(57)【要約】【課題】軸方向長さに制約があっても、ダイヤフラムの保持力が確保されるエアサスペンション装置を提供する。【解決手段】フローティングケース３１の上端部３３の開口部４２とは反対側に開口部４２よりも剛性が小さい環状凹部４５を形成したので、アウタリング２５を強い力でかしめた場合であっても、剛性が高い開口部４２の変形が最小限に抑えられ、剛性が低い環状凹部４５が内側に圧縮されるようにして変形する。これにより、開口部４２の外径を維持することができ、その結果、ダイヤフラム２１の下端部２４の保持力が確保される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの一端から突出するピストンロッドを有するダンパ本体と、前記ダンパ本体の外周に設けられるダイヤフラムを有するエアスプリングと、を備えるエアサスペンション装置であって、
前記ダイヤフラムの開口側かつ内周側に嵌合されるチャンバケースを有し、
前記ダイヤフラムは、前記チャンバケースの開口側にかしめにより結合され、
前記ダイヤフラムとの結合部における前記チャンバケースは、開口端から順に、縮径部、受圧部、および環状の凹部が設けられ、
前記チャンバケースの開口端の外径をＤ１、前記受圧部の外径をＤ２、および前記凹部の外径をＤ３とすると、
Ｄ１≧Ｄ２＞Ｄ３
であることを特徴とするエアサスペンション装置。
【請求項２】
前記結合部は、前記チャンバケースの開口端の板厚をＴ１、前記受圧部の板厚をＴ２、前記凹部の板厚Ｔ３とすると、
Ｔ１≧Ｔ２＞Ｔ３
であることを特徴とする請求項１に記載のエアサスペンション装置。
【請求項３】
前記結合部は、かしめリングの板厚をＴ０とすると、
Ｔ２≧Ｔ０＞Ｔ３
であることを特徴とする請求項２に記載のエアサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパとエアスプリングとが一体に構成されたエアサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダと当該シリンダの周囲に設けられたエアスプリングとにより構成されるエアサスペンション装置においては、乗り心地の向上を目的に、ピストンロッドからの振動の入力とダンパ本体からの振動の入力とが分離された入力分離構造を適用したものがある。当該入力分離構造を適用したエアサスペンション装置として、ダンパと車体との間に設けられるインシュレータとは別個に、エアスプリングと車体との間に中間ダイヤフラムを設ける構造が知られている（例えば、「特許文献１」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８１６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述の入力分離構造では、チャンバケースに軸方向長さの制約があり、当該チャンバケースの開口端からダイヤフラムのかしめ部までの距離が短くなる。このため、かしめ力、すなわち、かしめ時におけるアウタリング（かしめ用リング）の加圧力が一定以上になると、かしめ部がチャンバケースの開口端に向かってテーパ状になり、延いてはチャンバケースの開口端の外径がかしめ部の外径より小さくなる。この場合、ダイヤフラムの保持力が確保できなくなり、耐圧性能が低下する。
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軸方向長さに制約があっても、ダイヤフラムの保持力が確保されるエアサスペンション装置を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のエアサスペンション装置は、シリンダの一端から突出するピストンロッドを有するダンパ本体と、前記ダンパ本体の外周に設けられるダイヤフラムを有するエアスプリングと、を備えるエアサスペンション装置であって、前記ダイヤフラムの開口側かつ内周側に嵌合されるチャンバケースを有し、前記ダイヤフラムは、前記チャンバケースの開口側にかしめにより結合され、前記ダイヤフラムとの結合部における前記チャンバケースは、開口端から順に、縮径部、受圧部、および環状の凹部が設けられ、前記チャンバケースの開口端の外径をＤ１、前記受圧部の外径をＤ２、および前記凹部の外径をＤ３とすると、Ｄ１≧Ｄ２＞Ｄ３であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軸方向長さに制約があっても、ダイヤフラムの保持力が確保されるエアサスペンション装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の説明図であって、エアサスペンション装置における主要部の軸平面による断面図である。
