(57)【要約】【課題】軸心に配される１本のボルトでピストンをその支持部材（ばね下部）に取付ける構造としながらも正規の位置に組付けできて、ピストン固定操作時に筒状ゴム膜が捩れる不都合が生じないように改善される空気ばねを提供する。【解決手段】筒状ゴム膜１と、これの軸心Ｐ方向の一端部に気密接合される大径板状部材２と、筒状ゴム膜１の軸心Ｐ方向の他端部に気密接合されるピストン３とを有し、筒状ゴム膜１の弾性変形に伴って他端部側が折り返されて成る裏返し筒部分１Ｃを転動案内可能な周面７がピストン３に形成されている空気ばねにおいて、ピストン３に、これを支持するピストン支持部材ｆとの軸心Ｐ回りの相対回動を阻止する回り止め機構Ｂが装備されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ゴム膜と、これの軸心方向の一端部に気密接合される大径板状部材と、前記筒状ゴム膜の軸心方向の他端部に気密接合されるピストンとを有し、前記筒状ゴム膜の弾性変形に伴って前記他端部側が折り返されて成る裏返し筒部分を転動案内可能な周面が前記ピストンに形成されている空気ばねであって、
前記ピストンに、これを支持するピストン支持部材との前記軸心回りの相対回動を阻止する回り止め機構が装備されている空気ばね。
【請求項２】
前記回り止め機構が、前記ピストン支持部材に設けられて前記軸心方向に突出する突起部を内嵌可能な係合穴、又は前記ピストン支持部材に設けられて前記軸心方向に凹む係合穴に内嵌可能な突起部を有して構成されている請求項１に記載の空気ばね。
【請求項３】
前記ピストンが合成樹脂製であるとともに、前記回り止め機構が、前記ピストン支持部材に設けられて前記軸心方向に突出する突起部を内嵌可能であり、かつ、内周が硬質材による筒部材で補強されている係合穴によって構成されている請求項１に記載の空気ばね。
【請求項４】
筒状ゴム膜と、これの軸心方向の一端部に気密接合されてばね上部に被支持可能な大径板状部材と、前記筒状ゴム膜の軸心方向の他端部に気密接合されてばね下部に被支持可能なピストンとを有し、前記筒状ゴム膜の弾性変形に伴って前記他端部側が折り返されて成る裏返し筒部分を転動案内可能な周面が前記ピストンに形成されている空気ばね構造であって、
前記ピストンと前記ばね下部との前記軸心周りの相対回動移動を阻止する回り止め手段が構成されている空気ばね構造。
【請求項５】
前記回り止め手段が、前記ピストンと前記ばね下部との何れか一方に設けられて前記軸心方向に突出する突起部と、前記ピストンと前記ばね下部との何れか他方に設けられて前記突起部を内嵌可能な係合穴とから構成されている請求項４に記載の空気ばね構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラック自動車や鉄道車両等に用いられる空気ばねに係り、詳しくは、ピストンの組付性が改善される空気ばね、或いは空気ばね構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気ばねは、筒状ゴム膜と、これの軸心方向の一端部に気密接合される大径板状部材と、筒状ゴム膜の軸心方向の他端部に気密接合されるピストンとを有し、筒状ゴム膜の弾性変形に伴ってその他端部側が折り返されて成る裏返し筒部分を転動案内可能な周面がピストンに形成される、という具合に構成されている。このような従来技術としては、特許文献１や特許文献２において開示されたものが知られている。
【０００３】
空気ばねを自動車等の実際の設置箇所に組付けて空気ばね構造とするには、大径板状部材が車体フレーム等のばね上部に取付けられ、ピストンが車軸を支える懸架アーム等のばね下部に取付けられるようになる。この場合、大径板状部材は、そこに固着されるブラケットを介しての複数のボルト止めによって位置決め状態でばね上部に取付けられる。これに対して、ピストンは、その中心（軸心）に沿って一体的に装備されるボルト、又はナットを設けて、１組のボルト・ナットによってばね下部に取付ける構造とされている。
【０００４】
故に、ピストンをばね下部に組付けるべく締結する場合、ピストンを片手で支えながらもう片方の手でボルト操作することになるが、往々にして締付トルクによってピストンが回動移動してしまうことがある。大きく回動移動すると筒状ゴム膜が大きく捩られてしまうので、見た目にすぐその不具合が分かり、再組付け操作が余儀なくされる。従って、余計な工数が発生するおそれがある、という問題があった。
【０００５】
