用于铁道车辆转向架的板簧以及用于铁道车辆的转向架制造技术

本实用新型专利技术提供作为基本性能具有相对于上下方向载荷的优异强度，且相对于扭转载荷也具有较高强度的用于铁道车辆转向架的板簧以及用于铁道车辆的转向架。在由FRP形成的上层以及下层之间配置有芯层的用于铁道车辆转向架的板簧中，能够防止发生于芯层的裂痕所导致的板簧性能下降以及寿命缩短。板簧具备至少一个长尺寸状FRP结构，FRP结构具有：连续纤维以板簧的长度方向作为单一配向方向进行配向的多个主UD片；和连续纤维以相对长度方向朝着板簧的宽度方向倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向的至少一个副UD片；规定数量的主UD片在上下方向上层叠而形成主UD片层叠体，副UD片在板簧的板厚方向层叠于主UD片层叠体。

Leaf Springs for Railway Vehicle Bogies and Bogies for Railway Vehicles

The utility model provides a leaf spring for a railway vehicle bogie and a bogie for a railway vehicle with excellent strength relative to the upper and lower direction loads as the basic performance and high strength relative to the torsional load. In the leaf springs with core layer between upper and lower layers formed by FRP for railway vehicle bogies, the performance degradation and life shortening of the leaf springs caused by cracks in the core layer can be prevented. The leaf spring has at least one long size FRP structure. The FRP structure has at least one pair of UD sheets which are directed by the length direction of the leaf spring as a single direction, and at least one pair of UD sheets which are directed by the angle obliquely oblique from the relative length direction to the width direction of the leaf spring in the range of more than 5 degrees and less than 10 degrees as a single direction. A certain number of main UD sheets are stacked up and down to form the main UD sheet stack, and the secondary UD sheets are stacked in the thickness direction of the leaf spring in the main UD sheet stack.

