CN108473148B - 具备制动单元的铁道车辆用导向转向架 - Google Patents

Abstract

本发明的铁道车辆用导向转向架，具备转向架构架、轮轴、轴箱支持装置、操舵轮轴的导向机构、制动单元及制动单元支持连杆。制动单元具有主体框架、及支持于该主体框架并在制动器制动时压抵于车轮的踏面的制动块。制动单元支持连杆连接轴箱支持装置与制动单元，至少在利用导向机构进行操舵时，将轴箱的车辆长度方向的位移传递至制动单元。制动单元支持连杆限制制动器制动时制动单元向车宽方向外侧位移规定以上。制动单元支持连杆的侧面及制动单元的侧面的至少任一面具有滑动面。

Description

具备制动单元的铁道车辆用导向转向架

技术领域

本发明涉及一种具备制动单元的铁道车辆用导向转向架。

背景技术

导向转向架在通过曲线时藉由操舵轮轴，而平稳地通过曲线轨道。一般而言，踏面制动形式的制动单元固定于转向架构架，因此，若操舵时轮轴与转向架构架的相对位置发生变化，则车轮的踏面与制动单元的制动块的间隙亦发生变化。因此，有时会设置将制动块与车轮的间隙保持一定的调整装置。

在专利文献1中提出有如下结构：于导向转向架，将制动单元以可相对于转向架构架沿车辆长度方向移动的形式支持，且借助连杆构件连接轴箱与制动单元。根据该构成，即便在通过曲线时因操舵轮轴而使车轮相对于转向架构架沿车辆长度方向移动，制动单元亦会与车轮的移动连动而沿与车轮相同的方向仅移动相同的量，从而适当保持车轮的踏面与制动块的间隙。

此处，不限于导向转向架，在包括非导向转向架的铁道车辆用转向架中，车轮的踏面均具有向车宽方向外侧倾斜的踏面斜度。因此，若制动器制动时制动块压抵于车轮的踏面，则会产生使制动块沿踏面斜度向转向架的车宽方向外侧移动的脱出力（闸瓦脱离力）。若该脱出力作用于制动块，则该制动块倾斜而产生不均匀磨耗，故而制动单元的制动力有可能变得不稳定。

因此，在专利文献2中，提出有以侧视时与制动块重叠的形式设置板状的闸瓦止脱支承座并在闸瓦止脱支承座的内侧面固定有摩擦板的非导向转向架。根据该构成，伴随制动动作时的制动块的移动，摩擦板在闸瓦止脱导引部滑动自如地进行引导，藉此防止制动块的脱出。

又，在专利文献3中，揭示有非导向转向架上，车宽方向上相向的一对制动块托通过接合棒及止脱杆（rod）连接的结构。根据该构造，作用于一对制动块的脱出力相互抵消，而防止各制动块脱出。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开平8-11717号公报；

专利文献2：日本实开昭57-181668号公报；

专利文献3：日本特开2002-104184号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

但是，导向转向架存在制动动作时制动块的位移会加上由操舵轮轴所致的位移的情况。因此，在将专利文献2的制动块脱出防止结构应用于导向转向架时，有可能伴随制动块的移动，闸瓦止脱导引部超出滑动范围地位移，而使制动块沿车宽方向脱出。

又，在将专利文献3的制动块脱出防止结构应用于导向转向架时，转向架重量会增加与设置接合棒及止脱杆相应的重量。

因此，本发明的目的在于适用一种防止制动块沿车宽方向脱出且防止转向架重量增加的导向转向架。

解决问题的手段：

本发明一形态的具备制动单元的铁道车辆用导向转向架具备：转向架构架；具有车轴及一对车轮的轮轴；将容纳有支持所述车轴的轴承的轴箱与所述转向架构架进行连接的轴箱支持装置；操舵所述轮轴的导向机构；制动单元，具有上部能相对于所述转向架构架转动地安装的主体框架、及支持于所述主体框架并在制动器制动时压抵于所述车轮的踏面的制动块；制动单元支持连杆，连接所述轴箱支持装置与所述制动单元，并至少在利用所述导向机构进行操舵时，将所述轴箱的车辆长度方向的位移传递至所述制动单元；所述制动单元支持连杆限制制动器制动时所述制动单元向车宽方向外侧位移规定以上，在所述制动单元支持连杆的侧面及所述制动单元的侧面的至少任一面具有滑动面。

