JPH112205A - ダイヤフラム式アクチュエータ - Google Patents
ダイヤフラム式アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH112205A JPH112205A JP17292997A JP17292997A JPH112205A JP H112205 A JPH112205 A JP H112205A JP 17292997 A JP17292997 A JP 17292997A JP 17292997 A JP17292997 A JP 17292997A JP H112205 A JPH112205 A JP H112205A
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- JP
- Japan
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- diaphragm
- pressure
- reinforcing cord
- actuator
- central portion
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゴム製ダイヤフラムを用いたアクチュ
エータにおいて、その無圧状態におけるダイヤフラム内
の隙間を小さくして作動遅れを解消し、かつ圧縮空気の
消費量を大幅に節約することを可能にし、従来のバンド
を不要にする。 【解決手段】 ゴム層内に2層または4層の補強コー
ド層を交差配列して円筒状に成形し、その両端ビード部
20bを内側に折込んでダイヤフラム20を構成し、こ
のダイヤフラムの内側に圧力流体を充填してダイヤフラ
ム20の両端ビード部20b間距離を広げるようにした
ダイヤフラム式アクチュエータにおいて、ダイヤフラム
20を、無圧時にダイヤフラムの中央部20aがくびれ
て内側の折込み部20cと接し、内圧充填時にダイヤフ
ラムの中央部20aが実質的に円筒形状に維持されるよ
うに成形する。
エータにおいて、その無圧状態におけるダイヤフラム内
の隙間を小さくして作動遅れを解消し、かつ圧縮空気の
消費量を大幅に節約することを可能にし、従来のバンド
を不要にする。 【解決手段】 ゴム層内に2層または4層の補強コー
ド層を交差配列して円筒状に成形し、その両端ビード部
20bを内側に折込んでダイヤフラム20を構成し、こ
のダイヤフラムの内側に圧力流体を充填してダイヤフラ
ム20の両端ビード部20b間距離を広げるようにした
ダイヤフラム式アクチュエータにおいて、ダイヤフラム
20を、無圧時にダイヤフラムの中央部20aがくびれ
て内側の折込み部20cと接し、内圧充填時にダイヤフ
ラムの中央部20aが実質的に円筒形状に維持されるよ
うに成形する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、流体圧で作動するダ
イヤフラム式アクチュエータに関し、車両その他におけ
るブレーキ等の作動用として利用される。
イヤフラム式アクチュエータに関し、車両その他におけ
るブレーキ等の作動用として利用される。
【0002】
【従来の技術】空気ブレーキ等の作動用に使用されるア
クチュエータとして、図3に示すダイヤフラム式のもの
が知られている。この図3において、ダイヤフラム1
は、所定長の帯状ゴムシートの両端を接続して円筒状に
作られており、そのゴム層内にはバイアス方向の補強コ
ードを2層または4層に交差配列した補強コード層が積
層されている。この円筒状ダイヤフラム1は、その両端
側が中央部1aの内側に折曲げられ、その縁部にビード
ワイヤ2を巻込んだビード部1bが形成され、一端(図
3の上側)のビード部1bがコーン形状の第1受け座3
の小径側に形成したフランジ状のビードリング3aと釣
鐘形の第1ダイヤフラム押さえ4のフランジ部4aとの
間に、また他端(図3の下側)のビード部1bが上記同
様の第2受け座5のビードリング5aと第2ダイヤフラ
ム押さえ6のフランジ部6aとの間にそれぞれ挟持され
ている。
クチュエータとして、図3に示すダイヤフラム式のもの
が知られている。この図3において、ダイヤフラム1
