JP5730052B2 - 鉄道車両用軸箱支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸箱と台車枠とを板ばねで構成した軸梁によって連結した鉄道車両用軸箱支持装置に関する。

従来の鉄道車両用軸箱支持装置として、例えば下記特許文献１に開示されたものを挙げることができる。図７は、同文献に記載された鉄道車両用軸箱支持装置を示した側面図であり、図８は、その軸梁部分を示した平面図である。この鉄道車両用軸箱支持装置（以下、単に「軸箱支持装置」とする）１００は、輪軸を回転支持する軸箱１２０を有し、その軸箱１２０には軸バネを介して台車枠１１０が搭載されている。台車枠１１０と軸箱１２０とは、軸梁１３０によって連結されている。軸梁１３０は、上下一対の水平バネ１３１と、枕木方向に一対の垂直バネ１３２が連結ブロック１３３を介して連結されている。そして、水平バネ１３１は台車枠１１０側に固定され、垂直バネ１３２は軸箱１２０側に固定されている。

軸箱１２０を軸梁１３０によって台車枠１１０に連結した軸箱支持装置１００は、軸箱１２０に支持された輪軸を枕木方向及びレール方向にガタ無く保持することができる。そして、走行中に生じる台車枠１１０と軸箱１２０との相対変位のうち、軸梁１３０の水平バネ１３１が上下方向変位を許容し、垂直バネ１３２が枕木方向の変位を許容する。こうした軸箱支持装置１００は、垂直バネ１３２が枕木方向の変位を許容するため、高速走行時における枕木方向の振動に対して良好であり、摩耗部品が無いため保守が容易であるとするものである。

実開昭４８−９８８１０号公報

例えば、水平板バネのみで台車枠１１０と軸箱１２０とを連結する軸梁であれば、通常は両連結部にゴムブッシュなどの弾性材が用いられている。この点、軸箱支持装置１００は、前述したように枕木方向の振動すなわち枕木方向の相対変位は許容できるため、摩耗部品が無いものとして構成されている。しかし、軸箱支持装置１００では、台車枠１１０と軸箱１２０との間で生じるレール方向の相対変位を許容することはできない。水平バネ１３１や垂直バネ１３２が撓み、台車枠１１０と軸箱１２０の距離が縮む方向には変位しても、伸びる方向には変位しないからである。更に、縮む方向の変位に関しても、水平バネ１３１や垂直バネ１３２の平面方向に受ける荷重の変形であるため撓み難く、レール方向の変位を十分に許容し得ない。

本発明は、かかる課題を解決すべく、軸梁と軸箱および台車枠との固定部における弾性部材を無くし、上下、レール方向および枕木方向の変位を許容する軸梁を持った鉄道車両用軸箱支持装置を提供することを目的とする。

本発明に係る鉄道車両用軸箱支持装置は、輪軸を回転可能に支持するとともに軸バネを介して台車枠を上部に搭載する軸箱と、その軸箱と台車枠とを車体のレール方向に連結する軸梁とを有するものであって、前記軸梁は、前記軸箱と台車枠とを連結する板バネであり、前記板バネを固定する前記軸箱及び台車枠の一方の固定面が上下方向に形成され、他方の固定面が車体の枕木方向に形成され、前記板バネに、前記軸箱と台車枠との間のレール方向の変位を許容する変形形状部分が形成されたものであることを特徴とする。

また、本発明に係る鉄道車両用軸箱支持装置は、前記軸梁が、一対の板バネによって構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軸箱支持装置は、前記軸梁が、前記軸箱側の固定面が上下方向に形成され、前記台車枠側の固定面が枕木方向に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軸箱支持装置は、前記軸梁が、両端の固定部が９０度ずれるように捩った捩り部分を有する捩り板バネであり、その一端部が前記軸箱に固定され、他端部が前記台車枠に固定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軸箱支持装置は、前記軸梁が、両端の平面部分の間に湾曲した湾曲部分が形成された湾曲板バネと、平板の平面板バネとが連結されたものであって、一対の前記湾曲板バネは、前記湾曲部分が上下に広がる向きで略水平に配置され、その一端部分が前記軸箱側に固定され、他端部分が連結ブロックに固定され、一対の前記平板バネは、略垂直に配置され、その一端部分が前記台車枠から下方に延びたブラケットに対し前記一対の湾曲板バネの間で固定され、他端部分が前記連結ブロックに固定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軸箱支持装置は、前記軸梁が、前記ブラケット側にレール方向に延びたストッパが固定され、前記湾曲板バネの撓みが所定量を超えた場合に、前記軸箱側や前記連結ブロックに当該ストッパが当た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軸箱支持装置は、前記軸梁が、両端の平面部分の間に湾曲した湾曲部分が形成された湾曲板バネと、平板の平面板バネとが連結されたものであって、一対の前記湾曲板バネは、前記湾曲部分が上下に狭まる向きで略水平に配置され、その一端部分が前記軸箱側に固定され、他端部分が連結ブロックに固定され、一対の前記平板バネは、略垂直に配置され、その一端部分が前記連結ブロックに固定され、他端部分が前記台車枠に固定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軸箱支持装置は、前記軸梁が、前記湾曲板バネの向かい合った湾曲部分に弾性部材を挟み込んだ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軸箱支持装置は、前記板バネが、セレーションを形成して固定されたものであることが好ましい。

