(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が単純で製造が簡単な、温度保証機能を有する空気バネ用の温度反応バルブアセンブリを提供する。【解決手段】温度反応バルブアセンブリ５６は、バルブ本体６２と、シール６４と、バイメタルバルブ６６と、固定部材６８と、を含む。バルブ本体は、バルブ本体の外周に沿って画定された可撓性放射状部材７６を含む。各放射状部材は、固定部材の外径を噛み合わせる半径方向内側に延びるタブを含んでいる。温度が所定値を越えるとバイメタルバルブが曲げられてバルブシートを閉じガスの流入を防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気バネのための温度反応バルブアセンブリであって、
縦軸を画定するバルブ本体と、
バイメタルバルブと、
前記バルブ本体および前記バイメタルバルブを噛み合わせる固定部材と、を備える温度反応バルブアセンブリ。
【請求項２】
前記バルブ本体は、軸方向に延びる中空スティンガを備える、請求項１に記載の温度反応バルブアセンブリ。
【請求項３】
前記バルブ本体は、前記固定部材を噛み合わせる複数の可撓性放射状部材を備える、請求項１に記載の温度反応バルブアセンブリ。
【請求項４】
前記複数の可撓性放射状部材は各々、前記縦軸から半径方向外側に曲がることができる、請求項３に記載の温度反応バルブアセンブリ。
【請求項５】
前記複数の可撓性放射状部材は各々、前記固定部材と噛み合うことができるタブを備える、請求項３に記載の温度反応バルブアセンブリ。
【請求項６】
前記固定部材は、前記バイメタルバルブに軸方向の力を加える複数の軸方向バネ脚部を備える、請求項１に記載の温度反応バルブアセンブリ。
【請求項７】
前記バイメタルバルブは、前記バルブ本体を貫通する縦方向の通路と連通しているバルブシートと選択的に噛み合う、請求項１に記載の温度反応バルブアセンブリ。
【請求項８】
空気バネのための温度反応バルブアセンブリであって、
縦方向の通路に沿った縦軸を画定するバルブ本体であって、複数の可撓性放射状部材を備えるバルブ本体と、
前記縦方向の通路と連通しているバルブシートと選択的に噛み合うことができるバイメタルバルブと、
前記バルブシートに向かって前記バイメタルバルブに軸方向の力を加える複数の軸方向バネ脚部を備える固定部材と、を備える温度反応バルブアセンブリ。
【請求項９】
前記複数の可撓性放射状部材は各々、前記固定部材と噛み合うことができるタブを備える、請求項８に記載の温度反応バルブアセンブリ。
【請求項１０】
前記バルブ本体は、前記縦方向の通路の周囲にスティンガを備える、請求項８に記載の温度反応バルブアセンブリ。
【請求項１１】
空気バネのための温度反応バルブアセンブリを組み立てる方法であって、
（１）バルブ本体内にバイメタルバルブを配置するステップと、
（２）バイメタルバルブに隣接して固定部材を配置して前記バイメタルバルブをバルブ本体に向かって付勢するステップと、を備える方法。
【請求項１２】
前記ステップ（２）は、
（ａ）固定部材の配置時に可撓性放射状部材をバルブ本体から外側に向かって曲げるステップと、
（ｂ）固定部材を噛み合わせるように可撓性放射状部材を内側に向かって曲げるステップとを備える、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパアセンブリに関し、さらに詳しくは温度反応バルブに関する。
【０００２】
空気またはガスバネとして知られる付勢部材は、便宜上カウンタバランスリンクと呼ばれる場合があり、商品、特に自動車産業において益々普及しているが、これらは他の多くの分野においても、蓋、ドア、およびキャビネットフロント等の閉鎖ユニットに釣り合い力を与える必要がある場合に使用されており、また機械的なバネ部品をガスバネと交換することも普及している。自動車分野においては、例えば、トランクの蓋およびハッチバックのドア（リフトゲート）の開放および支持を援助するために空気バネを使用している。このような用途では、カウンタバランスバネアセンブリは蓋が閉じられる時には圧縮され、蓋が開けられる時にはピストンに作用する差圧力の下で伸長する。
【０００３】
自動車等の利用分野によっては、周囲温度の変化の範囲が大きな場合がある。温度が下降すると、バネユニット内のガスの圧力が低下し、それと同時に、伸長したまたは保持開放位置にあるピストンロッドを保持している力が低下し、多くの場合、開放位置に閉鎖部材を保持するのに必要とされる力以下に低下してしまう。逆に、温度が高いと、多くの場合力が大きくなりすぎてしまう。このような欠点に対応するため、空気バネは温度の変化に応じて出す力を補償する温度補償装置を組み入れている。
