JPH06219270A

JPH06219270A - 車輪昇降機能を備えた脚装置

Info

Publication number: JPH06219270A
Application number: JP3278093A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tamamori; 秀男玉森
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】バネ部材８０とショックアブソーバ７０とを同
軸上に配置する場合、それらを軽量化し、しかも、それ
らに要するスペースを小さくすることができる技術を提
供する。【構成】トレーリングアーム３０に対しリンク部材９０
を回転自在に連結し、そのテコ比に応じてショックアブ
ソーバ７０およびバネ部材（特に、皿バネ）８０に加わ
る荷重を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車輪昇降機能を備え
た脚装置に関し、特に、乗り心地向上のためのバネ部材
およびショックアブソーバを小型化する上で有効な技術
に関する。したがって、この発明は、スペース的にシビ
アな磁気浮上車両用の脚装置として有効に利用すること
ができるが、その他の車両あるいは航空機の脚装置に適
用することもできる。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】磁気浮上車両のうち、
たとえば電磁誘導方式による車両では、高速で浮上走行
を行うのに対し、低速では、大きな浮上力が得られない
ため、車輪走行を行う。この車輪走行に応えるものが脚
装置である。この脚装置は、浮上走行と車輪走行との二
つに対応するため、基本的に、車輪の昇降を行う昇降用
の作動シリンダ、さらに、乗り心地向上のためのバネ部
材およびショックアブソーバを備える。

【０００３】従来、ショックアブソーバとしては、オイ
ル式のダンパー、そして、バネ部材としては、板バネあ
るいはコイルバネが専ら用いられていた。たとえば、特
開平４−８１３５４号の公報は、板バネを用い、それを
車両側の台車に対してショックアブソーバおよび作動シ
リンダとは別個に取付けるようにしている。一方、別の
特開平４−２６１３０５号の公報は、コイルバネを用
い、それをショックアブソーバと同軸に配置している。

【０００４】バネ部材とショックアブソーバとを同軸上
に配置する後者の技術は、前者のものに比べて、車両側
の台車に対する取付け部が少ないので、取付けが簡単で
あり、スペース的にもあるいは台車の重量を軽減する上
でも有利である。しかし、コイルバネを用い、必要とす
るバネ定数を得ようとすると、バネの長手方向の長さが
どうしても大きくなり、重量も大きくなり、また、脚装
置に要するスペースも大きくなってしまう。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、バネ部材とショックアブソ
ーバとを同軸上に配置する技術を改良し、それらのバネ
部材およびショックアブソーバを軽量化することがで
き、しかも、それらに要するスペースをも小さくするこ
とができる技術を提供することを目的とする。

【０００６】

【そのための手段および作用】この発明では、実施例に
対応する図１に示すように、一端が車輪１０を支持する
車軸２０に連結され、他端が車両側に取付けられるトレ
ーリングアーム３０に対し、リンク部材９０を回転自在
に設けることによって、そのリンク部材９０をテコレバ
ーとして用いる。そして、テコレバーとしてのリンク部
材９０の車軸２０側に寄った端部に、車輪１０の昇降を
行う作動シリンダ６０との連結点９２、車両側に寄った
反対側の端部に、ショックアブソーバ７０およびバネ部
材（皿バネ）８０の連結点９３をそれぞれ配置してい
る。それにより、リンク部材９０のテコ比に応じて、シ
ョックアブソーバ７０およびバネ部材８０に加わる荷重
を小さくすることができ、したがって、それらを軽量化
することができる。特に、バネ部材として皿バネを用い
れば、必要とするバネ定数を得るのに際し、コイルバネ
に比べてバネの長手方向の長さを短くすることができ
る。この皿バネ自体は、この種のバネ部材として、従来
では全く使用されていなかったが、いろいろと検討した
ところ、たわみ−荷重の線形特性という点では、皿バネ
は確かに他のバネ部材に比べて少し劣るが、それに空車
時の荷重を考慮した予荷重をかけると、皿バネは他のバ
ネ部材に劣らない線形特性を示すことが分かった。した
がって、皿バネを所定の予荷重をかけた形態で用いるの
が最適である。

