(57)【要約】【課題】鉄道車両の運転中に発生する台車の特定周波数の振動、動揺を、効果的に減衰させ、乗り心地の向上を図る。【解決手段】軸ばねダンパ１４は、金属製の下側座部１５の下面に、防振ゴム部１６を固定している。また、下側座部１５と防振ゴム部１６との夫々に液室１９、２０を形成し、各液室１９、２０間を、オリフィス２１を有する液体通路２２で連通させたものである。防振ゴム部１６が荷重を受けて圧縮される際に、防振ゴム部１６に設けた液室２０に封入された液体を、液体通路２２を介して下側座部１５に設けた液室１９へと送り出すことで、振動の減衰を図る。液体通路２０の断面積、長さ、オリフィス２１の断面積等の設定を変更することで、特定周波数において液体共振を発生させ、特定周波数の振動を効果的に減衰させることが可能となる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸ばねの一端を受け止める剛体座部に弾性部を一体に固定した台車の軸ばねダンパにおいて、前記剛体座部と前記弾性部との夫々に液室を形成し、各液室間を、オリフィスを有する液体通路で連通させたことを特徴とする台車の軸ばねダンパ。
【請求項２】
前記剛体座部に、軸ばねの伸縮方向へと延び、前記液室と前記液体通路と台車整備用のネジ穴とを備える柱状部を設けたことを特徴とする請求項１記載の台車の軸ばねダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の運転中に発生する台車の特定周波数の振動、動揺を、効果的に減衰させるための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鉄道車両の乗り心地を向上させるために、走行時に発生する台車枠の上下、ピッチング等の振動を減衰させる技術が考案されている。図３には、従来の鉄道車両の台車の一部を模式的に示している。図３に示す台車は、軸はり式と呼ばれる軸箱支持装置をもつ台車であり、台車枠１に軸支された軸はり２によって、軸箱３を支持し、台車枠１と軸箱３との間に軸ばね４を配置したものである。
【０００３】
図４には、軸ばね４の拡大断面図を示している。軸ばね４は、図示のコイルバネ５の上下端部を、金属製の上側座部６と下側座部７とで挟持する構造を有する。そして、下側座部７の下面に防振ゴム部８を固定し、軸ばねダンパ９を構成している。また、下側座部７の中心部には、コイルバネ５の伸縮方向へと延びる柱状部１０を設け、柱状部１０の上端部にネジ穴１１を形成している。一方、上側座部６の中心部には貫通穴１２を形成し、通常は貫通穴１２をキャップ１３で塞いでいる。このネジ穴１１および貫通穴１２は、台車整備の際に、オネジをネジ穴１１に捩じ込むことにより、コイルバネ５を意図的に縮めるために用いられるものである。なお、コイルバネ５に代えて円錐積層ゴムを用いた例もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、下側座部７の下面に固定した防振ゴム部８は、車両運転中に発生する車軸または台車の振動、動揺を減衰するための所定のばね定数を持つように、寸法、硬度等が決定されている。しかしながら、様々な周波数の振動の中から、特定周波数の振動、例えば台車枠の上下、ピッチング等の振動に係る１５Ｈｚ前後の振動のみを効果的に低減する場合に、防振ゴム部８のチューニングに多くの時間を割いても、特定周波数のみ効果的に低減することは困難であった。
なお、かかる課題は、図３に例示した軸ばり式台車に限らず、軸ばね４を持つ他の形式の台車にも共通するものである。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鉄道車両の運転中に発生する台車の特定周波数の振動、動揺を、効果的に減衰させることを可能とし、乗り心地の向上を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る台車の軸ばねダンパは、軸ばねの一端を受け止める剛体座部に弾性部を一体に固定した台車の軸ばねダンパにおいて、前記剛体座部と前記弾性部との夫々に液室を形成し、各液室間を、オリフィスを有する液体通路で連通させたことを特徴とするものである。
本発明によれば、前記弾性部に設けた液室に液体を封入し、前記弾性部が荷重を受けて圧縮される際に、前記液室内の液体を前記液体通路を介して前記剛体座部に設けた液室へと送り出すことで、振動の減衰を図るものである。しかも、前記液体通路の断面積、長さ、前記オリフィスの断面積等の設定を変更することで、特定周波数において液体共振を発生させ、特定周波数の振動を効果的に減衰させることが可能となる。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る台車の軸ばねダンパは、請求項１記載の台車の軸ばねダンパにおいて、前記剛体座部に、軸ばねの伸縮方向へと延び、前記液室と前記液体通路と台車整備用のネジ穴とを備える柱状部を設けたものである。
本発明によれば、前記剛体座部に柱状部を設けて、当該柱状部に前記液室と前記液体通路と台車整備用のネジ穴とを設けることで、前記液室と前記液体通路との設置場所を確保しつつ、台車整備の際の作業性も確保することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については、同一符号を付して、説明を省略する。
【０００９】
