JPH11303919A - ローリングスリーブ型空圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒状ダイアフラムの一端に設けるピ
ストンをダイアフラム自体で構成することにより、錆発
生の恐れをなくし、ピストンの底部に対する端板のかし
め止めを可能にして従来の溶接を不要とし、しかもピス
トンを中空体とし、その内側空間をダイアフラムの内側
空間と連通する空気室を形成することを可能にする。 【解決手段】 ダイアフラム３０の一端側をピストン
長に相当する長さだけ延長し、この延長部３０ｄをほぼ
円筒状に保持するための拘束部材３２、３３、３４を設
けて延長部３０ｄをピストンに形成し、このピストン
（延長部）３０ｄの一端側開口端に形成したビード部３
０ｂを用いてピストン３０ｄの端部開口を塞ぐための端
板３１を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、円筒状のゴム製
ダイアフラムとピストンを備え、空気バネおよび空圧式
アクチュエータ等に利用することができるローリングス
リーブ型空圧装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】円筒状のゴム製ダイアフラムを備え、車
両の空気バネや空気ブレーキの作動用アクチュエータに
利用可能な空圧装置として、上記ダイアフラムの一端に
ピストンを設けたローリングスリーブ型空圧装置が知ら
れている。図６はその一例を示し、ダイアフラム１０
は、複数層の補強コードを含むゴムで円筒状に成形さ
れ、上端ビード部１０ａに鋼板からなる円形の上部端板
１１の縁が上端ビード部１０ａを包むようにカシメ止め
されて玉縁１１ａを形成している。一方、下端ビード部
１０ｂは、鋼板からなる筒状のピストン１２の上端に段
部を介して形成されているビード受け１２ａに嵌合によ
り固定され、上記ピストン１２の下端には鋼板からなる
円形の下部端板１３がピストン１２の内側を密封するよ
うに溶接で固定され、この下部端板１３の内面（図の上
面）に円筒状の支脚１４および台板１５を介してゴム製
のストッパ１６が固定され、ピストン１２の開口部の上
に突出している。

【０００３】上記のローリングスリーブ型空圧装置は、
サスペンション用空気バネとして使用する場合は、上部
端板１１がボルト１７と中空ボルト１８で車両の車体
に、また下部端板１３がボルト１７で車軸側にそれぞれ
固定され、かつ上部端板１１に固定されている上記中空
ボルト１８に空気パイプ（図示されていない）を介して
エアコンプレッサが接続される。また、空気ブレーキの
アクチュエータとして使用する場合は、上部端板１１が
静止部に、また下部端板１３が可動部にそれぞれ固定さ
れるか、または両方が可動部に固定される。

【０００４】上記の装置では、ダイアフラム１０の内部
空間がその下端開口（ピストン１２の上端開口）を通じ
てピストン１２の内部空間に、さらに円筒状の支脚１４
に設けた窓孔１４ａを通じて支脚１４の内部空間に連通
しているので、空気の入る容積がダイアフラム１０のみ
の容積よりも広くなり、それだけバネ定数を小さく設定
でき、かつダイアフラム１０の下端ビード部１０ｂにピ
ストン１２を嵌合で容易に固定することができる。しか
しながら、ダイアフラム１０のビード部１０ｂに続く上
方部分が下向きに曲げられて鋼板製のピストン１２の外
面に接し、このピストン１２の昇降に伴うダイアフラム
１０の転がり接触により、ピストン１２の外面の防錆塗
料やメッキ層が剥離し、またピストン１２に対する下部
端板１３の溶接部やダイアフラム１０の下端ビード部１
０ｂとピストン１２の嵌合部における気密性の維持が困
難であった。

