(57)【要約】【課題】径方向のストッパを設けた場合であっても、各径方向のばね比を大きな自由度で設定して優れた弾性連結性能を実現できる、新規な構造の軸ハリ用筒形弾性連結装置を提供すること。【解決手段】軸ハリ６０の一端に設けられた筒状のハウジング部６２に装着されて台車フレーム５０と軸ハリ６０を弾性連結する軸ハリ用筒形弾性連結装置１０において、本体ゴム弾性体１６の外周面に開口するポケット部４０が、一方のアウタ分割体１４ａに貫通形成された窓部３０を通じて外部へ開放されていると共に、ポケット部４０にはインナ軸部材１２で支持されたストッパ２６が配されており、ストッパ２６とハウジング部６２の当接によってインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａ，１４ｂの相対変位量を制限する変位制限機構が構成される一方、本体ゴム弾性体１６は他方のアウタ分割体１４ｂに形成された開口部３６を通じてポケット部４０と反対側で外部に露出している。【選択図】図４
2017043142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナ軸部材の外周に軸直角方向で対向する一組のアウタ分割体が配されて、それらインナ軸部材と一組のアウタ分割体とが本体ゴム弾性体によって相互に弾性連結されており、該インナ軸部材が鉄道用車両の台車フレームに取り付けられると共に、該一組のアウタ分割体が軸ハリの一端に設けられた筒状のハウジング部に取り付けられることにより、該台車フレームと該軸ハリを弾性連結する軸ハリ用筒形弾性連結装置において、
前記本体ゴム弾性体には外周面に開口するポケット部が形成されており、前記一組のアウタ分割体の何れか一方に貫通形成された窓部を通じて該ポケット部が外部へ開放されていると共に、該ポケット部には前記インナ軸部材によって支持されたストッパが配されており、該ストッパが該窓部を通じて前記ハウジング部と軸直角方向に離れて対向配置されて、該ストッパと該ハウジング部との当接によって該インナ軸部材と該一組のアウタ分割体の相対変位量を制限する変位制限機構が構成される一方、
該一組のアウタ分割体の何れか他方には開口部が形成されており、該本体ゴム弾性体が該ポケット部と反対側において該開口部を通じて外部に露出せしめられていることを特徴とする軸ハリ用筒形弾性連結装置。
【請求項２】
前記開口部が何れか他方の前記アウタ分割体の周方向端部に形成されている請求項１に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
【請求項３】
前記開口部の開口面積が前記窓部の開口面積よりも大きくされている請求項２に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
【請求項４】
前記開口部が何れか他方の前記アウタ分割体の周方向中間部分に形成されている請求項１に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
【請求項５】
前記開口部が前記窓部と同じ開口形状および開口面積で形成されていると共に、該開口部が該窓部に対して軸直角方向に対向する位置に配置されている請求項４に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
【請求項６】
前記本体ゴム弾性体には外周面に開口する肉抜凹所が形成されており、該肉抜凹所が前記開口部を通じて外部へ開放されている請求項４または５に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
【請求項７】
前記ハウジング部が前後一組の半筒部材で構成されており、該ハウジング部の該前後一組の半筒部材が前記一組のアウタ分割体に対して対向方向の外側からそれぞれ重ね合わされて取り付けられる請求項１〜６の何れか一項に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
【請求項８】
前記一組のアウタ分割体の少なくとも一方と前記ハウジング部を周方向で相互に位置決めする位置決め手段が設けられている請求項１〜７の何れか一項に記載の軸ハリ用筒形弾性連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道用車両の台車フレームに軸ハリの一端を弾性連結する軸ハリ用筒形弾性連結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄道用車両において、車軸を支える軸箱部から軸ハリを車両前後方向へ延び出させて、その軸ハリの端部を筒形弾性連結装置によって台車フレームに弾性連結させた構造が、一般的に採用されている。この軸ハリ用筒形弾性連結装置は、特開２０１４−２０４８７号公報（特許文献１）などにも開示されているように、インナ軸部材の外周側にそれぞれ周方向へ延びる一組のアウタ分割体を配設し、それらインナ軸部材と一組のアウタ分割体を本体ゴム弾性体によって相互に弾性連結した構造を有している。そして、インナ軸部材の軸方向両端部が台車フレームに取り付けられると共に、アウタ分割体が軸ハリの一端に設けられた筒状のハウジング部に取り付けられることにより、軸ハリが台車フレームに軸ハリ用筒形弾性連結装置を介して弾性支持されるようになっている。
【０００３】
