(57)【要約】【課題】鉄道車両用台車において、駆動系のアンバランスに起因する振動を抑制し、振動に伴う車内騒音を低減する脱落防止の制振装置を提供する。【解決手段】車体２０の連結部材２５と台車枠１１とを連結するリンク３０において、リンク３０の外周に環状の錘４１がある。リンク３０の外周と錘４１の内周との間には、錘４１の軸方向両端からゴム４３が圧入されている。錘４１の軸方向両端にはゴム４３のストッパー４５がある。ストッパー４５の中心はリンク３０が貫通している。これによれば、錘４１は環状であるので、錘４１の脱落を防止できる。また、走行用の駆動系から発生した回転振動はリンク３０に伝わるが、リンク３０に発生した振動エネルギーは、リンク３０の外周に配置された錘４１で減衰が付加され、固体伝播振動が低減される。このため、この固体伝播振動に起因した車内騒音を抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と車体との間、または車体と台車枠との間に、連結部材がその長手方向を水平方向に向けて配置されており、
前記連結部材の外周に、前記長手方向に移動可能な１つ以上の錘が配置されており、
前記錘は、環状であって、前記連結部材の外周との間には、ゴムが介在されており、
前記ゴムは、前記連結部材の周方向に連続して又は２箇所以上の複数の個所に分散して配置されていること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項２】
請求項１記載の軌条車両において、
前記ゴムは、前記錘の軸端側から前記錘の内周と前記連結部材の外周との間に圧入されていること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項３】
請求項２記載の軌条車両において、
前記ゴムは、前記錘の前記長手方向の両端側からそれぞれ圧入されていること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項４】
請求項２記載の軌条車両において、
前記連結部材には、前記錘の前記長手方向の両端に対面する位置にストッパーが接着剤で固定されており、
前記ゴムは、前記錘の前記長手方向の移動に伴って前記ストッパーに接触可能であること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項５】
請求項１記載の軌条車両において、
前記連結部材の前記長手方向に対する直交断面における外周形状が円形であり、
前記錘の前記長手方向に対する直交断面における内周形状は楕円形であり、
前記ゴムは、前記楕円形の長軸と短軸に対応する位置に配置されていること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項６】
請求項１記載の軌条車両において、
前記連結部材の外周形状が円形であり、
前記錘は、外周形状が円形の部分と外周形状が円錐形の部分とから成ること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項７】
車体と車体との間、または車体と台車枠との間に、連結部材がその長手方向を水平方向に向けて配置されており、
前記連結部材の外周に、前記長手方向に移動可能な１つ以上の錘が配置されており、
前記錘は、環状であって、前記連結部材の外周との間には、ゴムが介在されており、
前記ゴムは、前記連結部材の周方向に連続して又は２箇所以上の複数の個所に分散して配置されていること、
を特徴とする軌条車両の制振装置。
【請求項８】
請求項７記載の軌条車両の制振装置において、
前記ゴムは、前記錘の軸端側から前記錘の内周と前記連結部材の外周との間に圧入されていること、
を特徴とする軌条車両の制振装置。
【請求項９】
請求項８記載の軌条車両の制振装置において、
前記ゴムは、前記錘の前記長手方向の両端側からそれぞれ圧入されていること、
を特徴とする制振装置。
【請求項１０】
請求項８記載の軌条車両の制振装置において、
