JP5969033B2 - 鉄道車両用台車 - Google Patents

Description

本発明は、台車枠と、輪軸と、輪軸を支持する軸箱と、軸箱を台車枠に支持する支持箱支持装置を有す鉄道車両用台車に係り、特に台車枠を吊り上げる際に軸箱が台車枠から分離することを抑制する軸箱支持装置を備える鉄道車両用台車に関する。

特許文献１に、鉄道車両用台車を構成する台車枠を吊り上げた際に、輪軸を回動可能に支持する軸箱が抜け落ちることを抑制する構造が開示されている。この構造は、軸箱に固定される芯体と、台車枠に固定される外側部材と、芯体と外側部材とを連結する連結部材とから構成される。
外側部材に設けられた貫通孔を貫通する連結部材の一方の端部は芯体に固定されており、連結部材の他方の端部には貫通孔の外径より大きなが外径を有すフランジ部が備えられている。

この構成によって、台車枠が吊りあげられても、芯体に連結される連結部材の他方の端部に備えられるフランジ部が外側部材の貫通孔に係止されるため、台車枠から芯体が抜け落ちることがないとしている。

特開平９−１９３７９５号公報

台車を運搬する時など、台車をクレーン等で吊り上げた際に、車軸の両端部に一対の車輪を有す輪軸を回動可能に支持する軸箱が台車枠から分離しないことが望ましい。さらに、近年、比較的小さい曲率半径の曲線を鉄道車両が通過する際の安全性を高めるために、左右の各車輪がレールを押圧する荷重の比である輪重比を管理することが要求されている。この輪重比を管理するためには、台車を構成する台車枠と、台車枠に支持される軸箱との間に、台車枠と輪軸との間隔を調整できる高さ調整板を容易に挿入できる構造であることが必要である。

本発明の目的は、台車を吊り上げた時に、台車枠から軸箱が抜け落ちることを抑制するとともに、輪重比を容易に調整できる構成を備える鉄道車両用台車を提供することである。

本発明の鉄道車両用台車は、台車枠を構成する側梁と、輪軸を回動可能に保持する軸箱と、前記側梁と前記軸箱との間に配設される軸ばねと、を有し、前記軸ばねは、円筒状の軸ばね上と、釣鐘状の軸ばね下と、前記軸ばね上と前記軸ばね下との間に配設される弾性体と、から構成されている。
また、前記軸ばねを貫通する態様で前記側梁と前記軸箱とを接続する接続部材を備える鉄道車両用台車において、前記軸ばね下と前記軸箱との間に配設される軸ばね座下を備えており、前記軸ばね座下の下面の周縁部に備えられる鍔と、前記軸箱の上部に備えられるとともに前記鍔が当接される平面状の軸箱上端面と、前記鍔と前記軸箱上端面との間に備えられる輪重比を調整する高さ調整板と、を備えたことを特徴とする。

本発明よれば、台車枠から軸箱が抜け落ちることを抑制するとともに、輪重比を容易に調整できる構成を備える鉄道車両用台車を提供することができる。

図１は、鉄道車両用台車の上面図である。 図２は、台車枠を成す側梁のＡ−Ａ断面図である。 図３は、落下防止機構と高さ調整機構と備える軸箱の断面図（図２のＡ−Ａ断面）である。 図４は、落下防止機構が機能した時の状態を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、鉄道車両用台車の上面図である。鉄道車両用台車１は、２本の車軸２３０の両端部に計４枚の車輪２４０を備えた輪軸を、台車枠５を構成する側梁１０の内側（軌道中心側、或いは、車軸２３０の長手方向の中央部）に配置した形態のインナーフレーム式台車である。輪軸は、輪軸を回動可能に保持する軸箱６４を介して、側梁１０の長手方向の両端部の下面に備えられる。

台車枠５は、平行に隔置された側梁１０と、側梁１０の外側（軌道中心から離れる方向）において長手方向を側梁１０に平行に配置された空気ばね受台５０と、側梁１０及び空気ばね受台５０に対してその長手方向中央部において貫通した横梁２０とを備えている。側梁１０及び空気ばね受台５０と横梁２０とは各々溶接によって接合されている。台車枠５の俯瞰した際の形状は、略Ｈ型を成している。

