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JP4555200B2 - Air spring stopper - Google Patents
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JP4555200B2 - Air spring stopper - Google Patents

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JP4555200B2 JP2005273193A JP2005273193A JP4555200B2 JP 4555200 B2 JP4555200 B2 JP 4555200B2 JP 2005273193 A JP2005273193 A JP 2005273193A JP 2005273193 A JP2005273193 A JP 2005273193A JP 4555200 B2 JP4555200 B2 JP 4555200B2
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Description

本発明は、例えば鉄道車両に装備される空気ばねの圧縮変位量の上限を規制するための空気ばね用ストッパに関するものである。   The present invention relates to an air spring stopper for regulating the upper limit of the amount of compressive displacement of an air spring installed in, for example, a railway vehicle.

一般に、鉄道車両などに装備される空気ばねは、上下方向の伸縮により振動を吸収する防振装置として使用される。さらに、空気ばねは、その空気室に空気を注入及び排出して作用高さを変更することにより車高を調整する車高調整装置としても使用されることがある。空気ばねを車高調整装置として使用することにより、例えばプラットホームでの乗降を容易にしたり、摩耗した車輪の踏み面の削り直しによって下がった車高を元の高さに戻したり、パンタグラフから給電する地上走行時と車両側面から給電する地下走行時とで車高を変更したりすることが試みられている。   In general, an air spring equipped in a railway vehicle or the like is used as a vibration isolator that absorbs vibrations by expanding and contracting in the vertical direction. Further, the air spring may be used as a vehicle height adjusting device that adjusts the vehicle height by changing the working height by injecting and discharging air into the air chamber. By using an air spring as a vehicle height adjustment device, for example, it is easy to get on and off the platform, the vehicle height lowered by reshaping the tread of worn wheels is restored to the original height, or power is supplied from the pantograph Attempts have been made to change the vehicle height when traveling on the ground and when traveling underground from the side of the vehicle.

ただ、多くの空気ばねは、その上面板と下面板とが当接することにより圧縮変位量の上限が規制される構造であるため、車高調整の際に単に作用高さを変更しただけでは、その作用高さごとに圧縮変位量の上限が異なることになり、空気ばねの防振装置としての機能を低下させるおそれがある。   However, many air springs have a structure in which the upper limit of the amount of compressive displacement is restricted by the contact between the upper surface plate and the lower surface plate, so simply by changing the operating height when adjusting the vehicle height, The upper limit of the amount of compressive displacement differs depending on the height of the action, and the function of the air spring as a vibration isolator may be reduced.

これに対して、特許文献1は、突出高さを切換可能な空気ばね用ストッパを設けることにより、空気ばねの作用高さを変更した場合であっても圧縮変位量の上限を所定の大きさに保つことができるようにした空気ばねを開示している。   On the other hand, Patent Document 1 provides an air spring stopper capable of switching the protruding height, so that the upper limit of the amount of compression displacement is a predetermined magnitude even when the operating height of the air spring is changed. An air spring is disclosed which can be kept at a constant value.

図6に特許文献1が開示する空気ばねを示す。この空気ばねは、ダイヤフラム(可撓膜体)101の上下端に上面板102及び下面板103を設けてなり、その上面板102に、平坦面104a及び隆起面104bを有する上ストッパ部材104が取り付けられ、下面板103に、平坦面105a及び隆起面105bを有する下ストッパ部材105が取り付けられている。   FIG. 6 shows an air spring disclosed in Patent Document 1. This air spring is provided with an upper surface plate 102 and a lower surface plate 103 at upper and lower ends of a diaphragm (flexible film body) 101, and an upper stopper member 104 having a flat surface 104a and a raised surface 104b is attached to the upper surface plate 102. The lower stopper member 105 having a flat surface 105 a and a raised surface 105 b is attached to the lower surface plate 103.

上ストッパ部材104は、鉛直軸周りに回動可能とされ、空気ばねの作用高さを低く設定するとき、その平坦面104a及び隆起面104bを下ストッパ部材105の隆起面105b及び平坦面105aにそれぞれ対向させ、空気ばねの作用高さを高く設定するとき、その隆起面104bを下ストッパ部材105の隆起面105bに対向させるようになっている。これにより、空気ばねの作用高さを低く設定した状態であっても高く設定した状態であっても、その圧縮変位量の上限が同じ大きさに設定される。
特開平9−89029(段落番号0009、0014、0015、図1)
The upper stopper member 104 is rotatable about the vertical axis, and when the action height of the air spring is set low, the flat surface 104a and the raised surface 104b are changed to the raised surface 105b and the flat surface 105a of the lower stopper member 105, respectively. The raised surfaces 104b are made to face the raised surfaces 105b of the lower stopper member 105 when they are opposed to each other and the height of the air spring is set high. As a result, the upper limit of the amount of compression displacement is set to the same size regardless of whether the height of action of the air spring is set low or high.
JP-A-9-89029 (paragraph numbers 0009, 0014, 0015, FIG. 1)

ところが、特許文献1の空気ばねに設けられた空気ばね用ストッパは、上下のストッパ部材の平坦面と隆起面とを対向させるか、あるいは隆起面同士を対向させることしかできないため、二通りのストッパ高さのいずれかを選択することができるだけで、その中間のストッパ高さに調整することができない。   However, the air spring stopper provided in the air spring of Patent Document 1 can only make the flat surfaces of the upper and lower stopper members face the raised surfaces, or make the raised surfaces face each other. Only one of the heights can be selected and cannot be adjusted to an intermediate stopper height.

また、ストッパ部材を平坦面と隆起面に区分けしているため、その分、空気ばねの圧縮変位量が上限に達した際にストッパ受け面に当接する当接面の面積が小さくなりやすく、空気ばね用ストッパとしての安定性や強靱性を低下させるおそれがある。   In addition, since the stopper member is divided into a flat surface and a raised surface, the area of the contact surface that contacts the stopper receiving surface when the amount of compressive displacement of the air spring reaches the upper limit is easily reduced. There is a possibility that stability and toughness as a spring stopper may be lowered.

本発明は、ストッパ高さを無段階に調節することができ、かつ、空気ばねの圧縮変位量が上限に達した際にストッパ受け面に当接する当接面の面積を十分な大きさに設定することができる空気ばね用ストッパの提供を目的とする。   In the present invention, the stopper height can be adjusted steplessly, and the area of the contact surface that contacts the stopper receiving surface when the compression displacement of the air spring reaches the upper limit is set to a sufficient size. An object of the present invention is to provide a stopper for an air spring.

上記目的を達成するために、本発明に係る空気ばね用ストッパは、空気ばねの圧縮変位量の上限を規制するためのものであり、ゴム製筒体と、ゴム製筒体の上下端に設けられた上金具及び下金具と、ゴム製筒体、上金具及び下金具で囲まれる内部空間に流体を注入及び排出する注入排出手段とを備え、内部空間に流体を注入及び排出してゴム製筒体の中心軸方向長さを調節することにより、ストッパ高さを調節するようにしたものである。   In order to achieve the above object, the air spring stopper according to the present invention is for restricting the upper limit of the compression displacement amount of the air spring, and is provided at the upper and lower ends of the rubber cylinder and the rubber cylinder. And an injection / discharge means for injecting and exhausting fluid into and from the internal space surrounded by the upper and lower metal fittings, and a rubber cylinder. The height of the stopper is adjusted by adjusting the length of the cylindrical body in the central axis direction.

この構成によれば、内部空間に流体を注入してゴム製筒体を中心軸方向に伸ばしたり、内部空間から流体を排出してゴム製筒体を中心軸方向に縮めたりすることにより、ストッパ高さを無段階に調節することができる。さらに、空気ばねの圧縮変位量が上限に達した際、上金具又は下金具の全体をストッパ受け部に当接させることができるので、当接面の面積を十分な大きさに設定して、空気ばね用ストッパとしての安定性や強靱性を高めることができる。   According to this configuration, the stopper is provided by injecting a fluid into the internal space and extending the rubber cylinder in the central axis direction, or discharging the fluid from the internal space and contracting the rubber cylinder in the central axis direction. The height can be adjusted steplessly. Furthermore, when the amount of compression displacement of the air spring reaches the upper limit, the entire upper metal fitting or lower metal fitting can be brought into contact with the stopper receiving portion, so the area of the contact surface is set to a sufficient size, Stability and toughness as a stopper for an air spring can be improved.

