JP5222965B2 - Shock absorber for railway vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両用の緩衝装置に関するものであり、連結器を介して伝達される他の車両からの衝撃を緩衝する緩衝装置に関するものである。 The present invention relates to a shock absorber for a railway vehicle, and relates to a shock absorber that cushions an impact from another vehicle transmitted through a coupler.
鉄道車両には車両の前部と後部のそれぞれに連結装置が設けられており、複数台の車両は、それぞれの車両に設けられている連結装置によって相互に連結されるようになっている。連結装置は、従来周知のように連結器と、この連結器に接続されている緩衝装置とからなる。緩衝装置には色々なタイプのものがあり、例えば、交互に積層された複数枚の鋼板とゴム材とからなるゴム緩衝部材を備えたゴム緩衝装置が周知である。ゴム緩衝装置は車両側に設けられ、連結器は所定の接手部材を介してこのゴム緩衝装置に接続されている。従って他の車両からの衝撃は連結器、接手部材を介してゴム緩衝装置に伝達され、ゴム緩衝部材において弾性エネルギとして一時的に蓄積されることになる。従って車両には衝撃は直接伝達されず快適な乗り心地が提供されることになる。 A railway vehicle is provided with a connecting device at each of a front portion and a rear portion of the vehicle, and a plurality of vehicles are connected to each other by a connecting device provided in each vehicle. As is well known in the art, the coupling device includes a coupler and a shock absorber connected to the coupler. There are various types of shock absorbers. For example, a rubber shock absorber provided with a rubber shock absorber made of a plurality of alternately stacked steel plates and rubber materials is well known. The rubber shock absorber is provided on the vehicle side, and the coupler is connected to the rubber shock absorber via a predetermined joint member. Therefore, an impact from another vehicle is transmitted to the rubber shock absorber via the coupler and the joint member, and is temporarily stored as elastic energy in the rubber shock absorber. Therefore, a shock is not directly transmitted to the vehicle, and a comfortable ride is provided.
ところでゴム緩衝部材は、力が作用して変形するとき、その変形量に比例して反力が増大する。従ってゴム緩衝装置は変位量に比例して反力が増大し、変位量の二乗に比例して弾性エネルギが蓄積されるという特性を有することになる。そうすると衝撃のエネルギが大きい場合、ゴム緩衝部材に大量の弾性エネルギは蓄積されるが、大きな反力も作用するので車両に衝撃が伝達されてしまうことになる。そうすると必ずしも快適な乗り心地が提供されるとは限らない。これに対して、その変位量によらずに反力が一定であり、従って吸収できる衝撃エネルギが変位量に比例するような緩衝装置であれば、車両に衝撃は伝達されにくく安定的に快適な乗り心地を提供することができる。 By the way, when the rubber cushioning member is deformed by the action of force, the reaction force increases in proportion to the amount of deformation. Accordingly, the rubber shock absorber has a characteristic that the reaction force increases in proportion to the displacement amount, and elastic energy is accumulated in proportion to the square of the displacement amount. Then, when the impact energy is large, a large amount of elastic energy is accumulated in the rubber cushioning member, but since a large reaction force also acts, the impact is transmitted to the vehicle. This does not necessarily provide a comfortable ride. On the other hand, if the shock absorber is such that the reaction force is constant regardless of the amount of displacement and the impact energy that can be absorbed is proportional to the amount of displacement, the shock is not easily transmitted to the vehicle and is stable and comfortable. A ride can be provided.
