JPS60121337A - ダイアフラム形空気ばね - Google Patents

ダイアフラム形空気ばね

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JPS60121337A
JPS60121337A JP22839283A JP22839283A JPS60121337A JP S60121337 A JPS60121337 A JP S60121337A JP 22839283 A JP22839283 A JP 22839283A JP 22839283 A JP22839283 A JP 22839283A JP S60121337 A JPS60121337 A JP S60121337A
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JP
Japan
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rod
partition wall
air
small
air spring
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JP22839283A
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JPH0454095B2 (ja
Inventor
Fujio Okawa
大川 冨士夫
Rei Higashiya
玲 東谷
Yasuyuki Maeda
泰幸 前田
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Priority to DE19843436664 priority patent/DE3436664A1/de
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Publication of JPH0454095B2 publication Critical patent/JPH0454095B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04Springs, 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
    • F16F9/0472Springs, 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 characterised by comprising a damping device

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、大小二個の空気室を具えるいわゆル差動型
式のダイアプラム形空気はねに関するも−・のである。
既矧の空気ばねはダイアフラム形とベローズ形とに大別
され、これらの空気ばねは、金がばね、ゴムはねなどと
同じ機能を有する一任において、振動減衰力が得られる
こと、それらのばねよりや1゜わらかいばわが得られる
こと、ばねの設計に際してばね扁さ、耐荷力、はね定数
か各々独立に選定できることなどの利点を有するが故に
、防振および緩衝を目的として各棟の振動系、たとえば
産業機械、自動車、鉄道車両などに広く採用されつつj
゛ある。 − ここでこのような空気ばねの撮動減衰力についてみると
、それは、空気はねに伝達される振動の速度、Ii’l
仮数などの外的要因の池、空気ばね内の ゛空気流動は
、その流動速噌などの内的要因によつ2“″て大きく影
響されることが知られている。 1そこで従来は、振動
減衰力の増加なもたらすため、内的要因のうち減衰力に
とくに大きく影響する空気源eJI暇の増加をもたらす
べく可撓性の空気ばねを、オリフィスを介して補助タン
クに接続しくこれら両者間での空気の流動を可能ならし
めている。
ところが、このような従来技術によれば、空気ばね内に
おける空気、の流動轍が空気ばね内の圧力変化のへすな
わぢ、空気ばねと補助タンクとの差IO圧によって決定
されるため、具体的には、たとえば空気ばねが圧縮変形
を受けることにより、そこへの封入圧力PがP+ΔPに
上昇した場合に、その圧力上昇分であるΔPが、変形を
受けることのばねおよび補助タンク内圧が、ともに均一
な圧力であるP十ΔPo(ここでΔPo<ΔP)になる
まで空気ばねから補助タンクへ空気が流動するにすぎな
いため、それほど大きな振動減衰力を得るこ!11とが
できず、それでもなお、比較的大きな減食力lを得よう
とすると、補助タンク客種を著しく大きくしなければな
らないコスト上およびeltlイスペース上題があった
しかも、実験によれば、空気ばねおよび補助夕5ンクへ
の封入圧力Pに対する上昇圧力ΔPの限界が ΔP max −0,1〜0.8 P であるので、小型の補助タンクを接続した空気は10ね
にあっては、大きな振動減衰力を得ることが実質上不可
能な状態であった。
