JP2018100740A - 空気ばね - Google Patents

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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