JP4861744B2 - リンクブッシュおよびその組付方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば鉄道車両の台車などに用いられるリンクブッシュおよびその組付方法に関する。

例えば、特許文献１、２には、インナ部材とアウタ部材とが接着されたリンクブッシュが紹介されている。図１０に、特許文献１に紹介されているリンクブッシュの軸方向断面図を示す。

図１０に示すように、リンクブッシュ５００は、インナ部材５０１とアウタ部材５０２と筒体５０３とを備えている。インナ部材５０１は、インナ本体５０１ａと弾性部材５０１ｂとを備えている。インナ本体５０１ａの外周面は、部分球面状を呈している。弾性部材５０１ｂは、ゴム製であって、インナ本体５０１ａの外周面に接着されている。弾性部材５０１ｂの外周面は、部分球面状を呈している。アウタ部材５０２は、筒状を呈している。アウタ部材５０２の内周面は、部分凹球面状を呈している。アウタ部材５０２は、弾性部材５０１ｂの外周面に接着されている。すなわち、インナ本体５０１ａと弾性部材５０１ｂとアウタ部材５０２とは、加硫接着されている。筒体５０３は、アウタ部材５０２の外径側に配置されている。

リンクブッシュ５００によると、インナ部材５０１とアウタ部材５０２とが接着されている。このため、図１０中、白抜き矢印で示すように、アウタ部材５０２とインナ本体５０１ａとの間にこじり方向の荷重が加わると、アウタ部材５０２とインナ本体５０１ａとが相対的変位を吸収して、弾性部材５０１ｂが変形する。しかし、アウタ部材５０２とインナ部材５０１のインナ本体５０１ａとは加硫接着されているため、車両における乗り心地向上のために、こじりばね定数を下げていくと、弾性部材５０１ｂの変形量が大きくなってしまう。このため、弾性部材５０１ｂ延いてはリンクブッシュ５００の耐久性が低下するおそれがある。
特開２００３−２２６２３９号公報 特開平１１−３４８６９号公報 特開２００６−７８８７号公報 実開平６−６９０５２号公報

この点に鑑み、特許文献３、４には、インナ部材の部分球面状の外周面と、アウタ部材の部分凹球面状の内周面とが、互いに摺接するリンクブッシュが紹介されている。これらの文献に記載のリンクブッシュによると、こじり方向の荷重が加わると、インナ部材とアウタ部材とが相対的に摺動する。このため、インナ部材の弾性部材の変形を抑制することができる。すなわち、インナ部材延いてはリンクブッシュの耐久性が低下するのを抑制することができる。

しかしながら、特許文献３、４に紹介されているリンクブッシュによると、組付作業が複雑で難しいものであった。すなわち、図１０からでもわかるように、アウタ部材５０２の内径側の空間は、樽形円柱状（軸方向中央が最大径かつ軸方向両端が最小径）を呈している。このため、インナ部材をアウタ部材の内径側に摺動可能に配置するのが難しいものであった。

図１１に、特許文献３に紹介されているリンクブッシュの軸方向断面図を示す。なお、図１０と対応する部位については、同じ符号で示す。図１１に示すように、アウタ部材５０２は、一対の分割体５０２ａ、５０２ｂからなる。リンクブッシュ６００は、これら一つの分割体５０２ａ、５０２ｂでインナ部材５０１を挟み込むことにより、組み付けられる。

図１２に、特許文献４に紹介されているリンクブッシュの軸方向断面図を示す。なお、図１０と対応する部位については、同じ符号で示す。図１２に示すように、インナ本体５０１ａとアウタ部材５０２との間には、摺動部材５０１ｃが介装されている。リンクブッシュ７００の組付においては、まずインナ本体５０１ａ外周面に接着剤を塗布し、次いでインナ本体５０１ａとアウタ部材５０２との間の空間部にウレタン系エラストマを注入し、当該ウレタン系エラストマを硬化させることにより、インナ本体５０１ａ外周面に摺動部材５０１ｃを接着する。ところで、硬化の際、ウレタン系エラストマは収縮する。当該収縮作用により、摺動部材５０１ｃとアウタ部材５０２内周面との間にクリアランスが形成される。その後、ウレタン系エラストマの軸方向両側には、アウタ部材５０２及びインナ本体５０１ａ間に液密的に介在した環状のシール部材５１０ａ、５１０ｂにより潤滑油５１１ａ、５１１ｂが封入された油室５１２ａ、５１２ｂが形成される。このように、特許文献３、４に紹介されているリンクブッシュ６００、７００の場合、組付作業の工数が多かった。また、組み付け作業が複雑だった。

本発明のリンクブッシュおよびその組付方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、組付作業が簡単なリンクブッシュおよびその組付方法を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のリンクブッシュは、インナ本体と、該インナ本体の外周面に固定され部分球面状の摺動外周面を持つ摺動部材と、を備えるインナ部材と、該インナ部材の外径側に配置され該摺動外周面に摺接する部分凹球面状の摺動内周面を持つアウタ部材と、を備えてなるリンクブッシュであって、前記アウタ部材の軸方向中央と、前記摺動内周面の球面中心とは、軸方向に互いにずれて配置されており、該アウタ部材の軸方向両端には、広口部と、該広口部よりも口径の小さい狭口部と、が開設されていることを特徴とする。

インナ部材とアウタ部材とは、摺動外周面と摺動内周面とにより、互いに部分球面状に摺接している。このため、本発明のリンクブッシュによると、こじり方向（前出図１０の白抜き矢印方向）の荷重が加わる場合であっても、摺動外周面と摺動内周面の当接面ですべりが発生するため、インナ部材の摺動部材の変形を抑制することができる。したがって、インナ部材の摺動部材延いてはリンクブッシュの耐久性が低下するのを抑制することができる。

