JP2014189114A

JP2014189114A - ストッパ

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Publication number: JP2014189114A
Application number: JP2013065547A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Ishii; 大輔石井; Koji Asano; 浩二浅野; Yasushi Kajitani; 泰史梶谷; Takeshi Miyamoto; 岳史宮本; Kohei Iida; 浩平飯田; Takayuki Tootake; 隆行遠竹; Mitsugi Suzuki; 鈴木　　貢
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Kayaba Industry Co Ltd; East Japan Railway Co
Current assignee: Railway Technical Research Institute; KYB Corp; East Japan Railway Co
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP6093615B2

Abstract

【課題】地震時の脱線を効果的に防止することができるストッパを提供することである。
【解決手段】本発明の課題解決手段におけるストッパＳは、シリンダ１と、シリンダ１内に出入り自由に挿入されるロッド２と、ロッド２に連結されるとともにシリンダ１内に摺動自在に挿入されてシリンダ１内に流体が充填される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを形成するピストン３と、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とを連通する圧側通路４と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するとともに伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する伸側通路５と、圧側通路４に圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容するとともにピストン３のシリンダ１に対する伸切位置から上記圧側室Ｒ２を圧縮する方向への変位によって開弁圧を小さくするリリーフ弁６とを備えて構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両の車体と台車との間に介装されて車体の台車に対する水平横方向の変位を規制するストッパの改良に関する。

この種の鉄道車両における車体と台車との間に介装されて車体の台車に対する水平横方向の変位を規制するストッパとしては、たとえば、シリンダと、シリンダに摺動自在に挿入されてシリンダ内に液体が充填される圧力室を形成するピストンと、圧力室にリリーフ流路と吸込流路を介して連通されるリザーバと、リリーフ流路の途中に設けられてリリーフ時に液体の流れに抵抗を与えるリリーフ弁と、吸込流路の途中に設けられてリザーバから圧力室へ向かう液体の流れのみを許容するチェック弁と、ピストンを附勢する附勢手段とを備えて構成されるものがある（たとえば、特許文献１参照）。

このストッパにあっては、車体に左右振動が作用して台車に対して車体が所定間隔以上変位して、車体がピストンに衝合する際、車体とシリンダとの接近でピストンをシリンダ内へ押し込む力により圧縮される圧力室内の圧力がリリーフ弁の開弁圧に達しない状態では、ストッパは収縮せず車体と台車の相対移動を規制し、また、リリーフ弁が開弁する場合には、車体の振動方向とは逆方向の減衰力を発揮して車体の振動を抑制するようになっており、反復継続的に減衰力を発揮することができる。

特開２００９−２３４５１６号公報

上記ストッパは、台車に対して二つ設けられて、車体側に取り付けたピンに対して両側に所定間隔を空けて配置されており、車体が台車に対して著大な振動を呈する場合、上記ピンがストッパに衝合して車体の台車に対する変位を抑制し、地震時にあっても鉄道車両の脱線を防止することができるのであるが、脱線をより効果的に防止するうえでは、地震時にはピンとストッパとの距離（ストッパ同士の間隔）が大きい方が、つまり、ストッパが効き始める車体の台車に対する変位量が大きい方が好ましい。というのは、地震時には、レールが左右に激しく揺れて、このレールが車輪フランジに衝突し台車と車体との間でも振動が大きくなる。このような状況において、車体がストッパに接触すると台車を横方向に倒すように押してしまい車輪がレールから浮き上った後、車輪フランジがレールに乗り上げて脱線してしまう。そのため、地震時にはストッパとピンとの距離が大きくとる方が脱線を防げることになる。

しかしながら、上記ストッパでは、上記ピンとの衝合位置を変更することができず、シリンダ内圧がリリーフ弁の開弁圧に達しない場合、収縮することができないので、より一層の地震時の脱線防止対策が要望される可能性がある。

そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、地震時の脱線を効果的に防止することができるストッパを提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、鉄道車両の車体と台車との間に介装されて車体の台車に対する水平横方向の変位を規制するストッパにおいて、シリンダと、上記シリンダ内に出入り自由に挿入されるロッドと、上記ロッドに連結されるとともに上記シリンダ内に摺動自在に挿入されて上記シリンダ内に流体が充填される伸側室と圧側室とを形成するピストンと、上記圧側室と上記伸側室とを連通する圧側通路と、上記伸側室と上記圧側室とを連通するとともに上記伸側室から上記圧側室へ向かう流体の流れのみを許容する伸側通路と、上記圧側通路に上記圧側室から上記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容するとともに上記ピストンの上記シリンダに対する伸切位置から上記圧側室を圧縮する方向への変位によって開弁圧を小さくするリリーフ弁を設けたことを特徴とする。

