(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が車体に結合される中心ピンと、各端部が台車枠及び該中心ピンの下部にそれぞれゴムブッシュを介して結合されたリンクとを有する牽引装置を介して台車と車体とを連結し、該車体を牽引するようになした鉄道車両の振動低減装置であって、
(イ)円筒金具と、(ロ)該円筒金具の軸端の一方の開放部を閉鎖する端部金具と、(ハ)他方の開放部を閉鎖するゴム弾性体と、(ニ)該端部金具の内側に設けられ、該端部金具との間に空気室を形成するとともに、該ゴム弾性体との間に液室を形成するダイヤフラムと、(ホ)該液室内の液を通過させるオリフィスと、(へ)該ゴム弾性体に設けられた芯体軸部と、を有するダンピング本体を備え、前記台車枠と中心ピンとの前後方向の相対的な変位に基づいて前記液室内の液を前記ゴム弾性体の変形を伴って前記オリフィスを強制通過させて減衰作用を行う液封ダンピング装置を、前記台車枠から前記中心ピンへの振動伝達経路上に介挿し
前記ダンピング本体の前記端部金具と前記芯体軸部とからはアームを延び出させて、該アームの各端部を連結バーにて前記ゴムブッシュに設けられた心棒に結合することによって、前記液封ダンピング装置を前記リンクと並列に介挿し、且つ該アームと該連結バーとはボールジョイントにて相対回転可能に結合してあることを特徴とする鉄道車両の振動低減装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ダンピング本体の前記液室の内部にはそれぞれ異なったハット形状を成す２枚のプレートが配設されて、該２枚のプレート間に外周側の環状通路と該環状通路と区画された中心側の小液室が形成され
該２枚のプレートには該環状通路に連通する貫通孔が形成されて第１のオリフィスを構成し
前記小液室の内部には可動板が配設されるとともに、該可動板に対して互いに反対側の位置で該２枚のプレートのそれぞれに該小液室に連通する貫通孔が形成されて第２のオリフィスを構成し
前記芯体軸部には前記液室内で皿形状プレートが締結されて、該皿形状プレートの周壁部と前記液室の内壁部との間に環状隙間が形成されて第３のオリフィスを構成し
前記皿形状プレートには小径の第１皿状部と大径の第２皿状部とが備えられていて、該第１皿状部の底部に貫通孔が形成されて第４のオリフィスを構成し
前記液室内の液を前記第１オリフィス，第２オリフィス，第３オリフィス及び第４オリフィスを強制通過させて減衰作用を行うようになしてあることを特徴とする鉄道車両の振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は鉄道車両の振動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両において、台車に取付保持した駆動モータの駆動力を駆動軸に出力し、そして駆動軸と歯車カップリング装置を介して連結した従動軸に伝達した上、歯車装置を介して車軸及び車輪に伝達しこれを回転させる一方、上部が車体に結合された中心ピンと、各端部が台車枠及び中心ピン下部にそれぞれゴムブッシュを介して結合されたリンクとを有する牽引装置を介して台車と車体とを連結し、車体を牽引するようになしたものが従来公知である。
【０００３】
図７はその牽引装置と周辺部を示したもので、図中２００は中心ピンであり、上部が車体２０２に結合されている。
２０４は台車横梁（台車枠）２０８と中心ピン２００とを連結すべく前後方向に延びる状態で設けられたリンク（１本リンク）であり、その一方の端部がゴムブッシュ２０６を介して中心ピン２００の下部に結合され、また他方の端部が同じくゴムブッシュ２０６を介して台車横梁２０８に結合されている。
【０００４】
上記駆動軸と従動軸とを一体回転状態に連結するための歯車カップリング装置としては、内歯車と外歯車とを有するものが用いられている。
