JP5986810B2 - 緩衝具 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両用防振ゴムなどの緩衝具に係り、詳しくは、支持側部材と、被支持側部材と、これら両部材間に介装される弾性材とを有して成る緩衝具に関するものである。

この種の緩衝具としては、特許文献１の図２や図６などにて開示される洗濯機用の緩衝具（緩衝部：２０３，２０３ａ）や、特許文献２の図５〜図１０などにて示されるエンジンマウント用の緩衝具（防振ゴム：６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ）が知られている。いずれの緩衝具も、被支持側部材である上金属板と、支持側部材である下金属板と、これら上下の金属板の上下間に一体的に介装される弾性材としてのゴム部と、を有して構成されている。

従来の緩衝具の具体例としては、図６（ａ），（ｂ）に示されたものがある。この緩衝具Ｂは、上開き状に屈曲形成された金属板製で上側の被支持側部材２１と、金属板製で下側の支持側部材２２と、それら両部材２１，２２間に介装されるゴム製の弾性材２３，２３とを有して構成されている。左右一対の弾性材２３，２３は、被支持側部材２１の左右の傾斜板部２１ａと、支持側部材２２の左右の傾斜板部２２ａとの間に焼付け装備されている。
被支持側部材２１の前後左右の中央位置には孔２１Ｈが形成されている。支持側部材２２には、その前後左右の中央位置に孔２２Ｈが形成され、かつ、その孔２２Ｈの周囲４箇所に植込みボルト５が垂下状態で螺装されている。

従来の緩衝具Ｂの使われ方の一例としては、図８に示すように、鉄道車両におけるメイントランスなどの床下機器の支持装置とされたものがある。図８において、床下機器（図示省略）を支持する機器フレーム１２が、鉄道車両の床下フレーム１３に載せ付けられた緩衝具Ｂを用いることにより、吊り下げられるような状態で支持されている。

構造を詳しく説明すると、緩衝具Ｂは、その支持側部材２２が床下フレーム１３の下端フランジ１４の上面１４ａに載置され、かつ、下端フランジ１４に貫通する植込みボルト５を用いて螺着することにより、床下フレーム１３に固定されている。そして、機器フレーム１２の上端フランジ１５に、これの孔１５Ｈを上下に貫通してダブルナット１６により螺着される段付軸ボルト１１が立設されている。段付軸ボルト１１は、上下の雄ねじ１１ａ，１１ｂと、これら雄ねじ１１ａ，１１ｂよりも大径で上下中間の軸部１１ｃとを有している。

軸部１１ｃは、下端フランジ１４の孔１４Ｈ及び支持側部材２２の孔２２Ｈのいずれにも遊内嵌される状態で上方延出されている。そして、軸部１１ｃの通過は不能な径に設定されている孔２１Ｈを上方に貫く上雄ねじ１１ａに、取付ナット１７を用いて被支持側部材２１が螺着固定されている。この緩衝具Ｂを用いた支持装置により、機器フレーム１２は、左右の弾性材２３，２３を介しての弾性支持状態で床下フレーム１３に支持される構造である。

このような使われ方をされる緩衝具Ｂの納入先から、弾性材の表面に多数のクラックが発生するなど早期に弾性材が傷んでしまい、比較的早い段階で緩衝具Ｂを交換しなければならないとう不都合が指摘されてきた。そこで、原因を調べた結果、次のようなことが分ってきた。図８に示す緩衝具Ｂの組付けにおける最終工程としては、被支持側部材２１を下から上に通された上雄ねじ１１ａにナット１７を締付けるのであるが、重量物の支持ゆえにかなり強い締付トルクが作用する。

すると、図７に示すように、ナット１７の締付けに伴って被支持側部材２１が連れ回りして支持側部材２２に対して、孔２１Ｈの軸心Ｐを軸心として明確に矢印イ方向に捩り移動されてしまうことが知見されてきた。つまり、緩衝具Ｂの装着時から、既に弾性材２３には想定外の強い捩れ応力が作用してしまっており、しかもその無理な捩れ状態（図７の紙面下側に描かれている緩衝具Ｂを参照）で圧縮荷重が掛かるため、早期に傷んで耐久性が低下していた。

特開２０１１−２５０８５２号公報 特開２００７−３０２０２２号公報

本発明の目的は、支持側部材と、被支持側部材と、これら両部材間に介装される弾性材とを有して成る構造に工夫を施すことにより、ねじ止めするための締付けに伴って支持側部材と被支持側部材とが相対的に捩れることが規制できて、弾性材が早期に傷んで耐久性が低下することがないように改善される緩衝具を提供する点にある。