【０００４】
温度補償装置の一種には、温度反応バルブを介して、拡張可能なピストンチャンバを有する１つ以上の補助ガスチャンバ間を選択的な連通することによって出す力を変化させるものがある。温度反応バルブは一般的に、温度が所定の値よりも低くなった時にのみガスの量を増加させるバイメタルバルブディスクを有する入れ子式バルブを含んでいる。
【０００５】
効果はあるが、従来の温度補償装置は比較的複雑であり、且つ製造が複雑であるため、比較的高価なコンポーネントとなっている。
【０００６】
従って、効果的であり尚且つ単純で結果的に製造が簡単な温度補償装置を有するガスバネを提供することが望ましい。
【０００７】
（発明の開示）
本発明によるガスバネアセンブリは、バルブ本体と、シールと、バイメタルバルブと、固定部材と、を有する温度反応バルブアセンブリを提供する。温度が所定の値以上である場合、バイメタルバルブが曲げられてバルブシートと噛み合い、補助チャンバから第１のチャンバへのガスの流入が防止される。温度値が所定の値まで低下すると、バイメタルバルブが素早く反対方向に曲がったまたは窪んだ状態になってバルブシートとの噛み合いが外れ、それによって２つの隣接するチャンバ間で流体が流れることが可能となる。
【０００８】
バルブ本体は、バルブ本体の外周に沿って画定された可撓性放射状部材を含む。各放射状部材は、固定部材の外径を噛み合わせる半径方向内側に延びるタブを含んでいる。即ち、放射状部材によって、温度反応バルブアセンブリが本質的に「閉じる」ことを可能にする。固定部材は、バイメタルバルブに対して軸方向圧力を加えてバルブシートとの噛み合いを維持する軸方向バネ脚部をさらに含んでいる。
【０００９】
本発明の温度反応バルブアセンブリは、従来の温度反応バルブと比較して大幅に簡略化されたアセンブリを提供している。さらに、バイメタルバルブおよびシール以外のすべての部材は非金属材料であることが望ましいため、この温度反応バルブアセンブリは比較的製造費が安価である。
【００１０】
この発明の様々な特徴および利点は、現在好ましい実施の形態の以下の詳細な説明から当業者に明らかとなるであろう。詳細な説明に付随する図面については以下に簡単に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、カウンタバランスリンクとして設計されたガスバネアセンブリ１０の概略図である。車両１３の可動クロージャ１１に釣り合いおもり（カウンタバランス）を取り付けることによって、ハッチバック、荷室の蓋、またはエンジン室の蓋等の閉鎖部材の回転運動を制御する際に圧縮状態と伸長（拡張）状態との間で取られる様々な位置におけるガスバネアセンブリ１０が示されている。ガスバネは、当然、他の様々な用途で使用され得る。
【００１２】
図２を参照すると、本体１２は円筒形であることが好ましい。本体１２は封鎖された端部１４を有し、その上に（１６で概略的に示される）取付具が取り付けられている。本体１２の反対側の端部は、エンドプラグ１８によって封鎖され、エンドプラグ１８はガスバネ軸Ａに沿って中空ピストンロッド２２が直線的に通過することを可能にするアパーチャ（開口部）２０を画定している。ピストンロッド２２は（２４で概略的に示される）取付具を含む。尚、固定ねじ込み接続部およびボールジョイント等の可動接続部のような様々な取付具に対して本発明が有用である。
【００１３】
エンドプラグ１８は、エンドプラグ１８と本体１２との間のシール２６と、エンドプラグ１８とピストンロッド２２との間のシール２８と、を含んでいる。本体１２およびピストンロッド２２の両方に含まれる加圧ガス（例えば、空気、窒素または他の何らかの不活性ガス）を失うことなく、ピストンロッド２２がアパーチャ２０を通ってスライドする。即ち、ピストンロッド２２によって、内部アパーチャ２７を通って本体１２とピストンロッド２２との間を移動する比較的大きな量のガスが供給される。尚、中空でないピストンロッドを有するガスピストンにも本発明が有用である。
【００１４】
