空気ばね
【課題】デフレート時における水平方向の変位量を大きくとることができ、デフレート状態のままでも長時間走行可能な空気ばねを提供する。
【解決手段】上面板１と、下面板２と、上面板１及び下面板２の間に介装される筒状の可撓部材３と、下面板２から上方に突設され、デフレート時に上面板１を支持するデフレートストッパー部５と、上面板１の下面中央部に形成され、デフレート時にデフレートストッパー部５に着座する凹部７とを備え、可撓部材３の上端部３ａが、上面板１において凹部７よりも半径方向外側に取り付けられ、可撓部材３の下端部３ｂが、下面板２においてデフレートストッパー部５よりも半径方向外側に取り付けられ、デフレートストッパー部５が、デフレート時における上面板１と下面板２との相対的な水平方向の変位によって、可撓部材の上端部３ａと下端部３ｂとが接触しない高さに形成されたことを特徴とする。
【解決手段】上面板１と、下面板２と、上面板１及び下面板２の間に介装される筒状の可撓部材３と、下面板２から上方に突設され、デフレート時に上面板１を支持するデフレートストッパー部５と、上面板１の下面中央部に形成され、デフレート時にデフレートストッパー部５に着座する凹部７とを備え、可撓部材３の上端部３ａが、上面板１において凹部７よりも半径方向外側に取り付けられ、可撓部材３の下端部３ｂが、下面板２においてデフレートストッパー部５よりも半径方向外側に取り付けられ、デフレートストッパー部５が、デフレート時における上面板１と下面板２との相対的な水平方向の変位によって、可撓部材の上端部３ａと下端部３ｂとが接触しない高さに形成されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上面板及び下面板の間に筒状の可撓部材を介装した空気ばねに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両等に用いられる空気ばねとしては、車両の車体に取り付けられる上面板と、その下方で車輪側に配置される下面板と、上面板及び下面板の間に介装される筒状の可撓部材と、下面板と車輪側の支持フレームとの間に介装される弾性機構（ストッパー）とを備えたものが多用されている。筒状の可撓部材としては、ゴム製のベローズなどが使用される。
【０００３】
上記空気ばねにおいては、空気ばねがパンクする、すなわち可撓部材内部の空気が抜ける（デフロートする）場合があり、このような場合であっても、車両の安全走行を確保することが要求される。デフロート時の車両の安全走行を確保できる空気ばねとして、たとえば、特許文献１に開示されているように、上面板と、この上面板に対して接近及び離隔変位可能な可動プレートとの間にストッパゴムを配設した空気ばねが知られている。
【０００４】
上記空気ばねの下面板には、断面凸状で環状のビード受部が形成されており、このビード受部の外周側にベローズの下端部（ビード部）が嵌着される。デフレート時には、可動プレートが下面板のビード受部に囲まれた領域に着座するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２２１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両が走行する線路によっては、空気ばねとして、水平方向の変位量の大きい条件下で使用可能なものが要求される場合がある。このような場合、上記構成の空気ばねでは、デフレート時の水平方向の変位量は、可動プレートがビード受部に囲まれた領域内で移動可能な範囲に限定され、その範囲を大きく広げることが困難であるという不都合があった。しかも、近年では、デフロート時における車両の安全走行の確保のみならず、デフレート状態のままでも長時間走行可能な空気ばねが求められるようになってきている。
【０００７】
そこで、本発明においては、上記問題に鑑み、デフレート時における水平方向の変位量を大きくとることができ、デフレート状態のままでも長時間走行可能な空気ばねを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明にかかる空気ばねは、上面板と、下面板と、前記上面板及び下面板の間に介装される筒状の可撓部材と、前記下面板から上方に突設され、デフレート時に前記上面板を支持するデフレートストッパー部と、前記上面板の下面中央部に形成され、デフレート時に前記デフレートストッパー部に着座する凹部とを備え、前記可撓部材の上端部が、前記上面板において前記凹部よりも半径方向外側に取り付けられ、前記可撓部材の下端部が、前記下面板において前記デフレートストッパー部よりも半径方向外側に取り付けられ、前記デフレートストッパー部が、デフレート時における前記上面板と下面板との相対的な水平方向の変位（以下、相対的水平変位と略する）によって、前記可撓部材の上端部と下端部とが接触しない高さに形成されたことを特徴とする。
【０００９】
空気ばねにおいては、下面板よりも上面板のほうが大径に形成される。したがって、上記構成のように、デフレートストッパー部を下面板に形成し、デフレートストッパー部よりも大径の凹部を上面板に形成することにより、両者の径の差を大きくして上面板と下面板との相対的水平変位量を大きくすることが可能となる。
【００１０】
さらに、デフレート時における上面板と下面板との相対的水平変位によって、可撓部材の上端部と下端部とが接触しないように、デフレートストッパー部の高さを設定することで、デフレートストッパー部と凹部の内周面とが接触した状態で可撓部材の上端部と下端部とを水平方向にオーバーラップさせることが可能となる。
【００１１】
すなわち、凹部の径を可撓部材の上端部に近接する位置まで大きく形成することができるとともに、デフレートストッパー部の径を可撓部材の下端部に近接する位置まで大きく形成することが可能となる。これにより、デフレート時におけるデフレートストッパー部と凹部との接触面積を大きくして上面板を安定支持しつつ、水平方向の変位量を大きくすることが可能となる。
【００１２】
さらに、デフレートストッパー部の出っ張りを凹部で吸収することが可能となるため、空気ばねに空気を充填した状態で上面板が上下動するのに必要な上面板と下面板との間の隙間を十分に確保することができる。
【００１３】
したがって、上面板と下面板との相対的水平変位によって、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際に、凹部の深さとデフレートストッパー部の高さを十分にとることで、両者の衝突面積を大きくして、単位面積当たりにかかる衝撃力を緩和することができる。これにより、デフレートストッパー部及び凹部の内周面の変形や破損を防止し、デフレート状態での車両の長時間走行が可能となる。
【００１４】
本発明では、上記構成に加えて、凹部の内周面及びデフレート時に前記内周面に相対するデフレートストッパー部の側面のうち、少なくとも一方の面に緩衝層を配することができる。これにより、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際の衝撃を緩和して乗り心地性を維持しつつ、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際に発する衝突音を小さくすることで乗客の不快感を低減するという緩衝効果を発揮することが可能となる。
【００１５】
