JP5045646B2 - Rail car axle box support device - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両用台車の軸箱支持装置に関するものである。 The present invention relates to an axle box support device for a railcar bogie.
一般的に、鉄道車両用台車の軸箱支持装置は、軸箱と台車枠の間に、コイルばねと防振ゴムからなる軸ばねを備えている。特に、近年の旅客車両用台車では、コイルばねと防振ゴムを直列に設置することが多いので、両者を適切に保持するため、軸ばね座が設けられている。 2. Description of the Related Art Generally, an axle box support device for a railway vehicle bogie includes an axial spring made of a coil spring and an anti-vibration rubber between the axle box and the bogie frame. In particular, in recent passenger vehicle carts, a coil spring and an anti-vibration rubber are often installed in series, and therefore a shaft spring seat is provided to hold both properly.
この軸ばね座には、車体を保持する大きな荷重が上下方向に作用するため、十分な強度を求められる一方、特に上下方向の設置スペースの制約から、厚みを薄くコンパクトにすることが求められる。 The shaft spring seat is required to have a sufficient strength because a large load for holding the vehicle body acts in the vertical direction. On the other hand, the shaft spring seat is required to have a small thickness and a compact size, particularly due to restrictions on the installation space in the vertical direction.
このような軸ばね座について、特許文献1には、軸ばね座と防振ゴムに形成した液室を、オリフィスを有する通路で連通した技術が開示されている。この技術の場合、防振ゴムが変形したときに、液室内の液体がオリフィスを通って軸ばね座の液室に移動することで振動を減衰し、制振性を向上させる。
しかしながら、特許文献1で開示された技術は、防振ゴムの中に液室を形成して液体を満たすので、防振ゴムの厚みが厚くなり、軸箱支持装置の上下方向を薄くコンパクトにすることはできない。また、軸ばね座の薄肉化についての記載や示唆はない。 However, since the technique disclosed in Patent Document 1 fills the liquid by forming a liquid chamber in the anti-vibration rubber, the thickness of the anti-vibration rubber is increased, and the vertical direction of the axle box support device is made thin and compact. It is not possible. Moreover, there is no description or suggestion about the thinning of the shaft spring seat.
また、特許文献2には、軸はり式軸箱支持装置において、軸ばねと軸箱の間に前後方向に離隔してスペーサを設け、軸ばねから作用する上下荷重を軸箱の前後に作用させて、軸箱に保持されるベアリングに、前記上下荷重を均等に作用させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献2で開示された技術は、軸ばねと軸箱の間にスペーサを介在させるので、軸箱支持装置の上下方向を薄くコンパクトにすることができない。また、軸ばね座の薄肉化についての記載や示唆はない。 However, since the technique disclosed in Patent Document 2 interposes a spacer between the shaft spring and the shaft box, the vertical direction of the shaft box support device cannot be made thin and compact. Moreover, there is no description or suggestion about the thinning of the shaft spring seat.
また、特許文献3には、ウイング式軸箱支持装置において、省スペース化を実現するため、コイルばねの上方の台車枠に凹部を形成し、台車枠の内部にコイルばねの一部を収容する技術が開示されている。
この特許文献3で開示された技術は、軸箱支持装置の上下方向の省スペース化が図れるが、台車枠の内部にコイルばねの一部を収容する凹部を形成するので、台車枠の構造が複雑になって、製作工数が増加する。また、軸ばね座の薄肉化についての記載や示唆はない。 Although the technology disclosed in Patent Document 3 can save space in the vertical direction of the axle box support device, a recess for accommodating a part of the coil spring is formed inside the bogie frame, so that the structure of the bogie frame is It becomes complicated and the production man-hour increases. Moreover, there is no description or suggestion about the thinning of the shaft spring seat.
本発明が解決しようとする問題点は、従来の軸箱支持装置では、強度と薄さを兼ね備えたコンパクトな軸ばね座を有する軸箱支持装置はないという点である。 The problem to be solved by the present invention is that there is no shaft box support device having a compact shaft spring seat having both strength and thinness in the conventional shaft box support device.
