(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(イ)剛性のインナ部材と、(ロ)剛性のアウタ部材と、(ハ)該インナ部材とアウタ部材との間に配置され、それらインナ部材及びアウタ部材を連結するゴム弾性体とを有し、且つ該アウタ部材は周方向に複数の分割体に且つ各分割体間に所定の隙間形成する状態に分割され、該分割構造及び該隙間に基づいて該アウタ部材及びゴム弾性体が縮径させられることで該ゴム弾性体に予圧縮が加えられるとともに、該予圧縮状態で相手部材の嵌合孔内に嵌合固定される形態の鉄道車両用防振ゴムブッシュにおいて、
前記アウタ部材の外周面に、周方向に連続した環状をなし縮径方向に絞り加工可能で外周面において前記嵌合孔内に圧入可能な金属筒を外嵌し、該金属筒の絞り加工後において該金属筒により前記アウタ部材及びゴム弾性体を縮径状態に保持し、該ゴム弾性体に予圧縮が加えてあることを特徴とする鉄道車両用防振ゴムブッシュ。
【請求項２】
請求項１において、前記金属筒が前記アウタ部材に対し実質的に軸方向全長に亘って外嵌してあることを特徴とする鉄道車両用防振ゴムブッシュ。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記インナ部材及びゴム弾性体は、外周面が軸直角方向外方に膨出した形状をなしているとともに、前記アウタ部材は、内周面がその膨出部分に対応した部分において膨出形状に対応した凹陥形状をなしているとともに、外周面が軸方向にストレート形状をなしていることを特徴とする鉄道車両用防振ゴムブッシュ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記アウタ部材が周方向に３分割されていることを特徴とする鉄道車両用防振ゴムブッシュ。
【請求項５】
(イ)剛性のインナ部材と、(ロ)周方向に複数に分割され且つ各分割体が互いに周方向に所定の隙間を隔てて配置されたアウタ部材と、(ハ)該インナ部材とアウタ部材との間に配置され、それらインナ部材とアウタ部材とを連結するゴム弾性体とを一体に加硫接着した後、その一体加硫品における該アウタ部材の外周面に、該アウタ部材の外径と同等以上の内径を有する金属筒を外嵌し、該金属筒を外嵌した後該金属筒に絞り加工を施して該金属筒を縮径変形させ、以て前記各分割体間の隙間に基づいて前記アウタ部材及びゴム弾性体を縮径して予圧縮状態とし、その状態で該金属筒において防振ゴムブッシュを相手部材の嵌合孔内に圧入嵌合して組み付けることを特徴とする鉄道車両用防振ゴムブッシュの製造・組付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は軸ハリと台車フレームとの連結部，連節台車の連結部その他に用いられる鉄道車両用の防振ゴムブッシュとその製造・組付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両においては、軸ハリと台車との連結部，連節台車における連結部その他の連結部に種々の防振ゴムブッシュが用いられている。
図９はその軸ハリと台車との連結部に用いられている防振ゴムブッシュの一例を、それら軸ハリ及び台車等とともに示したものである。
【０００３】
同図において２００は台車，２０２は車輪，２０４は車軸であり、この車軸２０４を支持する軸箱部２０５から軸ハリ２０６が前後方向に延び出している。
軸ハリ２０６の端部には筒状のハウジング部２０８が設けられており、このハウジング部２０８に防振ゴムブッシュ２１０が嵌合固定され組み付けられている。
【０００４】
防振ゴムブッシュ２１０は、金属製の剛性のインナ部材２１２と、その外側に配されたゴム弾性体２１６と、ゴム弾性体２１６の外周面に固着された金属製の剛性のアウタ部材２１４とから成るもので、そのアウタ部材２１４において、軸ハリ２０６のハウジング部２０８の嵌合孔２０９内に嵌合固定され、またインナ部材２１２において台車２００に固定されている。
