JP6378081B2 - 軸はりゴム交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両用の軸はり装置における軸はりゴムの交換に用いる軸はりゴム交換装置に関する。

従来、軸はり装置における軸はりは、一端側が軸ばねを介して台車枠に支持されており、軸はりゴムが取り付けられている他端側が台車枠の支持ブラケットに支持されている。
軸はりゴム１は、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、中心軸部２の外周面にゴムブッシュ３が装着されてなる部材であり、軸はり５と一体の一方の半割体６と、その一方の半割体６にボルトＢで締結される他方の半割体７とに挟持された状態で、軸はり５に固定されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４−２０４８７号公報

ところで、新型車両の軸はり装置においては、ゴムブッシュを比較的柔らかい素材でつくるとともに、軸はりゴムの径を一回り大きく改良したため、その軸はり装置の弾性支持性能が向上するものの、対を成す半割体の間に軸はりゴムが収まり難くなった。
軸はりゴムは、使用により劣化するため、所定の検査周期毎に軸はりゴムの交換作業が行われる。その際、軸はりゴムの両側から対を成す半割体を単に圧接させる従来の装置による取付作業では、半割体の間に軸はりゴムが収まり難く、軸はりゴム１つあたりの交換に要する時間が掛かってしまうため、車両全体の軸はりゴムを交換するのは大変な作業であった。

本発明の目的は、容易に軸はりゴムを交換することができる軸はりゴム交換装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明は、
軸はりと一体の第１の半割体と、前記第１の半割体にボルトで締結される第２の半割体とで形成される筒部に収容される、中心軸部の外周面にゴムブッシュが装着されてなる軸はりゴムの交換に用いる軸はりゴム交換装置であって、
前記中心軸部が鉛直向きとなる姿勢の前記軸はりゴムがスライド移動可能に載置される載置台と、
前記載置台上に載置された前記軸はりゴムを挟む位置に配置された前記第１の半割体と前記第２の半割体の少なくとも一方を、前記軸はりゴムの前記中心軸部と直交する方向に移動させて前記筒部を形成する移動機構と、
を備えるようにした。

かかる構成の軸はりゴム交換装置によれば、例えば、第２の半割体を第１の半割体に向けて移動させて筒部を形成する際、第２の半割体とともに軸はりゴムを第１の半割体に向けてスライド移動させて、筒部の軸心に中心軸部を位置合わせすることで、第１の半割体と第２の半割体の間に軸はりゴムを嵌合することができるので、第１の半割体と第２の半割体の間に軸はりゴムを収容する作業を効率よく行うことが可能になり、容易に軸はりゴムの交換を行うことができる。
上記のように、軸はりゴムがスライド移動可能に載置台に載置されている構成であれば、第２の半割体とともに軸はりゴムを第１の半割体に向けてスライド移動させて、第１の半割体と第２の半割体の間に軸はりゴムを収容する場合、軸はりゴム（ゴムブッシュ）の反発を抑えることができ、好適に軸はりゴムを筒部に収容することができる。
一方、従来技術の手法では、軸はりゴムの両側から対を成す半割体を単に圧接させたために、軸はりゴムのゴムブッシュが急激な弾性変形に伴い反発していた。この軸はりゴム（ゴムブッシュ）の反発が、半割体の間に軸はりゴムが収まり難い原因の１つであることを発明者らが特定し、本願発明を想到するに至った。

また、望ましくは、
前記載置台は、平行に配設された一対のスライドプレートを有し、
前記一対のスライドプレートの間には、前記筒部を形成する際に前記第１の半割体と前記第２の半割体の少なくとも一方が移動する方向に沿って延在する案内溝が形成されており、前記案内溝に前記中心軸部の軸端部が係入された状態で、前記軸はりゴムがスライド移動するようにした。
載置台に配設された一対のスライドプレートの間に形成された案内溝に、中心軸部の軸端部が係入された状態で軸はりゴムがスライド移動するので、所定方向に軸はりゴムを好適にスライド移動させることができ、より確実に軸はりゴムを筒部に収容することができる。

また、望ましくは、
前記第２の半割体は、前記ボルトが挿通される４つのボルト孔を有しており、
前記移動機構は、前記４つのボルト孔のうち、対角方向に並んだ２つのボルト孔に差し込む挿入ピンが設けられた保持部を有しており、
前記移動機構は、前記挿入ピンを前記ボルト孔に差し込んで前記保持部で保持した前記第２の半割体を前記第１の半割体に向けて移動させるようにした。
移動機構によって第１の半割体に向けて移動される第２の半割体は、４つのボルト孔のうち対角方向に並んだ２つのボルト孔に挿入ピンが差し込まれて保持部に保持されており、この第２の半割体は遊びのある状態で保持部に保持されているので、第１の半割体と第２の半割体とに多少のずれがあっても、第１の半割体と第２の半割体とで筒部を好適に形成することができる。

