TW201819793A - 空氣彈簧及台車 - Google Patents

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北田秀樹
浦康彦
西村武宏
加村圭市郎
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日商川崎重工業股份有限公司
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Abstract

本發明之空氣彈簧具備：外筒；內筒，其與外筒組合；隔膜，其連結外筒與內筒，於外筒與內筒之間形成內部空間；止擋組件，其以能夠於內筒上旋動之方式配置於內部空間，能夠抑制外筒超出必要地向內筒側移動；把手，其用以使止擋組件於內筒上旋動；導引構件，其以自把手立起之方式安裝於把手；定位構件，其插裝於導引構件之導引孔，用以對把手進行定位；定位孔，其設置於內筒，能夠承收定位構件；及保持機構，其用以於定位構件插入於定位孔之狀態下將定位構件保持於內筒；且藉由定位構件插入於定位孔而確定止擋組件相對於內筒之位置。

Description

空氣彈簧及台車
本發明係關於一種空氣彈簧及台車。
一直以來，已知有利用壓縮空氣之彈性之空氣彈簧。習知之空氣彈簧之一例記載於例如日本專利特開2012-145135號公報。該文獻中記載之空氣彈簧具備用以限制上下方向之位移量之止擋件，藉由操作把手使可動體繞中心軸旋轉而使具有止擋面之可動體於上下方向移動。於將可動體能夠上下移動地保持之保持體之下表面形成有供插通於把手之銷孔中之銷插入的複數個銷插入孔。於將可動體於高度方向上定位之狀態下，將把手相對於保持體固定，藉此可維持止擋面之高度。插通於銷孔之銷藉由開口銷而防止自銷孔脫落。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-145135號公報
本發明之一態樣之空氣彈簧具備：外筒；內筒，其與外筒組合；隔膜，其連結外筒與內筒，於外筒與內筒之間形成內部空間；止擋組件，其以能夠於內筒上旋動之方式配置於內部空間，能夠抑制外筒超出必要地向內筒側移動；把手，其用以使止擋組件於內筒上旋動；導引構件，其以自把手立起之方式安裝於把手；定位構件，其插裝於導引構件之導引孔，用以對把手進行定位；定位孔，其設置於內筒，能夠承收定位構件；及保持機構，其用以於定位構件插入於定位孔之狀態下將定位構件保持於內筒；且藉由定位構件插入於定位孔而確定止擋組件相對於內筒之位置。
以下，雖使用圖1~圖9對本發明之實施形態之空氣彈簧進行說明，但在此之前，對上述專利文獻1(日本專利特開2012-145135號公報)中記載之空氣彈簧所包含之課題進行說明。
首先，對上述專利文獻1所記載之空氣彈簧進行說明。該空氣彈簧(1)中，可藉由操作把手(19)使具有止擋面(6)之可動體(7)旋轉而使止擋面(6)向上下移動。然後，於將可動體(7)於高度方向上定位之狀態下，將插通於把手(19)之銷孔(28)中之銷(43)插入於保持體(8)之下表面所形成的複數個銷插入孔(44)，且將開口銷(45)安裝於該銷(43)，藉此防止該銷(43)自銷孔(28)脫落。
然而，雖專利文獻1所記載之空氣彈簧(1)中，需要於插入銷(43)之後將開口銷(45)沿水平方向插入，但水平方向之空間卻被氣囊(2)等遮擋。因此，供使用開口銷(45)進行銷(43)之固定作業之空間狹小，難以進行使用開口銷(45)之銷(43)之固定作業。
本實施形態之空氣彈簧能夠解決如上所述之專利文獻1所記載之空氣彈簧之課題。本實施形態之空氣彈簧具備以自把手立起之方式安裝於把手之導引構件，因此可將定位構件自鉛垂方向插入於導引構件之導引孔。藉此，本實施形態之空氣彈簧中，可避免如專利文獻1所記載之空氣彈簧般將開口銷自水平方向插入以防止銷脫落等難以進行之作業。
1‧‧‧外筒
2‧‧‧止擋組件
3‧‧‧空間部
4‧‧‧隔膜
5‧‧‧把手
5a‧‧‧開口
6‧‧‧積層橡膠
7‧‧‧導引構件
7a‧‧‧本體部
7b‧‧‧肩部
7c‧‧‧前端部
8‧‧‧底板
9‧‧‧內筒
9a‧‧‧定位孔
9b‧‧‧端
