JP2022185824A - air suspension device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の車体と車輪との間に設けられ、エアの給排により車高を調整可能なエアサスペンション装置に関する。 The present invention relates to an air suspension device provided between the vehicle body and wheels of a vehicle and capable of adjusting the vehicle height by supplying and discharging air.
例えば、特許文献1には、緩衝器とエアばねとが同軸に配置され、エア室への圧縮エアの給排により車高調整を行うエアサスペンション装置が開示されている。
For example,
特許文献1に記載されたエアサスペンション装置(以下「従来のエアサスペンション装置」と称する)は、エアばねのダイアフラムが、緩衝器のシリンダ(外筒)に取り付けられたエアピストンの外周面を転動する。よって、従来のエアサスペンション装置では、車両の車輪側に取り付けられる部分の外径が、エアピストンの外径に対してダイアフラムの転動部の径方向の厚さ分だけ大きくなる。このため、車両へのレイアウト上の制約で、エアピストンの外径を大きくしてエアばねの受圧面積を確保するのが困難であり、エアばねのばね特性の設計の自由度が低かった。 In the air suspension device described in Patent Document 1 (hereinafter referred to as "conventional air suspension device"), the diaphragm of the air spring rolls on the outer peripheral surface of the air piston attached to the cylinder (outer cylinder) of the shock absorber. do. Therefore, in the conventional air suspension device, the outer diameter of the portion attached to the wheel side of the vehicle is larger than the outer diameter of the air piston by the thickness of the rolling part of the diaphragm in the radial direction. Therefore, due to vehicle layout restrictions, it is difficult to increase the outer diameter of the air piston to secure the pressure receiving area of the air spring, and the degree of freedom in designing the spring characteristics of the air spring is low.
本発明は、エアばねのばね特性の設計の自由度を向上させたエアサスペンション装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air suspension device in which the degree of freedom in designing the spring characteristics of an air spring is improved.
本発明のエアサスペンション装置は、一側部材が車両の車体側に取り付けられ、他側部材が車両の車輪側に取り付けられる緩衝器と、該緩衝器と同軸に設けられ、エアチャンバへのエアの給排により車高が調整されるエアばねと、を備えるエアサスペンション装置であって、前記エアばねは、前記一側部材に取り付けられるエアピストンと、一側が前記エアピストンに転動可能に取り付けられ、他側が前記他側部材に取り付けられるダイアフラムと、を有することを特徴とする。 The air suspension system of the present invention comprises a shock absorber having one side member attached to the vehicle body side and the other side member attached to the vehicle wheel side; An air suspension device comprising: an air spring for adjusting a vehicle height by air supply/discharge, wherein the air spring has an air piston attached to the one side member, and one side of the air spring is rotatably attached to the air piston. and a diaphragm whose other side is attached to the other side member.
本発明によれば、エアサスペンション装置におけるエアばねのばね特性の設計の自由度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the degree of freedom in designing the spring characteristics of an air spring in an air suspension device.
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。便宜上、図における上下方向をそのまま上下方向と称する。
図1に示されるように、エアサスペンション装置1は、緩衝器11と、該緩衝器11に対して同軸に設けられたエアばね31と、を有する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For the sake of convenience, the vertical direction in the drawing will be referred to as the vertical direction.
As shown in FIG. 1 , the
図2に示されるように、緩衝器1は、内筒12の外周に外筒13(シリンダ)が設けられた複筒式油圧緩衝器である。内筒12と外筒12との間には環状のリザーバ14が形成される。内筒12には、ピストン15が摺動可能に嵌装される。ピストン15は、内筒12内を上室12Aと下室12Bとの2室に区画する。ピストン15には、ピストンロッド16の下端側が固定される。ピストンロッド16の上端側は、内筒12及び外筒13の上端側開口部に取り付けられたロッドガイド(図示省略)に挿通され、内筒12の外部へ延出する。なお、ピストンロッド16とロッドガイドとの間はオイルシール(図示省略)によりシールされる。
