(57)【要約】      （修正有）【課題】高強度のボルトの使用を可能にして締付トルクを上げることができ、しかもボルト損傷時にはボルトのみを交換することが可能であり、さらにはボルトをボルト穴に対して真っ直ぐに取り付けることでボルトの緩みが発生しにくいエアスプリングを提供する。【解決手段】下端に開口部を有する筒状のダイアフラム３と、前記ダイアフラム３の下端開口部を気密に閉塞するピストン２とによって空気室を形成し、前記ピストン２が前記ダイアフラム３の表面に接触して昇降するようにしたエアスプリング１において、前記ピストン２内に雌ねじが切られたボルト穴を設けたブロック部材４ａを配設し、該ブロック部材４ａに設けたボルト穴に、少なくとも両端がねじ部となったスタッドボルト５の一端を締め付けて固定し、前記スタッドボルト５の他端によって他部材１３に取り付け可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に開口部を有する筒状のダイアフラムと、前記ダイアフラムの下端開口部を気密に閉塞するピストンとによって空気室を形成し、前記ピストンが前記ダイアフラムの表面に接触して昇降するようにしたエアスプリングにおいて、
前記ピストン内に雌ねじが切られたボルト穴を設けたブロック部材を配設し、
該ブロック部材に設けたボルト穴に、少なくとも両端がねじ部となったスタッドボルトの一端を締め付けて固定し、
前記スタッドボルトの他端によって他部材に取り付け可能としたことを特徴とするエアスプリング。
【請求項２】
前記スタッドボルトの中間部に、ボルト径よりも大径であり且つボルト長手方向の少なくとも一側の端面が平坦な締付座面を有した頭部を設け、
前記ブロック部材に設けたボルト穴の長さを、前記スタッドボルト頭部の締付座面から端部までの長さよりも長くしたことを特徴とする請求項１記載のエアスプリング。
【請求項３】
前記頭部を囲堯し、該頭部の厚さより大きい厚さを有するリング状のスペーサを設けたことを特徴とする請求項２記載のエアスプリング。
【請求項４】
前記ブロック部材に設けたボルト穴を、雌ねじが切られスタッドボルトを固定する先端部と、前記スタッドボルトの頭部よりも大径の支持部とから構成し、
ボルト穴の前記先端部の長さを前記スタッドボルト頭部の締付座面から端部までの長さよりも長くしたことを特徴とする請求項２記載のエアスプリング。
【請求項５】
前記ブロック部材に、複数のボルト穴を設けるとともに、該複数のボルト穴それぞれにスタッドボルトを締め付けて固定することを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載のエアスプリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアスプリングに関するものであり、特にスタッドボルトを用いて他部材に取り付けることを可能としたエアスプリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エアスプリングは、例えば自動車のサスペンションに用いられる。
自動車に用いられる従来のエアスプリングの一例について、図７及び図８を用いて説明する。図７はエアスプリングの配置の説明図、図８は従来のエアスプリングの要部断面図である。
自動車には、自動車の前後方向にフレーム１２が延設されており、該フレーム１２には車軸（不図示）を懸架するサスペンションであるリーフスプリング１３が取り付けられている。エアスプリング１０１は図７に示したように上部はシェル１１がフレーム１２に取り付けられており、下部はリーフスプリング１３に取り付けられている。
【０００３】
エアスプリング１０１は、図８に示したようにピストン１０２の外側に、円筒状のダイアフラム１０３の端部を内外反転姿勢で気密に連結している。また、図示はしていないが、前記ダイアフラム１０３の反対側の端部でも同様に、シェル１１の外側にダイアフラム１０３の端部を内外反転姿勢で気密に連結している。また、ピストン１０２内部とダイアフラム１０３内部は空気の連通が可能であり、シェル１１、ピストン１０２及びダイアフラム１０３によって空気室が形成されている。
【０００４】
このようなエアスプリングのピストン１０２の上下方向のばね特性は、前記シェル１１、ピストン１０２及びダイアフラム１０３によって形成される空気室の容積と、該空気室への空気の充填圧力と、横断面内の有効受圧径及び受圧面積変化率とで特定される。
