JP2007237825A - 鉄道車両用のリンクおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インナー部材、およびアウター部材と一体的に加硫接着されたゴムを有する弾性継ぎ手を備える鉄道車両用のリンクであって、早期の接着剥離や破壊を防止することができるとともに、製造工程を簡略化できる鉄道車両用のリンクおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】鉄道車両用のリンクは、リンク本体と、リンク本体の一端または両端に設けられる弾性継ぎ手３を備えている。弾性継ぎ手３は、剛性のインナー部材４と、剛性のアウター部材６と、インナー部材４とアウター部材６の間に設けられたゴム５を有している。また、弾性継ぎ手３は、ゴム５に圧縮応力を発生させた状態で、加硫と冷却を行うことにより、ゴム５をインナー部材４、およびアウター部材６と一体的に加硫接着して、製造されたものである
【選択図】図３

Description

本発明は、インナー部材、およびアウター部材と一体的に加硫接着されたゴムを有する弾性継ぎ手を備える鉄道車両用のリンクおよびその製造方法に関する。

従来、鉄道車両においては、牽引装置や横揺れ防止装置、アンチローリング装置、ボルスタアンカー、ダンパ等の装置と、車体および台車を連結するために、種々のリンクが使用されている。図１１（ａ）〜（ｃ）は、当該リンクの一例を、鉄道車両用の牽引装置に適用した状態を示したものであり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）を矢印Ｐの方向から見た図、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）を矢印Ｑの方向から見た図である。

図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、牽引装置１００は、Ｚリンク式の牽引装置であり、車体（不図示）の中心ピン１０１に設けられた牽引枠１０２と、台車１１０に設けられた台車枠１０３が、Ｚ字形状を有するリンク（以下、「Ｚリンク」という。）１０４により、当該Ｚリンク１０４の端部に設けられた継ぎ手１０５を介して連結される構成となっている。また、当該継ぎ手１０５は、金属性の筒状部材１０６と、当該筒状部材１０６に挿入された軸受け部材（例えば、金属製の球面軸受けやゴムブッシュ）１０７により構成されている。そして、この軸受け部材１０７が、走行中において、車体と台車１１０との間に発生する、前後、左右、上下の相対変位を許容する構成となっている。

また、牽引装置１００には、左右動ダンパ１０８が設けられるとともに、当該左右動ダンパ１０８の両端が、金属製の球面軸受けやゴムブッシュ等の軸受け部材１０９を介して、牽引枠１０２と台車枠１０３に連結されている。そして、この軸受け部材１０９が、車体と台車１１０の左右方向における相対速度を左右動ダンパ１０８が減衰する際に、当該左右動ダンパ１０８がダンパ軸方向に円滑に移動できるように、ダンパ軸方向以外の移動を許容する構成となっている。

ここで、一般に、上述の金属製の球面軸受けとしては、例えば、図１２に示すように、金属製のインナー部材１２０と、当該インナー部材１２０を保持する金属製のアウター部材１２１を備える金属製の球面軸受け１２２が開示されている。そして、この球面軸受け１２２においては、インナー部材１２０とアウター部材１２１の間に、例えば、四フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂によるフッ素樹脂ライニング、または、コーティングにより、滑り部１２３を形成することにより、軸受け部材としての機能が発揮される構成となっている。

また、一般に、上述のゴムブッシュとしては、例えば、図１３に示すように、金属製の内筒であるインナー部材１３０と、金属製の外筒であるアウター部材１３１と、円筒形状を有する弾性体であるゴム１３２を備えるゴムブッシュ１３３が開示されている。このゴムブッシュ１３３は、ゴム１３２が、インナー部材１３０とアウター部材１３１の間に設けられるとともに、インナー部材１３０とアウター部材１３１と一体的に加硫接着されたものである。

ここで、図１３に示すゴムブッシュ１３３においては、ゴム１３２を高温加硫するため、加硫終了後のゴム１３２の収縮により、図１４に白抜き矢印で示すように、ゴム１３２の内部に引張り応力が発生する。その結果、早期の接着剥離や破壊が発生しやすいという問題があった。

