JP2010090989A - Air spring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気圧を利用して入力荷重に対して弾性的な反力を発生させ、この反力により入力荷重を支持する空気ばねに関する。 The present invention relates to an air spring that generates an elastic reaction force against an input load using air pressure and supports the input load by the reaction force.
車両のサスペンション等に用いられる空気ばねとしては、例えば、特許文献1に記載されているものが知られている。この特許文献1記載の空気ばねは、チャンバと、ピストンと、ダイヤフラムを備えている。ダイヤフラムは、略円筒状に形成されると共に中間部が内外反転状態とされ、一端部及び他端部がそれぞれチャンバ及びピストンに連結され、内部にチャンバ室が形成されている。 As an air spring used for a vehicle suspension or the like, for example, one described in Patent Document 1 is known. The air spring described in Patent Document 1 includes a chamber, a piston, and a diaphragm. The diaphragm is formed in a substantially cylindrical shape, and an intermediate portion is inverted inside and outside, one end and the other end are connected to a chamber and a piston, respectively, and a chamber chamber is formed inside.
上記の構成の空気ばねを車両に適用する場合、チャンバが車体側に固定されると共に、ピストンがサスペンションアームに連結固定され、車体とサスペンションアームとの間にダイヤフラムが揺動方向に沿って伸縮可能な状態で配置される。これにより、路面側からの荷重によりサスペンションアームが車体側(バウンド方向)へ揺動すると、ダイヤフラム内のチャンバ室内の空気が圧縮されて空気圧が上昇すると共に、この空気圧によりサスペンションアームを介して路面側から入力する荷重を支持する。このとき、チャンバ室内に充填する空気の圧力を調整することにより、中立位置にあるサスペンションアームの位置を調整することが可能になる。 When the air spring having the above configuration is applied to a vehicle, the chamber is fixed to the vehicle body side, the piston is connected and fixed to the suspension arm, and the diaphragm can extend and contract along the swinging direction between the vehicle body and the suspension arm. Arranged in a state. As a result, when the suspension arm swings toward the vehicle body side (bound direction) due to the load from the road surface side, the air in the chamber chamber in the diaphragm is compressed and the air pressure rises. The load input from is supported. At this time, it is possible to adjust the position of the suspension arm in the neutral position by adjusting the pressure of the air filled in the chamber chamber.
ところで、特許文献1に開示された空気ばねのダイヤフラムは、締結帯24A、24Bでのかしめ締結によって、ダイヤフラムをピストン、及び、チャンバへ各々取り付けている。チャンバ室内の空気圧が上昇すると、ダイヤフラムと締結帯24A、24Bとが外れる方向に力が作用される。したがって、締結帯24A、24Bによるダイヤフラムの締結が緩んでしまうことも考えられる。
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、簡易な構成でダイヤフラムの抜けを抑制することの可能な空気ばねを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object of the present invention is to provide an air spring capable of suppressing the escape of the diaphragm with a simple configuration.
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1に係る空気ばねは、 互いに相対移動する第1移動体及び第2移動体の間に配置される空気ばねであって、前記第1移動体側に取り付けられるピストン部材と、前記第2移動体側に取り付けられるチャンバ部材と、前記ピストン部材よりも大径の筒状とされ、一端が前記チャンバ部材に外挿されると共に、他端が前記ピストン部材に外挿されて、内部にチャンバ室が構成されたダイヤフラムと、環状とされて前記チャンバ部材に外挿され、前記チャンバ部材との間で前記ダイヤフラムを挟持する第1リングと、環状とされて前記ピストン部材に外挿され、前記ピストン部材との間で前記ダイヤフラムを挟持する第2リングと、を備え、前記チャンバ部材及び前記ピストン部材の少なくとも一方の外周には凹溝が構成され、この凹溝内の前記チャンバ室側に第1外径部が構成されると共に、この第1外径部の前記チャンバ室と逆側に外径が前記第1外径部よりも大径とされた第2外径部が構成され、前記第1外径部及び第2外径部の構成された前記チャンバ部材及び前記ピストン部材に対応する前記第1リング及び前記第2リングの内周には、前記第1外径部及び第2外径部に各々対応する内径の第1内径部及び第2内径部が構成されているものである。 In order to achieve the above object, an air spring according to a first aspect of the present invention is an air spring disposed between a first moving body and a second moving body that move relative to each other, and is on the first moving body side. A piston member attached to the second moving body, a cylindrical member having a larger diameter than the piston member, one end of which is extrapolated to the chamber member, and the other end to the piston member A diaphragm that is externally inserted and has a chamber chamber formed therein, an annular ring that is extrapolated to the chamber member, and a ring that sandwiches the diaphragm between the chamber member and an annular ring A second ring that is extrapolated to the piston member and sandwiches the diaphragm between the piston member and at least one of the chamber member and the piston member A concave groove is formed in the circumference, and a first outer diameter portion is formed on the chamber chamber side in the concave groove, and an outer diameter of the first outer diameter portion on the opposite side to the chamber chamber is the first outer diameter portion. A second outer diameter portion having a larger diameter than the outer diameter portion is configured, and the first ring corresponding to the chamber member and the piston member including the first outer diameter portion and the second outer diameter portion, and A first inner diameter portion and a second inner diameter portion having inner diameters respectively corresponding to the first outer diameter portion and the second outer diameter portion are formed on the inner periphery of the second ring.