本発明では、軸箱と台車枠とを連結する板バネが、軸箱及び台車枠の一方の固定面が上下方向に形成され、他方の固定面が車体の枕木方向に形成されたことにより、軸箱と台車枠との相対的な変位が上下および枕木方向に生じた場合には、固定部に近い位置で板バネが撓むことにより当該変位を許容し、特に、レール方向の変位に対しても、板バネの変形形状部分、例えば捩り部分や湾曲部分が変形することにより当該変位を許容する。そのため、本発明によれば、軸梁と軸箱および台車枠との固定部における弾性部材を無くしても、板バネのみで上下、枕木方向、そしてレール方向の変位を許容することができる。

鉄道車両用軸箱支持装置の第１実施形態を示した平面図である。 鉄道車両用軸箱支持装置の第１実施形態を示した側部断面図である。 鉄道車両用軸箱支持装置の第２実施形態を示した平面図である。 鉄道車両用軸箱支持装置の第２実施形態を示した側部断面図である。 鉄道車両用軸箱支持装置の第３実施形態を示した平面図である。 鉄道車両用軸箱支持装置の第３実施形態を示した側部断面図である。 従来の鉄道車両用軸箱支持装置を示した側面図である。 従来の鉄道車両用軸箱支持装置の軸梁部分を示した平面図である。

次に、本発明に係る鉄道車両用軸箱支持装置の実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。なお、鉄道車両用軸箱支持装置を以下、単に「軸箱支持装置」とする。図１及び図２は、軸箱支持装置の第１実施形態を示した図であり、図１は平面図を、図２は側部断面図を示している。

軸箱支持装置１は、軸箱８１と台車枠８２とが車体のレール方向に軸梁１０を介して連結されている。その軸箱８１の上にはバネ座８３が配置され、台車枠８２には側梁先端にバネ帽８４が形成され、そこにバネ受８５が取り付けられている。そうしたバネ座８３とバネ受８５との間には、二重のコイルバネが軸バネ８６として入れられている。軸バネ８６は、台車枠８２に対する軸箱８１の上下方向の動きを吸収し、車体などの荷重バランスを調整する他、台車枠８２に対する軸箱８１の水平方向の動きを吸収する。

軸箱８１と台車枠８２を連結する軸梁１０は、軸箱８１の上下方向の変位の他、水平方向すなわち枕木方向の首振りやレール方向の変位を許容する構成が取られている。板バネからなる従来の軸梁は、前述したように固定部にゴムブッシュなどが設けられていたが、本実施形態では、そうした弾性部材を排除しつつ、上下及び水平方向の滑らかな変位を可能とする構成とした。

第１実施形態の軸梁１０では、捩られた形状の２枚の捩り板バネ１１，１２が対になって固定されている。軸箱８１には、固定部１３が突き出し、上下の固定面にセレーションが形成されている。他方、台車枠８２には、図示する側梁８２１の枕木方向の側面に固定部１４が突設され、突き出した固定面にセレーションが形成されている。従って、軸箱８１と台車枠８２のそれぞれに形成された固定部１３，１４は、固定面の向きが９０度ずれている。

捩り板バネ１１，１２にも両端の平面部分にセレーションが形成され、固定部１３，１４の各セレーションと噛み合い、ネジ止めして締結されている。その捩り板バネ１１，１２は、中央部分が予め９０度に捩られた形状のものであって、軸箱８１の固定部１３に固定された一端部分は水平面であり、台車枠８２の固定部１４に固定された他端部分は垂直面になっている。そして、捩り板バネ１１，１２は、互いが干渉しないように上下左右が逆になるように固定されている。

