(57)【要約】【課題】ダイヤフラムと下支持部との摺動部の滑り易さを強度低下を招くことなく改善し、ダイヤフラム下部の早期摩耗を回避させて、所期の性能を長期に亘り確実、かつ、安定良く発揮させ、耐久性のさらなる向上が可能となる鉄道車両用空気ばねを提供する。【解決手段】車体側の上支持部１と、その下方に配置される台車側の下支持部２とに亘って弾性材製のダイヤフラム３を設けて成る鉄道車両用空気ばねにおいて、下支持部２におけるダイヤフラム３の下ビード部３ｄを載せ付けて受止める部分２ｂに、ゴム製の支持板２４を配備するとともに、支持板２４における下ビード部３ｄを受止める上面部分２４Ａが長さ６ｍｍのアラミド短繊維入りゴムで補強形成されている。【選択図】図１
2010223372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側の上支持部と、その下方に配置される台車側の下支持部とに亘って弾性材製のダイヤフラムを設けて成る鉄道車両用空気ばねであって、
前記下支持部における前記ダイヤフラムの下ビード部を載せ付けて受止める部分に、ゴム製の支持板を配備するとともに、前記支持板における前記下ビード部を受止める部分が合成繊維短繊維入りゴムで補強形成されている鉄道車両用空気ばね。
【請求項２】
前記支持板が、繊維の配合方向が揃えられた薄板状の合成繊維短繊維シート材がゴム材に載置された状態でプレスされつつ加硫処理されることで成るものである請求項１に記載の鉄道車両用空気ばね。
【請求項３】
前記合成繊維短繊維がアラミドで形成されている請求項１又は２に記載の鉄道車両用空気ばね。
【請求項４】
前記アラミド短繊維が、その繊維長さが３〜９ｍｍの範囲に揃えられたものである請求項１〜３の何れか一項に記載の鉄道車両用空気ばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体側の上支持部と、その上方に配置される台車側の下支持部とに亘って弾性材製のダイヤフラムを設けて成る鉄道車両用空気ばねに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の鉄道車両用空気ばねにおいては、車両走行時の蛇行や旋回に伴い、その主要部であるダイヤフラムに左右及び前後方向の水平変位が作用する。特に、台車としてボルスタレス台車が採用されている鉄道車両の場合では、その水平変位が非常に大きくなる。そのような水平変位時では、ダイヤフラムと上支持部及び下支持部とが接触状態にあるために両者間の滑り摩擦抵抗が大きく、バネ定数が大きくなって水平変位挙動が悪いために、空気ばね本来の緩衝性能が得難い。また、滑り摩擦抵抗が大きいために、ダイヤフラムが摩耗し易くなり、破損したりパンクしたりして早期のうちに使用不能となるおそれがある。
【０００３】
下支持部は、上支持部に比べて受圧面積が小さくて単位面積当りの圧力、即ち摺動圧力が高いので、ダイヤフラムとの接触条件がよりシビアである。故に、下支持部は、垂直方向荷重による変形を少なくし、かつ、水平変位が取れるようにすべく、高さを高く設定するとともにダイヤフラム受止部のゴムを高硬度ゴムとするように工夫された構成が採られたりしている。そのため、ゴム製ダイヤフラムが下支持部よりも歪が大きくなり、相対摺動による損傷がダイヤフラムに偏って発生し易いものとなる。このような従来技術としては、特許文献１において開示されるものが知られている。
【０００４】
上記特許文献１で開示されるものは、材質がＮＲ（天然ゴム）のダイヤフラムに、ＮＲ高硬度ゴムを接合する構造のものである。しかしながら、近年のダイヤフラムは耐磨耗性や弾力性に優れるＣＲ（クロロプレンゴム）が用いられることが多いので、前述のような部分的に高硬度ゴムとする構造を採用することは不適である。
【０００５】
従って、ダイヤフラムと下支持部との接合部におけるダイヤフラムの早期損傷を回避するには、新たな工夫が必要になる等、さらなる改善の余地が残されているものであった。
