JP2005219685A - 鉄道車両用連結装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 通常の連結器は、横ピンにおいて上下方向の動きに対応し、縦ピンにおいて左右方向の動きに対応するが、連結器の中心軸線回りの回転方向の動きは不可能である。また、特殊な連結装置では、部品点数が多く構造が複雑であるため、連結装置の分解・組立の作業性に劣る。
【解決手段】 緩衝器枠１２に正負の入力が作用して、鉄道車両の加減速時の加速度を吸収する緩衝装置２を備えさせると共に、緩衝器枠１２の保持部（１２ｃ，４、１２ｃ，１５）及び連結器本体１１の保持部（６，１５、４，２０）によつて単一の球面滑り軸受７を保持させ、緩衝器枠１２と連結器本体１１とを球面滑り軸受７を介在させて連結する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、鉄道車両用連結装置に関するものである。

この種の連結装置として、従来、図７，図８に示すものが密着連結装置として一般に知られている。この連結装置は、鉄道車両相互間を連結するものであり、主として通常走行時の加減速によつて車両相互間に発生する衝撃を吸収・緩和する緩衝装置５２と連結器５１との間に、枠接手５３を介在させて構成される。枠接手５３は、その前後両端部を横ピン５５と縦ピン５４とによつて連結器５１の連結器本体５６又は緩衝装置５２の緩衝器枠５８に結合し、連結器５１と緩衝装置５２とを揺動自在に連結する。５７は連結器５１の頭部である。

このように、枠接手５３の前部と連結器５１の連結器本体５６との間は横ピン５５により、枠接手５３の後部と緩衝装置５２の緩衝器枠５８との間は縦ピン５４により、それぞれ相対的に揺動自在に結合し、横ピン５５部において車両間の上下方向の動きに対応し、縦ピン５４部において車両間の水平方向の動きに対応可能としてある。

この連結装置にあつては、横ピン５５及び縦ピン５４を備える枠接手５３により、緩衝装置５２に対する連結器本体５１の上下左右方向の揺動が可能であるが、横ピン５５及び縦ピン５４とこれを挿入するピン用孔との間に摺動用の隙間しかなく、連結器５１の中心軸線回りの回転方向の動作は実質的に不可能である。一方、横ピン５５及び縦ピン５４とこれを挿入するピン用孔との間の摺動用の隙間に起因して、衝撃や異音が発生するため、これらを防止する構造が求められている。緩衝装置５２に対する連結器本体５１の回転方向の揺動を許容するために、横ピン５５及び縦ピン５４の周囲に摺動用の隙間を大きく確保するときは、衝撃や異音の発生が助長されることになる。

また、振り子車両で使用される特殊な連結装置として、特許文献１に記載されるものも知られている。これは、図９，図１０に示すように、内側前部を球面６９となし、球面６９に続く上下内面を円筒面７０に形成した緩衝器枠６８の球面６９部に、連結器６１の尻部に連結ピン６４により固定した枠接手６３の外周球面部を契合し、連結器６１の尻部の球面端６１ａと前伴板６７の前面に形成した球面６７ａを契合して組立て、緩衝器枠６８に対し連結器６１が回転及び上下左右方向の偏倚を円滑になしうることを特徴としている。
特公昭４４−１６９６７号公報

しかしながら、このような特許文献１に記載される従来の連結装置にあつては、振り子車両用の連結装置等として好適な構造であり、連結器６１に対して緩衝器６２の緩衝器枠６８が大きく回動することを可能とする構造とするため、次のような技術的課題を有している。

連結器６１の尻部の球面端６１ａと前伴板６７の前面に形成した球面６７ａを係合・密着させるため、球軸受が、枠接手６３の外周球面部及び連結器６１の尻部の球面端６１ａの２箇所になり、部品点数、特に球面をなす部品点数が多く構造が複雑になる。

また、枠接手６３及び連結器６１の尻部の２箇所の球軸受が、緩衝器６２の付勢力を受けて前後の球面６９及び６７ａに密着する構造であるため、球軸受の取付け及び取外しに際しては、緩衝器６２を圧縮させる必要がある。従つて、球軸受の着脱作業性に劣る。

