JP2007321936A - 空気ばね - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製のピストンを採用しつつ大きな空気室容量を確保することができるとともに、空気室内の圧縮空気の漏洩を確実に抑制でき、さらには、製造工程の簡素化を図ることができる空気ばねの提供。
【解決手段】空気ばね１７のピストン３０を、取付筒部３４ａとフランジ部３４ｂとを有する第１ピストン体３４と、本体筒部３５ａと閉塞壁３５ｂとを有する第２ピストン体３５とから構成した。これにより、本体筒部３５ａと閉塞壁３５ｂとを一体化して第２ピストン体３５の剛性を高めて、空気室３１および４１から外部への圧縮空気の漏洩を確実に抑制できる。ピストン３０の成形工程では、本体筒部３５ａの閉塞壁３５ｂとは反対側から型抜きを行うことで空気室３１が形成されるので、空気室３１を形成するための後工程が不要となり、ピストン３０の製造工程を簡素化することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、大型車両や建設機械等のばね上側とばね下側との間に装着され、ばね下側からばね上側への振動の伝播を緩和する空気ばねに関する。

従来、トラックやバス，鉄道車両等の大型車両における車体側（ばね上側）と車軸側（ばね下側）との間、また、パワーショベル等の建設機械における運転台（ばね上側）と車体フレーム（ばね下側）との間には、ばね下側からばね上側への振動や衝撃の伝播を緩和して、乗り心地を良くするために空気ばね式サスペンション装置が装着されている。

空気ばね式サスペンション装置は、外部から空気が給排される空気室を備える空気ばねと、この空気ばねと並列に設けられるショックアブソーバ（緩衝装置）とを有している。この空気ばね式サスペンション装置は、ばね上側の荷重に応じて空気室に対して圧縮空気を給排することで、ばね上側の姿勢を一定に保持してサスペンションストロークを確保したり、また、空気の弾性を利用するのでコイルばねに比してばね定数を低く設定して乗り心地の向上を図ったりすることができるという利点がある。

空気ばねの種類としては、ダイヤフラム型空気ばねが知られており、このダイヤフラム型空気ばねは、内部に補強コード（金属ワイヤ）が内装されたゴム製の筒状弾性膜（ダイヤフラム）と、このダイヤフラムのばね上側に装着される取付板状部材と、ダイヤフラムのばね下側に装着され、ダイヤフラムとともに内部に空気室を形成するピストンとから概略構成されている。

空気ばねに用いられるピストンは、一般に、金属材料（鋼板等）をプレス加工や鋳造成形等することにより形成され、その重量が嵩むばかりか材料費等のコストが嵩むといった問題があり、軽量化や低コスト化といったニーズに対応するには限界がある。そこで、空気ばねに用いられるピストンを合成樹脂等の樹脂材料により成形し、上記課題を解決し得る樹脂製のピストンを備えた空気ばねが知られており、このような空気ばねとしては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
特開２００４−３１６７８５号公報

上述した特許文献１に記載された空気ばねは、ピストンを構成する本体筒部に対して、径方向に連通する連通部を備える有底筒部を内装した２重筒構造とし、本体筒部の両端側（ばね上側とばね下側）を開口させた構造となっている。そして、このような構造を採用することによって、空気室容量を大きくしてばね定数を低下させ、また、ピストン成形工程で型抜きを支障なく行えるようにしている。

しかしながら、特許文献１に記載された空気ばねによれば、ピストンの本体筒部におけるばね下側に、本体筒部とは別部材である蓋部材をＯリングを介して密着させ、その状態において単一の連結ボルトで相互を一体化するようにしている。したがって、空気ばねに対して衝撃的な大きな荷重が負荷されるような場合、例えば、空気ばねを大型トラックに用いる場合であって、積載状態で大きな路面凸部を乗り越えるような場合においては、空気室の内部圧力が急激に上昇し、密着状態にある本体筒部と蓋部材との間から圧縮空気が外部に漏洩する虞がある。また、本体筒部と蓋部材とを、長期に亘る繰り返しの負荷に対して耐え得るように高強度に成形する必要があるため、製造コストが嵩むものであった。

