(57)【要約】【課題】  一つの金型を用いて、高さの異なる複数の軸ばねを製造可能とすることを目的とする。【解決手段】  軸芯１と、外筒２と、軸芯１及び外筒２の間に介装される弾性層３とを備え、軸芯１は、軸部６と、軸下部７と、軸部６及び軸下部７の間に形成されたフランジ部８とを有する軸ばねの製造方法であって、内周面に、フランジ部８を嵌合可能な環状溝２５が形成された筒状の入子型のスペーサ２６と、スペーサ２６を装着した軸芯１を収容可能な金型とを用い、軸部６の高さが異なる複数種類の軸芯１Ａ、１Ｂに対し、環状溝２５の形成位置が異なる複数のスペーサ２６をそれぞれ組み合わせ、スペーサ２６を軸芯１に装着した状態で、スペーサ２６から軸部６の頂部までの高さが一定になるようにすることによって、一つの金型で高さの異なる複数の軸ばねを成形可能としたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯と、外筒と、前記軸芯及び外筒の間に介装される弾性層とを備え、前記軸芯は、軸部と、軸下部と、軸部及び軸下部の間に形成されたフランジ部とを有する軸ばねの製造方法であって、内周面に、前記フランジ部を嵌合可能な環状溝が形成された筒状の入子型のスペーサと、前記スペーサを装着した軸芯を収容可能な金型とを用い、前記軸部の高さが異なる複数種類の軸芯に対し、前記環状溝の形成位置が異なる複数のスペーサをそれぞれ組み合わせ、前記スペーサを前記軸芯に装着した状態で、スペーサから軸部の頂部までの高さが一定になるようにすることによって、一つの金型で高さの異なる複数の軸ばねを成形可能としたことを特徴とする軸ばねの製造方法。
【請求項２】
前記軸芯のフランジ部の外周面及び前記スペーサの環状溝の内周面のいずれか一方に凸部が形成され、他方に前記凸部に係合可能な凹部が形成され、前記凸部及び凹部の形成位置が軸芯の種類ごとに異なっており、前記軸芯及びスペーサの組み合わせが適正である場合にのみ、軸芯にスペーサを装着可能としたことを特徴とする請求項１に記載の軸ばねの製造方法。
【請求項３】
前記軸芯のフランジ部の外周面に凹部が形成され、前記スペーサの環状溝の内周面に凸部が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の軸ばねの製造方法。
【請求項４】
前記凹部として、前記軸芯のフランジ部の外周面の一部に全周溝が形成され、前記スペーサの環状溝内の内周面に前記凸部が形成されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の軸ばねの製造方法。
【請求項５】
前記凸部は、前記スペーサを構成するスペーサ片ごとに形成されたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の軸ばねの製造方法。
【請求項６】
軸芯と、外筒と、前記軸芯及び外筒の間に介装される弾性層とを備え、前記軸芯は、軸部と、軸下部と、軸部及び軸下部の間に形成されたフランジ部とを有する軸ばねにおいて、前記軸部の高さが異なる軸芯の種類ごとに、前記フランジ部の外周面の異なる位置に識別用の全周溝が形成されたことを特徴とする軸ばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用、特に鉄道車両用として好適に用いられる軸ばねの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、鉄道車両において、上下動時の衝撃を緩和するために、台車枠と車軸側部材との間に介装される軸ばねが用いられる。具体的な軸ばねの構成としては、特許文献１に示すように、軸芯（主軸）とこれと互いに同一の軸心を有する外筒との間に、複数のゴム層と一以上の硬質隔壁（中間硬質筒）とを軸心と同心状態で、径内外方向で交互に積層する積層ゴム構造の弾性部が介装されたものが知られている。
【０００３】
上記軸ばねの製造方法としては、特許文献１の図３および４に示すように、金型内に主軸１、外筒２及び硬質隔壁５をセットし、閉型した後、金型内に未加硫ゴムを注入して、ゴム層４を加硫成形する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２７６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、台車枠から車体までの高さは、車両ごとに異なる。従って、必要とされる弾性部のばね定数が同じであっても、高さの異なる軸ばねが必要とされる場合がある。軸ばねの高さを変えるには、軸芯の高さを変える方法が考えられる。しかしながら、上記特許文献１に記載された方法では、高さの異なる軸芯を用いて軸ばねを製造するには、新たな金型が必要となり、製造コストが高くなるという問題が生じていた。
