JPH02511Y2 - - Google Patents
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- JPH02511Y2 JPH02511Y2 JP1986197297U JP19729786U JPH02511Y2 JP H02511 Y2 JPH02511 Y2 JP H02511Y2 JP 1986197297 U JP1986197297 U JP 1986197297U JP 19729786 U JP19729786 U JP 19729786U JP H02511 Y2 JPH02511 Y2 JP H02511Y2
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- sleeve
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Classifications
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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- F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
- F16F9/05—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
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- B60G11/27—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having fluid springs only, e.g. hydropneumatic springs wherein the fluid is a gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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-
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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- B60G2204/4502—Stops limiting travel using resilient buffer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Springs (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この考案は空気ばねに関するものである。その
特色の１つにおいて、本考案は、可撓性スリーブ
が荷重下で重大直径まで膨張させられかつパンプ
すなわち動揺等に起因する偏位がスリーブ内に入
れこ式に装着されたピストンまたは受台上へのス
リーブの端のローリングすなわち巻きつきを介し
て取上られるところのローリングローブ型の空気
ばねに関する。 （従来の技術） 空気ばねは車両、特に重トラツクおよびトレー
ラ用のサスペンシヨン系において周知である。
“ローリング ローブ”空気ばねとして知られて
いる。空気ばねの１つの特定の型式が1962年７月
10日付でヒルトレイタに付与された米国特許第
3043582号に開示されている。この型の空気ばね
は、荷重下で所定最大直径まで膨張させられる膨
張性布スリーブを含み、スリーブの一端（通常底
端）に固着されたピストンまたは受台スリーブ内
に入れこ式にはまり込んでいる。スリーブはゴム
の複数の層と伸びないコードの交差組から作ら
れ、コードはスリーブの全長にわたつて延在する
が、スリーブの軸心に対してある角度をなしてい
る。スリーブが膨張させられると、コードの交差
組は約54゜の平衡角度までパンタグラフ式に変位
する。 通常、荷重下で、スリーブは、たとえば、30〜
50psig（2.2〜3.4気圧）の圧力まで加圧され、それ
により荷重はスリーブ組立体を介して支持され
る。スリーブの一部分はコードの平衡角度まで膨
張し、ピストンまたは受台はスリーブの端内に入
れこ式にはまり込み、それによりばねが圧縮され
ると受台に巻きつくローブが形成される。この型
の空気ばねにおいては、ばね定数すなわち単位偏
位当りの荷重の変化は受台の形状によつて制御さ
れる。たとえば、ヒルトレイタは円筒形側面、倒
立截頭円錐形状におよび水時計形状を有する受台
を開示している。 直径が減少するローブ巻きつき表面を有するこ
れらの受台を組込んだ空気ばねアセンブリにおい
ては、空気ばねの有効直径は圧縮下で減少し、そ
れにより低いばね定数およびなめらかな乗り心地
を与える。一般に、ばね定数が低いほど、乗り心
地はソフトである。したがつて、最もソフトな乗
り心地は設計荷重において非常に低いばね定数を
持つばねによつて達せられる。０またはその付近
のばね定数あるいは負のばね定数でさえも理論的
には可能であるが、ばねを加圧して設計高さを維
持するために使用される制御系のため好ましくな
い。 アメリカ合衆国オハイオ州アクロンのグツドイ
ヤ・タイヤ・エンド・ラバー・カンパニーにより
製造販売されているあるローリング ローブ空気
ばね（たとえばGYRL1100、アセンブリ部品番
号566−22−２−005）は、水時計型の受台を有
し、これによりばねの有効面積が圧縮中減小され
る。さらに、この受台は空気ばねに追加容積を与
