WO2017033899A1 - 軸ハリ用筒形弾性連結装置 - Google Patents

軸ハリ用筒形弾性連結装置 Download PDF

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WO2017033899A1
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outer divided
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stopper
elastic coupling
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繁宏 大坪
友祐 伊藤
英樹 福元
善統 三瀬
藤井　博之
潤 白▲崎▼
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Sumitomo Riko Co Ltd
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
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Sumitomo Riko Co Ltd
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles

Definitions

  • the present invention relates to a shaft elastic connecting device for shaft tension that elastically connects one end of the shaft to a bogie frame of a railway vehicle.
  • this cylindrical elastic connecting device for shaft tension is a set of outer divisions extending in the circumferential direction on the outer peripheral side of the inner shaft member.
  • the inner shaft member and the pair of outer divided bodies are elastically connected to each other by a main rubber elastic body.
  • both end portions in the axial direction of the inner shaft member are attached to the carriage frame, and the outer divided body is attached to a cylindrical housing portion provided at one end of the shaft tension, whereby the shaft tension is attached to the carriage frame. It is elastically supported via a cylindrical elastic coupling device.
  • a stopper may be provided to limit the relative displacement amount of the inner shaft member and the pair of outer divided bodies in a specific radial direction in which a large load is expected to be input.
  • a large load at the time of deceleration is input in a radial direction corresponding to the front and rear of the vehicle
  • Patent Document 1 from the inner shaft member toward one of the outer divided bodies.
  • a stopper protruding in the radial direction is provided.
  • the inner shaft member and the one outer divided body abut each other through the stopper, so that the relative displacement amount of the inner shaft member and the outer divided body is limited in a specific radial direction.
  • the improvement of the performance and the braking performance of the intended railway vehicle are realized.
  • a stopper is disposed between the radially opposed surfaces of the inner shaft member and the one outer divided body, and the main rubber elastic body is continuously disposed between the stopper and the one outer divided body. If it is provided, not only when a heavy load is input, but also for normal vibration between the carriage and the axle that is input during traveling etc., the rubber elastic body of the main body and There is a problem in that the spring characteristics are hardened by being compressed between the narrow facings of the outer divided body and affect the suspension performance of the carriage. Furthermore, in the structure of Patent Document 1, since the stopper and the outer divided body are coupled by the main rubber elastic body, a circumferential load is applied between the inner shaft member and the outer divided body of the cylindrical elastic coupling device. When input, a hard spring exerted by the main rubber elastic body being compressed by the stopper may affect the suspension characteristics of the carriage.
  • Patent Document 2 a structure in which a gap is provided between the stopper and the housing portion so that the stopper supported by the inner shaft member contacts the housing portion only when a large load is input.
  • Patent Document 2 a pair of outer divided bodies are arranged so as to be opposed to each other in the vertical direction, and a stopper is disposed between circumferential ends of the upper and lower outer divided bodies, so that the protruding tip of the stopper and the outer divided body are arranged.
  • the body is not connected in the radial direction by the main rubber elastic body, and a predetermined gap is formed on the protruding tip side of the stopper.
  • the rubber volume of the main rubber elastic body is reduced in the radial direction in which the stopper is arranged.
  • the spring constant tends to be small, and there is a possibility that the degree of freedom in tuning the characteristics becomes small in a normal vibration input state such as during traveling.
  • the outer divided body is disposed so as to face the upper and lower sides, when the outer divided body is attached to the housing portion divided in the front and rear direction of the vehicle as shown in FIG. There is a possibility that the outer peripheral surface of the outer divided body may be damaged by galling or the like by the edge, and when the special structure as shown in Patent Document 2 is not adopted, it is necessary to carefully perform the mounting work on the shaft tension. There is.
  • JP 2014-20487 A Japanese Patent No. 3747783
  • the present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and the problem to be solved is to set the spring ratio in each radial direction with a large degree of freedom even when a stopper is provided in a specific radial direction.
  • a pair of outer divided bodies opposed to each other in the direction perpendicular to the axis is arranged on the outer periphery of the inner shaft member, and the inner shaft member and the set of outer divided bodies are elastic rubber bodies.
  • the inner shaft member is attached to a bogie frame of a railway vehicle, and the set of outer divided members is attached to a cylindrical housing portion provided at one end of the shaft tension.
  • the main rubber elastic body is formed with a pocket portion that opens to the outer peripheral surface, and the set of outer divisions
  • the pocket part is opened to the outside through a window part formed through one of the bodies, and a stopper supported by the inner shaft member is disposed in the pocket part,
  • a stopper is disposed opposite to the housing portion in the direction perpendicular to the housing through the window portion, and the amount of relative displacement between the inner shaft member and the pair of outer divided bodies is limited by contact between the stopper and the housing portion.
  • the displacement limiting mechanism is configured, an opening is formed in either one of the pair of outer divided bodies, and the main rubber elastic body is exposed to the outside through the opening on the side opposite to the pocket. It is characterized by being exposed.
  • a large load is input by a single brake or the like, and a stopper is provided only in one radial direction, A window portion for exposing the stopper is formed in one of the outer divided bodies, and an opening portion is formed in any of the other outer divided bodies. This prevents the spring from becoming small on only one radial side where the stopper is arranged, and the springs of the main rubber elastic body arranged between the inner shaft member and each outer divided body are close to each other on both radial sides. .
  • the spring ratio can be easily tuned between the protruding direction of the stopper and the opposite side, and the opposing direction of the outer divided body It is possible to obtain excellent characteristics with respect to vibration input to both sides in the radial direction.
  • a pair of outer divided bodies oppose each other in the protruding direction of the stopper, and the compression spring of the main rubber elastic body acts dominantly in the protruding direction of the stopper where the load is input and on the opposite side. Durability can be improved. Furthermore, since a relatively hard spring characteristic can be obtained by the compression spring, the spring characteristic can be tuned with a large degree of freedom by forming a window part or an opening part in the outer divided body.
  • the window portion is formed so as to partially penetrate in one of the outer divided bodies, the inner shaft member and the outer divided body with respect to the input in the protruding direction of the stopper outside the window portion in the axial direction.
  • the compression spring of the main rubber elastic body is efficiently exhibited between the radial directions. Therefore, a drop in the spring due to the formation of the window portion that exposes the stopper hardly becomes a problem, and a large degree of freedom in tuning the spring can be ensured.
  • the elastic rubber body is compressed by the stopper when a circumferential load is input between the inner shaft member and the outer divided body. Since it is avoided and the spring is easily set small, characteristics such as suspension performance and elasticity of the carriage can be tuned with a greater degree of freedom.
  • the opening is formed at a circumferential end of the other outer divided body. It is.
  • the formation of the opening becomes extremely easy.
  • the third aspect of the present invention is the cylindrical elastic connecting device for shaft tension described in the second aspect, wherein the opening area of the opening is made larger than the opening area of the window.
  • the intermediate portion in the circumferential direction is provided.
  • the compression spring component of the main rubber elastic body becomes more dominant than the radial direction between the one outer divided body formed with the window and the inner shaft member.
  • the opening portion is opened larger than the window portion, and the fixing area of the other outer divided body to the main rubber elastic body is made smaller than that of the one outer divided body, thereby disposing the stopper for the inner shaft member. It becomes easy to set springs close to each other in the direction and on the opposite side.
  • the opening is formed at a circumferential intermediate portion of the other outer divided body. It is.
  • the opening is formed in the circumferential intermediate portion of the outer divided body in the same manner as the window, the springs close to each other can be more easily set in the stopper disposition direction and the opposite side. be able to.
  • the window and the opening are formed at the circumferentially intermediate portion of each outer divided body, so that a pair of outer divided bodies are opposed to springs by forming window portions on both sides in the radial direction. This is because the influence on the spring and the influence on the spring due to the formation of the opening are close to each other.
  • the opening is formed with the same opening shape and opening area as the window, and the opening The portion is disposed at a position facing the window portion in the direction perpendicular to the axis.
  • the opening and the window are arranged opposite to each other in the direction perpendicular to the axis, thereby affecting the spring in the stopper disposition direction due to the formation of the window and the stopper due to the formation of the opening.
  • the influence on the spring on the side opposite to the arrangement side becomes closer, and the spring on the stopper arrangement side and the spring on the opposite side can be tuned more easily.
  • the stopper disposition direction and the spring on the opposite side can be easily set to be substantially the same. it can.
  • the main rubber elastic body is formed with a hollow recess opening on an outer peripheral surface. And the cavity is open to the outside through the opening.
  • the main body rubber elastic body is formed with the thinning recess opened to the outside through the opening, so that the main body rubber elastic body is formed with the pocket forming portion and the pocket portion forming side.
  • the springs of the main rubber elastic body can be easily set closer to each other on the opposite side of the stopper disposition direction.
  • the housing portion is constituted by a pair of front and rear half cylinder members.
  • the pair of front and rear semi-cylindrical members of the housing portion are attached to the set of outer divided bodies so as to overlap each other from the outside in the facing direction.
  • the set of outer divided bodies can be easily attached to the housing portion by combining the housing portion with a set of half-cylinder members divided in the circumferential direction.
