專利名稱：鐵路車輛的防滾裝置用軸承及使用該軸承的防滾裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵路車輛的防滾裝置，以及該裝置中的對扭桿進行支撐的軸承。
背景技術：
鐵路車輛的防滾裝置是用于抑制車身滾動(橫向擺動)的裝置，例如如圖7所示， 具有下述結構，即，將扭桿11的兩端利用托架12可自由旋轉地安裝在車身13(或轉向架 14)上，并且，將分別在該扭桿11兩端一體設置的連桿15經由軸承20與桿17的一端連結， 該桿17的另一端經由軸承20a與轉向架14 (或車身13)連結(參照專利文獻1第OOM段、 圖1、圖2)。作為該軸承20，具有如圖8(a)、(b)所示的軸承，即，圓環狀的內側部件21和同樣呈圓環狀的外側部件22之間具有同一軸心，在該內側部件21和外側部件22之間設置橡膠制彈性材料23，外側部件22在外周的一側面上一體地具有連結部件M，其沿外側部件22 的徑向延伸。該軸承20的外側部件22經由其兩側面25a、2fe嵌入上述連桿15 —端的雙叉片 16a、16a之間，并且，內側部件21經由其軸心的固定軸18支撐在雙叉片16a、16a上，從而與連桿15連結。專利文獻1 日本特開2009-149304號公報專利文獻2 日本特開2007-237825號公報

發明內容
由于上述扭桿11伴隨著車身13的滾動而彎曲或扭轉，因此其彎曲力等經由連桿 15作用在軸承20上(沿圖8 (a)、(b)的箭頭方向作用)。另外，在車身13橫向擺動時，與轉向架14和車身13的相對位移相對應的位移力作用在軸承20上(沿與上述相同的箭頭方向作用)。通過這些力的作用，軸承20扭轉，彈性材料23與該扭轉相對應地變形，外側部件22利用彈性材料23而相對于內側部件21擺動。此時，與車身13的左右擺動相對，如圖 9 (a)、(b)所示，軸承20發生扭轉，與車身13的轉彎運動(彎道通過)相應而使軸承20發生扭轉(參照圖6(a)、(b))，對于該扭轉程度，前者比后者大。在該扭轉時，外側部件22的兩側面25a、2fe形成平行且寬度相同的圓環狀平面， 與上述雙叉片16a、16a相對的從該外側部件22的側面2 至連結部件M為止的部分成為如下形態，即，從所述外側部件22的與連結部件M的軸向平行的平坦的側面2 的端部開始，經過凹弧狀面沈直至連結部件對。因此，如圖9 (a)、9 (b)所示，如果軸承20扭轉，使連結部件M相對于固定軸18 (雙叉片16a、16a)擺動，則上述側面25a的端緣與雙叉片16a、16a抵接，阻止連結部件M進一步擺動。該擺動的阻止會導致防滾作用降低，并且有可能使雙叉片16a、16a等損壞。特別地，該軸承20通過彈性材料23變形而允許連結材料M擺動，因此，與金屬制球面軸承相比，存在相同外力下的外側部件22相對于內側部件21的移動范圍變大的趨勢，有可能與設計相比提前進行所述擺動阻止。本發明的課題為，將上述連結部件M的擺動范圍變大。為了實現上述課題，本發明將上述連結部件M擺動時與上述雙叉片16a、16a抵接的外側部件22的側面部分，形成為從該外側部件側面2 的徑向中途朝向連結部件的軸心的傾斜面。如果形成上述傾斜面，則在與車身13的左右運動相應而使軸承20發生扭轉時等，由于與雙叉片16a、16a抵接的外側部件側面端緣沿徑向后退，即，在現有技術中與雙叉片16a、16a抵接的上述側面25a的端緣部分被切去(倒角)，與該切去量相應地，允許連結部件M(外側部件22)擺動的范圍增加，因此，擺動角度變大(參照圖4(a)、(b)、圖6(a)、 (b))。