JP2003202045A - 空気バネ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイヤフラムの捲くれ込み現象を抑制する。 【解決手段】 上面板２４とピストン１２との間に、ゴ
ム材で形成されたダイヤフラム３２が配設される。上面
板２４及び上側挟持金具２６にこれらを貫通するパイプ
３８が配置され、ローリングローブ型空気バネ１０の外
部の空間とダイヤフラム３２内の空間Ｓ１とが連通され
る。さらに、使用ストローク範囲内におけるピストン１
２の外周面に接触するダイヤフラム３２の軸方向範囲の
部分でのダイヤフラム製造時形状の外径が、ピストン１
２の上部の最大外径より小さくされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部が大気圧より
気圧の低い負圧状態となることの有る空気バネに関し、
例えば、トラックやバスのサスペンション、産業機械用
の防振支持装置、シリンダ機器等に用いられるローリン
グローブ型空気バネに好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気バネの一種として、ピス
トンの上部にゴム等で筒状に形成されたダイヤフラムを
配置すると共に、この上に上面板が取り付けられ、振動
発生部或いは振動受け部にこれらピストンや上面板の何
れかがそれぞれ連結されるような構造のローリングロー
ブ型空気バネが知られている。そして、このような空気
バネでは、振動の入力により軸方向に沿った相対変位が
ピストンと上面板との間に生じるようになっている。

【０００３】例えば、この種のローリングローブ型空気
バネの一例として、図９に示されるようなものが知られ
ており、この図に基づき従来技術を説明する。この図に
示すように、このローリングローブ型空気バネ１１０
は、ピストン１１２と上面板１１４とをゴム材などで形
成されたダイヤフラム１１６で連結する構造となってい
る。

【０００４】さらに、このローリングローブ型空気バネ
１１０に用いられる従来のダイヤフラム１１６は、加硫
用金型であるモールド内でダイヤフラム１１６を加硫
し、モールドからこのダイヤフラム１１６を抜き出すこ
とで完成されるが、このローリングローブ型空気バネ１
１０の使用時におけるダイヤフラム１１６の歪やこの空
気バネ１１０の生産性のみを考慮して、ダイヤフラム１
１６は製造されていた。

【０００５】また一般に、このようなローリングローブ
型空気バネ１１０は、ピストン１１２と上面板１１４と
の間のダイヤフラム１１６内に空気を封じ込んで使用さ
れる為、ダイヤフラム１１６の内部が比較的低い圧力状
態の時に、このローリングローブ型空気バネ１１０を伸
び方向にストロークさせた場合、ダイヤフラム１１６内
の空間Ｓが負圧状態となってしまうことがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そして、上記のように
ストロークさせた場合、ダイヤフラム１１６内の空間Ｓ
が負圧状態となるのに伴って、ダイヤフラム１１６に弛
み部Ａが生じる結果として、ダイヤフラム１１６の転動
性が低下することがあった。この為、ピストン１１２側
のビード部１１８横のダイヤフラム１１６の部分が、最
終的に図９に示すように上方へ持ち上げられて突出部Ｂ
が生じ、ダイヤフラム１１６の捲くれ込み現象が発生す
る欠点を有していた。

【０００７】つまり、ダイヤフラム１１６内の空間Ｓが
負圧状態とされた時に、ダイヤフラム１１６の折り畳み
部１１６Ａの内側端部がしぼんで弛み部Ａが生じるのに
伴って、転動抵抗を大きくさせることと、ダイヤフラム
１１６の折り畳み部１１６Ａの内側と外側が擦れあって
転動抵抗を生じさせることで、ダイヤフラム１１６の転
動性が低下していた。そして、この結果として、突出部
Ｂを持ち上げるようなダイヤフラム１１６の捲くれ込み
現象を生じさせていた。しかし、従来のローリングロー
ブ型空気バネに用いられるダイヤフラムやピストンは、
捲くれ込み現象に対する考慮がなされていなかった。

【０００８】本発明は上記事実を考慮し、ダイヤフラム
の捲くれ込み現象を抑制し得る空気バネを提供すること
が目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の空気バ
ネは、振動発生部及び振動受け部の一方に連結されるピ
ストンと、振動発生部及び振動受け部の他方に連結され
るブラケットと、これらピストンとブラケットとの間に
配設されてこれら部材の相対変位に伴って弾性変形する
筒状のダイヤフラムと、を有した空気バネであって、ピ
ストンの外周面に接触する部分でのダイヤフラム製造時
形状の外径が、ピストンの外径より小さくされることを
特徴とする。

【００１０】請求項１に係る空気バネの作用を以下に説
明する。振動発生部及び振動受け部の一方に連結される
ピストンと、振動発生部及び振動受け部の他方に連結さ
れるブラケットとの間に、筒状のダイヤフラムが配設さ
れて、これら部材の相対変位に伴ってこのダイヤフラム
が弾性変形する。

