体ばね気体室２３に戻したりすることができる。
【００９０】
本実施形態の気体ばね装置１０Ｅは、メタルベローズ２２が外筒２２２によって覆われているため、車両走行中の石跳ねや、路面からの泥水の跳ね上げ、ダストなどに対して、メタルベローズ２２をさらに有効に保護することができる。また、気体ばねユニット２２０の外部の大気側から、水分や腐食性の物質がメタルベローズ２２に付着することを、カバー層２２１によって防止することができる。
【００９１】
また本実施形態の気体ばねユニット２２０のメタルベローズ２２は、気体ばね気体室２３内の封入ガスの圧力をメタルベローズ２２の山部２２ａの外面側から受けるため、メタルベローズ２２が座屈しにくく、気体ばね気体室２３内のガスの圧力に対する耐圧性を向上させることができる。
【００９２】
図６は、本発明の第６の実施形態に係る気体ばね装置１０Ｆを示している。この気体ばね装置１０Ｆは、気体ばねユニット２５０とタンクユニット９０を備えている。タンクユニット９０は第２の実施形態（図２）および第５の実施形態（図５）と同様であるため、各実施形態に共通の個所に共通の符号を付して説明を省略し、以下に気体ばねユニット２５０について説明する。
【００９３】
この気体ばねユニット２５０のショックアブソーバ２０は、シリンダ３０の内部に収容されたリザーバ用ベローズ２５１を備えている。リザーバ用ベローズ２５１は金属製（メタルベローズ）であり、その一端２５２はシリンダ３０のボトムベース部材２５３に気密に固定されている。リザーバ用ベローズ２５１の他端２５４は、ベローズキャップ２５５によって気密に封止されている。このリザーバ用ベローズ２５１は、シリンダ３０の軸線方向に伸縮可能である。
【００９４】
リザーバ用ベローズ２５１の内側に、高圧気室２６０として機能する密閉空間が形成されている。高圧気室２６０に、例えば窒素等の乾燥した不活性ガスが、気体ばね気体室２３よりも高い圧力で封入されている。
【００９５】
ショックアブソーバ２０のシリンダ３０に挿入されたロッド３１の端部に、減衰バルブやオリフィス等を備えた減衰力発生機構２６１が設けられている。この減衰力発生機構２６１によって、シリンダ３０の内部が第１液室２６２と第２液室２６３に仕切られている。これらの液室２６２，２６３に液が満たされている。ロッド３１は、シリンダ３０の蓋部材２６４に対し、シール材を備えたロッド摺動部２６５において、軸線方向に摺動自在に貫通している。
【００９６】
このように構成された気体ばね装置１０Ｆによれば、第５の実施形態の気体ばね装置１０Ｅ（図５に示す）と同様の効果に加えて、シリンダ３０の内部に収容されたリザーバ用ベローズ２５１によって、以下に述べるような効果を奏することができる。
【００９７】
従来のツインチューブ式ショックアブソーバやモノチューブ式ショックアブソーバにおいて、ショックアブソーバのロッドシール部がチューブ内に封入された気体に接していると、封入された気体がロッドシール部からショックアブソーバの内部に侵入し、ショックアブソーバの減衰特性に悪影響を与えるという問題があった。
【００９８】
これに対し本実施形態の気体ばね装置１０Ｆは、ショックアブソーバ２０の内部にリザーバ用ベローズ２５１が収容され、リザーバ用ベローズ２５１の内側の高圧気室２６０に、気体ばね気体室２３よりも高い圧力のガスが封入されている。このためシリンダ３０の液室２６２，２６３に作用する圧力は、気体ばね気体室２３の圧力よりも大きくなる。このため気体ばね気体室２３に封入されたガスが、ショックアブソーバ２０のロッド摺動部２６５を通って液室２６２，２６３に侵入することを防止できる。
【００９９】
しかも液室２６３と高圧気室２６０が、メタルベローズからなるリザーバ用ベローズ２５１によって完全に仕切られているため、高圧気室２６０内のガスが液室２６３に溶け込むことを防止できる。また従来のモノチューブ式ショックアブソーバのように、フリーピストンによって液室と気室が仕切られているものと比較して、ショックアブソーバ２０が伸縮する際の摩擦抵抗を小さくすることができる。このためフリーピストンを用いる従来装置と比較して、減衰特性の変化が少なく、車両の乗り心地を良くすることができる。
【０１００】
図７は、本発明の第７の実施形態に係る気体ばね装置１０Ｇを示している。この気体ばね装置１０Ｇは、気体ばねユニット２５０とタンクユニット２８０を備えている。気体ばねユニット２５０は第６の実施形態（図６）と同様に構成されている。本実施形態の気体ばね装置１０Ｇにおいて、第６の実施形態の気体ばね装置１０Ｆと共通の個所には両者に共通の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
以下にタンクユニット２８０について説明する。  
タンクユニット２８０は、タンク２８１と、コンプレッサ２８２と、低圧側チェック弁２８３と、高圧側チェック弁２８４と、排出用開閉弁２８５と、注入用開閉弁２８６などを含んでいる。
