空氣彈簧的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種空氣彈簧，其包括上表面板，下表面板以及將上表面板和下表面板連接起來的隔膜（50）。隔膜（50）具有內周側帶有開口的環(huán)形形狀。在隔膜（50）中，上表面板接觸部分（52）是限定了開口并且與上表面板接觸的區(qū)域，上表面板接觸部分（52）包括變形部分（56），變形部分（56）通過與支撐板（11）接觸而發(fā)生彈性變形以朝向所述第二支撐部件側突出。變形部分（56）與當從變形部分（56）觀察時位于下表面板側的所述滑動部件（12）接觸。
【專利說明】空氣彈簧
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣彈簧，并且更具體地說，涉及能夠抑制自身重量增加并能更可靠地保證隔膜的氣密性的空氣彈簧。
【背景技術】
[0002]在鐵道車輛中，空氣彈簧設置在車輛主體與轉向架之間以便在車輛行駛時減小施加在車身上的沖擊和振動?？諝鈴椈芍饕?上表面板，其與車輛主體側連接；下表面板，其設置在上表面板的下方；以及橡膠隔膜，其設置為將上表面板與下表面板連接起來，并且通過隔膜的彈性變形，空氣彈簧可以減小在行駛期間沿豎直方向的沖擊和振動。用于保證空氣彈簧中的隔膜的氣密性的密封方法的實例包括:緊固密封法，其中，隔膜夾設在上表面板與一個緊固配合件(fastening fitting)之間并且夾設在下表面板與另一個緊固配合件之間，并且隔膜由螺栓進行緊固(例如參見=Miyamoto “列車的機械結構圖解-通勤列車的徹底剖析(Illustrated Description of Mechanism of Train-ThoroughElucidation of Commuter Train-)，，,第二版,Toyokuni Printing C0.，Ltd., 2010年 I 月，第46頁(非專利文獻I));自密封法，其中隔膜借助隔膜的內壓力固定在上表面板和下表面板中的每一個上(例如參見:“用于鐵道機車的彈簧裝置(Spring Rigging for RailwayRolling Stock)JISE4206”，日本工業(yè)標準委員會，1989年5月，第8、10?12頁(非專利文獻2)),等等。
[0003]引用列表
[0004]非專利文獻
[0005]非專利文獻I =Miyamoto “列車的機械結構圖解-通勤列車的徹底剖析”，第二版，Toyokuni Printing C0., Ltd., 2010 年 I 月，第 46 頁；
[0006]非專利文獻2 用于鐵道機車的彈簧裝置JISE4206”，日本工業(yè)標準委員會，1989年5月，第8、10?12頁。

【發(fā)明內容】

[0007]技術問題
[0008]在采用緊固密封法的空氣彈簧中，使用剛度和強度優(yōu)良的緊固配合件來保證隔膜的氣密性。這些緊固配合件的重量非常重。因此，使用這些緊固配合件不利地導致空氣彈簧整體重量的增加。
[0009]在采用自密封方法的空氣彈簧中，在隔膜的內壓力低的收縮狀態(tài)下由于輸送期間的振動或檢測期間的操作而導致施加外力的情況下，在當車輛行駛時由于從水平方向施加大的位移而導致隔膜發(fā)生顯著變形的情況下，或者在其它的情況下，難以保證隔膜與上表面板之間的接觸。因此，隔膜將不利地從上表面上脫落并且在隔膜與上表面板之間發(fā)生空氣泄漏。為了防止隔膜從上表面板上脫落，還提出了包括位于上表面板的與隔膜接觸的區(qū)域的下側上的突起(隆起)的結構。然而，這種結構不能有效地防止空氣從隔膜泄漏。[0010]鑒于上述問題做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制自身重量增加并能更可靠地保證隔膜的氣密性的空氣彈簧。
[0011]技術問題的解決方案
