JP2002187548A - 鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばね - Google Patents
鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばねInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばねを構
成するダイヤフラムと外筒や内筒のゴム製部材との接触
条件を緩和し、ゴムの磨耗量を減少させ、ひいてはダイ
ヤフラムやゴム製部材の磨耗寿命を長くし得る空気ばね
を提供する。 【解決手段】 ダイヤフラム２と、ダイヤフラム２に接
触しダイヤフラム２を支持するゴム座８とを備える鉄道
車両のボルスタレス台車用空気ばね１において、ゴム座
８は、ダイヤフラム２に接触するゴム製部材７と、ゴム
製部材７を支持する裏当て金８とを備え、裏当て金８
は、ゴム製部材７のダイヤフラム２との接触面の垂線に
して、ゴム製部材７を支持する支持面が略垂直になるよ
うに形成されている。
成するダイヤフラムと外筒や内筒のゴム製部材との接触
条件を緩和し、ゴムの磨耗量を減少させ、ひいてはダイ
ヤフラムやゴム製部材の磨耗寿命を長くし得る空気ばね
を提供する。 【解決手段】 ダイヤフラム２と、ダイヤフラム２に接
触しダイヤフラム２を支持するゴム座８とを備える鉄道
車両のボルスタレス台車用空気ばね１において、ゴム座
８は、ダイヤフラム２に接触するゴム製部材７と、ゴム
製部材７を支持する裏当て金８とを備え、裏当て金８
は、ゴム製部材７のダイヤフラム２との接触面の垂線に
して、ゴム製部材７を支持する支持面が略垂直になるよ
うに形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両のボルス
タレル台車用空気ばねに関し、特に、空気ばねを構成す
るゴム製部材の変形や、磨耗を低減し、ひいては長寿命
化を図り得る空気ばねに関する。
タレル台車用空気ばねに関し、特に、空気ばねを構成す
るゴム製部材の変形や、磨耗を低減し、ひいては長寿命
化を図り得る空気ばねに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、鉄道車両用の空気ばねは、振
動絶縁性の良さや、ばね係数の柔らかさに起因して、乗
り心地が良く、また、レべ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という利点を有するため、
広く活用されている。
動絶縁性の良さや、ばね係数の柔らかさに起因して、乗
り心地が良く、また、レべ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という利点を有するため、
広く活用されている。
【０００３】ここで、鉄道車両に使用されるボルスタレ
ス台車は、曲線を通過する際の所謂ボギー時において、
車体に対して、台車中心の鉛直軸周りに回転する。この
際、台車の左右両端にある空気ばねの位置では、左右空
気ばねのスパンと回転角に比例した前後変位と、前記鉛
直軸周りの回転変位とを受けることになる。
ス台車は、曲線を通過する際の所謂ボギー時において、
車体に対して、台車中心の鉛直軸周りに回転する。この
際、台車の左右両端にある空気ばねの位置では、左右空
気ばねのスパンと回転角に比例した前後変位と、前記鉛
直軸周りの回転変位とを受けることになる。
【０００４】前記空気ばねは、振動を吸収し、振動の上
流側（台車枠側）から下流側（車体側）への伝達を抑制
するべく、空気を可変変位の下で密封できるゴム製部品
（ダイヤフラム）を備えた構造を有し、変形によって、
前記ゴム製部品が他の部品と接触現象を生じることにな
る。
流側（台車枠側）から下流側（車体側）への伝達を抑制
するべく、空気を可変変位の下で密封できるゴム製部品
（ダイヤフラム）を備えた構造を有し、変形によって、
前記ゴム製部品が他の部品と接触現象を生じることにな
る。
【０００５】例えば、曲線を通過する際に台車がボギー
したとき、ボルスタレス台車用の空気ばねは、上部（車
体側）と下部（台車枠側）が水平方向に約１５０ｍｍ変
位する。斯かる変位は、空気ばねを構成するダイヤフラ
ムの撓みで吸収することになるが、ダイヤフラムは、上
記台車のボギー時に、前後変位のみならず回転変位に基
づき変形することになる。