前記連結部材には、前記錘の前記長手方向の両端に対面する位置にストッパーが接着剤で固定されており、
前記ゴムは、前記錘の前記長手方向の移動に伴って前記ストッパーに接触可能であること、
を特徴とする軌条車両の制振装置。
【請求項１１】
請求項７記載の軌条車両の制振装置において、
前記連結部材の前記長手方向に対する直交断面における外周形状が円形であり、
前記錘の前記長手方向に対する直交断面における内周形状は楕円形であり、
前記ゴムは、前記楕円形の長軸と短軸に対応する位置に配置されていること、
を特徴とする軌条車両の制振装置。
【請求項１２】
請求項７記載の制振装置において、
前記連結部材の外周形状が円形であり、
前記錘は、外周形状が円形の部分と外周形状が円錐形の部分とから成ること、
を特徴とする軌条車両の制振装置。
【請求項１３】
車体と車体との間、または車体と台車枠との間に、連結部材がその長手方向を水平方向に向けて配置されており、
前記連結部材は前記長手方向の両端に、前記車体、又は前記台車枠に固定するための継手を有しており、
該継手の軸方向長さは、前記連結部材の外径よりも大きく、
前記連結部材の外周に、前記長手方向に移動可能な１つ以上の錘が配置されており、
前記錘は、環状であって、前記連結部材の外周との間には、ゴムが介在されており、
前記連結部材には、前記錘の前記長手方向の両端に対面する位置にストッパーが配置されており、
前記連結部材に、一方の前記ストッパー、前記錘、他方の前記ストッパーをこの順序で、通して装着し、
しかる後、前記ストッパーを前記連結部材に固定するとともに、前記ゴムを前記錘と前記連結部材の外周との間に介装し、前記連結部材の両端に前記継手を溶接すること、
を特徴とする制振装置の製作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面から受ける振動を制振する装置を備えた軌条車両、その制振装置、並びにその製作方法に関する。
ここで、軌条車両とは、鉄道車両、路面走行電車、新都市交通システムの電車、モノレールカーなどの軌条車両をいう。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両は、図５に示すように、車体２０と、その前後に配置され且つ車輪１２ａ，１２ｂを有する台車１１ａ，１１ｂを備えている。車体２０と台車１１ａ，１１ｂとの推進力や制動力の伝達は、車体２０からから下がるピン２５ａ，２５ｂと、台車１１ａ，１１ｂ側から延びるピン２６ａ，２６ｂとをそれぞれ連結する牽引リンク３０ａ，３０ｂを介して行われる。
【０００３】
鉄道車両において、その台車枠と車体とを連結する牽引リンク（以下、「リンク」という。）の一例が、特許文献１に開示されている。リンクの両端、すなわち前後方向にはゴムブッシュが配置されている。ゴムブッシュは、その時々に発生する大きな前後方向（リンク方向）の圧縮荷重に対して十分耐えるように設計されている。また、ゴムブッシュは走行安定性のために用いられている。また、台車と車体とはヨーダンパーで接続されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載のように、車体と車体との連結部材、または車体と台車枠との連結部材に、該連結部材に対して移動可能な物体を、該連結部材の外周又は内周に配置した鉄道車両がある。特許文献２に開示されている構造では、連結部材の外周に、２分割された移動可能な物体を前記連結部材の外周に挟んで配置し、２分割の物体をボルト等により結合させている。
【０００５】
また、特許文献３に記載のように、詳しくは説明がないが、連結部材の外周に、ゴム層を介して、錘らしき物体を設置した鉄道車両が示されている。
【特許文献１】実公昭５８−１４０６号公報
【特許文献２】特開２０００−８７２５７号公報