そこで、これらの不都合を回避すべく、種々の方法が提案されている。例えば、図１５に示すように、加硫終了後に、絞り用部材１３４を用いて、アウター部材１３１に絞り加工を施すことにより、ゴム１３２の内部に発生する上述の引張り応力をなくし、逆に、図１６に白抜き矢印で示すように、ゴム１３２の内部に圧縮応力を負荷する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。また、図１７（ｃ）に示すように、アウター部材１３１を、当該アウター部材１３１の周方向において、複数に分割して、各分割体１３１ａ〜１３１ｃの間に隙間を形成し、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、ゴムブッシュ１３３を、ハウジング部１３５の嵌合孔１３６内に圧入することにより、ゴム１３２の内部に圧縮応力を負荷する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
戸原晴彦著、「改訂新版防振ゴム」、株式会社現代工学社、１９７５年８月１５日、ｐ４９−ｐ５０ 特開２００３−２２６２３９号公報

ここで、上述の絞り加工により圧縮応力を負荷する方法においては、アウター部材１３１が完全な円筒形状を有する場合にしか適用することができない。従って、例えば、球面形状を有するゴムブッシュに対しては、絞り加工を施すことができないため、結果として、ゴム内部の引張り応力を除去することができず、早期の接着剥離や破壊を防止することが困難になるという問題があった。また、加硫終了後に、アウター部材１３１に絞り加工を施す必要があるため、ゴムブッシュ１３３の製造工程が複雑になるという問題があった。

また、上述の圧入により圧縮応力を負荷する方法においては、アウター部材１３１が分割されているため、分割部位（即ち、アウター部材１３１の各分割体の境界部分）において、アウター部材１３１に加硫接着されたゴム１３２の磨耗が激しくなるという問題があった。また、分割されたアウター部材１３１の外側に、さらに外筒部材が必要になるため、コストアップになるという問題があった。また、加硫終了後に、圧入により圧縮応力を負荷する必要があるため、ゴムブッシュ１３３の製造工程が複雑になるという問題があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、インナー部材、およびアウター部材と一体的に加硫接着されたゴムを有する弾性継ぎ手を備える鉄道車両用のリンクであって、早期の接着剥離や破壊を防止することができるとともに、製造工程を簡略化できる鉄道車両用のリンクおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、リンク本体と、リンク本体の一端または両端に設けられ、剛性のインナー部材と、剛性のアウター部材と、インナー部材とアウター部材の間に設けられたゴムを有する弾性継ぎ手と、を備える鉄道車両用のリンクの製造方法において、ゴムに圧縮応力を発生させた状態で、加硫と冷却を行うことにより、ゴムをインナー部材、およびアウター部材と一体的に加硫接着することを特徴とする。

同構成によれば、弾性継ぎ手を製造した後においても、ゴムの内部において、引張り応力を発生させることなく、圧縮応力を残存させることが可能になる。従って、例えば、ゴムが所定の厚さで球面形状に形成され、インナー部材とアウター部材の間に、ゴムが一体的に加硫接着された弾性継ぎ手においても、ゴムの内部において、引張り応力を除去して、圧縮応力を負荷させることが可能になる。その結果、早期の接着剥離や破壊を防止することが可能になる。

また、アウター部材を分割する必要がなくなるため、分割部位におけるゴムの磨耗を回避することが可能になるとともに、分割されたアウター部材の外側に外筒部材を設ける必要がなくなるため、コストアップを抑制することが可能になる。さらに、上述の従来技術において説明した、加硫終了後の絞り加工や圧入といった作業が不要になるため、リンクを構成する弾性継ぎ手の製造工程が簡略化できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鉄道車両用のリンクの製造方法であって、ゴムの径方向において、ゴムを、複数のゴム層からなる多層構造により形成するとともに、ゴム層の各々の間に、金属部材を設けて積層構造としたことを特徴とする。

