空气弹簧

摘要

本发明的课题是采用设置对提高耐久性有贡献的滑动板的结构，解决由裂纹引起的隔膜损伤风险或由粘贴步骤引起的不经济或生产效率不高的问题，从而提供一种改善生产成本或生产效率，同时不存在隔膜损伤风险的性能优异的改进的空气弹簧。解决问题的手段是具有车体侧的上支撑部（1）、设置于其下方的转向架侧的下支撑部（2）和由具有挠性的材料形成的隔膜（3）的空气弹簧，在上支撑部（1）上设置有承接并支撑隔膜（3）的弹性材料制造的承接部（6），并安装有设置在隔膜（3）和承接部（6）上下间的滑动板（7），在滑动板（7）的外周部形成有回入到承接部（6）的外周部上侧的返还部（K）。沿着车体的行进方向，承接部（6）的厚度设定成前后方向部位（6A）和左右方向部位（6B）互不相同的各向异性结构。

权利要求

1.一种空气弹簧，其具有：车体侧的上支撑部；设置于其下方的转向架侧的下支撑部；

和由具有挠性的材料形成的跨越所述上支撑部和所述下支撑部而配备的隔膜；其特征在于：在所述上支撑部上设置有承接并支撑所述隔膜的以弹性材料制造的承接部，并安装有设置在所述隔膜和所述承接部上下之间的滑动板，同时在所述滑动板的外周部上形成有回入到所述承接部或所述上支撑部的外周部上侧的返还部，沿着所述车体的行进方向，所述承接部的厚度设定成前后方向的部位和左右方向的部位互不相同，所述返还部构造为设置在所述前后方向的部位和所述左右方向的部位中任一个厚度较厚的一方上的状态。

2.一种空气弹簧，其具有：车体侧的上支撑部；设置于其下方的转向架侧的下支撑部；

和由具有挠性的材料形成的跨越所述上支撑部和所述下支撑部而配备的隔膜；其特征在于：在所述上支撑部上设置有承接并支撑所述隔膜的以弹性材料制造的承接部，并安装有设置在所述隔膜和所述承接部上下之间的滑动板，同时在所述滑动板的外周部上形成有回入到所述承接部或所述上支撑部的外周部上侧的返还部，沿着所述车体的行进方向，所述承接部的厚度设定成前后方向的部位和左右方向的部位互不相同，所述返还部构造为设置在所述前后方向的部位和所述左右方向的部位中任一个厚度较薄的一方上的状态。

3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其特征在于，所述上支撑部为具有轴心的圆形，所述返还部关于所述轴心的角度范围与所述前后方向的部位或所述左右方向的部位关于轴心的角度范围一致。

说明书

空气弹簧

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于铁道车辆等的空气弹簧，具体而言，涉及包含车体侧的上支撑部、设置于其下方的转向架侧的下支撑部和以具有挠性的材料形成的跨越所述上支撑部和所述下支撑部而配备的隔膜(diaphragm)的空气弹簧。

背景技术

[0002] 这种空气弹簧的上支撑部由金属板形成，但在这种状态下有可能使隔膜接触上支撑部的部分受损。因此，在上支撑部上一体化设置有覆盖金属制上支撑部的以橡胶等弹性材料形成的承接部。这样的空气弹簧已知有例如在专利文献1中所公开的发明。

[0003] 空气弹簧随着车辆行走时的蛇行和转弯，因作用在隔膜上的左右及前后方向的力而进行水平位移的情况较多。在如所述的隔膜进行水平位移时，隔膜与承接部会相对滑动，如果持续该状态，由于两者之间的滑动摩擦阻力大，会使隔膜的磨擦损耗变大，预测其会对作为空气弹簧的耐久性有不好的影响。

[0004] 在此，如专利文件2中所示，已知有在上支撑部的承接部和隔膜的上部的上下之间设置氟化物等具有低摩擦系数的滑动板，从而避免发生前述的由摩擦引起的不利情况。该滑动板通过粘贴安装在承接部或隔膜上部。

