专利名称：空气弹簧的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁路车辆等中所使用的空气弹簧。
背景技术：
当前，作为铁路车辆等所使用的空气弹簧，已知其具有上面板，其安装在车辆的车身上；下面板，其位于上面板的下方，配置在底盘侧；橡胶制的可弯曲部件(波纹管)，其横跨上面板和下面板而配置；以及弹性止动件，其安装在下面板和底盘之间。弹性止动件通常使用由橡胶层和钢板交替层叠而成的层叠橡胶构造。向可弯曲部件的内部供给空气而维持加压状态。空气弹簧构成为，利用通过加压空气而膨胀的可弯曲部件及弹性止动件，对上下方向的载荷或摆动、或者横摆发挥缓冲功能。但是，由于所述空气弹簧在结构上水平方向的弹簧常数接近线形，因此抑制底盘与车身间的相对水平方向位移的力较弱。为此，在车辆高速通过弯道的情况下，在左右方向上作用较大的离心力而横摆变大，因此确保行驶安全性成为一个课题。为了解决所述课题，已知一种空气弹簧，其如图6以及图7所示，将弹性止动件的左右方向的位移限制在规定范围内而使左右方向的弹簧常数非线形化，从而可以抑制车身横摆。图6是表示可弯曲部件33内填充有空气的状态的空气弹簧的纵剖面图，左半部分表示前后方向的剖面，右半部分表示左右方向的剖面。空气弹簧30具有上面板31 ；下面板32 ；可弯曲部件(波纹管)33，其横跨上面板31和下面板32而配置；以及弹性止动件34， 其安装在下面板32和底盘之间。在空气弹簧30的下面板32上形成沿车辆前后方向延伸的长孔35，在弹性止动件 34的底板36上，竖立设置有前端插入长孔35的限制部件37。弹性止动件34通常使用由橡胶层和钢板交替层叠而成的层叠橡胶结构。如图6以及图7所示，限制部件37可以形成为圆筒形状。作为这种空气弹簧，已知例如专利文献1所记载的结构。此外，作为限制部件37的形状，也可以如图8所示，将圆筒的左右方向两端部的曲面部分削去而形成平面状。由此，可以扩大限制部件37和长孔的内周面之间的接触面积，可以抑制限制部件的变形。作为这种空气弹簧，已知例如专利文献 2所记载的结构。在空气弹簧30中，如果在车辆的左右方向上作用力而使得底盘和车身间的相对水平方向位移超过规定量，则限制部件与长孔的内周面接触，水平方向的弹簧常数变高， 即，弹簧常数非线形化。由此，可以确保车辆在高速下的行驶稳定性(高速稳定性)。专利文献1 日本特开平8-21475号公报专利文献2 日本特开2008-215455号公报
发明内容
如上所述，在所述空气弹簧中，可以利用限制部件确保高速稳定性，但另一方面， 即使在以不会作用很大离心力程度的低速而车辆通过弯道的情况下，限制部件也会与长孔的内周面接触而使弹簧常数变高，其结果，产生在存在曲率半径小的弯道的低速路线中，乘坐舒适性明显降低的问题。S卩，搭载了使用限制部件的空气弹簧的车辆在高速路线中可以适当地应用，但在低速路线中，乘坐舒适性反而明显降低，因而无法直接适用。因此，为了使车辆在低速路线中行驶，需要在提升载置于上面板上的车身的状态下，卸下搭载于车辆上的空气弹簧，重新搭载不使用限制部件的种类的空气弹簧。因此，在本发明中，其目的在于提供一种无论在高速路线及低速路线中的任一种路线中行驶的情况下，都可以通过简单的调整作业进行适用的空气弹簧，从而解决上述问题。为了解决上述课题，本发明所涉及的空气弹簧的特征在于，具有上面板；下面板；筒状的可弯曲部件，其横跨所述上面板和下面板而配置；弹性止动件，其安装在所述下面板上；以及限制部件，其安装在所述弹性止动件的底板上，在所述下面板和底板之间相对地沿水平方向位移了规定量时，与所述下面板接触，将所述下面板和底板之间的相对的水平方向位移限制在规定范围内，所述限制部件可以在将所述下面板和底板间的相对的水平方向位移限制在规定范围内的限制姿势、和解除所述水平方向位移的限制的解除姿势之间切换。根据上述结构，可以提供一种空气弹簧，其无需根据所行驶的路线而屡次重装空气弹簧，仅利用同一个空气弹簧切换限制部件的姿势，就可以适用高速路线及低速路线中的任一种路线。