は、所定長の帯状ゴムシートの両端を接続して円筒状に
作られており、そのゴム層内にはバイアス方向の補強コ
ードを2層または4層に交差配列した補強コード層が積
層されている。この円筒状ダイヤフラム1は、その両端
側が中央部1aの内側に折曲げられ、その縁部にビード
ワイヤ2を巻込んだビード部1bが形成され、一端(図
3の上側)のビード部1bがコーン形状の第1受け座3
の小径側に形成したフランジ状のビードリング3aと釣
鐘形の第1ダイヤフラム押さえ4のフランジ部4aとの
間に、また他端(図3の下側)のビード部1bが上記同
様の第2受け座5のビードリング5aと第2ダイヤフラ
ム押さえ6のフランジ部6aとの間にそれぞれ挟持され
ている。
【0003】上記第1ダイヤフラム押さえ4の中央に中
空ボルト7が接続され、内側にストッパゴム8が、その
一部を第1ダイヤフラム押さえ4の開口端から突出させ
るように充填され、このストッパゴム8の中心線に沿っ
て上記中空ボルト7の給気孔7aと連通する通気孔8a
が、また上記第1ダイヤフラム押さえ4の開口端から突
出する部分に直径方向の通気溝8bがそれぞれ設けられ
る。一方、第2ダイヤフラム押さえ6の中央に接続用ボ
ルト9が、また開口端に蓋板10がそれぞれ固定されて
いる。そして、ダイヤフラム1の円筒状中央部1aの外
面に環状バンド11が嵌装され、ダイヤフラム1が内圧
で球形に変形するのを防いでいる。
空ボルト7が接続され、内側にストッパゴム8が、その
一部を第1ダイヤフラム押さえ4の開口端から突出させ
るように充填され、このストッパゴム8の中心線に沿っ
て上記中空ボルト7の給気孔7aと連通する通気孔8a
が、また上記第1ダイヤフラム押さえ4の開口端から突
出する部分に直径方向の通気溝8bがそれぞれ設けられ
る。一方、第2ダイヤフラム押さえ6の中央に接続用ボ
ルト9が、また開口端に蓋板10がそれぞれ固定されて
いる。そして、ダイヤフラム1の円筒状中央部1aの外
面に環状バンド11が嵌装され、ダイヤフラム1が内圧
で球形に変形するのを防いでいる。
【0004】上記のアクチュエータは、中空ボルト7お
よび接続用ボルト9の一方を静止部に、他方を可動部に
それぞれ固定し、または両方を可動部に固定し、上記の
中空ボルト7にエアパイプ(図示されていない)を介し
てエアコンプレッサ等の高圧源を接続し、上記中空ボル
ト7の給気孔7a、ストッパゴム8の通気孔8aおよび
通気溝8bを介してダイヤフラム1内に圧縮空気を充填
して使用される。この圧縮空気の供給が停止していると
き、すなわちアクチュエータが閉鎖状態にあるときは、
ダイヤフラム1自身または復帰用スプリング(図示され
ていない)の作用で蓋板10の上にストッパゴム8の下
面が接しているが、圧縮空気が供給されると、上下の受
け座3、5に対して軸方向の拡張力が働いてアクチュエ
ータが作動状態となり、例えばブレーキ等を作動させる
ことができる。
よび接続用ボルト9の一方を静止部に、他方を可動部に
それぞれ固定し、または両方を可動部に固定し、上記の
中空ボルト7にエアパイプ(図示されていない)を介し
てエアコンプレッサ等の高圧源を接続し、上記中空ボル
ト7の給気孔7a、ストッパゴム8の通気孔8aおよび
通気溝8bを介してダイヤフラム1内に圧縮空気を充填
して使用される。この圧縮空気の供給が停止していると
き、すなわちアクチュエータが閉鎖状態にあるときは、
ダイヤフラム1自身または復帰用スプリング(図示され
ていない)の作用で蓋板10の上にストッパゴム8の下
面が接しているが、圧縮空気が供給されると、上下の受
け座3、5に対して軸方向の拡張力が働いてアクチュエ
ータが作動状態となり、例えばブレーキ等を作動させる
ことができる。
【0005】しかしながら、従来のアクチュエータは、
閉鎖状態、すなわちダイヤフラム1に圧力が充填されな
い無圧状態のときでも、ダイヤフラム1の内側に大きい
隙間12が形成されていたので、作動時にはこの隙間1
2に所定圧の空気が充填されるまでに時間がかかり、こ
れがアクチュエータの作動遅れとなり、また圧縮空気等
の消費量を増大させていた。この問題を解決するため、
上記環状バンド11の中央部1aを上下の受け座3、5
