(57)【要約】【課題】ピストンの比較的大きな変位を十分に許容するとともに、所期した通りのばね特性の継続的な発揮を可能とする。【解決手段】ピストン１およびシェル２のそれぞれに、ダイアフラム３のそれぞれの端部分を、中間部での内外反転姿勢で気密に連結するとともに、シェル２に取付けられて、ダイアフラム３の拡径変形を拘束する外筒４を、内外反転姿勢のダイアフラム３の外周面に接触させたところにおいて、外筒１を、ダイアフラム３の中心軸線の曲がり変形を許容する可撓性材料６により構成してなる【選択図】        図１
2004156664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンおよび、このピストンより大径のシェルのそれぞれに、円筒状のダイアフラムのそれぞれの端部分を、中間部での内外反転姿勢で気密に連結するとともに、シェルに取付けられて、ダイアフラムの拡径変形を拘束する外筒を、内外反転姿勢のダイアフラムの外周面に接触させてなる空気ばねであって、
外筒を、ダイアラレムの中心軸線の曲がり変形を許容する可撓性材料により構成してなる空気ばね。
【請求項２】
可撓性材料を、円周方向に延びる補強材を配設した円筒状のゴムもしくはプラスチックにより形成してなる請求項１に記載の空気ばね。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種の車両や、産業機械、精密機械等の防振支持装置として用いることができる空気ばね、なかでも、ダイアフラム形空気ばねに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気ばねとしては、たとえば特開２００１−１２５２５号公報に開示されたものがある。
この空気ばねは、図３に縦断面図で示すように、車両等のサスペンション装置に用いられるものであって、ピストン２１および、このピストン２１より大径のシェル２２のそれぞれに、円筒状のダイアフラム２３のそれぞれの端部分を、それの中間部での内外反転姿勢で、かしめリング２４，２５その他によって気密に連結するとともに、一端部をシェル２２に取付けられて、ダイアフラム２３の拡径変形を拘束する、剛性材料よりなる外筒２６を、内外反転姿勢のダイアフラム２３の外周面に接触させて配置することによって構成したものであり、かかる空気ばねは、シェル２２に設けた加圧空気の給排口２７から、ピストン２１と、シェル２２と、ダイアフラム２３とで囲繞される気密空間内へ所要の圧力の加圧空気を供給することで使用に供される。
【０００３】
なお、図中２７はショックアブソーバを示し、それのシリンダ側はピストン２１に、またロッドはシェル２２にそれぞれ気密に取付けられる。
【０００４】
従って、ここにおける空気ばねは、ピストン２１とシェル２２とが同心に保たれた状態で伸縮変位を行うことで、封入内圧に応じたばね特性を発揮することになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２５２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような空気ばねでは、外筒２６が剛性材料で構成されていることから、たとえそれをショックアブソーバ２７から分離させてその空気ばねだけを独立させて使用するに当っても、とくには、ピストン２１の中心軸線の角度変位等に対しては、反転姿勢の下でのダイアフラム２３の、内外表面が相互に接触しない範囲でわずかな変位を許容できるにすぎないので、空気ばねの用途が自ずと限定されることになり、たとえば、車両が段差を乗り越える場合等の、サスペンションの伸縮変形に伴う、ピストンの、比較的大きな揺動運動、首振り円弧運動その他複雑な運動を、その空気ばねによって十分に許容ないしは吸収することは実質上不可能であった。
【０００７】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、ピストンの比較的大きな変位を十分に許容するとともに、所期した通りのばね特性を継続的に発揮させることができる空気ばねを提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気ばねは、ピストンおよび、このピストンより大径のシェルのそれぞれに、円筒状のダイアフラムのそれぞれの端部分を、それの中間部での内外反転姿勢で気密に連結するとともに、シェルに取付けられて、ダイアフラムの拡径変形を拘束する外筒を、内外反転姿勢のダイアフラムの外周面に、それの全周にわたって接触させたところにおいて、外筒を、ダイアフラムの中心軸線の曲がり変形を許容する可撓性材料により構成したものである。
【０００９】
この空気ばねでは、ピストンを、シェルに対し、共通の中心軸線上で相対的に昇降変位させることで、空気ばねに、それ本来のばね特性を十分に発揮させ得ることはもちろん、ダイアフラムにそれの全周にわたって接触する、可撓性材料よりなる外筒を、それに固有の可撓性の下で、ピストンの中心軸線の角度変位等に追従させて変形可能として、ダイアフラムの、同様の追従変形を十分に許容することで、ピストンの、大小の各種の運動を、空気ばねによって確実に吸収することができ、また、ダイアフラムの内外径、ひいては、空気ばねの有効直径を、ダイアフラムの曲がり変形の前後にわたって一定に維持して、空気ばねの、所期した通りのばね特性を常に確実に発揮させることができる。
【００１０】
このような空気ばねにおいて、外筒を構成する可撓性材料を、円周方向に延びる、各種の繊維、コード等よりなる補強材を配設した円筒状のゴムもしくはプラスチックにより形成した場合には、補強材の作用によって外筒、ひいてはダイアフラムの拡径変形を十分に防止することができ、また、ゴムもしくはプラスチックの作用下で、外筒にすぐれた可撓性を付与することができる。
