JP6974084B2 - Air spring - Google Patents

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本発明は、トラック・バス等の自動車や鉄道車両に用いられる空気ばねに関するものであり、特に低床式車輌に好適に用いられる空気ばねに関するものである。 The present invention relates to an air spring used in an automobile such as a truck or a bus or a railroad vehicle, and particularly to an air spring preferably used in a low-floor type vehicle.

この種の空気ばねとしては、特許文献1の図1、2に示すように、縦向きの軸心Pを有するダイヤフラム(筒状の可撓部材)1と、これの上端に気密接合されるアッパープレート2と、ダイヤフラム1の下端に気密接合されるピストン3とを備え、ピストン3とアッパープレート2との相対変位を制限する(ダイヤフラム1の変形を制限する)弾性ストッパ14が、ピストン3から上方に突出した状態に設けられたものが知られている。 As this type of air spring, as shown in FIGS. 1 and 2 of Patent Document 1, a diaphragm (cylindrical flexible member) 1 having a vertically oriented axial center P and an upper airtightly joined to the upper end thereof. An elastic stopper 14 that includes a plate 2 and a piston 3 that is airtightly joined to the lower end of the diaphragm 1 and that limits the relative displacement between the piston 3 and the upper plate 2 (restricts the deformation of the diaphragm 1) is above the piston 3. It is known that the piston is provided in a protruding state.

上記空気ばねは、ダイヤフラム内の空間が空気室として弾性作用を発揮するとともに、弾性ストッパにより、路面の凹凸等によって空気ばねに過大な荷重がかかって底付きしてもストッパが有する弾性により、車体に伝わる衝撃を緩和することが可能となる。ところで、近年、バス等においては、乗降の利便性から低床式車両が増加しつつある。このような低床式車両のサスペンションに上記構成の空気ばねを使用した場合、特許文献1の図6に示すように、空気ばねから離れた低位置のローリング軸心Xを中心に車体10が左右にローリングする。 In the above air spring, the space inside the diaphragm exerts an elastic action as an air chamber, and even if an excessive load is applied to the air spring due to unevenness of the road surface due to the elastic stopper and the air spring bottoms out, the elasticity of the stopper causes the vehicle body. It is possible to alleviate the impact transmitted to. By the way, in recent years, the number of low-floor vehicles is increasing in buses and the like due to the convenience of getting on and off. When the air spring having the above configuration is used for the suspension of such a low-floor vehicle, as shown in FIG. 6 of Patent Document 1, the vehicle body 10 moves left and right around the rolling axis X at a low position away from the air spring. Roll to.

すなわち、アッパープレート2と、ピストン3とは、上下方向に相対的に変位するだけでなく、左右方向にも相対的に変位することになるため、車両が走行する路面状況等によっては弾性ストッパがダイヤフラムの内壁(車体中心側に位置するダイヤフラムの内壁)もしくはダイヤフラムとアッパープレートとの接合箇所に干渉(接触)し、空気ばねの耐久性に影響を及ぼすおそれがあった。 That is, since the upper plate 2 and the piston 3 are not only relatively displaced in the vertical direction but also relatively displaced in the horizontal direction, the elastic stopper may be used depending on the road surface condition on which the vehicle is traveling. It may interfere with (contact) the inner wall of the diaphragm (the inner wall of the diaphragm located on the center side of the vehicle body) or the joint between the diaphragm and the upper plate, which may affect the durability of the air spring.

上記問題を解決するため、特許文献2の図1に示すように、弾性ストッパをダイヤフラムの軸心から偏心させた位置(車体幅方向外側に偏心させた位置)に取り付けた空気ばねが知られており、このような構成を採用することでダイヤフラムへの弾性ストッパの干渉を抑制し、耐久性を向上させることが可能となる。 In order to solve the above problem, as shown in FIG. 1 of Patent Document 2, an air spring having an elastic stopper attached at a position eccentric from the axis of the diaphragm (a position eccentric to the outside in the width direction of the vehicle body) is known. By adopting such a configuration, it is possible to suppress the interference of the elastic stopper with the diaphragm and improve the durability.

特開2016−125540号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-125540 特開2016−125541号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-125541

しかしながら、特許文献2記載の空気ばねにおいては、弾性ストッパを支持する支持部材として、ダイヤフラムの下端に嵌合可能な台座部の上下に上パイプ材と下パイプ材をそれぞれ溶接し、上パイプ材の上端に支持板を溶接し、下パイプ材の下端に底板を溶接して一体化した部材を用いていた。 However, in the air spring described in Patent Document 2, as a support member for supporting the elastic stopper, the upper pipe material and the lower pipe material are welded to the upper and lower parts of the pedestal portion that can be fitted to the lower end of the diaphragm, and the upper pipe material is used. A support plate was welded to the upper end, and a bottom plate was welded to the lower end of the lower pipe material to use an integrated member.