【０００５】また、図７に示すように、ピストン１９を
外筒部１９ａ、内筒部１９ｂおよびこれらの上端を塞ぐ
天部１９ｃからなる台形に合成樹脂で成型し、天部１９
ｃの外周に沿って上向きに突設したビード受け１９ｄ
と、天部１９ｃの上面に重ねた鋼板製の皿形ビード押さ
え２１の縁部との間にダイアフラム１０の下端ビード部
１０ｂを挟み、上記皿形抑え２１をゴム製ストッパ１６
と共に天部１９ｃ上にボルト２０で締結したものが知ら
れている。なお、２２は、ピストン１９の下面に固定さ
れた植込みボルトである。

【０００６】この図７に示すローリングスリーブ型空圧
装置は、ピストン１９を合成樹脂で成型することができ
るので、前記図６のピストン１２のような錆が発生しな
い反面、成型時の抜き勾配を設定する都合上、図示のよ
うに、ピストン１９の上端のストッパ１６取付け側に天
部１９ｃを設ける必要があり、そのためピストン１９の
内側空間をダイアフラムの内側空間に連通する空気室と
して利用できなくなり、バネ定数が図６の空圧装置に比
べて大きくなり、またダイアフラム１０とピストン１９
の接続にビード押さえ２１を必要とし、その接続構造が
複雑になるという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、円筒状ダ
イアフラムの少なくとも一端にピストンを設けたローリ
ングスリーブ型空圧装置において、上記ピストンをダイ
アフラム自体で構成することにより、錆発生の恐れをな
くし、ピストンの底部に対する端板のかしめ止めを可能
にして従来の溶接を不要とし、しかもピストンを中空体
とし、その内側空間をダイアフラムの内側空間と連通す
る空気室に形成することを可能にするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のローリングス
リーブ型空圧装置は、ゴムと補強コードからなる円筒状
ダイアフラムの少なくとも一端にピストンを設け、この
ピストンの昇降に伴ってピストン表面をダイアフラムの
一部が転がり接触するようにしたローリングスリーブ型
空圧装置において、上記ダイアフラムの少なくとも一端
側をピストン長に相当する長さだけ延長し、この延長部
をほぼ円筒状に保持するための拘束部材を設けて上記の
延長部をピストンに形成し、このピストンの一端側開口
端に形成したビード部を用いてピストンの端部開口を塞
ぐ端板を固定したことを特徴とする。

【０００９】すなわち、従来は、ダイアフラムの一端に
ピストンを取付ける場合、ダイアフラムを延長する方向
にダイアフラムとは別に剛体で作られたピストンを接続
していたが、この発明では、ダイアフラムをピストンの
長さに相当する分だけ従来よりも長く作り、この延長部
をピストンに形成する。すなわち、ダイアフラムの延長
部自体がピストンとして機能するように拘束部材を設け
る。したがって、ピストンの昇降に伴ってピストン表面
をダイアフラムの一部が転がり接触する場合、ピストン
を構成する延長部のゴム層表面をダイアフラム本体部
（従来のダイアフラムに相当する部分）が転がり接触を
する。すなわち、ゴム層同士が接触するので、ピストン
の防錆処理は不要であり、また錆発生の恐れがなく、ピ
ストンが軽量化される。そして、ピストンの一端側開口
端となる延長部の開口端には、常法にしたがってビード
部が形成されるので、このビード部を用いることによ
り、ピストンベース用の端板をかしめ等で固定すること
が可能になり、従来の溶接が不要になる。

【００１０】上記ダイアフラムの延長部をピストンとし
て機能させる拘束部材は、上記延長部を端板に対して直
立円筒状に保持できるものであれば任意であるが、ダイ
アフラムの延長部に隣接するダイアフラムの本体部外面
に嵌め込んだ外側リングと、上記本体部の内側に挿入さ
れて上記外側リングとの間でダイアフラムの本体部を挟
持する内側リングと、この内側リングをピストンの端板
上の所定の高さに支持するための支持部材とで構成する
ことができ、この場合は内側リングおよび支持部材とし
て従来のゴム製ストッパ支持用台板およびその支脚を用
いることができ、ダイアフラムを従来よりも長く成形す
るだけでよい。

