JP2013203321A - 鉄道車両用台車枠及び鉄道車両用台車枠の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】補助空気室の部分の気密溶接等を効率的に行うことができ、製造の効率を高めることが可能な鉄道車両用台車枠及び鉄道車両台車枠の製造方法を提供する。
【解決手段】空気ばねの空気が流出入する上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂとを備えた台車枠１０において、側梁１０Ａ，１０Ｂと横梁１０Ｃとは、一体として上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂを形成し、側梁１０Ａ，１０Ｂそれぞれの一部分と横梁１０Ｃとを形成する横梁部材１０ｃと、側梁１０Ａ，１０Ｂそれぞれのその他の部分を形成する側梁部材１０ａ，１０ｂとが一体に結合されることにより形成されている。一体として上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂを形成する横梁部材１０ｃが予め他の部分とは別に製造されているため、補助空気室の部分の気密溶接等を効率的に行うことができ、製造の効率が高い鉄道車両用台車枠とできる。
【選択図】図７

Description

本発明は、鉄道車両用台車枠及び鉄道車両用台車枠の製造方法に関する。

従来、鉄道車両の車体を搭載して軌道上を走行する鉄道車両用台車枠において、軌道の方向に沿って延びる一対の側梁と、一対の側梁を接続すると共に軌道の方向と直交する方向に沿って延びる横梁とを備えた鉄道車両用台車枠が開発されている。例えば、特許文献１では、管状の横梁が一対の側梁それぞれを貫通する構造の台車枠が開示されている。特許文献１の台車枠では、台車枠の製造の際に、管状の横梁が一対の側梁それぞれに貫通させられてから、横梁と側梁とが溶接される。側梁には車体を支持する空気ばねが取り付けられる空気ばね座が設けられている。溶接された横梁は気密化され、空気ばねの空気が流出入する補助空気室として機能する。

特開２００６−１５８２０号公報

しかしながら、このような台車枠の構造では、別個に製造された横梁と側梁とを組み合わせた後に溶接等により気密化された補助空気室を形成する。そのため、補助空気室の部分の気密溶接等を効率的に行うことが困難であり、生産性の低下を招き、改善が望まれている。

そこで、本発明は、補助空気室の部分の気密溶接等を効率的に行うことができ、製造の効率を高めることが可能な鉄道車両用台車枠及び鉄道車両台車枠の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、鉄道車両の車体を搭載して軌道上を走行する鉄道車両用台車枠であって、軌道の方向に沿って延びる第１及び第２の側梁と、第１及び第２の側梁を接続すると共に軌道の方向と直交する方向に沿って延びる横梁と、車体を支持する第１の空気ばねが取り付けられる第１の側梁上の第１の空気ばね座と、車体を支持する第２の空気ばねが取り付けられる第２の側梁上の第２の空気ばね座と、第１及び第２の空気ばねの空気が流出入する気密化された補助空気室とを備え、第１及び第２の側梁と横梁とは、一体として補助空気室を形成する第１及び第２の側梁それぞれの一部分と横梁と、第１及び第２の側梁それぞれのその他の部分とが一体に結合されることにより形成されている鉄道車両用台車枠である。

この構成によれば、軌道の方向に沿って延びる第１及び第２の側梁と、第１及び第２の側梁を接続すると共に軌道の方向と直交する方向に沿って延びる横梁と、車体を支持する第１の空気ばねが取り付けられる第１の側梁上の第１の空気ばね座と、車体を支持する第２の空気ばねが取り付けられる第２の側梁上の第２の空気ばね座と、第１及び第２の空気ばねの空気が流出入する気密化された補助空気室とを備えた鉄道車両用台車枠において、第１及び第２の側梁と横梁とは、一体として補助空気室を形成する第１及び第２の側梁それぞれの一部分と横梁と、第１及び第２の側梁それぞれのその他の部分とが一体に結合されることにより形成されている。一体として補助空気室を形成する第１及び第２の側梁それぞれの一部分と横梁とが予め他の部分とは別に製造されているため、補助空気室の部分の気密溶接等を効率的に行うことができ、製造の効率が高い鉄道車両用台車枠とできる。

この場合、第１及び第２の側梁と横梁とは、一体として補助空気室を形成する第１及び第２の側梁それぞれの下部と横梁と、第１及び第２の側梁それぞれの上部とが一体に結合されることにより形成されていることが好適である。