さらに、本体筒部と蓋部材との接続部分がばね下側に配置されるので、接続部分が常時外部に露出し、これにより、接続部分が風雨にさらされたり接続部分に埃等が介在したりしてＯリングの早期劣化を招く虞がある。

また、ピストン成形工程を終えて型抜きを行った後に、後工程として、有底筒部にドリル加工等によって連通部を成形する必要があり、その製造工程が複雑であった。

本発明は、上述した種々の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂製のピストンを採用しつつ大きな空気室容量を確保することができるとともに、空気室内の圧縮空気の漏洩を確実に抑制でき、さらには、製造工程の簡素化を図ることができる空気ばねを提供することにある。

本発明に係る空気ばねは、ばね上側とばね下側との間に装着され、前記ばね下側から前記ばね上側に伝播される振動を緩和する空気ばねであって、前記ばね上側に取付けられる取付部材と、前記ばね下側に取付けられる樹脂製のピストンと、前記取付部材と前記ピストンとの間に装着され、一端側に折返部を有するとともに内部に空気室を形成する筒状弾性膜とを有し、前記ピストンを、前記折返部に取付けられる取付筒部と前記取付筒部の一端側に内周側が接続されるフランジ部とを有する第１ピストン体と、前記フランジ部の外周側に他端側が接続される本体筒部と前記本体筒部の一端側を閉塞する閉塞壁とを有する第２ピストン体とから構成することを特徴とする。

本発明に係る空気ばねは、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体との接続部は、前記筒状弾性膜の前記折返部で被覆可能であることを特徴とする。

本発明に係る空気ばねは、前記閉塞壁の前記ばね上側に突出して設けられ、当該突出側とは反対側が前記ばね下側に装着される装着部と、前記装着部の外周部と前記本体筒部の内周部との間に設けられ、相互間を放射状に延びる補強リブとを有することを特徴とする。

本発明に係る空気ばねは、前記第１ピストン体は、前記補強リブによって前記第２ピストン体の径方向に対する所定位置に位置決めされることを特徴とする。

本発明に係る空気ばねは、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体とは、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体との接続部を溶着して一体化することを特徴とする。

本発明に係る空気ばねは、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体とを、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体との外形容積に対する前記空気室容量が４０％以上となるように成形することを特徴とする。

本発明の空気ばねによれば、樹脂製のピストンを、取付筒部とフランジ部とを有する第１ピストン体と、本体筒部と閉塞壁とを有する第２ピストン体とから構成するので、ピストンの軽量化を図ることができる。また、本体筒部と閉塞壁とを一体化して第２ピストン体の剛性を高めることができ、したがって、空気室から外部への圧縮空気の漏洩を確実に抑制することができる。また、ピストン成形工程において、第２ピストン体の本体筒部における閉塞壁とは反対側から型抜きを行うことで空気室が形成されるので、空気室を形成するための後工程が不要となり、したがって、製造工程を簡素化することができる。

本発明の空気ばねによれば、第１ピストン体と第２ピストン体との接続部を筒状弾性膜の折返部で被覆可能としたので、各ピストン体の接続部が外部に常時露出することを防止することができる。したがって、各ピストン体の接続部が筒状弾性膜の折返部によって保護されて、各ピストン体の接続部における劣化を抑制することができる。

本発明の空気ばねによれば、閉塞壁のばね上側に突出する装着部と、装着部の外周部と本体筒部の内周部との間に相互間を放射状に延びる補強リブとを有するので、第２ピストン体の剛性が高くなり、ひいては、ピストン全体の剛性を高めることができる。

本発明の空気ばねによれば、第１ピストン体は、補強リブによって第２ピストン体の径方向に対する所定位置に位置決めされるので、第１ピストン体を第２ピストン体に対して自動的にセンタリングさせることができ、組立て作業の効率化を図ることができる。

本発明の空気ばねによれば、第１ピストン体と第２ピストン体との接続部を溶着して一体化するので、第１ピストン体と第２ピストン体との接合強度を向上させることができる。

本発明の空気ばねによれば、各ピストン体を、ピストンの外形容積に対する空気室容量が４０％以上となるように成形するので、十分な空気室容量を得て空気ばねのばね定数を低下させることができる。

