空氣彈簧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合作為在鐵道車輛等中將車輛懸架于臺車的單元來使用的空氣彈簧。
【背景技術(shù)】
[0002]已知如下這種空氣彈簧，S卩，由具有上支撐部、配置于上支撐部的下方的下支撐部、及配備在從上支撐部到所述下支撐部的彈性材質(zhì)的隔板而成的空氣彈簧而言，已在專利文獻(xiàn)I中公開。在專利文獻(xiàn)I的空氣彈簧中，分別是，上面板I相當(dāng)于上支撐部，下面板2相當(dāng)于下支撐部，并且筒狀可撓膜體3相當(dāng)于隔板。
[0003]近年來的鐵道車輛，以使用具有不使用搖枕(bolster)的結(jié)構(gòu)的臺車，即，無搖枕的臺車為主流，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力頻繁地作用于空氣彈簧即隔板。作為被隔板的下支撐部支撐的部分的下胎圈部的直徑小于被上支撐部支撐的上胎圈部，因此隔板扭轉(zhuǎn)引起的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的負(fù)擔(dān)將主要由下胎圈部承受。
[0004]因此，下胎圈承受部和下胎圈部因頻繁的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力而發(fā)生偏離運(yùn)動、容易磨損、空氣容易泄漏，從而導(dǎo)致壽命減少，其中下胎圈承受部是下支撐部的下胎圈部所嵌入安裝的部分。另外，在強(qiáng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用的情況下，下胎圈部可能會從下胎圈承受部脫落。
[0005]因此，如專利文獻(xiàn)2所公開，設(shè)置有用于相對于第二構(gòu)件2S在水平方向上以可滑動的方式支撐環(huán)狀被夾持部17的橫向移動單元Y1，其中，環(huán)狀被夾持部17相當(dāng)于用于通過嵌入安裝下胎圈部11而對其進(jìn)行支撐的下胎圈承受部。通過采用該結(jié)構(gòu)，將上述扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分散為隔板3的變形和橫向移動單元Yl的工作這兩種，從而可使得盡量不發(fā)生下胎圈部與下胎圈承受部的偏尚運(yùn)動。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本國特開平5-196082號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本國特開2002-187548號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]雖然通過采用專利文獻(xiàn)2的橫向移動單元，在一定程度上發(fā)揮了緩和下胎圈部與下胎圈承受部的偏離運(yùn)動的效果，但也逐漸被指出了需要改善之處。
[0012]這是因?yàn)?，用于使環(huán)狀被夾持部17在一定范圍內(nèi)可徑向滑動的橫向移動單元的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件數(shù)量明顯增加，從而導(dǎo)致成本增大，并且滑動部需要定期維護(hù)，而且可能會由多個(gè)O環(huán)20導(dǎo)致新的空氣泄漏。因此，批量生產(chǎn)時(shí)存在很多問題，還有進(jìn)一步改善的余地。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種如下空氣彈簧:通過重新研究下胎圈部和下胎圈承受部的支撐結(jié)構(gòu)，從而即使在強(qiáng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用于使用無搖枕臺車的鐵道車輛等的隔板的情況下，也能夠確切地抑制或防止下胎圈部與下胎圈承受部的偏離運(yùn)動，且運(yùn)作良好。
[0014]解決課題的方法
[0015]第一方面的發(fā)明為一種空氣彈簧，其具有上支撐部1、配置于所述上支撐部I的下方的下支撐部2、及配備在從所述上支撐部I到所述下支撐部2的由彈性材料制成的隔板3，其特征在于，
[0016]下胎圈承受部K具有胎圈承受主體6和由彈性材料制成的彈性層9，其中，下胎圈承受部K用于支撐所述下支撐部2的所述隔板3的下胎圈部3b，在所述胎圈承受主體6中嵌入安裝有所述下胎圈部3b，所述彈性層9介入安裝于所述胎圈承受主體6與所述下支撐部2之間。
[0017]第二方面的發(fā)明是根據(jù)第一方面所述的空氣彈簧，其特征在于，所述胎圈承受主體6形成為具有上下朝向的側(cè)周壁6A和橫向的底周壁6B的剖面呈大致“L”字形狀的環(huán)狀體，其中，所述側(cè)周壁6A內(nèi)接于所述下胎圈部3b，在所述底周壁6B載置安裝有所述下胎圈部3b ο