【０１０２】
タンク２８１は、低圧タンク気体室２９０と高圧タンク気体室２９１とを含んでいる。低圧タンク気体室２９０と高圧タンク気体室２９１は隔壁２９２によって互いに隔離されている。これらの気体室２９０，２９１には、乾燥した不活性ガスが大気よりも高い圧力で封入されている。このガスは、ガス供給口２９５から高圧タンク気体室２９１に供給される。ガス供給口２９５は、ガスが供給された後に栓２９６によって封止される。
【０１０３】
コンプレッサ２８２は、メタルベローズ３００と、作動軸３０１と、作動軸３０１を駆動するためのソレノイド３０２と、リターンばね３０３などを備えている。メタルベローズ３００の一端は、ベローズキャップ３０４に気密に固定されている。メタルベローズ３００の他端は、タンク２８１のボデー３０５の一部である支持壁３０６に気密に固定されている。
【０１０４】
メタルベローズ３００は、ソレノイド３０２によって駆動される作動軸３０１によって軸線方向に伸縮する。ソレノイド３０２が励磁されたとき、作動軸３０１が図７において右側に移動する。ソレノイド３０２が非励磁のとき、作動軸３０１はリターンばね３０３によって、図７において左側に移動する。
【０１０５】
メタルベローズ３００の外面と、ベローズキャップ３０４の外面と、ボデー３０５の内面とによって、昇圧室３１０が形成されている。この昇圧室３１０は、低圧側チェック弁２８３と高圧側チェック弁２８４に連通している。低圧側チェック弁２８３は、吸入口３１１を介して低圧タンク気体室２９０に連通している。高圧側チェック弁２８４は、排出口３１２を介して高圧タンク気体室２９１に連通している。
【０１０６】
低圧側チェック弁２８３は、昇圧室３１０の圧力が低圧タンク気体室２９０の圧力よりも低くなったときに開弁する。低圧側チェック弁２８３が開弁すると、昇圧室３１０と低圧タンク気体室２９０が互いに連通する。高圧側チェック弁２８４は、昇圧室３１０の圧力が高圧タンク気体室２９１の圧力よりも高くなったときに開弁する。高圧側チェック弁２８４が開弁すると、昇圧室３１０と高圧タンク気体室２９１が互いに連通する。
【０１０７】
すなわち低圧側チェック弁２８３と高圧側チェック弁２８４は、チェック弁機構として機能し、低圧タンク気体室２９０内のガスを高圧タンク気体室２９１に供給する方向に開弁するようになっている。
【０１０８】
気体ばね気体室２３に気密流路３１５が接続されている。気密流路３１５と低圧タンク気体室２９０との間に排出用開閉弁２８５が配置されている。気密流路３１５と高圧タンク気体室２９１との間に注入用開閉弁２８６が配置されている。
【０１０９】
排出用開閉弁２８５は、メタルベローズ３２０と、弁体３２１と、作動軸３２２と、ソレノイド３２３と、リターンばね３２４を含んでいる。弁体３２１は、弁座３２５に対して接離可能であり、リターンばね３２４によって、弁座３２５に接する方向（閉弁方向）に付勢されている。ソレノイド３２３を励磁すると、弁体３２１が弁座３２５から離れる方向（開弁方向）に移動する。弁体３２１が開弁すると、低圧タンク気体室２９０の気体吐出口３２６が、気密流路３１５を介して気体ばね気体室２３に連通する。
【０１１０】
注入用開閉弁２８６は、メタルベローズ３３０と、弁体３３１と、作動軸３３２と、ソレノイド３３３と、リターンばね３３４を含んでいる。弁体３３１は、弁座３３５に対して接離可能であり、リターンばね３３４によって、弁座３３５に接する方向（閉弁方向）に付勢されている。ソレノイド３３３を励磁すると、弁体３３１が弁座３３５から離れる方向（開弁方向）に移動する。弁体３３１が開弁すると、高圧タンク気体室２９１の気体取入口３３６が、気密流路３１５を介して気体ばね気体室２３に連通する。
【０１１１】
以下に、本実施形態（図７）の気体ばね装置１０Ｇの作用について説明する。  
低圧タンク気体室２９０と高圧タンク気体室２９１には、気体ばね気体室２３が気体ばねとして機能するのに必要な量のガスが予め封入されている。コンプレッサ２８２のソレノイド３０２を駆動し、作動軸３０１を軸線方向に往復運動させると、メタルベローズ３００が伸縮する。メタルベローズ３００が伸縮すると、低圧タンク気体室２９０内のガスが低圧側チェック弁２８３を経て昇圧室３１０に入る。昇圧室３１０内で圧縮されたガスは、高圧側チェック弁２８４を経て高圧タンク気体室２９１に供給される。この繰返しにより、低圧タンク気体室２９０内のガスが圧縮されて高圧タンク気体室２９１に蓄えられる。
【０１１２】
気体ばね気体室２３の圧力を高めるには、注入用開閉弁２８６のソレノイド３３３を励磁し、弁体３３１を開弁させる。弁体３３１が開弁すると、高圧タンク気体室２９１内のガスが、気体取入口３３６から気密流路３１５を経て、気体ばね気体室２３に供給される。これにより、気体ばね気体室２３の圧力が上がり、シリンダ３０に対するロッド３１の突出量が大きくなる。すなわち車高が上がる。