のコーン形表面と平行になるようにくびれさせることが
試みられているが、この場合も上記の中央部1aをダイ
ヤフラム1の折込み部1cに接触させることができない
ため、隙間12の容積減少は僅かであり、上記の作動遅
れを解消することができなかった。
閉鎖状態、すなわちダイヤフラム1に圧力が充填されな
い無圧状態のときでも、ダイヤフラム1の内側に大きい
隙間12が形成されていたので、作動時にはこの隙間1
2に所定圧の空気が充填されるまでに時間がかかり、こ
れがアクチュエータの作動遅れとなり、また圧縮空気等
の消費量を増大させていた。この問題を解決するため、
上記環状バンド11の中央部1aを上下の受け座3、5
のコーン形表面と平行になるようにくびれさせることが
試みられているが、この場合も上記の中央部1aをダイ
ヤフラム1の折込み部1cに接触させることができない
ため、隙間12の容積減少は僅かであり、上記の作動遅
れを解消することができなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のゴ
ム製ダイヤフラムを用いたアクチュエータにおいて、そ
の無圧状態におけるダイヤフラム内の隙間を小さくして
作動遅れを解消し、かつ圧縮空気の消費量を大幅に節約
することを可能にし、しかも従来の環状バンドを不要に
するものである。
ム製ダイヤフラムを用いたアクチュエータにおいて、そ
の無圧状態におけるダイヤフラム内の隙間を小さくして
作動遅れを解消し、かつ圧縮空気の消費量を大幅に節約
することを可能にし、しかも従来の環状バンドを不要に
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明のダイヤフラム
式アクチュエータは、請求項1に記載のごとく、ゴム層
内に2層または4層の補強コード層を交差配列して円筒
状に成形し、その両端ビード部を内側に折込んでダイヤ
フラムを構成し、このダイヤフラムの内側に圧力流体を
充填して上記ダイヤフラムの両端ビード部間距離を広げ
るようにしたダイヤフラム式アクチュエータにおいて、
上記ダイヤフラムを、無圧時にダイヤフラムの中央部が
くびれて内側の折込み部と接し、内圧充填時に上記ダイ
ヤフラムの中央部が実質的に円筒形状に維持されるよう
に成形したことを特徴とする。
式アクチュエータは、請求項1に記載のごとく、ゴム層
内に2層または4層の補強コード層を交差配列して円筒
状に成形し、その両端ビード部を内側に折込んでダイヤ
フラムを構成し、このダイヤフラムの内側に圧力流体を
充填して上記ダイヤフラムの両端ビード部間距離を広げ
るようにしたダイヤフラム式アクチュエータにおいて、
上記ダイヤフラムを、無圧時にダイヤフラムの中央部が
くびれて内側の折込み部と接し、内圧充填時に上記ダイ
ヤフラムの中央部が実質的に円筒形状に維持されるよう
に成形したことを特徴とする。
【0008】従来は、内圧を充填した際にダイヤフラム
の中央部と折込み部との間の湾曲部における周方向およ
び軸方向の張力がほぼ等しくなるように補強コードの方
向(角度)を設定していたので、ダイヤフラムの中央部
は内圧充填によって球形に膨れる。この球形膨れはアク
チュエータの作動を阻害するので、ダイヤフラムの中央
部に前記の環状バンドを嵌装してダイヤフラムの変形を
拘束していたが、無圧時に上記の環状バンドを離脱させ
ないため、無圧時のダイヤフラムを環状バンドに嵌合す
る形状、すなわち中央部外径を内圧充填時とほぼ等しく
することが必要となり、そのため前記のようにダイヤフ
ラムの内側に大きい隙間が形成されていた。
の中央部と折込み部との間の湾曲部における周方向およ
び軸方向の張力がほぼ等しくなるように補強コードの方
向(角度)を設定していたので、ダイヤフラムの中央部
は内圧充填によって球形に膨れる。この球形膨れはアク
チュエータの作動を阻害するので、ダイヤフラムの中央
部に前記の環状バンドを嵌装してダイヤフラムの変形を
拘束していたが、無圧時に上記の環状バンドを離脱させ
ないため、無圧時のダイヤフラムを環状バンドに嵌合す
る形状、すなわち中央部外径を内圧充填時とほぼ等しく
することが必要となり、そのため前記のようにダイヤフ