ところで、軸ハリ用筒形弾性連結装置では、大きな荷重の入力が予想される特定の径方向においてインナ軸部材と一組のアウタ分割体の相対変位量を制限するためにストッパを設ける場合がある。即ち、軸ハリ用筒形弾性連結装置では、減速時の大荷重が車両前後に相当する径方向に入力されることから、特許文献１では、インナ軸部材から何れか一方のアウタ分割体に向かって当該径方向で突出するストッパが設けられている。そして、インナ軸部材と一方のアウタ分割体がストッパを介して相互に当接することによって、インナ軸部材とアウタ分割体の相対変位量が特定の径方向で制限されて、本体ゴム弾性体の耐久性の向上や目的とする鉄道用車両の制動性能などが実現されるようになっている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、インナ軸部材と一方のアウタ分割体の径方向対向面間にストッパが配されて、ストッパと一方のアウタ分割体との間に本体ゴム弾性体が連続的に設けられていると、大荷重の入力時だけでなく、走行中等に入力される台車と車軸間の通常の振動に対しても、ストッパが配された径方向において、本体ゴム弾性体がストパとアウタ分割体との狭い対向間で圧縮されることによりばね特性が硬くなって、台車のサスペンション性能に影響してしまうという不具合がある。さらに、特許文献１の構造では、ストッパとアウタ分割体の間が本体ゴム弾性体によって連結されていることから、筒形弾性連結装置のインナ軸部材とアウタ分割体の間に周方向の荷重が入力されると、本体ゴム弾性体がストッパによって圧縮されて発揮される硬いばねが、台車のサスペンション特性に影響するおそれもある。
【０００５】
また、特許第３７４７７８３号公報（特許文献２）では、インナ軸部材によって支持されたストッパが、大荷重の入力時にのみハウジング部に当接するように、ストッパとハウジング部の間に隙間を設けた構造が提案されている。この特許文献２では、一組のアウタ分割体が上下に対向して配されており、それら上下のアウタ分割体の周方向端部間にストッパを配することで、ストッパの突出先端とアウタ分割体が本体ゴム弾性体によって径方向に連結されることなく、ストッパの突出先端側に所定の隙間が形成されるようになっている。
【０００６】
ところが、ストッパとハウジング部の径方向間に隙間を形成した上述の如き構造では、ストッパを配した径方向において本体ゴム弾性体のゴムボリュームが小さくなることから、当該径方向において他の径方向よりもばね定数が小さくなり易く、走行時などの通常の振動入力状態において特性のチューニング自由度が小さくなるおそれがある。
【０００７】
また、アウタ分割体が上下に対向配置されていることから、特許文献２の図１３に示されているような車両前後に分割された構造のハウジング部に取り付けられる場合には、ハウジング部の分割端縁によるかじり等によってアウタ分割体の外周面が損傷するおそれがあり、特許文献２に示されているような特別な構造を採用しない場合には、軸ハリへの装着作業を慎重に行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−２０４８７号公報
【特許文献２】特許第３７４７７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、特定の径方向にストッパを設けた場合であっても、各径方向のばね比を大きな自由度で設定して優れた弾性連結性能を得ることができる、新規な構造の軸ハリ用筒形弾性連結装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【００１１】
すなわち、本発明の第一の態様は、インナ軸部材の外周に軸直角方向で対向して配置される一組のアウタ分割体が配されて、それらインナ軸部材と一組のアウタ分割体とが本体ゴム弾性体によって相互に弾性連結されており、該インナ軸部材が鉄道用車両の台車フレームに取り付けられると共に、該一組のアウタ分割体が軸ハリの一端に設けられた筒状のハウジング部に取り付けられることにより、該台車フレームと該軸ハリを弾性連結する軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記本体ゴム弾性体には外周面に開口するポケット部が形成されており、前記一組のアウタ分割体の何れか一方に貫通形成された窓部を通じて該ポケット部が外部へ開放されていると共に、該ポケット部には前記インナ軸部材によって支持されたストッパが配されており、該ストッパが該窓部を通じて前記ハウジング部と軸直角方向に離れて対向配置されて、該ストッパと該ハウジング部との当接によって該インナ軸部材と該一組のアウタ分割体の相対変位量を制限する変位制限機構が構成される一方、該一組のアウタ分割体の何れか他方には開口部が形成されており、該本体ゴム弾性体が該ポケット部と反対側において該開口部を通じて外部に露出せしめられていることを、特徴とする。
【００１２】
このような第一の態様に従う構造とされた軸ハリ用筒形弾性連結装置によれば、片ブレーキなどによる大荷重の入力が想定されて、径方向一方向だけにストッパが設けられており、何れか一方のアウタ分割体にはストッパを露出させる窓部が形成されていると共に、何れか他方のアウタ分割体には開口部が形成されている。これにより、ストッパを配した径方向片側だけでばねが小さくなるのを防いで、径方向両側においてインナ軸部材と各アウタ分割体の間に配される本体ゴム弾性体のばねが相互に近くなる。それ故、ストッパがハウジング部に当接しない鉄道用車両の通常の走行状態などにおいて、ストッパの突出方向とその反対側との間でばね比のチューニングが容易になり、アウタ分割体の対向方向となる径方向両側への振動入力に対して優れた特性を得ることができる。
