JP5524634B2 - 鉄道車両用台車 - Google Patents
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Description
従来の鉄道車両用台車の一例を示すものとして、例えば特許文献1には、台車枠1と軸箱2との間に軸ばね5を配設した鉄道車両用台車が記載されている。
また、鉄道車両用台車の他の形態として、台車枠の左右の側枠と、これらを連結する横梁状の揺れ枕とを枕バネ等の弾性体を介して連結するとともに、左右の側枠が捻れる方向に相対変位可能とし、軸箱を側枠に固定した3ピース台車が貨車等に用いられている。
さらに、台車枠中央の横梁の捻り剛性を低下させて左右の側枠が相対変位しやすくすることも提案されているが、車体の荷重を支えて車両を走行させるという台車の機能上、十分なねじれを許容させるまで剛性を低下させることは強度確保のため非常に困難である。
本発明によれば、軌道高さの不整やカント逓減区間のような軌道のねじれが存在する場合であっても、左右の側枠が軸受部の回転軸回りに相対回転することによって、車輪の軌道に対する追従性を高め、輪重抜けを防止して低速乗り上がり脱線を防止することができる。
また、既存の貨車用3ピース台車と異なり、側枠と軸箱との間に軸バネを有する軸箱支持装置が設けられることから、軌道から車体への振動伝播を低減して乗り心地を確保でき、旅客用車両にも適用することができる。
さらに、軸バネのバネ定数を過度に低下させたりストロークを過度に長くしなくても軌道への追従性を確保できることから、軸バネのバネ定数が低い場合に発生しやすいピッチングを抑制することができ、高速で走行する車両にも適用することができる。
また、旅客や積載物が少ないことによって車両の重量が軽く、軸バネが延びきった状態であっても車輪の軌道に対する追従性を確保することができる。
<第1参考例>
第1参考例の鉄道車両用台車(以下単に台車と称する)1は、図1、図2に示すように、1台車あたり2軸のボギー台車である。台車1は、図示しない車体に、1車両あたり例えば2台が鉛直軸回りに回転可能(ボギー角付与可能)に装着されている。
軸箱20は、輪軸10の両端部に設けられ、車軸12のジャーナル部を回転可能に支持する軸受及びこれを潤滑する潤滑装置等を備えている。軸箱20は、1次バネである軸バネSを含む公知の軸箱支持装置を介して、第1側枠30、第2側枠40の下部に取り付けられている。
第1側枠30及び第2側枠40は、車両の進行方向にほぼ沿って延びた梁状に形成されるとともに、左右車輪11を挟んで枕木方向に離間し平行に配置されている。
第1側枠30及び第2側枠40は、その中間部31,41が両端部32,42に対して段違い状に低くされており、横梁50、軸受部60はこの中間部41に設けられる。また、軸箱20を支持する軸箱支持装置は、第1側枠30及び第2側枠40の両端部32,42における下部に取り付けられている。
また、第1側枠30及び第2側枠40の中間部31,41の上面部には、枕バネ70の受け皿となるバネ座33,43が設けられている。
第1梁状部51及び第2梁状部52は、横梁50の主要部を構成する部分である。第1梁状部51及び第2梁状部52は、枕木方向に伸びた円柱状の部材であって、車両の進行方向に並べて配置されている。第1梁状部51及び第2梁状部52の第1側枠30側の端部は、第1側枠30の中間部31に、例えば溶接等によって結合されている。
連結部53は、第1梁状部51及び第2梁状部52の第2側枠40側の端部に設けられた例えばボックス状の構造体である。第1梁状部51及び第2梁状部52の第2側枠40側の端部は、連結部53の側面部(第1側枠30と対向する面部)に、例えば溶接等によって結合されている。
回転軸部54は、連結部53の第2側枠40側の面部から枕木方向に沿って突出して形成された円柱状の部材である。
軸受部60は、第2側枠に固定された外輪、及び、外輪に対して枕木方向に沿った回転軸回りに回転可能に支持されるとともに、横梁50の回転軸部54が挿入される内輪を備えている。
また、横梁50の回転軸部54と軸受部60との間には、公知の抜け止め手段が設けられている。
枕バネ70は、車体の重量を支えるとともに、台車枠から車体側への振動伝達を軽減する空気バネである。
また、既存の貨車用3ピース台車と異なり、第1側枠30、第2側枠40と軸箱20との間に軸バネSを有する軸箱支持装置が設けられることから、軌道から車体への振動伝播を低減して乗り心地を確保でき、旅客用車両にも適用することができる。
さらに、軸バネSのバネ定数を過度に低下させなくても軌道への追従性を確保できることから、軸バネのバネ定数が低い場合に発生しやすいピッチングを抑制することができ、高速で走行する車両にも適用することができる。
また、旅客や積載物が少ないことによって車両の重量が軽く、軸バネSが延びきった状態であっても車輪11の軌道に対する追従性を確保することができる。
また、軸受部60が一箇所でよいことから、構造の簡素化、軽量化、低コスト化を図ることができる。さらに、軸受部60には従来の貨車用3ピース台車の結合部のようにガタが発生しにくいことから、メインテナンスの省力化も図ることができる。
また、横梁50等の台車枠を構成する各部材にかかる台車枠のねじれによる応力を軽減することができるため、例えば繊維強化樹脂(FRP)やアルミニウム等の軽量な材料を適用することができ、台車の軽量化を図ることができる。
次に、本発明を適用した鉄道車両用台車の第1実施形態について説明する。なお、以下説明する各実施形態において、上述した第1参考例と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
横梁250は、例えば、枕木方向に沿って伸びた円柱状の部材である。横梁250の両端には、回転軸部251,252がそれぞれ形成されている。
