JP4333897B2 - 鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の車体と台車の間に配設されて車体の高さを一定に保つ空気ばねの高さ調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速で運行する鉄道車両には、車軸を保持する台車と上部の車体との間に、上下左右方向にばね作用を持つ空気ばねを介在させて車体を支持する構造のものが多い。この空気ばねは、車体の振動を吸収し乗り心地を向上させるために配置されているもので、乗客の乗降等により車体側重量が増減した場合、この空気ばねの内圧を調整することによってその高さ（膨張量）を調節し、車体のレールからの高さを一定に保つ自動高さ調整機構を備えている。
【０００３】
図３は、従来の鉄道車両用高さ調整装置の構成を示す車両の側面図であり、図４は、その高さ調整装置に用いられる空気ばねの一部断面図である。
この鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置は、車体３１と台車３２の間に配置された空気ばね２と、車体３１に取り付けられ空気ばね２の内圧を調節する高さ調整弁（レベリングバルブ）３と、高さ調整弁３に車体３１と台車３２の間隔変化を伝達するリンク機構とからなる。空気ばね２は、図４にその断面図を示すように、高圧空気によって膨張するダイヤフラム２２と、ダイヤフラム２２の上面を支える上面板２１と、ダイヤフラム２２の下面を支える下面板２３と、金属板２４ａとゴム板２４ｂの積層からなる緩衝ゴム部２４とを備える。これら空気ばね２の各部材は、それぞれ略リング状に形成されており、上下に積み重ねられて、車体３１の下面に固定された空気ばね座３１ｘと台車３２の上面に固定された空気ばね座３２ｘとの間に配置されている。
【０００４】
車高の変化すなわち車体３１と台車３２の間隔の変化を伝達するリンク機構は、図３に示すように、高さ調整弁３のレバー４と、レバー４に連結された高さ調整棒（リンク）１と、高さ調整棒１の下端を台車３２に固定する棒受け５とから構成されている。レバー４は、基端４ａが高さ調整弁３の作動軸３ａに固定され、高さ調整棒１と連結された先端４ｂが上下方向に回動することによって、高さ調整弁３を作動させる。また、棒受け５は、例えば断面Ｌ字型の鋼材等によって構成されており、台車３２の側バリ３２ａに刻印されたポンチマーク３２ｂを基準にして、ボルト等を用いて側バリ３２ａ下部の所定位置にしっかりと固定されている。
【０００５】
高さ調整棒１は、その上下方向の有効長さを調節できるようにターンバックルシャフト１１を用いて構成されており、その上端１ａがロッドエンドベアリング１２を介して前記レバー４に連結されているとともに、その下端１ｂがロッドエンドベアリング１３を介して台車３２側の棒受け５に連結されている。また、高さ調整棒１の上側ロッドエンドベアリング１２は、ロックナット１４により、ターンバックルシャフト１１の所要位置に固定されている。
【０００６】
以上のような構成の高さ調整装置において、車体３１の重量変動等により車体３１と台車３２の間隔が変化した場合、高さ調整棒１の下端１ｂが台車３２側の所定位置に固定されていることにより、この高さ調整棒１の上端１ａに連結されているレバー４の先端４ｂが、高さ調整棒１に押されるか引かれるかによって上下方向に回動し、このレバー４の基端４ａが固定されている高さ調整弁３の作動軸３ａを回転させる。このことにより、高さ調整弁３内部の弁機構が作動し、図示しないコンプレッサー等から供給された高圧空気を空気ばね２のダイヤフラム２２に注入するか、あるいはダイヤフラム２２内部の空気を排出するかによって、車体３１と台車３２の間隔が一定に保持され、この鉄道車両の車高が保たれることとなる。なお、高さ調整弁３には、レバー４の水平位置より上下方向に同じ幅となる不感帯が設けられており、この不感帯の範囲を越えるレバー４の変位が発生した時にのみ、内部の弁機構が作動するように設定されている。
【０００７】
なお、車両の曲線部通過時（ボギー時）における車体３１と台車３２との間のねじれに起因するレバー先端４ｂの変位が不感帯を越えないように、高さ調整棒１は、ある程度の長さが必要とされる。また、このねじれによる影響を緩和する方法として、高さ調整弁のレバー４および棒受け５をそれぞれ水平方向に回転可能な構造とし、これらに高さ調整棒１の上端１ａおよび下端１ｂを連結する構成を採用することもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置において、車輪転削後の車高補正や輪重バランスの調整の際に、高さ調整棒の有効長さ調整作業が、非常に煩雑で時間もかかってしまうという問題があった。
【０００９】
この車輪の転削は、車両の定期点検等の際に実施されるもので、車両の走行による車輪踏面の摩耗や打痕の発生等の状態を鑑みて転削量が決定される。この転削量は台車ごとに異なることから、車体の高さと水平性を保つために、各車輪の転削量に応じた車高補正作業が行なわれている。また、車体のねじれに起因する輪重バランスの乱れを補正する際も、同様の車高補正作業が行なわれることが多い。
