JP2009243576A - 弾性支持体 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮荷重の作用方向におけるバネ定数を向上するとともに、支持部材と被支持部材との相対傾斜を妨げない弾性支持体を提供する。
【解決手段】支持部材２１ｂと被支持部材２７との間に設けられて圧縮荷重が負荷されるとともに、圧縮荷重の作用方向に沿った相対変位及び傾斜を許容する弾性支持体１００を、少なくとも一部が弾性を有する材料によって形成されるとともに、圧縮荷重の作用方向から見たときの中央部が、その周辺部よりも圧縮荷重に対する縦弾性係数が大きい弾性体を有する構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道用台車のダンパ、アクチュエータ等の端部を傾斜可能に支持する弾性支持体に関するものである。

例えば特許文献１に示すように、鉄道車両の台車等の走り装置には、油圧ダンパ等の緩衝器が設けられる。例えば、このような油圧ダンパは、輪軸を支持する軸箱と台車枠との間に設けられる軸バネ（一次バネ）と並設して設けられる。
こうした軸バネと並設された油圧ダンパは、例えば車体の傾斜や軌道のカント等に起因する台車枠に対する輪軸の傾斜や、あるいは、車両のブレーキング時における軸箱の台車枠に対する相対変位等に起因して、台車枠側支持部及び軸箱側支持部に対して傾斜する場合がある。
このため、このような油圧ダンパを台車又は軸箱に連結する支持部のように、軸方向力が負荷されるとともに傾斜を許容する必要がある支持部には、例えばゴム等の弾性を有する材料を用いた弾性支持体を配置して、そのたわみによって傾斜を許容する構成としている。
特開平１０−２６４８１２号公報

油圧ダンパ等の端部に設けられる弾性支持体は、微振動であっても適切な減衰力を発生するため圧縮荷重の作用方向におけるバネ定数を大きくすることが要求される。
しかし、単に弾性支持体を構成するゴム等の弾性材料の硬度を高めた場合、油圧ダンパ等の被支持部材が台車枠や軸箱等の支持部材に対して傾斜しにくくなり、円滑な作動の妨げとなるおそれがある。
本発明は上述した課題に鑑みなされたものであって、圧縮荷重の作用方向におけるバネ定数を向上するとともに、支持部材と被支持部材との相対傾斜を妨げない弾性支持体を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の弾性支持体は、支持部材と被支持部材との間に設けられて圧縮荷重が負荷されるとともに、前記支持部材と前記被支持部材との前記圧縮荷重の作用方向に沿った相対変位、及び、前記支持部材と前記被支持部材との相対傾斜を許容する弾性支持体であって、少なくとも一部が弾性を有する弾性材料によって形成されるとともに、前記圧縮荷重の作用方向から見たときの中央部が、その周辺部よりも前記圧縮荷重に対する縦弾性係数が大きい弾性体を有することを特徴とする。
これによれば、中央部の縦弾性係数を大きくすることによって、圧縮荷重に対する弾性支持体全体としてのバネ定数を向上することができる。また、支持部材と被支持部材との相対傾斜時に変位が大きい周辺部の縦弾性係数を、中央部に対して低くすることによって、こじり方向のバネ定数を低くすることができ、相対傾斜時の抗力や復元力が過度に大きくならず、このような相対傾斜を妨げることがない。

本発明において、前記弾性体の前記中央部は、前記圧縮荷重の作用方向に沿って前記弾性材料と該材料よりも硬度が大きい硬質材料とを交互に配置した積層部を有する構成とすることができる。
ここで、本明細書、特許請求の範囲等において、弾性材料とは、圧縮荷重の負荷時に有意な弾性変形を示す材料をいうものとする。弾性材料として、例えば、ゴム、エラストマ、樹脂等を用いることができる。
また、硬質材料とは、圧縮荷重の負荷時における弾性変形が実質的に無視し得る材料をいうものとする。硬質材料として、例えば、鉄鋼、アルミニウム合金等の金属や、繊維強化品も含めたエンジニアリングプラスチック等を用いることができる。
本発明によれば、弾性材料と硬質材料との積層部を形成することによって、圧縮荷重に対する弾性体中央部の縦弾性係数を周辺部よりも顕著に大きくすることができる。

この場合において、前記弾性体は、前記圧縮荷重の作用方向にほぼ沿った中心軸を有する円環状に形成され、前記積層部は該弾性体の内径側の領域に配置される構成とすることができる。
これによれば、例えばダンパやアクチュエータのロッドを弾性体の内径側に挿入した状態で弾性支持体を用いることができ、支持部材と被支持部材との結合構造を簡素かつ強固にすることができる。

