JP4967358B2 - 鉄道車両用軸箱支持装置および鉄道車両用台車 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両用の軸箱支持装置、およびこの軸箱支持装置を備えた鉄道車両用台車に関するものである。

鉄道車両の輪軸を回転自在に支持する軸受を収めた軸箱は、軸はり式、リンク式など種々の形式の軸箱支持装置によって台車に支持されている。

そのうちのリンク式軸箱支持装置を図２に示す。
リンク式の軸箱支持装置は、台車枠１と軸箱２とをリンク３を介して結合したもので、リンク３と台車枠１および軸箱２との結合部にはゴムブッシュ４ａ，４ｂが設けられている（特許文献１）。なお、図２中の５は軸箱２と台車枠１との間に配置された軸ばね、６は空気ばねを示す。
特開平８−３２４４２６号公報

また、軸はり式軸箱支持装置に関しても、軸箱体の支持腕の先端部が支持ゴムを介して台車枠に支持されたものが、特許文献２に開示されている。
特開平５−２３８３８９号公報

このようなゴムによって、台車枠に対して軸箱を上下、左右および前後方向に弾性支持している軸箱支持装置の場合、曲線区間における通過性能を向上するために、前後方向の軸箱支持剛性を低く設定すると、踏面ブレーキを備えた台車では、ブレーキ荷重の作用時にゴムの歪み量が大きくなってゴムの寿命が低下するおそれがある。

このゴムの寿命低下を招くような過大な歪みを抑制するためには、台車と輪軸間に発生する一定量以上の変位をストッパで防止するか、ゴムの前後方向の剛性を高くすることになる。

しかしながら、このような場合、踏面ブレーキ荷重が作用したときには、ほとんど弾性がなくなり、台車と輪軸間の支持が剛となって輪軸の運動が拘束されるので、曲線区間の通過性能が悪くなるおそれがある。加えて、ゴムの前後方向の剛性を高くした場合は、本来の目的である弾性支持効果も十分に得られないという問題もある。

本発明が解決しようとする問題点は、ゴムによって、台車枠に対して軸箱を弾性支持している従来の軸箱支持装置の場合、曲線区間における通過性能の向上と、ゴムの寿命延長を両立することができないという点である。

本発明は、前後方向の軸箱支持を低剛性として曲線区間の通過性能を向上させつつ、ゴムの過大歪みによる寿命低下を防止するために、以下の構成を採用している。

すなわち、本発明の鉄道車両用軸箱支持装置は、
軸箱を一本のリンクで台車枠に支持させる鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記リンクの両側が、軸箱側のゴムブッシュの剛性を台車枠側のゴムブッシュの剛性より小さくして、それぞれ前後方向に異なる剛性を有するゴムブッシュを介して軸箱又は台車枠と結合されていることを最も主要な特徴としている。
本発明において、「前後」とは、鉄道車両の進行方向に対して前方向または後方向をいう。

前記リンクの重量は、台車枠の重量と比較して十分に小さい。従って、リンクの両側に設けるゴムブッシュの前記剛性（ばね定数）は直列と考えられ、合成ばね定数は、それぞれのばね定数をＡ，Ｂとした場合、Ａ・Ｂ／（Ａ＋Ｂ）で表すことができる。

よって、本発明の鉄道車両用軸箱支持装置では、合成した前後方向の剛性は、高い方のゴムブッシュの剛性、例えばＢ単体での使用時よりも低減され、曲線区間通過性能の向上を図ることができる。しかも、剛性の高い方のゴムブッシュは歪みが小さく、寿命の延長が図れる。

本発明の鉄道車両用軸箱支持装置では、リンクの両側に設けるゴムブッシュの剛性が前後方向に異なっていれば良く、いずれを軸箱側、台車枠側としてもよい。また、剛性を異ならせる手段は特に限定される訳ではなく、同じ材質を用い、形状を変えることで実現しても良く、同じ形状で材質を変えて実現しても良い。但し、材質を変えて剛性を異ならせた場合に、取付けの際に誤って同じ剛性のゴムブッシュを使用する事態を防ぐ観点からも形状を変えることで剛性を異ならせることが望ましい。

本発明の鉄道車両用軸箱支持装置において、前記リンクのうちの剛性の低いゴムブッシュを設けた側と結合する台車枠又は軸箱にのみストッパを備えさせた場合は、このストッパにより剛性の低いゴムブッシュの寿命低下も抑制しつつ、ストッパの作用時でも台車枠と輪軸間の弾性支持を保持でき、輪軸運動の拘束を抑制できる。なお、このストッパの形状は、ゴムブッシュの弾性変形を止められるものであれば良く、特にこだわらない。

鉄道車両用台車の複数の輪軸のうちの何れか一方の輪軸を支持する軸箱を、前記本発明の軸箱支持装置によって支持した場合には、曲線区間通過性能の向上を図りつつ、ゴムブッシュの寿命延長も図ることができるようになる。これが本発明の鉄道車両用台車である。

