JP2009298386A

JP2009298386A - 鉄道車両用胴受装置

Info

Publication number: JP2009298386A
Application number: JP2008158316A
Authority: JP
Inventors: Hayato Tomoto; 隼人東元; Michio Uenishi; 道雄上西; Teruyuki Hazama; 輝之間; Yusuke Nishimi; 裕介西見
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: JP4732486B2

Abstract

【課題】大型の装置や周辺部材を格別に必要とせず、重量のある連結器でも追随性よく支持でき、共振を防止でき、取り付けが容易で安価な胴受装置を提供する。
【解決手段】鉄道車両（Ｔ）にボルト等で胴受フレーム（２４）を固着する。シリンダ（３１）とピストン（３２）と圧縮性と粘性を有する緩衝用流体（３５）とからなるダンパ（２６、２６）を胴受フレーム（２４）に固定する。胴受部材（２８）を、ダンパ（２６、２６）によって支持する。鉄道車両用の連結器（４）の連結胴（１２）を、胴受部材（２８）に摺動可能に載せる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両用連結器の胴受装置に関するものであり、具体的には、連結器の結合端部が接手部材を介して鉄道車両または緩衝器に結合され、結合端部を基点に首振りされる連結器を、胴受部材によって揺動可能に支持する胴受装置に関するものである。

鉄道車両には車両の前部と後部のそれぞれに連結器が設けられており、複数台の車両は、それぞれの車両に設けられている連結器によって相互に連結されるようになっている。連結器は、車両に、あるいは、車両に固定されている緩衝器に、所定の接手部材を介して揺動自在に結合されている。従って、複数台の車両は、連結部において屈曲できるので、軌道がカーブしていても安全に走行できる。連結された車両を切り離すときは連結されている一対の連結器を切り離す。このとき、解放された連結器は、自重により落下して倒れることがないように、胴受装置によって支持されるようになっている。胴受装置は車体に固定され、連結器の胴部分、すなわち連結胴を支持するようになっているが、連結されている連結器は走行時には揺動するので、連結器の揺動を妨げないように、かつ連結器に追随しながら連結胴を支持できるように所定の構造になっている。

特開平８−１３３０８０号公報

本発明の直接的な文献ではないが、特許文献１には連結装置と胴受装置とが記載されている。この連結装置５１は、図３の（ア）の斜視図に示されているように、連結部５２を備えた連結器５３と、連結器５３が受ける衝撃を緩衝する緩衝器５５と、連結器５３と緩衝器５５を２本のピンによって水平方向と垂直方向に揺動可能に結合する接手部材５６と、からなる。緩衝器５５は、図には示されてはいないが車両に固定されている。そして、連結器５３が自重によって落下しないように、連結胴５８が胴受装置６０によって支持されている。胴受装置６０は２個の胴受ばね箱６１、６１と、胴受梁６２と、すり板６３と、からなる。胴受ばね箱６１は、上方が開口した直方体状の箱であって、上部にはフランジ６５、６５が設けられており、図に示されていないボルト等によって車体Ｔ’に取り付けられている。胴受ばね箱６１の内部には、図３の（イ）に示されているように、胴受ばね６６と、胴受ばね６６を貫通する吊りボルト６８とが格納され、胴受ばね６６は吊りボルト６８の頭、すなわちばね押さえ板６９と胴受ばね箱６１の底部によって両端が押さえられている。従って、吊りボルト６８は矢印Ｙ’方向に付勢されていることになる。吊りボルト６８は、胴受ばね箱６１の底面に明けられている筒状のガイド孔７１を貫通して、下方に突き出ている。胴受梁６２は、所定の長さの溝型鋼梁からなり、その両端近傍が吊りボルト６８、６８とナット７２、７２によって固定されている。すなわち、胴受梁６２は、胴受ばね６６、６６によって矢印Ｙ’方向に付勢された状態で、胴受ばね箱６１、６１の吊りボルト６８、６８に吊り下げられている。そして、胴受梁６２の上面の中央にはすり板６３が設けられ、連結胴５８がすり板６３上に摺動可能に支持されている。連結器５３は、すり板６３上を滑らかに水平方向に滑ることができると共に、胴受ばね６６、６６が伸縮して胴受梁６２が上下するので、垂直方向にも上下することもできる。従って、連結器５３が他の連結器に連結されて車両が走行するときには、連結器５３は胴受装置６０に妨げられることなく揺動でき、連結器５３が他の連結器から切り離されたときには、連結器５３は落下することなく胴受装置６０に支持されることになる。

