JP6034254B2 - 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、台車枠の左右の側ばりと、これらを連結する横ばり状の揺れ枕とを枕ばね等の弾性体を介して連結するとともに、左右の側ばりが捻れる方向に相対変位可能とし、軸箱を側ばりに固定した3ピース台車が貨車等に用いられている。
さらに、台車枠中央の横ばりの捻り剛性を低下させて左右の側ばり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。
ボルスタレス台車の場合には、両端部が車体及び台車枠にそれぞれ揺動可能に連結された1本リンク式の牽引装置を用いることが広く普及している。
しかし、特許文献2に記載されたように、側ばりと横ばりとを相対回転可能とした場合、前後力の発生時に横ばりが枕木方向の軸回りに回動して前傾あるいは後傾するピッチング挙動が発生することが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、側ばりが横ばりに対して枕木方向に沿った軸回りに回動可能でありかつ前後力の発生時における横ばりのピッチング挙動を抑制した鉄道車両用台車を提供することである。
これによれば、牽引装置にピッチング抑制手段を設けたことによって、車体と台車との間に前後力が作用した場合であっても、横ばりが枕木に沿った回転軸回りに回動して前傾又は後傾することを防止できる。
また、本発明において、前記牽引装置は、車体下部から下方へ突き出した中心ピンと、前記中心ピンから車両進行方向にほぼ沿った一方へ突き出して配置され、両端部が前記牽引ばり及び前記横ばりにそれぞれ揺動可能に接続されたリンクを、上下方向に離間して複数配置した構成を特徴とする。
これらの各発明によれば、上述した効果を確実に得ることができる。
<第1実施形態>
先ず、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。
図1は、本発明を適用した鉄道車両用台車の第1実施形態の外観斜視図であって、牽引装置を分解した状態を示している。
図2は、第1実施形態の鉄道車両用台車の台車枠の分解平面図であって、上方から見た状態を示す図である。
図3は、第1実施形態の鉄道車両用台車の台車枠の分解斜視図である。
第1実施形態の鉄道車両用台車(以下単に台車と称する)1は、図1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。
車軸12の中間部には、ブレーキディスク13や歯車等が組み込まれている。
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次ばねである軸ばね21を含む公知の軸箱支持装置22を介して、第1側ばり30、第2側ばり40の下部に取り付けられている。
第1側ばり30及び第2側ばり40は、車両の進行方向にほぼ沿って延びたはり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側ばり30及び第2側ばり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、横ばり50、軸受部60はこの中間部31,41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側ばり30及び第2側ばり40の両端部32,42における下部に取り付けられている。
第1側ばり30及び第2側ばり40の中間部31,41の車幅方向外側の側面部には、車体に対する台車枠のヨーイング速度に応じた減衰力を発生するヨーダンパ装置34,44が設けられている。
第1はり部51及び第2はり部52は、横ばり50の主要部を構成する部分である。第1はり部51及び第2はり部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はり部51及び第2はり部52には、それぞれブレーキ部品を保持するブラケット51a,52aが設けられている。または、電動機や駆動装置部品を保持するブラケットが設けられる場合もある。
連結ばり53は、第1はり部51及び第2はり部52の両端部にそれぞれ設けられ、これらを連結する例えばボックス状の構造体である。
第1はり部51及び第2はり部52の両端部は、連結ばり53の前後方向における両端部に、例えば溶接等によって結合されている。
図3等に示すように、回転軸部54の突端部には、軸受部60からの抜け止めに用いられる回転軸前ぶた54aが回り止め座金54bと共締めされて締結される。
回転軸前ぶた54aが回転軸部54より外径側に張り出した部分における車幅方向内側(各側ばり側)の面部には、リング状のプレートである回転軸スラスト受(すり板)54cが設けられている。
回転軸スラスト受54cは、例えば炭素を含有する焼結材等の固体潤滑性を有する材料によって形成され、回転軸部54が軸受部60に対して相対回転した際に、スラスト方向の荷重を受けるとともに、軸受部60のブッシュ端面と摺動して相対回動を許容するものである。
回転軸スラスト受54cは、回転軸部54の端面と回転軸前ぶた54aとの間に挟み込まれる前ぶた調整板54d、及び、回転軸スラスト受54cと回転軸前ぶた54aとの間に挟み込まれるすり板調整板54eの厚さを選択することによって、軸受部60の端面との当接状態が調整される。
すべり軸受として、例えば、固体潤滑剤分散型焼結複層軸受を用いることができる。