作為本發明的結構，提供一種鐵路車輛的防滾裝置用軸承，其經由連桿(15)支撐扭桿(11)的端部，其采用下述結構，即，圓環狀的內側部件21和同樣呈圓環狀的外側部件 22具有同一軸心，在該內側部件21和外側部件22之間設置彈性材料23，外側部件22在外周的一側面上一體地具有連結部件對，其沿外側部件22的徑向延伸，上述連桿15的一端形成雙叉片16a、16a，外側部件22經由其兩側面而嵌入該雙叉片16a、16a之間，并且，內側部件21利用其軸心的固定軸18而支撐在雙叉片16a、16a上，在外側部件22利用上述彈性材料23而在內側部件21的軸心方向上擺動時，與雙叉片16a、16a相對的從外側部件22的側面至連結部件M為止的部分，形成從該外側部件側面的徑向中途朝向連結部件M的軸心的傾斜面，并且在相對于外側部件中心與該傾斜面30相反側的外側部件22的側面上，也形成相同的傾斜面。如上所述，作為軸承20承受的扭轉，相對于車體13的左右運動產生的扭轉比相對于車體13的轉彎運動產生的扭轉大，在該結構中，在由于該車身13的左右運動而承受扭轉(擺動力)時，外側部件22在內側部件21的軸心方向上擺動，但伴隨該擺動而與雙叉片 16a、16a相對的從外側部件22的側面至連結部件M為止的部分，變為從該側面的徑向中途朝向連結部件M的軸心的傾斜面，因此，與現有技術相比，由于該傾斜面而允許連結部件 M以大角度擺動。即，連結部件M的擺動范圍變大，導致防滾作用降低的問題得到抑制，也使雙叉片等損壞的可能性降低。特別地，如上所述，該軸承20利用彈性材料23的變形而允許連結部件M的擺動， 因此，存在外側部件22的移動范圍變大的趨勢，所以利用傾斜面確保該擺動范圍變大是有效的。在該結構中，如果在外側部件側面上，相對于連結部件M的軸心在左右側，也形成從外側部件側面的徑向中途開始與上述傾斜面相同地傾斜的傾斜面，則在外側部件的左右方向的擺動中，其擺動范圍變大，此外，如果外側部件側面在整個圓周上，形成從該側面的徑向中途開始與上述傾斜面相同地傾斜的傾斜面，則在外側部件22在整個圓周方向上的擺動中，其擺動范圍變大。發明的效果由于本發明如上所述構成而擴大了連結部件M的擺動范圍，因此，不會導致防滾作用降低，也消除了雙叉片16a、16a等損壞的可能性。


圖1是本發明的一個實施方式的斜視圖。圖2(a)是該實施方式的剖面側視圖，(b)是該實施方式的正視圖。圖3(a)是該實施方式的軸承與連桿連結后的剖面正視圖，(b)是該實施方式的剖面俯視圖。圖4(a)、(b)分別是該實施方式的作用說明圖。圖5(a)、(b)是其它各實施方式的各自的斜視圖。圖6(a)、(b)是上述其它各實施方式的作用說明圖。圖7表示防滾裝置，(a)是俯視圖，(b)是右剖面側視圖。圖8(a)是現有例子的剖面正視圖，(b)是該例子的俯視圖。圖9(a)、(b)是現有例子的作用說明圖。
具體實施例方式本實施方式也涉及與現有技術相同的防滾裝置，該防滾裝置組裝在鐵路車輛上， 在轉向架上的寬度方向左右側設置成對的空氣彈簧(未圖示)，通過針對這兩個空氣彈簧適宜地供給/排出空氣，從而使彎曲路線的高速行駛變得順暢，并且提高乘坐舒適性(參照專利文獻1第OOM 0032段、圖1、圖2等)，如圖7所示，該防滾裝置的結構為，將扭桿11 的兩端利用托架12可自由旋轉地安裝在車身13上，并且，將通過正齒輪等而分別在該扭桿 11的兩端一體設置的連桿15，經由軸承20與桿17的一端連結，該桿17的另一端經由軸承 20a與轉向架14連結。對于桿17—端(在圖7(b)中為上端)的軸承20，如圖1 圖3所示，與現有技術同樣地，具有剛性的金屬制圓環狀(圓筒狀)內側部件21和同樣具有剛性的金屬制圓環狀 (圓筒狀)外側部件22之間具有同一軸心，在該內側部件21和外側部件22之間設置橡膠制彈性材料23。該橡膠制彈性材料23構成為，在橡膠層之間適當地插入并層疊球面形狀的金屬板，將該橡膠硫化而粘接固定在內側部件21和外側部件22之間(參照專利文獻2第 0024 0050 段)。內側部件21的外周面以及外側部件22的內周面分別形成為球面，外側部件22的兩側面25a、2fe形成為平行且寬度相同的圓環狀平面。