(57)【要約】【課題】メンテナンスが容易で、長期間の使用が可能である。【解決手段】ブレーキ装置１の支持アーム６は、上端部が台車枠５に回転軸８を介して回転可能に支持されている。この回転軸８の部分においてオイル入り鋼球ダンパー装置１１が取り付けられている。このダンパー装置１１は、開口部１２ａを有すると共に取付部としての中心貫通孔１２ｂを有する中空ドーナッツ形状の金属製ハウジング１２と、この金属製ハウジング１２の開口部１２ａをシール製を確保して着脱可能に閉塞する蓋体１３とを備える。金属製ハウジング１２の中空内部には、複数の鋼球２１と共に油２２が充填されている。鋼球２１と油２２とは、開口部１２ａを通じて補充する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有すると共に取付部を有する中空の金属製ハウジングと、この金属製ハウジングの開口部を着脱可能に閉塞する蓋体とを備え、前記金属製ハウジングの中空内部に、複数の鋼球と共に油が充填されていることを特徴とするオイル入り鋼球ダンパー装置。
【請求項２】
前記取付部は、磁石を備える請求項１記載のオイル入り鋼球ダンパー装置。
【請求項３】
前記取付部は、前記金属製ハウジングより半径方向外方に延びるフランジ部で、前記金属製ハウジングは、中心部に、取り付けのために軸部が挿通される貫通孔が形成されている請求項１記載のオイル入り鋼球ダンパー装置。
【請求項４】
車輪の当面に接触可能であるブレーキシューと、このブレーキシューを支持する支持部材と、この支持部材を台車枠に支持する支持アームと、この支持アームと台枠との間に設けられ車輪の踏面とブレーキシューとの接触を制御するアクチュエータとを備える鉄道車両のブレーキ装置で、
前記ブレーキアーム部に請求項１又は２記載のオイル入り鋼球ダンパー装置が設けられていることを特徴とする鉄道車両のブレーキ装置。
【請求項５】
車輪の当面に接触可能であるブレーキシューと、このブレーキシューを支持する支持部材と、この支持部材を台車枠に支持する支持アームと、この支持アームと台車枠との間に設けられ車輪の踏面とブレーキシューとの接触を制御するアクチュエータとを備える鉄道車両のブレーキ装置で、
前記ブレーキアーム部の回転軸部が、請求項３記載のオイル入り鋼球ダンパー装置の金属製ハウジングの貫通孔を挿通するように取り付けられていることを特徴とする鉄道車両のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイル入り鋼球ダンパー装置及びこれを用いた鉄道車両のブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道用台車は、走行中の振動や、車両停止時のブレーキと車輪との摩擦音（いわゆる鳴き）などの振動が発生し、乗員が不快に感じる場合がある。
【０００３】
そのため、従来、それらの振動をカットするために、振動部に重りをつるすダイナミックダンパーや、ゴム弾性を利用した緩衝材などを利用して、振動を減衰させている。
【０００４】
そのようなものの一つとして、鉄道車両において、ダイナミックダンパーを装着した場合には、特定の周波数領域において共振を抑制できるものの、共振点の前後に別の新たな共振を生じていることから、共振点の前後においても新たな共振が生じないように、制振装置として、ハウジング内に、外周面を弾性体で被覆した衝突マスを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、車輪に制動を与える制輪子あるいはその制輪子を制動動作させる駆動機を支持する装置の内部空間に複数の粒状体を配置することが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、車体と車体の連結部材、又は車体と台車枠との連結部材に、複数の粒状体同士が接触するように収納される容器が設けたものも提案されている（例えば特許文献３参照）。
【０００７】
