JPH08177925A - 空気ばね - Google Patents

空気ばね

Info

Publication number
JPH08177925A
JPH08177925A JP32768194A JP32768194A JPH08177925A JP H08177925 A JPH08177925 A JP H08177925A JP 32768194 A JP32768194 A JP 32768194A JP 32768194 A JP32768194 A JP 32768194A JP H08177925 A JPH08177925 A JP H08177925A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole
valve member
air spring
spring
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP32768194A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3469334B2 (ja
Inventor
Ichiro Miyake
一郎 三宅
Takashi Shimomura
孝 下村
Hiroshi Niimura
浩 新村
Makoto Ienaka
誠 家中
Rei Higashiya
玲 東谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Nippon Sharyo Ltd
East Japan Railway Co
Original Assignee
Bridgestone Corp
Nippon Sharyo Ltd
East Japan Railway Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp, Nippon Sharyo Ltd, East Japan Railway Co filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP32768194A priority Critical patent/JP3469334B2/ja
Publication of JPH08177925A publication Critical patent/JPH08177925A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3469334B2 publication Critical patent/JP3469334B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/048Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics with the regulating means inside the fluid springs
    • B60G17/0485Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics with the regulating means inside the fluid springs the springs being pneumatic springs with a flexible wall, e.g. with levelling valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10Type of spring
    • B60G2202/15Fluid spring
    • B60G2202/152Pneumatic spring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/40Constructional features of dampers and/or springs
    • B60G2206/42Springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2300/00Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60G2300/10Railway vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20Spring action or springs
    • B60G2500/204Pressure regulating valves for air-springs
    • B60G2500/2042Air filling valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/30Height or ground clearance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小振幅振動に対しては柔かいばね特性を、大
