JP5436368B2 - Inter-vehicle damper device - Google Patents

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Description

本発明は、鉄道車両の車両間ダンパ装置に関し、特に車体の曲げ振動を低減するものに関する。   The present invention relates to an inter-vehicle damper device for a railway vehicle, and more particularly to an apparatus for reducing bending vibration of a vehicle body.
複数の車両を連結して運行される鉄道車両には、隣接する車両間の相対ロール速度に応じた減衰力を発生する車両間ダンパ装置(ロールダンパ装置)が設けられる場合がある。このような車両間ダンパ装置は、車体のロール振動低減に有効であるほか、車体の上下剛体モードの振動低減にも効果がある。   A railway vehicle operated by connecting a plurality of vehicles may be provided with an inter-vehicle damper device (roll damper device) that generates a damping force according to a relative roll speed between adjacent vehicles. Such an inter-vehicle damper device is effective in reducing the roll vibration of the vehicle body, and also effective in reducing the vibration in the vertical rigid body mode of the vehicle body.
例えば、特許文献1には、連結部における車体妻面の貫通路を挟んだ左右両側に、上下方向にほぼ沿って配置されたダンパを有する車両間ダンパ装置によって、車体のロール振動を低減することが記載されている。   For example, in Patent Document 1, the roll vibration of the vehicle body is reduced by an inter-vehicle damper device having dampers arranged substantially along the vertical direction on both the left and right sides of the connecting portion through the through-passage of the vehicle body wife surface. Is described.
特開2008−201145号公報JP 2008-2011145 A
しかし、上述したような車両間ダンパ装置は、ロール振動を低減するためには有効であるが、軌道不整等によって各車両が個別に上下に振動した場合には、車両間に相対的な上下速度が発生し、これに応じて車両間ダンパが上下方向に減衰力を発生させることが想定される。
このようにして上下方向の減衰力が発生する場合には、車体妻面に作用する上下方向の力と、台車から車体に伝わる上下方向の力によって、強制力による車体の曲げ振動が発生する可能性がある。
However, the inter-vehicle damper device as described above is effective for reducing roll vibration. However, when each vehicle individually vibrates up and down due to an irregular track or the like, the relative vertical speed between the vehicles is reduced. It is assumed that the inter-vehicle damper generates a damping force in the vertical direction.
When vertical damping force is generated in this way, bending vibration of the vehicle body due to the forcing force can be generated by the vertical force acting on the body surface and the vertical force transmitted from the carriage to the vehicle body. There is sex.
このため、車両間ダンパ装置を設けると、例えば数Hz〜10Hz程度の乗り心地に影響が大きい周波数領域において、車両間ダンパを設けない場合には発生しなかった上下振動が発生し、乗り心地向上効果が低下する弊害が起こり得る。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、車体のロール振動を低減するとともに上下方向の乗り心地への悪影響を抑制した車両間ダンパ装置を提供することである。
For this reason, when the inter-vehicle damper device is provided, for example, in a frequency region that has a large influence on the riding comfort of about several Hz to 10 Hz, vertical vibration that does not occur when the inter-vehicle damper is not provided occurs, and the riding comfort is improved. Detrimental effects can be caused.
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an inter-vehicle damper device that reduces roll vibration of a vehicle body and suppresses adverse effects on vertical riding comfort.
上述した課題を解決するため、本発明の車両間ダンパ装置は、第1の鉄道車両と、前記第1の鉄道車両に連結される第2の鉄道車両との間に設けられ、前記第1の鉄道車両の車体と前記第2の鉄道車両の車体との相対ロール速度に応じて減衰力を発生するダンパを有する車両間ダンパ装置であって、前記ダンパは、減衰力発生機構に設けられた第1の部材と、前記第1の部材から減衰力が伝達されるとともに前記第1の部材に対して減衰力入力方向に沿って相対移動可能とされた第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材との間に設けられた弾性部材と、前記第1の部材と前記第2の部材との前記減衰力入力方向における相対変位を規制するストッパとを有する微振動緩衝機構を備えることを特徴とする。
これによれば、乗り心地に影響を及ぼす上下方向の微小振幅の振動(以下、「微振動」と称する。)は、弾性部材が変形して第1の部材と第2の部材とが減衰力入力方向に相対変位することによって吸収され緩衝される。このため、微振動によってダンパの減衰力が発生して車体妻部に作用することを防止し、上下方向の車体弾性振動を抑制することができる。
一方、車体のロール振動時のようにダンパに大入力が作用し、比較的大きい変位が発生した場合には、第1の部材と第2の部材との相対変位がストッパによって規制され、ダンパが減衰力を発生して車体のロール振動を低減することができる。
In order to solve the above-described problems, an inter-vehicle damper device according to the present invention is provided between a first railway vehicle and a second railway vehicle connected to the first railway vehicle, and An inter-vehicle damper device having a damper that generates a damping force in accordance with a relative roll speed between a vehicle body of a railway vehicle and a vehicle body of the second railway vehicle, wherein the damper is provided in a damping force generation mechanism. A first member, a second member that transmits a damping force from the first member, and is relatively movable in the damping force input direction with respect to the first member; and the first member And a fine vibration buffer mechanism having an elastic member provided between the first member and the second member, and a stopper for restricting relative displacement of the first member and the second member in the damping force input direction. It is characterized by providing.
According to this, vibrations with minute amplitudes in the vertical direction that affect the riding comfort (hereinafter referred to as “micro vibrations”) are caused by the deformation of the elastic member and the damping force between the first member and the second member. It is absorbed and buffered by relative displacement in the input direction. For this reason, it is possible to prevent the damping force of the damper from being generated by the slight vibration and acting on the vehicle body end portion, and to suppress the vehicle body elastic vibration in the vertical direction.
On the other hand, when a large input acts on the damper as in the case of roll vibration of the vehicle body and a relatively large displacement occurs, the relative displacement between the first member and the second member is restricted by the stopper, and the damper is Damping force can be generated to reduce roll vibration of the vehicle body.
本発明において、前記第1の部材、前記第2の部材の少なくとも一方は、前記微振動緩衝機構の各構成部材を収容するハウジングと一体に形成される構成とすることができる。
これによれば、微振動緩衝機構をコンパクトに構成して車両への実装を容易にすることができる。
In the present invention, at least one of the first member and the second member may be formed integrally with a housing that accommodates the constituent members of the fine vibration damping mechanism.
According to this, the micro-vibration buffer mechanism can be configured to be compact and can be easily mounted on the vehicle.
本発明において、前記弾性部材は、前記第1の部材と前記第2の部材との間に硬質材料からなる中間部材を配置した積層構造を有する構成とすることができる。
これによれば、弾性部材を積層構造とすることによって、剛性を最適にチューニングすることが容易となり、上述した効果を確実に得ることができる。
In the present invention, the elastic member may have a laminated structure in which an intermediate member made of a hard material is disposed between the first member and the second member.
According to this, by making the elastic member a laminated structure, it becomes easy to optimally tune the rigidity, and the above-described effects can be obtained with certainty.
本発明において、前記第2の部材の前記第1の部材に対する相対変位量が前記ストッパの規制範囲内でありかつ前記中間部材の前記第1の部材に対する相対変位量が所定値となったときに前記中間部材の前記第1の部材に対する相対変位を規制するサブストッパを有する構成とすることができる。
これによれば、第1の部材に対する第2の部材の減衰力入力方向の支持剛性を段階的に変化させることができ、剛性をより適切にチューニングすることができる。
In the present invention, when the relative displacement amount of the second member with respect to the first member is within a restriction range of the stopper and the relative displacement amount of the intermediate member with respect to the first member becomes a predetermined value. The intermediate member may have a sub-stopper that restricts relative displacement of the intermediate member with respect to the first member.
According to this, the support rigidity of the second member with respect to the first member in the damping force input direction can be changed stepwise, and the rigidity can be tuned more appropriately.
本発明において、前記第1の部材又は前記第2の部材から減衰力が伝達されるとともに前記第1の部材又は前記第2の部材に対して減衰力入力方向に沿って相対移動可能とされた第3の部材と、前記第1の部材又は前記第2の部材と前記第3の部材との間に設けられ、前記弾性部材よりも前記減衰力入力方向に沿った剛性が高いサブ弾性部材を有する構成とすることができる。
これによれば、大入力がありストッパによって第1、第2の部材の相対変位が規制されている場合であっても、サブ弾性部材によって微振動の低減を図ることができる。
In the present invention, a damping force is transmitted from the first member or the second member, and is relatively movable along the damping force input direction with respect to the first member or the second member. A sub-elastic member provided between the third member and the first member or the second member and the third member and having higher rigidity along the damping force input direction than the elastic member. It can be set as the structure which has.