詳しくは、（イ）筒形のハウジングの内周側に内歯の形成された内歯車と、（ロ）円弧形状の外歯を有し内歯に対して傾動可能に噛み合う、駆動軸と従動軸とにそれぞれ一体回転状態に固設された第１及び第２の一対の外歯車とを備えた歯車カップリング装置が用いられている。
【０００５】
この形態の歯車カップリング装置は、乗客の増減等によって台車が上下に変位し、これに伴って駆動軸及び従動軸が相対的に揺動した場合にも、その相対的な揺動を吸収しつつ確実に駆動軸から従動軸へと駆動力を伝達することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方でこの歯車カップリング装置の場合、歯車におけるバックラッシ、即ち歯面と歯面との間の遊びに起因して内歯車と外歯車との軸心位置の相対的なずれが発生し、このことが高周波の振動騒音の発生要因になるといった問題が生じていた。
【０００７】
図８は歯車カップリング装置において発生した振動の周波数と列車速度との関係の測定結果を表している。
同図に示しているようにこの歯車カップリング装置における上記振れ回りに起因する振動騒音は、列車の走行速度と車輪径つまり駆動モータの回転数に依存しており、その回転数の変化に応じて変化している。
【０００８】
而してこのようにして歯車カップリング装置で発生した振動による加振力は、後述の実施例の図１に示す駆動モータ１４から、図７に示すように台車横梁２０８へと伝達されてこれを前後方向（図中左右方向）に加振し、次いでリンク２０４を前後方向に加振し、次に中心ピン２００を前後方向に加振し、その結果車体２０２の枕梁２１０がねじられて車体２０２の床板２１２が振動し車室内の「ゴー」といった篭り音を発生させる。
【０００９】
以上は車室内の篭り音の原因の大部分となるものであるが、この他にも駆動モータや歯車装置、更には上記歯車カップリング装置における上記以外の様々な振動が駆動モータの回転数の変化に応じて発生し、これが車体へと伝達されて車室内の振動騒音の原因となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉄道車両の振動低減装置はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、上部が車体に結合される中心ピンと、各端部が台車枠及び該中心ピンの下部にそれぞれゴムブッシュを介して結合されたリンクとを有する牽引装置を介して台車と車体とを連結し、該車体を牽引するようになした鉄道車両の振動低減装置であって、(イ)円筒金具と、(ロ)該円筒金具の軸端の一方の開放部を閉鎖する端部金具と、(ハ)他方の開放部を閉鎖するゴム弾性体と、(ニ)該端部金具の内側に設けられ、該端部金具との間に空気室を形成するとともに、該ゴム弾性体との間に液室を形成するダイヤフラムと、(ホ)該液室内の液を通過させるオリフィスと、(へ)該ゴム弾性体に設けられた芯体軸部と、を有するダンピング本体を備え、前記台車枠と中心ピンとの前後方向の相対的な変位に基づいて前記液室内の液を前記ゴム弾性体の変形を伴って前記オリフィスを強制通過させて減衰作用を行う液封ダンピング装置を、前記台車枠から前記中心ピンへの振動伝達経路上に介挿し、前記ダンピング本体の前記端部金具と前記芯体軸部とからはアームを延び出させて、該アームの各端部を連結バーにて前記ゴムブッシュに設けられた心棒に結合することによって、前記液封ダンピング装置を前記リンクと並列に介挿し、且つ該アームと該連結バーとはボールジョイントにて相対回転可能に結合してあることを特徴とする。
【００１１】
請求項２のものは、請求項１において、前記ダンピング本体の前記液室の内部にはそれぞれ異なったハット形状を成す２枚のプレートが配設されて、該２枚のプレート間に外周側の環状通路と該環状通路と区画された中心側の小液室が形成され、該２枚のプレートには該環状通路に連通する貫通孔が形成されて第１のオリフィスを構成し、前記小液室の内部には可動板が配設されるとともに、該可動板に対して互いに反対側の位置で該２枚のプレートのそれぞれに該小液室に連通する貫通孔が形成されて第２のオリフィスを構成し、前記芯体軸部には前記液室内で皿形状プレートが締結されて、該皿形状プレートの周壁部と前記液室の内壁部との間に環状隙間が形成されて第３のオリフィスを構成し、前記皿形状プレートには小径の第１皿状部と大径の第２皿状部とが備えられていて、該第１皿状部の底部に貫通孔が形成されて第４のオリフィスを構成し、前記液室内の液を前記第１オリフィス，第２オリフィス，第３オリフィス及び第４オリフィスを強制通過させて減衰作用を行うようになしてあることを特徴とする。