緩衝層は凹部の内周面及びデフレート時に前記内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面のうち、いずれか一方の面に配してもよいが、両方の面に緩衝層を配することで、デフレートストッパー部及び凹部にかかる衝撃力を２つの緩衝層で緩和することが可能となり、緩衝効果をより高めることができるとともに、緩衝層の劣化を抑制することができる。
【００１６】
凹部の内周面及びデフレート時に前記内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面の各面にそれぞれ第一緩衝層及び第二緩衝層を配する場合、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにするのが好ましい。
【００１７】
なお、本発明において歪み率（％）とは、最初の緩衝層の層厚をα（ｍｍ）、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面との衝突によって緩衝層が緩衝した場合（緩衝層に外力が負荷された場合）に弾性変形した状態の緩衝層の層厚をβ（ｍｍ）としたとき、（α−β）×１００／αで表わされる数値（％）を意味するものである。また、緩衝層が良好な緩衝効果を発揮するためには、上記歪み率は１％〜２５％であるのが好ましく、５％〜１５％であるのがより好ましい。
【００１８】
また、第一緩衝層の歪み率と第二緩衝層の歪み率とが同等であるためには、具体的に、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率の値が、歪み率の小さい方の値を１としたときに、歪み率の大きい方の値が１．０５以下であるのが好ましい。
【００１９】
すなわち、第一緩衝層及び第二緩衝層について、同じ緩衝材を使用して同じ層厚になるように形成した場合、凹部の内周面に配された第一緩衝層の周長と、デフレートストッパー部の側面に配された第二緩衝層の周長とでは、第一緩衝層の周長の方が長くなる。従って、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際の、第一緩衝層の受圧面積と、第二緩衝層の受圧面積とでは、第一緩衝層の受圧面積の方が大きくなる。
【００２０】
そうすると、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際、第一緩衝層及び第二緩衝層には同じ力が作用するため、単位面積当たりにかかる力は、第二緩衝層の方が大きくなる。その結果、第一緩衝層の歪み率よりも第二緩衝層の歪み率の方が大きくなり、デフレート時にデフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが繰り返して衝突すると、緩衝層の劣化は、歪み率の大きい第二緩衝層の方が第一緩衝層よりも進行が速くなる。
【００２１】
第一緩衝層及び第二緩衝層において、両層とも同じ程度で少しずつ劣化が進行する場合と、どちらか一方の層に偏って劣化が進行する場合とでは、前者の方が後者に比べてより長く良好な緩衝効果を維持することが可能となる。
【００２２】
したがって、前述のごとく、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率が同等になるようにすることで、空気ばねの良好な緩衝効果をより長く維持することが可能となり、デフレート状態のまま乗り心地性を維持しつつ、より長時間にわたって車両の走行が可能な空気ばねを提供することができる。
【００２３】
具体的に、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率が同等になるようにするには、第一緩衝層及び第二緩衝層の層厚が同じ場合は、第一緩衝層の硬さよりも第二緩衝層の硬さを大きくすることによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにすることができる。
【００２４】
また、第一緩衝層及び第二緩衝層の硬さが同じ場合には、第二緩衝層の厚みよりも第一緩衝層の厚みを厚くすることによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにすることができる。
【００２５】
さらに、第一緩衝層及び第二緩衝層の硬さ及び層厚を調整することによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにすることも可能である。
【００２６】
上記構成によれば、第一緩衝層及び第二緩衝層の硬さ、層厚、あるいは、硬さと層厚の両方を調整することによって、両層の歪み率を同等にバランスさせて緩衝効果をより長く維持することが可能となり、デフレート状態のまま乗り心地性を維持しつつ、より長時間にわたって車両の走行が可能な空気ばねを提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、下面板において、上面板に向かってデフレートストッパー部を突設し、上面板の下面中央部に、デフレート時にデフレートストッパー部に着座する凹部を形成し、デフレート時における上面板と下面板との相対的水平変位によって、可撓部材の上端部と下端部とが接触しない高さになるようにデフレートストッパー部を形成したため、デフレート時における上面板と下面板との相対的水平変位量を大きくすることができ、さらにデフレート状態のままでも長時間走行可能な空気ばねを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る空気ばね（空気充填状態）の縦断面図
【図２】図１の空気ばねのデフレート状態を示す半部断面図
【図３】第二実施形態に係る空気ばね（空気充填状態）の半部断面図
【図４】図３の空気ばねのデフレート状態を示す半部断面図
【図５】実施例における空気ばねの評価結果を示す表
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第一実施形態］
以下、本発明について図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明に係る車両用空気ばねの第一実施形態を示す図である。図１は空気ばねの縦断面図であり、空気が充填された状態を示している。図２は図１において空気が抜けた状態（デフレート状態）の空気ばねを示す縦断面図であり、空気ばねの中心線ＣＬ１、ＣＬ２を中心として半部を示している。なお、図２では上面板と下面板との相対水平変位量が最大の状態を示している。
【００３０】
空気ばねは、車両の車体に取り付けられる上面板１と、その下方で車輪側に配置される下面板２と、上面板１及び下面板２の間に介装される筒状の可撓部材３と、下面板２と車輪側の支持フレームとの間に介装されるストッパー４とを備えている。
【００３１】
本実施形態では、可撓部材３として、ゴム製のマン型ベローズを使用している。可撓部材３は、スチールコード等の補強コードが埋設された補強ゴム層を中間層とする積層ゴムから構成されており、可撓部材３の上端部３ａ及び下端部３ｂにはビードコアに補強ゴム層を巻き付けたビード部が形成されている。
【００３２】
図１に示すように、上面板１及び下面板２は、金属材料によって円盤状に形成される。下面板２の中央部には、上面板１に向かって上方に円筒形状のデフレートストッパー部５が形成される。一方、上面板１の下面の中央部には凹部７（深さＡ）が形成される。デフレート時には、上面板１の凹部７がデフレートストッパー部５の上面に着座する。