【０００５】
このようなエアスプリング１０１を自動車に搭載して使用する場合、図７に示したようにリーフスプリング１３等の他の部材に取り付ける必要がある。従来は図８に示したようにピストン１０２の下部にボルト１０５を溶接して取り付け、該ボルト１０５によってリーフスプリング１３等の他の部材にエアスプリング１０１を取り付けていた。
【０００６】
しかしながら、ボルト１０５をピストン１０２の下部に溶接で取り付ける場合、硬く強度が高い材料のボルトを使用すると、充分な溶接品質を確保することができない。そのため高強度のボルトを使用することができず、締付トルクを上げることができないため、締付の信頼性、耐久性の面で課題があった。
また、ボルト１０５をピストン１０２に溶接しているため、例えばボルト１０５が破損した場合にはボルト１０５だけを交換することができず、ピストン１０２ごと又はエアスプリング１全体を交換する必要があった。
【０００７】
また、他のエアスプリングの構成として、特許文献１にはピストンにねじ孔を設け、該ねじ孔を利用して他部材に取り付け可能なエアスプリングが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−９７２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ピストンに設けたボルト穴と、エアスプリングに設けた他の部材のボルト穴を目視によって位置合わせし、その後で前記両ボルト穴を１本のボルトで締め付けることで、エアスプリングを他の部材に固定するため、前記位置合わせ時に両穴の位置がわずかでもずれるとボルトをボルト穴に対して真っ直ぐに締め付けることが難しくなる。ボルトをボルト穴に対して真っ直ぐに締め付けることができないとボルトに不要な力が加わり損傷、破損等の原因となるとともに、ボルトの緩みの原因となる。
【００１０】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、高強度のボルトの使用を可能にして締付トルクを上げることができ、しかもボルト損傷時にはボルトのみを交換することが可能であり、さらにはボルトをボルト穴に対して真っ直ぐに取り付けることでボルトの緩みが発生しにくいエアスプリング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】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明においては、
下端に開口部を有する筒状のダイアフラムと、前記ダイアフラムの下端開口部を気密に閉塞するピストンとによって空気室を形成し、前記ピストンが前記ダイアフラムの表面に接触して昇降するようにしたエアスプリングにおいて、前記ピストン内に雌ねじが切られたボルト穴を設けたブロック部材を配設し、該ブロック部材に設けたボルト穴に、少なくとも両端がねじ部となったスタッドボルトの一端を締め付けて固定し、前記スタッドボルトの他端によって他部材に取り付け可能としたことを特徴とする。
【００１２】
ピストン内に雌ねじが切られたボルト穴を設けたブロック部材を配設し、該ブロック部材に設けたボルト穴に、少なくとも両端部がねじ部となったスタッドボルトの一端を締め付けることで、該スタッドボルトの他端を他部材とへの取り付けに使用することができる。
これにより、ボルトをピストンに溶接する必要がなくなるため、高強度のボルトを使用することが可能となり、締付トルクを上げることができ、緩み防止等、信頼性及び耐久性の向上が可能となる。
また、ボルトをピストンに溶接する必要がないため、ボルトが損傷した場合にはボルトだけを取り外して交換すればよい。
【００１３】
また、前記スタッドボルトの中間部に、ボルト径よりも大径であり且つボルト長手方向の少なくとも一側の端面が平坦な締付座面を有した頭部を設け、前記ブロック部材に設けたボルト穴の長さを、前記スタッドボルト頭部の締付座面から端部までの長さよりも長くしたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、スタッドボルトを前記ブロック部材のボルト穴に捩り込んで締め付けると、スタッドボルトの頭部に設けた締付座面がピストン下面に当接した状態となる。そのため、スタッドボルトをピストン下面に対して垂直に取り付けることが可能となる。特に前記ブロック部材のボルト穴をピストンの下面に対して垂直にしておけば、ボルトの緩みを防止することができる。
