CN102673592B - 橡胶限位器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够设定为适合安装的形状，同时具有所期望的限位器特性的橡胶限位器。设置有螺栓紧固于一个构件上的保持用金属部件(3)。以保持用金属部件(3)保持与另一个构件抵接的橡胶部(4)。在保持用金属部件(3)中形成有分隔壁(8)，以将螺栓孔(7)的周缘部与用于保持橡胶部(4)的保持部(9)分隔开。使橡胶部(4)的橡胶侧抵接面(12)从分隔壁(8)的顶部突出。在橡胶部(4)的分隔壁8的附近形成有醋栗状部(13)。醋栗状部(13)提高了橡胶部(4)的耐久性。使橡胶限位器(1)适当小型化。

Description

橡胶限位器
技术领域
本发明涉及一种例如螺栓紧固于铁道车辆的转向架侧，且与用于连接转向架侧与车身侧的连杆相抵接以限制车身侧的左右运动的橡胶限位器。
背景技术
通常，铁道车辆被做成其转向架借助空气弹簧等沿上下方向支承车身的结构，进而，例如以传递驱动力和制动力等前后力的连杆将转向架侧与车身侧连接起来。
另外，如图24所示，在转向架侧设置有橡胶限位器101，当车身侧向左右方向的位移变大时，则橡胶限位器101与随着车身侧的位移而倾斜的连杆102的中央部抵接。通过橡胶限位器101与连杆102抵接，限制了车身侧的左右运动，确保了铁道车辆的水平方向的刚性。
作为这样的橡胶限位器，例如在专利文献1中，公开了封入粘性体以提高阻尼性能，使得改善了乘坐舒适性的橡胶限位器。
专利文献1：日本特开平11－208468号公报
然而，专利文献l的橡胶限位器可期待有减震效果，但由于其形状容易对阻尼性能乃至弹簧常数、耐久性等各种的限位器特性造成更大的影响，因此更加难以将橡胶限位器在转向架侧设定为适宜安装的形状，并具备所期望的限位器特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在安装上设定为较佳的形状，同时具有所期望的限位器特性的橡胶限位器。
为了达到上述目的，本发明的橡胶限位器是用于限制多个构件的相对位移的橡胶限位器，具有：保持用金属部件，其被螺栓紧固于多个构件中的一个构件上；和橡胶部，其被保持于该保持用金属部件上，且与多个构件中的另一个构件相抵接；在其保持用金属部件中，形成有用于将插通有紧固螺栓的螺栓孔的周缘部与保持橡胶部的保持部分隔开的分隔壁。进而，橡胶部被设置为使与另一个构件抵接的橡胶侧抵接面从分隔壁的顶部突出，并且在分隔壁的附近形成有醋栗状部。
根据上述构成，在橡胶部中的保持用金属部件的分隔壁的附近形成有醋栗状部，因此，能够抑制分隔壁附近的局部应力，从而提高橡胶部的耐久性，而且能够相应地使橡胶限位器适当小型化。并且，通过橡胶部与另一个构件强力地抵接，而关闭了醋栗状部，因此，根据橡胶限位器的大小可适当选择橡胶的物性，由此能够将其强度特性和弹簧特性设定为与没有醋栗状部的橡胶限位器同等的特性。由此，能够将橡胶限位器在其安装上设定为较佳的形状，且能够容易进行安装间距的变更等，使其具有所期望的限位器特性。
另外，也能够采用使橡胶侧抵接面形成为与另一个构件的该橡胶侧抵接面抵接的部位进行面接触的形状的结构。根据该结构，使橡胶侧抵接面形成为例如曲面状以使其与另一个构件进行面接触，因此，与使两者进行线接触或点接触的情况相比，这样更能够实现应力的分散，从而提高橡胶部的强度以及耐久性。