ラムの内側に大きい隙間が形成されていた。
【0009】上記のように偶数層の補強コード層を有す
るダイヤフラムでは、内圧充填によってダイヤフラムの
中央部に作用する周方向張力および軸方向張力の合力の
方向に補強コードが向くようにその膨張、変形が起きる
が、この発明では、この現象を逆用し、内圧を充填した
際にダイヤフラム中央部の外形が、あらかじめ設定した
寸法の円筒になり、その状態で補強コードの方向が周方
向および軸方向の張力の合力の方向と一致するように成
形時の補強コード方向を設定して成形、加硫するもので
ある。
るダイヤフラムでは、内圧充填によってダイヤフラムの
中央部に作用する周方向張力および軸方向張力の合力の
方向に補強コードが向くようにその膨張、変形が起きる
が、この発明では、この現象を逆用し、内圧を充填した
際にダイヤフラム中央部の外形が、あらかじめ設定した
寸法の円筒になり、その状態で補強コードの方向が周方
向および軸方向の張力の合力の方向と一致するように成
形時の補強コード方向を設定して成形、加硫するもので
ある。
【0010】したがって、従来必要とした前記の環状バ
ンドが不要となり、無圧時における形状を上記の環状バ
ンドに合わせる必要がなくなる。そのため、無圧時にお
けるダイヤフラムの中央部の形状を受け座に接する形状
に成形することが可能になり、ダイヤフラム内の隙間を
大幅に減少することができる。そして、流体圧の作動と
同時にダイヤフラムの外径が膨れ、かつ対向する受け座
間に上記流体圧が作用するので、作動遅れがほとんど解
消し、また流体使用量が大幅に減少する。
ンドが不要となり、無圧時における形状を上記の環状バ
ンドに合わせる必要がなくなる。そのため、無圧時にお
けるダイヤフラムの中央部の形状を受け座に接する形状
に成形することが可能になり、ダイヤフラム内の隙間を
大幅に減少することができる。そして、流体圧の作動と
同時にダイヤフラムの外径が膨れ、かつ対向する受け座
間に上記流体圧が作用するので、作動遅れがほとんど解
消し、また流体使用量が大幅に減少する。
【0011】
【発明の実施の形態】図1において、ダイヤフラム20
は、前記同様に2層または4層の補強コード層を有する
ゴム膜で円筒状に成形されている。ただし、補強コード
(図示されていない)の配列角度は、後記のように設定
される。そして、ダイヤフラム20の中央部20aの内
側に両端部を折曲げ、その縁部にビードワイヤ2を巻込
んでビード部20bが形成され、一方のビード部20b
が第1受け座3と第1ダイヤフラム押さえ4のフランジ
部4aとによって、また他端のビード部20bが第2受
け座5と第2ダイヤフラム押さえ6とによってそれぞれ
挟持され、第1ダイヤフラム押さえ4に中空ボルト7お
よびストッパゴム8が、また第2ダイヤフラム押さえ6
に接続用ボルト9および蓋板10がそれぞれ前記同様に
取付けられ、上記の中空ボルト7には給気孔7aが、ス
トッパゴム8には通気孔8aおよび通気溝8bがそれぞ
れ前記同様に設けられる。ただし、図3における環状の
バンド11は省略される。
は、前記同様に2層または4層の補強コード層を有する
ゴム膜で円筒状に成形されている。ただし、補強コード
(図示されていない)の配列角度は、後記のように設定
される。そして、ダイヤフラム20の中央部20aの内
側に両端部を折曲げ、その縁部にビードワイヤ2を巻込
んでビード部20bが形成され、一方のビード部20b
が第1受け座3と第1ダイヤフラム押さえ4のフランジ
部4aとによって、また他端のビード部20bが第2受
け座5と第2ダイヤフラム押さえ6とによってそれぞれ
挟持され、第1ダイヤフラム押さえ4に中空ボルト7お
よびストッパゴム8が、また第2ダイヤフラム押さえ6
に接続用ボルト9および蓋板10がそれぞれ前記同様に
取付けられ、上記の中空ボルト7には給気孔7aが、ス
トッパゴム8には通気孔8aおよび通気溝8bがそれぞ
れ前記同様に設けられる。ただし、図3における環状の
バンド11は省略される。
【0012】この実施形態では、上記のダイヤフラム2
0は、無圧時には、実線で示されるように収縮して中央
部20aが内側のコーン形折込み部20cに接するよう
に成形される。したがって、無圧時のダイヤフラム20