上述のごとく、特許文献2記載の空気ばねにおいては、支持部材は構造が複雑である上に、空気ばねを組み立てる際には、支持部材の台座部にダイヤフラムの下端を嵌合させた後、ダイヤフラムを挟むように台座部にピストンを嵌合し、最終的に空気ばねを車軸(アクスル)側の所定位置に配置し、底板のボルトを締結することで、台座部とピストンの間にダイヤフラムを気密挟持することが可能となる。このように、特許文献2記載の空気ばねは、構造が複雑で、かつ組み立て作業が煩雑となっていた。 As described above, in the air spring described in Patent Document 2, the structure of the support member is complicated, and when the air spring is assembled, the lower end of the diaphragm is fitted to the pedestal portion of the support member, and then the diaphragm. The piston is fitted to the pedestal part so as to sandwich the It becomes possible to pinch. As described above, the air spring described in Patent Document 2 has a complicated structure and complicated assembly work.

そこで、本発明においては、上記問題に鑑み、組み立てが容易で、かつ耐久性に優れた空気ばねを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an air spring that is easy to assemble and has excellent durability.

上記目的を達成するために、本発明の一態様としての空気ばねは、車体に取付けられるアッパープレートと、車軸に取付けられる筒状のピストンと、前記アッパープレート及びピストンの間に介装される筒状の可撓部材と、弾性ストッパと、前記弾性ストッパを支持する支持部材とを備えた空気ばねであって、前記支持部材は、その下端が前記ピストンの底部において固定され、その上端部がピストンの上部開口から突出するように形成され、前記支持部材の上端部は、前記上部開口径よりも小径に形成されており、前記弾性ストッパは、剛性を有する補強板に載置され、前記弾性ストッパ及び補強板はともに、平面視で一部が前記ピストンの上部開口縁に重なるように、前記筒状の可撓部材の軸心から偏心した位置で前記支持部材に取付けられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the air spring as one aspect of the present invention has an upper plate attached to a vehicle body, a cylindrical piston attached to an axle, and a cylinder interposed between the upper plate and the piston. An air spring including a flexible member having a shape, an elastic stopper, and a support member for supporting the elastic stopper. The lower end of the support member is fixed at the bottom of the piston, and the upper end thereof is the piston. The upper end of the support member is formed to have a diameter smaller than the upper opening diameter, and the elastic stopper is placed on a rigid reinforcing plate and the elastic stopper is placed. And the reinforcing plate are both characterized in that they are attached to the support member at a position eccentric from the axial center of the tubular flexible member so that a part of the reinforcing plate overlaps the upper opening edge of the piston in a plan view. ..

支持部材は、パイプ材と、前記パイプ材の上端に固定される、弾性ストッパ取付用の台座とを備え、パイプ材に内外を連通する開口部が形成された構成としてもよい。また、ピストンの底部がベース板により閉塞され、前記ベース板上に前記支持部材の下端が固定された構成としてもよい。 The support member may include a pipe material and a pedestal for attaching an elastic stopper fixed to the upper end of the pipe material, and may have a configuration in which an opening for communicating inside and outside is formed in the pipe material. Further, the bottom portion of the piston may be closed by the base plate, and the lower end of the support member may be fixed on the base plate.

上記空気ばねは、支持部材を前記ベース板に溶接して得られた支持部材付きベース板を、支持部材側から前記ピストンの下部開口に挿入し、支持部材の上端部をピストンの上部開口から突出させた状態で、ベース板をピストン底部の内壁に全周溶接して支持部材とピストンとが一体化したピストンユニットを形成し、前記可撓部材の下端部を前記ピストンユニットのピストン上端部に止着した後、前記弾性ストッパを補強板に載置した状態で、両者をともにピストンの軸心から偏心した位置で支持部材に取付ける方法で製造することができる。 In the air spring, a base plate with a support member obtained by welding a support member to the base plate is inserted into the lower opening of the piston from the support member side, and the upper end portion of the support member protrudes from the upper opening of the piston. In this state, the base plate is welded to the inner wall of the bottom of the piston all around to form a piston unit in which the support member and the piston are integrated, and the lower end of the flexible member is stopped at the upper end of the piston of the piston unit. After wearing, the elastic stopper can be mounted on the reinforcing plate, and both of them can be attached to the support member at a position eccentric from the axis of the piston.

上記本発明の一態様に係る空気ばねによれば、支持部材は従来のように中間に台座部を設ける必要がなく、構造が簡易であり、かつ、支持部材の上端部をピストンの上部開口径よりも小径に形成しているため、支持部材の上端部をピストンの上部開口から突出させることが可能となる。したがって、弾性ストッパをピストンから突出した支持部材の上端に取り付けるだけで弾性ストッパを所定の位置にセットすることができ、容易に組立て可能な空気ばねを得ることができる。 According to the air spring according to one aspect of the present invention, the support member does not need to be provided with a pedestal portion in the middle as in the conventional case, the structure is simple, and the upper end portion of the support member is the upper opening diameter of the piston. Since the diameter is smaller than that of the piston, the upper end portion of the support member can be projected from the upper opening of the piston. Therefore, the elastic stopper can be set at a predetermined position only by attaching the elastic stopper to the upper end of the support member protruding from the piston, and an air spring that can be easily assembled can be obtained.