According to this, even if there is a large input and the relative displacement of the first and second members is restricted by the stopper, the sub-elastic member can reduce the fine vibration.
本発明において、前記第1の部材、前記第2の部材の一方は他方に形成された穴部内に挿入される軸部を有し、前記弾性部材は前記穴部の内周面及び前記軸部の外周面にそれぞれ接合される構成とすることができる。
また、前記第1の部材及び前記第2の部材は減衰力入力方向に対してほぼ直交する方向に間隔を隔てて相互に対向する対向面部を有し、前記弾性部材は前記対向面部の両面にそれぞれ接合される構成とすることもできる。
さらに、前記第1の部材及び前記第2の部材は減衰力入力方向に間隔を隔てて対向する対向面部を有し、前記弾性部材は前記対向面部の間に配置された皿バネ状の部分を有する構成とすることができる。
In the present invention, one of the first member and the second member has a shaft portion inserted into a hole portion formed in the other, and the elastic member includes an inner peripheral surface of the hole portion and the shaft portion. It can be set as the structure joined to the outer peripheral surface of each.
In addition, the first member and the second member have opposing surface portions facing each other with a gap in a direction substantially perpendicular to the damping force input direction, and the elastic member is provided on both surfaces of the opposing surface portion. It can also be set as the structure joined, respectively.
Further, the first member and the second member have opposing surface portions facing each other with an interval in the damping force input direction, and the elastic member has a disc spring-like portion disposed between the opposing surface portions. It can be set as the structure which has.
本発明において、前記弾性部材は、前記第2の部材を前記第1の部材から繰り出される方向に付勢する第1弾性体と、前記第2の部材を前記第1の部材側に引き込む方向に付勢する第2弾性体とを有する構成とすることができる。
これによれば、実質的に無負荷状態である場合に、第1弾性体と第2弾性体の付勢力によって第2の部材を初期位置まで復元させることができる。
In the present invention, the elastic member includes a first elastic body that urges the second member in a direction in which the second member is extended from the first member, and a direction in which the second member is pulled toward the first member. It can be set as the structure which has the 2nd elastic body to urge.
According to this, in the substantially no-load state, the second member can be restored to the initial position by the urging force of the first elastic body and the second elastic body.
以上のように、本発明によれば、車体のロール振動を低減するとともに上下方向の乗り心地への悪影響を抑制した車両間ダンパ装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inter-vehicle damper device that reduces the roll vibration of the vehicle body and suppresses adverse effects on the riding comfort in the vertical direction.
本発明を適用した車両間ダンパ装置の第1実施形態を有する鉄道車両編成の一部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a part of railway vehicle organization which has 1st Embodiment of the damper apparatus between vehicles to which this invention is applied. 図1のII−II部矢視断面図である。It is the II-II part arrow sectional drawing of FIG. 車両間ダンパ装置(微振動緩衝機構を持たない従来技術に係るもの)の有無による車体中央床面の加速度パワースペクトル密度(PSD)を示すグラフである。It is a graph which shows the acceleration power spectrum density (PSD) of the vehicle body center floor surface by the presence or absence of the damper apparatus between vehicles (thing which concerns on the prior art which does not have a micro-vibration buffering mechanism). 車両間ダンパ装置(微振動緩衝機構を持たない従来技術に係るもの)の有無による車体曲げ振動の形状の違いを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the difference in the shape of a vehicle body bending vibration by the presence or absence of the damper apparatus between vehicles (thing which concerns on the prior art which does not have a fine vibration buffer mechanism). 第1実施形態の車両間ダンパ装置におけるダンパの模式的断面図である。It is a typical sectional view of a damper in a damper device between vehicles of a 1st embodiment. 第1実施形態の微振動緩衝機構におけるストッパの作動状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the operating state of the stopper in the micro vibration buffer mechanism of 1st Embodiment. 第1実施形態のダンパにおける微振動緩衝機構の変位−力線図である。It is a displacement-force diagram of the fine vibration buffer mechanism in the damper of 1st Embodiment. 本発明を適用した車両間ダンパ装置の第2実施形態における微振動緩衝機構の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the micro vibration buffer mechanism in 2nd Embodiment of the damper apparatus between vehicles to which this invention is applied. 第2実施形態における微振動緩衝機構の変位−力線図である。It is a displacement-force diagram of the fine vibration buffer mechanism in 2nd Embodiment. 本発明を適用した車両間ダンパ装置の第3実施形態における微振動緩衝機構の断面図である。It is sectional drawing of the micro vibration buffer mechanism in 3rd Embodiment of the damper apparatus between vehicles to which this invention is applied. 第3実施形態の微振動緩衝機構における緩衝ゴムの断面図である。It is sectional drawing of the buffer rubber in the fine vibration buffer mechanism of 3rd Embodiment. 本発明を適用した車両間ダンパ装置の第4実施形態における微振動緩衝機構の断面図である。It is sectional drawing of the micro vibration buffer mechanism in 4th Embodiment of the damper apparatus between vehicles to which this invention is applied. 第4実施形態の微振動緩衝機構におけるシャフト、ストッパ、リング及び弾性体の組込前の状態を示す図である。It is a figure which shows the state before incorporation of the shaft, the stopper, the ring, and the elastic body in the fine vibration damping mechanism of the fourth embodiment. 本発明を適用した車両間ダンパ装置の第5実施形態における微振動緩衝機構の断面図である。It is sectional drawing of the micro vibration buffer mechanism in 5th Embodiment of the damper apparatus between vehicles to which this invention is applied. 本発明を適用した車両間ダンパ装置の第6実施形態における微振動緩衝機構の断面図である。It is sectional drawing of the micro vibration buffer mechanism in 6th Embodiment of the damper apparatus between vehicles to which this invention is applied.
以下、本発明を適用した車両間ダンパ装置の第1乃至第6実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の車両間ダンパ装置を有する鉄道車両編成の一部の構成を示す模式図である。
図1は、編成中に中間車両として組み込まれる車両10、車両20及びその連結部を図示している。
車両10,20は、例えば電車等の旅客車であって、車体11,21、及び、2軸の1位台車12,22、2位台車13,23を有するボギー車である。
Hereinafter, first to sixth embodiments of an inter-vehicle damper device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a partial configuration of a railway vehicle organization having an inter-vehicle damper device according to the first embodiment.
FIG. 1 illustrates a vehicle 10, a vehicle 20, and a connecting portion thereof that are incorporated as intermediate vehicles during formation.
The vehicles 10 and 20 are passenger cars such as trains, for example, and are bogies having vehicle bodies 11 and 21 and two-axis first-order vehicles 12 and 22 and second-order vehicles 13 and 23.
車体11、21は、例えば、アルミニウム系合金、ステンレス鋼、一般鋼等の金属材料によって、屋根構、台枠等の床部構造体、側構、妻構からなるほぼ六面体状に形成され、軌道進行方向(図1における左右方向)に伸びている。車体11と車体21とは、台枠に取り付けられた図示しない連結器又は連結棒によって相互に連結されている。
各台車12,13,22,23は、それぞれ枠状に形成された台車枠に2本の輪軸を軸箱支持装置を介して取り付けて構成されている。各輪軸の軸箱支持装置と台車枠との間には、軸バネ及び軸ダンパを有する1次バネ系が設けられる。また、台車枠は、例えば空気バネ等の2次バネ系を介して車体の台枠に取り付けられている。さらに、各台車12,13,22,23は、車体11,21との間で前後力を伝達する牽引装置、車体11,21に対するヨーイング角速度に応じて減衰力を発生するヨーダンパ装置等を備えている。
The vehicle bodies 11 and 21 are formed in a substantially hexahedron shape composed of a roof structure, a floor structure such as a frame, a side structure, and a wife structure, for example, by a metal material such as an aluminum alloy, stainless steel, or general steel. It extends in the traveling direction (left-right direction in FIG. 1). The vehicle body 11 and the vehicle body 21 are connected to each other by a connector or a connecting rod (not shown) attached to the frame.
Each of the carriages 12, 13, 22, and 23 is configured by attaching two wheel shafts to a carriage frame formed in a frame shape via an axle box support device. A primary spring system having an axial spring and an axial damper is provided between the axle box supporting device of each wheel shaft and the carriage frame. The carriage frame is attached to the carriage frame of the vehicle body via a secondary spring system such as an air spring. Further, each of the carriages 12, 13, 22, and 23 includes a traction device that transmits a longitudinal force to and from the vehicle bodies 11 and 21, a yaw damper device that generates a damping force according to a yawing angular velocity with respect to the vehicle bodies 11 and 21, and the like. Yes.
