WO2007142153A1

WO2007142153A1 - 空気ばね

Info

Publication number: WO2007142153A1
Application number: PCT/JP2007/061216
Authority: WO
Inventors: Kiyotaka Koike; Masamiki Kawamura
Original assignee: Fukoku Co., Ltd.
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2007-12-13
Also published as: JP2007321936A; EP2031268A1

Description

明細書

空気ばね

技術分野

[0001] 本発明は、大型車両や建設機械等のばね上側とばね下側との間に装着され、ばね上側からばね下側またはばね下側からばね上側への振動の伝播を緩和する空気ばねに関する。

背景技術

[0002] 従来、トラックやバス，鉄道車両等の大型車両における車体側（ばね上側）と車軸側

(ばね下側）との間、また、パワーショベル等の建設機械における運転台（ばね上側）と車体フレーム（ばね下側）との間には、特に、ばね下側からばね上側への振動ゃ衝撃の伝播を緩和して、乗り心地を良くするために空気ばね式サスペンション装置が装着されている。

[0003] 空気ばね式サスペンション装置は、外部から空気が給排される空気室を備える空気ばねと、この空気ばねと並列に設けられるショックァブソーバ (緩衝装置）とを有している。この空気ばね式サスペンション装置は、ばね上側の荷重に応じて空気室に対して圧縮空気を給排することで、ばね上側の姿勢を一定に保持してサスペンションストロークを確保したり、また、空気の弾性を利用するのでコイルばねに比してばね定数を低く設定して乗り心地の向上を図ったりすることができるという利点がある。

[0004] 空気ばねの種類としては、ダイヤフラム型空気ばねが知られており、このダイヤフラム型空気ばねは、内部に補強コード (金属ワイヤ)が内装されたゴム製の筒状弾性膜 (ダイヤフラム）と、このダイヤフラムのばね上側に装着される取付板状部材と、ダイヤフラムのばね下側に装着され、ダイヤフラムとともに内部に空気室を形成するピストンとから概略構成されている。

[0005] 空気ばねに用いられるピストンは、一般に、金属材料 (鋼板等）をプレス加工ゃ铸造成形等することにより形成され、その重量が嵩むばかりか材料費等のコストが嵩むといった問題があり、軽量ィ匕ゃ低コストィ匕といったニーズに対応するには限界がある。そこで、空気ばねに用いられるピストンを合成樹脂等の榭脂材料により成形し、上記課題を解決し得る榭脂製のピストンを備えた空気ばねが知られており、このような空気ばねとしては、例えば、特許文献 1に記載されたものがある。

特許文献 1 :特開 2004— 316785号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 上述した特許文献 1に記載された空気ばねは、ピストンを構成する本体筒部に対して、径方向に連通する連通部を備える有底筒部を内装した 2重筒構造とし、本体筒部の両端側（ばね上側とばね下側）を開口させた構造となっている。そして、このような構造を採用することによって、空気室容量を大きくしてばね定数を低下させ、また、ピストン成形工程で型抜きを支障なく行えるようにしてヽる。

[0007] し力しながら、特許文献 1に記載された空気ばねによれば、ピストンの本体筒部におけるばね下側に、本体筒部とは別部材である蓋部材を Oリングを介して密着させ、その状態にぉ、て単一の連結ボルトで相互を一体化するようにして、る。したがって、空気ばねに対して衝撃的な大きな荷重が負荷されるような場合、例えば、空気ばねを大型トラックに用いる場合であって、積載状態で大きな路面凸部を乗り越えるような場合においては、空気室の内部圧力が急激に上昇し、密着状態にある本体筒部と蓋部材との間から圧縮空気が外部に漏洩する虞がある。また、本体筒部と蓋部材とを、長期に亘る繰り返しの負荷に対して耐え得るように高強度に成形する必要があるため、製造コストが嵩むものであった。

[0008] さらに、本体筒部と蓋部材との接続部分がばね下側に配置されるので、接続部分が常時外部に露出し、これにより、接続部分が風雨にさらされたり接続部分に埃等が介在したりして oリングの早期劣化を招く虞がある。