また、望ましくは、
前記軸はりが固定される固定台と、
前記固定台を、その固定台に固定された前記軸はりの長手方向に沿う軸を中心として回転させる回転機構と、前記回転機構によって回転される前記固定台を、所定角度毎に位置合わせして一時停止させる位置決め手段と、を備えるようにした。
回転可能な固定台を所定角度毎に位置合わせして一時停止させることができるので、軸はりが固定されている固定台の向きを切り替えて、その軸はりの姿勢を作業者が作業しやすい状態に容易に調整することができる。

また、望ましくは、
前記位置決め手段によって一時停止された前記固定台の回転を規制する回転規制手段を備えるようにした。
例えば、第１の半割体と第２の半割体とをボルトで締結する際に、回転規制手段によって固定台の回転を規制すれば、固定台に固定された軸はりの姿勢を作業者が作業しやすい状態で動かないように維持することができるので、ボルトの締結作業を良好に行うことが可能になる。

本発明によれば、容易に軸はりゴムを交換することができる軸はりゴム交換装置が得られる。

本実施形態の軸はりゴム交換装置を示す側面図である。 本実施形態の軸はりゴム交換装置を示す上面図（ａ）と、装置に軸はりと一体の第１の半割体、第２の半割体、軸はりゴムが取り付けられた状態を示す上面図（ｂ）である。 軸はりゴム交換装置における固定台の姿勢が「０°」の位置を示す斜視図である。 軸はりゴム交換装置における固定台の姿勢が「４５°」の位置を示す斜視図である。 第１の半割体と第２の半割体との間に軸はりゴムを収容する作業工程に関する説明図であり、第１の半割体に保持部を対向させた状態を示している。 第１の半割体と第２の半割体との間に軸はりゴムを収容する作業工程に関する説明図であり、第１の半割体に対向させた保持部に第２の半割体を取り付けた状態を示している。 第１の半割体と第２の半割体との間に軸はりゴムを収容する作業工程に関する説明図であり、第１の半割体と第２の半割体の間に軸はりゴムを載置した状態を示している。 第１の半割体と第２の半割体との間に軸はりゴムを収容する作業工程に関する説明図であり、第２の半割体とともに軸はりゴムを第１の半割体に向けてスライド移動させた状態を示している。 第１の半割体と第２の半割体との間に軸はりゴムを収容する作業工程に関する説明図であり、保持部を引き戻した後、軸はりゴムが第１の半割体と第２の半割体とに挟持されている状態を示している。 軸はりゴムに関する説明図（ａ）と、軸はりゴムが第１の半割体と第２の半割体とで形成される筒部に収容された状態を示す説明図（ｂ）である。

以下、図面を参照して、本発明に係る軸はりゴム交換装置の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は軸はりゴム交換装置１００を示す側面図、図２は上面図である。
この軸はりゴム交換装置１００は、鉄道車両用の軸はり装置における軸はりゴム１の交換に用いられる。
軸はりゴム１は、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、中心軸部２の外周面にゴムブッシュ３が装着されてなる部材であり、軸はり５と一体の第１の半割体６と、第１の半割体６にボルトＢで締結される第２の半割体７とで形成される筒部８に収容されている。
そして、所定の検査周期毎に軸はりゴム交換装置１００を用いて、軸はりゴム１の交換作業が行われる。

本実施形態の軸はりゴム交換装置１００は、図１、図２に示すように、キャスター付きの本体フレーム１０１上に配設された固定台１０と載置台２０とを備えている。
固定台１０は、第１の半割体６が一体に設けられている軸はり５が固定される支持台である。
載置台２０は、組み付け前の軸はりゴム１と第２の半割体７とが載置される支持台である。

固定台１０は、軸はり５が固定具１９によって上面に固定される固定板体１１と、固定板体１１に垂直向きに固設されている円形の背面板体１２とで構成されている。
固定板体１１の上面には、軸はり５を所定位置に固定するための位置決めピン１１ａが設けられている。
固定具１９は、固定板体１１の上面に対し平行に配される挟持板１９ａと、固定板体１１と挟持板１９ａとの間に軸はり５を挟んだ状態で、挟持板１９ａを固定板体１１に向けて締め付ける固定ねじ１９ｂとを有している。

