CN105987114B - 带有防火罩的轴弹簧 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种可保持耐久性以及机械特性，并且可提高阻燃性的轴弹簧。本发明具备：具有橡胶状弹性体的轴弹簧；以及，筒状防火罩(7)，所述筒状防火罩相对于所述轴弹簧以气密地包围所述橡胶状弹性体的形式安装，防火罩具有阻燃性，防火罩(7)内填充有惰性气体。
Description
技术领域
本发明涉及适用于大型施工设备、大型船舶、车辆用、特别是铁道车辆的阻燃性优异的轴弹簧(軸ばね)。
背景技术
以往，在铁道车辆中，如专利文献1所述，为了吸收和缓和蛇形运动和上下运动时的冲击，在转向架框架和车轴侧构件之间安插轴弹簧。近年来，在欧洲，各个领域的防火要求逐渐变得严格，针对铁道车辆也制定出了新的标准EN45545-2。因为轴弹簧上使用了橡胶状弹性体，所以要求橡胶状弹性体符合上述标准。上述标准中，对含有卤素的气体的发生量也有严格的限制。在不含卤素的情况下，作为满足上述标准的树脂，知晓的有例如使用如专利文献2所示的硅酮系材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2004-1614号公报
专利文献1：特表2009-502425号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，对于像轴弹簧这样的在经受负荷的严酷环境下使用的橡胶状弹性体，其现状是，无法得到保持现有产品的耐久性以及机械特性、并且还满足上述标准的水平的物品。
因此，本发明的目的是提供能够保持现有产品的耐久性以及机械特性、并且能够提高阻燃性的轴弹簧。
解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明的一个方案的特征在于，具备：具有橡胶状弹性体的轴弹簧；以及，筒状防火罩，所述筒状防火罩相对于所述轴弹簧以气密地包围所述橡胶状弹性体的形式安装，所述防火罩具有阻燃性，所述防火罩内填充有惰性气体。
根据上述结构，通过具有阻燃性的防火罩来包围橡胶状弹性体，能够提高轴弹簧整体的阻燃性。另外，因为橡胶状弹性体可以使用现有材料制作，所以能够保持耐久性以及机械特性。
进一步地，在上述方案中，因为防火罩内填充有惰性气体，所以即使在防火罩的一部分因火焰而破损的情况下，也能够通过防火罩内部填充的惰性气体而延迟橡胶状弹性体的着火。惰性气体可以填充在橡胶状弹性体和防火罩之间的空间。
另外，防火罩的上端部以及下端部也可以利用紧固带固定在轴弹簧上。由此，可以进一步提高气密性，能够在长期过程中在防火罩内填充惰性气体。
另外，也可以采用如下的结构：设置向防火罩内供给惰性气体的气体供给装置和控制来自气体供给装置的惰性气体的供给的控制部。随着时间的流逝，防火罩内的惰性气体会渐渐置换为空气，所以通过控制部每经过给定时间向防火罩内供给惰性气体，能够一直将防火罩内的惰性气体浓度保持在一定水平以上。
另外，设置将防火罩内的气体排气的排气通道，排气通道通过控制部进行开关控制，控制部可以在向防火罩内供给惰性气体时打开排气通道，在停止惰性气体的供给时关闭所述排气通道。由此，可以将侵入到防火罩内的空气迅速排气，再置换为惰性气体。
此外，设置检测防火罩内的异常的异常检测传感器，控制部在异常检测传感器检测到异常时，还可从气体供给装置向防火罩内供给惰性气体。具体而言，在防火罩因火焰而一部分破损时，通过从气体供给装置连续地供给惰性气体，可以灭火或者迟延轴弹簧的燃烧。
发明的效果
本发明中，以气密地包围轴弹簧的橡胶状弹性体的形式安装具有阻燃性的防火罩，并在防火罩内填充惰性气体，从而能够保持耐久性以及机械特性，并且提高轴弹簧整体的阻燃性。
附图说明
【图1】本发明的第1实施方式的带有防火罩的轴弹簧的正面图。
【图2】紧固带的平面图。
【图3】本发明的第2实施方式的带有防火罩的轴弹簧的正面概略图。
【图4】本发明的第3实施方式的带有防火罩的轴弹簧的正面概略图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本发明的第1实施方式的铁道车辆用的带有防火罩的轴弹簧的正视图，右半部分示出剖面。如图所示，本实施方式的带有防火罩的轴弹簧设为在锥形塞型的轴弹簧上安装防火罩的结构。
