JP5180143B2 - Railcar bogie - Google Patents
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Description
本発明は、輪軸を挟んだ台車の前後方向の位置で、積層ゴムを用いて輪軸を弾性支持する軸箱支持装置を備えた鉄道車両用台車に関し、特に直線での高速走行安定性とともに、自己操舵による曲線通過性にも優れた軸箱支持装置を有する鉄道車両用台車に関する。 The present invention relates to a railway vehicle carriage provided with an axle box support device that elastically supports a wheel shaft using laminated rubber at a position in the front-rear direction of the carriage with the wheel shaft interposed therebetween, and more particularly, with high-speed running stability in a straight line, The present invention relates to a railcar bogie having an axle box support device that is also excellent in curve passing by steering.
近年では鉄道車両の高速化が求められ、直線路の不安定走行と曲線路における車輪横圧の増大をいかにして解決するかが課題となっている。操舵機能をもたない軸箱支持装置は、直線走行時の要求と曲線走行時の要求とは相反するものである。すなわち、軸バネの剛性を落とせば車輪が線路の曲線に追従しやすくなる一方で、直線路での蛇行が起き易くなってしまう。逆に、軸バネの剛性を上げると直線走行の安定性は得られるが、曲線路ではアタック角が大きくなってしまう。その点、下記特許文献1には、実質的な自己操舵機能をもたせるように構成した鉄道車両用台車の軸箱支持装置が開示されている。
In recent years, speeding-up of railway vehicles has been demanded, and how to solve unstable running on straight roads and increase in wheel lateral pressure on curved roads has become an issue. A shaft box support device that does not have a steering function is a contradiction between the requirement for straight traveling and the requirement for curved traveling. That is, if the rigidity of the shaft spring is lowered, the wheel easily follows the curve of the track, while meandering on a straight road is likely to occur. On the contrary, if the rigidity of the shaft spring is increased, straight running stability can be obtained, but the attack angle becomes large on a curved road. In that regard,
図8は、特許文献1に記載された軸箱支持装置の一部を示した平面図である。曲線路では、車輪110とレール200との間にアタック角αが生じ、その車輪110には横圧Qと前後力Fが作用する。横圧Qは前後力Fよりも大きいので、車輪110から軸箱120を介してバネ軸130に対して、車輪110を車軸160の中心回りに回転させる偶力となる。バネ軸130は、リンク140の規制によって移動が制限されるが、そのリンク140は、弾性体150が撓むことによってその結合部を支点として二点鎖線で示すように揺動する。従って、バネ軸130が横圧Qによって移動することで、軸箱120が曲線の内側斜前方に変位し、アタック角αが減少する。一方、直線路の走行では、リンク140がバネ軸130を拘束するので、軸箱7の向きが安定して蛇行防止となる。
FIG. 8 is a plan view showing a part of the axle box support device described in
従来の鉄道車両用台車は、曲線走行に際して横圧を受けて、車輪が自ずとレールの曲線に沿うように輪軸(車軸と車輪)を回転させる自己操舵方式と、シリンダなどを設けて強制的に輪軸を回転させる強制操舵方式とがある。強制操舵方式では、その機構が複雑になりコストアップになる他、車両重量を増加させる問題にもなる。その一方で、自己操舵の場合には、構成がシンプルになるが、前述したように直線走行と曲線走行との安定性を両立する点に問題があった。 Conventional railcar trolleys are equipped with a self-steering system that rotates a wheel shaft (axle and wheel) so that the wheel naturally follows the curve of the rail when subjected to lateral pressure during curved traveling, and a forcible wheel shaft by providing a cylinder or the like. There is a forced steering system that rotates the. In the forced steering system, the mechanism becomes complicated and the cost is increased, and the vehicle weight is also increased. On the other hand, in the case of self-steering, the configuration is simple, but there is a problem in that both the straight running and the curved running are compatible as described above.
前述した特許文献1の他、特許文献2などには、自己操舵方式を採用した鉄道車両用台車が提案され、その構成は強制操舵に比べてシンプルなものになっている。しかし、それでもバネ部材の他にリンク機構を加えた構成であり、そのためのスペースや部材を追加し、従来とは異なる別の構造にしなければならず、そのための設計変更が必要になり、コストアップは避けられなかった。また、図8に示す軸箱支持装置では、バネ軸130とリンク140の間には上下方向に激しい摺動が発生し、摩耗を極力防ぐ今日の設計から逆行しており現実的ではなかった。
In addition to
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、簡単な構成によって直線での高速走行安定性とともに、自己操舵による曲線通過性にも優れた鉄道車両用台車を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a railcar bogie that is excellent in high-speed running stability in a straight line and excellent in curve passing by self-steering with a simple configuration in order to solve such a problem.
