JP2019182315A - 鉄道車両用台車枠 - Google Patents

Abstract

【課題】車幅方向に延び且つ車両長手方向に並んだ一対の管部材を有する横梁を備えた台車枠において、中心ピンの配置空間を確保しながらも空気バネから一対の管部材への円滑な荷重伝達を実現する。【解決手段】台車枠は、車幅方向に延び且つ車幅方向中央部に中心ピン配置空間が形成された横梁を備える。前記横梁は、車幅方向に延び且つ車両長手方向に互いに離間して並んだ一対の管部材と、前記一対の管部材の車幅方向端部の上面に設けられた空気バネ座と、を有する。前記一対の管部材の少なくとも一方は、その車幅方向中央部において、前記一対の管部材の互いの離間距離が増加するように車両長手方向外方に突出した湾曲部を有する。前記中心ピン配置空間は、前記一対の管部材の間において前記湾曲部により形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道車両用台車の台車枠に関する。

鉄道車両の台車枠には、車幅方向に延び且つ車両長手方向に並んだ一対の鋼管により横梁を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。一対の鋼管は、横梁の車幅方向中央部に車体から下方に突出した中心ピンが位置することを考慮し、中心ピンが通過可能な十分な隙間を形成するように互いに車両長手方向に離間して配置されている。そして、一対の鋼管の車幅方向端部の上面には空気バネ座が設けられ、当該空気バネ座に空気バネが上方から搭載される。

特開２０１７−８１３０８号公報

しかし、一対の鋼管は、互いに車両長手方向に十分に離間した状態では、空気バネを真下から支持することができない。空気バネからの下方荷重の一部は空気バネ座を介して一対の鋼管に伝達されるが、一対の鋼管が空気バネの下端面から車両長手方向外側に大きく食み出すと、直線的で円滑な荷重伝達が損なわれ、空気バネ座を介して伝達される荷重の割合が増大する。そうすると、空気バネ座自体の強度や一対の鋼管と空気バネ座との間の接合強度を高める必要が生じ、重量増を招くとともに接合作業に熟練を要する等の問題がある。

そこで本発明は、車幅方向に延び且つ車両長手方向に並んだ一対の管部材を有する横梁を備えた台車枠において、中心ピンの配置空間を確保しながらも空気バネから一対の管部材への円滑な荷重伝達を実現することを目的とする。

本発明の一態様に係る鉄道車両用台車枠は、車幅方向に延び且つ車幅方向中央部に中心ピン配置空間が形成された横梁を備え、前記横梁は、車幅方向に延び且つ車両長手方向に互いに離間して並んだ一対の管部材と、前記一対の管部材の車幅方向端部の上面に設けられた空気バネ座と、を有し、前記一対の管部材の少なくとも一方は、その車幅方向中央部において、前記一対の管部材の互いの離間距離が増加するように車両長手方向外方に突出した湾曲部を有し、前記中心ピン配置空間は、前記一対の管部材の間において前記湾曲部により形成されている。

前記構成によれば、一対の管部材の少なくとも一方には横梁の車幅方向中央部において湾曲部が形成されているため、横梁の車幅方向中央部における一対の管部材の離間距離が広くなる一方で、横梁の車幅方向端部における一対の管部材の離間距離は狭くなる。そのため、横梁の車幅方向中央部において一対の管部材の間に中心ピン配置空間を形成しても、一対の管部材が空気バネの下端面から車両長手方向外側に大きく食み出すことが防がれる。よって、中心ピン配置空間を十分に確保しながらも、空気バネから一対の管部材への円滑な荷重伝達を実現することができる。

本発明によれば、車幅方向に延び且つ車両長手方向に並んだ一対の管部材を有する横梁を備えた台車枠において、中心ピンの配置空間を確保しながらも空気バネから一対の管部材への円滑な荷重伝達を実現することができる。

実施形態に係る鉄道車両の台車の側面図である。 図１に示す台車の上方から見た平面図である。 図２に示す台車枠の上方から見た斜視図である。 図２に示す台車枠の下方から見た斜視図である。 図３に示す台車枠の管部材における車両長手方向から見た縦断面図である。 図３に示す台車枠の中間部材における車両長手方向から見た縦断面図である。 図１に示す台車の空気バネ座及び押圧部材における車幅方向から見た縦断面図である。 図４のブレーキ受座及び連結部材を説明する下方から見た斜視図である。 図８に示すブレーキ受座及び連結部材を説明する側面図である。 図２に示す台車の主電動機及び連結部材を説明する底面図である。 図１０に示す主電動機及び連結部材を説明する側面図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向を車両長手方向とし、それに直交する横方向を車幅方向として定義する。車両長手方向は前後方向とも称し、車幅方向は左右方向とも称しえる。

図１は、実施形態に係る鉄道車両の台車１の側面図である。図１に示すように、台車１は、二次サスペンションとなる空気バネ３を介して車体２を下方から支持する。台車１は、空気バネ３が搭載される台車枠４を備える。台車枠４は、車幅方向に延びる横梁５を備えるが、横梁５の車幅方向端部５ａから車両長手方向に延びる側梁を備えていない。横梁５の車両長手方向両側には、それぞれ車幅方向に沿って延びる一対の車軸６が配置される。車軸６の車幅方向両側の部分には車輪７が設けられる。車軸６の車幅方向両側の端部には、車輪７よりも車幅方向外側にて車軸６を回転自在に支持する軸受８が設けられ、軸受８は軸箱９に収容される。

