(57)【要約】【課題】構造の見直しと工夫により、板状支持部の表面に配される車体フレームの相対的な位置が種々に変更されることがあっても、板状支持部の板厚変更が必要最小限度で済む或いは不要として、生産設備コストや製品重量増加等の不都合を抑制又は解消し得るよう、改善された空気ばねを提供する。【解決手段】車体側となる板状支持部１１と、車輪側となる被支持部１２と、これら両者１１，１２に亘って気密接合されるダイヤフラム１３とを有して成る車両用空気ばねにおいて、板状支持部１１の表面に横切り配置される車体フレームＦに対する取付手段Ｔが板状支持部１１に設けられるとともに、板状支持部１１には車体フレームＦの端部ラインＬを跨ぐ状態の凹凸溝Ｍが一体的に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側となる板状支持部と、車輪側となる被支持部と、これら両者に亘って気密接合されるダイヤフラムとを有して成る車両用空気ばねであって、
前記板状支持部の表面に横切り配置される車体フレームに対する取付手段が前記板状支持部に設けられるとともに、前記板状支持部には前記車体フレームの端部ラインを跨ぐ状態の凹凸溝が一体的に形成されている車両用空気ばね。
【請求項２】
前記板状支持部が、前記凹凸溝が一体成形される板金材で構成されている請求項１に記載の車両用空気ばね。
【請求項３】
前記取付手段が、前記車体フレームの縦壁部に添着される立壁部と、前記板状支持部の表面に添着される基板部とを有するブラケットを有して構成されている請求項１又は２に記載の車両用空気ばね。
【請求項４】
前記凹凸溝が、前記基板部が添着される部分に両溝端が位置し、かつ、円形の前記板状支持部と同心又はほぼ同心状となるＣ字形溝に形成されている請求項３に記載の車両用空気ばね。
【請求項５】
前記基板部における前記両溝端の間となる箇所に、前記板状支持部に固着されるエア給排筒を通す挿通孔を設けるとともに、前記エア給排筒の外周部に螺着されるナットで前記基板部を締付けることより、前記ブラケットが前記板状支持部の表面に添着される請求項４に記載の車両用空気ばね。
【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車両用空気ばねに係り、詳しくは、車体側となる板状支持部と、車輪側となる被支持部と、これら両者に亘って気密接合されるダイヤフラムとを有して成る車両用空気ばねに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の空気ばねとしては、特許文献１において開示されるように、上部円板（板状支持部）と、筒状のダイヤフラムと、ピストン（被支持部）とを備え、ダイヤフラムの弾性変形に伴ってその下端部側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構造のものが知られている。また、特許文献２において開示されるように、外筒（板状支持部）と、内筒（被支持部）と、これら両者に亘って気密に配備されるダイヤフラムとを有して成る構造のものも知られている。
【０００３】
例えば、前記前者の構造の空気ばねをトラックやバス等の車両に適用する場合、一般的には、車輪側の部材にピストンが載り、かつ、上部円板に車体フレームが載る状態で実機に組み込まれる（図３参照）。その場合、従来では、図７に示すように、空気ばねＡと車体フレームＦとの関係は、断面がコ字状の主フレーム部材１の左右中心（左右寸法上の中心）Ｘが、平面視で円板状の板状支持部１１の中心Ｐに合致する状態で相対配置されており、例えば、主フレーム部材１の下横壁１Ａと板状支持部１１とが、仮想線で示すようなボルト・ナット３０を用いて連結一体化されている。
【０００４】
つまり、車体フレームＦは、板状支持部１１に対して寸法的に左右対称又はほぼ対称となる状態で相対配置されており、空気ばねＡと車体フレームＦ、即ち板状支持部１１と主フレーム部材１とは、上下荷重が板状支持部１１の全体に亘って広く、かつ、左右均等的に作用するようになっており、支持強度的にはバランスの取れた配置構造となっていた。尚、図７において、１３は筒状のダイヤフラム、１２はピストンである。
【０００５】
