JP2007051745A

JP2007051745A - 空気ばね

Info

Publication number: JP2007051745A
Application number: JP2005238896A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Maemura; 博之前村
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2007-03-01

Abstract

【課題】取付ブラケットの強度を強くできるとともに、取付ブラケットの軽量化を図ることができる空気ばねを提供する。
【解決手段】ダイヤフラム１とアッパープレート２とピストン３とを備え、取付ブラケット５は、車体フレームＦの縦壁部２１に重合する縦壁状の連結壁１０を備え、連結壁１０が縦壁部２１に取付け固定されるよう構成され、連結壁１０を補強するための補強部１６が設けられ、補強部１６は、補強本体部１７と、補強本体部１７の内面１７ａと縦壁部２１との間に上方から異物が侵入するのを防止する遮断壁１８とから成り、遮断壁１８が補強本体部１７の上端部１７Ｊに一体に連なっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、
気体室の壁部を構成する円筒状のダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの上端に固定されて車体フレームに取付けられるアッパープレートと、前記ダイヤフラムの下端に固定されるピストンとを備え、前記車体フレームに取付け固定される取付ブラケットが前記アッパープレートの上面に立設され、
前記取付ブラケットは、前記車体フレームの縦壁部に重合する縦壁状の連結壁を備え、前記連結壁が前記車体フレームの縦壁部に取付け固定されるよう構成されている空気ばねに関する。

この種の空気ばねにおいては、ダイヤフラムの上端がアッパープレートに、下端がピストンの筒状の連結部にそれぞれ連結しており、鉄道車両、バス、トラックにおける車体フレーム側と車軸側との間に介在している。そして、ダイヤフラム内への空気の出し入れ機能を設けることで、防振効果に加え、積載重量が変わっても車高を一定に保つことができる等、種々の特有の作用・効果を奏する。

上記のような空気ばねの車体フレームへの取付け構造に関しては、特許文献１において開示されたものが一般的である。すなわち、アッパープレートの上面に取付ブラケット（図１，２において符号５が付された部材）を溶接固着し、その取付ブラケットを車体フレームにボルト固定していた。

特開２００４−３２４７４９号公報

前記取付ブラケットは、両端を折り曲げることによって強度を出すようにはされているものの、車重を支える厳しい荷重条件に耐えるには相当な厚みが必要であり、重量物となっていた。

本発明は上記実状に鑑みて成されたもので、その目的は、取付ブラケットの強度を強くできるとともに、取付ブラケットの軽量化を図ることができる空気ばねを提供する点にある。

本発明の特徴は、
気体室の壁部を構成する円筒状のダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの上端に固定されて車体フレームに取付けられるアッパープレートと、前記ダイヤフラムの下端に固定されるピストンとを備え、前記車体フレームに取付け固定される取付ブラケットが前記アッパープレートの上面に立設され、
前記取付ブラケットは、前記車体フレームの縦壁部に重合する縦壁状の連結壁を備え、前記連結壁が前記車体フレームの縦壁部に取付け固定されるよう構成されている空気ばねであって、
前記連結壁の幅方向の中間部に前記連結壁を補強するための補強部が設けられ、前記補強部は、前記連結壁の幅方向の中間部を前記車体フレームが位置する側とは反対側に膨出するように屈曲させて形成された補強本体部と、前記補強本体部の内面と前記車体フレームの縦壁部との間に上方から異物が侵入するのを防止する遮断壁とから成り、前記遮断壁が前記補強本体部の上端部に一体に連なっている点にある。

この構成によれば、連結壁の幅方向中間部に前記補強部を設けてあるから、連結壁の強度を増大させることができ、取付ブラケットとしての強度を向上させることができる。従って、強度が向上した分は取付ブラケットの板厚を薄くして取付ブラケットを軽量化することができる。補強部は車体フレームが位置する側と反対側に膨出しているから、補強部が邪魔になることがなく、既設の車体フレームへの取付け構造や取付け寸法を変更しなくても済む。

