(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮された空気で満たされる改良型の空気ばねであって、可撓性のエアスリーブ（１２）と、リテーナ（１４）と、主ピストン（１８）とを有する改良型の空気ばねにおいて、
前記エアスリーブ（１２）が、一方の端部で前記リテーナ（１４）に固定され、反対側の端部で主ピストン（１８）に固定され、
前記リテーナ（１４）から前記主ピストン（１８）内に延びている中空の拘束ピストン（２４）であって、該拘束ピストン（２４）が中空部（３８）を有し、該中空部（３８）が、前記エアスリーブ（１２）と前記拘束ピストン（２４）の外面との間と、前記エアスリーブ（１２）と前記主ピストン（１８）の外面との間とに形成された空気室（４２）に、前記流体の前記空気室（４２）への出入りを可能にする少なくとも１つの通路（６８）を通じて連通する、拘束ピストン（２４）と、
入口ポート（４４）および排出ポート（４８）の上方で前記主ピストン（１８）の基部（４６）に取り付けられた弁（５０）であって、該弁（５０）が、偏心穴（５２）を有する円板であり、前記偏心穴（５２）が、前記入口ポート（４４）と排出ポート（４８）とのいずれか一方に連通するように、該円板の中心の周りを自由に回転でき、前記拘束ピストン（２４）と前記主ピストン（１８）との相対移動に応じて、前記空気ばね（１０）に対する、前記圧縮された流体の吸入または排出を選択的に行う、弁（５０）と、
を有し、
前記拘束ピストン（２４）が、前記流体の吸入または排出を選択的に行うように、前記弁（５０）の上部を構成する硬いリボン（５４）を把持し、該リボン（５４）が、前記弁（５０）の中心に固定して取り付けられ、ねじれるように延び、前記拘束ピストン（２４）の内側にあるガイド手段（５６）と係合し、
前記ガイド手段（５６）が、前記リボン（５４）の湾曲に合った湾曲を有し、それにより、前記ガイド手段（５６）と前記拘束ピストン（２４）とが、前記リボン（５４）の長さ方向に沿って自由に移動することで、前記弁（５０）を回転させることを特徴とする、改良型の空気ばね。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気ばねに関する。特に、本発明は、乗物の懸架装置の個々の部品の機能を１つに統合する空気ばねに関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗物が動いているとき、乗物が遭遇する道路の障害物によって乗物の乗客室に運動エネルギーが生じるが、このエネルギーは、この乗物で運搬される乗客および荷物の乗り心地のために消散されなければならない。このエネルギーを消散させるために、当該技術分野では、ショックアブソーバまたは空気ばねのいずれかを使用することが公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
米国特許第４，８４４，４２８号には、最適なばね定数が得られるように調整可能な空気ばね組立体が開示されている。この空気ばねは、ショックアブソーバと、空気ばねのばね定数を変化させる可逆電動機とからなっている。開示されている空気ばねは多くの機能を兼ね備えており、空気ばね全体はかさばり、また複雑である。
【０００４】
米国特許第４，７８６，０３５号には、内部拘束体を備えた空気ばねが開示されている。この空気ばねは、空気ばねの端部部材間に延びる細長い可撓性のストラップを備えている。これは、空気ばねに限られた拘束を与える手段を提供するが、空気ばねの半径方向の動きを制限する手段が無い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来は別々の部品によって提供されている機能を兼ね備えた空気ばねに関する。この空気ばねは、軸方向のばね、横方向のスタビライザ、ジャンスバンパ、ダンパ、過伸張抑制装置、および高さ調整装置の機能のうちの少なくとも２つを兼ね備えている。
【０００６】
本発明の空気ばねは、可撓性のエアスリーブと、リテーナと、主ピストンとを有している。エアスリーブは、一方の端部がリテーナに固定され、反対側の端部が主ピストンに固定されている。中空の拘束ピストンが、リテーナから主ピストンの中に延びている。拘束ピストンは、横方向スタビライザ、過伸張抑制装置、および高さ調整装置として作用する。
【０００７】
本発明の空気ばねの別の態様において、拘束ピストンの中空部は、少なくとも１つの通路を通じて、エアスリーブと拘束ピストンおよび主ピストンの外面との間に形成された空気室と連通している。
【０００８】
本発明のさらに別の態様において、空気ばねはさらに弁を有している。弁は、流体を、拘束ピストンと主ピストンの相対移動に応じて選択的に空気ばねに入れ、または空気ばねから出す。
【０００９】