【００１１】従って、振動発生部が振動を発生させた場
合、ピストン或いはブラケットの何れか一方を介して振
動がダイヤフラムに伝達され、これらピストンとブラケ
ットの間の相対的な移動に伴うダイヤフラムの変形によ
り振動が吸収されて、ピストン或いはブラケットの他方
に連結された振動受け部側に振動が伝達され難くなる。

【００１２】さらに本請求項では、ピストンの外周面に
接触する部分でのダイヤフラム製造時形状の外径が、ピ
ストンの外径より小さくされている。つまり、本請求項
では、ピストンの外径よりも外径が小さいダイヤフラム
をピストンと組み合わせてこの空気バネを組み立てるよ
うにした。従って、ピストンの外径よりもダイヤフラム
の外径が小さい為、ダイヤフラムはその周方向に引っ張
りを受けた状態で折り畳まれることになる。

【００１３】これに伴って、ダイヤフラムはピストンを
締め付ける方向で反力を発生し、ピストンとダイヤフラ
ムとの間の密着力が向上する。この結果として、この空
気バネに伸び方向のストロークを与えるのに伴って、ダ
イヤフラム内の空間が負圧状態となった場合には、ダイ
ヤフラムの転動性は若干低下するものの、ピストンにダ
イヤフラムが密着している為にダイヤフラムは確実に転
動し、捲くれ込みがより確実に発生しなくなる。

【００１４】請求項２に係る空気バネの作用を以下に説
明する。本請求項は請求項１と同様の構成を有して同様
な作用を奏する。但し本請求項では、ピストンの外周面
に接触する部分よりブラケット寄りの部分でのダイヤフ
ラム製造時形状が、ピストン側からブラケット側に向っ
て径の広がるテーパー形状にされるという構成になって
いる。

【００１５】つまり、ダイヤフラムの軸方向の中程をテ
ーパー形状としてブラケット寄りの部分を大きくするこ
とで、ダイヤフラム内の空間が負圧状態とされた場合に
おいても、ダイヤフラムの折り畳み部の内側と外側との
間にクリアランスが存在するような寸法設定とした。こ
れに伴って、この空気バネに伸び方向のストロークを与
えるのに合わせてダイヤフラム内の空間が負圧状態とな
った場合でも、折り畳まれたダイヤフラムの内面同士が
擦れあうことを解消できるようになった。この結果、ダ
イヤフラムの折り畳み部の内側と外側が擦れあわないの
で、転動抵抗が生じないようになり、ダイヤフラムの転
動性が向上するのに伴って、更にダイヤフラムの捲くれ
込み現象が少なくなるという効果を得ることができる。

【００１６】請求項３に係る空気バネの作用を以下に説
明する。本請求項は請求項１及び請求項２と同様の構成
を有して同様な作用を奏する。但し本請求項では、ダイ
ヤフラム製造時形状における最大外径部の外径をＤＬと
し、ピストン上部の最大外径をＤＰとし、ダイヤフラム
の厚みをＴとしたときに、（２×ＤＰ）≧ＤＬ＞（ＤＰ
＋４×Ｔ）の関係を有するという構成になっている。つ
まり、ＤＬが（ＤＰ＋４×Ｔ）より大きいというような
上記の寸法関係とすれば、ダイヤフラムの折り畳み部の
内側と外側がより確実に擦れあわないようになるので、
ダイヤフラムの捲くれ込み現象が一層確実に少なくなる
という効果を得ることができる。

【００１７】また、ＤＬが２×ＤＰ以下というような上
記の寸法関係とすれば、ダイヤフラム内の圧力が高まり
過ぎてダイヤフラムが必要以上に大きく変形すること
が、なくなる。さらにより好ましくは、（１．７×Ｄ
Ｐ）≧ＤＬ＞（ＤＰ＋４×Ｔ）の関係とすれば、局部的
に発生するダイヤフラムの歪みのばらつきを小さくでき
ることで、空気バネの寿命が向上するようになる。

【００１８】請求項４に記載の空気バネは、振動発生部
及び振動受け部の一方に連結されるピストンと、振動発
生部及び振動受け部の他方に連結されるブラケットと、
これらピストンとブラケットとの間に配設されてこれら
部材の相対変位に伴って弾性変形する筒状のダイヤフラ
ムと、を有した空気バネであって、ダイヤフラムの内周
側の空間が負圧状態になった場合に開放される開閉弁を
有したことを特徴とする。

【００１９】請求項４に係る空気バネの作用を以下に説
明する。本請求項では請求項１と同様に、筒状のダイヤ
フラムがピストンとブラケットとの間に配設されて、こ
れら部材の相対変位に伴ってこのダイヤフラムが弾性変
形するようになっている。この為、振動発生部が振動を
発生させた場合、ピストン或いはブラケットの何れか一
方を介して振動がダイヤフラムに伝達され、請求項１と
同様に、ピストン或いはブラケットの他方に連結された
振動受け部側に振動が伝達され難くなる。

