JPH04145240A

JPH04145240A - 異方性空気ばね

Info

Publication number: JPH04145240A
Application number: JP26378790A
Authority: JP
Inventors: Rei Higashiya; 玲東谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1992-05-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、たとえば、鉄道車両用のボルスタレス台車
に適用して好適な異方性空気ばねに関し、上下の面板の
上下方向の相対変位のみならず、水平方向の相対変位に
対してもまたばねとして機能することができ、しかも、
水平方向の相対変位に対するばね特性を、水平面内での
変位方向により、所要に応じて変化させるものである。

（従来の技術）鉄道車両用のボルスタレス台車に適用されて、たとえば
、車両の前後方向には軟かく、左右方向には硬いばね特
性を有する異方性空気ばねは、筒状可撓膜体の、上下の
面板への連結部より外周側で筒状可撓膜体の変形を拘束
する変形拘束部を上面板もしくは下面板に設けることに
よって構成することが一般的であり、そこで従来は、第
４図（ａ）に上面板を路線平面図で示すように、上面板
Ｕの車両の左右方向と対応する一定の角度領域Ａでは、
第４図（ｂ）に示すように、上面板Ｕの下面側に、変形
拘束部ｒを下方へ突出させて設け、その変形拘束部ｒと
筒状可撓膜体との接触面を上面板の内側下方に向く傾斜
面ｔとする一方、車両の前後方向と対応する一定の角度
領域Ｂでは、第４図（Ｃ）に示すように、変形拘束部Ｕ
を全く形成せず、そして、領域Ａと領域Ｂとの中間領域
Ｃでは、領域Ｂから領域Ａに向けて突出高さが次第に増
加する遷移突部Ｓを形成し、かかる上面板によって車両
の前後方向に軟かく、左右方向には硬いばね特性をもた
らすことが多かった。

（発明が解決しようとする課題）ところか、かかる従来技術にあっては、とくには、上面
板Ｕに形成されて、これもまた、筒状可撓膜体の変形を
拘束すべく機能する遷移突部Ｓの存在の故に、車両の前
後方向と左右方向、いいかえれば、水平二次元方向の一
方側と他方側とのばね特性の差を所期したほどには大き
くすることができず、十分な異方性を確保し得ないとい
う問題があった他、筒状可撓膜体に異常摩耗が早期に発
生し易く、それの耐久性が低いという問題があった。

この発明は、従来技術のかかる問題を有利に解決するも
のであり、所要に応じた異方性を確保できる他、筒状可
撓膜体の耐久性を有利に向上させることができる異方性
空気ばねを提供するものである。

（課題を解決するための手段）この発明は、上面板および下面板と、これらのそれぞれ
の面板に、上下の端部分を気密に連結した筒状可撓膜体
とを具え、この筒状可撓膜体の、上面板への連結部より
外周側で筒状可撓膜体の変形を拘束する変形拘束部をそ
の上面板に設けてなる異方性空気ばねであって、上面板
の平面視で、その上面板の、二次元方向の一方側の端部
分にのみ前記変形拘束部を設けたものである。

（作　用）この異方性空気ばねでは、上面板の平面視で、それの、
二次元方向の一方側の端部分にのみ変形拘束部を設け、
その変形拘束部を設けた側への筒状可撓膜体の変形だけ
を適正に拘束することにより、その変形拘束部を設けた
側でのばね特性と、変形拘束部設けない側でのばね特性
とを大きく異ならせることができる。

すなわち、上面板の、二次元方向の一方側の端部分だけ
に変形拘束部を設けて、たとえば、その変形拘束部の、
半径方向内側縁を弧状に形成することにより、従来技術
の遷移部分Ｓを完全に取り除くことができ、これがため
、空気ばねに十分な異方性を付与するとともに、筒状可
撓膜体の耐久性を大きく向上させることが可能となる。

（実施例）以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す図であり、第１図（
ａ）は拡大縦断面図、第１図（ｂ）は平面図である。

