JP3972592B2 - Damping structure of traction device in railway vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は鉄道車両における牽引装置の制振構造に関する。
【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3は本発明の実施例が適用される牽引装置とその周辺部を示したもので、図中12は中心ピンであり、上部が車体に結合されている。
26は横梁11Bと中心ピン12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28を介して中心ピン12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28を介して台車の横梁11B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(100〜200Hz)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】
即ち歯車カップリング装置で発生した振動が、図3の横梁11B,リンク26及び中心ピン12を有する牽引装置を介して車体下部から車室の床面に伝達され、床が共振してスピーカー状態となり、車室内の「ゴォー」といった篭り音を発生させる。
【0008】
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。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉄道車両における牽引装置の制振構造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における該牽引装置の所定箇所に、剛性の当り部と、該当り部に対して遊動状態に設けられ、振動時に該当り部に衝突する衝突マスと、該当り部と該衝突マスとの間に形成され、該衝突マスを該振動方向に遊動させるための隙間と、それら当り部と衝突マスとの少なくとも一方の当り面に形成された弾性体とを有する制振装置を装着し、前記ゴムブッシュは剛性の外筒部材及び中心部のインナ部材と、それらの間に挟まれたゴム弾性体とを有しているとともに、該インナ部材は前記当り部を成すハウジングを構成していて、該ハウジング内の遊動室内に前記衝突マスが遊動可能に収容されることによって前記制振装置が該インナ部材の内部に組み込まれており、前記インナ部材は中心部において軸方向に貫通する空所を備えた中空構造をなしていて、該空所内に、両端部の大径部と、それらの間の小径部と、該大径部と該小径部との間に段付部を有する前記遊動室が設けられて、該遊動室内に断面円形且つ軸方向に長手形状をなし両端部の相対的に大径の頭部と、それらの間の相対的に小径の胴部とを有している前記衝突マスが遊動可能に収容され、該遊動室の両端部の前記大径部と該衝突マスの一対の前記頭部外周面の少なくともどちらか一方の当り面には前記弾性体が形成されるとともに、該衝突マスにおける該頭部の外周面と前記遊動室における前記大径部の内周面との間の隙間は、該衝突マスにおける前記胴部の外周面と該遊動室における前記小径部の内周面との間の隙間よりも小さくされており、該衝突マスが前記インナ部材に対し軸直角方向に遊動可能とされていることを特徴とする。
【0010】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、牽引装置の所定箇所に、剛性の当り部と、その当り部に対し遊動状態に設けられた衝突マスと、それらの間に形成された隙間と、更に当り部及び衝突マスとの間に介在する弾性体とを有する制振装置を装着し、牽引装置の振動を抑制するようになしたものである。
【0011】
この制振装置は次のように働く。
即ち、この制振装置の場合、牽引装置における制振装置の装着箇所が振動し始めるとその振動部と一体に当り部が変位し、これと同期して振動し始める。
一方衝突マスは当り部に対して振動方向に遊動状態にあるため、即ち当り部に対し同方向に独立して自由に移動するため、当り部の振動時にその当り部に衝突し、当り部の振動即ち牽引装置における制振装置の装着箇所(振動部)の振動を打ち消すように作用する。
【0012】
このとき当り部に衝突した衝突マスにはその当り部から逆向きに運動エネルギーが与えられ(従って当り部の振動エネルギーの一部が衝突マスの運動エネルギーとして吸収される)、衝突マスは逆方向に運動を行う。
そして最初の当り面とは逆位置にある当り面に再び衝突してそこで再び当り部、即ち牽引装置の振動を打ち消すように作用する。
【0013】
衝突マスは以後も同様の運動を当り部とは逆位相ないし異なった位相で繰り返し行い、衝突の度に牽引装置の振動エネルギーを吸収するとともに、これを自身の運動エネルギーに変換して振動する当り部に衝突し続ける。これによるエネルギー吸収によって牽引装置の振動エネルギーが減衰し効果高く制振される。
【0014】
尚、当り部と衝突マスとの何れもが剛体から成っていると、衝突時に大きな異音(衝突音)が発生してしまう。
しかるに本発明における制振装置では、当り部と衝突マスとの少なくとも一方の当り面にゴム,樹脂等の弾性体が形成してあるため、衝突時に大きな異音が発生する問題がないとともに、衝突時における滑り摩擦,弾性体の粘性挙動による制振作用によって牽引装置の振動減衰が助長される。
【0015】
尚、牽引装置における振動部にダイナミックダンパを装着して振動を抑制するといったことも考えられる。