【００３３】
デフレートストッパー部５の上面には摺動シート６が固着されている。摺動シート６は薄く強靭なシートに成形可能な熱可塑性あるいは熱硬化性合成樹脂からなり、摩擦係数が小さいものが用いられる。具体的には、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。本実施形態ではフッ素樹脂シートを使用している。
【００３４】
空気ばねは、図１に示すように、空気が充填された静止状態で、上面板１のセンターラインＣＬ１と下面板２のセンターラインＣＬ２とが一致するように形成される。凹部７の径（内径）は、デフレートストッパー部５の外径よりも大径に形成される。デフレート時において、上面板１と下面板２とは、デフレートストッパー部５が凹部７内で移動可能な範囲で相対的水平変位が可能とされる。
【００３５】
いいかえれば、デフレートストッパー部５の側面が凹部７の内周面に接触することで、上面板１と下面板２との相対的水平変位が規制される。デフレートストッパー部５の側面が凹部７の内周面に接触した状態で、上面板１のセンターラインＣＬ１と下面板２のセンターラインＣＬ２とのズレ幅Ｄが、上面板１と下面板２との最大の相対的水平変位量となる。
【００３６】
下面板２において、デフレートストッパー部５よりも半径方向外側にビード受部２ａが形成され、このビード受部２ａに可撓部材３の下端部３ｂが嵌着される。また、上面板１の凹部７よりも半径方向外側（フランジ状に張り出した部分）において、可撓部材３の上端部３ａがクランプ１１によって固定される。
【００３７】
図２に示すように、デフレートストッパー部５は、デフレート時における上面板１と下面板２との相対的水平変位によって、デフレートストッパー部５が凹部７の内周面に接触したときに、可撓部材３の上端部３ａと下端部３ｂとが接触しないような高さに形成される。
【００３８】
すなわち、本実施形態では、デフレート時にデフレートストッパー部５によって上面板１を安定支持しつつ相対的水平変位量を大きくするために、凹部７の径を可撓部材の上端部３ａに近接する位置まで大きく形成し、さらにデフレートストッパー部５の径を可撓部材の下端部３ｂに近接する位置まで大きく形成している。
【００３９】
したがって、デフレート時にデフレートストッパー部５が凹部７の内周面に接触した状態で、可撓部材３の上端部３ａと下端部３ｂとが接触しないような高さにデフレートストッパー部５を形成することによって、可撓部材３の変形や破損を防止することが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態では可撓部材３としてマン型ベローズが使用されているため、可撓部材３に合わせて下面板２の径よりも上面板１の径の方がかなり大径に形成される。したがって、凹部７の径をより大径に形成することができ、上面板１と下面板２との相対的水平変位量をより大きくすることが可能となる。
【００４１】
凹部７の内周面及びデフレート時に凹部７の内周面に相対するデフレートストッパー部５の側面には、それぞれ第一緩衝層８及び第二緩衝層９が形成される。各緩衝層の構成材料としてはデフレートストッパー部５と凹部７の内周面とが衝突したときの衝撃を緩和するものであればよく、たとえば、ゴムやエラストマー等の弾性体を用いることができる。
【００４２】
本実施形態では、第一緩衝層８及び第二緩衝層９について、各層の層厚を一定にした上で、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率の値が、歪み率の小さい方の値を１としたとき、歪み率の大きい方の値が１．０５以下になるように緩衝層８，９の硬さを調整している。
【００４３】
また、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の歪み率を同程度にバランスさせる他の態様として、各層の硬さを一定にした上で、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率の値が、歪み率の小さい方の値を１としたとき、歪み率の大きい方の値が１．０５以下になるように緩衝層８，９の層厚を調整することも可能である。
【００４４】
さらに別の態様として、第一緩衝層８及び第二緩衝層９について層厚及び硬さをそれぞれ調整して、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率の値が、歪み率の小さい方の値を１としたとき、歪み率の大きい方の値が１．０５以下になるようにすることも可能である。
【００４５】
［第二実施形態］
本実施形態の空気ばねは、空気を充填した状態で、デフレートストッパー部５が凹部７内に一部オーバーラップＬしている点が第一実施形態と異なり、その他の構成は第一実施形態と同じとした。
【００４６】
図３及び図４は、空気ばねの第二実施形態を示す図であり、図３は空気が充填された状態の空気ばねの縦断面図であり、図４は図３においてデフレート状態の空気ばねを示す縦断面図である。なお、図３及び図４ともに空気ばねの上面板１の中心線ＣＬ１を中心として半部を示している。また、図４では上面板と下面板との相対水平変位量が最大の状態を示している。
【００４７】
図３に示すように、本実施形態では、空気ばねに空気が充填された状態で、デフレートストッパー部５が凹部７内に一部オーバーラップＬしているため、空気ばねの通常の使用状態において、上面板１と下面板２との相対的水平変位量を規制することが可能となる。
【００４８】
本実施形態のように、デフレートストッパー部５を凹部７内にオーバーラップさせる場合には、図４に示すように、凹部７の深さＢを第一実施形態の凹部深さＡより深くすることで、デフレートストッパー部５と凹部７の間の隙間を十分に確保することができる。また、凹部７の深さとデフレートストッパー部５の高さを十分にとることで、両者の衝突面積を大きくして、単位面積当たりにかかる衝撃力を緩和することが可能となる。
【実施例】
【００４９】
上記第一実施形態にて作製した空気ばねについて、実際にデフレート状態で使用した後の第一緩衝層８及び第二緩衝層９の劣化についての評価試験を行った。試験品としては、先ず、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の層厚を同じとした上で、第一緩衝層８の硬さ（ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定するタイプＡデュロメータ硬さ試験で測定した硬さ、以下同じ）と第二緩衝層９の硬さを調整したものを試験品１及び２とした。
【００５０】
具体的には、第一緩衝層８の硬さをＡ６８とし、これを内径５７２ｍｍの凹部７の内周面に層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第二緩衝層９の硬さをＡ７２としてこれを外径２６２ｍｍのデフレートストッパー部５の側面に層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の歪み率が同じ１０．０％になるように調整したものを試験品１とした。
【００５１】
なお、本実施例において、歪み率とは、内径５７２ｍｍの凹部７の内周面に第一緩衝層８を形成し、外径２６２ｍｍのデフレートストッパー部５の側面に第二緩衝層９を形成した状態で、評価試験前に凹部７の内周面とデフレートストッパー部５の側面とを１０ｋＮの力で押しつけ合ったときの各緩衝層の歪み率を意味するものとする。
