JP2019064308A - ピン付き弾性体ブッシュ、鉄道車両用台車、及び、弾性組立部品 - Google Patents
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(1)鉄道車両を構成する第1部材と第2部材とを連結するピン付き弾性体ブッシュにおいて、ピンと、前記ピンの外周面に着脱可能に装着される第1弾性組立部品及び第2弾性組立部品と、前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を収容するものであって、前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を前記ピンの軸線方向に沿って引き寄せる引寄荷重を発生する環状部材と、を有すること、前記ピンは、前記第1部材に設けられた取付穴に配置されるピン本体部と、前記ピンの軸線方向に沿って前記ピン本体部の両側に突設され、前記ピン本体部より小径に設けられた第1端部及び第2端部とを有し、前記ピン本体部が、前記ピンの中心側から前記第1端部に向かって径を小さくする第1径変化部と、前記ピンの中心側から前記第2端部に向かって径を小さくする第2径変化部とを含むこと、前記第1弾性組立部品は、前記第1径変化部の外周面と同一形状に成形された第1内側筒部材と、弾性部材を環状に成形したものであって、内周面が前記第1内側筒部材の外周面に加硫接着される第1弾性体と、前記第1弾性体の外周面に加硫接着された第1外側筒部材と、を有すること、前記第2弾性組立部品は、前記第2径変化部の外周面と同一形状に成形された第2内側筒部材と、弾性部材を環状に成形したものであって、内周面が前記第2内側筒部材の外周面に加硫接着された第2弾性体と、前記第2弾性体の外周面に加硫接着された第2外側筒部材と、を有すること、前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を前記ピンに装着した状態で、且つ、前記環状部材に収容した状態で、前記第1外側筒部材と前記第2外側筒部材が引き寄せられて前記第1弾性体及び前記第2弾性体を予圧縮されたものであることを特徴とする。
鉄道車両用台車は、レール方向に沿った左右の側梁が枕木方向に沿った図示しない横梁によって連結された台車枠によって構成され、その前後に輪軸が配置されている。輪軸は、軸箱に設けられた軸受に軸支されている。軸箱と台車枠との間には、弾性支持された軸箱支持装置が構成されている。
次に、ブッシュ4A,4B,4Cの構成を説明する。ブッシュ4A,4B,4Cは、同じ構成であるので、以下では、ブッシュ4として説明する。図3は、本発明の実施形態に係るブッシュ4の側面図である。図4は、図3に示すブッシュ4のAA断面図である。図5は、図3に示すブッシュ4のBB断面図である。図6は、図3に示すブッシュ4の分解斜視図である。図7は、第1弾性組立部品6Aの断面図である。図8は、ブッシュ4の予圧縮を説明する図である。
本形態のブッシュ4の組立手順について図6を参照しながら説明する。心軸5の凸部514にストッパリング8を装着する。第2弾性組立部品6Bをケース本体71の一端開口部に挿入し、第2リングプレート72Bをケース本体71に対してボルト73で固定したら、ケース本体71の他端開口部側から心軸5の第2端部52Bを第2弾性組立部品6Bに挿通し、第2弾性組立部品6Bを心軸5に装着する。そして、心軸5の第1端部52Aを第1弾性組立部品6Aに挿通し、第1弾性組立部品6Aを心軸5に装着する。
ブッシュ4を分解して第1及び第2円筒ゴム62A,62Bを交換する場合には、ボルト73を緩め、第1及び第2リングプレート72A,72Bをケース本体71から分離させる。すると、第1及び第2弾性組立部品6A,6Bは、引寄荷重F11,F21が解除される。これにより、第1及び第2円筒ゴム62A,62Bの反発力F12,F22がなくなる。そこで、Cリング9A,9Bを心軸5から取り外し、心軸5の本体部51から第1及び第2弾性組立部品6A,6Bを分離させる。そして、新しい弾性組立部品を上記組立手順と同様にして心軸5に取り付ける。よって、ブッシュ4は、第1及び第2円筒ゴム62A,62Bを心軸5から剥離する手間をかけずに、第1及び第2円筒ゴム62A,62Bを簡単に交換できる。また、第1及び第2円筒ゴム62A,62Bの交換時に心軸5に接着剤などが残らないため、心軸5を再利用できる。心軸5は、複雑な三次元形状をなし、製造コストが高い。そのため、心軸5を再利用できることは、メンテナンスコストを低減できるなど、有益である。
