JP6491909B2 - 空気ばね - Google Patents

Description

本発明は、空気ばねに関するものである。

空気ばねは一般に、例えば下記特許文献１に示されるように、第１移動体に取り付けられる第１部材と、第１移動体に対して相対的に移動する第２移動体に取り付けられる第２部材と、一端部が第１部材に取り付けられるとともに、他端部が第２部材に取り付けられる筒状のダイヤフラムと、を備え、これらの第１部材と第２部材とダイヤフラムとの間に空気室が画成されている。

特開２００６−１４４９４０号公報

しかしながら、前記従来の空気ばねでは、例えば、現行のダイヤフラムの仕様等を変更せずに、ばね定数を高めることについて改善の余地があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、例えば、現行のダイヤフラムの仕様等を変更しなくても、ばね定数を高めることができる空気ばねを提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の空気ばねは、第１移動体に取り付けられる第１部材と、前記第１移動体に対して相対的に移動する第２移動体に取り付けられる第２部材と、一端部が前記第１部材に取り付けられるとともに、他端部が前記第２部材に取り付けられる筒状のダイヤフラムと、を備え、これらの第１部材と第２部材とダイヤフラムとの間に空気室が画成された空気ばねであって、前記第１部材は、前記ダイヤフラムの一端部内に嵌合される装着筒と、前記装着筒における、前記ダイヤフラムの中心軸線に沿う軸方向の両端開口部のうち、前記第２部材側の内端開口部を閉塞する閉塞板と、を備える有底筒状に形成され、前記装着筒には、前記軸方向の両端開口部のうち、前記内端開口部と反対側の外端開口部を覆う蓋板が配設されていることを特徴とする。

この発明によれば、第１部材が、ダイヤフラムの一端部内に嵌合される装着筒の両端開口部のうち、第２部材側に位置する、つまりダイヤフラム内に位置する内端開口部を閉塞する閉塞板を備えているので、閉塞板が、装着筒の外端開口部を閉塞する構成と比べて、空気室の内容積が低減されることとなり、例えば、現行のダイヤフラムの仕様等を変更しなくても、空気ばねのばね定数を高めることができる。

また、装着筒に、その外端開口部を覆う蓋板が配設されているので、蓋板に例えば締結部材等を連結することが可能になり、第１部材を第１移動体に容易に取り付けることができる。

また、前記蓋板には、前記軸方向に沿う前記第２部材側に向けて突出し、前記閉塞板に当接する補強突部が形成されてもよい。

この場合、蓋板に閉塞板に当接する補強突部が形成されているので、閉塞板の膨出変形を補強突部により抑えることが可能になり、第１部材の耐久性を向上させることができる。

この発明によれば、例えば、現行のダイヤフラムの仕様等を変更しなくても、ばね定数を高めることが可能な空気ばねが得られる。

本発明に係る一実施形態として示した空気ばねの半縦断面図である。 本発明に係る他の実施形態として示した空気ばねの半縦断面図である。

以下、本発明に係る空気ばねの一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
この空気ばね１は、第１移動体Ｘに取り付けられる第１部材１１と、第１移動体Ｘに対して相対的に移動する第２移動体Ｙに取り付けられる第２部材１２と、一端部が第１部材１１に取り付けられるとともに、他端部が第２部材１２に取り付けられる筒状のダイヤフラム１３と、を備え、これらの第１部材１１と第２部材１２とダイヤフラム１３との間に空気室Ａが画成されている。

以下、ダイヤフラム１３の中心軸線Ｏに沿う軸方向のうち、第１部材１１側を上側といい、第２部材１２側を下側という。また、前記軸方向から見た平面視において、前記中心軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、前記中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
ここで、空気ばね１は、例えば車両のサスペンション等に適用され、この場合、第１移動体Ｘとして車体等が挙げられ、第２移動体Ｙとして車体に揺動自在に支持されたサスペンションアーム等が挙げられる。

第２部材１２は、上端部にダイヤフラム１３の下端部が取り付けられる筒体１５と、筒体１５の下端開口部を閉塞する基板１７と、を備える有底筒状に形成されるとともに、前記中心軸線Ｏと同軸に配設されている。

筒体１５は、小径の上端部１５ａと、上端部１５ａより下方に配置され、かつ上端部１５ａより大径の下側部分１５ｂと、上端部１５ａと下側部分１５ｂとを連結し、上方から下方に向かうに従い漸次拡径した連結部１５ｃと、を備えている。なお、上端部１５ａ、下側部分１５ｂ、および連結部１５ｃは、前記中心軸線Ｏと同軸に配設されている。上端部１５ａと連結部１５ｃとの接続部分は、表裏面が前記軸方向を向き、かつ全周にわたって連続して延びるフランジ状に形成されている。
基板１７は、筒体１５の下側部分１５ｂ内に配設され、基板１７の外周縁部と、筒体１５の内周面と、が全周にわたって例えば溶接等により接合されている。基板１７の下面における径方向の中央部には窪み部が形成されている。