このブッシュと当接する回転軸部54には、表面硬度を向上するため、硬質クロメート処理が施されている。
軸受部60のブッシュは、第1側ばり30、第2側ばり40の中間部に形成された開口に圧入され、枕木方向に貫通して設けられている。
軸受部60は、第1側ばり30と横ばり50との間、及び、第2側ばり40と横ばり50との間を、枕木方向に沿った回転軸回りに相対回転可能に支持するものである。
枕ばね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ばねである。
図4は、第1実施形態の鉄道車両用台車における軸受部及び回動案内装置周辺の拡大分解斜視図である。
図4等に示すように、回動案内装置80は、横ばり側すり板81、側ばり側すり板82、すり板受83、すり板調整板84,85、固定ピン86、固定ピン押え87等を有して構成されている。
横ばり側すり板81は、横ばり50の第1はり部51、第2はり部52の両端面に取り付けられた円盤状の部材である。
側ばり側すり板82は、横ばり側すり板81と実質的に同径の円盤状に形成され、第1側ばり30、第2側ばり40の中間部31,41の車幅方向内側の面部に取り付けられている。
横ばり側すり板81及び側ばり側すり板82は、相互に当接した状態で摺動可能となっている。
この摺動面は、軸受部60の中心軸と直交する平面に沿って配置されている。
横ばり側すり板81及び側ばり側すり板82は、枕木方向から見たときに、軸受部60の前後にそれぞれ配置されている。
すり板調整板84,85は、すり板受83と側ばり側すり板82との間、及び、すり板受83と各側ばり30,40との間にそれぞれ挟み込まれた状態で固定される金属製の薄板である。
すり板調整板84,85は、横ばり側すり板81及び側ばり側すり板82の当接状態を調節するためのシムであって、これらの厚さを変化させることによって、各すり板81,82間の接触面圧などを変化させることが可能である。
固定ピン86は、各側ばり30,40、側ばり側すり板82、すり板受83、すり板調整板84,85等に実質的に同心に形成された各開口を介して、各側ばり30,40の車幅方向外側から挿入され、先端部に形成されたネジ部が第1はり部51、第2はり部52に締結される。
このとき、固定ピン86のネジ部とは反対側(車幅方向外側)の領域は、各側ばり30,40を貫通した状態で、端部のフランジ部は側ばり30,40の車幅方向外側に露出している。
固定ピン押え87は、各側ばり30,40の車幅方向外側の側面部に取り付けられ、固定ピンのフランジ部を覆って固定ピン86の脱落を防止するものである。
各側ばり30,40に形成された開口は、その内径が、固定ピン86の外径に対して大きく形成され、各側ばり30,40は、固定ピン86の外周面と開口の内周面とが干渉しない範囲で、横ばり50に対して回動可能となっている。
この回動可能範囲は、例えば、±2°程度に設定される。
図5は、第1実施形態の鉄道車両用台車における牽引装置の分解斜視図である。
牽引装置100は、中心ピン110、牽引ばり120、第1上リンク131、第2上リンク132、第1下リンク141、第2下リンク142等を有して構成されている。
中心ピン110は、上端部に設けられたフランジ部111を車体に締結され固定される。
中心ピン110の下端部には、牽引ばり120の抜け止めのため、円盤部材122が取り付けられる。
牽引ばり120は、横ばり50の第1はり部51、第2はり部52の間隔に挿入される。
牽引ばり120は、円筒部121、突出部122,123等を有して構成されている。
円筒部121は、筒軸が鉛直方向にほぼ沿って配置され、中心ピン110が挿入されるとともに、中心ピン110の中心軸回りに回動可能に支持されている。
突出部122,123は、それぞれ第1側ばり30側、第2側ばり40側に突出している。
突出部122の下部には、第2下リンク142が取り付けられるブラケット122bが設けられている。
突出部123の下部には、第1下リンク141が取り付けられるブラケット123bが設けられている。
第1上リンク131、第2上リンク132、第1下リンク141、第2下リンク142は、車両前後方向にほぼ沿って配置されるとともに、両端部は、弾性変形可能なゴムブッシュを介して、実質的に枕木方向に沿って配置された回転軸回りに牽引ばり120又は横ばり50に対して揺動可能に連結されている。
第1上リンク131は、第1はり部51の上部に設けられたブラケット51bに連結されている。
第2上リンク132は、第2はり部52の上部に設けられたブラケット52bに連結されている。
第1上リンク131及び第2上リンク132は、牽引ばり120と協働して、中心ピン110と横ばり50とを連結するZリンクを構成する。
第1上リンク141は、第1はり部51の下部に設けられたブラケット51cに連結されている。
第2下リンク142は、第2はり部52の下部に設けられた図示しないブラケットに連結されている。
第1下リンク141及び第2下リンク142は、牽引ばり120と協働して、中心ピン110と横ばり50とを連結するZリンクを構成する。
これらの上下一対のZリンクは、本発明にいうピッチング抑制手段として機能する。
また、図1に示すように、横ばり50と牽引ばり120との間には、車体に対する横ばり50の左右方向の相対変位速度に応じた減衰力を発生する左右動ダンパ150が設けられている。
また、Zリンクを上下一対配置したことによって、横ばり50の枕木に沿った軸回りの回動を拘束している。