また、少しピストンが正規の位置から回動移動して筒状ゴム膜が多少捩られたままの状態で組み付けられてしまうこともあるが、その場合には、捩れの影響により、早期のボルト弛みや筒状ゴム膜の早期破損等、品質が低下し易くなるという問題がある。従って、ピストンを中心１本のボルトで取付ける手段は改善の余地が残されているものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２１９３６号公報
【特許文献２】特開２００７−０５１７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、軸心に配される１本のボルトでピストンをその支持部材（ばね下部）に取付ける構造としながらも正規の位置に組付けできて、ピストン固定操作時に筒状ゴム膜が捩れる不都合が生じないように改善される空気ばね、並びに空気ばね構造を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、筒状ゴム膜１と、これの軸心Ｐ方向の一端部に気密接合される大径板状部材２と、前記筒状ゴム膜１の軸心Ｐ方向の他端部に気密接合されるピストン３とを有し、前記筒状ゴム膜１の弾性変形に伴って前記他端部側が折り返されて成る裏返し筒部分１Ｃを転動案内可能な周面７が前記ピストン３に形成されている空気ばねにおいて、
前記ピストン３に、これを支持するピストン支持部材ｆとの前記軸心Ｐ回りの相対回動を阻止する回り止め機構Ｂが装備されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の空気ばねにおいて、前記回り止め機構Ｂが、前記ピストン支持部材ｆに設けられて前記軸心Ｐ方向に突出する突起部１３を内嵌可能な係合穴１１、又は前記ピストン支持部材ｆに設けられて前記軸心Ｐ方向に凹む係合穴１４に内嵌可能な突起部１５を有して構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の空気ばねにおいて、前記ピストン３が合成樹脂製であるとともに、前記回り止め機構Ｂが、前記ピストン支持部材ｆに設けられて前記軸心Ｐ方向に突出する突起部１３を内嵌可能であり、かつ、内周が硬質材による筒部材１６で補強されている係合穴１１によって構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、筒状ゴム膜１と、これの軸心Ｐ方向の一端部に気密接合されてばね上部Ｆに被支持可能な大径板状部材２と、前記筒状ゴム膜１の軸心Ｐ方向の他端部に気密接合されてばね下部ｆに被支持可能なピストン３とを有し、前記筒状ゴム膜１の弾性変形に伴って前記他端部側が折り返されて成る裏返し筒部分１Ｃを転動案内可能な周面７が前記ピストン３に形成されている空気ばね構造において、
前記ピストン３と前記ばね下部ｆとの前記軸心Ｐ周りの相対回動移動を阻止する回り止め手段Ｄが構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の空気ばね構造において、前記回り止め手段Ｄが、前記ピストン３と前記ばね下部ｆとの何れか一方に設けられて前記軸心Ｐ方向に突出する突起部ｔと、前記ピストン３と前記ばね下部ｆとの何れか他方に設けられて前記突起部ｔを内嵌可能な係合穴ｈとから構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ピストンとピストン支持部材との軸心回りの相対回動を阻止する回り止め機構が装備されているので、ボルトを締付方向に回し操作した際のピストンの連れ回りが生じないようになる。故に、筒状ゴム膜が大きく捩られてしまって再組付け操作が余儀なくされ、余計な工数が掛かるとか、筒状ゴム膜が多少捩られたまま組み付けられて、早期ボルト弛みや筒状ゴム膜の早期破損等、品質が低下し易くなるといった問題が解消される。その結果、軸心に配される１本のボルトでピストンをその支持部材（ばね下部）に取付ける構造としながらも正規の位置に組付けできて、ピストン固定操作時に筒状ゴム膜が捩れる不都合が生じないように改善される空気ばねを提供することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、ピストンに装備される回り止め機構が、突起部を内嵌可能な係合穴、又は係合穴に内嵌可能な突起部という簡単で廉価な構造で構成できる利点がある。
【００１５】
請求項３の発明によれば、係合穴が硬質材製の筒部材で補強されるので、ピストンを合成樹脂製としても係合穴に圧潰等の損傷が生じることなく強度十分に構成でき、軽量で廉価なものとしながら請求項１や２の発明による前記効果を奏することができる、という利点がある。
【００１６】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明による効果と同等の効果を発揮することが可能な空気ばね構造を提供することができ、請求項５の発明によれば、請求項２の発明による効果と同等の効果を発揮することが可能な空気ばね構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】空気ばねの構造を示す断面図（実施例１）