図中１．　２はそれぞれ、ともに板状をなす上下の取付
部材を示し、ここで、上取付部材１は、第１図（ｂ）に
示すように、全体としてほぼ円弧状をなすも、直径方向
に対抗する二個所に弧状部分を有する平面輪郭形状の上
面板３と、この上面板３の下面中央部分にねじ止めした
上ビードシート４とからなる。

ここにおけるこの上取付部材１は、その中央部分に環状
の窪み部５を有しており、この環状窪み部５は、図示例
では、上ビードシート４と、この上ビートシート４の中
央部に取付けられて、車体に嵌まり込む給気用突部６と
、上面板３の、上ビードシート４へのねじ止め部より外
周側に位置するステップアップ周壁３ａとによって区画
されている。そしてまた、この窪み部５は、上取付部材
１の上ビードシート４と、上取付部材上に配設される車
体との間隔を維持すべく上ビードシート４に設けたスペ
ーサ７によって径方向の内外に二分割されている。

なお図中８は、周方向の複数個所で上ビードシート４に
取付けた吊上げフックを示す。

また、下取付部材２は、下ビードシート９と、それにね
じ止めした下面板１０とからなり、ここでは、下ビード
シート９はその中央部に形成した絞り通路９ａを有する
他、そこに取付けた二個の可変絞り弁１１を有する。

さらに、図中１２は、筒状可撓膜体の一例としてのゴム
ベローズを示し、このベローズ１２の上端部分は、そこ
に設けたビード部１２ａを、上面板３と上ビードシート
４との間に挟み込むことにより、またその下端部分は、
そこに設けたビード部１２ｂを、下ビードシート９と下
面板１０との間に、下面板上に配設した弾性中間部材１
３を介して挟み込むことにより、上下の取付部材１，２
、ひいては、上下の面板３，１０にそれぞれ気密に連結
されている。

また図中１４は、筒状ゴム質弾性体を示し、上端を下取
付部材２に固定したこのゴム質弾性体Ｉ４は、その下端
に端板１５を有し、この端板１５はその中央部分に、筒
状ゴム質弾性体１４を、図示しない下部補助空気室に連
通させる連通通路１６を有する。

ここにおいて、内部に上部補助空気室１７を区画する筒
状ゴム質弾性体１４は、ゴム、プラスチックその他から
なる弾性リング１４ａと、剛性リング１４ｂとの交互の
積層構体よりなり、ゴムベローズ１２がパンクしたとき
の下限ストッパーとして機能する他、上下の取付部材１
，２の、とくには水平方向の相対変位に際し、ベローズ
１２とともに、その変位を吸収すべく機能する。

なおここで、上面板３の下面に沿わせてそこに取付けた
、これもまた上面板３の一部としての摺接板３ｂは、摩
擦係数の小さい材料からなり、ベローズＩ２の外周面に
配設した網布１２ａとの協働下で、そのベローズ１２の
摩耗を抑制すべく機能する。

ところで、この空気ばねでは、第１図（ｂ）に示すよう
な、上面板３の平面視で、その上面板の、二次元方向の
一方側の端部分、図では弧状の輪郭を有するそれぞれの
端部分に、はぼ一定の幅を有する変形拘束部１８を設け
る。

このことを第２図に示すところによって具体的に説明す
ると、上面板３の下面に、それぞれの笠状輪郭線３ｃに
沿って、はぼ一定幅Ｗでのびる変形拘束部１８を形成し
、これらのそれぞれの変形拘束部１８の、ゴムベローズ
１２との接触面を、上面板３の内側下方に向く一定傾斜
の傾斜面１９として、この傾斜面１９の下方への迫出量
を笠状輪郭線３Ｃの幾分内周側で最大とする一方、その
上面板３の他の部分については、下方への迫出量を実質
的に零として平坦な形状とし、これらのことによって、
ゴムベローズ１２の、笠状輪郭線３ｃの方向への変形に
対しては変形拘束力をとくに大きくし、その方向と直交
する方向への変形に対しては変形拘束力を極めて小なら
しめる。