ところで、補強部を設けて強度を増大させるには、前記補強本体部を連結壁の上下両端部にわたって設けた構造にすることが考えられるが、そうすると補強本体部の上端に開口部が形成されてしまうため、開口部から補強本体部の内面と車体フレームとの間にごみや泥等の異物が入る。補強本体部内に異物が侵入すると、異物が常時詰まっていることによって錆が促進されて取付ブラケットの劣化を招きやすい不具合がある。これに対して本発明では、補強本体部の内面と車体フレームの縦壁部との間に上方から異物が侵入するのを防止する遮断壁を、補強本体部の上端部に一体に連なる状態に設けてあるから、上記の不具合がなく、取付ブラケットの耐久性の低下を回避できる。しかも、前記遮断壁が補強本体部の上端部に一体に連なっていることから、遮断壁で補強本体部をその径方向で支持することができて、遮断壁と補強本体部とから成る補強部を、遮断壁を備えない構造よりも強い構造体に構成することができる。これにより、取付けブラケットをより軽量化することができる。

本発明において、
前記アッパープレートの上面の一部分が前記車体フレームの下面に重合するように構成されていると、アッパープレートと車体フレームとの間に中間部材を配置しなくても済む。

本発明において、
前記取付ブラケットは、前記連結壁の幅方向の両端部から前記車体フレームが位置する側とは反対側に延出する一対の支持壁を備え、前記連結壁の下端部と前記一対の支持壁の下端部とが前記アッパープレートの上面に溶接固着されていると、取付ブラケットが、車体フレームに沿う姿勢の連結壁と、これの両端から車体フレームと交差する方向に沿う姿勢で延出される一対の支持壁とから成る立体形状に形成されているから、取付ブラケットを薄肉に設定しながらも必要強度を確保できる。そして、それら互いに向きの異なる連結壁と支持壁との両方がアッパープレートの上面に溶接固着されているから、取付ブラケットのアッパープレートに対する連結強度を十分強くすることができる。

本発明において、
前記補強本体部の下端部が前記アッパープレートの上面に溶接固着されていると、取付ブラケットのアッパープレートに対する溶接部の形状が平面視において縦横に形成されるとともに溶接長さが長くなるから、取付ブラケットのアッパープレートに対する連結強度を十分強くすることができる。

本発明において、
前記遮断壁は上端部側ほど前記車体フレームの縦壁部側に位置する傾斜壁に構成されていると、遮断壁上に落ちてきたゴミや泥等の異物が滑り落ちるようになり、遮断壁に異物が堆積する不具合を回避することができる。

本発明において、
前記遮断壁の上方に、前記車体フレームの縦壁部に重合する前記連結壁の一部分が位置して、前記連結壁の一部分が前記遮断壁の上端部に一体に連なっていると、遮断壁の上端部の強度を強くすることができる。

本発明において、
前記取付ブラケットは１枚の金属板をプレス加工して形成されていると、取付けブラケットを安価に製作できる。

本発明において、
前記取付ブラケットの連結壁が前記車体フレームの縦壁部に取付け固定された状態で、前記車体フレームの縦壁部と直交する方向における前記車体フレームの中心と、前記ダイヤフラムの軸芯とが前記ダイヤフラムの径方向で同一位置に位置しないように、前記アッパープレートに対する前記取付ブラケットの位置を設定してあると、次の作用を奏することができる。つまり、前記車体フレームの中心とダイヤフラムの軸芯とがダイヤフラムの径方向で同一位置に位置していない構造では、同一位置に位置している構造よりも取付けブラケットに大きな力が加わるが、このような厳しい荷重条件下でも、強度に優れた取付ブラケットを採用できて、取付けブラケットの軽量化を図ることができる。