編成中の各車両の間には、車両間ダンパ装置のダンパ30が設けられている。
ダンパ30は、シリンダ及びピストンが上下方向にほぼ沿って配置された油圧緩衝器であって、シリンダに対するピストン速度(ダンパ30の伸縮速度)に応じた減衰力を発生するものである。
ダンパ30の上下は、各車体の妻面に固定されたブラケット31,32にそれぞれ取り付けられている。例えば、車両10と車両20との連結箇所においては、上側のブラケット31が車体11に固定され、下側のブラケット32が車体21に固定されている。ダンパ30の両端部は、例えば防振ゴムを有するブッシュないし球面軸受などを介して、各ブラケット31,32に揺動可能に取り付けられている。
また、ダンパ30は、入力される微振動を緩衝する微振動緩衝機構100を備えている。これについては、ダンパ30の詳細な構造とともに、後に詳しく説明する。
A damper 30 of the inter-vehicle damper device is provided between the vehicles being knitted.
The damper 30 is a hydraulic shock absorber in which a cylinder and a piston are arranged substantially along the vertical direction, and generates a damping force corresponding to the piston speed (the expansion / contraction speed of the damper 30) with respect to the cylinder.
The upper and lower sides of the damper 30 are respectively attached to brackets 31 and 32 fixed to the end face of each vehicle body. For example, at the connection point between the vehicle 10 and the vehicle 20, the upper bracket 31 is fixed to the vehicle body 11, and the lower bracket 32 is fixed to the vehicle body 21. Both end portions of the damper 30 are swingably attached to the brackets 31 and 32 via bushes or spherical bearings having vibration-proof rubber, for example.
Further, the damper 30 includes a fine vibration buffer mechanism 100 for buffering input fine vibration. This will be described in detail later together with the detailed structure of the damper 30.
図2は、図1のII−II部矢視断面図である。
図2に示すように、車体11の妻面11aには、中央部に貫通路11bが設けられている。
ダンパ30は、貫通路11bを挟んだ左右両側にそれぞれ配置されている。左右のダンパ30は、各車体11,21が相対的にロールしていない状態において、上端部の左右スパン(ブラケット31の左右スパン)に対して下端部の左右スパン(ブラケット32の左右スパン)が広くなるように相互に傾斜して配置されている。
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
As shown in FIG. 2, the end face 11 a of the vehicle body 11 is provided with a through passage 11 b at the center.
The dampers 30 are respectively disposed on both the left and right sides of the through passage 11b. The left and right dampers 30 have a left and right span (a left and right span of the bracket 32) at a lower end relative to a left and right span at the upper end (the left and right span of the bracket 31) in a state where the vehicle bodies 11 and 21 are not relatively rolled. They are inclined with respect to each other so as to be wide.
また、図2において、車体11に対して相対ロールした場合の車体21及びダンパ30の輪郭を点線で図示している。
図2に示すように、左右のダンパ30は、車体11と車体21との相対ロールに応じて逆方向に伸縮する。
In FIG. 2, the outlines of the vehicle body 21 and the damper 30 in the case of relative rolling with respect to the vehicle body 11 are illustrated by dotted lines.
As shown in FIG. 2, the left and right dampers 30 expand and contract in the opposite direction according to the relative roll between the vehicle body 11 and the vehicle body 21.
上述したような車両間ダンパであるダンパ30を用いて、仮に微振動緩衝機構100を設けない状態(従来技術に係る車両間ダンパ装置)で編成を運行した場合、ロール振動の低減効果は得られるが、ダンパ30から車体妻面への上下方向入力によって車体の曲げ振動が発生することが考えられる。
図3は、従来技術に係る車両間ダンパ装置の有無による車体中央床面の加速度パワースペクトル密度(PSD)の一例を示すグラフである。図3において、横軸は周波数を示し、縦軸は加速度PSDを示している。また、図3において、車両間ダンパが有る場合の例を実線で示し、車両間ダンパが無い場合の例を点線で示している。
When the knitting is operated in a state where the micro-vibration buffer mechanism 100 is not provided (the inter-vehicle damper device according to the prior art) using the damper 30 which is the inter-vehicle damper as described above, an effect of reducing roll vibration is obtained. However, it is conceivable that bending vibration of the vehicle body occurs due to the vertical direction input from the damper 30 to the vehicle body wife surface.
FIG. 3 is a graph showing an example of acceleration power spectral density (PSD) of the vehicle body center floor surface with or without the inter-vehicle damper device according to the prior art. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the acceleration PSD. In FIG. 3, an example in the case where there is an inter-vehicle damper is shown by a solid line, and an example in the case where there is no inter-vehicle damper is shown by a dotted line.
図3に示すように、従来技術に係る車両間ダンパ(ロールダンパ)装置を設けることによって、1Hz付近の上下振動加速度PSDのピーク高さは低減され、さらに、本図に示していないが、車体のロール方向の1Hz付近の振動が低減される。しかし、5Hz付近においては、車両間ダンパ装置を設けることによって、かえって上下振動が増加している領域が存在することがわかる。   As shown in FIG. 3, by providing the inter-vehicle damper (roll damper) device according to the prior art, the peak height of the vertical vibration acceleration PSD near 1 Hz is reduced. Further, although not shown in FIG. Vibration in the vicinity of 1 Hz in the roll direction is reduced. However, in the vicinity of 5 Hz, it can be seen that there is a region where the vertical vibration is increased by providing the inter-vehicle damper device.
図4は、従来技術の車両間ダンパ装置の有無による車体曲げ振動の形状の違いを示す模式図である。
図4(a)は、車両間ダンパが無い場合における車体曲げ振動の形状の一例を示す図である。
図4(a)に示すように、車両間ダンパが無い場合には、車体の上下曲げ振動に着目すると、車体は各台車との結合部を支持された単純はり状の挙動を示す。このとき、図4(a)に示すように、車体中央が上方へ変位した場合には、妻部は下方へ変位するが、車両間ダンパが存在しないため、妻部はこのようなダンパから上下方向の入力を受けることはない。
このような弾性振動は固有振動が主体であって、車体の固有の特性として振動しやすい周波数(例えば8〜12Hzが一般的)で振動する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the difference in the shape of vehicle body bending vibration depending on the presence or absence of a conventional inter-vehicle damper device.
FIG. 4A is a diagram showing an example of the shape of the vehicle body bending vibration when there is no inter-vehicle damper.
As shown in FIG. 4A, when there is no inter-vehicle damper, paying attention to the vertical bending vibration of the vehicle body, the vehicle body shows a simple beam-like behavior supported by the coupling portion with each carriage. At this time, as shown in FIG. 4 (a), when the center of the vehicle body is displaced upward, the wife portion is displaced downward. However, since there is no inter-vehicle damper, the wife portion moves up and down from such a damper. You will not receive direction input.
Such elastic vibration mainly includes natural vibration, and vibrates at a frequency (for example, generally 8 to 12 Hz) that is easy to vibrate as an inherent characteristic of the vehicle body.
図4(b)は、車両間ダンパ(微振動緩衝機構なし)が有る場合における車体曲げ振動の形状の一例を示す図である。
図4(b)に示すように、1位台車から上向きの入力があり、2位台車から下向きの入力があった場合には、車体は1位台車側のダンパからは下向き、2位台車側からは上向きの入力(反力)を受ける。この場合、車体は、S字状に屈曲するような曲げ振動の形状となる。
このような曲げ振動は、例えば標準的な新幹線車両における300km/h走行時において、7.1Hz付近で発生することが想定される。
FIG. 4B is a diagram illustrating an example of the shape of the vehicle body bending vibration when the inter-vehicle damper (without the fine vibration damping mechanism) is provided.
As shown in FIG. 4 (b), when there is an upward input from the first car and a downward input from the second car, the car body is directed downward from the damper on the first car side, and the second car side. Receives upward input (reaction force). In this case, the vehicle body has a bending vibration shape that bends in an S shape.
Such bending vibration is assumed to occur in the vicinity of 7.1 Hz, for example, when traveling at 300 km / h in a standard Shinkansen vehicle.
図4(c)は、車両間ダンパ(微振動緩衝機構なし)が有る場合における車体曲げ振動の形状の他の例を示す図である。
図4(c)に示すように、1位、2位台車に同相の上向きの入力があった場合には、車体は各ダンパから下向きの入力(反力)を受ける。この場合、車体は図4(a)とは異なり、車体の両端は車両間ダンパによる減衰力によって支持端に近い状態となるため、車体の両端が節となり車体中央が腹となるような振動が発生する。
このような曲げ振動は、例えば標準的な新幹線車両における300km/h走行時において、4.7Hz付近で発生することが想定される。
FIG. 4C is a diagram showing another example of the shape of the vehicle body bending vibration in the case where there is an inter-vehicle damper (without a fine vibration damping mechanism).
