JP3252744B2 - 空気バネ - Google Patents
空気バネInfo
- Publication number
- JP3252744B2 JP3252744B2 JP04884897A JP4884897A JP3252744B2 JP 3252744 B2 JP3252744 B2 JP 3252744B2 JP 04884897 A JP04884897 A JP 04884897A JP 4884897 A JP4884897 A JP 4884897A JP 3252744 B2 JP3252744 B2 JP 3252744B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laminated rubber
- rubber
- spring
- air spring
- right direction
- Prior art date
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道車両台車の
枕バネとして使用される空気バネ、特に、車両の左右方
向と前後方向の剪断バネ定数を異ならせてある異方性空
気バネに関するものである。
枕バネとして使用される空気バネ、特に、車両の左右方
向と前後方向の剪断バネ定数を異ならせてある異方性空
気バネに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両台車の枕バネとして使用する空
気バネは、台車の回転剛性低減（これは、車輪の横圧低
減と偏摩耗防止につながる）のため、前後方向のバネ定
数は小さい程良いとされる一方、左右方向に関しては車
両の軌道カーブ点通過性及び位置復元性の観点から前後
方向よりも大きいバネ定数をもつことが理想とされてい
る。
気バネは、台車の回転剛性低減（これは、車輪の横圧低
減と偏摩耗防止につながる）のため、前後方向のバネ定
数は小さい程良いとされる一方、左右方向に関しては車
両の軌道カーブ点通過性及び位置復元性の観点から前後
方向よりも大きいバネ定数をもつことが理想とされてい
る。
【０００３】この相反する特性をもたせるため、従来
は、図８（この図の右半分は縦断断面、左半分は横断断
面を表す）に示すように、上面板１の両側に垂下壁１ａ
を設け、左右方向についてのみダイヤフラム２の空気反
力が大きくなる構造の設計を行っていた。
は、図８（この図の右半分は縦断断面、左半分は横断断
面を表す）に示すように、上面板１の両側に垂下壁１ａ
を設け、左右方向についてのみダイヤフラム２の空気反
力が大きくなる構造の設計を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図８に示す従来構造の
異方性空気バネは、垂下壁１ａが有る部分と無い部分で
上面板１とダイヤフラム２の接触状況が変わるため、上
面板１とダイヤフラム２の接点に異常摩耗が発生し、そ
の異常摩耗が空気バネの性能や寿命に影響を及ぼす。
異方性空気バネは、垂下壁１ａが有る部分と無い部分で
上面板１とダイヤフラム２の接触状況が変わるため、上
面板１とダイヤフラム２の接点に異常摩耗が発生し、そ
の異常摩耗が空気バネの性能や寿命に影響を及ぼす。
【０００５】そこで、この発明は、上記の異常摩耗を無
くして前後方向、左右方向の剪断バネ定数に理想的な差
をもたせ得るようにすることを課題としている。
くして前後方向、左右方向の剪断バネ定数に理想的な差
をもたせ得るようにすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、ダイヤフラムの空気反力を利
用せず、積層ゴムの前後方向、左右方向のバネ定数に異
方性を持たせる。ダイヤフラムと組合わせて用いる積層
ゴムは、上下プレート間に数層のゴム層と中間板を配置
して構成されている。この発明では、その積層ゴムの中
間板及び上下プレートに、積層ゴムの各ゴム層の左右方
向への剪断変形に対して抵抗を与える傾斜部を設けて積
層ゴムを、前後、左右の剪断２方向について異なる剛性
を有するものとなす。
め、この発明においては、ダイヤフラムの空気反力を利
用せず、積層ゴムの前後方向、左右方向のバネ定数に異
方性を持たせる。ダイヤフラムと組合わせて用いる積層
ゴムは、上下プレート間に数層のゴム層と中間板を配置
して構成されている。この発明では、その積層ゴムの中
間板及び上下プレートに、積層ゴムの各ゴム層の左右方
向への剪断変形に対して抵抗を与える傾斜部を設けて積
層ゴムを、前後、左右の剪断２方向について異なる剛性
を有するものとなす。
【０００７】この積層ゴムの形状を工夫することによ
り、前後方向：左右方向＝１：２程度までバネ定数の異
方性を持たせることが可能になる。
り、前後方向：左右方向＝１：２程度までバネ定数の異
方性を持たせることが可能になる。
【０００８】なお、前記傾斜部の水平面に対する傾斜角
は３０°以下が好ましい。また、積層ゴムのゴム積層数
は、総ゴム厚みが６０ｍｍを超えるものについては３段
以上とするのが望ましい。
は３０°以下が好ましい。また、積層ゴムのゴム積層数
は、総ゴム厚みが６０ｍｍを超えるものについては３段
以上とするのが望ましい。
【０００９】
【作用】積層ゴムの中間板及び上下プレートに傾斜部を
設けてゴム層の左右方向への剪断変形に抵抗を与える
と、左右方向に関しては、ゴムが単純剪断変形ではな
く、圧縮成分も含まれた変形をするため、単純剪断変形
となる前後方向のバネ定数に比べて左右方向のバネ定数
が大きくなる。
設けてゴム層の左右方向への剪断変形に抵抗を与える
と、左右方向に関しては、ゴムが単純剪断変形ではな
く、圧縮成分も含まれた変形をするため、単純剪断変形
となる前後方向のバネ定数に比べて左右方向のバネ定数
が大きくなる。
【００１０】従って、上面板に垂下壁を設けてダイヤフ
ラムの空気反力を大きくする必要がなく、この構造で問
題になっているダイヤフラムの異常摩耗が無くなる。
ラムの空気反力を大きくする必要がなく、この構造で問
題になっているダイヤフラムの異常摩耗が無くなる。
【００１１】なお、中間板及び上下プレートに設ける傾