筒体１５の上端部１５ａには、ダイヤフラム１３の下端開口部が外嵌され、このダイヤフラム１３の下端部に、第２内側加締めリング１８が外嵌されている。これにより、ダイヤフラム１３の下端部が、筒体１５の上端部１５ａと第２内側加締めリング１８とで径方向に気密に挟まれて第２部材１２に取付けられる。

ダイヤフラム１３は、内部に補強コードが埋設されたゴム膜により構成されている。ダイヤフラム１３は、第２内側加締めリング１８に外嵌された下端部から、第２内側加締めリング１８の上端縁を径方向の外側に跨いで、第２内側加締めリング１８の外周面上を下方に伝って、筒体１５のうち、上端部１５ａより下方に位置する部分の外周面上に達している。図示の例では、ダイヤフラム１３は、筒体１５の外周面のうち、連結部１５ｃの全域、および下側部分１５ｂの上端部に当接している。そして、ダイヤフラム１３は、筒体１５の外周面に当接する部分における下端部分から径方向の外側に屈曲されて上方に向けて折り返されている。

そして、本実施形態では、第１部材１１は、ダイヤフラム１３の上端部内に嵌合される装着筒２１と、装着筒２１の下端開口部（内端開口部）を閉塞する閉塞板２２と、を備える有底筒状に形成されている。
第１部材１１の外径は、第２部材１２の外径より大きくなっていて、第２部材１２は、第１部材１１の内周面より径方向の内側に位置している。本実施形態では、第１部材１１および第２部材１２が、前記軸方向に相対的に接近移動したときに、第２部材１２が空気室Ａの内側に向けてめり込んで空気室Ａを圧縮する。

図示の例では、装着筒２１は、第２部材１２の前記下側部分１５ｂより大径に形成されている。また、第１部材１１は、前記中心軸線Ｏと同軸に配設されている。
ダイヤフラム１３の上端部には、第１内側加締めリング２６が外嵌されており、ダイヤフラム１３の上端部が、第１内側加締めリング２６と装着筒２１とで径方向に気密に挟まれることにより第１部材１１に取付けられている。装着筒２１の外周面には、全周にわたって連続して延びる環状凹溝が形成されており、環状凹溝内にダイヤフラム１３の上端部が嵌入されている。
閉塞板２２には、加圧空気が空気室Ａ内に供給される供給孔２２ａが形成されている。供給孔２２ａに、不図示のコンプレッサー等に接続される継手３１が連結されている。
第１部材１１は、装着筒２１の上端から径方向の外側に向けて突出し、全周にわたって連続して延びるフランジ部２４を備えている。

装着筒２１には、その上端開口部（外端開口部）を覆う蓋板２３が配設されている。
蓋板２３は、装着筒２１の上端開口部を全域にわたって閉塞している。蓋板２３は、フランジ部２４上に支持されている。蓋板２３の下面と、フランジ部２４における径方向の外方端縁と、が溶接により接合されている。蓋板２３には、継手３１の上端部を上方に突出させる挿通孔２３ｂが形成されている。また、蓋板２３には、例えば締結部材等の挿通される不図示の貫通孔が形成されており、この締結部材が第１移動体Ｘに固定されることで、第１部材１１が第１移動体Ｘに取付けられる。

蓋板２３には、下方に向けて突出し、閉塞板２２に当接する補強突部２３ａが形成されている。
図示の例では、補強突部２３ａは、平板状の蓋板２３が下方に向けて膨出するように屈曲変形させられて形成されていて、蓋板２３は、全域にわたって厚さが同等になっている。また、補強突部２３ａは、閉塞板２２の上面に面接触している。