また、アウタ部材には、広口部と狭口部とが開設されている。このため、まずインナ部材を作製し、次いで当該インナ部材を広口部からアウタ部材の内径側に圧入することにより、比較的簡単にリンクブッシュを組み付けることができる。

また、アウタ部材の摺動内周面は、広口部から狭口部に亘り、徐々に狭まるテーパ状を呈している。摺動内周面は、インナ部材をアウタ部材の内径側に圧入する際、インナ部材の摺動外周面をガイドする。このため、組付作業の際、インナ部材を圧入しやすい。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記摺動部材は、前記インナ本体の前記外周面に加硫接着されており、前記摺動外周面は、加硫成形に用いられる成形型の型面により形成される構成とする方がよい。

本構成によると、インナ本体と摺動部材とを比較的堅固に接着することができる。また、例えば前出図１２に示すように、収縮作用を利用して摺動部材５０１ｃの外周面（本発明における摺動外周面に相当）を形成する場合、摺動外周面と摺動内周面との間のクリアランスの幅は、摺動部材５０１ｃの弾性体材料（ウレタン系エラストマ）の収縮量により決定される。このため、弾性体材料の収縮量と、リンクブッシュに要求されるスペックと、が合致しない場合には、所望のクリアランスを確保できない場合がある。

この点、本構成によると、摺動部材は、成形型を用いた加硫成形等により作製される。このため、摺動外周面と摺動内周面との間に、所望幅のクリアランスを確保することができる。

また、摺動部材の摺動外周面は、成形型の型面により形成される。このため、摺動外周面を滑らかに形成することができる。したがって、摺動外周面と摺動内周面との間の摺動抵抗を小さくすることができる。

（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記摺動外周面と前記摺動内周面との間のクリアランスの径方向幅は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定されている構成とする方がよい。

例えば前出図１２に示すように、収縮作用を利用して摺動部材５０１ｃの外周面（本発明における摺動外周面に相当）を形成する場合、摺動外周面と摺動内周面との間のクリアランスは、比較的大きくなりがちである。このため、微小なクリアランスが要求されるリンクブッシュには、収縮作用を利用した当該クリアランス付与方法では成立させることが難しいのである。

これに対して、本構成によると、摺動部材は、成形型を用いた加硫成形により作製される。このため、摺動外周面と摺動内周面との間に、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下という微小なクリアランスを確保することができる。

ここで、クリアランスの径方向幅を０．０５ｍｍ以上に設定したのは、０．０５ｍｍ未満の場合、摺動抵抗が大きくなり、こじり方向のばね定数が高くなってしまうからである。

また、クリアランスの径方向幅を０．２ｍｍ以下に設定したのは、０．２ｍｍ超過の場合、インナ部材とアウタ部材との相対的ながたつき（ガタ）が大きくなるからである。

（４）好ましくは、上記（１）ないし上記（３）のいずれかの構成において、前記摺動部材の材料をウレタン系ゴムとする方がよい。例えば鉄道車両の台車など、乗物にリンクブッシュを用いる場合、車両の走行安定性の観点から、軸直角方向のばね定数は高い方が好ましく、これに対して、車両の乗り心地の観点から、こじり方向（前出図１０の白抜き矢印方向）および捩り方向（前出図１０のインナ部材５０１軸回り方向）のばね定数は、低い方が好ましい。

ここで、軸直角方向のばね定数を高くするためには、例えば、摺動部材の硬度を高くすればよい。また、摺動部材の軸直角方向の肉厚を小さくすればよい。しかしながら、これらの対策をとる場合、軸直角方向のばね定数のみならず、こじり方向および捩り方向のばね定数も高くなってしまうおそれがある。

この点、本発明のリンクブッシュによると、摺動外周面と摺動内周面とが互いに部分球面状に摺接している。このため、摺動部材の硬度を高くしたりゴム厚を小さくして、軸直角方向のばね定数を高くしつつ、こじり方向および捩り方向のばね定数を低くすることができる。したがって、本発明のリンクブッシュは、特に鉄道車両の台車などの乗物に用いるのに好適である。

ここで、摺動部材の材料としてウレタン系ゴムを用いたのは、許容応力の高い高強度であり、耐摩耗性が良く、高いばね定数に設定しやすく、摺動する部位の材料としては好適だからである。

（５）また、上記課題を解決するため、本発明のリンクブッシュの組付方法は、上記（１）ないし上記（４）のいずれかのリンクブッシュの組付方法において、前記インナ部材を、前記アウタ部材の前記広口部から、該インナ部材の軸線と該アウタ部材の軸線とが互いに交差した状態で、前記摺動部材の摺動外周面の球面中心と前記アウタ部材の摺動内周面の球面中心とが略一致するまで、相対的に圧入するインナ部材圧入工程と、略一致した該球面中心を中心として、該アウタ部材の軸線と該インナ部材の軸線とが略一致するまで、該インナ部材を相対的に回転するインナ部材回転工程と、を有することを特徴とする。

ここで、「相対的に」とは、アウタ部材およびインナ部材のうち、少なくとも一方を動かすことをいう。例えば、相対的に圧入する場合、不動のアウタ部材に対してインナ部材を圧入しても、不動のインナ部材に対してアウタ部材を環装してもよい。また、両部材を動かしてもよい。また、例えば、相対的に回転する場合、不動のアウタ部材に対してインナ部材を回転しても、不動のインナ部材に対してアウタ部材を回転してもよい。また、両部材を回転してもよい。