この構成によれば、第１及び第２の側梁と横梁とは、一体として補助空気室を形成する第１及び第２の側梁それぞれの下部と横梁と、第１及び第２の側梁それぞれの上部とが一体に結合されることにより形成されている。第１及び第２の側梁それぞれの下部と横梁とが一体として補助空気室を形成するため、側梁の下部と一体となる横梁は低い位置で軌道方向に直交する方向に延びることになり、鉄道車両の低床化を図ることができる。

また、第１及び第２の側梁と横梁との外部に取り付けられ、第１及び第２の空気ばねと補助空気室との間で空気が流出入するための経路を備えることが好適である。

この構成によれば、第１及び第２の側梁と横梁との外部に取り付けられ、第１及び第２の空気ばねと補助空気室との間で空気が流出入するための経路を備える。このため、第１及び第２の空気ばねと補助空気室との間で空気が流出入するための経路は外付けの空気管等とでき、調整及びメンテナンスの容易さや自由度が高いものすることができる。

また、本発明は、鉄道車両の車体を搭載して軌道上を走行し、軌道の方向に沿って延びる第１及び第２の側梁と、第１及び第２の側梁を接続すると共に軌道の方向と直交する方向に沿って延びる横梁と、車体を支持する第１の空気ばねが取り付けられる第１の側梁上の第１の空気ばね座と、車体を支持する第２の空気ばねが取り付けられる第２の側梁上の第２の空気ばね座と、第１及び第２の空気ばねの空気が流出入する気密化された補助空気室とを備えた鉄道車両用台車枠の製造方法であって、一体として補助空気室を形成する第１及び第２の側梁それぞれの一部分と横梁と、第１及び第２の側梁それぞれのその他の部分とを一体に結合することにより、第１及び第２の側梁と横梁とを形成する梁結合工程を含む、鉄道車両用台車枠の製造方法である。

この場合、梁結合工程では、一体として補助空気室を形成する第１及び第２の側梁それぞれの下部と横梁と、第１及び第２の側梁それぞれの上部とを一体に結合することにより、第１及び第２の側梁と横梁とを形成することが好適である。

また、第１及び第２の空気ばねと補助空気室との間で空気が流出入するための経路を第１及び第２の側梁と横梁との外部に取り付ける外部経路取付工程をさらに含むことが好適である。

本発明の鉄道車両用台車枠及び鉄道車両用台車枠の製造方法によれば、補助空気室の部分の気密溶接等を効率的に行うことができ、製造の効率を高めることが可能となる。

本実施形態に係る鉄道車両用台車の上面図である。 本実施形態に係る鉄道車両用台車の側面図である。 本実施形態に係る側梁周辺の上面図である。 図３のIV線による断面図である。 図４のV線による断面図である。 図５のVI線による断面図である。 図５の台車枠の製造工程における横梁と側梁とを結合する工程を示す断面図である。 図６の台車枠に空気管を取り付ける工程を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本実施形態の鉄道車両用台車枠が適用される鉄道車両用台車の概要について説明する。

本実施形態に係る鉄道車両用台車１は、鉄道車両の車体（図示せず）を搭載して軌道上を走行するものであり、特に底床式の鉄道車両に好適に用いられる。鉄道車両用台車１は、図１及び図２に示されるように、台車枠１０と、空気ばね座１２Ａ，１２Ｂと、車軸１４Ａ，１４Ｂと、車輪１６Ａ，１６Ｂ，１８Ａ，１８Ｂと、接続部２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂと、歯車箱２４Ａ，２４Ｂと、主電動機２６Ａ，２６Ｂと、制動装置２８Ａ，２８Ｂ，３０Ａ，３０Ｂとを備える。

台車枠１０は、鉄道車両の進行方向（軌道の方向）Ｘに沿って延びる一対の側梁１０Ａ，１０Ｂと、側梁１０Ａ，１０Ｂを接続すると共にＸ方向と直交する方向（軌道の方向と直交する方向、台車枠１０の幅方向）Ｙに沿って延びる横梁１０Ｃとを有する。側梁１０Ａ，１０Ｂと横梁１０Ｃとは、後述するように、側梁部材１０ａ，１０ｂと横梁部材１０ｃとが一体に連結されることにより形成される。

Ｘ方向における側梁１０Ａ，１０Ｂの中央近傍には、Ｙ方向に沿って外方に突出する突出部１０ｄ、１０ｅがそれぞれ設けられている。横梁１０Ｃは、Ｘ方向における側梁１０Ａ，１０Ｂの中央近傍に位置する。台車枠１０は、図１に示されるように、方向Ｘ及び方向Ｙの双方に直交する第３の方向（鉛直方向）Ｚから見たときに、Ｈ字形状を呈する。

