JP4644103B2 - 防振装置 - Google Patents
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Description
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、振動の伝達と衝撃とを緩和する緩衝部(2)を有する防振装置であって、前記緩衝部は、外筒(3)の内周部(3b)とゴム筒(5)の外周部(5a)とが全周で一体となって接合し、ピン(4)の外周部(4b)とこのゴム筒の内周部(5b)との間に全周に間隙部(6)が形成されており、前記ゴム筒の内周部及び前記ピンの外周部には、このピンがこのゴム筒から抜け出すのを防止する抜け止め部(4c,5c)が形成されており、前記間隙部は、前記ゴム筒と前記ピンとの間を非接着状態にし、前記外筒とこのピンとの間にゴムを流し込みこのゴム筒を成形した後にこのゴム筒が収縮することによって形成されており、このゴム筒側の抜け止め部(5c)とこのピン側の抜け止め部(4c)との間にも形成されていることを特徴とする防振装置(1)である。
以下、図面を参照して、この発明の第1実施形態について詳しく説明する。
図1は、この発明の第1実施形態に係る防振装置の外観図であり、図1(A)は正面図であり、図1(B)は側面図であり、図1(C)は図1(B)のI-IC線で切断した状態を示す断面図である。
図2(A)〜(C)に示す縦軸はばね定数であり、図2(A)に示す横軸は振動周波数であり、図2(B)に示す横軸は加振力を受けたときの変位量であり、図2(C)に示す横軸は振動の振幅である。緩衝部2は、図2(A)に示すように、振動周波数が低いときに比べて、振動周波数が高いときには剛性が低くなる特性を有する。このため、緩衝部2は、図2(A)に示すように、振動周波数が低いときにはばね定数が大きく通常の剛性であるが、振動周波数が高いときにはばね定数が小さくなり柔らかくなる。また、緩衝部2は、図2(B)に示すように、加振力を受けたときの変位量が大きいときに比べて、加振力を受けたときの変位量が小さいときには剛性が低くなる特性を有する。このため、緩衝部2は、加振力を受けたときの変位量が大きいときにはばね定数が大きく通常の剛性であるが、加振力を受けたときの変位量が小さいときにはばね定数が小さくなり柔らかくなる。さらに、緩衝部2は、図2(C)に示すように、振動の振幅が大きいときに比べて、振動の振幅が小さいときには剛性が低くなる特性を有する。このため、緩衝部2は、図2(C)に示すように、振動の振幅が大きいときにはばね定数が大きく通常の剛性であるが、振動の振幅が小さいときにはばね定数が小さくなり柔らかくなる。
図1(B)に示す加振力が大きくゴム筒5とピン4との相対振動の振動周波数が低いときには、ゴム筒5とピン4との相対変位が大きくなるとともにこれらの相対振動の振幅も大きくなり、間隙部6の減少量が大きくなる。その結果、外周部4bと内周部5bとの密着度が高くなって緩衝部2の剛性が高くなるため、図2(B)に示すように、変位量が大きくなるとばね定数が大きくなるという関係により、外筒3とピン4との間で力が伝達され、図2(A)に示すように振動周波数が低くなるとばね定数が大きくなるという関係により、振動周波数が低くて振幅の大きい振動が外筒3とピン4との間で通常の剛性をもって伝達される。一方、図1(B)に示す加振力が小さくゴム筒5とピン4との相対振動の振動周波数が高いときには、ゴム筒5とピン4との相対変位が小さくなるとともにこれらの相対振動の振幅も小さくなり、間隙部6の減少量が小さくなる。その結果、外周部4bと内周部5bとの密着度が低くなって緩衝部2の剛性が低くなるため、図2(B)に示すように変位量が小さくなるとばね定数が小さくなるという関係により、外筒3とピン4との間の力の伝達が抑制され、図2(A)に示すように振動周波数が高くなるとばね定数が小さくなるという関係により、振動周波数が高くて振幅の小さい振動が外筒3とピン4との間で伝達されるのが抑制される。
(1) この第1実施形態では、振動周波数が小さいときに比べて、振動周波数が高いときには剛性が低くなる特性を緩衝部2が有する。また、この第1実施形態では、加振力を受けたときの変位量が大きいときに比べて、加振力を受けたときの変位量が小さいときには剛性が低くなる特性を緩衝部2が有する。さらに、この第1実施形態では、振動の振幅が大きいときに比べて、振動の振幅が小さいときには剛性が低くなる特性を緩衝部2が有する。このため、加振力の伝達が抑制されて、振動周波数が高くて振幅の小さい振動が伝達されるのを抑制することができる。