このような緩衝装置として、例えば本出願人の出願に係る特許文献1にも記載されているように、粘性緩衝装置や塑性緩衝装置が周知である。粘性緩衝装置は粘性流体の流動摩擦によって衝撃を緩衝するように、塑性緩衝装置は塑性変形によって衝撃を緩衝するように、それぞれ構成されている。これらの緩衝装置はいずれも反力の大きさが変位量に影響されず、吸収できる衝撃エネルギが変位量に比例するようになっている。粘性緩衝装置はシリンダと、このシリンダ内で軸方向に駆動自在に設けられているピストンと、シリンダ内に充填されている粘性流体とからなる。ピストンにはピストンヘッドが設けられ、シリンダの内径とピストンヘッドの間には所定の隙間が形成されている。そして粘性流体は、例えば樹脂系エラストマからなり、エラストマは粘性と弾性を備えている。軸方向の衝撃がピストンに作用すると、ピストンが駆動されてエラストマは圧縮される。エラストマはシリンダとピストンヘッドの隙間を流動して、いわゆるオリフィス効果によって圧力損失が生じエネルギが消費される。また圧縮による弾性変形によってもエネルギが一時的に貯蔵される。これらによって衝撃が緩衝されることになる。この緩衝装置は、走行時に生じる通常の大きさの衝撃を吸収するのに適している。一方、塑性緩衝装置は、金属製の第1、2の円筒体から構成されている。第1の円筒体は、その内径が第2の円筒体の外径よりわずかに小さいが開口部近傍において拡径されている。この拡径されている部分に第2の円筒体の端部が挿入されている。塑性緩衝装置に非常に大きな衝撃が作用すると、第2の円筒体が第1の円筒体の内部に押し込まれ、第1の円筒体は塑性変形によって拡径する。衝撃のエネルギがこの塑性変形によって消費され、衝撃が緩和されることになる。塑性緩衝装置は、衝突時等の非常に大きな衝撃を吸収することができる。 As such a shock absorber, a viscous shock absorber and a plastic shock absorber are well known as described in, for example, Patent Document 1 related to the application of the present applicant. The viscous buffer device is configured to buffer the impact by the fluid friction of the viscous fluid, and the plastic buffer device is configured to buffer the shock by plastic deformation. In any of these shock absorbers, the magnitude of the reaction force is not affected by the amount of displacement, and the impact energy that can be absorbed is proportional to the amount of displacement. The viscous shock absorber includes a cylinder, a piston provided so as to be axially driven in the cylinder, and a viscous fluid filled in the cylinder. The piston is provided with a piston head, and a predetermined gap is formed between the inner diameter of the cylinder and the piston head. The viscous fluid is made of, for example, a resin-based elastomer, and the elastomer has viscosity and elasticity. When an axial impact is applied to the piston, the piston is driven and the elastomer is compressed. The elastomer flows through the gap between the cylinder and the piston head, so that pressure loss occurs due to the so-called orifice effect, and energy is consumed. Energy is also temporarily stored by elastic deformation due to compression. The shock is buffered by these. This shock absorber is suitable for absorbing a normal magnitude impact generated during travel. On the other hand, the plastic shock absorber is composed of first and second cylindrical bodies made of metal. The first cylindrical body has an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the second cylindrical body, but is expanded in the vicinity of the opening. The end portion of the second cylindrical body is inserted into the expanded diameter portion. When a very large impact is applied to the plastic shock absorber, the second cylindrical body is pushed into the first cylindrical body, and the diameter of the first cylindrical body is expanded by plastic deformation. The energy of impact is consumed by this plastic deformation, and the impact is alleviated. The plastic shock absorber can absorb a very large impact during a collision or the like.