本発明においては、前記連結壁は前記車体フレームの縦壁部に取付けボルトで取付け固定されるよう構成することができる。

本発明によれば、取付ブラケットの強度を強くできるとともに、取付ブラケットの軽量化を図ることができる空気ばねを提供することができた。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１，図２に、鉄道車両、バス、トラック等の車体フレームＦと車軸側との間に設けられる空気ばねＡを示してある。この空気ばねＡは、気体室である第１空間Ｓ１の壁部を構成する縦形円筒状のダイヤフラム１と、ダイヤフラム１の上端１Ａにかしめ固定されて車体フレームＦに取付けられる円板状のアッパープレート２と、ダイヤフラム１の下端１Ｂに密嵌固定されるピストン３とを備えている。

アッパープレート２は、ダイヤフラム１内への空気給排孔４と、アッパープレート１を車体フレームＦに取付固定するための取付ブラケット５とを備えている。空気給排孔４は、空気給排管１２をアッパープレート２に貫通させ、気密に溶接固着して構成されている。

ピストン３は、ダイヤフラム１に対する丈の低い連結筒部６と、下側のダイヤフラム部分９（下端部９）が裏返って被さる直胴状の本体筒部７と、本体筒部７内の下端側に位置する有底筒部８とから成る。本体筒部７は連結筒部６よりも大径で、上壁１１を介して連結筒部６の周壁と一体に連なっている。上記のように、ダイヤフラム１に対してピストン３を上向きに押し込んだようにダイヤフラム１の下端部９が内側に折り返されている。本体筒部７及び有底筒部８の内部の第２空間Ｓ２はダイヤフラム１内の第１空間Ｓ１と連通している。

有底筒部８は、本体筒部７の下端側の内周面に同心状に連なり、下端面８Ａが本体筒部７の下端面７Ａより下方に位置している。また、有底筒部８の底部中央に円柱状の上向きの凸部１４を突設するとともに、有底筒部８の下端面８Ａの外方側から凸部１４に雌ねじ部１５を形成してある。

前記車体フレームＦに取付け固定される前記取付ブラケット５はアッパープレート２の上面２ａに立設されている。この取付ブラケット５は、車体フレームＦの縦壁部２１に重合する縦壁状の連結壁１０を備え、連結壁１０が車体フレームＦの縦壁部２１に取付け固定されるよう構成されている。図１、図２、図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、上記の取付ブラケット５は、１枚の金属板をプレス加工して形成されており、連結壁１０の幅方向Ｄの両端部１０Ｌから車体フレームＦが位置する側とは反対側Ｈに延出する一対の支持壁１３を備えている。連結壁１０の幅方向Ｄで中央部１０Ｆ（中間部１０Ｆの一例）に連結壁１０を補強するための補強部１６が設けられている。

補強部１６は、連結壁１０の幅方向の中央部１０Ｆを車体フレームＦが位置する側とは反対側Ｈに膨出するように屈曲させて形成された補強本体部１７と、補強本体部１７の内面１７ａと車体フレームＦの縦壁部２１との間に上方から異物が侵入するのを防止する遮断壁１８とから成る。補強本体部１７は、横断面が円弧状（図１，図３参照）で、縦断面が上下方向に直線となる半円筒状の膨出部に形成されており、図２に示すように、アッパープレート２の上面２ａから垂直に立ち上がっている。

遮断壁１８は、補強本体部１７の上端部１７Ｊに一体に連なっており、上端部１８Ｊ側ほど車体フレームＦの縦壁部２１側に位置するように傾いた傾斜壁に構成されている。遮断壁１８は直線状に傾斜しており（図２、図３（ａ），図３（ｂ）参照）幅方向の両端部が補強本体部１７の上端部１７Ｊと滑らかに連なっている。遮断壁１８の上方Ｕに、車体フレームＦの縦壁部２１に重合する連結壁１０の一部分１０ａが位置して、連結壁１０の一部分１０ａが遮断壁１８の上端部１８Ｊに一体に連なっている。従って、連結壁１０の上端縁１０ｔは直線形状となっている。

