(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心部材と、前記軸心部材の外側に同軸配置される外筒部材と、前記軸心部材と前記外筒部材とを弾性的に連結するゴム弾性体と、を含み、前記ゴム弾性体は、少なくとも前記軸心部材を中心とした点対称位置に、流体を封入した液室を有する鉄道車両用ゴムブッシュであって、
前記軸心部材は、前記ゴム弾性体が連結される内筒と、前記内筒内に嵌合される芯部材とを有すると共に、前記芯部材の直径方向で前記軸心部材に貫通孔が形成されて、前記貫通孔に、前記液室同士を連通させる流路を有する別体の流路部材が差込収容されていることを特徴とする鉄道車両用ゴムブッシュ。
【請求項２】
前記流路部材は、外周に前記流路を凹設した軸体であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ゴムブッシュ。
【請求項３】
前記流路は、前記軸体の軸線を中心に螺旋状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用ゴムブッシュ。
【請求項４】
軸心部材と、前記軸心部材の外側に同軸配置される外筒部材と、前記軸心部材と前記外筒部材とを弾性的に連結するゴム弾性体と、を含み、前記ゴム弾性体は、少なくとも前記軸心部材を中心とした点対称位置に、流体を封入した液室を有する鉄道車両用ゴムブッシュであって、
前記軸心部材は、前記液室同士を連通させる流路を有する別体の流路部材を備えると共に、前記ゴム弾性体が連結される内筒と、前記内筒内に嵌合される芯部材とを有し、
前記芯部材は、前記芯部材の軸心と直交し且つ前記液室を含む平面を境にして分割され、前記流路部材は、当該分割した面に前記流路が形成される分割部材であることを特徴とする鉄道車両用ゴムブッシュ。
【請求項５】
軸心部材と、前記軸心部材の外側に同軸配置される外筒部材と、前記軸心部材と前記外筒部材とを弾性的に連結するゴム弾性体と、を含み、前記ゴム弾性体は、少なくとも前記軸心部材を中心とした点対称位置に、流体を封入した液室を有する鉄道車両用ゴムブッシュであって、
前記軸心部材は、前記液室同士を連通させる流路を有する別体の流路部材を備え、
前記流路部材は、前記液室の間で前記軸心部材に形成される貫通孔に挿入され、端部が前記液室にそれぞれ連結されるチューブであることを特徴とする鉄道車両用ゴムブッシュ。
【請求項６】
前記チューブは、前記貫通孔の軸線を中心に螺旋状に形成されることを特徴とする請求項５に記載の鉄道車両用ゴムブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両において、例えば台車枠と輪軸を支持する軸箱との間へ防振用に介在される鉄道車両用ゴムブッシュに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両用ゴムブッシュは、例えば特許文献１に開示されるように、台車側のヨーダンパー又は車体側のアームの何れか一方に取り付けられる外筒と、他方に取り付けられる軸棒との間にゴムを介在させると共に、液体を封入した２以上の液室を形成し、液室間を制限通路で連絡した構造が知られている。この構造によれば、振動が一方の液室に加わると、当該液室の圧力変化が制限通路を介して他方の液室に作用し、制限通路における通過抵抗及び液体共振によって振動が吸収される。また、特許文献２には、輪軸を支持する軸箱側と台車枠側との何れか一方に内筒を、他方に外筒を設けて両者間に弾性体を配設し、弾性体内に区画される複数の液室を絞り通路で連通させると共に、絞り通路に電磁弁等のばね定数変更手段を設けて、絞り通路の目詰まりの防止とばね定数の低減とを図る発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１３５３２９号公報
