JP6068984B2 - 鉄道車両用台車 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の車体を支持する台車に関する。

鉄道車両の車体の床下には、車体を支持してレール上を走行するための台車が設けられており、この台車では、輪軸を支持する軸受が収容された軸箱が台車枠に対して上下方向に変位可能となるように軸箱支持装置により支持されている。例えば、特許文献１では、台車枠が、横方向に延びる横ばりと、その横ばりの両端部から前後方向に延びた左右一対の側ばりとを備え、車軸の軸受を収容した軸箱が、軸はり式の軸箱支持装置により台車枠に支持されている。軸はり式の軸箱支持装置は、軸箱から一体に突出した軸はりの先端部を側ばりに一体に形成された取付部に弾性結合することで、軸箱と側ばりとを連結している。

特開平１−１６０７７７号公報

特許文献１の台車では、軸ばりの先端部が弾性結合される取付部は、側ばりに一体に形成されている。しかし、前記取付部を側ばりに溶接等により一体化すると、その後に取付部の位置を調節することができなくなるため、台車組立時において生じる各部品の累積寸法誤差などが大きくなる場合がある。よって、台車の製作を高精度に行うには熟練を要することとなる。

そこで本発明は、台車の製作を容易かつ高精度に行うことができるようにすることを目的とする。

本発明に係る鉄道車両用台車は、鉄道車両の車体を支持するための横ばりを有する台車枠と、前記横ばりを車両長手方向に挟んだ両側において車幅方向に沿って配置された一対の車軸と、前記車軸の車幅方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受を収容する軸箱と、前記軸箱と前記台車枠とを連結する連結装置と、を備え、前記連結装置は、前記軸箱側から前記台車枠に向けて突出した第１部材と、前記台車枠側から前記第１部材に向けて突出した第２部材と、前記第１部材に前記第２部材を連結するための連結部と、を有し、前記第２部材は、前記台車枠とは別体であり、前記台車枠に対して当接して位置決めされている。

前記構成によれば、台車枠側から第１部材に向けて突出した第２部材は、台車枠とは別体であり、台車枠の車幅方向両端部に対して当接して位置決めされているため、第２部材を台車枠と一体に形成した場合に比べて、台車の各部品の累積寸法誤差などを調整しやすく、台車の製作を容易かつ高精度に行うことができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、台車の製作を容易かつ高精度に行うことができる。

実施形態に係る鉄道車両用台車を示す斜視図である。 図１に示す台車の平面図である。 図１に示す台車（電動機及び減速機等の図示省略）の側面図である。 図３に示す台車の要部を拡大した側面図である。 図４のV−V線断面図である。 図３に示す台車の受け座ユニットと横ばりとの位置決めを説明する上方から見た分解斜視図である。 図３に示す台車の受け座ユニットと横ばりとの位置決めを説明する下方から見た分解斜視図である。 図３に示す台車の要部（板バネ等の図示省略）を台車内側の斜め下方から見た斜視図である。

以下、実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る鉄道車両用台車１を表した斜視図である。図２は、図１に示す台車１の平面図である。図３は、図１に示す台車１の側面図である。図１乃至３に示すように、鉄道車両用の台車１は、二次サスペンションとなる空気バネ２及びボルスタ３を介して車体（図示せず）を支持するための台車枠４を備えている。台車枠４は、左右方向である車幅方向に延びて車体を支持する横ばり５を備えているが、従来の鉄道車両用台車の構成とは異なり、横ばり５の車幅方向の両端部から前後方向である車両長手方向に延びる側ばりを備えていない。横ばり５は、ボルスタ３に対して心皿（図示せず）及び中心ピン（図示せず）を介して旋回可能に接続されており、ボルスタ３は、空気バネ２及びボルスタアンカ１２を介して車体（図示せず）に接続されている。横ばり５の前方及び後方には、車幅方向に沿って前後一対の車軸６が配置されており、車軸６の車幅方向両側には車輪７が固定されている。車軸６の車幅方向の両端部には、車輪７よりも車幅方向外側にて車軸６を回転自在に支持する軸受８が設けられ、その軸受８は軸箱９に収容されている。横ばり５には、電動機１０が取り付けられており、その電動機１０の出力軸には、車軸６に動力を伝達する減速ギヤが収容されたギヤボックス１１が接続されている。