振幅振動に対しては硬いばね特性をそれぞれもたらす。 【構成】 上下の面板1,2と、これらの両面板にそれ
ぞれの端部を気密に連結した筒状可撓膜体3とを具え、
下面板2に、筒状可撓膜体3の内部と補助タンクとの連
通をもたらす通孔8を設けてなる空気ばねである。前記
通孔内に、通孔8の中心軸線に沿って変位可能なロッド
状の弁部材9を配設し、この弁部材9の軸線方向に所定
の間隔をおいたそれぞれの位置に、通孔8の閉塞部1
0,11をそれぞれ設けるとともに、その弁部材9を上
面板に押圧する附勢手段12を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄道車両、自動車な
どに適用して好適な空気ばねに関し、とくに、上下のそ
れぞれの面板の、小さい相対変位の下では柔かいばね特
性を、そして、大きい相対変位の下では硬いばね特性を
有するものである。
【0002】
【従来の技術】たとえば、従来の鉄道車両用空気ばねの
多くは、上面板および下面板のそれぞれに、筒状可撓膜
体の上下の端部をそれぞれ気密に連結したところにおい
て、上面板を、加圧空気供給手段の一例としてのコンプ
レッサーに、また、下面板を補助タンクにそれぞれ接続
すべく構成されており、かかる空気ばねの上下方向のば
ね定数は、通常は、
【数1】 dA/dx:受圧面積変化率 P:内圧 k:ポリトロープ指数 AO :受圧面積 VB :本体容積 Vt :補助タンク容積 にて示されるように、筒状可撓膜体内への供給内圧、受
圧面積等によって定まる一定値とされているため、空気
ばねのばね力は、上下面板の相対変位量に応じてほぼ線
形に変化することになる。
【0003】従って、このような空気ばねを、鉄道車両
の空気ばね台車に適用した場合には、上下方向の振動に
対してはすぐれた防振性能が得られるものの、とくに、
その台車が曲線軌道部分を通過するに当っては、空気ば
ねの伸縮変形量、ひいては、台車のローリング量が大き
くなりすぎ、それ故に、走行安定性が損われ、走行速度
の低減が余儀なくされるという問題があった。そこで、
従来は、上下方向の柔軟性はそのままにして、台車のば
ね系のローリング剛性を高めるべく、たとえば、枕木方
向に水平に延びる台車のねじり棒ばねを台車枠に枢支す
るとともに、そのねじり棒ばねの腕部材と、台車枠の上
方に位置するまくらばりとをリンクによって連結して、
ローリングに対してはねじり棒ばねの復元モーメントを
もって対抗するアンチローリング装置を空気ばねと併用
することが広く一般に行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、近年の、車
両の一層の高速化及び安定化の要求の下に、振り子式の
ボルスタレス台車を選択した場合には、設置スペース上
の制約からアンチローリング装置を振り子装置と共に空
気ばねに併設することが極めて困難であり、これがた
め、空気ばねそれ自体に、アンチローリング装置として
の機能をも発揮させることが強く望まれている。
【0005】この発明は、このような要求を満たすべく
検討を加えた結果、上述したようなローリングに対して
は、空気ばねの、大きな伸縮変形領域内でのばね特性を
修正することが有効であるとの知見に基づいてなされた
ものであり、この発明の目的は、とくには、伸縮変位量
の小さい範囲では、十分柔かいばね特性をもたらして車
両への乗心地を向上させ、一方、伸縮変位量の大きい範
囲では、硬いばね特性をもたらして車両のローリングを
有効に抑制し、走行安定性を向上させることによって、
アンチローリング装置の併設を不要ならしめ、加えて、
ばね定数の選定を容易ならしめた空気ばねを提供するに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の空気ばねは、
上面板および下面板のそれぞれに、筒状可撓膜体の上下
の端部をそれぞれ気密に連結し、いずれか一方の面板
に、筒状可撓膜体の内部と補助タンクとの連通をもたら
す通孔を設けるとともに、他方の面板に、加圧空気供給
手段への接続孔を設けたところにおいて、前記通孔内
に、通孔の中心軸線に沿って変位可能なロッド状の弁部
材を配設し、この弁部材の、軸線方向に所定の間隔をお
いたそれぞれの端部位置に、通孔の閉塞部をそれぞれ設
けるとともに、その弁部材を他方の面板に押圧する附勢
手段を設けたものである。
【0007】
【作用】この空気ばねでは、弁部材のそれぞれの閉塞部
の間隔を適宜に選択し、この弁部材を、たとえば、下面
板に設けた通孔内に配置するともに、その上端を上面板
に当接させることにより、上下の両面板の接近および離
隔方向の相対変位に伴って、その弁部材は、通孔内を、
それの中心軸線に沿う方向に相対変位する。
【0008】この場合において、両面板の、接近方向お
よび離隔方向のそれぞれの相対変位量が小さい範囲内に
おいては、封入空気は、下面板通孔を経て、空気ばねと
補助タンクとの間で比較的自由に流動することができる
ので、空気ばねは柔かいばね特性をもたらし、この結果
