JP4926487B2

JP4926487B2 - 空気ばね

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Publication number: JP4926487B2
Application number: JP2006037978A
Authority: JP
Inventors: 功渡辺; 直樹山口
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Bridgestone Corp; Aisin Corp
Current assignee: Bridgestone Corp; Aisin Corp
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: US7891644B2; JP2007218310A; US20070205546A1; EP1826452A2; EP1826452A3; EP1826452B1

Description

本発明は、空気圧を利用して入力荷重に対して弾性的な反力を発生させ、この反力により入力荷重を支持する空気ばねに関する。

車両のサスペンション等に用いられる空気ばねとしては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１記載の空気ばねは、支持体及び可動体の一方に連結されるシェル（チャンバ部材）と、支持体及び可動体の他方に連結されるピストン（ピストン部材）と、略円筒状に形成されると共に中間部が内外反転状態とされ、一端部及び他端部がそれぞれチャンバ部材及びピストン部材に連結され、内部にチャンバ室が形成されるダイヤフラムとを備えている。

また特許文献１の空気ばねは、オゾン、酸素等の反応性ガスを含む大気や土砂、石等の異物からダイヤフラムを保護するために、ダイヤフラムの外周側に配置されるダストカバーを備えている。このダストカバーには、その上端部にチャンバ部材の外周側に固定される連結筒部が設けられると共に、この連結筒部の下端部から外周側へ延出する肩部及び、この肩部の下端部から下方へ延出し、可動体の移動方向に沿って伸縮可能とされた筒状の蛇腹部が一体的に設けられている。ここで、肩部の断面形状は、下方へ向って内外径が外周側へ拡がるテーパ状に形成されている。

上記のような空気ばねは、車両におけるサスペンションに適用されることがある。この場合、チャンバ部材が支持体である車体側に固定されると共に、ピストン部材が可動体であるサスペンションアームに連結固定され、車体とサスペンションアームとの間にダイヤフラムが揺動方向に沿って伸縮可能な状態で配置される。これにより、路面側からの荷重によりサスペンションアームが車体側（バウンド方向）へ揺動すると、ダイヤフラム内のチャンバ室内の空気が圧縮されて空気圧が上昇すると共に、この空気圧によりサスペンションアームを介して路面側から入力する荷重を支持する。このとき、チャンバ室内に充填する空気の圧力を調整することにより、中立位置にあるサスペンションアームの位置を調整することが可能になる。

ところで、上記のようなダストカバーは、一般に、樹脂、ゴム等を素材としてブローモールディング成形（ブロー成形）により一体成形されることから、連結筒部、肩部及び蛇腹部の肉厚をそれぞれ大きく変化させることや、連結筒部、肩部及び蛇腹部をそれぞれ比強度が異なる異種材料により成形することができない。このため、ダストカバーを成形する際に、ダストカバーの可動体（サスペンションアーム）に対する追従性を確保するため、蛇腹部の伸縮方向での柔軟性を十分に高いものにすると、肩部の剛性を十分に高いものにすることが困難になる。

上記のような空気ばねでは、ダストカバーにおける肩部の剛性が不足すると、サスペンションアームのバウンド時、すなわち蛇腹部の圧縮変形時に、肩部が蛇腹部の復元力に耐えられなくなり、肩部が連結筒部側へ捲れ上がるように変形（撓み変形）する現象が生じることがある。このような無理な変形が肩部に繰り返し生じると、肩部には比較的短時間で亀裂等の損傷が生じ、ダストカバーの寿命を著しく低下させる。
特開２００４−１５６６６３号公報

本発明の目的は、上記事実を考慮して、ダストカバーにおける蛇腹部の圧縮変形時に蛇腹部の復元力により肩部が撓み変形することを効果的に抑制し、この変形によりダストカバーの寿命が低下することを防止できる空気ばねを提供することある。

一例に係る空気ばねは、支持体及び可動体の一方に連結されるチャンバ部材と、支持体及び可動体の他方に連結されるピストン部材と、略円筒状に形成されると共に中間部が内外反転状態とされ、一端部及び他端部がそれぞれ前記チャンバ部材及び前記ピストン部材に連結され、内部にチャンバ室が形成されるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの外周側に配置され、上端部に前記チャンバ部材の外周側に固定される連結筒部が設けられると共に、該連結筒部の下端部から外周側へ延出する肩部及び、該肩部の下端部から下方へ延出し、可動体の移動方向に沿って伸縮可能とされた筒状の蛇腹部が一体的に設けられたダストカバーと、前記肩部の外周側に配置され、前記蛇腹部の圧縮変形時に前記肩部に当接して、該肩部の前記連結部筒側への弾性的な変形を制限する変形防止部材と、を有することを特徴とする。