【特許文献３】特開２００２−８７２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の鉄道車両においては、台車側で発生する前後方向（車両の走行方向）の振動が、２つのゴムブッシュやリンク、また、ヨーダンパー等の連結部を介して車体側へ伝達される。このため、車内の騒音が高くなっている。特に、駆動系のアンバランスに起因する回転周波数成分の８０〜３００Ｈｚ帯域の固体伝播振動が台車枠へ伝わり、床を振動させて車内騒音を増大させるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、連結部材の外周に配置する制振装置において、該制振装置の脱落に対する安全性を重視し、かつ簡単な構成で車内騒音を低減する制振装置、及びそれを備えた軌条車両、及びその制振装置の製作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、車体と車体との間、または車体と台車枠との間に、連結部材がその長手方向を水平方向に向けて配置されており、前記連結部材の外周に、前記長手方向に移動可能な１つ以上の錘が配置されており、前記錘は、環状であって、前記連結部材の外周との間には、ゴムが介在されており、前記ゴムは、前記連結部材の周方向に連続して又は２箇所以上の複数の個所に分散して配置されていること、を特徴とする軌条車両によって達成できる。
【０００９】
また、制振装置についての上記目的は、車体と車体との間、または車体と台車枠との間に、連結部材がその長手方向を水平方向に向けて配置されており、前記連結部材の外周に、前記長手方向に移動可能な１つ以上の錘が配置されており、前記錘は、環状であって、前記連結部材の外周との間には、ゴムが介在されており、前記ゴムは、前記連結部材の周方向に連続して又は２箇所以上の複数の個所に分散して配置されていること、を特徴とする軌条車両の制振装置によって達成できる。
【００１０】
更にまた、その制振装置の製作方法についての上記目的は、車体と車体との間、または車体と台車枠との間に、連結部材がその長手方向を水平方向に向けて配置されており、前記連結部材は前記長手方向の両端に、前記車体、又は前記台車枠に固定するための継手を有しており、該継手の軸方向長さは、前記連結部材の外径よりも大きく、前記連結部材の外周に、前記長手方向に移動可能な１つ以上の錘が配置されており、前記錘は、環状であって、前記連結部材の外周との間には、ゴムが介在されており、前記連結部材には、前記錘の前記長手方向の両端に対面する位置にストッパーが配置されており、前記連結部材に、一方の前記ストッパー、前記錘、他方の前記ストッパーをこの順序で、通して装着し、しかる後、前記ストッパーを前記連結部材に固定するとともに、前記ゴムを前記錘と前記連結部材の外周との間に介装し、前記連結部材の両端に前記継手を溶接すること、を特徴とする制振装置の製作方法によって達成できる。
【発明の効果】
【００１１】
車内騒音は車体の床面の振動によって発生する。その振動の発生は、車体の駆動系の回転アンバランスに起因している。連結部材は、振動発生源が存在する駆動系と車体の床面との間に配置されており、主として前後方向の振動を受ける。このため、連結部材の外周に弾性体を介して取り付けられた錘は前後方向に微小変位で移動しやすくなる。このため、錘の移動において重力に逆らう１０ｍ／ｓ2の振動が必要ないので、錘は小さな加振力に対しても活発に移動する。したがって、車体床面からの振動が車体に伝達されるのを抑制でき、車内騒音を低減することができる。
【００１２】
即ち、連結部材に伝達された振動エネルギーは、錘と弾性体との間の減衰付加によって吸収されるので、連結部材の振動が低減される。このため、車体への振動の伝播を抑制でき、車内騒音を低減できる。
【００１３】
また、錘は連結部材に嵌着される環状であり、ゴム等の弾性体を介して連結部材に固定されているので、ボルト結合部がなく、ボルト部の緩みによる錘の脱落の危険性がない。さらに、飛石等によって錘が壊れ、飛散することもないので、制振装置の脱落の危険性がなく安全性を高めることができる。このように、連結部材の外周に配置する錘は比較的軽量であり、簡単な構造で構成できてしかも脱落の危険性がなく、車体側へ固体伝播する振動を抑制でき、これに伴う車内騒音を低減できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明による軌条車両及びその制振装置の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１から図７を参照して、本発明の実施例１を説明する。なお、図５は、本発明である制振装置が車体と台車との間に適用される軌条車両の一例を示す側面概略図であるが、詳細は既に説明したので、再度の説明を省略する。
