JP2005042852A - Sleeve type air spring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車の車体懸架ばねとして用いられる空気ばねに関し、詳しくは、ゴムとすだれ織り繊維等の補強コードから変形自在に形成されるゴム膜内に圧縮空気を封入し、その空気圧と有効面積との積に等しい荷重を支え、空気の圧縮性を利用してばね作用を行うように構成されているスリーブ型空気ばねに関するものである。 The present invention relates to an air spring used as, for example, a vehicle body suspension spring of an automobile. More specifically, compressed air is enclosed in a rubber film that is deformable from a reinforcing cord such as rubber and a weave fiber, and its air pressure and effective The present invention relates to a sleeve-type air spring configured to support a load equal to the product of the area and to perform a spring action using the compressibility of air.
この種の従来一般的なスリーブ型空気ばねは、図4に示すように、筒状ゴム膜1と、この筒状ゴム膜1の上部(大径)ビード部1Aを巻き込むように形成されたカーリング部2Aを介してゴム膜1に気密接合されたプレート状の上面板2と、前記筒状ゴム膜1の下部(小径)ビード部1Bを締付け金具3とにより上下から挟持固定して下部ビード部1B側に気密接合され、前記ゴム膜1の弾性変形時にそのゴム膜1の下側部分1dを転動案内する周面4aを有するピストン4と、前記上面板2の上部及びピストン4の下部に固定された取付け部材12,13と、前記ゴム膜1の一定以上の弾性変形を制限するストッパー5とを備えている。
As shown in FIG. 4, this type of conventional general sleeve-type air spring includes a
前記ゴム膜1は、図5に示すように、内層ゴム6と外層ゴム7及びそれら内外層ゴム6,7間にバイアス状に配置して挟在された複数層の補強コード8からなり、かつ、各補強コード8の両端部(図5では、上面板2側の端部のみ示すが、ピストン4側の端部も同様である。)を、各ビード部1A,1Bに埋設されたビードリング9,10周りに巻き付けてゴム膜1の外面側に折り返し、その折り返し端部分を接着して構成されていた(例えば、非特許文献1参照)。
As shown in FIG. 5, the
上記のようなゴム膜構造を有するスリーブ型空気ばねにおいては、自動車の車体懸架ばねとして用いる場合で、ピストン4の下部から振動が入力したとき、ゴム膜1の下側部分1dがピストン4の周面4aに転動案内される状態でピストン4が上下移動することにより、振動を吸収するといったばね作用が発揮されるものである。
In the sleeve type air spring having the rubber film structure as described above, when the vibration is inputted from the lower part of the
かかるばね作用時において、ピストン4の周面4aによりゴム膜1の下側部分1dのみを転動案内するように構成されている従来のスリーブ型空気ばねでは、ゴム膜1の繰り返し弾性変形に伴い、例えばゴム膜1のポイントAがポイントBの位置に移行し、また、ポイントBの位置からポイントAに移行するといった径変化の繰り返しによって、ゴム膜1の表面に大きな歪みが発生するだけでなく、内外層ゴム6,7間にバイアス状に配置挟在されている補強コード8が非常に大きく伸縮変位して補強コード8にも大きな歪みが発生しやすい。殊に、ゴム膜1の上側部分1uには、図5に示すように、上部ビード部1Aに埋設されたビードリング9周りに巻き付けられて外面側に折り返された補強コード8の端縁部が位置して多層構造からなるゴム膜1の強度転換部となる境界部が存在するために、その境界部に歪みが集中して亀裂等の早期破損の原因となり、亀裂等の破損が発生しそれが進展すると、空気漏れを生じてばね機能の低下や喪失を招くことになりかねない。
In such a spring action, in the conventional sleeve type air spring configured so that only the
特に、バスやトラック等の低床用自動車の懸架ばねとして使用する場合のように、車両ロール中心に対し設置高さが高く、空気ばねのローリング中心とピストン4の取付け面との高低差が大きい使用態様においては、バウンド時に、図6に示すように、ゴム膜1の上側部分1uが大きく移動して上向きに膨らみ変形し、リバウンド時には、図7に示すように、同じゴム膜1の上側部分1uが突張って異常な張力が加わり、このような挙動が繰り返されることにより、その上側部分1uに早期に亀裂等の破損が発生しやすい。さらに、大きな横変位を伴うローリング挙動が発生した場合、図6に丸で囲んで示すように、ゴム膜1の上側部分1u及び下側部分1dが上下の取付け部材12,13の端縁部に干渉して傷付きやすく、したがって、低床用自動車の懸架ばねのように厳しいローリング挙動が発生する可能性のある条件下での使用時の耐久性に問題があった。
In particular, when used as a suspension spring for a low-floor automobile such as a bus or truck, the installation height is high with respect to the center of the vehicle roll, and the height difference between the rolling center of the air spring and the mounting surface of the
