JP2022063538A - 鉄道車両用台車 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルスタレス式の鉄道車両用台車において、軌道ねじれに対する輪重変動を低減しつつ、横ばりの強度を確保する。【解決手段】ボルスタレス台車１は、車幅方向に延びる横ばり３と、横ばり３の車幅方向両端部を支持する一対の側ばり２とを含む台車枠１１と、台車枠１１と鉄道車両の車体とを結合する牽引装置１２とを備える。横ばり３は、輪重変動低減のため、上面が開口した断面Ｕ字型の開放断面構造を有している。牽引装置１２は、基端側が側ばり２に固定され、先端側が車幅方向内側に延び出した牽引リンク受け５と、前記車体に固定された中心ピン８１を回動可能に受容するピン受け４２を有する牽引ばり４と、牽引リンク受け５の前記先端側と牽引ばり４とを連結する牽引リンク６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両の車体を支持するボルスタレス式の鉄道車両用台車に関する。

鉄道車両用台車においては、台車枠から鉄道車両の車体へ牽引力及び制動力を伝達させる牽引装置が用いられる。枕ばり（ボルスタ）を省いたボルスタレス台車では、車体下部に固定された中心ピンを受容するピン受けを有する牽引ばりと、台車枠の横ばりとを、牽引リンクによって連結する牽引装置が一般的である（例えば特許文献１）。前記横ばりは、一対の側ばり間において車幅方向に延びる梁部材であり、剛性を確保するため丸パイプ等の閉断面構造を備える部材が用いられている。

特開２００５－３３５５５８号公報

ところで、ボルスタレス台車において、剛性を確保しつつ、軌道ねじれに対する輪重変動を低減することで、軌道ねじれへの追従性をさらに向上させることが求められている。

本発明は、ボルスタレス式の鉄道車両用台車において、軌道ねじれに対する輪重変動を低減しつつ、横ばりの強度を確保することを目的とする。

本発明の一の局面に係る鉄道車両用台車は、鉄道車両の車体を支持するボルスタレス式の鉄道車両用台車であって、車幅方向に延びる横ばりと、車体前後方向に延び前記横ばりの車幅方向両端部を支持する一対の側ばりとを含む台車枠と、前記車体に対してヨーイング方向に回動可能に、前記台車枠と前記車体とを結合する牽引装置と、を備え、前記横ばりは、上面が開口した断面Ｕ字型の開放断面構造を有し、前記牽引装置は、基端側が前記側ばりに固定され、先端側が車幅方向内側に延び出した牽引リンク受けと、前記車体に固定された中心ピンを回動可能に受容するピン受けを有する牽引ばりと、前記牽引リンク受けの前記先端側と前記牽引ばりとを連結する牽引リンクと、を備える。

この鉄道車両用台車によれば、台車枠の横ばりが、上面開口の断面Ｕ字型の開放断面構造を有するので、輪重変動を低減させ、軌道にねじれが存在していても台車の追従性を良好とすることができる。一方、牽引リンク受けは、前記横ばりではなく、側ばりに基端部が固定されている。そして、前記牽引リンク受けの前記先端側と前記牽引ばりとが、牽引リンクによって連結される。このため、台車枠から車体への牽引力の伝達ルートは、前記側ばり、前記牽引リンク受け、牽引ばり及び中心ピンを通るルートとなる。従って、開放断面構造の採用によって剛性が比較的低い前記横ばりに大きな牽引荷重が加わらないようにすることができ、横ばりの強度を維持させることができる。

本発明によれば、軌道ねじれに対する輪重変動を低減しつつ、横ばりの強度を確保することが可能なボルスタレス式の鉄道車両用台車を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用台車の上面図である。 図２は、上記鉄道車両用台車の側面図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５は、台車枠に牽引リンク受けが組付けられた状態を示す上面図である。 図６（Ａ）は、横ばりの上面図、図６（Ｂ）は、その長手方向の側面図、図６（Ｃ）は短手方向の側面図である。 図７は、台車枠の一対の側ばりに牽引リンク受けが各々取り付けられた状態を示す上面図である。 図８（Ａ）は、牽引リンク受けの上面図、図８（Ｂ）は、その長手方向の側面図、図８（Ｃ）は短手方向の側面図である。 図９（Ａ）は、牽引ばりの上面図、図９（Ｂ）は、その長手方向の側面図である。 図１０（Ａ）は、牽引リンクの上面図、図１０（Ｂ）は、その長手方向の側面図である。 図１１は、図３のＸＩ－ＸＩ線断面図である。 図１２は、図１１のＸＩＩ線視の側面図である。 図１３（Ａ）は、比較例の鉄道車両用台車における牽引力の伝達経路を、図１３（Ｂ）は、実施例の鉄道車両用台車における牽引力の伝達経路を各々示す模式図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態に係る鉄道車両用台車は、旅客車、貨車又は機関車等の鉄道車両の車体を支持する台車であって、ボルスタを具備していないボルスタレス式の台車である。図１及び他の図において、ＸＹＺの方向表示を付している。Ｘ方向は車両の前後方向（レールの延伸方向）、Ｙ方向は車両の車幅方向、Ｚ方向は車両の上下方向である。

