CN105987118A - 空气弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明需要解决的课题是提供一种利用防火罩覆盖橡胶制品，从而保护其免受火花和火的攻击、同时能够防止防火罩内侧发生负压的空气弹簧。解决课题的方法是在上侧部件(2)和下侧部件(3)之间安装筒状隔膜(4)。在上侧部件(2)以及下侧部件(3)上安装筒状防火罩(5)。筒状防火罩(5)从外侧覆盖整个隔膜(4)保护其免受火花和火的攻击。设置连通路(6)来连通防火罩(5)的内外。当空气弹簧(1)发生变位时，空气通过连通路(6)出入。能够防止防火罩(5)的内侧发生负压。

Description

空气弹簧

技术领域

本发明是在上侧部件和下侧部件之间安装有筒状隔膜的结构，涉及装配在铁道车辆和汽车、各种工业机械等上的空气弹簧。

背景技术

通常，装配在铁道车辆等上的空气弹簧是在上侧部件和下侧部件之间安装有由经加强的筒状橡胶膜构成的隔膜的结构，隔膜等橡胶制部件露出其外部。

为了提高这种橡胶制部件露出至外部的空气弹簧的防火性能，一般会提高构成橡胶制部件的橡胶本身的防火性能，但是在提高橡胶的防火性能的同时，有可能会降低橡胶制品的防振性能和耐久性等其他性能。

针对这种问题，如图9所示，专利文献1公开了一种带有防燃罩的空气弹簧，设有从上面板101垂下的圆筒状防燃罩(防火罩)102，使防燃罩102的下端边缘位于橡胶伸缩囊(隔膜)103之下。专利文献1的带有防燃罩的空气弹簧在不影响空气弹簧本身的性能的情况下，使橡胶伸缩囊103免受火花、火等的攻击。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)特开平11-94002号公报(第0014、0020段，图1)

发明内容

本发明需要解决的课题

然而，在专利文献1的空气弹簧中，虽然防燃罩102的下端边缘位于橡胶伸缩囊103之下，但是防燃罩102的下端边缘的下方有间隙104，火有可能会从该间隙104侵入到橡胶伸缩囊103等橡胶制品的周围(参照图9)。

为了防止火从间隙104侵入，考虑将防燃罩120的上下端固定在空气弹簧上，用防燃罩102覆盖整个伸缩囊103等橡胶制品。

不过，例如空气弹簧通过铁道车辆的行驶而变位时，防燃罩102和橡胶伸缩囊103之间的空间容积会随着变位而发生变化。而此时，当防燃罩102将空气弹簧的周围覆盖得无间隙而隔绝空气的出入，防燃罩102内侧的气压会发生变化，防燃罩102则有可能会因内侧的负压被压坏而破损。

本发明的目的是提供一种利用防火罩覆盖橡胶制品，保护其免受火花和火的攻击的同时，防止防火罩内侧发生负压的空气弹簧。

解决课题的方法

为了达到上述目的，本发明涉及的空气弹簧在上侧部件和下侧部件之间安装筒状隔膜，在其上侧部件以及下侧部件上固定从外侧覆盖隔膜的筒状防火罩，并设有连通防火罩内外的连通路。

按照该结构，因为在上侧部件以及下侧部件上固定筒状防火罩，所以能够从外侧覆盖整个隔膜保护其免受火花和火的攻击。而且，因设有连通防火罩内外的连通路，当空气弹簧变位时，空气可通过连通路出入，可以防止防火罩的内侧发生负压。

此外，连通路可以是仅仅在防火罩上形成的具有能够阻止火侵入的程度的大小的小孔，但也可以将连通路的流路长度设定为具有长于防火罩的厚度的长度。

按照该结构，因为连通路的流路长度是长的，所以在为连通路设置较大的内径的同时也能够防止火通过连通路侵入到防火罩的内侧。而且，因为连通路的流路长度是长的，可以在连通路上适当形成曲折部，所以在为连通路设置较大的内径的同时也能够更切实地防止火气的侵入。因此，保护隔膜免受火花和火的攻击的同时，能够使防火罩内外的空气出入顺畅，防止负压的发生。

另外，连通路可以设计成在防火罩上安装的具有能够阻止火侵入的程度的小直径的筒状元件等专用元件，但也可以将连通路形成在下侧部件上。

按照该结构，因为将连通路形成在下侧部件，能够省略作为连通路的专用元件。而且，下侧部件是载置在空气弹簧的支持台上、接收作用于空气弹簧的负荷并传递到支持台的部件。通过在该下侧部件上形成连通路，可以使空气弹簧变位时连通路的变位变小，起到能够防止随着连通路的变位发生的惯性力损坏连通路以及周围的效果。