【００１２】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、台車枠から中心ピンへの振動伝達経路上に、液室とオリフィスとを有し、その液室内の液をオリフィスを強制通過させて減衰作用を行う液封ダンピング装置を介挿したもので、本発明によれば、その液封ダンピング装置の共振周波数を適宜に設定することで、その液封ダンピング装置による減衰作用により台車枠から中心ピン、更には中心ピンを経て車体に到る振動伝達を良好に抑制することができる。
【００１３】
尚この液封ダンピング装置は、それ自体をゴムブッシュに組み込むなどして上記のリンクと直列に設けることもできるが、本発明ではかかる液封ダンピング装置をリンクと並列に介挿しておく。
このようにすれば、従来既存の構造をそのままにして容易に車両に組み付けることが可能となる。
【００１４】
更にまたこのように液封ダンピング装置をリンクと並列に設けることで、リンクを従来と同様に動作させつつ、併せてこのリンクを介しての台車枠側から中心ピン側、更には車体側への振動の低減を容易に行うことができる。
【００１５】
請求項２では、液封ダンピング装置に、互いに異なった種類の第１〜第４のオリフィスを設けている。
このようにした場合、互いに種類の異なるオリフィスのそれぞれの液の絞り量を異ならせることができ、これによって同一の液封ダンピング装置において互いに周波数の異なる高周波振動を効果的に吸収，遮断し若しくは低減することができる。
【００１６】
前述したように台車枠から中心ピンを含む牽引装置を経由して車体側に伝達される振動の周波数は、駆動モータの回転数の変化に応じて変化する。
従って単一のオリフィスを設けただけであると、様々な周波数の振動伝達を良好に吸収，遮断若しくは低減することが難しい。
しかるに上記のようにしておけば、様々な周波数の振動、例えば前述した歯車カップリング装置における歯車の振れ回りに起因する特定周波数の振動やその他の様々な周波数の振動を全般に亘って良好に吸収でき、車室内の振動騒音を効果的に低減することができる。
【００１７】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において１０は鉄道車両における台車で、１１は台車枠である。台車枠１１は側梁１１Ａと横梁１１Ｂとを有している。
１２は中心ピンで、１４はその台車１０に取付固定された駆動モータである。
１６は車軸で、１８は車輪であり、これら車輪１８がレール上を回転走行する。
【００１８】
車軸１６は、上記駆動モータ１４に対し歯車カップリング装置２０及び歯車装置２２を介して作動的に連結され、駆動モータ１４からの駆動力がそれら歯車カップリング装置２０及び歯車装置２２を介して車軸１６に、ひいては車輪１８に伝えられるようになっている。
【００１９】
図２に示しているように中心ピン１２は上部が車体４０における車体台枠に固定されており、また下部がリンク（１本リンク）４４及びゴムブッシュ４６を介して台車枠１１、具体的には台車枠１１における横梁１１Ｂに連結されている。
【００２０】
ここでリンク４４は両端部に円筒形状の保持筒４８を有している。
一方ゴムブッシュ４６は、図３に示しているように外筒５０と心棒５２とを有しており、それらの間に円筒形状のゴム弾性体５４が加硫接着されている。
而してこのゴムブッシュ４６は、外筒５０がリンク４４における保持筒４８内部に圧入され、その保持筒４８においてリンク４４に固定状態とされている。
【００２１】