［台車の全体構造］
図１は、本発明の実施形態に係るボルスタレス台車１の上面図、図２はその側面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図、図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線断面図である。ボルスタレス台車１は、鉄道車両の車体ＣＢを支持する台車であって、台車枠１１、牽引装置１２、車軸１３、車輪１４、軸箱１５、空気ばね１６及びディスクブレーキ１７を備えている。

台車枠１１は、二つの側ばり２と、これら側ばり２を連結する一つの横ばり３とによって構成されている。側ばり２は、Ｘ方向（車体前後方向）に延びる梁部材であり、Ｙ方向（車幅方向）に所定間隔を置いて一対で配置されている。横ばり３は、車幅方向に延びる梁部材であり、一対の側ばり２を、そのＸ方向中心付近で連結している。換言すると、横ばり３の＋Ｙ端部が＋Ｙ側の側ばり２で、－Ｙ端部が－Ｙ側の側ばり２で各々支持されている。側ばり２は、断面矩形の閉断面構造を有している。これに対し、後記で詳述するが、横ばり３は、上面が開口した断面Ｕ字型の開放断面構造を有している。

車輪１４を備えた車軸１３は、側ばり２の＋Ｘ端部２１及び－Ｘ端部２２に、それぞれ軸ばねが付設された軸箱１５を介して取り付けられている。空気ばね１６は、車体ＣＢの荷重を支える部材であって、＋Ｙ側及び－Ｙ側の側ばり２の中央部２３と車体ＣＢの下面との間に各々配置されている。なお、図１では、＋Ｙ側の空気ばね１６の外形だけを二点鎖線で示している。空気ばね１６は、側ばり２の中央部２３に備えられた空気ばね座２５（図２）によって、台車枠１１に取り付けられている。ディスクブレーキ１７は、四つの車輪１４に対して各々配置されている。各ディスクブレーキ１７は、側ばり２の内側面から車幅方向内側に向けて延出されたブレーキ支持アーム２４（図５参照）によって、それぞれ支持されている。

牽引装置１２は、台車枠１１から車体ＣＢへ牽引力及び制動力を伝達させるための装置である。牽引装置１２は、車体ＣＢに対してヨーイング方向に回動可能に、台車枠１１と車体ＣＢとを結合する。本実施形態の牽引装置１２は、Ｚリンク式の構造を備えており、牽引ばり４、一対の牽引リンク受け５及び牽引リンク６を含む。牽引ばり４は、横ばり３のＹ方向中央に配置されている。牽引リンク受け５は、一対の側ばり２の各中央部２３に基端側が固定され、先端側が車幅方向内側に延び出している。牽引リンク６は、牽引リンク受け５の前記先端側と牽引ばり４とを連結している。

車体ＣＢの下面には、中心ピンユニット８が取り付けられている（図３、図４参照）。中心ピンユニット８は、中心ピン８１、フランジ部８２及び垂下アーム８３（第２ダンパー受け部）を含む。中心ピン８１は、剛性を有する円筒体からなり、ボルスタレス台車１から車体ＣＢへ牽引力が伝達されると共に、車体ＣＢが台車枠１１に対してヨーイング方向に回動する回転軸となる。フランジ部８２は、中心ピン８１の上端付近に取り付けられた平板部材である。中心ピン８１を一体的に保持するフランジ部８２は、締結ボルトによって車体ＣＢの下部に固着されている。

牽引ばり４は、上述の中心ピン８１を軸回りに回動可能に受容する円筒状のピン受け４２を備えている。ピン受け４２の底面側から中心ピン８１の下端面に対して、スリ板付きの押え金４５が取付ボルト４６の締結によって取り付けられている。押え金４５は、ピン受け４２の内径よりも大きい外形を有する円板状の部材である。牽引ばり４の＋Ｙ端部及び－Ｙ端部付近には各々、一対のストッパ１８が牽引リンク受け５に配置されている。ストッパ１８は、牽引ばり４の台車枠１１からの浮き上がりを防止する部材である。

牽引ばり４の＋Ｘ側には、左右動ダンパー７（ダンパー装置）が配置されている。左右動ダンパー７は、車体ＣＢの左右方向（Ｙ方向）の揺れを減衰させるダンパーである。後記で詳述するが、左右動ダンパー７は、中心ピンユニット８と牽引リンク受け５との間に配置されている。このような左右動ダンパー７の配置により、ピン受け４２と中心ピン８１との間の隙間に起因する減衰力の伝達ロスの発生を防止することができる。中心ピンユニット８の垂下アーム８３は、フランジ部８２から下方に延び出しており、左右動ダンパー７の一端を保持している。左右動ダンパー７の他端は、牽引リンク受け５から延び出している後述のアーム部材５４によって保持されている。