このダイナミックダンパは、振動部に対しダンパマスをばねを介して付加するもので、それらダンパマスとばねとから成る付加振動系の固有振動数を、主振動系の固有振動数(振動部の固有振動数)に対しチューニングすることで、振動部の共振倍率を低くし制振することができる。
【0016】
しかしながらダイナミックダンパによる制振では、単一の共振周波数の振動に対して効果を発揮するに過ぎず、他の周波数の共振を有効に防止することができない。即ち複数の周波数の共振に対しては有効でない。
しかもダイナミックダンパの場合には、共振点の前後に新たに別の共振を生じる問題がある。
加えてばねとしてゴム弾性体を用いたときに、ゴム弾性体のばね定数が温度によって変化するために制振特性の温度依存性が高く、高温時や低温時に制振効率が減少してしまう。
【0017】
更にまたダイナミックダンパでは、ダンパマスとして大きな質量が必要であって(振動部の10%程度の質量が必要)、装置全体の重量が重くなるとともに、必要な設置スペースも大きく、更にまた制振可能な方向も定まっていて多方向の振動に対して有効に働かないといった種々の問題が内在している。
【0018】
しかるに本発明における制振装置では、衝突マスを独立移動可能に設けておいて、これを制振対象と逆位相ないし異なった位相で運動させ、振動エネルギーを吸収減衰するものであるため周波数依存性が特になく、広い周波数範囲に亘って振動を抑制することができ、また衝突方向を多方向に取ることが容易且つ簡単であって、多方向の振動を抑制することができ、しかも温度に対する依存性も小さく、高温から低温までの幅広い温度範囲で良好な制振効果を発揮する。
また衝突マスの必要な質量も軽量で足り(振動部の5%程度の質量で足りる)、また装置全体の所要スペースが小さくコンパクトであって、尚且つ振動部に対し簡単に装着できるなど種々の特長を有している。
【0019】
因みに図1は本発明における制振装置の一形態例をダイナミックダンパと比較して模式的に表したもので、図中1はその制振装置を、2はダイナミックダンパを表している。
尚、3は制振装置1における衝突マス、4は衝突マス3の外周面即ち当り面に形成した弾性体を、5は当り部を成すハウジングを示しており、また6はダイナミックダンパ2におけるダンパマス、7はばね(ゴム)を、更に8は振動部を示している。
【0020】
図1(B)は、振動部8に対して制振装置1を装着したときの制振効果をダイナミックダンパ2を装着した場合及びそれらを装着しない場合との比較において表したものである。
但し図1(B)中cが制振装置1を装着した場合、bがダイナミックダンパ2を装着した場合、aがそれらの何れをも装着しない場合をそれぞれ示している。
この図1(B)の制振特性から分るように、図1(A)(イ)のダイナミックダンパ2を装着した場合、特定の周波数領域(ここでは高周波数側の領域)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おり、更に低周波数側での共振に対しては効果を現していないが、図1(A)(ウ)の制振装置1の場合、高周波数側においても低周波数側においても効果を現しており、更にまた共振点の前後に別の新たな共振を生ぜしめるといった現象も生じない。
【0021】
以上から明らかなように本発明における制振装置を牽引装置に装着することでその振動を良好に抑制でき、問題となる牽引装置の周波数100〜200Hzの振動騒音を良好に低減することができる。
【0022】
本発明において、剛性の当り部は鉄,アルミニウム合金等の金属や硬質の樹脂その他の硬質材にて構成することができる。
また衝突マスはそれ自体、ゴム,樹脂等の弾性体にて構成することができる。但しこの場合、その内部に金属粉等を混入させて成る高比重ゴム,高比重樹脂等として構成しておくことが望ましい。
【0023】
またこの衝突マスは、これを弾性体にて構成する場合においてこれを発泡体と成しておくこともできる。
但しより効果的な制振をなす上で衝突マスは鉄,アルミニウム合金,鉛等の金属でこれを構成しておくことが望ましい。
【0024】
本発明において、上記隙間は衝突マスを当り部に対し最も効果的に衝突させる上で重要な意味があり、この意味において隙間は0.05〜2.0mmとすることが望ましく、より望ましいのは0.2〜1.0mmの範囲である。
【0025】
本発明においては、上記弾性体としてゴム,樹脂を用いることができる。
ここでゴムとしては例えばNR,SBR,BR等のジエン系ゴム,EPDM系ゴム,ウレタン系ゴム,シリコン系ゴム等各種のゴムを用いることができる。
また樹脂としては例えばポリプロピレンやポリアミド等の熱可塑性樹脂,ポリオレフィンやウレタン,ポリエステル系の熱可塑性エラストマその他のものを用いることができる。
【0026】
本発明においては、内部に遊動室を形成する剛性のハウジングを制振装置に備えておき、その遊動室内に衝突マスを遊動可能に収容しておく。
【0027】
本発明においては、上記制振装置を牽引装置におけるゴムブッシュにおける中心部の剛性のインナ部材内部に組み込んでおく。
このようにすれば、制振装置を組み付けるためのスペースを別に用意しておく必要がないとともに、ゴムブッシュを組み付けると同時に牽引装置に制振装置による制振機能が付加され、更にまたゴムブッシュとリンクとを組み付けた後において制振装置を別途装着するといった手間を必要としない利点が得られる。
【0028】
更にこの場合において、そのインナ部材を中空構造となし、これによりインナ部材にてハウジングを構成して、そのハウジング内の遊動室内に衝突マスを遊動可能に収容しておく。