【図２】第１実施形態の説明図であって、図１の一部が拡大された図である。
【図３】第２実施形態の説明図であって、図２に対応する図である。
【図４】第３実施形態の説明図であって、図２および図３に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１、図２を参照して説明する。
ここで、第１実施形態に係るエアサスペンション装置１は、ピストンロッド２からの振動の入力とダンパ本体３からの振動の入力とが分離された既存の入力分離型エアサスペンション装置と、基本構造が同一である。よって、発明の詳細な説明の記載を簡潔にすることを目的に、既存の入力分離型エアサスペンション装置と同一の部品（構成要素）に関する詳細な説明を省略する。なお、便宜的に、図１における上下方向を当該エアサスペンション装置１における上下方向と称する。
【００１０】
図１に示されるように、エアサスペンション装置１は、ダンパ本体３と、当該ダンパ本体３の外周に設けられるエアスプリング４と、を備える。ダンパ本体３は、作動油が封入されたシリンダ（図示省略）の上端（一端）から突出するピストンロッド２を有する。エアスプリング４は、ピストンロッド２の上端に気密に取り付けられて下端が開口する有底筒状のアッパケース５と、ロアケース７の外周に設けられる筒状のフローティングケース３１（チャンバケース）と、ロアケース７とフローティングケース３１との間に設けられて折り返された筒状のラバーチューブからなるダイヤフラム１１と、を有する。
【００１１】
ダイヤフラム１１の内側端部１２（折り返された内側部分）は、ロアケース７の上端部８の外側（外周面）に嵌合される。また、ダイヤフラム１１の内側端部１２は、アウタリング１３によりロアケース７の上端部８にかしめ結合される。一方、ダイヤフラム１１の外側端部１４（折り返された外側部分）は、フローティングケース３１の下端開口側（図１における下側）に形成されたダイヤフラム結合部３２の外側（外周面）に嵌合される。また、ダイヤフラム１１の外側端部１４は、アウタリング１５によりフローティングケース３１のダイヤフラム結合部３２にかしめ結合される。フローティングケース３１は、アウタリング１３によるかしめ力で下端開口側に向かってテーパ状に変形しないようにダイヤフラム結合部３２の軸長（軸方向長さ）および板厚が確保されている。
【００１２】
図１に示されるように、エアスプリング４は、アッパケース５とフローティングケース３１との間に設けられており、可撓性を有する筒状のラバーチューブからなるダイヤフラム２１を有する。ダイヤフラム２１の上端部２２は、アッパケース５の開口側（図１における下側）に形成されたダイヤフラム結合部６の外側（外周面）に嵌合される。また、ダイヤフラム２１の上端部２２は、アウタリング２３によりアッパケース５のダイヤフラム結合部６にかしめ結合される。一方、ダイヤフラム２１の下端部２４は、フローティングケース３１の上端部３３の外側（外周面）に嵌合される。また、ダイヤフラム２１の下端部２４は、アウタリング２５（かしめリング）によりフローティングケース３１の上端部３３にかしめ結合される。
【００１３】
アッパケース５は、前述のフローティングケース３１同様、アウタリング２３によるかしめ力で下端開口側（図１における下側）に向かってテーパ状に変形しないようにダイヤフラム結合部６の軸長および板厚が確保されている。また、各アウタリング１３、１５および２３、２５の内周面には、ダイヤフラム１１および２１を食い込ませるための複数本の溝が形成されている。第１実施形態では、アッパケース５、ダイヤフラム２１、フローティングケース３１（チャンバケース）、ダイヤフラム１１、およびロアケース７によりエアスプリング４のエアチャンバ９が画定される。なお、アッパーケース５は、当該アッパーケース５に接合された複数本（図１に１本のみ示す）のスタッドボルト２６を用いて車体２７に固定される。また、ピストンロッド２は、インシュレータ２９を介して車体２７に固定される。
