JP2005282701A - 防振ゴムブッシュとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】すぐり部を有する防振ゴムブッシュが、そのすぐり部に起因して絞り加工後に楕円形状に変形するのを抑制することのできる防振ゴムブッシュを提供する。
【解決手段】周方向に連続した環状をなす円筒状の外筒金具１２と、内筒金具１４と、中間の支持ゴム部１６とを有し、支持ゴム部１６には軸方向に沿って延びるすぐり部２０が設けてある防振ゴムブッシュ１０において、外筒金具１２における軸方向両端近傍部位を、全周に亘って径方向内方に向け部分的に曲げ変形させ、外周面側が凹、内周面側が凸となる断面形状の変形抵抗部２２を環状に設け、その変形抵抗部２２によって外筒金具１２を周方向に高剛性化する。
【選択図】 図２

Description

この発明は鉄道車両の軸箱支持装置等に用いられる防振ゴムブッシュ、詳しくは軸方向に沿って延びるすぐり部を支持ゴム部に備え且つ絞り加工を加えて用いられる防振ゴムブッシュとその製造方法に関する。

従来より、周方向に連続した環状をなす円筒状の外筒金具と、剛性の中心部材と、それら外筒金具及び中心部材に接着されてそれらを内外方向に連結する中間の支持ゴム部とを有する防振ゴムブッシュが各種分野で防振用途に用いられている。
例えば鉄道車両においては、軸箱支持装置の軸ばねとしてこの種の防振ゴムブッシュが用いられている。

下記特許文献１，特許文献２はこの軸箱支持装置の軸ばねとして用いられる防振ゴムブッシュを開示している。
この種形態の防振ゴムブッシュは、このような鉄道車両の軸箱支持装置の他に自動車用の防振ゴムブッシュ等としても広く用いられている。

この防振ゴムブッシュにおいては、走行安定性を図るなどの目的で車両の進行方向と左右方向とでばね特性を異ならせる必要から、支持ゴム部に軸方向のすぐり部（凹所）を設けることが行われる。
例えば特許文献１に開示の防振ゴムブッシュにおいては、支持ゴム部に軸方向に貫通のすぐり部が設けられている。
従来、防振ゴムブッシュにこのようなすぐり部を設けることに起因して以下のような問題が生じていた。

図７はこのようなすぐり部を設けた防振ゴムブッシュの従来の一例を示したもので、図中２００は防振ゴムブッシュを、２０２，２０４はそれぞれ外筒金具，内筒金具（剛性の中心部材）を、２０６は外筒金具２０２及び内筒金具２０４に加硫接着されてそれらを内外方向に連結する中間の支持ゴム部を表している。
尚２０８は円弧状をなす中間板である。

２１０は周方向に１８０°隔たった２箇所に設けられたすぐり部で、支持ゴム部２０６を軸方向に貫通する形態で設けられている。
このようなすぐり部２１０を設けることによって、防振ゴムブッシュ２００における図７（Ｂ）中上下方向のばね特性と左右方向のばね特性とを異ならせることができる。

ところでこの形態の防振ゴムブッシュは、製造工程で図８（Ａ）に示しているように外筒金具２０２を縮径方向に絞り加工した後、相手部材に組み付けて使用する。
通常その組付けは、相手部材の円筒状の圧入部に対し外筒金具２０２を軸方向に圧入して組み付ける。

ここで防振ゴムブッシュ２００に対して絞り加工を加えるのは、その絞り加工によって支持ゴム部２０６を予備圧縮状態とし、耐久性を高めるためである。
支持ゴム部２０６にこのような予備圧縮を加えておけば、使用時に支持ゴム部２０６に引張り力が働くのを回避し、その引張り力によって支持ゴム部２０６に亀裂が発生したり、また同部分が破断に到ったりするのを防止することができる。
通常そうした目的のために８〜１２％程度の絞り率で絞り加工を行う。

ところが上記のようなすぐり部２１０を有する防振ゴムブッシュ２００の場合、支持ゴム部２０６による反力が、すぐり部２１０の存在する部分とそうでない部分とで周方向に不均一となり、その結果絞り加工を施した防振ゴムブッシュ２００が、当初図８（Ａ）に示すように真円形状であったものが、図８（Ｂ）に示すように楕円形状に変形してしまうといった問題を生ずる。

而してその際の変形の程度が大きいと、具体的には図中Ａ−Ｂの値が大きいと、絞り加工した防振ゴムブッシュ２００を相手部材の圧入部に対して軸方向に圧入する際の圧入作業、即ち組付作業が困難化する。