上記に係る空気ばねでは、変形防止部材がダストカバーにおける肩部の外周側に配置され、蛇腹部の圧縮変形時に肩部に当接して、この肩部の連結部筒側への弾性的な変形を制限することにより、変形防止部材部により肩部を介して圧縮変形した蛇腹部からの復元力の一部乃至全部を支持できるので、圧縮変形した蛇腹部からの復元力に対して肩部の剛性を十分に高くできない場合でも、蛇腹部からの復元力を受けた肩部の連結筒部側への弾性的な変形量を十分に小さいものにできる。

この結果、上記に係る空気ばねによれば、圧縮変形した蛇腹部からの復元力に対して肩部の剛性を十分に高くできない場合でも、圧縮変形した蛇腹部からの復元力により肩部が連結筒部側へ変形することを効果的に抑制し、この変形により肩部に亀裂等の損傷が早期に発生してダストカバーの寿命が低下することを防止できる。

また上記に係る空気ばねは、前記変形防止部材には、上端部に前記チャンバ部材に固定される連結部が設けられると共に、該連結部の下端部から前記肩部の外周側へ延出して、該肩部に対向するストッパ部が設けられたことを特徴とすることもできる。

また上記に係る空気ばねは、前記ストッパ部は、前記肩部を外周側から全周に亘って取り囲むように設けられたことを特徴とすることもできる。

また上記に係る空気ばねは、前記ストッパ部は、前記肩部における周方向に沿った一部に外周側から対向するように設けられたことを特徴とすることもできる。

また上記に係る空気ばねは、前記ストッパ部に、その下端部から外周側へ延出して、前記蛇腹部の圧縮変形時に、前記ストッパ部の前記肩部との接触面積を拡大するための荷重分散部を形成したことを特徴とすることもできる。

本発明の請求項１に係る空気ばねは、支持体及び可動体の一方に連結されるチャンバ部材と、支持体及び可動体の他方に連結されるピストン部材と、略円筒状に形成されると共に中間部が内外反転状態とされ、一端部及び他端部がそれぞれ前記チャンバ部材及び前記ピストン部材に連結され、内部にチャンバ室が形成されるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの外周側に配置され、上端部に前記チャンバ部材の外周側に固定される連結筒部が設けられると共に、該連結筒部の下端部から外周側へ向かって斜め下方へ延出する肩部及び、該肩部の下端部から下方へ延出し、可動体の移動方向に沿って伸縮可能とされた筒状の蛇腹部が一体的に設けられたダストカバーと、を有し、前記連結筒部及び前記肩部を一体的に形成すると共に、前記蛇腹部を前記連結筒部及び前記肩部とは別体に形成し、前記ダストカバーを、前記肩部の下端部に前記蛇腹部の上端部を連結して構成し、前記肩部の下端部に内周側へ延出して、該肩部の前記蛇腹部との接触面積を拡大するための荷重分散部を形成し、前記肩部の下端側には外径が一定とされた円筒部が形成され、前記荷重分散部は該円筒部の下端部から外周側へ延出すると共に外周端が下方へ湾曲されて内周側へ延出されて形成され、前記連結部の下端部に前記荷重分散部を外周側から嵌挿する嵌挿部が構成されていることを特徴とする。

上記請求項１に係る空気ばねでは、ダストカバーにおける連結筒部及び肩部を一体的に形成すると共に、蛇腹部を連結筒部及び肩部とは別体に形成し、ダストカバーを、肩部の下端部に蛇腹部の上端部を連結して構成したことにより、ダストカバーにおける肩部と蛇腹部とをそれぞれ比強度等が異なる異種材料に形成し、又は蛇腹部の肉厚に影響されることなく、肩部の肉厚を要求される強度、剛性等の機械的特性に応じて任意の厚さに設定できるので、圧縮変形した蛇腹部からの復元力に対して肩部の剛性を十分に高くし、蛇腹部からの復元力を受けた肩部の連結筒部側への弾性的な変形量を十分に小さいものにできる。

この結果、請求項１に係る空気ばねによれば、圧縮変形した蛇腹部からの復元力に対して肩部の剛性を十分に高くできるので、圧縮変形した蛇腹部の復元力により肩部が連結筒部側へ変形することを防止し、この変形により亀裂等の損傷が肩部に早期に発生してダストカバーの寿命が低下することを防止できる。

また本発明の請求項２に係る空気ばねは、請求項１記載の空気ばねにおいて、前記蛇腹部を弾性材料により形成すると共に、前記連結筒部及び前記肩部を前記蛇腹部に対して比強度が大きい材料により形成したことを特徴とする。

また本発明の請求項３に係る空気ばねは、請求項２記載の空気ばねにおいて、前記蛇腹部の上端部に、前記肩部の下端部の外周側に嵌挿される筒状の連結部を形成すると共に、前記ダストカバーに、前記連結部に外周側から巻き付けられて、該連結部を前記肩部の下端部に締付け固定するバンド部材を設けたことを特徴とする。