えるためにシリンダの内部に対して開口をしてい
る。しかしながら、ばね定数はかなり高く、たと
えば、7200lbs（3260Kg）において1275lbs／in、
（223.0KN／ｍ）であり、荷重対ばね定数比は約
5.6in、（14.2cm）である。一般に、重トレーラお
よびトラツクトラクタにおいて最適運転条件を得
るためには、これよりはるかに低いばね定数すな
わち100〜300lbs／in・（17.5〜52.5KN／ｍ）の範
囲内のばね定数を達成し、より高い荷重を達成す
ることが望ましい。従来、重荷重用のこれらの範
囲内のばね定数および荷重対ばね定数比は、ロー
リング ローブ空気ばねにおいては論理的には可
能であるにもかかわらず、実現されておらず、達
成することは不可能だと考えられていた。 最小ばね定数の達成を目的とする別の型の空気
ばねは、1963年２月19日付でバンクに付与された
米国特許第3078085号に開示された可逆性ダイア
フラム空気ばねである。この型の空気ばねは頂部
にある溜めと、上部分において溜めに固着されか
つ下部分において水時計形受台に固着された可撓
性スリーブとを有する。スリーブの下部分は上部
分より小さい直径を有し、その結果下部分は正規
動作中入れこ式に変位する。バンクの米国特許の
受台の最大収斂内角は19゜になるように意図され
ている。しかしながら、ばねの有効面積は設計荷
重における偏位中減小し、その結果比較的低いば
ね定数が達成される。しかしながら、バンクの米
国特許のスリーブの巻きつきは、スリーブが荷重
下で完全には膨張させられないため、圧縮下で大
きさが変化する。バンクの米国特許のばねは比較
的小さい荷重、たとえば、乗用車の場合のように
1000〜2000ポンド約453〜906Kg）の範囲内の荷重
用に作られている。 バンクの米国特許のばねでより高い荷重能力を
達成するためには、ばねのサイズを増大してその
容積も増大されるようにしなければならない。し
かしながら、ばねの容積は高荷重におけるばね定
数に甚大な影響を有し、したがつてバンクの米国
特許のばねの寸法を単に増大することは小寸法の
ばねと同一の特性を達成する結果には必ずしもな
らない。 （本考案が解決しようとする問題点） 従つて本考案が解決しようとする問題点は従来
技術では達成することができなかつた重荷重に適
応し、しかも小さいばね定数をもつローリング
ローブ型の空気ばねを提供することである。 より具体的に言えば次の通りである。本願考案
者は、種々の試験を重ねた結果重荷重、特に5000
ポンド（2268Kg）をこえる設計負荷下では許容で
きないように不快な乗心地があるという問題を経
験し、これが空気ばねのばね定数に関する問題で
あることを確認した。すなわち、重荷重、特に
5000ポンド（2268Kg）をこえる設計負荷下では上
記したように100〜300lbs／in（17.5〜52.5KN／
ｍ）というような低いばね定数をもつた空気ばね
が望ましいことがわかつた。従つて本考案の目的
は5000ポンド（2268Kg）以上の荷重においてばね
定数が17.5KN／ｍ〜52.5KN／ｍの範囲内にある
ようなローリングロープ型の空気ばねを提供する
ことである。 （問題点を解決するための手段） 上記問題点は、本考案によれば、動揺と反撥の
際の設計荷重下では中空可撓性スリーブ１８がほ
ぼ一定の直径で持続されるローリングローブ型の
空気ばねであつて、前記中空可撓性スリーブ１８
の上端を車両フレーム１４に固着するための手段
２０と、車両車軸に固着することができ、前記ス
リーブ１８の下端が装着され、軸心５４を有して
前記ばねの動揺と反撥の期間該軸心５４に沿つて
動くとともに前記スリーブ１８の下端が巻きつく
ような外表面４２を与える中空ピストン３２と、
前記スリーブ１８を前記ピストン３２の上方部分
に固着するための手段３０，３４と、前記中空ス
リーブ１８の内部と前記中空ピストン３２の内部
との間に開放連通を与えて該ピストン３２の内部
に空気ばね用の溜め３４を形成させる手段４０と
を含み、前記ピストン３２がその外表面に、正常
荷重中前記中空スリーブのローブが着座する比較
的大きな半径の下方湾曲表面４３と、それに連結
する外方突出頂部表面４２と、特揺の期間該中空
スリーブのローリングローブのための直が漸減す
る領域を与えるように前記下方湾曲表面から下向
きに延在する倒立截頭円錐形表面４４とを備えて
なるローリングローブ型の空気ばねにおいて、前
記ピストン３２がさらに、前記倒立截頭円錐形表
面４４の底に隣接しかつそれより大きい直径の領
域を与える外方フレア表面４８を備え、橈み状態
のローリングローブが該外方フレア表面４８に達
したとき空気ばねの有効面積が増大してそれがさ
らに橈むのを遅延させるように構成したこと、お
よび前記ピストンの軸心５４に対する前記倒立截
頭円錐形表面４４の要素の角度を20〜23゜の範囲
内に設定し、空気ばねの設計高さを28〜33cmの範
囲内に設定し、前記ピストンの高さを約13cmに設
定し、荷重下の前記ピストンおよびスリーブの容
積が13900〜24000cm3の範囲内にあるように設定し
たことによつて、2268Kg以上の荷重においてばね
定数が17.5KN／ｍ〜52.5KN／ｍの範囲内にある
ようにしたことを特徴とするローリングローブ型
の空気ばね、によつて解決される。 本考案者は、重荷重においてばね定数の低い空
気ばねを得るために種々の努力の結果、重荷重、
たとえば、5000ポンド（2268Kg）以上の荷重（こ
こでいう荷重とは自動車の重さだけでなく、自動
車に荷物が積載されているときは、その荷物を含
めた全重量のことをいう。）において、ばね定数
