(57)【要約】【課題】耐圧能力を大きく高めたダイアフラムおよびそれを用いた空気ばねを提供する。【課題手段】本発明に係る空気ばね用ダイアフラム１は、全体としてほぼ円筒状をなし、チャンバーへの取付端部分２をピストンへの取付端部分３よりも大径とし、複数の補強コードを周方向に対して傾斜させた一枚以上の補強層７、８を全長にわたって埋設してなるダイアフラムであって、チャンバー取付端部分２に隣接した部分に、チャンバーへの取付端部分よりも内外径ともに大径とした大径部分４を設け、この大径部分４に、複数の補強コードを周方向に延在させた一枚以上の周方向補強層９を埋設してなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体としてほぼ円筒状をなし、チャンバーへの取付端部分をピストンへの取付端部分よりも大径とし、複数の補強コードを周方向に対して傾斜させた一枚以上の補強層を全長にわたって埋設してなるダイアフラムであって、
チャンバー取付端部分に隣接した部分に、チャンバーへの取付端部分よりも内外径ともに大径とした大径部分を設け、この大径部分に、複数の補強コードを周方向に延在させた一枚以上の周方向補強層を埋設してなるダイアフラム。
【請求項２】
請求項１に記載のダイアフラムの、ピストンへの取付端部分とチャンバーへの取付端部分とのそれぞれを、ピストンおよび、このピストンより大径のチャンバーのそれぞれに、前記大径部分より、ピストンへの取付端部分側での、ダイアフラムの内外反転姿勢で、気密に連結して内圧を充填してなる空気ばね。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の車両や、産業機械、精密機械等の防振支持装置として用いることができる空気ばねに適用されるダイアフラムおよびそれを用いた空気ばねに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、この種のダイアフラム形の空気ばねの一例を示す。この空気ばねでは、ピストン５１に、ほぼ円筒状のダイアフラム５２の一方の端部分をかしめリング５３にて取付けるとともに、ダイアフラム５２の他方の端部分を、そのダイアフラムの内外反転姿勢で、ピストン５１より大径のチャンバー５４に、かしめリング５５にて取付けることにより、ダイアフラム５２を、ピストン５１とチャンバー５４とのそれぞれに気密に連結して、ダイアフラム５２の半径方向の拡径を抑制する外筒５６を装着して、内圧を充填して、空気ばね５７を形成している。
【０００３】
このような空気ばね５７に適用される従来のダイアフラム５２は、図６に軸線方向の断面図で示すように、全体としてほぼ円筒形状をなしており、チャンバーへの取付端部分５８は、ピストンへの取付端部分５９よりも内外径ともに大径とし、チャンバーへの取付端部分５８からダイアフラムの長さのほぼ半分に至るまでは同一の内外径の円筒形状とし、その半分の位置からピストンへの取付端部分に向けて内外径を漸次小径としている。
【０００４】
図７（ａ）は図６に示すダイアフラムの部分拡大断面図であり、図７（ｂ）はダイアフラムに埋設した二層の補強層の補強コードの相対関係を示す図である。
ダイアフラム５２の最内層側には、インナーゴム６０が設けられ、このインナーゴム６０の外周側には内外二層の補強層６１および６２が重ねて設けられ、さらにその外周側にアウターゴム６３が設けられている。
ここでは、二層の補強層６１、６２の補強コードは、図７（ｂ）に示すように、補強層６１の補強コード６４と、補強層６２の補強コード６５とが周方向に対して相互に逆方向に傾斜させて設けられている。
【０００５】
これによればダイアフラムの、図５に示すような空気ばねへの適用状態において、インナーゴム６０およびアウターゴム６３をもって、ダイアフラム５２の内外の気密性を確保することができ、また、補強層６１の補強コード６４と、補強層６２の補強コード６５とのパンタグラフ運動によりダイアフラム５２の半径方向外側への拡径変形を、許容しながら、ダイアフラム５２を補強することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特になし（ダイアフラム形の空気ばねの一般的な構造のため）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような構造のダイアフラムをもって構成した空気ばねでは、内部に所要の圧力の空気圧を充填した場合、補強コード６３および６４が比較的自由にパンタグラフ運動を行うため、補強層６０および６１の耐圧能力が不足し、ダイアフラム５２のチャンバーへの取付端部分５７と内外反転姿勢をとる部分との間に形成される、内外径ともに最も大径となる部分の、拡径変形量が大きくなりすぎて、所定の有効受圧面積と内圧が得られないために、その拡径変形を抑制する外筒５６が不可欠となるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、耐圧能力を大きく高めたダイアフラムおよびそれを用いた空気ばねを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気ばね用ダイアフラムは、全体としてほぼ円筒状をなし、チャンバーへの取付端部分をピストンへの取付端部分よりも大径とし、複数の補強コードを周方向に対して傾斜させた一枚以上の補強層を全長にわたって埋設してなるダイアフラムであって、チャンバー取付端部分に隣接した部分に、チャンバーへの取付端部分よりも内外径ともに大径とした大径部分を設け、この大径部分に、複数の補強コードを周方向に延在させた一枚以上の周方向補強層を埋設してなる。
【００１０】
これによれば、ダイアフラムの大径部分を、補強コードを周方向に延在させた周方向補強層で補強していることからそれを、空気ばねに適用し、内部に所要の圧力の内圧を充填をした場合に、ダイアフラムの周方向に働く張力を周方向補強層により十分に支持して、ダイアフラムの大径部分の半径方向外側への拡径変形を抑制することができ、結果として従来用いていた外筒が不要となる。
【００１１】
また、本発明に係る空気ばねは、請求項１に記載のダイアフラムの、ピストンへの取付端部分とチャンバーへの取付端部分とのそれぞれを、ピストンおよび、このピストンより大径のチャンバーのそれぞれに、前記大径部分より、ピストンへの取付端部分側での、ダイアフラムの内外反転姿勢で、気密に連結して内圧を充填してなる。
【００１２】
これによれば、ダイアフラムの大径部分は、周方向補強層の耐圧力に基づき、内圧を充填しても拡径することなく所定の外径を保つことができ、これにより、本願発明の空気ばねは外筒を設けることなしに、所定の内圧を保つとともに、所定のばね定数を発揮させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、本発明の空気ばね用ダイアフラムの実施の形態を示す縦断面図である。
ダイアフラム１は、チャンバーへの取付端部分２をピストンへの取付端部分３よりも大径に形成するとともに、チャンバーへの取付端部分２に隣接させて、そのチャンバーへの取付端部分２よりも径の大きい大径部分４を、ダイアフラムの長さのほぼ半分にわたって設け、この大径部分４の、図では下端位置５から、ピストンへの取付端部分３までの間を漸次小径としてなる。
【００１４】
図２（ａ）はこのようなダイアフラムの大径部分の一部Ａを拡大して示す要部断面図であり、図２（ｂ）はその大径部分におけるそれぞれの補強層の補強コードの相対関係を示す図である。
図２（ａ）に示すように、ダイアフラム１の大径部分４の最内層側には、インナーゴム６を設け、そのインナーゴム６の外周側には補強層７および８を重ねて設け、また、補強層８の外周側には、周方向補強層９を設け、さらにその外周側にはアウターゴム１０を設けている。
なお、周方向補強層９の配設位置は、補強層７と補強層８との間とすることも、補強層７の内周側とすることも可能である。
【００１５】
図２（ｂ）に示すところから明らかなように、補強層７の補強コード１１および補強層８の補強コード１２のそれぞれは、周方向に対して互いに逆方向に傾斜させて配置し、周方向補強層９の補強コード１３がダイアフラムの周方向に延在させて配置する。
これにより、ダイアフラム１の内外の気密を保つとともに、ダイアフラム１の大径部分４の半径方向外側への拡径を、補強コード１３の張力により抑制することにより、耐圧能力を高めることができる。
【００１６】
図３は、ダイアフラムの大径部分以外の部分を拡大して示す要部断面図である。
この部分の断面構造は、図７（ｂ）について述べたところと同様に、ダイアフラム１のピストン取付端部分の最内層側には、インナーゴム６が設けられ、そのインナーゴム６の外周側には補強層７および８が重ねて設けられており、さらにその補強層８の外周側にはアウターゴム１０が設けられている。