この絞り加工後の変形、即ち楕円形状化は外筒金具２０２の変形を伴って生ずるものであり、従って外筒金具２０２の肉厚を厚くしておくことによって、こうした現象を回避することは可能である。
しかしながらこの場合、全体の重量が増加し、またコストも高くなるため、そうした解決策を採ることは通常困難である。

そこで従来にあっては一旦絞り加工した後に、楕円形状化した防振ゴムブッシュを形状矯正して真円形状に戻す作業を行っているが、この場合絞り加工後の形状矯正工程を必要とし、防振ゴムブッシュの全体の製造工程が複雑化して生産性も低下してしまう。

一方その他の対策として、絞り加工により防振ゴムブッシュ２００が楕円形状化しないように、支持ゴム部２０６のゴムバランスをとるといったことも行うが、この場合には防振ゴムブッシュ２００の設計の自由度が損なわれてしまう。
更にまた絞り加工による楕円形状化を防止すべく絞り率を小さくするといった対策も考えられるが、この場合には十分な耐久性を確保することが困難となってしまう。

特開２０００−２８０９０３号公報 特開２００３−３４１５１１号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、すぐり部を有する防振ゴムブッシュが、そのすぐり部に起因して絞り加工後において楕円形状化等の変形を生じるのを抑制することのできる防振ゴムブッシュとその製造方法を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１は防振ゴムブッシュに関するものであって、周方向に連続した環状をなす円筒状の外筒金具と、剛性の中心部材と、それら外筒金具及び中心部材に接着されてそれらを内外方向に連結する中間の支持ゴム部とを有し、該支持ゴム部には軸方向に沿って延びるすぐり部が設けて成る防振ゴムブッシュにおいて、前記外筒金具における軸方向の所定部位を、周方向に沿って径方向内方に向け部分的に曲げ変形させて外周面側が凹、内周面側が凸となる断面形状の変形抵抗部を該周方向に沿って設け、該変形抵抗部によって該外筒金具を周方向に高剛性化したことを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記変形抵抗部が少なくとも前記すぐり部全体を周方向に通過する位置及び長さで設けてあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記変形抵抗部が全周に亘って環状に設けてあることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記変形抵抗部が内周側に前記支持ゴム部が非存在の空洞部の位置に設けてあることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記変形抵抗部が前記外筒金具の軸方向の一端と他端との間の位置に設けてあり、外周面側が凹溝、内周面側が山形状の断面形状をなしていることを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記変形抵抗部が前記外筒金具に対する縮径方向の絞り加工によって設けたものであることを特徴とする。

請求項７のものは、請求項１〜６の何れかにおいて、前記防振ゴムブッシュが鉄道車両における軸箱支持装置の防振ゴムブッシュであることを特徴とする。

請求項８は請求項１〜７の防振ゴムブッシュを製造する方法であって、前記支持ゴム部を加硫及び前記外筒金具，中心部材に対して接着して成る前記防振ゴムブッシュの加硫品を得た後、周方向に分割した絞り型を径方向内方に押動して前記外筒金具を縮径方向に絞り加工するようになし、且つ該絞り型の該外筒金具に対する押圧面には前記変形抵抗部に対応した形状の突出部を設けておき、該外筒金具を絞り加工すると同時に、該突出部により該外筒金具を部分的に曲げ変形させて該変形抵抗部を加工形成することを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、外筒金具における軸方向の所定部位を、周方向に沿って径方向内方に向け部分的に曲げ変形させて外周面側が凹、内周面側が凸となる断面形状の変形抵抗部を周方向に沿って設けたもので、かかる本発明によれば、その変形抵抗部によって外筒金具を周方向に高剛性化することができ、従ってすぐり部を有する防振ゴムブッシュを絞り加工したとき、支持ゴム部の反力が周方向に不均一となることに起因して外筒金具が楕円形状等に変形するのを良好に防止することが可能となる。

かかる本発明によれば、絞り加工後の防振ゴムブッシュを相手部材の圧入部に対し圧入して組み付けるに際し、圧入作業性，組付作業性を良好となすことができる。
また絞り加工後において楕円形状等に変形した防振ゴムブッシュを形状矯正するための工程を不要化でき、防振ゴムブッシュの全体の製造工程を簡略化し得て生産性を向上させ得、製造コストを低減することが可能となる。
また絞り加工後の変形を抑制するために支持ゴム部のゴムバランスを考慮したり、絞り加工における絞り率を小さくしたりする必要も無くすことができ、設計の自由度が高まる効果も得られる。