以下、上掲の図１～図４に加え、図５～図１０を参照しながら、上記で簡単に説明したボルスタレス台車１の構成部材、すなわち台車枠１１（特に横ばり３）、牽引ばり４、牽引リンク受け５及び牽引リンク６の各々について詳細に説明する。

［台車枠］
図５は、牽引リンク受けが組付けられた台車枠１１を示す上面図である。図６（Ａ）は、横ばり３の上面図、図６（Ｂ）は、その長手方向の側面図、図６（Ｃ）は短手方向の側面図である。既述の通り、台車枠１１は、一対の側ばり２と、これら側ばり２を繋ぐ横ばり３とによって構成されている。横ばり３としては、剛性を確保するため丸パイプ等の閉断面構造を備える部材が用いられることが多い。例えば特許文献１に開示されたボルスタレス台車のように、一対の側ばり２の前後方向の中央部を、閉断面構造を備える二本の横ばりによって連結することによって、剛性を高めた台車枠を得ることができる。

しかし、台車枠の剛性を高めすぎると、軌道ねじれへの追従性が低下し、輪重変動が大きくなるという問題が生じる。輪重は、車輪１４と軌道（レール）との間に働く上下方向の力である。鉄道車両の走行時において輪重の変動は不可避的に生じるが、可及的に小さい範囲に止めることが望ましい。しかし、例えば曲線軌道のカント逓減区間のように軌道にねじれが存在している区間を車両が走行する際、空気ばね１６のクッション機能だけでは対応できず、輪重変動が増大することがある。軌道ねじれへの追従性を向上させ、輪重変動を低減させるには、横ばり３のねじり剛性をあえて低下させることが効果的である。

上記に鑑みて本発明では、上面開口の断面Ｕ字型の開放断面を含む構造を有する横ばり３が用いられている。これにより、横ばり３の曲げ剛性を確保しつつ、ねじり剛性を低下させている。本実施形態では、横ばり３としてＨ鋼が用いられる例を示している。図６を参照して、横ばり３は、横板３１、一対の上縦板３２及び一対の下縦板３３を含む。横板３１と一対の上縦板３２とによって、上面開口３Ｈを有する断面Ｕ字型の開放断面が形成されている。横ばり３は、断面Ｕ字型の開放断面を有する構造であれば良く、例えば一対の下縦板３３を具備しないＵ字鋼を用いてもよい。

横板３１は、車幅方向に長い矩形平板である。横板３１の両端部（＋Ｙ端部及び－Ｙ端部）には、補強板３４が重ね合わされている。この補強板３４及び横板３１には、牽引リンク受け５と結合するための複数のねじ孔３５が穿孔されている。また、横板３１の両端部を除く領域には、水抜き等の機能を果たす開口３６が設けられている。一対の上縦板３２は、横板３１の短手方向両端からそれぞれ鉛直上方へ延びている。一対の下縦板３３は、横板３１の短手方向両端からそれぞれ鉛直下方へ延びている。

［牽引リンク受け］
図７は、台車枠１１の＋Ｙ側及び－Ｙ側の側ばり２に、牽引リンク受け５が各々取り付けられた状態を示す上面図である。本実施形態の牽引リンク受け５は、横ばり３に単純に配置されるのではなく、側ばり２から車幅方向内側に延び出す構造で配置される。これは、開放断面構造として剛性を意図的に低下させた横ばり３に過度の荷重が作用しないようにするためである。本実施形態によれば、牽引力を、横ばり３に依存せず、牽引リンク受け５を介して側ばり２から中心ピン８１に伝達させることができる。

図８（Ａ）は、＋Ｙ側の牽引リンク受け５を単体で示す上面図、図８（Ｂ）は、その長手方向の側面図、図８（Ｃ）は短手方向の側面図である。牽引リンク受け５は、固定平板部５１（第１基端部／基端側）、延出部５２及びリンク連結部５３（第１先端部／先端側）を備えている。

固定平板部５１は、上面視で略円形の形状を有する平板部材であり、＋Ｙ側の側ばり２（一対の側ばりの一方）の上に載置されている。なお、固定平板部５１は上面視で略楕円形の形状を有していてもよい。固定平板部５１は、断面矩形の側ばり２の上面に、例えば溶接によって固定されている。延出部５２は、固定平板部５１から車幅方向内側へ延び出した部分である。延出部５２の＋Ｙ端部は、側ばり２の内側面に当接すると共に、固定平板部５１の－Ｙ端部の下面に連なっている。すなわち、延出部５２は、側ばり２とほぼ同じ高さ位置で、車幅方向内側へ延びている。リンク連結部５３は、延出部５２の延出端である－Ｙ端部に配置されている。

