JP2600370Y2 - 空気ばね装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両のサスペンション
（suspension＝懸架）装置等に用いられる空気ばね装置
の改良に関する。

【０００２】ここにダイヤフラム（diaphram）とは「隔
て膜」を指す。

【０００３】

【従来の技術】空気の容積弾性を利用する空気ばねは、
軽荷重及び重荷重に対してばね定数が自動的にそれぞれ
大及び小となる好ましい特性を持ち、また支持体までの
高さを一定に調節できる等の長所を有するので、車両の
サスペンション装置に広く用いられている。

【０００４】空気ばね装置に関する開示例としては、実
開昭６４−５６３０３号公報、実開平１−１３２４０５
号公報、実開平５−７７６３９号公報等がある。図２は
前記開示例中の、実開平５−７７６３９号公報に示され
た空気ばね装置の構成図である。同図はピストン２とベ
ローズ（bellows ＝蛇腹）３とで形成される同軸二重円
筒形の軸を通る平面で切断したと仮定した場合の空気バ
ネの縦断面図である。

【０００５】図２において空気ばね装置１は、車輪側に
固着される金属製で中空のピストン２と、前記ピストン
２の上部に固着されたうえ車体側に固定され、内部に空
気室４を設けた伸縮自在なラバー製の中空のベローズ３
とによって大略構成される。

【０００６】前記ベローズ３の下端部には底部が開放さ
れた凹部３ａが形成され、前記凹部３ａの内周にはピス
トン２の上端部外周が挿入され、凹部３ａとピストン２
の上端部とは止め具５によって固着される。ベローズ３
の上面には金属製の蓋体６が固着されており、この蓋体
６には空気源からの配管と接続される空気ポート７が形
成される。また蓋体６の内面中央部にはバウンドストッ
パ８が固着される。

【０００７】前記ピストン２の内部の上部側と下部側と
に、間隔を置いて２つのダイヤフラム９，１０を設け、
上部側及び下部側のダイヤフラム９及び１０間に液室１
１を形成する。上部側ダイヤフラム９により前記液室１
１とは隔絶されているが、ベローズ３内の空気室４とは
通気孔２ａを介して連通されている上部側空気室１２
と、下部側ダイヤフラム１０により前記液室１１と隔絶
される下部空気室１３とを設ける。一方、前記液室１１
内には仕切板１４を設けて前記液室１１を上部側液室１
１Ａと下部側液室１１Ｂとに分割するとともに、前記仕
切板１４に上部側液室１１Ａと下部側液室１１Ｂとを連
通する絞り通路１５を形成している。

【０００８】ピストン２の上端筒部２Ａの下端内周部に
は筒状部材１６の上端部が溶接等によって固着される。
この筒状部材１６の下端部はピストン２の下端筒部２Ｂ
で開放されるが、この開放部分を閉じるように既述の下
部側ダイヤフラム１０が配設され、止め金具１７によっ
て筒状部材１６の下端開放部の外周に固着されている。

【０００９】ピストン２の上端筒部２Ａの上端内周部に
は上部筒状部材１６Ａの上端部が溶接等によって固着さ
れる。この上部筒状部材１６Ａの下端部はピストン２の
上端筒部２Ａ内を下方に延び開放される。上部筒状部材
１６Ａの下端開放部には前記上部側ダイヤフラム９が配
設され、前記ダイヤフラム９は止め金具１８によって筒
状部材１６の下端開放部外周に固着される。

【００１０】前記ピストン２の上端筒部２Ａの上壁には
通気孔２ａが開いている。前記仕切り板１４は筒状部材
１６の内側に固着される。この仕切り板１４には、上部
側及び下部側液室１１Ａ，１１Ｂに相異なる位置でポー
ト１０ａ，１０ｂが開口し、仕切り板１４に沿って例え
ば円環状に形成した絞り通路１５が形成される。

【００１１】図３は、上述のような空気ばね装置１を取
付けた車両のサスペンション装置の一例を示す構成図で
ある。同図中、１が空気ばね装置である。車体フレーム
２０に固定されたブラケット２１に一端が軸支され、中
間部に車輪２２の車軸２３が連結されたアーム２４の他
端は、上端部が車体フレーム２０に軸支されたショック
アブゾーバ２５の下端部に軸支される。前記車体フレー
ム２０とアーム２４の軸支部近傍との間には、空気ばね
装置１が取付けられる。この空気ばね装置１の空気室４
は空気源と配管２６を介して連結される。この配管２６
には空気ばね装置１を使って静的に車高を調節するため
のレベリングバルブ２７が介装される。このレベリング
バルブ２７の弁体切換軸２７ａに連結されるリンク２８
はアーム２４の中間に一端部が連結されるロッド２９の
他端部に連結される。

