JPH03204369A

JPH03204369A - 車体曲げ振動防止装置

Info

Publication number: JPH03204369A
Application number: JP196090A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Satou; 與志佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-01-08
Filing date: 1990-01-08
Publication date: 1991-09-05
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JP2855735B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、鉄道車両の車体曲げ振動を防止するための
装置および、その車体床下への取付は方従来の技術鉄道車両の車体に加わる力には、大きく分けて積載荷重
にる静的な荷重と、走行中に車体に加わる動的な荷重が
あり、負荷方向は一般に上下、左右および前後に分けら
れる。

動的な荷重のうち、上下方向の荷重は主として走行中の
上下慣性力であり、鉄道車両が長年の列車走行によって
、くろいの進んだ軌道上を高速で走行するとき、車体が
軌道のくるいによって加振される。

この加振周波数が車体の一次曲げ振動を起す。

この車体曲げ振動は、特に最近の軽量化をねらったアル
ミニウム押出し形材を一体溶接化した車体で発生しやす
い。

この車体曲げ振動を制振する方法として動吸振器が知れ
ている。従来の動吸振器は、床下面におもりまたは床下
機器をばねにて吊支してなる。

その動吸振器の振動モデルを第７図ａに示ず。

質量Ｍとばね定数Ｋを有する減衰１自由度系の制振対象
に取付けな動吸振器は、補助質量（ｍｄ）、吸振器ばね
（ｋｄ）およびダンパ（Ｃｄ）の３要素からなり、これ
自体が第７図すのブロック線図で表されるようなフィー
ドバック補償要素の役目をしている。

発明が解決しようとする課題従来の動吸振器は、床下面に上記のごとく、おもりまた
は床下機器を引張り方向に働くばねで吊して支持されて
いるから、車両の構造上制約を受け、優れた制振性能を
持たせることは困難である。

また、ばねが破損すれば装置全体が損傷する恐れがある
。

この発明は、上記現状を打破するため、車体曲げ振動に
対し優れた制振性能を有し、ばねが破損した際も、おも
りまたは床下機器を支持しうる車体曲げ振動防止装置お
よびその取付は方法を提案するものである。

課題を解決するための手段上記目的を達成するため、この発明の車体曲げ振動防止
装置は、鉄道車両の車体の床下に、圧縮方向に働く防振
ゴムを介装して、おもりまたは床下機器を支持してなる
。

そして、防振ゴムは、車体の床下に下向きに突設した支
持部材に取着し、防振ゴムが損傷した際、おもりまたは
床下機器を直接に支持部材で支持できるように構成する
。

また、車体曲げ振動防止装置の車体の床下への取付は方
法は、車体の床下の中央から左右に車体の１７４の長さ
の取付は範囲に、車体質量の３〜１５％のおもりまたは
床下機器を、車体の一次曲げ固有振動数に同調させた防
振ゴムを介して取付けるのである。

作　　　　用この発明の振動防止装置は、防振ゴムを使用方法として
理想的な圧縮方向で使用しており、車体一次曲げ振動が
発生したとき、防振ゴムに支持されたおもりまたは床下
機器が動吸振器として作用し、車体曲げ振動による変位
と逆向きにおもりまたは床下機器を変位させることによ
り、車体曲げ方向と逆向きの力を発生させ、車体曲げ振
動を低減させる。

また、防振ゴムが損傷した場合、おもりまたは床下機器
はその防振ゴムを取着した支持部材に直接に支持されれ
るから、脱落を防止できる。

おもりまたは床下機器の取付は方法としては、第４図す
に示すように、複数のおもりまたは床下機器の質量Σｍ
　”’　ｍ　＋　＋　ｍ　ｚ　＋ｍ　ｓ十・・・を車体
質量Ｍの３〜１５％の範囲とし、これを第４図ａに示す
ように車体（１）の床下の中央から左右に車体の１／４
Ｌの長さの取付は範囲において、次式で示。

す車体一次曲げ固有振動数ｆＭに同調させたばね要素に
１、ｋ！、ｋ、、・・・の防振ゴムを圧縮方向で使用す
るように設ける。この取付は方法により、優れた制振性
能を発揮できる。

なお、おもりまたは床下機器の質量Σｍを車体質量Ｍの
３〜１５％としたのは、種々の実験の結果（実施例第５
図参照）より、車両全体の重量増が大幅にならない範囲
で、最も有効に作用するためである。

