JP2001138912A - 鉄道車両用空気ばね装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気制御系等の複雑な機構を新たに設けるこ
となく、空気ばね本体を改良して空気ばねの急激な圧力
の変動の緩和を実現することのできる空気ばね装置を提
供する。 【解決手段】 鉄道車両用空気ばね装置３は空気ばね本
体４を中心に構成されている。空気ばね本体４の傍に
は、空気ばね本体４の高さを自動的に調整する高さ調整
機構１４が設けられている。空気ばね本体４の内部にゴ
ム膜８をはって、同本体４内の封入空間７を上封入空間
７Ａと下封入空間７Ｂに分割する。ゴム膜８に複数の空
気孔９を設け、空気孔９を介して上封入空間７Ａと下封
入空間７Ｂの間に空気を流動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体と台車の間に
配置されて車体の荷重を支える鉄道車両用空気ばね装置
に関する。特には、空気ばね本体内の急激な圧力変動を
抑制することのできる鉄道車両用空気ばね装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の鉄道車両（客車）は、乗り心地を
向上できる空気ばね装置を備えるものが多い。この鉄道
車両用空気ばね装置は、台車の左右に配置された空気ば
ね本体を中心に構成されている。この空気ばね本体は、
内部に空気を封入するための空間を有し、封入空気の圧
力で車体の荷重を支え、空気の圧縮性からばね作用を得
る。

【０００３】空気ばね本体（以下、単に空気ばねとも言
う。）には、空気ばねと絞りを介して連通された補助空
気室が接続されている。空気ばねと補助空気室を絞りを
介して空気が流動することにより、空気ばねに減衰を与
えている。

【０００４】空気ばね装置は、空気ばねの高さを自動的
に調整する高さ調整機構を備える。この高さ調整機構は
リンクと高さ調整弁等を組み合わせて構成されている。
このリンクは一端が車体に連結される一方、他端が台車
に連結される。高さ調整弁は、空気ばね内の空気を抜き
入れして空気ばねの高さを調整する。

【０００５】鉄道車両用空気ばね装置を備える車両が、
線路の曲線上を通過する際や、急に乗客が左右に移動す
ると、車体の左右の高さが変わって、高さ調整機構が作
動する。このとき、高くなった方の空気ばねから空気を
抜くので内圧が急激に低下して、その空気ばねの荷重を
受けていた車輪の輪重が瞬間的に減少する。極端な場合
には脱線を引き起こすおそれがあった。

【０００６】そこで、上記高さ調整弁の代わりに電磁弁
を採用し、この電磁弁をマイクロコンピュータ等を用い
て制御して空気ばねの高さを調整する技術が提案されて
いる。この提案技術では、空気ばねの高さに加えて、空
気ばねの内圧等も勘案して電磁弁を制御する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
磁弁を用いる技術は、制御系が複雑となるとともにアク
ティブな系であるため誤動作の可能性がある。また、空
気ばねそのものの減衰特性を抜本的に変えるものではな
い。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、電気制御系等の複雑な機構を新たに設けるこ
となく、空気ばね本体を改良して空気ばねの急激な内圧
変動の緩和を実現することのできる鉄道車両用空気ばね
装置を低コストで提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の鉄道車両用空気ばね装置は、鉄道車両台車
の左右に配置された車体を支える空気ばね本体と、空気
ばね本体の高さを自動的に調整する機構とを備える鉄道
車両用空気ばね装置であって、上記空気ばね本体内に、
空気ばね本体内の空間を２つに分割し、分割された空間
間の空気流動に抵抗を与える仕切り板が設けられている
ことを特徴とする。

【００１０】空気ばね本体そのものの中に、空気ばね内
部の大きな圧力変動を緩和あるいはダンピングする部材
を有するので、空気ばね本体を改良して空気ばねの急激
な内圧変動の緩和を実現することのできる鉄道車両用空
気ばね装置を提供することができる。また、基本的にパ
ッシブな系であるので、誤動作の可能性が低い。さら
に、車体の動揺に対して減衰を付加するという利点もあ
る。

【００１１】本発明の鉄道車両用空気ばね装置において
は、上記仕切り板として孔開きゴムを用いることができ
る。この場合仕切り板として採用可能な他の弾性部材に
比べて安価である。また、仕切り板が柔らかいゴム製で
あるので、空気ばね本体に上下方向に対して準静的な特
性変化を与える一方、上下及び左右方向への動特性変化
を好適な範囲内に抑える。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照しつつ本発明
の実施形態を説明する。図１は、本発明の鉄道車両用空
気ばね装置の概略構成を説明する模式的断面図である。
図２は、図１の空気ばね装置を搭載する鉄道車両の概略
構成を説明する模式的断面図である。

【００１３】図２に示すように、鉄道車両の車体１は、
台車２の左右に配置された空気ばね装置３に支えられて
いる。なお、現在日本の旅客鉄道で使用されている通常
の車体は、同車体の前後（鉄道車両の進行方向）に１台
ずつ台車を有する。鉄道車両用空気ばね装置３は空気ば
ね本体４を中心に構成されている。図１に示すように、
この空気ばね本体４は円錐台状の外筒５と、その下にリ
ング状に貼られたダイヤフラム状のゴム膜６等から構成
される。空気ばね本体４の内部には、空気の封入される
空間７が形成されている。この封入空間７の上下方向の
中間にはゴム膜８が張り渡されている。このゴム膜８に
より、封入空間７が上封入空間７Ａと下封入空間７Ｂに
分割される。ゴム膜８には複数の空気孔９が設けられて
いる。この空気孔９を介して空気が上封入空間７Ａと下
封入空間７Ｂの間を流動する。空気孔９を通過する際の
抵抗により、空気ばね本体４内の大きな圧力変動が緩和
・ダンピングされる。

