JP3965269B2

JP3965269B2 - Railway vehicle vibration reduction device

Info

Publication number: JP3965269B2
Application number: JP2000077051A
Authority: JP
Inventors: 博山田; 修加藤; 雄介三石
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP2001260879A

Description

【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a railway vehicle vibration reduction device.
[0002]
[Prior art]
In a railway vehicle, the driving force of a driving motor mounted and held on a carriage is output to a driving shaft and transmitted to a driven shaft connected to the driving shaft via a gear coupling device, and then to the axle and wheels via a gear device. The trolley and the vehicle body via a traction device having a center pin whose upper part is coupled to the vehicle body, and a link having each end coupled to the trolley frame and the lower part of the central pin via rubber bushes, respectively Is known in the art to pull the vehicle body.
[0003]
FIG. 7 shows the traction device and its peripheral part. In the figure, reference numeral 200 denotes a center pin, and the upper part is coupled to the vehicle body 202.
Reference numeral 204 denotes a link (single link) provided in a state extending in the front-rear direction so as to connect the cart transverse beam (cart frame) 208 and the center pin 200, and one end of the link is connected to the center pin via the rubber bush 206. 200 is coupled to the lower portion of 200, and the other end thereof is coupled to a cart transverse beam 208 via a rubber bush 206.
[0004]
As a gear coupling device for connecting the drive shaft and the driven shaft in an integrally rotated state, one having an internal gear and an external gear is used.
Specifically, (a) an internal gear having internal teeth formed on the inner peripheral side of a cylindrical housing, and (b) a drive shaft and a follower that have arc-shaped external teeth and are tiltably engaged with the internal teeth. A gear coupling device is used that includes a first and a second pair of external gears fixed to a shaft in an integrally rotated state.
[0005]
The gear coupling device of this embodiment absorbs the relative swing even when the carriage is displaced up and down due to increase or decrease of passengers and the drive shaft and the driven shaft swing relative to it. The driving force can be reliably transmitted from the drive shaft to the driven shaft.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, in the case of this gear coupling device, a relative shift in the axial center position between the internal gear and the external gear occurs due to backlash in the gear, that is, play between the tooth surfaces. Has become a cause of generation of high-frequency vibration noise.
[0007]
FIG. 8 shows the measurement result of the relationship between the frequency of vibration generated in the gear coupling device and the train speed.
As shown in the figure, the vibration noise caused by the above-mentioned swinging in this gear coupling device depends on the traveling speed of the train and the wheel diameter, that is, the rotational speed of the drive motor. Have changed.
[0008]
Thus, the excitation force due to the vibration generated in the gear coupling device in this way is transmitted from the drive motor 14 shown in FIG. 1 of the later-described embodiment to the carriage cross beam 208 as shown in FIG. Is vibrated in the front-rear direction (left-right direction in the figure), then the link 204 is vibrated in the front-rear direction, and then the center pin 200 is vibrated in the front-rear direction. As a result, the pillow beam 210 of the vehicle body 202 is twisted. The floor plate 212 of the vehicle body 202 vibrates and generates a roaring sound such as “go” in the passenger compartment.
[0009]
The above is a major cause of the roaring noise in the passenger compartment, but in addition to this, various other vibrations in the drive motor, gear device, and gear coupling device contribute to the rotational speed of the drive motor. This occurs in response to changes, which are transmitted to the vehicle body and cause vibration noise in the passenger compartment.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The vibration reduction device for a railway vehicle according to the present invention has been devised to solve such a problem.
Thus, according to the first aspect of the present invention, there is provided a traction device having a center pin whose upper part is coupled to the vehicle body, and each end having a carriage frame and a link coupled to the lower part of the center pin via a rubber bush. A railway vehicle vibration reduction device that connects a carriage and a vehicle body and pulls the vehicle body, comprising: ( a ) a cylindrical metal fitting; and ( b ) one open portion of the shaft end of the cylindrical metal fitting. An end fitting to be closed; ( c ) a rubber elastic body for closing the other opening; and ( d ) provided inside the end fitting, and forming an air chamber between the end fitting, damping having a diaphragm to form a liquid chamber between the rubber elastic body, and an orifice for passing the (e) said liquid chamber of the liquid, and a core shaft portion provided in (to) the rubber elastic body A liquid body in the liquid chamber based on a relative displacement in the front-rear direction between the bogie frame and the center pin. Said liquid seal damping device which performs damping action forced through said orifice with a deformation of the rubber elastic body, interposed from the truck frame on the vibration transduction pathway to the central pin, the ends of the damping body An arm is extended from a metal fitting and the core shaft part, and each end of the arm is coupled to a mandrel provided on the rubber bush by a connecting bar, whereby the liquid seal damping device is The arm is inserted in parallel with the link, and the arm and the connecting bar are connected to each other so as to be relatively rotatable by a ball joint .