上記のようにして組み立てられたブッシュ4は、例えば、リンク20の取付孔23a(図2参照)に挿入され、心軸5の第1及び第2端部52A,52Bが取付ボルト22a(図2参照)によって軸箱10(図2参照)に固定される。このとき、第1及び第2円筒ゴム62A,62Bが本圧縮される。鉄道車両が走行する場合、鉄道車両用台車1には、上下方向、枕木方向(左右方向)、鉄道車両の進行方向の振動が発生し、それらが複合的にブッシュ4に作用する。つまり、心軸5がねじり変位したり、こじり変位したりする。
発明者らは、本形態と同様のブッシュについて、円筒ゴムのばね特性を調べる解析を行った。解析には、FEM解析システムを用いた。解析では、ブッシュに前後方向(軸線に対して直交する方向)の荷重と、左右方向(軸線方向)の荷重を加え、円筒ゴムのたわみを解析した。その結果を図9に示す。
5 心軸(ピンの一例)
6A,6B 第1及び第2弾性組立部品
7 環状ケース(環状部材の一例)
8 ストッパリング(中間部材の一例)
9A,9B Cリング(第1及び第2脱落防止部材の一例)
51 ピン本体部
52A,52B 第1及び第2端部
61A,61B 第1及び第2内側筒部材
62A,62B 第1及び第2円筒ゴム(第1及び第2弾性体の一例)
63A,63B 第1及び第2外側筒部材
71 環状ケース(摺接部の一例)
72A,72B 第1及び第2リングプレート(第1及び第2加圧部の一例)
73 ボルト(第1及び第2加圧力付与部の一例)
512A,512B 第1及び第2テーパ部(第1及び第2径変化部の一例)
515A,515B 軸側凹条(第1及び第2内側回転阻止機構の一例)
614A,614B 内側凸条(第1及び第2内側回転阻止機構の一例)
636A,636B 外側凹条(第1及び第2外側回転阻止機構の一例)
74A,74B ケース側凸条(第1及び第2外側回転阻止機構の一例)
(1)鉄道車両を構成する第1部材と第2部材とを連結するピン付き弾性体ブッシュにおいて、ピンと、前記ピンの外周面に前記ピンの軸線方向に沿って着脱可能に装着される第1弾性組立部品及び第2弾性組立部品と、前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を収容するものであって、前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を前記ピンの軸線方向に沿って引き寄せる引寄荷重を発生する環状部材と、を有すること、前記ピンは、前記第1部材に設けられた取付穴に配置されるピン本体部と、前記ピンの軸線方向に沿って前記ピン本体部の両側に突設され、前記ピン本体部より小径に設けられた第1端部及び第2端部とを有し、前記ピン本体部が、前記ピンの中心側から前記第1端部に向かって径を小さくする第1径変化部と、前記ピンの中心側から前記第2端部に向かって径を小さくする第2径変化部とを含むこと、前記第1弾性組立部品は、前記第1径変化部の外周面と同一形状に成形された第1内側筒部材と、弾性部材を環状に成形したものであって、内周面が前記第1内側筒部材の外周面に加硫接着される第1弾性体と、前記第1弾性体の外周面に加硫接着された第1外側筒部材と、を有すること、前記第2弾性組立部品は、前記第2径変化部の外周面と同一形状に成形された第2内側筒部材と、弾性部材を環状に成形したものであって、内周面が前記第2内側筒部材の外周面に加硫接着された第2弾性体と、前記第2弾性体の外周面に加硫接着された第2外側筒部材と、を有すること、前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を前記ピンに装着した状態で、且つ、前記環状部材に収容した状態で、前記第1外側筒部材と前記第2外側筒部材が引き寄せられて前記第1弾性体及び前記第2弾性体を予圧縮される一方、前記第1弾性組立部品と前記第2弾性組立部品を前記環状部材に収容しない状態では、前記第1弾性組立部品と前記第2弾性組立部品を前記ピンの軸線方向に沿って前記ピン本体部と反対向きに移動させて前記ピンから分離させることができるものであることを特徴とする。
Claims (9)
- 鉄道車両を構成する第1部材と第2部材とを連結するピン付き弾性体ブッシュにおいて、
ピンと、
前記ピンの外周面に着脱可能に装着される第1弾性組立部品及び第2弾性組立部品と、
前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を収容するものであって、前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を前記ピンの軸線方向に沿って引き寄せる引寄荷重を発生する環状部材と、
を有すること、
前記ピンは、
前記第1部材に設けられた取付穴に配置されるピン本体部と、
前記ピンの軸線方向に沿って前記ピン本体部の両側に突設され、前記ピン本体部より小径に設けられた第1端部及び第2端部と