[0005] 现有技术文献：

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：特开2012-017842号公报

[0008] 专利文献2：特开2010-223372号公报

发明内容

[0009] 发明要解决的课题

[0010] 但是，在上支撑部的承接部或隔膜上部粘贴滑动板的方法中，将粘合剂均匀涂覆在较大的面积上的步骤已知会花费费用和时间，不经济的同时还不利于提高生产效率。并且，如专利文件1中所记载的，因承接部和滑动板的材质不同而在滑动板上产生裂纹，并且该裂开的滑动板可能在隔膜上造成损伤。

[0011] 本发明的目的是采用设置有对提高耐久性具有贡献的滑动板的结构，同时解决或抑制由前述裂纹而引起的隔膜损伤的风险或由粘贴步骤而引起的不经济或生产效率不高的问题，从而提供一种可改善生产成本或生产效率、同时不存在隔膜损伤风险且具有优异性能的改进的空气弹簧。

[0012] 解决课题的方法

[0013] 实施方式1的发明提供一种空气弹簧，其具有：车体侧的上支撑部1；设置于其下方的转向架侧的下支撑部2；以及以具有挠性的材料形成的跨越所述上支撑部1和所述下支撑部2而配备的隔膜3；其特征在于：

[0014] 在所述上支撑部1上设置有承接并支撑所述隔膜3的以弹性材料制造的承接部6，并装备有设置在所述隔膜3和所述承接部6上下之间的滑动板7，同时在所述滑动板7的外周部上形成有回入到所述承接部6或所述上支撑部1的外周部上侧的返还部K。

[0015] 实施方式2的发明的特征在于：在实施方式1中记载的空气弹簧中，[0016] 沿着所述车体的行进方向，所述承接部6的厚度设定成前后方向的部位6A和左右方向的部位6B互不相同。

[0017] 实施方式3的发明的特征在于：在实施方式2中记载的空气弹簧中，[0018] 所述返还部K以设置在所述前后方向的部位6A和所述左右方向的部位6B中厚度更厚的一方上的状态而构成。

[0019] 实施方式4的发明的特征在于：在实施方式2中记载的空气弹簧中，[0020] 所述返还部K以设置在所述前后方向的部位6A和所述左右方向的部位6B中厚度更薄的一方上的状态而构成。

[0021] 实施方式5的发明的特征在于：在实施方式3或4中记载的空气弹簧中，[0022] 所述上支撑部1为具有轴心P的圆型物体，所述返还部K关于所述轴心P的角度范围与所述前后方向的部位6A或所述左右方向的部位6B关于轴心P的角度范围一致。

[0023] 发明的效果

[0024] 根据实施方式1中的发明，具体如实施方案中所述，作为在滑动板上设置有返还部的结构的空气弹簧，在单纯设置在承接部和隔膜的上下之间的结构中，在漏气(deflate)的情况下也能通过承接部或上支撑部的上侧上的返还部使滑动板不下垂，并维持沿着承接部下表面的状态(参照图4)。

[0025] 也就是说，可以不使用粘合剂等，因此可解决现有的由于将粘合剂均匀涂覆在较大的面积上的步骤导致花费费用和时间而造成的既不经济生产效率又低的问题。并且，还可以消除滑动板上产生裂纹并由该裂开的滑动板造成的隔膜上损伤的风险。

[0026] 其结果是采用设置有对提高耐久性具有贡献的滑动板的结构，同时解决或抑制由裂纹而引起的隔膜损伤的风险或由粘贴步骤而引起的不经济或生产效率不高的问题，从而提供一种可改善生产成本或生产效率、同时不存在隔膜损伤风险的具有优异功能的改进的空气弹簧。

[0027] 根据权利要求2的发明，由于沿着所述车体的行进方向，承接部的厚度的前后方向的部位和左右方向的部位互不相同，因此如果发生前述预料不到的回动移动的不利情况，裂纹和损伤等缺陷会更容易显现，因此会更加有效地发挥权利要求1的作用效果。

