JP2018122602A - 鉄道車両の軸箱支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受け座や蓋部材の加工精度の要求を緩和し、製作性を向上させた軸箱支持装置を提供する。【解決手段】鉄道車両の軸箱支持装置は、軸箱から車両長手方向に沿って延び、その先端部に車幅方向両側に開口されてなる筒状部を有し、前記軸箱と前記台車枠とを連結する連結部材と、前記筒状部の内部空間に挿通され、車幅方向両側に一対の突起部が設けられた心棒と、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、台車枠に設けられ、一対の凹部及び前記凹部の底面の一部を夫々窪ませた一対の溝部を夫々有する一対の受け座と、前記一対の溝部に夫々嵌入された前記一対の突起部を夫々支持し、前記一対の凹部に夫々嵌入される一対の蓋部材と、前記蓋部材を前記受け座に固定する締結部材と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、軸箱を台車枠に連結する鉄道車両の軸箱支持装置に関する。

鉄道車両の台車では、軸箱が台車枠に対して変位可能に軸箱支持装置により支持されている。軸箱支持装置には様々な方式のものが存在する。例えば、特許文献１に開示された軸梁方式の軸箱支持装置では、軸箱と台車枠との間にコイルバネからなる軸バネが介装されると共に、軸箱から車両長手方向に沿って延びる軸梁の先端部が台車枠の受け座に支持される。軸梁の先端部には筒状部が形成され、ゴムブッシュを介して心棒が挿通される。心棒の車幅方向両側面に形成された一対の突起部は、台車枠の受け座の嵌入溝に下方から嵌入される。そして、凸形状の蓋部材の突出部が、突起部を下方から支持するように嵌入溝に嵌入されるとともに、蓋部材のベース部が受け座の下面に対向配置され、そのベース部がボルトにより受け座に固定される。

特開２０１５−１０７７７３号公報

しかし、特許文献１の構成では、心棒の突起部と蓋部材の突出部との両方が台車枠の嵌入溝に嵌入されるため、嵌入溝の内面のうち心棒の突起部に当接する円弧面と、嵌入溝の内面のうち蓋部材の突出部に当接する平面とで、車両長手方向の位置を一致させる必要がある。そのため、嵌入溝の内面を構成する夫々の面を別工程で加工する際に、高い加工精度が要求されることになる。

そこで本発明は、受け座や蓋部材の加工精度の要求を緩和し、製作性を向上させた軸箱支持装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る鉄道車両の軸箱支持装置は、軸箱を台車枠に連結する鉄道車両の軸箱支持装置であって、前記軸箱から車両長手方向に沿って延び、その先端部に車幅方向両側に開口されてなる筒状部を有し、前記軸箱と前記台車枠とを連結する連結部材と、前記筒状部の内部空間に挿通され、車幅方向両側に一対の突起部が設けられた心棒と、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、前記台車枠に設けられ、一対の凹部及び前記凹部の底面の一部を夫々窪ませた一対の溝部を夫々有する一対の受け座と、前記一対の溝部に夫々嵌入された前記一対の突起部を夫々支持し、前記一対の凹部に夫々嵌入される一対の蓋部材と、前記蓋部材を前記受け座に固定する締結部材と、を備える。

前記構成によれば、蓋部材が位置決めされる受け座の凹部の幅は、心棒の突起部が位置決めされる溝部の幅よりも広く、凹部の位置と溝部の位置とを一致させる必要がなくなる。そのため、凹部又は溝部のいずれか一方の加工の際に、凹部又は溝部のいずれか他方の幅に合わせて加工する必要がなくなり、凹部及び溝部の相対位置関係に関する加工精度の要求を大幅に緩和できる。

本発明によれば、受け座の加工精度の要求を大幅に緩和でき、製作性が向上する。

実施形態に係る鉄道車両の軸箱支持装置の側面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１の受け座及び蓋部材を除いて図示した要部拡大図である。 図１のボルトの締付け作業中の要部拡大図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

