JPH0554836U - 空気ばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ばねや突起などの外部障害物の設置やその設置
スペースを格別必要とせず、できる限りコンパクト化
し、重量増加をセーブすることができ、しかも所望とす
る変位方向を自由に選択することができる。 【構成】ゴムストッパー２を構成するゴム５の横断面又
は縦断面の少なくともいずれか一方の断面形状を異形断
面とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は車両用又は自動車用等に用いられる空気ばねにおいて、特にその空 気ベローズの下側に配置するゴムストッパーの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、鉄道車両などでは、走行中、車両の前後・左右及び変形量に応じて 剛性の変位量を異ならしめ、剛性に方向性（主として水平方向）を持たせた空気 ばねが提供されている。これは車両の左右方向の変形が小変形の時では剛性を小 さくすることにより乗り心地等がよくなり、大変形時では剛性を大きくすること により車両の安定性と安全性が確保され、また例えばカーブなどで一定以上の力 が一方の外側方向に大きく作用した場合にその変位を規制することができる点に ある。また車両の左右と前後の剛性については、前者では剛性が小さいほど乗り 心地が改善され、後者では例えばブレーキ時の前のめり防止等から剛性が大であ るほど安定性及び安全性が確保されるからである。

【０００３】 例えばゴムストッパーの前後位置に、一定変位以上となった時点で作用するば ねを設置する技術が提案されている。また上面板の周縁から下方に向けて截頭円 錐状に拡開して突出する外筒を設け、この外筒をベローズの外表面に接触させる ことによりベローズの動きを規制し、２段階的に横剛性を変化させ、これにより 剛性の変位量を方向によって変える技術も提案されている（特開昭５７−１４０ ９３７号）。また硬さを要求する方向に防振ゴムやばねを個別に取り付ける技術 も提案されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしゴムストッパーの前後にばねを設置する技術や、硬さが要求される方向 に防振ゴムやばねを個別に取り付ける技術の場合、ばね設置用の部材を別途必要 とし、またばねの設置スペースも別途確保しなければならない。ベローズの外表 面に外筒を設ける技術は、水平剛性の確保は外筒部分がベローズを乗り越える抵 抗によって確保するため、所望とする程の剛性の変位量を得るのは困難である。 また上記いずれの構成もゴムストッパーの変位を外部障害物で規制することか ら、空気ばね装置そのものの構造が複雑化し、また重量増となる点でも共通して おり、車台下の容積をできる限り狭小化し、コンパクト化するこの種分野の要請 にも反し、コストアップの原因ともなる点で好ましくない。

【０００５】 この考案の目的は、ばねや突起などの外部障害物の設置やその設置スペースを 格別必要とせず、この種分野の要求に応じてできる限りコンパクト化し、重量増 加をセーブすることができ、しかも所望とする変位方向を自由に選択することが できる空気ばねを提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため鋭意検討した結果、この考案は、前記従来例の様に、 ゴムストッパーの変位をばねや突起等の外部障害物で調整するのではなく、ゴム ストッパー自体の剛性に方向性を持たせる構成を採用した。

【０００７】 すなわち通常、空気ベローズの下側に配置するゴムストッパーは、中央部に空 気ベローズと補助空気タンク間を連通する空気孔を有し、全体がゴムと中間板と の積層構造からなる円筒体であるため、車両に設置した場合、その水平剛性は車 両の前後・左右ともに同じであり、方向性がなく、かつ変位量も均一であるが、 この考案はゴムストッパーを構成するゴムの横断面又は縦断面の少なくともいず れか一方の断面形状を異形断面とし、ゴムストッパー自体に、異なる剛性領域を 現出し、外力による横変位の方向と量を変化させる構成とした。

【０００８】 ゴムストッパーを構成するゴムの横断面形状を異形断面とするには、例えばゴ ムストッパーを構成するゴムの空気孔からの幅を方向によって異ならしめ、水平 方向の剛性が大きくなる広幅部分と剛性が小さくなる狭幅部分とが生じる様にす ることで確保できる。具体的には図６に示す様に、ゴムストッパーを構成するゴ ム１０の空気孔１１からの幅を長軸側の幅ａで最も広く短軸側の幅ｂで最も狭い ほぼ楕円形状のゴム１０を積層したゴムストッパー１２や、図７に示す様に、空 気孔１１からの幅を対角線上での幅ｃで最も広く、四辺に直角に接する幅ｄで最 も狭い横断面が正方形状のゴム１３で積層したゴムストッパー１４が使用できる が、特に限定されない。横断面形状が三角形、長方形等の角形でも差支えない。 なお楕円形状又は正方形状のゴムを積層したゴムストッパーとした場合は、ａ／ ｂ又はｃ／ｄが１．５以上、好ましくは２．０以上であることが適切である。ま た図８の様に、ゴムストッパー１５の形状は従来通り円筒体であるが、中央部に 設けられた空気孔１６を例えば楕円形状とし、幅ｅで最も広く、幅ｆで最も狭い ゴムを使用することもできる。

