JP6751361B2 - 鉄道車両用台車 - Google Patents

Description

本発明は、軸箱支持装置を備えた鉄道車両用台車に関する。

鉄道車両の台車では、軸箱が台車枠に対して変位可能に軸箱支持装置により支持されている。軸箱支持装置には様々な方式のものが存在する。例えば、特許文献１に開示された軸梁方式の軸箱支持装置では、軸箱と台車枠との間にコイルバネからなる軸バネが介装されると共に、軸箱から車両長手方向に沿って延びる軸梁の先端部が台車枠の受け座に支持される。軸梁の先端部には筒状部が形成され、ゴムを介して心棒が挿通される。心棒の車幅方向両側に突出する一対の突起部は、台車枠の受け座の嵌入溝に下方から嵌入され、当該突起部は嵌入溝を閉鎖する蓋部材により下方から支持される。

特開２０１５−１０７７７３号公報

しかし、台車組立時には、心棒の突起部を受け座の嵌入溝に嵌入した状態で受け座に対して蓋部材を下方から締結部材により締結する必要があるため、作業者は台車の下方に潜り込んで、蓋部材を支えながら締結作業を行う必要があり、作業性が悪い。また、心棒が嵌入溝から下方へ脱出しようとする荷重は、蓋部材が下方から負担するため、それを考慮して締結部材の締結強度を設計する必要もある。さらに、蓋部材に対しては緩み止めや落ち止めの部品を設けて台車枠と軸箱とが分離しない構造にする必要がある。

そこで本発明は、台車の組立作業性を向上させることを目的とする。

本発明の一態様に係る鉄道車両用台車は、台車枠と、複数の車軸を夫々支持する複数の軸受を夫々収容する複数の軸箱と、前記複数の軸箱を前記台車枠に連結する複数の軸箱支持装置と、を備え、前記複数の軸箱支持装置の各々は、前記軸箱から車両長手方向に沿って延び、その端部に車幅方向両側に開口されてなる筒状部を有する連結部材と、前記筒状部の内部空間に挿通され、車幅方向両側に一対の突起部が設けられた心棒と、前記筒状部と前記心棒との間に介装された弾性体と、前記台車枠に設けられ、車幅方向及び上方に向けて開放された一対の溝部を有する一対の受け座と、前記一対の溝部に上方から嵌入された前記一対の突起部を上方から押さえる一対の蓋部材と、前記蓋部材を前記受け座に固定する締結部材と、を備える。

前記構成によれば、心棒の突起部が嵌入される溝部が上方に向けて開放されたものであるため、台車組立時において、心棒の突起部を溝部に上方から嵌入し、その突起部に蓋部材を上方から被せて蓋部材を受け座に固定すればよい。よって、軸箱支持装置の組立作業を上方から行うことができ、作業性が向上する。また、心棒が嵌入溝から下方へ脱出しようとする荷重は、蓋部材ではなく台車枠に設けた受け座により下方から支えられるので、万が一、締結部材が脱落した場合であっても心棒や連結部材が台車枠から落下することがない。また緩み止めや落ち止め部品等を設ける必要がなく部品点数を削減することができる。

本発明によれば、鉄道車両の台車の組立作業性が向上する。

実施形態に係る鉄道車両用台車の側面図である。 図１に示す台車の板バネ及び押圧部材の車幅方向から見た断面図である。 図１に示す軸梁の筒状部及びその近傍の上方から見た断面図である。 図１に示す受け梁、受け座及びその近傍の上方から見た斜視図である。 図４に示す受け梁、受け座及びその近傍の下方から見た斜視図である。 図４に示す板バネの中央部及びその近傍の車両長手方向から見た断面図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向を車両長手方向とし、それに直交する横方向を車幅方向として定義する。車両長手方向は前後方向とも称し、車幅方向は左右方向とも称しえる。

図１は、実施形態に係る鉄道車両の台車１の側面図である。図２は、図１に示す台車１の板バネ及び押圧部材の車幅方向から見た断面図である。図３は、図１に示す軸梁の筒状部及びその近傍の上方から見た断面図である。図１に示すように、鉄道車両の台車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）を支持する台車枠４を備える。台車枠４は、台車１の車両長手方向の中央において車幅方向に延びる横梁５を備えるが、いわゆる側梁を備えていない。