【００２０】さらに、本請求項に係る空気バネは、ダイ
ヤフラムの内周側の空間が負圧状態になった場合に開放
される開閉弁を有している。この為、この空気バネに伸
び方向のストロークを与えるのに伴って、ダイヤフラム
内の空間が負圧状態になろうとした場合には、この開閉
弁から外部の空気等の気体が導入されて、ダイヤフラム
の内周側の空間の気圧が不必要に低下せず、大気圧と大
きな気圧差が生じないようになる。

【００２１】この結果、弛み部が生じないだけでなく、
ダイヤフラムの折り畳み部の内側と外側が擦れあわない
ようになって、大きな転動抵抗が生じないようになり、
ダイヤフラムの転動性が向上する。そしてこれに伴っ
て、ダイヤフラムの捲くれ込み現象を低減することがで
きる。

【００２２】請求項５に係る空気バネの作用を以下に説
明する。本請求項は請求項４と同様の構成を有して同様
な作用を奏する。但し本請求項では、ダイヤフラムの内
周側の空間における気圧の高低に基づき開閉弁の開閉動
を制御する制御部を有するという構成になっている。つ
まり、本請求項では、例えばセンサからの圧力信号に基
づいて制御部により開閉弁の開閉動作が制御されるの
で、負圧状態時に確実に開閉弁が開放動されることにな
り、請求項４と同様の作用をより確実に奏することにな
る。

【００２３】請求項６に記載の空気バネは、振動発生部
及び振動受け部の一方に連結されるピストンと、振動発
生部及び振動受け部の他方に連結されるブラケットと、
これらピストンとブラケットとの間に配設されてこれら
部材の相対変位に伴って弾性変形する筒状のダイヤフラ
ムと、を有した空気バネであって、ダイヤフラムの内周
面側に潤滑剤が塗布されたことを特徴とする。

【００２４】請求項６に係る空気バネの作用を以下に説
明する。本請求項でも請求項１及び請求項４と同様に、
ピストンとブラケットとの間の相対変位に伴って、この
ダイヤフラムが弾性変形するようになっている。この
為、振動発生部が振動を発生させると、ピストン或いは
ブラケットの何れか一方を介して振動がダイヤフラムに
伝達され、請求項１及び請求項４と同様に、ピストン或
いはブラケットの他方に連結された振動受け部側に振動
が伝達され難くなる。

【００２５】さらに本請求項では、ダイヤフラムの内周
面側に潤滑剤が塗布されている。つまり、ダイヤフラム
の内周面側に潤滑剤が塗布されれば、仮にダイヤフラム
の折り畳み部の内側と外側が擦れあった場合でも、潤滑
剤により滑り易くなって、ダイヤフラムの捲くれ込み現
象を少なくできるという効果を得ることができる。

【００２６】請求項７に係る空気バネの作用を以下に説
明する。本請求項は請求項６と同様の構成を有して同様
な作用を奏する。但し本請求項では、潤滑剤がシリコン
グリスとされるという構成になっている。つまり、ダイ
ヤフラムの特性に悪影響を与えないシリコングリスを採
用することで、空気バネに要求される諸特性を低下させ
ず、ダイヤフラムの捲くれ込み現象を少なくできること
になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態に係る
空気バネを図１及び図２に示し、これらの図に基づき本
実施の形態を説明する。図１及び図２に示すように、本
実施の形態に係る空気バネであるローリングローブ型空
気バネ１０は、車両等の車体の例えばサポート金具１６
側へ連結される円筒形状に形成されたピストン１２を備
えている。

【００２８】つまり、このピストン１２は、図１に示す
ように外周面だけでなく上下の端面１２Ａ、１２Ｂを有
している。また、ピストン１２の下端面１２Ｂがボルト
１４によりサポート金具１６にねじ止められており、こ
のピストン１２の上端面１２Ａには、下側挟持金具１８
がボルト２０によりねじ止めされている。さらに、この
下側挟持金具１８の外周側には、一周にわたって一段高
く形成されたフランジ部１８Ａが設けられており、ピス
トン１２の上端面１２Ｂ及び下側挟持金具１８のそれぞ
れの中央部には貫通穴２２が形成されている。

【００２９】一方、このピストン１２の直上の位置に
は、車両等の図示しないフレーム側に連結されるブラケ
ットである上面板２４が配置されている。この上面板２
４の下部側には、円盤状に形成された上側挟持金具２６
がボルト２８によりねじ止めされており、この上側挟持
金具２６の外周側には、一周にわたって一段低く形成さ
れたフランジ部２６Ａが設けられている。

