CN101469755B - 空气悬架 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种进一步改进的空气悬架，该空气悬架即使在压缩力的基础上再被施加较强的拉伸力，仍保持筒状膜和活塞的嵌合连接不会脱落，也不会损害活塞侧的卷边部和活塞的组装容易度。该空气悬架具有：橡胶制筒状膜(3)、气密接合于其上端部的上部板(1)、气密接合于下端部的活塞(2)，且在活塞(2)上形成有可滚动引导下端部侧伴随筒状膜(3)的弹性变形而折回形成的翻折筒部分(3D)的周面(2B)，其中，可装卸地设置推压部件(4B)，该推压部件通过被落入配置的卷边部(3C)与活塞(2)的边缘部(10)的协动，在相对于筒状膜伸缩移动方向的宽度方向的全部或者大致全部上，可推压夹持筒状膜(3)的活塞侧卷边部(3C)。

Description

空气悬架

技术领域

本发明主要涉及一种作为货车及客车的悬架装置使用的空气悬架，详细而言，涉及一种具有弹性材料制的筒状膜、气密接合于其轴心方向一端部的大径板状部件以及气密接合于筒状膜的轴心方向的另一端部的活塞，且在活塞上形成有可滚动引导另一端部侧伴随筒状膜的弹性变形而折回形成的翻折筒部分的周面的空气悬架。

背景技术

作为这种空气悬架，已知有特开平10-325434号公报中公开的结构，如该图3等所示，包括，大径板状部件(标号20)、位于其下方的活塞(标号40)以及横跨这两者架设的橡胶制筒状膜(标号10)。而且，筒状橡胶膜的上端卷边部(标号16)与大径板状部件，以及筒状橡胶膜的下端卷边部(标号30)与活塞分别气密地嵌合连接。例如，在使用空气悬架作为货车的悬架装置时，以在车身构架上安装大径板部件、在支撑车轮的悬架臂上安装活塞的状态下进行配置。

如上所述的空气悬架，为利用波义尔法则的悬架，在搭载人或负荷时被压缩，反作用力上升，如果卸下上述人或负荷则恢复为初始反作用力。因而，在正常时可设定相当柔和的弹簧系数，同时在装载时，不论被压缩多少，气体也不会丢失反而获得更强的反作用力，因此，可以作为兼有良好的乘车舒适度和不易下垂高强度的优良悬架装置使用。另外，还具有可以衰减螺旋弹簧等金属弹簧未吸收完的细微振动，而且可以通过改变空气的量任意设定弹簧系数与车高的优点，其主要用于客车及货车中。

在用作货车、客车等的悬架装置的空气悬架中，不仅存在单一伸缩方向的力，常常还有扭力与扭转力起作用。即，如专利文献2(参照图3、5、6等)与专利文献3(参照图1(b)等)，存在边扭转边受到压缩负荷等无法避免在摆动移动中发生压缩与拉伸的动作。

并且，虽然省略了图示，但在前后具有两轴的左右具备轮胎的后轮轴的大型货车等中，为了防止空车时触地负荷的减少，因此，往往在提升非驱动轴(固定轴)一部分的“空气提升轴”用的气囊中，兼用空气悬架。该情况下，作为提升非驱动轴的装置，利用一种向空气悬架中充满空气而使筒状橡胶膜达到极力扩张状态的装置(参照图6)。

如上所述，筒状膜不但承受伸缩力的作用，而且大多作用有扭力、扭转力、摆动等多种复合力的作用，因此，特别是在动作变化较大的活塞一侧，要求该活塞和下端卷边部以气密状进行强固嵌合。对此，研究出，不采用仅仅将活塞和筒状膜的下端卷边部密封嵌合，而采用为了难以拆卸而强制插入安装的结构，即，如专利文献1的图4所示，通过采用设置凸缘(标号46)，推压下端卷边部的上侧内周端的结构，也可以一定程度上对抗拉伸方向的力。专利文献2中图1等所示的结构也是这样的。