粘性緩衝装置や塑性緩衝装置は、それぞれ鉄道用緩衝装置として優れた点を備えているが問題点も見受けられる。具体的には、粘性緩衝装置は非常に大きな衝撃を吸収することはできないし、塑性緩衝装置は走行時における通常の大きさの衝撃を救出することはできないという問題がある。そこで、粘性緩衝装置と塑性緩衝装置を直列に設けるようにすれば色々な大きさの衝撃を吸収することができる。図3には、このような連結装置50が示されている。連結装置50は、他の車両と連結される連結器51と、緩衝装置52とから構成され、緩衝装置52は、所定のジョイント部材63を介して直列に接続された、粘性緩衝装置53と塑性緩衝装置54とから構成されている。粘性緩衝装置53はシリンダ56と、このシリンダ56内で軸方向に駆動可能なピストン57と、シリンダ56に充填されているエラストマとから構成されている。ピストン57は、ストロークLs1’だけ軸方向に移動できるようになっており、衝撃を緩衝できるようになっている。塑性緩衝装置54は、第1の円筒体59と、その一部が第1の円筒体59の開口部に入れられている第2の円筒体60とから構成されている。第1の円筒体59の内径は第2の円筒体60の外径よりもわずかに小さく、第2の円筒体60が押し込まれると第1の円筒体59は塑性変形して拡径することになる。つまり、この塑性緩衝装置54は、ストロークLs2’だけ変形して衝撃を緩衝できることになる。このような緩衝装置52の前方の端部には、所定の接手構造62が設けられ、接手構造62を介して連結器51が結合されている。従って連結器51は緩衝装置52に対して首振り自在になっている。
Viscous shock absorbers and plastic shock absorbers have excellent points as railway shock absorbers, but have problems. Specifically, there is a problem that the viscous shock absorber cannot absorb a very large impact, and the plastic shock absorber cannot rescue a normal impact during traveling. Therefore, if a viscous shock absorber and a plastic shock absorber are provided in series, impacts of various sizes can be absorbed. FIG. 3 shows such a connecting
連結装置50は、通常の走行時における衝撃も、衝突時等の非常に大きな衝撃も吸収することはできる。しかしながら問題点も見受けられる。第1の問題として、緩衝装置52は粘性緩衝装置53と塑性緩衝装置54とからなるので大型化してしまうという問題がある。粘性緩衝装置53は、エラストマが効率よく圧縮されるように保圧代Lp1’が必要でありストロークLs1’と合わせて軸方向にある程度の長さを要するし、塑性緩衝器54も少なくともストロークLs2’の長さは必要である。さらにジョイント部材53も設けられているので、緩衝装置52は軸方向に長く大型化してしまう。一般的に緩衝装置52は車両側に設けられるようになっているが、このように大型化すると設置面積を要してしまい、車両に設けられている他の装置の妨げになってしまう。第2の問題として、湾曲した軌道を走行しているときに効率よく衝撃を吸収できない問題もある。湾曲した軌道を走行すると、連結器51は緩衝装置52に対して首振りする。このとき連結器51から伝達される衝撃の向きは緩衝装置52の軸方向と一致しない。そうすると衝撃を効率よく吸収できないことになる。仮に粘性緩衝装置53と塑性緩衝装置54とからなる緩衝装置52を、接手構造62よりも前方、すなわち連結器51の後端に一体化させるように構成すれば、衝撃の向きは緩衝装置52の軸方向と確実に一致する。すなわち衝撃を効率よく吸収できる。しかしながら連結器51が大型化してしまい、およそ実用的ではない。すなわちこのような構成は採ることができない。
The
本発明は、上記したような従来の問題点あるいは課題を解決した、緩衝装置を提供することを目的としている。具体的には、走行時の通常の大きさの衝撃を緩衝して快適な乗り心地を提供できるだけでなく、衝突時等の大きな衝撃も吸収して安全を確保することができ、小型であって車両への設置面積が小さくて済む緩衝装置を提供することを目的としている。また本発明は、湾曲した軌道を走行しているときでも、効率よく衝撃を吸収できる緩衝装置を提供することも目的としている。 An object of the present invention is to provide a shock absorber that solves the above-described conventional problems or problems. Specifically, it can not only provide a comfortable ride by buffering the normal size of impact during driving, but also can absorb large impacts such as collisions to ensure safety, and it is compact. An object of the present invention is to provide a shock absorber that requires a small installation area on a vehicle. It is another object of the present invention to provide a shock absorber capable of efficiently absorbing an impact even when traveling on a curved track.
