CN109844357A - 空气弹簧和转向架 - Google Patents

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Abstract

该空气弹簧包括：外筒；内筒，该内筒与外筒相组合；隔膜，该隔膜将外筒和内筒联接到彼此，该隔膜在外筒和内筒之间提供内部空间；止动器组件，该止动器组件被布置在内部空间中，以能够在内筒上旋转，并且该止动器组件能够抑制外筒朝向内筒的过量移动；手柄，该手柄用于使得止动器组件在内筒上旋转；引导构件，该引导构件被装配到手柄，以从手柄立起；定位构件，该定位构件插入引导构件中的引导孔中，并且该定位构件用于定位手柄；定位孔，该定位孔被设置在内筒中，并且该定位孔能够接收定位构件；以及保持机构，该保持机构用于在定位构件被插入到定位孔中的状态下将定位构件保持在内筒中。止动器组件相对于内筒的位置通过将定位构件插入到定位孔中来设置。

Description

空气弹簧和转向架
技术领域
本发明涉及空气弹簧和转向架。
背景技术
利用压缩空气的弹性的空气弹簧已为公知。例如，日本专利申请公开2012-145135描述了常规空气弹簧的一个示例。该文献中描述的空气弹簧包括用于限制上下方向上的位移量的止动器，其中，当具有止动器面的可动体通过操作手柄围绕中心轴线旋转时，可动体在上下方向上移动。多个销插入孔被设置在保持能够在上下方向上移动的可动体的保持体的下表面中，所述多个销插入孔用于使销插入穿过手柄中的销插入孔。在可动体被定位在高度方向上的情况下通过将手柄固定到保持体，能够保持止动器面的高度。开口销防止通过销孔插入的销从销孔脱离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开2012-145135
发明内容
根据本发明的一种方式的空气弹簧包括：外部筒形构件；内部筒形构件，该内部筒形构件与外部筒形构件相组合；隔膜，该隔膜将外部筒形构件和内部筒形构件联接到彼此，并在外部筒形构件和内部筒形构件之间提供内部空间；止动器组件，该止动器组件以能够在内部筒形构件上枢转的方式被布置在内部空间中，该止动器组件允许抑制外部筒形构件朝向内部筒形构件的超过必要的移动；手柄，该手柄用于使止动器组件在内部筒形构件上枢转；引导构件，该引导构件在从手柄立起时安装到手柄；定位构件，该定位构件通过插入引导构件中的引导孔中来安装，以用于定位手柄；定位孔，该定位孔被设置在内部筒形构件中，该定位孔能够接收定位构件；以及保持机构，该保持机构用于在定位构件被插入定位孔中的情况下将定位构件保持在内部筒形构件中。止动器组件相对于内部筒形构件的位置通过将定位构件插入定位孔中来确定。
附图说明
图1是本发明的第一实施例中的空气弹簧的示意性截面图。
图2是内部筒形构件的示例性内部结构的示意性平面图。
图3是外部筒形构件的示例性内部结构的示意性平面图。
图4是从外部筒形构件的一侧观察的空气弹簧的示意性立体图。
图5是本发明的第一实施例中的引导构件及其附近的放大示意性立体截面图。
图6是定位孔及其附近的一个示例的放大示意性立体截面图。
图7是定位孔及其附近的另一个示例的放大示意性立体截面图。
图8是本发明的第二实施例中的引导构件及其附近的放大示意性立体截面图。
图9是本发明的第二实施例中的引导构件及其附近的放大示意性立体截面图。
图10是根据本发明的第三实施例的转向架的侧视图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
下面将参照图1至图9解释本发明的实施例中的空气弹簧。首先，将解释上述专利文献1(日本专利申请公开2012-145135)中的空气弹簧的问题。
