空气弹簧的制作方法

本实用新型涉及一种空气弹簧，特别地涉及一种在车辆悬架中设置的空气弹簧。

背景技术：

空气弹簧已在汽车和铁道车辆中使用，概括而言是将空气封入风箱(折箱)或者隔膜(diaphragm)构成的容器中。具有多种结构的空气弹簧、包括用于控制外部空气的引入及空气的排出的空气弹簧是已知的。例如，在下文所述的第4845532号日本专利(参考文献1)中，公开了(在参考文献1的第【0007】段和第【0008】段中描述)一种空气弹簧，其目的是“提供一种在不通过焊接来气密性接合的情况下能够以可承受的成本容易地构造的空气弹簧”，且该空气弹簧“包括：第一有底管体(bottomed tube)，第一有底管体的上部具有一底部，且第一有底管体向下开口；第二有底管体，安置在第一有底管体下方预定距离处，第二管底的上部具有底部，且第二管底向下开口；以及隔膜，具有一管状本体，该管状本体可滑动地容纳第二有底管体的开口端侧，其由第二有底管体在相对于管状本体沿轴向方向的预定位置固定到管状本体的内周面并与其一体形成的开口端构成的一部分，并且是一弹性管状构件，在该弹性管状构件中，下开口端部气密性接合到第二有底管体的外周面，而上开口端部气密性接合到第一有底管体的外周面，其中在隔膜内且在第一有底管体的底部与第二有底管体的底部之间形成空气室”。

由于在对比文件1中所述的空气弹簧中，由第一有底管体和第二有底管体构成的壳体均由金属制成，因此，优选的是具有由合成树脂制成的壳体，以此满足近年来对于较轻壳体的需求。但是，如前述的对比文件1所述，尽管易于通过紧固构件将隔膜紧固到金属质壳体的开放端部，但对于由合成树脂制成的壳体而言则难以保证足够的刚性来抵抗由紧固构件产生的紧固力，并且由于由合成树脂制成的壳体需要单独且特殊的接合构造，因此成本升高。

技术实现要素：

因此，目前需要一种空气弹簧，其能降低壳体的重量并且以可靠的方式无困难地使隔膜相对于壳体气密性接合。

根据本实用新型公开的方案的一种空气弹簧被构造为包括：第一壳体，具有向上开口的第一环形支持单元；第二壳体，安置在第一壳体的上方预定距离处，并且具有向下开口的第二环形支持单元；以及隔膜，其由弹性管状构件构造而成，并且通过弹性管状构件的上开口端部和下开口端部分别接合到第一环形支持单元和第二环形支持单元，而使隔膜的弹性管状构件形成空气室，其中第一壳体和第二壳体中的至少一者具有由合成树脂制成的主体单元，第一环形支持单元和第二环形支持单元中的至少一者是与合成树脂制成的主体单元一体形成的金属质环形构件，并且隔膜的一个开口端部气密性接合到环形构件的外周面。在本申请中，术语“向上”和“向下”定义了构造元件之间的相互关系，这意味着这些术语定义了当空气弹簧安装在车辆中时构造元件之间基于总体配置的相对关系。这些术语并非必须局限于向上和向下配置。

优选地，该空气弹簧具有这种构造：环形构件具有轴向端部，该轴向端部可向外弯曲，并且该轴向端部被填隙式联接而使得轴向端部包围隔膜的一个开口端部，且因此环形构件与隔膜气密性接合。

此外，优选地，该空气弹簧具有这种构造：环形构件是具有刚性的金属质环形构件，且隔膜的一个开口端部的内周面紧密接触及气密性接合到环形构件的外周面。

优选地，该空气弹簧还包括：紧固构件，设置在隔膜的上述一个开口端部的外周面上并紧固到环形构件，使得该开口端部被夹持(在其间)。

此外，优选地，该空气弹簧具有这种构造：该空气弹簧还包括金属质第二环形构件，该第二环形构件的内周面紧密接触及填隙式联接到环形构件的外周面，并且该空气弹簧可具有这种构造：隔膜的一个开口端部的内周面紧密接触及气密性接合到第二环形构件的外周面。