【００１０】
車高補正作業は、図５の側面図に示すように、略馬蹄形の金属製車高調整板（ライナー）６を用いて、台車３２の空気ばね座３２ｘと空気ばね２との間に、車輪転削量に応じた枚数あるいは各車輪のバランス調整に必要な枚数の車高調整板６，６，・・を挿入することによって行なわれる。また、これらの補正作業終了後には、高さ調整弁３と棒受け５との距離が変化したことにより、高さ調整棒１の有効長さを再調整する必要があった。
【００１１】
この高さ調整棒１の再調整は、空車時における空気ばね２の高さ（膨張量）が、あらかじめ決められた規定どおりの高さとなるように調整するもので、通常その作業は、車高調整板６の挿入後、空気ばね２を規定以上に過剰に膨らませた状態から、高さ調整棒１のターンバックルシャフト１１をゆっくり回しながら空気ばね２を徐々に排気させる方法で行なわれる。しかしながら、この再調整作業は、車高調整板６による補正が行なわれた台車全てにおいて行なう必要がある上、個々の高さ調整弁３の不感帯位置や、それぞれの車輪にかかる荷重（輪重）および車両全体としてのバランス等を考慮する必要があり、多くの手間と工数を必要とする作業となっていた。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、車輪転削後の車高補正作業や輪重バランスの調整作業を行なう際にも、高さ調整棒の有効長さを調整し直す必要がなく、これらの作業に要する時間を短縮することのできる鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、出願当初の図面の構成要素に用いた符号を付して説明すると、請求項１に記載の発明は、車体側に固定され、作動軸（３ａ）に取り付けたレバー（４）の回動により車体（３１）と台車（３２）との間に配置された空気ばね（２）に対して圧縮空気を出し入れして当該空気ばねの高さを調整する高さ調整弁（３）と、前記高さ調整弁（３）の作動軸（３ａ）に取り付けたレバー（４）に一端を係合させるとともに、他端を台車側の棒受け（７）に係合させ車体と台車との間隔変化により前記レバー（４）を回動させて車体と台車との間隔を一定に保持する高さ調整棒（１）と、空気ばね（２）と台車側空気ばね座（３２ｘ）との間に配置した車高調整板（６）と、を備えた鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置において、
前記棒受け（７）は、空気ばねの直下に位置して前記空気ばね（２）と台車側空気ばね座（３２ｘ）との間でかつ車高調整板（６）より上に置く板状の基体（７ａ）と、該板状の基体（７ａ）の一部を軌道方向に折り曲げた支持部（７ｂ）と、で構成することを特徴とする。
【００１４】
一方、請求項２に記載の発明は、車体（３１）側に固定され、作動軸（３ａ）に取り付けたレバー（４）の回動により車体（３１）と台車（３２）との間に配置された空気ばね（２）に対して圧縮空気を出し入れして当該空気ばねの高さを調整する高さ調整弁（３）と、前記高さ調整弁（３）の作動軸（３ａ）に取り付けたレバー（４）に一端を係合させるとともに、他端を台車側の棒受け（７）に係合させ車体と台車との間隔変化により前記レバー（４）を回動させて車体と台車との間隔を一定に保持する高さ調整棒（１）と、空気ばね（２）と台車側空気ばね座（３２ｘ）との間に車高調整板（６）と、を備えた鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置において、
前記棒受け（７）は、板状の基体（７ａ）と軌道方向へ伸びる支持部（７ｂ）とで一体に形成するとともに前記高さ調整棒（１）に固定されて成り、前記板状の基体（７ａ）が空気ばね（２）のダイヤフラム（２２）より下方位置において当該空気ばね（２）に取り付けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、高さ調整弁により空気ばねの内圧を調節する鉄道車両用高さ調整装置において、この高さ調整弁に車体と台車との間隔変化を伝達するリンク機構の下端点を、車輪転削等に起因する車高補正作業の影響を受けない部位に配置した支持部材に連結することによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１６】
すなわち、請求項１に係る発明によれば、高さ調整弁（３）に車高の変化を伝達する高さ調整棒（１）の棒受け（７）の基体（７ａ）を、空気ばね（２）と台車（３２）との間に挟み込まれる板状部材（車高調整板６）に設け、この棒受け（７）に高さ調整棒（１）の下端を連結することにより、車輪転削等に起因する車高補正作業が行なわれた場合でも、高さ調整弁（３）と棒受け（７）との距離は変化せず、高さ調整棒（１）の有効長さを調整し直す必要がない。従って、本発明の鉄道車両における車輪転削後の車高補正作業や輪重バランスの調整作業は、この板状部材（車高調整板）（６）と台車との間に、所要枚数の車高調整板を挿入するだけで良く、これらの作業時間を大幅に短縮することができる。
【００１７】
一方、請求項２に係る発明によれば、前記棒受け（７）を、前記空気ばねのダイヤフラム（２２）より下方の位置において当該空気ばね（２）に取り付けることにより、請求項１と同様の効果を奏することができる。また、この空気ばね（２）のダイヤフラム（２２）より下部に位置する空気ばね部材を利用して、その一部分を延長して棒受けを形成する方法を採用すれば、新たな部材等を配置することなくコスト上昇を最小限に抑えながら、同様の効果を奏することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態における鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置の構成を示す車両の側面図であり、図２は、その高さ調整装置に用いられる棒受けの外観図である。なお、この実施の形態において使用される空気ばねの構造は、図４に示す従来例と同様であり、重複を避けるため詳細な説明は省略する。また、図中において、従来例と同様の機能を有する部材には同じ符号を付記する。
【００１９】
この実施の形態における鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置も、基本的には従来例と同様の構成であり、車体３１と台車３２の間に配置された空気ばね２と、車体３１に取り付けられ空気ばね２の内圧を調節する高さ調整弁（レベリングバルブ）３と、高さ調整弁３に車体高さの変化を伝達するリンク機構とからなる。
【００２０】
また、車高の変化すなわち空気ばね２の高さ（膨張量）の変化を伝達するリンク機構も、基本的な構成は従来例と同様であり、高さ調整弁３のレバー４と、該レバー４に連結された高さ調整棒（リンク）１と、高さ調整棒１の下端１ｂを固定する棒受け７とから構成されている。レバー４は、基端４ａが高さ調整弁３の作動軸３ａに固定され、高さ調整棒１と連結された先端４ｂが上下方向に回動することによって、高さ調整弁３を作動させる。また、高さ調整棒１は、その上下方向の有効長さを調節できるようにターンバックルシャフト１１用いて構成されており、その上端１ａがロッドエンドベアリング１２を介してレバー４に連結され、その下端１ｂがロッドエンドベアリング１３を介して棒受け７の支持部７ｂに連結されている。
【００２１】
本実施の形態における高さ調整装置の特徴は、この高さ調整棒１の棒受け７が空気ばね２直下の位置、すなわち、空気ばね２と台車３２側空気ばね座３２ｘとの間で、かつ、車高補正のために挿入される車高調整板６よりも上側、に配設されている点である。
【００２２】
この棒受け７の具体的な構成例としては、例えば図２にその外観図を示すように、板状部材（略リング状の金属製基体７ａ）の一部を延長し、その延長された部位を下方に向かって折り曲げて支持部７ｂとしたものがある。この支持部７ｂの幅方向の一辺には、補強のために支持部７ｂの断面をＬ字型とするフランジ部７ｃが形成されているとともに、その下端近傍の幅方向略中央には、高さ調整棒１の下端１ｂに配置されたロッドエンドベアリング１３を連結するための貫通孔７ｄが形成されている。
【００２３】
以上の鉄道車両用高さ調整装置においても、車輪の転削が行なわれた場合あるいは輪重バランスの調整を行なう場合は、従来例と同様の金属製車高調整板（ライナー）６を用いた車両高さの補正作業が行なわれることとなる。しかしながら、本実施の形態における補正作業は、図１のように、所要枚数の車高調整板６，６，・・・を、棒受け７の基体７ａと台車３２の空気ばね座３２ｘとの間に挿入することによって行なわれることから、高さ調整弁３と棒受け７の支持部７ｂとの距離は車高補正前と変わらない。従って、本実施の形態における高さ調整装置は、高さ調整棒１の有効長さを再調整する必要がなく、車輪転削後の車高補正作業や輪重バランスの調整作業等に要する時間を、大幅に短縮することができる。
【００２４】
なお、以上の実施の形態においては、棒受け７の構成として、板状の金属製基体７ａの一部を延長し、その延長された部位を下方（軌道方向）に向かって折り曲げて支持部７ｂとした例を示したが、本発明の棒受け７の形状はこれに限定されず、その板状部位（基部）を空気ばね直下に取り付けることが可能で、かつ、この棒受けの支持部に固定される高さ調整棒が、曲線部通過時のねじれによる影響を受けない程度の長さを確保できる形状であれば、どのような形状でも良い。
【００２５】
また、この棒受け７は、必ずしも新たな部材として用意する必要はなく、車高調整板６よりも上部に位置し、かつ、ダイヤフラム２２より下部に位置する空気ばね２の部材（この例においては金属板２４ａ等）を利用して、その一部を延長することにより支持部７ｂを形成することも可能である。このように、従来から空気ばねに備えられている部材を利用することにより、棒受けによるコストの上昇を最小限に抑えつつ、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