特に、連結器６１の尻部を枠接手６３の内部に挿入した状態で、これらを連結ピン６４によつて結合しなければならず、しかも緩衝器６２を圧縮又は取外した状態で連結ピン６４を挿入する作業となるため、連結装置の分解・組立作業性に劣る。

更に、球軸受となる連結器６１の尻部の球面端６１ａを球軸受となる枠接手６３を貫通させると共に、枠接手６３と連結器６１の尻部とを連結ピン６４により固定しているため、球面端６１ａを大きく確保することによつて球軸受となる枠接手６３が大形化せざるを得ず、ひいては連結装置が大形化する。

加えて、球軸受である枠接手６３が破壊された場合、連結器６１が緩衝器枠６８から抜け出る恐れが大きい構造であるため、これらが分離して不慮の事故を生ずる恐れがある。枠接手６３は、前伴板６７と共に前後動するため、緩衝器枠６８の球面６９に繰り返し衝突して破損され易い。

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、通常の鉄道車両では緩衝器と連結器とが所定角度範囲で回動可能であれば足りることに着目し、通常の鉄道車両に好適の構造が簡素で分解及び組立ての作業能率に優れ、かつ、耐久性に優れる連結装置を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、連結器本体１１を、緩衝装置を介して車両に取付ける鉄道車両用連結装置において、
緩衝器枠１２に正負の入力が作用して、鉄道車両の加減速時の加速度を吸収する緩衝装置２を備えさせ、かつ、緩衝器枠１２の保持部（１２ｃ，４、１８，１５）及び連結器本体１１の保持部（６，１５、２０，４）によつて単一の球面滑り軸受７を前後移動が不可能に保持させ、係合可能な交差状態にある緩衝器枠１２の保持部（１２ｃ，４、１８，１５）と連結器本体１１の保持部（６，１５、２０，４）とが当接するまでの所定角度範囲で相対回動が可能に連結することを特徴とする鉄道車両用連結装置である。
請求項２の発明は、前記連結器本体１１及び緩衝器枠１２の一方の保持部が、連結器本体１１及び緩衝器枠１２の一方に一体に形成される二股部１２ｃ，２０と、該二股部１２ｃ，２０に架設されて該二股部１２ｃ，２０の間に位置する球面滑り軸受７を挿通するピン４とによつて形成されることを特徴とする請求項１の鉄道車両用連結装置である。
請求項３の発明は、前記連結器本体１１及び緩衝器枠１２の他方の保持部６，１５、１８，１５が、連結器本体１１及び緩衝器枠１２の他方に一体に形成され、球面滑り軸受７を受け入れて保持する枠接手６，１８を有し、該枠接手６，１８が前記二股部１２ｃ，２０に遊挿されていることを特徴とする請求項２の鉄道車両用連結装置である。

請求項４の発明は、前記枠接手６，１８が、複数に分割可能な球面座１５を備え、該球面座１５に球面滑り軸受７が摺動自在に保持されていることを特徴とする請求項３の鉄道車両用連結装置である。

本発明に係る鉄道車両用連結装置によれば、自在方向の回動に所定角度範囲で対応が可能な通常の鉄道車両に好適の連結装置が提供され、振り子車両用の特殊な連結装置と比較して、次の効果を奏することができる。

緩衝器枠に正負の入力が作用して、鉄道車両の加減速時の加速度を吸収する緩衝装置を備えさせると共に、緩衝器枠の保持部及び連結器本体の保持部によつて単一の球面滑り軸受を前後移動が不可能に保持させ、緩衝器枠と連結器本体とを球面滑り軸受を介在させて連結する。

このように、緩衝器枠の保持部及び連結器本体の保持部によつて単一の球面滑り軸受を保持させるので、複数の球軸受を使用するものに比して、構造が著しく簡素化する。

加えて、単一の球面滑り軸受が、緩衝器枠に正負の入力が作用して、鉄道車両の加減速時の加速度を吸収する緩衝装置の緩衝器枠の保持部に前後移動が不可能に保持されているので、球面滑り軸受の取付け及び取外しに際して、緩衝器を圧縮させる必要がない。従つて、球面滑り軸受の着脱作業性に優れる。