さらに、この場合において、前記積層部は、前記硬質材料によって形成され外径が異なった複数のプレートの間に前記弾性材料を配置して構成することができる。
これによれば、複数のプレートの外径を異ならせることによって、弾性体の縦弾性係数を内径側から外径側にかけて徐々に変化させることができ、応力集中を防止して耐久性を確保できる。

この場合、前記積層部の前記複数のプレートは、複数の小径プレート及び該小径プレートよりも外径が大きい複数の大径プレートを含み、前記小径プレートと前記大径プレートとを交互に配置した構成とすることができる。
また、このような構成に代えて、前記積層部の前記複数のプレートは、その配列方向に沿って外径が順次大きくなる構成とすることもできる。

また、本発明の弾性支持体は、前記弾性体は、前記積層部を有する内側環状体と、前記内側環状体と別体に形成されその内径側に前記内側環状体が挿入されるとともに、前記圧縮荷重の作用方向における縦弾性係数が前記内側環状体よりも小さい外側環状体とを有する構成とすることができる。
これによれば、縦弾性係数が異なった各部分を別部材とすることによって、製作工程を簡素化することができ、また、各部分の要求特性に応じた材料の選択自由度も向上する。
この場合において、前記弾性体は、前記外側環状体の内径側に挿入されるとともにその内径側に前記内側環状体が挿入され、前記圧縮荷重の作用方向における縦弾性係数が前記内側環状体と前記外側環状体の中間に設定された中間環状体を有する構成とすることができる。

また、本発明の弾性支持体は、前記弾性体は、前記圧縮荷重の作用方向から見た平面形がほぼ矩形に形成され、前記積層部は、前記圧縮荷重の作用方向から見たときに前記弾性体の中央部を含む帯状に形成される構成とすることができる。
これによれば、支持部材と被支持部材との相対回転方向が限定される場合に、この相対回転の中心軸方向と積層部の長手方向とをほぼ平行に配置することによって、良好な特性を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、弾性支持体は、少なくとも一部が弾性材料によって形成されるとともに、前記圧縮荷重の作用方向から見たときの中央部が、その周辺部よりも前記圧縮荷重に対する縦弾性係数が大きい弾性体を有する構成とすることによって、圧縮荷重の作用方向におけるバネ定数を向上するとともに、支持部材と被支持部材との相対傾斜を妨げない弾性支持体を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の第１から第６の実施の形態に係る弾性支持体、これを備えた台車及び鉄道車両について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態の弾性支持体を有する鉄道車両の模式的側面図である。
鉄道車両１は、例えば、電車等のボギー式旅客車である。鉄道車両１は、車体１０及び台車２０を備えている。
車体１０は、乗員等を積載する部分であって、基本構造である構体、内装、及び、各種艤装品等によって構成されている。車体１０は、ほぼ六面体として形成されている。
また、車体１０の床下には、後述するヨーダンパ２８の車体側取付部であるブラケット１１が設けられている。

台車２０は、車体１０の下部に取り付けられる走り装置であって、台車枠２１、枕バネ２２、輪軸２３、軸箱２４、軸梁２５、軸バネ２６、軸ダンパ２７、ヨーダンパ２８等を備えて構成されている。
台車２０は、車体１０の進行方向における両端部の下部にそれぞれ設けられている。

台車枠２１は、台車２０を構成する主要な構造部材である。台車枠２１は、例えば、左右に設けられ前後に伸びた側梁、これら左右の側梁を中央でつなぐ横梁、前後端部でつなぐ端梁等によって構成されている。
台車枠２１は、図示しない心皿装置によって、車体１０に対して鉛直軸回りに旋回（ボギー角付与）可能となっている。
枕バネ２２は、台車枠２１の横梁と車体１０の下部との間に設けられた緩衝用のバネであって、例えば空気バネ等のバネ要素を備えている。

輪軸２３は、２枚の車輪及び歯車、ブレーキディスク等を車軸に圧入して組み立てた部品である。輪軸２３は、１台の台車あたり例えば２本が設けられる。
軸箱２４は、輪軸２３の車軸の両端部を回転可能に支持するものである。軸箱２４は、車軸を支持する軸受、この軸受を収容する軸箱体、及び、潤滑装置等を有して構成されている。
軸梁２５は、軸箱２４を台車枠２１に対して揺動可能に支持するスイングアーム状の部材であって、車両の進行方向にほぼ沿って伸びた梁状に形成されている。軸梁２５の一方の端部は、台車枠２１の下部に形成されたブラケット２１ａに回動可能に連結されている。また、軸梁２５の他方の端部は、軸箱２４の軸箱体に固定されている。

