(57)【要約】スラストベアリングおよびスラストベアリング組み立て方法。このベアリングは、ほぼ円形の基部を有し且つ円筒状側壁および中央ポストが基部から立ち上がっている外側筐体と、外側筐体の上および外側筐体の内側の少なくとも一部に据えられる外側ボールと、中央ポストに搭載される内側ボールとを備え、外側ボールは、内側ボールと外側筐体の間に挟まれている。
2005504241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ円形の基部を有する外側筐体であって、円筒状側壁および中央ポストが該基部から立ち上がっており、該中央ポストは該外側筐体と一体に形成されている該外側筐体と、
前記外側筐体の上および該外側筐体の内側の少なくとも一部に据えられる外側ボールと、
前記中央ポストに搭載される内側ボールとを備え、
前記外側ボールは、前記内側ボールと前記外側筐体の間に挟まれているスラストベアリング。
【請求項２】
前記外側ボールは外側ベアリング面および内側ベアリング面を有し、前記内側ボールは外側ベアリング面を有し、該内側ボールの該外側ベアリング面および該外側ボールの該内側ベアリング面が互いに接し、該外側ボールの該外側ベアリング面が前記外側筐体のベアリング面に接することを特徴とする請求項１に記載のスラストベアリング。
【請求項３】
前記外側筐体の前記ベアリング面は該外側筐体の球面挿入部のベアリング面であることを特徴とする請求項２に記載のスラストベアリング。
【請求項４】
前記球面挿入部は自己潤滑式ライナであることを特徴とする請求項３に記載のスラストベアリング。
【請求項５】
前記球面挿入部は注油式ライナであることを特徴とする請求項３に記載のスラストベアリング。
【請求項６】
前記外側ボールは、球面状内側および外側ベアリング面、ならびに面取りされた表面を有する中央孔を有する環形体であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のスラストベアリング。
【請求項７】
前記中央ポストの外側面および前記外側ボールの前記面取りされた表面はともに、前記外側筐体に対する該外側ボールの角変位を制限するエンドストップを形成することを特徴とする請求項６に記載のスラストベアリング。
【請求項８】
前記外側ボールの前記面取りされた表面および前記中央ポストの前記外側面は、接しているとき互いに平行であることを特徴とする請求項７に記載のスラストベアリング。
【請求項９】
前記内側ボールは、ほぼ円状で平行な面を二つ有する切頂半回転楕円体であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のスラストベアリング。
【請求項１０】
前記内側ボールは、内部に前記ポストの上部を受ける凹部を有することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のスラストベアリング。
【請求項１１】
前記中央ポストは、上部がほぼ円筒状で終わっていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のスラストベアリング。
【請求項１２】
前記中央ポストにねじ山付きホールが複数設けられ、これに相当する数のボアが、対応するねじ山付きホールと位置が合うよう前記内側ボールを貫通して設けられ、各ホールおよびボアの中では該中央ポストに前記内側ボールを取り付けるように固定ねじが固定されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のスラストベアリング。
【請求項１３】
前記固定ねじまたは各固定ねじはその頭部が前記内側ボールへ埋め込まれていることを特徴とする請求項１２に記載のスラストベアリング。
【請求項１４】
前記中央ポストは円錐台の本体を有することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のスラストベアリング。
【請求項１５】
前記外側筐体には、第１のエレメントへ該外側筐体を搭載するための少なくとも１つの取付具が設けられ、前記外側ボールには、第２のエレメントへ該外側ボールを搭載するための少なくとも１つの取付具が設けられていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のスラストベアリング。
【請求項１６】
前記第１のエレメントは車の車体に関連し、前記第２のエレメントは車のボギーに関連することを特徴とする請求項１５に記載のスラストベアリング。
