CN102032303A - 铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体及其制造方法。该轴弹簧橡胶体能够依靠自身使弹簧特性非线性化。在铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体(14)中的橡胶弹性体(48)的缺口部(54)中，在内部配件(46)的上部设置有向径向外方延伸的上侧橡胶限位部(60)，在外筒配件(44)的下部且上侧橡胶限位部(60)的下侧设置有向径向内方延伸的下侧橡胶限位部(62)。上述橡胶限位部(60、62)设置为各自的前端部部分地上下面对的状态，在内部配件(46)相对于外筒配件(44)向下进行相对位移时，上述橡胶限位部(60、62)在上下方向上抵接。

Description

铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体及其制造方法。
背景技术
针对在内部收纳有用于可旋转地支承铁道车辆的车轴的轴承的轴箱，作为用于支承该轴箱的轴箱支承装置，以往人们使用各种形式、构造的装置，其中之一是将轴弹簧橡胶体和金属制的螺旋弹簧组合使用(并用)的形式的装置。
以往，作为该种形式的轴箱支承装置中的轴弹簧橡胶体，使用沿轴向具有线性(直线性)的弹簧特性的轴弹簧橡胶体，该轴向即是该轴弹簧橡胶体在安装于铁道车辆状态下的上下方向。
例如在下述专利文献1中公开了一种该种形式的轴箱支承装置。
图7表示该种轴箱支承装置的具体例。
在图7中，附图标记200表示转向架构架，附图标记202表示在内部收纳有用于支承车轴的轴承204的轴箱，附图标记206表示在轴承204的前、后位置上夹装于转向架构架200和轴箱202之间的轴弹簧。
轴弹簧206由金属制的螺旋弹簧208和与该螺旋弹簧208并列地配置在该螺旋弹簧208的内侧的轴弹簧橡胶体210组合而成。
在该种形式的轴箱支承装置211中，如上所述轴弹簧橡胶体210的上下方向的弹簧特性是线性的弹簧特性，但在轴弹簧206中若金属制的螺旋弹簧208的弹簧特性也同样是线性的弹簧特性，则在输入大负荷时，轴弹簧206会较大程度地挠曲(变形)，从而缩短轴弹簧橡胶体210的耐久寿命。
因此，人们将螺旋弹簧的弹簧特性改变成非线性的弹簧特性。
在图7所示的轴箱支承装置211中，通过使螺旋弹簧208形成为倒圆锥状，能够将螺旋弹簧208的弹簧特性改变成非线性特性。
除此之外，还采用如图8所示的下述装置，即、使螺旋弹簧208的形状保持为沿轴向(上下方向)为笔直形状的圆筒状，并且使轴向两端侧的螺旋绕线的线径变细、或者使中央侧的螺旋绕线的线径变粗，实现了将螺旋弹簧208的弹簧特性改变成非线性特性。
在图8所示的该种装置中，与输入的负荷对应地，首先两端侧的线径较小的部分优先沿上下方向挠曲，然后线径较小的部分的变形增大，直至增大至出现阻力的程度，此时线径较大的部分挠曲，从而弹簧特性变成非线性的弹簧特性。详细而言，形成如下的弹簧特性曲线，即，在挠曲量达到一定程度后，自那时开始弹簧特性曲线急剧变陡。
另外，有时希望可以在保持轴弹簧206的弹簧特性为非线性弹簧特性的同时、详细而言即保持大负荷时的足够高的弹簧特性的同时，使小负荷时即小位移时的弹簧特性降低，在该情况下，很难通过改变螺旋弹簧208的弹簧特性来满足该要求。
为了使小负荷即小位移时的螺旋弹簧208的弹簧特性降低，需要增加螺旋弹簧208的轴向长度、即增加螺旋弹簧208的高度，或者增大弹簧的螺旋的卷径，在该情况下会使螺旋弹簧208大型化，从而无法将螺旋弹簧208设置在有限的狭窄的设置空间内。
另外，通过设计螺旋弹簧208的形状而使该螺旋弹簧208在位移刚好达到设定位移时实现弹簧特性升高的这一想法本身也不易实现。
作为解决上述问题的对策，有人提出了下述方法，即、使轴弹簧橡胶体210的弹簧特性低刚度化，并且如图9的(A)的比较例图所示地在保持体212的内侧设置第2螺旋弹簧214，该保持体212用于将轴弹簧橡胶体210保持在其内侧，当轴弹簧橡胶体210产生了一定量的位移时，使轴弹簧橡胶体210的内部配件216借助挡板218与第2螺旋弹簧214抵接，从而使第2螺旋弹簧214挠曲，在该时刻，轴弹簧206的弹簧特性产生较大变化而使弹簧特性曲线变陡。