軸バネ２６は、台車枠２１と軸箱２４との間に設けられ、垂直方向の荷重を支持するバネ要素である。軸バネ２６としては、例えばバネ鋼によって形成され、中心軸が上下方向に沿って配置された圧縮コイルスプリングが用いられる。軸バネ２６の上端部は、台車枠２１に形成されたバネ受部によって支持されている。軸バネ２６の下端部は、軸箱２４の上部によって支持されている。軸バネ２６は、軸箱２４及び軸梁２５の台車枠２１に対する揺動に応じて伸縮する。

軸ダンパ２７は、軸バネ２６と隣接して台車枠２１と軸箱２４との間に設けられた油圧緩衝器である。軸ダンパ２７は、そのロッド軸線方向（伸縮方向）が、ほぼ鉛直に配置されている。軸ダンパ２７は、軸箱２４及び軸梁２５の台車枠２１に対する揺動に応じて伸縮するとともに、伸縮速度に応じた減衰力を発生する。
軸ダンパ２７の上端部は、台車枠２１の側梁から突き出して形成されたブラケット２１ｂに支持されている。また、軸ダンパ２７の下端部は、軸箱２４の軸箱体から突き出して形成されたブラケット２４ａに支持されている。これらの各ブラケット２１ｂ、２４ａは、それぞれほぼ水平に配置された平板に円形の貫通穴を形成して構成されている。軸ダンパ２７は、その上下端部にネジ部を有するシャフト２７ａ（図２を参照）を備えている。このシャフトは、各ブラケット２１ｂ、２４ａの貫通穴に挿入された状態で支持される。
なお、軸ダンパ２７の上下端部の支持構造については、後に詳しく説明する。

ヨーダンパ２８は、台車枠２１の車体１０に対する相対旋回時に、旋回角速度に応じた抵抗力（減衰力）を発生し、蛇行動を防止する油圧緩衝器である。ヨーダンパ２８は、台車枠２１の側梁に隣接し、車両１の進行方向にほぼ沿って配置されている。ヨーダンパ２８の車体１０側の端部はブラケット１１に弾性体マウントを介して接続されている。一方、ヨーダンパ２８の台車枠２１側の端部は、台車枠２１の側面から突き出して設けられたブラケット２１ｃに弾性体マウントを介して接続されている。

次に、上述した軸ダンパ２７が台車枠２１に支持される部分の支持構造についてより詳細に説明する。
図２は、軸ダンパの台車枠に対する支持構造を示す模式的断面図である。
図３は、軸ダンパの台車枠に対する支持構造に用いられる弾性支持体の図である。図３において、図３（ａ）は、弾性支持体を、中心軸を含む平面で切って見た断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ部矢視図である。また、図３（ａ）は、図３（ｂ）のａ−ａ部矢視断面図である。（以下説明する図５乃至図９において同じ）

支持構造は、図２に示すように、２つの弾性支持体１００、２枚のサポートプレートＰ、及び、ナットＮを備えている。これらにはいずれも軸ダンパ２７のシャフト２７ａが挿入されている。
２つの弾性支持体１００は、台車枠２１のブラケット２１ｂの上下に設けられ、ブラケット２１ｂを挟持している。
２枚のサポートプレートＰは、上側の弾性支持体１００の上側、及び、下側の弾性支持体１００の下側にそれぞれ配置されている。上側のサポートプレートＰは、ナットＮと上側の弾性支持体１００との間に挟持されている。一方、下側のサポートプレートＰは、下側の弾性支持体１００と軸ダンパ２７本体上部との間に挟持されている。

ナットＮは、シャフト２７ａに形成された図示しないボルト部とネジ結合され、締結されることによって支持構造全体に予圧（プリロード）を与えるものである。この予圧は、最大荷重の負荷時であっても、上下いずれかの弾性支持体１００にがたつきが生じることがないよう、支持構造における最大荷重の１／２よりも大きく設定されている。これにより、弾性支持体１００には、通常の使用条件下において常時圧縮荷重がシャフト２７ａの軸方向に沿って負荷されるようになっている。
予圧の調整は、以下説明する円筒（カラー）Ｃを用いて行う。図２に示すように、円筒Ｃは、弾性支持体１００の内径側に挿入されている。また、円筒Ｃの内径側には、シャフト２７ａが挿入される。円筒Ｃの両端部は、上下のサポートプレートＰによって挟持されている。円筒Ｃの長さは、ナットＮを締結する前のサポートプレートＰの間隔（２つの弾性支持体１００とブラケット２１ｂとの厚みの和）よりも短く設定されている。このため、円筒ＣがサポートプレートＰによって挟持されるまでナットＮを締めこむと、弾性支持体１００が圧縮されて予圧が与えられる。
予圧量は、円筒Ｃの長さによって決定され、円筒Ｃを短くすると弾性支持体１００の圧縮量が大きくなり、予圧量も大きくなる。一方、円筒Ｃを長くすると弾性支持体１００の圧縮量は小さくなり、予圧量も小さくなる。

