JPH1194010A - 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を有する減衰板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をケース内周面の段部３に取付ける。減衰板８、９の
片方または両方に複数の小孔８ｂ、９ｂを設ける。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内の高減衰液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／ｍ
ｍ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
２５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２５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
を含む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、筒体の上部に取付け
用のフランジを設け、内周面の中央部分に段部を形成し
てなる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、前記支軸に取り付けた減衰板と
積層マウントの間に位置するケース内周面に取り付け
る。そして、前記減衰板の片方または両方の板面に複数
の小孔を配設し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を台車枠に結合する軸はり式軸箱
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に封入した高粘性液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８または減
衰板９の動きにより隙間８ａ、９ａ及び減衰板に設けた
小孔８ｂ、９ｂを通して高粘性液７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
を含めた全周波数域で高い減衰性能が得られる。

【００１３】減衰板８、９に小孔がない液体封入マウン
トと、この出願の請求項１の発明により減衰板８に複数
の小孔（直径１３ｍｍ）を配設した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±２．０ｍｍ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±２．０ｍｍの場合に
おける振動数と動ばねの関係を図１０に示す。この結果
より、減衰板に小孔をあけることにより、減衰効果は孔
なしの減衰板の場合とほぼ同等の効果があり、一方動ば
ね定数を低減できることがわかる。

【００１４】本発明の液体封入マウントを減衰装置とし
て軸箱支持装置に使用する場合には、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、上下方向の振動は板面に
小孔を有する上下２枚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、従来技術例として示した図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、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、小孔８ｂ、９ｂは
直径が５〜２０ｍｍ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２００〜１５００ｋ
ｇｆ／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を有する減衰板８を支軸４の上部に
取付け、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に取付ける。この減衰板８と減
衰板９の両方の板面に複数の小孔８ｂ、９ｂを配設す
る。そして、水密室に高粘性液７を封入してなる。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１６にボルトを通し
て取付け、また支軸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。なお、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に示すように筒体の
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、小
孔８ｂ、９ｂは減衰板８または９のいずれか片方のみに
設けることができる。

【００１７】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２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
の動きは液の高粘性と隙間８ａ、９ａ及び小孔８ｂ、９
ｂの存在と積層マウント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。

【００１８】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１３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１
４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の天板に減衰装置１３のフランジ２を取
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により結合する。

【００１９】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の天板の下側に当てフランジ２に設けた各貫通孔に
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を前記支持棒１
２ａ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Ｃ₁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。

【００２０】また、前記実施例における減衰装置１３と
は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１３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で取付けた点が異なる。こ
の場合は、減衰装置１３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、軸棒に取り付けた減
衰板が動き高粘性液を撹拌する。この際の振動に対する
減衰作用・効果は図２、図３に示す場合と差異がない。

【００２１】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
１３ａ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１３ａを装着する。

【００２２】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１
８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。

【００２３】

【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】（ａ）は本発明の実施による液体封入マウント
の縦断面図、（ｂ）は減衰板の平面図である。

【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、９に小孔がない液体封入マウント
（孔なしタイプ）と減衰板８、９に小孔がある液体封入
マウント（孔ありタイプ）の振幅が±２．０ｍｍ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１０】減衰板８、９に小孔がない液体封入マウント
（孔なしタイプ）と減衰板８、９に小孔がある液体封入
マウント（孔ありタイプ）の振幅が±２．０ｍｍの場合
における振動数と動ばね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、９ｂ 小孔 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
   する減衰板を支軸の上部に取り付け、かつ支軸との間に
   隙間を有する減衰板をケース内周面に取り付け、かつ片
   方または両方の減衰板の板面に複数の小孔を配設し、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
   下端を軸箱の上面に取り付けた鉄道車両用軸箱支持装
   置。