以上説明したように本発明に係る空気ばねによれば、ダストカバーにおける蛇腹部の圧縮時に蛇腹部の復元力により肩部が撓み変形することを防止し、この変形によりダストカバーの寿命が低下することを防止できる。

以下、本発明の実施形態に係る空気ばねについて図面を参照して説明する。

（一例としての形態）
図１〜図３には、一例としての空気ばねが適用されたサスペンションが模式的に示されている。図１に示されるように、サスペンション１２は、全体としてドラム状に形成された空気ばね１０及び梁状に形成されたサスペンションアーム１４を備えている。サスペンションアーム１４には、その長手方向に沿った基端部及び先端部にそれぞれ円筒状のブッシュホルダ１６，１８が配置されている。

サスペンションアーム１４は、基端側のブッシュホルダ１６がゴムブッシュ（図示省略）を介して車体１５側に揺動可能に連結され、先端側のブッシュホルダ１８には、ゴムブッシュを介してホイールハブ（図示省略）側に回転可能に連結される。これにより、サスペンションアーム１４は、基端側のブッシュホルダ１６を中心として車体１５により上下方向に沿って揺動可能に支持される。またサスペンションアーム１４には、その上面部における長手方向中間部に凹状のホルダ部２０が形成されている。

図１に示されるように、空気ばね１０には、その下端側に略有底円筒状に形成されたピストン部材２４が設けられると共に、図３に示されるように、ピストン部材２４の上側に底の浅い円筒状に形成されたチャンバ部材２２が配置されている。ピストン部材２４には、図３に示されるように、その上端部に下端側に対して内外径が縮径された円筒状の被連結部２８が一体的に形成されている。ピストン部材２４の底板下面側には、略台形状に屈曲されたブラケット２６が固定されており、ピストン部材２４は、ブラケット２６を介してホルダ部２０内の底面上に固定されている。またチャンバ部材２２には、図１に示されるように、その外周側の端部から下方へ突出するように円筒状の被連結部３０が屈曲形成されている。

空気ばね１０には、図１及び図３に示されるように、ピストン部材２４の被連結部２８とチャンバ部材２２の被連結部３０とにそれぞれ連結される薄肉円筒状のダイヤフラム３２が設けられている。ダイヤフラム３２は、その内部にコード補強層（図示省略）が埋設されたゴム膜により形成されており、上下方向に沿った中間部には内周面と外周面とがＵ字状に反転された弛み部３４が設けられている。またダイヤフラム３２には、上端部に被連結部３０の外周側へ嵌挿される上側連結部３６が円筒状に設けられると共に、下端部に被連結部２８の外周側へ嵌挿される下側連結部３８が円筒状に設けられている。

空気ばね１０には、下側連結部３８の外周側に巻き付けられる下側カシメリング（図示省略）が設けられると共に、上側連結部３６の外周側に巻き付けられる上側カシメリング４２が設けられている。下側カシメリングは、下側連結部３８を内周側へ締め付けて被連結部２８の外周面に全周に亘って圧接させ、下側連結部３８を被連結部２８に気密状態となるように連結固定している。また上側カシメリング４２は、上側連結部３６を内周側へ締め付けて被連結部３０の外周面に全周に亘って圧接させ、上側連結部３６を被連結部３０に気密状態となるように連結固定している。これにより、ダイヤフラム３２の内周側には、下端部及び上端部がそれぞれピストン部材２４及びチャンバ部材２２により閉塞された略円柱状のチャンバ室４４が形成される。

図１に示されるように、チャンバ部材２２は車体１５側におけるサスペンションアーム１４のホルダ部２０と対向する部位に固定されている。これにより、空気ばね１０は、サスペンションアーム１４と車体１５との間に介装される。図３に示されるように、チャンバ部材２２の頂板部には圧力配管４６の一端部が接続されている。圧力配管４６は、その他端部が車体１５側に搭載されたエアポンプ、アキュームレータ等の圧縮空気の供給源（図示省略）に接続されており、圧縮空気の供給源をチャンバ室４４内へ連通している。圧力空気の供給源は、圧力配管４６を通して車両の走行状況や積載荷重に応じた空気圧を有する圧縮空気をチャンバ室４４内へ供給する。

図１及び図３に示されるように、空気ばね１０には、ダイヤフラム３２の外周側に略円筒状に形成された樹脂製のダストカバー５０が設けられている。ダストカバー５０には、上端部にチャンバ部材２２の被連結部３０に固定される連結筒部５２が設けられると共に、この連結筒部５２の下端部から外周側へ延出する肩部５４及び、この肩部５４の下端部から下方へ延出し、サスペンションアーム１４の揺動方向に沿って伸縮可能とされた円筒状の蛇腹部５６が一体的に設けられている。

