(57)【要約】【課題】ダイヤフラムの寿命が低下することを防止する空気ばねを提供する。【解決手段】スリーブ部材６０は、略円筒状とされ、ダイヤフラム３２よりも大径とされている。スリーブ部材６０の一端６０Ａは、上側カシメリング４２の外側に配置され、内周側の凹部に上側カシメリング４２を係合させる。スリーブ部材６０の他端６０Ｂは、中立時におけるダイヤフラム３２のＵ字部３４付近に配置され、他端６０Ｂの内側には開口部６０Ｋか構成されている。他端６０Ｂは、径方向外側へ湾曲され、ダイヤフラム３２側がＲ状に形成されている。【選択図】図１
2008082468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対移動する第１移動体及び第２移動体の間に配置される空気ばねであって、
前記第１移動体側に取り付けられるチャンバ部材と、
前記第２移動体側に取り付けられるピストン部材と、
筒状とされると共に、一端部が前記チャンバ部材に連結され他端部が前記ピストン部材に連結されて内部にチャンバ室が形成され、中間部よりも小径の前記他端部が前記中間部を内外反転状態として筒内へ折り返されたダイヤフラムと、
一端が前記第１移動体側に取り付けられると共に他端が開口され、前記ダイヤフラムの外周を覆う筒状のスリーブ部材と、
を備え、
前記スリーブ部材の他端に、前記ダイヤフラムとの摩擦を軽減させる摩擦軽減部が形成されている、空気ばね。
【請求項２】
前記摩擦軽減部は、前記スリーブ部材の他端を外側に湾曲させて形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の空気ばね。
【請求項３】
前記摩擦軽減部は、前記スリーブ部材の他端を丸角にして形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の空気ばね。
【請求項４】
前記摩擦軽減部は、前記スリーブ部材の他端に丸角カバーを取り付けて形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の空気ばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧を利用して入力荷重に対して弾性的な反力を発生させ、この反力により入力荷重を支持する空気ばねに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のサスペンション等に用いられる空気ばねとしては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１記載の空気ばねは、エアサスペンションのダイヤフラムとダイヤフラムを外側から覆う蛇腹状カバーを備えている。そして、蛇腹状カバーの上部とダイヤフラムとの間に、中間カバーが設けられ中間カバーにより、蛇腹状カバーによりダイヤフラムが継続的に擦られることがなく、ダイヤフラムの寿命の低下が抑制されている。特に、乗用自動車用のダイヤフラムは、鉄道車両用、バス・トラック用と比較して、薄膜であるため、擦れ等による耐久性が低い。そのため、中間カバーを取り付けることが好ましい。
【０００３】
上記構成では、ダイヤフラムと中間カバーとは接触しており、かつ、特許文献１によれば、車輪と車両との最離間状態において、中間カバーは、ダイヤフラムのＵターン部を覆わないサイズとされている。したがって、リバウンドの際に中間カバーの先端部とダイヤフラムとが擦れ合い、ダイヤフラムが摩耗することが考えられる。
【特許文献１】特開２００４−３４８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、ダイヤフラムの寿命が低下することが防止された空気ばねを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る空気ばねは、互いに相対移動する第１移動体及び第２移動体の間に配置される空気ばねであって、前記第１移動体側に取り付けられるチャンバ部材と、前記第２移動体側に取り付けられるピストン部材と、筒状とされると共に、一端部が前記チャンバ部材に連結され他端部が前記ピストン部材に連結されて内部にチャンバ室が形成され、中間部よりも小径の前記他端部が前記中間部を内外反転状態として筒内へ折り返されたダイヤフラムと、一端が前記第１移動体側に取り付けられると共に他端が開口され、前記ダイヤフラムの外周を覆う筒状のスリーブ部材と、を備え、前記スリーブ部材の他端に、前記ダイヤフラムとの摩擦を軽減させる摩擦軽減部が形成されている。
【０００６】
本発明の空気ばねは、互いに相対移動する第１移動体及び第２移動体の間に配置されるものである。ここでの第１移動体及び第２移動体は、少なくとも一方が移動して互いに相対移動するものであればよく、片方は移動されないものであってもよい。