【請求項１７】
前記車体下で前記ボギーの旋回および回転動作が可能なように、前記ベアリングは該車体を該ボギーに連結していることを特徴とする請求項１６に記載のスラストベアリング。
【請求項１８】
ほぼ円形の基部、およびそこから立ち上がっている円筒状側壁および一体形成の中央ポストを有する外側筐体を提供する工程と、外側ボールを該外側筐体の上および該外側筐体の内側の少なくとも一部に据える工程と、内側ボールと該外側筐体の間に該外側ボールをはさむように該内側ボールを該中央ポストに搭載する工程と、該中央ポストに該内側ボールを固定する工程とを含むスラストベアリング組み立て方法。
【請求項１９】
実質上、添付図面を参照して明細書中に記載され、該添付図面に示されるようなスラストベアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスラストベアリングに関し、より具体的には、路面電車および軽便鉄道の連結ベアリングとして使用されるスラストベアリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
路面電車または同様の軽便鉄道車両の車体とボギーとの間の連結に使用されるスラストベアリング（連結ベアリング）の従来の設計を添付図面の図１に示す。ベアリングの一部は車体に固定され、ベアリングの他方の部分は、車体に対しボギーが回転し旋回できるように、車体の下のボギーに固定される。このようなスタイルの連結ベアリング１は、円形基部３を有するほぼ円筒状の外側筐体２を備え、この基部には、外側筐体２をボギーに取り付けるための取付ホールのような取付具が、円形基部３のまわりに等間隔に備えられている。図１に示す例では、外周の円形基部３の周囲に８個の取付ホール４が等間隔に設けられている。外側筐体２は、好ましくは合金鋼から製造される。
【０００３】
外側筐体２の内壁には球面挿入部５が固定され、この挿入部は円形基部３の上に位置するようにもなっている。球面挿入部５は、球面状ベアリング面の形をとる荷重ベアリング面を有する。荷重ベアリング面６に注油ができるように、外側筐体２および球面挿入部５を貫通して注油溝が提供されている。球面挿入部５は、ナイロン、ＰＥＴＰ、ＰＥ、またはＰＰがベースのエンジニアリングプラスティックから製造される。
【０００４】
球面挿入部５の上には外側ボール７が据えられ、外側ボール７の外側球面状ベアリング面は、球面挿入部５の荷重ベアリング面と同じ半径を有する。外側ボール７は、球面挿入部５に回転可能に取り付けられ、外側筐体２に対して回転動作および揺れ動作もできるようになっている。外側ボール７は内側球面状ベアリング面９を有する。外側ボールは、好ましくは抗腐食性鋼から製造される。外側筐体の円筒状側壁の上部には環状のエラストマーシール１８が付けられ、外側ボールの外側ベアリング面とのコンタクトを密閉する。
【０００５】
外側ボール７の内側にある外側ボールの内側ベアリング面９上には、球面状外側ベアリング面を有する内側ボール１０が据えられ、これによって、内側ボール１０と球面挿入部５との間に外側ボール７が挟まれるようになる（しかし密着はしていない）。内側ボール１０の外側ベアリング面の半径は、外側ボール７の内側ベアリング面の半径に相当する。
【０００６】
外側ボール７には、外側ボール７のリムのまわりに等間隔に設けられた８個の固定ホールが備えられている。固定ホール１１は、路面電車または同様の乗り物の車体に外側ボール７が固定して取り付けられるように設けられている。
【０００７】
円形基部３は、通しボルト１３を受ける中央ホール１２を備えている。外側ボールにも、ボルト１３が容易に貫通できるような中央孔１４が設けられている。実際、外側ボール７の中央ホール１４は、ボルト１３およびボルト１３の周囲にスライド係合している内側スリーブ１５からクリアランス距離を空けて離れている。このクリアランス距離があるために、外側ボール７が外側筐体２に対して回転でき、また揺れることができる。
【０００８】
好ましくは、外側ボール７を貫通する中央ホール１４は、内側スリーブ１５の外面と係合することができる接触面１６を有し、これによってエンドストップの機能が果たされる。
【０００９】
好ましくは、内側スリーブは常温引き伸ばしのシームレス鋼管として製造される。内側スリーブは、さらに外側筐体の円形基部３から内側ボール１０の間を所定の距離空けるスペーサの役割をし、この距離は、内側ボール１０から球面挿入部５までの間隔距離にほぼ等しい。