一対の支持壁１３の下端部１３Ｋと、連結壁１０の下端部１０Ｋと、補強本体部１７の下端部１７ｂとはアッパープレートの上面２ａに溶接固着されている。１９は溶接部である。取付ブラケット５は、連結壁１０に形成された一対の取付長孔２０に各別に挿通される一対の取付けボルト２２と、これらに対する一対のナット２４とにより車体フレームＦの縦壁部２１に連結固定される。アッパープレート２の上面２ａの一部分２Ｋと車体フレームＦの下横壁部２３の下面２３ａとは重合している。

図１，２に示すように、取付ブラケット５の連結壁１０が車体フレームＦの縦壁部２１に取付け固定された状態では、車体フレームＦの縦壁部２１と直交する方向Ｔにおける車体フレームＦの中心Ｐと、ダイヤフラム１の軸芯Ｏとがダイヤフラム１の径方向Ｋで同一位置に位置しないように、アッパープレート２に対する取付ブラケット５の溶接固着位置Ｇを設定してある。ダイヤフラム１の軸芯Ｏに対する車体フレームＦの中心Ｐの偏心量はｄである。この構造では、ダイヤフラム１内の空気圧によって、取付けブラケット５に矢印Ｗ方向のモーメントが加わるので、互いの中心Ｏ，Ｐを同一位置に位置させてある構造に比べて、取付ブラケット５に大きな力が作用する。従って、取付ブラケット５として、従来のような単に両端を折り曲げた形状では強度が不足して板厚を増すことで対処することとなり、取付けブラケット５が重量化する。

そこで、本発明のように、連結壁１０に前記補強部１６を形成することにより、板厚を増すことなく取付ブラケット５の強度を向上させてある。

図４、図５に比較例の空気ばねＢを示してある。この空気ばねＢは取付ブラケット５の形状が本発明の空気ばねＡと異なる以外は同じであり、その異なる取付ブラケット５についてのみ説明する。両端に支持壁１３を有する連結壁１０の中央部には、車体フレームＦが位置する側とは反対側Ｈに膨出する補強部３６が上下両端にわたって形成されている。この補強部３６の連結壁１０の上端縁１０ｔは直線状ではなく、中央部が膨らんで上端が開口している。

従って、補強部３６の内面３６ａと車体フレームＦの縦壁部２１との間には、上端の開口部３７からゴミ、泥等の異物が入る。これに対して、遮断壁１８を有する本発明の取付ブラケット５には前記開口部３７がないので、車体フレームＦとの間に異物が侵入できない。また、本発明の取付ブラケット５に遮断壁１８があることで補強部１６の強度を強くすることができる。

［別実施形態］
図６に示すように、前記遮断壁１８を半球状にプレス加工によって形成してあってもよい。

空気ばねの取付構造を示す平面図空気ばねの取付け構造の縦断面図（ａ），（ｂ）は取付ブラケットの形状を示す斜視図比較例の空気ばねの取付構造を示す平面図比較例の空気ばねの取付構造の縦断面図（ａ），（ｂ）は別実施形態の取付けブラケットを示す図