另外，也能够采用如下的结构，即，在保持用金属部件中，形成有与另一个构件抵接来限制橡胶部的变形的金属部件侧抵接面，使该金属部件侧抵接面形成为能够与另一个构件中该金属部件侧抵接面抵接的部位进行面接触的形状。根据该构成，使金属部件侧抵接面形成为例如曲面状而与另一个构件进行面接触，因此，与使两者进行线接触或点接触的情况相比，这样更能够实现应力的分散，从而提高保持用金属部件的强度以及耐久性。
另外，所述橡胶限位器的安装部位未受特别限定，但也能够例示出螺栓紧固于转向架侧的结构，以使橡胶侧抵接面与用于连接铁道车辆的转向架侧与车身侧并传递前后方向力的连杆相互抵接，而限制连杆相对于转向架侧进行相对左右运动，从而限制车身侧的左右运动。螺栓紧固于这样的转向架侧的橡胶限位器中，其设置空间容易变窄，并且连杆能够牢固且反复地与橡胶侧抵接面相抵接，因此，特别适于采用本发明的结构。
发明效果
如上所述，根据本发明，在橡胶部中的分隔壁的附近形成醋栗状部，以提高橡胶部的耐久性，因此，能够使橡胶限位器适当小型化，将橡胶限位器设定为适宜安装的形状，且能够容易对橡胶限位器的安装间距进行变更等。并且，通过根据橡胶限位器的大小适当地选择橡胶的物性，能够设定为具有与没有醋栗状部的橡胶限位器同等的期望的限位器特性。
附图说明
图1是本发明的橡胶限位器的立体图。
图2是橡胶限位器的侧视图。
图3是橡胶限位器的主视图。
图4是橡胶限位器的俯视图。
图5是橡胶限位器的仰视图。
图6是保持用金属部件的立体图。
图7是保持用金属部件的侧视图。
图8是保持用金属部件的主视图。
图9是保持用金属部件的俯视图。
图10是保持用金属部件的仰视图。
图11是橡胶部的立体图。
图12是橡胶部的侧视图
图13是橡胶部的主视图。
图14是橡胶部的俯视图。
图15是橡胶部的仰视图。
图16是没有醋栗状部的橡胶限位器的立体图。
图17是没有醋栗状部的橡胶限位器的侧视图。
图18是没有醋栗状部的橡胶限位器的主视图。
图19是没有醋栗状部的橡胶限位器的保持用金属部件的立体图。
图20是没有醋栗状部的橡胶限位器的橡胶部的立体图。
图21是表示橡胶限位器的变形状态的图。
图22是表示没有醋栗状部的橡胶限位器的变形状态的图。
图23是表示橡胶限位器的弹簧特性的图。
图24是铁道车辆的转向架结构的示意图。
附图标记的说明
1橡胶限位器
2连杆
3保持用金属部件
4橡胶部
5底板
6侧板
7螺栓孔
8分隔壁
9保持部
10金属部件侧抵接面
11切槽
12橡胶侧抵接面
13醋栗状部
14橡胶限位器
15橡胶部
16橡胶侧抵接面
17橡胶限位器1的弹簧特性
18橡胶限位器14的弹簧特性
具体实施方式
以下，使用附图来说明用于实施本发明的橡胶限位器的实施方式。
如图1～图5所示，橡胶限位器1，例如，与将铁道车辆的转向架侧与车身侧连接起来以传递前后方向力的连杆2相抵接，用于限制连杆2相对于转向架侧的相对左右运动，从而限制车身侧的左右运动的橡胶限位器，其具有：保持用金属部件3，其被螺栓紧固在转向架侧；和橡胶部4，其被保持在保持用金属部件3上并与连杆2相抵接。
如图6～图10所示，保持用金属部件3例如由钢制成，且做成通过将侧板6从长方形的底板5的宽度方向两侧缘立起而形成的U字形，在其底板5的宽度方向中央部，空开螺栓间隔(P)地形成有插通有紧固螺栓的两个螺栓孔7。
在底板5的上表面，形成有从长度方向中央侧和宽度方向两侧包围着各螺栓孔7的呈U字形的两个分隔壁8，这些分隔壁8分隔成螺栓孔7的周缘部、和作为底板5的上表面部分而用于保持橡胶部4的保持部9。