【０００７】
チャンバ部材は第１移動体側に取り付けられ、ピストン部材は第２移動体側に取り付けられている。なお、チャンバ部材及びピストン部材の各々は、直接、第１移動体、第２移動体に取り付けられていてもよいし、他の部材を介して間接的に取り付けられていてもよい。
【０００８】
ダイヤフラムは、筒状とされると共に、一端部がチャンバ部材に連結され他端部がピストン部材に連結されて内部にチャンバ室が形成されている。他端部は中間部よりも小径とされており、この他端部が筒内へ折り返されている。これにより中間部は、内外反転状態とされている。
【０００９】
スリーブ部材は、一端が第１移動体側に取り付けられると共に他端が開口されている。また、ダイヤフラムの外周を覆っている。このスリーブ部材の他端には、ダイヤフラムとの摩擦を軽減させる摩擦軽減部か形成されている。したがって、スリーブ部材の他端とダイヤフラムとの間の擦れ、特に、リバウンド時の擦れによる摩耗を軽減でき、ダイヤフラムの寿命が短くなるのを抑制することができる。
【００１０】
本発明の請求項２に係る空気ばねは、前記摩擦軽減部が、前記スリーブ部材の他端を外側に湾曲させて形成されていること、を特徴とする。
【００１１】
このように、スリーブ部材の他端を外側に湾曲させることにより、ダイヤフラムとの接触部がＲ状となるので、ダイヤフラムとの間の擦れによる摩耗を軽減することができる。
【００１２】
本発明の請求項３に係る空気ばねは、前記摩擦軽減部が、前記スリーブ部材の他端を丸角にして形成されていること、を特徴とする。
【００１３】
このように、スリーブ部材の他端を丸角にすることにより、ダイヤフラムとの間の擦れによる摩耗を軽減することができる。
【００１４】
本発明の請求項４に係る空気ばねは、前記摩擦軽減部が、前記スリーブ部材の他端に丸角カバーを取り付けて形成されていること、を特徴とする。
【００１５】
このように、スリーブ部材の他端に丸角カバーを取り付けることにより、ダイヤフラムとの間の擦れによる摩耗を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明に係る空気ばねによれば、ダイヤフラムの寿命が低下することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る空気ばねについて図面を参照して説明する。
【００１８】
図１には、本発明の実施形態に係る空気ばねが適用されたサスペンションが模式的に示されている。本実施形態の空気ばねは、第１移動体としての車体と第２移動体としてのサスペンションアームとの間に配置されるものである。図１に示されるように、サスペンション１２は、全体としてドラム状に形成された空気ばね１０及び梁状に形成されたサスペンションアーム１４を備えている。サスペンションアーム１４には、その長手方向に沿った基端部及び先端部にそれぞれ円筒状のブッシュホルダ１６、１８が配置されている。図１では、サスペンションアーム１４は、中立位置に配置されている。
【００１９】
サスペンションアーム１４は、基端側のブッシュホルダ１６がゴムブッシュ（図示省略）を介して車体１５側に揺動可能に連結され、先端側のブッシュホルダ１８は、ゴムブッシュを介してホイールハブ（図示省略）側に回転可能に連結される。これにより、サスペンションアーム１４は、基端側のブッシュホルダ１６を中心として車体１５により上下方向に沿って揺動可能に支持される。
【００２０】
図１に示されるように、空気ばね１０には、その下端側に略有底円筒状に形成されたピストン部材２４が設けられると共に、ピストン部材２４の上側にチャンバ部材２２が配置されている。
【００２１】
ピストン部材２４には、その上端部に下端側に対して内外径が縮径された円筒状の被連結部２８が一体的に形成されている。ピストン部材２４は、底板下面側で、ブラケット２６に固定されている。ブラケット２６は、浅皿状とされ、サスペンションアーム１４にボルト等により固定されている。
【００２２】
チャンバ部材２２は、有底円筒状とされ底部２２Ａが上面になるようにして車体１５に固定されている。チャンバ部材２２には、底部２２Ａの外周端部から下方へ突出するように円筒状の被連結部２２Ｂが屈曲形成されている。
【００２３】
空気ばね１０には、ダイヤフラム３２が設けられている。ダイヤフラム３２は、薄肉円筒状とされ、一端部３２Ａがピストン部材２４の被連結部２８に連結され、他端部３２Ｂがチャンバ部材２２の被連結部２２Ｂに連結されている。ダイヤフラム３２は、ゴム膜により形成されており、中間部にはＵ字部３４が形成されている。他端部３２Ｂは、Ｕ字部３４よりも小径とされている。ダイヤフラム３２は、他端部３２Ｂ側が筒内へ入るようにＵ字部３４で折り返されており、内周面と外周面とが反転されている。
【００２４】