【００１５】
また、前記頭部を囲堯し、該頭部の厚さより大きい厚さを有するリング状のスペーサを設けたことを特徴とする。
これにより、前記ボルトの頭部と、エアスプリングを取り付ける部材が直接接触することを避けることができる。
【００１６】
また、前記ブロック部材に設けたボルト穴を、雌ねじが切られスタッドボルトを固定する先端部と、前記スタッドボルトの頭部よりも大径の支持部とから構成し、ボルト穴の前記先端部の長さを前記スタッドボルト頭部の締付座面から端部までの長さよりも長くしたことを特徴とする。
【００１７】
これにより、前記ブロック部材に設けたボルト穴内に位置するスタッドボルト長を長くすることが可能となる。そのため、ボルトにかかる軸力が同じであっても、ボルト中の各部分毎にかかる力を小さくすることができる。
【００１８】
また、前記ブロック部材に、複数のボルト穴を設けるとともに、該複数のボルト穴それぞれにスタッドボルトを締め付けて固定することを特徴とする。
複数のスタッドボルトを用いることで、エアスプリングの他の部材への取り付けが安定する。
【発明の効果】
【００１９】
以上記載のごとく本発明によれば、高強度のボルトの使用を可能にして締付トルクを上げることができ、しかもボルト損傷時にはボルトのみを交換することが可能であり、さらにはボルトをボルト穴に対して真っ直ぐに取り付けることでボルトの緩みが発生しにくいエアスプリングを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
本発明のエアスプリングを自動車に用いる場合の例について説明する。
従来例と同じく図７に示したように、自動車の前後方向にフレーム１２が延設されており、該フレーム１２には車軸（不図示）を懸架するサスペンションであるリーフスプリング１３が取り付けられている。エアスプリング１は、図７に示したように上部はシェル１１がフレーム１２に取り付けられており、下部は後述するスタッドボルトによってリーフスプリング１３に取り付けられている。
【実施例１】
【００２２】
図１は実施例１に係るエアスプリングの要部断面図であり、図２は実施例１に係るスタッドボルトの側面図である。図１及び図２を用いて、実施例１に係るエアスプリングの構成について説明する。
エアスプリング１は、図１に示したようにピストン２の外側に、円筒状のダイアフラム３の端部を内外反転姿勢で気密に連結している。また、図示はしていないが、前記ダイアフラム３の反対側の端部でも同様に、シェル１１の外側にダイアフラム３の端部を内外反転姿勢で気密に連結している。また、ピストン２内部とダイアフラム３内部は通気孔２３によって空気の連通が可能になっており、シェル１１、ピストン２及びダイアフラム３によって空気室が形成されている。
また、２１は衝撃吸収剤であるバンプストッパーであり、２２は該バンプストッパーの台座である。
【００２３】
さらに、本発明に特徴的な構成として、ピストン２内には取付ブロック４ａが備えられている。該取付ブロック４ａは、雌ねじが切られたボルト穴が設けられており、該ボルト穴には後述するスタッドボルト５が締め付けて固定されている。また、前記ボルト穴は前記ピストン２の下面と垂直方向になるように設けられてる。
【００２４】
スタッドボルト５は、図２に示したように略中央部に頭部５１が設けられており、該頭部５１の両端側に雄ねじが切られた構成となっている。また、前記頭部５１の一側の端面は平坦な締付座面５２となっており、該締付座面５２からスタッドボルト５の先端までの距離は、前記取付ブロック４ａに設けたボルト穴よりも短い。
【００２５】
このように構成されたスタッドボルト５を、前記締付座面５２を上側にして前記取付ブロック４ａに設けたボルト穴に下から捩り込んで挿入していくと、スタッドボルト５は前述の通り一側の端面が平坦な締付座面５２である頭部５１を有し、該締付座面５２からボルト先端までの距離が取付ブロック４ａに設けたボルト穴よりも短いため、締付座面５２がピストン２の下面に当接した位置でそれ以上スタッドボルト５を前記ボルト穴に挿入することが不可能となる。スタッドボルト５はこの位置まで前記ボルト穴に捩り込んで挿入し、締め付ける。
これにより、スタッドボルト５をピストン２の下面に対して垂直に取り付けることができ、スタッドボルト５の緩みを防止することができる。
【００２６】