が100〜300lbs／in（17.5〜52.5KN／ｍ）の範囲内
にあるローリングローブの空気ばねの製作に成功
したものである。 （実施例） 以下図面を参照し、実施例に基づいて本考案を
説明する。図面特に第１図を参照すると、上部分
において車両フレーム１４に、下部分において車
両車軸または牽引アーム１６に固着された空気ば
ね組立体１２が示されている。空気ばね組立体は
上部分において上部保持具２０およびバンパ２２
に、下部分においてピストン部材３２に固着され
た可撓性ゴムスリーブ１８からなる。ボルト２
４，２６は空気ばね組立体を上部保持具２００を
介して車両フレーム１４に固着している。 可撓性ゴム スリーブは管状であり、上記した
ヒルトレイタの米国特許第3043582号（1962年７
月10日許可）に記載された要領で、相互に交差し
た伸びないコードを有する積層ゴム引布から構成
されている。伸びない要素は非膨張状態の管状可
撓性スリーブ１８の軸に対して約30゜の角度で配
置され、可撓性スリーブ１８が膨張すると、コー
ドと可撓性スリーブの軸との間の角度は約54゜に
拡大する。この状態において、可撓性スリーブ１
８はその長大直径に達する。スリーブ１８自体は
通常のものであり、グツドイヤ・タイヤ・エン
ド・ラバー・カンパニーから市販されている。 上部分において、可撓性スリーブ１８は環状ワ
イヤリング２８を有し、これにより保持具２０に
固着されている。同様に、スリーブ１８の下部分
には下部ワイヤリング30が設けられ、スリーブ１
８を溜め罐３４とピストン３２間でピストン３２
に固着している。第１図に示すように、上部ワイ
ヤリング２８は下部ワイヤリング３０より大きい
直径を有する。溜め罐３４はボルト３６により車
軸１６に固着され、ピストン３２に対し密封内室
を与えている。溜め罐３４をを気密状態に維持す
るためにボルト３６に対して封止用化合物または
封止用ワツシヤ（図示せず）が与えられている。
開口４０を有する保持板３８は溶接または他の適
当な固着具によつて溜め罐３４の頂部に固着さ
れ、非常に大きい動揺状態が生じたときパンバ２
２に対して、保持板の表面が当接するようになつ
ている。 ピストン３２の形状は空気ばね組立体の動作特
性にとつて非常に重要である。それは比較的大き
い半径を有する外方突出頂表面４２と、下方彎曲
表面４３と、それになめらかに接合する倒立截頭
円錐形表面４４とを有する。外方突出下部分４８
が最小直径領域４６において倒立截頭円錐形表面
４４の内方指向表面に接合している。第１図に見
られるように、領域４６の直径は下部リング３０
の直径より大きいが、表面４３の外側部分の直径
よりかなり小さい。 ピストン３２の外表面はなめらかでありかつ任
意の水平断面において円形である。ピストンは好
適には任意の適当な鋳造性材料から鋳造され、外
表面は必要に応じて機械加工してもよい。 鋳物は望ましくは第１図、第２図に破線で示す
内表面５０を有する中空のものであり、鋳物内の
適当な位置に離間配置された補強リブ５２を有す
る。 動揺状態すなわち車両が衝撃をうけたときの空
気ばねの動作は第２図に示されている。可撓性部
材１８の下部分は表面４４に沿つて巻きつけら
れ、それによりばね内の有効面積がやや減小す
る。そのうえ、ピストン寸法は、可撓性部材が表
面４４に沿つて巻きつけられている期間ばね定数
が実質的に一定、すなわち100〜300lbs／in（17.5
〜52.5KN／ｍ）の範囲内にあるように定められ
ている。 しかしながら、可撓性部材１８の表面４４への
巻きつき部分が最小直径領域４６に達すると、ば
ねの有効面積はむしろ急速に増大し、それにより
ばね定数が増大するのでばねの底がバンパ２２上
に突き当たる前に動揺を停止する。 ピストンの軸に対する表面４４の角度はばねの
動作に関してきわめて重要である。この角度は第
１図に破線５４として示されているピストン３２
の中心軸を通る断面を取ることによつて測定され
る。中心軸５４はピストン３２のベースに垂直で
ある。中心軸５４を通る平面と表面４４の交差線
は表面４４の一要素を形成する。この要素の延長
が第１図に破線５６として示されている。かくし
て、表面４４とピストン３２の軸心との間の角度
は破線線５４と５６間で測定される。望ましく
は、この角度は20゜以上、30゜以上であり、好適に
は約23゜である。 空気ばねに対するピストンの直径もまたかなり
の重要性を持つている。ピストンの直径はローブ
がつぶれることなく、比較的大きい戻り角度をも
つ截頭円錐形表面４４上でローブの巻きつきを可
能にする程度に小さくなければならない。典型的
には、13インチ（35.4cm）直径の空気ばねの場合
には、空気ばねの内径とピストンの外径の直径差
は少なくとも３インチ（7.6cm）でなければなら
ず、好適には約3.4インチ（8.6cm）である。直径
差は空気ばねが大きくなるとやや大きくなり、空
気ばねが小さくなるとやや小さくなる。 本考案に係る空気ばねは実験例によれば下記の
概略寸法で構成された。 スリーブーグツドイヤ スリーブ 部品番号 AS ４−26−３−017 最大径−336.6mm（13.25in） ピストン 高さ−132.0mm（5.20in） 彎曲面４３における 最大径−244.0mm（9.61in） 彎曲面の半径−27.0mm（1.06in） 区域４６の高さ−33.0mm（1.30in） 表面の半径−24.0mm（0.94in） 区域４６における容積−1968cm2（120in3.） 空気ばね組立体 設計高さ −304.8mm（12in） スリーブ１８の径−336.6mm（13.25in） 容積−15898（970in3） この実験例の空気ばねに対する有効面積および