[0009] また、ピストン成形工程を終えて型抜きを行った後に、後工程として、有底筒部にドリル加工等によって連通部を成形する必要があり、その製造工程が複雑であった。

[0010] 本発明は、上述した種々の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、榭脂製のピストンを採用しつつ大きな空気室容量を確保することができるとともに、空気室内の圧縮空気の漏洩を確実に抑制でき、さらには、製造工程の簡素化を図ることができる空気ばねを提供することにある。課題を解決するための手段

[0011] 本発明に係る空気ばねは、ばね上側とばね下側との間に装着され、前記ばね上側から前記ばね下側または前記ばね下側から前記ばね上側に伝播される振動を緩和する空気ばねであって、前記ばね上側または前記ばね下側に取付けられる取付部材と、前記ばね下側または前記ばね上側に取付けられる榭脂製のピストンと、前記取付部材と前記ピストンとの間に装着され、一端側に折返部を有するとともに内部に空気室を形成する筒状弾性膜とを有し、前記ピストンを、前記折返部に取付けられる取付筒部と前記取付筒部の一端側に内周側が接続されるフランジ部とを有する第 1ピストン体と、前記フランジ部の外周側に他端側が接続される本体筒部と前記本体筒部の一端側を閉塞する閉塞壁とを有する第 2ピストン体とから構成することを特徴とする。

[0012] 本発明に係る空気ばねは、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体との接続部は、前記筒状弾性膜の前記折返部で被覆可能であることを特徴とする。

[0013] 本発明に係る空気ばねは、前記閉塞壁の前記ばね上側に突出して設けられ、当該突出側とは反対側が前記ばね下側に装着される装着部と、前記装着部の外周部と前記本体筒部の内周部との間に設けられ、相互間を放射状に延びる補強リブとを有することを特徴とする。

[0014] 本発明に係る空気ばねは、前記第 1ピストン体は、前記補強リブによって前記第 2ピストン体の径方向に対する所定位置に位置決めされることを特徴とする。

[0015] 本発明に係る空気ばねは、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体とは、前記第 1 ピストン体と前記第 2ピストン体との接続部を溶着して一体ィ匕することを特徴とする。

[0016] 本発明に係る空気ばねは、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体とを、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体との外形容積に対する前記空気室容量が 40%以上となるように成形することを特徴とする。

発明の効果

[0017] 本発明の空気ばねによれば、榭脂製のピストンを、取付筒部とフランジ部とを有する第 1ピストン体と、本体筒部と閉塞壁とを有する第 2ピストン体とから構成するので、ピストンの軽量ィ匕を図ることができる。また、本体筒部と閉塞壁とを一体化して第 2ビストン体の剛性を高めることができ、したがって、空気室から外部への圧縮空気の漏洩を確実に抑制することができる。また、ピストン成形工程において、第 2ピストン体の本体筒部における閉塞壁とは反対側から型抜きを行うことで空気室が形成されるので、空気室を形成するための後工程が不要となり、したがって、製造工程を簡素化することがでさる。

[0018] 本発明の空気ばねによれば、第 1ピストン体と第 2ピストン体との接続部を筒状弾性膜の折返部で被覆可能としたので、各ピストン体の接続部が外部に常時露出することを防止することができる。したがって、各ピストン体の接続部が筒状弾性膜の折返部によって保護されて、各ピストン体の接続部における劣化を抑制することができる。

[0019] 本発明の空気ばねによれば、閉塞壁のばね上側に突出する装着部と、装着部の外周部と本体筒部の内周部との間に相互間を放射状に延びる補強リブとを有するので、第 2ピストン体の剛性が高くなり、ひいては、ピストン全体の剛性を高めることができる。

[0020] 本発明の空気ばねによれば、第 1ピストン体は、補強リブによって第 2ピストン体の径方向に対する所定位置に位置決めされるので、第 1ピストン体を第 2ピストン体に対して自動的にセンタリングさせることができ、組立て作業の効率ィ匕を図ることができる。

[0021] 本発明の空気ばねによれば、第 1ピストン体と第 2ピストン体との接続部を溶着して一体ィ匕するので、第 1ピストン体と第 2ピストン体との接合強度を向上させることができる。

