(57)【要約】【課題】ピストンが有底筒部と本体筒部から成る構造でありながら、ばね定数を小さくすることができて、車両の乗り心地をよりよくすることができる空気ばねを提供する。【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２に、他端部１Ｂをピストン３にそれぞれ連結し、ピストン３を、開口した上端部６に前記筒状ゴム膜１を連結させる内側の有底筒部８と、この有底筒部８を間隔をあけて囲み、筒状ゴム膜部分９が裏返って被さる外側の本体筒部７とから構成し、本体筒部７に下窄まりの外周面７Ｂを形成し、筒状ゴム膜部分９が下窄まりの外周面７Ｂにピストン３の上昇に伴って裏返りながら被さっていき、ピストン３の下降に伴って下窄まりの外周面７Ｂから立上がって離れていくよう構成し、本体筒部７の下端部２０の外周面を、下窄まりの外周面７Ｂに連なる下広がりの外周面７Ａに形成してある。【選択図】          図２
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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連結し、
前記ピストンを、開口した上端部に前記筒状ゴム膜を連結させる内側の有底筒部と、この有底筒部を間隔をあけて囲み、筒状ゴム膜部分が裏返って被さる外側の本体筒部とから構成してある空気ばねであって、
前記本体筒部に下窄まりの外周面を形成し、前記筒状ゴム膜部分が前記下窄まりの外周面にピストンの上昇に伴って裏返りながら被さっていき、前記ピストンの下降に伴って前記下窄まりの外周面から立上がって離れていくよう構成し、前記本体筒部の下端部の外周面を、前記下窄まりの外周面に連なる下広がりの外周面に形成してある空気ばね。
【請求項２】
前記下窄まりの外周面を前記本体筒部の上端部側まで形成してある請求項１記載の空気ばね。
【請求項３】
前記下広がりの外周面の下端を、前記下窄まりの外周面の上端よりも大径に設定してある請求項２記載の空気ばね。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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連結し、
前記ピストンを、開口した上端部に前記筒状ゴム膜を連結させる内側の有底筒部と、この有底筒部を間隔をあけて囲み、筒状ゴム膜部分が裏返って被さる外側の本体筒部とから構成してある空気ばねに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の空気ばねは、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設けられている。そして、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。
【０００３】
この種の空気ばねにおいて、ピストンを内側の有底筒部とこれを囲む外側の本体筒部との二重筒構造に構成してあるのは、ピストンを強い構造体にすることや、例えば、樹脂で成形した場合に型抜きする必要があること等のためである。
【０００４】
従来、前記ピストンの本体筒部は径が一定の直胴状に形成してあった（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３２５４３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によれば、有底筒部と本体筒部の二重筒構造に構成したことで、ピストンの強度を上げることができたり、樹脂でピストンを成形する場合に型抜きできて成形を不都合なく行うことができたりするものの、空気室が筒状ゴム膜内の空間と有底筒部内の空間からなるために、筒状ゴム膜内の空間とピストン全体の内部空間から空気室を形成してある構造に比べると、空気室が小さくてばね定数が小さくなり、車両の乗り心地が低下することがあった。
【０００７】
本発明の目的は、ピストンが有底筒部と本体筒部から成る構造でありながら、ばね定数を小さくすることができて、車両の乗り心地をよりよくすることができる空気ばねを提供する点にある。
【０００８】
【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連結し、
前記ピストンを、開口した上端部に前記筒状ゴム膜を連結させる内側の有底筒部と、この有底筒部を間隔をあけて囲み、筒状ゴム膜部分が裏返って被さる外側の本体筒部とから構成してある空気ばねであって、
前記本体筒部に下窄まりの外周面を形成し、前記筒状ゴム膜部分が前記下窄まりの外周面にピストンの上昇に伴って裏返りながら被さっていき、前記ピストンの下降に伴って前記下窄まりの外周面から立上がって離れていくよう構成し、前記本体筒部の下端部の外周面を、前記下窄まりの外周面に連なる下広がりの外周面に形成してある点にあり、この構成によれば、次の優れた作用を奏することができる。
【０００９】
空気ばねのばね定数は、筒状ゴム膜内の空気室の有効面積の変化率ｄＡ／ｄＸ（Ａは有効面積、Ｘはピストンの変位量）や筒状ゴム膜の剛性等によって決まる。上記の構成では、本体筒部の下窄まりの外周面に裏返って被さった筒状ゴム膜部分が、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、ピストンの下降に伴って下窄まりの外周面から立上がって離れていくから、ピストンの昇降に伴ってｄＡ／ｄＸの値が変わり、空気ばねのばね定数が変わる。
【００１０】
図４は、上記構成の空気ばねの特性（実線）と、ピストンが直胴状に形成された従来の構造の空気ばねの特性（破線）とを示している。縦軸Ａは有効面積、横軸Ｘはたわみ（ピストンの変位量）である。横軸の０の点はピストンの基準位置であり、この０点よりも右側が筒状ゴム膜が圧縮される側、左側が伸張される側である。
【００１１】