ストッパが圧縮作動をするとリリーフ弁の開弁圧が小さくなるため減衰力が低下して車体が台車に対して変位し易くなり、ストッパが最圧縮されると車体の変位を止めることになるが、それまでは、圧縮作動状態にあるストッパは収縮しないストッパとしては機能しないため、車体の台車に対するストローク範囲が拡大されることになる。

それゆえ、本発明のストッパによれば、地震時の脱線を効果的に防止することができる。

一実施の形態におけるストッパの断面図である。一実施の形態におけるリリーフ弁の拡大断面図である。圧縮された一実施の形態におけるストッパの断面図である。さらに圧縮された一実施の形態におけるストッパの断面図である。

一実施の形態におけるストッパＳは、図１から図３に示すように、鉄道車両の台車Ｗに固定されるシリンダ１と、シリンダ１内に出入り自由に挿入されるロッド２と、ロッド２に連結されるとともにシリンダ１内に摺動自在に挿入されてシリンダ１内に流体が充填される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを形成するピストン３と、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とを連通する圧側通路４と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するとともに伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する伸側通路５と、圧側通路４に圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容するとともにピストン３のシリンダ１に対する伸切位置から上記圧側室Ｒ２を圧縮する方向への変位によって開弁圧を小さくするリリーフ弁６とを備えて構成され、車体Ｂが台車Ｗに対して著大に水平横方向に振動する際にロッド２を車体Ｂに衝合させて、車体Ｂのそれ以上の変位を抑制するとともに車体Ｂの台車に対する振動を減衰するものである。なお、シリンダ１を車体Ｂに取り付けてロッド２を台車Ｗに衝合させるようにすることもできる。

以下、詳細に説明すると、シリンダ１は、筒状とされており、シリンダ１の図１中左端がロッド２を摺動自在に軸支する位置決め部材としての環状のロッドガイド８によって閉塞されるとともに、図１中右端もボトム部材９によって閉塞されている。

そして、シリンダ１内は、ロッド２の一端である図１中右端に連結されるピストン３によって、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画されている。なお、伸側室Ｒ１は、ストッパＳが伸長する際に圧縮される室であり、圧側室Ｒ２は、ストッパＳが収縮する際に圧縮される室である。

また、シリンダ１内には、仕切部材１０が設けられており、この仕切部材１０によって、仕切部材１０の図１中左方に、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２が形成されている。また、シリンダ１の仕切部材１０より図１中右方は、内径が仕切部材１０の図１中左方より小径となっており、この小径部１ａ内に摺動自在に挿入されるフリーピストン１１が挿入されており、このシリンダ１内であって仕切部材１０とボトム部材９との間の空間が補償室Ｒと加圧室Ｐとに区画されている。なお、図示したところでは、シリンダ１の仕切部材１０よりも図１中方を小径として小径部１ａを形成しているが、このように小径としなくともよい。

そして、補償室Ｒと圧側室Ｒ２とは、吸込通路１２と排出通路１３によって連通されている。吸込通路１２には、逆止弁１２ａが設けられていて、この吸込通路１２を補償室Ｒから圧側室Ｒ２への流体の流れのみを許容するよう設定している。また、排出通路１３には、圧側室Ｒ２から補償室Ｒへ向かう流体の流れのみを許容する排出リリーフ弁１４が設けられている。