【００１３】
また、一組のアウタ分割体がストッパの突出方向で相互に対向しており、荷重が入力されるストッパの突出方向およびその反対側では、本体ゴム弾性体の圧縮ばねが支配的に作用して、耐久性の向上が図られ得る。さらに、圧縮ばねによる比較的に硬いばね特性が得られることから、アウタ分割体に窓部や開口部を形成することによって、ばね特性を大きな自由度でチューニングすることができる。
【００１４】
さらに、一方のアウタ分割体において窓部が部分的に貫通して形成されることから、窓部の軸方向外方では、ストッパの突出方向への入力に対して、インナ軸部材とアウタ分割体の径方向間で本体ゴム弾性体の圧縮ばねが効率的に発揮される。したがって、ストッパを露出させる窓部を形成することによるばねの低下が問題になり難く、ばねのチューニング自由度を大きく確保することができる。
【００１５】
また、たとえばストッパとポケット部の内面との間に隙間を設けておけば、インナ軸部材とアウタ分割体の間に周方向の荷重が入力される際に、ストッパによる本体ゴム弾性体の圧縮が回避されて、ばねを小さく設定し易くなることから、台車のサスペンション性能や弾性などの特性をより大きな自由度でチューニング可能となり得る。
【００１６】
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記開口部が何れか他方の前記アウタ分割体の周方向端部に形成されているものである。
【００１７】
第二の態様によれば、開口部の形成が極めて容易になる。しかも、アウタ分割体の周方向中間部分では本体ゴム弾性体の圧縮ばねおよび引張ばねを効率的に得ることができると共に、周方向中間部分にハウジング部とアウタ分割体との位置決め構造などを設けやすくなる。
【００１８】
本発明の第三の態様は、第二の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記開口部の開口面積が前記窓部の開口面積よりも大きくされているものである。
【００１９】
第三の態様によれば、開口部が他方のアウタ分割体の周方向両端部に形成されていることによって、他方のアウタ分割体とインナ軸部材の径方向間では、周方向の中間部分に窓部を形成された一方のアウタ分割体とインナ軸部材との径方向間よりも、本体ゴム弾性体の圧縮ばね成分がより支配的となる。その結果、開口部を窓部よりも大きく開口させて、他方のアウタ分割体の本体ゴム弾性体への固着面積を一方のアウタ分割体よりも小さくすることにより、インナ軸部材に対するストッパの配設方向およびその反対側において相互に近いばねを設定し易くなる。
【００２０】
本発明の第四の態様は、第一の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記開口部が何れか他方の前記アウタ分割体の周方向中間部分に形成されているものである。
【００２１】
第四の態様によれば、開口部が窓部と同様にアウタ分割体の周方向中間部分に形成されることによって、ストッパ配設方向およびその反対側において相互に近いばねをより簡単に設定することができる。蓋し、窓部と開口部の形成位置が各アウタ分割体の周方向中間部分とされていることにより、一組のアウタ分割体が対向する径方向の両側において、窓部の形成によるばねへの影響と、開口部の形成によるばねへの影響とが、相互に近くなるからである。
【００２２】
本発明の第五の態様は、第四の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記開口部が前記窓部と同じ開口形状および開口面積で形成されていると共に、該開口部が該窓部に対して軸直角方向に対向する位置に配置されているものである。
【００２３】
第五の態様によれば、開口部と窓部が軸直角方向で相互に反対に配置されることで、窓部の形成によるストッパ配設方向のばねへの影響と、開口部の形成によるストッパ配設側と反対側のばねへの影響とがより近くなって、それらストッパ配設側のばねとその反対側のばねをより簡単にチューニングすることができる。しかも、開口部と窓部の配置のみならず開口部と窓部の開口形状および開口面積も同じにすれば、ストッパ配設方向とその反対側のばねとを簡単に略同じに設定することができる。
【００２４】
本発明の第六の態様は、第四または第五の態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記本体ゴム弾性体には外周面に開口する肉抜凹所が形成されており、該肉抜凹所が前記開口部を通じて外部へ開放されているものである。
【００２５】
第六の態様によれば、開口部を通じて外部へ開放された肉抜凹所が本体ゴム弾性体に形成されることによって、本体ゴム弾性体における肉抜凹所の形成側とポケット部の形成側とが相互に対応する構造とされて、ストッパ配設方向とその反対側において本体ゴム弾性体のばねを相互により近く設定し易くなる。
【００２６】
本発明の第七の態様は、第一〜第六の何れか一つの態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記ハウジング部が前後一組の半筒部材で構成されており、該ハウジング部の該前後一組の半筒部材が前記一組のアウタ分割体に対して対向方向の外側からそれぞれ重ね合わされて取り付けられるものである。
