JP6462436B2 - Vibration isolator - Google Patents

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和義 村上
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Description

本発明は、鉄道車両の走行振動を抑制する防振装置に関する。   The present invention relates to a vibration isolator that suppresses running vibration of a railway vehicle.

従来、鉄道車両の走行振動を抑制する手段として、走行振動を吸収するゴム部材を備えた防振装置が知られている。一方、鉄道の分野では、鉄道車両の走行振動を抑制することのみでなく、走行中の鉄道車両に作用する荷重を検出することが求められている。鉄道車両の走行に伴う荷重を検出する技術として、例えば特許文献1に記載されている技術がある。この技術は、鉄道車両(列車)が走行するレールとこのレールを支持するまくらぎ等の支持体との間に、走行振動を圧電効果によって電気信号に変換する圧電ゴム部を挿入するものである。   2. Description of the Related Art Conventionally, a vibration isolator provided with a rubber member that absorbs running vibration is known as means for suppressing running vibration of a railway vehicle. On the other hand, in the field of railways, it is required not only to suppress running vibration of a railway vehicle but also to detect a load acting on the running railway vehicle. As a technique for detecting a load accompanying travel of a railway vehicle, there is a technique described in Patent Document 1, for example. This technology inserts a piezoelectric rubber portion that converts a traveling vibration into an electric signal by a piezoelectric effect between a rail on which a railway vehicle (train) travels and a support such as a sleeper that supports the rail. .

特開2010−132193号公報JP 2010-132193 A

特許文献1に記載されている技術によれば、鉄道車両の走行に伴ってレールに作用する荷重を検出することはできる。しかし、鉄道車両自体に作用する荷重を直接的に検出することはできず、また、鉄道車両に発生する振動を抑制することもできない。   According to the technique described in Patent Document 1, it is possible to detect a load acting on the rail as the railway vehicle travels. However, the load acting on the railway vehicle itself cannot be directly detected, and vibrations generated on the railway vehicle cannot be suppressed.

本発明の目的は、走行中の鉄道車両の振動を抑制でき、かつ、走行中の鉄道車両に作用する荷重を検出することができる防振装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a vibration isolator capable of suppressing vibration of a traveling railway vehicle and detecting a load acting on the traveling railway vehicle.

本発明の防振装置は、鉄道車両の走行振動を吸収するゴム部を有する防振装置である。本発明の一態様では、前記ゴム部は、一方側ゴム部材と他方側ゴム部材とを有する。また、前記一方側ゴム部材と前記他方側ゴム部材とが対向する面の間に挟み込まれた状態で、前記ゴム部に作用する荷重を検出する圧電センサが設けられる。さらに、前記ゴム部に荷重が作用したときに、前記一方側ゴム部材及び/又は前記他方側ゴム部材の前記圧電センサと接触している当接領域が前記荷重の作用方向と交差する方向へ移動することを規制する移動規制手段が設けられる。 The vibration isolator of the present invention is a vibration isolator having a rubber portion that absorbs running vibration of a railway vehicle. In one aspect of the present invention, the rubber part includes a first rubber member and a second rubber member. A piezoelectric sensor is provided for detecting a load acting on the rubber portion in a state where the one rubber member and the other rubber member are sandwiched between opposing surfaces. Further, when a load is applied to the rubber part, the contact area of the one side rubber member and / or the other side rubber member that is in contact with the piezoelectric sensor moves in a direction crossing the direction in which the load is applied. Movement restriction means for restricting the movement is provided.

本発明によれば、走行中の鉄道車両の振動を抑制でき、かつ、走行中の鉄道車両に作用する荷重を検出することができる防振装置が実現される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration isolator which can suppress the vibration of the running railway vehicle and can detect the load which acts on the running railway vehicle is implement | achieved.

本発明の第1実施形態に係る防振装置を備える車両を模式的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing a vehicle including a vibration isolator according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る防振装置を備える車両を模式的に示す側面図である。1 is a side view schematically showing a vehicle including a vibration isolator according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る防振装置を備える車両の台車を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the trolley | bogie of a vehicle provided with the vibration isolator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る防振装置を備える車両の台車を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically the bogie of a vehicle provided with the vibration isolator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る防振装置の分解図である。It is an exploded view of the vibration isolator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る防振装置の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のVI-VIB線で切断した状態を示す断面図であり、(C)は(A)のVI-VIC線で切断した状態を示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view of the vibration isolator which concerns on 1st Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) is sectional drawing which shows the state cut | disconnected by the VI-VIB line | wire of (A), (C) is sectional drawing which shows the state cut | disconnected by the VI-VIC line | wire of (A). 本発明の第1実施形態に係る防振装置の一方側ゴム部材の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のVII-VIIB線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view of the one side rubber member of the vibration isolator which concerns on 1st Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) shows the state cut | disconnected by the VII-VIIB line of (A) It is sectional drawing. 本発明の第1実施形態に係る防振装置の他方側ゴム部材の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のVIII-VIIIB線で切断した状態を示す断面図であり、(C)は(A)のVIII-VIIIC線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view of the other side rubber member of the vibration isolator which concerns on 1st Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) shows the state cut | disconnected by the VIII-VIIIB line | wire of (A). It is sectional drawing, (C) is sectional drawing which shows the state cut | disconnected by the VIII-VIIIC line | wire of (A). 本発明の第1実施形態に係る防振装置のゴム部の機能を模式的に示す断面図であり、(A)は防振装置に荷重が作用していないときの状態を示す断面図であり、(B)は防振装置に荷重が作用しているときの状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the function of the rubber part of the vibration isolator which concerns on 1st Embodiment of this invention, (A) is sectional drawing which shows a state when the load is not acting on the vibration isolator. (B) is sectional drawing which shows a state when the load is acting on the vibration isolator. 本発明の第2実施形態に係る防振装置の分解図である。It is an exploded view of the vibration isolator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る防振装置の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のXI-XIB線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view of the vibration isolator which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) is sectional drawing which shows the state cut | disconnected by the XI-XIB line | wire of (A). 本発明の第2実施形態に係る防振装置の一方側ゴム部材の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のXII-XIIB線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view of the one side rubber member of the vibration isolator which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) shows the state cut | disconnected by the XII-XIIB line of (A). It is sectional drawing. 本発明の第2実施形態に係る防振装置の他方側ゴム部材の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のXIII-XIIIB線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view of the other side rubber member of the vibration isolator which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) shows the state cut | disconnected by the XIII-XIIIB line | wire of (A). It is sectional drawing. 本発明の第2実施形態に係る防振装置のゴム部の機能を模式的に示す断面図であり、(A)は防振装置に荷重が作用していないときの状態を示す断面図であり、(B)は防振装置に荷重が作用しているときの状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the function of the rubber part of the vibration isolator which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (A) is sectional drawing which shows a state when the load is not acting on the vibration isolator. (B) is sectional drawing which shows a state when the load is acting on the vibration isolator. 本発明の第3実施形態に係る防振装置の分解図である。It is an exploded view of the vibration isolator which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る防振装置の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のXVI-XVIB線で切断した状態を示す断面図であり、(C)は(A)のXVI-XVIC線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view of the vibration isolator which concerns on 3rd Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) is sectional drawing which shows the state cut | disconnected by the XVI-XVIB line | wire of (A), (C) is sectional drawing which shows the state cut | disconnected by the XVI-XVIC line | wire of (A). 本発明の第3実施形態に係る防振装置の一方側ゴム部材の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のXVII-XVIIB線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view of the one side rubber member of the vibration isolator which concerns on 3rd Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) shows the state cut | disconnected by the XVII-XVIIB line of (A). It is sectional drawing. 本発明の第3実施形態に係る防振装置の他方側ゴム部材の外観図であり、(A)は平面図であり、(B)は(A)のXVIII-XVIIIB線で切断した状態を示す断面図であり、(C)は(A)のXVIII-XVIIIC線で切断した状態を示す断面図である。It is an external view of the other side rubber member of the vibration isolator which concerns on 3rd Embodiment of this invention, (A) is a top view, (B) shows the state cut | disconnected by the XVIII-XVIIIB line | wire of (A). It is sectional drawing, (C) is sectional drawing which shows the state cut | disconnected by the XVIII-XVIIIC line | wire of (A). 本発明の第3実施形態に係る防振装置のゴム部の機能を模式的に示す断面図であって、防振装置に荷重が作用しているときの状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the function of the rubber part of the vibration isolator which concerns on 3rd Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing which shows a state when the load is acting on the vibration isolator.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態について詳しく説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図2〜図4に示す軌道1は、車両2が走行する通路(線路)である。軌道1は、車両2の車輪5aを支持し案内してこの車両2を走行させるレール1aなどを備えている。   A track 1 shown in FIGS. 2 to 4 is a passage (track) on which the vehicle 2 travels. The track 1 includes a rail 1a that supports and guides the wheels 5a of the vehicle 2 and causes the vehicle 2 to travel.

図1,図2に示す車両2は、軌道1に沿って走行する鉄道車両である。車両2は、例えば、電車,気動車,機関車,客車又は貨車などである。車両2は、車体3と台車4などを備えている。車体3は、旅客又は貨物などの積載物を輸送するための構造物である。   A vehicle 2 shown in FIGS. 1 and 2 is a railway vehicle that travels along a track 1. The vehicle 2 is, for example, a train, a diesel car, a locomotive, a passenger car, or a freight car. The vehicle 2 includes a vehicle body 3 and a carriage 4. The vehicle body 3 is a structure for transporting loads such as passengers or cargo.

図1、図2及び図4に示す台車4は、車体3を支持して走行する装置である。台車4は、図1、図3及び図4に示す輪軸5と、図4に示す軸受6と、図1〜図4に示す軸箱7と、図1、図2及び図4に示す台車枠8と、図2及び図4に示す軸ばね9と、図1〜図6に示す防振装置10などを備えている。図1、図2及び図4に示す台車4は、図2に示すように、軸箱7と一体となったリンク部材(軸ばり)をゴムブシュ及びピンを介して台車枠8に連結する構造であり、在来線車両に使用される軸はり式台車である。   A cart 4 shown in FIGS. 1, 2, and 4 is a device that travels while supporting a vehicle body 3. The cart 4 includes a wheel shaft 5 shown in FIGS. 1, 3 and 4, a bearing 6 shown in FIG. 4, a shaft box 7 shown in FIGS. 1 to 4, and a cart frame shown in FIGS. 1, 2 and 4. 8, a shaft spring 9 shown in FIGS. 2 and 4, a vibration isolator 10 shown in FIGS. 1 to 6, and the like. As shown in FIG. 2, the cart 4 shown in FIGS. 1, 2 and 4 has a structure in which a link member (shaft beam) integrated with the axle box 7 is connected to the cart frame 8 via rubber bushes and pins. Yes, it is a shaft beam type truck used for conventional line vehicles.

