JP5777925B2 - 鉄道車両用台車の可変絞り取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両に設けられる空気ばねと、その空気ばねを搭載する台車枠に形成された補助空気室との間に存在する空気バネ用絞り装置について、その空気バネ用可変絞りを鉄道車両用台車に対して着脱可能に取り付けるための可変絞り取付構造に関する。

鉄道車両は、車体の振動を抑えるため台車との間に空気バネが設けられ、その空気バネは、台車枠の内部空間からなる補助空気室と連通している。そのため、空気バネの容積は、補助空気室の分だけ見かけ上大きくなっている。そうした空気バネと補助空気室とを結ぶ流路には、可変の空気バネ用絞り装置（以下、単に「可変絞り装置」とする）が設けられ、粘性減衰特性を発揮させるよう構成されている。図７は、下記特許文献１に記載された、可変絞り装置の取付構造について示した断面図である。

この可変絞り装置１００は空気バネと一体に構成されている。空気バネの下部に下面板１０１が固定され、その下面板１０１の中央には下方に突き出して装置本体１０２が形成されている。装置本体１０２は、空気バネ内部に開口した上部の空気穴１０３が形成され、側部には補助空気室内に開口した小径の空気穴１０５と大径の空気穴１０６とが形成されている。空気穴１０５，１０６はスプール１０７の挿入された連通穴を介して繋がり、スプール１０７は、下端側にプランジャ１０８が固定され、上方からバネ１０９によって付勢されている。また、装置本体１０２の下部には、プランジャ１０８の周りにソレノイド１１０が設けられている。

一方、台車枠側には、その上面１２１に挿入孔１２２が形成されている。可変絞り装置１００が孔１２２に入れられ、空気バネが、下面板１０１と上面板１２１との間にライナー１２５を挟み込んで搭載される。可変絞り装置１００の挿入部分には、隙間を無くし補助空気室１３０内が気密になるように、挿入孔１２２の内周面がＯリング１２３によってシールされている。

特開昭６０−２２９８５９号公報

従来の可変絞り取付構造は、空気バネと一体に構成されている可変絞り装置１００にメンテナンスや交換の必要が生じた場合、空気バネの分解を行わなければならなかった。ところが、空気バネの分解及び組立は専門業者によって行われる場合が多く、更に空気バネの品質保全のため組立後はエアをかけて圧力試験を行う必要があった。従って、従来の可変絞り取付構造では、可変絞り装置の取り扱いが不便であった。また、可変絞り装置が空気バネと一体に構成された場合だけではなく、交換可能な構造の可変絞り装置であっても、その可変絞り装置が空気バネ側に組み付けられる取付構造は、空気バネの分解および組立が必要であり、同じように取り扱いが不便であった。

本発明は、かかる課題を解決すべく、可変絞り装置の取り扱いを容易にした鉄道車両用台車の可変絞り取付構造を提供することを目的とする。

本発明に係る鉄道車両用台車の可変絞り取付構造は、空気バネと鉄道車両用台車の台車枠に形成された補助空気室との間に可変絞り装置を取り付けるためのものであり、前記台車枠には、前記空気バネを搭載する位置に、内部の補助空気室に接続された筒形状の受部材によって当該台車枠上面に挿入口を備えたバネ支持部が形成され、前記空気バネには、本体を構成するダイアフラムの内部と前記台車枠の補助空気室とを連通するための下方に突き出した筒状部が形成され、前記バネ支持部の受部材内に前記筒状部を挿入することにより前記空気バネが前記台車枠に取り付けられるものであり、前記可変絞り装置が、前記筒状部を挿入した前記受部材内に位置し、着脱可能な状態で取り付けられたものであること、前記可変絞り装置が、円柱形状の本体にフランジ部が張り出した形状であり、前記受部材の内部に形成された取付座に対し、前記空気バネの筒状部内に挿入されたコイルバネにより前記フランジ部が押し付けられるようにし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台車の可変絞り取付構造は、空気バネと鉄道車両用台車の台車枠に形成された補助空気室との間に可変絞り装置を取り付けるためのものであり、前記台車枠には、前記空気バネを搭載する位置に、内部の補助空気室に接続された筒形状の受部材によって当該台車枠上面に挿入口を備えたバネ支持部が形成され、前記空気バネには、本体を構成するダイアフラムの内部と前記台車枠の補助空気室とを連通するための下方に突き出した筒状部が形成され、前記バネ支持部の受部材内に前記筒状部を挿入することにより前記空気バネが前記台車枠に取り付けられるものであり、前記可変絞り装置が、前記筒状部を挿入した前記受部材内に位置し、着脱可能な状態で取り付けられたものであること、前記可変絞り装置が、円柱形状の本体にフランジ部が張り出した形状であり、前記受部材の内部に形成された雌ネジに対応して、前記フランジ部に雄ネジ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台車の可変絞り取付構造は、前記可変絞り装置が、前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させる際に力を伝達する回転伝達部が形成されたものであることが好ましい。