なお、弾性ストッパは、筒状の可撓部材及び支持部材の軸心から偏心した位置に取り付けられるが、支持部材の上端面はピストンの上部開口面積よりも小さく、弾性ストッパは平面視で支持部材からはみ出すため、剛性を有する補強板によって弾性ストッパを補強することで、弾性ストッパに負荷がかかってもその変形を防止することが可能となる。これにより、耐久性に優れた空気ばねを得ることができる。 The elastic stopper is attached at a position eccentric from the axial center of the tubular flexible member and the support member, but the upper end surface of the support member is smaller than the upper opening area of the piston, and the elastic stopper is the support member in a plan view. By reinforcing the elastic stopper with a reinforcing plate having rigidity, it is possible to prevent the elastic stopper from being deformed even if a load is applied to the elastic stopper. Thereby, an air spring having excellent durability can be obtained.

本発明の空気ばねの実施形態を示す縦断面図A vertical sectional view showing an embodiment of the air spring of the present invention. 空気ばねの弾性ストッパの平面図Plan view of the elastic stopper of the air spring 空気ばねの補強板の平面図Plan view of the reinforcing plate of the air spring 空気ばねの台座の平面図Top view of the pedestal of the air spring 補強板に載置した弾性ストッパを台座に取り付けた状態を示す平面図A plan view showing a state in which an elastic stopper placed on a reinforcing plate is attached to a pedestal. 空気ばねを搭載した低床バスの要部を示す模式図Schematic diagram showing the main parts of a low-floor bus equipped with air springs アッパープレートと、ピストンユニットとの相対的変位の軌道を示す図The figure which shows the trajectory of the relative displacement between the upper plate and the piston unit.

以下、本発明の実施形態について図面を基に説明する。図1〜5は、低床バスに用いられる本発明の空気ばねの実施形態を示す図であり、図1は空気ばねの縦断面図を、図2は空気ばねに用いられる弾性ストッパの平面図を、図3は空気ばねに用いられる補強板の平面図を、図4は空気ばねに用いられる台座の平面図を、図5は補強板に載置した弾性ストッパを台座に取り付けた状態を示す平面図を、それぞれ示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 are views showing an embodiment of the air spring of the present invention used for a low-floor bath, FIG. 1 is a vertical sectional view of the air spring, and FIG. 2 is a plan view of an elastic stopper used for the air spring. 3 shows a plan view of a reinforcing plate used for an air spring, FIG. 4 shows a plan view of a pedestal used for an air spring, and FIG. 5 shows a state in which an elastic stopper placed on the reinforcing plate is attached to the pedestal. The plan view is shown respectively.

図1に示すように、本実施形態の空気ばね1は、アッパープレート2と、筒状のピストン3と、アッパープレート2及びピストン3の間に介装される筒状の可撓部材4と、弾性ストッパ5と、弾性ストッパ5を支持する支持部材6とを備えている。可撓部材4としては、ダイヤフラムやベローズが用いられる。空気ばね1を車輌に搭載して可撓部材4内を通常使用時の空気圧に加圧した静止状態においては、空気ばねの軸心は、アッパープレート2、ピストン3、可撓部材4及び支持部材6の軸心と一致するため、以下、この状態での上記部材の軸心の符号はPに統一して表記する。 As shown in FIG. 1, the air spring 1 of the present embodiment includes an upper plate 2, a cylindrical piston 3, a tubular flexible member 4 interposed between the upper plate 2 and the piston 3, and a tubular flexible member 4. It includes an elastic stopper 5 and a support member 6 that supports the elastic stopper 5. As the flexible member 4, a diaphragm or a bellows is used. In a stationary state in which the air spring 1 is mounted on the vehicle and the inside of the flexible member 4 is pressurized to the air pressure during normal use, the axis of the air spring is the upper plate 2, the piston 3, the flexible member 4, and the support member. Since it coincides with the axis of No. 6, the reference numerals of the axes of the members in this state are collectively referred to as P below.

図示のごとく、弾性ストッパ5は、空気ばね1(支持部材6)の軸心Pから距離Lだけ偏心して支持部材6に取付けられる。偏心する方向は、空気ばね1をバスに搭載した状態における車体幅方向Xのうち、幅方向外側X1である。すなわち、ローリング軸心A(図6参照)が存在する幅方向内側X2とは反対方向に弾性ストッパ5を偏心させている。 As shown in the figure, the elastic stopper 5 is attached to the support member 6 eccentrically by a distance L from the axial center P of the air spring 1 (support member 6). The direction of eccentricity is the width direction outer side X1 of the vehicle body width direction X in the state where the air spring 1 is mounted on the bus. That is, the elastic stopper 5 is eccentric in the direction opposite to the inside X2 in the width direction in which the rolling axis A (see FIG. 6) is present.

本実施形態では、可撓部材4として、補強コードが埋設された補強ゴム層を中間層とする筒状積層ゴムから構成された弾性膜であるダイヤフラムが使用されており、可撓部材4の上端部及び下端部にはビードコアに補強ゴム層を巻き付けた肉厚の上ビード部4a及び下ビード部4bが形成されている。 In the present embodiment, as the flexible member 4, a diaphragm, which is an elastic film composed of a tubular laminated rubber having a reinforcing rubber layer in which a reinforcing cord is embedded as an intermediate layer, is used, and the upper end of the flexible member 4 is used. A thick upper bead portion 4a and a lower bead portion 4b in which a reinforcing rubber layer is wound around a bead core are formed in the portions and the lower end portions.