但是，由于近年来的大型化、高速化引起的悬架行程及负荷的增大，扭力、扭转力或兼用气囊引起的筒状膜受到的活塞的拉伸力也有进一步增大的倾向时，既要考虑上述卷边部的组装容易度，又要考虑防脱限制装置脱落的可能性，因此，针对筒状膜和活塞的嵌合连接结构，还存在改进的余地。

日本专利文献1：特开平10-325434号公报

日本专利文献2：特开2006-118560号公报

日本专利文献3：特开2006-300236号公报

发明内容

本发明的目的，在于提供一种进一步改进的空气悬架，该空气悬架即使在原有压缩力的基础上再被施加较强的拉伸力，仍保持筒状膜和活塞的嵌合连接不会脱落，而且也不会损害活塞侧的卷边部和活塞的组装容易度。

本发明的第一方面提供一种空气悬架，该空气悬架具有，由弹性材料制成的筒状膜3；气密接合于其轴心P方向一端部的大径板状部件1；以及气密接合于所述筒状膜3的轴心P方向另一端部的活塞2，且在所述活塞2上形成有可滚动引导所述另一端部侧伴随所述筒状膜3的弹性变形而折回形成的翻折筒部分3D的周面2B，其特征在于：

可装卸地设置推压部件4B，该推压部件4B通过与将所述筒状膜的活塞侧卷边部3C落入配置的所述活塞2的边缘部10的协动，在相对于筒状膜伸缩移动方向的宽度方向的全部或者大致全部上，可推压夹持所述筒状膜3的活塞侧卷边部3C。

本发明的第二方面在第一方面的基础上，提供一种空气悬架，其特征在于：所述推压部件4B上的面对所述活塞侧卷边部的端部23被倒圆。

本发明的第三方面在第一或第二方面的基础上，提供一种空气悬架，其特征在于：用于限制所述大径板状部件1和所述活塞2发生规定以上的相对接近移动的弹性材料制挡块主体4A与支承其的硬质板4B构成的挡块4，通过螺接部件16装载固定于所述活塞2上，并通过所述硬质板4B构成所述推压部件。

本发明第四方面在第一～第三方面之中任一方面的基础上，提供一种空气悬架，其特征在于：所述推压部件4B上的推压所述活塞侧卷边部3C的外周部18，相对于安装于所述活塞2的支承主体17，形成为向筒状膜伸缩移动方向错位的凹凸形状。

根据本发明的第一方面，构成为通过推压部件和边缘部在活塞侧卷边部的全宽或大致全宽的范围内进行推压夹持，因此，与仅推压内周端的现有结构相比，能够将活塞侧卷边部更强固地卡止保持于边缘部。因此，即使向大径板状部件和活塞彼此离开的方向强力地拉伸筒状部，也能够避免活塞侧卷边部从边缘部的脱落(拔出)。而且，用于此的推压部件可装卸地加以设置，因此，可以通过拆下推压部件从而容易地进行活塞侧卷边部向边缘部的装卸。其结果是，即使在原有压缩力的基础上再作用有较强的拉伸力，也能够保持筒状膜和活塞的嵌合连接不会脱落，并且也不会损害活塞侧的卷边部和活塞的组装容易度，提供进一步改进的空气悬架。

根据本发明的第二方面，如上所述，在筒状膜被强力地拉伸时，即使被推压部件的端面强力地压迫，但其面对活塞侧卷边部的端部被倒圆，因此，可以将筒状膜和推压部件保持在面接触状态，与目前(与变尖的冲压面的接触状态等)相比，每单位面积的负荷明显增大，从而还具有可以避免从该接触部位产生龟裂不良情况的可能性。

根据本发明的第三方面，详细如实施方式所示，用于防止空气悬架被过度压缩或损伤，从而将支承通过螺栓等螺接部件固定于活塞的挡块，即，弹性材制的挡块主体的硬质板兼用构成推压部件。由此，通过作为原本装备的挡块的结构因素的硬质板也可构成推压部件，因此，能够实现零件兼用化带来的轻量化与成本降低，并从而能够提供一种比第一及第二方面的发明实现的上述效果更加合理的空气悬架。