として、車両への乗心地を高めることができる。
【0009】この一方で、上下面板の相対変位量が所定
の値より大きくなると、それらの面板に追従して相対変
位する弁部材の、いずれか一方の閉塞部が通孔を閉止し
て、空気ばねと補助タンクとの連通を遮断することか
ら、その所定値を越える相対変位に対しては、空気ばね
は硬いばね特性を示すことになり、それ故に、車両への
ローリング現象の発生が有効に防止されて、すぐれた走
行安定性がもたらされることになる。
【0010】従ってここでは、弁部材に形成されるそれ
ぞれの閉塞部の軸線方向の間隔を、前述したように適宜
に選択して、柔かいばね特性をもたらす変位範囲を特定
することによって、アンチローリング装置を特別に付設
することなしに、車両への乗心地の向上と車両の走行安
定性とを高い次元で両立させることができ、また、空気
ばねのチューニングを極めて容易ならしめることができ
る。
【0011】なおここで、弁部材の上端の、上面板との
接触面を、球面その他の曲面形状として、接触面積を十
分小ならしめ、より好ましくは、その弁部材および、そ
れの接触面の少なくとも一方を摩擦係数の小さい材料に
て構成した場合には、上下の面板の水平方向への相対変
位に際する弁部材の連れ動きを有効を防止することがで
きる。
【0012】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1はこの発明の実施例を示す縦断面図であ
り、車両への取付姿勢の下での左右方向の断面図であ
る。ここでは、上面板1および下面板2のそれぞれに、
筒状可撓膜体3の上下の端部をそれぞれ気密に連結する
とともに、その下面板2の下方に、ほぼ円筒形状をなす
ゴム積層体4を取付ける。そして、このゴム積層体4の
下端に位置するストッパープレート5に、図示しない補
助タンクに接続される接続口部6を、ゴム積層体4の内
側へ筒状に突出させて設ける。
【0013】またここでは、上面板1のほぼ中央部に、
可撓膜体3の内側と、図示しない加圧空気供給手段との
連通をもたらす接続孔7を設け、そして下面板2に、可
撓膜体3の内側を、ゴム積層体の内側に連通させる通孔
8を設ける。
【0014】ここで、この実施例では、通孔8内に、中
間部に括れ部を有するロッド状の弁部材9を、通孔8の
中心軸線に沿って変位可能に配設するとともに、この弁
部材9の上端部分には、通孔内に丁度嵌り込んでその通
孔8を閉塞する閉塞部10を、そして、それの下端部分
には、通孔8の周りで下面板2に当接してその通孔8を
閉塞する他の閉塞部11を設ける。従って、かかる弁部
材9の通孔内への配設は、下面板2の下方側から、その
弁部材9の閉塞部10を通孔8に挿通させることによっ
て容易に行うことができる。
【0015】なお好ましくは、閉塞部10、ひいては弁
部材9の上端の、上面板1との接触面を、図示のような
球面形状その他の曲面形状とすることによって、それら
両者の接触面積を十分小ならしめ、さらに好ましくは、
上述したところに加えて、上面板1と弁部材9との相互
の接触面の、少なくとも一方を摩擦係数の小さい材料に
て構成し、これによって、上下の面板の水平方向の相対
変位に際する、弁部材9の共連れ変位を防止する。
【0016】そしてさらには、このような弁部材9を、
上面板1の下面に所要の力で押圧すべく、ここでは、下
面板2の下側に附勢手段12を取付ける。この例の附勢
手段12は、下面板2に直接的に固定した、底壁付きの
筒状ケーシング13と、この筒状ケーシング13の内側
で、その底壁に取付けられて、下面板2に達しない高さ
の下で、閉塞部11の外周面に接触する、これも筒状の
摺動ガイド14と、この摺動ガイド内で、閉塞部11と
ケーシング底壁との間に介装した圧縮ばね15とで構成
することができる。これによれば、通孔内の弁部材9
は、摺動ガイド14の作用下で、その軸線方向の円滑な
昇降変位を許容されることになり、また、圧縮ばね15
の復元反力により、上面板1の下面に、通常はそれに直
角に押圧されることになる。
【0017】ところで、ここにおける筒状ケーシング1
3は、その周壁に、下面板2に設けた通孔8の、接続口
部6への連通をもたらす開口16を有しており、これに
より、筒状可撓膜体3の内側の空気は、通孔8、開口1
6および接続口部6を経て補助タンクへ流動することが
できる。
【0018】以上のように構成してなる空気ばねは、加
圧空気供給手段からの加圧空気を、接続孔7を経てそこ
に供給して、筒状可撓膜体3の内側から補助タンクに至
るまでを所定の内圧とすることによって使用に供され
る。この場合、弁部材9の上端は、附勢手段12の作用
下で、上面板1に常時押圧されており、その弁部材9
は、予め選択された両閉塞部10,11の相対距離、充
填内圧等との関連の下で、ばね上側への定常の静止負荷
範囲においてはもちろん、上下面板1,2の接近および
離隔方向の、所定範囲内の小さい相対変位に際しても、
通孔8への加圧空気の自由な流動を許容する。
【0019】従って、この空気ばねによれば、上下の面