以下、本発明の第１実施の形態における空気ばねについて、図面に基づき詳細に説明する。

図１は大型トラックのフレームに架装された空気ばねを示す概略図を表している。図１は大型トラック（図示せず）のフレームにおける後端側を示しており、このフレーム１０の後端側には、一対の後側車軸１１が設けられている。各後側車軸１１には、それぞれ左右側（図面では片側のみを示す）に一対の後輪１２が装着され、各後側車軸１１は、一対の空気ばね式サスペンション装置１３によって支持されている。

空気ばね式サスペンション装置１３は、一端側がフレーム１０に連結される連結部材１４と、一端側が連結部材１４の他端側に回動自在に連結されるアーム部材１５と、アーム部材１５の他端側に揺動自在に連結され、後側車軸１１を支持する支持部材１６とを有するリンク機構Ｌを備えている。そして、フレーム１０と支持部材１６との間には、一対の空気ばね１７と緩衝装置としてのショックアブソーバ１８が装着され、各空気ばね１７とショックアブソーバ１８とは、後輪１２の上下動に伴う支持部材１６の上下動に応じて伸縮動作するようになっている。

図２は図１における空気ばねを示す断面図を、図３は図２の破線円Ａ部分を拡大して示す部分拡大断面図を、図４（ａ），（ｂ）は図２に示す空気ばねのピストンにおける上面図および下面図を、図５（ａ），（ｂ）は図２に示す空気ばねのピストンを分解して示す断面図をそれぞれ表している。

図２に示すように空気ばね１７は、所謂、ダイヤフラム型空気ばねであって、この空気ばね１７は、取付板状部材２０と、プラスチック等の合成樹脂材料よりなる空気ばね用樹脂ピストンとしてのピストン３０と、取付板状部材２０とピストン３０との間に設けられる筒状弾性膜としてのゴム製のダイヤフラム４０とを有している。

取付部材としての取付板状部材２０は、鋼板等の金属板材料をプレス加工等によって打ち抜くことにより略円盤形状に成形されており、この取付板状部材２０は、本体部２１と取付ブラケット２２とを有している。本体部２１と取付ブラケット２２とは、相互に溶接等の固定手段によって接続されており、取付ブラケット２２は、図１に示す大型トラックのばね上側としてのフレーム１０に対して図示しないボルト等の締結具を介して取付けられるようになっている。

本体部２１の外周部には、図中下方に折り曲げるようにして環状のカール部２１ａが形成されており、このカール部２１ａは、ダイヤフラム４０におけるばね上側（図中上方）の金属ワイヤ４０ａが内装された部分を取り囲むように挟持して気密性を保持するとともにダイヤフラム４０の抜け（脱落）を防止するようになっている。

ピストン３０の内部には、空気室３１（空気室容量Ｓ１）が形成されており、この空気室３１はダイヤフラム４０の内部に形成される空気室４１（空気室容量Ｓ２）と連通可能となっている。それぞれの空気室３１および４１は、相互間の空気の流れに対して流動抵抗が生じ無いように連通されており、したがって、空気ばね１７のばね定数を決定する空気室容量は、各空気室３１および４１の空気室容量Ｓ１およびＳ２の和によって決定される。

ピストン３０における空気室３１の空気室容量Ｓ１は、ピストン３０の外形容積、つまり、ピストン３０を形作る樹脂材料部分（後述の補強リブ３３や本体筒部３５ａなどの厚み部分）を含む全体容積に対して、４０％以上となるように設定されて十分な空気室容量Ｓ１を得ている。これにより、ピストン３０の強度を十分なものとしつつ、より多くの空気を空気ばね１７の媒体として使用できるため、空気ばね１７のばね定数を低く設定することができ、良好な乗り心地（振動絶縁性）を得ることができる。また、空気ばね１７の繰り返しの圧縮による発熱についても、圧縮される空気容量を多く取れるので、温度上昇を抑えることができる。

ピストン３０における空気室３１の内側および底部の外側（図中下端側）には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ピストン３０の中心部分から放射状に延びるようにして、それぞれ補強リブ３２，３２，・・・および３３，３３・・・が、３０°間隔で１２等分するように１２個ずつ形成されており、これらの補強リブ３２および３３によって、ピストン３０を補強して、その剛性を高めるようになっている。