本発明は、上記目的を達成するために、粘性緩衝装置と塑性緩衝装置とを組み合わせたような鉄道車両用の緩衝装置とし、この緩衝装置をシリンダ体と、該シリンダ体内に進退自在に設けられているピストンと、このシリンダ体内に封入されている粘性流体、例えばエラストマとから構成する。シリンダ体は、一方の端部が開口した第1のシリンダと、同様に一方の端部が開口し、第1のシリンダの開口部を所定の嵌め代で外嵌して液密的に封鎖している第2のシリンダとから構成する。ピストンは、ピストンロッドとピストンヘッドとから構成し、シリンダ体の第1のシリンダの閉鎖されている端面からピストンロッドを挿入し、ピストンロッドにピストンヘッドを設けるようにする。そしてピストンヘッドは、第1のシリンダの内周面との間に所定の隙間が形成されるようにし、ピストンが軸方向に駆動されると粘性流体が隙間を介して流動して衝撃を吸収するように構成する。また、第2のシリンダは、その内径が第1のシリンダの外径よりも小さくなるように形成する。第2のシリンダが、第1のシリンダが軸方向に駆動されると、塑性変形により拡径して衝撃が吸収されることになる。そしてこのような緩衝装置は、連結器と一体的に固定するようにし、所定の接手構造を介して揺動自在に車両に結合する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a shock absorber for a railway vehicle in which a viscous shock absorber and a plastic shock absorber are combined, and this shock absorber is provided in a cylinder body and in a freely movable manner in the cylinder body. And a viscous fluid enclosed in the cylinder body, for example, an elastomer. The cylinder body is the same as the first cylinder having one end opened, and one end is similarly opened, and the opening of the first cylinder is externally fitted with a predetermined fitting allowance and sealed in a liquid-tight manner. And a second cylinder. The piston is composed of a piston rod and a piston head, and the piston rod is inserted from the closed end face of the first cylinder of the cylinder body, and the piston head is provided on the piston rod. The piston head forms a predetermined gap with the inner peripheral surface of the first cylinder, and when the piston is driven in the axial direction, the viscous fluid flows through the gap and absorbs the impact. Configure as follows. The second cylinder is formed so that its inner diameter is smaller than the outer diameter of the first cylinder. When the second cylinder is driven in the axial direction, the diameter of the second cylinder is expanded by plastic deformation and the impact is absorbed. Such a shock absorber is fixed integrally with the coupler and is coupled to the vehicle in a swingable manner via a predetermined joint structure.
すなわち、請求項1に記載の発明は、上記発明の目的を達成するために、シリンダ体と、該シリンダ体内に進退自在に設けられているピストンと、前記シリンダ体内に封入されている粘性流体とから構成され、他の車両に連結される連結器に結合されて、該連結器からの衝撃を吸収する緩衝装置であって、前記シリンダ体は、一方の端部が開口した第1のシリンダと、同様に一方の端部が開口し、前記第1のシリンダの開口部を所定の嵌め代で外嵌して液密的に封鎖している第2のシリンダとから構成され、前記ピストンは、前記第1のシリンダの閉鎖されている端面から挿入されているピストンロッドと該ピストンロッドに設けられているピストンヘッドとからなり、前記ピストンヘッドは、前記第1のシリンダの内周面との間に所定の隙間が形成され、前記ピストンが軸方向に駆動されると前記粘性流体が前記隙間を介して流動して衝撃が吸収されるようになっており、前記第2のシリンダは、その内径が前記第1のシリンダの外径よりも小さく、前記第1のシリンダが軸方向に駆動されると、塑性変形により拡径して衝撃が吸収されるように構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の緩衝装置において、前記粘性流体はエラストマであるように構成される。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の緩衝装置において、前記緩衝装置は、前記連結器と一体的に固定され、所定の接手構造を介して揺動自在に車両に結合されるように構成される。
That is, in order to achieve the object of the present invention, the invention according to claim 1 is a cylinder body, a piston provided to be movable forward and backward in the cylinder body, and a viscous fluid sealed in the cylinder body. A shock absorber that is coupled to a coupler connected to another vehicle and absorbs an impact from the coupler, wherein the cylinder body includes a first cylinder having one end open; Similarly, one end portion is opened, and the second cylinder is configured to be liquid-tightly sealed by externally fitting the opening portion of the first cylinder with a predetermined fitting allowance, The piston rod comprises a piston rod inserted from a closed end surface of the first cylinder and a piston head provided on the piston rod, and the piston head is between the inner peripheral surface of the first cylinder. In a certain gap When the piston is driven in the axial direction, the viscous fluid flows through the gap and the impact is absorbed, and the inner diameter of the second cylinder is the first. When the first cylinder is driven in the axial direction, the diameter is expanded by plastic deformation and the impact is absorbed.
A second aspect of the present invention is the shock absorber according to the first aspect, wherein the viscous fluid is an elastomer.