根据所述构成，制动单元支持连杆及制动单元连动而沿车辆长度方向位移，因此，操舵轮轴时，制动单元支持连杆与制动单元的相对位移量亦被抑制，而无需使滑动面在车辆长度方向上较长。因此，即便为导向转向架，亦可适当防止制动块沿车宽方向脱出并且可防止转向架重量增加。

发明效果：

根据本发明，在具备制动单元的导向转向架中，可防止制动块沿车宽方向脱出并且可防止转向架重量增加。

附图说明

图1是第一实施形态的铁道车辆用导向转向架的侧视图；

图2是图1所示的铁道车辆用导向转向架的主要部分的侧视图；

图3是图1所示的铁道车辆用导向转向架的主要部分的制动器制动时的俯视图；

图4是图3所示的球面轴承的水平剖视图；

图5是第二实施形态的铁道车辆用导向转向架的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施形态进行说明。又，对于相同或相对应的要素，在全部附图中标以相同的符号并省略重复的详细说明。

（第一实施形态）

图1是第一实施形态的铁道车辆用导向转向架1的侧视图。如图1所示，铁道车辆用导向转向架（以下称为导向转向架）1大致具备：包含横梁7及侧梁8的转向架构架6、沿车宽方向延伸以借助空气弹簧3支持车身2的摇枕（bolster）4、及导向机构17。摇枕4藉由摇枕拉杆5连接于车身2的托架2a。摇枕4借助配置于转向架中心的旋转引导机构（例如，中心销及心盘）而连接于转向架构架6。即，转向架构架6以能够相对于摇枕4沿平摆（yawing）方向转动的形式从下方支持摇枕4。

转向架构架6具有在摇枕4的下方沿车宽方向延伸的横梁7、及连接于横梁7的车宽方向的两端部并沿车辆长度方向延伸的一对侧梁8。在横梁7的车辆长度方向两侧，配置有一对轮轴11。轮轴11具有沿车宽方向延伸的车轴9及设置于车轴9的一对车轮10。在车轴9的车宽方向两侧的端部，设置有在比车轮10靠近车宽方向外侧处转动自如地支持车轴9的轴承12，该轴承12容纳于轴箱13。

轴箱13藉由轴箱支持装置14而弹性地连接于转向架构架6。轴箱支持装置14具备将轴箱13与侧梁8的车辆长度方向端部沿上下方向连接的轴簧15、及将轴箱13与侧梁8沿车辆长度方向连接的轴梁16。轴梁16与轴箱13一体地成形。又，轴梁16具有轴梁主体部16a、第一托架部16b及第二托架部16c。

轴梁主体部16a沿车辆长度方向延伸，其梢端部借助弹性衬套及心轴（未图示）连接于侧梁8的支承座8a。如此，轴梁主体部16a藉由弹性衬套而弹性地连接于转向架构架6（的侧梁8），因此，轴箱13能够相对于转向架构架6沿车辆长度方向相对位移。第一托架部16b自轴梁主体部16a向车宽方向外侧延伸（参照图3），且借助下述第一操舵连杆24连接于导向杠杆18。第二托架部16c借助制动单元支持连杆40连接于制动单元30。

导向机构17具备导向杠杆18，该导向杠杆18以使一对轮轴11相对于转向架构架6沿平摆方向倾动的形式操舵，且配置于转向架构架6的车宽方向外侧。导向杠杆18具有支点19、力点20、第一作用点21及第二作用点22。第一作用点21配置于导向杠杆18的一侧，第二作用点22配置于导向杠杆18的另一侧。导向杠杆18在支点19处绕沿车宽方向延伸的轴线转动自如地支持于转向架构架6。导向杠杆18在力点20处借助连接连杆23连接于摇枕4。