但是，在该情况下，还需要作为额外零件的第2螺旋弹簧214，并且需要进行第2螺旋弹簧214的组装工序这一额外的工序，此外为了使内部配件216在正确的设定位置与第2螺旋弹簧214抵接，必须对各构件的形状、安装位置等进行管理。
除此之外，在采用上述图9的(A)所示的对策的情况下，由于第2螺旋弹簧214隐藏设置在保持体212的内侧，因此无法从外部确认该第2螺旋弹簧214的状态，存在不易进行维护以及管理的问题。
此外，在采用上述图9的(A)所示的对策的情况下，存在当内部配件216借助挡板218与第2螺旋弹簧214抵接时会发出声音的问题。
作为其他对策，有人提出下述方法，即、如图9的(B)的比较例图所示，在保持体212的内侧设置橡胶限位件220来代替第2螺旋弹簧214，当轴弹簧橡胶体210与图9的(A)的例子相同地产生一定量的位移时，同样地使内部配件216借助挡板218与橡胶限位件220抵接，从而使橡胶限位件220变形。
但是，在该情况下，同样存在下述与图9的(A)所示的例子相同的问题，即、由于橡胶限位件220是隐藏设置在保持体212内侧的状态，因此无法从外部确认该橡胶限位件220的状态，并且还需要作为额外零件的橡胶限位件220，同时还需要作为额外工作量的用于组装该橡胶限位件220的工作量等。
专利文献1：日本特开2002-331930号公报
发明内容
本发明是以上述情况为背景而做成的，其目的在于提供一种用于铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体及其制造方法，该轴弹簧橡胶体能够依靠自身而将弹簧特性改变成非线性的弹簧特性。
第1技术方案提供一种用于铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体，该轴弹簧橡胶体包括外筒配件、内部配件和橡胶弹性体，上述内部配件配置在该轴弹簧橡胶体的中心部，上述橡胶弹性体被夹持在上述外筒配件与内部配件之间，并且该橡胶弹性体在弹性连结该外筒配件和内部配件的状态下与该外筒配件和内部配件一体地硫化粘接，该轴弹簧橡胶体以其轴向朝向上下方向的方式被装入铁道车辆的轴箱支承装置中，其特征在于，在上述橡胶弹性体中，沿该橡胶弹性体的周向在规定位置上设置有沿轴向贯穿该橡胶弹性体的缺口部，并且在该缺口部中，在上述内部配件上设置有自该内部配件的外周面向径向外方延伸的内侧橡胶限位部，在上述外筒配件的在上述轴向上与该内侧橡胶限位部不同的位置上，设置有自该外筒配件的内周面向径向内方延伸的外侧橡胶限位部，且上述内侧橡胶限位部的前端部和外侧橡胶限位部的前端部以在上述轴向上形成限位间隙的状态在径向上部分重叠，在上述内部配件相对于上述外筒配件沿上下方向进行相对位移时，上述内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部上下抵接而发挥限位作用，从而进行位移限制。
第2技术方案以第1技术方案所述的用于铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体为基础，其特征在于，上述内侧橡胶限位部形成为如下形状：随着该内侧橡胶限位部接近上述外侧橡胶限位部，该内侧橡胶限位部的径向尺寸逐渐增大。
第3技术方案以第1或第2技术方案所述的用于铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体为基础，其特征在于，上述外侧橡胶限位部形成为如下形状：随着该外侧橡胶限位部接近上述内侧橡胶限位部，该外侧橡胶限位部的径向尺寸逐渐增大。
第4技术方案提供一种轴弹簧橡胶体的制造方法，该制造方法用于制造第1～3技术方案中任意一项所述的轴弹簧橡胶体，其特征在于，在使上述橡胶弹性体与上述外筒配件和内部配件一体地硫化成形时，使上述内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部以该上述内侧橡胶限位部的前端和该外侧橡胶限位部的前端在径向上不重叠的形状、一体地硫化成形于所对应的上述外筒配件和内部配件上，然后对该外筒配件进行拉深加工而使该外筒配件缩径，从而使上述内侧橡胶限位部的前端部和外侧橡胶限位部的前端部在径向上部分重叠。
