JP2017226271A - 鉄道車両台車の組立方法及びそれに用いる軸距固定治具 - Google Patents

Abstract

【課題】台車組立時に一対の輪軸の軸距を設計値通りに保つ作業を簡便にする。
【解決手段】鉄道車両台車の組立方法は、車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱装置に車両長手方向に延びた軸距固定治具を係止することで、前記一対の軸箱装置に夫々支持された一対の輪軸の軸距が所定の設計値となるように前記一対の軸箱装置を位置決めする位置決め工程と、前記一対の軸箱装置に車両長手方向に延びた板バネを支持させる板バネ配置工程と、前記板バネの長手方向の中央部に台車枠を支持させ、前記一対の軸箱装置に前記台車枠を連結する台車枠配置工程と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、鉄道車両台車の組立方法及びそれに用いる軸距固定治具に関する。

特許文献１では、鉄道車両台車の台車枠のうち側梁を省いた台車が提案されている。当該台車では、車両長手方向に離間した一対の軸箱が板バネの両端部を支持し、板バネの中央部が台車枠の横梁を支持する。即ち、板バネが、一次サスペンションの機能と従来の側梁の機能とを兼ねている。横梁は、その車幅方向両側の端部に押圧部材を有し、その押圧部材が板バネの中央部に離間可能に載せられている。

国際公開第２０１３／００８４６８号

特許文献１の台車では、板バネが台車枠及び軸箱に対して非固定であるので、台車組立時において、一対の輪軸の軸距を設計値通りに保持して一対の輪軸を平行に配置するために、巻尺等を使って軸距を適宜計測する必要があり、作業が煩雑となる。

そこで本発明は、台車組立時において軸距を設計値通りに保つ作業を簡便にすることを目的とする。

本発明の一態様に係る鉄道車両台車の組立方法は、車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱装置に車両長手方向に延びた軸距固定治具を係止することで、前記一対の軸箱装置に夫々支持された一対の輪軸の軸距が所定の設計値となるように前記一対の軸箱装置を位置決めする位置決め工程と、前記一対の軸箱装置に車両長手方向に延びた板バネを支持させる板バネ配置工程と、前記板バネの長手方向の中央部に台車枠を支持させ、前記一対の軸箱装置に前記台車枠を連結する台車枠配置工程と、を備える。

本発明の一態様に係る鉄道車両台車の組立用の軸距固定治具は、車両長手方向に延びた板バネを支持すべく車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱装置を位置決めする軸距固定治具であって、車両長手方向に延び、その長手方向の両端部において前記一対の軸箱装置に係止される一対の係止部を備える。

前記方法及び構成によれば、台車組立時において、板バネ及び台車枠が組み付けられる前の状態において、車両長手方向に延びた軸距固定治具を一対の軸箱装置に係止するだけで、一対の輪軸の軸距が設計値通りに保持される。よって、車両長手方向に離間した一対の軸箱装置に車両長手方向に延びた板バネを支持させるにあたり、軸距を設計値通りに保つ作業を簡便にできる。

本発明によれば、台車組立時において軸距を設計値通りに保つ作業を簡便にできる。

実施形態に係る鉄道車両台車の側面図である。 図１に示す台車の要部の鉛直断面図である。 図１に示す軸梁の筒状部及びその近傍の下方から見た断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は台車の組み立て手順を説明する図面である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向を車両長手方向とし、それに直交する横方向を車幅方向として定義する。車両長手方向は前後方向とも称し、車幅方向は左右方向とも称しえる。

図１は、実施形態に係る鉄道車両の台車１の側面図である。図２は、図１に示す台車１の要部の鉛直断面図である。図３は、図１に示す軸梁１４の筒状部１４ａ及びその近傍の下方から見た断面図である。図１に示すように、鉄道車両用の台車１は、二次サスペンションとなる空気バネ２及びボルスタ３を介して車体を支持する台車枠４を備える。台車枠４は、車幅方向に延びて車体（図示せず）を支持する横梁５を備えるが、いわゆる側梁を備えていない。