同構成によれば、軸と直角方向、ネジリ方向、およびコジリ方向の剛性の調整が自由に行えることになるため、剛性の自由度が向上する。また、ゴムの耐荷重性能が向上するため、従来のゴムブッシュに比し、サイズを小さくすることが可能になる。また、軸と直角方向において、ゴムブッシュよりも硬い剛性を持たせることが可能になるため、ゴムの厚みを薄くすることによる、ゴムの短寿命化を回避することができる。また、軸と直角方向においては、従来の金属製の球面軸受けよりも軟らかくできるため、衝撃吸収や防振効果を十分に発揮することができるリンクを提供することが可能になる。さらに、従来の金属製の球面軸受けにおいて必要な滑り部が不要になるため、滑り部に砂や塵等が混入して、滑り性が低下するという不都合を回避することが可能になるとともに、定期的な給油が不要になる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の鉄道車両用のリンクの製造方法であって、金属部材を、金属部材の周方向において、複数に分割して形成することを特徴とする。同構成によれば、容易に、ゴム層の各々の間に、金属部材を設けて積層構造とすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の鉄道車両用のリンクの製造方法であって、ゴム層の各々の弾性率、厚み、および幅の少なくとも１つを変更して、負荷が加えられた際の、ゴム層の各々の変形量が均一となるように形成することを特徴とする。同構成によれば、弾性継ぎ手の全体のサイズを変更することなく、弾性継ぎ手の長寿命化を図ることが可能になる。

また、本発明の請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鉄道車両用のリンクの製造方法により製造された鉄道車両用のリンクは、早期の接着剥離や破壊を防止することができるという優れた特性を備えている。従って、請求項５に記載の、本発明の請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鉄道車両用のリンクの製造方法により製造された鉄道車両用のリンクは、請求項６に記載の発明のように、Ｚリンク式の牽引装置のリンクや、請求項７に記載のように、アンチローリング装置のトーションバーの支持リンクに好適に適用することができる。

本発明によれば、インナー部材、およびアウター部材と一体的に加硫接着されたゴムを有する弾性継ぎ手を備える鉄道車両用のリンクにおいて、早期の接着剥離や破壊を防止することが可能になる。また、ゴムの磨耗を回避することが可能になるとともに、コストアップを抑制することが可能になる。さらに、リンクを構成する弾性継ぎ手の製造工程が簡略化できる。

以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用のリンクを説明するための概略図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用のリンクを構成する弾性継ぎ手を説明するための概略図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、この鉄道車両用のリンク１は、金属製の軸部からなるリンク本体２と、当該リンク本体２の一端、または両端（本実施形態においては、両端）に設けられた軸受け部材である弾性継ぎ手３により構成されている。また、この弾性継ぎ手３は、金属製の継ぎ手本体７を備えており、当該継ぎ手本体７をリンク本体２に形成された穴部１０に挿入して固定することにより、弾性継ぎ手３が、リンク本体２の両端に取り付けられる構成となっている。

また、弾性継ぎ手３は、図２、図３に示すように、金属からなり、その外周面４ａが球面形状を有する剛性のインナー部材４と、弾性体からなり、その内周面５ａ、および外周面５ｂが球面形状を有するゴム５と、金属からなり、その内周面６ａが球面形状を有する剛性のアウター部材６を備えている。また、弾性継ぎ手３は、アウター部材６と一体的に形成された、上述の継ぎ手本体７を備えている。そして、ゴム５は、インナー部材４とアウター部材６の間に設けられ、当該インナー部材４とアウター部材６と一体的に加硫接着されたものである。なお、図２、図３に示すように、アウター部材６は、ロッドエンド形状を有している。

また、図２、図３に示すように、弾性継ぎ手３は、球面形状を有するインナー部材４の外周面４ａに、球面形状を有するゴム５の内周面５ａが接着されており、球面形状を有するアウター部材６の内周面６ａに、ゴム５の外周面５ｂが接着される構成となっている。即ち、弾性継ぎ手３は、インナー部材４、ゴム５およびアウター部材６からなる球体の両端部を切断して、当該球体の中心部分を切り出した形を有する、ゴム製の球面軸受けである。

また、図３に示すように、インナー部材４には、軸受け部材である弾性継ぎ手３が受ける軸の方向（図中の矢印Ｘの方向）に貫通する貫通孔８が設けられている。なお、図１に示すように、軸と直角方向（図中の矢印Ｙの方向）に貫通孔９が設けられたピン１２を別個に用意し、インナー部材４とピン１２を組立時に一体化した弾性継ぎ手３を使用する構成としても良い。また、ピン１２をインナー部材４として兼用する構成としても良い。