【特許文献１】特開２００３−１７２３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記実情に鑑みることにより、ダイヤフラムと下支持部との摺動部の滑り易さを強度低下を招くことなく改善し、ダイヤフラム下部の早期摩耗や摩滅を抑制又は回避できるようにして、所期の性能を長期に亘り確実、かつ、安定良く発揮させ、耐久性のさらなる向上が可能となる鉄道車両用空気ばねを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、車体側の上支持部１と、その下方に配置される台車側の下支持部２とに亘って弾性材製のダイヤフラム３を設けて成る鉄道車両用空気ばねにおいて、
前記下支持部２における前記ダイヤフラム３の下ビード部３ｄを載せ付けて受止める部分２ｂに、ゴム製の支持板２４を配備するとともに、前記支持板２４における前記下ビード部３ｄを受止める部分２４Ａが合成繊維短繊維ｒ入りゴムで補強形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の鉄道車両用空気ばねにおいて、前記支持板２４が、繊維の配合方向が揃えられた薄板状の合成繊維短繊維シート材２４ａがゴム材２４ｇに載置された状態でプレスされつつ加硫処理されることで成るものであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の鉄道車両用空気ばねにおいて、前記合成繊維短繊維ｒがアラミドで形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の鉄道車両用空気ばねにおいて、前記アラミド短繊維ｒが、その繊維長さが３〜９ｍｍの範囲に揃えられたものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、下支持部におけるダイヤフラムの下ビード部を受止める部分を合成繊維短繊維入りゴムで補強形成してあるので、ダイヤフラムとの摩擦係数を下げて摩耗摩滅を少なくすることができる。故に、鉄道車両走行時の蛇行や旋回に伴い空気ばねが左右方向や前後方向に水平変位しても、下支持部の受止め部分と下ビード部とが円滑に相対移動することができ、変形によって長径方向に働く引張り力が吸収緩和されて小さくなり、ダイヤフラムが異常摩耗する等の早期損傷が抑制又は回避可能となる。その結果、ダイヤフラムと下支持部との摺動部の滑り易さを強度低下を招くことなく改善し、ダイヤフラム下部の早期摩耗や摩滅を抑制又は回避できるようにして、所期の性能を長期に亘り確実、かつ、安定良く発揮させ、耐久性のさらなる向上が可能となる鉄道車両用空気ばねを提供することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、繊維の配合方向が揃えられた合成繊維短繊維シート材は、プレスしつつ加硫処理することにより、加硫後には繊維の配合方向が空気ばねとしての軸心に対して放射状に揃うようになる。従って、請求項１の発明による前記効果を、加硫時のゴムの流動を利用することによって特別な処理を行うことのない経済的、合理的な状態で得ることができる利点がある。
【００１３】
そして、請求項３のように、合成繊維短繊維の材質としては、引張り強さ、弾性率、耐熱性に優れた有機繊維となるアラミドを用いれば好都合であり、請求項４のように、短繊維長さを３〜９ｍｍとすれば、下ビード部を受止める部分を、優れた耐摩耗性と優れた量産性との両立が図れるものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明による鉄道車両用空気ばねの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は鉄道車両用懸架装置を示す断面図、図２は上下反転された中間支持部材を示す斜視図、図３は受止リング部分の別構造を示す要部の断面図、図４は絡みネット（網状繊維）を示す半円状の平面図、図５は絡みネットの部分拡大図、図６は従来及び本発明の網状繊維及び空気ばねの各種性能を示す特性表である。