【００１２】さて図２及び図３において、車体の上下変
動が発生すると、この変動によって空気ばね装置１の蓋
体６に上下変位を生じ、この変位によってベローズ３側
の空気４及び上部側空気室１２に圧力変化が生ずる。こ
の圧力変化は上部側ダイヤフラム９を介して上部側液室
１１Ａに伝えられる。その結果、上部液室１１Ａと下部
液室１１Ｂとの間に圧力差が生じ、仕切板１４の絞り通
路１５を通じて液の流れが生ずる。絞り通路１５内で
は、上部側及び下部側のダイヤフラム９，１０のばね作
用によって、ある周波数領域で液柱共鳴、すなわち共振
を生じる。

【００１３】この共振周波数は絞り通路１５の容積によ
って変化する。したがって、絞り通路１５の長さあるい
は断面積を適宜設定し、その容積を設定して絞り通路１
５の液柱の共振周波数を、例えば低周波の車体側共振周
波数と一致させる。

【００１４】このように設定することにより、車体側共
振領域で絞り通路１５内の液柱が共振し、この液柱の共
振によって車体側の上下変位と上部側空気室１２、すな
わちベローズ３側の空気室４の内圧変化との間に位相差
が発生する。つまり、車体側の共振点で絞り通路１５内
の液柱が共振することで車体側の共振点での振動の減衰
力が発生し、振動振幅が低減され低周波の車体共振点付
近で生じていたフワフワ動等の不快な振動の発生が抑制
される。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような実開平５−７７６３９号公報による空気バネ装置
では、減衰効果を生ずる液室１１の上下２か所に空気室
１２，１３、すなわち空気ばね部を備えるため、構造が
複雑で高価となるとともに、空気ばね部を介して液室１
１を駆動するため減衰効果が小さい難点があった。

【００１６】したがって本考案の目的は、従来技術によ
る上述のような難点を除き、構造が簡単でしたがって経
済的であり、しかも車体振動に対する減衰効果の高い空
気ばね装置を提供する点にある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の考案は、
中空な内部を第１のダイヤフラムで２分割して、一方
を、内壁と、一部に外部と通気可能な通気孔の開いた蓋
板と、前記第１のダイヤフラムとに囲まれた空気室と
し、他方を、内壁と、面板と、前記第１のダイヤフラム
とに囲まれ液体を満たした第１の液室としたピストン
と、液体が前記第１の液室との間を相互に流通できる絞
り通路が内部に形成された前記面板と、底板と、第２の
ダイヤフラムとに囲まれ、液体を満たして前記ピストン
に対して相対移動自在に配置された第２の液室とで構成
され、第１及び第２ダイヤフラムの変位に基づく絞り通
路内の液柱の共振周波数が前記ピストンに連結される物
体側の共振周波数と略一致するよう前記絞り通路の容積
を設定したことを特徴とする。

【００１８】また、請求項２の考案は、請求項１の考案
における第２の液室を収容するガイドを有して空気ばね
装置を構成する。

【００１９】

【作用】請求項１の考案においては、圧縮荷重が作用す
ると、第２の液室から絞り通路を通して第１の液室に液
体が流れるため、減衰力が生ずるとともに、第１の液室
の液室容量が増すために空気室が圧縮されてばね力が増
大する。これにより減衰効果が大きくなる。

【００２０】絞り通路４２内の液柱の共振周波数が振動
の減衰力に及ぼす影響の原理については従来と同様であ
るが、２つの空気室を介しないため減衰効果が極めて大
となる。

【００２１】請求項１の考案においては、前記液柱の共
振周波数は前記絞り通路の容積で設定するが、共振周波
数の値によっては、請求項２の考案において設けられた
ガイドの寸法を利用して、周波数調節の一助とすること
ができる。

【００２２】

【実施例】図１は本考案の空気ばね装置の一実施例の構
成図である。同図は、ピストン３１とガイド３２とで形
成される同軸二重円筒形の軸を通る平面で切断したと仮
定した場合の、空気ばね装置３０の縦断面図である。