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、同じ振動入力値のもとでゴム膜に掛かる歪みを軽減あるいは半減して亀裂等の破損の発生時期を遅らせることができるとともに、厳しいローリング挙動を発生する条件下での使用時にもゴム膜が傷付けられることを防止して耐久性の著しい向上を達成することができるスリーブ型空気ばねを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the strain applied to the rubber film under the same vibration input value or to reduce the generation time of breakage such as a crack by halving and tough rolling behavior. It is an object of the present invention to provide a sleeve type air spring that can prevent the rubber film from being damaged even when used under the generated conditions and achieve a remarkable improvement in durability.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係るスリーブ型空気ばねは、筒状ゴム膜の上部ビード部側に上面板が気密接合されているとともに、下部ビード部側に前記ゴム膜の弾性変形時にそのゴム膜の下側部分の転動を案内する周面を有するピストンが気密接合され、かつ、前記上面板の上部及びピストンの下部に取付け部材が設けられているスリーブ型空気ばねにおいて、前記上面板側に、ゴム膜の弾性変形時にそのゴム膜の上側部分の転動を案内する周面を有する転動案内部材が設けられているとともに、この転動案内部材の転動案内周面の上端部及び前記ピストンの下端部には、ゴム膜の膨張外径とほぼ等しい外径を有してゴム膜の上方及び下方への膨らみ変形部分を滑らかな曲線状に収容保持する湾曲部分がカーリング形成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a sleeve-type air spring according to
また、本発明の請求項2に係るスリーブ型空気ばねは、請求項1に記載したスリーブ型空気ばねにおいて、前記ピストンの転動案内周面と前記転動案内部材の転動案内周面とを同径もしくは略同径に設定したものである。 A sleeve type air spring according to a second aspect of the present invention is the sleeve type air spring according to the first aspect, wherein the rolling guide circumferential surface of the piston and the rolling guide circumferential surface of the rolling guide member are provided. The same diameter or substantially the same diameter is set.
また、本発明の請求項3に係るスリーブ型空気ばねは、請求項1または2に記載したスリーブ型空気ばねにおいて、前記筒状ゴム膜を、内層ゴムと外層ゴム及びそれら内外層ゴム間にバイアス状に挟在された補強コードからなり、かつ、補強コードの両端部が上下のビード部に埋設のビードリング周りに巻付けて構成したものである。 A sleeve type air spring according to a third aspect of the present invention is the sleeve type air spring according to the first or second aspect, wherein the cylindrical rubber film is biased between an inner layer rubber and an outer layer rubber and between the inner and outer layer rubbers. The reinforcing cord is sandwiched in a shape, and both ends of the reinforcing cord are wound around the bead ring embedded in the upper and lower bead portions.
上記した請求項1の本発明によれば、ピストン下部からの振動入力に伴いピストンが上下移動するとき、ゴム膜の下側部分がピストンの周面に沿い転動案内されると同時に、ゴム膜の上側部分が転動案内部材の周面に沿い転動案内されるので、振動入力値が同じである場合、ゴム膜の移動量は従来の空気ばねに比べて非常に少ない、あるいは、ほぼ半分となるために、ゴム膜の表面及びバイアス状の補強コードに掛かる歪みを軽減あるいは半減することができる。加えて、バスやトラック等の低床用自動車の懸架ばねとして使用する場合のように、設置高さが高く、空気ばねのローリング中心とピストンの取付け面との高低差が大きい場合に受ける厳しいバウンド挙動時、リバウンド挙動時にもゴム膜の大きな膨らみ変形や突張りによる異常な張力の付加現象を回避でき、さらに、大きな横変位を伴うローリング挙動が発生した場合でも、ゴム膜の上方及び下方への膨らみ変形部分をカーリング形成された湾曲部分で滑らかな曲線状に収容保持させてそれら変形部分が上下の取付け部材の端縁部に干渉し傷付くことを防止することができる。したがって、低床用自動車の懸架ばねのように厳しいローリング挙動が発生する可能性のある条件下での使用時にもゴム膜に掛かる歪みやバックリング現象が原因でゴム膜に発生する亀裂や傷付き等の破損の発生を抑制して、本来のばね機能を長期間に亘って維持させて空気ばね全体としての耐久性の著しい向上を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the piston moves up and down in accordance with vibration input from the lower part of the piston, the lower part of the rubber film is guided to roll along the circumferential surface of the piston. Since the upper part of the roller is guided to roll along the peripheral surface of the rolling guide member, when the vibration input value is the same, the amount of movement of the rubber film is very small compared to the conventional air spring, or almost half. Therefore, the strain applied to the surface of the rubber film and the biased reinforcing cord can be reduced or halved. In addition, severe bounce that occurs