[0022] 本発明の空気ばねによれば、各ピストン体を、ピストンの外形容積に対する空気室容量力 0%以上となるように成形するので、十分な空気室容量を得て空気ばねのばね定数を低下させることができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]大型トラックのフレームに架装された空気ばねを示す概略図である。

[図 2]図 1における空気ばねを示す断面図である。

[図 3]図 2の破線円 A部分を拡大して示す部分拡大断面図である。

[図 4] (a) , (b)は、図 2に示す空気ばねのピストンにおける上面図および下面図である。

[図 5] (a) , (b)は、図 2に示す空気ばねのピストンを分解して示す断面図。

[図 6] (a)〜 (d)は、第 1ピストン体と第 2ピストン体との接続手順を示す接続工程図である。

[図 7] (a) , (b)は、図 2に示す空気ばねの圧縮状態および伸長状態を示す動作断面図である。

[図 8] (a) , (b)は、第 2実施の形態における空気ばねのピストンを分解して示す断面図である。

[図 9] (a) , (b)は、第 3実施の形態における空気ばねのピストンを分解して示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、本発明の第 1実施の形態における空気ばねについて、図面に基づき詳細に説明する。

[0025] 図 1は大型トラック（図示せず)のフレームにおける後端側を示しており、このフレーム 10の後端側には、一対の後側車軸 11が設けられている。各後側車軸 11には、それぞれ左右側（図面では片側のみを示す）に一対の後輪 12が装着され、各後側車軸 11は、一対の空気ばね式サスペンション装置 13によって支持されて!、る。

[0026] 空気ばね式サスペンション装置 13は、一端側がフレーム 10に連結される連結部材 14と、一端側が連結部材 14の他端側に回動自在に連結されるアーム部材 15と、ァ一ム部材 15の他端側に揺動自在に連結され、後側車軸 11を支持する支持部材 16 とを有するリンク機構 Lを備えている。そして、フレーム 10と支持部材 16との間には、一対の空気ばね 17と緩衝装置としてのショックァブソーバ 18が装着され、各空気ばね 17とショックァブソーバ 18とは、後輪 12の上下動に伴う支持部材 16の上下動に応じて伸縮動作するようになって!/、る。

[0027] 図 2に示すように空気ばね 17は、所謂、ダイヤフラム型空気ばねであって、この空気ばね 17は、取付板状部材 20と、プラスチック等の合成樹脂材料よりなる空気ばね用榭脂ピストンとしてのピストン 30と、取付板状部材 20とピストン 30との間に設けられる筒状弾性膜としてのゴム製のダイヤフラム 40とを有している。 [0028] 取付部材としての取付板状部材 20は、鋼板等の金属板材料をプレス加工等によつて打ち抜くことにより略円盤形状に成形されており、この取付板状部材 20は、本体部 21と取付ブラケット 22とを有している。本体部 21と取付ブラケット 22とは、相互に溶接等の固定手段によって接続されており、取付ブラケット 22は、図 1に示す大型トラックのばね上側としてのフレーム 10に対して図示しないボルト等の締結具を介して取付けられるようになって、る。

[0029] 本体部 21の外周部には、図中下方に折り曲げるようにして環状のカール部 21aが形成されており、このカール部 21aは、ダイヤフラム 40におけるばね上側（図中上方）の金属ワイヤ 40aが内装された部分を取り囲むように挟持して気密性を保持するとともにダイヤフラム 40の抜け (脱落)を防止するようになって!/、る。

[0030] ピストン 30の内部には、空気室 31 (空気室容量 S1)が形成されており、この空気室 31はダイヤフラム 40の内部に形成される空気室 41 (空気室容量 S2)と連通可能となつている。それぞれの空気室 31および 41は、相互間の空気の流れに対して流動抵抗が生じ無いように連通されており、したがって、空気ばね 17のばね定数を決定する空気室容量は、各空気室 31および 41の空気室容量 S1および S2の和によって決定される。