この場合、インナ部材自体が制振装置におけるハウジングを兼用しているため、必要な部材が少なくて済む利点が得られる。
【0029】
【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2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。
【0030】
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。
【0031】
図3に示しているように、中心ピン12は上部が車体24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)26及びゴムブッシュ28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。
ここでリンク26は、両端部に円筒形状の保持筒30を有している。
【0032】
一方ゴムブッシュ28は、図4及び図5に示しているように剛性の外筒金具(外筒部材)32と、インナ金具(インナ部材)34とを有しており、それらの間に円筒形状のゴム弾性体36が加硫接着されている。
而してこのゴムブッシュ28は、外筒金具32がリンク26における両端部の保持筒30内部に圧入され、その保持筒30においてリンク26に固定状態とされている。
このリンク26の両端部に圧入固定された一対のゴムブッシュ28のうち、一方はインナ金具34に中心ピン12の下部が結合され、また他方においてはインナ金具34に横梁11Bが結合されている。
尚、図3において38は車体台枠上に設けた床板であり、40は枕梁である。
【0033】
インナ金具34は、その中心部においてこれを軸方向に貫通する空所を備えた中空構造をなしており、その空所内部に本例の制振装置42の主要素を成す金属製の衝突マス44が組み込まれている。
詳しくは、本例ではインナ金具34の軸方向中間部分が、制振装置42におけるハウジング46として構成されており、その内側に遊動室48が形成されている。そしてその遊動室48内部に衝突マス44が軸直角方向に遊動可能に収容されている。
【0034】
ここで衝突マス44は断面円形且つ軸方向に長手形状をなしている。
この衝突マス44は、両端部の相対的に大径の頭部50と、それらの間の相対的に小径の胴部52とを有している。
ここで一方の頭部50は胴部52と別体に構成されており、それらがボルト54により軸方向に締結されている。
一対の頭部50のそれぞれの外周面には、ゴム弾性体56の層が加硫接着により被着されている。
【0035】
一方、遊動室48はこの衝突マス44に対応した形状で形成されている。
詳しくは、この遊動室48は両端部の大径部58と、それらの間の小径部60とを有している。そして大径部58と小径部60との間の段付部62において、遊動室48内部に収容された衝突マス44の軸方向の抜けを阻止している。
【0036】
ここで衝突マス44における頭部50の外周面と遊動室60における大径部58の内周面との間の隙間、詳しくは頭部50の外周面に被着されたゴム弾性体56の層と大径部58との間の隙間S1(e1+e1)は、衝突マス44における胴部52の外周面と遊動室48における小径部60の内周面との間の隙間S2(e2+e2)よりも小さいものとされている。
即ちこの例では、衝突マス44が遊動室48内部において隙間S1の分だけ軸直角方向に自由運動可能とされている。
【0037】
この制振装置42は次のように働く。
即ち、牽引装置においてゴムブッシュ28,インナ金具34が軸直角方向に振動し始めると、衝突マス44がハウジング46に衝突し、ハウジング46の振動即ちインナ金具34の振動を打ち消すように作用する。
【0038】
ハウジング46に衝突した衝突マス44にはそのハウジング46から逆向きに運動エネルギーが与えられ(従ってハウジング46の振動エネルギーの一部が衝突マス44の運動エネルギーとして吸収される)、衝突マス44は逆方向に運動を行う。
そして最初の当り面とは逆位置にある当り面に再び衝突してそこで再びインナ金具34の振動を打ち消すように作用する。
【0039】
衝突マス44は以後も同様の運動をインナ金具34とは逆位相ないし異なった位相で繰り返し行い、衝突の度にインナ金具34の振動エネルギーを吸収するとともに、これを自身の運動エネルギーに変換して振動するインナ金具34に衝突し続け、これによりゴムブッシュ28におけるインナ金具34の振動エネルギーが減衰する。即ちゴムブッシュ28自体に良好な振動減衰機能が付与される。
【0040】
また本例の制振装置42は、衝突マス44の頭部50の外周面にゴム弾性体56の層が被着してあるため、衝突時に大きな異音が発生する問題がないとともに、衝突時にゴム弾性体56の制振作用が働いて振動減衰が助長される。
【0041】
かかる本例の制振装置42は周波数依存性が特になく、広い周波数範囲に亘って振動を抑制することができ、しかも温度に対する依存性も小さく、高温から低温までの幅広い温度範囲で良好な制振効果を発揮する。
また衝突マス44の必要な質量も軽量で足るとともに、制振装置42全体の所要スペースが小さくコンパクトであるため、ゴムブッシュ28に対しても簡単にこれを装着できるなど種々の特長を有している。
【0042】
その他本例では、インナ金具34自体が制振装置42におけるハウジング46を兼用しているため必要な部材が少なくて済むとともに、ゴムブッシュ28を組み付けると同時に牽引装置に制振装置42による制振機能を付加できる利点が得られる。
【0043】
次に図6は参考例を示している。
この例はリンク26に制振装置42を組み込んだ例である。