更に、単一の球面滑り軸受は、緩衝器枠の保持部及び連結器本体の保持部によつて前後移動が不可能に保持させてあるので、他部材と衝突して破損を受け難く、耐久性に優れる。加えて、緩衝器枠の保持部と連結器本体の保持部とが係合可能な交差状態にあつて当接するまでの所定角度範囲で相対回動が可能に連結されているので、一方の保持部が他方の保持部の内部にまで侵入している。これにより、万一、球面滑り軸受が破壊した場合であつても、両保持部同士が係合し、分離することがなく、不慮の事故を防止することができる。

なお、通常の鉄道車両用の連結装置と比較すれば、回転を含む自在方向の揺動を可能とするためにピンとピン用孔との隙間を確保する必要がなく、連結器と緩衝装置との隙間が低減するため、衝撃や異音が発生し難く、静穏化に役立つ。

請求項２の発明によれば、連結器本体及び緩衝器枠の一方の保持部が、連結器本体及び緩衝器枠の一方に一体に形成される二股部と、該二股部に架設されて該二股部の間に位置する球面滑り軸受を挿通するピンとによつて形成される。これにより、正負の入力が作用する二股部に球面滑り軸受を保持するための簡素な構造が実現され、振り子車両用の特殊な連結装置のように連結器の尻部の球面端と前伴板の前面に形成した球面を係合させることなく球面滑り軸受を堅固に保持することが可能になると共に、連結装置の構造が簡素になる。

請求項３の発明によれば、連結器本体及び緩衝器枠の他方の保持部が、連結器本体及び緩衝器枠の他方に一体に形成され、球面滑り軸受を受け入れて保持する枠接手を有し、該枠接手が二股部に遊挿されている。これにより、連結器本体の枠接手又は緩衝器枠の枠接手が、二股部の内側面又はピンのいずれかに接触するまでの間の所定角度範囲で自在方向の相対回動が可能になり、簡素な構造により、回転を含む自在方向の揺動に対応が可能な通常の鉄道車両に好適な連結装置が提供される。

請求項４の発明によれば、連結器本体及び緩衝器枠の他方の保持部が、複数に分割可能な球面座を備え、該球面座に球面滑り軸受が摺動自在に保持されている。これにより、球面座及び球面滑り軸受を組み合わせた状態で、他方の保持部に組み込むことができ、緩衝器枠に正負の入力が作用して、鉄道車両の加減速時の加速度を吸収する緩衝装置を備えさせることとも相まつて、球面滑り軸受の着脱作業性が向上する。

以下、本発明の第１実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。
この鉄道車両用連結装置は、通常型（密着連結器）の連結器１及び緩衝装置２を備え、緩衝装置２の緩衝器枠１２及び連結器１の連結器本体１１によつて単一の球面滑り軸受７を保持させ、緩衝器枠１２と連結器本体１１とを球面滑り軸受７を介在させて連結し、緩衝器枠１２と連結器本体１１とが所定角度範囲で相対回動可能としてある。

連結器１は、連結器本体１１と連結用の頭部１３とを有し、連結器本体１１の尾端部に枠接手６を溶接等の固着手段によつて固着して一体に形成する。枠接手６の尾部には、図３に示すように環状段面６ｂを形成した縦方向の円筒状空間６ａを有する。

球面滑り軸受７は、軸受面となる外面が球状面を形成し、縦方向の通孔７ａを有する。この球面滑り軸受７の軸受面に複数分割型（２つ割）の凹球面を有する球面座１５を密着させた状態で、枠接手６の円筒状空間６ａに挿入し、環状段面６ｂと止め輪１９とによつて球面座１５を枠接手６に固定し、球面滑り軸受７を球面座１５に摺動自在に保持させる。従つて、球面滑り軸受７は、枠接手６の環状部に受け入れられて、外周面が短円筒面を形成する球面座１５を介して保持されている。この枠接手６及び球面座１５が、単一の球面滑り軸受７を前後移動が不可能に保持し、連結器本体１１の保持部を構成している。

