JPH0454094B2 - - Google Patents
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- JPH0454094B2 JPH0454094B2 JP58186888A JP18688883A JPH0454094B2 JP H0454094 B2 JPH0454094 B2 JP H0454094B2 JP 58186888 A JP58186888 A JP 58186888A JP 18688883 A JP18688883 A JP 18688883A JP H0454094 B2 JPH0454094 B2 JP H0454094B2
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- Japan
- Prior art keywords
- air
- piston
- spring
- small
- vibration damping
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
- F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Description
この発明は、ダイアフラム形空気ばねの改良に
関するものである。 既知の空気ばねはダイアフラム形とベローズ形
とに大別され、これらの空気ばねは、金属ばね、
ゴムばねなどと同じ機能を有する一方において、
振動減衰力が得られること、それらのばねよりや
わらかいばねが得られること、ばねの設計に際し
てばね高さ、耐荷力、ばね定数が各々独立に選定
できることなどの利点を有するが故に、防振およ
び緩衝を目的として各種の振動系、たとえば産業
機械、自動車、鉄道車両などに広く採用されつつ
ある。 ここでこのような空気ばねの振動減衰力につい
てみると、それは、空気ばねに伝達される振動の
速度、周波数などの外的要因の他、空気ばね内の
空気流動量、その流動速度などの内的要因によつ
て大きく影響されることが知られている。 そこで従来は、振動減衰力の増加をもたらすた
め、内的要因のうち減衰力にとくに大きく影響す
る空気流動量の増加をもたらすべく可撓性の空気
ばねを、オリフイスを介して補助タンクに接続
し、それら両者間での空気の流動を可能ならしめ
ている。 ところが、このような従来技術によれば、空気
ばね内における空気の流動量が空気ばね内の圧力
変化のみすなわち、空気ばねと補助タンクとの差
圧によつて決定されるため、具体的には、たとえ
ば空気ばねが圧縮変形を受けることにより、そこ
への封入圧力ＰがＰ＋ΔPに上昇した場合に、そ
の圧力上昇分であるΔPが、変形を受けることの
ない、いいかえれば、空気ばねの圧縮変形時には
まだ内圧がＰである補助タンク内へ伝播して空気
ばねおよび補助タンク内圧が、ともに均一な圧力
であるＰ＋ΔP0（ここでΔP0＜ΔP）になるまで空
気ばねから補助タンクへ空気が流動するにすぎな
いため、これほど大きな振動減衰力を得ることが
できず、それでもなお、比較的大きな減衰力を得
ようとすると、補助タンク容積を著しく大きくし
なければならないコスト上および設置スペース上
の問題があつた。 しかも、実際によれば、空気ばねおよび補助タ
ンクへの封入圧力Ｐに対する上昇圧力ΔPの限界
が ΔPmax＝0.1〜0.3P であるので、小型の補助タンクを接続した空気ば
ねにあつては、大きな振動減衰力を得ることが実
質上不可能な状態であつた。 この発明は、従来技術のこのような問題を有利
に解決したダイアフラム形空気ばねを提供するも
のであり、従来技術に比して空気流動量を十分大
きくすることによつて大きな振動減衰力をもたら
すものである。 この発明のダイアフラム形空気ばねは、たとえ
ば、大径および小径のピストンを一体的に相互連
結し、これらの各ピストンとそれぞれ対向し、各
対向ピストンより大きい直径を有する大径および
小径のアウターシエルを、相互に一体的に連結す
るとともに、大小のピストンと同軸に配置し、大
小のピストンと大小のアウターシエルとをそれぞ
れのダイアフラムで気密に連結し、大径アウター
シエルと小径アウターシエル、いいかえれば、そ
れぞれのピストン、アウターシエルおよびダイア
フラムからなる大小の空気室を相互に連通させる
オリフイスを設け、振動系の荷重を大径ピストン
と、相互に一体的に連結したアウターシエルとで
支持するものである。 この発明のダイアフラム形空気ばねによれば、
たとえば大径ピストンへの振動の伝達によつて、