アッパープレート2は、上側プレート7と、下側プレート8とを上下に重ねて一体化することで構成される。具体的に、上側プレート7及び下側プレート8は略円盤状に形成されており、下側プレート8は上側プレート7よりもやや小径とされる。アッパープレート2には、上側プレート7及び下側プレート8を貫通する貫通孔9が形成されており、アッパープレート2を車体側部材に取付ける締結部材としてボルト10が下側プレート8の下側から貫通孔9に挿通された状態で下側プレート8に固定される。 The upper plate 2 is configured by vertically stacking and integrating the upper plate 7 and the lower plate 8. Specifically, the upper plate 7 and the lower plate 8 are formed in a substantially disk shape, and the lower plate 8 has a slightly smaller diameter than the upper plate 7. The upper plate 2 is formed with a through hole 9 penetrating the upper plate 7 and the lower plate 8, and the bolt 10 penetrates from the lower side of the lower plate 8 as a fastening member for attaching the upper plate 2 to the vehicle body side member. It is fixed to the lower plate 8 in a state of being inserted through the hole 9.

下側プレート8の外周側に、全周にわたって一段低く形成されたフランジ8aが設けられ、このフランジ8aと上側プレート7の外周部とにより可撓部材4の上ビード部4aを挟持するようにしている。上側プレート7及び下側プレート8には、これらを貫通する図示しない連通管が配置され、この連通管により可撓部材4内の空気等の気体を吸排気できるようになっている。 A flange 8a formed one step lower over the entire circumference is provided on the outer peripheral side of the lower plate 8, and the upper bead portion 4a of the flexible member 4 is sandwiched between the flange 8a and the outer peripheral portion of the upper plate 7. There is. A communication pipe (not shown) penetrating the upper plate 7 and the lower plate 8 is arranged, and the communication pipe allows gas such as air in the flexible member 4 to be sucked and exhausted.

ピストン3は、金属製の円筒体をプレス成形して形成されており、筒状の外周面部3aと、外周面部3aの上端から上方にカーブを描いて内側に折り返す肩部3bと、肩部3bに続いて肩部3bの頂部よりも低い位置に形成される平面部3cと、平面部3cの半径方向内方に平面部3cから上方に突出形成される円筒状の上面部3dとから構成される。平面部3cは、肩部3bの頂部よりも低い位置に形成される。 The piston 3 is formed by press-molding a metal cylindrical body, and has a tubular outer peripheral surface portion 3a, a shoulder portion 3b that curves upward from the upper end of the outer peripheral surface portion 3a and is folded inward, and a shoulder portion 3b. It is composed of a flat surface portion 3c formed at a position lower than the top of the shoulder portion 3b, and a cylindrical upper surface portion 3d formed so as to protrude upward from the flat surface portion 3c in the radial direction of the flat surface portion 3c. NS. The flat surface portion 3c is formed at a position lower than the top of the shoulder portion 3b.

肩部3bは、ピストン3の全周において断面半円弧状に上方に突出した形状とされており、上面部3dの中心部には上部開口11(直径D1)が形成され、ピストン3の底部には上部開口11より大径の下部開口12が形成される。上面部3dには、環状のロアシート13がボルトによって締結される。ロアシート13の内径は、上部開口11の直径と同じとされる。ロアシート13の外周側に、全周にわたって一段低く形成されたフランジ13aが設けられ、このフランジ13aと平面部3cとにより可撓部材4の下ビード部4bを挟持するようにしている。 The shoulder portion 3b has a shape that protrudes upward in a semicircular cross section on the entire circumference of the piston 3, an upper opening 11 (diameter D1) is formed in the center of the upper surface portion 3d, and the bottom portion of the piston 3 has a shoulder portion 3b. Is formed with a lower opening 12 having a diameter larger than that of the upper opening 11. An annular lower sheet 13 is fastened to the upper surface portion 3d by bolts. The inner diameter of the lower sheet 13 is the same as the diameter of the upper opening 11. A flange 13a formed one step lower over the entire circumference is provided on the outer peripheral side of the lower sheet 13, and the lower bead portion 4b of the flexible member 4 is sandwiched between the flange 13a and the flat surface portion 3c.

支持部材6は、パイプ材14と、パイプ材14の上端に溶接等によって固定される、弾性ストッパ5取付用の台座15とを備え、パイプ材14に内外を連通する開口部14aが形成される。台座15は金属製円板からなり、パイプ材14よりもやや大径に形成され、台座15の直径D2は、D2<D1となるように設定される。パイプ材14の下端には、下部開口12より若干小径で円板状のベース板16が溶接等により固着される。 The support member 6 includes a pipe material 14 and a pedestal 15 for attaching an elastic stopper 5 fixed to the upper end of the pipe material 14 by welding or the like, and an opening 14a for communicating inside and outside is formed in the pipe material 14. .. The pedestal 15 is made of a metal disk and is formed to have a diameter slightly larger than that of the pipe material 14, and the diameter D2 of the pedestal 15 is set so that D2 <D1. A disk-shaped base plate 16 having a diameter slightly smaller than that of the lower opening 12 is fixed to the lower end of the pipe material 14 by welding or the like.