この連結器本体１１の枠接手６を、一対の緩衝器枠１２が形成する二股部１２ｃに所定の隙間を与えて遊挿し、縦方向（連結装置の中心軸線と直交方向）のピン４を緩衝器枠１２の二股部１２ｃの一対のピン孔１２ｂに通すと共に、球面滑り軸受７の通孔７ａに遊挿させて連結する。従つて、球面滑り軸受７は、二股部１２ｃ（，２０）の間に位置している。ピン４は、圧入その他の手段によつて緩衝器枠１２に架設状態で着脱自在に固定してある。連結器本体１１及び枠接手６は、枠接手６が緩衝器枠１２の二股部１２ｃの内側面又はピン４に接触するまでの間の所定角度範囲で、相対回動が可能である。この二股部１２ｃ及びピン４が、単一の球面滑り軸受７を前後移動が不可能に保持し、緩衝器枠１２の保持部を構成している。ここで、ピン４は、枠接手６及び球面座１５に対して球面滑り軸受７を介在して貫通しているので、緩衝器枠１２の保持部（１２ｃ，４）と連結器本体１１の保持部（６，１５）とが係合可能な交差状態にある。なお、ピン４を球面滑り軸受７の通孔７ａに圧入固着させれば、緩衝器枠１２に対する該軸受７の位置が固定される。

緩衝装置２は、車両の加減速時の正負の加速度を吸収して、衝撃力の発生を防止するために、車両（図示せず）と連結器１との間に設けられる。緩衝装置２は、緩衝器枠１２に正負の入力が作用する既存のものでよく、先端の二股部１２ｃにピン４を嵌入可能なピン孔１２ｂを有する緩衝器枠１２の内部に、図１に示す区画壁１２ａの両側としてそれぞれ緩衝器２ａ，２ｂを配置して、一組の緩衝器２ａ，２ｂの前側及び後側を前・後伴板１６，１７によつて挟持し、この伴板１６，１７の前後を図外の車体部材に当接嵌装してある。

連結器１から緩衝器枠１２に正負の入力が伝わると、これが緩衝装置２によつて緩衝されて車両に伝達される。従つて、緩衝器枠１２は、図示の中立状態から、車両に対して前後両方向の移動が可能である。

しかして、連結器１より伝播される圧縮力は、区画壁１２ａを備える緩衝器枠１２に伝わり、後伴板１７の後側が車体部材によつて係止されるので、図１において後側の緩衝器２ｂが圧縮され、一方、引張力が負荷された場合には前伴板１６の前側が車体部材によつて係止されるので、図１において前側の緩衝器２ａが圧縮される。このようにして、連結器１を経由して伝播されてくる圧縮力及び引張力（通常走行を行う車両間相互に発生する衝撃力）を吸収し、緩和させて伝達するようになつている。勿論、緩衝器２ａ，２ｂを従来公知の単一の構造とすることもできる。緩衝装置２には、ゴム緩衝装置の他にシリコン緩衝装置等がある。

次に、上記第１実施の形態の作用について説明する。
車両の通常走行時において圧縮衝撃力が作用すると、圧縮衝撃力は被連結車両の連結器（図示せず）を経由して自車の連結器１の頭部１３及び連結器本体１１に伝播してくる。その際、圧縮衝撃力は枠接手６、球面座１５、球面滑り軸受７及びピン４を介して緩衝器枠１２に作用し、前述したように緩衝器２ｂが圧縮されて衝撃力を吸収する。圧縮衝撃力を吸収した後は緩衝器２ｂの弾性的復元力によつて元の中立位置に復帰する。

反対に、連結器１に引張衝撃力が作用すると、引張衝撃力は被連結車両の連結器（図示せず）を経由して自車の連結器１の頭部１３及び連結器本体１１に伝播してくる。その際、引張衝撃力は枠接手６、球面座１５、球面滑り軸受７及びピン４を介して緩衝器枠１２に作用し、前述したように緩衝器２ａが圧縮されて衝撃力を吸収する。圧縮衝撃力を吸収した後は緩衝器２ａの弾性的復元力によつて元の中立位置に復帰する。