【特許文献２】特許第３３９７３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉄道車両用ゴムブッシュについては、走行区間（例えば高速区間と低速区間）等の使用条件によって要求される振動特性（動バネ定数）が異なる。しかし、特許文献１のゴムブッシュは、振動特性が１つで固定されているため、複数の振動特性に対応するためには制限通路の断面積や長さが異なる軸棒を別途用意する必要があり、コストアップに繋がる。特許文献２のゴムブッシュは、ばね定数変更手段である電磁弁の開閉によってばね定数を高低二段階に変化させることができるが、電磁弁の採用によってやはりコストアップに繋がる。また、電磁弁の開閉に依存することで二段階の設定にとどまり、振動特性の設計自由度が低くなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、必要最小限の変更で複数の振動特性に対応可能として、部品の共通化と設計自由度の向上が期待できる鉄道車両用ゴムブッシュを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、軸心部材と、軸心部材の外側に同軸配置される外筒部材と、軸心部材と外筒部材とを弾性的に連結するゴム弾性体と、を含み、ゴム弾性体は、少なくとも軸心部材を中心とした点対称位置に、流体を封入した液室を有する鉄道車両用ゴムブッシュであって、
軸心部材は、ゴム弾性体が連結される内筒と、内筒内に嵌合される芯部材とを有すると共に、芯部材の直径方向で軸心部材に貫通孔が形成されて、貫通孔に、液室同士を連通させる流路を有する別体の流路部材が差込収容されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、流路部材は、外周に流路を凹設した軸体であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、流路は、軸体の軸線を中心に螺旋状に形成されることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、軸心部材と、軸心部材の外側に同軸配置される外筒部材と、軸心部材と外筒部材とを弾性的に連結するゴム弾性体と、を含み、ゴム弾性体は、少なくとも軸心部材を中心とした点対称位置に、流体を封入した液室を有する鉄道車両用ゴムブッシュであって、
軸心部材は、液室同士を連通させる流路を有する別体の流路部材を備えると共に、ゴム弾性体が連結される内筒と、内筒内に嵌合される芯部材とを有し、
芯部材は、芯部材の軸心と直交し且つ液室を含む平面を境にして分割され、流路部材は、当該分割した面に流路が形成される分割部材であることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、軸心部材と、軸心部材の外側に同軸配置される外筒部材と、軸心部材と外筒部材とを弾性的に連結するゴム弾性体と、を含み、ゴム弾性体は、少なくとも軸心部材を中心とした点対称位置に、流体を封入した液室を有する鉄道車両用ゴムブッシュであって、
軸心部材は、液室同士を連通させる流路を有する別体の流路部材を備え、流路部材は、液室の間で軸心部材に形成される貫通孔に挿入され、端部が液室にそれぞれ連結されるチューブであることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５の構成において、チューブは、貫通孔の軸線を中心に螺旋状に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軸心部材に、液室同士を連通させる流路を有する別体の流路部材を設けたことで、流路の形態が異なる流路部材の交換によって振動特性を変更可能となる。よって、必要最小限となる流路部材の変更で複数の振動特性に対応可能となり、部品の共通化と設計自由度の向上とが期待できる。
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加えて、流路部材を貫通孔に嵌入される軸体としたことで、流路部材の交換が容易に行える。
