JP2016138569A

JP2016138569A - ゴムストッパ

Info

Publication number: JP2016138569A
Application number: JP2015012503A
Authority: JP
Inventors: 杉本　憲一; Kenichi Sugimoto; 憲一杉本
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-08-04

Abstract

【課題】各荷重に対応するばね定数を所望の値に設定することができ、種々の要求に応じてばね特性を設定することのできるゴムストッパの提供。
【解決手段】保持金具４でゴム部５を保持する。ゴム部５の両側に側壁６を位置させる。側壁内側面１３とゴム部５との間に隙間１４を形成する。隙間１４をゴム部５の圧縮によって閉塞するようにする。荷重を受けて隙間１４が閉じられるまで、ゴム部５のばね定数が小さくなる。荷重を受けて隙間１４が閉じられた後、ゴム部５のばね定数が大きくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば鉄道車両の台車側に取り付けられ、台車側と車体側とを連結するリンク棒に当接して車体側の左右の動きを制限するゴムストッパに関するものである。

一般に、鉄道車両は、その台車が空気ばねなどを介して車体を上下方向に支持した構造とされ、さらに、例えば台車側と車体側とを駆動力やブレーキ力などの前後力を伝達するリンク棒で連結している。

また、台車側にゴムストッパを設けて、車体側の左右方向への変位が大きくなったとき、車体側の変位に伴って傾斜するリンク棒の中央部にゴムストッパを当接させ、車体側の左右の動きを制限して、鉄道車両の水平方向の剛性を確保するようにしている。

このようなゴムストッパとして、例えば特許文献１は、台車側にボルト締結される保持金具で、リンク棒に当接させるゴム部を保持すると共に、ゴム部の両側に、リンク棒に当接してゴム部の変形を制限する側板を設けたものを開示している。このゴムストッパは、すぐり部を形成することによってゴム部の耐久性を高めつつ、標準的なゴムストッパと同程度のばね特性に設定している。

特開２０１２−１８９１２７号公報（段落番号０００９、００１６、００１９）

ところが、特許文献１のゴムストッパは、側板がリンク棒に当接して変形を制限されるまでのゴム部のばね特性を標準的なゴムストッパと同程度に設定しているものの、複数の指定荷重にそれぞれ対応させて異なるばね定数を指定するなど、種々の要求に応じてばね特性を設定可能にしたものではない。

本発明は、各荷重に対応するばね定数を所望の値に設定することができ、種々の要求に応じてばね特性を設定することのできるゴムストッパの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るゴムストッパは、複数の部材の相対的な変位を制限するものであり、複数の部材のうちの一方の部材に取り付けられる保持金具と、この保持金具に保持されて複数の部材のうちの他方の部材に当接するゴム部と、このゴム部の両側に位置する側壁と、を備えたものである。さらに、その側壁は、ゴム部のうちの他方の部材に当接するゴム側当接面よりも、側壁頂部を前記部材の変位方向において後退する高さに設定し、側壁内側面とゴム部との間に、ゴム部の前記部材の変位方向への圧縮によって閉塞する隙間を形成したものである。

上記構成によれば、ゴム部とその両側の側壁内側面との間に隙間を形成し、その隙間をゴム部の圧縮によって閉塞するので、他方の部材から受ける荷重によって隙間が閉じられるまでは、ゴム部のばね定数を小さくし、隙間が閉じられた後は、ゴム部のばね定数を大きくすることができる。つまり、他方の部材から荷重を受けたゴム部は、隙間のある状態では、圧縮されたゴムを両側の隙間に逃がすように変形する分、ばね定数が小さくなり、隙間が閉じられた状態では、圧縮されたゴムを両側に逃がすことができない分、ばね定数が大きくなる。

これにより、側壁内側面及びゴム部間の隙間が閉じられる前と後とで、ゴムストッパのばね定数を変化させることができ、所定の各荷重に対応する各ばね定数を所望の値に設定し、種々の要求に応じてばね特性を設定することができる。

