[发明专利]空气弹簧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气弹簧装置，特别是在铁路车辆中使用的空气弹簧装置，其包括：空气弹簧，其具有由上面板、下面板和气密地连接各面板的筒状柔性膜体限定的充有气体的内部；支撑板；以及弹性体，其连接上面板与下面板中的一方和支撑板。特别地，本发明提出用于这种空气弹簧装置的如下技术：即使空气弹簧由于刺破等而漏气也能在竖直方向上展现出软弹簧特性以确保高乘坐舒适性，同时防止因为水平方向上的大的输入力而降低耐久性。

背景技术

由于铁路站场之间的距离相对地远，因此，例如在欧洲使用的铁路车辆，尤其是用于高速铁路的铁路车辆即使在车体和转向架之间使用的空气弹簧装置的空气弹簧漏气的情况下也必须以接近于正常运行的速度行驶一定距离。因此，存在对即使在漏气的情况下也能够展现出足够的软弹簧特性以便确保车辆的高乘坐舒适性的空气弹簧装置的需求。

从例如专利文献1已知这类传统的空气弹簧装置，该专利文献1公开了“一种空气弹簧装置，其具有外筒、内筒、配置在外筒和内筒之间的膜、具有圆锥状或棱锥状外周面的支撑构件以及配置在内筒和支撑构件的外周面之间的环形弹性体，其中，在内筒和支撑构件之间配置具有弹性构件的缓冲体；并且弹性构件被构造成使得由支撑构件和内筒之间的相对接近运动导致的弹性构件的弹性变形在弹性体发生给定量的弹性变形之后开始”。根据该“空气弹簧”，“可以改善配置在内筒和支撑构件的外周面之间的环形弹性体以使其具有非线性特性，使得其通常在正常工作期间具有软弹簧特性并且具有发挥对抗大载荷的刚性的硬弹簧特性”。

如本申请的图5中图示的，专利文献1的“空气弹簧”被构造成使得通过交替堆叠尺寸各自不同的截锥体状的“环形橡胶构件100A-100C”和“环形金属构件100a和100b”以形成“层叠橡胶”来形成“环形弹性体100”，使得通过“环形弹性体100”的剪切变形以弹性方式柔软地支撑竖直载荷。然而，不弹性变形的“环形金属构件100a和100b”介于“环形橡胶构件100A-100C”之间，因此，尤其当“膜101”被刺破时，“环形弹性体100”的水平弹簧特性不能足够的柔软。这导致空气弹簧的追随性恶化的问题，因此不得不依赖于通过滑座的滑行移动和允许一定移位的止动器来防止铁路车辆出轨。

为了在竖直方向和水平方向两个方向上都提供软弹簧特性，提出一种空气弹簧装置，其中通过仅由弹性材料制成而不包括任何刚性材料（例如金属材料）的弹性体来连接上面板与下面板中的一方和支撑板。在该空气弹簧装置中，在弹性体的与支撑板相邻的面的中央区域设置有向上面板与下面板中的一方凹的凹部以进一步减小竖直弹簧常数。

专利文献1：日本特开2006-329280号公报。

发明内容

专利文献1中所说明的“空气弹簧”以及上述的空气弹簧的上面板与下面板中的一方与支撑板通过仅由弹性材料制成的弹性体连接的空气弹簧装置具有低的竖直刚性。因此，当水平输入力被施加到具有在诸如车辆满载情况等的重载情况下（换句话说，在大的竖直载荷的作用下）压缩变形的弹性体的空气弹簧装置时，下面板或上面板趋向于相对于水平方向倾斜的姿势。这导致了如下问题：上面板与下面板之间或者上面板和下面板中的一方与支撑构件之间发生接触，并且弹性构件的耐久性降低，因而空气弹簧装置的耐久性降低。

本发明用于解决传统技术所面临的问题。本发明的目的在于提供一种空气弹簧装置，该空气弹簧装置具有介于空气弹簧和支撑板之间以连接空气弹簧和支撑板的弹性构件，并且该弹性构件通过仅由弹性材料制成的弹性体构成，该空气弹簧装置能够在当施加大的竖直输入时提供期望的水平刚性的同时，在竖直方向柔性和水平方向柔性两个方面都实现软弹簧特性，由此改善了耐久性。

根据本发明的空气弹簧装置包括：空气弹簧，其具有由上面板、下面板和气密地连接各面板的筒状柔性膜体限定的充有气体的内部；支撑板，其配置在距所述空气弹簧的所述上面板与所述下面板中的一方给定距离的位置处；以及弹性体，其连接所述支撑板和所述上面板与所述下面板中的所述一方，其中所述弹性体在与所述支撑板相邻的面的中央区域设置有凹部，所述凹部向所述上面板与所述下面板中的所述一方凹；所述弹性体在支撑板侧被设置于所述支撑板的环状体围绕并约束；并且所述上面板与所述下面板中的所述一方设置有向所述环状体的内侧突出的突出部。注意，环状体可以与支撑板一体地形成或者单独形成并安装到支撑板。

所述支撑板优选地设置有容纳在所述弹性体的所述凹部中的隆起部。

所述上面板与所述下面板中的所述一方的所述突出部的内部优选地被形成为与所述空气弹簧连通的气室。