According to a third aspect of the present invention, in the shock absorber according to the first or second aspect, the shock absorber is fixed integrally with the coupler, and is coupled to the vehicle in a swingable manner via a predetermined joint structure. Configured to be.
以上のように、本発明によると、シリンダ体と、該シリンダ体内に進退自在に設けられているピストンと、シリンダ体内に封入されている粘性流体とから構成され、他の車両に連結される連結器に結合されて、該連結器からの衝撃を吸収する緩衝装置として構成されている。そしてシリンダ体は、一方の端部が開口した第1のシリンダと、同様に一方の端部が開口し、第1のシリンダの開口部を所定の嵌め代で外嵌して液密的に封鎖している第2のシリンダとから構成され、ピストンは、第1のシリンダの閉鎖されている端面から挿入されているピストンロッドと該ピストンロッドに設けられているピストンヘッドとから構成されている。このピストンヘッドは、第1のシリンダの内周面との間に所定の隙間が形成され、ピストンが軸方向に駆動されると粘性流体が前記隙間を介して流動して衝撃が吸収されるようになっているので、これらから、いわゆる粘性緩衝装置が構成されることになる。従って走行時に発生する通常の大きさの衝撃を効率よく緩衝することができる。そして第2のシリンダは、その内径が第1のシリンダの外径よりも小さく、第1のシリンダが軸方向に駆動されると、塑性変形により拡径して衝撃が吸収されるようになっているので、いわゆる塑性緩衝装置が構成されることになる。従って衝突時等の非常に大きな衝撃を緩衝することができ、安全を確保することができる。つまり粘性緩衝装置と塑性緩衝装置とによって通常の大きさの衝撃も、非常に大きな衝撃も吸収することができ、快適な乗り心地を提供でき安全性も高い。緩衝装置はこのように構成されているので、第1のシリンダが、粘性緩衝装置と塑性緩衝装置の共通の構成部材ということができる。従って軸方向の長さが短くなり、設置面積は小さくて済む。また他の発明によると、粘性流体はエラストマからなるので粘性だけでなく弾性も備えている。従ってピストンが軸方向に駆動されるとき、エラストマが圧縮されて衝撃のエネルギが一時的に弾性エネルギに変換される作用も有することになる。これによって更に効率よく衝撃を緩衝することができる。また他の発明によると緩衝装置は、連結器と一体的に固定され、所定の接手構造を介して揺動自在に車両に結合されているので、連結器からの衝撃の方向は、緩衝装置の軸方向と常に一致することになる。そうすると湾曲した軌道を走行中に受ける衝撃であっても、効率よく緩衝することができる。 As described above, according to the present invention, the cylinder body, the piston provided in the cylinder body so as to be able to advance and retract, and the viscous fluid sealed in the cylinder body are connected to another vehicle. It is configured as a shock absorber that is coupled to the container and absorbs shocks from the coupler. Then, the cylinder body is the same as the first cylinder having one end opened, and one end is similarly opened, and the opening of the first cylinder is externally fitted with a predetermined fitting allowance to be liquid-tightly sealed. The piston is composed of a piston rod inserted from the closed end face of the first cylinder and a piston head provided on the piston rod. The piston head has a predetermined gap formed between the inner peripheral surface of the first cylinder, and when the piston is driven in the axial direction, the viscous fluid flows through the gap to absorb the impact. Therefore, a so-called viscosity buffer device is formed from these. Accordingly, it is possible to efficiently buffer a normal impact generated during traveling. The second cylinder has an inner diameter smaller than the outer diameter of the first cylinder, and when the first cylinder is driven in the axial direction, the diameter is expanded by plastic deformation and the impact is absorbed. Therefore, a so-called plastic shock absorber is formed. Therefore, a very large impact such as a collision can be buffered, and safety can be ensured. In other words, the viscous shock absorber and the plastic shock absorber can absorb both a normal shock and a very large shock, providing a comfortable ride and high safety. Since the shock absorber is configured in this way, the first cylinder can be said to be a common component of the viscous shock absorber and the plastic shock absorber. Accordingly, the axial length is shortened and the installation area can be small. According to another invention, since the viscous fluid is made of an elastomer, it has elasticity as well as viscosity. Therefore, when the piston is driven in the axial direction, the elastomer is compressed, and the impact energy is temporarily converted into elastic energy. As a result, the shock can be buffered more efficiently. According to another invention, the shock absorber is fixed integrally with the coupler and is swingably coupled to the vehicle via a predetermined joint structure, so that the direction of impact from the coupler is the same as that of the shock absorber. It always matches the axial direction. If it does so, even if it is the impact which receives the curved track | orbit during driving | running | working, it can buffer efficiently.