板1,2のいずれか一方側に、所定範囲内の小振幅振動
が入力された場合は、弁部材9もまたそれにつれて振動
することになるも、この場合には、弁部材9の括れ部に
よって、通孔8は十分な、開放状態に維持されるので、
可撓膜体内の空気は、通孔8および開口16から、接続
口部6を経て補助タンク内へ円滑に流入し、また、その
補助タンク内の空気は、それらを逆に辿って可撓膜体内
へ円滑に流入することになり、この結果として、空気ば
ねの、十分柔かいばね特性がもたらされる。
【0020】この一方において、入力された振動の振幅
が所定の範囲を越えるほどに大きい場合は、入力振動に
追従して振動を行う弁部材9のそれぞれの閉塞部材1
0,11が、所定範囲の変位量を越えた時点で、通孔8
を閉塞してそれ以後の空気の流動を拘束する。すなわ
ち、下面板2に対する上面板1の相対下降変位量が所定
の範囲を越えたときには、閉塞部10を通孔内に入り込
ませて、その周面を孔壁に摺接させることで、通孔8の
閉塞をもたらし、このことを、図2に部分断面図で示す
ように、上面板1がその下降限位置に達するまで継続さ
せ、逆に、下面板2に対する上面板1の相対上昇変位量
が所定の範囲を越えたときには、閉塞部11の上端面
を、通孔8の周りで、下面板2の下面に当接させること
で、通孔8の閉塞をもたらす。
【0021】これがため、振幅が所定の範囲を越えた後
においては、空気ばねは、実質的に、空気が流出入しな
い状態の下にて変形されることになり、このときには、
十分に硬いばね特性がもたらされることになる。
【0022】かくして、この空気ばねを、鉄道車両、自
動車などの、台車に、または、台車、シャシ等と車体と
の間に配設した場合には、小振幅振動に対してはすぐれ
た乗心地を、そして、所定の範囲を越える大振幅に対し
ては、硬いばね特性の下で、高い復元反力を発生して車
両へのローリングの発生を有効に抑制し、すぐれた走行
安定性を、ひいては、高速走行性を実現することができ
る。
【0023】図3は、弁部材9の附勢手段の他の例を示
す縦断面図であり、ここでは、底壁付きの筒状ケーシン
グ21の上端フランジ22を、通孔8の周りで下面板2
にねじ止め固定するとともに、その筒状ケーシング21
の、下面板2から幾分離れた位置より下方側の部分を、
閉塞部11に外接してそれの摺動ガイドとして機能する
縮径部分23とし、そしてこの縮径部分内で、ケーシン
グ底壁と弁部材9との間に圧縮ばね15を介装すること
によって附勢手段12を構成する。
【0024】ここで、筒状ケーシング21は、縮径部分
23より上方部分の周壁に、下面板通孔8を接続口部6
に連通させる開口24を有しており、また、閉塞部11
の、縮径部分内での円滑なる摺動運動を担保すべく、ケ
ーシング底壁に空気吸排口25を有する。この例の附勢
手段12では、前記実施例に比し、特別の摺動ガイドを
別個に設ける必要なしに、前述したそれと同様の機能を
十分に発揮させることができる。
【0025】以上この発明を図示例に基づいて説明した
が、上述したところに代えて、上面板に、補助タンクに
連通する通孔を設け、その通孔内に弁部材を配設するこ
とも可能であり、このことによってもまた、前記各実施
例と同様の作用効果をもたらすことができる。
【0026】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、とくには
上、下いずれかの面板の通孔内に配設した、閉塞部を有
する弁部材の作用下で、簡単な構造の空気ばねによっ
て、小振幅振動に対しては柔かいばね特性を、そして、
大振幅振動に対しては硬いばね特性を、それぞれ自動的
に発揮させることができるので、それを、鉄道車両、自
動車などに適用する場合に、アンチローリング装置の併
設を不要とし、また、極めて簡単なチューニングをもっ
て、車両への乗心地を十分に向上させることができる
他、耐ローリング性能を大きく向上させて、走行安定性
を極めて効果的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す縦断面図である。
【図2】上面板の下降限位置を示す要部断面図である。
【図3】弁部材附勢手段の他の例を示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1 上面板 2 下面板 3 筒状可撓膜体 4 ゴム積層体 5 ストッパープレート 6 接続口部 7 接続孔 8 通孔 9 弁部材 10,11 閉塞部 12 附勢手段 13,21 筒状ケーシング 14 摺動ガイド 15 圧縮ばね 16,24 開口 22 上端フランジ 23 縮径部分 25 空気吸排口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 孝 愛知県名古屋市熱田区三本松町1番1号 日本車輌製造株式会社内 (72)発明者 新村 浩 愛知県名古屋市熱田区三本松町1番1号 日本車輌製造株式会社内 (72)発明者 家中 誠 神奈川県川崎市多摩区宿河原6−12−3− 305 (72)発明者 東谷 玲 神奈川県横須賀市金谷2−12−1−206