ここでインナ部材２１２，ゴム弾性体２１６及びアウタ部材２１４は一体に加硫接着されている。
【０００５】
この形態の連結装置においては、防振ゴムブッシュ２１０の弾性作用に基づいてインナ部材２１２周りの軸ハリ２０６の回動運動が許容されるとともに、軸ハリ２０６と台車２００の連結部位で振動及び衝撃が良好に吸収される。
【０００６】
ところでこの防振ゴムブッシュ２１０に良好な耐久性を付与するために、通常これに予圧縮を与えることが行われている。
この場合防振ゴムブッシュ２１０が図９（Ｃ）に示すような形状、即ちアウタ部材２１４が均等な肉厚の円筒形状で外周面，内周面ともに軸方向にストレートな形状をなしていれば、かかる防振ゴムブッシュ２１０に対して一定の絞り代をもって絞り加工を施すことで、容易に所要の予圧縮を与えることができる。
【０００７】
しかしながら防振ゴムブッシュ２１０におけるアウタ部材２１４の形状や材質によっては、このような絞り加工を施すこと、即ち絞り加工によってゴム弾性体２１６に所定の予圧縮を付与することが困難な場合がある。
【０００８】
例えばかかる防振ゴムブッシュ２１０において、軸方向のばね定数と軸直角方向のばね定数との比率をより小さくすることが求められる場合があり、そしてこれを実現するため、図１０（Ａ）に示しているように、インナ部材２１２に外周面が軸直角方向外方に円弧形状に膨出した膨出部２１８を設ける一方、ゴム弾性体２１６全体を同様の膨出形状となし、そしてこれに対応して、アウタ部材２１４に内周面が軸直角方向外方に凹陥した円弧形状の凹陥部２２２を形成することが行われている。
【０００９】
尚、図１０においてインナ部材２１２には軸方向に突出する形態で固定部２２１が一体に形成されており、その固定部２２１において防振ゴムブッシュ２１０が鉄道車両の対応する部位に固定される。
【００１０】
しかしながらこのようにした場合、金属製のアウタ部材２１４が薄肉部２２４と厚肉部２２６とを有することとなって、これを良好に絞り加工することができなくなってしまう。
従ってこの場合にはアウタ部材２１４に対する絞り加工によって、ゴム弾性体２１６に予圧縮を与えることができなくなる。
【００１１】
そのためかかる形態の防振ゴムブッシュ２１０においては、図１０（Ｂ）に示しているようにアウタ部材２１４を周方向に複数分割（ここでは３分割）して、各分割体２１４Ａの間に周方向の隙間を形成し、図１１（Ｉ）に示しているように防振ゴムブッシュ２１０をアウタ部材２１４においてハウジング部２０８の嵌合孔２０９内に圧入する際、同時にアウタ部材２１４の上記分割構造及び隙間に基づいてこれを縮径させ、圧入完了時においてゴム弾性体２１６に所要の予圧縮を与えるようにしている。
【００１２】
即ち防振ゴムブッシュ２１０を嵌合孔２０９に圧入嵌合し組み付けた状態において、アウタ部材２１４及びゴム弾性体２１６を縮径させ、その時点でゴム弾性体２１６に予圧縮が与えられるようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのようにアウタ部材２１４が複数分割されて成る防振ゴムブッシュ２１０を嵌合孔２０９内に圧入する際、嵌合孔２０９の内径の方が、アウタ部材２１４の外径よりも小さいために、図１１（II）に示しているように圧入側の先端部分については比較的容易に嵌合孔２０９内に挿入できるものの、このとき反対側の端部が縮径方向とは反対方向に広がってしまい、このため防振ゴムブッシュ２１０を嵌合孔２０９内に良好に圧入することが難しく、圧入作業に困難を伴うといった問題が生じていた。
【００１４】
以上軸ハリと台車との連結部に用いられる防振ゴムブッシュを例として説明したが、この問題は鉄道車両における他の連結部等において、アウタ部材が周方向に複数分割された防振ゴムブッシュを相手部材の嵌合孔内に圧入し、このとき同時にアウタ部材を縮径させてゴム弾性体に予圧縮を与える場合に共通して生ずる問題である。
【００１５】
この問題はまた、アウタ部材が塑性変形能を有しない樹脂製等のものを用いた場合にも同様に生じる問題である。
