JPH0450074A

JPH0450074A - 鉄道用軸ばね

Info

Publication number: JPH0450074A
Application number: JP15663690A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Takano; 高野　和也; Hiroshi Kojima; 宏小島
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-06-16
Filing date: 1990-06-16
Publication date: 1992-02-19
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JP2951368B2

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、鉄道車両の輪軸を軸受けする軸箱を、台車
枠に連結すべく機能する鉄道用軸ばねに関するものであ
り、とくには、車両への乗心地の一層の向上をもたらす
ものである。

（従来の技術）鉄道車両の軸箱を、ゴムその他の弾性体だけを用いて台
車枠に連結する従来既知の鉄道用軸ばねとしては、いわ
ゆるシェブロン式のものの他、実公昭６０−３３０８４
号公轄に開示されたものがある。

これらの装置はいずれも、軸箱を弾性体のみにて支持し
て、上下方向の他、車両の前後および左右方向の防振機
能を発揮することから、装置の全体を、小型かつ軽量な
らしめることができる他、装置から摩損部分を取り除き
、併せて、装置の部品点数を低減できるという利点を有
する。

（発明が解決しようどする課題）ところか、これらの従来技術にあっては、弾性体の変形
に基づいて防振機能を発揮することはできるも、弾性体
それのみにては、いずれの方向の振動に対しても、十分
な振動減衰機能を発揮し得ないことから、車両への乗心
地および安定性については、未だ満足し得るものではな
かった。

また、上記公報に記載された装置では、車両の前後方向
のばね定数と、左右方向のばね定数とを異ならせること
としているも、装置のばね定数は、方向に応して変化さ
せるだけてはなく、経時的にも変化させる二とか好まし
い場合もあり、たとえば、車両の発進および停止時には
前後方向のばね定数を大きくし、定常走行時にはそれを
小さくすることが、車両への乗心地および安定性を高め
る上で好ましい。

しかしなから、弾性体のみからなるこの従来技術では、
ばね定数を経時的に可変ならしめることは実質的に不可
能である。

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、水平面内、たとえば車両の前後方向での振動
を有効に減衰させて、車両への乗心地を高めた鉄道用軸
ばねおよび、水平面内の特定方向への変形に対してばね
定数を経時的に変化させて、車両への乗心地の一層の向
上および車両の走行安定性をもたらすことができる鉄道
用軸ばねを提供するものである。

（課題を解決するための手段）この発明の鉄道用軸ばねは、とくに、剛性材料からなる
内外筒間に、ゴム、合成樹脂材料などからなる弾性体を
配設するとともに、それらの内外筒間に、周方向に離隔
して位置する複数の液室を区画し、また、それらの液室
の相互の連通をもらたす絞り通路を設けて、その絞り通
路および各液室内に所要の液体を封入したものであり、
他の軸ばねは、これらのことに加え、内外筒の軸線と直
交する方向のばね定数を、外部操作によって経時的に可
変ならしめるばね定数変更手段を設けたものである。

（作　用）かかる鉄道用軸ばねでは、水平面内ての振動に対し、液
室内の液体を、絞り通路を経て流動させて、振動エネル
ギーを熱エネルギー　に変換することにより、十分な振
動減衰機能を発揮することができ、車両への乗心地を大
きく改善することかできる。

また、ばね定数変更手段を設けた他の軸ばねでは、その
ばね定数変更手段の外部操作によって、軸ばねの、たと
えば車両の前後方向のばね定数を適宜に増減させること
により、前述したように、車両の発進および停止時のば
ね定数と、定常走行時のばね定数とを所要に応じて変化
させて、乗心地および安定性をより一層向上させること
ができる。

なお、軸ばねのばね定数のこのような変更は、ばね定数
変更手段を、絞り通路に設けた通路経変更手段とした場
合は、それによって絞り通路の寸法を変更して振動エネ
ルギーの損失量を変化させることにより行うことかてき
、また、ばね定数変更手段を、絞り通路に設けた電極と
、その電極への電圧印加手段とで構成した場合は、電極
への印加電圧を変化させることで、電気粘性流体の粘度
を変化させ、このことによって、電気粘性流体が絞り通
路から受ける流動抵抗を変化させることにより行うこと
かできる。

