(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両において、空気ばねと、台車との間に介装されるストッパーであって、弾性体製の外装体と、外装体の内側に、外装体に接するように設けられた弾性体製の内装体とから構成され、前記内装体の外面形状は、前記外装体の内面形状よりも若干大きくなるように形成されたことを特徴とするストッパー。
【請求項２】
前記ストッパーは、ストッパー頂部に上板が、ストッパー底部に下板が、それぞれ固定され、前記上板及び下板は、前記内装体には固定されずに、前記外装体に固定されたことを特徴とする請求項１に記載のストッパー。
【請求項３】
前記内装体は、底部から頂部に向けて徐々に外周長さが小さくなることを特徴とする請求項１又は２に記載のストッパー。
【請求項４】
前記内装体は、複数のパーツに分割可能な構造であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のストッパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性体製で塊状のストッパーに関し、特にストッパーが鉄道車両用のように大型のものである場合に、容易に成形可能なストッパー及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両用ストッパーとしては、特許文献１に示すように、加硫ゴムからなるストッパーが知られている。図６に示すように、この構造のストッパー３１は、一つの塊状の加硫ゴムから構成され、欧州の鉄道で多く採用されており、今後も多用が見込まれる。塊状ゴムからなるストッパー３１を成形するには、上下熱板の間に未加硫ゴムを充填した金型を挟み込んで加熱成形する方法が採用されているが、ストッパー３１の厚みが増加するほど、ストッパー表面と内部とで熱回りに差が生じ、成形後のストッパー３１は部分によって物性のバラつきが生じていた。特に、熱板から最も遠くなるストッパー３１の高さ方向の中間部分において、その差が顕著となっていた。
【０００３】
ストッパーのバネ特性及び耐久性を考慮すれば、ストッパーの部分的な物性のバラつきは少ない方が望ましい。このような課題に対して、従来は、加硫条件を許容される範囲でできる限り低温で長時間に設定してストッパーを成形する方法が採られていた。また、前述の特許文献１に示すように、ジャケット方式の金型を使用し、ストッパー成形時の熱回りをコントロールする方法も知られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８６７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、低温で長時間加硫する方法では、ストッパーの生産性が低下することになる。また、特許文献１記載のジャケット方式の金型を使用する方法は、金型構造が複雑になる上に、ジャケット方式の金型による温度調節では、ストッパーの厚み方向の熱回りの差を解消することは困難であり、ストッパーの厚みが厚くなるほど、製品特性（バネ特性）が安定せず、成形（加硫）時間の短縮も大きくは見込めなかった。
【０００６】
そこで、本発明においては、上記問題に鑑み、ストッパーの成形時間の短縮が可能で、製品特性が安定したストッパー及びその製造方法を提供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、本発明においては、鉄道車両において、空気ばねと、台車との間に介装されるストッパーであって、弾性体製の外装体と、外装体の内側に、外装体に接するように設けられた弾性体製の内装体とから構成されたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、弾性体からなるストッパーを、一つの塊ではなく、弾性体製の内装体と、内装体の外周に接して内装体の外周全体を被覆する弾性体製の外装体とに分離可能に構成したため、すなわち、ストッパーを別々の弾性体部材（内装体及び外装体）として形成するようにしたため、ストッパー全体を１つの塊として金型成形する場合に比べて製品肉厚が薄く、部分間の熱回りの差異を小さくすることができる。従って、バネ特性等の製品特性を安定化することが可能となる。
【０００９】
さらに、ストッパー全体の厚みに比べて内装体及び外装体の個々の部材の厚みが薄くなるため、内装体及び外装体を個別に金型で成形する場合、熱回りがよいため、ジャケット方式ではなく通常の金型を用いて成形することができる。また、内装体と外装体とを並行して成形すれば、ストッパー全体としての成形時間を短縮することが可能となる。
【００１０】