将侧板6的上缘做成与连杆2相抵接以阻止该连杆2的进一步推压，而限制橡胶部4变形的金属部件侧抵接面10，其中央部形成为凹状且为圆弧形状。金属部件侧抵接面10的曲率半径，截面为圆形的连杆2的外周面的曲率半径设定为大致相同，金属部件侧抵接面10与连杆2形成面接触。另外，金属部件侧抵接面10的中央底部部分设定为高于分隔壁8的顶部，以阻止连杆2与分隔壁8抵接。
如图11～图15所示，橡胶部4构成为大致四角锥台的橡胶体，其底面形成为与保持用金属部件3的底板5大致相同的形状。在橡胶部4的长度方向两侧的中央部形成有U字形的切槽11，以避免与分隔壁8发生干扰；在保持用金属部件3的保持部9上配置有橡胶部4，以使该切槽11的底部附近覆盖分隔壁8的顶部外缘侧。
橡胶部4的上表面形成为比金属部件侧抵接面10更突出的高度，而成为与连杆2抵接以限制连杆2的相对运动的橡胶侧抵接面12。橡胶侧抵接面12形成为凹形曲面状，并且将其曲率半径设定为与截面为圆形的连杆2的外周面的曲率半径大致相同，使得橡胶侧抵接面12与连杆2进行面接触。
在橡胶侧抵接面12的分隔壁8的附近，形成有例如将橡胶侧抵接面12凹设为大致半椭圆状而成的醋栗状部13，橡胶部4的变形受到分隔壁8的限制，从而能够缓和所产生的橡胶部4的局部应力。醋栗状部13构成为，将其底部设定成高于分隔壁8顶部的深度(D)，并且将其宽度设定为比分隔壁8窄的最大宽度(B)，进而将橡胶侧抵接面12的残留于两侧的醋栗状部13之间的部分的长度(a)设定为例如与醋栗状部13相同程度的长度。
接着，将使连杆2与橡胶限位器1抵接时的特性与没有醋栗状部的橡胶限位器14的情况进行比较说明。
首先，对未设有醋栗状部的橡胶限位器14的结构进行说明。如图16～图20所示，橡胶限位器14具有与本发明的橡胶限位器1大致相同的结构，但在橡胶部15中未形成醋栗状部，在包括分隔壁8附近部分的整个范围内形成有橡胶侧抵接面16。
图21表示了将连杆2按压到橡胶限位器1的橡胶侧抵接面12上时的橡胶部4的变形状态；是根据1/4模型的FEM分析求出的其橡胶部4的变形。另外，图22表示了将连杆2按压到橡胶限位器14的橡胶侧抵接面16上时的橡胶部15的变形状态；是根据1/4模型的FEM分析求出的该橡胶部15的变形。
如图21所示，橡胶限位器l通过形成有醋栗状部13，以抑制橡胶部4的位于分隔壁8附近的部分向上下方向发生压缩，还相应地抑制其向长度方向伸长的变形，并将局部应力抑制在例如大约2MPa。
与此相对，如图22所示，随着使橡胶部15中的分隔壁8的附近部分强力地向上下方向压缩，橡胶限位器14变形为，向长度方向大大地伸长，并且还跨过分隔壁8陷入螺栓侧中，例如产生了大约20MPa的局部应力。
根据上述构成，在橡胶侧抵接面12上的分隔壁8附近，形成有大致半椭圆形的醋栗状部13。由此，在连杆2与橡胶侧抵接面12抵接时，首先，连杆2与除醋栗状部13以外的部位接触，其后，随着连杆2更牢固地进行抵接，橡胶部4产生变形而将醋栗状部13从离开分隔壁8的部位逐渐关闭。这样，醋栗状部13形成有可延迟连杆2与分隔壁8的附近部分的接触且用于避让橡胶变形的避让余量，因此，降低了橡胶部4受分隔壁8限制而产生的局部应力，能够提高橡胶部4的耐久性。
通过提高橡胶部4的耐久性，能够适当减小橡胶侧抵接面12的面积，由此相应地扩大了螺栓间隔(P)的选择范围，能够在其宽范围内适当设定螺栓间隔(P)。例如，相对于将没有醋栗状部的橡胶限位器14的螺栓间隔(p)设定为170mm～200mm左右的范围而言，在形成有醋栗状部13的橡胶限位器l中，能够将螺栓间隔(P)设定为100mm～200mm左右的范围。