【０００６】
そこで、本発明では、一つの金型を用いて、高さの異なる複数の軸ばねを製造可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様として、軸芯と、外筒と、前記軸芯及び外筒の間に介装される弾性層とを備え、前記軸芯は、軸部と、軸下部と、軸部及び軸下部の間に形成されたフランジ部とを有する軸ばねの製造方法であって、内周面に、前記フランジ部を嵌合可能な環状溝が形成された筒状の入子型のスペーサと、前記スペーサを装着した軸芯を収容可能な金型とを用い、前記軸部の高さが異なる複数種類の軸芯に対し、前記環状溝の形成位置が異なる複数のスペーサをそれぞれ組み合わせ、前記スペーサを前記軸芯に装着した状態で、スペーサから軸部の頂部までの高さが一定になるようにすることによって、一つの金型で高さの異なる複数の軸ばねを成形可能としたことを特徴とする。
【０００８】
前記軸芯のフランジ部の外周面及び前記スペーサの環状溝の内周面のいずれか一方に凸部が形成され、他方に前記凸部に係合可能な凹部が形成され、前記凸部及び凹部の形成位置が軸芯の種類ごとに異なっており、前記軸芯及びスペーサの組み合わせが適正である場合にのみ、軸芯にスペーサを装着可能としてもよい。
【０００９】
前記軸芯のフランジ部の外周面に凹部が形成され、前記スペーサの環状溝の内周面に凸部が形成された構成としてもよい。また、凹部として、前記軸芯のフランジ部の外周面の一部に全周溝が形成され、前記スペーサの環状溝内の内周面に前記凸部が形成された構成としてもよい。さらに、前記凸部は、前記スペーサを構成するスペーサ片ごとに形成された構成としてもよい。
【００１０】
凹部としてフランジ部の外周面の一部に全周溝が形成された軸芯を用いて製造された軸ばねは、軸芯と、外筒と、前記軸芯及び外筒の間に介装される弾性層とを備え、前記軸芯は、軸部と、軸下部と、軸部及び軸下部の間に形成されたフランジ部とを有し、前記軸部の高さが異なる軸芯の種類ごとに、前記フランジ部の外周面の異なる位置に識別用の全周溝が形成された構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様に係る軸ばねの製造方法によれば、内周面に、軸芯のフランジ部を嵌合可能な環状溝が形成された筒状の入子型のスペーサと、前記スペーサを装着した軸芯を収容可能な金型とを用い、軸部の高さが異なる複数種類の軸芯に対し、前記環状溝の形成位置が異なる複数のスペーサをそれぞれ組み合わせ、スペーサを軸芯に装着した状態で、スペーサから軸部の頂部までの高さが一定になるようにしたため、一つの金型で高さの異なる複数の軸ばねを成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る軸ばねを示す断面図
【図２】本実施形態における高さの異なる軸芯を並べた正面図
【図３】本実施形態の軸ばね成形用金型を示す断面図
【図４】スペーサを軸芯に装着する状態を示す一部断面図
【図５】スペーサと成形用入子をともに分割した状態を示す平面図
【図６】図５の断面図
【図７】図４とは高さの異なる軸芯にスペーサを装着する状態を示す一部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を基に説明する。本実施形態では、鉄道車両用の軸ばねについて説明する。図１は、本発明に係る軸ばねを示す断面図であり、図２は、本実施形態における高さの異なる軸芯を並べた正面図であり、図３は、本実施形態の軸ばね成形用金型を示す断面図であり、図４はスペーサを軸芯に装着する状態を示す一部断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明にかかる軸ばねは、軸芯１と、外筒２と、軸芯１及び外筒２の間に介装される弾性層３とを備える。弾性層３は、ゴム層４と、中間硬質筒５とが交互に積層された積層ゴム構造とされる。中間硬質筒５は、金属製で円錐筒状に形成される。軸芯１、ゴム層４、中間硬質筒５及び外筒２はいずれも同一の軸心Ｐを有する。なお、図中、矢印Ｘは上下方向を示しており、Ｘ１が上方向を、Ｘ２が下方向を示す。
【００１５】
軸芯１は金属製であり、中空筒状とされる。軸芯１は、軸部６と、軸下部７と軸部６及び軸下部７の間に形成されたフランジ部８とを備える。フランジ部８の外周面の一部には全周溝９が形成される。
【００１６】