請求項１に係る発明は、支持側部材２と、被支持側部材１と、これら両部材２，１間に介装される弾性材３とを有して成る緩衝具において、
前記被支持側部材１は、平面部１Ａと、前記平面部１Ａの左右に続く一対の傾斜壁部１ａ，１ａとを備え、
前記支持側部材２は、平面部２Ａと、前記平面部２Ａの左右に続く一対の傾斜壁部２ａ，２ａとを備え、
前記弾性材３は、前記被支持側部材１の各傾斜壁部１ａ，１ａと前記支持側部材２の各傾斜壁部２ａ，２ａとの間に介装される左右一対のゴム塊でなり、
前記支持側部材２の平面部２Ａに支持物をねじ止めするため及び／又は前記被支持側部材１の平面部１Ａに被支持物１１をねじ止めするための螺装部ｒが設けられるとともに、
前記螺装部ｒの軸心Ｐに関する前記支持側部材２と前記被支持側部材１との相対回動を規制する回り止め手段１０が装備され、
前記回り止め手段１０は、前記被支持側部材１の傾斜壁部１ａに、前記支持側部材２の傾斜壁部２ａの部材端部６に回り込んで近接配備されるストップ部ｓを折り曲げ形成することにより構成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の緩衝具において、
前記支持側部材２及び／又は前記被支持側部材１が硬質プレートで形成されていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の緩衝具において、
前記部材端部６と前記ストップ部ｓとが互いに面どうしでの対向配置状態となるように、前記部材端部６及び／又は前記ストップ部ｓが形状設定されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の緩衝具において、前記螺装部ｒは、前記被支持側部材１に形成された単一の孔１Ｈであることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項２〜４の何れか一項に記載の緩衝具において、前記弾性材３がゴムであり、前記部材端部６及び／又は前記ストップ部ｓがゴム膜９によって覆われていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、螺装部の軸心に関する支持側部材と被支持側部材との相対回動を規制する回り止め手段が装備されているから、支持側部材及び／又は被支持側部材のねじ止めに起因して支持側部材と被支持側部材とが相対回動することを抑制又は阻止することができる。その結果、ねじ止めするための締付けに伴って支持側部材と被支持側部材とが相対的に捩れることが規制できるので、弾性材が早期に傷むことが軽減又は解消され、耐久性が向上するように改善される緩衝具を提供することができる。

請求項２の発明によれば、支持側部材や被支持側部材を構成する硬質プレートの一方を他方の硬質プレートに回り込ませて、部材端部とストップ部とで回り止め手段とされているので、新たな部品や部材を付設することなく既存部品の改造のみで済み、請求項１の発明による前記効果を経済的に得ることができる利点がある。

請求項３の発明によれば、部材端部とストップ部とが互いに面どうしでの対向配置状態となるので、ねじ止めするための締付けに伴って支持側部材と被支持側部材とが相対的に捩れた場合には、部材端部とストップ部とは少なくとも線接触状態で当接する。これは、点接触する場合に比べて、当接箇所の変形や経たりが少なくなり、安定した回り止め機能を維持できる利点がある。

請求項４の発明によれば、螺装部として、被支持側部材に形成された単一の孔を設定したものであり、孔に通される単一の軸やボルトを用いて簡便に被支持物と被支持側部材とのねじ止めが行える緩衝具を提供することができる。

請求項５の発明によれば、部材端部及び／又はストップ部がゴム膜で覆われているから、回り止め手段の動作による部材端部とストップ部との当接がゴム膜を介して行われるようになり、当接のショックが和らげられて衝突音が抑制されるとか、当接箇所の変形が抑制されて耐久性が増すといった利点が得られる。

緩衝具を示す一部切欠きの正面図 図１の緩衝具を示す一部切欠きの平面図 回り止め手段を示す要部の拡大正面図 緩衝具の使用例の要部を示す一部切欠き断面図 鉄道車両におけるメイントランスの概略の支持構造図 従来の緩衝具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図 従来の緩衝具における不都合を示す平面図 従来の緩衝具の使用例を示す要部の一部切欠き断面図

以下に、本発明による緩衝具の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書や特許請求の範囲における「及び／又は」とは、「及び」と「又は」との双方の意味を含んでいるものと解する。