【００５２】
そして、試験品１において、第一緩衝層８の硬さ及び第二緩衝層９の硬さを、Ａ６８及びＡ７３に変更し、第一緩衝層８と第二緩衝層９の歪み率比（歪み率の小さい方の値を１としたときに、歪み率の大きい方の値）が１．０５になるように調整したものを試験品２とした。
【００５３】
次に、第一緩衝層８と第二緩衝層９の硬さを一定にした上で、第一緩衝層８の層厚と第二緩衝層９の層厚を調整したものを試験品３及び４とした。具体的には、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の硬さをＡ６８で同じとした上で、第一緩衝層８を層厚１０．６５ｍｍになるように形成し、第二緩衝層９を層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の歪み率比が１．００になるように調整したものを試験品３とした。
【００５４】
そして、試験品３において、第一緩衝層８の層厚及び第二緩衝層９の層厚を、１０．９５ｍｍ及び１０．００ｍｍに変更し、第一緩衝層８と第二緩衝層９の歪み率比が１．０５になるように調整したものを試験品４とした。
【００５５】
さらに、第一緩衝層８と第二緩衝層９の層厚及び硬さを調整したものを試験品５及び６とした。具体的には、硬さＡ７０の第一緩衝層８を層厚１１．００ｍｍになるように形成し、硬さＡ６８の第二緩衝層９を層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第一緩衝層８と第二緩衝層９の歪み率比が１．００になるように調整したものを試験品５とした。
【００５６】
また、第一緩衝層８を硬さＡ６８で層厚１０．５０ｍｍになるように形成し、上記第二緩衝層９を硬さＡ７１で層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第一緩衝層８と第二緩衝層９の歪み率比が１．０５になるように調整したものを試験品６とした。
【００５７】
さらに、第一緩衝層８及び第二緩衝層９において、硬さ及び層厚が同じになるように形成したものを試験品７とした。具体的には、硬さＡ６８の第一緩衝層８を層厚１０．００ｍｍになるように形成し、硬さＡ６８の第二緩衝層９を層厚１０．００ｍｍになるように形成したものを試験品７とした。
【００５８】
上記７種類の空気ばねについて、次に示す条件で評価試験を行った。すなわち、上記各空気ばねについて、上面板の凹部７がデフレートストッパー部５に着座したデフレート状態のまま、下面板２を可動アームに取り付けた。なお、下面板２を可動アームに取り付ける際には、上面板のセンターラインと下面板のセンターラインが一致するようにし、上面板１は左右方向に動かないように固定した。
【００５９】
この状態で、可動アームを左右方向に繰り返し変位させた（振動数１Ｈｚで５万サイクル）。これにより、凹部７の内周面とデフレートストッパー部５の側面とを左右方向において繰り返し衝突させた。なお、凹部７の内周面とデフレートストッパー部５の側面とが衝突する際の衝撃力が１０ｋＮになるように可動アームの変位を調節した。試験終了後に第一緩衝層８及び第二緩衝層９が互いに衝突した部分の層厚を測定し、試験前の層厚からの層厚変化量（層厚減少量）及び試験前の層厚に対する層厚変化量の割合（層厚変化率）を求めた。
【００６０】
すなわち、緩衝層に繰り返し外力が加わって緩衝層が劣化すると、層厚が減少する、いわゆるヘタリが生じて緩衝効果が低下する。層厚変化量は、緩衝層の劣化の程度に応じて大きくなる。従って、第一緩衝層の層厚変化率と第二緩衝層の層厚変化率を比較することで第一緩衝層と第二緩衝層との間でどのように劣化が進んでいるかを判断することができる。
【００６１】
具体的には、層厚変化率比（第一緩衝層及び第二緩衝層の層厚変化率のうち、大きい方の値を小さい方の値で割った比）が１に近づくほど、両層は均等に少しずつ劣化していることを意味し、層厚変化率比が１よりも大きくなるほど、一方の層が偏って劣化していることを意味する。
【００６２】
評価結果を図５に示す。図５より、歪み率比（第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率のうち、大きい方の値を小さい方の値で割った比）が１．０５以下である試験品１〜６は、いずれも層厚変化率比が１に近似する値となり、第一緩衝層及び第二緩衝層が少しずつ均等に劣化することが確認された。
【００６３】
これに対して、試験品７は、硬さ調整及び層厚調整のいずれも行わなかったため、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率の値に差が生じ、歪み率比が１．１１と大きくなった。その結果、層厚変化率比が１．１６と大きくなり、試験品１〜６よりも一方の緩衝層に偏って劣化することが確認された。
【００６４】
以上より、第一緩衝層の歪み率と、第二緩衝層の歪み率とが同等になるように緩衝層の層厚及び／又は硬さを調整することにより、緩衝層の層厚及び層厚を調整しなかったものよりもさらに長く良好な緩衝効果を維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 上面板
２ 下面板
３ 可撓部材
４ ストッパー
５ デフレートストッパー部
６ 摺動シート
７ 凹部
８ 第一緩衝層
９ 第二緩衝層
１１ クランプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上面板及び下面板の間に筒状の可撓部材を介装した空気ばねに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両等に用いられる空気ばねとしては、車両の車体に取り付けられる上面板と、その下方で車輪側に配置される下面板と、上面板及び下面板の間に介装される筒状の可撓部材と、下面板と車輪側の支持フレームとの間に介装される弾性機構（ストッパー）とを備えたものが多用されている。筒状の可撓部材としては、ゴム製のベローズなどが使用される。
【０００３】
上記空気ばねにおいては、空気ばねがパンクする、すなわち可撓部材内部の空気が抜ける（デフロートする）場合があり、このような場合であっても、車両の安全走行を確保することが要求される。デフロート時の車両の安全走行を確保できる空気ばねとして、たとえば、特許文献１に開示されているように、上面板と、この上面板に対して接近及び離隔変位可能な可動プレートとの間にストッパゴムを配設した空気ばねが知られている。
【０００４】
上記空気ばねの下面板には、断面凸状で環状のビード受部が形成されており、このビード受部の外周側にベローズの下端部（ビード部）が嵌着される。デフレート時には、可動プレートが下面板のビード受部に囲まれた領域に着座するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２２１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両が走行する線路によっては、空気ばねとして、水平方向の変位量の大きい条件下で使用可能なものが要求される場合がある。このような場合、上記構成の空気ばねでは、デフレート時の水平方向の変位量は、可動プレートがビード受部に囲まれた領域内で移動可能な範囲に限定され、その範囲を大きく広げることが困難であるという不都合があった。しかも、近年では、デフロート時における車両の安全走行の確保のみならず、デフレート状態のままでも長時間走行可能な空気ばねが求められるようになってきている。