when the installation height is high and the height difference between the rolling center of the air spring and the mounting surface of the piston is large, such as when used as a suspension spring for low-floor automobiles such as buses and trucks. Even during behavior and rebound behavior, it is possible to avoid the phenomenon of abnormal tension being applied due to large bulge deformation or stretching of the rubber film, and even when rolling behavior with large lateral displacement occurs, the rubber film can be moved upward and downward. The swollen deformed portion can be accommodated and held in a curvilinearly curved portion so as to prevent the deformed portion from interfering with and being damaged by the edge portions of the upper and lower mounting members. Therefore, even when used under conditions where severe rolling behavior may occur, such as suspension springs in low-floor automobiles, cracks and scratches occur in the rubber film due to distortion and buckling phenomenon applied to the rubber film. It is possible to suppress the occurrence of breakage and the like, maintain the original spring function for a long period of time, and significantly improve the durability of the entire air spring.
特に、ピストンの転動案内周面と転動案内部材の転動案内周面とを同径もしくは略同径に設定する場合は、ゴム膜の膜長を長くして振動吸収ストロークを大きくとることができるとともに、バスやトラック等の低床用自動車の懸架ばねとして使用する場合のような厳しい条件での使用時における亀裂や傷付き等の早期破損の発生を防止でき、空気ばね全体の耐久性を一層向上することができる。 In particular, when the rolling guide circumferential surface of the piston and the rolling guide circumferential surface of the rolling guide member are set to the same diameter or substantially the same diameter, the vibration absorption stroke should be increased by increasing the film length of the rubber film. It is possible to prevent the occurrence of early breakage such as cracks and scratches when used under severe conditions such as when used as a suspension spring for low floor vehicles such as buses and trucks, and the durability of the entire air spring Can be further improved.
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図1は本発明に係るスリーブ型空気ばねの全体縦断面図であり、このスリーブ型空気ばね20は、上面板2が下向き開放のカップ形状に形成されているとともに、このカップ形状の上面板2側に、ゴム膜1の弾性変形時にそのゴム膜1の上側部分1uの転動を案内する周面11aを有する筒状の転動案内部材11が嵌合保持されており、この転動案内部材11の転動案内周面11aよりも径内方側で該転動案内部材11の内端部11bと前記カップ形状の上面板2の下端折曲部2bとの間にゴム膜1の上部ビード部1Aが挟持固定されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall longitudinal sectional view of a sleeve-type air spring according to the present invention. This sleeve-type air spring 20 has a
前記転動案内部材11の転動案内周面11aの直径D1とピストン4の転動案内周面4aの直径D2とは同一(D1=D2)に設定されているとともに、それらの転動案内周面11a及び4aの軸方向長さもほぼ等しく設定され、かつ、転動案内部材11の転動案内周面11aの上端部及びピストン4の転動案内周面4aの下端部にはゴム膜1の膨張外径Dとほぼ等しい外径を有してゴム膜1の上方及び下方への膨らみ変形部分を滑らかな曲線状に収容保持する湾曲部分11b及び4bがカーリング形成されている。
The diameter D1 of the rolling guide
なお、上記した構成以外は図4に示す従来のスリーブ型空気ばねと同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それらの詳しい説明を省略する。また、ゴム膜1の構造も図5に示す従来のスリーブ型空気ばねと同一であるため、その説明及び図示は省略している。
In addition, since it is the same as that of the conventional sleeve type air spring shown in FIG. 4 except the above-mentioned structure, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding part and those detailed description is abbreviate | omitted. Further, since the structure of the
