JP4408342B2

JP4408342B2 - 軸箱支持ゴム

Info

Publication number: JP4408342B2
Application number: JP2003120817A
Authority: JP
Inventors: 敦洋藤原
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004322867A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
鉄道分野における走行時の車輪から台車に伝達する振動入力の緩衝目的で使用される防振装置であって、特に言えば、車輪を支持する軸箱支持ゴムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両における車輪と台車間に装着される軸箱支持ゴムは、乗り心地の面より上下方向に柔らかく、駆動力やブレ−キ力伝達のため前後方向に硬く、脱線等に関連した追随性等から左右方向は前記特性の中間的な剛性比が要求される。このため、中間プレ−トを有する積層型のブッシュが一般的に採用されている。
【０００３】
図１は従来の軸箱支持ゴムの正面図、図２はａ−ａ線での断面図、図３はｂ−ｂ線での断面図である。１は内筒、２は外筒であり、円弧状の中間プレ−ト３が３枚とこの間にゴム４が加硫接着されて積層部５、５が内筒１を挟んで構成されている。そして、中間プレ−ト３、３間はゴムが存在しない空間部６、６とされている。
【０００４】
上記の軸箱支持ゴムにあって、Ｚ方向は車両の上下方向、Ｘ方向は車両の前後方向、Ｙ方向は車両の左右方向に装着する。勿論、車両の要求性能によって、そのばね定数、剛性比は変化するが、上下方向（Ｚ方向）が数百Ｎ／ｍｍ、前後方向（Ｘ方向）が上下方向の１０〜３０倍程度、左右方向（Ｙ方向）が上下方向の５〜２０倍程度のばね定数を有するように、中間プレ−ト３を例えば３層とした積層ブッシュ型とし、積層部５、５を前後方向に、すぐり部６、６を左右方向に合わせることになる。かかる軸箱支持ゴムの積層が剪断方向であるＺ方向のばねは柔らかく、圧縮方向になるＸ方向は硬い。また、Ｙ方向はＸ方向より柔らかい必要からすぐり部が構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０６−２５７６３８号
【特許文献２】
特開２００２−３３１９３０号
【０００６】
かかる軸箱支持ゴムにあっては、ゴム４の加硫接着後のゴム部４の残留歪みを取り除き、耐久性能を向上させる目的で外筒２をゴム加硫成型後に径方向へ絞り加工を行うのが一般的である。即ち、中間プレ−ト３とゴム部４の熱膨張係数の差により熱応力が発生し、ゴム部４と内筒１、外筒２、中間プレ−ト３との接着したゴム部４の接着端部には引張力が作用し、両者の間で剥離を起こす恐れがある。このため、外筒２に絞り加工を行い、ゴム部４を予め圧縮状態にして、ゴム部４の端部に作用する引張力を低減しておくものである。
【０００７】
この場合、中間プレ−ト３が完全なリング状であるとそれより内側のゴム層４には外筒２の絞り加工の影響が及ばなくなり、ゴム部４の残留歪みを取り除けなくなる。このため、中間プレ−ト３はどうしても円弧状の形となる。従って、Ｚ方向の変位入力に対し、内筒１を挟んで向かい合ったこの中間プレ−ト３、３は、完全な平行移動をせず、略ハの字型の移動を繰り返すことになる。このため、中間プレ−ト３、３端に歪み集中が起きることから、ゴム部４に局所的な亀裂等が発生することが避けられなかった。
【０００８】
更に、外筒２を絞り加工を施すと中間プレ−トが円弧形状であるため必ずしも一定に絞られず、外筒２が挿入される筒部（図示せず）への挿入に支障を来す場合があり、また、絞り加工が不十分な場合にはゴム部４の端部に作用する引張力を低減することができないため軸箱支持ゴムの耐久性を一定以上に確保することはできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は絞り加工を施すことなく、ゴム部の端部に発生する引張力を低減することが可能となる軸箱支持ゴムを提供するものであり、更に言えば、所定の剛性比を確保しながら、上下変位に対して中間プレ−トがハの字運動をして耐久性を低下させることなく、リング状の形状とした上に、加硫時の残留歪みを効果的に除去できる構造とした軸箱支持ゴムを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、内筒に対し、外筒が配置され、更に前記内筒と前記外筒の間にほぼ等間隔に複数の中間リングを配置し、これらの各間にゴムを加硫接着した軸箱支持ゴムであって、前記外筒及び前記中間リングは前記内筒の上下に分割して離隔配置され、かつ、ゴムを加硫する面を前記内筒の軸方向に対し１０度未満の内向きのテ−パを形成してなり、前記内筒が一体的に連続し、前記中間リングの内筒上下間で該中間リングの両面側のゴムを一体的に連続させ、かつ、前記内筒を挟んで対向するゴム部に、該内筒の軸方向に窪むとともに該ゴム部を該内筒の軸方向に貫通する窪み部を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の軸箱支持ゴムは、言って見れば、従来の積層部を上下２段に分け、内筒外径面、中間リング、外筒内径面の夫々に１０度以下のテ−パを構成したものである。このため、加硫後のゴム部収縮による残留歪みは、テ−パ部による収縮方向で吸収される。従って、加硫後のゴム部の収縮による残留歪みは、テ−パ部による収縮方向で吸収されることになる。