図１に示すように、実施形態の鉄道車両の軸箱支持装置１は、軸箱４を台車枠５に連結する軸梁方式の軸箱支持装置である。軸箱支持装置１は、車軸２を回転自在に支持する軸受３が収容された軸箱４を備える。軸箱４と、その上方にある台車枠５の側梁５ａとの間には、コイルバネからなる軸バネ６が介装されている。軸箱４は、連結機構７により側梁５ａに連結されている。連結機構７は、軸箱４から一体的に車両長手方向（車両進行方向）において台車中央側に向けて延びた軸梁８を備える。軸梁８の先端部には、内周面が円筒形状で車幅方向両側に向けて開口する筒状部９が設けられている。筒状部９の内部空間には、弾性ブッシュ１１を介して心棒１０が挿通されている。

図２及び３に示すように、心棒１０は、円柱部１０ａと、円柱部１０ａ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１０ｂと、一対のフランジ部１０ｂの両側面から車幅方向外側に向けて突出した突起部１０ｃとを有する。突起部１０ｃの上面１０ｄは、半円状の円弧面である。突起部１０ｃの下面１０ｅは、平面である。突起部１０ｃの下面１０ｅは、突起部１０ｃの円弧状の上面１０ｄの円弧中心Ｃよりも下方に位置する。

突起部１０ｃにおいて、下面１０ｅの車両長手方向の幅は、上面１０ｄの車両長手方向の最大幅よりも小さい。突起部１０ｃの外周面のうち上面１０ｄと下面１０ｅとを繋ぐ部分１０ｆは、下方に向かうにつれて車両長手方向の幅が小さくなる形状を有する。例えば、当該部分１０ｆは、円弧状の上面１０ｄと同心円状の円弧面でもよいし、テーパー面でもよい。

弾性ブッシュ１１は、例えば、ゴムブッシュである。弾性ブッシュ１１は、円筒部１１ａと、円筒部１１ａ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１１ｂとを有し、心棒１０に外嵌されている。弾性ブッシュ１１の円筒部１１ａは、心棒１０の円柱部１０ａに接触する。弾性ブッシュ１１のフランジ部１１ｂは、心棒１０のフランジ部１０ｂに接触する。

図３に示すように、軸梁８の筒状部９は、軸梁８と一体的に設けられた第１半筒部１２と、第１半筒部１２とは別体である第２半筒部１３とに分割されている。第１半筒部１２及び第２半筒部１３の内周面は、弾性ブッシュ１１の円筒部１１ａ及びフランジ部１１ｂの外周面に沿うように形成されている。第１半筒部１２及び第２半筒部１３は、弾性ブッシュ１１を介して心棒１０を挟持し、互いにネジ棒１４及びナット１５により固定されている。筒状部９は、弾性ブッシュ１１の弾性により、心棒１０に対して前後、左右及び上下方向への相対的な変位が許容される。

図１、２及び４に示すように、側梁５ａには、一対の受け座１６が下方に突出して設けられている。一対の受け座１６の各々は、凹部１７及び溝部１８を有する。凹部１７は、受け座１６の下端面１６ａを上方に窪ませたもので、車幅方向両側及び下側に向けて開口する。凹部１７は、底面１７ａ（蓋部材１９が配置される空間の天井面）と、底面１７ａの車両長手方向両端から下方に向けて延びる一対の側面１７ｂとを有する。底面１７ａ及び側面１７ｂの各々は、平面加工された平坦面である。本実施の形態において、底面１７ａは水平面であり、側面１７ｂは鉛直面であるが、形状はこれに限られない。例えば、側面１７ｂは斜面や曲面であってもよい。

溝部１８は、凹部１７の底面１７ａの一部を上方に窪ませたもので、車幅方向両側及び下側に向けて開口する。溝部１８の車両長手方向の幅Ｗ２は、凹部１７の車両長手方向の幅Ｗ１よりも狭い。溝部１８には、心棒１０の突起部１０ｃが下方から嵌入される。その状態で、心棒１０の突起部１０ｃの下面１０ｅに当接するように蓋部材１９が凹部１７に収容される。蓋部材１９は、ボルトＢ（締結部材）により下方から受け座１６に固定され、突起部１０ｃが蓋部材１９により下方から支持される。本実施形態では、ボルトＢの締結方向は、鉛直方向である。