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, two plates each having a different hat shape are disposed inside the liquid chamber of the damping body, and an outer peripheral side is disposed between the two plates. An annular passage and a central small liquid chamber partitioned from the annular passage are formed, and a through-hole communicating with the annular passage is formed in the two plates to form a first orifice, and the small liquid A movable plate is disposed inside the chamber, and a through-hole communicating with the small liquid chamber is formed in each of the two plates at positions opposite to each other with respect to the movable plate. An orifice is formed, and a dish-shaped plate is fastened in the liquid chamber to the core shaft, and an annular gap is formed between the peripheral wall of the dish-shaped plate and the inner wall of the liquid chamber. The dish-shaped plate has a small-diameter first dish shape. And a large-diameter second dish-shaped part, and a through-hole is formed in the bottom of the first dish-shaped part to constitute a fourth orifice, and the liquid in the liquid chamber is passed through the first orifice, The second orifice, the third orifice, and the fourth orifice are forcibly passed to perform a damping action.
[0012]
[Operation and effect of the invention]
As described above, the present invention includes a liquid seal damping device that has a liquid chamber and an orifice on a vibration transmission path from the carriage frame to the center pin, and performs a damping action by forcibly passing the liquid in the liquid chamber through the orifice. According to the present invention, by appropriately setting the resonance frequency of the liquid ring damping device, the damping effect of the liquid ring damping device causes the bogie frame to pass through the center pin and further through the center pin. It is possible to satisfactorily suppress vibration transmission to the vehicle body.
[0013]
The liquid seal damping device can be provided in series with the link by incorporating it in a rubber bush, but in the present invention, the liquid seal damping device is inserted in parallel with the link .
If so this, it becomes possible to easily assemble the vehicle by the conventional existing structure as it is.
[0014]
Furthermore, by providing the liquid seal damping device in parallel with the link in this way, the link is operated in the same manner as in the past, and at the same time, from the cart frame side to the center pin side and further to the vehicle body side via this link. Vibration can be easily reduced .
[0015]
In the present invention, the liquid seal damping device is provided with different types of first to fourth orifices.
In such a case, it is possible to vary the amount of liquid for each of the different types of orifices, thereby effectively absorbing, blocking or reducing high frequency vibrations having different frequencies in the same liquid seal damping device. it can be.
[0016]
Frequency of vibration transmitted from the carriage frame as before mentioned to the vehicle body via a traction device that includes a center pin varies according to the rotation speed of the change in the drive motor.
Therefore, if only a single orifice is provided, it is difficult to satisfactorily absorb, cut off, or reduce vibration transmission at various frequencies.
However, if it is made as described above, vibrations of various frequencies, for example, vibrations of a specific frequency caused by the vibration of the gears in the gear coupling device described above and vibrations of various other frequencies can be satisfactorily absorbed. This can effectively reduce the vibration noise in the vehicle interior.
[0017]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1, 10 is a truck in a railway vehicle, and 11 is a truck frame. The carriage frame 11 has side beams 11A and lateral beams 11B.
Reference numeral 12 denotes a center pin, and reference numeral 14 denotes a drive motor attached and fixed to the cart 10.
Reference numeral 16 denotes an axle, and 18 denotes a wheel. These wheels 18 rotate on the rail.
[0018]
The axle 16 is operatively connected to the drive motor 14 via a gear coupling device 20 and a gear device 22, and the driving force from the drive motor 14 is transmitted to the axle via the gear coupling device 20 and the gear device 22. 16 and eventually to the wheel 18.
[0019]
As shown in FIG. 2, the center pin 12 has an upper portion fixed to the vehicle body frame in the vehicle body 40, and a lower portion through the link (one link) 44 and the rubber bush 46. Is connected to the cross beam 11B in the bogie frame 11.
[0020]
Here, the link 44 has cylindrical holding cylinders 48 at both ends.
On the other hand, the rubber bushing 46 has an outer cylinder 50 and a mandrel 52 as shown in FIG. 3, and a cylindrical rubber elastic body 54 is vulcanized and bonded between them.
Thus, in the rubber bush 46, the outer cylinder 50 is press-fitted into the holding cylinder 48 in the link 44, and the holding cylinder 48 is fixed to the link 44.
[0021]
One of the pair of rubber bushes 46 press-fitted and fixed to both ends of the link 44 is coupled to the mandrel 52 with the cross beam 11B, and the other is coupled to the mandrel 52 with the lower portion of the center pin 12.
In FIG. 2, reference numeral 42 denotes a floor board provided on the vehicle body frame.
[0022]
In this example, a liquid seal damping device 56 is provided in parallel with the link 44.
Reference numeral 58 denotes a damping main body in the liquid seal damping device 56, and an arm 60 extends from the damping main body 58, and each end is coupled to the mandrel 52 in the rubber bush 46 by a connecting bar 61.
[0023]
The arm 60 and the connecting bar 61 are coupled by a ball joint 47 so as to be relatively rotatable.
The center pin 12 and the carriage frame 11 can be relatively displaced regardless of the attachment of the liquid seal damping device 56 because the arm 60 and the connecting bar 61 are coupled by the ball joint 47.
[0024]
4 and 5 show the structure of the damping main body 58 in detail.
As shown in the figure, the damping main body 58 includes a cylindrical metal fitting 62, an end fitting 64 that closes one open portion of the shaft end, and a rubber elastic body 66 that closes the other open portion. ing.
A screw shaft 68 protrudes from the end fitting 64 and the rubber elastic body 66, and the arm 60 is screwed to the screw shaft 68.
[0025]
A diaphragm 70 is provided inside the end fitting 64, and an air chamber 72 is formed between the diaphragm 70 and the end fitting 64.
A liquid chamber 74 is formed between the diaphragm 70 and the rubber elastic body 66.
[0026]
Inside the liquid chamber 74, two plates 76 and 78 each having a different hat shape are disposed.