即ちこの例では、リンク26の一部にて金属製のハウジング46を形成し、(B)に示すように((B)は縦断面を示している)その内側に断面四角形状且つ軸方向に長手形状をなす遊動室48を形成して、そこに対応する断面四角形状且つ軸方向に長手形状をなす金属製の衝突マス44を遊動可能に収容している。
【0044】
ここで衝突マス44の外周面にはゴム弾性体56の層が加硫接着により被着されており、そのゴム弾性体56の層と遊動室48内面との間に隙間S1(e1+e1),隙間S3(e3+e3)が形成されている。尚長手方向の隙間S3はこれを可吸的に小さくすることもできる。
【0045】
本例によれば、リンク26の一部を含むようにして制振装置42を構成しているので、制振装置42の作用によりリンク26を通じて牽引装置の振動を効果的に制振することができるとともに、この例でもリンク26を組み付けた後において制振装置42を別途装着するといった手間を要しない利点が得られる。
【0046】
図7及び図8は更に他の参考例を示している。
この例もまた、リンク26に制振装置42を組み込んだ例である。
この例において、リンク26は両端部の保持筒30と30との間の部分において板状部66を有しており、それら板状部66の左右両外側に同じく板状をなす金属製の衝突マス44が配置されている。
この一対の衝突マス44のリンク26の側の外面にもゴム弾性体56の層が加硫接着により被着されている。
【0047】
而してそれら一対の衝突マス44は、リンク26の板状部66の貫通孔68を挿通した拘束具(拘束部材)70により、板状部66との間に所定の隙間S1(e1+e1)を形成する状態に且つその隙間S1内で遊動可能な状態になるように隙間S3(e3+e3),隙間S4(e4+e4)を形成して、拘束保持されている。ここで、隙間S3は隙間S4よりも小さいものとされている。
尚板状をなす衝突マス44は、リンク26に形成された対応する凹所内に遊動可能な状態で収容されており、図7(B)の上下の縁部74に対しても衝突マス44が上下に衝突可能となっている。
【0048】
本例によれば、リンク26を制振装置42の構成部材として有効に活用しているので、制振装置42を簡単な構成で且つ少ない部品点数で構成することができるとともに、制振装置42の作用によりリンク26を通じて牽引装置の振動を効果的に制振することができる。
【0049】
次に図9の参考例は、リンク26の外面に棒状部(当り部)76を有する金属製の保持具78を取付け、その棒状部76の外側に環状(ここでは円筒形状)をなす金属製の衝突マス44を、その内周面にゴム弾性体56の層を加硫接着により被着した状態で遊動可能に外嵌し、以て制振装置42を構成した例である。
この例においても、制振装置42の作用によりリンク26を通じて牽引装置の振動を効果的に制振することができる。
【0050】
以上本発明の実施例及び参考例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明においては弾性体として樹脂を用いることも可能であるし、また制振装置を上例以外の様々な形態で構成することが可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A):本発明の制振装置の一形態例をダイナミックダンパと比較して模式的に示す図である。
(B):(A)の制振装置の効果の説明図である。
【図2】 本発明の適用対象である牽引装置を含んだ鉄道車両の台車を示す図である。
【図3】 図2における牽引装置とその周辺部を示す図である。
【図4】 図2及び図3における牽引装置のゴムブッシュに制振装置を組み込んだ例を示す図である。
【図5】 図4の各部材を分解して示す図である。
【図6】 参考例を示す図である。
【図7】 更に参考例を示す図である。
【図8】 図7の参考例の各部材を分解して示す図である。
【図9】 更に他の参考例を示す図である。
【符号の説明】
10 台車
11 台車枠
12 中心ピン
24 車体
26 リンク
28 ゴムブッシュ
32 外筒金具(外筒部材)
34 インナ金具(インナ部材)
36 ゴム弾性体
42 制振装置
44 衝突マス
46 ハウジング
48 遊動室
56 ゴム弾性体(弾性体)
66 板状部(当り部)
70 拘束具(拘束部材)
76 棒状部(当り部)
S1,S3 隙間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a damping structure for a traction device in a railway vehicle.
[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. 3 shows a traction device to which the embodiment of the present invention is applied and its peripheral part. In FIG. 3, 12 is a center pin, and the upper part is coupled to the vehicle body.
[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 (100 to 200 Hz) vibration noise.
[0007]
That is, the vibration generated in the gear coupling device is transmitted from the lower part of the vehicle body to the floor of the passenger compartment via the traction device having the