本発明によれば、可変絞り装置が空気バネとは分離した構成であり、バネ支持部の受部材内に着脱可能であるため、交換やメンテナンスに際して空気バネを分解する必要がなく、取り扱いが容易である。また、可変絞り装置の取り付けにおいてコイルバネを使用したり、ネジによって可変絞り装置を取り付けるようにしたため、取り付け位置の状況が変化しても安定した取り付け状態を維持することができる。

鉄道車両用台車の一部を示した概略の平面図である。 空気バネの取付構造を示した断面図であり、図１のＡ−Ａ断面を示した図である。 空気バネの取付構造を示した組み立て図である。 第２実施形態の可変絞り取付構造について示したバネ支持部の断面図である。 第３実施形態の可変絞り取付構造について示した空気バネの一部断面図である。 第４実施形態の可変絞り取付構造について示した空気バネの一部断面図である。 従来の可変絞り取付構造について示した断面図である。

次に、本発明に係る鉄道車両用台車の可変絞り取付構造について、その実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、鉄道車両用台車の一部を示した概略の平面図である。鉄道車両用台車（以下、単に「台車」とする）１は、レール方向に配置された側梁２を左右に有し、その側梁２が枕木方向に配置された２本の横梁３に貫かれている。貫通部分では側梁２と横梁３とが溶接され、これにより台車枠５が構成される。台車枠５には、前後に輪軸７が回転可能に支持され、不図示のユニットブレーキやモータなどが取り付けられる。また、台車枠５には、台車１に搭載される車体を支持する空気バネ１０が取り付けられる。

台車枠５は、側梁２から突き出した横梁３にバネ支持部５０が形成され、空気バネ１０は、そのバネ支持部５０上に取り付けられている。図２は、第１実施形態の可変絞り取付構造を示した断面図であり、図１のＡ−Ａ断面を示した図である。空気バネ１０は、ダイアフラム１１によって空気バネ本体が構成され、その上下開口部分に円形の上面板１２と下面板１３とが接続されている。上面板１２の中心部分には、上方に突き出して貫通孔の形成された空気供給部１２８が形成され、この空気供給部１２８が、空気バネ１０上の車体に設置された不図示のコンプレッサに接続される。

下面板１３には、その下側に円筒形状の積層ゴム１４が連結されている。積層ゴム１４は、ドーナッツ形状の金属板１４１とゴム部材１４２とが交互に重ねて接合され、上面にはドーナッツ形状の接合板１５が一体になっている。その下面板１３と接合板１５がボルトで締結され、ダイアフラム１１と積層ゴム１４とが一つになった空気バネ１０を構成している。一方、積層ゴム１４の下面には、ダイアフラム１１の内部と台車枠５側に形成された補助空気室５５とを連通する連通パイプ１６２を備えた下受部材１６が固定されている。

ここで、図３は、可変絞り取付構造を示した組み立て図である。ただし、空気バネに関しては、ダイアフラム１１を除いた積層ゴム１４の部分を示している。下受部材１６は、下プレート１６１が積層ゴム１４の下面に固定され、中心には上下方向に連通パイプ１６２が突き出している。連通パイプ１６２は、その上端部がダイアフラム１１の下面板１３の中心に形成された孔部に挿入され、下方に突設された部分が台車枠５側に挿入される。