[0012]根據本發(fā)明的空氣彈簧包括:第一支撐部件；第二支撐部件，其沿主負載方向與所述第一支撐部件間隔開；以及可彈性變形的隔膜，其將所述第一支撐部件和所述第二支撐部件連接起來以形成封閉空間。所述隔膜具有內周側帶有開口的環(huán)形形狀。在所述隔膜中，作為限定了所述開口并且與所述第一支撐部件接觸的區(qū)域的第一接觸部分包括變形部分，所述變形部分通過與所述第一支撐部件接觸而發(fā)生彈性變形以朝向所述第二支撐部件側突出。所述變形部分與當從所述變形部分觀察時位于所述第二支撐部件側的所述第一支撐部件接觸。
[0013]在根據本發(fā)明的空氣彈簧中，隔膜的變形部分與當從變形部分觀察時位于第二支撐部件側的第一支撐部件接觸。因此，能夠在變形部分處可靠地保證隔膜與第一支撐部件之間的接觸，而無需使用重量大的緊固部件等來將隔膜固定到第一支撐部件上。結果，能夠抑制隔膜從第一支撐部件上脫落，因而能夠防止空氣從隔膜泄漏。如上文所述，根據本發(fā)明的空氣彈簧，提供了一種能夠抑制自身重量增加并能更可靠地保證隔膜的氣密性的空氣彈簧。
[0014]在前述空氣彈簧中，所述變形部分可通過與當從所述變形部分觀察時位于所述第二支撐部件側的所述第一支撐部件接觸而沿所述主負載方向受到壓縮。
[0015]結果，恰當隔膜從第一支撐部件上脫落時，受壓縮的變形部分恢復，因此，能夠更可靠地保證隔膜與第一支撐部件之間的接觸。結果，能夠更加可靠地保證隔膜的氣密性。
[0016]在前述空氣彈簧中，所述第一支撐部件可以包括第一支撐件和當從所述第一支撐件觀察時設置在所述第二支撐部件側的第二支撐件。所述變形部分可以與所述第二支撐件接觸。
[0017]結果，可靠地保證了隔膜與第一支撐部件之間的接觸，并且使隔膜的安裝和移除變得更加容易。
[0018]在前述空氣彈簧中，所述第二支撐件可以是滑動部件。結果，可以容易地減小來自外部的沖擊和振動。通過使用滑動部件，能夠避免部件數量的增加并且能夠可靠地保證隔膜的氣密性。在本文中，滑動部件指的是與前述空氣彈簧的其它部件相比具有減小的表面摩擦系數的部件。
[0019]在前述空氣彈簧中，所述第二支撐件可以在外周面上具有突出部分，所述突出部分朝向所述第二支撐部件側的相反側突出。所述變形部分可以在所述突出部分處與所述第二支撐件接觸。結果，可以更容易地使隔膜與第一支撐部件彼此接觸。
[0020]在前述空氣彈簧中，所述第二支撐部件可沿主負載方向設置在所述第一支撐部件的下方。結果，能夠進一步簡化前述空氣彈簧的結構。
[0021]發(fā)明的有益效果
[0022]從前述說明中可以清楚地看出，根據本發(fā)明的空氣彈簧，可以提供一種能夠抑制自身重量增加并能更可靠地保證隔膜的氣密性的空氣彈簧。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]圖1是示出空氣彈簧的結構的示意圖。
[0024]圖2是示出空氣彈簧的隔膜的結構的示意圖。
[0025]圖3是空氣彈簧的結構的放大示意圖。
[0026]圖4是示出根據變型例的空氣彈簧的結構的示意圖。
[0027]圖5是示出根據變型例的空氣彈簧的結構的放大示意圖。
[0028]圖6是示出根據變型例的空氣彈簧的結構的放大示意圖。
[0029]圖7是用于描述根據比較例的空氣彈簧的示意圖。
[0030]圖8是用于描述根據比較例的空氣彈簧的示意圖。
[0031]圖9是用于描述根據比較例的空氣彈簧的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]接下來，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例，其中相同或相應的部分以相同的附圖標記表示，并且將不再進行重復描述。
[0033]首先，將描述根據比較例的空氣彈簧的結構。將首先描述根據一個比較例的空氣彈簧100的結構。參考圖7，在空氣彈簧100中，隔膜500夾設在上表面板110與緊固配合件800之間并夾設在下表面板200與緊固配合件810之間，并且隔膜500由螺栓來緊固。在空氣彈簧100中，要保證隔膜500的氣密性，同時需要使用重量大的緊固配合件800和810，這不利地導致空氣彈簧的總重量的增加。此外，還需要向隔膜500的密封部分施加均勻的力并緊固隔膜500以防止空氣泄漏，這導致諸如螺栓等部件的數量的增加。另外，在隔膜500的密封部分中產生應力緩和(蠕變)現(xiàn)象，因此，難以實施緊固期間的扭矩管理并且組裝工作需要一定的技術。