上記構成の空気ばねでは、ダイヤフラムは、第1リングによってチャンバ部材に固定され、第2リングによってピストン部材に固定されている。チャンバ部材及びピストン部材の少なくとも一方の外周には凹溝が構成されており、この凹溝内には、第1外径部及び第2外径部が構成されている。ダイヤフラムの一端部は第1リングによってチャンバ部材との間に挟持され、ダイヤフラムの他端部は第2リングによってピストン部材との間に挟持されている。第1リング及び第2リングは、第1外径部及び第2外径部に対応する第1内径部及び第2内径部を有しているので、凹溝内の第1外径部と第2外径部との間の段差部によって、外側方向への移動が規制され、挟持されたダイヤフラムの抜けを抑制することができる。 In the air spring having the above configuration, the diaphragm is fixed to the chamber member by the first ring and fixed to the piston member by the second ring. A groove is formed on the outer periphery of at least one of the chamber member and the piston member, and a first outer diameter portion and a second outer diameter portion are formed in the groove. One end of the diaphragm is sandwiched between the first ring and the chamber member, and the other end of the diaphragm is sandwiched between the piston member and the second ring. Since the first ring and the second ring have a first inner diameter portion and a second inner diameter portion corresponding to the first outer diameter portion and the second outer diameter portion, the first outer diameter portion and the second inner diameter portion in the concave groove Due to the stepped portion between the two outer diameter portions, movement in the outer direction is restricted, and the sandwiched diaphragm can be prevented from coming off.
本発明の請求項2に係る空気ばねは、前記チャンバ部材の前記第1外径部よりも前記チャンバ室側の外径が、前記第2外径部よりも外側の外径よりも小径であること、を特徴とする。 In an air spring according to a second aspect of the present invention, the outer diameter of the chamber member on the chamber chamber side is smaller than the outer diameter outside the second outer diameter portion than the first outer diameter portion of the chamber member. It is characterized by this.
ダイヤフラムの一端部は、チャンバ部材へチャンバ室側から外挿され、第1リングによって固定されている。ダイヤフラムの抜けを抑制するためには、チャンバ部材側のダイヤフラム端部の内径を第1外径部に対応する内径とすることが求められるが、ダイヤフラムをチャンバ室側から外挿するためには、一旦拡径する必要がある。 One end of the diaphragm is extrapolated from the chamber chamber side to the chamber member and fixed by a first ring. In order to suppress the detachment of the diaphragm, the inner diameter of the diaphragm end on the chamber member side is required to be an inner diameter corresponding to the first outer diameter portion, but in order to extrapolate the diaphragm from the chamber chamber side, It is necessary to expand the diameter once.
そこで、本発明では、ダイヤフラムが挿入される側のチャンバ部材の外径、すなわち、第1外径部よりもチャンバ室側の外径を、第2外径部よりも外側(チャンバ室と逆側)の外径よりも小径とした。これにより、ダイヤフラムのチャンバ部材への外挿を容易に行うことができる。 Therefore, in the present invention, the outer diameter of the chamber member on the side into which the diaphragm is inserted, that is, the outer diameter on the chamber chamber side with respect to the first outer diameter portion is set outside the second outer diameter portion (the opposite side to the chamber chamber). ) Was smaller than the outer diameter. Thereby, the extrapolation to the chamber member of a diaphragm can be performed easily.
