(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車と該台車上に載置された車体とを有する移動体車両の該車体と該台車の間に設けられる、移動体用空気ばねであって、
前記空気ばねは、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムと前記台車の間に設けられたストッパゴムとを備え、
前記ストッパゴムの外周側面に離間した位置であって、前記ストッパゴムの変形により前記ストッパゴムの外周側面の少なくとも一部が接触する位置に、当該側面と接触する抑制面を有する抑制面部材が設けられ、
前記ダイヤフラムのデフレート時に前記ストッパゴムに加わる上下方向の荷重による前記ストッパゴムの変形により、前記ストッパゴムの外周側面と前記抑制面が接触するように構成されていることを特徴とする移動体用空気ばね。
【請求項２】
前記空気ばねは、上面板と下面板とに挟まれたダイヤフラムと、前記下面板と狭持板とに挟まれたストッパゴムを備え、
前記抑制面部材が、前記狭持板に固定されている、または前記狭持板の一部として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の移動体用空気ばね。
【請求項３】
前記移動体車両の進行方向を前後方向、それに水平面内で直行する方向を左右方向とした場合に、前記車体と前記台車の左右方向の相対変位に応じた前記ストッパゴムの左右方向の変形により、前記ストッパゴムの外周側面と前記抑制面が接触するように構成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の移動体用空気ばね。
【請求項４】
前記ストッパゴムの外周側面と前記抑制面との接触面積が、前記ストッパゴムの変形の度合いに応じて変化するように構成されていることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の移動体用空気ばね。
【請求項５】
前記ストッパゴムは側面が円錐または紡錘形状で、上面と下面が平面形状であり、
前記抑制面は略垂直の壁面であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動体用空気ばね。
【請求項６】
前記ストッパゴムは側面が略垂直な形状で、上面下面が平面形状であり、前記抑制面は、円錐または紡錘形状の一部側面をなす形状の壁面であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動体用空気ばね。
【請求項７】
前記抑制面が、樹脂コーティングされていることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の移動体用空気ばね。
【請求項８】
前記移動体車両の進行方向を前後方向、それに水平面内で直行する方向を左右方向とした場合に、前記抑制面が、前記左右方向には設けられ、前記前後方向には設けられていないことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の移動体用空気ばね。
【請求項９】
前記移動体車両の進行方向を前後方向、それに水平面内で直行する方向を左右方向とした場合に、前記抑制面は、前記ストッパゴムの外周側面との離間距離が、前記左右方向に比べて前記前後方向には大きくなるような形状に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の移動体用空気ばね。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の移動体用空気ばねを備えた移動体車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両等の移動体に用いられる空気ばね、および空気ばねを用いた移動体の防振機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気ばねは、移動体走行時の乗り心地を向上させ、さらに、乗車人員数にかかわらず、車体とプラットホーム間の段差を一定に保てるなどの特長があり、鉄道車両での車体と台車間の防振機構部品として多く用いられている。空気ばねは空気により膨らむダイヤフラムを用いることで通常走行時の乗り心地の点で優れている。一方、デフレート時には空気が抜けてダイヤフラムが機能を果たさない点、水平方向ばね定数が線形に近く、台車と車体の水平方向相対移動を止める力が弱い点などの欠点がある。このため、デフレート時の乗り心地改善や鉄道車両の脱線防止の目的で、ダイヤフラムの内部または外部にストッパゴムを備える構造が採用されている。