図1、図3及び図4に示す輪軸5は、車輪5aと車軸5bとを組み立てた部材である。車輪5aは、レール1aと転がり接触する部材である。車軸5bは、車輪5aと一体となって回転する部材であり、両端部側に左右一対の車輪5aが圧入され取り付けられている。図4に示す軸受6は、車軸5bを支持する部材であり、車軸5bの両端部を回転自在に支持する転がり軸受である。   A wheel shaft 5 shown in FIGS. 1, 3 and 4 is a member in which a wheel 5a and an axle 5b are assembled. The wheel 5a is a member that is in rolling contact with the rail 1a. The axle 5b is a member that rotates integrally with the wheel 5a, and a pair of left and right wheels 5a are press-fitted and attached to both ends. The bearing 6 shown in FIG. 4 is a member that supports the axle 5b, and is a rolling bearing that rotatably supports both ends of the axle 5b.

図1〜図4に示す軸箱7は、軸受6を収容する部材であり、軸箱支持装置によって台車枠8の所定の位置に保持されている。軸箱7は、図6(B),(C)に示すように、上面部7aと心棒7bなどを備えている。上面部7aは、防振装置10を支持する部分であり、軸箱7の上端に設けられた平坦面である。心棒7bは、軸箱7上の所定の位置に防振装置10を位置決めする部材である。心棒7bは、防振装置10の貫通孔11d,11g,12a,12bを貫通する円柱状の突起部である。図3に示すように、心棒7bの中心線は、車軸5bの中心線に対して直交しており、図6(B),(C)に示すように、上面部7aから突出して上面部7aと一体に形成されている。   The axle box 7 shown in FIGS. 1-4 is a member which accommodates the bearing 6, and is hold | maintained in the predetermined position of the trolley | bogie frame 8 with the axle box support apparatus. As shown in FIGS. 6B and 6C, the axle box 7 includes an upper surface portion 7a and a mandrel 7b. The upper surface portion 7 a is a portion that supports the vibration isolator 10, and is a flat surface provided at the upper end of the axle box 7. The mandrel 7 b is a member that positions the vibration isolator 10 at a predetermined position on the axle box 7. The mandrel 7b is a cylindrical protrusion that penetrates the through holes 11d, 11g, 12a, and 12b of the vibration isolator 10. As shown in FIG. 3, the center line of the mandrel 7b is orthogonal to the center line of the axle 5b, and as shown in FIGS. 6 (B) and 6 (C), the center line 7b protrudes from the upper surface portion 7a. And is integrally formed.

図1、図2及び図4に示す台車枠8は、台車4の主要構成部である。台車枠8は、図1,図2に示すように、左右の側梁とこれらをつなぐ横梁などによって構成されている。台車枠8は、図示しないけん引装置によって車体3に連結されており、車体3との間で前後方向の力が伝達される。   A cart frame 8 shown in FIGS. 1, 2, and 4 is a main component of the cart 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the bogie frame 8 is composed of left and right side beams and horizontal beams connecting them. The carriage frame 8 is connected to the vehicle body 3 by a towing device (not shown), and a force in the front-rear direction is transmitted to the vehicle body 3.

図2及び図4に示す軸ばね9は、軸箱7と台車枠8との間の衝撃を緩和する部材である。軸ばね9は、図4に示すように、軸箱7と台車枠8との間で垂直方向の荷重を弾性的に支持しており、図6(B),(C)に示すように、ばね座9aなどを備えている。ばね座9aは、軸ばね9の下端を支持する部分である。ばね座9aは、軸ばね9と防振装置10との間に挟み込まれており、軸ばね9の下端が均一に防振装置10と接触するように、防振装置10の金属板12Aと接触する側が平坦面に形成されている。   The shaft spring 9 shown in FIGS. 2 and 4 is a member that alleviates the impact between the shaft box 7 and the carriage frame 8. As shown in FIG. 4, the shaft spring 9 elastically supports a load in the vertical direction between the axle box 7 and the carriage frame 8, and as shown in FIGS. 6B and 6C, A spring seat 9a is provided. The spring seat 9 a is a part that supports the lower end of the shaft spring 9. The spring seat 9a is sandwiched between the shaft spring 9 and the vibration isolator 10, and contacts the metal plate 12A of the vibration isolator 10 so that the lower end of the shaft spring 9 contacts the vibration isolator 10 uniformly. The side to perform is formed in the flat surface.

図1〜図6に示す防振装置10は、車両2の軸箱7の振動を抑える部材である。防振装置10は、図2、図4及び図6に示すように、軸箱7と軸ばね9との間に挟み込まれた状態でこれらの間に装着されている。防振装置10は、軸箱7の振動を抑え振動の伝達を防止するとともに、これらの間に発生する衝撃を緩和して騒音の発生を防止する。防振装置10は、図6(A)に示すように、平面形状が円形の板状部材である。防振装置10は、図5に示すように、ゴム部11と、金属板12A,12Bと、圧電センサ13などを備えている。換言すれば、防振装置10は、圧電センサ13を内蔵する圧電センサ内蔵型の軸ばねゴム(軸ばね防振ゴム)である。図7に示すように、ゴム部材11Aと金属板12Aとは一体に接合されており、図8に示すように、ゴム部材11Bと金属板12Bとは一体に接合されている。防振装置10は、例えば、図1に示す鉄道車両用台車に適用する場合には、台車4の車軸5bの左右に1個ずつ配置され、台車1台当たり合計4個(1両当たり合計8個)配置される。   A vibration isolator 10 shown in FIGS. 1 to 6 is a member that suppresses vibration of the axle box 7 of the vehicle 2. As shown in FIGS. 2, 4, and 6, the vibration isolator 10 is mounted between the shaft box 7 and the shaft spring 9 while being sandwiched between them. The vibration isolator 10 suppresses vibration of the axle box 7 and prevents transmission of vibration, and also reduces the impact generated between them to prevent generation of noise. As shown in FIG. 6A, the vibration isolator 10 is a plate-like member having a circular planar shape. As shown in FIG. 5, the vibration isolator 10 includes a rubber part 11, metal plates 12 </ b> A and 12 </ b> B, a piezoelectric sensor 13, and the like. In other words, the vibration isolator 10 is a piezoelectric sensor built-in type shaft spring rubber (shaft spring vibration isolating rubber) incorporating the piezoelectric sensor 13. As shown in FIG. 7, the rubber member 11A and the metal plate 12A are integrally joined, and as shown in FIG. 8, the rubber member 11B and the metal plate 12B are joined integrally. For example, when applied to the railcar bogie shown in FIG. 1, one anti-vibration device 10 is arranged on each of the left and right sides of the axle 5b of the bogie 4, and a total of four anti-vibration devices 10 (total 8 per car). Are arranged).

図5、図6及び図9に示すゴム部11は、複数のゴム部材11A,11Bに分割可能であり、車両2の走行振動を吸収する。ゴム部11は、例えば、天然ゴム、スチレンゴムなどの一般加硫ゴム、ニトリルゴムなどの耐油性を有する加硫ゴム、クロロプレンゴムなどの耐候性及び耐熱性を有する加硫ゴム、ブチルゴムなどの振動緩衝性能を有する加硫ゴム、その他の合成ゴム又はこれら加硫ゴムのブレンドゴム、樹脂エラストマーなどの弾性材である。ゴム部11は、図5〜図7及び図9に示すゴム部材11Aと、図5、図6、図8及び図9に示すゴム部材11Bとを備えている。ゴム部11においては、図5、図6(B)及び図9に示すように、一方のゴム部材11Aと他方のゴム部材11Bとが対向する面の間に圧電センサ13が挟み込まれている。ゴム部11は、ゴム部材11Aとゴム部材11Bとに分割可能なように、非接着で接合されている。また、ゴム部材11Aとゴム部材11Bとに容易に分割できるように、ゴム部11は、例えば、加硫成形済みのゴム部材11A,11Bの接着面に未加硫の接着用ゴムを介在させて加圧加硫する加熱加硫接着法による接合、加硫成形済みのゴム部材11A,11Bの接着面に塗布した加硫剤を含む接着剤を常温で硬化させ加硫する自然加硫接着法による接合、すなわち、加硫成形済みのゴム部材を接合する後加硫接合技術を用いて接合されている。これら後加硫接合は、未加硫ゴムによる接合に比べて接合力は劣るものの、接合物同士が加圧状態にある場合には、高い接着力を有しているが、引張力に対しては比較的弱いため、容易に分割可能である。   The rubber part 11 shown in FIGS. 5, 6, and 9 can be divided into a plurality of rubber members 11 </ b> A and 11 </ b> B and absorbs traveling vibration of the vehicle 2. The rubber part 11 includes vibrations such as natural rubber, general vulcanized rubber such as styrene rubber, vulcanized rubber having oil resistance such as nitrile rubber, vulcanized rubber having weather resistance and heat resistance such as chloroprene rubber, and butyl rubber. It is an elastic material such as vulcanized rubber having a buffering performance, other synthetic rubbers, blend rubbers of these vulcanized rubbers, and resin elastomers. The rubber part 11 includes a rubber member 11A shown in FIGS. 5 to 7 and 9 and a rubber member 11B shown in FIGS. 5, 6, 8 and 9. In the rubber part 11, as shown in FIG. 5, FIG. 6 (B) and FIG. 9, the piezoelectric sensor 13 is sandwiched between the surfaces where one rubber member 11A and the other rubber member 11B face each other. The rubber part 11 is joined in a non-adhesive manner so that it can be divided into a rubber member 11A and a rubber member 11B. Further, the rubber part 11 is formed by interposing an unvulcanized adhesive rubber on the adhesion surface of the rubber members 11A and 11B that have been vulcanized and molded, for example, so that the rubber member 11A and the rubber member 11B can be easily divided. Bonding by heat vulcanization adhesion method for pressure vulcanization, by natural vulcanization adhesion method for curing and vulcanizing an adhesive containing a vulcanizing agent applied to the adhesion surface of rubber members 11A and 11B after vulcanization molding Joining, that is, joining is performed using a post-vulcanization joining technique for joining rubber members that have been vulcanized and molded. Although these post-vulcanized joints are inferior to those of unvulcanized rubber, the joints have high adhesive strength when the joints are in a pressurized state. Is relatively weak and can be easily divided.

図5〜図9に示すゴム部材11A,11Bは、防振装置10の本体を構成する部分である。ゴム部材11A,11Bは、図5、図7及び図8に示すように、円板状の部材である。
図6(B),(C)に示すように、ゴム部材11Aは、軸ばね9のばね座9a(車両2の車体フレーム側部材)に金属板12Aを介して配置されており、ゴム部材11Bは、軸箱7の上面部7a(車両2の輪軸側部材)に金属板12Bを介して配置されている。
The rubber members 11 </ b> A and 11 </ b> B shown in FIGS. 5 to 9 are parts constituting the main body of the vibration isolator 10. The rubber members 11A and 11B are disk-shaped members as shown in FIGS.
As shown in FIGS. 6B and 6C, the rubber member 11A is disposed on the spring seat 9a (the vehicle body frame side member of the vehicle 2) of the shaft spring 9 via the metal plate 12A, and the rubber member 11B. Are arranged on the upper surface portion 7a of the axle box 7 (the wheel shaft side member of the vehicle 2) via a metal plate 12B.