【００３０】これら上面板２４とピストン１２との間に
は、円筒状にゴム材で形成された弾性膜であるダイヤフ
ラム３２が配設されており、このダイヤフラム３２の内
周面側には、半固体潤滑剤である図示しないシリコング
リス（例えば、信越化学工業株式会社製の商品名Ｇ−５
０１）による潤滑剤が塗布されている。

【００３１】但し、この潤滑剤としては、シリコングリ
スでなく単なるグリスとしても良く、また他に、グラフ
ァイト、雲母、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤などが
考えられるほか、鉱油系潤滑油、混成潤滑油、合成潤滑
油、動植物系潤滑油等の各種の液体潤滑剤が考えられ
る。そして、この潤滑油の具体例として、例えばスピン
ドル油、ダイナモ油、モービル油等が存在する。尚、こ
のシリコングリスをダイヤフラム３２に塗布する際に
は、ダイヤフラム３２の内周面側全面にわたってブラシ
で塗布した後、所定時間放置して乾燥するが、ブラシ以
外のスプレー等の他の手段によって塗布しても良い。

【００３２】また、このダイヤフラム３２の両端部に
は、鋼製の線材によりリング状に形成された補強材であ
るビード部３４、３６がそれぞれ埋設されており、この
内の下側ビード部３４を有したダイヤフラム３２の端部
がピストン１２の上端面１２Ｂとフランジ部１８Ａとの
間で挟持されて、このダイヤフラム３２の下端側が封止
されている。さらに、上側ビード部３６を有したダイヤ
フラム３２の端部が上面板２４の下側とフランジ部２６
Ａとの間で挟持されて、このダイヤフラム３２の上端側
が封止されている。

【００３３】つまり、ダイヤフラム３２内の空間Ｓ１が
上面板２４及びピストン１２等により封止されている
が、ピストン１２の上端面１２Ｂ及び下側挟持金具１８
を貫通穴２２が貫通して、ダイヤフラム３２内の空間Ｓ
１とピストン１２内の空間Ｓ２が連通されている。

【００３４】また、上面板２４及び上側挟持金具２６に
は、この上面板２４及び上側挟持金具２６を貫通するパ
イプ３８が配置されていて、ローリングローブ型空気バ
ネ１０の外部の空間とダイヤフラム３２内の空間Ｓ１と
がこのパイプ３８により連通されて、空気等の気体をこ
のパイプ３８で吸排可能となっている。従って、これら
上面板２４とピストン１２との間が相対変位するのに伴
って、ダイヤフラム３２が弾性変形することになる。

【００３５】一方、ローリングローブ型空気バネ１０の
ピストン１２の外周面に接触するダイヤフラム３２の部
分でのダイヤフラム製造時形状の外径ＤＳが、図２に示
すピストン１２の上部１２Ｃの最大外径ＤＰより小さく
されている。そして、この最伸び時においてピストン１
２の外周面に接触するダイヤフラム３２の下側部３２Ａ
より上面板２４寄りに位置する中央部３２Ｂでのダイヤ
フラム製造時形状が、図２に示すようにピストン１２側
から上面板２４側に向って径の広がるテーパー形状にさ
れている。

【００３６】これに伴って、ダイヤフラム製造時形状に
おけるダイヤフラム３２の最大外径部となる上面板２４
寄りの上側部３２Ｃの外径をＤＬとし、ピストン１２の
上部１２Ｃの最大外径をＤＰとし、ダイヤフラム３２の
厚みをＴとしたときに、（２×ＤＰ）≧ＤＬ＞（ＤＰ＋
４×Ｔ）の関係を有するように各寸法を設定する。尚、
ここでダイヤフラム製造時形状とは、ダイヤフラム３２
の製造に際して、ダイヤフラム３２をモールド内で加硫
し、モールドから抜き出した時点でのダイヤフラム３２
の形状をいう。

【００３７】そして、図１に示すように、ダイヤフラム
３２の下側部３２Ａと上側部３２Ｃとの間の中央部３２
Ｂで折り畳まれた状態で、ダイヤフラム３２がピストン
１２と上面板２４との間に配置されており、このダイヤ
フラム３２が折り畳まれた部分の周辺が折り畳み部３２
Ｄとされている。

【００３８】以上より、振動発生部となる車体側のサポ
ート金具１６にボルト１４がねじ止められて、サポート
金具１６にピストン１２が連結されることになり、ま
た、このローリングローブ型空気バネ１０の上面板２４
が振動受け部であるフレーム等を支持しつつ、これらと
連結されるようになっている。

【００３９】次に、本実施の形態に係るローリングロー
ブ型空気バネ１０の作用を説明する。サポート金具１６
に連結されるピストン１２と、フレームに連結される上
面板２４との間に、円筒状のダイヤフラム３２が配設さ
れており、これらピストン１２と上面板２４との間の相
対変位に伴って、上面板２４に取り付けられたパイプ３
８によってダイヤフラム３２内に空気が吸排されつつ、
このダイヤフラム３２が弾性変形する。