10‧‧‧空氣彈簧
11、12、13、14‧‧‧突出部
16‧‧‧環狀凸部
17‧‧‧連結部
18‧‧‧凸緣部
19‧‧‧下表面板
21‧‧‧止擋部
22‧‧‧底座部
23‧‧‧環部
24‧‧‧孔部
25‧‧‧螺絲
26‧‧‧橡膠座
27‧‧‧導引孔
28‧‧‧螺栓
31‧‧‧定位構件
31a‧‧‧可動部
31b‧‧‧固定部
32‧‧‧卡止構件
33‧‧‧螺絲孔
37‧‧‧上表面板
37a‧‧‧平板部
37b‧‧‧側壁部
38‧‧‧中心軸
81‧‧‧台車架
82‧‧‧車軸
83‧‧‧車輪
圖1係本發明之實施形態1之空氣彈簧之示意性剖面圖。
圖2係內筒之內部構造例之示意性俯視圖。
圖3係外筒之內部構造例之示意性俯視圖。
圖4係自外筒側觀察到之空氣彈簧之示意性透視圖。
圖5係將本發明之實施形態1之導引構件及其附近放大後之示意性透視剖面圖。
圖6係將定位孔及其附近放大後之一例之示意性透視剖面圖。
圖7係將定位孔及其附近放大後之另一例之示意性透視剖面圖。
圖8係將本發明之實施形態2之導引構件及其附近放大後之示意性透視剖面圖。
圖9係將本發明之實施形態2之導引構件及其附近放大後之示意性透 視剖面圖。
圖10係本發明之實施形態3之台車之側視圖。
[本案發明之實施形態之說明]
首先，列舉本案發明之實施形態進行說明。
(1)本發明之一態樣之空氣彈簧具備外筒、內筒、隔膜、止擋組件、把手、導引構件、定位構件、及保持機構。內筒與外筒組合。隔膜連結外筒與內筒，於外筒與內筒之間形成內部空間。止擋組件以能夠於內筒上旋動之方式配置於內部空間，能夠抑制外筒超出必要地向內筒側移動。把手使止擋組件於內筒上旋動。導引構件以自把手立起之方式安裝於把手。定位構件插裝於導引構件之導引孔，用以對把手進行定位。定位孔設置於內筒，能夠承收定位構件。保持機構於定位構件插入於定位孔之狀態下將定位構件保持於內筒。藉由定位構件插入於定位孔而確定止擋組件相對於內筒之位置。
(2)上述(1)之空氣彈簧中，亦可為，導引孔與定位孔於同一方向延伸。
(3)上述(1)或(2)之空氣彈簧中，亦可為，定位孔貫通內筒。
(4)上述(3)之空氣彈簧中，亦可為，定位孔之與導引孔為相反側之端至少被隔膜堵住。
(5)上述(1)或(2)之空氣彈簧中，亦可為，定位孔之與導引孔為相反側之端被內筒堵住。
(6)上述(1)至(5)中任一項之空氣彈簧中，亦可為， 導引構件係藉由將導引構件之一端嵌入於把手之開口而安裝。
(7)上述(1)至(6)中任一項之空氣彈簧中，亦可為，導引孔貫通導引構件。
(8)上述(1)至(7)中任一項之空氣彈簧中，亦可為，導引構件成為旋動止擋組件時之握持部。
(9)上述(1)至(8)中任一項之空氣彈簧中，亦可為，定位構件為公螺紋，定位孔為母螺紋，且定位構件與定位孔螺合。
(10)上述(9)之空氣彈簧中，亦可為，保持機構為公螺紋之螺紋及螺紋槽、與母螺紋之螺紋及螺紋槽。
(11)上述(1)至(8)中任一項之空氣彈簧中，亦可為，定位構件為具備可動部與固定部之柱塞，且固定部保持於導引構件。
(12)上述(11)之空氣彈簧中，亦可為，當內筒之外表面接觸於可動部時可動部縮入於導引孔之內部，且當內筒之外表面不接觸於可動部時可動部進入至定位孔中。
(13)本發明之一態樣之台車具備(1)至(12)中任一項之空氣彈簧。藉此，即便對與自外筒朝向內筒之方向垂直之方向施加振動，亦能抑制空氣彈簧破損。
[本案發明之實施形態之詳細內容]
其次，對本案發明之實施形態之詳細內容進行說明。此外，於實施形態之說明所使用之圖式中，同一參照符號表示同一部分或相當部分。
(實施形態1)
圖1表示本發明之實施形態1之空氣彈簧。如圖1所示，空氣彈簧10 主要具有外筒1、內筒9、隔膜4、止擋組件2、把手5、及空間部3。外筒1具有：上表面板37，其具有中央部之平板部37a及於周緣部具有側壁部37b；複數個突出部11~14，其等自平板部37a突出；及環狀凸部16，其自平板部37a立起，且位於較突出部11~14更靠外側。於上表面板37之平板部37a之中央部設置孔部，且於該孔部安裝連結部17。突出部11~14具有圓筒狀之形狀，如圖1所示，具有各不相同之高度。雖突出部11~14於圖1之例中為中空，但亦可為實心。
