专利名称：架设有橡胶弹簧装置的越野卡车的制作方法
技术领域：
本发明涉及架设有承受压缩载荷、拉伸载荷、弯曲载荷、剪切载荷等的作为悬架的橡胶弹簧装置的越野卡车。
背景技术：
目前，作为越野卡车用的悬架，使用橡胶弹簧装置。作为橡胶弹簧装置，本申请人在专利文献1中提出有橡胶弹簧装置等。将专利文献1所记载的橡胶弹簧装置作为本发明的现有例1，图9表示专利文献1所涉及的橡胶弹簧装置的主视图。在图9所示的橡胶弹簧装置50中，构成圆柱状的层叠构造体51，该层叠构造体51 通过在一对刚性端构件55、56间交替地贴合硬质板52和橡胶层53 (53a 53m)而层叠多层来构成。在层叠构造体51的中心部形成有沿层叠方向贯通的圆柱状的空洞部M。在空洞部M内设有连结一对刚性端构件55、56间的连结机构59。并且，刚性端构件56侧的橡胶层53m的厚度比刚性端构件55侧的橡胶层53a的
厚度厚。S卩，层叠构造体51的中间部的各橡胶层53a 53m的厚度从刚性端构件56侧朝向刚性端构件阳侧阶梯性地逐渐变薄，即从刚性端构件56侧的橡胶层53m的厚度至刚性端构件55侧的橡胶层53a的厚度阶梯性地逐渐变薄。通过这样构成，即使橡胶弹簧装置50 变形成摺状，也能够使各橡胶层53a 5 !分别处于低应力状态，且产生大致均勻的应力。在先技术文献专利文献专利文献1日本特开2007-333052号公报
发明内容
发明要解决的课题在专利文献1所记载的橡胶弹簧装置50中，能够起到如下优越的效果即使橡胶弹簧装置50变形成摺状，也能够使在各橡胶层53a 5 !产生的应力分别处于低应力状态，且产生大致均勻的应力。即，当橡胶弹簧装置50变形成摺状时，能够减小层叠构造体51 的上下方向的应力分布的偏差。然而，当橡胶弹簧装置变形成摺状时，相对于构成橡胶弹簧装置的层叠构造体而言，不仅产生扇子展开这样简单的变形，即不仅产生弯曲变形、压缩变形或拉伸变形，还产生上下的构件向左右偏移这样的剪切方向上的变形。换言之，除层叠构造体的上下方向的应力分布以外，在层叠构造体的径向上，还产生剪切方向等的应力分布。并且，当橡胶弹簧装置变形成摺状时，在层叠构造体的径向上的中间部，除拉伸力、压缩力以外，还产生剪切力、弯曲力等内部应力。使用图10对层叠构造体的径向上的内部应力进行说明。作为层叠构造体81的径向上的内部应力，除剪切应力以外，还作用有拉伸应力、压缩应力、弯曲应力等。
图10示出在使用了俯视下的形状为圆形的硬质板82的层叠构造体81变形成摺状的情况下，层叠构造体81的径向上的橡胶层83的中间部处的应力的状态。即，当如图 10 (b)所示的状态那样层叠构造体81变形成摺状时，如图10 (a)所示，内部应力的峰值在A 部位的区域产生。另外，在该内部应力过度大时，在橡胶层83的径向上的中间部产生裂纹 D0需要说明的是，在图10(b)中，示出一方的刚性端构件84侧的层叠构造体81的要部结构。这样可知，橡胶层83内部产生的裂纹的起点集中在A部位的区域。图10所示的内部应力的状态通过使用有限元法来图示出橡胶层83内部的应力状态的运算结果而得到。另外，例如在具备中轮及后轮的越野卡车的后部车身中，在车辆的左右方向上的一侧中轮和另一侧后轮分别上行至路上的石块(block)上的状态时，在橡胶层83的B部位所示的区域产生最大拉伸或最大压缩。并且，在左右的中轮或左右的后轮均上行至石块上的状态时，在橡胶层83的C部位所示的区域产生最大拉伸或最大压缩。对于在橡胶层83内部的A部位的区域产生内部应力的峰值、裂纹的起点集中的理由尚未解明。然而，可以如下这样考虑橡胶的结构，来推测裂纹的起点集中的理由。考虑到橡胶为多个高分子链的聚合体，由一根高分子链制成的无规绕制线圈形成为在不受力时弯曲的形状。弯曲的无规绕制线圈与其它弯曲的无规绕制线圈相互缠绕，由此整体作为复杂缠绕的多个高分子链的聚合体而构成橡胶。