横ばり５と軸箱９との間には、車両長手方向に延びた板バネ３０が架け渡されており、板バネ３０の長手方向の中央部３０ａが横ばり５の車幅方向の両端部５ａを支持し、板バネ３０の長手方向の両端部３０ｂが軸箱９に支持されている。即ち、板バネ３０が、一次サスペンションの機能と従来の側ばりの機能とを兼ねている。板バネ３０の中央部３０ａは、横ばり５の下方に潜り込むように配置されている。横ばり５の車幅方向の両端部５ａの下部には、後述する一対の受け座１７，１８の間において円弧状の下面を有する押圧部材３１が設けられ、押圧部材３１が板バネ３０の中央部３０ａに上方から載せられて自由接触している。即ち、押圧部材３１は、板バネ３０を上下方向に固定しない状態で、横ばり５からの重力による下方荷重によって板バネ３０の上面に接触している。

軸箱９の上部にはバネ座３３が取り付けられており、バネ座３３に板バネ３０の両端部３０ｂが上方から載せられて自由接触している。バネ座３３は、軸箱９の上に位置決めされて長手方向中央側に向けて上面が傾斜した傾斜部材３４と、傾斜部材３４の上に位置決められた弾性を有する間隙体３５と、間隙体３５の上に位置決めされて板バネ３０の両端部３０ｂが載せられた受け部材３６とを備えている。板バネ３０の両端部３０ｂは、その上面が中央部３０ａに向く方向に傾斜しており、板バネの中央部３０ａは、押圧部材３１の下面に接触して円弧形状となっている。即ち、板バネ３０は、その中央部３０ａが両端部３０ｂよりも下方に位置し、側面視で全体として下方に凸となる弓形状に形成されている。

軸箱９は、軸箱支持装置としての連結装置１５によって横ばり５の車幅方向の両端部５ａに連結されている。連結装置１５は、軸箱９から一体に横ばり５側に向けて突出した軸ばり１６（第１部材）と、横ばり５側から軸ばり１６に向けて突出した一対の受け座ユニット２０（第２部材）と、軸ばり１６の先端部１６ａを受け座ユニット２０に連結するための連結部１９とを備えている。即ち、本実施形態の連結装置１５は、軸ばり式である。板バネ３０の一部は、側面視で受け座ユニット２０と重なる位置に配置されている。板バネ３０は、受け座ユニット２０と隙間をあけて配置されている。板バネ３０は、受け座ユニット２０の一対の受け座１７，１８で挟まれた空間を通過して、横ばり５の下方位置に至っている。

図４は、図３に示す台車１の要部を拡大した側面図である。図５は、図４のV−V線断面図である。図６は、図３に示す台車１の受け座ユニット２０と横ばり５との位置決めを説明する上方から見た分解斜視図である。図７は、図３に示す台車１の受け座ユニット２０と横ばり５との位置決めを説明する下方から見た分解斜視図である。図８は、図３に示す台車１の要部を台車外側の斜め下方から見た斜視図である。図３〜８に示すように、受け座ユニット２０は、横ばり５の両端部５ａの下方で車両長手方向に延びている（図３及び４における太線が受け座ユニット２０の輪郭を示す。）。受け座ユニット２０は、横ばり５とは別体であり、横ばり５に対して溶接による固定はされておらず、横ばり５に当接して横ばり５に位置決めされている。受け座ユニット２０は、横ばり５の両端部５ａの下方で車両長手方向に延びて互いに車幅方向に隙間をあけて配置された一対の垂直板である受け座１７，１８と、それら一対の受け座１７，１８を互いに連結するように受け座１７，１８に接合された水平板である接続板２４とを有している。