另外，下侧部件上的固定防火罩的部位可以在下侧部件的上表面或下表面，但也可以将防火罩固定在下侧部件的侧面。

按照该结构，防火罩固定在下侧部件的侧面，因此能够将防火罩上的与下侧部件固定的部位尽量设在外侧，由此下侧部件周围的防火罩内侧空间变大，能够使配置流通路的空间变大。

另外，空气弹簧的具体结构可以是任意形式，下面示例性举出以具备固定隔膜下端的外筒、设在该外筒上用于控制上侧部件的变位的抵接部分、接收外筒传递的负荷的中心件和设置在外筒以及中心件之间的圆锥台形状的筒状弹性层的圆锥状停止器为下侧部件，而防火罩覆盖该筒状弹性层的结构。

按照该结构，利用防火罩除了保护隔膜还可以保护筒状弹性层。并且，可以采用以水平层叠橡胶层以及中间板的层叠橡胶形式的停止器替代圆锥状停止器为下侧部件的结构，或省略圆锥状停止器，将板状的部件作为下侧部件的结构的空气弹簧。

另外，如果采用下侧部件为圆锥状停止器的结构，也可以将连通路形成在支持圆锥状停止器的中心件的垫片上。

按照该结构，是在具有比较简单的形状的垫片上形成连通路，所以可以简化连通路的加工。而且，能够在不干涉内侧的筒状弹性层的情况下形成连通路，可以防止连通路的存在引起的对圆锥状停止器功能的阻碍。

另外，如果采用下侧部件为圆锥状停止器的结构，可以将连通路形成在从支持圆锥状停止器的中心件的垫片向下凸出的芯轴上。

按照该结构，由于在从垫片向下凸出的芯轴上形成连通路，所以能够将连通路的流路长度设置为充分的长度，从而确实地防止火的侵入。而且，芯轴是空气弹簧载置于支持台时与支持台卡合的元件，通过在芯轴上形成连通路，能够适当地在支持台的下方开口连通路。

发明的效果

如上所述，本发明通过将筒状防火罩固定在上侧部件以及下侧部件上从而覆盖整个隔膜，同时还设有连通防火罩内外的连通路。因此，通过防火罩保护隔膜免受火花和火的攻击的同时，能够在空气弹簧变位时使防火罩内外的空气出入，防止防火罩因其内侧发生的负压而受损。

附图说明

图1是本发明的第一实施方案的空气弹簧的截面图

图2是示出连通路的图1的重要部分扩大图。

图3是示出小孔的图1的重要部分扩大图。

图4是第二实施方案的空气弹簧的截面图。

图5是示出连通路的图4的重要部分扩大图。

图6是图5的A-A截面图。

图7是第三实施方案的空气弹簧的截面图。

图8是第四实施方案的空气弹簧的截面图。

图9是现有的带有防火罩的空气弹簧的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明涉及的空气弹簧的第一实施方案～第四实施方案进行说明。

第一实施方案

如图1～图3所示，空气弹簧1装配在例如铁道车辆上面，形成在例如安装在车身侧的作为上侧部件的上面板2和例如安装在底架侧的作为下侧部件的圆锥状停止器3之间安装筒状隔膜4的结构，该上面板2以及圆锥状停止器3上固定有从外侧覆盖隔膜4的筒状防火罩5，还设有连通该防火罩5的内外的连通路6。

上面板2是例如周缘部加厚的钢制圆盘形状，在该周缘部通过与安装环7的夹持固定隔膜4的上端。在上面板2的中央形成圆孔的同时，在该圆孔中嵌合筒状凸起部8，该凸起部8与例如车身侧卡合的同时，作为用于往隔膜4的内部提供空气的进气口。

圆锥状停止器3具备固定隔膜4的下端的外筒9、设在外筒9上用于控制上面板2的变位的作为抵接部分的抵接部件10、接收外筒9传递的负荷的中心件11、支持中心件11的垫片12、以及以径向交替配置的方式设置在外筒9和中心件11之间的圆锥台形状的多个筒状弹性层13a、13b、13c和中间筒14a、14b。

外筒9是内周面的下侧设置在大直径圆锥台面上的例如钢制的筒状，通过在其上端部外嵌隔膜4的下端部，隔膜4的下端固定在外筒9上。外筒9的上端附近的外周侧形成有环状凸出的接受部15，接受外嵌在外筒9的上端部的隔膜4的下端部。

抵接部件10是外周部斜着向下弯曲的圆盘形状，其周缘部使用螺栓附接在外筒9的上端面上，设在中央部上表面的抵接面16凸出至外筒9上方。当上面板2下降时，该抵接部件10通过抵接面16抵接上面板2的下表面，控制上面板2的进一步变位。