内部空間に注入する流体として水などの液体を使用することもできるが、流体として空気を使用することにより、空気ばね用ストッパの軽量化を図ると共に、空気の圧縮性により、空気ばね用ストッパの衝撃吸収性能を高めることができる。なお、上金具及び下金具は、金属製に限定されるものではなく、樹脂製のものをも含む概念である。   Although a liquid such as water can be used as the fluid to be injected into the internal space, the air spring stopper can be reduced in weight by using air as the fluid, and the air spring stopper can reduce the weight of the air spring stopper. Impact absorption performance can be improved. In addition, an upper metal fitting and a lower metal fitting are not limited to metal, but are concepts including those made of resin.

ゴム製筒体にバイアス方向に傾斜する補強コードを埋設し、そのバイアス方向を互いに交差する2方向に設定する。さらに、ゴム製筒体の内圧の変化により、ゴム製筒体の中心軸に対するコード角を、ゴム製筒体の最小長さとなる自由状態における設定コード角と、ゴム製筒体の最大長さとなる安定コード角との間で変更自在にする。   A reinforcing cord inclined in the bias direction is embedded in the rubber cylinder, and the bias direction is set in two directions intersecting each other. Further, due to the change in the internal pressure of the rubber cylinder, the cord angle with respect to the central axis of the rubber cylinder becomes the set code angle in the free state where the minimum length of the rubber cylinder and the maximum length of the rubber cylinder. Change freely between stable code angles.

これにより、ゴム製筒体を補強コードで補強して耐圧性を高めつつ、内圧を変化させて補強コードのコード角を変更しながらゴム製筒体を中心軸方向に伸縮させることができる。なお、ゴム製筒体は、内圧を大きくしてコード角を安定コード角に近づけるほど、径方向の縮径を伴うものの中心軸方向に伸びて容積が大きくなり、内圧を小さくしてコード角を設定コード角に近づけるほど、径方向の拡径を伴うものの中心軸方向に縮んで容積が小さくなる。   As a result, the rubber cylinder can be expanded and contracted in the central axis direction while changing the internal pressure and changing the cord angle of the reinforcement cord while reinforcing the pressure resistance by reinforcing the rubber cylinder with the reinforcement cord. As the internal pressure increases and the cord angle approaches the stable cord angle, the rubber cylinder increases in volume in the direction of the central axis, but with a reduced diameter in the radial direction. The closer to the set cord angle, the smaller the volume by shrinking in the direction of the central axis, although accompanied by radial expansion.

ここで、ゴム製筒体の自由状態とは、ゴム製筒体の内外の圧力差がなく、中心軸方向の伸びがゼロの状態であり、この状態におけるコード角を設定コード角という。また、安定コード角とは、ゴム製筒体の中心軸方向の伸びが止まるまでその内圧を十分に大きくした状態におけるコード角のことであり、自由状態からゴム製筒体の内圧を大きくするほど、補強コードのコード角が設定コード角から安定コード角に近づくようになっている。   Here, the free state of the rubber cylinder is a state in which there is no pressure difference between the inside and outside of the rubber cylinder and the elongation in the central axis direction is zero, and the code angle in this state is called a set code angle. Further, the stable cord angle is a cord angle in a state where the internal pressure is sufficiently increased until the elongation in the central axis direction of the rubber cylinder stops, and as the internal pressure of the rubber cylinder increases from the free state. The cord angle of the reinforcing cord comes closer to the stable cord angle from the set cord angle.

ゴム製筒体の自由状態における設定コード角は、54.5°を超過し90°未満である範囲内において、ゴム製筒体の中心軸方向長さの調節可能量を大きくするほど大きく設定するのがよい。   The setting code angle in the free state of the rubber cylinder is set to be larger as the adjustable amount of the length in the central axis direction of the rubber cylinder is increased within a range of more than 54.5 ° and less than 90 °. It is good.

つまり、補強コードの伸び及び上金具及び下金具による径方向の拘束の影響を無視すると、安定コード角は、円筒形のゴム製筒体の容積が最大になるコード角である54.5°となる。設定コード角が54.5°を超過し90°未満である範囲であれば、内部空間の流体量を一定のまま中心軸方向に圧縮したとき、コード角が大きくなって54.5°から離れるのに伴い、容積が小さくなって内圧が大きくなるので、ストッパとして機能させることができる。なお、設定コード角が54.5°未満であれば、流体量を一定のまま中心軸方向に圧縮することによって内圧が小さくなるので、ストッパとして機能させることができない。   In other words, ignoring the expansion of the reinforcing cord and the radial restraint caused by the upper and lower brackets, the stable cord angle is 54.5 °, which is the cord angle at which the volume of the cylindrical rubber cylinder is maximized. Become. If the set cord angle is in the range of more than 54.5 ° and less than 90 °, when the fluid volume in the internal space is compressed in the direction of the central axis, the cord angle increases and departs from 54.5 °. Accordingly, the volume is reduced and the internal pressure is increased, so that it can function as a stopper. If the set code angle is less than 54.5 °, the internal pressure is reduced by compressing the fluid amount in the direction of the central axis while keeping the fluid amount constant, so that it cannot function as a stopper.

さらに、上記の範囲内において設定コード角を大きくするほど、コード角が設定コード角から安定コード角に至るまでのゴム製筒体の伸び量が大きくなるので、ゴム製筒体の中心軸方向長さの調節可能量を大きくすることができる。   Furthermore, the larger the set cord angle within the above range, the greater the amount of stretch of the rubber cylinder from the set cord angle to the stable cord angle. The adjustable amount of thickness can be increased.

2方向に傾斜する補強コードのうちの同一方向に傾斜する補強コード同士を配列して二層の補強コード層を設けるのがよい。二層の補強コード層は、バイアス裁断した二枚の幅広プライを巻き付けて形成することもできるが、上金具及び下金具の外側に補強コードを一定の傾斜角度にて掛け回しつつ上金具及び下金具の外周を所定のピッチで周回させることにより、上金具及び下金具を通る中心軸に対して傾斜する補強コードを周方向に配列すると共に、各層の補強コードの傾斜方向を互いに交差するよう設定するのがよい。   Of the reinforcing cords inclined in two directions, the reinforcing cords inclined in the same direction may be arranged to provide two reinforcing cord layers. The two reinforcing cord layers can be formed by wrapping two wide plies that have been bias-cut, but the upper and lower brackets are wound around the upper and lower brackets at a fixed inclination angle. By rotating the outer circumference of the metal fitting at a predetermined pitch, the reinforcement cords that are inclined with respect to the central axis passing through the upper metal fitting and the lower metal fitting are arranged in the circumferential direction, and the inclination directions of the reinforcement cords of each layer are set to intersect each other. It is good to do.

これにより、幅広プライの端部を係止するビードワイヤや幅広プライ端部の折り返しをなくして空気ばね用ストッパをコンパクトに形成することができるので、空気ばね用ストッパを極めて低く狭い空間に設置することができる。さらに、高価な設備を必要とする幅広のプライを製造する工程、ビードワイヤを巻き付ける工程、及びプライ端部を折り返す工程を不要にすることができ、さらに、長さや径の異なる他品種の空気ばね用ストッパを少数ずつ製造する場合であっても補強コードのロスをなくすことができる。   As a result, the bead wire for locking the end of the wide ply and the folding of the end of the wide ply can be eliminated and the air spring stopper can be formed compactly. Can do. Furthermore, the process of manufacturing a wide ply that requires expensive equipment, the process of winding a bead wire, and the process of turning back the end of the ply can be eliminated, and for other types of air springs with different lengths and diameters. Even when a small number of stoppers are manufactured, the loss of the reinforcing cord can be eliminated.

また、幅広プライのような横糸が存在しないので、加硫成形する際の拡径を阻害されることがなく、ゴム製筒体の性能を安定させることができる。補強コード層の成形用治具と兼用する金具に補強コードを掛け回すので、ゴム製筒体を金具と強固に一体化することができる。ゴム製筒体の完成後にゴム製筒体の端部に金具を止着する工程を省略すると共に、金具を挿入する際の変形などによるゴム製筒体の損傷をなくすことができる。   Further, since there is no weft like the wide ply, the diameter expansion during vulcanization molding is not hindered, and the performance of the rubber cylinder can be stabilized. Since the reinforcing cord is hung around the metal fitting also used as the reinforcing cord layer forming jig, the rubber cylinder can be firmly integrated with the metal fitting. The step of fixing the metal fitting to the end of the rubber cylinder after the completion of the rubber cylinder is omitted, and damage to the rubber cylinder due to deformation when the metal fitting is inserted can be eliminated.