  • the mounting operation of the cylindrical elastic connecting device for the shaft tension to the shaft tension becomes easy.
  • the circumferential edge of the semi-cylindrical member is formed by superimposing a set of semi-cylindrical members from the outside in the opposing direction of the pair of outer divided bodies. It becomes easy to prevent contact with the outer peripheral surface of the outer divided body, and damage due to galling is avoided.
  • At least one of the pair of outer divided bodies and the housing portion are surrounded. Positioning means for positioning each other in the direction is provided.
  • the eighth aspect it is possible to position and attach the shaft elastic cylindrical coupling device to the housing portion in a predetermined direction.
  • the direction of stopper placement can be set easily and accurately with respect to the input direction of heavy loads that require displacement restriction by the stopper. Can be realized.
  • the window portion is formed in one of the outer divided bodies and the opening portion is formed in any one of the outer divided bodies
  • the inner shaft member and each outer divided body are The springs of the main rubber elastic body disposed therebetween are close to each other, and relative spring tuning is facilitated between the protruding direction of the stopper from the inner shaft member and the opposite side.
  • a pair of outer divided bodies face each other in the stopper protruding direction, and the compression spring and tension spring of the main rubber elastic body act dominantly on the input of the compression force and tensile force in the stopper protruding direction.
  • the durability can be improved, and the spring can be tuned with a large degree of freedom by forming the window portion and the opening portion in the outer divided body.
  • the window portion is partially formed through one of the outer divided bodies, the compression spring and the tension spring of the main rubber elastic body can be efficiently obtained outside in the axial direction of the window portion, Decreasing the spring due to the formation of the window is less likely to be a problem.
  • FIG. 2 is a plan view of the shaft bushing rubber bush shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a right side view of a shaft bushing rubber bush shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4.
  • the perspective view which shows the rubber bush for axial tension of FIG. 1 from another angle.
  • the right view which shows the rubber bush for shaft tensions of FIG. 1 in the mounting state to the railway vehicle.
  • the top view which shows the rubber bush for axial tensions as 2nd embodiment of this invention.
  • FIGS. 1 to 3 show a shaft bushing rubber bush 10 used in a railway vehicle as a first embodiment of the shaft tip cylindrical elastic coupling device structured according to the present invention.
  • the shaft bushing rubber bush 10 includes an inner shaft member 12 and front and rear outer divided bodies 14a and 14b arranged opposite to each other on the outer periphery thereof. It has a structure elastically connected to each other.
  • the up and down direction is the vertical direction in FIG. 3 which is a substantially vertical up and down direction when mounted on a railway vehicle
  • the front and rear direction is a state when mounted on a railway vehicle.
  • the left-right direction in FIG. 3 that is the vehicle front-rear direction, and the left-right direction refer to the left-right direction in FIG. 2 that is substantially the vehicle left-right direction when mounted on a railway vehicle, respectively.
  • the inner shaft member 12 is a high-rigidity member formed of iron, aluminum alloy, or the like, and as shown in FIGS. 4 to 6, both ends of the middle shaft main body 18 having a solid circular rod shape.
  • a flange-shaped inner flange portion 20 that spreads to the outer periphery and a mounting portion 22 that protrudes further outward in the axial direction than the inner flange portion 20 are formed integrally with each other.
  • the attachment portion 22 of the present embodiment has a substantially polygonal column shape as shown in FIGS. 1 to 3, and is formed with a bolt hole 24 extending vertically in the direction perpendicular to the axis.
  • the inner flange portion 20 has an outer surface in the axial direction extending in a direction substantially perpendicular to the axis, and an inner peripheral portion of the inner surface in the axial direction is a tapered surface, and the inner peripheral portion gradually becomes thinner toward the outer periphery.
  • the outer peripheral portion spreads out with a substantially constant thickness.
  • the shape of the inner shaft member 12 is not limitedly interpreted by the specific description of the embodiment, and each part constituting the inner shaft member 12 (the middle shaft main body 18, the inner flange portion 20 in the present embodiment, The specific shapes of the mounting portion 22 and the bolt hole 24) are not particularly limited.
  • a stopper 26 is attached to the middle shaft body 18 of the inner shaft member 12.
  • the stopper 26 has a block shape composed of curved surfaces whose inner peripheral surface and outer peripheral surface are curved in the circumferential direction, and is made of a metal or a hard synthetic resin. It is a rigid member.
  • the stopper 26 is superposed on the outer peripheral surface of the inner shaft main body 18 of the inner shaft member 12, and is fixed to the central portion in the axial direction by means such as welding, adhesion, or bolt connection.
  • the stopper 26 does not necessarily have to be fixed to the inner shaft member 12 in advance. For example, when the main rubber elastic body 16 is vulcanized, the stopper 26 is set in a mold separately from the inner shaft member 12, and the main rubber elasticity The body 16 may be positioned and held with respect to the inner shaft member 12.
  • Each of the outer divided bodies 14a and 14b has a curved plate shape extending in the circumferential direction with a length less than half a circumference, and outer flange portions 28 bent to the outer circumferential side are integrally formed at both ends in the axial direction. Yes.
  • the outer flange portion 28 is inclined outward in the axial direction toward the outer periphery, and is diagonally opposed to the inner peripheral portion of the inner flange portion 20.
  • a window portion 30 is formed in one outer divided body 14a so as to penetrate a central portion in the circumferential direction and the axial direction with a substantially square cross section.
  • the window portion 30 is formed with an axial dimension that does not reach the outer collar portion 28, and a fixing portion 32 extending in the circumferential direction is provided between the window portion 30 and the base end of each outer collar portion 28. Each is provided.
  • the other outer divided body 14b is formed with a positioning hole 34 penetrating the central portion with a circular section having a small diameter.
  • the positioning hole 34 of the present embodiment is formed with an opening area sufficiently smaller than the window portion 30, the cross-sectional shape and size of the positioning hole 34 are not particularly limited.
  • the other outer divided body 14b has openings 36 at both ends in the circumferential direction.
  • the opening portion 36 of the present embodiment is formed over the entire axial direction of the outer divided body 14b including the outer flange portion 28, and the outer divided body 14b is formed by forming the opening portions 36 at both ends in the circumferential direction. Is shorter than the outer divided body 14a.
  • the total opening area of the openings 36 and 36 is larger than the opening area of the window 30.
  • the opening areas of the openings 36 and 36 are appropriately changed according to the required spring characteristics in the front-rear direction, and the total opening area of the openings 36 and 36 is the window 30. In some cases, the opening area is less than or equal to.
  • the outer divided bodies 14 a and 14 b are arranged away from the outer peripheral side of the inner shaft main body 18 of the inner shaft member 12, and the inner shaft member 12 and the outer divided bodies 14 a and 14 b are mutually connected by the main rubber elastic body 16. It is elastically connected to.
  • the outer divided body 14a and the outer divided body 14b are arranged to face each other in the radial direction with the central shaft main body 18 interposed therebetween, and the circumferential end portions of the outer divided body 14a and the outer divided body 14b are mutually in the circumferential direction. is seperated.
  • the main rubber elastic body 16 has a thick, generally cylindrical shape as a whole, and rubber flanges 38 that protrude outward are integrally formed at both axial ends.
  • the main rubber elastic body 16 has a cylindrical inner peripheral surface of the axial central portion vulcanized and bonded to the outer peripheral surface of the inner shaft main body 18 of the inner shaft member 12, and the outer peripheral surface of the outer divided body 14a. , 14b is vulcanized and bonded to the opposing inner surface.
  • the rubber flange portion 38 of the main rubber elastic body 16 is disposed between the opposing surfaces of the inner flange portion 20 of the inner shaft member 12 and the outer flange portions 28 and 28 of the outer divided bodies 14a and 14b.
  • the portion 20 and the outer flange portions 28 and 28 are vulcanized and bonded.
  • the main rubber elastic body 16 of the present embodiment is formed as an integrally vulcanized molded product including the inner shaft member 12 and the outer divided bodies 14a and 14b.
  • a pocket 40 is formed in the main rubber elastic body 16.
  • the pocket portion 40 is formed in a recessed shape that opens on the outer peripheral surface of the main rubber elastic body 16, and is formed at the central portion in the axial direction of the main rubber elastic body 16.
  • the outer peripheral surface of the main rubber elastic body 16 is fixed to the outer divided body 14a around the opening of the pocket portion 40, and the window 30 of the outer divided body 14a is positioned with the opening of the pocket portion 40. 40 is opened to the outer periphery through the window 30.
  • the pocket portion 40 is partially formed in the circumferential direction and the axial direction on the outer peripheral surface of the main rubber elastic body 16, and the window portion 30 is partially formed in the circumferential direction and the axial direction of the outer divided body 14a. Therefore, the main rubber elastic body 16 is also vulcanized and bonded to the fixing portion 32 of the outer divided body 14a, and the inner shaft member 12 and the fixing portion 32 are continuously elastic in the radial direction by the main rubber elastic body 16. It is connected.