ピストン３０は、図５に示すように、ばね上側の第１ピストン体３４とばね下側の第２ピストン体３５とから構成されており、これらのピストン体３４および３５は、いずれもプラスチック等よりなる同一の合成樹脂材料によって形成されている。

第１ピストン体３４は、ダイヤフラム４０のばね下側（図中下方）を内側に折り返して形成される折返部４２に取付けられる取付筒部３４ａと、この取付筒部３４ａの図中下端側に内周側が接続される略ドーナツ形状のフランジ部３４ｂとを有している。取付筒部３４ａは、ピストン３０の空気室３１を形成するとともに、空気室３１と空気室４１とを連通する連通路となっている。

フランジ部３４ｂの外周側には、下方に折り曲げるようにして折曲部３４ｃが形成されており、この折曲部３４ｃの図中下方には、後述する本体筒部３５ａの第２当接面ｆ２に当接する環状の第１当接面ｆ１が設けられている。ここで、本発明におけるフランジ部の外周側とは、第２ピストン体３５の第２当接面ｆ２との当接面、つまり、第１ピストン体３４における第１当接面ｆ１を有する部分のことを言い、本実施の形態におけるフランジ部の外周側は、折曲部３４ｃと第１当接面ｆ１とから構成されている。

第２ピストン体３５は、フランジ部３４ｂにおける折曲部３４ｃの第１当接面ｆ１に当接する環状の第２当接面ｆ２を有する本体筒部３５ａと、この本体筒部３５ａの図中下端側に一体的に形成され、本体筒部３５ａの図中下端側を閉塞する閉塞壁３５ｂとを有している。

本体筒部３５ａの内周壁Ｗ１および外周壁Ｗ２は、第２ピストン体を形作る鋳型（図示せず）を容易に抜き取れるように、第２ピストン体３５の垂直軸に対してそれぞれ所定の傾斜角度を有しており、例えば、内周側の抜き勾配を０．５°〜１．５°の範囲とし、外周側の抜き勾配を０．５°〜３．５°の範囲とすることが好ましい。

閉塞壁３５ｂの中心部分には、空気室３１側（ばね上側）に突出して形成され、その突出側とは反対側がばね下側としての支持部材１６（図１参照）にボルト５０（図２参照）を介して装着される筒状の装着部３５ｃが一体的に形成されている。この装着部３５ｃの内部には、ボルト５０がねじ結合される金属性のナット部材５１が内装されており、このナット部材５１の外形は複数の段付形状とされ、装着部３５ｃに対して強固に固定されることで、装着部３５ｃからの抜け（脱落）が防止されている。

空気室３１の内部には、装着部３５ｃの外周部と、本体筒部３５ａの内周壁（内周部）Ｗ１との間に、相互を接続するようにして放射状に延びる補強リブ３２，３２，・・・が一体的に形成されており、これらの補強リブ３２の板厚寸法は約３ｍｍに設定されている。なお、補強リブ３２の個数や板厚寸法は、必要とされるピストン３０の剛性に応じて適宜設定するものであり、この場合、ピストン３０における空気室３１の空気室容量Ｓ１が、ピストン３０の外形容積に対して上述した理由から４０％以上となるように設定するようにする。

ダイヤフラム４０には、図示しない外層ゴム（外周側）と内層ゴム（内周側）との間に斜交配置されたポリアミド系樹脂等よりなる補強コード（図示せず）が内装されており、空気室４１の内部に供給される圧縮空気の圧力によってダイヤフラム４０自身が延びないように補強されている。

ダイヤフラム４０に設けられる折返部４２は、ダイヤフラム４０の図中下端側に形成される円弧部４０ｂにおける径方向内側の部分によって構成されており、折返部４２の内周側は、本体筒部３５ａの外周壁Ｗ２に対して接触するようになっている。そして、この折返部４２は、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５との接続部Ｐを被覆可能となっている。折返部４２の上端側（図中上方）には金属ワイヤ４０ｃが内装されており、この金属ワイヤ４０ｃが取付筒部３４ａに嵌合することによって、折返部４２に対して取付筒部３４ａが強固に固定されるようになっている。