横梁５の車幅方向端部５ａは、軸箱支持装置１０によって軸箱９に連結される。軸箱支持装置１０は、軸箱９から車両長手方向に横梁５側に向けて延びた軸梁１１を備える。軸梁１１の先端には、車幅方向両側に向けて開口する筒状部１１ａが設けられている。筒状部１１ａの内部空間には、心棒１２が筒状部１１ａから車幅方向両側に突出するように筒状部１１ａに挿通されている。心棒１２と筒状部１１ａとの間には、弾性ブッシュ（図示せず）が介装されている。

台車枠４は、横梁５の車幅方向端部５ａから車両長手方向両側に延びた受け梁１４を有し、受け梁１４の先端には一対の受け座１５が設けられている。一対の受け座１５は、下方に窪んだ嵌入溝１５ａを有する。嵌入溝１５ａには、心棒１２の両端部が上方から嵌入されている。一対の嵌入溝１５ａに収容された心棒１２の両端部を蓋部材１６で上方から押さえ、締結部材１７（例えば、ボルト）により蓋部材１６が受け座１５に固定されている。

車両長手方向に離間した一対の軸箱９は、車両長手方向に延びた板バネ１３の長手方向両側の端部１３ｂを夫々支持する。板バネ１３の長手方向の中央部１３ａは、横梁５の車幅方向の端部５ａを下方から支持する。これにより、横梁５は、板バネ１３を介して軸箱９に支持される。即ち、板バネ１３は、一次サスペンションの機能と従来の側梁の機能とを兼ねる。

板バネ１３は、側面視で下方に凸な弓形状を有する。横梁５の車幅方向端部５ａの下部には、下方に凸な円弧状の下面を有する押圧部材１８が設けられ、押圧部材１８が板バネ１３の中央部１３ａに上方から載せられて離間可能に接触する。即ち、板バネ１３が押圧部材１８に対して上下方向に固定されない状態で、横梁５からの下方荷重によって押圧部材１８が板バネ１３の上面に接触する。即ち、押圧部材１８は、固定具により板バネ１３に固定されることなく、横梁５からの重力による下方荷重とそれに対する板バネ１３の反力との圧力によって板バネ１３を押圧する状態が保たれる。これにより、板バネ１３は、押圧部材１８の下面に対して押圧領域を変化させながら揺動可能である。

軸箱９の上端部には支持部材１９が取り付けられ、板バネ１３の端部１３ｂは支持部材１９を介して軸箱９に下方から支持される。支持部材１９の上面は、側面視で台車中央側に向けて傾斜している。板バネ１３の端部１３ｂも、支持部材１９に対して上下方向に固定されない状態で支持部材１９に上方から載せられる。支持部材１９は、軸箱９上に設置された防振部材２０（例えば、ゴム）と、防振部材２０上に設置されて防振部材２０に位置決めされた受部材２１とを有する。

図２は、図１に示す台車１の上方から見た平面図である。図３は、図２に示す台車枠４の上方から見た斜視図である。図４は、図２に示す台車枠４の下方から見た斜視図である。図２〜４に示すように、横梁５は、車幅方向に延びており、その車幅方向中央部５ｂ（図３及び４）に中心ピン配置空間Ｓが形成されている。横梁５は、例えば金属製である。具体的には、横梁５は、一対の管部材２２，２３、一対の中間部材２４，２５、中心ピン収容部材２６、空気バネ座２７、及び、押圧部材１８を有する。

一対の管部材２２，２３は、車幅方向に延び且つ車両長手方向に互いに離間して並んでいる。管部材２２，２３は、例えば角パイプである。管部材２２，２３は、その内部空間を空気バネ３用の補助空気室として用いるために密閉されている。管部材２２，２３は、横梁５の車幅方向端部５ａに位置して車幅方向に直線的に延びる直線部２２ａ，２３ａと、横梁５の車幅方向中央部５ｂに位置して一対の管部材２２，２３の互いの離間距離が増加するように車両長手方向外方に突出した湾曲部２２ｂ，２３ｂと、を有する。一対の管部材２２，２３の湾曲部２２ｂ，２３ｂの間に形成された空間に中心ピン配置空間Ｓが設けられている。よって、横梁５の車幅方向端部５ａは、横梁５の車幅方向中央部５ｂよりも車両長手方向寸法が小さい。なお、管部材２２，２３の内部空間を補助空気室として用いない場合は、その内部を密閉する必要はない。

一対の中間部材２４，２５は、中心ピン配置空間Ｓの車幅方向両側に分かれて配置されて車幅方向に延びている。中間部材２４，２５は、一対の管部材２２，２３の直線部２２ａ，２３ａに挟まれている。一対の中間部材２４，２５は、互いに車幅方向に離間しており、横梁５の中央において隙間を形成している。中間部材２４，２５は、例えば角パイプである。中間部材２４，２５は、その内部空間を空気バネ３用の補助空気室として用いるために密閉されている。中間部材２４，２５の鉛直方向寸法は、例えば、管部材２２，２３の鉛直方向寸法と同じである。中間部材２４，２５の車両長手方向寸法は、例えば、管部材２２，２３の車両長手方向寸法よりも小さい。

