JP6275971B2 - 鉄道車両用弾性ブッシュ - Google Patents
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Description
特許文献1のものでは、その図6に示されるように、ねじり棒(8)に外嵌される内筒(符記無し)と、側梁(2)に内嵌される外筒(符記無し)と、これら内外筒の間に介装されるリング状の弾性層(ゴムブッシュ:9)とにより弾性ブッシュが構成されている。
一例として、制動による減速時における大なる荷重が作用することに重点を置いた性能の鉄道車両用弾性ブッシュとする場合には、その大なる荷重を受けながら良好な耐久性を得るために、略筒状弾性体を予め径方向に圧縮させた状態で装備する予圧縮手段を採ることがある。
特許文献1に示される単純な円筒形状の弾性層を有する弾性ブッシュでは、構造上、前述の軸心方向の剛性(車両進行方向に対する左右方向の剛性)を高くすることはできず、せいぜい5〜20倍の範囲の剛性比率に止まる。
そのため、従来の弾性ブッシュでは、軸心方向の剛性に若干の不足が生じるなど、要求される低い剛性比率を十分満足できるものに設定することが困難な場合が多かった。このように、前述した低い剛性比率の特性を持つ鉄道車両用弾性ブッシュを実現させるには、さらなる改善の余地が残されているものであった。
前記外側部材11における前記弾性材10に外嵌する部分は、前記外側部材11の前記軸心Pに沿う幅方向での端に向かうに従って径が小さくなるように前記軸心Pに対して角度一定で傾く傾斜内周面12を有し、かつ、前記中心軸7における前記弾性材10に内嵌する部分は、前記軸心Pに対して前記傾斜内周面12と互いに同じ方向に角度一定で傾く傾斜外周面13を有するとともに、
前記弾性材10は、前記外側部材11の端部11tの内径が前記軸心P方向での端に行くほど小となる縮径加工によりなる前記傾斜内周面12と前記傾斜外周面13との間にて圧縮される被圧縮部14を有し、
前記被圧縮部14は、前記弾性材10が金属製の前記外側部材11に内嵌された状態における前記縮径加工により、軸心P方向及び前記軸心Pに関して縮径する方向の双方に圧縮された状態で装備され、
前記端部11tは、軸心P方向での端に行くに従って小径となる傾斜筒部11Bに形成 され、前記弾性材10は、前記傾斜筒部11Bの前記傾斜内周面12に内嵌されるテーパ 外周面17bと、前記傾斜筒部11Bの末端部を受止める鉤状周部17cとを有していることを特徴とする。
前記傾斜内周面12は、前記外側部材11における前記軸心P方向での両端側部分のそれぞれに形成され、前記被圧縮部14を有する前記弾性材10及び前記傾斜外周面13はそれぞれの前記傾斜内周面12毎に設けられていることを特徴とする。
前記外側部材11は、前記傾斜内周面12を有して前記軸心P方向の両端部に形成される傾斜筒部11Bと、前記軸心Pと平行な内周面11aを有して前記傾斜筒部11Bどうしの間に形成される直胴筒部11Aと、を備える筒状体で構成されていることを特徴とするものである。
前記弾性材10は、前記直胴筒部11Aの径内側に位置する箇所を前記軸心Pに関する周溝状に欠如させた形状とされていることを特徴とするものである。
そして、弾性材が予圧縮されることにより、外部からの入力により弾性材が変形する状態での歪を軽減させることがも可能である。
その結果、中心軸及び外側部材それぞれのテーパ面で弾性材を挟んで予圧縮する構造を採る工夫により、中心軸の軸心方向の剛性と径方向の剛性との比率である剛性比率をより低く設定できるようにして、要求される低い剛性比率にも対応可能となるように改善された鉄道車両用弾性ブッシュを提供することができる。