上金具及び下金具に掛け回しする補強コードは、単数であっても複数であってもよく、補強コードの太さなどを勘案して適宜選択することができる。単数の補強コードを上金具及び下金具に掛け回しすることによって補強コード層を形成すれば、補強コードの配列を乱すことなく、かつ正確な傾斜角度で掛け回ししやすくすることができる。一方、複数の補強コードを互いに所定のコードピッチを維持させながら上金具及び下金具に掛け回しすることによって補強コード層を形成すれば、少ない掛け回し回数で補強コードを配列することができ、掛け回しに要する時間を短くすることができる。   There may be a single reinforcing cord or a plurality of reinforcing cords hung around the upper metal fitting and the lower metal fitting, and they can be appropriately selected in consideration of the thickness of the reinforcement cord. If the reinforcing cord layer is formed by hanging a single reinforcing cord around the upper metal fitting and the lower metal fitting, it can be easily hung at an accurate inclination angle without disturbing the arrangement of the reinforcing cords. On the other hand, if a reinforcing cord layer is formed by hanging a plurality of reinforcing cords around the upper and lower brackets while maintaining a predetermined cord pitch, the reinforcing cords can be arranged with a small number of turns. The time required for rotation can be shortened.

補強コードの上金具及び下金具への掛け回しを具体的に説明すると、補強コードを予め定められた設定傾斜角で上金具及び下金具に掛け渡し、上金具及び下金具のうちの掛け渡された一方の金具の外周面からその表面を跨いで反対側の外周面まで補強コードを張設する。さらに、一方の金具から他方の金具の外周面まで設定傾斜角で補強コードを掛け渡し、他方の金具の掛け渡し部分から所定のコードピッチをずらして反対側の外周面まで補強コードを張設することにより、上金具及び下金具に補強コードを掛け回す。この掛け回し操作を繰り返すことにより、補強コードを金具の外周を周回させる。   Specifically, the reinforcement cord is hung on the upper metal fitting and the lower metal fitting. The reinforcement cord is passed over the upper metal fitting and the lower metal fitting at a predetermined set inclination angle. A reinforcing cord is stretched from the outer peripheral surface of one metal fitting to the outer peripheral surface on the opposite side across the surface. Further, the reinforcing cord is routed from one bracket to the outer peripheral surface of the other bracket at a set inclination angle, and the reinforcing cord is stretched from the spanning portion of the other bracket to the outer peripheral surface on the opposite side by shifting a predetermined cord pitch. As a result, the reinforcement cord is hung around the upper metal fitting and the lower metal fitting. By repeating this wrapping operation, the reinforcing cord circulates around the outer periphery of the metal fitting.

この構成によると、上金具及び下金具への補強コードの一回の掛け回しにより、金具間において、補強コードが中心軸を挟んで反対側に一列ずつ互いにほぼ並行に掛け渡される。この掛け回しを行いながら所定のコードピッチ分だけずらすので、中心軸に対する掛け渡しの傾斜角度を維持しつつ中心軸周りに傾斜方向を変化させることができ、掛け回し操作を繰り返すことにより、金具間に補強コードが周方向に配列される。   According to this configuration, the reinforcing cords are stretched around the upper metal fitting and the lower metal fitting once, and the reinforcing cords are arranged between the metal fittings in parallel to each other on the opposite side across the central axis. While shifting, it is shifted by a predetermined code pitch, so that the tilt direction can be changed around the center axis while maintaining the tilt angle of the span with respect to the center axis. The reinforcing cords are arranged in the circumferential direction.

一回の掛け回しによって掛け渡された一対の補強コードは、それぞれを外周側から見たとき、中心軸に対して同じ大きさの傾斜角度で反対側に傾斜しており、それぞれの補強コードの配列が一周した時点で、補強コードの傾斜方向が互いに交差する二層の補強コード層が形成される。反対側に傾斜する一対の補強コードが一回の掛け回しによって中心軸を挟んで反対側に配列されるので、傾斜方向が交差する補強コードが互いに編み込まれるように配列されることはなく、補強コードのパンタグラフ作用を阻害することはない。   When viewed from the outer periphery, the pair of reinforcement cords spanned by a single run is inclined to the opposite side at the same angle of inclination with respect to the central axis. At the time when the arrangement goes around, two layers of reinforcing cord layers in which the inclination directions of the reinforcing cords cross each other are formed. Since a pair of reinforcing cords inclined to the opposite side are arranged on the opposite side across the central axis by a single wrapping, the reinforcing cords whose inclination directions intersect with each other are not arranged so as to be woven together, and are reinforced It does not interfere with the pantograph action of the code.

また、本発明は、上記の空気ばね用ストッパを備えた空気ばねを提供する。すなわち、本発明は、ダイヤフラムと、このダイヤフラムの上下端に設けられた上面板及び下面板とを備え、ダイヤフラム、上面板及び下面板で囲まれる空気室への空気の注入及び排出によって作用高さを調整可能とされ、その下面板に、上面板に対向して空気ばね用ストッパが装着された空気ばねを提供する。   Moreover, this invention provides the air spring provided with said stopper for air springs. That is, the present invention includes a diaphragm, and upper and lower plates provided at the upper and lower ends of the diaphragm, and has a working height by injecting and discharging air into an air chamber surrounded by the diaphragm, the upper plate, and the lower plate. The air spring is provided with an air spring stopper attached to the lower surface plate thereof so as to face the upper surface plate.

この構成によれば、ストッパ高さを無段階で調整できる空気ばね用ストッパを装着するので、空気ばねの防振装置としての機能を低下させることなく、その作用高さを無段階で調整することができ、空気ばねを装備する車両の車高をも無段階で調節することができる。さらに、流体を注入及び排出するだけでストッパ高さを自由に調節することができるので、ストッパ高さの変更に際して車両を長期間休業させて台車から空気ばねを取り外す必要がなく、車両高さを簡単かつ確実に調整することができる。これにより、レール状態などに応じてストッパ高さを上げたり下げたりすることもできる。   According to this configuration, since the stopper for the air spring that can adjust the stopper height steplessly is mounted, the operation height can be adjusted steplessly without deteriorating the function of the air spring as a vibration isolator. The height of a vehicle equipped with an air spring can be adjusted steplessly. Furthermore, since the stopper height can be adjusted freely by simply injecting and discharging fluid, it is not necessary to leave the vehicle closed for a long period of time when changing the stopper height, and to remove the air spring from the carriage. It can be adjusted easily and reliably. Thereby, the stopper height can be raised or lowered according to the rail state or the like.

空気ばね用ストッパは、空気ばねによって支持される荷重を空気ばねの代わりに支持可能なように設定される内部空間の圧力に耐える耐圧性を有するものとするのがよい。そうすれば、例えば空気ばねがバーストした場合など、空気ばね用ストッパの内圧を十分に大きくし、その空気ばね用ストッパで車両を支持して走行することができる。   It is preferable that the air spring stopper has a pressure resistance that can withstand the pressure of the internal space set so that the load supported by the air spring can be supported instead of the air spring. Then, for example, when the air spring bursts, the internal pressure of the air spring stopper can be sufficiently increased, and the vehicle can be supported and traveled by the air spring stopper.

空気ばね用ストッパの内部空間の圧力を空気室の内圧よりも大きく設定し、流体の注入及び排出によって内部空間と空気室との圧力差を変更することにより、ストッパ高さを調節して上面板との間隔を所望の大きさに設定可能とする。   Set the pressure of the internal space of the air spring stopper to be larger than the internal pressure of the air chamber, and adjust the stopper height by changing the pressure difference between the internal space and the air chamber by injecting and discharging fluid. Can be set to a desired size.

空気ばね用ストッパの内圧を空気室の内圧よりも大きく設定することにより、空気ばねの空気室の内圧によって空気ばね用ストッパが押し潰されることを防止することができる。空気ばね用ストッパの内圧が空気室の内圧に等しいとき、空気ばね用ストッパが自由状態になるので、内部空間と空気室との圧力差を変更することにより、ストッパ高さを調節することができる。   By setting the internal pressure of the air spring stopper larger than the internal pressure of the air chamber, it is possible to prevent the air spring stopper from being crushed by the internal pressure of the air chamber of the air spring. When the internal pressure of the air spring stopper is equal to the internal pressure of the air chamber, the air spring stopper is free. Therefore, the height of the stopper can be adjusted by changing the pressure difference between the internal space and the air chamber. .