鉄道車両に用いられる防振ゴムブッシュにあっては電気的な絶縁性が求められ、この場合ゴム弾性体自体を絶縁性としておくことで、防振ゴムブッシュ自体の電気的絶縁を確保することができる。
【００１６】
しかしながらその場合、電気的な絶縁を確保するためにゴム弾性体におけるゴム材料の選択の自由度が制約されてしまう。
これに対してアウタ部材を電気的絶縁性を有する樹脂で構成した場合、ゴム弾性体を必ずしも十分な絶縁性を有するものとしなくても良いため、ゴム材料の設計の自由度が高くなり、防振ゴムブッシュにおける所望の防振特性の実現がより容易となる。
【００１７】
しかしながらアウタ部材を樹脂で構成した場合、アウタ部材が塑性変形能を有しないため、即ち絞り加工が施すことができなくなるため、ゴム弾性体に予圧縮を与えるためにはアウタ部材を上記と同様に周方向に複数分割して、その分割構造に基づいてこれを縮径させ、ゴム弾性体に予圧縮を与えることが必要となる。
そしてこの場合においても上記と同様の問題が生ずるのである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉄道車両用防振ゴムブッシュとその製造・組付方法はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１は防振ゴムブッシュに関するもので、(イ)剛性のインナ部材と、(ロ)剛性のアウタ部材と、(ハ)該インナ部材とアウタ部材との間に配置され、それらインナ部材及びアウタ部材を連結するゴム弾性体とを有し、且つ該アウタ部材は周方向に複数の分割体に且つ各分割体間に所定の隙間形成する状態に分割され、該分割構造及び該隙間に基づいて該アウタ部材及びゴム弾性体が縮径させられることで該ゴム弾性体に予圧縮が加えられるとともに、該予圧縮状態で相手部材の嵌合孔内に嵌合固定される形態の鉄道車両用防振ゴムブッシュにおいて、前記アウタ部材の外周面に、周方向に連続した環状をなし縮径方向に絞り加工可能で外周面において前記嵌合孔内に圧入可能な金属筒を外嵌し、該金属筒の絞り加工後において該金属筒により前記アウタ部材及びゴム弾性体を縮径状態に保持し、該ゴム弾性体に予圧縮が加えてあることを特徴とする。
【００１９】
請求項２は防振ゴムブッシュに関するもので、請求項１において、前記金属筒が前記アウタ部材に対し実質的に軸方向全長に亘って外嵌してあることを特徴とする。
【００２０】
請求項３は防振ゴムブッシュに関するもので、請求項１，２の何れかにおいて、前記インナ部材及びゴム弾性体は、外周面が軸直角方向外方に膨出した形状をなしているとともに、前記アウタ部材は、内周面がその膨出部分に対応した部分において膨出形状に対応した凹陥形状をなしているとともに、外周面が軸方向にストレート形状をなしていることを特徴とする。
【００２１】
請求項４は防振ゴムブッシュに関するもので、請求項１〜３の何れかにおいて、前記アウタ部材が周方向に３分割されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項５は防振ゴムブッシュの製造・組付方法に関するもので、(イ)剛性のインナ部材と、(ロ)周方向に複数に分割され且つ各分割体が互いに周方向に所定の隙間を隔てて配置されたアウタ部材と、(ハ)該インナ部材とアウタ部材との間に配置され、それらインナ部材とアウタ部材とを連結するゴム弾性体とを一体に加硫接着した後、その一体加硫品における該アウタ部材の外周面に、該アウタ部材の外径と同等以上の内径を有する金属筒を外嵌し、該金属筒を外嵌した後該金属筒に絞り加工を施して該金属筒を縮径変形させ、以て前記各分割体間の隙間に基づいて前記アウタ部材及びゴム弾性体を縮径して予圧縮状態とし、その状態で該金属筒において防振ゴムブッシュを相手部材の嵌合孔内に圧入嵌合して組み付けることを特徴とする。
【００２３】
【作用及び発明の効果】