従来周知の胴受装置６０によっても、車両が連結されて走行するときには連結器５３の揺動が妨げられることはなく、連結器５３が切り離されたときには連結器５３の落下を防止できる。しかしながら、改良すべき点も見受けられる。例えば、比較的重量のある連結器が設けられる場合、胴受ばね６６、６６のばね力は大きくする必要がある。すなわち、ばね定数を大きくする必要があるので胴受ばね６６、６６は大型化してしまう。胴受ばね６６、６６のばね力が強くなると、連結器が下方向に首振りするとき連結器が胴受ばね６６、６６から受ける反力が増大してしまい、胴受装置６０に過大な負荷がかかる。そうすると、負荷に耐えられるように、胴受装置６０の個々の部材および周辺部材の強度を高める必要があり、部材が大型化し、装置が高価になってしまう。さらには、ばね定数が大きくなると、連結器５３の揺動に対する追随性が損なわれる問題もある。連結されている連結器５３は、車両の走行時には軌道の状態に応じて屈曲されるが、追随性が損なわれるし、連結装置５１の部材、例えば接手部材５６に過大な負荷がかかったり騒音の原因にもなる。胴受装置６０の車体Ｔ’への取り付けの問題もある。連結器を支持するときに、胴受ばね６６、６６には初期反力が与えられているが、初期反力を得るために、予め長めに選定された胴受ばね６６、６６を圧縮して胴受ばね箱６１に格納する必要があり、このように反力を有する部材を車体Ｔ’に取り付けるのは困難である。さらには、ばねには共振の問題もある。

本発明は、上記したような従来の問題点あるいは課題を解決した、胴受装置を提供することを目的とし、具体的には車体への取り付けが容易であり、比較的重量のある連結器を支持する場合であっても大型の胴受装置や周辺部材を必要とせず、従って安価に装置を提供でき、連結器の揺動に対する追随性も充分であって連結装置の部材に過大な負荷をかけたり騒音を発生することもなく、さらには、共振して装置全体に過大な負荷がかかることのない胴受装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、連結器の連結胴を支持する胴受部材がダンパ装置によって支持されるように構成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、接手部材を介して鉄道車両または緩衝器に結合される鉄道車両用の連結器が胴受部材によって、前記連結器の端部を中心として上下方向および左右方向に揺動的に支持されるようになっている胴受装置であって、前記胴受部材は、ダンパ装置により、前記鉄道車両の枠体に支持されるように構成される。そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の胴受装置において、前記ダンパ装置は２個からなり、前記胴受部材は、長手方向の両端部近傍において前記２個のダンパ装置により支持され、前記連結器は、前記胴受部材の長手方向の略中央部において該胴受部材により支持されるように構成され、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の胴受装置において、前記ダンパ装置はシリンダと、前記シリンダの内径よりも所定量だけ小さい外径のピストンと、前記シリンダに充填されている圧縮性の粘性流体とからなるように構成される。