さらにまた、ＣＤプレーヤやハードディスク等の記録媒体に対して非接触でデータ読み取りを行う再生機構を防振支持する防振ダンパーとして、粘性流体に粒状物を配合してなり、振動を受けて変形可能な弾性壁部を有するものが提案されている（例えば特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９３２３６号公報（段落番号００２８〜００００３０及び図１）
【特許文献２】特開２００１−２６３４１１号公報（段落番号００１０〜００１３及び図１，２）
【特許文献３】特開２００１−１５８３４９号公報（段落番号００１６〜００１７，００２３〜００３３及び図４）
【特許文献４】特開２００２−２４２９７７号公報（段落番号０００１，００１９及び図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の技術では、衝突マスの外周面をゴム弾性体で被覆する構成としているので、加工が面倒である。
【０００９】
特許文献２に記載の技術では、装置の内部空間に複数の粒状体を配置するだけであるので、粒状体同士がぶつかり合い、それらの損耗が激しい。
【００１０】
特許文献３に記載の技術では、特許文献２に記載の技術と同様に、粒状体同士がぶつかり合い、それらの損耗が激しい。また、特許文献３には、粒状体の防錆、腐食防止又は摩耗防止のために、吸湿材（例えば、ベンガラ等）を封入してもよいことが記載されているが、十分とはいえない。
【００１１】
特許文献４に記載の技術では、弾性壁部を有するものであり、寿命が短く、長期間の使用が要求される鉄道車両には適用することができない。つまり、鉄道車両に用いられる場合には、振動状態で使用される１日当たりの時間数が多く、なおかつ最低２０年以上は使用されるからである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、開口部を有すると共に取付部を有する中空の金属製ハウジングと、この金属製ハウジングの開口部を着脱可能に閉塞する蓋体とを備え、前記金属製ハウジングの中空内部に、複数の鋼球と共に油が充填されていることを特徴とする。ここで、金属製ハウジングは、スペース上の制限で許される大きさを決定される。また、ハウジングの大きさや振動レベルにより、油の粘性と鋼球の数が決定される。ダンパー装置は、ブレーキ振動の低減だけでなく、空調機器の振動や鉄道車両等の乗り物のびびり振動などの低減にも用いられる。
【００１３】
このようにすれば、振動が生じたときに、金属製ハウジング内の鋼球が油の中を移動するが、その移動するときの粘性抵抗で減衰を発生し、振動低減効果を発揮する。鋼球は油の中を移動するので、油によって保護され、鋼球同士の衝突や鋼球とハウジングとの衝突による鋼球自体の損傷は少ない。また、一般的な鋼球と油を使用すればよく、また、メンテナンスは、鋼球の交換や油の補充などによって足りるので、コスト面で有利である。
【００１４】
請求項２に記載のように、前記取付部は、磁石を備える構成とすることが望ましい。
【００１５】
このようにすれば、ボルトやナットなどを用いることなく、磁石により、必要な部位に着脱可能に簡単に取り付けることができる。
【００１６】
請求項３に記載のように、前記取付部は、前記金属製ハウジングより半径方向外方に延びるフランジ部で、前記金属製ハウジングは、中心部に、取り付けのために軸部が挿通される貫通孔が形成されていることが望ましい。
【００１７】
このようにすれば、金属製ハウジングの中心部の貫通孔に軸部を挿通して取り付けるので、軸部の周囲の空間を利用して取り付けることができる。
【００１８】
請求項４の発明は、車輪の当面に接触可能であるブレーキシューと、このブレーキシューを支持する支持部材と、この支持部材を台車枠に支持する支持アームと、この支持アームと台車枠との間に設けられ車輪の踏面とブレーキシューとの接触を制御するアクチュエータとを備える鉄道車両のブレーキ装置で、前記ブレーキアーム部に請求項１又は２記載のオイル入り鋼球ダンパー装置が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、ブレーキ装置のブレーキアーム部に、請求項１又は２記載のオイル入り鋼球ダンパー装置が設けられているので、振動が生じたときに、金属製ハウジング内の鋼球が油の中を移動するが、そのときの抵抗で減衰を発生し、振動低減効果を発揮する。鋼球は油の中を移動するので、油によって保護され、鋼球の損傷は少ない。
