JP2008230488A - 鉄道車両用台車の軸箱支持装置及び台車 - Google Patents

Abstract

【課題】バリアフリー化のニーズに対応が可能なように車両の床面高さを低くする。
【解決手段】車両の進行方向に対して前後・左右方向及び車両の上下方向の荷重負担と、前記上下方向の変位が可能なロールゴム５ａを、軸箱２の上面に配置して軸箱２と側はり１を繋ぐと共に、側はり１と軸箱２とを、両端にゴムブッシュ３ａ，３ｂを介在させた１本のリンク４で結合した鉄道車両用台車の軸箱支持装置１１である。リンク４を軸箱２で回転自在に支持する車軸の軸心よりも下方に設置する。
【効果】側はりの曲がりを大きくでき、車両の床面を低くできて駅のプラットホーム高さとの差を小さく、或いは一致させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の床面高さを低くすることが可能な鉄道車両用台車の、特にモノリンク式の軸箱支持装置と、この軸箱支持装置を備えた台車に関するものである。

鉄道車両が安全に走行するためには、各車輪が路線状況の変化に応じて正確に追従する必要がある。そのため、輪軸の両端部を回転自在に支持する軸受を収めた軸箱は、鉄道車両の進行方向前後の動きを適度に抑え、進行方向と直交する左右方向には横圧を緩和する余裕を持たせ、鉄道車両の上下方向にはばね系を介して緩衝するように支持されている。以下、鉄道車両の進行方向の前後方向を「車両前後方向」と、前記進行方向と直交する左右方向を「車両幅方向」という。

この軸箱支持装置として、軸はり式、モノリンク式など種々の形式がある。
このうち、モノリンク式は、図３のように、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、軸箱２の上面と側はり１の端部間に、例えばロールゴム５ａとコイルばね５ｂを組合せた軸ばね５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で開示された軸箱支持装置は、リンク両端のゴムブッシュにより、高い耐久性を確保しながら、車両前後方向に柔らかい支持剛性を実現している。また、ロールゴムにより、上下振動に対して適度な減衰を与えながら、コイルばねとの併用によって上下方向荷重の負担割合を小さくし、高い耐久性を確保している。

ところで、近年、バリアフリー化のニーズが高まっており、車両の床面高さを従来に比べて低くして、駅のプラットホーム高さと車両床面の高さの差を小さくする要求が強くなっている。

このニーズに対応するためには、台車に取り付ける空気ばねの高さ位置を低くする必要があるが、そのためには、側面から見た台車枠の側梁の曲がりを上下方向に大きくする必要がある。

しかしながら、リンクを車軸の軸心位置に取付け、車両前後方向の力をリンク部のみで受け持っていた従来の軸箱支持装置では、側梁の前記曲がりを大きくしすぎると、リンク取付け部の空間が減少して同じ長さのリンクを取付けることができなくなる。

このため、従来は、リンクの長さを短くすることで対応しているが、リンクの両端に取付けるゴムブッシュは、回転角度方向に耐久性の限界があるため、リンクの長さを短くすることには限界がある。

このようなことから、特許文献１で開示された従来のモノリンク式の軸箱支持装置では、要求される程度まで車両の床面高さを低くすることができなかった。

本発明が解決しようとする問題点は、従来のモノリンク式の軸箱支持装置では、近年のバリアフリー化のニーズに十分に対応できるほど、車両の床面高さを低くすることができないという点である。

本発明は、モノリンク式の軸箱支持装置において、バリアフリー化のニーズに対応が可能なように車両の床面高さを低くすることを可能とするために、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台車の軸箱支持装置は、
車両の進行方向に対して前後・左右方向及び車両の上下方向の荷重負担と、前記上下方向の変位が可能な弾性体を、軸箱の上面に配置して軸箱と側はりを繋ぐと共に、
側はりと軸箱とを、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台車の軸箱支持装置であって、
前記リンクを、軸箱で回転自在に支持する車軸の軸心よりも下方に設置したことを最も主要な特徴としている。

本発明の鉄道車両用台車の軸箱支持装置では、リンクを軸箱で回転自在に支持する車軸の軸心よりも下方に設置するので、車両の床面高さを低くするために側梁の曲がりを大きくしても、従来と同じ長さのリンクを取付けることができる。