大空気室が圧縮変形されてその容積が減少するに
際し、大径ピストンと一体的に連結した小径ピス
トンが大径ピストンと等しい量だけストロークし
て小空気室の容積を増加させるので、封入圧力Ｐ
に対して大空気室の内圧がΔP12増加する一方、
小空気室の内圧がΔP13減少し、両空気室の差圧
はΔP12＋ΔP13となる。このため、大空気室から
小空気室への空気の流動性は、その差圧がなくな
るまで行われ、前述した従来技術における流動量
のほぼ２倍となり、小型にして極めて大きな振動
減衰力がもたらされる。 以下にこの発明を図示例に基づいて説明する。 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であ
る。 図中１は大径ピストンを、２は小径ピストンを
それぞれ示し、３はこれらのピストン１，２を同
軸位置で一体的に連結するロツドを示す。ここで
このロツド３は、ピストン１，２を直接的に連結
しており、その一端部は、中空構造をなす大径ピ
ストン１の頂壁に溶接その他で固着され、また他
端部は、頂壁付きの筒状構造をなす小径ピストン
２の頂壁に、ナツト４にて締付固定される。 また、５，６はそれぞれ大径ピストン１および
小径ピストン２に対向させて配置され、各対向ピ
ストン１，２よりも大きい直径を有する筒状のア
ウターシエルを示し、これらのアウターシエル
５，６は、ピストン１，２から離れた側の端部に
設けたフランジ５ａ，６ａで、溶接または図示し
ないボルトその他によつて一体的に相互連結され
てピストン１，２と同軸をなす。またこれらのア
ウターシエル５，６は、それらを気密に区画する
共通の隔壁７を有する。 この隔壁７は、断面形状がほぼＨ状をなす隔壁
構体８にて構成されており、その構体周壁の長さ
方向の中央部に設けたフランジ８ａをフランジ５
ａ，６ａ間に挟持することにより所定位置に固定
され、また隔壁構体８の外周面と各アウターシエ
ル５，６内周面との間にＯリングを介装すること
により、アウターシエル５，６間の気密性をもた
らす。また隔壁７はその中央部に、ロツド３の摺
動を許容する貫通孔７ａを有しており、この貫通
孔７ａのロツド３との間の所要の気密性は、それ
らの間に介装されるたとえばＯリング９によつて
もたられる。なお、ロツド３の摺動運動に起因す
るこれら両者の摩耗を有効に防止するためには、
ロツド３および貫通孔７ａの少なくとも一方をテ
フロン、ナイロン、セラミツクその他の減摩材に
よつて被覆することが好ましい。 さらに、図中１０，１１はそれぞれのダイアフ
ラムを示し、これらのダイアフラム１０，１１
は、ピストン１，２のロツド中央寄りの端部分
と、アウターシエル５，６のロツド端部寄りに位
置し、この例ではピストン１，２と若干オーバラ
ツプする端部分とを、それらをロツド端部側へ向
けて折り返した状態でそれぞれ気密に連結する。
このことにより、それぞれのピストン１，２、ア
ウターシエル５，６およびダイアフラム１０，１
１は、大および小のそれぞれの空気室１２，１３
を形成する。 なお、ここにおいて大径アウターシエル５と小
径アウターシエル６、より具体的には大空気室１
２と小空気室１３は、隔壁７に設けられて所要の
減衰作用をもたらすオリフイス１４によつて連通
される。 このようなダイアフラム形空気ばねは、大およ
び小の空気室１２，１３へ所要の空気圧を供給し
てそれぞれの空気室１２，１３を密閉するととと
もに、大径ピストン１をたとえば自動車のばね下
に、またアウターシエル５，６の少なくとも一
方、この例ではフランジ５ａ，６ａをばね上にそ
れぞれ連結することにより、十分なる荷重支持を
行うとともに、振動の十分なる減衰をもたらす。 すなわち、この空気ばねによれば、大径ピスト
ン１と、大径アウターシエル５と、ダイアフラム
１０とで形成される大空気室１２の有効直径D12
ひいては有効面積A12は、小径ピストン２と、小
径アウターシエル６と、ダイアフラム１１とで形
成される小空気室１３の有効直径D13、いいかえ
れば有効面積A13よりも大きくなるので、大小空
気室１２，１３への封入圧力をＰとした場合に
は、通常状態におけるこの空気ばねの支持荷重Ｗ
は、 Ｗ＝Ｐ（A12−A13） となり、封入圧力Ｐを所要に応じて適宜に選択す
ることにより、所要の荷重を十分に支持すること
ができる。また、大径ピストン１がばね下側から
の押圧力を受けて図の上方へｘだけ変位した場合
の振動減衰力についてみると、この変位によつ
て、大空気室１２が圧縮変形され、内圧がΔP12
だけ上昇してその全内圧はＰ＋ΔP12になる一方、