本発明のリンクブッシュの組付方法（以下、適宜、「本発明の組付方法」と略称する。）は、インナ部材圧入工程とインナ部材回転工程とを有する。インナ部材圧入工程においては、インナ部材の軸線とアウタ部材の軸線とを交差させた状態で、インナ部材をアウタ部材の内径側に相対的に圧入する。当該圧入は、インナ部材の摺動外周面の球面中心とアウタ部材の摺動内周面の球面中心とがほぼ一致するまで、行われる。

インナ部材回転工程においては、ほぼ一致した球面中心を中心として、アウタ部材に対して、インナ部材を相対的に回転する。当該回転は、アウタ部材の軸線とインナ部材の軸線とがほぼ一致するまで、行われる。

本発明の組付方法によると、インナ部材圧入工程において、アウタ部材の広口部から、インナ部材を圧入する。このため、狭口部から圧入する場合と比較して、広口部と狭口部との口径差の分だけインナ部材を圧入しやすい。

また、アウタ部材の摺動内周面は、広口部から狭口部に亘り、徐々に狭まるテーパ状を呈している。インナ部材圧入工程において、当該摺動内周面は、インナ部材の摺動外周面をガイドする。このため、インナ部材を圧入しやすい。

また、インナ部材圧入工程完了後において、インナ部材の摺動外周面とアウタ部材の摺動内周面とは、比較的広い面積で、互いに部分球面状に面接触している。このため、インナ部材回転工程において、インナ部材の回転を滑らかに行うことができる。すなわち、比較的小さい荷重を加えても、円滑にインナ部材を回転させることができる。また、インナ部材の摺動外周面とアウタ部材の摺動内周面とが互いに部分球面状に面接触しているため、インナ部材の回転自由度が高い。したがって、仮に、インナ部材回転工程において、インナ部材を回転させている途中で摺動外周面と摺動内周面との間の摺動抵抗が急に大きくなっても、摺動抵抗が小さい回転方向を探ることにより（例えばインナ部材をジグザグに揺動させながら回転させることにより）、確実にインナ部材の軸線とアウタ部材の軸線とをほぼ一致させることができる。このように、本発明の組付方法によると、比較的簡単にリンクブッシュを組み付けることができる。

（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記インナ部材圧入工程の前に、前記摺動部材を前記インナ本体の前記外周面に加硫接着すると共に、前記摺動外周面を加硫成形に用いられる成形型の型面により形成するインナ部材作製工程を有する構成とする方がよい。

本構成によると、インナ本体と摺動部材とを比較的堅固に接着することができる。また、例えば前出図１２に示すように、収縮作用を利用して摺動部材５０１ｃの外周面（本発明における摺動外周面に相当）を形成する場合、摺動外周面と摺動内周面との間のクリアランスの幅は、摺動部材５０１ｃの弾性体材料（ウレタン系エラストマ）の収縮量により決定される。このため、弾性体材料の収縮量と、リンクブッシュに要求されるスペックと、が合致しない場合には、所望のクリアランスを確保できない場合がある。

この点、本構成によると、摺動部材は、成形型を用いた加硫成形により作製される。このため、摺動外周面と摺動内周面との間に、所望幅のクリアランスを確保することができる。

また、摺動部材の摺動外周面は、成形型の型面により形成される。このため、摺動外周面を滑らかに形成することができる。したがって、インナ部材圧入工程およびインナ部材回転工程において、摺動外周面と摺動内周面との間の摺動抵抗を小さくすることができる。

（７）好ましくは、上記（５）または上記（６）の構成において、前記インナ部材圧入工程において、前記インナ部材の軸線と前記アウタ部材の軸線とは、互いに略直角に交差している構成とする方がよい。本構成によると、インナ部材圧入工程において、摺動外周面と摺動内周面との間の摺接面積が比較的小さくなる。このため、比較的簡単にインナ部材を圧入することができる。

本発明によると、組付作業が簡単なリンクブッシュおよびその組付方法を提供することができる。

以下、本発明のリンクブッシュを、鉄道車両の台車（ボルスタレス台車）に用いるリンクブッシュとして具現化した実施の形態について説明する。なお、本発明の組付方法の実施の形態についても併せて説明する。

まず、本実施形態のリンクブッシュの配置について説明する。図１に、本実施形態のリンクブッシュが用いられている台車の牽引装置の斜視図を示す。図２に、同牽引装置の斜視分解図を示す。図中、方位は、車両後方から前方を見た場合を基準に定義されている（以下の図も同様である。）。

これらの図に示すように、牽引装置１は、いわゆる一本リンク方式の牽引装置であり、台車枠の前後一対の横はり９０Ｆ、９０Ｒ間に配置されている。なお、図１中、横はり９０Ｆは、説明の便宜上、透過して示す。

牽引装置１は、ブラケット２と牽引リンク３と中心ピン４と心皿５とを備えている。ブラケット２は、鋼製であってブロック状を呈している。ブラケット２は、横はり９０Ｒの左右方向中央から、下方に突出して配置されている。ブラケット２の前面からは、左右一対のボルト座２０Ｒ、２１Ｒが、前方に突出して形成されている。ボルト座２０Ｒ、２１Ｒは、各々、直方体状を呈している。ボルト座２０Ｒにはボルト固定孔２００Ｒが、ボルト座２１Ｒにはボルト固定孔２１０Ｒが、それぞれ形成されている。

牽引リンク３は、リンク本体３０と、前後一対の軸部材３１Ｆ、３１Ｒと、前後一対のリンクブッシュ３２Ｆ、３２Ｒと、を備えている。図３に、牽引リンクの部分分解斜視図を示す。図３に示すように、リンク本体３０は、鋼製であって前後方向に延びる細板状を呈している。リンク本体３０の前後端には、一対のリンク孔３００Ｆ、３００Ｒが形成されている。リンク孔３００Ｆにはリンクブッシュ３２Ｆおよび軸部材３１Ｆが、リンク孔３００Ｒにはリンクブッシュ３２Ｒおよび軸部材３１Ｒが、それぞれ配置されている。

