(57)【要約】【課題】ハウジングの軽量化を可能とすると共に、当該ハウジングに対しダイヤフラムを容易且つ確実に気密接合し得る空気ばねを提供する。【解決手段】上方に開口する第１の環状支持部１０ａを有する第１のハウジング１０と、その上方に所定距離隔てて配置され下方に開口する第２の環状支持部２０ａを有する第２のハウジング２０と、筒状弾性部材で構成され、その上下の開口端部が夫々第１及び第２の環状支持部に気密接合されて空気室５０を形成するダイヤフラム３０を備える。第１及び第２のハウジングの少なくとも一方が合成樹脂製の本体部（１０ｂ、２０ｂ）を有し、第１及び第２の環状支持部の少なくとも一方が、本体部に一体的に形成される金属製の環状部材（１１、２１）で構成され、緊締部材（４１、４２）によってダイヤフラムの開口端部が気密接合される。【選択図】図１
2017110753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開口する第１の環状支持部を有する第１のハウジングと、該第１のハウジングの上方に所定距離隔てて配置され下方に開口する第２の環状支持部を有する第２のハウジングと、筒状弾性部材で構成され、該筒状弾性部材の上下の開口端部が夫々前記第１の環状支持部及び前記第２の環状支持部に気密接合されて空気室を形成するダイヤフラムとを備え、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングの少なくとも一方が合成樹脂製の本体部を有し、前記第１の環状支持部及び前記第２の環状支持部の少なくとも一方が、前記合成樹脂製の本体部に一体的に形成される金属製の環状部材であり、該環状部材の外周面に前記ダイヤフラムの一方の開口端部が気密接合されていることを特徴とする空気ばね。
【請求項２】
前記環状部材が、外方に屈曲可能な軸方向端部を有し、該軸方向端部によって前記ダイヤフラムの一方の開口端部を包含するようにかしめ結合され、前記環状部材と前記ダイヤフラムが気密接合されていることを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【請求項３】
前記環状部材が、剛性を有する金属製の環状部材であって、該環状部材の外周面に前記ダイヤフラムの一方の開口端部の内周面が密着するように気密接合されていることを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【請求項４】
前記ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、当該開口端部を挟持するように前記環状部材に緊締される緊締部材を備えたことを特徴とする請求項３記載の空気ばね。
【請求項５】
前記環状部材の外周面に内周面が密着するようにかしめ結合される金属製の第２の環状部材を備え、該第２の環状部材の外周面に前記ダイヤフラムの一方の開口端部の内周面が密着するように気密接合されていることを特徴とする請求項３記載の空気ばね。
【請求項６】
前記ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、当該開口端部を挟持するように前記第２の環状部材に緊締される緊締部材を備えたことを特徴とする請求項５記載の空気ばね。
【請求項７】
前記ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、当該開口端部を挟持するように前記第２の環状部材にボルト結合される第２の緊締部材を備えたことを特徴とする請求項５記載の空気ばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気ばねに関し、特に、車両のサスペンションに供される空気ばねに係る。
【背景技術】
【０００２】