請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加えて、流路を螺旋状としたことで、断面積やピッチ等の変更によって振動特性の設定が容易に行える。
請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加えて、流路部材を分割部材としたことで、分割部材の組み付けと共に流路が形成される合理的な構成となる。
請求項５に記載の発明によれば、上記効果に加えて、流路部材をチューブとしたことで、交換が容易に行える。
請求項６に記載の発明によれば、上記効果に加えて、チューブを螺旋状としたことで、振動特性の設定が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】形態１の鉄道車両用ゴムブッシュの説明図で、（Ａ）が横断面、（Ｂ）が縦断面をそれぞれ示す。
【図２】形態２の鉄道車両用ゴムブッシュの説明図で、（Ａ）が横断面、（Ｂ）が縦断面をそれぞれ示す。
【図３】形態３の鉄道車両用ゴムブッシュの説明図で、（Ａ）が横断面、（Ｂ）が縦断面をそれぞれ示す。
【図４】形態４の鉄道車両用ゴムブッシュの説明図で、（Ａ）が横断面、（Ｂ）が縦断面をそれぞれ示す。
【図５】形態５の鉄道車両用ゴムブッシュの説明図で、（Ａ）が横断面、（Ｂ）が縦断面をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［形態１］
図１は、鉄道車両用ゴムブッシュ（以下単に「ゴムブッシュ」という。）の一例を示す説明図で、このゴムブッシュ１は、軸心部材２と、軸心部材２の外側で同軸配置される外筒部材３と、軸心部材２と外筒部材３とを弾性的に連結するゴム弾性体４とを含んでなり、軸心部材２が例えば鉄道車両の台車枠に、外筒部材３が輪軸を支持する軸箱にそれぞれ連結される。その場合、図１（Ａ）の下側が前方となる。
軸心部材２は、内筒５の内側に、円柱状の芯部材６を嵌合して一体化したもので、芯部材６には、台車枠側の板バネに取り付けるための一対の取付孔７，７が穿設されている。外筒部材３は、軸心部材２よりも軸方向に短い筒となっている。
【００１０】
ゴム弾性体４は、軸心部材２の内筒５の外周面と外筒部材３の内周面とに接着されている。８，８は左右に設けた中空部である。また、ゴム弾性体４の内部には、流体である不凍液（例えばエチレングリコール）を封入する横断面円形の液室９，９が、軸心部材２の軸心を中心とした点対称位置（ここでは前後位置）に形成されている。
そして、軸心部材２の内筒５には、各液室９の位置に対応して同径で開口する連通孔１０，１０が形成されると共に、芯部材６の前後方向の直径上には、連通孔１０，１０と同軸で連通する貫通孔１１が、連通孔１０より小径で形成されている。この貫通孔１１内に、外径が貫通孔１１の内径と略一致する突条１３を螺旋状に形成した軸体である流路部材１２が差込収容されて、連通孔１０，１０同士を連通させる螺旋状の流路となるオリフィス１４を形成している。よって、液室９，９に封入される不凍液は、オリフィス１４とその両端の連通孔１０，１０を介して互いに移動可能となる。
【００１１】
以上の如く構成されたゴムブッシュ１においては、前述のように軸心部材２が台車枠に、外筒部材３が軸箱にそれぞれ連結されて使用され、台車枠と軸箱とに発生する振動をゴム弾性体４によって減衰させる。特に、ゴム弾性体４では、オリフィス１４によって決定される共振周波数で動バネ定数を変えることができるので、鉄道車両の走行区間等の使用条件によって要求される異なる周波数特性の境界となる共振周波数を設定すれば、異なる使用条件それぞれにおいて、所望の動バネ定数による防振効果を発揮することができる。
そして、走行区間の相違等によって要求される周波数が異なる場合は、当該周波数に合わせてオリフィス１４の断面積やピッチ、リード等を変更して振動特性が異なる流路部材１２に交換すればよい。この場合、流路部材１２以外の芯部材６や内筒５、外筒部材３、ゴム弾性体４はそのまま共用できる。
【００１２】