横梁５は、ボルスタ３に対して旋回可能に接続され、ボルスタ３は、空気バネ２及びボルスタアンカ（図示せず）を介して車体に接続される。横梁５の車両長手方向の両側には、一対の輪軸６が配置されている。輪軸６は、車幅方向に延びる車軸６ａと、車軸６ａの車幅方向両側に設けられた車輪６ｂとを有する。車軸６ａの車幅方向両側の部分は、それぞれ軸受７に回転自在に支持され、軸受７は、軸箱８に収容されている。

軸箱８は、車両長手方向に延びた板バネ９の端部９ｂを支持している。板バネ９の長手方向の中央部９ａは、横梁５の車幅方向の端部５ａを支持している。即ち、板バネ９は、台車１の車幅方向両側の各々において車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱８に支持されるとともに台車枠４を支持する。そのため、板バネ９は、一次サスペンションの機能と従来の側梁の機能とを兼ねる。板バネ９は、例えば、繊維強化樹脂で形成される。板バネ９は、台車の側面視で全体として下方に凸な弓形状に形成されている。

図１及び２に示すように、台車枠４は、横梁５の端部５ａの下部に設けられた押圧部材１０を有する。板バネ９の中央部９ａは、押圧部材１０の真下に位置している。板バネ９の中央部９ａは、端部９ｂよりも下方に位置する。中央部９ａの上面は、台車の側面視において下方に凸な円弧形状を有し、押圧部材１０の下面は、台車の側面視において下方に凸な円弧形状を有し、押圧部材１０が板バネ９の中央部９ａに上方から載せられている。押圧部材１０は、板バネ９に固定されない状態で横梁５からの重力による下方荷重によって板バネ９の上面を離隔可能に押圧している。即ち、押圧部材１０は、固定具（例えば、ボルト等）によって板バネ９に接続されることなく、板バネの上面を押圧する。言い換えれば、横梁５からの重力による下方荷重とそれに対する板バネ９の反力とによって、板バネ９の上面に対する押圧部材１０の押圧が保たれた状態となる。これにより、板バネ９は、押圧部材１０の下面に対して押圧領域を変化させながら揺動することを可能にする。なお、台車枠４は、板バネ９の中央部９ａの上面に直接的に載せられてもよいし、間接的に載せられてもよい。押圧部材１０と板バネ９との間に緩衝シートが介装されてもよい。

図１及び３に示すように、軸箱８は、軸箱支持装置１１により台車枠４に連結されている。軸箱支持装置１１は、軸梁１２（連結部材）と、心棒１３と、弾性ブッシュ１４と、一対の受け座１５と、一対の蓋部材１６と、複数の締結部材１７とを備える。即ち、台車１は、いわゆる軸梁式の台車である。軸箱８の上面は、台車中央側に向けて上面が傾斜している。軸箱８の上部にはバネ座１８が取り付けられ、車両長手方向に延びた板バネ９の端部９ｂがバネ座１８に上方から固定されない状態で離隔可能に載せられている。即ち、板バネ９の長手方向両側の端部９ｂは、バネ座１８を介して軸箱８に支持されている。バネ座１８は、軸箱８の上面に位置決めされた弾性体１９（例えば、積層ゴム）と、弾性体１９の上に位置決めされて板バネ９の端部９ｂが載せられた受け部材２０とを備える。なお、板バネ９と受け部材２０とは互いに非固定である。

軸梁１２は、軸箱８から台車中央側に向けて車両長手方向に延び、その先端には車幅方向両側に向けて開口する筒状部１２ａが設けられている。筒状部１２ａは、軸梁１２の先端に一体形成された半筒部に対して別の半筒部をボルトで固定することで形成される。心棒１３は、筒状部１２ａの内部空間に車幅方向に挿通されている。心棒１３は、円柱部１３ａと、円柱部１３ａの車幅方向の両側に設けられた一対の円錐状のフランジ部１３ｂと、一対のフランジ部１３ｂの両側面から車幅方向外側に向けて突出した突起部１３ｃとを有する。

弾性ブッシュ１４（例えば、ゴムブッシュ）は、筒状の弾性体（例えば、ゴム）を有し、心棒１３と筒状部１２ａとの間に介装されている。弾性ブッシュ１４は、円筒部１４ａと、円筒部１４ａの車幅方向の両側から径方向外方に突出した一対のフランジ部１４ｂとを有し、心棒１３に外嵌されている。心棒１３の各突起部１３ｃは、軸梁１２の筒状部１２ａよりも車幅方向に突出している。