このリンク４４の両端部に圧入固定された一対のゴムブッシュ４６の内、一方は心棒５２に横梁１１Ｂが結合され、また他方においては心棒５２に中心ピン１２の下部が結合されている。
尚、図２において４２は車体台枠上に設けられた床板である。
【００２２】
本例においては、リンク４４と並列に液封ダンピング装置５６が設けられている。
５８はその液封ダンピング装置５６におけるダンピング本体で、このダンピング本体５８からはアーム６０が延び出しており、それぞれの端部が連結バー６１によって上記ゴムブッシュ４６における心棒５２に結合されている。
【００２３】
尚アーム６０と連結バー６１とはボールジョイント４７によって相対回転可能に結合されている。
中心ピン１２と台車枠１１とは、これらアーム６０と連結バー６１とがボールジョイント４７で結合されていることで、液封ダンピング装置５６の付設にも拘らず相対変位することができる。
【００２４】
図４及び図５はそのダンピング本体５８の構造を詳しく示したものである。
同図に示しているようにダンピング本体５８は、円筒金具６２と、その軸端の一方の開放部を閉鎖する端部金具６４と、他方の開放部を閉鎖するゴム弾性体６６とを有している。
それら端部金具６４とゴム弾性体６６からはねじ軸６８が突き出しており、それらねじ軸６８において上記アーム６０がねじ結合されている。
【００２５】
端部金具６４の内部にはダイヤフラム７０が設けられており、そのダイヤフラム７０と端部金具６４との間に空気室７２が形成されている。
またこのダイヤフラム７０と上記ゴム弾性体６６との間には液室７４が形成されている。
【００２６】
液室７４の内部には、それぞれ異なったハット形状をなす２枚のプレート７６，７８が配設されている。
これらプレート７６と７８との間には環状通路８２が形成されており、更にその環状通路８２に沿って周方向に大きく隔たった２位置において、プレート７６と７８とに貫通孔８０が環状通路８２に連通する状態で形成されている（図６(Ａ)参照）。
【００２７】
これら貫通孔８０は第１のオリフィスＡを形成するもので、ゴム弾性体６６が図５中左方向に圧縮弾性変形したとき、液室７４内の液はプレート７６の貫通孔８０を通じて環状通路８２内部に流入し、更にその長い環状通路８２を流通した後、プレート７８の貫通孔８０より環状通路８２の外部に流出する。そしてその際の流動抵抗に基づいて減衰作用を行う。
【００２８】
プレート７６と７８との間にはまた、小液室１０４が形成されている。
この小液室１０４内部には可動板１０６が配設されており、更にこの小液室１０４に連通する状態でプレート７６と７８とのそれぞれに貫通孔１０８が形成されている。
【００２９】
ここで貫通孔１０８は第２のオリフィスＢを形成するものである。
この第２のオリフィスＢは次のように作用する。
即ち上記のようにゴム弾性体６６が圧縮弾性変形すると、液室７４内の液は先ずプレート７６の貫通孔１０８を通じて小液室１０４内部に流入し、続いてプレート７８の貫通孔１０８より小液室１０４外部に流出する。そしてその際の流動抵抗に基づいて減衰作用を行う。
【００３０】
但しこの第２のオリフィスＢの場合、大振幅時には可動板１０６が図６（Ｃ）に示しているように移動して、プレート７８の貫通孔１０８を塞いだ状態となって液の流動を生ぜしめない。
即ち第２のオリフィスＢは小振幅時のみ液を流動させて減衰作用を行う。
【００３１】
上記ゴム弾性体６６には、円筒金具６２の内面に沿って延び、液室７４の内壁を形成する円筒形状の延長部８４が一体に形成されている。
【００３２】
前記ゴム弾性体６６に固定のねじ軸６８には芯体軸部８６が一体に設けられており、この芯体軸部８６の端部に対し、液室７４内において段付皿形状のプレート８８がナット９０により締結固定されている。
【００３３】
このプレート８８は、その周壁部とゴム弾性体６６に一体に形成された延長部８４との間に微細な環状隙間９８を形成しており、その環状隙間９８によって第３のオリフィスＣが形成されている。
この第３のオリフィスＣの場合、ゴム弾性体６６が圧縮弾性変形したとき、液室７４内の液が環状の第３のオリフィスＣを通過してプレート８８の裏側に向う流れを生じ、その際の流動抵抗に基づいて減衰作用を行う。