本発明に係る鉄道車両用台車は、輪軸を弾性支持する軸箱支持装置が、輪軸の軸受部を挟んだ前後2箇所の取付部に、水平方向の荷重を弾性支持する前後一組の積層ゴムを備えたものであって、前記一組の積層ゴムは、それぞれゴムプレートと金属プレートとが交互に積層され、平面形状が略扇形の一対のバネ部を点対称に備え、その一対のバネ部が前記取付部にて所定の位置に配置されるように取り付けられたものであり、当該バネ部の配置位置は、前記一組の積層ゴムを平面視した場合に、一方の取付部にて、その一方の積層ゴムを円周方向に見てバネ部が存在しないスグリ部分に、他方の取付部では、同じく円周方向に見て前記一方の積層ゴムのスグリ部分に該当する位置に、当該他方の積層ゴムのバネ部が配置され、且つ、前記輪軸の旋回中心を中心点として描いた仮想の円が、前記2箇所に取り付けられた一組の積層ゴムに対して、いずれもバネ部が存在しない前記スグリ部分を通るようにしたものであることを特徴とする。 In the railcar bogie according to the present invention, the axle box support device that elastically supports the wheel shaft includes a pair of front and rear laminated rubbers that elastically support the load in the horizontal direction at two mounting portions on the front and rear sides of the bearing portion of the wheel shaft. The pair of laminated rubber includes a pair of spring portions each having a pair of spring portions that are alternately laminated with rubber plates and metal plates, the plane shape being substantially fan-shaped, and the pair of spring portions. Is mounted so as to be arranged at a predetermined position in the mounting portion, and the arrangement position of the spring portion is, when viewed in plan, the one set of laminated rubber, When one of the laminated rubbers is seen in the circumferential direction, the curly part has no spring portion, and in the other mounting part, the other of the laminated rubbers is in a position corresponding to the curly part of the one laminated rubber when seen in the circumferential direction. A spring portion of the laminated rubber, and the wheel shaft An imaginary circle drawn with the center of rotation as a center point is configured such that each of the set of laminated rubbers attached to the two places passes through the currant portion where no spring portion exists. And
また、本発明に係る鉄道車両用台車は、前記積層ゴムの中心を通る台車前後方向の直線をX軸とし、そのX軸に直交する台車左右方向の直線をY軸とした場合、バネ部端部の前記X軸やY軸からの距離が、X軸側よりもY軸側の方が大きいものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車は、前記軸箱支持装置に設けられた一組の積層ゴムは同じ形状のものであり、前記2箇所の取付部に対し、各積層ゴムのバネ部が、所定の位置にそれぞれ配置されるように位置決め手段を解して取り付けられるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車は、前記積層ゴムが、円筒部材に一対の前記バネ部が一体に形成されたものであり、台車枠に下向きに固定された固定ピンに前記円筒部材を嵌め合わせ、固定ピンの下端に固定された支持部材によって取り付けられるものであって、前記位置決め手段は、前記固定ピンと円筒部材に形成されたキー溝と、そのキー溝に嵌合する前記支持部材に形成されたキー突起であることが好ましい。
In addition, the railcar bogie according to the present invention has an end of a spring portion when a straight line in the longitudinal direction of the bogie passing through the center of the laminated rubber is defined as an X axis and a straight line in the lateral direction of the bogie perpendicular to the X axis is defined as a Y axis. It is preferable that the distance from the X axis or the Y axis of the portion is larger on the Y axis side than on the X axis side.
Further, in the railcar bogie according to the present invention, the pair of laminated rubbers provided in the axle box support device have the same shape, and the spring parts of the laminated rubbers are attached to the two attachment parts. It is preferable that the positioning means is attached so as to be arranged at predetermined positions.
In the railcar bogie according to the present invention, the laminated rubber is formed by integrally forming a pair of the spring portions on a cylindrical member, and the cylindrical member is attached to a fixing pin fixed downward on the bogie frame. The fixing means is attached by a support member fixed to the lower end of the fixed pin, and the positioning means is attached to the key groove formed in the fixed pin and the cylindrical member, and the support member fitted in the key groove. It is preferable that the key protrusion is formed.
また、本発明に係る鉄道車両用台車は、前記バネ部が、積層されたゴムプレートによる扇形の中心点が、前記積層ゴムの中心点より前記ゴムプレートから遠くなる方へずれていることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車は、前記バネ部が、積層されたゴムプレートが内周側から外周側へと、高さ方向の寸法を小さくしたものであることが好ましい。
Further, in the railway vehicle bogie according to the present invention, it is preferable that the spring portion has a sector-shaped center point formed by the laminated rubber plates shifted from the center point of the laminated rubber away from the rubber plate. .
Further, in the railcar bogie according to the present invention, it is preferable that the spring portion has a stacked rubber plate with a size in the height direction reduced from the inner peripheral side to the outer peripheral side.