【０００７】
そこで、本発明においては、上記問題に鑑み、デフレート時における水平方向の変位量を大きくとることができ、デフレート状態のままでも長時間走行可能な空気ばねを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明にかかる空気ばねは、上面板と、下面板と、前記上面板及び下面板の間に介装される筒状の可撓部材と、前記下面板から上方に突設され、デフレート時に前記上面板を支持するデフレートストッパー部と、前記上面板の下面中央部に形成され、デフレート時に前記デフレートストッパー部に着座する凹部とを備え、前記可撓部材の上端部が、前記上面板において前記凹部よりも半径方向外側に取り付けられ、前記可撓部材の下端部が、前記下面板において前記デフレートストッパー部よりも半径方向外側に取り付けられ、前記デフレートストッパー部が、デフレート時における前記上面板と下面板との相対的な水平方向の変位（以下、相対的水平変位と略する）によって、前記可撓部材の上端部と下端部とが接触しない高さに形成されたことを特徴とする。
【０００９】
空気ばねにおいては、下面板よりも上面板のほうが大径に形成される。したがって、上記構成のように、デフレートストッパー部を下面板に形成し、デフレートストッパー部よりも大径の凹部を上面板に形成することにより、両者の径の差を大きくして上面板と下面板との相対的水平変位量を大きくすることが可能となる。
【００１０】
さらに、デフレート時における上面板と下面板との相対的水平変位によって、可撓部材の上端部と下端部とが接触しないように、デフレートストッパー部の高さを設定することで、デフレートストッパー部と凹部の内周面とが接触した状態で可撓部材の上端部と下端部とを水平方向にオーバーラップさせることが可能となる。
【００１１】
すなわち、凹部の径を可撓部材の上端部に近接する位置まで大きく形成することができるとともに、デフレートストッパー部の径を可撓部材の下端部に近接する位置まで大きく形成することが可能となる。これにより、デフレート時におけるデフレートストッパー部と凹部との接触面積を大きくして上面板を安定支持しつつ、水平方向の変位量を大きくすることが可能となる。
【００１２】
さらに、デフレートストッパー部の出っ張りを凹部で吸収することが可能となるため、空気ばねに空気を充填した状態で上面板が上下動するのに必要な上面板と下面板との間の隙間を十分に確保することができる。
【００１３】
したがって、上面板と下面板との相対的水平変位によって、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際に、凹部の深さとデフレートストッパー部の高さを十分にとることで、両者の衝突面積を大きくして、単位面積当たりにかかる衝撃力を緩和することができる。これにより、デフレートストッパー部及び凹部の内周面の変形や破損を防止し、デフレート状態での車両の長時間走行が可能となる。
【００１４】
本発明では、上記構成に加えて、凹部の内周面及びデフレート時に前記内周面に相対するデフレートストッパー部の側面のうち、少なくとも一方の面に緩衝層を配することができる。これにより、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際の衝撃を緩和して乗り心地性を維持しつつ、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際に発する衝突音を小さくすることで乗客の不快感を低減するという緩衝効果を発揮することが可能となる。
【００１５】
緩衝層は凹部の内周面及びデフレート時に前記内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面のうち、いずれか一方の面に配してもよいが、両方の面に緩衝層を配することで、デフレートストッパー部及び凹部にかかる衝撃力を２つの緩衝層で緩和することが可能となり、緩衝効果をより高めることができるとともに、緩衝層の劣化を抑制することができる。
【００１６】
凹部の内周面及びデフレート時に前記内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面の各面にそれぞれ第一緩衝層及び第二緩衝層を配する場合、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにするのが好ましい。
【００１７】
なお、本発明において歪み率（％）とは、最初の緩衝層の層厚をα（ｍｍ）、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面との衝突によって緩衝層が緩衝した場合（緩衝層に外力が負荷された場合）に弾性変形した状態の緩衝層の層厚をβ（ｍｍ）としたとき、（α−β）×１００／αで表わされる数値（％）を意味するものである。また、緩衝層が良好な緩衝効果を発揮するためには、上記歪み率は１％〜２５％であるのが好ましく、５％〜１５％であるのがより好ましい。
【００１８】
また、第一緩衝層の歪み率と第二緩衝層の歪み率とが同等であるためには、具体的に、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率の値が、歪み率の小さい方の値を１としたときに、歪み率の大きい方の値が１．０５以下であるのが好ましい。
【００１９】
すなわち、第一緩衝層及び第二緩衝層について、同じ緩衝材を使用して同じ層厚になるように形成した場合、凹部の内周面に配された第一緩衝層の周長と、デフレートストッパー部の側面に配された第二緩衝層の周長とでは、第一緩衝層の周長の方が長くなる。従って、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際の、第一緩衝層の受圧面積と、第二緩衝層の受圧面積とでは、第一緩衝層の受圧面積の方が大きくなる。
【００２０】
そうすると、デフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが衝突する際、第一緩衝層及び第二緩衝層には同じ力が作用するため、単位面積当たりにかかる力は、第二緩衝層の方が大きくなる。その結果、第一緩衝層の歪み率よりも第二緩衝層の歪み率の方が大きくなり、デフレート時にデフレートストッパー部の側面と凹部の内周面とが繰り返して衝突すると、緩衝層の劣化は、歪み率の大きい第二緩衝層の方が第一緩衝層よりも進行が速くなる。
【００２１】
第一緩衝層及び第二緩衝層において、両層とも同じ程度で少しずつ劣化が進行する場合と、どちらか一方の層に偏って劣化が進行する場合とでは、前者の方が後者に比べてより長く良好な緩衝効果を維持することが可能となる。
【００２２】
したがって、前述のごとく、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率が同等になるようにすることで、空気ばねの良好な緩衝効果をより長く維持することが可能となり、デフレート状態のまま乗り心地性を維持しつつ、より長時間にわたって車両の走行が可能な空気ばねを提供することができる。
【００２３】