従って、嵌合対象物に軸心方向の抜け止め機能を備えた状態で装備することができる、という使い勝手に優れる鉄道車両用弾性ブッシュを提供することができる。
図3に鉄道車両の軸はり装置の概略が示されており、1は車軸、2は軸箱部、3は軸はり、4はハウジング部、5は車軸1に取付けられる車輪、6は弾性ブッシュ(防振ブッシュ)、8は台車フレームである。
軸はり3は、車軸1を支持する軸箱部2から車両進行方向(矢印Y方向)に向けて延設され、その軸はり3の一端部に形成される筒状のハウジング部4に弾性ブッシュ6が嵌装されている。8Aは、弾性ブッシュ6の中心軸7を支持する二股状の支持ブラケットであり、台車フレーム8から下向きに突出形成されている。
このような構造により、軸はり3が中心軸7の軸心P回りに揺動移動可能であるとともに、軸はり3と台車フレーム8との連結部位の振動及び衝撃を吸収できうるように構成されている。
中心軸7は、ボルト相通用などのための取付孔7hを備えて断面が小判型形状を呈する左右両端それぞれの取付部7B,7Bと、左右の小径面15と中央の大径面16と各小径面と大径面との間の傾斜外周面13とを有して、左右中心部ほど径が大となる形状の中央部7Aとを有する左右対称形状の軸に構成されている。
この外側部材11の幅寸法は、図1に示されるように、中央の大径面16と左右の傾斜外周面13,13との合計の幅寸法にほぼ等しく設定されている。
空隙部10Bには、型成形都合や中心軸7の防錆上の点から、中央部7Aを覆って一対の傾斜外嵌部10A,10Aを繋ぐ薄肉状ゴムの環状膜部10bが形成されているのが好ましいが、この環状膜部10bは無くてもよい。
つまり、弾性材10としては、縮径加工される対応部分11tを受止める硬質材製の中間輪17が傾斜外嵌部10Aの外周側に装備され、かつ、直胴筒部11Aの径内側に位置する箇所を軸心Pに関する周溝状に欠如された形状とされているものを用いる。
この予圧縮は、詳しくは後述するが、弾性ブッシュ6としての組立時(組付時)に、中間輪17に傾斜筒部11Bを形成する工程においてなされるものであり、各傾斜外嵌部10Aが傾斜内周面12と前記傾斜外周面13との間にて圧縮されることで被圧縮部14が形成される。
傾斜内周面12と傾斜外周面13とテーパ外周面17bとは、軸心P方向において互いに同じで、かつ、均一角度で傾斜する構成とされている。
即ち、弾性材10と外側部材11とを軸心方向に相対移動させて、中心軸7に外装されている状態の弾性材10に外側部材11を外嵌する外嵌工程〔図2(a)参照〕の後に、外側部材11における傾斜外嵌部10Aに外装されている対応部分11tを縮径加工することにより、対応部分11tと傾斜外周面13との間で傾斜外嵌部10Aを圧縮させる圧縮工程を〔図2(b)参照〕行うことにより、弾性ブッシュ6が作製される。
なお、外嵌工程を円滑に行い易くするために、外側部材11の径を若干大き目にしておき、外嵌工程の後に外側部材11が丁度大外周面17aに密外嵌されるように外側部材11の全体を縮径させる全体縮径工程を、圧縮工程の前に行うようにしても良い。
まだ予圧縮されていない弾性材10の外径、即ち中間輪17の大外周面17aの径と外側部材11の内径とは、外嵌工程をスムーズに行う点から同等な値が良いが、そうでなくてもよい。
この場合、左右の各傾斜外嵌部10Aはまだ圧縮されていないので、弾性材10としての全幅Dは左右の中間輪17の部位であり、その中間輪17,17での全幅Dは、絞り加工前の径一定状態の外側部材11の全幅dよりも明確に長い(D>d)。
