特開 2024-11863 空気バネ用ダイアフラム及び空気バネ用ダイアフラムの取付方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024011863

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】空気バネ用ダイアフラム及び空気バネ用ダイアフラムの取付方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/05 20060101AFI20240118BHJP

【ＦＩ】

F16F9/05

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114153

(22)【出願日】2022-07-15

(71)【出願人】

【識別番号】517413605

【氏名又は名称】ニッタ化工品株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002675

【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂口 直紀

【テーマコード（参考）】

3J069

【Ｆターム（参考）】

3J069AA28

3J069DD39

(57)【要約】

【課題】シワの発生を抑制でき、見栄えを良くすることができるとともに、材料費と作製工数の増加や重量増を抑えることができる空気バネ用ダイアフラム及び空気バネ用ダイアフラムの取付方法を提供する。
【解決手段】車体側に固定される上面板２０に嵌着可能な環状の上ビード部３５と、台車側に固定される積層ゴム上板２１に嵌着可能な環状の下ビード部３６と、上ビード部３５と下ビード部３６との間に介在する筒状の本体部３９とを有する弾性材でなる空気バネ用ダイアフラム２３において、本体部３９は、可撓性を有する材料からなる主材層と、本体部３９の周方向に沿って延びる状態で主材層に埋設される補強層とからなり、補強層の本体部３９の周方向の端部同士を所定長さで重ねたコードジョイント５４が、上面板２０が積層ゴム上板２１に対して進行方向の前後（左右）方向に変位した際に生じ易いシワ発生位置５５に交差する位置に設けられている。
【選択図】図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体側に固定される上面板に嵌着可能な環状の上ビード部と、台車側に固定される下面板に嵌着可能な環状の下ビード部と、前記上ビード部と前記下ビード部との間に介在する筒状の本体部とを有する弾性材でなる空気バネ用ダイアフラムにおいて、
前記本体部は、可撓性を有する材料からなる主材層と、前記本体部周方向に沿って延びる状態で前記主材層に埋設される補強層とからなり、
前記補強層のうちの前記本体部周方向の端部であるコードジョイントが、前記上面板が前記下面板に対して進行方向の前又は後に変位した際に発生するシワ発生位置に対して交差する位置に設けられている空気バネ用ダイアフラム。

【請求項2】

前記シワ発生位置は、
前記上面板が前記下面板に対して進行方向前側に変位した場合に、前記ダイアフラムを側面から視て、左上から右下に向けて直線的に発生する第１シワ発生位置と、
前記上面板が前記下面板に対して進行方向後側に変位した場合に、前記ダイアフラムを側面から視て、右上から左下に向けて直線的に発生する第２シワ発生位置とを含む請求項１に記載の空気バネ用ダイアフラム。

【請求項3】

前記コードジョイントは、前記シワ発生位置に対して９０度になるように交差して設けられている請求項２に記載の空気バネ用ダイアフラム。

【請求項4】

前記第１シワ発生位置は、前記ダイアフラムを側面から視て前記本体部の左側に現れ、
前記第２シワ発生位置は、前記ダイアフラムを側面から視て前記本体部の右側に現れる請求項２に記載の空気バネ用ダイアフラム。

【請求項5】

前記補強層は、第１補強層と、前記第１補強層の径外側に配置される第２補強層とを有し、
前記コードジョイントは、前記第１補強層のうちの前記本体部周方向の端部である１プライジョイントと、前記第２補強層のうちの前記本体部周方向の端部である２プライジョイントとを含み、
前記１プライジョイントと前記２プライジョイントとが交差されたクロスプライジョイントが、前記シワ発生位置に対して交差する位置に設けられている請求項１に記載の空気バネ用ダイアフラム。

【請求項6】

前記クロスプライジョイントは、前記シワ発生位置に対して一部が交差している請求項５に記載の空気バネ用ダイアフラム。

【請求項7】

車体の下に設けられた台車に空気バネ用ダイアフラムを取り付ける取付方法であって、
請求項１～６のいずれか１項に記載の前記空気バネ用ダイアフラムは、前記コードジョイントの位置を示すマークが、前記上面板が前記下面板に対して進行方向の前又は後に変位した際にシワが発生するおそれがある特定位置に合うように、前記台車に取り付ける取付方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気バネ用ダイアフラム及び空気バネ用ダイアフラムの取付方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、鉄道車両用空気バネは、特許文献１～３において開示されるように、車体側の上面板と、台車側の下面板と、上面板と下面板とに亘って配備される環状のダイアフラムとを有して構成されている。多くの場合、積層ゴム等の弾性体をダイアフラムの下側に伴った構成とされている。

【0003】

現在新造される鉄道車両台車は、主にボルスタレス構造である。このため、鉄道車両用空気バネは、ボルスタレス台車用が主に求められる。ボルスタ付き台車用空気バネは、上下方向・左右方向の変位を負担（吸収）する。これに対し、ボルスタレス台車用空気バネは、前記変位の負担に加えて台車回転に伴う前後変位を負担する。従って、ボルスタレス台車用ダイアフラムには、より高強度、及び高剛性が要求されてきているのが実情である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－１７２７６９号公報

【特許文献2】特開２００１－１６３２１９号公報

【特許文献3】特開２００９－１２７７１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ダイアフラムには、上下方向の荷重だけでなく、台車回転に伴う前後変位が作用するので、場合によってはシワが生じることがある。曲線走行等によるボルスタレス台車と鉄道車両との相対回動は、ダイアフラムの捩じり変形やズレ変位によって吸収させているので、使用に伴ってダイアフラム表面に折れ込みが発生する。そして、それが繰り返されることによって折れ込みの跡が、即ち、シワが残る現象が生じる。繰り返し折れ込むシワが発生すると、クラックへ進展したり、材料間で剥離が発生する。

【0006】

シワ発生の対策としては、ダイアフラムの剛性を上げることが効果的であり、その手段としては、補強層の数、即ちプライ数（積層数）を増すことが挙げられる。しかしながら、プライ数を増加させると、材料費と作製工数が増加するとともに、重量増が難点になる。

【0007】

本発明の目的は、シワの発生を抑制でき、見栄えを良くすることができるとともに、材料費と作製工数の増加や重量増を抑えることができる空気バネ用ダイアフラム及び空気バネ用ダイアフラムの取付方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る空気バネ用ダイアフラムは、車体側に固定される上面板に嵌着可能な環状の上ビード部と、台車側に固定される下面板に嵌着可能な環状の下ビード部と、前記上ビード部と前記下ビード部との間に介在する筒状の本体部とを有する弾性材でなる空気バネ用ダイアフラムにおいて、前記本体部は、可撓性を有する材料からなる主材層と、前記本体部周方向に沿って延びる状態で前記主材層に埋設される補強層とからなり、前記補強層のうちの前記本体部周方向の端部であるコードジョイントが、前記上面板が前記下面板に対して進行方向の前又は後に変位した際に発生するシワ発生位置に対して交差する位置に設けられている。

【0009】

本発明に係る取付方法は、車体の下に設けられた台車に空気バネ用ダイアフラムを取り付ける取付方法であって、上記の空気バネ用ダイアフラムは、前記コードジョイントの位置を示すマークが、前記上面板が前記下面板に対して進行方向の前又は後に変位した際にシワが発生するおそれがある特定位置に合うように、前記台車に取り付ける。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、補強層の本体部周方向の端部同士を所定長さで重ねたジョイントが、上面板が下面板に対して進行方向の前又は後に変位した際に発生するシワ発生位置に対して交差する位置に設けられているため、シワの発生を抑制でき、ダイアフラムの見栄えを良くすることができるとともに、ダイアフラムの材料費と作製工数の増加、及び重量増を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明の一実施形態である鉄道車両用空気バネを使用した台車を示す斜視図である。

【図2】鉄道車両用空気バネを示す断面図である。

【図3】空気バネに使用されるダイアフラムを示す側面図であり、中心線から右側を断面図で示している。

【図4】ダイアフラムの上ビード部を示す断面図である。

【図5】ダイアフラムの下ビード部を示す断面図である。

【図6】ダイアフラムの一部を破断して示す要部断面図である。

【図7】１層目の１プライコードと２層目の２プライコードとの交差で作られる格子の隙間が小さくなる角度で示した要部拡大図である。

【図8】１層目の１プライコードと２層目の２プライコードとの交差で作られる格子の隙間が大きくなる角度で示した要部拡大図である。

【図9】内層ゴムジョイント、外層ゴムジョイント、２プライジョイント、及び１プライジョイントの位置を示す一例であり、ダイアフラムを上方から見た平面図である。

【図10】内層ゴムジョイント、外層ゴムジョイント、２プライジョイント、及び１プライジョイントの位置を示す他の例であり、ダイアフラムを上方から見た平面図である。

【図11】内層ゴムジョイント、外層ゴムジョイント、３/４プライジョイント、及び１/２プライジョイントの位置を示すその他の例であり、ダイアフラムを上方から見た平面図である。

【図12】シワ発生位置に対してプライジョイントを交差して設けたダイアフラムを示す側面図である。

【図13】シワ発生位置に対してクロスプライジョイントを交差して設けたダイアフラムを示す側面図である。

【図14】鉄道車両用空気バネの製造工程を示す工程図である。

【図15】カーブを走行中の車両であり、第１車台に設けられた第１及び第２ダイアフラムと、第２車体に設けられた第３及び第４ダイアフラムとに発生するシワ発生位置をそれぞれ示す参考図である。

【図16】上面板が下面板に対して進行方向前に変位した際にシワが発生するシワ発生位置を示す空気バネの側面図である。

【図17】上面板が下面板に対して進行方向後に変位した際にシワが発生するシワ発生位置を示す空気バネの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、この発明の一実施形態である空気バネ用ダイアフラムを、図面を参照しながら説明する。以下において、基本的には、空気バネ用ダイアフラムは「ダイアフラム」、鉄道車両用空気バネは「空気バネ」とそれぞれ略称する。なお、この発明の空気バネ用ダイアフラムは、鉄道車両用に限らず、例えば自動車等に使用されるものでもよい。

【0013】

鉄道車両を構成する台車１０の模式図を図１に示す。台車１０は、例えばボルスタレス台車であり、台車１０の上には、車体が設置される。台車１０と車体との間には、空気バネ１１,１２が設置される。なお、図１では、図面の煩雑化を防ぐために、車体を省略している。

【0014】

台車１０は、輪軸（車輪と車軸）、軸受、軸箱、駆動装置、基礎ブレーキ装置等を一体的に収め、車体の下に取り付けられる走行装置である。台車１０を構成する部品には、輪軸、台車枠（台車で最も大きい構造部材）１３、サスペンションとしての１次バネ（輪軸と台車枠１３とを結合するコイルバネ等）、２次バネ（台車枠１３と車体とを結合し、主として空気バネ１１,１２等）、走行装置としての主電動機、歯車装置、ブレーキ装置等がある。

【0015】

台車枠１３は、主強度部材である側梁１４,１５と横梁１６,１７で構成されている。台車枠１３は、進行方向の両側に側梁１４,１５が配置され、それらを横梁１６,１７で溶接により結合した構造であり、上方から視て略Ｈ字をしている。横梁１６,１７は、左右の側梁１４，１５からはみ出している。空気バネ１１,１２は、横梁１６,１７のうちのはみ出した部分にそれぞれ設置されている。つまり、空気バネ１１,１２は、左右の側梁１４,１５の略中央にそれぞれ配置されている。

【0016】

なお、台車１０には、１つの車体を２つの台車１０で支えるタイプのボギー台車と、車体と車体の間に台車を配置する連接台車とがある。以下では、ボギー台車に取り付けられる空気バネ１１,１２について説明する。なお、この発明の空気バネは、連接台車に取り付けられるものであってもよい。また、空気バネ１１と空気バネ１２は、どちらも同じ構成である。

【0017】

空気バネ１１は、図２に示すように、上面板２０と、下面板（以下、積層ゴム上板と称する）２１と、上面板２０と積層ゴム上板２１との間に挟持されたダイアフラム２３と、積層ゴム上板２１の下面に取り付けられた積層ゴム２４とを備える。

【0018】

上面板２０は、車体側に取り付けられる。積層ゴム上板２１は台車側に取り付けられる。ダイアフラム２３は、上下に開口がそれぞれ設けられ、かつ中心軸２５方向における中央部が両端部よりも半径方向外向きに膨出する筒状をしている。

【0019】

上面板２０の中心部は、ダイアフラム２３の内部空間に連通する第１給気管２６が上方へ突出している。第１給気管２６は、車体の高さを調整するための、図示していない車体高さ調整弁に繋がる。上面板２０の下面側には、その周縁部にゴム製の弾性部材２７が固定され、弾性部材２７の内側に、上面板２０と同心状の上側連結部材２８が固定されている。上側連結部材２８の下面には、上側摺動板２９が積層されている。ダイアフラム２３の上開口は、上面板２０、上側連結部材２８等で塞がれている。

【0020】

積層ゴム上板２１は、上面板２０と同心状で剛性の高い環状品であって、ステンレス鋼等の鋼板で構成される。積層ゴム上板２１の上面側には、積層ゴム上板２１と同心状で上側連結部材２８と対向する下側連結部材（以下、ビードシートと称する）３１が、ボルト３２によって固定されている。ビードシート３１の中央部には、ダイアフラム２３の内部空間に連通する空気絞り３３が形成されている。また、ビードシート３１の上面には、下側摺動板３４が積層されている。

【0021】

ダイアフラム２３は、タイヤ状に形成されたゴム製の弾性膜であって、上側の開口縁である上ビード部３５が上面板２０、及び上側連結部材２８によって押さえられ、また、下側の開口縁である下ビード部３６が積層ゴム上板２１、及びビードシート３１によって押さえられている。これにより、ダイアフラム２３は、上面板２０と積層ゴム上板２１との間で挟持された状態で内部空間の空気が漏出しないようになっている。

【0022】

ダイアフラム２３は、図３に示すように、上ビード部３５と、下ビード部３６と、上ビード部３５と下ビード部３６との間に介在する本体部３９とを有する弾性材でなるもので、環状（筒状）の膜体である。本体部３９は、可撓性を有する材料からなる主材層４３（図４及び図５参照）と、本体部３９の周方向（本体部周方向）に沿って延びる状態で主材層４３（図４及び図５参照）に埋設される補強層４６とからなる。なお、図３は、空気バネ１１として組付けられる前の状態であって、部品としての製品状態にあるダイアフラム２３の形態を示している。

【0023】

上ビード部３５は、図４に示すように、リング状金具である上ビードワイヤー３７に嵌め込まれる。つまり上ビード部３５は、車体側に固定される上面板２０（図２参照）に嵌着可能な環状の開口形態に保持されている。

【0024】

下ビード部３６は、図５に示すように、リング状金具である下ビードワイヤー３８に嵌め込まれる。つまり下ビード部３６は、台車側に固定される積層ゴム上板２１（図２参照）に嵌着可能な環状の開口形態に保持されている。

【0025】

ダイアフラム２３は、図６に示すように、内層ゴム４０と外層ゴム４１と中間層の補強層４６との三層構造で製造されている。内層ゴム４０、及び外層ゴム４１は、主材層４３を構成するもので、屈曲性、耐候性、耐老化性、及び気密性等にすぐれたゴム層である。

【0026】

補強層４６は、第１補強層４４と、第１補強層４４の径外側に配置される第２補強層４５とで構成されており、ダイアフラム２３を補強するための強力な補強材である。第１補強層４４に第２補強層４５が被せられた２層構造とした場合を２プライと呼ぶこともある。プライは、補強層４６の積層枚数を示す。ただし、ダイアフラム２３を生成するプライの構成は、奇数層ではダイアフラム２３として成り立たないため、偶数層での構成になる。補強層４６は４層以上の積層構造でもよい。第１補強層４４及び第２補強層４５は、例えば、ナイロンコードなどの繊維状の心材（タイヤコードと称する）の編込みにより形成されたシートが、ゴムなどの弾性材で被覆されたものからなる。第１補強層４４のタイヤコードと第２補強層４５のタイヤコードとは、例えば互いに斜交するように配置される。第１補強層４４及び第２補強層４５は、本体部３９の周方向に沿って延びるように設けられている。第１補強層４４のうちの本体部３９の周方向の端部同士が重ねられることで、第１補強層４４のコードジョイント（繋ぎ目）が形成される。第１補強層４４に形成されるコードジョイントは１プライジョイントと称する。第２補強層４５のうちの本体部３９の周方向の端部同士が重ねられることで、第２補強層４５のコードジョイントが形成される。第２補強層４５に形成されるコードジョイントは２プライジョイントと称する。補強層４６のうちの本体部３９の周方向の端部であるコードジョイントは、外層ゴム４１及び内層ゴム４０よりも剛性が高いことはもちろんのこと、ジョイント部以外の主材層４３よりも剛性が高い。ジョイント部は、コードジョイント（繋ぎ目）を示す。

【0027】

補強層４６の上端は、上ビードワイヤー３７に巻き付けられる。また、図６では、補強層４６の上端について説明しているが、補強層４６の下端は、下ビードワイヤー３８（図５参照）に巻き付けられる。補強層４６としては、ナイロン製に限らず、例えばポリエステル、アラミド、レーヨン等の材料で作ったものを使用することができる。

【0028】

空気バネ１１には、乗り心地に関わる重要な特性として、空気バネ１１を上下方向、前後方向、及び左右方向に変位させるために必要な荷重を表した「バネ定数」がある。空気バネ１１を構成する部品のうち、積層ゴム２４とダイアフラム２３との複合によりバネ定数を担っている。ここで、上下方向は、空気バネを横から視て、垂直方向のことである。前後方向は、空気バネを上から視て、レールと並行方向のことである。左右方向は、空気バネを上から視て、レールと直角方向のことである。

【0029】

ダイアフラム２３は、第１補強層４４と第２補強層４５とが成形時の配列角を持った補強層４６が曲面上の主材層４３に埋め込まれた複合材である。補強層４６は、内・外層ゴム４０,４１となるゴム（主材層４３）と比較して１００倍以上も剛性が高く、空気バネ１１のバネ定数に大きな影響を与える。

【0030】

所定のバネ定数に設定するために、２層目の第２補強層４５は、１層目の第１補強層４４に対して成形時の配列角が特定の配列角に設定されている。第１補強層４４と第２補強層４５とは、図７及び図８に示すように、第２補強層４５と第１補強層４４との２層を周方向から透視して視た際に、垂直方向に対してコード角度θ１或いはコード角度θ２の角度をつけて互い違いに重ねてある。

【0031】

例えば図７に示すように、角度θ１が角度θ２よりも小さい場合には、第１補強層４４と第２補強層４５との交差により生成される格子の面積が図８に示す格子よりも大きくなり、バネが柔らかくなる。

【0032】

逆に図８に示すように、角度θ２が角度θ１よりも大きい場合には、格子の面積が図７に示す格子よりも小さくなり、転がり抵抗が大きくなるため、バネが硬くなる。なお、角度θ１,θ２は、垂直線と第２補強層４５との間の角度であり、第２補強層４５と第１補強層４４とを周方向から透視して視た際のコード角の１／２の角度である。ダイアフラム２３は、バネ定数（反発力の強さ）が小さいほど柔らかく、バネ定数が大きいほど硬くなる。

【0033】

補強層４６は、製造時にドラムに巻き付けて成型される。このため、ダイアフラム２３の外周のうちの少なくとも１カ所にジョイント（繋ぎ目）が生じてしまう。ジョイントは、内層ゴム４０や外層ゴム４１にも生じる。つまり、補強層４６を２プライにすると、内層ゴムジョイント、外層ゴムジョイント、１プライジョイント、及び２プライジョイントの４つのジョイントが生じることになる。内層ゴムジョイントは、内層ゴム４０のうちの本体部３９の周方向の端部同士が重ねられることで形成される。外層ゴムジョイントは、外層ゴム４１のうちの本体部３９の周方向の端部同士が重ねられることで形成される。

【0034】

ジョイントは、例えば、図９に示すようにダイアフラム２３を上方向から視て、ダイアフラム２３の中心軸２５から左方向（０度）位置に内層ゴムジョイント４７を、中心軸２５から右方向（１８０度）位置に外層ゴムジョイント４８を、中心軸２５から上方向（９０度）位置に２プライジョイント４９を、そして、中心軸２５から下方向（２７０度）位置に１プライジョイント５０をそれぞれ配置することができる。つまり、ダイアフラム２３の中心軸２５からの全方位の４分割位置にそれぞれジョイントを設ける。内層ゴムジョイント４７及び外層ゴムジョイント４８は、中心軸２５に対して対向する位置に設けられている。なお、図９では、ダイアフラム２３の中心軸２５から左方向（０度）が進行方向になる。

【0035】

また、例えば、図１０に示すようにダイアフラム２３を上方向から視て、ダイアフラム２３の中心軸２５から左方向（０度）位置に内層ゴムジョイント４７を、中心軸２５から右斜め上方向（１３５度）位置に外層ゴムジョイント４８を、中心軸２５から右斜め下方向（２２５度）位置に１プライジョイント５０と２プライジョイント４９とを重ねたコードジョイントをそれぞれ配置することができる。なお、図１０では、ダイアフラム２３の中心軸２５から左方向（０度）が進行方向になる。

【0036】

さらに、補強層４６を４プライで構成する場合、例えば、図１１に示すようにダイアフラム２３を上方向から視て、ダイアフラム２３の中心軸２５から左方向（０度）位置に内層ゴムジョイント４７を、中心軸２５から右方向（１８０度）位置に外層ゴムジョイント４８を、中心軸２５から上方向（９０度）位置に３プライジョイントと４プライジョイントとを重ねた第１コードジョイント（３/４プライジョイント）５１を、そして、中心軸２５から下方向（２７０度）位置に１プライジョイントと２プライジョイントとを重ねた第２コードジョイント（１/２プライジョイント）５２をそれぞれ配置することができる。なお、図１１では、ダイアフラム２３の中心軸２５から左方向（０度）が進行方向になる。

【0037】

図１２に示すように、コードジョイント５４は、ダイアフラム２３を側面から視て左右方向の水平方向以外の斜め方向に沿って配置することができる。例えば、ダイアフラム２３の側面のうちの左上から右下方向に略直線的に向かうようにコードジョイント５４を配置することができる。なお、図示していないが、逆に右上から左下方向に略直線的に向かうようにコードジョイント５４を配置することもできる。コードジョイント５４は、シワが発生するおそれがあるシワ発生位置５５に対して交差するように配置されている。コードジョイント５４は、１プライジョイント５０と２プライジョイント４９とを少なくとも含む。

【0038】

また、例えば図１３に示すように、２つのコードジョイント５４を交差させて重ねて配置させてもよい。一方のコードジョイント５４は、ダイアフラム２３の側面のうちの左上から右下方向に略直線的に向かうように配置する。他方のコードジョイント５４は、ダイアフラム２３の側面のうちの右上から左下方向に略直線的に向かうように配置する。この場合には、２つのコードジョイント５４を交差させたクロスプライジョイント５６をシワ発生位置５５に対して交差する位置に設けるのが望ましい。ここで、クロスプライジョイント５６は、シワ発生位置５５に対して一部が交差していればよい。

【0039】

ダイアフラム２３の製造工程は、図１４に示すように、裁断工程５８、成型工程５９、加硫工程６０、及び組立工程６１を有する。裁断工程５８で裁断された内層ゴム４０、外層ゴム４１、第１補強層４４、及び第２補強層４５等の補強繊維ゴムが成型工程５９に供給される。成型工程５９では、補強繊維ゴムを金型に嵌め込み、高温高圧ガスで補強繊維ゴムを加圧しながら成型加工をする。成型加工をしたダイアフラム２３が加硫工程６０に供給される。

【0040】

詳しくは成型工程５９では、円筒状のドラムを用いて、その外周面に補強繊維ゴム（タイヤコードの２層あるいは４層）、そして、内・外層ゴム４０,４１を円筒状に巻き付けて積層し未加硫ゴム成形体を成形する。また、未加硫ゴム成形体の両端では、巻き付けた内・外層ゴム４０,４１を上ビードワイヤー３７及び下ビードワイヤー３８で折り返して未加硫ゴム成形体を完成する。

【0041】

このとき、巻き付けた円筒状の成形体は、上下（高さ）方向の両端が中心部よりも縮径しているため、成形終了後に円筒状のドラムを解体して成形体を取り出す。そして、取り出した未加硫ゴム成形体は、加硫工程６０にて、製品金型内に挿入され、内部にエアバッグを入れ、エアバッグに高圧空気等を供給して内側から加圧して加硫してダイアフラム２３が造られる。出来上がったダイアフラム２３は、組立工程６１に送られ、ここで空気バネに組み立てられる。

【0042】

鉄道車両が曲線走行中にダイアフラム２３には、左右（進行）方向に荷重がかかり、側面にシワが発生するおそれがある。図１５に示すように、車体６３の下には、車輪を備えた台車１０が進行方向の前後にひとつずつある。進行方向前側に位置するのは第１台車１０ａであり、進行方向後側に位置するのは第２台車１０ｂである。各台車１０ａ,１０ｂには、ダイアフラム２３が２つずつ設けられているため、全部で４つのダイアフラム（第１～第４ダイアフラム２３ａ,２３ｂ,２３ｃ,２３ｄ）がある。各ダイアフラム２３ａ～２３ｄは、上方から視た周方向の所定位置に、コードジョイント５４の位置を示すマークが記されており、マークが周方向の特定位置に合うように台車１０に取り付ける。つまり、マークの位置からジョイント部の位置が特定可能となる。特定位置は、上面板２０ａが積層ゴム上板２１ａに対して進行方向の前又は後に変位した際にシワが発生するおそれがある位置である。

【0043】

車体６３が曲線にさしかかると、台車１０は曲線に従って自動的に向きを変え、曲線軌道を通過していく。車体６３が曲線を走行中に、第１台車１０ａが車体６３に対して角度プラスθ３だけ回転し、また第２台車１０ｂが角度マイナスθ４だけ回転する。このとき、第１～第４ダイアフラム２３ａ～２３ｄには、左右方向に変位させる荷重がかかる。

【0044】

例えば、第１台車１０ａのうちの進行方向に向かって左側に設けられた第１ダイアフラム２３ａでは、上面板２０ａが積層ゴム上板２１ａに対して進行方向前側（左側）に変位する。このとき、第１ダイアフラム２３ａを上方から視て第１ダイアフラム２３ａの輪郭円状のうちの符号６５で示す特定位置（第１位置と称する）にシワが発生するおそれがある。第１位置６５は、内軌レール６６の内側６７から視られる。

【0045】

また、第１台車１０ａのうちの進行方向に向かって右側に設けられた第２ダイアフラム２３ｂでは、上面板２０ｂが積層ゴム上板２１ｂに対して進行方向後側（右側）に変位する。このとき、第２ダイアフラム２３ｂの輪郭円状のうちの符号６８で示す特定位置（第２位置と称する）にシワが発生するおそれがある。第２位置６８は、外軌レール６９の外側７０から視られる。

【0046】

第２台車１０ｂのうちの進行方向に向かって左側に設けられた第３ダイアフラム２３ｃでは、上面板２０ｃが積層ゴム上板２１ｃに対して進行方向後側（右側）に変位する。このとき、符号７１で示す特定位置（第３位置と称する）にシワが発生するおそれがある。第３位置７１は、内軌レール６６の内側６７から視られる。

【0047】

そして、第２台車１０ｂのうちの進行方向に向かって右側に設けられた第４ダイアフラム２３ｄでは、上面板２０ｄが積層ゴム上板２１ｄに対して進行方向前側（左側）に変位する。このとき、符号７３で示す特定位置（第４位置と称する）にシワが発生するおそれがある。第４位置７３は外軌レール６９の外側７０から視られる。

【0048】

上述したように、特定位置は、上面板２０が積層ゴム上板２１に対して進行方向の前又は後に変位した際にシワが発生するおそれがある位置である。このため、ダイアフラム２３を、車体６３の下に設けられた台車１０に取り付ける場合は、コードジョイント５４の位置を示すマークを特定位置に合わせることで、コードジョイント５４をシワ発生位置に対して交差する位置に設けることができる。

【0049】

シワは、上面板２０が積層ゴム上板２１に対して進行方向前側（左側）に変位した場合、図１６に示すように、左上から右下に向けて略直線的に発生するおそれがある。図１６では、シワが発生した時のシワ発生位置を第１シワ発生位置７５として示す。第１シワ発生位置７５は、ダイアフラム２３を側面から視て本体部３９の左側に現れる。図１６に示した第１シワ発生位置７５は、図１５に示した内軌レール６６の内側６７から視た第１ダイアフラム２３ａの側面と、外軌レール６９の外側７０から視た第４ダイアフラム２３ｄの側面とに生じ易い。

【0050】

また、シワは、上面板２０が積層ゴム上板２１に対して進行方向後側（右側）に変位した場合、図１７に示すように、右上から左下に向けて略直線的に発生するおそれがある。図１７では、シワが発生した時のシワ発生位置を第２シワ発生位置７６として示す。第２シワ発生位置７６は、ダイアフラム２３を側面から視て本体部３９の右側に現れる。図１７に示した第２シワ発生位置７６は、図１５に示した外軌レール６９の外側７０から視た第２ダイアフラム２３ｂの側面と、内軌レール６６の内側６７から視た第３ダイアフラム２３ｃの側面とに生じ易い。

【0051】

よって、ダイアフラム２３の側面のうちのいずれかのシワ発生位置７５,７６に対して交差するようにコードジョイント５４を設けるのが好適である。さらに、コードジョイント５４は、いずれかのシワ発生位置７５,７６に対して交差する角度範囲のうち、ダイアフラム２３の側面から視た際の垂直線になる角度から水平線直前になる角度までの範囲に設けるのが好適である。そして、コードジョイント５４は、いずれかのシワ発生位置７５,７６に対して略９０度で交差するように設けるのが最も剛性が高くなり効果が高い。さらに、ダイアフラム２３の周方向のうちの一側面に、シワ発生位置７５,７６に示した２カ所にシワが発生するおそれがある場合には、シワ発生位置７５，７６がダイアフラム２３の中心軸２５の上方を要とするＶ字状に表れるおそれがある。このため、ダイアフラム２３の中心軸２５の下方を要とする略Ｖ字状に２個のコードジョイント５４を、シワ発生位置７５,７６のそれぞれの一部に交差して設けるのが好適である。

【0052】

また、シワ発生位置７５,７６に対して交差する位置に、クロスプライジョイント５６を設けるのも好適である。クロスプライジョイント５６は、シワ発生位置７５,７６に対して一部が交差しているのが好適である。

【0053】

上記で説明したダイアフラム２３を用いた空気バネ１１は、図１で説明したボルスタレス台車１０に設けられたものとして説明しているが、この発明ではこれに限らず、例えばボルスタを有するダイレクトマウント台車に設けられるものでもよい。

【0054】

また、上記で説明した空気バネ１１としては、図２で説明したものとして説明しているが、この発明ではこれに限らず、例えば鉄道車両用懸架装置とは主に積層ゴム２４が異なる構造の鉄道車両用懸架装置に適用された空気バネやその空気バネに用いられるダイアフラムでもよい。即ち、空気バネが、コニカルストッパー構造の積層ゴムが搭載された構成のものでもよい。

【符号の説明】

【0055】

１０…台車
１１,１２…空気バネ
１３…台車枠
２０…上面板
２１…下面板（積層ゴム上板）
２３…ダイアフラム
２４…積層ゴム
２５…中心軸
３５…上ビード部
３６…下ビード部
３７…上ビードワイヤー
３８…下ビードワイヤー
３９…本体部
４０…内層ゴム
４１…外層ゴム
４３…主材層
４４…第１補強層
４５…第２補強層
４６…補強層
４７…内層ゴムジョイント
４８…外層ゴムジョイント
４９…２プライジョイント
５０…１プライジョイント
５４…コードジョイント
５５…シワ発生位置
５６…クロスプライジョイント
６５…第１位置（シワ発生位置）
６６…内軌レール
６７…内軌レールの内側
６８…第２位置（シワ発生位置）
６９…外軌レール
７０…外軌レールの外側
７１…第３位値（シワ発生位置）
７３…第４位置（シワ発生位置）
７５…第１シワ発生位置
７６…第２シワ発生位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】