如上所述，本发明在橡胶弹性体的周向规定位置上设置有缺口部，在该缺口部中，在内部配件上设置有朝向外筒配件侧沿径向外方延伸的内侧橡胶限位部，在外筒配件上的在轴向上与内侧橡胶限位部不同的位置上，设置有朝向内部配件侧沿径向内向延伸的外侧橡胶限位部，并且使上述内侧橡胶限位部的前端部和外侧橡胶限位部的前端部以在轴向上形成限位间隙的状态在径向上部分重叠，在内部配件相对于外筒配件沿上下方向进行相对位移时，上述内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部上下抵接而发挥限位作用，从而进行位移限制。
在本发明的轴弹簧橡胶体中，在位移的初期阶段，保持内侧橡胶限位部相对于外侧橡胶限位部的非接触状态不变，使内部配件相对于外筒配件沿上下方向进行相对位移。
然后，在内侧橡胶限位部与外侧橡胶限位部抵接后，伴随着上述上侧橡胶限位部和下侧橡胶限位部的弹性变形，内部配件进一步相对于外筒配件沿上下方向进行相对位移。
在进行上述相对位移时，当内侧橡胶限位部与外侧橡胶限位部抵接后，利用上述橡胶限位部的限位作用来抑制内部配件相对于外筒配件的位移，从而能够限制轴弹簧橡胶体中的橡胶弹性体产生过大的位移。
由此，能够防止因橡胶弹性体产生过大的位移而使橡胶弹性体、即轴弹簧橡胶体的耐久性下降，从而能够保持轴弹簧橡胶体的高耐久性。
在本发明中，只有内侧橡胶限位部的前端部和外侧橡胶限位部的前端部在径向上部分重叠，且只在该重叠部对彼此施加伴随内部配件的相对位移而产生的力，因此上述内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部能够在抵接后在各自的从根部到前端的广阔范围内沿上下方向且彼此反向地进行柔软的弹性变形，所以限位部彼此的接触是柔软的，且之后的限位特性也并不会使弹簧特性过于急剧地变陡，而是随着内部配件的相对位移缓慢且连续地增大。
即、本发明的内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部基于限位部彼此的柔软的抵接以及之后的各橡胶限位部的较大的变形能，能使轴弹簧橡胶体形成为如下的非线性弹簧特性，即、从小位移时的线性且柔软的弹簧特性变化成各橡胶限位部抵接后的更硬的弹簧特性、且弹簧特性曲线自中途开始变陡。
根据本发明，在并用轴弹簧橡胶体和螺旋弹簧的情况下，也可以不必特别地将螺旋弹簧的弹簧特性改变成非线性特性，另外在将轴弹簧橡胶体的弹簧特性改变成非线性特性时，由于不会使轴弹簧橡胶体大型化，因此即使在以往准备的狭窄的设置空间中，也能够无障碍地设置轴弹簧。
另外，在本发明中，由于有效地充分利用了橡胶弹性体的缺口部的空间，将内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部设置在该空间内，因此也不用为了设置上述内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部而准备特别的空间。
此外，采用本发明，不需要像图9的比较例的轴弹簧那样的除轴弹簧橡胶体和螺旋弹簧以外的额外零件、也不需要额外的为了组装该零件的工序，从而能够减少所需的零件，另外由于能够从外部辨认包括内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部的轴弹簧橡胶体，因此也易于维护。
第2技术方案中，内侧橡胶限位部形成为如下形状：随着该内侧橡胶限位部接近外侧橡胶限位部，其径向尺寸逐渐变大。这样能够使限位部彼此更加柔软地抵接，并且能够使限位部彼此抵接后的初期弹簧特性自抵接前的弹簧特性缓慢地增大。即、能够使弹簧特性缓慢地变陡，从而能够使弹簧特性缓慢地变化，变成非线性的弹簧特性。
另一方面，第3技术方案中，外侧橡胶限位部形成为如下形状：随着该外侧橡胶限位部接近内侧橡胶限位部，其径向尺寸逐渐变大。采用该第3技术方案能够获得与第2技术方案相同的效果。
