JPH1194012A - 液体封入マウント及びそれを用いた鉄道車両用軸箱支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低周波数域を含めた全周波数域で高減衰特性
を発揮しうる液体封入マウントと、その液体封入マウン
トを用いることにより減衰装置のメンテナンス性を改善
した鉄道車両用軸箱支持装置を提供する。 【解決手段】 ケース１の軸心に支軸４を挿通する。支
軸４の上端とケース１の上端との間を可撓性密封蓋５で
水密に密封する。ケース１の下部と支軸４の下部との間
を積層マウント６で水密に保持し、可撓性密封蓋５と積
層マウント６により形成された水密室内にあって、ケー
ス内周面との間に隙間８ａを有し短筒状フランジを周縁
に設けた減衰板８を支軸４の上部に取付け、支軸４との
間に隙間９ａを有する減衰板９をケース内周面に取付け
る。前記水密室に高粘性液７を封入してなる液体封入マ
ウント及び該液体封入マウントを使用した鉄道車両用軸
箱支持装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低周波数域を含む
広範囲の振動周波数域にわたり高減衰特性を有する液体
封入マウント及びその液体封入マウントを減衰装置とし
て軸ばね内に装備した鉄道車両用軸箱支持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体封入マウントには種々のもの
があり、その中で中・高周波数域の振動に対し優れた防
振性を有するものとして、例えば特開平６−２５７６３
８号公報の液体封入ゴムマウントが提案されている。

【０００３】前記液体封入マウントは、図７に示すよう
に、ケース３０とその中心に挿入した案内棒３１との間
に、マウントゴムとマウントプレートを積層した積層マ
ウント３２を設け、前記ケース３０の下端に液体封入室
３３を接合し、ケース３０の下縁に沿ってストッパプレ
ート３４を設ける。一方、案内棒３１の下端に突設した
ボルト３６にダンパプレート３５をはめ、ナットにより
締着する。このダンパプレート３５には複数の小孔３７
が設けられ、また周縁にゴムストッパ３９が装着されて
おり、液体封入室３３の内周との間に隙間３８が形成さ
れている。そして、液体封入室３３には高減衰液が封入
されている。

【０００４】この装置によれば、ケース３０と案内棒３
１が上下方向に相対変位する際、ダンパプレート３５が
液体封入室３３内の液体を撹拌することにより、大きな
減衰力が得られる。この液体封入マウントにより中・高
周波数域で優れた防振性を発揮するには、図１１（ｂ）
に示すように上下方向振動に対する減衰係数Ｃ₂は２〜
６ｋｇｆ・ｓｅｃ／ｍｍで、また図１２（ｂ）に示すよ
うに動ばね定数Ｋ₂は２００〜４００ｋｇｆ／ｍｍの条
件を満たすことが必要である。

【０００５】また、鉄道車両における上下方向の振動を
減衰する手段としては、通常軸ばねのばね系を利用して
行われているが、高速車両では図８に示すように軸ばね
に軸ダンパ２８を付設している。図は、台車枠２３の端
に設けた支持枠２４のばね座２９と軸箱２２の上に設け
たばね座２６との間に軸ばね２５を装着し、かつ軸ばね
内に特殊ゴム４２が設けられ、台車枠２３と軸箱２２の
側面との間をリンク装置２１で接続したリンク式軸箱支
持装置であるが、台車枠２３の先端と軸箱２２の側面と
の間に軸ダンパ２８を設けている。

【０００６】前記軸ダンパ２８を設置することにより、
良好な乗り心地を維持するのに十分な振動減衰性能が発
揮される。しかし、軸ダンパ２８は油漏れを防ぎ良好な
減衰作用を維持するには定期的な分解補修が必要である
が、多数の部品を組み合せた複雑な構成からなるため、
オーバホールに時間がかかりメンテナンス性が悪い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平６−２５７
６３８号公報の液体封入ゴムマウントは、中・高周波数
域での振動に対し優れた減衰効果を発揮するが、低周波
数域を含めた全周波数域での優れた減衰性能は期待でき
ない。また、前記のごとく密封式オイルダンパからなる
軸ダンパは、オーバホールに時間がかかりメンテナンス
性が悪い。