【０００９】 ゴムストッパーを構成するゴムの縦断面形状を異形断面とするには、例えばゴ ムの厚みを異ならしめ、剛性を大きく要求する部分で厚く、剛性を低く押さえる 部分で薄くすることで確保できる。具体的には、例えば図９に示す様に、円筒体 のゴムストッパー１６の場合では、一定の水平方向に向かってゴムの厚みを漸減 し、中間板１７の厚みを差し引いたゴム１８全体の厚みｈ₀ を異ならしめ、最大 厚みｈと最小厚みｈ₁ を有する構造が採用できる。また例えば図１０の様に、空 気孔１６が楕円形である断面正方形状の積層構造において、上記と同様の構造と することもできる。なおゴムの厚みを変える場合は、ゴム全体の厚みｈ₀ と変位 とが１：１以上、好ましくは１：１．５以上となるように設定することが望まし い。

【００１０】 ところで車両の場合、前記の通り、車両の左右と前後の剛性については、前者 では剛性が小さいほど乗り心地が改善され、後者では例えばブレーキ時の前のめ り防止等から剛性が大であるほど安定性及び安全性が確保される。従ってゴムの 横断面形状を異形断面とするゴムストッパーを用いた空気ばねでは、前記の例で はゴムストッパーを構成するゴムの空気孔からの幅が、車両の前後方向で広く、 車両の左右方向で狭い状態で車両に設置することが望ましい。ゴムの縦断面形状 を異形断面とするゴムストッパーを用いた空気ばねでは、車両の前後方向でゴム の厚みが厚く、車両の左右方向でゴムの厚みが薄くなる様に設置することが望ま しい。一方、車両の左右方向の変形については、小変形の時では剛性を小さくす ることにより乗り心地等がよくなり、大変形時では剛性を大きくすることにより 車両の安定性と安全性が確保される。従ってこの場合については、ゴムストッパ ーを構成するゴムの厚みが、空気孔に近づくにつれて漸次厚くなるゴムストッパ ーを用い、これを車両の左右方向の端縁に向かうにつれてゴムの厚みが薄くなる 状態で空気ばねを設置することが望ましい。最も好ましいのは、車両の前後の剛 性のアップをゴムの空気孔からの幅で調整し、車両の左右方向の剛性をゴムの厚 みで調整することであり、ゴムストッパーを構成するゴムの空気孔からの幅を車 両の前後方向で広く、車両の左右方向で狭くするとともに、ゴムの厚みを空気孔 に近づくにつれて厚くする構成であるが、特に限定されるものではない。

【００１１】 ゴムストッパーを構成するゴムは、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリウレタンゴ ム、シリコンゴムなど各種のゴムを用いることができる。なおゴムストッパーを 構成するゴムは、全部のみならず一部を異形断面とすることもできる。

【００１２】 ゴムストッパーに積層する中間板は、金属−プラスチック等からなる硬質板や 鉄板のほか、硬質塩化ビニル樹脂、アルミ、銅、ステンレス、ナイロン、ＦＲＰ 等の各種材料が使用できる。またパンチング状平板も使用できる。硬度はＪＩＳ Ａで９０°以上であることが望ましい。織布、スダレ等の繊維積層、カーボンな どを用いることもできる。なお中間板はゴムの特に横断面形状に合致させた形状 とすることが望ましい。

【００１３】 このゴムストッパーは、金型加硫、ラッピング、バッグ加硫法等で製造するこ とができ、硬質板等の中間板には必要に応じて各種の接着剤、例えば「ケムロッ ク」（商品名）、「シクソン」（商品名）などを用いることが望ましい。

【００１４】

【作用】 上述の通りこの考案は、中間板と積層するゴムの横断面又は縦断面の少なくと もいずれか一方の断面形状を異形断面とし、従来の様に均等ではなく、不均等な 形状としたゴムストッパーを有する空気ばねであるので、ゴムストッパー自体に 異なる剛性領域を設けることができ、この剛性の違いによって、外力に対して横 変位の方向と量が変化するため、横変位量が一定量以上となると剛性を増大する ことができ、空気ばねに対する揺れ方向等に容易に対応することができる。従っ て従来になく好ましい乗り心地と車両の安定性及び安全性を確保することができ る。特にゴムストッパーを構成するゴムの空気孔からの幅を、車両の前後方向で 広く、車両の左右方向で狭くすると同時に、ゴムストッパーを構成するゴムの厚 みを空気孔に近づくにつれて厚くする構成を採用し、ゴムの横断面と縦断面いず れの断面形状をも異形断面とした場合は、車両の左右側と前後側において最も好 ましい剛性を同時に確保することができる。