根据本发明的第四方面，推压活塞侧卷边部的外周部并不仅仅是平板，也可以施加凹凸，因其形状性的表面针对强度与刚性加以改进，因此，例如，通过使用在平板状态下强度不足的钢板冲压成形成硬质板，从而可实现具有足够强度的推压部件。因此，可获得容易以廉价购入的钢板，从而可以提供能够提高生产性以及进一步降低成本的空气悬架。

附图说明

图1为表示实施例1的空气悬架的剖视图；

图2为图1空气悬架中的挡块单件的俯视图；

图3为空气悬架被压缩的状态的剖视图；

图4为膜片的活塞侧嵌合部的主要部分放大图；

图5为图4中加入各部尺寸例的放大图；

图6为现有的空气悬架中拉伸力起作用时的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明空气悬架的实施方式。图1为表示实施例1的空气悬架的剖视图，图2为挡块单件的俯视图，图3为空气悬架被压缩的状态的剖视图，图4、5为小径卷边部的嵌合部的放大剖视图，图6为现有的空气悬架被拉伸时小径卷边部正在离开的状态的剖视图。

(实施例1)

实施例1的空气悬架A，作为货车及客车的悬架装置使用，如图1、图2所示，包括，固定于车体框架等的上部板(大径板状部件的一例)1；固定于车轮侧的部件上的活塞2；横跨这两者1、2架设的橡胶(弹性材料的一例)制的膜片(筒状膜的一例)3；以及装载并固定于活塞2的上壁2A的挡块4。

膜片3，为用于构成其内部空间(由上部板1、膜片3以及活塞2围成的空间)即空气悬架部S的侧壁部3A而具有纵轴心P的纵形圆筒状橡胶，其具有，以密封嵌合状态卡合固定于上部板1的上侧大径卷边部3B；以密封嵌合状态卡合固定于活塞2的上部的下侧小径卷边部3C；以及滚动引导在活塞2的外周壁2B的折回部(翻折筒部分的一例)3D。对强度有要求的大小各卷边部3B、3C，其壁厚均被设定成加厚，而且其内部大多埋设装备有钢线等加强部件。

上部板1用于从上方覆盖在包含大径卷边部3B的膜片3的上部上，通过上下一体化地重叠上侧板1A与下侧板1B而构成，其中上侧板1A具有截面呈向下阶梯差状的导向外周部1g，下侧板1B的外周部具有嵌合了大径卷边部3B的侧周壁1a与下周壁1b。而且，用于对空气悬架部S进排空气(大气)的进排管道5，在上部板1的比较靠近外周的位置，以上下贯通的气密状态焊接固定，其下端开口形成进排口6。另外，7是用于安装未图示的车体框架托架等的固定螺栓。

活塞2由折回筒状的橡胶膜构成，该折回筒状的橡胶膜包括：下部具有末端扩展部2b的外周壁2B；上壁2A；底壁2C；以及横跨上壁2A与底壁2C架设的加强部件2D。上壁2A包括：与外周壁2B的上端部连续的外侧上壁部8；内侧上壁部9；以及形成于这些内外的上壁部9、8之间并使小径卷边部3C落入并嵌合的圆周状边缘部10，并且还具有向下层叠于内侧上壁部9的加强板11。外周壁2B，起可滚动引导下端部侧伴随膜片3的弹性变形而折回形成的翻折筒部分即折回部3D的周面(圆周面)的作用。

在活塞2的上壁2A，形成有贯穿内侧上壁部9以及加强板11的中心孔12。使用与形成外周壁2B以及上壁2A的板材不同的板材形成底壁2C，该底壁2C具有多个向下突出的安装螺栓13。圆筒状加强部件2D设置固定于加强板11的下表面与底壁2C的上表面之间，在其上端部，形成有连通内外的切口14。

如图1、图2所示，挡块4由橡胶(弹性材料的一例)制的挡块主体4A与用于对其进行加强支承的钢板等制成的基板(硬质板的一例)4B层叠一体化(通过硫化粘结等实现)而构成，在轴心P的方向观察，形成与进排口6产生干涉、且具有将要横穿上部板1的，详细而言即为下侧板1B整体的大面积的大径状结构。该挡块4，使用配置于以纵轴心P为中心每隔均等角度(120度)形成在支承主体4A上的三处孔部15的合计三个螺栓16，从而将其螺接在活塞上壁2A上。

