(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部に蛇腹部を有する蛇腹式筒状体において、前記蛇腹部の管壁がその山部を境として当該蛇腹部の一端側を向く第一面で蛇腹部の径方向に対して傾斜し、前記蛇腹部の他端側を向く第二面で蛇腹部の径方向と平行あるいは前記第一面側へ傾斜した形状からなって、前記蛇腹部の圧縮時に第二面が第一面の内側へ押し込まれるようになされており、かつ、前記蛇腹部が長手方向に沿って複数の領域に分けられ、前記各領域毎に山部と谷部の径差およびピッチが異なるようにされるとともに、蛇腹部の一端側の領域から他端側の領域に向かって、径差が順次大または小になり、それとは逆に前記ピッチが順次小または大になっていることを特徴とする蛇腹式筒状体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両懸架装置やその他の一般機械装置などに用いられる蛇腹式筒状体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械装置などの伸縮部には蛇腹式筒状体が多用されている。たとえば、車両の前輪あるいは後輪の懸架装置には、図６に示すように油圧式緩衝器５０のピストンロッド５１の上部にバンプクッション（バンプストッパー、クッションラバーとも称される）５５が取り付けられるとともに、前記ピストンロッド５１およびバンプクッション５５を覆うゴムなどの弾性体からなる蛇腹式筒状体６１が取り付けられ、その蛇腹式筒状体６１の外側にコイルスプリング６５が取り付けられた構造のものがある。符号５２はシリンダ、６７はアッパースプリングシート、６８はロアースプリングシート、６９は金属製筒状補強部材である。なお、車両懸架装置に用いられる前記蛇腹式筒状体６１は、通常ダストカバーと称されるが以下蛇腹式筒状体で統一する。
【０００３】
この懸架装置にあっては、路面からの振動や衝撃によって緩衝器のピストンロッド５１およびコイルスプリング６５が伸縮して衝撃を吸収し、最大に圧縮された際にはシリンダ５２の上端がバンプクッション５５に当接して、そのバンプクッション５５の圧縮変形により底付きを防いでいる。また、前記蛇腹式筒状体６１は、ピストンロッド５１やコイルスプリング６５とともに伸縮して、ピストンロッド５１やバンプクッション５５に泥が付着したり路面の石が当たるのを防いでいる。
【０００４】
ところで、車両の種類や、懸架装置が前輪用であるか後輪用であるか等によって前記ピストンロッド５１などの長さが異なり、それに応じて蛇腹式筒状体６１の長さも異なる。そのため、この例のように長めの蛇腹式筒状体６１にあっては図７に示すように、圧縮途中で蛇腹部６２が径方向へ撓み（以下胴曲がりと称する。）、コイルスプリング６５やシリンダ５２と接触することがある。そして、前記コイルスプリング６５などとの接触によって蛇腹部６２が破損するおそれがあった。
【０００５】
なお、蛇腹式筒状体６１の胴曲がりを生じにくくするために、蛇腹式筒状体６１の径を大きくすることが考えられるが、蛇腹式筒状体６１の外周にはコイルスプリング６５が存在するため、蛇腹式筒状体６１の径を大きくするには制限があり、前記圧縮時の胴曲がりを防ぐ程径を大きくできなかった。しかも、前記コイルスプリング６５は機能的な面およびスペース的な面から径が決められるため、蛇腹式筒状体６１の径を大きくする目的でもってコイルスプリング６５の径を変えることもできなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明はこのような問題点に鑑みて提案されたものであって、車両懸架装置やその他の機械装置などに用いられる蛇腹式筒状体において、圧縮時の胴曲がりを少なくすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、少なくとも一部に蛇腹部を有する蛇腹式筒状体において、前記蛇腹部の管壁がその山部を境として当該蛇腹部の一端側を向く第一面で蛇腹部の径方向に対して傾斜し、前記蛇腹部の他端側を向く第二面で蛇腹部の径方向と平行あるいは前記第一面側へ傾斜した形状からなって、前記蛇腹部の圧縮時に第二面が第一面の内側へ押し込まれるようになされており、かつ、前記蛇腹部が長