JPH0814299A - 空気ばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ばね特性を非線形にし、空気の封入もスムー
スに行えるようにする。 【構成】 アッパープレート１とピストン２との間に筒
状可撓膜３の両端を取付けてこれら３者間内に空気が給
排される室４を設けた空気ばねにおいて、このピストン
２の軸方向中央部に空気の給排路６を形成し、給排路６
が形成されたピストン２の軸方向中央部の室４内に臨む
個所に突起部７を形成し、この突起部７に給排路６に連
通する中心孔８が形成された鼓形又は円柱形のストッパ
ゴム９を取付け、このストッパゴム９の少なくとも上面
に中心孔８から径方向外側に連通して延びる空気流通溝
１２を形成し、ピストン２の突起部７の周囲の室４内側
に臨む個所にストッパゴム９を取囲みストッパゴム９の
軸方向の高さよりも低い囲み壁１０を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車のサスペンシ
ョン、トラックのキャビンのサスペンション、座席用シ
ートのサスペンション等に使用される空気ばねに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の空気ばねは、図１５に示
すように、アッパープレート１００とピストン１０１と
の間に筒状可撓膜１０２の両端を取付けてこれら３者間
内に空気が給排される室１０３を設けてある。筒状可撓
膜１０２としては蛇腹状のベローズを用い、アッパープ
レート１００の一部分に空気給排用の穴１０４を形成し
てあり、ピストン１０１側にはストッパゴム１０５を設
けてある。このストッパゴム１０５は、空気ばねがパン
クしたときに応急的に荷重を支え、車両であれば、空気
ばねを交換するまで走行できるようにし、また空気ばね
の補助ばねとして空気ばねの撓みが大きくなったときに
ばねとしての機能を果たしつつ荷重を支えるためのもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近来、特に自動車のサ
スペンションやトラックのキャビンのサスペンションな
どに使用される空気ばねでは、乗心地の重視と同時にス
ペースの関係で空気の給排位置が厳しく制限されてき
た。乗心地重視について具体的に説明すると、路面の大
きな凹凸で前記サスペンションが大きく変位した時、軟
らかい空気ばねが圧縮変位して、硬い内蔵ストッパ（ス
トッパゴム）に当たると突然衝撃感を受け極めて悪い乗
心地となる。そこで、限られたスペースの中で空気ばね
の軟らかいばね特性にストッパゴムのばね特性をスムー
スに適合させ、且つ適合した後は速やかにばねを硬く
し、即ち非線形にして衝撃的エネルギーを少ない変位で
吸収できるストッパゴムが要求される。また、空気ばね
の室内に空気を封入する前は、荷重が空気ばねの内蔵ス
トッパを圧縮して静止しており、吸気位置がストッパ側
からしか供給できない場合、ストッパがパッキンの作用
をして空気を室内へ封入できないことになる。

【０００４】そこで、この発明は、ばね特性を非線形に
し、空気の封入もスムースに行えるようにした空気ばね
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、この発明は、アッパープレートとピストンとの間に
筒状可撓膜の両端を取付けてこれら３者間内に空気が給
排される室を設けた空気ばねにおいて、このピストンの
軸方向中央部に空気の給排路を形成し、給排路が形成さ
れたピストンの軸方向中央部の室内に臨む個所に突起部
を形成し、この突起部に給排路に連通する中心孔が形成
された鼓形又は円柱形のストッパゴムを設け、このスト
ッパゴムの少なくとも上面に中心孔から径方向外側に連
続して延びる空気流通溝を形成し、ピストンの突起部の
周囲の室内側に臨む個所にストッパゴムを取囲みストッ
パゴムの軸方向の高さよりも低い囲み壁を形成したもの
である。

【０００６】

【作用】この発明では、空気ばねが大きく圧縮変位して
空気ばねのアッパープレートなどが該ストッパゴムの上
面に当たると、ストッパゴムは撓む。ストッパゴムは、
鼓形または円柱形をしているので、初期変位のうちは、
ばねが軟らかく、空気ばねの軟らかいばね特性と円滑に
接続する。更にストッパゴムの圧縮変位が進むと、該ス
トッパゴムは径方向に広がり、ピストンの円筒状の囲み
壁に接触し、密閉されたドーナツ空間の中で逃げ場が少
なくなり、従って大きな反力が生じてばねが硬くなり、
即ち非線形ばねとなり、その後は小変位で衝撃エネルギ
ーを吸収できるのである。一方、空気ばねの室内に空気
を封入する前は、空気ばねは縮んで、ばね上の静荷重に
よりストッパゴムが圧縮された状態になっている。空気
配管が、ピストン下方の中央から繋がっていても、スト
ッパゴムの中心孔から空気が流入し、ストッパゴム上面
に切った空気流通溝から空気ばねの圧力室に空気が入っ
て目的を達成することができるのである。

