JP2015147493A

JP2015147493A - 空気ばね

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Publication number: JP2015147493A
Application number: JP2014020996A
Authority: JP
Inventors: 敏晴宮原; Toshiharu Miyahara
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-06
Also published as: JP6262555B2

Abstract

【課題】ボス部の損傷を防止することができると共に、ボス部又は嵌合部の形状の共通化を図ることのできる空気ばねの提供。
【解決手段】鉄道車両の車体側に取り付ける上面板２を設ける。鉄道車両の台車側に取り付ける下側部材３を設ける。筒状のダイヤフラム４の両端を上面板２及び下側部材３に止着する。上面板２に嵌合部に嵌合するボス部７を突設する。ボス部７に筒状のアタッチメント８を外嵌する。車体側などに上面板２を取り付ける際のボス部７の損傷が防止される。ボス部７の形状を嵌合部と一致させることなく、ボス部７と嵌合部とを嵌合することができる。ボス部７を種々の形状に設定しつつ、嵌合部の形状の共通化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、鉄道車両の車体側と台車側との間に介装されて、車体側及び台車側間に伝わる振動を吸収する空気ばねに関するものである。

一般に、鉄道車両には、その車体側と台車側との間に空気ばねが装備され、車体側及び台車側間に伝わる振動を吸収するようになっている。

図９に示すように、空気ばねは、車体側に取り付けられる上面板１０１と、台車側に取り付けられる下側部材１０２と、上面板１０１及び下側部材１０２間に設けられる筒状のダイヤフラム１０３とからなり、その上面板１０１の中央に、車体側の嵌合部に嵌合するボス部１０４が突設されている（例えば特許文献１）。

ボス部１０４は、その中央穴をダイヤフラム１０３の内側空間への給気口とされると共に、外周面にＯ−リング１０５を配して給気口の周囲をシールし、さらに、車体側に上面板１０１を取り付ける際の位置決めとしても機能する。

特開２００３−２５４３７８号公報（図６）

ところで、ボス部は、外から見えにくい上面板の中央に位置するため、特に、直管形状のように先端部が基端部と同径である場合、上面板を取り付ける際に車体側の嵌合部に挿入するのが難しく、ボス部の周縁部分が引っ掛かって損傷するおそれがある。

一方、ボス部が先細の円錐台形状である場合、嵌合部への挿入が容易であるが、上面板が車体側から下方に僅かに離れることにより、ボス部と嵌合部との間に隙間ができてシール不良を生じさせるので、例えば、車輪が摩耗した際、その摩耗分のシムプレートを車体側と上面板の間に介装して車体の高さを維持することができない。

このようなボス部及び嵌合部の各形状の長所及び短所を勘案して、種々の形状のボス部及び嵌合部が採用されており、空気ばねには、車体側において採用した嵌合部の形状に応じて、異なる形状のボス部を設ける必要がある。

本発明は、ボス部などの突起部の損傷を防止することができると共に、ボス部などの突起部又は嵌合部の形状の共通化を図ることのできる空気ばねの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る空気ばねは、鉄道車両の車体側に取り付けられる上面板と、鉄道車両の台車側に取り付けられる下側部材と、上面板及び下側部材に両端部を止着された筒状のダイヤフラムと、を備えたものであり、その上面板及び／又は下側部材に突起部を突設し、突起部のうちの少なくともいずれかに筒状のアタッチメントを外嵌したものである。ここで、突起部は、上面板に突設されたボス部や、下側部材に突設された筒状金具などである。

上記構成によれば、ボス部などの突起部に筒状のアタッチメントを外嵌するので、車体側などに上面板を取り付ける際や、台車側などに下側部材を取り付ける際に、アタッチメントの周縁部分が車体側や台車側などの嵌合部に引っ掛かったとしても、ボス部など自体が損傷するのを防止することができる。

しかも、ボス部などの突起部に外嵌するアタッチメントの形状を適宜設定することにより、ボス部などの突起部のそれ自体の形状を嵌合部と一致させることなく、ボス部などと嵌合部とを嵌合することができ、ボス部など及び嵌合部のうちの一方が種々の形状に設定されるとしても、他方の形状の共通化を図ることができる。