背面板体１２の中心には、水平方向に延在する回転軸１３が取り付けられており、笠歯車を介して回転軸１３の端部に連結されている旋回用ハンドル１４を回すことで、回転軸１３を軸心に固定台１０を回転させることができる。
回転軸１３は、固定台１０（固定板体１１の上面）に固定された軸はり５の長手方向に沿う仮想軸に対応する位置に設けられている。
この回転軸１３と旋回用ハンドル１４とが固定台１０を回転させる回転機構として機能し、固定台１０に固定された軸はり５を、その長手方向に沿う軸を中心として回転させることができるようになっている。

また、背面板体１２の外周縁には複数の係止溝１２ａ（図３、図４参照）が形成されている。本実施形態では、４５°毎の等間隔に８つの係止溝１２ａが形成されている。
また、本体フレーム１０１には、背面板体１２の外周縁に向けて弾性支持されている係止凸部１５が設けられている。係止凸部１５は、図示しないバネ部材によって背面板体１２の外周縁に当接するように付勢されている。
そして、回転機構（回転軸１３、旋回用ハンドル１４）によって固定台１０が回転された際、背面板体１２の係止溝１２ａに係止凸部１５が係入することで、固定台１０の回転が一時停止されるようになる。
つまり、背面板体１２の係止溝１２ａと係止凸部１５とが、回転機構によって回転される固定台１０を所定角度毎（ここでは４５°毎）に位置合わせして一時停止させる位置決め手段として機能する。なお、図示しないバネ部材の付勢力に抗するように旋回用ハンドル１４を回せば、係止溝１２ａから係止凸部１５が外れて固定台１０が回転するようになっている。
例えば、図３に示す軸はりゴム交換装置１００における固定台１０の姿勢が「０°」の位置であり、図４に示す軸はりゴム交換装置１００における固定台１０の姿勢が「４５°」の位置である。

また、背面板体１２には、外周縁の係止溝１２ａに対応するように８つの貫通孔１２ｂが形成されている。
また、本体フレーム１０１には、背面板体１２の貫通孔１２ｂに挿入可能な挿入棒１６が設けられている。
そして、位置決め手段（背面板体１２の係止溝１２ａおよび係止凸部１５）によってその回転が一時停止された固定台１０における背面板体１２の貫通孔１２ｂに挿入棒１６を差し込むことで、固定台１０の回転を規制することができる。
つまり、背面板体１２の貫通孔１２ｂと挿入棒１６とが、位置決め手段によって一時停止された固定台１０の回転を規制する回転規制手段として機能する。
例えば、回転規制手段（背面板体１２の貫通孔１２ｂおよび挿入棒１６）によって、軸はりゴム交換装置１００における固定台１０の姿勢を「０°（３６０°）」「４５°」「９０°」「１３５°」「１８０°」「２２５°」「２７０°」「３１５°」の位置で拘束することができるので、固定台１０に固定されている軸はり５の第１の半割体６と第２の半割体７とを締結しているボルトＢを締め付けたり緩めたりする作業を行う場合に、作業者が作業しやすい角度で固定台１０の回転を規制すればよい。

また、固定台１０および回転機構（回転軸１３、旋回用ハンドル１４）は、回転軸１３の長手方向に延在するレール１７に沿って移動可能に配設されており、進退用ハンドル１８を回すことでラックアンドピニオンなどの機構を作動させて、固定台１０を載置台２０に対して接近させたり離間させたりする方向に移動させることができる。

載置台２０は、油圧リフター２１によって昇降される昇降板２２を備えており、昇降板２２の上面には、中心軸部２が鉛直向きとなる姿勢の軸はりゴム１が内側に載置される支持枠体２３が設けられている。この支持枠体２３の底部に一対のスライドプレート２４が互いに平行に配設されている。
一対のスライドプレート２４の間には案内溝２４ａが形成されている。この案内溝２４ａに中心軸部２の軸端部２ａが係入された状態で、軸はりゴム１がスライドプレート２４上に載置される。スライドプレート２４上に載置された軸はりゴム１は、中心軸部２を鉛直向きとする姿勢で案内溝２４ａに沿ってスライド移動可能になっている。
なお、案内溝２４ａは、後述する油圧シリンダ２５のロッドが進退する方向に沿って延在している。換言すれば、案内溝２４ａは、後述する油圧シリンダ２５によって移動される第２の半割体７の移動方向に沿って延在している。