図１及び４に示すように、ボルトＢの締結方向において、溝部１８の深さは、突起部１０ｃの高さよりも小さい。即ち、突起部１０ｃは、溝部１８に嵌入された状態で凹部１７の底面１７ａよりも蓋部材１９側（下側）に突出している。溝部１８は、曲面加工された円弧面１８ａを有する。円弧面１８ａは、突起部１０ｃの上面１０ｄ（円弧面）に沿うように上方に凸となった半円形状である。即ち、突起部１０ｃ及び溝部１８の互いに当接する面は、円弧面である。

溝部１８は、一対のテーパー面１８ｂを更に有する。一対のテーパー面１８ｂは、円弧面１８ａの車両長手方向両側の下端に夫々連続し、下方にいくにつれて車両長手方向に互いに離れる向きに傾斜する。テーパー面１８ｂの下端は、凹部１７の底面１７ａに連続する。受け座１６のうち凹部１７の底面１７ａには、溝部１８の両側にそれぞれ雌ネジ穴２０が形成されている。

蓋部材１９は、少なくとも、突起部１０ｃの下面１０ｅ、凹部１７の底面１７ａ、凹部１７の側面１７ｂに夫々対向する面を有する。蓋部材１９のうち凹部１７の底面１７ａに対向する面と、蓋部材１９のうち突起部１０ｃの下面１０ｅに対向する面とは、互いに連続して同一平面上に形成されている。即ち、蓋部材１９の平坦な上面が、突起部１０ｃの下面１０ｅと凹部１７の底面１７ａとに対向する面である。一例として、蓋部材１９は、直方体状であるが、形状はこれに限られず、例えば側面視で台形状であってもよい。

蓋部材１９には、雌ネジ穴２０と対応する位置にて鉛直方向に延びる貫通孔１９ａが形成されている。蓋部材１９は、突起部１０ｃが溝部１８に嵌入された状態で凹部１７に嵌入され、蓋部材１９の上面が突起部１０ｃの下面１０ｅに当接する。ボルトＢは、蓋部材１９の貫通孔１９ａを通って雌ネジ穴２０に締結される。

図４に示すように、ボルトＢにより蓋部材１９を受け座１６に固定する際には、蓋部材１９は、凹部１７の底面１７ａよりも先に突起部１０ｃの下面１０ｅに当接する。即ち、蓋部材１９を下方から凹部１７に嵌入し、蓋部材１９の上面が突起部１０ｃの下面１０ｅに当接し始めた瞬間には、蓋部材１９と凹部１７の底面１７ａとの間に距離Ｌの空隙が生じる。その状態からボルトＢを更に締め付けることで、蓋部材１９が突起部１０ｃを上方に押し付け、突起部１０ｃが溝部１８と蓋部材１９との間で強固に保持される。

即ち、ボルトＢの締結時に生じる蓋部材１９による押圧力は、受け座１６に対してよりも突起部１０ｃの下面１０ｅに対して優先的に作用する。そして、溝部１８の下面と突起部１０ｃの頂面の接触圧は、溝部１８ｂの側面と突起部１０ｃの側面との接触圧よりも大きい。そのため、心棒１０に作用する車幅方向の荷重は、溝部１８及び突起部１０ｃの摩擦力で受け止めることができる。また、溝部１８の形状が円弧であるため、台車枠５のロードパスにあっても応力集中の発生を抑制することができる。

以上に説明した構成によれば、蓋部材１９が位置決めされる受け座１６の凹部１７の幅Ｗ１は、心棒１０の突起部１０ｃが位置決めされる溝部１８の幅Ｗ２よりも広く、凹部１７の車両長手方向位置と溝部１８の車両長手方向位置とを確実に一致させる必要がなくなる。そのため、凹部１７及び溝部１８の相対位置関係に関する加工精度の要求を大幅に緩和できる。特に、本実施形態では、溝部１８が円弧面を有して凹部１７が平面を有するために、夫々の面の加工が別工程で行われることになるが、円弧面の加工と平面の加工との間の位置精度の要求が緩和されるため、加工容易化の効果が顕著となる。