ダイヤフラム３２の一端部３２Ａは円筒状に形成され、被連結部２２Ｂの外周を覆うように嵌挿される。また、他端部３２Ｂも円筒状に形成され、被連結部２８の外周を覆うように嵌挿される。
【００２５】
空気ばね１０には、他端部３２Ｂの外周側に巻き付けられる下側カシメリング２９が備えられると共に、一端部３２Ａの外周側に巻き付けられる上側カシメリング４２が備えられている。下側カシメリング２９は、他端部３２Ｂを内周側へ締め付けて被連結部２８の外周面に全周に亘って圧接させ、他端部３２Ｂを被連結部２８に気密状態となるように連結固定している。また上側カシメリング４２は、一端部３２Ａを内周側へ締め付けて被連結部２２Ｂの外周面に全周に亘って圧接させ、一端部３２Ａを被連結部２２Ｂに気密状態となるように連結固定している。これにより、ダイヤフラム３２の内周側には、略円柱状のチャンバ室４４が形成される。
【００２６】
図１に示されるように、チャンバ部材２２は、車体１５側のピストン部材２４に対向する位置に固定されている。これにより、空気ばね１０は、サスペンションアーム１４と車体１５との間に介装される。チャンバ部材２２の頂板部には圧力配管４６の一端部が接続されている。圧力配管４６は、その他端部が車体１５側に搭載されたエアポンプ、アキュームレータ等の圧縮空気の供給源（図示省略）に接続されており、圧縮空気の供給源をチャンバ室４４内へ連通している。圧力空気の供給源は、圧力配管４６を通して車両の走行状況や積載荷重に応じた空気圧を有する圧縮空気をチャンバ室４４内へ供給する。
【００２７】
空気ばね１０には、スリーブ部材６０が設けられている。スリーブ部材６０は、略円筒状とされ、ダイヤフラム３２よりも大径とされている。スリーブ部材６０は、一端６０Ａが他の部分よりも小径とされ、内周側及び外周側の各々に凹部が形成されている。一端６０Ａは、上側カシメリング４２の外側に配置され、内周側の凹部に上側カシメリング４２を係合させる。また、スリーブ部材６０の他端６０Ｂは、中立時におけるダイヤフラム３２のＵ字部３４付近に配置され、他端６０Ｂの内側には開口部６０Ｋか構成されている。
【００２８】
スリーブ部材６０の他端６０Ｂは、径方向外側へ湾曲され、ダイヤフラム３２側がＲ状に形成されている。
【００２９】
スリーブ部材６０は、中立時においてダイヤフラム３２の外周（側面）を覆うように配置されている。ダイヤフラム３２は、スリーブ部材６０の下側の開口部６０Ｋから出入り可能とされている。スリーブ部材６０は、樹脂製とされている。このように、スリーブ部材６０をダイヤフラム３２の外周を覆うように配置することにより、ダイヤフラム３２は、チャンバ室４４内の空気圧に応じて変形する際に、スリーブ部材６０の内壁に接するが、スリーブ部材６０の内壁は、平滑な曲面とされているので、ダイヤフラム３２の、摺接による摩耗が抑制される。
【００３０】
空気ばね１０には、略円筒状に形成された樹脂製のダストカバー５０が設けられている。ダストカバー５０には、上端部にチャンバ部材２２の被連結部２２Ｂに固定される連結筒部５２が設けられると共に、この連結筒部５２の下端部から外周側へ延出する肩部５４及び、この肩部５４の下端部から下方へ延出し、サスペンションアーム１４の揺動方向に沿って伸縮可能とされた円筒状の蛇腹部５６が一体的に設けられている。肩部５４は、全体として連結筒部５２の下端部から外周側へ向って斜め下方へ延出するような形状（テーパ形状）に成形されている。
【００３１】
連結筒部５２は、蛇腹部５６よりも小径の円筒状に形成されており、スリーブ部材６０の一端６０Ａの凹部に嵌挿されている。ダストカバー５０は、連結筒部５２の外周側に巻き付けられる締結バンド６６を備えており、この締結バンド６６は、連結筒部５２及びスリーブ部材６０の一端６０Ａを上側カシメリング４２の外周面に全周に亘って圧接させている。これにより、連結筒部５２及びスリーブ部材６０は、一端部３２Ａ及び上側カシメリング４２を介してチャンバ部材２２における被連結部２２Ｂの外周側に固定される。
【００３２】
また、ダストカバー５０の蛇腹部５６よりも下側には、略円筒状の連結下端部５８が形成されている。連結下端部５８は、ブラケット２６の外周側に嵌挿され、その外周に締結バンド６８が配置され、締結バンド６８によりブラケット２６側に圧接されて固定されている。
【００３３】
ダストカバー５０の蛇腹部５６には、周方向へ延在する多数の折線部が形成されており、これらの折線部がサスペンションアーム１４の揺動方向に沿って略一定ピッチで配置されている。蛇腹部５６では、多数の折線部に沿ってダストカバー５０の中間部が内周側及び外周側へ交互に屈曲されて形成されており、折線部をヒンジとして屈曲部の角度を変化させることにより上下方向へ容易に伸縮可能とされている。ダストカバー５０により、空気ばね１０の動作部分には、外部から異物が入り込まないように保護されている。
