JPH0229522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転体のための振動減衰組立体に関
し、特に、鉄道車輪からの停車ブレーキ音ノイズ
の減少のために好適な振動減衰組立体に関する。

回転体の振動を減衰する装置は知られている。
多くの装置は比較的重重量の減衰組立体を使用す
るが、これは回転体への付加的な負荷の追加およ
び安全性の観点から好ましくない。

従来の減衰装置の一例は、米国特許第2267311
号明細書に示されている。この米国特許明細書
は、鋼板から型打抜きされた部材であつて、これ
が取り付けられる車輪の外形をもつ振動減衰材の
使用を開示している。しかし、この減衰装置で
は、型打抜きの金属板を必要とするから、製作が
面倒であり、高価である。

従来の減衰装置の他の例は、米国特許第
2605132号明細書に示されており、薄いゴム環が
加硫接着された２つの金属リングが車輪に嵌合さ
れた減衰組立体として採用されている。この嵌合
は、例えばリングを車輪への取り付けが可能な直
径に縮径し、その後にリングが膨張してこれが常
温に戻るときに車輪に固定されるように、ドライ
アイス中で包装することによるリングの冷却を必
要とする。このため、この従来技術では、リング
を車輪に取り付けるためにゴムの加硫や減衰リン
グ組立体の温度処理をしなければならない。

上記公知の振動減衰組立体の問題を解決すべ
く、車輪のリムに、これの内方および外方へ開口
する段部を形成し、該段部に弾性材料および押え
リングを配置したものが提案されている（実公昭
52−57549号公報）。しかし、この振動減衰組立体
は、弾性材料および押えリングを配置する段部が
内方と側方とに開口するから、車輪の回転中に振
動減衰体にこれが側方へ移動される力すなわち車
輪の軸線方向への力が作用したときに押えリング
が段部から脱落する恐れがある。このため、この
公知の振動減衰組立体は、ボルトのような特殊な
手段により、押えリングが車輪から外れることを
防止しなければならない。

本発明の目的は、ボルトのような特殊な手段を
用いることなく、リングが車輪等から外れること
を防止することができる、振動減衰組立体を提供
することにある。

本発明は、車輪等の回転体のための振動減衰組
立体は、前記回転体の側縁部によつて規定される
面から隔てられた平面内において前記回転体の内
側面に設けられ、該回転体の軸線と同軸線をもつ
環状の溝と、前記回転体の回転中剪断変形を受け
る、前記溝内に配置された粘弾性減衰材と、前記
粘弾性減衰材に対して前記溝内に配置され、該溝
に押し嵌められた環状の金属製リングとを含み、
前記粘弾性減衰材は前記リングと前記回転体との
間にはさまれている。

本発明の振動減衰組立体は、粘弾性減衰材を溝
内に配置し、次いリングを溝に押し嵌めて、粘弾
性減衰材を溝底とリングとの間にはさむことによ
り組み立てられる。粘弾性減衰材およびリングを
配置する溝が回転体の外縁部によつて規定される
面から隔てられた平面内において回転体の内側面
に設けられているから、回転体の回転にともなつ
て、遠心力がリングに作用すると、リングは粘弾
性減衰材を溝底に押圧し、また、回転体の軸線方
向への力がリングに作用すると、リングは溝の側
面と係合する。

このように、本発明によれば、ボルト等の特殊
な手段、特殊な形状の振動減衰材および金属製の
リングを用いることなく、振動減衰材および金属
製のリングが溝から抜け出ることを防止すること
ができる。

本発明の一実施例においては、リングは円形の
横断面形状を有し、他の実施例においてはＵ状の
横断面形状を有する。しかし、これらの横断面形
状は例示的なものである。

本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。

第１図を参照するに、鉄道車輪１０は本発明に
よる振動減衰組立体（以下、「組立体」という。）
１２が取り付けられた状態で示されている。車輪
１０はフランジ部分１４、リム部分１６、ウエブ
部分１８およびハブ部分２０を含む。組立体１２
は、第２図および第３図に詳細に示されるよう
に、車輪１０のリム部分１６に配置されている。

環状の溝２２が車輪のリム部分１６にまた好ま
しくは車輪の内側面に、機械加工により形成され
ている。溝２２は、全体に、車輪の側縁部１６ａ
により規定された平面から隔てられた平面内にあ
る。溝２２を車輪にこのように配置することによ
り、組立体に生じがちな損傷な避けられる。これ
は、組立体１２が車輪の内側面に配置されるから
である。

