JP2014012530A - 鉄道車両用台車 - Google Patents

Abstract

【課題】板バネに万が一の損傷等が生じても横ばりを適切に支持できるようにして、板バネ台車の信頼性を向上させる。
【解決手段】予備支持機構２１０は、軸箱８の車軸回りの回転角度を所定角度範囲内に規制するストッパ２１３，２１４を有し、ストッパ２１３，２１４は、板バネ３０が所定の弾性変形範囲内にあるときに、軸箱８に一体的に設けられた部分に対して隙間をあけており、横ばり４の車幅方向端部４ａが板バネ３０の前記弾性変形範囲を超えて下方に変位して軸箱８が車軸回りに回転したときに、軸箱８に一体的に設けられた前記部分に干渉して軸箱８を回り止めし、連結機構１６を介して横ばり４の車幅方向端部４ａを支持する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、側ばりを省いた鉄道車両用台車に関する。

鉄道車両の車体の床下には、車体を支持してレール上を走行するための台車が設けられており、この台車では、輪軸を支持する軸受が収容された軸箱が台車枠に対して上下方向に変位可能となるように軸箱支持装置により支持されている。例えば、特許文献１には、軸箱支持装置が提案されており、台車枠が、横方向に延びる横ばりと、その横ばりの両端部から前後方向に延びた左右一対の側ばりとを備え、軸箱支持装置は、軸箱とその上方にある側ばりとの間に介装されたコイルバネからなる軸バネを備えている。

また、特許文献２には、台車枠のうち側ばりの部分を省いた台車が提案されている。

特許第２７９９０７８号公報 特開昭５５−４７９５０号公報

しかし、特許文献１のような台車では、横ばり及び側ばりからなる台車枠が大重量の鋼材を互いに溶接するなどして製作されているため、台車枠の重量が大きくなると共に、鋼材コストや組立コストが高くなるという問題がある。

これに対して、特許文献２の台車では、台車枠の横ばりと軸箱とが互いに一定距離を保つように支持機構部材により接続されると共に、横ばりの横方向両端部に板バネの前後方向中央部が保持固定され、その板バネの前後方向両端部が軸箱の下部に設けたバネ受け内に挿入されている。

しかしながら、特許文献２の台車の場合、万が一にも左右いずれか一方の板バネが折れるなどして損傷すると、その板バネが設計通りの支持機能を発揮せず、横ばりの横方向の一端部が想定以上に下方に移動してしまうこととなる。板バネを多数設け、一部の板バネが損傷しても残りの板バネで十分な支持機能を担保することも考えられるが、板バネのバネ定数を設計要求に合わせる必要があるため、板バネを多数設けることができない場合も多い。

そこで本発明は、板バネに万が一の損傷等が生じても横ばりを適切に支持できるようにして、板バネ台車の信頼性を向上させることを目的としている。

本発明に係る鉄道車両用台車は、鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、前記横ばりを挟んで車両長手方向の前方及び後方において車幅方向に沿って配置された前後一対の車軸と、前記車軸の車幅方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受を収容する軸箱と、前記横ばりに前記軸箱を連結する連結機構と、前記横ばりの車幅方向両端部を支持した状態で車両長手方向に延びて、その車両長手方向両端部が前記軸箱に支持された板バネと、前記横ばりの横方向両端部のうち少なくとも一方の端部が前記板バネの所定の弾性変形範囲を超えて下方に変位したときに、前記横ばりの前記端部を支持する予備支持機構と、を備え、前記予備支持機構は、前記軸箱の車軸回りの回転角度を所定角度範囲内に規制するストッパを有し、前記ストッパは、前記板バネが前記弾性変形範囲内にあるときに、前記軸箱に一体的に設けられた部分に対して隙間をあけており、前記横ばりの前記車幅方向端部が前記板バネの前記弾性変形範囲を超えて下方に変位して前記軸箱が車軸回りに回転したときに、前記軸箱に一体的に設けられた前記部分に干渉して前記軸箱を回り止めし、前記連結機構を介して前記横ばりの前記車幅方向端部を支持する。

前記構成によれば、板バネに万が一の損傷等が生じ、横ばりの横方向の端部が板バネの所定の弾性変形範囲を超えて下方に変位したときには、予備支持機構が横ばりの端部を支持するので、要求される支持機能を予備支持機構によって担保することが可能となる。したがって、板バネに万が一の損傷等が生じても横ばりを適切に支持でき、板バネ台車の信頼性を向上させることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、板バネに万が一の損傷等が生じても横ばりを適切に支持でき、板バネ台車の信頼性を向上させることができる。