このように、上記形態１のゴムブッシュ１によれば、軸心部材２に、液室９，９同士を連通させるオリフィス１４を有する別体の流路部材１２を設けたことで、オリフィス１４の形態が異なる流路部材１２の交換によって振動特性を変更可能となる。よって、必要最小限となる流路部材１２の変更で複数の振動特性に対応可能となり、部品の共通化と設計自由度の向上とが期待できる。
特にここでは、流路部材１２を、軸心部材２に形成されて液室９，９同士を連通させる貫通孔１１に嵌入され、外周にオリフィス１４を凹設した軸体としているので、流路部材１２の交換が容易に行える。
また、オリフィス１４は、軸体の軸線を中心に螺旋状に形成されているので、断面積やピッチ等の変更によって振動特性の設定が容易に行える。
なお、上記形態１では、貫通孔１１の全長に亘って流路部材１２を差込収容しているが、貫通孔１１よりも短い流路部材を差込収容してもよい。また、オリフィス１４の断面積やピッチ等を流路部材１２において部分的に変えることもできる。
【００１３】
次に、本発明の他の形態を説明する。但し、形態１と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
［形態２］
図２に示すゴムブッシュ１Ａにおいて、軸心部材２の芯部材６は、芯部材６の軸心と直交し且つ液室９，９を含む平面を境にして上下２つの分割部材６Ａ，６Ｂに分割されており、両分割部材６Ａ，６Ｂの互いの当接面（分割面）には、前後方向が直線部分となって液室９との近接位置で折り返される蛇行状の半割流路１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ形成されている。よって、分割部材６Ａ，６Ｂを内筒５内に嵌合させた状態では、半割流路１５Ａ，１５Ｂ同士の突き合わせにより、連通孔１０，１０間を繋ぐ蛇行状のオリフィス１５が形成されることになる。１６，１６はシール用のＯリングである。
【００１４】
よって、このゴムブッシュ１Ａにおいても、オリフィス１５によって決定される共振周波数で動バネ定数を変えることができるので、鉄道車両の走行区間等の使用条件によって要求される異なる周波数特性の境界となる共振周波数を設定すれば、異なる使用条件それぞれにおいて、所望の動バネ定数による防振効果を発揮することができる。
そして、走行区間の相違等によって要求される周波数が異なる場合は、当該周波数に合わせてオリフィス１５の断面積や蛇行幅等を変更して振動特性が異なる半割流路１５Ａ，１５Ｂを形成した分割部材６Ａ，６Ｂに交換すればよい。この場合、芯部材６以外の内筒５や外筒部材３、ゴム弾性体４はそのまま共用できる。
【００１５】
このように、上記形態２のゴムブッシュ１Ａにおいても、軸心部材２に、液室９，９同士を連通させるオリフィス１５を有する別体の芯部材６（分割部材６Ａ，６Ｂ）を設けたことで、オリフィス１５の形態が異なる芯部材６の交換によって振動特性を変更可能となる。よって、必要最小限となる芯部材６の変更で複数の振動特性に対応可能となり、部品の共通化と設計自由度の向上が期待できる。
特にここでは、芯部材６を、芯部材６の軸心と直交し且つ液室９，９を含む平面を境にして芯部材６の軸方向に二分割される一対の分割部材６Ａ，６Ｂとして、両分割部材６Ａ，６Ｂの互いの分割面間にオリフィス１５を形成したことで、分割部材６Ａ，６Ｂの組み付けと共にオリフィス１５が形成される合理的な構成となる。
【００１６】
なお、上記形態２では、分割部材のそれぞれの分割面に半割流路を形成してオリフィスを形成しているが、何れか一方の分割面にのみ蛇行状のオリフィスを形成し、他方の平坦な当接面で閉塞するようにしても差し支えない。この場合、交換はオリフィスを形成した分割部材のみで足りる。
また、オリフィスの蛇行状は、左右方向を直線部分として形成してもよいし、蛇行状に限らず他の形態としてもよい。
【００１７】
［形態３］
図３に示すゴムブッシュ１Ｂにおいて、軸心部材２の内筒５は、内側部５Ａと外側部５Ｂとに半径方向へ二分割されており、外側部５Ｂのみに連通孔１０，１０が形成されて、内側部５Ａには、各連通孔１０と連通する小孔１７Ａ，１７Ｂが、一方は連通孔１０の上側寄りに、他方は連通孔１０の下側寄りにそれぞれ位置するように、互いに上下方向に位置をずらして形成されている。