[0031] ピストン 30における空気室 31の空気室容量 S1は、ピストン 30の外形容積、つまり、ピストン 30を形作る榭脂材料部分 (後述の補強リブ 33や本体筒部 35aなどの厚み部分)を含む全体容積に対して、 40%以上となるように設定されて十分な空気室容量 S 1を得ている。これにより、ピストン 30の強度を十分なものとしつつ、より多くの空気を空気ばね 17の媒体として使用できるため、空気ばね 17のばね定数を低く設定することができ、良好な乗り心地 (振動絶縁性)を得ることができる。また、空気ばね 17の繰り返しの圧縮による発熱についても、圧縮される空気容量を多く取れるので、温度上昇を抑えることができる。

[0032] ピストン 30における空気室 31の内側および底部の外側（図中下端側）には、図 4 (a ) , (b)に示すように、ピストン 30の中心部分力も放射状に延びるようにして、それぞれ補強リブ 32, 32, · · ·および 33, 33…が、 30。間隔で 12等分するように 12個ずつ形成されており、これらの補強リブ 32および 33によって、ピストン 30を補強して、その剛'性を高めるようになって、る。

[0033] ピストン 30は、図 5に示すように、ばね上側の第 1ピストン体 34とばね下側の第 2ピストン体 35とから構成されており、これらのピストン体 34および 35は、いずれもプラスチック等よりなる同一の合成樹脂材料によって形成されている。

[0034] 第 1ピストン体 34は、ダイヤフラム 40のばね下側（図中下方）を内側に折り返して形成される折返部 42に取付けられる取付筒部 34aと、この取付筒部 34aの図中下端側に内周側が接続される略ドーナツ形状のフランジ部 34bとを有している。取付筒部 3 4aは、ピストン 30の空気室 31を形成するとともに、空気室 31と空気室 41とを連通する連通路となっている。

[0035] フランジ部 34bの外周側には、下方に折り曲げるようにして折曲部 34cが形成されており、この折曲部 34cの図中下方には、後述する本体筒部 35aの第 2当接面 f2に当接する環状の第 1当接面 flが設けられている。ここで、本発明におけるフランジ部の外周側とは、第 2ピストン体 35の第 2当接面 f2との当接面、つまり、第 1ピストン体 3 4における第 1当接面 f 1を有する部分のことを言ヽ、本実施の形態におけるフランジ部の外周側は、折曲部 34cと第 1当接面 flとから構成されている。

[0036] 第 2ピストン体 35は、フランジ部 34bにおける折曲部 34cの第 1当接面 flに当接する環状の第 2当接面 f2を有する本体筒部 35aと、この本体筒部 35aの図中下端側に一体的に形成され、本体筒部 35aの図中下端側を閉塞する閉塞壁 35bとを有している。

[0037] 本体筒部 35aの内周壁 W1および外周壁 W2は、第 2ピストン体を形作る铸型（図示せず)を容易に抜き取れるように、第 2ピストン体 35の垂直軸に対してそれぞれ所定の傾斜角度を有しており、例えば、内周側の抜き勾配を 0. 5° 〜1. 5° の範囲とし、外周側の抜き勾配を 0. 5° 〜3. 5° の範囲とすることが好ましい。

[0038] 閉塞壁 35bの中心部分には、空気室 31側（ばね上側）に突出して形成され、その突出側とは反対側がばね下側としての支持部材 16 (図 1参照）にボルト 50 (図 2参照 )を介して装着される筒状の装着部 35cがー体的に形成されている。この装着部 35c の内部には、ボルト 50がねじ結合される金属性のナット部材 51が内装されており、このナット部材 51の外形は複数の段付形状とされ、装着部 35cに対して強固に固定されることで、装着部 35cからの抜け (脱落)が防止されて、る。

[0039] 空気室 31の内部には、装着部 35cの外周部と、本体筒部 35aの内周壁（内周部） W1との間に、相互を接続するようにして放射状に延びる補強リブ 32, 32,…がー体的に形成されており、これらの補強リブ 32の板厚寸法は約 3mmに設定されている。なお、補強リブ 32の個数や板厚寸法は、必要とされるピストン 30の剛性に応じて適宜設定するものであり、この場合、ピストン 30における空気室 31の空気室容量 S1が、ピストン 30の外形容積に対して上述した理由力 40%以上となるように設定するようにする。