第１参考形態に係る鉄道車両用台車を表した斜視図である。 図１に示す台車の平面図である。 図１に示す台車の側面図である。 図１に示す連結機構の受け座及びその近傍を表した斜視図である。 図２のV−V線断面における横ばりと板バネと予備支持部材とを表した要部断面図である。 図２のVI−VI線断面図である。 図３に示す台車における板バネと軸箱の支持部材とを表した要部側面図である。 図７に示す軸箱へのカバーの取り付けを説明する要部背面図である。 第２参考形態に係る台車の図５相当の図面である。 本発明の第１実施形態に係る台車の側面図である。 図１０に示す板バネ台車の要部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る台車の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る台車の一部断面化した要部側面図である。 第３参考形態に係る台車の側面図である。 本発明の第４実施形態に係る台車の側面図である。 本発明の第５実施形態に係る台車の側面図である。 図１６に示す台車の要部斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態又は参考形態を図面を参照して説明する。

（第１参考形態）
図１は、第１参考形態に係る鉄道車両用台車１を表した斜視図である。図２は、図１に示す台車１の平面図である。図３は、図１に示す台車１の側面図である。図４は、図１に示す連結機構１６の受け座２１，２１及びその近傍を表した斜視図である。図１乃至３に示すように、鉄道車両用台車１は、二次サスペンションとなる空気バネ２を介して車体１１を支持するための台車枠３として車幅方向（以下、横方向ともいう）に延びる横ばり４を備えているが、横ばり４の横方向両端部から車両長手方向（以下、前後方向ともいう）に延びる側ばりを備えていない。横ばり４の前方及び後方には、横方向に沿って前後一対の車軸５が配置されており、車軸５の横方向両側には車輪６が固定されている。車軸５の横方向両端部には、車輪６よりも横方向外側にて車軸５を回転自在に支持する軸受７が設けられ、その軸受７は軸箱８に収容されている。横ばり４には、電動機９が取り付けられており、その電動機９の出力軸には、車軸５に動力を伝達する減速ギヤが収容されたギヤボックス１０が接続されている。なお、横ばり４には、車輪６の回転を制動するためのブレーキ装置（図示せず）も設けられている。

横ばり４は、横方向に延びる金属からなる一対の角パイプ１２と、それら角パイプ１２を接続する金属からなる接続板１３，１４とを有し、接続板１３，１４は、角パイプ１２に対してボルト結合等により固定されている。横ばり４の横方向両端部４ａには、筒状の接続板１４が間隔をあけて一対設けられており、それらの上面に空気バネ台座１５が設置されている。横ばり４の横方向両端部４ａは、連結機構１６によって軸箱８に連結されている。連結機構１６は、軸箱８から一体的に前後方向に沿って延びた軸ばり１７を備えている。軸ばり１７の端部には、内周面が円筒形状で横方向両側が開口する筒状部１８が設けられている。筒状部１８の内部空間には、ゴムブッシュ（図示せず）を介して心棒２０が挿通されている。

図１及び４に示すように、横ばり４の横方向両端部４ａには、連結機構１６を構成する一対の受け座２１，２２が前後方向に突出して設けられている。一対の受け座２１，２２は、その上端部が上連結板２３によって連結されており、その上連結板２３がボルト２４によって角パイプ１２に固定されている。また、受け座２１，２２は、その下端部の突出先端側が下連結板２８によって互いに連結されている。受け座２１，２２には、下方に向けて開口する嵌入溝２５が形成されている。嵌入溝２５には、心棒２０の横方向両端部が下方から嵌入されている。その状態で、嵌入溝２５の下側開口を閉鎖するように蓋部材２６がボルト（図示せず）により下方から受け座２１，２２に固定され、心棒２０が蓋部材２６によって下方から支持されている。

横ばり４と軸箱８との間には、前後方向に延びた板バネ３０が架け渡されており、板バネ３０の前後方向中央部３０ａが横ばり４の横方向両端部４ａを支持し、板バネ３０の前後方向両端部３０ｃが軸箱８に支持されている。即ち、板バネ３０が、一次サスペンションの機能と従来の側ばりの機能とを兼ねている。軸箱８の上端部にはバネ座３１が取り付けられており、板バネ３０の前後方向両端部３０ｃはバネ座３１によって下方から支持されている。板バネ３０の前後方向中央部３０ａは、横ばり４の下方に潜り込むように配置されており、横ばり４の横方向両端部４ａに設けた当接部材３３（図５参照）が上方から載せられている。

板バネ３０のうち前後方向中央部３０ａと前後方向両端部３０ｃとの間の延在部３０ｂは、側面視で前後方向中央部３０ａに向けて下方に傾斜している。即ち、板バネ３０の前後方向中央部３０ａは、板バネ３０の前後方向両端部３０ｃよりも下方に位置している。板バネ３０の延在部３０ｂの一部は、連結機構１６と隙間をあけた状態を保ちながら側面視で連結機構１６と重なる位置に配置されている。具体的には、板バネ３０の延在部３０ｂの一部は、一対の受け座２１，２２で挟まれた空間２７において、上連結板２３の下方かつ下連結板２８の上方を通過し、板バネ３０の前後方向中央部３０ａが横ばり４の下方かつ後述する第１予備支持部材２９の上方の空間に位置している。