横梁５は、ボルスタ３に対して旋回可能に接続され、ボルスタ３は、空気バネ２及びボルスタアンカ（図示せず）を介して車体に接続される。横梁５の車両長手方向の両側には、一対の輪軸６が配置されている。輪軸６は、車幅方向に沿って延びる車軸６ａと、車軸６ａの車幅方向両側に設けられた車輪６ｂとを有する。車軸６ａの車幅方向両側の部分は、それぞれ軸受７に回転自在に支持され、軸受７は、軸箱装置８の軸箱９に収容されている。

軸箱装置８は、車両長手方向に延びた板バネ１０の端部１０ｂを支持している。板バネ１０の長手方向の中央部１０ａは、横梁５の車幅方向の端部５ａを支持している。即ち、板バネ１０は、一次サスペンションの機能と従来の側梁の機能とを兼ねる。板バネ１０は、例えば、繊維強化樹脂で形成される。板バネ１０は、側面視で全体として下方に凸な弓形状に形成されている。板バネ１０の中央部１０ａは、各端部１０ｂよりも下方に位置し、下方に凸な円弧形状である。

図１及び２に示すように、台車枠４は、横梁５の端部５ａの下部に設けられた押圧部材１１と、押圧部材１１の車幅方向両側において横梁５の端部５ａから下方かつ車両長手方向両側に突出する一対の側壁１２とを有する。板バネ１０の中央部１０ａは、押圧部材１１の下方に位置する。板バネ１０は、一対の側壁１２で挟まれた空間を車両長手方向に通過している。板バネ１０は、側壁１２と車幅方向に隙間をあけて配置されている。板バネ１０の中央部１０ａは、側面視で側壁１２と重なる位置に配置されている。

押圧部材１１は、円弧状の下面１１ａを有し、押圧部材１１が板バネ１０の中央部１０ａに上方から載せられている。押圧部材１１は、板バネ１０に固定されない状態で横梁５からの重力による下方荷重によって板バネ１０の上面を離隔可能に押圧している。即ち、押圧部材１１は、固定具（例えば、ボルト等）によって板バネ１０に接続されることなく、板バネ１０の上面を押圧する。言い換えれば、横梁５からの重力による下方荷重とそれに対する板バネ１０の反力とによって、板バネ１０の上面に対する押圧部材１１の押圧が保たれた状態となる。これにより、板バネ１０は、押圧部材１１の下面１１ａに対して押圧領域を変化させながら揺動することを可能にする。なお、台車枠４は、板バネ１０の中央部１０ａの上面に直接的に載せられてもよいし、間接的に載せられてもよい。押圧部材１１と板バネ１０との間に緩衝シートが介装されてもよい。

図１及び３に示すように、軸箱装置８は、軸箱９と、軸梁１４と、心棒１５と、弾性ブッシュ１６とを備える。即ち、台車１は、いわゆる軸梁式の台車である。軸箱９の上面は、長手方向中央側に向けて上面が傾斜している。軸箱９の上部にはバネ座１７が取り付けられ、車両長手方向に延びた板バネ１０の端部１０ｂがバネ座１７に上方から固定されない状態で離隔可能に載せられている。即ち、板バネ１０の長手方向両側の端部１０ｂは、バネ座１７を介して軸箱９に支持されている。バネ座１７は、軸箱９の上面に位置決めされた弾性体１８（例えば、積層ゴム）と、弾性体１８の上に位置決めされて板バネ１０の端部１０ｂが載せられた受け部材１９とを備える。なお、板バネ１０と受け部材１９とは互いに非固定である。