トラックの機種や大きさ、或いは車体構造の仕様変更等によっては、主フレーム部材が必ずしも板状支持部の左右中央に通らないことがある。即ち、図６に示す比較例のように、断面がコ字状の主フレーム部材１が、空気ばねＡの中心Ｐに対して左右方向に（図６では車体左右方向で内側に）偏って配置されるような場合である。この場合には、主フレーム部材１の縦壁部１Ｂと板状支持部１１とに跨ってボルト止め等の手段で連結される断面Ｌ字形の補強プレート１５を設け、その補強プレート１５を介して主フレーム部材１と板状支持部１１とを連結一体化する構造とすることが多い。
【０００６】
図６に示す偏心構造のものでは、曲線走行等の横方向の力が作用した場合等には、板状支持部１１の左右中央部位付近（ブラケット１５の立壁部１７と縦壁部１Ｂとが合わさる部分の位置）に曲げモーメントが作用し、また補強プレート１５からも荷重が伝わるので、平板状の板状支持部１１には、図７に示す構造の場合に比べて大きな荷重（曲げ荷重）が作用し易い。従って、その対策としては、図６に示すように板状支持部１１の板厚を、図７に示す板状支持部１１の板厚よりも厚くする手段が採られていた。
【特許文献１】特開２００７−１０７６６５号公報
【特許文献２】特開２００６−３２９２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
車両用空気ばねにおいては、図６，７に示すように、板状支持部１１の外周部にダイヤフラム１３の上端周部をカシメ（加締）て気密に接合させる構造が採られているが、板状支持部１１を鋼板プレスによる板金材で形成する場合では、上述のように車体構造都合等によって板状支持部１１の板厚が変わることによる問題があった。それは、板厚が変わることでプレスの金型を変更しなければならず、プレス圧力も変更しなければならないことであり、型費等の設備コスト、ひいては製品コストが嵩む原因になるとともに、生産設備やその管理項目が増える煩わしさもあった。また、板状支持部１１の板厚増加により、重量や材料費が増える点でも芳しくない。
【０００８】
本発明の目的は、構造の見直しと工夫により、板状支持部の表面に配される車体フレームの相対的な位置が種々に変更されることがあっても、板状支持部の板厚変更が必要最小限度で済む或いは不要として、生産設備コストや製品重量増加等の不都合を抑制又は解消し得るよう、改善された空気ばねを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、車体側となる板状支持部１１と、車輪側となる被支持部１２と、これら両者１１，１２に亘って気密接合されるダイヤフラム１３とを有して成る車両用空気ばねにおいて、
前記板状支持部１１の表面に横切り配置される車体フレームＦに対する取付手段Ｔが前記板状支持部１１に設けられるとともに、前記板状支持部１１には前記車体フレームＦの端部ラインＬを跨ぐ状態の凹凸溝Ｍが一体的に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用空気ばねにおいて、前記板状支持部１１が、前記凹凸溝Ｍが一体成形される板金材で構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の車両用空気ばねにおいて、前記取付手段Ｔが、前記車体フレームＦの縦壁部１Ｂに添着される立壁部１７と、前記板状支持部１１の表面に添着される基板部１８とを備えたブラケット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。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の車両用空気ばねにおいて、前記凹凸溝Ｍが、前記基板部１８が添着される部分に両溝端２１ａ，２１ａが位置し、かつ、円形の前記板状支持部１１と同心又はほぼ同心状となるＣ字形溝２１に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の車両用空気ばねにおいて、前記基板部１８における前記両溝端２１ａ，２１ａの間となる箇所に、前記板状支持部１１に固着されるエア給排筒１４を通す挿通孔１８ａを設けるとともに、前記エア給排筒１４の外周部に螺着されるナット２０で前記基板部１８を締付けることより、前記ブラケット１５が前記板状支持部１１の表面に添着されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、板状支持部には車体フレームの端部ラインを跨ぐ状態の凹凸溝が一体的に形成されているから、車体フレームが板状支持部の車体左右方向に偏った位置を横切る構造により、横揺れや曲線走行等によって端部ラインにおいて生じる曲げモーメントや、それによって取付手段を介して作用する曲げ荷重に十分に耐える強度・剛性が板状支持部に備わるようになる。