As shown in FIG. 4 (c), when the first and second carts have an upward input in phase, the vehicle body receives a downward input (reaction force) from each damper. In this case, the vehicle body differs from FIG. 4A in that both ends of the vehicle body are close to the support end due to the damping force by the inter-vehicle damper, and therefore vibrations that cause both ends of the vehicle body to become nodes and the center of the vehicle body to become antinodes. Occur.
Such bending vibration is assumed to occur in the vicinity of 4.7 Hz, for example, when traveling at 300 km / h in a standard Shinkansen vehicle.
上述したような車両間ダンパ(ロールダンパ)の弊害を防止するため、第1実施形態の車両間ダンパ装置は、ダンパ30に入力される微振動を緩衝し低減する微振動緩衝機構100を備えている。以下、詳しく説明する。
図5に示すように、ダンパ30は、シリンダ33、ピストン34、ロッド35、ダンパ取付部36,37を備え、さらに、微振動緩衝機構100が設けられている。
In order to prevent the adverse effects of the inter-vehicle damper (roll damper) as described above, the inter-vehicle damper device of the first embodiment includes a micro-vibration buffer mechanism 100 that buffers and reduces micro-vibration input to the damper 30. Yes. This will be described in detail below.
As shown in FIG. 5, the damper 30 includes a cylinder 33, a piston 34, a rod 35, damper mounting portions 36 and 37, and a fine vibration damping mechanism 100 is further provided.
シリンダ33は、円筒状に形成され、内部にはダンパオイルが封入されている。
ピストン34は、シリンダ33の内部に挿入され、シリンダ33に対して中心軸方向に相対移動可能となっている。ピストン34には、シリンダ33との相対移動時にダンパオイルが通過し、流体抵抗によって減衰力を発生させるバルブ機構等が設けられている。
シリンダ33及びピストン34は、本発明にいう減衰力発生機構として機能する。
ロッド35は、ピストン34に固定され、シリンダ33と同心に配置された円柱状の部材であり、シリンダ33から突き出して配置されている。
ロッド35は、本発明にいう第1の部材として機能する。
ダンパ取付部36,37は、ダンパ30の両端部にそれぞれ設けられ、ブラケット31,32が取り付けられるブッシュ、球面軸受等が圧入される円筒状の部分である。
The cylinder 33 is formed in a cylindrical shape, and damper oil is sealed inside.
The piston 34 is inserted into the cylinder 33 and can move relative to the cylinder 33 in the central axis direction. The piston 34 is provided with a valve mechanism or the like through which damper oil passes during relative movement with the cylinder 33 and generates a damping force by fluid resistance.
The cylinder 33 and the piston 34 function as a damping force generation mechanism referred to in the present invention.
The rod 35 is a columnar member that is fixed to the piston 34 and arranged concentrically with the cylinder 33, and protrudes from the cylinder 33.
The rod 35 functions as the first member in the present invention.
The damper mounting portions 36 and 37 are provided at both ends of the damper 30 and are cylindrical portions into which bushes, spherical bearings and the like to which the brackets 31 and 32 are mounted are press-fitted.
微振動緩衝機構100は、ロッド35のピストン34とは反対側の端部(ダンパ取付部37側の端部)に設けられている。
微振動緩衝機構100は、第1円筒部110、第2円筒部120、第3円筒部130、第1弾性体140、第2弾性体150、第3弾性体160、第1ストッパ170、第2ストッパ180等を備えて構成されている。
The fine vibration damping mechanism 100 is provided at the end of the rod 35 opposite to the piston 34 (end on the damper mounting portion 37 side).
The fine vibration damping mechanism 100 includes a first cylindrical portion 110, a second cylindrical portion 120, a third cylindrical portion 130, a first elastic body 140, a second elastic body 150, a third elastic body 160, a first stopper 170, a second stopper. A stopper 180 and the like are provided.
第1円筒部110は、ロッド35のダンパ取付部37側の端部が挿入されるものであり、ロッド35とほぼ同心に配置されている。ロッド35の外周面と第1円筒部110の内周面との間には、所定の間隔が設けられている。
第1円筒部110は、本発明にいう中間部材として機能する。
The first cylindrical portion 110 is inserted with the end portion of the rod 35 on the damper mounting portion 37 side, and is disposed substantially concentrically with the rod 35. A predetermined interval is provided between the outer peripheral surface of the rod 35 and the inner peripheral surface of the first cylindrical portion 110.
The first cylindrical portion 110 functions as an intermediate member in the present invention.
第2円筒部120は、第1円筒部110が挿入されるものであり、ロッド35とほぼ同心に配置されている。第1円筒部110の外周面と第2円筒部120の内周面との間には、所定の間隔が設けられている。
第2円筒部120は、本発明にいう第2の部材として機能する。
The second cylindrical portion 120 is inserted with the first cylindrical portion 110 and is disposed substantially concentrically with the rod 35. A predetermined interval is provided between the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 110 and the inner peripheral surface of the second cylindrical portion 120.
The second cylindrical portion 120 functions as the second member referred to in the present invention.
第3円筒部130は、第2円筒部120が挿入されるものであり、ロッド35とほぼ同心に配置されている。第2円筒部120の外周面と第3円筒部130の内周面との間には、所定の間隔が設けられている。
第3円筒部130は、本発明にいう第3の部材として機能する。
第3円筒部130のシリンダ33と反対側の端部は、平板状の端面部131によって閉塞されている。上述したダンパ取付部37は、端面部131に固定されている。
第3円筒部130及び端面部131は、微振動緩衝機構100の各構成部材が収容される筐体であるハウジングとして機能する。
第1円筒部110、第2円筒部120、第3円筒部130は、例えば、鋼管の両端部を軸心と直交する平面に沿って平坦にカットして形成されている。
The third cylindrical portion 130 is inserted with the second cylindrical portion 120 and is disposed substantially concentrically with the rod 35. A predetermined gap is provided between the outer peripheral surface of the second cylindrical portion 120 and the inner peripheral surface of the third cylindrical portion 130.
The third cylindrical portion 130 functions as a third member in the present invention.
The end of the third cylindrical portion 130 opposite to the cylinder 33 is closed by a flat end surface portion 131. The above-described damper mounting portion 37 is fixed to the end surface portion 131.
The third cylindrical portion 130 and the end surface portion 131 function as a housing that is a housing in which each constituent member of the fine vibration damping mechanism 100 is accommodated.
The first cylindrical portion 110, the second cylindrical portion 120, and the third cylindrical portion 130 are formed by, for example, cutting both ends of a steel pipe flatly along a plane orthogonal to the axis.
第1弾性体140、第2弾性体150は、例えばゴム等の弾性を有する材料によって形成されている。
第1弾性体140は、ロッド35の外周面と第1円筒部110の内周面との間に配置され、これらと例えば加硫接着により接合されている。
第2弾性体150は、第1円筒部110の外周面と第2円筒部120の内周面との間に配置され、これらと例えば加硫接着により接合されている。
The first elastic body 140 and the second elastic body 150 are made of an elastic material such as rubber, for example.
The 1st elastic body 140 is arrange | positioned between the outer peripheral surface of the rod 35, and the internal peripheral surface of the 1st cylindrical part 110, and is joined with these by vulcanization adhesion, for example.
The 2nd elastic body 150 is arrange | positioned between the outer peripheral surface of the 1st cylindrical part 110, and the internal peripheral surface of the 2nd cylindrical part 120, and is joined with these by vulcanization adhesion | attachment, for example.
第3弾性体160は、第2円筒部120の外周面と第3円筒部130の内周面との間に配置され、これらと例えば加硫接着により接合されている。
第3弾性体160は、例えば、第1弾性体140、第2弾性体150に対して硬度が高いゴム系材料やウレタン等を用いて形成され、減衰力入力方向(ダンパ30の伸縮方向と同じ・図中左右方向)の負荷に対する剛性は、第1弾性体140及び第2弾性体150よりも高くされている。
第3弾性体160は、本発明にいうサブ弾性部材として機能する。
The 3rd elastic body 160 is arrange | positioned between the outer peripheral surface of the 2nd cylindrical part 120, and the internal peripheral surface of the 3rd cylindrical part 130, and these are joined by vulcanization adhesion, for example.
The third elastic body 160 is formed using, for example, a rubber-based material or urethane having high hardness with respect to the first elastic body 140 and the second elastic body 150, and the damping force input direction (the same as the expansion / contraction direction of the damper 30). -The rigidity with respect to the load of the left-right direction in the figure is made higher than the 1st elastic body 140 and the 2nd elastic body 150. FIG.
The third elastic body 160 functions as a sub elastic member according to the present invention.