  • the stopper 26 supported by the inner shaft member 12 protrudes into the pocket portion 40, and at least the tip portion is separated from the wall inner surface of the pocket portion 40 in the axial direction and the circumferential direction, so that the center of the pocket portion 40 is Placed in the part.
  • the protruding tip portion of the stopper 26 protruding to the outer periphery is exposed from the main rubber elastic body 16.
  • the rubber elastic body 16 may be covered with a separate buffer rubber, a separate buffer foam, or the like.
  • a positioning recess 42 is formed in the main rubber elastic body 16.
  • the positioning recess 42 is a circular recess having a small diameter, and is open to the outer peripheral surface of the main rubber elastic body 16 on the opposite side of the pocket portion 40 in the radial direction.
  • the positioning recess 42 is positioned with the positioning hole 34 of the outer divided body 14b and opens to the outer periphery through the positioning hole 34, and the outer peripheral surface of the main rubber elastic body 16 is outer-divided around the opening of the positioning recess 42. Vulcanized and bonded to the body 14b.
  • the main rubber elastic body 16 has an opening 36, an outer circumferential portion of the outer divided body 14b on the half circumference opposite to the side where the pocket portion 40 is provided. 36 is exposed radially outwardly.
  • the outer divided body 14a is also formed with a circumferential length that is less than half a circumference, and the main rubber elastic body 16 is also in the circumferential direction of the outer divided body 14a in the half circumference on the side where the pocket portion 40 is provided. Exposed to the outside on the outside. In short, the main rubber elastic body 16 is exposed to the outside between the circumferential ends of the outer divided body 14a and the outer divided body 14b.
  • annular groove 44 as shown in FIG. 2 is opened on the outer peripheral surface of the main rubber elastic body 16 exposed in the circumferential direction between the outer divided body 14a and the outer divided body 14b.
  • the annular groove 44 extends along the circumferential end of the outer divided body 14 a and the recessed groove extending in the axial direction along the circumferential end of the outer divided body 14 b, and along the base end of the rubber flange 38 of the main rubber elastic body 16.
  • the exposed portion of the main rubber elastic body 16 continuously extends in a substantially rectangular ring shape.
  • a region surrounded by the annular groove 44 in the main rubber elastic body 16 is a buffer protrusion 46 protruding to the outer periphery as shown in FIGS.
  • the shaft tension rubber bush 10 having such a structure is attached to a carriage 48 of a railway vehicle as shown in FIG.
  • the carriage 48 includes a carriage frame 50 and wheels 52, and an axle box portion 56 that supports the axle 54 of the wheels 52 is elastically connected to the carriage frame 50 by an axle spring 58, and from the axle box portion 56 to the rear of the vehicle.
  • a structure in which the shaft tension 60 extends is provided.
  • the housing portion 62 provided at the extended end of the shaft tension 60 is connected to the carriage frame 50 by the shaft tension rubber bush 10.
  • the substantially cylindrical housing part 62 is configured by fixing substantially semi-cylindrical half-cylinder members 64a and 64b facing each other in the vehicle longitudinal direction.
  • the shaft bushing rubber bush 10 is configured such that the outer divided bodies 14a and 14b are sandwiched between the opposed half-cylindrical members 64a and 64b and are inserted into the housing portion 62 in an inserted state. .
  • the direction of the rubber shaft 10 for shaft tension is set so that the opposing direction of the outer divided bodies 14a and 14b is the front and rear of the vehicle, and the semi-cylindrical members 64a and 64b are arranged from the outer side in the opposing direction of the outer divided bodies 14a and 14b.
  • a positioning convex portion (not shown) is formed on the opposing inner surface of the semi-cylindrical member 64a, and the positioning convex portion is inserted into the positioning hole 34 of the outer divided body 14b.
  • Positioning means for positioning the housing with respect to the housing portion 62 is configured.
  • the outer divided bodies 14a and 14b can be attached to the housing part 62 by a simple operation by the housing part 62 having a divided structure constituted by a pair of front and rear half-cylinder members 64a and 64b. .
  • outer divided bodies 14a and 14b each having a circumferential length that is less than a half circumference are arranged facing the front and rear, and a pair of front and rear half cylinder members 64a and 64b are arranged in the outer divided bodies 14a and 14a. 14b is attached so as to overlap from the outside in the opposite direction. Therefore, it is also avoided that the corners of the end portions in the circumferential direction of the half cylinder members 64a and 64b come into contact with the outer peripheral surfaces of the outer divided bodies 14a and 14b, and the outer divided bodies 14a and 14b are damaged by galling.
  • the inner shaft member 12 of the shaft bushing rubber bush 10 is attached to the carriage frame 50 by attachment bolts (not shown) in which attachment portions 22 provided at both ends in the axial direction are inserted into the bolt holes 24.
  • the inner shaft member 12 of the shaft bushing rubber bush 10 is attached to the bogie frame 50, and the outer divided bodies 14a and 14b are attached to the shaft shank 60 on the wheel 52 side, so that the wheels 52 are moved to the bogie frame. 50 are elastically connected to each other through a shaft spring 58 and a shaft tension rubber bush 10. Then, when the wheel 52 is displaced up and down with the deformation of the shaft spring 58, the swinging of the shaft tension 60 around the inner shaft member 12 is allowed by the elastic deformation of the main rubber elastic body 16, and vibration and Shock is absorbed.
  • the compression and tensile load in the longitudinal direction of the vehicle is also input to the shaft bushing rubber bush 10, a pair of outer divided bodies 14a and 14b are opposed to each other in the longitudinal direction of the vehicle, so on the other hand, the compression spring and the tension spring of the main rubber elastic body 16 act predominantly.
  • the durability of the main rubber elastic body 16 is improved and a relatively hard spring characteristic is obtained by the compression spring and the tension spring. Therefore, the window portion 30 and the opening portion 36 are provided in the outer divided bodies 14a and 14b.
  • the spring characteristics can be tuned with a large degree of freedom.
  • the stopper 26 is held in a state of being separated from the inner periphery of the housing portion 62 so that a linear spring characteristic due to elastic deformation of the main rubber elastic body 16 is obtained.
  • the cart frame 50 is provided with a brake device 66 so that the rotation of the wheel 52 is braked by pressing the brake shoe 68 against the outer peripheral surface of the wheel 52 from either the front or the rear by hydraulic pressure or the like. It has become.
  • the brake device 66 is a single brake.
  • the stopper 26 is disposed so as to protrude from the inner shaft member 12 toward the semi-cylindrical member 64b, and faces the semi-cylindrical member 64b in the front-rear direction through the window 30.
  • the half cylinder member 64b is largely displaced relative to the inner shaft member 12 during braking of the vehicle, the inner shaft member 12 and the half cylinder member 64b come into contact with each other via the stopper 26, so that the inner shaft member 12 and the housing portion are in contact with each other.
  • the relative displacement amount in the front-rear radial direction of the outer divided bodies 14a and 14b is limited.
  • the amount of elastic deformation of the main rubber elastic body 16 is limited, and damage due to excessive deformation of the main rubber elastic body 16 is avoided.
  • the shaft bushing rubber bush 10 is relatively positioned by the positioning means with respect to the housing portion 62, the protruding direction of the stopper 26 is accurately set in the vehicle longitudinal direction. Thereby, the displacement limiting action by the stopper 26 can be stably obtained, and the intended characteristics and durability are realized.
  • the main rubber elastic body 16 is formed with a pocket portion 40 that accommodates the stopper 26.
  • the inner shaft member 12 and the outer divided body are formed.
  • the rubber volume at the portion connecting 14a is small.
  • the opening part 36 is formed in the circumferential direction both ends of the outer division body 14b, and the rubber volume of the part which connects the inner shaft member 12 and the outer division body 14b in the main body rubber elastic body 16 is made small.
  • the spring exerted by the rubber between the inner shaft member 12 and the outer divided body 14a in the radial direction tends to be small due to the formation of the window portion 30 and the pocket portion 40, but the inner shaft member is provided with openings 36 and 36.
  • the spring exerted by the rubber between the radial direction of 12 and the outer divided body 14b it becomes easy to set spring characteristics close to each other before and after the vehicle.
  • Elastic connection performance can be obtained.
  • the pocket portion 40 provided with the stopper 26 and the window portion 30 corresponding to the opening of the pocket portion 40 are partially opened in the axial direction and the circumferential direction, and the periphery of the pocket portion 40 is the outer divided body 14a.
  • the window portion 30 is vulcanized and bonded.
  • the main rubber elastic body 16 is connected to the inner shaft member 12 and the outer portion not only in a portion where the window portion 30 and the pocket portion 40 are removed in the circumferential direction but also in a portion where the window portion 30 and the pocket portion 40 are removed in the axial direction. It arrange
  • the opening 36 is formed at the circumferential end of the outer divided body 14b, the opening 36 can be formed more easily.
  • the opening 36 is formed over the entire length in the axial direction of the outer divided body 14b including the outer flange portions 28, 28, the circumferential length of the entire outer divided body 14b is shortened. Thus, the opening 36 can be formed very easily.
  • the total opening area of the openings 36, 36 is set to be larger than the opening area of the window 30, so that the front and rear springs are closer.