【００１６】
まず、図３及び図４に示すように、台車の台車枠１１は、それぞれが車輪１２，１２を有する２つの車軸１３，１３で支持されており、各車軸１３を駆動する電動機１４及び歯車からなる減速機１５を支持している。台車枠１１は空気ばね１７，１７を介して車体２０を支持している。
【００１７】
車体２０の下面から下方に突出させた連結部材（一般に中心ピンと呼ばれる。）２５と台車枠１１とは、牽引リンク（以下、「リンク」という。）３０で連結されている。リンク３０は前後力を伝達するもので、走行方向の水平方向に沿っている。
【００１８】
リンク３０の両端は、それぞれ、ゴムブッシュ３５、ピン３６等を介して、一端が台車１１に、また他端が連結部材２５に連結されている。ピン３６はゴムブッシュ３５を貫通している。連結部材２５は車体２０からリンク３０との連結部に向かって傾斜して配置されている。連結部材２５の下部（リンク３０に接触可能な部分）の縦断面（車体の前後方向に対して直交する平面での断面）での形状は逆Ｕ字状である。傾斜部は車体の走行方向に沿っている。リンク３０は車体の走行方向の水平方向に配置され、前記Ｕ字状で囲まれた空間部分を通っている。リンク３０の中央部は筒３１である。
【００１９】
台車枠１１の走行方向に対して左右の端部は、ヨーダンパー２８，２８を介して車体２０に連結されている。各ヨーダンパー２８の両端部は、それぞれリンク３０と同様にゴムブッシュ３５を介して、一端部が台車枠１１に、また他端部が車体２０に連結されている。ヨーダンパー２８は、走行中の蛇行動を防止するためのものである。
【００２０】
電動機１４、その減速機１５及び軸継ぎ手から成る駆動系を振動源とした振動は、主としてリンク３０を介して車体２０に伝達されるので、以下、リンク３０に振動対策を施した例を説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、台車枠１１とリンク３０との連結部側（車体とリンク３０との連結部側ではない側）のリンク３０の外周部には、制振装置４０が取り付けられている。
【００２２】
制振装置４０は主として鉄製４１の錘からなる。錘４１は環状の一体物である。錘４１の内径は筒３１の外径よりも大きい。錘４１はゴム４３を介してリンク３０に固定されている。ゴム４３はリンク３０の縦断面（長手方向に対する直交断面）において、上下の２個所に配置されている。また、ゴム４３は、リンク３０の水平長手方向の錘４１の端側から、錘４１の内周とリンク３０の外周との隙間に圧入されている。
【００２３】
ゴム４３は、錘４１とリンク３０との隙間に圧入されたとき、ゴム４３は錘４１の長さにほぼ重なっている。なお、ゴム４３の長手方向長さをリンク３０の端部のみに適用されるように短くして、隙間への過大な挿入を防止しても良い。このとき、ゴム４３の圧入はリンク３０の両端側からそれぞれ行うことができる。また、ゴムの配置位置は、図示の２個所のみならず、周方向の幅を短くすることなるが、３個所以上の複数の位置に配置することもできる。
【００２４】
図１及び図２に示した実施例は、錘４１の両端にゴムに当接可能なストッパー４５ａ，４５ｂを配置した場合を示している。ストッパー４５ａ，４５ｂは錘４１とリンク３０との間の隙間の両端部に配置されており、ゴム４３と錘４１との接着がとれた場合にも、錘４１は、左右ストッパー４５ａ，４５ｂに規制されて、前後方向の移動が拘束される。当然のことながら、錘４１はリンク３０の外周に配置される一体物であるためにリンク３０から脱落することがないので、ストッパー４５ａ，４５ｂについては、必要に応じて省略しても良い。
【００２５】