另外，外側部件22在外周的一側面 27a上一體地設置連結部件對，其形成為沿外側部件22的徑向延伸的螺紋軸，外側部件22 形成桿端(rod end)形狀。通過將該連結部件M螺入桿17中，從而將該軸承20安裝在桿 17的上端。該軸承20和上述連桿15之間的連結具有與現有技術相同的結構，即，連桿15的一端形成為雙叉片16a、16a，該雙叉片16a、16a相對于外側部件中心(軸承中心)22ο，從外側部件22的外周側面(與連結部件M的軸心相對的外周側面)經由該兩側面25a、2fe嵌在軸承20上，內側部件21經由其軸心的固定軸18而支撐在該雙叉片16a、16a上。固定軸 18由螺栓(shank bolt)構成，經由階梯軸襯19a插入內側部件21的軸心孔中，通過在該插入端部上螺入鎖緊螺母19，從而固定在雙叉片16a、16a上。以上的結構與現有技術相同，本發明的特征在于，在該外側部件22的兩側面25a、 2 的上下緣部處形成傾斜面30。即，在外側部件22從圖3(a)的狀態至圖4 (a)、(b)的狀態在內側部件21的軸心方向上擺動時，與連桿15的雙叉片16a、16a相對(抵接)的從該外側部件22的側面25a、2 至連結部件M為止的部分(外周一側面27a)，形成從該外側部件側面25a的徑向中途朝向連結部件M的軸心(朝向外側部件外周的一側面27a的寬度方向內側向下傾斜)的傾斜面30，并且在相對于外側部件中心與該傾斜面30相反側的外側部件22的側面25a(外周另一側面27b)上，也形成相同的傾斜面(朝向外側部件外周的另一側面27b的寬度方向內側向下傾斜的傾斜面)30(參照圖2(b))。如上所述，對于在外側部件22的側面25a、2 上下緣(外側面27a、27b)上形成有傾斜面30、30的軸承20，如果由于防滾裝置的作用而如從圖3(a)至圖4(a)、(b)這樣， 連結部件M相對于連桿15擺動，則允許該擺動直至上述傾斜面30與雙叉片16a、16a抵接為止。例如，在相同大小·形狀的扭桿支撐裝置中，在圖8、圖9所示的現有軸承20的情況下，其連結部件M的擺動角度θ為14. 5度，與此相對，在本實施方式中，該擺動角度θ變大至16.5度。因此，不會導致防滾作用降低，還消除了雙叉片16a、16a等損壞的可能性。對于該傾斜面30的傾斜角度及至外側部件側面2 的徑向中途的位置，是以如下方式通過實驗等適宜地設定的，即，使得在將上述擺動范圍擴大而可以發揮本發明的作用效果的范圍內(連結部件M的期望擺動范圍內)，外側部件側面2 不會與雙叉片16a、16a 抵接。另外，傾斜面30的形狀也相同地，只要可以發揮本發明的作用效果即可，可以是直線狀(C切割)，也可以是凹弧狀或凸弧狀(R切割)。可以如圖5(a)所示，在外側部件側面25a、2fe上，相對于連結部件M的軸心在左右側，也形成與上述傾斜面30相同的從徑向中途開始朝向外側部件外周側面的寬度方向內側向下傾斜的傾斜面30，或者如該圖(b)所示，外側部件側面25a、2fe在其整個圓周上， 形成從其徑向中途開始向外側部件外周側面的寬度方向內側向下傾斜的傾斜面30。如果是上述結構，則不僅對于與上述車身13的左右運動相應的軸承20的扭轉而導致的擺動，而且對于與車身13的轉彎運動相應的軸承20的扭轉而導致的擺動(針對如圖6 (a)、(b)所示， 在俯視觀察下的外側部件22的左右擺動)，也可以確保與上述相同的較寬擺動范圍。特別地，后者(圖5(b))在外側部件22的整個圓周上形成有傾斜面30，因此，對于外側部件22 在整個圓周方向上的擺動，其擺動范圍都變大。此外，上述外側部件22的側面2 上的傾斜面30程度的欠缺，對外側部件22 (軸承20)的剛性、機械強度幾乎不產生影響，不會妨礙防滾裝置的作用。另外，桿17另一端(在圖7(b)中為下端)的軸承20a也可以使用與上述上端的軸承20相同的構造，但由于與上端的軸承20相比，下端的軸承20a大多擺動范圍受到的限制較多，因此，可以采用不形成傾斜面30的軸承，或者采用現有公知的橡膠軸襯(gom bush), 該橡膠軸襯形成為彈性材料23、內側部件21的外周面以及外側部件22的內周面并不是球狀(球面軸承狀)，而是使內側部件21以及外側部件22成為在軸向上直徑相同的圓筒狀，并且彈性材料23也相同地形成為圓筒狀。