【図２】ピストンの底面図
【図３】回り止め機構の構造を示す要部の拡大断面図
【図４】空気ばねの使用例（空気ばね構造）を示す正面図
【図５】実施例２の回り止め機構等を示す要部の拡大断面図
【図６】実施例３の回り止め機構等を示す要部の拡大断面図
【図７】実施例４の回り止め機構等を示す要部の拡大断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明による空気ばね並びに空気ばね構造の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
〔実施例１〕
図４に、トラック（鉄道車両、バス等でも良い）の車体フレーム（ばね上部の一例）Ｆと車軸側（ばね下部の一例）ｆとの間に設けられる空気ばねＡ及び空気ばね装置Ｋを示してある。即ち、空気ばね装置Ｋは、車体２１の通路部２２を支える車体フレームＦの取付板２３と、アクスル２４の上面板２７との上下間に空気ばねＡ（実施例１）を配する構成、即ち、空気ばね構造である。尚、２５はタイヤ、２６はタイヤハウス、Ｃは車体の左右センターである。
【００２０】
空気ばねＡは、図１に示すように、気体室Ｓの壁部を構成する縦形円筒状のダイヤフラム（筒状ゴム膜の一例）１と、その縦向きの軸心Ｐを有するダイヤフラム１の上端に形成される大径ビード部（一端部の一例）１Ａにかしめ固定される円板状のアッパープレート（大径板状部材の一例）２と、ダイヤフラム１の下端に形成される小径ビード部（他端部の一例）１Ｂに密嵌されるピストン３とを備えて構成されている。アッパープレート２、これを車体フレームＦ（図４参照）に取付固定するための取付ボルト５と、気体室Ｓに対する空気給排孔４とを備えている。空気給排孔４は、アッパープレート２に貫通溶接して気密に固着される金属製パイプ１２等で構成されている。
【００２１】
ピストン３は、合成樹脂製の主筒部６と、金属板製のビード押え８、取付ボルト９、ゴムや軟質樹脂等から成るクッション材１０を有して構成されている。主筒部６は、図１，図２に示すように、基本的には下窄まり状であって下端部が湾曲下拡がりする転動用側周面７、受け皿状のビード押さえ８を載せ付けるための下方凹み部６ａ、下方凹み部６ａの外周部である水平環頂面６ｂ、ボルト挿通孔６ｃ、主筒部６の下面６ｄに臨む下向き開放の係合穴１１、周リブ６ｅ，６ｉ、放射リブ６ｆ，６ｇ，６ｈ等を有して成る型成形品である。下面６ｄは、各リブ６ｅ〜６ｉの底面をも含む面であって、要は上面板２７に載せ付けられれう面である。
【００２２】
ビード押え８は、その上面（符記省略）に加硫接着等によって断面形状が略台形のクッション材１０が一体的に設けられており、それによって予め中心孔（符記省略）に通されている取付ボルト９との三部品が一体化されたコンプリート部品に形成されている。ビード押え８が主筒部６に装備された状態では、その嵌合筒部８ａと水平環頂面６ｂとの協働によって小径ビード部１Ｂを嵌合装着している。転動用側周面７には、ダイヤフラム１の下側が内側に折り返された部分である裏返し筒部分１Ｃが被さっている。このように、ダイヤフラム１がピストン３に被さるように押し込まれており、主筒部６の外周面７がその裏返し筒部分１Ｃを転動案内可能に構成されている。
【００２３】
次に、回り止め機構Ｂについて説明する。図１〜図３に示すように、ピストン３に、これを支持するアクスル２４の上面板（ピストン支持部材ｆの一例）２７との軸心Ｐ回りの相対回動を阻止する回り止め機構Ｂが装備されている。即ち、回り止め機構Ｂは、上面板２７に設けられて軸心Ｐ方向に突出する軸ピン（突起部の一例）１３を内嵌可能に主筒部６に設けられた係合穴１１によって構成されている。
【００２４】
空気ばねＡを実機に組付けて空気ばね装置Ｋとする空気ばね構造は、アッパープレート２を取付板２３にボルト止めするとともに、ピストン３を上面板２７の孔２７ａに単一の取付ボルト９を通してばねワッシャ９ｂ及びナット９ａを用いて螺着する。この場合、取付ボルト９は軸心Ｐ上にあることからナット９ａの回し操作によってピストン３が連れ回りするおそれがあるので、それを防止してダイヤフラム１に捩れが生じることが無いようにピストン３を所定の位置に正しく螺着させるために回り止め機構Ｂが機能する。つまり、係合孔１１に軸ピン１３が嵌入する位置にて取付ボルト９を孔２７ａに通してナット止めすることにより、ピストン３をこれとアクスル２４との相対位置が定まった状態で組付けることができる。
【００２５】