【００１１】また、ダイアフラムの延長部のゴム層内に
円筒状の補強層を埋設し、延長部の厚みおよび剛性をそ
れぞれ本体部よりも大きくして構成することもできる。
この円筒状の補強層は、本体部を構成するゴム中の補強
コードを囲むように設けられるが、ダイアフラムの成形
時に上記補強コードの回りに繊維コードやスチールコー
ドを巻回して作ることができ、また合成樹脂であらかじ
め成形した円筒を被着して作ることもでき、この場合は
上記の外側リング、内側リングおよび支持部材等を必要
としない。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施形態１ 図１において、ダイアフラム３０は、従来と同様に複数
層の補強コードを含むゴムで円筒状に成形され、その上
端に外向きに膨れて成形された上端ビード部３０ａに鋼
板からなる上部端板１１の周縁が上記ビード部３０ａを
包むようにかしめ止めされて玉縁１１ａを形成してい
る。そして、この端板１１に空気バネやアクチュエータ
としての取付け用および給気用を兼ねた中空ボルト１８
が上向きに固定されている。

【００１３】上記のダイアフラム３０は、下端側にピス
トンの高さに相当する延長部３０ｄを備えている。そし
て、この実施形態１では、延長部３０ｄがゴムと補強コ
ードとで上方の本体部３０ｃと同じ構造に成形され、延
長部３０ｄの下端に下端ビード部３０ｂが成形されてい
る。この下端ビード部３０ｂは、上端ビード部３０ａと
同様に外向きに膨れて成形され、この下端ビード部３０
ｂに下部端板３１の周縁が上記下端ビード部３０ｂを包
むようにかしめ止めされて玉縁３１ａを形成し、上記下
部端板３１がダイアフラム３０の下端開口を閉塞してい
る。

【００１４】上記の下部端板３１上には、前記図６の下
部端板１３におけると同様に、円筒状の支脚３２が上向
きに、また取付け用ボルト１７が下向きにそれぞれ固定
され、上記支脚３２上に台板３３が固定され、その上に
ゴム製ストッパ１６がボルト１６ａで固定される。な
お、円筒状の支脚３２の下部には、通気口３２ａが開口
する。

【００１５】上記の台板３３には、中央に下向きのねじ
円筒３３ａが、外周に下向きの内側リング３３ｂがそれ
ぞれ成形され、両者の間に通気口３３ｄが開口し、ねじ
円筒３３ａに上記のボルト１６ａがねじ込まれ、内側リ
ング３３ｂの下端に外向きに広がる受け部３３ｃが形成
される。そして、この内側リング３３ｂに上記ダイアフ
ラム３０の本体部３０ｃの延長部３０ｄ側端部を被着
し、上記本体部３０ｃの上部にあらかじめ嵌め込んであ
る外側リング３４を降ろし、該外側リング３４と上記内
側リング３３ｂとの間で上記本体部３０ｃの下端付近を
挟持し、上記の受け部３３ｃで外側リング３４を係止し
て延長部３０ｄを円筒状に保持することにより、この延
長部３０ｄをピストンとして機能させる。すなわち、こ
の実施形態では、上記ゴム製ストッパ１６の台板３３お
よび支脚３２が内側リング３３ｂをピストンベース用端
板３１上の所定の高さに支持する支持部材を兼ねる。

【００１６】上記のローリングスリーブ型空圧装置は、
車両の車体と車軸との間に介在させてサスペンション用
空気バネとして使用することも、また空気ブレーキ等の
アクチュエータとしても使用することができる。その場
合、ダイアフラム３０の本体部３０ｃの下方屈曲部がピ
ストン（ダイアフラム３０の延長部）３０ｄの外面に沿
って転動するが、ピストン３０ｄの表面が本体部３０ｃ
と同じゴムであるため、図６の鋼板製のもののように表
面の塗料やメッキ層が剥離して錆が発生することはな
く、しかも台板３３には通気孔３３ｄが、また円筒状の
支脚３２には通気口３２ａがそれぞれ開口しているた
め、ダイアフラム３０の本体部３０ｃの作動に利用可能
な空気容積が図７の装置に比べて増大する。また、ダイ
アフラム３０の下端ビード部３０ｂに下部端板３１の玉
縁３１ａがかしめ止めされるため、図６の装置に比べて
シール性が向上し、かつ図７の装置に比べて取付けが容
易である。