并且，还考虑到弯曲的无规绕制线圈彼此通过交联点结合而构成。认为高分子链原本以弯曲的无规绕制线圈的形状处于稳定的状态。并且，当对橡胶施加应力时，例如对弯曲的高分子链施加拉伸力时，弯曲的高分子链变成笔直的形态，成为沿施加力的方向延伸的状态。此时，考虑到即使对橡胶施加拉伸力，施加的拉伸力也不会全部作用在无规绕制线圈的两端，对于多个高分子链中的几个高分子链而言，不限定部位地进行作用。由此，一部分拉伸，进而，该部分的动作向相互缠绕的其它高分子链传递而产生变形。认为作用在橡胶上的力是这样传递的。另外，当高分子链被强制且急剧地拉伸时，温度上升。因此，对拉伸的高分子链加热时，高分子链能够返回到稳定状态即弯曲的无规绕制线圈的状态。即，为了使拉伸的高分子链返回到稳定的状态即弯曲的无规绕制线圈的状态，需要从周围吸收热。基于该橡胶的结构，进行图10的说明。着眼于图10(a)中的层叠构造体81的比中心靠左侧的部位，橡胶层83的外周部侧被硬质板82以强力向延伸的方向拉伸。相对于此，橡胶层83的内周部侧也被硬质板82拉伸，但作用的是比外周部侧的拉伸力小的拉伸力。另外，硬质板82在橡胶层83的径向上的中间部也作用拉伸力。此时，认为在橡胶层83的外周部侧，在多个高分子链成为笔直地延伸这样的形态时，周围的高分子链分别产生变形以有助于向该笔直地延伸的形态的变形。并且，认为相对于周围的高分子链的变形会解开高分子链彼此的缠绕点，由此高分子链彼此的位置在局部偏移。在橡胶层83的径向的中间部，因硬质板82的拉伸力而使其中一部分高分子链变形成笔直的形态时，周围的高分子链产生变形以有助于向笔直的形态的变形。然而，相对于周围的高分子链产生变形的力不比橡胶层83的外周部侧的力大。因此，在橡胶层83的径向上的中间部，使周围的高分子链变形的应力的大小呈现出从橡胶层83的外周部侧朝向中间部逐渐减小的分布，作用在橡胶上的力的传递方式在橡胶层83的径向上不一样。另外，高分子链被强制且急剧地拉伸时温度上升，但在橡胶层 83的外周部侧或内周部侧产生的温度上升被周围的空气冷却。但是，在橡胶层83的中间部产生的温度上升被封闭在橡胶层83的中间部，向周围的高分子链传递。在被加热了的橡胶层83的中间部，存在大量不拉伸反而要返回到弯曲的稳定状态的高分子链。这样，在橡胶层83内部的A部位，高分子链彼此的缠绕点被解开或由交联点结合的结合脱落，另外，认为产生的热量作为使拉伸了的高分子链返回到弯曲的状态的力而作用，不会因内部应力上升而导致容易产生裂纹。这样，可以推测出裂纹的起点集中在橡胶层 83内部的A部位的区域。然而，在专利文献1所记载的橡胶弹簧装置50中，并未涉及应对在层叠构造体51 的径向上产生的应力分布或裂纹的起点集中这些情况的策略。本发明为了进一步改良专利文献1所记载的发明而提出，其目的在于提供一种架设有橡胶弹簧装置的越野卡车，即使橡胶弹簧装置产生了摺状的变形，也能够防止在橡胶层的径向上的中间部产生局部裂纹，从而实现耐久性的提高。用于解决课题的手段本发明的课题可以通过第一 第五方面所记载的各发明来实现。S卩，本发明涉及一种架设有橡胶弹簧装置的越野卡车，在平衡架与车轴之间架设有悬架用的橡胶弹簧装置，所述悬架用的橡胶弹簧装置具备通过将橡胶层和具有刚性的硬质板以相互平行的状态交替贴合多层而成的层叠构造体；分别贴合于在所述层叠构造体的两端配设的所述橡胶层上的一对刚性端构件；限制所述刚性端构件间的间隔的扩大的连结机构，所述架设有橡胶弹簧装置的越野卡车的最主要的特征在于，在俯视下，与所述平衡架的长度方向平行的方向上的所述硬质板的长度尺寸比与所述越野卡车的车轴方向平行的方向上的所述硬质板的长度尺寸短，在俯视下，将与所述车轴方向平行配设的所述层叠构造体划分为两部分的中心线穿过所述硬质板内。