図３及び４に示すように、受け座１７，１８は、その下側部分が上側部分よりも厚肉になっている。受け座１７，１８の長手方向の両端部１７ｂ，１８ｂは、横ばり５よりも車両長手方向両側の軸ばり１６側（軸箱９側）に向けて突出しており、受け座１７，１８の一方側の端部１７ｂ，１８ｂが一方側の軸ばり１６に連結され、受け座１７，１８の他方側の端部１７ｂ，１８ｂが、他方側の軸ばり１６に連結されている。具体的には、図５に示すように、軸ばり１６の先端部１６ａには、内周面が円筒形状で車幅方向両側が開口する筒状部２１が設けられている。筒状部２１の内部空間には、ゴムブッシュ２２を介してボビン形状の心棒２３が挿通されている。受け座１７，１８には、その長手方向両端部において下方に向けて開口する嵌入溝１７ａ，１８ａが形成されている。心棒２３は、車幅方向両側に突出する断面半円状の突起部２３ａを有しており、その突起部２３ａが嵌入溝１７ａ，１８ａに下方から嵌入されている。その状態で、嵌入溝１７ａ，１８ａの下側開口を閉鎖するように蓋部材２５がボルト（図示せず）により下方から受け座１７，１８の下端面に固定され、心棒２３が蓋部材２５によって下方から支持されている。即ち、心棒２３の突起部２３ａと受け座１７，１８の嵌入溝１７ａ，１８ａと蓋部材２５とが、連結部１９を構成している。

図６及び７に示すように、受け座ユニット２０の接続体２４は、受け座１７，１８の上端間に架け渡される基板部２４ａと、基板部２４ａから車幅方向内側に突出した突出板部２４ｂとを有している。基板部２４ａは、受け座１７，１８よりも車両長手方向に短い。突出板部２４ｂは、基板部２４ａよりも車両長手方向に長く、車幅方向内側の受け座１８の車幅方向内側の側面に当接する部分を有している。基板部２４ａの上面には、上方に向けて突出した凸部である嵌合部２４ｃが設けられている。横ばり５の嵌合部２４ｃと対向する下面には、嵌合部２４ｃが嵌合する凹部である被嵌合部５ｅが設けられている。突出板部２４ｂには、複数のボルト孔２４ｄが形成されている。横ばり５のボルト孔２４ｄと重なる位置にも、複数のボルト孔５ｄが形成されている。受け座ユニット２０は、嵌合部２４ｃを被嵌合部５ｅに嵌合させて位置決めした状態で、ボルト孔２４ｄ，５ｄにボルト（図示せず）を締結することで、横ばり５に取り付けられている。基板部２４ａの下面には、板バネ３０の中央部３０ａに上方から載せられる上述した押圧部材３１（図３参照）が取り付けられている。

図４〜７に示すように、横ばり５の車両長手方向の両側面（前面及び後面）には、車幅方向の軸線を有するピン孔５ｄが形成された一対のブラケット５ｃが突出している。受け座１７，１８にも、そのピン孔５ｄと同一軸線を有するピン孔１７ｆ，１８ｆが形成されたブラケット部１７ｅ，１８ｅが一体に形成されている。そして、ブラケット５ｃのピン孔５ｄ及びブラケット部１７ｅ，１８ｅのピン孔１７ｆ，１８ｆには、ピン２８が挿入されている。ピン２８は、ネジが形成されていない軸部２８ａと、軸部２８ａの一端部に形成された頭部２８ｂと、軸部２８ａの他端部において軸線方向と直交する方向に形成された貫通孔２８ｃとを有し、貫通孔２８ｃには抜け止めピン２９が装着されている。横ばり５のブラケット５ｃは、受け座１７，１８のブラケット部１７ｅ，１８ｅの間に配置されており、互いに隙間をあけている。即ち、ピン２８は、横ばり５のブラケット５ｃと受け座１７，１８のブラケット部１７ｅ，１８ｅとの間の軸線方向の相対移動を許容している。なお、ブラケット５ｃと受け座１８との間の車幅方向の隙間は、板バネ３０と受け座１７，１８との間の車幅方向の隙間よりも小さく、また、軸ばり１６の先端部１６ａと受け座１７，１８との間の車幅方向の隙間よりも小さい。