鉄道車両用のストッパーは、中心軸方向に圧縮して使用されるため、ストッパーが内装体と外装体とに分離可能に設けられていても、内装体と外装体との間に隙間がない状態で外装体さえ固定しておけば、内装体と外装体とを一体的に一つの弾性体の塊として形成したストッパーと同じような挙動を示し、一つの弾性体からなるストッパーに近似するバネ特性を得ることが可能となる。
【００１１】
なお、内装体を外装体に接するように設けるには、少なくとも内装体の外面形状と外装体の内面形状とが概ね同一の形状になるように形成すればよい。ここで、概ね同一形状とは、細かい部分で多少の形状の差異があったとしても、内装体を外装体に嵌装した状態で内装体と外装体との間にバネ特性に影響を及ぼすような隙間が生じない形状を意味する。
【００１２】
上記鉄道車両用ストッパーは、頂部側が空気ばねに固定され、底部側が台車に固定される。そのため、ストッパーは、ストッパー頂部に空気ばねに固定するための上板が、ストッパー底部に台車に固定するための下板が、それぞれ固定される。本発明においては、上板及び下板は、内装体には固定せずに、外装体に固定するようにすることができる。
【００１３】
上記構成によれば、内装体を外装体の内部に嵌装した状態で、外装体に固定された上板及び下板を、それぞれ空気ばね及び台車に固定するだけでストッパーを鉄道車両に取り付けることが可能となる。すなわち、ストッパーの組み立てから取り付けまでスムーズかつ
容易に行なうことができる。
【００１４】
また、ストッパーの内装体の外面形状は、外装体の内面形状よりも若干大きくなるように形成することも可能である。すなわち、ストッパーは、一般的には底部に凹部が形成されており、これによりクッション性を確保するようにしている。この凹部は内装体に形成されることになるため、凹部が形成された内装体の外面形状を外装体の内面形状よりも若干大きくなるように形成しても、内装体を変形させつつ外装体の内部に押し込むことが可能となる。これにより、内装体の外面は外装体の内面に押付けられて密着するため、一つの塊状の弾性体からなるストッパーにより近いバネ特性を得ることができる。
【００１５】
具体的に、内装体の外面形状は、外装体の内面形状と概ね相似な形状に形成する。ここで、概ねとは前述した通りである。そして、両者の中心軸を合わせた状態で、内装体の外面形状は、外装体の内面形状より０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ大きくなるように（外方位置に来るように）形成するのが好ましく、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ大きくなるように形成するのがより好ましい。
【００１６】
内装体は、底部から頂部に向けて徐々に外周長さが小さくなるように形成することができる。これにより、内装体と外装体との間に空気が閉じ込められることなく（内装体と外装体との間に隙間を生じることなく）、内装体の外面を外装体の内面に接触させることが可能となる。
【００１７】
本発明における内装体は、一つの部材としてよいし、複数のパーツに分割可能な構造とすることも可能である。
【００１８】
本発明では、ゴム成形体からなるストッパーの製造方法として、ゴム成形体製の外装体と、外装体の内側に設けられた１又は２以上のゴム成形体製のパーツからなる内装体とから構成し、内装体の各パーツ及び外装体を別々に加硫成形した後、外装体内に内装体を組み込んで製造する方法を採用することができる。
【００１９】
上記製造方法によれば、前述のごとく、内装体及び外装体をそれぞれ個別に金型成形するため、熱回りがよく、ジャケット方式ではなく通常の金型を用いて成形することができる。また、バネ特性等の製品特性を安定化することが可能となる。さらに、内装体と外装体とを並行して成形すれば、ストッパー全体としての成形時間を短縮することが可能となる。上述のように本発明の製造方法によれば、ストッパーを効率よく生産することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、ストッパーを、弾性体製の外装体と、外装体の内側に、外装体に接するように設けられた弾性体製の内装体とから構成したため、外装体と内装体とを個別に成形することでストッパー全体としての製品特性を安定化することができ、また、内装体と外装体とを並行して成形すれば、ストッパー全体としての成形時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の鉄道車両用のストッパーを示す縦断面図
【図２】上記ストッパーの分解断面図
【図３】図１のストッパーを構成部材として用いる鉄道車両用懸架装置の断面図
【図４】内装体の第２の形態を示す正面図
【図５】内装体の第３の形態を示す断面図