[0034]接下來，將描述根據另一個比較例的空氣彈簧的結構。參考圖8，在該空氣彈簧中，隔膜500借助隔膜500的內壓力固定在上表面板110上。在該空氣彈簧中，在隔膜500的內壓力低的收縮狀態(tài)下由于輸送期間的振動或檢測期間的操作而導致施加外力的情況下，在當車輛行駛時由于從水平方向施加大的位移而導致隔膜500發(fā)生顯著變形的情況下，或在其它情況下，難以保證隔膜500與上表面板110之間的接觸。因此，不利地，如圖9所示，隔膜500從上表面板110上脫落并且在隔膜500與上表面板110之間發(fā)生空氣泄漏。相對于前述根據比較例的空氣彈簧，根據本實施例的空氣彈簧是如下所述的能夠抑制自身重量增加并更可靠地保證隔膜的氣密性的空氣彈簧。
[0035]將首先描述根據本發(fā)明的一個實施例的空氣彈簧的結構。參考圖1，根據本實施例的空氣彈簧I主要包括用作第一支撐部件的上表面板10、用作第二支撐部件的下表面板20、橡膠下板30、層疊橡膠40、以及隔膜50。
[0036]上表面板10主要具有用作第一支撐件的支撐板11以及用作第二支撐件的滑動部件12。當從上表面Ila的上方觀察時，支撐板11例如具有以軸線(中心軸線)P為圓心的圓形形狀。在包含軸線P的中央部分中，支撐板11設置有朝向下表面板20側突出的圓臺形突出部分，并且突出部分的外周面設置有沿著軸線P的周面lib。周面Ilb形成為與軸線P大致平行。
[0037]當從支撐板11觀察時，滑動部件12設置在下表面板20側。更具體地說，在支撐板11上形成的突出部分的下表面Ilc通過螺栓而將滑動部件12固定在支撐板11上?；瑒硬考?2包括比該突出部分更向外延伸的區(qū)域?；瑒硬考?2的面向下表面板20的主表面12a是具有減小的摩擦系數的表面。
[0038]沿著軸線P朝向下表面板20側的相反側突出的車身側插頭13安裝在上表面板10的包含軸線P的區(qū)域中。O形環(huán)14安裝在車身側插頭13的外周部分上。上表面板10經由車身側插頭13連接至車身側(未示出)。
[0039]支撐板11的當從上表面Ila的上方觀察時的形狀不限于圓形，并且可以為例如矩形形狀、花瓣形形狀、或者外周部的一部分徑向突出的形狀。另外，如圖1所示，支撐板11具有這樣的形狀:當從支撐板11觀察時，支撐板11沿著隔膜50的外形朝向徑向外側并沿主負載方向向下彎曲。因此，可以防止由于隔膜50與支撐板11的接觸而引起的損壞。
[0040]下表面板20沿主負載方向與上表面板10間隔開并且設置在上表面板10的下方，并且下表面板20與上表面板10共用軸線P。在下表面板20的面向上表面板10的主表面20a上所設置有由例如不銹鋼制成的滑動板21。與上表面板10的周面Ilb類似地，下表面板20設置有沿著軸線P的周面21a。
[0041]隔膜50將上表面板10與下表面板20連接起來以形成封閉空間。隔膜50由例如橡膠制成并且可以彈性變形。下面將詳細描述隔膜50的結構。隔膜50具有以軸線P為圓心的環(huán)形形狀，并在內周側上具有開口 51。隔膜50包括用作限定開口 51的第一接觸部分的上表面板接觸部分52和下表面板接觸部分53，并且隔膜50在上表面板接觸部分52和下表面板接觸部分53處分別與上表面板10的周面Ilb和下表面板20的周面21a接觸。結果，上表面板10、下表面板20和隔膜50形成了封閉空間S。
[0042]下面將參考圖2和圖3更詳細地描述隔膜50的結構。首先，將參考圖2描述在將隔膜50結合到空氣彈簧I中之前的隔膜50的結構。在隔膜50的上表面板接觸部分52中埋設有線材54，線材54具有沿著形成上表面板的支撐板的周面的圓形形狀。上表面板接觸部分52設置有朝向隔膜50的內周側突出的突出部分55和變形部分56。變形部分56形成為使得隔膜50的內徑朝向軸向上的下側逐漸變小。
