轴弹簧的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种主要用于铁道车辆的轴弹簧装置，尤其涉及一种在主轴和外筒之间介入安装有弹性部的轴弹簧，其中，从主轴的轴心方向看时所述外筒以外侧包围主轴的状态配置，所述弹性部是将中间硬质筒和弹性层在轴心的径向内外方向上交替地层叠而形成的。
【背景技术】
[0002]作为使用这种轴弹簧的例子，将其应用在铁道车辆用台车的例子较多。例如，日本国特开2009-115156号公报(参照图3)中，在铁道台车29，作为使车轴箱27悬挂支撑在台车框28的单元而使用，其中车轴箱27用于支撑车轮25的车轴26。
[0003]但是，这种轴弹簧装置多倾向于如下情况，S卩，在如空车等车体重量小的情况下，为了进一步提高乘坐舒适性、或在曲线行驶时发生轮重减载的难度，将软橡胶用作构成轴弹簧的弹性层，从而使整体的弹簧常数设定为低值。
[0004]但是，若使整体的弹簧常数设定为低值，则例如在车厢满员(超过定员)时施加大负载如紧急制动的情况下，存在弹性层发生大的弯曲而导致乘坐舒适性恶化、或这些弹性层发生龟裂或蠕变的忧虑增加等的对轴弹簧的耐久性或乘车感容易产生不好影响的倾向。
[0005]因此，为了提高满员等大负载时的乘坐舒适性、以及避免弹性层发生龟裂或蠕变，若使弹簧常数设定为高值，则这样在车身重量小如空车时会导致曲线行驶的随动性、或乘坐舒适性下降。
[0006]另外，在最近的轮重管理方面上，各种负载下的弹簧常数为固定时，因容易发生轮重减载或调节轮重较费事，从而有时难以采用在新车上。
[0007]因此，如日本国特开2003-341511号公报中的图3所示，其公开了如下一种轴弹簧:设置具有辅助空气弹簧的控制系统，其中所述辅助空气弹簧配置在主轴上部，从而在低负载范围(空车时)下使空气弹簧几乎不发挥作用；而在达到满员或接近满员的车身重量的高负载范围下，空气弹簧与弹性部协同工作而发挥弹簧作用的、具有非线性弹簧特性的轴弹簧。
[0008]另外，如日本国特开2006-057746号公报所示，增大主轴凸缘的直径，且将最内侧的硬质隔壁(中间筒)向下方延长，弹性部弯曲到一定程度后凸缘会与最内侧的硬质隔壁抵接，即作为所谓的金属接触结构而发挥非线性特性的轴弹簧也进行了尝试。
[0009]但是，在日本国特开2003-341511号公报所示的方案中，由于除了弹性层以外还需要空气弹簧的控制系统，因此，不仅会导致部件数量增加和成本提高，而且由于在主轴上部固定空气弹簧，因此也导致结构的复杂化。另外，如日本国特开2006-057746号公报所示，在使构成要素彼此之间发生干扰的方案中，会存在干扰时产生噪音的问题，也难以得到长期稳定了的特性。
【发明内容】
[0010]鉴于上述实际情况，本发明的目的在于提供一种，不受满员情况下紧急制动等时的弹簧上重量的变化所带来的限制，具有可发挥良好的乘坐舒适性、或减轻摇晃作用的非线性特性，尽可能避免所述非线性特性导致部件数量增加或结构复杂化，并且在耐久性也优异的、与现有技术相比得到改善的轴弹簧。
[0011]根据本发明的轴弹簧，其包括:主轴I ;外筒2，其从所述主轴I的轴心P方向看时以外侧包围所述主轴I的状态配置；及弹性部3，其以将中间硬质筒9、10和弹性层11、12、13在所述轴心P的径向内外方向上交替层叠并介入安装在所述主轴I和所述外筒2之间的方式形成，其特征在于:
[0012]在所述主轴I或所述外筒2可装卸地设置弹性材料制的挡块(stopper) 4，随着所述主轴I和所述外筒2在所述轴心P的方向上以规定量进行相对接近的移动，在将所述挡块4设置在所述主轴I的情况下，固定在所述外筒2的被固定体18a与所述挡块4抵接，而在将所述挡块4设置在所述外筒2的情况下，所述主轴I与所述挡块4抵接。
[0013]根据本发明，主轴和外筒在轴心的方向上以规定量进行相对接近的移动之前，处于由弹性部的弹性作用下的悬挂状态；在以规定量进行相对接近的移动之后，处于由弹性部和挡块两者的弹性作用下的悬挂状态。因此，在仅基于弹性部的悬挂状态下的平缓的非线性特性上增加了基于挡块的悬挂状态，即、增加了挡块的弹簧常数而形成二阶非线性特性，从而，在负载较轻时处于由弹性部作用下的柔软(soft)的悬挂状态，在大幅度下沉的大负载时处于弹性部与挡块两者的弹性作用下的硬的悬挂状态。