本体１２内では、ピストンロッド２２がピストン３０に取り付けられ、このピストン３０は、本体１２の内壁３２を移動し且つ嵌まり込んで、本体１２を第１のチャンバ３４および第２のチャンバ３６に分離している。ピストン３０は逆止め弁およびオリフィスバイパス構造として機能し、チャンバ３４および３６の間でバイパス内のガスの流れを制御する。収縮または圧縮過程では比較的自由な流れのバイパスとなり、伸長または拡張過程ではピストンを通過するガスの流量が「オリフィス」で測定される。尚、ピストン３０は、ピストンロッド２２が本体１２を基準として内部へまた外部へ伸縮する際にチャンバ３４および３６の間で圧力を伝達する良く知られたポーティング、通路および／またはバルブの様々な配置を含んでもよい。
【００１５】
ピストン３０は、アパーチャ２７を形成し且つピストンロッド２２およびシール４０に剛体支持体を提供する円筒形のプラグ３８から少なくとも部分的に形成されることが好ましい。プラグ３８は溝４２を含んでいるため、溝４２と噛み合うクリンプ４４によってピストンロッド２２がプラグ３８に取り付けられる。第２の溝４６はシール４８を保持してプラグ３８とピストンロッド２２との間のガス気密嵌合を確実なものにしている。尚、様々なプラグおよびピストンの配置に対して本発明が有用である。
【００１６】
第１のチャンバ３４は内部アパーチャ２７を介してピストンロッド２２のピストンロッドチャンバ５０と連通している。中空でないロッドを含む従来のガスバネと比較すると、ガスバネ１０内には比較的大きな量のガスが含まれている。即ち、第１のチャンバ３４およびピストンロッドチャンバ５０は、アパーチャ２７を介した連通によって単一の比較的大きなチャンバとして機能する。第２のチャンバ３６はピストン３０によって第１のチャンバ３４およびピストンロッド２２のピストンロッドチャンバ５０から密閉されている。シール２６および４０によって確実に第２のチャンバ３６が第１のチャンバ３４およびピストンロッドチャンバ５０から分離されている。
【００１７】
内部アパーチャ２７は管状部材５２に取り付けられることが好ましい。ピストンロッド２２が下向の位置に回転された時に第１のチャンバ３４内に含まれた液体オイル５４がピストンロッド２２のピストンロッドチャンバ５０に侵入することを防止するように、管状部材５２はガスバネ軸Ａに沿って延びている。所定量の液体オイル５４が組み立ての前に第１のチャンバ３４内に含まれていることによって、シール２６および４０に潤滑剤を提供すると共に、一般的に知られているように拡張過程の終わりに緩衝（制動、ダンピング）のための液体を提供する。
【００１８】
温度反応バルブアセンブリ５６が本体１２の内部の所定位置に固定されて、付加的な量のガスを含んでいる補助チャンバ６３から第１のチャンバ３４を選択的に分離している。温度反応バルブアセンブリ５６は溝５８を含み、これにより、溝５８を噛み合わせるクリンプ６０によって温度反応バルブアセンブリ５６が本体１２内に取り付けられることが好ましい。
【００１９】
一般的に知られているように、温度反応バルブアセンブリ５６は補助チャンバ６３を画定し、補助チャンバ６３は、温度反応バルブアセンブリ５６が開く所定温度状態時に第１のチャンバ３４の容積を選択的に拡大する。温度反応バルブアセンブリ５６は、およそ華氏３９度の所定温度値で開くことが好ましい。
【００２０】
図３を参照すると、温度反応バルブアセンブリ５６は、バルブ本体６２と、シール６４と、バイメタルバルブ６６と、固定部材６８と、を含む。バルブ本体６２は、温度反応バルブアセンブリ５６が本体１２内に固定された時（図２）に軸Ａと対応する軸Ｂを画定する。シール６４は、温度反応バルブアセンブリ５６が本体１２内に取り付けられた時（図２）にガス気密嵌合を確実にする。
【００２１】
温度が所定値を越えている場合、バイメタルバルブ６６が曲げられてバルブシート（座部）と噛み合い（図４）、補助チャンバ６３から第１のチャンバ３４へのガスの流入が防止される。即ち、バイメタルバルブ６６またはバイメタル温度反応ディスクは通常、バルブシート７２と噛み合う凸面を有した形状となってバルブを閉じている。温度値が所定の値まで低下すると、バイメタルバルブ６６が素早く反対方向に曲がったまたは窪んだ状態になってバルブシート７２との噛み合いが外れ、それによって２つの隣接するチャンバ６３、６４（図２）間で流体が流れることが可能となる。即ち、より低い温度ではバネ１０の有効容積が増大する。
【００２２】
