JP5976705B2 - 鉄道車両用減速機支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、一端が台車枠に連結され、他端が車軸を駆動する減速機に連結されて、減速機の回転を防止する装置であって、他端が、減速機のブラケットに形成された取付孔を貫通する取付ピンと、取付ピンの両端部で係合する係合部を有する鉄道車両用減速機支持装置に関するものである。

従来、鉄道車両用減速機の回転を防止するために、一端が台車枠に連結され、他端が車軸を駆動する減速機に連結されて、他端が、減速機のブラケットに形成された取付孔を貫通する取付ピンと、取付ピンの両端部で係合する係合部を有する鉄道車両用減速機支持装置が実施されている（特許文献１）。
特許文献１には、明示されていないが、支持装置の他端と、減速機のブラケットとの、従来実施されていた取付構造を図８に示す。
支持装置１００の他端はＵ字形状であり、一対の係合板１０１、１０２を備えている。係合板１０１、１０２には、貫通穴が形成され、貫通穴にはブッシュ１０３が嵌合されている。一対の係合板１０１、１０２の中間には、減速機のブラケット１０４が配置されている。ブラケット１０４の貫通穴には、球面軸受１０５が付設されている。

取付ピン１０７が、係合板１０１のブッシュ１０３の内周面、球面軸受１０５の内輪の内周面、及び係合板１０２のブッシュ１０３の内周面に、貫通挿入されている。取付ピン１０７は、順次小径となるように、頭部１０７ａ、大径部１０７ｂ、小径部１０７ｃ、ネジ部１０７ｄを備えている。大径部１０７ｂが、係合板１０１のブッシュ１０３に嵌合し、小径部１０７ｃが、球面軸受１０５と、係合板１０２のブッシュ１０３に嵌合している。ネジ部１０７ｄには、座金１０８を介して溝付きナット１０９がネジ込まれている。溝付きナット１０９には、回転防止用の割りピン１１１が、ネジ部１０７ｄを貫通して挿入されている。

実開平01-130870号公報

しかしながら、図８に示す取付構造には、次のような問題があった。
（１）レール上を走行する車輪の振動が、減速機の振動となる。減速機の振動により、支持装置は、図８の横方向すなわち、取付ピン１０７の半径方向に、振動を受ける。取付ピン１０７と、ブッシュ１０３、球面軸受１０５との間には、隙間があるため、取付ピン１０７が係合板１０１、１０２に対して僅かであるが振動する。この繰り返し振動により溝付きナット１０９が徐々に緩み、最悪の場合、割りピン１１１が疲労破壊する恐れがあった。
割りピン１１１が破壊すると、溝付きナット１０９が外れてしまう恐れがあった。ナット１０９が外れると、取付ピン１０７が落下し、支持装置が片持ちとなり、垂れ下がる恐れがあった。そして、支持装置が他の装置に衝突し事故となる恐れがあった。
（２）また、組み立て作業において、割りピン１１１を挿入する時に取付ピン１０７と溝付きナット１０９の位置合わせを必要とするため、煩雑な作業となると共に、溝付きナット１０９の締結トルクを正確に管理できないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、減速機の振動によっても、外れる恐れのない鉄道車両用減速機支持装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の鉄道車両用減速機支持装置は、次のような構成を有している。
（１）一端が台車枠に連結され、他端が車軸を駆動する減速機に連結されて、減速機の回転を防止する装置であって、他端が、減速機のブラケットに形成された取付孔を貫通する取付ピンと、取付ピンの両端部で係合する係合部を有する鉄道車両用減速機支持装置において、（ａ）取付ピンの両端部が、四角柱形状に形成され、一端側の面に、ピン側テーパ面が形成されていること、（ｂ）係合部が、一面が開口された四角溝を備え、四角溝のピン側テーパ面に対向する面に係合部側テーパ面が形成されていること、を特徴とする。
（２）（１）に記載する鉄道車両用減速機支持装置において、前記一端が前記台車枠に、緩衝ゴムにより回転可能に保持された状態で、前記係合部が前記開口により、前記取付ピンの前記両端部に圧入されること、を特徴とする。

（３）（２）に記載する鉄道車両用減速機支持装置において、前記緩衝ゴムを組み付けするときに、前記緩衝ゴムに変形を加えておき、前記変形により生じる弾性力が、前記係合部を前記両端部に圧入する方向に、回転力を付勢すること、を特徴とする。
（４）（１）乃至（３）に記載するいずれか１つの鉄道車両用減速機支持装置において、前記係合部に、先端が前記取付ピンの前記両端部を貫通する係合ボルトが、ネジ止めされていること、を特徴とする。