の内部空隙として、上下のビード部20b、20bの間
に挟まれた狭いリング状隙間21のみが生じる。
0は、無圧時には、実線で示されるように収縮して中央
部20aが内側のコーン形折込み部20cに接するよう
に成形される。したがって、無圧時のダイヤフラム20
の内部空隙として、上下のビード部20b、20bの間
に挟まれた狭いリング状隙間21のみが生じる。
【0013】一方、内圧充填時には、鎖線で示されるよ
うにダイヤフラム20が膨張、変形して中央部20aが
実質的に円筒形状となるように補強コード(図示されて
いない)の配列角度があらかじめ設定される。すなわ
ち、図2において、補強コードの配列方向を鎖線Cで示
し、その内圧充填時の傾斜角度をα、内圧充填によって
ダイヤフラム20の中央部に働く周方向張力をTL 、軸
方向張力をTV としたとき、上記補強コードの傾斜角度
αが上記の周方向張力TL および軸方向張力TVの合力
Tの方向と一致するように成形時における補強コードの
配列角度が設定される。なお、上記の張力および合力
は、いずれも力の方向に直角な単位長さ当たりの大きさ
である。
うにダイヤフラム20が膨張、変形して中央部20aが
実質的に円筒形状となるように補強コード(図示されて
いない)の配列角度があらかじめ設定される。すなわ
ち、図2において、補強コードの配列方向を鎖線Cで示
し、その内圧充填時の傾斜角度をα、内圧充填によって
ダイヤフラム20の中央部に働く周方向張力をTL 、軸
方向張力をTV としたとき、上記補強コードの傾斜角度
αが上記の周方向張力TL および軸方向張力TVの合力
Tの方向と一致するように成形時における補強コードの
配列角度が設定される。なお、上記の張力および合力
は、いずれも力の方向に直角な単位長さ当たりの大きさ
である。
【0014】したがって、圧縮空気が中空ボルト7の給
気孔7aに供給されると、ストッパゴム8の通気孔8a
および通気溝8bを経て上記ビード部20b、20b間
のリング状隙間21に圧縮空気が充填され、この圧縮空
気が直ちに上記のビード部20bを含むダイヤフラム2
0の水平部で構成される受圧面に作用し、ダイヤフラム
20を膨張させながら上下の受圧面間隔を拡げ、上下の
受け座3、5を介してブレーキ等を駆動する。このと
き、上記のリング状隙間21が狭いため、作動遅れが無
く、圧縮空気の消費量も少なくなる。
気孔7aに供給されると、ストッパゴム8の通気孔8a
および通気溝8bを経て上記ビード部20b、20b間
のリング状隙間21に圧縮空気が充填され、この圧縮空
気が直ちに上記のビード部20bを含むダイヤフラム2
0の水平部で構成される受圧面に作用し、ダイヤフラム
20を膨張させながら上下の受圧面間隔を拡げ、上下の
受け座3、5を介してブレーキ等を駆動する。このと
き、上記のリング状隙間21が狭いため、作動遅れが無
く、圧縮空気の消費量も少なくなる。
【0015】なお、上記補強コードの傾斜角度α(度)
は、ダイヤフラム20の外径をDo、有効直径をDe と
したとき、式 tan α=√〔(Do2−De2)/2Do2〕 で算出される。ただし、有効直径De は(図2参照)、
ダイヤフラム20の中央部20aと折込み部20cとの
間の湾曲部突端が描く円の直径である。
は、ダイヤフラム20の外径をDo、有効直径をDe と
したとき、式 tan α=√〔(Do2−De2)/2Do2〕 で算出される。ただし、有効直径De は(図2参照)、
ダイヤフラム20の中央部20aと折込み部20cとの
間の湾曲部突端が描く円の直径である。
【0016】
【発明の効果】上記のとおり、この発明によれば、ダイ
ヤフラムに内圧を充填し始めてからアクチュエータが作
動を開始するまでの時間遅れが大幅に短縮され、その分
だけ流体の使用量が節約され、しかも従来必要としたダ
イヤフラム外周の環状バンドが不要となり、構造が簡略
化される。特に請求項2に記載の発明は、補強コードの
配列角度によって内圧充填時の外形を円筒状に維持する
ものであるから、部品点数が増えることなく、従来と同
様に補強コードの端末をビードワイヤに巻付け固定する
ことができて製造が容易である。