支持枠体２３には、油圧リフター２１によって昇降板２２と固定板体１１との高さ位置が調整された状態で、固定台１０に固定されている軸はり５の第１の半割体６に向けて第２の半割体７を移動させる移動機構としての油圧シリンダ２５が設けられている。
この油圧シリンダ２５のロッド先端部には、第２の半割体７を保持する保持部２６が固定されている。この保持部２６は支持枠体２３の内側に配置されており、油圧シリンダ２５によって支持枠体２３の内側で案内溝２４ａに沿って進退する。例えば、この油圧シリンダ２５のストローク長は１２５ｍｍであり、１０ｔの圧力で保持部２６を押し出すことができる。
保持部２６には、第２の半割体７のボルト孔に差し込まれる２本の挿入ピン２６ａが設けられている。例えば、第２の半割体７には左右に２つずつ上下に並んだ配置で計４つのボルト孔が形成されており、対角方向に並ぶ２つのボルト孔に対応する位置に挿入ピン２６ａが設けられている。

次に、本実施形態の軸はりゴム交換装置１００を用いて行う軸はりゴム１の交換に関し、第１の半割体６と第２の半割体７との間に軸はりゴム１を収容する作業工程について説明する。

軸はりゴム交換装置１００の固定台１０（固定板体１１）には、第１の半割体６が一体に設けられている軸はり５が固定されており、「０°」の位置に拘束されている。
また、載置台２０においては、油圧リフター２１によって昇降板２２の高さ位置を調整し、固定板体１１に対し昇降板２２を所定の高さ位置を合わせる。このとき、図５に示すように、支持枠体２３の内側に第１の半割体６を配置させる。
なお、昇降板２２の高さ位置合わせは、例えば、油圧リフター２１のＸ字状のアーム２１ａのなす角度に対応させて調整することができる。例えば、予めＸ字状のアーム２１ａの一方のアーム２１ａに記されているマークＭを他方のアーム２１ａの縁に合わせるように、Ｘ字状のアーム２１ａのなす角度を所定角度に調整することで（図１参照）、昇降板２２を所定の高さ位置にすることが可能になっている。
こうして固定板体１１と昇降板２２との高さ位置が合わせられた状態で、固定台１０（固定板体１１）に固定されている軸はり５の第１の半割体６と、載置台２０に載置される軸はりゴム１および第２の半割体７との高さ方向の相対位置が合うようになっている。

次いで、図６に示すように、支持枠体２３の内側の保持部２６に第２の半割体７を取り付ける。
ここでは図中、第２の半割体７の手前側の接合部に上下に並んでいる下側のボルト孔と、奥側の接合部に上下に並んでいる上側のボルト孔に挿入ピン２６ａを挿入して、保持部２６に第２の半割体７を取り付けている。

次いで、図７に示すように、支持枠体２３の内側で、第１の半割体６と第２の半割体７の間に軸はりゴム１を載置する。
具体的には、中心軸部２の軸端部２ａを案内溝２４ａに係入して、軸はりゴム１をスライドプレート２４上に載置する。

次いで、図８に示すように、第１の半割体６と第２の半割体７とで筒部８を形成するように、油圧シリンダ２５を作動させて保持部２６を押し出し、第２の半割体７を第１の半割体６に向けて移動させる。具体的に、油圧シリンダ２５は保持部２６を押し出し、第２の半割体７をスライドプレート２４上の軸はりゴム１の中心軸部２と直交する方向に移動させる。
このとき軸はりゴム１は、第１の半割体６に向かって移動する第２の半割体７に押されて案内溝２４ａに沿ってスライド移動する。
そして、第１の半割体６と第２の半割体７とで筒部８が形成される際、第１の半割体６と第２の半割体７とに挟まれた軸はりゴム１の中心軸部２が筒部８の軸心に位置合わせされ、第１の半割体６と第２の半割体７の間に軸はりゴム１が嵌合される。
なお、油圧シリンダ２５第１の半割体６に向けて移動される第２の半割体７は、４つのボルト孔のうち対角方向に並んだ２つのボルト孔に挿入ピン２６ａが差し込まれて保持部２６に保持されており、この第２の半割体７は遊びのある状態で保持部２６に保持されているので、第１の半割体６と第２の半割体７とに多少のずれがあっても、第１の半割体６と第２の半割体７とで筒部８を好適に形成することができる。

次いで、油圧シリンダ２５によって保持部２６を所定の圧力（例えば１０ｔ）で押し出した状態を所定時間（例えば１０秒）維持した後、図９に示すように、保持部２６を引き戻す。第１の半割体６と第２の半割体７の間に軸はりゴム１を圧入した状態を１０秒程維持することで、軸はりゴム１の嵌合状態が安定するので、保持部２６を引き戻しても軸はりゴム１が第１の半割体６と第２の半割体７とに挟持された状態が維持される。
そして、油圧リフター２１によって昇降板２２を下げ、第１の半割体６と第２の半割体７をボルトＢで締結することで、第１の半割体６と第２の半割体７とで形成される筒部８に軸はりゴム１を収容する作業が完了する。

