空气弹簧装置的制作方法

本发明涉及例如用于轨道车辆的空气弹簧装置。

背景技术：

日本特开2013-130248号公报描述了一种空气弹簧装置，其具有如下结构：上面板和下面板通过管状挠性膜体以气密的方式连接在一起。由聚缩醛树脂制成的滑动板设置到上面板和下面板彼此相对的相对面中的至少一个相对面，并且滑动板能够在上面板和下面板彼此面对面接触地放置时水平滑动。在该结构中，即使在空气未被供给到空气弹簧状态(刺破状态)下，允许上面板相对于下面板在水平方向上移位。

技术实现要素：

发明要解决的问题

当空气弹簧处于刺破状态时，出现上面板和下面板相互接触的状态。在该状态下车辆能否行驶相对长的距离，取决于这种情况发生的场所，可以想到上面板和下面板的接触面可能相对于水平方向倾斜。因为滑动板是平坦的，如果倾斜角度超过了摩擦角，存在如下担心：上面板可能越过下面板滑动很远，并且可能削弱使用下面板支撑上面板的功能。

本发明的示例性实施方式的目的是确保支撑上面板的功能，同时确保当空气弹簧装置倾斜时上面板和下面板之间的滑动性能。

用于解决问题的方案

根据本发明的第一方面的空气弹簧装置，其包括：上面板；下面板，其被配置为与所述上面板相对；和挠性膜体，其弹性连接所述上面板和所述下面板并且在所述上面板和所述下面板之间形成加压空间。所述上面板和所述下面板分别包括彼此相对的平面部，所述上面板和所述下面板中的一方的平面部形成有大于所述上面板和所述下面板中的另一方的平面部的面积，并且所述一方设置有限位部，所述限位部形成为以所述一方的平面部的外侧端缘作为起始端随着远离所述一方的平面部的中央侧而逐渐接近所述另一方。

在该空气弹簧装置中，在上面板和下面板之间的加压空间没有加压的刺破状态下，产生上面板的平面部和下面板的平面部彼此接触的状态。因为一个平面部具有大于另一个面板的平面部的面积，当这种情况发生时，平面部能够相对平稳的彼此滑过。此外，即使上面板和下面板之间的接触面(平面部)相对于水平方向倾斜，通过设置于一个面板上的限位部限制另一个面板滑过所述一个面板的滑动范围。这使得能够在确保当空气弹簧装置倾斜时上面板和下面板之间的滑动性能的同时确保支撑上面板的性能。

第二方面是根据第一方面的空气弹簧装置，其中所述限位部包括相对于所述一方的平面部倾斜的第一倾斜面部。

在该空气弹簧装置中，限位部包括相对于一个平面部倾斜的第一倾斜面部，使得限位部的形状简单并且限位部容易成形。这使得能够以低成本实现一个面板。

第三方面是根据第二方面的空气弹簧装置，其中所述另一方包括第二倾斜面部，所述第二倾斜面部形成为以所述另一方的平面部的外侧端缘作为起始端随着远离所述另一方的平面部的中央侧而逐渐远离所述一方。

在该空气弹簧装置中，另一个面板包括第二倾斜面部，由此能够抑制一个面板和另一个面板之间的干涉，并且能够加宽另一个面板相对于所述一个面板的滑动范围。

第四方面是根据第三方面的空气弹簧装置，其中所述第一倾斜面部相对于所述一方的平面部的倾斜角度与所述第二倾斜面部相对于所述另一方的平面部的倾斜角度相同。

在该空气弹簧装置中，第一倾斜面部的倾斜角度与第二倾斜面部的倾斜角度相同，使得当一个平面部和另一个平面部彼此接触时，第一倾斜面部和第二倾斜面部彼此平行定位。因此，当另一个面板滑过一个面板并且第二倾斜面部接触第一倾斜面部时，另一个面板和一个面板之间的接触面积增大，由此抑制接触面压力的升高。这使得能够通过例如将第一倾斜面部和第二倾斜面部变薄来实现成本的降低。

第五方面是第一方面至第四方面中的任一方面的空气弹簧装置，其中所述一方的平面部和作为所述限制部的至少一部分并且与所述一方的平面部连续的部分由树脂制成的滑动板形成。

在该空气弹簧装置中，一个平面部和作为限制部的至少一部分并且与所述一个平面部连续的部分由树脂制成的滑动板形成，由此使得另一个面板能够从所述一个平面部到限位部有效地滑动。