第1ストッパ170、第2ストッパ180は、ロッド35から外径側につば状に張り出した円盤状の部材である。
第1ストッパ170は、第1円筒部110、第2円筒部120、第1弾性体140、第2弾性体150、第3弾性体160に対して、シリンダ33側に配置されている。
第2ストッパ180は、第1円筒部110、第2円筒部120、第1弾性体140、第2弾性体150、第3弾性体160に対して、ダンパ取付部37側に配置されている。
The first stopper 170 and the second stopper 180 are disk-shaped members that project from the rod 35 to the outer diameter side in a collar shape.
The first stopper 170 is disposed on the cylinder 33 side with respect to the first cylindrical portion 110, the second cylindrical portion 120, the first elastic body 140, the second elastic body 150, and the third elastic body 160.
The second stopper 180 is disposed on the damper mounting portion 37 side with respect to the first cylindrical portion 110, the second cylindrical portion 120, the first elastic body 140, the second elastic body 150, and the third elastic body 160.
第1ストッパ170及び第2ストッパ180の外径は、第2円筒部120の外径より大きくかつ第3円筒部130の内径より小さくなっている。
図5に示す無負荷状態において、第2円筒部120の端面と第1ストッパ170、第2ストッパ180との間隔は、第1円筒部110の端面と第1ストッパ170、第2ストッパ180との間隔に対して小さく設定されている。
The outer diameters of the first stopper 170 and the second stopper 180 are larger than the outer diameter of the second cylindrical portion 120 and smaller than the inner diameter of the third cylindrical portion 130.
In the no-load state shown in FIG. 5, the distance between the end surface of the second cylindrical portion 120 and the first stopper 170 and the second stopper 180 is the distance between the end surface of the first cylindrical portion 110 and the first stopper 170 and the second stopper 180. It is set smaller than the interval.
図6は、微振動緩衝機構100に対して、ロッド35が圧縮される方向の入力Fがあった場合の微振動緩衝機構100の状態を示しており、図6(a)は入力Fが比較的小さい状態、図6(b)は入力Fが比較的大きい状態を示している。
図7は、微振動緩衝機構100の入力−変位線図である。
入力Fにより、第1弾性体140、第2弾性体150は、せん断応力が負荷されて図6に示す横断面形状がほぼ平行四辺形状に弾性変形する。また第3弾性体160もこのとき同様の変形を示すが、他の弾性体に対して剛性が高いため、変形量は相対的に小さいものとなる。
FIG. 6 shows the state of the micro-vibration buffer mechanism 100 when there is an input F in the direction in which the rod 35 is compressed with respect to the micro-vibration buffer mechanism 100. FIG. FIG. 6B shows a state where the input F is relatively large.
FIG. 7 is an input-displacement diagram of the fine vibration damping mechanism 100.
By the input F, the first elastic body 140 and the second elastic body 150 are subjected to shear stress and elastically deform into a substantially parallelogram shape in the cross-sectional shape shown in FIG. The third elastic body 160 also exhibits the same deformation at this time, but the deformation amount is relatively small because it has higher rigidity than the other elastic bodies.
ここで、図6(a)に示すように、第2円筒部120が第1ストッパ170に当接していない状態では、全ての弾性体が変形可能であることから、微振動緩衝機構100の剛性(ロッド35からの入力Fを微振動緩衝機構100の伸縮変位で除したバネ定数)は、比較的低くなっている。
これに対し、図6(b)に示すように、第2円筒部120が第1ストッパ170に当接した後は、第1弾性体140、第2弾性体150はそれ以上の変形が規制され、高剛性の第3弾性体160のみが変形可能であることから、微振動緩衝機構100の剛性は、図6(a)に示す場合よりも高くなる。
Here, as shown in FIG. 6A, since all the elastic bodies can be deformed when the second cylindrical portion 120 is not in contact with the first stopper 170, the rigidity of the micro-vibration buffer mechanism 100 is improved. (The spring constant obtained by dividing the input F from the rod 35 by the expansion and contraction displacement of the fine vibration damping mechanism 100) is relatively low.
On the other hand, as shown in FIG. 6B, after the second cylindrical portion 120 abuts against the first stopper 170, the first elastic body 140 and the second elastic body 150 are restricted from further deformation. Since only the highly rigid third elastic body 160 can be deformed, the rigidity of the micro-vibration buffer mechanism 100 is higher than that shown in FIG.
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ダンパ30に入力された乗り心地に影響を及ぼす上下方向の微振動は、第1弾性体140、第2弾性体150が弾性変形することによって緩衝され、ピストン34が微振動に応じて減衰力を発生することを抑制できる。
このため、ダンパ30の減衰力が車体11,21の妻部に作用することに起因する上下方向の車体弾性振動の増加を防止することができる。
これに対し、車体11,21のロール振動時のようにダンパ30が大変位した場合には、第2円筒部120とロッド35との相対変位がストッパ170,180によって規制され、ダンパ30が減衰力を発生して車体のロール振動を低減することができる。
(2)第1弾性体140、第2弾性体150を、中間部に第1円筒部110を配置した積層構造としたことによって、剛性を最適にチューニングすることが容易となり、上述した効果を確実に得ることができる。
(3)ストッパ170,180によるストローク規制を受ける第2円筒部120を第3弾性体160を介してダンパ取付部37に連結したことによって、ストッパ170,180が第2円筒部120と当接している間であっても第3弾性体160によって微振動の緩衝を図ることができる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The fine vibration in the vertical direction that affects the riding comfort input to the damper 30 is buffered by the elastic deformation of the first elastic body 140 and the second elastic body 150, and the piston 34 is responsive to the fine vibration. Generation of damping force can be suppressed.
For this reason, it is possible to prevent an increase in the vertical elastic vibration of the vehicle body caused by the damping force of the damper 30 acting on the end portions of the vehicle bodies 11 and 21.
On the other hand, when the damper 30 is largely displaced as in the case of roll vibration of the vehicle bodies 11 and 21, the relative displacement between the second cylindrical portion 120 and the rod 35 is restricted by the stoppers 170 and 180, and the damper 30 is damped. Force can be generated to reduce roll vibration of the vehicle body.
(2) Since the first elastic body 140 and the second elastic body 150 have a laminated structure in which the first cylindrical portion 110 is disposed in the middle portion, it becomes easy to optimally tune the rigidity, and the above-described effects are ensured. Can get to.
(3) By connecting the second cylindrical portion 120 subject to stroke restriction by the stoppers 170 and 180 to the damper mounting portion 37 via the third elastic body 160, the stoppers 170 and 180 are in contact with the second cylindrical portion 120. Even during the period, the third elastic body 160 can buffer the fine vibrations.
<第2実施形態>
次に、本発明を適用した車両間ダンパ装置の第2実施形態について説明する。以下説明する各実施形態において、従前の実施形態と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図8に示すように、第2実施形態の微振動緩衝機構200は、第1ストッパ170及び第2ストッパ180に張出部171,181を形成したものである。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the inter-vehicle damper device to which the present invention is applied will be described. In each embodiment described below, portions that are substantially the same as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences are mainly described.
As shown in FIG. 8, the fine vibration damping mechanism 200 of the second embodiment is formed by forming overhang portions 171 and 181 on the first stopper 170 and the second stopper 180.
張出部171,181は、第1ストッパ170及び第2ストッパ180が第1円筒部110の端面と対向する面部を、段状に張り出させて形成されている。
このような張出部171,181を設けたことによって、第2実施形態の微振動緩衝機構200においては、ロッド35からの入力が増加した場合に、第2円筒部120が各ストッパ170,180に当接する前に、第1円筒部110が各ストッパ170,180の張出部171,181に当接するようになっている。
The overhang portions 171 and 181 are formed by projecting a surface portion in which the first stopper 170 and the second stopper 180 face the end surface of the first cylindrical portion 110 in a step shape.
By providing such overhang portions 171 and 181, in the micro-vibration buffer mechanism 200 of the second embodiment, when the input from the rod 35 increases, the second cylindrical portion 120 has the stoppers 170 and 180. The first cylindrical portion 110 comes into contact with the overhang portions 171 and 181 of the stoppers 170 and 180 before coming into contact with.
図9は、第2実施形態の微振動緩衝機構200における入力−変位線図である。
第2実施形態の微振動緩衝機構200において、入力を増加させていくと、まず第1円筒部110がストッパ170,180の張出面171,181に当接することによって剛性が上がり、その後第2円筒部120がストッパ170,180に当接することによってさらに剛性が上がる。
FIG. 9 is an input-displacement diagram in the fine vibration damping mechanism 200 of the second embodiment.
In the fine vibration damping mechanism 200 of the second embodiment, when the input is increased, the first cylindrical portion 110 first comes into contact with the projecting surfaces 171 and 181 of the stoppers 170 and 180, and then the rigidity is increased, and then the second cylinder. The rigidity further increases when the portion 120 abuts against the stoppers 170 and 180.
