JPS5829414B2 - 空気ばね高さの階段式制御方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気ばね高さの階段式制御方法およびその装置
に関し、更に詳細には、空気ばねに加わる荷重が所定の
値以上になって空気ばね内の空気圧が所定圧以上になっ
たとき、空気ばねの釣合高さを減少又は増加する空気ば
ね高さの階段式制御方法および装置に関する。

まくらばねとして空気ばねを使用している従来の鉄道車
両用台車においては、例えば第１図に示されるように、
空気ばね３内への空気の供給或は空気ばね内からの空気
の排出を行なう自動高さ調整弁４を台車台わく２（又は
揺まくら或は車体１）に固定するとともに、その調整弁
４の操作レバー４０の先端に一端が車体（又は台車台わ
く）にほぼ垂直に枢着されたリンク４１の他端を枢着し
、空気ばねに加わる荷重が増大して空気ばねの高さが所
定の設定値より低くなったとき台車台わくに関して車体
が降下するのを利用して操作レバーを回動させて自動高
さ調整弁４を介して空気ばね内に空気を補給し、それに
よって空気ばねの高さが荷重に関係なく常に一定になる
ようにしている。

ところで、空車荷重だけでなく、荷物積載時の荷重がほ
ぼ均一となる貨車に、まくらばねとしてコイルばねと空
気ばねとを併用した複合ばね付きの台車を使用した場合
、空気ばねの高さを従来の高さ調整弁を用いて制御した
のでは、空車時の空気ばねの高さと積載時の空気ばねの
高さが同じになるため、コイルばねの負担荷重は空車時
も積載時も一定であるのに対し空気ばねの負担荷重は荷
重の増加分だけ増大することになり好ましくない。

このような場合には、積載車の空気ばねの高さを空車時
より低くすればコイルばねの負担荷重を増大させてその
分だけ空気ばねの負担荷重を減少させることができる。

また前述のような貨車に、まくらばねとして空気ばねを
使用し軸ばねとしてコイルばねを使用している空気ばね
付き２段ばね台車を用いる場合、空気ばねの高さを高さ
調整弁で一定になるようにしたのでは、軸ばねの高さが
空車時と積載時と異なるため、車体の高さが空車時と積
載時と軸ばねのたわみ分だけ相違することになる。

このような状態が好ましくない場合には、積載時に軸ば
ねのたわみ分だけ空気ばねの高さを増加させてやればよ
いことになる。

したがって、本発明の目的は、空気ばねに加わる荷重が
一定値以上になったとき、空気ばねの釣合状態における
高さを減少又は増大する空気ばね高さの階段制御方法お
よび装置を提供することにある。

本発明による空気はね高さの階段式制御方法は、空気ば
ね内の空気圧が所定の値以上に増加したとき空気はね内
への空気の給排を行なう自動高さ調整弁の操作レバーの
支点を階段的に降下又は上昇させ、それによって空気ば
ねの高さを減少又は増加することにある。

本発明による空気ばね高さの階段式制御装置の特徴は、 （イ）空気ばねと、 （ロ）操作レバーの揺動変位に応じて空気ばね内への空
気の給排を行なう自動高さ調整弁と、←→ シリンダ、
該シリンダ内に移動可能に装着されかつ支点において該
操作レバーに連結されたピストンおよび該ピストンを上
方又は下方に偏倚しているばねを有し、該ピストンの片
面に空気圧が作用したとき該支点を上方又は下方に移動
する支点移動装置と、 に）該空気ばね内の空気圧が所定の圧力以上になったと
きその空気圧を該シリンダ内に供給して該ピストンに該
空気圧を作用させる第１の弁と、（羽 該空気ばね内の
空気圧が所定の圧力以下に降下したとき該シリンダ内の
空気圧を大気中に排出させる第２の弁と、 を備え、空気圧に加わる荷重の変化に対して該支点の位
置を階段式に変化させ、それによって空気ばねの高さを
階段式に変化させることにある。

以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第２図において本発明による空気ばね高さの階段制御装
置が示されている。

同図において、１は車体、２は台車台わく、３は車体１
と台わく２との間に配設された空気ばね、３ａは空気ば
ね内に配設されたコイルばね、４が操作レバー４０の回
動動作に応じて空気はね内への空気の給排を行なう自動
高さ調整弁である。

台車には操作レバー４０の支点を降下する支点移動装置
５が取り付けられている。

この支点移動装置５は、第３図に詳細に示されるように
、台わくに固定されていて両端がカバーによって密閉さ
れたシリンダ５０と、シリンダ内に移動可能に装着され
たピストン５１と、ピストン５１を押し上げているばね
５２と、ピストン５１に固定されていて上端がシリンダ
５０の外に突出しているロッド５３とで構成されている
。

