JP2018100740A - 空気ばね - Google Patents

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謙太 中西
Kenta Nakanishi
謙太 中西
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Toyo Tire Corp
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Abstract

【課題】ピストンの連結部にダイヤフラムの下側ビード部を嵌めにくくすることなく、その抜け出しを防止することのできる空気ばねの提供。【解決手段】上面板とピストン3との間に筒状のダイヤフラム4を介装する。ピストン3に連結部6を設ける。連結部6に抜け止め7を形成する。ダイヤフラム4の下側ビード部5に凸部8、9を形成する。連結部6に下側ビード部5を外嵌する。抜け止め7に凸部8、9を引っ掛けて、連結部6からの下側ビード部5の抜け出しを防止する。下側ビード部5を連結部6に連結する際、凸部8、9が抜け止め7を乗り越えた後は、従来と同程度の力で下側ビード部5を連結部6に嵌めることができる。【選択図】 図3

Description

本発明は、上側部材と下側部材との間に筒状のダイヤフラムを介装した構造で、例えばトラックやバスなどの自動車に装備される空気ばねに関するものである。
一般に、トラックやバスなどの自動車に装備される空気ばねは、上側部材と下側部材との間に筒状のゴム膜からなるダイヤフラムを介装した構造とされ、ダイヤフラムの上下端が上側部材及び下側部材によって密封されている(例えば特許文献1)。
図6に示す特許文献1の空気ばねは、そのピストン101に設けられた連結筒部102をダイヤフラム103の他端部104に入り込ませて連結した構造とされている。連結筒部102には、径方向外向きに突出する張出し凸部105が形成され、連結筒部102からのダイヤフラム103の他端部104の抜けを阻止している。
特開2004−324749号公報(段落番号0018、0019、図2)
ところで、自動車の車輪側と車体側との間に空気ばねを装着する手順として、ピストンなどの下側部材を車輪側に取り付けた後、空気が抜けて上下方向に縮んだダイヤフラムを伸ばしながら、上側部材を持ち上げて車体側に取り付けるようにしている。その際、ダイヤフラムへの空気の流入がダイヤフラムの伸びに追いつかないと、ダイヤフラムの内部が負圧になって、その伸びが阻害される。
特許文献1の空気ばねでは、その連結筒部に抜け止めとしての張出し凸部を形成しているものの、ダイヤフラムの伸びを阻害されたまま、無理に上側部材を持ち上げてダイヤフラムを伸ばそうとすると、連結筒部からダイヤフラムの他端部が抜け出すおそれがある。
これに対して、抜け止めの突出を大きくすることにより、あるいは、ダイヤフラムの他端部の下側ビード部の内径を小さくすることにより、抜け出しに対する抵抗を増大させることも考えられる。ただ、この場合、下側ビード部を抜け出しにくくすることができるものの、それと同時に、下側部材の連結筒部にダイヤフラムの下側ビード部を嵌めにくくすることになる。
本発明は、下側部材の連結部にダイヤフラムの下側ビード部を嵌めにくくすることなく、その抜け出しを防止することのできる空気ばねの提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る空気ばねは、上側部材と下側部材との間に筒状のダイヤフラムを介装したものであり、下側部材に、ダイヤフラムの下側ビード部を外嵌して連結する連結部を設け、この連結部に、径方向外向きに突出して下側ビード部の抜け出しを規制する抜け止めを形成すると共に、下側ビード部に、径方向内向きに突出する凸部を形成したものである。
上記構成によれば、連結部に径方向外向きに突出する抜け止めを形成して、下側ビード部に径方向内向きに突出する凸部を形成するので、連結部の抜け止めに下側ビード部の凸部を引っ掛けて、下側部材の連結部からのダイヤフラムの下側ビード部の抜け出しを防止することができる。
しかも、下側ビード部を連結部に連結する際には、一旦、下側ビード部の凸部が連結部の抜け止めに引っ掛かるが、この抜け止めを乗り越えた後は、凸部の無い従来のダイヤフラムと同程度の力で下側ビード部を連結部に嵌め込んで連結することができる。したがって、抜け止めの突出を大きくしたり、下側ビード部の内径を小さくしたりして、抜け出しに対する抵抗を増大させたもののように、嵌め込み長さの全範囲にわたって強い力を加える必要がなく、下側ビード部が従来よりも連結部に嵌めにくくなるのを回避することができる。
また、凸部を下側ビード部の中心軸方向に間隔をあけて複数個所に設けるようにしてもよい。
この構成によると、一つの凸部の引っ掛かりが外れたとしても、連結部の抜け止めに他の凸部が引っ掛かることにより、下側部材の連結部からのダイヤフラムの下側ビード部の抜け出しをより確実に防止することができる。しかも、一つの凸部の引っ掛かりが外れて、抜け止めに他の凸部が引っ掛かるまでに、ダイヤフラムのある程度の伸びが期待でき、これにより、下側ビード部を抜き出そうとする力を低減させることができる。