如圖1所示，內筒9包含：孔部24，其設置於中央部；下表面板19，其於該孔部24之周圍具有上表面部；及凸緣部18，其自該下表面板19立起。止擋組件2配置於下表面板19之上表面部。止擋組件2具有：複數個止擋部21，其等具有圓筒狀之形狀；底座部22，其供載置止擋部21；及環部23，其插裝於下表面板19之中央部之孔部24。止擋部21具有抑制外筒1向內筒9側移動特定量以上之功能。
如圖1所示，隔膜4連結外筒1與內筒9，於其等之間形成空間部3。隔膜4之一端側之部分沿外筒1之側壁部37b與平板部37a延伸，隔膜4之一端抵接於外筒1之環狀凸部16。隔膜4之另一端載置於內筒9之周緣部上，且抵接於內筒9之凸緣部18。藉此，可將空氣彈簧10之內部空間即空間部3設為密閉空間。在隔膜4與內筒9之周緣部之間配置橡膠座26。
於內筒9之下配置底板8。底板8於中央部具有筒狀部，該筒狀部插裝於止擋組件2之環部23內。於內筒9設置有螺絲孔33，藉由將插通於底板8之螺栓28螺合於螺絲孔33，可將底板8固定於內筒9。於內 筒9與底板8之間配設有用以對止擋組件2進行旋動操作之把手5。把手5於水平方向延伸。把手5之一端藉由螺絲25而固定於環部23。把手5之另一端位於較底板8更靠外側。藉由以空氣彈簧10之中心軸38為軸使把手5旋動，而使止擋組件2於下表面板19上旋動。於底板8之下配置有積層橡膠部6。此外，本實施形態中，水平方向係指與中心軸38正交之方向，鉛垂方向係指與中心軸38平行之方向。
以於把手5外側之一端自把手5朝向鉛垂方向之下方側立起之方式，於把手5安裝有導引構件7。於導引構件7之導引孔27插裝有用以對把手5進行定位之定位構件31。於內筒9之下表面板19設置有能夠承收定位構件31之定位孔9a。把手5固定於止擋組件2。因此，藉由將定位構件31之前端插入於定位孔9a，而決定把手5相對於內筒9之位置，並且亦確定止擋組件2相對於內筒9之位置。
於圖2中表示內筒9之內部構造例之示意性俯視圖。如圖2所示，止擋組件2具備3個底座部22，於各底座部22之外側端部上分別固定有止擋部21。3個底座部22分別自環部23向外周側延伸。俯視下，3個止擋部21分別配置於例如0°、120°及240°之位置。
藉由旋動操作把手5而使3個底座部22同時旋動，伴隨於此，3個止擋部21亦同時被旋動。此時，3個底座部22於內筒9之下表面板19之上表面部上滑動。
於圖3中表示外筒1之內部構造例之示意性俯視圖。如圖3所示，俯視下4種高度之突出部11~14以等間隔配置。圖3之例中，具有各不相同之高度之4種突出部11~14設置有3組。複數個突出部11~14 分別設置於環狀凸部16之內側且連結部17之外側。複數個突出部11~14之各者設置成環狀。
於圖4中表示自外筒側觀察到之空氣彈簧10之示意性透視圖。如圖4所示，具有相同高度之3個突出部11配置於與具有相同高度之3個止擋部21對應之位置。突出部12~14亦同樣地配置。藉此，可使3個止擋部21旋動並同時配置於與具有相同高度之3個突出部11對向之位置。當外筒1向內筒9側下降時，3個突出部11由3個止擋部21支持。
於圖5中表示將導引構件7及其附近放大後之示意性透視剖面圖。圖5所示之例中，作為公螺紋之定位構件31貫通導引構件7之導引孔27，定位構件31之前端插入並螺合於作為母螺紋之內筒9之定位孔9a。定位構件31藉由與內筒9之定位孔9a螺合而保持於內筒9。導引孔27及定位孔9a於同一方向(本實施形態中為鉛垂方向)延伸。因此，可將插通於導引孔27之定位構件31插入於定位孔9a。
空氣彈簧10可用於懸架裝置、防振裝置、車高調整裝置等各種用途，例如於用於軌道車輛之情形時，空氣彈簧10安裝於軌道車輛之車體與台車部(台車及車輪)之間。而且，當因軌道車輛之使用而導致車輪磨損時，軌道車輛之車高會變低，因此作業者為了調整車高而例如進行以下作業。