軸梁１０によれば、軸箱８１と台車枠８２との相対的な変位が上下および枕木方向に生じた場合には、捩り板バネ１１，１２の固定部に近い平面部分が撓んで変位を許容する。また、レール方向の変位に対しても、捩り板バネ１１，１２の変形形状部分すなわち捩れ部分が撓んで当該変位を許容することができる。これらは、弾性部材を用いない捩り板バネ１１，１２の撓みによるものであるため、軸箱８１と台車枠８２との相対的な滑らかな変位を可能にする。そして、捩り板バネ１１，１２の固定部に弾性部材を設ける必要がないため、部品の減少や、部品交換の作業が不要になる。しかも、この構成は、部品点数を減らし、固定部の構造も極めて単純なものとすることができる。

（第２実施形態）
次に、図３及び図４は、第２実施形態の軸箱支持装置２を示した図であり、図３は平面図を、図４は側部断面図を示している。第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。本実施形態の軸箱支持装置２は、第１実施形態と同様に、軸梁２０が、連結した軸箱８１と台車枠８２との相対的な上下方向の変位の他、水平方向の変位を許容したものである。

この軸梁２０は、２分割された構成であって、略水平に配置した上下一対の湾曲した湾曲板バネ２１と、略垂直に配置した枕木方向に一対の平らな平板バネ２２が連結されている。軸箱８１には固定部２３が突き出し、上下の固定面にセレーションが形成され、他方、台車枠８２には下方に延びたブラケット２４が形成されている。湾曲板バネ２１は、その一端部分が軸箱８１の固定部２３に対してネジ止めによって締結され、他端部分は連結ブロック２５にネジ止めによって締結されている。この湾曲板バネ２１は、両端の平面部分と中央の湾曲部分とから構成され、一対の湾曲板バネ２１は、図示するように中央の湾曲部分が上下に広がるように取り付けられている。

一方、平板バネ２２は、図４に示す側面側から見た場合に、上下一対の湾曲板バネ２１の間に位置するように取り付けられる。従って、平板バネ２２は、連結ブロック２５から前方に向けて配置され、一端部分が連結ブロック２５にネジ止めされ、他端部分は側梁８２１から垂れ下がったブラケット２４の先端部分に固定されている。一対の平板バネ２２は、ブラケット２４との固定部において接続バー２６で一体に連結されている。連結ブロック２５にはセレーションが形成され、湾曲板バネ２１や平板バネ２２に形成されたセレーションと噛み合っている。

軸箱８１と、台車枠８２に形成されたブラケット２４に対する、湾曲板バネ２１と平板バネ２２の固定面は９０度のずれが生じている。こうした軸梁２０によれば、軸箱８１と台車枠８２との相対的な変位が上下方向の場合には湾曲板バネ２１が撓み、枕木方向の場合には平板バネ２２が撓むことにより、それぞれの変位を許容する。また、レール方向に変位が生じても、湾曲板バネ２１の湾曲部分が変形形状部分として変形することにより、当該変位を許容することができる。このとき、大きな荷重によって湾曲部分が押し縮められた場合、連結バー２６に固定されたストッパ２７が固定部２３や連結ブロック２５に当接し、それ以上の変形を止めて座屈を防止している。

軸梁２０は、弾性部材を用いない湾曲板バネ２１や平板バネ２２の撓みや、湾曲バネ２１の変形によるものであるため、軸箱８１と台車枠８２との相対的な滑らかな変位を可能にする。そして、湾曲板バネ２１や平板バネ２２の固定部に弾性部材を設ける必要がないため、部品交換の作業が不要になる。

（第３実施形態）
次に、図５及び図６は、第３実施形態の軸箱支持装置３を示した図であり、図５は平面図を、図６は側部断面図を示している。第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。本実施形態の軸箱支持装置３は、第１実施形態と同様に、軸梁３０が、連結した軸箱８１と台車枠８２との相対的な上下方向の変位の他、水平方向の変位を許容したものである。

軸梁３０は、長手方向に２分割された構成であって、略水平に配置した上下一対の湾曲した湾曲板バネ３１と、略垂直に配置した一対の平板バネ３２が連結されている。軸箱８１には、固定部３３が突き出し、上下の固定面にセレーションが形成されている。他方、台車枠８２には、図示する側梁８２１の枕木方向の側面に固定部３４が突設され、突き出した固定面にセレーションが形成されている。従って、軸箱８１と台車枠８２のそれぞれに形成された固定部３３，３４は、固定面の向きが９０度ずれている。

湾曲板バネ３１と平板バネ３２の間には連結ブロック３５が設けられ、上下左右の固定面に突設した固定部にセレーションが形成されている。湾曲板バネ３１と平板バネ３２にも両端部分にセレーションが形成され、固定部３３，３４及び連結ブロック３５の各セレーションと噛み合い、ネジ止めして締結されている。そして、湾曲板バネ３１は、両端の平面部分と中央の湾曲部分とから構成され、一対の湾曲板バネ３１は上下対称であって、図示するように中央の湾曲部分が互いに接近する方向に配置されている。