図3は、この発明の第2実施形態に係る防振装置の外観図であり、図3(A)は正面図であり、図3(B)は側面図であり、図3(C)は図3(B)のIII-IIIC線で切断した状態を示す断面図である。以下では、図1に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図3に示す緩衝部2は、ゴム筒5に空隙部7を有し、ピン4の外周部4bとゴム筒5の内周部5bとの間が接着されている。空隙部7は、ゴム筒5内に形成された隙間であり、図3(B)に示すようにゴム筒5の周方向に所定長さ及び幅でスリット状に形成されている。空隙部7は、図1に示す間隙部6と同様に、ゴム筒5が弾性変形することによって隙間が変化する。
この第2実施形態では、緩衝部2がゴム筒5に空隙部7を有する。その結果、図3(B)に示す加振力が大きくゴム筒5とピン4との相対振動の振動周波数が低いときには、ゴム筒5とピン4との相対変位が大きくなるとともに振動の振幅も大きくなる。このため、空隙部7の減少量が大きくなり、緩衝部2の剛性を高くすることができる。一方、図3(B)に示す加振力が小さくゴム筒5とピン4との相対振動の振動周波数が高いときには、ゴム筒5とピン4との相対変位が小さくなるとともにこれらの相対振動の振幅も小さくなる。このため、空隙部7の減少量が小さくなり緩衝部2の剛性を低くすることができる。
図4は、この発明の実施例に係る防振装置の外観図であり、図4(A)は正面図であり、図4(B)は側面図である。以下では、図1に示す部分と対応する部分については、対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
図4に示す防振装置10は、図1に示す防振装置1と同一構造であり、図4に示すφ1=130mm,φ2=70mm,L1=80mm,L2=110mm,L3=180mm,L4=260mm,H=40mmである。
図5に示す縦軸は、荷重(N)であり、横軸は変位(mm)である。図6に示す縦軸は、動的ばね定数(N/mm)であり、横軸は周波数(Hz)である。先ず、図4に示すピン40とゴム筒50との間の間隙部60を測定したところ、隙間は0.40〜0.45mmであった。次に、図4に示す防振装置10のZ方向の静的ばね定数(ks)を測定したところ、図5に示すように静的ばね定数(ks)は5.6(kN/mm)であった。また、図4に示す防振装置10のZ方向の動的ばね定数(kd)を、測定条件としてZ方向プレロード0(N)、加振振幅±0.5mm(周波数によらず一定)で加振させて測定したところ、図6に示すように動的ばね定数(kd)は10Hz以上の周波数では0.4〜0.5(kN/mm)であった。その結果、図4に示す防振装置10の動倍率(kd/ks)は、1/10以下であることが確認された。一般に防振ゴムの動倍率は1以上であるが、この防振装置10では動倍率が0.1程度に低下しており、振動周波数が高くなるに従ってばね定数が低下する効果が確認された。
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、緩衝部2がピン付きゴムブシュである場合を例に挙げて説明したが、ピン付きゴムブシュ以外の緩衝ゴムについてもこの発明を適用することができる。例えば、車体側の中心ピンを台車側のけん引梁に回転自在に嵌合させ、複数のゴムを積層した心皿ゴムによってけん引梁と台車枠とを連結する心皿積層ゴム式けん引装置などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、鉄道車両のヨーダンパ装置又はけん引装置などに防振装置1が使用される場合を例に挙げて説明したが、自動車、構造物、機械類などのサスペンション装置、ダンパ装置、免振装置、制振装置などについてもこの発明を適用することができる。
2 緩衝部
3 外筒
4 ピン(接触部)
4b 外周部
5 ゴム筒(ゴム部)
5a 外周部
5b 内周部
5c 抜け止め部
6 間隙部
7 空隙部
Claims (1)
- 振動の伝達と衝撃とを緩和する緩衝部を有する防振装置であって、
前記緩衝部は、外筒の内周部とゴム筒の外周部とが全周で一体となって接合し、ピンの外周部とこのゴム筒の内周部との間に全周に間隙部が形成されており、
前記ゴム筒の内周部及び前記ピンの外周部には、このピンがこのゴム筒から抜け出すのを防止する抜け止め部が形成されており、
前記間隙部は、前記ゴム筒と前記ピンとの間を非接着状態にし、前記外筒とこのピンとの間にゴムを流し込みこのゴム筒を成形した後にこのゴム筒が収縮することによって形成されており、このゴム筒側の抜け止め部とこのピン側の抜け止め部との間にも形成されていること、
を特徴とする防振装置。
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