軸梁１４は、軸箱９から台車中央側に向けて車両長手方向に延び、その先端には車幅方向両側に向けて開口する筒状部１４ａが設けられている。筒状部１４ａは、軸梁１４の先端に一体形成された半筒部に対して別の半筒部をボルトで固定することで形成される。心棒１５は、筒状部１４ａの内部空間に車幅方向に挿通されている。心棒１５は、円柱部１５ａと、円柱部１５ａの車幅方向の両側に設けられた一対の円錐状のフランジ部１５ｂと、一対のフランジ部１５ｂの両側面から車幅方向外側に向けて突出した突起状の端部１５ｃとを有する。

心棒１５と筒状部１４ａとの間には、筒状の弾性ブッシュ１６（例えば、ゴムブッシュ）が介装されている。弾性ブッシュ１６は、円筒部１６ａと、円筒部１６ａの車幅方向の両側から径方向外方に突出した一対のフランジ部１６ｂとを有し、心棒１５に外嵌されている。心棒１５の各端部１５ｃは、軸梁１４の筒状部１４ａよりも車幅方向に突出している。

側壁１２には、下方に向けて開口する溝部１２ａが形成されている。溝部１２ａは、心棒１５の端部１５ｃに上方から嵌合している。その状態で、溝部１２ａの下側開口を閉鎖するように蓋部材２０がボルト（図示せず）により下方から側壁１２に固定され、心棒１５が側壁１２と蓋部材２０とによって挟持されている。これによって、心棒１５が台車枠４に接続されている。

次に、台車１の組立手順のうち特徴的な事項について説明する。台車の組立においては、輪軸６及び軸梁１４を含む軸箱装置８に対して台車枠４を搭載する作業（以下、単に「車入れ」という）が行われる。ここで、本実施形態の板バネ１０を備えた台車１は、従来の台車と比較して特徴的な構造であるが故に、これまでの調整方法によっては軸距の調整及び車入れ作業には多大な労力を要していた。以下、詳細について説明する。

車入れにおいては、軸梁１４の先端部に弾性ブッシュ１６を介して取り付けられた心棒１５の各端部１５ｃを台車枠４の側壁１２の溝部１２ｃに嵌合させて締結する作業が行われる。側梁と軸バネを備えた従来の軸梁式台車では、空車荷重となる高さまで軸バネを圧縮し、その高さに拘束した状態で心棒を台車枠の溝部に嵌合させる。このとき、軸梁の腕が略水平となるような位置に保持された状態にすれば、適切な軸距で嵌合作業を行うことができる。

これに対して、本実施形態の台車１においては、軸バネの機能を有する板バネ１０を空車荷重となる高さまで圧縮・拘束することは困難であり、板バネ１０を荷重の掛からない自由高さの状態で、台車枠４を搭載する必要がある。そのため、心棒１５を台車枠４に嵌合させるためには、軸梁１４の先端部を上方に持ち上げる必要がある。その結果、軸梁１４には車軸６ａを中心にした回転動作が生じ、それに伴いバネ座１７の位置が変動してしまう。

ここで、本実施形態の台車１において、板バネ１０と台車枠４との位置調整は、板バネ１０の中心と台車枠４との中心位置を側面視で一致させるとともに、各板バネ１０の長手方向端部とバネ座１７との間に車両長手方向に形成された隙間（１台車の全４箇所）の車両長手方向寸法を一致させることにより行われる。しかし、上述のように、軸箱装置８の心棒１５を台車枠４に嵌合・締結する際に、軸梁１４に回転動作が生じてしまい、板バネ１０の長手方向端部とバネ座１７との隙間が変化してしまう。そのため、板バネ１０と台車枠４との位置調整には、全４箇所の隙間を一致させるための寸法管理作業が必要となるため車入れ作業に多大な労力と時間とを要していた。

そこで、本実施形態では、軸距固定治具４０を用いることにより、上記車入れ作業を大幅に軽減することができる。

図４（ａ）〜（ｃ）は台車の組み立て手順を説明する図面である。図４（ａ）に示すように、作業者は、板バネ１０及び台車枠４の無い状態で、輪軸６を支持した一対の軸箱装置８を車両長手方向に離間して配置し、地面に設置された支持治具３０によって軸箱装置８の筒状部１４ａを下方から支える。筒状部１４ａが支持治具３０で支えられた状態では、軸梁１４は軸箱９から台車中央側に向けて水平に延びる。この状態で、軸距固定治具４０を用いて一対の軸箱装置８を位置決めする。