またスタッドボルト５の頭部５１を囲堯し、該頭部５１の厚さより大きい厚さを有するリング状のスペーサ６がピストン２の下側に設けられている。
【００２７】
このような、エアスプリング１の他部材であるリーフスプリング１３への取り付けについて、図１を用いて説明する。
エアスプリング１をリーフスプリング１３に取り付ける場合、スタッドボルト５の取付ブロック４ａに捩り込んだ端側と反対側の端側をリーフスプリング１３に設けたねじ穴に捩り込み、その先をナット７で固定する。これにより、エアスプリング１をリーフスプリング１３に取り付けることが可能となる。また、スペーサ６の厚さをスタッドボルト５の頭部５１の厚さよりも大としているため、スタッドボルト５の頭部５１がリーフスプリング１３に直接接触することを避けることができる。
【００２８】
また、例えば損傷等により、スタッドボルト５を交換する必要がある場合には、ナット７を外してエアスプリング１をリーフスプリング１３から取り外し、スタッドボルト５を取付ブロック４ａから取り外すことで、スタッドボルト５のみを単独で交換することが可能である。
【実施例２】
【００２９】
図３は実施例２に係るエアスプリングの要部断面図である。図３を用いて、実施例２に係るエアスプリングの構成について説明する。なお、図３においては、ピストン２周辺のみを示し、また実施例１に係る図１と同一符号は同一物を表し、図１と同一物については説明を省略する。
【００３０】
ピストン２内には取付ブロック４ｂが備えられている。該取付ブロック４ｂは、雌ねじが切られたボルト穴が２つ設けられており、該ボルト穴にはそれぞれ後述するスタッドボルト５ａ、５ｂが締め付けて固定されている。また、前記２つのボルト穴は何れも前記ピストン２の下面と垂直になるように設けられている。
【００３１】
前記スタッドボルト５ａ、５ｂは何れも、図２に示したスタッドボルト５と同じ構成であり、締付座面からスタッドボルトの先端までの距離は、何れも前記取付ブロック４ｂに設けたボルト穴より短い。
【００３２】
即ち、本実施例２は、取付ブロック４ｂに２つのボルト穴を設け、使用するスタッドボルトの本数が２本となったこと以外は前述の図１を用いて説明した実施例１と同じである。
【００３３】
こうして、使用するスタッドボルトの使用数を増やすことでエアスプリングのリーフスプリング１３への取付が安定する。
本実施例２においては、２本のスタッドボルトを使用したが、スペースに余裕があれば３本以上使用してもよい。
【実施例３】
【００３４】
図４は実施例３に係るエアスプリングの要部断面図であり、図５は取付ブロック４ｃの断面図である。図４及び図５を用いて、実施例３に係るエアスプリングの構成について説明する。なお、図４においては、ピストン２の周辺のみを示し、また実施例１、２に係る図１、図３と同一符号は同一物を表し、図１、図３と同一物については説明を省略する。
【００３５】
ピストン２内には取付ブロック４ｃが備えられている。該取付ブロック４ｃは、ボルト穴が２つ設けられており、該２つのボルト穴は何れも雌ねじが切られた先端部４２と、後述するスタッドボルト５ｃ、５ｄの頭部よりも大径の支持部４３から構成されている。また前記先端部４２と支持部４３の境界には、ピストンの下面と略平行であり平坦な受け座面４１が形成される。このような２つボルト穴には後述するスタッドボルト５ｃ、５ｄが前記先端部４２で締め付けて固定されている。また、前記２つのボルト穴は何れも前記ピストン２の下面と垂直方向になるように設けられてる。
【００３６】
また、スタッドボルト５ｃ、５ｄは何れも、図２に示したスタッドボルト５と同じ構成であり、締付座面からスタッドボルトの先端までの距離は、何れも前記ボルト穴の先端部４２よりも短い。
【００３７】
このように構成されたスタッドボルト５ｃ、５ｄを、前記締付座面を上側にして前記取付ブロック４ｃに設けたボルト穴の先端部４２に下から捩り込んで挿入していくと、スタッドボルト５ｃ、５ｄは前述の通り一側の端面が平坦な締付座面である頭部を有し、該締付座面からボルト先端までの距離が取付ブロック４ｃに設けたボルト穴の先端部４２よりも短く、さらにスタッドボルト５ｃ、５ｄの頭部の径よりも前記ボルト穴の支持部４３が大径であるため、スタッドボルト５ｃ、５ｄの締付座面がボルト穴中の前記受け座面４１に当接した位置でそれ以上スタッドボルト５ｃ、５ｄを前記ボルト穴の先端部４２に挿入することが不可能となる。スタッドボルト５ｃ、５ｄはこの位置まで前記ボルト穴に捩り込んで挿入し、締め付ける。