肩部５４には、図３に示されるように、上下方向中間部にＶ字状に屈曲された屈曲部５８が形成されると共に、この屈曲部５８を介して上側及び下側にそれぞれ第１傾斜部６０及び第２傾斜部６２がそれぞれ全周に亘って形成されている。肩部５４は、全体として連結筒部５２の下端部から外周側へ向って斜め下方へ延出するような形状（テーパ形状）に成形されている。肩部５４では、第１傾斜部６０の水平方向に対する傾斜角が第２傾斜部の傾斜角よりも小さくなっており、第１傾斜部６０の幅は周方向に沿った任意の位置で略一定のものになっている。一方、第２傾斜部６２の幅は、サスペンションアーム１４の揺動中心（ブッシュホルダ１６）に最も近い位置で最も広く、ブッシュホルダ１６から離れるに従って徐々に狭くなっている。

連結筒部５２は、蛇腹部５６よりも小径の円筒状に形成されており、上側カシメリング４２の外周側に嵌挿されている。ダストカバー５０は、連結筒部５２の外周側に巻き付けられる締結バンド６４を備えており、この締結バンド６４は、連結筒部５２を上側カシメリング４２の外周面に全周に亘って圧接させている。これにより、連結筒部５２は、上側連結部３６及び上側カシメリング４２を介してチャンバ部材２２における被連結部３０の外周側に固定される。

ここで、ダストカバー５０における連結筒部５２、肩部５４及び蛇腹部５６は、例えば、比較的柔軟性に富んだ樹脂材料であるポリオレフィンエラストマーを素材として、ブローモールディング成形（ブロー成形）されている。なお、ダストカバー５０の成形素材は、ポリオレフィンエラストマー以外であっても柔軟性に富み、かつブロー成形可能なものならば他の樹脂材料、ゴム組成物等も使用可能である。

図１に示されるように、ダストカバー５０は、蛇腹部５６の下端部に連結固定されるプレート状のフランジ部材６６を備えている。フランジ部材６６は、蛇腹部５６の下端部から全周に亘って外周側へ延出する環状に形成されており、その下面側をサスペンションアーム１４におけるホルダ部２０の周縁部に圧接させている。フランジ部材６６は、その肉厚が蛇腹部５６の肉厚よりも厚くされると共に、蛇腹部５６の成形素材となる樹脂材料よりも高剛性の材料を素材として成形されている。ここで、フランジ部材６６の成形素材としては、ＥＰＤＭ等の耐候性が良好な樹脂が適しているが、樹脂に限定されず、金属、樹脂と他の補強材（例えば、ガラス強化繊維）の複合材料を用いても良い。

図１に示されるように、蛇腹部５６には周方向へ延在する多数の折線部が形成されており、これらの折線部がサスペンションアーム１４の揺動方向に沿って略一定ピッチで配置されている。蛇腹部５６では、多数の折線部に沿ってダストカバー５０の中間部が内周側及び外周側へ交互に屈曲されて形成されており、折線部をヒンジとして屈曲部の角度を変化させることにより上下方向へ容易に伸縮可能とされている。空気ばね１０は、サスペンションアーム１４が下限位置よりも上側にあるときには、このサスペンションアーム１４と車体１５との間でダストカバー５０の蛇腹部５６を圧縮状態となる。これにより、ダストカバー５０は、蛇腹部５６の復元力によりフランジ部材６６の下面側をサスペンションアーム１４へ圧接させている。

なお、ダストカバー５０のサスペンションアーム１４に対する追従性を良好にするため、ダストカバー５０のフランジ部６６をボルト、ナット等の締結部材を用いてサスペンションアーム１４の上面側に固定するようにしても良い。このようにすることにより、ダストカバー５０内への粉塵等の異物侵入が更に効果的に防止できる。

図３に示されるように、空気ばね１０は、ダストカバー５０における肩部５４の外周側に配置される変形防止キャップ７０を備えている。変形防止キャップ７０は、樹脂材料や金属材料を素材として頂面側が頂板部７２により閉止された略円筒状に形成されている。変形防止キャップ７０は、上方からチャンバ部材２２及び肩部５４の外周側に位置するように装着されており、その頂板部７２をチャンバ部材２２の頂面部に当接させている。頂板部７２には中央部に円形の位置決め穴７４が穿設されており、この位置決め穴７４内には、チャンバ部材２２の上面中央部に形成された凸状の位置決め部７６が嵌合している。これにより、変形防止キャップ７０はチャンバ部材２２と同軸的に位置決めされる。また変形防止キャップ７０は、その頂板部７２及びチャンバ部材２２の頂板部を貫通するリベット７８によりチャンバ部材２２に固定されている。