中心ピン収容部材２６は、一対の管部材２２，２３の湾曲部２２ｂ，２３ｂの間かつ一対の中間部材２４，２５の間に配置されている。中心ピン収容部材２６は、中心ピン配置空間Ｓを形成する筒状部２６ａと、筒状部２６ａから車両長手方向両側に突出した一対の縦取付部２６ｂと、筒状部２６ａから車幅方向両側に突出した一対の横取付部２６ｃと、を有する。筒状部２６ａの内部空間は、鉛直方向両側に開放されており、中心ピン配置空間Ｓの役目を果たす。筒状部２６ａには、円筒状の弾性ブッシュ２９が嵌合されており、その弾性ブッシュ２９に車体２から下方に突出した中心ピン３０が挿入される。

縦取付部２６ｂは、管部材２２，２３の湾曲部２２ｂ，２３ｂの横梁５中心側の円弧状の内側面に接合されている。縦取付部２６ｂの車両長手方向外側の接合端（先端）は、平面視で円弧形状を有し、湾曲部２２ｂ，２３ｂのうち横梁５中心側の内側面に周溶接により接合されている。縦取付部２６ｂは、例えば、接合端側が徐々に拡がる形状を有する。これにより、一対の管部材２２，２３と中心ピン３０との間の車両長手方向の牽引力の伝達が中心ピン収容部材２６を介して円滑に行われる。

縦取付部２６ｂの接合端の鉛直方向寸法は、湾曲部２２ｂ，２３ｂのうち横梁５中心側の内側面の鉛直方向寸法よりも小さい。縦取付部２６ｂの接合端と湾曲部２２ｂ，２３ｂとを接合する溶接部Ｗ１は、湾曲部２２ｂ，２３ｂの内側面に設けられて当該内側面に収まっている。そのため、溶接部Ｗ１は、湾曲部２２ｂ，２３ｂの１つの側面において完結でき、溶接部Ｗ１に生じる応力が抑制される。

横取付部２６ｃの車幅方向外側の接合端（先端）は、中間部材２４，２５のうち横梁５中心側の端縁に溶接で接合されている。横取付部２６ｃの接合端は、中間部材２４，２５のうち横取付部２６ｃと対向する端縁と同一形状を有する。横取付部２６ｃの接合端は、中間部材２４，２５の端縁に周溶接により接合されている。これにより、中心ピン３０の左右方向（車幅方向）の変位による荷重が中心ピン収容部材２６を介して中間部材２４，２５に伝達され、中間部材２４，２５が中心ピン３０の過剰な左右動を好適に阻止する。即ち、一対の中間部材２４，２５が、台車１に対して車体２が左右方向（車幅方向）に過剰に変位するのを防止する左右動ストッパ受の役目を果たす。

なお、本実施形態において中心ピン収容部材２６は、筒状部２６ａと、縦取付部２６ｂと、横取付部２６ｃとを有しているが、この構成に限られない。例えば、横取付部２６ｃを廃止して、中間部材２４，２５を直接、筒状部２６ａに接合された構成としてもよく、種々の変形例が適用可能である。

空気バネ座２７は、横梁５の車幅方向端部５ａにおいて、一対の管部材２２，２３及び中間部材２４，２５の上面に設けられている。空気バネ座２７は、板状である。押圧部材１８は、横梁５の車幅方向端部５ａにおいて、一対の管部材２２，２３及び中間部材２４，２５の下面に設けられている。一対の管部材２２，２３及び中間部材２４，２５は、空気バネ座２７及び押圧部材１８を介して互いに固定されている。押圧部材１８は、車幅方向から見て円弧状の下面が形成された押圧部１８ａと、押圧部１８ａの車幅方向両側に設けられた板状の取付部１８ｂと、を有する。なお、本実施形態において、空気バネ座２７は横梁５の車幅方向端部５ａに設けられているが、端部に限られず車種に応じて車幅方向の所望の位置に設置可能である。

押圧部材１８は、取付部１８ｂにおいて管部材２２，２３及び中間部材２４，２５に固定される。これによれば、横梁５からの下方荷重を板バネ１３に伝達する押圧部材１８が管部材２２，２３及び中間部材２４，２５を互いに接続する役目を果たす。また、押圧部材１８が横梁５に一体化されるため、別体の押圧部材１８が横梁５に係合等される構成に比べ、部品点数が削減されるため台車の構造及び組立作業が簡素化される。

横梁５の車幅方向端部５ａにおいて、管部材２２の直線部２２ａには第１ブレーキ受座３１が接合され、管部材２３の直線部２３ａには第２ブレーキ受座３２が接合されている。図９に示すように、第１ブレーキ受座３１には、車両長手方向一方側の車輪７を制動するユニット式の第１踏面ブレーキ装置Ｂ１が固定され、第２ブレーキ受座３２にはユニット式の第２踏面ブレーキ装置Ｂ２が固定されている。第１踏面ブレーキ装置Ｂ１及び第２踏面ブレーキ装置Ｂ２は、互いに独立しており、車両長手方向に離れて配置された一対の車輪７の各々を個別に制動する。踏面ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２は、横梁５よりも下方に突出して配置されている。

