JPH112206A - ダイアフラム型アクチュエータ - Google Patents

ダイアフラム型アクチュエータ

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Publication number
JPH112206A
JPH112206A JP17293097A JP17293097A JPH112206A JP H112206 A JPH112206 A JP H112206A JP 17293097 A JP17293097 A JP 17293097A JP 17293097 A JP17293097 A JP 17293097A JP H112206 A JPH112206 A JP H112206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
rubber sleeve
reinforcing cord
internal pressure
central part
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP17293097A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Onishi
治 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Tire and Rubber Co Ltd filed Critical Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Publication of JPH112206A publication Critical patent/JPH112206A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴムスリーブ両端のビード部形成を不
要とし、ゴムスリーブをそのままダイヤフラムとして用
いることができ、かつ無圧状態におけるダイヤフラムの
内側空隙を小さくして作動遅れを解消し、圧縮空気の消
費量を大幅に節約し、しかも中央部を円筒形に維持する
ためのバンドを不要にする。 【解決手段】 バイヤス方向の補強コード層を含むゴ
ムスリーブ20の両端部20aをコーン形受け座21、
22の小径側端部に被着し、上から締結リング23を嵌
装して固定し、この固定部をゴムスリーブ20の中央部
20c内側に押込み、一方のコーン形受け座22の通気
孔22gからゴムスリーブ20内に内圧を充填するよう
に形成され、この内圧充填時にゴムスリーブ20の中央
部20cが実質的に円筒形状を維持するように補強コー
ドが配列される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ゴムスリーブをダイ
アフラムに用いて流体圧で作動させ、車両その他のブレ
ーキ等の作動用に利用可能なアクチュエータに関するも
のである。
【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4に示すダイアフラム型アクチ
ュエータが知られている。この図4において、ダイアフ
ラム1は、所定長の帯状ゴムシートの両端を接続して横
長なゴムスリーブを形成し、その両端縁部にリング状の
ビードワイヤ2を巻込んで肉厚なビード部1aを形成
し、このビード部1aを中央部1bの内側に折込んで断
面Ω字形に形成される。なお、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。そして、上記のダイアフラム
1は、一端(図4の右側)のビード部1a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ダイアフラム押さえ4のフラ
ンジ部4aとの間に、また他端(図4の左側)のビード
部1aが上記同様の第2受け座5のビードリング5aと
第2ダイアフラム押さえ6のフランジ部6aとの間にそ
れぞれ挟持される。
【0003】上記第1ダイアフラム押さえ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ダイアフラム押さえ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ダイアフラム押さえ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ダイアフラム押さえ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、ダイアフラム1の円筒状中央部外面に環
状バンド11が嵌装され、ダイアフラム1が内圧で球状
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を介してダイアフラム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、
ダイアフラム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の端
面が接しているが、圧縮空気が供給され内圧が充填され
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、
ゴムスリーブの両端縁部にリング状のビードワイヤ2を
巻込んで肉厚なビード部1aを形成する必要があった。
また、アクチュエータの閉鎖状態、すなわちダイアフラ
ム1に圧力が充填されない無圧状態のときでも、ダイア
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12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
1bを左右の受け座3、5の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1bをダイアフラム1のコーン形折込み部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、補強コー
ドで補強されたゴムスリーブの両端にリング状のビード
ワイヤを巻込むことなく、上記のゴムスリーブをそのま
まダイアフラムとして用いることができ、無圧状態にお
けるダイアフラムの内側空隙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】この発明のダイアフラム
型アクチュエータは、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なる
ゴムスリーブの両端をコーン形受け座の小径側端部に被
着し、上から締結リングを嵌装して固定し、この固定部
を上記ゴムスリーブの中央部内側に押込み、一方のコー
ン形受け座から上記ゴムスリーブ内に内圧を充填するよ
うに形成されており、この内圧充填時にゴムスリーブの
中央部が実質的に円筒形状を維持するように上記の補強
コードが配列されていることを特徴とする。
【0008】従来は、内圧を充填した際にダイアフラム
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、ダイアフラムの中央部
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、ダイアフラムの中央
部に前記の環状バンドを嵌装してダイアフラムの変形を
拘束していたが、無圧時に上記の環状バンドを離脱させ
ないためには、無圧時のダイア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になり、そのため前記のようにダイ
アフラムの内側に大きい隙間が形成さていた。
【0009】上記のように偶数層の補強コード層を有す
るダイアフラムでは、内圧充填によってダイアフラムの
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
際にダイア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。すなわち、この発明のダイアフラムは、内層ゴム
と外層ゴムとの間に2層または4層の補強コード層を交
互に配列し、直円筒状に成形、加硫し、締結リングでコ
ーン形受け座の小径側端部に固定してなる構造であり、
ダイアフラムの固定部にはビードワイヤを埋設しないた