[0043]接下來，將參考圖3描述結合到空氣彈簧I中的隔膜50的結構。上表面板接觸部分52的變形部分56與支撐板11的沿著軸向形成的周面Ilb接觸以跟隨該周面lib。結果，變形部分56發(fā)生彈性變形以朝向下表面板側突出。如上文所述的那樣發(fā)生彈性變形的變形部分56與當從變形部分56觀察時位于下表面板側的上表面板(滑動部件12)接觸。此時，變形部分56可通過與滑動部件12接觸而受到壓縮，更具體地說，可以沿主負載方向受到壓縮。
[0044]參考圖1，當從下表面板20觀察時，層疊橡膠40位于上表面板10的相反側。層疊橡膠40具有多個由金屬等制成的硬質層41以及多個由橡膠等制成的彈性層42，并且層疊橡膠40例如具有硬質層與彈性層沿主負載方向交替疊置的結構。由于層疊橡膠40具有多個彈性層42，因此層疊橡膠40可以發(fā)生彈性變形。在層疊橡膠40的包含軸線P的區(qū)域中形成有中空部分。
[0045]在層疊橡膠40的下方設置有與上表面板10和下表面板20共用軸線P的橡膠下板
30。沿著軸線P朝向層疊橡膠40的相反側突出的轉向架側插頭31形成在橡膠下板30的接近軸線P的區(qū)域中。換言之，作為具有軸線P (中心軸線)的小直徑部分的轉向架側插頭31安裝在橡膠下板30上。橡膠下板30經由轉向架側插頭31連接至轉向架(未示出)偵U。空氣彈簧I在橡膠下板30的支撐面30a上相對于轉向架(未示出)支撐車身(未示出)。
[0046]如上所述，在根據本實施例的空氣彈簧I中，隔膜50的變形部分56與當從變形部分56觀察時位于下表面板20側的上表面板10 (滑動部件12)接觸。因此，即使在例如隔膜50的內壓力低的收縮狀態(tài)下由于輸送期間的振動或檢測期間的操作而導致施加外力的情況下，在當車輛行駛時由于從水平方向施加大的位移而導致隔膜500發(fā)生顯著變形的情況下，或在其它情況下，也能夠在變形部分56處可靠地保證隔膜50與上表面板10之間的接觸，而無需使用重量大的緊固部件等來將隔膜50固定到上表面板10上。結果，能夠抑制隔膜50從上表面板10上脫落，因而能夠防止空氣從隔膜50泄漏。另外，與使用緊固部件的情況相比，進一步簡化了空氣彈簧自身的結構。因此，根據本實施例的空氣彈簧I是能夠抑制自身重量增加并且能更可靠地保證隔膜50的氣密性的空氣彈簧。
[0047]另外，如上文所述，在空氣彈簧I中，隔膜50的變形部分56可通過與當從變形部分56觀察時位于下表面板20側的上表面板10 (滑動部件12)接觸而沿主負載方向受到壓縮。結果，恰當隔膜50從上表面板10上脫落時，受壓縮的變形部分56恢復，因此，能夠更可靠地保證隔膜50與上表面板10之間的接觸。結果，能夠更可靠地保證隔膜50的氣密性。
[0048]另外，如上文所述，在空氣彈簧I中，上表面板10可以包括支撐板11和當從支撐板11觀察時設置在下表面板20側的滑動部件12。隔膜50的變形部分56可以與滑動部件12接觸。結果，能夠可靠地保證隔膜50與上表面板10之間的接觸，并且使隔膜50的安裝和移除變得更加容易。換言之，在空氣彈簧I中，簡單地通過使滑動部件12按照需要徑向延伸以減小來自外部的沖擊和振動，就能夠避免部件數量的增加并能夠可靠地保證滑動部件12與隔膜50之間的接觸。另外，可以在將隔膜50固定至支撐板11以后將滑動部件12安裝到支撐板11上。因此，即使增加滑動部件12的外徑以保證隔膜50與滑動部件12之間的充分接觸，也可以在空氣彈簧I的組裝期間容易地安裝隔膜50。另外，通過移除滑動部件12，移除隔膜50的操作也可以容易地執(zhí)行。
[0049]接下來，將描述根據上述實施例的變型例的空氣彈簧。根據本變型例的空氣彈簧2具有與根據上述實施例的空氣彈簧I基本類似的構造，并且獲得類似的效果。然而，根據本變型例的空氣彈簧2就包括在上表面板中的滑動部件的結構而言與根據上述實施例的空氣彈簧I有所不同。
[0050]參考圖4，在空氣彈簧2中，包括在上表面板10中的滑動部件12在外周表面上具有朝向下表面板20側的相反側突出的突出部分12b。參考圖5，隔膜50的變形部分56在突出部分12b處與滑動部件12接觸。參考圖6，突出部分12b具有沿著滑動部件12的主表面12a彎曲的彎曲部分12c，并且變形部分56可以在該彎曲部分12c處與滑動部件12接觸。在根據本變型例的空氣彈簧2中，通過使用具有前述結構的滑動部件12，可以更容易地使隔膜50與上表面板10彼此接觸。