[0018]第三方面的發(fā)明根據(jù)第二方面所述的空氣彈簧，其特征在于，所述彈性層9形成為具有縱環(huán)部9A和橫環(huán)部9B的剖面呈“L”字形狀的環(huán)狀體，其中，所述縱環(huán)部9A內(nèi)接于所述側(cè)周壁6A，所述橫環(huán)部9B與所述底周壁6B的下表面6b接觸。
[0019]第四方面的發(fā)明是根據(jù)第三方面所述的空氣彈簧，其特征在于，所述下支撐部2具備剖面呈“L”字形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)部8，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)部8具有內(nèi)接于所述縱環(huán)部9A的縱筒部8A和與所述橫環(huán)部9B的下表面9b接觸的圓板部SB。
[0020]第五方面的發(fā)明是根據(jù)第一方面所述的空氣彈簧，其特征在于，所述彈性層9由橡膠材料制成。
[0021]第六方面的發(fā)明是根據(jù)第一方面所述的空氣彈簧，其特征在于，其為所述上支撐部I被車輛支撐且所述下支撐部2由臺車或臺車側(cè)的構(gòu)件所支撐的鐵道車輛用構(gòu)件的空氣彈簧。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)第一方面的發(fā)明，在隔板發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形的情況下，不僅隔板自身發(fā)生彈性變形，在隔板的下胎圈部與下支撐部之間介入安裝的下胎圈承受部的彈性層也會發(fā)生彈性變形。因此，由于因隔板的扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的應(yīng)力會分散到隔板的彈性和下胎圈承受部的彈性上，因此下胎圈部與胎圈承受主體之間的應(yīng)力相比現(xiàn)有的減輕，從而能夠在不減少壽命的情況下，盡量使下胎圈部和下胎圈承受部不產(chǎn)生偏離運(yùn)動。
[0024]另外，就用于其的單元而言，因?yàn)閮H僅用具有胎圈承受主體和彈性層的下胎圈承受部即可，所以不會存在部件數(shù)量的增加或結(jié)構(gòu)的復(fù)雜等問題，還適合批量生產(chǎn)。
[0025]其結(jié)果能夠提供一種，在強(qiáng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用于使用無搖枕臺車的鐵道車輛等的隔板的情況下，也能夠確切地抑制或防止下胎圈部和下胎圈承受部的偏離運(yùn)動，且運(yùn)作良好的空氣彈貪。
[0026]在這種情況下，如第二方面的發(fā)明，使下胎圈承受部的胎圈承受主體形成為具有內(nèi)接于下胎圈部的上下朝向的側(cè)周壁和載置安裝有下胎圈部的橫向的底周壁的、剖面呈大致“L”字形狀的環(huán)狀體時(shí)，有利于在下側(cè)及徑內(nèi)側(cè)這兩側(cè)牢固地保持下胎圈部。
[0027]另外，如第三方面的發(fā)明，如果使彈性層形成為具有內(nèi)接于側(cè)周壁的縱環(huán)部和與底周壁的下表面連接的橫環(huán)部的、剖面呈“L”字形狀的環(huán)狀體，則有利于在下側(cè)及徑內(nèi)側(cè)這兩側(cè)牢固地保持胎圈承受主體，從而是有利的。
[0028]根據(jù)第四方面的發(fā)明，下支撐部具備剖面呈“L”字形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)部的結(jié)構(gòu)，其中環(huán)狀結(jié)構(gòu)部具有內(nèi)接于縱環(huán)部的縱筒部和、與橫環(huán)部的下表面連接的圓板部，因此與剖面呈“L”字形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)部一體形成在下支撐部的情況相比，環(huán)狀結(jié)構(gòu)部的制作容易并且還不會導(dǎo)致下支撐部的形狀的復(fù)雜化。因此，通過分為兩個(gè)部件，反而可得到能夠在生產(chǎn)率優(yōu)異的狀態(tài)下提供空氣彈簧的優(yōu)點(diǎn)。
[0029]另外，如第五方面的發(fā)明可提供一種，通過使彈性層為橡膠材質(zhì)彈性層，可以實(shí)現(xiàn)功能及生產(chǎn)率優(yōu)異的空氣彈簧；如第六方面的發(fā)明，適用于鐵道車輛的空氣彈簧。
【附圖說明】
[0030]圖1是示出空氣彈簧的結(jié)構(gòu)的剖視圖(實(shí)施方案I)。
[0031]圖2是示出下胎圈承受部的放大剖視圖。
[0032]圖3是示出圖1的空氣彈簧處于扭轉(zhuǎn)狀態(tài)的實(shí)例的作用圖。
[0033]圖4是示出下側(cè)胎圈的結(jié)構(gòu)的主要部分的放大剖視圖。
[0034]圖5是示出胎圈芯-3P間應(yīng)力與位移的關(guān)系圖表的圖。
[0035]圖6是示出3P-4P間應(yīng)力與位移的關(guān)系圖表的圖。
