JP3170969U - 空気ばね - Google Patents

Abstract

【課題】空気ばね全体の重量増加を抑制しつつ、その高さを調整することができる空気ばねを提供する。【解決手段】空気ばね１は、上面板１０と、上面板１０から見て主荷重方向に間隔をおいて配置される下面板６０と、上面板１０と下面板６０とを接続することにより閉鎖空間Ｓを形成し、弾性変形可能なダイヤフラム２０と、下面板６０から見て主荷重方向に配置され、主荷重方向に沿った断面において下面板６０から離れるに従って広がる円錐面状の外周面を有する弾性変形可能なコニカルストッパ７０と、コニカルストッパ７０から見て主荷重方向に配置されるとともに、コニカルストッパ７０に接続され、コニカルストッパ７０の側とは反対側に支持面３１Ａを有するスペーサ３１とを備えている。スペーサ３１は、円錐面の軸を含む断面において、コニカルストッパ７０に接続される側の端部に比べて支持面３１Ａ側の端部が広がった形状を有している。【選択図】図５

Description

本考案は空気ばねに関し、より特定的には、鉄道車両などの移動体において振動や衝撃を緩衝するために用いられる空気ばねに関するものである。

鉄道車両において、車両走行時に車体へ負荷される衝撃や振動を軽減するために空気ばねを用いることが知られている。空気ばねは、車体と台車との間に配置されるものであって、たとえば、以下のような構成を備える。すなわち、空気ばねは、車体側に接続される円板状の上面板と、その下方にある円板状の下面板と、上面板と下面板とに亘り配置されるゴム製のダイヤフラムと、下面板の下方にあるストッパ部と、ストッパ部の下方にあり、台車側に接続されるスペーサ部とを主に備える。ストッパ部が円錐台形状を有し、その外周面に複数のゴム層および硬質隔壁が交互に積層されたコニカルストッパ型の空気ばねがよく知られており、その構造の改善などについて既にいくつかの提案がなされている（たとえば特許文献１〜６参照）。

鉄道車両においては、内部に空気を充填したエアクッションとしてのダイヤフラムと、複数のゴム層を有するコニカルストッパ部との緩衝機能により、車体に負荷される衝撃や振動が緩和される。また、パンクなどによってダイヤフラムから空気が抜けた状態（デフレート）となった場合には、コニカルストッパ部のみを非常バネとして用いることができる。

特開２０１０−２５３２６号公報 特開２０１１−２１６８０号公報 特開２０１１−２０１０号公報 特開２０１１−２０００号公報 特開２０１０−１２７３５０号公報 特開２００６−３２９２８０号公報

特許文献１〜６にて提案されているコニカルストッパ型の空気ばねにおいては、円錐台形状を有するストッパ部の底面積が小さいため、台車側との接触面積をより広くするために、ストッパ部の下方に円板状のスペーサ部を配置している。これにより、空気ばねから台車に負荷される面圧が軽減され、かつ空気ばねと台車との接触における安定性が確保されている。

ところで、たとえば鉄道車両の設計変更により車輪径が小さくなった場合には、空気ばねの高さを高くして車両床面の高さを駅ホームの高さに合わせる必要が生じる。車両床面の高さを調整するためには、たとえば空気ばねにおけるスペーサ部の高さを調整すればよい。具体的には、スペーサ部の高さをより高くすることにより、空気ばねの高さを調整することができる。しかしながら、特許文献１〜６において採用されている円板状のスペーサ部の厚みをそのまま大きくして円柱形状とすると、空気ばね全体の重量増加を招くという問題がある。

本考案は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気ばね全体の重量増加を抑制しつつ、その高さを調整することができる、空気ばねを提供することである。

本考案に従った空気ばねは、第１支持部材と、第１支持部材から見て主荷重方向に間隔をおいて配置される第２支持部材と、第１支持部材と第２支持部材とを接続することにより閉鎖空間を形成し、弾性変形可能なダイヤフラムと、第２支持部材から見て主荷重方向に配置され、主荷重方向に沿った断面において第２支持部材から離れるに従って広がる円錐面状の外周面を有する弾性変形可能なコニカルストッパと、コニカルストッパから見て主荷重方向に配置されるとともに、コニカルストッパに接続され、コニカルストッパの側とは反対側に支持面を有する第３支持部材とを備えている。第３支持部材は、円錐面の軸を含む断面において、コニカルストッパに接続される側の端部に比べて支持面側の端部が広がった形状を有している。