【００３４】
ここで、ダストカバー５０における連結筒部５２、肩部５４、蛇腹部５６、及び、連結下端部５８は、例えば、比較的柔軟性に富んだ樹脂材料であるポリオレフィンエラストマーを素材として、ブローモールディング成形（ブロー成形）されている。なお、ダストカバー５０の成形素材は、ポリオレフィンエラストマー以外であっても柔軟性に富み、かつブロー成形可能なものならば他の樹脂材料、ゴム組成物等も使用可能である。
【００３５】
次に、上記のように構成された本実施形態に係る空気ばね１０の作用について説明する。
【００３６】
空気ばね１０は、車体１５とサスペンションアーム１４との間に介装されることにより、サスペンションアーム１４に対してチャンバ室４４内の空気圧に対応するばね反力を作用させる。そして、このばね反力により、路面側からサスペンションアーム１４に入力される荷重を支持する。すなわち、図２（Ａ）に示すように、路面側からの荷重によりサスペンションアーム１４が車体側（バウンド方向Ｘ）へ揺動すると、ピストン部材２４によりチャンバ室４４内の空気が圧縮されて空気圧が上昇し、この空気圧によりサスペンションアーム１４を介して路面側から入力する荷重が支持される。
【００３７】
このとき、ピストン部材２４がスリーブ部材６０の内側へ移動するため、ダイヤフラム３２のＵ字部３４は、スリーブ部材６０の開口部６０Ｋから奥側へ移動する。ダストカバー５０は蛇腹部５６が圧縮されて、チャンバ部材２２とブラケット２６との間の相対移動に追従する。続いて、サスペンションアーム１４が車体から離れる方向（リバウンド方向Ｙ）へ揺動して、ピストン部材２４がスリーブ部材６０の外側へ移動すると、ダイヤフラム３２のＵ字部３４は、スリーブ部材６０の開口部６０Ｋよりも外側に形成される。この場合には、ダストカバー５０は伸張されて、チャンバ部材２２とブラケット２６との間の相対移動に追従する。
【００３８】
この後、サスペンションアーム１４が再び車体側（バウンド方向Ｘ）へ揺動すると、スリーブ部材６０の他端６０Ｂとダイヤフラム３２とが擦れ合いながらダイヤフラム３２のＵ字部３４が移動する。本実施形態では、他端６０Ｂが外側に湾曲されてＲ状に形成されているので、ダイヤフラム３２とスリーブ部材６０の他端６０Ｂとの間の擦れによる摩耗を軽減することができ、ダイヤフラム３２の寿命が短くなることを抑制することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、スリーブ部材６０の他端６０Ｂを外側に湾曲させてＲ状とし、ダイヤフラム３２との間の摩擦を低減させたが、スリーブ部材の他端を他の構成とすることもできる。
【００４０】
例えば、図３に示すように、外側に向かって大径となるテーパー状に形成した他端６０Ｃとしてもよいし、図４に示すように、他端に丸角６０Ｄを形成したものであってもよい。
【００４１】
また、図５に示すように、他端に丸角のカバー６０Ｅを取り付けることにより、ダイヤフラム３２とスリーブ部材６０との間の摩擦を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る空気ばねが適用されたサスペンションの構成を示す側面断面図であり、サスペンションアームが中立位置にある状態を示している。
【図２】（Ａ）は、サスペンションアームがバウンド方向へ揺動された時の、本発明の実施形態に係る空気ばねの側面断面図であり、（Ｂ）は、サスペンションアームがりバウンド方向へ揺動された時の、本発明の実施形態に係る空気ばねの側面断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空気ばねの変形例を示す側面断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る空気ばねの他の変形例を示す側面断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る空気ばねの他の変形例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１４  サスペンションアーム
１５  車体
２２  チャンバ部材
２４  ピストン部材
２８  被連結部
２９  下側カシメリング
３２  ダイヤフラム
３２Ａ  一端部
３２Ｂ  他端部
３４  Ｕ字部
４４  チャンバ室
５０  ダストカバー
６０Ｅ  カバー
６０  スリーブ部材
６０Ａ  一端
６０Ｋ  開口部
６０Ｄ  丸角
６０Ｂ  他端
６０Ｃ  他端
【図１】
2008082468.tif 000003
【図２】
2008082468.tif 000004
【図３】
2008082468.tif 000005
【図４】
2008082468.tif 000006
【図５】
2008082468.tif 000007