【０００３】
特許文献１には、ダイヤフラム内に設けたストッパゴムについて、低ばね定数の第１のストッパゴムと、第１のストッパゴムの軸方向の撓みを制限する高ばね定数の第２のストッパゴムとを設けることで、非線形のばね特性を発揮し、乗心地性への影響を小さくし、車体の沈下量を制限して安全な走行が可能となる構造が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、水平方向変位の抑制策として、空気ばねの水平方向の移動をストッパフランジとストッパ、あるいはダイヤフラム側面のカバーによって制限する構造が開示されている。これは、水平方向ばね定数を非線形にすることによって、車両の高速化に対応するために、カーブ点通過時の左右方向相対移動量を抑え、車体の大きな横揺れ、乗心地の悪化を抑制しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０５２４４号公報
【特許文献２】特許第３４００５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構造は、デフレート時の乗り心地を保ち、かつ車体の沈下量を制限して安全な走行が可能な構造を示すものであって、水平方向のばね定数を改善するものではない。特許文献２は、車両左右方向の変位を制限し、ばね定数に非線形性を持たせることができるが、ダイヤフラムの外側にカバーを設ける方法では空気ばねが大型化し、また、デフレート時には機能しない点で課題が残る。また、ストッパフランジを用いるものは、ストッパが働く際の衝突が乗り心地に影響する点で改善の余地がある。また、これらの構造はいずれも空気ばねの構造が複雑になりコスト増を招くおそれがあった。
【０００７】
そこで本発明では、より簡便な構造で乗り心地と車両走行の安定性を両立することが可能な移動体の防振機構および空気ばねを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的達成のため、本発明による移動体の防振機構は、台車と該台車上に載置された車体とを有する移動体車両の該車体と該台車の間に設けられる、空気ばねを備えた車両の防振機構であって、空気ばねは、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムと台車の間に設けられたストッパゴムとを備え、ストッパゴムの側面に離間した位置であって、ストッパゴムの変形によりストッパゴムの側面の少なくとも一部が接触する位置に、当該側面と接触する抑制面を有する抑制面部材が設けられている構造とした。
【０００９】
このような構造であれば、通常走行時すなわち空気ばねの水平変位が小さい範囲では、ストッパゴムの側面と抑制面は離間して設けられていることから、ストッパゴムは水平方向には自由な状態であって、防振機構の水平方向ばね定数を小さく（すなわち柔らかく）保つことができると共に必要な状態で水平方向ばね定数を大きく（硬く）機能させることができる。
【００１０】
移動体車両の進行方向を前後方向、それに水平面内で直行する方向を左右方向とした場合に、車体と台車の左右方向の相対変位に応じたストッパゴムの左右方向の変形により、ストッパゴムの側面と抑制面が接触するように構成されていると良い。カーブ走行時の遠心力により車体が左右方向に振られた状態において、ストッパゴムが左右に変形すると、ストッパゴムの側面が抑制面に接触し、さらに大きな変形によりその変形が抑えられることにより、ばね定数が大きく（すなわち硬く）なり、変位が徐々に抑制される。
【００１１】
また、ダイヤフラムのデフレート時にストッパゴムに加わる上下方向の荷重によるストッパゴムの変形により、ストッパゴムの側面と抑制面が接触するように構成されているとよい。ダイヤフラムのデフレート時（いわゆるパンク時）において、ストッパゴムに上下方向の荷重が大きくかかった場合には、ストッパゴムが上下方向の圧縮によって水平方向に膨らむように変形するが、この場合も、膨らんだストッパゴムの側面が抑制面により抑えられ、結果として上下方向の変位を緩やかに受け止めることが可能となる。