首先，将解释专利文献1中描述的空气弹簧。在该空气弹簧(1)中，通过操作手柄(19)来将具有止动器面(6)的可动体(7)旋转，止动器面(6)能够向上和向下移动。当可动体(7)在高度方向上被定位时，穿过手柄(19)中的销孔(28)而插入的销(43)插入被设置在保持体(8)的下表面中的多个销插入孔(44)中，并且开口销(45)附接到销(43)。因此防止了销(43)从销孔(28)脱离。
在专利文献1中描述的空气弹簧(1)中，开口销(45)应该在销(43)被插入后沿着水平方向插入，然而，水平方向上的空间被波纹管(2)阻挡。因此，执行使用开口销(45)固定销(43)的操作的空间很小，并且使用开口销(45)固定销(43)的操作很困难。
[本公开的效果]
本实施例中的空气弹簧能够解决专利文献1中如上所述的空气弹簧的问题。由于本实施例中的空气弹簧包括当从手柄立起时附接到手柄的引导构件，因此定位构件能够在竖直方向上插入引导构件中的引导孔中。因此，在本实施例中的空气弹簧中，能够避免像在专利文献1中描述的空气弹簧中那样在水平方向上插入开口销以防止销脱离的困难操作。
[本申请的发明的实施例的描述]
将首先列出和描述本申请的发明的实施例。
(1)根据本发明的一种方式的空气弹簧包括：外部筒形构件、内部筒形构件、隔膜、止动器组件、手柄、引导构件、定位构件和保持机构。内部筒形构件与外部筒形构件相组合。隔膜将外部筒形构件和内部筒形构件彼此联接，并在外部筒形构件和内部筒形构件之间提供内部空间。止动器组件以能够在内部筒形构件上枢转的方式被布置在内部空间中，并且能够抑制外部筒形构件朝向内部筒形构件的超过必要的移动。手柄允许止动器组件在内部筒形构件上枢转。引导构件在从手柄立起时安装到手柄。定位构件通过插入引导构件中的引导孔中来安装，并用于手柄的定位。定位孔被设置在内部筒形构件中，并且能够接收定位构件。在定位构件被插入定位孔中的情况下，保持机构将定位构件保持在内部筒形构件中。通过将定位构件插入定位孔中来确定止动器组件相对于内部筒形构件的位置。
(2)在根据(1)的空气弹簧中，引导孔和定位孔可以在相同方向上延伸。
(3)在根据(1)或(2)的空气弹簧中，定位孔可以穿过内部筒形构件。
(4)在根据(3)的空气弹簧中，定位孔的与引导孔相反的一端可以至少由隔膜封闭。
(5)在根据(1)或(2)的空气弹簧中，定位孔的与引导孔相反的一端可以由内部筒形构件封闭。
(6)在根据(1)至(5)中的任一项的空气弹簧中，可以通过将引导构件的一端装配到手柄中的开口中来安装引导构件。
(7)在根据(1)至(6)中的任一项的空气弹簧中，引导孔可以穿过引导构件。
(8)在根据(1)至(7)中的任一项的空气弹簧中，在枢转止动器组件时，引导构件可以用作抓握部。
(9)在根据(1)至(8)中的任一项的空气弹簧中，定位构件可以采用外螺纹，定位孔可以采用内螺纹，并且定位构件和定位孔可以彼此螺纹连接。
(10)在根据(9)的空气弹簧中，保持机构可以由外螺纹的螺纹和螺纹槽以及内螺纹的螺纹和螺纹槽来实现。
(11)在根据(1)至(8)中的任一项的空气弹簧中，定位构件可以采用包括可动部和固定部的柱塞，并且固定部可以由引导构件来保持。
(12)在根据(11)的空气弹簧中，当内部筒形构件的外表面与可动部相接触时，可动部可以缩回引导孔中，并且当内部筒形构件的外表面不再与可动部相接触时，可动部可以进入定位孔。
(13)根据本公开的一种方式的转向架包括根据(1)至(12)中的任一项的空气弹簧。因此，即使当在垂直于从外部筒形构件到内部筒形构件的方向的方向上施加振动时，也能够抑制空气弹簧的断裂。
[本申请的发明的实施例的细节]
现在将描述本申请的发明的实施例的细节。附图中用于解释实施例的、相同的或相对应的元件分配有相同的附图标记。