ここで、リンクブッシュ３２Ｆ、３２Ｒの配置、構成、組付方法、作用効果は、同じである。また、軸部材３１Ｆ、３１Ｒの配置および構成は、同じである。したがって、以下、これらの部材を代表して、前方のリンクブッシュ３２Ｆ、軸部材３１Ｆについてのみ説明し、後方のリンクブッシュ３２Ｒ、軸部材３１Ｒについての説明を割愛する。

リンクブッシュ３２Ｆは、リング状（短軸円筒状）を呈している。リンクブッシュ３２Ｆは、リンク孔３００Ｆの内径側に圧入、固定されている。リンクブッシュ３２Ｆの構成については、後で詳しく説明する。軸部材３１Ｆは、鋼製であって、左右方向に延びる棒状を呈している。軸部材３１Ｆは、胴部３１０Ｆと、一対のボルト貫通片３１１Ｆ、３１２Ｆと、を備えている。胴部３１０Ｆは、左右方向に延びる円柱状を呈している。胴部３１０Ｆは、リンクブッシュ３２Ｆの内径側に圧入、固定されている。

ボルト貫通片３１１Ｆ、３１２Ｆは、胴部３１０Ｆの左右両端から、各々、左右方向に突出して形成されている。ボルト貫通片３１１Ｆにはボルト貫通孔３１３Ｆが、ボルト貫通片３１２Ｆにはボルト貫通孔３１４Ｆが、それぞれ形成されている。図１、図２に戻って、軸部材３１Ｒ（前述したように軸部材３１Ｆと同じ構成を有する）のボルト貫通孔３１３Ｒと、前記ボルト座２０Ｒのボルト固定孔２００Ｒとは、同軸直線上に並置されている。ボルト９１Ｒは、ボルト貫通孔３１３Ｒを貫通し、ボルト固定孔２００Ｒにねじ止めされている。同様に、軸部材３１Ｒのボルト貫通孔３１４Ｒと、前記ボルト座２１Ｒのボルト固定孔２１０Ｒとは、同軸直線上に並置されている。ボルト９２Ｒは、ボルト貫通孔３１４Ｒを貫通し、ボルト固定孔２１０Ｒにねじ止めされている。このように、ボルト９１Ｒ、９２Ｒを介して、ブラケット２と牽引リンク３（詳しくは軸部材３１Ｒ）とが接続されている。

中心ピン４は、鋼製であって上下方向に延びる直方体状を呈している。中心ピン４の下方部分は、前方に湾曲し、かつ左右二股に分岐している。各々の分岐端には、直方体状のボルト座４０Ｆ、４１Ｆが形成されている。ボルト座４０Ｆにはボルト固定孔４００Ｆが、ボルト座４１Ｆにはボルト固定孔４１０Ｆが、それぞれ形成されている。心皿５は、鋼製であって平板状を呈している。心皿５は、中心ピン４の上端に固定されている。心皿５の上面には、車体（図略）が搭載されている。

ところで、前記軸部材３１Ｆのボルト貫通孔３１３Ｆと、ボルト座４０Ｆのボルト固定孔４００Ｆとは、同軸直線上に並置されている。ボルト９１Ｆは、ボルト貫通孔３１３Ｆを貫通し、ボルト固定孔４００Ｆにねじ止めされている。同様に、前記軸部材３１Ｆのボルト貫通孔３１４Ｆと、ボルト座４１Ｆのボルト固定孔４１０Ｆとは、同軸直線上に並置されている。ボルト９２Ｆは、ボルト貫通孔３１４Ｆを貫通し、ボルト固定孔４１０Ｆにねじ止めされている。このように、ボルト９１Ｆ、９２Ｆを介して、牽引リンク３（詳しくは軸部材３１Ｆ）と中心ピン４とが接続されている。

以上説明したように、台車と車体との間には、横はり９０Ｒ（台車枠）、ブラケット２、牽引リンク３、中心ピン４、心皿５が介装されている。このため、台車と車体との間において、駆動力および制動力は、横はり９０Ｒ〜ブラケット２〜牽引リンク３〜中心ピン４〜心皿５〜車体の順に、伝達、授受される。

次に、リンクブッシュの構成について説明する。図４に、図３のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面図を示す。図４に示すように、リンクブッシュ３２Ｆは、インナ部材３３Ｆとアウタ部材３４Ｆとを備えている。本実施形態では、リンクブッシュ３２Ｆの軸直角方向（上下方向）のばね定数は、１５ｋＮ／ｍｍ以上に設定されている。

インナ部材３３Ｆは、インナ本体３５Ｆと摺動部材３６Ｆとを備えている。インナ本体３５Ｆは、Ｓ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼）製であってリング状を呈している。また、インナ本体３５Ｆは、直管状を呈している。インナ本体３５Ｆの内径側には、前記軸部材３１Ｆの胴部３１０Ｆ（前出図３参照）が圧入、固定されている。

摺動部材３６Ｆは、ウレタン系ゴム製であってリング状を呈している。摺動部材３６Ｆは、インナ部材３３Ｆの外径側に配置されている。摺動部材３６Ｆの内周面は、軸方向（左右方向）に直線状を呈している。摺動部材３６Ｆの内周面は、インナ本体３５Ｆの外周面に、加硫接着されている。一方、摺動部材３６Ｆの外周面は、摺動外周面３６０Ｆとなっている。摺動外周面３６０Ｆは部分球面状を呈している。すなわち、摺動外周面３６０Ｆは、球面中心ｏを中心とする半径ｒの球表面ｓ１の一部を構成している。