另外，通过强力地推压连杆2，而关闭了醋栗状部13，因此，能够将连杆2强力抵接时的橡胶限位器l的弹簧特性设定为与没有醋栗状部的橡胶限位器14相同的程度。此外，通过减小橡胶侧抵接面12的面积，可减小橡胶部4的弹簧常数，在该情况下，根据橡胶侧抵接面12的面积，将橡胶的硬度适当地设定在例如A50～A80(类型A硬度计)的范围内，由此能够将其橡胶部4的弹簧常数设定为具有与没有醋栗状部的橡胶限位器14同等程度的弹簧特性。
例如，在图23中，示出了设置有醋栗状部13的橡胶限位器l的弹簧特性17与没有醋栗状部的橡胶限位器14的弹簧特性18大致相同的特性。在此，在图23中，纵轴表示施加于橡胶限位器上的载荷的大小，横轴表示与各载荷相对应的橡胶限位器的位移量。
另外，通过将橡胶侧抵接面12与连杆2设定为同等大小的曲率半径以使两者进行面接触，因此，使应力向整个橡胶侧抵接面12分散，能够提高橡胶部4的强度以及耐久性。
另外，在保持用金属部件3的侧板6形成有金属部件侧抵接面10，因此，能够将该金属部件侧抵接面10作为施加了超出设想的高负荷时的最终限位器来发挥功能，从而能够进一步提高安全性。并且，将金属部件侧抵接面10与连杆2设定为同等大小的曲率半径以使两者进行面接触，因此，使应力向整个金属部件侧抵接面10分散开，能够提高作为最终限位器的强度。
此外，本发明并不局限于上述的实施方式，在本发明的范围内能够加以适当的变更。例如，醋栗状部13的形状并不仅限于大致半椭圆状，也能够适当设定为球面状、锥形状和垂直形状等。
另外，即使在连杆2未形成为圆形的情况下，只要是以能够与其外周面进行面接触的方式设定金属部件侧抵接面10和橡胶侧抵接面12的形状即可，进而，也可以使连杆2与金属部件侧抵接面10以及橡胶侧抵接面12进行线接触或点接触。另外，只要限位器橡胶1能够限制多个构件的相对位移即可，也可以不局限于限位器橡胶1安装在铁道车辆的转向架侧以使其与连杆2抵接的结构，也能够应用到其他用途上。

Claims (4)

1.一种橡胶限位器，其用于限制多个构件的相对位移；其特征在于，所述橡胶限位器具有：
保持用金属部件，其被螺栓紧固于多个构件中的一个构件上；和橡胶部，其被保持于该保持用金属部件上，且与所述多个构件中的另一个构件相抵接；在所述保持用金属部件中，形成有用于将插通有紧固螺栓的螺栓孔的周缘部与保持所述橡胶部的保持部分隔开的分隔壁；所述橡胶部被设置为使与另一个构件抵接的橡胶侧抵接面从分隔壁的顶部突出，并且在所述分隔壁的附近形成有醋栗状部。
2.根据权利要求1所述的橡胶限位器，其特征在于，使所述橡胶侧抵接面形成为与所述另一个构件中的该橡胶侧抵接面抵接的部位进行面接触的形状。
3.根据权利要求1所述的橡胶限位器，其特征在于，在所述保持用金属部件，形成有与所述另一构件抵接以限制橡胶部变形的金属部件侧抵接面，该金属部件侧抵接面形成为与另一个构件中的该金属部件侧抵接面抵接的部位进行面接触的形状。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的橡胶限位器，其特征在于，所述橡胶限位器被螺栓紧固于转向架侧，以便使所述橡胶侧抵接面抵接到用于将铁道车辆的所述转向架侧与车身侧连接起来以传递前后方向力的连杆上，以限制所述连杆相对于转向架侧的相对左右运动，从而限制车身侧的左右运动。
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