(第一实施例)
图1示出了本发明的第一实施例中的空气弹簧。如图1中所示，空气弹簧10主要具有：外部筒形构件1、内部筒形构件9、隔膜4、止动器组件2、手柄5和空间部3。外部筒形构件1具有：上板37，所述上板37具有位于中心部中的平板部37a和位于周缘部中的侧壁部37b；多个突出部11至14，所述多个突出部11至14从平板部37a突出；以及环形凸部16，凸部16从平板部37a立起，并且位于突出部11至14的外部。孔部被设置在上板37的平板部37a的中心部中，并且联接部17被安装到孔部。突出部11至14呈圆筒形，并且高度彼此不同，如图1所示。尽管突出部11至14在图1中的示例中是中空的，但是它们可以是实心的。
如图1所示，内部筒形构件9包括：被设置在中心部中的孔部24、具有围绕孔部24的上表面部的下板19和从下板19立起的凸缘部18。止动器组件2被布置在下板19的上表面部上。止动器组件2具有：呈圆筒形的多个止动器部21、载置止动器部21的基座部22和通过插入下板19的中心部中的孔部24中而安装的环形部23。止动器部21具有抑制外部筒形构件1朝向内部筒形构件9移动超过预定量或更多的功能。
如图1所示，隔膜4将外部筒形构件1和内部筒形构件9彼此联接，并在它们之间提供空间部3。隔膜4在一端侧上的一部分沿着外部筒形构件1的侧壁部37b和平板部37a延伸，并且隔膜4的一端邻接外部筒形构件1的环形凸部16。隔膜4的另一端位于内部筒形构件9的周缘部上，并且邻接内部筒形构件9的凸缘部18。因此，作为空气弹簧10的内部空间的空间部3能够被气密密封。橡胶座26被布置在隔膜4和内部筒形构件9的周缘部之间。
底板8被布置在内部筒形构件9的下方。底板8在其中心部中具有筒形部，并且筒形部通过插入止动器组件2的环形部23中而进行安装。螺钉孔33被设置在内部筒形构件9中，并且底板8能够通过将插入到底板8中的螺栓28螺纹连接到螺钉孔33中而固定到内部筒形构件9。用于枢转地操作止动器组件2的手柄5被布置在内部筒形构件9和底板8之间。手柄5水平地延伸。手柄5的一端通过螺钉25固定到环形部23。手柄5的另一端位于底板8的外部。止动器组件2通过将手柄5围绕空气弹簧10的中心轴线38枢转而在下板19上枢转。叠层橡胶部6被布置在底板8的下方。在本实施例中，水平方向意味着正交于中心轴线38的方向，竖直方向意味着平行于中心轴线38的方向。
在手柄5的外侧上的一端处，引导构件7附接到手柄5，引导构件7从手柄5竖直向下延伸。用于定位手柄5的定位构件31通过插入引导构件7中的引导孔27中而安装。能够接收定位构件31的定位孔9a被设置在内部筒形构件9的下板19中。手柄5固定到止动器组件2。因此，当定位构件31的前端插入定位孔9a中时，手柄5相对于内部筒形构件9的位置被确定，并且止动器组件2相对于内部筒形构件9的位置也被确定。
图2示出了内部筒形构件9的示例性内部结构的示意性平面图。如图2所示，止动器组件2包括三个基座部22，并且止动器部21固定到每个基座部22的外侧端部上。三个基座部22中的每一个都从环形部23朝向外周延伸。在平面图中，三个止动器部21布置在例如对应于0°、120°和240°的位置。
通过枢转地操作手柄5，三个基座部22同时被枢转，因此三个止动器部21也同时被枢转。三个基座部22在内部筒形构件9的下板19的上表面部上滑动。
图3示出了外部筒形构件1的示例性内部结构的示意性平面图。如图3所示，在平面图中，在四个高度处的突出部11至14以相等的间隔被布置。在图3的示例中，设置有高度彼此不同的三组四种类型的突出部11至14。多个突出部11至14中的每一个都被设置在环形凸部16的内部和联接部17的外部。多个突出部11至14中的每一个都被环形地设置。