空気ばねは既に自動車や鉄道車両に利用されており、一般的に、ベローズやダイヤフラムの容器内に空気が封入されている。そして、外部からの空気の導入及び排出を制御するもの等、種々の構造の空気ばねが知られている。例えば下記の特許文献１には、「溶接による気密接合を必要とすることなく、容易且つ安価に構成し得る空気ばねを提供する」ことを目的とし、「上方に底部を有し下方に開口する第１の有底筒体と、該第１の有底筒体の下方に所定距離隔てて配置され上方に底部を有し下方に開口する第２の有底筒体と、該第２の有底筒体の開口端側を摺動自在に収容する筒体を備え、該筒体に対し軸方向の所定位置で、前記第２の有底筒体の開口端の一部が当該筒体の内周面に固着されて一体に形成されて成り、前記第２の有底筒体の外周面に下方の開口端部が気密接合されると共に前記第１の有底筒体の外周面に上方の開口端部が気密接合される筒状弾性部材のダイヤフラムを備え、該ダイヤフラム内の前記第１の有底筒体の底部と前記第２の有底筒体の底部との間に空気室を形成することとした」空気ばねが開示されている（特許文献１の段落〔０００７〕及び〔０００８〕に記載）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８４５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の空気ばねにおいては、第１及び第２の有底筒体から成るハウジングは何れも金属製であるので、近時の軽量化の要請に応えるには合成樹脂製とすることが望ましい。然し乍ら、上記特許文献１に記載のように金属製のハウジングの開口端部に緊締部材によってダイヤフラムを緊締することは容易であるが、合成樹脂製のハウジングにおいて緊締部材による緊締力に抗し得る強度を確保することは至難であり、別途特別な接合構造が必要となるのでコストアップ要因となる。
【０００５】
そこで、本発明は、ハウジングの軽量化を可能とすると共に、当該ハウジングに対しダイヤフラムを容易且つ確実に気密接合し得る空気ばねを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を達成するため、本発明は、上方に開口する第１の環状支持部を有する第１のハウジングと、該第１のハウジングの上方に所定距離隔てて配置され下方に開口する第２の環状支持部を有する第２のハウジングと、筒状弾性部材で構成され、該筒状弾性部材の上下の開口端部が夫々前記第１の環状支持部及び前記第２の環状支持部に気密接合されて空気室を形成するダイヤフラムとを備え、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングの少なくとも一方が合成樹脂製の本体部を有し、前記第１の環状支持部及び前記第２の環状支持部の少なくとも一方が、前記合成樹脂製の本体部に一体的に形成される金属製の環状部材であり、該環状部材の外周面に前記ダイヤフラムの一方の開口端部が気密接合されている構成としたものである。尚、本願における上方及び下方は、構成要素相互の関係を特定するに当たり、空気ばねを車両に装着する際の一般的な配置に基づき、相対的に特定したものであり、必ずしも上方及び下方の配置に限定されるものではない。
【０００７】
上記の空気ばねにおいて、前記環状部材が、外方に屈曲可能な軸方向端部を有し、該軸方向端部によって前記ダイヤフラムの一方の開口端部を包含するようにかしめ結合され、前記環状部材と前記ダイヤフラムが気密接合されている構成とするとよい。
【０００８】
また、上記の空気ばねにおいて、前記環状部材が、剛性を有する金属製の環状部材であって、該環状部材の外周面に前記ダイヤフラムの一方の開口端部の内周面が密着するように気密接合されている構成としてもよい。更に、前記ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、当該開口端部を挟持するように前記環状部材に緊締される緊締部材を備えたものとするとよい。
【０００９】
また、前記環状部材の外周面に内周面が密着するようにかしめ結合される金属製の第２の環状部材を備え、該第２の環状部材の外周面に前記ダイヤフラムの一方の開口端部の内周面が密着するように気密接合されている構成としてもよい。更に、前記ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、当該開口端部を挟持するように前記第２の環状部材に緊締される緊締部材を備えたものとするとよい。