したとき、ボルスタレス台車用の空気ばねは、上部（車
体側）と下部（台車枠側）が水平方向に約１５０ｍｍ変
位する。斯かる変位は、空気ばねを構成するダイヤフラ
ムの撓みで吸収することになるが、ダイヤフラムは、上
記台車のボギー時に、前後変位のみならず回転変位に基
づき変形することになる。
【０００６】前記ダイヤフラムは、前述のようにゴム材
料から形成されており、内圧で膨張した状態において、
空気ばねを構成する外筒や内筒のゴム座との間でゴム同
士の接触をしている。したがって、前後方向に約１５０
ｍｍ程度変形し、さらにボギー角分、鉛直軸周りにねじ
られると、ダイヤフラムに皺が発生したり、接触部分の
接触圧が大きくなるという問題がある。
料から形成されており、内圧で膨張した状態において、
空気ばねを構成する外筒や内筒のゴム座との間でゴム同
士の接触をしている。したがって、前後方向に約１５０
ｍｍ程度変形し、さらにボギー角分、鉛直軸周りにねじ
られると、ダイヤフラムに皺が発生したり、接触部分の
接触圧が大きくなるという問題がある。
【０００７】特に、ボルスタレス台車においては、台車
がボギーする時の水平方向の大変位とボギー角（台車の
回転角）の回転を空気ばねにおいて許容しないといけな
いため、前記ダイヤフラムの大変形が生じ、これによ
り、ダイヤフラムが空気ばねを構成する外筒や内筒に過
度に接触し、磨耗が生じることがある。
がボギーする時の水平方向の大変位とボギー角（台車の
回転角）の回転を空気ばねにおいて許容しないといけな
いため、前記ダイヤフラムの大変形が生じ、これによ
り、ダイヤフラムが空気ばねを構成する外筒や内筒に過
度に接触し、磨耗が生じることがある。
【０００８】また、このような摩擦力が生じる状態での
仕事により、磨耗抵抗が減少したり、或いはゴムが溶融
しゴムの磨耗を加速することになる。これらは、ダイヤ
フラムやゴム製部材の寿命を縮める要因となっている。
仕事により、磨耗抵抗が減少したり、或いはゴムが溶融
しゴムの磨耗を加速することになる。これらは、ダイヤ
フラムやゴム製部材の寿命を縮める要因となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、斯かる従来
技術の問題点を解決するべくなされたもので、鉄道車両
のボルスタレス台車用空気ばねを構成するダイヤフラム
と外筒や内筒のゴム製部材との接触条件を緩和し、ゴム
の磨耗量を減少させ、ひいてはダイヤフラムやゴム製部
材の磨耗寿命を長くし得る空気ばねを提供することを目
的とする。
技術の問題点を解決するべくなされたもので、鉄道車両
のボルスタレス台車用空気ばねを構成するダイヤフラム
と外筒や内筒のゴム製部材との接触条件を緩和し、ゴム
の磨耗量を減少させ、ひいてはダイヤフラムやゴム製部
材の磨耗寿命を長くし得る空気ばねを提供することを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するべく鋭意研究し、ダイヤフラムと、内筒又は
外筒のゴム製部材との接触部分について詳細な検討を施
すことにより、本発明を案出したものである。
を達成するべく鋭意研究し、ダイヤフラムと、内筒又は
外筒のゴム製部材との接触部分について詳細な検討を施
すことにより、本発明を案出したものである。
【００１１】すなわち、本発明は、ダイヤフラムと、該
ダイヤフラムに接触し該ダイヤフラムを支持するゴム座
とを備える鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばねにお
いて、前記ゴム座は、前記ダイヤフラムに接触するゴム
製部材と、該ゴム製部材を支持する裏当て金とを備え、
前記裏当て金は、前記ゴム製部材の前記ダイヤフラムと
の接触面の垂線に対して、前記ゴム製部材を支持する支
持面が略垂直になるように形成されていることを特徴と
する鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばねを提供する
ものである。
ダイヤフラムに接触し該ダイヤフラムを支持するゴム座
とを備える鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばねにお
いて、前記ゴム座は、前記ダイヤフラムに接触するゴム
製部材と、該ゴム製部材を支持する裏当て金とを備え、
前記裏当て金は、前記ゴム製部材の前記ダイヤフラムと