偏位で表現した動揺の効果は第３図に示されてお
り、つぎにこれについて説明する。第３図の上部
分にはインチで表わした空気ばねスリーブの有効
面積と偏位間の関係が示されており、設計高さは
12インチ（304.8mm）である。動揺下では、有効
面積は実際に約２インチ（50.8mm）の間減小し、
ついで顕著に増大する。反撥においては、有効面
積は増大して空気ばねの振動を減衰する。 第３図の下部分には空気ばねにかかる荷重と偏
位間の関係を示す曲線が示されている。設計高さ
においては、ばね定数は正であるが、より高い動
揺偏位におけるばね定数と比較するとごくわずか
に正である。図示のように、設計高さ付近のばね
定数はばねにかかる荷重の程度には無関係に比較
的一定である。 下記のデータは本考案に係る空気ばねのテスト
から得られたものである。 ここでKPaとはキロパスカルのことをいい
CPMとはサイクル／分のとをいう。
特色の１つにおいて、本考案は、可撓性スリーブ
が荷重下で重大直径まで膨張させられかつパンプ
すなわち動揺等に起因する偏位がスリーブ内に入
れこ式に装着されたピストンまたは受台上へのス
リーブの端のローリングすなわち巻きつきを介し
て取上られるところのローリングローブ型の空気
ばねに関する。 （従来の技術） 空気ばねは車両、特に重トラツクおよびトレー
ラ用のサスペンシヨン系において周知である。
“ローリング ローブ”空気ばねとして知られて
いる。空気ばねの１つの特定の型式が1962年７月
10日付でヒルトレイタに付与された米国特許第
3043582号に開示されている。この型の空気ばね
は、荷重下で所定最大直径まで膨張させられる膨
張性布スリーブを含み、スリーブの一端（通常底
端）に固着されたピストンまたは受台スリーブ内
に入れこ式にはまり込んでいる。スリーブはゴム
の複数の層と伸びないコードの交差組から作ら
れ、コードはスリーブの全長にわたつて延在する
が、スリーブの軸心に対してある角度をなしてい
る。スリーブが膨張させられると、コードの交差
組は約54゜の平衡角度までパンタグラフ式に変位
する。 通常、荷重下で、スリーブは、たとえば、30〜
50psig（2.2〜3.4気圧）の圧力まで加圧され、それ
により荷重はスリーブ組立体を介して支持され
る。スリーブの一部分はコードの平衡角度まで膨
張し、ピストンまたは受台はスリーブの端内に入
れこ式にはまり込み、それによりばねが圧縮され
ると受台に巻きつくローブが形成される。この型
の空気ばねにおいては、ばね定数すなわち単位偏
位当りの荷重の変化は受台の形状によつて制御さ
れる。たとえば、ヒルトレイタは円筒形側面、倒
立截頭円錐形状におよび水時計形状を有する受台
を開示している。 直径が減少するローブ巻きつき表面を有するこ
れらの受台を組込んだ空気ばねアセンブリにおい
ては、空気ばねの有効直径は圧縮下で減少し、そ
れにより低いばね定数およびなめらかな乗り心地
を与える。一般に、ばね定数が低いほど、乗り心
地はソフトである。したがつて、最もソフトな乗
り心地は設計荷重において非常に低いばね定数を
持つばねによつて達せられる。０またはその付近
のばね定数あるいは負のばね定数でさえも理論的
には可能であるが、ばねを加圧して設計高さを維
持するために使用される制御系のため好ましくな
い。 アメリカ合衆国オハイオ州アクロンのグツドイ
ヤ・タイヤ・エンド・ラバー・カンパニーにより
製造販売されているあるローリング ローブ空気
ばね（たとえばGYRL1100、アセンブリ部品番
号566−22−２−005）は、水時計型の受台を有
し、これによりばねの有効面積が圧縮中減小され
る。さらに、この受台は空気ばねに追加容積を与
えるためにシリンダの内部に対して開口をしてい
る。しかしながら、ばね定数はかなり高く、たと
えば、7200lbs（3260Kg）において1275lbs／in、
（223.0KN／ｍ）であり、荷重対ばね定数比は約
5.6in、（14.2cm）である。一般に、重トレーラお
よびトラツクトラクタにおいて最適運転条件を得
るためには、これよりはるかに低いばね定数すな
わち100〜300lbs／in・（17.5〜52.5KN／ｍ）の範
囲内のばね定数を達成し、より高い荷重を達成す
ることが望ましい。従来、重荷重用のこれらの範
囲内のばね定数および荷重対ばね定数比は、ロー
リング ローブ空気ばねにおいては論理的には可
能であるにもかかわらず、実現されておらず、達
成することは不可能だと考えられていた。 最小ばね定数の達成を目的とする別の型の空気
ばねは、1963年２月19日付でバンクに付与された
米国特許第3078085号に開示された可逆性ダイア
フラム空気ばねである。この型の空気ばねは頂部
にある溜めと、上部分において溜めに固着されか
つ下部分において水時計形受台に固着された可撓
性スリーブとを有する。スリーブの下部分は上部
分より小さい直径を有し、その結果下部分は正規
動作中入れこ式に変位する。バンクの米国特許の
受台の最大収斂内角は19゜になるように意図され
ている。しかしながら、ばねの有効面積は設計荷
重における偏位中減小し、その結果比較的低いば
ね定数が達成される。しかしながら、バンクの米
国特許のスリーブの巻きつきは、スリーブが荷重
下で完全には膨張させられないため、圧縮下で大
きさが変化する。バンクの米国特許のばねは比較
的小さい荷重、たとえば、乗用車の場合のように
1000〜2000ポンド約453〜906Kg）の範囲内の荷重
用に作られている。 バンクの米国特許のばねでより高い荷重能力を
達成するためには、ばねのサイズを増大してその