本発明においては、上記変形抵抗部を少なくともすぐり部全体を周方向に通過する位置及び長さで設けておくことができる（請求項２）。
このようにすることで、少なくとも絞り加工後に外筒金具の最も変形し易い部分を効果的に高剛性化することができ、支持ゴム部の反力の不均一に起因する外筒金具の変形を良好に抑制することができる。

本発明では上記変形抵抗部を全周に亘って環状に設けておくことができる（請求項３）。
このようにすれば、周方向に沿って部分的に変形抵抗部を設けた場合に比べて、より効果的に絞り加工後の外筒金具の変形を抑制することができる。

上記変形抵抗部は、内周側に支持ゴム部が非存在の空洞部の位置に設けておくことが望ましい（請求項４）。
支持ゴム部の存在している部分で外筒金具に上記の変形抵抗部を設けると、それによって支持ゴム部に歪みが加わってしまい、ばね特性に狂いが生じてしまう恐れがあるが、請求項４によればそうした不具合を回避することができる。

この変形抵抗部は、外筒金具の末端部位に設けることも可能であるが、かかる変形抵抗部は、外筒金具の軸方向の一端と他端との間の位置に設け、これによってその変形抵抗部を外周面側が凹溝、内周面側が山形状の断面形状となしておくことができる（請求項５）。
このような形態で変形抵抗部を設けることによって、かかる変形抵抗部を外筒金具の末端部位に設けた場合に比べて、外筒金具の周方向の剛性をより高剛性化することができる。

本発明においては、上記変形抵抗部を外筒金具に対する縮径方向の絞り加工によって設けたものとなすことができる（請求項６）。
このようにすれば、変形抵抗部を設けるための加工工程を余分に必要とせず、しかも変形抵抗部における変形抵抗力を大となすことができる。

本発明は、特に鉄道車両における軸箱支持装置の防振ゴムブッシュに適用して特に好適なものである（請求項７）。

次に請求項８は、防振ゴムブッシュの製造方法に関するもので、防振ゴムブッシュの加硫品を絞り加工するに際し、周方向に分割した絞り型を用いてこれを径方向内方に押動して絞り加工するようになし、且つその絞り型には外筒金具に対する押圧面に突出部を設けておいて、絞り加工と同時にその突出部により外筒金具を部分的に曲げ変形させ、変形抵抗部を加工形成するようになしたもので、本発明によれば、絞り加工を行うのと同時に変形抵抗部を一挙に外筒金具に形成することができ、しかもその変形抵抗部を変形抵抗力の大なるものとして構成することが可能となる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図１〜図３において、１０は鉄道車両の軸箱支持装置における軸ばねとして用いられる防振ゴムブッシュで、周方向に連続した環状の円筒状をなす外筒金具１２と、同じく円筒状をなす中心部の内筒金具（剛性の中心部材）１４と、外筒金具１２及び内筒金具１４に加硫接着されて、それらを内外方向に連結する中間の支持ゴム部１６とを有している。
ここで支持ゴム部１６には円弧状をなす複数の金属製の中間板１８が同心円状に埋設されている。

図３に示しているようにこの防振ゴムブッシュ１０には、周方向に１８０°隔たった２箇所に軸方向に貫通のすぐり部（凹所）２０が設けられている。
その結果この防振ゴムブッシュ１０は、図３中上下方向のばね特性と左右方向のばね特性とが異なったものとされている。
換言すれば、図３中上下方向と左右方向とでばね特性に差を持たせるために、かかるすぐり部２０が一対設けられている。

図１及び図２に示しているように、外筒金具１２には内周側に支持ゴム部１６が非存在の軸方向両端近傍部位において、即ち空洞部Ｋの位置において、変形抵抗部２２が周方向全周に亘り環状に設けられている。

この変形抵抗部２２は、外筒金具１２の軸方向の所定部位（軸方向両端近傍部位）を、周方向に沿って径方向内方に向け部分的に曲げ変形させて構成したもので、外周面側が凹溝２４、内周面側が山形状２６となる断面形状をなしている。
この変形抵抗部２２は一対の斜めの壁部２８を有している。

図４はこの防振ゴムブッシュ１０の製造方法を示している。
図４（Ｉ）中１０Ａは防振ゴムブッシュ１０の絞り加工前の加硫品、即ち支持ゴム部１６を加硫すると同時に外筒金具１２及び内筒金具１４に対して加硫接着した状態の加硫品を表している。

図４（II），（III）はその後の絞り加工の工程を表しており、これらの図において、３０は絞りダイス（絞り型）で周方向に複数に分割されている。
この絞りダイス３０は、外筒金具１２の外周面に対する押圧面３２に、防振ゴムブッシュ１０における変形抵抗部２２に対応した位置に且つ対応した形状の突出部３４を有している。

