JP2019073057A

JP2019073057A - 鉄道車両の車体支持構造及び鉄道車両の車体高さ調整方法

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Publication number: JP2019073057A
Application number: JP2017198412A
Authority: JP
Inventors: 利樹國井; Toshiki Kunii
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: JP6900117B2

Abstract

【課題】専用の特殊な機器や治具を用いることなく、踏面削正後の車体の高さ調整作業を容易に行うことができる鉄道車両の車体支持構造及び鉄道車両の車体高さ調整方法を提供する。【解決手段】空気ばね１１の上側部材１２の上面を窪ませて凹部１７を形成し、上側部材の上面を車体１５の下面に当接させた状態において、凹部の底面１７ａと車体の下面との間に形成される空間に車体を押し上げるための押し上げ手段１８を出し入れ可能にする開口部１９を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両の車体支持構造及び鉄道車両の車体高さ調整方法に関し、詳しくは、鉄道車両の車体と台車との間に介装されて、走行時に台車から車体に伝わる振動を吸収する空気ばねを備えた鉄道車両の車体支持構造及び鉄道車両の車体高さ調整方法に関する。

鉄道車両は、一般に、車体と台車との間に空気ばねを介装して走行時に台車から車体に伝わる振動を吸収している。このような空気ばねを備えた鉄道車両は、踏面の削正によって車輪の直径が小さくなると車体高が下がるので、台車と空気ばねとの間に隙間を設け、該隙間にスペーサを挿入して車体の高さを調整している。このため、台車と空気ばねとの間に設置したシリンダ装置で車体と共に空気ばねを押し上げ、台車と空気ばねとの間にスペーサ挿入用隙間を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−１８７５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された高さ調整方法では、空気ばね下面と台車上面との間の狭隘部にシリンダ装置を配置するので、専用の特殊な機器や治具を用意する必要があるだけでなく、スペーサの挿入作業にかなりの手間と時間を要していた。

そこで本発明は、専用の特殊な機器や治具を用いることなく、踏面削正後の車体の高さ調整作業を容易に行うことができる鉄道車両の車体支持構造及び鉄道車両の車体高さ調整方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の鉄道車両の第１の車体支持構造は、筒状のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの上部開口に取り付けられた上側部材と、前記ダイヤフラムの下部開口に取り付けられた下側部材とを備え、前記上側部材が車体側に取り付けられ、前記下側部材が台車側に取り付けられた空気ばねにより、前記車体を前記台車に対して弾性的に支持した鉄道車両の車体支持構造において、前記上側部材の上面を窪ませて凹部を形成し、該上側部材の上面を前記車体の下面に当接させた状態において、前記凹部の底面と前記車体の下面との間に形成される空間に前記車体を押し上げるための押し上げ手段を出し入れ可能にする開口部を設けたことを特徴としている。

また、本発明の鉄道車両の第２の車体支持構造は、筒状のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの上部開口に取り付けられた上側部材と、前記ダイヤフラムの下部開口に取り付けられた下側部材とを備え、前記上側部材が車体側に取り付けられ、前記下側部材が台車側に取り付けられた空気ばねにより、前記車体を前記台車に対して弾性的に支持した鉄道車両の車体支持構造において、前記上側部材の上面に、該上側部材の外径よりも小さい外径を有する円板形状の凸部を形成し、該凸部の上面を前記車体の下面に当接させた状態において、前記上側部材の上面と前記車体の下面との間に形成される空間に前記車体を押し上げるための押し上げ手段を前記凸部の周壁面に沿って載置可能にする載置部を設けたことを特徴としている。

さらに、本発明の鉄道車両の第３の車体支持構造は、筒状のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの上部開口に取り付けられた上側部材と、前記ダイヤフラムの下部開口に取り付けられた下側部材とを備え、前記上側部材が車体側に取り付けられ、前記下側部材が台車側に取り付けられた空気ばねにより、前記車体を前記台車に対して弾性的に支持した鉄道車両の車体支持構造において、前記車体の下面に、前記上側部材の外径よりも小さい外径を有する円板形状の凸部を形成し、該凸部の下面を前記上側部材の上面に当接させた状態において、前記上側部材の上面と前記車体の下面との間に形成される空間に前記車体を押し上げるための押し上げ手段を前記凸部の周壁面に沿って載置可能にする載置部を設けたことを特徴としている。