また、連結部と下側ビード部との連結を、連結部を先細に形成したセルフシールタイプとすることもできる。
この構成によると、連結部が先細であるので、ダイヤフラムに内圧が作用することにより、下側ビード部が連結部により強く密着してシール機能を高めることができるものの、ダイヤフラムを無理に伸ばそうとする際には、下側ビード部が抜け出しやすくなる。しかしながら、本発明の構成を採用することにより、下側ビード部の抜け出しを防止することができる。
また、下側部材を上部に連結部を設けた略円柱状のピストンとし、ダイヤフラムを、下部をピストンの外周面に沿わせて内向きに折り返し、その折り返し長さを変化させて伸縮するローリングダイヤフラムとするようにしてもよい。
この構成によると、例えば車輪側にピストンを取り付けた後、ダイヤフラムをその折り返し長さを変化させて伸ばしながら、上側部材を持ち上げて例えば車体側に取り付けることができる。上側部材を持ち上げる際、ダイヤフラムへの空気の流入がダイヤフラムの伸びに追いつかず、ダイヤフラムの伸びが阻害されるおそれがあるが、本発明の構成を採用することにより、連結部からの下側ビード部の抜け出しを防止することができる。
以上のとおり、本発明によると、空気ばねの下側部材の連結部にダイヤフラムの下側ビード部を外嵌して連結し、その連結部に外向きに突出する抜け止めを形成すると共に、下側ビード部に内向きに突出する凸部を形成するようにしている。これにより、連結部の抜け止めに下側ビード部の凸部を引っ掛けて、下側部材の連結部からのダイヤフラムの下側ビード部の抜け出しを防止することができる。
しかも、下側ビード部を連結部に連結する際、下側ビード部の凸部が連結部の抜け止めを乗り越えた後は、凸部の無い従来のダイヤフラムと同程度の力で下側ビード部を連結部に嵌め込んで連結することができ、従来よりも下側ビード部を嵌めにくくなるのを防止することができる。
本発明に係る空気ばねの断面図 空気ばねの要部拡大図 下側ビード部の拡大断面図 上縁が抜け止めに引っ掛かった下側ビード部の拡大図 上縁側凸部が抜け止めに引っ掛かった下側ビード部の拡大図 従来の空気ばねの断面図
以下、本発明に係る空気ばねの実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1に示すように、空気ばね1は、例えばトラックやバスなどの自動車に装備されるものであり、例えば車体側に取り付けられる上側部材としての上面板2と、例えば車輪側に取り付けられる下側部材としてのピストン3との間に、筒状のダイヤフラム4を介装した構造とされ、そのピストン3に、ダイヤフラム4の下側ビード部5を外嵌して連結する連結部6が設けられ、連結部6に、径方向外向きに突出して下側ビード部5の抜け出しを規制する抜け止め7が形成されると共に、下側ビード部5に、径方向内向きに突出する二条の凸部8、9が形成されている。
上面板2は、例えば鋼製の円板状とされて、その周縁部をダイヤフラム4の上側ビード部10に加締め固定され、例えば車体側にボルト締結される。上面板2の中央には、ダイヤフラム4の内部と外部の空気室とを連通する筒状のボス部11が設けられ、上面板2の中央から偏心した位置には、ダイヤフラム4の内部に空気を供給するための給気口12が設けられている。
ピストン3は、上部に連結部6が設けられた略円柱状とされて、その連結部6にダイヤフラム4の下側ビード部5を連結され、例えば車輪側にボルト締結される。ピストン3の上端には、ストッパー13が設けられ、上面板2の下向きの変位を規制するようになっている。
図1及び図2に示すように、ピストン3の上部に設けられた連結部6は、ピストン3よりも小径の筒状とされ、略水平面からなる肩部14を介してピストン3と一体に形成されている。この連結部6にダイヤフラム4の下側ビード部5を外嵌しつつ、肩部14で下側ビード部5を支持することにより、ピストン3にダイヤフラム4の下側ビード部5が連結される。
また、連結部6は、先細に形成され、これに外嵌された下側ビード部5がダイヤフラム4の内圧を受けて下向きに押し付けられることにより、下側ビード部5が連結部6の外周面により強く密着して、連結部6と下側ビード部5とをセルフシールするようになっている。さらに、連結部6には、その上端部をプレス加工で径方向外向きに膨出させることによって抜け止め7が形成され、例えばダイヤフラム4から空気が抜けた状態において、上面板2を持ち上げた際の下側ビード部5の抜け出しを規制する。
ダイヤフラム4は、円筒状のゴム膜に補強コードなどを埋設して補強した構造とされ、中央側よりも増厚された上側ビード部10及び下側ビード部5を上面板2及び連結部6に連結されて密封されている。このダイヤフラム4は、下部をピストン3の外周面に沿わせて内向きに折り返されたいわゆるローリングダイヤフラムとされ、内側に空気を封入されて、例えば車体側から上面板2が受ける荷重を弾性的に支持しつつ、その折り返し長さを変化させて伸縮する。