軸距固定治具４０は、車両長手方向に延び、板面を車幅方向に向けた姿勢で用いられる板状体である。軸距固定治具４０の長手方向の中央部４０ａには、マーキングＭ１（例えば、穴）が付されている。軸距固定治具４０の長手方向両側の一対の端部４０ｂには、それぞれ下方に開放するように切り欠かれた凹状の係止部４０ｃが形成されている。係止部４０ｃは、車幅方向から見て心棒１５の端部１５ｃにフィットする形状を有する。軸距固定治具４０のうち中央部４０ａと端部４０ｂとの間の部分には、作業者が手で握れる環状の把持部４０ｅが形成されている。

作業者は、軸距固定治具４０の係止部４０ｃを心棒１５の端部１５ｃに上方から嵌合させることで、軸距固定治具４０を一対の軸箱装置８に係止する。そうすると、一対の軸箱装置８が位置決めされ、軸距（即ち、一対の輪軸６同士の車両長手方向の距離）が所定の設計値に一致することになる（位置決め工程）。

次いで、図４（ｂ）に示すように、各車輪６ｂに楔状の車輪止め５０を押し当てて、軸距固定治具４０とは別に軸距を固定する。そして、一対の軸箱装置８に車両長手方向に延びた板バネ１０を支持させる（板バネ配置工程）。具体的には、軸箱装置８の軸箱９の上部に設けられたバネ座１７に板バネ１０の端部１０ｂを上方から載せる。この状態では、軸距固定治具４０の中央部４０ａが、板バネ１０の中央部１０ａの車幅方向外側の側面１０ｃに沿って配置される。即ち、本実施形態では、軸距固定治具４０の中央部４０ａがバネ近接部である。

車幅方向から見て、板バネ１０の中央部１０ａの側面１０ｃの少なくとも一部は軸距固定治具４０から鉛直方向に食み出ている。板バネ１０の側面１０ｃには、軸距固定治具４０のマーキングＭ１に対応するマーキングとして、板バネ１０の長手方向の中心にマーキングＭ２（例えば、鉛直方向に延びた罫書き線）が付されている。車幅方向から見て、板バネ１０のマーキングＭ２は、軸距固定治具４０から鉛直方向に食み出ている。

軸距固定治具４０のマーキングＭ１は、一対の係止部４０ｃの間の中心に位置している。即ち、軸距固定治具４０のマーキングＭ１と板バネ１０のマーキングＭ２とが、車両長手方向の位置において一致すれば、板バネ１０が一対の軸箱装置８に対して適正な位置に設置されたことになる。そこで作業者は、軸距固定治具４０のマーキングＭ１と板バネ１０のマーキングＭ２との間に車両長手方向の位置ズレが生じているか否かを目視で確認する（位置ズレ確認工程）。位置ズレが生じていれば板バネ１０の車両長手方向の位置を調整し、位置ズレが生じていなければ次の工程に移る。

次いで、図４（ｃ）に示すように、軸距固定治具４０を心棒１５から取り外し、板バネ１０の中央部１０ａに台車枠４を支持させる。具体的には、台車枠４を板バネ１０の中央部１０ａに上方から離隔可能に載せ、かつ、台車枠４の側壁１２の溝部１２ａを心棒１５の端部１５ｃに上方から嵌合させる。その際、軸距固定治具４０によって予め軸距が適正に設定されていることから、台車枠４に合わせて輪軸６の位置を微調整する必要がなく、また、台車枠４と板バネ１０との間の車両長手方向の位置ズレも抑制される。その状態から、溝部１２ａの下側開口を閉鎖するように蓋部材２０（図１参照）をボルトにより側壁１２に固定することで、台車枠４が一対の軸箱装置８に連結される（台車枠配置工程）。