その際、本発明の鉄道車両用台車の軸箱支持装置では、リンクには車両前後方向の力がリンクの長手方向と角度を有して作用することになるが、車両前後方向の力をリンクと弾性体で分担することになるので、リンクの耐久性も十分に確保できる。

また、前記の本発明の軸箱支持装置を備えた本発明の鉄道車両用台車では、空気ばねを取付けた場合の高さを低くすることができるので、車両の床面を低くでき、駅のプラットホーム高さとの差を小さく、或いは一致させることができる。

本発明は、モノリンク式の軸箱支持装置のリンクを、軸箱で回転自在に支持する車軸の軸心よりも下方に設置することにより、側はりの曲がりを大きくでき、車両の床面を低くできて駅のプラットホーム高さとの差を小さく、或いは一致させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態例を、図１及び図２に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明の鉄道車両用台車の軸箱支持装置の最良の形態例を示す側面図で、図１は軸箱の車両進行方向前後にコイルばねを配置した例、図２は軸箱の上部にコイルばねを配置した例である。

図１及び図２において、１１は本発明の鉄道車両用台車の軸箱支持装置であり、側はり１と、輪軸を構成する車軸を回転自在に支持する軸箱２とを、１本のリンク４で結合したモノリンク式である。

このリンク４は、両端にそれぞれ筒状のゴムブッシュ３ａ，３ｂを配置し、これらゴムブッシュ３ａ，３ｂの中心部を貫通させた支軸６ａ，６ｂによって、側はり１と軸箱２に設置した支持金物７ａ，７ｂに結合されている。

また、本発明の軸箱支持装置１１は、前記軸箱２の上面に、車両前後方向及び車両左右方向と、車両の上下方向の荷重を負担すると共に、前記上下方向の変位が可能な弾性体、例えばロールゴム５ａを配置して軸箱２と側はり１を繋いでいる。

このロールゴム５ｂは、例えば軸箱２の上面中心に立てられた支柱８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付けられ、その外周は側はり１に設けたゴム座９の内周面に嵌合状に取付けられている。

本発明は、このような軸箱支持装置１１において、台車枠を構成する側はり１と軸箱２を結合するリンク４を、前記軸箱２で回転自在に支持する車軸の軸心よりも下方に設置することを主要な特徴としている。

このような構成の本発明では、軸箱２で回転自在に支持する車軸の軸心よりも下方にリンク４を設置することで、空気ばねを下方に取付けて車両の床面高さを低くするために側はり１の曲がりを大きくしても、従来と同じ長さのリンク４を取付けることができる。

このような本発明では、車軸の軸心位置に作用する車両前方向の力ｆが、リンク４の長手方向と角度を有してリンク４に作用することになって、リンク４の強度を増加する必要性が生じるかに思われる。

しかしながら、本発明では、前記前方向の力ｆを、リンク４とロールゴム５ａで分担することになるので、従来と同様の強度を有するリンク４でも、十分に耐久性を確保できる。

このように、車軸の軸心位置に作用する車両前方向の力ｆを、リンク４とロールゴム５ａで分担する本発明では、リンク４の両端に取付けたゴムブッシュ３ａ，３ｂの、車両前後方向のリンク４の１本当りの支持剛性ｋ１と、ロールゴム５ａの車両前後方向の支持剛性ｋ２は、以下のように決定する。

リンク４の車両上下方向の中心から車軸の軸心までの距離Ｌ１と、ロールゴム５ａの前後方向の支持中心から車軸の軸心までの距離Ｌ２が同じ場合は、リンク４とロールゴム５ａの前記車両前方向の力ｆの負担割合は同じである。従って、この場合は、車両前後方向のリンク１本当りの前記支持剛性ｋ１と、ロールゴム５ａの車両前後方向の前記支持剛性ｋ２を同一とする。

一方、リンク４の前記距離Ｌ１と、ロールゴム５ａの前記距離Ｌ２が異なる場合は、下記式で表される値となるように、車両前後方向のリンク１本当りの前記支持剛性ｋ１と、ロールゴム５ａの車両前後方向の前記支持剛性ｋ２を決定する。