【００１５】
〔実施例１〕
図１，２に鉄道車両用懸架装置Ａが示されている。この懸架装置Ａは、上から下に空気ばね（鉄道車両用空気ばね）ａ、弾性ストッパｃ、弾性ばね機構ｂをこの順で配備して構成されている。空気ばねａは、鉄道車両の車体（図示省略）に取付られることとなる上下方向視で円形の上支持部（外筒とも言う）１と、その下方に配置される中間支持部（「下支持部」の一例であり内筒とも言う）２と、これら両者１，２に亘って設けられるＣＲやＮＲ等のゴム（弾性材の一例）製のダイヤフラム（ベローズ）３と、を有して構成されている。
【００１６】
上支持部１は、上下方向視で円形を呈する鋼板製の支持座１ａ、これの下面に固着される鋼板製の筒部１ｂ、これら両者１ａ，１ｂに亘って固定される上下軸心Ｐを有する支軸１ｃ、筒部１ｂの径外側において支持座１ａの下面側に一体化されるリング状でゴム製の上受座１ｄ、及び、筒部１ｂの下側に蓋するように固定される底壁部１ｅ等を有して構成されている。上受座１ｄは、有底筒部１ｂの外周面には薄膜状で支持座１ａの下面内側には厚肉状に形成され、かつ、径外側ほど下方に厚くなる形状（略鉢伏形状）に形成されている。底壁部１ｅの下面には、ステンレス材製で円形の板状摺動部材６が接着等によって一体化されている。
【００１７】
ダイヤフラム３は、支持座１ａと筒部１ｂとで形成される上隅角部に圧入的に嵌合される上ビード部３ａ、広い面積でもって上受座１ｄで受け止められる円板上部３ｂ、最も横方向に張り出す本体部３ｃ、及び、中間支持部２の上端外周壁２ａの外周面とフランジ部（「ダイヤフラムの下ビード部を載せ付けて受止める部分」の一例）２ｂの上面とで形成される下隅角部にアタッチメントリング７を介して圧入的に嵌合される下ビード部３ｄを有して形成されている。つまり、自動車のタイヤとホイールとの関係のように、上支持部１と中間支持部２との双方にダイヤフラム３がボルト等の締結構造無しに嵌合装着さる構造、いわゆる「セルフシール型ダイヤフラム」を持つ空気ばねａに構成されている。
【００１８】
弾性ばね機構ｂは、台車側の下受台部４と、その上方に配置される中間支持部２とに亘って上下方向視で環状を為す第１弾性体５を介装して構成されている。下受台部４は、軸心Ｐを有する中心筒軸部４ａと、台車に載せ付けられる部分である内径側部４ｂと、第１弾性体５が搭載される外周フランジ部４ｃと、内径側部４ｂとこれよりも設定高さの高い外周フランジ部４ｃとを繋ぐ傾斜周部４ｄとを有し、上下方向視で円形を呈するものに形成されている。
【００１９】
つまり、下受台部４は、第１外周部分を為す第１円環外周壁である外周フランジ部４ｃと、第１中心部分を為す第１中心円壁である内径側部４ｂと、これら外周フランジ部４ｃと内径側部４ｂとを繋ぐように配される上拡がり円筒状の傾斜周部４ｄと、を有する略深皿形状に形成されている。尚、４ｅは台車（図示省略）との位置決め用のピンであり、傾斜周部４ｄにまで延長されている内径側部４ｂの一箇所に植設されている。
【００２０】
中間支持部２は、外周フランジ部４ｃの上に位置する前述のフランジ部２ｂ、内径側部４ｂの上方に位置する載置内周壁２ｃ、傾斜周部４ｄの上方に位置するテーパ周壁２ｄ、及び前述の上端外周壁２ａを有し、上下方向視で円形を呈するものに形成されている。つまり、第２外周部分を為す第２円環外周壁であるフランジ部２ｂと、第２中心部分を為す第２中心円壁である載置内周壁２ｃと、これらフランジ部２ｂと載置内周壁２ｃとを繋ぐように配される上拡がり円筒状のテーパ周壁２ｄと、を有する略御椀形状に形成されている。尚、載置内周壁２ｃの下面側には、図２にも示すように、軸心Ｐを中心とした放射線状の８箇所に補強リブ１８が一体形成されており、中心孔２ｆの周囲部分は載置内周壁２ｃよりも肉厚に形成されている。