変形防止キャップ７０には、頂板部７２の外周部から下方へ延出する円筒部８０が形成されると共に、この円筒部８０の下端部から斜め下方へ延出するストッパ部８２が全周に亘って一体的に形成されている。ストッパ部８２の水平方向に対する傾斜角は、肩部５４における第２傾斜部６２の傾斜角と略等しくなっている。変形防止キャップ７０のストッパ部８２の幅は、肩部５４の第２傾斜部６２と同様に、サスペンションアーム１４の揺動中心（ブッシュホルダ１６）に最も近い位置で最も広く、ブッシュホルダ１６から離れるに従って徐々に狭くなっている。変形防止キャップ７０は、ストッパ部８２の内周面における下端側を肩部５４に置ける第２傾斜部６２の外周面に当接させている。またストッパ部８２の下端部には、その下端部から外周側へ延出する荷重分散部８４が全周に亘って一体的に形成されている。

ダストカバー５０では、図２に示されるように、サスペンションアーム１４が上方へ揺動して蛇腹部５６が圧縮状態になると、蛇腹部５６の復元力Ｓ（図２参照）が肩部５４に作用する。この復元力Ｓは、斜め下方へ延出するテーパ形状に成形された肩部５４を逆テーパ状に変形（撓み変形）させるような荷重として肩部５４に対して作用させる。このとき、ダストカバー５０のストッパ部８２は、肩部５４を介して蛇腹部５６からの復元力を担持し、肩部５４の外周側が上方へ撓み変形することを制限し、肩部５４が逆テーパ状に変形することを阻止する。

次に、上記のように構成された空気ばね１０の動作及び作用について説明する。

空気ばね１０は、車体１５とサスペンションアーム１４との間に介装されることにより、サスペンションアーム１４に対してチャンバ室４４内の空気圧に対応するばね反力を作用させ、このばね反力により路面側からサスペンションアーム１４に入力する荷重を支持する。このとき、ダストカバー５０は、サスペンションアーム１４の揺動時に、このサスペンションアーム１４の揺動に応じて蛇腹部５６を上下方向へ伸縮させ、フランジ部材６６をサスペンションアーム１４に追従するように上下動させる。

またダストカバー５０は、図２に示されるように、サスペンションアーム１４が揺動する際には、サスペンションアーム１４の揺動中心（ブッシュホルダ１６）に近い蛇腹部５６における径方向一端側（図２では、左側）の伸縮量と、サスペンションアーム１４の揺動中心から遠い径方向他端側（図２では、右側）の伸縮量とをそれぞれ異なるものにすることにより、フランジ部材６６をサスペンションアーム１４の傾きに従うように傾ける。これにより、サスペンションアーム１４の揺動時にも、フランジ部材６６がサスペンションアーム１４の上面部に圧接した状態に維持される。

空気ばね１０では、変形防止キャップ７０のストッパ部８２がダストカバー５０における肩部５４の外周側に配置され、蛇腹部５６の圧縮変形時に肩部５４に当接して、この肩部５４の連結筒部５２側への撓み変形を制限することにより、変形防止キャップ７０のストッパ部８２により肩部５４を介して圧縮変形した蛇腹部５６からの復元力を担持できるので、圧縮変形した蛇腹部５６からの復元力に対して肩部５４の剛性を十分に高くできない場合でも、蛇腹部５６からの復元力を受けた肩部５４の連結筒部側への撓み変形量を十分に小さいものにできる。

この結果、空気ばね１０によれば、圧縮変形した蛇腹部５６からの復元力に対して肩部５４の剛性を十分に高くできない場合でも、圧縮変形した蛇腹部の復元力により肩部５４が連結筒部５２側へ撓み変形することを効果的に抑制し、この変形により肩部５４に亀裂等の損傷が早期に発生してダストカバー５０の寿命が低下することを防止できる。

また本実施形態に係る空気ばね１０では、ストッパ部８２の下端部に荷重分散部８４が形成されていることにより、蛇腹部５６の復元力により肩部５４の外周側及び蛇腹部５６の上端部がストッパ部８２の下端部付近に高荷重で圧接した際にも、荷重分散部８４が肩部５４の外周側及び蛇腹部５６の上端部に面接触状態で圧接し、その圧接部の面積を拡大して荷重を分散できるので、肩部５４及び蛇腹部５６がストッパ部８２と圧接して生じる応力（最大応力）を低下させて肩部５４及び蛇腹部５６に亀裂等の損傷が発生することを効果的に防止できる。