[0014]而且，作为用于得到该二阶非线性特性的方法，仅仅将弹性材料制的挡块设置在主轴或外筒，因此不需要复杂的结构，从而可以以低成本实现简单的结构。
[0015]其结果，提供一种不受满员情况下紧急制动等时弹簧上重量的变化所带来的限制，具有可发挥良好的乘坐舒适性、或减轻摇晃作用的非线性特性，尽可能避免所述非线性特性导致部件数量增加和结构复杂化，另外在耐久性也优异的、与现有技术相比得到改善的轴弹費。
[0016]根据本发明的实施方式I所述的轴弹簧，其特征在于:
[0017]所述挡块4设置在所述主轴I。
[0018]根据本发明，由于在作为轴弹簧的、具有中心轴的主轴设置挡块的方法，因此与将挡块设置在外筒的情况相比，能够将挡块容易平衡良好地配置在轴弹簧的中心位置处、或无需其他部件而直接安装在主轴等，从而实现结构的简单化和低成本化，同时可以合理地进行装配。
[0019]根据本发明的实施方式2所述的轴弹簧，其特征在于:所述主轴I以筒状形成，
[0020]所述挡块4包括:安装部4B，其进入至所述主轴I的中空部ID而紧密嵌合或压入于所述中空部ID ;作用部4A，其比所述安装部4B更粗且从所述主轴I朝向所述轴心P的方向突出，从而形成与所述主轴I的环状端面Ib抵接的阶梯部4a。
[0021]根据本发明，通过将安装部紧密嵌合或压入于主轴的中空部，直至阶梯部与环状端面抵接，从而能够将挡块简单且确切地设置在主轴。
[0022]根据本发明的实施方式3所述的轴弹簧，其特征在于:
[0023]所述中空部ID以其直径在所述轴心P方向上从所述环状端面Ib越朝向所述主轴I的内部深处越变大的方式形成为底部扩大形状。
[0024]根据本发明，具有如下优点:中空部以其直径越朝向主轴的内部深处越变大的方式形成为底部扩大形状、且以轻量体构成，同时可以通过安装部的嵌合或压入来将挡块切实地设置在主轴。
[0025]根据本发明的实施方式3或4所述的轴弹簧，其特征在于:在所述作用部4A的顶端面4b配置有用于降低与所述被固定体18a之间的摩擦系数的滑动材料21。
[0026]根据本发明，在被固定体与挡块抵接的状态、即施加了大负载的状态下，被固定体和挡块横向相对位移可以在低摩擦状态下进行，因此是优选的。
【附图说明】
[0027]图1是示出轴弹簧结构的剖视图(实施例1)。
[0028]图2是示出大负载作用时变形状态的剖视图。
[0029]图3是示出负载和变形量之间关系的图。
[0030]图4是示出挡块的其他嵌合结构I的主要部分的剖视图。
[0031]图5是示出挡块的其他嵌合结构2的主要部分的剖视图。
[0032]图6是示出使用轴弹簧一例的铁道台车主要部分的侧视图。
【具体实施方式】
[0033]下面，参照附图对本发明的轴弹簧的实施方案进行说明。此外，如图1所示，由于外筒2以相对于主轴I处于上位的状态使用的情况较多，因此将该状态称为正立状态，并以该正立状态来规定上下左右。
[0034]根据本发明，如图1所示，轴弹簧A包括:主轴I ;外筒2 ;弹性部3，其介入安装在这些主轴I和外筒2之间；及挡块4，其设置在主轴部I的上端部。如图1所示，轴弹簧A以主轴I位于外筒2下方的正立状态使用的情况较多，但并不限定于此。
[0035]主轴I具有轴心P且从轴心P的方向看时呈圆形，主轴I包括:下端的支撑部1A，其受到台车侧的支撑；上部的主体部IB ;凸缘部1C，其位于支撑部IA与主体部IB的上下之间；俯视时呈圆形的中空部1D，其从上端形成至支撑部IA的大致上下中央处。主体部IB的外周面5及内周面6形成为，相对于轴心P的直径越朝向下方越变大的圆锥面(锥形外周面，倒锥形内周面)。即，中空部ID以其直径在轴心P的方向上从环状端面Ib越朝向主轴I的内部深处越变大的方式形成为底部扩大形状。
[0036]圆筒状的外筒2包括??裙(skirt)部7，其具有相对于上下轴心P的直径越朝向下方越变大的圆锥面、即锥形内周面7a;以及筒上部8，其位于裙部7的上部。圆锥内周面7a的倾斜角度及方向设定成与主体部IB的外周面5相同。筒上部8基本上是具有相对于轴心P的直径为固定的内周面的部分，所述筒上部8形成有直径略大的内嵌部8a，使得下述固定构件18a等可内嵌于内嵌部8a。
[0037]该外筒2以从侧面看时与主轴I相比更靠近于上侧、且从外侧包围主轴I的状态