图4示出了当从外部筒形构件的一侧观察时空气弹簧10的示意性立体图。如图4所示，高度相等的三个突出部11被布置在对应于高度相等的三个止动器部21的位置处。突出部12至14也类似地布置。因此，通过枢转三个止动器部21，三个止动器部21能够同时被布置在与在相同高度处的三个突出部11相对的位置处。当外部筒形构件1朝向内部筒形构件9下降时，三个突出部11由三个止动器部21支承。
图5示出了引导构件7及其附近的放大示意性立体截面图。在图5所示的示例中，由外螺纹实现的定位构件31穿过引导构件7中的引导孔27，并且定位构件31的前端被插入并被螺纹连接到由内螺纹实现的、内部筒形构件9中的定位孔9a中。定位构件31通过被螺纹连接到内部筒形构件9中的定位孔9a而被保持在内部筒形构件9中。引导孔27和定位孔9a在相同方向(本实施例中的竖直方向)上延伸。因此，通过引导孔27插入的定位构件31能够插入定位孔9a中。
空气弹簧10能够用于各种应用，例如悬架装置、防振装置和车辆高度控制器。当空气弹簧用于例如铁路车辆时，空气弹簧10被安装在铁路车辆的车体和转向架单元(转向架和车轮)之间。当车轮随着铁路车辆的使用而被磨损时，铁路车辆的高度变低，操作员执行例如下面的操作来控制高度。
首先，将定位构件31相对于内部筒形构件9转动，以便从内部筒形构件9拧下定位构件31，并且定位构件31从引导构件7和内部筒形构件9移除。然后，被安装到手柄5的引导构件7作为抓握部被抓握，并且手柄5相对于中心轴线38枢转。因此，止动器组件2相对于内部筒形构件9的下板19枢转。止动器组件2枢转到这样的位置：其中，止动器部21面对这样的突出部，该突出部的高度大于当前在外部筒形构件1的突出部11至14中的突出部的高度。当止动器组件2被定位时，定位构件31被插入到引导构件7中的引导孔27中，并且定位构件31的前端随着被螺纹连接到内部筒形构件9中的定位孔9a而被插入到定位孔9a中。因此，在定位构件31螺纹连接到定位孔9a的情况下，定位构件31能够被保持在内部筒形构件9中。通过将定位构件31从内部筒形构件9上拧下，定位构件31能够再次从内部筒形构件9上移除。在本实施例中，定位构件31的、用于在定位构件31和内部筒形构件9之间螺纹连接的螺纹和螺纹槽以及在内部筒形构件9中的定位孔9a的螺纹槽和螺纹用作保持机构，该保持机构在定位构件31被螺纹连接到定位孔9a的情况下用于将定位构件31保持在内部筒形构件9中。
如上所述，在本实施例中，定位构件31从下方(在本实施例中在内部筒形构件9的一侧上)通过引导孔27竖直向上(在本实施例中在外部筒形构件1的一侧上)被螺纹连接到定位孔9a，使得手柄5和止动器组件2能够相对于内部筒形构件9定位。因此，在本实施例中，能够避免像在专利文献1中描述的空气弹簧中那样，在由手柄5周围的隔膜4限制的水平延伸的有限空间中使用开口销来防止销脱离这样的困难操作。
在本实施例中，已经描述了这样一种形式，即定位孔9a由竖直穿过内部筒形构件9的内螺纹实现，并且定位孔9a的、与引导孔27相对的端部9b由隔膜4和橡胶座26封闭。然而，例如如图6所示，定位孔9a的端部9b可以敞开而不封闭，或者例如图7所示，定位孔9a的端部9b可以由内部筒形构件9封闭。同样在这种情况下，如在定位孔9a的端部9b被隔膜4和橡胶座26封闭的示例中，能够解决专利文献1中描述的空气弹簧的问题。
在本实施例中，引导构件7包括呈六角柱形的主体部7a和被设置在主体部7a的一端处的、比主体部7a小的六角柱形的前端部7c。通过将引导构件7的前端部7c装配到手柄5中的开口5a中，使得引导构件7的肩部7b与手柄5相接触，引导构件7安装到手柄5。将引导构件7安装到手柄5的方法没有特别限制。