従って、この発明の鉄道用軸ばねによれば、弾性体の作
用下で、各方向の振動を有効に絶縁できることはもちろ
ん、振動減衰作用に基づ（、車両への乗心地の′改善を
実現することができ、また、ばね定数の経時的な変更に
よる、乗心地のより一層の向上および走行安定性をそれ
ぞれ実現する二とかできる。

（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側面図であり、図中
１は台車枠、２は、この台車枠１の前後方向の中央部に
取付けた空気ばねをそれぞれ示し、３は輪軸、４は、こ
の輪軸３をその軸端部分て軸受けする軸箱をそれぞれ示
す。

また、５は、軸箱４と、その上方に位置する台車枠１と
のそれぞれに連結したこの発明に係る軸ばねを示し、こ
の軸ばね５は、軸箱４の、前後方向へ突出するそれぞれ
のアーム６を台車枠１に連結して、台車枠１に対する輪
軸３の相対変位を弾性的に規制するとともに、台車枠ｌ
、車体その他の重量を輪軸３に負担させるべく機能する
。

これかため、ここでは、第２図に、拡大断面図で示すよ
うに、アーム６に固定される剛性内筒７と、台車枠Ｉに
固定される剛性外筒８とを、それらの間で、周方向に間
隔をおいて配設した弾性体９によって相互連結するとと
もに、それらの内外筒間の、周方向に離隔した位置、図
では直径方向に対抗する位置に、外筒８と弾性体９とて
囲まれる二個の液室ｌＯを区画して、これらの両液室１
０を、外筒８の外側に設けた絞り通路１１を介して相互
接続し、そこで、その絞り通路Ｉ２および両液室１０の
それぞれに、エチレングリコールその他とすることかて
きる液体１２を充填封入することによって軸ばね５を構
成する。

ここで、周方向を間隔をおく二個の弾性体間に区画され
て、直径方向に対抗して位置する三箇所の中空スペース
１３は、直交する二次元方向の水平外力の一方に対して
ばね定数を十分小さくならしめるべく機能し、また、各
弾性体内に、内外筒の軸線方向へ延在させて埋設した複
数枚の剛性板１４は、二次元方向の水平外力の他方およ
び上下方向の外力に対して、弾性体９とともに、ばね定
数を十分大ならしめるべく機能し、さらに、液室内に封
入した液体Ｉ２は、それぞれの弾性体９か半径方向の圧
縮および引張外力を受けるに際し、長さおよび内径を適
宜に選択された絞り通路１１を介して、ばね定数のより
一層の増加と、振動エネルギーの効果的な低減とをもた
らすべく機能する。。

なお、弾性体９の高さを、第２図（ａ、）に縦断面図で
示すように、外筒から内筒に向けて次第に高くした場合
には、弾性体９の、剛性板１４への接着面積を、その半
径方向の内外にわたってほぼ等しくすることかでき、こ
れにより弾性体９の各部分に生じる歪を十分均等ならし
めて、弾性体９の耐久性を高めることができる。

このように構成してなる鉄道用軸ばね５によれば、直交
する二次元方向の水平外力の一方を、直径方向に対抗す
るそれぞれの中空スペース１３を拡縮する方向に作用さ
せることによって、前述したように、ばね定数を十分小
ならしめることかでき、また、その水平外力の他方を、
それぞれの弾性体９が半径方向の圧縮および引張りを受
ける方向に作用させることによって、これもまた前述し
たように、ばね定数を十分大ならしめることかできる他
、液体１２の流動に基つく、ばね定数のより一層の増加
およびすぐれた振動減衰機能をもたらすことかできる。

ところで、このような軸ばねにおいては、液体１２また
は、それの流動条件を変えることによって、それのばね
特性および振動減衰特性を所要に応じて適宜に選択する
ことかでき、このことは、車両の走行中に、その走行条
件に応じて流動条件を変更するばね定数変更手段を設け
た場合に、極めて容易に、かつ効果的に行うことかでき
る。

すなわち、鉄道用車両にあっては、車両の発進および停
止時には硬く、定常走行時には柔かく、そして、急旋回
時にはとくに柔かいばね特性を有することか好ましいこ
とから、第２図に示すところては、それぞれの液室１０
を車両の前後方向に向けて配設した状態で、前後方向の
水平外力に対するばね定数の、所要に応じた変更を可能
ならしめるへく、両液室１０の連通をもたらす−の絞り
通路１１の途中に、ばね定数変更手段の一例としての−
の電磁弁１５を配設し、この電磁弁１５の開閉作動に基
づく絞り通路１１の開放および閉止によって、それぞれ
、所要に応じた低ばね定数および高ばね定数をもたらす
ことにより、走行状態に応じたばね特性を実現すること
かできる。

