JP2000220680A - 空気ばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベローズ部分に偏摩耗を生じさせることな
く、また、シェラパック部分の耐久性を低下させること
なく、上下方向及び前後方向の剛性を変化させずに、左
右方向にのみ剛性を向上させて、水平方向の剛性に異方
性を持たせること。 【解決手段】 空気ばねにおいて、空気ばね１１の上蓋
１３とシェラパック１４の下端を前後方向で薄板１５に
よって接続する。シェラパック１４の下端に対して薄板
１５を回転が自在なように取付ける。 【効果】 上下方向と前後方向の剛性を変化させずに、
左右方向の剛性のみを向上させることができると共に、
ベローズ部分に偏摩耗が発生することはない。また、シ
ェラパック部分の耐久性を低下させることもない。さら
に、台車に対する車体の回転が滑らかに行えるようにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鉄道車両用
のベローズ型空気ばねに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ベローズ型空気ばねは、ばね係数が小さ
く柔らかいので、乗り心地が良く、高周波振動を遮断し
易い。また、レベリングバルブの高さ調整機構により、
車両の高さを大きく変化させないで、柔らかいばね係数
を得ることができる。こういった長所により、ベローズ
型空気ばねは鉄道車両に多く採用されている。

【０００３】近年、台車軽量化のため、ボルスタを用い
ずに、台車と車体を直接空気ばねで支える、ボルスタレ
ス台車が普及してきた。このボルスタレス台車において
は、ボルスタに取り付けているスリ板が存在しないた
め、曲線通過時においては、台車と車体間のヨー変位
（つまり、空気ばね位置においては、空気ばねの前後変
位）が滑らかにできるように、水平方向に柔らかな空気
ばねが用いられる。ところが、近年の鉄道高速化のた
め、左右方向については、乗り心地の悪化を招く左右動
ストッパ当たりを防ぐため、空気ばねが柔らかくなりす
ぎないようにする必要が生じ、空気ばねの水平方向の剛
性に異方性が必要になってきた。

【０００４】現在、この特性を出すために、図３に示す
ように、上蓋１の左右方向にのみ鍔１ａを設けた、前
後、左右が非対称の上蓋１を用い、左右方向に変位が生
じたときには、前後方向よりも受圧面積が大きくなるよ
うにすることで、水平方向の剛性の異方性を出してい
る。なお、図３中の２はベローズ、３はゴム３ａと鋼鈑
３ｂを重ね合せたシェラパックを示す。

【０００５】また、水平剛性を非対称にするために，水
平方向の受圧面積に変化を与える手法として、実開昭６
３−４８０４６号では、シェラパックの形状が楕円形で
あるベローズ型空気ばねが開示されている。この空気ば
ねでは、水平荷重が作用した場合、シェラパックが楕円
形であるため、特定の荷重に対しては、シェラパックが
曲がって倒れることを利用して、ベローズ部分の水平方
向の受圧面積の異方性を大きくしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示したような、水平方向の受圧面積の違いを利用して水
平剛性を非対称にする空気ばねでは、空気ばねの上蓋の
形状の非対称性から、上蓋とベローズの接触部分が均一
でなくなり、ベローズ部分に偏摩耗を生じやすいという
欠点があった。

【０００７】また、実開昭６３−４８０４６号で開示さ
れた空気ばねも、前記した図３に示したものと同様に、
ベローズ部分に偏摩耗を生じやすい。加えて、実開昭６
３−４８０４６号で開示された空気ばねは、シェラパッ
クの加工が困難であり、また、シェラパック部分で曲が
って倒れるように変形するので、シェラパック部分の耐
久性が低下するという問題もある。

【０００８】本発明は上記した従来の空気ばねにあった
問題点に鑑みてなされたものであり、ベローズ部分に偏
摩耗を生じさせることなく、また、シェラパック部分の
耐久性を低下させることなく、上下方向及び前後方向の
剛性を変化させずに、左右方向にのみ剛性を向上させ
て、水平方向の剛性に異方性を持たせた空気ばねを提供
することを目的としている

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の空気ばねは、空気ばねの上部と下部を
前後方向で薄板によって接続することとしている。そし
て、このように薄板で接続することで、上下方向と前後
方向の剛性を変化させずに、左右方向の剛性のみを向上
させることができると共に、上部とベローズの接触部分
には非対称性がないので、ベローズ部分に偏摩耗を生じ
させることがない。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の空気ばねは、空気ばねの
上部と下部を前後方向で薄板によって接続したものであ
り、空気ばねに対して薄板を回転が自在なように取付け
ることが望ましい。