軸受部261は、横梁250の回転軸部251を、第1側枠30に対して枕木方向に沿った回転軸回りに回転可能に支持するものである。
軸受部262は、横梁250の回転軸部252を、第2側枠40に対して枕木方向に沿った回転軸回りに回転可能に支持するものである。
以上説明した第1実施形態によれば、上述した第1参考例の効果と同様の効果に加え、軌道の不整等によって第1側枠30、第2側枠40が回転した場合であっても、横梁250は回転しないので牽引装置やその他の装置類に影響を及ぼすことがない。
次に、本発明を適用した鉄道車両用台車の第2参考例について説明する。
第2参考例の台車3は、第1参考例の台車1における横梁50及び軸受部60に代えて、以下説明する横梁350及び連結部360を備えている。
第1横梁351は、第1側梁30の中央部31から、枕木方向に沿って軌道中心線側へ伸びた円柱状の部材である。第1横梁351は、例えば溶接等によって第1側梁30に固定されている。第1横梁351の突端部には、回転軸部353が形成されている。
第2横梁352は、第2側梁40の中央部41から、枕木方向に沿って軌道中心線側へ伸びた円柱状の部材である。第2側梁352は、例えば溶接等によって第2側梁40に固定されている。第2横梁352の突端部には、回転軸部354が形成されている。
第1横梁351と第2横梁352とは、同心に配置されている。
第1軸受部361は、第1横梁351の回転軸部353を枕木方向に沿った回転軸回りに回転可能に支持するものである。
第2軸受部362は、第2横梁352の回転軸部354を枕木方向に沿った回転軸回りに回転可能に支持するものである。
回転軸部353の突端部端面と回転軸部354の突端部端面とは、連結部360の内部において、間隔を隔てて対向して配置されている。
連結部360には、図示しない牽引装置等が設けられる。
以上説明した第2参考例においても、上述した第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明を適用した鉄道車両用台車の第2実施形態について説明する。
第2実施形態の台車4は、第1参考例の台車1における横梁50及び軸受部60に代えて、以下説明する横梁450及び軸受部460を備えている。
横梁450は、第1梁状部451、第2梁状部452、連結部453、回転軸部454等を備えて構成されている。
連結部453は、第1梁状部451及び第2梁状部452の両端部に設けられた例えばボックス状の構造体である。第1梁状部451及び第2梁状部452の両端部は、連結部453の側面部に、例えば溶接等によって結合されている。
回転軸部454は、連結部453の各側枠30,40と隣接する側の面部から枕木方向に沿って車幅方向外側へ突出して形成された円柱状の部材である。
軸受部460は、各側枠に固定された外輪、及び、外輪に対して枕木方向に沿った回転軸回りに回転可能に支持されるとともに、横梁450の回転軸部454が挿入される内輪を備えている。
また、横梁450の回転軸部454と軸受部460との間には、公知の抜け止め手段が設けられている。
以上説明した第2実施形態においても、上述した各実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
なお、本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、台車の構成や各部材の形状、構造、材質、製法等は適宜変更することができる。
また、軸箱支持装置、ブレーキ装置、モータ及び駆動装置、牽引装置、枕バネ等の各種装置の形式等も特に限定されない。
さらに、軸受部の回転速度に応じて減衰力を発生するダンパや、ヨーダンパ等の各種ダンパ類を追加してもよい。
10 輪軸 11 車輪
12 車軸 20 軸箱
S 軸バネ 30 第1側枠
31 中央部 32 両端部
33 バネ座 40 第2側枠
41 中央部 42 両端部
43 バネ座 50 横梁
51 第1梁状部 52 第2梁状部
53 連結部 54 回転軸部
60 軸受部 70 枕バネ
250 横梁 251,252 回転軸部
261,262 軸受部
350 横梁 351 第1横梁
352 第2横梁 353,354 回転軸部
360 連結部
361 第1軸受部 362 第2軸受部
450 横梁
451 第1梁状部 452 第2梁状部
453 連結部 454 回転軸部
460 軸受部
Claims (2)
- 実質的に車両進行方向に沿って伸びるとともに枕木方向に離間して配置された一対の側枠と、
前記側枠に設けられ輪軸の端部を保持する軸箱を軸バネを介して支持するとともに、車輪を平面性ねじれに追従させる軸箱支持装置と、
実質的に枕木方向に沿って伸び前記一対の側枠の中間部間を連結するとともに、牽引装置が設けられる横梁と
を備える鉄道車両用台車であって、
左右の前記側枠を実質的に枕木方向に沿った回転軸回りに相対回転可能とする軸受部が設けられ、
前記軸受部は前記一対の側枠にそれぞれ設けられ、前記横梁の両端部がそれぞれ支持されるとともに、前記側梁に固定された外輪及び前記横梁に固定された内輪を有するラジアル軸受であり、
車両の重量が軽く前記軸バネが伸びた状態であっても左右の前記側枠が相対回転することによって車輪の軌道に対する追従性を確保したこと
を特徴とする鉄道車両用台車。 - 前記横梁の中間部分は、実質的に枕木方向に沿って伸びるとともに車両進行方向に配列された複数の梁状部材によって構成されること
を特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用台車。
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