特别是，通过将第2技术方案和第3技术方案组合使用，能够提高上述效果。
但是，在上述内侧橡胶限位部的前端部和外侧橡胶限位部的前端部在径向上部分重叠的状态下使上述内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部与橡胶弹性体一体地硫化成形是很困难的。因为在这种情况下无法使硫化品自成型模脱模。
这里，在第4技术方案的制造方法中，在使橡胶弹性体与外筒配件和内部配件一体地硫化成形时，使内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部以该内侧橡胶限位部的前端和该外侧橡胶限位部的前端在径向上不重叠的形状进行硫化成形，然后通过对该外筒配件进行拉深加工使该外筒配件缩径，使外侧橡胶限位部的位置朝向径向内方整体移动，从而使内侧橡胶限位部的前端部和外侧橡胶限位部的前端部在径向上局部重叠，采用该第4技术方案所述的制造方法，能够容易地制造上述轴弹簧橡胶体，并且能够不在以往的工序的基础上附加特别的工序地制造轴弹簧橡胶体。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的通过组合轴弹簧橡胶体和螺旋弹簧而形成的轴弹簧的剖视图。
图2是表示该实施方式的轴弹簧橡胶体的俯视图。
图3是表示该实施方式的轴弹簧橡胶体的纵剖视图。
图4是表示该实施方式的轴弹簧橡胶体的制造方法的主要部分的说明图。
图5是将该实施方式和比较例中的轴弹簧橡胶体的弹簧特性以及螺旋弹簧的弹簧特性分别一同示出的图。
图6是表示该实施方式的轴弹簧的弹簧特性的图。
图7是以安装在铁道车辆上的状态表示以往的包括轴弹簧橡胶体的轴弹簧的图。
图8是表示以往的轴弹簧的另一例的图。
图9是表示比较例的轴弹簧的比较例图。
具体实施方式
接下来，根据附图详细说明本发明的实施方式。
在图1中，附图标记10表示夹装在转向架构架与轴箱之间的轴箱支承装置的轴弹簧，该轴弹簧10由金属制的螺旋弹簧12和配置在该螺旋弹簧12内侧的轴弹簧橡胶体14组合而成。
这里，螺旋弹簧12的所有线径相同，且每一圈的卷径也相同，因而该螺旋弹簧12的弹簧特性为线性的弹簧特性。
附图标记16表示固定在轴箱侧的金属制的下部保持体，该下部保持体16具有圆筒部18，在该圆筒部18的内侧且开口侧的上部保持有轴弹簧橡胶体14。
详细而言，在圆筒部18的内表面设置有台阶部20，利用该台阶部20和定位环22在自上下两侧夹持轴弹簧橡胶体14中的后述的外筒配件44的状态下将轴弹簧橡胶体14保持在圆筒部18的内侧，该定位环22安装在圆筒部18的上端部且具有弹性。
在下部保持体16上设置有向径向外方伸出的呈凸缘状的弹簧座24，上述螺旋弹簧12的下端朝下地与该弹簧座24抵接。
另外，在下部保持体16上还设置有插入孔26，在拆下定位环22后，将用于向上顶出轴弹簧橡胶体14从而取出该轴弹簧橡胶体14的顶出销插入在该插入孔26内。
另外，下部保持体16在下部的中心部具有供轴弹簧橡胶体14的后述的内部配件46插入的空间28。
附图标记30表示固定在转向架构架侧的金属制的上部保持体，在该上部保持体30上也同样设置有向径向外方伸出的呈凸缘状的弹簧座32，螺旋弹簧12上端朝上地与该弹簧座32抵接。
在上部保持体30上设置有自上部保持体30的中心部向下突出的圆筒状的插入部34，在该插入部34插入到轴弹簧橡胶体14的内部配件46的内部的状态下，贯穿插入部34的内部的紧固螺栓36的外螺纹部38被旋入内部配件46的内螺纹部40中，从而能够隔着环76将轴弹簧橡胶体14的内部配件46连接固定在上部保持体30上。
另外，在内部配件46中设置有自该内部配件46的中心部向下突出的小径部52，该小径部52能够插入下部保持体16的上述空间28内。
图2和图3表示轴弹簧橡胶体14的详细结构。如图2和图3所示，轴弹簧橡胶体14包括外筒配件44、内部配件46和橡胶弹性体48，上述外筒配件44为圆筒状，上述内部配件46配置在轴弹簧橡胶体14的中心部，上述橡胶弹性体48夹持在上述外筒配件44与内部配件46之间、且该橡胶弹性体48在弹性连结外筒配件44和内部配件46的状态下与外筒配件44和内部配件46一体地硫化粘接。