延出部５２は、底板５２１と、この底板５２１の＋Ｘ端部及び－Ｘ端部から立設された側板５２２とで主に構成されている。底板５２１には、横ばり３のねじ孔３５に位置合わせして穿孔された固定孔５２Ｈが設けられている。これらねじ孔３５及び固定孔５２Ｈに挿通される打ち込みボルト３７によって、横ばり３と牽引リンク受け５とが固定されている（図５）。＋Ｘ側及び－Ｘ側の側板５２２の上端付近には、ストッパ１８をネジ止め固定するためのストッパ固定部５２３が各々設けられている。また、＋Ｘ側の側板５２２においてストッパ固定部５２３の下方には、アーム固定部５２４が突設されている。アーム固定部５２４には、左右動ダンパー７を保持するアーム部材５４が取り付けられる。

リンク連結部５３は、牽引リンク６の一端側を受け入れ、これを牽引リンク受け５に連結する部分である。＋Ｙ側の牽引リンク受け５では、リンク連結部５３は＋Ｘ側寄りに配置される。リンク連結部５３は、ホルダ５３１及び保持片５３２を含む。ホルダ５３１は、上面視でＵ字型の形状を有しており、－Ｘ向きに開口する受け入れ空間５３Ｈを形成している。保持片５３２は、ホルダ５３１の＋Ｙ側及び－Ｙ側の開口縁に各々取り付けられている。各保持片５３２は、牽引リンク６を取り付けるためのねじ孔５３３が備えられている。

図７に示すように、－Ｙ側の牽引リンク受け５は、アーム固定部５２４を除いて、＋Ｙ側の牽引リンク受け５と同じ構造を備えている。－Ｙ側の牽引リンク受け５は、－Ｙ側の側ばり２（一対の側ばりの一方）に載置固定される固定平板部５１（第２基端部／基端側）と、固定平板部５１から車幅方向内側に延び出す延出部５２と、延出部５２の＋Ｙ端部に配置されたリンク連結部５３（第２先端部／先端側）とを備えている。なお、－Ｙ側の牽引リンク受け５では、リンク連結部５３は－Ｘ側寄りに配置され、ホルダ５３１は＋Ｘ向きに開口する受け入れ空間５３Ｈを形成する。以下、牽引リンク受け５を＋Ｙ側又は－Ｙ側と特定する必要のあるときは、＋Ｙ側のリンク連結部５３を第１リンク連結部５３Ａ（第１先端部）、－Ｙ側のリンク連結部５３を第２リンク連結部５３Ｂ（第２先端部）という。

図３、図５に示すように、牽引リンク受け５の延出部５２（先端側）は、横ばり３の開放断面内に収容されている。詳しくは、延出部５２のＸ方向幅は、横ばり３における一対の上縦板３２間の間隔よりもやや狭幅とされ、延出部５２の下端領域が上面開口３Ｈから横ばり３の開放断面内に進入している。このような構成とすることで、牽引リンク受け５を利用した横ばり３の組付けによる組み立て作業の容易化、並びに横ばり３の強度補強を達成することができる。

［牽引ばり］
図９（Ａ）は、牽引ばり４の上面図、図９（Ｂ）は、牽引ばり４の長手方向の側面図である。牽引ばり４は、＋Ｙ側及び－Ｙ側の二つの牽引リンク受け５と、二本の牽引リンク６を介してＺリンクに結合され、台車枠１１の牽引力や制動力を車体ＣＢに伝達する部材である。牽引ばり４は、本体部４１、上述のピン受け４２、第１対向部４３Ａ及び第２対向部４３Ｂを備えている。

本体部４１は、円筒状のピン受け４２を保持する上面視で略正方形の部分と、その＋Ｙ側及び－Ｙ側に各々連設された第１ウィング部４１１及び第２ウィング部４１２を備えている。第１ウィング部４１１の＋Ｙ側突出端４１１Ｅ及び第２ウィング部４１２の－Ｙ側突出端４１２Ｅは、ストッパ１８と上下方向に一部が重なる位置に配置される（図４）。これにより、牽引ばり４の台車枠１１からの浮き上がりが生じた場合でも、突出端４１１Ｅ、４１２Ｅがストッパ１８により押さえられる。

ピン受け４２は、中心ピン８１を受け入れる受容孔４２Ｈを有する円筒体である。ピン受け４２の上端縁４２Ａ（＋Ｚ端）は、本体部４１の上面よりも僅かに突出している。中心ピン８１が受容孔４２Ｈに挿通された状態で、上端縁４２Ａはフランジ部８２の下面に当接する（図４）。また、ピン受け４２の下端縁４２Ｂには、スリ板付きの押え金４５が当接する。

牽引リンク６による連結部として、第１ウィング部４１１には第１対向部４３Ａが、第２ウィング部４１２には第２対向部４３Ｂが各々備えられている。第１対向部４３Ａ及び第２対向部４３Ｂはそれぞれ、逆Ｕ字アーム４３１及び連結片４３２を含む。逆Ｕ字アーム４３１は、本体部４１から下方に垂下した二本のアーム部材によって形成され、牽引リンク６の上半分を受け入れる逆Ｕ字型の受け入れ空間４３Ｈを形成している。連結片４３２は、逆Ｕ字アーム４３１の前記二本のアーム部材の下端に各々配置されている。各連結片４３２は、牽引リンク６を固定するためのねじ孔４３３を備えている。