ピストンが上昇して筒状ゴム膜が圧縮されると、図４に示すように、従来の技術では有効面積Ａは変わらないが、本発明にかかる上記の構成では、有効面積Ａが減少し、ｄＡ／ｄＸがマイナスの値になって、空気ばねのばね定数が小さくなる。従って、車両の走行中にピストンが上昇するほど（アッパープレート側に変位するほど）ｄＡ／ｄＸが小さくなり、空気ばねのばね定数が小さくなる。
【００１２】
そして、本体筒部の下端部の外周面を、下窄まりの外周面に連なる下広がりの外周面に形成してあるから、筒状ゴム膜の長さを長くすることができて、空気室を大きくすることができる。すなわち、直胴状のピストンでは、筒状ゴム膜の長さを長くすると、ピストンの下端から筒状ゴム膜の下端部がはみ出して他物と干渉するおそれあるが、請求項１の構成では、下広がりの外周面で筒状ゴム膜の下端を受止めて前記干渉を回避することができる。その結果、さらに空気ばねのばね定数を小さくすることができる。
【００１３】
また、ピストンが有底筒部と本体筒部の二重筒構造になっているから、ピストンを強い構造体に構成することができる。
【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、前記下窄まりの外周面を前記本体筒部の上端部側まで形成してある点にある。
【００１５】
この構成によれば、下窄まりの外周面を本体筒部の上端部まで形成してあるから、ピストンのストロークに十分対応することができる。
【００１６】
請求項３による発明の構成は、請求項２による発明の構成において、前記下広がりの外周面の下端を、前記下窄まりの外周面の上端よりも大径に設定してある点にある。
【００１７】
この構成によれば、本体筒部の下端側にはみ出そうとする筒状ゴム膜の下端部を、前記下広がりの外周面で受止めやすくなる。従って、筒状ゴム膜の長さをより長くすることができる。
【００１８】
【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。
【００１９】
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、他端部１Ｂを円筒状のピストン３に密嵌して構成してある。
【００２０】
アッパープレート２は、ダイヤフラム１内への空気給排孔４と、車体フレームに対する上向き姿勢の取付けボルト５とを備えている。１２は空気給排孔４を形成する空気給排管である。
【００２１】
ピストン３は、開口した上端部６にダイヤフラム１の他端部１Ｂを連結させる内側の有底筒部８と、この有底筒部８を間隔をあけて囲み、下側の筒状ゴム膜部分９が裏返って被さる本体筒部７とから構成してある。本体筒部７と有底筒部８はいずれも断面が円形で、本体筒部７は上壁１１を介して有底筒部８の周壁と一体に連なっている。
【００２２】
前記本体筒部７に下窄まりの外周面７Ｂを形成し、本体筒部７の下端部２０の外周面を下広がりの外周面７Ａに形成してある。下窄まりの外周面７Ｂと下広がりの外周面７Ａは滑らかに連なっている。下窄まりの外周面７Ｂは本体筒部７の上端部１９まで形成してある。下窄まりの外周面７Ｂのテーパー角θは５°である。下広がりの外周面７Ａは、テーパー角が大きい上側の外周面部分と、テーパー角が小さい下側の外周面部分とから成る。前記下広がりの外周面７Ａの下端１３は下窄まりの外周面７Ｂの上端１８よりも大径に設定されている。
【００２３】
前記有底筒部８の下端面８Ａは本体筒部７の下端面２７Ａと上下方向で同一位置に位置している。そして、有底筒部８の底部に円柱状の上向きの凸部１４を突設するとともに、有底筒部８の下端面８Ａの外方側から凸部１４に雌ねじ部１５を形成し、有底筒部８の内周部に複数の縦姿勢のリブ１６を周方向に等間隔に分散配設してある。
【００２４】
有底筒部８と本体筒部７との間に、複数の縦壁１７を周方向に等間隔に分散配設してある。各縦壁１７は、前記周方向で各リブ１６とそれぞれ同一位置に位置し、有底筒部８の外周面と本体筒部７の内周面と上壁１１の下面とに連なっている。
【００２５】
空気室は互いに連通するダイヤフラム１内の空間Ｓ１と有底筒部８の内部の空間Ｓ２とから成る。上記の構造により、ピストン３側の筒状ゴム膜部分９が下窄まりの外周面７Ｂに裏返って被さる。そして、ピストン３の上昇に伴ってさらに裏返りながら被さっていき、ピストン３の下降に伴って下窄まりの外周面７Ｂから立上がって離れていく。ピストン３の上昇とは、アッパープレート１とピストン３とが近づく方向に両者が相対移動することであり、アッパープレート１が下降する場合も意味している。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、ピストンが有底筒部と本体筒部から成る構造でありながら、ばね定数を小さくすることができて、車両の乗り心地をよりよくすることができる空気ばねを提供することができた。
【００２７】
請求項２又は３の構成によれば、上記請求項１の構成による効果を得やすくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気ばねの平面図
【図２】空気ばねの縦断面図
【図３】空気ばねの底面図
【図４】空気ばねの特性を示す図
【符号の説明】
１        筒状ゴム膜
１Ａ      筒状ゴム膜の軸芯方向の一端部
１Ｂ      筒状ゴム膜の軸芯方向の他端部
２        アッパープレート
３        ピストン
６        開口した上端部
７Ａ      下広がりの外周面
７Ｂ      下窄まりの外周面
９        筒状ゴム膜部分
１３        下広がりの外周面の下端
１８        下窄まりの外周面の上端
１９        本体筒部の上端部
２０        本体筒部の下端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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