そこで出職人は、このような従来技術に比し、空気流動
喰を著しく多くすることによって大きな振動減衰力をも
たらし得る差動型式のダイアフラl′”ム形空気ばねを
、先に特願昭58−186888号として提案した。
この発明は、先の出願に係るダイアプラム形空気ばねの
改良に関するものであり、大小の空気室を仕切る隔壁に
貝通させたロッドの、隔壁に対す2″(8) ′ る摺動状標が空気ばねの振動減衰力に大きく影響1する
ことに着目し、振動減衰力の常に十分なる発揮を担保す
るダイアフラム形空気ばねを提供するものである。
この発明のダイアフラム形空気ばねは、大小の5空気室
を仕切る@壁に、それらの空気室を連通させるオリフィ
スを設け、また、この@壁に貫通し、雨空気室のピスト
ンまたは大空気室のピストンと小空気室の7ウターシエ
ルとを一体的に相互・連結するとともに、Vj4暗に対
して摺動するロッドを設け1ξさらに、隔壁のロッド貫
通孔とロッドとの間に0リングを介装または@壁のロッ
ド貫通孔およびロッド周辺の少なくとも一万に減摩被覆
を施してなる。
ここで、0リングを介装したダイアフラム形空15気ば
ねによれば、@壁とロッドとの間を0リングにて気密に
シールすることにより、それら両者間を通る空気の流通
を十分に防止して所定開口面積のオリフィスのみを通る
空気流による振動の有効なる減衰をもたらすことができ
、また、減摩被覆20(4) ・を施したダイアフラム形空気ばねによれば、隔壁1と
ロッドとの間隙を狭小ならしめてもなお、それら両者の
摩擦力を十分小さくすることができるので、いわゆる動
ばね定数の低減がもたらされる他、隔壁とロッドとの間
での空気流歇が少なくなって5オリフイスによる有効な
る振動減衰がもたらされる。
以下にこの発明を図示例に基づいて説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、図中
1は大空気室、2は小空気室をそれぞれ1(゛示す。
ここでこれらの空気室1,2は、隔壁8によって仕切ら
れ、またその隔壁8に設けた所定開口面積のオリフィス
4によって相互に連通される。
この例では、大空気室lは、大径ピストン5と1ミそれ
に対向するとともに、それより大きい内径を有し、かつ
、それと同軸をなす大径アウターシェル6と、大径ピス
トン5の上端部を大径アウターシェル6の下端部に気密
に連結するダイアフラム7とからなり、また、小空気室
2は、大径ピスト2“(ン5と同一の軸線上に配置した
小径ピストン8お1よびこのピストン8に対向するとと
もに、大径アウターシェル6と一体をなす小径アウター
シェル9と、ダイアフラム7とは逆方向へ折り返されて
小径ピストン8の下端部と小径アウターシェル95の上
端部とを気密に連結するダイアフラム10とからなり、
これらの大小空気室1.2は、隔壁3に貫通するととも
に、それに対して摺動するロッド11で大小ピストン5
,8を一体的に連結することにより、相互に関連づけら
れる。
ここにおける大小のアウターシェル6.9は、相互に離
間する各一端部で大小のピストン5,8とそれぞれ幾分
オーバーラツプしており、それらのピストン5,8から
離れた端部に設けたフランジQ a、9aを溶接その他
によって連結すること1″ニヨリ、相互に一体連結され
てピストン5,8と同軸をなす。また、隔壁8は、断面
形状がほぼH状をなす盪壁構体12にて構成されており
、この隔壁構体12、ひいては隔壁3は、隔壁構体12
の周壁の長さ方向中央部に設けたフランジ12 a ”
’を、フランジ6a、9a間に挟持することにより1所
定位置に固定され、隔壁構体12の外周面とアウターシ
ェル6.9内周面との間に?Jla本の0リングを介装
することにより、雨空気室1.2の気密連結をもたらす
。そして、さらに隔壁8は、そ゛・の中央部に設けられ
てロッド11の貫通および摺動を許容する四通孔8aを
有しており、この貫通孔8aとロッド11との間の気密
性は、貫通孔8aに取り付けた0リング18によっても
たらされる。
このようなダイアフラム形空気はねは、大小の空気室1
,2内へ所要の空気田を供給し、そしてたとえば、大径
ピストン5を振動機械の機械側に、またアウターシェル
6.9の少なくとも一万、この例ではフランジ6a、9
aを振動機械の据付7150ア側にそれぞれ連結するこ
とにより、荷重の十分なる支持および振動の十分なる減
衰をもたらす。
すなわち、この空気はねによれば、大空気室lの可動直
径D1ひいては有効受圧白檀A1は、小空気室2の有効
直径1〕2、いいかえれば有効受圧面槍(7) A2よりも大きくなるので大小空気室1.2への封入圧
力をPとした場合には、通常状轢におけるこの空気ばね
の支持荷電Wは、 W−P(AニーA2) となり、封入圧力Pを所要に応じて適宜に選択すること
により、所定の荷重を十分に支持することができる。
また、大径ピストン5が押圧力を受けて図の上方へXだ
け変位した場合の振動減衰力についてみIOると、この
変位によって、大空気室lが圧縮ml形され、内圧がΔ