【０００７】

【実施例】以下に、この発明の好適な実施例を図面を参
照にして説明する。

【０００８】図１に示す実施例はトラックのキャビン用
の空気ばねであり、アッパープレート１とピストン２と
の間に筒状可撓膜３の両端を取付けてこれら３者間内に
空気が給排される室（圧力室）４を設けてある。筒状可
撓膜３の両端はかしめリング５によりアッパープレート
１とピストン２に固着されシール性を保っている。ピス
トン２の軸方向中央部に空気の給排路６を形成し、給排
路６が形成されたピストン２の軸方向中央部の室４内に
臨む個所に突起部７を形成してある。この突起部７に給
排路６に連通する中心孔８が形成された鼓形又は円柱形
のストッパゴム９を取付けてある。ピストン２の突起部
７の周囲の室４内側に臨む個所にストッパゴム９を取囲
みストッパゴム９の軸方向の高さよりも低い囲み壁１０
を形成してある。ピストン２の空気給排路６には配管を
接続するためのジョイント器具１１を取付けてある。ピ
ストン２は軸方向中央部の給排路６が形成される中央筒
部２１と、室４の外側に位置しこの中央筒部２１を取囲
む円筒状の脚部２２と、この円筒状の脚部２２と中央筒
部２１とを繋ぐ仕切板２３とを有し、この仕切板２３の
室４側に前述した突起部７と囲み壁１０が形成され、ピ
ストン２の軽量化が図られている。また、このようなピ
ストン２はアルミダイキャストで一体成形される。スト
ッパゴム９の突起部７への取付けは、この実施例におい
ては中心孔８をピストン２の突起７に圧入することによ
り行った。このとき、ストッパゴム９の下面は仕切板２
３の上面に当接し、囲み壁１０はストッパゴム９に近接
した位置で上方に立上り、この囲み壁１０の高さはスト
ッパゴム９の全高の半分強ほどにしてある。また、この
実施例におけるストッパゴム９は外周のほぼ中間部を内
側に窪ませた窪み９Ａを形成した鼓形である。ストッパ
ゴム９の上面及び下面には中心孔８から径方向外側に連
続して延びる空気流通溝１２を形成してある。アッパー
プレート１の室４側を向いた面であり、かつストッパゴ
ム９に対向する面にも溝１３が形成してある。これらの
溝１３は空気流通溝１２より小さい溝になっている。

【０００９】図２はピストン２の詳細を示す断面図であ
り、給排路６の下端側にはジョイント器具１１が取付く
ための雌ねじ部６Ａが形成してある。また脚部２２の下
端側は取付用に外側に広がった鍔部２４に形成してあ
る。このようなピストン２は合成樹脂材料のみならずア
ルミダイキャスト製品であってもよい。

【００１０】図３及び図４はストッパゴム９の平面図並
びに図３のＡ−Ａ線断面図を示し、上面及び下面に形成
された空気流通溝１２の詳細を示すものである。これら
の空気流通溝１２は上面及び下面の円形内において円周
をほぼ３等分した位置に放射線状に形成されている。下
面の空気流通溝１２の空気の流通を図るには、図１にお
ける突起部７とストッパゴム９とが接触する個所であ
り、かつ下面の空気流通溝１２に連通するように当該個
所のストッパゴム９又は突起部７に縦溝（図示せず）を
形成し、給排路６→縦溝→下面の空気流通溝１２→室４
へと空気が流れるようにする。あるいは、ストッパゴム
９がアッパープレート１上からの荷重により圧縮された
ときにストッパゴム９と突起部７との密接状態が解除、
すなわちこれらの間に空気が通る隙間が生じるようにし
ておけば、前述の縦溝は不要である。

【００１１】図５乃至図７に示すストッパゴム９は、円
柱形のものを示し、上面にのみ空気流通溝１２を形成し
たものである。

【００１２】図８乃至図１０はアッパープレート１の詳
細を示すものであり、符号Ｓはストッパゴム９の上面が
当接する領域を示し、この領域Ｓに径方向に放射線状に
延びる溝１３を形成してある。これらの溝１３は空気流
通溝１２よりも小さい溝としてある。この領域Ｓの中心
には２段の盲孔１４が形成してあり、この盲孔１４が形
成された個所の上部は取付用の位置決め突起１５に形成
してある。このアッパープレート１の外周面には筒状可
撓膜３の端部を取付けるための複数の溝が刻設された取
付面１６を形成してあり、全体は合成樹脂材料あるいは
アルミダイキャストなどにより成形される。