【０００７】

【実施例】図１および図２は、この発明を適用した磁気
浮上車両の車輪部分を示している。車輪１０は、外周の
空気タイヤ１２と、内周にあって空気タイヤ１２を支持
する金属ホイール１４とからなる。そうした車輪１０
は、中心部の車軸２０の回りに回転自在に支持され、し
かも、車軸２０およびトレーリングアーム３０を介して
車両の台車３７側に支持される。すなわち、トレーリン
グアーム３０の一端３０ａは、車軸２０の端部に回転可
能に支持され、また、その他端３０ｂは、ラグ３３およ
びピン部材３５によって台車３７側に回転可能に支持さ
れる。したがって、車輪１０は、トレーリングアーム３
０によって車両側に対する位置が規定される一方、ピン
部材３５を支点としたトレーリングアーム３０の揺動運
動に伴って、上下に昇降可能である。また、ホイール１
４の側部にブレーキ装置４０があり、トレーリングアー
ム３０は、そのブレーキ装置４０の作動に伴うブレーキ
反力を支える機能をももつ。なお、図１および図２にお
いて、Ｇ、Ｇ’は空気タイヤ１２が接する路面であり、
Ｇ−Ｇ’間の距離はタイヤ１２の変形分に相当する。

【０００８】さて、脚装置５０は、第１に、トレーリン
グアーム３０を揺動し、車輪１０を図示しない上げ状態
（浮上走行）と、図に示す下げ状態（車輪走行）とに昇
降させる機能をもつ。この脚装置５０は、車輪１０を昇
降するため作動シリンダ６０、ならびに乗り心地向上の
ためのショックアブソーバ７０およびバネ部材８０を含
む。こうした乗り心地向上のための部品は、従来、トレ
ーリングアーム３０あるいは車軸２０側に直接取付けら
れていたが、この脚装置５０では、トレーリングアーム
３０に対しリンク部材９０を支持点９１で回転自在に設
け、その一端９０ａ側に作動シリンダ６０との連結点９
２を配置する一方、リンク部材９０の他端９０ｂ側にシ
ョックアブソーバ７０およびバネ部材８０との連結点９
３を配置するようにしている。リンク部材９０は、トレ
ーリングアーム３０を介して支持点９１に加わる車軸２
０側からの荷重を、両端部９０ａ，９０ｂの両連結点９
２，９３で分散して保持する作用をする。リンク部材９
０についての支持点９１および連結点９２，９３を設定
するとき、リンク部材９０に加わる車軸２０側からの力
を小さくするためには、支持点９１を車軸２０に近づけ
るか、あるいは車軸２０を越えた位置に配置するように
すれば良く、また、ショックアブソーバ７０に対する連
結点９３側への分散力を小さくするには、支持点９１を
車軸２０寄りの端部９０ａ近くに配置するようにすれば
良い。したがって、各点のストロークを考慮しつつ、作
動シリンダ６０に対する連結点９２に過剰な力が加わら
ない範囲で、ショックアブソーバ７０に対する荷重を小
さくするようにするのが良い。

【０００９】昇降用の作動シリンダ６０は油圧アクチュ
エータであり、シリンダ筒６１と、その筒６１の内部に
挿入されたピストン６２とを備える。ピストン６２は外
周部分にシールリング６１ａを含み、それによってシリ
ンダ筒６１の内部を第１の室６３１と第２の室６３２と
に区画する。シリンダ筒６１の側部に、各室６３１，６
３２への油圧ポート６３１ｐ，６３２ｐがある。ピスト
ン６２は、それらの各油圧ポート６３１ｐ，６３２ｐを
通して第１あるいは第２の各室６３１，６３２へ選択的
に油圧を供給することによって、シリンダ筒６１の軸線
方向に上下に移動する。図１に示す状態は、第１の室６
３１に油圧が供給され、ピストン６２が下方、つまり第
２の室６３２側に移動した状態であり、ピストン６２と
一体のロッド６４が伸びきった状態（車輪走行に対応す
る下げ状態）である。なお、シリンダ筒６１の外に出た
ロッド６４の端部６４ａに、リンク部材９０に対する連
結点９２が位置する。また、作動シリンダ６０のシリン
ダ筒６１側の端部６１ａは車両の台車３７側に回転可能
に支持されるが、その支持機構は、トレーリングアーム
３０の他端３０ｂと同様である。