これにより、スタッドボルト５ｃ、５ｄをピストン２の下面に対して垂直に取り付けることができ、スタッドボルト５ｃ、５ｄの緩みを防止することができる。
【００３８】
このような、エアスプリングの他部材であるリーフスプリング１３への取り付けについて、図４を用いて説明する。
エアスプリングをリーフスプリング１３に取り付ける場合、スタッドボルト５ｃ、５ｄの取付ブロック４ｃの先端部４２に捩り込んだ端側と反対側の端側をリーフスプリング１３に設けたねじ穴に捩り込み、その先をナット７ｃ、７ｄで固定する。これにより、エアスプリング１をリーフスプリング１３に取り付けることが可能となる。また、スタッドボルト５ｃ、５ｄの頭部は、取付ブロック４ｃのボルト穴を構成する支持部４３内に位置するため、該頭部とリーフスプリング１３が直接接することはない。
さらに、前記ブロック部材４ｃに設けたボルト穴内に位置するスタッドボルト５ｃ、５ｄの長さが長いため、スタッドボルト５ｃ、５ｄの各部分毎にかかる力を小さくすることができる。
【００３９】
また、例えば損傷等により、スタッドボルト５ｃ、５ｄを交換する必要がある場合には、ナット７ｃ、７ｄを外してエアスプリングをリーフスプリング１３から取り外し、スタッドボルト５ｃ、５ｄを取付ブロック４ｃから取り外すことで、スタッドボルト５ｃ、５ｄのみを単独で交換することが可能である。
【実施例４】
【００４０】
図６は実施例４に係るエアスプリングの要部断面図である。図６を用いて、実施例４に係るエアスプリングの構成について説明する。なお、図６においては、ピストン２周辺のみを示し、また実施例１、２、３に係る図１、図３、図４と同一符号は同一物を表し、図１、図３、図４と同一物については説明を省略する。
【００４１】
ピストン２内には取付ブロック４ｄが備えられている。該取付ブロック４ｄは、雌ねじが切られたボルト穴が設けられており、該ボルト穴には前述の図２で示したスタッドボルト５と同型のスタッドボルト５ｅが締め付けて固定されている。また、前記ボルト穴は何れも前記ピストン２の下面と垂直になるように設けられている。即ち、取付ブロック及びスタッドボルトについては、前述の図１と同様の構成である。
【００４２】
本実施例４に特徴的な構成として、スペーサ６が楕円型であって、該スペーサ６とリーフスプリング１３をボルト８によって固定している。
エアスプリングや他部材（リーフスプリング）の配置や形状によっては、このようにして補助的な固定部を設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
高強度のボルトの使用を可能にして締付トルクを上げることができ、しかもボルト損傷時にはボルトのみを交換することが可能であり、さらにはボルトをボルト穴に対して真っ直ぐに取り付けることでボルトの緩みが発生しにくいエアスプリングとして、自動車のサスペンションなどに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係るエアスプリングの要部断面図である。
【図２】実施例１に係るスタッドボルトの側面図である。
【図３】実施例２に係るエアスプリングの要部断面図である。
【図４】実施例３に係るエアスプリングの要部断面図である。
【図５】実施例３に係る取付ブロックの断面図である。
【図６】実施例４に係るエアスプリングの要部断面図である。
【図７】エアスプリングの配置の説明図である。
【図８】従来のエアスプリングの要部断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    エアスプリング
２    ピストン
３    ダイアフラム
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ    取付ブロック（ブロック部材）
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ    スタッドボルト
６    スペーサ
５１    頭部
５２    締付座面
【図１】
2009156394.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009156394.tif 000009
【図８】
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