【００２３】図１において、空気ばね装置３０は、車体
側に固定される金属製で中空のピストン３１と、前記ピ
ストン３１を収容する、車輪側に固着されるガイド３２
とによって大略構成される。そして前記の収容部は塵埃
の付着を防ぐためカバー３３で覆われている。つまりカ
バー３３は必要不可欠なものではない。

【００２４】前記ピストン３１の内部は中空で、上端部
の蓋板３４と、下端部の面板３５と、内壁とに囲まれて
いる。前記蓋板３４の一部には、外部と通気可能な通気
孔、すなわち空気ポート７が開いている。この内部は中
位部において中位部ダイヤフラム、すなわち第１のダイ
ヤフラム３６で上下に２分割されており、上部は空気室
３７、下部は液体を満たした第１の液室３８となってい
る。この実施例においては、液体として不凍液を用いて
いる。

【００２５】前記ガイド３２の上端部は前記ピストン３
１を収容できるよう開放されており、下端部は底板３９
で密閉されている。そして、下縁が前記底板３９の周縁
に固着されたローリングシールタイプ（rolling-seal t
ype ＝波動型）のダイヤフラム、すなわち第２のダイヤ
フラム４０が、前記ガイド３２の内周に沿って上方に延
び前記ガイド３９の上端部に達する前になだらかに裏返
って前記ピストン３１の下端部に固着されている。この
第２のダイヤフラム４０と、前記底板３９と、前記面板
３５とで囲まれた空間は、不凍液を満たして第２の液室
４１となっている。前記面板３５の内部には、不凍液が
前記第１の液室３８と第２の液室４１との間を相互に流
通できる絞り通路４２が形成されている。

【００２６】第１及び第２ダイヤフラムそれぞれ３６及
び４０の変位に基づく絞り通路４２内の液柱の共振周波
数が前記ピストン３１に連結される車体側の共振周波数
と略一致するよう前記絞り通路４２の容積を設定する。
この場合ガイド３２の寸法も前記共振周波数を調節する
一助となるが、要求周波数によっては不要である。

【００２７】さて、図１において、車体の上下変動が発
生し、圧縮荷重が作用すると、第２の液室４１から絞り
通路４２を通して第１の液室３６に不凍液が流れるた
め、減衰力が生ずるとともに、第１の液室３６の液室容
量が増すために空気室３７が圧縮されてばね力が増大す
る。これにより減衰効果が大きくなる。

【００２８】絞り通路４２内の液柱の共振周波数が振動
の減衰力に及ぼす影響の原理は従来例と同様であるが、
従来例のような２つの空気室を介しないため減衰効果が
極めて大となる。

【００２９】

【考案の効果】以上述べたように本考案によれば、構造
が簡単でしたがって経済的であり、しかも車体振動に対
する減衰効果の高い空気ばね装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成図である。

【図２】従来の空気ばね装置の一例を示す構成図であ
る。

【図３】サスペンション装置の一例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

３０ 空気ばね装置 ３１ ピストン ３２ ガイド ３３ カバー ３４ 蓋板 ３５ 面板 ３６ 第１のダイヤフラム ３７ 空気室 ３８ 第１の液室 ３９ 底板 ４０ 第２のダイヤフラム ４１ 第２の液室 ４２ 絞り通路

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空な内部を第１のダイヤフラムで２分
   割して、一方を、内壁と、一部に外部と通気可能な通気
   孔の開いた蓋板と、前記第１のダイヤフラムとに囲まれ
   た空気室とし、他方を、内壁と、面板と、前記第１のダ
   イヤフラムとに囲まれ液体を満たした第１の液室とした
   ピストンと、 液体が前記第１の液室との間を相互に流通できる絞り通
   路が内部に形成された前記面板と、底板と、第２のダイ
   ヤフラムとに囲まれ、液体を満たして前記ピストンに対
   して相対移動自在に配置された第２の液室とで構成さ
   れ、 第１及び第２ダイヤフラムの変位に基づく絞り通路内の
   液柱の共振周波数が前記ピストンに連結される物体側の
   共振周波数と略一致するよう前記絞り通路の容積を設定
   したことを特徴とする空気ばね装置。
2. 【請求項２】 前記第２の液室にはそれを収容するガイ
   ドを具備して構成することを特徴とする請求項１に記載
   の空気ばね装置。