【００２７】
第七の態様によれば、ハウジング部が周方向で分割された一組の半筒部材を組み合わせた分割構造とされていることにより、一組のアウタ分割体をハウジング部に容易に取り付けることができて、軸ハリ用筒形弾性連結装置の軸ハリへの装着作業が容易になる。また、軸ハリ用筒形弾性連結装置をハウジング部に取り付ける際に、一組のアウタ分割体の対向方向外側から一組の半筒部材を重ね合わせることにより、半筒部材の周方向端縁がアウタ分割体の外周面に接触するのを防ぎ易くなって、かじりによる損傷が回避される。
【００２８】
本発明の第八の態様は、第一〜第七の何れか一つの態様に記載された軸ハリ用筒形弾性連結装置において、前記一組のアウタ分割体の少なくとも一方と前記ハウジング部を周方向で相互に位置決めする位置決め手段が設けられているものである。
【００２９】
第八の態様によれば、ハウジング部に対して軸ハリ用筒形弾性連結装置を所定の向きで位置決めして取り付けることができる。特に、ストッパによる変位規制作用が必要とされる大荷重の入力方向に対して、ストッパの配設方向を簡単に精度よく設定することができて、目的とする弾性連結性能と変位規制による高い耐久性などを実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、何れか一方のアウタ分割体に窓部が形成されていると共に、何れか他方のアウタ分割体に開口部が形成されていることから、インナ軸部材と各アウタ分割体の間に配される本体ゴム弾性体のばねが相互に近くなって、インナ軸部材からのストッパの突出方向とその反対側との間で相対的なばねのチューニングが容易になる。さらに、一組のアウタ分割体がストッパ突出方向で相互に対向しており、ストッパ突出方向の圧縮力および引張力の入力に対して、本体ゴム弾性体の圧縮ばねおよび引張ばねが支配的に作用して、耐久性の向上が図られ得ると共に、アウタ分割体に窓部や開口部を形成することによって、ばねを大きな自由度でチューニングすることができる。さらにまた、一方のアウタ分割体において窓部が部分的に貫通して形成されることから、窓部の軸方向外方において本体ゴム弾性体の圧縮ばねと引張ばねが効率的に得られて、窓部の形成によるばねの低下が問題になり難い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第一の実施形態としての軸ハリ用ゴムブッシュを示す斜視図。
【図２】図１に示す軸ハリ用ゴムブッシュの平面図。
【図３】図１に示す軸ハリ用ゴムブッシュの右側面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面図。
【図７】図１の軸ハリ用ゴムブッシュを別の角度から示す斜視図。
【図８】図１の軸ハリ用ゴムブッシュを鉄道用車両への装着状態で示す右側面図。
【図９】本発明の第二の実施形態としての軸ハリ用ゴムブッシュを示す平面図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
図１〜３には、本発明に従う構造とされた軸ハリ用筒形弾性連結装置の第一の実施形態として、鉄道用車両に用いられる軸ハリ用ゴムブッシュ１０が示されている。軸ハリ用ゴムブッシュ１０は、図４〜６に示すように、インナ軸部材１２とその外周に相互に対向して配される前後のアウタ分割体１４ａ，１４ｂとが、本体ゴム弾性体１６によって相互に弾性連結された構造を有している。以下の説明において、特に説明がない限り、上下方向とは鉄道用車両への装着状態で略鉛直上下方向となる図３中の上下方向を、前後方向とは鉄道用車両への装着状態で略車両前後方向となる図３中の左右方向を、左右方向とは鉄道用車両への装着状態で略車両左右方向となる図２中の左右方向を、それぞれ言う。
【００３４】
より詳細には、インナ軸部材１２は、鉄やアルミニウム合金などで形成された高剛性の部材であって、図４〜６に示すように、中実の円形ロッド形状を有する中軸本体１８の両端部に、外周へ広がるフランジ状のインナ鍔部２０と、インナ鍔部２０よりもさらに軸方向外方へ突出する取付部２２とが、一体形成された構造を有している。なお、本実施形態の取付部２２は、図１〜３に示すように略多角柱形状を有しており、軸直角方向上下に延びるボルト孔２４が貫通形成されている。また、インナ鍔部２０は、軸方向外面が略軸直角方向に広がっていると共に、軸方向内面の内周部分がテーパ面とされており、内周部分が外周へ向かって次第に薄肉となっていると共に、外周部分が略一定の厚さで広がっている。なお、インナ軸部材１２の形状は、実施形態の具体的な記載によって限定的に解釈されるものではなく、インナ軸部材１２を構成する各部（本実施形態における中軸本体１８、インナ鍔部２０、取付部２２、ボルト孔２４）の具体的な形状なども特に限定されない。
【００３５】
さらに、インナ軸部材１２の中軸本体１８には、ストッパ２６が取り付けられている。ストッパ２６は、図４，６に示すように、内周面および外周面が周方向に湾曲する湾曲面で構成されたブロック形状とされており、金属や硬質の合成樹脂などで形成された高剛性の部材とされている。そして、ストッパ２６は、インナ軸部材１２の中軸本体１８の外周面に重ね合わされて、溶接や接着、ボルト接続などの手段で軸方向の中央部分に固定されている。なお、ストッパ２６は必ずしもインナ軸部材１２に予め固定されていなくても良く、例えば、本体ゴム弾性体１６の加硫成形時にインナ軸部材１２とは別で金型にセットされて、本体ゴム弾性体１６によってインナ軸部材１２に対して位置決め保持されるようにしても良い。