小空気室１３はその容積を増加させて全内圧はＰ
−ΔP13になる。このため、両空気室１２，１３
の差圧はΔP12＋ΔP13となり、大空気室１２から
小空気室１３への空気の流動は、空気室１２，１
３の内圧が均一なる圧力Ｐ＋ΔPm（ここで−
ΔP13＜ΔPm＜ΔP12）に達するまで行われるの
で、その流動量は十分多くなり、有効なる振動減
衰がもたらされる。このことを、空気ばねと補助
タンクをオリフイスを介して接続した従来例と比
較すると、従来例では、たとえ空気ばね内圧が前
述の場合と同様にΔP12増加したとしても、空気
ばね内圧と容積が常に一定の補助タンクとの差圧
はΔP12にすぎないから、それが最終的な安定圧
力Ｐ＋ΔP0に達したときの増圧分ΔP0は前述の
ΔPmより相当大きくなり、この結果として、空
気流動量および振動減衰力は、この発明の空気ば
ねより著しく低くなる。 なお、大径ピストン１の変位方向が上述したと
は逆の場合には、空気室１２，１３の逆の拡縮に
よつて、上述したと同様の振動減衰がもたらされ
る。 第２図は振動減衰力の比較結果を具体的に示す
グラフであり、これは、前述した例の大空気室１
２の有効面積A12＝72cm2、その容積V12＝850c.c.、
小空気室１３の有効面積A13＝28cm2、その容積
V13＝590c.c.とし、 またダイアフラム形の空気ばねに補助タンクを
連結してなる従来例において、空気ばねの有効面
積を44cm2（これはA12−A13に等しい）、その容積
を850c.c.（これはV12に等しい）、補助タンクの容
積を2550c.c.として これら両者の封入圧力Ｐ＝６Kg／cm、オリフイ
ス径3φ振幅±20mmとした場合の比較結果であり、
この図によれば、そこに実線で示すこの発明の空
気ばねの振動減衰力は、ピストンスピードの大小
にかかわらず、図に一点鎖線で示す従来例のそれ
よりも著しく高くなり、しかも、減衰力の差はピ
ストンスピードが大きくなる程大きくなることが
解かる。 以上のように、この発明は空気流動量を多くす
ることによつて振動減衰力の著しい増加をもたら
すものであるが、振動減衰力は、空気流動量のみ
ならず、その流動速度、いいかえればオリフイス
１４の開口面積およびその軸線方向長さによつて
もまた影響され、さらに、この流動速度は、振動
減衰時における空気ばねのばね定数、いわゆる動
ばね定数に大きく影響することから、好ましく
は、オリフイス１４の開口面積S0と、その軸線方
向長さｌとの関係を、 ｌ／√0≦４ とする。 これは、理論的には、オリフイス１４を通過す
る流量は、
関するものである。 既知の空気ばねはダイアフラム形とベローズ形
とに大別され、これらの空気ばねは、金属ばね、
ゴムばねなどと同じ機能を有する一方において、
振動減衰力が得られること、それらのばねよりや
わらかいばねが得られること、ばねの設計に際し
てばね高さ、耐荷力、ばね定数が各々独立に選定
できることなどの利点を有するが故に、防振およ
び緩衝を目的として各種の振動系、たとえば産業
機械、自動車、鉄道車両などに広く採用されつつ
ある。 ここでこのような空気ばねの振動減衰力につい
てみると、それは、空気ばねに伝達される振動の
速度、周波数などの外的要因の他、空気ばね内の
空気流動量、その流動速度などの内的要因によつ
て大きく影響されることが知られている。 そこで従来は、振動減衰力の増加をもたらすた
め、内的要因のうち減衰力にとくに大きく影響す
る空気流動量の増加をもたらすべく可撓性の空気
ばねを、オリフイスを介して補助タンクに接続
し、それら両者間での空気の流動を可能ならしめ
ている。 ところが、このような従来技術によれば、空気
ばね内における空気の流動量が空気ばね内の圧力
変化のみすなわち、空気ばねと補助タンクとの差
圧によつて決定されるため、具体的には、たとえ
ば空気ばねが圧縮変形を受けることにより、そこ
への封入圧力ＰがＰ＋ΔPに上昇した場合に、そ
の圧力上昇分であるΔPが、変形を受けることの
ない、いいかえれば、空気ばねの圧縮変形時には
まだ内圧がＰである補助タンク内へ伝播して空気
ばねおよび補助タンク内圧が、ともに均一な圧力
であるＰ＋ΔP0（ここでΔP0＜ΔP）になるまで空
気ばねから補助タンクへ空気が流動するにすぎな
いため、これほど大きな振動減衰力を得ることが
できず、それでもなお、比較的大きな減衰力を得
ようとすると、補助タンク容積を著しく大きくし
なければならないコスト上および設置スペース上
の問題があつた。 しかも、実際によれば、空気ばねおよび補助タ
ンクへの封入圧力Ｐに対する上昇圧力ΔPの限界