粘弾性減衰材２４が溝２２内に配置され、該粘
弾性減衰材は、全体に溝内で薄いシート状を呈す
る。粘弾性減衰材は、可撓性のエポキシ系接着剤
の使用等により、溝２２内の所定位置に接着固定
してもよい。次に、好ましくはばね鋼からなる環
状の金属製リング２６が溝内に嵌め込まれ、粘弾
性減衰材２４に対して位置決められる。好ましく
は、リング２６は可撓性のエポキシ系接着剤の使
用等により粘弾性減衰材２４に接着固定される。
第１図に示すように、リング２６の両端部は、符
号２６ａで示される箇所において相互に隔てられ
ている。所望とあらば、該リングの両端は一体に
溶接されてもよい。

前記した鉄道車輪および組立体のうち、車輪自
体は例えば直径約71cm（約28インチ）であり、重
量は約225Kg（約500ボンド）である。リング２６
は望ましくは焼きもどしされたばね鋼からなり、
また車輪１０と同質の鋼によつてもよい。リング
２６は前記寸法および重量の車輪用として直径
1.27cm（0.5インチ）とすることができる。粘弾
性減衰材２４は車輪の回転中剪断変形を受ける適
当な減衰材でよい。これに適した製品の１つとし
ては、米国ニユーヨークに所在のザ サウンドコ
ート インコーポレーテツドが製造、販売してい
るDYAD（商品名）がある。

粘弾性減衰材２４は、前記したように、シート
状に形成され、前記した寸法および重量の車輪用
として代表的には厚さ50ミルである。前記したよ
うに、この粘弾性減衰材２４は車輪およびリング
２６に接着固定されることが好ましい。適当な接
着剤の１つとして前記の会社がSoundcoat Ｂ−
Flex Epoxy（商品名）として販売している可撓
性のエポキシ系接着剤がある。

接着剤は場合によつてはこれを用いなくともよ
いが、前記した接着剤が使用されるならば、振動
減衰効果が高められる。したがつて、粘弾性減衰
材２４と車輪１０との間の接着剤による接着およ
び（または）粘弾性減衰材２４とリング２６との
間の接着剤による接着は省くこともできる。

リング２６は所定位置に押し嵌められる。リン
グ２６の直径は車輪に設けられた溝２２の直径よ
りわずかに小さい。リング２６の直径は、ばね張
力下での該リングの押し嵌めおよび所定位置への
位置決めを可能にする。他方、リングを所定位置
に溶接することは不要であるが、第１図の箇所２
６ａでリングの両端部をスポツト溶接してもよ
い。さらに、所望とあらば、リング２６の周囲に
おける車輪１０の種々の部分に該リングをスポツ
ト溶接することができる。しかし、リングを溶接
しないことが好ましい。

前記の組立体１２は全体に約1.9Kg（4.25ポン
ド）（鋼製のリング２６）よりも大きくない重量
をもつ。これは重量約225Kg（約500ポンド）の車
輪に比較して著しく軽量であり、組立体は車輪に
付加される重量（車輪重量の約１％未満）として
は実質的に無視し得る。

リング２６のような減衰リングは従来も使用さ
れたが、これは、リングを車輪のリム部分の側面
と内面とに開口する段部に配置する方式でのみ使
用されたに過ぎない。このような方式は、厳密に
はまさつ型方式であり、したがつて車輪の回転に
ともなつてリングを車輪の軸線方向へ移動させる
力が作用すると、リングが車輪から外れてしまう
から、ボルトのような特殊な手段によりリングを
車輪に取り付けなければならない。

振動減衰組立体１２において、車輪１０の回転
にともなつて、遠心力がリング２６に作用する
と、リング２６は粘弾性減衰材２４を溝２２の底
に押圧し、また、車輪１０の軸線方向への力がリ
ング２６に作用すると、リング２６は溝２２の側
面に粘弾性減衰材２４を介して係合する。このた
め、振動減衰組立体１２によれば、ボルト等の特
殊な手段、特殊な形状の振動減衰材および金属製
のリングを用いることなく、振動減衰材および金
属製のリングが溝から抜け出ることを防止するこ
とができる。このような振動減衰組立体１２は、
ボルト等の特殊な手段、特殊な形状の振動減衰材
および金属製のリングを用いる場合に比べ、構造
が簡単であり、製作および組立が容易であるか
ら、廉価になる。

振動減衰組立体１２により、リングと車輪との
間に粘弾性減衰材２４を配置した、車輪、粘弾性
減衰材およびばね鋼製のリングとからなる三層減
衰方式が提供される。このような減衰組立体は、
粘弾性減衰の付加された利点およびまさつの減衰
の回避により、従来使用されたまさつ型のリン
グ・車輪減衰組立体に比較して極めて好ましい。
この方式は経済的でしかも安全であり、車輪の内
側面に設けられた溝内に減衰組立体を位置決める
ことによつて、容易に損傷を受けることはない。
この粘弾性減衰方式は、最適合時、前記まさつ減
衰方式においてはわずかに約５〜10デシベルの減
衰であるのに対し、26デシベルの減衰をもたら
す。したがつて、たとえば鉄道車輪のような車輪
の回転中に該車輪に作用する有機的な衝撃付加に
起因して発生する停車ブレーキ雑音のような騒音
を減少させるために用いることができる。