【００３４】
ここでプレート８８は小径の第１の皿状部９２と大径の第２の皿状部９４とを有しており、その第１の皿状部９２の底部に貫通孔９６が形成されている。
そしてその貫通孔９６によって第４のオリフィスＤが形成されている。
この第４のオリフィスＤの場合、ゴム弾性体６６が圧縮弾性変形したとき、液室７４内の液が貫通孔９６を流通して流れを生じ、その際の流動抵抗に基づいて減衰作用を行う。
【００３５】
尚ゴム弾性体６６には、上記貫通孔９６の外周側においてプレート８８の底面に当接する環状の突起１００が形成されており、また第２の皿状部９４の底面に当接するストッパ部１０２が形成されている。
【００３６】
本例において第１のオリフィスＡ，第２のオリフィスＢ，第３のオリフィスＣ，第４のオリフィスＤの関係は次のような関係となっている。
即ち、本例においては第１のオリフィスＡ→第２のオリフィスＢ→第３のオリフィスＣ→第４のオリフィスＤの順に流動抵抗が大きく、従って大振幅時においては主として第４のオリフィスＤが減衰作用を発揮し、また小振幅時には第１のオリフィスＡが主として減衰作用を発揮する。そしてそれらの中間の振幅時において第２のオリフィスＢ，第３のオリフィスＣが主として減衰作用を発揮する。
つまり本例では互いに異なった周波数の振動に対して種類の異なったオリフィスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが有効に働くようになされている。
【００３７】
以上のように本例の液封ダンピング装置５６において、ダンピング本体５８は減衰特性の異なる４種類のオリフィスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを備えており、従ってそれぞれの共振周波数を目標とする振動周波数に合せて適宜に設定しておくことで、台車枠１１から中心ピン１２を含む牽引装置を経由して車体４０へと伝達される振動を、その液封ダンピング装置５６の部分で良好に遮断ないし抑制することができ、車室内の振動騒音を良好に低減することができる。
【００３８】
本例では液封ダンピング装置５６をリンク４４と並列に介挿しており、これにより従来既存の構造をそのままにして容易に液封ダンピング装置５６を車両に組み付けることができる。
【００３９】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において他の様々な形態で構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例の適用対象である鉄道車両の台車と牽引装置とを示す平面図である。
【図２】  同じ実施例の液封ダンピング装置を含む牽引装置とその周辺部を示す図である。
【図３】  図２のゴムブッシュの構成を示す図である。
【図４】  図２のダンピング本体の構成を示す図である。
【図５】  図４のダンピング本体を更に拡大して示した図である。
【図６】  図４及び図５のダンピング本体のオリフィスの作用説明図である。
【図７】  従来の鉄道車両における牽引装置とその周辺部を示す図である。
【図８】  従来の鉄道車両における歯車カップリング装置において発生していた振動の周波数と列車速度との関係を示した図である。
【符号の説明】
１０  台車
１１  台車枠
１２  中心ピン
４０  車体
４４  リンク
４６  ゴムブッシュ
５６  液封ダンピング装置
６６  ゴム弾性体
７４  液室
Ａ   第１のオリフィス
Ｂ   第２のオリフィス
Ｃ   第３のオリフィス
Ｄ   第４のオリフィス
【図１】
0003965269.tif 000002
【図２】
0003965269.tif 000003
【図３】
0003965269.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003965269.tif 000008
【図８】
0003965269.tif 000009