台車枠５は、横梁３が貫いた側梁２の外側に、図１に波線で示すバネ支持部５０が形成されている。図２及び図３には、そうした台車枠５のバネ支持部５０が記載されている。バネ支持部５０は、内部が気密な箱状になっている。バネ支持部５０の上面板５１には挿入口となる穴があけられ、筒状の受部材５３が固定されている。受部材５３は、バネ支持部５０の内部空間に形成された補助空気室５５に接続され、連通パイプ１６２が嵌り込むようにしたものである。

受部材５３には、空気バネの連通パイプ１６２が挿入され、可変絞り装置１８がその内部に収められる。可変絞り装置１８について具体的な説明は省略するが、その形状は、円柱形状の本体１８１にフランジ部１８２が張り出している。受部材５３は、下側の孔径を小さくした段付の孔が形成され、内部にフランジ部１８２を載せる取付座５３１を有している。可変絞り装置１８は、受部材５３内に挿入された連通パイプ１６２がフランジ部１８２を取付座５３１へ押さえ込むことにより、受部材５３内に位置決めされる。

空気バネ１０は、連通パイプ１６２が受部材５３に対して嵌り込むことで台車枠５に連結されているが、両者の間に上下方向の拘束はない。そして、走行によって車輪が磨り減るなどして車輪径が小さくなると、台車枠５の高さが低くなるため、下プレート１６１と上面板５１との間にライナー５２が挿入され高さ調整が行われる。ライナー５２の枚数増加によって下プレート１６１と上面板５１との距離が広くなると、可変絞り装置１８は、連通パイプ１６２による押さえ付けがなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、可変絞り装置１８が適切に取り付けられるように、コイルバネ２１が設けられている。具体的には、連通パイプ１６２内にはコイルバネ２１を受けるカラー２２が挿入され、図２に示すように、カラー２２とフランジ部１８２の間にコイルバネ２１が装填されている。これにより、可変絞り装置１８は、コイルバネ２１の付勢力によって常にフランジ部１８２が取付座５３１へ押し当てられ、受部材５３内で不安定な状態になることなく位置決めされる。

本実施形態の可変絞り取付構造によれば、可変絞り装置１８が空気バネ１０とは分離した構成であり、バネ支持部５０の受部材５３内に着脱可能であるため、交換やメンテナンスに際して空気バネ１０を分解する必要がなく、取り扱いが容易である。また、コイルバネ２１によって可変絞り装置１８を位置決めしているため、ライナー５２の枚数が増加して下プレート１６１と上面板５１との距離が広がっても、常にフランジ部１８２を取付座５３１へ押し当てた位置決め状態が維持される。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の可変絞り取付構造について示したバネ支持部５０の断面図である。なお、空気バネは前記第１実施形態と共通するものであるため省略し、図面上、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付して説明する。
本実施形態の可変絞り取付構造では、可変絞り装置１８をバネ支持部５０の受部材５３に対し、ネジによって着脱可能にしたものである。そのため、可変絞り装置１８には、外周面に雄ネジ２０１が切られたフランジ部１８３が形成されている。一方、受部材５３には取付座５３１の内径側に雌ネジ２０２が形成されている。

そこで、この可変絞り取付構造は、受部材５３への螺設によって可変絞り装置１８がバネ支持部５０内に装着される。そのため、ライナー５２の増加によって下プレート１６１（図２参照）と上面板５１との距離が広がった場合にでも、可変絞り装置１８は、受部材５３内において常に位置決めされた状態にある。また、可変絞り装置１８は、ネジによる着脱可能な取り付けであるため、交換やメンテナンスに際して取り扱いが容易である。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の可変絞り取付構造について示した空気バネの一部断面図である。なお、バネ支持部５０は前記第１実施形態と共通するものであるため省略し、図面上、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付して説明する。
本実施形態の可変絞り取付構造では、可変絞り装置１８を空気バネ１０の連通パイプ１６２に対し、ネジによって着脱可能にしたものである。そのため、可変絞り装置１８には、外周面に雄ネジ２０３が切られたフランジ部１８４が形成されている。一方、連通パイプ１６２には先端部内径側に雌ネジ２０４が形成されている。