図５は、図２のV−V線断面における横ばり４と板バネ３０と第１予備支持部材２９を表した要部断面図である。図６は、図２のVI−VI線断面図である。図５及び６に示すように、横ばり４の横方向両端部４ａには、一対の角パイプ１２の下面に固定された金属（例えば、一般鋼材）からなる固定板３２と、その固定板３２の下面に固定された剛体（例えば、金属や繊維強化樹脂等）からなる当接部材３３とが設けられており、その当接部材３３が板バネ３０の下面を支持しない状態で板バネ３０の前後方向中央部３０ａに上方から載せられて自由接触している。換言すれば、当接部材３３は、板バネ３０を上下方向に固定しない状態で板バネ３０の上面に接触している。

板バネ３０の前後方向両端部３０ｃは、横ばり４の当接部材３３の下面である接触面３３ａよりも高い位置にある。当接部材３３の板バネ３０との接触面３３ａは、側面視で下方に向けて凸となる略円弧形状を呈している。側面視において、当接部材３３の接触面３３ａの曲率は、台車１が車体１１を支持していない状態で、板バネ３０の当接部材３３と接触する部分の曲率よりも大きくなるよう設定されている。また、台車１が車体１１を支持した状態では、車体１１からの下方荷重によって横ばり４が下方に沈むように板バネ３０が弾性変形し、板バネ３０の当接部材３３と接触する部分の曲率は増加するが、空車時には、当接部材３３の接触面３３ａの曲率が板バネ３０の当接部材３３と接触する部分の曲率よりも大きい状態が保たれる（図５の実線）。そして、車体１１に乗車する人数が増えて横ばり４に対する下方荷重が増加していくと、板バネ３０の当接部材３３と接触する部分の曲率が増加していく（図５の破線）。

板バネ３０は、繊維強化樹脂（例えば、ＣＦＲＰやＧＦＲＰ）からなる下層部３５と、下層部３５よりも薄い金属（例えば、一般鋼材）からなる上層部３６とを備えた二層構造である。言い換えると、板バネ３０は、繊維強化樹脂からなる板バネ本体部分（下層部３５）の上面側を金属（上層部３６）で一体的に被覆してなるものである。板バネ３０の延在部３０ｂは、前後方向における端部側から中央部側に向けて徐々に肉厚Ｔが大きくなるよう形成されている。当接部材３３の接触面３３ａと板バネ３０の上面との接触箇所には、遊びをもって上下方向に嵌合する嵌合部である凹凸嵌合構造が設けられている。具体的には、当接部材３３の接触面３３ａの中央部分に上方に窪んだ凹部３３ｂが形成され、板バネ３０の上層部３６の上面に凹部３３ｂと遊びをもって嵌合する凸部３６ａが形成されている。

横ばり４には、当接部材３３の横方向両側にて下方に突出する一対のガイド側壁３９が互いに距離をあけて設けられており、それらガイド側壁３９の間に板バネ３０が隙間をあけて配置されている。また、一対のガイド側壁３９は、板バネ３０の前後方向の中心から見て前側と後側との両方において横方向に延びた円柱状の第１予備支持部材２９によって互いに連結されている。これら第１予備支持部材２９は、前後対称に設けられており、板バネ３０が折れるなどして損傷したときに、横ばり４の端部４ａの当接部材３３との間で板バネ３０を挟持して横ばり４の端部４ａを支持する予備支持機構５０を構成する。

第１予備支持部材２９は、横ばり４の端部４ａに平面視で重なる位置にて板バネ３０の下方に配置されている。前後一対の第１予備支持部材２９の間の距離Ｌ１は、横ばり４の端部４ａの当接部材３３の前後方向長さＬ２よりも短い。第１予備支持部材２９は、板バネ３０が損傷しておらず、横ばり４の端部４ａが板バネ３０の所定の弾性変形範囲内で正常に上下方向に変位しているときには、板バネ３０から離隔して、横ばり４の端部４ａを支持していない。即ち、板バネ３０が、車体１１への乗車率が０％である空車時における変形状態（図５の実線）と、車体１１への乗車率が１００％である満車時における変形状態（図５の破線）との間で弾性変形することで、横ばり４が軸箱８に対して上下方向に相対変位している間は、第１予備支持部材２９は板バネ３０から離れて接触しない位置に設けられている。