【００３６】
アウタ分割体１４ａ，１４ｂは、何れも半周に満たない長さで周方向に延びる湾曲板形状を有しており、軸方向両端には外周側へ折り曲げられたアウタ鍔部２８が一体形成されている。なお、アウタ鍔部２８は、外周へ向かって軸方向外方へ傾斜しており、インナ鍔部２０の内周部分と斜めに対向するようになっている。
【００３７】
また、一方のアウタ分割体１４ａには、周方向および軸方向の中央部分を略四角断面で貫通する窓部３０が形成されている。窓部３０は、アウタ鍔部２８までは達しない軸方向寸法で形成されており、窓部３０と各アウタ鍔部２８の基端との軸方向間には、周方向に延びる固着部３２がそれぞれ設けられている。
【００３８】
また、他方のアウタ分割体１４ｂには、図７に示すように、小径の円形断面で中央部分を貫通する位置決め孔３４が形成されている。本実施形態の位置決め孔３４は、窓部３０よりも十分に小さな開口面積で形成されているが、位置決め孔３４の断面形状や大きさは、特に限定されるものではない。
【００３９】
さらに、他方のアウタ分割体１４ｂには、周方向の両端部に開口部３６が形成されている。本実施形態の開口部３６は、アウタ鍔部２８を含むアウタ分割体１４ｂの軸方向全体に亘って形成されており、周方向両端部に開口部３６が形成されることで、アウタ分割体１４ｂの周方向長さがアウタ分割体１４ａよりも短くなっている。また、本実施形態では、開口部３６，３６の開口面積の合計が、窓部３０の開口面積よりも大きくされている。もっとも、開口部３６，３６の開口面積は、要求される前後方向のばね特性などに応じて適宜に変更されるものであって、それら開口部３６，３６の開口面積の合計は、窓部３０の開口面積以下とされる場合もある。
【００４０】
そして、アウタ分割体１４ａ，１４ｂは、インナ軸部材１２の中軸本体１８に対して外周側に離れて配置されて、それらインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａ，１４ｂが本体ゴム弾性体１６によって相互に弾性連結されている。なお、アウタ分割体１４ａとアウタ分割体１４ｂが中軸本体１８を挟んで径方向に対向して配置されており、それらアウタ分割体１４ａとアウタ分割体１４ｂの周方向端部が周方向で相互に離れている。
【００４１】
本体ゴム弾性体１６は、全体として厚肉の略円筒形状を有しており、軸方向両端部には外周へ突出するゴム鍔部３８が一体形成されている。そして、本体ゴム弾性体１６は、円筒形状とされた軸方向中央部分の内周面が、インナ軸部材１２の中軸本体１８の外周面に加硫接着されると共に、外周面がアウタ分割体１４ａ，１４ｂの対向内面に加硫接着される。また、本体ゴム弾性体１６のゴム鍔部３８は、インナ軸部材１２のインナ鍔部２０とアウタ分割体１４ａ，１４ｂのアウタ鍔部２８，２８との対向面間に配されて、それらインナ鍔部２０とアウタ鍔部２８，２８に加硫接着されている。なお、本実施形態の本体ゴム弾性体１６は、インナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａ，１４ｂを備えた一体加硫成形品として形成されている。
【００４２】
また、本体ゴム弾性体１６には、図４，６に示すように、ポケット部４０が形成されている。ポケット部４０は、本体ゴム弾性体１６の外周面に開口する凹所状とされており、本体ゴム弾性体１６の軸方向中央部分に形成されている。そして、ポケット部４０の開口周辺において本体ゴム弾性体１６の外周面がアウタ分割体１４ａに固着されていると共に、アウタ分割体１４ａの窓部３０がポケット部４０の開口と位置決めされて、ポケット部４０が窓部３０を通じて外周へ開放されている。なお、ポケット部４０が本体ゴム弾性体１６の外周面において周方向および軸方向で部分的に形成されていると共に、窓部３０がアウタ分割体１４ａの周方向および軸方向で部分的に形成されていることから、本体ゴム弾性体１６はアウタ分割体１４ａの固着部３２にも加硫接着されており、インナ軸部材１２と固着部３２が本体ゴム弾性体１６によって径方向で連続的に弾性連結されている。
【００４３】
さらに、インナ軸部材１２によって支持されたストッパ２６が、ポケット部４０に突出しており、少なくとも先端部分がポケット部４０の壁内面に対して軸方向および周方向で離隔して、ポケット部４０の中央部分に配置されている。本実施形態では、ストッパ２６の外周への突出先端部分が本体ゴム弾性体１６から露出しているが、例えば、ストッパ２６の突出先端面が本体ゴム弾性体１６と一体形成された緩衝ゴムや本体ゴム弾性体１６とは別体の緩衝ゴム、別体の緩衝発泡体などで覆われていても良い。
【００４４】
また、本体ゴム弾性体１６には、位置決め凹部４２が形成されている。位置決め凹部４２は、小径の円形凹部であって、ポケット部４０と径方向の反対側において本体ゴム弾性体１６の外周面に開口している。そして、位置決め凹部４２は、アウタ分割体１４ｂの位置決め孔３４と位置決めされて、位置決め孔３４を通じて外周へ開口していると共に、位置決め凹部４２の開口周辺において本体ゴム弾性体１６の外周面がアウタ分割体１４ｂに加硫接着されている。
【００４５】