上述のように構成されたスリーブ型空気ばね20においては、ピストン4下部からの振動入力に伴いピストン4が上下移動するとき、ゴム膜1の下側部分1dがピストン4の転動案内周面4aに沿い転動案内されると同時に、ゴム膜1の上側部分1uが転動案内部材11の転動案内周面11aに沿い転動案内されるので、振動入力値が同じである場合、ゴム膜1の移動量は従来の空気ばねに比べてほぼ半分となるために、ゴム膜1の表面及びバイアス状の補強コード8に掛かる歪みをほぼ半減することが可能であり、したがって、ゴム膜1に掛かる歪みが原因でゴム膜1に発生する亀裂等の破損の発生時期を遅らせることができる。
In the sleeve-type air spring 20 configured as described above, when the
また、ピストン4の転動案内周面4aと転動案内部材11の転動案内周面11aとを同径(D1=D2)に設定しているために、ゴム膜1の膜長を長くして振動吸収ストロークを大きくとることができるとともに、バスやトラック等の低床用自動車の懸架ばねとして使用する場合のように、空気ばね20の設置高さが高く、空気ばね20のローリング中心とピストン4の取付け面との高低差が大きい使用態様でのバウンド時は、図2に示すように、ゴム膜1の上側部分1uが転動案内部材11の転動案内周面11aに沿って転動案内されて上向きに大きく膨らみ変形しない。また、リバウンド時にも、図3に示すように、同じゴム膜1の上側部分1uが転動案内部材11の転動案内周面11aに沿って転動案内されて突張りによる異常張力を加えることがないために、ゴム膜1の上側部分1uで補強コード8の端縁部が位置して多層構造のゴム膜1における強度の転換部となる境界部に歪みが集中しそこから亀裂等の破損が発生する事態を抑制することができる。
Further, since the rolling guide
加えて、前記転動案内部材11の転動案内周面11aの上端部及びピストン4の転動案内周面4aの下端部にゴム膜1の膨張外径Dとほぼ等しい外径を有する湾曲部分11b及び4bを形成しておくことにより、大きな横変位を伴うローリング挙動時にもゴム膜1の上側部分1uで上方への膨らみ変形部分及び下側部分1dで下方への膨らみ部分を滑らかな曲線状に収容保持させて、それら膨らみ変形部分が上下の取付け部材12,13の端縁部に干渉し傷付く事態も防止することができる。したがって、低床用自動車の懸架ばねのように厳しいローリング挙動が発生する可能性のある条件下での使用に対しても、空気ばね20全体としての耐久性の著しい向上を図ることが可能となる。
In addition, a curved portion having an outer diameter substantially equal to the expansion outer diameter D of the
なお、上記実施の形態では、前記転動案内部材11の転動案内周面11aの直径D1とピストン4の転動案内周面4aの直径D2とは同一(D1=D2)に設定したもので説明したが、それらの直径D1,D2の関係を、D1>D2やD2>D1あるいはD1≒D2に設定してもよい。
In the above embodiment, the diameter D1 of the rolling guide
1…筒状ゴム膜、1A…上部ビード部、1B…下部ビード部、1u…上側部分、1d…下側部分、2…上面板、4…ピストン、4a…転動案内周面、6…内層ゴム、7…外層ゴム、8…補強コード、9,10…ビードリング、11…転動案内部材、11a…転動案内周面、12,13…取付け部材、20…スリーブ型空気ばね、D…ゴム膜の膨張外径、D1…転動案内周面4aの直径、D2…転動案内周面11aの直径。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記上面板側に、ゴム膜の弾性変形時にそのゴム膜の上側部分の転動を案内する周面を有する転動案内部材が設けられているとともに、この転動案内部材の転動案内周面の上端部及び前記ピストンの下端部には、ゴム膜の膨張外径とほぼ等しい外径を有してゴム膜の上方及び下方への膨らみ変形部分を滑らかな曲線状に収容保持する湾曲部分がカーリング形成されていることを特徴とするスリーブ型空気ばね。 A piston having an upper surface plate hermetically joined to the upper bead portion side of the cylindrical rubber film and having a peripheral surface for guiding rolling of the lower portion of the rubber film when the rubber film is elastically deformed to the lower bead portion side In a sleeve-type air spring in which airtightly connected and mounting members are provided on the upper part of the upper plate and the lower part of the piston,
A rolling guide member having a circumferential surface for guiding the rolling of the upper portion of the rubber film when the rubber film is elastically deformed is provided on the upper surface plate side, and the rolling guide circumferential surface of the rolling guide member The upper end of the piston and the lower end of the piston have a curved portion that has an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the rubber membrane and accommodates and holds the upward and downward bulging deformation portions of the rubber membrane in a smooth curved shape. A sleeve type air spring characterized by curling.
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-
2003
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