[0008]
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.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The vibration damping structure for a traction device in 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. In the railway vehicle that connects the carriage and the vehicle body and pulls the vehicle body, the rigid contact portion and the corresponding portion are provided in a floating state at a predetermined position of the towing device, and are applicable at the time of vibration. A collision mass that collides with the ridge, a gap for moving the collision mass in the vibration direction, and a contact between at least one of the contact portion and the collision mass. The rubber bush has a rigid outer cylinder member and a central inner member, and a rubber elastic body sandwiched between them. And the inner member forms the contact portion. The vibration damping device is incorporated in the inner member by the collision mass being movably accommodated in a floating chamber in the housing, and the inner member has a shaft at the center. A hollow structure having a cavity penetrating in the direction, and a large-diameter portion at both ends, a small-diameter portion therebetween, and a step between the large-diameter portion and the small-diameter portion in the void. The idler chamber having an attached portion is provided, and the idler chamber has a circular cross-section and a longitudinal shape in the axial direction, a relatively large-diameter head at both ends, and a relatively small-diameter barrel between them. The collision mass having a free movement is accommodated movably, and the contact surface of at least one of the large-diameter portions at both ends of the floating chamber and the pair of head outer peripheral surfaces of the collision mass is on the contact surface An elastic body is formed, and the outer peripheral surface of the head and the front of the collision mass The clearance between the inner diameter surface of the large-diameter portion in the idle chamber is made smaller than the clearance between the outer peripheral surface of the trunk portion in the collision mass and the inner peripheral surface of the small-diameter portion in the idle chamber. The collision mass is movable in a direction perpendicular to the axis with respect to the inner member .