符号の説明

１ダイヤフラム（壁部）
１Ａダイヤフラムの上端
１Ｂダイヤフラムの下端
２アッパープレート
２ａアッパープレートの上面
２Ｋアッパープレートの上面の一部分
３ピストン
４空気給排孔
５取付ブラケット（金属板）
６連結筒部
７本体筒部
７Ａ本体筒部の下端面
８有底筒部
８Ａ有底筒部の下端面
９ダイヤフラムの下端部（下側のダイヤフラム部分）
１０連結壁
１０ａ連結壁の一部分
１０Ｆ連結壁の幅方向の中間部（中央部）
１０Ｌ，１０Ｌ連結壁の幅方向の両端部
１０Ｋ連結壁の下端部
１０ｔ連結壁の上端縁
１１上壁
１２空気給排管
１３，１３支持壁
１３Ｋ，１３Ｋ支持壁の下端部
１４凸部
１５雌ねじ部
１６補強部
１７補強本体部
１７ａ補強本体部の内面
１７ｂ補強本体部の下端部
１７Ｊ補強本体部の上端部
１８遮断壁（傾斜壁）
１８Ｊ遮断壁の上端部
１９溶接部
２０，２０取付孔
２１車体フレームの縦壁部
２２，２２取付けボルト
２３車体フレームの下横壁部
２３ａ車体フレームの下面（車体フレームの下横壁部の下面）
２４，２４ナット
３６補強部（比較例の補強部）
３６ａ補強部の内面
３７開口部
ｄ偏心量
Ａ空気ばね
Ｂ比較例の空気ばね
Ｄ連結壁の幅方向
Ｆ車体フレーム
Ｇ溶接固着位置
Ｈ車体フレームが位置する側とは反対側
Ｋダイヤフラムの径方向
Ｏダイヤフラムの軸心
Ｐ車体フレームの中心
Ｓ１第１空間（気体室）
Ｓ２第２空間（気体室）
Ｔ車体フレームの縦壁部と直交する方向
Ｕ上方
Ｗモーメントの加わる方向

Claims

気体室の壁部を構成する円筒状のダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの上端に固定されて車体フレームに取付けられるアッパープレートと、前記ダイヤフラムの下端に固定されるピストンとを備え、前記車体フレームに取付け固定される取付ブラケットが前記アッパープレートの上面に立設され、
前記取付ブラケットは、前記車体フレームの縦壁部に重合する縦壁状の連結壁を備え、前記連結壁が前記車体フレームの縦壁部に取付け固定されるよう構成されている空気ばねであって、
前記連結壁の幅方向の中間部に前記連結壁を補強するための補強部が設けられ、前記補強部は、前記連結壁の幅方向の中間部を前記車体フレームが位置する側とは反対側に膨出するように屈曲させて形成された補強本体部と、前記補強本体部の内面と前記車体フレームの縦壁部との間に上方から異物が侵入するのを防止する遮断壁とから成り、前記遮断壁が前記補強本体部の上端部に一体に連なっている空気ばね。
前記アッパープレートの上面の一部分が前記車体フレームの下面に重合するように構成されている請求項１記載の空気ばね。
前記取付ブラケットは、前記連結壁の幅方向の両端部から前記車体フレームが位置する側とは反対側に延出する一対の支持壁を備え、前記連結壁の下端部と前記一対の支持壁の下端部とが前記アッパープレートの上面に溶接固着されている請求項１又は２記載の空気ばね。
前記補強本体部の下端部が前記アッパープレートの上面に溶接固着されている請求項３に記載の空気ばね。
前記遮断壁は上端部側ほど前記車体フレームの縦壁部側に位置する傾斜壁に構成されている請求項１〜４のいずれか一つに記載の空気ばね。
前記遮断壁の上方に、前記車体フレームの縦壁部に重合する前記連結壁の一部分が位置して、前記連結壁の一部分が前記遮断壁の上端部に一体に連なっている請求項１〜５のいずれか一つに記載の空気ばね。
前記取付ブラケットは１枚の金属板をプレス加工して形成されている請求項１〜６のいずれか一つに記載の空気ばね。
前記取付ブラケットの連結壁が前記車体フレームの縦壁部に取付け固定された状態で、前記車体フレームの縦壁部と直交する方向における前記車体フレームの中心と、前記ダイヤフラムの軸芯とが前記ダイヤフラムの径方向で同一位置に位置しないように、前記アッパープレートに対する前記取付ブラケットの位置を設定してある請求項１〜７のいずれか一つに記載の空気ばね。
前記連結壁は前記車体フレームの縦壁部に取付けボルトで取付け固定されるよう構成されている請求項１〜８のいずれか一つに記載の空気ばね。