が ΔPmax＝0.1〜0.3P であるので、小型の補助タンクを接続した空気ば
ねにあつては、大きな振動減衰力を得ることが実
質上不可能な状態であつた。 この発明は、従来技術のこのような問題を有利
に解決したダイアフラム形空気ばねを提供するも
のであり、従来技術に比して空気流動量を十分大
きくすることによつて大きな振動減衰力をもたら
すものである。 この発明のダイアフラム形空気ばねは、たとえ
ば、大径および小径のピストンを一体的に相互連
結し、これらの各ピストンとそれぞれ対向し、各
対向ピストンより大きい直径を有する大径および
小径のアウターシエルを、相互に一体的に連結す
るとともに、大小のピストンと同軸に配置し、大
小のピストンと大小のアウターシエルとをそれぞ
れのダイアフラムで気密に連結し、大径アウター
シエルと小径アウターシエル、いいかえれば、そ
れぞれのピストン、アウターシエルおよびダイア
フラムからなる大小の空気室を相互に連通させる
オリフイスを設け、振動系の荷重を大径ピストン
と、相互に一体的に連結したアウターシエルとで
支持するものである。 この発明のダイアフラム形空気ばねによれば、
たとえば大径ピストンへの振動の伝達によつて、
大空気室が圧縮変形されてその容積が減少するに
際し、大径ピストンと一体的に連結した小径ピス
トンが大径ピストンと等しい量だけストロークし
て小空気室の容積を増加させるので、封入圧力Ｐ
に対して大空気室の内圧がΔP12増加する一方、
小空気室の内圧がΔP13減少し、両空気室の差圧
はΔP12＋ΔP13となる。このため、大空気室から
小空気室への空気の流動性は、その差圧がなくな
るまで行われ、前述した従来技術における流動量
のほぼ２倍となり、小型にして極めて大きな振動
減衰力がもたらされる。 以下にこの発明を図示例に基づいて説明する。 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であ
る。 図中１は大径ピストンを、２は小径ピストンを
それぞれ示し、３はこれらのピストン１，２を同
軸位置で一体的に連結するロツドを示す。ここで
このロツド３は、ピストン１，２を直接的に連結
しており、その一端部は、中空構造をなす大径ピ
ストン１の頂壁に溶接その他で固着され、また他
端部は、頂壁付きの筒状構造をなす小径ピストン
２の頂壁に、ナツト４にて締付固定される。 また、５，６はそれぞれ大径ピストン１および
小径ピストン２に対向させて配置され、各対向ピ
ストン１，２よりも大きい直径を有する筒状のア
ウターシエルを示し、これらのアウターシエル
５，６は、ピストン１，２から離れた側の端部に
設けたフランジ５ａ，６ａで、溶接または図示し
ないボルトその他によつて一体的に相互連結され
てピストン１，２と同軸をなす。またこれらのア
ウターシエル５，６は、それらを気密に区画する
共通の隔壁７を有する。 この隔壁７は、断面形状がほぼＨ状をなす隔壁
構体８にて構成されており、その構体周壁の長さ
方向の中央部に設けたフランジ８ａをフランジ５
ａ，６ａ間に挟持することにより所定位置に固定
され、また隔壁構体８の外周面と各アウターシエ
ル５，６内周面との間にＯリングを介装すること
により、アウターシエル５，６間の気密性をもた
らす。また隔壁７はその中央部に、ロツド３の摺
動を許容する貫通孔７ａを有しており、この貫通
孔７ａのロツド３との間の所要の気密性は、それ
らの間に介装されるたとえばＯリング９によつて
もたられる。なお、ロツド３の摺動運動に起因す
るこれら両者の摩耗を有効に防止するためには、
ロツド３および貫通孔７ａの少なくとも一方をテ
フロン、ナイロン、セラミツクその他の減摩材に
よつて被覆することが好ましい。 さらに、図中１０，１１はそれぞれのダイアフ
ラムを示し、これらのダイアフラム１０，１１
は、ピストン１，２のロツド中央寄りの端部分
と、アウターシエル５，６のロツド端部寄りに位
置し、この例ではピストン１，２と若干オーバラ
ツプする端部分とを、それらをロツド端部側へ向
けて折り返した状態でそれぞれ気密に連結する。
このことにより、それぞれのピストン１，２、ア
ウターシエル５，６およびダイアフラム１０，１
１は、大および小のそれぞれの空気室１２，１３
を形成する。 なお、ここにおいて大径アウターシエル５と小
径アウターシエル６、より具体的には大空気室１
２と小空気室１３は、隔壁７に設けられて所要の
減衰作用をもたらすオリフイス１４によつて連通
される。 このようなダイアフラム形空気ばねは、大およ
び小の空気室１２，１３へ所要の空気圧を供給し