另外，本发明涉及的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车的主要特征在于，俯视下的所述橡胶层的外周形状形成为与所述硬质板的外周形状相似的形状。进而，本发明涉及的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车的主要特征在于，所述层叠构造体的一端侧的橡胶层的厚度形成得比另一端侧的橡胶层的厚度厚，所述层叠构造体的中间部的各橡胶层的厚度形成为从所述一端侧至所述另一端侧阶梯性地逐渐变薄。更进一步，本发明涉及的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车的主要特征在于，所述层叠构造体中的各橡胶层的厚度形成为相同的厚度。另外，本发明涉及的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车的主要特征在于，所述越野卡车为铰接式自卸卡车。进而，本发明涉及的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车的主要特征在于，所述橡胶弹簧装置配设在所述铰接式自卸卡车的平衡架的端部与车轴之间。
发明效果在本发明中，在橡胶层的径向上的中间部，能够使裂纹的起点集中的区域分散且减少。即，俯视下的硬质板的形状形成为使与平衡架的长度方向平行的方向上的硬质板的长度尺寸比与越野卡车的车轴方向平行的方向上的硬质板的长度尺寸短。并且，在俯视下， 将与车轴方向平行配设的层叠构造体划分为两部分的中心线穿过硬质板内。通过这样构成，如图11(b)所示，当本发明的使用了硬质板92的层叠构造体91变形成摺状时，如图11(a)所示，内部应力的峰值位置E的区域从图10(a)的A部位所示的拉伸或压缩大的区域分散并移动到拉伸或压缩小的周向的区域。并且，在峰值位置E产生的内部应力的峰值比图10(a)的A部位处的内部应力的峰值小。这样，通过降低内部应力的峰值，由此防止峰值位置E处的内部应力级也变低，能够防止裂纹的产生。并且，通过防止裂纹的产生，由此能够防止橡胶层93的断裂等。需要说明的是，图11所示的结果为与图10所示的结果同样地使用有限元法运算出的结果。另外，在图11(b)中，示出了一方的刚性端构件94侧的层叠构造体91的要部结构。俯视下的橡胶层的形状可以形成为与硬质板92的形状相似的形状。通过这样构成，由此如图11所示，能够起到与圆形的橡胶层93大致相同的功能，同时能够减少橡胶弹簧装置所使用的橡胶量。构成橡胶弹簧装置的多个橡胶层的厚度可以形成为彼此均勻的厚度，也可以形成为彼此不等间隔的厚度。当橡胶层的厚度形成为不等间隔的厚度时，橡胶层的厚度可以从橡胶弹簧装置的一端侧至另一端侧阶梯性地逐渐变薄。通过这样构成，能够减小在橡胶弹簧装置的上下方向的各橡胶层产生的应力的偏差。另外，本发明的橡胶弹簧装置可以用于作为越野卡车的铰接式自卸卡车。
图1是自卸卡车的侧视图。(实施例)图2是放大后车架而得到的俯视图。(实施例)图3是橡胶弹簧装置的纵向剖视图。(实施例)图4是其它橡胶弹簧装置的纵向剖视图。(实施例)图5是橡胶弹簧装置的俯视图、主视图、仰视图及侧视图。(实施例)图6是其它橡胶弹簧装置的俯视图、主视图、仰视图及侧视图。(实施例)图7是放大橡胶弹簧装置变形时的橡胶弹簧装置附近而得到的侧视图。(实施例)图8是放大橡胶弹簧装置发生其它变形时的橡胶弹簧装置附近而得到的侧视图。 (实施例)图9是橡胶弹簧装置的纵向剖视图。(现有例1)图10是表示橡胶弹簧装置变形成摺状时的应力状态的说明图。(现有例1)图11是表示橡胶弹簧装置变形成摺状时的应力状态的说明图。(实施例)