また、空気ばね１０では、サスペンションアーム１４が上方へ揺動した場合には、図２に示されるように、サスペンションアーム１４の揺動中心（ブッシュホルダ１６）に近い蛇腹部５６における径方向他端側の圧縮変形量が径方向一端側の圧縮変形量よりも大きなものになる。これにより、圧縮変形した蛇腹部５６がテーパ形状に成形され肩部５４を逆テーパ状に変形（反転）させるような荷重（復元力Ｓ）を作用させる際には、その復元力Ｓ（図２参照）の大きさは、蛇腹部５６の径方向他端部で最も大きくなり、径方向他端部で最も小さくなる。このことから、空気ばね１０では、変形防止キャップ７０が無いと、蛇腹部５６が圧縮変形した場合には、図３の２点鎖線で示されるように、蛇腹部５６からの復元力により肩部５４における径方向他端部付近にのみ逆テーパ状の変形（撓み変形）が生じ、肩部５４における径方向一端部付近には撓み変形が生じないこともある。

上記のような場合には、変形防止キャップ７０におけるストッパ部８２を肩部５４の外周側に全周に亘って必ずしも配設する必要はなく、肩部５４における径方向他端部付近の外周側にのみストッパ部を部分的に配設するようにしても良い。このようにストッパ部を肩部５４の周方向に沿った一部に対向するように設けた場合にも、このストッパ部の下端部に外周側へ延出する荷重分散部を形成することにより、肩部５４及び蛇腹部５６がストッパ部８２と圧接して生じる応力により肩部５４及び蛇腹部５６に亀裂等の損傷が発生することを効果的に防止できる。

（実施形態）
図４には、一例に係る空気ばねにおけるダストカバーが示されている。第２の実施形態に係る空気ばね９０では、基本的にダストカバー９２を除く部分が第１の実施形態に係る空気ばね１０と同一とされている。このことから、本実施形態に係る空気ばね９０に関する説明では、ダストカバー９２以外の部分については前述の一例としての形態と同一符号を付して説明を省略する。

空気ばね９０には、ダイヤフラム３２の外周側に略円筒状に形成されたダストカバー９２が設けられている。ダストカバー９２には、上端部に略キャップ状に形成されたハンガ部材９４が設けられている。ハンガ部材９４の上端側には連結筒部９６が形成されており、連結筒部９６は頂面側が頂板部９８により閉止された略円筒状に形成されている。連結筒部９６は、チャンバ部材２２及び肩部５４の外周側に位置するように上方から装着されており、その頂板部９８をチャンバ部材２２の頂面部に当接させている。

連結筒部９６の頂板部９８には、中央部に円形の位置決め穴１００が穿設されており、この位置決め穴１００内には、チャンバ部材２２の上面中央部に形成された凸状の位置決め部７６が嵌合している。これにより、連結筒部９６はチャンバ部材２２と同軸的に位置決めされる。また連結筒部９６は、その頂板部９８及びチャンバ部材２２の頂板部を貫通するリベット７８によりチャンバ部材２２に固定されている。

ハンガ部材９４には、連結筒部９６の下端部から外周側へ向って斜め下方へ延出する肩部１０２が全周に亘って一体的に形成されている。肩部１０２の幅は、サスペンションアーム１４の揺動中心（ブッシュホルダ１６）に最も近い位置で最も広く、ブッシュホルダ１６から離れるに従って徐々に狭くなっている。また肩部１０２の下端部には、その下端部から内周側へ延出する荷重分散部１０４が全周に亘って一体的に形成されている。

ダストカバー９２は、ハンガ部材９４の下側に連結される蛇腹部１０６と、この蛇腹部１０６の上端部を肩部１０２の下端部に連結固定する締結バンド１０８を備えている。蛇腹部１０６には、その上端部に肩部１０２の外周側に嵌挿される円筒状の連結部１１０が形成されている。締結バンド１０８は、連結部１１０に外周側から巻き付けられて連結部１１０を締め付けることにより、連結部１１０を肩部１０２の下端部に固定している。このとき、荷重分散部１０４は、その下面側を蛇腹部１０６の上端部に面接触状態で当接させている。

蛇腹部１０６は、連結部１１０の下側部分がサスペンションアーム１４の揺動方向に沿って伸縮可能とされている。蛇腹部１０６はハンガ部材９４とは別体の一部品として構成されており、例えば、比較的柔軟性に富んだ樹脂材料であるポリオレフィンエラストマーを素材として、ブローモールディング成形（ブロー成形）されている。なお、蛇腹部１０６の成形素材は、ポリオレフィンエラストマー以外であっても柔軟性に富み、かつブロー成形可能なものならば他の樹脂材料、ゴム組成物等も使用可能である。一方、ハンガ部材９４は、蛇腹部１０６の成形素材と比較し、アルミ合金等の金属材料や、硬質の樹脂材料などの比強度が大きい材料により形成されている。