仮に、板バネ３０の前後方向の中心付近が折れるなどの損傷によって板バネ３０の前後方向中央部３０ａが当接部材３３の下面に沿わなくなる異常が生じた場合には、板バネ３０の前後方向中央部３０ａ（板バネ３０の横ばり４と平面視で重なる部分）は、正常な弾性変形範囲を超えて傾斜し、横ばり４からの下方荷重により予備支持部材２９と当接部材３３の前後方向端縁との間で上下方向に挟むように位置決めされる（図５の一点鎖線）。

即ち、板バネ３０が前記弾性変形範囲を超えて傾斜したときに、横ばり４の車幅方向端部の当接部材３３が板バネ３０の上面を支持し、第１予備支持部材２９が板バネ３０の下面を支持する。これにより、第１予備支持部材２９が、板バネ３０を介して横ばり４の端部４ａを支持することとなる。

また、板バネ３０が前後方向中央部３０ａ以外の部分で折れるなどの損傷があった場合にも、第１予備支持部材２９がその板バネ３０の残された長い方の部分を介して横ばり４の端部４ａを支持する。例えば、板バネ３０の前側の延在部３０ｂで折れが生じた場合には、その折れ部分より後側の部分が、正常な弾性変形範囲を超えて傾斜し、横ばり４からの下方荷重により第１予備支持部材２９と当接部材３３との間で上下方向に挟むように位置決めされる。これにより、予備支持部材２９が、板バネ３０の折れ部分より後側の部分を介して横ばり４の端部４ａを支持することとなる。

なお、図５では、損傷した板バネ３０を当接部材３３の前後方向の端縁と第１予備支持部材２９との間で挟むように位置決めしているが、角パイプ１２の前後方向の端縁と第１予備支持部材２９との間で挟むように位置決めしてもよい。また、予備支持部材２９が板バネ３０を介して横ばり４の一端部４ａを支持した状態では、その横ばり４の一端部４ａが通常よりも若干下方に変位することとなるが、その対応する空気バネ２の膨張量を増加させることで車体１１の高さや姿勢を修正することができる。

図７は、図３に示す台車１における板バネ３０と軸箱８のバネ座３１とを表した要部側面図である。図８は、図７に示す軸箱８へのカバー４７の取り付けを説明する要部背面図である。図７及び８に示すように、軸箱８の上端部にはバネ座３１が載せられている。バネ座３１には、その中央に穴部３１ａが形成されており、その穴部３１ａに軸箱８の上に設けた凸部８ａが嵌合されている。バネ座３１は、下から順に、ゴム板４１、金属板４２及びゴム板４３が互いに接着された状態で積層されてなる。板バネ３０の前後方向両端部３０ｃは、バネ座３１に上方から載せられて自由接触している。換言すれば、板バネ３０の前後方向両端部３０ｃは、バネ座３１に対して上下方向に固定されない状態でバネ座３１の上面に接触している。バネ座３１の接触面３３ａ（上面）と板バネ３０の下面との接触箇所には、遊びをもって上下方向に嵌合する嵌合部である凹凸嵌合構造が設けられている。具体的には、板バネ３０の前後方向両端部３０ｃに下層部３５から下方に一体的に突出する凸部３５ａが形成され、その凸部３５ａがバネ座３１の穴部３１ａに遊びをもって嵌合されている。

図８に示すように、軸箱８には、板バネ３０の前後方向両端部３０ｃの上方を隙間Ｓをあけた状態で覆う断面逆Ｕ形状のカバー４７が設けられる（図１〜３及び７には図示せず）。カバー４７は、上壁部４７ａと、上壁部４７ａの横方向両端部から下方に垂下する側壁部４７ｂとを有し、側壁部４７ｂの下端部がネジ等の固定具４８により軸箱８に固定されている。カバー４７の上壁部４７ａと板バネ３０との間の隙間Ｓは、板バネ３０とバネ座３１との間の凹凸嵌合構造及びバネ座３１と軸箱８との間の凹凸嵌合構造において嵌合状態が保たれるように設定されている。具体的には、その隙間Ｓの高さＨ２は、凸部８ａ，３５ａの高さＨ１よりも小さく設定されている。

以上に説明した構成によれば、板バネ３０に万が一の損傷等が生じ、横ばり４の横方向の端部４ａが板バネ３０の所定の弾性変形範囲を超えて下方に変位したときには、予備支持部材２９が、板バネ３０を横ばり４の端部４ａとの間で上下方向に挟むように位置決めして横ばり４の端部４ａを支持するので、要求される支持機能を第１予備支持部材２９によって担保することが可能となる。したがって、台車１の板バネ３０に万が一の損傷等が生じても横ばり４を適切に支持でき、台車１の信頼性を向上させることができる。