【図６】従来のストッパーの構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を基に説明する。図１は、本発明の鉄道車両用のストッパーを示す縦断面図であり、図２は、本発明の鉄道車両用のストッパーの分解断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本発明のストッパー１は、弾性体を肉厚の椀状乃至バレル状に形成し、これを逆さまにして伏せた形状とされる。ストッパー１には、底部に開口する凹部２が形成される。ストッパー１には、ストッパー頂部に円盤状に形成された上板３が、ストッパー底部に環状に形成された下板４が、それぞれ固定される。下板４が固定された状態のストッパー１の底面は環状に形成され、環状の半径方向内側は弾性体で構成され、半径方向外側は下板４で構成される。
【００２４】
本発明のストッパー１は、弾性体製の外装体５と、外装体５に接するように設けられた弾性体製の内装体６とから構成される。外装体５及び内装体６は、同じ材質の弾性体により形成される。外装体５及び内装体６を形成する方法としては、従来から公知の方法を採用することができる。例えば、特開２０１２−８６７６２に記載されているように、金型内に未加硫ゴムを充填し、閉型後、上下の熱板に挟み込んで加熱加圧することで加硫成形することができる。
【００２５】
なお、本発明においては、外装体５及び内装体６はそれぞれ別金型にて、個別に成形される。この際に、使用する金型としては、製品厚みが薄くなるため、ジャケット方式の金型を使用せずとも、通常の金型を使用することができる。
【００２６】
下板４が固定された状態のストッパー１の底面における弾性体部分が内装体６の底面となるように設定される。すなわち、上板３及び下板４は、外装体５に固定され、内装体６には固定金具は取り付けられない。本実施形態においては、上板３及び下板４は、外装体５を金型で成形する際に、外装体５に一体的に加硫接着される。なお、上板３及び下板４は、外装体５を成形した後に、外装体５に接着してもよいし、外装体５の成形時に外装体５と一体的に成形した取り付け具によって固定することも可能である。
【００２７】
内装体６は、有蓋円筒状に形成される。この場合、内装体６の外面形状は、円柱形状となる。外装体５の底部には下板４の中央に形成された開口と同径の凹部７が形成される。この凹部７の内面形状は、内装体６の形状に対応して内装体６が嵌合可能な円柱形状に形成される。内装体６の形状としては、有蓋円筒状のほかに、有蓋多角筒状とすることも可能である。
【００２８】
図２に示すように、ストッパー１は、内装体６を、下板４の開口から外装体５の凹部７内に嵌装することで組み立てられる。このとき、内装体６と外装体５との間に隙間が生じないように両者の形状を設定する。本実施形態では、内装体６の外面形状は、外装体５の内面形状よりも若干大きくなるように形成される。
【００２９】
上記構成により、内装体６の外面は、外装体５の内面に押付けられて密着するため、一つの塊状の弾性体からなるストッパーにより近いバネ特性を得ることができる。また、内装体６の外面に凹凸を形成し、外装体５の内面に対応する凹凸を形成することも可能である。これにより、両者の接触する面積が増加し、より一つの塊状の弾性体からなるストッパーに近いバネ特性を得ることができる。
【００３０】
内装体６の外面に形成する具体的な凹凸形状としては、たとえば、内装体６の外面の周まわりに環状凸部を形成してもよいし、環状凹部を形成することができる。さらに、環状凸部と環状凹部を連続して設けることで内装体６の外面の断面形状を波状とすることも可能である。この場合、外装体５の内面形状はいずれも内装体６の外面形状に対応する形状とする。
【００３１】
このようにして得られたストッパー１は、図３に示すように、鉄道車両用懸架装置の構成部材として用いられる。図示のごとく、鉄道車両用懸架装置は、空気ばね２１と、空気ばね２１及び図示しない台車との間に介装されるストッパー１とを備えている。ストッパー１は支持円板２２を介して台車に固定される。より具体的には、ストッパー１に固定されている下板４が、支持円板２２に固定される。
【００３２】
空気ばね２１は、車両の車体（図示せず）に取り付けられる上面板２３と、その下方で車輪側に配置される下面板２４と、上面板２３及び下面板２４にわたって配備されるゴム製のダイヤフラム２５とから構成される。ストッパー１に固定されている円盤状の上板３に下面板２４が取り付けられる。
【００３３】
上記構成の鉄道車両用懸架装置を組み立てるには、まず、ストッパー１に固定された下板４を、台車に取り付けられた支持円盤２２に固定する。このとき、外装体５は下板４に固定されているが、内装体６は下板４に固定されていない。
【００３４】