基板4B由板金部件形成，该板金部件具有，重叠于上壁2A的中央圆板部的支撑主体17；以及按照从其外周部进入边缘部10的方式向下弯曲形成的推压周部18(外周部的一例)。在通过螺栓16(螺接部件的一例)把挡块4装载固定于活塞2的状态下，通过边缘部10与推压周部18的协作，强固地夹持小径卷边部3C直至其向轴心P方向压缩，从而将其卡止在活塞2上。而且，在挡块4上形成有贯穿支承主体4A以及基板4B的中心孔19。由此，空气悬架部S经由中心孔19、12与加强部件2D的内部空间连通，而且经由切口14也与活塞2的内部空间连通。

另外，设置挡块4的原因如下，即，往往作为自空气悬架部S放出空气从而明确降低车高时的弹性悬架支承装置使用，除此以外，也可以作为在作用有超大负荷而被强力压缩时，或者因膜片损伤等引起的空气泄漏时的上部板1的过度下沉以及由此引起的与活塞2碰撞造成损伤的防止装置使用。而且，还具有即使在该防止装置的状态下也可通过挡板4以实现弹性悬架的优点。

如图1、图2所示，还装备有回避装置K，该回避装置K即使在使上部板1与活塞2相对接近移动至与通过这二者1、2夹持挡块4的状态，也可以实现从进排口6的空气进排。即，回避装置K通过设置用于去除支承主体4A上的轴心P方向看与进排管道5产生干涉的部分而形成的切口(避让部之一例)20而构成。作为一例，切口20为与进排管道5同心的圆状，且作为具有足够深度d的立体圆弧状切口，形成位于连接三个孔部中的一个孔部15的孔中心15a与轴心P的线段。

即，如图3所示，即使将空气从空气悬架部S完全放掉(或者排光)，上部板1下降至挡块4被压缩的状态(收缩状态)，但由于切口20的存在，起使弹性变形后的支承主体4A不会影响进排管道5部分的作用，从而可维持进排口6与空气悬架部S的连通状态。因此，即使在挡块4被强力地上下压缩的收缩状态，也可以实现从进排管道5进排空气，从而能够毫无问题地进行基于下一运行所需的对空气悬架部S供给空气实现的上部板1的再次浮起操作。

而且，如图2的延伸图所示，即使在将挡块4进一步大径化直至从轴心P方向观察完全干涉进排口6、且在支承主体4的外周部上形成的切口21(即回避装置K)最小时，如图3的延伸图所示，虽然是小的连通面积，但也可以避免弹性变形后的支承主体4A堵塞进排口，从而可以由进排管道5向空气悬架部S进排空气。

其次，详细说明小径卷边部3C对活塞2的卡合结构。如图1、图4所示，设置有推压部件4B，该推压部件4B通过与使小径卷边部3C落入配置的边缘部10的协动，在相对于纵轴心P方向(筒状膜伸缩移动方向之一例)的宽度方向的全部或者大致全部(即，全部宽度或者大致全部宽度)上，可推压作为夹持膜片3的活塞侧卷边部的小径卷边部3C。如上所述，推压部件4B兼用构成挡块4的基板，首先，通过将小径卷边部3C落入并嵌合于边缘部10，然后将挡块4螺栓固定于活塞2，由此，由推压周部18和边缘部10的边缘底10a夹持小径卷边部3C以使其稍微上下压缩，从而小径卷边部3C在嵌合卡止连接状态下得以组装。

即，如图4所示，基板4B中的推压活塞侧卷边部3C的推压周部18，相对于在活塞2上安装的支承主体(挡块主体的一例)4A，通过以在纵轴心P方向(筒状膜伸缩移动方向的一例)上向下错位地冲压成形，形成弯曲的凹凸形状。在此基础上，推压周部18的外终端形成向上弯曲的纵壁凸缘22，且在推压周部18和纵壁凸缘22之间，设置有弯曲R部(“面对活塞侧卷边部的端部”的一例)23。即，基板4B中的面对活塞侧卷边部3C的端部被倒圆，实现提高推压周部18的强度以及刚性。