また、第１予備支持部材２９は、横ばり４の端部４ａが板バネ３０の通常の弾性変形範囲内で上下方向に変位しているときには、板バネ３０に対して隙間をあけており、横ばり４の端部４ａを支持していない。よって、板バネ３０のバネ定数の設計が容易になるとともに、板バネが通常の弾性変形状態にあるときに第１予備支持部材２９に板バネ３０からの負荷が掛からず、第１予備支持部材２９の疲労を防止することができる。また、第１予備支持部材２９は、バネ３０の前後方向の中心から見て前側と後側との両方に設けられているため、板バネ３０の長さ方向のいずれの部分で損傷が生じても、予備支持部材２９が板バネ３０を介して横ばり４の端部４ａを支持することができる。

また、予備支持機構５０が連結機構１６とは別に設けられているため、板バネ３０に万が一の損傷等が生じたときに横ばり４からの下方荷重が連結機構１６に過剰に伝達されることがなく、連結機構１６への過負荷を防止することができる。また、軸箱８には、板バネ３０の前後方向両端部３０ｃの上面と隙間Ｓをあけて板バネ３０の前後方向両端部３０ｃの上方を覆うカバー４７が設けられ、その隙間Ｓが板バネ３０とバネ座３１との間の凹凸嵌合構造の嵌合状態を保つように設定されているので、板バネ３０に万が一の損傷が発生しても、板バネ３０の脱落を防止することができる。

（第２参考形態）
図９は、第２参考形態に係る台車１０１の図５相当の図面である。図９に示すように、本実施形態の予備支持部材１２９は、横ばり４の端部４ａに平面視で重なる位置にて板バネ３０の下方に配置された板状部材である。予備支持部材１２９は、板バネ３０と隙間をあけた状態で板バネ３０の下面に沿って湾曲している。予備支持部材１２９の前後方向長さは、横ばり４の端部４ａの当接部材３３の前後方向長さよりも短い。予備支持部材１２９は、板バネ３０が損傷しておらず、横ばり４の端部４ａが板バネ３０の所定の弾性変形範囲内で正常に上下方向に変位しているときには、板バネ３０から離隔して、横ばり４の端部４ａを支持していない。

以上の構成によれば、第１参考形態の場合と同様にして、板バネ３０に万が一の損傷等が生じ、横ばり４の横方向の端部４ａが板バネ３０の所定の弾性変形範囲を超えて下方に変位したときには、予備支持部材１２９が、板バネ３０を横ばり４の端部４ａとの間で上下方向に挟むように位置決めして横ばり４の端部４ａを支持するので、要求される支持機能を予備支持部材１２９によって担保することが可能となる。なお、他の構成は前述した第１参考形態と同様であるため説明を省略する。

（第１実施形態）
図１０は、本発明の第１実施形態に係る台車２０１の側面図である。図１１は、図１０に示す台車２０１の要部拡大図である。図１０及び１１に示すように、軸箱８には、前後方向から見て略Ｕ形状の受枠２１２が下方に向けて垂設されている。前後の受枠２１２の間にはロッド２１１が架け渡されている。ロッド２１１は、ロッド本体部２１１ａと、そのロッド本体部２１１ａの前後方向の両端部２１１ｂとを有し、両端部２１１ｂの外周面にはネジが形成されている。受枠２１２の内部空間に挿通されたロッド２１１の端部２１１ｂには、受枠２１２の前後方向両側においてナットであるストッパ２１３，２１４が螺着されている。ストッパ２１３，２１４は、受枠２１２の内部空間を通過できない大きさであり、受枠２１２に対して前後方向に所定の隙間をあけて配置されている。このようにして、ロッド２１１、受枠２１２及びストッパ２１３，２１４が、予備支持機構２１０を構成している。

以上の構成によれば、横ばり４の端部４ａが板バネ３０の通常の弾性変形範囲を超えて下方に変位すると、その変位が連結機構１６を介して軸箱８に伝達されて軸箱８が車軸回り（ピッチ方向）に回転する。その際、受枠２１２が傾斜してストッパ２１３，２１４に点Ａ，Ｂで干渉し（図１１の破線）、軸箱８の車軸回りの回転角度を所定角度範囲内に規制する。このように、板バネ３０に万が一の損傷等が生じても、ストッパ２１３，２１４は、軸箱８を回り止めすることで連結機構１６を介して横ばり４の端部４ａを支持することができる。なお、他の構成は前述した第１参考形態と同様であるため説明を省略する。