補償室Ｒは、ストッパＳが伸長してシリンダ１内からロッド２が退出する際には、吸込通路１２を介してロッド２が退出した体積分に見合った流体をシリンダ１内へ供給し、反対に、ストッパＳが収縮する場合、圧側室Ｒ２内の圧力が排出リリーフ弁１４の開弁圧に達すると、上記収縮に伴ってシリンダ１内へ侵入するロッド２の体積分の流体を排出通路１３を介してシリンダ１内から吸収することで、シリンダ1内に出入りするロッド２の体積の補償を行うようになっている。加圧室Ｐは、内部に気体が封入されており、この内部圧力でフリーピストン１１を介して補償室Ｒを押圧して、シリンダ１内を加圧して、ストッパＳを常に伸長させるよう附勢している。なお、加圧室Ｐは、内部に気体を封入しているが、大気開放してフリーピストン１１を補償室Ｒへ向けて附勢するばね等の弾性体を収容するようにしてもよいし、気体と弾性体とでフリーピストン１１を附勢するようにしてもよい。加圧室Ｐ内の圧力は、ストッパＳに外力が作用しない状態では、ピストン３が位置決め部材としてのロッドガイド８に当接する伸切位置へ位置決めることができるよう、少なくとも、大気圧以上に設定されればよく、また、加圧室Ｐを大気開放して弾性体を設けるのであれば当該弾性体の附勢力でピストン３がロッドガイド８に当接する伸切位置へ位置決めることができるようになっていればよい。さらに、圧側室Ｒ２内に、ピストン３をロッドガイド８側へ附勢するばね等の弾性体を収容する場合には、加圧室Ｐを大気開放することもできる。ただし、加圧室Ｐに気体を封入する方が、弾性体を設けるよりもストッパＳが軽量となる利点がある。

また、この場合、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と補償室Ｒ内には、流体として作動油等の液体が充満されるが、流体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用することもできるし、気体とする場合には体積変化に富んでいるため、補償室Ｒおよび加圧室Ｐを省略することができる。

つづいて、ロッド２の図１中左端には、ゴムや合成樹脂等の弾性体１５が固定されており、当該弾性体１５は、車体Ｂが台車Ｗに対して大きく変位すると、ロッド２に先んじて車体Ｂに衝合して車体Ｂと台車Ｗとの衝突による衝撃を緩和するようになっている。

ピストン３には、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とを連通する圧側通路４と伸側通路５とが設けられている。伸側通路５には、逆止弁５ａが設けられており、伸側通路５は、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する通路に設定されている。

また、圧側通路４の途中には、リリーフ弁６が設けられている。圧側通路４は、ピストン３を当該ピストン３の摺動方向である図１中左右方向に貫通して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する貫通孔とされており、この貫通孔内にリリーフ弁６が収容されている。

さらに、圧側通路４は、圧側室Ｒ２側の端部が小径とされていて小径部４ａと大径部４ｂとが形成され、当該小径部４ａと大径部４ｂの境に段部が設けられており、当該段部でリリーフ弁６における環状の弁座６１を形成している。

リリーフ弁６は、図１及び図２に示すように、上記した環状の弁座６１と、貫通孔である圧側通路４内に当該圧側通路４に沿って移動可能に収容されて弁座６１に離着座する弁体６２と、当該弁体６２を弁座６１へ向けて附勢する附勢部材としてのコイルばね６３と、コイルばね６３の反弁座側に当接するとともにピストン３が伸切位置にある状態で位置決め部材としてのロッドガイド８によって押されて上記コイルばね６３を押圧するばね受部材６４とを備えて構成されている。

弁体６２は、上記弁座６１に離着座するポペット型の弁頭６２ａと、当該弁頭６２ａの反弁座側の外周から立ち上がる筒部６２ｂと、弁頭６２ｂの側方から開口して筒部６２ｂ内に通じる透孔６２ｃとを備えて構成されている。そして、この弁体６２は、弁頭６２ａを弁座６１へ向けて圧側通路４内に収容されると、筒部６２ｂの外周を圧側通路４の内周に摺接させて、圧側通路４に沿う図２中左右方向へ移動可能とされる。つまり、弁体６２は、ピストン３のシリンダ１に対する摺動方向と同一方向に移動可能である。なお、弁頭６２ａの外周と圧側通路４との間には環状隙間が形成されており、透孔６２ｃが圧側通路４の内周によって閉塞されることが無いようになっている。

また、圧側通路４の伸側室Ｒ１側端の内周には、筒状のカラー６５が固定されている。このカラー６５は、伸側室Ｒ１側端の内周に内方へ突出するフランジ６５ａを備えるとともに、外周に螺子部６５ｂを備えて、圧側通路４の内周に螺着されている。

