(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛体からなる筒状の上方部材と、同じく剛体からなる有底筒状の下方部材と、上下端部をそれぞれ上方部材および下方部材に固着部材を介して連結させたダイヤフラムとで空気室を区画してなる空気ばね装置において、上記下方部材の上端部が内側に折り曲げた段差部と、この段差部に連なって立ち上がる縮径部と、この縮径部に連続して外周側に湾曲する湾曲部と、この湾曲部に連続して縮径部に並ぶように折返し形成されると共に先端が上記の段差部に当接された折返し部とで構成し、上記ダイヤフラムの下端部を上記の縮径部の内周に当接させながらその内周側に配置された拡径リングの拡径作用によって上記の縮径部に連結させ、且つ、上記ダイヤフラムの下端部に連続する湾曲部分を上記の湾曲部と折返し部に副わせたことを特徴する空気ばね装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気ばね装置に関し、特に、たとえば、車両における車体側と車軸側との間に配在されて上下方向あるいは横方向の振動を吸収する空気ばね装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、車両における車体側と車軸側との間に配在されて上下方向あるいは横方向の振動を吸収する空気ばね装置としては、これまでに種々の提案がある。
【０００３】
その中で、たとえば、図３に示す提案にあっては、剛体からなる上方部材１と、同じく剛体からなる下方部材２と、弾性体からなり上下端部が上方部材１および下方部材２に固着部材たる締付リング３の利用下に気密状態に連結されるダイヤフラム４とで密閉空間たる空気室Ａを区画するとしている。
【０００４】
ちなみに、この空気ばね装置は、図示するところでは、油圧緩衝器５の外周に介装されてなるとしていて、上方部材１のいわゆる上端部が連結部材１１を介して適宜の密封構造下に油圧緩衝器５を構成するピストンロッド体５１に連結されるとし、また、下方部材２のいわゆる下端部が適宜の密封構造下に同じく油圧緩衝器５を構成するシリンダ体５２に連設されてなるとしている。
【０００５】
それゆえ、この図３に示す空気ばね装置にあっては、ダイヤフラム４のいわゆる上下端部とそれぞれが隣接する上方部材１および下方部材２との間における気密性が保障される限りにおいて、上方部材１と下方部材２の両者間における、たとえば、遠近となる相対移動時にダイヤフラム４が変形すると共に空気室Ａの容積が変化して所定の空気ばね効果を発揮し得ることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した空気ばね装置にあっては、所定の空気ばね効果の発揮を恒久的に期待し得なくなると指摘される可能性がある。
【０００７】
すなわち、上記した空気ばね装置にあって、ダイヤフラム４の上下端部と上方部材１および下方部材２との間における気密性は、ダイヤフラム４の上下端部の外周に介装された固着部材たる締付リング３の締付けで確保されている。
【０００８】
このとき、ダイヤフラム４にあっては、空気室Ａにおける容積変化を保障すべく、下端側にいわゆる弛み部分４ａを有するとしていて、この弛み部分４ａを確保するために、下端部を下方から持ち上げるようにした状態にして締付リング３の利用下に下方部材２に連結するしている。
【０００９】
その結果、たとえば、図４中に実線図で示すように、ダイヤフラム４の下端側に僅かではあれ弛み部分４ａがある状態から、図４中に仮想線図で示すように、ダイヤフラム４がさらに持ち上げられ、弛み部分４ａが殆どなくなる状態になると、ダイヤフラム４における下端部の近傍に、すなわち、締付リング３の縁部に隣接する部分に屈曲部分４ｂが発現することになる。
【００１０】
そして、この屈曲部分４ｂには、応力が集中する、すなわち、締付リング３の縁部が隣接することから、せん断力が作用することになり、このせん断力の作用が繰り返されると、屈曲部分４ｂが疲労し、最後には、この屈曲部分４ｂからダイヤフラム４が破断することになる。