また、突起部１０ｃは、溝部１８に嵌入された状態で凹部１７の底面１７ａよりも蓋部材１９側に突出しているので、蓋部材１９と受け座１６の溝部１８とにより突起部１０ｃを強固に保持できる。また、蓋部材１９のうち凹部１７の底面１７ａに対向する面と突起部１０ｃの下面１０ｅに対向する面とが、互いに連続して同一平面上に形成されているので、上面が凸形状の蓋部材を用いる場合に比べ、蓋部材１９における局所的な応力の発生を抑制できる。また、蓋部材１９は凹部１７に嵌ればよいので位置精度の要求を緩和でき、蓋部材１９の加工や製作も容易に行うことができる。また、凹部１７の底面１７ａにボルト締結用の雌ネジ穴２０が形成されるため、受け座１６から蓋部材１９を大幅に食み出させる必要がなくなり、雌ネジ穴２０を受け座１６の下端面１６ａに形成する場合に比べ、コンパクトな外観を実現できる。

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、心棒１０の突起部１０ｃの外周面うち上面１０ｄと下面１０ｅとを繋ぐ部分１０ｆは、ボルトＢの締結方向に対して傾斜せずに、当該締結方向に平行な面としてもよい。溝部１８は、テーパー面１８ｂを有さずに円弧面１８ａのみ有するものとしてもよい。筒状部９は、前後二分割構造の他、上下二分割構造としてもよいし一体構造としてもよい。

ボルトＢの締結方向は、鉛直方向に限られず、鉛直方向に対して傾斜した方向でもよい。台車枠は、側梁を省略したものとして、受け座１６を台車枠の横梁に設けてもよい。その場合、軸バネとして、コイルバネの代わりに車両長手方向に延びた板バネを用い、当該板バネの中央部が横梁を支持し、当該板バネの長手方向両端部が軸箱に支持される構成としてもよい。また、心棒１０は、溝部１８に対して下方から嵌入される構成としたが、溝部１８及び蓋部材１９の配置を上下反転させて心棒１０を上方から嵌入させる構成としてもよい。軸箱支持装置は、本実施形態では一例として軸梁式としたが、これに限られず、各種の方式を用いることができる。

１ 軸箱支持装置
４ 軸箱
５ 台車枠
８ 軸梁
９ 筒状部
１０ 心棒
１０ｃ 突起部
１０ｄ 上面（円弧面）
１１ 弾性ブッシュ
１６ 受け座
１７ 凹部
１７ａ 底面
１７ｂ 側面
１８ 溝部
１８ａ 円弧面
１９ 蓋部材
２０ 雌ネジ穴
Ｂ ボルト（締結部材）

Claims (7)

1. 軸箱を台車枠に連結する鉄道車両の軸箱支持装置であって、
   前記軸箱から車両長手方向に沿って延び、その先端部に車幅方向両側に開口されてなる筒状部を有し、前記軸箱と前記台車枠とを連結する連結部材と、
   前記筒状部の内部空間に挿通され、車幅方向両側に一対の突起部が設けられた心棒と、
   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、
   前記台車枠に設けられ、一対の凹部、及び前記一対の凹部の底面の一部を夫々窪ませた一対の溝部を夫々有する一対の受け座と、
   前記一対の溝部に夫々嵌入された前記一対の突起部を夫々支持し、前記一対の凹部に夫々嵌入される一対の蓋部材と、
   前記蓋部材を前記受け座に固定する締結部材と、を備える、鉄道車両の軸箱支持装置。
2. 前記蓋部材のうち前記凹部の前記底面に対向する面と前記突起部の下面に対向する面とは、互いに連続して同一平面上に形成されている、請求項１に記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
3. 前記突起部及び前記溝部の互いに当接する面は、円弧面を有し、
   前記凹部の車両長手方向両側の一対の側面は、前記締結部材の締結方向に平行な平面を有する、請求項１又は２に記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
4. 前記突起部は、前記溝部に嵌入された状態で前記凹部の前記底面よりも前記蓋部材側に突出する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
5. 前記凹部の前記底面には、前記溝部の両側において雌ネジ穴が形成されており、
   前記締結部材は、前記蓋部材を貫通して前記雌ネジ穴に締結されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
6. 前記蓋部材は、直方体状である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
7. 前記連結部材は、軸梁である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の鉄道車両の軸箱支持装置。

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