このカラー６５の内周には、ばね受部材６４が摺動自在に挿入されている。具体的には、ばね受部材６４は、筒状の押圧軸６４ａと、当該押圧軸６４ａの外周に設けたフランジ状のばね受部６４ｂと、押圧軸６４ａの後端に設けた複数の切欠６４ｃとを備えており、押圧軸６４ａを上記したカラー６５のフランジ６５ａの内周に摺接させることで、圧側通路４に沿う軸方向となる図２中左右方向の移動がぶれることなく案内されるようになっている。

なお、ばね受部６４ｂとカラー６５の内周との間には環状隙間が形成されており、ばね受部材６４のばね受部６４ｂとカラー６５との間の空間が完全に閉鎖されないようになっている。ばね受部６４ｂの外周をカラー６５の内周に摺接させる場合、ばね受部６４ｂの外周或いはカラー６５の内周或いはその両方に上記空間が閉鎖されないように切欠などを設けるようにしてもよい。

そして、このばね受部材６４のばね受部６４ｂと弁体６２の弁頭６２ａの反弁座側面との間には、コイルばね６３が介装され、コイルばね６３の一端である図２中右端が弁体６２の筒部６２ｂ内に収容される。このようにすることで、コイルばね６３が径方向に位置決めされるとともに、圧側通路４の内周へ干渉することが防止され、シリンダ１内でコンタミが発生することを防止できる。

なお、このピストン３の伸側室Ｒ１側には、ディスク状のプレート２０が積層されており、このプレート２０は、ばね受部材６４の押圧軸６４ａの挿通を許容するが、カラー６５の外径より小径な孔２０ａと、伸側通路５に対向して伸側通路５と伸側室Ｒ１との連通を確保する孔２０ｂを備えており、このプレート２０を積層することによって、圧側通路４内に収容されるリリーフ弁６の各部材のピストン３からの脱落を確実に防止することができるが、プレート２０を廃止するようにしてもよい。

このように構成されたリリーフ弁６は、ストッパＳが収縮行程にあって、弁体６２が弁座６１から離座する開弁動作を行うと、圧側室Ｒ２の作動油は、圧側通路４における小径部４ａ内、弁座６１と弁体６２との間の環状隙間、透孔６２ｃ、押圧軸６４ａ内を介して伸側室Ｒ１へ移動することができ、弁座６１と弁体６２との間の環状隙間で流路を制限することで液体の流れに抵抗を与えるようになっている。

また、ばね受部材６４における押圧軸６４ａは、コイルばね６３によって附勢されて、ピストン３から図２中左方であるロッドガイド８側へ向けて突出している。ピストン３が加圧室Ｐによって加圧されたシリンダ１の圧力で押圧されて、位置決め部材としてのロッドガイド８に当接する状態では、押圧軸６４ａの図２中左端がロッドガイド８に衝合し押されて、圧側通路４内で図２に示す位置へ位置決めされる。この状況では、ばね受部材６４のばね受部６４ｂが圧側通路４の内方、つまり、図２中右方へ押し込まれるので、コイルばね６３は弁体６２が弁座６１に着座している状況下では最圧縮状態となっていて、弁体６２を弁座６１へ押圧する附勢力が最大となる。なお、ロッドガイド８に押圧軸６４ａが当接しても、ロッドガイド８との当接端である後端には切欠６４ｃが設けられているので、ばね受部材６４によって圧側通路４が閉塞されることはなく、リリーフ弁６の開弁の際には、押圧軸６４ａ内を介して圧側通路４が伸側室Ｒ１に連通できるようになっている。

これに対して、ピストン３がロッドガイド８から離間した位置にあり、また、押圧軸６４ａの図１中左端も当該ロッドガイド８から離間する状態、つまり、図４に示す状態では、ばね受部材６４のばね受部６４ｂがコイルばね６３の附勢力によってカラー６５のフランジ６５ａに当接する位置に位置決めされ、コイルばね６３は弁体６２が弁座６１に着座している状況下では最も圧縮量が小さい状態であり、弁体６２を弁座６１へ押圧する附勢力が最小となる。

さらに、ピストン３がロッドガイド８から離間した位置にあるものの、押圧軸６４ａの図１中左端が当該ロッドガイド８に当接する状態、つまり、図３に示す状態では、ばね受部材６４のばね受部６４ｂがカラー６５のフランジ６５ａから離間してコイルばね６３を圧縮するので、コイルばね６３は弁体６２が弁座６１に着座している状況下では弁体６２を弁座６１へ押圧する附勢力が最大と最小の中間となり、その附勢力はピストン３とロッドガイド８との離間距離が大きくなると小さくなるようになっている。