牽引ばり４の組付け位置は、横ばり３のＹ方向中央位置の上方である（図１、図４）。詳しくは、ピン受け４２の軸心が、横ばり３のＸ方向及びＹ方向中央点に位置合わせされるように、牽引ばり４が配置される。Ｚリンクの結合構造を実現するため、上記の牽引ばり４の配置状態において、第１対向部４３Ａは牽引リンク受け５の第１リンク連結部５３Ａと対向し、第２対向部４３Ｂは第２リンク連結部５３Ｂと対向する。

［牽引リンク］
図１０（Ａ）は、牽引リンク６の上面図、図１０（Ｂ）は、その長手方向の側面図である。牽引リンク６は、上面視で一方向に長い矩形の部材からなるリンク本体６１と、緩衝連結体６５とを含む。リンク本体６１の一端側は、牽引ばり４側に固定される第１リンク端部６２であり、他端側は、牽引リンク受け５に固定される第２リンク端部６３である。第１リンク端部６２及び第２リンク端部６３は、緩衝連結体６５が圧入される円柱状の空間を区画する円筒体６４からなる。リンク本体６１の長手方向中央には、上方に向けて凹没した凹部６１Ａが設けられている。

緩衝連結体６５は、心棒６５１、緩衝ゴム６５２及び外筒６５３から構成されている。心棒６５１は、円筒体６４に収容される中心球体６５４と、この中心球体６５４から側方へ一直線状に延び出す一対の羽根部６５５とからなる。各羽根部６５５は、ダブルＤカットにより形成された平行な固定面を有し、円筒体６４から側方へ延出している。各羽根部６５５には、ねじ通し用の連結孔６６が穿孔されている。

緩衝ゴム６５２は、牽引ばり４と牽引リンク受け５との連結部分に緩衝性を付与するために配置される。緩衝ゴム６５２は、所定の厚みを有する筒体からなり、心棒６５１の中心球体６５４の外周を覆うように配置される。なお、緩衝ゴム６５２を除く牽引リンク６の構成部材は、剛性を有する金属部材からなる。外筒６５３は、緩衝ゴム６５２を包み込むように保持する円筒状の部材である。外筒６５３の内周面は、緩衝ゴム６５２の外周面の形状に沿う曲面とされている。外筒６５３の外周面は、円筒体６４の内周面に沿うようにフラットな周面である。外筒６５３は、円筒体６４の内周面の内径よりも僅かに大きい外径を有している。外筒６５３は、緩衝ゴム６５２が装着された心棒６５１を保持した状態で、円筒体６４に圧入される。

図１１は、図３のＸＩ－ＸＩ線断面図であって、牽引リンク６による牽引ばり４と牽引リンク受け５との連結構造を示す図である。ここでは、＋Ｙ側に配置されるものを第１牽引リンク受け５Ａ及び第１牽引リンク６Ａ、－Ｙ側に配置されるものを第２牽引リンク受け５Ｂ及び第２牽引リンク６Ｂという。第１牽引リンク６Ａは、牽引ばり４の第１対向部４３Ａと第１牽引リンク受け５Ａの第１リンク連結部５３Ａとを連結している。一方、第２牽引リンク６Ｂは、牽引ばり４の第２対向部４３Ｂと第２牽引リンク受け５Ｂの第２リンク連結部５３Ｂとを連結している。

第１牽引リンク６Ａの第１リンク端部６２は、第１対向部４３Ａの受け入れ空間４３Ｈ（図９）に受け入れられている。第１リンク端部６２及び第１対向部４３Ａは、横ばり３の存在位置よりも－Ｘ側に突出する位置に配置されている。第１リンク端部６２側の心棒６５１の羽根部６５５と第１対向部４３Ａの連結片４３２とがＸ方向に重ね合わされ、連結孔６６とねじ孔４３３とが位置合わせされた状態で、第１ねじ６７の締結によって両者が固定されている。

一方、第１牽引リンク６Ａの第２リンク端部６３は、第１牽引リンク受け５Ａの第１リンク連結部５３Ａの受け入れ空間５３Ｈ（図８）に受け入れられている。第１牽引リンク受け５Ａが横ばり３の上に配置されているので、第２リンク端部６３及び第１リンク連結部５３Ａは、横ばり３の開放断面内に一部が入り込んだ位置にある。第２リンク端部６３の羽根部６５５と第１リンク連結部５３Ａの保持片５３２とがＸ方向に重ね合わされ、連結孔６６とねじ孔５３３とが位置合わせされた状態で、第２ねじ６８の締結によって両者が固定されている。