以上のように、本発明によると、連結器の連結胴を支持する胴受部材はダンパ装置によって支持されるように構成されているので、連結器の揺動に対して充分に追随できると共に切り離された連結器が落下しないように支持することができる。また、ばねは変位の大きさに比例して反力が増してしまうが、ダンパ装置は変位の大きさにはよらず、比較的反力が一定に保たれるので、過大な反力が生じることはなく、胴受装置に負担がかかることはない。従って、胴受装置の周辺部材を格別に強化する必要もなく、装置は小型化することができると共に安価に提供できる。そして、ダンパ装置は振動を減衰させるので、車両の走行時に生じる振動によって連結器が共振してしまうこともなく胴受装置に過大な負荷がかかることがない。さらには、ダンパ装置は取り付けが容易でもある。請求項２に記載の発明によると、胴受部材は長手方向の両端の端部近傍が２個のダンパ装置によって支持され、中央部において連結胴を支持するように構成されているので、胴受部材自体も若干たわむ。すなわち、弾性的に連結器が支持されるので、連結器の揺動に対して優れた追随性を有することになる。さらには、請求項３に記載の発明によると、ダンパ装置は、シリンダと、シリンダの内径よりも所定量だけ小さい外径のピストンと、シリンダに充填されている圧縮性の粘性流体とからなるので、シリンダ内の流体はシリンダとピストンの隙間を抵抗を受けて流れるだけでなく、弾性力も有する。つまり、弾性的に連結器を支持しながら、振動を抑制することができる。従って、連結器を追随性良く支持できるので、騒音が発生しないという本願発明特有の効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１の（ア）の斜視図には、本実施の形態に係る胴受装置１と、連結装置２とが示されている。連結装置２は、従来周知のように、他の車両の連結器と連結される連結器４と、連結器４が受ける衝撃を吸収する緩衝器５と、連結器４と緩衝器５を結合する接手部材６と、からなる。連結器４は、所定の太さの連結器本体８と、他の連結器と連結される連結部９とからなり、連結器本体８の一方の端部に連結部９が固着され、他方の端部には二股の結合端部１０が形成されている。そして、連結器本体８の中央下部には、底面が平面状の連結胴１２が形成され、連結器４は連結胴１２において摺動可能に胴受装置１に支持されるようになっている。緩衝器５は、ゴム等の弾性体からなる複数枚の緩衝体１４と、これらの緩衝体１４を前後から挟んでいる前後伴板１５、１６と、前後伴板１５、１６を前後から押さえている緩衝器枠１７と、からなる。そして、緩衝器枠１７には、二股の結合端部１８が形成されている。連結器４と緩衝器５とは、接手部材６によって結合されている。具体的には連結器４の結合端部１０の二股には接手部材６の所定の部分が挿入されて水平ピン２０で結合され、緩衝器５の結合端部１８の二股には接手部材６の他の部分が挿入されて垂直ピン２１で結合されている。従って、連結器４は緩衝器５に対して、水平方向と垂直方向のいずれの方向に対しても首振り可能に結合されていることになる。

車体Ｔには、図には示されてはいないが、所定のテーブルが固定されており、緩衝器５は連結装置２の軸方向に摺動可能に、テーブル上に載せられている。車体Ｔには一対のブラケットも固着されており、前後伴板１５、１６の移動を規制している。すなわち、前伴板１５は、緩衝体１４の弾性力に抗して後方へ押し込むことはできるが、一方のブラケットによって前方への移動は規制されており、後伴板１６は、緩衝体１４の弾性力に抗して前方へ押し込むことはできるが、他方のブラケットによって後方への移動は規制されている。連結器４が強い力で押されたり引っ張られたりすると、緩衝器枠１７が連結装置２の軸方向の前後に押される。そうすると、前後伴板１５、１６の一方が緩衝器枠１７に押されて、前後伴板１５、１６に挟まれている緩衝体１４が圧縮され、他方の前後伴板１５、１６からブラケットを介して車体Ｔに力が伝達される。力が直接的に伝達されることなく、緩衝体１４を介して間接的に伝達されるので、衝撃が吸収される。