【００１２】
このような空気ばねとして、上面板と下面板とに挟まれたダイヤフラムと、下面板と狭持板とに挟まれたストッパゴムを備え、抑制面部材が、狭持板に固定されている、または狭持板の一部として構成されているものとすれば良い。
【００１３】
既存の空気ばね構造において、狭持板の一部に抑制面部材を取り付ける、あるいは狭持板の一部構造として抑制面部材を一体に構成することで、低コストで抑制面を備えた構造を実現することが可能である。特に狭持板の製造時に一体として抑制面部材も成形すればコストメリットが大きい。
【００１４】
一方で、抑制面部材は、台車に固定されている、または台車の一部として構成しても良い。空気ばねとして既存の構造をそのまま用いることが可能となり、コストメリットが大きい。また台車側に抑制面を構成することで抑制面部材の設計の自由度が上がる。
【００１５】
ストッパゴムの側面と抑制面との接触面積が、ストッパゴムの変形の度合いに応じて変化するように構成されていることが好ましい。ばね定数を徐々に大きくすることが可能となり、急激な車体の変位変化を抑制して乗り心地の改善を図ることができるためである。
【００１６】
このような構成の例として、ストッパゴムは側面が円錐または紡錘形状で、上面と下面が平面形状であり、抑制面は略垂直の壁面とすることが好ましい。あるいは、ストッパゴムは側面が略垂直な形状で、上面下面が平面形状であり、抑制面は、円錐または紡錘形状の一部側面をなす形状の壁面としても良い。
【００１７】
また、抑制面が、樹脂コーティングされていると良い。一般に空気ばねの部材内面はプレス型や鍛造型、鋳型で製造されたままの面であり、荒く凹凸が大きい場合が多い。本発明においては、ストッパゴムとの接触による機能を持たせているため、荒い面ではゴムの損傷による製品寿命や機能面での悪影響が生じうる。そこで、抑制面のストッパゴムと接する部分は、面の荒さを押さえることが好ましく、樹脂コーティングされているとより好ましい。当該樹脂はナイロン、ポリエチレン等の汎用の樹脂によることができ、特に限定されないが、低摩擦係数を実現するためフッ素樹脂などが特に好ましい。
【００１８】
以上の構成において、移動体車両の進行方向を前後方向、それに水平面内で直行する方向を左右方向とした場合に、抑制面が、左右方向には設けられ、前後方向には設けられていないと良い。あるいは、抑制面は、ストッパゴムの側面との離間距離が、左右方向に比べて前後方向には大きくなるような形状に構成されていると良い。車両の進行方向である前後方向には空気ばねは極力柔らかいことが求められる場合が多く、そのため前後方向にはストッパゴムの変形を抑制しない方が好ましいためである。
【００１９】
また、本発明は上記のような移動体の防振機構としての空気ばね単体、あるいはこれらの移動体の防振機構を用いた移動体車両を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、より簡便な構造で乗り心地と車両走行の安定性を両立することが可能な移動体用空気ばねを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一例としての移動体の防振機構である空気ばねを示す断面模式図である。
【図２】図１の空気ばねがデフレートした状態を示す断面模式図である。
【図３】本発明の一例としての移動体の防振機構である空気ばねを示す断面模式図である。
【図４】図３の空気ばねが車両左右方向に変位した様子を説明する断面模式図である。
【図５】図３の空気ばねが車両左右方向に図４よりもさらに大きく変位した様子を説明する断面模式図である。
【図６】本発明の別な例としての移動体の防振機構である空気ばねを示す断面模式図である。
【図７】図６の空気ばねが車両左右方向に変位した様子を説明する断面模式図である。
【図８】図６の空気ばねが車両左右方向に図７よりもさらに大きく変位した様子を説明する断面模式図である。
【図９】図１の空気ばねにおいて内部のストッパゴムの上下（圧縮）変位量Ｘと圧縮荷重Ｐの関係を説明する図である。