导向杠杆18在作用点21、22借助操舵连杆24、25连接于轴梁16的第一托架部16b。即，导向杠杆18在第一作用点21借助第一操舵连杆24（及轴梁16）连接于车辆长度方向一侧的轴箱13，在第二作用点22借助第二操舵连杆25连接于车辆长度方向另一侧的轴箱13。根据此种构成，在导向转向架1通过曲线轨道时，导向机构17与转向架构架6相对于摇枕4绕铅直轴的相对转动连动地进行动作，藉此，导向杠杆18以支点19为中心在铅直平面内转动，轴箱13相对于转向架构架6沿车辆长度方向相对位移，从而操舵一对轮轴11。

图2是图1所示的导向转向架1的主要部分的侧视图。图3是图1所示的导向转向架1的主要部分的制动器制动时的俯视图。如图2及3所示，制动单元30具有主体框架31、制动块32、制动块托33及连杆构件34。主体框架31的一侧转动自如地支持于设置在横梁7的安装座7a上。具体而言，在安装座7a内插通有沿车宽方向延伸的连接销26，主体框架31的上部能够借助连接销26在横梁7上转动。在本实施形态中，安装座7a藉由焊接固定于横梁7，但亦可藉由螺栓等紧固构件固定。

主体框架31的另一侧借助沿车辆长度方向延伸的制动单元支持连杆40连接于轴梁16。具体而言，如图2所示，主体框架31的下部借助制动单元支持连杆40连接于轴梁16的第二托架部16c。第二托架部16c设置于轴梁主体部16a中的车宽方向的内侧面，并向下方延伸。

制动单元支持连杆40的车辆长度方向两端部40a、40b分别借助销构件27及球面轴承50连接于轴梁16的第二托架部16c及主体框架31的下部。球面轴承50的结构后述。根据此种构成，若操舵时支持于轴箱13的轮轴11沿车辆长度方向位移，则该位移借助制动单元支持连杆40传递至制动单元30。即，与轮轴11的车辆长度方向的位移连动，制动单元30也与制动单元支持连杆40一并沿与轮轴11相同的方向仅位移相同的量。

制动块32为摩擦材并被固定于制动块托33。藉由将驱动机构37的驱动力传递至制动块托33，而制动块32能够与制动块托33一并相对于踏面10a进退。驱动机构37容纳于主体框架31，且具有沿车辆长度方向直线运动的推杆37a。

制动块托33借助沿上下方向延伸的连杆构件34而固定于主体框架31。如图2所示，连杆构件34的下端部藉由连接销35而转动自如地连接于制动块托33。连杆构件34的上端部藉由连接销36而转动自如地连接于制动块托33，并且连接销36将制动块托33与推杆37a的梢端连接。驱动机构37动作而使推杆37a直线运动，从而制动块32与制动块托33一同沿车辆长度方向进退。此时，连杆构件34以连接销35为中心旋转。在制动块32压抵于车轮10的踏面10a时，连杆构件34承受因车轮10与制动块32的摩擦而使制动块托33产生的车轮旋转方向的反力。

车轮10的踏面10a具有向车宽方向外侧倾斜的踏面斜度。因此，在制动块32压抵于踏面10a时，有可能沿踏面斜度而制动块32向导向转向架1的车宽方向外侧脱出，制动单元30向车宽方向外侧位移。因此，本实施形态的制动单元支持连杆40亦具有限制制动器制动时制动单元30向车宽方向外侧位移规定以上的功能。以下，针对细节进行说明。

如图3所示，制动单元支持连杆40在较车轮10及制动单元30更靠车宽方向外侧沿车辆长度方向延伸。又，如图2所示，制动单元支持连杆40配置于相对轴梁16向铅直方向下侧偏移的位置。进而，制动单元支持连杆40在其车宽方向的内侧面40c，具有例如金属制的滑动板41。在本实施形态中，滑动板41藉由焊接而固定于制动单元支持连杆40，但亦可藉由接着剂或螺栓等紧固构件而固定。