そして、流路部材となる芯部材６の外周面には、螺旋状の凹溝１８が、一端を上側の小孔１７Ａに連通させ、他端を下側の小孔１７Ｂに連通させた状態で形成されて、内側部５Ａの内周面と芯部材６の外周面との間に、連通孔１０，１０間を繋ぐ螺旋状のオリフィス１９を形成している。
【００１８】
よって、このゴムブッシュ１Ｂにおいても、オリフィス１９によって決定される共振周波数で動バネ定数を変えることができるので、鉄道車両の走行区間等の使用条件によって要求される異なる周波数特性の境界となる共振周波数を設定すれば、異なる使用条件それぞれにおいて、所望の動バネ定数による防振効果を発揮することができる。
そして、走行区間の相違等によって要求される周波数が異なる場合は、当該周波数に合わせてオリフィス１９の断面積やピッチ等を変更して振動特性が異なる芯部材６に交換すればよい。この場合、芯部材６以外の内筒５や外筒部材３、ゴム弾性体４はそのまま共用できる。但し、必要に応じて小孔１７Ａ，１７Ｂの大きさや軸方向の間隔が異なる内側部５Ａも交換することは可能である。
【００１９】
このように、上記形態３のゴムブッシュ１Ｂにおいても、軸心部材２に、液室９，９同士を連通させるオリフィス１９を有する別体の芯部材６を設けたことで、オリフィス１９の形態が異なる芯部材６の交換によって振動特性を変更可能となる。よって、必要最小限となる芯部材６の変更で複数の振動特性に対応可能となり、部品の共通化と設計自由度の向上が期待できる。
特にここでは、流路部材を、内筒５内に嵌合され、外周面にオリフィス１９を形成した芯部材６としているので、芯部材６の組み付けと共にオリフィス１９が形成される合理的な構成となる。また、オリフィス１９を、芯部材６の軸線を中心に螺旋状に形成しているので、振動特性の設定が容易に行える。
なお、この形態３においても、オリフィス１９の断面積やピッチ等を芯部材６の外周において部分的に変えることもできる。また、螺旋状のオリフィスに限らず、蛇行状等の他の形態も採用できる。
【００２０】
［形態４］
図４に示すゴムブッシュ１Ｃにおいて、軸心部材２の内筒５は、形態３と同様に内側部５Ａと外側部５Ｂとに半径方向へ二分割されており、外側部５Ｂのみに連通孔１０，１０が形成されて、内側部５Ａには、各連通孔１０の中心と連通する小孔２０，２０が形成されている。
そして、芯部材６の前後方向の直径上には、小孔２０，２０と同軸で連通する貫通孔１１が小孔２０より大径で形成されて、この貫通孔１１内に、流路部材としての螺旋状のチューブ２１が挿入されて、両端を小孔２０，２０に接続している。
【００２１】
よって、このゴムブッシュ１Ｃにおいても、チューブ２１による螺旋状の流路によって決定される共振周波数で動バネ定数を変えることができるので、鉄道車両の走行区間等の使用条件によって要求される異なる周波数特性の境界となる共振周波数を設定すれば、異なる使用条件それぞれにおいて、所望の動バネ定数による防振効果を発揮することができる。
そして、走行区間の相違等によって要求される周波数が異なる場合は、当該周波数に合わせて断面積や巻き数等を変更して振動特性が異なるチューブ２１に交換すればよい。この場合、チューブ２１以外の芯部材６や外筒部材３、ゴム弾性体４はそのまま共用できる。但し、必要に応じて小孔２０，２０の大きさが異なる内側部５Ａも交換することは可能である。
【００２２】
このように、上記形態４のゴムブッシュ１Ｃにおいても、軸心部材２に、液室９，９同士を連通させる流路を有する別体のチューブ２１を設けたことで、流路の形態が異なるチューブ２１の交換によって振動特性を変更可能となる。よって、必要最小限となるチューブ２１の変更で複数の振動特性に対応可能となり、部品の共通化と設計自由度の向上が期待できる。