図1及び図2に示すように、弾性ストッパ5は、円板状の基板17と、基板17上に積層される、円筒状の一部を上下方向に切り欠いた切欠部18aを備えた形状の弾性部18とを備える。切欠部18aは、車体の幅方向内側X2に設けられる。これにより、弾性部18は平面視でD字状ないしC字状に形成される。弾性部18は、ゴム状弾性体で構成されており、基板17と同心状でほぼ同径とされる。基板17の中心にはボルト穴17aが形成される。また、基板17の下面には基板の中心から離れた位置に、下方に突出する第一凸部17bが形成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the elastic stopper 5 has a disk-shaped substrate 17 and a shape having a notch 18a, which is laminated on the substrate 17 and has a portion of a cylindrical shape cut out in the vertical direction. The elastic portion 18 of the above is provided. The notch 18a is provided on the inner side X2 in the width direction of the vehicle body. As a result, the elastic portion 18 is formed in a D-shape or a C-shape in a plan view. The elastic portion 18 is made of a rubber-like elastic body, and is concentric with the substrate 17 and has substantially the same diameter. A bolt hole 17a is formed in the center of the substrate 17. Further, on the lower surface of the substrate 17, a first convex portion 17b projecting downward is formed at a position away from the center of the substrate.

図3に示すように、補強板19は、基板17とほぼ同径の肉厚の金属製円板からなる。補強板19の特性としては、空気ばね1からエアが抜けたとき(デフレート時)に、弾性ストッパ5にかかる車体重量によって弾性ストッパ5が変形しない強度を備える。補強板19の中心にはボルト穴19aが形成される。また、補強板19の上面には基板17に形成された第一凸部を嵌合する第一受部19bが形成される。補強板19の下面には補強板19の中心から離れた位置に、下方に突出する第二凸部19cが形成される。 As shown in FIG. 3, the reinforcing plate 19 is made of a metal disk having a wall thickness substantially the same as that of the substrate 17. The characteristic of the reinforcing plate 19 is that the elastic stopper 5 is not deformed by the weight of the vehicle body applied to the elastic stopper 5 when air is released from the air spring 1 (at the time of deflate). A bolt hole 19a is formed in the center of the reinforcing plate 19. Further, a first receiving portion 19b for fitting the first convex portion formed on the substrate 17 is formed on the upper surface of the reinforcing plate 19. On the lower surface of the reinforcing plate 19, a second convex portion 19c projecting downward is formed at a position away from the center of the reinforcing plate 19.

図4に示すように、台座15には、台座15の軸心(空気ばね1の軸心)Pから車体の幅方向外側X1へ距離Lだけ偏心した位置にねじ穴15aが形成される。また、台座15の上面には、補強板19に形成された第二凸部19cを嵌合する第二受部15bが形成される。上記第一凸部17bと第一受部19b、及び、第二凸部19cと第二受部15bは弾性ストッパ5をボルト締めする際の回り止め機構として機能する。 As shown in FIG. 4, a screw hole 15a is formed in the pedestal 15 at a position eccentric from the axial center (axial center of the air spring 1) P of the pedestal 15 to the outer side X1 in the width direction of the vehicle body by a distance L. Further, on the upper surface of the pedestal 15, a second receiving portion 15b for fitting the second convex portion 19c formed on the reinforcing plate 19 is formed. The first convex portion 17b and the first receiving portion 19b, and the second convex portion 19c and the second receiving portion 15b function as a detent mechanism when bolting the elastic stopper 5.

弾性ストッパ5を支持部材6に取付ける際には、弾性ストッパ5のボルト穴17a、補強板19のボルト穴19a及び台座15のねじ穴15aを同心状に配置し、第一凸部17bと第一受部19b、第二凸部19cと第二受部15bとをそれぞれ嵌合させた後、ボルト20をボルト穴17a及び19aに挿入してねじ穴15aに螺合する。第一受部19b及び第二受部15bは、凹部でもよいし、貫通孔とすることも可能である。 When the elastic stopper 5 is attached to the support member 6, the bolt holes 17a of the elastic stopper 5, the bolt holes 19a of the reinforcing plate 19, and the screw holes 15a of the pedestal 15 are arranged concentrically, and the first convex portion 17b and the first After fitting the receiving portion 19b, the second convex portion 19c, and the second receiving portion 15b, respectively, the bolt 20 is inserted into the bolt holes 17a and 19a and screwed into the screw hole 15a. The first receiving portion 19b and the second receiving portion 15b may be recesses or through holes.

本実施形態では第一受部19b、ボルト穴19a及び第二凸部19cは、平面視で車体幅方向Xと直交する方向に、直線上に並ぶように配置されている。これにより、弾性ストッパ5、補強板19及び台座15をボルト20で締結する際に、弾性ストッパ5と補強板19の供回りを防止しつつ、バランスよく締めこむことが可能となり、弾性ストッパ5のガタツキを抑制することができる。なお、第一受部19b、ボルト穴19a及び第二凸部19cが並ぶ向きは、特に限定されるものではなく、例えば、車体幅方向Xに沿って直線上に並ぶように配置してもよい。 In the present embodiment, the first receiving portion 19b, the bolt hole 19a, and the second convex portion 19c are arranged so as to be aligned in a straight line in a direction orthogonal to the vehicle body width direction X in a plan view. As a result, when the elastic stopper 5, the reinforcing plate 19, and the pedestal 15 are fastened with the bolt 20, it is possible to tighten the elastic stopper 5 in a well-balanced manner while preventing the elastic stopper 5 and the reinforcing plate 19 from rotating. It is possible to suppress rattling. The direction in which the first receiving portion 19b, the bolt hole 19a, and the second convex portion 19c are arranged is not particularly limited, and may be arranged so as to be arranged in a straight line along the vehicle body width direction X, for example. ..