中心件11是例如钢制的，为具有与外筒9的内周面同一倾斜度的外周面的圆锥台形状，其母线的长度设定为长于外筒9的内周面的母线的长度。中心件11的下端面的外周部分被切除，中央部分相对凸出。此外，为了使中心件11轻量化，中心件11的内部形成有下端面开口的中空孔17。

垫片12是例如钢制的，为直径大于中心件11的下端面的圆盘状，在形成在其上表面的圆形凹部中嵌入中心件11的下端面中央部的凸出部分的同时，通过在凹部的周围使用螺栓缔结中心件11的下端面外周部，将中心件11安装在垫片12上表面，使垫片12支持中心件11。

垫片12的下表面安装有圆柱状的芯轴18，该芯轴18从垫片12向下侧凸出，成为例如卡合在底架的形状。芯轴18的上端面的外周部分被切除，中央部分相对凸出，通过将该凸出部分嵌合在形成于垫片12中央的嵌合孔中，在垫片12上安装芯轴18。此外，为了使芯轴18轻量化，芯轴18的内部形成有上端面开口的中空孔19。

筒状弹性层13a、13b、13c分别是具有防振性能的圆锥台形状的筒状橡胶。将该筒状弹性层13a、13b、13c的外周面以及内周面的倾斜度设定为与外筒9的内周面以及中心件11的外周面一样的角度，外侧的筒状弹性层13a以及内侧的筒状弹性层13c分别硫化粘接在外筒9以及中心件11上。

中间筒14a、14b分别为圆锥台形状的例如钢制筒，其倾斜度与外筒9的内周面以及中心件11的外周面是一样的角度，通过硫化粘接的方式置于筒状弹性层13a、13b、13c之间。

该中间筒14a、14b的母线的长度短于中心件11，上端与中心件11位于同等高度。因此，筒状弹性层13a、13b、13c以及中间筒14a、14b的下端与中心件11的下端相比充分位于上方，垫片12的上方形成有充分的空间。

隔膜4是在筒状橡胶膜中埋设加强线等进行经加强的结构，通过将其上下端固定在上面板2以及圆锥状停止器3的外筒9上，对内侧进行密封。在该隔膜4的内侧封入空气，通过将下端推向上方使中央部向外侧膨胀，利用内侧的气压弹性支持例如上面板2承受的来自车身侧的负荷。

防火罩5是例如由具有耐火性能的公知的橡胶膜构成的筒状，上端利用钢制捆扎带20固定在上面板2的安装环7的侧面，下端利用钢制捆扎带21固定在圆锥状停止器3的垫片12的侧面。该防火罩5结合由中央部向外侧膨出的隔膜4和将其下端推向上方的圆锥状停止器3构成的大体形状，成为上部是等直径、而下部是末端细的锥形的筒状结构，通过覆盖隔膜4以及圆锥状停止器3的筒状弹性层13a、13b、13c，阻止橡胶部露出在外。

防火罩5的下部的锥形部分上在周方向连续形成有径向容易伸缩的波纹管部22，从而可调节防火罩5的下端直径，从而使得在垫片12的侧面上固定变得容易，同时容易追随空气弹簧1的变位。波纹管部22的沟部形成有多个小孔23，连通防火罩5的内外。

连通路6由形成在垫片12的外周部上的竖向孔24和以从竖向孔24的下端达到垫片12的侧面的方式形成在垫片12的外周部下表面的槽口25构成，并形成在垫片12的外周部的多个适宜的位置，连通防火罩5的内外。

按照上述结构，防火罩5覆盖隔膜4以及圆锥状停止器3的筒状弹性层13a、13b、13c，阻止橡胶部露出在外，因此能够提高空气弹簧1的防火性能。而且，形成连通路6以及小孔23来连通防火罩5的内外，因此通过由此处使空气出入，能够阻止防火罩5的内侧气压随着空气弹簧1的变位发生变化，能够防止防火罩5因其内侧的负压而受损。

此外，连通路6是由竖向孔24和槽口25构成的，因此将其流路长度设定为长于防火罩5的厚度的长度的同时，可以在竖向孔24和槽口25的边界上使其弯曲。由此，将连通路6的流路面积设定为大于小孔23，以使空气容易出入，同时阻止火从外部进入到防火罩5的内侧，能够提高空气弹簧1的防火性能。

第二实施方案

如图4～图6所示，第二实施方案的空气弹簧26的结构与第一实施方案的空气弹簧1的结构基本相同，只是利用从垫片12向下凸出的芯轴18的中空孔19来设置连通路27，以替代由垫片12的竖向孔24以及槽口25构成的连通路6。