また、アタッチメントを外嵌される突起部の外周面を円筒形状に形成し、アタッチメントの内周面を円筒形状に形成すると共に、外周面を円錐台形状に形成するようにしてもよい。

この構成によると、ボス部などの突起部よりも外側のアタッチメントを円錐台形状とするので、ボス部など及びアタッチメントのうちの一方を円錐台形状にしつつ、その円錐台形状の下端の大径部分に合わせることなく、他方を所望の大きさに設定することができ、ボス部など及びアタッチメントを全体として小形化することができる。

しかも、円錐台形状のアタッチメントを円筒形状のボス部などの突起部に外嵌するので、その全体を先細にして嵌合部への挿入を容易にしつつ、アタッチメントをボス部などの突起部に対して適宜上方にスライドさせて、嵌合部とのシール不良を防止することができる。

つまり、アタッチメントを先細にして嵌合部への挿入を容易にする場合、例えば、車輪が摩耗した際、車体側と上面板の間にシムプレートを介装して、車体の高さを車輪の摩耗前と同程度に維持しようとすると、先細のアタッチメントが車体側の嵌合部から僅かに浮き上がってシール不良を生じやすい。これに対して、シムプレートをアタッチメントの下側に侵入させるなどして、アタッチメントをボス部に対して上方にスライドさせることにより、ボス部、アタッチメント及び嵌合部の間に隙間ができるのを防止してシール不良を防止することができる。

なお、ボス部などの突起部及びアタッチメントは、その径や長さの設定を含めて適宜所望の形状に設定することができ、ボス部などを円筒形状にしてアタッチメントを円錐台形状にするだけでなく、例えば、ボス部などを円筒形状にしてアタッチメントも円筒形状にしたり、ボス部などを円錐台形状にしてアタッチメントを円筒形状にしたり、ボス部など及びアタッチメントを円錐台形状にしたりすることもできる。

また、本発明は、空気ばねの上面板又は下側部材に突設された突起部に外嵌可能な筒状とされたことを特徴とする空気ばねの突起部用アタッチメントを提供する。この構成は、ボス部用アタッチメントなどの突起部用アタッチメントに係るものであるが、上記の空気ばねの主要部の構成と同一であり、したがって、上記の空気ばねの構成を採用することによる効果と同一の効果を奏する。

また、本発明は、空気ばねの上面板及び／又は下側部材に突設された突起部に筒状の突起部用アタッチメントを外嵌し、該突起部用アタッチメントを試験装置の突起部嵌合部に嵌合して空気ばねの試験をすることを特徴とする試験方法を提供する。

この構成によると、上面板のボス部や下側部材の筒状金具などの突起部に、ボス部用アタッチメントなどの突起部用アタッチメントを外嵌して、これを試験装置のボス部嵌合部などの突起部嵌合部に嵌合するので、空気ばねの特性評価試験や気密検査などを実施する際、突起部嵌合部に対応する形状の突起部用アタッチメントを採用することにより、異なる形状の突起部について、同一形状の突起部嵌合部を用いることができる。これにより、ボス部などの突起部の形状が異なる種々の空気ばねを試験する場合にも、試験装置の突起部嵌合部を構成する治具の共通化を図ることができる。

以上のとおり、本発明によると、ボス部などの突起部にアタッチメントを外嵌するので、嵌合部に嵌合させる際に、ボス部などが損傷するのを防止することができ、さらに、ボス部など自体の形状を嵌合部と一致させることなく、ボス部などと嵌合部とを嵌合させることができ、ボス部などの突起部又は嵌合部の形状の共通化を図ることができる。

また、空気ばねの特性評価試験や気密検査などを実施する場合には、試験装置のボス部嵌合部などの突起部嵌合部の形状を共通化することにより、ボス部嵌合部などを構成する治具として汎用治具を用いることができ、治具の設計及び製作の工数や、治具の検索及び管理の工数の低減を図ることができる。

本発明に係る空気ばねの断面図ボス部及びアタッチメントの拡大断面図円筒形状のボス部を備えた空気ばねの断面図円錐台形状のボス部を備えた空気ばねの断面図本発明に係る空気ばねを装着した試験装置の要部断面図図５の試験装置のボス部嵌合部を構成する治具の断面図円筒形状のボス部を備えた空気ばねを装着した試験装置の要部断面図図７の試験装置のボス部嵌合部を構成する治具の断面図従来の空気ばねの断面図