As shown in FIG. 2, the
ピストン15には、上室12Aと下室12Bとを連通させる伸び側通路17及び縮み側通路18が設けられる。ピストン15の下端側には、伸び側通路17を流れる作動液の流れを制御して伸び側減衰力を発生させる伸び側減衰力発生機構19が設けられる。他方、ピストン15の上端側には、縮み側通路18を流れる作動液の流れを制御して縮み側減衰力を発生させる縮み側減衰力発生機構20が設けられる。
The
内筒12の下端側開口部には、ベースバルブ21が取り付けられる。ベースバルブ21は、下室12Bとリザーバ14とを区画する。ベースバルブ21には、ベースバルブ21の下端側とリザーバ14とを連通させる複数個(図2に2個のみ表示)の切欠き22が形成される。また、ベースバルブ21には、下室2Bとリザーバ14とを連通させる伸び側通路23及び縮み側通路24が設けられる。
A
ベースバルブ21の上端側には、伸び側通路23におけるリザーバ14側から下室12B側への作動液の流れを許容する逆止弁25が設けられる。ベースバルブ21の下端側には、縮み側通路24を流れる作動液の流れを制御して縮み側減衰力を発生させる縮み側減衰力発生機構26が設けられる。なお、作動流体として、上室12A及び下室12Bには作動液が封入され、リザーバ14には作動液及びガスが封入される。
A
緩衝器11における作動液の流れを説明する。
伸び行程時には、ピストン15の移動に伴い、作動液が上室12Aから伸び側通路17を経由して下室12Bへ流れることにより、伸び側減衰力発生機構による減衰力が発生する。このとき、内筒12から退出したピストンロッド16の体積に相当する作動液が、リザーバ14から、ベースバルブ21の切欠き22、伸び側通路23、及び逆止弁25を経由して下室12Bへ流れる。
The flow of hydraulic fluid in the
During the extension stroke, as the
縮み行程時には、ピストン15の移動に伴い、作動液が下室12Bから縮み側通路18を経由して上室12Aへ流れることにより、縮み側減衰力発生機構20による減衰力が発生する。また、内筒12内に進入したピストンロッド16の体積に相当する作動液が、下室12Bからベースバルブ21の縮み側通路24を経由してリザーバ14へ流れることにより、縮み側減衰力発生機構26による減衰力が発生する。なお、リザーバ14内のガスが、流入した作動液の容量分だけ圧縮される。
During the compression stroke, as the
図3に示されるように、エアばね31は、下端側(他側)が開口した有蓋円筒形のエアピストン32を有する。エアピストン32は、インシュレータ33を介して緩衝器11のピストンロッド16(一側部材)の先端部に取り付けられる。インシュレータ33は、金属製のワッシャ34と、ワッシャ34の外周に接合(一体成形)された遮蔽部材35と、を有する。
As shown in FIG. 3, the
インシュレータ33は、遮蔽部材35が、エアピストン32の蓋部46に設けられたインシュレータ収容部36に圧入される。他方、ワッシャ34には、ピストンロッド16の小径部27が挿通される。小径部27のねじ28に螺合されたナット37を締め付けることにより、ワッシャ34の内周部が、ピストンロッド16の環状面29(段部)と、小径部27の外周に設けられたボス38との間で挟持される。
The
インシュレータ33の遮蔽部材35は、ワッシャ39により軸方向へ押圧されることでインシュレータ収容部36内に充填される。ワッシャ39は、エアピストン32の円筒部41の上端側に形成された小内径部42に固定される。ワッシャ39は、外周縁部がエアピストン32の蓋部46(インシュレータ収容部36の開口周縁部)に当接することで軸方向(上下方向)に位置決めされる。ワッシャ39の下面(インシュレータ33側に対して反対側の面)には、エアピストン32の小内径部42に嵌合されたバウンドバンパ40が当接する。バウンドバンパ40には、ピストンロッド16が挿通される。
The
エアピストン32の円筒部41には、ダイアフラム51の上端側(一側)の転動部52が取り付けられる。転動部52は、円筒形状のダイアフラム51の上端側を内側へ断面逆U字形に折り返すことで形成される。転動部52は、端部を内側へ折り畳んで形成した周縁部53が、エアピストン32の円筒部41の下端部43に固定バンド54により固定される。なお、エアピストン32の円筒部41の下端部43の外径は、円筒部41の外周面に形成されたダイアフラム案内面44(ダイアフラム転動面)の外径よりも小さい。また、エアピストン32の円筒部41の下端側(他側)の内径は、後述するスプリングシート61の円筒形の取付部62の外径より大きい。
A
エアばね31は、緩衝器11の外筒13(他側部材)に取り付けられるスプリングシート61(取付部材)を有する。スプリングシート61は、蓋部63にロッド挿通孔64が形成された有蓋円筒形に形成される。スプリングシート61は、外筒13の上端部30が嵌合される取付部62と、ダイアフラム51の下端部55(他側)が取り付けられるダイアフラム取付部65と、を有する。ダイアフラム51の下端部55は、円筒形状のダイアフラム51の下端側を内側へ断面U字形に折り返すことで形成される。
The
ダイアフラム取付部65は、断面L字形に形成された支持部66と、円筒形に形成されてダイアフラム51の周縁部56が固定される固定部67と、を有する。ダイアフラム51の周縁部56は、ダイアフラム51の下端部55の端部を内側へ折り畳んで形成され、固定バンド57によりスプリングシート61の固定部67に固定される。なお、スプリングシート61の固定部67の外径は、取付部62の外径よりも大きく、支持部66の円筒部68の外径よりも小さい。
The
エアばね31は、ダイアフラム51の外径を規制する円筒形の拘束部材71を有する。拘束部材71の上端とエアピストン32のフランジ部45の外周端縁との間には、軸方向(上下方向)へ伸縮可能なダストカバー72が設けられる。他方、拘束部材71の下端とスプリングシート61の支持部66のフランジ部69の外周端縁との間には、可撓性を有するダストカバー73が設けられる。なお、拘束部材71の下端部74、即ち、ダイアフラム51の下端部55を拘束する部分の内径は、ダイアフラム51の板厚の2倍程度小さく形成されている。
そして、エアサスペンション装置1は、エアばね31のエアチャンバ48、即ち、エアピストン32、ダイアフラム51、スプリングシート61、及びインシュレータ33により画定された空間に導入された圧縮エアの反発力により車体(図示省略)を支持する。また、エアチャンバ48に対する圧縮エアの給排を制御することにより、エアばね31のばね特性の調整、車高調整、並びに車体の姿勢制御を行うことができる。
The