[0010]
[Operation and effect of the invention]
As described above, the present invention provides a rigid contact portion, a collision mass provided in a floating state with respect to the contact portion, a gap formed therebetween, and a contact portion and a predetermined portion of the traction device. A vibration damping device having an elastic body interposed between the collision mass and the collision mass is attached to suppress the vibration of the traction device.
[0011]
This damping device works as follows.
In other words, in the case of this vibration damping device, when the mounting position of the vibration damping device in the traction device starts to vibrate, the contact portion is displaced integrally with the vibration portion, and starts to vibrate in synchronization therewith.
On the other hand, since the collision mass is in a floating state in the vibration direction with respect to the contact portion, that is, freely moves independently in the same direction with respect to the contact portion, it collides with the contact portion when the contact portion vibrates, It acts so as to cancel the vibration, that is, the vibration at the mounting portion (vibrating portion) of the vibration damping device in the traction device.
[0012]
At this time, the kinetic energy is given to the collision mass colliding with the hitting part in the opposite direction (therefore, part of the vibration energy of the hitting part is absorbed as the kinetic energy of the collision mass), and the collision mass is in the reverse direction. Do exercise.
Then, it collides again with the contact surface at a position opposite to the first contact surface, and then acts again to cancel the vibration of the contact portion, that is, the traction device.
[0013]
After that, the collision mass repeats the same movement in the opposite phase or different phase from the hit part, absorbs the vibration energy of the traction device at each collision, and converts it into its own kinetic energy and vibrates. Continue to collide with the department. As a result of the energy absorption, the vibration energy of the traction device is attenuated and the vibration is effectively suppressed.
[0014]
If both the contact portion and the collision mass are made of a rigid body, a large abnormal noise (collision noise) is generated at the time of collision.
However, in the vibration damping device according to the present invention, since an elastic body such as rubber or resin is formed on at least one contact surface of the contact portion and the collision mass, there is no problem that a large abnormal noise is generated at the time of the collision, and the collision The vibration damping of the traction device is promoted by the vibration control effect caused by the sliding friction and the viscous behavior of the elastic body.
[0015]
It is also conceivable to attach a dynamic damper to the vibration part of the traction device to suppress vibration.
In this dynamic damper, a damper mass is added to a vibration part via a spring, and the natural frequency of the additional vibration system composed of the damper mass and the spring is changed to the natural frequency of the main vibration system (the natural frequency of the vibration part). ) Can be damped by reducing the resonance magnification of the vibration part.
[0016]
However, the vibration suppression by the dynamic damper only exhibits an effect on the vibration of a single resonance frequency, and cannot effectively prevent the resonance of other frequencies. That is, it is not effective for resonance at a plurality of frequencies.
In addition, in the case of a dynamic damper, there is a problem that another new resonance occurs before and after the resonance point.
In addition, when a rubber elastic body is used as the spring, the spring constant of the rubber elastic body changes depending on the temperature, so that the temperature dependence of the vibration damping characteristic is high, and the vibration damping efficiency decreases at high and low temperatures.
[0017]
Furthermore, a dynamic damper requires a large mass as a damper mass (necessary a mass of about 10% of the vibration part), which increases the weight of the entire device, requires a large installation space, and can be further damped. Various problems are inherent in that the direction is fixed and does not work effectively against multi-directional vibrations.
[0018]
However, in the vibration damping device according to the present invention, the collision mass is provided so as to be able to move independently, and is moved in a phase opposite to or different from that of the vibration damping object, so that vibration energy is absorbed and attenuated. There is no particular problem, vibration can be suppressed over a wide frequency range, and the collision direction can be easily and easily set in multiple directions. It exhibits low vibration and exhibits a good damping effect over a wide temperature range from high to low.
In addition, the required mass of the collision mass is light and sufficient (about 5% of the mass of the vibration part is sufficient), the required space of the entire device is small and compact, and it can be easily attached to the vibration part. Has features.
[0019]
FIG. 1 schematically shows an example of a vibration damping device according to the present invention in comparison with a dynamic damper. In FIG. 1, 1 represents the vibration damping device and 2 represents a dynamic damper.