本発明の鉄道車両用減速機支持装置の作用・効果を説明する。
（１）一端が台車枠に連結され、他端が車軸を駆動する減速機に連結されて、減速機の回転を防止する装置であって、他端が、減速機のブラケットに形成された取付孔を貫通する取付ピンと、取付ピンの両端部で係合する係合部を有する鉄道車両用減速機支持装置において、（ａ）取付ピンの両端部が、四角柱形状に形成され、一端側の面に、ピン側テーパ面が形成されていること、（ｂ）係合部が、一面が開口された四角溝を備え、四角溝のピン側テーパ面に対向する面に係合部側テーパ面が形成されていること、を特徴とするので、支持装置に振動が長期間加わったとしても、支持装置と取付ピンとは、互いのテーパ面同士が接触しているため、支持装置が軸心方向に振動しても、ピン側テーパ面と係合部側テーパ面とは、楔の力により隙間を生じることなく振動する。
そのため、支持装置と取付ピンが一体に連結されているため、互いに振動することがなく、支持装置が取付ピンに対して、緩んで外れる恐れがない。
また、割りピンを使用せず、取付ピンの両端部に対して、係合部をハンマー等で軽く打ち込むだけで連結できるため、取付ピンと溝付きナットとの位置合わせが不要となり、組み立て作業の効率性を高くすることができる。

（２）（１）に記載する鉄道車両用減速機支持装置において、前記一端が前記台車枠に、緩衝ゴムにより回転可能に保持された状態で、前記係合部が前記開口により、前記取付ピンの前記両端部に圧入されること、を特徴とするので、ピン側テーパ面と係合部側テーパ面とが、圧入により密着されており、支持装置と取付ピンが一体に連結されているため、互いに振動することがなく、緩んで外れる恐れがない。

（３）（２）に記載する鉄道車両用減速機支持装置において、前記緩衝ゴムを組み付けするときに、前記緩衝ゴムに変形を加えておき、前記変形により生じる弾性力が、前記係合部を前記両端部に圧入する方向に、回転力を付勢すること、を特徴とするので、緩衝ゴムの変形により生じた弾性力が、テーパ面同士が密着する方向（楔が作用する方向）に作用するため、支持装置と取付ピンがより一体に連結され、互いに振動することがなく、緩んで外れる恐れがない。

（４）（１）乃至（３）に記載するいずれか１つの鉄道車両用減速機支持装置において、前記係合部に、先端が前記取付ピンの前記両端部を貫通する係合ボルトが、ネジ止めされていること、を特徴とするので、係合ボルトが支持装置の振動方向とは異なる方向にネジ止めされているため、係合ボルトが緩むことが少ない。

支持装置１０、台車枠横バリ１７、減速機４２の構造を示す図である。 図１のうち、支持装置１０のみを示す平面図である。 支持装置１０の単体側面図である。 図３の単体平面図である。 取付ピン３０の斜視図である。 取付ピン３０の側面図である。 取付ピン３０と係合板２４、２５との係合図である。 従来の支持装置１００の構造を示す断面図である。

本発明の鉄道車両用減速機支持装置の一実施の形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。図１に、支持装置１０、台車枠横バリ１７、減速機４２の構造を示す。図２に、図１のうち、支持装置１０のみの平面図を示す。また、図３に、支持装置１０の単体側面図を示し、図４に図３の単体平面図を示す。
図１において、支持装置１０は、台車枠に連結される一端部１１と、減速機４２と連結される他端部２０が、連結部１８で連結されている。

支持装置の一端部１１は、台車枠の一部を構成する台車枠横バリ１７に固設されたブラケット１６に連結されている。すなわち、図２に示すように、一端部１１には、中空孔が形成され、中空孔には、緩衝ゴム１３を介して、取付軸１２が挿入されている。取付軸１２の両端部１２ａには、貫通孔１２ｂが形成されており、貫通孔１２ｂを貫通して取付せられる一対の貫通ボルト１４とナット１５により、ブラケット１６に連結されている。これにより、支持装置１０は、台車枠横バリ１７に対して、回転可能に保持されている。
ここで、緩衝ゴム１３は、組み立付けするときに、緩衝ゴム１３に変形を加えておき、変形により生じる弾性力が、後述する係合部を両端部に圧入する方向に、回転力を付勢すること、としている。