限制部件例如可以构成为，可装卸地设置在所述底板上，在安装于所述底板上的状态时，形成上述限制姿势，在从所述底板卸下的状态时，形成所述解除姿势。在该情况下，作为空气弹簧的结构，只要在上面板上设置用于调节可弯曲部件内部的气压的通风孔，在底板上形成在通风孔的中心轴上卡止限制部件的卡止部即可。另一方面，在下面板上形成通孔。通孔形成为，在将限制部件卡止在卡止部上的状态下，将限制部件插入通孔中。为了使限制部件形成限制姿势，而使可弯曲部件内的空气排出，使上面板支撑在下面板上。并且，在保持车身载置于空气弹簧上的状态下，从车身的内部卸下与上面板的通风孔相连接的配管，使通风孔露出。其后，只要从通风孔将限制部件插入可弯曲部件内，将限制部件与位于通风孔正下方的卡止部卡止即可。为了使限制部件形成解除姿势，而只要在将限制部件从卡止部卸下后，将其从通风孔向外部取出即可。实际上，在将限制部件安装在卡止部上时，只要使用适当的装配工具，从上面板的通风孔将限制部件相对于卡止部进行装卸操作即可。另外，作为限制部件，也可以构成为，设置为在与底板卡合的状态下可以移动，利用限制部件相对于底板的卡合位置而在限制姿势和解除姿势之间切换。在该情况下，作为空气弹簧的结构，只要在上面板上设置用于调节可弯曲部件内部的气压的通风孔，在底板上设置可以使限制部件在通风孔的中心轴上移动的卡合部即可。另一方面，在下面板上形成通孔。通孔形成为，在将限制部件形成限制姿势的状态下，使限制部件插入通孔中。为了使限制部件形成限制姿势，而只要在保持限制部件与卡合部卡合的状态下，使限制部件朝向上面板上升即可，为了使限制部件形成解除姿势，而在保持使限制部件与卡合部卡合的状态下，使限制部件朝向底板下降即可。发明的效果由于本发明所涉及的空气弹簧具有限制部件，其安装在弹性止动件的底板上，在下面板和底板之间相对地沿水平方向位移了规定量时，与下面板接触，将下面板和底板间的相对的水平方向位移限制在规定范围内，限制部件可以在将下面板和底板间的相对的水平方向位移限制在规定范围内的限制姿势、和解除所述水平方向位移的限制的解除姿势之间切换，因此，无论在高速路线及低速路线中的任一种路线中行驶的情况下，都可以利用简单的调整作业进行应用。
图1是表示本发明的空气弹簧的实施方式的图，是表示限制部件形成限制姿势的状态的纵剖面2是图1的空气弹簧去除上面板及可弯曲部件后的状态的俯视图。图3是表示图1中的限制部件形成解除姿势的状态的图。图4是表示与图1不同的限制部件的形态的图，表示限制部件形成限制姿势的状态的空气弹簧的纵剖面5是表示图4中的限制部件形成解除姿势的状态的图。图6是表示现有空气弹簧的纵剖面7是表示图6的限制部件和下面板的一部分的要部放大俯视图。图8是表示与图7不同的限制部件的形态的图。
具体实施例方式下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1 图3是表示本发明所涉及的铁路车辆用空气弹簧的实施方式的图。图1是限制部件形成限制姿势的状态的空气弹簧的纵剖面图，图2是将图1中的上面板及可弯曲部件去除后的状态的俯视图，图3是限制部件形成解除姿势的状态的空气弹簧的纵剖面图。此外，在图1以及图3 图5中，将图2中的 A-A剖面、即空气弹簧的左半部分以前后方向的剖面示出，将右半部分以左右方向的剖面示出ο空气弹簧具有上面板1，其安装于车辆的车身上；下面板2，其位于上面板的下方，配置在底盘侧；筒状的可弯曲部件3，其横跨上面板1和下面板2而配置；以及弹性止动件4，其安装在下面板2和底盘之间。此外，在图1以及图3 图5中，示出可弯曲部件3内的空气被排出后的状态。在本实施方式中，使用橡胶制波纹管作为可弯曲部件3。可弯曲部件3由将埋设有加固线的加固橡胶层作为中间层的层叠橡胶构成，在可弯曲部件3的上端部和下端部，形成有在加强缘芯部上卷绕加固橡胶层而形成的厚壁的加强缘(bead)部3a、3b。S卩，可弯曲部件3具有加强缘部3a、3b，其形成在上下两端部处；以及筒状的可弯曲部3c，其由形成在加强缘部3a、!3b之间的层叠橡胶构成而薄壁地形成。