【図１０】図３の空気ばねにおいて内部のストッパゴムの左右方向変位量Ｘと荷重Ｐの関係を説明する図である。
【図１１】本発明の別な例としての移動体の防振機構を示す断面模式図である。
【図１２】図１１に用いられる抑制面部材の構造例を示す図である。
【図１３】本発明に用いられる抑制面部材の配置構造を説明する上面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明にかかる空気ばねの構成を図面を参照して説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一または相応する要素を示すものとする。本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２３】
図１は、本発明の一例としての空気ばねを示す断面模式図である。図１は空気ばねをその中心軸を通る垂直面で切断した断面を示しており、上面図、下面図は示さないが、全体は中心軸を中心に回転させた円形形状である。図１を用いて本発明の基本的な構成要素とその作用について説明する。空気ばねの基本的な構造は、上面板１と下面板２により上下面をそれぞれ封止かつ狭持されたダイヤフラム４により構成される。上面板１や下面板２の構造は単なる板ではなく種々複雑な構造があるが、本発明ではどのような構造かは問わないので、図１を始め各図面ではその一例として代表的な構造を模式的に示している。ダイヤフラム４は、上面板１と下面板２で挟まれた空間内に空気を圧縮充填することにより膨らまされている。上面板１が車両の車体側に取り付けられ、ダイヤフラム４が車体側の重量を支え、空気がばねの役割を果たす。
【００２４】
図１の空気ばねは、さらに下面板２と狭持板６との間であって、ダイヤフラム４の外部となる位置にストッパゴム５を備えている。ストッパゴムがダイヤフラム外部に設けられているものであることから、外部ストッパとも呼ぶ。図１においてストッパゴム５は、下面板２に上面を、狭持板６に底面を接するように置かれたゴムの塊である。狭持板６は台車側に固定される。この状態において、ストッパゴム５はダイヤフラム４と直列なばねとして車体重量を支える。
【００２５】
図２は、図１の空気ばねの空気が抜けた状態（当該状態をデフレート状態と言う。）を示した図である。デフレート状態になると、ダイヤフラム４はもはや空気ばねとしての機能を果たさない。上面板１は、その上部からの荷重、すなわち車体側の荷重によって下方に下がり、下面板２と接触する。ここで、ストッパゴム５の存在により、ストッパゴム５のみが荷重を支えることとなる。ストッパゴム５は上部からの荷重によって上下に押し潰され、左右に膨らむように変形する。
【００２６】
なお、図１に示す空気ばねの寸法は、例えば、上面板の外直径が３５０〜１，０００ｍｍ、ストッパゴムの直径が下面で１００〜５００ｍｍ、上面で５０〜４５０ｍｍ、高さ１５〜２５０ｍｍであり、ストッパゴム５のばね定数が３〜１５ｋＮ／ｍｍ程度であるが、これ等は適用する鉄道車両の仕様に応じて定められるものであって、例示の数値に限定されるものではない。
【００２７】
本発明に係る抑制面部材とその機能について説明する。図１および図２において、ストッパゴム５の側面に対向するように抑制面部材３が設けられている。抑制面部材３の、ストッパゴムの側面に対向する面が抑制面３ａとして機能する。ここで、側面とは、ストッパゴムの上面板側に対向した上面および下面板側に対向した下面にそれぞれ連接した面であって上下方向の荷重により膨らむ様に変形する側の面を言う。また、抑制面部材３は、ダイヤフラムの正常使用時には抑制面３ａがストッパゴム５の側面と離れた状態になるように離間して配置されている（図１）。一旦ダイヤフラム４がデフレート状態となると、ストッパゴム５の側面が荷重の増加によりさらに大きく変形して、抑制面３ａに接し、抑制面部材３によってその変形が抑制される（図２）。この抑制によって、ストッパゴム５は変形し難くなり、すなわちゴムとして硬い状態となる。
【００２８】
