(57)【要約】【課題】内部干渉を発生させないだけでなく、ダイヤフラムの耐久性を向上した空気ばねを得る。【解決手段】ピストン１２の下端面１２Ｂにブッシュ２２の外側筒２６が連結される。ピストン１２の直上の位置に、ピストン１２より大径に形成されたチャンバー１４が配置され、チャンバー１４の上端面１４Ｂにブッシュ２４の外側筒２６が連結される。ブッシュ２２によりねじりを吸収し得る方向と異なる方向のねじりをブッシュ２４が吸収し得るように、ブッシュ２２とブッシュ２４とが相互に直交する向きに配置される。チャンバー１４とピストン１２との間に、ゴム材で円筒状に形成されたダイヤフラム１６が配設され、チャンバー１４とピストン１２との間が相対変位するのに伴って、ダイヤフラム１６が弾性変形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動発生部及び振動受け部の一方に連結され且つ、一方向のねじりを吸収し得る第１のブッシュと、
第１のブッシュが装着されるピストンと、
振動発生部及び振動受け部の他方に連結され且つ、一方向のねじりを吸収し得る第２のブッシュと、
第１のブッシュによりねじりを吸収し得る方向と異なる方向のねじりを吸収し得る向きに第２のブッシュが装着されるチャンバーと、
これらピストンとチャンバーとの間に配設され且つ、これら部材の相対変位に伴って弾性変形する筒状のダイヤフラムと、
を有したことを特徴とする空気ばね。
【請求項２】
ダイヤフラムの外周側を覆う外筒がチャンバーに取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【請求項３】
第１のブッシュ及び第２のブッシュがそれぞれゴム製の弾性体を有することを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【請求項４】
第１のブッシュ及び第２のブッシュがそれぞれ円筒形に形成されたことを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【請求項５】
第１のブッシュと第２のブッシュとが相互に直交する向きに配置されたことを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【請求項６】
第２のブッシュをチャンバーを挟んで二つ有することを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部干渉を発生させないと共に、ダイヤフラムの耐久性を向上し得る空気ばねに関し、例えばトラックやバス等の車両用や自動車用のサスペンション、産業機械用の防振支持装置、シリンダ機器等に用いられるような内部にロッドを有さない空気ばねに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気ばねの一種として、ピストンの上部にゴム等で筒状に形成されたダイヤフラムを配置すると共に、この上にチャンバーが取り付けられ、振動発生部或いは振動受け部にこれらピストンやチャンバーの何れかがそれぞれ連結されるような構造の空気ばねが知られている。そして、このような空気ばねでは、振動の入力により軸方向に沿った相対変位がピストンとチャンバーとの間に生じるようになっている。
【０００３】
例えば、この種の空気ばねの一例として、図６に示されるようなものが知られており、この図に基づき従来技術を説明する。即ち、この図に示すように、この空気ばね１１０は、ピストン１１２とチャンバー１１４とがゴム材などで形成されたダイヤフラム１１６で連結されると共に、このチャンバー１１４に取り付けられた外筒１１８が、ダイヤフラム１１６の外周を覆った構造とされるだけでなく、ゴム材を内蔵したブッシュ１２２がピストン１１２の下端に装着された構造とされている。
【０００４】
そして、チャンバー１１４が図示しないタイヤ支持部材に連結されると共に、空気ばね１１０の下端に配置されるブッシュ１２２が、図７に示すようにリンク１３２を介して車体中心Ｃに連結されている。
【０００５】
つまり、空気ばね１１０の下端をリンク１３２に直接連結する場合、ニーアクションによるこのリンク１３２の動きに伴いピストン１１２が一方に寄って内部干渉が発生する虞があるで、この内部干渉の対策として、空気ばね１１０の下端にブッシュ１２２を取り付け、リンク１３２の動きにより発生するねじりや揺動をこのブッシュ１２２で吸収することが考えられていた。