在连杆构件34上一体地形成有自该连杆构件34的外侧面34b向车宽方向外侧突出的突起部34a，从而具有闸瓦止脱支承座的功能。为了便于说明，在图2中，标注斜线来表示突起部34a。再者，突起部34a亦可与连杆构件34分开地形成，并藉由焊接或紧固构件等固定于外侧面34b。

连杆构件34的突起部34a接触于滑动板41的滑动面41a。因此，制动块32向导向转向架1的车宽方向外侧的位移得以被限制，从而防止制动器制动时的闸瓦脱离。又，在本实施形态中，在制动器非制动时，突起部34a亦接触于滑动板41的滑动面41a。再者，在制动器非制动时，突起部34a亦可不接触于滑动板41的滑动面41a。

制动器制动时，制动块托33相对于主体框架31沿车辆长度方向进退，因此，突起部34a在滑动板41的滑动面41a上沿车辆长度方向滑动。在本实施形态中，滑动面41a具有自铅直方向观察向车宽方向内侧凸出的圆弧形状。

又，与由操舵所致的轮轴11的车辆长度方向的位移连动，制动单元30及制动单元支持连杆40亦发生位移。因此，制动单元30与制动单元支持连杆40的相对位移量被抑制，因此，连杆构件34的突起部34a不会伴随操舵及制动器制动而脱离作为滑动范围的滑动面41a。

其次，对将制动单元支持连杆40与轴梁16及主体框架31连接的球面轴承50进行说明。图4是图3所示的球面轴承50的俯视剖视图。如图4所示，球面轴承50具有内筒51、外筒52及夹于内筒51与外筒52之间的弹性体53。内筒51及外筒52均由金属材料构成。在内筒51中，压入有销构件27。

在本实施形态中，弹性体53由自润滑（self-lubricating）橡胶构成。自润滑橡胶是其本身具有润滑性的橡胶，因此，球面轴承50中，在内筒51与外筒52之间未介存有润滑剂。因此，与具有由普通橡胶构成的弹性体的球面轴承相比，内筒51与外筒52之间的间隙较小。

以此形式构成的球面轴承50设置于制动单元支持连杆40的两端部40a、40b（参照图2及3），因此，即便在操舵时等轮轴11相对于转向架构架6沿平摆方向倾动，亦可藉由俯视时外筒52相对于内筒51转动，而使制动单元支持连杆40以适当的姿势支持制动单元30。又，藉由连杆构件34的突起部34a接触于滑动面41a，而即便对制动单元支持连杆40作用向车宽方向外侧的负载，亦可藉由外筒52相对于内筒51沿车宽方向位移，而使制动单元支持连杆40以适当的姿势支持制动单元30。

如上构成的导向转向架1发挥以下的效果。

轮轴11的车辆长度方向的位移藉由制动单元支持连杆40而传递至制动单元30，制动单元支持连杆40及制动单元30发生连动而沿车辆长度方向位移，因此，操舵轮轴11时，制动单元支持连杆40与制动单元30的相对位移量亦被抑制，而无需使制动单元支持连杆40的滑动面41a在车辆长度方向上较长。因此，即便为导向转向架1，亦可适当防止制动块32沿车宽方向脱出并且可防止转向架重量增加。

又，滑动面41a设置于制动单元支持连杆40的车宽方向的内侧面40c。即，在靠近制动单元30的一侧，设置有滑动面41a。藉此，可一面适当地限制制动单元30向车宽方向外侧的位移，一面简单且紧凑地形成制动单元支持连杆40。

又，在制动单元30的侧面（连杆构件34的外侧面34b）上形成有相对于滑动面41a滑动的突起部34a。藉此，制动单元30具有简易结构的闸瓦止脱支承座，从而可简化制动块脱出防止结构。