本発明の鉄道車両用軸箱支持装置は、
強度と薄さを兼ね備えたコンパクトな軸ばね座を備えた軸箱支持装置を得るために、
軸受を介して輪軸を回転自在に支持する軸箱と、
この軸箱と台車枠とを相対変位が可能なように支持する支持部と、
前記軸箱と前記台車枠との間に、コイルばね及び防振ゴムと、これら両者間に介在する軸ばね座を備えた鉄道車両用軸箱支持装置であって、
前記軸ばね座が、板状部の一方の面に、前記コイルばねの内面に挿入する円筒状部を突出させたもので、前記円筒状部の一部に切り欠きを設けていることを最も主要な特徴としている。
The rail car axle box support device of the present invention is
In order to obtain an axle box support device with a compact axle spring seat that combines strength and thinness,
An axle box that rotatably supports the wheel shaft via a bearing;
A support portion for supporting the axle box and the carriage frame so that relative displacement is possible;
Between the axle box and the bogie frame, a coil spring and an anti-vibration rubber, and an axle box support device for a railway vehicle provided with an axle spring seat interposed between the two,
The shaft spring seat is formed by projecting a cylindrical portion to be inserted into the inner surface of the coil spring on one surface of the plate-like portion, and providing a notch in a part of the cylindrical portion. Main features.
本発明の鉄道車両用軸箱支持装置は、コイルばねから作用する荷重によって局所的な高応力が生じる、コイルばねを支持する円筒状部の一部を切り欠くので、応力集中を低減することができる。従って、全体の機能を維持したまま、薄くてコンパクトな軸ばね座を得ることができる。 The axle box support device for a railway vehicle according to the present invention cuts out a part of the cylindrical portion that supports the coil spring in which local high stress is generated by the load acting from the coil spring, so that stress concentration can be reduced. it can. Therefore, a thin and compact shaft spring seat can be obtained while maintaining the overall function.
前記円筒状部の一部に設ける切り欠きは、コイルばねの立ち上がり部を含む近傍に設けることが効果的であり、より望ましい。 The notch provided in a part of the cylindrical portion is effective and more preferably provided in the vicinity including the rising portion of the coil spring.
本発明の鉄道車両用軸箱支持装置において、板状部の、円筒状部が形成された面と反対側の面に、防振ゴムを支持するための環状部を形成した場合には、防振ゴムの固定が容易に行えるので、望ましい。 In the rail car axle box support device of the present invention, when an annular portion for supporting the vibration isolating rubber is formed on the surface of the plate-like portion opposite to the surface on which the cylindrical portion is formed, It is desirable because vibration rubber can be fixed easily.
本発明によれば、軸ばね座の局所的な高荷重が作用する位置の応力を低減することができるので、より薄くてコンパクトな軸ばね座を備えた軸箱支持装置を提供することができる。 According to the present invention, since the stress at the position where the local high load acts on the shaft spring seat can be reduced, it is possible to provide a shaft box support device having a thinner and more compact shaft spring seat. .
以下、本発明の新しい着想と、この新しい着想から課題の解決に至るまでの経過と共に、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を用いて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings along with the new idea of the present invention and the progress from the new idea to the solution of the problem.