本発明の請求項3に係る空気ばねは、前記第1外径部及び第2外径部の外面には、周方向にシール溝が構成されていること、を特徴とする。 The air spring according to claim 3 of the present invention is characterized in that a seal groove is formed in the circumferential direction on the outer surface of the first outer diameter portion and the second outer diameter portion.
このように、シール溝を構成することにより、ダイヤフラムの摺動抵抗を高くして、抜けを有効に抑制することができる。 In this way, by configuring the seal groove, it is possible to increase the sliding resistance of the diaphragm and to effectively suppress the separation.
以上説明したように本発明に係る空気ばねによれば、簡易な構成でダイヤフラムの抜けを抑制することができる。 As described above, according to the air spring of the present invention, the diaphragm can be prevented from coming off with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態に係る空気ばねについて図面を参照して説明する。 Hereinafter, an air spring according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明の実施形態に係る空気ばねが適用されたサスペンションが模式的に示されている。本実施形態の空気ばねは、第1移動体としての車体と第2移動体としてのサスペンションアームとの間に配置されるものである。図1は空気ばねに内圧が充填されている状態である。 FIG. 1 schematically shows a suspension to which an air spring according to an embodiment of the present invention is applied. The air spring of this embodiment is disposed between the vehicle body as the first moving body and the suspension arm as the second moving body. FIG. 1 shows a state in which the air spring is filled with internal pressure.
図1に示されるように、サスペンション12は、全体としてドラム状に形成された空気ばね10及び梁状に形成されたサスペンションアーム14を備えている。サスペンションアーム14には、その長手方向に沿った基端部及び先端部にそれぞれ円筒状のブッシュホルダ16、18が配置されている。図1では、サスペンションアーム14は、中立位置に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
サスペンションアーム14は、基端側のブッシュホルダ16がゴムブッシュ(図示省略)を介して車体15側に揺動可能に連結され、先端側のブッシュホルダ18は、ゴムブッシュを介してホイールハブ(図示省略)側に回転可能に連結される。これにより、サスペンションアーム14は、基端側のブッシュホルダ16を中心として車体15により上下方向に沿って揺動可能に支持される。
The
空気ばね10は、チャンバ部材20、ピストン部材30、及び、ダイヤフラム40を備えている。
The
ピストン部材30は、サスペンションアーム14側に取り付けられ、チャンバ部材20は、車体15側に取り付けられている。チャンバ部材20は、車体15側のピストン部材30に対向する位置に固定されている。これにより、空気ばね10は、サスペンションアーム14と車体15との間に介装される。
The
チャンバ部材20の頂板部には圧力配管19の一端部が接続されている。圧力配管19は、その他端部が車体15側に搭載されたエアポンプ、アキュームレータ等の圧縮空気の供給源(図示省略)に接続されており、圧縮空気の供給源を後述するチャンバ室48内へ連通させている。圧力空気の供給源は、圧力配管19を通して車両の走行状況や積載荷重に応じた空気圧を有する圧縮空気をチャンバ室48内へ供給する。
One end of a
ピストン部材30は、有底略円筒状に形成され、その上端部に下端側に対して内外径が縮径された円筒状の被連結部32が一体的に形成されている。サスペンションアーム14上には、マウント部材13が取り付けられており、このマウント部材13を介して、ピストン部材30は、底板下面側でサスペンションアーム14に固定されている。
The
チャンバ部材20は、有底円筒状とされ底部20Aが上面になるようにして車体15に固定されている。チャンバ部材20には、底部20Aの外周端部から下方へ突出するように円筒状の被連結部20Bが屈曲形成されている。
The
被連結部20Bの外周面には、図2に示されるように、凹溝26が構成されている。凹溝26は、各々異なる深さの溝を構成する第1外径部22及び第2外径部24で構成されている。第1外径部22の外径は外径A1とされ、第2外径部24の外径は、外径A1よりも大径の外径A2とされている。第1外径部22は、凹溝26の下側(後述するチャンバ室48側)に配置され、第2外径部24は、凹溝26の上側(底部20A側)に配置されている。