なおここで、−本もしくは二本の絞り通路に、−個もし
くは二個の電磁弁を配設することによって、たとえば、
その通路を閉止、中開および全開の三段階に変更可能な
らしめた場合には、車両の発進および停止時には、絞り
通路１２を閉止し、また、定常走行時にはそれを中開と
し、さらに、急旋回時には全開とすることにより、−の
軸ばねて、各走行状態に応じた三種類のばね特性をもた
らすことができる。

かくして、ここでは、鉄道車両の前後方向のばね定数を
変更する電磁弁を設け、その電磁弁を車両の走行状態に
応じて作動させることにより、各種の走行状態に適合す
る、所期した通りのばね特性をもたらすことかでき、併
せて、軸ばねの振動減衰特性も適宜に変更することかで
きる。

以上この発明を図示例に基ついて説明したか、液室内へ
封入する液体を電気粘性流体とするとともに、ばね定数
変更手段を、絞り通路に設けた電極およびその電極への
電圧印加手段によって構成することもてき、この場合に
は、電極、ひいては電気粘性流体への印加電圧を変化さ
せて、電気粘性流体の粘度を変更することにより、軸ば
ねのばね定数および振動減衰特性を無段階に調整するこ
とかできる。

また、この発明によれば、絞り通路を介して相互に連通
される複数個の液室を、上述したところに加え、上下方
向に間隔をおいて、および／または、鉄道車両の左右方
向に間隔をおいて形成することによって、それらの方向
のばね定数も同様にして適宜に変更することかできる。

（発明の効果）以上に述べたところから明らかなように、この軸ばねに
よれば、液室内へ封入した液体の、絞り通路を通る流動
に基づき、すぐれた振動減衰機能を発揮して車両への乗
心地およびそれの安定性を大きく向上させることかでき
る。

加えて、この発明の、ばね定数変更手段を設けた軸ばね
ては、そのばね定数変更手段の作用下で、車両の走行状
態に応した、ばね特性および振動減衰特性をもたらすこ
とによって、上記作用効果のより一層の向上を実現する
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す側面図、第２図は
、要部を拡大して示す断面図である。 ■・・・台車枠　　　　　　　３・・・輪軸４・・・軸
箱　　　　　　　　５・・・軸ばね６・・・アーム　　
　　　　　７・・・剛性内筒８・・・剛性外筒　　　　
　　９・・・弾性体１０・・・液室　　　　　　　　１
１・・・絞り通路１２・・・液体　　　　　　　　１５
・・・電磁弁。第１図フｆ−ｍ−−ち牽綽３−・−輪軸４−一−−軸ｊ＃５−一一軸Ｉ！”ね６−−７−ム

Claims

【特許請求の範囲】１、鉄道車両の輪軸を支持する軸箱と、この軸箱の上方
に位置する台車枠とを相互連結する鉄道用軸ばねであっ
て、内筒および外筒と、これらの内外筒間に配設した弾性体
と、内外筒間に区画され、それらの周方向に離隔して位
置する複数の液室と、これらの液室の相互の連通をもた
らす絞り通路と、液室および絞り通路に封入した液体と
を具えてなる鉄道用軸ばね。２、鉄道車両の輪軸を支持する軸箱と、この軸箱の上方
に位置する台車枠と一を相互連結する鉄道用軸ばねであ
って、内筒および外筒と、これらの内外筒間に配設した弾性体
と、内外筒間に区画され、それらの周方向に離隔して位
置する複数の液室と、これらの液室の相互の連通をもた
らす絞り通路と、液室および絞り通路に封入した液体と
、内外筒の軸線と直交する方向のばね定数を可変ならし
めるばね定数変更手段を具えてなる鉄道用軸ばね。３、前記ばね定数変更手段を、鉄道車両の前後方向のば
ね定数を変更する手段としてなる請求項２記載の鉄道用
軸ばね。４、前記ばね定数変更手段を、前記絞り通路に設けた、
通路経変更手段としてなる請求項２もしくは３項記載の
鉄道用軸ばね。５、前記液体を電気粘性流体とするとともに、ばね定数
変更手段を、絞り通路内に設けた電極およびその電極へ
の電圧印加手段にて構成してなる請求項２もしくは３記
載の鉄道用軸ばね。