また、前記第１の車体支持構造を備えた鉄道車両における本発明の第１の車体高さ調整方法は、前記押し上げ手段を前記凹部の底面に載置する押し上げ手段載置工程と、該押し上げ手段載置工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体を押し上げて、前記車体の下面を前記上側部材の上面から離間させる車体押し上げ工程と、該車体押し上げ工程の終了後に前記上側部材の上面と前記車体の下面との間に形成される隙間にスペーサを挿入するスペーサ装着工程と、該スペーサ装着工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体の押し上げを解除する車体押し上げ解除工程と、該車体押し上げ解除工程の終了後に前記凹部の底面から前記押し上げ手段を除去する押し上げ手段除去工程とを含むことを特徴としている。

さらに、前記第２の車体支持構造を備えた鉄道車両における本発明の第２の車体高さ調整方法は、前記押し上げ手段を前記上側部材の上面に載置する押し上げ手段載置工程と、該押し上げ手段載置工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体を押し上げて、前記車体の下面を前記凸部の上面から離間させる車体押し上げ工程と、該車体押し上げ工程の終了後に前記凸部の上面と前記車体の下面との間に形成される隙間にスペーサを挿入するスペーサ装着工程と、該スペーサ装着工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体の押し上げを解除する車体押し上げ解除工程と、該車体押し上げ解除工程の終了後に前記上側部材の上面から前記押し上げ手段を除去する押し上げ手段除去工程とを含むことを特徴としている。

また、前記第３の車体支持構造を備えた鉄道車両における本発明の第３の車体高さ調整方法は、前記押し上げ手段を前記上側部材の上面に載置する押し上げ手段載置工程と、該押し上げ手段載置工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体を押し上げて、前記凸部の下面を前記上側部材の上面から離間させる車体押し上げ工程と、該車体押し上げ工程の終了後に前記凸部の下面と前記上側部材の上面との間に形成される隙間にスペーサを挿入するスペーサ装着工程と、該スペーサ装着工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体の押し上げを解除する車体押し上げ解除工程と、該車体押し上げ解除工程の終了後に前記上側部材の上面から前記押し上げ手段を除去する押し上げ手段除去工程とを含むことを特徴としている。

本発明によれば、第１の構成では、上側部材を窪ませた凹部の底面と車体下面との間に形成される空間に開口部を設けているので、押し上げ手段を開口部を通じて容易に出し入れすることが可能となり、スペーサの装着を迅速に行うことができる。また、第２及び第３の構成では、上側部材と車体下面のいずれか一方に凸部を設けるだけで、押し上げ手段を上側部材の上面と車体の下面との間に形成される空間内に載置することもできるので、簡単な構造でスペーサの装着を迅速に行うことができる。

本発明の鉄道車両の車体支持構造の第１形態例を示す斜視図並びに鉄道車両の車体高さ調整方法における押し上げ手段載置工程及び車体押し上げ工程を示す説明図である。同じくスペーサ装着工程を示す説明図である。同じく車体押し上げ解除工程を示す説明図である。同じく第１形態例の変形例を示す車体支持構造の斜視図である。本発明の第２形態例を示す車体支持構造の断面図並びに車体高さ調整方法における押し上げ手段載置工程及び車体押し上げ工程を示す説明図である。

まず、図１乃至図３は、本発明の鉄道車両の車体支持構造及び鉄道車両の車体高さ調整方法の第１形態例を示すもので、本形態例に示す鉄道車両の車体支持構造は、いわゆるボルスタレス台車を備えた鉄道車両の車体側と台車側との間に介装された空気ばね１１により、走行時に車体側及び台車側間に伝わる振動を吸収するためのものである。

空気ばね１１は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、鉄道車両の車体側に取り付けられる上側部材１２と、鉄道車両の台車側に取り付けられる下側部材１３と、上側部材１２及び下側部材１３に上下両端部をそれぞれ止着された筒状のダイヤフラム１４とを備えている。

上側部材１２は、金属製で厚肉の円板状に形成され、中央上面側には、車体１５の下面に設けた車体側支持孔１５ａに内嵌される金属製で円筒形状の上支持突起１６が突設されている。また、上側部材１２の上面側には、凹部１７が上支持突起１６の中心軸線周りの円周上の４箇所に等間隔で形成されている。

凹部１７は、上側部材１２の上面を平坦状に窪ませたＬ字状の底面１７ａと、垂直方向の壁面１７ｂとにより形成され、車体１５を押し上げるための押し上げ手段１８を収容可能な幅と高さを有している。また、上側部材１２の上面を車体１５の下面に当接させた状態において、底面１７ａと車体１５の下面との間に形成される空間に、押し上げ手段１８を出し入れ可能にする水平方向の開口部１９が設けられている。