As shown in FIG. 2, a
被連結部20Bの第1外径部22よりも下側に配置されるチャンバ端21の外径は、第2外径部24よりも上側の外径よりも小径とされている。本実施形態では、チャンバ端21の外径は、第2外径部24の外径と同径のA2とされている。
The outer diameter of the
第1外径部22及び第2外径部24の表面には、周方向に複数条のシール溝28が構成されている。
A plurality of
ダイヤフラム40は、弾性膜で構成され、ピストン部材30よりも大径の薄肉円筒状とされている。ダイヤフラム40は、一端部42がチャンバ部材20の被連結部20Bに連結され、他端部44がピストン部材30の被連結部32に連結されている。ダイヤフラム40は、ゴム膜等の弾性変形可能な材料で構成することができる。ダイヤフラム40は、一端部42が他端部44よりも大径とされ、他端部44側がダイヤフラム40の筒内へ入るように折り返されており、内周面と外周面とが反転されている。ダイヤフラム40の一端部42は、チャンバ部材20の被連結部20Bに外挿されている。
The
被連結部20Bの外周の凹溝26に対応する位置で、ダイヤフラム40の一端部42の外側には、第1リング50が外挿されている。
The
第1リング50は、環状とされ、内周に各々内径を異にする第1内径部52及び第2内径部54が構成されている。第1内径部52は、第1外径部22に対応するチャンバ室48側に配置され、内径B1とされている。第2内径部54は、第2外径部24に対応する側に配置され、内径B2とされている。内径B1は内径B2よりも小径とされている。第1内径部52及び第2内径部54は、各々、チャンバ部材20の第1外径部22及び第2外径部24に対向する位置に配置され、ダイヤフラム40の一端部42をチャンバ部材20との間で挟持するようにかしめ締結されている。第1リング50としては、かしめ締結前には、充分大径のリングを用い、かしめにより内径B1、B2とすることができる。これにより、チャンバ部材20とダイヤフラム40の一端部42とは気密状態となるように連結されている。内径B1及び内径B2は、チャンバ部材20の外径A1、外径A2、及び、ダイヤフラム40の厚みに対応したサイズとなる。
The
ダイヤフラム40の他端部44は、ピストン部材30の被連結部32の外周を覆うように被連結部32に外挿されている。他端部44の外周側には、第2リング56が外挿され、ダイヤフラム40の他端部44をピストン部材30との間で挟持するようにかしめ締結されている。これにより、ピストン部材30とダイヤフラム40の他端部44とは気密状態となるように連結されている。
The
上記のようにダイヤフラム40をチャンバ部材20及びピストン部材30に連結することにより、ダイヤフラム40の筒内には、気密状態とされた略円柱状のチャンバ室48が構成される。チャンバ室48内へは、圧力配管19を通して車両の走行状況や積載荷重に応じた空気圧を有する圧縮空気が供給される。
By connecting the
次に、上記のように構成された本実施形態に係る空気ばね10の作用について説明する。
Next, the operation of the
空気ばね10は、車体15とサスペンションアーム14との間に介装されることにより、サスペンションアーム14に対してチャンバ室48内の空気圧に対応するばね反力を作用させる。そして、このばね反力により、路面側からサスペンションアーム14に入力される荷重を支持する。すなわち、図3に示すように、路面側からの荷重によりサスペンションアーム14が車体側(バウンド方向X)へ揺動すると、ピストン部材30によりチャンバ室48内の空気が圧縮されて空気圧が上昇し、この空気圧によりサスペンションアーム14を介して路面側から入力する荷重が支持される。
The
このように動作する本実施形態の空気ばね10においては、チャンバ室48内の空気圧が高くなると、第1リング50には、ダイヤフラム40の肩部K(第1リング50に挟持された一端部42の下方側)に押されて、チャンバ部材20から抜け出る方向への力が作用される。この場合でも、第1内径部52は、第1外径部22と第2外径部24との間に構成された段部によって同方向(チャンバ部材20から抜け出る方向)への移動が規制され、第1リング50の緩みや抜けを抑制することができる。
In the
また、ダイヤフラム40の一端部42は、チャンバ室48側の径が小径とされた2段の溝を構成する凹溝26に、かしめ締結されているので、抜け方向への移動を抑制することができる。
Further, the one
また、本実施形態では、被連結部20Bの下端に配置されるチャンバ端21の外径が、第2外径部24よりも上側の外径よりも小径とされているので、ダイヤフラム40の一端部42を被連結部20Bへ容易に外挿することができる。
In the present embodiment, the outer diameter of the
なお、本実施形態では、チャンバ部材20とダイヤフラム40との連結部分についてのみ、第1外径部22及び第2外径部24を構成した例について説明したが、図4に示すように、ピストン部材30とダイヤフラム40との連結部分Jについても、同様の構成を適用することもできる。この場合には、図5に示すように、ピストン部材30の被連結部32の外周に、第1外径部34(チャンバ室48側)、及び、第1外径部34よりも大径の第2外径部36を構成し、第2リング56の内側に、第1外径部34に対応した内径の第1内径部57、及び、第2外径部36に対応した内径の第2内径部58を構成する。そして、ダイヤフラム40の他端部44を第2リング56によって、かしめ締結すればよい。このようにして、ピストン部材30に連結されたダイヤフラム40の他端部44の抜けも抑制することができる。
