CN106184266A - 用于悬架装置的止动器 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是提供一种可实现柔软而良好的乘车感受、同时还可在大负载时发挥支撑效果而耐受的进一步改善的悬架装置用止动器。本发明的解决手段是一种悬架装置用止动器，其具有：上支撑部2B，其位于弹簧上侧；下支撑部4，其位于弹簧下侧；弹性体5，其将所述上支撑部2B和所述下支撑部4相互连接，在所述弹性体5中的朝向所述上支撑部2B和所述下支撑部4之一的连接面的中心区域，形成有向所述上支撑部2B和所述下支撑部4的另一者洼入的凹陷空腔12，其中在弹性体5的内部装备有在上支撑部2B和下支撑部4的连接方向上延伸的刚体G。刚体G作为圆柱棒13配备于弹性体5的中心区域中的在凹陷空腔12的上下方向上形成直列的中央部位。

Description

用于悬架装置的止动器

技术领域

本发明涉及一种适合铁道车辆和货车、公共汽车等行驶车辆的悬架装置用止动器，具体而言，涉及一种悬架装置用止动器，其具有：上支撑部，其位于弹簧上侧；下支撑部，其位于弹簧下侧；以及弹性体，其用于将上支撑部和下支撑部相互连接，在弹性体的朝向上支撑部和下支撑部之一的连接面的中心区域中，形成有向上支撑部和所述下支撑部的另一者洼入的凹陷空腔。

背景技术

作为这种止动器(悬架装置用止动器)，已知有专利文献1中公开的空气弹簧装置用止动器。这种空气弹簧装置为包括以下部件的结构：使用隔膜的空气弹簧，以及由其下的橡胶块形成的弹性体，合适的使用例子可列举设置于铁道车辆和转向架上下之间的情况。

在空气弹簧装置中，通常主要是空气弹簧作为悬架装置起作用，弹性体作为辅助。但是，在隔膜穿孔等空气弹簧中的空气泄出的泄气状态下，仅由弹性体作为悬架装置。因此，有必要使得即使仅弹性体也具有在大负荷下暂时耐受的特性。

例如，在发生前述的商业行驶中的意外穿孔时，首先要考虑当日必须继续行驶。在这种情况下，即使是空气弹簧无法起作用而仅由弹性体构成悬架状态(故障状态)，因为和乘客无关，也有必要尽可能地不损害乘车感受。另外，有时会在商业行驶结束后，从车站进入车库时，有意地制造泄气状态。

专利文献1公开的以往的悬架装置用止动器，在上下方向被赋有柔软的弹簧特性，因此即使在由穿孔引起的泄气状态下，也可确保良好的乘车感受。但是，预测在满员时转弯行驶等大负载的作用下，会无法起到支撑作用而沉陷，从而不能构成悬架。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1:特开2012-072825号公报

发明内容

本发明的目的是提供一种进一步改善的悬架装置用止动器，其可以实现柔软而良好的乘车感受，同时可在大负载时发挥支撑效果而耐受。

解决课题的方法

技术方案1的发明为悬架装置用止动器，其具有上支撑部2B，其位于弹簧上侧；下支撑部4，其位于弹簧下侧；以及弹性体5，其用于使所述上支撑部2B和所述下支撑部4相互连接，