【００４０】従って、サポート金具１６側で振動が発生
した場合、ピストン１２を介して振動がダイヤフラム３
２に伝達され、上面板２４とピストン１２の間の相対的
な移動に伴うダイヤフラム３２の変形により、振動が吸
収されて、上面板２４に連結されたキャビン等に振動が
伝達され難くなる。

【００４１】さらに、本実施の形態では、使用ストロー
ク範囲でピストン１２に接触する軸方向範囲であるダイ
ヤフラム３２の下側部３２Ａにおけるダイヤフラム製造
時形状の外径ＤＳが、ピストン１２の上部１２Ｃの最大
外径ＤＰより小さくされているので、このダイヤフラム
３２をピストン１２と組み合わせてこのローリングロー
ブ型空気バネ１０を組み立てれば、ピストン１２の外径
ＤＰよりもダイヤフラム３２の外径が小さい為、ダイヤ
フラム３２はその周方向に引っ張りを受けた状態で折り
畳まれることになる。

【００４２】これに伴って、ダイヤフラム３２はピスト
ン１２を締め付ける方向で反力を発生し、ピストン１２
とダイヤフラム３２との間の密着力が向上する。この結
果として、このローリングローブ型空気バネ１０に伸び
方向のストロークを与えた場合には、パイプ３８により
空気が吸入されるものの、急激なストロークでは吸気が
不十分となり、ダイヤフラム３２内の空間Ｓ１が一時的
に負圧状態となる。従って、ダイヤフラム３２の転動性
は若干低下するものの、ピストン１２にダイヤフラム３
２が密着している為にダイヤフラム３２は確実に転動
し、捲くれ込み現象が発生しなくなる。

【００４３】一方、本実施の形態では、このローリング
ローブ型空気バネ１０の最伸び時におけるピストン１２
の外周面に接触するダイヤフラム３２の下側部３２Ａで
のダイヤフラム製造時形状の外径ＤＳが、ピストン１２
の上部１２Ｃの最大外径ＤＰよりも小さくされているだ
けでなく、このダイヤフラム３２の部分より上面板２４
寄りの中央部３２Ｂでのダイヤフラム製造時形状が、ピ
ストン１２側から上面板２４側に向って径の広がるテー
パー形状にされている。さらに、ダイヤフラム製造時形
状における上側部３２Ｃの外径、ピストン１２の上部１
２Ｃの最大外径及び、ダイヤフラム３２の厚みの関係
を、（２×ＤＰ）≧ＤＬ＞（ＤＰ＋４×Ｔ）とした。

【００４４】つまり、ダイヤフラム３２の軸方向の中程
となる中央部３２Ｂをテーパー形状として上面板２４寄
りの部分とされる上側部３２Ｃを大きくすることで、ダ
イヤフラム３２内の空間Ｓ１が負圧状態とされた場合に
おいても、ダイヤフラム３２の折り畳み部３２Ｄの内側
と外側との間にクリアランスが存在するような寸法設定
とした。

【００４５】これに伴って、このローリングローブ型空
気バネ１０に伸び方向のストロークを与えるのに合わせ
てダイヤフラム３２内が負圧状態となった場合でも、折
り畳まれたダイヤフラム３２の内面同士が擦れあうこと
を解消できるようにした。この結果、ダイヤフラム３２
の折り畳み部３２Ｄの内側と外側が擦れあわないので、
転動抵抗が生じないようになり、ダイヤフラム３２の転
動性が向上するのに伴って、更にダイヤフラム３２の捲
くれ込み現象が少なくなるという効果を得ることができ
る。

【００４６】また、上側部３２Ｃの外径ＤＬが２×ＤＰ
以下というような上記の寸法関係とすれば、ダイヤフラ
ム３２内の圧力が高まり過ぎてダイヤフラム３２が必要
以上に大きく変形することが、なくなる。さらにより好
ましくは、（１．７×ＤＰ）≧ＤＬ＞（ＤＰ＋４×Ｔ）
の関係とすれば、局部的に発生するダイヤフラム３２の
歪みのばらつきを小さくできることで、ローリングロー
ブ型空気バネ１０の寿命が向上するようになる。

【００４７】さらに、本実施の形態では、ダイヤフラム
３２の内周面側に潤滑剤としてシリコングリスが塗布さ
れている。つまり、ダイヤフラム３２の内周面側にシリ
コングリスが塗布されれば、仮にダイヤフラム３２の折
り畳み部３２Ｄの内側と外側が擦れあった場合でも、シ
リコングリスにより滑り易くなり、ダイヤフラム３２の
捲くれ込み現象を少なくできる。また、ダイヤフラム３
２の特性に悪影響を与えないシリコングリスを採用する
ことで、ローリングローブ型空気バネ１０に要求される
諸特性を低下させないようにできる。