め、ダイアフラムの端部に補強コードが露出する形態と
なる。
【0010】したがって、従来必要とした前記の環状バ
ンド11が不要となり、無圧時における形状を上記のバ
ンド11に合わせる必要がなくなる。そのため、無圧時
におけるダイア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、両端に厚みの大きい
ビード部を有しないこととあいまち、ダイアフラム内の
隙間を大幅に減少することができる。そして、流体圧の
作動と同時にダイア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2において、20はダイアフラ
ムを構成するゴムスリーブであり、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、ゴムスリーブ
20の両端部20a、20aがそれぞれ円錐台形の受け
座21、22の小径側に段部を介して凹設されている円
柱部21a、22aに被着され、上から締結リング23
を嵌装することによって固定される。なお、上記の受け
座21、22は、大径側端面21b、22bおよび小径
側端面21c、22cを有し、小径側端面21c、22
cの中央部に紙面と垂直な直径方向の通気溝21d、2
2dが、また周縁に沿って段部21e、22eが凹設さ
れている。
【0012】上記左側の受け座21の大径側端面21b
の中央に、図1に示すように大径の円形穴21fが設け
られ、この円形穴21fを囲んで複数本のボルト24が
植設される。他方、右側受け座22の大径側端面22b
の中央に、ねじ孔22fを介して上記小径側端面22c
の通気溝22dと連通する通気孔22gと、この通気孔
22gを囲むリング状の溝穴22hとが設けられ、この
リング状溝穴22hを囲んで複数本のボルト24が植設
される。そして、上記左右の受け座21、22に、図2
のようにゴムスリーブ20の両端を固定した後、このゴ
ムスリーブ20の中央部内側に左右の受け座21、22
を押し込むことにより、図1のようにゴムスリーブ20
が断面Ω字形に畳まれてダイアフラム型アクチュエータ
が構成される。
【0013】このアクチュエータは、左右の受け座2
1、22の一方をボルト24で静止部に、他方を同じく
ボルト24で可動部にそれぞれ固定し、または両方を可
動部に固定し、右側受け座22の通気孔22gの端部の
ねじ孔22f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、上記通気孔2
2gおよび通気溝21d、22dを介してダイアフラム
20内に圧縮空気を充填して使用される。
【0014】この実施形態では、上記のダイアフラム
(ゴムスリーブ)20は、無圧時には、図1で示される
ように収縮し、折畳まれ、ダイアフラム20の端部20
aに続く折込み部20bが前記締結リング23の外面お
よび受け座21の円錐面に接し、上記折込み部20bに
ダイアフラム20の中央部が接するように折込まれ、組
み付けられる。したがって、無圧時のダイアフラム20
内に形成される空間は、左右の締結リング23に対する
ダイアフラム20の左右の巻回部間に挟まれた狭いリン
グ状隙間25のみとなる。
【0015】一方、内圧充填時には、図3に示されるよ
うに膨張して中央部20cが実質的に円筒を形成するよ
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3において、補強コー
ドの配列方向を鎖線Cで示し、内圧充填時のダイアフラ
ム20の中央部に働く周方向張力をTL 、軸方向張力を
V 、ダイアフラム20の周方向に対する補強コードの
傾斜角度をαとしたとき、この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。
【0016】したがって、圧縮空気が右側受け座22の
通気孔22gおよび通気溝21d、22dを経て上記の
リング状隙間25に供給されると、この圧縮空気が直ち
に上記の締結リング23に対するダイアフラム20の巻
回部および受け座21、22の小径側端面21c、22
cで構成される受圧面に作用し、ダイアフラム20を膨
張させながら上下の受圧面間隔を拡げ、左右の受け座2
1、22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25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。
【0017】なお、上記補強コードの傾斜角度α(度)
は、ダイアフラム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3参照)、
ダイアフラム20の中央部20aと折込み部20cとの
間の湾曲部の頂点を結ぶ直径で定義される。
【0018】
【発明の効果】上記のとおり、この発明によれば、ダイ
ア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
イア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。しかも、ダイアフラムは、ゴムスリーブの端
部をコーン形受け座の小径側端部に被着し、上から締結
リングを嵌装して固定するのみであり、従来のリング状
ビードワイヤを用い、その周囲にゴムスリーブの端部を
巻回して分厚いビード部を形成する面倒な作業を必要と
せず、ダイアフラムの端部に対する加工が不要で、その
厚みも小さいので、製作が容易である。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、ゴムスリーブ全体を均一な厚みに成
形することができて製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の無圧時における断面図である。
【図2】ゴムスリーブを受け座に取付けたときの断面図
である。
【図3】内圧充填時の断面図である。
【図4】従来装置の断面図である。
【符号の説明】
20:ダイアフラム(ゴムスリーブ) 20a:端部 20b:折込み部 20c:中央部 21、22:受け座 21a、22a:円柱部 21b、22b:大径側端面 21c、22c:小径側端面 21d、22d:通気溝 21e、22e:段部 21f:円形穴 22f:ねじ孔 22g:通気孔 22h:溝穴 23:締結リング 24:ボルト 25: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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム層内に2層または4層の補強コード
    層を交差配列してなるゴムスリーブの両端をコーン形受
    け座の小径側端部に被着し、上から締結リングを嵌装し
    て固定し、この固定部を上記ゴムスリーブの中央部内側
    に押込み、一方のコーン形受け座から上記ゴムスリーブ
    内に内圧を充填するように形成されており、この内圧充
    填時にゴムスリーブの中央部が実質的に円筒形状を維持
    するように上記の補強コードが配列されていることを特
    徴とするダイアフラム型アクチュエータ。
  2. 【請求項2】 内圧充填によってダイアフラムの中央部
    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に記載のダイアフラム型アクチュ
    エータ。
JP17293097A 1997-06-13 1997-06-13 ダイアフラム型アクチュエータ Withdrawn JPH112206A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005532519A (ja) * 2002-07-11 2005-10-27 オートリブ エーエスピー,インコーポレイティド リニアアクチュエータ

Cited By (3)

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JP2005532519A (ja) * 2002-07-11 2005-10-27 オートリブ エーエスピー,インコーポレイティド リニアアクチュエータ
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Effective date: 20040907