上記構成の空気ばね1を製造方法について説明する。先ず、支持部材6とベース板16とを溶接して一体化した部材を、支持部材6側からピストン3の下部開口12に挿入し、支持部材6の上端部をピストン3の上部開口11から突出させた状態で、ベース板16をピストン3の底部の内壁に全周溶接することで支持部材6とピストン3とが一体化したピストンユニット21を形成する。 A method for manufacturing the air spring 1 having the above configuration will be described. First, a member in which the support member 6 and the base plate 16 are welded and integrated is inserted into the lower opening 12 of the piston 3 from the support member 6 side, and the upper end portion of the support member 6 protrudes from the upper opening 11 of the piston 3. In this state, the base plate 16 is welded to the inner wall of the bottom of the piston 3 all around to form a piston unit 21 in which the support member 6 and the piston 3 are integrated.

上記ピストンユニット21のピストン3の上端部を可撓部材4の下部開口に嵌入し、ロアシート13をボルト締めすることで、ロアシートのフランジ13aとピストンの平面部3cとにより可撓部材の下ビード部4bを気密に挟持することができる。なお、ロアシート13をボルト締めする際、支持部材6の上端部の径は、上部開口11の径よりも小径とされているため、ボルト締め作業の妨げとなることがない。 By fitting the upper end of the piston 3 of the piston unit 21 into the lower opening of the flexible member 4 and bolting the lower sheet 13, the lower bead portion of the flexible member is formed by the flange 13a of the lower sheet and the flat surface portion 3c of the piston. 4b can be airtightly sandwiched. When bolting the lower sheet 13, the diameter of the upper end portion of the support member 6 is smaller than the diameter of the upper opening 11, so that the bolt tightening work is not hindered.

ピストンユニット21は、可撓部材の下ビード部4bがピストン3に止着された状態で可撓部材4を全体的に押し下げ、可撓部材の上部開口から補強板19に載置した状態の弾性ストッパ5を可撓部材4内にさし入れて台座15に取付け、弾性ストッパ5を台座15上に締結する。その後、可撓部材の上ビード部4aをアッパープレート2で挟持する。これにより空気ばね1を得ることができる。 The piston unit 21 is elastic in a state where the lower bead portion 4b of the flexible member is fastened to the piston 3 and the flexible member 4 is pushed down as a whole and placed on the reinforcing plate 19 from the upper opening of the flexible member. The stopper 5 is inserted into the flexible member 4 and attached to the pedestal 15, and the elastic stopper 5 is fastened on the pedestal 15. After that, the upper bead portion 4a of the flexible member is sandwiched between the upper plates 2. Thereby, the air spring 1 can be obtained.

以上説明したように、本発明によれば、支持部材6は従来のように中間に台座部を設ける必要がなく、構造が簡易であり、かつ、支持部材6の上端部をピストン3の上部開口11の径よりも小径に形成しているため、支持部材6の上端部をピストン3の上部開口11から突出させることが可能となる。したがって、弾性ストッパ5をピストン3から突出した支持部材6の上端に取り付けるだけで弾性ストッパ5を所定の位置にセットすることができ、容易に組立て可能な空気ばねを得ることができる。 As described above, according to the present invention, the support member 6 does not need to be provided with a pedestal portion in the middle as in the conventional case, has a simple structure, and the upper end portion of the support member 6 is opened at the upper end of the piston 3. Since the diameter is smaller than the diameter of 11, the upper end portion of the support member 6 can be projected from the upper opening 11 of the piston 3. Therefore, the elastic stopper 5 can be set at a predetermined position only by attaching the elastic stopper 5 to the upper end of the support member 6 protruding from the piston 3, and an air spring that can be easily assembled can be obtained.

弾性ストッパ5は、可撓部材4及び支持部材6の軸心Pから偏心した位置に取り付けられるが、支持部材6の上端面はピストン3の上部開口面積よりも小さく、弾性ストッパ5は平面視で支持部材6からはみ出すことになる。そのため、剛性を有する補強板19によって弾性ストッパ5を補強することで、弾性ストッパ5に負荷がかかってもその変形を防止することが可能となる。これにより、耐久性に優れた空気ばねを得ることができる。 The elastic stopper 5 is attached at a position eccentric from the axial center P of the flexible member 4 and the support member 6, but the upper end surface of the support member 6 is smaller than the upper opening area of the piston 3, and the elastic stopper 5 is viewed in a plan view. It will protrude from the support member 6. Therefore, by reinforcing the elastic stopper 5 with the reinforcing plate 19 having rigidity, it is possible to prevent the elastic stopper 5 from being deformed even if a load is applied to the elastic stopper 5. Thereby, an air spring having excellent durability can be obtained.

また、一般的に、車両の乗心地性能を高めるためには、空気ばねの上下方向ばね定数を低剛性化することが効果的であるが、このばね定数を低剛性化するには空気ばねの空気室容積を増加させることが必要とされる。 In general, it is effective to reduce the rigidity of the vertical spring constant of the air spring in order to improve the riding comfort performance of the vehicle. However, in order to reduce the rigidity of the spring constant, the air spring has a low rigidity. It is necessary to increase the air chamber volume.