【００１４】
次に、図２を参照して、ダイヤフラム２１の下端部２４とフローティングケース３１（チャンバケース）の上端部３３との結合部４１の構造を説明する。フローティングケース３１の上端部３３には、開口部４２（開口端）から軸線方向（図２における下方向）へ順に、テーパ部４３（縮径部）、受圧部４４、および環状凹部４５（環状の凹部）が設けられる。第１実施形態において、開口部４２は、一定の外径Ｄ１で形成されている。受圧部４４は、開口部４２の外径Ｄ１よりも小径の外径Ｄ２で形成されている（Ｄ１＞Ｄ２）。受圧部４４の外周面、特に、アウタリング２５（かしめリング）に対向する面には、ダイヤフラム２１の下端部２４を食い込ませるための複数個の環状溝４６が形成される。なお、受圧部４４の下部の内側（内周部分）には、環状凹部４５に向かって拡径されるテーパ面４７、換言すると、開口部４２に向かって縮径されるテーパ面４７が形成される。
【００１５】
一方、環状凹部４５は、フローティングケース３１の上端部３３の外周面に形成されている。環状凹部４５は、フローティングケース３１の軸平面による断面が、一方（径方向外側）が開口した長方形に形成される。環状凹部４５は、相互に隣接する内側の面の稜に一定の曲率半径で形成された環状の内Ｒ部４８を有する。また、環状凹部４５は、受圧部４４に連続（隣接）して設けられており、当該環状凹部４５の底面４９の外径Ｄ３は、受圧部４４の外径Ｄ２よりも小径である（Ｄ２＞Ｄ３）。すなわち、（開口部４２の外径Ｄ１）＞（受圧部４４の外径Ｄ２）＞（環状凹部４５の外径Ｄ３）である。なお、テーパ部４３は省くことができる。この場合、（開口部４２の外径Ｄ１）≧（受圧部４４の外径Ｄ２）＞（環状凹部４５の外径Ｄ３）である。また、環状凹部４５を形成する凹部の径方向の高さ（深さ）は、Ｄ２−Ｄ３である。
【００１６】
また、環状凹部４５の下側の端面（開口部４２から遠い側の端面）には、ダイヤフラム２１の下端部２４およびアウタリング２５の下端が突き当てられる環状の突き当て面３５が形成される。すなわち、突き当て面３５にダイヤフラム２１の下端部２４およびアウタリング２５の下端を突き当てることで、当該ダイヤフラム２１およびアウタリング２５がフローティングケース３１に対して軸線方向（図２における上下方向）へ位置決めされる。ここで、環状凹部４５の軸長Ｌ３（軸方向長さ）は、フローティングケース３１の上端位置からアウタリング２５の上端位置（ダイヤフラム２１のかしめ部）までの距離Ｌ１より短く、例えば、アウタリング２５の軸長Ｌ０の約１／３に設定される。
【００１７】
他方、結合部４１は、フローティングケース３１の上端部３３の開口部４２の板厚をＴ１、受圧部４４の板厚（テーパ部４３を介して開口部４２に連続する部分の板厚、換言すると、板厚Ｔ１からテーパ部４３により縮径された寸法を差引いたもの）をＴ２、環状凹部４５の板厚（環状凹部４５の底面４９とフローティングケース３１の内周面３７との距離）をＴ３とすると、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３である。これにより、開口部４２、受圧部４４、環状凹部４５の順に剛性が逓次小さくなる。
【００１８】
また、アウタリング２５の板厚をＴ０とすると、Ｔ２＞Ｔ０＞Ｔ３である。すなわち、アウタリング２５の材料とフローティングケース３１の材料との機械的性質が同一である場合、受圧部４４、アウタリング２５、環状凹部４５の順に剛性が逓次小さくなり、環状凹部４５の剛性が最も小さくなる。なお、フローティングケース３１の上端部３３からテーパ部４３を省いた場合、（開口部４２の板厚Ｔ１）≧（受圧部４４の板厚Ｔ２）＞（環状凹部４５の板厚Ｔ３）である。また、フローティングケース３１の内周面３７の直径は、テーパ面４７の下端からダイヤフラム結合部３２の下端位置まで同一である。