在所述弹性体5的朝向所述上支撑部2B和所述下支撑部4之一的连接面的中心区域中，形成有向所述上支撑部2B和所述下支撑部的另一者洼入的凹陷空腔12，其特征在于，

所述弹性体5的内部安装有在所述上支撑部2B和所述下支撑部4连接的方向上延伸的刚体G。

技术方案2的发明是技术方案1记载的悬架装置用止动器，

其特征在于，所述刚体G配备在所述弹性体5的中心区域中的在所述凹陷空腔12的上下方向上形成直列的中央部位。

技术方案3的发明是技术方案2记载的悬架装置用止动器，

其特征在于所述刚体G配置为靠近所述中央部位中的所述凹陷空腔12的相对侧。

技术方案4的发明是技术方案2记载的悬架装置用止动器，

其特征在于，所述刚体G配置为靠近所述中央部位中的所述凹陷空腔12的一侧。

技术方案5的发明是技术方案1记载的悬架装置用止动器，

其特征在于所述刚体G设置为与所述凹陷空腔12相比具有更大直径的环状的刚体。

技术方案6的发明是技术方案5记载的悬架装置用止动器，

其特征在于，所述刚体G配置为与所述凹陷空腔12同等的高度水平。

技术方案7的发明是技术方案1至6中任一项记载的悬架装置用止动器，

其特征在于所述弹性体5形成为呈现出在其高度方向上中间部分的直径最大的大致桶型的外廓形状的状态。

发明的效果

根据技术方案1至7的发明，通过在弹性体的内部安装刚体，可限制上下方向的位移，从而可以简单地实现随着位移的增加弹簧常数增大的非线性特性。即，可以实现在悬架冲程较小的范围内可通过较小的弹簧常数获得更加柔软的乘车感受，同时在大负载作用的情况下还可通过较大的弹簧常数而具有支撑效果的有弹性的悬架装置。

其结果，可提供进一步改善的悬架装置用止动器，从而可实现柔软而良好的乘车感受,同时在大负载时又可发挥支撑效果而耐受。

另外，在弹性体由橡胶构成的情况下，通过刚体的内装，可缩短形成弹性体的橡胶的硫化时间，在生产性方面也有利。

可以如技术方案2的发明般，将刚体配备于弹性体的中心区域中的在凹陷空腔的上下方向上形成直列的中央部位，将所述刚体如技术方案3的发明般，配置于靠近凹陷空腔的相对侧，或如技术方案4的发明般，配置于靠近凹陷空腔的一侧的方式也都是可以的。

如技术方案5的发明般，将刚体设置为与凹陷空腔相比具有更大直径的环状的刚体，或将所述环状的刚体如技术方案6的发明般，配置为与凹陷空腔具有同等高度水平的方式也是可以的。另外，如技术方案7的发明般，具有呈现出在高度方向上中间部分的直径最大的大致桶形的外廓形状的弹性体的止动器也是有利的。

附图说明

图1是示出悬架装置用止动器的纵剖面图(实施方式1)

图2是示出图1的止动器在负载的作用下变形的状态的纵剖面图

图3是示出实施方式1的止动器和现有的止动器的性能曲线的图表

图4是根据实施方式2的止动器的纵剖面图，(a)为自由状态，(b)为负载作用状态

图5是根据实施方式3的止动器的纵剖面图，(a)为自由状态，(b)为负载作用状态

图6是根据实施方式4的止动器的纵剖面图，(a)为自由状态，(b)为负载作用状态

图7是根据参考现有例的止动器的纵剖面图，(a)为自由状态，(b)为负载作用状态

图8是示出实施方式2至4以及参考现有例的各止动器的性能曲线的图表

图9是示出铁道车辆用悬架装置的例子的纵剖面图

图10是现有的止动器的纵剖面图，(a)为自由状态，(b)为负载作用状态

具体实施方式

下文将参照附图,针对根据本发明的悬架装置用止动器的实施方式，就适合铁道车辆的具有空气弹簧的悬架装置用止动器进行说明。实施方式2至4、参考现有例、实施方式1中的相同部分使用相同符号，因而省略其说明。

图9中示出了用于铁道车辆的悬架装置(以下简称"悬架装置")K。所述悬架装置K具有空气弹簧部a和止动器A而构成,所述空气弹簧部a通过设置跨越车体侧的上支撑板1与在其下方配置的中间支撑部2的橡胶制隔膜3而形成。止动器A为在中间支撑部2与在其下方配置的转向架侧的下支撑部4的上下之间插装弹性体5而形成的弹性构件b。

上支撑板1经由筒凸部1e支撑在铁道车体(图示省略)上，所述筒凸部1e具有作为其中心的纵向的轴心P，下支撑部4经由筒轴4C支撑在转向架(图示省略)上，所述筒轴4C具有作为其中心的轴心P。