横梁５の車幅方向端部５ａは、横梁５の車幅方向中央部５ｂよりも車両長手方向寸法が小さくなるので、踏面ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２を容易に配置することができるように、作業スペースが確保されている。また、一対の管部材２２，２３には横梁５の車幅方向中央部５ｂにおいて湾曲部２２ｂ，２３ｂが形成されているため、横梁５の車幅方向中央部５ｂにおける一対の管部材の離間距離が広くなる一方で、横梁の車幅方向端部における一対の管部材の離間距離は狭くなる。よって、管部材２２，２３の曲げ加工という簡単な工程で踏面ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２の配置空間を容易に確保できる上に、製作性も向上する。

横梁５の車両長手方向一方側には、第１歯車箱Ｇ１及び第１主電動機Ｍ１が配置され、横梁５の車両長手方向他方側には、第２歯車箱Ｇ２及び第２主電動機Ｍ２が配置されている。主電動機Ｍ１，Ｍ２は、自在継手３３，３４を介して歯車箱Ｇ１，Ｇ２にそれぞれ接続されており、第１，第２歯車箱Ｇ１，Ｇ２は車軸６に接続されている。即ち、第１歯車箱Ｇ１及び第２歯車箱Ｇ２は、平面視において横梁５の中心を基準として点対称に配置され、第１主電動機Ｍ１及び第２主電動機Ｍ２は、平面視において横梁５の中心を基準として点対称に配置されている。

横梁５には、第１歯車箱Ｇ１が固定される第１歯車箱受座３５と第２歯車箱Ｇ２が固定される第２歯車箱受座３６とが、周溶接により接合されている。第１歯車箱受座３５は、車幅方向において湾曲部２２ｂの頂点と第１ブレーキ受座３１との間に配置され、第２歯車箱受座３６は、車幅方向において湾曲部２３ｂの頂点と第２ブレーキ受座３２との間に配置されている。歯車箱受座３５，３６のうち湾曲部２２ｂ，２３ｂに対向する接合端の鉛直方向寸法は、湾曲部２２ｂ，２３ｂのうち車両長手方向外側の外側面の鉛直方向寸法よりも小さい。歯車箱受座３５，３６の接合端と湾曲部２２ｂ，２３ｂとを接合する溶接部Ｗ２は、湾曲部２２ｂ，２３ｂの外側面に設けられて当該外側面に収まっている。

歯車箱受座３５，３６が湾曲部２２ｂ，２３ｂのうち車幅方向に対して傾斜した外側面に接合されているため、歯車箱受座３５，３６は、湾曲部２２ｂ，２３ｂから車両長手方向外方及び車幅方向外方に向かって斜めに突出している。この構成によれば、歯車箱Ｇ１，Ｇ２に対して踏面ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２が車幅方向に近接して配置されても、管部材２２，２３に対する歯車箱受座３５，３６の接合箇所はブレーキ受座３１，３２から車幅方向に離れるため、管部材２２，２３に対する歯車箱受座３５，３６の溶接作業が行い易くなる。

横梁５には、第１主電動機Ｍ１が固定される第１主電動機受座３７と第２主電動機Ｍ２が固定される第２主電動機受座３８とが、周溶接により接合されている。第１主電動機受座３７は、第１歯車箱受座３５と車幅方向反対側において湾曲部２２ｂの頂点と第１ブレーキ受座３１との間に配置され、第２主電動機受座３８は、第２歯車箱受座３６と車幅方向反対側において湾曲部２３ｂの頂点と第２ブレーキ受座３２との間に配置されている。主電動機受座３７，３８のうち湾曲部２２ｂ，２３ｂに対向する接合端の鉛直方向寸法は、湾曲部２２ｂ，２３ｂのうち車両長手方向外側の外側面の鉛直方向寸法よりも小さい。主電動機受座３７，３８の接合端と湾曲部２２ｂ，２３ｂとを接合する溶接部Ｗ３は、湾曲部２２ｂ，２３ｂの外側面に設けられて当該外側面に収まっている。

横梁５の車幅方向端部５ａの下面には、前述した受け梁１４が固定されている。受け梁１４は、横梁５の車幅方向端部５ａから車両長手方向両側に延びている。受け梁１４は、車幅方向に離間した一対の側壁部１４ａを有し、一対の側壁部１４ａの間の空間に押圧部材１８が配置されている。

図５は、図３に示す台車枠４の管部材２２における車両長手方向から見た縦断面図である。なお、図５では一対の管部材２２，２３のうち一方の管部材２２について代表して図示するが、他方の管部材２３も同様の構造である。図３乃至５に示すように、管部材２２には、その車幅方向端部における直線部２２ａから上方及び下方に突出する第１突出部材４１及び第２突出部材４２が設けられている。具体的には、管部材２２の直線部２２ａの上壁部には、鉛直方向に貫通する嵌合孔２２ｅ，２２ｆが車幅方向に間隔をあけて形成されている。第１突出部材４１及び第２突出部材４２の上端部は、嵌合孔２２ｅ，２２ｆに嵌合されている。本実施形態では、第１突出部材４１及び第２突出部材４２の外周面は、後述する溶接性の観点から円形状となっているが角形状でもよい。第１突出部材４１及び第２突出部材４２は、中空状でも中実状でもよい。また、第１突出部材４１及び第２突出部材４２は、管部材２２，２３を貫通していなくてもよく、管部材２２，２３の表面に固定された構成としてもよい。