【００１５】 またこの変位量の変化は、ゴムストッパーの形状、構造の変化によりもたらさ れるので、従来の様なばねや突起などの外部障害物の設置やその設置スペースを 必要とせず、装置のコンパクト化が図られ、重量増加も防止することができる。

【００１６】

【実施例】

図１はこの考案に係る空気ばねの一実施例を示す断面図である。図において１ は空気ベローズ、２は空気ベローズ１の中央下側に配置されたゴムストッパーで ある。ゴムストッパー２には、図示の通り、空気ベローズ１と補助空気タンク３ 間を連通する空気孔４が中央部に設けられ、全体がゴム５と中間板６との積層体 で構成されている。なお７はゴムストッパー２の上部支持板、８は下部連結板、 ９は車両である。

【００１７】 このゴムストッパー２は、図２に示す様に、楕円形状をしており、長軸側が車 両９の前後、短軸側が車両９の左右側に向けて設置されている。また図３及び図 ４に示す様に、ゴムストッパー２は短軸側でゴム５の厚みが空気孔４に近づくに つれて漸次厚くなる形状としている。

【００１８】 従ってこの空気ばねは、ゴムストッパー２を構成するゴム５の空気孔４からの 幅が車両９の前後方向で広いため、図５に示す様に、車両９の前後方向で剛性が 大きくなり、例えばブレーキ時の前のめりを防止することができるなど安定性及 び安全性にすぐれている。またゴム５の空気孔４からの幅が車両９の左右方向で は狭いため、剛性が小さくなり、乗り心地が改善される。また車両９の左右方向 では、ゴム５の厚みが空気孔４に近づくにつれて漸次厚くなる形状としているの で、図５に示す様に、小変形時では前記の通り乗り心地が良好であるが、大変形 時ではこのゴム厚みの相違が働き、変形可能範囲以上の外力がかかった場合当該 変位を規制することができる。従って例えばカーブで車両が外に膨らみ過ぎるの を規制する。

【００１９】 ところでこの考案は上記の実施例に限定されないことはいうまでもない。

【００２０】

【考案の効果】

以上の通りこの考案は、ゴムストッパーを構成するゴムを横断面又は縦断面の 少なくともいずれか一方において異形状とし、ゴムストッパー自体の剛性を異な らしめ、外力による横変位の方向と量を変化させた空気ばねであるので、所望と する変位方向を自由に選択することができるとともに、従来の様にばねや突起な どの外部障害物の設置やその設置スペースを格別必要とせず、この種分野の要求 に応じてできる限りコンパクト化することができ、また重量増加を押さえること ができるもので、経済性の点でも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る空気ばねの一実施例を示す断面
図である。

【図２】同実施例に係るゴムストッパーの平面図であ
る。

【図３】同ゴムストッパーの側面図である。

【図４】図３におけるIV−IV線断面図である。

【図５】同実施例に係る空気ばねにおいて、車両の前後
と左右両側における変位と応力との関係を示す図であ
る。

【図６】横断面が楕円形状のゴムストッパーを示す概略
斜視図である。

【図７】横断面が正方形状のゴムストッパーを示す概略
斜視図である。

【図８】空気孔が楕円形状であるゴムストッパーを示す
概略斜視図である。

【図９】ゴムの厚みが相違する円筒体のゴムストッパー
を示す概略斜視図である。

【図１０】ゴムの厚みが相違する正方形状のゴムストッ
パーを示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１ 空気ベローズ ２ ゴムストッパー ３ 補助空気タンク ４ 空気孔 ５ ゴム ６ 中間板 ９ 車両

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 河合 孝夫 兵庫県加古郡稲美町六分一字蕩ケ谷1183番 地 東洋ゴム工業株式会社兵庫事業所明石 工場内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】空気ベローズと補助空気タンク間を連通す
   る空気孔が中央部に設けられ、全体がゴムと中間板との
   積層体で構成されたゴムストッパーを有する空気ばねに
   おいて、上記ゴムストッパーを構成するゴムの横断面又
   は縦断面の少なくともいずれか一方の断面形状を異形断
   面としたことを特徴とする空気ばね。
2. 【請求項２】ゴムストッパーを構成するゴムの空気孔か
   らの幅が、車両の前後方向で広く、車両の左右方向で狭
   い請求項１記載の空気ばね。
3. 【請求項３】ゴムストッパーを構成するゴムの厚みが、
   空気孔に近づくにつれて厚くなる請求項１又は２記載の
   空気ばね。