【０００８】本発明は、かかる現状に鑑み、低周波数域
を含めた全周波数域で高減衰特性を発揮しうる液体封入
マウントと、その液体封入マウントを使用することによ
り減衰装置のメンテナンス性を改善した鉄道車両用軸箱
支持装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の液体封入マウントは、筒体の上部に取り付
け用のフランジを設けたケースの軸心に支軸を挿通し、
支軸の上端とケースの上端との間を可撓性密封蓋で水密
に密封し、ケースの下部と支軸の下部との間を複数の円
筒状マウントゴムと円筒状マウントプレートを積層して
なる積層マウントで水密に保持し、可撓性密封蓋と積層
マウントにより形成された水密室内にあって、ケース内
周面との間に隙間を有する短筒状フランジを周縁に設け
た減衰板を支軸の上部に取り付け、支軸との間に隙間を
有する減衰板をケース内周面に取り付け、水密室に高粘
性液を封入してなる。

【００１０】また、鉄道車両用軸箱支持装置は、軸ばね
を軸箱の上面またはウイング上に装備した軸箱支持装置
において、軸ばねの内部空間に請求項１記載の液体封入
マウントを減衰装置として挿入し、液体封入マウントの
ケース上部のフランジを台車枠に取り付け、支軸の下端
を軸箱の上面またはウイング上に取り付けてなる。

【００１１】更に、軸ばねを軸箱の上面に装備し、かつ
軸箱から張り出した腕とゴムを介して台車枠と固定する
軸はり式軸箱支持装置において、軸ばねの内部空間に請
求項１記載の液体封入マウントを減衰装置として挿入
し、液体封入マウントのケース上部のフランジを台車枠
に取り付け、支軸の下端を軸箱の上面支軸を台車枠に取
り付けてなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の液体封入マウントは、図
１に示すように、可撓性密封蓋５と積層マウント６によ
りケース１内に形成した水密室の高粘性液７の中に減衰
板８と減衰板９が存在することにより、この装置に上下
方向の振動が作用したとき、減衰板９の動きにより隙間
８ａ、９ａを通して液が撹拌される。この際図１１
（ａ）に示す減衰係数Ｃ₁と図１２（ａ）に示す動ばね
定数Ｋ₁を付与することにより、低周波数域を含む全周
波数域で高い減衰性能が得られる。なお、本発明の特徴
は、減衰板８の周縁に短筒状のフランジ８ｂを設けたこ
とにある。このフランジ８ｂの存在により減衰板８の厚
さは増すことになる。粘性減衰係数はピストン状の減衰
板８の厚さに比例するため、減衰板の直径が等しい条件
では、単なる平板で厚さの薄い減衰板に比べ厚さの厚い
減衰板８の粘性減衰係数は著しく増大する。

【００１３】減衰板８が単なる薄板からなる液体封入マ
ウントと、この出願の請求項１の発明により減衰板８が
その周縁に短筒状フランジを形成してなる液体封入マウ
ントとの振動に対する減衰性能を比較して調べた。その
結果として、振幅が±０．５ｍｍの場合における振動数
と減衰係数の関係を図９に、また振幅が３．０ｍｍの場
合における振動数と減衰係数の関係を図１０に示す。こ
の結果より、減衰板の周縁に短筒状フランジを形成する
ことにより、減衰効果が向上することがわかる。

【００１４】本発明の液体封入マウントを減衰装置とし
て軸箱支持装置に設ける場合には、図３のリンク式軸箱
支持装置に示すように、軸ばね２０の中の空間に減衰装
置１３を装備できる。そして、積層マウント６の剛性を
車両の前後・左右に適当に選定すれば、軸ばね２０のば
ね性と相まって鉄道車両の軸ばね支持装置として優れた
支持特性が得られると共に、上下方向の振動は減衰装置
の減衰板が高粘性液を撹拌することに加え積層マウント
の剪断抵抗が作用することにより、優れた減衰性能が得
られ、車両の乗り心地が向上する。また、軸ばねの中に
液体封入マウントを取り付けた後、軸ばねに予圧縮を与
えた場合でも、液体封入マウントの可撓性密封蓋の存在
により簡単に予圧縮を与えることができる。なお仮に、
従来技術として示す図７の液体封入マウントを減衰装置
として使ったとすれば、場合には、液体封入室が金属製
容器からなるため、予圧縮を与えることはできない。