次に、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５との接続方法（ピストン３０の組立方法）について図を用いて詳細に説明する。図６（ａ）〜（ｄ）は第１ピストン体と第２ピストン体との接続手順を示す接続工程図を表している。

本実施の形態においては、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５とを、相互の接続部を溶融して接続するようにしている。図６（ａ）に示すように、まず、別工程である射出成形工程等によって成形した合成樹脂の第１ピストン体３４と第２ピストン体３５とを準備する（ピストン体準備工程）。次いで、ピストン体準備工程において準備した各ピストン体３４および３５を、図中破線で示すような形状をなす固定治具ａ，ｂにそれぞれセットする（ピストン体セット工程）。ここで、固定治具ａ，ｂは、図示しない把持機構等によって、各ピストン体３４および３５をそれぞれの中心軸がずれないように把持するようになっている。

その後、図６（ａ）に示すように、対向する各ピストン体３４および３５の間に、略ドーナツ形状の加熱治具Ｈを配置する。ここで、この加熱治具Ｈ内には、例えば、電気抵抗加熱器等の加熱手段（図示せず）が内装されており、この加熱手段によって、加熱治具Ｈは、所定温度（合成樹脂材料の溶融温度）に設定されるようになっている。

次いで、図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）の矢印に示すように、図示しない駆動機構によって、固定治具ａ，ｂを相互に近接するように駆動させる。この固定治具ａ，ｂの近接駆動によって、第１ピストン体３４の環状の第１当接面ｆ１と第２ピストン体３５の環状の第２当接面ｆ２とが、加熱治具Ｈの図中上下面にそれぞれ当接して、第１当接面ｆ１と第２当接面ｆ２とがそれぞれ溶融（軟化）する（接続部溶融工程）。

その後、図６（ｃ）の矢印に示すように、駆動機構を駆動することによって、固定治具ａ，ｂを相互に離間させる。そして、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５とを離間させた後、図示しない駆動機構によって加熱治具Ｈを速やかに水平方向へ移動させ、引き続き図６（ｄ）の矢印に示すように駆動機構を駆動することによって、固定治具ａ，ｂを再び相互に近接させる。そして、溶融または軟化された第１当接面ｆ１と第２当接面ｆ２とを所定の押圧力で突合せ、これにより、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５とを接合する（溶融接合工程）。

このとき、補強リブ３２の図中上端面は、第２当接面ｆ２よりも図中上方に若干突出しているので、第１ピストン体３４は第２ピストン体３５の径方向に対する所定位置に自動的に位置決め（センタリング）されるようになっている。なお、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５との接続は、第１当接面ｆ１と第２当接面ｆ２との溶融による接続のみによって行われ、補強リブ３２とフランジ部３４ｂとは接続されていない。これは、本発明における空気ばね１７が、ばね上側の自重を略垂直方向から受苛して圧縮状態で使用され、したがって、第２ピストン体３５の補強リブ３２は、少なくとも第１ピストン体３４のフランジ部３４ｂからの荷重を支えられれば良いもので、必ずしも補強リブ３２とフランジ部３４ｂとを固着させる必要がないためである。このため、例えば、空気ばね１７の取り外し後における分解を容易に行うことができ、樹脂材料のリサイクル性等に優れたものとなっている。

次に、以上のように構成した本発明の第１実施の形態における空気ばね１７の動作について、図に基づき詳細に説明する。図７（ａ），（ｂ）は図２に示す空気ばねの圧縮状態および伸長状態を示す動作断面図を表している。

図７（ａ），（ｂ）は、空気ばね１７の通常の動作状態、つまり、大型トラックへの積荷が適正積載量の範囲であって、凹凸の激しい未舗装路等の悪路を除く路面走行中における圧縮状態（バンプ）および伸長状態（リバウンド）を示している。

図７（ａ）の矢印に示すように、大型トラックが路面の凸部を乗り上げる等して、空気ばね１７が圧縮されると、空気室３１および４１内の空気が圧縮されて、その容積が小さくなる。すると、ダイヤフラム４０の折返部４２が、ピストン３０の本体筒部３５ａの外周壁Ｗ２を転動しつつ、接触範囲Ｃ１で接触する。このとき、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５との接続部Ｐは、ダイヤフラム４０の折返部４２によって被覆された状態にあり、接続部Ｐは接触範囲Ｃ１の中にある。