胴受装置１は、車体Ｔに取り付けられて装置自体を支持する胴受フレーム２４と、胴受フレーム２４に固着されている２個のダンパ２６、２６と、ダンパ２６、２６に支持されると共に連結胴１２を摺動可能に支持する胴受部材、すなわち、すり板２８と、からなる。胴受フレーム２４は、細長い所定の幅の鋼板が折り曲げられて形成されており、側面形状は上辺が切り落とされた形の幅広の長方形状を呈している。そして、長方形の２辺の短辺の上方に相当する部分には、内側に曲げられたフランジ２９、２９が設けられ、これらのフランジ２９、２９において車体Ｔにボルトによって固定されている。胴受フレーム２４の内側、すなわち長方形の長辺に相当する部分には、２個のダンパ２６、２６が離間して載せられてボルトによって固定され、あるいは溶接されている。

ダンパ２６は、図１の（イ）の断面図に示されているように、底面において胴受フレーム２４に固定されているシリンダ３１と、シリンダ３１内に設けられているピストン３２と、ピストン３２に固定されているピストンロッド３３と、シリンダ３１内に充填されている緩衝用流体３５とからなる。シリンダ３１内は、ピストン３２によって上室３６と下室３７とからなる２室に区画されているが、ピストン３２の外径は、シリンダ３１の内径よりもわずかに小さいので、ピストン３２とシリンダ３１の内壁の間に形成されている所定の隙間３９を介して、上室３６と下室３７とは連通している。緩衝用流体３５は、エラストマ等の圧縮性を有する粘性流体からなる。このような圧縮性を有する粘性流体としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、フルオルカーボン、さらには化学式でｎ−Ｃ_７Ｈ_１６、ｎ−Ｃ_１２Ｈ_２６で表されるシリコーンオイル等があげられる。ピストン３２に作用する力が比較的小さいうちは緩衝用流体３５が隙間３９を流れることはないが、ピストンロッド３３に所定の荷重がかかりピストン３２に充分に力が作用すると、緩衝用流体３５は、隙間３９を流れて上下室３６、３７の一方の室から他方の室へ流れることになる。

すり板２８は、所定の板厚で所定幅の細長い鋼板からなる。すり板２８の両端の端部近傍には貫通孔が明けられ、ピストンロッド３３、３３が挿入されてナット４０、４０によってピストンロッド３３、３３に固定されている。すなわち、すり板２８は両端の端部近傍においてダンパ２６、２６によって支持されることになる。このようなすり板２８の中央部には、連結器４の連結胴１２が摺動可能に載せられている。

本実施の形態に係る胴受装置１の作用について説明する。連結器４が連結されて車両が走行するとき、連結された部分において２台の車両は屈曲される。このとき連結器４は結合端部１０を基点にして、軌道のカーブに応じて上下方向と左右方向に首振りすることになる。連結器４が切り離されているときにも自重により、あるいは車両の振動を受けて連結器４は上下方向に首振りすることになる。連結器４が左右方向に首振りするときには、従来周知の胴受装置と同様に、すり板２８上を滑らかに左右に滑る。連結器４が下方向に首振りするときには、すり板２８を介してピストンロッド３３を介してピストン３２に矢印Ｙ方向の力が与えられ、ピストン３２が下方に押し下げられる。そうすると、下室３７の緩衝用流体３５がピストン３２に押されて圧縮される。ピストン３２が押し下げられる変位量が比較的小さい場合には力も小さく、緩衝用流体３５に弾性エネルギが蓄えられ、力が解除されるとピストン３２の位置は復元される。ちょうど従来周知の胴受ばねと同様の効果が得られる。ピストン３２が押し下げられる変位量が比較的大きい場合、ピストン３２が押し下げられる力も大きい。この場合、緩衝用流体３５は圧縮された後に、隙間３９を流れて下室３７のから上室３６に流れる。緩衝用流体３５は粘性を有するので隙間３９を流れる際に抵抗を生じてエネルギが消費される。そうすると、ピストン３２が押し下げられる力は緩和される。連結器４が上方に首振りするときには、すり板２８に与えられていた矢印Ｙ方向の力が小さくなる。そうすると、圧縮されていた下室３７の緩衝用流体３５が膨張して、すり板２８が上方に押し上げられる。また上室３６の緩衝用流体３５も隙間３９を経由して下室３７に流れる。