以上説明した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の効果に加えて、複数段階に分けて微振動緩衝機構200の剛性を変化させることができ、きめ細かい剛性のチューニングが可能となる。   According to the second embodiment described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment described above, the rigidity of the fine vibration damping mechanism 200 can be changed in a plurality of stages, and fine tuning of the rigidity is possible. It becomes.
<第3実施形態>
次に、本発明を適用した車両間ダンパ装置の第3実施形態について説明する。
図10に示すように、第3実施形態における微振動緩衝機構300は、シャフト310、ケース320、弾性体330,340等を備えて構成されている。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the inter-vehicle damper device to which the present invention is applied will be described.
As shown in FIG. 10, the fine vibration damping mechanism 300 in the third embodiment includes a shaft 310, a case 320, elastic bodies 330 and 340, and the like.
シャフト310は、ロッド35とほぼ同心となるように、ロッド35とダンパ取付部37との間に配置された円柱状の軸である。
シャフト310は、フランジ311、ネジ部312が形成されている。
フランジ311は、シャフト310の中間部における外周面部から、外径側につば状に張り出した円盤状の部分である。
ネジ部312は、シャフト310のダンパ取付部37側の端部に形成されたオネジであって、ダンパ取付部37に形成されたネジ穴に締結されている。
The shaft 310 is a cylindrical shaft disposed between the rod 35 and the damper mounting portion 37 so as to be substantially concentric with the rod 35.
The shaft 310 is formed with a flange 311 and a threaded portion 312.
The flange 311 is a disk-shaped portion that projects from the outer peripheral surface portion of the intermediate portion of the shaft 310 to the outer diameter side.
The screw portion 312 is a male screw formed at the end of the shaft 310 on the damper mounting portion 37 side, and is fastened to a screw hole formed in the damper mounting portion 37.
ケース320は、ロッド35の端部に形成されたフランジ35aと協働し、シャフト310をロッド35に対して軸方向に相対移動可能に保持するとともに、シャフト310のフランジ311を収容する空間部Sを形成するものである。
ケース320は、ロッド35のフランジ35aと協働して、微振動緩衝機構300の各構成部材が収容される筐体であるハウジングとして機能する。
フランジ35aは、ロッド35の端部に設けられ外径側につば状に張り出した円盤状の部材である。フランジ35aの外周縁部には、ケース320と締結されるネジ部が形成されている。フランジ35aの中央部には、シャフト310のロッド35側の端部が挿入される凹部35bが形成されている。
The case 320 cooperates with the flange 35 a formed at the end of the rod 35, holds the shaft 310 so as to be relatively movable in the axial direction with respect to the rod 35, and accommodates the flange 311 of the shaft 310. Is formed.
The case 320 functions as a housing, which is a housing in which the constituent members of the fine vibration damping mechanism 300 are accommodated, in cooperation with the flange 35a of the rod 35.
The flange 35a is a disk-shaped member that is provided at the end of the rod 35 and projects in a flange shape on the outer diameter side. A screw portion that is fastened to the case 320 is formed on the outer peripheral edge portion of the flange 35a. A concave portion 35b into which an end portion of the shaft 310 on the rod 35 side is inserted is formed in the center portion of the flange 35a.
ケース320は、円筒部321及び端面部322を備えている。
円筒部321は、シャフト310のフランジ311の外径より大きい内径を有し、フランジ35aの外周縁部から、ダンパ取付部37側へ伸びて形成されている。
端面部322は、円筒部321のダンパ取付部37側の端部を閉塞する平板状の部分である。端面部322の中央部には、シャフト310が通過する開口が形成されている。
The case 320 includes a cylindrical portion 321 and an end surface portion 322.
The cylindrical portion 321 has an inner diameter larger than the outer diameter of the flange 311 of the shaft 310, and is formed to extend from the outer peripheral edge portion of the flange 35a to the damper mounting portion 37 side.
The end surface portion 322 is a flat plate-like portion that closes the end portion of the cylindrical portion 321 on the damper mounting portion 37 side. An opening through which the shaft 310 passes is formed at the center of the end surface portion 322.
弾性体330,340は、例えばゴム等の弾性を有する材料によって形成されている。
弾性体330は、シャフト310のフランジ311のロッド35側の面部と、ロッド35のフランジ35aとの間に設けられている。
弾性体340は、シャフト310のフランジ311のダンパ取付部37側の面部と、ケース320の端面部322との間に設けられている。
The elastic bodies 330 and 340 are made of an elastic material such as rubber.
The elastic body 330 is provided between the surface portion of the flange 311 of the shaft 310 on the rod 35 side and the flange 35 a of the rod 35.
The elastic body 340 is provided between the surface of the flange 311 of the shaft 310 on the damper mounting portion 37 side and the end surface 322 of the case 320.
図11は、弾性体330の拡大断面図である。なお、弾性体340も弾性体330と実質的に同様の構成を備えている。
弾性体330は、皿バネ部331、円筒部332を一体に形成したものである。
皿バネ部331は、シャフト310と同心に形成され、外周縁部の軸方向位置が内周縁部に対してダンパ取付部37側にオフセットするようにテーパを付けられた円盤状の部分である。皿バネ部331の中央部には、シャフト310が通過する開口が形成されている。皿バネ部331は、フランジ311をロッド35のフランジ35aから離間する方向に付勢するバネとして機能するようになっている。
円筒部332は、皿バネ部331の内周縁部からロッド35側へ突き出して形成されている。円筒部332は、ロッド35の凹部35b内に挿入されている。また、円筒部332の内径側には、シャフト310が挿入されている。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the elastic body 330. The elastic body 340 has a configuration substantially similar to that of the elastic body 330.
The elastic body 330 is formed by integrally forming a disc spring portion 331 and a cylindrical portion 332.
The disc spring portion 331 is a disc-shaped portion that is formed concentrically with the shaft 310 and is tapered so that the axial position of the outer peripheral edge portion is offset toward the damper mounting portion 37 with respect to the inner peripheral edge portion. An opening through which the shaft 310 passes is formed at the center of the disc spring portion 331. The disc spring portion 331 functions as a spring that biases the flange 311 in a direction away from the flange 35 a of the rod 35.
The cylindrical portion 332 protrudes from the inner peripheral edge of the disc spring portion 331 toward the rod 35 side. The cylindrical portion 332 is inserted into the recess 35 b of the rod 35. A shaft 310 is inserted on the inner diameter side of the cylindrical portion 332.
弾性体340は上述した弾性体330を、フランジ311に対して対称となるように反転させた構成を有する。
弾性体340は、フランジ311をケース320の端面部322から離間する方向に付勢する皿バネ部、及び、皿バネ部の内周縁部からダンパ取付部37側に突きだし、端面部322の開口に挿入される円筒部を備えている。円筒部の内部には、シャフト310が挿入される。
弾性体330,340は、皿バネ部の有効ストロークの範囲内の微振動を緩衝するとともに、皿バネ部が密着する大入力があった場合には、シャフト310とロッド35との相対変位を規制するストッパとしての機能も発揮する。
The elastic body 340 has a configuration in which the above-described elastic body 330 is inverted so as to be symmetric with respect to the flange 311.
The elastic body 340 protrudes from the inner peripheral edge of the disc spring portion toward the damper mounting portion 37 toward the damper mounting portion 37 and biases the flange 311 in a direction away from the end surface portion 322 of the case 320, and opens into the opening of the end surface portion 322. A cylindrical portion to be inserted is provided. A shaft 310 is inserted into the cylindrical portion.
The elastic bodies 330 and 340 buffer fine vibrations within the effective stroke range of the disc spring portion, and restrict the relative displacement between the shaft 310 and the rod 35 when there is a large input in close contact with the disc spring portion. It also functions as a stopper.
以上説明した第3実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、一対の弾性体330,340によって両側からシャフト310のフランジ311を付勢することによって、実質的に無負荷状態となった際にシャフト310を所定の位置までセンタリングすることができる。   According to the third embodiment described above, the flange 311 of the shaft 310 is urged from both sides by the pair of elastic bodies 330 and 340 in addition to the effect substantially similar to the effect of the first embodiment described above. Thus, the shaft 310 can be centered to a predetermined position when it becomes substantially unloaded.
<第4実施形態>
次に、本発明を適用した車両間ダンパ装置の第4実施形態について説明する。
図12に示すように、第4実施形態における微振動緩衝機構400は、第3実施形態のシャフト310のフランジ311の外周縁部にストッパ410を装着し、弾性体330,340に換えて、リング420,430及び弾性体440,450を備えている。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the inter-vehicle damper device to which the present invention is applied will be described.
As shown in FIG. 12, the fine vibration damping mechanism 400 according to the fourth embodiment has a stopper 410 attached to the outer peripheral edge portion of the flange 311 of the shaft 310 according to the third embodiment, and is replaced with the elastic bodies 330 and 340. 420 and 430 and elastic bodies 440 and 450 are provided.