以下、本発明に係る空気ばねを実施するための形態について、図面を用いて説明する。

図１に示すように、空気ばね１は、例えば、鉄道車両の車体側と台車側との間に介装されて、車体側及び台車側間に伝わる振動を吸収するためのものであり、鉄道車両の車体側に取り付けられる上面板２と、鉄道車両の台車側に取り付けられる下側部材３と、上面板２及び下側部材３に両端部を止着された筒状のダイヤフラム４と、を備えている。

上面板２は、例えば金属製の略円板状とされ、その下面側中央部に、空気ばね１の空気を排出した際に下側部材３に当接して車体側を支える金属製の上側当接部５が設けられると共に、外周部の下側面をゴム製弾性材６で覆われ、上側当接部５とゴム製弾性６との間にダイヤフラム４の上端が止着される。

図１及び図２に示すように、上面板２の中央上面側には、車体側の嵌合部（図示せず）に挿入される金属製で円筒形状の突起部としてのボス部７が突設され、このボス部７の突出部分に金属製で筒状のアタッチメント８が外嵌されている。

ボス部７は、上端が上面板２の上向きに突出すると共に、下端が上側当接部５の下面と面一となる長さに設定され、その突出部分がアタッチメント８を介して車体側の嵌合部に嵌合される。このボス部７は、中央穴をダイヤフラム４の内側空間への給気口９とされると共に、アタッチメント８を介して、車体側に上面板２を取り付ける際の位置決めとしても機能する。

アタッチメント８は、その内周面がボス部７の外周面と嵌合する円筒形状に形成されると共に、外周面が先細の円錐台形状に形成され、ボス部７を保護しつつ、車体側の嵌合部へのボス部７の挿入を容易にする。また、アタッチメント８は、その外周面に配されたＯ−リング１０と、ボス部７の外周面に配されたＯ−リング１１とによって、ボス部７及び嵌合部との間をシールし、給気口９の周囲からの空気漏れを阻止するようになっている。

この空気ばね１は、ボス部７にアタッチメント８を着脱することにより、車体側の嵌合部に嵌合する部位の形状を円筒形状と円錐台形状とで変更することができる。具体的には、アタッチメント８の取り外し状態では、図３に示すような、円筒形状のボス部７を備えた空気ばね１２となり、アタッチメント８の装着状態では、図４に示すような、円錐台形状のボス部１３を備えた空気ばね１４に相当する空気ばねとなる。

下側部材３は、台車側に載置される積層ゴム１５と、積層ゴム１５の上端に加硫接着されたばね座１６と、ばね座１６の外周部の上面側に設けられた下面板１７と、ばね座１６の上面側に設けられた下側当接部１８と、からなり、その下面板１７と下側当接部１８との間にダイヤフラム４の下端が止着される。

下側当接部１８は、金属製の円盤状とされ、空気ばね１の空気を排出した際に、上面板２の上側当接部５が当接して車体側を支持するようになっている。下側当接部１８には、その中央に絞り部１９が設けられ、ダイヤフラム４と補助空気室（図示せず）との間で、積層ゴム１４の内側空間と筒状金具２０の通気孔２１とを介して往復する空気を通過させつつ抵抗を付与するようになっている。

ダイヤフラム４は、ゴム製筒体を繊維で補強してなる可撓性の筒状体とされ、その上下端を上面板２及び下側部材３に止着されて、内側に空気室２２を構成し、車体側の上下動に対して所定のばね特性を発揮しつつ、上面板２を取り付けられた車体側を弾性的に支持する。

次に、本発明に係る空気ばねの試験方法を説明する。

図５に示すように、まず、空気ばね１の積層ゴム１５を試験装置の受け部２３に載置すると共に、積層ゴム１５の下端から突出する筒状金具２０を受け部２３に設けられた金具嵌合部２４に嵌合する。これにより、空気ばね１を受け部２３で支持しつつ、筒状金具２０の通気孔２１と金具嵌合部２４の通気孔２５とを介して、空気ばね１の空気室２２と補助空気室（図示せず）とが連通する。