一対の受け座１５は、台車枠４に設けられ、下方に窪んだ一対の溝部２１を有する。一対の溝部２１には、心棒１３の一対の突起部１３ｃが上方から嵌入されている。蓋部材１６は、溝部２１に収容された突起部１３ｃを上方から押さえた状態で締結部材１７（例えば、ボルト）により受け座１５に固定されている。台車枠４は、横梁５の端部５ａから車両長手方向両側に延びた受け梁３０を有し、受け梁３０の先端には受け座１５が設けられている。

図４は、図１に示す受け梁３０、受け座１５及びその近傍の上方から見た斜視図である。図５は、図４に示す受け梁３０、受け座１５及びその近傍の下方から見た斜視図である。図６は、図４に示す板バネ９の中央部９ａ及びその近傍の車両長手方向から見た断面図である。図４乃至６に示すように、台車枠４は、横梁５の端部５ａに固定された受け梁３０を有する。受け梁３０は、一対の側壁部３１，３２と、底壁部３３と、一対のフランジ部３４，３５とを有する。受け梁３０は、金属板をプレス加工してなり、一対の側壁部３１，３２と底壁部３３と一対のフランジ部３４，３５とは、一体に成形されている。

一対の側壁部３１，３２は、互いに車幅方向に対向した状態で車両長手方向に延びている。板バネ９の中央部９ａは、一対の側壁部３１，３２の間に配置され、車幅方向から見て側壁部３１，３２と重なっている。即ち、板バネ９は、一対の側壁部３１，３２で挟まれた空間を車両長手方向に通過している。一対の側壁部３１，３２のうち車幅方向外側の側壁部３１の中央部には、板バネ９の中央部９ａの側面の一部を露出させる開口３１ａが形成されている。

即ち、台車組立時において、板バネ９の中央部９ａの側面は、台車１の車幅方向外側から開口３１ａを通して視認可能となっている。なお、開口３１ａは、側壁部３１に着脱可能に取り付けられるカバー部材（図示せず）により最終的に車幅方向外側から閉鎖される構成としてもよい。側壁部３１には、横梁５の車両長手方向両側において板バネ９の側面を露出させる切欠３１ｂが形成されている。具体的には、側壁部３１のうち車両長手方向両端部の高さ（即ち、底壁部３３から上方への突出量）を小さくすることで切欠３１ｂが形成されている。

底壁部３３は、一対の側壁部３１，３２の下端同士を接続して板バネ９を下方から覆っている。一対のフランジ部３４，３５は、一対の側壁部３１，３２の上端から互いに車幅方向に離れる向きに突出している。受け梁３０において、一対の側壁部３１，３２及び底壁部３３で囲まれた板バネ挿通空間Ｓは、上方に開放されている。横梁５は、その少なくとも端部５ａにおいて水平板部５ｂを備え、水平板部５ｂの下面にフランジ部３４が嵌合される窪み部５ｃが形成されている。窪み部５ｃにフランジ部３４が下方から嵌合されることで、横梁５に対して受け梁３０が車両長手方向及び車幅方向に位置決めされる。なお、横梁５の水平板部５ｂと受け梁３０との位置決めは、互いに挿通される位置決めピンにより行われてもよい。フランジ部３４，３５は、締結部材３７（例えば、ボルト）により横梁５の水平板部５ｂに着脱可能に固定されている。受け梁３０は、板バネ９と非接触であり、板バネ９に対して隙間をあけている。

受け梁３０は、横梁５の車両長手方向両側において板バネ９の下面に向けて突出した突出部３６を有する。突出部３６は、板バネ９の下面との間に空隙を形成している。板バネ９と突出部３６との間の空隙は、受け梁３０の切欠３１ｂを通して車幅方向外方に露出している。即ち、当該空隙は、台車１の車幅方向外側から視認可能となっている。

受け梁３０の車両長手方向の先端に設けられた一対の受け座１５は、車幅方向に対向している。一対の受け座１５の各々は、凹部３８及び溝部２１を有する。凹部３８は、受け座１５の上端面を下方に窪ませたもので、車幅方向両側及び上側に向けて開口する。凹部３８は、底面３８ａと、底面３８ａの車両長手方向両端から上方に向けて延びる一対の側面３８ｂとを有する。