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施に係る鉄道車両用の連結装置1は、図1の(ア)に示されているように、他の車両に連結される連結器2と、この連結器2の後端部に設けられている本実施の形態に係る緩衝装置3と、この緩衝装置3の後端部に設けられている接手構造4とから構成されている。以下便宜上、連結器2寄りを前方、接手構造4寄りを後方として説明する。連結器2は色々な形態のものを採用することができるが、本実施の形態においては連結器2は、いわゆるボルト締結型の連結器からなる。この連結器2に、次に説明する本実施の形態に係る緩衝装置3が一体的に固定されている。
Embodiments of the present invention will be described below. As shown in FIG. 1A, a connecting device 1 for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention is connected to a
本実施の形態に係る緩衝装置3は、図1の(イ)に示されているように、第1、2のシリンダ6、7からなるシリンダ体8と、このシリンダ体8内に進退自在に設けられているピストン10と、シリンダ体8内に封入されている粘性流体11とから構成されている。シリンダ体8を構成している第1、2のシリンダ6、7は、いずれも一方の端部が開口し、他方の端部が閉鎖された円筒状を呈している。第2のシリンダ7の方が第1のシリンダ6よりも大径に形成されているが、第2のシリンダ7の内径は第1のシリンダ6の外径よりもわずかに小さくなっている。このような第2のシリンダ7の開口部近傍は符号13に示されているように、内周面がテーパ状に形成され、これによって開口部に向かって拡径している。一方第1のシリンダ6の開口部近傍は符号14に示されているように外周面がテーパ状に形成され、開口部に向かって縮径している。これらのテーパ状に形成されている部分13、14が嵌め合わされるようにして第1、2のシリンダ6、7は液密的に一体化され、シリンダ体8が形成されている。換言すると、第2のシリンダ7の内径は第1のシリンダ6の外径よりも小さいにも拘わらず、それぞれのシリンダ6、7の開口部近傍がテーパ状に形成されているので、第1のシリンダ6の開口部が第2のシリンダ7の開口部分によって所定の嵌め代で外嵌された状態で、シリンダ体8が組み立てられている。この第1、2のシリンダ6、7によって塑性緩衝装置が構成されることになり、第1のシリンダ6が軸方向に押し込まれると第2のシリンダ7が塑性変形して拡径することになる。第1のシリンダ6が押し込まれる長さ、すなわち緩衝ストロークLspは第1のシリンダ6の端部から第2のシリンダ7の底面15までの長さである。このような第1、2のシリンダ6、7は結合が解かれないように、ピン16、16、…によって留められている。これらのピン16、16、…は通常の剪断力によっては破断しないが、大きな剪断力が作用すると破断するようになっている。
As shown in FIG. 1 (a), the
ピストン10は、このようなシリンダ体8の第1のシリンダ6側に設けられている。すなわちピストン10のピストンロッド18は、第1のシリンダ6の底部19から進退可能に挿入されており、このピストンロッド18の先端にピストンヘッド21が設けられている。ピストンヘッド21は、その外径が第1のシリンダ6の内径よりも小さく、ピストンヘッド21と第1のシリンダ6の内周面には所定の隙間22が形成されている。従ってピストン10が軸方向に駆動されると、粘性流体11が隙間22を介して流動し、いわゆるオリフィス効果によって粘性流体11の圧力が損失して衝撃が緩衝される。つまりシリンダ体8、ピストン10、粘性流体11によって粘性緩衝装置が構成されることになる。本実施の形態においては、ピストンロッド18にはピストンヘッド21の反対側に当接部材24が固定され、当接部材24が第1のシリンダ6の底部19に当接するまでピストン10が駆動できるようになっている。すなわちこの長さが緩衝ストロークLsvになっている。このような当接部材24は、連結器2の後端部に固着され、連結器2からの衝撃がピストン10に伝達されるようになっている。
The
シリンダ体8に封入されている粘性流体11は、機械油等の非圧縮性粘性流体から構成することもできるが、本実施の形態においては樹脂系のエラストマから構成されている。エラストマは圧縮性を有し、衝撃のエネルギの一部を弾性エネルギとして変換して一時的に蓄積することができる。これによっても衝撃を緩衝することができる。
The