図３に示すように、弾性支持体１００は、ゴム部１１０及びこのゴム部１１０内に埋設された複数のプレート１２０を備えている。
弾性支持体１００は、外形がほぼ円盤状に形成されるとともに、その中心軸に沿って円形の貫通穴が形成されることによって、円環状に形成されている。
弾性支持体１００を径方向に切って見た断面形状はほぼ矩形に形成され、弾性支持体１００の外径側のコーナ部にはＲ面取りが施されている。

ゴム部１１０は、プレート１２０を除いた弾性支持体１００の実質的に全部を占めている。ゴム部１１０は、弾性を有するゴム系材料によって形成されている。
プレート１２０は、円盤状の平板として形成され、その中央部にはシャフト２７ａが挿入される円形開口が形成されている。プレート１２０は、例えば鋼等のゴム部１１０を形成する材料よりも硬度が大きい硬質材料によって形成されている。
プレート１２０の内周縁部は、弾性支持体１００の貫通穴の内周面部とほぼ一致する位置に配置されている。一方、プレート１２０の外周縁部は、弾性支持体１００の径方向における中間部分に配置されている。すなわち、プレート１２０は、弾性支持体１００の内径側の領域にのみ配置されている。

プレート１２０は、圧縮荷重の作用方向（弾性支持体１００の中心軸方向）に沿って、例えば６枚がほぼ等間隔に配列されている。この配列の両端部に配置されたプレート１２０は、その外側の面が弾性支持体１００の両端面において露出している。
また、プレート１２０相互間に設けられた間隔には、ゴム部１１０を形成する材料が充填され、プレート１２０に対して加硫接着によって接合されている。これによって、弾性支持体１００の内径側の領域には、ゴム部１１０を形成するゴム系材料とプレート１２０とが、圧縮荷重の作用方向に沿って交互に配列された積層ゴム部が形成されている。一方、弾性支持体１００の外径側の領域には、このような積層ゴム部は形成されず、実質的に全部がゴム系材料によって形成されている。

また、軸ダンパ２７の下端部が軸箱２４に支持される部分の支持構造は、上述した上端部支持構造のブラケット２１ｂに代えて軸箱２４のブラケット２４ａが用いられるほかは、上端部支持構造と実質的に上下対称に構成されている。

次に、上述した弾性支持体１００の性能試験方法及び要求特性について説明する。
図４は、弾性支持体の試験方法を示す図であって、図４（ａ）は上下方向バネ定数測定試験の試験方法を示し、図４（ｂ）はこじり方向バネ定数測定試験の試験方法を示している。
各試験は、２つの弾性支持体１００を一組として行う。

図４（ａ）に示す上下方向バネ定数測定試験では、上述したブラケット２１ｂに相当する固定プレート５１を、１対の弾性支持体１００で挟持する。そして、１対の可動プレート５３を、これらの弾性支持体１００を外側から挟んで配置し、ボルト５４及びナット５５で締結し、所定のプリロードを与える。プリロードは、例えば、常用時における最大負荷荷重が１０００ｋｇｆ程度である場合には、これの１／２以上になるように弾性支持体１００を圧縮する。ボルト５４は、弾性支持体１００、固定プレート５１、可動プレート５３にそれぞれ形成された開口に挿入され、これらを串刺しにした状態で締結される。
そして、固定プレート５１を固定した状態で、可動プレート５３をボルト５４の軸方向に変位させ、このときの変位量と変位に要した力とによりバネ定数を求める。

一方、図４（ｂ）に示すこじり方向バネ定数測定試験では、ボルト５４に代えて揺動シャフト５６を挿入してナット５７で締結する。そして、揺動シャフト５６を、その中心軸が１対の弾性支持体１００の中間部付近を回転中心として揺動する方向にこじり、このときのこじり角と揺動に要した力とによりバネ定数を求める。

弾性支持体１００に要求される性能として、上下方向バネ定数は、微振動における軸ダンパ２７の減衰力を適切に得るためには、例えば、３０００ｋｇｆ／ｍｍ以上とすることが望ましい。バネ定数がこれよりも低い場合、微振動が弾性支持体１００の変位として吸収されて軸ダンパ２７の油圧減衰力発生機構に十分伝達されず、適切な減衰力を得ることが困難となる。
一方、こじり方向バネ定数は、過度に高いと軸箱２４のスムースな動作の妨げとなることから、例えば５００ｋｇｆ・ｃｍ／ｄｅｇ以下であることが望ましい。
しかし、例えば弾性支持体１００の全体を一様なゴム等の弾性材料で形成した場合には、これらを両立することは困難である。すなわち、上下方向バネ定数を高くした場合にはこじり方向のバネ定数も大きくなって台車のスムースな動作が妨げられる。一方、これを防止するためこじり方向のバネ定数を低くすると、上下方向のバネ定数も低くなって微振動が吸収されてしまう。