In the present embodiment, the example in which the first
10 空気ばね
14 サスペンションアーム
15 車体
20 チャンバ部材
20B 被連結部
21 チャンバ端
22 第1外径部
24 第2外径部
26 凹溝
28 シール溝
30 ピストン部材
32 被連結部
34 第1外径部
36 第2外径部
40 ダイヤフラム
42 一端部
44 他端部
48 チャンバ室
50 第1リング
52 第1内径部
54 第2内径部
56 第2リング
57 第1内径部
58 第2内径部
10
Claims (3)
前記第1移動体側に取り付けられるピストン部材と、
前記第2移動体側に取り付けられるチャンバ部材と、
前記ピストン部材よりも大径の筒状とされ、一端が前記チャンバ部材に外挿されると共に、他端が前記ピストン部材に外挿されて、内部にチャンバ室が構成されたダイヤフラムと、
環状とされて前記チャンバ部材に外挿され、前記チャンバ部材との間で前記ダイヤフラムを挟持する第1リングと、
環状とされて前記ピストン部材に外挿され、前記ピストン部材との間で前記ダイヤフラムを挟持する第2リングと、
を備え、
前記チャンバ部材及び前記ピストン部材の少なくとも一方の外周には凹溝が構成され、この凹溝内の前記チャンバ室側に第1外径部が構成されると共に、この第1外径部の前記チャンバ室と逆側に外径が前記第1外径部よりも大径とされた第2外径部が構成され、
前記第1外径部及び第2外径部の構成された前記チャンバ部材及び前記ピストン部材に対応する前記第1リング及び前記第2リングの内周には、前記第1外径部及び第2外径部に各々対応する内径の第1内径部及び第2内径部が構成されている、空気ばね。 An air spring disposed between a first moving body and a second moving body that move relative to each other,
A piston member attached to the first moving body;
A chamber member attached to the second movable body side;
A diaphragm having a larger diameter than the piston member, one end being extrapolated to the chamber member and the other end being extrapolated to the piston member, and a chamber in which a chamber chamber is configured;
A first ring that is annular and is extrapolated to the chamber member and sandwiches the diaphragm with the chamber member;
A second ring that is annular and is extrapolated to the piston member to sandwich the diaphragm with the piston member;
With
A concave groove is formed on an outer periphery of at least one of the chamber member and the piston member, a first outer diameter portion is formed on the chamber chamber side in the concave groove, and the chamber of the first outer diameter portion is formed. A second outer diameter portion having an outer diameter larger than the first outer diameter portion is configured on the opposite side of the chamber,
An inner periphery of the first ring and the second ring corresponding to the chamber member and the piston member formed of the first outer diameter portion and the second outer diameter portion is provided with the first outer diameter portion and the second outer periphery. An air spring in which a first inner diameter portion and a second inner diameter portion corresponding to the outer diameter portion are configured.
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