図８に示すように、連結部１９を構成する蓋部材２５は、一対の受け座１７，１８の下面にそれぞれボルト締結により固定されて嵌入溝１７ａ，１８ａの下側開口を閉鎖する一対の蓋部２５ａと、軸ばり１６の先端部１６ａを避けるように一対の蓋部２５ａを互いに接続する架橋部２５ｂとを有している。また、蓋部材２５よりも車両長手方向の中央側には、一対の受け座１７，１８を架け渡すようにして底板部材２６が受け座１７，１８の下面にボルト締結により固定されている。蓋部材２５及び底板部材２６は、板バネ３０の下方に位置している。

以上に説明した構成によれば、横ばり５側から軸ばり１６に向けて突出した受け座ユニット２０は、横ばり５とは別体であり、横ばり５の車幅方向の両端部５ａに対して当接して位置決めされているため、受け座ユニット２０を溶接により台車枠５と一体に形成した場合に比べて、台車１の各部品の累積寸法誤差などを調整しやすく、台車１の製作を容易かつ高精度に行うことができる。

また、受け座ユニット２０の受け座１７，１８は、横ばり５の下方で車両長手方向に延びており、車両長手方向一方側の軸ばり１６への連結と、車両長手方向他方側の軸ばり１６への連結との両方に兼用されているため、前後の軸ばり１６，１６の間の寸法精度が向上するとともに、部品点数及び組立工数を削減することができる。また、横ばり５と受け座１７，１８とはピン２８により連結されているため、脱線等の異常時において、横ばり５とは別体の受け座１７，１８が横ばり５から離脱することを防止することができる。

また、受け座ユニット２０の嵌合部２４ｃが横ばり５の被嵌合部５ｅに上下方向に嵌合する構成であるため、受け座ユニット２０を横ばり５に対して水平方向に容易に位置決めすることができる。また、受け座ユニット２０は、一対の受け座１７，１８の間に位置する基板部２４ａではなく、側方に突出した突出板部２４ｂにおいて横ばり５とボルト締結されているため、板バネ３０を受け座１７，１８間に配置したままで当該ボルトを着脱して受け座ユニット２０を着脱することができる。また、板バネ３０は、一対の受け座１７，１８に挟まれる位置に設けられ、側面視で受け座１７，１８と重なっているため、台車１を上下方向にコンパクトにすることができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。本実施形態では、側ばりを省いて板バネ３０を用いた台車１を例示したが、側ばりを有する台車を採用してもよい。本実施形態では、連結装置１５として軸ばり式を例示したが、他の方式であってもよい。

以上のように、本発明に係る鉄道車両用台車は、上述した優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できる鉄道車両用台車に広く適用すると有益である。

１ 台車
４ 台車枠
５ 横ばり
５ｂ 嵌合部
５ｃ ブラケット
５ｄ ピン孔
５ｅ 被嵌合部
６ 車軸
８ 軸受
９ 軸箱
１５ 連結装置
１６ 軸ばり（第１部材）
１７，１８ 受け座
１７ｅ，１８ｅ ブラケット部
１７ｆ，１８ｆ ピン孔
１９ 連結部
２０ 受け座ユニット（第２部材）
２４ｃ 嵌合部
２８ ピン
３０ 板バネ

Claims (5)