【００４８】次に、本発明の第２の実施の形態に係る空
気バネを図３から図５に示し、この図に基づき本実施の
形態を説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材
と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を
省略する。本実施の形態も図３に示すように第１の実施
の形態とほぼ同様の構造となっいる。但し、図４及び図
５に示すように、本実施の形態に係るローリングローブ
型空気バネ１０の上面板２４及び上側挟持金具２６に
は、同軸状で上下方向に延びる貫通孔５０が一体的に形
成されており、円筒状に形成された開閉弁４０の本体部
分である弁体４２が、この貫通孔５０にこれら図４及び
図５において上下動可能に嵌合されている。

【００４９】さらに、図５に示すように、この弁体４２
の中央部分は、貫通孔５０と嵌合する円筒状の筒部４２
Ａにより構成され、弁体４２の上下端にはそれぞれ外周
に拡がるフランジ部４２Ｂ、４２Ｃが形成されている。
この内の上側フランジ部４２Ｂと上面板２４との間に
は、弾性部材であって開閉弁４０の一部を構成するコイ
ルスプリング４４が筒部４２Ａに巻き付けられつつ配置
されている。この為、このコイルスプリング４４が弁体
４２を常時上方に付勢していることになる。

【００５０】これに対して下側フランジ部４２Ｃが、上
側挟持金具２６の下面側における貫通孔５０の周囲部分
にこの付勢力に抗するように係合して、弁体４２の抜け
止めが図られている。但し、この下側フランジ部４２Ｃ
と上面板２４の下面との間には、開閉弁４０の閉鎖時に
おいてのこれらの間の封止を図る為のＯリング４８が、
配置されている。一方、筒部４２Ａの軸方向に沿って上
端部から下方に延びる連通孔４６がこの弁体４２の中心
部に形成されており、この連通孔４６の下端部が分岐し
て左右方向に延び、図４及び図５（Ａ）において上面板
２４及び上側挟持金具２６の断面に対向した部分で、筒
部４２Ａの外周面にこの連通孔４６が開放されている。

【００５１】従って、コイルスプリング４４の付勢力で
弁体４２が上昇している図５（Ａ）に示す通常時には、
ダイヤフラム３２内の空間Ｓ１とローリングローブ型空
気バネ１０の外部の空間とが、開閉弁４０によっては連
通されていない。また、この外部の空間は大気圧となっ
ているので、空間Ｓ１内が大気圧となっていれば、圧力
は生じないが、例えば空間Ｓ１内が負圧状態になれば、
外気との圧力差から生じる図５（Ｂ）に示す圧力Ｐが加
わって、弁体４２がコイルスプリング４４の付勢力に抗
しつつ、下方に移動する。図５（Ｂ）に示すように弁体
４２が移動した下降時には、連通孔４６を介してダイヤ
フラム３２内の空間Ｓ１とローリングローブ型空気バネ
１０の外部の空間とが連通されて、この連通孔４６が空
気の通路となる。つまり、空間Ｓ１と外部の空間とが開
閉弁４０により開放された状態となる。

【００５２】この結果、ダイヤフラムの内周側の空間Ｓ
１が例えばパイプ３８による吸気だけでは不十分で負圧
状態になった場合に、開閉弁４０が開放されて、空気等
の気体が弁体４２に形成された連通孔４６内で図５
（Ｂ）に示す気流Ｆのように流れて、空間Ｓ１内に吸気
される。尚この後、空間Ｓ１の気圧が、例えば大気圧に
戻った場合或いは、０．１Kgf/cm² 以上に高まった場合
には、空間Ｓ１内の気密性を保持する為、コイルスプリ
ング４４の付勢力でこの弁体４２を上昇させることによ
り、この開閉弁４０を閉鎖する。

【００５３】次に、本実施の形態に係るローリングロー
ブ型空気バネ１０の作用を説明する。本実施の形態のロ
ーリングローブ型空気バネ１０も第１の実施の形態と同
様に、円筒状のダイヤフラム３２がピストン１２と上面
板２４との間に配設されており、これらピストン１２と
上面板２４との間の相対変位に伴って、上面板２４に取
り付けられたパイプ３８によってダイヤフラム３２内に
空気が吸排されつつ、このダイヤフラム３２が弾性変形
する。従って、サポート金具１６側で振動が発生した場
合、ピストン１２を介して振動がダイヤフラム３２に伝
達され、第１の実施の形態と同様に、上面板２４に連結
されたキャビン等に振動が伝達され難くなる。