このように構成されている緩衝装置3は、その後端部、すなわち第2のシリンダ7の後端部において所定の接手構造4を介して車両Sに接続されている。接手構造4は、例えば従来周知の球面軸受機構からなり、第2のシリンダ7から後方に延びている棒状の尾端部材26、前方が二股に形成されて連結部27、27になっている車両側固定部材29、尾端部材26に明けられている縦穴30内に設けられている球面座32、この球面座32に軸受けされている球状滑り軸受33、球状滑り軸受33に明けられている穴34を摺動自在に挿通していると共に連結部27、27に支持されている縦ピン35等から構成することができる。車両側固定部材29は車両Sに固定されており、この接手構造4によって連結器2と緩衝装置3は、車両Sに対して揺動されるようになっている。
The
本実施の形態に係る緩衝装置3を備えた連結装置1の作用を説明する。図1の(ア)に矢印Y1で示されているように、他の車両から連結器2を介して衝撃が与えられる。そうするとピストン10には図2の(ア)に示されているように力Y2が作用する。緩衝装置3は連結器2と一体的に揺動されるので、緩衝装置3に与えられる力Y2の方向は緩衝装置3の軸方向と一致する。エラストマ11はピストンヘッド21によって圧縮され、第1のシリンダ6とピストンヘッド21の隙間22を介してピストンヘッド21より前方側、すなわち図2の(ア)において左側の部屋に流入する。エラストマ11が隙間22を流れるときの圧力損失と、エラストマ11の圧縮による弾性エネルギへの変換によってピストン10に作用する衝撃が緩衝される。衝撃が小さいときには、ピストン10が後方に押し込まれる長さ、すなわち図2において右方向に押し込まれる長さは比較的短く、衝撃が大きいときには、ピストン10が押し込まれる長さは長くなり、図2の(イ)に示されているように、当接部材24が第1のシリンダ6に当接する長さまでピストン10が押し込まれる。このようにピストン10が最大で押し込まれている状態でも、シリンダ体8内のピストンヘッド21より後方の長さは圧縮代Lpだけ確保されており、エラストマ11は適切に圧縮されることになる。走行時に生じる衝撃であれば、ピストン10が押し込まれる長さはこの範囲で足り、適切に衝撃を緩衝することができる。衝撃が緩衝された後にピストン10は前方に押し戻される。すなわち復元する。
The operation of the coupling device 1 including the
車両の衝突等の異常時には、連結器2から与えられる衝撃は非常に大きい。この場合、ピストン10が図2の(イ)に示されている位置まで押し込まれても衝撃を緩衝することはできない。そうすると当接部材24は第1のシリンダ6を後方に押す。ピン16、16、…に強い剪断力がかかり、ピン16、16、…は破断する。第1のシリンダ6は第2のシリンダ7の内部に押し込まれ、第2のシリンダ7は第1のシリンダ6が内部に押し込まれた長さだけ塑性変形SHする。この塑性変形SHによってエネルギが消費され、衝撃が緩衝される。なお、シリンダ体8内の体積は小さくなるのでエラストマ11は圧縮されることになり、さらにエラストマ11の一部が隙間22から前方に流動する。これらによっても衝撃が緩衝されることになる。塑性変形SHの長さは衝撃の大きさが大きいと長くなる。この塑性変形SHは、最大で緩衝ストロークLspまで達し、このとき図2の(エ)に示されているように、第1のシリンダ6の端部は第2のシリンダ7の底面15に当接する。
When an abnormality such as a vehicle collision occurs, the impact applied from the
本実施の形態に係る緩衝装置3を備えた連結装置1は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、第2のシリンダ7が塑性変形SHするときにエラストマ11が外部に噴出するように変形することができる。上記実施の形態においては第1のシリンダ6が押し込まれて第2のシリンダ7が塑性変形SHするとき、エラストマ11は内部で圧縮されるように説明した。つまり、この場合シリンダ体8は液密が維持された状態で塑性変形SHする必要があるが、液密を維持するためにはシリンダ体8をより強固に形成しなければならず重量が増してしまう。これに対して第2のシリンダ7が塑性変形SHするときに、エラストマ11が外部に噴出されるようにすると液密を維持する必要がなく軽量化することができる。例えば第2のシリンダ7が塑性変形SHするときに、第1、2のシリンダ6、7の間に隙間が形成されるように構成することもできるし、第1、2のシリンダ6、7に所定の内圧によって外れる栓を設けるように構成することもできる。これらからエラストマ11が噴出するときには、流動抵抗が生じるので、これによっても衝撃を緩衝できる。
The coupling device 1 including the