1. 鉄道車両の車体を支持するための横ばりを有する台車枠と、
   前記横ばりを車両長手方向に挟んだ両側において車幅方向に沿って配置された一対の車軸と、
   前記車軸の車幅方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
   前記軸受を収容する軸箱と、
   前記軸箱と前記台車枠とを連結する連結装置と、を備え、
   前記連結装置は、前記軸箱側から前記台車枠に向けて突出した第１部材と、前記台車枠側から前記第１部材に向けて突出した第２部材と、前記第１部材に前記第２部材を連結するための連結部と、を有し、
   前記第２部材は、前記台車枠とは別体であり、前記台車枠に対して当接して位置決めされており、
   前記第２部材の車両長手方向一方側の端部が、前記一方側の前記車軸の前記軸箱に接続された前記第１部材に連結され、前記第２部材の車両長手方向他方側の端部が、前記他方側の前記車軸の前記軸箱に接続された前記第１部材に連結されている、鉄道車両用台車。
2. 前記第２部材は、前記横ばりの下方で車両長手方向に延びている、請求項１に記載の鉄道車両用台車。
3. 鉄道車両の車体を支持するための横ばりを有する台車枠と、
   前記横ばりを車両長手方向に挟んだ両側において車幅方向に沿って配置された一対の車軸と、
   前記車軸の車幅方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
   前記軸受を収容する軸箱と、
   前記軸箱と前記台車枠とを連結する連結装置と、を備え、
   前記連結装置は、前記軸箱側から前記台車枠に向けて突出した第１部材と、前記台車枠側から前記第１部材に向けて突出した第２部材と、前記第１部材に前記第２部材を連結するための連結部と、を有し、
   前記第２部材は、前記台車枠とは別体であり、前記台車枠に対して当接して位置決めされており、
   前記台車枠及び前記第２部材は、それぞれピン孔を有するブラケット部を有し、
   前記台車枠の前記ピン孔と前記第２部材の前記ピン孔とにピンが挿入されている、鉄道車両用台車。
4. 鉄道車両の車体を支持するための横ばりを有する台車枠と、
   前記横ばりを車両長手方向に挟んだ両側において車幅方向に沿って配置された一対の車軸と、
   前記車軸の車幅方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
   前記軸受を収容する軸箱と、
   前記軸箱と前記台車枠とを連結する連結装置と、を備え、
   前記連結装置は、前記軸箱側から前記台車枠に向けて突出した第１部材と、前記台車枠側から前記第１部材に向けて突出した第２部材と、前記第１部材に前記第２部材を連結するための連結部と、を有し、
   前記第２部材は、前記台車枠とは別体であり、前記台車枠に対して当接して位置決めされており、
   前記第２部材は、嵌合部を有し、
   前記台車枠は、前記嵌合部が嵌合する被嵌合部を有し、
   前記嵌合部が前記被嵌合部に上方から嵌合することにより、前記第２部材が前記台車枠に対して水平方向に位置決めされている、鉄道車両用台車。
5. 鉄道車両の車体を支持するための横ばりを有する台車枠と、
   前記横ばりを車両長手方向に挟んだ両側において車幅方向に沿って配置された一対の車軸と、
   前記車軸の車幅方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
   前記軸受を収容する軸箱と、
   前記軸箱と前記台車枠とを連結する連結装置と、を備え、
   前記連結装置は、前記軸箱側から前記台車枠に向けて突出した第１部材と、前記台車枠側から前記第１部材に向けて突出した第２部材と、前記第１部材に前記第２部材を連結するための連結部と、を有し、
   前記第２部材は、前記台車枠とは別体であり、前記台車枠に対して当接して位置決めされており、
   前記横ばりの車幅方向両端部を下方から当接支持した状態で車両長手方向に延びて、長手方向両端部が前記軸箱に支持された板バネを更に備え、
   前記第２部材は、前記板バネを車幅方向両側から挟む位置に配置されている、鉄道車両用台車。

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