この点について、本実施形態では、ピストン3の上部開口11と、支持部材6との間には十分な隙間が存在する。さらに、支持部材6のパイプ材14には開口部14aが形成されている。これにより、ピストン3の内部空間及びパイプ材14の内部空間を空気室容積として利用することができ、空気ばねのばね特性を幅広い範囲で調整することが可能となる。 In this regard, in the present embodiment, there is a sufficient gap between the upper opening 11 of the piston 3 and the support member 6. Further, an opening 14a is formed in the pipe material 14 of the support member 6. As a result, the internal space of the piston 3 and the internal space of the pipe material 14 can be used as the air chamber volume, and the spring characteristics of the air spring can be adjusted in a wide range.

図6は、空気ばね1を搭載した低床バスの要部を示す模式図である。図示のごとく、車体23のタイヤハウス部分の下面にはアッパープレート2と車体23とを接続する上部接続部材24が設けられており、車軸25上にはピストン3と車軸25とを接続する下部接続部材26が設けられている。空気ばね1は、上部接続部材24と下部接続部材26の間に介装される。 FIG. 6 is a schematic view showing a main part of a low-floor bus equipped with an air spring 1. As shown in the figure, an upper connecting member 24 for connecting the upper plate 2 and the vehicle body 23 is provided on the lower surface of the tire house portion of the vehicle body 23, and a lower connection for connecting the piston 3 and the axle 25 is provided on the axle 25. A member 26 is provided. The air spring 1 is interposed between the upper connecting member 24 and the lower connecting member 26.

具体的には、ピストン3に溶接されたベース板16には下向きに突出するボルト27が固着されており、このボルト27を下部部材26に形成された図示しないボルト穴に挿通し、ナットによりピストン3を下部接続部材26に取り付ける。アッパープレート2のボルト10を上部接続部材24に形成された図示しないボルト穴に挿通し、ナットによりアッパープレート2を上部接続部材24に取り付ける。 Specifically, a bolt 27 that protrudes downward is fixed to the base plate 16 welded to the piston 3, and this bolt 27 is inserted into a bolt hole (not shown) formed in the lower member 26, and the piston is used with a nut. 3 is attached to the lower connecting member 26. The bolt 10 of the upper plate 2 is inserted into a bolt hole (not shown) formed in the upper connecting member 24, and the upper plate 2 is attached to the upper connecting member 24 by a nut.

低床バス等の低床車両(鉄道車両やトラックでもよい)では、図6に示すローリング軸心Aを中心に車体23がローリングする。このときの、空気ばね1のアッパープレート2と、ピストンユニット21との相対的な変位の軌道を図7に示す。図示のごとく、ピストンユニット21はアッパープレート2に近づくに従って、アッパープレート2の軸心Pよりも車体幅方向内側X2の方向に変位する。 In a low-floor vehicle such as a low-floor bus (which may be a railroad vehicle or a truck), the vehicle body 23 rolls around the rolling axis A shown in FIG. FIG. 7 shows the trajectory of the relative displacement between the upper plate 2 of the air spring 1 and the piston unit 21 at this time. As shown in the figure, the piston unit 21 is displaced in the direction of the inner side X2 in the vehicle body width direction with respect to the axial center P of the upper plate 2 as it approaches the upper plate 2.

しかしながら、本発明では、弾性ストッパ5を支持部材6(空気ばね1)の軸心Pよりも車体の幅方向外側X1に偏心した位置に配置するとともに、弾性部18の車体幅方向内側X2に切欠部18aを設けたため、弾性ストッパ5が車体の幅方向内側X2に位置する可撓部材4の内壁もしくは可撓部材4とアッパープレート2との接合箇所に干渉(接触)するのを抑制することが可能となる。 However, in the present invention, the elastic stopper 5 is arranged at a position eccentric to the outer side X1 in the width direction of the vehicle body with respect to the axial center P of the support member 6 (air spring 1), and is notched in the inner side X2 in the width direction of the vehicle body of the elastic portion 18. Since the portion 18a is provided, it is possible to prevent the elastic stopper 5 from interfering with (contacting) the inner wall of the flexible member 4 located on the inner side X2 in the width direction of the vehicle body or the joint portion between the flexible member 4 and the upper plate 2. It will be possible.

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。たとえば、変形例として、本実施形態においては、可撓部材の下ビード部はロアシートとピストンとで気密に挟持するタイプを採用しているが、セルフシールタイプであってもよい。また、可撓部材の上ビード部は、上側プレートと下側プレートとで気密に挟持するタイプを採用しているが、1枚のプレートを用いた加締めタイプであってもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, as a modification, in the present embodiment, the lower bead portion of the flexible member is hermetically sandwiched between the lower seat and the piston, but it may be a self-sealing type. Further, the upper bead portion of the flexible member adopts a type that is airtightly sandwiched between the upper plate and the lower plate, but may be a crimping type using one plate.

また、本実施形態では、弾性部の形状は、側面視で略矩形形状とされるが、これに限らず、台形形状であってもよいし、山形形状とすることもできる。 Further, in the present embodiment, the shape of the elastic portion is not limited to a substantially rectangular shape in a side view, but may be a trapezoidal shape or a chevron shape.