本発明の鉄道車両用台車は、踏面ブレーキを備えたものである場合には、ブレーキ荷重が前後方向に作用するので、前記の効果がより発揮できることになる。

本発明では、ゴムブッシュの寿命低下を抑制しつつ、前後方向の軸箱支持剛性を低減して曲線区間の通過性能を向上することができる。

また、本発明において、剛性の低いゴムブッシュを設けた側と結合する台車枠又は軸箱にのみストッパを備えた場合は、このストッパにより剛性の低いゴムブッシュの寿命低下を抑制できるのみならず、ストッパの作用時でも台車枠と輪軸間の弾性支持を保持でき、輪軸の運動が拘束されることを抑制できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１に示す例に基づいて説明する。
図１は本発明の鉄道車両用軸箱支持装置を構成するリンクと、本発明の鉄道車両用軸箱支持装置を備えた鉄道車両用台車の要部を示した図である。

１１は本発明の鉄道車両用軸箱支持装置を構成するリンクであり、例えばその形状を変えることによって、両側に取り付けるゴムブッシュ１２ａ，１２ｂの前後方向の剛性Ａ，Ｂを異ならせている。

図１の例では、低い剛性（ばね定数）Ｂを有するゴムブッシュ１２ｂを介して軸箱２に、また、高い剛性（ばね定数）Ａを有するゴムブッシュ１２ａを介して台車枠１に取り付けたものを示している。

このようなリンク１１を備えた本発明の鉄道車両用軸箱支持装置では、リンク１１の重量が台車枠１の重量と比較して十分に小さいので、ゴムブッシュ１２ａ，１２ｂの合成ばね定数は直列と考えることができ、Ａ・Ｂ／（Ａ＋Ｂ）で表すことができる。

つまり、本発明の鉄道車両用軸箱支持装置を備えた本発明の鉄道車両用台車では、高い剛性Ａを有するゴムブッシュ１２ａのみを設けたリンクを使用した場合よりも前後方向の剛性が低くなって曲線区間の通過性能が向上する。しかも、剛性の高いゴムブッシュ１２ａは歪みが小さいので、寿命の延長が図れる。

しかし、台車が踏面ブレーキを装備する場合は、踏面ブレーキ作用時には剛性の低いゴムブッシュ１２ｂの歪みが大きくなりゴムの寿命低下を招くおそれがある。
このような問題を防ぐためには、リンク１１と軸箱２の変位が一定量以上で作用するストッパ（図示省略）を軸箱２に備えればよい。このストッパにより剛性の低いゴムブッシュ１２ｂの寿命低下も抑制できる。

この際、軸箱２を支持するゴムブシュの前後方向の剛性が同じで、台車枠１と軸箱２の両方にストッパを設ければ、これらのストッパによりゴムの弾性変形が不可能となるため、リンク１１と軸箱２体の結合が剛となり輪軸の運動を拘束する。

しかしながら、本発明では、ストッパが作用して、剛性の低いゴムブッシュ１２ｂの弾性作用がなくなっても、ゴムブッシュ１２ａ側にはストッパは設けられていないので、台車枠１と軸箱２をゴムブッシュ１２ａで弾性支持することになる。従って、台車枠１と輪軸は完全な剛支持とならずに輪軸運動が完全に拘束されることはなく、曲線区間通過性能の悪化などを回避できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において適宜変更可能なことは言うまでもない。

たとえば図１はボルスタレス台車を示しているが、本発明はボルスタ付台車にも適用できるなどである。

以上の本発明は、鉄道車両用軸箱支持装置に限らず、結合部を弾性支持するものであれば、他の用途に使用するものにも適用できる。

（ａ）は本発明の鉄道車両用軸箱支持装置を構成するリンクを示した図、（ｂ）は本発明の鉄道車両用軸箱支持装置を備えた鉄道車両用台車の要部を示した図である。 従来の鉄道車両用軸箱支持装置を備えた鉄道車両用台車の要部を示した図である。

符号の説明

１ 台車枠
２ 軸箱
１１ リンク
１２ａ，１２ｂ ゴムブッシュ

Claims (5)

1. 軸箱を一本のリンクで台車枠に支持させる鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記リンクの両側が、軸箱側のゴムブッシュの剛性を台車枠側のゴムブッシュの剛性より小さくして、それぞれ前後方向に異なる剛性を有するゴムブッシュを介して軸箱又は台車枠と結合されていることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
2. 前記リンクの両側に設けるゴムブッシュは、同じ材質で、異なる形状を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用軸箱支持装置。
3. 前記リンクのうちの前後方向の剛性が低いゴムブッシュを設けた側と結合する台車枠又は軸箱にのみストッパを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用軸箱支持装置。
4. 複数の輪軸のうちの何れか一方の輪軸に請求項１〜３の何れかに記載の軸箱支持装置を用いたことを特徴とする鉄道車両用台車。
5. 踏面ブレーキを備えたことを特徴とする請求項４に記載の鉄道車両用台車。
   

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