空气弹簧装置及空气弹簧装置的制造方法与流程

本发明涉及空气弹簧装置及空气弹簧装置的制造方法。

背景技术：

日本特开2012-72825号公报公开了通过筒状挠性膜体使上面板与下面板彼此气密地联接的空气弹簧装置。

技术实现要素：

发明要解决的问题

根据上述传统例的空气弹簧装置安装在例如铁路车辆的车辆与转向架之间，空气弹簧装置的上面板与车辆下部(undercarriage)的安装面接触。在该情况下，车辆下部的安装面被构造成平面状，因此与该安装面接触的上面板的平面度被形成为与该安装面对应的高。通过改变上面板的形状，能够在特定的范围内调整空气弹簧的弹簧特性，但因为传统的上面板具有与车辆下部的安装面对应的平板构造，所以形状自由度低。

考虑到上述事实，本发明的目的是在确保空气弹簧装置的上面板的平面度的同时，提高上面板的形状的自由度，从而控制弹簧特性。

用于解决问题的方案

根据第一方面的空气弹簧装置包括：通过筒状挠性膜体使上面板与下面板彼此气密地联接而成的空气弹簧；和突起部，所述突起部从所述上面板的上表面隆起且均具有位于同一平面上的顶部。

在该空气弹簧装置中，布置于上面板的突起部均具有位于同一平面上的顶部，因此能够确保上面板的平面度。此外，突起部的顶部用作相对于安装 面的接触部位，因此上面板的除了突起部以外的部分的形状的自由度变高。为此，能够改变上面板的形状以控制空气弹簧的弹簧特性。

第二方面是根据第一方面的空气弹簧装置，其中，所述突起部为肋。

在该空气弹簧装置中，突起部为肋，因此能够在抑制上面板的质量的增加的同时改善上面板的强度。

第三方面是根据第二方面的空气弹簧装置，其中，所述肋以放射状的方式形成。

在该空气弹簧装置中，肋以放射状的方式形成，因此能够改善上面板相对于弯曲变形的强度。

第四方面是根据第三方面的空气弹簧装置，其中，所述上面板具有直状部和斜状部，所述直状部为平板状，所述斜状部从所述直状部的周缘部朝向所述下面板侧倾斜地延伸，并且所述肋形成在从所述直状部到所述斜状部的范围。

在该空气弹簧装置中，肋形成在从直状部至斜状部的范围，因此能够在利用肋确保上面板的平面度的同时，改变斜状部的形状以控制空气弹簧的弹簧特性。

第五方面是根据第一方面至第四方面中任一方面的空气弹簧装置，其中，所述突起部包括圆环状肋。

在该空气弹簧装置中，能够通过圆环状肋改善上面板的强度。

第六方面是根据第五方面的空气弹簧装置，其中，用作所述筒状挠性膜体的固定部的圆环状的凹部形成在所述上面板的所述圆环状肋的下表面侧。

在该空气弹簧装置中，用作筒状挠性膜体的固定部的圆环状的凹部形成在从上面板的上表面隆起的圆环状肋的下表面侧，因此不必为了形成凹部而使上面板变厚。为此，能够抑制上面板的厚度的增加。

根据第七方面的空气弹簧装置的制造方法包括如下步骤：在上面板的上 表面形成从该上表面隆起的凸部的步骤；对所述凸部进行切削加工以形成均具有位于同一平面上的顶部的突起部的步骤；和利用筒状挠性膜体使所述上面板与下面板彼此气密地联接以构成空气弹簧的步骤。

在该空气弹簧装置的制造方法中，仅对突起部进行切削并确保其顶部均位于同一平面上，而不是对上面板的整个上表面进行切削以使该上表面成为平坦面，因此能抑制材料成本和加工成本。此外，不对除了突起部以外的部分进行切削，因此能够使制品的质量稳定。

发明的效果

根据本发明的空气弹簧装置及空气弹簧装置的制造方法，获得了如下有益效果：能够在确保上面板的平面度的同时，提高上面板的形状的自由度并且能够控制弹簧特性。

附图说明

图1是示出了根据第一实施方式的空气弹簧装置的平面图。

图2是示出了根据第一实施方式的空气弹簧装置的从图1中的箭头2-2观察的放大截面图。

图3是示出了根据第二实施方式的空气弹簧装置的与图2对应的截面图。

图4是示出了根据第三实施方式的空气弹簧装置的平面图。

图5是示出了根据第三实施方式的空气弹簧装置的上面板和筒状挠性膜体的半截面图。

具体实施方式

以下，将基于附图说明本发明的实施方式。

<空气弹簧装置>

[第一实施方式]