具体的に、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率が同等になるようにするには、第一緩衝層及び第二緩衝層の層厚が同じ場合は、第一緩衝層の硬さよりも第二緩衝層の硬さを大きくすることによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにすることができる。
【００２４】
また、第一緩衝層及び第二緩衝層の硬さが同じ場合には、第二緩衝層の厚みよりも第一緩衝層の厚みを厚くすることによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにすることができる。
【００２５】
さらに、第一緩衝層及び第二緩衝層の硬さ及び層厚を調整することによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにすることも可能である。
【００２６】
上記構成によれば、第一緩衝層及び第二緩衝層の硬さ、層厚、あるいは、硬さと層厚の両方を調整することによって、両層の歪み率を同等にバランスさせて緩衝効果をより長く維持することが可能となり、デフレート状態のまま乗り心地性を維持しつつ、より長時間にわたって車両の走行が可能な空気ばねを提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、下面板において、上面板に向かってデフレートストッパー部を突設し、上面板の下面中央部に、デフレート時にデフレートストッパー部に着座する凹部を形成し、デフレート時における上面板と下面板との相対的水平変位によって、可撓部材の上端部と下端部とが接触しない高さになるようにデフレートストッパー部を形成したため、デフレート時における上面板と下面板との相対的水平変位量を大きくすることができ、さらにデフレート状態のままでも長時間走行可能な空気ばねを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る空気ばね（空気充填状態）の縦断面図
【図２】図１の空気ばねのデフレート状態を示す半部断面図
【図３】第二実施形態に係る空気ばね（空気充填状態）の半部断面図
【図４】図３の空気ばねのデフレート状態を示す半部断面図
【図５】実施例における空気ばねの評価結果を示す表
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第一実施形態］
以下、本発明について図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明に係る車両用空気ばねの第一実施形態を示す図である。図１は空気ばねの縦断面図であり、空気が充填された状態を示している。図２は図１において空気が抜けた状態（デフレート状態）の空気ばねを示す縦断面図であり、空気ばねの中心線ＣＬ１、ＣＬ２を中心として半部を示している。なお、図２では上面板と下面板との相対水平変位量が最大の状態を示している。
【００３０】
空気ばねは、車両の車体に取り付けられる上面板１と、その下方で車輪側に配置される下面板２と、上面板１及び下面板２の間に介装される筒状の可撓部材３と、下面板２と車輪側の支持フレームとの間に介装されるストッパー４とを備えている。
【００３１】
本実施形態では、可撓部材３として、ゴム製のマン型ベローズを使用している。可撓部材３は、スチールコード等の補強コードが埋設された補強ゴム層を中間層とする積層ゴムから構成されており、可撓部材３の上端部３ａ及び下端部３ｂにはビードコアに補強ゴム層を巻き付けたビード部が形成されている。
【００３２】
図１に示すように、上面板１及び下面板２は、金属材料によって円盤状に形成される。下面板２の中央部には、上面板１に向かって上方に円筒形状のデフレートストッパー部５が形成される。一方、上面板１の下面の中央部には凹部７（深さＡ）が形成される。デフレート時には、上面板１の凹部７がデフレートストッパー部５の上面に着座する。
【００３３】
デフレートストッパー部５の上面には摺動シート６が固着されている。摺動シート６は薄く強靭なシートに成形可能な熱可塑性あるいは熱硬化性合成樹脂からなり、摩擦係数が小さいものが用いられる。具体的には、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。本実施形態ではフッ素樹脂シートを使用している。
【００３４】
空気ばねは、図１に示すように、空気が充填された静止状態で、上面板１のセンターラインＣＬ１と下面板２のセンターラインＣＬ２とが一致するように形成される。凹部７の径（内径）は、デフレートストッパー部５の外径よりも大径に形成される。デフレート時において、上面板１と下面板２とは、デフレートストッパー部５が凹部７内で移動可能な範囲で相対的水平変位が可能とされる。
【００３５】
いいかえれば、デフレートストッパー部５の側面が凹部７の内周面に接触することで、上面板１と下面板２との相対的水平変位が規制される。デフレートストッパー部５の側面が凹部７の内周面に接触した状態で、上面板１のセンターラインＣＬ１と下面板２のセンターラインＣＬ２とのズレ幅Ｄが、上面板１と下面板２との最大の相対的水平変位量となる。
【００３６】
下面板２において、デフレートストッパー部５よりも半径方向外側にビード受部２ａが形成され、このビード受部２ａに可撓部材３の下端部３ｂが嵌着される。また、上面板１の凹部７よりも半径方向外側（フランジ状に張り出した部分）において、可撓部材３の上端部３ａがクランプ１１によって固定される。
【００３７】
図２に示すように、デフレートストッパー部５は、デフレート時における上面板１と下面板２との相対的水平変位によって、デフレートストッパー部５が凹部７の内周面に接触したときに、可撓部材３の上端部３ａと下端部３ｂとが接触しないような高さに形成される。
【００３８】
すなわち、本実施形態では、デフレート時にデフレートストッパー部５によって上面板１を安定支持しつつ相対的水平変位量を大きくするために、凹部７の径を可撓部材の上端部３ａに近接する位置まで大きく形成し、さらにデフレートストッパー部５の径を可撓部材の下端部３ｂに近接する位置まで大きく形成している。
【００３９】
したがって、デフレート時にデフレートストッパー部５が凹部７の内周面に接触した状態で、可撓部材３の上端部３ａと下端部３ｂとが接触しないような高さにデフレートストッパー部５を形成することによって、可撓部材３の変形や破損を防止することが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態では可撓部材３としてマン型ベローズが使用されているため、可撓部材３に合わせて下面板２の径よりも上面板１の径の方がかなり大径に形成される。したがって、凹部７の径をより大径に形成することができ、上面板１と下面板２との相対的水平変位量をより大きくすることが可能となる。
【００４１】
凹部７の内周面及びデフレート時に凹部７の内周面に相対するデフレートストッパー部５の側面には、それぞれ第一緩衝層８及び第二緩衝層９が形成される。各緩衝層の構成材料としてはデフレートストッパー部５と凹部７の内周面とが衝突したときの衝撃を緩和するものであればよく、たとえば、ゴムやエラストマー等の弾性体を用いることができる。
【００４２】
本実施形態では、第一緩衝層８及び第二緩衝層９について、各層の層厚を一定にした上で、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率の値が、歪み率の小さい方の値を１としたとき、歪み率の大きい方の値が１．０５以下になるように緩衝層８，９の硬さを調整している。