てそれぞれの空気室１２，１３を密閉するととと
もに、大径ピストン１をたとえば自動車のばね下
に、またアウターシエル５，６の少なくとも一
方、この例ではフランジ５ａ，６ａをばね上にそ
れぞれ連結することにより、十分なる荷重支持を
行うとともに、振動の十分なる減衰をもたらす。 すなわち、この空気ばねによれば、大径ピスト
ン１と、大径アウターシエル５と、ダイアフラム
１０とで形成される大空気室１２の有効直径D12
ひいては有効面積A12は、小径ピストン２と、小
径アウターシエル６と、ダイアフラム１１とで形
成される小空気室１３の有効直径D13、いいかえ
れば有効面積A13よりも大きくなるので、大小空
気室１２，１３への封入圧力をＰとした場合に
は、通常状態におけるこの空気ばねの支持荷重Ｗ
は、 Ｗ＝Ｐ（A12−A13） となり、封入圧力Ｐを所要に応じて適宜に選択す
ることにより、所要の荷重を十分に支持すること
ができる。また、大径ピストン１がばね下側から
の押圧力を受けて図の上方へｘだけ変位した場合
の振動減衰力についてみると、この変位によつ
て、大空気室１２が圧縮変形され、内圧がΔP12
だけ上昇してその全内圧はＰ＋ΔP12になる一方、
小空気室１３はその容積を増加させて全内圧はＰ
−ΔP13になる。このため、両空気室１２，１３
の差圧はΔP12＋ΔP13となり、大空気室１２から
小空気室１３への空気の流動は、空気室１２，１
３の内圧が均一なる圧力Ｐ＋ΔPm（ここで−
ΔP13＜ΔPm＜ΔP12）に達するまで行われるの
で、その流動量は十分多くなり、有効なる振動減
衰がもたらされる。このことを、空気ばねと補助
タンクをオリフイスを介して接続した従来例と比
較すると、従来例では、たとえ空気ばね内圧が前
述の場合と同様にΔP12増加したとしても、空気
ばね内圧と容積が常に一定の補助タンクとの差圧
はΔP12にすぎないから、それが最終的な安定圧
力Ｐ＋ΔP0に達したときの増圧分ΔP0は前述の
ΔPmより相当大きくなり、この結果として、空
気流動量および振動減衰力は、この発明の空気ば
ねより著しく低くなる。 なお、大径ピストン１の変位方向が上述したと
は逆の場合には、空気室１２，１３の逆の拡縮に
よつて、上述したと同様の振動減衰がもたらされ
る。 第２図は振動減衰力の比較結果を具体的に示す
グラフであり、これは、前述した例の大空気室１
２の有効面積A12＝72cm2、その容積V12＝850c.c.、
小空気室１３の有効面積A13＝28cm2、その容積
V13＝590c.c.とし、 またダイアフラム形の空気ばねに補助タンクを
連結してなる従来例において、空気ばねの有効面
積を44cm2（これはA12−A13に等しい）、その容積
を850c.c.（これはV12に等しい）、補助タンクの容
積を2550c.c.として これら両者の封入圧力Ｐ＝６Kg／cm、オリフイ
ス径3φ振幅±20mmとした場合の比較結果であり、
この図によれば、そこに実線で示すこの発明の空
気ばねの振動減衰力は、ピストンスピードの大小
にかかわらず、図に一点鎖線で示す従来例のそれ
よりも著しく高くなり、しかも、減衰力の差はピ
ストンスピードが大きくなる程大きくなることが
解かる。 以上のように、この発明は空気流動量を多くす
ることによつて振動減衰力の著しい増加をもたら
すものであるが、振動減衰力は、空気流動量のみ
ならず、その流動速度、いいかえればオリフイス
１４の開口面積およびその軸線方向長さによつて
もまた影響され、さらに、この流動速度は、振動
減衰時における空気ばねのばね定数、いわゆる動
ばね定数に大きく影響することから、好ましく
は、オリフイス１４の開口面積S0と、その軸線方
向長さｌとの関係を、 ｌ／√0≦４ とする。 これは、理論的には、オリフイス１４を通過す
る流量は、
【式】
ΔP：差圧
ｄ：オリフイス径
γ：係数
λ：管摩擦係数
ξ：摩擦以外の損失係数
で表わされ、ｌ／ｄいいかえればｌ／√0が大き
くなると、流量ひいては減衰力が低下することか
ら、大きい減衰力をもたらすためには、ｌ／√0
を特定値以下とすることが有利になることは明ら
かであり、しかも、経験的には、第３図に実線で
示すように、ｌ／√0が４以上では振動減衰力が
急激に低下することによるものである。 なお、第３図は周波数を３とし、他の条件を第
２図について述べたと同じに設定した場合のこの
発明の空気ばねの試験結果を示すものであり、周
波数を変更した場合においても曲線は図示のもの
と同様の傾向を示す。 さらに、第３図の破線によれば、ｌ／√0が動
ばね定数に大きな影響を及ぼすことは明らかであ