斜部の傾斜角について３０°以下が好ましいとしたの
は、この傾斜角が大きくなるにつれて中間板の発生応力
も大きくなる。この発生応力に対して、３０°以下であ
れば従来用いられている厚さの中間板でも対応できるか
らである。
斜部の傾斜角について３０°以下が好ましいとしたの
は、この傾斜角が大きくなるにつれて中間板の発生応力
も大きくなる。この発生応力に対して、３０°以下であ
れば従来用いられている厚さの中間板でも対応できるか
らである。
【００１２】また、総ゴム厚６０ｍｍ以上の場合のゴム
積層数について３段以上が好ましいとしたのは、２段で
は左右方向に関してゴムの一部に単純剪断変形を起こす
部分が出来る虞れがあるからである。
積層数について３段以上が好ましいとしたのは、２段で
は左右方向に関してゴムの一部に単純剪断変形を起こす
部分が出来る虞れがあるからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に、この発明で用いる積層ゴ
ムの実施形態を示す。この積層ゴム３は、上プレート３
ａ、下プレート３ｂ、数層のゴム層３ｃ、各ゴム層間に
介在する中間板３ｄを積層一体化して作られ、全体が円
筒状になっている。
ムの実施形態を示す。この積層ゴム３は、上プレート３
ａ、下プレート３ｂ、数層のゴム層３ｃ、各ゴム層間に
介在する中間板３ｄを積層一体化して作られ、全体が円
筒状になっている。
【００１４】上プレート３ａと下プレート３ｂのゴム層
取付面及び中間板３ｄには、水平面に対してθの角度を
もつ傾斜部８を設けてある。図１（ａ）の６、７は、積
層ゴムを左右に２等分する線Ｃを基準にして対称位置に
ある境界線である。上プレート３ａ、下プレート３ｂの
各ゴム層取付面と中間板３ｄは、線Ｃと平行な境界線
６、７よりも外側にある左右の領域が前述の傾斜部８と
なっており、その他の領域は水平である。
取付面及び中間板３ｄには、水平面に対してθの角度を
もつ傾斜部８を設けてある。図１（ａ）の６、７は、積
層ゴムを左右に２等分する線Ｃを基準にして対称位置に
ある境界線である。上プレート３ａ、下プレート３ｂの
各ゴム層取付面と中間板３ｄは、線Ｃと平行な境界線
６、７よりも外側にある左右の領域が前述の傾斜部８と
なっており、その他の領域は水平である。
【００１５】傾斜部８は、台車の回転剛性低減の面か
ら、ゴム層３ｃの前後方向剪断変形に対しては抵抗を与
えないもの、即ち、前後方向には面の高さ変位が無いも
のが好ましい。図示の積層ゴムはそのような形状である
ので、中間板３ｄについては境界線６、７の位置で板を
折り曲げるだけでよく、コスト面でも好ましい。なお、
図の傾斜部８は直線の傾斜部になっているが、弧を画く
傾斜部にしてもその設置目的が果たされる。
ら、ゴム層３ｃの前後方向剪断変形に対しては抵抗を与
えないもの、即ち、前後方向には面の高さ変位が無いも
のが好ましい。図示の積層ゴムはそのような形状である
ので、中間板３ｄについては境界線６、７の位置で板を
折り曲げるだけでよく、コスト面でも好ましい。なお、
図の傾斜部８は直線の傾斜部になっているが、弧を画く
傾斜部にしてもその設置目的が果たされる。
【００１６】図３の積層ゴム３は、ゴム層３ｃを４層に
増やしたもの、図５の積層ゴム３はゴム層３ｃを図１と
同じ３層にして傾斜部８の傾斜角θを大きくしたもので
ある。この図３、図５の積層ゴムも、平面図は図１
（ａ）と同じであるので、その図を共用する。
増やしたもの、図５の積層ゴム３はゴム層３ｃを図１と
同じ３層にして傾斜部８の傾斜角θを大きくしたもので
ある。この図３、図５の積層ゴムも、平面図は図１
（ａ）と同じであるので、その図を共用する。
【００１７】次に、例示の各積層ゴムの水平方向特性を
図２、図４、図６に示す。図２は図１の、図４は図３
の、図６は図５の積層ゴムの前後方向及び左右方向のバ
ネ特性である。
図２、図４、図６に示す。図２は図１の、図４は図３
の、図６は図５の積層ゴムの前後方向及び左右方向のバ
ネ特性である。
【００１８】この特性調査に用いた積層ゴムの寸法諸元
を表１にまとめて示す。
を表１にまとめて示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】このように、上下プレート３ａ、３ｂ及び
中間板３ｄに傾斜部８を設けることにより、積層ゴムの
形状によっては剪断バネ定数について、前後方向：左右
方向＝１：２程度まで異方性特性を発生させることがで
きる。
中間板３ｄに傾斜部８を設けることにより、積層ゴムの
形状によっては剪断バネ定数について、前後方向：左右
方向＝１：２程度まで異方性特性を発生させることがで
きる。
【００２１】図７は、上述した積層ゴム３をダイヤフラ
ム２と組合わせて作られたこの発明の空気バネの実施形
態である。図中１は内面に保護ゴムを内貼りした上面
板、４、５はＯリングである。
ム２と組合わせて作られたこの発明の空気バネの実施形
態である。図中１は内面に保護ゴムを内貼りした上面
板、４、５はＯリングである。
【００２２】なお、例示の空気バネは、ダイヤフラム２
の下端に直列に接続される積層ゴム３にこの発明の工夫
を加えたが、枕バネ用空気バネの中には、特公平３−５
５３４８号公報に示されるように、上面板上にも積層ゴ
ムを取付けるものもあり、このような空気バネに対して
も、この発明は有効性を発揮する。
の下端に直列に接続される積層ゴム３にこの発明の工夫
を加えたが、枕バネ用空気バネの中には、特公平３−５
５３４８号公報に示されるように、上面板上にも積層ゴ
ムを取付けるものもあり、このような空気バネに対して
も、この発明は有効性を発揮する。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の空気バネ
は、積層ゴムの水平方向バネ定数に異方性を持たせたの
で、上面板に垂下壁を付けずに前後方向のバネ定数と左
右方向のバネ定数を最適化できる。従って、従来生じて
いたダイヤフラムと上面板の接点の異常摩耗の問題を解
決でき、信頼性と耐久性が向上する。
は、積層ゴムの水平方向バネ定数に異方性を持たせたの
で、上面板に垂下壁を付けずに前後方向のバネ定数と左