在图1和图2中，根据本实施方式的空气弹簧装置10具有空气弹簧12和用作突起部的示例的肋14，空气弹簧装置10通过安装在图中未示出的铁路车辆的车体与转向架(bogie)之间而被使用。

作为通过筒状挠性膜体22使上面板16与下面板18彼此气密地联接的结果而形成空气弹簧12，气体被密封在内部21或被适当地供给至内部21。上面板16被形成为例如大致圆盘状，并且上面板16具有：平板状的直状部24，其与上面板16的中心O(图1)同心；和斜状部26，其从直状部24的周缘部朝向下面板18侧倾斜地延伸。斜状部26的下表面相对于水平方向(肋14的顶部14A的平面方向)的角度为例如θ1。θ1为例如30°。筒状挠性膜体22在从直状部24至斜状部26的范围被接触。

向下突出的厚壁部28和向上突出的连接部30形成于直状部24的中央部。贯穿厚壁部28且与空气弹簧12的内部连通的贯通孔32形成于连接部30。连接部30的外周面被形成为例如锥形形状，O形环34安装于该外周面。连接部30与图中未示出的管体等连接。

肋14从上面板16的上表面隆起且均具有位于同一平面上的顶部14A。如图1所示，有十二个例如绕着上面板16的中心O放射状地均匀形成的肋14。肋14的上面板16的径向上的外侧端定位在例如直状部24。为了使顶部14A位于同一平面，必须有至少三个肋14，优选有八个以上。肋14的顶部14A例如通过切削加工而被构造成位于同一平面上的平面状。

下面板18被形成为大致圆盘状。如图2所示，筒状的层叠弹性体36布置在下面板18的下方。层叠弹性体36通过使弹性构件38和层叠板40交替地层叠而形成，弹性构件38均被形成为环状且由例如橡胶制成，层叠板40具有与弹性构件38相同的内径和外径，并且层叠板40均被同样地形成为环状且由金属制成。管状的连接部42安装于层叠板40的中央部。连接部42与位于层叠弹性体36内侧的气室44连通。O形环46安装于连接部42的外周，连接部42能够与 另一管体(图中未示出)连接。

缓冲板48被使用例如螺栓50而安装于下面板18的上表面。滑动构件52布置于缓冲板48的顶面。当上面板16的厚壁部28与缓冲板48接触并沿水平方向滑动时，滑动构件52能够减小摩擦阻力。贯通孔54形成于缓冲板48。由于该贯通孔54，空气弹簧12的内侧与层叠弹性体36的气室44彼此连通。

用于保护筒状挠性膜体22的环状构件56被安装于下面板18的外周。通过将与筒状挠性膜体22接触的弹性体粘接到与下面板18嵌合在一起的金属框架而形成环状构件56。

(作用)

本实施方式被如上所述地构造，以下将说明其作用。在图1中，根据本实施方式的空气弹簧装置10的层叠弹性体36固定于铁路车辆的转向架(图中未示出)。平面状的安装面布置于铁路车辆的车体的底面(图中未示出)。上面板16的肋14的顶部14A与该安装面接触，使得上面板16与该安装面均匀地接触。

在该空气弹簧装置10中，布置于上面板16的肋14均具有位于同一平面上的顶部14A，因此能够确保上面板16的平面度。此外，肋14的顶部14A用作相对于安装面的接触部位，因此使上面板16的除了肋14以外的部分的形状的自由度变高。此外，通过将肋14布置于上面板16，能够在抑制上面板16的质量的增加的同时改善上面板16的强度。特别地。肋14被配置成绕着上面板16的中心O的放射状，因此能够改善上面板16相对于弯曲变形的强度。

以这种方式，根据本实施方式，能够在确保上面板16的平面度的同时，改变上面板16的形状以控制空气弹簧12的弹簧特性。

[第二实施方式]

在图3中，在根据本实施方式的空气弹簧装置20中，将上面板16中的斜状部26的下表面相对于水平方向(肋14的顶部14A的平面方向)的角度θ2设 定为比第一实施方式中的角度θ1大，并且为例如45°。随之产生的是，上面板16的外径D2比第一实施方式中的外径D1(图2)小。

为了确保上面板16的肋14的长度(肋14的顶部14A的面积)与第一实施方式中的相同，肋14形成在从上面板16的直状部24至斜状部26的范围。肋14的外侧端的位置的以上面板16的中心O为基准的直径D与第一实施方式中的相等。

在本实施方式中，肋14形成在从直状部24至斜状部26的范围，因此能够在确保上面板16的平面度、即顶部14A的面积的同时，改变斜状部26的形状以控制空气弹簧12的弹簧特性。具体地，通过如上所述地改变上面板16的斜状部26的形状，能够使空气弹簧12的弹簧特性主要在水平方向上变硬。以这种方式，假如确保了上面板16的由肋14产生的平面度，则能够适当地改变上面板16的除了肋14以外的部分的形状。