また、本発明の高さ調整装置に用いられる高さ調整棒１も、車高補正等に起因する長さの再調整の必要がないことから、本実施の形態のような長さ調節可能な構造を採用せず、固定長のシャフトとしても良い。
【００２７】
また更に、本発明は、曲線部通過時のねじれ対策（例えば高さ調整弁のレバー４および棒受け７をそれぞれ水平方向に回転可能な構造としたもの等）が施された高さ調整装置に対しても、同様に適用でき得ることは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置によれば、高さ調整棒１の棒受け７を、空気ばね２の直下に位置して当該空気ばね２と台車３２との間に挟み込まれる板材に設け、この棒受け７に高さ調整棒１の下端を連結することによって、高さ調整棒の有効長さを再調整する必要がなくなり、車輪転削等に起因する車高補正の作業時間を大幅に短縮することができる。
【００２９】
また、この棒受け７を、空気ばね２のダイヤフラム２２より下方の位置において当該空気ばねに取り付けることにより、上記と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
更にまた、この棒受けを、車高補正に用いられる調整板よりも上部に位置し、かつ、ダイヤフラムより下部に位置する空気ばねの部材を利用して、その一部を延長して形成することにより、コストの上昇を最小限に抑えながら、上記と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態における鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置の構成を示す車両の側面図である。
【図２】 本発明の実施の形態における棒受けの外観を示す斜視図である。
【図３】 従来の鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置の構成を示す車両の側面図である。
【図４】 従来の鉄道車両用高さ調整装置に用いられる空気ばねの一部断面図である。
【図５】従来の鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置における車高調整板の挿入位置を示す車両の側面図である。
【符号の説明】
１ 高さ調整棒
１ａ 上端
１ｂ 下端
２ 空気ばね
３ 高さ調整弁
３ａ 作動軸
４ レバー
４ａ 基端
４ｂ 先端
５ 棒受け
６ 車高調整板
７ 棒受け
７ａ 基体
７ｂ 支持部
７ｃ フランジ部
７ｄ 貫通孔
１１ ターンバックルシャフト
１２，１３ ロッドエンドベアリング
１４ ロックナット
２１ 上面板
２２ ダイヤフラム
２３ 下面板
２４ 緩衝ゴム部
２４ａ 金属板
２４ｂ ゴム板
３１ 車体
３１ｘ 空気ばね座
３２ 台車
３２ａ 側バリ
３２ｂ ポンチマーク
３２ｘ 空気ばね座

Claims (2)

1. 車体側に固定され、作動軸に取り付けたレバーの回動により車体と台車との間に配置された空気ばねに対して圧縮空気を出し入れして当該空気ばねの高さを調整する高さ調整弁と、前記高さ調整弁の作動軸に取り付けたレバーに一端を係合させるとともに、他端を台車側の棒受けに係合させ車体と台車との間隔変化により前記レバーを回動させて車体と台車との間隔を一定に保持する高さ調整棒と、空気ばねと台車側空気ばね座との間に配置した車高調整板と、を備えた鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置において、
   前記棒受けは、空気ばねの直下に位置して前記空気ばねと台車側空気ばね座との間でかつ車高調整板より上に置く板状の基体と、該板状の基体の一部を軌道方向に折り曲げた支持部と、で構成することを特徴とする鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置。
2. 車体側に固定され、作動軸に取り付けたレバーの回動により車体と台車との間に配置された空気ばねに対して圧縮空気を出し入れして当該空気ばねの高さを調整する高さ調整弁と、前記高さ調整弁の作動軸に取り付けたレバーに一端を係合させるとともに、他端を台車側の棒受けに係合させ車体と台車との間隔変化により前記レバーを回動させて車体と台車との間隔を一定に保持する高さ調整棒と、空気ばねと台車側空気ばね座との間に配置した車高調整板と、を備えた鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置において、
   前記棒受けは、板状の基体と軌道方向へ伸びる支持部とで一体に形成するとともに前記高さ調整棒に固定されて成り、前記板状の基体が空気ばねのダイヤフラムより下方位置において当該空気ばねに取り付けられていることを特徴とする鉄道車両用空気ばねの高さ調整装置。

Images