ここで、本発明においては、リンク１を構成する弾性継ぎ手３を製造する際に、インナー部材４とアウター部材６の間に、ゴム５を一体的に加硫接着する際に、ゴム５の内部に圧縮応力を負荷する点に特徴がある。より具体的には、例えば、図４に示す、内部にインナー部材４とアウター部材６を所定の位置に配置した２つ割の密閉構造を有する加硫型１１に、まず、少量のゴム５ａを注入し、次いで、追加のゴム５ｂを高圧で注入する。そうすると、注入したゴム５に圧縮応力が発生する。そして、この圧縮応力を発生させた状態で加硫を行い、この状態を保ったまま冷却させて、ゴム５をインナー部材４、およびアウター部材６と一体的に加硫接着する。なお、この際、上述のピン１２をインナー部材４と一体的に形成する構成としても良い。

上述の従来技術において説明したように、加硫接着を行う際には、ゴム１３２を高温加硫した後に冷却するため、加硫終了後のゴム１３２の収縮により、ゴム１３２の加硫時の体積と冷却後の体積に差が生じ、この体積差に起因してゴム１３２の内部に引張り応力が発生していた。従って、上述の従来方法のごとく、一体的に加硫接着を行った後に、絞り加工や圧入により、ゴム１３２の内部に圧縮応力を負荷する必要があった。一方、本実施形態においては、ゴム５に圧縮応力を発生させた状態で、加硫を行うとともに冷却を行うことにより、ゴム５をインナー部材４、およびアウター部材６と一体的に加硫接着して、弾性継ぎ手３を製造する構成としている。従って、弾性継ぎ手３を製造した後（即ち、製造した弾性継ぎ手３を加硫型１１から取り出した後）においても、ゴム５の内部において、引張り応力を発生させることなく、圧縮応力を残存させることが可能になる。

従って、例えば、本実施形態のごとく、ゴム５が所定の厚さで球面形状に形成され、インナー部材４とアウター部材６の間に、ゴム５が一体的に加硫接着された弾性継ぎ手３においても、ゴム５の内部において、引張り応力を除去して、圧縮応力を負荷させることが可能になり、結果として、早期の接着剥離や破壊を防止することが可能になる。

また、アウター部材６を分割する必要がなくなるため、分割部位におけるゴムの磨耗を回避することが可能になるとともに、分割されたアウター部材の外側に外筒部材を設ける必要がなくなるため、コストアップを抑制することが可能になる。

また、上述の従来技術において説明した、加硫終了後の絞り加工や圧入といった作業が不要になるため、リンク１を構成する弾性継ぎ手３の製造工程が簡略化できる。

また、本実施形態における弾性継ぎ手３を備えるリンク１においては、上述のごとく、早期の接着剥離や破壊を防止することが可能になるため、例えば、上述の図１０において説明した、Ｚリンク式の牽引装置のリンクに適用することにより、特に、走行安全性を向上することが可能になる。

また、本実施形態の弾性継ぎ手３のゴム５は、一層のものに限らず、図５、図６に示すように、ゴム５の径方向（図６に示す矢印Ｌの方向）において、ゴム５が、複数のゴム層からなる多層構造（図５、図６においては、ゴム層５ｃ〜５ｇからなる多層構造）を有するとともに、ゴム層５ｃ〜５ｇの各々の間に、その内周面２０ａ、および外周面２０ｂが球面形状を有する薄い金属部材２０を設けて積層構造とする構成としても良い。なお、この積層構造を有する弾性継ぎ手３も、図４において説明した製造方法と同じ製造方法で製造することができる。

一般に、上述の金属製の球面軸受け１２２においては、使用している部材が剛であるため、軸と直角方向における剛性が非常に大きくなってしまい、結果として、衝撃吸収や防振効果が十分に発揮されないという問題があった。また、使用中に滑り部１２３に砂や塵等が混入してしまい、滑り性が低下するという問題があった。また、定期的に滑り部１２３に給油を行う必要がある。

また、上述のゴムブッシュ１３３においては、ゴム１３２の弾性力により、金属製の球面軸受け１２２に比し、衝撃吸収や防振効果が発揮されるものの、ゴム１３２の耐荷重性能が金属よりも小さいため、金属製の球面軸受け１２２に比し、サイズが大きくなるという問題がある。また、ゴムブッシュ１３３は、金属製の球面軸受け１２２に比し、軸と直角方向における剛性は小さいが、剛性を増加させるためにサイズを大きくすると、スペース上の問題が生じてしまい、また、剛性を増加させるためにゴム１３２の厚みを薄くすると、当該ゴム１３２の短寿命化が生じてしまう。さらに、軸と直角方向における剛性を所望の値に設定するためには、ゴムブッシュ１３３の形状を予め決定する必要があるが、形状を予め決定すると、その他の方向（例えば、ネジリ方向、コジリ方向等）の剛性も決定されてしまうため、剛性の自由度が低下してしまうという問題がある。

ここで、一般に、ゴムは非圧縮特性を有しているため、図７に示すように、ゴム２１を、複数のゴム層２１ａ〜２１ｃからなる多層構造により形成するとともに、薄い金属部材２２を介して積層することにより、積層方向（図中の矢印Ａの方向）において、硬い剛性を持たせることが可能になり、任意に剛性を調整することが可能になる。また、積層方向Ａに直角な方向（図中の矢印Ｂ、Ｃの方向）においては、ゴム２１のせん断変形により、積層数に影響を受けることなく、軟らかい剛性を持たせることが可能になる。

従って、上述のごとく、ゴム層５ｃ〜５ｇの間に、球面形状を有する金属部材２０を設けて積層構造とすることにより、積層方向Ａにおける剛性と、積層方向Ａに直角な方向Ｂ、Ｃにおける剛性を任意に調整することが可能になる。より具体的には、軸と直角方向Ｙにおいては、上述の金属製の球面軸受け１２２よりも軟らかく、ゴムブッシュ１３３よりも硬い剛性を持たせることが可能になるため、当該ゴムブッシュ１３３に比し、使用時の変位が小さくなり、結果として、長寿命化を図ることが可能になる。また、ネジリ方向（図６に示す矢印Ｅの方向）においては、ゴムブッシュ１３３と同等で、コジリ方向（図６に示す矢印Ｆの方向）においては、ゴムブッシュ１３３よりも軟らかい剛性を持たせることが可能になるため、大きなコジリ変位角も許容することができることになる。このように、各ゴム層５ｃ〜５ｇの間に球面形状を有する金属部材２０を設けて積層構造とすることにより、軸と直角方向Ｙ、ネジリ方向Ｅ、およびコジリ方向Ｆの剛性の調整が自由に行えることになり、剛性の自由度が向上する。

また、このような積層構造とすることにより、ゴム５の耐荷重性能が向上するため、従来のゴムブッシュ１３３に比し、サイズを小さくすることが可能になるとともに、上述のごとく、軸と直角方向Ｙにおいて、ゴムブッシュ１３３よりも硬い剛性を持たせることが可能になるため、ゴム５の厚みを薄くすることによる、ゴム５の短寿命化を回避することができる。また、軸と直角方向Ｙにおいては、上述の金属製の球面軸受け１２２よりも軟らかくできるため、衝撃吸収や防振効果を十分に発揮することができるリンク１を提供することが可能になる。さらに、上記従来の金属製の球面軸受け１２２において必要な滑り部１２３が不要になるため、滑り部１２３に砂や塵等が混入して、滑り性が低下するという不都合を回避することが可能になるとともに、定期的な給油が不要になる。

また、このような積層構造とすることにより、上述のごとく、軸と直角方向Ｙにおいて、金属製の球面軸受け１２２よりも軟らかく、ゴムブッシュ１３３よりも硬い剛性を持たせることが可能になる。従って、軸と直角方向Ｙにおいて、ばね定数を、金属製の球面軸受け１２２より小さく、ゴムブッシュ１３３よりも大きくすることができるため、任意の剛性を設定することが可能になり、所望の剛性を有するリンク１を形成することが可能になる。

また、各ゴム層５ｃ〜５ｇの間に球面形状を有する金属部材２０を設けて積層構造とする場合、金属部材２０の径を、ゴム５の径方向Ｌにおいて、当該金属部材２０の内側に配置されるゴム５の径よりも大きくする必要がある。従って、本実施形態においては、図５に示すように、金属部材２０を、当該金属部材２０の周方向において、複数の金属片（図５においては、２個の金属片２０ｃ、２０ｄ）に分割する構成としている。このような構成により、容易に、各ゴム層５ｃ〜５ｇの間に球面形状を有する金属部材２０を設けて積層構造とすることができる。