したがって、リリーフ弁６は、この実施の形態の場合、ピストン３が位置決め部材としてのロッドガイド８に当接してそれ以上のピストン３のシリンダ１から抜け出る方向への移動が規制される伸切位置にある場合、附勢部材としてのコイルばね６３が最も押し縮められる状態となるので開弁圧が最大となり、ピストン３が伸切位置から圧側室Ｒ２を圧縮する方向へ変位してロッドガイド８から離間するものの押圧軸６４ａがロッドガイド８に当接している場合、ピストン３がシリンダ１に対して圧側室Ｒ２を圧縮する方向へ変位する変位量が大きくなればなるほどコイルばね６３の圧縮量が小さくなるために、当該変位量が大きくなればなるほど開弁圧が小さくなり、ピストン３および押圧軸６４ａともにロッドガイド８から離間するとコイルばね６３の圧縮量が最小となってピストン３がそれ以上ロッドガイド８から離間する方向へ変位しても当該圧縮量に変化はなく、開弁圧は最小になる。

さて、このように構成されたストッパＳは、この実施の形態の場合、シリンダ１を台車Ｗに固定するようになっており、具体的にはたとえば、台車Ｗの中心ピン挿通孔の内周側に取付けられる。他方、ロッド２は、具体的にはたとえば、車体Ｂに延設される車体Ｂの一部としての中心ピンに所定間隔Ｌを空けて対向させており、車体Ｂが台車Ｗに対して中立位置から所定間隔Ｌ以上変位すると、中心ピンがロッド２の先端に取り付けた弾性体１５を介してロッド２に衝合するようになっている。なお、ストッパＳは、図示したところでは、中心ピンの右側のみに配置されているが、実際には、中心として台車Ｗにおける中心ピン挿通孔の左側内周にも設置されており、車体Ｂが中立位置から台車Ｗに対して左側へ所定間隔Ｌ以上変位しても図示しない左側のストッパＳによって変位が規制されるようになっている。

また、反対に、シリンダ１を車体Ｂに固定するようにして、ロッド２を台車Ｗに対向させるようにしてもよい。さらに、車体Ｂと台車Ｗの一方にシリンダ１を固定するには、車体Ｂ（台車Ｗ）に直接に固定する場合のほか車体Ｂ（台車Ｗ）に一体化される付属物を介して間接的に固定することも含まれ、車体Ｂと台車Ｗの他方にロッド２を衝合させるには、同様に、車体Ｂ（台車Ｗ）に直接にロッド２を衝合させる場合のほか車体Ｂ（台車Ｗ）に一体化される付属物を介して間接的に衝合させることも含まれる。

加えて、ストッパＳの設置箇所は、上記の車体Ｂの一部である中心ピンと台車Ｗの中心ピン挿通孔との間のほか、車体Ｂの台車Ｗの変位を規制可能な部位に設定するようにしてもよい。

つづいて、ストッパＳの作動について説明する。車体Ｂに左右振動が作用して台車Ｗに対して所定間隔Ｌ以上変位して、車体Ｂがロッド２に衝合する際、車体Ｂとシリンダ１との接近でピストン３をシリンダ１内へ押し込む力により圧縮される圧力室Ｒ１内の圧力がリリーフ弁６の開弁圧に達しない状態では、ストッパＳは収縮せず弾性体１５の圧縮のみで車体Ｂの振動を減衰させるともに、車体Ｂと台車Ｗの衝突の衝撃を緩和する。

これに対して、車体Ｂがロッド２をシリンダ１内へ押し込む力により圧縮される圧側室Ｒ２内の圧力がリリーフ弁６の開弁圧に達すると、リリーフ弁６が圧側流路４を開放して圧側室Ｒ２内の液体を伸側室Ｒ１へ抵抗を与えながら逃がすとともに、排出リリーフ弁１４も開弁して排出通路１３を通じてロッド２がシリンダ１内に侵入した体積分の液体を圧側室Ｒ２から補償室Ｒへ抵抗を与えながら排出させるので、ピストン３はシリンダ１内に押し込まれ、ストッパＳは、車体Ｂに振動方向とは逆方向の減衰力を作用させる。