ここで、例えば、大型トラックが凹凸の激しい未舗装路等の悪路を走行する等して空気ばね１７がさらに大きく圧縮され、空気室３１および４１内の圧力が衝撃的に上昇するような場合においても、接続部Ｐは折返部４２によって被覆されて押さえつけられ、接続部Ｐを分離する方向に作用する高圧からピストン３０を保護できるようになっている。

一方、図７（ｂ）の矢印に示すように、大型トラックが路面の凸部を乗り越す等して、空気ばね１７が伸長されると、空気室３１および４１内の空気が膨張されて、その容積が大きくなる。すると、ダイヤフラム４０の折返部４２が、ピストン３０の本体筒部３５ａの外周壁Ｗ２を転動しつつ、接触範囲Ｃ２で接触するようになる。このとき、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５との接続部Ｐは、上述と同様にダイヤフラム４０の折返部４２によって被覆された状態にあり、接続部Ｐは接触範囲Ｃ２の中にある。

このように、空気ばね１７が路面の凹凸に応じて圧縮または伸長動作されるとともに、これに伴って図１に示すショックアブソーバ１８が伸縮することにより、ばね上側としてのフレーム１０への振動の伝播を緩和することができる。

以上詳述したように、本発明の第１実施の形態における空気ばね１７によれば、樹脂製のピストン３０を、取付筒部３４ａとフランジ部３４ｂとを有する第１ピストン体３４と、本体筒部３５ａと閉塞壁３５ｂとを有する第２ピストン体３５とから構成するので、ピストン３０の軽量化を図ることができる。また、本体筒部３５ａと閉塞壁３５ｂとを一体化して第２ピストン体３５の剛性を高めることができ、したがって、空気室３１および４１から外部への圧縮空気の漏洩を確実に抑制することができる。また、ピストン３０の成形工程において、第２ピストン体３５の本体筒部３５ａにおける閉塞壁３５ｂとは反対側から型抜きを行うことで空気室３１が形成されるので、空気室３１を形成するための後工程が不要となり、したがって、ピストン３０の製造工程を簡素化することができる。

また、本発明の第１実施の形態における空気ばね１７によれば、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５との接続部Ｐをダイヤフラム４０の折返部４２で被覆可能としたので、各ピストン体３４および３５の接続部Ｐが外部に常時露出することを防止することができる。したがって、各ピストン体３４および３５の接続部Ｐがダイヤフラム４０の折返部４２によって保護されて、各ピストン体３４および３５の接続部Ｐにおける劣化を抑制することができる。

さらに、本発明の第１実施の形態における空気ばね１７によれば、閉塞壁３５ｂの空気室３１側に突出する装着部３５ｃと、装着部３５ｃの外周部と本体筒部３５ａの内周部との間に相互間を放射状に延びる複数の補強リブ３２，３２・・・とを有するので、第２ピストン体３５の剛性が高くなり、ひいては、ピストン３０全体の剛性を高めることができる。

また、本発明の第１実施の形態における空気ばね１７によれば、第１ピストン体３４は、補強リブ３２によって第２ピストン体３５の径方向に対する所定位置に位置決めされるので、第１ピストン体３４を第２ピストン体３５に対して自動的にセンタリングさせることができ、組立て作業の効率化を図ることができる。

さらに、本発明の第１実施の形態における空気ばね１７によれば、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５との接続部Ｐ（第１当接面ｆ１および第２当接面ｆ２）を溶着して一体化するので、第１ピストン体３４と第２ピストン体３５との接合強度を向上させることができる。

また、本発明の第１実施の形態における空気ばね１７によれば、各ピストン体３４および３５を、ピストン３０の外形容積に対する空気室容量が４０％以上となるように成形するので、十分な空気室容量を得て空気ばね１７のばね定数を低下させることができる。