あるいは、前記ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、当該開口端部を挟持するように前記第２の環状部材にボルト結合される第２の緊締部材を備えたものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、上方に開口する第１の環状支持部を有する第１のハウジングと、この第１のハウジングの上方に所定距離隔てて配置され下方に開口する第２の環状支持部を有する第２のハウジングと、筒状弾性部材で構成され、この筒状弾性部材の上下の開口端部が夫々第１の環状支持部及び第２の環状支持部に気密接合されて空気室を形成するダイヤフラムとを備え、第１のハウジング及び第２のハウジングの少なくとも一方が合成樹脂製の本体部を有し、第１の環状支持部及び第２の環状支持部の少なくとも一方が、合成樹脂製の本体部に一体的に形成される金属製の環状部材であり、この環状部材の外周面にダイヤフラムの一方の開口端部が気密接合されているので、ハウジングの軽量化が可能となると共に、合成樹脂を用いたハウジングに対してもダイヤフラムを容易且つ確実に気密接合することができる。
【００１１】
上記の空気ばねにおいて、上記の環状部材が、外方に屈曲可能な軸方向端部を有し、この軸方向端部によってダイヤフラムの一方の開口端部を包含するようにかしめ結合され、環状部材とダイヤフラムが気密接合されている構成とすれば、別途緊締部材を設けることなく環状部材自体によってダイヤフラムを容易に接合することができ、少ない部品点数で安価な空気ばねを提供することができる。
【００１２】
また、上記の空気ばねにおいて、上記の環状部材が、剛性を有する金属製の環状部材であって、その環状部材の外周面にダイヤフラムの一方の開口端部の内周面が密着するように気密接合されている構成とすれば、合成樹脂を用いたハウジングに対してもダイヤフラムを容易且つ確実に気密接合することができる。更に、ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、その開口端部を挟持するように環状部材に緊締される緊締部材を備えたものとすれば、合成樹脂を用いたハウジングに対しても従前と同様の接合構造とすることができる。
【００１３】
また、上記の環状部材の外周面に内周面が密着するようにかしめ結合される金属製の第２の環状部材を備えたものとし、第２の環状部材の外周面にダイヤフラムの一方の開口端部の内周面が密着するように気密接合されている構成とすれば、上記の環状部材を小型に形成することができ、合成樹脂製の本体部に対し容易に一体的に形成することができる。更に、ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、その開口端部を挟持するように第２の環状部材に緊締される緊締部材を備えたものとすれば、緊締部材によって予めダイヤフラムを第２の環状部材に接合した状態で第２の環状部材を上記の環状部材にかしめ結合することができる。あるいは、ダイヤフラムの一方の開口端部の外周面に設けられ、その開口端部を挟持するように第２の環状部材にボルト結合される第２の緊締部材を備えたものとしても、第２の緊締部材によって予めダイヤフラムを第２の環状部材に接合した状態で第２の環状部材を上記の環状部材にかしめ結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気ばねを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における第２のハウジングの他の態様を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における第１のハウジング部分の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態における第１のハウジング部分の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態における第１のハウジング部分の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態における第１のハウジング部分の一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る空気ばねを示すもので、自動車用サスペンションに供される。図１に示すように、上方に開口する第１の環状支持部１０ａを有する第１のハウジング１０と、下方に開口する第２の環状支持部２０ａを有する第２のハウジング２０とが、所定距離を隔てて配置されている。そして、筒状エラストマ部材のダイヤフラム３０の上下の開口端部が夫々第１の環状支持部１０ａ及び第２の環状支持部２０ａに気密接合されている。これら第１及び第２のハウジング１０及び２０並びにダイヤフラム３０によって、密閉空間となり得る空気室５０が形成される。更に、図示は省略するが、第１のハウジング１０には空気室５０内に空気を吸排する吸排ポートが装着され、全体を覆うダストカバーが装着されて空気ばねが構成される。