ロッド５３の上端は、長さが調節可能になっているリン
ク６を介して操作レバーの支点Ｏに枢着されている。

この支点移動装置は、一定値以上の空気圧がピストン５
１の上面に作用したとき、ピストンが降下して円筒部５
４の上端に当接して停止し、それによってピストンの降
下量だけ支点を降下させるようになっている。

台わく２には、更に空気はね３の下部に第１および第２
の弁７および８が取り付けられ、それらの弁は導管９ａ
および９ｂを介して、支点移動装置５のシリンダ５０内
の室Ｃと、それぞれ連通されている。

第１の弁７は、第４図に示されるように、空気ばね３の
内部と連通されるポート７１、シリンダ５０内の室Ｃと
連通されるポート７２および弁座７３が形成された本体
７０と、本体内に移動可能に挿λされていてばね７５に
より弁座に圧着されている弁体７４とから或っていて、
空気ばね内の圧力が一定値以上、例えば貨物積載時の空
気ばね内の空気圧よりやや低い圧力Ｐ１坦上になったと
き弁体が弁座から離れて空気ばね内の空気圧をシリンダ
５０の室Ｃ内に供給するようになっている。

第２の弁８は、第５図に示されるように、空気はね内と
連通されるようになっているポート８１、室Ｃと連通さ
れるようになっているポート８２、排気ポート８３およ
び弁座８４が形成された本体８０と、本体内に移動可能
に配置されていてばね８６によって弁座から離れる方向
に偏倚されている弁体８５とから成り、空気ばね内の空
気圧が、前記圧力Ｐ１より小さくかつ空車時の空気ばね
内の空気圧Ｐ。

よりも大きい圧力１２以上になったとき、弁体と弁座と
が係合してポート８２と排気ポート８３との連通を断ち
、圧力Ｐ２より低くなったときポート８２と排気ポート
８３とを連通して室Ｃ内の空気圧を排気するようになっ
ている。

次に本制御装置の動作を第２図を参照して説明する。

空車時空気はねにかかる荷重がＷ。

のとき空気ばねの基準高さがＨ６となり、台わくから操
作レバー４０の支点までの高さがり。

となった状態で操作レバーが水平になって空気ばねへの
空気の給排が停止して釣合状態にあるとする。

このような状態の下で貨車に荷が満載されて荷重がＷｌ
になったとすると空気ばね３およびコイルばね３ａは共
に圧縮される。

このためコイルばねの押上刃が増大するとともに空気ば
ね内の空気圧も上昇する。

そして空気はね等の圧縮は、空気ばねとコイルばねの反
力と荷重とが釣合った点、例えば空気ばねの高さがＨｌ
になったとき停止する。

このとき空気ばね内の空気圧がＰｌより大きくなると、
第１の弁７は開いて空気ばね内の空気圧を支点移動装置
５の室Ｃ内に送る。

このためピストン５１は押し下げられて円錐突部の上端
に５持して停止し、これに対応して支点Ｏも高さｈ２に
なるまで降下される。

支点Ｏが高さｈ２まで降下したにもかかわらず、圧縮さ
れたときの空気ばねの高さＨｌが、高さｈ２の支点Ｏに
対する空気ばねの高さく支点Ｏが高さｈ２の場合に操作
レバーが水平になって空気の給排を停止しているときの
空気ばねの高さ）Ｈ２より低いときは、操作レバー４０
は左下りになっているため空気はね内への空気の供給が
行なわれ、空気ばね高さがＨ２になった時釣合って給気
が停止する。

逆にＨｌがＨ２より高いときは操作レバーは右下りの状
態になっているから空気はね内の空気を排気し、Ｈｌが
Ｈ２と等しくなったとき排気を停止する。

このように積載時は空気ばねの高さが積極的に低くされ
るので、コイルばねの負担荷重が増加され、空気はねに
のみ過剰な負荷が加わることはなくなる。

次に荷が下されて空車になり荷重がＷ。

になると空気ばねは伸び、このためその中の空気圧もＰ
ｌよりも低くなり、最終的には空車時の空気圧Ｐ。

になる。

空気ばねの空気圧がＰｌより低くなると第１の弁７が閉
じて空気ばね内と室Ｃとの連通を断ち、更にＰ２より低
くなると第２の弁の弁体が押されて室Ｃと排気ポートと
を連通して室Ｃの空気圧を排気する。

したがってピストン５１はばね５２により押し上げられ
、支点も元の位置に戻される。

第６図において本発明による空気ばねの高さの階段制御
装置の他の実施例が不全でＶ柘。

この実施例においては、空気はね内の空気圧が所定値以
上になったとき、公知の構造の圧力スイッチａを作動さ
せ、それによってサーボモータｂを動かして、自動高さ
調整弁４の操作レバーの支点０を上下動するようにして
いる。