を有し、
前記ピン本体部が、前記ピンの中心側から前記第1端部に向かって径を小さくする第1径変化部と、前記ピンの中心側から前記第2端部に向かって径を小さくする第2径変化部とを含むこと、
前記第1弾性組立部品は、
前記第1径変化部の外周面と同一形状に成形された第1内側筒部材と、
弾性部材を環状に成形したものであって、内周面が前記第1内側筒部材の外周面に加硫接着される第1弾性体と、
前記第1弾性体の外周面に加硫接着された第1外側筒部材と、
を有すること、
前記第2弾性組立部品は、
前記第2径変化部の外周面と同一形状に成形された第2内側筒部材と、
弾性部材を環状に成形したものであって、内周面が前記第2内側筒部材の外周面に加硫接着された第2弾性体と、
前記第2弾性体の外周面に加硫接着された第2外側筒部材と、
を有すること、
前記第1弾性組立部品及び前記第2弾性組立部品を前記ピンに装着した状態で、且つ、前記環状部材に収容した状態で、前記第1外側筒部材と前記第2外側筒部材が引き寄せられて前記第1弾性体及び前記第2弾性体を予圧縮されたものであること
を特徴とするピン付き弾性体ブッシュ。 - 請求項1に記載するピン付き弾性体ブッシュにおいて、
前記第1弾性体と前記第2弾性体との間に配置される中間部材を有すること
を特徴とするピン付き弾性体ブッシュ。 - 請求項1又は請求項2に記載するピン付き弾性体ブッシュにおいて、
前記ピンに脱着可能に設けられ、前記第1径変化部の外周面に装着された前記第1内側筒部材の脱落を防止する第1脱落防止部材と、
前記ピンに脱着可能に設けられ、前記第2径変化部の外周面に装着された前記第2内側筒部材の脱落を防止する第2脱落防止部材と、を有すること
を特徴とするピン付き弾性体ブッシュ。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一つに記載するピン付き弾性体ブッシュにおいて、
前記第1内側筒部材が前記ピンに対して軸芯を中心とする回転方向に変位することを防ぐ第1内側回転阻止機構と、
前記第2内側筒部材が前記ピンに対して軸芯を中心とする回転方向に変位することを防ぐ第2内側回転阻止機構と、
前記第1外側筒部材が前記環状部材に対して軸芯を中心とする回転方向に変位することを防ぐ第1外側回転阻止機構と、
前記第2外側筒部材が前記環状部材に対して軸芯を中心とする回転方向に変位することを防ぐ第2外側回転阻止機構と
を有すること
を特徴とするピン付き弾性体ブッシュ。 - 請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載するピン付き弾性体ブッシュにおいて、
前記環状部材は、
前記第1及び第2外側筒部材に摺接する摺接部と、
前記第1外側筒部材を第2弾性組立部品側に向かって加圧する第1加圧部と、
前記第1加圧部に加圧力を与える第1加圧力付与部と、
前記第2外側筒部材を第1弾性組立部品側に向かって加圧する第2加圧部と、
前記第2加圧部に加圧力を与える第2加圧力付与部とを有すること
を特徴とするピン付き弾性体ブッシュ。 - 請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載するピン付き弾性体ブッシュにおいて、
環状部材は、前記ピンに装着された前記第1及び前記第2弾性組立部品が圧入されること
を特徴とするピン付き弾性体ブッシュ。 - 請求項1乃至請求項6の何れか一つに記載するピン付き弾性体ブッシュにおいて、
前記環状部材は、前記第1部材と一体的に設けられていること
を特徴とするピン付き弾性体ブッシュ。 - 請求項1乃至請求項7の何れか一つに記載するピン付き弾性体ブッシュが用いられていることを特徴とする鉄道車両用台車。
- 鉄道車両を構成する第1部材と第2部材とを連結するピン付き弾性体ブッシュに使用されるピンが、前記第1部材に形成された取付穴に配置されるピン本体部と、前記ピン本体部より小径であって前記第2部材に固定される端部と、前記ピン本体部から前記端部に向かって径を小さくする径変化部とを備えており、前記ピンに装着されること、
前記径変化部の外周面と同一形状に成形された内側筒部材と、
弾性部材を環状に成形したものであって、内周面が前記内側筒部材の外周面に加硫接着された弾性体と、
前記弾性体の外周面に加硫接着されており、前記内側筒部材に対して前記内側筒部材の小径側に張り出して配置される外側筒部材と、
を有すること、
前記ピンに装着された状態で環状部材に収容された場合に、前記外側筒部材が前記内側筒部材の大径側に変位し、前記弾性体が予圧縮されること
を特徴とする弾性組立部品。
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