JPH044332A - 空気ばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の懸架装置に用いられる空気ばねに関する
ものである。

（従来の技術） 大型バス、トラック等の車両の懸架装置に空気ばねを用
いたものがある。

空気ばねは、例えば、有底筒状のキャニスタにピストン
をダイヤフラムを介して伸縮自在に連結して空気室を構
成し、内部に圧縮空気を封入したものであり、ピストン
の伸縮による空気室の容積変化によって生じる圧縮空気
の圧力変化を弾性力として利用するものである。したが
って、空気ばねの弾性力は圧縮空気の圧力とピストンの
有効受圧面積との積で表される。

車両の懸架装置に用いられるばねは、通常走行時におい
ては乗り心地をよくするためにばね定数の小さいものが
望まれる。ところが、ばね定数の小さいものでは急旋回
あるいは悪路走行等によって懸架装置に大きな負荷がか
かった場合に、懸架装置は変位量の限界まで変位して、
いわゆる庇付を生じやすい。

そこで、従来は、空気ばねのピストンの側面を下部に行
くにしたがって拡張させた形状として、ピストンの変位
（短縮）に比例して有効受圧面積が大きくなるようにし
ている。したがって、ピストンの変位が小さい場合にば
ばね定数が小さ（、ピストンの変位が太き（なるにした
がってばね定数が大きくなる。このようにして、懸架装
置の変位が小さい通常走行時には小さいばね定数によっ
て乗り心地をよくし、懸架装置の変位が大きくなるにし
たがってばね定数も大きくなり底付きを生じにくくする
ことができる。

また、実開昭６１−６３０４８号公報には、ばねの変位
量に応じてばね特性が変化する空気ばねが開示されてい
る。この空気ばねは、第２図に示すように、伸縮可能な
第１の空気室１と第２の空気室２との間に仕切壁３を設
け、仕切壁３と対向する第１の空気室１の壁部に錐状の
ストッパ部４を突設し、仕切壁３にストッパ部４の位置
に対応してストッパ部４と挿嵌可能なオリフィスを５設
けて、ばねの変位量に応じてオリフィス５の開口面積を
錐状のストッパ部４で順次比例的に絞るようにしたもの
である。この構成において、ストッパ部４を軟質の弾性
体としてストッパ部４がオリフィス５に嵌合してオリフ
ィス５を塞いだ後もストッパ部４が弾性変形することに
よってばねがさらに変位（短縮）できるようにすること
が考えられる。このようにすれば、オリフィス５が塞が
れると第１の空気室１のみによって弾性力を生じること
になり、弾性力を生じる空気室の容積が縮小されるので
オリフィス５が塞がれた以降のばね定数を大きくするこ
とができる。すなわち、ばねの変位が小さいときばばね
定数が小さく、ばねの変位が大きいときはストッパ部４
でオリフィス５が塞がれてばね定数が大きくなる。この
ように、ばねの変位量によってばね定数を変化させるこ
とができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例では次のような問題がある。

ピストンの側面を下部に行くにしたがって拡張させた形
状とするものは、ばね定数の変化を大きくするにはピス
トンの変位による有効受圧面積の変化を大きくするため
にピストンの底部を頭部に比して極端に大きくする必要
があるが、構造上ピストンの底部を頭部に比して極端に
大きくすることができなので充分なばね定数の変化が得
られないという問題がある。また、このようなピストン
の形状は加工が困難であり製作コストが高くなるという
問題がある。

第２図に示すものにおいてストッパ部４を軟質の弾性体
としたものは、ストッパ部４がオリフィス５を塞ぐ際に
ストッパ部４の弾性変形によってストッパ部４とオリフ
ィス５との当接部に引きずりが生じるのでストッパ部４
が損傷しやすくなり耐久性が低くなるという問題がある
。また、ストッパ部４がオリフィス５を塞ぐ際にストッ
パ部５が（さびとなりオリフィス５に嵌ってばねの伸縮
が円滑に行なわれない虞があるという問題がある。さら
に、ストッパ部４とオリフィス５との軸がずれるとスト
ッパ部４とオリフィス５との片当りによって所期のばね
特性が得られないので、ばねの取付部の横方向の変位に
対する許容量が小さいという問題がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、耐久性
および作動の安定性を損なうことな（ピストンの変位に
よってばね定数が大きく変化する空気ばねな提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の課題を解決するために、容積可変の第１
の空気室と容積一定の第２の空気室とをダイヤフラムを
介して伸縮自在に連結した空気ばねにおいて、前記２つ
の空気室を区画する仕切板を設け、該仕切板に前記２つ
の空気室を互いに連通ずる連通孔を穿設し、前記第１の
空気室内に該第１の空気室の内壁および前記連通孔にそ
れぞれ離間、対向させて保持されると共に前記第１の空
気室の短縮によって前記内壁に当接、押圧されて前記連
通孔周囲の前記仕切板に当接して前記連通孔の周囲を塞
ぐ弾性部材を設けたことを特徴とする。