  • the window 30 is formed to open in the vehicle front-rear direction at a substantially vertical center, while the openings 36, 36 are formed at the circumferential end of the outer divided body 14b. This is because it is provided at a position deviated up and down with respect to the longitudinal direction of the vehicle.
  • the shaft tension rubber bush 70 has a structure in which the inner shaft member 12 and the outer divided bodies 72 a and 72 b are elastically connected to each other by a main rubber elastic body 74.
  • part substantially the same as 1st embodiment description is abbreviate
  • the outer divided body 72a of the present embodiment is substantially the same as the outer divided body 14a of the first embodiment, and the outer divided body 72a and the outer divided body 72b have substantially the same shape. That is, the circumferential lengths of the outer divided body 72a and the outer divided body 72b are substantially the same, and the outer divided body 72b has the same opening area and opening shape as the window portion 30 of the outer divided body 72a.
  • An opening 76 is formed in the central portion in the axial direction and the circumferential direction.
  • the main rubber elastic body 74 is formed with a meat recess 78.
  • the cutout recess 78 is a recess that opens in the outer peripheral surface of the main rubber elastic body 74 with substantially the same opening area and shape as the pocket portion 40 and is opposite to the pocket portion 40 in the radial direction. Is formed.
  • the outer division body 72b adheres to the outer peripheral surface of the main rubber elastic body 74, so that the cutout recess 78 is opened to the outer circumference through the opening 76 of the outer division body 72b.
  • the main rubber elastic body 74 has substantially the same recesses on both the front and rear sides, and is fixed to the outer divided bodies 72a and 72b in substantially the same manner, and the springs in the front and rear directions are made substantially equal to each other. Yes.
  • the window 30 is formed at the circumferential intermediate portion of the outer divided body 72a, and the opening 76 is formed at the circumferential intermediate portion of the outer divided body 72b. . Therefore, the influence on the front and rear spring characteristics with respect to the shape and size of the window portion 30 and the influence on the front and rear spring characteristics with respect to the shape and size of the opening 76 are close, and adjustment of the spring characteristics on both the front and rear sides is easy. Become. In particular, since the window 30 and the opening 76 are arranged at positions facing each other in the radial direction, the influence of the shape and size of the window 30 and the opening 76 on the spring characteristics is closer to each other. Adjustment of the front and rear springs becomes easier.
  • the window 30 and the opening 76 are formed with substantially the same shape and size, and the outer divided body 72a and the outer divided body 72b have substantially the same shape, so that the springs on both the front and rear sides are mutually connected. Setting with close characteristics becomes easier. Therefore, excellent characteristics can be obtained with respect to vibration input in the front-rear direction.
  • the main rubber elastic body 74 is formed with a pocket portion 40 that opens to the outer peripheral surface, and the pocket portion 40 is opened to the outside through the window portion 30, and a meat recess 78 corresponding to the pocket portion 40. Is formed, and the cutout recess 78 is opened to the outside through the opening 76.
  • the springs of the main rubber elastic body 74 are made substantially the same with each other more accurately in the front-rear direction. Therefore, when setting the same spring characteristic in the front-rear direction, the desired spring characteristic is easily and highly realized. be able to.
  • the springs in the front-rear direction are different from each other by making the shapes and sizes of the window portion 30 and the opening portion 76 different from each other, and making the shapes and sizes of the pocket portion 40 and the hollow recess 78 different from each other. It is also possible to appropriately tune the characteristics.
  • the structure of the opening formed in the outer divided body 14b is not limitedly interpreted by the specific description of the embodiment. That is, a plurality of openings may be formed in an intermediate portion in the axial direction or the circumferential direction, or openings may be formed only at any end in the circumferential direction. Moreover, an opening part can also be formed in both the circumferential direction edge part and circumferential direction intermediate part of the outer division body 14b.