また、各ゴム層５ｃ〜５ｇの間に球状の金属部材２０を設けて積層構造とする場合、各ゴム層５ｃ〜５ｇの弾性率を変更して、負荷が加えられた際の、各ゴム層５ｃ〜５ｇの変形量が均一となるようにしても良い。

一般に、ばね定数Ｋは、Ｋ＝弾性率Ｇ×弾性継ぎ手３の形状のみによって決定される係数Ｆ（即ち、球状、円筒状、角柱等の形状で決まる係数）×ゴム５の寸法を代表する変数Ｄ（例えば、ゴム５の幅や厚み）により算出することができる。従って、弾性率Ｇが大きい（即ち、使用するゴム５の硬度が大きい）程、また、変数Ｄが大きい程、ばね定数Ｋが大きくなると言える。

従って、例えば、図８に示すように、ゴム５を構成する３層のゴム層５ｃ、５ｄ、５ｅの間に、球面形状を有する金属部材２０を設けて積層構造とする場合、各ゴム層５ｃ〜５ｅの内径をＲｃ〜Ｒｅ（Ｒｅ＞Ｒｄ＞Ｒｃ）、幅をＷｃ〜Ｗｅ（Ｗｃ＝Ｗｄ＝Ｗｅ）、厚みをＴｃ〜Ｔｅ（Ｔｃ＞Ｔｄ＞Ｔｅ）、弾性率をＧｃ〜Ｇｅとすると、各ゴム層５ｃ〜５ｅのばね定数Ｋｃ〜Ｋｅは、内径Ｒｃ〜Ｒｅ、幅Ｗｃ〜Ｗｅ、厚みＴｃ〜Ｔｅ、弾性率Ｇｃ〜Ｇｅにより決定される。

ここで、弾性継ぎ手３の寿命は、各ゴム層５ｃ〜５ｅの変形量（即ち、ゴム層５ｃ〜５ｅの歪み）εｃ〜εｅが大きいほど、短くなるが、本実施形態のごとく、積層構造とした場合、これらのゴム層５ｃ〜５ｅのうち、最も大きく変形するゴム層（即ち、変形量εｃ〜εｅのうち、最も大きな変形量を有するゴム層）が、当該弾性継ぎ手３の寿命を決定することになる。従って、弾性継ぎ手３のサイズを変更することなく、寿命を最大にするためには、各ゴム層５ｃ〜５ｅの変形量εｃ〜εｅを均一にする必要がある。また、ゴム５の変形量εは、ε＝σ（ゴム５に加わる荷重量）／Ｋで表され、ばね定数Ｋに反比例するため、変形量εも、ばね定数Ｋと同様に、内径Ｒｃ〜Ｒｅ、幅Ｗｃ〜Ｗｅ、厚みＴｃ〜Ｔｅ、弾性率Ｇｃ〜Ｇｅにより決定される。

図８に示す、３層のゴム層５ｃ、５ｄ、５ｅの間に、球面形状を有する金属部材２０を設けて積層構造とした場合であって、上述の、軸と直角方向Ｙ、ネジリ方向Ｅ、コジリ方向Ｆの各々に、所定の負荷を加えた場合の、軸と直角方向Ｙ、ネジリ方向Ｅ、コジリ方向Ｆにおける、各ゴム層５ｃ〜５ｅの変形量εｃ〜εｅを測定した。その結果を表１に示す。なお、軸と直角方向Ｙに加える負荷を、ネジリ方向Ｅ、コジリ方向Ｆに加える負荷の１／１００にして測定した。また、各ゴム層５ｃ〜５ｅの弾性率Ｇｃ〜Ｇｅを、０．０９３ｋｇｆ／ｍｍ^２として測定した。また、積層構造全体の、軸と直角方向Ｙにおけるばね定数は１４０００ｋｇｆ／ｍｍ、ネジリ方向Ｅにおけるばね定数は２５００ｋｇｆ・ｍｍ／ｄｅｇ、コジリ方向Ｆにおけるばね定数は１８００ｋｇｆ・ｍｍ／ｄｅｇであった。