[0040] ダイヤフラム 40には、図示しない外層ゴム (外周側）と内層ゴム（内周側）との間に斜交配置されたポリアミド系榭脂等よりなる補強コード（図示せず)が内装されており、空気室 41の内部に供給される圧縮空気の圧力によってダイヤフラム 40自身が延びないように補強されている。

[0041] ダイヤフラム 40に設けられる折返部 42は、ダイヤフラム 40の図中下端側に形成される円弧部 40bにおける径方向内側の部分によって構成されており、折返部 42の内周側は、本体筒部 35aの外周壁 W2に対して接触するようになっている。そして、この折返部 42は、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35との接続部 Pを被覆可能となっている。折返部 42の上端側（図中上方）には金属ワイヤ 40cが内装されており、この金属ワイヤ 40cが取付筒部 34aに嵌合することによって、折返部 42に対して取付筒部 3 4aが強固に固定されるようになって、る。

[0042] 次に、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35との接続方法 (ピストン 30の組立方法）にっ、て図を用いて詳細に説明する。

[0043] 本実施の形態においては、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35とを、相互の接続部を溶融して接続するようにしている。図 6 (a)に示すように、まず、別工程である射出成形工程等によって成形した合成樹脂の第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35とを準備する（ピストン体準備工程)。次いで、ピストン体準備工程において準備した各ビストン体 34および 35を、図中破線で示すような形状をなす固定治具 a, bにそれぞれセットする (ピストン体セット工程)。ここで、固定治具 a, bは、図示しない把持機構等によって、各ピストン体 34および 35をそれぞれの中心軸がずれな、ように把持するようになっている。

[0044] その後、図 6 (a)に示すように、対向する各ピストン体 34および 35の間に、略ドーナッ形状の加熱治具 Hを配置する。ここで、この加熱治具 H内には、例えば、電気抵抗加熱器等の加熱手段（図示せず）が内装されており、この加熱手段によって、加熱治具 Hは、所定温度 (合成樹脂材料の溶融温度）に設定されるようになっている。

[0045] 次いで、図 6 (a)に示す状態力図 6 (b)の矢印に示すように、図示しない駆動機構によって、固定治具 a, bを相互に近接するように駆動させる。この固定治具 a, bの近接駆動によって、第 1ピストン体 34の環状の第 1当接面 flと第 2ピストン体 35の環状の第 2当接面 f2とが、加熱治具 Hの図中上下面にそれぞれ当接して、第 1当接面 fl と第 2当接面 f 2とがそれぞれ溶融 (軟化)する (接続部溶融工程)。

[0046] その後、図 6 (c)の矢印に示すように、駆動機構を駆動することによって、固定治具 a, bを相互に離間させる。そして、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35とを離間させた後、図示しない駆動機構によって加熱治具 Hを速やかに水平方向へ移動させ、引き続き図 6 (d)の矢印に示すように駆動機構を駆動することによって、固定治具 a, bを再び相互に近接させる。そして、溶融または軟化された第 1当接面 flと第 2当接面 f2 とを所定の押圧力で突合せ、これにより、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35とを接合する (溶融接合工程)。

[0047] このとき、補強リブ 32の図中上端面は、第 2当接面 f2よりも図中上方に若干突出しているので、第 1ピストン体 34は第 2ピストン体 35の径方向に対する所定位置に自動的に位置決め（センタリング)されるようになつている。なお、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35との接続は、第 1当接面 flと第 2当接面 f2との溶融による接続のみによつて行われ、補強リブ 32とフランジ部 34bとは接続されていない。これは、本発明における空気ばね 17が、ばね上側の自重を略垂直方向から受苛して圧縮状態で使用され、したがって、第 2ピストン体 35の補強リブ 32は、少なくとも第 1ピストン体 34のフランジ部 34bからの荷重を支えられれば良、もので、必ずしも補強リブ 32とフランジ部 34bとを固着させる必要がないためである。このため、例えば、空気ばね 17の取り外し後における分解を容易に行うことができ、榭脂材料のリサイクル性等に優れたものとなっている。 [0048] 次に、以上のように構成した本発明の第 1実施の形態における空気ばね 17の動作について、図に基づき詳細に説明する。