図3に示すように、下側ビード部5は、連結部6の基端部分よりもわずかに小径に設定され、その内周面から径方向内向きに突出する二条の凸部8、9が中心軸方向に互いに間隔をあけて形成されている。
上記構成によれば、図4に示すように、連結部6の上端部を膨出させて抜け止め7を形成しているので、下側ビード部5の上縁を抜け止め7に引っ掛けて、連結部6からの下側ビード部5の抜け出しを規制することができる。
つまり、空気ばね1を自動車に装着するには、ダイヤフラム4から空気が抜けた状態で、ピストン3を車輪側にボルト締結した後、ダイヤフラム4を伸ばしながら上面板2を持ち上げて車体側に取り付けることが多い。この場合、空気の流入がダイヤフラム4の伸びに追いつかないと、ダイヤフラム4の伸びが負圧によって阻害され、特に、連結部6が先細であることから、連結部6から下側ビード部5が抜け出しやすくなる。これに対し、下側ビード部5の上縁が抜け止め7に引っ掛かることにより、下側ビード部5の抜け出しが規制される。なお、図4において、二点鎖線は、自由状態の凸部8、9を示すものであり、実際の凸部8、9は、連結部6に押し付けられて潰れている。
さらに、図5に示すように、下側ビード部5の内周面に二条の凸部8、9を形成しているので、この凸部8、9が抜け止め7に乗り上げたときの下側ビード部5の締め代が、抜け止め7だけを設けたときよりも大きくなる。これにより、下側ビード部5を抜き出そうとする力が強くて、下側ビード部5の上縁が抜け止め7に乗り上げたとしても、まず、上縁側の凸部8を抜け止め7に引っ掛けて、下側ビード部5の抜け出しを規制することができる。
また、上縁側の凸部8が抜け止め7を乗り越えたとしても、下縁側の凸部9を抜け止め7に引っ掛けて、下側ビード部5の抜け出しを規制することができる。しかも、上縁側の凸部8が抜け止め7を乗り越えてから下縁側の凸部9が抜け止め7に引っ掛かるまでの間には、ダイヤフラム4の負圧が緩和されることが期待でき、下側ビード部5の抜け出しを防止することができる。なお、図5において、二点鎖線は、自由状態の凸部8、9を示すものであり、実際の凸部8、9は、連結部6に押し付けられて潰れている。
空気ばね1を装着した後、図4、図5のように、下側ビード部5がある程度まで抜け出していたとしても、空気ばね1の内圧により、最終的には、下側ビード部5が連結部6に押し込まれてセルフシールされる。
また、連結部6に下側ビード部5を外嵌して連結する際には、二条の凸部8、9が抜け止め7に引っ掛かることになるが、凸部8、9が抜け止め7を乗り越えた後は、凸部8、9の無い下側ビード部5と同程度の力で押し込むことができる。これにより、抜け止め7を大きくしたり、下側ビード部5の径を小さくしたりする場合と比較して、その挿入を容易にすることができる。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、空気ばねは、連結部6に抜け止め7を形成すると共に、下側ビード部5に凸部8、9を形成したものであればよく、そのダイヤフラムは、ローリングダイヤフラムに限定されるものではなく、連結部6は、先細に限定されるものではない。また、凸部8、9は、二条に限定されるものではなく、いずれか一方でもよく、三条以上の凸部を形成してもよい。
1 空気ばね
2 上面板(上側部材)
3 ピストン(下側部材)
4 ダイヤフラム
5 下側ビード部
6 連結部
7 抜け止め
8、9 凸部
10 上側ビード部
11 ボス部
12 給気口
13 ストッパー
14 肩部

Claims (4)

  1. 上側部材と下側部材との間に筒状のダイヤフラムを介装してなる空気ばねであって、前記下側部材に、ダイヤフラムの下側ビード部を外嵌して連結する連結部が設けられ、該連結部に、径方向外向きに突出して前記下側ビード部の抜け出しを規制する抜け止めが形成されると共に、前記下側ビード部に、径方向内向きに突出する凸部が形成されたことを特徴とする空気ばね。
  2. 前記凸部は、下側ビード部の中心軸方向に間隔をあけて複数個所に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の空気ばね。
  3. 前記連結部と前記下側ビード部との連結は、前記連結部が先細に形成されたセルフシールタイプとされたことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気ばね。
  4. 前記下側部材は、上部に前記連結部が設けられた略円柱状のピストンとされ、前記ダイヤフラムは、下部を前記ピストンの外周面に沿わせて内向きに折り返され、その折り返し長さを変化させて伸縮するローリングダイヤフラムとされたことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の空気ばね。
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