JPH1194011A

JPH1194011A - 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

Info

Publication number: JPH1194011A
Application number: JP27361997A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sagawa; 和彦佐川; Shigeo Sugawara; 繁夫菅原; Tatsuo Tanaka; 龍雄田中; Mitsuo Kuzukawa; 光雄葛川
Original assignee: Fukoku Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Fukoku Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1999-04-09

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
を発揮し得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】角筒体のケース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で水密に保持する。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、ケース内面との間に隙間８ａを有する箱型の減衰板
８を支軸４に取り付ける。かつ支軸４との間に隙間９ａ
を有する減衰板９をケース内面の段部に取り付け、水密
室に高粘性液７を封入してなる液体封入マウントと、そ
の液体封入マウントを減衰装置として利用する鉄道車両
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９（ｂ）に
示すように上下方向振動に対する減衰係数Ｃ₂は２．０
〜６．０ｋｇｆ・ｓｅｃ／ｍｍで、また図１０（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
に軸ダンパ２８を付設している。また、通常鉄道車両に
おける軸箱支持装置には前後・左右減衰装置は無い。し
かるに、本発明は図１（ｂ）に示す隙間８ａにより減衰
効果が期待できる。それにより車両の前後・左右方向の
振動を低減することが可能である。図は、台車枠の側は
り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を装着し側
はり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、側はり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得るように減
衰性能を付与した液体封入マウントと、従来の軸ダンパ
に比べ安価な前記液体封入マウントを使用し、故障した
際は液体封入マウントを取り換え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。更に、本装置によれば、上下の減
衰に加え、前後・左右の減衰も得ることができるもので
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、角筒体の上端に取付
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角
筒状マウントゴムと角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
面との間に隙間を有する箱型の減衰板を支軸に取り付
け、かつ支軸との間に隙間を有する減衰板を、箱型の減
衰板に対し上下両方位置または片方位置のケース内面に
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を台車枠に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、図２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
に箱型の減衰板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の動
きにより隙間８ａ、９ａ及び液流通孔８ｂを通して高粘
性液が撹拌される。この際、図９（ａ）に示す減衰係数
Ｃ₁と図１０（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。なお、減衰板８の上下板面には複数の液流
通孔８ｂが開けられているが、この孔を通して液が出入
りすることにより減衰効果が加味される。ただし、この
孔は無くても減衰効果は得られる。前記隙間８ａ、９ａ
の大きさは、数値的に限定する必要はないが、２〜９ｍ
ｍの隙間で十分な減衰効果が得られる。また、その隙間
は台車の前後方向と左右方向で違えることもできる。

【００１３】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、上下方向の振動は減衰装
置の箱型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、更に、前後・左右方向の振動は箱型の減
衰板と隙間８ａ，９ａ間で車両の前後・左右の動きに対
応して減衰を発揮し、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る場合でも、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、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。

【００１４】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１の内周面
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が望ましいこ
とがわかった。また、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９（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
１０（ａ）に示すように動ばね定数Ｋ₁は４０〜８０ｋ
ｇｆ／ｍｍの条件を満足する必要がある。なお、本発明
の実施による軸箱支持装置の特徴は前後・左右の振動減
衰が可能で図１１に示すように減衰係数Ｃ₁は０．５〜
８．０ｋｇｆ・ｓｅｃ／ｍｍを満足する。しかし、従来
の軸箱支持装置では前後・左右の振動減衰は期待できな
い。なお、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２００〜１５００ｋｇｆ／ｍｍ／軸箱
とすることが望ましい。

【００１５】

【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、角筒体の上部
に取り付け用のフランジ２を設け、内面の上半部と下半
部に段部３ａ、３ｂ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角筒
状マウントゴム６ａと角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、ケース内面との間に隙間８ａを有する箱型の減衰板
８を支軸４に取付け、かつ支軸４との間に隙間９ａを有
す減衰板９の一対を、前記箱型の減衰板８に対し上下位
置において、ケース内面に設けた段部３ａ、３ｂに取付
け、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３ａ，３ｂに係止
して取り付けた場合を示したが、減衰板９を角筒体内に
圧入して取り付けることもできる。

【００１６】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
の動きは高粘性液と隙間８ａ、９ａ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。

【００１７】前記実施例は、液体封入マウントの高粘性
液を入れる密封室の高さが高く、箱型の減衰板８の上下
に十分な液量を確保できる場合に密封室の上部と下部に
それぞれ減衰板９を設けるのである。しかし、密封室の
高さが低い場合には図２に示すように、減衰板９は箱型
の減衰板８の下方のみに設ける。

【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の天板に減衰装置１３のフランジ２をボルト
１７により取り付け、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。

【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１８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。そして、フランジ２を支持枠１５の天
板の下側に当て各貫通孔１６にボルト１７を通して取り
付ける。一方、支持孔１１ｂに支柱１２を挿嵌し、ボル
ト挿通孔１１ａに挿通したボルト１２ａ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２００〜１５
００ｋｇｆ／ｍｍ／軸箱で、上下方向振動に対する減衰
係数は０．５〜３．０ｋｇｆ・ｓｅｃ／ｍｍ、前後・左
右方向振動に対する減衰係数は、０．５〜８．０ｋｇｆ
・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、減衰装置を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
６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５ａ及びケース１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１５ａ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。この差異の振動に対する減衰作用・効果は図２、図
３に示す場合と差異はない。

【００２１】実施例３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３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３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】本発明の実施による液体封入マウントで、
（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ線上の横断面図であ
る。

【図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適用する
ための液体封入マウントの縦断面図である。

【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２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
を一部は破断して示す説明図である。

【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を
一部は破断して示す説明図である。

【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】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１０】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。

【図１１】本発明の実施による液体封入マウントの前後
・左右減衰を示すグラフである。

【符号の説明】

１、３０ケース２フランジ３ａ、３ｂ段部４支軸５、５ａ可撓性密封蓋６積層マウント６ａ角筒状マウントゴム６ｂ角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液流通孔１０部材１１軸棒１１ａボルト挿通孔１１ｂ支持孔１２支柱１２ａ、１２ｂボルト１２ｃ突起１３、１３ａ減衰装置１４、２３側はり１５２４支持枠１５ａ天板１６貫通孔１７、２７ボルト１８、２２軸箱１９、２９ばね座２０２５軸ばね２１リンク装置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

【特許請求の範囲】

【請求項１】角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角筒状マウントゴムと
角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、ケース内面との間に隙間を有
する箱型の減衰板を支軸に取り付け、かつ支軸との間に
隙間を有する減衰板を、箱型の減衰板に対し上下両方位
置または片方位置のケース内面に取り付け、水密室に高
粘性液を封入した液体封入マウント。
【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端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。
【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
下端を軸箱の上面に取り付けた鉄道車両用軸箱支持装
置。