在本实施例中，定位构件31插入在引导构件7中的引导孔27中。尽管定位构件31的一端螺纹连接到内部筒形构件9中的定位孔9a，定位构件31的另一端接合到锁定构件32。将定位构件31和锁定构件32彼此接合的方法没有特别限制，并且定位构件31和锁定构件32可以是一体的。
(第二实施例)
现在将参照图8和图9描述本发明的第二实施例。图8和图9是第二实施例中的空气弹簧中的引导构件7及其附近的放大的示意性立体截面图。
如图8所示，在第二实施例中，采用包括有可动部31a和固定部31b的柱塞作为定位构件31。具体而言，固定部31b被保持在引导构件7中的引导孔27中，并且可动部31a能够竖直向上(在本实施例中外部筒形构件1的一侧)和向下(在本实施例中内部筒形构件9的一侧)移动。例如，作为定位构件31的柱塞被构造成使得柱塞在圆筒形固定部31b的竖直方向上延伸的中空部中具有弹簧，并且可动部31a被设置在该弹簧上。随着弹簧伸展和收缩，可动部31a能够竖直向上和向下移动。将固定部31b保持到引导孔27的方法没有特别限制，例如，固定部31b可以装配到引导孔27中。
例如，如下所述，在第二实施例中，调节空气弹簧在高度方向上的位置。首先，由柱塞实现的定位构件31竖直向下移动，使得定位构件31的可动部31a远离定位孔9a移动。然后，通过抓握作为抓握部的引导构件7并且相对于中心轴线38枢转手柄5，止动器组件2相对于内部筒形构件9的下板19枢转。止动器组件2被枢转，使得定位孔9a不再面向引导孔27。然后，通过将定位构件31再次插入引导孔27，定位件31的可动部31a与内部筒形构件9的下板19的外表面相接触。图8示出了这个阶段。此后，引导构件7再次被作为抓握部抓握并且手柄5围绕中心轴线38枢转。当定位构件31的可动部31a的前端与内部筒形构件9的下板19的外表面相接触时，内部筒形构件9移动。如图9中所示，当定位孔9a竖直地位于定位构件31的可动部31a的上方并且定位构件31的可动部31a不再与内部筒形构件9的下板19的外表面相接触时，定位构件31的可动部31a被竖直地向上偏压并插入定位孔9a中。
由于该构造在其他方面与第一实施例中相同，因此将不提供对其的描述。
(第三实施例)
下面将描述根据第三实施例的转向架的构造。
图10是根据第三实施例的转向架的侧视图。如图10所示，根据第三实施例的转向架具有：空气弹簧10、转向架框架81、车轴82和车轮83。转向架框架81具有侧梁81a和侧梁81b。车轮83安装到车轴82的相反两端。车轴82安装到转向架框架81。更具体地，当车轴弹簧(未示出)被置于侧梁81a和侧梁81b之间的情况下、侧梁81a和侧梁81b被车轴82接收并支撑时，转向架框架81安装到车轴82。空气弹簧10是根据第一和第二实施例中的任一项的空气弹簧。空气弹簧10安装到转向架框架81。更具体地，空气弹簧10的叠层橡胶6的一侧安装到转向架框架81。
下面将描述根据第三实施例的转向架的效果。
如上所述，根据第三实施例的转向架具有根据第一和第二实施例中的任一项的空气弹簧10。因此，根据第三实施例中的转向架，即使当在垂直于从外部筒形构件1朝向内部筒形构件2的方向的方向上施加振动时，也能够抑制空气弹簧10的断裂。
尽管已经如上所述描述了本发明的实施例，但是每个实施例中的特征的适当组合也是最初预期的。应当理解的是，本文公开的实施例在各个方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求书的条款限定，并且旨在包括在等同于权利要求书的条款的范围和含义内的任何改型。
附图标记列表