【００１９】
一方、フローティングケース３１のダイヤフラム結合部３２と上端部３３との間には、大径部３４が形成されている。大径部３４は、開口部４２の外径Ｄ１よりも大きい外径とアウタリング２５の軸長Ｌ０よりも長い軸長とを有している。また、フローティングケース３１の大径部３４と環状凸部５１との間には、環状凹部５２が形成されている。環状凹部５２は、フローティングケース３１の外周面に形成されており、当該環状凹部５２の板厚（環状凹部５２の底面５３とフローティングケース３１の内周面３７との距離）をＴ４とすると、Ｔ４＞Ｔ３である。これにより、環状凹部４５の剛性は、環状凹部５２の剛性よりも小さい。なお、環状凹部５２の相互に隣接する内側の面の稜は、いわゆるピン角に形成されている。
【００２０】
ここで、フローティングケース３１（チャンバケース）の上端部３３に環状凹部４５（環状の凹部）が設けられていない既存の入力分離型エアサスペンション装置の場合、すなわち、上端部３３の基端部の剛性が開口部４２の剛性よりも高い場合、軸方向長さに制約があることから、アウタリング２５（かしめリング）を強い力でかしめると、当該基端部の外径に対して開口部４２の外径が小さくなる、換言すると、上端部３３が開口部４２に向かって先細りのテーパ状となり、ダイヤフラム２１の下端部２４の保持力を確保することが困難であった。
【００２１】
これに対して、第１実施形態では、フローティングケース３１の上端部３３の基端部側（開口部４２とは反対側）に開口部４２よりも剛性が小さい環状凹部４５、換言すると、低剛性部を設けることにより、アウタリング２５を強い力でかしめた場合であっても、剛性（強度）が高い開口部４２の変形が最小限に抑えられ、その結果、剛性が低い環状凹部４５が圧縮されるようにして内側へ変形する。このように、第１実施形態では、環状凹部４５の剛性を相対的に低く設定することにより、当該環状凹部４５を変形させて開口部４２の外径Ｔ１を維持する。これにより、ダイヤフラム２１の下端部２４の保持力が確保され、入力分離型エアサスペンション装置１のようにエアチャンバ９の軸長に制約があっても、耐圧性が高いエアチャンバ９を構成することができる。
【００２２】
また、第１実施形態では、ダイヤフラム２１に一定以上の力（フローティングケース３１から引き抜く方向へ作用する力）が作用すると、フローティングケース３１の上端部３３の外側に形成され、かつ受圧部４４と環状凹部４５との間に形成される環状の角部３６が、ダイヤフラム２１の下端部２４に食い込む。これにより、ダイヤフラム２１の下端部２４のフローティングケース３１からの抜けが抑止され、ダイヤフラム２１の保持力をより高めることができる。
【００２３】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を図３を参照して説明する。なお、前述の第１実施形態に係るエアサスペンション装置１と同一または相当の構成要素については、同一の呼称および符号を付与するとともに詳細な説明を省略する。
【００２４】
第２実施形態におけるフローティングケース３１（チャンバケース）は、当該フローティングケース３１の上端部３３に形成された内フランジ部６１を有する。内フランジ部６１は、プレス加工により開口部４２を内側へ曲げることにより形成される。また、上端部３３の基端部（開口部４２および内フランジ部６１と反対側の端部）には、環状の環状凹部４５が形成される。
【００２５】
そして、受圧部４４と内フランジ部６１との間の内側の曲げ部６２は、いわゆるピン角に形成されている。これにより、開口部４２の外側の曲げ部６３が外側へ膨隆し、開口部４２の外径Ｄ１は、受圧部４４の外径Ｄ２よりも膨隆分だけ大径に形成される（Ｄ１＞Ｄ２）。すなわち、第１実施形態同様、（開口部４２の外径Ｄ１）＞（受圧部４４の外径Ｄ２）＞（環状凹部４５の底部の外径Ｄ３）である。なお、第１実施形態のテーパ部４３に相当する膨隆された外側の曲げ部６３を省いた場合、（開口部４２の外径Ｄ１）≧（受圧部４４の外径Ｄ２）＞（環状凹部４５の外径Ｄ３）である。
【００２６】