Reference numeral 3 denotes a collision mass in the vibration damping device 1, 4 denotes an elastic body formed on the outer peripheral surface of the collision mass 3, that is, a contact surface, 5 denotes a housing forming a contact portion, and 6 denotes a damper mass in the
[0020]
FIG. 1B shows the vibration damping effect when the vibration damping device 1 is mounted on the
However, in FIG. 1B, c shows a case where the vibration damping device 1 is attached, b shows a case where the
As can be seen from the vibration damping characteristics of FIG. 1B, when the
[0021]
As is clear from the above, by attaching the vibration damping device according to the present invention to the traction device, the vibration can be suppressed satisfactorily, and the vibration noise of the traction device having a frequency of 100 to 200 Hz can be satisfactorily reduced.
[0022]
In the present invention, the rigid contact portion can be made of a metal such as iron or aluminum alloy, a hard resin, or other hard material.
The collision mass itself can be formed of an elastic body such as rubber or resin. However, in this case, it is desirable to configure it as high specific gravity rubber, high specific gravity resin or the like in which metal powder or the like is mixed.
[0023]
Moreover, this collision mass can also be made into a foam, when this is comprised with an elastic body.
However, it is desirable that the collision mass is made of a metal such as iron, an aluminum alloy, or lead in order to achieve more effective vibration suppression.
[0024]
In the present invention, the gap has an important meaning in causing the collision mass to collide most effectively with the hit portion. In this sense, the gap is preferably 0.05 to 2.0 mm, and more preferably The range is 0.2 to 1.0 mm.
[0025]
In the present invention, rubber or resin can be used as the elastic body.
Here, various rubbers such as diene rubbers such as NR, SBR and BR, EPDM rubbers, urethane rubbers, and silicon rubbers can be used as the rubber.
Examples of the resin include thermoplastic resins such as polypropylene and polyamide, polyolefin, urethane, polyester-based thermoplastic elastomers, and the like.
[0026]
In the present invention, the vibration damping device is provided with a rigid housing that forms an idle chamber therein, and the collision mass is movably accommodated in the idle chamber .
[0027]
In the present invention, should be incorporated within the inner rigid member is centrally definitive in Gomubusshi Interview in traction device the vibration damping device.
In this way, it is not necessary to prepare a separate space for assembling the vibration damping device, and at the same time the rubber bushing is assembled, a vibration damping function by the vibration damping device is added to the traction device. There is an advantage that it is not necessary to install a vibration damping device separately after assembling the link.
[0028]
Further, in this case, the inner member has a hollow structure, whereby a housing is constituted by the inner member, and the collision mass is movably accommodated in the idle chamber in the housing .
In this case, since the inner member itself also serves as the housing in the vibration damping device, there is an advantage that the number of necessary members can be reduced .
[0029]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 2, 10 is a truck in a railway vehicle, and 11 is a truck frame. The
[0030]
The
[0031]
As shown in FIG. 3, the
Here, the
[0032]
On the other hand, the
Thus, in the
Of the pair of
In FIG. 3, reference numeral 38 denotes a floor board provided on the vehicle body frame, and
[0033]
The inner metal fitting 34 has a hollow structure with a space that penetrates the
Specifically, in this example, an axially intermediate portion of the inner metal fitting 34 is configured as a
[0034]
Here, the
The
Here, one of the
A layer of a rubber
[0035]
On the other hand, the
Specifically, the
[0036]
Here, a gap between the outer peripheral surface of the
In other words, in this example, the
[0037]
The
That is, when the
[0038]
The
Then, it collides again with the contact surface at a position opposite to the first contact surface, and acts so as to cancel the vibration of the inner metal fitting 34 again.
[0039]
Thereafter, the
[0040]
Further, the
[0041]
The
Further, the required mass of the
[0042]
In addition, in this example, since the inner metal fitting 34 itself also serves as the
[0043]
Next, FIG. 6 shows a reference example .
In this example, a
That is, in this example, a
[0044]
Here, a rubber
[0045]
According to this example, since the
[0046]
7 and 8 show still another reference example .
This example is also an example in which the
In this example, the
A layer of rubber
[0047]
Thus, the pair of
The plate-
[0048]
According to this example, since the
[0049]
Next, in the reference example of FIG. 9, a
Also in this example, the vibration of the traction device can be effectively damped through the
[0050]
Although the embodiments and reference examples of the present invention have been described in detail above, this is merely an example.