【００１３】図１１は円柱形のストッパゴム９をピスト
ン２の突起部７に取付けた状態を示す断面図である。

【００１４】次いで、室４内に空気を封入する前、即ち
ストッパゴム９の上面にアッパープレート１の内面が当
接し、ストッパゴム９に荷重がかかっている状態につい
て、図１２及び図１３に基づいて説明すると、鼓形のス
トッパゴム９の場合には、図１２に示すように、空気は
上面の空気流通溝１２と溝１３の個所において、給排路
６から室４内に送り込まれる。室４内に空気が封入され
ればストッパゴム９とアッパープレート１との当接状態
は解除され、図１に示す状態となる。図１３は円柱形の
ストッパゴム９に荷重がかかった状態で、これから空気
を室４内へ封入する前の状態であり、上面の空気流通溝
１２と溝１３の個所から空気は室４内に流入する。

【００１５】このように構成された空気ばねでは、大き
な荷重が加わったときにストッパゴム９がアッパープレ
ート１に衝突すると、ストッパゴム９が撓み、このスト
ッパゴム９は鼓形又は円柱形をしているので、初期変位
のうちはばねが軟らかく、空気ばねの軟らかいばね特性
と円滑に接続する。この状態は図１４に示すグラフの通
りであり、さらにストッパゴム９の圧縮変位が進むと、
ストッパゴム９は径方向に広がり、囲み壁１０に接触
し、その後ストッパゴム９が径方向へ逃げることができ
なくなり、従って大きな反力が生じてばねが硬くなる。
その後は小変位で衝撃エネルギーを吸収することができ
る。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ピストンの軸方向中央部に空気の給排路を形成し、
給排路が形成されたピストンの軸方向中央部の室内に臨
む個所に突起部を形成し、この突起部に給排路に連通す
る中心孔が形成された鼓形又は円柱形のストッパゴムを
取付け、このストッパゴムの少なくとも上面に中心孔か
ら径方向外側に連続して延びる空気流通溝を形成し、ピ
ストンの突起部の周囲の室内側に臨む個所にストッパゴ
ムを取囲みストッパゴムの軸方向の高さよりも低い囲み
壁を形成したので、アッパープレートとストッパゴムと
が衝突した当初はばねは軟らかく作用し、さらにストッ
パゴムの圧縮変位が進むとストッパゴムは径方向に広が
ろうとするが、囲み壁に接触し、一定以上は径方向に広
がるのを防止されることとなり、大きな反力が生じてば
ねは硬くなり、即ち非線形ばねとなり、その後は小変位
でエネルギーを吸収することができる。また、空気ばね
に空気を封入する前は、空気ばねは縮んでばね上の静荷
重によりストッパゴムが圧縮された状態になっている
が、給排路から室内へ空気を注入すると、ストッパゴム
に形成された空気流通溝が室と流通することとなり、空
気の注入がスムースに行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の好適な実施例を示す断面図。

【図２】ピストンの断面図。

【図３】ストッパゴムの平面図。

【図４】図３Ａ−Ａ線断面図。

【図５】円柱形のストッパゴムを示す平面図。

【図６】図５の断面図。

【図７】図５の底面図。

【図８】アッパープレートの断面図。

【図９】図８に示すアッパープレートの底面図。

【図１０】図８の点線で囲んだ個所の拡大詳細図。

【図１１】ピストンに円柱形のストッパゴムを取付けた
状態を断面図。

【図１２】鼓形のストッパゴムがアッパープレートに当
接して圧縮された状態の断面図。

【図１３】円柱形のストッパゴムがアッパープレートに
当接して圧縮された状態の断面図。

【図１４】この発明の空気ばねの荷重と圧縮撓みの関係
を示すグラフ。

【図１５】従来例を示す半断面図。

【符号の説明】

１ アッパープレート ２ ピストン ３ 筒状可撓膜 ４ 室 ６ 給排路 ７ 突起部 ８ 中心孔 ９ ストッパゴム １０ 囲み壁 １２ 空気流通溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アッパープレートとピストンとの間に筒
   状可撓膜の両端を取付けてこれら３者間内に空気が給排
   される室を設けた空気ばねにおいて、 このピストンの軸方向中央部に空気の給排路を形成し、 給排路が形成されたピストンの軸方向中央部の室内に臨
   む個所に突起部を形成し、 この突起部に給排路に連通する中心孔が形成された鼓形
   又は円柱形のストッパゴムを設け、 このストッパゴムの少なくとも上面に中心孔から径方向
   外側に連続して延びる空気流通溝を形成し、 ピストンの突起部の周囲の室内側に臨む個所にストッパ
   ゴムを取囲みストッパゴムの軸方向の高さよりも低い囲
   み壁を形成したことを特徴とする空気ばね。
2. 【請求項２】 ストッパゴムの中心孔はピストンの突起
   に圧入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。
3. 【請求項３】 ストッパゴムに対向するアッパープレー
   ト内面にストッパゴムの空気流通溝より小さい径方向に
   延びる溝が形成されていることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の空気ばね。