【００２１】
第１弾性体５は、金属製で三枚の硬質板８と上下三層のゴム層９とが上下に交互に積層されて成る積層ゴム構造に構成されて、外周フランジ部４ｃとフランジ部２ｂとの上下間に介装されている。最下層のゴム層９は外周フランジ部４ｃに加硫接着によって一体化されており、最上部の硬質板８はフランジ部２ｂにＯリング（符記省略）を介して気密状にボルト止めされている。
【００２２】
弾性ストッパｃは、上下方向視で第１弾性体５の内側に位置する状態で中間支持部２に載置されて、所定以上に下降してくる上支持部１を受止め可能な第２弾性体１０と、この第２弾性体１０を上下に予圧縮した状態で組付けるため当接部材１１と、当接部材１１をその上昇移動を規制しながら中間支持部２に係止するための受止リング１２とを有して構成されている。略御椀形状の中間支持部材２は、図１に示す組付時において、載置内周壁２ｃと外周フランジ部４ｃとが上下方向で極僅かに干渉する相対高さ関係にある。従って、ダイヤフラム３がエアレス状態となり、鉄道車両の荷重が直接的に弾性ストッパｃに作用した場合には、載置内周壁２ｃと外周フランジ部４ｃとは上下方向で明確に干渉する相対高さ関係になる。
【００２３】
第２弾性体１０は、金属製で四枚の硬質板１３と上下三層のゴム層１４とが上下に交互に積層されて成る積層ゴム構造に構成されている。上下の硬質板１３，１３はほぼゴム層１４と等しい内径であるが、上下中間２枚の硬質板１３，１３はゴム層１４の内径より大きな内径とゴム層１４の外径より小さい外径とを有する埋設状態で装備されている。円環板状の受止リング１２は、テーパ周壁２ｄの平坦頂面２ｅに取り外し可能に複数のボルト１５を用いて固定されている。当接部材１１は、第２弾性体１０の上面に被さる中心壁１１ａと、受止リング１２に干渉する径を持つ係止フランジ１１ｂと、これら中心壁１１ａと係止フランジ１１ｂとを繋ぐ側周壁１１ｃとを有する深皿状のものに形成されている。
【００２４】
弾性ストッパｃを組付けるには、第２弾性体１０を載置内周壁２ｃに載置してその上に当接部材１１を蓋をするように被せる。そして、受止リング１２を当接部材１１を通過させて落し込んで係止フランジ１１ｂ上に位置させ、その状態で複数のボルト１５を中間支持部材２に螺着させて絞め込んでゆくことにより、第２弾性体１０を所定量上下に圧縮させた状態で中間支持部材２に装備させることができる。その組付状態では、第１弾性体５と第２弾性体１０とが上下方向でほぼ第１弾性体５の高さ分重なるように設定されており、上下にコンパクトな状態で弾性ばね機構ｂと弾性ストッパｃとが配置構成されている。
【００２５】
当接部材１１の中心壁１１ａの上面には、フッ素樹脂等の低摩擦材から成る円形平板状の滑り部材１６が接着等の手段によって一体化されており、この滑り部材１６と板状摺動部材６とによって滑り機構ｅが構成されている。つまり、滑り機構ｅは、当接部材１１の上面と上支持部１における上下方向で上壁部４ａに対向する部分である底壁部１ｅの下面との何れか一方に低摩擦材から成る滑り部材１６を、かつ、何れか他方に滑り部材側の面が平らな板状摺動部材６をそれぞれ配備して構成されている。
【００２６】
次に、低摩擦機構１９について説明する。アタッチメントリング７は、図３，図７に示すように、中間支持部２のフランジ部２ｂに載せ付けられるプレス鋼板製の支持円板２３と、その上面側に加硫接着等によって一体化される環状ゴム（ゴム製の支持板の一例）２４とで形成されている。環状ゴム２４は、下ビード部３ｄに嵌合するような形状に形成されるＳＢＲ（スチレン・ブタジエン・ゴム）やＮＲ等であって、その上面部分２４Ａはアラミド短繊維入りゴム、即ち複合ゴムに形成されている。つまり、環状ゴム２４における下ビード部３ｄを受止める部分である上面部分２４Ａが合成繊維短繊維入りゴムで補強形成され、その複合ゴム部２４Ａを設けることにより、中間支持部２とダイヤフラム３との摩擦を低減させる低摩擦機構１９が構成されている。