第六方面是根据第三方面或第四方面的空气弹簧装置，其中所述另一方的平面部和作为所述第二倾斜面部的至少一部分并且与所述另一方的平面部连续的部分由树脂制成的滑动板形成。

在该空气弹簧装置的另一个面板中，另一个平面部和作为第二倾斜面部的至少一部分并且与另一个平面部连续的部分由树脂制成的滑动板形成，由此使得从另一个平面部跨过到第二倾斜面部的另一个面板有效地滑过所述一个面板。再者，另一个平面部具有小于所述一个平面部的面积，使得滑动板的面积也较小，这在成本方面是有利的。

发明的效果

根据本发明的示例性实施方式的空气弹簧装置获得如下有益效果：在确保当空气弹簧装置倾斜时上面板和下面板之间的滑动性能的同时，确保支撑上面板的性能。

附图说明

图1是示出根据第一示例性实施方式的空气弹簧装置的截面图。

图2是示出根据第一示例性实施方式的空气弹簧装置的放大截面图。

图3是示出根据第一示例性实施方式的空气弹簧装置中上面板的平面部和下面板的平面部彼此接触状态的放大截面图。

图4是示出根据第二示例性实施方式的空气弹簧装置的截面图。

具体实施方式

基于附图，对本发明的示例性实施方式进行说明。

[第一示例性实施方式]

在图1中，根据本示例性实施方式的空气弹簧装置10包括上面板12、下面板14和挠性膜体16，并且例如该空气弹簧装置10被安装和使用在轨道车体和转向架(bogie)(图中未示出)之间。挠性膜体16将上面板12和下面板14弹性地连接在一起。在上面板12和下面板14之间形成加压空间18。

例如，上面板12形成为大致圆盘状，并且包括与上面板12的中心同心的直线部22和从直线部22的周缘部向下面板14侧倾斜地延伸的倾斜部24。直线部22的上表面例如形成为平坦的。挠性膜体16的一端16A以从厚部28的外周面跨越直线部22和倾斜部24的方式接触上面板12的下表面侧。

在直线部22的中央部形成有向下突出的厚部28和向上突出的连接部30。在连接部30中形成有贯通厚部28并且与加压空间18连通的通孔32。O型环34安装到连接部30的外周面。连接部30连接到图中未示出的管体等。在轨道车辆的轨道车体的底面设置有平面状的安装面(图中未示出)。上面板12的直线部22的上表面抵接该安装面。

在图2中，下面板14和上面板12相对配置。下面板14形成为例如大致圆盘状，并且是形成有向下鼓出的中央部的金属构件。由此，在下面板14的中央部的上面板12侧形成有凹部26。纵壁部46例如以环形形状从下面板14的比凹部26靠径向外侧的上表面突出。保护构件48通过例如粘附安装到下面板14的外周以保护挠性膜体16。保护构件48例如是弹性体。挠性膜体16的另一端16B接触下面板14的上表面侧，从纵壁部46的外周面跨越保护构件48。

弹性体36设置在下面板14的下方，并且支撑板38设置在弹性体36的下方。换言之，下面板14和支撑板38通过弹性体36上下连接在一起。支撑板38例如固定到轨道车辆的转向架(图中未示出)。

上面板12和下面板14包括彼此相对的平面部42、44。平面部42、44均例如形成为圆形。在上面板12和下面板14中，一个面板(以下简称为“下面板14”)的平面部44形成有大于另一个面板(以下简称为“上面板12”)的平面部42的面积。具体地说，在下面板14的纵壁部46的内侧安装有跨过凹部26的圆盘状的止动件56。平面部44形成于止动件56的中央部的上表面。凹部26形成在下面板14的中央部。跨过凹部26地配置包括相对大的平面部44的止动件56，因此能够有效地利用凹部26上方的空间，这在有效利用空间方面是有利的。

在平面部42、44上存在凹部或者孔的情况下，平面部42、44的面积包括凹部或孔的开口面积。即平面部44的面积大于平面部42的面积的事实意味着平面部44包括如下的范围：在该范围内平面部42能够相对于平面部44滑动。