第４図に示された鉄道車輪３０は、これに取り
付けられた他の例の振動減衰組立体（以下、「組
立体」という。）３２を備える。車輪３０は、フ
ランジ部分３４、ウエブ部分３６、内側リム部分
３８および外側リム部分４０を含む。組立体３２
は図示のように車輪のリム部分に配置される。

環状の溝４２が、例えば機械加工によつて車輪
の内側リム部分３８に形成されている（第４，５
図参照）。粘弾性減衰材４４ａが溝４２内に配置
されて、全体的にＵ状の横断面形状をもつチヤン
ネル部材４６の一方の脚部４６ａの実質的に包囲
している。チヤンネル部材４６の基部４６ｂおよ
び他方の脚部４６ｃは車輪の溝４２に隣接した部
位に伸びている。特に、基部４６ｂは車輪の縁部
へ向け外方に伸び、他方の脚部４６ｃは外側リム
部分４０に隣接して伸びている。チヤンネル部材
４６のこれらの部分はこれらの部分と車輪の隣接
部分との間に振動減衰材をはさむ。殊に、振動減
衰材４４はチヤンネル部材の基部４６ｂ、他方の
脚部４６ｃに沿つて、符号４４ｂ，４４ｃで示さ
れるように伸びている。他の振動減衰材４８は、
振動減衰材４４ｂとこれに隣接する車輪の内側リ
ム部分３８との間にはさまれた形で含まれてもよ
い。

代表的には、組立体３２はまず車輪に対して振
動減衰材４８を所定位置に位置決め、次いで減衰
材４４ａ，４４ｂ，４４ｃを位置決めすることに
より形成される。次に、金属製、好ましくはばね
鋼からなり、全体に環状のリングを構成するチヤ
ンネル部材４６が所定位置に嵌め込まれる。リン
グすなわちチヤンネル部材４６は第６図に示され
る２つの分離した端部４６ｄ，４６ｅを含むよう
に切断され、一方が他方に嵌合するように図示の
形状に切断されかつ形状付けられている。これら
の端部４６ｄ，４６ｅは、最終組立時に所望によ
り、相互に衝接してもよく、またわずかに隔てら
れてもよく、さらに一体に溶接されてもよい。

前記した鉄道車輪および減衰組立体における車
輪自体は１例として直径約71cm（約28インチ）お
よび重量約225Kg（500ポンド）の寸法、重量を有
する。チヤンネル部材４６は好ましくは焼きもど
しされたばね鋼からなり、また鉄道車輪３０の鋼
材と同じ鋼材からなつてもよい。チヤンネル部材
の基部４６ｂの幅は、3.8cm（1.5インチ）とし、
脚部４６ｃの高さはこれと同じくすることができ
る。脚部４６ａは高さ1.9cm（３／４インチ）で
あり、他方環状の溝４２は約1.4cm（約９／16イ
ンチ）だけ内側リム３８に向け内方へ伸び、約
1.27cm（約１／２インチ）の内径をもつ。これら
の寸法は単なる例示に過ぎない。

減衰材４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、車輪の回転
中に剪断変形を受けることが好ましい。適当な製
品の１つは、前記商品名DYADである。

減衰材４８は、好ましくは、無機フイラーの混
合物による100゜ソリツドエポキシ樹脂である。こ
のような樹脂の１例として、米国ニユーヨーク所
在のザ サウンド カンパニー インコーポレー
テツドの製品であるEPOXY10（商品名）がある。
振動減衰材４８は、それ自体、これを減衰材４４
ａ，４４ｂ，４４ｃおよび車輪のリム部分３８に
接触させて接着する接着剤として役立つ。しか
し、この減衰材４８は、車輪の回転方向を横切る
方向の引張および圧縮に作用する振動減衰材であ
る。

組立体３２の製作時、チヤンネル部材４２、内
側リム３８および外側リム４０を接着剤により被
覆することが好ましい。適当な接着剤のひとつに
前記会社製の可撓性のエポキシ系接着剤（商品名
Soundcoat Ｂ−Flex Epoxy）がある。この接着
剤は粘弾性減衰材の減衰層４４を所定位置に保持
する作用をなす。さらに、該接着剤は減衰材４８
を車輪に接着するのに役立つ。

振動減衰材４８は減衰材４４ａ，４４ｂ，４４
ｃと共にそれ自体前記したような接着剤により被
覆され、その結果、組立体の全ての要素は減衰材
およびチヤンネル部材のサンドイツチを構成する
ように強固に接着される。