上支撑板1以具有上圆板1a、下圆板1b、有底筒部1c，上承受座1d、筒凸部1e等而形成的圆盘形状的支撑板的形式构成。上圆板1a以及下圆板1b皆为从上下方向看呈现圆形的钢板，上下重叠而在其中心部通过筒凸部1e。有底筒部1c为在下圆板1b的下表面固定的深盘状的钢板，上承受座1d为在有底筒部1c的直径外侧与下圆板1b的下表面一侧一体化的环状的橡胶制承受座。

具有轴心P的筒凸部1e以贯通上下圆盘1a、1b以及有底筒部1c的状态固定。上承受座1d以在有底筒部1c的外周面呈薄膜状，且在下圆板1b的下表面内侧形成厚壁状，同时越向直径外侧下方越厚的形状(大致钵形(鉢伏)形状)形成。在有底筒部1c的下表面，通过粘接不锈钢材质的呈圆环状的被滑板6等而一体化。

隔膜3具有以下组件而形成：上卷边部3a，其压入地嵌合在由下圆板1b、有底筒部1c和上承受座1d形成的上隅角部(关于轴心P呈环状)；圆板上部3b，其以宽的面积在上承受座1d上承接；主体部3c，其在水平方向上最突出；以及下卷边部3d，其嵌合于中间支撑部2。

下卷边部3d压入地嵌合于下隅角部(关于轴心P呈环状)，所述下隅角部通过主体圆板2A的外周面2a和在法兰部2F的外周部嵌合安装的连结环7形成。即，如汽车的轮胎和轮毂的关系般，以具有隔膜3与上支撑板1和中间支撑部2二者在无螺栓等连结结构的情况下进行嵌合安装的结构，即所谓的“自密封隔膜”的结构构成。

中间支撑部2具有以下组件而构成：具有外周面2a和法兰部2F的金属制的主体圆板2A，以及在主体圆板2A的下表面以螺栓固定的金属制内周板2B。与法兰部2F的外周部一体化装备的连结环7为内部具有增强环8的橡胶制的环状部件。主体圆板2A的上表面一体装备有以氟树脂等低摩擦材料形成的呈圆环状的滑板11。

下支撑部4由以下组件形成：整体载置弹性体5的载置圆板4A，将所述载置圆板4A以内嵌状态承接的大致浅盘状的支撑圆板4B，以及在支撑圆板4B上固定的所述筒轴4C。载置圆板4A使用螺丝9和销10固定于支撑圆板4B上。所述下支撑部4是关于轴心P呈圆形的部件。

筒轴4C中形成有上下贯通的插通孔4c，在橡胶块5的筒轴4C以及支撑圆板4B的中心部分的上方，形成有作为与插通孔4c连通的空间部的凹陷空腔12。

弹性体5在与下支撑部(弹簧下侧的一个例子)4、具体而言是载置圆板4A和支持圆板4B、以及内周板(弹簧上侧的一个例子)2B分别硫化粘接的状态下，由以将下支撑部4和内周板2B相互连接的状态插装于上下之间的橡胶块构成。

所述橡胶块5呈随着向下行进以凸透镜状直径变大，但从下端附近起向大约下端的位置直径变小，而在下端又再次扩大的下扩展状，并且上端也形成为上扩展状。

即，弹性体5以呈现出在其高度方向的中间部分、上下中间的稍稍靠下的位置直径最大的大致桶形、或半沙漏形的外廓形状的状态形成。

另外，在弹性体5中，形成有分别覆盖内周板2B的下表面和载置圆板4A的上表面的上下环状薄膜部5a、5b。

止动器A如图1以及图9所示，在弹性体5的朝向下支撑部4(“上支撑部2B和下支撑部4之一”的一个例子)的连接面的中心区域中，形成有向上支撑部2B(“上支撑部2B和所述下支撑部4的另一者”的一个例子)洼入的凹陷空腔12。