容積も増大されるようにしなければならない。し
かしながら、ばねの容積は高荷重におけるばね定
数に甚大な影響を有し、したがつてバンクの米国
特許のばねの寸法を単に増大することは小寸法の
ばねと同一の特性を達成する結果には必ずしもな
らない。 （本考案が解決しようとする問題点） 従つて本考案が解決しようとする問題点は従来
技術では達成することができなかつた重荷重に適
応し、しかも小さいばね定数をもつローリング
ローブ型の空気ばねを提供することである。 より具体的に言えば次の通りである。本願考案
者は、種々の試験を重ねた結果重荷重、特に5000
ポンド（2268Kg）をこえる設計負荷下では許容で
きないように不快な乗心地があるという問題を経
験し、これが空気ばねのばね定数に関する問題で
あることを確認した。すなわち、重荷重、特に
5000ポンド（2268Kg）をこえる設計負荷下では上
記したように100〜300lbs／in（17.5〜52.5KN／
ｍ）というような低いばね定数をもつた空気ばね
が望ましいことがわかつた。従つて本考案の目的
は5000ポンド（2268Kg）以上の荷重においてばね
定数が17.5KN／ｍ〜52.5KN／ｍの範囲内にある
ようなローリングロープ型の空気ばねを提供する
ことである。 （問題点を解決するための手段） 上記問題点は、本考案によれば、動揺と反撥の
際の設計荷重下では中空可撓性スリーブ１８がほ
ぼ一定の直径で持続されるローリングローブ型の
空気ばねであつて、前記中空可撓性スリーブ１８
の上端を車両フレーム１４に固着するための手段
２０と、車両車軸に固着することができ、前記ス
リーブ１８の下端が装着され、軸心５４を有して
前記ばねの動揺と反撥の期間該軸心５４に沿つて
動くとともに前記スリーブ１８の下端が巻きつく
ような外表面４２を与える中空ピストン３２と、
前記スリーブ１８を前記ピストン３２の上方部分
に固着するための手段３０，３４と、前記中空ス
リーブ１８の内部と前記中空ピストン３２の内部
との間に開放連通を与えて該ピストン３２の内部
に空気ばね用の溜め３４を形成させる手段４０と
を含み、前記ピストン３２がその外表面に、正常
荷重中前記中空スリーブのローブが着座する比較
的大きな半径の下方湾曲表面４３と、それに連結
する外方突出頂部表面４２と、特揺の期間該中空
スリーブのローリングローブのための直が漸減す
る領域を与えるように前記下方湾曲表面から下向
きに延在する倒立截頭円錐形表面４４とを備えて
なるローリングローブ型の空気ばねにおいて、前
記ピストン３２がさらに、前記倒立截頭円錐形表
面４４の底に隣接しかつそれより大きい直径の領
域を与える外方フレア表面４８を備え、橈み状態
のローリングローブが該外方フレア表面４８に達
したとき空気ばねの有効面積が増大してそれがさ
らに橈むのを遅延させるように構成したこと、お
よび前記ピストンの軸心５４に対する前記倒立截
頭円錐形表面４４の要素の角度を20〜23゜の範囲
内に設定し、空気ばねの設計高さを28〜33cmの範
囲内に設定し、前記ピストンの高さを約13cmに設
定し、荷重下の前記ピストンおよびスリーブの容
積が13900〜24000cm3の範囲内にあるように設定し
たことによつて、2268Kg以上の荷重においてばね
定数が17.5KN／ｍ〜52.5KN／ｍの範囲内にある
ようにしたことを特徴とするローリングローブ型
の空気ばね、によつて解決される。 本考案者は、重荷重においてばね定数の低い空
気ばねを得るために種々の努力の結果、重荷重、
たとえば、5000ポンド（2268Kg）以上の荷重（こ
こでいう荷重とは自動車の重さだけでなく、自動
車に荷物が積載されているときは、その荷物を含
めた全重量のことをいう。）において、ばね定数
が100〜300lbs／in（17.5〜52.5KN／ｍ）の範囲内
にあるローリングローブの空気ばねの製作に成功
したものである。 （実施例） 以下図面を参照し、実施例に基づいて本考案を
説明する。図面特に第１図を参照すると、上部分
において車両フレーム１４に、下部分において車
両車軸または牽引アーム１６に固着された空気ば
ね組立体１２が示されている。空気ばね組立体は
上部分において上部保持具２０およびバンパ２２
に、下部分においてピストン部材３２に固着され
た可撓性ゴムスリーブ１８からなる。ボルト２
４，２６は空気ばね組立体を上部保持具２００を
介して車両フレーム１４に固着している。 可撓性ゴム スリーブは管状であり、上記した
ヒルトレイタの米国特許第3043582号（1962年７
月10日許可）に記載された要領で、相互に交差し
た伸びないコードを有する積層ゴム引布から構成
されている。伸びない要素は非膨張状態の管状可
撓性スリーブ１８の軸に対して約30゜の角度で配
置され、可撓性スリーブ１８が膨張すると、コー
ドと可撓性スリーブの軸との間の角度は約54゜に
拡大する。この状態において、可撓性スリーブ１
８はその長大直径に達する。スリーブ１８自体は
通常のものであり、グツドイヤ・タイヤ・エン
ド・ラバー・カンパニーから市販されている。 上部分において、可撓性スリーブ１８は環状ワ
イヤリング２８を有し、これにより保持具２０に
固着されている。同様に、スリーブ１８の下部分
には下部ワイヤリング30が設けられ、スリーブ１
８を溜め罐３４とピストン３２間でピストン３２
に固着している。第１図に示すように、上部ワイ
ヤリング２８は下部ワイヤリング３０より大きい
直径を有する。溜め罐３４はボルト３６により車
軸１６に固着され、ピストン３２に対し密封内室
を与えている。溜め罐３４をを気密状態に維持す
るためにボルト３６に対して封止用化合物または