手方向に沿って複数の領域に分けられ、前記各領域毎に山部と谷部の径差およびピッチが異なるようにされるとともに、蛇腹部の一端側の領域から他端側の領域に向かって、径差が順次大または小になり、それとは逆に前記ピッチが順次小または大になっていることを特徴とする蛇腹式筒状体に係る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の実施例とは異なるものであって本発明とは蛇腹部の構成が一部異なる蛇腹式筒状体の使用状態を示す断面図、図２は各領域の管壁を拡大して示す断面図、図３はその圧縮状態を段階的に示す断面図、図４は領域毎にピッチを異ならせた蛇腹式筒状体の管壁を概略的に示す断面図、図５は本発明にかかる蛇腹式筒状体の管壁を概略的に示す断面図である。
【０００９】
図１に本発明とは蛇腹部の構成が一部異なる蛇腹式筒状体の一実施例（本発明の実施例とは異なる例）を示す。なお、従来技術で説明したものと同じ部材については同じ符号を用いて示す。
この蛇腹式筒状体２０は、車両懸架装置における緩衝器５０のピストンロッド５１を覆って取り付けられるもので、ゴムあるいはポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリエチレン、ポリエステルエラストマーなどからなる。この実施例の蛇腹式筒状体２０は、上部がバンプクッション５５の収容筒部２１、その下部が蛇腹部２３とされた適宜厚みの筒体よりなる。なお、最下端の内周面にはロアースプリングシート６８との係合用溝２７が形成されている。この筒状体２０の材質およびその厚みは、要求される強度、圧縮に対する剛性、使用環境などに応じて適当とすることができる。
【００１０】
前記蛇腹部２３は、ピストンロッド５１およびコイルスプリング６５の伸縮に合わせて蛇腹式筒状体２０を伸縮できるようにするためのもので、第一面２６と第二面２８とが山部２４を介して図のように屈曲してなる一の蛇腹を、谷部２５を介して複数連続させた管壁を有している。また、この蛇腹部２３の管壁は、その山部２４を境として前記蛇腹部２３の一端側を向く第一面２６で蛇腹部２３の径方向に対して傾斜し、前記蛇腹部２３の他端側を向く第二面２８で蛇腹部２３の径方向に対し平行とした形状としている。本実施例では、筒状体２０の上端部Ｕ側を蛇腹部２３の第一面２６が向く方とし、下端部Ｌ側を第二面２８が向く方とした。
【００１１】
ここで示される蛇腹式筒状体２０の蛇腹部２３は、長手方向に沿って全体が所定間隔の３領域（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）に分割され、各領域毎に管壁の山部２４と谷部２５の径差を異ならせている。本発明において、径差とは一の蛇腹部分において山部２４から谷部２５までの深さを示す。この実施例の径差は、蛇腹部２３の一端側から他端側の領域に向かって増大または減少している。なお、前記蛇腹部２３の径差は、他の装置たとえば、コイルスプリングなどとの接触を避けるため、筒状体２０そのものの径を変えることなく設けることが望ましい。従って、図３（Ａ）のように山部２４の位置すなわち外径はそのままで、谷部２５側の径を小さくしたり大としたりすることで径差を生じさせるのが好ましい。また、前記蛇腹部２３の山部２４と谷部２５の径差は、同一の領域内では一定とし、領域単位毎に異なっている。本実施例では３つの領域２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの径差を順に１７．４ｍｍ，１５．４ｍｍ，１３．４ｍｍとし、上端部Ｕ側から下端部Ｌ側に向かって小さくなるように構成した。
【００１２】
この径差は、蛇腹部２３の圧縮時の変形しにくさに影響を及ぼすもので、径差の大きい領域ほど圧縮されやすく径差の小さい領域ほど圧縮されにくくなる。すなわち、図２（Ａ）に示すように、同じピッチの蛇腹部において径差が大の領域では、山部２４と谷部２５間の管壁の幅が大となる上その管壁の傾斜が蛇腹部の径方向に対し水平に近づく。そのため筒状体１０の長手方向に力が加わると、管壁が山部２４と谷部２５を境に屈曲し、蛇腹部２３の第一面２６内側に第二面２８が押し込まれやすくなるのである。なお、図２は、図１に示す筒状体２０の蛇腹部２３の上下方向が、左右方向になるように回転させて示した図である。また、以後の実施例において図示する筒状体の管壁も、使用時に上または下側となる方を左右方向に配して示しており、左側領域あるいは右側領域として示した部分も各々上または下部領域と読み替えられることは言うまでもない。