然后，在弹性部5的内部中，在关于轴心P的中央部位(中心位置)，并且以接近上支撑部2B直至接触的状态，装备金属等硬质部件制的圆柱棒13(刚体G的一个例子)。圆柱棒13是具有实心截面的圆棒，其底面13a的位置设定为从凹陷空腔12的上端稍微向上离开的位置。

即，圆柱棒13配备于弹性体5的中心区域中的在凹陷空腔12的上下方向上形成直列的中央部位，同时配置为靠近中央部位中的凹陷空腔12的相对侧(上侧)。在图1中，圆柱棒13与上支撑部2B接触或一体化，在圆柱棒13和凹陷空腔12的上下之间，形成在上下方向上具有一定长度的弹性插装部5c。

圆柱棒13的直径和弹性体5的最大直径的比率从附图上看为1:7.5，但不限于此。另外，圆柱棒13的上下长度和自由状态下的弹性体5的上下宽度的比率为1:1.7，但不限于此。

凹陷空腔12可以是图1所示的半球体形状，也可以是如图4等所示般，比半球体更深挖的形状，或其他也可。

图2示出向下施加大负载(例如：100kN负载)产生大弹性变形而被压缩的止动器A。在所述变形后，凹陷空腔12基本消失，但其正上方的圆柱棒13变为支撑，从而获得作为弹性体5的过剩的压缩变形被限制的理想状态。

作为比较，分别在图10(a)中示出不具备刚体G的现有结构的止动器A’，和在图10(b)中示出其压缩变形后的状态。在图10中示出的止动器A’中，与图1中示出的止动器A中相同部分使用相同的符号，因而省略其说明。

将图1、2示出的根据本发明的止动器A与图10(a)、(b)示出的现有止动器A’的负载和位移的关系曲线示于图3中。止动器A、A’直到位移为60mm为止都呈现出相互相同的变化。但是，如果位移超过60mm，则与现有产品的止动器A’的连续均等地增加的负载相比，本发明的止动器A的负载的增加梯度剧烈而可见急剧上升的变化，因而明显不同。

从图3所示的关系曲线中可知，图1所示的本发明的止动器A获得了位移越大弹簧常数越大的非线性特性(也称为渐进性特征)，以及存在指定位移量(图3中为60mm)时倾斜度急剧变大、非线性特性进一步增强的拐点的特性。

因而，通过弹性体5，即使仅有止动器A，也可实现在悬架冲程较小的范围内通过较小的弹簧常数获得柔软的乘车感受，同时在大负载作用的情况下通过大弹簧常数而具有支撑效果的有弹性的悬架装置。

另外，具有基于橡胶块的弹性体5的止动器A，与层叠橡胶结构的止动器相比，无中间板而高度稍高的情况较多，有水平方向的位移变大而水平方向的弹簧常数小(柔软)的倾向。

通过在弹性体5中内装刚体G，可发挥以下1.至4.的作用效果。

1.通过弹性体5中内装的刚体G的存在，可在外观与现有外观相比不变的情况下，获得位移越大弹簧常数越大的非线性特性。

2.在刚体G为金属制的情况下，因为被弹性体5容纳，所以不需要防锈。

3.构成弹性体5的橡胶的体积鉴于刚体G的体积部分而减小，因此可缩短硫化需要的的时间。

4.在结构为刚体G与上支撑部2B或载置圆板4A接触(或一体化)(参照图1、图4、图6)的情况下，硫化时从上支撑部2B或载置圆板4A接收到高效的热，因此可缩短硫化需要的时间。

在具有用橡胶块形成的弹性体5的止动器A’(参照图10)中，其为块的结构所以需要很长的硫化时间，这是瓶颈。将刚体G容纳于弹性体5中的本发明的止动器A，通过前述作用效果3.和4.，还获得了可缩短硫化时间，从而提高生产性的优点。

[实施方式2]

根据实施方式2的止动器A，如图4所示，内装有比图1所示的圆柱棒13直径更大的大直径圆柱棒14，其以靠近上支撑部2B的状态内装。分别由图4(a)示出自由状态下的止动器A、图4(b)示出压缩时的止动器A。另外，大直径圆柱棒14也可为四角柱。