【００１０】
ボルト１３は、さらに、スライド係合しながら内側ボール１０の中央ホール１７を貫通しており、ボルトの端は内側ボール１０を超えて突出している。ボルト１３上にはナット２０がねじ込まれている。ナット２０は、グラブねじ２２を受けるねじ山付きホール２１を備えている。グラブねじ２２は、ボルト１３に向かって下方向に締めることができ、これによってボルト１３上にナット２０を固定する。
【００１１】
ボルト１３は、さらに円形基部３に固く固定されるヘッドを有する。円形基部３上の中央ホール１２の直径方向の両側には、ねじ山付きブラインドボアが二つ設けられている。ボルトヘッド中には二つの貫通ホール２４が設けられている。各貫通ホールに固定ねじ２５を通し、ねじ山付きボアに渡して締め、ボルトヘッドを円形基部３に固定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の従来の連結ベアリングは、外側筐体、球面挿入部、外側ボール、内側ボール、シール、ボルト、内側スリーブ、ナット、グラブねじ、およびボルトヘッド固定ねじの１０個の構成要素を有する複雑な設計である。
【００１３】
車体またはボギーに連結ベアリング１を組み込んだり、そこから外したりするとき、いずれの場合でも路面電車の下側からアクセスする必要がある。特に路面からの高さが低い場合、下側から連結部にアクセスしなければならないというのは明らかに好ましくない。
【００１４】
この設計では、ナット２０およびグラブねじ２２のほか、固定ねじ２５も緩んだり壊れたりする可能性がある。そのようになった場合、ナットがボルトから外れ、ボルトが連結ベアリングから外れてトラック上に落ちてしまうおそれがある。さらに、アセンブリからボルトがなくなってしまうと、車体およびボギーが容易に離れてしまうが、衝突事故が起きた場合このようなことはなるべく回避したい。
【００１５】
本発明の目的は、上記のベアリング設計に関する欠点および課題を克服するスラストベアリングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
従って、本発明の一態様によれば、ほぼ円形の基部を有する外側筐体であって、円筒状側壁および中央ポストが基部から立ち上がっており、中央ポストは外側筐体と一体に形成されている外側筐体と、外側筐体の上および外側筐体の内側の少なくとも一部に据えられる外側ボールと、中央ポストに搭載される内側ボールとを備え、外側ボールは、内側ボールと外側筐体の間に挟まれているスラストベアリングが提供される。
【００１７】
好ましくは、外側ボールは外側ベアリング面および内側ベアリング面を有し、内側ボールは外側ベアリング面を有し、内側ボールの外側ベアリング面および外側ボールの内側ベアリング面が互いに接し、外側ボールの外側ベアリング面が外側筐体のベアリング面に接する。
【００１８】
外側筐体のベアリング面は外側筐体の球面挿入部のベアリング面であると便利である。
【００１９】
球面挿入部は自己潤滑式ライナであると有利である。
【００２０】
あるいは、球面挿入部は注油式ライナである。
【００２１】
好ましくは、外側ボールは、球面状内側および外側ベアリング面、ならびに面取りされた表面を有する中央孔を有する環形体である。
【００２２】
中央ポストの外側面および外側ボールの面取りされた表面はともに、外側筐体に対する外側ボールの角変位を制限するエンドストップを形成すると便利である。
【００２３】
外側ボールの面取りされた表面および中央ポストの外側面は、接しているとき互いに平行であると有利である。
【００２４】
好ましくは、内側ボールは、ほぼ円状で平行な面を二つ有する切頂半回転楕円体である。
【００２５】
内側ボールは内部にポストの上部を受ける凹部を有すると便利である。
【００２６】
中央ポストは上部がほぼ円筒状で終わっていると有利である。
【００２７】
好ましくは、中央ポストにねじ山付きホールが複数設けられ、これに相当する数のボアが、対応するねじ山付きホールと位置が合うよう内側ボールを貫通して設けられている。各ホールおよびボアの中では、中央ポストに内側ボールを取り付けるように固定ねじが固定されている。
【００２８】
固定ねじまたは各固定ねじはその頭部が内側ボールへ埋め込まれていると便利である。
【００２９】
中央ポストは、円錐台の本体を有していると有利である。
【００３０】
好ましくは、ポストは外側筐体と一体になって形成される。
【００３１】