表１に示すように、各ゴム層５ｃ〜５ｅの弾性率Ｇｃ〜Ｇｅが一定であるため、負荷が加えられた際の、各ゴム層５ｃ〜５ｅの変形量εｃ〜εｅのバラツキが大きく、不均一となっていることが判る。従って、この場合、ゴム層５ｃ〜５ｅのうち、最も大きく変形するゴム（即ち、最も大きな変形量を有するゴム）であるゴム層５ｃが、弾性継ぎ手３の寿命を決定することになるため、弾性継ぎ手３の寿命が短くなる。

そこで、図８に示す積層構造において、ゴム層５ｃ〜５ｅの弾性率を段階的に変更（即ち、Ｇｃ＜Ｇｄ＜Ｇｅとなるように変更）して、軸と直角方向Ｙ、ネジリ方向Ｅ、コジリ方向Ｆの各々に、所定の負荷を加えた場合の、各ゴム層５ｃ〜５ｅの変形量εｃ〜εｅを測定した。その結果を表２に示す。なお、軸と直角方向Ｙに加える負荷を、ネジリ方向Ｅ、コジリ方向Ｆに加える負荷の１／１００にして測定した。また、積層構造全体の、軸と直角方向Ｙにおけるばね定数、ネジリ方向Ｅにおけるばね定数、およびコジリ方向Ｆにおけるばね定数は、上述の、各ゴム層５ｃ〜５ｅの弾性率Ｇｃ〜Ｇｅを同じ（０．０９３ｋｇｆ／ｍｍ^２）にした場合と同様であった。

表２に示すように、ゴム層５ｃ〜５ｅの弾性率Ｇｃ〜Ｇｅを段階的に変更（即ち、Ｇｃを０．０７９ｋｇｆ／ｍｍ^２、Ｇｄを０．０９３ｋｇｆ／ｍｍ^２、Ｇｅを０．１０９ｋｇｆ／ｍｍ^２に変更）することで、各ゴム層５ｃ〜５ｅの変形量εｃ〜εｅが均一となっていることが判る。従って、弾性継ぎ手３のサイズを変更することなく、当該弾性継ぎ手３の長寿命化を図ることが可能になると言える。

なお、図９に示すように、ゴム層５ｃ〜５ｅの弾性率Ｇｃ〜Ｇｅの代わりに、ゴム層５ｃ〜５ｅの幅Ｗｃ〜Ｗｅを段階的に変更（図９の場合は、Ｗｃ＞Ｗｄ＞Ｗｅ）することにより、上述のゴム層５ｃ〜５ｅの弾性率Ｇｃ〜Ｇｅを段階的に変更した場合と同様に、各ゴム層５ｃ〜５ｅの変形量εｃ〜εｅを均一にすることが可能になる。従って、この場合も、弾性継ぎ手３の全体のサイズを変更することなく、当該弾性継ぎ手３の長寿命化を図ることが可能になる。また、同様に、ゴム層５ｃ〜５ｅの厚みＴｃ〜Ｔｅを段階的に変更する場合や、これらの弾性率Ｇｃ〜Ｇｅ、幅Ｗｃ〜Ｗｅ、厚みＴｃ〜Ｔｅ等の変数を組み合わせて、適宜、変更することにより、各ゴム層５ｃ〜５ｅの変形量εｃ〜εｅを均一にして、弾性継ぎ手３のサイズを変更することなく、当該弾性継ぎ手３の長寿命化を図ることが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

例えば、アウター部材６を、周方向において、複数に分割（例えば、２分割）するとともに、分割されたアウター部材６の外側に、アウター部材６を固定、補強するための他の部材（不図示）を設ける構成としても良い。このような構成により、各ゴム層５ｃ〜５ｇの間に球面形状を有する金属部材２０を設けた積層構造をより一層容易に作成することが可能になるとともに、弾性継ぎ手３の形状の自由度を向上させることが可能になる。

また、上述の実施形態においては、ロッドエンド形状を有するアウター部材６を備える弾性継ぎ手３を説明したが、車両へのアウター部材６への取り付け方法の簡素化、及び部品点数を減少させるとの観点から、アウター部材６の形状を、筒形状やブランジ形状としても良い。また、リンク１の形態に応じて、アウター部材６の形状を、適宜、変更することにより、従来、必要であったハウジング部材が不要になり、コストアップを抑制することが可能になる。

