[发明专利]铁道车辆用轴弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁道车辆用轴弹簧，其在主轴和与主轴具有相互相同或大体相同的轴心的外筒之间夹装积层橡胶结构的弹性部而构成，该弹性部在与轴心同心或大体同心的状态下在径向内外方向交替层积多个橡胶层和一个或多个硬质隔壁。

背景技术

作为这种铁道车辆用轴弹簧的现有技术例，已知如专利文献1所示的采用直圆筒的积层橡胶结构、或如专利文献2所示的采用截面形状呈八字形地倾斜的积层橡胶结构(被称为所谓“锥形制动器”的轴弹簧)。铁道车辆用轴弹簧正在普及而取代现有技术的螺旋弹簧，这是因为铁道车辆所要求的对前后、左右、上下各动作的随动性优良，使用橡胶后可得到高的衰减力的缘故。

在铁道车辆用轴弹簧中，为了相对于时常作用的上下方向的大负荷使各橡胶层的弹性变形极力相等，制作成越是上下方向看的面积变大的外侧的橡胶层、上下方向长度尺寸(高度尺寸)就越小。例如，在橡胶层是三层的结构时，各橡胶层的高度尺寸为，内侧橡胶层＞中间橡胶层＞外侧橡胶层(参照图1)。

但是，在因曲线通过等而有扭力作用于轴弹簧的情况下，越是与上下尺寸相比水平方向尺寸长的外侧的橡胶层，就越会受到大的扭力而发生扭转变形，同时其频率也增高。即是，在以对乘坐舒适性最具影响的上下负荷为基准的通常的设计中，存在越是外侧的橡胶层则作为整体的负担变得越大而容易恶化(耐久性差)、外侧橡胶层的短寿命就成为了轴弹簧的寿命这样的问题。

这样，认为外侧的橡胶层也要把上下尺寸设成比现有技术大来保证可对抗扭力的容量，但这样的话，由于相对上下负荷的弹簧常数变大，给乘坐舒适性带来不好的影响，所以难以实现。因此，对于实现具有良好乘坐舒适性和长寿命双方的轴弹簧的方面还留有改进的余地。

专利文献1：日本特开2000-280903号公报

专利文献2：日本特开2003-341511号公报

发明内容

本发明的目的在于，通过反复进行锐意研究，开发提供进行了改进而不会引起乘坐舒适性恶化地可提高耐久性的铁道车辆用轴弹簧。

第一方面的发明的铁道车辆用轴弹簧，其在主轴1和与该主轴具有相互相同或大体相同的轴心P的外筒2之间夹装积层橡胶结构的弹性部3而构成，该弹性部3以与所述轴心P同心或大体同心的状态在径向内外方向交替层积多个橡胶层4和一个或多个硬质隔壁5，其特征在于，

所述多个橡胶层4中的两个以上的橡胶层4彼此由特性相互不同的橡胶材料形成。

第二方面的发明，在第一方面所述的铁道车辆用轴弹簧中，所述两个以上的橡胶层4中的、在关于所述轴心P的径向越是外侧的橡胶层4由弹簧常数越高的橡胶材料构成。

第三方面的发明，在第二方面所述的铁道车辆用轴弹簧中，所述橡胶层4由在径向最内侧的内侧橡胶层4A、在径向最外侧的外侧橡胶层4C及位于所述内侧橡胶层4A和所述外侧橡胶层4C的径向间的中间橡胶层4B这三层构成，设定成与所述内侧橡胶层4A的橡胶材料的弹簧常数相比、所述中间橡胶层4B的橡胶材料的弹簧常数高，且与所述中间橡胶层4B的橡胶材料的弹簧常数相比、所述外侧橡胶层4C的橡胶材料的弹簧常数高的状态。

第四方面的发明，在第一至第三方面中任一项所述的铁道车辆用轴弹簧中，所述主轴1的外周面1a、所述弹性部3及所述外筒2的内周面2a各自在沿轴心P的方向上的截面形状形成为相互在相同朝向上对齐的八字形，同时构成为具有研钵状凹部21的圆锥积层橡胶结构，该研钵状凹部通过使所述弹性部3在沿所述轴心P的方向上相对所述主轴1靠近其小径侧配置、且使所述外筒2在沿所述轴心P的方向上相对所述弹性部3靠近其小径侧配置而成。

根据第一方面的发明，因为使多个橡胶层中的两个以上的橡胶层彼此由特性相互不同的橡胶材料形成，可对应橡胶材料的各种因素来设定多个橡胶层所需要的特性(即橡胶硬度、弹簧常数等)，因而，与由单一橡胶材料形成各橡胶层的现有技术相比，在提高扭力方面弱的橡胶层的耐扭性、或改进压缩方面弱的橡胶层的耐压缩性的情况下，可以不改变作为产品的弹簧常数地增强应该改进的特性项目。其结果，可提供进行了改进而不造成乘坐舒适性恶化、可提高耐久性的铁道车辆用轴弹簧。

根据第二方面的发明，对各橡胶层设定适于越是相对轴心的外侧抗扭条件越严格的使用方式的弹簧常数，减轻外侧的橡胶层由时间流逝而导致的弹力减弱现象，改进其耐久性，因此，可提高作为橡胶层整体、即铁道车辆用轴弹簧的耐久性。另外，通过降低内侧的橡胶层的弹簧常数，与提高了外侧的橡胶层的弹簧常数相抵，可以维持作为弹性部整体、即铁道车辆用轴弹簧的弹簧常数(乘坐舒适性)为良好的状态。