さらに、側壁内側面に、ゴム部との隙間を変化させる段部を形成するようにしてもよい。

この構成によれば、側壁内側面に段部を形成してゴム部との隙間を変化させるので、ゴム部を側壁内側面に接触させて、ばね定数を変化させる際、段部の数だけ、ばね定数を変化させる回数を増やすことができる。

具体的に説明すると、例えば、ゴム部が他方の部材から荷重を受けることにより、まず、段部を挟んで小さい方の隙間が閉じられて、ばね定数が大きくなり、その後、圧縮されたゴムが段部を挟んで小さい方の隙間に逃げることにより、一旦、ばね定数が小さくなり、さらに、段部を挟んで大きい方の隙間が閉じられて、ばね定数が大きくなる。特に、荷重の増大に伴って、一旦、ばね定数を小さくすることにより、例えば、空車時の揺れを小さくすると共に、定員乗車時に受ける衝撃を抑えて乗り心地を向上させることができ、満車時には、揺れをより効果的に抑えることができる。

また、側壁頂部を他方の部材に当接してゴム部の変形を制限する側壁側当接面とするようにしてもよい。

この構成によれば、側壁頂部を他方の部材に当接する側壁側当接面とするので、側壁に、ゴム部との間に隙間を形成することによってゴムストッパのばね定数を変化させる機能と、ゴム部の変形を制限する最終ストッパとしての機能と、を備えることができ、各機能を有する部材を兼用することができる。

さらに、ゴム部に、ゴム側当接面と平行な中心軸を有する横穴を形成するようにしてもよく、また、ゴム部のゴム側当接面に凹部を形成するようにしてもよい。

この構成によれば、ゴム部が他方の部材から荷重を受けて、横穴や凹部が押し潰されることにより、ゴム部のばね定数が大きくなるので、横穴や凹部が押し潰される前後でばね定数を変化させることができ、ゴムストッパのばね定数を変化させる回数を増やすことができる。

以上のとおり、本発明によると、ゴム部とその両側の側壁内側面との間に、ゴム部の圧縮によって閉塞される隙間を形成するので、その隙間が閉じられる前後で、ゴムストッパのばね定数を変化させることができる。

これにより、例えば、ゴムストッパが比較的に小さい荷重を受けたときには、ばね定数を小さくして乗り心地を向上させ、比較的に大きい荷重を受けたときには、ばね定数を大きくして確実に揺れを抑えるなど、種々の要求に応じて、ゴムストッパのばね特性を設定することができる。

ゴムストッパ（実施例１）の斜視図図１のゴムストッパが圧縮される様子を示す図ゴムストッパ（実施例２）の斜視図図３のゴムストッパが圧縮される様子を示す図ゴムストッパ（比較例）の斜視図ゴムストッパのばね特性を示す模式図本発明の別の形態のゴムストッパの断面図

以下、本発明に係るゴムストッパを実施するための形態について、図面を用いて説明する。

図１、図３に示すように、ゴムストッパ１、２は、例えば、鉄道車両の台車側と車体側とを連結して前後方向力を伝達するリンク棒３に当接して、台車側に対するリンク棒３の相対的な左右の動きを制限して車体側の左右の動きを制限するためのものであり、台車側に取り付けられる保持金具４と、保持金具４に保持されてリンク棒３に当接するゴム部５と、ゴム部５の幅方向で両側に位置する側壁６と、を備えている。

保持金具４は、例えば鋼製で、側壁６を長方形の底板７の幅方向両側縁から立ち上げてなるＵ字形とされ、その側壁頂部８が、リンク棒３に当接して、このリンク棒３によるさらなる押圧を阻止してゴム部５の変形を制限する側壁側当接面とされている。また、側壁頂部８は、ゴム部５のうちのリンク棒３に当接するゴム側当接面９よりも、リンク棒３の変位方向において後退する高さに設定され、リンク棒３が、側壁頂部８に当接する前にゴム側当接面９に当接するようになっている。