アウタ部材３４Ｆは、Ｓ４５Ｃ製であってリング状を呈している。アウタ部材３４Ｆは、摺動部材３６Ｆの外径側に配置されている。アウタ部材３４Ｆの軸方向一端（右端）には広口部３４１Ｆが、軸方向他端（左端）には狭口部３４２Ｆが、それぞれ開設されている。狭口部３４２Ｆの口径は、広口部３４１Ｆの口径よりも、小さく設定されている。

アウタ部材３４Ｆの外周面は、軸方向に直線状を呈している。一方、アウタ部材３４Ｆの内周面は、摺動内周面３４０Ｆとなっている。摺動内周面３４０Ｆと摺動外周面３６０Ｆとは、互いに摺接している。また、摺動内周面３４０Ｆおよび摺動外周面３６０Ｆには、各々ラバーグリス（図略）が塗布されている。また、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとの間のクリアランスの径方向幅は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定されている。摺動内周面３４０Ｆは、摺動外周面３６０Ｆと型対称の、部分凹球面状を呈している。すなわち、摺動内周面３４０Ｆは、球面中心ｏを中心とする半径ｒの球裏面ｓ２の一部を構成している。このように、摺動外周面３６０Ｆの球面中心と、摺動内周面３４０Ｆの球面中心とは、一致している（共に球面中心ｏ）。また、摺動外周面３６０Ｆの半径と、摺動内周面３４０Ｆの半径とは、一致している（共に半径ｒ）。

インナ部材３３Ｆおよびアウタ部材３４Ｆの軸方向中央ｃと、摺動外周面３６０Ｆおよび摺動内周面３４０Ｆの球面中心ｏとは、軸方向に幅ａ１だけずれて配置されている。また、アウタ部材３４Ｆの広口部３４１Ｆと狭口部３４２Ｆとの間には、口径差（半径差）ａ２が設定されている。

次に、リンクブッシュの動きについて説明する。前述したように、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆと、摺動部材３６Ｆの摺動外周面３６０Ｆとは、互いに部分球面状に摺接している。このため、インナ部材３３Ｆは、アウタ部材３４Ｆの内径側において、あらゆる方向に回転することができる。

例えば、前出図１に示すように、横はり９０Ｒ（台車枠）に対して、心皿５（つまり車体）が左右方向に傾く場合、リンクブッシュ３２Ｆ、３２Ｒには、こじり方向の荷重が加わる。図５に、こじり方向の荷重が加わる場合の本実施形態のリンクブッシュの前端部分の斜視拡大図を示す。なお、図中、点線は、前出図１のリンクブッシュの状態（以下、「基準状態」と称す。）を示す。

図５に示すように、リンクブッシュ３２Ｆに、こじり方向（上〜右〜下〜左と回る正逆回転方向）に荷重が加わると、リンクブッシュ３２Ｆのインナ部材３３Ｆは、アウタ部材３４Ｆの内径側において、図中白抜き矢印で示すように、回転する。この際、摺動部材３６Ｆの摺動外周面３６０Ｆ（図５において表出している部分をハッチングで示す。）が、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆに対して、こじり方向に摺動する。

また、例えば、前出図１に示すように、横はり９０Ｒ（台車枠）に対して、心皿５（つまり車体）が前後方向に傾く場合、リンクブッシュ３２Ｆ、３２Ｒには、捩り方向の荷重が加わる。図６に、捩り方向の荷重が加わる場合の本実施形態のリンクブッシュの前端部分の斜視拡大図を示す。なお、図中、点線は基準状態を示す。

図６に示すように、リンクブッシュ３２Ｆに、捩り方向（上〜前〜下〜後と回る正逆回転方向）に荷重が加わると、リンクブッシュ３２Ｆのインナ部材３３Ｆは、アウタ部材３４Ｆの内径側において、図中白抜き矢印で示すように、回転する。この際、摺動部材３６Ｆの摺動外周面が、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面に対して、捩り方向に摺動する。なお、リンクブッシュ３２Ｆに、こじり方向および捩り方向に同時に荷重が加わる場合、インナ部材３３Ｆは、上記図５、図６における回転動作を同時に行う。

次に、本実施形態のリンクブッシュの組付方法について説明する。本実施形態の組付方法は、インナ部材作製工程とインナ部材圧入工程とインナ部材回転工程とからなる。インナ部材作製工程においては、インナ本体３５Ｆの外周面に、摺動部材３６Ｆを加硫接着する。本工程においては、まず、図示しない金型のキャビティ内に、インナ本体３５Ｆを配置する。ここで、インナ本体３５Ｆ配置後のキャビティは、摺動部材３６Ｆと同じ形状を呈している。また、金型の型面は、摺動外周面３６０Ｆと型対称の形状を呈している。続いて、キャビティ内に、ウレタン系ゴム材料を注入し充填する。そして、摺動部材３６Ｆをインナ本体３５Ｆの外周面に、加硫接着させる。また、金型の型面により、摺動部材３６Ｆに、摺動外周面３６０Ｆを形成する。このようにして、本工程においては、インナ部材３３Ｆが作製される。

インナ部材圧入工程においては、インナ部材３３Ｆを、アウタ部材３４Ｆの内径側に、相対的に圧入する。図７（ａ）に、インナ部材圧入工程初期の様子を上方から見た断面図を示す。図７（ｂ）に、同工程初期の様子をインナ部材正面方向から見た断面図を示す。図７（ａ）に示すように、インナ部材３３Ｆは、アウタ部材３４Ｆの内径側に、インナ部材３３Ｆの軸線ｂ１とアウタ部材３４Ｆの軸線ｂ２とがほぼ直角になるように、圧入される。圧入は、アウタ部材３４Ｆの広口部３４１Ｆから行われる。ここで、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆは、広口部３４１Ｆから狭口部３４２Ｆに亘るテーパ状を呈している。このため、図７（ｂ）に示すように、圧入の際、インナ部材３３Ｆの摺動外周面３６０Ｆは、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆにガイドされる。