其它部分与第一实施方式中的相同，因此在图中用相同的附图标记指代相同的部分，并省略其说明。

[第三实施方式]

在图4和图5中，根据本实施方式的空气弹簧装置70具有：圆环状肋72，其用作位于上面板16上的突起部；和圆环状的凹部74，其用作筒状挠性膜体22的固定部并形成在圆环状肋72的下表面侧。位于筒状挠性膜体22的上侧的胎圈部76固定于圆环状的凹部74。圆环状的胎圈芯(图中未示出)埋设于胎圈部76。

如图4所示，除了圆环状肋72和在圆环状肋72的径向内侧和外侧放射状延伸的肋14以外，上面板16还形成有仅在该圆环状肋72的径向外侧放射状延伸的肋15。肋14和15沿上面板16的周向交替地形成。肋15的顶部15A与肋14的顶部14A位于同一平面上。由在上面板16的周向上彼此相邻的肋14和圆环状肋72包围的区域是用于减轻重量的凹部78。

如图5所示，直状部24朝向上面板16的径向外侧向下平缓地倾斜。向上凸出的弯曲部27形成在直状部24的径向外侧。缘部29形成在弯曲部27的径向外侧。缘部29的上表面侧被平坦地形成。缘部29的下表面侧是向下凸出的圆弧表面以允许筒状挠性膜体22平滑地变形。应注意，还可以替代弯曲部27而形成斜状部26(图2)。

肋14被被形成为直至上面板16的外缘。两个O形环34安装于被布置在上面板16的中央部的连接部30的外周面。下面板18和层叠弹性体36与第一实施方向相同地安装在筒状挠性膜体22的下侧(图中未示出)

在该空气弹簧装置70中，上面板16的强度能够通过从上面板16的上表面隆起的圆环状肋72来改善。此外，用作筒状挠性膜体22的固定部的圆环状的凹部74形成在圆环状肋72的下表面侧，因此不必为了形成凹部74而使上面板16的厚度整体变厚。为此，能够抑制上面板16的厚度的增加。

此外，通过组合放射状配置的肋14和圆环状肋72，能够提高上面板16相对于弯曲变形的强度和刚性。特别地，因为肋14被形成为直至上面板16的外缘，所以上面板16相对于弯曲变形的强度和刚性变高。

其它部分与第一实施方式中的相同，因此在图中用相同的附图标记指代相同的部分，并省略其说明。

<空气弹簧装置的制造方法>

在图2中，空气弹簧装置的制造方法具有如下步骤：在上面板16的上表面形成从该上表面隆起的凸部60的步骤；对凸部60进行切削加工以形成均具有位于同一平面上的顶部14A的肋14(突起部)的步骤；和利用筒状挠性膜体22使上面板16与下面板18彼此气密地联接以构成空气弹簧12的步骤。

在该空气弹簧装置的制造方法中，仅对凸部60进行切削以形成肋14并确保肋14的顶部14A均位于同一平面上，而不是对上面板16的整个上表面进行切削以使该上表面成为平坦表面，因此能抑制材料成本和加工成本。此外， 不对除了肋14以外的部分进行切削，因此能够使制品的质量稳定。此外，能够在一个步骤中完成从肋14至连接部30的切削。

[其它实施方式]

已将肋14作为位于上面板16的上表面的突起部的示例，但突起部不限于此，还可以是连续地或断续地布置的各种类型的突起或点状分布的突起部。肋14(突起部)不限于与上面板16为一体，还可以是分离的。

肋14被形成为放射状，但肋14的配置不限于此，肋14还可以被配置为格子状、同心圆状、折线状或曲线状。肋14的顶部14A不限于位于单一的平面上，而是还可以位于多个平面上。具体地，顶部14A还可以被形成为台阶状。

除了空气弹簧12和肋14(突起部)以外的部分、诸如缓冲板48、层叠弹性体36和环状构件56等不限于图中所示的构造，而是能够适当地改变。

以上已说明了本发明的实施方式的示例，但本发明的实施方式不限于如上所述的实施方式，而除了如上所述的实施方以外，能够在不背离本发明的主旨的情况下以各种方式变型和实施。

通过引用将2014年1月28日提交的日本专利申请2014-13598号的公开的全部内容并入本说明书。

通过引用并入本说明书的在本说明书中的所提及的所有文献、专利申请和技术标准与具体且分别指出通过引用而并入的单个文献、专利申请或技术标准程度相同。