【００５４】さらに、本実施の形態に係るローリングロ
ーブ型空気バネ１０は、ダイヤフラム３２の内周側の空
間Ｓ１が負圧状態になった場合に開放される開閉弁４０
を有している。つまり、この空気バネ１０に伸び方向の
ストロークを与えるのに伴って、パイプ３８により空気
が吸入されるものの、急激なストロークでは吸気が不十
分となり、ダイヤフラム３２内の空間Ｓ１が負圧状態に
なるが、これに合わせて開閉弁４０の弁体４２が図５
（Ｂ）のように下降して、外部の空気等の気体が連通孔
４６を介して導入される。この為、この空間Ｓ１が負圧
状態になるものの、気圧が不必要に低下せず、大気圧と
大きな気圧差が生じないようになる。

【００５５】この結果、弛み部が生じないだけでなく、
ダイヤフラム３２の折り畳み部３２Ｄの内側と外側が擦
れあわないようになって、大きな転動抵抗が生じないよ
うになり、ダイヤフラム３２の転動性が向上する。そし
てこれに伴って、ダイヤフラム３２の捲くれ込み現象を
低減することができる。

【００５６】次に、本発明の第３の実施の形態に係る空
気バネを図６に示し、この図に基づき本実施の形態を説
明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の
部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略す
る。図６に示すように本実施の形態では、上面板２４及
び上側挟持金具２６に貫通孔５０を２つ形成し、それぞ
れに開閉弁４０を配置することで、２つの開閉弁４０を
配置した構造となっている。

【００５７】従って、これら２つの開閉弁４０から外部
の空気がそれぞれ導入されることで、より多くの空気が
短時間に吸気されるようになり、空間Ｓ１が負圧状態に
なることをより確実に防止できる。この結果、第１の実
施の形態と同様或いはそれ以上に、ダイヤフラム３２の
転動性が向上するのに伴って、ダイヤフラム３２の捲く
れ込み現象を低減することができる。

【００５８】尚、本実施の形態では、開閉弁４０を２つ
としたが、３つ以上配置する構造としても良く、また、
これら複数の開閉弁４０はローリングローブ型空気バネ
１０の中心軸廻りに例えば等間隔の角度で配置すること
が考えられる。但し、第１の実施の形態と同様な効果が
得られれば、必ずしも等間隔の角度で配置しなくとも良
い。

【００５９】次に、本発明の第４の実施の形態に係る空
気バネを図７及び図８に示し、これらの図に基づき本実
施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態で説明した
部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説
明を省略する。図７及び図８に示すように本実施の形態
では、開閉弁４０の筒部４２Ａの周囲に筒部４２Ａの軸
方向に沿ってそれぞれ延びる複数の溝部５２を有した構
造となっている。この為、図７（Ａ）に示す通常時に
は、ダイヤフラム３２内の空間Ｓ１とローリングローブ
型空気バネ１０の外部の空間とが、この開閉弁４０によ
っては第１の実施の形態と同様に連通されないが、図７
（Ｂ）に示す弁体４２の下降時には、溝部５２の下部側
が空間Ｓ１内に開放される形となる。

【００６０】つまり、図７（Ｂ）及び図８に示す弁体４
２の下降時には、連通孔４６だけでなく、貫通孔５０と
溝部５２との間の空間によっても、空間Ｓ１と外部の空
間とが連通されることになる。この為、開閉弁４０の開
放時において、この開閉弁４０を介してより多くの空気
が短時間に吸気されるように空間Ｓ１内に導入され、こ
の空間Ｓ１の気圧が不必要に低下することをより確実に
防止できる。この結果、第１の実施の形態と同様或いは
それ以上に、ダイヤフラム３２の転動性が向上するのに
伴って、ダイヤフラム３２の捲くれ込み現象を低減する
ことができる。

【００６１】尚、上記実施の形態と異なって、ダイヤフ
ラムの内周側の空間における気圧の高低に基づき開閉弁
の開閉動を制御する制御部を有するような構造を採用し
ても良い。この場合、センサからの圧力信号に基づい
て、開閉弁に付随して配置されているモータ等のアクチ
ュエータを制御部によって動作させて、開閉弁の開閉動
作が制御される。従って、この制御部により負圧状態時
に確実に開閉弁が開放動されることになって、上記実施
の形態と同様に、ダイヤフラムの捲くれ込み現象を低減
できるようになる。

【００６２】一方、上記実施の形態では、開閉弁の一部
を構成する弾性部材として、金属製のコイルスプリング
４４を採用したが、このコイルスプリング４４の替わり
に、他の構造の金属製のばねを採用しても良く、また、
ゴム製等の他の材質の弾性部材を採用しても良い。さら
に、上記実施の形態では、空気バネの上端部となる上面
板２４及び上側挟持金具２６の部分に開閉弁４０を配置
したが、空間Ｓ１と空間２との間を繋ぐ貫通穴２２に開
閉弁を配置しても良い。