以上のとおり、本発明によると、流体を注入及び排出することによって空気ばね用ストッパのストッパ高さを無段階に調節することができるので、空気ばね用ストッパを備えた空気ばねも、防振装置としての機能を損なうことなく、その作用高さを無段階に調節することができる。これにより、車両の車高をも無段階に調節することができるので、摩耗した車輪の削り直しによって低下した車高を正確に元に戻したり、レール状態などに応じてストッパ高さを微妙に上げ下げしたりすることができる。   As described above, according to the present invention, since the stopper height of the air spring stopper can be adjusted steplessly by injecting and discharging the fluid, the air spring provided with the air spring stopper is also a vibration isolator. The height of the action can be adjusted steplessly without impairing the function as. As a result, the vehicle height of the vehicle can also be adjusted steplessly, so that the vehicle height lowered due to the reshaping of worn wheels can be accurately restored, or the stopper height can be subtly adjusted according to the rail condition, etc. It can be raised or lowered.

また、空気ばね用ストッパを全体的に伸縮させてストッパ高さを調節するので、空気ばねの圧縮変位量が上限に達した際、上金具又は下金具の全体をストッパ受け面に当接させることができ、その当接面の面積を十分な大きさに設定して、空気ばね用ストッパとしての安定性や強靱性を高めることができる。   In addition, since the stopper for air spring is expanded and contracted as a whole to adjust the stopper height, when the amount of compression displacement of the air spring reaches the upper limit, the upper metal fitting or the lower metal fitting is brought into contact with the stopper receiving surface. It is possible to increase the stability and toughness as a stopper for the air spring by setting the area of the contact surface to a sufficient size.

以下、本発明に係る空気ばね用ストッパを実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明に係る空気ばね用ストッパを備えた空気ばねの断面図であり、左半分が作用高さを最も低く設定した状態を示し、右半分が作用高さを最も高く設定した状態を示す。図2は空気ばね用ストッパの断面図である。   Hereinafter, the best mode for carrying out the air spring stopper according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an air spring provided with a stopper for an air spring according to the present invention, in which the left half shows a state where the working height is set to the lowest, and the right half shows a state where the working height is set to the highest. Show. FIG. 2 is a sectional view of the air spring stopper.

空気ばね1は、車体側と車輪側との間に介装されて車体及び車輪間を伝達される上下振動を吸収すると共に、その作用高さの変更によって車高を調節するためのものであり、筒状のゴム膜からなるダイヤフラム2と、ダイヤフラム2の上端に設けられて車体側に取り付けられる上面板3と、ダイヤフラム2の下端に設けられて車輪側に取り付けられる下面板4とを備え、その下面板4の中央上面に、空気ばね1の圧縮変位量の上限を圧縮ストローク量(St)に規制する空気ばね用ストッパ5が装着されている。   The air spring 1 is interposed between the vehicle body side and the wheel side to absorb the vertical vibration transmitted between the vehicle body and the wheel, and adjusts the vehicle height by changing the working height. A diaphragm 2 made of a cylindrical rubber film, an upper surface plate 3 provided at the upper end of the diaphragm 2 and attached to the vehicle body side, and a lower surface plate 4 provided at the lower end of the diaphragm 2 and attached to the wheel side, An air spring stopper 5 for restricting the upper limit of the compression displacement amount of the air spring 1 to the compression stroke amount (St) is mounted on the central upper surface of the lower surface plate 4.

ダイヤフラム2、上面板3及び下面板4で囲まれる空間は、空気が密封される空気室6とされ、この空気室6の空気の圧縮及び復元を繰り返しながら空気ばね1が上下方向に伸縮することにより上下振動が吸収される。また、空気室6への空気の注入及び排出により、空気ばね1の作用高さを調整するようになっている。ここで、空気ばね1の作用高さとは、静止状態における上面板3の下面から下面板4の上面までの距離(H)のことをいう。   The space surrounded by the diaphragm 2, the upper surface plate 3 and the lower surface plate 4 is an air chamber 6 in which air is sealed, and the air spring 1 expands and contracts in the vertical direction while repeatedly compressing and restoring the air in the air chamber 6. As a result, vertical vibration is absorbed. Further, the working height of the air spring 1 is adjusted by injecting and discharging air into the air chamber 6. Here, the working height of the air spring 1 means a distance (H) from the lower surface of the upper surface plate 3 to the upper surface of the lower surface plate 4 in a stationary state.

上面板3は、例えば鋼製の円板とされ、その中央穴に空気ばね用ストッパ5に対向するストッパ受け7が装着されている。ストッパ受け7は、上面板3の下面側に位置するストッパ受け面7aと、ストッパ受け面7aから上向きに突出する軸部7bとからなり、その軸部7bが上面板3の中央穴を貫通することにより、ストッパ受け7が上面板3に装着されている。   The upper surface plate 3 is a steel disk, for example, and a stopper receiver 7 facing the air spring stopper 5 is mounted in the center hole thereof. The stopper receiver 7 includes a stopper receiving surface 7 a located on the lower surface side of the upper surface plate 3 and a shaft portion 7 b protruding upward from the stopper receiving surface 7 a, and the shaft portion 7 b penetrates the central hole of the upper surface plate 3. Thus, the stopper receiver 7 is attached to the upper surface plate 3.

ストッパ受け7は、その中央に空気室6の内外を連通する連通孔8が形成されると共に、軸部7bの突出部分を取り囲むように設けられた連結部9に、配管、バルブ、コンプレッサ及び圧力計を含む加圧空気供給手段(図示せず)を連結される。加圧空気供給手段は、連通孔8を介して空気室6に所望の圧力で空気を注入又は排出する。   The stopper receiver 7 is formed with a communication hole 8 at the center for communicating the inside and the outside of the air chamber 6, and a connecting portion 9 provided so as to surround the protruding portion of the shaft portion 7 b. A pressurized air supply means (not shown) including a meter is connected. The pressurized air supply means injects or discharges air to the air chamber 6 through the communication hole 8 at a desired pressure.

下面板4は、例えば鋼製の円板とされ、その中央上面に形成された凹部4aに空気ばね用ストッパ5が載置されている。下面板4の下面側には、複数枚の鋼製プレート10a及びゴムプレート10bを積層してなる積層ゴム10が一体的に設けられ、この積層ゴム10が水平方向の振動を吸収するようになっている。積層ゴム10の中央には中央穴10cが形成され、この中央穴10cが、積層ゴム10の下端のエンドプレート10dに取り付けられた通路11によって外部と連通されている。   The lower surface plate 4 is, for example, a steel disk, and an air spring stopper 5 is placed in a concave portion 4a formed on the upper surface of the center. A laminated rubber 10 formed by laminating a plurality of steel plates 10a and rubber plates 10b is integrally provided on the lower surface side of the lower surface plate 4, and the laminated rubber 10 absorbs vibration in the horizontal direction. ing. A central hole 10 c is formed at the center of the laminated rubber 10, and the central hole 10 c communicates with the outside by a passage 11 attached to the end plate 10 d at the lower end of the laminated rubber 10.

空気ばね用ストッパ5は、円筒状のゴム製筒体12と、ゴム製筒体12の上下端に設けられた例えば鋼製の上金具13及び下金具14と、ゴム製筒体12、上金具13及び下金具14で囲まれる内部空間15に空気を注入及び排出する注入排出手段としての細管からなるノズル16とを備え、そのノズル16が下金具14及び空気ばね1の下面板4を貫通して内部空間15と積層ゴム10の中央穴10cとを連通している。   The air spring stopper 5 includes a cylindrical rubber cylinder 12, and upper and lower metal fittings 13 and 14 provided at the upper and lower ends of the rubber cylinder 12, the rubber cylinder 12, and the upper metal fitting, for example. 13 and a nozzle 16 made of a thin tube as an injection / discharge means for injecting and discharging air into an internal space 15 surrounded by the lower metal fitting 14, and the nozzle 16 penetrates the lower metal fitting 14 and the lower surface plate 4 of the air spring 1. The internal space 15 communicates with the central hole 10c of the laminated rubber 10.