この点、第１の実施の形態によれば、弾性支持体１００の内径側の部分にゴム部１１０を形成するゴム系材料と、鋼板であるプレート１２０とが交互に配置された積層ゴム部が形成されることによって、この領域における圧縮荷重の作用方向の縦弾性係数を大きくすることができ、弾性支持体１００の圧縮荷重に対するバネ定数を高くすることができる。
一方、プレート１２０よりも外径側の領域は実質的にゴム系材料のみによって形成されることから、積層ゴム部よりも比較的縦弾性係数が低くなり、その結果、弾性支持体１００のこじり方向のバネ定数を低くすることができるため、軸ダンパ２７の台車枠２１に対する相対傾斜を妨げず、台車２０のスムースな動作を確保できる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明を適用した弾性支持体の第２の実施の形態について説明する。以下、従前の実施の形態と実質的に同様の箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図５は、弾性支持体の第２の実施の形態を示す図である。
第２の実施の形態の弾性支持体２００は、同心に配置された内側リング２１０及び外側リング２２０を備えて構成されている。
内側リング２１０は、その内径側にシャフト２７ａが挿入されるとともに、それ自体は外側リング２２０の内径側に挿入される。
各リング２１０，２２０を径方向に切って見た断面形状は、図５（ａ）に示すようにともにほぼ矩形状に形成され、中心軸方向に沿った寸法（図５（ａ）における高さ）は、ほぼ同じに形成されている。
内側リング２１０の外周面と外側リング２２０の内周面との間には隙間が設けられている。

内側リング２１０は、ゴム部２１１、プレート２１２を備えている。
ゴム部２１１は、ゴム系材料によって形成され、プレート２１２の部分を除いた内側リング２１０の実質的に全部分を占めている。
プレート２１２は、例えば鋼等の金属板を打ち抜いて形成された円環状の平板である。プレート２１２は、内側リング２１０の中心軸方向（圧縮荷重の作用方向）に沿って、例えば６枚がほぼ等間隔に配列されている。この配列の両端部に位置するプレート２１２は、弾性支持体２００の端面側に一面が露出して配置されている。隣接するプレート２１２の間隔には、ゴム部２１１を形成するゴム系材料が充填されてゴム層が形成されている。これによって、内側リング２１０は、ゴム部２１１とプレート２１２とが交互に配置される積層ゴム部を構成している。
外側リング２２０は、全体がゴム系材料によって形成されている。
上述した第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態の効果と同様の効果に加えて、積層ゴム部である内側リング２１０を、単層ゴム部である外側リング２２０と別体に形成することによって、製造工程を簡素化して弾性支持体２００の生産性を向上することができる。

＜第３の実施の形態＞
図６は、本発明を適用した弾性支持体の第３の実施の形態を示す図である。
弾性支持体３００は、ゴム部３１０及びこのゴム部３１０内に埋設されたプレート群３２０を備えている。
弾性支持体３００は、その外形が上述した弾性支持体１００と同様の円環状に形成されている。

ゴム部３１０は、プレート群３２０を除いた弾性支持体３００の実質的に全部を占めている。
プレート群３２０は、例えば３枚の大径プレート３２１、及び、例えば２枚の小径プレート３２２を有して構成されている。
各プレート３２１，３２２は、それぞれ円盤状の平板として形成され、その中央部にはシャフト２７ａが挿入される円形開口が形成されている。各プレート３２１，３２２は、例えば鋼等のゴム部３１０を形成する材料よりも硬度が大きい硬質材料によって形成されている。
大径プレート３２１の外周縁部は、弾性支持体３００の径方向における中間部分に配置されている。小径プレート３２２は、その外径が大径プレート３２１よりも小さく形成されている。

