JP2008007042A - 鉄道車両用軸箱支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下方向の剛性を低減して大きな変位を確保しつつ、車両幅方向に必要な剛性を確保する。
【解決手段】軸箱２の上面と側はり１の端部との間に軸ばね１４を配置し、側はり１と軸箱２の内側面との間を両端にゴムブッシュ１３ａ，１３ｂを介在させた１本のリンク１２で結合した鉄道車両用の軸箱支持装置１１である。軸ばね１４を、コイルばね１４ａと、このコイルばね１４ａの内部に設けられた、車両幅方向にのみ積層した異方性積層ゴム１４ｂとで構成する。
【効果】車両幅方向に必要な剛性を得るようにしても、上下方向の剛性を低減して柔らかくて大きな変位を確保でき、乗り心地を向上することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両用の軸箱支持装置、特に、上下方向に柔らかくて大きな変位を確保でき、かつ鉄道車両の進行方向を基準として、これと直交する同一水平面内の左右方向（以下、「車両幅方向」という。）には適正な剛性を確保できる鉄道車両用軸箱支持装置に関するものである。

鉄道車両の輪軸を回転自在に支持する軸受を収めた軸箱は、軸箱支持装置によって支持されており、軸はり式、リンク式など種々の形式がある。この軸箱支持装置は、鉄道車両の進行方向を基準として前後方向（以下、「車両前後方向」という。）の動きを抑え、車両幅方向には横圧を緩和する余裕をもたせ、鉄道車両の上下方向には緩衝作用を作動させるように構成されている。

そのうちのリンク式軸箱支持装置の一例を図５に示す。
このリンク式軸箱支持装置は、側はり１の中央寄りと軸箱２の内側面を、両端にゴムブッシュ３ａ，３ｂを介在させた１本のリンク４で結合したものである。そして、軸箱２の上面と側はり１の端部との間に、転がり変形を生じる筒形のロールゴム５と、コイルばね６の組合せからなる１個の軸ばねを設けている（特許文献１）。
実開平６−２３８６４号公報

この特許文献１によれば、荷重の大部分はコイルばねで負担しながら、車両幅方向の横圧を緩和するロールゴムの上下方向変位により適度の振動減衰を与えることができ、上下方向に柔らかな支持ができると記載されている。

しかしながら、特許文献１で開示された軸箱支持装置は、前記ロールゴムを用いて車両幅方向の横圧の緩和と上下方向変位の適度の振動減衰を行うようにしているので、車両幅方向に必要な剛性を確保しようとすれば、上下方向の剛性や許容できる変位の大きさが限られるという問題があった。

本発明が解決しようとする問題点は、転がり変形を生じる筒形のロールゴムと、コイルばねの組合せからなる軸ばねを用いた軸箱支持装置では、車両幅方向に必要な剛性を確保しようとすれば、上下方向の剛性や許容できる変位の大きさが限られるという点である。

本発明は、上下方向の剛性を低減するのと共に大きな変位を確保して乗り心地を向上しつつ、車両幅方向に必要な剛性を確保するために、以下の構成を採用している。

すなわち、本発明の鉄道車両用軸箱支持装置は、
軸箱上面と側はり端部との間に軸ばねを配置し、側はりと軸箱内側面との間を両端にゴムブッシュを介在させた１本のリンクで結合した鉄道車両用の軸箱支持装置において、
前記軸ばねを、
コイルばねと、このコイルばねの内部に設けられた、車両幅方向にのみ積層した異方性積層ゴムとで構成したことを最も主要な特徴としている。

本発明は、軸箱上面と側はり端部との間に配置する軸ばねを、コイルばねと、このコイルばねの内部に設けられた、車両幅方向にのみ積層した異方性積層ゴムとで構成したので、車両幅方向に必要な剛性を得るようにしても、乗客の乗り降りによる変動や振動を吸収するために、上下方向の剛性を低減して大きな変位を確保することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図４に示す例に基づいて説明する。
図１は本発明の鉄道車両用軸箱支持装置の最良の形態を示す正面図、図２は図１の側面図、図３は図１の平面図、図４は本発明の鉄道車両用軸箱支持装置に使用する異方性積層ゴムを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を側面から見た図である。