図5〜図7及び図9に示すように、ゴム部材11Aは、当接領域11aを含むスキン層11b(図9)、嵌合部11c(図6,図7)、貫通孔11d(図5〜図7)などを備えている。ゴム部材11Bは、嵌合部11f(図5,図6及び図8)、貫通孔11g(図5,図6及び図8)、収容部11h,11i(図5,図6,図8及び図9)などを備え、圧電センサ13を収容する。   As shown in FIGS. 5 to 7 and 9, the rubber member 11A includes a skin layer 11b (FIG. 9) including a contact region 11a, a fitting portion 11c (FIGS. 6 and 7), and a through hole 11d (FIG. 5). To FIG. 7). The rubber member 11B includes a fitting portion 11f (FIGS. 5, 6, and 8), a through hole 11g (FIGS. 5, 6, and 8), and housing portions 11h and 11i (FIGS. 5, 6, 8, and 8). 9) and the like, and accommodates the piezoelectric sensor 13.

本実施形態におけるゴム部材11A及びゴム部材11Bは、同一のゴム材により構成された発泡ゴムである。発泡ゴムは、例えば、天然ゴム又は合成ゴムなどの原料ゴムに、有機発泡剤,架橋剤,軟化剤及び補強剤を練り込み、密閉された型内で加硫しながら発泡剤を分解させて内部に気泡を形成したゴムである。このような発泡ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、塩素化−エチレン−プロピレン−ジエンゴム(Cl-EPDM)又はエピクロルヒドリンゴムなどを発泡させたゴムがある。もっとも、ゴム部材11Aを剛性が高い高剛性ゴム部材とし、ゴム部材11Bはゴム部材11Aよりも剛性の低い低剛性ゴム部材としてもよい。ここで、ゴム部材の剛性は、ゴム素材の硬度、発泡ゴムの場合は、発泡率により調整することができる。   The rubber member 11A and the rubber member 11B in the present embodiment are foamed rubber made of the same rubber material. Foam rubber is made by, for example, kneading an organic foaming agent, cross-linking agent, softening agent, and reinforcing agent into raw rubber such as natural rubber or synthetic rubber, and decomposing the foaming agent while vulcanizing in a sealed mold. This is a rubber with bubbles formed in it. Examples of such foam rubber include styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chlorinated ethylene-propylene-diene rubber (Cl-EPDM), and epichlorohydrin rubber. There is a rubber that let me. However, the rubber member 11A may be a high-rigidity rubber member with high rigidity, and the rubber member 11B may be a low-rigidity rubber member with lower rigidity than the rubber member 11A. Here, the rigidity of the rubber member can be adjusted by the hardness of the rubber material and, in the case of foamed rubber, the foaming rate.

図9に示されるように、当接領域11aは、ゴム部材11Aが備えるスキン層11bの一部であって、圧電センサ13の上面と対向し、該上面に接触している領域である。上記のとおり、本実施形態におけるゴム部材11Aは気泡を含む発泡ゴムである。よって、ゴム部11(ゴム部材11A,11B)に荷重が作用すると、ゴム部材11Aは、荷重の作用方向(垂直方向(上下方向))に弾性変形する一方、荷重の作用方向と交差する方向(水平方向(左右方向))にはほとんど弾性変形しない。すなわち、ゴム部11に荷重が作用すると、ゴム部材11Aは、垂直方向に圧縮されるが、かかる圧縮に伴って水平方向に膨張することはない。換言すれば、ゴム部11に荷重が作用してもゴム部材11Aが水平方向にボリューム移動することはない。従って、圧電センサ13の上面とこれに圧接されている当接領域11aとの間における摩擦に起因して引張力が生じることがなく、圧電センサ13が引裂き破壊される虞がない。尚、ゴム部材11Aの垂直方向における弾性変形によって振動が吸収されることはもちろんである。   As shown in FIG. 9, the contact region 11 a is a part of the skin layer 11 b included in the rubber member 11 </ b> A, and is a region that faces the upper surface of the piezoelectric sensor 13 and is in contact with the upper surface. As described above, the rubber member 11A in the present embodiment is a foamed rubber containing bubbles. Therefore, when a load acts on the rubber part 11 (rubber members 11A and 11B), the rubber member 11A is elastically deformed in the load acting direction (vertical direction (up and down direction)), while intersecting the load acting direction ( In the horizontal direction (left-right direction), there is almost no elastic deformation. That is, when a load is applied to the rubber part 11, the rubber member 11A is compressed in the vertical direction, but does not expand in the horizontal direction along with the compression. In other words, even when a load is applied to the rubber part 11, the rubber member 11A does not move in a volume in the horizontal direction. Therefore, no tensile force is generated due to friction between the upper surface of the piezoelectric sensor 13 and the contact area 11a pressed against the upper surface, and there is no possibility that the piezoelectric sensor 13 is torn and broken. Of course, the vibration is absorbed by the elastic deformation of the rubber member 11A in the vertical direction.

特に、スキン層11b及びその近傍は、他の部分に比べて水平方向のボリューム移動が最も発生し難い部位である。よって、かかるスキン層11bに当接領域11aが設けられている本実施形態では上記効果がより一層顕著に得られる。   In particular, the skin layer 11b and the vicinity thereof are portions where the volume movement in the horizontal direction is least likely to occur compared to other portions. Therefore, in the present embodiment in which the contact region 11a is provided in the skin layer 11b, the above effect can be obtained more remarkably.

図9に示されるように、本実施形態では、ゴム部材11Bと接合されるゴム部材11Aの表面(下面)にのみスキン層11bが形成されており、このスキン層11bの一部に当接領域11aが設けられている。しかし、発泡ゴムであるゴム部材11Aが水を溜めこむことを防ぐ観点からは、ゴム部材11Aの下面のみでなく、側面や上面にもスキン層を形成することが好ましい。   As shown in FIG. 9, in this embodiment, the skin layer 11b is formed only on the surface (lower surface) of the rubber member 11A to be joined to the rubber member 11B, and a contact region is formed on a part of the skin layer 11b. 11a is provided. However, from the viewpoint of preventing the rubber member 11A, which is foam rubber, from accumulating water, it is preferable to form a skin layer not only on the lower surface of the rubber member 11A but also on the side surface and the upper surface.

図5〜図7に示す嵌合部11c,11fは、ゴム部材11Aとゴム部材11Bとが嵌合する部分である。嵌合部11c,11fは、ゴム部材11Aとゴム部材11Bとを接合させるときに、これらを位置決めする位置決め部として機能するとともに、ゴム部11に荷重が作用したときに、ゴム部材11Aとゴム部材11Bとが位置ずれするのを防止する位置ずれ防止部としても機能する。図6,図7に示す嵌合部11cは、ゴム部材11Aの表面に形成された凹部であり、ゴム部材11Aの中心に対して点対称にスキン層11b(図9)の表面に2つ形成されている。図5、図6及び図8に示す嵌合部11fは、ゴム部材11Bの表面に形成された凸部であり、ゴム部材11Aの嵌合部11cと嵌合可能なように、ゴム部材11Aの中心に対して点対称に2つ形成されている。嵌合部11cは、ゴム部材11Aを成形するときにゴム部材11Aと一体に成形され、嵌合部11fはゴム部材11Bを成形するときにゴム部材11Bと一体に成形される。嵌合部11fは、ゴム部11の中心軸を中心として圧電センサ13に対して90度ずらして配置されている。嵌合部11c,11fは、例えば、図3に示すように、車両2の長さ方向(車軸5bの長さ方向と直交する方向)に配置されている。図5〜図7に示す貫通孔11dは、軸ばね9の心棒7bが貫通する部分であり、ゴム部材11Aの中心に形成されている。   The fitting portions 11c and 11f shown in FIGS. 5 to 7 are portions where the rubber member 11A and the rubber member 11B are fitted. The fitting portions 11c and 11f function as positioning portions for positioning the rubber member 11A and the rubber member 11B, and when a load is applied to the rubber portion 11, the rubber member 11A and the rubber member It also functions as a misalignment prevention unit that prevents misalignment with 11B. 6 and 7 are concave portions formed on the surface of the rubber member 11A, and two fitting portions 11c are formed on the surface of the skin layer 11b (FIG. 9) symmetrically with respect to the center of the rubber member 11A. Has been. The fitting portion 11f shown in FIGS. 5, 6 and 8 is a convex portion formed on the surface of the rubber member 11B, and the fitting portion 11c of the rubber member 11A can be fitted with the fitting portion 11c of the rubber member 11A. Two points are formed symmetrically with respect to the center. The fitting portion 11c is formed integrally with the rubber member 11A when the rubber member 11A is formed, and the fitting portion 11f is formed integrally with the rubber member 11B when the rubber member 11B is formed. The fitting portion 11 f is disposed 90 degrees away from the piezoelectric sensor 13 around the central axis of the rubber portion 11. For example, as shown in FIG. 3, the fitting portions 11 c and 11 f are arranged in the length direction of the vehicle 2 (a direction orthogonal to the length direction of the axle 5 b). The through hole 11d shown in FIGS. 5 to 7 is a portion through which the mandrel 7b of the shaft spring 9 passes, and is formed at the center of the rubber member 11A.

図9に示すように、当接領域11a以外のスキン層11bの表面は、ゴム部材11Bの表面(上面)と密着する。ゴム部材11Bは、ゴム部材11Aとは異なり、内部に気泡が存在しないソリッドゴム(硬質ゴム)である。このようなソリッドゴムとしては、ニトリルゴム(NBR)又はエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などがある。図5、図6及び図8に示す貫通孔11gは、軸ばね9の心棒7bが貫通する部分であり、貫通孔11dと接続するようにゴム部材11Bの中心に形成されている。   As shown in FIG. 9, the surface of the skin layer 11b other than the contact region 11a is in close contact with the surface (upper surface) of the rubber member 11B. Unlike the rubber member 11A, the rubber member 11B is a solid rubber (hard rubber) having no air bubbles inside. Examples of such solid rubber include nitrile rubber (NBR) and ethylene-propylene-diene rubber (EPDM). The through hole 11g shown in FIGS. 5, 6 and 8 is a portion through which the mandrel 7b of the shaft spring 9 passes, and is formed at the center of the rubber member 11B so as to be connected to the through hole 11d.