以上に説明したように、台車１の組立時において、板バネ１０及び台車枠４が組み付けられる前の状態において、車両長手方向に延びた軸距固定治具４０を一対の軸箱装置８に対して係止するだけで、台車１の軸距が設計値通りに保持される。よって、車両長手方向に離間した一対の軸箱装置８に車両長手方向に延びた板バネ１０を支持させるにあたり、軸距を設計値通りに保つ作業を簡便にできる。

また、軸距固定治具４０は心棒１５に係止されるため、軸箱装置８には軸距固定治具４０の係止用の部材を特別に設けずに済み、台車１の構造を簡素にすることができる。また、軸距固定治具４０及び板バネ１０には、マーキングＭ１，Ｍ２が付されているので、一対の軸箱装置８に対する板バネ１０の位置ズレも容易に確認することができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、マーキングＭ１，Ｍ２は、軸距固定治具４０及び板バネ１０の車両長手方向中心に位置しなくてもよく、マーキングＭ１とマーキングＭ２との車両長手方向位置が一致したときに、板バネ１０が正しい位置に配置される構成であればよい。マーキングＭ１，Ｍ２は、罫書き線又は穴に限られず、他の形態（例えば、ポンチ印やノッチ）でもよい。また、台車１は、軸梁式の台車としたが、他の方式の台車でもよい。台車１は、ボルスタ付き台車としたが、ボルスタレス台車でもよい。

１ 台車
４ 台車枠
６ 輪軸
８ 軸箱装置
９ 軸箱
１０ 板バネ
１４ 軸梁
１４ａ 筒状部
１５ 心棒
１６ 弾性ブッシュ
４０ 軸距固定治具
４０ａ 中央部（バネ近接部）
４０ｃ 係止部
Ｍ１，Ｍ２ マーキング

Claims (5)

1. 車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱装置に車両長手方向に延びた軸距固定治具を係止することで、前記一対の軸箱装置に夫々支持された一対の輪軸の軸距が所定の設計値となるように前記一対の軸箱装置を位置決めする位置決め工程と、
   前記一対の軸箱装置に車両長手方向に延びた板バネを支持させる板バネ配置工程と、
   前記板バネの長手方向の中央部に台車枠を支持させ、前記一対の軸箱装置に前記台車枠を連結する台車枠配置工程と、を備える、鉄道車両台車の組立方法。
2. 前記軸箱装置は、前記輪軸を支持する軸受が収容された軸箱と、前記軸箱から車両長手方向に延び、先端に車幅方向両側に向けて開口する筒状部が設けられた軸梁と、前記筒状部の内部空間に車幅方向に挿通された心棒と、前記筒状部と前記心棒との間に介装された弾性ブッシュと、を有し、
   前記位置決め工程では、前記一対の軸箱装置の前記心棒の端部に前記軸距固定治具を係止し、
   前記台車枠配置工程では、前記一対の軸箱装置の前記心棒に前記台車枠を連結する、請求項１に記載の鉄道車両台車の組立方法。
3. 前記板バネ配置工程よりも後で且つ前記台車枠配置工程よりも前において、前記軸距固定治具と前記板バネとの間の車両長手方向の位置ズレの有無を確認する位置ズレ確認工程を更に備える、請求項１又は２に記載の鉄道車両台車の組立方法。
4. 車両長手方向に延びた板バネを支持すべく車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱装置を位置決めする軸距固定治具であって、
   車両長手方向に延び、その長手方向の両端部において前記一対の軸箱装置に係止される一対の係止部を備える、鉄道車両台車の組立用の軸距固定治具。
5. 前記一対の係止部の間において前記板バネの車幅方向外側の側面に沿って配置されるバネ近接部を備え、
   前記バネ近接部の車幅方向外側の側面には、前記板バネの前記側面に付されたマーキングに対応するマーキングが付されている、請求項４に記載の鉄道車両台車の組立用の軸距固定治具。

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