优选地，该空气弹簧还包括：紧固构件，其设置在隔膜的上述一个开口端部的外周面上并紧固到第二环形构件，使得该开口端部被夹持。

或者，优选地，该空气弹簧还包括：第二紧固构件，设置在隔膜的上述一个开口端部的外周面上并通过螺栓紧固到第二环形构件，使得该开口端部被夹持。

由于本实用新型如上文所述地被构造，在下文中将说明本实用新型的效果。即是说，壳体能够被制造得较轻，并且隔膜能够无困难地以可靠方式气密性接合到甚至由合成树脂制成的壳体，因为本实用新型包括：第一壳体，具有向上开口的第一环形支持单元；第二壳体，安置在第一壳体上方预定距离处，并且具有向下开口的第二环形支持单元；以及隔膜，其由弹性管状构件构造而成，通过弹性管状构件的上开口端部和下开口端部分别接合到第一环形支持单元和第二环形支持单元而使隔膜的弹性管状构件形成空气室，其中第一壳体和第二壳体中的至少一者具有由合成树脂制成的主体单元，第一环形支持单元和第二环形支持单元中的至少一者是与合成树脂制成的主体单元一体形成的金属质环形构件，并且隔膜的其中一个开口端部气密性接合到环形构件的外周面。

如果空气弹簧具有这种构造：上述的环形构件具有可向外弯曲的轴向端部，并且该轴向端部被填隙式联接而使得轴向端部包围隔膜的一个开口端部，从而使环形构件与隔膜气密性接合，则通过环形构件自身就可容易地接合隔膜，而无需设置单独的紧固构件，且能够以可承受的成本来提供部件数量较少的空气弹簧。

此外，如果空气弹簧具有这种构造：环形构件是具有刚性的金属质环形构件，且隔膜的一个开口端部的内周面紧密接触及气密性接合到环形构件的外周面，则隔膜能够无困难地以可靠方式被气密性接合到由合成树脂制成的壳体。如果空气弹簧还包括紧固构件，该紧固构件设置在隔膜的上述一个开口端部的外周面上且紧固到环形构件，使得该开口端部被夹持，则与现有技术相同的接合构造甚至能够被运用到由合成树脂制成的壳体。

此外，如果空气弹簧还包括金属质第二环形构件，该第二环形构件的内周面紧密接触及填隙式联接到环形构件的外周面，并且该空气弹簧具有这种构造：隔膜的一个开口端部的内周面紧密接触及气密性接合到第二环形构件的外周面，则环形构件能够制造得较小并且能容易地形成为使其与由合成树脂制成的主体单元集成为一体(一体形成)。如果空气弹簧还包括紧固构件，该紧固构件设置在隔膜的上述一个开口端部的外周面上且紧固到第二环形构件，使得开口端部被夹持，则在隔膜被预先通过紧固构件接合到第二环形构件的情况下，第二环形构件能被填隙式联接到上述环形构件。或者，即使当空气弹簧还包括第二紧固构件，该第二紧固构件设置在隔膜的上述一个开口端部的外周面上并通过螺栓紧固到第二环形构件，使得该开口端部被夹持时，在隔膜预先通过第二紧固构件接合到第二环形构件的情况下第二环形构件仍能够被填隙式联接到上述环形构件。