の接触面の垂線に対して、前記ゴム製部材を支持する支
持面が略垂直になるように形成されていることを特徴と
する鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばねを提供する
ものである。
【００１２】好ましくは、前記ゴム製部材は、前記ダイ
ヤフラムに接触する部分の肉厚が略一定に形成される。
ヤフラムに接触する部分の肉厚が略一定に形成される。
【００１３】更に好ましくは、前記ゴム座は、前記ダイ
ヤフラムに接触するコーナ部を有し、該コーナ部の縦断
面において、前記ゴム製部材の前記ダイヤフラムとの接
触部の曲率半径が、前記ダイヤフラムの肉厚の２倍以上
に形成される。
ヤフラムに接触するコーナ部を有し、該コーナ部の縦断
面において、前記ゴム製部材の前記ダイヤフラムとの接
触部の曲率半径が、前記ダイヤフラムの肉厚の２倍以上
に形成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の
一実施形態に係る空気ばねの概略構成を示す縦断面図で
ある。図１に示すように、本実施形態に係る空気ばね１
は、ダイヤフラム２と、ダイヤフラム２を支持する内筒
３及び外筒４とを備えている。ここで、内筒３は、シア
ーパック５と、ダイヤフラム２に接触し該ダイヤフラム
２を支持するゴム座６とを備えている。ゴム座６は、ダ
イヤフラム２に接触するゴム製部材７と、ゴム製部材７
を支持する裏当て金８とを備えている。また、ダイヤフ
ラム２に接触する外筒４の内側にもゴム製部材７が備え
られおり、前記ゴム座６と同様の機能を奏するように構
成されている。
発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の
一実施形態に係る空気ばねの概略構成を示す縦断面図で
ある。図１に示すように、本実施形態に係る空気ばね１
は、ダイヤフラム２と、ダイヤフラム２を支持する内筒
３及び外筒４とを備えている。ここで、内筒３は、シア
ーパック５と、ダイヤフラム２に接触し該ダイヤフラム
２を支持するゴム座６とを備えている。ゴム座６は、ダ
イヤフラム２に接触するゴム製部材７と、ゴム製部材７
を支持する裏当て金８とを備えている。また、ダイヤフ
ラム２に接触する外筒４の内側にもゴム製部材７が備え
られおり、前記ゴム座６と同様の機能を奏するように構
成されている。
【００１５】斯かる構成を有する空気ばね１は、図８に
示すように、使用に際し、車体１０と台車１１の間に装
着され、高さ調整機構９によりダイヤフラム２が膨張し
た状態で車体１０を支持する。
示すように、使用に際し、車体１０と台車１１の間に装
着され、高さ調整機構９によりダイヤフラム２が膨張し
た状態で車体１０を支持する。
【００１６】以下、本実施形態に係る空気ばね１の特徴
であるゴム座６の形状について詳細に説明する。
であるゴム座６の形状について詳細に説明する。
【００１７】一般にゴム材料は非圧縮材料に近い性質を
示し、ポアソン比も０．５に近く、圧縮、引っ張りの荷
重が負荷されたとき、体積の変化がない変形の仕方をす
ることが知られている。
示し、ポアソン比も０．５に近く、圧縮、引っ張りの荷
重が負荷されたとき、体積の変化がない変形の仕方をす
ることが知られている。
【００１８】すなわち、ｘ、ｙ、ｚ軸の各方向の歪をε
x、εy、εzとすると、ゴムの非圧縮性は、 εx＋εy＋εz＝０ ・・・（１） と表すことができる。これは、接触の荷重がかかる方向
には圧縮され縮むが、荷重方向と垂直な方向には伸びが
生じることを意味する。
x、εy、εzとすると、ゴムの非圧縮性は、 εx＋εy＋εz＝０ ・・・（１） と表すことができる。これは、接触の荷重がかかる方向
には圧縮され縮むが、荷重方向と垂直な方向には伸びが
生じることを意味する。
【００１９】例えば、ｘ方向に圧縮されると、すなわち εx＜０ ・・・（２） であると、上記（１）式を満足するためには、必然的に εy＋εz＞０ ・・・（３） となり、ｙ、ｚ方向に伸びることになる。
【００２０】ここで、仮に垂直方向の伸びが拘束され自
由に伸びない状態になると、すなわち、 εy＋εz＝０ ・・・（４） であるとすれば、上記（１）式を満足するためには εx＝０ ・・・（５） となり、これは、圧縮が容易ではなく、荷重方向に極め
て堅い物性を示すことを意味する。