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的优选的实施方式具体地进行说明。作为本发明的橡胶弹簧装置的结构及向自卸卡车的配置结构，除以下所说明的形状、配置结构以外，只要是能够解决本发明的课题的形状、配置结构即可，可以采用任意的形状、配置结构。因此，本发明并不限定于以下所说明的实施例，可以进行各种变更。另外，以下，对将橡胶弹簧装置用作铰接式自卸卡车的悬架的例子进行说明。然而，本发明的橡胶弹簧装置除用作铰接式自卸卡车的悬架以外，还可以用作越野卡车用的
悬架等。实施例图1表示铰接式自卸卡车(以下称作自卸卡车)的侧视图。另外，图2表示取下料斗17等的状态下的后车架22的俯视图。如图1所示，自卸卡车1具备位于前侧的前部车身7和位于后侧的后部车身8。另外，自卸卡车1具备前轮10、中轮12及后轮14。具备前轮10的前部车身7由前车架21支承，在前车架21上搭载有驾驶室9。具备中轮12及后轮14的后部车身8由相对于前车架21弯折及摆动自如地连结的后车架22 支承。在前车架21与后车架22之间架设有左右一对的转向助力油缸沈、26。通过分别使各转向助力油缸26 J6伸缩，能够使后车架22相对于前车架21弯折。由此，能够减小自卸卡车1的转向操作。在后车架22的上方设有装载例如沙土等装载物的料斗17。在料斗17的前部侧的左右两侧与后车架22之间设有一对提升油缸20、20。另外，料斗17安装成能够经由配设在料斗17的后部侧的下方的料斗销18而相对于后车架22转动。通过使一对提升油缸20、20伸缩，由此能够使料斗17以料斗销18为中心而向上下方向转动。使料斗17上升时，可以进行被称作卸料(dump up)的动作，使料斗17下降时， 可以进行被称作装料(dump down)的动作。在图1中，表示料斗17完全下降而架在后车架 22上的状态。俯视下呈V字型的前臂2能够转动地支承在前车架21上。在前车架21的下方部位，前臂2的前端部2A(俯视下V字的顶点侧)被支承为向上下方向转动自如。在前臂2的后端部2B侧的两端面安装有支承左右一对的前轮10、10的前车轴11。 前悬挂油缸4的一端部侧支承在前车轴11上，前悬挂油缸4的另一端部侧支承在前车架21 上。如图1、图2所示，左右一对的平衡架23、23能够转动地设置在后车架22的两侧面上。各平衡架23、23的大致中央部安装成经由销MJ4相对于后车架22转动自如。中臂 3及后臂5分别以能够相对于后车架22转动的方式支承在后车架22的下方。中臂3及后臂5与前臂2同样地在俯视下形成为V字型。中臂3的前端部3A在后车架22的前方侧的下方部位被支承为向上下方向转动自如。在中臂3的后端部:3B的两端面上安装有支承左右一对的中轮12、12的中心车轴13。 橡胶弹簧装置30的一端部支承在中心车轴13上，橡胶弹簧装置30、30’的另一端部支承在平衡架23、23的前端部侧。后臂5的前端部5A在后车架22的后方侧的下方部位被支承为向上下方向转动自如。在后臂5的后端部5B的两端面上安装有支承左右一对的后轮14、14的后车轴15。后悬挂油缸6的一端侧支承在后端部5B或后车轴15上，后悬挂油缸6的另一端侧支承在平衡架23的后端部侧上。图3、图4表示无负载状态下的橡胶弹簧装置30、30’的纵向剖视图。橡胶弹簧装置30、30’中构成有层叠构造体31，该层叠构造体31通过将多个具有刚性的硬质板32和由橡胶构成的橡胶层33交替地贴合而成。并且，在层叠构造体31的中心部形成有沿层叠方向贯通的圆柱状的空洞部34。在层叠构造体31的两端部的橡胶层33a、3;3m上分别贴合有刚性端构件35、36。在无负载状态下，硬质板32与刚性端构件35、36相互平行配设。另外，将由链节40连结的U 字形的挂钩38、39所构成的连结机构配设在一对刚性端构件35、36间的空洞部34内。通过层叠构造体31、贴合在层叠构造体31的两端部的一对刚性端构件35、36、连结机构来构成橡胶弹簧装置30、30’。