また、本発明に係る鉄道車両用台車は、前記バネ部の所定以上の変形を規制するストッパを有するものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車は、前記ストッパが、前記積層ゴムのスグリ部分に配置され、そのスグリ部分の形状に合わせ、ゴム材によって形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車は、前記ストッパが、台車枠と前記軸箱支持装置との間にピンによって連結されたリンクであって、両端の連結部にはピンとの間に不感帯を備えたゴム材による緩衝部が形成されたものであることが好ましい。
In addition, the railcar bogie according to the present invention preferably includes a stopper that restricts deformation of the spring portion beyond a predetermined level.
In the railcar bogie according to the present invention, it is preferable that the stopper is formed of a rubber material in accordance with the shape of the curly portion, which is disposed in the curled portion of the laminated rubber.
In the railcar bogie according to the present invention, the stopper is a link connected by a pin between the bogie frame and the axle box support device, and a dead zone is provided between the pins at the connecting portions at both ends. It is preferable that the buffer part by the provided rubber material is formed.
よって、本発明によれば、一組の積層ゴムについて、そのバネ部の配置を工夫したことにより、輪軸の旋回剛性を低くして自己操舵性を良くして安定した曲線走行を可能にするとともに、前後左右の水平方向の荷重に対する圧縮剛性を確保しているため、直線路での台車蛇行動に関する走行安定性も得られる。また、一組の積層ゴムに同一形状のものを使用していた場合に、位置決め手段を設けることによって各取付部に対するバネ部の配置を間違うことなく適切に組み付けることができる。そして、本発明は、こうして積層ゴムの配置を変えること、一組の積層ゴムに同一形状のものを使用することで、コストをかけずに前記効果を達成することができる。さらに、前述した手段によって自己操舵性をより向上させることができ、また必要以上にバネ部が変形しないようにストッパを設けることで、適切な輪軸の旋回を可能とする。 Therefore, according to the present invention, the arrangement of the spring portion of a set of laminated rubbers has been devised to reduce the turning rigidity of the wheel shaft, improve self-steerability, and enable stable curve traveling. In addition, since the compression rigidity with respect to the horizontal load in the front, rear, left, and right directions is ensured, running stability with respect to the bobber snake behavior on a straight road can be obtained. In addition, when a pair of laminated rubber having the same shape is used, it is possible to appropriately assemble the spring portions with respect to the respective attachment portions without making a mistake by providing positioning means. And this invention can achieve the said effect without incurring cost by changing the arrangement | positioning of laminated rubber in this way, and using a thing of the same shape for a set of laminated rubber. Furthermore, the self-steerability can be further improved by the above-described means, and an appropriate turning of the axle can be performed by providing a stopper so that the spring portion is not deformed more than necessary.
次に、本発明に係る鉄道車両用台車の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1は、本実施形態の鉄道車両用台車に設けられた軸箱支持装置について一部を断面で示した側面図である。鉄道車両は、例えば車体の前後に2台の鉄道車両用台車(以下、単に「台車」とする)を有し、各台車には、左右に設けられた空気バネを介して車体が搭載されている。車輪を左右に有する輪軸は、台車の前後にあって、輪軸と台車枠を構成する側梁1との間には、図1に示すような軸箱支持装置が構成されている。
