(57)【要約】【課題】本来の防振性能を確保しつつ、コンパクト化して制約された狭いスペースへの組み込み使用を可能とし、しかも、疲労特性を増大して耐久性も十分に向上することができるようにする。【解決手段】心棒部材１の外周に同心状に配置される相似形状の複数個の外筒部材２…及び筒状ゴム層３…を積層し加硫接着により一体化される筒型積層防振装置Ａにおける外筒部材２…及び筒状ゴム層３…の周壁部の下半部分を欠落させるとともに、心棒部材１の中心Ｏ１と外筒部材２…及びゴム層３…の中心Ｏ２とを、予定荷重が付加されたとき、同心またはほぼ同心となるように偏心させている。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心棒部材とその外周に同心状に配置した相似形状の複数個の外筒部材のうち最内側の外筒部材との間及び内外で隣接する外筒部材間にそれぞれ筒状ゴム層を挟在させてなる筒型積層防振装置において、
上記複数個の外筒部材及び筒状ゴム層の周壁部の一部を欠落させるとともに、
上記心棒部材の中心を外筒部材及び筒状ゴム層の中心に対して、予定荷重が付加されたとき、同心またはほぼ同心となるように、周壁部欠落方向に偏位させていることを特徴とする筒型積層防振装置。
【請求項２】
上記各筒状ゴム層には、それらの中心を通る基準位置またはその近くから欠落方向端面にまで亘る切り込みが形成されている請求項１に記載の筒型積層防振装置。
【請求項３】
上記各切り込みの基端には、丸形の溝が接続形成されている請求項２に記載の筒型積層防振装置。
【請求項４】
上記各切り込みの基端位置が、内側のゴム層ほどそれらの中心を通る基準位置より欠落方向端面側にずらされている請求項２または３に記載の筒型積層防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄道車両における台車枠と軸箱との間に構成されるサスペンションリンク機構等に組み込まれて防振機能を発揮させるように用いられる筒型積層防振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の一般的な筒型積層防振装置は、図７及び図８に示すように、心棒部材１１と周壁部の直径方向対向個所を欠落させて心棒部材１１の外周に同心状に配置した相似形状の複数個の欠落円筒状部材１２…及び最外側位置に同心状に配置し円筒状部材１２Ａのうち最内側の欠落円筒状部材１２との間及び内外で隣接する欠落円筒状部材１２，１２…間並びに最外側の円筒状部材１２Ａとその内側の欠落円筒状部材１２との間にそれぞれ欠落円筒状のゴム層１３…及び円筒状のゴム層１３Ａを挟在させて、これらを加硫接着により一体化して構成されている。
【０００３】
このような一般的な筒型積層防振装置は、使用状態において心棒部材１１の中心（Ｏ１）より下半部分では圧縮力が、また、上半部分では引張り力が繰り返し作用することになり、その繰り返し圧縮力や引張り力によって各円筒状部材１２…，１２Ａ及び心棒部材１１と円筒状ゴム層１３…，１３Ａとの接着界面が剥離したり、各円筒状ゴム層１３…，　１３Ａに亀裂が発生したりする等の疲労特性を生じやすい。このような疲労特性の低下を防止して耐久性を高めること及び圧縮応力及び負荷荷重に対して十分な撓み量を持たせて装置本来の防振性能を確保することを狙いとして、従来の装置では、最外側の円筒状部材１２Ａを絞り（縮径）加工する手段が講じられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各部材１２…，　１２Ａ及びゴム層１３…，　１３Ａが共に円筒状に構成されている従来一般の筒型積層防振装置において、本来の防振性能を確保するためには、円筒状部材１２…，　１２Ａ及びゴム層１３…，　１３Ａの積層数を多くとらねばならないために、装置全体の小型化（小径化）に自ずと限度があり、大型（大径）化しやすい。そのため、できるだけ低床化が望まれることから、軸箱等も小型化されている鉄道車両用のサスペンションリンク機構等の制約されたスペースに組み込み使用できるように装置全体を小型化（小径化）するためには、円筒状部材１２…，　１２Ａ及びゴム層１３…，　１３Ａの積層数を少なくしなければならないが、このようにそれらの積層数を少なくすると、装置本来の防振性能が低下することは避けられない。
【０００５】
上述したように従来一般の筒型積層防振装置は、制約されたスペースへの組み込み使用と本来の防振性能の確保との両立を達成することが難しく、特に、低床化及び防振性能の確保の両立が望まれる鉄道車両用サスペンションリンク機構等に組み込み使用される防振装置としては実質的に適用することができないという難点があった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、本来の防振性能を確保しつつ、制約されたスペースへの組み込み使用が可能なコンパクト化を達成でき、しかも、疲労特性を増大して耐久性も十分に向上することができる筒型積層防振装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る筒型積層防振装置は、心棒部材とその外周に同心状に配置した相似形状の複数個の外筒部材のうち最内側の外筒部材との間及び内外で隣接する外筒部材間にそれぞれ筒状ゴム層を挟在させてなる筒型積層防振装置において、上記複数個の外筒部材及び筒状ゴム層の周壁部の一部を欠落させるとともに、上記心棒部材の中心を外筒部材及び筒状ゴム層の中心に対して、予定荷重が付加されたとき、同心またはほぼ同心となるように、周壁部欠落方向に偏位させていることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成の本発明によれば、複数個の外筒部材及び筒状ゴム層の周壁部の一部を欠落させた欠落円筒構造とすることにより、それら外筒部材及びゴム層の積層数を多くして装置本来の防振性能を十分に確保としつつも、装置全体を小型化して低床鉄道車両用のサスペンションリンク機構等のような制約されたスペースにも組み込み使用することが可能である。加えて、欠落円筒構造であることから、外筒の絞り（縮径）加工による疲労特性の増大が図れないが、これに代えて、外筒部材及びゴム層と心棒部材とを予定荷重が付加されたとき、同心またはほぼ同心となるように欠落方向に偏心させる構造を採用することにより、外筒部材及びゴム層に対する圧縮応力増大の効果が得られ、これによって、外筒部材とゴム層の界面での剥離やゴム層に亀裂が発生する等の疲労特性の低下を抑制して装置全体の耐久性向上及び防振性能の確保を達成することが可能である。
【０００９】
特に、上記構成を有する本発明に係る筒型積層防振装置において、請求項２に記載のように、各筒状ゴム層に、それらの中心を通る基準位置またはその近くから欠落方向端面にまで亘る切り込みを形成することにより、加硫接着後の熱収縮変形に伴う歪を切り込みで解放して、歪が内在されることに起因する亀裂や剥離の発生も抑制でき、その結果、装置寿命の延命効果も期待することができる。また、請求項３に記載のように、各切り込みの基端に丸みを与えるように丸形の溝を接続形成することにより、熱収縮変形に伴う歪の影響を一層軽減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１及び図２は本発明に係る筒型積層防振装置の第１実施例を示す側面図である。この第１実施例の筒型積層防振装置Ａは、心棒部材１と、その外周に同心状に配置された相似形状の複数個の外筒部材２…と、内外で隣接する外筒部材２，２…間及び最内側の外筒部材２と心棒部材１との間にそれぞれ挟在された筒状ゴム層３…とからなり、これら複数個の外筒部材２…、筒状ゴム層３…及び心棒部材１をゴムの加硫成形により接着一体化して構成されている。
【００１１】
上記のような基本構成を有する筒型積層防振装置Ａにおいて、複数個の外筒部材２…及び筒状ゴム層３…の周壁部のうち、心棒部材１の最下端部１ａよりも僅かに下方に位置する部分２Ａ…及び３Ａ…は欠落されているとともに、上記心棒部材１の中心Ｏ１は、外筒部材２…及び筒状ゴム層３…の中心Ｏ２に対して周壁部欠落方向に偏位（偏心）されている。それら中心Ｏ１，Ｏ２間の偏心量ｈは、例えば鉄道車両用サスペンションリンク機構に組み込み使用する際、計算によって求めることが可能な既知の予定荷重Ｗが付加されたとき、図２に示すように、両中心Ｏ１，Ｏ２が同心またはほぼ同心となる値に設定されている。なお、上記筒状ゴム層３…の欠落方向の端面３ｅ…は、予定荷重Ｗが付加されていないとき、図１に示すように、上方に向けて凸状の円弧面を呈し、予定荷重Ｗが付加されたとき、図２に示すように、ほぼ水平面を呈するように形成されている。
【００１２】
上記のような構成を有する筒型積層防振装置Ａは、図３あるいは図４に示すように、鉄道車両における台車枠２１と該台車枠２１に対して水平支軸２２周りに上下揺動可能に枢支連結された軸箱２３との間に衝撃吸収用の軸ばね２４を介装して構成されるサスペンションリンク機構で、上記軸箱２３側に連ねて車両進行方向に延出された板ばね２５またはガイドアーム２６と台車枠２１側に固定の支持部材２７との間に、欠落部分２Ａ，３Ａ…が下側に位置する状態に介在設置されて台車枠２１の揺れや振動を抑制する防振機能を発揮すべく用いられる。
【００１３】
このように用いられる筒型積層防振装置Ａを、外筒部材２…及び筒状ゴム層３…の下側周壁部分２Ａ，３Ａ…が欠落された欠落円筒構造とすることにより、それら外筒部材２…及びゴム層３…の積層数を多くして装置本来の防振性能は十分に確保しつつも、装置全体を小型化して低床鉄道車両用のサスペンションリンク機構等のような制約されたスペースにも組み込んで使用することが可能である。また、その使用状態で既知の予定荷重Ｗが付加されたとき、外筒部材２…及びゴム層３…の中心Ｏ２と心棒部材１の中心Ｏ１とが同心またはほぼ同心となるように欠落方向に偏心させておくことにより、使用状態で外筒部材２…及びゴム層３…に働く圧縮応力を増大させて圧縮力や引張り力が繰り返し作用しても、外筒部材２…とゴム層３…との界面で両者が剥離したり、ゴム層３…に亀裂が発生したりすることによる疲労特性の低下を抑制して装置全体の耐久性の向上が図れるとともに、所定の防振性能を長期に亘って安定よく維持することが可能である。