図5、図6、図8及び図9に示す収容部11hは、圧電センサ13を収容する部分である。収容部11hは、ゴム部材11Bの表面に形成された凹部であり、ゴム部材11Bの表面を切り欠くように形成されている。収容部11hの深さは、ゴム部材11Aの当接領域11aが圧電センサ13の電極部14Aと密着するように、圧電センサ13の厚みよりも僅かに浅く形成されている。収容部11hは、図5に示すように、圧電センサ13が嵌合可能なように圧電センサ13の外形と略同一形状に形成されている。   The housing part 11 h shown in FIGS. 5, 6, 8 and 9 is a part for housing the piezoelectric sensor 13. The accommodating portion 11h is a recess formed on the surface of the rubber member 11B, and is formed so as to cut out the surface of the rubber member 11B. The depth of the accommodating portion 11h is slightly shallower than the thickness of the piezoelectric sensor 13 so that the contact region 11a of the rubber member 11A is in close contact with the electrode portion 14A of the piezoelectric sensor 13. As shown in FIG. 5, the accommodating portion 11 h is formed in substantially the same shape as the outer shape of the piezoelectric sensor 13 so that the piezoelectric sensor 13 can be fitted.

図5、図6、図8に示す収容部11iは、電線(リード線)15を収容する部分である。収容部11iは、収容部11hと同様に、ゴム部材11Bの表面に形成された凹部であり、ゴム部材11Bの表面を切り欠くように形成されている。収容部11iは、図5、図6及び図8に示すように、リード線15の余長部を撓ませた状態で収容可能なように幅広に形成されている。また、ゴム部材11Bには、一端が収容部11iの内面に連通し、他端がゴム部材11Bの外周面に連通する配線溝が形成されている。配線溝の幅はリード線15の幅と略同じ幅に形成されており、この配線溝を通してリード線15をゴム部11の外に引き出せるようになっている。   The accommodating portion 11 i shown in FIGS. 5, 6, and 8 is a portion that accommodates the electric wire (lead wire) 15. The accommodating part 11i is a recessed part formed in the surface of the rubber member 11B like the accommodating part 11h, and is formed so as to cut out the surface of the rubber member 11B. As shown in FIGS. 5, 6, and 8, the accommodating portion 11 i is formed wide so that it can be accommodated in a state where the extra length portion of the lead wire 15 is bent. Further, the rubber member 11B is formed with a wiring groove having one end communicating with the inner surface of the housing portion 11i and the other end communicating with the outer peripheral surface of the rubber member 11B. The width of the wiring groove is formed to be substantially the same as the width of the lead wire 15, and the lead wire 15 can be drawn out of the rubber portion 11 through this wiring groove.

図5〜図8に示す金属板12A,12Bは、防振装置10の上面及び下面を構成する部分である。金属板12A,12Bは、ゴム部11を挟み込むようにゴム部11の上面及び下面に積層されている金具部であり、ゴム部11の上面及び下面の全域を被覆するようにこのゴム部11に接合されている。金属板12Aは、ゴム部材11Aの背面側に固着されており、金属板12Bはゴム部材11Bの背面側に固着されている。金属板12A,12Bは、例えば、一般圧延用鋼材(SS400)などであり、互いに平行になるようにゴム部11の両面に加硫接着又は接着剤によって接着されている。金属板12Aは、防振装置10の上面プレート部を構成し、金属板12Bは防振装置10の下面プレート部を構成する。金属板12Aは、貫通孔12aを備えており、金属板12Bは貫通孔12bと密着面12cを備えている。貫通孔12a,12bは、軸ばね9の心棒7bが貫通する部分であり、金属板12A,12Bの中心に形成されている。貫通孔12aは、貫通孔12bよりも内径が小さく形成されている。密着面12cは、図6(B),(C)に示すように、軸箱7の上面部7aの全面と密着する部分である。密着面12cは、軸箱7の上面部7aと接触する側の金属板12Bの表面である。密着面12cは、この密着面12cと軸箱7の上面部7aの全面との間で荷重が均等に作用するように、軸箱7の上面部7aと同じく平坦面に形成されている。   The metal plates 12 </ b> A and 12 </ b> B shown in FIGS. 5 to 8 are parts constituting the upper surface and the lower surface of the vibration isolator 10. The metal plates 12A and 12B are metal parts that are laminated on the upper surface and the lower surface of the rubber part 11 so as to sandwich the rubber part 11, and the rubber part 11 is covered with the rubber part 11 so as to cover the entire area of the upper surface and the lower surface. It is joined. The metal plate 12A is fixed to the back side of the rubber member 11A, and the metal plate 12B is fixed to the back side of the rubber member 11B. The metal plates 12A and 12B are, for example, general rolling steel (SS400) or the like, and are bonded to both surfaces of the rubber part 11 by vulcanization bonding or an adhesive so as to be parallel to each other. The metal plate 12 </ b> A constitutes an upper surface plate portion of the vibration isolation device 10, and the metal plate 12 </ b> B constitutes a lower surface plate portion of the vibration isolation device 10. The metal plate 12A includes a through hole 12a, and the metal plate 12B includes a through hole 12b and a contact surface 12c. The through holes 12a and 12b are portions through which the mandrel 7b of the shaft spring 9 passes, and are formed at the centers of the metal plates 12A and 12B. The through hole 12a has a smaller inner diameter than the through hole 12b. The contact surface 12c is a portion that is in close contact with the entire upper surface portion 7a of the axle box 7, as shown in FIGS. The contact surface 12c is the surface of the metal plate 12B on the side in contact with the upper surface portion 7a of the axle box 7. The close contact surface 12c is formed on a flat surface like the upper surface portion 7a of the axle box 7 so that a load acts evenly between the close contact surface 12c and the entire upper surface portion 7a of the axle box 7.

図5、図6及び図9に示す圧電センサ13は、ゴム部11に作用する荷重を検出する部分である。圧電センサ13は、軌道1上を車両2が走行するときに発生する機械的な振動を電気信号に変換する機械電気変換部として機能する荷重検出装置である。圧電センサ13は、例えば、車両2の走行によって軸箱7が振動したときに発生する電力によって、軸箱7に作用する荷重を検出して軸受6の状態を監視する軸受監視センサとしても機能する。圧電センサ13は、図5に示す電極部14A,14Bと、圧電ゴム部14Cと、リード線15とを備えている。圧電センサ13の表面(電極部14Aの表面)は、ゴム部材11Aの当接領域11aと密着する(図9)。圧電センサ13は、図5及び図6(A)に示すように、ゴム部材11Bの中心に対して点対称に配置されており、ゴム部材11Bの円周方向に等間隔で2つ配置されている。圧電センサ13は、例えば、図3に示すように、車両2の幅方向(車軸5bの長さ方向)に配置されている。   The piezoelectric sensor 13 shown in FIGS. 5, 6, and 9 is a part that detects a load acting on the rubber part 11. The piezoelectric sensor 13 is a load detection device that functions as a mechanical / electrical converter that converts mechanical vibration generated when the vehicle 2 travels on the track 1 into an electrical signal. The piezoelectric sensor 13 also functions as a bearing monitoring sensor that monitors the state of the bearing 6 by detecting the load acting on the axle box 7 by the electric power generated when the axle box 7 vibrates as the vehicle 2 travels, for example. . The piezoelectric sensor 13 includes electrode portions 14A and 14B, a piezoelectric rubber portion 14C, and a lead wire 15 shown in FIG. The surface of the piezoelectric sensor 13 (the surface of the electrode portion 14A) is in close contact with the contact region 11a of the rubber member 11A (FIG. 9). As shown in FIGS. 5 and 6A, the piezoelectric sensors 13 are arranged point-symmetrically with respect to the center of the rubber member 11B, and two piezoelectric sensors 13 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rubber member 11B. Yes. For example, as shown in FIG. 3, the piezoelectric sensor 13 is arranged in the width direction of the vehicle 2 (the length direction of the axle 5b).

圧電センサ13は、ゴム部11に内蔵された状態(ゴム部材11Aとゴム部材11Bとに挟まれた状態)でゴム部11に作用する荷重に応じて電気信号を出力する。圧電センサ13は、軌道1上を車両2が走行するときに発生する振動を圧電効果によって電気信号に変換する。圧電センサ13は、ゴム部材11A,11Bに挟み込まれた状態で、このゴム部材11A,11Bに作用する荷重を検出する。圧電センサ13を構成する圧電ゴム部14Cは、ゴム中に圧電材料を分散させた部材であり、振動の大きさ(荷重の大きさ)に応じた電力を発生する弾性を有する圧電素子である。圧電ゴム部14Cは、例えば、ニトリルゴムなどのゴム材とチタン酸ジルコン酸鉛(商品名PZT)などの圧電セラミック粉末とを混合する混合工程と、この混合工程後の混合物を加硫する加硫工程と、この加硫工程後の混合物の両端部に電圧を印加してこの混合物を分極させる分極工程とによって製造される。   The piezoelectric sensor 13 outputs an electrical signal in accordance with a load acting on the rubber part 11 in a state of being built in the rubber part 11 (a state sandwiched between the rubber member 11A and the rubber member 11B). The piezoelectric sensor 13 converts vibration generated when the vehicle 2 travels on the track 1 into an electrical signal by the piezoelectric effect. The piezoelectric sensor 13 detects a load acting on the rubber members 11A and 11B while being sandwiched between the rubber members 11A and 11B. The piezoelectric rubber portion 14C constituting the piezoelectric sensor 13 is a member in which a piezoelectric material is dispersed in rubber, and is a piezoelectric element having elasticity that generates electric power according to the magnitude of vibration (size of load). The piezoelectric rubber portion 14C is, for example, a mixing step of mixing a rubber material such as nitrile rubber and a piezoelectric ceramic powder such as lead zirconate titanate (trade name PZT), and a vulcanization for vulcanizing the mixture after the mixing step. And a polarization step in which a voltage is applied to both ends of the mixture after the vulcanization step to polarize the mixture.

図5に示す電極部14A,14Bは、圧電ゴム部14Cに電気的に接続された接点部分である。電極部14A,14Bは、圧電ゴム部14Cの上面及び下面に積層されており、圧電ゴム部14Cの上面及び下面の全域を被覆するように接合されている。電極部14Aは、ゴム部材11Aのスキン層11b(当接領域11a)に密着し、電極部14Bはゴム部材11Bの収容部11hの底面と密着する。電極部14A,14Bは、例えば、互いに平行になるように圧電ゴム部14Cの両面に加硫接着して形成したり、金属、金属酸化物又はカーボンなどの導電性材料を蒸着、シルクスクリーン印刷又はイオンスパッタリングなどの方法によって圧電ゴム部14Cの両面に形成したり、導電性材料を含有する樹脂又は導電性高分子などの導電性樹脂を圧電ゴム部14Cの両面に多層化して形成したりする。   The electrode portions 14A and 14B shown in FIG. 5 are contact portions electrically connected to the piezoelectric rubber portion 14C. The electrode portions 14A and 14B are stacked on the upper and lower surfaces of the piezoelectric rubber portion 14C, and are joined so as to cover the entire upper and lower surfaces of the piezoelectric rubber portion 14C. The electrode portion 14A is in close contact with the skin layer 11b (contact region 11a) of the rubber member 11A, and the electrode portion 14B is in close contact with the bottom surface of the accommodating portion 11h of the rubber member 11B. The electrode portions 14A and 14B are formed by, for example, vulcanizing and bonding on both surfaces of the piezoelectric rubber portion 14C so as to be parallel to each other, or vapor-depositing, silk screen printing or conductive materials such as metal, metal oxide, or carbon. It is formed on both surfaces of the piezoelectric rubber portion 14C by a method such as ion sputtering, or a conductive resin such as a resin containing a conductive material or a conductive polymer is formed on both surfaces of the piezoelectric rubber portion 14C.