[0049] 図 7 (a) , (b)は、空気ばね 17の通常の動作状態、つまり、大型トラックへの積荷が適正積載量の範囲であって、凹凸の激しい未舗装路等の悪路を除く路面走行中における圧縮状態 (バンプ)および伸長状態 (リバウンド)を示して!/、る。

[0050] 図 7 (a)の矢印に示すように、大型トラックが路面の凸部を乗り上げる等して、空気ばね 17が圧縮されると、空気室 31および 41内の空気が圧縮されて、その容積が小さくなる。すると、ダイヤフラム 40の折返部 42が、ピストン 30の本体筒部 35aの外周壁 W2を転動しつつ、接触範囲 C1で接触する。このとき、第 1ピストン体 34と第 2ビストン体 35との接続部 Pは、ダイヤフラム 40の折返部 42によって被覆された状態にあり、接続部 Pは接触範囲 C1の中にある。

[0051] ここで、例えば、大型トラックが凹凸の激しい未舗装路等の悪路を走行する等して空気ばね 17がさらに大きく圧縮され、空気室 31および 41内の圧力が衝撃的に上昇するような場合においても、接続部 Pは折返部 42によって被覆されて押さえつけられ、接続部 Pを分離する方向に作用する高圧力ピストン 30を保護できるようになっている。

[0052] 一方、図 7 (b)の矢印に示すように、大型トラックが路面の凸部を乗り越す等して、空気ばね 17が伸長されると、空気室 31および 41内の空気が膨張されて、その容積が大きくなる。すると、ダイヤフラム 40の折返部 42が、ピストン 30の本体筒部 35aの外周壁 W2を転動しつつ、接触範囲 C2で接触するようになる。このとき、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35との接続部 Pは、上述と同様にダイヤフラム 40の折返部 42 によって被覆された状態にあり、接続部 Pは接触範囲 C2の中にある。

[0053] このように、空気ばね 17が路面の凹凸に応じて圧縮または伸長動作されるとともに、これに伴って図 1に示すショックァブソーバ 18が伸縮することにより、ばね上側としてのフレーム 10への振動の伝播を緩和することができる。

[0054] 以上詳述したように、本発明の第 1実施の形態における空気ばね 17によれば、榭脂製のピストン 30を、取付筒部 34aとフランジ部 34bとを有する第 1ピストン体 34と、本体筒部 35aと閉塞壁 35bとを有する第 2ピストン体 35とから構成するので、ピストン 30の軽量ィ匕を図ることができる。また、本体筒部 35aと閉塞壁 35bとを一体化して第 2ピストン体 35の剛性を高めることができ、したがって、空気室 31および 41から外部への圧縮空気の漏洩を確実に抑制することができる。また、ピストン 30の成形工程において、第 2ピストン体 35の本体筒部 35aにおける閉塞壁 35bとは反対側力も型抜きを行うことで空気室 31が形成されるので、空気室 31を形成するための後工程が不要となり、したがって、ピストン 30の製造工程を簡素化することができる。

[0055] また、本発明の第 1実施の形態における空気ばね 17によれば、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35との接続部 Pをダイヤフラム 40の折返部 42で被覆可能としたので、各ピストン体 34および 35の接続部 Pが外部に常時露出することを防止することができる。したがって、各ピストン体 34および 35の接続部 Pがダイヤフラム 40の折返部 42によって保護されて、各ピストン体 34および 35の接続部 Pにおける劣化を抑制することができる。

[0056] さらに、本発明の第 1実施の形態における空気ばね 17によれば、閉塞壁 35bの空気室 31側に突出する装着部 35cと、装着部 35cの外周部と本体筒部 35aの内周部との間に相互間を放射状に延びる複数の補強リブ 32, 32· · ·とを有するので、第 2ピストン体 35の剛性が高くなり、ひいては、ピストン 30全体の剛性を高めることができる