第２牽引リンク６Ｂの第１リンク端部６２は、第２対向部４３Ｂの受け入れ空間４３Ｈに受け入れられている。第１リンク端部６２及び第２対向部４３Ｂは、横ばり３の存在位置よりも＋Ｘ側に突出する位置に配置されている。第１リンク端部６２側の羽根部６５５と第２対向部４３Ｂの連結片４３２とがＸ方向に重ね合わされ、第１ねじ６７の締結によって両者が固定されている。一方、第２牽引リンク６Ｂの第２リンク端部６３は、第２牽引リンク受け５Ｂの第２リンク連結部５３Ｂの受け入れ空間５３Ｈに受け入れられている。第２リンク端部６３及び第２リンク連結部５３Ｂは、横ばり３の開放断面内に一部が入り込んだ位置にある。第２リンク端部６３の羽根部６５５と第２リンク連結部５３Ｂの保持片５３２とがＸ方向に重ね合わされ、第２ねじ６８の締結によって両者が固定されている。

図１２は、図１１のＸＩＩ線視の側面図であって、横ばり３と牽引リンク６との高さ方向（Ｚ方向）の位置関係を示す図である。上述の通り、牽引リンク６Ａ、６Ｂの第１リンク端部６２は横ばり３から突出する位置に配置される一方、第２リンク端部６３は横ばり３の開放断面内に一部が入り込むように配置される。このため、リンク本体６１には、横ばり３との干渉を回避するための凹部６１Ａが設けられている。詳しくは、横ばり３の上縦板３２の上方を跨ぐように、リンク本体６１の下面を上方に窪ませた凹部６１Ａが形成されている。この構成により、Ｚ方向のサイズをコンパクト化することができる。

［左右動ダンパー］
本実施形態のボルスタレス台車１は、牽引ばり４の＋Ｘ側に、車体ＣＢの左右方向（Ｙ方向）の揺れを減衰させる左右動ダンパー７を備える。図１、図３及び図１１を参照して、左右動ダンパー７はＹ方向（車幅方向）に延在するように水平に配置されており、固定端として＋Ｙ端部７１（一端部）及び－Ｙ端部７２（他端部）を備えている。＋Ｙ端部７１は牽引リンク受け５側に、－Ｙ端部７２は中心ピンユニット８（中心ピン８１）側に各々接続される。

＋Ｙ端部７１の支持のために、第１牽引リンク受け５Ａから、アーム部材５４が＋Ｘ方向に突設されている。アーム部材５４は、第１牽引リンク受け５Ａに固定される基端部５４１（固定部）と、当該基端部５４１から＋Ｘ側に延び出した先端部５４２（第１ダンパー受け部）とを含む。基端部５４１は、第１牽引リンク受け５Ａに備えられているアーム固定部５２４に、固定ねじ５５によって固定されている。先端部５４２は、左右動ダンパー７の＋Ｙ端部７１を保持する＋Ｙ保持ピン７３を支持している。

－Ｙ端部７２の支持のために、中心ピンユニット８のフランジ部８２から垂下アーム８３（第２ダンパー受け部）が延び出している。垂下アーム８３は、フランジ部８２の－Ｙ端部付近から下方に伸び出している。垂下アーム８３の下端部は、左右動ダンパー７の－Ｙ端部７２を保持する－Ｙ保持ピン７４を支持している。

上記のような左右動ダンパー７の保持構造とすることで、＋Ｙ端部７１及び－Ｙ端部７２をガタつきなく支持させることができる。左右動ダンパー７は、車体ＣＢに左右方向の揺れが発生したとき、その振動に抵抗する減衰力を出す。しかし、たとえ微小でも、＋Ｙ端部７１又は－Ｙ端部７２の支持部分にガタつきがあると、微小な横揺れを吸収できなくなる。本実施形態では、中心ピン８１がピン受け４２内で回動できるよう、両者間に僅かな隙間を設ける必要がある。この隙間がガタつきとなり、とりわけ車両の高速運転時に振動を増長させ、高速安定性を阻害することがある。

しかし、本実施形態では、左右動ダンパー７の＋Ｙ端部７１は、アーム部材５４並びに第１牽引リンク受け５Ａを介して側ばり２に支持される。その支持経路にガタつきが生じる箇所は存在しない。また、－Ｙ端部７２は、垂下アーム８３及びフランジ部８２を介して中心ピン８１に直結しており、隙間等は存在しない。従って、左右動ダンパー７の伝達ロスの発生を防止することができ、車両の高速安定性を担保することができる。

［作用効果］
図１３（Ａ）は、比較例に係るボルスタレス台車１Ａにおける牽引力の伝達ルートを示す模式図である。比較例のボルスタレス台車１Ａは、牽引リンク６の一端を受ける牽引リンク受け５０が、開放断面構造を有する横ばり３に取り付けられてなる。この牽引リンク受け５０と、牽引ばり４の第１対向部４３Ａ及び第２対向部４３Ｂとが、それぞれ牽引リンク６で連結されている。