由に伸びない状態になると、すなわち、 εy＋εz＝０ ・・・（４） であるとすれば、上記（１）式を満足するためには εx＝０ ・・・（５） となり、これは、圧縮が容易ではなく、荷重方向に極め
て堅い物性を示すことを意味する。
【００２１】このようなことがゴム同士の接触面内で生
じると、面内の領域における接触圧の分布に集中化を招
き、接触面圧の最大値の増加を誘発し易いといえる。
じると、面内の領域における接触圧の分布に集中化を招
き、接触面圧の最大値の増加を誘発し易いといえる。
【００２２】本実施形態に係るゴム座６の形状は、以上
に述べた考え方に基づき案出されたものであり、裏当て
金８が、圧縮方向の荷重を支持しつつ、当該荷重方向と
垂直な方向のゴム製部材７の伸びを拘束しないような形
状とされている。
に述べた考え方に基づき案出されたものであり、裏当て
金８が、圧縮方向の荷重を支持しつつ、当該荷重方向と
垂直な方向のゴム製部材７の伸びを拘束しないような形
状とされている。
【００２３】すなわち、ゴム製部材７のダイヤフラム２
との接触面μの垂線Φと、裏当て金８のゴム製部材７を
支持する支持面γとのなす角αが垂直になるような形状
とされている。
との接触面μの垂線Φと、裏当て金８のゴム製部材７を
支持する支持面γとのなす角αが垂直になるような形状
とされている。
【００２４】換言すれば、まず、垂線Φを下記（６）式
のように定義し、 ゴム製部材７の接触面μ⊥（垂直）垂線Φ ・・・（６） 次に、接触面μと垂線Φとのなす角αが前記支持面γ上
で常に垂直であるように、すなわち、 α＝９０° ・・・（７） の関係式を常に満足するように裏当て金８の支持面γの
形状が決定されている。
のように定義し、 ゴム製部材７の接触面μ⊥（垂直）垂線Φ ・・・（６） 次に、接触面μと垂線Φとのなす角αが前記支持面γ上
で常に垂直であるように、すなわち、 α＝９０° ・・・（７） の関係式を常に満足するように裏当て金８の支持面γの
形状が決定されている。
【００２５】ここで、本実施形態に係るゴム座６は、ゴ
ム製部材７のダイヤフラム２と接触する部分の肉厚が略
一定に形成されている。これは、ゴム製部材７の肉厚に
変化があると、ゴム製部材７の変形に一様性がなくな
り、歪集中や、変形拘束が生じ易くなるため、これを回
避するためである。このように、本実施形態に係る裏当
て金８の支持面γの形状は、ゴム製部材７の肉厚が一定
である付帯条件のもとに決定されている。
ム製部材７のダイヤフラム２と接触する部分の肉厚が略
一定に形成されている。これは、ゴム製部材７の肉厚に
変化があると、ゴム製部材７の変形に一様性がなくな
り、歪集中や、変形拘束が生じ易くなるため、これを回
避するためである。このように、本実施形態に係る裏当
て金８の支持面γの形状は、ゴム製部材７の肉厚が一定
である付帯条件のもとに決定されている。
【００２６】例えば、図２に示すように、ゴム製部材７
の接触面μが円弧状に形成されている部分では、裏当て
金８の支持面γは、前記円弧と同心であり、且つ、ゴム
製部材７の肉厚分だけ小さい曲率半径の形状が決定され
ることになる。また、ゴム製部材の接触面μが直線上に
形成されている部分では、裏当て金８の支持面γも前記
接触面μに平行な直線とし、全体としてゴム製部材７の
拘束を最小限化する形状とされている。
の接触面μが円弧状に形成されている部分では、裏当て
金８の支持面γは、前記円弧と同心であり、且つ、ゴム
製部材７の肉厚分だけ小さい曲率半径の形状が決定され
ることになる。また、ゴム製部材の接触面μが直線上に
形成されている部分では、裏当て金８の支持面γも前記
接触面μに平行な直線とし、全体としてゴム製部材７の
拘束を最小限化する形状とされている。
【００２７】ここで、前述した図１に示すように、ダイ
ヤフラム２は、内筒３又は外筒４と接触しており、車両
の走行状態（直線、曲線）や、振動（ローリング、左右
動等）に応じて、接触の範囲や接触の圧力の大きさや分
布は変化している。斯かる接触は、上下変位の復元力や
左右振動の復元力を生じさせ、正常に車体の姿勢を支持
するための重要な要素であるが、過大な接触面圧は、ダ
イヤフラム２、内筒３又は外筒４を構成するゴムの磨耗
を促進するので、接触面圧は低い方が好ましい。
ヤフラム２は、内筒３又は外筒４と接触しており、車両
の走行状態（直線、曲線）や、振動（ローリング、左右
動等）に応じて、接触の範囲や接触の圧力の大きさや分
布は変化している。斯かる接触は、上下変位の復元力や