【００１４】
図５及び図６は本発明に係る筒型積層防振装置の第２実施例を示す側面図である。この第２実施例の筒型積層防振装置Ａは、基本的に上記した第１実施例のものと同様な欠落円筒構造で、かつ、偏心構造を有している（第１実施例と同一の構成要素に同一の符号を付してそれらの詳しい説明を省略する）ことのほかに、各筒状ゴム層３…に、それらの中心Ｏ２を通る水平基準位置Ｌから欠落方向端面３ｅ…にまで亘る切り込み４…が形成されているとともに、これら各切り込み４…の基端位置には丸形の溝５…が接続形成され、かつ、各切り込み４…基端位置の溝５…が、内側のゴム層３ほど上記水平基準位置Ｌより欠落方向端面３ｅ側にずらされている構成を有している。
【００１５】
上記のような構成を有する第２実施例の筒型積層防振装置Ａも第１実施例のものと同様に、例えば図３あるいは図４に示すように、低床鉄道車両用のサスペンションリンク機構のような制約されたスペースにも簡単に組み込んで使用することが可能であるとともに、その使用状態で既知の予定荷重Ｗが付加されたとき、図６に示すように、外筒部材２…及びゴム層３…の中心Ｏ２と心棒部材１の中心Ｏ１とが同心またはほぼ同心となるようにそれら外筒部材２…及びゴム層３…に予備圧縮応力をかけて繰り返し作用する圧縮力や引張り力で外筒部材２…とゴム層３…との界面で両者が剥離したり、ゴム層３…に亀裂が発生したりすることによる疲労特性の低下を抑制して装置全体の耐久性の向上が図れるとともに、所定の防振性能を長期に亘って安定よく維持することが可能である。
【００１６】
加えて、各筒状ゴム層３…には、それらの中心Ｏ２を通る水平基準位置Ｌ及びその近くから欠落方向端面にまで亘る切り込み４…が形成されているので、加硫接着後の熱収縮変形に伴う歪を切り込み４…で解放して、歪が内在されることに起因する亀裂や剥離の発生も抑制でき、その結果、装置寿命の延命効果も期待することができる。特に、各切り込み４…の基端に丸形の溝５…を接続形成して切り込み４…基端に丸みを与えることにより、熱収縮変形に伴う歪の影響を一層軽減することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上要するに、本発明によれば、複数個の外筒部材及び筒状ゴム層をその周壁部の一部が欠落された欠落円筒構造とすることにより、それら外筒部材及びゴム層の積層数を多くして装置本来の防振性能を十分に確保としつつ、装置全体を小型化して低床鉄道車両用のサスペンションリンク機構等のような制約されたスペースにも容易に組み込み使用することができる。しかも、外筒部材及びゴム層と心棒部材とを予定荷重が付加されたとき、同心またはほぼ同心となるような偏心構造とすることにより、欠落円筒構造でありながらも、外筒部材及びゴム層に対する圧縮応力増大の効果を引き出して外筒部材とゴム層の界面での剥離やゴム層に亀裂が発生する等の疲労特性の低下を抑制して装置全体の耐久性向上及び防振性能の長期維持を達成することができるという効果を奏する。
【００１８】
特に、請求項２、さらには請求項３に記載のように、各ゴム層に切り込みあるいは基端に丸みがある切り込みを形成することにより、加硫接着後の熱収縮変形に伴う歪を切り込みで解放して、歪が内在されることに起因する亀裂や剥離の発生も抑制でき、その結果として、装置寿命の延命効果も期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る筒型積層防振装置のうち第１実施例の筒型積層防振装置に予定荷重が付加されていない状態を示す側面図である。
【図２】同上第１実施例の筒型積層防振装置に予定荷重が付加された状態を示す側面図である。
【図３】同上第１実施例の筒型積層防振装置を鉄道車両用サスペンションリンク機構に組み込み設置した使用状態の一例を示す側面図である。
【図４】同上第１実施例の筒型積層防振装置を鉄道車両用サスペンションリンク機構に組み込み設置した使用状態の他のを示す側面図である。
【図５】本発明に係る筒型積層防振装置のうち第２実施例の筒型積層防振装置に予定荷重が付加されていない状態を示す側面図である。
【図６】同上第２実施例の筒型積層防振装置に予定荷重が付加された状態を示す側面図である。
【図７】一般的な筒型積層防振装置の側面図である。
【図８】同上一般的な筒型積層防振装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１　心棒部材
２　外筒部材
３　筒状ゴム層
２Ａ，３Ａ　欠落部分
３ｅ　欠落方向端面
４　切り込み
５　丸形の溝
Ｏ１　心棒部材の中心
Ｏ２　外筒部材及び筒状ゴム層の中心
Ｌ　水平基準位置
【図１】
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【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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【図８】
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