[0028] 根据权利要求3的发明，返还部设置在滑动板外周部上的厚度较厚的部分上，因此具有容易将具备返还部的滑动板压入到承接部中和进行该操作时容易抓住承接部的优点。

[0029] 根据权利要求4中的发明，返还部设置在滑动板外周部上的厚度较薄的部分上，因此具有以下优点：即使承接部和滑动板在轴心周围相对转动，也因返还部和滑动板的厚度厚的部分或者从薄的部分到厚的部份的变化部分抵接，因此以物理的方式防止由转动造成的位置偏移。

[0030] 根据权利要求5的发明，返还部关于轴心的角度范围与作为设置其的位置的前后方向的部位或者左右方向的部位的角度范围相同，因此可获得以下优点：可将此作为将滑动板组装到承接部时的标记，使组装操作变得简单，可目测清楚地进行有无错误组装的确认。

附图说明

[0031] 图1为表示空气弹簧结构的纵剖面图

[0032] 图2示出滑动板，(a)为平面图，(b)为剖面图

[0033] 图3示出滑动板的外端部形状，(a)为厚部分，(b)为扁平部分

[0034] 图4为表示漏气时的空气弹簧的纵剖面图

[0035] 图5为表示现有的滑动板的形状的立体斜视图

[0036] 图6为表示现有的空气弹簧在漏气时的纵剖面图

具体实施方式

[0037] 下文中，将针对本发明的空气弹簧的实施方案适用于铁道车辆的情况参照附图进行说明。

[0038] [实施方案1]

[0039] 铁道车辆用空气弹簧A如图1中所示，包含空气弹簧部a和设置于其下的层叠橡胶部b，作为具有纵向轴心P的上下二段结构的悬架结构而构成。

[0040] 空气弹簧部a由铁道车辆(为车体的一例，省略图示)侧的上支撑部1、设置于其下方的下支撑部(转向架侧的下支撑部)2和由橡胶等具有挠性的材料形成的跨越所述上支撑部1和所述下支撑部2而配置的隔膜3所构成。

[0041] 层叠橡胶部b被构造为具有在支撑于转向架(省略图示)的台座部4和所述下支撑部2的上下之间形成的层叠橡胶结构的弹性部5。

[0042] 上支撑部1由在轴心P方向看呈现圆型的重叠而一体化的上部钢板1a及下部钢板1b和固定于其下表面的有底筒形的强化部1c和支轴1d等构成。在强化部1c的直径外侧，并且，在下部钢板1b的直径外侧及下表面侧一体化安装有橡胶(弹性材料的一例)制环形承接部6。

[0043] 具有轴心P的支轴1d安装成从强化部1c贯通上下钢板1a、1b并在上方突出的状态，并支撑着客车等车体(省略图示)。

[0044] 承接部6构造成能发挥将隔膜3的上部3a以广阔的面积弹性承接的功能的部件。在该承接部6和隔膜3的上下之间设置有以氟树脂(PTFE)等具有低摩擦特性的材料形成的滑动板7。另外，强化部1c的下侧安装有以不锈钢板等滑动性优异的材料制造的上滑动板8。

[0045] 下支撑部2由环形基板2a和在其上面侧用螺栓固定的限制板2b构成，在固定在基板2a的外周部的下受座9上载置并承接支撑有作为隔膜3的下部的下珠部3b。限制版2b上侧安装有以不锈钢板等滑动性优异的材料制造的下滑动板10。下受座9由钢板制强化部11和层叠在其上的橡胶制承受构件12所构成。

[0046] 台座部4由具有和支轴1d相同轴心P的筒轴13，一体化嵌合在筒轴13上部的法兰板14形成，筒轴13支撑在转向架框(省略图示)上。层叠橡胶部b被构成为在台座部4的法兰板
14和下支撑部2的基板2a上下之间，由圆筒形橡胶组成的弹性层15和由金属板组成的硬质板16相互多个重叠一体化而成的中空的公知结构的部件。