ストッパー４５ａ，４５ｂの外径は錘４１の内径よりも大きい。ストッパー４５ａ，４５ｂは、環状であって、内部をリンク３０が貫通している。
【００２６】
図２に示すように、リンク３０の縦断面での外周形状は円形である。錘４１も縦断面での内周形状及び外周形状は円形である。図１に示すように、リンク３０の両端にはピン３６、継手３２ａ，３２ｂがある。継手３２ａ，３２ｂは、それぞれリンク３０の両端に溶接されている。
【００２７】
継手３２ａ，３２ｂの軸方向長さはリンク３０の外形よりも大きい。継手３２ａ，３２ｂをリンク３０に溶接した後に環状の錘４１、ストッパー４５ａ，４５ｂをリンク３０に配置することはできない。
【００２８】
そこで、図６に示すように、リンク３０の一端側から、ストッパー４５ａ、錘４１、他端のストッパー４５ｂをこの順に挿入し（図６（ａ））、しかる後、継手３２ａ，３２ｂを筒３１の各端部に溶接する。図６（ｂ）において、この溶接部をＡ，Ｂで示す。挿入後、ゴム４３を錘４１の水平方向（軸方向とも言う。）の端部側から圧入する。
【００２９】
また、ストッパー４５ａ，４５ｂを錘４１側に移動させ、接着剤でリンク３０に固定する。接着剤を塗りやすくするため、ストッパー４５ａ，４５ｂがリンク３０に接触する箇所に、リンク３０に平行な部分を設けても良い。また、ゴム交換の必要が生じた場合には、リンク３０に固定した接着剤を取り、新しいゴムに交換後に再度接着固定する。
【００３０】
リンク３０の外周にゴム４３を設置してから錘４１等に挿入してもよい。また、リンク３０と錘４１の隙間に粘性を持ったゴムを注入して、錘４１を固定するようにしてもよい。また、粘性を持ったゴムをリンク３０外周の全周に挿入しても良い。
【００３１】
かかる構成によれば、駆動装置の振動によってリンク３０が振動すると、ゴム４３を介して錘４１が微小変位で振動し、錘４１とゴム４３とのばね作用あるいは減衰作用により、リンク３０本体の振動が吸収させられるので、リンク３０の振動が低減することになる。
【００３２】
特に、ゴム４３は十文字状（即ち、互いに直交する各軸上の位置）に配置することにより、リンク３０と錘４１との接続が容易になり、また取外し交換も容易となる。さらに、ゴム４３の硬度（ばね定数）を任意に選定することで、ゴム４３のばね定数を任意に設定可能となる。これにより、任意も振動数を低減可能となり、特に、台車からリンクに伝わる固体伝播振動を低減できるので、車体側への振動伝達を抑制できることになる。したがって、伝達経路での振動が抑制でき、車体床面の上下方向の振動が低減されることになり、床面から放射される車内騒音を低減できる。
【００３３】
すなわち、加速時の比較的顕著な振動成分に対して、リンク３０を介して固体伝播する前後振動によって、錘４１がリンク３０に対して微小変位した振動を繰り返し、ゴム４３のばね作用と錘４１との質量との関係で減衰が付加され、リンク３０の振動が減衰されることになる。
【００３４】
また、かかる構成によれば、錘４１の質量を容易に変更できるので、車両の固体差に対応して変更が可能である。
【００３５】
なお、錘４１の前後位置に、前後方向の移動を抑制できるストッパー４５ａ、４５ｂが設けられているので、ゴム４３が離脱して突出することがない。
なお、錘４１はリンク３０から脱落することがない。
【００３６】
図７において、錘４１とリンク３０を立てて、Ｃとその矢印で示すように、ゴム４３を上方から挿入することにより、ゴム４３の挿入が容易となる。また、ゴム４３に変わる液体状の弾性体を挿入する場合もこのような姿勢を保つことで、均等な挿入が可能となる。
【実施例２】
【００３７】
図８に示す実施例２においては、錘４１の前後位置に前後方向の移動を抑制できるストッパー４７ａ，４７ｂを設け、弾性支持するゴム４３をストッパー４７ａ，４７ｂで挟み込んでいる。ストッパー４７ａ，４７ｂの外周端は錘４１側に曲げられ、錘４１に重なっている。ストッパー４７ａ，４７ｂ間において、錘４１の外側周囲はジャバラ４８で囲まれている。これによれば、錘４１を弾性支持するゴム４３の保護が可能となる。ストッパー４７ａと４７ｂ間をジャバラ４８で囲んでいるため、錘４１の外周側に重なり、錘４１とリンク３０の隙間に水等が浸入しなくなる。なお、図８に示す実施例においては十字状の位置に4個のゴム４３が配置されているが、この配置に代えて、径方向に向かい合う２個所、又は周方向に好ましくは三等分された３個所にゴム４３を配置してもよい。