押し上げ手段１８は、図１（Ｃ）に示すように、底面１７ａに載置された状態で、ピストンロッド１８ａを伸長させることにより車体１５の下面を直接押し上げるものであり、その押し上げ量に従って車体１５の下面を上側部材１２の上面から離間させることができ、高さ調整用のスペーサ２０を挿入する隙間２１を確保できるストローク（例えば３０ｍｍ）を有した小型の油圧シリンダ装置である。

ダイヤフラム１４は、ゴム製筒体を繊維で補強した可撓性を有する筒状体であり、その上下端を上側部材１２及び下側部材１３にそれぞれ止着されて内部に圧縮空気が充填され、車体側の上下動に対して所定のばね特性を発揮しつつ、上側部材１２が取り付けられた車体側を弾性的に支持している。

下側部材１３は、台車側に載置される円筒形状の積層ゴム２２を主要構成部品とするものであり、積層ゴム２２の下端に接着されたフランジ２３の中央下面側には、台車２４の枠体に設けた台車側支持孔（図示せず）に内嵌される金属製で円筒形状の下支持突起（図示せず）が突設されている。

なお、上支持突起１６及び車体側支持孔１５ａは、ダイヤフラム１４内に空気を供給する空気供給路を介して車体１５の高さを調整するための車体高さ調整弁（図示せず）に繋がっている。また、下支持突起及び台車側支持孔は、通気路を介して補助空気タンク（図示せず）に繋がっている。場合によっては、前記車体高さ調整弁（図示せず）に繋がる経路の間に補助空気タンク（図示せず）が設置される。

このような車体支持構造を備えた鉄道車両は、踏面の削正によって車輪の直径が小さくなり、車体１５の高さが所定量（例えば１０〜２０ｍｍ）低下すると、車両メンテナンスの際に車体高さの調整が行われる。この高さ調整方法は、押し上げ手段載置工程、車体押し上げ工程、スペーサ装着工程、車体押し上げ解除工程及び押し上げ手段除去工程の順に行われる。

ここで、図１乃至図３を参照しながら、前記車体支持構造を備えた車体の高さ調整を行う手順を説明する。まず、車両をピットなどの保守位置に移動させて、図１（Ｂ）に示すように、押し上げ手段１８を開口部１９を通じて底面１７ａに載置する。この押し上げ手段載置工程では、開口部１９がＬ字状の凹部１７の両端に設けられているので、一端側の開口部１９から挿入された押し上げ手段１８を他端側の開口部１９から目視することにより、押し上げ手段１８が底面１７ａの適正な位置に載置された状態、すなわち、４個の押し上げ手段１８が上支持突起１６の中心軸線周りの円周上にそれぞれ等間隔に載置された状態であることを容易に判断することができる。

押し上げ手段載置工程の終了後に、図１（Ｃ）に示すように、油圧装置（図示せず）を操作して押し上げ手段１８のピストンロッド１８ａを伸長させる。このとき、車体１５の下面が上側部材１２の上面から離間し、車体１５の下面と上側部材１２の上面との間にスペーサ２０を挿入するための隙間２１が形成される。

続いて、図２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、スペーサ２０を隙間２１に挿入するスペーサ装着工程を実行する。スペーサ２０は、所定の厚さの円形鋼板であり、上側部材１２と同じ外径に形成されるとともに、中心から周縁方向に延びた切欠き部２０ａに上支持突起１６を通過させて上側部材１２の上面に載置される。また、スペーサ２０の挿入時に、ピストンロッド１８ａに干渉することを防止するための切欠き部２０ｂが形成されている。なお、必要に応じて、複数のスペーサ２０を積み重ねて厚さを調節することもできる。

スペーサ装着工程の終了後に、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、油圧装置を操作して押し上げ手段１８のピストンロッド１８ａを収縮させる。この車体押し上げ解除工程を実行することにより、空気ばね１１の押圧力によってスペーサ２０の上面が車体１５の下面に押し付けられる。この結果、車体１５が空気ばね１１を介して台車２４によって所定高さで弾性的に支持された状態になる。なお、上支持突起１６の長さが、スペーサ２０の厚さに対応させて長く形成されているので、上支持突起１６の先端部が車体側支持孔１５ａから抜け出ることはなく、内嵌部の気密状態も良好に確保されている。