在平面部44的中央部形成有通孔54，如图所示，在通孔54打开的情况下，由止动件56和凹部26包围的空间也被包括在加压空间18中。注意，在通孔54中形成有阴螺纹，并且通过将形成有阳螺纹的插头构件(图中未示出)紧固到阴螺纹中，可以堵塞通孔54。当通孔54被堵塞时，由止动件56和凹部26包围的空间不再被加压，因此加压空间18变小。即，利用通孔54能够将加压空间18的容积设置为两种构造。

下面板14设置有限位部50，该限位部50以一个平面部44(以下简称“平面部44”)的外侧端缘作为起始端以随着远离平面部44中央侧而逐渐靠近上面板12的方式形成。限位部50包括相对于平面部44倾斜的第一倾斜面部51。

平面部42和第一倾斜面部51优选彼此平滑地连续。由此，在平面部44和第一倾斜面部51之间形成圆弧部58。在止动件56的径向截面中，圆弧部58是作为平面部44和第一倾斜面部51两者的边界的圆弧。第一倾斜面部51延伸到止动件56的外缘附近。第一倾斜面部51绕着止动件56的周向连续地形成，并且第一倾斜面部51具有直径朝向上方逐渐增大的锥面。

上面板12包括第二倾斜面部52，该第二倾斜面部52以另一个平面部42(以下简称“平面部42”)的外侧端缘作为起始端以随着远离平面部42的中央侧而逐渐远离下面板14的方式形成。平面部42和作为第二倾斜面部52的至少一部分且与平面部42连续的部分52A由树脂制成的滑动板72形成。

具体地说，例如由金属制成的抵接构件60安装到上面板12的厚部28的下表面侧。在仰视图中，抵接构件60形成为圆形，并且在抵接构件60的中央形成与通孔32连通的通孔62。抵接构件60的外径小于止动件56的外径。平面部42和第二倾斜面部52设置在抵接构件60的下表面侧。滑动板72粘附到圆盘状的基板64，并且利用螺钉66紧固固定到抵接构件60的基部65。第二倾斜面部52绕着基部65的周向连续地形成。第二倾斜面部52的直接形成于基部65的部分52B具有直径朝向上方增大的锥面。

期望平面部44和第二倾斜面部52平滑地连接在一起。例如，第二倾斜面部52的由滑动板72形成的部分52A由此形成为圆弧状的截面。部分52A的曲率与下面板14的圆弧部58的曲率相同。注意，第二倾斜面部52的由滑动板72形成的部分52A在径向截面图中可以由圆弧和直线的组合形成，或者由多个圆弧的组合形成。

期望第一倾斜面部51相对于平面部44的倾斜角度θ1等于第二倾斜面部52相对于平面部42的倾斜角度θ2。在倾斜角度θ1、θ2彼此不同的情况下，期望θ1＞θ2。这使得当上面板12相对于下面板14滑动幅度大时，第二倾斜面部52的由滑动板72形成的部分52A接触限位部50，并且使得上面板12更容易地朝向下面板14的中心侧回归。

作为构成滑动板72的树脂，可以适当地单独使用或者组合使用以下树脂。

·Prime Polymer有限公司：HI-ZEX(注册商标)2100J(分子量为100000的聚乙烯树脂)

·Ticona公司：GUR(注册商标)UHMW-PE 5113(分子量为2000000的聚乙烯树脂)

·Ticona公司：Hostalloy(注册商标)731(分子量为230000)

·Nippon Pillar Packing有限公司：PILAFLON(注册商标)G4(聚四氟乙烯树脂)

·Polyplastics公司：DURACON(注册商标)POM

注意，与抵接构件60对应的部分可以与上面板12一体地形成。可选地，抵接构件60的与基部65对应的部分可以与上面板12一体地形成，并且滑动板72可以安装到该部分。

(效果)

下面说明如上所述地构成的本示例性实施方式的效果。例如，根据本示例性实施方式的空气弹簧装置10在轨道车辆的车体和转向架(图中未示出)之间安装和使用。轨道车体能够被支撑在转向架上，而通过对上面板12和下面板14之间的加压空间18加压能够在轨道车体和转向架之间吸收震动。

图3示出了在上面板12和下面板14之间的加压空间18没有被加压时的被刺穿状态下，由于及轨道车体的重量等，上面板12已经下降并且上面板12的平面部42和下面板14的平面部44彼此接触的状态。当上述情况发生时，由于下面板14的平面部44具有大于上面板12的平面部42的面积，平面部42和平面部44能够相对稳定地彼此滑过。将平面部42、44均形成为圆形能够允许平面部42、44在沿水平方向的所有方向上均等地滑动。此外，即使当上面板12和下面板14之间的接触面(平面部42、44)相对于水平方向倾斜时，上面板12相对于下面板14的滑动范围由设置于下面板14的限位部50限制。