したがって、ストッパＳは、圧縮作動する場合、リリーフ弁６及び排出リリーフ弁１４によって減衰力を発揮して、車体Ｂの台車Ｗに対する振動を抑制することになる。ここで、リリーフ弁６の開弁圧は、上記したように、ピストン３が位置決め部材であるロッドガイド８によって設定される伸切位置から圧側室Ｒ２へ圧縮する方向へ変位すると、変位量に応じて開弁圧が小さくなり、やがて、ピストン３がシリンダ１に対して圧側室Ｒ２を圧縮する方向へ変位して押圧軸６４ａとが当接しない位置にまで達すると最小となる。

このことから、ストッパＳは、ピストン３が伸切位置から圧側室Ｒ２を圧縮する方向へ変位すると、ロッド２がシリンダ１内に侵入する圧縮動作を抑制する減衰力が徐々に低下し、コイルばね６３がロッドガイド８によって押圧されない状態となると当該減衰力が最小となる。

このように、ストッパＳの減衰力が小さくなるということは、図１中でストッパＳが車体Ｂと台車Ｗとのそれ以上の接近を最低限の減衰力で抑制するが、当該接近を過剰に邪魔することがなくなるということである。つまり、ストッパＳは、リリーフ弁６が開弁するまでは圧縮作動しないストッパとして機能するが、ピストン３がロッドガイド８から離間して位置決め部材であるロッドガイド８がばね受部材６４を介してコイルばね６３を押圧しなくなる位置まで変位すると減衰力を低下させるので、車体Ｂが台車Ｗに対してストッパＳを圧縮する方向へ変位し易くなるのである。

ストッパＳが圧縮作動をすると車体Ｂが台車Ｗに対して変位し易くなり、ストッパＳが最圧縮されると車体Ｂの上記変位を止めることになるが、それまでは、圧縮作動状態にあるストッパＳは収縮しないストッパとしては機能しないため、車体Ｂの台車Ｗに対するストローク範囲が拡大されることになり、本願発明のストッパＳによれば、地震時に鉄道車両の脱線を効果的に防止することができる。

その後、車体Ｂの台車Ｗに対する振動方向が逆転して、車体Ｂがロッド２から離間すると、ピストン３には大気圧の他には圧側室Ｒ２を圧縮する方向の外力が作用しない状態となり、加圧室Ｐによって加圧された吸込通路１２に設けた逆止弁１２ａが開弁して補償室Ｒから圧側室Ｒ２内に液体が供給されて、ピストン３がシリンダ１に対して伸切位置である図１中左方へと押圧され、さらに、伸側通路５に設けた逆止弁５ａが開弁して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ液体が移動可能となるため、ピストン３は伸切位置であるロッドガイド８へ衝合する位置にまで変位することになる。

また、ストッパＳが車体Ｂに押圧されて圧縮作動を呈した後、ピストン３が伸切位置へ戻るまでの間に、ストッパＳが再び、車体Ｂによって押圧されるような場合には、リリーフ弁６だけによる減衰力は小さくなっており、ストッパＳは圧縮され易くなっている。つまり、この状況下では、ストッパＳを圧縮せしめようとする外力に対して、ストッパＳがこの圧縮を抑制するよう出力する減衰力は小さくなっているので、この場合にも、車体Ｂの台車Ｗに対するストローク範囲が拡大されることになり、本願発明のストッパＳによれば、地震時に鉄道車両の脱線を効果的に防止することができる。

なお、ピストン３が伸切位置へ復帰するまでの時間を調節するには、たとえば、伸側通路５に絞りなどを設けるようにすればよい。そうすることで、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ液体が移動するのに時間がかかり、ストッパＳの伸長時においてピストン３が伸切位置まで復帰するまでの時間を長くすることができるとともに、復帰時間をチューニングすることができる。なお、復帰時間のチューニングは、加圧室Ｐの附勢力の設定よっても行うことができる。