空気バネ座２７には、第１突出部材４１のうち管部材２２から突出した部分の外径よりも大径であり、上方から見て嵌合孔２２ｅを包含する取付孔２７ａが形成されている。第１突出部材４１の上端部は、取付孔２７ａに遊びをもって挿通されている。空気バネ座２７の取付孔２７ａを介して管部材２２と周溶接され、それと同時に空気バネ座２７にも周溶接されている。第２突出部材４２の上端部も、管部材２２に周溶接されている。このように、空気バネ座２７が第１突出部材４１を介して管部材２２，２３に固定されることで、一対の管部材２２，２３が互いに接続される。第１突出部材４１と空気バネ座２７とを接合する溶接部Ｗ４は、第１突出部材４１の外周面に沿って閉ループ状に形成され、第２突出部材４２と管部材２２とを接合する溶接部Ｗ５も、第２突出部材４２の外周面に沿って閉ループ状に形成されている。各溶接部は、必要に応じて突出部材に亘って施工され台車枠として必要な強度が確保される。これによれば、溶接部Ｗ４，Ｗ５が端縁のない閉ループ状に形成されるため、ロボット溶接が容易になり、製作性が向上する。

管部材２２の直線部２２ａの下壁部にも、鉛直方向に貫通する嵌合孔２２ｇ，２２ｈが車幅方向に間隔をあけて形成されている。第１突出部材４１及び第２突出部材４２の下端部は、嵌合孔２２ｇ，２２ｈに嵌合されている。押圧部材１８の取付部１８ｂには、第１突出部材４１及び第２突出部材４２のうち管部材２２から突出した部分の外径よりも大径であり、下方から見て嵌合孔２２ｇ，２２ｈを包含する取付孔１８ｃが形成されている。第１突出部材４１及び第２突出部材４２の下端部は、取付孔１８ｃに遊びをもって挿通されている。

第１突出部材４１及び第２突出部材４２の下端部は、押圧部材１８の取付部１８ｂの取付孔１８ｃを介して管部材２２と周溶接され、それと同時に押圧部材１８の取付部１８ｂにも周溶接されている。このように、押圧部材１８が第１突出部材４１及び第２突出部材４２を介して管部材２２，２３に固定されることで、一対の管部材２２，２３が互いに接続される。第１突出部材４１及び第２突出部材４２に対して押圧部材１８をそれぞれ接合する溶接部Ｗ６，Ｗ７は、第１突出部材４１及び第２突出部材４２の夫々の外周面に沿って閉ループ状に形成されている。

図６は、図３に示す台車枠４の中間部材２４における車両長手方向から見た縦断面図である。なお、図６では一対の中間部材２４，２５のうち一方の中間部材２４について代表して図示するが、他方の中間部材２５も同様の構造である。図３，４及び６に示すように、中間部材２４には、平面視において押圧部材１８と重なる位置に中間部材２４から上方及び下方に突出する第３突出部材４３が設けられている。また、中間部材２４には、空気バネ座２７と重なる位置に中間部材２４の内部空間を空気バネ３に連通させる筒体４４が設けられている。

具体的には、中間部材２４の上壁部には、鉛直方向に貫通する嵌合孔２４ｂ，２４ｃが車幅方向に間隔をあけて形成されている。第３突出部材４３及び筒体４４の上端部は、嵌合孔２４ｂ，２４ｃに嵌合されている。中間部材２４の下壁部にも、第３突出部材４３が嵌合される嵌合孔２４ｄが形成されている。本実施形態では、第３突出部材４３及び筒体４４の外周面は、円形状となっているが角形状でもよい。筒体４４は、中空状であってその内部空間が上下に開放された構成である必要があるが、第３突出部材４３は、中空状でも中実状でもよい。また、第３突出部材４３は、中間部材２４，２５を貫通していなくてもよく、中間部材２４，２５の表面に固定された構成としてもよい。なお、本実施形態における各突出部材４１〜４４の数は一例であり、必要に応じて適宜増減してもよい。

空気バネ座２７には、筒体４４のうち中間部材２４から上方に突出した部分の外径よりも大径であり、上方から見て嵌合孔２４ｂを包含する挿通孔２７ｂが形成されている。筒体４４の上端部は、挿通孔２７ｂに遊びをもって挿通されている。筒体４４の上端部は、空気バネ座２７の挿通孔２７ｂを介して中間部材２４と周溶接されている。なお、筒体４４と中間部材２４とを接合する溶接部Ｗ８は、空気バネ座２７には接合されていなくてもよい。第３突出部材４３と中間部材２４とを接合する溶接部Ｗ９，Ｗ１０は、第２突出部材４２と管部材２２とを接合する溶接部Ｗ５，Ｗ７と同様である。