1外部筒形构件；2止动器组件；3空间部；4隔膜；5手柄；5a开口；6叠层橡胶；7引导构件；7a主体部；7b肩部；7c前端部；8底板；9内部筒形构件；9定位孔；9b端；10空气弹簧；11、12、13、14突出部；16环形凸部；17联接部；18凸缘部；19下板；21止动器部；22基座部；23环形部；24孔部；25螺钉；26橡胶座；27引导孔；28螺栓；31定位构件；31a可动部；31b固定部；32锁定构件；33螺钉孔；37上板；37a平板部；37b侧壁部；38中心轴线；81转向架框架；82车轴；83车轮。

Claims (13)

1.一种空气弹簧，包括：
外部筒形构件；
内部筒形构件，所述内部筒形构件与所述外部筒形构件相组合；
隔膜，所述隔膜将所述外部筒形构件和所述内部筒形构件彼此联接，所述隔膜在所述外部筒形构件和所述内部筒形构件之间提供内部空间；
止动器组件，所述止动器组件以能够在所述内部筒形构件上枢转的方式被布置在所述内部空间中，所述止动器组件允许抑制所述外部筒形构件朝向所述内部筒形构件的超过必要的移动；
手柄，所述手柄用于使得所述止动器组件在所述内部筒形构件上枢转；
引导构件，所述引导构件在从所述手柄立起时安装到所述手柄；
定位构件，所述定位构件通过插入所述引导构件中的引导孔中来进行安装，以用于定位所述手柄；
定位孔，所述定位孔被设置在所述内部筒形构件中，所述定位孔能够接收所述定位构件；和
保持机构，所述保持机构用于在所述定位构件被插入所述定位孔中的情况下、将所述定位构件保持在所述内部筒形构件中，
通过将所述定位构件插入所述定位孔中来确定所述止动器组件相对于所述内部筒形构件的位置。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧，其中，所述引导孔和所述定位孔在相同方向上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其中，所述定位孔穿过所述内部筒形构件。
4.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其中，所述定位孔的、与所述引导孔相反的一端由所述内部筒形构件封闭。
5.根据权利要求1或2所述的空气弹簧，其中，所述定位孔的、与所述引导孔相反的一端由所述隔膜封闭。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的空气弹簧，其中，通过将所述引导构件的一端装配到所述手柄中的开口中来安装所述引导构件。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的空气弹簧，其中，所述引导孔穿过所述引导构件。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的空气弹簧，其中，在枢转所述止动器组件时，所述引导构件用作抓握部。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的空气弹簧，其中，
所述定位构件采用外螺纹，
所述定位孔采用内螺纹，并且
所述定位构件和所述定位孔彼此螺纹连接。
10.根据权利要求9所述的空气弹簧，其中，所述保持机构由所述外螺纹的螺纹和螺纹槽以及所述内螺纹的螺纹和螺纹槽来实现。
11.根据权利要求1至8中的任一项所述的空气弹簧，其中，所述定位构件采用包括可动部和固定部的柱塞，并且
所述固定部被固定到所述引导构件。
12.根据权利要求11所述的空气弹簧，其中，当所述内部筒形构件的外表面位于上方时，所述可动部缩回到所述引导孔中；当所述定位孔位于上方时，所述可动部进入所述定位孔。
13.一种包括根据权利要求1至12中的任一项所述空气弹簧的转向架。
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