连通路27由形成在垫片12表面的环状路28、芯轴18的中空孔19、形成在芯轴18的下端的进出气口29构成。环状路28是通过将垫片12上表面的圆形凹部的直径设定为大于中心件11的下端面中央部的凸出部分的直径来形成的，并且在比内侧的筒状弹性层13c的外周缘30位于更外侧的部分上将上面侧开口来形成环状开口31。通过偏心设置芯轴18，使该环状路28与芯轴18的中空孔19的上端开口32互通。

在防火罩5的内侧，通过将空气吐到环状路28的环状开口31，使空气通过环状路28从开口32流入到中空孔19，再从其下端的进出气口29排到防火罩5的外侧。而且，空气按照相反的路径进入到防火罩5的内侧，防止防火罩5的内侧发生负压。其他结构与第一实施方案相同。

第三实施方案

如图7所示，第三实施方案的空气弹簧33的结构与第一实施方案的空气弹簧1的结构基本相同，只是中心件11上形成有横向孔35，并从横向孔35到芯轴18的下端形成有竖向孔36，以作为连通路34，从而替代垫片12上形成的连通路6。通过在中心件11上形成横向孔35，能够将防火罩5的下端固定在垫片12的上表面侧的大空间上。其他结构与第一实施方案相同。

第四实施方案

如图8所示，第四实施方案的空气弹簧37的结构与第一实施方案的空气弹簧1的结构基本相同，只是在防火罩5的下端附近设置分开的筒状元件构成的连通路38，以替代垫片12上形成的连通路6。连通路38的长度是能够充分防止火侵入的长度，呈L字形状弯曲。

连通路38是由专用的筒状元件构成的，因此除了防火罩5的其他部位可以是与现有的空气弹簧相同的结构，此外，与第三实施方案相同，能够在垫片12的上表面侧的大空间上固定防火罩5的下端。另外，在防火罩5的下端附近设置连通路38，因此能够使空气弹簧37变位时连通路的变位变小，能够防止惯性力导致的防火罩5损坏。其他结构与第一实施方案相同。

另外，本发明并不限定于上述实施方案，可以在本发明的范围内适当进行变更。例如，空气弹簧并不限于用在铁道车辆上，也可以装配在汽车和各种工业机械等上。另外，可以设置水平层叠橡胶层以及中间板的层叠橡胶来替代圆锥状停止器，也可以省略圆锥状停止器等，将隔膜直接固定在下面板。此外，也可以是没有形成连通路，只是在防火罩上形成了小孔。

附图标记说明

1 空气弹簧

2 上面板(上侧部件)

3 圆锥状停止器(下侧部件)

4 隔膜

5 防火罩

6 连通路

7 安装环

8 凸起部

9 外筒

10 抵接部件

11 中心件

12 垫片

13a、13b、13c 筒状弹性层

14a、14b 中间筒

15 接受部

16 抵接面

17 中空孔

18 芯轴

19 中空孔

20 钢制捆扎带

21 钢制捆扎带

22 波纹管部

23 小孔

24 竖向孔

25 槽口

26 空气弹簧

27 连通路

28 环状路

29 进出气口

30 外周缘

31 环状开口

32 开口

33 空气弹簧

34 连通路

35 横向孔

36 竖向孔

37 空气弹簧

38 连通路

Claims (7)

1.一种空气弹簧，其在上侧部件和下侧部件之间安装有筒状隔膜，其特征在于，在所述上侧部件以及下侧部件上固定从外侧覆盖所述隔膜的筒状防火罩，并设有连通该防火罩内外的连通路。

2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，将所述连通路的流路长度设定为长于防火罩厚度的长度。

3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其特征在于，所述连通路形成在所述下侧部件上。

4.根据权利要求1、2或3所述的空气弹簧，其特征在于，所述防火罩固定在所述下侧部件的侧面。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的空气弹簧，其特征在于，所述下侧部件为具备固定所述隔膜的下端的外筒、设在该外筒上用于控制上侧部件的变位的抵接部分、接收从外筒传递的负荷的中心件和设置在外筒以及中心件之间的圆锥台形状的筒状弹性层的圆锥状停止器，并且防火罩覆盖该筒状弹性层。

6.根据权利要求5所述的空气弹簧，其特征在于，所述连通路形成在支持所述圆锥状停止器的所述中心件的垫片上。

7.根据权利要求5所述的空气弹簧，其特征在于，所述连通路形成在从支持所述圆锥状停止器的所述中心件的垫片向下凸出的芯轴上。