溝部２１は、凹部３８の底面３８ａの一部を下方に窪ませたもので、車幅方向両側及び上側に向けて開口する。溝部２１の車両長手方向の幅は、凹部３８の車両長手方向の幅よりも狭い。溝部２１には、心棒１３の突起部１３ｃが上方から嵌入される。突起部１３ｃ及び溝部２１の互いの当接面は、台車の側面視で円弧形状を有する。溝部２１に突起部１３ｃが嵌入した状態で、突起部１３ｃの上面に当接するように蓋部材１６が凹部３８に収容される。

蓋部材１６は、ボルト等の締結部材１７（図１参照）により上方から受け座１５に固定され、突起部１３ｃが蓋部材１６により上方から押さえられる。凹部３８の底面３８ａには、溝部２１の両側にそれぞれ雌ネジ穴３９が形成されている。締結部材１７は、蓋部材１６の貫通孔（図示せず）を通って雌ネジ穴３９に締結される。これにより、心棒１３が受け座１５と蓋部材１６とによって挟持される。

蓋部材１６は、少なくとも、突起部１３ｃの上面、凹部３８の底面３８ａ、凹部３８の側面３８ｂに夫々対向する面を有する。蓋部材１６のうち凹部３８の底面３８ａに対向する面と、蓋部材１６のうち突起部１３ｃの上面に対向する面とは、互いに連続して同一平面上に形成されている。即ち、蓋部材１６の平坦な下面が、突起部１３ｃの上面と凹部３８の底面３８ａとに対向する面である。例えば、蓋部材１６は、直方体状である。

以上に説明した構成によれば、心棒１３の突起部１３ｃが嵌入される溝部２１が上方に開放されているため、台車組立時において、心棒１３の突起部１３ｃを溝部２１に上方から嵌入し、その突起部１３ｃに蓋部材１６を上方から被せて蓋部材１６を受け座１５に固定すればよい。よって、軸箱支持装置１１の組立作業を上方から行うことができ、作業性が向上する。また、心棒１３が溝部２１から下方へ脱出しようとする荷重は、蓋部材１６ではなく台車枠４に設けた受け座１５により下方から支えられるので、万が一、蓋部材１６を固定している締結部材１７が脱落した場合であっても、心棒１３や軸梁１２等が台車枠４から落下することがない。また、緩み止めや落ち止め部品を別途設ける必要がないので部品点数を削減することができる。さらに、心棒１３が溝部２１から上方に脱出しようとしても、軸梁の筒状部１２ａと車体荷重を支える板バネ９とが接触し、板バネ９がストッパの役割を果たすので、軸梁１２及び輪軸６が台車１から分離することを防止することができる。

また、一次サスペンションとして板バネ９が用いられた台車１において、板バネ９を側方から保護する側壁部３１，３２と板バネ９を下方から保護する底壁部３３とが一体に成形されているため、部品点数を削減できるとともに下方からの組立作業を削減できる。

また、受け梁３０は、一対の側壁部３１，３２及び底壁部３３で囲まれた板バネ挿通空間Ｓが上方に開放されるように一体的に構成されているため、台車組立時において、受け梁３０を板バネ９に対して下方から簡単に被せることができると共に、受け梁３０に固定された受け座１５の溝部２１を心棒１３の突起部１３ｃに対して簡単に嵌合させることができる。

また、受け梁３０は、一対の側壁部３１，３２の上端から車幅方向両側に突出した一対のフランジ部３４，３５を有するため、そのフランジ部３４，３５を横梁５に固定することで、板バネ９に上方から載せる台車枠４も受け梁３０に簡単に固定でき、組立作業性が良好となる。

また、一対の側壁部３１，３２のうち車幅方向外側の側壁部３１の中央部には、板バネ９の側面の一部を露出させる開口３１ａが形成されているので、側壁部３１の開口３１ａを通して板バネ９の中央部９ａを視認することができ、板バネ９と受け梁３０との間の車両長手方向の位置ズレを簡易かつ直接的に測定できる。よって、台車枠４の側壁部３１が板バネ９を車幅方向外側から覆う構成において、台車１の組立作業性と組立精度との両方を向上できる。

また、受け梁３０は、板バネ９の下面に向けて突出して板バネ９の下面との間に空隙を形成する突出部３６を有するので、板バネ９が損傷した場合でも、受け梁３０の突出部３６が板バネ９を下方から受け止めることができる。しかも、その板バネ損傷時において受け梁３０の突出部３６と板バネ９の下面との間の空隙が無くなることが、受け梁３０の側壁部３１の切欠３１ｂを通して車幅方向外方から視認できるため、板バネ９の異常把握の容易化にも貢献できる。