図5及び図6(A)に示すリード線15は、圧電ゴム部14Cが発生する電流が流れる部分である。リード線15は、導電材の表面が絶縁材によって被覆された導電部であって、電極部14A,14Bに接続された、圧電ゴム部14Cから出力された電気信号(荷重検出信号)を取り出すための信号線である。リード線15は、ゴム部11に荷重が作用してリード線15に摩擦力が作用したときに、電極部14A,14Bとの接続部から切断しないように、図5及び図6(A)に示すように収容部11i内に弛んだ状態で収容されている。   The lead wire 15 shown in FIGS. 5 and 6A is a portion through which a current generated by the piezoelectric rubber portion 14C flows. The lead wire 15 is a conductive portion whose surface is covered with an insulating material, and takes out an electrical signal (load detection signal) output from the piezoelectric rubber portion 14C connected to the electrode portions 14A and 14B. This is a signal line. The lead wire 15 is shown in FIG. 5 and FIG. 6 (A) so as not to be disconnected from the connection portion with the electrode portions 14A and 14B when a load acts on the rubber portion 11 and a friction force acts on the lead wire 15. As shown, it is accommodated in the accommodation portion 11i in a relaxed state.

次に、本実施形態に係る防振装置10の作用を説明する。図2に示される軌道1上を車両2が走行すると軸箱7が振動し、防振装置10に荷重が作用する。すると、図9(B)に示されるように、荷重の作用方向と交差する方向(垂直方向(上下方向))にゴム部11が圧縮される。しかし、ゴム部材11Aは発泡ゴムなので、上下方向に圧縮された分のボリュームが水平方向(左右方向)に移動することはない。従って、圧電センサ13の電極部14Aと密着しているゴム部材11Aの当接領域11aが左右に移動することはなく、従って、電極部14Aと当接領域11aとの間における摩擦に起因して圧電センサ13に引張力が作用することがなく、圧電センサ13が引裂き破壊される虞がない。尚、ゴム部11の垂直方向における弾性変形(特に、ゴム部材11Aの弾性変形)によって振動が吸収されることはもちろんである。   Next, the operation of the vibration isolator 10 according to this embodiment will be described. When the vehicle 2 travels on the track 1 shown in FIG. 2, the axle box 7 vibrates and a load acts on the vibration isolator 10. Then, as shown in FIG. 9B, the rubber part 11 is compressed in a direction (vertical direction (up and down direction)) intersecting with the load acting direction. However, since the rubber member 11A is foamed rubber, the volume that is compressed in the vertical direction does not move in the horizontal direction (left-right direction). Therefore, the contact region 11a of the rubber member 11A that is in close contact with the electrode portion 14A of the piezoelectric sensor 13 does not move to the left and right, and therefore is caused by friction between the electrode portion 14A and the contact region 11a. A tensile force does not act on the piezoelectric sensor 13, and there is no possibility that the piezoelectric sensor 13 is torn and broken. Of course, the vibration is absorbed by the elastic deformation of the rubber part 11 in the vertical direction (in particular, the elastic deformation of the rubber member 11A).

本実施形態に係る防振装置10には、少なくとも以下に記載するような効果がある。
(1)本実施形態に係る防振装置10は、ゴム部11が一方側のゴム部材11Aと他方側のゴム部材11Bとを有し、これらゴム部材11A,11Bの対向面間に挟み込まれた圧電センサ13によってゴム部11に作用する荷重が検出される。このため、防振装置10を廃棄するときにゴム部材11Aとゴム部材11Bとを分離して、ゴム部11から圧電センサ13を簡単に取り出して回収することができる。また、ゴム部11が経年劣化したときに劣化後のゴム部11から圧電センサ13を取り出して、新品のゴム部11にこの圧電センサ13を取り付けて再使用することができる。さらに、ゴム部材11Aとゴム部材11Bとの間に圧電センサ13を挟み込むことによって、ゴム部材11A,11Bによって圧電センサ13を保護し、圧電センサ13の損傷を防ぐことができるとともに、圧電センサ13の防水性を確保することができる。
(2)本実施形態に係る防振装置10が備えるゴム部11は、車両2の軸ばね9上に配置される一方側のゴム部材11Aと、車両2の軸箱7上に配置される他方側のゴム部材11Bとからなる軸ばねゴムである。このため、例えば、軸ばねゴムとともに弾性変形する圧電センサ13(圧電ゴム部14C)からの出力信号を解析することによって、車両2の状態を監視することができる。
(3)本実施形態におけるゴム部材11Aは発泡ゴムである。このため、ゴム部11に荷重が作用してもゴム部材11Aが水平方向(左右方向)にボリューム移動することがない。すなわち、ゴム部材11Aの当接領域11aが水平方向に移動するのを規制する移動規制手段として機能する。このため、圧電センサ13に引張力が作用し、圧電センサ13が破損することがない。同様の理由より、電極部14A,14Bを厚くして圧電センサ13の強度を高める必要がなく、圧電センサ13のコンパクト化(薄型化)が可能である。
(4)本実施形態では、水平方向(左右方向)のボリューム移動が最も発生し難いスキン層11bに当接領域11aが設けられているので、上記(3)の効果がより一層顕著に得られる。
The vibration isolator 10 according to the present embodiment has at least the effects described below.
(1) In the vibration isolator 10 according to the present embodiment, the rubber part 11 has a rubber member 11A on one side and a rubber member 11B on the other side, and is sandwiched between opposing surfaces of these rubber members 11A and 11B. A load acting on the rubber part 11 is detected by the piezoelectric sensor 13. For this reason, when discarding the vibration isolator 10, the rubber member 11A and the rubber member 11B can be separated, and the piezoelectric sensor 13 can be easily taken out and collected from the rubber part 11. Further, when the rubber part 11 has deteriorated over time, the piezoelectric sensor 13 can be taken out from the deteriorated rubber part 11 and can be reused by attaching the piezoelectric sensor 13 to a new rubber part 11. Further, by sandwiching the piezoelectric sensor 13 between the rubber member 11A and the rubber member 11B, the piezoelectric sensor 13 can be protected by the rubber members 11A and 11B, and the piezoelectric sensor 13 can be prevented from being damaged. Waterproofness can be ensured.
(2) The rubber part 11 included in the vibration isolator 10 according to the present embodiment includes one rubber member 11A disposed on the shaft spring 9 of the vehicle 2 and the other disposed on the shaft box 7 of the vehicle 2. This is an axial spring rubber composed of the side rubber member 11B. Therefore, for example, the state of the vehicle 2 can be monitored by analyzing an output signal from the piezoelectric sensor 13 (piezoelectric rubber portion 14C) that is elastically deformed together with the shaft spring rubber.
(3) The rubber member 11A in the present embodiment is foamed rubber. For this reason, even if a load acts on the rubber part 11, the rubber member 11A does not move in a volume direction in the horizontal direction (left-right direction). That is, it functions as a movement restricting means for restricting the contact region 11a of the rubber member 11A from moving in the horizontal direction. For this reason, a tensile force acts on the piezoelectric sensor 13 and the piezoelectric sensor 13 is not damaged. For the same reason, it is not necessary to increase the strength of the piezoelectric sensor 13 by increasing the thickness of the electrode portions 14A and 14B, and the piezoelectric sensor 13 can be made compact (thinned).
(4) In this embodiment, since the contact region 11a is provided in the skin layer 11b where the volume movement in the horizontal direction (left-right direction) hardly occurs, the effect (3) can be obtained more remarkably. .

(第2実施形態)
以下では、図1〜図9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。
(Second Embodiment)
In the following, the same parts as those shown in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図10〜図14に示すゴム部11は、図5〜図9に示すゴム部11とは異なる移動規制手段などを備えている。図10,図11,図13及び図14に示すゴム部材11Bは、圧電センサ13を収容する剛性が高い高剛性ゴム部材(ソリッドゴム)である。図10〜図12及び図14に示すゴム部材11Aは、ゴム部材11Bよりも剛性の低い低剛性ゴム部材(ソリッドゴム)である。このような低硬度剛性ソリッドゴムとしては、ポリノルボーネンゴム,シリコーンゴム,スチレン−ブタジエンゴム(SBR)又はエピクロルヒドリンゴムなどがある。なお、ゴム部材11A、ゴム部材11Bともに、同種ゴムを使用し、ゴム部材11Bよりも低剛性、すなわち、ゴム硬度の低いゴムをゴム部材Aとして使用してもよい。   The rubber part 11 shown in FIGS. 10 to 14 is provided with a movement restricting means different from the rubber part 11 shown in FIGS. The rubber member 11B shown in FIGS. 10, 11, 13, and 14 is a high-rigidity rubber member (solid rubber) having high rigidity for housing the piezoelectric sensor 13. The rubber member 11A shown in FIGS. 10 to 12 and 14 is a low-rigidity rubber member (solid rubber) having a lower rigidity than the rubber member 11B. Examples of such a low hardness rigid solid rubber include polynorbornene rubber, silicone rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), and epichlorohydrin rubber. Note that the rubber member 11A and the rubber member 11B may be made of the same type of rubber, and rubber having a lower rigidity than the rubber member 11B, that is, a rubber hardness may be used as the rubber member A.

上記移動規制手段は、ゴム部11に荷重が作用したときに、ゴム部材11Aの当接領域11aが水平方向に移動するのを規制する手段である。本実施形態における当接領域11aは、圧電センサ13に接触しているゴム部材11Aの表面(下面)の一部である点で第1実施形態における当接領域11aと共通する。しかし、ゴム部材11Aが発泡ゴムである第1実施形態における当接領域11aがスキン層11bの一部であったのに対し、ゴム部材11Aがソリッドゴムである本実施形態における当接領域11aは、スキン層の一部ではない。   The movement restricting means is a means for restricting the contact region 11a of the rubber member 11A from moving in the horizontal direction when a load is applied to the rubber portion 11. The contact area 11a in the present embodiment is common to the contact area 11a in the first embodiment in that it is a part of the surface (lower surface) of the rubber member 11A that is in contact with the piezoelectric sensor 13. However, the contact region 11a in the first embodiment in which the rubber member 11A is foamed rubber is a part of the skin layer 11b, whereas the contact region 11a in the present embodiment in which the rubber member 11A is solid rubber is , Not part of the skin layer.