ヤフラムに内圧を充填し始めてからアクチュエータが作
動を開始するまでの時間遅れが大幅に短縮され、その分
だけ流体の使用量が節約され、しかも従来必要としたダ
イヤフラム外周の環状バンドが不要となり、構造が簡略
化される。特に請求項2に記載の発明は、補強コードの
配列角度によって内圧充填時の外形を円筒状に維持する
ものであるから、部品点数が増えることなく、従来と同
様に補強コードの端末をビードワイヤに巻付け固定する
ことができて製造が容易である。
【図1】実施形態の断面図である。
【図2】内圧充填時の一部破砕正面図である。
【図3】従来装置の断面図である。
2:ビードワイヤ 3、5:受け座 3a、5a:ビードリング 4、6:ダイヤフ
ラム押さえ 4a、6a:フランジ部 7:中空ボルト 7a:給気孔 8:ストッパゴム 8a:通気孔 8b:通気溝 9:接続用ボルト 10:蓋板 20:ダイヤフラム 20a:中央部 20b:ビード部 20c:折込み部 21:リング状隙間 C:内圧充填時の補強コードの方向線 α:内圧充填時の補強コードの傾斜角度 TL :周方向張力 TV :軸方向張力 T:TL およびTV の合力
ラム押さえ 4a、6a:フランジ部 7:中空ボルト 7a:給気孔 8:ストッパゴム 8a:通気孔 8b:通気溝 9:接続用ボルト 10:蓋板 20:ダイヤフラム 20a:中央部 20b:ビード部 20c:折込み部 21:リング状隙間 C:内圧充填時の補強コードの方向線 α:内圧充填時の補強コードの傾斜角度 TL :周方向張力 TV :軸方向張力 T:TL およびTV の合力
Claims (2)
- 【請求項1】 ゴム層内に2層または4層の補強コード
層を交差配列して円筒状に成形し、その両端ビード部を
内側に折込んでダイヤフラムを構成し、このダイヤフラ
ムの内側に圧力流体を充填して上記ダイヤフラムの両端
ビード部間距離を広げるようにしたダイヤフラム式アク
チュエータにおいて、上記ダイヤフラムを、無圧時にダ
イヤフラムの中央部がくびれて内側の折込み部と接し、
内圧充填時に上記ダイヤフラムの中央部が実質的に円筒
形状に維持されるように成形したことを特徴とするダイ
ヤフラム式アクチュエータ。 - 【請求項2】 内圧充填によってダイヤフラムの中央部
に働く周方向張力および軸方向張力の合力の方向に補強
コードの方向が一致するように成形時の補強コード方向
が設定される請求項1記載のダイヤフラム式アクチュエ
ータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17292997A JPH112205A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | ダイヤフラム式アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17292997A JPH112205A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | ダイヤフラム式アクチュエータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH112205A true JPH112205A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15950978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17292997A Withdrawn JPH112205A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | ダイヤフラム式アクチュエータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH112205A (ja) |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP17292997A patent/JPH112205A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |