JP5258328B2 - 鉄道車両の高さ調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、車体を支持する空気バネに加圧空気を給排することにより車体の高さを調整する鉄道車両の高さ調整装置に関するものである。

従来、この種の鉄道車両の高さ調整装置として、図４に示すものがある（特許文献１参照）。

これについて説明すると、鉄道車両の車体と台車枠との間に空気バネが設けられており、図４に示す高さ調整装置１は、車体を台車に対して一定の高さに保つように空気バネに対する加圧空気の給排を制御するものである。

高さ調整装置１は、そのケーシング７３に回転軸７４が設けられ、台車に対する車体の高さが変わると、この変位がコネクティングロッド７２、車高検知レバー７１を介して回転軸７４に伝えられる。

ケーシング７３には、空気バネに連通する空気バネ通路と、空気圧源に連通する給気通路と、大気側に連通する排気口とがそれぞれ接続されており、これらを開閉するバルブが収容されている。このバルブは回転軸７４に連動して空気バネ通路に対して給気通路と排気口を選択的に連通し、台車に対する車体の高さを一定に保つ。

回転軸７４はケーシング７３から突出する部位を有し、その先端部は角度センサ７０に連結される。車両に設けられるコントローラは、角度センサ７０の信号に基づいて台車に対する車体の高さを検出し、これに応じて電磁弁を作動させて空気バネに対する加圧空気の給排を制御するようになっている。

しかしながら、このような従来の鉄道車両の高さ調整装置１にあっては、回転軸７４のケーシング７３から突出する部位が角度センサ７０に連結される構造のため、回転軸７４は、曲げ応力が働き、円滑に回転作動することができず、車高検知レバー７１の動きが角度センサ７０に的確に伝達されないという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車高検知レバーの動きが角度センサに的確に伝達される鉄道車両の高さ調整装置を提供することを目的とする。

本発明は、車体の高さ変化に応じて回動する車高検知レバーに連動して前記車体を支持する空気バネに加圧空気を給排することにより前記車体の高さを調整するとともに、前記車高検知レバーの動きを角度センサに伝える鉄道車両の高さ調整装置であって、前記空気バネに対して加圧空気を給排するバルブと、前記バルブを開閉駆動するピストンと、前記車高検知レバーの回動を前記ピストンの往復動に変換するロータと、前記ロータと比較して小径に形成され、前記ロータの回転を前記角度センサに伝達するロッドと、ケーシングに対して前記ロータを回転可能に支持するロータ用ラジアル軸受と、前記ケーシングに対して前記ロッドを回転可能に支持するロッド用ラジアル軸受と、を備え、前記ロータ及び前記ロッドは、前記ロータ用ラジアル軸受と前記ロッド用ラジアル軸受とによって両持ち支持され、前記ロータは、その径方向に突出するアームを有し、前記ピストンは、前記ロッドの外周側に配置され、前記アームが揺動する動きに追従して往復動し、前記アームは、前記ロータ用ラジアル軸受と前記ロッド用ラジアル軸受との間に配置されることを特徴とするものとした。

本発明によると、ロータ及びロッドがロータ用ラジアル軸受とロッド用ラジアル軸受とによって両持ち支持されることによってロッドの曲げ応力が低減され、ロータ及びロッドは円滑に回転作動することができ、車高検知レバーの回動がロータを介してピストンの往復動に的確に変換されるとともに、ロッドを介して角度センサに的確に伝達され、性能の向上がはかれる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

鉄道車両の車体と台車枠との間に空気バネが設けられており、図１〜３に示す高さ調整装置１は、車体を台車に対して一定の高さに保つように空気バネに対する加圧空気の給排を制御するものである。

高さ調整装置１は、そのケーシングとしてボディ１０とカバー２０とを備え、ボディ１０が車体側に固定して取付けられる。

カバー２０はロータ３０を挿通させるボス部２８と、ボディ１０に締結されるフランジ部２９とを有し、カバー２０は３本のボルト８を介してボディ１０に締結される。

カバー２０にはロータ３０を挿通させる穴２５が形成され、この穴２５にはロータ用ラジアル軸受２１が介装される。円柱状のロータ３０はロータ用ラジアル軸受２１を介してカバー２０に回転可能に支持される。

カバー２０の穴２５にはロータ用ラジアル軸受２１と並んでシール２３が介装され、塵埃や水等の侵入を防止するようになっている。

ロータ３０のカバー２０から突出する一端には四角ヘッド３２が軸方向に延び、この四角ヘッド３２には車高検知レバー７１が連結される。

車高検知レバー７１の回動先端部は図示しないコネクティングロッドを介して台車側に連結されている。

これにより、台車に対する車体の高さが変わると、この変位がコネクティングロッド、車高検知レバー７１を介してロータ３０に伝えられてロータ３０が回転するようになっている。

ロータ３０の他端にはアーム３１が径方向に延び、このアーム３１にピン３が結合される。

ボディ１０には、ピストン４が摺動可能に収容される。このピストン４にはピン３に係合する溝状のスリット５が形成される。

これにより、台車に対する車体の高さが変わってロータ３０が回転すると、このロータ３０の回転がピン３を介してピストン４に伝えられてピストン４が軸方向に摺動するようになっている。

図示しないが、ボディ１０には、空気バネに連通する空気バネ通路と、空気圧源に連通する給気通路と、大気側に連通する排気口とがそれぞれ接続されており、これらを開閉するバルブが収容されている。このバルブはピストン４に連動して以下のように開閉作動し、台車に対する車体の高さを一定に保つ。

車体が所定の高さ範囲にある場合に、ピストン４は中立位置にあり、バルブは空気バネ通路を遮断する。これにより、車体の高さが維持される。

車体が所定範囲より低くなった場合に、ピストン４が一方向に移動して中立位置から外れるのに伴って、バルブは空気バネ通路を給気通路に連通して、空気バネに加圧空気を供給する。これにより、車体の高さが増やされる。

車体が所定範囲より高くなった場合に、ピストン４が他方向に移動して中立位置から外れるのに伴って、バルブは空気バネ通路を排気口に連通して大気に開放し、空気バネから空気が抜かれる。これにより、車体の高さが減らされる。

図１において、７０は角度センサであり、この角度センサ７０はロータ３０の回転角度を検出するポテンショメータであり、ロータ３０の回転角度に応じた電圧信号を図示しないコントローラに出力する。コントローラはロータ３０の角度センサ７０の電圧信号に基づいて台車に対する車体の高さを検出し、これに応じて各種の制御を行う。

角度センサ７０はボディ１０に対して車高検知レバー７１と反対側に配置され、角度センサ７０の本体はボディ１０と並んで車体側に固定して取付けられる。

高さ調整装置１は、ロータ３０の回転を角度センサ７０に伝達するロッド４０を備える。このロッド４０はロータ３０の回転中心線Ｏ３０上に配置され、その基端部４１がロータ３０に結合され、その先端部４２が角度センサ７０に結合される。

ロータ３０とロッド４０とは一体形成される。ロッド４０はロータ３０の端部から円柱状に突出するように切削加工によって形成される。これにより、ロータ３０及びロッド４０は高い寸法精度が得られる。

ロッド４０の先端部４２には、切り欠き４３が形成され、この切り欠き４３を介して図示しない角度センサ７０の可動部が連結される。

ボディ１０にはロッド４０を挿通させる穴１１が形成され、この穴１１にはロッド用ラジアル軸受２２が介装され、ロッド４０はこのロッド用ラジアル軸受２２を介してボディ１０に回転可能に支持される。

こうして、ロータ３０及びロッド４０はロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２とによって両持ち支持される。

ロータ３０及びロッド４０はロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２との間にアーム３１が配置される。アーム３１はロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２とによって両持ち支持される。

ロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２は、それぞれ円筒状の軸受ブッシュが用いられるが、これに限らず転がり軸受等を用いてもよい。

ボディ１０の穴１１にはロッド用ラジアル軸受２２と並んでシール２４が介装され、塵埃や水等の侵入を防止するようになっている。

ボディ１０は、ピストン４を収容する円筒状のシリンダ部１４と、ロッド用ラジアル軸受２２が介装されるボス部１３とを有する。ボス部１３はシリンダ部１４に連接して形成され、ロッド用ラジアル軸受２２はボス部１３のシリンダ部１４に連接する部位１９から角度センサ７０側（図中右側）に延びるように配置される。こうして、ロッド用ラジアル軸受２２がロータ用ラジアル軸受２１から離されることにより、ロータ３０及びロッド４０の支持剛性が高められる。

アーム３１はロータ３０の端部からその全周に渡って環状に突出する。アーム３１の一方の端面３１ａとカバー２０の内壁面２０ａとの間に円盤状のスラスト軸受３５が介装される。アーム３１の他方の端面３１ｂとボディ１０の内壁面２０ｂとの間に円盤状のスラスト軸受２６が介装される。ロータ３０及びロッド４０はスラスト軸受３５とスラスト軸受２６とによってスラスト荷重が支持される。