図８（ａ）に、インナ部材圧入工程終期の様子を上方から見た断面図を示す。図８（ｂ）に、同工程終期の様子をインナ部材正面方向から見た断面図を示す。これらの図に示すように、終期においては、インナ部材３３Ｆの摺動外周面３６０Ｆの球面中心ｏ１と、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆの球面中心ｏ２とが、一致している。このため、インナ部材３３Ｆの摺動外周面３６０Ｆと、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆとが、互いに部分球面状に摺接している（図８（ａ）において摺接部分を点線ハッチングで示す。）。このようにして、本工程においては、インナ部材３３Ｆがアウタ部材３４Ｆの内径側に圧入される。

インナ部材回転工程においては、アウタ部材３４Ｆの内径側において、インナ部材３３Ｆを回転させる。図９（ａ）に、インナ部材回転工程中期の様子を上方から見た断面図を示す。図９（ｂ）に、同工程中期の様子をインナ部材正面方向から見た断面図を示す。なお、本工程初期の状態は、前出図８（ａ）、（ｂ）の状態と同じである。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、本工程においては、インナ部材３３Ｆを、アウタ部材３４Ｆの内径側において、回転させる。なお、インナ部材３３Ｆの回転方向は、インナ部材３３Ｆの軸方向両端のうち小径端がアウタ部材３４Ｆの広口部３４１Ｆに向かい、かつインナ部材３３Ｆの軸方向両端のうち大径端がアウタ部材３４Ｆの狭口部３４２Ｆに向かう方向である（図９（ａ）の白抜き矢印方向（紙面反時計回り方向））。回転の際、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとは、互いに部分球面状に摺接している（図９（ａ）において摺接部分を点線ハッチングで示す。）。回転は、インナ部材３３Ｆの軸線ｂ１と、アウタ部材３４Ｆの軸線ｂ２とが、ほぼ一致するまで（図９（ａ）における軸線ｂ１と軸線ｂ２との挟角θがほぼ０°になるまで）行われる。このようにして、本工程においては、インナ部材３３Ｆがアウタ部材３４Ｆの内径側において回転される。本工程が完了すると、組付作業が完了し、前出図４に示すリンクブッシュ３２Ｆが完成する。

次に、本実施形態のリンクブッシュおよびその組付方法の作用効果について説明する。本実施形態のリンクブッシュ３２Ｆ（３２Ｒも同様、以下省略）によると、インナ部材３３Ｆとアウタ部材３４Ｆとが、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとにより、互いに部分球面状に摺接している。このため、こじり方向の荷重が加わる場合であっても、摺動部材３６Ｆの変形を抑制することができる。したがって、摺動部材３６Ｆ延いてはリンクブッシュ３２Ｆの耐久性が低下するのを抑制することができる。

また、本実施形態のリンクブッシュ３２Ｆによると、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとが互いに部分球面状に摺接しているため、軸直角方向のばね定数を高くしつつ（本実施形態においては１５ｋＮ／ｍｍ以上）、こじり方向および捩り方向のばね定数を低くすることができる。このため、走行安定性と乗り心地の両立をはかることができる。

また、本実施形態のリンクブッシュ３２Ｆによると、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとの間のクリアランスの径方向幅が、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定されている。このため、摺動部材３６Ｆとアウタ部材３４Ｆとの相対的ながたつきが小さい。

また、本実施形態のリンクブッシュ３２Ｆの組付方法によると、インナ部材圧入工程において、アウタ部材３４Ｆの広口部３４１Ｆから、インナ部材３３Ｆを圧入する。このため、狭口部３４２Ｆから圧入する場合と比較して、口径差ａ２の分だけ（前出図４参照）インナ部材３３Ｆを圧入しやすい。

特に、本実施形態のリンクブッシュ３２Ｆのように、軸直角方向のばね定数が高い場合、インナ部材３３Ｆの圧入はとりわけ困難になる。この点、本実施形態の組付方法によると、広口部３４１Ｆと狭口部３４２Ｆとの間に上記口径差ａ２が設定されている。このため、リンクブッシュ３２Ｆのばね定数が高い場合であっても、比較的簡単にインナ部材３３Ｆを圧入することができる。このように、本実施形態の組付方法は、ばね定数の高いリンクブッシュ３２Ｆを組み付けるのに好適である。

また、広口部３４１Ｆと狭口部３４２Ｆとの間に口径差ａ２が設定されているため、インナ部材圧入工程において、作業者がインナ部材３３Ｆの圧入方向を確認しやすい。言い換えると、作業者が、間違えて狭口部３４２Ｆからインナ部材３３Ｆを圧入してしまうおそれが小さい。

また、本実施形態の組付方法によると、インナ部材圧入工程において、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆが、インナ部材３３Ｆの摺動外周面３６０Ｆをガイドする（前出図７（ｂ）参照）。このため、アウタ部材３４Ｆの内径側にインナ部材３３Ｆを圧入しやすい。

また、インナ部材圧入工程完了後において、インナ部材３３Ｆの摺動外周面３６０Ｆとアウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆとは、比較的広い面積で、互いに部分球面状に面接触している。このため、後工程であるインナ部材回転工程において、インナ部材３３Ｆの回転を滑らかに行うことができる。すなわち、小さい荷重により、比較的簡単にインナ部材３３Ｆを回転させることができる。