さらに、この実施の形態のストッパＳの場合、シリンダ１にピストン３に衝合して当該ピストン３のシリンダ１に対する伸切位置を位置決める位置決め部材を設け、圧側通路４がピストン３をピストン３の摺動方向に貫通して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する貫通孔であり、リリーフ弁６が圧側通路４内に設けた弁座６１と、当該圧側通路４内に当該圧側通路４に沿って移動可能に収容されて弁座６１に離着座する弁体６２と、弁体６２を弁座６１へ向けて附勢するとともにピストン３が伸切位置にある状態で位置決め部材によって押圧される附勢部材としてのコイルばね６３を備えているので、ピストン３のシリンダ１に対する位置によってリリーフ弁６の開弁圧を機械的に変化させることができる。なお、リリーフ弁６の開弁圧を変更するには、上記のような構造の他にも、リリーフ弁６を電磁弁等としてピストン３の位置をストロークセンサ等で監視して、リリーフ弁６の開弁圧を変更することも可能であるが、上記構造を採用することで、低コストで安定してリリーフ弁６の開弁圧を変化させることができる。また、リリーフ弁６の開弁圧は、ピストン３が伸切位置にある状態で最大で、その位置から圧側室Ｒ２を圧縮する方向へ変位すると徐々に小さくなり、押圧軸６４ａがロッドガイド８から離間すると最小となるようになっているが、リリーフ弁６を電磁弁等とする場合、たとえば、ピストン３が伸切位置から圧側室Ｒ２を圧縮する方向へ所定量変位するまではリリーフ弁６の開弁圧を一定とし、所定量以上変位すると当該開弁圧を最小とするようにする等というように、ピストン３が伸切位置から所定量以上変位するとリリーフ弁６の開弁圧を最小にするようにしてやればよい。つまり、リリーフ弁６の開弁圧を、ピストン３のシリンダ１に対する伸切位置から圧側室Ｒ２を圧縮する方向への変位によって小さくする概念には、ピストン３が伸切位置から所定量以上変位するとリリーフ弁６の開弁圧を最小にしたり、伸切位置から所定量以上変位するとリリーフ弁６の開弁圧を徐々に最小にしたりするといった概念が含まれ、ピストン３が伸切位置から所定量変位するまでにはリリーフ弁６の開弁圧を一定するようにすることもできるし、また、鉄道車両に適するのであれば当該開弁圧を一旦大きくすることもでき、このような設定についても上記概念の範疇に含まれる。なお、リリーフ弁６の最小
の開弁圧は、任意に設定することができ、車体Ｂの重量など諸元に適するように設定すればよい。

また、ばね受部材６４を廃して、コイルばね６３の端部を貫通孔である圧側通路４の端部から位置決め部材としてのロッドガイド８に向けて突出させておき、ピストン３が伸切位置にある際に、ロッドガイド８で直接にコイルばね６３を押圧するようにしてもよく、部品点数を削減することができる。この実施の形態のストッパＳでは、ばね受部材６４を設け、このばね受部材６４の圧側通路４から突出する押圧軸６４ａがロッドガイド８に当接して附勢部材としてのコイルばね６３を押圧するようになっているので、コイルばね６３をブレなく押圧することができ、コイルばね６３の設置が容易となる。なお、位置決め部材は、この場合、ロッドガイド８とされているが、たとえば、シリンダ１内にロッドガイド８とは別にピストン３の伸切位置を規制するようにしてもよい。また、附勢部材にあっても、コイルばね６３以外にゴムやコイルばね以外のばね等といった弾性体を使用するようにしてもよい。

さらに、この実施の形態のストッパＳにあっては、圧側通路４内に筒状であって内周にフランジ６５ａを備えて上記貫通孔に固定されるカラー６５を設け、弁体６２が弁座６１に離着座するポペット型の弁頭６２ａと、弁頭６２ａの反弁座側の外周から立ち上がり圧側通路４内に摺接する筒部６２ｂとを備え、ばね受部材６４がカラー６５のフランジ６５ａの内周に摺接する中空な押圧軸６４ａと、押圧軸６４ａの外周に設けられてカラー６５内に収容されるフランジ状のばね受部６４ｂとを備え、附勢部材としてのコイルばね６３がばね受部６４ｂと弁体６２の弁頭６２ａとの間に介装されるようになっているので、コイルばね６３がカラー６５と弁体６２の筒部６２ｂの内周側に配置されて伸縮の際にガイドされるために、弁体６２の摺動面である圧側通路４にコイルばね６３が接触することがなく当該摺動面が保護されるので、弁体６２のスムーズな移動が長期間にわたって保障され、また、押圧軸６４ａが中空であるから圧側通路４を閉塞することなくフランジ６５ａの内周に摺接してガイドされるようになっており、コイルばね６３が干渉するカラー６５の内周面に摺接していないのでばね受部材６４の円滑な移動も長期間にわたって保障される。