又、ピストン３の連れ回り防止構造は、言い方を変えると、ピストン３とばね下部ｆである上面板２７との軸心Ｐ周りの相対回動移動を阻止する回り止め手段Ｄである。つまり、回り止め手段Ｄは、ピストン３とばね下部ｆとの何れか一方である上面板２７に設けられて軸心Ｐ方向に突出する突起部ｔである軸ピン１３と、ピストン３とばね下部ｆとの何れか他方であるピストン３に設けられて軸ピン１３を内嵌可能な係合穴ｈ（係合穴１１）とで構成されている。つまり、空気ばねＡには回り止め機構Ｂが装備されており、空気ばね装置（空気ばね構造）Ｋには回り止め手段Ｄが構成されている。
【００２６】
回り止め機構Ｂである係合穴１１は、転動用側周面７を有する外郭壁６Ａと中間周リブ６ｉとの間における中間周リブ６ｉ寄りの径方向位置で、かつ、連続放射リブ６ｆの延長線上にある外放射リブ６ｈの部分に肉盛されて成る座部１７に形成されている。従って、合成樹脂製であっても、螺着操作によって係合穴１１に作用する回動トルクに十分耐えることができる構造となっている。
【００２７】
〔実施例２〕
回り止め機構Ｂの実施例２としては、図５に示すように、アクスル２４に設けられて軸心Ｐ方向に突出する軸ピン１３を内嵌可能であり、かつ、内周が金属製有蓋筒１６で補強されている係合穴１１によって構成されても良い。これは、合成樹脂による局部応力の弱さをカバーするものであって、主筒部６の成形時に有蓋筒１６をインサートしておけば好都合であるが、主筒部６に形成されている装着用穴１１Ａに有蓋筒１６を圧入して設ける構造でも良い。
【００２８】
実施例２の回り止め機構Ｂは、ピストン３に形成されている補強された係合穴１１と、上面板２７に植設されて係合穴１１に嵌入可能な軸ピン１３とを設けて、ピストン３と上面板２７との軸心Ｐ周りの相対回動移動を阻止する回り止め手段Ｄでもある。
【００２９】
〔実施例３〕
回り止め機構Ｂの実施例３としては、図６に示すように、上面板２７に設けられて軸心Ｐ方向に凹む係合孔（係合穴の一例）１４に内嵌可能に、主筒部６から下方に突出形成される突起部１５によって構成されても良い。突起部１５は主筒部６（座部１７）と一体形成される合成樹脂製のものである。係合孔１４及び突起部１５は、共に軸心Ｐ方向視の形状が円形であるが、それ以外の形状でも良い。実施例３の回り止め機構Ｂは、ピストン３に設けられて軸心Ｐ方向に突出する突起部ｔと、上面板に設けられて突起部ｔを内嵌可能な係合穴ｈとから構成される回り止め手段Ｄでもある。
【００３０】
〔実施例４〕
回り止め機構Ｂの実施例４としては、図７に示すように、上面板２７に設けられて軸心Ｐ方向に凹む係合孔（係合穴の一例）１４に内嵌可能に、主筒部６から下方に突出形成される突起部１５によって構成されても良い。突起部１５は、主筒部６（座部１７）に成形時のインサート又は後処理（圧入等）によって植設される金属製のピンで成り、強度的に十分なものとされている。実施例４の回り止め機構Ｂは、ピストン３に設けられて軸心Ｐ方向に突出する突起部ｔと、上面板に設けられて突起部ｔを内嵌可能な係合穴ｈとから構成される回り止め手段Ｄでもある。
【００３１】
〔別実施例〕
ピストン３を構成する主筒部６が鋼板やアルミ合金等の金属製でも良い。また、係合穴１１や突起部１５等による回り止め機構Ｂや、ピンと穴との係合による等の構造を持つ回り止め手段Ｄは、軸心Ｐ回りの複数箇所にあっても良い。また、いずれも図示は省略するが、上面板（ピストン支持部材、ばね下部）２７に設けられる凸部に嵌合可能に主筒部６の外周面に径方向に凹入形成される凹部による回り止め機構や、主筒部６の外周面に形成される径方向に凹入した凹部と、その凹部に嵌り込み可能に上面板２７に設けられる凸部とで成る回り止め手段も可能である。図示は省略するが、ビード押え８と主筒部６とを固定するロックナット、を取り付けボルト９に別途装備すれば好都合である（図１参照）。
【符号の説明】
【００３２】
１          筒状ゴム膜
１Ｃ        裏返し筒部分
２          大径板状部材
３          ピストン
７          周面
１１        係合穴
１３        突起部
１４        係合穴
１５        突起部
１６        筒部材
Ｂ          回り止め機構
Ｄ          回り止め手段
Ｆ          ばね上部
Ｐ          軸心
ｆ          ピストン支持部材、ばね下部
ｈ          係合穴
ｔ          突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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