この凹凸溝による強度や剛性のアップにより、図６に示す比較例の空気ばねＡのように板状支持部１１の板厚を増すこと無く、従来通りの薄い厚み（図７参照）で耐えることが可能になり、従って、前述したような金型の追加設定による型費の増加、並びに生産設備に関する管理費の増加がないとともに、製品としての重量増加も殆ど生じないようになる。
【００１５】
その結果、構造の見直しと工夫により、板状支持部の表面に配される車体フレームの相対的な位置が種々に変更されることがあっても、板状支持部の板厚変更が必要最小限度で済む或いは不要として、生産設備コストや製品重量増加等の不都合を抑制又は解消し得るよう、改善された空気ばねを提供することができる。そして、請求項２のように、板状支持部を凹凸溝が一体成形される板金材で構成すれば、強度や剛性が十分備わったもとしながら、より廉価な空気ばねが実現可能となる利点がある。また、例えばダイヤフラムを、裏返し筒部分を有する筒状ゴム膜のものとすれば、トラック用として好適な空気ばねとすることができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、車体フレームの縦壁部に添着される立壁部と、板状支持部の表面に添着される基板部とを備えたブラケットを設けて取付手段としてあるので、ブラケットの存在によって社他フレームが板状支持部に及ぼす荷重や曲げモーメントを軽減させる作用が生じるようになり、請求項１や２の発明による前記いずれかの効果をより強化可能なな空気ばねを提供することができる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、円形の板状支持部に、これと同心又はほぼ同心のＣ字形溝をその両溝端を基板部が添着される部分に位置させて形成してあるから、空気ばねの（板状支持部の）形状に適した強度バランスの良い状態で補強できるとともに、凹凸溝を円形ではなくＣ形とすることで基板部と板状支持部との接触面積を極力増やせて、ブラケットと板状支持部との添着強度上で好ましいものともなっている。
【００１８】
請求項５の発明によれば、空気ばねに装備されるエア給排手段を、板状支持部におけるＣ字形溝の両溝端の間に固着されるエア給排筒として設け、そのエア給排筒を利用して螺着されるナットにより、ブラケットを板状支持部に固定させる手段とするものである。このような構成により、本来的な必要部品によってエア給排機能とブラケットの固定機能との双方の機能を発揮できる合理的な構成としながら、請求項４の発明による前記効果を奏することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明による車両用空気ばねの実施の形態を、トラックの後輪を懸架する部分に用いられる場合について図面を参照しながら説明する。図１，２は実施例１による空気ばねの断面図と平面図、図３はトラック後輪懸架部への装着例を示す概略の斜視図、図４，５はそれぞれ実施例２，３による空気ばねの平面図、図６は比較例による空気ばねの断面図、図７は従来の空気ばねを示す断面図である。
【００２０】
〔実施例１〕
まず、トラックの後輪懸架部分の構造について概略説明する。図３に示すように、車体フレームＦは、前後に伸びる左右一対の主フレーム部材１，１を有して構成されており、その後部の下方に、後輪用シャフト２，２を左右に有するデフ装置３が懸架支持されている。各後輪用シャフト２には、図示しないタイヤ（車輪の一例）が装着される。デフ装置３におけるデフケース４の左右ケース端部４ａ，４ａにはサスペンションビーム５が連結され、サスペンションビーム５の前後端部と主フレーム部材１との上下間のそれぞれに車両用空気ばね（以下、単に「空気ばね」と略称する）Ａが組み込まれている。尚、６はデフ装置３を支持するためのＶロッド、７は主フレーム部材１に固定の支持アーム８とケース端部４ａとを繋ぐトルクロッド、９はスタビライザ、１０はショックアブソーバである。
【００２１】