上記のように本発明は、周方向に複数分割したアウタ部材の外周面に、相手部材の嵌合孔内に圧入可能で且つ縮径方向に絞り加工可能な金属筒を外嵌して鉄道車両用の防振ゴムブッシュを構成し、そしてその金属筒によりアウタ部材及びゴム弾性体を縮径状態に保持してゴム弾性体を予圧縮状態に保つもので、この防振ゴムブッシュにあっては、周方向に複数分割されたアウタ部材が金属筒により縮径状態に保持されているため、防振ゴムブッシュを相手部材の嵌合孔内に圧入して組付ける際、アウタ部材が広がり変形して圧入作業が困難になるといった問題を解決することができる。
【００２４】
即ち本発明は、図１０に一例を示す形態の防振ゴムブッシュに金属筒を付加した形態で防振ゴムブッシュを構成したもので、このようにすることにより、組付け前に予め金属筒によってアウタ部材を縮径させ、ゴム弾性体に予圧縮を与えておくことができる。
そしてその縮径状態及び予圧縮状態にアウタ部材及びゴム弾性体を拘束保持した状態で、相手部材の嵌合孔内に圧入できるため、圧入作業性が良好となるとともに、防振ゴムブッシュのゴム弾性体に対し耐久性付与のための予圧縮を容易且つ支障なく付与することができる。
【００２５】
この場合において、上記金属筒はアウタ部材に対し実質的に軸方向全長に亘って外嵌するものとなしておくことができる（請求項２）。
このようにすることで、ゴム弾性体に対し軸方向全長に亘って良好に軸直角方向の予圧縮を与えることができ、更にまた相手部材の嵌合孔への圧入作業もより容易となる。
【００２６】
本発明は以下の形態の防振ゴムブッシュ、即ちインナ部材及びゴム弾性体の外周面が軸直角方向外方に膨出し、またアウタ部材の内周面が軸直角方向に凹陥形状をなした形態の防振ゴムブッシュに適用して好適である（請求項３）。
これらの場合において、ゴム弾性体及びアウタ部材は周方向に３分割しておくことができる（請求項４）。
【００２７】
請求項５は防振ゴムブッシュの製造・組付方法に関するもので、剛性のインナ部材と、周方向に複数に分割されたアウタ部材と、ゴム弾性体とを一体に加硫接着した後、アウタ部材の外周面にアウタ部材の外径と同等以上の内径を有する金属筒を外嵌し、その後金属筒を絞り加工してゴム弾性体に予圧縮を与えた状態で、金属筒において防振ゴムブッシュを相手部材の嵌合孔内に圧入嵌合し組付けるもので、この方法によれば、防振ゴムブッシュの製造及び相手部材の嵌合孔内への圧入嵌合による組付けを容易に行うことができる。
【００２８】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１及び図２において、１０は軸ハリと台車との連結部等に用いられる鉄道車両用の防振ゴムブッシュで、図４にも示しているように金属製の剛性のインナ部材１２と、筒状をなす金属製の剛性のアウタ部材１４と、それらの間に位置してインナ部材１２及びアウタ部材１４を軸直角方向に連結するゴム弾性体１６と、アウタ部材１４に外嵌された金属筒１８とを有している。
【００２９】
インナ部材１２は、その外周面が軸直角方向外方に円弧形状に膨出した膨出部２０を有しており、またこのインナ部材１２には軸方向に突出する一対の固定部２２が一体に形成されている。
インナ部材１２は、これら固定部２２において鉄道車両の対応する部位に固定される。
【００３０】
インナ部材１２には、これを軸方向に貫通する貫通孔２４が設けられており、更に各固定部２２においてこれを軸直角方向に貫通する貫通孔２６がそれぞれ設けられている。
一方、上記ゴム弾性体１６は軸方向に均等な肉厚を有しており且つその全体がインナ部材１２における膨出部２０に対応した形状、即ち軸直角方向外方に円弧形状に膨出する形状をなしている。
【００３１】
他方、アウタ部材１４は、その内周側がインナ部材１２における膨出部２０及びゴム弾性体１６に対応した凹陥形状をなしている。即ちこのアウタ部材１４には、内周面が軸直角方向外方に凸をなす円弧形状の凹陥部２８が形成されている。
その結果として、アウタ部材１４は軸方向中間部が薄肉部３０をなし、また軸方向の両端部が厚肉部３２をなしている。
尚その外周面は軸方向にストレートな形状をなしている。