ストッパ410は、フランジ311の外周縁部をカバーするとともに、フランジ311のロッド35側の面、ダンパ取付部37側の面からそれぞれ張り出して形成されている。ストッパ410は、例えばウレタン等の衝撃緩衝性を有する材料によって形成されている。
また、ストッパ410は、フランジ311への装着を可能とするため、直径上で二分割された2ピース構成となっている。
The stopper 410 covers the outer peripheral edge of the flange 311 and is formed so as to protrude from the surface on the rod 35 side of the flange 311 and the surface on the damper mounting portion 37 side. The stopper 410 is formed of a material having impact buffering properties such as urethane.
Further, the stopper 410 has a two-piece configuration that is divided into two parts on the diameter in order to enable attachment to the flange 311.
リング420,430は、シャフト310と同心に配置され、径方向に切って見た横断面形状はほぼ矩形となっている。リング420,430の内周面は、シャフト310の外周面と所定の間隔を隔てて対向して配置されている。
リング420は、フランジ311に対してロッド35側に、フランジ311と間隔を隔てて配置されている。また、リング420は、ロッド35のフランジ35aと当接している。
リング430は、フランジ311に対してダンパ取付部37側に、フランジ311と間隔を隔てて配置されている。また、リング430は、ケース320の端面部322と当接している。
The rings 420 and 430 are arranged concentrically with the shaft 310 and have a substantially rectangular cross-sectional shape when viewed in the radial direction. The inner peripheral surfaces of the rings 420 and 430 are arranged to face the outer peripheral surface of the shaft 310 with a predetermined interval.
The ring 420 is disposed on the rod 35 side with respect to the flange 311 and spaced from the flange 311. The ring 420 is in contact with the flange 35a of the rod 35.
The ring 430 is disposed on the damper mounting portion 37 side with respect to the flange 311 and spaced from the flange 311. Further, the ring 430 is in contact with the end surface portion 322 of the case 320.
弾性体440,450は、例えばゴム等の弾性材料によって形成されている。
弾性体440は、リング420の内周面とシャフト310の外周面との間に配置され、これらと加硫接着等により接合されている。
弾性体450は、リング430の内周面とシャフト310の外周面との間に配置され、これらと加硫接着等により接合されている。
弾性体440,450は、弾性変形することによって、リング420,430がシャフト310に対して軸方向に相対変位することを許容するとともに、この相対変位量に応じたバネ反力を発生する。
The elastic bodies 440 and 450 are made of an elastic material such as rubber, for example.
The elastic body 440 is disposed between the inner peripheral surface of the ring 420 and the outer peripheral surface of the shaft 310, and is joined thereto by vulcanization adhesion or the like.
The elastic body 450 is disposed between the inner peripheral surface of the ring 430 and the outer peripheral surface of the shaft 310, and is joined thereto by vulcanization adhesion or the like.
The elastic bodies 440 and 450 are elastically deformed to allow the rings 420 and 430 to be displaced relative to the shaft 310 in the axial direction and generate a spring reaction force corresponding to the relative displacement amount.
図13に示す組み込み前の状態と、図12に示す組み込み後の状態とを比較すると明らかなように、リング420,430は、ともにフランジ311側に寄せられた状態で微振動緩衝機構400内に組み込まれ、これによって弾性体440,450にはプリロードがかけられている。
微振動緩衝機構400においては、リング420,430がストッパ410に当接しない程度の微振動は弾性体440,450の弾性変形によって吸収、緩衝される。また、リング420,430がストッパ410に当接した後は、入力はピストン34に伝達され、ダンパ30は減衰力を発生する。
以上説明した第4実施形態においても、上述した各実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
As is apparent from a comparison between the state before assembly shown in FIG. 13 and the state after assembly shown in FIG. 12, the rings 420 and 430 are placed in the micro-vibration buffer mechanism 400 in a state where both the rings 420 and 430 are brought close to the flange 311 side. As a result, the elastic bodies 440 and 450 are preloaded.
In the fine vibration buffering mechanism 400, the fine vibrations such that the rings 420 and 430 do not contact the stopper 410 are absorbed and buffered by the elastic deformation of the elastic bodies 440 and 450. Further, after the rings 420 and 430 come into contact with the stopper 410, the input is transmitted to the piston 34, and the damper 30 generates a damping force.
Also in the fourth embodiment described above, it is possible to obtain substantially the same effects as the effects of the above-described embodiments.
<第5実施形態>
次に、本発明を適用した車両間ダンパ装置の第5実施形態について説明する。
図14に示すように、第5実施形態の微振動緩衝機構500は、第3実施形態の弾性体330,340の内周縁部の円筒部を除去した構成を有する。
第5実施形態によれば、上述した第3実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、弾性体の皿バネ部と円筒部との接合部に応力集中が生じて弾性体が破断することを防止できる。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the inter-vehicle damper device to which the present invention is applied will be described.
As shown in FIG. 14, the micro vibration damping mechanism 500 of the fifth embodiment has a configuration in which the cylindrical portion of the inner peripheral edge of the elastic bodies 330 and 340 of the third embodiment is removed.
According to the fifth embodiment, in addition to the effect substantially similar to the effect of the third embodiment described above, stress concentration occurs at the joint between the disc spring portion and the cylindrical portion of the elastic body, and the elastic body breaks. Can be prevented.
<第6実施形態>
次に、本発明を適用した車両間ダンパ装置の第6実施形態について説明する。
図15に示すように、第6実施形態の微振動緩衝機構600は、第5実施形態のシャフト310の外周面部に、固体潤滑性を有する樹脂製の摺動部材313を設けたものである。
摺動部材313は、ロッド35のフランジ35aに形成された凹部35bの内周面、及び、ケース320の端面322の開口内周面と摺動可能に構成されている。
第6実施形態によれば、上述した第5実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、シャフト310がロッド35に対して相対変位する際のフリクションを低減し、より良好な微振動緩衝効果を得ることができる。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the inter-vehicle damper device to which the present invention is applied will be described.
As shown in FIG. 15, the fine vibration damping mechanism 600 of the sixth embodiment is provided with a resin sliding member 313 having solid lubricity on the outer peripheral surface portion of the shaft 310 of the fifth embodiment.
The sliding member 313 is configured to be slidable with the inner peripheral surface of the recess 35 b formed in the flange 35 a of the rod 35 and the inner peripheral surface of the opening of the end surface 322 of the case 320.
According to the sixth embodiment, in addition to the effect substantially similar to the effect of the above-described fifth embodiment, the friction when the shaft 310 is relatively displaced with respect to the rod 35 is reduced, and a better fine vibration is achieved. A buffering effect can be obtained.
(他の実施形態)
なお、本発明は上記した各実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。
例えば、鉄道車両及び車両間ダンパ装置の構成は適宜変更することができる。例えば、各実施形態の鉄道車両は電車であったが、気動車や無動力の客車、貨車等他種のものであってもよい。
また、ダンパの配置も各実施形態の構成には限定されず、ダンパの位置や方向等は、ロール挙動に対して減衰力を発生可能なものであれば適宜変更することができる。
また、各実施形態の微振動緩衝機構は、いずれも筒状又は環状の部材を同心に配置して構成されているが、本発明はこれに限らず、例えば平板状の弾性体を単独あるいは積層させて用いる構成としてもよい。
また、例えば第3、第4実施形態における弾性体330,340,440,450等を径方向又は軸方向等に分割し、その中間部に硬質部材を配置して積層構造としてもよい。この場合、硬質部材を微振動緩衝機構の有効ストロークの途中で他の部材と当接するようにして、第2実施形態と実質的に同様の効果を有するストッパとしてもよい。
さらに、第3、第4実施形態において、第1実施形態の第3弾性体と同様のサブ弾性体を設けてもよい。具体的には、例えば、ハウジングの外径側にさらに円筒状の部材を設けて、この部材の内周面とハウジングの外周面との間に第3弾性体を充填する構造や、その他の構造を適用することができる。
また、第1、第2実施形態のように積層ゴムを用いる構成において、例えば第4実施形態のように積層ゴムを軸方向において分割し、軸方向における伸び側、縮み側の双方へプリロードをかける構成としてもよい。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited only to each above-mentioned embodiment, Various application and deformation | transformation can be considered.
For example, the configurations of the railway vehicle and the inter-vehicle damper device can be appropriately changed. For example, although the railway vehicle in each embodiment is a train, it may be other types such as a train, a non-powered passenger car, and a freight car.
Further, the arrangement of the damper is not limited to the configuration of each embodiment, and the position and direction of the damper can be appropriately changed as long as a damping force can be generated with respect to the roll behavior.