また、取付は範囲を車体の中央から左右に車体の長さの
１７４以内とするのは、車体の曲げ振動モードの実測か
ら、この範囲の上下曲げ変位が大きく、この範囲に取付
けることが有効であるためである。

実施例実施例１第１図ａ、ｂに示すように、車体（１）の床下面に逆り
型の腕杆からなる支持部材（２）の４個を方形位置に配
設する。そして、支持部材（２）の水平部先端には防振
ゴム（３）を取着する。おもりまたは床下機器（４）は
上記防振ゴム（３）に圧縮力が働くようにして支持され
る。

上記のごとく構成された動吸振器（５）は、例えば第３
図に示すように、車体（１）の床下中央と、その左右１
ｍの位置に中心があるように取着する。

５上記構成において、車体重量１４０００Ｋｇ、合計おも
り重量１４．４９Ｋｇ　（４８３ＫｇＸ　３個で車体重
量の１０．４％）の条件で実施した。なお、防振ゴムの
ばね定数には、車体一次曲げ固有振動数１２．３ＨＺで
、ｋ　＝４８３ＫｇＸ　（１２，３Ｘ　２π）２−２．
８８ｘｌＯ’Ｎ／ｍで同調している。

そして、車体中央上下振動加速度、乗り心地および丸解
析について試験した。その結果を第５図ａ、ｂに示す。

また、比較のため動吸振器のない場合について行った結
果を第６図ａ、ｂに示す。

この結果、車体床面中央上下振動加速度は、動吸振器の
ない場合に比べ、この発明を実施した場合は、振動加速
度および丸解析ともに各車両速度において著しく低減し
ており、制振効果の大きいことがわかる。

実施例２第２図ａ、ｂに示す動吸振器は、支持部材（２）が長尺
板材を断面コ型に成形し、その解放面を上向きにして車
体（１）の床下に取着し、その４隅に防振ゴム（３）を
設け、おもりまたは床下機器（４）を防振ゴム（３）に
て支持してなる。

発明の効果この発明は、圧縮方向に働く防振ゴムを介して、おもり
または床下機器を車体の床下に支持し動吸振器を構成す
るから、優れた制振性能かえられ、車体曲げ振動を大幅
に低減させることができる。

また、防振ゴムが破損した場合、おもりまたは床下機器
は支持部材により支持され脱落を防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例における動吸振器の正面図
（ａ図）と平面図（ｂ図）、第２図はこの発明の他の実
施例における動吸振器の正面図（ａ図）と平面図（ｂ図
）、第３図は実施例１の動吸振器の取付は位置を示す説
明図、第４図はこの発明による動吸振器の取付けを示す
説明図で、ａ図は取付は範囲を示し、ｂ図は取付けた状
態を示す、第５図はこの発明の実施による車体曲げ振動
防止装置を装備した鉄道車両について試験した結果で、
第５図ａは振動周波数と車体床面中央上下振動加速度の
関係を示すグラフ、第５図すは車両速度と振動周波数の
関係を示すグラフ、第６図は車体曲げ振動防止装置のな
い鉄道車両について比較試験した結果で、第６図ａは振
動周波数と車体床面中央上下振動加速度との関係を示す
グラフ、第６図すは車両速度と振動周波数との関係を示
すグラフ、第７図ａは動吸振器のモデルを示す説明図、
第７図すは上記制振モデルにおけるブロック線図である
。１・車体３・・・防振ゴムＭ・・・車体の質量ｍｄ・・・補助質量Ｃｄ・・・ダンパ２・・・支持部材４・おもり、床下機器Ｋ・定数ｋｄ　　・・吸振器ばね

Claims

【特許請求の範囲】１　鉄道車両の車体の床下に、圧縮方向に働く防振ゴム
を介装して、おもりまたは床下機器を支持してなる車体
曲げ振動防止装置。２　車体の床下に突設した支持部材に防振ゴムを取着し
、防振ゴムが損傷した際おもりまたは床下機器を直接に
支持部材で支持するように構成した請求項１記載の車体
曲げ振動防止装置。３　鉄道車両の車体の床下の中央から左右に車体の１／
４の長さの取付け範囲内に、車体質量の３〜１５％のお
もりまたは床下機器を、車体一次曲げ固有振動数に同調
させた防振ゴムを介して取着させる車体曲げ振動防止装
置の取付け方法。