Next, one embodiment of a railway vehicle carriage according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a part of the axle box support device provided in the railway vehicle carriage according to the present embodiment. A railway vehicle has, for example, two railway vehicle carriages (hereinafter simply referred to as “carts”) on the front and rear of the vehicle body, and each vehicle is mounted with a vehicle body via air springs provided on the left and right sides. Yes. A wheel shaft having wheels on the left and right is in front of and behind the cart, and a shaft box support device as shown in FIG. 1 is formed between the wheel shaft and the
軸箱支持装置10は、側梁1の下に設けられ、台車枠を上下方向と前後左右方向(水平方向)に弾性支持する構造がとられている。すなわち、輪軸を支持する軸受部11を有する軸箱体12には、側梁1との間に、台車を上下方向に弾性支持する上下方向支持部17が設けられ、軸受部11を挟んだ位置に、台車を前後左右方向(水平方向)に弾性支持する一対の水平方向支持部18,18が構成されている。
The axle
上下方向支持部17には、図示するように二重に設けられたコイルバネ21,22が配置されている。側梁1には、筒状のケース23が一体に形成され、その中にコイルバネ21,22が入れられている。ケース23の上蓋には上部バネ受け24が設けられ、軸箱体12には下部バネ受け25が設けられ、それぞれにコイルばね21,22の上下両端を嵌め合わせるようにして組み付けられている。
As shown in the figure,
軸箱体12には、その軸受部11を挟んだ台車の前後方向(図の左右方向)両側に、水平方向支持部18を構成する積層ゴム30が組み付けられている。ここで、図2は、本実施形態の軸箱支持装置について、特に図1のA−A矢視において水平方向支持部18を示した図である。軸箱体12には、軸受部11を挟んで上下方向に貫いた円筒形状のバネ受け13が形成され、その中に弾性部材として積層ゴム30(30A,30B)が組み付けられている。軸箱支持装置10は、前述のコイルバネ21,22によって台車枠にかかる上下方向の荷重を負担し、この積層ゴム30によって台車枠にかかる水平方向の荷重を負担する構造となっている。
A
軸箱支持装置10には前後の2箇所に水平方向支持部18を有し、それぞれに同じ形状の積層ゴム30A,30Bが組み付けられている。その積層ゴム30は、円弧状に湾曲した複数のゴムプレート31と金属プレート32とが重ね合わされた扇形状の一対のバネ部30p,30qを備えている。一対のバネ部30p,30qは、内周側を円筒形状のホルダ33に接続して一体に形成され、ホルダ33の軸心を中心にした点対称になる位置に配置されている。そして、バネ部30p,30qは、径方向に重ねられたゴムプレート31と金属プレート32は、高さ方向の寸法がホルダ33に接続された内側から外側へ小さくなるように形成されている。
The axle
こうした積層ゴム30は、その外周側がバネ受け13への装着によって支持され、内周側が側梁1から下方に延びた固定ピン14にホルダ33を嵌め合わせることによって組み付けられる。固定ピン14は、側梁1に固定され、その下端には取付板15がネジによって締結され、固定ピン14に装着されたホルダ33を支えるようになっている。その取付板15には上方に突設した凸状のキー突起15aが形成され、固定ピン14やホルダ33に形成されたキー溝14a,33aと嵌合し(図2参照)、積層ゴム30の位置決めができるようになっている。
The
すなわち、側梁1に固定された固定ピン14のキー溝14aと、その固定ピン14に装着されたホルダ33のキー溝33aとが一致することで、取付板15のキー突起15aが嵌合できるようになっており、積層ゴム30の組み付け状態が図2に示すように一義的に決定される。特に本実施形態では、前後一対の水平方向支持部18,18を比べて見た場合に、図示するように積層ゴム30A,30Bのバネ部30p,30qの位置が90度ずれるように配置されている。そのため、互いの固定ピン14に形成されたキー溝14aは90度ずれており、同一形状の積層ゴム30をそれぞれの水平方向支持部18,18に組み付けた場合にでも、図2に示すように、積層ゴム30Aの配置と、積層ゴム30Bの配置が必ず90度ずれた位置関係になるよう構成されている。
That is, when the
ところで、本実施形態の軸箱支持装置10は、こうした積層ゴム30の組み付け方向によって、高速走行安定性とともに曲線通過性にも優れた台車を実現している。図3は、一台の台車に設けられた4つの軸箱支持装置10について、それぞれの積層ゴム30A,30Bを示した図である。
なお、積層ゴム30A,30Bの符号は、バネ部30p,30qの位置が進行方向Sに向かって右斜めに配置されているものを「30A」とし、左斜めに配置されているものを「30B」としている。また、バネ部30p,30qの符号は、図3に示すように、矢印S方向を進行方向とした場合に、進行方向に見て前方にあるものが「30p」であり、後方にあるものが「30q」である。
By the way, the axle
In addition, the reference numerals of the
台車5は、左右の側梁1が横梁2によって連結された台車枠が形成され、その前後に輪軸を有し、それぞれの輪軸が左右の軸箱支持装置10によって支持されている。なお、図に示す点Oは、輪軸の旋回中心を表している。そして、台車5の前後左右には、軸箱支持装置10を構成する4組の積層ゴム30A,30Bが設けられている。各々の軸箱支持装置10で見た場合には、前述したように、積層ゴム30A,30Bのバネ部30p,30qの位置が90度ずれて配置されている。一方、一台の台車5全体で見た場合には、側梁1の前後では同じパターンで積層ゴム30A,30Bが組み付けられ、左右では、積層ゴム30A,30Bの位置が前後逆転し、バネ部30p,30qの配置が左右対称になっている。
The
次に、図4は、軸箱支持装置10の積層ゴム30A,30Bについて配置を示した平面図である。円弧Cは、図3に示した点Oを中心とした仮想の円Cの一部であり、点Oが鉄道車両用輪軸が曲線を通過する際に自己操舵を行う輪軸の旋回中心である。そして、円弧Cは、点Oを中心に、積層ゴム30(30A,30Bの中心である固定ピン14及びホルダ33の軸心O1までを半径としたものである。本実施形態では、この円弧Cが、バネ部30p,30qの特にゴムプレート31が存在しない部分(以下、「スグリ部分」という)30Dを通るように、積層ゴム30自身の構造や組み付け位置が設計されている。
Next, FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of the