その際、傾斜内周面12と傾斜外周面13とで挟まれている傾斜外嵌部10Aは、弾性材10としての左右中心に向かう方向及び軸心P方向、即ち、各外嵌部10A,10Aが互いに接近する方向及び軸心Pに関して縮径する方向の双方に圧縮され、よって予圧縮された被圧縮部14に形成される。結果として、被圧縮部14を有する弾性材10及び傾斜外周面13は、左右それぞれの傾斜内周面12毎に設けられている。
本実施形態では、対応部分11tの縮径加工に伴う強い圧縮力を受けるための金属製中間輪17を弾性材10に設けたものを用いているが、例えば、殆ど縮径方向又は軸心P方向のみの加工応力を受けるような場合には、ゴムのみによる弾性材10とすることも可能である。また、弾性材10は、空隙部10Bの左右幅がもっと小さいものや、径方向の凹み量がもっと少ないものでもよく、或いは、空隙部10Bの無いものでも良い。
弾性ブッシュ6の他の使用例としては、図6に示すように、牽引リンク20の端部に装備されるものでも良い。
牽引リンク20は、鉄道車両である車体フレーム21に支持される牽引枠22と、台車枠23の一対の主支持枠24,24のうちの一方と、に亘って架設連結される単一のトルク受け部材として構成されている。
そして、外側部材(外輪)11の傾斜筒部11Bと中間輪17とをテーパ形状どうしで嵌合させてあるから、これら外側部材11と弾性材10とが軸心P方向にずれることが無い。また、外側部材11と嵌合孔4Hもテーパ形状どうしで嵌合しており、ハウジング部4にずれ動き無く弾性ブッシュ6を安定支持させることができる。
10 弾性材
11 外側部材
11A 直胴筒部
11B 傾斜筒部
11a 内周面
11t 端部
12 傾斜内周面
13 傾斜外周面
14 被圧縮部
17b テーパ外周面
17c 鉤状周部
P 軸心
Claims (4)
- 車両進行方向に対して交差する方向の軸心を有する中心軸と、前記中心軸の径外側に周設される外側部材と、前記中心軸と前記外側部材との間に介装される弾性材とを有してなる鉄道車両用弾性ブッシュであって、
前記外側部材における前記弾性材に外嵌する部分は、前記外側部材の前記軸心に沿う幅方向での端に向かうに従って径が小さくなるように前記軸心に対して角度一定で傾く傾斜内周面を有し、かつ、前記中心軸における前記弾性材に内嵌する部分は、前記軸心に対して前記傾斜内周面と互いに同じ方向に角度一定で傾く傾斜外周面を有するとともに、
前記弾性材は、前記外側部材の端部の内径が前記軸心方向での端に行くほど小となる縮径加工によりなる前記傾斜内周面と前記傾斜外周面との間にて圧縮される被圧縮部を有し、
前記被圧縮部は、前記弾性材が金属製の前記外側部材に内嵌された状態における前記縮径加工により、軸心方向及び前記軸心に関して縮径する方向の双方に圧縮された状態で装備され、
前記端部は、軸心方向での端に行くに従って小径となる傾斜筒部に形成され、前記弾性 材は、前記傾斜筒部の前記傾斜内周面に内嵌されるテーパ外周面と、前記傾斜筒部の末端 部を受止める鉤状周部とを有している鉄道車両用弾性ブッシュ。 - 前記傾斜内周面は、前記外側部材における前記軸心方向での両端側部分のそれぞれに形成され、前記被圧縮部を有する前記弾性材及び前記傾斜外周面はそれぞれの前記傾斜内周面毎に設けられている請求項1に記載の鉄道車両用弾性ブッシュ。
- 前記外側部材は、前記傾斜内周面を有して前記軸心方向の両端部に形成される傾斜筒部と、前記軸心と平行な内周面を有して前記傾斜筒部どうしの間に形成される直胴筒部と、を備える筒状体で構成されている請求項2に記載の鉄道車両用弾性ブッシュ。
- 前記弾性材は、前記直胴筒部の径内側に位置する箇所を前記軸心に関する周溝状に欠如させた形状とされている請求項3に記載の鉄道車両用弾性ブッシュ。
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