左右振動の復元力を生じさせ、正常に車体の姿勢を支持
するための重要な要素であるが、過大な接触面圧は、ダ
イヤフラム２、内筒３又は外筒４を構成するゴムの磨耗
を促進するので、接触面圧は低い方が好ましい。
【００２８】そこで、本実施形態に係る空気ばね１で
は、ダイヤフラム２と接触するゴム座８の縦断面に着目
し、空気ばね１の内圧及びボギー時の変位を摸擬し得る
コンピュータによる数値解析法である有限要素法（ＦＥ
Ｍ）による解析手法を開発して、ゴム座８のコーナ部の
曲率半径Ｒを変化させるパラメトリック解析を実施し、
接触面圧を低下させ得る良好な条件を算出した。なお、
斯かる解析の際には、前述したように、ゴム製部材７の
ダイヤフラム２との接触面μの垂線Φと、裏当て金８の
ゴム製部材７を支持する支持面γとのなす角αが垂直で
あることを条件とした。また、斯かる解析においては、
ダイヤフラム２の内部の空気圧の影響と、車両が曲線を
曲がるときに生じるボギー変位（空気ばね１の上部の車
体側と、下部の台車枠側が水平方向にずれる変位）によ
る、接触面圧の変化も把握した。
は、ダイヤフラム２と接触するゴム座８の縦断面に着目
し、空気ばね１の内圧及びボギー時の変位を摸擬し得る
コンピュータによる数値解析法である有限要素法（ＦＥ
Ｍ）による解析手法を開発して、ゴム座８のコーナ部の
曲率半径Ｒを変化させるパラメトリック解析を実施し、
接触面圧を低下させ得る良好な条件を算出した。なお、
斯かる解析の際には、前述したように、ゴム製部材７の
ダイヤフラム２との接触面μの垂線Φと、裏当て金８の
ゴム製部材７を支持する支持面γとのなす角αが垂直で
あることを条件とした。また、斯かる解析においては、
ダイヤフラム２の内部の空気圧の影響と、車両が曲線を
曲がるときに生じるボギー変位（空気ばね１の上部の車
体側と、下部の台車枠側が水平方向にずれる変位）によ
る、接触面圧の変化も把握した。
【００２９】上記解析結果の一例として、ダイヤフラム
２とゴム座８とのコーナ部に沿った接触面圧分布を解析
した例を図３に示す。図３において（ａ）は内圧負荷
時、（ｂ）はボギー変位負荷時（前記（ａ）の内圧負荷
に更にボギー変位による負荷を考慮）の解析結果例をそ
れぞれ示す。また、コーナー部の曲率半径Ｒをパラメト
リックに変化させたときの接触面圧の最大値をプロット
したものを図４に示す。
２とゴム座８とのコーナ部に沿った接触面圧分布を解析
した例を図３に示す。図３において（ａ）は内圧負荷
時、（ｂ）はボギー変位負荷時（前記（ａ）の内圧負荷
に更にボギー変位による負荷を考慮）の解析結果例をそ
れぞれ示す。また、コーナー部の曲率半径Ｒをパラメト
リックに変化させたときの接触面圧の最大値をプロット
したものを図４に示す。
【００３０】図４に示すように、曲率半径Ｒを大きくす
ることによって、最大接触面圧は低減する。特に、曲率
半径Ｒをダイヤフラム２の肉厚ｔの２倍以上にすること
により、最大接触面圧の絶対値が低くなり、ゴムの磨耗
耐久性能を保持でき、長寿命化が期待できるということ
が分かった。
ることによって、最大接触面圧は低減する。特に、曲率
半径Ｒをダイヤフラム２の肉厚ｔの２倍以上にすること
により、最大接触面圧の絶対値が低くなり、ゴムの磨耗
耐久性能を保持でき、長寿命化が期待できるということ
が分かった。
【００３１】以上のように、ゴム座８の接触面形状の形
状パラメータを限定することにより、接触面圧が平均化
され、最大接触面圧を小さくできることが分かった。接
触面圧が低い方が、接触面圧と垂直方向、すなわちダイ
ヤフラム２の表面に沿って生じる摩擦力も小さく、ダイ
ヤフラム２及びゴム座８の磨耗の減少を図る上で有効で
ある。
状パラメータを限定することにより、接触面圧が平均化
され、最大接触面圧を小さくできることが分かった。接
触面圧が低い方が、接触面圧と垂直方向、すなわちダイ
ヤフラム２の表面に沿って生じる摩擦力も小さく、ダイ
ヤフラム２及びゴム座８の磨耗の減少を図る上で有効で
ある。
【００３２】また、図５に示す本実施形態に係るゴム座
６（図５の（ａ）はＲ／ｔ＝４、（ｂ）はＲ／ｔ＝２）
と、図６に示す比較品とについて、最大接触面圧を比較
した結果を図７に示す。ここで、図６に示す比較品は、
ゴム製部材７のダイヤフラム２との接触面１２の垂線１
３に対して、ゴム製部材７を支持する裏当て金８の支持
面１４が垂直でないものを含む（約４５°〜９０°）よ