図１には、本発明の実施の形態に係る軸ばねダンパ１４を示している。軸ばねダンパ１４は、図４の軸ばねダンパ９に置換えて用いることが可能なものであり、金属製の下側座部１５の下面に、防振ゴム部１６を固定したものである。また、下側座部１５は、コイルバネ５の伸縮方向へと延びる柱状部１７を備え、柱状部１７の先端にはネジ穴１８を設けている。
【００１０】
さらに、下側座部１５と防振ゴム部１６との夫々に液室１９、２０を形成し、各液室１９、２０間を、オリフィス２１を有する液体通路２２で連通させている。液室１９、２０および液体通路２２には液体を封入するが、液室１９、２０および液体通路２２の全てに液体を満たして用いる場合には、液室１９に液体のリザーバタンク（図示省略）を設けることとする。また、液室２０および液体通路２２には液体を満たし、液室１９は完全に液体で満たさず空気層を設ける場合には、当該空気層の空気を外部に対し出し入れするための気抜き穴（図示省略）を、液室２０に設けることとする。
【００１１】
なお、下側座部１５は、コイルバネ５の一端を受止め得るだけの剛性を有する剛体座部であれば、金属製に限定されることなく他の材料を用いることとしても良い。また、防振ゴム部１６についても、所定の弾性を発揮するものであれば、ゴム以外の材料からなる弾性部として構成することが可能である。さらに、コイルバネ５についても、円錐積層ゴム等、他の弾性部材に置換えて用いることが可能である。
【００１２】
上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。まず、本発明の実施の形態に係る軸ばねダンパ１４は、防振ゴム部１６が荷重を受けて圧縮される際に、防振ゴム部１６に設けた液室２０に封入された液体を、液体通路２２を介して下側座部１５に設けた液室１９へと送り出すことで、振動の減衰を図ることができる。しかも、液体通路２０の断面積、長さ、オリフィス２１の断面積等の設定を変更することで、特定周波数において液体共振を発生させ、特定周波数の振動を効果的に減衰させることが可能となる。
【００１３】
図２には、本発明の実施の形態に係る軸ばねダンパ１４を用いた場合と、従来の軸ばねダンパ９を用いた場合の、軸ばねの動ばね定数を比較している。図２からも明らかなように、従来の軸ばねダンパ９を用いた場合の動ばね定数Ｓ９が、振動周波数の増加に比例しているのに対し、本発明の実施の形態に係る軸ばねダンパ１４を用いた場合の軸ばねの動ばね定数Ｓ１４は、特定周波数Ｆにおける値を減少させることが可能である。従って、鉄道車両の運転中に発生する台車の特定周波数の振動、動揺を、効果的に減衰させることが可能であり、例えば台車枠の上下、ピッチング等の振動に係る１５Ｈｚ前後の振動のみを効果的に低減することにより、乗り心地の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の実施の形態に係る軸ばねダンパ１４は、下側座部１５に柱状部１７を設けて、柱状部１７に液室１９と、液体通路２２と、台車整備用のネジ穴１８とを設けることで、液室１９と液体通路２２との設置場所を確保しつつ、ネジ穴１８にオネジを捩じ込むことで、コイルバネ５を意図的に縮めることが可能であり、台車整備の際の作業性も確保することができる。柱状部１７は、コイルバネ５に干渉しないものであれば、液室１９および液体通路２２を設置するための自由なレイアウトを取ることが可能であり、よって、特定周波数において液体共振を発生させ、特定周波数の振動を効果的に減衰させるための液室１９および液体通路２２を形成することが可能である。
【００１５】
なお、液室１９、２０の形状や数は、図示の例に限定されるものではなく、たとえば、環状に多重の液室を設けることも、また、円周方向に分離した複数の液室を設けることも可能である。さらに、液体通路２２の設置場所、通路形状、オリフィス２１の形状、設置場所等も、特定周波数の振動を効果的に減衰させ得るものであれば、自由に設定することができる。さらに、図４に示す上側座部６に防振ゴムを固定して、当該防振ゴムと上側座部６の双方に液室を形成し、当該液室間をオリフィスを有する液体通路で連通することによっても、同様の作用効果を得ることができる。
また、本発明の実施の形態に係る軸ばねダンパ１４は、防振ゴムを供えない既存の台車の、軸ばね座と交換して用いることで、既存の鉄道車両の乗り心地を向上させることも可能である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、鉄道車両の運転中に発生する台車の特定周波数の振動、動揺を効果的に減衰させ、鉄道車両の台車枠の上下、ピッチング等を改善し、乗り心地の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る軸ばねダンパ。
【図２】本発明の実施の形態に係る軸ばねダンパを用いた場合と、従来の軸ばねダンパを用いた場合の、軸ばねの動ばね定数を比較したグラフである。
【図３】従来の鉄道車両の台車の一部を示す模式図である。
【図４】図３に示す台車の軸ばねの拡大断面図である。
【符号の説明】
１　台車枠
４　軸ばね
５　コイルバネ
６　上側座部
１４　軸ばねダンパ
１５　下側座部
１６　防振ゴム部
１７　柱状部
１８　ネジ穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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