【特許文献１】特表２００２−５３１７８４号公報
【特許文献２】特許２６５０６８１号公報
【特許文献３】特開２００４−２７８５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、空気ばね１１０の取付け位置やリンク１３２の動きによっては、２方向のねじりや揺動が空気ばね１１０に発生する場合がある。この為、図６に示す空気ばね１１０であっても、１つのブッシュ１２２だけでは、ピストン１１２が一方に寄って内部干渉（図８のＡ部）が発生したり、或いはピストン１１２と外筒１１８との間のクリアランスが変化して、ダイヤフラム１１６の耐久性が低下するという欠点を有していた。
本発明は上記事実を考慮し、内部干渉を発生させないと共に、ダイヤフラムの耐久性を向上し得る空気ばねを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る空気ばねは、振動発生部及び振動受け部の一方に連結され且つ、一方向のねじりを吸収し得る第１のブッシュと、
第１のブッシュが装着されるピストンと、
振動発生部及び振動受け部の他方に連結され且つ、一方向のねじりを吸収し得る第２のブッシュと、
第１のブッシュによりねじりを吸収し得る方向と異なる方向のねじりを吸収し得る向きに第２のブッシュが装着されるチャンバーと、
これらピストンとチャンバーとの間に配設され且つ、これら部材の相対変位に伴って弾性変形する筒状のダイヤフラムと、
を有したことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る空気ばねの作用を以下に説明する。
振動発生部及び振動受け部の一方に連結される第１のブッシュがピストンに装着されており、振動発生部及び振動受け部の他方に連結される第２のブッシュがチャンバーに装着されている。また、これらピストンとチャンバーとの間に、筒状のダイヤフラムの両端がそれぞれこれらピストン及びチャンバーにかしめ締結されて配設されている。つまり、これら部材の相対変位に伴って、このダイヤフラムが弾性変形する構造になっている。
【０００９】
従って、振動発生部が振動を発生させた場合、第１のブッシュ及びピストン、或いは第２のブッシュ及びチャンバーの何れか一方を介して、振動がダイヤフラムに伝達される。そして、これらピストンとチャンバーの間の相対的な移動に伴うダイヤフラムの変形により振動が吸収されて、ピストン或いはチャンバーの他方に何れかのブッシュを介して連結された振動受け部側に振動が伝達され難くなる。
【００１０】
さらに本請求項では、それぞれ一方向のねじりを吸収し得る第１のブッシュ及び第２のブッシュを上記のように有しているだけでなく、第１のブッシュがねじりを吸収し得る方向と異なる方向のねじりを吸収し得る向きで、第２のブッシュがチャンバーに装着されている。
【００１１】
以上より、本請求項では、ねじりを吸収し得る方向が相互に異なる向きで、第１のブッシュ及び第２のブッシュを配置したことで、空気ばねに多方向のねじりや揺動が加わっても、内部干渉が発生したり、部材間にクリアランスの変化が生じたりすることが無くなる。この結果として、空気ばねの安定した作動が可能となるのに伴い、内部干渉が無くなると共に、ダイヤフラムの耐久性が向上するようになる。
【００１２】
請求項２に係る空気ばねの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、ダイヤフラムの外周側を覆う外筒がチャンバーに取り付けられたという構成を有する。従って、本請求項では、外筒を有したことで、ピストンとの間のクリアランスの変化の問題がより発生し易い構造となるものの、この場合でも、請求項１の作用によってダイヤフラムの耐久性を向上することが可能となる。
【００１３】
請求項３に係る空気ばねの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、第１のブッシュ及び第２のブッシュがそれぞれゴム製の弾性体を有するという構成を有する。従って、本請求項では、これら二種類のブッシュがそれぞれゴム製の弾性体を有していることから、これらの弾性体の変形によって、一層確実にブッシュがねじりを吸収できるようになる。
【００１４】