〔実施形態１〕
実施形態１による緩衝具Ａは、図１，図２に示すように、硬質プレートの一例である金属板製で上側の被支持側部材１と、金属板製で下側の支持側部材２と、それら両部材１，２間に介装される左右のゴム製弾性材３，３とを有して構成されている。そして、被支持側部材１に被支持物である段付軸ボルト１１（図５を参照）をねじ止めするための螺装部ｒである中心孔１Ｈが設けられるとともに、中心孔１Ｈの軸心Ｐに関する支持側部材２と被支持側部材１との相対回動を規制する回り止め手段１０が装備されている。

被支持側部材１は、左右中央の平面部１Ａ、平面部１Ａの左右に続く一対の傾斜壁部１ａ，１ａ、及び傾斜壁部１ａの左右先端部から下方に折り曲げられて形成される垂下壁である左右一対のストップ部ｓ，ｓを有し、平面視で矩形を、かつ、正面視で略Ｍ字形状を呈する厚肉鋼板で構成されている。中心孔１Ｈは、被支持側部材１としての前後左右の中心位置に形成される単一の円孔である。
左右のストップ部ｓは、所定の傾斜角度（例：４５度）を有する傾斜壁部１ａから垂下状態となるような角度（例：１３５度）曲げられることにより形成されており、実施形態１においては下向きの板端部で形成されている。なお４は、傾斜壁部１ａとストップ部ｓとの間の屈曲部分（符記省略）の上面に形成された打刻部である。

支持側部材２は、左右中央の平面部２Ａと、平面部２Ａの左右に続く一対の傾斜壁部２ａ，２ａとを備え、平面視で矩形を、かつ、正面視で上開き形状を呈する厚肉鋼板で構成されている。平面部２Ａには、支持側部材２としての前後左右の中心位置に単一の円孔で成る中心孔２Ｈが形成されており、その周囲４箇所には、軸心Ｐに関して均等角度毎に配される計４本の植込みボルト５が垂下姿勢で螺着されている。なお、中心孔１Ｈの軸心Ｐは中心孔２Ｈの軸心でもある。

弾性材３は、上下の傾斜壁部１ａ，２ａの間に介装されるゴムの塊で成り、加硫接着により被支持側部材１及び支持側部材２のそれぞれに一体化されている。つまり、緩衝具Ａは、弾性材３，３により被支持側部材１と支持側部材２とが一体化される構造である。弾性材３の両部材１，２に接触する箇所は、滑らかな曲線で拡がる裾野状に一体化される状態に形成されている。

回り止め手段１０は、図１〜図３に示すように、支持側部材２の傾斜壁部２ａの端部で成る部材端部６であり、その部材端部６に外方から回り込んでストップ部ｓが近接配備されている。傾斜壁部２ａの先端の下側角部分は、ストップ部ｓと対向配備状態となるように斜めに角度（例：４５度）が施された当接面７とされている。これにより、ストップ部ｓの内側面８と当接面７とは互いに平行な面として対向配備されている。

図３に示すように、当接面７の表面は薄膜状のゴム膜９で覆われている。このゴム膜９は、弾性材３の成形時に部材端部６の表面に、弾性材３の成分であるゴムの薄膜が生じてしまう現象を利用したものであり、専用の形成工程や専用の部材を追加することなく、ゴム膜９を設けることができている。
当接面７と内側面８との左右方向で重なっている部分の上下重なり寸法をｘ、左右方向の対向寸法をｙとすると、一例として、ｘ＝５〜１０ｍｍ、ｙ＝０〜０．５ｍｍである。

緩衝具Ａの使用例としては、図５に示すように、鉄道車両におけるメイントランスなどの床下機器の支持装置とされたものがある。図５において、床下機器（図示省略）を支持する機器フレーム１２が、鉄道車両の床下フレーム１３に載せ付けられた緩衝具Ａを用いることにより、吊り下げられるような状態で支持されている。
この図５に示す使用例の構造は、従来技術において述べた図８に示す構造のものと、従来の緩衝具Ｂが本発明による緩衝具Ａに代わる以外は同一であり、対応する箇所には同一の符号を付して説明が為されたものとし、以下省略する。