在上述實施方式中，外側部件22的兩側面25a、2fe形成為平行且寬度相同的圓環狀平面，但即使不平行、或者寬度不相同，對于將該外側部件22(連結部件的擺動范圍擴大這一目的，形成上述各傾斜面30的做法也是有效的，上述情況當然也包含在本發明的技術范圍內。另外，即使是如上述軸承20a所示形成為現有公知的橡膠軸襯，也可以通過形成上述傾斜面30而發揮本發明的作用效果，因此，該方式也包含在本發明的技術范圍內，其中，該橡膠軸襯的結構為，彈性材料23、內側部件21及外側部件22并不是球狀(球面軸承狀)，而是內側部件21及外側部件22成為圓筒狀，并且彈性材料23也成為圓筒狀。
如上所述，本次公開的實施方式的所有內容僅為例示，不能認為是限制性內容。本發明的范圍是通過權利要求書的范圍而示出的，包含與權利要求書等同的意思以及在權利要求書的范圍內的全部變更。
權利要求
1.一種鐵路車輛的防滾裝置用軸承，其經由連桿(1 支撐扭桿(11)的端部，其特征在于，該鐵路車輛的防滾裝置用軸承構成為，圓環狀的內側部件和同樣呈圓環狀的外側部件0 之間具有同一軸心，在該內側部件和外側部件0 之間設置彈性材料 (23)，外側部件0 在外周的一側面(27a)上一體地具有連結部件(M)，其沿外側部件 (22)的徑向延伸，上述連桿(1 的一端形成雙叉片(16a、16a)，上述外側部件0 經由其兩側面Qfe、 25a)而嵌入該雙叉片(16a、16a)之間，并且，上述內側部件Ql)利用其軸心的固定軸(18) 而支撐在上述雙叉片(16a、16a)上，在上述外側部件0 利用上述彈性材料而在內側部件的軸心方向上擺動時，與上述雙叉片(16a、16a)相對的從上述外側部件0 的側面(25a、25a)至上述連結部件04)為止的部分，形成從該外側部件側面0fe、2fe)的徑向中途朝向連結部件04)的軸心的傾斜面(30)，并且在相對于外側部件中心(22ο)與該傾斜面(30)相反側的外側部件 (22)的側面(25a、25a)上，也形成與上述傾斜面(30)相同的傾斜面(30)。
2.根據權利要求1所述的鐵路車輛的防滾裝置用軸承，其特征在于，在上述外側部件側面(25a、25a)上，相對于上述連結部件04)的軸心在左右側，也形成從外側部件側面(25a、25a)的徑向中途開始與上述傾斜面(30)相同地傾斜的傾斜面 (30)。
3.根據權利要求1所述的鐵路車輛的防滾裝置用軸承，其特征在于，上述外側部件側面(25a、25a)在整個圓周上，形成從該側面Qfe、2fe)的徑向中途開始與上述傾斜面(30)相同地傾斜的傾斜面(30)。
4.一種防滾裝置，其特征在于，在該防滾裝置中使用權利要求1至3中任一項所述的軸承OO)。
全文摘要
本發明提供一種鐵路車輛的防滾裝置用軸承(20)，其經由連桿支撐扭桿的端部。該軸承(20)是在內側部件(21)和外側部件(22)之間設置彈性材料(23)而構成的，外側部件兩側面(25a、25a)形成為平行且寬度相同的圓環狀平面。連桿與軸承之間的連結部形成嵌在軸承的兩側面處的雙叉片(16a、16a)，內側部件利用其軸心的固定軸(18)而支撐在該雙叉片上。在外側部件沿內側部件的軸心方向擺動時，與雙叉片抵接的外側部件側面部分，形成為從該外側部件側面的徑向中途朝向連結部件的軸心的傾斜面(30)。通過該傾斜面(30)，使連結部件的擺動范圍變大(圖(a)、(b))。
文檔編號B61F5/24GK102490750SQ20111042553
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年10月3日
發明者原口浩一 申請人:住友電氣工業株式會社