封止用ワツシヤ（図示せず）が与えられている。
開口４０を有する保持板３８は溶接または他の適
当な固着具によつて溜め罐３４の頂部に固着さ
れ、非常に大きい動揺状態が生じたときパンバ２
２に対して、保持板の表面が当接するようになつ
ている。 ピストン３２の形状は空気ばね組立体の動作特
性にとつて非常に重要である。それは比較的大き
い半径を有する外方突出頂表面４２と、下方彎曲
表面４３と、それになめらかに接合する倒立截頭
円錐形表面４４とを有する。外方突出下部分４８
が最小直径領域４６において倒立截頭円錐形表面
４４の内方指向表面に接合している。第１図に見
られるように、領域４６の直径は下部リング３０
の直径より大きいが、表面４３の外側部分の直径
よりかなり小さい。 ピストン３２の外表面はなめらかでありかつ任
意の水平断面において円形である。ピストンは好
適には任意の適当な鋳造性材料から鋳造され、外
表面は必要に応じて機械加工してもよい。 鋳物は望ましくは第１図、第２図に破線で示す
内表面５０を有する中空のものであり、鋳物内の
適当な位置に離間配置された補強リブ５２を有す
る。 動揺状態すなわち車両が衝撃をうけたときの空
気ばねの動作は第２図に示されている。可撓性部
材１８の下部分は表面４４に沿つて巻きつけら
れ、それによりばね内の有効面積がやや減小す
る。そのうえ、ピストン寸法は、可撓性部材が表
面４４に沿つて巻きつけられている期間ばね定数
が実質的に一定、すなわち100〜300lbs／in（17.5
〜52.5KN／ｍ）の範囲内にあるように定められ
ている。 しかしながら、可撓性部材１８の表面４４への
巻きつき部分が最小直径領域４６に達すると、ば
ねの有効面積はむしろ急速に増大し、それにより
ばね定数が増大するのでばねの底がバンパ２２上
に突き当たる前に動揺を停止する。 ピストンの軸に対する表面４４の角度はばねの
動作に関してきわめて重要である。この角度は第
１図に破線５４として示されているピストン３２
の中心軸を通る断面を取ることによつて測定され
る。中心軸５４はピストン３２のベースに垂直で
ある。中心軸５４を通る平面と表面４４の交差線
は表面４４の一要素を形成する。この要素の延長
が第１図に破線５６として示されている。かくし
て、表面４４とピストン３２の軸心との間の角度
は破線線５４と５６間で測定される。望ましく
は、この角度は20゜以上、30゜以上であり、好適に
は約23゜である。 空気ばねに対するピストンの直径もまたかなり
の重要性を持つている。ピストンの直径はローブ
がつぶれることなく、比較的大きい戻り角度をも
つ截頭円錐形表面４４上でローブの巻きつきを可
能にする程度に小さくなければならない。典型的
には、13インチ（35.4cm）直径の空気ばねの場合
には、空気ばねの内径とピストンの外径の直径差
は少なくとも３インチ（7.6cm）でなければなら
ず、好適には約3.4インチ（8.6cm）である。直径
差は空気ばねが大きくなるとやや大きくなり、空
気ばねが小さくなるとやや小さくなる。 本考案に係る空気ばねは実験例によれば下記の
概略寸法で構成された。 スリーブーグツドイヤ スリーブ 部品番号 AS ４−26−３−017 最大径−336.6mm（13.25in） ピストン 高さ−132.0mm（5.20in） 彎曲面４３における 最大径−244.0mm（9.61in） 彎曲面の半径−27.0mm（1.06in） 区域４６の高さ−33.0mm（1.30in） 表面の半径−24.0mm（0.94in） 区域４６における容積−1968cm2（120in3.） 空気ばね組立体 設計高さ −304.8mm（12in） スリーブ１８の径−336.6mm（13.25in） 容積−15898（970in3） この実験例の空気ばねに対する有効面積および
偏位で表現した動揺の効果は第３図に示されてお
り、つぎにこれについて説明する。第３図の上部
分にはインチで表わした空気ばねスリーブの有効
面積と偏位間の関係が示されており、設計高さは
12インチ（304.8mm）である。動揺下では、有効
面積は実際に約２インチ（50.8mm）の間減小し、
ついで顕著に増大する。反撥においては、有効面
積は増大して空気ばねの振動を減衰する。 第３図の下部分には空気ばねにかかる荷重と偏
位間の関係を示す曲線が示されている。設計高さ
においては、ばね定数は正であるが、より高い動
揺偏位におけるばね定数と比較するとごくわずか
に正である。図示のように、設計高さ付近のばね
定数はばねにかかる荷重の程度には無関係に比較
的一定である。 下記のデータは本考案に係る空気ばねのテスト
から得られたものである。 ここでKPaとはキロパスカルのことをいい
CPMとはサイクル／分のとをいう。
【表】
本考案に従つて構成された空気ばねにおいて
は、溜め３４は動揺状態下で比較的一定の容積を
維持するのに重要である。望ましくは、溜めは
100in3.（1639cm3）以上、好適には約120in3（1965
cm3）の容量を有するようにする。溜めを含む空気
ばねの全容積は好適には850in3（13900cm3）〜
1500in.3（24600cm3）の範囲内にあり、望ましくは
約1000in.3（16.390cm3）である。 かくして、溜めは空気ばねにかなりの容積を付
加し、比較的小さいばね定数および比較的大きい
荷重対ばね定数比の達成を助長する。 （考案の効果） 上記したように、本考案によれば重荷重に適応
するとともに小さいばね定数を有する空気ばねが
達成できた。より具体的に言えば、2268Kg以上の
荷重においてばね定数が17.5KN／ｍ〜52.5KN／
ｍの範囲内にあるようなローリングローブ型の空