上下一対の湾曲板バネ３１は、間隔を狭めた湾曲部分にゴム材などかなる弾性部材３６が挟まれ、その上下に配置された同じゴム材などの弾性部材３７とともに、上下に貫通したボルトとナットによって連結されている。湾曲板バネ３１は、湾曲部分の変形によってレール方向の変位を許容するが、弾性部材３６が湾曲板バネ３１の過大な変形を抑えて座屈を防止する。

こうした軸梁３０によれば、軸箱８１と台車枠８２との相対的な変位が上下方向の場合には湾曲板バネ３１が撓み、枕木方向の場合には平板バネ３２が撓むことにより、それぞれの変位を許容する。また、レール方向に変位が生じても、湾曲板バネ３１の湾曲部分が変形形状部分として変形することにより、当該変位を許容することができる。このとき、大きな荷重によって湾曲部分が押し縮められる場合でも、弾性部材３６が変形を抑えて座屈を防止している。

軸梁３０は、弾性部材を用いない湾曲板バネ３１や平板バネ３２の撓みや、湾曲バネ３１の変形によるものであるため、軸箱８１と台車枠８２との相対的な滑らかな変位を可能にする。そして、湾曲板バネ３１や平板バネ３２の固定部に弾性部材を設ける必要がないため、部品交換の作業が不要になる。

以上、本発明に係る鉄道車両用軸箱支持装置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。
例えば、前記実施形態では各種板バネを対にして軸梁を構成したが、板バネの強度によっては一枚で構成するようにしてもよい。
また、例えば、前記第２及び第３実施形態では、ストッパ２７や弾性部材３６を設けて座屈を防止する構成としたが、湾曲板バネ２１，３１に強度があれば、ストッパ２７や弾性部材３６を省略した構成であってもよい。

１ 鉄道車両用軸箱支持装置
１０ 軸梁
１１，１２ 捩り板バネ
８１ 軸箱
８２ 台車枠

Claims (9)

1. 輪軸を回転可能に支持するとともに軸バネを介して台車枠を上部に搭載する軸箱と、その軸箱と台車枠とを車体のレール方向に連結する軸梁とを有する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記軸梁は、前記軸箱と台車枠とを連結する板バネであり、前記板バネを固定する前記軸箱及び台車枠の一方の固定面が上下方向に形成され、他方の固定面が車体の枕木方向に形成され、前記板バネに、前記軸箱と台車枠との間のレール方向の変位を許容する変形形状部分が形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
2. 請求項１に記載する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記軸梁は、一対の板バネによって構成されたものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記軸梁は、前記軸箱側の固定面が上下方向に形成され、前記台車枠側の固定面が枕木方向に形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記軸梁は、両端の固定部が９０度ずれるように捩った捩り部分を有する捩り板バネであり、その一端部が前記軸箱に固定され、他端部が前記台車枠に固定されたものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
5. 請求項２又は請求項３に記載する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記軸梁は、両端の平面部分の間に湾曲した湾曲部分が形成された湾曲板バネと、平板の平面板バネとが連結されたものであって、
   一対の前記湾曲板バネは、前記湾曲部分が上下に広がる向きで略水平に配置され、その一端部分が前記軸箱側に固定され、他端部分が連結ブロックに固定され、
   一対の前記平面板バネは、略垂直に配置され、その一端部分が前記台車枠から下方に延びたブラケットに対し前記一対の湾曲板バネの間で固定され、他端部分が前記連結ブロックに固定されたものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
6. 請求項５に記載する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記軸梁は、前記ブラケット側にレール方向に延びたストッパが固定され、前記湾曲板バネの撓みが所定量を超えた場合に、前記軸箱側や前記連結ブロックに当該ストッパが当たるようにしたものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
7. 請求項２又は請求項３に記載する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記軸梁は、両端の平面部分の間に湾曲した湾曲部分が形成された湾曲板バネと、平板の平面板バネとが連結されたものであって、
   一対の前記湾曲板バネは、前記湾曲部分が上下に狭まる向きで略水平に配置され、その一端部分が前記軸箱側に固定され、他端部分が連結ブロックに固定され、
   一対の前記平面板バネは、略垂直に配置され、その一端部分が前記連結ブロックに固定され、他端部分が前記台車枠に固定されたものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
8. 請求項７に記載する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記軸梁は、前記湾曲板バネの向かい合った湾曲部分に弾性部材を挟み込んだものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載する鉄道車両用軸箱支持装置において、
   前記板バネは、セレーションを形成して固定されたものであることを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。

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