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下の面板と、これらの両面板にそれぞ
    れの端部を気密に連結した筒状可撓膜体とを具え、いず
    れか一方の面板に、筒状可撓膜体の内部と補助タンクと
    の連通をもたらす通孔を設けてなる空気ばねであって、 前記通孔内に、通孔の中心軸線に沿って変位可能なロッ
    ド状の弁部材を配設し、この弁部材の、軸線方向に所定
    の間隔をおいたそれぞれの位置に、通孔の閉塞部をそれ
    ぞれ設けるとともに、その弁部材を他方の面板に押圧す
    る附勢手段を設けてなる空気ばね。
JP32768194A 1994-12-28 1994-12-28 空気ばね Expired - Fee Related JP3469334B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32768194A JP3469334B2 (ja) 1994-12-28 1994-12-28 空気ばね

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32768194A JP3469334B2 (ja) 1994-12-28 1994-12-28 空気ばね

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08177925A true JPH08177925A (ja) 1996-07-12
JP3469334B2 JP3469334B2 (ja) 2003-11-25

Family

ID=18201794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32768194A Expired - Fee Related JP3469334B2 (ja) 1994-12-28 1994-12-28 空気ばね

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3469334B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6402128B1 (en) 2000-01-31 2002-06-11 The Goodyear Tire And Rubber Company Air spring with lateral restraint and axial control
WO2005092646A1 (de) * 2004-03-16 2005-10-06 Daimlerchrysler Ag Gasfedersystem mit zentral geführtem schlauchrollbalg
ITCR20130016A1 (it) * 2013-05-24 2014-11-25 Wonder Spa Valvola di aspirazione per sospensione pneumatica di cabine di autocarri

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6402128B1 (en) 2000-01-31 2002-06-11 The Goodyear Tire And Rubber Company Air spring with lateral restraint and axial control
WO2005092646A1 (de) * 2004-03-16 2005-10-06 Daimlerchrysler Ag Gasfedersystem mit zentral geführtem schlauchrollbalg
ITCR20130016A1 (it) * 2013-05-24 2014-11-25 Wonder Spa Valvola di aspirazione per sospensione pneumatica di cabine di autocarri
WO2014188462A1 (en) * 2013-05-24 2014-11-27 Wonder Spa Intake valve for air spring suspension of truck cabins

Also Published As

Publication number Publication date
JP3469334B2 (ja) 2003-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180141400A1 (en) Suspension device for vehicle
US4669139A (en) Reclining bunk for sleeper
JPH08247196A (ja) 空気ばね
JP2881544B2 (ja) エアスプリング装置
JP3469334B2 (ja) 空気ばね
JPH08247195A (ja) 空気ばね
KR100488397B1 (ko) 레일운송차량
JPH06278606A (ja) 車両の振動制御装置
US4248447A (en) Vehicle suspension system
JPH0989029A (ja) 上下動ストッパを具える空気ばね
JPS6240191Y2 (ja)
JPH03535B2 (ja)
JP2000337417A (ja) 空気ばね
JP2881546B2 (ja) エアスプリング装置
JP4126750B2 (ja) 鉄道車両用車体支持装置
JPS58142048A (ja) ダンパ−装置
JP2871374B2 (ja) 鉄道車両用車体傾斜装置
JPH0427659A (ja) 車両用空気ばね
US2976031A (en) Vibration damper of air cushion for vehicles
EP2935931B1 (en) Self-adjusting, self-damping air spring system and method of damping oscillation
JPS595447B2 (ja) 車両用油圧緩衝装置
KR20080030748A (ko) 감쇠력 가변형 쇽업소버
JPH06229439A (ja) ショックアブソーバ
KR100390752B1 (ko) 차고보상장치
JP3893283B2 (ja) エアスプリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees