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日本工業規格

JIS

E 4206 -

1989

鉄道車両用ばね装置

Spring Rigging for Railway Rolling Stock

1.

適用範囲  この規格は,鉄道車両に用いるばね装置(以下,装置という。)について規定する。

備考  この規格の中で  {  }  を付けて示してある単位及び数値は,従来単位によるものであって,参

考として併記したものである。

引用規格及び関連規格:21 ページに示す。

2.

種類及び記号  装置の種類及び記号は,表 のとおりとする。

表 1  種類及び記号

種類

ばね記号

単体ばね AXS1 
二重コイルばね AXS2

軸ばね装置

三重コイルばね AXS3 
単体ばね BOS1 
二重コイルばね BOS2






まくらばね装置

三重コイルばね BOS3

450 1B450

500 1B500

550 1B550

570 1B570

600 1B600

1

620 1B620

450 3BL450

500 3BL500

3

段上面下面板水平

550 3BL550

550 3BT550

ベローズ形

3

段上面下面板傾斜

600 3BT600

310 DCC310

360 DCC360

480 DCC480

520 DCC520

560 DCC560

内筒外筒垂直

620 DCC620

500 DTC500

内筒傾斜外筒垂直

535 DTC535

500 DTT500

560 DTT560

空気ばね装置

ダイアフラム形

内筒外筒傾斜

630 DTT630

備考  種類の数字は有効直径を mm で表したものを示す。


2

E 4206 - 1989

3.

軸ばね装置及びまくらばね装置

3.1

構造  装置は,軸ばね,まくらばね,オイルダンパ,防振ゴムなどで構成し,図 及び図 のとお

りとする。

図 1  軸ばね装置及びまくらばね装置の構造  その 1(一例)

図 2  軸ばね装置及びまくらばね装置  その 2(一例)

番号

名称

1

軸ばね

2

まくらばね

3

オイルダンパ

4

防振ゴム

備考1.  オイルダンパは,JIS E 4205(鉄道車両用オイルダンパ)による。

2.

防振ゴムは,JIS E 4711(鉄道車両軸ばね及びまくらばね用防振ゴム)

による。

3.2

外観  ばねは,表面に使用上有害な肌荒れ,きず,脱炭などの欠陥があってはならない。

3.3

形状・寸法  ばねの形状・寸法は,次のとおりとする。

(1)

ばねの形状は,円筒形で,等ピッチコイルばね。

(2)

ばねの形状・寸法の許容差は,次による。

(a)

自由高さ  自由高さの許容差は,ばね特性の指定がない場合は,自由高さの±1.5%(

1

)

(b)

コイル径  コイル径の許容差は,表 のとおりとする。


3

E 4206 - 1989

表 2  コイル径の許容差(

1

)

自由高さ mm

許容差

250

以下

コイル平均径の±1.0%,最小±1.5mm

250

を超えるもの

コイル平均径の±1.5%,最小±1.5mm

(c)

総巻数  総巻数の許容差は,ばね特性の指定がない場合は,±

4

1

巻き。

(d)

コイル外側面の傾き  コイル外側面の傾きは,無荷重の状態で各端面にそれぞれ直角な軸に対する

コイル外側面の傾きを

図 の位置で測り,両端面を研削仕上げしたものは,0.02H

0

(

1

)

以下とし,両

端部がテーパ加工のままのものは,0.05H

0

(

1

)

以下とする

(e)

ピッチの不同  全たわみの 80%を圧縮した場合,両端部を除いてコイルが接しないこと。

(

1

)

数値の丸め方は,JIS Z 8401(数値の丸め方)によって,小数点以下1けたに丸める。

なお,その数値を更に 0.5 の倍数になるように丸める。

図 3  コイル外側面の傾き

(3)

ばねの巻き方向は,次のとおりとする。

(a)

単体ばねは,右巻き。

(b)

二重コイルばねは,外側は右巻き,内側は左巻き。

(c)

三重コイルばねは,外側から右巻き,左巻き,右巻きのように交互に逆の巻き方とする

3.4

材料  ばねの材料は,原則として JIS G 4801(ばね鋼鋼材)の SUP6,,SUP9,SUP9A 又は SUP11A

とし,JIS G 4801 に規定する冷間加工鋼材を用いる。

3.5

製造方法  ばねの製造方法は,次のとおりとする。

(1)

座巻きにテーパ加工をする場合,加熱温度は 1 000℃以下とし,テーパ部の長さは約

4

3

巻きとし,先端

の厚さは材料の径の約

4

1

とする。

(2)

ばねを成形するための加熱温度は,950℃以下とする。

(3)

ばねは,成形後,均一に焼入焼戻しをする。

(4)

ばねの両端面は,原則として研削仕上げをする。

(5)

ばねにショットピーニングをする場合の条件は,受渡当事者間の協定による。

(6)

ばねは,熱処理後,試験荷重の 1.1 倍を超えない荷重でセッティングをする。ただし,ショットピー

ニングをするものは,ショットピーニング後にセッティングをする。

(7)

ばねは,十分さび落しをして,さび止めペイント(特に指定がない場合は,黒ペイント)を 1 回塗装

する。


4

E 4206 - 1989

ただし,ショットピーニングをしたものは,その直後に,さび止めペイントを塗装する。

3.6

性能  軸ばね及びまくらばねの性能は,3.7 の試験を行ったとき,次の事項を満足しなければならな

い。

(1)

ばね特性  ばね特性は,ばねの自由高さから,指定荷重を負荷したときの高さを引いた値  (

δ

1

)

と,式

(1)

によって求めた指定荷重を負荷する場合の設計時のたわみ量  (

δ

)

との差が,式(2)によって求めた値

の範囲内でなければならない。

P

G

d

D

N

a
4

3

8

=

δ

 (1)

ここに,

δ

指定荷重を負荷するときの設計時のたわみ量 (mm)

N

a

ばねの有効巻数

D

コイルの平均径 (mm)

d

コイル材料の直径 (mm)

G

材料の横弾性係数 N/mm

2

 {kgf/mm

2

}

P

指定荷重 N {kgf}

α=± (1.5+0.03δ)  (2)

ここに,

α

ばねのたわみ量の許容差 (mm)

δ

指定荷重を負荷するときの設計時のたわみ量 (mm)

ただし,数値の丸め方は,JIS Z 8401 によって小数点以下 1 けたに丸める。さらに,その数値を 0.5

の倍数になるように丸める。

(2)

ばねの硬さ  焼戻し後の硬さは,HB388∼461 とする

3.7

試験  試験は,次による。

(1)

ばね特性試験

(a)

指定荷重を負荷し,そのときのたわみ量  (

δ

1

)

を測定する。指定荷重とは,試験荷重(

2

)

を負荷したと

きのたわみ量の 20∼80%のたわみ量になるような荷重をいい,指定荷重を負荷する前に試験荷重を

1

回負荷する。

(b)

  3.6(1)

に規定する

δ

1

δ

の差が,3.6(1)に規定する許容範囲内にあるかどうかを調べる。

(

2

)

試験荷重は,式(3)によって求める。

0

3

1

8

τ

π

D

d

P

=

 (3)

ここに,

P

1

試験荷重

N {kgf}

τ

0

ばねの表面応力

 [590N/mm2 {60.2kgf/mm2}]

d

コイル材料の直径

 (mm)

D

コイルの平均径

 (mm)

なお,二重コイルばね及び三重コイルばねについては,組み合わせた状態で,ばね特性試験を行

う。

(2)

ばねの硬さ試験  焼戻し後の硬さを,JIS Z 2243(ブリネル硬さ試験方法)によって測定する。この

場合座巻き部の円形断面のところを研削して測定部とする。

3.8

検査  検査は,次による。

(1)

構造検査  装置の構造検査は,次の各項目について行う。ただし,その検査方法は,受渡当事者間の

協定による。


5

E 4206 - 1989

(a)

ばね,上座,下座,防振ゴム,オイルダンパの取付状態の検査

(b)

組立後の寸法検査

(c)

外観検査

(d)

形状及び寸法検査

(2)

性能検査  軸ばね及びまくらばねの性能検査は,形式検査,受渡検査とも,表 の検査項目について

行う。

表 3  軸ばね及びまくらばねの性能検査項目

検査項目

該当箇条番号

ばね特性の検査

3.6(1)3.7(1)

ばねの硬さの検査

3.6(2)3.7(2)

3.9

表示  軸ばね及びまくらばねの表示は,座巻き部の外側面に,容易に消えない方法で,次の事項を

表示しなければならない。

(1)

ばね特性

(2)

ばねの硬さ

(3)

製造業者名又はその略号

(4)

製造年月又はその略号

ただし,(1)(2)については,包装箱又は荷札に表示してもよい。

4.

空気ばね装置

4.1

構造  装置は,空気ばね,絞り栓,補助空気室,自動高さ調整弁及び差圧弁で構成し,図 のとお

りとする。

空気ばね装置を使用している鉄道車両用台車を,

参考図 1に示す。

空気ばねのゴム膜の構造は,

図 のとおりとする。

図 4  空気ばね装置(一例)

備考  自動高さ調整弁は,JIS E 4117(鉄道車両用自動高さ調整弁)による。


6

E 4206 - 1989

参考図 1  空気ばね装置を使用している鉄道車両用台車  その 1

参考図 2  空気ばね装置を使用している鉄道車両用台車  その 2

参考図 3  空気ばね装置を使用している鉄道車両用台車  その 3


7

E 4206 - 1989

図 5  ゴム膜の構造(一例)

4.2

外観  空気ばねの外観は,ゴム部の表面が滑らかで,気泡,異物の混入及び付着,補強コードの露

出などの欠陥があってはならない。

また,金属部は,表面の仕上げが良好で,使用上有害なきず,き裂,溶接部のアンダカットなどの欠陥

があってはならない。

4.3

形状・寸法  空気ばねの形状・寸法は,図 611 のとおりとする。


8

E 4206 - 1989

図 6  ぺローズ形 段(一例)


9

E 4206 - 1989

図6  (続き)

単位

mm

記号

D

H

S

d

1

d

2

h

1

d

3

d

4

h

2

d

5

h

3

1B450(

5

)

 30

50

− 40

119.5

±0.5

126

±0.25

37.5

±0.5

1B450B

570 142

22 65

5

−0.5

54

±0.25

20

+0.3

0

56.4

c9

30

1B500(

6

)

620 150

32 80

− 30

− 50 e8

38

1B550A

115 104

125.5

±0.5

132

±0.5

37.5

±0.5

1B550B

− 55

30

1B550B

65 54

− 60

c9

40

1B570A

115 104

125.5

±0.5

132

±0.5

37.5

±0.5

1B570B

683 142

22

− 55

30

1B600B

140

140

25

− 60

c9

1B600B

150

30

− 50 e8

40

1B620B

720

142

22

65

0

−0.5

54

±0.25

20

+0.3

0

− 60 c9

30

(

3

)  A

形は,まくらばりの下部に取り付ける形式で,絞り栓は,上面板の中央に設ける。

(

4

)  B

形は,車体直結の形式で,絞り栓は,ばね座のボス部に設ける。

(

5

)  A

形に類似で,上面板の中央にボスを設けた形状のもの。

(

6

)  B

形に類似で,上面板の中央にボスを設けた形状のもの。


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E 4206 - 1989

図 7  ベローズ形 段上面下面板水平(一例)

単位

mm

記号

D

H

S

d

1

d

2

h

3BL450 494

30

368.5

7

3BL500 544

25

398.5

100

10

3BL550 595

160

27 448.5

(

7

)

±0.1

50

0

−0.5

40

(

7

)  d

1

の許容差は,ゴム膜用金型の20℃でのものとする。

図 8  ベローズ形 段上面下面板傾斜(一例) 

単位

mm

記号

D

H

S

d

1

d

2

h

3BT550 592

409

49.5

3BT600 648

182

27

459

(

7

)

±0.1

50

0

−0.5

40

図 9  ダイアフラム形内筒外筒垂直(一例)


11

E 4206 - 1989

図 9  (続き)

単位

mm

記号

D

H

S

d

1

h

1

d

2

h

2

DCC310 389

200

27

DCC360 440

DCC480 572

DCC520 612

DCC560 652

DCC620 712

210 35

84.75

±0.03

35 98

0

−0.5

12.5

図 10  ダイアフラム形内筒傾斜外筒垂直(一例)

単位

mm

記号

D

H

S

d

1

h

1

d

2

h

2

DTC500 620

216

30

65

  1 
−1

13

DTC535 664

263

30(

8

)

55 c9 55

(

8

) DTC535

のストッパゴムは,空気ばねの外部に設ける。


12

E 4206 - 1989

図 11  ダイアフラム形内筒外筒傾斜(一例)

単位

mm

記号

D

H

S

d

1

h

1

d

2

h

2

DTT500 660

30

DTT560 710

DTT630 780

230

35

84.75

±0.03

35 98

0

−0.5

12.5

4.4

材料  空気ばねの主要部品の材料は,表 に示すもの又は品質がこれらと同等以上のものとする。

表 4  空気ばねの材料

主要部品名

部分

材料

内層ゴム,外層ゴム,シ

ール部ゴム

4.6.3

に規定する試験を行った

とき,4.5(11)の性能を満足した
ものでなければならない。

補強コード

タイヤ用又は同程度の合成繊
維コード

ゴム膜

ビードワイヤ

JIS G 3506

(硬鋼線材 )の

SWRH 67A

ばね座,ばね下座,内筒,

外筒

JIS G 3101

(一般構造用圧延

鋼材)

の SS41 又は JIS H 4000

(アルミニウム及びアルミニ
ウム合金の板及び条)の A

5083P

金属部

JIS G 3101

の SS 41 又は JIS H 

4000

の A 5083P

上面板,下面板,中間リング,
ストッパゴム

ゴム部

天然ゴム又は合成ゴム

内筒ゴム,外筒ゴム,傾斜板

上と同じ

4.5

性能  空気ばねの性能は,4.6 の試験を行ったとき,次の事項を満足しなければならない。

(1)

気密  空気ばねの気密は,4.6.2(1)の試験を行ったとき,常用最高内圧(

9

)

において,気泡の発生があっ

てはならない。

(

9

)

常用最高内圧は,設計仕様で定める空気ばねの取付け高さの状態で,

500kPa {5.1kgf/cm

2

}

とす

る。

(2)

耐圧

(a)

常用耐圧  空気ばねの常用耐圧は,4.6.2(2)(a)の試験を行ったとき,空気漏れ及び変形がないこと。

(b)

特殊耐圧  空気ばねの特殊耐圧は,4.6.2(2)(b)の試験を行ったとき,水漏れ及び破損がないこと。

(3)

常用最大変位  空気ばねの常用最大変位は,4.6.2(6)(7)の空気ばねの試験を行ったとき,表 の値を


13

E 4206 - 1989

満足すること。

(4)

可能最大変位  空気ばねの可能最大変位は,4.6 の空気ばねの試験を行ったとき,表 の値を満足する

こと。

(5)

有効受圧面積(

10

)

  空気ばねの有効受圧面積は,4.6.2(3)の試験を行ったとき,

表 の値を満足すること。

(

10

)

空気ばねが,設計仕様で定める空気ばねの取付け高さの状態で,内圧が

300kPa {3.1kgf/cm

2

}

場合の値とする。

(6)

有効受圧面積変化率(

10

)

  空気ばねの有効受圧面積変化率は,4.6.2(4)の試験を行ったとき,

表 の値を

満足すること。

(7)

内容積(

10

)

  空気ばねの内容積は,4.6.2(5)の試験を行ったとき,

表 の値を満足すること。

備考

内容積は,空気ばねの絞り栓部までのもので,しかもストッパゴムの容積を引いたものとする。

(8)

ばね定数(参考)  空気ばねのばね定数は,4.6.2(6)(9)の試験を行ったとき,表 のとおりとする。

(9)

減衰係数(参考)  空気ばねの減衰係数は,4.6.2(10)の試験を行ったとき,表 のとおりとする。

(10)

耐久性  空気ばねの耐久性は,4.6.2(11)の試験を行ったとき,空気ばねの各部に異常がないこと。

(11)

ゴム膜の材料  内層ゴム,外層ゴム及びシール部ゴムの材料は,4.6.3 の試験を行ったとき,次の性能

を満足したものでなければならない。

(a)

引張強さは,

15N/mm

2

 {153kgf/cm

2

}

以上のこと。

(b)

伸びは,

400%

以上のこと。

(c)

老化試験後の引張強さ及び伸びの変化率は,±

20%

以内のこと。

(d)

衝撃ぜい化温度は,−

40

℃以下のこと。

(e)

内層ゴム,外層ゴムは,屈曲試験を行ったとき,肉眼で見えるき裂がないこと。

(f)

外層ゴムは,オゾン劣化試験を行ったとき,

A-2

以上のき裂が発生しないこと。

(g)

シール部ゴムは,圧縮永久ひずみ率が

35%

以下であること。


14

E 4206 - 1989

表 5  空気ばねの最大変位

単位

mm

垂直

水平

可能最大変位

ばね記号

常用最大変位

上方向

下方向

常用最大変位

可能最大変位

1B450 30

30

40

1B500 40

20

25

1B550

1B570

30

1B600 40

1B620 30

30 40

3BL450

3BL500

3BL550

10 20

3BT550

3BT600

40

40

30 40

DCC310

DCC360

DCC480

DCC520

DCC560

DCC620

45 30 35

DTC500

DTC535

35 40

DTT500

DTT560

DTT630

30

40

50 60

備考1.  最大変位とは,設計仕様で定める空気ばねの取付け高さ又は中立位

置からの最大の変位をいう。

2.

常用最大変位とは,垂直及び水平の変位が同時に繰り返して生じて

も,疲労破壊しない最大の変位をいう。

3.

可能最大変位とは,部品相互が干渉しないか,又はストッパゴムの
垂直のひずみがゴム厚さの 30%以下の条件で垂直及び水平の変位

が同時に生じても,空気漏れ又はゴム膜の損傷などの支障を生じな
いような構造上可能な最大の変位をいう。


15

E 4206 - 1989

表 6  空気ばねの有効受圧面積,有効受圧面積変化率及び内容積

有効受圧面積

cm

2

有効受圧面積変化率

内容積

l

ばね記号

基準値

許容差

%

cm

2

/cm

基準値

許容差

%

1B450 1

590

21

∼37 14.5

1B500 1

960

15

∼35 22.0

1B550 2

375

10

∼34 24.0

1B570 2

550

8

∼34 24.5

1B600 2

830

6

∼34 31.0

1B620 3

020

0

∼30 29.8

3BL450 1

590

31

∼47 21.8

3BL500 1

960

31

∼51 28.0

3BL550 2

375

33

∼57 33.5

3BT550 2

375

30

∼54 32.0

3BT600 2

830

+5 
−3

33

∼61 40.0

+3 
−3

DCC310

  750

−4∼4 9.3

DCC360 1

020

−5∼5 11.0

DCC480 1

810

−9∼9 18.0

DCC520 2

120

−11∼11 21.0

DCC560 2

460

−12∼12 24.0

DCC620 3

020

−15∼15 28.0

DTC500 1

960

−20∼0 21.6

DTC535 2

250

−16∼6 36.0

DTT500 1

960

−46∼−26 28.0

DTT560 2

460

−46∼−21 33.0

DTT630 3

115

−46∼−14 38.0


16

E 4206 - 1989

表 7  空気ばねのばね定数及び減衰係数(参考)

ばね定数 N/mm

垂直

水平

ばね記号

静ばね定数

動ばね定数

静ばね定数

動ばね定数

減衰係数

N

・s/cm

1B450 300 380 145 215 114

1B500 305 390 215 275 126

1B550 375 495 225 275 153

1B570 405 550 275 335 170

1B600 395 530 245 295 180

1B620 445 605 235 315 195

3BL450 265  330

− 105

3BL500 300  370

− 125

3BL550 355  440

− 144

3BT550

355 445 230 345 145

3BT600

400 505 335 410 152

DCC310

80 110 165 185

41

DCC360

120 170 195 215

60

DCC480

240 335 255 285 112

DCC520

280 390 275 315 132

DCC560

330 460 295 335 151

DCC620

425 600 325 370 195

DTC500

200 295 235 250 112

DTC535

150 225 200 230 105

DTT500

75 145 135 150

76

DTT560

140 235 180 195 108

DTT630

245 375 210 230 153

記事

垂直ばね定数及び減衰係数は,次の条件による理論値であり,水平ばね定数
は現用品の仕様の代表的な値であって,参考までに掲げた。 
内圧:290kPa {3kgf/cm

2

} ,

有効受圧面積:

表 の基準値,

空気ばね内容積:

表 の基準値,有効受圧面積変化率:表 の平均値,

補助空気室容積:空気ばね内容積の 2 倍, 
絞り栓直径:有効直径の 3%,  ポリトロピック指数:1.40,

加振振幅:5mm,流量係数:0.6

4.6

試験

4.6.1

試験の共通的な条件  試験の共通的な条件は,次のとおりとする。

(1)

試験室の一般状態  試験室の一般状態は,JIS D 4101(空気ばね用ゴムベローズ試験方法)の 4.1 試験

室の一般状態の規定による。

(2)

試験品の状態  試験品の状態は,JIS D 4101 の 4.2 試験品の状態の規定による。

4.6.2

試験方法  空気ばねの試験方法は,次のとおりとする。

(1)

気密試験  空気ばねを標準高さに保ち,常用最高内圧の圧縮空気を封入し,石けん水などの気密探知

溶液を塗布し,気泡の発生の有無を調べる。

(2)

耐圧試験

(a)

常用耐圧試験  空気ばねの垂直方向出力に十分耐えられる試験枠に空気ばねを組み込み,標準高さ

に保ち,

750kPa {7.6kgf/cm

2

}

の圧縮空気を加える。

3

分間放置した後,各部の空気漏れ及び変形の

有無を調べる。

(b)

特殊耐圧試験  空気ばねの垂直方向出力に十分耐えられる試験枠に空気ばねを組み込み,標準高さ


17

E 4206 - 1989

に保ち,

2.0MPa {20.4kgf/cm

2

}

の水圧を加える。

3

分間放置した後,各部の水漏れ及び破損の有無を

調べる。

(3)

有効受圧面積試験  垂直荷重試験機に空気ばねを取り付け,標準高さに保ち,そのときの空気ばねの

出力を測定し,式(4)によって有効受圧面積を求める。

P

F

A

E

=

 (4)

ここに,

A

E

有効受圧面積

 (cm

2

)

F

空気ばねの出力

 (N) {kgf}

P

空気ばねの内圧

 (N/cm

2

) {kgf/cm

2

}

(4)

有効受圧面積変化率試験  (3)の規定に準じて,空気ばねを標準高さから

10mm

垂直に圧縮した有効受

圧面積を測定し,続いて標準高さから

10mm

伸張した場合の有効受圧面積を測定し,式(5)によって有

効受圧面積変化率を求める。

δ

2

1

1

+

=

A

A

dx

dA

 (5)

ここに,

dx

dA

有効受圧面積変化率 (cm

2

/cm)

A

+1

δ

だけ圧縮した場合の有効受圧面積 (cm

2

)

A

-1

δ

だけ伸長した場合の有効受圧面積 (cm

2

)

δ

標準高さからの垂直変位(圧縮,伸長各 10mm) (cm)

(5)

内容積試験  (2)に規定する試験枠及び(3)に規定する垂直荷重試験機に空気ばねを取り付け,標準高さ

に保ち,空気ばねの内部に空気が残らないように水を満たし,500kPa {5.1kgf/cm

2

}

の水圧を加えた後,

内圧が,400,300,200,100,0kPa {4.08, 3.06, 2.04, 1.02, 0kgf/cm

2

}

となるように順次内部の水を抜き,

それぞれの内圧における吐き出した水量を測定する。最後に残った水量を測定する。

以上によって,各内圧における内部水量を算出し,得られた値をもって,空気ばねの内容積とする。

なお,空気ばねの内容積は,4.5(7)

備考のとおりの空気ばねの絞り栓部までのもので,指定のストッ

パゴムを取り付けた状態のものとする。

(6)

垂直静ばね定数試験  空気ばねを垂直方向に変位させることができる荷重変位試験機に取り付ける。

空気ばねには,指定のストッパゴムを取り付け,かつ,指定の補助空気室がある場合とない場合につ

いて,試験ができるように配管する。

空気ばねを標準高さに保ち,100kPa {1.02kgf/cm

2

}

の圧縮空気を封入し,圧力降下がないことを確

認して,圧縮空気の給排気がないように締め切り,そのときの空気ばねの出力と内圧を記録する。次

に,垂直に 10mm 圧縮し,30 秒間その位置で停止した後,空気ばねの出力と内圧を記録する。続いて,

10mm

変位ごとに同様の記録をしながら,標準高さからストッパゴムに接触するまで圧縮し,更に可

能最大変位まで上方に伸張し,再び標準高さまで圧縮の変位を与え,1 サイクルの測定を行う。この

方法で,標準高さのときの内圧を,200,300,400,500kPa {2.04, 3.06, 4.08, 5.10kgf/cm

2

}

とした場合

について,それぞれ補助空気室がある場合と,ない場合について測定を行い,式(6)によって垂直静ば

ね定数を求める。

δ

2

1

1

+

=

F

F

K

VS

 (6)

ここに,

K

vs

垂直静ばね定数 N/mm {kgf/mm}

F

+1

(

11

)

δ

だけ圧縮した場合の出力 (N) {kgf}

F

-1

(

11

)

δ

だけ伸張した場合の出力 (N) {kgf}


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E 4206 - 1989

δ

標準高さからの垂直変位(圧縮,伸張各 10mm) (mm)

(

11

)

出力の大きさは,測定して得られたヒステリシスループの中心線の値とする。

(7)

水平静ばね定数試験(

12

)

  空気ばねを,水平方向に変位させることができる水平変位試験機に取り付け

る。空気ばねを,中立位置(水平変位が 0 で,設計仕様で定める空気ばねの取付け高さ)に保ち,100kPa

{1.02kgf/cm

2

}

の圧縮空気を封入した後,中立位置から水平方向に可能最大変位まで変位し,再び中立

位置に戻す。次に,水平方向に反対側の可能最大変位まで変位し,再び中立位置まで戻す。この途中

で,10mm 変位ごとに 30 秒間その位置で停止した後,その位置での空気ばねの水平反力を測定し,式

(7.1)

及び式(7.2)によって,水平静ばね定数を求める。

(a)

空気ばねが一組の場合

δ

=

+

2

1

1

F

F

K

HS

 (7.1)

(b)

空気ばねが二組の場合

δ

=

+

4

1

1

F

F

K

HS

 (7.2)

ここに,

K

HS

水平静ばね定数 (N/mm) {kgf/mm}

F'

+1

(

11

)

δ

'

だけ水平に変位した場合の水平反力 (N) {kgf}

F'

-1

(

11

)

δ

'

だけ反対側に変位した場合の水平反力 (N) {kgf}

δ

'

中立位置からの水平変位(左右各 10mm) (mm)

(

12

)

この試験は,空気ばねを一組で行っても,二組を並列に組み合わせて行ってもよい。

また,変位を与える場合,空気ばねの上面板と下面板が平行に移動するような案内装置を設

けること。ただし,案内装置は,極力摩擦力を小さくするようにする。

また,この試験には,補助空気室及びストッパゴムを取り付けなくてもよい。

(8)

垂直動ばね定数試験  空気ばねを振動試験機に取り付け,空気ばねの上面に,摩擦力を極力小さくす

るように垂直方向に案内されたおもりを載せ,別に指定する内容積をもつ補助空気室と空気ばねとを

結び,この間に,指定の絞り栓を取り付ける。この状態で,空気ばねの下面に,振幅が 1.25mm,2.5mm

及び 5mm の単振動を,0.5Hz から 6.3Hz までの振動数で与え,ばね上振幅  (x)  及びばね下振幅  (

ξ)  を

測定し,振動伝達率  (x/

ξ)  を求める。ただし,加振振動数は,加振振動加速度が±0.1G までとする。

また,共振点附近では,加振振動数を細かく設定して測定点を多くし,振動伝達率が最大となる共

振振動数を正確に求める。

垂直ばね定数は,式(8)によって求める。

K

Vd

=4

π

2

f

n

2

 (8)

ここに,  K

Vd

垂直動ばね定数 (N/mm) {kgf/mm}

f

n

共振振動数 (Hz)

m

おもりの質量 (kg)

(9)

水平動ばね定数試験  (7)の規定に準じて,中立位置から水平 10mm の単振動変位を,0.5Hz から 1.5Hz

までのいずれか一つの振動数で与え,変位及び水平反力を測定し,式(9.1)及び式(9.2)によって水平動

ばね定数を求める。

(a)

空気ばねが一組の場合

δ

′′

′′

′′

=

+

2

1

1

F

F

K

Hd

 (9.1)

(b)

空気ばねが二組の場合


19

E 4206 - 1989

δ

′′

′′

′′

=

+

4

1

1

F

F

K

Hd

 (9.1)

ここに,

K

Hd

水平動ばね定数 (N/mm) {kgf/mm}

F

+1

δ″

だけ水平に変位した場合の水平反力 (N) {kgf}

F

-1

δ″

だけ反対側に変位した場合の水平反力 (N) {kgf}

δ″

中立位置からの水平変位(左右各 10mm) (mm)

(10)

減衰係数試験  (8)に規定した垂直動ばね定数試験で求めた振動伝達率  (x/

ξ)  の最大値(共振倍率)を

求め,式(10)によって,減衰係数を算出する。

1

2

2

=

µ

π

m

f

C

n

 (10)

ここに,

C

:  減衰振動数 N・s/cm {kgf・s/cm}

µ

:  共振倍率[共振振動数における振動伝達率  (x/

ξ)  の最大値]

f

n

:  共振振動数 (Hz)

m

:  おもりの質量 (kg)

(11)

耐久試験  定変位式繰返し荷重試験機に空気ばねを取り付け,標準高さに保ち,500kPa {5.1kgf/cm

2

}

の圧縮空気を封入し,1Hz から 3Hz までのいずれか一つの振動数で,垂直常用最大変位を 1 000 000

回与える。水平方向にも用いる空気ばねについては,引き続いて 0.5Hz から 1.5Hz までのいずれか一

つの振動数で,水平常用最大変位を 200 000 回与える。

なお,試験中に,空気ばねの平均内圧が常用最高内圧以下にならないようにする。

以上の試験を行った後,空気ばねの各部の異常の有無を調べる。

4.6.3

ゴム膜の材料の試験  空気ばねのゴム膜に用いる材料は,表 の試験項目について,次によって試

験を行う。

表 8  ゴム膜の材料の試験

試験項目

該当項目番号

引張強さ

4.6.3(2)(a)

伸び

4.6.3(2)(a)

耐老化性

4.6.3(2)(b)

耐屈曲疲労

4.6.3(2)(c)

耐低温性

4.6.3(2)(d)

耐候性

4.6.3(2)(e)

耐永久ひずみ率

4.6.3(2)(f)

(1)

試験の共通的な条件  材料の試験方法は,JIS K 6301(加硫ゴム物理試験方法)の規定による。

なお,試験片は,製品と同一加硫状態で型加硫して作製する。

(2)

試験方法  試験方法は,次のとおりとする。

(a)

引張試験  引張試験は,ダンベル状 3 号試験片 4 個を用い,内層ゴム,外層ゴム,シール部ゴムに

ついて,引張強さ及び伸びを測定する。

(b)

老化試験  老化試験は,JIS K 6301 の 6.老化試験に規定する空気加熱老化試験方法によって行い,

試験片は,引張試験と同じ試験片 4 個を用い,内層ゴム,外層ゴム,シール部ゴムについて,老化

後の引張強さ及び伸びの変化率を調べる。ただし,老化前の引張強さ及び伸びの値は,JIS K 6301

の 3.2

試験片に規定する試験片の測定値とする。

なお,老化試験の試験条件は,70±1℃及び 96 時間とする。

(c)

屈曲試験  屈曲試験は,JIS K 6301 の 15.に規定する屈曲試験方法によって行う。ただし,試験片に

針穴を入れない。繰返し屈曲を毎分 300±10 回の速さで 200 000 回行い,内層ゴム及び外層ゴムに


20

E 4206 - 1989

ついて,溝の部分のき裂の有無を調べる。ここにいうき裂とは,同じ屈曲回数で,同程度のき裂が

数点同時に発生した場合のものをいう。試験片は 3 個とし,そのうち 1 個が他の 2 個と全く離れた

屈曲回数でき裂を発生した場合は,その試験片は試験の対象としない。

(d)

低温衝撃ぜい化試験  低温衝撃ぜい化試験は,JIS K 6301 の 14.低温衝撃ぜい化試験に規定する耐寒

試験方法によって,内層ゴム,外層ゴム及びシール部ゴムの衝撃ぜい化温度を測定する。

(e)

オゾン劣化試験  オゾン劣化試験は,JIS K 6301 の 16.オゾン劣化試験に規定するオゾン劣化試験方

法によって,外層ゴムについて,き裂の発生状態を調べる。

なお,オゾン劣化試験の試験条件は,オゾン濃度 50±5pphm,40℃雰囲気中で 20%のひずみを与

えて 72 時間放置する。

(f)

圧縮永久ひずみ試験  圧縮永久ひずみ試験は,JIS K 6301 の 10.圧縮永久ひずみ試験に規定する圧縮

永久ひずみ試験方法によって,シール部ゴムの圧縮永久ひずみ率を調べる。圧縮試験時の熱処理温

度と時間は 70±1℃,22 時間とする。

4.7

検査  検査は,次による。

(1)

構造検査  装置の構造検査は,次の各項目について行う。ただし,その検査方法は,受渡当事者間の

協定による。

(a)

自動高さ調整装置及び差圧弁の取付状態の検査

(b)

組立後の寸法検査

(c)

外観検査

(d)

自動高さ調整弁の給気時間,排気時間の検査

(e)

自動高さ調整弁の動作の検査

(f)

自動高さ調整弁の軸線と,レバー中心線の水平度の検査

(g)

差圧弁の動作の検査

(2)

性能検査  空気ばねの性能検査は,表 (1)(13)の全検査項目について行う。ただし,受渡検査に

ついては,(3)(13)の項目は省略してもよい。

なお,ベローズ形の 3 段上面下面板水平のものは,水平静ばね定数検査及び水平動ばね定数検査は

行わない。

表 9  空気ばねの性能検査填目

検査項目

該当項目番号

(1)

気密検査

4.5(1)4.6.2(1)

(2)

常用耐圧検査

4.5(2)(a)4.6.2(2)(a)

(3)

特殊耐圧検査

4.5(2)(b)4.6.2(2)(b)

(4)

有効受圧面積検査

4.5(5)4.6.2(3)

(5)

有効受圧面積変化率検査

4.5(6)4.6.2(4)

(6)

内容積検査

4.5(7)4.6.2(5)

(7)

垂直静ばね定数検査

4.5(8)4.6.2(6)

(8)

水平静ばね定数検査

4.5(8)4.6.2(7)

(9)

垂直動ばね定数検査 4.5(8)4.6.2(8)

(10)

水平動ばね定数検査

4.5(8)4.6.2(9)

(11)

減衰係数検査

4.5(9)4.6.2(10)

(12)

耐久検査

4.5(10)4.6.2(11)

(13)

ゴム膜の材料検査

4.5(11)4.6.3


21

E 4206 - 1989

4.8

包装  空気ばねの包装は,輸送及び持ち運びに適し,製品を保護するため,丈夫な箱に入れ,箱の

表面には次の事項を表示しなければならない。

(1)

種類

(2)

ばね記号

(3)

製造業者名又はその略号

(4)

製造年月又はその略号

4.9

表示  空気ばねの表示は,ゴム膜の外周の見やすい箇所に容易に消えない方法で,次の事項を表示

しなければならない。

(1)

ばね記号

(2)

性能

(a)

気密

(b)

常用耐圧

(c)

特殊耐圧

(d)

常用最大変位

(e)

可能最大変位

(f)

有効受圧面積

(g)

有効受圧面積変化率

(h)

内容積

(i)

ばね定数

(j)

減衰係数

(k)

耐久性

(l)

ゴム膜の材料

(3)

製造業者名又はその略号

(4)

製造年月又はその略号

ただし,(2)については,包装箱又は荷札に表示してもよい。

引用規格:

JIS D 4101

  空気ばね用ゴムベローズ試験方法

JIS E 4117

  鉄道車両用自動高さ調整弁

JIS E 4205

  鉄道車両用オイルダンパ

JIS E 4711

  鉄道車両軸ばね及びまくらばね用防振ゴム

JIS G 3101

  一般構造用圧延鋼材

JIS G 3506

  硬鋼線材

JIS G 4801

  ばね鋼鋼材

JIS H 4000

  アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条

JIS K 6301

  加硫ゴム物理試験方法

JIS Z 2243

  ブリネル硬さ試験方法

JIS Z 8401

  数値の丸め方

関連規格  JIS B 2701  重ね板ばね


22

E 4206 - 1989

鉄道部会  車両基本専門委員会  構成表  (昭和 59 年 1 月 20 日制定のとき)

氏名

所属

(委員会長)

副  島  廣  海

日本国有鉄道工作局

山  田  幸  正

運輸省鉄道監督局

小  林  弘  幸

運輸省鉄道監督局

福  田  安  孝

運輸省鉄道監督局

大久保  和  夫

工業技術院標準部

濱  嶋      滋

川崎重工業株式会社

露  木  益  郎

三菱電機株式会社

寺  山      巌

三菱重工業株式会社

松  隈  道  雄

東京芝浦電気株式会社

磯  村  良  蔵

住友金属工業株式会社

赤  羽  宏  之

株式会社日立製作所

石  田  昌  彦

日本車輌製造株式会社

岡  田  安  弘

近畿車輌株式会社

松  井  康  平

名古屋鉄道株式会社

小笠原  静  夫

社団法人日本鉄道車輌工業会

金  辺  秀  雄

東京急行電鉄株式会社

岩見谷  与志雄

日本国有鉄道技術開発室

杉  山  幸  雄

日本国有鉄道車両設計事務所

小  林  善一郎

社団法人日本民営鉄道協会

三  品  勝  暉

日本国有鉄道技術研究所

(専門委員)

浅  田  時  則

社団法人日本鉄道車輌工業会

(事務局)

黒  河  亀千代

工業技術院標準部機械規格課

武  藤  晃  雄

工業技術院標準部機械規格課

(事務局)

江  口  信  彦

工業技術院標準部機械規格課(平成元年 5 月 20 日改正のとき)

牛  島  宏  育

工業技術院標準部機械規格課(平成元年 5 月 20 日改正のとき)