【００１３】
一方、図２（Ｂ），（Ｃ）に示すように径差が少ない領域になればなるほど、筒状体の形状が円筒に近づいてくるため、圧縮方向に対する管壁の応力が大となり圧縮されにくくなる。図１から理解されるように、本実施例の蛇腹式筒状体２０は、上端部Ｕの領域の径差を大とし下端部Ｌの領域に向かうにつれて小としているものであるから、上部領域２３Ａが最も圧縮されやすく、次いで圧縮されやすいのが中間部領域２３Ｂで、下部領域２３Ｃが最も圧縮されにくくなる。
【００１４】
かかる形状の蛇腹部２３によれば、筒状体２０を圧縮すると、蛇腹部２３の第二面２８側が山部２４と谷部２５とで折れて第一面２６内側へ押し込まれる。それにより、前記第一面２６と第二面２８とが重なって蛇腹部２３全体の管壁が見掛け上厚くなるため、径方向への撓みが少なくなり筒状体の胴曲がりを抑えることができる。また、この蛇腹部２３の圧縮されやすさは、前記第一面２６の蛇腹部２３の径方向に対する傾斜の度合いによって決定し、傾斜が浅ければ水平に近づくので圧縮されやすくなる。この第一面２６の傾斜の程度は、蛇腹式筒状体２０を形成する材質や形状、または筒状体２０に要求される圧縮されやすさを考慮して適当に決定される。
【００１５】
この構造の蛇腹式筒状体２０にあっては、路面の凹凸などによってピストンロッド５１やコイルスプリング６５が圧縮されると、図３（Ｂ）に示すように、蛇腹式筒状体２０の蛇腹部２３は、最も圧縮されやすい上部領域２３Ａがまず最初に圧縮される。その後、同図（Ｃ）に示すように、次に圧縮されやすい中間部領域２３Ｂが圧縮され、最後に同図（Ｄ）に示すように、最も圧縮されにくい下部領域２３Ｃが圧縮される。このように、蛇腹部２３の一領域で圧縮が開始され、その圧縮が順番に移動していくので、圧縮される部分の長さは、圧縮が生じる領域の長さとなり蛇腹部２３全体の長さと比較して短いものとなる。これは、短い蛇腹部を有する蛇腹式筒状体を順番に圧縮していくのと同じこととなり、全体として長い蛇腹部２３を有する筒状体２０でも、圧縮時の胴曲がりを少なくすることができる。なお、逆に前記蛇腹部２３の領域の径差は、上部領域２３Ａから下部領域２３Ｃへ順に大としてもよい。
【００１６】
また、この蛇腹式筒状体２０は、前記のように蛇腹部２３の一端側Ｕから他端側Ｌに向かって、順番に径差が大または小となるようにしているので、蛇腹部２３が長いものでも剛性の弱い中央部分が先に圧縮されることにより生じやすい径方向への撓みが抑えられる。
【００１７】
なお、前記領域の数および各領域の長さ、山部および谷部の厚みやピッチあるいは径差が蛇腹部の上端あるいは下端のどちら側にむかって順次大きくなるのかなどについては、蛇腹式筒状体の全体寸法や材質などによって異なり、適宜決められる。ただ、蛇腹式筒状体の下端側には径の大なるシリンダが挿入配置されるので、蛇腹部の下端側に径差の小さな領域が位置するようにすれば、蛇腹部は下部内径が大となってシリンダと接触しにくい利点がある。
【００１８】
図４は本発明の実施例とは異なるものであり、領域毎にピッチを異ならせた蛇腹式筒状体の管壁の一例を表したもので、この筒状体３０の蛇腹部３３は、複数の領域３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃに分割され、各領域では、図のように傾斜した第一面３６と当該第一面３６から山部３４を境に屈曲して設けられた第二面３８からなる蛇腹が、その領域毎にピッチを異ならせて設けられている。なお、蛇腹部のピッチとは、一の山部３４から一の谷部３５を介して隣接する山部３４までの長さで表す。この蛇腹部３３のピッチは、図の左側の領域が狭く順に右の領域に向かって広くなるように構成されており、本実施例では、左側領域３３Ａのピッチを１０ｍｍ、中間領域のピッチを１１ｍｍ、右側領域のピッチを１２ｍｍとした。なお、前記したように、左側領域および右側領域として示した部分が使用時には上側または下側領域となる。
【００１９】