本実施形態及び上記変形例に開示されている構成要件は互いに組合せ可能であり、組合せることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The constituent elements disclosed in the present embodiment and the above-described modifications can be combined with each other, and by combining them, new technical features can be formed.

1 空気ばね
2 アッパープレート
3 ピストン
3a 外周面部
3b 肩部
3c 平面部
3d 上面部
4 可撓部材
4a 上ビード部
4b 下ビード部
5 弾性ストッパ
6 支持部材
7 上側プレート
8 下側プレート
8a フランジ
9 貫通孔
10 ボルト
11 上部開口
12 下部開口
13 ロアシート
13a フランジ
14 パイプ材
14a 開口部
15 台座
16 ベース板
17 基板
17a ボルト穴
17b 第一凸部
18 弾性部
18a 切欠部
19 補強板
19a ボルト穴
19b 第一受部
19c 第二凸部
20 ボルト
21 ピストンユニット
23 車体
24 上部接続部材
25 車軸
26 下部接続部材
27 ボルト
A ローリング軸心
1 Air spring 2 Upper plate 3 Piston 3a Outer peripheral surface 3b Shoulder 3c Flat surface 3d Upper surface 4 Flexible member 4a Upper bead 4b Lower bead 5 Elastic stopper 6 Support member 7 Upper plate 8 Lower plate 8a Flange 9 Through hole 10 Bolt 11 Upper opening 12 Lower opening 13 Lower sheet 13a Flange 14 Pipe material 14a Opening 15 Pedestal 16 Base plate 17 Board 17a Bolt hole 17b First convex part 18 Elastic part 18a Notch part 19 Reinforcing plate 19a Bolt hole 19b First receiving part 19c Second convex part 20 Bolt 21 Piston unit 23 Body 24 Upper connecting member 25 Axle 26 Lower connecting member 27 Bolt A Rolling axis

Claims (4)

車体に取付けられるアッパープレートと、車軸に取付けられる筒状のピストンと、前記アッパープレート及びピストンの間に介装される筒状の可撓部材と、弾性ストッパと、前記弾性ストッパを支持する支持部材とを備えた空気ばねであって、前記ピストンの底部がベース板により閉塞され、前記支持部材は、その下端が前記ベース板上に固定され、その上端部がピストンの上部開口から突出するように形成され、前記支持部材の上端部は、前記上部開口径よりも小径に形成されており、前記弾性ストッパは、剛性を有する補強板に載置され、前記弾性ストッパ及び補強板はともに、平面視で一部が前記ピストンの上部開口縁に重なるように、前記可撓部材の軸心から偏心した位置で前記支持部材に取付けられたことを特徴とする空気ばね。 An upper plate attached to the vehicle body, a tubular piston attached to the axle, a tubular flexible member interposed between the upper plate and the piston, an elastic stopper, and a support member for supporting the elastic stopper. The bottom of the piston is closed by a base plate , the lower end of the support member is fixed on the base plate , and the upper end thereof protrudes from the upper opening of the piston. The upper end portion of the support member is formed to have a diameter smaller than the upper opening diameter, the elastic stopper is placed on a reinforcing plate having rigidity, and both the elastic stopper and the reinforcing plate are viewed in a plan view. An air spring characterized in that it is attached to the support member at a position eccentric from the axial center of the flexible member so as to partially overlap the upper opening edge of the piston. 前記支持部材は、パイプ材と、前記パイプ材の上端に固定される、弾性ストッパ取付用の台座とを備え、前記パイプ材に内外を連通する開口部が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の空気ばね。 The support member includes a pipe material and a pedestal for attaching an elastic stopper fixed to the upper end of the pipe material, and the pipe material has an opening for communicating inside and outside. The air spring according to 1. 前記ベース板は、前記ピストンの底部の内壁に全周溶接されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気ばね。 The air spring according to claim 1 or 2, wherein the base plate is welded all around the inner wall of the bottom portion of the piston. 請求項3に記載の空気ばねの製造方法であって、前記支持部材を前記ベース板に溶接して得られた支持部材付きベース板を、支持部材側から前記ピストンの下部開口に挿入し、支持部材の上端部をピストンの上部開口から突出させた状態で、ベース板をピストン底部の内壁に全周溶接して支持部材とピストンとが一体化したピストンユニットを形成し、前記可撓部材の下端部を前記ピストンユニットのピストン上端部に止着した後、前記弾性ストッパを補強板に載置した状態で、両者をともにピストンの軸心から偏心した位置で支持部材に取付けることを特徴とする空気ばねの製造方法。
The method for manufacturing an air spring according to claim 3, wherein the base plate with a support member obtained by welding the support member to the base plate is inserted into the lower opening of the piston from the support member side to support the piston. With the upper end of the member protruding from the upper opening of the piston, the base plate is welded all around to the inner wall of the bottom of the piston to form a piston unit in which the support member and the piston are integrated, and the lower end of the flexible member. After the portion is fastened to the upper end portion of the piston of the piston unit, both of them are attached to the support member at a position eccentric from the axis of the piston in a state where the elastic stopper is placed on the reinforcing plate. How to make a spring.
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