[0047] 另外，筒轴13以嵌合于形成在转向架框(省略图示)上的轴穴(省略图示)中的状态载置支撑于转向架框(省略图示)上。

[0048] 其次，对于承接部6及滑动板7进行详细描述。

[0049] 首先，橡胶制承接部6如图1中所示，在组装到铁道车辆的状态下的作为车辆行进方向的前后方向的部位的厚度较薄，左右方向的部位比前后方向的部位厚度更厚，即采用各向异性的结构。

[0050] 这是因为电车等在进行曲线行驶时容易发生横向晃动，为了对此进行限制，将承接部6的左右方向的厚度、更具体地将下方变厚，从而使隔膜3的左右部位难以变形。

[0051] 前后方向因少有晃动(制动时的程度)，因此将承接部6的前后方向的部位变薄，优先获得空气弹簧原有的良好乘车感受。

[0052] 因此，采用各向异性结构的承接部6关于轴心P的前后约90度的角度范围内形成有厚度较薄(参照图1的右侧部分)的扁平部分6A，左右约90度的角度范围内形成有厚度较厚(参照图1的左侧部分)的厚实部分6B。在承接部6中的扁平部分6A和厚实部分6B的分界线形成在形状及厚度从扁平部分6A到厚实部分6B(或从厚实部分6B到扁平部分6A)渐变的厚度变化部(省略图示)上。厚度变化部的形状图请参考图5的7h(变化面部)。

[0053] 例如，可将前后2处扁平部分6A的角度范围各自设定成80度，左右2处厚实部分6B的角度范围各自设定成80度，然后将4处厚度变化部的角度范围各自设定成10度，也可以设定成其他角度。

[0054] 即，承接部6设定成作为沿着车体行进方向的前后方向部位的扁平部分6A的厚度和作为左右方向部位的厚实部分6B的厚度互不相同。

[0055] 如图1、图4中所示，不管是扁平部分6A还是厚实部分6B，其剖面形状都伴随下部钢板1b的外周部向下方的折弯，在下方呈现折弯的形状。扁平部分6A具有直径内侧的扁平内周部18和直径外侧的扁平外周部19。厚实部分6B具有直径内侧的厚实内周部20和直径外侧的厚实外周部21。扁平内周部18和厚实内周部20虽然形成为几乎相同的形状、厚度，但是和扁平外周部19相比较，厚实外周部21设定成厚度明显更厚。厚实部分6B和扁平部分6A相比较，设定成可对向隔膜3的上方外方的变形进行更强限制的形状。

[0056] 滑动板7如图1、2中所示，形成为和所述承接部6的底面的形状相同的环形(圆环状)波动板，单纯设置在承接部6和隔膜3上下之间，即，仅以夹在之间的状态安装。滑动板7在具有圆孔17的同时还具有对应扁平内周部18及厚实内周部20的内周板部7A和对应扁平外周部19及厚实外周部21的外周板部7B。滑动板7的外周部上形成有回入到承接部6的外周部上侧的返还部K。

[0057] 返还部K如图2、图3(a)中所示，构造为设置在前后方向的部位和左右方向的部位中任一个作为厚度较厚者的厚实部分6B上的状态。具体而言，跨越厚实部分6B的角度范围并载置在承接部6的倾斜的上表面外周部6a(参照图1、3)上的返还部K连续形成在滑动板7的弯曲面部7w上。在滑动板7的中央形成有圆孔17。组装状态(参照图1)下的滑动板7设置为松动外嵌在隔膜3的上珠部3c上的状态，并且在沿着承接部6的下表面形状的状态下，设置为夹装在承接部6和隔膜3上下之间的状态。因而，在正规的组装状态下，滑动板7的上支撑部1和承接部6以关于轴心P的同心状态安装。