进而，滑动面41a具有向车宽方向凸出的圆弧形状。藉此，即便因轮轴11的操舵而使制动单元支持连杆40与制动单元30之间的相对角度稍微变化，亦可使连杆构件34的突起部34a稳定地接触于滑动面41a。因此，可抑制滑动阻力的变动，并且可有助于滑动面41a的长寿命化。

又，制动单元支持连杆40配置于相对于轴梁16向铅直方向（在本实施形态中为铅直方向下侧）偏移的位置。藉此，能够容易地从车宽方向靠近制动单元支持连杆40，因此，维护性提升。

又，在制动单元支持连杆40的一端部40a及另一端部40b两者上设置球面轴承50，因此，即便因连杆构件34的突起部34a接触于滑动面41a而对制动单元支持连杆40产生向车宽方向外侧的负载，亦可由球面轴承50稳定地承受该负载。

又，球面轴承50的弹性体53由自润滑橡胶构成，因此，与使用普通橡胶的情形相比，球面轴承50的位移允许度增加，故而可缩小内筒51与外筒52之间的间隙。因此，若制动单元支持连杆40借助此种球面轴承50连接于主体框架31及轴梁16，则与使用具有由普通橡胶构成的弹性体的球面轴承的情形相比，制动单元支持连杆40的车辆长度方向的间隙变小。其结果，即便因轮轴11的操舵而导致制动单元30与制动单元支持连杆40一并沿车辆长度方向位移，制动器制动时的制动块32的按压力亦会较佳地作用于车轮10的踏面10a，而使制动单元30的响应性提升。

又，使用具有由自润滑橡胶构成的弹性体53的球面轴承50，以此制动单元支持连杆40的车宽方向的间隙亦变小。其结果，即便制动器制动时因连杆构件34的突起部34a接触于制动单元支持连杆40的滑动面41a而产生的车宽方向外侧的负载作用于制动单元支持连杆40，亦可抑制因间隙所致的制动单元支持连杆40向车宽方向外侧的位移，从而可进一步适当地防止制动块32向车宽方向外侧位移。

（第二实施形态）

第二实施形态的导向转向架201是从第一实施形态的导向转向架1局部变更转向架构架6的结构等而成者。以下，对第二实施形态的导向转向架201，以与第一实施形态的导向转向架1不同的方面为中心来进行说明。

图5是第二实施形态的导向转向架201的侧视图。如图5所示，导向转向架201的转向架构架206具备在该导向转向架201的车辆长度方向中央沿车宽方向延伸的横梁207，但不具备自横梁207的车宽方向两端部沿车辆长度方向延伸的侧梁。在横梁207的车宽方向两端部，设置有供轴梁216的梢端部连接的支承座207a。

在轴箱213与横梁207之间，架设有沿车辆长度方向延伸的板弹簧215。板弹簧215在其车辆长度方向中央部215a处从下方支持横梁207的车宽方向端部。又，板弹簧215的车辆长度方向两端部215b支持于轴箱213。即，板弹簧215具有第一实施形态的轴簧15（一次悬吊（primary suspension））的功能及第一实施形态的侧梁8的功能。

板弹簧215的车辆长度方向端部215b借助支持构件228自下方支持于轴箱213。支持构件228具有承接构件228a及防振橡胶228b。承接构件228a支持板弹簧215的下表面，其上表面朝车辆长度方向的中央侧向斜下方倾斜。再者，承接构件228a的上表面只要与板弹簧215的下表面大致平行，则不倾斜亦可。防振橡胶228b为大致圆柱状，且插入至轴箱213与承接构件228a之间。

制动单元30中的主体框架31的上部能够转动地安装于横梁207的安装座207b上。安装座207b例如藉由焊接等固定于横梁207的车辆长度方向外侧的侧面，且比支承座207a的上端更向上方突出。除此以外的构成与第一实施形态相同。