側梁１０Ａ，１０Ｂに設けられた空気ばね座１２Ａ，１２Ｂ上に設置される空気ばねは、そのばね上質量（鉄道車両の車体）を受けると共に、鉄道車両の走行などに伴って発生する振動や衝撃を吸収して車両の走行安定性や乗り心地を確保するためのものである。

車軸１４Ａは、Ｙ方向に沿って、側梁１０Ａ，１０Ｂにわたって延びる。車軸１４Ａにおける側梁１０Ａ，１０Ｂ寄りの端部には、それぞれ車輪１６Ａ，１６Ｂが固定されている。これにより、車軸１４Ａ及び車輪１６Ａ，１６Ｂは輪軸として機能する。車軸１４Ａにおける側梁１０Ａ，１０Ｂ寄りの端部であって車輪１６Ａ，１６Ｂの外側には、それぞれ車軸１４Ａを回転可能に保持する軸受３２Ａ，３２Ｂが取り付けられている。軸受３２Ａ，３２Ｂは、軸箱体３３Ａ，３３Ｂ及び接続部２０Ａ，２０Ｂを介してそれぞれ側梁１０Ａ，１０Ｂと接続されている。そのため、車軸１４Ａは、鉄道車両用台車１がＸ方向に沿って走行するように回転可能とされている。

車軸１４Ｂは、Ｙ方向に沿って、側梁１０Ａ，１０Ｂにわたって延びる。車軸１４Ｂにおける側梁１０Ａ，１０Ｂ寄りの端部には、それぞれ車輪１８Ａ，１８Ｂが固定されている。これにより、車軸１４Ｂ及び車輪１８Ａ，１８Ｂは輪軸として機能する。車軸１４Ｂにおける側梁１０Ａ，１０Ｂ寄りの端部であって車輪１８Ａ，１８Ｂの外側には、それぞれ車軸１４Ｂを回転可能に保持する軸受３４Ａ，３４Ｂが取り付けられている。軸受３４Ａ，３４Ｂは、軸箱体３５Ａ，３５Ｂ及び接続部２２Ａ，２２Ｂを介してそれぞれ側梁１０Ａ，１０Ｂと接続されている。そのため、車軸１４Ｂは、鉄道車両用台車１がＸ方向に沿って走行するように回転可能とされている。

接続部２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂは、軸受３２Ａ，３２Ｂ，３４Ａ，３４Ｂを支持する軸箱体３３Ａ，３３Ｂ，３５Ａ，３５Ｂと側梁１０Ａ，１０Ｂとを接続して、これらのばね上質量を受けると共に、鉄道車両の走行などに伴って発生する振動や衝撃を吸収して車両の走行安定性や乗り心地を確保するものである。

歯車箱２４Ａ，２４Ｂは、内部に複数の歯車を有している。歯車箱２４Ａは、車軸１４Ａ及び主電動機２６Ａのそれぞれに接続されており、主電動機２６Ａの回転数を減速したうえで車軸１４Ａに主電動機２６Ａの動力を伝達する。歯車箱２４Ｂは、車軸１４Ｂ及び主電動機２６Ｂのそれぞれに接続されており、主電動機２６Ｂの回転数を減速したうえで車軸１４Ｂに主電動機２６Ｂの動力を伝達する。主電動機２６Ａ，２６Ｂは、それぞれ突出部１０ｄ，１０ｅの下面に取り付けられている。

制動装置２８Ａ，２８Ｂ，３０Ａ，３０Ｂはそれぞれ、ブレーキパッドと、当該ブレーキパッドを各車輪１６Ａ，１６Ｂ，１８Ａ，１８Ｂに当接又は離間させるアクチュエータとを有する。

以下、本実施形態の台車枠１０について詳細に説明する。図３の上面図に示すように、側梁１０Ａの一部を形成する側梁部材１０ａの上面には、空気ばね座１２Ａに設置される空気ばねの空気が流出入する空気口部１２ｈが設けられている。図４の側断面図、図５の平面断面図及び図６の正面断面図に示すように、側梁部材１０ａは、側梁１０Ａの上部のみを形成する。