うに形成されている（なお、Ｒ／ｔ＝３．３）。図７に
示すように、本実施形態に係るゴム座６の方が接触面圧
の分布が均等化して、最大値が小さくなり、磨耗の点
で、比較品よりも好ましいことが分かった。
６（図５の（ａ）はＲ／ｔ＝４、（ｂ）はＲ／ｔ＝２）
と、図６に示す比較品とについて、最大接触面圧を比較
した結果を図７に示す。ここで、図６に示す比較品は、
ゴム製部材７のダイヤフラム２との接触面１２の垂線１
３に対して、ゴム製部材７を支持する裏当て金８の支持
面１４が垂直でないものを含む（約４５°〜９０°）よ
うに形成されている（なお、Ｒ／ｔ＝３．３）。図７に
示すように、本実施形態に係るゴム座６の方が接触面圧
の分布が均等化して、最大値が小さくなり、磨耗の点
で、比較品よりも好ましいことが分かった。
【００３３】なお、本実施形態では、主として内筒３の
ゴム座６について説明したが、本発明はこれに限られる
ものではなく、外筒４及びその内側に設けられたゴム製
部材についても同様にして適用可能である。また、ゴム
製部材７のダイヤフラム２との接触面１２の垂線に対し
て、ゴム製部材７を支持する裏当て金８の支持面が垂直
であるとして説明したが、本発明は、必ずしも完全に垂
直である必要はなく、設計誤差の範囲内で垂直とみなせ
るものも包含する。
ゴム座６について説明したが、本発明はこれに限られる
ものではなく、外筒４及びその内側に設けられたゴム製
部材についても同様にして適用可能である。また、ゴム
製部材７のダイヤフラム２との接触面１２の垂線に対し
て、ゴム製部材７を支持する裏当て金８の支持面が垂直
であるとして説明したが、本発明は、必ずしも完全に垂
直である必要はなく、設計誤差の範囲内で垂直とみなせ
るものも包含する。
【００３４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る鉄
道車両のボルスタレス台車用空気ばねによれば、空気ば
ねを構成するダイヤフラムと外筒や内筒のゴム製部材と
の接触条件を緩和し、ゴムの磨耗量を減少させ、ひいて
はダイヤフラムやゴム製部材の磨耗寿命を長くし得ると
いう優れた効果を奏するものである。
道車両のボルスタレス台車用空気ばねによれば、空気ば
ねを構成するダイヤフラムと外筒や内筒のゴム製部材と
の接触条件を緩和し、ゴムの磨耗量を減少させ、ひいて
はダイヤフラムやゴム製部材の磨耗寿命を長くし得ると
いう優れた効果を奏するものである。
【図１】 図１は、本発明の一実施形態に係る空気ばね
の概略構成を示す縦断面図である。
の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】 図２は、図１に示すゴム座を拡大して表す縦
断面図である。
断面図である。
【図３】 図３は、図１に示すダイヤフラムとゴム座と
のコーナ部に沿った接触面圧分布の解析結果例であり、
（ａ）は内圧負荷時、（ｂ）はボギー変位負荷時の解析
結果例をそれぞれ示す。
のコーナ部に沿った接触面圧分布の解析結果例であり、
（ａ）は内圧負荷時、（ｂ）はボギー変位負荷時の解析
結果例をそれぞれ示す。
【図４】 図４は、図１に示すゴム座のコーナー部の曲
率半径Ｒを変化させたときの接触面圧の最大値を示す。
率半径Ｒを変化させたときの接触面圧の最大値を示す。
【図５】 図５は、本発明に係るゴム座の設計例を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図６】 図６は、比較例のゴム座の設計例を示す縦断
面図である。
面図である。
【図７】 図７は、本発明に係るゴム座と比較例のゴム
座の最大接触面圧を比較した結果である。
座の最大接触面圧を比較した結果である。
【図８】 図８は、本発明に係る空気ばねを車両に装着
した状態を示す概略構成図である。
した状態を示す概略構成図である。
１・・・空気ばね ２・・・ダイヤフラム ３・・・内筒 ４・・・外筒 ５・・・シアーパック ６・・・ゴム座 ７・・・ゴム製部材 ８・・・裏当て金
Claims (3)
- 【請求項１】 ダイヤフラムと、該ダイヤフラムに接触
し該ダイヤフラムを支持するゴム座とを備える鉄道車両
のボルスタレス台車用空気ばねにおいて、 前記ゴム座は、前記ダイヤフラムに接触するゴム製部材
と、該ゴム製部材を支持する裏当て金とを備え、 前記裏当て金は、前記ゴム製部材の前記ダイヤフラムと
の接触面の垂線に対して、前記ゴム製部材を支持する支
