(57)【要約】【課題】筒状ゴム膜の損傷・劣化を回避できて、耐久性を向上させることができる空気ばね、及び、損傷・劣化を回避できて耐久性を向上させることができる空気ばね用の筒状ゴム膜を提供する。【解決手段】筒状ゴム膜１の軸芯方向の一端部１Ａをアッパープレートに、他端部１Ｂをピストンにそれぞれ気密に連結し、筒状ゴム膜１に、ピストンの外周面に裏返って被さる第１直胴部１１と、空気室Ｓの外壁を形成する第２直胴部１２とを設け、第１直胴部１１をピストン３の外周面と同径又はほぼ同径に設定し、第２直胴部１２を第１直胴部１１よりも大径に設定してある。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ゴム膜の軸芯方向の一端部をアッパープレートに、他端部をピストンにそれぞれ気密に連結し、前記筒状ゴム膜に、前記ピストンの外周面に裏返って被さる第１直胴部と、空気室の外壁を形成する第２直胴部とを設け、前記第１直胴部を前記ピストンの外周面と同径又はほぼ同径に設定し、前記第２直胴部を前記第１直胴部よりも大径に設定してある空気ばね。
【請求項２】
前記第１直胴部と第２直胴部とをテーパ筒部を介してなだらかに連ならせ、前記テーパ筒部の縦断面形状を、外周面が径方向外方側に突曲した曲線状に設定してある請求項１記載の空気ばね。
【請求項３】
軸芯方向の一端部がアッパープレートに、他端部がピストンにそれぞれ気密に連結されて空気ばねの空気室を形成する空気ばね用の筒状ゴム膜であって、
前記ピストンの外周面に裏返って被さる第１直胴部と、前記空気室の外壁を形成する第２直胴部とを設け、前記第１直胴部を前記ピストンの外周面と同径又はほぼ同径に設定し、前記第２直胴部を前記第１直胴部よりも大径に設定してある空気ばね用の筒状ゴム膜。
【請求項４】
前記第１直胴部と第２直胴部とをテーパ筒部を介してなだらかに連ならせ、前記テーパ筒部の縦断面形状を、外周面が径方向外方側に突曲した曲線状に設定してある請求項３記載の空気ばね用の筒状ゴム膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気ばね及び空気ばね用の筒状ゴム膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気ばねの一種であるダイヤフラム型の空気ばねは、筒状ゴム膜の軸芯方向の一端部をアッパープレートに、他端部をピストンにそれぞれ気密に連結して構成され、主にバスやトラックの車体フレームと、車輪側の板ばね等との間に、車体の前後左右に並ぶ状態に複数個設けられている。
【０００３】
そして、ピストン側に位置する筒状ゴム膜部分をピストンの外周面に裏返しにして被せ、前記筒状ゴム膜部分がピストンの上昇に伴ってさらに裏返りながら被さっていき、下降に伴って前記外周面から立上がって離れていくよう構成してある。
【０００４】
この種の空気ばねは、防振効果に加え、積載重量が変わっても車高を一定に保つことができる等、種々の特有の作用・効果を奏している。すなわち、積載重量が軽いときは、筒状ゴム膜内の空気室の空気圧を低く設定し、アッパープレートの上昇を抑えて所定の高さに位置させる。この状態から積載重量が重くなると空気室の空気圧を高く設定し、アッパープレートの沈み込みを回避して同じ高さに保つ。そして、アッパープレートを前記所定の高さに保った状態で、自動車の走行に伴って振動が入力すると、ピストンとアッパープレートが上下に相対変位して振動を吸収し、その後にアッパープレートが前記所定の高さに復帰する。
【０００５】
従来、上記の空気ばねでは、特許文献１や、図７，図８，図９に開示されているように、筒状ゴム膜１を、全長にわたってピストン３の外周面７Ａとほぼ同径の直胴状に加硫成形し、筒状ゴム膜１の長さをある程度長くして空気室Ｓの容積を確保してあった。図９は筒状ゴム膜１内の空気圧をゼロにした状態（詳しくは大気圧の状態）を示している。２はアッパープレート、４は空気給排孔である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３２５４３４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によれば、筒状ゴム膜１の長さを長くして空気室Ｓの容積を確保してあったために、空気室Ｓの空気圧を高く設定した高圧状態と低く設定した低圧状態とで、ピストン３に被さっている筒状ゴム膜部分１１の下端１３の上下方向の位置が異なり、低圧状態になったときに、図８に示すように、筒状ゴム膜部分１１の下端１３がピストン３の下端１４の近くまで下降していた。そのために、低圧状態で振動が入力すると、筒状ゴム膜部分１１の下端１３がピストン３の下端１４よりも下がって他物に干渉し、損傷・劣化しやすくなっていた。