また、本体ゴム弾性体１６は、図４，７に示すように、ポケット部４０が設けられた側とは径方向の反対の半周において、アウタ分割体１４ｂの周方向外方で開口部３６，３６を通じて径方向外方へ露出している。本実施形態では、アウタ分割体１４ａも半周に満たない周方向長さで形成されており、ポケット部４０が設けられた側の半周においても、本体ゴム弾性体１６がアウタ分割体１４ａの周方向外側で外周へ向かって露出している。要するに、本体ゴム弾性体１６は、アウタ分割体１４ａとアウタ分割体１４ｂの周方向両端部間において、外部へ露出している。
【００４６】
さらに、アウタ分割体１４ａとアウタ分割体１４ｂとの周方向間において露出する本体ゴム弾性体１６の外周面には、図２に示すような環状溝４４が開口している。環状溝４４は、アウタ分割体１４ａの周方向端部およびアウタ分割体１４ｂの周方向端部に沿って軸方向に延びる凹溝と、本体ゴム弾性体１６のゴム鍔部３８の基端に沿って周方向に延びる凹溝とによって構成されており、本体ゴム弾性体１６における上記露出部分において略矩形環状に連続して延びている。さらに、本体ゴム弾性体１６における環状溝４４で囲まれた領域が、図４，５に示すように、外周へ突出する緩衝突部４６とされている。
【００４７】
このような構造とされた軸ハリ用ゴムブッシュ１０は、図８に示すように、鉄道用車両の台車４８に取り付けられる。台車４８は、台車フレーム５０と車輪５２を備えており、車輪５２の車軸５４を支える軸箱部５６が軸ばね５８によって台車フレーム５０に弾性連結されていると共に、軸箱部５６から車両後方へ軸ハリ６０が延び出した構造を備えている。そして、軸ハリ６０の延出端部に設けられたハウジング部６２が、軸ハリ用ゴムブッシュ１０によって台車フレーム５０に連結されるようになっている。
【００４８】
より詳細には、略円筒形状のハウジング部６２は、車両前後方向で対向する略半円筒形状の半筒部材６４ａ，６４ｂを相互に固定して構成されている。そして、軸ハリ用ゴムブッシュ１０は、それらアウタ分割体１４ａ，１４ｂが半筒部材６４ａ，６４ｂの対向間で挟み込まれて、ハウジング部６２に対して挿入状態で嵌着されるようになっている。
【００４９】
さらに、アウタ分割体１４ａ，１４ｂの対向方向が車両前後となるように軸ハリ用ゴムブッシュ１０の向きが設定されており、アウタ分割体１４ａ，１４ｂの対向方向外側から半筒部材６４ａ，６４ｂが重ね合わされる。本実施形態では、半筒部材６４ａの対向内面に図示しない位置決め凸部が形成されており、この位置決め凸部がアウタ分割体１４ｂの位置決め孔３４に挿通されることにより、軸ハリ用ゴムブッシュ１０をハウジング部６２に対して位置決めする位置決め手段が構成されるようになっている。このように、ハウジング部６２が前後一組の半筒部材６４ａ，６４ｂで構成された分割構造とされていることにより、アウタ分割体１４ａ，１４ｂがハウジング部６２に対して簡単な作業で取り付けられる。
【００５０】
加えて、それぞれ半周に満たない周方向長さで形成されたアウタ分割体１４ａ，１４ｂが前後に対向して配置されており、前後一組の半筒部材６４ａ，６４ｂがそれらアウタ分割体１４ａ，１４ｂに対して対向方向外側から重ね合わされて取り付けられる。それ故、半筒部材６４ａ，６４ｂの周方向端部の角がアウタ分割体１４ａ，１４ｂの外周面に接触して、かじりによってアウタ分割体１４ａ，１４ｂが損傷するのも回避されている。
【００５１】
また、軸ハリ用ゴムブッシュ１０のインナ軸部材１２は、軸方向両端に設けられた取付部２２が、ボルト孔２４に挿通される図示しない取付ボルトによって、台車フレーム５０に取り付けられる。
【００５２】
このように、軸ハリ用ゴムブッシュ１０のインナ軸部材１２が台車フレーム５０に取り付けられると共に、アウタ分割体１４ａ，１４ｂが車輪５２側である軸ハリ６０に取り付けられることにより、車輪５２が台車フレーム５０に対して軸ばね５８と軸ハリ用ゴムブッシュ１０を介して相互に弾性連結される。そして、車輪５２が軸ばね５８の変形を伴って上下に変位する際に、インナ軸部材１２を中心とする軸ハリ６０の揺動が本体ゴム弾性体１６の弾性変形によって許容されて、振動および衝撃が吸収されるようになっている。
【００５３】
また、軸ハリ用ゴムブッシュ１０には、車両前後方向の圧縮および引張荷重も入力されるが、一組のアウタ分割体１４ａ，１４ｂが車両前後方向で相互に対向しており、車両前後の入力に対しては、本体ゴム弾性体１６の圧縮ばねおよび引張ばねが支配的に作用する。その結果、本体ゴム弾性体１６の耐久性の向上が図られると共に、圧縮ばねおよび引張ばねによる比較的に硬いばね特性が得られることから、アウタ分割体１４ａ，１４ｂに窓部３０や開口部３６を形成することによって、ばね特性を大きな自由度でチューニングすることができる。なお、鉄道用車両の走行時には、ストッパ２６がハウジング部６２の内周へ離れた状態に保持されて、本体ゴム弾性体１６の弾性変形による線形ばね特性が得られるようになっている。
【００５４】
ところで、台車フレーム５０には、ブレーキ装置６６が設けられており、車輪５２の外周面に前後何れか一方からブレーキシュー６８を油圧などによって押し当てることで、車輪５２の回転が制動されるようになっている。このように、本実施形態の台車４８において、ブレーキ装置６６は片ブレーキとされている。
【００５５】