空気ばね受台５０の長手方向中央部の上面には、空気ばね取付け座を介して空気ばね２１０が取り付けられており、空気ばね２１０が車体（図示なし）の重量を支持する。高速走行時に台車１のヨーイング（台車中心ピン（図示なし）を回転中心とする水平面内の振動）を抑制するために、空気ばね受台５０の中央部の側面に備えられたヨーダンパ受と車体（図示なし）とを連結する態様でヨーダンパ２００が設けられている。

各空気ばね受台５０には、その長手方向の両端部において、ブレーキ装置５６が備えられており、制動時にはブレーキ装置５６のブレーキシューが車輪２４０の両側面に備えられているブレーキディスク（図示なし）を挟圧してブレーキ力を得る。

鉄道車両用台車の構成を、ディスクブレーキを搭載したインナーフレーム式台車１を例に挙げて説明したが、以下に詳述する落下防止機構および高さ調整機構は、図１で説明した台車に限定されず、アウターフレーム式台車や、踏面ブレーキを備える台車にも適用することができる。

図２は、台車枠を成す側梁のＡ−Ａ断面図であり、図３は落下防止機構と高さ調整機構と備える軸箱の断面図（図２のＡ−Ａ断面）である。

台車枠５をなす側梁１０の長手方向の両端部に、下方に開放した側梁端部１２が備えられており、軸箱６４は、軸箱６４の上端部に備えられる軸ばね座下６８と、軸ばね座下６８に嵌入される軸ばね７０と、軸ばね７０の上端部に備えられる吊り金具８０と、を介して側梁端部１２に弾性支持される。

軸箱６４の側梁１０の長手方向の中央部寄りには軸箱側突部６４ｃが備えられており、この軸箱側突部６４ｃと側梁１０に備えられる側梁リンク受け１０ｂとが軸箱前後リンク６２によって接続されている。軸箱前後リンク６２は、その長手方向の両端部に環状部を備えるとともに、この環状部に充填されたゴムの中央部に固定部を有している。軸箱前後リンク６２の両端部に具備される固定部が、軸箱側突部６４ｃと側梁リンク受け１０ｂとに連結されることによって、軸箱６４は側梁１０の長手方向に弾性支持されている。

軸ばね７０は、下部の外径が上部の外径より大きく設定されて下方に膨らみを有す円筒状の軸ばね上７２と、釣鐘状の軸ばね下７６と、軸ばね上７２と軸ばね下７６との間に配設される防振ゴム７４とから構成されており、防振ゴム７４は上下、左右、前後方向に変位できるので、軸箱６４の前述した３方向の変位に対応できる。防振ゴム７４と軸ばね上７２および軸ばね下７６とは接着されて一体となっている。防振ゴム７４は円筒状のものでもよいし、前後方向および左右方向に沿う態様で防振ゴム７４同士が対向する位置に離散的に備えても良い。

側梁端部１２の上面部１２ａの軸ばね７０の中心軸が交わる部位には、吊り金具８０が挿入される孔１２ｂが備えられるとともに、上面部１２ａの下面には軸ばね７０をなす軸ばね上７２の上端部が嵌入される凹部１２ｃが備えられる。

凹部１２ｃを備えることによって、下方に開口する態様で備えられる側梁端部１２に軸ばね７０を固定する際に、軸ばね上７２を凹部１２ｃに嵌入できるので、軸ばね７０を容易に位置決めすることができる。さらに、凹部１２ｃに軸ばね上７２が嵌入されているので、軸箱６４が左右、前後方向の変位した時に、凹部１２ｃの垂直面が上面部１２ａと軸ばね上７２との間に生じるせん断荷重を負担するので、ボルト１０２が受け持つせん断荷重を小さくできる。このため、小さいサイズのボルト１０２を選定することができるとともに、ボルト１０２が挿入される軸ばね上７２の厚みも小さくできる。したがって、凹部１２ｃを設けたことによる上面部１２ａと、軸ばね７０の軽量化を促進することができる。