附图说明

通过下文参照附图的详细描述，将更为易见本实用新型的上述的和其它的特征和特性，在附图中：

图1是示出根据本文公开的一实施例的空气弹簧的剖视图；

图2是示出根据本文公开的该实施例的另一形式的第二壳体的放大剖视图；

图3是示出根据本文公开的该实施例的第一壳体部的一部分的放大剖视图；

图4是示出根据本文公开的另一实施例的第一壳体部的一部分的放大剖视图；

图5是示出根据本文公开的再一实施例的第一壳体部的一部分的放大剖视图；

图6是示出根据本文公开的再一实施例的第一壳体部的一部分的放大剖视图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本文所公开的优选实施例。图1示出根据本文公开的一实施例的空气弹簧，该空气弹簧设置在汽车悬架中。如图1所示，第一壳体10和第二壳体20被安置成彼此相距一预定距离，第一壳体10具有向上开口的第一环形支持单元10a，而第二壳体20具有向下开口的第二环形支持单元20a。隔膜30(其为管状的弹性体构件)的上开口端部和下开口端部分别气密性地接合到第一环形支持单元10a和第二环形支持单元20a。第一壳体10和第二壳体20以及隔膜30形成空气室50，该空气室可成为一封闭空间。此外，尽管未示出，但该空气弹簧被配置成使得进气排气口被安装在第一壳体10中(空气通过该进气排气口被纳入空气室50及从空气室50排出)，并且安装有覆盖整个空气弹簧的防尘罩。

在该实施例中，第一壳体10和第二壳体20分别具有由合成树脂制成的有底的管状主体单元10b和盘形的主体单元20b。第一环形支持单元10a和第二环形支持单元20a由金属质环形构件(在下文中由11、21表示)构造而成，这些金属质环形构件分别通过嵌入成型而形成在主体单元10b、20b中并与其形成一体。隔膜30的开口端部31、32气密性接合到环形构件11、21的外周面。在第二壳体20中，尽管环形构件21被嵌入成型为从盘形主体单元20b的盘形表面向下延伸(如图1所示)，但环形构件21的内周面还可被插入成型为接合到主体单元20b的外周面(如图2所示)。在环形构件11、21的外周面中形成多个环形沟槽(分别由沟槽部11g、21g示意性表示)。

如图1所示，该实施例中的环形构件11和21均为具有刚性的短的金属筒体，且环形构件11和21两者形成为彼此相似的形状。但是，环形构件11、21并非必须呈相似的形状。此外，紧固构件41和42安装在隔膜30的开口端部31和32的外周面上并且紧固到环形构件11和21，使得开口端部31和32被夹持在其间。因此，隔膜30的开口端部31和32的内周面紧密接触并气密性接合到环形构件11和21的外周面。可使用由金属或合成树脂制成的紧固带作为紧固构件41和42，但可以使用涂覆树脂的金属质紧固带作为紧固构件42，如图2所示。

在具有上述构造的第一壳体10和第二壳体20中，如图1所示，隔膜30接合到环形构件11和21并通过紧固构件41、42被紧固，使得隔膜30的开口端部31和32的内周面与包括沟槽部11g、21g的环形构件11和21的外周面紧密接触。例如，在第一壳体10的情况中，如图1和图3(图1的下部被放大)所示，隔膜30的下部的开口端部31的末端从环形构件11的上侧被插入直至该末端越过沟槽部11g而到达主体单元10b的上端面，并被紧固构件41紧固，然后被折叠成为图3中所示的状态。即使在第二壳体20的情况中，紧固构件42也以同样的方式被紧固。如此，隔膜30的开口端部31、32被气密性接合到第一壳体10的第一环形支持单元10a(环形构件11)和第二壳体20的第二环形支持单元20a(环形构件21)。

由于图4示出了根据本文公开的另一实施例的空气弹簧，该实施例中的第一壳体10由具有轴向端部12a的金属质环形构件12构造而成，轴向端部12a可弯曲到第一环形支持单元10a的外侧。类似于沟槽部11g，在环形构件12的外周面中形成多个环形沟槽(由沟槽部12g示意性表示)。并且，这些环形构件12被填隙式联接而使得轴向端部12a包围隔膜30的开口端部31，从而使环形构件12与隔膜30气密性接合。在图4中，与图3所示的构造元件实际上相同的元件将使用与图3中相同的附图标记表示，并且不再重复对其的描述(以下同样适用)。

图5示出根据本文公开的再一实施例的空气弹簧。在该实施例的第一壳体10中，金属质第二环形构件14的内周面紧密接触并填隙式联接到构成第一环形支持单元10a的环形构件13的外周面，并且在第二环形构件14的外周面中形成多个环形沟槽(由沟槽部14g示意性表示)。此外，隔膜30的开口端部31的内周面紧密接触并气密性接合到第二环形构件14的外周面。环形构件13制作得比环形构件11小，并且被嵌入成型而使得合成树脂覆盖环形构件13的内周面。此外，在环形构件13的外周面中形成环形沟槽13c，且密封剂S与环形沟槽13c嵌合。