また、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとが互いに部分球面状に面接触しているため、アウタ部材３４Ｆ内径側におけるインナ部材３３Ｆの回転自由度が高い。したがって、仮に、インナ部材回転工程において、インナ部材３３Ｆを回転させている途中で摺動抵抗が急に大きくなっても、摺動抵抗が小さい回転方向を探ることにより（例えばインナ部材３３Ｆをジグザグに揺動させながら回転させることにより）、確実にインナ部材３３Ｆの軸線ｂ１とアウタ部材３４Ｆの軸線ｂ２とをほぼ一致させることができる。このように、本実施形態の組付方法によると、比較的簡単にリンクブッシュ３２Ｆを組み付けることができる。

また、本実施形態の組付方法によると、摺動部材３６Ｆの摺動外周面３６０Ｆは、インナ部材作製工程において、金型の型面により形成される。このため、例えば前出図１２に示すように、収縮作用を利用して摺動部材５０１ｃの外周面（本実施形態における摺動外周面３６０Ｆに相当）を形成する場合と比較して、摺動外周面３６０Ｆの面精度を高くすることができる。

また、型面により形成された摺動外周面３６０Ｆは、比較的滑らかである。このため、後工程であるインナ部材圧入工程およびインナ部材回転工程において、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとの間の摺動抵抗を小さくすることができる。また、リンクブッシュ３２Ｆ使用時においても、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとの間の摺動抵抗を小さくすることができるため、一層、こじり方向および捩り方向のばね定数を低くすることができる。また、摺動部材３６Ｆはインナ本体３５Ｆに加硫接着されるため、摺動部材３６Ｆとインナ本体３５Ｆとを比較的堅固に接着することができる。

また、例えば前出図１２に示すように、収縮作用を利用して摺動部材５０１ｃの外周面（本実施形態における摺動外周面３６０Ｆに相当）を形成する場合、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとの間のクリアランスは、比較的大きくなりがちである。このため、微小なクリアランスが要求されるリンクブッシュ３２Ｆには、収縮作用を利用した当該クリアランス付与方法では成立させることが難しいのである。

これに対して、本実施形態の組付方法によると、摺動部材３６Ｆは、成形型を用いた加硫成形により作製される。このため、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとの間に、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下という極めて微小なクリアランスを確保することができる。このように、本実施形態の組付方法は、特に微小なクリアランスを要求されるリンクブッシュを組み付けるのに好適である。

また、本実施形態の組付方法によると、インナ部材圧入工程において、インナ部材３３Ｆの軸線ｂ１とアウタ部材３４Ｆの軸線ｂ２とが、互いにほぼ直角に交差している（前出図７（ａ）参照）。このため、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとの間の摺接面積が、比較的小さくなる。したがって、比較的小さな荷重で、簡単にインナ部材３３Ｆを圧入することができる。

また、本実施形態の組付方法によると、前出図１１のリンクブッシュ６００のように、アウタ部材５０２を、分割体５０２ａと分割体５０２ｂとに、分割して作製する必要がない。このため、部品点数が少なくて済む。また、組付工数が少なくて済む。また、アウタ部材３４Ｆの摺動内周面３４０Ｆに分割体同士の継ぎ目が出現しない。このため、使用時において、継ぎ目に起因する摺動抵抗のばらつき（摺接部分全面に亘るばらつき）を抑制することができる。また、継ぎ目に起因して摺動抵抗が大きくなるのを抑制することができる。

また、本実施形態の組付方法によると、インナ部材回転工程が完了した時点で、リンクブッシュ３２Ｆが完成している。このため、完成後のリンクブッシュ３２Ｆをリンク本体３０のリンク孔３００Ｆに圧入、固定する際（前出図３参照）、特別な設備等は不要であり、既存の設備をそのまま使うことができる。すなわち、本実施形態の組付方法によると、既存の設備（リンクブッシュ３２Ｆをリンク孔３００Ｆに圧入、固定する設備）にアドオンしやすい。

以上、本発明のリンクブッシュおよび組付方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態においては、インナ本体３５Ｆおよびアウタ部材３４ＦをＳ４５Ｃ製としたが、例えばＳＴＫＭ１３など他の鋼製であってもよい。また、鋼以外の材質であってもよい。また、インナ本体３５Ｆの形状は、リング状でなくてもよい。すなわち、中空形状のみならず中実形状でもよい。

また、摺動部材３６Ｆの実施形態の材質は、ウレタン系ゴムであり、ＪＩＳ Ａ ９５°の硬度を有するものを用いたが、硬度としては、９０〜９８°のものが好適に用いることができる。また、この材質にすると、高強度で許容応力が大きいため、摺動部材のサイズをコンパクトにすることができる。また、ウレタン系ゴムの他、各種ゴムであってもよい。例えば、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲなどのジエン系ゴムであってもよい。また、摺動部材３６Ｆの材質は、樹脂であってもよい。例えば、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタールなどの熱可塑性樹脂、あるいはポリオレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系の熱可塑性エラストマであってもよい。

また、摺動部材３６Ｆは、膜状であってもよい。すなわち、インナ本体３５Ｆの形状を本実施形態におけるインナ部材３３Ｆ（インナ本体３５Ｆと摺動部材３６Ｆとが合体した形状）の形状とし（前出図４参照）、当該インナ部材３３Ｆの外周面に、例えばフッ素系樹脂、ダイヤモンドライクカーボンなどの膜からなる摺動部材３６Ｆを形成してもよい。

また、摺動部材３６Ｆの硬度を、インナ本体３５Ｆの硬度よりも、大きく設定してもよい。また、軸直角方向のばね定数、摺動外周面３６０Ｆと摺動内周面３４０Ｆとの間のクリアランスの径方向幅も特に限定しない。要求されるスペックに応じて、所望の値とすればよい。