図４、図５及び図６に示すように、本実施形態の横梁Ｃを形成する横梁部材１０ｃは、側梁部材１０ａの下部に至るまで伸びている。図４、図５及び図６に示すように、側梁部材１０ａの下部の横梁部材１０ｃは、その両端に空気ばね座１２Ａに設置される空気ばねの空気が流出入する気密化された補助空気室として機能する上部空気室１０ｃｕを有している。また、図５及び図６に示すように、横梁部材１０ｃは、その中央部に空気ばね座１２Ａに設置される空気ばねの空気が流出入する気密化された補助空気室として機能する下部空気室１０ｃｂを有している。横梁部材１０ｃは、側梁部材１０ａ，１０ｂとの結合の前に予め溶接等によって一体化された気密構造となるように製造されている。

図１、図２、及び図４〜図６に示すように、側梁部材１０ａの空気口部１２ｈと横梁部材１０ｃの上部空気室１０ｃｕとの間は空気管１２ｐにより接続されている。空気管１２ｐは、空気口部１２ｈと上部空気室１０ｃｕとの間を空気ばねの空気が流出入するための経路として機能する。空気管１２ｐは、横梁部材１０ｃあるいは側梁部材１０ａの外部から任意に取り付け及び取り外しが可能なようにされている。以上の説明は、側梁１０Ｂを形成する側梁部材１０ｂの側についても同様である。

図４〜６に示すように、本実施形態の横梁部材１０ｃは、一体として横梁１０Ｃと側梁１０Ａ，１０Ｂの下部とを形成する。また、横梁部材１０ｃは、一体として空気ばねの空気が流出入する気密化された上部空気室１０ｃｕと下部空気室１０ｃｂとを形成する。上部空気室１０ｃｕと下部空気室１０ｃｂとを合わせた容量は、台車枠１０の左右片側で例えば０．０５ｍ^３とすることができる。

図４〜図６に示すように、本実施形態の台車枠１０は、一体として横梁１０Ｃと側梁１０Ａ，１０Ｂの下部と上部空気室１０ｃｕと下部空気室１０ｃｂとを形成する横梁部材１０ｃと、側梁１０Ａ，１０Ｂの上部を形成する側梁部材１０ａ，１０ｂとが一体に結合されることにより形成されている。

以下、本実施形態の台車枠１０の製造方法について説明する。図７に示すように、予め溶接等によって気密化された上部空気室１０ｃｕと下部空気室１０ｃｂとを形成する横梁部材１０ｃが用意される。側梁１０Ａ，１０Ｂの上部を形成する側梁部材１０ａ，１０ｂも用意される。一体として横梁１０Ｃと側梁１０Ａ，１０Ｂの下部と上部空気室１０ｃｕと下部空気室１０ｃｂとを形成する横梁部材１０ｃと、側梁１０Ａ，１０Ｂの上部を形成する側梁部材１０ａ，１０ｂとが溶接等により一体に結合されることにより、台車枠１０が形成される。

次に、側梁部材１０ａ，１０ｂの空気口部１２ｈと横梁部材１０ｃの上部空気室１０ｃｕとの間が、側梁部材１０ａ，１０ｂ及び横梁部材１０ｃの外部から空気管１２ｐにより接続される。

本実施形態においては、軌道の方向に沿って延びる側梁１０Ａ，１０Ｂと、側梁１０Ａ，１０Ｂを接続すると共に軌道の方向と直交する方向に沿って延びる横梁１０Ｃと、車体を支持する側梁１０Ａ，１０Ｂ上の空気ばね座１２Ａ，１２Ｂと、空気ばねの空気が流出入する気密化された上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂとを備えた台車枠１０において、側梁１０Ａ，１０Ｂと横梁１０Ｃとは、一体として上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂを形成し、側梁１０Ａ，１０Ｂそれぞれの一部分と横梁１０Ｃとを形成する横梁部材１０ｃと、側梁１０Ａ，１０Ｂそれぞれのその他の部分を形成する側梁部材１０ａ，１０ｂとが一体に結合されることにより形成されている。側梁１０Ａ，１０Ｂそれぞれの一部分と横梁Ｃとが一体として上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂを形成するため、大きな容積を有する補助空気室とすることができる。また、一体として上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂを形成する横梁部材１０ｃが予め他の部分とは別に製造されているため、補助空気室の部分の気密溶接等を効率的に行うことができ、製造の効率が高い鉄道車両用台車枠とできる。