次に、上記のように構成された本実施形態に係る空気ばね９０の動作及び作用について説明する。

本実施形態に係る空気ばね９０は、車体１５とサスペンションアーム１４との間に介装されることにより、サスペンションアーム１４に対してチャンバ室４４内の空気圧に対応するばね反力を作用させ、このばね反力により路面側からサスペンションアーム１４に入力する荷重を支持する。このとき、ダストカバー９２は、サスペンションアーム１４の揺動時に、このサスペンションアーム１４の揺動に応じて蛇腹部１０６を上下方向へ伸縮させる。

またダストカバー９２は、サスペンションアーム１４が揺動する際には、サスペンションアーム１４の揺動中心（ブッシュホルダ１６）に近い蛇腹部１０６における径方向一端側の伸縮量と、サスペンションアーム１４の揺動中心から遠い径方向他端側の伸縮量とをそれぞれ異なるものにすることにより、フランジ部材６６（図１参照）をサスペンションアーム１４の傾きに従うように傾ける。これにより、サスペンションアーム１４の揺動時にも、フランジ部材６６がサスペンションアーム１４の上面部に圧接した状態に維持される。

本実施形態に係る空気ばね９０では、ダストカバー９２における連結筒部９６及び肩部５４をハンガ部材９４として一体的に形成すると共に、蛇腹部１０６をハンガ部材９４とは別体に形成し、ダストカバー９２を肩部１０２の下端部に蛇腹部の上端部を締結バンド１０８により固定して構成したことにより、肩部１０２と蛇腹部１０６とをそれぞれ比強度等が異なる異種材料に形成し、又は蛇腹部１０６の肉厚に影響されることなく、肩部１０２の肉厚を要求される剛性等の機械的特性に応じて任意の厚さに設定できるので、圧縮変形した蛇腹部１０６からの復元力に対して肩部１０２の剛性を十分に高くし、蛇腹部１０６からの復元力を受けた肩部１０２の連結筒部９６側への撓み変形量を十分に小さいものにできる。

この結果、空気ばね９０によれば、圧縮変形した蛇腹部１０６からの復元力に対して肩部１０２の剛性を十分に高くできるので、圧縮変形した蛇腹部１０６の復元力により肩部１０２が連結筒部９６側へ撓み変形することを効果的に防止し、この変形により亀裂等が肩部１０２に早期に発生してダストカバー９２の寿命が低下することを防止できる。

また本実施形態に係る空気ばね９０では、肩部１０２の下端部に蛇腹部１０６に面接触状態で当接する荷重分散部１０４が形成されていることにより、蛇腹部５６がその復元力により肩部１０２の下端部付近に高荷重で圧接した際にも、蛇腹部１０６と肩部１０２との圧接部の面積を拡大して荷重を分散し、蛇腹部１０６の上端部に生じる最大応力を低下させることができるので、蛇腹部５６が肩部１０２と圧接して生じる応力により蛇腹部５６に亀裂等の損傷が発生することを効果的に防止できる。

なお、空気ばね９０では、ダストカバー９２におけるハンガ部材９４を蛇腹部１０６よりも比強度が高い材料（異種材料）により形成したが、ハンガ部材９４を蛇腹部１０６と同一材料により形成し、蛇腹部１０６に対して肉厚を厚くすることにより、肩部１０２の剛性を蛇腹部１０６の復元力に対して十分に大きなものにするようにしても良い。

（実施形態の変形例）
図５には、本発明の実施形態に係る空気ばね９０におけるハンガ部材及びダストカバーの変形例が示されている。なお、符号Ｓは中立状態にあるダストカバーの軸心を示しており、この軸心Ｓに沿った方向を装置の軸方向として以下の説明を行う。

図５に示されるハンガ部材１２０には、肩部１０２の下端側に外径が略一定とされた円筒部１２２が形成されると共に、この円筒部１２２の下端部から外周側へ延出するフランジ状の荷重分散部１２４が一体的に形成されている。荷重分散部１２４は、連結筒部９６の下端部が外周側へ全周に亘って屈曲されると共に、この屈曲部分の外周側が下方へ向って湾曲されることにより筒状に形成されており、外周側が滑らかに湾曲した略涙滴状となっていている。

図５に示されるダストカバー１２６には、その連結部１１０の下端部に荷重分散部１２４に外周側から嵌挿する嵌挿部１２８が一体的に形成されている。嵌挿部１２８は断面形状が内周側へ向って開いた略Ｕ字状に形成されており、荷重分散部１２４に外周側から嵌挿されることにより、その内面側を荷重分散部１２４の上面側及び下面側にそれぞれ面接触状態で密着させる。またダストカバー１２６には、図６に示されるように、その上端から連結部１１０及び荷重分散部１２４を軸方向に沿って横断するようにスリット１３０が形成されている。スリット１３０は、ダストカバー１２６に少なくとも１個以上設けられている。スリット１３０には、その下端付近を起点とする亀裂の発生を防止するため、内面部分の下端部が略Ｕ字状の湾曲面により形成されている。