内部配件46为台阶形状的圆筒状，包括上部的大径部50和下部的小径部52。夹装在上述外筒配件44与内部配件46之间的橡胶弹性体48整体为圆筒状，并且如图2所示，橡胶弹性体48在沿其周向间隔180°的2个位置上以沿轴向即上下方向贯穿橡胶弹性体48的方式设置有一对缺口部54。
本例的轴弹簧橡胶体14的沿图2中上下方向的弹簧常数较高、且左右方向的弹簧常数较低，通常使图中的上下方向朝向车辆的前后方向地将该轴弹簧橡胶体14安装在车辆上。但根据情况的不同，有时也使图2中的左右方向朝向车辆的前后方向地将该轴弹簧橡胶体14安装在车辆上。
多个(这里为4个)由钢板构成的呈圆弧状的中间板56以配置成同心状的状态埋设在橡胶弹性体48的内部。通过硫化粘接使上述多个中间板56与橡胶弹性体48成为一体地将上述多个中间板56固定在该橡胶弹性体48中。
如图2所示，各中间板56自一方的缺口部54沿周向延伸至另一方的缺口部54，并且如图3所示，图中的中间板56的上端部和下端部自橡胶弹性体48突出，与橡胶弹性体48连续地形成的覆盖橡胶覆盖上述突出的上端部和下端部。
因而，本例的轴弹簧橡胶体14形成为如下状态：中间板56和中间板56之间的橡胶层58与中间板56沿径向交替层叠。
在本实施方式中，外筒配件44的内周面及外周面、内部配件46的外周面以及各中间板56沿轴向即上下方向均为笔直形状，因此，橡胶弹性体48、详细而言各橡胶层58沿上下方向也为笔直形状，从而轴弹簧橡胶体14中的橡胶弹性体48沿上下方向具有线性的弹簧特性。
分别在上述一对缺口部54中，在内部配件46的上部，以自内部配件46的外周面朝向外筒配件44侧沿径向外方延伸的方式设置有上侧橡胶限位部(内侧橡胶限位部)60。
这里，上侧橡胶限位部60被一体地硫化粘接于内部配件46的外周面上。
另一方面，在外筒配件44的下部，分别在一对缺口部54中且在上侧橡胶限位部60的下侧以自外筒配件44的内周面朝向内部配件46侧沿径向内方延伸的方式设置有一对下侧橡胶限位部(外侧橡胶限位部)62。该一对下侧橡胶限位部62也同样被一体地硫化粘接于外筒配件44的内周面。这里，下侧橡胶限位部62以在其与上侧橡胶限位部60之间形成限位间隙S的状态被设置在上侧橡胶限位部60的下侧。
如图2所示，一对上侧橡胶限位部60的俯视形状形成为在图中的左右方向即径向上较长的四边形，另外如图3所示，一对上侧橡胶限位部60的纵截面形状为相对于图中的左右方向在上下方向上较长的四边形。此外，一对上侧橡胶限位部60的上表面和下表面为与轴向成直角方向的平坦面。
另一方面，上侧橡胶限位部60的外筒配件44侧的外侧面64形成为越向图中下方去越接近外筒配件44侧那样的倾斜面。
即、上侧橡胶限位部60形成为随着其接近下侧橡胶限位部62、其径向尺寸逐渐增大的形状。
在本实施方式中，外侧面64相对于轴向即相对于上下方向所成的角度为θ1＝3°。
另一方面，如图2所示，下侧橡胶限位部62的俯视形状形成为在图中的上下方向上尺寸较大的四边形，并且如图3所示，下侧橡胶限位部62的纵截面形状形成为相对于图中的左右方向在上下方向上尺寸较大的四边形。另外，下侧橡胶限位部62的内部配件46侧的内侧面66为倾斜面，该倾斜面形成为越向图中的上方去越接近内部配件46侧的形状。
即、下侧橡胶限位部62也同样形成为随着其向上侧橡胶限位部60接近、其径向尺寸逐渐增大的形状。
该下侧橡胶限位部62的内侧面66相对于轴向即上下方向所成的倾斜角为θ2＝3°。
另外，下侧橡胶限位部62的图中的上表面和下表面形成为与轴向成直角方向的平坦面。
另外，上侧橡胶限位部60与下侧橡胶限位部62之间的限位间隙S在这里为8mm。
如图2和图3所示，上侧橡胶限位部60自内部配件46向径向外方延伸、或下侧橡胶限位部62自外筒配件44向径向内方延伸至该上侧橡胶限位部60的前端部和该下侧橡胶限位部62的前端部在径向上部分地彼此重叠的位置。
在本实施方式中，在将外筒配件44的外径D2设为Φ170mm(拉深加工后的尺寸)、将内部配件46中的大径部50的外径D1设为Φ62mm时，该重叠尺寸K(参照图2)为5mm。