（第２実施形態）
図１２は、本発明の第２実施形態に係る台車３０１の側面図である。図１２に示すように、横ばり４から一体的に前後一対のブラケット３１１が垂下されている。ブラケット３１１の下端部には、軸箱８側に向けて延びるロッド３１２の基端部が支軸３１３を介して上下揺動自在に接続されている。ロッド３１２には、その軸箱８側の先端部３１２ｂの外周面にネジが形成されている。軸箱８には前後方向から見て略Ｕ形状の受枠３１４が垂設されており、その受枠３１４の内部空間にはロッド３１２の先端部３１２ｂが挿通されている。ロッド３１２の先端部３１２ｂには、受枠３１４の前後方向両側においてナットであるストッパ３１５，３１６が螺着されている。ストッパ３１５，３１６は、受枠３１４の内部空間を通過できない大きさであり、受枠３１４に対して前後方向に所定の隙間をあけて配置されている。このようにして、ブラケット３１１、ロッド３１２、支軸３１３、受枠３１４及びストッパ３１５，３１６が、予備支持機構３１０を構成している。

以上の構成によれば、第１実施形態と同様にして、横ばり４の端部４ａが板バネ３０の通常の弾性変形範囲を超えて下方に変位して軸箱８が車軸回りに回転すると、受枠３１４が傾斜してストッパ３１５，３１６に干渉し、軸箱８の車軸回りの回転角度を所定角度範囲内に規制する。よって、板バネ３０に万が一の損傷等が生じても、ストッパ３１５，３１６は、軸箱８を回り止めすることで連結機構１６を介して横ばり４の端部４ａを支持することができる。なお、他の構成は前述した第１参考形態と同様であるため説明を省略する。

（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態に係る台車４０１の一部断面化した要部側面図である。図１３に示すように、台車４０１の連結機構４１６は、軸箱８から一体的に前後方向に沿って延びた軸ばり４１７を備えている。軸ばり４１７の先端側には、内周面が円筒形状で横方向両側が開口する筒状部４１８が設けられている。筒状部４１８の内部空間には、ゴムブッシュ４１９を介して心棒４２０が挿通されている。さらに、軸ばり４１７は、筒状部４１８から軸箱８とは反対側に向けて突出したオーバーハング部４４０を一体的に有している。オーバーハング部４４０の下方には、前後方向から見て略Ｕ形状のストッパ４４１が横ばり４と一体的に設けられている。ストッパ４４１は、オーバーハング部４４０に対して所定の隙間をあけて配置されている。このようにして、オーバーハング部４４０及びストッパ４４１が、予備支持機構４１０を構成している。

横ばり４の端部４ａが板バネ３０の通常の弾性変形範囲を超えて下方に変位して軸箱８が車軸回りに回転すると、オーバーハング部４４０が傾斜してストッパ４４１に干渉し、軸箱８の車軸回りの回転角度を所定角度範囲内に規制する。よって、板バネ３０に万が一の損傷等が生じても、ストッパ４４１は、軸箱８を回り止めすることで連結機構４１６を介して横ばり４の端部４ａを支持することができる。なお、他の構成は前述した第１参考形態と同様であるため説明を省略する。

（第３参考形態）
図１４は、第３参考形態に係る台車５０１の側面図である。図１４に示すように、横ばり４の端部４ａの下方で前後方向に延びるように前方の軸箱８と後方の軸箱８との間にストッパとしてのフープ５１３が架け渡されている。具体的には、軸箱８には下方に向けて左右一対のブラケット５１１が垂設されており、これらブラケット５１１の間にピン５１２がその軸線方向を車幅方向に向けた状態で架け渡されている。前後のピン５１２の間には、無端帯状体であるフープ５１３が少し弛んだ状態で架け渡されている。フープ５１３は、たとえば繊維強化樹脂等からなる。板バネ３０が通常の弾性変形状態にあるときには、フープ５１３は少し弛んでいるために横ばり４からの荷重を実質的には負担しない。このようにして、ブラケット５１１、ピン５１２及びフープ５１３が、予備支持機構５１０を構成している。

横ばり４の端部４ａが板バネ３０の通常の弾性変形範囲を超えて下方に変位して軸箱８が車軸回りに大きく回転しようとすると、それにより前後のピン５１２の間の距離が拡がるが、ピン５１２からフープ５１３にテンションが掛かった段階でその拡がりがフープ５１３により規制される。つまり、フープ５１３により軸箱８の車軸回りの回転角度が所定角度範囲内に規制される。よって、板バネ３０に万が一の損傷等が生じても、フープ５１３がストッパとなって軸箱８を回り止めすることで横ばり４の端部４ａを間接的に支持することができる。

（第４実施形態）
図１５は、第４実施形態に係る台車６０１の側面図である。図１５に示すように、横ばり４の端部４ａの下方で前後方向に延びるように前方の軸箱８と後方の軸箱８との間に第２予備支持部材としてのフープ６１３が架け渡されている。具体的には、軸箱８には下方に向けてブラケット６１１が垂設されており、このブラケット６１１には回転自在にプーリ６１２が設けられている。前後のプーリ６１２の間にはフープ６１３が少しだけ余長をもって架け渡されている。フープ６１３は、たとえば繊維強化樹脂等からなる。フープ６１３の前後方向中央部の直上には、横ばり４から一体的に垂下された被支持部６１４が配置されている。