請求項４に係る空気ばねの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、第１のブッシュ及び第２のブッシュがそれぞれ円筒形に形成されたという構成を有する。従って、本請求項では、これら二種類のブッシュがそれぞれ円筒形に形成されたことで、何れの方向からねじりが加わった場合であっても、各ブッシュがほぼ均等にねじりを吸収できるようになる。
【００１５】
請求項５に係る空気ばねの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、第１のブッシュと第２のブッシュとが相互に直交する向きに配置されたという構成を有する。従って、本請求項では、これら二種類のブッシュが相互に直交して９０°の角度で相違する向きに配置されていることから、多方向のねじりや揺動が加わっても、内部干渉が発生したり、ピストンと外筒との間にクリアランスの変化が生じたりすることが無くなり、空気ばねのより安定した作動が可能となる。
【００１６】
請求項６に係る空気ばねの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、第２のブッシュをチャンバーを挟んで二つ有するという構成を有する。従って、本請求項では、チャンバーを挟んで第２のブッシュが二つ存在することで、第２のブッシュが振動発生部及び振動受け部の他方により確実に連結されて、空気ばねのより安定した作動が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明の上記構成によれば、内部干渉を発生させないと共に、ダイヤフラムの耐久性を向上し得る空気ばねを提供できるという優れた効果を有し、トラックやバス等の車両用や自動車用のサスペンション、産業機械用の防振支持装置、シリンダ機器等に用いられるような内部にロッドを有さない空気ばねで特に優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の最良の形態に係る空気ばねを図を参照しつつ説明する。まず、本発明の最良の形態に係る空気ばねの第１実施例を図１から図３に示し、これらの図に基づき本実施例を説明する。
図１から図３に示すように、本実施例に係る空気ばね１０の下部寄り部分が、円筒形状に金属により形成されたピストン１２により構成されている。このピストン１２は、図１から図３に示すように外周面１２Ａだけでなく下側の端面である下端面１２Ｂを有していて、第１のブッシュであるブッシュ２２の外周部分となる外側筒２６が溶接等によりこの下端面１２Ｂに連結されることで、ピストン１２にこのブッシュ２２が装着されている。
【００１９】
一方、このピストン１２の直上の位置には、ピストン１２より大径の円筒形状に金属により形成されたチャンバー１４が配置されている。このチャンバー１４は、図１から図３に示すように外周面１４Ａだけでなく上側の端面である上端面１４Ｂを有していて、第２のブッシュであるブッシュ２４の外周部分となる外側筒２６が溶接等によりこの上端面１４Ｂに連結されることで、チャンバー１４にこのブッシュ２４が装着されている。
【００２０】
これらブッシュ２２及びブッシュ２４は、外側筒２６と内側筒２８との間をゴム製の弾性体３０で繋ぐように構成された円筒形にそれぞれ形成されていて、一方向（図２及び図３の矢印Ｒ１、Ｒ２方向）のねじりをこの弾性体３０によってそれぞれ吸収し得るようになっている。
【００２１】
但し、ブッシュ２２は、図２に示すようにその内側筒２８を介して車両等の車体中心Ｃに基端側が連結されるリンク３２の先端側に繋がった構造になっており、また、ブッシュ２４は、その内側筒２８を介して車両等の車輪を支持する図示しないタイヤ支持部材側に連結された構造になっている。そして、図２及び図３に示すように、ブッシュ２２によりねじりを吸収し得る矢印Ｒ１方向と異なる矢印Ｒ２方向のねじりをブッシュ２４が吸収し得るように、ブッシュ２２とブッシュ２４とが相互に直交する向きに配置されている。
【００２２】
さらに、これらチャンバー１４とピストン１２との間には、ゴム材で円筒状に形成された弾性膜であるダイヤフラム１６が配設されている。このダイヤフラム１６の両端部には、鋼製の帯材によりリング状に形成された補強材である締結帯１６Ａ、１６Ｂがそれぞれ取り付けられており、この内の内側締結帯１６Ａを有したダイヤフラム１６の端部がピストン１２の上部にかしめ締結されて、このダイヤフラム１６の一端側が封止されている。