そしてさらに、この実施の形態のストッパＳにあっては、補償室Ｒと、当該補償室Ｒを附勢する加圧室Ｐと、補償室Ｒから圧側室Ｒ２への流体の流れのみを許容する吸込通路１２と、圧側室Ｒ２と補償室Ｒとを連通する排出通路１３と、排出通路１３に設けられて圧側室Ｒ２から補償室Ｒへ向かう流体の流れのみを許容する排出リリーフ弁１４とを備えているので、加圧室Ｐの圧力によってシリンダ１内を加圧して、伸側室Ｒ１を圧縮する方向へピストン３を附勢でき、ピストン３を伸切位置に復帰させることができ、さらに、ストッパＳの圧縮作動時に排出リリーフ弁１４によって圧側室Ｒ２内の圧力を加圧室Ｐで附勢される補償室Ｒ内の圧力以上に昇圧させることができ、ストッパＳが圧縮されずに堪えることができる荷重を大きく設定することでき、ストッパ機能を効果的に発揮できる。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

１シリンダ
２ロッド
３ピストン
４圧側通路
５伸側通路
６リリーフ弁
８位置決め部材としてのロッドガイド
１２吸込通路
１３排出通路
１４排出リリーフ弁
６１弁座
６２弁体
６２ａ弁頭
６２ｂ筒部
６３附勢部材としてのコイルばね
６４ばね受部材
６４ａ押圧軸
６４ｂばね受部
６５カラー
６５ａフランジ
Ｂ車体
Ｐ加圧室
Ｒ補償室
Ｒ１伸側室
Ｒ２圧側室
Ｓストッパ
Ｗ台車

Claims

鉄道車両の車体と台車との間に介装されて車体の台車に対する水平横方向の変位を規制するストッパにおいて、シリンダと、上記シリンダ内に出入り自由に挿入されるロッドと、上記ロッドに連結されるとともに上記シリンダ内に摺動自在に挿入されて上記シリンダ内に流体が充填される伸側室と圧側室とを形成するピストンと、上記圧側室と上記伸側室とを連通する圧側通路と、上記伸側室と上記圧側室とを連通するとともに上記伸側室から上記圧側室へ向かう流体の流れのみを許容する伸側通路と、上記圧側通路に上記圧側室から上記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容するとともに上記ピストンの上記シリンダに対する伸切位置から上記圧側室を圧縮する方向への変位によって開弁圧を小さくするリリーフ弁を設けたことを特徴とするストッパ。
上記シリンダに設けられて上記ピストンに衝合して当該ピストンの上記シリンダに対する伸切位置を位置決める位置決め部材を設け、
上記リリーフ弁は、上記圧側通路内に設けた弁座と、当該圧側通路内に当該圧側通路に沿って移動可能に収容されて上記弁座に離着座する弁体と、当該弁体を上記弁座へ向けて附勢するとともに上記ピストンが伸切位置にある状態で上記位置決め部材によって押圧される附勢部材とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のストッパ。
上記圧側通路内に摺動自在に挿入されるとともに上記附勢部材の反弁体側端に当接するばね受部材を設け、
上記ばね受部材は、反附勢部材側に延長される押圧軸を備え、当該押圧軸が上記位置決め部材に当接すると、上記附勢部材を押圧することを特徴とする請求項２に記載のストッパ。
筒状であって内周にフランジを備えて上記圧側通路内に固定されるカラーを設け、
上記弁座は、環状であって、
上記弁体は、上記弁座に離着座するポペット型の弁頭と、上記弁頭の反弁座側の外周から立ち上がり上記圧側通路内に摺接する筒部とを備え、
上記ばね受部材は、上記カラーのフランジの内周に摺接する中空な上記押圧軸と、上記押圧軸の外周に設けられて上記カラー内に収容されるフランジ状のばね受部とを備え、
上記附勢部材は、上記ばね受部と上記弁体の弁頭との間に介装されることを特徴とする請求項３に記載のストッパ。
上記シリンダに出入りする上記ロッドの体積を補償する補償室と、当該補償室を附勢する加圧室と、上記補償室から上記圧側室への流体の流れのみを許容する吸込通路と、上記圧側室と上記補償室とを連通する排出通路と、当該排出通路に設けられて上記圧側室から上記補償室へ向かう流体の流れのみを許容する排出リリーフ弁とを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のストッパ。