この場合、台車枠１１から中心ピン８１への牽引力の伝達ルートは矢印Ｆ１で示す通りとなる。すなわち、台車枠１１の側ばり２から横ばり３の一部を経由して牽引リンク受け５０に至り、その後、牽引リンク６及び牽引ばり４を順次経由して、車体ＣＢ側の中心ピン８１に至る伝達ルートである。この矢印Ｆ１のルートでは、牽引力が開放断面構造を採用してねじり剛性を低下させた横ばり３を通って伝達されることになる。このため、大きな牽引荷重が加わる等の要因で、横ばり３に変形や損傷が生じ、結果として横ばり３の強度が維持できないという問題が生じ得る。

図１３（Ｂ）は、本発明の実施例に係るボルスタレス台車１における牽引力の伝達ルートを示す模式図である。実施例のボルスタレス台車１は、上述の通り、開放断面構造を有する横ばり３が採用されている一方で、側ばり２に基端側が固定され、先端側が車幅方向内側に延び出した一対の牽引リンク受け５を備える。これら牽引リンク受け５の前記先端側に、牽引リンク６の一端が固定される第１リンク連結部５３Ａ及び第２リンク連結部５３Ｂが配置されている。そして、一対の牽引リンク６が、第１リンク連結部５３Ａ及び第２リンク連結部５３Ｂと、中心ピン８１を受容する牽引ばり４の第１対向部４３Ａ及び第２対向部４３Ｂとを各々連結する構造を備える。

この場合、台車枠１１から中心ピン８１への牽引力の伝達ルートは矢印Ｆ２で示す通りとなる。すなわち、伝達ルートは、台車枠１１の側ばり２から、横ばり３を経由することなく、一対の牽引リンク受け５の第１リンク連結部５３Ａ及び第２リンク連結部５３Ｂに至る。そして、各牽引リンク６及び牽引ばり４の第１対向部４３Ａ及び第２対向部４３Ｂを経由して、車体ＣＢ側の中心ピン８１に至る。この矢印Ｆ２のルートでは、牽引力は、ねじり剛性が低い横ばり３を通ることなく、側ばり２から牽引ばり４を介して中心ピン８１に伝達される。このため、大きな牽引荷重が横ばり３に加わることはなく、結果として横ばり３の強度を維持できる。

以上説明した通り、本実施形態のボルスタレス台車１によれば、横ばり３が、上面開口の断面Ｕ字型の開放断面構造を有するので、曲げ剛性を確保しつつ、ねじり剛性を低下させて、輪重変動を低減させることができる。このため、軌道ねじれに対する追従性を良好とし、各車輪１４に適切に荷重が加わるようにすることができる。一方、牽引リンク受け５は、横ばり３ではなく、側ばり２に基端側の固定平板部５１が固定され、車幅方向内側に延び出した先端側において、牽引ばり４と牽引リンク６によって連結される。このため、台車枠１１から車体ＣＢへの牽引力の伝達ルートは、側ばり２、牽引リンク受け５、牽引ばり４及び中心ピン８１を通るルートとなる。従って、開放断面構造の採用によって剛性が比較的低い横ばり３に大きな牽引荷重が加わらないようにし、横ばり３の強度を確保することができる。

以上説明した実施形態には以下に示す発明がさらに含まれている。

本発明に係る鉄道車両用台車の一態様では、前記牽引リンク受けは、前記一対の側ばりの一方に固定される第１基端部と、車幅方向内側に延び出した第１先端部とを有する第１牽引リンク受けと、前記一対の側ばりの他方に固定される第２基端部と、車幅方向内側に延び出した第２先端部とを有する第２牽引リンク受けと、を含み、前記牽引ばりは、前記第１牽引リンク受けの第１先端部と対向する第１対向部と、前記第２牽引リンク受けの第２先端部と対向する第２対向部と、を含み、前記牽引リンクは、前記第１先端部と前記第１対向部とを連結する第１牽引リンクと、前記第２先端部と前記第２対向部とを連結する第２牽引リンクと、を含む。

この鉄道車両用台車によれば、牽引ばりの第１、第２対向部を、第１、第２牽引リンクを用いて第１、第２牽引リンク受けに対して各々連結される。これにより、Ｚリンク式の牽引装置を実現することができる。

なお、本発明は、１本リンク式の牽引装置にも適用することができる。この場合、例えば、横ばり３の開放断面の内部に、一対の側ばり２間に架け渡した梁部材を配置する。この梁部材を牽引リンク受けとし、当該梁部材の車幅方向中央位置に牽引リンクと結合する連結部を設ければ良い。この場合、前記梁部材の両端が側ばり２に固定される基端側、前記梁部材の車幅方向中央位置が先端側となる。