空気ばねのさらに別の態様では、拘束ピストンが、流体を選択的に入れ、または出すように弁の上部を把持する。弁は、空気ばねががた揺れ位置にあるときに空気ばねに流体を入れ、空気ばねがリバウンド位置にあるときに流体を出す。
【００１０】
空気ばねのさらに別の態様では、圧力室が拘束ピストンと主ピストンの間に形成されている。圧力室は、少なくとも１つの通路を通じて、拘束ピストンの中空部と連通している。圧力室と拘束ピストンの中空内部との間の通路の少なくとも１つは、逆止弁になっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
本発明の種々の特徴を限定するのではなく、例として、図１に本発明による空気ばね１０を示す。空気ばね１０は、円筒形のエアスリーブ１２を有している。エアスリーブ１２は、一般に、少なくとも１層の、ゴム被覆された補強ストラップから組み立てられている。エアスリーブ１２は、一方の端部で上方のリテーナ１４に、第２の端部で主ピストン１８に固定されている。エアスリーブ１２は、当該技術分野の従来技術で、両端で固定リング１６によって固定されている。あるいは、エアスリーブ１２の少なくとも上端部は、従来の、当業者に公知の内部ビードと圧着リテーナプレートによって固定してもよい。エアスリーブ１２は、ローリングローブ型の構造体として図示されているが、複数のローブを備えたベローズ型の構造体をエアスリーブ１２としてもよい。エアスリーブ１２は容積２０を囲んでいる。
【００１３】
上方のリテーナ１４は、中に拘束ピストン２４が取れないように設けられている中央開口２２を有している。上方のリテーナ１４と拘束ピストン２４の間の気密シールを保つために、Ｏリング２６が、開口２２の内側に位置する溝２８内に挿入されていてよい。拘束ピストン２４は、中央開口３０を通って主ピストン１８内に延びている。拘束ピストン２４の上端部と同様に、開口３０の内側に位置する溝内のＯリング３２によって気密シールを得てもよい。
【００１４】
半径方向に広がっているフランジ３４が拘束ピストン２４の下端部を形成している。フランジ３４は、前述のものと同様の構成のＯリングを備えていてよい。図１に示されているように、拘束ピストン２４のほとんどの部分が、主ピストン１８の開口３０とほぼ等しい直径を有している。半径方向に広がっているフランジ３４の最も外側の直径は、主ピストン１８の内径にほぼ等しい。これらの直径の関係によって、相互に関係のある３つの空気室が容積２０内に形成されている。
【００１５】
第１の空気室３８は拘束ピストン２４の内部にあり、図１に示されているように空気ばね１０がリバウンド位置にあるときに主ピストン１８内の容積を含むことができる。第２の空気室４０は、拘束ピストン２４の外面と主ピストンの内面の間にある（図２参照）。第３の空気室４２は、エアスリーブ１２と拘束ピストン２４および主ピストン１８の外面の間のドーナツ状領域である。第１、第２、および第３の空気室３８，４０，４２の容積は、後で詳述するように可変である。
【００１６】
囲まれた容積２０と、第１、第２、および第３の空気室３８，４０，４２は、圧縮された流体、好ましくは空気によって、主ピストン１８の基部４６にある入口ポート４４を通して加圧される。主ピストン１８の基部４６の入口ポート４４に隣接して、排出ポート４８がある。入口ポート４４および排出ポート４８と第１の空気室３８の間には、弁として機能する平らな円板５０がある。円板５０は偏心穴５２を有し、その中心の周りを自由に回転できる。円板５０の中心に取り付けられているのは、拘束ピストン２４の内側にあるガイド手段５６に係合する硬いねじれたリボン５４である。図示されたリボン５４は、各縁部５８が９０°の孤を描くようにねじられている。リボン５４が描く弧は、リボン５４のねじれ特性に応じて９０°より大きくてもよいし、小さくてもよい。この特性は、空気ばね１０の寸法と共に変わる。
【００１７】
ガイド手段５６は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示されているように、複数の方法で組み立てることができる。図３（Ａ）に示されているように、ガイド手段５６は、リボン５４の中央部のほとんど全幅を把持する一対の延び出ている突出部５９であってよい。あるいは、延び出ている突出部６０に、リボンの縁部５８に係合するスロット６２を設けてもよい（図３（Ｂ）参照）。ガイド手段５６は、連続的な円形の構成部品であるガイド６４であってもよい（図３（Ｃ）参照）。円形のガイド６４は、リボンの縁部５８が挿し込まれる、半径方向に向かい合う２つのスロット６６を有している。リボン５４を把持するのにどのような手段を利用するにせよ、ガイド手段５６が、したがって拘束ピストン２４がリボン５４の長手方向に沿って自由に移動できるように、ガイド手段５６は、リボン５４の湾曲に合った湾曲を有していなくてはならない。