【０００８】
図１０，図１１に示すように、筒状ゴム膜１を全長にわたって大径にして空気室Ｓの容積を確保する構造が考えられるが、この構造によれば、ピストン３の外周面７Ａの径と、これに被さる筒状ゴム膜部分１１の径との差が大きくなるために、図１１，図１２に示すように、裏返った筒状ゴム膜部分１１にしわが生じ、この筒状ゴム膜部分１１の内周面１１Ｂ側のしわの凸部１５が、これの外側の筒状ゴム膜部分１２の内周面１２Ａに当って、やはり筒状ゴム膜１が損傷し劣化しやすくなる。
【０００９】
本発明は上記実状に鑑みて成されたもので、その目的は、筒状ゴム膜の損傷・劣化を回避できて、耐久性を向上させることができる空気ばね、及び、損傷・劣化を回避できて耐久性を向上させることができる空気ばね用の筒状ゴム膜を提供する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成は、筒状ゴム膜の軸芯方向の一端部をアッパープレートに、他端部をピストンにそれぞれ気密に連結し、前記筒状ゴム膜に、前記ピストンの外周面に裏返って被さる第１直胴部と、空気室の外壁を形成する第２直胴部とを設け、前記第１直胴部を前記ピストンの外周面と同径又はほぼ同径に設定し、前記第２直胴部を前記第１直胴部よりも大径に設定してある点にある。
【００１１】
この構成によれば、ピストンの外周面に裏返って被さる第１直胴部は、ピストンの外周面と同径又はほぼ同径であるから、第１直胴部の内外周面にしわが生じることがなく、しわの発生に起因する筒状ゴム膜部分の損傷・劣化を回避することができる。
【００１２】
また、前記第２直胴部が第１直胴部よりも大径になっているから、筒状ゴム膜の長さを長くしなくても空気室の容積を確保することができる。その結果、筒状ゴム膜内の空気圧を低く設定した低圧状態で、ピストン側の筒状ゴム膜部分の下端がピストンの下端近くまで下降することがなく、その低圧状態で振動が入力しても、筒状ゴム膜部分の下端がピストンの下端よりも下がりにくくなって他物に干渉するのを回避することができる。
【００１３】
上記請求項１の構成における「前記第１直胴部を前記ピストンの外周面と同径又はほぼ同径に設定し、前記第２直胴部を前記第１直胴部よりも大径に設定してある」とは、筒状ゴム膜内に空気を強制的に給排してない自由状態での筒状ゴム膜の形態を意味している。
【００１４】
請求項２による発明の構成は、請求項１による発明の構成において、前記第１直胴部と第２直胴部とをテーパ筒部を介してなだらかに連ならせ、前記テーパ筒部の縦断面形状を、外周面が径方向外方側に突曲した曲線状に設定してある点にある。
【００１５】
この構成によれば、ピストンの外周面に裏返って被さった状態の第１直胴部と、空気室の外壁を形成している状態の第２直胴部との接続部（テーパー筒部）に無理な力が加わらず、接続部の破損等を防止することができる。
【００１６】
請求項３による発明の構成は、軸芯方向の一端部がアッパープレートに、他端部がピストンにそれぞれ気密に連結されて空気ばねの空気室を形成する空気ばね用の筒状ゴム膜であって、
前記ピストンの外周面に裏返って被さる第１直胴部と、前記空気室の外壁を形成する第２直胴部とを設け、前記第１直胴部を前記ピストンの外周面と同径又はほぼ同径に設定し、前記第２直胴部を前記第１直胴部よりも大径に設定してある点にあり、請求項３の構成によれば、上記請求項１の作用と同様の作用を奏することができる。
【００１７】
請求項４による発明の構成は、請求項３による発明の構成において、前記第１直胴部と第２直胴部とをテーパ筒部を介してなだらかに連ならせ、前記テーパ筒部の縦断面形状を、外周面が径方向外方側に突曲した曲線状に設定してある点にある。
【００１８】
この構成によれば、ピストンの外周面に裏返って被さった状態の第１直胴部と、空気室の外壁を形成している状態の第２直胴部との接続部（テーパー筒部）に無理な力が加わらず、接続部の破損等を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１，図２，図３に、バスやトラック等の車体フレームと車輪側の板ばねとの間に設けられる空気ばねを示してある。
【００２０】
この空気ばねは、円筒状のダイヤフラム１（筒状ゴム膜に相当）の軸芯方向の一端部１Ａを円板状のアッパープレート２にかしめ固定し、前記一端部１Ａよりも少し小径の他端部１Ｂを円筒状のピストン３に密嵌（きつく外嵌）して構成されている。そしてアッパープレート２に、空気給排管２２と、車体フレームに対する第１取付けボルト５とを貫通させ、これらを気密に溶接固着してある。４は空気給排管２２の空気給排孔である。