【００１６】
本実施形態においては、第１及び第２のハウジング１０、２０が、夫々合成樹脂製の円板状の本体部１０ｂ及び有底筒体形状の本体部２０ｂを有し、第１及び第２の環状支持部１０ａ、２０ａが、夫々本体部１０ｂ、２０ｂにインサート成形によって一体的に形成される金属製の環状部材（以下、１１、２１で表す）で構成され、環状部材１１、２１の外周面に夫々ダイヤフラム３０の開口端部３１、３２が気密接合されている。第２のハウジング２０は、図１に示すように、円板状の本体部２０ｂの板面から下方に延出するように環状部材２１がインサート成形されているが、図２に示すように、本体部２０ｂの外周面に環状部材２１の内周面が接合されるようにインサート成形してもよい。尚、環状部材１１、２１の外周面には、複数の環状溝が形成されている（代表して、夫々溝部１１ｇ、２１ｇで表す）。
【００１７】
本実施形態の環状部材１１、２１は、何れも剛性を有する金属製の短尺円筒体で、図１に示すように両者は相似形状に形成されているが、必ずしも相似形状とする必要はない。更に、ダイヤフラム３０の開口端部３１、３２の外周面に緊締部材４１、４２が装着され、開口端部３１、３２を挟持するように環状部材１１、２１に緊締され、環状部材１１、２１の外周面にダイヤフラム３０の開口端部３１、３２の内周面が密着するように気密接合されている。緊締部材４１、４２としては、金属製や合成樹脂製の緊締ベルトが用いられるが、図２に示す緊締部材４２においては金属ベルトに樹脂コーティングしたものが用いられている。
【００１８】
上記の構成になる第１及び第２のハウジング１０、２０は、図１に示すように、溝部１１ｇ、２１ｇを含む環状部材１１、２１の外周面にダイヤフラム３０の開口端部３１、３２の内周面が密着するように、ダイヤフラム３０が環状部材１１、２１に接合され、緊締部材４１、４２によって緊締される。例えば、図１及び図３（図１の下方を拡大）に示すように、第１のハウジング１０側においては、ダイヤフラム３０の下方の開口端部３１の先端が環状部材１１の上方から、溝部１１ｇを超えて本体部１０ｂの上端面に当接するまで挿入され、緊締部材４１によって緊締された後に、折り返されて図３に示す状態となる。第２のハウジング２０側においても緊締部材４２によって同様に緊締される。これにより、ダイヤフラム３０の開口端部３１、３２が第１及び第２のハウジング１０、２０の第１及び第２の環状支持部１０ａ、２０ａ（環状部材１１、２１）に気密接合される。
【００１９】
図４は本発明の他の実施形態に係る空気ばねを示すもので、本実施形態における第１のハウジング１０は、第１の環状支持部１０ａの外方に屈曲可能な軸方向端部１２ａを有する金属製の環状部材１２で構成されている。環状部材１２の外周面には、前述の溝部１１ｇと同様、複数の環状溝が形成されている（代表して溝部１２ｇで表す）。而して、軸方向端部１２ａによってダイヤフラム３０の開口端部３１を包含するようにかしめ結合されて、環状部材１２とダイヤフラム３０が気密接合されている。尚、図４において、図３に記載の構成要素と実質的に同じ要素には、図３と同一の符号を付して説明を省略する（以下、同様）。
【００２０】
図５は本発明の更に他の実施形態に係る空気ばねを示すもので、本実施形態における第１のハウジング１０は、第１の環状支持部１０ａを構成する環状部材１３の外周面に、金属製の第２の環状部材１４の内周面が密着するようにかしめ結合されており、第２の環状部材１４の外周面には複数の環状溝が形成されている（代表して溝部１４ｇで表す）。そして、第２の環状部材１４の外周面にダイヤフラム３０の開口端部３１の内周面が密着するように気密接合されている。尚、環状部材１３は前述の環状部材１１より小型とされ、合成樹脂によって環状部材１３の内周面が覆われるようにインサート成形されている。また、環状部材１３の外周面には環状溝１３ｃが形成されており、その環状溝１３ｃにシール部材Ｓが嵌合されている。