【００４３】
また、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の歪み率を同程度にバランスさせる他の態様として、各層の硬さを一定にした上で、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率の値が、歪み率の小さい方の値を１としたとき、歪み率の大きい方の値が１．０５以下になるように緩衝層８，９の層厚を調整することも可能である。
【００４４】
さらに別の態様として、第一緩衝層８及び第二緩衝層９について層厚及び硬さをそれぞれ調整して、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率の値が、歪み率の小さい方の値を１としたとき、歪み率の大きい方の値が１．０５以下になるようにすることも可能である。
【００４５】
［第二実施形態］
本実施形態の空気ばねは、空気を充填した状態で、デフレートストッパー部５が凹部７内に一部オーバーラップＬしている点が第一実施形態と異なり、その他の構成は第一実施形態と同じとした。
【００４６】
図３及び図４は、空気ばねの第二実施形態を示す図であり、図３は空気が充填された状態の空気ばねの縦断面図であり、図４は図３においてデフレート状態の空気ばねを示す縦断面図である。なお、図３及び図４ともに空気ばねの上面板１の中心線ＣＬ１を中心として半部を示している。また、図４では上面板と下面板との相対水平変位量が最大の状態を示している。
【００４７】
図３に示すように、本実施形態では、空気ばねに空気が充填された状態で、デフレートストッパー部５が凹部７内に一部オーバーラップＬしているため、空気ばねの通常の使用状態において、上面板１と下面板２との相対的水平変位量を規制することが可能となる。
【００４８】
本実施形態のように、デフレートストッパー部５を凹部７内にオーバーラップさせる場合には、図４に示すように、凹部７の深さＢを第一実施形態の凹部深さＡより深くすることで、デフレートストッパー部５と凹部７の間の隙間を十分に確保することができる。また、凹部７の深さとデフレートストッパー部５の高さを十分にとることで、両者の衝突面積を大きくして、単位面積当たりにかかる衝撃力を緩和することが可能となる。
【実施例】
【００４９】
上記第一実施形態にて作製した空気ばねについて、実際にデフレート状態で使用した後の第一緩衝層８及び第二緩衝層９の劣化についての評価試験を行った。試験品としては、先ず、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の層厚を同じとした上で、第一緩衝層８の硬さ（ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定するタイプＡデュロメータ硬さ試験で測定した硬さ、以下同じ）と第二緩衝層９の硬さを調整したものを試験品１及び２とした。
【００５０】
具体的には、第一緩衝層８の硬さをＡ６８とし、これを内径５７２ｍｍの凹部７の内周面に層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第二緩衝層９の硬さをＡ７２としてこれを外径２６２ｍｍのデフレートストッパー部５の側面に層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の歪み率が同じ１０．０％になるように調整したものを試験品１とした。
【００５１】
なお、本実施例において、歪み率とは、内径５７２ｍｍの凹部７の内周面に第一緩衝層８を形成し、外径２６２ｍｍのデフレートストッパー部５の側面に第二緩衝層９を形成した状態で、評価試験前に凹部７の内周面とデフレートストッパー部５の側面とを１０ｋＮの力で押しつけ合ったときの各緩衝層の歪み率を意味するものとする。
【００５２】
そして、試験品１において、第一緩衝層８の硬さ及び第二緩衝層９の硬さを、Ａ６８及びＡ７３に変更し、第一緩衝層８と第二緩衝層９の歪み率比（歪み率の小さい方の値を１としたときに、歪み率の大きい方の値）が１．０５になるように調整したものを試験品２とした。
【００５３】
次に、第一緩衝層８と第二緩衝層９の硬さを一定にした上で、第一緩衝層８の層厚と第二緩衝層９の層厚を調整したものを試験品３及び４とした。具体的には、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の硬さをＡ６８で同じとした上で、第一緩衝層８を層厚１０．６５ｍｍになるように形成し、第二緩衝層９を層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第一緩衝層８及び第二緩衝層９の歪み率比が１．００になるように調整したものを試験品３とした。
【００５４】
そして、試験品３において、第一緩衝層８の層厚及び第二緩衝層９の層厚を、１０．９５ｍｍ及び１０．００ｍｍに変更し、第一緩衝層８と第二緩衝層９の歪み率比が１．０５になるように調整したものを試験品４とした。
【００５５】
さらに、第一緩衝層８と第二緩衝層９の層厚及び硬さを調整したものを試験品５及び６とした。具体的には、硬さＡ７０の第一緩衝層８を層厚１１．００ｍｍになるように形成し、硬さＡ６８の第二緩衝層９を層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第一緩衝層８と第二緩衝層９の歪み率比が１．００になるように調整したものを試験品５とした。
【００５６】
また、第一緩衝層８を硬さＡ６８で層厚１０．５０ｍｍになるように形成し、上記第二緩衝層９を硬さＡ７１で層厚１０．００ｍｍになるように形成し、第一緩衝層８と第二緩衝層９の歪み率比が１．０５になるように調整したものを試験品６とした。
【００５７】
さらに、第一緩衝層８及び第二緩衝層９において、硬さ及び層厚が同じになるように形成したものを試験品７とした。具体的には、硬さＡ６８の第一緩衝層８を層厚１０．００ｍｍになるように形成し、硬さＡ６８の第二緩衝層９を層厚１０．００ｍｍになるように形成したものを試験品７とした。
【００５８】
上記７種類の空気ばねについて、次に示す条件で評価試験を行った。すなわち、上記各空気ばねについて、上面板の凹部７がデフレートストッパー部５に着座したデフレート状態のまま、下面板２を可動アームに取り付けた。なお、下面板２を可動アームに取り付ける際には、上面板のセンターラインと下面板のセンターラインが一致するようにし、上面板１は左右方向に動かないように固定した。
【００５９】
この状態で、可動アームを左右方向に繰り返し変位させた（振動数１Ｈｚで５万サイクル）。これにより、凹部７の内周面とデフレートストッパー部５の側面とを左右方向において繰り返し衝突させた。なお、凹部７の内周面とデフレートストッパー部５の側面とが衝突する際の衝撃力が１０ｋＮになるように可動アームの変位を調節した。試験終了後に第一緩衝層８及び第二緩衝層９が互いに衝突した部分の層厚を測定し、試験前の層厚からの層厚変化量（層厚減少量）及び試験前の層厚に対する層厚変化量の割合（層厚変化率）を求めた。
【００６０】
すなわち、緩衝層に繰り返し外力が加わって緩衝層が劣化すると、層厚が減少する、いわゆるヘタリが生じて緩衝効果が低下する。層厚変化量は、緩衝層の劣化の程度に応じて大きくなる。従って、第一緩衝層の層厚変化率と第二緩衝層の層厚変化率を比較することで第一緩衝層と第二緩衝層との間でどのように劣化が進んでいるかを判断することができる。