この絞りダイス３０の外周面は雄テーパ面３６とされている。
３８はこの絞りダイス３０を受けるダイス受で、周方向に連続した環状をなしている。
このダイス受３８は、絞りダイス３０の雄テーパ面３６に対応した雌テーパ面４０を内周側に備えている。

この製造方法では、図４（II）に示しているように絞りダイス３０の内側に加硫品１０Ａをセットした状態で、絞りダイス３０を図中下向きに押し込む。すると絞りダイス３０の雄テーパ面３６とダイス受３８の雌テーパ面４０とのカム作用で、分割型から成る絞りダイス３０、即ちその分割型のそれぞれが径方向内方に押動され、外筒金具１２を縮径方向に絞り加工する。

このとき同時に絞りダイス３０に設けられた突出部３４が、外筒金具１２の軸方向両端側の所定部位を径方向内方に押圧し、外筒金具１２の軸方向における対応する部位を部分的に且つ全周に亘り環状に曲げ変形させ、図２に示す断面形状の変形抵抗部２２を外筒金具１２に加工形成する。
図４（III）は、このようにして外筒金具１２を絞り加工し且つそこに変形抵抗部２２を形成した状態を表している。

以上のような本実施形態の防振ゴムブッシュ１０によれば、変形抵抗部２２によって外筒金具１２を周方向に高剛性化することができ、従って絞り加工後において、支持ゴム部１６の反力が周方向に不均一となることに起因して外筒金具１２が楕円形状に変形するのを良好に防止することができる。
また本実施形態によれば、絞り加工後の防振ゴムブッシュ１０を相手部材の圧入部に対し圧入して組み付けるに際し、圧入作業性，組付作業性を良好となすことができる。

また絞り加工後において楕円形状化が防止されることから防振ゴムブッシュ１０を形状矯正するための工程を不要化でき、防振ゴムブッシュ１０の全体の製造工程を簡略化し得て生産性を向上させ得、製造コストを低減することができる。
また絞り加工後における変形を抑制するために支持ゴム部１６のゴムバランスを考慮したり、絞り加工における絞り率を小さくしたりする必要も無くすことができ、設計の自由度が高まる効果も得られる。

本実施形態ではまた、変形抵抗部２２を外筒金具１２の全周に亘って環状に設けているため、変形抵抗部２２を周方向に沿って部分的に設けた場合に比べて、絞り加工後の外筒金具１２の変形をより効果的に抑制することができる。

本実施形態ではまた変形抵抗部２２を、内周側に支持ゴム部１６が非存在の軸方向両端近傍部位に設けているため、変形抵抗部２２を設けることによって支持ゴム部１６に歪みが加わってしまってばね特性に狂いが生じてしまうといった不具合を回避することができる。

また変形抵抗部２２を外筒金具１２の軸方向の一端と他端との間の位置に設けて、その変形抵抗部２２を外周面側が凹溝２４、内周面側が山形状２６の断面形状となしていることから、変形抵抗部２２を外筒金具１２の末端部位に設けた場合に比べて、外筒金具１２の周方向の剛性をより高剛性化することができる。

本実施形態の製造方法では、変形抵抗部２２を外筒金具１２に対する縮径方向の絞り加工によって形成するため、変形抵抗部２２を設けるための加工工程を余分に必要とせず、絞り加工と同時に変形抵抗部２２を一挙に外筒金具１２に形成し得、しかもその変形抵抗部２２を変形抵抗力の大なるものとして構成することができる。

図５は本発明の他の実施形態を示したもので、この例の防振ゴムブッシュ１０は、同じく鉄道車両用の防振ゴムブッシュであるが、上記実施形態と異なって支持ゴム部１６に中間板１８が埋設されていない。
また剛性の中心部材として、内筒金具１４の代りに中実構造の芯体金具４２が用いられている。

この実施形態においても、支持ゴム部１６において周方向に１８０°隔たった２箇所に軸方向に貫通のすぐり部４４が設けられている。
但しすぐり部４４の形態は上記実施形態とは異なっており、横断面形状が略長円形状をなしている。

図６は本発明の更に他の実施形態を示している。
この実施形態において、１０は自動車用として用いられる防振ゴムブッシュで、上記実施形態と同様に支持ゴム部１６の周方向に１８０°隔たった２箇所に、軸方向に貫通のすぐり部４６が設けられている。
ここですぐり部４６の横断面形状は、防振ゴムブッシュ１０の軸心回りに回曲した略円弧形状とされている。
尚支持ゴム部１６には上記の中間板１８のようなものは埋設されていない。