轴弹簧具备：配置在轴弹簧的中心轴CA上的中心件1；与中心件同心配置的外筒2；安插在中心件1和外筒2之间的弹性部3；和从中心件1向下方凸出设置的芯轴4。弹性部3设为由橡胶状弹性体构成的弹性层5和中间筒6交互层叠而成的层叠橡胶结构，与中心件1以及外筒2一起一体化加硫成形。
具体而言，中心件1形成圆锥台形，在遍布其外周的全周，弹性层5以环状设置，形成剖面八字状。弹性层5的外周侧配置有外形为圆锥台形的由金属等硬材料构成的中间筒6。由此，通过获得将弹性层5和中间筒6交互配置的层叠橡胶结构而形成弹性部3。轴弹簧是在铁道车辆的车轮中心的前后两侧的每个位置上，在中心轴CA上下竖直的状态下，安插在转向架框架(车体侧构件的一例)和轴箱(车轴侧构件的一例)之间而使用的。
安装在上述结构的轴弹簧上的防火罩7由达成EN45545-2的具有阻燃性的弹性体构成。而且，防火罩本身不经受来自外部的负荷，只要具有可追随轴弹簧的变位的程度的可挠性即可，因此，作为弹性体组合物可使用的材料的选择范围大于构成弹性部3的橡胶状弹性体的材料，可以适宜地进行调整。
具体而言，可以在橡胶状弹性体组合物中配合氢氧化铝等无机填充剂。另外，也可以并用磷酸化合物或者胺化合物等防燃剂。此外，作为聚合物，除了天然橡胶或合成橡胶，还可以使用专利文献2所示的硅酮系材料。此外，也可以使用采用阻燃性基材(织布、无纺布)并在其上含浸或涂敷橡胶状弹性体组合物而成的材料。
防火罩7是具有上下开口的圆筒状，防火罩的下侧形成为越往下走直径变得越小的漏斗状。设计成这种形状，能够将防火罩7一体化成形。关于防火罩7，下端部7b通过紧固带8固定在弹性部3的下端部，上端部7a通过紧固带8固定在外筒2的外周面上。
紧固带8，如图2所示，是将金属制或者合成树脂制的带状材料弯曲成圆形而成，将两端部向半径方向的外方折曲以形成互相相对的折曲部9、9，在双方的折曲部9上形成通孔，并利用螺栓或螺母等连接构件21紧入。
另外，对于紧固带8，只要能够均匀紧固防火罩7的上端部以及下端部的全周，即可无特别限制而使用。作为上述结构以外的例子，可以使用ジュビリー(注册商标)带。ジュビリー带由一端固定有筒状壳体的金属制或者合成树脂制的带构成。
在壳体的内部，以旋转自由的方式配置表面形成有螺纹的螺杆。螺杆的旋转轴的方向设置为与带的长度方向一致。另一方面，在带的另一端上，形成有能够与螺杆的螺纹啮合的多个槽部。这样，通过将带的另一端导入壳体内而使螺杆和槽部啮合，并且让螺杆旋转，能够将紧固带紧入。
在轴弹簧上安装防火罩7的情况下，首先，将防火罩7的下端部7b或者上端部7a安装到给定的位置，并利用紧固带8紧固而固定。接着，将防火罩7的另一个端部安装到给定位置。此时，挪动另一个端部的一部分将惰性气体的供气喷嘴插入到防火罩7内，从喷嘴供给惰性气体。将防火罩7内的空气清除，并填充惰性气体后，取出喷嘴，将挪动的防火罩恢复到原状，利用紧固带8紧固进行固定。
由此，弹性部3通过防火罩7气密地包围，能够长时间保持防火罩7内填充有惰性气体的状态。另外，作为惰性气体，可使用氮气或氦气等。
[第2实施方式]
图3是示出本发明的第2实施方式的铁道车辆用的带有防火罩的轴弹簧的正面图，右半部分示出了剖面。本实施方式的特征在于，设有向防火罩内供给惰性气体的气体供给装置、将防火罩内的气体排气的排气通道以及控制来自气体供给装置的惰性气体供给以及排气通道的开关的控制部，其他结构与第1实施方式相同。
如图所示，本实施方式设有气体供给装置12、排气通道13以及控制来自气体供给装置12的惰性气体供给以及排气通道13的开关的控制部。气体供给装置12使用惰性气体储罐，控制部由微型计算机构成。
第1实施方式中，在轴弹簧上安装防火罩7之前，将防火罩7内的空气置换为惰性气体，但在本实施方式中，在轴弹簧上安装防火罩7之后，从气体供给装置12供给气体。此时，控制部14打开排气通道13。由此，能够将防火罩7内的空气迅速置换成惰性气体。
防火罩7上的与气体供给装置12的连接位置和排气通道13的形成位置优选夹着中心轴CA以对称位置配置。通过以上方式配置，能够将防火罩7内的空气有效地置换成惰性气体。