需要说明的是，对在层叠构造体31的中心部形成有沿层叠方向贯通的圆柱状的空洞部34的结构进行了说明，但也可以构成为在层叠构造体31的中心部不形成空洞部34 的结构。这种情况下，连结机构埋设在橡胶层33内。刚性端构件36具有以与层叠构造体31的空洞部34大致对应的内径贯通的带台阶的孔。并且，U字形的挂钩39的凸缘部39a能够与形成在刚性端构件36上的带台阶部的孔抵接。另外，使挂钩38的螺栓部38a贯通在刚性端构件35上形成的孔，并在刚性端构件35的外面侧螺合螺母41。由此，能够使U字形的挂钩38的凸缘部38b与形成在刚性端构件35上的孔的内面侧抵接，从而能够通过连结机构进行限制，以免一对刚性端构件35、 36间的间隔成为规定的间隔以上。需要说明的是，作为连结机构的结构，对由链节40和U字形的挂钩38、39构成的结构进行了说明，但作为连结机构的结构，只要是能够限制一对刚性端构件35、36间的间隔不变宽的结构即可，可以采用其它结构。例如，可以采用使用在一对刚性端构件35、36间贯通的杆来限制一对刚性端构件35、36间的间隔不变宽的结构等。在图3所示的橡胶弹簧装置30中，示出了将硬质板32间的间隔配设成大致等间隔的结构。另外，在图4所示的橡胶弹簧装置30’中，示出了将硬质板32间的间隔配设成不等间隔的结构。并且，作为不等间隔的配设结构，刚性端构件36侧的橡胶层33m的厚度形成得厚，刚性端构件35侧的橡胶层33a的厚度形成得比橡胶层33m的厚度薄。并且，层叠构造体31的中间部的橡胶层33a 33m的厚度从刚性端构件36侧朝向刚性端构件35侧阶梯性地逐渐变薄，即，从刚性端构件36侧的橡胶层3 !的厚度至刚性端构件35侧的橡胶层33a的厚度阶梯性地逐渐变薄。需要说明的是，作为刚性端构件36侧的橡胶层的厚度，并不限定于仅将橡胶层 3 !形成得厚的结构，也可以将层叠在橡胶层3 !的上部的橡胶层331、33k等形成得与橡胶层33m同样厚。另外，同样地，作为刚性端构件35侧的橡胶层的厚度，并不限定于仅将橡胶层33a形成得薄的结构，也可以将层叠在橡胶层33a的下部的橡胶层3!3b、33C等形成得与橡胶层33a同样薄。层叠构造体31的中间部的橡胶层形成为随着从刚性端构件36侧朝向刚性端构件 35侧层叠而从刚性端构件36侧的厚度至刚性端构件35侧的厚度阶梯性地逐渐变薄。图3、图4所示的橡胶弹簧装置30、30’中的橡胶层的层数仅为例示，本发明并不限定于图示的橡胶层的层数。
形成在硬质板32的中心部的孔部的尺寸形成为比空洞部34稍大的尺寸。另外， 硬质板32的材质、形状分别在上下方向上均等，但也可以参考橡胶弹簧装置30、30’的最大应力等来确定硬质板32的材质、厚度。另外，层叠构造体31的面向空洞部34的内周面被橡胶覆盖，埋入的硬质板32不向空洞部34侧露出。各橡胶层33的外周缘可以配设得比硬质板32的外周缘靠内侧或外侧。在将各橡胶层33的外周缘配设得比硬质板32的外周缘靠内侧的情况下，即使压缩橡胶弹簧装置30 而导致各橡胶层33向外周侧鼓出，也能够防止鼓出的橡胶层比硬质板32的外周缘大幅向外周侧鼓出的情况。在将各橡胶层33的外周缘配设得比硬质板32的外周缘靠外侧的情况下，能够以内包各硬质板32的形态由橡胶覆盖层叠构造体31。并且，能够通过橡胶连结将硬质板32 夹于其间的上下的橡胶层33，从而能够增大橡胶弹簧装置30、30’变形成摺状等时的橡胶层上的受压面积。硬质板32的平面形状如图5(a)、图6(a)所示，尤其如图6(c)所示，硬质板的长度尺寸如下构成。即，与自卸卡车1中的平衡架23的长度方向平行的方向上的硬质板32的长度尺寸W比与自卸卡车1的车轴方向平行的方向上的硬质板32的长度尺寸H短。即，满足H > W的关系。并且，将层叠构造体31划分为两部分的中心线L-L穿过硬质板32的长度尺寸W 内。