【００１１】
その結果、上記した空気ばね装置にあっては、ダイヤフラム４における破断に起因する空気漏れが招来されて、所定の空気ばね効果の発揮を期待できなくすることになる。
【００１２】
この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、ダイヤフラムにおける破断に起因する空気漏れの危惧をなくして、恒久的な利用を可能にするのに最適となる空気ばね装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明による空気ばね装置の手段は、剛体からなる筒状の上方部材と、同じく剛体からなる有底筒状の下方部材と、上下端部をそれぞれ上方部材および下方部材に固着部材を介して連結させたダイヤフラムとで空気室を区画してなる空気ばね装置において、上記下方部材の上端部が内側に折り曲げた段差部と、この段差部に連なって立ち上がる縮径部と、この縮径部に連続して外周側に湾曲する湾曲部と、この湾曲部に連続して縮径部に並ぶように折返し形成されると共に先端が上記の段差部に当接された折返し部とで構成し、上記ダイヤフラムの下端部を上記の縮径部の内周に当接させながらその内周側に配置された拡径リングの拡径作用によって上記の縮径部に連結させ、且つ、上記ダイヤフラムの下端部に連続する湾曲部分を上記の湾曲部と折返し部に副わせたことを特徴するものである。
【００１５】
そして、上記した構成において、ダイヤフラムの上端部を上方部材の外周に気密状態に連結するについては、周知の構造が選択されてもの良いが、固着部材を兼ねるキャップが利用されるとしても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一例を図に基づいて説明する。
本発明の空気ばね装置は、剛体からなる筒状の上方部材１と、同じく剛体からなる有底筒状の下方部材２と、上下端部をそれぞれ上方部材１および下方部材２に固着部材を介して連結させたダイヤフラム４とで空気室Ａを区画してなるものである。
そして、上記下方部材２の上端部が内側に折り曲げた段差部２ａと、この段差部２ａに連なって立ち上がる縮径部２ｂと、この縮径部２ｂに連続して外周側に湾曲する湾曲部２ｃと、この湾曲部２ｃに連続して縮径部２ｂに並ぶように折返し形成されると共に先端が上記の段差部２ａに当接された折返し部２ｄとで構成し、上記ダイヤフラム４の下端部を上記の縮径部２ｂの内周に当接させながらその内周側に配置された拡径リング７の拡径作用によって上記の縮径部２ｂに連結させ、且つ、上記ダイヤフラム４の下端部に連続する湾曲部分４ｃを上記の湾曲部２ｃと折返し部２ｄに副わせている。
以下更に詳しく説明する。
【００１７】
そして、上方部材１と下方部材２の両者間における、たとえば、遠近となる相対移動時にダイヤフラム４が変形すると共に空気室Ａの容積が変化して所定の空気ばね効果を発揮するとしている。
【００１８】
ただ、図示する空気ばね装置は、図３に示す従来の空気ばね装置とは異なり、油圧緩衝器の外周に介装されるものではなく、図示しないが、たとえば、車両における車体側と車軸側との間に配在される場合に、油圧緩衝器とは別体に配在される構成となっている。
【００１９】
すなわち、まず、上方部材１は、図示する実施の形態にあって、広口で短尺の筒状に形成されていて、その外周にダイヤフラム４における上端部の内周を隣接させてなるとしている。
【００２０】
このとき、図示するところでは、符示しないが、上方部材１の外周に浅い環状定着溝が形成されてなるとし、この環状定着溝を覆うようにダイヤフラム４の上端部が隣接された状態で、後述する固着部材を兼ねるキャップ６が介装されるとき、この環状定着溝内にダイヤフラム４の上端部が埋め込まれる状態になり、その結果、いわゆる抜けが阻止されるのはもちろんのこと、所定の気密性が確保されるとしている。
【００２１】