【００２０】
特に、鉄道車両のブレーキ装置に用いられる場合には、振動状態で使用される１日当たりの時間数が多く、なおかつ最低２０年以上は使用されるが、（蓋体を外すことにより）開口部を通じて油や鋼球の補充は簡単にできるので、メンテナンス上有利である。
【００２１】
請求項５の発明は、車輪の当面に接触可能であるブレーキシューと、このブレーキシューを支持する支持部材と、この支持部材を台車枠に支持する支持アームと、この支持アームと台車枠との間に設けられ車輪の踏面とブレーキシューとの接触を制御するアクチュエータとを備える鉄道車両のブレーキ装置で、前記ブレーキアーム部の回転軸部が、請求項３記載のオイル入り鋼球ダンパー装置の金属製ハウジングの貫通孔を挿通するように取り付けられていることを特徴とする。
【００２２】
このようにすれば、ブレーキ装置のブレーキアーム部の回転軸部を利用して請求項３記載のオイル入り鋼球ダンパー装置を取り付けるので、ブレーキアーム部の回転軸部の周囲の空間を利用して取り付けることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、振動が生じたときに、金属製ハウジング内の鋼球が油の中を移動するように構成しているので、その移動のときの抵抗で減衰を発生し、振動低減効果を発揮する。鋼球は油の中を移動するので、油によって保護され、鋼球の損傷は少ない。
【００２４】
乗り物、特に鉄道車両に用いられる場合には、振動状態で使用される１日当たりの時間数が多く、なおかつ最低２０年以上は使用されるが、蓋体を外すことによりハウジングの開口部を通じて油や鋼球の補充は簡単にできるので、メンテナンス上有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２６】
図１は本発明の一実施の形態に係る鉄道車両のブレーキ装置の側面図である。
【００２７】
図１に示すように、鉄道車両のブレーキ装置１は、車輪２の踏面にブレーキシュー３を押し当ててそれらの間に摩擦力を発生させ、制動効果を発揮するものである。
【００２８】
このため、ブレーキ装置１は、車輪２の踏面に接触可能であるブレーキシュー３のほか、このブレーキシュー３を支持する支持部材４と、この支持部材４に一端部が回転可能に支持され他端部が台車枠５に回転可能に支持される支持アーム６と、この支持アーム６と台車枠５との間に設けられ車輪２の踏面とブレーキシュー３との接触を制御するアクチュエータ７（例えばエアシリンダ）とを備える。
【００２９】
このアクチュエータ７により支持アーム６を回転させることにより、必要時には、車輪２の踏面にブレーキシュー３を圧接させることにより制動動作をさせる一方、不必要時には、車輪２の踏面とブレーキシュー３との間に隙間が形成され、制動動作を解除するように構成とされている。
【００３０】
この支持アーム６は、上端部が台車枠５に回転軸８を介して回転可能に支持されている。この回転軸８の部分においてオイル入り鋼球ダンパー装置１１が取り付けられている。
【００３１】
このダンパー装置１１は、図２に示すように、筒状の開口部１２ａを有すると共に取付部としての中心貫通孔１２ｂを有する中空ドーナッツ形状の金属製ハウジング１２と、この金属製ハウジング１２の開口部１２ａをシール製を確保して着脱可能に閉塞する蓋体１３とを備える。金属製ハウジング１２の中空内部には、複数の鋼球２１（直径２ｍｍ程度）と共に油２２が充填されている。
【００３２】
そして、ハウジング１２の中心貫通孔１２ｂに、支持アーム６の回転軸８（軸部）が挿通され、ボルトなどの締結部材（図示せず）により、ハウジング１２（ダンパー装置１１）が支持アーム６（回転軸８）に固定されている。つまり、オイル入り鋼球ダンパー装置１１が、回転軸８の部分で、支持アーム６に一体化されている。
【００３３】
よって、アクチュエータ７を作動させて、車輪２の踏面にブレーキシュー３を接触させ、制動動作をさせると、振動が発生する。すると、それに伴ってハウジング１２が振動するので、ハウジング１２内に充満している油中を、複数の鋼球２１が移動することになる。