特にここでは、流路部材を、液室９，９の間で軸心部材２に形成される貫通孔１１に挿入され、両端が液室９，９にそれぞれ連結されるチューブ２１としているので、交換が容易に行える。また、チューブ２１を螺旋状としたことで振動特性の設定が容易に行える。
なお、チューブは外径が等径の螺旋状に限らず、部分的に異径としたりしてもよい。また、螺旋状以外に蛇行状等の他の形態を採用してもよい。
【００２３】
［形態５］
図５に示すゴムブッシュ１Ｄにおいて、軸心部材２の芯部材６は、形態２と同様に軸方向で上下２つの分割部材６Ａ，６Ｂに分割されるが、ここでの下側の分割部材６Ｂは、内筒５と一体に形成されて、内筒５は、下部を閉塞した有底筒状となっている。
そして、上側の分割部材６Ａの下面には、蛇行状の凹溝２２が形成されている。よって、流路部材となる分割部材６Ａを内筒５内に嵌合させた状態では、凹溝２２の下面が分割部材６Ｂの上面に閉塞されることで、連通孔１０，１０間を繋ぐ蛇行状のオリフィス２３が形成される。Ｏリング１６は分割部材６Ａ側にのみ設けられる。
【００２４】
よって、このゴムブッシュ１Ｄにおいても、オリフィス２３によって決定される共振周波数で動バネ定数を変えることができるので、鉄道車両の走行区間等の使用条件によって要求される異なる周波数特性の境界となる共振周波数を設定すれば、異なる使用条件それぞれにおいて、所望の動バネ定数による防振効果を発揮することができる。
そして、走行区間の相違等によって要求される周波数が異なる場合は、当該周波数に合わせてオリフィス２３の断面積や蛇行幅等を変更して振動特性が異なる分割部材６Ａに交換すればよい。この場合、分割部材６Ｂを含む内筒５や外筒部材３、ゴム弾性体４はそのまま共用できる。
【００２５】
このように、上記形態５のゴムブッシュ１Ｄにおいても、軸心部材２に、液室９，９同士を連通させるオリフィス２３を有する別体の流路部材（分割部材６Ａ）を備えたことで、オリフィス２３の形態が異なる分割部材６Ａの交換によって振動特性を変更可能となる。よって、必要最小限となる分割部材６Ａの変更で複数の振動特性に対応可能となり、部品の共通化と設計自由度の向上が期待できる。
なお、ここでもオリフィスの蛇行状は、左右方向を直線部分として形成してもよいし、蛇行状に限らず他の形態としてもよい。また、上記形態と逆に、上側の分割部材を内筒と一体に形成し、下側の分割部材を、上面にオリフィスを形成した別体の流路部材としてもよい。さらに、分割部材は上下同じ厚みで形成する必要はなく、例えば下側の分割部材の厚みを薄くして、流路部材となる上側の分割部材の下面及び周面にオリフィスを形成することもできる。
【００２６】
その他、各形態に共通して、液室は前後２つに限らず、３つ以上あってもよい。この場合、流路部材の流路の構成は、各液室に対して連通するように適宜設計変更される。形態１の場合は、貫通孔を液室ごとに分岐させ、各分岐孔に軸体の流路部材を差込収容することが考えられる。形態４の場合は、チューブを液室の数に合わせて三つ叉以上に分岐させることもできる。
また、流路部材以外のゴムブッシュの形態も適宜変更可能で、例えば液室とオリフィスとの位相を合わせる位置決め部（例えば内筒の内周面に突起等の係止部、芯部材の外周面に凹溝等の被係止部）を設ける等してもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１，１Ａ〜１Ｄ・・鉄道車両用ゴムブッシュ、２・・軸心部材、３・・外筒部材、４・・ゴム弾性体、５・・内筒、５Ａ・・内側部、５Ｂ・・外側部、６・・芯部材、６Ａ，６Ｂ・・分割部材、９・・液室、１０・・連通孔、１１・・貫通孔、１２・・流路部材、１３・・突条、１４，１５，１９，２３・・オリフィス、１８・・凹溝、２１・・チューブ。
【図１】
0006585468.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006585468.tif 000004
【図４】
0006585468.tif 000005
【図５】
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