【００２７】
複合ゴム部分２４Ａの作り方は次のようである。即ち、シート状にて加工され、その短繊維配向方向が一定方向に揃ったもの、即ち、図８に「成型状態」で示す円環状のものが複合原材２４ａである。つまり、未加硫ゴムにアラミド短繊維を混合し、それを一般的なゴム押出機或いはカレンダーロール等によりシート状に加工することで配向性を持たせたものが複合原材２４ａである。そして、その複合原材２４ａを環状ゴム２４の未加硫状態のもの、即ちゴム材２４ｇに載せ、その状態で圧縮（プレス）しながら加熱して加硫すると、金型の構造にもよるが、ゴムが径内側から径外側に向かって円周放射状に流動しながら加硫される。図８の「成型状態」は、ゴム材２４ｇの上方に複合原材２４ａが位置する分解斜視図的に描いてある。尚、短繊維が放射状に配向されなくても、摩擦係数の低減効果は十分に発揮される。
【００２８】
その結果、図８の「加硫後」で示されるように、ゴムの流動によってアラミド繊維ｒもほぼ放射状に並ぶように配向方向が変更されるようになりうる。つまり、加圧しながら加硫するという一般的な加硫処理を行うだけで、アタッチメントリング７の、つまりは空気ばねａの形状に好適な放射線状にアラミド短繊維ｒの向きを極力揃えることができる。これにより、支持円板２８をどの向きに配置しても、各部の摩擦抵抗は一定となり、又、表層にアラミド繊維ｒが配置（露出）される複合ゴム２４Ａと下部ビード部３ｄとの摩擦係数が従来よりも大きく下がり、ダイヤフラム３の下部に早期の損傷が起きないようにして耐久性を満足行くように改善することが可能になる。
【００２９】
複合原材２４ａは、ポリマーであるＳＢＲとアラミド短繊維とカーボンブラック等のその他との配合比が１００：２：８１であり、アラミド短繊維の長さは６ｍｍとした。短繊維の長さを長く（９ｍｍ以上）すると配向方向で摩耗差が大きくなり、短く（３ｍｍ以下）にすると耐磨耗性が低下するからである。また、短繊維の長さが長いと、加硫時の流動効果が少なくて配向が変化し難く、長さが短いと、流動効果が高過ぎて短繊維密度が乱れたり短繊維がゴムから離脱するおそれがある。参考に、アラミド短繊維の物性例は、単繊維直径が１２μｍ、強度が２５ｇ／Ｄ、破断伸度４．４％、熱分解開始温度が５００℃である。
【００３０】
そして、本発明による摩擦低減機構１９を有する空気ばねａを持つ鉄道車両用懸架装置においては、図６の特性表（後述）には記載していないが、前後移動量が７０ｍｍでは１００万回で異常出ず、前後移動量１００ｍｍでは５０万回で異常出ず、前後移動量１５０ｍｍでは３０万回で異常出ず、という上支持部２とダイヤフラム３上部と同等の耐久性を持つことが知見された。
【００３１】
横滑り機構２０について説明する。図１に示すように、上支持部１の上受座１ｄとダイヤフラム３の円板上部３ｂとの上下間に、摺動板２１とこれの下に位置する絡みネット（網状繊維の一例）２２とで成る横滑り機構２０が装備されている。摺動板２１は、ドーナツ形状（円環形状）のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：金属又は合成樹脂の一例、かつ、フッ素樹脂の一例）製でシート状のものであって、上受座１ｄの下面（「ダイヤフラムを受止める部分」の一例）１Ｋに敷設されている。摺動板２１は接着剤で接着するか、もしくは加硫接着するか、或いは非接着にて配置するかという手段により上受座１ｄの下面１Ｋに付設されている。
【００３２】
絡みネット２２は、図５に示すように、熱処理を施したポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維等の毛羽の少ない繊維が使用されるとともに変性シリコン樹脂がコーティング（塗布の一例）されている。そして、図４に示すように、絡みネット２２は、円環形状（ドーナツ形状）でシート状の網状繊維に形成されている。変性シリコン樹脂コーティングにより、摺動板２１との摩擦により偏りが出ないような剛性を絡みネット２２に持たせることができている。網状繊維が変性シリコン樹脂でコーティングされた絡みネット２２や横滑り機構２０の機能や効果は次のようである。