右方向のバネ定数を最適化できる。従って、従来生じて
いたダイヤフラムと上面板の接点の異常摩耗の問題を解
決でき、信頼性と耐久性が向上する。
【図１】（ａ）積層ゴムの実施形態を示す平面図 （ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図
【図２】図１の積層ゴムの前後、左右方向バネ特性を示
す図
す図
【図３】積層ゴムの他の実施形態を示す図１（ａ）Ａ−
Ａ線部の拡大断面図
Ａ線部の拡大断面図
【図４】図３の積層ゴムの前後、左右方向バネ特性を示
す図
す図
【図５】積層ゴムの更に他の実施形態を示す図１（ａ）
Ａ−Ａ線部の拡大断面図
Ａ−Ａ線部の拡大断面図
【図６】図５の積層ゴムの前後、左右方向バネ特性を示
す図
す図
【図７】（ａ）この発明の空気バネの実施形態を示す平
面図 （ｂ）同上の図のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図
面図 （ｂ）同上の図のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図
【図８】従来の異方性空気バネの断面図
１ 上面板 １ａ 垂下壁 ２ ダイヤフラム ３ 積層ゴム ３ａ 上プレート ３ｂ 下プレート ３ｃ ゴム層 ３ｄ 中間板 ４、５ Ｏリング ６、７ 境界線 ８ 傾斜部 θ 傾斜部の傾斜角 Ｃ 積層ゴムの左右２等分線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−1766（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/54 B61F 5/10
Claims (1)
- 【請求項１】 ダイヤフラムに直列に接続される積層ゴ
ムの中間板及び上下プレートに、積層ゴムの各ゴム層の
左右方向への剪断変形に対して抵抗を与える傾斜部を設
けたことを特徴とする空気バネ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04884897A JP3252744B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 空気バネ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04884897A JP3252744B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 空気バネ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246265A JPH10246265A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3252744B2 true JP3252744B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=12814692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04884897A Expired - Fee Related JP3252744B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 空気バネ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252744B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10138972B2 (en) | 2013-10-07 | 2018-11-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Air spring and carriage for vehicle |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4614557B2 (ja) * | 2001-03-08 | 2011-01-19 | 新潟トランシス株式会社 | 鉄道車両用台車 |
| JP5322797B2 (ja) * | 2009-06-18 | 2013-10-23 | 東洋ゴム工業株式会社 | 車両用懸架装置 |
| GB2530677B (en) * | 2013-06-07 | 2020-02-26 | Hitachi Ltd | A railway vehicle and method that reduces lateral force |
| JP6731840B2 (ja) * | 2016-12-21 | 2020-07-29 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | 軸ばね |
| EP4011742A4 (en) * | 2019-08-09 | 2023-08-23 | Hitachi, Ltd. | BOGIE FOR RAIL VEHICLE |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP04884897A patent/JP3252744B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10138972B2 (en) | 2013-10-07 | 2018-11-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Air spring and carriage for vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10246265A (ja) | 1998-09-14 |
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Legal Events
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