【００１４】なお、本発明の仕切り板としては上記ゴム
膜８以外の弾性変形材も採用可能である。しかしなが
ら、ゴム膜８を仕切り板として用いる場合には比較的安
価で本発明が実現される。また、空気ばね本体４に上下
方向に対して準静的な特性変化を与える一方、上下及び
左右方向への動特性変化を好適な範囲内に抑える。ゴム
膜８を空気ばね本体のゴム膜６に貼り付ける方法として
は、接着や圧着等を用いることができる。

【００１５】空気ばね本体４の直下にはリング状の弾性
部材１０が積層して配置されている。この弾性部材１０
の中央部には上下方向の貫通孔１１が形成されている。
弾性部材１０の直下には補助空気室１２が配置されてい
る。上記貫通孔１１の上端は絞り１３を介して空気ばね
本体４と連通されている。一方、貫通孔１１の下端は空
気補助室１２に開放されている。貫通孔１１と絞り１３
を介して空気ばね本体４と補助空気室１２の間を空気が
流入・流出することにより、空気ばね装置全体の減衰が
得られる。なお、図２では弾性部材１０は省略されてい
る。

【００１６】図２に示すように、上記空気ばね本体４の
傍には、空気ばね本体４の高さを自動的に調整する高さ
調整機構１４が設けられている。この高さ調整機構１４
はリンク１５と高さ調整弁１６等から構成されている。
このリンク１５は、一端が車体１に連結される一方、他
端が台車２に連結される。図１に示すように、高さ調整
弁１６は、空気ばね本体４と元空気溜め３１との間に介
在して配置されており、空気ばね本体４の空気の抜き入
れが可能となっている。高さ調整弁１６は、リンク１５
の基準の長さと現時点でのリンク１５の長さとの比較情
報に応じて空気ばね本体４の高さを調整する。

【００１７】図１に示すように、台車２下部には、車輪
１７と車軸１８から構成された輪軸１９が設けられてい
る。この輪軸１９は、軸ばね２１等によって、前後及び
左右の方向に対して適度に弾性支持されている。車輪１
７は車軸１８に圧入固定されており、車軸１８の両端部
は軸受（図示せず）を収めた軸箱２０で支持されてい
る。軸箱２０と台車２の間には軸ばね２１が配置されて
いる。詳細には、この軸ばね２１の一端が台車２下部に
接続される一方、軸ばね２１の他端が軸箱２０上部に接
続されている。

【００１８】次に、本実施例の鉄道車両用空気ばね装置
３の動作を説明する。車体１の高さが標準の高さより低
い場合には、現時点でのリンク１５の長さがリンク１５
の基準の長さより短い旨の比較情報が得られる。この場
合には、高さ調整弁１６を介して上記元空気溜めから空
気ばね本体４に空気が供給されて、車体１の高さを標準
の高さに調整する。一方、車体１の高さが標準の高さよ
り高い場合には、現時点でのリンク１５の長さがリンク
１５の基準の長さより長い旨の比較情報が得られる。こ
の場合には、高さ調整弁１６を介して空気ばね本体４か
ら大気に空気が排気されて、車体１の高さを標準の高さ
に調整する。

【００１９】したがって、線路の緩和曲線上に停車した
り同曲線上を低速で通過する、あるいは、急に乗客が左
右に移動する際には、車体１の外軌側が上方に変位する
ため、対応の高さ調整機構１４が作動して車体１の上方
変位部位の高さを標準の高さに調整する。このとき、上
記上方変位部位に対応の空気ばね本体４の上封入空間７
Ａと下封入空間７Ｂの間の空気流動がゴム膜８の各空気
孔９を介して行われる。このため、空気ばね本体４の急
激な内圧低下が緩和されて、車輪１８の外軌側の輪重減
少が低減されることとなる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電気制御系等の複雑な機構を新たに設けるこ
となく、空気ばね本体を改良して空気ばねの急激な内圧
変動の緩和を実現することのできる鉄道車両用空気ばね
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鉄道車両用空気ばね装置の概略構
成を説明する模式的断面図である。

【図２】図１の空気ばね装置を搭載する鉄道車両の概略
構成を説明する模式的断面図である。

【符号の説明】

１ 車体 ２ 台車 ３ 空気ばね装置 ４ 空気ばね本
体 ５ 外筒 ６、８ ゴム膜 ７ 封入空間 ９ 空気孔 １０ 弾性部材 １１ 貫通孔 １２ 補助空気室 １３ 絞り １４ 高さ調整機構 １５ リンク １６ 高さ調整弁 ３１ 元空気溜
め ７Ａ 上封入空間 ７Ｂ 下封入空
間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道車両台車の左右に配置された、車体
   を支える空気ばね本体と、 空気ばね本体の高さを自動的に調整する機構と、 を備える鉄道車両用空気ばね装置であって；上記空気ば
   ね本体内に、空気ばね本体内の空間を２つに分割し、分
   割された空間間の空気流動に抵抗を与える仕切り板が設
   けられていることを特徴とする鉄道車両用空気ばね装
   置。
2. 【請求項２】 上記仕切り板が、孔開きゴムからなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用空気ばね装
   置。