次に、ねじ止めによる捩れの改善について説明する。図６，７に示す従来の緩衝具Ｂを用いた図８に示す使用例において、緩衝具Ｂの弾性材３に作用する応力τは、単純に上下方向の荷重が掛かる場合（図７の紙面上側に描かれている緩衝具Ｂを参照）の例は、τ＝０．２７２ＭＰａであった。
そして、取付ナット１７の締付けによって被支持側部材１が回動（連れ回り）する場合における弾性材３に作用する場合（図７の紙面下側に描かれている緩衝具Ｂを参照）の例は、τ＝３．３９３ＭＰａであった。ねじ止めによる初期捩れが加わることにより、応力が実に約１２．５倍に増大していたのである。

これに対して、本発明による緩衝具Ａを用いた図５に示す使用例において、取付ナット１７の締付けによって被支持側部材１が回動（連れ回り）しても、回り止め手段１０によって極僅かに捩れるだけに止り、弾性材３に作用する応力τの例は、τ＝０．３０７ＭＰａであった。これは、前述した従来の緩衝具Ｂにおける単純な上下荷重による場合の１．１３倍（＝０．３０７÷０．２７２）に過ぎず、同条件では約１２．８分の一（３．３９３／０．３０７）へ劇的に減少している。

以上のように、本発明による緩衝具Ａによれば、被支持側部材１を曲げながら延ばす程度という、部品点数は増加せずコストも殆ど上がらない軽微な改造でありながら、弾性材３の顕著な応力緩和作用が得られて耐久性が大きく向上する効果を奏することができる。また、部材端部６には、弾性材３の加硫時にゴムを被覆することができるから、ストップ部ｓとの当接による金属材どうしの衝突が防止できて、経済的に騒音低減や異常摩耗が抑制又は防止できる利点もある。

〔別実施形態〕
支持側部材や被支持側部材が平板状であるとか、軸心Ｐが横向きである緩衝具Ａでも良い。ねじ止めするための螺装部ｒは、中心孔１Ｈのほか、単一のボルトや軸、或いは矩形の孔など、種々の変更設定が可能であり、また、支持側部材２を棒状体やフレームなどの支持物にねじ止めする手段でも良い。

緩衝具Ａは、下記のような構成であっても良い。
１．回り止め手段１０が、締付け時にトルクの掛かる方向側にのみ装備される構成
２．回り止め手段１０が、左右いずれか側にのみ設けられる構成
３．部材端部６が被支持側部材１に、ストップ部ｓが支持側部材２に形成される構成
４．部材端部６に回り込むストップ部ｓが、支持側部材２や被支持側部材１の前後に設けられる構成

１ 被支持側部材
１Ａ 平面部
１Ｈ 孔
１ａ 傾斜壁部
２ 支持側部材
２Ａ 平面部
２ａ 傾斜壁部
３ 弾性材
６ 部材端部
９ ゴム膜
１０ 回り止め手段
Ｐ 軸心
ｒ 螺装部
ｓ ストップ部

Claims (5)

1. 支持側部材と、被支持側部材と、これら両部材間に介装される弾性材とを有して成る緩衝具であって、
   前記被支持側部材は、平面部と、前記平面部の左右に続く一対の傾斜壁部とを備え、
   前記支持側部材は、平面部と、前記平面部の左右に続く一対の傾斜壁部とを備え、
   前記弾性材は、前記被支持側部材の各傾斜壁部と前記支持側部材の各傾斜壁部との間に介装される左右一対のゴム塊でなり、
   前記支持側部材の平面部に支持物をねじ止めするため及び／又は前記被支持側部材の平面部に被支持物をねじ止めするための螺装部が設けられるとともに、
   前記螺装部の軸心に関する前記支持側部材と前記被支持側部材との相対回動を規制する回り止め手段が装備され、
   前記回り止め手段は、前記被支持側部材の傾斜壁部に、前記支持側部材の傾斜壁部の部材端部に回り込んで近接配備されるストップ部を折り曲げ形成することにより構成されている緩衝具。
2. 前記支持側部材及び／又は前記被支持側部材が硬質プレートで形成されている請求項１に記載の緩衝具。
3. 前記部材端部と前記ストップ部とが互いに面どうしでの対向配置状態となるように、前記部材端部及び／又は前記ストップ部が形状設定されている請求項２に記載の緩衝具。
4. 前記螺装部は、前記被支持側部材に形成された単一の孔である請求項２又は３に記載の緩衝具。
5. 前記弾性材がゴムであり、前記部材端部面及び／又は前記ストップ部がゴム膜によって覆われている請求項２〜４の何れか一項に記載の緩衝具。

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