JP2001241480A - 空気ばね装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 上方部材１，下方部材２およびとダイヤ
フラム４で密閉空間たる空気室Ａを区画してなる空気ば
ね装置において、ダイヤフラム４の下端部を連結させる
下方部材２の上端部がその下方部より小径となる縮径部
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
り、ダイヤフラム４の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７によ
って上記の縮径部２ｂに連結されてなり、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。

Description

【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４
ａ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構成を、基本的に
は、剛体からなる上方部材と、同じく剛体からなる下方
部材と、弾性体からなり上下端部が上方部材および下方
部材に固着部材の利用下に気密状態に連結されるダイヤ
フラムとで密閉空間たる空気室を区画してなる空気ばね
装置において、ダイヤフラムの下端部を連結させる下方
部材の上端部がその下方部より小径となる縮径部と、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折
返し部とを有してなるのに対して、ダイヤフラムの下端
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
接される固着部材によって上記の縮径部に連結されてな
り、かつ、ダイヤフラムの下端部に連続する湾曲部分が
上記の湾曲部に副うと共にダイヤフラムの湾曲部分に連
続する下端側が上記の折返し部に副うように設定されて
なるとする。

【００１４】そして、上記した構成において、より具体
的には、ダイヤフラムの下端部の内周に隣接される固着
部材が拡径リングからなり、この拡径リングが拡径され
ることで、ダイヤフラムの下端部が下方部材における縮
径部の内周に連結されてなるとする。

【００１５】ちなみに、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】以下に、図示した実施の形態に基
づいて、この発明を説明するが、図１に示すように、こ
の発明による空気ばね装置も、前記した図３に示す従来
の空気ばね装置と同様に、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。

【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６
ｂ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２
ｃ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４
ａ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３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４
ｃ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】

【発明の効果】以上のように、この発明にあっては、剛
体からなる上方部材と、同じく剛体からなる下方部材
と、弾性体からなり上下端部が上方部材および下方部材
に固着部材の利用下に気密状態に連結されるダイヤフラ
ムとで密閉空間たる空気室を区画してなる空気ばね装置
において、ダイヤフラムの下端部を下方部材における縮
径部の内周に連結させる下方部材の上端部が外周側に湾
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折返し部とを有してなるとするか
ら、ダイヤフラム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固着部材によって上記
の縮径部に連結されるときに、ダイヤフラムの下端部に
連続する湾曲部分が上記の湾曲部に副うと共にダイヤフ
ラムの湾曲部分に連続する下端側が上記の折返し部に副
うようになるから、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。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 茂 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D001 AA17 DA02 3J069 AA28 DD39

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剛体からなる上方部材と、同じく剛体か
   らなる下方部材と、弾性体からなり上下端部が上方部材
   および下方部材に固着部材の利用下に気密状態に連結さ
   れるダイヤフラムとで密閉空間たる空気室を区画してな
   る空気ばね装置において、ダイヤフラムの下端部を連結
   させる下方部材の上端部がその下方部より小径となる縮
   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
   成される折返し部とを有してなるのに対して、ダイヤフ
   ラム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固着部材によって上記の縮径部に連
   結されてなり、かつ、ダイヤフラムの下端部に連続する
   湾曲部分が上記の湾曲部に副うと共にダイヤフラムの湾
   曲部分に連続する下端側が上記の折返し部に副うように
   設定されてなることを特徴とする空気ばね装置