上記移動規制手段は、ゴム部11に荷重が作用したときに、当接領域11aが水平方向に移動することを回避すべく、ゴム部材11Aの同方向への膨張を部分的に抑制する膨張抑制部としても機能する。また、移動規制手段は、ゴム部11に荷重が作用したときに、圧電センサ13の電極部14Aと接触している当接領域11aが電極部14Aに沿って移動することを規制する。図10,図11,図13及び図14に示されるように、本実施形態における移動規制手段は、圧電センサ13の外周に沿って立設する壁状に形成されたゴム部材11Bの一部(壁状部16a)によって構成されている。ゴム部材11Bは、ゴム部材11Aよりも剛性が高いので、ゴム部材11Bの一部である壁状部16aは、ゴム部11に荷重が作用したときに、壁状部16aによって囲まれている当接領域11aを含むゴム部材11Aの一部が水平方向に膨張することを規制する。   The movement restricting means partially suppresses expansion of the rubber member 11A in the same direction in order to prevent the contact region 11a from moving in the horizontal direction when a load is applied to the rubber part 11. It also functions as a part. The movement restricting means restricts movement of the contact region 11a in contact with the electrode portion 14A of the piezoelectric sensor 13 along the electrode portion 14A when a load acts on the rubber portion 11. As shown in FIGS. 10, 11, 13, and 14, the movement restricting means in this embodiment is a part of a rubber member 11 </ b> B formed in a wall shape standing along the outer periphery of the piezoelectric sensor 13 ( It is constituted by a wall-like part 16a). Since the rubber member 11B has higher rigidity than the rubber member 11A, the wall-like portion 16a which is a part of the rubber member 11B is surrounded by the wall-like portion 16a when a load is applied to the rubber portion 11. Part of the rubber member 11A including the contact area 11a is restricted from expanding in the horizontal direction.

図10,図11,図13及び図14に示されるように、ゴム部材11Bの壁状部16aは、収容部11h,11iの内壁である。すなわち、本実施形態では、圧電センサ13及びリード線15が収容される収容部11h,11iが第1実施形態のそれらに比べて深く形成されており、圧電センサ13は収容部11h内に埋設される。これに対応して、図11,図12及び図14に示されるように、ゴム部材11Aには、圧電センサ13の上から収容部11h,11i内に嵌め込まれる凸状の嵌合部16bが設けられている。   As shown in FIGS. 10, 11, 13, and 14, the wall-like portion 16a of the rubber member 11B is an inner wall of the housing portions 11h and 11i. That is, in this embodiment, the accommodating portions 11h and 11i in which the piezoelectric sensor 13 and the lead wire 15 are accommodated are formed deeper than those in the first embodiment, and the piezoelectric sensor 13 is embedded in the accommodating portion 11h. The Correspondingly, as shown in FIGS. 11, 12, and 14, the rubber member 11 </ b> A is provided with a convex fitting portion 16 b that is fitted into the housing portions 11 h and 11 i from above the piezoelectric sensor 13. It has been.

図11及び図14に示されるように、嵌合部16bは圧電センサ13が収容された収容部11hに、圧電センサ13の上から嵌合され、収容部11hとの間で圧電センサ13を挟み込む。すなわち、本実施形態では、嵌合部16bの表面(下面)が圧電センサ13に当接する当接領域11aである。   11 and 14, the fitting portion 16b is fitted from above the piezoelectric sensor 13 into the housing portion 11h in which the piezoelectric sensor 13 is housed, and the piezoelectric sensor 13 is sandwiched between the housing portion 11h. . That is, in the present embodiment, the surface (lower surface) of the fitting portion 16 b is the contact region 11 a that contacts the piezoelectric sensor 13.

図10,図13に示されるように、収容部11h,11iは、ゴム部材11Bの表面を切り欠くように形成されている。一方、図11,12に示されるように、嵌合部16bは、収容部11h,11iと同一形状に成形されており、嵌合部16bの高さは収容部11h,11iの深さよりも低く形成されている。ゴム部11に荷重が作用すると、嵌合部16bの表面(当接領域11a)は圧電センサ13の上面に押し付けられ、この上面に密着する。   As shown in FIGS. 10 and 13, the accommodating portions 11h and 11i are formed so as to cut out the surface of the rubber member 11B. On the other hand, as shown in FIGS. 11 and 12, the fitting portion 16b is formed in the same shape as the housing portions 11h and 11i, and the height of the fitting portion 16b is lower than the depth of the housing portions 11h and 11i. Is formed. When a load acts on the rubber part 11, the surface of the fitting part 16 b (contact area 11 a) is pressed against the upper surface of the piezoelectric sensor 13 and is in close contact with the upper surface.

次に、本実施形態に係る防振装置10の作用を説明する。図2に示されている軌道1上を車両2が走行すると軸箱7が振動し、防振装置10に荷重が作用する。すると、図14(B)に示されるように、荷重の作用方向と交差する方向(垂直方向(上下方向))にゴム部11が圧縮される。具体的には、ゴム部材11A及びゴム部材11Bが上下方向に圧縮され、圧縮された分のボリュームが水平方向(左右方向)に移動する。すなわち、ゴム部材11A及びゴム部材11Bは、全体として上下方向に圧縮され、左右方向に膨張する。ここで、ゴム部材11Aは低硬度ソリッドゴムである一方、ゴム部材11Bは高硬度ソリッドゴムであるので、ゴム部11に荷重が作用した際、ゴム部材11Aの変形量は、ゴム部材11Bの変形量に比べて大きい。しかし、当接領域11aを含むゴム部材11Aの一部(嵌合部16b)は、ゴム部材11Bの一部である収容部11h,11iの内面(壁状部16a)によって包囲されている。よって、ゴム部材11Aの嵌合部16bは、水平方向へのボリューム移動が規制され、当接領域11aは同方向にほとんど移動しない。すなわち、圧電センサ13の電極部14Aと密着しているゴム部材11Aの当接領域11aが左右に移動することはなく、従って、電極部14Aと当接領域11aとの間における摩擦に起因して圧電センサ13に引張力が生じることがなく、圧電センサ13が引裂き破壊される虞がない。このように、収容部11h,11iの内壁(壁状部16a)は、ゴム部11に荷重が作用したときに、当接領域11aが水平方向に移動することを規制する移動規制手段として機能する。尚、ゴム部11の垂直方向における弾性変形によって振動が吸収されることはもちろんである。   Next, the operation of the vibration isolator 10 according to this embodiment will be described. When the vehicle 2 travels on the track 1 shown in FIG. 2, the axle box 7 vibrates and a load acts on the vibration isolator 10. Then, as shown in FIG. 14 (B), the rubber part 11 is compressed in a direction (vertical direction (up and down direction)) intersecting with the acting direction of the load. Specifically, the rubber member 11A and the rubber member 11B are compressed in the vertical direction, and the volume corresponding to the compression moves in the horizontal direction (left and right direction). That is, the rubber member 11A and the rubber member 11B are compressed in the vertical direction as a whole and expanded in the horizontal direction. Here, the rubber member 11A is a low hardness solid rubber, while the rubber member 11B is a high hardness solid rubber. Therefore, when a load is applied to the rubber portion 11, the deformation amount of the rubber member 11A is the deformation of the rubber member 11B. Larger than the amount. However, a part (fitting part 16b) of the rubber member 11A including the contact region 11a is surrounded by the inner surfaces (wall-like part 16a) of the accommodating parts 11h and 11i which are part of the rubber member 11B. Therefore, the volume movement in the horizontal direction of the fitting portion 16b of the rubber member 11A is restricted, and the contact area 11a hardly moves in the same direction. That is, the contact area 11a of the rubber member 11A that is in close contact with the electrode portion 14A of the piezoelectric sensor 13 does not move to the left and right, and thus is caused by friction between the electrode portion 14A and the contact area 11a. No tensile force is generated in the piezoelectric sensor 13, and there is no possibility that the piezoelectric sensor 13 is torn and broken. Thus, the inner walls (wall-like portions 16a) of the accommodating portions 11h and 11i function as movement restricting means for restricting the contact region 11a from moving in the horizontal direction when a load is applied to the rubber portion 11. . Of course, the vibration is absorbed by the elastic deformation of the rubber part 11 in the vertical direction.

本実施形態に係る防振装置10は、第1実施形態に係る防振装置10の効果に加えて、少なくとも以下に記載するような効果がある。
(1)本実施形態では、ゴム部11に荷重が作用したときに、圧電センサ13と当接している当接領域11aの移動が移動規制手段である壁状部16aによって規制される。よって、ゴム部11と圧電センサ13との間における摩擦に起因して圧電センサ13に引張力が作用することがなく、圧電センサ13が引裂き破壊される虞がなく、また、リード線15が破断される虞もない。さらに、圧電センサ13の強度を高めるために電極部14A,14Bを厚くする必要がなく、圧電センサ13のコンパクト化(薄型化)が可能である。
(2)本実施形態では、移動規制手段である壁状部16aが、圧電センサ13及び嵌合部16bが収容される収容部11h,11iの内面によって構成されており、この壁状部16aは、少なくとも当接領域11aを含むゴム部材11Aの嵌合部16bよりも剛性が高い。このため、ゴム部11に荷重が作用したときに、当接領域11aを含む嵌合部16bの水平方向へのボリューム移動が規制される。また、ゴム部材11Aとゴム部材11Bとの位置ずれも防止される。
The vibration isolator 10 according to the present embodiment has at least the following effects in addition to the effects of the vibration isolator 10 according to the first embodiment.
(1) In the present embodiment, when a load is applied to the rubber part 11, the movement of the contact region 11 a that is in contact with the piezoelectric sensor 13 is restricted by the wall-like part 16 a that is a movement restricting means. Therefore, the tensile force does not act on the piezoelectric sensor 13 due to the friction between the rubber part 11 and the piezoelectric sensor 13, there is no possibility that the piezoelectric sensor 13 is torn and broken, and the lead wire 15 is broken. There is no fear of being done. Furthermore, it is not necessary to increase the thickness of the electrode portions 14A and 14B in order to increase the strength of the piezoelectric sensor 13, and the piezoelectric sensor 13 can be made compact (thinned).
(2) In this embodiment, the wall-shaped part 16a which is a movement control means is comprised by the inner surface of accommodating part 11h, 11i in which the piezoelectric sensor 13 and the fitting part 16b are accommodated, and this wall-shaped part 16a is The rigidity is higher than that of the fitting portion 16b of the rubber member 11A including at least the contact region 11a. For this reason, when a load acts on the rubber part 11, the volume movement in the horizontal direction of the fitting part 16b including the contact area 11a is restricted. Further, the positional deviation between the rubber member 11A and the rubber member 11B is prevented.