そして、緩衝装置２に対する連結器本体１１の上下方向の揺動及び左右方向の揺動は、いずれも球面滑り軸受７と球面座１５との間の摺動によつて許容される。加えて、球面滑り軸受７は、連結器本体１１と緩衝器枠１２との間の中心軸線回りの回転方向の揺動も自在に許容する。このように、球面滑り軸受７によつて回転方向の揺動が許容されるため、回転方向の揺動を許容するために、球面滑り軸受７と球面座１５との間の摺動隙間を大きく確保する必要はない。枠接手６と緩衝器枠１２との間の相対回動は、枠接手６が緩衝器枠１２の二股部１２ｃの内側面又はピン４に当接するまでの間の所定角度範囲で可能である。

第１実施の形態によれば、連結器１と一体の枠接手６に球面滑り軸受７を受入れさせ、これを緩衝器枠１２の二股部１２ｃに設置するので、枠接手６を設けるだけで従来の連結器と緩衝装置をそのまま使用でき、回転を含む自在方向の揺動に対応が可能となり、振り子車両用の特殊な連結装置を使用することなく、通常の鉄道車両に対応可能となる。従つて、部品点数の減少が得られるのみならず、組立・分解の作業能率の向上に顕著な効果がある。なお、ピン４を緩衝器枠１２の二股部１２ｃから取外し、止め輪１９を枠接手６から取外せば、球面座１５及び球面滑り軸受７を取り外すことができる。

ところで、上記第１実施の形態にあつては、連結器本体１１の尾端部に枠接手６を溶接等の固着手段によつて固着したが、枠接手６を連結器本体１１の一部をなすように同体に形成して一体に形成させることも可能である。また、図示の第１実施の形態にあつては、連結器１を密着連結器としてあるが、他の型式の連結器に対しても同様に適用することが可能である。

図５，図６には、本発明の第２実施の形態を示し、第１実施の形態と実質的に同一機能の部分には同一符号を付して、それらの説明は省略する。第２実施の形態にあつては、連結器本体１１の尾部に二股部材を固着して二股部２０を一体に形成し、緩衝器枠１２の先端に第１実施の形態の枠接手６と同様の構造の枠接手１８を固着して一体に形成してある。

球面座１５及び球面滑り軸受７は、枠接手１８に取り付けてある。枠接手１８の先端部には、図５に示すように環状段面１８ｂを形成した縦方向の円筒状空間１８ａを有する。緩衝器枠１２の枠接手１８を連結器本体１１の二股部２０に所定の隙間を与えて遊挿し、縦方向のピン４を二股部２０の一対のピン孔２０ｂに通すと共に、球面滑り軸受７の通孔７ａに遊挿させて連結する。球面滑り軸受７は、枠接手１８の環状部に受け入れられて、外周面が短円筒面を形成する球面座１５を介して保持されている。ピン４は、二股部２０の一対のピン孔２０ｂに圧入その他の手段によつて着脱自在に固定され、連結器本体１１に架設状態にある。連結器本体１１及び二股部２０は、枠接手１８が連結器本体１１の二股部２０の内側面又はピン４に当接するまでの間の所定角度範囲で、相対回動が可能である。

この二股部２０及びピン４が、単一の球面滑り軸受７を前後移動が不可能に保持し、連結器本体１１の保持部を構成している。また、枠接手１８及び球面座１５が、単一の球面滑り軸受７を前後移動が不可能に保持し、緩衝器枠１２の保持部を構成している。ここで、ピン４は、球面滑り軸受７を介在して枠接手１８及び球面座１５を貫通しているので、緩衝器枠１２の保持部（１８，１５）と連結器本体１１の保持部（２０，４）とが係合可能な交差状態にある。なお、ピン４を球面滑り軸受７の通孔７ａに圧入固着させれば、連結器本体１１及び二股部２０に対する球面滑り軸受７の位置が固定される。

第２実施の形態によれば、緩衝器枠１２に正負の入力が作用して、鉄道車両の加減速時の加速度を吸収する緩衝装置２を備えさせると共に、緩衝器枠１２の保持部（１８，１５）及び連結器本体１１の保持部（２０，４）によつて単一の球面滑り軸受７を前後移動が不可能に保持させ、緩衝器枠１２と連結器本体１１とを球面滑り軸受７を介在させて連結してある。かくして、鉄道車両の通常走行時において連結器１に圧縮衝撃力が作用すると、連結器本体１１、二股部２０、ピン４、球面滑り軸受７、球面座１５及び枠接手１８を介して緩衝器枠１２に作用し、図１，図２に示す緩衝器２ｂが圧縮されて衝撃力を吸収する。