另外，上侧橡胶限位部60的尺寸T1＝31.8mm、T2＝20.5mm、T3＝40mm。
并且，下侧橡胶限位部62的尺寸T4＝18.8mm、T5＝45mm、T6＝28mm。
另外，上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62均由与橡胶弹性体48相同的材料形成。
图4是示意地表示在使上侧橡胶限位部60、下侧橡胶限位部62与轴弹簧橡胶体14中的橡胶弹性体48一同硫化成形时的方法。如图4所示，这里将橡胶材料注入到由成形模68、70形成的模腔72、74中并进行硫化，从而形成上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62。
根据图4可知，在该硫化成形阶段中，很难使上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62成形为在径向上重叠的形状。至少在大量生产时是无法进行该种成形处理的。
因此在本实施方式中，在使轴弹簧橡胶体14硫化成形后，对外筒配件44进行拉深加工而使该外筒配件44缩径，从而使成形后的下侧橡胶限位部62沿径向整体朝向大径部50移动位置，由此使上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62的各自的前端部在径向上部分重叠。
即、使上侧橡胶限位部60的前端部和下侧橡胶限位部62的前端部局部地沿上下方向相对，从而能够使上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62彼此抵接。
对外筒配件44进行拉深加工时的拉深率为10～12％左右，上述重叠尺寸K是由外筒配件44的拉深率决定的数值。
另外，外筒配件44的拉深率是如下数值，即、用外筒配件44的拉深前后的尺寸变化值除以外筒配件44原来的外径所得到的值再乘以100后得到的数值。
根据图4可明确得知，上侧橡胶限位部60的外侧面64和下侧橡胶限位部62的内侧面66的倾斜角度也作为在成形后进行硫化品的脱模时的起模斜度。
在本实施方式中，当内部配件46相对于外筒配件44向下进行相对位移时，在上侧橡胶限位部60与下侧橡胶限位部62抵接之前，弹簧特性为线性的弹簧特性。
另一方面，由于上侧橡胶限位部60与下侧橡胶限位部62抵接，因此抵接之后进一步向下进行位移时，弹簧特性趋于升高。
因而，如图5的(B)的特性线A所示，本实施方式的轴弹簧橡胶体14的弹簧特性线为非线性的弹簧特性曲线。
另外，在图5的(B)中，特性线B表示图9所示的以往的轴弹簧橡胶体的弹簧特性线。
如图所示，以往的轴弹簧橡胶体的弹簧特性线B表现为随着位移的增大、负荷也与位移成比例地增大的线性弹簧特性。
另外，在图5的(B)中，横轴表示图1的高度H的变化，纵轴表示负荷的变化。
其中，在本实施方式的情况下，在图1中的高度H＝213mm时作用于轴弹簧橡胶体14的负荷为零的状态下安装轴弹簧橡胶体14。此时，图1中的螺旋弹簧12发生一定量的压缩弹性变形。
图5的(A)表示将本实施方式中的螺旋弹簧12的弹簧特性线与图9所示的以往的轴弹簧所用的螺旋弹簧的弹簧特性线进行比较的图表。图5的(A)的特性线a表示本实施方式的螺旋弹簧12的弹簧特性，而特性线b表示以往例的螺旋弹簧的特性，如图所示，本实施方式的螺旋弹簧12表现为随着位移的增大、负荷也与位移成比例地增大的线性弹簧特性，另一方面，以往例的弹簧特性线b表现为非线性的弹簧特性曲线。
图6是将轴弹簧橡胶体14和螺旋弹簧12组合而成的轴弹簧10的弹簧特性与轴弹簧橡胶体14、螺旋弹簧12各自的单独的弹簧特性一同示出的图表。
在图6中，特性线A表示轴弹簧橡胶体14的弹簧特性线，特性线a表示螺旋弹簧12的弹簧特性线，而特性线C表示将轴弹簧橡胶体14和螺旋弹簧12组合而成的轴弹簧10的整体的弹簧特性线。