例如，图6所示，在挡块4的基板4B设定为具有稍微挂住(在径方向稍微重叠)小径卷边部3C的内周部侧端的程度的推压周部18的现有空气悬架A中，在用于作为提升车轮的气囊而使用进排管道5向空气悬架部S充满空气的状态下，推压周部18因很强的拉伸力在膜片3下端的最大伸出侧(图6的右侧)上向上方折曲，小径卷边部3C变成眼看自边缘部10拔出(有时候为拔出)的状态。而且，冲压断开状态的基板2B外周端的端面存在尖细的倾向，因此，往往因为小径卷边部3C上的拉伸，存在自强力抵接外周端的部分产生龟裂的可能性。

与其相对，如图1、4所示的本发明中，利用通过冲压折弯提高了推压周部18的强度刚性的挡块4的基板4B，将小径卷边部3C的径向宽度大致全宽地自上推压构成空气悬架，在该空气悬架A中，虽然省略了示图，但即使将膜片3向上部板1和活塞2彼此离开的方向强力地拉伸，也可以用推压周部18和边缘部10强固地卡合小径卷边部3C，完全的避免自边缘部10拔出。而且，即使此时强力地压迫基板4B，但与推压周部18和纵壁凸缘22之间的弯曲R部23的面接触状态得以保持，从而也避免了产生龟裂等损伤的可能性。在此基础上，如果操作螺栓16将挡块4从活塞2卸下，则小径卷边部3C的上侧推压会消失，从而能够容易进行小径卷边部3C对边缘部10的装卸。

另外，如图4的虚线所示，即使是具有将挡块主体4A的倾斜外周面24的位置不覆盖推压周部18整体、而从其根部立起形成的小型化的挡块整体4A的挡块4，上述优点也同样可以得到。其原因在于，防止小径卷边部3C从边缘部10脱出的效果通过基板4B所具备的强度来实现。另外，作为参考，图5中记载了小径卷边部3C附近的构成尺寸的例子。

(其它实施例)

推压部件4B也可以是由一体化地具有推压周部18的铸件(铸铁、锻铁、铸铝合金等)构成的基板，或者是用于提高强度与刚性加厚厚度且将外周端倒圆的一片板状结构，总而言之，只要是在相对于筒状膜伸缩移动方向的宽度方向上的全宽或者大致全宽的范围内，可推压夹持活塞侧卷边部3C即可。另外，所谓“筒状膜伸缩移动方向”，指不仅包含轴心P方向，而且还包含上部板1的轴心方向以及活塞2的轴心方向(膜片3的伸缩移动方向)。

Claims (3)

1.一种空气悬架，具有：弹性材料制成的筒状膜；气密接合于其轴心方向一端部的大径板状部件；以及气密接合于所述筒状膜的轴心方向的另一端部的活塞，在所述活塞上形成有可滚动引导所述另一端部侧伴随所述筒状膜的弹性变形而折回所形成的翻折筒部分的周面，其特征在于：

设置有推压部件，该推压部件可装卸于所述活塞上，并且该推压部件通过被落入配置的所述筒状膜的活塞侧卷边部与所述活塞的边缘部的协动，在相对于筒状膜伸缩移动方向的宽度方向的全部或者大致全部上，可推压夹持所述筒状膜的活塞侧卷边部，

其中，相对于安装于所述活塞的支承主体，所述推压部件上的推压所述活塞侧卷边部的外周部被形成为向筒状膜伸缩移动方向错位的凹凸形状。

2.如权利要求1所述的空气悬架，其特征在于：所述推压部件上的面对所述活塞侧卷边部的端部被倒圆。

3.如权利要求1或者2所述的空气悬架，其特征在于：通过螺接部件，将由弹性材料制挡块主体与支承其的由硬质板所构成的挡块固定于所述活塞上，该挡块主体用于限制所述大径板状部件和所述活塞发生规定以上的相对接近移动，并且，由所述硬质板构成所述推压部件。

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