由此，能够构成为在中心线L-L的左右两侧配设硬质板32的结构。在图5中，示出了覆盖硬质板32的橡胶层33的平面形状与硬质板32的平面形状相似的结构例，在图6中，示出了覆盖硬质板32的橡胶层33的平面形状为圆形的结构例。需要说明的是，图5(a)及图6(a)表示橡胶弹簧装置30、30’的俯视图，图5 (b)及图6(b)表示橡胶弹簧装置30、30’的主视图。另外，图5(c)及图6(c)表示橡胶弹簧装置 30、30，的仰视图，图5(d)及图6(d)表示橡胶弹簧装置30、30’的侧视图。在图5(a)、(c)及图6(a)、(c)中，刚性端构件35、36的四角处用符号43所示的部位表示用于将刚性端构件35、36分别固定在中心车轴13和平衡架23的端部的螺栓插通孔。另外，硬质板32构成为以中心线L-L为中心的左右对称的形状。如图7、图8所示，在因以橡胶弹簧装置30、30’为中心的中臂3及平衡架23所构成的连杆尺寸等不同而导致橡胶层33的前侧与后侧的应力级不同的情况下，也可以不以中心线L-L为中心而将硬质板32形成为左右对称的形状。S卩，在橡胶层33的前侧与后侧的应力级不同的情况下，使用图6(c)进行说明的话，作为以中心线L-L为中心的左右方向上的硬质板32的宽度尺寸，可以满足Wl兴W2的关系。例如，当处于橡胶层33的前方侧的应力级的峰值高的状态时，可以在车辆的前后方向、即硬质板32的宽度方向上缩短Wl的尺寸而构成，即，满足W2 > Wl的关系而构成。通过缩短Wl的尺寸，能够降低橡胶层33的前方侧的应力级的峰值。另外，当处于橡胶层33的前方侧的应力级的峰值高而橡胶层33的后方侧的应力级的峰值低的状态时，也可以将W2的尺寸延长至橡胶层33的外周缘而构成。需要说明的是，在制造层叠构造体31时，图6所示的凹部42用于进行硬质板32 的定位，因此在橡胶层33的外周缘部形成四个凹部42。
在图5及图6中，示出了硬质板32被橡胶层33全面覆盖的结构，但也可以构成为硬质板32具有与橡胶层33相同大小的外周缘形状或比橡胶层33大的外周形状的结构。图7、图8表示以橡胶弹簧装置30、30’为中心局部地放大中臂3及平衡架23而得到的侧视图。在图7中，示出了中心车轴13的两中轮12落下而对橡胶弹簧装置30施加了拉伸载荷的状态。在图8中，示出了中心车轴13的两中轮12(参照图1)上行至小山等而对橡胶弹簧装置30施加了压缩载荷的状态。橡胶弹簧装置30、30’配设在中心车轴13与平衡架23的端部之间，图5 (a)、图 6(a)所示的硬质板32的中心线L-L的方向、即硬质板32的长度尺寸H的方向与中心车轴 13的轴线方向平行。换言之，图5(a)、图6(a)中的硬质板32的长度尺寸W的方向与平衡架23的长度方向平行。如图7、图8所示，在后车架22的两侧面上分别与各平衡架23的前端部及后端部对应地各设有限动器27。通过限动器27来限制平衡架23的转动量。需要说明的是，省略了后端部的限动器的图示。前端部及后端部的各限动器构成为从后车架22的侧面朝向平衡架23稍突出的形状。图7表示例如图1所示的自卸卡车1成为由前轮10和后轮14支承的状态、中轮 12悬在凹坑等上空部的状态。在该状态下，中臂3向图示的顺时针方向进行转动，平衡架 23的后端部与未图示的限动器抵接，从而限制平衡架23向图示的逆时针方向转动一定量以上的情况。此时，由于通过连结机构来限制一对刚性端构件35、36的间隔，因此拉伸载荷沿箭头所示的方向作用在橡胶弹簧装置30、30’上。由于安装有刚性端构件35、36的构件(平衡架23和中心车轴13)的转动中心(平衡架23的转动中心为销24，中心车轴13的转动中心为前端部3A)不同，因此橡胶弹簧装置 30,30'变形成图7所示的摺状。