[0036]圖7是示出下側(cè)胎圈部的扭轉(zhuǎn)角與位移的關(guān)系圖表的圖。
[0037]圖8是示出空氣彈簧的結(jié)構(gòu)的剖視圖(實(shí)施方案2)。
[0038]圖9是示出現(xiàn)有的空氣彈簧的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面，對于根據(jù)本發(fā)明的空氣彈簧的實(shí)施方案，參照附圖對作為示例的鐵道車輛用空氣彈簧進(jìn)行說明。此外，在“臺車或臺車側(cè)的構(gòu)件”中的“臺車側(cè)的構(gòu)件”包括由臺車直接支撐的構(gòu)件如主軸體4、隔著某物(主軸體4或彈性部5等)由臺車間接支撐的構(gòu)件如下支撐部2。
[0040]〔實(shí)施方案I〕
[0041]如圖1所示，空氣彈簧A以組裝到鐵道車輛用懸架裝置S的方式存在。懸架裝置S具備空氣彈簧A、層疊橡膠結(jié)構(gòu)的彈性機(jī)構(gòu)B、及防滑塊C。彈性機(jī)構(gòu)B的主軸體4由臺車(省略圖示)支撐，空氣彈簧A的上支撐部I由鐵道車輛(省略圖示)支撐。
[0042]通常情況下，懸架是由空氣彈簧A和彈性機(jī)構(gòu)B發(fā)揮作用，然而放氣等空氣彈簧A呈無空氣狀態(tài)而收縮的緊急情況時(shí)，防滑塊C發(fā)揮擋住并支撐下降下來的上支撐部I的功會K。
[0043]空氣彈簧A具有:上支撐部1，其固定在載客車等的被支撐體(省略圖示)并且以上下朝向的軸心P為中心呈大致圓板狀；下支撐部2(臺車或臺車側(cè)的構(gòu)件的一例)，其具有圓盤狀的上蓋部2A和筒狀的環(huán)部2B，且具有軸心Y ;及隔板3，其為配備在從上支撐部I到下支撐部2的橡膠(彈性材料的一例)材質(zhì)的隔板，且大致呈橫倒著的環(huán)狀。在下支撐部2裝備有配備在環(huán)部2B和隔板3之間并作為緩和機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用的下胎圈承受部K。
[0044]上支撐部I具備圓板狀的上主體IA和筒狀圓錐臺形狀的輪轂部1B，其中所述輪轂部IB以從上主體IA的中心部向上方突出的狀態(tài)一體形成，且上支撐部I構(gòu)成具有軸心P的、俯視時(shí)呈圓形的構(gòu)件。在上主體IA的下表面?zhèn)妊b備有扁平的上滑動板10，并且在安裝外周部Ia的下表面?zhèn)扔寐菟ü潭ㄖ拭嫘螤顬榇笾裸^狀的安裝環(huán)14，其中安裝外周部Ia為上主體IA的外周端部。
[0045]下支撐部2包括環(huán)部2B、上蓋部2A、及外嵌裝備于環(huán)部2B的下胎圈承受部K，并以具有上下朝向的軸心Y的狀態(tài)隔著彈性機(jī)構(gòu)B被臺車(省略圖示)支撐。環(huán)部2B由金屬材料等硬質(zhì)材料形成為具有朝向下方直徑變大的傾斜內(nèi)周面2b的縱向筒狀。上蓋部2A由金屬材料等硬質(zhì)材料形成為將盤子倒扣的形狀，且通過螺栓固定與環(huán)部2B的上表面?zhèn)刃纬梢惑w化。
[0046]在上蓋部2A的上表面一體地裝備有扁平的下滑動板7。上蓋部2A和環(huán)部2B通過彼此嵌合的凹陷階梯結(jié)構(gòu)，以具有共同的軸心Y的狀態(tài)，使用螺栓固定而一體地連結(jié)。
[0047]具有有效直徑L的隔板3為具有作為上側(cè)的大徑側(cè)周端部的上胎圈部3a、作為下側(cè)的小徑側(cè)周端部的胎圈部3b、及主體部3c的彈性膜體，其也被稱為波紋管。如圖2所示，彈性膜體的隔板3為包括外側(cè)的橡膠層(彈性材料層)15、內(nèi)側(cè)的橡膠層(彈性材料層)16、以及在所述兩個(gè)橡膠層15、16之間的內(nèi)外兩層形成的補(bǔ)強(qiáng)簾線層17的多層結(jié)構(gòu)。而且，下胎圈部3b具備由補(bǔ)強(qiáng)簾線層17包圍的狀態(tài)下的高強(qiáng)度的環(huán)狀的芯材18。
[0048]上支撐部I和隔板3通過利用安裝外周部Ia和安裝環(huán)14將上胎圈部3a夾持保持成氣密狀態(tài)而形成一體化。通過在作為下胎圈承受部K的外側(cè)的環(huán)狀體的胎圈承受主體6嵌入安裝下胎圈部3b，隔板3和下支撐部2以氣密狀態(tài)一體化。
[0049]因此，隔板3的內(nèi)部空間以氣密狀態(tài)與外部隔絕，并由空氣的壓縮而產(chǎn)生緩沖作用(氣墊)。此外，可以采用如下結(jié)構(gòu)，即，通過使空氣從彈性機(jī)構(gòu)B的主軸體4的孔(省略附圖標(biāo)記)或輪轂部IB的孔(省略標(biāo)記)出入，對空氣彈簧A進(jìn)行緩沖作用的軟硬調(diào)節(jié)。
[0050]如圖1所示，彈性機(jī)構(gòu)B具有:主軸體4，其包括筒狀的芯軸4A和環(huán)狀圓板4B，并具有上下朝向的軸心X ;彈性部5，以具有與主軸體4相同(或基本相同)的軸心X的狀態(tài)形成在主軸體4與環(huán)部2B之間。此外，主軸體4由臺車(省略圖示)