防火罩7内的惰性气体随着时间的流逝渐渐置换为空气。所以，在本实施方式中，控制部14设计成每经过给定时间向防火罩7内供给惰性气体。由此，能够一直将防火罩7内的惰性气体浓度保持在一定水平以上。另外，控制部14在每经过给定时间供给惰性气体时，还打开排气通道13。由此，能够有效地再填充惰性气体。
供给惰性气体的方法，除了上述的方法，还可以持续供给微量的惰性气体。在这种情况下，可以使排气通道13保持关闭状态。当防火罩7内达到一定压力以上，则从防火罩7的上端部或者下端部的缝隙将惰性气体排气。也可以设有将防火罩7内的惰性气体排气的排气阀之类的压力调整装置。由此，能够防止防火罩7内的压力过剩。
[第3实施方式]
图4是示出本发明的第3实施方式的铁道车辆用的带有防火罩的轴弹簧的正面图，右半部分示出了剖面。本实施方式的特征在于，设有检测防火罩内的异常的异常检测传感器，当控制部通过异常检测传感器的信号检测到异常时，控制由气体供给装置的惰性气体的供给以及排气通道的开关，其他结构与第2实施方式相同。
在本实施方式中，弹性部3和防火罩7之间的空间配置有作为异常检测传感器15的温度传感器，控制部14在用异常检测传感器15检测出的温度判断为异常高时，会判断为由于发生火灾而防火罩7破损，从而高温气体流入到防火罩内，所以会供给惰性气体。并且在这种情况下，控制部14不打开排气通道13而使其保持关闭的状态。
由此，从因火焰而破损的防火罩7的部分沿着火焰的方向供给惰性气体，从而能够灭火或者迟延轴弹簧的燃烧。在本实施方式中，异常检测传感器15使用温度传感器，但是除了所述温度传感器，还可以使用压力传感器、检测惰性气体或空气等的浓度的气体浓度检测器中的一种或组合两种以上使用。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明的范围不限于此，可以在不脱离本发明的构思的范围内添加各种变体而实施。例如，在第1～第3实施方式中，对使用锥形塞型弹性部的轴弹簧进行了说明，但不限于此，还可以是使用了水平方向(上下方向)层叠弹性体和金属板的层叠橡胶塞型，也可以是仅仅是由橡胶状弹性体构成的弹性部，也可以是使用了其他结构的橡胶状弹性体的弹性部。
另外，在第1～第3实施方式中，防火罩设为漏斗状，但是并不限定于此，也可以在一部分上形成波纹管部(蛇腹部)。由此，可以更容易追随轴弹簧的变位。另外，在第2以及第3实施方式中形成有排气通道，但是也可以不形成。在这种情况下，可以由气体供给装置一点一点少量地供给惰性气体。在供给惰性气体时，防火罩内加压，气体会从防火罩的上端部或者下端部缓缓地排气。另外，通过在防火罩设置压力调整装置，能够在防火罩内惰性气体压力过剩时，将惰性气体向外部排气。
附图标记说明
1 中心件
2 外筒
3 弹性部
4 芯轴
5 弹性层
6 中间筒
7 防火罩
7a 防火罩上端部
7b 防火罩下端部
8 紧固带
9 折曲部
11 连接构件
12 气体供给装置
13 排气通道
14 控制部
15 异常检测传感器
CA 中心轴
Claims (5)
1.带有防火罩的轴弹簧，其特征在于，具备：具有橡胶状弹性体的轴弹簧；以及，筒状防火罩，所述筒状防火罩相对于所述轴弹簧以气密地包围所述橡胶状弹性体的形式安装，所述防火罩为具有上下开口的圆筒状，下侧形成为越往下走直径变得越小的漏斗状，具有可追随轴弹簧的变位的可挠性及阻燃性，所述防火罩内填充有惰性气体，设有：向所述防火罩内供给惰性气体的气体供给装置；将所述防火罩内的气体排气的排气通道；以及控制部，其控制来自所述气体供给装置的惰性气体的供给，以及所述排气通道的开关，所述控制部保持所述排气通道关闭，并向所述防火罩内供给惰性气体，将所述防火罩内维持在加压状态。
2.根据权利要求1所述的带有防火罩的轴弹簧，其特征在于，所述惰性气体填充在所述橡胶状弹性体和所述防火罩之间的空间。
3.根据权利要求1或2所述的带有防火罩的轴弹簧，其特征在于，所述防火罩的上端部以及下端部利用紧固带固定在所述轴弹簧上。
4.根据权利要求1或2所述的带有防火罩的轴弹簧，其特征在于，所述控制部每经过给定时间向防火罩内供给惰性气体。
5.根据权利要求1所述的带有防火罩的轴弹簧，其特征在于，设有检测所述防火罩内的异常的异常检测传感器，所述控制部在所述异常检测传感器检测到异常时，从所述气体供给装置向所述防火罩内供给惰性气体。
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