【００３３】
即ち、空気ばねａにおいては、軸心Ｐに対し、前後左右上下変位と回転変位とが同時に加わるような状況もあり、その場合には絡みネット２２の必要伸び（伸び率）が最大５０％に達することがある。そのような場合、通常のナイロン網やカラミ網等では破断限界伸びが５０％〜６０％であることから、繰り返し許容伸びは２０％程度となり、従って、繰り返し伸びが前記５０％となるような状況においては、従来の繊維では破断してしまうことが容易に予測される。これに対して、横滑り機構２０においては絡みネット２２と摺動板２１との間、及び絡みネット２２と円板上部３ｂとの間で良好に滑りが生じるので、絡みネット２の繊維自体に必要となる伸びが減少され、かつ、関係する部材に摩擦による摩耗が発生し難い（又は無い）ようにすることが可能になる。
【００３４】
絡みネット２２の網状繊維としては、軸心Ｐを中心とする３６０度のいずれの方向に引張り力が加わっても一定以上の変形が可能なカラミ織りが望ましい。これによれば、カラミ状のフィラメント間にも変性シリコン樹脂が浸透され、長期間の繊維コーティングが保持可能になる。尚、変性シリコン樹脂をコーティングする前に、網状繊維にＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）処理を行うとともに、変性シリコン樹脂コーティングの後に、１５０〜１７０℃の乾燥空気で１０〜３０分間の熱処理を行うことにより、変性シリコン樹脂をより強固に網状繊維に一体化させることが可能になる。
【００３５】
絡みネット２２に使用する網状繊維の網目の大きさは１〜４ｍｍ程度が望ましい。何故なら、目が小さいと変性シリコン樹脂が全面的に付着して一枚の布状になってしまい、ダイヤフラム３の変形に追従できないし、目が大きいと変性シリコン樹脂の付着が十分でなく、また部分的に網めからゴムが露出する可能性もあるからである。又、網目の形状は特に問わないが、六角形とすれば、ＸＹＺの三方向のいずれにも張力が円周のどの部位にて発生しても絡みネット２２（繊維）に掛かる伸びが極大化しない点で有利であると考えられる。
【００３６】
変性シリコン樹脂塗料は、建物、プラント、排気管、パイプ等のさび止め耐熱塗料用として多用されている樹脂であり、耐候性や耐久性に優れている。従って、一般的に金属や壁塗り用としてものである認識の変性シリコン樹脂を、合成繊維製の網状繊維に塗布するという発想の転換により、その変性シリコン樹脂でコーティングされた絡みネット２２とＰＴＦＥ製摺動板２１との対で成る横滑り機構２０が構成されている。これにより、絡みネット２２が摺動板２１ともダイヤフラム３とも低摩擦係数での接触となり、空気ばねａが左右方向や前後方向に水平変位しても、擦れによる摩耗や絡みネット２２の捲れ上がり等の不都合が生ぜず、円板上部３ｂに早期に損傷が発生することなくダイヤフラム３の耐久性が向上する。
【００３７】
次に、横ストッパ機構ｄについて説明する。載置内周壁２ｃを、第１弾性体５に載置されるフランジ部２ｂに対して下方に落し込み、かつ、下受台部４における第１弾性体５が載置される外周フランジ部４ｃを、台車側に載置される内径側部４ｂに対して上方に引き上げることにより、第１弾性体５が規定以上に水平方向（横方向）に、即ちせん断弾性変形する場合には、下受台部１の上部１Ａと中間支持部２の下部２Ｕとが当接してそれ以上のせん断弾性変形が阻止される横ストッパ機構ｄが構成されている。詳しくは、図１に仮想線で示すように、横ストッパ機構ｄは、テーパ周壁２ｄ又は載置内周壁２ｃと傾斜周部４ｄとの当接で機能する状態に構成されている。
【００３８】