【実施例３】
【００３８】
図９に示す実施例３において、錘４９は縦断面が円形ではなく、楕円状である。ゴム４３ｂ、４３ｃは、断面形状が円形であるリンク３０の外面と錘４９の内面との距離が最も大きい箇所、即ち、楕円形の長軸（図９で上下方向の軸４９ａ）に対応する位置と、当該距離がもっとも小さい箇所、即ち、楕円形の短軸（図９で左右方向の軸４９ｂ）に対応する位置とに配置されている。これによれば、挟み込む空間サイズに合わせてゴム形状を変化させることが可能となり、ゴムの前後方向、左右方向及び上下方向のばね定数をそれぞれ任意に設計でき、各方向の振動に対してそれぞれに効くばね定数を設定可能となる。なお、本例においても、ゴムの配置位置については、図示の配置以外にも、楕円形の長軸４９ａと短軸４９ｂのいずれかに対応する位置の２個所のみ、或いは、適当な３分割位置の３個所とすることができる。
【実施例４】
【００３９】
図１０に示す実施例４においては、錘５０の前後端に凹みを設けている。この部分にＯリング等の弾性ゴム５１ａ、５１ｂを挿入してから、弾性支持するゴム５１ａ、５１ｂを左右ストッパー５２ａ、５２ｂで挟み込んで、ボルト５３等で固定する。なお、Ｏリング等の弾性ゴム５１ａ、５１ｂは、リンク３０の外周に設置するため、輪状の一部に切れ目を入れて、リンク３０の外周に配置させることで、熱の影響を受けなくすることができる。
【実施例５】
【００４０】
図１１に示す実施例５においては、リンク３０の外周形状が円形であり、錘５０は、外周形状が円形の部分５０ａと外周形状が円錐形の部分５０ｂとから成っている。錘５０の円形部分５０ａはリンク３０の台車枠１１が連結される端部側に形成されており、錘５０の円錐形の部分５０ｂはリンク３０の連結部材２５が連結される端部側に形成されている。これにより、中心ピン２５に対して錘５０の一端が円錐状であるので、錘５０の長さを長くとれることになる。よって、錘５０の重さを増加でき、大きな振動に対しても有効に制振効果が働くことになる。
【００４１】
本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例の牽引リンク部の側面図である。
【図２】図１のＶ−Ｖ視の断面図である。
【図３】本発明の一実施例を備えた台車の平面図である。
【図４】本発明の一実施例を備えたリンクの側面図である。
【図５】本発明の制振装置が適用される軌条車両の一例を示す側面図である。
【図６】本発明の一実施例の環状の物体を挿入する前（ａ）と後（ｂ）の断面図である。
【図７】本発明の弾性部材の挿入を説明する図である。
【図８】本発明の他の実施例の備えた制振装置の断面図である。
【図９】本発明の他の実施例を備えた制振装置の断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例を備えた制振装置の断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例を備えた制振装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１：台車枠、２５：連結部材、２８：ヨーダンパー、３０：牽引リンク、３１：筒部、３２ａ，３２ｂ：継ぎ手、３５：ゴムブッシュ、４０：制振装置、４１：錘、４３，４３ｂ，４３ｃ：ゴム、４５ａ，４５ｂ：ストッパー、４７ａ，４７ｂ：ストッパー、４９：錘、４９ａ：長軸、４９ｂ：短軸、５０：錘、５０ａ：円形部分、５０ｂ：円錐形部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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