在本示例性实施方式中，限制部50包括相对于平面部44倾斜的第一倾斜面部51，使得限制部50的形状简单并且限制部50容易成形。这使得能够以低成本实现下面板14。在本示例性实施方式中，上面板12包括第二倾斜面部52，由此能够抑制上面板12和下面板14之间的干涉，并且能够加宽上面板12滑过下面板14的滑动范围。

在本示例性实施方式的上面板12中，平面部42和作为第二倾斜面部52的至少一部分并且与平面部42连续的部分52A由树脂制成的滑动板72形成，由此，使上面板12能够有效地从平面部42到第二倾斜面部52滑过下面板14。再者，平面部42具有比平面部44小的面积，并且包括平面部42的抵接构件60的外径小于包括平面部44的止动件56的外径，使得滑动板72的面积也较小，这在成本方面是有利的。

第一倾斜面部51的倾斜角度θ1与第二倾斜面部52的倾斜角度θ2相同，使得当平面部44和平面部42彼此接触时，第一倾斜面部51和第二倾斜面部52彼此平行定位。因此，如图3中的双点划线所示，当上面板12滑过下面板14并且第二倾斜面部52接触第一倾斜面部51时，它们之间的接触面积增大，由此抑制接触面压力的升高。这使得能够通过将第一倾斜面部51和第二倾斜面部52变薄等来实现成本的降低。

因此，本示例性实施方式能够在确保当空气弹簧装置10倾斜时上表面12和下表面14之间的滑动的性能的同时确保支撑上面板12的功能。

[第二示例性实方式]

在根据图4中的示例性实施方式的空气弹簧装置20中，下面板14的平面部44和作为限位部50的至少一部分并且与平面部44连续的部分(圆弧部58)由树脂制成的滑动板74形成。在本图示的示例中，平面部44和限位部50全部由滑动板74形成。上面板12的平面部42和第二倾斜面部52由金属构成。滑动板74粘附到基板68，并利用螺钉76将滑动板74紧固固定到止动件56。使用与用与第一示例性实施方式的滑动板72同样的树脂作为构造滑动板74所用的树脂。

其它部分与第一示例性实施方式中的其它部分相同，因此相同的部分在附图中附以相同的附图标记，并且省略其说明。

(效果)

下面说明如上所述构造的本示例性实施方式的效果。在图4中，根据本示例性实施方式的空气弹簧装置20的下面板14中，平面部44和作为限位部50的至少一部分并且与平面部44连续的部分(圆弧部58)由树脂制成的滑动板74形成。这使得上面板12能够从平面部44到限位部50有效地滑动。

[其它示例性实施方式]

以上给出了本发明的示例性实施方式的示例；然而，本发明的示例性实施方式不限于上述实施方式，并且显然在不脱离本发明的精神的范围内可以实现各种变形。

例如，虽然下面板14是一个面板，并且上面板12是另一个面板，但是面板的上下配置可以颠倒。在第一示例性实施方式中，滑动板72配置在第二倾斜面部52的一部分上；然而，滑动板72可以配置在整个第二倾斜面部52上。

虽然限制部50被构造成包括第一倾斜面部51，但是在下面板14的径向截面图中，可以通过将多个圆弧布置成呈例如波状地彼此连续而构造限制部50(图中未示出)。同样地，虽然上面板12被构造成包括第二倾斜面部52，但是在上面板12的径向截面图中，也可以替代地将多个圆弧布置成彼此连续(图中未示出)。也可以是如下构造：仅将平面部42设置为上面板12的与下面板14接触的位置。

下面板14的限位部50和上面板12的第二倾斜面部52不一定需要形成为圆弧形状，而可以具有方向性，只要滑动范围在特定方向上受限制即可。

只要能够确保上面板12和下面板14的滑动性能，可以应用不使用由树脂制成的滑动板72、74的构造。

2014年9月5日提交的日本专利申请2014-181428号的公开内容的全部内容通过引用并入本说明书中。

在本说明书中提及的所有出版物、专利申请和技术标准通过引用并入本说明书中，其程度如同单独的出版物、专利申请或技术标准被具体和单独地指明并通过引用并入本说明书中。