そして、例えば、ブレーキシュー６８が車輪５２に対して車両前方から押し当てられると、軸ハリ６０に対して後ろ向きの力が作用することから、軸ハリ６０が後方へ変位せしめられて、インナ軸部材１２がアウタ分割体１４ａ，１４ｂの対向方向で相対変位せしめられる。ここにおいて、軸ハリ用ゴムブッシュ１０では、かかるインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａ，１４ｂの相対変位量が、ストッパ２６とハウジング部６２（半筒部材６４ｂ）との当接によって制限されるようになっている。
【００５６】
すなわち、ストッパ２６は、インナ軸部材１２から半筒部材６４ｂに向かって突出するように配置されており、窓部３０を通じて半筒部材６４ｂと前後に対向している。そして、車両の制動時に半筒部材６４ｂがインナ軸部材１２に対して大きく相対変位すると、インナ軸部材１２と半筒部材６４ｂがストッパ２６を介して当接することで、インナ軸部材１２とハウジング部６２ひいてはアウタ分割体１４ａ，１４ｂの前後径方向での相対変位量が制限される。このような変位制限機構が設けられていることにより、本体ゴム弾性体１６の弾性変形量が制限されて、本体ゴム弾性体１６の過大な変形による損傷が回避されるようになっている。
【００５７】
本実施形態では、軸ハリ用ゴムブッシュ１０がハウジング部６２に対して位置決め手段で相対的に位置決めされていることから、ストッパ２６の突出方向が車両前後方向に精度良く設定されている。これにより、ストッパ２６による変位制限作用を安定して得ることができて、目的とする特性と耐久性が実現される。
【００５８】
また、上述の如き変位制限機構を構成するために、本体ゴム弾性体１６には、ストッパ２６を収容するポケット部４０が形成されており、本体ゴム弾性体１６においてインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａとをつなぐ部分のゴムボリュームが小さくなっている。ここにおいて、アウタ分割体１４ｂの周方向両端部に開口部３６が形成されており、本体ゴム弾性体１６においてインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ｂとをつなぐ部分のゴムボリュームが小さくされている。このような開口部３６を形成することにより、インナ軸部材１２とアウタ分割体１４ｂの径方向間のゴムによって発揮されるばねが調節されており、車両前後の両側において目的とするばね特性を得ることができる。
【００５９】
特に、インナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａの径方向間のゴムによって発揮されるばねが、窓部３０およびポケット部４０の形成によって小さくなり易いが、開口部３６，３６を設けてインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ｂの径方向間のゴムによって発揮されるばねを低減することにより、車両の前後で相互に近いばね特性を設定し易くなる。その結果、車両の制動時にストッパ２６による変位制限を実現しながら、通常の走行状態では軸ハリ用ゴムブッシュ１０における車両前後方向のばね特性を大きな自由度で調節することが可能となって、優れた弾性連結性能を得ることができる。
【００６０】
しかも、ストッパ２６が配されたポケット部４０と、ポケット部４０の開口に対応する窓部３０は、軸方向および周方向で部分的に開口しており、ポケット部４０の周囲がアウタ分割体１４ａの窓部３０の周囲に加硫接着されている。これにより、窓部３０およびポケット部４０を周方向に外れた部分だけでなく、窓部３０およびポケット部４０を軸方向に外れた部分においても、本体ゴム弾性体１６がインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａの径方向間をつなぐように配されている。それ故、それらインナ軸部材１２とアウタ分割体１４ａの間で本体ゴム弾性体１６のばねが比較的に大きく発揮されるようになっており、本体ゴム弾性体１６の前後のばねをより調節し易くなっている。
【００６１】
また、開口部３６がアウタ分割体１４ｂの周方向端部に形成されていることから、開口部３６をより簡単に形成することができる。特に、本実施形態では、アウタ鍔部２８，２８を含むアウタ分割体１４ｂの軸方向全長に亘って開口部３６が形成されていることから、アウタ分割体１４ｂ全体の周方向長さを短くすることで開口部３６を極めて容易に形成することができる。
【００６２】
さらに、本実施形態では、開口部３６，３６の開口面積の合計が窓部３０の開口面積よりも大きくされており、それによって前後のばねがより近くなるように設定されている。蓋し、本実施形態では、窓部３０が略上下中央において略車両前後方向に開口して形成されている一方、開口部３６，３６がアウタ分割体１４ｂの周方向端部に形成されて、車両の前後方向に対して上下に外れた位置に設けられているからである。
【００６３】
また、車輪５２の上下動などによって軸ハリ用ゴムブッシュ１０に周方向のねじり荷重が入力される際に、ストッパ２６の突出先端面および周方向端面が本体ゴム弾性体１６から露出しており、ストッパ２６による本体ゴム弾性体１６の圧縮が生じ難くなっている。それ故、周方向のばねが圧縮成分によって硬くなり過ぎるのを防ぐことができて、台車４８におけるサスペンション特性のチューニング自由度などを有利に得ることができる。
【００６４】
図９〜１１には、本発明に係る軸ハリ用筒形弾性連結装置の第二の実施形態としての軸ハリ用ゴムブッシュ７０を示す。軸ハリ用ゴムブッシュ７０は、インナ軸部材１２とアウタ分割体７２ａ，７２ｂが本体ゴム弾性体７４によって相互に弾性連結された構造を有している。なお、以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００６５】