[0057] また、本発明の第 1実施の形態における空気ばね 17によれば、第 1ピストン体 34は、補強リブ 32によって第 2ピストン体 35の径方向に対する所定位置に位置決めされるので、第 1ピストン体 34を第 2ピストン体 35に対して自動的にセンタリングさせることができ、組立て作業の効率ィ匕を図ることができる。

[0058] さらに、本発明の第 1実施の形態における空気ばね 17によれば、第 1ピストン体 34 と第 2ピストン体 35との接続部 P (第 1当接面 flおよび第 2当接面 f 2)を溶着して一体化するので、第 1ピストン体 34と第 2ピストン体 35との接合強度を向上させることができる。

[0059] また、本発明の第 1実施の形態における空気ばね 17によれば、各ピストン体 34および 35を、ピストン 30の外形容積に対する空気室容量が 40%以上となるように成形するので、十分な空気室容量を得て空気ばね 17のばね定数を低下させることができる。

[0060] 次に、本発明の第 2実施の形態における空気ばねについて図に基づき詳細に説明する。なお、上述した第 1実施の形態における空気ばね 17のピストン 30と同様の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

[0061] 図 8に示すように、第 2実施の形態におけるピストン 60は、第 1ピストン体 61と第 2ピストン体 62とを有している。第 1ピストン体 61を構成するフランジ部 61aの外周側には、下方に折り曲げるようにして折曲部 61bと筒部 61cとが形成されており、筒部 61cの図中下方には、第 2ピストン体 62の本体筒部 62aにおける第 2当接面 f2に当接する環状の第 1当接面 flが設けられている。このように、第 2実施の形態においては、本発明におけるフランジ部の外周側を、折曲部 61b,筒部 61cおよび第 1当接面 flとから構成しており、ここでは第 1当接面 flを有する筒部 61cを形成するために必要となる屈曲部 61bにつ、ても、本発明におけるフランジ部の外周側に含むものとなって!/ヽる。

[0062] 閉塞壁 35bの中心部分に形成される装着部 35cの内部には、図 2に示すボルト 50 がねじ結合される金属性のナット部材 51aが内装されており、このナット部材 51aの外形は、図中下方に向力うにつれて徐々に小径となる円すい台形状とされ、これにより、装着部 35cからの抜け (脱落)が防止されている。

[0063] この第 2実施の形態におけるピストン 60においても、第 1当接面 flと第 2当接面 f2と力なる接続部 P力図 2に示すダイヤフラム 40の折返部 42によって被覆可能になつており、接続部 Pにおける劣化を抑制するようになって、る。

[0064] 以上のように構成された第 2実施の形態においても、上述した第 1実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第 2実施の形態においては、第 1ピストン体 61におけるフランジ部 61aの外周側に、図中下方に延びる筒部 61cを有するので、この筒部 61cに対して複数の補強リブ 32, 32 · · ·が入り込み、したがって、第 1ピストン体 61の第 2ピストン体 62に対する横方向への剛性を高めることができる。

[0065] 次に、本発明の第 3実施の形態における空気ばねについて図に基づき詳細に説明する。なお、上述した第 1実施の形態における空気ばね 17のピストン 30と同様の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 [0066] 図 9に示すように、第 3実施の形態におけるピストン 70は、第 1ピストン体 71と第 2ピストン体 72とを有している。第 1ピストン体 71は取付筒部 34aとフランジ部 71aとを有し、フランジ部 71aの外周側には、上述した第 1実施の形態で示したような折曲部 34 cが形成されていない。第 2ピストン体 72の内側に一体成形される複数の補強リブ 73 , 73 · · ·には、第 1ピストン体 71の取付筒部 34aの内側に入り込み、第 1ピストン体 71 を第 2ピストン体 72に対してセンタリングする膨出部 73a, 73a - · ·がー体成形されている。そして、補強リブ 73の上面部 73bは、第 2ピストン体 72における本体筒部 35a の第 2当接面 f 2と、軸方向に対して同一の位置となるように形成されて!、る。

[0067] この第 3実施の形態におけるピストン 70においても、第 1当接面 flと第 2当接面 f2と力なる接続部 P力図 2に示すダイヤフラム 40の折返部 42によって被覆可能になつており、接続部 Pにおける劣化を抑制するようになっている。なお、第 3実施の形態におけるナット部材 51aは、上述した第 2実施の形態と同一の構造を採用している。