また、上記実施形態においては、本発明のリンクブッシュを一本リンク方式の牽引装置１に用いたが、例えばＺリンク方式の牽引装置に用いてもよい。また、牽引装置１のみならず、例えば軸箱支持装置（例えばアルストム式、軸はり式など）、左右動ダンパ装置、ヨーダンパ装置などに用いてもよい。また、ボルスタレス台車のみならず、ボルスタ台車に用いてもよい。さらには、鉄道車両のみならず、自動車などに用いてもよい。

本発明のリンクブッシュの一実施形態となるリンクブッシュが用いられている台車の牽引装置の斜視図である。 同牽引装置の斜視分解図である。 同牽引装置の牽引リンクの部分分解斜視図である。 図３のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面図である。 こじり方向の荷重が加わる場合の本実施形態のリンクブッシュの前端部分の斜視拡大図である。 捩り方向の荷重が加わる場合の本実施形態のリンクブッシュの前端部分の斜視拡大図である。 （ａ）はインナ部材圧入工程初期の様子を上方から見た断面図である。（ｂ）は同工程初期の様子をインナ部材正面方向から見た断面図である。 （ａ）はインナ部材圧入工程終期の様子を上方から見た断面図である。（ｂ）は同工程終期の様子をインナ部材正面方向から見た断面図である。 （ａ）はインナ部材回転工程中期の様子を上方から見た断面図である。（ｂ）は同工程中期の様子をインナ部材正面方向から見た断面図である。 従来のリンクブッシュの軸方向断面図である（従来例１）。 従来のリンクブッシュの軸方向断面図である（従来例２）。 従来のリンクブッシュの軸方向断面図である（従来例３）。

符号の説明

１：牽引装置、２：ブラケット、２０Ｒ：ボルト座、２００Ｒ：ボルト固定孔、２１Ｒ：ボルト座、２１０Ｒ：ボルト固定孔、３：牽引リンク、３０：リンク本体、３００Ｆ：リンク孔、３００Ｒ：リンク孔、３１Ｆ：軸部材、３１Ｒ：軸部材、３１０Ｆ：胴部、３１１Ｆ：ボルト貫通片、３１２Ｆ：ボルト貫通片、３１３Ｆ：ボルト貫通孔、３１３Ｒ：ボルト貫通孔、３１４Ｆ：ボルト貫通孔、３１４Ｒ：ボルト貫通孔、３２Ｆ：リンクブッシュ、３２Ｒ：リンクブッシュ、３３Ｆ：インナ部材、３４Ｆ：アウタ部材、３４０Ｆ：摺動内周面、３４１Ｆ：広口部、３４２Ｆ：狭口部、３５Ｆ：インナ本体、３６Ｆ：摺動部材、３６０Ｆ：摺動外周面、４：中心ピン、４０Ｆ：ボルト座、４００Ｆ：ボルト固定孔、４１Ｆ：ボルト座、４１０Ｆ：ボルト固定孔、５：心皿、９０Ｆ：横はり、９０Ｒ：横はり、９１Ｆ：ボルト、９１Ｒ：ボルト、９２Ｆ：ボルト、９２Ｒ：ボルト。
ａ１：幅、ａ２：口径差、ｂ１：軸線、ｂ２：軸線、ｃ：軸方向中央、ｏ：球面中心、ｏ１：球面中心、ｏ２：球面中心、ｒ：半径、ｓ１：球表面、ｓ２：球裏面、θ：挟角。

Claims (7)

1. インナ本体と、該インナ本体の外周面に固定され部分球面状の摺動外周面を持つ摺動部材と、を備えるインナ部材と、
   該インナ部材の外径側に配置され該摺動外周面に摺接する部分凹球面状の摺動内周面を持つアウタ部材と、
   を備えてなるリンクブッシュであって、
   前記アウタ部材の軸方向中央と、前記摺動内周面の球面中心とは、軸方向に互いにずれて配置されており、該アウタ部材の軸方向両端には、広口部と、該広口部よりも口径の小さい狭口部と、が開設されており、
   前記インナ部材は、該広口部から該アウタ部材の内径側に圧入されることにより、該アウタ部材の内径側に配置されることを特徴とするリンクブッシュ。
2. 前記摺動部材は、前記インナ本体の前記外周面に加硫接着されており、
   前記摺動外周面は、加硫成形に用いられる成形型の型面により形成される請求項１に記載のリンクブッシュ。
3. 前記摺動外周面と前記摺動内周面との間のクリアランスの径方向幅は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定されている請求項２に記載のリンクブッシュ。
4. 前記摺動部材の材料をウレタン系ゴムとしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のリンクブッシュ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のリンクブッシュの組付方法であって、
   前記インナ部材を、前記アウタ部材の前記広口部から、該インナ部材の軸線と該アウタ部材の軸線とが互いに交差した状態で、前記摺動部材の摺動外周面の球面中心と前記アウタ部材の摺動内周面の球面中心とが略一致するまで、相対的に圧入するインナ部材圧入工程と、
   略一致した該球面中心を中心として、該アウタ部材の軸線と該インナ部材の軸線とが略一致するまで、該インナ部材を相対的に回転するインナ部材回転工程と、
   を有することを特徴とするリンクブッシュの組付方法。
6. 前記インナ部材圧入工程の前に、前記摺動部材を前記インナ本体の前記外周面に加硫接着すると共に、前記摺動外周面を加硫成形に用いられる成形型の型面により形成するインナ部材作製工程を有する請求項５に記載のリンクブッシュの組付方法。
7. 前記インナ部材圧入工程において、前記インナ部材の軸線と前記アウタ部材の軸線とは、互いに略直角に交差している請求項５または請求項６に記載のリンクブッシュの組付方法。

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