このように構成してなる空気ばねは、たとえば、ボルス
タレス台車に、上面板３の笠状輪郭線３ｃが車両の左右
方向に向くようにそれを適用した場合において、その空
気ばねに車体側もしくは台車側のいずれか一方から上下
方向もくしは水平方向の振動が入力されたときには、通
常は、ゴムベローズ１２の、その振動方向への変形によ
ってそれを有効に吸収することにより、その振動の、台
車側もしくは車体側への伝達を十分に防止することがで
きるとともに、ゴムベローズ内および補強空気室内の空
気の、絞り通路９ａ、ときとしては絞り通路９ａおよび
可変絞り弁１１を通る流動に基づき、その振動を、これ
も十分に減衰させることができる。

しかもここでは、変形拘束部１８を、上面板３に前述し
たように形成していることから、車体と台車とのとくに
は水平面内での相対変位に際し、台車の前後方向への変
位は、変形拘束手段１８の影響をほとんど受けることな
く、軟かいばね特性の下で比較的に自由に行われことに
なる一方、車体の左右方向の変位は、その変形拘束手段
１８が極めて効果的に作用することにより、とくに硬い
ばね特性の下にて行われることになる。

従ってこの空気ばねでは、所期した通りの異方性を実現
することができ、同時に、この空気ばねには、従来技術
で述べた遷移突部Ｓが存在しないことに基づき、ゴムベ
ローズ１２の耐久性の向上をもまた実現することができ
る。

第３図は、この発明の他の実施例を示す、第２図（ａ）
と同様の縦断面図であり、この例は、上面板３が、その
下面に、それの全周にわたるほぼ截頭円錐状のテーパ面
３ｄを有する場合において、そのテーパ面３ｄからさら
に下方へ迫出す変形拘束部１８を、前述した実施例とほ
ぼ同様にして設けたものである。

この例では、上面板３の下面それ自身が、テーパ面３ｄ
を有しており、そのテーパ面３ｄによってもゴムベロー
ズ１２の変形は幾分の抵抗を受けることから、図示の変
形拘束部１８の、笠状輪郭線３Ｃからの幅ＷＯは、前述
した例のそれの幅Ｗより狭くしている。

このような構成の上面板３を用いた空気ばねによれば、
上述したように、テーパ面３ｄの存在に起因して、とく
には、変形拘束部１８を形成しない方向での、ゴムベロ
ーズ１２の変形抵抗は幾分増加することになるも、前述
した実施例と同様、従来技術で述べた遷移突部Ｓが存在
しないが故に、空気ばねに、所期した通りの異方性をも
たらし、併せて、ゴムベローズ１２の耐久性を大きく向
上させることができる。

（発明の効果）かくして、この発明によれば、とくには、上面板の平面
視で、その上面板の、二次元方向の一方側の端部分にの
み変形拘束部を設けることにより、空気ばねに所要に応
じて異方性を付与することができ、筒状可撓膜体の耐久
性を十分に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示す図、第２図は、上面
板を拡大して示す図、第３図は、この発明の他の実施例を示す縦断面図、第４図は、従来例を示す図である。 ■・・・上取付部材　　　　２・・・下取付部材３・・
・上面板　　　　　　ｌＯ・・・下面板１２・・・ゴム
ベローズ　　　１８・・・変形拘束部１９・・・傾斜面

Claims

【特許請求の範囲】１、上面板および下面板と、これらのそれぞれの面板に
、上下の端部分を気密に連結した筒状可撓膜体とを具え
、この筒状可撓膜体の、上面板への連結部より外周側で
筒状可撓膜体の変形を拘束する変形拘束部をその上面板
に設けてなる異方性空気ばねであって、上面板の平面視で、その上面板の、二次元方向の一方側
の端部分にのみ前記変形拘束部を設けてなる異方性空気
ばね。