持面が略垂直になるように形成されていることを特徴と
する鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばね。 - 【請求項２】 前記ゴム製部材は、前記ダイヤフラムに
接触する部分の肉厚が略一定に形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の鉄道車両のボルスタレス台車
用空気ばね。 - 【請求項３】 前記ゴム座は、前記ダイヤフラムに接触
するコーナ部を有し、 該コーナ部の縦断面において、前記ゴム製部材の前記ダ
イヤフラムとの接触部の曲率半径が、前記ダイヤフラム
の肉厚の２倍以上に形成されていることを特徴とする請
求項２に記載の鉄道車両のボルスタレス台車用空気ば
ね。
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|---|---|---|---|
| JP2000388371A JP4419115B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばね |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000388371A JP4419115B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばね |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2002187548A true JP2002187548A (ja) | 2002-07-02 |
| JP4419115B2 JP4419115B2 (ja) | 2010-02-24 |
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ID=18855117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000388371A Expired - Fee Related JP4419115B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 鉄道車両のボルスタレス台車用空気ばね |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4419115B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2014129020A1 (ja) | 2013-02-22 | 2014-08-28 | 東洋ゴム工業株式会社 | 空気ばね |
| EP3346156A1 (en) | 2017-01-05 | 2018-07-11 | Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. | Air spring |
| CN112460187A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-09 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种提高大曲囊气囊下子口耐磨性的方法 |
| CN113983115A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-28 | 株洲时代瑞唯减振装备有限公司 | 一种大横垂比空气弹簧的装配方法 |
-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000388371A patent/JP4419115B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2014163423A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 空気ばね |
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|---|---|
| JP4419115B2 (ja) | 2010-02-24 |
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