[实施方式3]

根据实施方式3的止动器A，如图5所示，具有将图4所示的大直径圆柱棒14最大限度地靠近凹陷空腔12侧配置的结构。分别由图5(a)示出自由状态的止动器A，图5(b)示出压缩时的止动器A。在此情况下，弹性插装部5c形成于大直径圆柱棒14和上支撑部2B的上下之间。

[实施方式4]

根据实施方式4的止动器A，如图6所示，其中刚体G为比凹陷空腔12直径更大的环状，即，以使轴心P作为中心的状态内装于弹性体5的下部，从而作为环状体15包围凹陷空腔12。环状体15的纵截面形状在上下方向上呈矩形，载置于载置圆板4A上而配置成与凹陷空腔12同等的高度水平。分别由图6(a)示出自由状态的止动器A、图6(b)示出压缩时的止动器A。

[参考现有例]

将不具有刚体G的现有止动器A’作为参考现有例示于图7中。基本与图10所示的现有例相同，但高度尺寸较大。分别由图7(a)示出自由状态的止动器A’、图7(b)示出压缩时的止动器A’。另外，图7的作用于止动器A’的压缩负载大于与图7相比高度尺寸较小的图10所示的情况的压缩负载。

图8中示出了实施方式2至4以及参考现有例各自的位移和负载的关系曲线。从图8的曲线中可知，非线性特性的优异顺序为实施方式3(图5)、实施方式2(图4)、实施方式4(图6)、参考现有例(图7)。另外，对于非线性特性可以看出，基于实施方式3、2的结构的止动器(在中心区域配备刚体G)与基于实施方式4的结构的止动器(在凹陷空腔12的周围配备环状的刚体G)相比更为有效。

如以上所说明的，根据本发明的悬架装置用止动器A中，通过在弹性体5内装刚体G，可限制特别是上下方向上的位移，可简单地实现随着位移增加弹簧常数也增大的非线性特性。另外，通过内装刚体G，可缩短形成弹性体5的橡胶的硫化时间，在生产性方面也有利。

弹性体5内设置刚体G的部位有上部、下部及其二者。另外，可自由地选择刚体G和弹性体5粘接还是不粘接。也可硫化粘接。

刚体G可选择设定金属制、铝合金等非铁金属制、塑料等各种硬质部件。

附图标记说明

2B 上支撑部(内周板)

4 下支撑部

5 弹性体(橡胶块)

12 凹陷空腔

G 刚体

A 止动器

Claims (7)

1.一种悬架装置用止动器，其具有：上支撑部，其位于弹簧上侧；下支撑部，其位于弹簧下侧；弹性体，其将所述上支撑部和所述下支撑部相互连接，

在所述弹性体中的朝向所述上支撑部和所述下支撑部之一的连接面的中心区域，形成向所述上支撑部和所述下支撑部的另一者洼入的凹陷空腔，

其中，所述弹性体的内部装备有在所述上支撑部和所述下支撑的连接方向上延伸的刚体。

2.权利要求1所述的悬架装置用止动器，其中所述刚体配备于所述弹性体的中心区域中的在所述凹陷空腔的上下方向上形成直列的中央部位。

3.权利要求2所述的悬架装置用止动器，其中所述刚体配置于靠近所述中央部位中的所述凹陷空腔的相对侧。

4.权利要求2所述的悬架装置用止动器，其中所述刚体配置于靠近所述中央部位中的所述凹陷空腔的一侧。

5.权利要求1所述的悬架装置用止动器，其中所述刚体设置为比所述凹陷空腔直径更大的环状。

6.权利要求5所述的悬架装置用止动器，其中所述刚体配置为与所述凹陷空腔同等的高度水平。

7.权利要求1-6中任一项所述的悬架装置用止动器，其中所述弹性体以呈现出在其高度方向上中间部分的直径最大的大约桶型的外廓形状的状态形成。