大径プレート３２１及び小径プレート３２２は、圧縮荷重の作用方向（弾性支持体３００の中心軸方向）に沿って、交互にかつほぼ等間隔に配列されている。この配列の両端部に配置された大径プレート３２１は、その外側の面が弾性支持体３００の両端面において露出している。
また、各プレート相互間に設けられた間隔には、ゴム部３１０を形成する材料が充填され、各プレートと加硫接着によって接合されている。これによって、弾性支持体３００の小径プレート３２２外周縁部より内径側の領域では、大径プレート３２１と小径プレート３２２の間隔にゴム層が配置された密な積層ゴム部が形成される。また、弾性支持体３００の小径プレート３２２外周縁部より外径側かつ大径プレート３２１外周縁部より内径側の領域では、隣接する大径プレート３２１相互間にゴム層が配置された疎な積層ゴム部が形成される。そして、弾性支持体３００の大径プレート３２１外周縁部よりも外径側の領域は、ゴム系材料のみによって形成されている。

以上説明した第３の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態の効果と同様の効果が得られるとともに、さらに、弾性支持体３００の圧縮荷重作用方向における縦弾性係数が内径側から外径側にかけて段階的に低くなっていくので、一箇所で極端に剛性が変化することがなく、応力集中を防止して耐久性を確保することができる。

＜第４の実施の形態＞
図７は、本発明を適用した弾性支持体の第４の実施の形態を示す図である。
第４の実施の形態の弾性支持体４００は、同心に配置された内側リング４１０、中間リング４２０、外側リング４３０を備えて構成されている。
内側リング４１０は、その内径側にシャフト２７ａが挿入されるとともに、それ自体は中間リング４２０の内径側に挿入される。
中間リング４２０は、外側リング４３０の内径側に挿入される。

各リング４１０，４２０，４３０を径方向に切って見た断面形状は、図７（ａ）に示すようにいずれもほぼ矩形状に形成され、中心軸方向に沿った寸法（図７（ａ）における高さ）は、ほぼ同じに形成されている。
内側リング４１０の外周面と中間リング４２０の内周面との間には隙間が設けられている。また、中間リング４２０の外周面と外側リング４３０の内周面との間にも隙間が設けられている。

内側リング４１０は、ゴム部４１１、プレート４１２を備えている。
ゴム部４１１は、ゴム系材料によって形成され、プレート４１２の部分を除いた内側リング４１０の実質的に全部分を占めている。
プレート４１２は、例えば鋼等の金属板を打ち抜いて形成された円環状の平板である。プレート４１２は、内側リング４１０の中心軸方向（圧縮荷重の作用方向）に沿って、例えば６枚がほぼ等間隔に配列されている。この配列の両端部に位置するプレート４１２は、弾性支持体４００の端面側に一面が露出して配置されている。隣接するプレート４１２の間隔には、ゴム部４１１を形成するゴム系材料が充填されてゴム層が形成されている。これによって、内側リング４１０は、ゴム部４１１とプレート４１２とが交互に配置される積層ゴム部を構成している。

中間リング４２０は、ゴム部４２１、プレート４２２を備えている。
ゴム部４２１は、ゴム系材料によって形成され、プレート４２２の部分を除いた中間リング４２０の実質的に全部分を占めている。
プレート４２２は、例えば鋼等の金属板を打ち抜いて形成された円環状の平板である。プレート４２２の厚みは、内側リング４１０のプレート４１２とほぼ同じに設定されている。プレート４２２は、中間リング４２０の中心軸方向（圧縮荷重の作用方向）に沿って、例えば４枚がほぼ等間隔に配列されている。この配列の両端部に位置するプレート４２２は、弾性支持体４００の端面側に一面が露出して配置されている。隣接するプレート４２２の間隔には、ゴム部４２１を形成するゴム系材料が充填されてゴム層が形成されている。これによって、中間リング４２０は、ゴム部４２１とプレート４２２とが交互に配置される積層ゴム部を構成している。

この積層ゴム部は、上述した内側リング４１０の積層ゴム部に対して、埋設されているプレートの枚数が少なく、その結果ゴム部の占める容積が大きい。その結果、中間リング４２０の圧縮荷重の作用方向における縦弾性係数は、内側リング４１０と外側リング４３０との中間程度に設定されている。

外側リング４３０は、全体がゴム系材料によって形成されている。
以上説明した第４の実施の形態によれば、上述した第３の実施の形態と同様の効果を得ることができ、さらに、積層ゴムの構成が異なる部分をそれぞれ別部品とすることによって、製造工程を簡素化することができる。

＜第５の実施の形態＞
図８は、本発明を適用した弾性支持体の第５の実施の形態を示す図である。
弾性支持体５００は、ゴム部５１０及びこのゴム部５１０内に埋設されたプレート群５２０を備えている。
弾性支持体５００は、その外形が上述した弾性支持体１００と同様の円環状に形成されている。