本考案に従った空気ばねにおいて、第３支持部材は、コニカルストッパに接続される側の端部に比べて、台車に接続される支持面側の端部が広がった形状を有している。これにより、たとえば第３支持部材をより高くすることにより空気ばね全体をより高くする場合において、第３支持部材の重量増加をより小さくすることができる。このように、本考案に従った空気ばねによれば、空気ばね全体の重量増加を抑制しつつ、その高さを調整することができる。

上記空気ばねにおいて、第３支持部材は、円錐面の軸を含む断面において、コニカルストッパに接続される側の端部から支持面側の端部に向けて徐々に広がる形状を有していてもよい。また、上記空気ばねにおいて、第３支持部材は、コニカルストッパに接続される側の端部から支持面側の端部に向けて広がる円錐面状の外周面を有していてもよい。このようにすることにより、第３支持部材をより容易に加工成型することができる。

以上の説明から明らかなように、本考案に従った空気ばねによれば、空気ばねの重量増加を抑制しつつ、その高さを調整することができる。

空気ばねの構成を示す概略斜視図である。 空気ばねの構成を示す概略斜視図である。 空気ばねの構成を示す概略平面図である。 空気ばねの構成を示す概略底面図である。 空気ばねの構成を示す概略断面図である。 空気ばねの構成を示す概略斜視図である。 空気ばねの構成を示す概略斜視図である。 空気ばねの構成を示す概略斜視図である。 空気ばねの構成を示す概略斜視図である。

以下、図面に基づいて本考案の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

以下、本考案の実施の形態に係る空気ばねの構成について説明する。図１〜図５を参照して、本実施の形態に係る空気ばね１は、第１支持部材としての上面板１０と、第２支持部材としての下面板６０と、ダイアフラム２０と、コニカルストッパ７０と、第３支持部材としてのスペーサ３１とを備えている。

上面板１０は、軸線Ｐを中心とした、たとえば円板形状を有している。上面板１０には、上面板１０と略同じ径を有する輪状の締付リング１５がボルト１９により固定されている。上面板１０の軸線Ｐの付近には、軸線Ｐに沿ってコニカルストッパ７０側とは反対側に突出する車体側スピゴット１１が形成されている。上面板１０は、車体側スピゴット１１を介して、車体側（図示しない）に接続される。

下面板６０は、中央部が上面板１０側に突出する軸線Ｐを中心とした、たとえば円板形状を有しており、上面板１０から見て主荷重方向に間隔をおいて配置されている。

ダイアフラム２０は、上面板１０と下面板６０とを接続することにより閉鎖空間を形成する。具体的には、ダイアフラム２０の両端は、締付リング１５および後述する支持リング７４によりそれぞれ支持される。その結果、ダイアフラム２０、上面板１０および下面板６０は、閉鎖空間Ｓを形成する。

コニカルストッパ７０は、たとえば複数の弾性層７１および硬質層７２と、支持リング７４と、コニカルストッパ支持部材７３とを有している。このように、コニカルストッパ７０は、弾性層７１を有するため、弾性変形可能となっている。また、コニカルストッパ７０は、下面板６０から見て主荷重方向に配置され、主荷重方向に沿った断面において、下面板６０から離れるに従って広がる軸線Ｐを中心とした円錐面状の外周面を有している。具体的には、コニカルストッパ７０は、下面板６０と略同じ径を有する輪状の支持リング７４において、下面板６０にボルト止めされており、複数の弾性層７１および硬質層７２は、軸線Ｐを中心とした円錐面を形成するように交互に積層されている。また、コニカルストッパ７０の軸線Ｐを含む領域には中空部が形成されており、当該中空部には、コニカルストッパ支持部材７３が配置されている。

スペーサ３１は、コニカルストッパ支持部材７３から見て主荷重方向に配置されるとともに、コニカルストッパ支持部材７３に接続されており、コニカルストッパ支持部材７３の側とは反対側において支持面３１Ａを有している。スペーサ３１の軸線Ｐの付近には、コニカルストッパ７０とは反対側に突出する台車側スピゴット３０が形成されている。スペーサ３１は、台車側スピゴット３０を介して、台車側（図示しない）に接続される。そして、空気ばね１は、支持面３１Ａにおいて、車体（図示しない）を台車（図示しない）に対して支持する。