ここでゴム弾性体１６はインナ部材１２及びアウタ部材１４に対し一体に加硫接着されている。
【００３２】
ゴム弾性体１６は、金属筒１８によりアウタ部材１４とともに縮径状態に保持され、そしてその縮径に基づいてゴム弾性体１６に所定の予圧縮が付与されている。
防振ゴムブッシュ１０は、ゴム弾性体１６にそのような予圧縮を与えた状態で、図２及び図４に示しているように鉄道車両における相手部材３４の嵌合孔３６内に嵌合固定され組み付けられる。
【００３３】
図４は金属筒１８を縮径方向に絞り加工し、これによりゴム弾性体１６及びアウタ部材１４を縮径させて、ゴム弾性体１６に予圧縮を与えた状態を示している。
図３及び図５（Ａ）は、そのような予圧縮をゴム弾性体１６に加える前の状態、即ち金属筒１８を絞り加工する前の状態で、またアウタ部材１４及びゴム弾性体１６を縮径させる前の状態で表したものである。
【００３４】
図５に示しているように金属筒１８は絞り加工前の外径Ｄ２が絞り加工後の外径Ｄ１に対して大径をなしており、またアウタ部材１４は、図１及び図５（Ａ）に示しているように周方向に３つの分割体１４Ａに均等に３分割されており、そして各分割体１４Ａと１４Ａとの間において周方向に所定の隙間Ｓを形成する状態で、それら分割体１４Ａのそれぞれがゴム弾性体１６の外周面に加硫接着により固着されている。
【００３５】
またゴム弾性体１６においても、それら隙間Ｓに対応する部位において切欠部３８が所定の切欠深さで形成されている。
尚金属筒１８は、縮径前のアウタ部材１４の外径に対し同等以上の内径を有している。
【００３６】
本例の防振ゴムブッシュ１０は、インナ部材１２における膨出部２０及びアウタ部材１４における凹陥部２８によって、それらインナ部材１２及びアウタ部材１４の外周面及び内周面が軸方向に均等である従来の防振ゴムブッシュに対し、軸方向のばね定数と軸直角方向のばね定数との比率をより小さくすることができる。
【００３７】
図４に示す防振ゴムブッシュ１０は、図３及び図５（Ａ）の中間品１０Ａの金属筒１８を絞り加工することによって製造することができる。
具体的には、先ずゴム弾性体１６をインナ部材１２，アウタ部材１４とともに一体に加硫接着し、そしてその一体加硫品に対して、図６（Ｉ）に示しているように金属筒１８を３分割形態のアウタ部材１４の外周面に外嵌し、そして図６（II）に示しているように金属筒１８を縮径方向に絞り加工する。
【００３８】
これによって図５（Ｂ）にも示しているようにアウタ部材１４が縮径して、アウタ部材１４の各分割体１４Ａと１４Ａとが周方向に当接して隙間Ｓが消失し、また併せてゴム弾性体１６が縮径変形して切欠部３８も消失する。
ここにおいてゴム弾性体１６に対し所定の予圧縮が加えられた状態となる。尚このときの金属筒１８の外径はＤ１となる。
【００３９】
ゴム弾性体１６及びアウタ部材１４は、絞り加工後の金属筒１８によってそのような縮径状態に保持拘束される。即ちゴム弾性体１６が所定の予圧縮状態に保持拘束される。
このようにして得られた防振ゴムブッシュ１０は、続いて図６（III）に示しているように相手部材３４の嵌合孔３６に圧入固定され、組み付けられる。
【００４０】
このように本例はアウタ部材１４を周方向に３分割した上、そのアウタ部材１４の外周面に金属筒１８を外嵌し、そして金属筒１８を絞り加工することにより、ゴム弾性体１６をアウタ部材１４とともに縮径させて、これに予圧縮を与えるようになしたもので、この防振ゴムブッシュ１０にあっては、周方向に３分割されたアウタ部材１４が金属筒１８により縮径状態に保持されているため、これを相手部材３４の嵌合孔３６内に圧入嵌合して組付ける際、その圧入作業を容易に行うことができる。
【００４１】
またゴム弾性体１６に対し耐久性付与のための予圧縮を容易に加えることができる。
また金属筒１８はアウタ部材１４及びゴム弾性体１６の軸方向全長に亘って外嵌しているため、金属筒１８の縮径方向への絞り加工によりゴム弾性体１６に対し軸方向全長に亘って良好に予圧縮を与えることができるとともに、圧入に際しても防振ゴムブッシュ１０を容易に相手部材３４の嵌合孔３６内に圧入し組み付けることができる。