気ばねを達成することができた。 本考案に係る空気ばねはでこぼこ道路上におい
て極めてなめらかな乗り心地を与え、車両が衝撃
を受けたときにごくわずかなシヨツクが車両フレ
ームに伝達されるのみである。本考案はトラツク
輸送産業で車両が運搬するような重荷重に特に適
応している。なめらかな乗り心地は設計高さにお
ける低ばね定数の結果である。このばね定数は高
荷重においては従来達成できなかつたものであ
る。 以上の開示および図面の範囲内で、添付した請
求の範囲で規定された本考案の精神から離脱する
ことなく種々の変化や改変が可能である。
は、溜め３４は動揺状態下で比較的一定の容積を
維持するのに重要である。望ましくは、溜めは
100in3.（1639cm3）以上、好適には約120in3（1965
cm3）の容量を有するようにする。溜めを含む空気
ばねの全容積は好適には850in3（13900cm3）〜
1500in.3（24600cm3）の範囲内にあり、望ましくは
約1000in.3（16.390cm3）である。 かくして、溜めは空気ばねにかなりの容積を付
加し、比較的小さいばね定数および比較的大きい
荷重対ばね定数比の達成を助長する。 （考案の効果） 上記したように、本考案によれば重荷重に適応
するとともに小さいばね定数を有する空気ばねが
達成できた。より具体的に言えば、2268Kg以上の
荷重においてばね定数が17.5KN／ｍ〜52.5KN／
ｍの範囲内にあるようなローリングローブ型の空
気ばねを達成することができた。 本考案に係る空気ばねはでこぼこ道路上におい
て極めてなめらかな乗り心地を与え、車両が衝撃
を受けたときにごくわずかなシヨツクが車両フレ
ームに伝達されるのみである。本考案はトラツク
輸送産業で車両が運搬するような重荷重に特に適
応している。なめらかな乗り心地は設計高さにお
ける低ばね定数の結果である。このばね定数は高
荷重においては従来達成できなかつたものであ
る。 以上の開示および図面の範囲内で、添付した請
求の範囲で規定された本考案の精神から離脱する
ことなく種々の変化や改変が可能である。
第１図は正常荷重状態下の本考案に係る空気ば
ねアセンブリの断面における側断面図、第２図は
動揺状態下での空気ばねを示す第１図類似の側断
面図、第３図は各種圧力における偏位と有効面積
間および偏位と荷重間の関係を示す複合グラフ図
である。 符号の説明、１２……空気ばね組立体、１４…
…車両フレーム、８……可撓性スリーブ、３２…
…中空ピストン、３４……溜め、４０……開口、
４２……ピストンの外方突出頂表面、４３……ピ
ストンの下方彎曲表面、４４……ピストンの倒立
截頭円錐形表面、４８……ピストンの外方フレア
表面、５４……ピストンの軸心。
ねアセンブリの断面における側断面図、第２図は
動揺状態下での空気ばねを示す第１図類似の側断
面図、第３図は各種圧力における偏位と有効面積
間および偏位と荷重間の関係を示す複合グラフ図
である。 符号の説明、１２……空気ばね組立体、１４…
…車両フレーム、８……可撓性スリーブ、３２…
…中空ピストン、３４……溜め、４０……開口、
４２……ピストンの外方突出頂表面、４３……ピ
ストンの下方彎曲表面、４４……ピストンの倒立
截頭円錐形表面、４８……ピストンの外方フレア
表面、５４……ピストンの軸心。
Claims (1)
- 動揺と反撥の際の設計荷重下では中空可橈性ス
リーブ１８がほぼ一定の直径で持続されるローリ
ングローブ型の空気ばねであつて、前記中空可橈
性スリーブ１８の上端を車両フレーム１４に固着
するための手段２０と、車両車軸に固着すること
ができ、前記スリーブ１８の下端が装着され、軸
心５４を有して前記ばねの動揺と反撥の期間該軸
心５４に沿つて動くとともに前記スリーブ１８の
下端が巻きつくような外表面４２を与える中空ピ
ストン３２と、前記スリーブ１８を前記ピストン
３２の上方部分に固着するための手段３０，３４
と、前記中空スリーブ１８の内部と前記中空ピス
トン３２の内部との間に開放連通を与えて該ピス
トン３２の内部に空気ばね用の溜め３４を形成さ
せる手段４０とを含み、前記ピストン３２がその
外表面に、正常荷重中前記中空スリーブのローブ
が着座する比較的大きな半径の下方湾曲表面４３
と、それに連結する外方突出頂部表面４２と、動
揺の期間該中空スリーブのローリングローブのた
めの直径が漸減する領域を与えるように前記下方
湾曲表面から下向きに延在する倒立截頭円錐形表
面４４とを備えてなるローリングローブ型の空気
ばねにおいて、前記ピストン３２がさらに、前記
倒立截頭円錐形表面４４の底に隣接しかつそれよ
り大きい直径の領域を与える外方フレア表面４８
を備え、橈み状態のローリングローブが該外方フ
レア表面４８に達したとき空気ばねの有効面積が
増大してそれがさらに橈むのを遅延させるように
構成したこと、および前記ピストンの軸心５４に
対する前記倒立截頭円錐形表面４４の要素の角度
を20〜23゜の範囲内に設定し、空気ばねの設計高
さを28〜33cmの範囲内に設定し、前記ピストンの
高さを約13cmに設定し、荷重下の前記ピストンお
よびスリーブの容積が13900〜24000cm3の範囲内に
あるように設定したことによつて、2268Kg以上の
荷重においてばね定数が17.5KN／ｍ〜52.5KN／
ｍの範囲内にあるようにしたことを特徴とするロ
ーリングローブ型の空気ばね。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US86243577A | 1977-12-20 | 1977-12-20 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62166340U JPS62166340U (ja) | 1987-10-22 |