さらに本実施形態では、第１部材１１、第２部材１２およびダイヤフラム１３の全体を一体に径方向の外側から囲繞する防塵筒３２が配設されている。防塵筒３２は、全周にわたって連続して延びる凹凸部が前記軸方向に沿って複数連設されてなる蛇腹状に形成されていて、変形自在に形成されている。
防塵筒３２の上端部内に、第１内側加締めリング２６、ダイヤフラム１３の上端部、および第１部材１１の装着筒２１が配設されている。防塵筒３２の上端部に、第１外側加締めリング３３が外嵌されており、防塵筒３２の上端部が、第１外側加締めリング３３と第１内側加締めリング２６とにより径方向に挟まれて固定されている。
ここで、本実施形態では、第２部材１２を第２移動体Ｙに取付ける支持筒１９が配設されている。支持筒１９は、有底筒状に形成されるとともに、第２部材１２の筒体１５の下端部を、径方向の外側から囲繞し、かつ下方から支持している。支持筒１９の底壁における径方向の中央部は上方に向けて窪んでおり、その上端部が、第２部材１２の基板１７の前記窪み部内に配置されている。支持筒１９の底壁の中央部が、取付け部１６によって第２移動体Ｙに取付けられることで、第２部材１２が第２移動体Ｙに取付けられている。
また、支持筒１９は、防塵筒３２の下端部内に配設されている。防塵筒３２の下端部に、第２外側加締めリング３４が外嵌されており、防塵筒３２の下端部が、第２外側加締めリング３４と支持筒１９の周壁とにより径方向に挟まれて固定されている。

以上の構成において、第１部材１１および第２部材１２が、前記軸方向に相対的に移動すると、空気室Ａ内の気密が保たれた状態で、ダイヤフラム１３が、第２部材１２の筒体１５の外周面上を摺動しながら、空気室Ａが拡縮され、空気室Ａの内圧が増減する。

以上説明したように、本実施形態による空気ばね１によれば、第１部材１１が、ダイヤフラム１３の上端部内に嵌合される装着筒２１の両端開口部のうち、下側に位置する、つまりダイヤフラム１３内に位置する下端開口部を閉塞する閉塞板２２を備えているので、閉塞板２２が、装着筒２１の上端開口部を閉塞する構成と比べて、空気室Ａの内容積が低減されることとなり、例えば、現行のダイヤフラムの仕様等を変更しなくても、空気ばね１のばね定数を高めることができる。

また、第２部材１２の外径が第１部材１１の外径より小さくなっているので、空気室Ａが前述のように圧縮したときの、ダイヤフラム１３の径方向の外側に向けた膨張変形量を、第１部材１１および第２部材１２の各外径が互いに同等になっている構成と比べて低減することが可能になり、ダイヤフラム１３の耐久性が低下するのを防ぐことができる。

また、装着筒２１に、その上端開口部を覆う蓋板２３が配設されているので、蓋板２３に例えば締結部材等を連結することが可能になり、第１部材１１を第１移動体Ｘに容易に取り付けることができる。
また、蓋板２３に閉塞板２２に当接する補強突部２３ａが形成されているので、閉塞板２２の上方に向けた膨出変形を補強突部２３ａにより抑えることが可能になり、第１部材１１の耐久性を向上させることができる。

なお、本発明の技術範囲は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前記実施形態では、蓋板２３に、下方に向けて突出し、閉塞板２２に当接する補強突部２３ａを形成したが、本発明は、図２に示されるように、補強突部２３ａが形成されていない蓋板３５を有する空気ばね２においても適用可能である。
また、第２部材１２の筒体１５の上端部１５ａ内にシール蓋を気密に嵌合し、空気ばねのばね定数をさらに高めてもよい。
また、加圧空気を空気室Ａ内に供給する供給孔は、第２部材に形成してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１、２ 空気ばね
１１ 第１部材
１２ 第２部材
１３ ダイヤフラム
２１ 装着筒
２２ 閉塞板
２３、３５ 蓋板
２３ａ 補強突部
Ａ 空気室
Ｏ 中心軸線
Ｘ 第１移動体
Ｙ 第２移動体

Claims (2)

1. 第１移動体に取り付けられる第１部材と、
   前記第１移動体に対して相対的に移動する第２移動体に取り付けられる第２部材と、
   一端部が前記第１部材に取り付けられるとともに、他端部が前記第２部材に取り付けられる筒状のダイヤフラムと、を備え、
   これらの第１部材と第２部材とダイヤフラムとの間に空気室が画成された空気ばねであって、
   前記第１部材は、前記ダイヤフラムの一端部内に嵌合される装着筒と、前記装着筒における、前記ダイヤフラムの中心軸線に沿う軸方向の両端開口部のうち、前記第２部材側の内端開口部を閉塞する閉塞板と、を備える有底筒状に形成され、
   前記装着筒には、前記軸方向の両端開口部のうち、前記内端開口部と反対側の外端開口部を覆う蓋板が配設されていることを特徴とする空気ばね。
2. 前記蓋板には、前記軸方向に沿う前記第２部材側に向けて突出し、前記閉塞板に当接する補強突部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気ばね。

Images