このように、本実施形態の軸はりゴム交換装置１００を用いることで、第１の半割体６と第２の半割体７とで形成される筒部８に軸はりゴム１を容易に収容することができる。
これは、第１の半割体６と第２の半割体７の間に軸はりゴム１を収容する際、第１の半割体６に向けて移動させる第２の半割体７とともに軸はりゴム１を第１の半割体６に向けてスライド移動させることで、軸はりゴム１（ゴムブッシュ３）の反発を抑えて第１の半割体６と第２の半割体７の間に軸はりゴム１を嵌合させることを可能にしたことによる。

例えば、従来技術の手法では、軸はりゴム１の両側から対を成す半割体を単に圧接させたために、軸はりゴム１のゴムブッシュ３が急激な弾性変形に伴い反発してしまい、軸はりゴム１が半割体の間に収まり難かったと考えられる。
これに対し本実施形態のように、第２の半割体７とともに軸はりゴム１を第１の半割体６に向けてスライド移動させて、第１の半割体６と第２の半割体７の間に軸はりゴム１を収容することによれば、軸はりゴム１のゴムブッシュ３は穏やかに弾性変形するので、軸はりゴム１（ゴムブッシュ３）の反発を抑えることができ、好適に軸はりゴム１を収容することができる。

以上のように、本実施形態の軸はりゴム交換装置１００によれば、第１の半割体６と第２の半割体７の間に軸はりゴム１を収容する作業を効率よく行うことができるので、容易に軸はりゴム１の交換を行うことができる。

なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 軸はりゴム
２ 中心軸部
２ａ 軸端部
３ ゴムブッシュ
５ 軸はり
６ 第１の半割体
７ 第２の半割体
８ 筒部
１０ 固定台
１１ 固定板体
１２ 背面板体
１２ａ 係止溝（位置決め手段）
１２ｂ 貫通口（回転規制手段）
１３ 回転軸（回転機構）
１４ 旋回用ハンドル（回転機構）
１５ 係止凸部（位置決め手段）
１６ 挿入棒（回転規制手段）
１７ レール
１８ 進退用ハンドル
１９ 固定具
１９ａ 挟持板
１９ｂ 固定ねじ
２０ 載置台
２１ 油圧リフター
２２ 昇降板
２３ 支持枠体
２４ スライドプレート
２４ａ 案内溝
２５ 油圧シリンダ（移動機構）
２６ 保持部
２６ａ 挿入ピン
１００ 軸はりゴム交換装置
Ｂ ボルト

Claims (5)

1. 軸はりと一体の第１の半割体と、前記第１の半割体にボルトで締結される第２の半割体とで形成される筒部に収容される、中心軸部の外周面にゴムブッシュが装着されてなる軸はりゴムの交換に用いる軸はりゴム交換装置であって、
   前記中心軸部が鉛直向きとなる姿勢の前記軸はりゴムがスライド移動可能に載置される載置台と、
   前記載置台上に載置された前記軸はりゴムを挟む位置に配置された前記第１の半割体と前記第２の半割体の少なくとも一方を、前記軸はりゴムの前記中心軸部と直交する方向に移動させて前記筒部を形成する移動機構と、
   を備えたことを特徴とする軸はりゴム交換装置。
2. 前記載置台は、平行に配設された一対のスライドプレートを有し、
   前記一対のスライドプレートの間には、前記筒部を形成する際に前記第１の半割体と前記第２の半割体の少なくとも一方が移動する方向に沿って延在する案内溝が形成されており、
   前記案内溝に前記中心軸部の軸端部が係入された状態で、前記軸はりゴムがスライド移動することを特徴とする請求項１に記載の軸はりゴム交換装置。
3. 前記第２の半割体は、前記ボルトが挿通される４つのボルト孔を有しており、
   前記移動機構は、前記４つのボルト孔のうち、対角方向に並んだ２つのボルト孔に差し込む挿入ピンが設けられた保持部を有しており、
   前記移動機構は、前記保持部で保持した前記第２の半割体を前記第１の半割体に向けて移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸はりゴム交換装置。
4. 前記軸はりが固定される固定台と、
   前記固定台を、その固定台に固定された前記軸はりの長手方向に沿う軸を中心として回転させる回転機構と、
   前記回転機構によって回転される前記固定台を、所定角度毎に位置合わせして一時停止させる位置決め手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の軸はりゴム交換装置。
5. 前記位置決め手段によって一時停止された前記固定台の回転を規制する回転規制手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の軸はりゴム交換装置。

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