ところで、輪軸を支持する軸箱支持装置10が台車枠(側梁1)との間で相対的に変位する場合、積層ゴム30は、その水平方向にかかる荷重を、径方向に積層されたゴムプレート31(31e,31f,31g)の圧縮による圧縮剛性によって受けている。一方で、鉄道車両が曲線走行で自己操舵する場合、積層ゴム30は、図3に示す点Oを中心にした輪軸の旋回によって円弧Cの接線方向に荷重を受ける。
By the way, when the axle
この点、軸箱支持装置10は、円弧Cがスグリ部分30Dを通り、輪軸の旋回方向である円弧Cの接線方向には、ゴムプレート31e,31f,31gが重なって存在していない。そのため、輪軸の旋回による荷重を、ゴムプレート31の圧縮剛性ではなく、各ゴムプレート31e,31f,31gの円周方向への変形によって受けることになる。従って、本実施形態では、輪軸の旋回による荷重を受ける剛性(旋回剛性)が低く構成されており、その結果として、台車が曲線路を走行する際に自己操舵し易くなる。
In this respect, the axle
その一方で、積層ゴム30は、前後左右の水平方向荷重に対しては、ゴムプレート31e,31f,31gの積層方向の圧縮剛性によって支持する構成がとられている。すなわち、円筒形状のホルダ33に対し、一部に扇形のバネ部30p,30qを設けた積層ゴム30A,30Bは、ホルダ33の周りを円周方向に見た場合に、バネ部30p,30qが存在しないスグリ部分30Dが存在する。そこで、一方の積層ゴム30Aのバネ部バネ部30p,30qが存在しない円周方向の位置、つまりスグリ部分30D,30Dの位置に、他方の積層ゴム30Bのバネ部30p,30qが対応して位置決めされている。この関係は積層ゴム30A,30Bのいずれから見た関係でも同じである。
On the other hand, the
よって、一つの軸箱支持装置10について見た場合、例えば図3に矢印で示すように、前後方向の荷重は積層ゴム30Aが受け、左右方向の荷重は積層ゴム30Bが受けるといったように、水平方向の荷重を少なくとも一方の積層ゴム30A,30Bにおけるバネ部30p,30qの圧縮剛性によって受けるようになっている。
従って、軸箱支持装置10に設けられた一対の積層ゴム30A,30Bは、台車5に作用する水平方向の荷重を受ける本来の機能を果たす一方で、自己操舵によって輪軸が旋回する際に機能する旋回剛性が低くなるように構成されている。
Therefore, when viewed with respect to one axle
Accordingly, the pair of
続いて、図4に基づいて、積層ゴム30の構成について更に詳しく説明する。本実施形態では、前述したように、一組の積層ゴム30A,30Bは、点Oを中心とした円Cがスグリ部分30Dを通るように形成されている。そこで先ず、本実施形態においてスグリ部分30Dを定義する。
Next, the configuration of the
バネ部30p,30qは、湾曲したゴムプレート31と金属プレート32が径方向に重ねられ、円周方向端部は、金属プレート32が突き出し、ゴムプレート31は凹状に湾曲している。このバネ部30p,30qが台車の水平荷重を受けるのは、主に圧縮剛性が機能する範囲である。そして、それは径方向に見てゴムプレート31が重なっている範囲である。従って、バネ部30p,30qが存在する範囲とは、図に示した直線L1〜L2までの範囲であり、扇形をしているためその中心角はθ1(71.56°)である。そして、バネ部30p,30qが存在しないスグリ部分30Dは、直線L2〜L3までの範囲であって、扇形の中心角(スグリ角)はθ2(108.44°)である。
In the
積層ゴム30A,30Bは、前述したように、側梁1に固定された固定ピン14に装着されているため、軸箱体12が側梁1との間で相対的に水平変位する場合、バネ部30p,30qは固定ピン14を基準にして変形する。自己操舵では輪軸の旋回によって軸箱体12に偶力が生じ、それが積層ゴム30A,30Bでは、バネ部30p,30qに対し固定ピン14の軸心である点O1を作用点としたモーメントが働く。従って、このモーメントに対する剛性を低くすることで、より輪軸が旋回し易くなり自己操舵性が向上する。
Since the
そこで、本実施形態のバネ部30p,30qでは、固定ピン14から離れる方向にムプレート31e,31f,31gのモーメントに対する剛性が低くなるように設計されている。そうしたバネ部30p,30qの構成は、直線L2と固定ピン14の軸心である点O1を通るレール方向の直線L10とが交差するように形成されている。そして、これは点O1を通って直線L10と直交する直線(不図示)と直線L1との関係も同様である。また、別の見方をすれば、直線L1,L2の中心O2が積層ゴム30A,30Bの中心であるO1とずれている。
Therefore, the
よって、ゴムプレート31e,31f,31gを比べた場合、内周側の31eから外周側の31gにかけて、モーメントの作用点である点O1を中心とした円弧の中心角が狭くなっており、その分だけモーメントに対する剛性が低くなっている。更に、図1に示すように、高さ方向の寸法が、内周側のゴムプレート31eよりも外周側のゴムプレート31gの方が小さくなっており、この点でも外側のゴムプレート31gは、モーメントに対する剛性が低くなっている。従って、輪軸の旋回による荷重を支えるバネ部30p,30qの旋回剛性が、ゴムプレート31e,31f,31gの構成からも小さくなっており、自己操舵し易くなっている。
Therefore, when the
以上、軸箱支持装置10を備えた台車では、コイルバネ21,22によって弾性支持され、乗客が多く車体重量が増した場合には、コイルバネ21,22が縮んで沈み込み、車体が軽くなればコイルバネ21,22が伸びて台車が浮き上がる。そして、台車に生じる前後左右の水平方向の変位に対しては、コイルバネ21,22の水平剛性も機能するが、主に積層ゴム30の剛性によって支持される。その際、本実施形態では、一組の積層ゴム30A,30Bのバネ部30p,30qが、台車に作用する水平方向の荷重を各方向において補い合って必要な剛性を確保している。そのため、直線路での高速走行に対して台車蛇行動を引き起こすことなく安定性に優れている。
As described above, in the cart provided with the axle
一方、曲線走行時には、輪軸が遠心力によって曲線の外側にずれ、左右の車輪が踏面勾配によって内外輪の直径差を生じることで、相対的に外側の車輪が進むことによって輪軸に旋回が生じ、レールとの間の大きなすべりを発生させることなく曲線部を走行する。そうした曲線走行の際、本実施形態によれば、各々の軸箱支持装置10を構成する前後の積層ゴム30A,30Bについて、バネ部30p,30qが存在しないスグリ部分30Dを、輪軸の旋回中心である点Oを中心として引いた円弧Cが通るように構成されているので、旋回剛性が低い分、輪軸が操舵し易くなり、曲線走行時の安定性を高めることができた。そして、本実施形態では、こうした効果を奏する台車を、軸箱支持装置10におけるバネ部30p,30qの配置、より具体的には、バネ部30p,30qが存在しないスグリ部分30Dの配置を如何にするかといった、極めて簡単な構成により、しかも安価に提供することが可能になった。