次に、実施例１、２のゴムストッパ１、２及び比較例のゴムストッパ１０の特徴を説明する。

［実施例１］
図１に示すように、実施例１のゴムストッパ１は、例えば、ゴム部５の底面を保持金具４の底板７に加硫接着することによって、保持金具４でゴム部５を保持した構造とされ、ゴム部５の上面に設定されたゴム側当接面９をリンク棒３に当接させて、台車側に対するリンク棒３の相対的な動きを制限する。

ゴム部５は、断面略台形のゴム体とされ、その断面中央に、ゴム側当接面９と平行かつ側壁６と平行な中心軸を有する横穴１１が形成されると共に、ゴム側当接面９に凹部１２が形成されている。

側壁６は、その側壁内側面１３とゴム部５との間に隙間１４を形成する位置に設けられ、その隙間１４が、ゴム部５をリング棒３の変位方向に圧縮することによって閉塞されるようになっている。さらに、側壁内側面１３には、ゴム部５との隙間１４を変化させる段部１５が形成され、段部１５を境にして、底板側よりも頂部側において、隙間１４が大きく設定されている。

ここで、図２を用いて、ゴムストッパ１のゴム部５にリンク棒３が当接したときの様子を説明する。

まず、台車側に対してリンク棒３が相対的に変位することにより、リンク棒３がゴム部５のゴム側当接面９に当接する（図２（ａ））。このとき、ゴムストッパ１のばね定数が十分に小さく、ゴムストッパ１にリンク棒３が当接することによる衝撃を抑えて乗り心地を高めることができる。

リンク棒３がさらに変位することにより、順次、ゴム部５の横穴１１が押し潰され（図２（ｂ））、ゴム部５の凹部１２が押し潰され（図２（ｃ））、底板７の近くの側壁内側面１３とゴム部５との隙間１４が閉塞される（図２（ｄ））。このとき、ゴムストッパ１のばね定数が徐々に大きくなり、リンク棒３に連結された車体側の揺れを効果的に抑えることができる。

リンク棒３がさらに変位することにより、側壁内側面１３とゴム部５との当接部分が段部１５を底板側から頂部側に乗り越えて、新たな隙間ができる（図２（ｅ））。このとき、一旦、ゴムストッパ１のばね定数が小さくなり、ゴムストッパ１にリンク棒３が当接することによる衝撃を抑えて乗り心地を高めることができる。

リンク棒３がさらに変位することにより、頂部側の側壁内側面１３とゴム部５との隙間１４が閉塞される（図２（ｆ））。このとき、ゴムストッパ１のばね定数が十分に大きくなり、リンク棒３に連結された車体側の揺れを効果的に抑えることができる。

その後、リンク棒３が側壁頂部８に当接することにより、リンク棒３のさらなる変位が阻止される。

［実施例２］
図３に示すように、実施例２のゴムストッパ２は、実施例１のゴムストッパ１とほぼ同じであるが、横穴１１、凹部１２及び段部１５を省略したものである。

ここで、図４を用いて、ゴムストッパ２のゴム部５にリンク棒３が当接したときの様子を説明する。

まず、台車側に対してリンク棒３が相対的に変位することにより、リンク棒３がゴム部５のゴム側当接面９に当接する（図４（ａ））。このとき、ゴムストッパ２のばね定数が十分に小さく、ゴムストッパ２にリンク棒３が当接することによる衝撃を抑えて乗り心地を高めることができる。

リンク棒３がさらに変位することにより、側壁内側面１３とゴム部５との隙間１４が閉塞される（図４（ｂ））。このとき、ゴムストッパ２のばね定数が十分に大きくなり、リンク棒３に連結された車体側の揺れを効果的に抑えることができる。

その後、リンク棒３が側壁頂部８に当接することにより、リンク棒３のさらなる変位が阻止される（図４（ｃ））。

［比較例］
図５に示すように、比較例のゴムストッパ１０は、実施例２のゴムストッパ２とほぼ同じであるが、その側壁６をゴム部５から十分に離して位置させ、側壁内側面１３とゴム部５との間に、ゴム部５を圧縮した際にも閉塞されない程度の隙間１６を形成したものである。

ゴムストッパ１０のゴム部５にリンク棒３が当接した場合、ゴム部５がリンク棒３の当接による衝撃を抑えつつリンク棒３の変位を抑え、その後、リンク棒３が側壁頂部８に当接することにより、リンク棒３のさらなる変位を阻止する。