車体押し上げ解除工程の終了後に、押し上げ手段載置工程と逆の手順で押し上げ手段除去工程を実行することにより、高さ調整の作業が完了する。

このように、上側部材１２の上面を窪ませた凹部１７の底面１７ａと車体１５下面との間に形成される空間に開口部１９を設けているので、押し上げ手段１８を開口部１９を通じて容易に出し入れすることが可能となり、スペーサ２０の装着を迅速に行うことができる。また、従来の高さ調整方法では必要であった、空気ばね１１下面と台車２４の上面との間の狭隘部に、シリンダ装置を配置する際に使用する専用の特殊な機器や治具を用意する必要がなくなるので、踏面削正時における車体高さの調整作業をより容易に行うことができる。

図４は、前述の第１形態例における変形例をそれぞれ示している。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す変形例は、上側部材１２の上面と車体１５の下面との当接部に過大な応力を発生させることなく、上側部材１２の上面を適宜な形状に窪ませることによって凹部１７を形成したものである。図４（Ａ）は、上支持突起１６の中心軸線周りの円周上の４箇所を略三角形状に窪ませた底面１７ａを有している。また、図４（Ｂ）は、上支持突起１６の中心軸線を挟んだ対称位置の２箇所を直線状に窪ませた底面１７ａを有している。これらの底面１７ａは、押し上げ手段１８を安定して載置できる幅と奥行きを有して形成され、壁面１７ｂは、ピストンロッド１８ａを収縮させた状態の押し上げ手段１８の高さよりも僅かに高く形成されているので、押し上げ手段１８を出し入れする際の作業性を低下させることなく、安定した押し上げを実現することができる。

図４（Ｃ）に示す変形例は、上側部材１２の上面に、上側部材１２の外径よりも小さい外径を有する円板形状の凸部２５が形成されている。この場合、凸部２５の上面を車体１５の下面に当接させた状態において、上側部材１２の上面と車体１５の下面との間に形成される空間に、押し上げ手段１８を凸部２５の周壁面２５ａに沿って載置可能にする載置部２６が形成されている。なお、上側部材１２の上面外周を一定の幅でリング状に窪ませることによっても同様に載置部２６を形成することができる。

図５は、車体支持構造の第２形態例を示している。なお、以下の説明において、前記第１形態例に示した車体支持構造の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本形態例に示す車体支持構造は、図５（Ａ）に示すように、円板形状からなる上側部材３１の上面を全体に亘り平坦状に形成した空気ばね３２と、車体１５の下面に突設した円板形状からなる凸部３３とにより構成されるものであり、空気ばね３２は、上側部材３１の上面を凸部３３の下面に当接した状態で車体側と台車側との間に介装されている。

また、凸部３３は、外径が上側部材３１の外径よりも小さく形成されるとともに、中央に上支持突起１６が挿通可能な丸孔３３ａが形成されることにより、凸部３３の下面を上側部材３１の上面に当接させた状態において、上側部材３１の上面と車体１５の下面との間に形成される空間に、押し上げ手段１８を凸部３３の周壁面３３ｂに沿って載置可能にする載置部３４が形成されている。

押し上げ手段１８を周壁面３３ｂに沿って等間隔に載置させた後に、図５（Ｂ）に示すように、油圧装置を操作して押し上げ手段１８のピストンロッド１８ａを伸長させると、凸部３３の下面が上側部材３１の上面から離間し、スペーサ２０を挿入するための隙間３５が形成される。

このように、上側部材３１の上面と車体１５の下面との間に形成される空間に、押し上げ手段１８を凸部３３の周壁面３３ｂに沿って載置可能にする載置部３４が形成されているので、押し上げ手段１８を容易に出し入れすることが可能となり、スペーサ２０の装着を迅速に行うことができる。また、上側部材３１に施す切削等の機械加工を大幅に減らすことができるので、製造コストの低減を図ることができる。

なお、本形態例では、ボルスタレス台車を示したが、ボルスタ付き台車であってもよい。この場合、車体とボルスタとの間に空気ばねが介装される。また、押し上げ手段を水平方向から出し入れすることができれば、開口部及び載置部の形状は任意である。

１１…空気ばね、１２…上側部材、１３…下側部材、１４…ダイヤフラム、１５…車体、１５ａ…車体側支持孔、１６…上支持突起、１７…凹部、１７ａ…底面、１７ｂ…壁面、１８…押し上げ手段、１８ａ…ピストンロッド、１９…開口部、２０…スペーサ、２０ａ，２０ｂ…切欠き部、２１…隙間、２２…積層ゴム、２３…フランジ、２４…台車、２５…凸部、２５ａ…周壁面、２６…載置部、３１…上側部材、３２…空気ばね、３３…凸部、３３ａ…丸孔、３３ｂ…周壁面、３４…載置部、３５…隙間