如上所述，在本实施方式的轴弹簧橡胶体14中，在位移的初期阶段，保持上侧橡胶限位部60相对于下侧橡胶限位部62的非接触的状态不变，并使内部配件46相对于外筒配件44向下进行相对位移。然后，在上侧橡胶限位部60与下侧橡胶限位部62抵接后，内部配件46伴随着上述上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62的弹性变形而进一步相对于外筒配件44向下进行相对位移。
在上述那样地进行位移时，当上侧橡胶限位部60与下侧橡胶限位部62抵接后，利用上述橡胶限位部60、62的限位作用能够抑制内部配件46相对于外筒配件44的位移，从而能够限制轴弹簧橡胶体14中的橡胶弹性体48产生过大的位移。由此，能够防止因橡胶弹性体48产生了过大位移而使橡胶弹性体48、即轴弹簧橡胶体14的耐久性下降，从而能够保持轴弹簧橡胶体14的高耐久性。
在本实施方式中，只有上侧橡胶限位部60的前端部和下侧橡胶限位部62的前端部在径向上部分重叠，且只在该重叠部对彼此施加伴随内部配件46的相对位移而产生的力，因此上述上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62能够在彼此抵接后在各自的从根部到前端的广阔范围内向上或向下进行柔软的弹性变形，所以限位部之间的接触是柔软的，且之后的限位特性也并不会使弹簧特性过于急剧地变陡，而是随着内部配件46的向下的相对位移而缓慢且连续地增大。
即、本实施方式的上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62基于限位部彼此之间的柔软的抵接以及之后的各橡胶限位部60、62的较大的变形能，能够使轴弹簧橡胶体14形成为如下的非线性弹簧特性，即、从小位移时的线性且柔软的弹簧特性变化成各橡胶限位部60、62抵接后的更硬的弹簧特性这样的弹簧特性曲线自中途开始变陡的弹簧特性。
采用本实施方式，在将轴弹簧橡胶体14和螺旋弹簧12一同使用的情况下，也可以不用特别地将螺旋弹簧12的弹簧特性改变成非线性特性，另外在将轴弹簧橡胶体14的弹簧特性改变成非线性特性时，由于不会特别地使轴弹簧橡胶体14大型化，因此即使在以往准备的狭窄的设置空间中也能够无障碍地设置轴弹簧10。
另外，在本实施方式中，有效地利用了橡胶弹性体48的缺口部54的空间，在该空间内设置有上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62，因此也不必为了设置上述上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62而准备特别的空间。
此外，根据本实施方式，为了将弹簧特性改变成非线性弹簧特性，不需要除轴弹簧橡胶体14和螺旋弹簧12以外的额外零件、也不需要为了组装该零件的额外的工序，从而能够减少所需要的零件，另外由于能够从外部辨认包括上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62的轴弹簧橡胶体14，因此也易于维护。
另外，在本实施方式中，由于使上侧橡胶限位部60和下侧橡胶限位部62均形成为随着沿上下方向彼此接近而使径向尺寸逐渐增大的形状，因此能够使限位部彼此之间更加柔软地抵接，并且能够使限位部彼此抵接后的初期弹簧特性自抵接前的弹簧特性缓慢地增大变化，从而能够将轴弹簧橡胶体14的弹簧特性改变成非线性弹簧特性。
另外，根据本实施方式的制造方法，在使上侧橡胶限位部60的前端部和下侧橡胶限位部62的前端部在径向上局部重叠的状态下能够容易地制造轴弹簧橡胶体14，并且能够不在以往工序的基础上附加进行特别工序地制造轴弹簧橡胶体14。
以上详细说明了本发明的实施方式，但上述说明只是一个例子。
例如，在上述实施方式中，说明了将外筒配件44固定在轴箱侧、将内部配件46固定在转向架构架侧、使内部配件46相对于外筒配件44向下进行相对位移的情况下的例子，但在以外筒配件44固定在转向架构架侧、内部配件46固定在轴箱侧的方式安装轴弹簧橡胶体14的情况下，也可以将外筒配件44侧的外侧橡胶限位部设置为上侧橡胶限位部、将内部配件46侧的内侧橡胶限位部设置为下侧橡胶限位部，从而能够通过使外筒配件44相对于内部配件46向下进行相对位移而使上述橡胶限位部彼此抵接。