第７図において、本発明による空気ばね高さの階段式制
御装置の更に別の実施例が示されている。

この装置において支点移動装置５ａは２段ピストン式シ
リンダの構造になっていて支点を二段階にわたって移動
できるようになっている。

すなわち空気ばね内の圧力が増加して２３以上になった
とき、弁７ａが開いてその空気圧Ｐ３がシリンダ５０ａ
の室Ｃａ内に送られると、ピストン５１ａは、ばね５３
ａに抗してピストン５２ａの上端に接するまで距離Ｘだ
げ降下し、その位置で止まる。

したがってピストン５１ａに固定されたロッド５４ａに
接続された操作レバーの支点（図示されていない）も距
離Ｘだげ降下される。

荷重が更に増加して空気ばね内の空気圧がＰｌに上（Ｐ
ｌ〉Ｐ３）になると、弁１ｂが開いて空気ばね内の空気
圧を室ｃｂに送る。

このためピストン５２ａはばね５５ａに抗して距離ｙだ
げ降下する。

ピストン５２ａが降下されると、ピストン５１ａは室Ｃ
ａ内の空気圧によりピストン５２ ａ ＩＩＪに押され
ているためピストン５１ａおよびロッド５４ａも同時に
ｙだげ降下され、支点もｙだげ降下される。

したがって支点０は元の位置よりｘ −１−ｙだげ降下
することになる。

逆に空気ばね内の空気圧が降下してＰ２（Ｐｌ〉Ｐ２〉
Ｐ３）になると室ｃｂ内の空気圧は弁８ａにより排気さ
れるためピストン５２ａおよび５１ａはｙだげ押し上げ
られ、支点もｙだげ押し上げられる。

空気圧が更に降下してＰ、（Ｐｏ＜Ｐ、＜Ｐ３）になる
と室Ｃａの空気が弁８ｂを介して排出されるためピスト
ン５１ａはＸだげ押し上げられ、支点は元の位置に戻る
。

なお弁７ａおよび７ｂは弁Ｉと同じ構造で動作圧力が異
なるだけであり、弁８ａおよび８ｂは弁８と同じ構造で
動作圧力が異なるだけである。

以上の説明から明らかなように、本発明による空気ばね
高さの階段式制御方法を使用すれば空気ばねの高さを必
要に応じて一定量階段的に増加又は減少でき、台車の使
用の面から極めて有益である。

なお空気ばねの高さを増加する場合すなわち支点位置を
上昇させる場合には支点移動装置を前述と逆向きに動作
するように、すなわちピストンに圧力が作用したときピ
ストンが上に移動するようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気ばね付き２段ばね台車の側面図、第
２図は本発明による空気ばね高さの階段式制御装置の概
略図、第３図は支点移動装置の拡大断面図、第４図は第
１の弁の拡大断面図、第５図は第２の弁の拡大断面図、
第６図は空気ばね高さの階段式制御装置の他の実施例の
図、第７図は空気ばね高さの階段式制御装置の更に別の
実施例を示す図である。 １：車体、２：台車台わく、３：空気ばね、４：自動高
さ調整弁、４０：操作レバー、５：支点移動装置、５０
ニジリンダ、５１：ピストン、５２：ばね、７，８：弁
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 台車に対する車体の上下方向変位により自動高さ調
   整弁の操作レバーを回転させて空気ばね内への空気圧の
   給排を該自動高さ調整弁を介して行なう空気ばねの高さ
   制御方法において、該操作レバーの支点に支点移動装置
   を接続するとともに、該空気ばね内部の空気圧に応動し
   て該支点移動装置を段階的に動作させる装置を設け、該
   空気ばね内の空気圧が所定値以上又は以下に増減したと
   き該操作レバーの支点を上方又は下方に段階的に移動さ
   せ、それにより空気はね内の空気圧の増減に応じて該空
   気ばねの釣合時の高さを段階的に変化させることを特徴
   とした空気ばね高さの階段式制御方法。 ２ （イ） 空気ばねと、 （ロ）操作レバーの揺動変化に応じて空気ばね内への空
   気の給排を行なう自動高さ調整弁と、（ハ）シリンダ、
   該シリンダ内に移動可能に装着されかつ支点において該
   操作レバーに連結されたピストンおよび該ピストンを上
   方又は下方に偏倚しているばねを有し、該ピストンの片
   面に空気圧が作用したとき該支点を上方又は下方に移動
   する気侭移動装置と、 に）該空気ばね内の空気圧が所定の圧力以上になったと
   きその空気圧を該シリンダ内に供給して該ピストンに該
   空気圧を作用させる第１の弁と、（ホ）該空気ばね内の
   空気圧が所定の圧力以下に降下したとき該シリンダ内の
   空気圧を大気中に排出させる第２の弁と、 を備え、空気ばねにかかる荷重の変化に対して該支点の
   位置を階段式に変化させ、それによって空気ばねの高さ
   を階段式に変化させることを特徴とした空気ばね高さの
   階段式制御装置。