[发明专利]空气弹簧用纤维加强材料及空气弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及铁道车辆、各种工业机器、汽车(客车、卡车、巴士等)用空气悬架等所采用的空气弹簧用纤维加强材料，和用该纤维加强材料进行加强的空气弹簧。

背景技术

作为汽车的悬架、卡车驾驶室的悬架、座席用座椅的悬架等中所使用的空气弹簧，有图1～3所示的结构。

在图1的空气弹簧中，在顶板100与活塞101之间安装有筒状橡胶膜102的两端，并设有可向这三者之间内供给、排出空气的室103。作为筒状橡胶膜102，使用蛇纹状的波纹管，在顶板100的局部形成有供给、排出空气用的孔104，在活塞101侧设有限位胶块105。该限位胶块105在空气弹簧漏气时应急地支承负载，若是车辆，则可以行驶至更换空气弹簧为止，另外，限位胶块105作为空气弹簧的辅助弹簧，在空气弹簧的挠曲增大时起到弹簧的作用、并用于支承负载。

图2的空气弹簧是卡车用空气弹簧，由上表面板200、下表面板201和橡胶膜(橡胶波纹管)202围成空气室203，该橡胶膜202的上端和下端分别固定于上表面板200和下表面板201上，空气弹簧从设置于上表面板200中央部的供气孔200a注入空气，设定为规定的压力。利用活塞204的上升提高空气室203的内压，起到空气弹簧的作用(日本特开2001-20148)。

图3是客车用空气弹簧，对起到与图2相同功能的构件表示相同的附图标记。该空气弹簧利用活塞204的上升来提高空气室203的内压。

以往，作为空气弹簧的橡胶膜102、202，以纤维帘线层(纤维帘线纺织物)进行加强，该纤维帘线层通过使许多根纤维帘线相对于橡胶膜主体的圆周方向倾斜、且互相平行地排列而成，该纤维帘线由尼龙、聚酯构成。通常，纤维帘线层层叠2层，第1层与第2层的纤维帘线方向左右对称地倾斜配置。

但是，尼龙纤维与橡胶的接合性能优良但伸展较大，因此，无法对橡胶膜付与充分的耐压性。作为伸展较小的加强纤维有芳香族聚酰胺纤维，但芳香族聚酰胺纤维与橡胶的接合性能较差，易于在橡胶与纤维间产生剥离。

另外，为了提高空气弹簧的橡胶膜的耐压性，也可以增加加强纤维帘线层的数量(层叠层数)，或者增大纤维帘线的排列密度，或者还可以使用炭纤维帘线、钢丝帘线、玻璃纤维帘线等高强度帘线来替代纤维帘线。但是，在增加加强纤维帘线层的层叠张数的情况下，薄膜刚性也变大、变形阻力增大，因此，易于因重复弯曲而老化，损害耐久性。另外，在增大纤维帘线的排列密度的情况下，不能确保纤维帘线相互的间隙中存在橡胶，易于产生层间剥离。另外，在使用高强度帘线的情况下，用作加强空气弹簧的伸长率不足，缺乏抗弯曲性，且价格昂贵。

因此，期望一种这样的技术：对于通常的加强纤维帘线结构，改良空气弹簧的橡胶膜的耐压性、抗弯曲性、橡胶/纤维间的抗剥离性、耐疲劳性、耐久性。

发明内容

本发明的目的在于提供有助于提高空气弹簧的橡胶膜的耐压性、抗弯曲性、橡胶/纤维间的抗剥离性、耐疲劳性、耐久性的空气弹簧用纤维加强材料，和通过使用该纤维加强材料而显著提高耐压性、抗弯曲性、橡胶/纤维间的抗剥离性、耐疲劳性、耐久性的空气弹簧。

本发明的空气弹簧用纤维加强材料的特征在于，该空气弹簧用纤维加强材料包含聚酮纤维。

本发明的空气弹簧具有以该空气弹簧用纤维加强材料进行加强的橡胶。

附图说明

图1是表示通常的空气弹簧的局部剖视主视图。

图2是表示卡车用空气弹簧的剖视图。

图3是表示客车用空气弹簧的剖视图。

具体实施方式

本发明的纤维加强材料包含聚酮纤维。

聚酮纤维由于与橡胶的接合性能优良、且伸展较小，因此，通过将聚酮纤维用作纤维加强材料，可以提高空气弹簧的橡胶膜的耐压性、抗弯曲性、橡胶/纤维间的抗剥离性、耐疲劳性、耐久性。

本发明的纤维加强材料可以基本上由聚酮纤维帘线构成。本发明的纤维加强材料也可以由包含聚酮的复合纤维帘线、例如聚酮纤维与其他纤维的复合纤维帘线构成。

构成本发明的纤维帘线的聚酮纤维优选以下述通式(I)所示的聚酮为原料制成。

(I)式中，R为源自烯属不饱和化合物的连结基团，在各重复单元中可以相同，也可以不同。

上述聚酮为在分子中排列有CO单元(羰基)和源自烯属不饱和化合物的单元的交替共聚物，即在各高分子链中各CO单元的旁边各有一个例如乙烯单元等烯烃单元的结构。该聚酮可以是一氧化碳与1种特定的烯属不饱和化合物的共聚物，也可以是一氧化碳与2种以上烯属不饱和化合物的共聚物。