バルブ本体６２は、バルブシート７２と連通している縦方向の通路７０（図２）を画定し、バルブシート７２はバイメタルバルブ６６がバルブシート７２と噛み合う（図４）ことによって閉鎖される。バルブ本体６２は、ガスバネ１０が完全に圧縮された状態にある時（図２）に管状部材５２を受け入れる機能をする縦方向の中空スティンガ（スティンジャー、中空筒状部）７４をさらに含んでいる。スティンガ７４はガスバネ軸Ａに沿って延び、ピストンロッド２２が上向の位置に回転された（図２に示された位置から１８０度回転された）時に第１のチャンバ３４内に含まれている液体オイル５４が補助チャンバ６３に侵入することを防止する。即ち、操作中にバネ１０が前後に傾けられる際に、オイルが壁に沿って流れるが、スティンガ７４の延ばされた端部に入ることはできない。
【００２３】
バルブ本体６２は可撓性放射状部材７６（図５にも示されており、図示された実施の形態では３つ使用されている）をさらに含んでいる。各放射状部材７６は半径方向外側に曲がるようにバルブ本体６２の外周に沿って画定されている。各放射状部材７６は、固定部材６８（図５）の外径を噛み合わせる半径方向内側に延びるタブ７８を含んでいる（図５）。即ち、バイメタルバルブ６６がバルブ本体６２内にバルブシート７２に隣接して配置され、続いて固定部材６８が配置される。固定部材６８は放射状部材７６を、固定部材６８が据え付けられるまで半径方向外側に曲げ、固定部材６８がタブ７８により所定の位置に固定された後にその元の位置に曲げ戻す。放射状部材７６によって、温度反応バルブアセンブリ５６が本質的に「閉じる（はまる）」ことを可能にする。
【００２４】
固定部材６８は、バイメタルバルブ６６に対して軸方向圧力を加えてバルブシート７２との噛み合いを維持する軸方向バネ脚部（フィート）８０（図５にも示されており、図示された実施の形態では３つ使用されている）をさらに含んでいる。固定部材６８内の軸方向アパーチャ８２はバイメタルバルブ６６からの軸方向延長部８４を受け入れて、さらにはバイメタルバルブ６６が素早く開閉する時にバイメタルバルブ６６がバルブシート７２との直線状の配列を維持するようにする。
【００２５】
上述した温度反応バルブアセンブリ５６の構造は、従来の温度反応バルブと比較して大幅に簡略化されたアセンブリを提供している。さらに、バイメタルバルブおよびシール以外のすべての部材は好ましくは非金属材料であるため、温度反応バルブアセンブリ５６は比較的製造するためである。
【００２６】
この温度補償空気バネにおいては、上記の構成によれば温度が低い場合に使用される付加的な量のガスは、ピストンストロークの長さではなく、シリンダ本体１２の長さを増すことによって供給される。空気バネのカウンタバランスの技術においてはよく理解されているように、伸長および収縮されたリンク装置の寸法の値と、シリンダ、ピストンおよびロッドの直径と、特定のバネ内のガスの圧力値とは、連結を目的とする特定の役割によって決定され、それに合わせて設計される。高いガス圧力、および異なる運動学のリンク装置を利用することによって、バネの連結具を特定の器具に合わせてより長くまたはより短く設計することができる。
【００２７】
前述した説明は代表的なものであり、特定の範囲内に限定するものではない。上記の内容を鑑みて本発明を様々に変更および変化させることが可能である。この発明の好ましい実施の形態を開示したが、ある程度の変形を行ってもこの発明の範囲から逸脱しないことは当業者に認められるであろう。従って、添付された請求の範囲内において、本発明を詳細に説明された通りにではなく、他の方法でも実行することができると理解すべきである。そのため、以下の請求の範囲を研究してこの発明の真の範囲および内容を判断すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、可動閉鎖部材に取り付けられたガスバネの概略図であり、３つの釣り合い位置を示す。
【図２】図２は、本発明のガス温度バネおよび反応バルブアセンブリの縦断面図である。
【図３】図３は、本発明の温度反応バルブアセンブリの分解図である。
【図４】図４は、図２に示された構造のサブコンポーネントであるバイメタルディスク温度補償入れ子式アセンブリの軸に沿った拡大断面図である。
【図５】図５は、温度反応バルブアセンブリの斜視図である。
【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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【外国語明細書】
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