【００３４】
この鋼球２１が油２２の中を移動する際に、粘性抵抗で振動を減衰させる力が作用し、ダンパー装置１１によって振動低減効果が発揮される。鋼球２１は油２２の中を移動するので、油によって保護され、鋼球２１同士の衝突や鋼球２１とハウジング１２との衝突による鋼球２１自体の損傷は少ない。また、ハウジング１２は金属製であるので、耐久性にも優れる。
【００３５】
一般的な鋼球２１と油２２を使用すればよく、また、メンテナンスは、鋼球２１の交換や油２２の補充などによって足りるので、簡単で、コスト面で有利である。
【００３６】
よって、乗り物、特に鉄道車両のブレーキ装置などに用いるダンパー装置に適する。つまり、鉄道車両に用いられる場合には、振動状態で使用される１日当たりの時間数が多く、なおかつ最低２０年以上は使用されるので、メンテナンスが簡単で、安価なことが求められるからである。
【００３７】
続いて、従来の装置（ダンパー装置を備えていないもの）と、本発明装置（オイル入り鋼球ダンパー装置を、ブレーキ装置の支持アームの回転軸に取り付けたもの）との振動低減効果を確認するために、台車枠５の先端部に加速度計Ａを取り付けて、制動時における最大振動方向の加速度を測定したところ、従来の装置では、図３（ａ）に示すように最大±１８ｇの振動が発生していたが、ダンパー装置を取り付けた本発明装置では、図３（ｂ）に示すように最大±５ｇとなり、従来装置に比べて振動を１／３以下に抑えることができる、ことが確認できた。
【００３８】
前記実施の形態においては、オイル入り鋼球ダンパー装置１１を、鉄道車両のブレーキ装置１の支持アーム６の回転軸８に固定しているが、本発明はそれに限定されるものではない。すなわち、鉄道車両以外の乗り物にも適用することができるし、ブレーキ装置１に限らず、振動が発生する部分であれば、どのような部位に設けることも可能である。また、鉄道車両に用いる場合であっても、ブレーキ装置１の支持アーム６以外の部分に設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、ダンパー装置１１を、ハウジング１２の中心貫通孔１２ｂを利用して取り付けているが、それに代えて、ハウジング１２に磁石を設け、その磁石を取付部として機能させるように構成することも可能である。また、例えば図４（ａ）（ｂ）に示すように、金属製ハウジング１２’を、一端が開口するより断面円形状のハウジング本体１２Ａと、そのハウジング本体１２Ａよりも大径で前記ハウジング本体１２Ａの開口１２Ａａを閉塞するように接合される円盤部１２Ｂとにより構成し、円盤部１２Ｂの周囲に４つの取付孔１２Ｂａを、ハウジング本体１２Ａに、鋼球２１や油２２を充填するための開口部材１２Ｃ（蓋体１３’にて閉塞される）を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鉄道車両のブレーキ装置の側面図である。
【図２】オイル入り鋼球ダンパー装置の斜視図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来装置及び本発明装置についての最大振動方向における振動低減効果を示す図である。
【図４】（ａ）（ｂ）はそれぞれオイル入り鋼球ダンパー装置の他の実施例を示す平面図及び中央断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    鉄道車両のブレーキ装置
２    車輪
３    ブレーキシュー
４    支持部材
５    台車枠
６    支持アーム
７    アクチュエータ
８    回転軸
１１    オイル入り鋼球ダンパー装置
１２，１２’    ハウジング
１２Ａ    ハウジング本体
１２Ｂ    円盤部
１２Ｂａ    取付孔
１２Ｃ    開口部材
１２ａ    開口部
１２ｂ    中心貫通孔
１３，１３’    蓋体
２１    鋼球
２２    油
【図１】
2005155748.tif 000003
【図２】
2005155748.tif 000004
【図３】
2005155748.tif 000005
【図４】
2005155748.tif 000006