り、この動ばね定数は、とくに、高周波小振幅振
動の減衰能の目安となるものであつて、それが大
きいと空気ばねに入力された振動がほとんど減衰
されることなく出力され、たとえば自動車の乗心
地を損ねることから、ここではｌ／√0を前述し
た振動減衰能との兼ね合いの下で、４以下とする
ことにより、動ばね定数の急激なる上昇を防止す
る。 なお、オリフイス径および長さと関連して、第
１図に例示する空気ばねを、ロツド３が隔壁７に
対して摺動運動することから、これら両者間に空
気流が生じることも考えられるが、オリフイス寸
法を上述したように特定することを有意義ならし
めるためには、それら両者間の隙間面積Ｓをオリ
フイス１４の開口面積S0よりも十分小さくする必
要があることはもちろんである。一方において、
両者間の隙間が小さすぎる場合には、そこでの摩
擦力が大きくなつて振動減衰能が低下するので、
これらの両者を勘案して隙間面積Ｓを決定すると
ともに、前述したように、それらの少なくとも一
方を低摩擦材料にて被覆することが好ましい。 第４図は前述したように空気流動量を多くする
とともに、オリフイス寸法を選択した空気ばねの
振動減衰力を示すグラフであり、第２図について
述べたと同様の条件の下で、この発明の空気ばね
と従来例とをオリフイス径を変化させ乍ら比較し
たものである。 図中実線はこの発明の空気ばねの、また一点鎖
線は従来例の振動減衰曲線を示し、このグラフに
よれば、オリフイス径が2〓，3〓，5〓のいずれの場
合においても、この発明の空気ばねの方が、従来
例よりも著しく大きな振動減衰力を有することが
明らかであり、なかでも、オリフイス径が2〓のこ
の発明の空気ばねは、ピストンスピードの遅い領
域にて極めて高い減衰力を発揮揮することが解か
る。 さらに第５図は同様の条件下での動ばね定数を
示すグラフであり、このグラフによれば、この発
明の空気ばねの動ばね定数は、図に実線で示すよ
うに、オリフイス径が2〓，3〓，5〓のいずれの場合
においても、図に仮想想線で示す従来例のそれよ
りも、それぞれ半分以下となつており、これがた
め、この発明の空気ばねは、高周波小振幅振動に
対しても十分なる減衰をもたらすことができる。 第６図はこの発明の他の実施例を示す断面図で
あり、ピストン１，２を、そこに固定したブラケ
ツト１５，１６を介して空気室１２，１３の外側
で相互連結したものであり、この例によれば、ロ
ツド３を隔壁７に貫通させることによる空気洩
れ、摩擦力などの問題を除去することができる。 以上述べたところから明らかなように、この発
明によれば、振動の伝達に際して大小の空気室間
に生じる差圧を従来例のほぼ２倍とすることがで
きるので、空気室内の空気流動量が十分大きくな
り、有効なる振動減衰がもたらされる。またオリ
フイスの開口面積に対するその長さの比を所定範
囲内に選択した場合には、振動減衰力の低下およ
び動ばね定数の上昇を有効に防止することができ
る。
くなると、流量ひいては減衰力が低下することか
ら、大きい減衰力をもたらすためには、ｌ／√0
を特定値以下とすることが有利になることは明ら
かであり、しかも、経験的には、第３図に実線で
示すように、ｌ／√0が４以上では振動減衰力が
急激に低下することによるものである。 なお、第３図は周波数を３とし、他の条件を第
２図について述べたと同じに設定した場合のこの
発明の空気ばねの試験結果を示すものであり、周
波数を変更した場合においても曲線は図示のもの
と同様の傾向を示す。 さらに、第３図の破線によれば、ｌ／√0が動
ばね定数に大きな影響を及ぼすことは明らかであ
り、この動ばね定数は、とくに、高周波小振幅振
動の減衰能の目安となるものであつて、それが大
きいと空気ばねに入力された振動がほとんど減衰
されることなく出力され、たとえば自動車の乗心
地を損ねることから、ここではｌ／√0を前述し
た振動減衰能との兼ね合いの下で、４以下とする
ことにより、動ばね定数の急激なる上昇を防止す
る。 なお、オリフイス径および長さと関連して、第
１図に例示する空気ばねを、ロツド３が隔壁７に
対して摺動運動することから、これら両者間に空
気流が生じることも考えられるが、オリフイス寸
法を上述したように特定することを有意義ならし
めるためには、それら両者間の隙間面積Ｓをオリ
フイス１４の開口面積S0よりも十分小さくする必
要があることはもちろんである。一方において、
両者間の隙間が小さすぎる場合には、そこでの摩
擦力が大きくなつて振動減衰能が低下するので、
これらの両者を勘案して隙間面積Ｓを決定すると