この様子を表すのが図９のグラフである。図９の横軸はストッパゴム５の上下方向の圧縮変位量Ｘを、縦軸は同じくストッパゴム５に加わる圧縮荷重Ｐである。ダイヤフラムがデフレート状態となり、上面板１が下面板２に接触してストッパゴム５に上下荷重がくわわり始めた位置を原点Ｘ＝０として表している。上面板１からの垂直荷重（すなわち車体側の重量）によりストッパゴム５は圧縮されて行くと共に、側面が横方向に膨らむように変形する。よって、荷重Ｐに対して圧縮変位量Ｘは線Ｂのように変化する。しかし、ストッパゴム５の側面が抑制面部材３の抑制面３ａに接した状態（Ｐ＝ＰＣ、Ｘ＝ＸＣ）になると、側面の変形が抑制面によって抑制されるため、ゴムのばね定数が大きくなり、線Ｂの延長（点線）ではなく線Ａのように圧縮荷重に対しての変位量が小さくなる。このことは、デフレート発生時の初期には柔らかいゴムが車体を受け止める一方で、一定以上の車体の変位を起こしにくいように抑制されるという効果を生む。車体が台車側に過度に変位する（沈む）と、車体と台車間に設置された他の機器類の破損や動作不良等の悪影響がある他、ばねとしての機能を全く果たせなくなるなどの不具合を生じる。本発明によれば、そのような不具合を抑制しつつ、デフレート時の乗り心地を確保することができる。
【００２９】
以上において、抑制面部材３は狭持板６の一部部分として一体に構成されている例を図に示したが、狭持板６に別部材としての抑制面部材３を溶接やボルト等で固定してもよく、また一体品として成型しても良い。一体品として成型される場合は製造コストや強度面で好ましい場合が多い。また、抑制面部材３は狭持板６に設置される以外に、下面板２に下方向きに設けられる構成でも良い。いずれにおいても、ストッパゴムの側面と抑制面が、ダイヤフラムのデフレート状態において対向する位置に配置され、ストッパゴムの変形を抑制面との当接によって抑制できる構成になっていれば良い。
【００３０】
抑制面３ａはストッパゴム５との接触部分が低摩擦の摺動材で覆われていることが破損防止の点で好ましい。すなわち、ストッパゴムが接した状態での接線方向の摩擦係数が抑制面部材そのものの表面よりも小さい材料で覆われることが好ましい。低摩擦の板材を表面に有することもできるが、より簡便には、抑制面をゴム以外の樹脂でコーティングすると良い。樹脂材料は、ポリエチレンやポリ塩化ビニル、ナイロンなど特に限定されないが、低摩擦の点でポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂が好ましい。
【００３１】
次に、図３から図５を参照して、車両の進行方向を前後とした場合の左右方向に台車と車体が相対変位した場合の本発明の空気ばねの機能について説明する。図３から図５は、空気ばねが車両に搭載された状態において、車両の進行方向に垂直な断面で中心軸を通るように切断した断面模式図である。
【００３２】
車両が左右に中立な状態、すなわち通常の直線走行時の安定状態を図３の状態とする。上面板１と狭持板６の間に車体側の荷重が加わり、この荷重をダイヤフラム４とストッパゴム５によって支えている状態である。ストッパゴム５と抑制面３ａは接していない。カーブ走行時の遠心力等により台車に対して車体が左右に変位した状態を、図４に示す。図４では上面板１が下面板２や狭持板６に対して右方向に変位している。当該変位をダイヤフラム４とストッパゴム５が分担して受け止めることになり、ダイヤフラム４が変形すると共に、ストッパゴム５も変形する。かかる変形によりストッパゴム５の側面（図４では右側面）は、変形当初は自由に変形するものの、一定以上の変形により抑制面部材３の抑制面３ａに接する（図４）。さらに変形が進むと、図５の如くに、ストッパゴム５の一部が抑制面部材３により変形を止められた状態で、自由な部分のみが変形をする状態となる。抑制面部材３により変形が抑制されると、ストッパゴム５全体としてのばね定数は大きくなり、すなわち硬いゴムとなる。
【００３３】
図５では、さらに下面板２と抑制面部材３が左側において接触し、これ以上は右側には変位しない限界状態を示している。このように、ストッパの左右方向の変位は一定状態で止められることにより安定走行に寄与することになり、さらにはストッパ自身の耐久性低下を抑制することになる。従来知られている構造として下面板の動きを機械的に止めるストッパフランジ等があるが、これらは図５において下面板２の変位が抑制面部材３に接して制止されることと比べて、水平方向の変位を制止する点では同じ機能を有する。本発明の抑制面構造によれば、機械的な制止に至る前段階として、ストッパゴムのばね定数が徐々に大きくなるため、制止による乗客への衝撃を緩和することが可能となり、乗り心地の改善とさらなる安定走行に大きく寄与することができる。