【００１８】
リボン５４がねじれており、また、リボン５４が回転可能な円板５０に固定して取り付けられているので、拘束ピストン２４と、取り付けられたガイド手段５６が、伸ばされた位置から圧縮された位置に移動すると、リボン５４が、したがって円板５０が回転する。リボン５４と円板５０の回転が円板５０を３種類の動作位置に導く。
【００１９】
図１に示すように、空気ばね１０がそのリバウンド高さ、すなわちその最大高さにあるとき、円板５０は、偏心穴５２と排出ポート４８が並ぶように回転させられ、そのため圧縮流体が第１の空気室３８から出ることができる。この位置で、第１の空気室３８は、主ピストン１８の内部の容積を含むのでその最大容積となる。流体は、拘束ピストン２４に位置する通路６８を通って第３の空気室４２に出入りする。第２の空気室４０の容積は０である。
【００２０】
空気ばね１０が圧縮されると、円板５０は回転させられ、偏心穴５２は入口ポート４４と排出ポート４８のいずれとも並ばず、空気ばね１０へのどのような空気の出入りも防がれる。しかしながら、この位置で、第２の空気室４０の容積は、流体がオリフィス狭窄部７０を通って流れて増加しはじめる。同時に、第１および第３の空気室３８、４２の容積が減少しはじめる。
【００２１】
空気ばね１０ががた揺れ位置、すなわちその最小高さにあるとき、偏心穴５２は入口ポート４４と並び、圧縮流体を囲まれた容積２０に供給することができる（図２参照）。空気ばね１０がこの位置にあるとき、リバウンド圧力室として作用する第２の空気室４０はその最大容積になっている。第２の空気室４０内の圧力をさらに制御するために、逆止弁７２を設けてもよい。拘束ピストン２４と主ピストン１８の端部の間には、過度のがた揺れ負荷を吸収するゴムバンパ７４がある。逆に、過酷なリバウンド条件に備えて、リバウンドバンパ７６が拘束ピストン２４と主ピストン１８の開口端の間に設けられている。
【００２２】
所望の乗り心地特性を達成するために、逆止弁または流量調節装置を入口ポート４４または排出ポート４８内に挿入してもよい。排出ポート４８は、大気に直接通気させてもよいし、入口ポート４４への供給も行う容器に通気させてもよい。
【００２３】
空気ばね１０が取り付けられた乗物の懸架装置が下げられると、空気ばね１０は、空気ばね１０の内部の全ての流体が排出されるサービスモードになることがわかる。空気ばね１０ががた揺れ位置に戻されると、流体が空気ばね１０に戻されて、空気ばね１０は機能する準備が整う。
【００２４】
拘束ピストン２４と主ピストン１８が相互に連結されているために、空気ばね１０には横方向の拘束が生じ、したがって空気ばね１０に外部の横方向拘束手段を設ける必要が無くなる。この構造は、空気ばね１０の内部に、ダンパ、ジャンスバンパ、リバウンド抑制装置、および高さ調整手段を合わせ持っている。
【００２５】
図示の空気ばね１０は、その意図した用途に空気ばね１０を固定する取付手段を有するものとして示されていないが、当業者であれば、空気ばね１０の取付構造が、末端の要件と空気ばね１０を取り付けるシステムによって決まることが容易に分かるであろう。
【００２６】
ここに記載されている本発明の説明に照らして本発明を変更することもできる。代表的な実施形態と詳細が、本発明を説明するために示されているが、当業者には、本発明の範囲を逸脱せずに、その中で種々の変更および修正が可能であることが明らかである。したがって、記載の実施形態において、請求項に記載されている、本発明の意図の範囲内で変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気ばねの断面図である。
【図２】圧縮状態にある時の空気ばねの断面図である。
【図３】ガイド手段の種々の例を示す図である。
【符号の説明】
１０    空気ばね
１２    エアスリーブ
１４    リテーナ
１６    固定リング
１８    主ピストン
２０    容積
２２    中央開口
２４    拘束ピストン
２６    Ｏリング
２８    溝
３０    中央開口
３２    Ｏリング
３４    フランジ
３８    第１の空気室
４０    第２の空気室
４２    第３の空気室
４４    入口ポート
４５    ガイド手段
４６    基部
４８    排出ポート
５０    円板
５２    偏心穴
５４    リボン
５６    ガイド手段
５８    角部
５９，６０    突出部
６２    スロット
６４    ガイド
６６    スロット
６８    通路
７０    オリフィス狭窄部
７２    逆止弁
７４    ゴムバンパ
７６    リバウンドバンパ
【図１】
0004856316.tif 000002
【図２】
0004856316.tif 000003
【図３】
0004856316.tif 000004