吊り金具８０は円筒部材と、円筒部材の上端部から半径方向に延びる鍔８０ａとからなり、円筒部材の外径は孔１２ｂの内径より少し小さく、鍔８０ａの外径は孔１２ｂの内径より大きく設定されている。吊り金具８０は、円筒部材が孔１２ｂに挿入されるとともに鍔８０ａが上面部１２ａの上方に位置し、且つ、軸ばね下７６の水平部７６ａに円筒部材の下端部が載置される態様で、ボルト１００によって軸箱６４に接続している。

鍔８０ａの下面と上面部１２ａとの間は隙間Ｇ（図３参照）が設けられているので、吊り金具８０は鍔８０ａが上面部１２ａに当接しない範囲において、軌道不整等に起因して軸ばね７０が側梁１０に対して上下に変位しても、鍔８０ａと上面部１２ａとが衝突することはなく軸ばね７０の側梁１０に対する上下変位は阻害されない。

軸ばね７０を構成する軸ばね上７２の上端部にはネジ部が備えられており、軸ばね上７２の上端部が上面部１２ａに設けられた凹部１２ｃに嵌入されるとともに、上面部１２ａにボルト１０２で固定される。軸ばね７０を構成する軸ばね下７６の上端部には水平部７６ａが設けられており、水平部７６ａの中央部には後述するボルト１００が貫通する孔が備えられている。水平部７６ａの上面には、孔１２ｂを貫通する態様で備えられる吊り金具８０の円筒部材の下端部が載置される。

一方、輪軸を回動可能に保持する軸箱６４の上端部には水平面をなす軸箱上端面６４ｂが備えられており、軸箱上端面６４ｂの中央部から鉛直上方に延びる態様で円筒状の軸箱上突部６４ａが設けられている。軸箱上突部６４ａの上端部にはネジ座（雌ネジ）が備えられており、このネジ座に、上面板１２ａに設けられる孔１２ｂに挿入された吊り金具８０と、軸ばね下７６と、軸ばね座下６８とを貫通して配設されるボルト１００が締結される。

軸箱上端面６４ｂの上面に、釣鐘状の軸ばね座下６８が備えられる。軸ばね座下６８の下端部には軸箱上端面６４ｂに当接する鍔６８ａが備えられるとともに、鍔６８ａの中央部から軸ばね座下６８の中心線に沿って円筒状空間６８ｂが設けられている。円筒状空間６８ｂの内径は軸箱上突部６４ａの外径より若干大きく設定されている。

軸箱６４の上方に軸ばね座下６８を載置した場合、軸箱上端面６４ｂに鍔６８ａの下面が当接されるとともに、円筒状空間６８ｂに軸箱上突部６４ａが嵌入される。

軸箱上端面６４ｂと鍔６８ａの下面との間に、輪重比を所定の範囲に維持するために高さ調整板９０を挿入する際に、円筒状空間６８ｂに軸箱上突部６４ａが嵌入されているので軸箱上突部６４ａは、円筒状空間６８ｂに案内される態様で軸箱上端面６４ｂと鍔６８ａの下面との平行度を維持したまま、上下方向に移動することができる。この構成によって、軸箱上端面６４ｂと鍔６８ａの下面との間に、輪重比を所定の範囲内に収めるために高さ調整板９０を挿入する場合であっても、軸箱６４と軸ばね座下６８とががたつくことがない。

図４は、落下防止機構が機能した時の状態を示す断面図である。台車１を移動する場合には、台車枠５にワイヤーを掛けてクレーンで吊り上げてトラックなどに積載する。台車枠５をなす側梁１０がワイヤーによって持ち上げられると、軸箱６４は重量の大きい輪軸を保持しているため軸箱６４と側梁１０との距離が拡大して、隙間Ｇ（図３参照）が小さくなり、最終的に鍔８０ａが上面部１２ａに当接する。鍔８０ａの外径は孔１２ｂの内径より大きく設定されているので、吊り金具８０は孔１２ｂをすり抜けることがないので、吊り金具８０に係止されるボルト１００によって接続される軸箱６４は台枠５から抜け落ちることはない。

以上の構成によって、以下に記す効果を奏する鉄道車両用台車を提供することができる。

台車１を運搬する際にクレーン等で台車枠５を吊り上げたる場合であっても、台車枠５から軸箱６４が抜け落ちることを抑制することができる。

さらに、軸ばね座下６８を持ちあげることによって、軸ばね座下６８と軸箱６４との間に高さ調整板９０を容易に挿入することができるとともに、高さ調整板９０を挿入することに起因するがたつきの発生を抑制できる。