また、空気ばね１の上面板２に突設された突起部としてのボス部７に、突起部用アタッチメントとしての（ボス部用）アタッチメント８を外嵌し、上面板２を試験装置の押え部２６で上方から押えると共に、押え部２６に設けられた突起部嵌合部としてのボス部嵌合部２７にアタッチメント８を嵌合する。これにより、空気ばね１を押え部２６で押えつつ、ボス部７の給気口９が、ボス部嵌合部２７の通気孔２８を介して、給気装置（図示せず）に接続される。

図６に示すように、ボス部嵌合部２７は、押え部２６に、円錐台形状の凹部２９を有すると共に、その天板に通気孔２８を有する治具３０を装着して構成され、その凹部２９にアタッチメント８を外嵌したボス部７が嵌合するようになっている。

その後、給気装置からボス部７の給気口９を介して空気ばね１の空気室２２に所定量の空気を給気し、適宜、試験装置の受け部２３と押え部２６とを相対的に変位させて、空気ばね１の特性評価試験や気密検査などを実施する。

上記構成によれば、突起部としてのボス部７に円錐台形状のアタッチメント８を外嵌するので、ボス部７が円筒形状である空気ばね１２であっても、円錐台形状のボス部１３を備えた空気ばね１４に相当する空気ばね１とすることができる。これにより、アタッチメント８を着脱して、ボス部７、１３に相当する部位の形状を車体側や試験装置の嵌合部に対応させることができ、その嵌合部の形状に関わらず、ボス部７の形状の統一化を図ることができる。

また、図７に示すように、ボス部７が円筒形状である空気ばね１２の試験をするには、試験装置の押え部２６に、図８に示すような、円柱形状の凹部３１を有する治具３２を装着して、ボス部嵌合部３３を構成する必要がある。これに対し、空気ばね１２にアタッチメント８を装着して空気ばね１とすることにより、円錐台形状の凹部２９を有する治具３０で、突起部嵌合部としてのボス部嵌合部２７を構成して、空気ばね１２の試験をすることができ、円柱形状の凹部３１を有する治具３２を省略することができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、ボス部７と共に、あるいはボス部７に代えて、下側部材３の筒状金具２０を突起部とし、これにアタッチメントを外嵌するようにしてもよい。

１空気ばね
２上面板
３下側部材
４ダイヤフラム
５上側当接部
６ゴム製弾性体
７ボス部（円筒形状）
８アタッチメント
９給気口
１０Ｏ−リング
１１Ｏ−リング
１２空気ばね（ボス部が円筒形状）
１３ボス部（円錐台形状）
１４空気ばね（ボス部が円錐台形状）
１５積層ゴム
１６ばね座
１７下面板
１８下側当接部
１９絞り部
２０筒状金具
２１通気孔
２２空気室
２３受け部
２４金具嵌合部
２５通気孔
２６押え部
２７ボス部嵌合部
２８通気孔
２９凹部（円錐台形状）
３０治具（凹部が円錐台形状）
３１凹部（円柱形状）
３２治具（凹部が円柱形状）
３３ボス部嵌合部

Claims

鉄道車両の車体側に取り付けられる上面板と、鉄道車両の台車側に取り付けられる下側部材と、前記上面板及び下側部材に両端部を止着された筒状のダイヤフラムと、を備えた空気ばねであって、前記上面板及び／又は下側部材に突起部が突設され、該突起部のうちの少なくともいずれかに筒状のアタッチメントが外嵌されたことを特徴とする空気ばね。
前記アタッチメントを外嵌された突起部は、その外周面が円筒形状に形成され、前記アタッチメントは、その内周面が円筒形状に形成されると共に、外周面が円錐台形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気ばね。
空気ばねの上面板又は下側部材に突設された突起部に外嵌可能な筒状とされたことを特徴とする空気ばねの突起部用アタッチメント。
空気ばねの上面板及び／又は下側部材に突設された突起部に筒状の突起部用アタッチメントを外嵌し、該突起部用アタッチメントを試験装置の突起部嵌合部に嵌合して空気ばねの試験をすることを特徴とする試験方法。