Claims

筒状のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの上部開口に取り付けられた上側部材と、前記ダイヤフラムの下部開口に取り付けられた下側部材とを備え、前記上側部材が車体側に取り付けられ、前記下側部材が台車側に取り付けられた空気ばねにより、前記車体を前記台車に対して弾性的に支持した鉄道車両の車体支持構造において、前記上側部材の上面を窪ませて凹部を形成し、該上側部材の上面を前記車体の下面に当接させた状態において、前記凹部の底面と前記車体の下面との間に形成される空間に前記車体を押し上げるための押し上げ手段を出し入れ可能にする開口部を設けたことを特徴とする鉄道車両の車体支持構造。
筒状のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの上部開口に取り付けられた上側部材と、前記ダイヤフラムの下部開口に取り付けられた下側部材とを備え、前記上側部材が車体側に取り付けられ、前記下側部材が台車側に取り付けられた空気ばねにより、前記車体を前記台車に対して弾性的に支持した鉄道車両の車体支持構造において、前記上側部材の上面に、該上側部材の外径よりも小さい外径を有する円板形状の凸部を形成し、該凸部の上面を前記車体の下面に当接させた状態において、前記上側部材の上面と前記車体の下面との間に形成される空間に前記車体を押し上げるための押し上げ手段を前記凸部の周壁面に沿って載置可能にする載置部を設けたことを特徴とする鉄道車両の車体支持構造。
筒状のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの上部開口に取り付けられた上側部材と、前記ダイヤフラムの下部開口に取り付けられた下側部材とを備え、前記上側部材が車体側に取り付けられ、前記下側部材が台車側に取り付けられた空気ばねにより、前記車体を前記台車に対して弾性的に支持した鉄道車両の車体支持構造において、前記車体の下面に、前記上側部材の外径よりも小さい外径を有する円板形状の凸部を形成し、該凸部の下面を前記上側部材の上面に当接させた状態において、前記上側部材の上面と前記車体の下面との間に形成される空間に前記車体を押し上げるための押し上げ手段を前記凸部の周壁面に沿って載置可能にする載置部を設けたことを特徴とする鉄道車両の車体支持構造。
請求項１記載の車体支持構造を備えた鉄道車両の車体高さ調整方法において、前記押し上げ手段を前記凹部の底面に載置する押し上げ手段載置工程と、該押し上げ手段載置工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体を押し上げて、前記車体の下面を前記上側部材の上面から離間させる車体押し上げ工程と、該車体押し上げ工程の終了後に前記上側部材の上面と前記車体の下面との間に形成される隙間にスペーサを挿入するスペーサ装着工程と、該スペーサ装着工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体の押し上げを解除する車体押し上げ解除工程と、該車体押し上げ解除工程の終了後に前記凹部の底面から前記押し上げ手段を除去する押し上げ手段除去工程とを含むことを特徴とする鉄道車両の車体高さ調整方法。
請求項２記載の車体支持構造を備えた鉄道車両の車体高さ調整方法において、前記押し上げ手段を前記上側部材の上面に載置する押し上げ手段載置工程と、該押し上げ手段載置工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体を押し上げて、前記車体の下面を前記凸部の上面から離間させる車体押し上げ工程と、該車体押し上げ工程の終了後に前記凸部の上面と前記車体の下面との間に形成される隙間にスペーサを挿入するスペーサ装着工程と、該スペーサ装着工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体の押し上げを解除する車体押し上げ解除工程と、該車体押し上げ解除工程の終了後に前記上側部材の上面から前記押し上げ手段を除去する押し上げ手段除去工程とを含むことを特徴とする鉄道車両の車体高さ調整方法。
請求項３記載の車体支持構造を備えた鉄道車両の車体高さ調整方法において、前記押し上げ手段を前記上側部材の上面に載置する押し上げ手段載置工程と、該押し上げ手段載置工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体を押し上げて、前記凸部の下面を前記上側部材の上面から離間させる車体押し上げ工程と、該車体押し上げ工程の終了後に前記凸部の下面と前記上側部材の上面との間に形成される隙間にスペーサを挿入するスペーサ装着工程と、該スペーサ装着工程の終了後に前記押し上げ手段を作動させることにより前記車体の押し上げを解除する車体押し上げ解除工程と、該車体押し上げ解除工程の終了後に前記上側部材の上面から前記押し上げ手段を除去する押し上げ手段除去工程とを含むことを特徴とする鉄道車両の車体高さ調整方法。