【００１１】薄板は、面外変形は起こりやすい反面、面
内変形は起こりにくい。従って、空気ばねの上部と下部
を前後方向で薄板によって接続した本発明の空気ばねで
は、前記した薄板の性質によって、上下方向と前後方向
の剛性を変化させずに、左右方向の剛性のみを向上させ
ることができる。

【００１２】加えて、本発明の空気ばねでは、上部とベ
ローズの接触部分には非対称性がないので、ベローズ部
分には偏摩耗は発生しない。また、空気ばねに対して薄
板を回転が自在なように取付ければ、空気ばねの回転抵
抗が阻害されず、台車に対する車体の回転が滑らかに行
えるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の空気ばねを図１及び図２に示
す実施例に基づいて説明する。図１は本発明の空気ばね
の第一実施例を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）
は左右方向の断面図、（ｃ）は前後方向の断面図、図２
は本発明の空気ばねの第二実施例を示したもので、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は前後方向の断面図である。

【００１４】図１及び図２において、１１は例えば鉄道
車両に設置する本発明の空気ばねであり、ベローズ１２
の上部に上蓋１３を設けると共に、ベローズ１２の下部
にはゴム１４ａと鋼鈑１４ｂを重ね合せたシェラパック
１４が配置されている。

【００１５】１５は空気ばね１１の上部すなわち上蓋１
３と、下部すなわちシェラパック１４の下端を、前後方
向で接続する薄板であり、例えばゴム板で製作される。
図１や図２に示すように、この薄板１５で上蓋１３とシ
ェラパック１４の下端を前後方向に接続した場合には、
薄板１５で接続しない場合と比べて、上下方向と前後方
向の剛性を変化させずに、左右方向の剛性のみを向上さ
せることができる。

【００１６】このメカニズムは、薄板１５が面外変形に
対しては柔らかいが、面内変形に対しては剛である性質
を利用したものである。従って、薄板１５の材質は前記
したようなゴム板に限定されるものではなく、鉄板等を
採用してもよい。薄板１５の材質をゴムとする場合、内
部に鉄芯を挿入して、ゴム板そのものの剛性を変化さ
せ、空気ばね１１の水平方向の異方性を調整することも
できる。

【００１７】この薄板１５の上蓋１３やシェラパック１
４の下端との接続は、図１のように加硫接着によるもの
や、図２のように２つ以上のボルト１６で接続するもの
でも良い。また、薄板１５とシェラパック１４の下端と
の接続に際し、シェラパック１４の下端に対して薄板１
５を回転が自在なように取付けると、空気ばね１１は自
由に回転が行えるので、台車に対する車体の回転が滑ら
かに行えるようになる。同様に上蓋１３と薄板１５が回
転するようにしても、目的は達成できる。

【００１８】本実施例では、鉄道車両用の空気ばねにつ
いて説明したが、空気ばねの水平方向の剛性に異方性を
持たせるものであれば、他のものに使用しても良いこと
は言うまでもない。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気ばね
は、空気ばねの上部と下部を前後方向で薄板によって接
続したので、薄板の性質によって、上下方向と前後方向
の剛性を変化させずに、左右方向の剛性のみを向上させ
ることができる。加えて、本発明の空気ばねでは、上部
とベローズの接触部分には非対称性がないので、ベロー
ズ部分に偏摩耗が発生することはない。また、シェラパ
ック部分の耐久性を低下させることもない。

【００２０】また、本発明の空気ばねにおいて、空気ば
ねに対して薄板を回転が自在なように取付ければ、空気
ばねの回転抵抗が阻害されないので、台車に対する車体
の回転が滑らかに行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気ばねの第一実施例を示したもの
で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は左右方向の断面図、
（ｃ）は前後方向の断面図である。

【図２】本発明の空気ばねの第二実施例を示したもの
で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は前後方向の断面図であ
る。

【図３】従来の鉄道車両用空気ばねの一例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１１ 空気ばね １３ 上蓋 １４ シェラパック １５ 薄板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気ばねにおいて、空気ばねの上部と下
   部を前後方向で薄板によって接続したことを特徴とする
   空気ばね。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空気ばねにおいて、空気
   ばねに対して薄板を回転が自在なように取付けたことを
   特徴とする空気ばね。