【００４２】
上記の実施例はインナ部材１２における膨出部２０の外周面形状，アウタ部材１４における凹陥部２８の内周面形状及びゴム弾性体１６を、それぞれ軸直角方向外方に凸をなす円弧形状となした例であるが、これら膨出部２０，凹陥部２８及びゴム弾性体１６はその他様々な形状の膨出形状となすことができる。
図７はその一例を示したもので、ここでは膨出部２０，凹陥部２８及びゴム弾性体１６の形状を、軸直角方向外方に山形状をなすように構成した例である。
【００４３】
更にまた、上記実施例では金属筒１８をアウタ部材１４及びゴム弾性体１６と同じ軸方向長を有するものとなして、かかる金属筒１８をアウタ部材１４に対し軸方向全長に亘り外嵌しているが、図８に示しているようにアウタ部材１４よりも軸方向長の短い単数若しくは複数の金属筒１８をアウタ部材１４に外嵌し、そしてその金属筒１８を絞り加工することで全体を縮径させ、更にまたその金属筒１８において相手部材３４の嵌合孔３６内に圧入固定するようになすことも可能である。
【００４４】
また上例ではアウタ部材１４を金属製としているが、これを樹脂製として周方向に３分割し、上記と同様にして防振ゴムブッシュ１０を製造し、また相手部材３４の嵌合孔３６内に圧入固定して組み付けるようになすことも可能である。
尚かかる樹脂材料としてはアウタ部材１４に必要な強度，特性等を考慮して適宜選択することができ、例えばＰＡ６６（ポリアミド６６）やＰＡ６（ポリアミド６）等を好適に採用することができる。
この樹脂材料には例えばガラス繊維等の補強繊維を混入させておくこともできる。
【００４５】
更に上例ではアウタ部材１４を周方向に３分割しているが、場合によってこれを周方向に２分割若しくは４分割以上に分割することも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である防振ゴムブッシュを縮径前において各部材に分解して示す斜視図である。
【図２】  同じ実施例の防振ゴムブッシュを相手部材に組付ける前の状態で示す斜視図である。
【図３】  同じ実施例の防振ゴムブッシュを縮径前の状態で示す縦断面図である。
【図４】  同じ実施例の防振ゴムブッシュを縮径後の状態で示す縦断面図である。
【図５】  同じ実施例の防振ゴムブッシュを縮径前と縮径後の状態で比較して示す横断面図である。
【図６】  同じ実施例の防振ゴムブッシュの製造及び相手部材への組付方法を示す説明図である。
【図７】  本発明の他の実施例の要部縦断面図である。
【図８】  本発明の更に他の実施例の要部縦断面図である。
【図９】  鉄道車両用防振ゴムブッシュとして、軸ハリと台車との連結部に用いられるものを周辺部とともに示す図である。
【図１０】  アウタ部材が周方向に複数分割された形態の防振ゴムブッシュの例を示す図である。
【図１１】  図１０の防振ゴムブッシュの相手部材への組付方法とその不具合の説明図である。
【符号の説明】
１０  防振ゴムブッシュ
１２  インナ部材
１４  アウタ部材
１４Ａ  分割体
１６  ゴム弾性体
１８  金属筒
２０  膨出部
２８  凹陥部
３４  相手部材
３６  嵌合孔
Ｓ    隙間
【図１】
0003972669.tif 000002
【図２】
0003972669.tif 000003
【図３】
0003972669.tif 000004
【図４】
0003972669.tif 000005
【図５】
0003972669.tif 000006
【図６】
0003972669.tif 000007
【図７】
0003972669.tif 000008
【図８】
0003972669.tif 000009
【図９】
0003972669.tif 000010
【図１０】
0003972669.tif 000011
【図１１】
0003972669.tif 000012