[0058] 另外，如图1和图2(b)中以虚拟线示出的，返还部K也可构造为设置在前后方向的部位和左右方向的部位中任一个厚度较薄的一方上，即，设置在位于扁平部分6A的下侧的缓斜面部7y上。或者，也可将返还部K设置在厚度变化部上，还可以设置在所述扁平部分6A、厚实部分6B、厚度变化部当中的一者以上。

[0059] 作为参考，设置在采用各向异性结构的承接部6和隔膜3之间的现有的滑动板7、即没有返还部K的滑动板7以斜视图在图5中示出。该滑动板7包括具有相当于扁平部分6A的下表面形状的形状的缓斜面部7y、具有相当于厚实部分6B的下表面形状的形状的弯曲面部7w和具有相当于厚度变化部的下表面形状的形状的变化面部7h。

[0060] 在此，对图5中所示的现有的滑动板夹置在承接部6和隔膜3之间的情况的缺陷进行说明。空气弹簧A在预料之外的泄气时或进入车库时等情况下，会如图6所示，成为隔膜3中的空气漏掉的状态，即漏气状态。在漏气状态下，由于隔膜3的下垂在和承受部6的上下之间形成缝隙空间sk，对于该缝隙空间sk，滑动板7如图6中所示成为除了依然被夹持的内周侧部分，其它部分下垂的状态。

[0061] 外周部大范围下垂的滑动板7处于几乎没有上下夹持力的状态，因而震动等导致在轴心P的周围比较容易旋转，从而发生位置偏移等不利情况。如果位置发生偏移，例如，缓斜面部7y位于厚实部分6B的下方时，其后充气会使夹在隔膜3和承接部6之间的缓斜面部7y承受过分的力，从而发生滑动板7产生龟裂或裂纹等故障。

[0062] 为了防止所述不利情况和故障的发生，有在上支撑部的承接部和隔膜上部粘贴滑动板的方法。但是，将粘合剂均匀涂覆在较大的面积上的步骤已知会花费费用和时间，不经济的同时还不利于提高生产效率。另外，因为承接部和滑动板的材质不同而存在在滑动板上产生裂纹、该裂开的滑动板导致隔膜损伤的风险，因此还有进一步改善的余地。

[0063] 在此，通过仔细研究，在本发明中空气弹簧A为在滑动板7上设置有返还部K的结构。如图4中所示，即使处于漏气状态，通过承接部6上侧的返还部K，滑动板7可避免下垂，可维持沿着承接部6的下表面的状态。在图4中虽然返还部K形成在弯曲面部7w，但如虚拟线所示，还可设置在缓斜面部7y上。

[0064] 返还部K形成在对应厚实部分6B的弯曲面部7w上的空气弹簧A具有以下优点：由于是承接部6中厚度厚的部分，因此容易将具备返还部K的弯曲面部7w压入到厚实部分6B中，容易抓住。

[0065] 返还部K形成在对应扁平部分6A的缓斜面部7y上的空气弹簧A具有以下优点：如果承接部6和滑动板7在轴心P周围相对旋转，则旋转移动使得返还部K和厚度变化部抵接，因此可牵制阻止由旋转引起的位置偏移。

[0066] [其他实施方案]

[0067] 也可以是包含将返还部K用粘合剂等粘贴在承接部6或上支撑部1上的滑动板7的空气弹簧A。另外虽然省略了图示，空气弹簧A还可包含：构成夹入具有返还部K的滑动板7的外周部(厚实部分6B、扁平部分6A、厚度变化部)并且在轴心P方向看为扇形的专用(其他构件)的固定构件，并在滑动板7的外周部以粘贴、铆钉、烧结、螺栓螺母或其他方法一体化的滑动板7。

[0068] 附图标记说明

[0069] 1   上支撑部

[0070] 2   下支撑部

[0071] 3   隔膜

[0072] 6   承接部

[0073] 6A  前后方向的部分(扁平部分)

[0074] 6B  左右方向的部分(厚实部分)

[0075] 7   滑动板

[0076] K   返还部

[0077] P   轴心