そこで、この可変絞り取付構造は、連通パイプ１６２への螺設によって可変絞り装置１８が空気バネ１０に装着される。そのため、ライナー５２の増加によって下プレート１６１（図２参照）と上面板５１との距離が広がった場合にでも、可変絞り装置１８は、バネ支持部５０の受部材５３内において常に位置決めされた状態にある。また、可変絞り装置１８は、ネジによる着脱可能な取り付けであるため、交換やメンテナンスに際して取り扱いが容易である。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態の可変絞り取付構造について示した空気バネの一部断面図である。なお、バネ支持部５０は前記第１実施形態と共通するものであるため省略し、図面上、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付して説明する。
本実施形態の可変絞り取付構造は、前記第３実施形態の変形例であり、可変絞り装置１８を空気バネ１０の連通パイプ１６２に対し、ネジによって着脱可能にしたものである。そのため、可変絞り装置１８には、外周面に雄ネジ２０５が切られたフランジ部１８５が形成され、連通パイプ１６２には先端部内径側に雌ネジ２０６が形成されている。そして更に可変絞り装置１８には、取り付け時の回転を伝達するナット部１８６が形成されている。

そこで、この可変絞り取付構造は、ナット部１８６を介して可変絞り装置１８に回転が与えられ、それによって可変絞り装置１８が空気バネ１０の連通パイプ１６２に装着される。そのため、ライナー５２の増加によって下プレート１６１（図２参照）と上面板５１との距離が広がった場合にでも、可変絞り装置１８は、バネ支持部５０の受部材５３内において常に位置決めされた状態にある。また、可変絞り装置１８は、ネジによる着脱可能な取り付けであるため、交換やメンテナンスに際して取り扱いが容易である。

以上、本発明に係る鉄道車両用台車の可変絞り取付構造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、可変絞り装置１８を装着し易いように設けた第４実施形態のナット部１８６を、第２実施形態のように受部材５３側に装着する可変絞り装置１８に形成するようにしてもよい。

１ 台車
５ 台車枠
１０ 空気バネ
１１ ダイアフラム
１４ 積層ゴム
１８ 可変絞り装置
２１ コイルバネ
５０ バネ支持部
５３ 受部材
５５ 補助空気室
１６２ 連通パイプ

Claims (3)

1. 空気バネと鉄道車両用台車の台車枠に形成された補助空気室との間に可変絞り装置を取り付けるための鉄道車両用台車の可変絞り取付構造において、
   前記台車枠には、前記空気バネを搭載する位置に、内部の補助空気室に接続された筒形状の受部材によって当該台車枠上面に挿入口を備えたバネ支持部が形成され、
   前記空気バネには、本体を構成するダイアフラムの内部と前記台車枠の補助空気室とを連通するための下方に突き出した筒状部が形成され、
   前記バネ支持部の受部材内に前記筒状部を挿入することにより前記空気バネが前記台車枠に取り付けられるものであり、前記可変絞り装置が、前記筒状部を挿入した前記受部材内に位置し、着脱可能な状態で取り付けられたものであること、
   前記可変絞り装置は、円柱形状の本体にフランジ部が張り出した形状であり、前記受部材の内部に形成された取付座に対し、前記空気バネの筒状部内に挿入されたコイルバネにより前記フランジ部が押し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の可変絞り取付構造。
2. 空気バネと鉄道車両用台車の台車枠に形成された補助空気室との間に可変絞り装置を取り付けるための鉄道車両用台車の可変絞り取付構造において、
   前記台車枠には、前記空気バネを搭載する位置に、内部の補助空気室に接続された筒形状の受部材によって当該台車枠上面に挿入口を備えたバネ支持部が形成され、
   前記空気バネには、本体を構成するダイアフラムの内部と前記台車枠の補助空気室とを連通するための下方に突き出した筒状部が形成され、
   前記バネ支持部の受部材内に前記筒状部を挿入することにより前記空気バネが前記台車枠に取り付けられるものであり、前記可変絞り装置が、前記筒状部を挿入した前記受部材内に位置し、着脱可能な状態で取り付けられたものであること、
   前記可変絞り装置は、円柱形状の本体にフランジ部が張り出した形状であり、前記受部材の内部に形成された雌ネジに対応して、前記フランジ部に雄ネジ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の可変絞り取付構造。
3. 請求項２に記載する鉄道車両用台車の可変絞り取付構造において、
   前記可変絞り装置は、前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させる際に力を伝達する回転伝達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の可変絞り取付構造。

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