(第3実施形態)
図15、図16及び図18に示すゴム部材11Bは、対向する相手側のゴム部材11Aに対して、厚みが薄く形成されている。また、図15〜図17に示すゴム部材11Aは、第1実施形態におけるゴム部材11Aと同様の発泡ゴムであり、図15,図16及び図18に示すゴム部材11Bはソリッドゴムである。ゴム部材11Bに設けられている収容部11h,11iは、これまでに説明した収容部11h,11iとは異なり、図16(B)に示すように、金属板12Bの表面に薄いゴム膜17を残して、ゴム部材11Bをほぼ貫通して形成されている。図16(B)に示すように、金属板12Bの上面に貼り付けられたゴム膜17が収容部11h,11iの底面である。尚、収容部11h,11iの底部にゴム膜17を残さず、ゴム部材11Bを貫通する収容部11h,11iを形成することもできるが、その場合、金属板12Bの露出面について、図示せぬ絶縁処理や防錆処理を行うことが好ましい。
(Third embodiment)
The rubber member 11B shown in FIGS. 15, 16 and 18 is formed thinner than the opposing rubber member 11A. The rubber member 11A shown in FIGS. 15 to 17 is a foamed rubber similar to the rubber member 11A in the first embodiment, and the rubber member 11B shown in FIGS. 15, 16 and 18 is a solid rubber. Unlike the accommodating portions 11h and 11i described so far, the accommodating portions 11h and 11i provided in the rubber member 11B are provided with a thin rubber film 17 on the surface of the metal plate 12B as shown in FIG. The rubber member 11B is substantially penetrated and left. As shown in FIG. 16B, the rubber film 17 affixed to the upper surface of the metal plate 12B is the bottom surface of the housing portions 11h and 11i. It is also possible to form the accommodating portions 11h and 11i penetrating the rubber member 11B without leaving the rubber film 17 at the bottoms of the accommodating portions 11h and 11i. In this case, the exposed surface of the metal plate 12B is not shown. It is preferable to perform insulation treatment or rust prevention treatment.

図17に示す金属板12Aは、ゴム部材11Aの背面側に固着されており、図18に示す金属板12Bは、ゴム部材11Bの背面側に固着されている。図15及び図16に示す圧電センサ13は、図9及び図14に示す圧電センサ13とは異なり、ゴム部11の厚み方向に関して金属板12Bの近傍に配置されている(図19参照)。圧電センサ13及びリード線15に対する防水性や絶縁性を高めるべく、これらは薄いゴム膜17を介して金属板12Bの上に載置されており、圧電センサ13の電極部14Bはゴム膜17に密着している。もっとも、圧電センサ13は、金属板12Bの上に直接載置してもよいことは既述のとおりであり、この場合、電極部14Bは金属板12Bに密着する。なお、上記構成に加え、絶縁性確保、防水性向上、電極部14A,14Bと当接領域11aとの固着防止、摩擦低減を目的に、圧電センサ13をフッ素樹脂などのシート材で包んでもよい。   The metal plate 12A shown in FIG. 17 is fixed to the back side of the rubber member 11A, and the metal plate 12B shown in FIG. 18 is fixed to the back side of the rubber member 11B. Unlike the piezoelectric sensor 13 shown in FIGS. 9 and 14, the piezoelectric sensor 13 shown in FIGS. 15 and 16 is disposed in the vicinity of the metal plate 12B in the thickness direction of the rubber part 11 (see FIG. 19). In order to enhance the waterproofness and insulation of the piezoelectric sensor 13 and the lead wire 15, they are placed on the metal plate 12 </ b> B through a thin rubber film 17, and the electrode portion 14 </ b> B of the piezoelectric sensor 13 is placed on the rubber film 17. It is in close contact. However, as described above, the piezoelectric sensor 13 may be placed directly on the metal plate 12B. In this case, the electrode portion 14B is in close contact with the metal plate 12B. In addition to the above configuration, the piezoelectric sensor 13 may be wrapped with a sheet material such as a fluororesin for the purpose of ensuring insulation, improving waterproofness, preventing adhesion between the electrode portions 14A and 14B and the contact region 11a, and reducing friction. .

図19に示されるように、リード線15は、その余長部が収容部11i内に収容されているとともに、他の部分が金属板12Bに沿って配線されて、ゴム部材11Bの外周面から外部に引き出されている。   As shown in FIG. 19, the lead wire 15 has an extra length portion accommodated in the accommodating portion 11i, and the other portion is wired along the metal plate 12B, from the outer peripheral surface of the rubber member 11B. Has been pulled out.

次に、本実施形態に係る防振装置10の作用を説明する。   Next, the operation of the vibration isolator 10 according to this embodiment will be described.

図2に示される軌道1上を車両2が走行すると軸箱7が振動し、防振装置10に荷重が作用する。すると、図16(B),(C)に示されているゴム部11は、荷重の作用方向(垂直方向(上下方向))と交差する方向に圧縮され、圧縮された分のボリュームが水平方向(左右方向)に移動する。すなわち、ゴム部11は、上下方向に圧縮され、左右方向に膨張する。このとき、ゴム部11の厚み方向中央部の膨張量が最も多く、金属板12A,12Bに拘束されているゴム部11の厚み方向両端部ほど膨張量が少ない。従って、図19に示すように、膨張量が少ない金属板12Bの近傍にリード線15を配置すると、ゴム部11に垂直方向の荷重が作用しても、リード線15に作用する引張力が小さくなり、リード線15の破断が防止される。尚、図19中の複数本の矢印の長短は、膨張量の多少を模式的に示している。   When the vehicle 2 travels on the track 1 shown in FIG. 2, the axle box 7 vibrates and a load acts on the vibration isolator 10. Then, the rubber part 11 shown in FIGS. 16 (B) and 16 (C) is compressed in a direction intersecting with the acting direction of the load (vertical direction (up and down direction)), and the volume of the compressed portion is in the horizontal direction. Move to the left and right. That is, the rubber part 11 is compressed in the vertical direction and expanded in the horizontal direction. At this time, the amount of expansion at the central portion in the thickness direction of the rubber portion 11 is the largest, and the amount of expansion is smaller at both ends in the thickness direction of the rubber portion 11 constrained by the metal plates 12A and 12B. Accordingly, as shown in FIG. 19, when the lead wire 15 is disposed in the vicinity of the metal plate 12B having a small expansion amount, the tensile force acting on the lead wire 15 is small even when a load in the vertical direction acts on the rubber portion 11. Thus, the breakage of the lead wire 15 is prevented. Note that the lengths of the plurality of arrows in FIG. 19 schematically indicate the amount of expansion.

本実施形態に係る防振装置10には、第1実施形態及び第2実施形態に係る防振装置10の効果に加えて、少なくとも以下に記載するような効果がある。
(1)本第実施形態では、一方側のゴム部材11Aの背面側及び他方側のゴム部材11Bの背面側に金属板12A,12Bがそれぞれ固着されており、圧電センサ13が埋め込まれる他方側のゴム部材11Bは、対向する相手側のゴム部材11Aに対して、厚みが薄く形成されている。ここで、金属板12Bに固定されているゴム部材11Bは、金属板12Bに近いほど変形が拘束される。このため、ゴム部11に荷重が作用したときに、厚みが薄いゴム部材11Bの水平方向の膨張量は、厚みが厚いゴム部材11Aの水平方向の膨張量に比べて少ない。
(2)本実施形態では、圧電センサ13に接続されているリード線15が金属板12Bに沿って配線されている。換言すれば、ゴム部11のうちで膨張が最も小さい金属板12Bの近傍にリード線15が配線されている。よって、ゴム部11に荷重が作用し、ゴム部11が膨張しても、リード線15に引張力が作用しないか、作用する引張り力は極めて小さく、リード線15の破断が防止される。
The vibration isolator 10 according to the present embodiment has at least the following effects in addition to the effects of the vibration isolator 10 according to the first embodiment and the second embodiment.
(1) In the present embodiment, the metal plates 12A and 12B are fixed to the back side of the rubber member 11A on one side and the back side of the rubber member 11B on the other side, respectively, and the other side where the piezoelectric sensor 13 is embedded. The rubber member 11B has a smaller thickness than the opposing rubber member 11A. Here, the deformation of the rubber member 11B fixed to the metal plate 12B is constrained as it is closer to the metal plate 12B. For this reason, when a load is applied to the rubber part 11, the expansion amount in the horizontal direction of the thin rubber member 11B is smaller than the expansion amount in the horizontal direction of the thick rubber member 11A.
(2) In the present embodiment, the lead wire 15 connected to the piezoelectric sensor 13 is wired along the metal plate 12B. In other words, the lead wire 15 is wired in the vicinity of the metal plate 12 </ b> B having the smallest expansion in the rubber part 11. Therefore, even if a load acts on the rubber part 11 and the rubber part 11 expands, no tensile force acts on the lead wire 15 or the acting tensile force is extremely small, and the breakage of the lead wire 15 is prevented.