【００１０】第２の室６３２に対する油圧ポート６３２
ｐがあるシリンダ筒６１の一端部分６１ａは、他の部分
よりも径が小さく、それによって、ロッド６４の案内を
するようになっている。作動シリンダ６０は、また、こ
の径の小さな部分６１ａの近くに、ロック機構６５を備
えている。ロック機構６５は、ロッド６４が伸長した状
態をロックして保持するための機構である。ロック機構
６５は、シリンダ筒６１の軸線方向に対して直交する方
向に移動可能なロックピストン６５ａのほか、ロックピ
ストン６５ａの背面のバネ６５ｂを含む。ロックピスト
ン６５ａは、第２の室６３２に対して油圧が供給されな
いとき、バネ６５ｂの力によってシリンダ筒６１の中心
に向かうように押される。そのため、ピストン６２が下
方に移動したとき、ロックピストン６５ａは、ピストン
６２側のロック溝６２ｂに入り込んで、ロック可能であ
る。一方、ロックピストン６５ａは、第２の室６５２に
油圧が供給されれば、その油圧によって径方向外側に押
され、ロックを解除する。なお、ロックピストン６５ａ
の先端が傾斜面となっているが、その傾斜面は、第２の
室６３２に対する油圧を有効に受けるため、およびピス
トン６２が下方に動く際、ロック溝６２ｂを形成するフ
ランジを案内するため、にある。

【００１１】脚装置５０は、上に述べたような作動シリ
ンダ６０のほか、オイルダンパーからなるショックアブ
ソーバ７０、およびショックアブソーバ７０と同軸上に
配置したバネ部材８０を含む。ここでは、バネ部材８０
として、軸線方向の長さをより小さくするため、複数段
に重ねるように配列した皿バネ８０を利用する。そし
て、ショックアブソーバ７０側のピストン組立て体７２
を利用して、皿バネ８０に対して所定の予荷重をかける
ようにしている。複数の皿バネ８０は、一枚ごとに表裏
を違え、一対の支持体８１，８２の間に支持される。各
支持体８１，８２は、図３に詳細を示すように、外側フ
ランジ８１ｆ，８２ｆを含み、その断面形状は共にＴ字
型であり、両方がはめ合い結合してＩ字型となってい
る。ピストン組立て体７２は、段付き形状の軸部７２ａ
と、軸部７２ａの上端に位置するネジ部７２ｂと、軸部
７２ａの下端に位置するダンパーピストン部７２ｃとを
含む。こうしたピストン組立て体７２は、段付き形状の
軸部７２ａが下方の中空な支持体８２を押さえつつ、上
端のネジ部７２ｂが上方の支持体８１側にネジ結合して
いる。そこで、ネジ部７２ｂのネジ結合度合を変えるこ
とによって、フランジ８１ｆ−フランジ８２ｆの間の距
離を設定することができ、それによって、その間に位置
する皿バネ８０に所定の予荷重を与えることができる。
なお、上方の支持体８１の上部は、ラグ８１を介して、
車両の台車３７側に取付けられる。