【００６３】また、上記第１の実施の形態において、ダ
イヤフラム３２の内周面側に潤滑剤を塗布したが、第２
の実施の形態から第４の実施の形態においても同様に塗
布しても良い。そして、上記実施の形態において、ピス
トン１２の外径ＤＰを例えば１８０ｍｍ程度とし、ダイ
ヤフラム３２の厚みＴを４ｍｍから５ｍｍ程度とした場
合、下側部３２Ａにおけるダイヤフラム製造時形状の外
径ＤＳは外径ＤＰより３ｍｍ程度短くし、ダイヤフラム
製造時形状における上側部３２Ｃの外径ＤＬは２２０ｍ
ｍ程度とすることが考えられる。

【００６４】さらに、上記実施の形態において、振動発
生部側にピストン１２を連結し、振動受け部側に上面板
２４を連結するような構成としたが、この逆の構成とし
ても良い。また、上記実施の形態の説明において、振動
を減衰して低減するようにしたが、振動の中でも突発的
に存在する大きな振幅である衝撃を本発明は緩衝するこ
ともできる。他方、上記実施の形態において、車両等の
車体に入力される外部振動の防振を目的としたが、本発
明は、例えば車両以外の他の建設機械、農業機械等の用
途にも用いられることはいうまでもなく、また、ローリ
ングローブ型空気バネ以外の空気バネにも適用可能であ
る。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気バネ
は上記構成としたので、ダイヤフラムの捲くれ込み現象
を抑制できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るローリングロ
ーブ型空気バネの断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るローリングロ
ーブ型空気バネに適用されるダイヤフラム及びピストン
を示す分解断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るローリングロ
ーブ型空気バネの断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るローリングロ
ーブ型空気バネの他の断面図であって、図３の４−４矢
視線断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るローリングロ
ーブ型空気バネの要部拡大図であって、（Ａ）は弁体の
通常時を示す図であり、（Ｂ）は弁体の下降時を示す図
である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係るローリングロ
ーブ型空気バネの断面図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態に係るローリングロ
ーブ型空気バネの要部拡大図であって、（Ａ）は弁体の
通常時を示す図であり、（Ｂ）は弁体の下降時を示す図
である。

【図８】図７の８−８矢視線断面図（但し、コイルスプ
リング、上面板及び上側挟持金具は省略する）である。

【図９】従来技術のローリングローブ型空気バネの断面
図である。

【符号の説明】

１０ ローリングローブ型空気バネ １２ ピストン ２４ 上面板（ブラケット） ３２ ダイヤフラム ４０ 開閉弁 ４２ 弁体 ４４ コイルスプリング

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動発生部及び振動受け部の一方に連結
   されるピストンと、 振動発生部及び振動受け部の他方に連結されるブラケッ
   トと、 これらピストンとブラケットとの間に配設されてこれら
   部材の相対変位に伴って弾性変形する筒状のダイヤフラ
   ムと、 を有した空気バネであって、 ピストンの外周面に接触する部分でのダイヤフラム製造
   時形状の外径が、ピストンの外径より小さくされること
   を特徴とする空気バネ。
2. 【請求項２】 ピストンの外周面に接触する部分よりブ
   ラケット寄りの部分でのダイヤフラム製造時形状が、ピ
   ストン側からブラケット側に向って径の広がるテーパー
   形状にされることを特徴とする請求項１記載の空気バ
   ネ。
3. 【請求項３】 ダイヤフラム製造時形状における最大外
   径部の外径をＤＬとし、ピストン上部の最大外径をＤＰ
   とし、ダイヤフラムの厚みをＴとしたときに、 （２×ＤＰ）≧ＤＬ＞（ＤＰ＋４×Ｔ）の関係を有する
   ことを特徴とする請求項１或いは請求項２記載の空気バ
   ネ。
4. 【請求項４】 振動発生部及び振動受け部の一方に連結
   されるピストンと、 振動発生部及び振動受け部の他方に連結されるブラケッ
   トと、 これらピストンとブラケットとの間に配設されてこれら
   部材の相対変位に伴って弾性変形する筒状のダイヤフラ
   ムと、 を有した空気バネであって、 ダイヤフラムの内周側の空間が負圧状態になった場合に
   開放される開閉弁を有したことを特徴とする空気バネ。
5. 【請求項５】 ダイヤフラムの内周側の空間における気
   圧の高低に基づき開閉弁の開閉動を制御する制御部を有
   したことを特徴とする請求項４記載の空気バネ。
6. 【請求項６】 振動発生部及び振動受け部の一方に連結
   されるピストンと、振動発生部及び振動受け部の他方に
   連結されるブラケットと、 これらピストンとブラケットとの間に配設されてこれら
   部材の相対変位に伴って弾性変形する筒状のダイヤフラ
   ムと、 を有した空気バネであって、 ダイヤフラムの内周面側に潤滑剤が塗布されたことを特
   徴とする空気バネ。
7. 【請求項７】 潤滑剤がシリコングリスとされることを
   特徴とする請求項６記載の空気バネ。