即ち、空気ばねａが正常である通常時では、図１に示すように、荷重方向で直列的に連結されている空気ばねａと弾性ばね機構ｂとで懸架されるが、パンク等によってダイヤフラム３から空気が抜けるエアレス状態になると、図示は省略するが、滑り部材１６に板状摺動部材６が当接するまで上支持部１が下降し、それによって弾性ストッパｃと弾性ばね機構ｂとが直列的に連結されて懸架する状態に切換る。例えばボルスタレス台車を有する鉄道車両が曲線走行するとダイヤフラム３が捩れるが、エアレス状態では滑り部材１６と板状摺動部材６とが相対横滑り移動する滑り機構ｅが機能して吸収する。
【００３９】
その場合、満員等で大荷重状態であるとか、高速又は小曲率カーブであるなどによって大なる横荷重が作用すると、積層ゴム構造の第１弾性体５が（弾性ばね機構ｂが）大きくせん断弾性変形するおそれがある。その大なるせん断弾性変形が生じると、横ストッパ機構ｄが機能して、テーパ周壁２ｄ又は載置内周壁２ｃと傾斜周部４ｄとが当接してそれ以上の変形が阻止される。つまり、横ストッパ機構ｄにより、エアレス状態における鉄道車両の大きな横揺れが未然に防止されるようになる。従って、パンク等によってエアレス状態になってしまっても、弾性ばね機構ｂと弾性ストッパｃとによってソフトながら踏ん張りの効く良好なクッション性能を発揮しながら大きな横揺れも防止され、その日ぐらいは何とか営業運転が可能となっている。
【００４０】
また、横ストッパ機構ｄの構成要素である下受台部材４は略深皿形状とされていて、単なる平板状のものに比べて強度や剛性が格段に向上する。また、略御椀形状に形成されている中間支持部２もその形状によって強度や剛性に富むものとなっている。故に、厚みを減らしてのコストダウンや軽量化、或いは耐久性向上等の利点を得ることも可能となっており、より経済的で合理的となるように改善された鉄道車両用懸架装置Ａの実現に成功している。
【００４１】
ところで、図３に示すように、受止リング１２の内周面に環状ゴム１７を加硫接着等によって一体的に装備して衝撃緩和機構ｆであって、エアレス状態において当接部材１１と受止リング１２との相対横ズレ移動した場合の、金属材どうしである当接部材１１と受止リング１２との当接を回避し、ショック吸収効果や騒音防止効果が得られる構成とすれば好都合である。つまり、第２弾性体１０を予圧縮するための当接部材１１と、この当接部材１１の第２弾性体１０の予圧縮の反力による軸心Ｐ方向への移動を阻止する阻止部材（受止リング）１２との何れか一方、又は双方にゴム等の弾性材を介装させて衝撃緩和機構ｆが構成されている。
【００４２】
図６に示す特性表に本発明による絡みネット２２を用いた横滑り機構２０と、その他の網状繊維を用いた横滑り機構とのそれぞれの特性が示されている。即ち、網状繊維の試験体として、半径方向幅Ｒが１５０ｍｍのものを用いており、従来品１〜従来品５は変性シリコン樹脂塗料の塗布が無く、かつ、従来品１〜従来品４は外周側から径内側に向かって切り込まれる複数のスリットを有するもの（特開２００５−１９９７６１号公報を参照）である。本発明品は、合成繊維製の網状繊維に変性シリコン樹脂がコーティングされたものである。
【００４３】
即ち、従来品１は、網状繊維の外周辺部に長さＬ＝４０ｍｍ（Ｌ／Ｒ≒０．２６７）のスリットが周方向に等間隔で８個形成されたものであり、従来品２は、長さＬ＝３０ｍｍ（Ｌ／Ｒ＝０．２）のスリットが周方向に等間隔で６個形成されたものである。従来品３は、網状繊維の外周辺部に長さＬ＝４０ｍｍ（Ｌ／Ｒ≒０．２６７）のスリットが周方向に等間隔で１０個形成されたものであり、従来品４は、長さＬ＝５０ｍｍ（Ｌ／Ｒ≒０．３３３）のスリットが周方向に等間隔で８個形成されたものである。これら従来品１〜５、及び本発明品を有する空気ばねのそれぞれに三種類の水平変位（７０，１００，１５０ｍｍ）を繰り返して負荷する耐久試験を行い、巻き込み、や偏り変形や破断が生じるまでの水平変位繰り返し回数を計測するとともに、その計測結果か網状繊維並びに空気ばねａとしての性能及び耐久性について、図６に示す特性表として判断した。