P0だけ上昇してその全内圧は IP十ΔP□になる一
万、小空気室2は体積を増加されてその全内圧はP−Δ
P、に°なる。このため、雨空気室1.2の差圧はΔP
0+ΔP2となり、大空15気室lから小空気室2への
空気の流動は、空気室1.2の内圧が均一になる圧力P
+ΔPm(ここで−ΔP2〈22m〈ΔP□)に達する
まで行われるので、その流装置は十分多くなり、有効な
る振動減衰がもたらされる。 l1l (8) なお、ここにおける空気の流動は、隔壁8のロッド1通
孔8aとロッド11との間に介装した0リング18の存
在の故に、その全てが所定開口面積のオリフィス4を経
て行われるので、空気ばねの上述したような指動減衰性
能が損われることは゛・ない。第2図はこのことを示す
グラフであり、これによれば、0リング18を介装した
空気ばねでは、0リング18によってロッド1通孔8a
とロッド11との間を通る空気の流動が有効に防止され
ることから、その空気ばねのピストンスピード10に対
する減衰力は、図に実線で示すように、ロッドぼ通孔に
ロッドを単に遊嵌したにすぎず、それら両者間に比較的
多くの空気流が生じる場合(図の破線参照)に比して著
しく高くなり、はぼ所期した通りのものとなることが解
かる。
この空気ばねのこのような振動減衰性能を、空気ばねと
補助タンクとをオリアイスを介して接続した従来例と比
較すると、従来例では、たとえ空気ばね内圧が前述の場
合と同様にΔP□増加したとしても、空気ばね内圧と、
容積が常に一定の補助!IIタンクとの差圧はΔP0に
すぎないから、それが最終的な安定圧力P+ΔP0゜に
達したときの増圧分ΔP工。はAr1述のΔPmより相
当大きくなり、この結果として、空気泥動臘および振動
減衰力は、この発明の空気ばねより著しく低くなる0 なお、大径ピストン5の変位方向が上述したとは逆の場
合には、空気室1,2の上述したとは逆の拡縮によって
、上述したと同様の振動減衰がもたらされる。
第8図は前述した空気ばねとほぼ同様の振動域10衰性
能をもたらしつつ、動はね定数のより一層の低減をもた
らす空気ばねの要部を例示する拡大断面であり、ここで
は、隔壁8のロッド貫通孔8aおよびロッド周面L’ 
1 aの両方に、たとえば、ナイロン、テフロン、含油
ゴムなどの低摩擦係数物15質からなる減摩被覆層14
.15をそれぞれ設ける。
ここでこれらの減市被覆層14.15は。ロッド11と
ロッドに通孔8aとの摩擦力の著しい低減をもたらすの
で、それら両者の間隙を狭小にし2パてそこを通る空気
献を極めて少喰ならしめること(ができる。これがため
、この空気ばねもまた、オリアイス4の有効なる作用に
よって十分大きな振動減衰力をもたらず他、ロッド11
と0711通孔3aとの間の間隙の作用によって動ばね
定数の−・著しい低廠をもたらす。
@ 414は減摩被覆層14,15の動ばね定数の低減
状態を示すグラフであり、ロッドとロッド1通孔との間
隙を約0.1〜0.8m+++とじ、それら両者の接触
面積を変化させた場合に、滅M被覆層を設置(1けない
ものでは、図に破線で示すように、接l11!11面積
の増加につれて動ばね定数が比較的高い割合で増加する
に対し、テフロンの減摩被覆層14゜15を設けたもの
では、実線で示すように、その増加割合が大きく低下す
ることになり、とくに高I″周波小振幅振動の有効なる
減衰が酊能となる。なお、ここにおいて、減*被虚層1
4,15を設けたものであっても、動はね定数は、ロッ
ド11とロッド圓通孔8aとの接lII!11向檀の増
加につれて次嬉に増加することから、ロッド直径dを一
定とし2((11) 隔壁厚′さtをパラメータとして接触面積の変化に1伴
う動はね定数の具体的な変化状帽を測定した結果が第5
図であり、このグラフによれば、動はね定数の増加勾配
が比較的緩いt / (1< 1の範囲内で隔@厚さt
を選択することにより、高周波小振5幅振動のより有効
なる減衰がもたらされることが解かる。
第6図はこの発明の他の実施例を示す断面図であり、こ
の例では大小のアウターシェル6.9を分離する一方、
大径アウターシェル6の上部に先1゛細り湾曲壁を介し
て小径ピストン8を一体的に連結し、この小径ピストン
8の頂壁を兼ねる@壁3によって大小の空気室1,2を
仕切り、その@壁8のロッド暦通孔8aに、0リング1
8を介してロッド11を1通させ、さらに、ロッド11
によ15つて大径ピストン5と小径アウターシェル9と
を一体的に同心連結したものである。このため、この例
ではダイアフラム1,9はいずれも同一の方向を向いて
湾曲することになる。
この例においてもまた0リング18は、口゛ンド2u1
1とロッド薩通孔3aとの間に十分なる気密性1をもた
らすので、差動型式の空気ばねに個有の十分大きな振動
減衰力がもたらされ、このことは、ロッド11およびロ
ッド貫通孔3aの少なくとも一方に、減摩被覆層を設け
た場合も同様である。5以上この発明を図示例に基づい
て説明したが、減摩被覆層をロッドまたはロッド1通孔
のいずれか一方にだけ設けることもできる。