【００１５】なお、高粘性液としては、粘度が高く温度
依存性の低い液体であれば、なんでも使用できるが、主
にシリコーン油、ポリイソブチレン油、ポリプロピレン
油等が用いられる。また、減衰板８とケース内周面との
隙間８ａ及び減衰板９と支軸４との隙間９ａは実験によ
り減衰性能を調べた結果２〜９ｍｍ程度が望ましいこと
がわかった。液体封入マウントとして低周波数域から高
周波数域までの全周波数域で優れた減衰性能を発揮させ
るには、図１１（ａ）に示すように上下方向の減衰係数
Ｃ₁は０．５〜３．０ｋｇｆ・ｓｅｃ／ｍｍ、図１２
（ａ）に示すように動ばね定数Ｋ₁は４０〜８０ｋｇｆ
／ｍｍの条件を満足する必要がある。そして、軸箱支持
装置の支持剛性は前後方向、左右方向それぞれの適値２
００〜１５００ｋｇｆ／ｍｍ／軸箱とすることが望まし
い。

【００１６】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施による液体封入マウントを図１により説明
する。図示しない部材に取り付けるため、筒体の上部に
取リ付け用のフランジ２を設け、内周面の中央部分に段
部３を形成してなるケース１の軸心に支軸４を挿通し、
支軸４の上端とケース１の上端との間を、例えば合成ゴ
ムからなる可撓性密封蓋５で水密に密封し、ケース１の
下部と支軸４の下部との間を複数の円筒状マウントゴム
６ａと円筒状マウントプレート６ｂを積層してなる積層
マウント６で水密に保持し、可撓性密封蓋５と積層マウ
ント６により形成された水密室内にあって、ケース内周
面との間に隙間８ａを有する短筒状フランジ８ｂを周縁
に設けた減衰板８を支軸４の上部に取り付け、また支軸
４との間に隙間９ａを有する減衰板９をケース内周面の
段部３に取り付ける。そして、水密室に高粘性液７を封
入してなる。前記減衰板９は、高さの低い水密室内にあ
って減衰板８の上下の動きを確保するため、減衰板９の
内部は中高とし減衰板８のフランジ８ｂの内側空間には
まり得る形状にすることが望ましい。

【００１７】この液体封入マウントは、例えば、フラン
ジ２を防振側の部材に当てフランジ２に設けた貫通孔１
６にボルトを通して取り付け、支軸４の下端には発振側
の部材１０をボルトにより取り付ける。また、ボルトで
締結する代わりに支軸４の下端部を部材１０に設けた孔
に圧入して取り付けることもできる。減衰板９は段部３
に係止して取り付けた場合を示したが、図２に示すよう
にケース内周面に一体に突設することもできる。更に、
減衰板９を筒体内に圧入して取り付けることもできる。
なお、図１には周縁に短筒状フランジ８ｂを設けた減衰
板８を上側に、減衰板９を下側に配設した場合を示した
が、逆に減衰板９を上側に、減衰板８を下側に配設する
こともできる。

【００１８】前記液体封入マウントに上下方向の振動が
加わると、その振動に伴うフランジ４の動きにより減衰
板９が動き高粘性液７を撹拌する。この際、フランジ２
の動きは、減衰板９の優れた粘性減衰特性と共に、液の
高粘性と隙間８ａ、９ａの存在及び積層マウント６の剪
断抵抗により効果のある減衰が行われる。なお、ゴム剛
性を選ぶことにより、積層マウント６の前後左右方向の
硬さを調整することができる。

【００１９】実施例２ 本発明の実施による液体封入マウントを減衰装置とし
て、鉄道車両のリンク方式軸箱支持装置に装着した場合
を図２、図３に基づいて説明する。台車枠の側はり１４
の先端部に設けた支持枠１５内に減衰装置１３を納め、
支持枠１５の天板１５ａに減衰装置１３のフランジ２を
取り付け、該フランジ面と軸箱１８の上に設けたばね座
１９との間にコイルばねからなる軸ばね２０を装着す
る。また軸箱１８の内側側面と側はり１４との間はリン
ク装置２１により接合する。