[0051]盡管在根據本發(fā)明的上述實施例和變型例的空氣彈簧I和2中已經描述了使用上表面板10作為第一支撐部件并使用下表面板20作為第二支撐部件的情況，然而，根據本發(fā)明的空氣彈簧不限于此。換言之，在根據本發(fā)明的空氣彈簧中，下表面板20可以用作第一支撐部件，而上表面板10可以用作第二支撐部件。在這種情況下，獲得了這樣的結構:其中用作第一接觸部分的下表面板接觸部分53包括通過與下表面板20接觸而發(fā)生彈性變形以朝向上表面板10側突出的變形部分，并且該變形部分與當從該變形部分觀察時位于上表面板10側的下表面板20接觸。結果，能夠抑制隔膜50從下表面板20上脫落，因而能夠防止空氣從隔膜50泄漏。結果，與根據本發(fā)明的上述實施例和變型例的空氣彈簧I和2類似地，能夠抑制重量的增加并且能夠更可靠地保證隔膜50的氣密性。
[0052]應當理解，從任何方面來說，在此披露的實施例都是示例性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍由權利要求的內容而非上述說明來限定，并且本發(fā)明的范圍旨在包含在權利要求的內容及其等同含義的范圍內的任何變型。
[0053]工業(yè)實用性
[0054]根據本發(fā)明的空氣彈簧尤為有利地適用于需要抑制自身重量增加并需要可靠地保證隔膜的氣密性的空氣彈簧。
[0055]附圖標記列表
[0056]1、2空氣彈簧；10上表面板；11支撐板；lla上表面；llb、21a周面；llc下表面；12滑動部件；12a、20a主表面；12b突出部分；12c彎曲部分；13車身側插頭；140形環(huán)；20下表面板；21滑動板；30橡膠下板；30a支撐面；31轉向架側插頭；40層疊橡膠；41硬質層；42彈性層；50隔膜；51開口 ；52上表面板接觸部分；53下表面板接觸部分；54線材；55突出部分；56變形部分；P軸線；S封閉空間。
【權利要求】
1.一種空氣彈簧，包括: 第一支撐部件； 第二支撐部件，其沿主負載方向與所述第一支撐部件間隔開；以及 可彈性變形的隔膜，其將所述第一支撐部件和所述第二支撐部件連接起來以形成封閉空間，其中 所述隔膜具有內周側帶有開口的環(huán)形形狀， 在所述隔膜中，作為限定了所述開口并且與所述第一支撐部件接觸的區(qū)域的第一接觸部分包括變形部分，所述變形部分通過與所述第一支撐部件接觸而發(fā)生彈性變形以朝向所述第二支撐部件側突出，并且 所述變形部分與當從所述變形部分觀察時位于所述第二支撐部件側的所述第一支撐部件接觸。
2.根據權利要求1所述的空氣彈簧，其中 所述變形部分通過與當從所述變形部分觀察時位于所述第二支撐部件側的所述第一支撐部件接觸而沿所述主負載方向受到壓縮。
3.根據權利要求1或2所述的空氣彈簧，其中 所述第一支撐部件包括第一支撐件和當從所述第一支撐件觀察時設置在所述第二支撐部件側的第二支撐件，并且 所述變形部分與所述第二支撐件接觸。
4.根據權利要求3所述的空氣彈簧，其中 所述第二支撐件是滑動部件。
5.根據權利要求3或4所述的空氣彈簧，其中 所述第二支撐件在外周面上具有突出部分，所述突出部分朝向所述第二支撐部件側的相反側突出，并且 所述變形部分在所述突出部分處與所述第二支撐件接觸。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的空氣彈簧，其中 所述第二支撐部件沿所述主負載方向設置在所述第一支撐部件的下方。
【文檔編號】F16F9/05GK103688080SQ201380002181
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年4月1日 優(yōu)先權日:2012年7月19日
【發(fā)明者】北禎之, 原口浩一 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社