An annular passage 82 is formed between the plates 76 and 78, and a through-hole 80 is formed in the plates 76 and 78 at two positions greatly separated in the circumferential direction along the annular passage 82. (See FIG. 6A).
[0027]
These through holes 80 form the first orifice A. When the rubber elastic body 66 is compressed and elastically deformed in the left direction in FIG. 5, the liquid in the liquid chamber 74 passes through the through holes 80 of the plate 76 and the annular passage 82. After flowing into the interior and flowing through the long annular passage 82, it flows out of the annular passage 82 from the through hole 80 of the plate 78. Then, the damping action is performed based on the flow resistance at that time.
[0028]
A small liquid chamber 104 is also formed between the plates 76 and 78.
A movable plate 106 is disposed inside the small liquid chamber 104, and a through hole 108 is formed in each of the plates 76 and 78 so as to communicate with the small liquid chamber 104.
[0029]
Here, the through hole 108 forms the second orifice B.
The second orifice B operates as follows.
That is, when the rubber elastic body 66 is compressed and elastically deformed as described above, the liquid in the liquid chamber 74 first flows into the small liquid chamber 104 through the through hole 108 of the plate 76, and then the small liquid from the through hole 108 of the plate 78. It flows out of the chamber 104. Then, the damping action is performed based on the flow resistance at that time.
[0030]
However, in the case of the second orifice B, when the amplitude is large, the movable plate 106 moves as shown in FIG. 6C to close the through-hole 108 of the plate 78, thereby causing liquid flow. I can't stop.
That is, the second orifice B performs a damping action by flowing the liquid only when the amplitude is small.
[0031]
The rubber elastic body 66 is integrally formed with a cylindrical extension 84 that extends along the inner surface of the cylindrical fitting 62 and forms the inner wall of the liquid chamber 74.
[0032]
A screw shaft 68 fixed to the rubber elastic body 66 is integrally provided with a core shaft portion 86, and a stepped dish-shaped plate 88 is provided in the liquid chamber 74 with respect to the end of the core shaft portion 86. Is fastened and fixed by a nut 90.
[0033]
The plate 88 forms a fine annular gap 98 between the peripheral wall portion and the extension 84 formed integrally with the rubber elastic body 66, and the third orifice C is formed by the annular gap 98. ing.
In the case of the third orifice C, when the rubber elastic body 66 is compressed and elastically deformed, the liquid in the liquid chamber 74 passes through the annular third orifice C and flows toward the back side of the plate 88. Damping action is performed based on the flow resistance.
[0034]
Here, the plate 88 has a first dish-shaped portion 92 having a small diameter and a second dish-shaped portion 94 having a large diameter, and a through hole 96 is formed at the bottom of the first dish-shaped portion 92. Yes.
A fourth orifice D is formed by the through hole 96.
In the case of the fourth orifice D, when the rubber elastic body 66 is compressed and elastically deformed, the liquid in the liquid chamber 74 flows through the through hole 96 to generate a flow, and performs a damping action based on the flow resistance at that time. .
[0035]
The rubber elastic body 66 is formed with an annular protrusion 100 that contacts the bottom surface of the plate 88 on the outer peripheral side of the through hole 96, and a stopper portion 102 that contacts the bottom surface of the second dish-shaped portion 94. Is formed.
[0036]
In this example, the relationship between the first orifice A, the second orifice B, the third orifice C, and the fourth orifice D is as follows.
That is, in this example, the flow resistance increases in the order of the first orifice A → the second orifice B → the third orifice C → the fourth orifice D. Therefore, at the time of large amplitude, the fourth orifice D is mainly attenuated. The first orifice A mainly exerts a damping action when the amplitude is small. At the intermediate amplitude between them, the second orifice B and the third orifice C mainly exhibit a damping action.
That is, in this example, different types of orifices A, B, C, and D effectively work against vibrations having different frequencies.
[0037]
As described above, in the liquid seal damping device 56 of this example, the damping main body 58 includes the four types of orifices A, B, C, and D having different damping characteristics, and accordingly, the respective resonance frequencies are set to the target vibration frequencies. The vibration transmitted from the carriage frame 11 to the vehicle body 40 via the traction device including the center pin 12 can be well cut off or suppressed at the liquid seal damping device 56 by setting appropriately. Thus, vibration noise in the passenger compartment can be reduced satisfactorily.
[0038]
In this example, the liquid seal damping device 56 is inserted in parallel with the link 44, so that the liquid seal damping device 56 can be easily assembled to the vehicle without changing the existing structure.
[0039]
Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, this is merely an example, and the present invention can be configured in various other forms without departing from the gist thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a bogie of a railway vehicle and a traction device to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a traction device including a liquid ring damping device of the same embodiment and its peripheral portion.
FIG. 3 is a view showing a configuration of a rubber bush in FIG. 2;
4 is a diagram showing a configuration of the damping main body of FIG. 2;
FIG. 5 is an enlarged view of the damping body shown in FIG. 4;
6 is an operation explanatory view of an orifice of the damping main body of FIGS. 4 and 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a traction device and its peripheral portion in a conventional railway vehicle.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the frequency of vibration generated in a gear coupling device in a conventional railway vehicle and the train speed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bogie 11 Bogie frame 12 Center pin 40 Car body 44 Link 46 Rubber bushing 56 Liquid sealing damping device 66 Rubber elastic body 74 Liquid chamber A 1st orifice B 2nd orifice C 3rd orifice D 4th orifice