首先，使定位構件31相對於內筒9旋轉，藉此解除定位構件31與內筒9之間之螺合，將定位構件31自導引構件7及內筒9卸除。其次，將安裝於把手5之導引構件7作為握持部握持，使把手5相對於中心軸38旋動，藉此使止擋組件2相對於內筒9之下表面板19旋動。於此， 止擋組件2旋動至止擋部21到達與外筒1之突出部11~14中較當前突出部之高度高之突出部相對之位置為止。然後，當止擋組件2之位置確定後，將定位構件31插通於導引構件7之導引孔27，將定位構件31之前端一面與內筒9之定位孔9a螺合一面插入於定位孔9a中。藉此，可於定位構件31螺合於定位孔9a之狀態下將定位構件31保持於內筒9。又，亦能夠藉由解除定位構件31與內筒9之螺合，而自內筒9卸除定位構件31。本實施形態中，構成定位構件31與內筒9之螺合的定位構件31之螺紋及螺紋槽、以及內筒9之定位孔9a之螺紋槽及螺紋作為用以於定位構件31螺合於定位孔9a之狀態下將定位構件31保持於內筒9之保持機構發揮功能。
如以上所述，本實施形態中，將定位構件31自鉛垂方向之下方側(本實施形態中為內筒9側)向上方側(本實施形態中為外筒1側)通過導引孔27而螺合於定位孔9a，藉此可將把手5及止擋組件2相對於內筒9定位。因此，本實施形態中，可避免如專利文獻1所記載之空氣彈簧般之難以進行之作業，即，於受隔膜4限制之把手5周圍之水平方向之有限空間內使用開口銷防止銷脫落。
此外，雖本實施形態中對如下形態進行了說明，即，定位孔9a成為於鉛垂方向上貫通內筒9之母螺紋，且與導引孔27為相反側之定位孔9a之端9b被隔膜4及橡膠座26堵住，但例如亦可如圖6所示般定位孔9a之端9b不被堵住而開口，例如亦可如圖7所示般定位孔9a之端9b被內筒9堵住。於該等情形時，亦能與定位孔9a之端9b被隔膜4及橡膠座26堵住之情形相同地解決專利文獻1所記載之空氣彈簧之課題。
本實施形態中，導引構件7具備：六角柱狀之本體部7a； 及六角柱狀之前端部7c，其設於本體部7a之一端，較本體部7a小。藉由以導引構件7之肩部7b接觸於把手5之方式將導引構件7之前端部7c嵌入於把手5之開口5a，而將導引構件7安裝於把手5。只是導引構件7對把手5之安裝方法並未特別限定。
本實施形態中，定位構件31插通於導引構件7之導引孔27。雖定位構件31之一端螺合於內筒9之定位孔9a，但定位構件31之另一端與卡止構件32接合。定位構件31與卡止構件32之接合方法並未特別限定，定位構件31與卡止構件32亦可一體化。
(實施形態2)
其次，使用圖8及圖9對本發明之實施形態2進行說明。圖8及圖9係將實施形態2之空氣彈簧中之導引構件7及其附近放大後之示意性透視剖面圖。
如圖8所示，實施形態2中，使用具備可動部31a與固定部31b之柱塞作為定位構件31。具體而言，固定部31b保持於導引構件7之導引孔27，可動部31a向鉛垂方向之上方側(本實施形態中為外筒1側)及下方側(本實施形態中為內筒9側)移動自如。例如，作為定位構件31之柱塞成為如下構成，即，於圓筒狀之固定部31b之於鉛垂方向延伸之中空部具有彈簧，且於該彈簧上設置有可動部31a。而且，藉由彈簧之伸縮而使可動部31a向鉛垂方向之上方側及下方側移動自如。又，固定部31b相對於導引孔27之保持方法並未特別限定，例如可列舉將固定部31b嵌入於導引孔27等方法。
實施形態2之空氣彈簧例如以如下方式進行高度方向之位 置調整。首先，使柱塞即定位構件31向鉛垂方向之下方側移動，而使定位構件31之可動部31a自定位孔9a離開。其次，將導引構件7作為握持部握持，使把手5相對於中心軸38旋動，藉此使止擋組件2相對於內筒9之下表面板19旋動。此時，止擋組件2以不使定位孔9a與導引孔27相對之方式旋動。繼而，再次將定位構件31插入於導引孔27，使定位構件31之可動部31a接觸於內筒9之下表面板19之外表面。該階段示於圖8。此後，再次將導引構件7作為握持部握持，使把手5繞中心軸38旋動。此時，一面使定位構件31之可動部31a之前端接觸於內筒9之下表面板19之外表面，一面使內筒9移動。然後，當定位孔9a位於定位構件31之可動部31a之鉛垂方向之上方側，且定位構件31之可動部31a不接觸於內筒9之下表面板19之外表面時，如圖9所示，定位構件31之可動部31a被向鉛垂方向之上方側施力而插入於定位孔9a中。
上述以外之構成與實施形態1之情形相同，因此省略對其之說明。
(實施形態3)
以下，對實施形態3之台車之構成進行說明。