【００３４】
図１０は図３から図５に示した空気ばねの特性を説明するグラフである。図１０の横軸は上面板１と狭持板６、すなわち車体と台車の水平方向の相対変位量Ｘを、縦軸はストッパゴム５に加わる水平方向の荷重Ｐである。車両が水平に中立な図３の状態を原点Ｘ＝０として表している。Ｘが増加し始める段階では、水平方向のばね定数は、ダイヤフラム４とストッパゴム５の合成で決まる。変位が進み、ストッパゴム５の側面が抑制面３ａに接した状態の変位がＸＣである。抑制面による変位の抑制によりストッパゴム５のばね定数が大きくなり、グラフの傾きが大きくなる。抑制面３ａへの接触の影響が徐々に大きくなるため、ばね定数は徐々に大きくなり、グラフでは下に凸のカーブを描く。その後、下面板２の制止が働く位置がＸＳである。ここからはストッパゴム５は機能しなくなり、ダイヤフラム４のみのばね定数により変化する。このように段階的な荷重変化を生じることによって、衝撃的な変化を抑制し、快適な乗り心地に寄与することができる。一方、抑制面部材３が無い場合を比較として示すのが線Ｂである。変位ＸＣおよびＸＳでの変化が生じず、単調な変化を示す。ここで、他の機構的なストッパ構造がさらにある場合には、ストッパの作用により急激なばね定数の変化が生じ得ることになる。
【００３５】
図６から図８は、本発明の別な構成例として、ストッパゴムを、積層ゴムにより構成された積層ストッパゴム５０に置き換えた例である。積層ストッパゴム５０は、中心を孔とする円盤形状の金属板である積層板５０ａと同じく厚みのある円盤形状である積層ゴム５０ｂを複数枚積層した構造である。このような積層ストッパゴムは空気ばねの分野では既に多く用いられており、詳細構造は既知のものが用いられる。
【００３６】
車両が左右に中立な状態、すなわち通常の直線走行時の安定状態を図６の状態とする。上面板１と狭持板６の間に車体側の荷重が加わり、この荷重をダイヤフラム４とストッパゴム５によって分担して支えている状態である。積層ストッパゴム５０と抑制面３ａは接していない。カーブ走行時の遠心力等により台車に対して車体が左右に変位した状態を、図７に示す。図７では上面板１が下面板２や狭持板６に対して右方向に変位している。当該変位をダイヤフラム４と積層ストッパゴム５０が分担して受け止めることになり、ダイヤフラム４が変形すると共に、積層ストッパゴム５０も変形する。かかる変形により積層ストッパゴム５０の側面（図７では右側面）は、変形当初は自由に変形するものの、一定以上の変形により抑制面部材３の抑制面３ａに接する（図７）。さらに変形が進むと、図８の如くに、積層ストッパゴム５０の一部が抑制面部材３により変形を止められた状態で、自由な部分のみが変形をする状態となる。抑制面部材３により変形が抑制されると、積層ストッパゴム５０全体としてのばね定数は大きくなり、すなわち硬いゴムとなる。図８では、図５の場合と同じく、下面板２と抑制面部材３が左側において接触し、これ以上は右側には変位しない限界状態を示している。
【００３７】
積層ストッパゴムを用いる場合は、積層された個々の積層ゴム５０ｂが直列の弾性体として機能する。そのため、抑制面部材３による抑制の効果を徐々に持たせるために、抑制面部材３の抑制面を若干傾けて設けたり、積層ゴムの個々に合わせて階段状に拡がるように設けたりしても良い。
【００３８】
図１１は、本発明のまた別な構成例を説明する図である。図１に示した空気ばねとは、抑制面部材を空気ばね自体には有していない点で異なっている。図１１の移動体の防振機構は、台車上に設けられた抑制面部材と、外部ストッパを備えた空気ばねとが協働して防振機構の役割を果たす点が特徴である。
【００３９】
図１１は空気ばねをその中心軸を通る垂直面で切断した断面であって、車両進行方向に垂直な断面を模式的に示しており、上面図、下面図は示さないが、空気ばねは中心軸を中心に回転させた円形形状である。空気ばねは、上面板１と下面板２により上下面をそれぞれ封止かつ狭持されたダイヤフラム４、および、下面板２と狭持板６との間であって、ダイヤフラム４の外部となる位置に設けられたストッパゴム５を備えている。図１１においてストッパゴム５は、下面板２に上面を、狭持板６に底面を接するように置かれた、側面が略紡錘の一部側面形状であるゴムの塊の場合を示す。狭持板６は台車上部面２０に取り付けられる。台車の上部面２０には、空気ばねのストッパゴム５の周囲にストッパゴム５の側面とは若干の離間を有した抑制面３ａを備えた抑制面部材３が固定されている。抑制面部材３は、台車上に別部材として固定されていても良いし、台車と一体成形として形成されていても良い。