【００１７】実施形態２ 図２に示す実施形態２は、図１の台板３３に代えて２枚
重ねの皿形台板３５、３６を用いたものである。上の皿
形台板３５は、中心にボルト孔３５ａを、外周に上向き
の丸縁３５ｂを、その間の平坦な底部に通気孔３５ｃを
それぞれ有している。一方、下の皿形台板３６は、中心
に下向きのねじ円筒３６ａを、外周に下向きの丸縁３６
ｂを、その間の平坦な底部に通気孔３６ｃをそれぞれ有
している。そして、前記の支脚３２上に下の皿形台板３
６が固着され、その上に上の皿形台板３６を介してゴム
製ストッパ１６が重ねられ、ボルト１６ａで固定され、
上下の丸縁３５ａ、３６ａの合わせ部と前記の外側リン
グ３４との間にダイアフラム３０の本体部３０ｃの下端
付近が挟持される。この実施形態２では、上下の皿形台
板３５、３６の丸縁３５ａ、３６ａが内側リングとして
機能し、その底部が支持部材の一部として機能する。

【００１８】実施形態３ 図３に示す実施形態３は、ダイアフラム３０の延長部３
０ｄに、本体部３０ｃと同様に配置されているバイアス
方向の通常の補強コード３０ｅ以外に、この補強コード
３０ｅの外層側にスチールコード３０ｆをラジアル方向
に配置して強固な補強層を形成し、延長部３０ｄの厚み
および剛性を本体部３０ｃよりも大きくしたものであ
る。この実施形態３は、延長部３０ｄにスチールコード
３０ｆからなる補強層を有するので、空気圧による延長
部（ピストン）３０ｄの変形が実施形態１、２に比べて
減少し、延長部３０ｄのピストンとしての機能が安定す
る。なお、この実施形態３では、下部端板３１上に実施
形態１と同様に支脚３２および台板３３を介してゴム製
ストッパ（図示されていない）が取付けれら、台板３３
の周縁の内側リング３３ｂと外側リング３４との間にダ
イアフラム３０の本体部３０ｃの下端が挟持される。ま
た、上記の台板３３に代えて実施形態２の上下１組の台
板３５、３６を用いることができる。

【００１９】実施形態４ 図３に示す実施形態３において、その台板３３、支脚３
２および外側リング３４を省略し、その他は実施形態３
と同様に延長部３０ｄにスチールコード３０ｆからなる
補強層を設けることにより、延長部３０ｄをピストンと
して機能させることができる。この場合は、台板３３、
３５、３６等を用いないので、ゴム製ストッパを用いな
い型の空気ばねのピストンの構造を簡略化することがで
きる。なお、上記のスチールコード３０ｆに代えて繊維
コードを用いてもよい。

【００２０】実施形態５ 図４示す実施形態５は、実施形態４のスチールコード３
０ｆに代えて合成樹脂製の円筒３７を前記通常の補強コ
ード３０ｅの外層に配して延長部３０ｄの剛性および厚
みを増大し、前記の硬質リング３４等を不要にしたもの
である。また、下端ビード部３０ｂは、内外両側に脹ら
みを有し、この内側の脹らみが延長部３０ｄの内側に挿
入した皿形押さえ板３８の外周の断面かぎ形のビード押
さえ３８ａと延長部３０ｄの下面を塞ぐ車体側受け台３
９との間に挟まれ、中央のボルト１７の締付けで固定さ
れる。なお、延長部３０ｄの下面に該下面の開口を塞ぐ
端板を当て、これを皿形押さえ板３８にあらかじめ結合
することもできる。