次に、本発明の第２実施の形態における空気ばねについて図に基づき詳細に説明する。図８（ａ），（ｂ）は第２実施の形態における空気ばねのピストンを分解して示す断面図を表している。なお、上述した第１実施の形態における空気ばね１７のピストン３０と同様の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第２実施の形態におけるピストン６０は、第１ピストン体６１と第２ピストン体６２とを有している。第１ピストン体６１を構成するフランジ部６１ａの外周側には、下方に折り曲げるようにして折曲部６１ｂと筒部６１ｃとが形成されており、筒部６１ｃの図中下方には、第２ピストン体６２の本体筒部６２ａにおける第２当接面ｆ２に当接する環状の第１当接面ｆ１が設けられている。このように、第２実施の形態においては、本発明におけるフランジ部の外周側を、折曲部６１ｂ，筒部６１ｃおよび第１当接面ｆ１とから構成している。

閉塞壁３５ｂの中心部分に形成される装着部３５ｃの内部には、図２に示すボルト５０がねじ結合される金属性のナット部材５１ａが内装されており、このナット部材５１ａの外形は、図中下方に向かうにつれて徐々に小径となる円すい台形状とされ、これにより、装着部３５ｃからの抜け（脱落）が防止されている。

この第２実施の形態におけるピストン６０においても、第１当接面ｆ１と第２当接面ｆ２とからなる接続部Ｐが、図２に示すダイヤフラム４０の折返部４２によって被覆可能になっており、接続部Ｐにおける劣化を抑制するようになっている。

以上のように構成された第２実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第２実施の形態においては、第１ピストン体６１におけるフランジ部６１ａの外周側に、図中下方に延びる筒部６１ｃを有するので、この筒部６１ｃに対して複数の補強リブ３２，３２・・・が入り込み、したがって、第１ピストン体６１の第２ピストン体６２に対する横方向への剛性を高めることができる。

次に、本発明の第３実施の形態における空気ばねについて図に基づき詳細に説明する。図９（ａ），（ｂ）は第３実施の形態における空気ばねのピストンを分解して示す断面図を表している。なお、上述した第１実施の形態における空気ばね１７のピストン３０と同様の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第３実施の形態におけるピストン７０は、第１ピストン体７１と第２ピストン体７２とを有している。第１ピストン体７１は取付筒部３４ａとフランジ部７１ａとを有し、フランジ部７１ａの外周側には、上述した第１実施の形態で示したような折曲部３４ｃが形成されていない。第２ピストン体７２の内側に一体成形される複数の補強リブ７３，７３・・・には、第１ピストン体７１の取付筒部３４ａの内側に入り込み、第１ピストン体７１を第２ピストン体７２に対してセンタリングする膨出部７３ａ，７３ａ・・・が一体成形されている。そして、補強リブ７３の上面部７３ｂは、第２ピストン体７２における本体筒部３５ａの第２当接面ｆ２と、軸方向に対して同一の位置となるように形成されている。

この第３実施の形態におけるピストン７０においても、第１当接面ｆ１と第２当接面ｆ２とからなる接続部Ｐが、図２に示すダイヤフラム４０の折返部４２によって被覆可能になっており、接続部Ｐにおける劣化を抑制するようになっている。なお、第３実施の形態におけるナット部材５１ａは、上述した第２実施の形態と同一の構造を採用している。

以上のように構成された第３実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第３実施の形態においては、補強リブ７３の上面部７３ｂを、第２ピストン体７２における本体筒部３５ａの第２当接面ｆ２と軸方向に対して同一の位置となるように形成したので、構造が単純な環状の加熱治具を用いることにより、第１ピストン体７１のフランジ部７１ａの図中下端面と補強リブ７３の上面部７３ｂとを溶融して相互を接合することができるので、第１ピストン体７１と第２ピストン体７２との接合強度をより向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した各実施の形態では、第１ピストン体と第２ピストン体とを、相互の当接面を溶融して接合（溶着）したものを示したが、本発明はこれに限らず、熱硬化型接着剤や接着テープ等の他の接着手段を用いて第１ピストン体と第２ピストン体とを接合するようにしても構わない。