圖10係實施形態3之台車之側視圖。如圖10所示，實施形態3之台車具有空氣彈簧10、台車架81、車軸82、及車輪83。台車架81具有側樑81a與側樑81b。車輪83安裝於車軸82之兩端。車軸82安裝於台車架81。更具體而言，台車架81係藉由將側樑81a及側樑81b經由軸彈簧(未圖示)支承於車軸82而被安裝於車軸82。空氣彈簧10為實施形態1及實施形態2之任一者之空氣彈簧。空氣彈簧10安裝於台車架81。更具 體而言，空氣彈簧10之積層橡膠6之側安裝於台車架81。
以下，對實施形態3之台車之效果進行說明。
如上所述，實施形態3之台車具有實施形態1及實施形態2之任一者之空氣彈簧10。因此，根據實施形態3之台車，即便對與自外筒1朝向內筒2之方向垂直之方向施加振動，亦能抑制空氣彈簧10破損。
雖如以上所述般對本發明之實施形態進行了說明，但當初亦預定可適當組合各實施形態之特徵。又，應認為此次所揭示之實施形態於所有方面均為例示而非限制性者。本發明之範圍藉由申請專利範圍表示，且包含與申請專利範圍均等之含義及範圍內之所有變更。

Claims (13)

  1. 一種空氣彈簧，其具備：外筒；內筒，其與上述外筒組合；隔膜，其連結上述外筒與上述內筒，於上述外筒與上述內筒之間形成內部空間；止擋組件，其以能夠於上述內筒上旋動之方式配置於內部空間，能夠抑制上述外筒超出必要地向上述內筒側移動；把手，其用以使上述止擋組件於上述內筒上旋動；導引構件，其以自上述把手立起之方式安裝於上述把手；定位構件，其插裝於上述導引構件之導引孔，用以對上述把手進行定位；定位孔，其設置於上述內筒，能夠承收上述定位構件；及保持機構，其用以於上述定位構件插入於上述定位孔之狀態下將上述定位構件保持於上述內筒；且藉由上述定位構件插入於上述定位孔而確定上述止擋組件相對於上述內筒之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之空氣彈簧，其中上述導引孔與上述定位孔於同一方向延伸。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之空氣彈簧，其中上述定位孔貫通內筒。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之空氣彈簧，其中上述定位孔之與上述導引孔為相反側之端被上述內筒堵住。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之空氣彈簧，其中上述定位孔之與上述導引孔為相反側之端被隔膜堵住。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之空氣彈簧，其中上述導引構件係藉由將上述導引構件之一端嵌入於上述把手之開口而安裝。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之空氣彈簧，其中上述導引孔貫通上述導引構件。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之空氣彈簧，其中上述導引構件成為旋動上述止擋組件時之握持部。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之空氣彈簧，其中上述定位構件為公螺紋，上述定位孔為母螺紋，且上述定位構件與上述定位孔螺合。
  10. 如申請專利範圍第9項之空氣彈簧，其中上述保持機構為上述公螺紋之螺紋及螺紋槽、與上述母螺紋之螺紋及螺紋槽。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之空氣彈簧，其中上述定位構件為具備可動部與固定部之柱塞，且上述固定部固定於上述導引構件。
  12. 如申請專利範圍第11項之空氣彈簧，其中上述可動部於上述內筒之外表面位於上方時縮入於上述導引孔之內部，且於上述定位孔到達上方時進入於上述定位孔中。
  13. 一種台車，其具備如申請專利範圍第1至12項中任一項之上述空氣彈簧。
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