ｋ１＝｛Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝×（ｆ／ｘ）
ｋ２＝｛Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）｝×（ｆ／ｘ）
但し、ｘ：軸箱の車両進行方向の前後変位

リンク１本当りの前記支持剛性ｋ１と、ロールゴム５ａの前記支持剛性ｋ２を、このような値とすれば、車軸の軸心位置に前記力ｆが作用しても、軸箱２が車両上下方向の平面内で回転することがないので、安定して前記力ｆを支持することができる。

ところで、図１に示す発明例では軸箱２の車両前後に、また図２に示す発明例ではロールゴム５ａと同心状にコイルばね５ｂを配置し、車両の上下方向の荷重負担を、ロールゴム５ａと、これらのコイルばね５ｂの両者で行うものを示している。

これらのコイルばね５ｂは、軸箱２の車両前後又は上面に上向きに設置されたばね座２ａと、側はり１の端部に下向きに設置されたばね座１ａ間に取付けられている。なお、図２の例では、ばね座１ａとゴム座９を同一部品で兼ねさせている。

上記構成の本発明の軸箱支持装置１１を備えた本発明の鉄道車両用台車の場合、空気ばねを取付けた場合の高さを低くすることができる。従って、車両の床面を低くでき、駅のプラットホーム高さとの差を小さく、或いは一致させることができる。

以上、本発明の実施の形態例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。

例えば図１、図２の発明例では、車両の上下方向の荷重負担を、ロールゴム５ａと、軸箱２と側はり１端部との間に配置するコイルばね５ｂの両者で行うものを示したが、ロールゴム５ａだけで車両の上下方向の荷重負担を行わせるものでもよい。

また、弾性体は、車両の進行方向に対して前後・左右方向及び車両の上下方向の荷重負担と、前記上下方向の変位が可能なものであれば、前記例のロールゴム５ａに限らず、複数枚の円筒ゴムを積層したものを用いてもよい。

また、本発明の鉄道車両用台車の軸箱支持装置を設置する台車は、ボルスタレス台車、ボルスタ付台車の何れでもよい。

軸箱の車両進行方向前後にコイルばねを配置した本発明の鉄道車両用台車の軸箱支持装置の最良の形態例を示す側面図である。 軸箱の上部にコイルばねを配置した本発明の鉄道車両用台車の軸箱支持装置の最良の形態例を示す側面図である。 従来のモノリンク式の鉄道車両用台車の軸箱支持装置を示す側面図である。

符号の説明

１ 側はり
２ 軸箱
３ａ，３ｂ ゴムブッシュ
４ リンク
５ａ ロールゴム
５ｂ コイルばね

Claims (4)

1. 車両の進行方向に対して前後・左右方向及び車両の上下方向の荷重負担と、前記上下方向の変位が可能な弾性体を、軸箱の上面に配置して軸箱と側はりを繋ぐと共に、
   側はりと軸箱とを、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台車の軸箱支持装置であって、
   前記リンクを、軸箱で回転自在に支持する車軸の軸心よりも下方に設置したことを特徴とする鉄道車両用台車の軸箱支持装置。
2. 前記リンクの車両上下方向の中心から前記車軸の軸心までの距離をＬ１、前記弾性体の前記前後方向の支持中心から前記車軸の軸心までの距離をＬ２とした場合、
   前記リンクの両端ゴムブッシュの車両進行方向に対する前後方向のリンク１本当りの支持剛性ｋ１と，前記弾性体の車両進行方向に対する前後方向の支持剛性ｋ２が、下記式で表される値であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用台車の軸箱支持装置。
   ｋ１＝｛Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝×（ｆ／ｘ）
   ｋ２＝｛Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）｝×（ｆ／ｘ）
   但し、ｆ：軸箱と台車枠間において車両進行方向の前方向に作用する力
   ｘ：軸箱の車両進行方向の前後変位
3. 車両の上下方向の荷重負担を、前記弾性体と、軸箱と側はり端部との間に配置するコイルばねの両者で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用台車の軸箱支持装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の軸箱支持装置を備えたことを特徴とする鉄道車両用台車。

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