  • stopper 26 is not necessarily fixed directly to the inner shaft member 12 and may be elastically connected to the inner shaft member 12 via the main rubber elastic body 16. Further, the stopper 26 may be formed integrally with the inner shaft member 12.
  • the positioning hole is not essential, and may be omitted as in the second embodiment, or a positioning structure other than the hole may be employed. Furthermore, the position where the positioning hole is formed is not particularly limited. For example, in the second embodiment, the positioning hole can be formed in a portion off the opening 76 or the window 30.
  • the mounting direction of the shaft bushing rubber bush 10 to the housing portion 62 is an example.
  • the protruding direction of the stopper 26 is also It is necessary to set in the reverse direction, and the mounting direction of the shaft bushing rubber bush 10 to the housing portion 62 is reversed.

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Abstract

径方向のストッパを設けた場合であっても、各径方向のばね比を大きな自由度で設定して優れた弾性連結性能を実現できる、新規な構造の軸ハリ用筒形弾性連結装置を提供すること。　軸ハリ６０の一端に設けられた筒状のハウジング部６２に装着されて台車フレーム５０と軸ハリ６０を弾性連結する軸ハリ用筒形弾性連結装置１０において、本体ゴム弾性体１６の外周面に開口するポケット部４０が、一方のアウタ分割体１４ａに貫通形成された窓部３０を通じて外部へ開放されていると共に、ポケット部４０にはインナ軸部材１２で支持されたストッパ２６が配されており、ストッパ２６とハウジング部６２の当接によってインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａ，１４ｂの相対変位量を制限する変位制限機構が構成される一方、本体ゴム弾性体１６は他方のアウタ分割体１４ｂに形成された開口部３６を通じてポケット部４０と反対側で外部に露出している。

Description

軸ハリ用筒形弾性連結装置
　本発明は、鉄道用車両の台車フレームに軸ハリの一端を弾性連結する軸ハリ用筒形弾性連結装置に関するものである。
　従来から、鉄道用車両において、車軸を支える軸箱部から軸ハリを車両前後方向へ延び出させて、その軸ハリの端部を筒形弾性連結装置によって台車フレームに弾性連結させた構造が、一般的に採用されている。この軸ハリ用筒形弾性連結装置は、特開２０１４－２０４８７号公報（特許文献１）などにも開示されているように、インナ軸部材の外周側にそれぞれ周方向へ延びる一組のアウタ分割体を配設し、それらインナ軸部材と一組のアウタ分割体を本体ゴム弾性体によって相互に弾性連結した構造を有している。そして、インナ軸部材の軸方向両端部が台車フレームに取り付けられると共に、アウタ分割体が軸ハリの一端に設けられた筒状のハウジング部に取り付けられることにより、軸ハリが台車フレームに軸ハリ用筒形弾性連結装置を介して弾性支持されるようになっている。
　ところで、軸ハリ用筒形弾性連結装置では、大きな荷重の入力が予想される特定の径方向においてインナ軸部材と一組のアウタ分割体の相対変位量を制限するためにストッパを設ける場合がある。即ち、軸ハリ用筒形弾性連結装置では、減速時の大荷重が車両前後に相当する径方向に入力されることから、特許文献１では、インナ軸部材から何れか一方のアウタ分割体に向かって当該径方向で突出するストッパが設けられている。そして、インナ軸部材と一方のアウタ分割体がストッパを介して相互に当接することによって、インナ軸部材とアウタ分割体の相対変位量が特定の径方向で制限されて、本体ゴム弾性体の耐久性の向上や目的とする鉄道用車両の制動性能などが実現されるようになっている。
　しかしながら、特許文献１のように、インナ軸部材と一方のアウタ分割体の径方向対向面間にストッパが配されて、ストッパと一方のアウタ分割体との間に本体ゴム弾性体が連続的に設けられていると、大荷重の入力時だけでなく、走行中等に入力される台車と車軸間の通常の振動に対しても、ストッパが配された径方向において、本体ゴム弾性体がストパとアウタ分割体との狭い対向間で圧縮されることによりばね特性が硬くなって、台車のサスペンション性能に影響してしまうという不具合がある。さらに、特許文献１の構造では、ストッパとアウタ分割体の間が本体ゴム弾性体によって連結されていることから、筒形弾性連結装置のインナ軸部材とアウタ分割体の間に周方向の荷重が入力されると、本体ゴム弾性体がストッパによって圧縮されて発揮される硬いばねが、台車のサスペンション特性に影響するおそれもある。
　また、特許第３７４７７８３号公報（特許文献２）では、インナ軸部材によって支持されたストッパが、大荷重の入力時にのみハウジング部に当接するように、ストッパとハウジング部の間に隙間を設けた構造が提案されている。この特許文献２では、一組のアウタ分割体が上下に対向して配されており、それら上下のアウタ分割体の周方向端部間にストッパを配することで、ストッパの突出先端とアウタ分割体が本体ゴム弾性体によって径方向に連結されることなく、ストッパの突出先端側に所定の隙間が形成されるようになっている。
　ところが、ストッパとハウジング部の径方向間に隙間を形成した上述の如き構造では、ストッパを配した径方向において本体ゴム弾性体のゴムボリュームが小さくなることから、当該径方向において他の径方向よりもばね定数が小さくなり易く、走行時などの通常の振動入力状態において特性のチューニング自由度が小さくなるおそれがある。
　また、アウタ分割体が上下に対向配置されていることから、特許文献２の図１３に示されているような車両前後に分割された構造のハウジング部に取り付けられる場合には、ハウジング部の分割端縁によるかじり等によってアウタ分割体の外周面が損傷するおそれがあり、特許文献２に示されているような特別な構造を採用しない場合には、軸ハリへの装着作業を慎重に行う必要がある。
特開２０１４－２０４８７号公報 特許第３７４７７８３号公報
　本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、特定の径方向にストッパを設けた場合であっても、各径方向のばね比を大きな自由度で設定して優れた弾性連結性能を得ることができる、新規な構造の軸ハリ用筒形弾性連結装置を提供することにある。
　以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
　すなわち、本発明の第一の態様は、インナ軸部材の外周に軸直角方向で対向する一組のアウタ分割体が配されて、それらインナ軸部材と一組のアウタ分割体とが本体ゴム弾性体によって相互に弾性連結されており、該インナ軸部材が鉄道用車両の台車フレームに取り付けられると共に、該一組のアウタ分割体が軸ハリの一端に設けられた筒状のハウジング部に取り付けられることにより、該台車フレームと該軸ハリを弾性連結する軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記本体ゴム弾性体には外周面に開口するポケット部が形成されており、前記一組のアウタ分割体の何れか一方に貫通形成された窓部を通じて該ポケット部が外部へ開放されていると共に、該ポケット部には前記インナ軸部材によって支持されたストッパが配されており、該ストッパが該窓部を通じて前記ハウジング部と軸直角方向に離れて対向配置されて、該ストッパと該ハウジング部との当接によって該インナ軸部材と該一組のアウタ分割体の相対変位量を制限する変位制限機構が構成される一方、該一組のアウタ分割体の何れか他方には開口部が形成されており、該本体ゴム弾性体が該ポケット部と反対側において該開口部を通じて外部に露出せしめられていることを、特徴とする。
　このような第一の態様に従う構造とされた軸ハリ用筒形弾性連結装置によれば、片ブレーキなどによる大荷重の入力が想定されて、径方向一方向だけにストッパが設けられており、何れか一方のアウタ分割体にはストッパを露出させる窓部が形成されていると共に、何れか他方のアウタ分割体には開口部が形成されている。これにより、ストッパを配した径方向片側だけでばねが小さくなるのを防いで、径方向両側においてインナ軸部材と各アウタ分割体の間に配される本体ゴム弾性体のばねが相互に近くなる。それ故、ストッパがハウジング部に当接しない鉄道用車両の通常の走行状態などにおいて、ストッパの突出方向とその反対側との間でばね比のチューニングが容易になり、アウタ分割体の対向方向となる径方向両側への振動入力に対して優れた特性を得ることができる。
　また、一組のアウタ分割体がストッパの突出方向で相互に対向しており、荷重が入力されるストッパの突出方向およびその反対側では、本体ゴム弾性体の圧縮ばねが支配的に作用して、耐久性の向上が図られ得る。さらに、圧縮ばねによる比較的に硬いばね特性が得られることから、アウタ分割体に窓部や開口部を形成することによって、ばね特性を大きな自由度でチューニングすることができる。
　さらに、一方のアウタ分割体において窓部が部分的に貫通して形成されることから、窓部の軸方向外方では、ストッパの突出方向への入力に対して、インナ軸部材とアウタ分割体の径方向間で本体ゴム弾性体の圧縮ばねが効率的に発揮される。したがって、ストッパを露出させる窓部を形成することによるばねの低下が問題になり難く、ばねのチューニング自由度を大きく確保することができる。
　また、たとえばストッパとポケット部の内面との間に隙間を設けておけば、インナ軸部材とアウタ分割体の間に周方向の荷重が入力される際に、ストッパによる本体ゴム弾性体の圧縮が回避されて、ばねを小さく設定し易くなることから、台車のサスペンション性能や弾性などの特性をより大きな自由度でチューニング可能となり得る。