反対に、連結器１に引張衝撃力が作用すると、引張衝撃力は連結器本体１１、二股部２０、ピン４、球面滑り軸受７、球面座１５及び枠接手１８を介して緩衝器枠１２に作用し、図１，図２に示す緩衝器２ａが圧縮されて衝撃力を吸収する。

そして、緩衝装置２に対する連結器本体１１の上下方向の揺動及び左右方向の揺動は、いずれも球面滑り軸受７と球面座１５との間の摺動によつて許容される。加えて、球面滑り軸受７は、連結器本体１１と緩衝器枠１２との間の回転方向の揺動を、緩衝器枠１２の枠接手１８と連結器本体１１の二股部２０又はピン４とが当接するまでの所定角度範囲で許容する。これにより、第１実施の形態と同様の作用を得ることができる。

本発明の第１実施の形態に係る鉄道車両用連結装置を示す正面図。 同じく平面図。 同じく要部を拡大して断面で示す正面図。 同じく要部を拡大して半部断面で示す平面図。 本発明の第２実施の形態に係る鉄道車両用連結装置の要部を拡大して断面で示す正面図。 同じく要部を拡大して半部断面で示す平面図。 従来の鉄道車両用連結装置を示す正面図。 同じく平面図。 従来の他の鉄道車両用連結装置の要部を半部断面で示す正面図。 同じく平面図。

符号の説明

１：連結器
２：緩衝装置
４：ピン（緩衝器枠の保持部、連結器本体の保持部）
６：枠接手（連結器本体の保持部）
７：球面滑り軸受
１１：連結器本体
１２：緩衝器枠
１２ａ：区画壁
１２ｂ：ピン孔
１２ｃ：二股部（緩衝器枠の保持部）
１３：頭部
１５：球面座（連結器本体の保持部、緩衝器枠の保持部）
１８：枠接手（緩衝器枠の保持部）
２０：二股部（連結器本体の保持部）

Claims (4)

1. 連結器本体（１１）を、緩衝装置を介して車両に取付ける鉄道車両用連結装置において、緩衝器枠（１２）に正負の入力が作用して、鉄道車両の加減速時の加速度を吸収する緩衝装置（２）を備えさせ、かつ、緩衝器枠（１２）の保持部（１２ｃ，４、１８，１５）及び連結器本体（１１）の保持部（６，１５、２０，４）によつて単一の球面滑り軸受（７）を前後移動が不可能に保持させ、係合可能な交差状態にある緩衝器枠（１２）の保持部（１２ｃ，４、１８，１５）と連結器本体（１１）の保持部（６，１５、２０，４）とが当接するまでの所定角度範囲で相対回動が可能に連結することを特徴とする鉄道車両用連結装置。
2. 前記連結器本体（１１）及び緩衝器枠（１２）の一方の保持部が、連結器本体（１１）及び緩衝器枠（１２）の一方に一体に形成される二股部（１２ｃ，２０）と、該二股部（１２ｃ，２０）に架設されて該二股部（１２ｃ，２０）の間に位置する球面滑り軸受（７）を挿通するピン（４）とによつて形成されることを特徴とする請求項１の鉄道車両用連結装置。
3. 前記連結器本体（１１）及び緩衝器枠（１２）の他方の保持部（６，１５、１８，１５）が、連結器本体（１１）及び緩衝器枠（１２）の他方に一体に形成され、球面滑り軸受（７）を受け入れて保持する枠接手（６，１８）を有し、該枠接手（６，１８）が前記二股部（１２ｃ，２０）に遊挿されていることを特徴とする請求項２の鉄道車両用連結装置。
4. 前記枠接手（６，１８）が、複数に分割可能な球面座（１５）を備え、該球面座（１５）に球面滑り軸受（７）が摺動自在に保持されていることを特徴とする請求項３の鉄道車両用連結装置。

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