加圧空気供給手段(図示せず)から通路11、中央穴10c及びノズル16を介して、内部空間15に空気を注入及び排出し、ゴム製筒体12を中心軸方向に伸縮させることにより、空気ばね用ストッパ5のストッパ高さ(h)が調節される。加圧空気供給手段は、配管、バルブ、コンプレッサ及び圧力計を含み、内部空間15に所望の圧力で空気を注入及び排出する。   By injecting and discharging air into the internal space 15 from the pressurized air supply means (not shown) via the passage 11, the central hole 10c and the nozzle 16, the rubber cylinder 12 is expanded and contracted in the direction of the central axis. The stopper height (h) of the air spring stopper 5 is adjusted. The pressurized air supply means includes piping, valves, a compressor, and a pressure gauge, and injects and discharges air into the internal space 15 at a desired pressure.

ストッパ高さ(h)を調節して上金具13とストッパ受け7のストッパ受け面7aとの間隔を所望の圧縮ストローク量(St)に設定することにより、空気ばね1の圧縮変位量の上限が圧縮ストローク量(St)に規制される。なお、空気ばね用ストッパ5の内部空間15には、空気の代わりに他の気体や水などの液体を注入することもできる。   By adjusting the stopper height (h) and setting the distance between the upper fitting 13 and the stopper receiving surface 7a of the stopper receiver 7 to a desired compression stroke amount (St), the upper limit of the compression displacement amount of the air spring 1 can be reduced. It is regulated by the compression stroke amount (St). Note that other gas or liquid such as water can be injected into the internal space 15 of the air spring stopper 5 instead of air.

ゴム製筒体12は、筒状のゴム膜にバイアス方向に傾斜する補強コード17を埋設してなり、そのバイアス方向が互いに交差する2方向に設定されている(図4参照)。ゴム製筒体12の中心軸に対する補強コード17のコード角は、54.5°を超過し90°未満である範囲内に設定される。   The rubber cylinder 12 is formed by embedding a reinforcing cord 17 inclined in the bias direction in a cylindrical rubber film, and the bias direction is set in two directions intersecting each other (see FIG. 4). The cord angle of the reinforcing cord 17 with respect to the central axis of the rubber cylinder 12 is set in a range exceeding 54.5 ° and less than 90 °.

補強コード17は、例えばスチールコードからなり、上金具13及び下金具14の端面側周縁の切欠部13a、14aに掛けるようにして配置すると共に、各補強コード17を切欠部13a、14aにおいて連続させることにより、上金具13及び下金具14とゴム製筒体12とが強固に一体化されている。補強コード17材質及び本数密度は、空気ばね1が支持する荷重をその空気ばね1に代わって、空気ばね用ストッパ5で支持するのに必要な耐圧性をゴム製筒体12に付与するよう設定される。   The reinforcement cord 17 is made of, for example, a steel cord, and is arranged so as to be hung on the notches 13a and 14a on the end surface side periphery of the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14, and the reinforcement cords 17 are continuous at the notches 13a and 14a. Thereby, the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 and the rubber cylinder 12 are firmly integrated. The material and the number density of the reinforcing cord 17 are set so as to give the rubber cylinder 12 the pressure resistance necessary to support the load supported by the air spring 1 with the air spring stopper 5 instead of the air spring 1. Is done.

次に、空気ばねの作用高さを変更する手順について説明する。まず、図1の左半分に示すように、空気ばね1の作用高さを最も低く設定するとき、加圧空気供給手段から空気室6への空気の注入及び排出により、空気ばね1を作用高さ(Hmin)に調節する。さらに、加圧空気供給手段からノズル16を介して空気ばね用ストッパ5の内部空間15に空気を注入又は排出することにより、その内圧を空気ばね1の空気室6の内圧とほぼ等しくして、空気ばね用ストッパ5の高さをストッパ高さ(hmin)に設定し、上金具13とストッパ受け面7aとの間隔を所定の圧縮ストローク量(St)に等しくする。   Next, the procedure for changing the working height of the air spring will be described. First, as shown in the left half of FIG. 1, when the working height of the air spring 1 is set to the lowest, the air spring 1 is moved by injecting and discharging air from the pressurized air supply means to the air chamber 6. Adjust to (Hmin). Further, by injecting or discharging air from the pressurized air supply means to the internal space 15 of the air spring stopper 5 through the nozzle 16, the internal pressure thereof is made substantially equal to the internal pressure of the air chamber 6 of the air spring 1, The height of the air spring stopper 5 is set to the stopper height (hmin), and the distance between the upper metal fitting 13 and the stopper receiving surface 7a is made equal to a predetermined compression stroke amount (St).

空気ばね1の作用高さをHminよりも高くするとき、空気室6に空気を注入して空気ばね1を所望の作用高さ(H)に調節する。さらに、空気ばね用ストッパ5の内部空間15の内圧を空気ばね1の空気室6の内圧よりも大きくすると共に、その圧力差を調節することにより、空気ばね用ストッパ5の高さをストッパ高さ(h)に設定する。このストッパ高さ(h)は、上金具13とストッパ受け面7aとの間隔を所定の圧縮ストローク量(St)に等しくする高さであり、ストッパ高さの変更量(Δh=h−hmin)は、空気ばね1の作用高さの変更量(ΔH=H−Hmin)に等しくなる(Δh=ΔH)。   When the working height of the air spring 1 is set higher than Hmin, air is injected into the air chamber 6 to adjust the air spring 1 to a desired working height (H). Furthermore, by making the internal pressure of the internal space 15 of the air spring stopper 5 larger than the internal pressure of the air chamber 6 of the air spring 1 and adjusting the pressure difference, the height of the air spring stopper 5 is set to the height of the stopper. Set to (h). The stopper height (h) is a height that makes the distance between the upper metal fitting 13 and the stopper receiving surface 7a equal to a predetermined compression stroke amount (St), and the amount of change in the stopper height (Δh = h−hmin). Is equal to the change amount (ΔH = H−Hmin) of the working height of the air spring 1 (Δh = ΔH).

ここで、圧力差とストッパ高さ(h)との関係は、あらかじめ実験などによって求めておけばよい。なお、図3に示すように、両者の関係は正確には曲線によって示されるが、その関係を近似的に1次式で表すこともできる。   Here, the relationship between the pressure difference and the stopper height (h) may be obtained in advance by experiments or the like. As shown in FIG. 3, the relationship between the two is accurately shown by a curve, but the relationship can also be approximately expressed by a linear expression.

図1の右半分は、空気ばね1の作用高さを最も高く設定した状態を示し、空気ばね1が作用高さ(Hmax)に設定され、空気ばね用ストッパ5がストッパ高さ(hmax)に設定されている。   The right half of FIG. 1 shows a state in which the working height of the air spring 1 is set to the highest, the air spring 1 is set to the working height (Hmax), and the air spring stopper 5 is set to the stopper height (hmax). Is set.

ここで、ストッパ高さを変更する際の補強コードのコード角の変化とゴム製筒体の中心軸方向の伸びとの関係を説明する。図4はストッパ高さの変更に伴う補強コードのコード角の変化を示す図であり、(a)はストッパ高さを最も低く設定した状態を示し、(b)はストッパ高さを最も高く設定した状態を示す。   Here, the relationship between the change in the cord angle of the reinforcing cord when changing the stopper height and the elongation in the central axis direction of the rubber cylinder will be described. 4A and 4B are diagrams showing changes in the cord angle of the reinforcing cord accompanying the change in the stopper height. FIG. 4A shows a state in which the stopper height is set to the lowest, and FIG. 4B shows a state in which the stopper height is set to the highest. Shows the state.

図4(a)のようにストッパ高さを最も低く(hmin)するとき、空気ばね用ストッパ5の内部空間15の内圧を空気ばね1の空気室6の内圧とほぼ等しく設定する。これにより、内部空間15と空気室6との圧力差がほぼゼロになってゴム製筒体12が自由状態になり、補強コード17のコード角が設定コード角をなすと共に、ゴム製筒体12が最小長さになる。なお、設定コード角は、54.5°を超過し90°未満である範囲内(例えば70°)に設定されている。   When the stopper height is minimized (hmin) as shown in FIG. 4A, the internal pressure of the internal space 15 of the air spring stopper 5 is set substantially equal to the internal pressure of the air chamber 6 of the air spring 1. As a result, the pressure difference between the internal space 15 and the air chamber 6 becomes substantially zero, the rubber cylinder 12 becomes free, the cord angle of the reinforcing cord 17 forms a set code angle, and the rubber cylinder 12 Is the minimum length. The setting code angle is set within a range exceeding 54.5 ° and less than 90 ° (for example, 70 °).