　本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記開口部が何れか他方の前記アウタ分割体の周方向端部に形成されているものである。
　第二の態様によれば、開口部の形成が極めて容易になる。しかも、アウタ分割体の周方向中間部分では本体ゴム弾性体の圧縮ばねおよび引張ばねを効率的に得ることができると共に、周方向中間部分にハウジング部とアウタ分割体との位置決め構造などを設けやすくなる。
　本発明の第三の態様は、第二の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記開口部の開口面積が前記窓部の開口面積よりも大きくされているものである。
　第三の態様によれば、開口部が他方のアウタ分割体の周方向両端部に形成されていることによって、他方のアウタ分割体とインナ軸部材の径方向間では、周方向の中間部分に窓部を形成された一方のアウタ分割体とインナ軸部材との径方向間よりも、本体ゴム弾性体の圧縮ばね成分がより支配的となる。その結果、開口部を窓部よりも大きく開口させて、他方のアウタ分割体の本体ゴム弾性体への固着面積を一方のアウタ分割体よりも小さくすることにより、インナ軸部材に対するストッパの配設方向およびその反対側において相互に近いばねを設定し易くなる。
　本発明の第四の態様は、第一の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記開口部が何れか他方の前記アウタ分割体の周方向中間部分に形成されているものである。
　第四の態様によれば、開口部が窓部と同様にアウタ分割体の周方向中間部分に形成されることによって、ストッパ配設方向およびその反対側において相互に近いばねをより簡単に設定することができる。蓋し、窓部と開口部の形成位置が各アウタ分割体の周方向中間部分とされていることにより、一組のアウタ分割体が対向する径方向の両側において、窓部の形成によるばねへの影響と、開口部の形成によるばねへの影響とが、相互に近くなるからである。
　本発明の第五の態様は、第四の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記開口部が前記窓部と同じ開口形状および開口面積で形成されていると共に、該開口部が該窓部に対して軸直角方向に対向する位置に配置されているものである。
　第五の態様によれば、開口部と窓部が軸直角方向で相互に反対に配置されることで、窓部の形成によるストッパ配設方向のばねへの影響と、開口部の形成によるストッパ配設側と反対側のばねへの影響とがより近くなって、それらストッパ配設側のばねとその反対側のばねをより簡単にチューニングすることができる。しかも、開口部と窓部の配置のみならず開口部と窓部の開口形状および開口面積も同じにすれば、ストッパ配設方向とその反対側のばねとを簡単に略同じに設定することができる。
　本発明の第六の態様は、第四または第五の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記本体ゴム弾性体には外周面に開口する肉抜凹所が形成されており、該肉抜凹所が前記開口部を通じて外部へ開放されているものである。
　第六の態様によれば、開口部を通じて外部へ開放された肉抜凹所が本体ゴム弾性体に形成されることによって、本体ゴム弾性体における肉抜凹所の形成側とポケット部の形成側とが相互に対応する構造とされて、ストッパ配設方向とその反対側において本体ゴム弾性体のばねを相互により近く設定し易くなる。
　本発明の第七の態様は、第一～第六の何れか一つの態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記ハウジング部が前後一組の半筒部材で構成されており、該ハウジング部の該前後一組の半筒部材が前記一組のアウタ分割体に対して対向方向の外側からそれぞれ重ね合わされて取り付けられるものである。
　第七の態様によれば、ハウジング部が周方向で分割された一組の半筒部材を組み合わせた分割構造とされていることにより、一組のアウタ分割体をハウジング部に容易に取り付けることができて、軸ハリ用筒形弾性連結装置の軸ハリへの装着作業が容易になる。また、軸ハリ用筒形弾性連結装置をハウジング部に取り付ける際に、一組のアウタ分割体の対向方向外側から一組の半筒部材を重ね合わせることにより、半筒部材の周方向端縁がアウタ分割体の外周面に接触するのを防ぎ易くなって、かじりによる損傷が回避される。
　本発明の第八の態様は、第一～第七の何れか一つの態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記一組のアウタ分割体の少なくとも一方と前記ハウジング部を周方向で相互に位置決めする位置決め手段が設けられているものである。
　第八の態様によれば、ハウジング部に対して軸ハリ用筒形弾性連結装置を所定の向きで位置決めして取り付けることができる。特に、ストッパによる変位規制作用が必要とされる大荷重の入力方向に対して、ストッパの配設方向を簡単に精度よく設定することができて、目的とする弾性連結性能と変位規制による高い耐久性などを実現することができる。
　本発明によれば、何れか一方のアウタ分割体に窓部が形成されていると共に、何れか他方のアウタ分割体に開口部が形成されていることから、インナ軸部材と各アウタ分割体の間に配される本体ゴム弾性体のばねが相互に近くなって、インナ軸部材からのストッパの突出方向とその反対側との間で相対的なばねのチューニングが容易になる。さらに、一組のアウタ分割体がストッパ突出方向で相互に対向しており、ストッパ突出方向の圧縮力および引張力の入力に対して、本体ゴム弾性体の圧縮ばねおよび引張ばねが支配的に作用して、耐久性の向上が図られ得ると共に、アウタ分割体に窓部や開口部を形成することによって、ばねを大きな自由度でチューニングすることができる。さらにまた、一方のアウタ分割体において窓部が部分的に貫通して形成されることから、窓部の軸方向外方において本体ゴム弾性体の圧縮ばねと引張ばねが効率的に得られて、窓部の形成によるばねの低下が問題になり難い。
本発明の第一の実施形態としての軸ハリ用ゴムブッシュを示す斜視図。 図１に示す軸ハリ用ゴムブッシュの平面図。 図１に示す軸ハリ用ゴムブッシュの右側面図。 図２のＩＶ－ＩＶ断面図。 図４のＶ－Ｖ断面図。 図４のＶＩ－ＶＩ断面図。 図１の軸ハリ用ゴムブッシュを別の角度から示す斜視図。 図１の軸ハリ用ゴムブッシュを鉄道用車両への装着状態で示す右側面図。 本発明の第二の実施形態としての軸ハリ用ゴムブッシュを示す平面図。 図９のＸ－Ｘ断面図。 図１０のＸＩ－ＸＩ断面図。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１～３には、本発明に従う構造とされた軸ハリ用筒形弾性連結装置の第一の実施形態として、鉄道用車両に用いられる軸ハリ用ゴムブッシュ１０が示されている。軸ハリ用ゴムブッシュ１０は、図４～６に示すように、インナ軸部材１２とその外周に相互に対向して配される前後のアウタ分割体１４ａ，１４ｂとが、本体ゴム弾性体１６によって相互に弾性連結された構造を有している。以下の説明において、特に説明がない限り、上下方向とは鉄道用車両への装着状態で略鉛直上下方向となる図３中の上下方向を、前後方向とは鉄道用車両への装着状態で略車両前後方向となる図３中の左右方向を、左右方向とは鉄道用車両への装着状態で略車両左右方向となる図２中の左右方向を、それぞれ言う。
　より詳細には、インナ軸部材１２は、鉄やアルミニウム合金などで形成された高剛性の部材であって、図４～６に示すように、中実の円形ロッド形状を有する中軸本体１８の両端部に、外周へ広がるフランジ状のインナ鍔部２０と、インナ鍔部２０よりもさらに軸方向外方へ突出する取付部２２とが、一体形成された構造を有している。なお、本実施形態の取付部２２は、図１～３に示すように略多角柱形状を有しており、軸直角方向上下に延びるボルト孔２４が貫通形成されている。また、インナ鍔部２０は、軸方向外面が略軸直角方向に広がっていると共に、軸方向内面の内周部分がテーパ面とされており、内周部分が外周へ向かって次第に薄肉となっていると共に、外周部分が略一定の厚さで広がっている。なお、インナ軸部材１２の形状は、実施形態の具体的な記載によって限定的に解釈されるものではなく、インナ軸部材１２を構成する各部（本実施形態における中軸本体１８、インナ鍔部２０、取付部２２、ボルト孔２４）の具体的な形状なども特に限定されない。
　さらに、インナ軸部材１２の中軸本体１８には、ストッパ２６が取り付けられている。ストッパ２６は、図４，６に示すように、内周面および外周面が周方向に湾曲する湾曲面で構成されたブロック形状とされており、金属や硬質の合成樹脂などで形成された高剛性の部材とされている。そして、ストッパ２６は、インナ軸部材１２の中軸本体１８の外周面に重ね合わされて、溶接や接着、ボルト接続などの手段で軸方向の中央部分に固定されている。なお、ストッパ２６は必ずしもインナ軸部材１２に予め固定されていなくても良く、例えば、本体ゴム弾性体１６の加硫成形時にインナ軸部材１２とは別で金型にセットされて、本体ゴム弾性体１６によってインナ軸部材１２に対して位置決め保持されるようにしても良い。
　アウタ分割体１４ａ，１４ｂは、何れも半周に満たない長さで周方向に延びる湾曲板形状を有しており、軸方向両端には外周側へ折り曲げられたアウタ鍔部２８が一体形成されている。なお、アウタ鍔部２８は、外周へ向かって軸方向外方へ傾斜しており、インナ鍔部２０の内周部分と斜めに対向するようになっている。
　また、一方のアウタ分割体１４ａには、周方向および軸方向の中央部分を略四角断面で貫通する窓部３０が形成されている。窓部３０は、アウタ鍔部２８までは達しない軸方向寸法で形成されており、窓部３０と各アウタ鍔部２８の基端との軸方向間には、周方向に延びる固着部３２がそれぞれ設けられている。
　また、他方のアウタ分割体１４ｂには、図７に示すように、小径の円形断面で中央部分を貫通する位置決め孔３４が形成されている。本実施形態の位置決め孔３４は、窓部３０よりも十分に小さな開口面積で形成されているが、位置決め孔３４の断面形状や大きさは、特に限定されるものではない。
　さらに、他方のアウタ分割体１４ｂには、周方向の両端部に開口部３６が形成されている。本実施形態の開口部３６は、アウタ鍔部２８を含むアウタ分割体１４ｂの軸方向全体に亘って形成されており、周方向両端部に開口部３６が形成されることで、アウタ分割体１４ｂの周方向長さがアウタ分割体１４ａよりも短くなっている。また、本実施形態では、開口部３６，３６の開口面積の合計が、窓部３０の開口面積よりも大きくされている。もっとも、開口部３６，３６の開口面積は、要求される前後方向のばね特性などに応じて適宜に変更されるものであって、それら開口部３６，３６の開口面積の合計は、窓部３０の開口面積以下とされる場合もある。
　そして、アウタ分割体１４ａ，１４ｂは、インナ軸部材１２の中軸本体１８に対して外周側に離れて配置されて、それらインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａ，１４ｂが本体ゴム弾性体１６によって相互に弾性連結されている。なお、アウタ分割体１４ａとアウタ分割体１４ｂが中軸本体１８を挟んで径方向に対向して配置されており、それらアウタ分割体１４ａとアウタ分割体１４ｂの周方向端部が周方向で相互に離れている。