【００２０】減衰装置１３は、基本的な構成は図１と同
じであるが、支軸４の代わりに上半部にボルト挿通孔１
１ａを、下半部に軸箱上面に植定した突起１２ｃに被嵌
した支柱１２を挿嵌する支持孔１１ｂを設けた軸棒１１
を使用する。前記支柱１２にはボルト１２ｂを螺合する
ねじ孔が設けられている。そして、フランジ２を支持枠
１５の天板１５ａの下側に当てフランジ２に設けた各貫
通孔１６にボルト１７を通して取り付ける。一方、軸棒
１１のボルト挿通孔１１ａに挿通したボルト１２ｂを前
記支柱１２の先端に設けたねじ孔に螺着する。この場
合、軸箱支持装置の前後方向、左右方向それぞれの適値
２００〜１５００ｋｇｆ／ｍｍ／軸箱で、上下方向振動
に対する減衰係数は０．５〜３ｋｇｆ・ｓｅｃ／ｍｍの
条件を満たす軸箱支持剛性が得られるように構成する。

【００２１】また、前記実施例における減衰装置１３を
逆向きにして用いることができる。その一例を図４に示
す。この減衰装置１３ａの基本構成は図１、図２と同じ
であるが、構造上において積層マウントを上側に、高粘
性液を封入した水密室を下側に配置し、可撓性密封蓋５
ａ及びケースのフランジ２を軸箱１８の上面に載設し、
支持板４３を側はり１４に設けた支持枠１５の天板１５
ａ上に載置しボルト４４で締結し、この支持板４３に軸
棒１１の上端をボルト１２ｂで取り付けた点が異なる。
この場合は、減衰装置１３ａに上下方向の振動が加わる
と、その振動に伴う軸棒の動きにより、軸棒に取り付け
た下水板が動き高粘性液を撹拌する。この差異の振動に
対する下水作用・効果は図２、図３に示す場合と差異が
ない。

【００２２】実施例３ また、本発明の実施による液体封入マウントを減衰装置
として、鉄道車両の円筒ゴム方式軸箱支持装置に装着し
た場合を図５に示す。この場合は、軸箱１８の下部から
前後方向に突設したウイング４０と台車枠の側はり１４
との間に前後一対の軸ばね２０が設けられており、各軸
ばね２０内に図２の減衰装置１３と同じ作用・効果を有
する減衰装置１３を装着する。

【００２３】実施例４ 更に、本発明の実施による液体封入マウントを減衰装置
１３として、鉄道車両の軸はり方式軸箱支持装置に装着
した場合を図６に示す。この場合は、軸箱１８の上と台
車枠の側はり１４との間に軸ばね２０が設けられ、軸箱
１８の内側と側はり１４との間を軸はり４１で結合して
なり、軸ばね２０内に図２に示す減衰装置１３を装着す
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明の液体封入マウントによれば、低
周波数域から高周波数域までの全周波数域で優れた減衰
性能を発揮することができるから、各種の振動源に対し
防振装置として利用できる。また、鉄道車両の軸箱支持
装置において、軸ダンパに比べ安価な液体封入マウント
を減衰装置として使用すれば、減衰装置の故障時には取
り換えることにより、軸ダンパを使用した場合に比べメ
ンテナンス性が改善される。また、軸ばね内の空間に装
着することにより設置空間を節減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施による液体封入マウントの縦断面
図の平面図である。

【図２】本発明の実施により軸箱支持装置の軸ばね内に
装着される液体封入マウントからなる減衰装置の断面図
である。

【図３】本発明の実施による液体封入マウントを減衰装
置として装着した鉄道車両のリンク方式軸箱支持装置を
一部は破断して示す説明図である。

【図４】図３における液体封入マウントとは逆に、上部
に積層マウントを下部に高粘性液を封入した液体封入マ
ウントを減衰装置として装着した鉄道車両のリンク方式
軸箱支持装置を一部は破断して示す説明図である。