【００２１】
一方、第２の環状部材１４は、軸方向両端部が環状部材１３側に屈曲されて環状部材１３にかしめ結合されるように構成されている。例えば、第２の環状部材１４の一方（図５の上方）の軸方向端部が内側に屈曲形成された素材が、環状部材１３の外側に配置された状態で、他方（図５の下方）の軸方向端部が環状部材１３側に屈曲されて環状部材１３にかしめ結合される。
【００２２】
而して、図５に記載の実施形態によれば、合成樹脂によって環状部材１３の内周面が覆われるようにインサート成形されて第１の環状支持部１０ａが形成され、環状部材１３の幅（図５の上下方向の寸法）が前述の実施形態に比し小型となる場合にも、緊締部材４１による緊締に必要な幅寸法及び強度を確保することができる。そして、緊締部材４１によって予めダイヤフラム３０を第２の環状部材１４に緊締（接合）した状態で、第２の環状部材１４を環状部材１３にかしめ結合することができる。
【００２３】
図６は本発明の別の実施形態に係る空気ばねを示すもので、本実施形態における第１のハウジング１０は、第１の環状支持部１０ａを構成する環状部材１５の外周面に、金属製の第２の環状部材１６の内周面が密着するようにかしめ結合されており、第２の環状部材１６の外周面には複数の環状溝が形成されている（代表して溝部１６ｇで表す）。図６に示す環状部材１５は前述の環状部材１３と同様、合成樹脂によって環状部材１５の内周面が覆われるようにインサート成形されている。また、環状部材１５の外周面には、シール部材Ｓが嵌合される環状溝１５ｃが形成されているが、これに加え、凹部１５ｈが形成されている。
【００２４】
第２の環状部材１６は、第２の環状部材１４と同様、軸方向両端部が環状部材１５側に屈曲されて環状部材１５にかしめ結合されるように構成されている。また、第２の環状部材１６には、上記の凹部１５ｈに対応する位置に雌螺子孔（符合省略）が形成されている。そして、第２の緊締部材４３は、前述の緊締部材４１、４２とは異なり、ボルトＢの頭部を収容する凹部（符合省略）が形成され、ボルトＢの雄螺子部を第２の環状部材１６の雌螺子孔（符合省略）に螺合することによって第２の環状部材１６に結合されるように構成されている。従って、第２の緊締部材４３及びボルトＢによって予めダイヤフラム３０を第２の環状部材１６に接合した状態で、第２の環状部材１６を環状部材１５にかしめ結合することができる。このとき、ボルトＢの先端部は環状部材１５の凹部１５ｈに収容される。
【００２５】
以上のように、上記の各実施形態の空気ばねによれば、第１及び第２のハウジング１０、２０の少なくとも一方を合成樹脂によって形成した場合にも、環状部材１１、１２、あるいは環状部材１３、１５及び第２の環状部材１４、１６、並びに緊締部材４１、４２、あるいは第２の緊締部材４３によって、ダイヤフラム３０が確実に気密接合されるので、従来装置に比し軽量で安価に製造することができる。また、ダイヤフラム３０の開口端部３１、３２を緊締部材４１、４２あるいは第２の緊締部材４３によって確実に保持し、ダイヤフラム３０の脱落を防止することができる。尚、図３乃至図６においては、第１のハウジング１０に対するダイヤフラム３０の接合構造を示しているが、第２のハウジング２０についても同様の接合構造とすることができる。更に、第１及び第２のハウジング１０、２０の両者を同一の接合構造とし、あるいは相互で異なる接合構造としてもよい。また、上記の空気ばねをショックアブソーバ（図示せず）に装着し、エアサスペンションストラットに適用することもできる。
【符号の説明】
【００２６】
１０    第１のハウジング
１０ｂ  本体部
１０ａ  第１の環状支持部
２０    第２のハウジング
２０ａ  第２の環状支持部
２０ｂ  本体部
３０    ダイヤフラム
１１、１２、１３、１５    環状部材
１４、１６    第２の環状部材
４１、４２    緊締部材
４３    第２の緊締部材
５０    空気室
【図１】
2017110753.tif 000003
【図２】
2017110753.tif 000004
【図３】
2017110753.tif 000005
【図４】
2017110753.tif 000006
【図５】
2017110753.tif 000007
【図６】
2017110753.tif 000008