本実施形態では、軸芯１として、軸部６の高さが異なる複数の軸芯が用いられる。図２は、軸部６の高さが異なる２種類の軸芯１Ａ及び１Ｂを並べた状態の正面図である。図示のごとく、軸芯１Ａ及び１Ｂは、軸下部７及びフランジ部８（ただし、全周溝９の形成位置は異なる）は同形とされており、フランジ部８よりも上側の軸部６の高さが異なる。より詳しくは、軸部６は、円錐筒部１０と、円錐筒部１０とフランジ部８との間に介在する直筒部１１とから構成される。なお、便宜上、図中において共通する名称には同じ符号を付している。
【００１７】
軸芯１Ａ及び１Ｂの円錐筒部１０は同形とされ、直筒部１１の高さが異なっている。円錐筒部１０には、ゴム層４が加硫接着される。これにより、軸芯１Ａ及び１Ｂの軸部６の高さが異なっていても、弾性部３の形状は同じとなり、弾性部３のばね定数は一定で、軸部６の高さのみ異なる軸ばねを得ることができる。
【００１８】
軸部６の高さの異なる軸芯を用いて一つの成形用金型で軸ばねを製造する方法について、先ず、軸部６の高さが高い軸芯１Ａを用いた場合について説明する。図３は、本発明に用いられる軸ばね成形用金型の断面図であり、金型内で軸ばねが成形された状態を示す。軸ばね成形用金型は、主型２１と、底型２２と、蓋型２３とを備える。主型２１は、外観が略円柱状で、内部に軸ばねを収容する空間が形成されている。
【００１９】
蓋型２３は、注入型２３ａと、注入受型２３ｂとからなる。注入型２３ａは、注入受型２３ｂ内を上下動可能に設けられ、注入型２３ａを上昇させて、注入型２３ａと注入受型２３ｂとの間できる空間に未加硫ゴムを供給し、注入型２３ａを下降させて、注入受型２３ｂの底部に設けられた複数の注入口２４から主型２１内に未加硫ゴムを注入可能とされる。
【００２０】
上記構成の成形用金型を用いて軸ばねを成形する際には、図４に示すように、内周面に軸芯１Ａのフランジ部８を嵌合可能な環状溝２５が形成された筒状の入子型のスペーサ２６を軸芯１Ａのフランジ部８に装着する。スペーサ２６は、半筒状の２つのスペーサ片２６ａ、２６ａからなる。
【００２１】
スペーサ２６の環状溝２５の内周面には、凸部２７が形成される。凸部２７は、各スペーサ片２６ａに少なくとも１つ形成される。本実施形態では凸部２７は、核スペーサ片２６ａに１つずつ形成されている。環状溝２５における凸部２７の形成位置としては、スペーサ片２６ａの左右中央位置で、フランジ部８の外周面の一部に形成された全周溝９に対応する高さに形成される。スペーサ２６を軸芯のフランジ部８に装着するときには、凸部２７が全周溝９内に進入し、スペーサ２４が適正に軸芯１Ａに装着される。
【００２２】
凸部２７は、スペーサ片２６ａの左右中央位置に形成することで、スペーサ片２６ａをフランジ部８に装着する際に、後述するように、スペーサ２６と軸芯１Ａの組み合わせが不適正で、凸部２７がフランジ部８の外周面に接触した場合でも、フランジ部８の外周面に対して直交する方向に接触するため、凸部２７の破損を抑制することができる。
【００２３】
主型２１の中央部には、スペーサ２６が嵌合可能なスペーサ保持部２８が形成されている。具体的に、主型２１の底部中央には、軸下部７を嵌合可能な凹状の軸下部受部が形成されており、その上側に段差部を介して軸下部受部と同心で軸下部受部より大経の凹状部が形成され、前記段差部及び凹状部によってスペーサ保持部２８が構成される。スペーサ２６を装着した軸芯１Ａは、スペーサ２６を主型２１内のスペーサ保持部２８に嵌め入れることで軸芯１Ａが位置決めされる。その後、スペーサ２６の上に弾性部３の最内層のゴム層４の下端部を成形するための成形用入子２９を載置する。成形用入子２９は筒状で、半筒状の入子片２９ａ、２９ａからなる。
【００２４】
図５は、スペーサ２６と成形用入子２９をともに分割した状態を示す平面図であり、図６はその断面図である。図示のごとく、スペーサ２６と成形用入子２９は組み合わせた状態で逆円錐筒状体を形成する。スペーサ保持部２８はこの逆円錐筒状体に対応したテーパ面を有し、スペーサ２６及び成形用入子２９をスペーサ保持部２８に嵌め入れたときに、スペーサ片２６ａ、２６ａ同士の接触面及び成形用入子片２９ａ、２９ａ同士の接触面が互いに密着し、接触面の間に未加硫ゴムが入り込まない構造とされる。
【００２５】
成形用入子２９を主型２１内にセットした後は、中間硬質筒５及び外筒２を主型２１内にセットする。その後、注入受型２３ｂを主型２１に嵌合させて閉型する。なお、ここまでの工程は金型を加熱した状態で行われる。金型が所定温度であることを確認し、上昇させた状態の注入型２３ａと注入受型２３ｂの間の空間（注入ポッド）に、未加硫ゴムを供給し、注入型２３ａを下降させて未加硫ゴムを主型２１内に注入し、加硫成形する。
【００２６】
成形終了後は、蓋型２３を上昇させて開型し、スペーサ２６及び成形用入子２９が装着された状態の軸ばねを取り出す。スペーサ２６を左右に開いてフランジ部８から取り外した後、成形用入子２９を下方に引き出し、左右に開いて軸ばねから取り外す。