スペーサ３１は、円錐面の軸線Ｐを含む断面において、コニカルストッパ支持部材７３に接続される側の端部に比べて支持面３１Ａ側の端部が広がった形状を有している。具体的には、スペーサ３１は、図１〜図５に示すように、円錐面の軸線Ｐを含む断面において、コニカルストッパ支持部材７３に接続される側の端部から支持面３１Ａ側の端部に向けて除々に広がる形状を有していてもよい。より具体的には、スペーサ３１は、コニカルストッパ支持部材７３に接続される側の端部から支持面３１Ａ側の端部に向けて広がる円錐面状の外周面を有していてもよい。また、スペーサ３１は、図１〜図５に示すように、軸線Ｐに沿った断面において、直線状の外周面を有していてもよいし、図６および図７に示すように、軸線Ｐから離れるように反った曲線状の外周面を有していてもよい。また、スペーサ３１は、図８および図９に示すように、軸線Ｐに沿った断面（図５参照）において、軸線Ｐに接近するように反った曲線状の外周面を有していてもよい。このような形状をスペーサ３１に採用することにより、スペーサ３１を容易に加工成型することができる。

以上のように、本実施の形態に係るに空気ばね１において、スペーサ３１は、コニカルストッパ７０に接続される側の端部に比べて、台車に接続される支持面３１Ａ側の端部が広がった形状を有している。これにより、たとえばスペーサ３１をより高くすることにより空気ばね１全体をより高くする場合において、スペーサ３１の重量増加をより小さくすることができる。このように、本実施の形態に係る空気ばね１によれば、空気ばね全体の重量増加を抑制しつつ、その高さを調整することができる。

上記実施の形態においては、空気ばね１に備えられた上面板１０および下面板６０が円板形状を有する場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、上面板１０および下面板６０は、車体側および台車側に対して、それぞれ接続可能な形状を有していればよい。

上記実施の形態においては、空気ばね１に備えられたコニカルストッパ７０が複数の弾性層７１および硬質層７２を有する場合について説明したが、これに限られるものではない。たとえば、コニカルストッパ７０は、硬質層７２を有さず、単層の弾性層７１のみを有していてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本考案の範囲は上記した説明ではなくて実用新案登録請求の範囲によって示され、実用新案登録請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本考案の空気ばねは、空気ばねの重量増加を抑制しつつ、その高さを調整することが要求される空気ばねにおいて、特に有利に適用され得る。

１ 空気ばね、１０ 上面板、１１ 車体側スピゴット、１５ 締付リング、１９ ボルト、２０ ダイアフラム、３０ 台車側スピゴット、３１ スペーサ、３１Ａ 支持面、６０ 下面板、７０ コニカルストッパ、７１ 弾性層、７２ 硬質層、７３ コニカルストッパ支持部材、７４ 支持リング。

Claims (3)

1. 第１支持部材と、
   前記第１支持部材から見て主荷重方向に間隔をおいて配置される第２支持部材と、
   前記第１支持部材と前記第２支持部材とを接続することにより閉鎖空間を形成し、弾性変形可能なダイヤフラムと、
   前記第２支持部材から見て主荷重方向に配置され、主荷重方向に沿った断面において前記第２支持部材から離れるに従って広がる円錐面状の外周面を有する弾性変形可能なコニカルストッパと、
   前記コニカルストッパから見て主荷重方向に配置されるとともに、前記コニカルストッパに接続され、前記コニカルストッパの側とは反対側に支持面を有する第３支持部材とを備え、
   前記第３支持部材は、円錐面の軸を含む断面において、前記コニカルストッパに接続される側の端部に比べて前記支持面側の端部が広がった形状を有している、空気ばね。
2. 前記第３支持部材は、前記円錐面の軸を含む前記断面において、前記コニカルストッパに接続される側の端部から前記支持面側の端部に向けて徐々に広がる形状を有している、請求項１に記載の空気ばね。
3. 前記第３支持部材は、前記コニカルストッパに接続される側の端部から前記支持面側の端部に向けて広がる円錐面状の外周面を有している、請求項２に記載の空気ばね。

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