ところで、固着部材を兼ねるキャップ６は、断面が広幅で下向きの浅い角Ｕ字状になるキャップ状に形成されていて、上端部を蓋部６ａにして、他部材の載るような態様になる隣接を許容するとしている。
【００２２】
また、このキャップ６は、下端側をほぼ筒状となるスカート部６ｂとしながら、このスカート部６ｂにおいて内周側に環状に突出させるようにして締付リング部６ｃを形成する、すなわち、締付リングを兼ねる構造としている。
【００２３】
それゆえ、このキャップ６にあっては、上方部材１の外周に隣接されたダイヤフラム４における上端部の外周にスカート部６ｂを、すなわち、締付リング部６ｃを隣接させた状態からこれを外周側から加締めるようにすることで、ダイヤフラム４の上端部を上方部材１の外周に気密状態に連結できると共に、蓋部６ａで上方部材１の上端開口を閉塞することが可能になる。
【００２４】
そして、このキャップ６による場合には、ダイヤフラム４における上端部の内周と上方部材１の外周との間が覆われるようになるから、両者間に埃や泥が詰まる不具合の発生をあらかじめ阻止できることになる利点がある。
【００２５】
つぎに、下方部材２は、図示する実施の形態にあって、断面が上向きの弾丸状となる筒状に形成されていて、上端が内側を空気室Ａの一部にすべく開口端とするのに対して、下端が耐圧変形された底蓋２１で閉塞されてなるとしている。
【００２６】
そして、この下方部材２にあっては、図２にも示すように、上端部がその下方部より段差部２ａを介してして小径となる縮径部２ｂと、この縮径部２ｂに連続して外周側に湾曲する湾曲部２ｃと、この湾曲部２ｃに連続して縮径部２ｂに並ぶように折返し形成される折返し部２ｄとを有してなるとしている。
【００２７】
ちなみに、折返し部２ｄのいわゆる先端は、上記した段差部２ａに当接されてなるとしており、この折返し部２ｄの先端ガいわゆるエッジとなって、ダイヤフラム４を傷付けないように配慮している。
【００２８】
一方、ダイヤフラム４は、弾性体、すなわち、適宜の肉厚のゴムからなるもので、周知されている加硫成形などの方策で、たとえば、図１に示すような、無負荷時などで変形されていない常態を維持し得るように形成されている。
【００２９】
このとき、ダイヤフラム４は、弛み部分４ａを有するのはもちろんのこと、上記した下方部材２における湾曲部２ｃに副うようになる湾曲部分４ｃを有してなるとしている。
【００３０】
すなわち、ダイヤフラム４は、下端部が上記の縮径部２ｂの内周に隣接されながらその内周に隣接される固着部材たる拡径リング７によって上記の縮径部２ｂに連結されて、かつ、ダイヤフラム４の下端部に連続する湾曲部分４ｃが上記の湾曲部２ｃに副うと共にダイヤフラム４の湾曲部分４ｃに連続する下端側が上記の折返し部２ｄに副うように設定されてなるとしている。
【００３１】
このとき、下方部材２における湾曲部２ｃは、ここに隣接するダイヤフラム４において、たとえば、前記した図４中に符号４ｂで示す部分のような応力集中を招き易い屈曲部分を発生させないようにするために、いわゆる丸みを有するように設定されるとしている。
【００３２】
それゆえ、下方部材２における湾曲部２ｃには、ダイヤフラム４における湾曲部分４ｃが副う状態になり、したがって、図２に示すように、ダイヤフラム４の下端側が上方に大きく持ち上げられる状態になるときに、ダイヤフラム４における湾曲部分４ｃがこれを許容するのはもちろんのこと、このとき、この湾曲部分４ｃがいわゆる伸びる状態になる。
【００３３】
それゆえ、その限りにおいては、この湾曲部分４ｃに応力が集中することもなく、したがって、湾曲部分４ｃの伸び縮みが繰り返されても、この湾曲部分４ｃからダイヤフラム４が破断する危惧すらないことになる。
【００３４】
ちなみに、上記した固着部材としての拡径リング７については、その拡径時に、すなわち、加圧変形時に下方部材２とダイヤフラム４との間における所定の気密状態を維持し得る限りにおいて、任意の構成に設定されてよい。
【００３５】