従って、この発明によれば、とくに、隔壁の0711通
孔とロッドとの間に0リンダを介装するIoこと、また
は隔壁のロッドば通孔およびロ゛ンド周向の少なくとも
一方に減摩FIl債を施すことにより、ロッドとロッド
貫通孔との間からの空気の流動を制限して十分大きな振
動減衰力をもたらすことができる。また減摩被覆を施し
た空気ばねでは、口1′ツドとロッド貫通孔との摩擦力
を小さくして動ばね定数を有効に低減することができる
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、処2図は振
動減衰力を示すグラフ、 ″゛第8図はロッドおよびロ
ッド質通孔の減閑被覆1状態を例示する拡大断面図、 第4.5図はそれぞれ動ばね定数を示すグラフ、第6図
はこの発明の池の実施例を示す断面図である。 ■・・・大空気室 2・・・小空気室 3・・・隔壁 8a・・・ロッド良通孔4・・・オリフ
ィス 5・・・大径ピストン6・・・大径アウターシェ
ルフ、10・・・ダイアフラム8・・・小径ピストン 
9・・・小径アウターシェル1011・・・ロッド l
la・・・ロット周面13・・・0リング 14.15
・・・減摩被覆層。 第1図 第2図 ピストンズピードー−→− 第3図 第4図 第5図 1 2 3(t/d)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 隔壁によって仕切られる大小二個の空気室と、隔暗
    によってこれらの空気室を相互に連“・通させるオリフ
    ィスと、隔壁に菌通し、それぞれの空気室のピストンま
    たは大空気室のピストンと小空気室のアウターシェルと
    ヲ一体的に連結するとともに、隔壁に対して摺動するロ
    ッドとを具え、 :i itのロッド貫通孔とロッドとの間に0リングを
    介装してなるダイアフラム形空気ばね。 λ 隔壁によって仕切られる大小二個の空気室と、隔壁
    に設けられてこれらの空気室を相互に連通させるオリフ
    ィスと、隔壁に頁通し、1・それぞれの空気室のピスト
    ンまたは大空気室のピストンと小空気室のアウターシェ
    ルとを一体的に連結するとともに、隔壁に対して摺動す
    るロッドとを具え、 隔壁のロッド直通孔およびロッド周面の少211なくと
    も一方に減摩被覆を施してなるダイア1フラム形空気ば
    ね。
JP22839283A 1983-10-07 1983-12-05 ダイアフラム形空気ばね Granted JPS60121337A (ja)

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JP22839283A JPS60121337A (ja) 1983-12-05 1983-12-05 ダイアフラム形空気ばね
DE19843436664 DE3436664A1 (de) 1983-10-07 1984-10-05 Membran-luftfeder
US07/113,406 US4854555A (en) 1983-10-07 1987-10-26 Diaphragm type air springs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22839283A JPS60121337A (ja) 1983-12-05 1983-12-05 ダイアフラム形空気ばね

Publications (2)

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JPS60121337A true JPS60121337A (ja) 1985-06-28
JPH0454095B2 JPH0454095B2 (ja) 1992-08-28

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ID=16875744

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001065139A1 (de) * 2000-03-01 2001-09-07 Continental Aktiengesellschaft Luftfeder mit zweiteiligem gehäuse

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US6742775B2 (en) 2000-03-01 2004-06-01 Continental Aktiengesellschaft Air spring with two part housing

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JPH0454095B2 (ja) 1992-08-28

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