緩衝装置3については他の変形も可能であり、例えば、ピストン10には当接部材24が固定され、この当接部材24が連結器2に固定されているように説明したが、当接部材24は必ずしも必要でなく、ピストンロッド18が直接連結器2の後端部に固定されていてもよい。また緩衝装置3の取付向きについても変形が可能であり、ピストンロッド18が接手構造4に結合され、第2のシリンダ7の端部が連結器2に固定されていてもよい。さらには緩衝装置3は連結器2と一体的に設けられているように説明したが、車体S側に設けられていてもよい。すなわち車体S側に緩衝装置3を設け、緩衝装置3と連結器2は接手構造4を介して接続するようにすることもできる。また、本実施の形態に係る緩衝装置3と、いわゆるゴム緩衝装置とを組み合わせることもできる。当業者であれば容易に理解されるので詳しくは説明しないが、例えばゴム緩衝装置を車体側に設け、ゴム緩衝装置の前方に接手構造を介して本実施の形態に係る緩衝装置3を結合し、緩衝装置3の前方に連結器2を設けるようにすることができる。
Other modifications are possible for the
1 連結装置 2 連結器
3 緩衝器 4 接手構造
6 第1のシリンダ 7 第2のシリンダ
8 シリンダ体 10 ピストン
11 粘性流体 16 ピン
18 ピストンロッド 21 ピストンヘッド
22 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記シリンダ体は、一方の端部が開口した第1のシリンダと、同様に一方の端部が開口し、前記第1のシリンダの開口部を所定の嵌め代で外嵌して液密的に封鎖している第2のシリンダとから構成され、
前記ピストンは、前記第1のシリンダの閉鎖されている端面から挿入されているピストンロッドと該ピストンロッドに設けられているピストンヘッドとからなり、
前記ピストンヘッドは、前記第1のシリンダの内周面との間に所定の隙間が形成され、前記ピストンが軸方向に駆動されると前記粘性流体が前記隙間を介して流動して衝撃が吸収されるようになっており、
前記第2のシリンダは、その内径が前記第1のシリンダの外径よりも小さく、前記第1のシリンダが軸方向に駆動されると、塑性変形により拡径して衝撃が吸収されるようになっていることを特徴とする鉄道車両用の緩衝装置。 Composed of a cylinder body, a piston provided in the cylinder body so as to be able to advance and retract, and a viscous fluid sealed in the cylinder body, and coupled to a coupler connected to another vehicle, the coupler A shock absorber that absorbs shocks from
The cylinder body has a first cylinder opened at one end, and similarly opened at one end. The cylinder body is externally fitted with a predetermined fitting allowance to be liquid-tight. A second cylinder that is sealed,
The piston comprises a piston rod inserted from a closed end surface of the first cylinder and a piston head provided on the piston rod,
A predetermined gap is formed between the piston head and the inner peripheral surface of the first cylinder, and when the piston is driven in the axial direction, the viscous fluid flows through the gap and absorbs an impact. Is supposed to be
The inner diameter of the second cylinder is smaller than the outer diameter of the first cylinder, and when the first cylinder is driven in the axial direction, the diameter is expanded by plastic deformation and the impact is absorbed. A shock absorber for a railway vehicle, characterized in that
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