以上説明した実施形態によれば、軸受部60の前後に配置された一対のすり板81,82を有する回動案内装置80を設けたことによって、軸受部60のサイズを過度に大きくすることなく、横ばり50に対する第1側ばり30、第2側ばり40のヨーイングを防止することができる。
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。
なお、上述した第1実施形態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。
図6は、本発明を適用した鉄道車両用台車の第2実施形態の模式的側面図である。
第2実施形態の鉄道車両用台車は、第1実施形態の牽引装置100に代えて、以下説明する牽引装置200を設けたものである。
中心ピン210は、車体床面から下方に突出して形成され、横ばり50の第1はり部51、第2はり部52の間に挿入される。
上リンク220及び下リンク230は、中心ピン210から車両前後方向にほぼ沿って第1はり部51側へ伸びて配置されている。
上リンク220及び下リンク230の両端部は、中心ピン210及び第1はり部51の上下にそれぞれ形成されたブラケットに対して、ゴムブッシュを介して枕木方向に沿った回転軸回りに揺動可能に連結されている。
以上説明した第2実施形態においても、上述した第1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、枕ばね等の各種装置の形式等も特に限定されない。
また、第1実施形態の牽引装置は、上下方向に実質的に同様のZリンクを一対配置しているが、上下のZリンクを左右方向に反転させてもよい。
また、中心ピンの左右に車両前後方向及び鉛直方向を含む平面に沿って配置されたZリンクをそれぞれ配置してもよい。
11 車輪 12 車軸
13 ブレーキディスク 20 軸箱
21 軸ばね 22 軸箱支持装置
30 第1側ばり 31 中間部
32 両端部 33 ばね座
34 ヨーダンパ装置 40 第2側ばり
41 中間部 42 両端部
43 ばね座 44 ヨーダンパ装置
50 横ばり 51 第1はり部
51a〜51c ブラケット 52 第2はり部
52a〜52b ブラケット 53 連結ばり
54 回転軸部 54a 回転軸前ぶた
54b 回り止め座金 54c 回転軸スラスト受
54d 前ぶた調整板 54e すり板調整板
60 軸受部 70 枕ばね
80 回動案内装置 81 横ばり側すり板
82 側ばり側すり板 83 すり板受
84 すり板調整板 85 すり板調整板
86 固定ピン 87 固定ピン押え
100 牽引装置 110 中心ピン
111 フランジ部 112 円盤部材
120 牽引ばり 121 円筒部
122 突出部 122a,122b ブラケット
123 突出部 123a,123b ブラケット
131 第1上リンク 132 第2上リンク
141 第1下リンク 142 第2下リンク
150 左右動ダンパ 200 牽引装置
210 中心ピン 220 上リンク
230 下リンク
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ばりと、
前記側ばりに設けられ輪軸の端部を保持する軸箱を軸ばねを介して支持する軸箱支持装置と、
実質的に枕木方向に沿って伸び前記一対の側ばりの中間部間を連結する横ばりと、
左右の前記側ばりを前記横ばりに対して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と、
車体と前記横ばりとを連結するとともに前後力を伝達する牽引装置と
を備える鉄道車両用台車であって、
前記牽引装置は、前記横ばりの枕木方向に沿った回転軸回りにおける回動を拘束するピッチング抑制手段を有し、
前記牽引装置は、
車体下部から下方へ突き出した中心ピンと、
前記中心ピンに取り付けられた牽引ばりと、
車両進行方向にほぼ沿って配置され両端部が前記牽引ばり及び前記横ばりにそれぞれ揺動可能に接続された複数のリンクを有し、
前記牽引ばりにおける前記中心ピンの一方の側部から一方の輪軸側へ延びた第1のリンク、及び、前記牽引ばりにおける前記中心ピンの他方の側部から他方の輪軸側へ延びた第2のリンクを有するZリンク機構を、上下方向に離間して一対配置したこと
を特徴とする鉄道車両用台車。 - 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ばりと、
前記側ばりに設けられ輪軸の端部を保持する軸箱を軸ばねを介して支持する軸箱支持装置と、
実質的に枕木方向に沿って伸び前記一対の側ばりの中間部間を連結する横ばりと、
左右の前記側ばりを前記横ばりに対して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と、
車体と前記横ばりとを連結するとともに前後力を伝達する牽引装置と
を備える鉄道車両用台車であって、
前記牽引装置は、前記横ばりの枕木方向に沿った回転軸回りにおける回動を拘束するピッチング抑制手段を有し、
前記牽引装置は、
車体下部から下方へ突き出した中心ピンと、
前記中心ピンから車両進行方向にほぼ沿った一方へ突き出して配置され、両端部が前記牽引ばり及び前記横ばりにそれぞれ揺動可能に接続されたリンクを、上下方向に離間して複数配置したこと
を特徴とする鉄道車両用台車。
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