For example, in the present invention, it is possible to use a resin as the elastic body, and it is possible to configure the vibration damping device in various forms other than the above examples. It can be configured in various modified forms.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a diagram schematically showing an embodiment of a vibration damping device of the present invention in comparison with a dynamic damper.
(B): It is explanatory drawing of the effect of the damping device of (A).
FIG. 2 is a diagram showing a carriage of a railway vehicle including a traction device to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram showing the traction device and its peripheral part in FIG. 2;
4 is a view showing an example in which a vibration damping device is incorporated in a rubber bush of the traction device in FIGS. 2 and 3. FIG.
FIG. 5 is an exploded view showing each member in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram illustrating a reference example .
FIG. 7 is a diagram showing a reference example .
FIG. 8 is an exploded view of each member of the reference example of FIG.
FIG. 9 is a diagram showing still another reference example .
[Explanation of symbols]
10
34 Inner bracket (inner member)
36 Rubber
66 Plate-shaped part
70 Restraint (restraint member)
76 Bar-shaped part
S 1 and S 3 gaps
Claims (1)
前記ゴムブッシュは剛性の外筒部材及び中心部のインナ部材と、それらの間に挟まれたゴム弾性体とを有しているとともに、該インナ部材は前記当り部を成すハウジングを構成していて、該ハウジング内の遊動室内に前記衝突マスが遊動可能に収容されることによって前記制振装置が該インナ部材の内部に組み込まれており、
前記インナ部材は中心部において軸方向に貫通する空所を備えた中空構造をなしていて、該空所内に、両端部の大径部と、それらの間の小径部と、該大径部と該小径部との間に段付部を有する前記遊動室が設けられて、該遊動室内に断面円形且つ軸方向に長手形状をなし両端部の相対的に大径の頭部と、それらの間の相対的に小径の胴部とを有している前記衝突マスが遊動可能に収容され、
該遊動室の両端部の前記大径部と該衝突マスの一対の前記頭部外周面の少なくともどちらか一方の当り面には前記弾性体が形成されるとともに、
該衝突マスにおける該頭部の外周面と前記遊動室における前記大径部の内周面との間の隙間は、該衝突マスにおける前記胴部の外周面と該遊動室における前記小径部の内周面との間の隙間よりも小さくされており、該衝突マスが前記インナ部材に対し軸直角方向に遊動可能とされていることを特徴とする鉄道車両における牽引装置の制振構造。 The carriage and the vehicle body are connected to each other 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. In a predetermined position of the towing device in a railway vehicle adapted to tow the vehicle body, a rigid contact portion, a collision mass provided in an idle state with respect to the corresponding portion, and colliding with the corresponding portion during vibration, and corresponding A gap for moving the collision mass in the vibration direction, and an elastic body formed on at least one contact surface between the contact portion and the collision mass. Wear a vibration control device ,
The rubber bush has a rigid outer cylinder member, a central inner member, and a rubber elastic body sandwiched between them, and the inner member constitutes a housing that forms the contact portion. The vibration damping device is incorporated in the inner member by the collision mass being movably accommodated in the idle chamber in the housing,
The inner member has a hollow structure provided with a space penetrating in the axial direction in the central portion, and in the space, a large diameter portion at both ends, a small diameter portion between them, and the large diameter portion, The floating chamber having a stepped portion is provided between the small diameter portion, a circular section in the circular direction and a longitudinal shape in the axial direction, and relatively large-diameter heads at both ends, and between them And the collision mass having a relatively small-diameter body is movably accommodated,
The elastic body is formed on the contact surface of at least one of the large-diameter portions at both ends of the idle chamber and the pair of head outer peripheral surfaces of the collision mass,
The clearance between the outer peripheral surface of the head in the collision mass and the inner peripheral surface of the large-diameter portion in the floating chamber is the inner diameter of the outer peripheral surface of the trunk portion in the collision mass and the small-diameter portion in the floating chamber. A damping structure for a traction device in a railway vehicle , characterized in that the collision mass is made smaller than a gap between the circumferential surface and the collision mass is movable in a direction perpendicular to the axis with respect to the inner member .
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