【００４０】
図１１の構成においても、抑制面部材の機能は上述のように空気ばね自体に抑制面部材を備えた場合と全く同じである。図１１のように構成する利点は、空気ばね自体に特別な構造を設ける必要がなく、全体としてのコスト低減、設計の自由度向上などが図れることである。
【００４１】
図１３（ａ）から（ｅ）には、抑制面部材の構成例を示す。図１３は、抑制面部材のみを取り出して、任意の断面を上方から見た図であって、抑制面の配置を示す模式図である。搭載する車両の前後方向と左右方向を記している。空気ばねのばね定数は、車両進行方向には柔らかい方が好ましく、抑制面の機能は主としてカーブ走行時の左右方向の変位抑制について求められる。このため、抑制面が、左右方向には設けられ、前後方向には設けられていない構成とすることが好ましい。図１３の（ａ）（ｂ）（ｃ）はこのような例を示している。また、前後方向にも抑制面部材は連続していて、ストッパゴムの側面との離間距離が、左右方向に比べて前後方向には大きくなるような形状としても良い。図１３の（ｄ）（ｅ）はこのような構成例を示している。特に台車側に抑制面部材を設ける構成に置いては、このような抑制面部材の形状の設計自由度が高く、所望の作用を得やすい利点がある。
【００４２】
以上の構成において、ストッパゴム５の形状は、図１、図１１では側面が紡錘の一部形状で、上面と下面が平面形状であり、抑制面部材３の抑制面３ａが略垂直の壁面である例としたが、このほかに以下のような構成が可能である。
【００４３】
まず基本形態として、ストッパゴムの側面と抑制面の両方が垂直な面としても良い。この場合、ストッパゴムは概ね円柱形状となる。上下方向の荷重によってストッパゴムの側面は例えば上下の中央部が太く、上下端部が細いように不均一に変形するため、上下荷重に対しては、抑制面には太く膨らむ部分から順次当接して行くことになる。左右荷重による変位においては、狭持板から遠い側が最初に抑制面に接するように作用する。このような形状の違いは、図９のグラフでの線Ａの傾きや曲線形状の違いとして現れる。このため、ストッパゴムの側面と抑制面の配置形状（間隔と傾き）によって所望のばね定数になるように種々設計することが可能である。より緩やかなばね定数の変化を実現するために、側面と抑制面の離間の間隔が上下方向に増加または減少するように構成されていると好ましい。ストッパゴムの側面が図１のような紡錘形状や円錐形状で、抑制面部材３の抑制面３ａが略垂直の壁面でも良く、また、ストッパゴムの側面が略垂直な形状で、抑制面が、円錐または紡錘形状の一部側面をなす形状の壁面としても良く、それらの組み合わせでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の移動体の防振機構および空気ばねによれば、簡便な構造で乗り心地と車両走行の安定性を両立することが可能であり、鉄道車両等のように台車と車体との間をばねで支える構造の移動体、特に高速走行により直線走行時の横変位やカーブ走行時の遠心力による横変位に対応して安定性と乗り心地が求められるような移動体車両に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  上面板
２  下面板
３、３０  抑制面部材
３ａ、３０ａ  抑制面
４  ダイヤフラム
５  ストッパゴム
５０  積層ストッパゴム
５０ａ  積層板
５０ｂ  積層ゴム
６  狭持板
２０  台車上部面
【図１】
0005920015.tif 000002
【図２】
0005920015.tif 000003
【図３】
0005920015.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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