(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、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、これらも本発明の範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、軸箱7の振動を抑える防振装置10に作用する荷重を圧電センサ13によって検出する場合を例に挙げて説明したが、軸箱7以外の物体の振動を抑える防振装置についても、本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、圧電センサ13を車両2の幅方向(車軸5bの長さ方向)に配置する場合を例に挙げて説明したが、車両2の幅方向に代えて又は車両2の幅方向とともに車両2の長さ方向(車軸5bの長さ方向と直交する方向)に配置することもできる。さらに、上記実施形態では、ゴム部材11Aが発泡ゴム又は低硬度ソリッドゴムである場合を例に挙げて説明したがこのようなゴムに限定するものではない。例えば、ゴム部11に荷重が作用したときに、このゴム部11のボリューム移動をゴム部材11A内の隙間によって吸収可能な溝付きゴムをゴム部材11Aとして使用することもできる。
(2)上記実施形態では、ゴム部材11Aが剛性の低い低剛性ゴム部材であり、ゴム部材11Bが剛性の高い高剛性ゴム部材である場合を例に挙げて説明したが、ゴム部材11A,11Bの双方に剛性が同じゴム部材を使用することもできる。また、上記実施形態では、凹状の嵌合部11cをゴム部材11Aに形成し、凸状の嵌合部11fをゴム部材11Bに形成する場合を例に挙げて説明したが、凹状の嵌合部11cをゴム部材11Bに形成し、凸状の嵌合部11fをゴム部材11Aに形成することもできる。さらに、上記実施形態では、ゴム部材11Aが金属板12Aに固定され,ゴム部材11Bが金属板12Bに固定される場合を例に挙げて説明したが、これら金属板12A,12Bの一方を省略することもできる。
(3)上記実施形態では、防振装置10の円周方向に沿って等間隔で2つの圧電センサ13を配置する場合を例に挙げて説明したが、3つ以上の圧電センサ13を等間隔で配置することもできる。また、上記実施形態では、電極部14A,14Bを露出させた状態で圧電センサ13をゴム部11に内蔵させる場合を例に挙げて説明したが、電極部14A,14Bを被覆した状態で圧電センサ13をゴム部11に内蔵させることもできる。例えば、耐熱性を有するフッ素樹脂製などの被覆材である保護部によって、圧電ゴム部14C及び電極部14A,14Bを被覆し、圧電ゴム部14C及び電極部14A,14Bを保護することもできる。
(4)上記実施形態では、リード線15が可撓性を有する導電部である場合を例に挙げて説明したが、剛性を有する金属端子のような導電部を使用することもできる。また、第1実施形態では、ゴム部材11Aが発泡ゴムであり、ゴム部材11Bがソリッドゴムである場合を例に挙げて説明したが、このような組み合わせに限定するものではない。例えば、ゴム部材11A,11Bの双方が発泡ゴムである場合や、ゴム部材11Aがソリッドゴムであり、ゴム部材11Bが発泡ゴムである実施形態も本発明に含まれる。さらに、第2実施形態では、ゴム部材11Aが低硬度ソリッドゴムであり、ゴム部材11Bが高硬度ソリッドゴムである場合を例に挙げて説明したが、このような組み合わせに限定するものではない。例えば、ゴム部材11Aが高硬度ソリッドゴムであり、ゴム部材11Bが低硬度ソリッドゴムである実施形態も本発明に含まれる。かかる実施形態では、図14に示されている収容部11hや移動規制手段である壁状部16aがゴム部材11Aに設けられ、当接領域11aを含む嵌合部16bがゴム部材11Bに設けられる。すなわち、図14に示されている配置と上下が逆転した配置となる。かかる実施形態には、収容部11h,11iへの雨水等の侵入をより効果的に防止できる利点がある。また、図14に示されているゴム部材11Aが発泡ゴム又は溝付きゴムである実施形態も本発明に含まれる。
(5)上記第1実施形態及び第3実施形態では、嵌合部11c,11fを2つ配置する場合を例に挙げて説明したが、嵌合部11c,11fを3つ以上配置することもできる。また、第1実施形態及び第3実施形態では、嵌合部11c,11fを車両2の長さ方向(車軸5bの長さ方向と直交する方向)に配置する場合を例に挙げて説明したが、車両2の長さ方向に代えて又は車両2の長さ向とともに車両2の幅方向(車軸5bの長さ方向)に配置することもできる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications or changes can be made as described below, and these are also included in the scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, the case where the load acting on the vibration isolator 10 that suppresses vibration of the axle box 7 is detected by the piezoelectric sensor 13 has been described as an example. However, vibration of an object other than the axle box 7 is suppressed. The present invention can also be applied to a vibration isolator. In the above embodiment, the case where the piezoelectric sensor 13 is arranged in the width direction of the vehicle 2 (the length direction of the axle 5b) has been described as an example, but instead of the width direction of the vehicle 2 or the width of the vehicle 2 It can also arrange | position in the length direction (direction orthogonal to the length direction of the axle shaft 5b) of the vehicle 2 with a direction. Further, in the above embodiment, the case where the rubber member 11A is foamed rubber or low-hardness solid rubber has been described as an example, but the rubber member is not limited to such rubber. For example, a grooved rubber capable of absorbing the volume movement of the rubber part 11 by a gap in the rubber member 11A when a load is applied to the rubber part 11 can be used as the rubber member 11A.
(2) In the above embodiment, the rubber member 11A is a low-rigidity rubber member having low rigidity and the rubber member 11B is a high-rigidity rubber member having high rigidity. However, the rubber members 11A and 11B are described as examples. It is also possible to use rubber members having the same rigidity for both. In the above embodiment, the concave fitting portion 11c is formed on the rubber member 11A and the convex fitting portion 11f is formed on the rubber member 11B. However, the concave fitting portion is described as an example. 11c may be formed on the rubber member 11B, and the convex fitting portion 11f may be formed on the rubber member 11A. Furthermore, in the above embodiment, the case where the rubber member 11A is fixed to the metal plate 12A and the rubber member 11B is fixed to the metal plate 12B has been described as an example, but one of the metal plates 12A and 12B is omitted. You can also.
(3) In the above embodiment, the case where two piezoelectric sensors 13 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the vibration isolator 10 has been described as an example, but three or more piezoelectric sensors 13 are arranged at equal intervals. Can also be arranged. Further, in the above embodiment, the case where the piezoelectric sensor 13 is built in the rubber part 11 with the electrode parts 14A and 14B exposed is described as an example. However, the piezoelectric sensor is covered with the electrode parts 14A and 14B. 13 can also be built in the rubber part 11. For example, the piezoelectric rubber portion 14C and the electrode portions 14A and 14B can be covered with a protective portion which is a coating material made of heat-resistant fluorine resin or the like, and the piezoelectric rubber portion 14C and the electrode portions 14A and 14B can be protected.
(4) In the above embodiment, the case where the lead wire 15 is a flexible conductive portion has been described as an example, but a conductive portion such as a rigid metal terminal can also be used. In the first embodiment, the case where the rubber member 11A is foamed rubber and the rubber member 11B is solid rubber has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a combination. For example, an embodiment in which both the rubber members 11A and 11B are foamed rubber or an embodiment in which the rubber member 11A is solid rubber and the rubber member 11B is foamed rubber is also included in the present invention. Furthermore, in the second embodiment, the case where the rubber member 11A is a low-hardness solid rubber and the rubber member 11B is a high-hardness solid rubber has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a combination. For example, an embodiment in which the rubber member 11A is a high hardness solid rubber and the rubber member 11B is a low hardness solid rubber is also included in the present invention. In such an embodiment, the accommodating portion 11h shown in FIG. 14 and the wall-like portion 16a which is a movement restricting means are provided on the rubber member 11A, and the fitting portion 16b including the contact region 11a is provided on the rubber member 11B. . That is, the arrangement shown in FIG. Such an embodiment has an advantage that rainwater and the like can be effectively prevented from entering the housing portions 11h and 11i. Further, an embodiment in which the rubber member 11A shown in FIG. 14 is foamed rubber or grooved rubber is also included in the present invention.
(5) In the first and third embodiments, the case where two fitting portions 11c and 11f are arranged has been described as an example. However, three or more fitting portions 11c and 11f may be arranged. it can. Moreover, although 1st Embodiment and 3rd Embodiment mentioned and demonstrated the case where the fitting parts 11c and 11f were arrange | positioned in the length direction (direction orthogonal to the length direction of the axle shaft 5b) of the vehicle 2 as an example. Instead of the length direction of the vehicle 2 or along the length direction of the vehicle 2, it can be arranged in the width direction of the vehicle 2 (length direction of the axle 5 b).

1 軌道
1a レール
2 車両
3 車体
4 台車
5 輪軸
5a 車輪
5b 車軸
6 軸受
7 軸箱
7a 上面部
7b 心棒
8 台車枠
9 軸ばね
10 防振装置
11 ゴム部
11A,11B ゴム部材
11a 当接領域
11b スキン層
11c 嵌合部
11d 貫通孔
11f 嵌合部
11g 貫通孔
11h,11i 収容部
12A,12B 金属板
12a,12b 貫通孔
13 圧電センサ
14A,14B 電極部
14C 圧電ゴム部
15 リード線
16a 壁状部(移動規制手段)
16b 嵌合部
17 ゴム膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Track 1a Rail 2 Vehicle 3 Car body 4 Bogie 5 Wheel shaft 5a Wheel 5b Axle 6 Bearing 7 Shaft box 7a Upper surface portion 7b Mandrel 8 Bogie frame 9 Shaft spring 10 Vibration isolator 11 Rubber portion 11A, 11B Rubber member 11a Skin region 11b Skin Layer 11c Fitting part 11d Through hole 11f Fitting part 11g Through hole 11h, 11i Housing part 12A, 12B Metal plate 12a, 12b Through hole 13 Piezoelectric sensor 14A, 14B Electrode part 14C Piezoelectric rubber part 15 Lead wire 16a Wall-like part ( Movement restriction means)
16b Fitting part 17 Rubber film

Claims (7)

鉄道車両の走行振動を吸収するゴム部を有する防振装置であって、
方側ゴム部材と他方側ゴム部材とを有する前記ゴム部と、
前記一方側ゴム部材と前記他方側ゴム部材とが対向する面の間に挟み込まれた状態で、前記ゴム部に作用する荷重を検出する圧電センサと、
前記ゴム部に荷重が作用したときに、前記一方側ゴム部材及び/又は前記他方側ゴム部材の前記圧電センサと接触している当接領域が前記荷重の作用方向と交差する方向へ移動することを規制する移動規制手段と、を備えること、
を特徴とする防振装置。
A vibration isolator having a rubber part that absorbs running vibration of a railway vehicle,
And the rubber portion which have a and one side rubber member and the other side rubber member,
The one in a state where the side rubber member and the other side rubber member is sandwiched between the opposing surfaces, a piezoelectric sensor for detecting a load acting on the rubber portion,
When a load is applied to the rubber part, the contact region of the one side rubber member and / or the other side rubber member that is in contact with the piezoelectric sensor moves in a direction intersecting with the direction in which the load is applied. A movement restricting means for restricting
Anti-vibration device characterized by
請求項1に記載の防振装置であって、
前記ゴム部は、前記鉄道車両の車体フレーム側部材に当接可能に配置される前記一方側ゴム部材と、前記鉄道車両の輪軸側部材に当接可能に配置される前記他方側ゴム部材と、を有する軸ばねゴムであること、
を特徴とする防振装置。
The vibration isolator according to claim 1,
The rubber part is the one side rubber member disposed so as to be in contact with a body frame side member of the railway vehicle, and the other side rubber member is disposed so as to be able to contact a wheel axis side member of the railway vehicle. A shaft spring rubber having
Anti-vibration device characterized by
請求項1又は2に記載の防振装置において、
前記移動規制手段は、前記圧電センサの外周に沿って立設された壁状部により構成され、少なくとも前記当接領域よりも剛性が高いこと、
を特徴とする防振装置。
In the vibration isolator according to claim 1 or 2 ,
The movement restricting means is constituted by a wall-like portion erected along the outer periphery of the piezoelectric sensor, and has at least higher rigidity than the contact area;
Anti-vibration device characterized by
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の防振装置において、
前記一方側ゴム部材及び/又は前記他方側ゴム部材は、発泡ゴムよりなること、
を特徴とする防振装置。
In the vibration isolator of any one of Claim 1- Claim 3 ,
The one side rubber member and / or the other side rubber member is made of foamed rubber;
Anti-vibration device characterized by
請求項に記載の防振装置において、
前記当接領域は、前記発泡ゴムのスキン層の一部であること、
を特徴とする防振装置。
The vibration isolator according to claim 4 ,
The contact area is a part of the skin layer of the foam rubber;
Anti-vibration device characterized by
請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の防振装置において、
前記一方側ゴム部材の背面側及び/又は前記他方側ゴム部材の背面側には、金属板が固着され、
前記一方側ゴム部材又は前記他方側ゴム部材は、対向する相手側ゴム部材よりも厚みが薄く形成されていること、
を特徴とする防振装置。
In the vibration isolator of any one of Claim 1- Claim 5 ,
A metal plate is fixed to the back side of the one side rubber member and / or the back side of the other side rubber member,
The one side rubber member or the other side rubber member is formed to be thinner than the opposing counterpart rubber member,
Anti-vibration device characterized by
請求項に記載の防振装置において、
前記圧電センサから出力される電気信号を取り出すための電線が前記金属板に沿って配線されていること、
を特徴とする防振装置。
The vibration isolator according to claim 6 ,
An electric wire for taking out an electric signal output from the piezoelectric sensor is wired along the metal plate;
Anti-vibration device characterized by
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