図７は、図１に示す台車１の空気バネ座２７及び押圧部材１８における車幅方向から見た縦断面図である。図７に示すように、管部材２２，２３の離間距離は空気バネ３の下端面３ａの車両長手方向寸法より十分に短い。すなわち、空気バネ３と同じ車幅方向位置において、管部材２２の直線部２２ａの中心Ｐ１と管部材２３の直線部２３ａの中心Ｐ２との間の車両長手方向の距離Ｌ１は、空気バネ座２７に載置される空気バネ３の下端面３ａの車両長手方向寸法よりも短い。空気バネ３の下端面３ａは、上方から見て管部材２２，２３の車幅方向端部の車両長手方向における中心Ｐ１，Ｐ２を包含するように管部材２２，２３に重なっている。空気バネ座２７も同様に、上方から見て管部材２２，２３の車幅方向端部の中心Ｐ１，Ｐ２を包含するように管部材２２，２３に重なっている。空気バネ３から空気バネ座２７を介して横梁５に伝達された荷重は、押圧部材１８により板バネ１３の中央部１３ａに伝達される。

一対の管部材２２，２３には、横梁５の車幅方向中央部５ｂにおいて湾曲部２２ｂ，２３ｂが形成されているため、横梁５の車幅方向中央部５ｂにおける一対の管部材２２，２３の離間距離が広くなる一方で、横梁５の車幅方向端部５ａにおける一対の管部材２２，２３の離間距離は狭くなる。それにより、横梁５の車幅方向中央部５ｂにおいて一対の管部材２２，２３の間に中心ピン配置空間Ｓを形成しても、管部材２２，２３が空気バネ３の下端面３ａから車両長手方向外側に大きく食み出すことが防がれる。よって、中心ピン配置空間Ｓを十分に確保しながらも、空気バネ３から管部材２２，２３への円滑な荷重伝達が実現される。このように、空気バネ３からの下方荷重が管部材２２，２３の車幅方向端部の中心Ｐ１，Ｐ２に円滑に伝達されるため、空気バネ座２７自体や空気バネ座２７と管部材２２，２３との間の接合部に生じる応力が効果的に低減される。

図８は、図４のブレーキ受座３１，３２及び連結部材４９を説明する下方から見た斜視図である。図９は、図８に示すブレーキ受座３１，３２及び連結部材４９を説明する側面図である。図８及び９に示すように、第１ブレーキ受座３１及び第２ブレーキ受座３２は、横梁５から車両長手方向外方に突出する取付部４５，４６と、取付部４５，４６から鉛直方向に延びる受座部４７，４８と、を有する。第１ブレーキ受座３１の取付部４５は管部材２２の車両長手方向外側の外側面に接合され、第１ブレーキ受座３１の受座部４７には第１踏面ブレーキ装置Ｂ１が固定されている。第２ブレーキ受座３２の取付部４６は管部材２３の車両長手方向外側の外側面に接合され、第２ブレーキ受座３２の受座部４８には第２踏面ブレーキ装置Ｂ２が固定されている。

受座部４７，４８には、それぞれ貫通孔４７ａが形成されており、取付部４５，４６は、貫通孔４７ａに挿通された状態で受座部４７，４８に周溶接されている。即ち、貫通孔４７ａに挿通された取付部４５，４６と受座部４７，４８とを接合する溶接部Ｗ１１が、貫通孔４７ａの周縁に沿って閉ループ状に形成されている。このように、溶接部Ｗ１１が端縁のない閉ループ状に形成されることで、ロボット溶接が容易になり、製作性が向上する。

取付部４５，４６のうち管部材２２，２３側の接合端の鉛直方向寸法は、管部材２２，２３の車両長手方向外側の外側面の鉛直方向寸法よりも小さい。取付部４５，４６の接合端と管部材２２，２３とを接合する溶接部Ｗ１２は、管部材２２，２３の外側面に設けられて当該外側面に収まっている。これにより、車体荷重が空気バネ座２７に負荷されることで生じる応力は主に横梁５の上面及び下面に集中するため、横梁５の上面及び下面を避けた側面にある溶接部Ｗ１２に発生する応力は低減される。受座部４７，４８の上部及び下部には、踏面ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２を締結するための締結孔４７ｂ，４７ｃが形成されている。

横梁５の下方には、第１ブレーキ受座３１の受座部４７と第２ブレーキ受座３２の受座部４８との間に挟まれた連結部材４９が配置されている。連結部材４９は、第１ブレーキ受座３１の受座部４７の下部と第２ブレーキ受座３２の受座部４８の下部とを連結している。連結部材４９は、略車軸中心の高さで、受座部４７，４８のブレーキ支持面４７ｄ，４８ｄと直交する方向に延びている。連結部材４９は、例えばロッド状である。本実施形態では、連結部材４９は１つであるが、複数設けられてもよい。