【０１１３】
気体ばね気体室２３の圧力を下げるには、排出用開閉弁２８５のソレノイド３２３を励磁し、弁体３２１を開弁させる。弁体３２１が開弁すると、気体ばね気体室２３内のガスが、気密流路３１５から排出用開閉弁２８５と気体吐出口３２６を経て、低圧タンク気体室２９０に回収される。これにより、気体ばね気体室２３の圧力が下がり、シリンダ３０に対するロッド３１の突出量が小さくなる。すなわち車高が下がる。
【０１１４】
この気体ばね装置１０Ｇでは、気体ばね気体室２３の圧力を高めるときに、予め高圧タンク気体室２９１に蓄えられていたガスが、気体ばね気体室２３に供給される。気体ばね気体室２３の圧力を下げるときには、気体ばね気体室２３内のガスが低圧タンク気体室２９０に回収される。このため、気体ばね気体室２３の圧力を高めるときに大気を吸入する必要がなく、また、気体ばね気体室２３の圧力を下げるときに気体ばね気体室２３内のガスを大気中に放出する必要がない。
【０１１５】
このため、大気中の水分やダストが気体ばね装置１０Ｇに悪影響を及ぼすおそれがなく、寒冷地においても問題無く使用することができる。また、気体ばね気体室２３とタンク気体室２９０，２９１に蓄えたガスを大気中に放出することなく再利用できるので、蓄圧のためのエネルギーが無駄にならず、省エネルギー化を図ることができる。
【０１１６】
本実施形態の気体ばね装置１０Ｇにおいても、車体の高さが車高センサ（図示せず）によって検出される。検出された車高値は、車載コンピュータを用いたコントローラ（図示せず）に入力され、所望の車高となるように、該コントローラによって、コンプレッサ２８２と開閉弁２８５，２８６が制御される。あるいは、マニュアルスイッチによってコンプレッサ２８２と開閉弁２８５，２８６を制御することにより、車高を調節してもよい。
【０１１７】
また、１台の車両の前輪と後輪の左右の車輪ごとに車高センサを設け、急発進、急停止、カーブ走行時などのように、走行状況に応じて車体の前後あるいは左右で車高が異なる状況が生じた場合に、車体の姿勢を安定化させるように、各車輪の気体ばねユニット２５０をそれぞれ独立して制御するようにしてもよい。
【０１１８】
前記気体ばね装置１０Ｇによれば、コンプレッサ２８２によって、常に低圧タンク気体室２９０と高圧タンク気体室２９１に圧力差をもたせておくことができ、走行状況に応じて車高制御を迅速に行うことができる。また、旋回走行時に車体のローリングを抑制したり、急発進・急停止時における車体の姿勢安定化のための制御なども迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る気体ばね装置の軸線方向に沿う断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る気体ばね装置の軸線方向に沿う断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る気体ばね装置の軸線方向に沿う断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る気体ばね装置の軸線方向に沿う断面図。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る気体ばね装置の軸線方向に沿う断面図。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る気体ばね装置の軸線方向に沿う断面図。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る気体ばね装置の軸線方向に沿う断面図。
【符号の説明】
【０１２０】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ…気体ばね装置
１１…気体ばねユニット
１２…タンクユニット
２０…ショックアブソーバ
２１…圧縮コイルばね
２２…メタルベローズ
２３…気体ばね気体室
４０…タンク
４１…コンプレッサ
４３…開閉弁機構
５０…タンク気体室
６７…気密流路
９０…タンクユニット
９１…タンク
９２…注入機構
９３…排出機構
９５…タンク気体室
１００…注入コンプレッサ
１０３…注入開閉弁
１２５…気密流路
１５０…排出コンプレッサ
１５３…排出開閉弁
２００，２１０，２２０，２５０…気体ばねユニット
２８０…タンクユニット
２８１…タンク
２８２…コンプレッサ
２８５…排出用開閉弁
２８６…注入用開閉弁
２９０…低圧タンク気体室
２９１…高圧タンク気体室
３１５…気密流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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