板バネ３０が通常の弾性変形状態にあるときには、被支持部６１４とフープ６１３との間には隙間が形成されている、又は、非支持部６１４が軽く接触する程度である。フープ６１３は余長をもってプーリ６１２に架け渡されているので、被支持部６１４がフープ６１３に軽く接触しても、フープ６１３は被支持部６１４を実質的には支持しない。このようにして、ブラケット６１１、プーリ６１２、フープ６１３及び被支持部６１４が、予備支持機構６１０を構成している。

以上の構成によれば、横ばり４の端部４ａが板バネ３０の通常の弾性変形範囲を超えて下方に変位したときには、横ばり４とともに降下する被支持部６１４がフープ６１３の前後方向中央部によって下方から受け止められ、フープ６１３の張力によって被支持部６１４が支持される。よって、板バネ３０に万が一の損傷等が生じても、フープ６１３が横ばり４の端部４ａを支持することができる。

（第５実施形態）
図１６は、本発明の第５実施形態に係る台車７０１の側面図である。図１７は、図１６に示す台車７０１の要部斜視図である。図１６及び１７に示すように、横ばり４の端部４ａの下方で前後方向に延びるように前方の軸箱８と後方の軸箱８との間にストッパとしての棒材７１３が架け渡されている。具体的には、軸箱８には下方に向けて筒状の挿通枠７１１が垂設されており、その挿通枠７１１に前後に延びる角パイプ状の棒材７１３が挿通されている。そして、挿通枠７１１には、棒材７１３を上下から挟むように弾性材７１４，７１５（例えば、ゴム）が挿入されている。これにより、板バネ３０が通常の弾性変形状態にあるときには、棒材７１３が挿通枠７１１に干渉しない範囲で軸箱８が車軸回りに回転しうる。このようにして、挿通枠７１１、弾性材７１４，７１５及び棒材７１３が、予備支持機構７１０を構成している。

横ばり４の端部４ａが板バネ３０の通常の弾性変形範囲を超えて下方に変位して軸箱８が車軸回りに大きく回転しようとすると、挿通枠７１１が傾斜して弾性体７１４，７１５を介して棒材７１３に干渉し、軸箱８の車軸回りの回転角度が所定角度範囲内に規制される。よって、板バネ３０に万が一の損傷等が生じても、棒材７１３がストッパとなって軸箱８を回り止めすることで横ばり４の端部４ａを間接的に支持することができる。

また、棒材７１３には、周辺機器の取付部７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃが設けられている。例えば、集電器７１６、トリップコック７１７及び排障器７１８（除雪器）の少なくとも１つが棒材７１３に取り付けられる。このとき、棒材７１３を角パイプ状とすることで、例えば丸パイプ状等とする場合に比べ、棒材７１３での周辺機器の取付部７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃの形成が容易になる。なお、周辺機器の棒材７１３への取り付け方は、種々の固定方法が利用可能であり、例えば、ボルト固定を用いる場合には、取付部７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃはボルト孔とすればよい。

集電器７１６は、第三軌条方式の集電装置として用いられるもので、集電線が長くなるのを防止すべく台車７０１の前後方向中央部に配置されている。トリップコック７１７は、保安装置の一部であり、台車７０１の進行方向前左側に配置されている。車両に対して外部から停止信号が出されているときには車両進行方向の線路脇にあるトレインストッパが立ち上がるが、万が一、車両が停止位置を超えて進行してしまった場合に、車両側のトリップコック７１７が地上側のトレインストッパに当たって、非常ブレーキを掛けることになる。排障器７１８（除雪器）は、前方からの障害物または積もった雪を排除するためのものであり、棒材７１３の先端部に取り付けられている。

なお、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。前述した各形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば１つの形態中の一部の構成又は方法を他の形態に適用してもよい。

以上のように、本発明に係る鉄道車両用台車は、台車の板バネに万が一の損傷等が生じても横ばりを適切に支持でき、台車の信頼性を向上させることができる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できる鉄道車両に広く適用すると有益である。

１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１ 台車
４ 横ばり
５ 車軸
７ 軸受
８ 軸箱
１１ 車体
１６ 連結機構
２９，１２９ 予備支持部材
３０ 板バネ
３１ バネ座
４７ カバー
５０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０ 予備支持機構
２１３，２１４，３１５，３１６，４４１ ストッパ
５１３，６１３ フープ
７１３ 棒材（ストッパ）
７１６ 集電器（周辺機器）
７１７ トリップコック（周辺機器）
７１８ 排障器（周辺機器）