另外，通过连结机构将刚性端构件35、36的间隔限制在规定的间隔以下，由此橡胶弹簧装置30、30’中的位于自卸卡车1的前方侧的部位发生压缩变形，橡胶弹簧装置30、 30’中的位于自卸卡车1的后方侧的部位发生拉伸变形。从而，如图7所示，橡胶弹簧装置 30,30'以在橡胶弹簧装置30、30’的下端侧横向引出的线30a为折弯部而变形成摺状。另外，当中轮12上行至小山等时，如图8所示，中臂3向图示的逆时针方向进行转动，平衡架23的前端部与限动器27抵接，从而限制平衡架23向图示的顺时针方向转动一定量以上的情况。从而，箭头所示的压缩载荷作用在橡胶弹簧装置30、30’上。由于安装有刚性端构件35、36的构件(平衡架23和中心车轴13)的转动中心(平衡架23的转动中心为销24，中心车轴13的转动中心为前端部3A)不同，因此变形成与图7 所示的形状相反的摺状。因此，橡胶弹簧装置30、30’的各层未被均等地压缩，后方侧的部位的压缩变形比前方侧的部位的压缩变形大。这样，作为自卸卡车1的行驶中的橡胶弹簧装置30、30’的变形，多发生摺状的变形。以下，使用图10、图11对橡胶弹簧装置变形成摺状时在各橡胶层产生的内部应力的大小进行说明。图10表示使用了现有技术所示的圆板状的硬质板82的情况下的橡胶层83内部的压力分布的基于有限元法的解析结果。另外，图11表示使用了本发明涉及的硬质板92 的情况下的橡胶层93内部的压力分布的基于有限元法的解析结果。
以下的基于图10、图11的说明与上述发明内容中已经进行的说明存在部分重复。现有的越野自卸卡车成为图10(b)所示的状态。即，当橡胶弹簧装置变形成摺状时，如图10(a)所示，内部应力的峰值在A部位的区域产生。另外，在橡胶层83的径向上的中间部产生裂纹D。这样，可知在橡胶层83内部产生的裂纹的起点集中在A部位的区域。另外，在车辆的左右方向上的一侧的中轮12和另一侧的后轮14(参照图1)分别上行至路上的石块上的状态时，在橡胶层83的B部位的区域所示的部位产生最大拉伸或最大压缩。并且，当左右的中轮或左右的后轮均上行至石块上的状态时，在橡胶层83的C部位的区域所示的部位产生最大拉伸或最大压缩。相对于此，本发明涉及的越野自卸卡车成为图11所示的状态。即，当橡胶弹簧装置30、30’变形成摺状时，如图11(a)所示，内部应力的峰值位置E的区域从图10(a)的A 部位所示的拉伸或压缩大的区域分散并移动到拉伸或压缩小的周向上的区域。并且，在峰值位置E产生的内部应力的峰值比图10(a)的A部位处的内部应力的峰值小。并且，通过降低内部应力的峰值，由此峰值位置E处的内部应力级也降低，能够防止产生裂纹。并且，通过防止裂纹的产生，由此能够防止橡胶层93的断裂等。另外，层叠构造体91变形成摺状时相邻的硬质板92的外周缘间隔开最大的间隔比层叠构造体81变形成摺状时相邻的硬质板82的外周缘间隔开最大的间隔短。由此，在图11中的相邻的硬质板92的外周缘间隔开最大的状态时作用在橡胶层93上的拉伸力比在图10中的相邻的硬质板82的外周缘间隔开最大的状态时作用在橡胶层83上的拉伸力小。因此，在橡胶层93的径向上的中间部产生的内部应力比在橡胶层83的径向上的中间部产生的内部应力小。这样，在本发明中，能够防止裂纹的产生，从而能够防止橡胶层93的断裂等。作为硬质板92的形状，在图5及图6中例示了切去俯视下圆形的两侧而成的形状。然而，硬质板92的形状并不限定于图5及图6所示的形状，只要是纵向上的宽度尺寸比横向上的宽度尺寸长的尺寸形状即可，可以采用小金币形、茧形、椭圆形等形状。作为椭圆形，在X-Y坐标系中，在通常将长轴的长度设为“a”，将短轴的长度设为 “b”时，可以用(x/a)2+(y/b)2 = 1的关系表示，但也可以将指数的值用2以上且小于3的实数来替代“2”，例如用(X/a)2 7+(y/b)2 7= 1这样的函数表示的超椭圆的形状也包含在本发明的椭圆形中。