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、その構成を変更、追加、又は削除することができる。軸箱支持装置１１は、本実施形態では一例として軸梁式としたが、これに限られず、各種の方式を用いることができる。蓋部材は、直方体状のものを例示したが、これに限られない。例えば、受け座１５には、凹部３８を設けずに受け座１５の上端面から下方に窪んだ溝部２１を設けてもよい。また、溝部２１は受け座の下端面から上方に窪んだものとし、その受け座に受け梁３０が接続されるものとしてもよい。受け座１５に接続される受け梁は他の形態でもよく、例えば、別体物同士を接合して形成されてもよい。軸バネとして、板バネ９を用いる代わりに、台車枠の側梁と軸箱との間に介設されるコイルバネを用いてもよい。台車は、ボルスタ付き台車の代わりにボルスタレス台車でもよい。

１ 台車
４ 台車枠
５ 横梁
６ａ 車軸
８ 軸箱
９ 板バネ
９ａ 中央部
１０ 押圧部材
１１ 軸箱支持装置
１２ 軸梁（連結部材）
１２ａ 筒状部
１３ 心棒
１３ｃ 突起部
１４ 弾性ブッシュ（弾性体）
１５ 受け座
１６ 蓋部材
１７ 締結部材
２１ 溝部
３０ 受け梁
３１，３２ 側壁部
３１ａ 開口
３１ｂ 切欠
３３ 底壁部
３４，３５ フランジ部
３６ 突出部
Ｓ 板バネ挿通空間

Claims (6)

1. 車幅方向に延びる横梁と、前記横梁の車幅方向の端部に固定された状態で車両長手方向に延びた受け梁とを有する台車枠と、
   複数の車軸を夫々支持する複数の軸受を夫々収容する複数の軸箱と、
   前記複数の軸箱を前記台車枠に連結する複数の軸箱支持装置と、
   車両長手方向に延び、前記複数の軸箱のうち車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱に支持されるとともに前記台車枠を支持する板バネと、を備え、
   前記複数の軸箱支持装置の各々は、
   前記軸箱から車両長手方向に沿って延び、その端部に車幅方向両側に開口されてなる筒状部を有する連結部材と、
   前記筒状部の内部空間に挿通され、車幅方向両側に一対の突起部が設けられた心棒と、
   前記筒状部と前記心棒との間に介装された弾性体と、
   前記受け梁に設けられ、車幅方向及び上方に向けて開放された一対の溝部を有する一対の受け座と、
   前記一対の溝部に上方から嵌入された前記一対の突起部を上方から押さえる一対の蓋部材と、
   前記蓋部材を前記受け座に固定する締結部材と、を備え、
   前記受け梁は、前記横梁の車両長手方向両側において前記板バネの下面に向けて突出して、前記板バネの下面との間に空隙を形成する突出部を有する、鉄道車両用台車。
2. 前記台車枠は、前記横梁の車幅方向の端部の下部に設けられて前記板バネの中央部を上方から押圧する押圧部材を有し、
   前記受け梁は、前記板バネの前記中央部の車幅方向両側において車両長手方向に延びる一対の側壁部と、前記一対の側壁部の下端同士を接続して前記板バネを下方から覆う底壁部とを含み、前記一対の側壁部と前記底壁部とは一体に成形されている、請求項１に記載の鉄道車両用台車。
3. 前記受け梁は、前記一対の側壁部の上端から車幅方向両側に突出した一対のフランジ部を更に有し、
   前記一対の側壁部及び前記底壁部で囲まれた板バネ挿通空間は、上方に開放されており、
   前記一対のフランジ部が前記横梁に固定されている、請求項２に記載の鉄道車両用台車。
4. 前記一対の側壁部のうち車幅方向外側の側壁部の中央部には、前記板バネの側面の一部を露出させる開口が形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車。
5. 前記一対の側壁部のうち少なくともいずれか一方の側壁部には、前記板バネの側面を露出させる切欠が形成されており、
   前記空隙は、前記切欠を通して露出している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車。
6. 前記板バネは、台車側面視で全体として下方に凸な弓形状を有し、
   前記突出部は、前記筒状部よりも車両長手方向内側に配置されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車。

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