（イ乍用） このように構成したことにより、空気室が短縮されて空
気室の内壁が弾性部材に当接、押圧すると、弾性部材が
仕切板に当接して連通孔の周囲を塞ぎ、第１の空気室と
第２の空気室とを分割して弾性力を生じる空気室の容積
を小さ（する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図において、有底筒状のキャニスタ６およびキャニ
スタ６に挿入可能な有底筒状のピストン７が互いに開口
端を臨ませて、円筒状のラバーの一端を折返したダイヤ
フラム８によって軸方向に伸縮自在に連結されている。

キャニスタ６とダイヤフラム８との接続はキャニスタ６
の開口端にダイヤフラム８の一端を嵌挿し、さらに、ダ
イヤフラム８の内側にリング９を嵌合することによって
行なわれている。また、ピストン７とダイヤフラム８と
の接続はダイヤフラム８の折返した端部にピストン７の
開口端を嵌挿しダイヤフラム８の外側にリングＩＯを嵌
合することによって行なわれている。

ピストン７の開口端に仕切板１１が設けられており、キ
ャニスタ６、ダイヤフラム８および仕切板１１によって
容積可変の第１の空気室６ａが形成され、ピストン７お
よび仕切板１１によって容積一定の第２の空気室７ａが
形成されている。仕切板１１の中央の平坦部には第１の
空気室６ａと第２の空気室７ａとを連通ずる連通孔１２
が穿設されている。

第１の空気室６ａ内に連通孔１２に対向させて弾性体１
３が設けられている。弾性体１３には連通孔１２に臨ん
で金属製のブラケット１４が固着されており、仕切板１
１とブラケット１４との間にばばね１５が介装されてい
る。ブラケット１４には連通孔１２を貫通ずるピン１５
が取付けられていおり、ピン１６の先端部に連通孔１２
よりも大径のストッパプレート１７がナツト１８によっ
て取付けられている。ストッパプレート１７には連通孔
１２と連通ずる貫通孔１９が穿設されている。そして、
ブラケット１４およびストッパプレート１７は弾性体１
３の軸方向の移動量を規制しており、ばね１５の弾性力
によって、ブラケット１４はストツパプレト１７が仕切
板１１に当接する位置まで仕切板１１がら浮き上がった
状態で保持されている。そして、ピストン７の短縮によ
ってキャニスタ６の内壁が弾性体１３に当接可能となっ
ている。図中２０は仕切板１１の平坦部に当接して連通
孔１２の周囲を塞ぐ環状のシール部材である。弾性体１
３、ブラケット１４およびシール部材２０により弾性部
材が構成されている。

以上のように構成した本実施例の作用について次に説明
する。

空気ばねに圧縮力が加わると、ダイヤフラム８が撓んで
ピストン７が短縮され、第１の空気室６ａの容積が縮小
される。

空気ばねに加わる圧縮力が小さい場合はピストン７の変
位が小さくキャニスタ６の内壁は弾性体１３に当接しな
いので、弾性体１３はブラケット１４と共にばね１５の
弾性力によって浮き上がった状態であり連通孔１２およ
び貫通孔１９は開かれている。そのため、第１の空気室
６ａ内の空気は容積が縮小されて圧力が上昇すると連通
孔１２および貫通孔１９を通って第２の空気室７ａへ流
入し、第１の空気室６ａおよび第２の空気室７ａの圧力
は等しくなる。したがって、弾性力は、第１の空気室６
ａおよび第２の空気室７ａの圧力とピストン７の有効受
圧面積によって生じることになる。

空気ばねに加わる圧縮力が大きくピストン７の変位が大
きくなりキャニスタ６の内壁が弾性体１３に当接すると
、弾性体１３はキャニスタ６の内壁に押圧されて底部の
ブラケット１４のシール部材２０を仕切板１１の平坦部
に当接させて連通孔１２の周囲を塞ぎ連通孔１２および
貫通孔１９を閉鎖する。そして、ピストン７はキャニス
タ６の内壁に当接した弾性体１３を圧縮変形させながら
変位する。したがって、キャニスタ６の内壁が弾性体１
３に当接した以降の弾性力は、第１の空気室６ａの圧力
とピストン７の有効受圧面積および弾性体１３の弾性力
によって生じることになる。

