JP2018100759A - 軸ばね - Google Patents
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Abstract
Description
前記主軸1の外周面1aと前記外筒2の内周面2aとが、前記軸心Pに対して互いに同じ第1角度θ1で傾斜した円錐面に形成され、前記硬質材壁5a,5bの前記軸心Pに対して傾斜する第2角度θ2が、前記第1角度θ1より大きい角度に設定されていることを特徴とする。
前記外筒2は前記主軸1に対して、前記軸心Pの方向における前記外周面1aの先窄まり側に寄せて配置されていることを特徴とする。
前記弾性部3は、内中外の三つの弾性材層4a,4b,4cと内外二つの硬質材壁5a,5bとを備えてなり、前記内硬質材壁5aの前記第2角度θ2及び前記外硬質材壁5bの前記第2角度θ2のいずれも前記第1角度θ1よりも大きい角度に設定されていることを特徴とする。
前記第2角度θ2の前記第1角度θ1より大きい範囲が1.5〜7.5度に設定されていることを特徴とする。
前記外周面1aは、前記第1角度θ1よりも大きい第3角度θ3を有する先窄まり先端面9と、前記第1角度θ1よりも小さい第4角度θ4を有する先窄まり基端面10とを有し、前記外周面1aの平均角度が前記第1角度θ1に設定されていることを特徴とする。
その結果、さらなる構造工夫により、クッションストローク初期或いは前半部においてばね定数を無理なくハード化し、耐最大荷重を増やすことなく高ばね定数化させる要求に応じることが可能となるように、改善された軸ばねを提供することができる。
鉄道車両用軸ばね(以下、軸ばねと略称する)Aは、図1及び図2に示されるように、主軸1と、主軸1と互いに同一(又はほぼ同一でも良い)の縦向きの軸心Pを有する外筒2と、主軸1と外筒2との間に介装されている弾性部3とを有して構成されている。弾性部3は、三層の弾性層4と二層の中間硬質筒5とを軸心Pに対して同心状態(又はほぼ同心状態でも良い)で径内外方向へ交互に積層する積層ゴム構造として、主軸1と外筒2との間に構成されている。
図1においては、傾斜外周面1aの補助線aと傾斜内周面2aの補助線bとを矢印マークで互いに平行であることを表している。
第2角度θ2は、例えば第1角度θ1が10度のときに12.5度に設定されている。その他、(θ1+1.5度)≦θ2≦(θ1+7.5度)、好ましくは(θ1+2.5度)≦θ2≦(θ1+4.5度)、或いは、それら以外の角度(θ1<θ2)でも良い。
図2においては、内環状輪5aの補助線cと外環状輪5bの補助線dとを二重矢印マークで互いに平行であることを表している。
図3のグラフから、従来の軸ばねと実施形態1や2の軸ばねAとでは、最大荷重時の変位量は同じ(又はほぼ同じ)であるが、ある荷重のときの変位量は実施形態1や2の軸ばねの方が小さく、即ち、ばね定数が大きくなっていることが分かる。
軸ばねAは、図4及び図5に示される構造のものでも良い。実施形態2の軸ばねAは、実施形態1の軸ばねAと、主軸1の形状と抜き孔6,7の周方向長さ(θ7)とが異なる以外は同じであり、対応する箇所には同じ符号を付し、説明は割愛する。主軸1の外周面1aと外筒2の内周面2aとは、軸心Pに対して互いに同じ方向に傾斜した円錐面(9,11,2a)を有して形成されている。
上線分は、三つのゴム層4a,4b,4cそれぞれの上面において最も下方に凹入した箇所を結ぶ線分、或いは、各上面の径内外の端部それぞれと最も下方凹入した点を平均化した仮想箇所を結ぶ線分、として定義できる。
下線分は、三つのゴム層4a,4b,4cそれぞれの下面において最も上方に凹入した箇所を結ぶ線分(図2の補助線eを参照)、或いは、各下面の径内外の端部それぞれと最も上方凹入した点を平均化した仮想箇所を結ぶ線分)として定義できる。
そして、図5に示されるように、外周面1aの各面9,10,11それぞれに一体化されている弾性層4の実質厚みを、矢印Zに対する幅長さw9,w10,w11として定義している。
外筒2の主軸1に対する軸心P方向への寄せ度合い(寄せ量)は、図1,4に示される以外のものであっても良い。弾性層4が二つで中間硬質筒5が一つの構成や、弾性層4が四つ以上で中間硬質筒5が三つ以上の構成を採る軸ばねも可能である。
1a 外周面
2 外筒
2a 内周面
3 弾性部
4 弾性層
4a〜4c 弾性材層
5 中間硬質筒
5a,5b 硬質材壁
9 先窄まり先端面
10 先窄まり基端面
P 軸心
θ1 第1角度
θ2 第2角度
θ3 第3角度
θ4 第4角度
Claims (5)
- 主軸と、
前記主軸の軸心方向視で前記主軸を囲繞する状態で配備される外筒と、
複数の弾性材層と一又は複数の硬質材壁とを前記軸心に対する径内外方向へ交互に積層させた状態で、前記主軸と前記外筒との間に介装されている弾性部と、
を有してなる軸ばねであって、
前記主軸の外周面と前記外筒の内周面とが、前記軸心に対して互いに同じ第1角度で傾斜した円錐面に形成され、前記硬質材壁の前記軸心に対して傾斜する第2角度が、前記第1角度より大きい角度に設定されている軸ばね。 - 前記外筒は前記主軸に対して、前記軸心の方向における前記外周面の先窄まり側に寄せて配置されている請求項1に記載の軸ばね。
- 前記弾性部は、内中外の三つの弾性材層と内外二つの硬質材壁とを備えてなり、前記内硬質材壁の前記第2角度及び前記外硬質材壁の前記第2角度のいずれも前記第1角度よりも大きい角度に設定されている請求項1又は2に記載の軸ばね。
- 前記第2角度の前記第1角度より大きい範囲が1.5〜7.5度に設定されている請求項1〜3の何れか一項に記載の軸ばね。
- 前記外周面は、前記第1角度よりも大きい第3角度を有する先窄まり先端面と、前記第1角度よりも小さい第4角度を有する先窄まり基端面とを有し、前記外周面の平均角度が前記第1角度に設定されている請求項1〜4の何れか一項に記載の軸ばね。
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