さらに、第２実施形態における結合部４１は、内フランジ部６１を含む開口部４２の板厚をＴ１、受圧部４４の板厚をＴ２、環状凹部４５（凹部）の板厚Ｔ３とすると、第１実施形態同様に、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３である。すなわち、開口部４２、受圧部４４、環状凹部４５の順に剛性が逓次小さくなる。また、アウタリング２５（かしめリング）の板厚をＴ０とすると、Ｔ２＞Ｔ０＞Ｔ３である。すなわち、アウタリング２５の材料とフローティングケース３１の材料との機械的性質を同一とする場合、受圧部４４、アウタリング２５、環状凹部４５の順に剛性が逓次小さくなる。なお、外Ｒ部６３は省くことができるので、（開口部４２の板厚Ｔ１）≧（受圧部４４の板厚Ｔ２）＞（環状凹部４５の板厚Ｔ３）である。
【００２７】
第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。また、第２実施形態では、フローティングケース３１の材料にスチールパイプを適用することが可能であり、第１実施形態と比較した場合、製造コストを削減することができる。
【００２８】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態を図４を参照して説明する。なお、前述の第１および第２実施形態に係るエアサスペンション装置１と同一または相当の構成要素については、同一の呼称および符号を付与するとともに詳細な説明を省略する。
【００２９】
第３実施形態において、結合部４１は、フローティングケース３１（チャンバケース）の上端部３３を外側に折り返してプレス加工（ヘミング加工）することにより形成される。第３実施形態では、開口部４２は、曲げ部（折り返し部分）を半径方向外側（図４における右側）へ膨隆させることにより形成される。また、受圧部４４は、板が折り重ねられた部分により形成される。さらに、環状凹部４５（環状の凹部）は、受圧部４４を構成する外側の板７１の端と、受圧部４４に連続するテーパ部７２との間に形成される。
【００３０】
これにより、第３実施形態の結合部４１は、開口部４２の板厚をＴ１、受圧部４４の板厚をＴ２、環状凹部４５の板厚Ｔ３とすると、第１および第２実施形態同様、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３である。すなわち、開口部４２、受圧部４４、環状凹部４５の順に剛性が逓次小さくなる。また、アウタリング２５（かしめリング）の板厚をＴ０とすると、Ｔ２＞Ｔ０＞Ｔ３である。すなわち、アウタリング２５の材料とフローティングケース３１の材料との機械的性質を同一とすると、受圧部４４、アウタリング２５、環状凹部４５の順に剛性が逓次小さくなる。なお、開口部４２の外側は平坦（外円筒面）に形成することができるので、（開口部４２の板厚Ｔ１）≧（受圧部４４の板厚Ｔ２）＞（環状凹部４５の板厚Ｔ３）である。
【００３１】
そして、第３実施形態によれば、前述の第１および第２実施形態と同一の作用効果を得ることができる。また、第３実施形態では、環状凹部４５（低剛性部）を形成するためにフローティングケース３１を板厚方向に変形させていない、換言すると、環状凹部４５を形成するための板厚を確保する必要がない。すなわち、フローティングケース３１の素材により薄い板厚の鋼管を使用することができるので、さらなる軽量化および製造コストの削減が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  エアサスペンション装置、２  ピストンロッド、３  ダンパ本体、４  エアスプリング、２１  ダイヤフラム、３１  フローティングケース（チャンバケース）、４１  結合部、４２  開口部（開口端）、４３  テーパ部（縮径部）、４４  受圧部、４５  環状凹部（環状の凹部）
【図１】
2018167764.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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