　本体ゴム弾性体１６は、全体として厚肉の略円筒形状を有しており、軸方向両端部には外周へ突出するゴム鍔部３８が一体形成されている。そして、本体ゴム弾性体１６は、円筒形状とされた軸方向中央部分の内周面が、インナ軸部材１２の中軸本体１８の外周面に加硫接着されると共に、外周面がアウタ分割体１４ａ，１４ｂの対向内面に加硫接着される。また、本体ゴム弾性体１６のゴム鍔部３８は、インナ軸部材１２のインナ鍔部２０とアウタ分割体１４ａ，１４ｂのアウタ鍔部２８，２８との対向面間に配されて、それらインナ鍔部２０とアウタ鍔部２８，２８に加硫接着されている。なお、本実施形態の本体ゴム弾性体１６は、インナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａ，１４ｂを備えた一体加硫成形品として形成されている。
　また、本体ゴム弾性体１６には、図４，６に示すように、ポケット部４０が形成されている。ポケット部４０は、本体ゴム弾性体１６の外周面に開口する凹所状とされており、本体ゴム弾性体１６の軸方向中央部分に形成されている。そして、ポケット部４０の開口周辺において本体ゴム弾性体１６の外周面がアウタ分割体１４ａに固着されていると共に、アウタ分割体１４ａの窓部３０がポケット部４０の開口と位置決めされて、ポケット部４０が窓部３０を通じて外周へ開放されている。なお、ポケット部４０が本体ゴム弾性体１６の外周面において周方向および軸方向で部分的に形成されていると共に、窓部３０がアウタ分割体１４ａの周方向および軸方向で部分的に形成されていることから、本体ゴム弾性体１６はアウタ分割体１４ａの固着部３２にも加硫接着されており、インナ軸部材１２と固着部３２が本体ゴム弾性体１６によって径方向で連続的に弾性連結されている。
　さらに、インナ軸部材１２によって支持されたストッパ２６が、ポケット部４０に突出しており、少なくとも先端部分がポケット部４０の壁内面に対して軸方向および周方向で離隔して、ポケット部４０の中央部分に配置されている。本実施形態では、ストッパ２６の外周への突出先端部分が本体ゴム弾性体１６から露出しているが、例えば、ストッパ２６の突出先端面が本体ゴム弾性体１６と一体形成された緩衝ゴムや本体ゴム弾性体１６とは別体の緩衝ゴム、別体の緩衝発泡体などで覆われていても良い。
　また、本体ゴム弾性体１６には、位置決め凹部４２が形成されている。位置決め凹部４２は、小径の円形凹部であって、ポケット部４０と径方向の反対側において本体ゴム弾性体１６の外周面に開口している。そして、位置決め凹部４２は、アウタ分割体１４ｂの位置決め孔３４と位置決めされて、位置決め孔３４を通じて外周へ開口していると共に、位置決め凹部４２の開口周辺において本体ゴム弾性体１６の外周面がアウタ分割体１４ｂに加硫接着されている。
　また、本体ゴム弾性体１６は、図４，７に示すように、ポケット部４０が設けられた側とは径方向の反対の半周において、アウタ分割体１４ｂの周方向外方で開口部３６，３６を通じて径方向外方へ露出している。本実施形態では、アウタ分割体１４ａも半周に満たない周方向長さで形成されており、ポケット部４０が設けられた側の半周においても、本体ゴム弾性体１６がアウタ分割体１４ａの周方向外側で外周へ向かって露出している。要するに、本体ゴム弾性体１６は、アウタ分割体１４ａとアウタ分割体１４ｂの周方向両端部間において、外部へ露出している。
　さらに、アウタ分割体１４ａとアウタ分割体１４ｂとの周方向間において露出する本体ゴム弾性体１６の外周面には、図２に示すような環状溝４４が開口している。環状溝４４は、アウタ分割体１４ａの周方向端部およびアウタ分割体１４ｂの周方向端部に沿って軸方向に延びる凹溝と、本体ゴム弾性体１６のゴム鍔部３８の基端に沿って周方向に延びる凹溝とによって構成されており、本体ゴム弾性体１６における上記露出部分において略矩形環状に連続して延びている。さらに、本体ゴム弾性体１６における環状溝４４で囲まれた領域が、図４，５に示すように、外周へ突出する緩衝突部４６とされている。
　このような構造とされた軸ハリ用ゴムブッシュ１０は、図８に示すように、鉄道用車両の台車４８に取り付けられる。台車４８は、台車フレーム５０と車輪５２を備えており、車輪５２の車軸５４を支える軸箱部５６が軸ばね５８によって台車フレーム５０に弾性連結されていると共に、軸箱部５６から車両後方へ軸ハリ６０が延び出した構造を備えている。そして、軸ハリ６０の延出端部に設けられたハウジング部６２が、軸ハリ用ゴムブッシュ１０によって台車フレーム５０に連結されるようになっている。
　より詳細には、略円筒形状のハウジング部６２は、車両前後方向で対向する略半円筒形状の半筒部材６４ａ，６４ｂを相互に固定して構成されている。そして、軸ハリ用ゴムブッシュ１０は、それらアウタ分割体１４ａ，１４ｂが半筒部材６４ａ，６４ｂの対向間で挟み込まれて、ハウジング部６２に対して挿入状態で嵌着されるようになっている。
　さらに、アウタ分割体１４ａ，１４ｂの対向方向が車両前後となるように軸ハリ用ゴムブッシュ１０の向きが設定されており、アウタ分割体１４ａ，１４ｂの対向方向外側から半筒部材６４ａ，６４ｂが重ね合わされる。本実施形態では、半筒部材６４ａの対向内面に図示しない位置決め凸部が形成されており、この位置決め凸部がアウタ分割体１４ｂの位置決め孔３４に挿通されることにより、軸ハリ用ゴムブッシュ１０をハウジング部６２に対して位置決めする位置決め手段が構成されるようになっている。このように、ハウジング部６２が前後一組の半筒部材６４ａ，６４ｂで構成された分割構造とされていることにより、アウタ分割体１４ａ，１４ｂがハウジング部６２に対して簡単な作業で取り付けられる。
　加えて、それぞれ半周に満たない周方向長さで形成されたアウタ分割体１４ａ，１４ｂが前後に対向して配置されており、前後一組の半筒部材６４ａ，６４ｂがそれらアウタ分割体１４ａ，１４ｂに対して対向方向外側から重ね合わされて取り付けられる。それ故、半筒部材６４ａ，６４ｂの周方向端部の角がアウタ分割体１４ａ，１４ｂの外周面に接触して、かじりによってアウタ分割体１４ａ，１４ｂが損傷するのも回避されている。
　また、軸ハリ用ゴムブッシュ１０のインナ軸部材１２は、軸方向両端に設けられた取付部２２が、ボルト孔２４に挿通される図示しない取付ボルトによって、台車フレーム５０に取り付けられる。
　このように、軸ハリ用ゴムブッシュ１０のインナ軸部材１２が台車フレーム５０に取り付けられると共に、アウタ分割体１４ａ，１４ｂが車輪５２側である軸ハリ６０に取り付けられることにより、車輪５２が台車フレーム５０に対して軸ばね５８と軸ハリ用ゴムブッシュ１０を介して相互に弾性連結される。そして、車輪５２が軸ばね５８の変形を伴って上下に変位する際に、インナ軸部材１２を中心とする軸ハリ６０の揺動が本体ゴム弾性体１６の弾性変形によって許容されて、振動および衝撃が吸収されるようになっている。
　また、軸ハリ用ゴムブッシュ１０には、車両前後方向の圧縮および引張荷重も入力されるが、一組のアウタ分割体１４ａ，１４ｂが車両前後方向で相互に対向しており、車両前後の入力に対しては、本体ゴム弾性体１６の圧縮ばねおよび引張ばねが支配的に作用する。その結果、本体ゴム弾性体１６の耐久性の向上が図られると共に、圧縮ばねおよび引張ばねによる比較的に硬いばね特性が得られることから、アウタ分割体１４ａ，１４ｂに窓部３０や開口部３６を形成することによって、ばね特性を大きな自由度でチューニングすることができる。なお、鉄道用車両の走行時には、ストッパ２６がハウジング部６２の内周へ離れた状態に保持されて、本体ゴム弾性体１６の弾性変形による線形ばね特性が得られるようになっている。
　ところで、台車フレーム５０には、ブレーキ装置６６が設けられており、車輪５２の外周面に前後何れか一方からブレーキシュー６８を油圧などによって押し当てることで、車輪５２の回転が制動されるようになっている。このように、本実施形態の台車４８において、ブレーキ装置６６は片ブレーキとされている。
　そして、例えば、ブレーキシュー６８が車輪５２に対して車両前方から押し当てられると、軸ハリ６０に対して後ろ向きの力が作用することから、軸ハリ６０が後方へ変位せしめられて、インナ軸部材１２がアウタ分割体１４ａ，１４ｂの対向方向で相対変位せしめられる。ここにおいて、軸ハリ用ゴムブッシュ１０では、かかるインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａ，１４ｂの相対変位量が、ストッパ２６とハウジング部６２（半筒部材６４ｂ）との当接によって制限されるようになっている。
　すなわち、ストッパ２６は、インナ軸部材１２から半筒部材６４ｂに向かって突出するように配置されており、窓部３０を通じて半筒部材６４ｂと前後に対向している。そして、車両の制動時に半筒部材６４ｂがインナ軸部材１２に対して大きく相対変位すると、インナ軸部材１２と半筒部材６４ｂがストッパ２６を介して当接することで、インナ軸部材１２とハウジング部６２ひいてはアウタ分割体１４ａ，１４ｂの前後径方向での相対変位量が制限される。このような変位制限機構が設けられていることにより、本体ゴム弾性体１６の弾性変形量が制限されて、本体ゴム弾性体１６の過大な変形による損傷が回避されるようになっている。
　本実施形態では、軸ハリ用ゴムブッシュ１０がハウジング部６２に対して位置決め手段で相対的に位置決めされていることから、ストッパ２６の突出方向が車両前後方向に精度良く設定されている。これにより、ストッパ２６による変位制限作用を安定して得ることができて、目的とする特性と耐久性が実現される。
　また、上述の如き変位制限機構を構成するために、本体ゴム弾性体１６には、ストッパ２６を収容するポケット部４０が形成されており、本体ゴム弾性体１６においてインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａとをつなぐ部分のゴムボリュームが小さくなっている。ここにおいて、アウタ分割体１４ｂの周方向両端部に開口部３６が形成されており、本体ゴム弾性体１６においてインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ｂとをつなぐ部分のゴムボリュームが小さくされている。このような開口部３６を形成することにより、インナ軸部材１２とアウタ分割体１４ｂの径方向間のゴムによって発揮されるばねが調節されており、車両前後の両側において目的とするばね特性を得ることができる。
　特に、インナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａの径方向間のゴムによって発揮されるばねが、窓部３０およびポケット部４０の形成によって小さくなり易いが、開口部３６，３６を設けてインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ｂの径方向間のゴムによって発揮されるばねを低減することにより、車両の前後で相互に近いばね特性を設定し易くなる。その結果、車両の制動時にストッパ２６による変位制限を実現しながら、通常の走行状態では軸ハリ用ゴムブッシュ１０における車両前後方向のばね特性を大きな自由度で調節することが可能となって、優れた弾性連結性能を得ることができる。