ダストカバー１２６は、図５に示されるように、連結部１１０がハンガ部材１２０の円筒部１２２の外周側に嵌挿されると共に、嵌挿部１２８がハンガ部材１２０の荷重分散部１２４に外周側から嵌挿される。空気ばね９０では、締結バンド１０８が連結部１１０の外周側に巻き付けられ、この締結バンド１０８により連結部１１０を締め付けることにより、連結部１１０が円筒部１２２に固定される。このとき、スリット１３０が締結バンド１０８の締付け量に応じて開口幅を狭くすることにより、締結バンド１０８の締付け量を十分に大きくした場合でも、ダストカバー１２６における円筒部１２２及び嵌挿部１２８に皺や弛み等が生じることが防止されるので、連結筒部９６を円筒部１２２へ締結バンド１０８を用いて固定する際の作業性を良好にできる。

次に、上記のようなハンガ部材１２０及びダストカバー１２６を備えたる空気ばね９０では、ハンガ部材１２０の荷重分散部１２４にダストカバー１２６の嵌挿部１２８が嵌挿すると共に、ダストカバー１２６の連結筒部９６がハンガ部材１２０の円筒部１２２に締結バンド１０８により締付け固定されることにより、図４に示されるハンガ部材９４及びダストカバー９２を備えた空気ばね９０と比較し、ダストカバー１２６とハンガ部材１２０との連結強度を大幅に向上できる。この結果、例えば、車両が悪路を走行している際に、ダストカバー１２６の蛇腹部１０６に過大な伸びが生じた場合でも、連結筒部９６が円筒部１２２から脱落することを防止できる。

一例に係る形態の空気ばねが適用されたサスペンションの構成を示す側面断面図であり、サスペンションアームが中立位置にある状態を示している。一例に係る形態の空気ばねが適用されたサスペンションの構成を示す側面断面図であり、サスペンションアームが中立位置から上方へ揺動した状態を示している。図１に示される空気ばねにおける変形防止キャップ付近の構成を示す側面断面図である。一例に係る形態の空気ばねの構成を示す側面断面図である。本発明の実施形態に係る空気ばねにおけるハンガ部材及びダストカバーを示す側面断面図である。図５に示されるダストカバーの構成を示す側面断面図である。

符号の説明

１０空気ばね
１２サスペンション
１４サスペンションアーム（可動体）
１５車体（支持体）
２２チャンバ部材
２４ピストン部材
３２ダイヤフラム
４４チャンバ室
５０ダストカバー
５２連結筒部
５４肩部
５６蛇腹部
６４締結バンド
７０変形防止キャップ
８０円筒部（連結部）
８２ストッパ部
８４荷重分散部
９２ダストカバー
９４ハンガ部材
９６連結筒部
１０２肩部
１０４荷重分散部
１０６蛇腹部
１０８締結バンド
１２０ハンガ部材
１２６ダストカバー

Claims

支持体及び可動体の一方に連結されるチャンバ部材と、
支持体及び可動体の他方に連結されるピストン部材と、
略円筒状に形成されると共に中間部が内外反転状態とされ、一端部及び他端部がそれぞれ前記チャンバ部材及び前記ピストン部材に連結され、内部にチャンバ室が形成されるダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの外周側に配置され、上端部に前記チャンバ部材の外周側に固定される連結筒部が設けられると共に、該連結筒部の下端部から外周側へ向かって斜め下方へ延出する肩部及び、該肩部の下端部から下方へ延出し、可動体の移動方向に沿って伸縮可能とされた筒状の蛇腹部が一体的に設けられたダストカバーと、を有し、
前記連結筒部及び前記肩部を一体的に形成すると共に、前記蛇腹部を前記連結筒部及び前記肩部とは別体に形成し、
前記ダストカバーを、前記肩部の下端部に前記蛇腹部の上端部を連結して構成し、
前記肩部の下端部に内周側へ延出して、該肩部の前記蛇腹部との接触面積を拡大するための荷重分散部を形成し、
前記肩部の下端側には外径が一定とされた円筒部が形成され、前記荷重分散部は該円筒部の下端部から外周側へ延出すると共に外周端が下方へ湾曲されて内周側へ延出されて形成され、
前記連結部の下端部に前記荷重分散部を外周側から嵌挿する嵌挿部が構成されていること、
を特徴とする空気ばね。
前記蛇腹部を弾性材料により形成すると共に、前記連結筒部及び前記肩部を前記蛇腹部に対して比強度が大きい材料により形成したことを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
前記蛇腹部の上端部に、前記肩部の下端部の外周側に嵌挿される筒状の連結部を形成すると共に、
前記ダストカバーに、前記連結部に外周側から巻き付けられて、該連結部を前記肩部の下端部に締付け固定するバンド部材を設けたことを特徴とする請求項２記載の空気ばね。