次に、他端部の構造を説明する。図２及び図１に示すように、支持装置１０の他端部２０はＵ字形状であり、一対の係合板２４、２５を備えている。一対の係合板２４、２５の中間にあるＵ字溝２６には、減速機４２のブラケット２２が配置されている。ブラケット２２の貫通孔には、球面軸受２３が付設されている。
係合板２４、２５には、一面が開口された四角溝が形成されている。四角溝は、図３に示すように、連結部１８側のテーパ面２４１、２５１と、反対側のストレート面２４２、２５２と、上面２４３、２５３とを備えている。テーパ面２４１、２５１は、開口側に行くほど、ストレート面２４２、２５２との間隔が拡大する方向に傾斜が形成されている。すなわち、開口は外側に行くほど大きく開口している。テーパ面の角度は、本実施の形態では、１０度としている。この角度は、５度以上３０度以下であることが望ましい。
係合板２４、２５には、係合ボルト２７を取り付けるための貫通孔２４４、２５４が形成されている。

取付ピン３０の構造を図５に斜視図で示し、図６に側面図で示す。
取付ピン３０の中央には、大径部３４、小径部３３が形成されている。大径部３４及び小径部３３の両側には、一対の両端部３１、３２が、四角柱形状に形成されている。両端部３１、３２は、テーパ面３１１、３２１と、ストレート面３１２、３２２と、上面３１３、３２３とを備えている。テーパ面３１１、３２１は、上面３１３、３２３から距離が離れるにつれてストレート面３１２、３２２から距離が拡大する方向に拡大している。テーパ角度は、１０度としている。
取付ピン３０の上面３１３、３２３には、貫通孔３１４、３２４が形成されている。

図１及び図２に示すように、減速機４２のブラケット２２に球面軸受２３のりアウターレールが固設されている。球面軸受２３のインナーレールの内周面には、取付ピン３０の小径部３３が嵌合されている。取付ピン３０のテーパ面３１１、３２１に対して、係合板２４、２５のテーパ面２４１、２５１がほぼ全面で接触して取り付けられている。取付ピン３０のストレート面３１２、３２２に対して、係合板２４、２５のストレート面２４２、２５２が接触して取り付けられている。
係合板２４、２５の貫通孔２４４、２５４、及び取付ピン３０の貫通孔３１４、３２４を貫通して、係合ボルト２７が取り付けられ、ナット２８により締結されている。

次に、支持装置１０を減速機４２のブラケット２２に組付ける作業について説明する。
組み付けするときには、支持装置１０の一端部１１は、緩衝ゴム１３、取付軸１２を介して、台車枠横バリ１７のブラケット１６に回転可能に保持されている。ここで、予め緩衝ゴム１３に変形を加えておき、その変形により生じる弾性力が、係合板２４、２５を、取付ピン３０の両端部３１、３２に圧入する方向に、回転力を付勢させている。
この状態で、係合板２４、２５の上面をハンマーで軽く打ち込むことにより、係合板２４、２５の四角溝に、取付ピン３０の両端部３１、３２を各々挿入する。
挿入後、一対の係合ボルト２７を、係合板２４、２５の貫通孔２４４、２５４、及び取付ピン３０の貫通孔３１４、３２４に貫通させ、ナット２８でネジ止めして締結する。

取付ピン３０の挿入及び係合ボルト２７とナット２８での締結により、係合板２４、２５のテーパ面２４１、２５１と、取付ピン３０のテーパ面３１１、３２１とが、楔作用により、強い面圧で接触するため、減速機４２が振動して、支持装置１０が、長手方向に振動しても、係合板２４、２５のテーパ面２４１、２５１と、取付ピン３０のテーパ面３１１、３２１とは、常に一体として振動するため、係合板２４、２５が、取付ピン３０から外れることがない。また、長期間の振動を受けても、係合板２４、２５のテーパ面２４１、２５１と、取付ピン３０のテーパ面３１１、３２１とが、面同士で力を伝達しているため、係合ボルト２７及びナット２８には、緩みにつながる軸直角方向の荷重が加わらず、信頼性が高い。

また、図３に示すように係合板２４、２５のテーパ面２４１、２５１と、取付ピン３０のテーパ面３１１、３２１が面接触し、係合板２４、２５のストレート面２４２、２５２と、取付ピン３０のストレート面３１２、３２２が面接触する。振動や引っ張りが生じた時、テーパ面に対しては、斜め方向に対して力が加わり、ストレート面に対しては、ストレート面に対して直角方向に力が加わる。テーパ面とストレート面でそれぞれ異なる方向に力が加わるため、振動や引っ張りの力が分散される。そのため、振動や引っ張りに対して外れ防止の効果が生じる。