また、本実施形態では、側梁１０Ａ，１０Ｂと横梁１０Ｃとは、一体として上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂを形成し、側梁１０Ａ，１０Ｂそれぞれの下部と横梁１０Ｃとを形成する横梁部材１０ｃと、側梁１０Ａ，１０Ｂそれぞれの上部を形成する側梁部材１０ａ，１０ｂとが一体に結合されることにより形成されている。側梁１０Ａ，１０Ｂそれぞれの下部と横梁Ｃとが一体として上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂを形成するため、側梁１０Ａ，１０Ｂの下部と一体となる横梁１０Ｃは低い位置で軌道方向に直交する方向に延びることになり、鉄道車両の低床化を図ることができる。

また、本実施形態では、側梁１０Ａ，１０Ｂと横梁１０Ｃとの外部に取り付けられ、空気ばねと上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂとの間で空気が流出入するための空気管１２ｐを備える。このため、空気ばねと上部空気室１０ｃｕ及び下部空気室１０ｃｂとの間で空気が流出入するための経路は外付けの空気管１２ｐとでき、調整及びメンテナンスの容易さや自由度が高いものすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。

１…鉄道車両用台車、１０…台車枠、１０Ａ，１０Ｂ…側梁、１０Ｃ…横梁、１０ａ，１０ｂ…側梁部材、１０ｃ…横梁部材、１０ｃｕ…上部空気室、１０ｃｂ…下部空気室、１０ｄ，１０ｅ…突出部、１２Ａ，１２Ｂ…空気ばね座、１２ｈ…空気口部、１２ｐ…空気管、１４Ａ，１４Ｂ…車軸、１６Ａ，１６Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ…車輪、２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ…接続部、２４Ａ，２４Ｂ…歯車箱、２６Ａ，２６Ｂ…主電動機。

Claims (6)

1. 鉄道車両の車体を搭載して軌道上を走行する鉄道車両用台車枠であって、
   前記軌道の方向に沿って延びる第１及び第２の側梁と、
   前記第１及び第２の側梁を接続すると共に前記軌道の方向と直交する方向に沿って延びる横梁と、
   前記車体を支持する第１の空気ばねが取り付けられる前記第１の側梁上の第１の空気ばね座と、
   前記車体を支持する第２の空気ばねが取り付けられる前記第２の側梁上の第２の空気ばね座と、
   前記第１及び第２の空気ばねの空気が流出入する気密化された補助空気室と、
   を備え、
   前記第１及び第２の側梁と前記横梁とは、一体として前記補助空気室を形成する前記第１及び第２の側梁それぞれの一部分と前記横梁と、前記第１及び第２の側梁それぞれのその他の部分とが一体に結合されることにより形成されている、鉄道車両用台車枠。
2. 前記第１及び第２の側梁と前記横梁とは、一体として前記補助空気室を形成する前記第１及び第２の側梁それぞれの下部と前記横梁と、前記第１及び第２の側梁それぞれの上部とが一体に結合されることにより形成されている、請求項１に記載の鉄道車両用台車枠。
3. 前記第１及び第２の側梁と前記横梁との外部に取り付けられ、前記第１及び第２の空気ばねと前記補助空気室との間で空気が流出入するための経路を備える、請求項１又は２に記載の鉄道車両用台車枠。
4. 鉄道車両の車体を搭載して軌道上を走行し、前記軌道の方向に沿って延びる第１及び第２の側梁と、前記第１及び第２の側梁を接続すると共に前記軌道の方向と直交する方向に沿って延びる横梁と、前記車体を支持する第１の空気ばねが取り付けられる前記第１の側梁上の第１の空気ばね座と、前記車体を支持する第２の空気ばねが取り付けられる前記第２の側梁上の第２の空気ばね座と、前記第１及び第２の空気ばねの空気が流出入する気密化された補助空気室とを備えた鉄道車両用台車枠の製造方法であって、
   一体として前記補助空気室を形成する前記第１及び第２の側梁それぞれの一部分と前記横梁と、前記第１及び第２の側梁それぞれのその他の部分とを一体に結合することにより、前記第１及び第２の側梁と前記横梁とを形成する梁結合工程を含む、鉄道車両用台車枠の製造方法。
5. 前記梁結合工程では、一体として前記補助空気室を形成する前記第１及び第２の側梁それぞれの下部と前記横梁と、前記第１及び第２の側梁それぞれの上部とを一体に結合することにより、前記第１及び第２の側梁と前記横梁とを形成する、請求項４に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
6. 前記第１及び第２の空気ばねと前記補助空気室との間で空気が流出入するための経路を前記第１及び第２の側梁と前記横梁との外部に取り付ける外部経路取付工程をさらに含む、請求項４又は５に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。

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