外側筐体には、第１のエレメントへ外側筐体を搭載するための少なくとも１つの取付具が設けられ、外側ボールには、第２のエレメントへ外側ボールを搭載するための少なくとも１つの取付具が設けられていると、便利である。
【００３２】
第１のエレメントは車の車体に関連し、第２のエレメントは車のボギーに関連すると有利である。
【００３３】
好ましくは、車体下でボギーの旋回および回転動作が可能なように、ベアリングは車体をボギーに連結している。
【００３４】
本発明の別の態様によれば、ほぼ円形の基部、およびそこから立ち上がっている円筒状側壁および一体形成の中央ポストを有する外側筐体を提供する工程と、外側ボールを外側筐体の上および外側筐体の内側の少なくとも一部に据える工程と、内側ボールと外側筐体の間に外側ボールをはさむように内側ボールを中央ポストに搭載する工程と、中央ポストに内側ボールを固定する工程とを含むスラストベアリング組み立て方法が提供される。
【００３５】
本発明をさらに容易に理解することができるように、その実施の形態について以下、添付図面の例示を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図２を参照すると、本発明を具体化するスラストベアリング１００は、外側筐体１０１、球面挿入部１０２、外側ボール１０３、および外側筐体１０１の一部分に固定される内側ボール１０４を備える。
【００３７】
添付図面の図１に示す従来の設計の外側筐体２のように、外側筐体１０１はほぼ円筒状で、円形基部１０５を有する。円形基部１０５の外周には、外側筐体１０１を車体に固定することができる固定ホール１０６が８個等間隔に配置されている。
【００３８】
図１の外側筐体２と異なり、本発明を具体化する連結ベアリングの外側筐体１０１には、中央ホール１２が設けられていないが、その代り、円形基部１０５から上方へ立ち上がり、外側筐体１０１の円筒状側壁によって画定される円筒状空間内へ突出している一体形成の中央ポスト１０７が設けられている。中央ポスト１０７はほぼ円錐台で、その端部は円筒状部分１０８になって終わっている。中央ポスト１０７は、外側筐体１０１の円筒状側壁とほぼ同じ高さである。
【００３９】
球面挿入部１０２は、外側筐体１０１の側壁の内面に、また円形基部１０５の内面に固定して搭載される。
【００４０】
球面挿入部１０２は球面状の荷重ベアリング面１０９を有し、球面挿入部は好ましくは、ＰＴＦＥまたはその他の潤滑性添加剤が加えられたＰＥＴＰのようなエンジニアリングプラスティックから製造される。球面挿入部１０２は潤滑性挿入部または熱可塑性挿入部と呼ぶこともできる。
【００４１】
外側ボール１０３は内側および外側球面状ベアリング面を有する環形体である。外側ボール１０３は、球面挿入部１０２によって提供される球面状ショルダ１０９に位置する。外側ボール１０３は、球面状外側ベアリング面１１０および球面状内側ベアリング面１１１を有しており、通常は環状の切頂半回転楕円体に形成される。環形体の中央孔は、好ましくは面取りされた表面１１２を有している。
【００４２】
内側ボール１０４は球面状外側ベアリング面１１３を有しており、通常は二つの平坦でほぼ円形かつ平行な面を有する切頂半回転楕円体に形成される。内側ボール１０４は円形面の小さい方の面に円筒状の凹部を有し、その中にポスト１０７の上部の円筒状セクション１０８が位置する。その結果、外側ボール１０３が内側ボール１０４と外側筐体１０１の球面挿入部１０２との間に挟まれるようになる。
【００４３】
図２に示す例では、内側ボール１０４の中に、５個の等間隔に設けられたボア１１４が、ポスト１０７に設けられている５個のねじ山付きホール１１５と位置が合うように設けられている。固定ねじ１１６は、内側ボール１０４中のボア１１４を貫通して、ポスト１０７のねじ山付きホール１１５へねじ込まれている。好ましくは、内側ボール１０４の上部面の外形が平らになるように、固定ねじ１１６はその頭部が内側ボール１０４の本体に埋め込まれている。
【００４４】
外側ボール１０３のリムの周囲には、路面電車または類似の乗り物の車体に外側ボール１０３を固定するための一連のホール１１８、好ましくは８個のホールが等間隔に設けられている。
【００４５】