【技术实现步骤摘要】
用于铁道车辆转向架的板簧以及用于铁道车辆的转向架
本技术涉及用于铁道车辆转向架的板簧以及用于铁道车辆的转向架。
技术介绍
如专利文献1公开了用于铁道车辆的转向架，其车辆长度方向上延伸的板簧设置于转向架构架，板簧的车辆长度方向两端部由轴箱支持，并且通过板簧的车辆长度方向中央部支持转向架构架的横梁。作为一个示例，在由FRP（fiberreinforcedpolymer；纤维增强塑料）形成的上层以及下层之间配置有芯层，从而构成板簧。作为另一示例，上层以及下层具有UD（uni-directional；单向）层，所述UD层是使连续纤维以车辆长度方向作为单一配向方向进行配向的UD层。通过使用这样的板簧，能够省略侧梁而实现转向架构架的轻量化，并且能够简化转向架的组装作业。现有技术文献：专利文献：专利文献1：国际公开号2013/038673公报。
技术实现思路
技术要解决的问题：对板簧而言，其基本性能为应相对于上下方向载荷具备优异的强度，但是用起重机吊起转向架等时存在受扭转载荷的风险。又，在板簧中，当芯层发生上下方向上延伸的裂痕时，裂痕发展至上层或下层，从而存在板簧的性能下降而缩短寿命的风险。因此，本技术的第一目的在于提供一种具备作为基本性能的相对上下方向载荷的优异强度，同时相对于扭转载荷也具备较高强度的用于铁道车辆转向架的板簧。又，本技术的第二目的是在由FRP形成的上层以及下层之间配置有芯层的用于铁道车辆转向架的板簧中，防止产生于芯层中的裂痕所导致的板簧性能下降以及寿命缩短。解决问题的手段：根据本技术一形态的用于铁道车辆转向架的板簧具备至少一个长尺寸状的FRP结构，所述FRP结构具备：连续纤维以所述板簧的长度方向作为单一配向方向进行配向的多个主UD片；和连续纤维以相对所述长度方向朝着所述板簧的宽度方向倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向的至少一个副UD片；所述多个主UD片中规定数量的主UD片在上下方向层叠而形成主UD片层叠体，所述副UD片朝所述板簧的板厚方向层叠于所述主UD片层叠体。根据上述结构，使连续纤维以板簧长度方向作为单一配向方向进行配向的规定数量的长尺寸状主UD片在上下方向层叠形成了主UD片层叠体，通过所述主UD片层叠体，能够获得作为基本性能的相对上下方向载荷的优异强度。而且，副UD片是使连续纤维以相对板簧的宽度方向倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向得到，将所述副UD片相对于主UD片层叠体在板簧的板厚方向进行层叠，从而获得相对于扭转载荷较高的强度。优选地，所述FRP结构中配置有所述多个主UD片的部分的总厚度尺寸大于所述FRP结构中配置有所述至少一个副UD片的部分的总厚度尺寸。优选地，所述至少一个副UD片包含多个所述副UD片，所述多个副UD片中至少一对副UD片在所述板厚方向上夹着所述主UD片层叠体。优选地，所述多个副UD片包含相同数量的第一副UD片和第二副UD片；所述第一副UD片中，连续纤维以相对于所述长度方向朝着所述宽度方向一侧倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向；所述第二副UD片中，连续纤维以相对于所述长度方向朝着所述宽度方向另一侧倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向。优选地，所述主UD片的连续纤维的切断面位于所述主UD片的长度方向端面，所述副UD片的连续纤维的切断面位于所述副UD片的宽度方向侧面。优选地，所述板簧还具备芯层；所述至少一个长尺寸状的FRP结构是层叠于所述芯层的所述板厚方向一侧的上层、以及层叠于所述芯层的所述板厚方向另一侧的下层中至少一方。优选地，所述上层以及所述下层中的至少一方具有配置于最靠近所述芯层的部分的阻断层；所述阻断层包括以相对所述长度方向朝着所述板簧的宽度方向倾斜了40°以上50°以下范围内的角度得到的方向进行配向的连续纤维。又，根据本技术另一形态的用于铁道车辆转向架的板簧具有一对长尺寸状FRP结构，并且所述用于铁道车辆转向架的板簧具备：芯层；层叠于所述芯层的所述板簧的板厚方向一侧，作为所述一对FRP结构中的一方的上层；和层叠于所述芯层的所述板厚方向另一侧，作为所述一对FRP结构中的另一方的下层；所述上层以及所述下层具有：连续纤维以所述板簧的长度方向作为单一配向方向进行配向的UD层；和在相比所述UD层靠近所述芯层侧，在所述板簧的所述板厚方向上层叠于所述UD层的阻断层；在所述阻断层中，第一连续纤维以相对所述长度方向朝着所述板簧的宽度方向一侧倾斜了40°以上50°以下范围内的角度得到的方向进行配向，第二连续纤维以相对所述长度方向朝着所述板簧的宽度方向另一侧倾斜了40°以上50°以下范围内的角度得到的方向进行配向。根据上述结构，在上层以及下层中可以将UD层的连续纤维与阻断层的第一连续纤维以及第二连续纤维以40°以上50°以下范围的充分角度进行交叉。因此，在芯层中朝上下方向产生裂痕时，能够在相比UD层靠近芯层侧在板簧的板厚方向层叠于UD层的阻断层中事先阻断该裂痕穿过UD层的连续纤维间隙朝上下方向发展的情况。优选地，所述芯层具有在所述长度方向上延伸的多个层于所述宽度方向层叠而形成的层叠结构。优选地，所述阻断层具有由所述第一连续纤维和所述第二连续纤维构成的织物结构。优选地，在所述上层以及所述下层中至少一方的最靠近所述芯层的部分配置有所述阻断层。本技术还提供一种用于铁道车辆的转向架，其具备：在车宽方向上延伸并支持铁道车辆的车身的横梁；分别容纳旋转自如地支持配置于所述横梁的车辆长度方向两侧的车轴的轴承的一对轴箱；和上述任一种用于铁道车辆转向架的板簧；所述用于铁道车辆转向架的板簧以在车辆长度方向上延伸的形式配置，并且以其车辆长度方向的两端部被所述一对轴箱支持的状态支持所述横梁。优选地，所述用于铁道车辆转向架的板簧的所述两端部以未固定于所述一对轴箱的状态被支持。专利技术的效果：根据本技术，能够提供具有作为基本性能的相对上下方向载荷的优异强度，并且相对扭转载荷也具有较高的强度的用于铁道车辆转向架的板簧。又，根据本技术，在由FRP形成的上层以及下层之间配置有芯层的用于铁道车辆转向架的板簧中，能够防止因产生于芯层的裂痕所导致的板簧性能的降低以及寿命的缩短。附图说明图1是根据实施形态的铁道车辆转向架的侧视图；图2是图1中板簧的立体图；图3是图1中板簧的分解图；图4是从长度方向观察图1中板簧的铅垂剖视图；图5是示出制造图2中上层时的状态的图；图6是示出在减压下被加压加热的预浸料层叠体的立体图；符号说明：1　　铁道车辆转向架；4　　横梁；5　车轴；7　轴承；8　轴箱；10　板簧；10c　板簧的车辆长度方向端部；15　上层；16　下层；17　芯层；20　主UD片；21　副UD片；21a　第一副UD片；21b　第二副UD片；22　　主UD片层叠体；26　　主UD层（UD层）；28　　阻断层；50　车身。具体实施方式以下，参照附图说明实施形态。图1是根据实施形态的铁道车辆转向架1的侧视图。如图1所示，铁道车辆转向架1具备转向架构架3，所述转向架构架3通过作为二次悬架的空气弹簧2支持铁道车辆的车身50。转向架构架3具备朝车宽方向延伸并支持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铁道车辆转向架的板簧，其特征在于，具备至少一个长尺寸状的FRP结构，所述FRP结构具有：连续纤维以所述板簧的长度方向作为单一配向方向进行配向的多个主UD片；和连续纤维以相对于所述长度方向朝着所述板簧的宽度方向倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向的至少一个副UD片；所述多个主UD片中规定数量的主UD片在上下方向层叠而形成主UD片层叠体，所述副UD片在所述板簧的板厚方向层叠于所述主UD片层叠体。