【００４４】
図６の特性表から明らかなように、空気ばねに作用する前後移動量が７０ｍｍとされる場合では、従来品５では、目標耐久回数の２．４×１０5 （２４万回）に達しない迄の１．２×１０4 に巻き込みが発生しているが、従来品１，２では目標耐久回数の２．４×１０5 では巻き込みが発生していない。従来品３では、目標耐久回数の２．４×１０5 に達しない迄の２．０×１０4 位に網状繊維に偏り変形が発生し、また、従来品４では、目標耐久回数の２．４×１０5 に達しない迄の５．５×１０4 位にスリット形成部位で破断が発生している。従来品１，２では、目標耐久回数の２．４×１０5 では偏り変形や破断は発生していない。これらに対して本発明品では、前記目標耐久回数では全く問題がなく、１×１０6 回（１００万回）でも異常は起きなかった。
【００４５】
前後移動量が１００ｍｍとされる場合では、従来品１のものは５×１０4 回（５万回）で、従来品２のものは４×１０4 回（４万回）で、従来品３のものは６×１０3 回（６千回）で、従来品４のものは１×１０4 回（１万回）で、従来品５のものは３×１０3 回（３千回）でそれぞれ異常が発生した。これに対して本発明品では、前記目標耐久回数（２４万回）では全く問題が無く、５×１０5 回（５０万回）でも異常は認められなかった。
【００４６】
また、前後移動量を１５０ｍｍとされる場合では、従来品１のものは３×１０4 回（３万回）で、従来品２のものは２×１０4 回（２万回）で、従来品３のものは３×１０3 回（３千回）で、従来品４のものは４×１０3 回（４千回）で、従来品５のものは１×１０3 回（１千回）でそれぞれ異常が発生した。これに対して本発明品では、前記目標耐久回数（２４万回）では全く問題が無かった。因みに、３×１０5 回（３０万回）でも異常は認められなかった。
【００４７】
これらから総合判断して、本発明品では、水平変位時の摩擦抵抗の減少による緩衝性能並びに可撓部材の破損防止性能を空気ばねａの目標耐久回数、即ち、耐久寿命に達するまで安定良く維持できることが確認できている。尚、図６中の総合判定において、○はいずれの前後移動量においても巻き込みも偏り変形も破断もないため、所期性能を空気ばねａ全体の耐久寿命まで保持できたことの意であり、△は前後移動量が７０では巻き込みによる性能低下はないが、前後移動量が１００以上になると耐久寿命に至るまでに偏り変形或いは破断が発生したことの意であり、▲は耐久寿命に至るまでに偏り変形或いは破断が発生したことを意味し、×は巻き込みによって所期性能が早期に失われたことの意である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】鉄道車両用懸架装置を示す断面図
【図２】上下反転された状態の中間支持部材を示す斜視図
【図３】受止リング部分の別構造を示す要部の断面図
【図４】絡みネット（網状繊維）を示す平面図
【図５】図４の絡みネットの部分拡大図
【図６】従来及び本発明の網状繊維及び空気ばねの各種性能を示す特性表
【図７】アタッチメントリングの形状と構造を示す拡大断面図
【図８】環状ゴムの作り方の要部を示す作用図
【符号の説明】
【００４９】
１          上支持部
２          下支持部
２ｂ        下支持部の下ビード部受止める部分
３          ダイヤフラム
３ｄ        下ビード部
２４        支持板
２４Ａ      支持板の下ビード部受止める部分
２４ａ      合成繊維短繊維シート材
２４ｇ      ゴム材
ａ          鉄道車両用空気ばね
ｒ          合成繊維短繊維（アラミド短繊維）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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