これによりダイアフラムの内外の気密性を保ち、それぞれの補強層の補強コード１１および１２により、ダイアフラム１を補強することにより、内外反転部分の内外反転運動を円滑かつ容易にすることができる。
【００１７】
図４は本発明のダイアフラムを使用した空気ばねの実施の形態を示す縦断面図である。
図中１４は平面輪郭形状が円形をなすピストンを、１５は、このピストン１４より大径のチャンバーをそれぞれ示す。
ここでは、コード補強層を埋設したゴム膜よりなる円筒状のダイアフラム１のピストンへの取付端部分２を、ピストン１４に、かしめリング１６により取付け、他方のチャンバー１５への取付端部分３を、ダイヤフラム１のチャンバーへの取付端部分３よりの中間部分を内外に反転させた姿勢で、チャンバー１５にかしめリング１７により取付けて、ピストン１４とチャンバー１５とを気密に連結して、空気ばね１８を形成する。
【００１８】
これらの構成により、ダイアフラム１の大径部分４は内圧を充填しても拡径することなく所定の外径を保ち所定の内圧を保つ一方、内外反転部分は内外反転を円滑かつ容易にすることができる。これにより、本願発明の空気ばねは外筒がない構成でも、所定の内圧を保つことができ、それにより、所定のばね定数を保つことができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、本発明によれば、全体としてほぼ円筒状をなし、チャンバーへの取付端部分をピストンへの取付端部分よりも大径とし、それらの中間部分の、チャンバー取付端部分に隣接した部分に、チャンバーへの取付端部分よりも内外径ともに大径とした大径部分を設け、複数の補強コードを周方向に対して傾斜させた一枚以上の補強層を埋設してなるダイアフラムであって、大径部分に、複数の補強コードを周方向に延在させた一枚以上の周方向補強層を設けることにより、空気ばねに適用し、内部に所要の圧力の内圧を充填をした場合に、ダイアフラムの内外反転姿勢をとらない大径部分を、補強コードを周方向に延在させた周方向補強層で補強していることから、ダイアフラムの周方向に働く張力を周方向補強層により十分に支持して、ダイアフラムの大径部分の半径方向外側への拡径変形を抑制することによって、ダイアフラムの耐圧能力を高めることができ、結果として従来用いていた外筒が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気ばね用ダイアフラムの実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）本発明の空気ばねのダイアフラムの大径部分の一部Ａを拡大して示す要部断面図である。
（ｂ）本発明の空気ばねのダイアフラムの大径部分におけるそれぞれの補強層の補強コードの相対関係を示す図である。
【図３】本発明の空気ばねのダイアフラムの大径部分以外の部分Ｂを拡大して示す要部断面図である。
【図４】本発明の空気ばねの一実施形態を表わす縦断面図である。
【図５】従来の空気ばねの一実施形態を表わす縦断面図である。
【図６】従来の空気ばね用ダイアフラムの一実施形態を表わす縦断面図である。
【図７】（ａ）従来の空気ばね用ダイアフラムの部分拡大断面図である。
（ｂ）従来の空気ばね用ダイアフラムに埋設した二層の補強層の補強コードの相対関係を示す図である。
【符号の説明】
１  ダイアフラム
２  ピストンへの取付端部分
３  チャンバーへの取付端部分
４  大径部分
５  下端位置
６  インナーゴム
７  補強層
８  補強層
９  周方向補強層
１０  アウターゴム
１１  補強コード
１２  補強コード
１３  補強コード
１４  ピストン
１５  チャンバー
１６  かしめリング
１７  かしめリング
１８  空気ばね
５１  ピストン
５２  ダイアフラム
５３  かしめリング
５４  チャンバー
５５  かしめリング
５６  空気ばね
５７  チャンバーへの取付端部分
５８  ピストンへの取付端部分
５９  インナーゴム
６０  補強層
６１  補強層
６２  アウターゴム
６３  補強コード
６４  補強コード
【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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