另外，在上述实施方式中，作为内侧橡胶限位部的上侧橡胶限位部60和作为外侧橡胶限位部的下侧橡胶限位部62均由橡胶单体构成，但根据情况的不同，也可以在上述各橡胶限位部的内部埋设金属及其他材质的硬质构件来适当地改变限位特性，还可以将内侧橡胶限位部和外侧橡胶限位部的形状改变成各种形状等等，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以对本发明实施各种变更。

Claims (5)

1.一种铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体(14)，该轴弹簧橡胶体(14)包括外筒配件(44)、内部配件(46)和橡胶弹性体(48)，上述内部配件(46)配置在该弹簧橡胶体(14)的中心部，上述橡胶弹性体(48)被夹持在上述外筒配件(44)与内部配件(46)之间，并且该橡胶弹性体(48)在弹性连结该外筒配件(44)和内部配件(46)的状态下与该外筒配件(44)和内部配件(46)一体地硫化粘接，该轴弹簧橡胶体(14)以其轴向朝向上下方向的方式被装入铁道车辆的轴箱支承装置中，其特征在于，
在上述橡胶弹性体(48)中，沿该橡胶弹性体(48)的周向在规定位置上设置有沿轴向贯穿该橡胶弹性体(48)的缺口部(54)，并且在该缺口部(54)中，在上述内部配件(46)上设置有自该内部配件(46)的外周面向径向外方延伸的内侧橡胶限位部(60)，在上述外筒配件(44)的在上述轴向上与该内侧橡胶限位部(60)不同的位置上，设置有自该外筒配件(44)的内周面向径向内方延伸的外侧橡胶限位部(62)，且上述内侧橡胶限位部(60)的前端部和外侧橡胶限位部(62)的前端部以在上述轴向上形成限位间隙的状态在径向上部分重叠，在上述内部配件(46)相对于上述外筒配件(44)沿上下方向进行相对位移时，上述内侧橡胶限位部(60)和外侧橡胶限位部(62)上下抵接而发挥限位作用，从而进行位移限制。
2.根据权利要求1所述的铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体(14)，其特征在于，
上述内侧橡胶限位部(60)形成为如下形状：随着该内侧橡胶限位部(60)接近上述外侧橡胶限位部(62)，该内侧橡胶限位部的径向尺寸逐渐增大。
3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用轴箱支承装置的轴弹簧橡胶体(14)，其特征在于，
上述外侧橡胶限位部(62)形成为如下形状：随着该外侧橡胶限位部(62)接近上述内侧橡胶限位部(60)，该外侧橡胶限位部(62)的径向尺寸逐渐增大。
4.一种轴弹簧橡胶体(14)的制造方法，该制造方法用于制造权利要求1或2所述的轴弹簧橡胶体(14)，其特征在于，
在使上述橡胶弹性体(48)与上述外筒配件(44)和内部配件(46)一体地硫化成形时，使上述内侧橡胶限位部(60)和外侧橡胶限位部(62)以上述内侧橡胶限位部(60)的前端与上述外侧橡胶限位部(62)的前端在径向上不重叠的形状一体地硫化成形于所对应的上述外筒配件(44)和内部配件(46)上，然后对该外筒配件(44)进行拉深加工而使该外筒配件(44)缩径，从而使上述内侧橡胶限位部(60)和外侧橡胶限位部(62)的各自的前端部在径向上局部重叠。
5.一种轴弹簧橡胶体(14)的制造方法，该制造方法用于制造权利要求3所述的轴弹簧橡胶体(14)，其特征在于，
在使上述橡胶弹性体(48)与上述外筒配件(44)和内部配件(46)一体地硫化成形时，使上述内侧橡胶限位部(60)和外侧橡胶限位部(62)以上述内侧橡胶限位部(60)的前端与上述外侧橡胶限位部(62)的前端在径向上不重叠的形状一体地硫化成形于所对应的上述外筒配件(44)和内部配件(46)上，然后对该外筒配件(44)进行拉深加工而使该外筒配件(44)缩径，从而使上述内侧橡胶限位部(60)和外侧橡胶限位部(62)的各自的前端部在径向上局部重叠。
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