【図５】本発明の実施による液体封入マウントを減衰装
置として装着した鉄道車両の円筒ゴム方式軸箱支持装置
の要部を示す説明図である。

【図６】本発明の実施による液体封入マウントを減衰装
置として装着した鉄道車両の軸はり方式軸箱支持装置の
要部を示す説明図である。

【図７】従来の液体封入マウントの一例を示す縦断面図
である。

【図８】従来の減衰装置として軸ダンパを付設したリン
ク方式軸箱支持装置を一部は破断して示す説明図であ
る。

【図９】減衰板８が単なる薄板からなる液体封入マウン
ト（フランジなしタイプ）と、減衰板８がその周縁に短
筒状フランジを形成してなる液体封入マウント（フラン
ジありタイプ）の振幅が±０．５ｍｍの場合における振
動数と減衰係数の関係を示すグラフである。

【図１０】減衰板８が単なる薄板からなる液体封入マウ
ント（フランジなしタイプ）と、減衰板８がその周縁に
短筒状フランジを形成してなる液体封入マウント（フラ
ンジありタイプ）の振幅が±３．０ｍｍの場合における
振動数と減衰係数の関係を示すグラフである。

【図１１】液体封入マウントに要求される上下方向の減
衰係数Ｃと周波数との関係を示すグラフで、（ａ）は本
発明の場合、（ｂ）は比較例としての従来品の場合であ
る。

【図１２】液体封入マウントに要求される動ばね定数Ｋ
と周波数との関係を示すグラフで、（ａ）は本発明の場
合、（ｂ）は比較例としての従来品の場合である。

【符号の説明】

１、３０ ケース ２ フランジ ３ 段部 ４ 支軸 ５、５ａ 可撓性密封蓋 ６ 積層マウント ６ａ 円筒状マウントゴム ６ｂ 円筒状マウントプレート ７ 高粘性液 ８、９ 減衰板 ８ａ、９ａ 隙間 ８ｂ 短筒状フランジ １０ 部材 １１ 軸棒 １１ａ ボルト挿通孔 １１ｂ 支持孔 １２ 支柱 １２ａ 支持棒 １２ｂ ボルト １２ｃ 突起 １３、１３ａ 減衰装置 １４ 側はり １５ ２４ 支持枠 １５ａ 天板 １６ 貫通孔 １７、２７ ボルト １８、２２ 軸箱 １９、２９ ばね座 ２０ ２５ 軸ばね ２１ リンク装置 ２３ 台車枠 ２６ ばね座 ２８ 軸ダンパ ３１ 案内棒 ３２ 積層マウント ３３ 液体封入室 ３４ ストッパプレート ３５ ダンパプレート ３６ ボルト ３７ 孔 ３８ 隙間 ３９ ゴムストッパ ４０ ウイング ４１ 軸はり ４２ 特殊ゴム ４３ 支持板 ４４ ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 繁夫 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品 事業所内 (72)発明者 田中 龍雄 埼玉県上尾市菅谷３丁目105番地 株式会 社フコク内 (72)発明者 葛川 光雄 埼玉県上尾市菅谷３丁目105番地 株式会 社フコク内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒体の上部に取り付け用のフランジを設
   けたケースの軸心に支軸を挿通し、支軸の上端とケース
   の上端との間を可撓性密封蓋で水密に密封し、ケースの
   下部と支軸の下部との間を複数の円筒状マウントゴムと
   円筒状マウントプレートを積層してなる積層マウントで
   水密に保持し、可撓性密封蓋と積層マウントにより形成
   された水密室内にあって、ケース内周面との間に隙間を
   有する短筒状フランジを周縁に設けた減衰板を支軸に取
   り付け、支軸との間に隙間を有する減衰板をケース内周
   面に取り付け、水密室に高粘性液を封入した液体封入マ
   ウント。
2. 【請求項２】 軸ばねを軸箱の上面またはウイング上に
   装備した軸箱支持装置において、軸ばねの内部空間に請
   求項１記載の液体封入マウントを減衰装置として挿入
   し、液体封入マウントのケース上部のフランジを台車枠
   に取り付け、支軸の下端を軸箱の上面またはウイング上
   に取り付けた鉄道車両用軸箱支持装置。
3. 【請求項３】 軸ばねを軸箱の上面に装備し、かつ軸箱
   から張り出した腕を台車枠に結合した軸はり式軸箱支持
   装置において、軸ばねの内部空間に請求項１記載の液体
   封入マウントを減衰装置として挿入し、液体封入マウン
   トのケース上部のフランジを台車枠に取り付け、支軸の
   下端を軸箱の上面に取り付けた鉄道車両用軸箱支持装
   置。