【００１２】他方、下方の中空な支持体８２の開口は仕
切り蓋７６によって閉じられ、その仕切り蓋７６を押さ
えるようにして、ショックアブソーバ７０側のシリンダ
７１０の端部のフランジ７１０ｆがボルト締めされてい
る。ショックアブソーバ７０は、ピストン組立て体７
２、フランジ７１０ｆのあるシリンダ７１０のほか、シ
リンダ７１０の下部から伸びたロッド７２０を備え、ロ
ッド７２０の下端にリンク部材９０に対する連結点９２
が位置する。シリンダ７１０の中には、ダンパーピスト
ン部７２ｃのほか、ショックピストン７４がある。ダン
パーピストン部７２ｃが軸部７２ａに固定されているの
に対し、ショックピストン７４はバネ７７を変形させつ
つ、軸部７２ａに沿って移動可能である。ダンパーピス
トン部７２ｃには、それを貫通する絞り通路７３があ
り、ロッド７２０側から突き上げるような力あるいはシ
ョックを受けると、ショックアブソーバ７０は、絞り通
路７３を介してダンパーピストン部７２ｃの下のオイル
室７５ｄから上の室７５ｕへとオイルを流入してショッ
クを吸収ないしは緩和する。ショックピストン７４は、
仕切り蓋７６との間に空気溜め室７８を形成し、ダンパ
ーピストン部７２ｃ上下の室７５ｕ，７５ｄの容積差を
吸収するように機能する。

【００１３】図に示す実施例では、皿バネ８０を用いて
いることに加え、それに予荷重を与える手段をショック
アブソーバ７０の中に内蔵するようにしているので、ス
ペース的に特に有利である。勿論、皿バネ８０に代えて
コイルバネを用いることもできるが、スペースの点の利
点のほか、次の点から皿バネ８０が最適である。すなわ
ち、皿バネ８０は、所定の予荷重をかけることによっ
て、線形特性の点でも好ましく、快い乗り心地を得るこ
とができ、さらに、複数段あるいは複数枚の皿バネ８０
を設ける構成とするので、仮に金属疲労等により、ある
皿バネ８０が破損したとしても、その皿バネ分の弾性度
およびストロークが失われるだけであり、コイルバネ等
に比較してフェイルセーフ性を高めることができる。

【００１４】また、図に示す実施例では、ショックアブ
ソーバ７０および皿バネ８０を車輪１０の中心から遠い
位置に配置しているため、車輪１０のブレーキ装置によ
る熱の影響を避けることができる。

【００１５】なお、皿バネ８０に予荷重をかける手段
は、皿バネ８０の外周部分に配置するようにすることも
できる。さらに、この発明は、車両のほか、航空機にも
適用することができ、車両という概念は、狭義の車両お
よび航空機の機体を含む広い意味をもつ。

【００１６】

【発明の効果】この発明では、トレーリングアーム３０
に対しリンク部材９０を回転自在に連結し、そのテコ比
に応じてショックアブソーバ７０およびバネ部材（皿バ
ネ）８０に加わる荷重を小さくすることができ、それら
を軽量化し、併せてそれらに要するスペースをも小さく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による脚装置を含む車輪部分を示す側
面図である。

【図２】図１の車輪部分の正面図である。

【図３】ショックアブソーバおよびバネ部材側の詳細を
示す断面構造図である。

【符号の説明】

１０車輪２０車軸３０トレーリングアーム５０脚装置６０作動シリンダ７０ショックアブソーバ７２ｃダンパーピストン部８０皿バネ（バネ部材）９０リンク部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が車輪を支持する車軸に連結され、
他端が車両側に取付けられるトレーリングアームと、こ
のトレーリングアームの中途に、自らの中途の部分を回
転自在に連結されるリンク部材と、このリンク部材の前
記車軸寄りの一端と車両側との間に連結され、車輪の昇
降を行う昇降用の作動シリンダと、前記リンク部材の前
記車両側に寄った他端と車両側との間に連結されるショ
ックアブソーバと、このショックアブソーバと同軸上に
配置され、車両の荷重を受けるバネ部材とを備える、車
輪昇降機能を備えた脚装置。
【請求項２】前記バネ部材は、前記ショックアブソー
バの軸線方向に互いに積み重ねるように配列された複数
の皿バネからなる、請求項１の車輪昇降機能を備えた脚
装置。
【請求項３】前記複数の皿バネに所定の予荷重がかか
っている、請求項２の車輪昇降機能を備えた脚装置。