さらに、側梁端部１２の上面部１２ａの下面に凹部１２ｃを備えているので、作業性の良くない状況下であっても軸ばね７０の位置を容易に決めることできる。

さらに、軸箱６４の前後左右方向の変位に伴い軸ばね７０に前後、左右方向に大きな荷重が作用する場合であっても、凹部１２ｃの垂直面が上面部１２ａと軸ばね上７２との間に生じるせん断荷重を負担するので、軸ばね７０を側梁端部１２に固定するボルト１０２が受け持つせん断荷重を小さくできる上に、軸ばね７０を構成する軸ばね上７２の厚みを小さくすることができるので、軸ばね７０の軽量化を促進することができる。

１…台車 １０…側梁
１０ｂ…側梁リンク受け
１２…側梁端部 １２ａ…上面部
１２ｂ…孔 １２ｃ…凹部
５０…空気ばね受台 ５６…ブレーキ装置
６２…軸箱前後リンク ６４…軸箱
６４ａ…軸箱上突部 ６４ｂ…軸箱上端面
６４ｃ…軸箱側突部
６８…軸ばね座下 ６８ａ…鍔
６８ｂ…円筒状空間 ７０…軸ばね
７２…軸ばね上 ７４…防振ゴム
７６…軸ばね下 ７６ａ…水平部
８０…吊り金具 ８０ａ…鍔
９０…高さ調整板 １００，１０２…ボルト
２００…ヨーダンパ ２１０…空気ばね
２３０…車軸 ２４０…車輪

Claims (5)

1. 台車枠を構成する側梁と、
   輪軸を回動可能に保持する軸箱と、
   前記側梁と前記軸箱との間に配設される軸ばねと、を有す鉄道車両用台車であって、
   前記軸ばねは、
   円筒状の軸ばね上と、
   釣鐘状の軸ばね下と、
   前記軸ばね上と前記軸ばね下との間に配設される弾性体と、から構成されており、
   前記軸ばねを貫通する態様で前記側梁と前記軸箱とを接続する接続部材を備える鉄道車両用台車において、
   前記軸ばね下と前記軸箱との間に配設される軸ばね座下を備えており、
   前記軸ばね座下の下面の周縁部に備えられる鍔と、
   前記軸箱の上部に備えられるとともに前記鍔が当接される平面状の軸箱上端面と、
   前記鍔と前記軸箱上端面との間に備えられる輪重比を調整する高さ調整板と、を備えたこと
   を特徴とする鉄道車両用台車。
2. 請求項１に記載された鉄道車両用台車において、
   前記接続部材が貫通するとともに前記軸ばね座下の下面中央部に開放する態様で備えられる円筒状空間と、
   前記円筒状空間に嵌入されるとともに、前記軸箱上端面の中央部から上方に突出する円筒状の軸箱上突部と、を備えたこと
   を特徴とする鉄道車両用台車。
3. 請求項１または請求項２に記載された鉄道車両用台車において、
   前記側梁の長手方向の端部に備えられるとともに下方に開放する側梁端部と、
   前記側梁端部を構成する上面部と、
   前記上面部の下面に備えられる凹部と、を有しており、
   前記軸ばね上の上端部が前記凹部に嵌入されるとともに、前記軸ばね上が前記上面部に固定さていること
   を特徴とする鉄道車両用台車。
4. 請求項３に記載された鉄道車両用台車において、
   前記接続部材が貫通するとともに前記軸箱を懸垂する吊り金具と、
   前記上面板に備えられるとともに前記吊り金具が挿入される孔と、
   を有しており、
   前記吊り金具は、
   円筒部と、
   前記円筒部の上端部から延びる鍔と、を有しており
   前記孔に前記円筒部が嵌入されること
   を特徴とする鉄道車両用台車。
5. 請求項４に記載される鉄道車両用台車において、
   前記軸ばね下の上端部に水平部がそなえられており、
   前記水平部に前記円筒部の下端部が載置されること
   を特徴とする鉄道車両用台車。

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