On the other hand, when running on a curve, the wheel shaft is shifted to the outside of the curve due to centrifugal force, and the left and right wheels cause a difference in diameter between the inner and outer wheels due to the tread surface gradient. It runs on the curved part without generating a big slip between the rails. At the time of such curve traveling, according to this embodiment, for the
また、積層ゴム30A,30Bは、同一形状のものであって、それ自体は区別がないため、部品点数を増やすことなく、この点でも製造コストなどを抑えることができる。そして、積層ゴム30A,30Bは、軸箱支持装置10を構成する同一部材であるが、固定ピン14のキー溝14aにホルダ33のキー溝33aを合わせることにより、バネ部30p,30qの配置を間違うことなく確実に組み付けることができる。固定ピン14のキー溝14aとホルダ33のキー溝33aとが合っていない場合には、取付板15のキー突起15aが嵌合しないため、組み付けできないからである。
Further, since the
鉄道車両では、走行速度が30〜40km/h程度で輪軸蛇行動が発生する場合が希にあるが、走行には影響が少なく問題とはなっていない。なお、輪軸蛇行動による旋回中心は輪軸中心である。一方、鉄道車両の走行速度が180km/h以上で台車蛇行動が発生する場合がある。このとき輪軸の動きは、ヨーイングが僅かであり、旋回中心が台車中心付近となるため、前後左右方向の動きが支配的になる。本実施形態の鉄道車両用台車は、こうした特徴を踏まえ、各走行状態毎に前後に配置された積層ゴム30A,30Bの剛性を振り分けることに初めて成功した。
In railway vehicles, there are rare cases where wheel snake behavior occurs at a traveling speed of about 30 to 40 km / h, but this is not a problem because it has little influence on traveling. In addition, the turning center by the wheel snake behavior is the wheel shaft center. On the other hand, a bogie snake behavior may occur when the traveling speed of the railway vehicle is 180 km / h or higher. At this time, the movement of the wheel shaft is slight yawing and the turning center is near the center of the carriage, so that the movement in the front-rear and left-right directions becomes dominant. Based on such characteristics, the railcar bogie of this embodiment has succeeded for the first time in distributing the rigidity of the
これまで説明した鉄道車両用台車の軸箱支持装置10は、前後の積層ゴム30A,30Bによって前後左右方向の剛性が等しくなるように構成されている。鉄道車両では前後方向の剛性(前後剛性)が左右方向の剛性(左右剛性)よりも大きくなるように設計するのが一般的である。しかし、本発明の効果を達成するには、旋回剛性への影響が小さくなるように、前後剛性と左右剛性を等しくするか、逆に左右剛性を大きくすることが好ましい。そこで図5は、左右剛性を大きくした軸箱支持装置の積層ゴムを示した平面図である。
The axle
この軸箱支持装置は、図1及び図2に示したものと同じ構成であり、積層ゴム50(50A,50B)が入れ替えられたものである。積層ゴム50は、そのバネ部50p,50qの円弧が、積層ゴム30のバネ部30p,30qよりも大きい扇形であり、大きくなった拡張部51が円弧Cから遠い側に位置している。図の波線で示した位置が積層ゴム30を構成するバネ部30p,30qの端部であって、それよりも積層ゴム50A側では時計回りの方向に、積層ゴム50Bでは反時計回りの方向に、それぞれバネ部50p,50qの円弧を大きくした拡張部51が配置されている。
This axle box support device has the same configuration as that shown in FIGS. 1 and 2, and is obtained by replacing the laminated rubber 50 (50A, 50B). The laminated rubber 50 has a fan shape in which the arcs of the
すなわち、バネ部30p,30qと比較して大きくなったバネ部50p,50qの拡張部51はY軸側に設けられ、バネ部端部のX軸(台車前後方向)やY軸(台車左右方向)からの距離がX軸側よりもY軸側の方が大きくなっている。こうして、バネ部50p,50qは、X軸方向の積層部分よりもY軸方向に直交する積層部分が多くなり、前後剛性よりも左右剛性が大きくなる。
In other words, the expanded
ところで、本実施形態では、積層ゴム30の旋回剛性を低くして自己操舵の性能向上を可能にしたが、その一方で輪軸が必要以上に旋回してしまうことは好ましくない。そこで、バネ部30p,30qの過剰な変形が生じるものについては、その変形を規制するストッパ機構を設けるようにする。図6は、水平方向支持部18に形成したストッパを示した図である。ここでは、積層ゴム30に対し、バネ部30p,30qの変形を抑えるため、スグリ部分30Dにゴム製のストッパ38が軸箱体12のバネ受け13に固定されている。