なお、拡径リング７によってダイヤフラム４の下端部を下方部材２に気密状態に連結するについては、前記した上方部材１において環状定着溝を有していて、この環状定着溝内にダイヤフラム４の端部を埋め込むようにした構成を、同様に採用するとしても良いのはもちろんである。
【００３６】
前記したところは、この発明による空気ばね装置が、たとえば、車両における車体側と車軸側との間に配在される場合に、油圧緩衝器の外周に介装されずして別体とされて配在されるとしているが、これに代えて、図示しないが、油圧緩衝器の外周に介装されるとしても良い。
【００３７】
また、この発明による空気ばね装置は、車両に配在される場合に、上方部材１が車両における車体側に連繋される一方で、下方部材２を構成する底蓋２ａに油圧緩衝器におけるピストンロッド体の上端が連繋されるとしても良く、この場合には、上記した場合を含めて、前記したところと同様の作用効果を期待できるのはもちろんである。
【００３８】
本発明によれば、剛体からなる筒状の上方部材と、同じく剛体からなる有底筒状の下方部材と、上下端部をそれぞれ上方部材および下方部材に固着部材を介して連結させたダイヤフラムとで空気室を区画してなる空気ばね装置において、上記下方部材の上端部が内側に折り曲げた段差部と、この段差部に連なって立ち上がる縮径部と、この縮径部に連続して外周側に湾曲する湾曲部と、この湾曲部に連続して縮径部に並ぶように折返し形成されると共に先端が上記の段差部に当接された折返し部とで構成し、上記ダイヤフラムの下端部を上記の縮径部の内周に当接させながらその内周側に配置された拡径リングの拡径作用によって上記の縮径部に連結させ、且つ、上記ダイヤフラムの下端部に連続する湾曲部分を上記の湾曲部と折返し部に副わせ副わせたから、ダイヤフラムの下端側が上方に大きく持ち上げられる状態になるときに、ダイヤフラムにおける湾曲部分がこれを許容するのはもちろんのこと、このとき、この湾曲部分がいわゆる伸びる状態になり、その限りにおいては、この湾曲部分に応力が集中することもなく、したがって、湾曲部分の伸び縮みが繰り返されても、この湾曲部分からダイヤフラムが破断する危惧すらないことになる。
また、ダイヤフラムはその下端部が上記の縮径部の内周に隣接されながらその内周に隣接される拡径リングの拡径作用によって上記の縮径部に連結されるので、ダイヤフラムの下端部が上記の縮径部の内周に加圧変形されることで気密状態を維持することができる。
さらには、折返し部の先端が上記の段差部に当接するようにしたので、折返し部の先端がいわゆるエッジとなって、ダイヤフラムを傷つけることを確実に防止できる。
【００３９】
その結果、この発明によれば、ダイヤフラムにおける破断に起因する空気漏れの危惧がなく、恒久的な利用が可能になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による空気ばね装置を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すダイアフラムの下端部分が伸び切り傾向に変形した状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図３】油圧緩衝器の外周に介装された状態の従来の空気ばね装置を示す部分縦断面図である。
【図４】従来の空気ばね装置においてダイアフラムの下端部が下方部材の外周に締付リングで締付けられた状態を示す部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１  上方部材
２  下方部材
２ａ  段差部
２ｂ  縮径部
２ｃ  湾曲部
２ｄ  折返し部
４  ダイアフラム
４ａ  弛み部分
４ｃ  湾曲部分
６  固着部材を兼ねるキャップ
６ａ  蓋部
６ｂ  スカート部
６ｃ  締付リング部
７  固着部材たる拡径リング
２１  底蓋
Ａ  空気室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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