［ゴムストッパのばね特性］
図６は、ゴムストッパ１、２、１０のばね特性を示す模式図で、横軸はリンク棒３の相対変位を示し、縦軸はリンク棒３から受ける荷重を示す。実線は実施例１のゴムストッパ１のばね特性、二点鎖線は実施例２のゴムストッパ２のばね特性、破線は比較例のゴムストッパ１０のばね特性を示し、その傾きが、各ゴムストッパ１、２、１０のばね定数を示す。なお、各ゴムストッパ１、２、１０のばね特性は、荷重が０のときにばね定数が等しくなるように設定して比較している。また、１（ａ）〜１（ｆ）は図２における（ａ）〜（ｆ）の状態に対応し、２（ａ）〜２（ｃ）は図４における（ａ）〜（ｃ）の状態に対応する。

図６に示すように、実施例１のゴムストッパ１は、１（ａ）の状態から１（ｄ）の状態まで、ばね定数が徐々に大きくなるので、例えば、空車時に受ける荷重の範囲においては、ばね定数を高めに設定して、空車時の車体の揺れを効果的に抑えることができる。さらに、１（ｅ）の状態では、一旦、ばね定数が小さくなるので、例えば、定員乗車時に受ける最大荷重においては、ばね定数を低めに設定して、定員乗車時に受ける衝撃を抑えて、乗り心地を向上させることができる。さらに、１（ｆ）の状態では、再び、ばね定数が大きくなるので、例えば、満車時に受ける最大荷重においては、ばね定数を高めに設定して、満車時の車体の揺れを効果的に抑えることができる。なお、リンク棒３が側壁頂部８に当接することにより、側壁頂部８が最終ストッパとして機能する。

実施例２のゴムストッパ２は、２（ａ）の状態よりも２（ｂ）の状態で、ばね定数が大きくなるので、比較的に小さい荷重が作用する際には、ばね定数が低めで、乗り心地を向上させ、比較的に大きい荷重が作用する際には、ばね定数が高めで、車体の揺れを効果的に抑えるようにすることができる。

比較例のゴムストッパ１０は、ばね定数に大きな変化がなく、全範囲の荷重状態において、ばね特性が同程度とされている。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、図７に示すように、ゴムストッパ１７は、横穴１１及び凹部１２を残したまま、実施例１のゴムストッパ１から段部１５を省略するようにしてもよい。

また、ゴムストッパ１、２、１７は、鉄道車両の台車側に取り付けてリンク棒３に当接させるだけでなく、複数の部材の相対的な変位を制限するものとして、あらゆる部材に装備して使用することができる。

１、２ゴムストッパ
３リンク棒
４保持金具
５ゴム部
６側壁
７底板
８側壁頂部
９ゴム側当接面
１０ゴムストッパ
１１横穴
１２凹部
１３側壁内側面
１４隙間
１５段部
１６隙間
１７ゴムストッパ

Claims

複数の部材の相対的な変位を制限するゴムストッパであって、
前記複数の部材のうちの一方の部材に取り付けられる保持金具と、該保持金具に保持されて前記複数の部材のうちの他方の部材に当接するゴム部と、該ゴム部の両側に位置する側壁と、を備え、
前記側壁は、ゴム部のうちの前記他方の部材に当接するゴム側当接面よりも、側壁頂部が前記部材の変位方向において後退する高さに設定され、側壁内側面とゴム部との間に、ゴム部の前記部材の変位方向への圧縮によって閉塞される隙間が形成されたことを特徴とするゴムストッパ。
前記側壁内側面に、ゴム部との前記隙間を変化させる段部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のゴムストッパ。
前記側壁頂部が、前記他方の部材に当接してゴム部の変形を制限する側壁側当接面とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴムストッパ。
前記ゴム部に、前記ゴム側当接面と平行な中心軸を有する横穴が形成されたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のゴムストッパ。
前記ゴム部のゴム側当接面に凹部が形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のゴムストッパ。