ともに、前述したように、それらの少なくとも一
方を低摩擦材料にて被覆することが好ましい。 第４図は前述したように空気流動量を多くする
とともに、オリフイス寸法を選択した空気ばねの
振動減衰力を示すグラフであり、第２図について
述べたと同様の条件の下で、この発明の空気ばね
と従来例とをオリフイス径を変化させ乍ら比較し
たものである。 図中実線はこの発明の空気ばねの、また一点鎖
線は従来例の振動減衰曲線を示し、このグラフに
よれば、オリフイス径が2〓，3〓，5〓のいずれの場
合においても、この発明の空気ばねの方が、従来
例よりも著しく大きな振動減衰力を有することが
明らかであり、なかでも、オリフイス径が2〓のこ
の発明の空気ばねは、ピストンスピードの遅い領
域にて極めて高い減衰力を発揮揮することが解か
る。 さらに第５図は同様の条件下での動ばね定数を
示すグラフであり、このグラフによれば、この発
明の空気ばねの動ばね定数は、図に実線で示すよ
うに、オリフイス径が2〓，3〓，5〓のいずれの場合
においても、図に仮想想線で示す従来例のそれよ
りも、それぞれ半分以下となつており、これがた
め、この発明の空気ばねは、高周波小振幅振動に
対しても十分なる減衰をもたらすことができる。 第６図はこの発明の他の実施例を示す断面図で
あり、ピストン１，２を、そこに固定したブラケ
ツト１５，１６を介して空気室１２，１３の外側
で相互連結したものであり、この例によれば、ロ
ツド３を隔壁７に貫通させることによる空気洩
れ、摩擦力などの問題を除去することができる。 以上述べたところから明らかなように、この発
明によれば、振動の伝達に際して大小の空気室間
に生じる差圧を従来例のほぼ２倍とすることがで
きるので、空気室内の空気流動量が十分大きくな
り、有効なる振動減衰がもたらされる。またオリ
フイスの開口面積に対するその長さの比を所定範
囲内に選択した場合には、振動減衰力の低下およ
び動ばね定数の上昇を有効に防止することができ
る。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第
２図は第１図に示す空気ばねの振動減衰力を示す
グラフ、第３図はオリフイスの開口面積に対する
その長さの比と振動減衰力および動ばね定数との
関係を示すグラフ、第４，５図はそれぞれオリフ
イス径を変更した場合の振動減衰力および動ばね
定数を示すグラフ、第６図はこの発明の変形例を
示す断面図である。 １……大径ピストン、２……小径ピストン、３
……ロツド、５，６……アウターシエル、７……
隔壁、７ａ……貫通孔、１０，１１……ダイアフ
ラム、１２……大空気室、１３……小空気室、１
４……オリフイス、１５，１６……ブラケツト。
２図は第１図に示す空気ばねの振動減衰力を示す
グラフ、第３図はオリフイスの開口面積に対する
その長さの比と振動減衰力および動ばね定数との
関係を示すグラフ、第４，５図はそれぞれオリフ
イス径を変更した場合の振動減衰力および動ばね
定数を示すグラフ、第６図はこの発明の変形例を
示す断面図である。 １……大径ピストン、２……小径ピストン、３
……ロツド、５，６……アウターシエル、７……
隔壁、７ａ……貫通孔、１０，１１……ダイアフ
ラム、１２……大空気室、１３……小空気室、１
４……オリフイス、１５，１６……ブラケツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一体的に相互連結した第１および第２のピス
トンと、これらのピストンと同軸に配置されてそ
れぞれのピストンと対向し、かつ、相互に一体的
に連結された第１および第２のそれぞれのアウタ
ーシエルと、これらの第１および第２のアウター
シエルと第１および第２のピストンとのそれぞれ
を気密に連結する第１および第２のダイアフラム
と、第１のピストン、第１のアウターシエルおよ
び第１のダイアフラムで形成される、有効面積が
相対的に大きい第１の空気室と、第２のピスト
ン、第２のアウターシエルおよび第２のダイアフ
ラムで形成される、有効面積が相対的に小さい第
２の空気室と、これらの両空気室を相互に連通さ
せるオリフイスとを具え、 第１のピストンと、相互に一体的に連結したア
ウターシエルとで荷重を支持するダイアフラム形
空気ばね。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18688883A JPS6081529A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ダイアフラム形空気ばね |