本実施形態のアウタ分割体７２ａは、第一の実施形態のアウタ分割体１４ａと略同一とされており、さらにアウタ分割体７２ａとアウタ分割体７２ｂが互いに略同じ形状とされている。すなわち、アウタ分割体７２ａとアウタ分割体７２ｂの周方向長さが互いに略同じとされていると共に、アウタ分割体７２ｂには、アウタ分割体７２ａの窓部３０と略同じ開口面積と開口形状を有する開口部７６が、軸方向および周方向の中央部分に形成されている。これにより、アウタ分割体７２ａとアウタ分割体７２ｂが、本体ゴム弾性体７４の外周面に加硫接着されて、径方向で相互に対向して配置された状態では、窓部３０と開口部７６が径方向で前後逆側に配置されており、前後径方向で相互に対向する部分に設けられている。
【００６６】
また、本体ゴム弾性体７４には、肉抜凹所７８が形成されている。この肉抜凹所７８は、ポケット部４０と略同じ開口面積および開口形状で本体ゴム弾性体７４の外周面に開口する凹所であって、ポケット部４０に対して径方向で対向する反対側に形成されている。そして、本体ゴム弾性体７４の外周面にアウタ分割体７２ｂが固着されることにより、肉抜凹所７８がアウタ分割体７２ｂの開口部７６を通じて外周へ開放されている。これにより、本体ゴム弾性体７４は、前後両側に略同じ凹所を備えて、アウタ分割体７２ａ，７２ｂに対して略同じ態様で固着されており、前後方向のばねが相互に略等しくされている。
【００６７】
このように、軸ハリ用ゴムブッシュ７０では、アウタ分割体７２ａの周方向中間部分に窓部３０が形成されていると共に、アウタ分割体７２ｂの周方向中間部分に開口部７６が形成されている。それ故、窓部３０の形状や大きさに対する前後ばね特性への影響と、開口部７６の形状や大きさに対する前後ばね特性への影響が近くなって、前後両側のばね特性の調節が簡単になる。特に、窓部３０と開口部７６が径方向で対向する位置に配置されていることにより、それら窓部３０と開口部７６の形状や大きさがばね特性に及ぼす影響が相互により近くなって、前後ばねの調節がより容易になる。
【００６８】
さらに、窓部３０と開口部７６が略同じ形状と大きさで形成されて、アウタ分割体７２ａとアウタ分割体７２ｂが相互に略同じ形状とされていることにより、前後両側のばねを相互に近い特性で設定することがより容易になる。したがって、前後方向の振動入力に対して優れた特性を得ることができる。
【００６９】
しかも、本体ゴム弾性体７４には、外周面に開口するポケット部４０が形成されて、ポケット部４０が窓部３０を通じて外部に開放されていると共に、ポケット部４０と対応する肉抜凹所７８が形成されて、肉抜凹所７８が開口部７６を通じて外部に開放されている。これらにより、前後方向において本体ゴム弾性体７４のばねがより精度よく互いに略同じとされることから、前後で等しいばね特性を設定する場合には、目的とするばね特性を簡単かつ高度に実現することができる。
【００７０】
なお、窓部３０と開口部７６の形状や大きさを相互に異ならせたり、ポケット部４０と肉抜凹所７８の形状や大きさを相互に異ならせることにより、前後方向のばねを互いに異なる特性に適宜チューニングすることも可能である。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、アウタ分割体１４ｂに形成される開口部の構造は、実施形態の具体的な記載によって限定的に解釈されるものではない。すなわち、軸方向や周方向の中間部分に複数の開口部が形成されていても良いし、周方向何れかの端部にのみ開口部が形成されていても良い。また、開口部は、アウタ分割体１４ｂの周方向端部と周方向中間部分の両方に形成することもできる。
【００７２】
また、ストッパ２６は必ずしもインナ軸部材１２に直接固定されている必要はなく、インナ軸部材１２に対して本体ゴム弾性体１６を介して弾性連結されていても良い。さらに、ストッパ２６はインナ軸部材１２に一体で形成されていても良い。
【００７３】
また、位置決め孔は必須ではなく、第二の実施形態のように省略しても良いし、孔以外の位置決め構造を採用することもできる。さらに、位置決め孔の形成位置も特に限定されるものではなく、例えば、第二の実施形態において、開口部７６や窓部３０を外れた部分に位置決め孔を形成することもできる。
【００７４】
また、軸ハリ用ゴムブッシュ１０のハウジング部６２への取付け方向は例示であって、例えば、ブレーキシュー６８の押当て方向が前記実施形態と前後逆向きの場合には、ストッパ２６の突出方向も逆向きに設定される必要があり、軸ハリ用ゴムブッシュ１０のハウジング部６２への取付け方向が逆向きになる。
【符号の説明】
【００７５】
１０，７０：軸ハリ用ゴムブッシュ（軸ハリ用筒形弾性装置）、１２：インナ軸部材、１４，７２：アウタ分割体、１６，７４：本体ゴム弾性体、２６：ストッパ、３０：窓部、３４：位置決め孔（位置決め手段）、３６，７６：開口部、４０：ポケット部、５０：台車フレーム、６０：軸ハリ、６２：ハウジング部、６４：半筒部材、７８：肉抜凹部
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図７】
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