【００１２】
加えて、軸箱にセットする際、二つに分かれた上下の外筒金具を軸（Ｚ）方向に圧縮しながら組み込むため、この時、テ−パ角度が小さくなりゴム部の端部に作用する引張力を打ち消す圧縮力が働き、これにより耐久性が向上し、また、一定以上の寸法精度を確保することができる。このように、軸箱にセットされることにより、加硫後の残留歪みの除去と若干の予備圧縮がなされるため、耐久性の向上がもたらされる。
【００１３】
更に言ってみれば、内筒／外筒の外径／内径面及び中間リングをテ−パ状とし、上下に配置された外筒を軸方向に後述する隙間（Ｓ）を潰すように圧縮セットすることで、ゴム部各層に予備圧縮を加えるようにしたもので、従来の絞り加工と同効の軸箱支持ゴムが得られることとなったものである。
【００１４】
一方で、中間リングが完全な環状体であり、従来の支持ゴムに生じるような上下入力に対し、局所的な歪みを発生させるハの字運動をすることがない。かかる中間リングの使用される枚数は必要なばねと与えられるスペ−ス等から決まるものであり、特に制限はないが、通常は２〜５枚である。
【００１５】
テ−パ角度について言えば、角度が大きくなれば上下方向のばねが硬くなるので、１０度以下、好ましくは２〜１０度、更に好ましくは３〜７度である。これは、ゴム部の端部に作用する引張力を打ち消す圧縮力を十分取ることができ、耐久性を向上させることができることとなり、更には、軸箱にセットするに際し、嵌合が容易に行うことができるというメリットがある。
【００１６】
窪み部は内筒に対し対称の位置に設けられることにより、軸箱の前後方向と左右方向の剛性差を精度良く設けることができる。通常はゴム部を貫通する窪み部である。
【００１７】
更に言えば、上下の外筒の離隔幅（Ｓ）は軸箱にセットされる際には、通常はこの離隔幅だけ上下より寄せられてセットされるのがよく、この分ゴム部に予備圧縮がなされるものである。
【００１８】
【実施例】
図４は本発明の軸箱支持ゴムの正面図、図５はＡ−Ａ線での断面図、図６はＢ−Ｂ線での断面図である。１１は内筒、１２は外筒であり、内筒１１に対しほぼ二分された外筒１２₁ 、１２₂ が間隔Ｓをもって配置されている。そして、この夫々の外筒１２₁ 、１２₂ と内筒１１の間に二枚の中間リング１３₁ 、１３₂ がほぼ均等の間隔をもって配置され、これらの各部材間にゴム１４を加硫接着させたものである。この際、ゴム１４を加硫接着させる各部材（１１、１２、１３）の面を内向きのテ−パとしたものであり、この例では約１０度のテ−パとし、この平行したテ−パ面にゴム１４を加硫接着したものである。更に、前記ゴム１４は内筒１１を挟んで貫通する窪み部１５を形成したものである。この窪み部１５は内筒１１の中心から７０度の範囲のゴム１４に形成した。
【００１９】
かかる軸箱支持ゴムは、内筒１１の軸方向に上下の振動が加わり、窪み部１５を形成した部位を左右方向とし、ゴム１４が完全に充填された積層部１６部位を前後方向にして軸箱に装着することになる。
【００２０】
本発明の軸箱支持ゴムにあっては、従来のものとは異なり、中間プレ−トに代えて中間リング１３をもって構成し、しかもゴム１４の接着面をテ−パ状にしたことにより、中間リング１３がハ字状の動きをせず、ゴムの耐久性が向上することとなる。更に、軸箱にセットされる際には、外筒１２は図示しない外装筒内に圧入され、二つの外筒１２の間隔Ｓの分だけ近づくことになる。このことは、ゴム１４が圧縮されていることとなり、ここにゴム１４に引張力に対抗して予圧縮させるものであって、ここに耐久性の向上に繋がるものである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記の通りの構造を有するものであって、絞り加工を施すことなく、ゴム部の端部に発生する引張力を低減することが可能とした軸箱支持ゴムでだって、所定の剛性比を確保しながら、上下変位に対して適度なばね定数を保持し、加硫時の残留歪みを効果的に除去できる構造としたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は従来の軸箱支持ゴムの正面図である。
【図２】図２はａ−ａ線での断面図である。
【図３】図３はｂ−ｂ線での断面図である。
【図４】図４は本発明の軸箱支持ゴムの正面図である。
【図５】図５はＢ−Ｂ線での断面図である。
【図６】図６はＡ−Ａ線での断面図である。
【符号の説明】
１１‥内筒、
１２、１２_１、１２_２ ‥外筒、
１３_１、１３_２ ‥中間リング、
１４‥ゴム、
１５‥窪み部、
１６‥積層部、
Ｓ‥間隔。

Claims

内筒に対し、外筒が配置され、更に前記内筒と前記外筒の間にほぼ等間隔に複数の中間リングを配置し、これらの各間にゴムを加硫接着した軸箱支持ゴムであって、
前記外筒及び前記中間リングは前記内筒の上下に分割して離隔配置され、かつ、ゴムを加硫する面を前記内筒の軸方向に対し１０度未満の内向きのテ−パを形成してなり、
前記内筒が一体的に連続し、
前記中間リングの内筒上下間で該中間リングの両面側のゴムを一体的に連続させ、かつ、前記内筒を挟んで対向するゴム部に、該内筒の軸方向に窪むとともに該ゴム部を該内筒の軸方向に貫通する窪み部を形成したことを特徴とする軸箱支持ゴム。
前記窪み部が、内筒に対し対称に設けられた請求項１記載の軸箱支持ゴム。
前記テ−パの角度が、内筒の軸方向に対し２〜１０度である請求項１又は２記載の軸箱支持ゴム。
前記テ−パの角度が、内筒の軸方向に対し３〜７度である請求項１〜３のうち何れか１項記載の軸箱支持ゴム。