１１は本発明の鉄道車両用軸箱支持装置であり、台車枠を構成する側はり１の中央寄りと、輪軸７を回転自在に支持する軸受８を収めた軸箱２の内側面を、１本のリンク１２で結合し、前記軸箱２の上面と側はり１の端部との間に軸ばね１４を配置したものである。

このうち、前記リンク１２は、両端にそれぞれ筒状のゴムブッシュ１３ａ，１３ｂを配置し、これらゴムブッシュ１３ａ，１３ｂの中心部を貫通させた支軸１５ａ，１５ｂによって、側はり１と軸箱２に設置した支持金物１６ａ，１６ｂに結合されている。

また、前記軸ばね１４は、本発明では、コイルばね１４ａと、このコイルばね１４ａの内部に同心状に設けられた異方性積層ゴム１４ｂとから構成されている。
そして、コイルばね１４ａは、前記軸箱２の上面に上向きに取り付けられたばね座１７と、側はり１の端部に下向きに取り付けられたばね座１８によって位置を規定されて取り付けられている。

一方、異方性積層ゴム１４ｂは、前記ばね座１７の中心に立てられた支柱１９の中央部に、上下方向の移動及び周方向の回転ができないように取り付けられ、その外周は前記ばね座１８の内周面に嵌合状に取り付けられている。

この異方性ゴム１４ｂは、前記の取り付け状態で、車両幅方向にのみ、例えば内周側から外周側に向けて上下方向の高さが低くなる９枚のゴム板１４ｂａを、金属板１４ｂｂを挟んで外周リング１４ｂｃの内部に並列に積層したもので、車両前後方向や上下方向には積層されていない。ここで、ゴム板１４ｂａの積層数は、必要とされる車両幅方向の剛性、上下方向の剛性や変位の大きさを考慮し選定すればよいが、十分な車両幅方向の剛性を確保するためには５枚以上積層することが望ましい。なお、ゴム板１４ｂａの車両前後方向の長さは、目標とする車両幅方向の剛性を確保するという点から決定され、特に限定されるものではない。

このような異方性積層ゴム１４ｂでは、乗客の乗り降りによる変動、振動を吸収するため、例えば車両幅方向に必要な５０００kN／mの剛性（ばね定数）を得るようにしても、上下方向の剛性（ばね定数）を１５０kN／mに低減（柔らかく）して、しかも９０mmという大きな上下方向の許容変位を確保することができる。

なお、この例の場合、車両前後方向のばね定数は１０００kN／mで、コイルばね１４ａとの合計の上下方向の剛性（ばね定数）は、約９００kN／mである。

本発明の鉄道車両用軸箱支持装置は、このような構成の異方性ゴム１４ｂにより、車両幅方向に必要な剛性（４０００〜６０００kN／m）を得るようにしても、上下方向の剛性を低減して（コイルばね１４ａとの合計で１０００kN／m未満）、柔らかくて大きな上下方向変位（６０mm以上）を確保でき、乗り心地を向上することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において適宜変更可能なことは言うまでもない。

たとえば本発明の鉄道車両用軸箱支持装置は、ボルスタレス台車、ボルスタ付台車の何れにも適用することができるなどである。

以上の本発明は、鉄道車両用軸箱支持装置に限らず、例えば三次元におけるＺ軸方向の剛性を低減しつつ、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に剛性を確保することが必要なものであれば、他の用途に使用するものにも適用できる。

本発明の鉄道車両用軸箱支持装置の最良の形態を示す正面図である。 図１の側面図である。 図１の平面図である。 本発明の鉄道車両用軸箱支持装置に使用する異方性積層ゴムを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を側面から見た図である。 従来の鉄道車両用軸箱支持装置を説明する図である。

符号の説明

１ 側はり
２ 軸箱
１１ 鉄道車両用軸箱支持装置
１２ リンク
１３ａ、１３ｂ ゴムブッシュ
１４ 軸ばね
１４ａ コイルばね
１４ｂ 異方性積層ゴム

Claims (1)

1. 軸箱上面と側はり端部との間に軸ばねを配置し、側はりと軸箱内側面との間を両端にゴムブッシュを介在させた１本のリンクで結合した鉄道車両用の軸箱支持装置において、
   前記軸ばねを、
   コイルばねと、このコイルばねの内部に設けられた、車両幅方向にのみ積層した異方性積層ゴムとで構成したことを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
   

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