如图1所示，上面板1具有圆盘状的支承板5，其为金属制；圆筒形状的加强缘支撑部6，其位于支承板5的中央部，向下面板凸出；以及保护橡胶层7，其位于支承板5的下表面上，设置在与加强缘支撑部6相比半径方向外侧的部分处，在加强缘支撑部6中嵌入有加强缘部3a。在上面板1的中央形成有用于调节可弯曲部件3的内部气压的通风孔10。如图1以及图2所示，弹性止动件4具有将由硫化橡胶构成的橡胶层11和由钢板构成的加固层12交替层叠而成的层叠橡胶部15，在其上端以及下端，将金属制的顶板13和底板14与层叠橡胶部15粘接。层叠橡胶部15形成为厚壁的圆筒状。下面板2利用金属材料形成为圆盘状，弹性止动件4的顶板13利用螺栓、螺母等紧固部件被固定。顶板13形成为圆环状。下面板2也具有作为加强缘支撑部的功能，在下面板2中嵌入有加强缘部北。在加强缘部北的下侧，沿着加强缘部北的形状安装有橡胶座8。橡胶座8由橡胶和加固金属件形成为环状。由此，可以良好地维持可弯曲部件3的耐久性。加强缘承受部6和下面板2在可弯曲部件3的内部的空气排出后的情况下(放气后的情况下)，加强缘支撑部6支撑在下面板2上，兼具有确保车辆的安全行驶的功能。加强缘支撑部6及下面板2在放气时进行接触的接触面上分别紧固有滑动薄板9。滑动薄板9由可以成形为薄且坚韧的薄板的热塑性或热硬化性合成树脂构成，使用摩擦系数小的树脂。具体地说，可以举出氟类树脂、聚乙烯和聚丙烯等。在本实施方式中使用氟类树脂薄板。弹性止动件4的底板14形成为圆板状，在其中央部，与限制部件16卡止的卡止部 17以向上方凸出的方式形成。卡止部17形成将圆锥形的前端切去而成的圆锥台形状，在插入层叠橡胶部15内的状态下被固定。限制部件16由带六角孔的螺栓构成，在一侧卡止部17的顶部形成可以与限制部件16螺合的螺纹孔。并且，限制部件16在与卡止部17卡止时形成限制姿势，限制部件16在从卡止部17卸下时形成解除姿势。如图2所示，在下面板2的中央部形成有通孔18，在限制部件16形成限制姿势时， 限制部件16以插入通孔18中的状态被保持。此时，在空气弹簧未作用水平方向的力的状态下，限制部件16如图所示，不与通孔18的内周面接触，位于通孔18的中心。在上述结构的空气弹簧中，在将限制部件16与卡止部17卡止的情况下，使可弯曲部件3内的空气排出，如图3所示，在使上面板1支撑在下面板2上的状态下，将与通风孔 10相连接的配管卸下，使通风孔10露出。并且，只要使用适当的装配工具，从上面板1的通风孔10将限制部件16相对于卡止部17进行装卸操作即可。作为装配工具的具体例，如图3所示，可以使用磁性的六角扳手19，在利用磁力在其前端吸附限制部件16的状态下，从通风孔10中插入六角扳手19而将限制部件16与卡止部17螺合。限制部件16从卡止部17向上方凸出，在插入通孔18的状态下卡止。反之， 为了使限制部件16形成解除姿势，只要在使用六角扳手19将限制部件16从卡止部17取下后，在使限制部件16吸附在六角扳手19上的状态下从通风孔10向外部取出即可。通孔18形成与车辆的左右方向B相比在车辆的前后方向C上较长的矩形形状的长孔。因此，在限制部件16形成限制姿势的情况下，即使在如车辆起步时或停止时这种在空气弹簧的前后方向上作用力，限制部件16也不与通孔18接触，不会限制下面板2和底板 14之间的相对的前后方向位移。由此，针对车辆的前后方向的摆动可以维持良好的乘坐舒适性。另一方面，在如车辆以高速通过弯道时这种在空气弹簧的左右方向上作用较强的力的情况下，在下面板2和底板14间的相对的左右方向位移量达到规定量(在图2中为长度X)时，限制部件16可以与通孔18的内周面接触，限制大于或等于规定量的位移，从而使弹簧常数非线形化。由此，在高速路线中，可以确保高速稳定性。在车辆用于低速路线的情况下，使限制部件16形成解除姿势。由此，不仅在空气弹簧的前后方向上作用力的情况下，而且在空气弹簧的左右方向上作用力的情况下，下面板2和底板14间的相对的水平方向位移都不会被限制。因此，可以有效地缓和车辆以低速通过弯道时的摆动，针对前后左右方向的摆动可以维持良好的乘坐舒适性。