以上詳細に説明したように、本実施例の鉄道車両用減速機の支持装置１０によれば、（１）一端部１１が台車枠横バリ１７に連結され、他端部２０が車軸を駆動する減速機４２に連結されて、減速機４２の回転を防止する装置であって、他端部２０が、減速機４２のブラケット２２に形成された取付孔を貫通する取付ピン３０と、取付ピン３０の両端部３１、３２で係合する係合板２４、２５を有する鉄道車両用減速機支持装置において、（ａ）取付ピン３０の両端部３１、３２が、四角柱形状に形成され、一端部側の面に、ピン側のテーパ面３１１、３２１が形成されていること、（ｂ）係合板２４、２５が、一面が開口された四角溝を備え、四角溝のピン側のテーパ面３１１、３２１に対向する面に係合板側のテーパ面２４１、２５１が形成されていること、を特徴とするので、支持装置１０に振動が長期間加わったとしても、支持装置１０と取付ピン３０とは、互いのテーパ面２４１、２５１、３１１、３２１同士が接触しているため、支持装置１０が長手方向に振動しても、ピン側のテーパ面３１１、３２１と係合板側のテーパ面２４１、２５１とは、楔の力により隙間を生じることなく振動する。

そのため、支持装置１０と取付ピン３０が一体に連結されているため、互いに振動することがなく、支持装置１０が取付ピン３０に対して、緩んで外れる恐れがない。
また、割りピンを使用せず、取付ピン３０の両端部３１、３２に対して、係合板２４、２５をハンマー等で軽く打ち込み、ボルト締結するだけで連結できるため、取付ピンと溝付きナットとの位置合わせが不要となり、組み立て作業の効率性を高くすることができる。

（２）一端部１１が台車枠横バリ１７に、緩衝ゴム１３により回転可能に保持された状態で、係合板２４、２５が開口により、取付ピン３０の両端部３１、３２に挿入されること、を特徴とするので、ピン側のテーパ面３１１、３２１と係合板側のテーパ面２４１、２５１とが、挿入により密着されており、支持装置１０と取付ピン３０が一体に連結されているため、互いに振動することがなく、緩んで外れる恐れがない。

（３）緩衝ゴム１３を組み付けするときに、緩衝ゴム１３に変形を加えておき、その変形により生じる弾性力が、係合板２４、２５を両端部３１、３２に圧入する方向に、回転力を付勢すること、を特徴とするので、緩衝ゴム１３の変形により生じた弾性力が、テーパ面２４１、２５１、３１１、３２１同士が密着する方向（楔が作用する方向）に作用するため、支持装置１０と取付ピン３０がより一体に連結され、互いに振動することがなく、緩んで外れる恐れがない。

実施例に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、本実施の形態では、テーパ面の角度を１０度としているが、５度以上３０度以下としても良い。

１０ 支持装置
１１ 一端部
１３ 緩衝ゴム
１７ 台車枠横バリ
２０ 他端部
２４、２５ 係合板
２４１、２５１ テーパ面
３０ 取付ピン
３１、３２ 両端部
３１１、３２１ テーパ面

Claims (4)

1. 一端が台車枠に連結され、他端が車軸を駆動する減速機に連結されて、前記減速機の回転を防止する装置であって、前記他端が、前記減速機のブラケットに形成された取付孔を貫通する取付ピンと、前記取付ピンの両端部で係合する係合部を有する鉄道車両用減速機支持装置において、
   前記取付ピンの前記両端部が、四角柱形状に形成され、前記一端側の面に、ピン側テーパ面が形成されていること、
   前記係合部が、一面が開口された四角溝を備え、前記四角溝の前記ピン側テーパ面に対向する面に係合部側テーパ面が形成されていること、
   を特徴とする鉄道車両用減速機支持装置。
2. 請求項１に記載する鉄道車両用減速機支持装置において、
   前記一端が前記台車枠に、緩衝ゴムにより回転可能に保持された状態で、前記係合部が前記開口により、前記取付ピンの前記両端部に圧入されること、
   を特徴とする鉄道車両用減速機支持装置。
3. 請求項２に記載する鉄道車両用減速機支持装置において、
   前記緩衝ゴムを組み付けするときに、前記緩衝ゴムに変形を加えておき、前記変形により生じる弾性力が、前記係合部を前記両端部に圧入する方向に、回転力を付勢すること、
   を特徴とする鉄道車両用減速機支持装置。
4. 請求項１乃至請求項３に記載するいずれか１つの鉄道車両用減速機支持装置において、
   前記係合部に、先端が前記取付ピンの前記両端部を貫通する係合ボルトが、ネジ止めされていること、
   を特徴とする鉄道車両用減速機支持装置。

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