| DE19843436664 DE3436664A1 (de) | 1983-10-07 | 1984-10-05 | Membran-luftfeder |
| US07/113,406 US4854555A (en) | 1983-10-07 | 1987-10-26 | Diaphragm type air springs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18688883A JPS6081529A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ダイアフラム形空気ばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081529A JPS6081529A (ja) | 1985-05-09 |
| JPH0454094B2 true JPH0454094B2 (ja) | 1992-08-28 |
Family
ID=16196437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18688883A Granted JPS6081529A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ダイアフラム形空気ばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081529A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015072427A1 (ja) | 2013-11-14 | 2015-05-21 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡用撮像装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03234938A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-10-18 | Bridgestone Corp | 振動減衰装置 |
| DE102004059765A1 (de) * | 2004-12-11 | 2006-07-06 | Continental Aktiengesellschaft | Radführende Luftfeder- und Dämpfereinheit |
| DE102004059764C5 (de) * | 2004-12-11 | 2013-06-06 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Luftfeder- und Dämpfereinheit |
| WO2012033990A1 (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | Hendrickson Usa, L.L.C. | Air spring for a heavy-duty vehicle with damping features |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4857808U (ja) * | 1971-11-03 | 1973-07-23 | ||
| JPS54183583U (ja) * | 1978-06-19 | 1979-12-26 | ||
| JPS5943657B2 (ja) * | 1980-07-22 | 1984-10-23 | 日産自動車株式会社 | 自動車用エンジンマウント |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP18688883A patent/JPS6081529A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015072427A1 (ja) | 2013-11-14 | 2015-05-21 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡用撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6081529A (ja) | 1985-05-09 |
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