以上所说明的第二实施形态亦发挥与第一实施形态相同的效果。即，即便为具备板弹簧215的导向转向架201，亦可适当防止制动块32沿车宽方向脱出并且可防止转向架重量增加。

再者，本发明并不限定于所述实施形态，可在不脱离本发明的主旨的范围内对其构成进行变更、追加或删除。又，所述各实施形态亦可相互任意组合，例如可将一实施形态中的一部分结构或方法应用于另一实施形态，进而，实施形态中的一部分结构可从该实施形态中的其他结构分离而任意抽出。在前述实施形态中，滑动面41a设置于固定于制动单元支持连杆40的滑动板41上，但滑动板41亦可不固定，内侧面40c的一部分亦可为滑动面。又，滑动面41a亦可不设置于制动单元支持连杆40上，而设置于制动单元30的侧面（例如，连杆构件34的外侧面34b），在此情形时，突起部34a亦可设置于制动单元支持连杆40上。又，在前述的实施形态中，制动单元支持连杆40自轴梁主体部16a向铅直方向下侧偏移而配置，但亦可向铅直方向上侧偏移而配置。又，球面轴承50的弹性体53并不限定于自润滑橡胶，亦可由普通橡胶形成。

符号说明：

1、201：铁道车辆用导向转向架（导向转向架）

6、206：转向架构架

9：车轴

10：车轮

10a：踏面

11：轮轴

16、216：轴梁

17：导向机构

30：制动单元

31：主体框架

32：制动块

34b：外侧面（侧面）

40：制动单元支持连杆

40c：内侧面（侧面）

41a：滑动面

50：球面轴承

51：内筒

52：外筒

53：弹性体。

Claims (6)

1.一种具备制动单元的铁道车辆用导向转向架，具备：

转向架构架；

具有车轴及一对车轮的轮轴；

将容纳有支持所述车轴的轴承的轴箱与所述转向架构架进行连接的轴箱支持装置；

操舵所述轮轴的导向机构；

制动单元，具有上部能相对于所述转向架构架转动地安装的主体框架、及支持于所述主体框架并在制动器制动时压抵于所述车轮的踏面的制动块；

制动单元支持连杆，连接所述轴箱支持装置与所述制动单元，并至少在利用所述导向机构进行操舵时，将所述轴箱的车辆长度方向的位移传递至所述制动单元；

所述制动单元支持连杆限制制动器制动时所述制动单元向车宽方向外侧位移规定以上而限制所述制动块的闸瓦脱离，

在所述制动单元支持连杆的侧面及所述制动单元的侧面的任一面具有滑动面；

在所述制动单元支持连杆的侧面及所述制动单元的侧面中的任意另一面具有包含相对于所述滑动面滑动的突起部的闸瓦止脱支承座。

2.根据权利要求1所述的具备制动单元的铁道车辆用导向转向架，其特征在于，

所述制动单元支持连杆在比所述车轮靠车宽方向外侧处沿车辆长度方向延伸，从车宽方向外侧与所述制动单元相向；

所述滑动面设置于所述制动单元支持连杆的车宽方向的内侧面。

3.根据权利要求2所述的具备制动单元的铁道车辆用导向转向架，其特征在于，

所述轴箱支持装置具有连接所述轴箱与所述转向架构架并沿车辆长度方向延伸的轴梁；

所述制动单元支持连杆配置于相对所述轴梁向铅直方向偏移的位置。

4.根据权利要求1或2所述的具备制动单元的铁道车辆用导向转向架，其特征在于，

所述滑动面具有向车宽方向凸出的圆弧形状。

5.根据权利要求1或2所述的具备制动单元的铁道车辆用导向转向架，其特征在于，

所述制动单元支持连杆的两端部分别通过球面轴承连接于所述轴箱支持装置及所述主体框架。

6.根据权利要求5所述的具备制动单元的铁道车辆用导向转向架，其特征在于，

所述球面轴承具有内筒、外筒及夹于所述内筒与所述外筒之间的弹性体；

所述弹性体由自润滑橡胶构成。

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