ブレーキ受座３１，３２の受座部４７，４８の下部には、挿入孔４７ｅ，４８ｅが形成されており、連結部材４９の車両長手方向の端部は、挿入孔４７ｅ，４８ｅに差し込まれた状態で受座部４７，４８に周溶接されている。即ち、挿入孔４７ｅ，４８ｅに差し込まれた連結部材４９の端部と受座部４７，４８とを接合する溶接部Ｗ１３が、挿入孔４７ｅ，４８ｅの周縁に沿って閉ループ状に形成されている。これによれば、連結部材４９を挿入孔４７ｅ，４８ｅに挿入することで連結部材４９が受座部４７，４８に対して位置決めされるため、受座部４７，４８に対する連結部材４９の溶接作業を容易に行うことができる。

図９に示すように、ブレーキ受座３１，３２の受座部４７，４８には、制動時に踏面ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２が車輪７から受けるブレーキ反力が伝達されるが、連結部材４９がブレーキ反力に抗する突っ張り棒の役目を果たすことになる。よって、第１ブレーキ受座３１が受けるブレーキ反力と第２ブレーキ受座３２が受けるブレーキ反力とが、連結部材４９を介して互いに相殺され、ブレーキ受座３１，３２に強固な補強材を設ける必要性を無くすことが可能となる。

図１０は、図２に示す台車の主電動機Ｍ１，Ｍ２及び連結部材５０を説明する底面図である。図１１は、図１０に示す主電動機Ｍ１，Ｍ２及び連結部材５０を説明する側面図である。図１０及び１１に示すように、横梁５の下方には、第１主電動機Ｍ１と第２主電動機Ｍ２との間に挟まれた連結部材５０が配置されている。連結部材５０は、第１主電動機Ｍ１と第２主電動機Ｍ２とを連結している。連結部材５０は、例えば略Ｉ字形状を有し、その両端部が主電動機Ｍ１，Ｍ２に固定される。連結部材５０は１つであるが、複数設けられてもよい。

主電動機受座３７，３８は、主電動機Ｍ１，Ｍ２をそれぞれ係止するために横梁５に沿って延びるキー溝３７ａ，３８ａを有する。主電動機Ｍ１，Ｍ２は、キー溝３７ａ，３８ａに係止された状態で主電動機受座３７，３８に締結されている。主電動機受座３７，３８は、湾曲部２２ｂ，２３ｂのうち車幅方向に対して傾斜した外側面に接合されているため、キー溝３７ａ，３８ａが車幅方向に対して傾斜している。第１主電動機Ｍ１は、キー溝３７ａを第１揺動軸線Ｘ１として揺動するように第１主電動機受座３７に取り付けられ、第２主電動機Ｍ２は、キー溝３８ａを第２揺動軸線Ｘ２として揺動するように第２主電動機受座３８に取り付けられている。なお、主電動機受座３７，３８は、揺動軸線Ｘ１，Ｘ２が仮想線Ｖに直交するように配置されればよく、必ずしもキー溝３７ａ、３８ａが車幅方向に傾斜していなくてもよい。

平面視において、第１主電動機Ｍ１及び第２主電動機Ｍ２の揺動軸線Ｘ１，Ｘ２は、その台車中央側が横梁５の中心から離れる向きに車幅方向に対して傾斜している。平面視において、第１主電動機Ｍ１及び第２主電動機Ｍ２の揺動軸線Ｘ１，Ｘ２は、第１主電動機Ｍ１の重心Ｃ１と第２主電動機Ｍ２の重心Ｃ２とを結ぶ仮想線Ｖに略直交している。連結部材５０は、仮想線Ｖに沿って延びている。連結部材５０が１つである場合には、平面視において連結部材５０が仮想線Ｖと重なっているとよい。

このようにすれば、主電動機Ｍ１，Ｍ２が上下に揺動しようとする際に、連結部材５０がその揺動に抗する突っ張り棒の役目を果たし、第１主電動機Ｍ１の揺動と第２主電動機Ｍ２の揺動とが連結部材５０を介して互いに相殺される。よって、簡素な構成にて主電動機Ｍ１，Ｍ２の支持構造の強度要求を緩和することができる。また、主電動機Ｍ１，Ｍ２の揺動軸線Ｘ１，Ｘ２が平面視で仮想線Ｖに略直交することで、主電動機Ｍ１，Ｍ２の揺動による各荷重が互いに対向し、連結部材５０に捩れ力が発生することが抑制される。そして、連結部材５０が仮想線Ｖに沿って延びるため、連結部材５０について引張及び圧縮方向の強度を担保すれば足りる。よって、連結部材５０の軽量化を図りつつ、主電動機Ｍ１，Ｍ２の各揺動を効果的に相殺できる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、前記実施形態では、台車枠の側梁を省略して板バネを設けた台車を例示したが、横梁の車幅方向両端部から車両長手方向に延びる側梁を備えた一般台車を採用してもよい。一般台車の場合には、横梁５の車幅方向端部５ａを側梁に溶接等で固定する構成とすればよい。また、一般台車の場合には、板バネ１３を押圧するための押圧部材１８は必要ないため、管部材２２，２３及び中間部材２４，２５の下面側における相互接続には、押圧部材１８の代わりに単に板状部材を用い、空気バネ座２７と同様に突出部材を介して互いに固定するようにすればよい。また、湾曲部２２ｂは一対の管部材２２，２３のうち一方の管部材のみに形成してもよい。また、中心ピン収容部材２６を設けずに中心ピン配置空間Ｓを介して中心ピンが１本リンク牽引装置に接続される構成としてもよい。前記実施形態では駆動台車を例示したが、非駆動台車であってもよい。非駆動台車の場合には、主電動機及び歯車箱に関連する構造は不要であるが、横梁５の構造やブレーキ受座の構造は好適に採用し得る。