連結器４の上下方向の首振りはすり板２８のたわみによっても吸収される。すり板２８は両端の端部近傍が支持され、中央において連結胴１２を支持している。従って、中央がわずかにたわむ。連結器４の首振りの大きさが比較的小さい時には、たわみの量がわずかに変化して、連結器４の上下方向の首振りを吸収することができる。

図２のグラフには、本実施の形態に係る胴受装置１、すなわち胴受部材がダンパ２６、２６で支持されている胴受装置１について、胴受部材の下方向の変位量と連結器から胴受部材が受ける荷重の関係が示されている。比較のため、従来周知の胴受装置、すなわち胴受ばねによって胴受梁が支持されている胴受装置についての同様の関係も示されている。従来周知の胴受装置においては変位量が大きいとき、すなわち連結器の首振り量が大きいとき、胴受梁にかかる荷重は大きくなってしまうが、本実施の形態に係る胴受装置１においては、変位量が大きくなってもすり板２８にかかる荷重はそれほど大きくはならない。従って、本実施の形態に係る胴受装置１においては、連結器４の首振り量が大きくても、胴受装置１に過大な荷重が生じることはない。

本発明に係る胴受装置は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、胴受部材は板状のすり板２８で構成するように説明されているが、断面形状がコの字型の部材、例えば溝型鋼梁からなる胴受梁から構成して、胴受梁がダンパで支持されるようにすると共に、胴受梁の上にすり板を設けて連結胴を支持するように実施することもできる。このようにすると、胴受部材は充分な強度を有するので、比較的重量のある連結器であっても支持することができる。また、ダンパの個数は２個とは限らず、１個、または３個以上で実施できることは明らかである。また、本発明に係る胴受装置は、緩衝器に結合された連結器に適用されるように説明したが、車両に直接結合された連結装置にも適用できる。

本実施の形態に係る胴受装置と、胴受装置に支持されている連結器を示す図であり、その（ア）は本実施の形態に係る胴受装置と連結器を示す斜視図、その（イ）は、本実施の形態に係る胴受装置の一部を示す断面図である。本実施の形態に係る胴受装置と、従来周知の胴受装置のそれぞれについて、胴受部材の下方向の変位量と連結器から胴受部材が受ける荷重の関係を示すグラフである。従来周知の胴受装置と、胴受装置に支持されている連結器を示す図であり、その（ア）は従来周知の胴受装置と連結器を示す斜視図、その（イ）は、従来周知の胴受装置の一部を示す断面図である。

符号の説明

１胴受装置２連結装置
４連結器５緩衝器
６接手部材８連結器本体
９連結部１０結合端部
１２連結胴１４緩衝体
１５前伴板１６後伴板
１８結合端部２４胴受フレーム
２６、２６ダンパ
２８すり板３１シリンダ
３２ピストン３５緩衝用流体

Claims

接手部材を介して鉄道車両または緩衝器に結合される鉄道車両用の連結器が胴受部材によって、前記連結器の端部を中心として上下方向および左右方向に揺動的に支持されるようになっている胴受装置であって、
前記胴受部材は、ダンパ装置により、前記鉄道車両の枠体に支持されていることを特徴とする鉄道車両用の胴受装置。
請求項１に記載の胴受装置において、前記ダンパ装置は２個からなり、前記胴受部材は、長手方向の両端部近傍において前記２個のダンパ装置により支持され、前記連結器は、前記胴受部材の長手方向の略中央部において該胴受部材により支持されていることを特徴とする鉄道車両用の胴受装置。
請求項１または２に記載の胴受装置において、前記ダンパ装置はシリンダと、前記シリンダの内径よりも所定量だけ小さい外径のピストンと、前記シリンダに充填されている圧縮性の粘性流体とからなることを特徴とする鉄道車両用の胴受装置。