【００１１】
なおここでは、可撓性材料の形成素材として、とくにゴムまたはプラスチックを選択することにより、可撓性材料を、ピストンの首振り円弧運動等に、小さな変形抵抗の下で、円滑に追従させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下にこの実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明の実施形態を示す縦断面図および、外筒の部分拡断面図である。
図中１は、平面輪郭形状が円形をなす底壁付きのピストンを、２は、このピストン１より大径の、これも平面形状が円形をなすシェルをそれぞれ示す。
【００１３】
ここでは、コード補強層を埋設したゴム膜よりなる円筒状のダイアフラム３のそれぞれの端部分を、それの中間部での内外反転姿勢で、ピストン１の、図では上端部外周面およびシェル２のそれぞれに気密に連結し、そしてまた、これもシェル２に取付けた外筒４を、所要の内圧を充填したダイアフラム３の、内外反転姿勢の下での外周面に接触させて、そのダイアフラム３の反転側部分の、半径方向への膨出変形を拘束する。
【００１４】
なお、この図に示すところでは、ダイアフラム３の、ピストン１およびシェル２への取付けを、ともにかしめ加工等によって行い、そのシェル２への外筒４の取付けを、ダイアフラム３とは別個のかしめ加工等によって行っているが、ダイアフラム３および外筒４のシェル２への取付けを、共通の一のかしめの加工等によって行うこともできる。また、外筒４の取付けは、接着その他によって行うことも可能である。
【００１５】
加えてここでは、このような外筒４を、ダイアフラム３の拡径変形を阻止する一方で、そのダイアフラム３の曲がり変形は許容するべく、たとえば、円周方向に延びる、有機繊維コード、金属繊維コード等のコード補強材５を円環状に配設した円筒状のゴムもしくはプラスチックによって形成した可撓性材料６により構成する。
【００１６】
ところで、図中７は、シェル２に設けられて、ピストン１およびシェル２と、ダイアフラム３とで区画される気密空間に対し、所要の圧力の加圧空気を給排する空気給排口を示す。
【００１７】
このように構成してなる空気ばねは、それが中心軸線上で伸縮変形するときは、外筒４の作用による、ダイアフラム３の拡径変形の拘束下で、従来の空気ばねと同様に、所期した通りのばね特性を発揮することができる。
【００１８】
その上ここでは、外筒４の可撓性の下で、ダイアフラム３の中心軸線の曲がり変形を十分に許容できるので、たとえば、この空気ばねを、自動車のサスペンションに適用した場合には、図２に例示するような、ピストン１の、比較的大きな運動を十分に許容ないしは吸収することができ、また、ダイアフラム３および外筒４を、ピストン１のその運動に円滑に追従させて変形させるとともに、その変形の前後にわたって空気ばねの有効直径を一定に維持して、空気ばねに、所期した通りのばね特性を常に確実に発揮させることができる。
【００１９】
なお、図示はしないが、図１に示すように空気ばねにおいて、外筒の内径を、それの軸線方向の途中から、または全長にわたって、下方に向けてテーパ状その他に漸減させることもでき、これによれば、空気ばねの伸縮変形に際する有効直径Ｄ、ひいては、有効受圧面積が漸次変化するので、空気ばねのばね特性に、所要に応じた非線形性を付与することが可能となり、圧縮変形に伴ってばね定数を低下させ、伸長変形に伴って定数を増加させることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、空気ばねのピストンに、比較的大きな揺動運動、円弧運動、その他の運動を十分円滑に行わせることができるとともに、空気ばねのばね特性を、そのピストンの運動の前後にわたって常に所期した通りのものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】ダイアフラムおよび外筒の曲がり変形状態を示す縦断面図である。
【図３】従来技術を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
１  ピストン
２  シェル
３  ダイアフラム
４  外筒
５  コード補強材
６  可撓性材料
７  空気給排口
【図１】
2004156664.tif 000003
【図２】
2004156664.tif 000004
【図３】
2004156664.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月5日(2002.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ピストンおよび、このピストンより大径のシェルのそれぞれに、円筒状のダイアフラムのそれぞれの端部分を、中間部での内外反転姿勢で気密に連結するとともに、シェルに取付けられて、ダイアフラムの拡径変形を拘束する外筒を、内外反転姿勢のダイアフラムの外周面に接触させてなる空気ばねであって、
外筒を、ダイアフラムの中心軸線の曲がり変形を許容する可撓性材料により構成してなる空気ばね。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下にこの実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明の実施形態を示す縦断面図および、外筒の部分拡大断面図である。
図中１は、平面輪郭形状が円形をなす底壁付きのピストンを、２は、このピストン１より大径の、これも平面形状が円形をなすシェルをそれぞれ示す。