これら図５，図６の実施形態においても、外筒金具１２の軸方向両端近傍部位に変形抵抗部２２が設けられている。
その形態については上記実施形態と基本的に同様である。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態，態様で構成，実施可能である。
例えば本発明はすぐり部２０（４４，４６）が１つだけの防振ゴムブッシュに対して適用することも可能であるし、或いは３つ又はそれ以上の防振ゴムブッシュに対して適用することも可能である。

また上記実施形態では変形抵抗部２２が外筒金具１２の全周に亘って連続した環状に設けてあるが、場合によってすぐり部２０（４４，４６）全体を通過して周方向に延びる位置及び長さで部分的に設けるといったことも可能であるし、或いはその他の箇所において変形抵抗部２２を周方向に沿って部分的に設けるといったことも可能である。

更に、上記実施形態の変形抵抗部２２では斜めの壁部２８を一対有しているが、例えば変形抵抗部２２を外筒金具１２の軸方向端部の片側のみに設け、その端部全体を周方向に沿って径方向内方に曲げ変形させて、変形抵抗力を持たせることも可能である。
その場合の径方向内方への曲げ変形のさせ方については、単に斜めに傾斜させても良いし、段差ができるように変形させても良い。

本発明の一実施形態である防振ゴムブッシュを示す斜視図である。 同実施形態の防振ゴムブッシュの縦断面図（一部拡大縦断面図）である。 同実施形態の防振ゴムブッシュの横断面図である。 本発明の一実施形態である防振ゴムブッシュの製造方法を示す説明図である。 本発明の他の実施形態の防振ゴムブッシュを示す図である。 本発明の更に他の実施形態の防振ゴムブッシュを示す図である。 従来の防振ゴムブッシュの一例を示す図である。 図７の防振ゴムブッシュの不具合の説明図である。

符号の説明

１０ 防振ゴムブッシュ
１０Ａ 加硫品
１２ 外筒金具
１４ 内筒金具（中心部材）
１６ 支持ゴム部
２０，４４，４６ すぐり部
２２ 変形抵抗部
２４ 凹溝
２６ 山形状
３０ 絞りダイス（絞り型）
３２ 押圧面
３４ 突出部
４２ 芯体金具（中心部材）
Ｋ 空洞部

Claims (8)

1. 周方向に連続した環状をなす円筒状の外筒金具と、剛性の中心部材と、それら外筒金具及び中心部材に接着されてそれらを内外方向に連結する中間の支持ゴム部とを有し、該支持ゴム部には軸方向に沿って延びるすぐり部が設けて成る防振ゴムブッシュにおいて、
   前記外筒金具における軸方向の所定部位を、周方向に沿って径方向内方に向け部分的に曲げ変形させて外周面側が凹、内周面側が凸となる断面形状の変形抵抗部を該周方向に沿って設け、該変形抵抗部によって該外筒金具を周方向に高剛性化したことを特徴とする防振ゴムブッシュ。
2. 請求項１において、前記変形抵抗部が少なくとも前記すぐり部全体を周方向に通過する位置及び長さで設けてあることを特徴とする防振ゴムブッシュ。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、前記変形抵抗部が全周に亘って環状に設けてあることを特徴とする防振ゴムブッシュ。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記変形抵抗部が内周側に前記支持ゴム部が非存在の空洞部の位置に設けてあることを特徴とする防振ゴムブッシュ。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記変形抵抗部が前記外筒金具の軸方向の一端と他端との間の位置に設けてあり、外周面側が凹溝、内周面側が山形状の断面形状をなしていることを特徴とする防振ゴムブッシュ。
6. 請求項１〜５の何れかにおいて、前記変形抵抗部が前記外筒金具に対する縮径方向の絞り加工によって設けたものであることを特徴とする防振ゴムブッシュ。
7. 請求項１〜６の何れかにおいて、前記防振ゴムブッシュが鉄道車両における軸箱支持装置の防振ゴムブッシュであることを特徴とする防振ゴムブッシュ。
8. 請求項１〜７の防振ゴムブッシュを製造する方法であって、
   前記支持ゴム部を加硫及び前記外筒金具，中心部材に対して接着して成る前記防振ゴムブッシュの加硫品を得た後、周方向に分割した絞り型を径方向内方に押動して前記外筒金具を縮径方向に絞り加工するようになし、且つ該絞り型の該外筒金具に対する押圧面には前記変形抵抗部に対応した形状の突出部を設けておき、該外筒金具を絞り加工すると同時に、該突出部により該外筒金具を部分的に曲げ変形させて該変形抵抗部を加工形成することを特徴とする防振ゴムブッシュの製造方法。

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