また、上記各実施の形態においては、空気ばね１７を、大型トラックのフレーム（ばね上側）１０と後側車軸（ばね下側）１１との間に架装される空気ばね式サスペンション装置１３に用いられるものを示したが、本発明はこれに限らず、鉄道車両の車体と台車との間やパワーショベルの運転台と車体フレームとの間等に架装される空気ばね式サスペンション装置にも用いることができる。

さらに、上記各実施の形態においては、ばね上側としてのフレーム１０に取付部材を、ばね下側としての支持部材１６にピストンをそれぞれ配置してなる空気ばね１７について説明したが、本発明はこれに限らず、空気ばねが架装される架装対象の要求や機能上の状況等に応じて、ばね上側にピストンを、ばね下側に取付部材をそれぞれ上下反転させた配置状態で使用できることは言うまでもない。

大型トラックのフレームに架装された空気ばねを示す概略図である。 図１における空気ばねを示す断面図である。 図２の破線円Ａ部分を拡大して示す部分拡大断面図である。 （ａ），（ｂ）は、図２に示す空気ばねのピストンにおける上面図および下面図である。 （ａ），（ｂ）は、図２に示す空気ばねのピストンを分解して示す断面図。 （ａ）〜（ｄ）は、第１ピストン体と第２ピストン体との接続手順を示す接続工程図である。 （ａ），（ｂ）は、図２に示す空気ばねの圧縮状態および伸長状態を示す動作断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第２実施の形態における空気ばねのピストンを分解して示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第３実施の形態における空気ばねのピストンを分解して示す断面図である。

符号の説明

１０ フレーム（ばね上側）
１６ 支持部材（ばね下側）
１７ 空気ばね
２０ 取付板状部材（取付部材）
３０，６０，７０ ピストン
３１，４１ 空気室
３２，３３，７３ 補強リブ
３４，６１，７１ 第１ピストン体（ピストン）
３４ａ 取付筒部
３４ｂ，６１ａ，７１ａ フランジ部
３４ｃ，６１ｂ 折曲部（フランジ部の外周側）
３５，６２，７２ 第２ピストン体（ピストン）
３５ａ，６２ａ 本体筒部
３５ｂ 閉塞壁
３５ｃ 装着部
４０ ダイヤフラム（筒状弾性膜）
４２ 折返部
６１ｃ 筒部（フランジ部の外周側）
Ｐ 接続部
Ｓ１，Ｓ２ 空気室容量
ｆ１ 第１当接面（フランジ部の外周側）
ｆ２ 第２当接面

Claims (6)

1. ばね上側とばね下側との間に装着され、前記ばね下側から前記ばね上側に伝播される振動を緩和する空気ばねであって、
   前記ばね上側に取付けられる取付部材と、
   前記ばね下側に取付けられる樹脂製のピストンと、
   前記取付部材と前記ピストンとの間に装着され、一端側に折返部を有するとともに内部に空気室を形成する筒状弾性膜とを有し、
   前記ピストンを、前記折返部に取付けられる取付筒部と前記取付筒部の一端側に内周側が接続されるフランジ部とを有する第１ピストン体と、前記フランジ部の外周側に他端側が接続される本体筒部と前記本体筒部の一端側を閉塞する閉塞壁とを有する第２ピストン体とから構成することを特徴とする空気ばね。
2. 請求項１記載の空気ばねにおいて、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体との接続部は、前記筒状弾性膜の前記折返部で被覆可能であることを特徴とする空気ばね。
3. 請求項１または２記載の空気ばねにおいて、前記閉塞壁の前記ばね上側に突出して設けられ、当該突出側とは反対側が前記ばね下側に装着される装着部と、前記装着部の外周部と前記本体筒部の内周部との間に設けられ、相互間を放射状に延びる補強リブとを有することを特徴とする空気ばね。
4. 請求項３記載の空気ばねにおいて、前記第１ピストン体は、前記補強リブによって前記第２ピストン体の径方向に対する所定位置に位置決めされることを特徴とする空気ばね。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気ばねにおいて、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体とは、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体との接続部を溶着して一体化することを特徴とする空気ばね。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気ばねにおいて、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体とを、前記第１ピストン体と前記第２ピストン体との外形容積に対する前記空気室容量が４０％以上となるように成形することを特徴とする空気ばね。

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