前記鉄道車両用台車の他の態様では、前記中心ピンと前記牽引リンク受けの前記先端側との間に配置されるダンパー装置をさらに備える。

前記牽引リンク受けは側ばりに直接固定されていることから、隙間部分が存在しない。このため、ガタつきのない支持部材にダンパー装置を支持させることができる。従って、ダンパー装置の伝達ロスの発生を防止することができ、車両の高速安定性を担保することができる。

上記のダンパー装置を含む鉄道車両用台車において、前記中心ピンは、前記車体の下部に固着されるフランジ部と一体の部材であって、前記牽引リンク受けに固定される固定部と、当該固定部から延び出した第１ダンパー受け部とを含むアーム部材をさらに備え、前記ダンパー装置は、車幅方向に延在するように配置され、前記第１ダンパー受け部で保持される一端部と、前記フランジ部から延び出した第２ダンパー受け部で保持される他端部とを備えることが望ましい。

この鉄道車両用台車によれば、前記アーム部材及び前記フランジ部からの延び出し部分を用いて、ダンパー装置を振動減衰に適した箇所（例えば横ばりから前方へ離間した位置）に配置することができる。

前記鉄道車両用台車において、前記牽引リンク受けの前記先端側は、前記横ばりの前記開放断面内に収容されていることが望ましい。これにより、牽引リンク受けを利用した横ばりの組付けによる組み立て作業の容易化、並びに横ばりの強度補強等を達成することができる。

１ ボルスタレス台車（鉄道車両用台車）
１１ 台車枠
１２ 牽引装置
２ 側ばり
３ 横ばり
３Ｈ 上面開口
４ 牽引ばり
４２ ピン受け
４３Ａ 第１対向部
４３Ｂ 第２対向部
５ 牽引リンク受け
５Ａ、５Ｂ 第１、第２牽引リンク受け
５１ 固定平板部（基端側）
５２ 延出部（先端側）
５３Ａ 第１リンク連結部（第１先端部）
５３Ｂ 第２リンク連結部（第２先端部）
５４ アーム部材
５４１ 基端部（固定部）
５４２ 先端部（第１ダンパー受け部）
６ 牽引リンク
６Ａ、６Ｂ 第１、第２牽引リンク
７ 左右動ダンパー（ダンパー装置）
７１ ＋Ｙ端部（一端部）
７２ －Ｙ端部（他端部）
８ 中心ピンユニット
８１ 中心ピン
８２ フランジ部
８３ 垂下アーム（第２ダンパー受け部）
ＣＢ 鉄道車両の車体

Claims (5)

1. 鉄道車両の車体を支持するボルスタレス式の鉄道車両用台車であって、
   車幅方向に延びる横ばりと、車体前後方向に延び前記横ばりの車幅方向両端部を支持する一対の側ばりとを含む台車枠と、
   前記車体に対してヨーイング方向に回動可能に、前記台車枠と前記車体とを結合する牽引装置と、を備え、
   前記横ばりは、上面が開口した断面Ｕ字型の開放断面構造を有し、
   前記牽引装置は、
   基端側が前記側ばりに固定され、先端側が車幅方向内側に延び出した牽引リンク受けと、
   前記車体に固定された中心ピンを回動可能に受容するピン受けを有する牽引ばりと、
   前記牽引リンク受けの前記先端側と前記牽引ばりとを連結する牽引リンクと、
   を備える鉄道車両用台車。
2. 請求項１に記載の鉄道車両用台車において、
   前記牽引リンク受けは、
   前記一対の側ばりの一方に固定される第１基端部と、車幅方向内側に延び出した第１先端部とを有する第１牽引リンク受けと、
   前記一対の側ばりの他方に固定される第２基端部と、車幅方向内側に延び出した第２先端部とを有する第２牽引リンク受けと、を含み、
   前記牽引ばりは、前記第１牽引リンク受けの第１先端部と対向する第１対向部と、前記第２牽引リンク受けの第２先端部と対向する第２対向部と、を含み、
   前記牽引リンクは、前記第１先端部と前記第１対向部とを連結する第１牽引リンクと、前記第２先端部と前記第２対向部とを連結する第２牽引リンクと、を含む、鉄道車両用台車。
3. 請求項１又は２に記載の鉄道車両用台車において、
   前記中心ピンと前記牽引リンク受けの前記先端側との間に配置されるダンパー装置をさらに備える、鉄道車両用台車。
4. 請求項３に記載の鉄道車両用台車において、
   前記中心ピンは、前記車体の下部に固着されるフランジ部と一体の部材であって、
   前記牽引リンク受けに固定される固定部と、当該固定部から延び出した第１ダンパー受け部とを含むアーム部材をさらに備え、
   前記ダンパー装置は、車幅方向に延在するように配置され、前記第１ダンパー受け部で保持される一端部と、前記フランジ部から延び出した第２ダンパー受け部で保持される他端部とを備える、鉄道車両用台車。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車において、
   前記牽引リンク受けの前記先端側は、前記横ばりの前記開放断面内に収容されている、鉄道車両用台車。
   

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