軸箱支持装置では、例えば図5に示すように、軸受1を介して輪軸2を回転自在に支持する軸箱3は、緩衝ゴム8を介して台車枠4に相対変位が可能なように支持されている。そして、前記軸箱3と台車枠4との間に、コイルばね5と防振ゴム6が設けられ、これらの間に軸ばね座7を介在させて両者5,6を適切に保持している。
In the axle box support device, for example, as shown in FIG. 5, the axle box 3 that rotatably supports the wheel shaft 2 via the bearing 1 is supported via the buffer rubber 8 so as to be relatively displaceable on the carriage frame 4. Has been. A
現状、この軸ばね座7は、図6に示すように、円盤部7aの両面に円筒部7b,7cを突出させた形状をしている。そして、前記円筒部7b,7cのうちの一方の円筒部7bがコイルばね5の内面5aを案内し、他方の円筒部7cが防振ゴム6の内面6aを案内することで、コイルばね5と防振ゴム6を保持している。
At present, as shown in FIG. 6, the
これら円筒部7b,7cにより、コイルばね5と防振ゴム6を適切に保持するためには、コイルばね5の内面5aと円筒部7bの外面7baの間、および防振ゴム6の内面6aと円筒部7cの外面7caの間の隙間を小さくする必要がある。
In order to hold the
この場合、材質がゴムの防振ゴム6は、任意の形状に形成することが容易であるため、防振ゴム6の内面6aと円筒部7cの外面7caの間の隙間を小さくしても、前記の円盤部7aと円筒部7cを接合する部分の曲率を大きくすることができる。
In this case, since the
しかしながら、コイルばね5は、棒状の素材をコイル状に巻いて、その両端を平坦に加工しているので、ばねの端部では両端の平坦部5bと内面5aとの曲率が小さくなり、直角に近い状況になる(図6(b)参照)。
However, since the
この場合、コイルばね5の内面5aと円筒部7bの外面7baの間の隙間を小さくすると、コイルばね5との干渉を避けるため、前記の円盤部7aと円筒部7bの接合部の曲率をコイルばね5の端部の曲率よりもさらに小さくする必要がある。従って、円盤部7aと円筒部7bを滑らかに接合することができない。
In this case, if the gap between the
このような軸箱支持装置では、コイルばね5を介し、軸ばね座7に上下方向の荷重が作用した場合、防振ゴム6と直列に位置する円筒部7bの、コイルばね5の端部、特に円盤部7aから立ち上がる付近で局所的に高荷重が作用することになる。
In such a shaft box support device, when a vertical load is applied to the
これは、前記円盤部7aが薄い場合、防振ゴム6が存在すると、大きな上下偏荷重が作用するコイルばね立ち上がり部近傍が、部分的に沈みこんで曲げひずみが発生し、円盤部7aと円筒部7b間の曲率の小さな接合部に高応力が発生するためである。なお、防振ゴム6はコイルばね4の上部、下部の何れかに配置されるが、何れの場合でも前記と同様の現象が発生する。
This is because, when the
一方、軸ばね座7の円盤部7aと円筒部7bは、同材質で強度は等しいため、前記局所的な高荷重が作用する部位に高応力が発生する。従って、従来は、局所的な高応力に耐えることができるよう、軸ばね座7の全体を大きく厚くし、強度を向上させていたので、軸ばね座7の厚さが厚くならざるを得なかった。
On the other hand, since the
そこで、本発明では、例えば図1に示すように、軸ばね座7を形成する円盤部7aの一方の面に突出させた、コイルばね5の内面5aに挿入する円筒部7bの一部分に、コイルばね5の設置機能を損なわない程度の切り欠き7bbを設けている。
Therefore, in the present invention, for example, as shown in FIG. 1, a coil is formed on a part of a
より具体的には、前記円筒部7bにおけるコイルばね5の立ち上がり部5cを含む近傍に、円筒部7bの長手方向全域に亘る切り欠き7bbを設け、円盤部7aと円筒部7bの間の応力集中の原因となっている円筒自体を局所的に無くしている。
More specifically, a notch 7bb is provided over the entire length of the
また、図1では、円盤部7aの他方の面にも円筒部7cを突出させ、この円筒部7cで防振ゴム6を支持するものを示している。
In FIG. 1, a
この図1に示した軸ばね座7を採用した場合は、コイルばね5から作用する荷重によって円筒部7bにおけるコイルばね5の立ち上がり部5cを含む近傍に局所的な高荷重が作用しても、当該部分に局所的な応力集中が生じることを抑制できる。
When the
従って、軸ばね座7の機能を維持したまま、軸ばね座7に作用する応力の均等化が図れることになって、円盤部7aの厚みを薄くできて、コンパクトにすることができる。
Accordingly, the stress acting on the
ちなみに、本発明の効果を確認するために、図2に示した方法で、応力集中の発生が予想されるコイルばね5の立ち上がり部5cを含む近傍に作用する荷重を測定した(図3参照)。荷重は、油圧ジャッキ11によってコイルばね5から軸ばね座7に20kNの静荷重を付与した場合の結果を、歪みゲージで測定することにより行った。
Incidentally, in order to confirm the effect of the present invention, the load acting on the vicinity including the rising portion 5c of the
なお、図2中の12は台車枠に相当する治具、13は定盤、14は前記治具12と油圧ジャッキ11の先端に取り付けたシリンダ15の間に介在させたロードセルである。
In FIG. 2, 12 is a jig corresponding to a carriage frame, 13 is a surface plate, and 14 is a load cell interposed between the
下記表1に、各測定箇所における最大応力を示すが、本発明の軸ばね座を使用した場合、従来の軸ばね座を使用した場合に対し、最大応力は307MPaから176MPaと、40%程度低減した。この応力低減効果により、軸ばね座7の円盤部7aの厚みを薄くでき、軸ばね座7をコンパクトにすることができる。
Table 1 below shows the maximum stress at each measurement point. When the shaft spring seat of the present invention is used, the maximum stress is reduced by about 40% from 307 MPa to 176 MPa compared with the case of using the conventional shaft spring seat. did. Due to this stress reduction effect, the thickness of the
本発明は上記した例に限らないことは勿論であり、請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described examples, and the embodiments may be appropriately changed within the scope of the technical idea described in the claims.