本実施の形態では、車体の高さ変化に応じて回動する車高検知レバー７１に連動して車体を支持する空気バネに加圧空気を給排することにより車体の高さを調整するとともに、車高検知レバー７１の動きを角度センサ７０に伝える鉄道車両の高さ調整装置１であって、空気バネに対して加圧空気を給排するバルブと、このバルブを開閉駆動するピストン４と、車高検知レバー７１の回動をピストン４の往復動に変換するロータ３０と、このロータ３０の回転を角度センサ７０に伝達するロッド４０と、ケーシング（カバー２０）に対してロータ３０を回転可能に支持するロータ用ラジアル軸受２１と、ケーシング（ボディ１０）に対してロッド４０を回転可能に支持するロッド用ラジアル軸受２２とを備え、ロータ３０及びロッド４０をロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２とによって両持ち支持する構成とした。

上記構成に基づき、ロータ３０及びロッド４０がロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２とによって両持ち支持されることによってロッド４０の曲げ応力が低減され、ロータ３０及びロッド４０は円滑に回転作動することができ、車高検知レバー７１の回動がロータ３０を介してピストン４の往復動に的確に変換されるとともに、ロッド４０を介して角度センサ７０に的確に伝達され、性能の向上がはかれる。

本実施の形態では、ロータ３０はその径方向に突出するアーム３１を有し、このアーム３１が揺動する動きに追従してピストン４が往復動し、アーム３１をロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２との間に配置する構成とした。

上記構成に基づき、アーム３１はロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２とによって両持ち支持されることによってその支持剛性が高められるため、その動きがピストン４の往復動に的確に変換され、性能の向上がはかれる。

本実施の形態では、ロータ３０及びロッド４０を一体形成する構成とした。

上記構成に基づき、ロータ３０及びロッド４０はその寸法精度が高められることによってロータ用ラジアル軸受２１とロッド用ラジアル軸受２２とを介して円滑に回転作動することができ、車両から入力される振動に対する耐久性が確保される。

なお、これに限らず、ロータ３０及びロッド４０を別体で形成し、両者を互いに螺合するねじ部を介して結合することも可能である。しかし、この場合、車両の振動が角度センサ７０を介してロッド４０に入力されるため、ロータ３０及びロッド４０を結合するねじ部に緩み等が生じる心配がある。

本実施の形態では、ケーシング（カバー２０、ボディ１０）とロータ３０及びロッド４０との間を密封するシール２３、２４を設ける構成とした。

上記構成に基づき、ケーシング（カバー２０、ボディ１０）内に塵埃や水等が侵入することが防止され、メンテナンスが容易になる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の実施の形態を示す高さ調整装置の断面図。 同じく平面図。 同じく正面図。 従来例を示す高さ調整装置の斜視図。

符号の説明

１ 高さ調整装置
４ ピストン
１０ ボディ
２０ カバー
２１ ロータ用ラジアル軸受
２２ ロッド用ラジアル軸受
２３ シール
２４ シール
３０ ロータ
３１ アーム
４０ ロッド
７０ 角度センサ
７１ 車高検知レバー

Claims (4)

1. 車体の高さ変化に応じて回動する車高検知レバーに連動して前記車体を支持する空気バネに加圧空気を給排することにより前記車体の高さを調整するとともに、前記車高検知レバーの動きを角度センサに伝える鉄道車両の高さ調整装置であって、
   前記空気バネに対して加圧空気を給排するバルブと、
   前記バルブを開閉駆動するピストンと、
   前記車高検知レバーの回動を前記ピストンの往復動に変換するロータと、
   前記ロータと比較して小径に形成され、前記ロータの回転を前記角度センサに伝達するロッドと、
   ケーシングに対して前記ロータを回転可能に支持するロータ用ラジアル軸受と、
   前記ケーシングに対して前記ロッドを回転可能に支持するロッド用ラジアル軸受と、を備え、
   前記ロータ及び前記ロッドは、前記ロータ用ラジアル軸受と前記ロッド用ラジアル軸受とによって両持ち支持され、
   前記ロータは、その径方向に突出するアームを有し、
   前記ピストンは、前記ロッドの外周側に配置され、前記アームが揺動する動きに追従して往復動し、
   前記アームは、前記ロータ用ラジアル軸受と前記ロッド用ラジアル軸受との間に配置されることを特徴とする鉄道車両の高さ調整装置。
2. 前記ロータ及び前記ロッドを一体形成することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の高さ調整装置。
3. 前記ケーシングと前記ロータ及び前記ロッドとの間を密封するシールを設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両の高さ調整装置。
4. 前記アームの一方の端面と他方の端面とには、前記ケーシングに対して前記ロータ及び前記ロッドのスラスト荷重を支持するスラスト軸受が各々設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の鉄道車両の高さ調整装置。

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