| JPH02511Y2 true JPH02511Y2 (ja) | 1990-01-09 |
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Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50025878A Pending JPS55500008A (ja) | 1977-12-20 | 1978-11-22 | |
| JP1986197297U Expired JPH02511Y2 (ja) | 1977-12-20 | 1986-12-22 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50025878A Pending JPS55500008A (ja) | 1977-12-20 | 1978-11-22 |
Country Status (7)
| Country | Link |
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| JP (2) | JPS55500008A (ja) |
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| CA (1) | CA1097380A (ja) |
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| DE29619081U1 (de) * | 1996-11-04 | 1997-01-09 | ContiTech Luftfedersysteme GmbH, 30165 Hannover | Rollbalg-Luftfeder |
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| JP5722582B2 (ja) * | 2010-09-28 | 2015-05-20 | 株式会社ブリヂストン | 空気ばね装置 |
| DE102011085323A1 (de) * | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Kolben für eine Luftfeder |
| US9139061B2 (en) | 2013-04-03 | 2015-09-22 | Watson & Chalin Manufacturing, Inc. | Vehicle suspension system with reservoir for air spring damping |
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| CN109551986B (zh) * | 2018-11-26 | 2024-06-07 | 安路普（北京）汽车技术有限公司 | 一种新型空气弹簧组件及空气悬架系统 |
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| NL105090C (ja) * | 1957-12-12 | |||
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| NL134858C (ja) * | 1965-12-04 | |||
| GB1189295A (en) * | 1966-10-13 | 1970-04-22 | Metalastik Ltd | Improvements in or relating to Fluid Springs |
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| DE1939864A1 (de) * | 1969-02-13 | 1970-10-08 | Gomma Antivibranti Applic | Daempfungsvorrichtung fuer Luftfedern |
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- 1978-11-22 WO PCT/US1978/000172 patent/WO1979000411A1/en not_active Ceased
- 1978-11-29 AU AU42031/78A patent/AU528336B2/en not_active Expired
- 1978-12-15 MX MX176062A patent/MX148945A/es unknown
- 1978-12-19 ZA ZA00787097A patent/ZA787097B/xx unknown
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- 1979-08-08 EP EP79900089A patent/EP0008297B1/en not_active Expired
-
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- 1986-12-22 JP JP1986197297U patent/JPH02511Y2/ja not_active Expired
Also Published As
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