Claims

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。The carriage and the vehicle body are connected via a traction device having a center pin whose upper part is coupled to the vehicle body, and each end part having a carriage frame and a link coupled to the lower part of the center pin via a rubber bush, A railway vehicle vibration reduction device adapted to tow a vehicle body,
(B) a cylindrical metal fitting, and the end fitting for closing one of the open portion of the shaft end of (b) the cylindrical metal member, a rubber elastic body which closes an opening of the (c) On the other hand, (d) the end portion A diaphragm which is provided inside the metal fitting and forms an air chamber between the end metal fitting and a liquid chamber between the rubber elastic body and ( e ) an orifice through which the liquid in the liquid chamber passes. When, the liquid chamber of the liquid on the basis of the longitudinal direction of the relative displacement of the damping body wherein the bogie frame and the center pin having a core shaft portion provided in the rubber elastic body (to) the A liquid seal damping device that performs a damping action by forcibly passing through the orifice with deformation of the rubber elastic body is inserted on a vibration transmission path from the carriage frame to the center pin.
By extending an arm from the end fitting of the damping body and the core shaft part, and connecting each end of the arm to a mandrel provided on the rubber bush by a connecting bar, A vibration reducing device for a railway vehicle, wherein a liquid seal damping device is inserted in parallel with the link, and the arm and the connecting bar are coupled to each other so as to be relatively rotatable by a ball joint .

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。 2. The plate according to claim 1, wherein two plates each having a different hat shape are disposed inside the liquid chamber of the damping body, and an annular passage on the outer peripheral side and the annular passage are disposed between the two plates. A small liquid chamber on the center side is formed.
A through hole communicating with the annular passage is formed in the two plates to form a first orifice.
A movable plate is disposed inside the small liquid chamber, and a through-hole communicating with the small liquid chamber is formed in each of the two plates at positions opposite to the movable plate. The second orifice
A dish-shaped plate is fastened to the core shaft in the liquid chamber, and an annular gap is formed between the peripheral wall of the dish-shaped plate and the inner wall of the liquid chamber to form a third orifice.
The dish-shaped plate is provided with a small-diameter first dish-shaped part and a large-diameter second dish-shaped part, and a through-hole is formed in the bottom of the first dish-shaped part to constitute a fourth orifice. Shi
An apparatus for reducing vibrations in a railway vehicle, wherein the liquid in the liquid chamber is forced to pass through the first orifice, the second orifice, the third orifice, and the fourth orifice to perform a damping action .