ストッパ高さをhminよりも高くするとき、空気ばね用ストッパ5の内部空間15の内圧を空気ばね1の空気室6の内圧よりも大きくする。これにより、補強コード17のコード角が設定コード角よりも小さくなり、ゴム製筒体12が径方向の縮径を伴って中心軸方向に伸びる。   When the stopper height is set higher than hmin, the internal pressure of the internal space 15 of the air spring stopper 5 is made larger than the internal pressure of the air chamber 6 of the air spring 1. As a result, the cord angle of the reinforcing cord 17 becomes smaller than the set cord angle, and the rubber cylinder 12 extends in the central axis direction with a radial reduction.

図4(b)のようにストッパ高さを最も高く(hmax)するとき、内部空間15と空気室6との圧力差を十分に大きくする。これにより、補強コード17のコード角が安定コード角(54.5°)をなし、ゴム製筒体12の中心軸方向の伸びが止まって最大長さとなる。   When the stopper height is set to the highest (hmax) as shown in FIG. 4B, the pressure difference between the internal space 15 and the air chamber 6 is sufficiently increased. As a result, the cord angle of the reinforcing cord 17 forms a stable cord angle (54.5 °), and the elongation in the central axis direction of the rubber cylinder 12 stops and becomes the maximum length.

このように、内部空間15と空気室6との圧力差を変化させることにより、補強コード17のコード角が設定コード角と安定コード角との間で変更され、ゴム製筒体12の中心軸方向長さが調節される。すなわち、補強コード17のコード角を設定コード角と安定コード角との間の任意の角度に変更することにより、所望のストッパ高さ(h)に設定される。   Thus, by changing the pressure difference between the internal space 15 and the air chamber 6, the cord angle of the reinforcing cord 17 is changed between the set cord angle and the stable cord angle, and the central axis of the rubber cylinder 12 is changed. The direction length is adjusted. That is, the desired stopper height (h) is set by changing the cord angle of the reinforcing cord 17 to an arbitrary angle between the set cord angle and the stable cord angle.

さらに、設定コード角の大きさを54.5°を超過し90°未満である範囲内において変更することにより、ゴム製筒体12の中心軸方向長さの調節可能量が変更される。具体的には、設定コード角を大きく設定するほど、ゴム製筒体12の中心軸方向長さの調節可能量が大きくなる。   Further, by changing the size of the setting code angle within a range exceeding 54.5 ° and less than 90 °, the adjustable amount of the length in the central axis direction of the rubber cylinder 12 is changed. Specifically, as the setting code angle is set larger, the adjustable amount of the length in the central axis direction of the rubber cylinder 12 becomes larger.

例えば、ゴム製筒体12の中心軸方向長さを70mm(上金具13及び下金具14の厚さ20mm×2を含むストッパ高さは110mm)から120mm(上金具13及び下金具14の厚さ20mm×2を含むストッパ高さは160mm)の範囲で変化させるには、cosα=70mm/(120mm/cos54.5°)の関係より、設定コード角をα=70°に設定する。   For example, the length of the rubber cylinder 12 in the central axis direction is 70 mm (the height of the stopper including the thickness 20 mm × 2 of the upper metal 13 and the lower metal 14 is 110 mm) to 120 mm (the thickness of the upper metal 13 and the lower metal 14. In order to change the stopper height including 20 mm × 2 within the range of 160 mm, the set code angle is set to α = 70 ° from the relationship of cos α = 70 mm / (120 mm / cos 54.5 °).

すなわち、設定コード角を70°に設定することにより、内部空間15の内圧を十分に大きくしてコード角を安定コード角である54.5°に変化させたとき、そのゴム製筒体12の中心軸方向長さが50mm伸びる。なお、以上の関係に加えて、上金具13及び下金具14による径方向の拘束の影響と、内圧による補強コード17の伸びの影響とを正確に求めて設定コード角度を決定するのがより好ましい。   That is, by setting the set cord angle to 70 °, when the inner pressure of the internal space 15 is sufficiently increased to change the cord angle to the stable cord angle of 54.5 °, the rubber cylinder 12 The length in the central axis direction is extended by 50 mm. In addition to the above relationship, it is more preferable to determine the setting cord angle by accurately obtaining the influence of the radial restraint by the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 and the influence of the extension of the reinforcing cord 17 by the internal pressure. .

次に、空気ばね用ストッパの製造方法を説明する。まず、上金具13とノズル16の付いた下金具14との間にドーナツ状の未加硫ゴムを配置すると共に、上金具13の下面及び下金具14の上面を覆うように未加硫ゴムを配置する。   Next, a method for manufacturing the air spring stopper will be described. First, a donut-shaped unvulcanized rubber is disposed between the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 with the nozzle 16, and the unvulcanized rubber is applied so as to cover the lower surface of the upper metal fitting 13 and the upper surface of the lower metal fitting 14. Deploy.

次いで、図5に示すように、未加硫ゴムで被覆した一本の補強コード17を中心軸方向に対して設定コード角だけ傾斜させながら上金具13及び下金具14に架け渡すように巻き付けて、ドーナツ状の未加硫ゴムの外周側全周に、バイアス方向が互いに交差する二層の補強コード17を配置する。   Next, as shown in FIG. 5, a single reinforcing cord 17 covered with unvulcanized rubber is wound around the upper bracket 13 and the lower bracket 14 while being inclined by a set cord angle with respect to the central axis direction. Two layers of reinforcing cords 17 whose bias directions cross each other are arranged on the entire outer periphery of the doughnut-shaped unvulcanized rubber.

ここで、補強コード17を巻き付ける手順を具体的に説明する。まず、一本の補強コード17を設定コード角(外周側から見て例えば70°)だけ傾斜させて、上金具13の周縁部から下金具14の周縁部に架け渡す。この架け渡し部分と平行かつ中心軸を通る面に対して対称に、下金具14の下面側を通すように補強コード17を折返し、設定コード角(外周側から見て例えば−70°)だけ傾斜させて、下金具14の周縁部から上金具13の周縁部に架け渡す。さらに、上金具13の上面側を通すように補強コード17を折返すことにより、補強コード17が上金具13及び下金具14間を一周する。これにより、中心軸に対して対称な位置に、バイアス方向が互いに交差する補強コード17の架け渡し部分が形成される。   Here, a procedure for winding the reinforcing cord 17 will be specifically described. First, one reinforcing cord 17 is inclined by a set cord angle (for example, 70 ° when viewed from the outer peripheral side), and is spanned from the peripheral edge of the upper metal fitting 13 to the peripheral edge of the lower metal fitting 14. The reinforcement cord 17 is folded back so as to pass the lower surface side of the lower metal fitting 14 symmetrically with respect to the plane parallel to the bridge portion and passing through the central axis, and is inclined by a set cord angle (for example, −70 ° when viewed from the outer peripheral side). Then, it extends from the peripheral edge of the lower metal fitting 14 to the peripheral edge of the upper metal fitting 13. Further, the reinforcing cord 17 makes a round between the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 by folding back the reinforcing cord 17 so as to pass through the upper surface side of the upper metal fitting 13. Thereby, a bridging portion of the reinforcing cord 17 whose bias directions intersect with each other is formed at a position symmetrical with respect to the central axis.

一周させたときにコードピッチ分だけずれるように上金具13及び下金具14間に補強コード17を巻き付け、この巻き付けを上金具13から下金具14への架け渡し部分が全周に行き渡るまで繰り返す。これにより、バイアス方向が互いに交差する二層の補強コード17が配置される。二層の補強コード17は、互いに内外に交差することなく配置されるので、そのパンタグラフ作用を阻害することがない。   The reinforcing cord 17 is wound between the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 so as to be shifted by the cord pitch when it is made to make one round, and this winding is repeated until the bridging portion from the upper metal fitting 13 to the lower metal fitting 14 reaches the entire circumference. Thereby, the two layers of reinforcing cords 17 whose bias directions cross each other are arranged. Since the two layers of reinforcing cords 17 are arranged without crossing inside and outside, the pantograph action is not hindered.