另外，在橡胶层33的前侧和后侧的应力级不同的情况下，使用图6(c)进行说明的话，作为以中心线L-L为中心的左右方向上的硬质板32的宽度尺寸，可以满足Wl Φ W2的关系。在上述的说明中，对橡胶弹簧装置30、30’支承在中心车轴13与平衡架23、23之间的结构进行了说明。然而，作为橡胶弹簧装置30、30’的配置结构，也可以取代图1所示的后悬挂油缸6而使用。S卩，也可以构成为在后车轴15与平衡架23之间配设橡胶弹簧装置30、30’的结构。工业实用性本发明对能够适用本发明的技术思想的装置等而言可以适用本发明的技术思想。符号说明
1…自卸卡车2…前臂3…中臂5…后臂10…前轮1L···前车轴12…中轮13…中心车轴14…后轮15…后车轴21…前车架22…后车架23…平衡架沈…转向助力油缸30,30'…橡胶弹簧装置31…层叠构造体32…硬质板33…橡胶层50…橡胶弹簧装置51…层叠构造体52…硬质板53…橡胶层81…层叠构造体82…硬质板83…橡胶层84…刚性端构件91…层叠构造体92…硬质板93…橡胶层94…刚性端构件D…裂纹L…中心线H…长度尺寸W…长度尺寸W1、W2…横向上的距中心线的尺寸
权利要求
1.一种架设有橡胶弹簧装置的越野卡车，在平衡架与车轴之间架设有悬架用的橡胶弹簧装置，所述悬架用的橡胶弹簧装置具备通过将橡胶层和具有刚性的硬质板以相互平行的状态交替贴合多层而成的层叠构造体；分别贴合于在所述层叠构造体的两端配设的所述橡胶层上的一对刚性端构件；限制所述刚性端构件间的间隔的扩大的连结机构，所述架设有橡胶弹簧装置的越野卡车的特征在于，在俯视下，与所述平衡架的长度方向平行的方向上的所述硬质板的长度尺寸比与所述越野卡车的车轴方向平行的方向上的所述硬质板的长度尺寸短，在俯视下，将与所述车轴方向平行配设的所述层叠构造体划分为两部分的中心线穿过所述硬质板内。
2.根据权利要求1所述的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车，其特征在于，俯视下的所述橡胶层的外周形状形成为与所述硬质板的外周形状相似的形状。
3.根据权利要求1或2所述的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车，其特征在于， 所述层叠构造体的一端侧的橡胶层的厚度形成得比另一端侧的橡胶层的厚度厚， 所述层叠构造体的中间部的各橡胶层的厚度形成为从所述一端侧至所述另一端侧阶梯性地逐渐变薄。
4.根据权利要求1或2所述的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车，其特征在于， 所述层叠构造体中的各橡胶层的厚度形成为相同的厚度。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的架设有橡胶弹簧装置的越野卡车，其特征在于， 所述越野卡车为铰接式自卸卡车。
全文摘要
本发明提供一种架设有橡胶弹簧装置的越野卡车，所述橡胶弹簧装置(30)通过硬质板(32)与橡胶层(33)交替地贴合而层叠多层来构成，所述硬质板(32)的平面形状构成为与平衡架(23)的长度方向平行的方向上的长度尺寸(W)比与车轴方向平行的方向上的长度尺寸(H)短。该橡胶弹簧装置(30)配设在铰接式自卸卡车的平衡架(23)的端部与中心车轴(13)之间，作为悬架而发挥功能。由此，即使橡胶弹簧装置(30)变形成摺状，也能够使橡胶层(33)内的内部应力的峰值位置分散而变小，由此能够防止橡胶层内的裂纹的产生。
文档编号F16F1/40GK102470713SQ201180002830
公开日2012年5月23日 申请日期2011年5月23日 优先权日2010年6月30日
发明者森山智之, 田泽稔 申请人:株式会社小松制作所