By the way, in this embodiment, although the turning rigidity of the
輪軸の旋回に伴って積層ゴム30が過剰に変形した場合にでも、ストッパ38に対しバネ部30p,30qの金属プレート32端部が突き当たるようになっている。これにより、輪軸が適正な範囲で旋回する自己操舵を可能とする。なお、スグリ部分30D内のストッパ38は、旋回方向の変形だけではなく、前後方向の変形にも変形を規制することになるため、車体前後方向に2〜5mm程度の隙間ができるように形成されている。
Even when the
次に、図7は、積層ゴム30の過剰変形を防止する別構成のストッパ機構を示した図である。これは、リンク41を利用したものであり、両端にゴムブッシュを備えた緩衝部41aを備えている。リンク41は、軸箱体12の下に位置する下金部16に形成されたブラケット42と、台車枠(側梁1)に固定され下方に延びたブラケット43にピンによって連結されている。従って、軸箱体12の前後方向に生じる変位をリンク41が規制して、積層ゴム30の過剰変形を防止する。なお、このリンク41は、緩衝部41aには不感帯が形成され、軸箱体12の変位に直ちにゴムブッシュが押圧されるわけではなく、車体前後方向に2〜5mm程度の隙間が形成されている。
Next, FIG. 7 is a view showing a stopper mechanism having another configuration for preventing excessive deformation of the
以上、本発明の鉄道車両用台車について実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、図4に示すように仮想の円Cがスグリ部分30Dの一方に偏っているが、円Cがスグリ部分30Dの中央付近を通るようにしてもよい。また、バネ部30p,30qの扇形状などによっては、円Cが僅かでもゴムプレート31上を通ってはいけないというわけではない。
また、バネ部30p,30qのバネプレート31は、外周側の剛性が低くなるように、径方向の厚みを薄くしたり、ゴムの硬度を変化させるようにしたものであってもよい。
As mentioned above, although embodiment was described about the trolley | bogie of this invention, this invention is not limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
In the embodiment, the virtual circle C is biased to one of the
Moreover, the
1 側梁
10 軸箱支持装置
12 軸箱体
14 固定ピン
15 取付板
17 上下方向支持部
18 水平方向支持部
21,22 コイルバネ
30(30A,30B) 積層ゴム
30p,30q バネ部
31 ゴムプレート
32 金属プレート
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記一組の積層ゴムは、それぞれゴムプレートと金属プレートとが交互に積層され、平面形状が略扇形の一対のバネ部を点対称に備え、その一対のバネ部が前記取付部にて所定の位置に配置されるように取り付けられたものであり、
当該バネ部の配置位置は、
前記一組の積層ゴムを平面視した場合に、一方の取付部にて、その一方の積層ゴムを円周方向に見てバネ部が存在しないスグリ部分に、他方の取付部では、同じく円周方向に見て前記一方の積層ゴムのスグリ部分に該当する位置に、当該他方の積層ゴムのバネ部が配置され、
且つ、
前記輪軸の旋回中心を中心点として描いた仮想の円が、前記2箇所に取り付けられた一組の積層ゴムに対して、いずれもバネ部が存在しない前記スグリ部分を通るようにしたものであることを特徴とする鉄道車両用台車。 In a railcar bogie comprising a pair of laminated rubber for elastically supporting a load in the horizontal direction at two mounting parts on the front and rear of a wheel box support device that elastically supports the wheel shaft, with the bearing portion of the wheel shaft interposed therebetween,
Each of the set of laminated rubbers includes a rubber plate and a metal plate that are alternately laminated, and has a pair of spring portions that are substantially fan-shaped in a plane shape, and the pair of spring portions are predetermined at the mounting portion. Attached to be placed in position,
The arrangement position of the spring part is
When the one set of laminated rubbers is viewed in plan, at one attachment part, when one of the laminated rubbers is seen in the circumferential direction, the spring part does not exist, and the other attachment part has the same circumference. The spring portion of the other laminated rubber is disposed at a position corresponding to the currant portion of the one laminated rubber as seen in the direction,
and,
An imaginary circle drawn with the turning center of the wheel shaft as a center point passes through the curly portion where no spring portion exists, with respect to the set of laminated rubber attached to the two locations. A railcar bogie characterized by this.