如以上说明所述，通过将本发明所涉及的空气弹簧应用于车辆中，从而无需根据行驶的路线而屡次重装空气弹簧，仅利用切换限制部件的姿势就可以使车辆适用于高速路线及低速路线中的任一种路线上。在本实施方式中，针对限制部件16相对于卡止部17可自由装卸地设置的方式进行了说明，但并不限定于此，例如，也可以是设置可以使限制部件在通风孔10的中心轴CA 上移动的卡合部，利用限制部件相对于卡合部21的位置而切换限制姿势和解除姿势。具体地说，如图4以及图5所示，作为限制部件20，与上述相同地，只要使用带六角孔的螺栓，同时在底板14上设置具有可以使限制部件20在通风孔10的中心轴CA上移动的螺纹孔的卡合部21即可。如果将本方式中的限制部件20和卡合部21的组合与上述限制部件16及卡止部17的组合相比，则前者的限制部件20的螺栓长度较长，并且卡合部21 的螺纹孔的深度形成得更深。由此，通过利用六角扳手19使限制部件20旋转，而可以使限制部件20相对于卡合部21进行升降。具体地说，为了使限制部件20形成限制姿势，而只要使限制部件20朝向上面板1上升至限制部件20插入通孔18中即可，为了使限制部件20形成解除姿势，而只要使限制部件20朝向底板14下降即可。在本方式中，无需将限制部件20从通风孔10 向外部取出，可以更简单地进行限制姿势和解除姿势的切换。
权利要求
1.一种空气弹簧，其特征在于，具有上面板；下面板；筒状的可弯曲部件，其横跨所述上面板和下面板而配置；弹性止动件，其安装在所述下面板上；以及限制部件，其安装在所述弹性止动件的底板上，在所述下面板和底板之间相对地沿水平方向位移了规定量时，与所述下面板接触，将所述下面板和底板间的相对的水平方向位移限制在规定范围内，所述限制部件可以在将所述下面板和底板间的相对的水平方向位移限制在规定范围内的限制姿势、和解除所述水平方向位移的限制的解除姿势之间切换。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述限制部件可装卸地设置在所述底板上，在已安装在所述底板上的状态时形成所述限制姿势，在从所述底板卸下的状态时形成所述解除姿势。
3.根据权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于，在所述上面板上设置通风孔，在所述底板上形成在所述通风孔的中心轴上卡止所述限制部件的卡止部。
4.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述限制部件设置为可以在与所述底板卡合的状态下移动，可以利用所述限制部件相对于所述底板的卡合位置而在所述限制姿势和解除姿势之间切换。
5.根据权利要求4所述的空气弹簧，其特征在于，在所述上面板上设置通风孔，在所述底板上形成有可以使所述限制部件在所述通风孔的中心轴上移动的卡合部。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述下面板上形成通孔，在所述限制姿势时，所述限制部件以插入所述通孔中的状态被保持。
全文摘要
本发明目的在于提供一种无论在高速路线及低速路线的任一路线上行驶的情况下都可以通过简单的调整作业进行适用的空气弹簧。其具有上面板(1)；下面板(2)；横跨上面板(1)和下面板(2)而配置的筒状的可弯曲部件(3)；安装在下面板(2)上的弹性止动件(4)；以及限制部件(16)，其安装在弹性止动件(4)的底板(14)上，在下面板(2)和底板(14)的相对地沿水平方向位移了规定量时，与下面板(2)接触，将下面板(2)和底板(14)间的相对水平方向位移限制在规定范围内，限制部件(16)构成为，可以在将下面板(2)和底板(14)间的相对水平方向位移限制在规定范围内的限制姿势、和解除对所述水平方向位移的限制的解除之间切换。
文档编号F16F9/05GK102588489SQ201110089799
公开日2012年7月18日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年1月7日
发明者安永裕喜 申请人:东洋橡胶工业株式会社