しかしながら、外装体５に固定された下板４を、ビス等の適当な固定具によって支持円盤２２にしっかりと固定することで、内装体６全体が外装体５に被覆された状態で保持される。これにより、内装体６は自由な動きが制限され、外装体５及び内装体６が一体の塊状のストッパーとして機能する。次いで、台車上に固定された状態のストッパー１に空気ばね２１の下面板２４が取り付けられ、鉄道車両用懸架装置が組み立てられる。
【００３５】
以上詳述したように、本発明に係るストッパー１は、外装体５及び内装体６をそれぞれ別個の金型にて成形するようにしたため、外装体５及び内装体６とも金型内での熱回りがよくなり、ストッパー全体としての製品特性を安定化することができ、また、内装体と外装体とを並行して成形することで、ストッパー全体としての成形時間を短縮することが可能となる。
【００３６】
成形時間の短縮の効果について、具体例を挙げて説明する。図１において、最大径Ｄが３７５ｍｍ、ストッパー高さＨが１９５ｍｍ、最大肉厚１５０ｍｍのストッパーを成形する際に、ストッパーを一つの塊として成形する場合は、１３５℃×６時間必要であった。一方、このサイズのストッパーを外装体と内装体の２分割構造としてそれぞれ個別に成形すると、それぞれの成形条件は１３５℃×４時間と成形時間を短縮できたにもかかわらず、上記塊状のストッパーと同等のバネ特性を得ることができた。
【００３７】
前述のごとく、本実施形態では内装体６の外面形状は、外装体５の内面形状よりも若干大きくなるように形成されている。この場合、内装体６を外装体５の凹部７に挿入する際に、内装体６と外装体５との間に空気が閉じ込められることで、内装体６を外装体の凹部７に嵌装する妨げとなるおそれがある。
【００３８】
このような場合には、図４に示すように、内装体６の外面のうち、少なくとも円筒部分に上下方向に排気溝８を形成することができる。排気溝８は少なくとも１本形成する必要があり、複数本形成するのが好ましい。図４では、円周方向に等間隔で上下方向に３本の排気溝８を形成している。
【００３９】
また、本実施形態では、内装体６の外面形状は円柱形状とされているが、内装体６を外装体５内部に嵌装するには、内装体６を外装体５に接触させながら押し込む必要があり、両者間の摩擦力が作用することで作業が手間どる。特に、内装体６の外面形状が外装体５の内面形状よりも若干大きくなるように形成されると、さらに摩擦力が大きくなり、より作業が手間どることになる。
【００４０】
このような場合、内装体６は、底部から頂部に向けて徐々に外周長さが小さくなるように形成することができる。すなわち、底部から頂部に向けて先細り形状とすることができる。具体的な一例としては、図５に示すように、内装体６の外面形状を円柱形状から円錐台形形状とすることができる。
【００４１】
この場合、外装体５の凹部の形状としては、図５に示す内装体６の外面形状に対応するように形成する。これにより、外装体５の凹部７の最奥部までスムーズかつ容易に内装体６を嵌装することが可能となる。特に、内装体６の外面及び外装体５の内面に凹凸形状を設ける場合、外装体５と内装体の接触面積を増加させつつ、内装体６を外装体５にスムーズに嵌装することが可能となる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の主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、上記実施形態では、内装体は一つのパーツとして形成しているが、これに限らず、複数のパーツに分割可能な構造とすることができる。たとえば、内装体を有蓋円筒状に形成する場合、蓋部分を水平方向にカットして２分割することができる。内装体を複数のパーツから構成する場合、内装体の各パーツ及び外装体をそれぞれ別々に金型で加硫成形すればよい。また、内装体と外装体は同じ材質の弾性体から形成しているが、異なる材質の弾性体を用いることもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１              ストッパー
２              ストッパー凹部
３              上板
４              下板
５              外装体
６              内装体
７              外装体凹部
８              排気溝
２１            空気ばね
２２            支持円板
２３            上面板
２４            下面板
２５            ダイヤフラム
Ｄ              ストッパー最大径
Ｈ              ストッパー高さ
ＣＡ            中心軸
【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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