【００２７】
次に、軸部６の高さが低い軸芯１Ｂを用いた場合に、上記成形用金型を用いて軸ばねを製造する方法について説明する。図７に示すように、内周面に軸芯１Ｂのフランジ部８を嵌合可能な環状溝２５が形成された筒状の入子型のスペーサ２６を用いる点は、図４と同様である。なお、スペーサ２６の各部について、図４と共通する名称については、便宜上同じ符号を付している。
【００２８】
図７と図４とでは、スペーサ２６の外形は同一形状とされるが、スペーサ２６における環状溝２５の形成位置が異なっている。すなわち、軸芯１Ｂでは直筒部１１の高さが軸芯１Ａの直筒部１１の高さより低く形成されており、その低くなった分だけ、スペーサ２６における環状溝２５の位置を、軸芯１Ａに用いるスペーサ２６より高い位置に形成している。これにより、スペーサ２６を装着した状態で、スペーサ２６から軸芯１Ｂの軸部の頂部までの高さが一定となり、一つの金型で高さの異なる複数の軸ばねを成形することが可能となる。
【００２９】
図７において、軸芯１Ｂのフランジ部８の外周面の一部に全周溝９が形成された点、及び、全周溝９に対応する、スペーサ２６の環状溝２５の内周面に、凸部２７が形成された点は図４と同様である。ただ、軸芯１Ａと軸芯１Ｂとでは全周溝９の形成位置が異なり、それに応じてスペーサ２６に形成される凸部位置も異なっている。
【００３０】
具体的には、軸芯１Ａでは、全周溝９は、フランジ部８において高い位置に形成され、軸芯１Ｂでは、全周溝９は、フランジ部８において低い位置に形成される。すなわち、フランジ部８における全周溝９の形成位置が上下方向Ｘ上（軸心Ｐ方向）で異なっている。
【００３１】
したがって、図７における軸芯１Ｂとスペーサ２６とを組み合わせた場合には、軸芯１Ｂにスペーサ２６を装着することができる一方、軸芯１Ａのフランジ部８に装着可能なスペーサ２６（図４参照）を、軸芯１Ｂに装着しようとした場合には、スペーサ２６の凸部が軸芯１Ｂのフランジ部８の外周面に接触するため、軸芯１とスペーサ２６との不適正な組み合わせを予め回避することができる。これにより、軸芯１とスペーサ２６の組み合わせが不適正のまま、金型に組み込むことによって生じる成形不良や、金型の破損を防止することが可能となる。
【００３２】
このようにして得られた本発明の軸ばねは、軸芯１と、外筒２と、軸芯１及び外筒２の間に介装される弾性層３とを備え、軸芯１は、軸部６と、軸下部７と、軸部６及び軸下部７の間に形成されたフランジ部８とを有し、軸部６の高さが異なる軸芯１Ａ、１Ｂの種類ごとに、フランジ部８の外周面の異なる位置に識別用の全周溝９が形成される。なお、識別性を向上させるために、全周溝９ごとに異なる彩色を施すことも可能である。
【００３３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。たとえば、本実施形態においては、軸芯とスペーサの組み合わせの適否を判断するために、軸芯のフランジ部の外周面の一部に全周溝を形成しているが、これに限らず、凸部を係合可能な凹部を形成してもよい。この場合は、軸芯とスペーサとに位置合せ用にマークを付しておけばよい。また、フランジ部に凸部を形成し、スペーサに凹部を形成してもよい。
【００３４】
本実施形態及び上記変形例に開示されている構成要件は互いに組合せ可能であり、組合せることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１              軸芯
２              外筒
３              弾性層
４              ゴム層
５              中間硬質筒
６              軸部
７              軸下部
８              フランジ部
９              全周溝
１０            円錐筒部
１１            直筒部
２１            主型
２２            底型
２３            蓋型
２３ａ          注入型
２３ｂ          注入受型
２４            注入口
２５            環状溝
２６            スペーサ
２７            凸部
２８            スペーサ保持部
２９            成形用入子
【図１】
2019105285.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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