【技术特征摘要】
2017.07.25 JP 2017-1438991.一种用于铁道车辆转向架的板簧，其特征在于，具备至少一个长尺寸状的FRP结构，所述FRP结构具有：连续纤维以所述板簧的长度方向作为单一配向方向进行配向的多个主UD片；和连续纤维以相对于所述长度方向朝着所述板簧的宽度方向倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向的至少一个副UD片；所述多个主UD片中规定数量的主UD片在上下方向层叠而形成主UD片层叠体，所述副UD片在所述板簧的板厚方向层叠于所述主UD片层叠体。2.根据权利要求1所述的用于铁道车辆转向架的板簧，其特征在于，所述FRP结构中配置有所述多个主UD片的部分的总厚度尺寸大于所述FRP结构中配置有所述至少一个副UD片的部分的总厚度尺寸。3.根据权利要求1或2所述的用于铁道车辆转向架的板簧，其特征在于，所述至少一个副UD片包含多个副UD片，所述多个副UD片中至少一对副UD片在所述板厚方向上夹着所述主UD片层叠体。4.根据权利要求3所述的用于铁道车辆转向架的板簧，其特征在于，所述多个副UD片包含相同数量的第一副UD片和第二副UD片；所述第一副UD片中，连续纤维以相对于所述长度方向朝着所述宽度方向一侧倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向；所述第二副UD片中，连续纤维以相对于所述长度方向朝着所述宽度方向另一侧倾斜了5°以上10°以下范围内的角度得到的方向作为单一配向方向进行配向。5.根据权利要求1或2所述的用于铁道车辆转向架的板簧，其特征在于，所述主UD片的连续纤维的切断面位于所述主UD片的长度方向端面，所述副UD片的连续纤维的切断面位于所述副UD片的宽度方向侧面。6.根据权利要求1或2所述的用于铁道车辆转向架的板簧，其特征在于，所述板簧还具备芯层；所述至少一个长尺寸状的FRP结构是层叠于所述芯层的所述板厚方向一侧的上层、以及层叠于所述芯层的所述板厚方向另一侧的下层中至少一方。7.根据权利要求6所述的用于铁道车辆转向架的板簧，其特征在于，所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村武宏，中尾俊一，乡家正义，毛内琢也，古屋光启，渥美公太，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：新型
国别省市：日本,JP