In addition, the fine vibration damping mechanism of each embodiment is configured by concentrically arranging cylindrical or annular members. However, the present invention is not limited to this, and for example, a flat elastic body may be used alone or in layers. It is good also as a structure to be used.
In addition, for example, the elastic bodies 330, 340, 440, and 450 in the third and fourth embodiments may be divided in the radial direction or the axial direction, and a hard member may be disposed in the middle portion to form a laminated structure. In this case, the hard member may be brought into contact with another member in the middle of the effective stroke of the fine vibration damping mechanism, and may be a stopper having substantially the same effect as that of the second embodiment.
Furthermore, in the third and fourth embodiments, a sub-elastic body similar to the third elastic body of the first embodiment may be provided. Specifically, for example, a structure in which a cylindrical member is further provided on the outer diameter side of the housing and the third elastic body is filled between the inner peripheral surface of the member and the outer peripheral surface of the housing, or other structures. Can be applied.
Further, in the configuration using the laminated rubber as in the first and second embodiments, the laminated rubber is divided in the axial direction as in the fourth embodiment, for example, and preload is applied to both the expansion side and the contraction side in the axial direction. It is good also as a structure.
10,20 車両 11,21 車体
11a 妻面 11b 貫通路
12,22 1位台車 13,23 2位台車
30 ダンパ 31,32 ブラケット
33 シリンダ 34 ピストン
35 ロッド 35a フランジ
35b 凹部 36,37 ダンパ取付部
100 微振動緩衝機構(第1実施形態)
110 第1円筒部 120 第2円筒部
130 第3円筒部 131 端面部
140 第1弾性体 150 第2弾性体
160 第3弾性体 170 第1ストッパ
171 張出部 180 第2ストッパ
181 張出部
200 微振動緩衝機構(第2実施形態)
300 微振動緩衝機構(第3実施形態)
310 シャフト 311 フランジ
312 ネジ部 313 摺動部材
320 ケース
321 円筒部 322 端面部
330 弾性体 331 皿バネ部
332 円筒部 340 弾性体
400 微振動緩衝機構(第4実施形態)
410 ストッパ 420 リング
430 リング 440 弾性体
450 弾性体
500 微振動緩衝機構(第5実施形態)
600 微振動緩衝機構(第6実施形態)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 Vehicle 11,21 Car body 11a Wife surface 11b Through passage 12,22 1st place carriage 13,23 2nd place carriage 30 Damper 31,32 Bracket 33 Cylinder 34 Piston 35 Rod 35a Flange 35b Recess 36, 37 Damper attachment part 100 Vibration buffer mechanism (first embodiment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 1st cylindrical part 120 2nd cylindrical part 130 3rd cylindrical part 131 End surface part 140 1st elastic body 150 2nd elastic body 160 3rd elastic body 170 1st stopper 171 Overhang part 180 2nd stopper 181 Overhang part 200 Micro-vibration buffer mechanism (second embodiment)
300 Micro-vibration buffer mechanism (third embodiment)
310 Shaft 311 Flange 312 Thread part 313 Sliding member 320 Case 321 Cylindrical part 322 End face part 330 Elastic body 331 Belleville spring part 332 Cylindrical part 340 Elastic body 400 Slight vibration damping mechanism (fourth embodiment)
410 Stopper 420 Ring 430 Ring 440 Elastic body 450 Elastic body 500 Slight vibration damping mechanism (fifth embodiment)
600 Fine vibration damping mechanism (sixth embodiment)

Claims (9)

  1. 第1の鉄道車両と、前記第1の鉄道車両に連結される第2の鉄道車両との間に設けられ、前記第1の鉄道車両の車体と前記第2の鉄道車両の車体との相対ロール速度に応じて減衰力を発生するダンパを有する車両間ダンパ装置であって、
    前記ダンパは、
    減衰力発生機構に設けられた第1の部材と、
    前記第1の部材から減衰力が伝達されるとともに前記第1の部材に対して減衰力入力方向に沿って相対移動可能とされた第2の部材と、
    前記第1の部材と前記第2の部材との間に設けられた弾性部材と、
    前記第1の部材と前記第2の部材との前記減衰力入力方向における相対変位を規制するストッパとを有する微振動緩衝機構を備えること
    特徴とする車両間ダンパ装置。
    Relative rolls provided between the first railway vehicle and the second railway vehicle connected to the first railway vehicle, the body of the first railway vehicle and the body of the second railway vehicle An inter-vehicle damper device having a damper that generates a damping force according to speed,
    The damper is
    A first member provided in the damping force generation mechanism;
    A second member that transmits a damping force from the first member and is relatively movable in the damping force input direction with respect to the first member;
    An elastic member provided between the first member and the second member;
    An inter-vehicle damper device comprising a fine vibration damping mechanism having a stopper for restricting relative displacement between the first member and the second member in the damping force input direction.
  2. 前記第1の部材、前記第2の部材の少なくとも一方は、前記微振動緩衝機構の各構成部材を収容するハウジングと一体に形成されること
    を特徴とする請求項1に記載の車両間ダンパ装置。
    2. The inter-vehicle damper device according to claim 1, wherein at least one of the first member and the second member is formed integrally with a housing that houses each component of the fine vibration damping mechanism. .
  3. 前記弾性部材は、前記第1の部材と前記第2の部材との間に硬質材料からなる中間部材を配置した積層構造を有すること
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両間ダンパ装置。
    The inter-vehicle according to claim 1, wherein the elastic member has a laminated structure in which an intermediate member made of a hard material is disposed between the first member and the second member. Damper device.
  4. 前記第2の部材の前記第1の部材に対する相対変位量が前記ストッパの規制範囲内でありかつ前記中間部材の前記第1の部材に対する相対変位量が所定値となったときに前記中間部材の前記第1の部材に対する相対変位を規制するサブストッパを有すること
    を特徴とする請求項3に記載の車両間ダンパ装置。
    When the relative displacement amount of the second member with respect to the first member is within the restriction range of the stopper and the relative displacement amount of the intermediate member with respect to the first member becomes a predetermined value, The inter-vehicle damper device according to claim 3, further comprising a sub-stopper that restricts relative displacement with respect to the first member.
  5. 前記第1の部材又は前記第2の部材から減衰力が伝達されるとともに前記第1の部材又は前記第2の部材に対して減衰力入力方向に沿って相対移動可能とされた第3の部材と、
    前記第1の部材又は前記第2の部材と前記第3の部材との間に設けられ、前記弾性部材よりも前記減衰力入力方向に沿った剛性が高いサブ弾性部材を有すること
    を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の車両間ダンパ装置。
    A third member that transmits a damping force from the first member or the second member and is relatively movable along the damping force input direction with respect to the first member or the second member. When,
    A sub-elastic member provided between the first member or the second member and the third member and having higher rigidity along the damping force input direction than the elastic member. The inter-vehicle damper device according to any one of claims 1 to 4.
  6. 前記第1の部材、前記第2の部材の一方は他方に形成された穴部内に挿入される軸部を有し、前記弾性部材は前記穴部の内周面及び前記軸部の外周面にそれぞれ接合されること
    を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両間ダンパ装置。
    One of the first member and the second member has a shaft portion that is inserted into a hole formed in the other, and the elastic member is provided on the inner peripheral surface of the hole portion and the outer peripheral surface of the shaft portion. The inter-vehicle damper device according to any one of claims 1 to 5, wherein the dampers are joined to each other.
  7. 前記第1の部材及び前記第2の部材は減衰力入力方向に対してほぼ直交する方向に間隔を隔てて相互に対向する対向面部を有し、前記弾性部材は前記対向面部の両面にそれぞれ接合されること
    を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両間ダンパ装置。
    The first member and the second member have opposing surface portions facing each other with a gap in a direction substantially perpendicular to the damping force input direction, and the elastic members are bonded to both surfaces of the opposing surface portion, respectively. The inter-vehicle damper device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
  8. 前記第1の部材及び前記第2の部材は減衰力入力方向に間隔を隔てて対向する対向面部を有し、前記弾性部材は前記対向面部の間に配置された皿バネ状の部分を有すること
    を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両間ダンパ装置。
    The first member and the second member have opposing surface portions facing each other with a gap in the damping force input direction, and the elastic member has a disc spring-like portion arranged between the opposing surface portions. The inter-vehicle damper device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
  9. 前記弾性部材は、前記第2の部材を前記第1の部材から繰り出される方向に付勢する第1弾性体と、前記第2の部材を前記第1の部材側に引き込む方向に付勢する第2弾性体とを有すること
    を特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の車両間ダンパ装置。
    The elastic member includes a first elastic body that urges the second member in a direction in which the second member is drawn out from the first member, and a urging member that urges the second member in a direction in which the second member is pulled toward the first member. The inter-vehicle damper device according to any one of claims 1 to 8, further comprising two elastic bodies.
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