另一方面，第二环形构件14沿轴向方向的两端朝向环形构件13侧弯曲，由此第二环形构件14构造成被填隙式联接到环形构件13。例如，在第二环形构件14沿轴向方向的一端(图5的向上侧)，即第二环形构件14的形成为向内弯曲的一部分被安置在环形构件13的外侧上的情况下，沿轴向方向的另一端(图5的向下侧)朝向环形构件13侧弯曲并被填隙式联接到环形构件13。

因此，根据图5所示的实施例，由于第一环形支持单元10a形成为使得环形构件13的内周面被嵌入成型从而覆盖有合成树脂，因此能够保证被紧固构件41紧固所需的宽度和刚性，即便是在前述实施例中环形构件13的宽度(图5的沿上下方向的尺寸)小于环形构件11的宽度的情况下也是如此。因此，在隔膜30预先通过紧固构件41紧固(接合)到第二环形构件14的情况下，第二环形构件14能够被填隙式联接到环形构件13。

图6示出根据本文公开的另一实施例的空气弹簧。在该实施例的第一壳体10中，金属质第二环形构件16的内周面紧密接触并填隙式联接到构成第一环形支持单元10a的环形构件15的外周面，并且在第二环形构件16的外周面中形成多个环形沟槽(由沟槽部16g示意性表示)。类似于环形构件13，图6所示的环形构件15被嵌入成型而使得环形构件15的内周面覆盖有合成树脂。此外，在环形构件15的外周面中形成与密封剂S嵌合的环形沟槽15c。在环形构件15的外周面中同样形成凹部15h。

类似于第二环形构件14，第二环形构件16构造成使第二环形构件16沿轴向方向的两端朝向环形构件15侧弯曲，且第二环形构件16被填隙式联接到环形构件15。此外，在第二环形构件16中与凹部15h对应的位置处形成内螺纹孔(省略相关的描述)。因此，与紧固构件41和42不同的是，第二紧固构件43构造成具有容纳螺栓B的头部的凹部(省略相关的描述)，并且通过螺栓B的外螺纹与第二环形构件16的内螺纹(省略相关的描述)螺接而使第二紧固构件43联接到第二环形构件16。结果是，在隔膜30预先通过第二紧固构件43和螺栓B接合到第二环形构件16的情况下，第二环形构件16能够被填隙式联接到环形构件15。此时，螺栓B的末端部容纳在环形构件15的凹部15h中。

如上文所述，在每个上述实施例的空气弹簧中，通过环形构件11和12、或通过环形构件13和15以及第二环形构件14和16，以及通过紧固构件41和42或者通过第二紧固构件43而使隔膜30被可靠且气密性地接合，即便是在第一壳体10和第二壳体20的至少一者由合成树脂形成的情况下也是如此。因此，与现有技术的装置相比，能够以可承受的成本来制造较轻的空气弹簧。此外，通过紧固构件41、42或者通过第二紧固构件43来可靠地保持隔膜30的开口端部31、32，从而可防止隔膜30的掉落。尽管图3到图6中示出了隔膜30相对于第一壳体10的接合结构，但还可采用类似的相对于第二壳体20的接合结构。此外，第一壳体10和第二壳体20均可具有相同的接合结构、或者可具有彼此不同的接合结构。此外，上述空气弹簧还能够通过在在减震器(未示出)安装空气弹簧而应用于空气悬架支撑(air suspension strut)。

在上述说明中已描述了本实用新型的原理、优选实施例和操作模式。但是，所请求保护的本实用新型不应被解释为局限于所公开的特定实施例。另外，本文所述的实施例应被认为是说明性而非限制性的。在不背离本实用新型的精神的情况下，其他人也可做出变型和更改，或者应用等同的方案。因此，可清晰领会的是，本申请包含属于权利要求所限定的本实用新型的精神和范围内的所有变型、更改和等同方案。