[0068] 以上のように構成された第 3実施の形態においても、上述した第 1実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第 3実施の形態においては、補強リブ 73の上面部 73bを、第 2ピストン体 72における本体筒部 35aの第 2当接面 f2と軸方向に対して同一の位置となるように形成したので、構造が単純な環状の加熱治具を用いることにより、第 1ピストン体 71のフランジ部 71aの図中下端面と補強リブ 73の上面部 73bとを溶融して相互を接合することができるので、第 1ピストン体 71と第 2ピストン体 72との接合強度をより向上させることができる。

[0069] なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなぐその要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した各実施の形態では、第 1ピストン体と第 2ピストン体とを、相互の当接面を溶融して接合 (溶着)したものを示したが、本発明はこれに限らず、熱硬化型接着剤や接着テープ等の他の接着手段を用いて第 1ピストン体と第 2ピストン体とを接合するようにしても構わな、。

[0070] また、上記各実施の形態においては、空気ばね 17を、大型トラックのフレーム（ばね上側） 10と後側車軸（ばね下側） 11との間に架装される空気ばね式サスペンション装置 13に用いられるものを示した力本発明はこれに限らず、鉄道車両の車体と台車との間やパワーショベルの運転台と車体フレームとの間等に架装される空気ばね式サスペンション装置にも用いることができる。

[0071] さらに、上記各実施の形態においては、ばね上側としてのフレーム 10に取付部材を、ばね下側としての支持部材 16にピストンをそれぞれ配置してなる空気ばね 17について説明したが、本発明はこれに限らず、空気ばねが架装される架装対象の要求や機能上の状況等に応じて、ばね上側にピストンを、ばね下側に取付部材をそれぞれ上下反転させた配置状態で使用できることは言うまでもない。

産業上の利用可能性

[0072] 本発明の空気ばねは、大型車両や建設機械等のばね上側とばね下側との間に装着することにより、ばね上側からばね下側またはばね下側からばね上側に伝播される振動を緩和するために使用される。

Claims

請求の範囲

[1] ばね上側とばね下側との間に装着され、前記ばね上側力前記ばね下側または前記ばね下側から前記ばね上側に伝播される振動を緩和する空気ばねであって、前記ばね上側または前記ばね下側に取付けられる取付部材と、

前記ばね下側または前記ばね上側に取付けられる榭脂製のピストンと、前記取付部材と前記ピストンとの間に装着され、一端側に折返部を有するとともに内部に空気室を形成する筒状弾性膜とを有し、

前記ピストンを、前記折返部に取付けられる取付筒部と前記取付筒部の一端側に内周側が接続されるフランジ部とを有する第 1ピストン体と、前記フランジ部の外周側に他端側が接続される本体筒部と前記本体筒部の一端側を閉塞する閉塞壁とを有する第 2ピストン体とから構成することを特徴とする空気ばね。

[2] 請求項 1記載の空気ばねにおいて、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体との接続部は、前記筒状弾性膜の前記折返部で被覆可能であることを特徴とする空気ばね

[3] 請求項 1記載の空気ばねにおいて、前記閉塞壁の前記ばね上側に突出して設けられ、当該突出側とは反対側が前記ばね下側に装着される装着部と、前記装着部の外周部と前記本体筒部の内周部との間に設けられ、相互間を放射状に延びる補強リブとを有することを特徴とする空気ばね。

[4] 請求項 3記載の空気ばねにぉ、て、前記第 1ピストン体は、前記補強リブによって前記第 2ピストン体の径方向に対する所定位置に位置決めされることを特徴とする空気ばね。

[5] 請求項 1記載の空気ばねにおいて、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体とは、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体との接続部を溶着して一体ィ匕することを特徴とする空気ばね。

[6] 請求項 1記載の空気ばねにおいて、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体とを、前記第 1ピストン体と前記第 2ピストン体との外形容積に対する前記空気室容量が 40 %以上となるように成形することを特徴とする空気ばね。