　しかも、ストッパ２６が配されたポケット部４０と、ポケット部４０の開口に対応する窓部３０は、軸方向および周方向で部分的に開口しており、ポケット部４０の周囲がアウタ分割体１４ａの窓部３０の周囲に加硫接着されている。これにより、窓部３０およびポケット部４０を周方向に外れた部分だけでなく、窓部３０およびポケット部４０を軸方向に外れた部分においても、本体ゴム弾性体１６がインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａの径方向間をつなぐように配されている。それ故、それらインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａの間で本体ゴム弾性体１６のばねが比較的に大きく発揮されるようになっており、本体ゴム弾性体１６の前後のばねをより調節し易くなっている。
　また、開口部３６がアウタ分割体１４ｂの周方向端部に形成されていることから、開口部３６をより簡単に形成することができる。特に、本実施形態では、アウタ鍔部２８，２８を含むアウタ分割体１４ｂの軸方向全長に亘って開口部３６が形成されていることから、アウタ分割体１４ｂ全体の周方向長さを短くすることで開口部３６を極めて容易に形成することができる。
　さらに、本実施形態では、開口部３６，３６の開口面積の合計が窓部３０の開口面積よりも大きくされており、それによって前後のばねがより近くなるように設定されている。蓋し、本実施形態では、窓部３０が略上下中央において略車両前後方向に開口して形成されている一方、開口部３６，３６がアウタ分割体１４ｂの周方向端部に形成されて、車両の前後方向に対して上下に外れた位置に設けられているからである。
　また、車輪５２の上下動などによって軸ハリ用ゴムブッシュ１０に周方向のねじり荷重が入力される際に、ストッパ２６の突出先端面および周方向端面が本体ゴム弾性体１６から露出しており、ストッパ２６による本体ゴム弾性体１６の圧縮が生じ難くなっている。それ故、周方向のばねが圧縮成分によって硬くなり過ぎるのを防ぐことができて、台車４８におけるサスペンション特性のチューニング自由度などを有利に得ることができる。
　図９～１１には、本発明に係る軸ハリ用筒形弾性連結装置の第二の実施形態としての軸ハリ用ゴムブッシュ７０を示す。軸ハリ用ゴムブッシュ７０は、インナ軸部材１２とアウタ分割体７２ａ，７２ｂが本体ゴム弾性体７４によって相互に弾性連結された構造を有している。なお、以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことで説明を省略する。
　本実施形態のアウタ分割体７２ａは、第一の実施形態のアウタ分割体１４ａと略同一とされており、さらにアウタ分割体７２ａとアウタ分割体７２ｂが互いに略同じ形状とされている。すなわち、アウタ分割体７２ａとアウタ分割体７２ｂの周方向長さが互いに略同じとされていると共に、アウタ分割体７２ｂには、アウタ分割体７２ａの窓部３０と略同じ開口面積と開口形状を有する開口部７６が、軸方向および周方向の中央部分に形成されている。これにより、アウタ分割体７２ａとアウタ分割体７２ｂが、本体ゴム弾性体７４の外周面に加硫接着されて、径方向で相互に対向して配置された状態では、窓部３０と開口部７６が径方向で前後逆側に配置されており、前後径方向で相互に対向する部分に設けられている。
　また、本体ゴム弾性体７４には、肉抜凹所７８が形成されている。この肉抜凹所７８は、ポケット部４０と略同じ開口面積および開口形状で本体ゴム弾性体７４の外周面に開口する凹所であって、ポケット部４０に対して径方向で対向する反対側に形成されている。そして、本体ゴム弾性体７４の外周面にアウタ分割体７２ｂが固着されることにより、肉抜凹所７８がアウタ分割体７２ｂの開口部７６を通じて外周へ開放されている。これにより、本体ゴム弾性体７４は、前後両側に略同じ凹所を備えて、アウタ分割体７２ａ，７２ｂに対して略同じ態様で固着されており、前後方向のばねが相互に略等しくされている。
　このように、軸ハリ用ゴムブッシュ７０では、アウタ分割体７２ａの周方向中間部分に窓部３０が形成されていると共に、アウタ分割体７２ｂの周方向中間部分に開口部７６が形成されている。それ故、窓部３０の形状や大きさに対する前後ばね特性への影響と、開口部７６の形状や大きさに対する前後ばね特性への影響が近くなって、前後両側のばね特性の調節が簡単になる。特に、窓部３０と開口部７６が径方向で対向する位置に配置されていることにより、それら窓部３０と開口部７６の形状や大きさがばね特性に及ぼす影響が相互により近くなって、前後ばねの調節がより容易になる。
　さらに、窓部３０と開口部７６が略同じ形状と大きさで形成されて、アウタ分割体７２ａとアウタ分割体７２ｂが相互に略同じ形状とされていることにより、前後両側のばねを相互に近い特性で設定することがより容易になる。したがって、前後方向の振動入力に対して優れた特性を得ることができる。
　しかも、本体ゴム弾性体７４には、外周面に開口するポケット部４０が形成されて、ポケット部４０が窓部３０を通じて外部に開放されていると共に、ポケット部４０と対応する肉抜凹所７８が形成されて、肉抜凹所７８が開口部７６を通じて外部に開放されている。これらにより、前後方向において本体ゴム弾性体７４のばねがより精度よく互いに略同じとされることから、前後で等しいばね特性を設定する場合には、目的とするばね特性を簡単かつ高度に実現することができる。
　なお、窓部３０と開口部７６の形状や大きさを相互に異ならせたり、ポケット部４０と肉抜凹所７８の形状や大きさを相互に異ならせることにより、前後方向のばねを互いに異なる特性に適宜チューニングすることも可能である。
　以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、アウタ分割体１４ｂに形成される開口部の構造は、実施形態の具体的な記載によって限定的に解釈されるものではない。すなわち、軸方向や周方向の中間部分に複数の開口部が形成されていても良いし、周方向何れかの端部にのみ開口部が形成されていても良い。また、開口部は、アウタ分割体１４ｂの周方向端部と周方向中間部分の両方に形成することもできる。
　また、ストッパ２６は必ずしもインナ軸部材１２に直接固定されている必要はなく、インナ軸部材１２に対して本体ゴム弾性体１６を介して弾性連結されていても良い。さらに、ストッパ２６はインナ軸部材１２に一体で形成されていても良い。
　また、位置決め孔は必須ではなく、第二の実施形態のように省略しても良いし、孔以外の位置決め構造を採用することもできる。さらに、位置決め孔の形成位置も特に限定されるものではなく、例えば、第二の実施形態において、開口部７６や窓部３０を外れた部分に位置決め孔を形成することもできる。
　また、軸ハリ用ゴムブッシュ１０のハウジング部６２への取付け方向は例示であって、例えば、ブレーキシュー６８の押当て方向が前記実施形態と前後逆向きの場合には、ストッパ２６の突出方向も逆向きに設定される必要があり、軸ハリ用ゴムブッシュ１０のハウジング部６２への取付け方向が逆向きになる。
１０，７０：軸ハリ用ゴムブッシュ（軸ハリ用筒形弾性連結装置）、１２：インナ軸部材、１４，７２：アウタ分割体、１６，７４：本体ゴム弾性体、２６：ストッパ、３０：窓部、３４：位置決め孔（位置決め手段）、３６，７６：開口部、４０：ポケット部、５０：台車フレーム、６０：軸ハリ、６２：ハウジング部、６４：半筒部材、７８：肉抜凹所

Claims (8)

  1. 　インナ軸部材の外周に軸直角方向で対向する一組のアウタ分割体が配されて、それらインナ軸部材と一組のアウタ分割体とが本体ゴム弾性体によって相互に弾性連結されており、該インナ軸部材が鉄道用車両の台車フレームに取り付けられると共に、該一組のアウタ分割体が軸ハリの一端に設けられた筒状のハウジング部に取り付けられることにより、該台車フレームと該軸ハリを弾性連結する軸ハリ用筒形弾性連結装置において、
    　前記本体ゴム弾性体には外周面に開口するポケット部が形成されており、前記一組のアウタ分割体の何れか一方に貫通形成された窓部を通じて該ポケット部が外部へ開放されていると共に、該ポケット部には前記インナ軸部材によって支持されたストッパが配されており、該ストッパが該窓部を通じて前記ハウジング部と軸直角方向に離れて対向配置されて、該ストッパと該ハウジング部との当接によって該インナ軸部材と該一組のアウタ分割体の相対変位量を制限する変位制限機構が構成される一方、
    　該一組のアウタ分割体の何れか他方には開口部が形成されており、該本体ゴム弾性体が該ポケット部と反対側において該開口部を通じて外部に露出せしめられていることを特徴とする軸ハリ用筒形弾性連結装置。
  2. 　前記開口部が何れか他方の前記アウタ分割体の周方向端部に形成されている請求項１に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
  3. 　前記開口部の開口面積が前記窓部の開口面積よりも大きくされている請求項２に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
  4. 　前記開口部が何れか他方の前記アウタ分割体の周方向中間部分に形成されている請求項１に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
  5. 　前記開口部が前記窓部と同じ開口形状および開口面積で形成されていると共に、該開口部が該窓部に対して軸直角方向に対向する位置に配置されている請求項４に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
  6. 　前記本体ゴム弾性体には外周面に開口する肉抜凹所が形成されており、該肉抜凹所が前記開口部を通じて外部へ開放されている請求項４または５に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
  7. 　前記ハウジング部が前後一組の半筒部材で構成されており、該ハウジング部の該前後一組の半筒部材が前記一組のアウタ分割体に対して対向方向の外側からそれぞれ重ね合わされて取り付けられる請求項１～６の何れか一項に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
  8. 　前記一組のアウタ分割体の少なくとも一方と前記ハウジング部を周方向で相互に位置決めする位置決め手段が設けられている請求項１～７の何れか一項に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
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