ここで、従来のエアサスペンション装置では、緩衝器の外筒の外周に上端側(一側)が開口したエアピストンが設けられ、該エアピストンの外周にダイアフラムの転動部が取り付けられていた。これにより、従来のエアサスペンション装置では、車両へのレイアウト上の制約から、エアピストンの受圧面積、延いてはエアピストンの外径を確保するのが困難であった。 Here, in a conventional air suspension device, an air piston whose upper end side (one side) is open is provided on the outer circumference of the outer cylinder of the shock absorber, and the rolling part of the diaphragm is attached to the outer circumference of the air piston. Therefore, in the conventional air suspension device, it is difficult to secure the pressure receiving area of the air piston and, in turn, the outer diameter of the air piston due to the restrictions on the layout of the vehicle.
これに対し、本実施形態では、エアばね31のエアピストン32をピストンロッド16(一側部材)に取り付け、エアピストン32にエアばね31のダイアフラム51の上端側(一側)の転動部52を取り付けた。
このように、本実施形態では、レイアウトの自由度が高い緩衝器11の車体側(一側)にエアピストン32を配置することで、エアピストン32の受圧面積を従来のエアサスペンション装置よりも大きく設定することができる。これにより、エアばね31のエア特性の設計の自由を高めることが可能であり、延いては車両の乗り心地を向上させることができる。
また、本実施形態では、エアばね31により重荷重を支持する場合であっても、エアピストン32の受圧面積を大きく設定することで対応することができるので、より高い性能(能力)のコンプレッサを用いたり、これに伴いより高い許容圧力のダイアフラム51を用いることによる製造コストの増大を回避することができる。
また、本実施形態では、ダイアフラム51の転動部52を、より高い車体側(路面や車輪から離れた位置)に配置したので、ダイアフラム51の転動部52とエアピストン31のダイアフラム案内面44との間にダストが侵入することを抑制することができる。これにより、ダイアフラム51の損傷が抑止され、ダイアフラム51の耐久性を向上させることができる。
さらに、従来のエアサスペンション装置では、ピストンロッドがストロークしたときに発生する緩衝器とエアばねとの偏心やこじりを、キャニスタとの環状の接続部を撓ませることで吸収していた。これに対し、本実施形態では、ピストンロッド16がストロークしたときに発生する緩衝器11とエアばね31との偏心やこじりを、ダイアフラム51の転動部52をエアピストン31のダイアフラム案内面44上で転動させることで吸収することが可能であり、より程度が大きい偏心やこじりに対応することができる。
In contrast, in the present embodiment, the
Thus, in this embodiment, by arranging the
In addition, in this embodiment, even when a heavy load is supported by the
In addition, in the present embodiment, since the rolling
Furthermore, in the conventional air suspension device, eccentricity and prying between the shock absorber and the air spring, which are generated when the piston rod strokes, are absorbed by bending the annular connecting portion with the canister. On the other hand, in the present embodiment, the eccentricity and prying between the
1 エアサスペンション装置、13 外筒(他側部材)、16 ピストンロッド(一側部材)、31 エアばね、32 エアピストン、48 エアチャンバ、51 ダイアフラム 1 air suspension device, 13 outer cylinder (other side member), 16 piston rod (one side member), 31 air spring, 32 air piston, 48 air chamber, 51 diaphragm
Claims (2)
前記エアばねは、前記一側部材に取り付けられるエアピストンと、一側が前記エアピストンに転動可能に取り付けられ、他側が前記他側部材に取り付けられるダイアフラムと、を有することを特徴とするエアサスペンション装置。 a shock absorber having one side member attached to the vehicle body side and the other side member attached to the vehicle wheel side; An air suspension device comprising: an air spring that
The air suspension, wherein the air spring has an air piston attached to the one-side member, and a diaphragm whose one side is rotatably attached to the air piston and whose other side is attached to the other-side member. Device.
前記ダイアフラムの他側は、前記シリンダの一側に設けられた取付部材を介して前記他側部材に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のエアサスペンション装置。 The one-side member is a piston rod, and the other-side member is a cylinder,
2. An air suspension device according to claim 1, wherein the other side of said diaphragm is attached to said other side member via an attachment member provided on one side of said cylinder.
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