ゴム部５１０は、プレート群５２０を除いた弾性支持体５００の実質的に全部を占めている。
プレート群５２０は、例えば、６枚のプレート５２１〜５２６を有して構成されている。
プレート５２１〜５２６は、例えば、弾性支持体５００の中心軸方向における一方の端部側（例えば、図８（ａ）における上方側）から、他方の端部側（例えば、図８（ａ）における下方側）にかけて、中心軸方向に沿って順次配列されている。
プレート５２１〜５２６は、それぞれ円盤状の平板として形成され、その中央部にはシャフト２７ａが挿入される円形開口が形成されている。プレート５２０は、例えば鋼等のゴム部５１０を構成する材料よりも硬度が大きい硬質材料によって形成されている。
プレート５２１〜５２６は、この順序により順次外径が小さくなるように形成されている。

プレート５２１〜５２６は、ゴム部５１０の内部に圧縮荷重の作用方向（弾性支持体５００の中心軸方向）に沿ってほぼ等間隔に配列されている。この配列の両端部に配置されたプレート５２１及び５２６は、その外側の面が弾性支持体５００の両端面において露出している。
また、各プレート相互間に設けられた間隔には、ゴム部５１０を形成する材料が充填され、各プレートと加硫接着によって接合されている。これによって、弾性支持体５００の内径側の領域では、プレートの間隔にゴム層が配置された積層ゴム部が形成される。この積層ゴム部は、プレート５２１〜５２６に径差を設けたことによって、弾性支持体５００の一方側の端部で径が窄まった円錐台状に形成される。
以上説明した第５の実施の形態においても、上述した第３の実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。

＜第６の実施の形態＞
図９は、本発明を適用した弾性支持体の第６の実施の形態を示す図である。
図９（ａ）は弾性支持体を圧縮荷重の作用方向と直交する方向から見た断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のｂ−ｂ部矢視図であって、圧縮荷重の作用方向から見た平面図である。また、図９（ａ）は、図９（ｂ）のａ−ａ部矢視断面図である。

弾性支持体６００は、上述した各実施の形態とは異なり、圧縮荷重の作用方向から見た平面形が矩形でありかつ圧縮荷重の作用方向に沿った厚みがほぼ一様である平板状に形成されている。
弾性支持体６００は、ゴム部６１０及びプレート６２０を有して構成されている。
ゴム部６１０は、プレート６２０を除いた弾性支持体６００の実質的に全部を占めている。ゴム部６１０は、弾性を有するゴム系材料によって形成されている。
プレート６２０は、圧縮荷重の作用方向から見た平面形が矩形の帯状に形成された平板である。プレート６２０は、例えば鋼等のゴム部６１０を形成する材料よりも硬度が大きい硬質材料によって形成されている。

プレート６２０は、矩形の弾性支持体６００の長辺の中央部間にわたして配置されている。すなわち、プレート６２０は、その長手方向を弾性支持体６００の短辺方向と平行とした状態で、弾性支持体６００の中央部を通るように配置されている。
また、プレート６２０は、圧縮荷重の作用方向に沿って、例えば６枚がほぼ等間隔に配列されている。この配列の両端部に配置されたプレート６２０は、その外側の面が弾性支持体６００の両端面において露出している。

また、プレート６２０相互間に設けられた間隔には、ゴム部６１０を形成する材料が充填され、プレート６２０に対して加硫接着によって接合されている。これによって、弾性支持体６００の中央部には、その短辺方向に沿って伸びかつ圧縮荷重の作用方向に沿ってプレート６２０とゴム層とが交互に配列された帯状の積層ゴム部が形成されている。一方、弾性支持体６００の積層ゴム部以外の領域は、実質的に全部がゴム系材料によって形成されている。
以上説明した第６の実施の形態によれば、例えば台車枠等の支持部材と軸ダンパ等の被支持部材との相対回転方向が所定の一方向に限定される場合に、この相対回転の中心軸方向と積層ゴム部の長手方向とを並行して配置することによって、圧縮荷重に対するバネ定数を高めつつこじり方向のバネ定数を低減し良好な特性を得ることができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記した実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
（１）各実施の形態では、本発明を適用した弾性支持体を一次バネ系に設けられるダンパの台車枠側支持部、及び、軸箱側支持部に設けているが、本発明はこれに限らず、例えばヨーダンパーの台車側及び車体側支持部や、アクティブサスペンション又は操舵台車用のアクチュエータの支持部にも適用することができる。
（２）各実施の形態では、弾性支持部における硬度及び縦弾性係数を、局所的に他の部分よりも大きくする手法として鉄板とゴムとを相互に配した積層ゴムを用いているが、本発明はこれに限らず、他の手法を用いてもよい。例えば、ゴム質の違いによって硬度差、縦弾性係数の差を出したり、硬度及び縦弾性係数を高くする部分に繊維強化ゴムを用いてもよい。