Claims (6)

1. 鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、
   前記横ばりを挟んで車両長手方向の前方及び後方において車幅方向に沿って配置された前後一対の車軸と、
   前記車軸の車幅方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
   前記軸受を収容する軸箱と、
   前記横ばりに前記軸箱を連結する連結機構と、
   前記横ばりの車幅方向両端部を支持した状態で車両長手方向に延びて、その車両長手方向両端部が前記軸箱に支持された板バネと、
   前記横ばりの横方向両端部のうち少なくとも一方の端部が前記板バネの所定の弾性変形範囲を超えて下方に変位したときに、前記横ばりの前記端部を支持する予備支持機構と、を備え、
   前記予備支持機構は、前記軸箱の車軸回りの回転角度を所定角度範囲内に規制するストッパを有し、
   前記ストッパは、前記板バネが前記弾性変形範囲内にあるときに、前記軸箱に一体的に設けられた部分に対して隙間をあけており、前記横ばりの前記車幅方向端部が前記板バネの前記弾性変形範囲を超えて下方に変位して前記軸箱が車軸回りに回転したときに、前記軸箱に一体的に設けられた前記部分に干渉して前記軸箱を回り止めし、前記連結機構を介して前記横ばりの前記車幅方向端部を支持する、鉄道車両用台車。
2. 前記予備支持機構は、車両長手方向前方の前記軸箱から下方に向けて垂設された前側の受枠と、車両長手方向後方の前記軸箱から下方に向けて垂設された後側の受枠と、前記前側の受枠と前記後側の受枠との間に架け渡されて前記受枠の内部空間に挿通されたロッドと、を更に有し、
   前記ストッパは、前記受枠の前後方向両側において前記ロッドに螺着されて、前記受枠の内部空間を通過できない大きさで、前記受枠に対して前後方向に前記隙間をあけて配置されており、
   前記ストッパは、前記板バネが前記弾性変形範囲内にあるときに、前記受枠に対して隙間をあけており、前記横ばりの前記車幅方向端部が前記板バネの前記弾性変形範囲を超えて下方に変位して前記軸箱が車軸回りに回転したときに、前記受枠に干渉して前記軸箱を回り止めする、請求項１に記載の鉄道車両用台車。
3. 前記予備支持機構は、前側の前記軸箱から下方に向けて垂設された前側の受枠と、後側の前記軸箱から下方に向けて垂設された後側の受枠と、前記横ばりから一体的に垂下された前後一対のブラケットと、前側の前記ブラケットに接続されて前記前側の受枠の内部空間に挿通された前側のロッドと、後側の前記ブラケットに接続されて前記後側の受枠の内部空間に挿通された後側のロッドと、を更に有し、
   前記ストッパは、前記受枠の前後方向両側において前記ロッドに螺着されて、前記受枠の内部空間を通過できない大きさで、前記受枠に対して前後方向に前記隙間をあけて配置されており、
   前記ストッパは、前記板バネが前記弾性変形範囲内にあるときに、前記受枠に対して隙間をあけており、前記横ばりの前記車幅方向端部が前記板バネの前記弾性変形範囲を超えて下方に変位して前記軸箱が車軸回りに回転したときに、前記受枠に干渉して前記軸箱を回り止めする、請求項１に記載の鉄道車両用台車。
4. 前記連結機構は、前記軸箱から一体的に前後方向に沿って延びた軸ばりを有し、
   前記予備支持機構は、前記軸ばりから一体的に突出したオーバーハング部を更に有し、
   前記ストッパは、前記板バネが前記弾性変形範囲内にあるときに、前記オーバーハング部に対して隙間をあけており、前記横ばりの前記車幅方向端部が前記板バネの前記弾性変形範囲を超えて下方に変位して前記軸箱が車軸回りに回転したときに、前記オーバーハング部に干渉して前記軸箱を回り止めする、請求項１に記載の鉄道車両用台車。
5. 前記軸箱には、その上端部に前記板バネの前後方向両端部を支持するバネ座が設けられ、前記板バネの車両長手方向両端部は、前記バネ座に上方から載せられて前記バネ座の上面に接触しており、
   前記板バネの前後方向両端部の下面と前記バネ座の上面との接触箇所には、遊びをもって上下方向に嵌合する嵌合部が設けられており、
   前記軸箱には、前記嵌合部の嵌合状態が保たれる範囲で前記板バネの上面と隙間をあけて前記板バネの車両長手方向両端部の上方を覆うカバーが設けられている、請求項１乃至４のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
6. 前記予備支持機構は、車両長手方向に延びる棒材を有し、
   前記棒材には、周辺機器の取付部が設けられている、請求項１乃至５のいずれかに記載の鉄道車両用台車。

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