以上のことから、キャニスタ６の内壁が弾性体１３に当
接した以降はそれ以前に比して弾性力を生じる空気室の
容積が小さくなるので、同じピストンの変位量に対して
空気室の圧力の上昇率が大きくなりピストン７の変位に
対する弾性力の上昇率も大きくなる。このとき、第１の
空気室６ａと第２の空気室７ａとの連通孔（連通孔１２
および貫通孔１９）を閉鎖することによって弾性力を生
じる空気室の容積を大幅に縮小することができるので弾
性力の上昇率を大幅に大きくすることができる。また、
弾性体１３の弾性力も加わることになるのでさらに弾性
力は太き（なる。すなわち、キャニスタ６の内壁が弾性
体１３に当接した以降ばばね定数が大幅に大きくなる。

このように、ピストンの変位の途中からばね定数を大幅
に太き（することができるので、懸架装置の変位が小さ
い通常走行時には小さいばね定数によって乗り心地をよ
（し、急旋回時あるいは悪路走行時等、懸架装置の変位
が大きい場合にばばね定数も太き（なり車体の過度のロ
ーリングや底付きを生じに＜＜シて、操縦安定性および
乗り心地を向上させることができる。

弾性体１３はキャニスタ６の内壁に当接する際に、押圧
力のみを受けるので損傷しにく（耐久性に優れている。

また、弾性体１３は、キャニスタ６と分離されているの
でピストン７とキャニスタ６とは軸が横方向にずれても
影響がな（作動が安定している。

さらに、ブラケット１４のシール部材２０は連通孔１２
の周囲の仕切板に当接し、連通孔１２内には嵌入しない
ので、弾性体１３にかかる力を損傷することなく充分に
受は止めることができる。

なお、本実施例では弾性部材を弾性体１３、ブラケット
１４およびシール部材２０により構成したが、ブラケッ
ト１４を省略して弾性体１３にシール部材２９を取付け
るか、またはシール部材２ｏと同様な環状突起を弾性体
１３に一体成形してもよい。また、シール部材２０を省
略してブラケット１４を仕切板１１に当接させて連通孔
１２の周囲を塞ぐようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明は以上詳述したように、容積可変の第１の空気室
と容積一定の第２の空気室とをダイヤフラムを介して伸
縮自在に連結した空気ばねにおいて、２つの空気室を区
画する仕切板を設け、仕切板に２つの空気室を互いに連
通する連通孔を穿設し、第１の空気室内に第１の空気室
の内壁および連通孔にそれぞれ離間、対向させて保持さ
れると共に第１の空気室の短縮によって空気室の内壁に
当接、押圧されて連通孔周囲の仕切板に当接して連通孔
の周囲を塞ぐ弾性部材を設けたことにより、空気室が短
縮されて弾性部材が空気室の内壁に押圧され仕切板に当
接して連通孔の周囲が塞がれると、弾性力は第■の空気
室および弾性部材によって生じることとなり、弾性力を
生じる空気室の容積が大幅に縮小されるのでばね定数が
大幅に太き（なる。

その結果、空気ばねの変位の途中からばね定数を大幅に
太き（することができるので、空気ばねの変位が小さい
通常走行時には小さいばね定数によって乗り心地をよく
し、急旋回時あるいは悪路走行時等、空気ばねの変位が
大きい場合にばばね定数も大きくなり車体の過度のロー
リングや底付きを生じに＜＜シて、操縦安定性および乗
り心地を向上させることができるという優れた効果を奏
する。

また、空気室の内壁が弾性体と当接する際、弾性部材は
押圧力のみによって圧縮変形されるので損傷しにくく耐
久性に優れている。また、弾性部材は空気室の内壁と分
離されているので弾性部材と空気室の内壁とは軸が横方
向にずれても影響がなく作動が安定している。

さらに、弾性部材は連通孔の周囲の仕切板に当接し、連
通孔内には嵌入しないので、弾性部材にかかる力を損傷
することなく充分に受は止めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の一部縦断面図、 第２図は、従来の空気ばねの縦断面図である。 ６・・・キャニスタ ６ａ・・・第１の空気室 ７・・・ピストン ７ａ・・・第２の空気室 ８・・・ダイヤフラム １１・・・仕切板 １２・・・連通孔 １３・・・弾性体 １４・・・ブラケット １５・・・ばね ２０・・・シール部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）容積可変の第１の空気室と容積一定の第２の空気
   室とをダイヤフラムを介して伸縮自在に連結し、前記２
   つの空気室を区画する仕切板を設け、該仕切板に前記２
   つの空気室を互いに連通する連通孔を穿設し、前記第１
   の空気室内に該第１の空気室の内壁および前記連通孔に
   それぞれ離間、対向させて保持されると共に前記第１の
   空気室の短縮によって前記内壁に当接、押圧されて前記
   連通孔周囲の前記仕切板に当接して前記連通孔の周囲を
   塞ぐ弾性部材を設けたことを特徴とする空気ばね。