本発明を適用した弾性支持体の第１の実施の形態を有する鉄道車両の模式的側面図である。 図１の鉄道車両における軸ダンパの台車枠に対する支持構造を示す模式的断面図である。 図２の支持構造に用いられる弾性支持体の図である。 弾性支持体のバネ定数測定試験の試験方法を示す図である。 本発明を適用した弾性支持体の第２の実施の形態を示す図である。 本発明を適用した弾性支持体の第３の実施の形態を示す図である。 本発明を適用した弾性支持体の第４の実施の形態を示す図である。 本発明を適用した弾性支持体の第５の実施の形態を示す図である。 本発明を適用した弾性支持体の第６の実施の形態を示す図である。

符号の説明

１ 鉄道車両
１０ 車体 １１ ブラケット
２０ 台車 ２１ 台車枠
２１ａ ブラケット ２１ｂ ブラケット
２１ｃ ブラケット ２２ 枕バネ
２３ 輪軸 ２４ 軸箱
２４ａ ブラケット ２５ 軸梁
２６ 軸バネ ２７ 軸ダンパ
２７ａ シャフト ２８ ヨーダンパ
Ｎ ナット Ｐ サポートプレート
Ｃ 円筒（カラー）
５１ 固定プレート
５３ 可動プレート ５４ ボルト
５５ ナット ５６ 揺動シャフト
５７ ナット
１００ 弾性支持体
１１０ ゴム部 １２０ プレート
２００ 弾性支持体
２１０ 内側リング ２１１ ゴム部
２１２ プレート ２２０ 外側リング
３００ 弾性支持体
３１０ ゴム部 ３２０ プレート群
３２１ 大径プレート ３２２ 小径プレート
４００ 弾性支持体
４１０ 内側リング ４１１ ゴム部
４１２ プレート ４２０ 中間リング
４２１ ゴム部 ４２２ プレート
４３０ 外側リング
５００ 弾性支持体
５１０ ゴム部 ５２０ プレート群
５２１，５２２，５２３，５２４，５２５，５２６ プレート
６００ 弾性支持体
６１０ ゴム部 ６２０ プレート

Claims (9)

1. 支持部材と被支持部材との間に設けられて圧縮荷重が負荷されるとともに、前記支持部材と前記被支持部材との前記圧縮荷重の作用方向に沿った相対変位、及び、前記支持部材と前記被支持部材との相対傾斜を許容する弾性支持体であって、
   少なくとも一部が弾性を有する弾性材料によって形成されるとともに、前記圧縮荷重の作用方向から見たときの中央部が、その周辺部よりも前記圧縮荷重に対する縦弾性係数が大きい弾性体を有すること
   を特徴とする弾性支持体。
2. 前記弾性体の前記中央部は、前記圧縮荷重の作用方向に沿って前記弾性材料と該材料よりも硬度が大きい硬質材料とを交互に配置した積層部を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の弾性支持体。
3. 前記弾性体は、前記圧縮荷重の作用方向にほぼ沿った中心軸を有する円環状に形成され、前記積層部は該弾性体の内径側の領域に配置されること
   を特徴とする請求項２に記載の弾性支持体。
4. 前記積層部は、前記硬質材料によって形成され外径が異なった複数のプレートの間に前記弾性材料を配置して構成されること
   を特徴とする請求項３に記載の弾性支持体。
5. 前記積層部の前記複数のプレートは、複数の小径プレート及び該小径プレートよりも外径が大きい複数の大径プレートを含み、前記小径プレートと前記大径プレートとを交互に配置したこと
   を特徴とする請求項４に記載の弾性支持体。
6. 前記積層部の前記複数のプレートは、その配列方向に沿って外径が順次大きくなること
   を特徴とする請求項４に記載の弾性支持体。
7. 前記弾性体は、前記積層部を有する内側環状体と、前記内側環状体と別体に形成されその内径側に前記内側環状体が挿入されるとともに、前記圧縮荷重の作用方向における縦弾性係数が前記内側環状体よりも小さい外側環状体とを有すること
   を特徴とする請求項３に記載の弾性支持体。
8. 前記弾性体は、前記外側環状体の内径側に挿入されるとともにその内径側に前記内側環状体が挿入され、前記圧縮荷重の作用方向における縦弾性係数が前記内側環状体と前記外側環状体の中間に設定された中間環状体を有すること
   を特徴とする請求項７に記載の弾性支持体。
9. 前記弾性体は、前記圧縮荷重の作用方向から見た平面形がほぼ矩形に形成され、
   前記積層部は、前記圧縮荷重の作用方向から見たときに前記弾性体の中央部を含む帯状に形成されること
   を特徴とする請求項２に記載の弾性支持体。

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