トラック用の空気ばねＡは、図１，図２に示すように、車体側となるアッパープレート（板状支持部の一例）１１と、車輪側となるピストン（被支持部の一例）１２と、これら両者１１，１２に亘って気密接合されるダイヤフラム１３とを有して構成されている。ピストン１２の上端部には筒状ゴム膜のダイヤフラム１３が気密接合されるとともに、ダイヤフラム１３の弾性変形に伴ってピストン側端部側が折り返されて成る裏返し筒部分１３Ｃを転動案内可能な外周面１２ｂがピストン１２に形成されている。尚、図１，２においては、矢印イが車体の左右方向で内側方向を、かつ、矢印ロが外側方向を夫々示している。
【００２２】
より具体的には、気体室である第１内部空間Ｓ１の壁部を構成する縦形円筒状のダイヤフラム１３と、その縦向きの軸心Ｐを有するダイヤフラム１３の上端に形成される大径ビード部１３Ａにカシメ固定される円板状のアッパープレート１１と、ダイヤフラム１３の下端に形成される小径ビード部１３Ｂに密嵌されるピストン１２とを備えて空気ばねＡが構成されている。アッパープレート１１は、これを車体フレームＦ（図３参照）に取付固定するための取付板であるブラケット（取付手段Ｔの一例）１５と、ダイヤフラム１３内への空気給排用のエア給排筒１４とを備えている。エア給排筒１４は、アッパープレート１１に貫通溶接して気密に固着されており、第１内部空間Ｓ１に通じる空気給排用孔１４ａを有している。
【００２３】
ピストン１２は、ダイヤフラム１３の下側端部が外嵌装着される小径の嵌合筒部１２Ａ、及びダイヤフラム１３の下側が内側に折り返された部分である裏返し筒部分１３Ｃが被さる直胴状の主筒部１２Ｂを有して成っており、ダイヤフラム１３と共通の軸心Ｐを有している。主筒部１２Ｂと、これより小径で上方に配される嵌合筒部１２Ａとはプレス成形によって一体的に構成されており、嵌合筒部１２Ａと主筒部１２Ｂとは環状段差面１２Ｃを介して繋がっている。このように、ダイヤフラム１３がピストン１２に被さるように押し込まれており、主筒部１２Ｂの外周面１２ｂがその裏返し筒部分１３Ｃを転動案内可能に構成されている。
【００２４】
また、嵌合筒部１２Ａの上面には大円孔１６が形成されており、この大円孔１６を介してピストン３の内部である第２内部空間Ｓ２と第１空間Ｓ１とが連通される。尚、図示は省略されているが、ピストン３の底を覆う底板部が存在しており、その底板部が適宜の取付手段（例：ボルト・ナット）を用いて前述のサスペンションビーム５に連結される。つまり、ピストン１２は、車輪側の部材（サスペンションビーム５）に取付けられる。アッパープレート１１の外周端は、大径ビード部１３Ａをカシメ固定すべく、下側に折り曲げて折り返す加工が施されて成るカーリング部１１Ａに形成されており、それによってダイヤフラム１３とアッパープレート１１とが気密に接合されている。
【００２５】
断面コ字状の主フレーム部材１は、図１，２に示すように、下横壁部１Ａ、縦壁部１Ｂ、上横壁部１Ｃとから成り、車体左右方向で外側に向く縦壁部１Ｂの外面１ｂが空気ばねＡの軸心Ｐを僅かに外側に越える程度で空気ばねＡに相対配置されている。両横壁部１Ａ，１Ｂの内側端は、アッパープレート１１の径内に収まる範囲で内側に伸ばされている。ブラケット１５は、主フレーム部材１の縦壁部１Ｂの外面に図外のボルト・ナット等によって添着される立壁部１７と、アッパープレート１１の上面（表面の一例）１１Ｂに添着される基板部１８と、前後端に配される補強壁部１９とを有する板金部材で構成されている。
【００２６】
基板部１８の前後中央には、エア給排筒１４を挿通するための挿通孔１８ａが形成されるとともに、エア給排筒１４の外周には雄ねじ１４ｂが形成されており、挿通孔１８ａを通した状態でエア給排筒１４にナット２０を螺着することにより、ブラケット１５をアッパープレート１１に固定することができる。つまり、ブラケット１５、ナット２０、及び立壁部１７と縦壁部１Ｂとを連結する図外のボルト・ナット等により、アッパープレート１１の上面１１Ｂに横切り配置される車体フレームＦに対する取付手段Ｔが構成されている。
【００２７】
そして、図１，２に示すように、アッパープレート１１には主フレーム部材１の端部ラインＬを跨ぐ状態の凹凸溝Ｍが一体的に形成されている。その凹凸溝Ｍは、基板部１８が添着される部分に両溝端２１ａ，２１ａが位置し、かつ、円形のアッパープレート１１と同心Ｐ状のＣ字形溝２１に形成されている。両溝端２１ａ，２１ａの前後間の中央にエア給排筒１４が位置している。Ｃ字形溝２１は、下方に凹む溝であり、板金材で成るアッパープレート１１の剛性を大きく向上させている。