【００６１】
具体的には、層厚変化率比（第一緩衝層及び第二緩衝層の層厚変化率のうち、大きい方の値を小さい方の値で割った比）が１に近づくほど、両層は均等に少しずつ劣化していることを意味し、層厚変化率比が１よりも大きくなるほど、一方の層が偏って劣化していることを意味する。
【００６２】
評価結果を図５に示す。図５より、歪み率比（第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率のうち、大きい方の値を小さい方の値で割った比）が１．０５以下である試験品１〜６は、いずれも層厚変化率比が１に近似する値となり、第一緩衝層及び第二緩衝層が少しずつ均等に劣化することが確認された。
【００６３】
これに対して、試験品７は、硬さ調整及び層厚調整のいずれも行わなかったため、第一緩衝層及び第二緩衝層の歪み率の値に差が生じ、歪み率比が１．１１と大きくなった。その結果、層厚変化率比が１．１６と大きくなり、試験品１〜６よりも一方の緩衝層に偏って劣化することが確認された。
【００６４】
以上より、第一緩衝層の歪み率と、第二緩衝層の歪み率とが同等になるように緩衝層の層厚及び／又は硬さを調整することにより、緩衝層の層厚及び層厚を調整しなかったものよりもさらに長く良好な緩衝効果を維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 上面板
２ 下面板
３ 可撓部材
４ ストッパー
５ デフレートストッパー部
６ 摺動シート
７ 凹部
８ 第一緩衝層
９ 第二緩衝層
１１ クランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面板と、下面板と、前記上面板及び下面板の間に介装される筒状の可撓部材と、前記下面板から上方に突設され、デフレート時に前記上面板を支持するデフレートストッパー部と、前記上面板の下面中央部に形成され、デフレート時に前記デフレートストッパー部に着座する凹部とを備え、前記可撓部材の上端部が、前記上面板において前記凹部よりも半径方向外側に取り付けられ、前記可撓部材の下端部が、前記下面板において前記デフレートストッパー部よりも半径方向外側に取り付けられ、前記デフレートストッパー部が、デフレート時における前記上面板と下面板との相対的な水平方向の変位によって、前記可撓部材の上端部と下端部とが接触しない高さに形成されたことを特徴とする空気ばね。
【請求項２】
前記凹部の内周面及びデフレート時に前記凹部の内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面のうち、少なくとも一方の面に緩衝層を配したことを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【請求項３】
前記凹部の内周面に第一緩衝層が配され、デフレート時に前記凹部の内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面に、前記第一緩衝層と同じ層厚の第二緩衝層が配され、前記第一緩衝層の硬さよりも第二緩衝層の硬さを大きくすることによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにしたことを特徴とする請求項２記載の空気ばね。
【請求項４】
前記凹部の内周面に第一緩衝層が配され、デフレート時に前記凹部の内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面に、前記第一緩衝層と同じ硬さの第二緩衝層が配され、前記第二緩衝層の厚みよりも第一緩衝層の厚みを厚くすることによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにしたことを特徴とする請求項２記載の空気ばね。
【請求項５】
前記凹部の内周面に第一緩衝層が配され、デフレート時に前記凹部の内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面に第二緩衝層が配され、前記第一緩衝層及び第二緩衝層の硬さ及び層厚を調整することによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにしたことを特徴とする請求項２記載の空気ばね。
【請求項１】
上面板と、下面板と、前記上面板及び下面板の間に介装される筒状の可撓部材と、前記下面板から上方に突設され、デフレート時に前記上面板を支持するデフレートストッパー部と、前記上面板の下面中央部に形成され、デフレート時に前記デフレートストッパー部に着座する凹部とを備え、前記可撓部材の上端部が、前記上面板において前記凹部よりも半径方向外側に取り付けられ、前記可撓部材の下端部が、前記下面板において前記デフレートストッパー部よりも半径方向外側に取り付けられ、前記デフレートストッパー部が、デフレート時における前記上面板と下面板との相対的な水平方向の変位によって、前記可撓部材の上端部と下端部とが接触しない高さに形成されたことを特徴とする空気ばね。
【請求項２】
前記凹部の内周面及びデフレート時に前記凹部の内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面のうち、少なくとも一方の面に緩衝層を配したことを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
【請求項３】
前記凹部の内周面に第一緩衝層が配され、デフレート時に前記凹部の内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面に、前記第一緩衝層と同じ層厚の第二緩衝層が配され、前記第一緩衝層の硬さよりも第二緩衝層の硬さを大きくすることによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにしたことを特徴とする請求項２記載の空気ばね。
【請求項４】
前記凹部の内周面に第一緩衝層が配され、デフレート時に前記凹部の内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面に、前記第一緩衝層と同じ硬さの第二緩衝層が配され、前記第二緩衝層の厚みよりも第一緩衝層の厚みを厚くすることによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにしたことを特徴とする請求項２記載の空気ばね。
【請求項５】
前記凹部の内周面に第一緩衝層が配され、デフレート時に前記凹部の内周面に相対する前記デフレートストッパー部の側面に第二緩衝層が配され、前記第一緩衝層及び第二緩衝層の硬さ及び層厚を調整することによって、デフレート時に第一緩衝層と第二緩衝層とが衝突したときの両層の歪み率が同等になるようにしたことを特徴とする請求項２記載の空気ばね。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５７６４６（Ｐ２０１２−５７６４６Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９８６８８（Ｐ２０１０−１９８６８８）
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
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