前記積層ゴムの中心を通る台車前後方向の直線をX軸とし、そのX軸に直交する台車左右方向の直線をY軸とした場合、バネ部端部の前記X軸やY軸からの距離が、X軸側よりもY軸側の方が大きいものであることを特徴とする鉄道車両用台車。 In the bogie for railway vehicles according to claim 1,
When the straight line in the longitudinal direction of the carriage passing through the center of the laminated rubber is defined as the X axis, and the straight line in the lateral direction of the carriage perpendicular to the X axis is defined as the Y axis, the distance from the X axis and the Y axis of the end of the spring portion is A railway vehicle carriage characterized in that the Y-axis side is larger than the X-axis side.
前記軸箱支持装置に設けられた一組の積層ゴムは同じ形状のものであり、前記2箇所の取付部に対し、各積層ゴムのバネ部が、所定の位置にそれぞれ配置されるように位置決め手段を解して取り付けられるようにしたものであることを特徴とする鉄道車両用台車。 In the bogie for railway vehicles according to claim 1,
The set of laminated rubber provided in the axle box support device has the same shape, and the springs of the laminated rubber are positioned at predetermined positions with respect to the two attachment portions. A carriage for a railway vehicle, characterized in that it can be attached by disassembling means.
前記積層ゴムは、円筒部材に一対の前記バネ部が一体に形成されたものであり、台車枠に下向きに固定された固定ピンに前記円筒部材を嵌め合わせ、固定ピンの下端に固定された支持部材によって取り付けられるものであって、
前記位置決め手段は、前記固定ピンと円筒部材に形成されたキー溝と、そのキー溝に嵌合する前記支持部材に形成されたキー突起であることを特徴とする鉄道車両用台車。 In the railway vehicle carriage according to claim 3,
The laminated rubber is formed by integrally forming a pair of spring portions on a cylindrical member, and fitting the cylindrical member on a fixed pin fixed downward on a carriage frame, and supporting the fixed pin at the lower end of the fixed pin. It is attached by a member,
The bogie for a railway vehicle, wherein the positioning means is a key groove formed on the fixing pin and a cylindrical member, and a key protrusion formed on the support member fitted in the key groove.
前記バネ部は、積層されたゴムプレートによる扇形の中心点が、前記積層ゴムの中心点より前記ゴムプレートから遠くなる方へずれていることを特徴とする鉄道車両用台車。 In the bogie for rail vehicles according to any one of claims 1 to 4,
The railway vehicle carriage is characterized in that the spring portion has a sector-shaped center point formed by laminated rubber plates that is displaced from the center point of the laminated rubber away from the rubber plate.
前記バネ部は、積層されたゴムプレートが内周側から外周側へと、高さ方向の寸法を小さくしたものであることを特徴とする鉄道車両用台車。 The bogie for railway vehicles according to any one of claims 1 to 5,
The bogie for a railway vehicle is characterized in that the spring portion has a laminated rubber plate having a height dimension reduced from the inner circumference side to the outer circumference side.
前記バネ部の所定以上の変形を規制するストッパを有するものであることを特徴とする鉄道車両用台車。 In the bogie for railway vehicles according to any one of claims 1 to 6,
A railcar bogie characterized by having a stopper for restricting deformation of the spring portion beyond a predetermined amount.
前記ストッパは、前記積層ゴムのスグリ部分に配置され、そのスグリ部分の形状に合わせ、ゴム材によって形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車。 In the railway vehicle carriage according to claim 7,
The stopper for a railway vehicle is characterized in that the stopper is disposed in a curled portion of the laminated rubber and is formed of a rubber material in accordance with the shape of the curled portion.
前記ストッパは、台車枠と前記軸箱支持装置との間にピンによって連結されたリンクであって、両端の連結部にはピンとの間に不感帯を備えたゴム材による緩衝部が形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車。 In the railway vehicle carriage according to claim 7,
The stopper is a link connected by a pin between a carriage frame and the axle box support device, and a buffer portion made of a rubber material having a dead band between the pins is formed at both ends of the connection portion. A railway vehicle cart characterized by the above.
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