また、ハウジング部材に対して、直接、ゴム５を加硫接着する構成としても良い。この様な構成により、アウター部材６が不要になるため、コストアップを抑制することが可能になる。

また、本実施形態における弾性継ぎ手３を備えるリンク１は、上述のごとく、早期の接着剥離や破壊を防止することが可能になるため、当該リンク１を、鉄道車両用のアンチローリング装置のトーションバーの支持リンクとして適用する構成としても良い。より具体的には、例えば、図１０に示すように、アンチローリング装置５０を構成するトーションバー５１を、弾性継ぎ手３を備えるリンク１により支持して、ブラケット（不図示）を介して、車体（または、台車）に回転自在に取り付けるとともに、リンク１を介して台車（または、車体）に取り付ける構成とすることができる。このような構成により、走行安全性を向上することが可能になる。

本発明の活用例としては、インナー部材、およびアウター部材と一体的に加硫接着されたゴムを有する弾性継ぎ手を備える鉄道車両用のリンクおよびその製造方法が挙げられる。

（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用のリンクを説明するための概略図である。 本発明の実施形態に係る鉄道車両用のリンクを構成する弾性継ぎ手を説明するための概略図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係る鉄道車両用のリンクを構成する弾性継ぎ手の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る鉄道車両用のリンクを構成する弾性継ぎ手における積層構造を説明するための概略図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 ゴムと金属部材の積層構造における剛性を説明するための図である。 本発明の実施形態における弾性継ぎ手のゴムを構成する各ゴム層の変形量を説明するための図である。 図８に示す弾性継ぎ手の変形例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る鉄道車両用のリンクを、アンチローリング装置のトーションバーの支持リンクとして適用した状態を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、リンクの一例を、鉄道車両用の牽引装置に適用した状態を示した図である。 従来の金属製の球面軸受けを説明するための断面図である。 従来のゴムブッシュを説明するための断面図である。 図１２に示すゴムブッシュにおいて、加硫終了後にゴムの内部において発生する引張り応力を説明するための図である。 従来のゴムブッシュに絞り加工を施す方法を説明するための図である。 図１４に示す方法により製造されたゴムブッシュにおいて、ゴムの内部に発生する圧縮応力を説明するための図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来のゴムブッシュを圧入して、ゴムの内部に圧縮応力を負荷する方法を説明するための図である。

符号の説明

１…リンク、２…リンク本体、３…弾性継ぎ手、４…インナー部材、５…ゴム、５ｃ〜５ｇ…ゴム層、６…アウター部材、２０…金属部材、５０…アンチローリング装置、５１…トーションバー、１００…牽引装置、１９４…Ｚリンク、Ｇｃ〜Ｇｅ…ゴム層の弾性率、Ｔｃ〜Ｔｅ…ゴム層の厚み、Ｗｃ〜Ｗｅ…ゴム層の幅、εｃ〜εｅ…ゴム層の変形量

Claims (7)

1. リンク本体と、前記リンク本体の一端または両端に設けられ、剛性のインナー部材と、剛性のアウター部材と、前記インナー部材とアウター部材の間に設けられたゴムを有する弾性継ぎ手と、を備える鉄道車両用のリンクの製造方法において、
   前記ゴムに圧縮応力を発生させた状態で、加硫と冷却を行うことにより、前記ゴムを前記インナー部材、および前記アウター部材と一体的に加硫接着することを特徴とする鉄道車両用のリンクの製造方法。
2. 前記ゴムの径方向において、前記ゴムを、複数のゴム層からなる多層構造により形成するとともに、前記ゴム層の各々の間に、金属部材を設けて積層構造としたことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用のリンクの製造方法。
3. 前記金属部材を、該金属部材の周方向において、複数に分割して形成することを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用のリンクの製造方法。
4. 前記ゴム層の各々の弾性率、厚み、および幅の少なくとも１つを変更して、負荷が加えられた際の、前記ゴム層の各々の変形量が均一となるように形成することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の鉄道車両用のリンクの製造方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鉄道車両用のリンクの製造方法により製造された鉄道車両用のリンク。
6. Ｚリンク式の牽引装置のリンクに適用したことを特徴とする請求項５に記載の鉄道車両用のリンク。
7. アンチローリング装置のトーションバーの支持リンクに適用したことを特徴とする請求項５に記載の鉄道車両用のリンク。

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