【００２１】
ピストン３は、ダイヤフラム１の一端部１Ａに対する丈の低い連結筒部６と、この連結筒部６よりも大径で上壁２１を介して連結筒部６の周壁と一体に連なる本体筒部７と、本体筒部７の下端側の皿状の底部８とから成る。連結筒部６及び本体筒部７内の空間Ｓ２はダイヤフラム１内の空間Ｓ１と連通し、これらＳ１，Ｓ２で空気室Ｓを形成している。
【００２２】
連結筒部６の上端部に、ダイヤフラム１の前記他端部１Ｂからの抜けを防止するための張出し凸部９を形成し、前記底部８の中央部に下向きの第２取付けボルト２５を貫通させて溶接固着してある。
【００２３】
図４にも示すように、前記ダイヤフラム１に、本体筒部７の外周面７Ａに裏返って被さる第１直胴部１１と、空気室Ｓ（図２参照）の外壁を形成する第２直胴部１２とを設けてある。このダイヤフラム１の内部に空気を強制的に給排してない自由状態（図４に示す状態）で、第２直胴部１２を第１直胴部１１よりも長く、第１直胴部１１を本体筒部７の外周面７Ａと同径又はほぼ同径に、第２直胴部１２を第１直胴部１１よりも大径に設定してある。このような形状にダイヤフラム１を加硫成形してある。
【００２４】
第１直胴部１１と第２直胴部１２はそれぞれ前記一端部１Ａと他端部１Ｂよりも大径で、第１直胴部１１の下端と前記他端部１Ｂ、第２直胴部１２の上端と前記一端部１Ａを、テーパ筒部２３，３２を介してなだらかに連ならせてある。
【００２５】
また、第１直胴部１１と第２直胴部１２も、テーパ筒部３３を介してなだらかに連ならせてある。各テーパ筒部２３，３２，３３は、その縦断面形状を、外周面が径方向外方側に突曲した曲線状に設定してある。第１直胴部１１と他端部１Ｂ間のテーパ筒部２３（図４参照）は裏返って前記上壁２１に被さる。
【００２６】
図５に空気室Ｓの空気圧をゼロにした状態（詳しくは大気圧にした状態）の上記構成の空気ばねを示してある。ダイヤフラム１の下端１３は本体筒部７の下端１４よりも上側に位置している。この状態から空気給排孔４を通して空気を空気室Ｓに供給する。図２は空気圧を低圧に設定した低圧状態を示している。車両の積載重量が軽いときはこの低圧状態に設定する。そして、積載重量が重くなると、図６に示すように、空気室Ｓの空気圧を高くして高圧状態に設定し、アッパープレート２の沈み込みを回避してその高さを前記低圧状態のときの高さと同じにする。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、筒状ゴム膜の損傷・劣化を回避できて、耐久性を向上させることができる空気ばねを提供することができた。
【００２８】
請求項２の構成によれば、より耐久性を向上させることができる空気ばねを提供することができた。
【００２９】
請求項３の構成によれば、損傷・劣化を回避できて耐久性を向上させることができる空気ばね用の筒状ゴム膜を提供することができた。
【００３０】
請求項４の構成によれば、より耐久性を向上させることができる空気ばね用の筒状ゴム膜を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気ばねの平面図
【図２】空気圧が低圧の状態の空気ばねの縦断正面図
【図３】空気ばねの底面図
【図４】筒状ゴム膜の縦断正面図
【図５】空気圧がゼロの状態（大気圧状態）の空気ばねの縦断正面図
【図６】空気圧が高圧の状態の空気ばねの縦断正面図
【図７】従来の筒状ゴム膜の縦断正面図
【図８】空気圧が低圧の状態の従来の空気ばねの縦断正面図
【図９】空気圧がゼロの状態（大気圧状態）の従来の空気ばねの縦断正面図
【図１０】比較例の筒状ゴム膜の縦断正面図
【図１１】比較例の筒状ゴム膜の縦断正面図
【図１２】図１１のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
１      筒状ゴム膜
１Ａ    筒状ゴム膜の一端部
１Ｂ    筒状ゴム膜の他端部
２      アッパープレート
３      ピストン
７Ａ    ピストンの外周面
１１      第１直胴部
１２      第２直胴部
３３      テーパ筒部
Ｓ      空気室
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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