ポスト１０７の円錐台の壁と外側ボール１０３の面取りされた表面１１２との間には、外側ボール１０３が外側筐体１０１に対して揺れたり回転したりすることができるように、クリアランス・ギャップが設けられている。好ましくは、面取りされた表面１１２およびポスト１０７の表面がそれぞれ相対運動の最大限まで動いて接触し合うときに、外側ボール１０３の面取りされた表面１１２およびポスト１０７の表面が平行になって、互いに共通する接触面が最大面積となるように、また連結ベアリングの角運動を制限する有効なエンドストップを提供するように、上記の表面が配置されている。
【００４６】
なお、組み立て後、外側ボールは外側筐体１０１に対して自由に回転することができるようになる。
【００４７】
円形基部１０５を貫通するようにドレンホール１１７が設けられており、ポスト１０７を囲む空間内に溜まる流動体はすべてそこを通って排出される。好ましくは、球面挿入部１０２は自己潤滑式の球面挿入部である。
【００４８】
本発明を具体化する連結ベアリングの設計を使用して、図１に示す従来の設計のボルト１３およびナット２０を省くことによって、利点が得られ、問題が解決される。特に、連結部を組み立てる場合または取り外す場合、連結ベアリング１００の一方の側、すなわち固定ねじ１１６および内側ボール１０４を含む車体側からのアクセスをすればよいだけなので、連結部の組み立てまたは取り外しの作業の際、ボギーの下側へアクセスする必要性はもはやない。これによって、組み立て時間が短縮され、組み立てが通常簡便になる。さらに、中心ボルトがなくなるので、中心ボルト１３が連結部からトラック上に落ちるという不都合の発生するおそれがなくなる。さらに、ポスト１０７は、円形基部１０５と一体に形成され、外側筐体１０１の一部を備えるので、ベアリングが半分ずつに分離してしまう可能性も少なくなる。このため、５個の固定ねじ１１６がすべて緩んだとしても、ポスト１０７はベアリングの二つの部分の間にピニオンを提供し続ける。
【００４９】
さらに、設計からナットおよびボルトをなくすことによって、ベアリングの外形の全高が小さくなる。ベアリングの高さはナットの高さの分高くなっていたが、このようなことは起きなくなり、さらに、ボルトヘッドの高さについて考慮する必要もなくなる。したがって本発明の実施の形態によれば、高さの低い連結ベアリングを得ることによって課題が解決される。このような高さの低い連結ベアリングは、停留所でプラットホームの構築を必要とせず道路からのアクセスが容易な低床電車において、特に有用である。
【００５０】
好ましくは、上記したように、本発明を具体化するベアリングは自己潤滑式ベアリング面を有する。しかしながら、本発明を具体化しているベアリングの筐体およびライナ中に図１に示す方式で注油溝およびグリースホールを設けることにより容易に実現できる注油式ベアリング面を使用することも可能である。
【００５１】
本明細書中、「備える」は「含んでいる、または、からなる」を意味し、「が備えられている」は「が含まれている、または、からなる」を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】車体とボギーとの間の連結ベアリングとして使用する従来のスラストベアリングの断面図である。
【図２】本発明を具体化するスラストベアリングの断面図である。
【図１】
2005504241.tif 000003
【図２】
2005504241.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2005504241.tif 000005
2005504241.tif 000006
2005504241.tif 000007
2005504241.tif 000008
2005504241.tif 000009
2005504241.tif 000010
2005504241.tif 000011
2005504241.tif 000012
2005504241.tif 000013
2005504241.tif 000014
2005504241.tif 000015
2005504241.tif 000016
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2005504241.tif 000018
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2005504241.tif 000020
2005504241.tif 000021
【国際調査報告】
2005504241.tif 000022
2005504241.tif 000023
2005504241.tif 000024
2005504241.tif 000025