【００２１】実施形態６ 図５に示す実施形態６は、上記図４の実施形態５におい
て、その合成樹脂製の円筒３７に代えてスチールコード
３０ｆをラジアル方向に、かつ密に配置して円筒状の補
強層を形成したものである。なお、３０ｅは通常の補強
コードで、２層に配置されている。また、４０はビード
ワイヤを示す。

【００２２】

【発明の効果】上記のとおり、この発明に係るローリン
グスリーブ型空圧装置では、円筒状ダイアフラムの一端
に設けたピストンをゴム製のダイアフラム自体で構成し
たものであるから、錆発生の恐れがなく、ピストンの底
部に対する端板のかしめ止めが可能であり、そのため従
来の溶接が不要となり、しかもピストンが中空体に形成
されるため、その内側空間をダイアフラムの内側空間と
連通する空気室に形成することができる。特に請求項２
に記載の発明は、ダイアフラム内に配設したゴム製スト
ッパ支持用の支脚および台板を利用してダイアフラムの
延長部をピストンに形成できるので、ダイアフラムの成
形に際し、長さだけを増大して作ることができる。ま
た、請求項３に記載の発明は、ダイアフラムの成形時に
その延長部を補強して作ることができ、上記のゴム製ス
トッパの支持用の支脚および台板が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の縦断面図である。

【図２】実施形態２の要部の縦断面図である。

【図３】実施形態３の要部の縦断面図である。

【図４】実施形態５の要部の縦断面図である。

【図５】実施形態６の要部の縦断面図である。

【図６】従来装置の縦断面図である。

【図７】他の従来装置の縦断面図である。

【符号の説明】

３０：ダイアフラム ３０ａ、３０ｂ：ビード部 ３０ｃ：本体部 ３０ｄ：延長部 ３０ｅ：補強コード ３０ｆ：スチールコード １１、３１：端板 １１ａ、３１ａ：玉縁 １６：ゴム製のストッパ １６ａ、１７：ボルト １８：中空ボルト ３２：支脚 ３２ａ：通気口 ３３：台板 ３３ａ：ねじ円筒 ３３ｂ：内側リング ３３ｃ：受け部 ３３ｄ：通気口 ３４：外側リング ３５、３６：台板 ３５ａ、３６ｂ：丸縁（内側リング） ３７：合成樹脂製円筒 ３８：皿形押さえ板 ３８ａ：ビード押さえ ３９：車体側受け台 ４０：ビードワイヤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴムと補強コードからなる円筒状ダイア
   フラムの少なくとも一端にピストンを設け、このピスト
   ンの昇降に伴ってピストン表面をダイアフラムの一部が
   転がり接触するようにしたローリングスリーブ型空圧装
   置において、上記ダイアフラムの少なくとも一端側をピ
   ストン長に相当する長さだけ延長し、この延長部をほぼ
   円筒状に保持するための拘束部材を設けて上記の延長部
   をピストンに形成し、このピストンの一端側開口端に形
   成したビード部を用いてピストンの端部開口を塞ぐ端板
   を固定したことを特徴とするローリングスリーブ型空圧
   装置。
2. 【請求項２】 拘束部材がダイアフラムの延長部に隣接
   するダイアフラムの本体部外面に嵌め込んだ外側リング
   と、上記本体部の内側に挿入されて上記硬質リングとの
   間でダイアフラムの本体部を挟持する内側リングと、こ
   の内側リングをピストンの端板上の所定の高さに支持す
   るための支持部材とからなる請求項１記載のローリング
   スリーブ型空圧装置。
3. 【請求項３】 拘束部材がダイアフラムの延長部のゴム
   層内に埋設され、延長部の厚みおよび剛性をそれぞれ本
   体部よりも大きくする円筒状の補強層である請求項１記
   載のローリングスリーブ型空圧装置。