前記した組立体３２は、全体に、チヤンネル部
材の重量である約5.4Kg（約12ポンド）より重く
ならない。これは、約225Kg（500ポンド）の車輪
重量に比較して著しく軽量であり、したがつて組
立体は実質的に車輪に付加される重量（車輪の約
2.5％未満）としては無視し得る。

第４図〜第６図の組立体の場合、減衰材を全チ
ヤンネル部材の下側にはさむことになり、第１図
〜第３図の組立体におけるように環状の溝内に振
動減衰材のみを使用することによつて可能である
以上の減衰効果が得られる。組立体は車輪に強固
に位置付けられ、外力により損傷を受けることも
なく、車輪の縁部の面を越えて伸びることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は鉄道車輪と共働する振動減衰組立体の
平面図、第２図は第１図の鉄道車輪の、部分的に
断面で示す側面図、第３図は第２図に示した部分
の拡大図、第４図は鉄道車輪と共働する他の振動
減衰組立体の一部分の斜視図、第５図は第４図に
示した部分を拡大して示す側面図、第６図は第４
図に示した例に使用された環状の金属製リングの
端部を示す斜視図である。 １０，３０：車輪、１２，３２：振動減衰組立
体、１６：リム部分、２２，４２：環状の溝、２
４，４４：粘弾性減衰材、２６：環状金属製リン
グ、３８，４０：リム部分、４６：チヤンネル部
材、４６ａ，４６ｃ：脚部、４６ｂ：基部、４
８：振動減衰材、１６ｂ：側縁部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車輪等の回転体のための振動減衰組立体であ
   つて、前記回転体の側縁部によつて規定される面
   から隔てられた平面内において前記回転体の内側
   面に設けられ、該回転体の軸線と同軸線をもつ環
   状の溝と、前記回転体の回転中剪断変形を受け
   る、前記溝内に配置された粘弾性減衰材と、前記
   粘弾性減衰材に対して前記溝内に配置され、該溝
   に押し嵌められた環状の金属製リングとを含み、
   前記粘弾性減衰材は前記リングと前記回転体との
   間にはさまれている、振動減衰組立体。 ２ 前記粘弾性減衰材は前記回転体に接着固定さ
   れている、特許請求の範囲第１項の振動減衰組立
   体。 ３ 前記粘弾性減衰材は前記環状の金属製リング
   に接着固定されている、特許請求の範囲第１項の
   振動減衰組立体。 ４ 前記粘弾性減衰材は前記回転体と前記環状の
   金属製リングとに接着固定されている、特許請求
   の範囲第１項の振動減衰組立体。 ５ 前記粘弾性減衰材は前記回転体と前記環状の
   金属製リングとに可撓性のエポキシ系接着剤によ
   り接着固定されている、特許請求の範囲第１項の
   振動減衰組立体。 ６ 前記環状の金属製リングはばね鋼からなりか
   つその横断面はほぼ円形である、特許請求の範囲
   第５項の振動減衰組立体。 ７ 前記環状の金属製リングは横断面がほぼＵ状
   のチヤンネル部材からなり、該チヤンネル部材の
   脚部の一方は前記溝内に配置されて前記粘弾性減
   衰材とともに該溝内に実質的に収納され、前記チ
   ヤンネル部材の残余部は前記車輪の溝に隣接する
   部位に近接しておよび前記回転体の隣接部位と前
   記チヤンネルとの間にはさまれた振動減衰材に近
   接して伸びる、特許請求の範囲第１項の振動減衰
   組立体。 ８ 前記減衰材は引張および圧縮変形を受ける第
   １の材料および前記回転体の回転中剪断変形を受
   ける第２の材料のサンドイツチからなる、特許請
   求の範囲第７項の振動減衰組立体。 ９ 前記回転体は内側および外側のリム部分を含
   み、前記環状の溝は前記回転体の内側リム部分内
   に配置され、前記Ｕ状のチヤンネルの他方の脚部
   は前記外側リム部分に隣接して伸びる、特許請求
   の範囲第７項の振動減衰組立体。 １０ 前記回転体と前記Ｕ状のチヤンネル部材の
   他方の脚部との間に剪断変形を受ける粘弾性減衰
   材が配置されている、特許請求の範囲第９項の振
   動減衰組立体。 １１ 前記Ｕ状のチヤンネル部材の基部と前記回
   転体の内側リム部分との間に引張および圧縮の変
   形を受ける振動減衰材が配置されている、特許請
   求の範囲第１０項の振動減衰組立体。 １２ 前記振動減衰材と前記Ｕ状のチヤンネル部
   材との間に剪断変形を受ける粘弾性材がはさまれ
   ている、特許請求の範囲第１１項の振動減衰組立
   体。 １３ 前記環状の金属製リングは不連続であり、
   連れ合う端部を含む、特許請求の範囲第１２項の
   振動減衰組立体。