この構造によれば、図から理解されるように、蛇腹部３３の山部３４から谷部３５までの深さが一定であれば、ピッチが狭ければ狭いほど山部３４と谷部３５間の管壁の傾斜が水平方向に近づく。そのため、山部３４と谷部３５の境を支点にして管壁が屈曲し、第一面３６内側に第二面３８が押し込まれやすくなるのである。前記したように、図４の例では左側領域より右側領域のピッチが広くなるように構成されているので、圧縮を受けた際には、蛇腹部３３の左側から順番に圧縮される。
【００２０】
図５は本発明の蛇腹式筒状体の管壁の一例を表したもので、前記した蛇腹部の径差による圧縮されにくさと、ピッチの変化による蛇腹部の圧縮されにくさとを組み合わせたものであって、図１の蛇腹部２３を図５の蛇腹部４３とした例である。この蛇腹部４３は、３つに分割した領域（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ）の径差を左側領域４３Ａから右側領域４３Ｃに向かって小となるようにする一方、そのピッチは逆に左側領域４３Ａから右側領域４３Ｃに向かって広くなっている。本発明における蛇腹部のピッチとは、一の山部４４から一の谷部４５を介して隣接する山部４４までの長さで表す。この蛇腹部４３のピッチは、図の左側の領域が狭く順に右の領域に向かって広くなるように構成されている。なお、これらの領域の数、各領域の長さ、径差およびピッチ数などは、筒状体の形状や材質あるいは使用環境などにより適当に決定して組み合わせることができる。
【００２１】
なお、前記各実施例は車両懸架装置のダストカバーとして用いられる蛇腹式筒状体についてのものであるが、この発明はその他の機械装置等に用いられる蛇腹式筒状体にも適用することができ、その機械装置等に応じて蛇腹式筒状体は筒全体に蛇腹部が設けられたり、装置への取付部が設けられる等、本発明の効果を妨げない範囲で適当に設計変更してよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明の蛇腹式筒状体によれば、圧縮時には、第二面が第一面の内側へ押し込まれて両者が重なりあい、筒状体の見掛け上の管壁が厚くなる。そのため、蛇腹部の径方向への撓みが生じにくく、圧縮に対する安定性に極めて優れている。従って、蛇腹部の長さを長くしても、圧縮途中で胴曲がりを生じることがなく、コイルスプリングやシリンダなどと接触を防いで蛇腹部の破損を確実に防ぐことができる。
【００２３】
さらに、蛇腹部を複数の領域に分割し各領域毎に順次径差を異ならせたものにあっては、蛇腹部の圧縮は径差の大きい領域から順になされ蛇腹全体に及ぶ。従って、蛇腹部が長いものであっても、短い領域毎に端部から順に圧縮されるため、蛇腹部が長いことにより生じていた圧縮時の胴曲がりを少なくすることができる。
【００２４】
加えて、蛇腹部を複数の領域に分割し、各領域毎に順次径差を大または小とするとともに、ピッチは径差と逆に順次小または大としたものにあっては、前記した胴曲がりの防止効果をさらに高く確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】             本発明とは蛇腹部の構成が一部異なる蛇腹式筒状体の使用状態を示す断面図である。
【図２】  各領域の管壁を拡大して示す断面図である。
【図３】  その圧縮状態を段階的に示す断面図である。
【図４】  領域毎にピッチを異ならせた蛇腹式筒状体の管壁を概略的に示す断面図である。
【図５】  本発明に係る蛇腹式筒状体の管壁を概略的に示す断面図である。
【図６】  従来の蛇腹式筒状体の使用状態を示す断面図である。
【図７】  従来の蛇腹式筒状体の胴曲がりを示す断面図である。
【符号の説明】
２０，３０  蛇腹式筒状体
２３，３３，４３  蛇腹部
２３Ａ，３３Ａ，４３Ａ  上部領域
２３Ｂ，３３Ｂ，４３Ｂ  中間領域
２３Ｃ，３３Ｃ，４３Ｃ  下部領域
２４，３４  山部
２５，３５  谷部
２６，３６  第一面
２８，３８  第二面
５１  ピストンロッド
６５  コイルスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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