１ 台車
３ 空気バネ
３ａ 下端面
４ 台車枠
５ 横梁
５ａ 車幅方向端部
５ｂ 車幅方向中央部
１３ 板バネ
１３ａ 車幅方向中央部
１３ｂ 車幅方向端部
１８ 押圧部材
２２ 管部材
２２ａ 直線部
２２ｂ 湾曲部
２４，２５ 中間部材
２６ 中心ピン収容部材
２６ａ 筒状部
２６ｂ 縦取付部
２６ｃ 横取付部
２７ 空気バネ座
３０ 中心ピン
３１ 第１ブレーキ受座
３２ 第２ブレーキ受座
３５ 第１歯車箱受座
３６ 第２歯車箱受座
３７ 第１主電動機受座
３７ａ キー溝
３８ 第２主電動機受座
３８ａ キー溝
４１ 第１突出部材
４２ 第２突出部材
４３ 第３突出部材
４５，４６ 取付部
４７，４８ 受座部
４９ 連結部材
５０ 連結部材
Ｂ１ 第１踏面ブレーキ装置
Ｂ２ 第２踏面ブレーキ装置
Ｃ１，Ｃ２ 重心
Ｇ１ 第１歯車箱
Ｇ２ 第２歯車箱
Ｍ１ 第１主電動機
Ｍ２ 第２主電動機
Ｐ１，Ｐ２ 中心
Ｓ 中心ピン配置空間
Ｖ 仮想線
Ｗ１〜Ｗ１３ 溶接部
Ｘ１ 第１揺動軸線
Ｘ２ 第２揺動軸線

Claims (9)

1. 車幅方向に延び且つ車幅方向中央部に中心ピン配置空間が形成された横梁を備え、
   前記横梁は、車幅方向に延び且つ車両長手方向に互いに離間して並んだ一対の管部材と、前記一対の管部材の車幅方向端部の上面に設けられた空気バネ座と、を有し、
   前記一対の管部材の少なくとも一方は、その車幅方向中央部において、前記一対の管部材の互いの離間距離が増加するように車両長手方向外方に突出した湾曲部を有し、
   前記中心ピン配置空間は、前記一対の管部材の間において前記湾曲部により形成されている、鉄道車両用台車枠。
2. 前記一対の管部材の前記車幅方向端部の中心同士の車両長手方向の距離は、前記空気バネ座に載置される空気バネの下端面の車両長手方向寸法よりも短い、請求項１に記載の鉄道車両用台車枠。
3. 前記横梁は、前記一対の管部材から鉛直方向に突出する突出部材を更に有し、
   前記空気バネ座は、前記突出部材が挿通する取付孔を有し、
   前記取付孔を挿通した前記突出部材の外周面と前記空気バネ座とを接合する溶接部が、前記突出部材の外周面に沿って閉ループ状に形成されている、請求項１又は２に記載の鉄道車両用台車枠。
4. 前記横梁は、前記中心ピン配置空間の車幅方向両側に分かれて配置されて車幅方向に延び、前記車幅方向端部に挟まれた状態で前記一対の管部材に接続された一対の中間部材を更に有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
5. 前記横梁は、一対の管部材の間に設けられ、前記中心ピン配置空間を形成する中心ピン収容部材を更に備え、
   前記中心ピン収容部材は、前記中間部材のうち前記中心ピン収容部材に対向する端縁に接合される横取付部を有する、請求項４に記載の鉄道車両用台車枠。
6. 前記横梁は、一対の管部材の間に設けられ、前記中心ピン配置空間を形成する中心ピン収容部材を更に備え、
   前記中心ピン収容部材は、前記湾曲部のうち前記中心ピン収容部材に対向する円弧形状の内側面に接合され、平面視で円弧形状を有する接合端が形成された縦取付部を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
7. 前記縦取付部の前記接合端の鉛直方向寸法は、前記湾曲部のうち前記中心ピン収容部材に対向する側面の鉛直方向寸法よりも小さく、
   前記縦取付部の前記接合端と前記湾曲部とを接合する溶接部は、前記湾曲部の前記側面に設けられている、請求項６に記載の鉄道車両用台車枠。
8. 前記横梁に設けられ、歯車箱を支持する歯車箱受座と、
   前記歯車箱受座の車幅方向外側において前記横梁に設けられ、ブレーキ装置を支持するブレーキ受座と、を更に備え、
   前記歯車箱受座は、前記湾曲部から車両長手方向外方及び車幅方向外方に向かって斜めに突出しており、
   前記歯車箱受座と前記湾曲部の外側面との間には、互いを接合する溶接部が形成されている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
9. 車両長手方向に延び、車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱に支持され、前記横梁の前記車幅方向端部を支持する板バネを備えた台車に用いられる台車枠であって、
   前記板バネの長手方向中央部を上方から押圧すべく前記一対の管部材の下面に設けられ、前記一対の管部材に固定された押圧部材を更に備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。

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