【００２３】
また、外側締結帯１６Ｂを有したダイヤフラム１６の端部がチャンバー１４の外周面１４Ａにかしめ締結されている。そして、このチャンバー１４の外周面１４Ａに、円筒状に金属により形成された外筒１８の内周面が嵌合することで、この外筒１８がチャンバー１４に取り付けられている。これに伴って、チャンバー１４の外周面１４Ａとダイヤフラム１６の外周側を覆う外筒１８との間で、ダイヤフラム１６の他端側が挟持されて、このダイヤフラム１６の他端側が封止されている。
【００２４】
この結果として、ダイヤフラム１６内の空間Ｓがピストン１２及びチャンバー１４等により封止されていて、これらチャンバー１４とピストン１２との間が相対変位するのに伴って、ダイヤフラム１６が弾性変形することになる。
【００２５】
以上より、本実施例に係る空気ばね１０のチャンバー１４がブッシュ２４を介して振動発生部であるタイヤ支持部材を支持しつつ、連結されることになり、また、振動受け部となる車体側のリンク３２にブッシュ２２を介してピストン１２が連結される構造になっている。
【００２６】
具体的には、Ｙ方向（車両左右方向）及びＺ方向（上下方向）に沿った平面を表す図２に示すように、車体中心Ｃ廻りでリンク３２が旋回動するのに伴い、円弧状の軌道線Ｋに沿ってブッシュ２２の中心ＢＣが移動するが、この際にブッシュ２２の弾性体３０に矢印Ｒ１で示すねじりが生じるようになる。
【００２７】
また、図２の平面と直交するＸ方向（車両前後方向）及びＺ方向に沿った平面を表す図３に示すように、上記の車体中心Ｃ廻りでリンク３２が旋回動するのに伴い、この平面内においても円弧状の軌道線Ｋに沿ってブッシュ２２の中心ＢＣが同様に移動するが、この際にはブッシュ２４の弾性体３０に矢印Ｒ２で示すねじりが生じるようになる。
【００２８】
次に、本実施例に係る空気ばね１０の作用を説明する。
リンク３２に連結されるブッシュ２２が装着されているピストン１２と、タイヤ支持部材に連結されるブッシュ２４が装着されているチャンバー１４との間に、円筒状のダイヤフラム１６の両端がそれぞれこれらピストン１２及びチャンバー１４にかしめ締結されて配設されている。つまり、これら部材の相対変位に伴って、このダイヤフラム１６が弾性変形する構造になっている。そして、このチャンバー１４には、ダイヤフラム１６の外周側を覆う形に形成された外筒１８が、取り付けられている。
【００２９】
従って、タイヤ支持部材が振動を発生させた場合、ブッシュ２４及びチャンバー１４を介して、振動がダイヤフラム１６に伝達される。そして、チャンバー１４とピストン１２との間の相対的な移動に伴うダイヤフラム１６の変形により振動が吸収されて、このピストン１２にブッシュ２２を介して連結されたリンク３２側に振動が伝達され難くなる。
【００３０】
さらに本実施例では、それぞれ一方向のねじりを吸収し得るブッシュ２２及びブッシュ２４を上記のように単に有しているだけでなく、このブッシュ２２がねじりを吸収し得る矢印Ｒ１方向と異なる矢印Ｒ２方向のねじりを吸収し得る向きで、ブッシュ２４がチャンバー１４に装着されている。つまり、図１から図３に示すようにこれらブッシュ２２とブッシュ２４とが相互に直交する向きに配置された構造になっている。
【００３１】
以上より、本実施例では、ねじりを吸収し得る方向が相互に異なる向きで、ブッシュ２２及びブッシュ２４を配置したことで、空気ばね１０に多方向のねじりや揺動が加わっても、図３に示すようにピストン１２とチャンバー１４との間が相対的に傾くだけで、ピストン１２が一方に片寄ったりしないので、空気ばね１０に内部干渉が発生しなくなる。
【００３２】
そしてこれに合わせて、ピストン１２と外筒１８との間にクリアランスの変化が生じたりすることも無くなる。この結果として、空気ばね１０の安定した作動が可能となるのに伴い、内部干渉が無くなると共に、ダイヤフラム１６の耐久性が向上するようになる。
【００３３】
さらに、本実施例によれば、上記のブッシュ２２及びブッシュ２４が、相互に直交して９０°の角度で相違する向きに配置されていることから、多方向のねじりや揺動が加わった場合においては、上記の作用効果が高まって、空気ばね１０のより安定した作動が可能となる。
【００３４】