その後、補強コード17の外側に未加硫ゴムシートを巻き付け、その外側に外型を配置すると共に、ノズル16より内部空間15に空気を注入して加圧しながら加熱して加硫成形することにより、空気ばね用ストッパ5が完成する。   Thereafter, an unvulcanized rubber sheet is wound around the outer side of the reinforcing cord 17 and an outer mold is disposed on the outer side, and air is injected from the nozzle 16 into the inner space 15 and heated while being pressurized to be vulcanized and molded. The air spring stopper 5 is completed.

上記構成によれば、内部空間15への空気の注入及び排出により、空気ばね用ストッパ5のストッパ高さを無段階で調整することができるので、空気ばね1の作用高さに関わらずその圧縮ストローク量(St)を一定の大きさに保つことができる。空気ばね1の空気室6及び空気ばね用ストッパ5の内部空間15には、簡単な配管とバルブおよびコンプレッサによって空気を供給することができるので、車両から空気ばね1を外すことなくその作用高さ及びストッパ高さを調節することができる。   According to the above configuration, the height of the stopper of the air spring stopper 5 can be adjusted steplessly by injecting and discharging air into the internal space 15, so that the compression of the air spring 1 can be performed regardless of the operating height. The stroke amount (St) can be kept constant. Since air can be supplied to the air chamber 6 of the air spring 1 and the internal space 15 of the air spring stopper 5 by simple piping, valves, and a compressor, the height of the operation can be achieved without removing the air spring 1 from the vehicle. And the stopper height can be adjusted.

ゴム製筒体12の十分な耐圧性により内部空間15の内圧推力が十分な大きさに設定可能とされると共に、上金具13及び下金具14が十分な強度及び当接面積に設定されるので、空気ばね用ストッパ5の支持可能な荷重を大きく設定することができる。さらに、内部空間15に封入された空気のクッション効果により、ストッパとして機能する際の衝撃を十分に緩和することもできる。   Since the internal pressure thrust of the internal space 15 can be set to a sufficient magnitude by the sufficient pressure resistance of the rubber cylinder 12, the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 are set to have sufficient strength and contact area. The load that can be supported by the air spring stopper 5 can be set large. Furthermore, the impact when acting as a stopper can be sufficiently mitigated by the cushioning effect of the air enclosed in the internal space 15.

また、空気ばね用ストッパ5は、その内部空間15の内圧を十分に大きくして補強コード17のコード角が安定コード角に達した後、さらに内部空間15に空気を注入して内圧を大きくすることにより、空気ばね1が支持する荷重を空気ばね1代わって支持することができる。   The air spring stopper 5 further increases the internal pressure by injecting air into the internal space 15 after the internal pressure of the internal space 15 is sufficiently increased and the cord angle of the reinforcing cord 17 reaches the stable cord angle. Thus, the load supported by the air spring 1 can be supported instead of the air spring 1.

空気ばね1代わって荷重(W)を支持するには、その荷重(W)を支えるだけの内圧推力を生む程度の内圧(p)が必要である。例えば空気ばね1の内圧(p1)が0.6MPaで、有効径がφ450mmのとき、支持すべき荷重(W)は、
W=p1・a1(a1:空気ばねの有効断面積)より、
W=π×(45cm/2)×(45cm/2)×0.6MPaである。
ゴム製筒体12の有効径がφ200mmのとき、必要な内圧(p)は、
W=p・a(a:ゴム製筒体の有効断面積)より、
W=π×(45cm/2)×(45cm/2)×0.6MPa=p×π×(20cm/2)×(20cm/2)であり、
p=3MPaが必要な内圧である。
In order to support the load (W) instead of the air spring 1, an internal pressure (p) that generates an internal pressure thrust enough to support the load (W) is required. For example, when the internal pressure (p1) of the air spring 1 is 0.6 MPa and the effective diameter is φ450 mm, the load (W) to be supported is
From W = p1 · a1 (a1: effective area of the air spring),
W = π × (45 cm / 2) × (45 cm / 2) × 0.6 MPa.
When the effective diameter of the rubber cylinder 12 is 200 mm, the required internal pressure (p) is
From W = p · a (a: effective cross-sectional area of rubber cylinder),
W = π × (45 cm / 2) × (45 cm / 2) × 0.6 MPa = p × π × (20 cm / 2) × (20 cm / 2),
The required internal pressure is p = 3 MPa.

ゴム製筒体12の破壊圧力を内圧3MPaの2倍以上に設定する場合、補強コード17として以下の3種類のコードを使用することができる。すなわち、1.ポリエステルコード(単位幅当たりの破断強度:2.2kN/cm)を6層配置したもの(破壊圧力:6MPa)、2.アラミドコード(単位幅当たりの破断強度:4.3kN/cm)を4層配置したもの(破壊圧力:8MPa)、3.スチールコード(単位幅当たりの破断強度:9.2kN/cm)を2層配置したもの(破壊圧力:8MPa)である。なお、設定コード角は全て70°である。   When the breaking pressure of the rubber cylinder 12 is set to be twice or more the internal pressure of 3 MPa, the following three types of cords can be used as the reinforcing cord 17. That is: 1. Six layers of polyester cords (breaking strength per unit width: 2.2 kN / cm) arranged (breaking pressure: 6 MPa). 2. Four layers of aramid cords (breaking strength per unit width: 4.3 kN / cm) arranged (breaking pressure: 8 MPa). Two layers of steel cords (breaking strength per unit width: 9.2 kN / cm) are arranged (breaking pressure: 8 MPa). The setting code angles are all 70 °.

空気ばね用ストッパ5は、繰り返し荷重や繰り返し変形を常に受ける部材ではなく、補強コード17自体の疲労性は必ずしも高いものを要しない。さらに、実使用時には、空気室6に内圧が作用することにより、内部空間15に作用する内圧差を小さくして、補強コード17に生じる張力も小さくするので、ポリエステルコード、アラミドコード、スチールコードのいずれを使用しても問題はない。なお、空気ばね1がバーストした状態での走行を考慮して、層数を少なくできるスチールコード又はアラミドコードを採用するのがより好ましい。   The air spring stopper 5 is not a member that is constantly subjected to repeated loads and repeated deformations, and the reinforcing cord 17 itself does not necessarily require high fatigue. Further, in actual use, the internal pressure acts on the air chamber 6 to reduce the internal pressure difference acting on the internal space 15 and the tension generated in the reinforcing cord 17. Therefore, the polyester cord, aramid cord, steel cord There is no problem using either one. It is more preferable to adopt a steel cord or an aramid cord that can reduce the number of layers in consideration of traveling in a state where the air spring 1 is burst.

また、一本の補強コード17を上金具13及び下金具14に架け渡すように巻き付けて補強コード層を構成するので、補強コード17を係止するビードが不要であると共に、ゴム製筒体12と上金具13及び下金具14とを強固に一体化することができる。さらに、加硫成形の完了時点でゴム製筒体12と上金具13及び下金具14とが一体化されているので、加硫成形後にゴム製筒体12に上金具13及び下金具14を取り付ける工程を不要にすることができる。   In addition, since the reinforcing cord layer is formed by winding a single reinforcing cord 17 so as to span the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14, a bead for locking the reinforcing cord 17 is not necessary, and the rubber cylinder 12 is provided. And the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 can be firmly integrated. Furthermore, since the rubber cylinder 12 and the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 are integrated when the vulcanization molding is completed, the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14 are attached to the rubber cylinder 12 after the vulcanization molding. A process can be made unnecessary.

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、一本の補強コード17を上金具13及び下金具14間に架け渡すように巻き付ける代わりに、あらかじめ、平行に並べた複数本の補強コード17を薄いゴムシートで包んでなるプライを形成しておき、このプライを複数枚重ねて配置するようにしてもよい。この場合、上金具及び下金具とは別体に、プライ端部を係止するビードを両端部に埋設してなるゴム製筒体を形成し、このゴム製筒体に上金具及び下金具を取り付けるようにすればよい。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A change can be suitably added within the scope of the present invention. For example, instead of wrapping a single reinforcing cord 17 between the upper metal fitting 13 and the lower metal fitting 14, a ply formed by previously wrapping a plurality of reinforcing cords 17 arranged in parallel with a thin rubber sheet is formed. In addition, a plurality of plies may be stacked. In this case, a rubber cylinder is formed separately from the upper metal fitting and the lower metal fitting, and a bead for locking the ply end is embedded at both ends, and the upper metal fitting and the lower metal fitting are attached to the rubber cylinder. It should be attached.