【００２８】
従って、主フレーム部材１がアッパープレート１１の車体左右方向で内側に大きく偏った位置を横切る構成故に、横揺れや曲線走行等によって端部ラインＬにおいて作用する曲げモーメントや、それによってブラケット１５を介して作用する曲げ荷重に十分に耐える強度・剛性がアッパープレート１１に備わっている。つまり、図６に示す比較例の空気ばねＡのように、アッパープレート１１の板厚を増すこと無く、従来通りの薄い厚み（図７参照）で耐えるものとなっている。従って、前述したような金型の追加設定による型費の増加、並びに生産設備に関する管理費の増加がないとともに、製品としての重量増加も殆ど生じない利点を得ている。
【００２９】
〔実施例２〕
実施例２による空気ばねＡは、図４に示すように、凹凸溝Ｍの形状が異なる以外は実施例１による空気ばねＡと同じである。その異なる凹凸溝Ｍは、左右にまっすぐ伸びる状態で前後に並ぶ複数（４箇所）の直線溝２２，２３，２３，２２で構成されている。いずれの直線溝２２，２３もブラケット１５の下方に入り込む入り込み部２２ａ，２３ａを有するように形成されているが、例えば、前後端に位置する長さの短い直線溝２２，２２が基板部１８の前後に外れる状態で形成されていても良い。尚、ブラケット１５を溶接によってアッパープレート１１に固定させる手段を採っても良い。
【００３０】
〔実施例３〕
実施例３の空気ばねＡは、図５に示すように、アッパープレート１１の上に、主フレーム部材１が搭載される下向きコ字状の脚部材２４が一体化される構造でも良い。板金材で成る脚部材２４は、前後の縦壁部２４Ａ，２４Ｂと、水平状で主フレーム部材１が載置される箇所である上横壁２４Ｃとから構成されており、実施例２による空気ばねＡのアッパープレート１１の上面１１Ｂに溶接等の手段によって固定されている。
【００３１】
図５においては、前後の縦壁部２４Ａ，２４Ｂは凹凸溝Ｍを避けて上面１１Ｂに位置させて溶接等によって固着してあり、立壁部１７と補強壁部１９と成るＬ字形のブラケット１５とは、上横壁２４Ｃと後縦壁部２４Ｂとの端面２４ｔと立壁部１７とを突き合せて互いに溶着させてある。このように、上面１１Ｂに溶着されるブラケット１５と脚部材２４は、それらの前後位置を互いにずらして配置してあるが、その構成には限られない。
【００３２】
〔別実施例〕
取付手段Ｔは種々の構成が可能であり、例えば、ブラケット１５が主フレーム部材１に一体化されている構造の場合では、ブラケット１５を固定するためのエア給排筒１４とナット２０とで構成される。凹凸溝Ｍの深さを、端部ラインＬで最大となり、端部ラインＬから遠ざかるに連れて浅くなるように変化させる構造として強度・剛性を効果的に増大させる手段も可能である。また、本発明を特許文献２に示されるような構成の空気ばねにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１による車両用空気ばねの断面側面図
【図２】図１の空気ばねの平面図
【図３】空気ばねのトラック後輪懸架部への装着例を示す概略の斜視図
【図４】実施例２による空気ばねの平面図
【図５】実施例３による空気ばねの平面図
【図６】比較例の空気ばねを示す断面図
【図７】従来の空気ばねを示す断面図
【符号の説明】
【００３４】
１１        板状支持部
１２        被支持部
１２ｂ      周面
１３        ダイヤフラム
１３Ｃ      裏返し筒部分
１４        エア給排筒
１５        ブラケット
１７        立壁部
１８        基板部
１８ａ      挿通孔
２０        ナット
２１        Ｃ字形溝
２１ａ      溝端
Ｆ          車体フレーム
Ｍ          凹凸溝
Ｔ          取付手段
【図１】
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【図２】
2009063123.tif 000004
【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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