他方、本実施例では、ブッシュ２２及びブッシュ２４が、それぞれゴム製の弾性体３０を有して円筒形に形成されている。従って、本実施例よれば、これら二種類のブッシュ２２、２４がそれぞれゴム製の弾性体３０を有しているので、これらの弾性体３０の変形によって、一層確実にブッシュ２２、２４がねじりを吸収できるだけでなく、これら二種類のブッシュ２２、２４がそれぞれ円筒形に形成されたことで、何れの方向からねじりが空気ばね１０に加わった場合であっても、各ブッシュ２２、２４がほぼ均等にねじりを吸収できるようになる。
【００３５】
また、本実施例では、ダイヤフラム１６の外周側を覆う為の外筒１８がチャンバー１４に取り付けられていることで、ピストン１２との間のクリアランスの変化の問題がより発生し易い構造となるものの、この場合でも上記の作用により、ダイヤフラム１６の耐久性を向上することが可能になる。
【００３６】
次に、本発明の第２実施例に係る空気ばねを図４に示し、この図に基づき本実施例を説明する。尚、第１実施例で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施例も図４に示すように第１実施例とほぼ同様の構造となっている。但し、第１実施例では、ブッシュ２４がチャンバー１４の上端面１４Ｂに装着されているのに対して、本実施例に係る空気ばね１０のブッシュ２４は、図４に示すようにチャンバー１４を挟んで二つ存在する構造とされている。
【００３７】
つまり、この外周面１４Ａの相互に対向する箇所の外周面１４Ａ及び外筒１８の部分に、それぞれブッシュ２４の外側筒２６が溶接等によって連結されることで、チャンバー１４に二つのブッシュ２４がそれぞれ装着されている。従って、第１実施例と同様に作用するだけでなく、チャンバー１４を挟んでブッシュ２４が二つ存在することで、本実施例では、タイヤ支持部材にブッシュ２４がより確実に連結されて、空気ばね１０のより安定した作動が可能となる。
【００３８】
次に、本発明の第３実施例に係る空気ばねを図５に示し、この図に基づき本実施例を説明する。尚、第１実施例及び第２実施例で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図５に示す本実施例も第２実施例とほぼ同様に、ブッシュ２４の外側筒２６がチャンバー１４の外周面１４Ａに連結されて、チャンバー１４にブッシュ２４が装着された構造となっている。但し、本実施例ではブッシュ２４が一つのみ装着された構造になっている。
【００３９】
従って、本実施例では、ブッシュ２４がチャンバー１４の外周面１４Ａに装着されているものの、第１実施例と同様に本実施例も、ダイヤフラム１６の耐久性が向上するという作用を奏するようになる。
【００４０】
尚、上記実施例に係る空気ばね１０は、第１のブッシュであるブッシュ２２を一つとしたが、複数有した構造としても良く、また、第２のブッシュであるブッシュ２４を一つ或いは二つとしたが、三つ以上有する構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る第１実施例の空気ばねを示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施例の空気ばねを示す断面図であって、リンクの先端側に連結された状態を示す図である。
【図３】図２の３−３矢視線断面図である。
【図４】本発明に係る第２実施例の空気ばねを示す断面図である。
【図５】本発明に係る第３実施例の空気ばねを示す断面図である。
【図６】従来例の空気ばねを示す断面図である。
【図７】従来例の空気ばねを示す断面図であって、リンクの先端側に連結された状態を示す図である。
【図８】図７の８−８矢視線断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０        空気ばね
１２        ピストン
１４        チャンバー
１６        ダイヤフラム
１８        外筒
２２        ブッシュ（第１のブッシュ）
２４        ブッシュ（第２のブッシュ）
【図１】
2006144874.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006144874.tif 000007
【図６】
2006144874.tif 000008
【図７】
2006144874.tif 000009
【図８】
2006144874.tif 000010