本発明に係る空気ばね用ストッパを備えた空気ばねの断面図Sectional drawing of the air spring provided with the stopper for air springs which concerns on this invention 空気ばね用ストッパの断面図Cross section of air spring stopper 圧力差とストッパ高さとの関係を示す図Diagram showing the relationship between pressure difference and stopper height ストッパ高さの変更に伴う補強コードのコード角の変化を示す図であり、(a)はストッパ高さを最も低く設定した状態を示し、(b)はストッパ高さを最も高く設定した状態を示すIt is a figure which shows the change of the cord angle of the reinforcement cord accompanying the change of stopper height, (a) shows the state which set the stopper height to the lowest, (b) shows the state which set the stopper height to the highest. Show 上金具及び下金具に補強コードを巻き付ける様子を示す図The figure which shows a mode that a reinforcement cord is wound around an upper metal fitting and a lower metal fitting 従来の空気ばね用ストッパを備えた空気ばねの断面図Sectional view of an air spring provided with a conventional air spring stopper

符号の説明Explanation of symbols

1 空気ばね
2 ダイヤフラム
3 上面板
4 下面板
5 空気ばね用ストッパ
6 空気室
12 ゴム製筒体
13 上金具
14 下金具
15 内部空間
16 ノズル
17 補強コード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air spring 2 Diaphragm 3 Top plate 4 Bottom plate 5 Air spring stopper 6 Air chamber 12 Rubber cylinder 13 Upper metal fitting 14 Lower metal fitting 15 Internal space 16 Nozzle 17 Reinforcement cord

Claims (9)

空気ばねの圧縮変位量の上限を規制するための空気ばね用ストッパであって、ゴム製筒体と、該ゴム製筒体の上下端に設けられた上金具及び下金具と、ゴム製筒体、上金具及び下金具で囲まれる内部空間に流体を注入及び排出して前記ゴム製筒体の内圧を変化させる注入排出手段とを備え、
前記ゴム製筒体は、バイアス方向に傾斜する補強コードが埋設され、前記バイアス方向は、互いに交差する2方向に設定され、前記ゴム製筒体の内圧の変化により、ゴム製筒体の中心軸に対するコード角が、ゴム製筒体の最小長さとなる自由状態における設定コード角と、ゴム製筒体の最大長さとなる安定コード角との間で変更自在とされ、
前記内部空間に流体を注入及び排出して前記コード角を変更することにより、前記ゴム製筒体の中心軸方向長さ調節されてストッパ高さが調節されることを特徴とする空気ばね用ストッパ。
An air spring stopper for regulating the upper limit of the amount of compression displacement of an air spring, a rubber cylinder, upper and lower metal fittings provided at upper and lower ends of the rubber cylinder, and a rubber cylinder Injecting and discharging means for injecting and discharging a fluid into an inner space surrounded by the upper metal fitting and the lower metal fitting to change the internal pressure of the rubber cylinder ,
The rubber cylinder is embedded with a reinforcing cord inclined in the bias direction, the bias direction is set in two directions intersecting each other, and the central axis of the rubber cylinder is changed by a change in internal pressure of the rubber cylinder. The cord angle with respect to is freely changeable between a set cord angle in a free state where the minimum length of the rubber cylinder and a stable cord angle which is the maximum length of the rubber cylinder,
For the air spring, the length of the rubber cylinder is adjusted in the central axis direction by changing the cord angle by injecting and discharging fluid into and from the internal space. Stopper.
前記ゴム製筒体の自由状態における設定コード角は、54.5°を超過し90°未満である範囲内において、ゴム製筒体の中心軸方向長さの調節可能量を大きくするほど大きく設定されたことを特徴とする請求項に記載の空気ばね用ストッパ。 The setting code angle in the free state of the rubber cylinder is set to be larger as the adjustable amount of the length in the central axis direction of the rubber cylinder is increased within a range of more than 54.5 ° and less than 90 °. The air spring stopper according to claim 1 , wherein the air spring stopper is provided. 二層の補強コード層が設けられ、上金具及び下金具の外側に補強コードを一定の傾斜角度にて掛け回しつつ上金具及び下金具の外周を所定のピッチで周回させることにより、上金具及び下金具を通る中心軸に対して傾斜する補強コードが周方向に配列されると共に、各層の補強コードの傾斜方向が互いに交差するよう設定されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気ばね用ストッパ。 Two layers of reinforcement cord layers are provided, and the upper metal fitting and the lower metal fitting are wound around the outer circumference of the upper metal fitting and the lower metal fitting at a predetermined pitch while the reinforcement cord is wound around the outer circumference of the upper metal fitting and the lower metal fitting at a predetermined inclination angle. with reinforcing cords inclined with respect to the central axis through the lower metal member is arranged in the circumferential direction, according to claim 1 or 2, characterized in that it is set so that the inclination direction of each layer reinforcement code cross each other Air spring stopper. 前記補強コード層は、単数の補強コードを上金具及び下金具に掛け回しすることにより形成されたことを特徴とする請求項に記載の空気ばね用ストッパ。 4. The air spring stopper according to claim 3 , wherein the reinforcing cord layer is formed by winding a single reinforcing cord around an upper metal fitting and a lower metal fitting. 前記補強コード層は、複数の補強コードを互いに所定のコードピッチを維持させながら上金具及び下金具に掛け回しすることにより形成されたことを特徴とする請求項に記載の空気ばね用ストッパ。 4. The air spring stopper according to claim 3 , wherein the reinforcing cord layer is formed by winding a plurality of reinforcing cords around an upper metal fitting and a lower metal fitting while maintaining a predetermined cord pitch. 前記補強コードは、予め定められた設定傾斜角で上金具及び下金具に掛け渡され、上金具及び下金具のうちの掛け渡された一方の金具の外周面からその表面を跨いで反対側の外周面まで張設され、次に、該一方の金具から他方の金具の外周面まで前記設定傾斜角で掛け渡され、他方の金具の掛け渡し部分から所定のコードピッチをずらして反対側の外周面まで張設されたことを特徴とする請求項3、4又は5に記載の空気ばね用ストッパ。 The reinforcing cord is stretched over the upper metal fitting and the lower metal fitting at a predetermined set inclination angle, and extends across the surface from the outer peripheral surface of one metal fitting of the upper metal fitting and the lower metal fitting. Stretched to the outer peripheral surface, and then spanned from the one metal fitting to the outer peripheral surface of the other metal fitting at the set inclination angle, and the outer circumference on the opposite side by shifting a predetermined cord pitch from the spanning portion of the other metal fitting 6. The air spring stopper according to claim 3 , wherein the air spring stopper is stretched up to the surface. ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの上下端に設けられた上面板及び下面板とを備え、ダイヤフラム、上面板及び下面板で囲まれる空気室への空気の注入及び排出によって作用高さを調整可能とされ、前記下面板に、前記上面板に対向して請求項1〜のいずれかに記載の空気ばね用ストッパが装着されたことを特徴とする空気ばね。 A diaphragm, and an upper surface plate and a lower surface plate provided at the upper and lower ends of the diaphragm, the height of operation can be adjusted by injecting and exhausting air to an air chamber surrounded by the diaphragm, the upper surface plate, and the lower surface plate; An air spring, wherein the lower surface plate is mounted with the air spring stopper according to any one of claims 1 to 6 , facing the upper surface plate. 前記空気ばね用ストッパは、空気ばねによって支持される荷重を空気ばねの代わりに支持可能なように設定される内部空間の圧力に耐える耐圧性を有することを特徴とする請求項に記載の空気ばね。 8. The air according to claim 7 , wherein the air spring stopper has a pressure resistance capable of withstanding a pressure in an internal space set so as to be able to support a load supported by the air spring instead of the air spring. Spring. 前記空気ばね用ストッパは、その内部空間の圧力が前記空気室の内圧よりも大きく設定され、流体の注入及び排出によって内部空間と空気室との圧力差を変更することにより、ストッパ高さを調節して上面板との間隔を所望の大きさに設定可能とされたことを特徴とする請求項7又は8に記載の空気ばね。 The stopper for the air spring is set so that the pressure in the internal space is larger than the internal pressure in the air chamber, and the stopper height is adjusted by changing the pressure difference between the internal space and the air chamber by injecting and discharging fluid. The air spring according to claim 7 or 8 , wherein the distance from the upper surface plate can be set to a desired size.
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