例えば図1の例の場合、円筒部7bの切り欠き7bbは、コイルばね5の立ち上がり部5cを含む近傍を長手方向全域に亘って設けているので、コイルばね5と軸ばね座7の円筒部7bとの遊びが増し、コイルばね5の案内機能が低下することが懸念される。
For example, in the case of the example of FIG. 1, the notch 7bb of the
従って、図4に示すように、円筒部7bの円盤部7a側のみに切り欠き7bbを設け、長手方向における反対の側を残すことにより、コイルばね5の案内機能を維持しつつ、応力集中を防ぐようにしても良い。
Therefore, as shown in FIG. 4, the notch 7bb is provided only on the
また、図1や図4の例では、軸ばね座7は、円盤部7aの両面に円筒部7b,7cを突出させた形状のものについて説明しているが、円筒部7b,7cを突出させる円盤部7aは板状部としても良い。必ずしも円盤状でなくても、板状であればその形状は問わない。
Further, in the example of FIGS. 1 and 4, the
さらに、コイルばね5を支持する円筒部7bも、例えば先端付近にかけて部分的にテーパが形成されているような形状や、円筒を2段重ねた形状で先端側の直径を小さくしたものでも良い。すなわち、上述の板状部(円盤部7a)側に適正な直径を有する円筒状部を形成できるものであれば良い。防振ゴム6を支持する円筒部7cも、防振ゴム6を支持できる環状を有する環状部であれば円筒でなくても、どのような形状でも良い。
Furthermore, the
またさらに、前記防振ゴム6を支持する円筒部7cは必須の構成要件ではなく、防振ゴム6を別の板状部材等で挟んで固定するものでも良い。また、軸ばね座7の一部に突起を設けて支持するものでも良い。
Furthermore, the
1 軸受
2 輪軸
3 軸箱
4 台車枠
5 コイルばね
5a 内面
5c 立ち上がり部
6 防振ゴム
7 軸ばね座
7a 円盤部
7b 円筒部
7bb 切り欠き
7c 円筒部
8 緩衝ゴム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bearing 2 Wheel shaft 3 Shaft box 4
Claims (4)
この軸箱と台車枠とを相対変位が可能なように支持する支持部と、
前記軸箱と前記台車枠との間に、コイルばね及び防振ゴムと、これら両者間に介在する軸ばね座を備えた鉄道車両用軸箱支持装置であって、
前記軸ばね座が、板状部の一方の面に、前記コイルばねの内面に挿入する円筒状部を突出させたもので、前記円筒状部の一部に切り欠きを設けていることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。 An axle box that rotatably supports the wheel shaft via a bearing;
A support portion for supporting the axle box and the carriage frame so that relative displacement is possible;
Between the axle box and the bogie frame, a coil spring and an anti-vibration rubber, and an axle box support device for a railway vehicle provided with an axle spring seat interposed between the two,
The shaft spring seat is formed by projecting a cylindrical portion to be inserted into the inner surface of the coil spring on one surface of the plate-like portion, and a notch is provided in a part of the cylindrical portion. An axle box support device for railway vehicles.
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