JPH0930417A - 鉄道車両台車用軽量サイドフレーム及び鉄道車両台車 - Google Patents
鉄道車両台車用軽量サイドフレーム及び鉄道車両台車Info
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- JPH0930417A JPH0930417A JP8157244A JP15724496A JPH0930417A JP H0930417 A JPH0930417 A JP H0930417A JP 8157244 A JP8157244 A JP 8157244A JP 15724496 A JP15724496 A JP 15724496A JP H0930417 A JPH0930417 A JP H0930417A
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- side frame
- frame
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F1/00—Underframes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/50—Other details
- B61F5/52—Bogie frames
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Springs (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 中実かつ開放した一体のＩ−ビーム断面形状
を有する軽量サイドフレームの各受台あご区域にブレー
ス手段を設けて、捩れに対するサイドフレームの機械的
強度を向上する。 【解決手段】 ブレース手段１、２はサイドフレーム２
０の横方向の剛性を増加し、横方向に荷重が付加された
ときＩ−ビームの捩れによる影響を防止する。また、受
台あご区域において増加した横方向の剛性により、サイ
ドフレーム２０全体の横方向の強度が補強されるため、
サイドフレーム２０のばね座板から金属重量の一部を削
減することが可能となる。さらに、増加した横方向のサ
イドフレーム強度により、台車周期的振れ（ハンチン
グ）の限界速度が増加する。
を有する軽量サイドフレームの各受台あご区域にブレー
ス手段を設けて、捩れに対するサイドフレームの機械的
強度を向上する。 【解決手段】 ブレース手段１、２はサイドフレーム２
０の横方向の剛性を増加し、横方向に荷重が付加された
ときＩ−ビームの捩れによる影響を防止する。また、受
台あご区域において増加した横方向の剛性により、サイ
ドフレーム２０全体の横方向の強度が補強されるため、
サイドフレーム２０のばね座板から金属重量の一部を削
減することが可能となる。さらに、増加した横方向のサ
イドフレーム強度により、台車周期的振れ（ハンチン
グ）の限界速度が増加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、改良された鉄道車
両（railcar）の台車、特に、横方向の負荷に対する高
い抵抗力を有しかつ重量を削減した改良型の鉄道車両台
車用軽量サイドフレームに関連する。
両（railcar）の台車、特に、横方向の負荷に対する高
い抵抗力を有しかつ重量を削減した改良型の鉄道車両台
車用軽量サイドフレームに関連する。
【０００２】
【従来の技術】米国において多用されている貨車構造
は、車輪と、レールに対し平行に配置された一対のサイ
ドフレームと、一対のサイドフレームの間に配置される
１個のボルスタ（bolster）とを有する３部品台車とし
て知られている。用語「３部品」は、車輪、一対のサイ
ドフレーム及びボルスタを意味する。３部品台車は車輪
付構造体で軌道上に配置され、通常２台の台車が各鉄道
車両の車体の直下で、車体の各端部に１台ずつ使用され
る。鉄道車両の重量は、通常、ボルスタの横方向中央に
連結されたセンタープレートにより支持される。鋳鋼製
の各サイドフレームは通常、単一の鋳造品で形成され、
両端から下方へ垂下する受台あご（pedestal jaws）を
備える細長い上部圧縮部材に連結された細長い下部引張
部材を有する。受台あごは、離間して配置された一対の
サイドフレームの間を横断して延伸する車輪軸受を支持
する。サイドフレームの長さ方向に離間して設けられた
一対の内部支柱が上部圧縮部材及び下部引張部材を垂直
に連結し、台車ボルスタを収容するボルスタ開口部を形
成する。ボルスタは通常、単一の鋳鋼部品として形成さ
れ、ボルスタの各端部はサイドフレームの各ボルスタ開
口部内に延伸する。ボルスタの各端部は、下部引張部材
から突出する水平延長板上に配置されたばね群によって
支持される。鉄道車両台車は、走行中に静的負荷が増幅
する苛酷な機械的荷重環境で動作するため、貨車、車両
の最大積載荷重及び車両自身の構造の重量を支持するの
に十分に構造的に強固でなければならない。台車自身
は、レールに加えられる全車重の大部分を占める重量を
有する構造部品である。荷主が鉄道車両に信頼を置く製
品の最大量は、台車を含む車体の重量により直接影響を
受ける。従って、台車構成部品の重量軽減は車両の輸送
容量の増加に直接役立つ。初期の鋳鋼台車の設計者は、
サイドフレームの重量軽減ために数種の断面形状を実験
したが、成功した「開放」断面を開発することはできな
かった。３部品台車形状に現在使用されている鋳鋼サイ
ドフレームは、箱型又はＣ型断面を必要とするサイドフ
レーム構造のため相当の重量を有する。更に、箱型又は
Ｃ型断面を製造するには鋳型内に多数の中子（コア）を
設ける必要があり、鋳型の内側に溶融金属を充填する複
雑な通路をキャビティに追加しなければならず、鋳造工
程が複雑化しかつ多数の中子によって製造コストが増大
する原因となる。その後、鋳造サイドフレームに代わる
革命的に軽量の組立式サイドフレームが提案されたが、
溶接部を設けるためサイドフレームの疲労寿命が短縮さ
れかつサイドフレームの構造の完全性が減少することが
判明した。組立式サイドフレームは耐用寿命が短いた
め、鋳鋼製のサイドフレームが継続的に必要であった。
は、車輪と、レールに対し平行に配置された一対のサイ
ドフレームと、一対のサイドフレームの間に配置される
１個のボルスタ（bolster）とを有する３部品台車とし
て知られている。用語「３部品」は、車輪、一対のサイ
ドフレーム及びボルスタを意味する。３部品台車は車輪
付構造体で軌道上に配置され、通常２台の台車が各鉄道
車両の車体の直下で、車体の各端部に１台ずつ使用され
る。鉄道車両の重量は、通常、ボルスタの横方向中央に
連結されたセンタープレートにより支持される。鋳鋼製
の各サイドフレームは通常、単一の鋳造品で形成され、
両端から下方へ垂下する受台あご（pedestal jaws）を
備える細長い上部圧縮部材に連結された細長い下部引張
部材を有する。受台あごは、離間して配置された一対の
サイドフレームの間を横断して延伸する車輪軸受を支持
する。サイドフレームの長さ方向に離間して設けられた
一対の内部支柱が上部圧縮部材及び下部引張部材を垂直
に連結し、台車ボルスタを収容するボルスタ開口部を形
成する。ボルスタは通常、単一の鋳鋼部品として形成さ
れ、ボルスタの各端部はサイドフレームの各ボルスタ開
口部内に延伸する。ボルスタの各端部は、下部引張部材
から突出する水平延長板上に配置されたばね群によって
支持される。鉄道車両台車は、走行中に静的負荷が増幅
する苛酷な機械的荷重環境で動作するため、貨車、車両
の最大積載荷重及び車両自身の構造の重量を支持するの
に十分に構造的に強固でなければならない。台車自身
は、レールに加えられる全車重の大部分を占める重量を
有する構造部品である。荷主が鉄道車両に信頼を置く製
品の最大量は、台車を含む車体の重量により直接影響を
受ける。従って、台車構成部品の重量軽減は車両の輸送
容量の増加に直接役立つ。初期の鋳鋼台車の設計者は、
サイドフレームの重量軽減ために数種の断面形状を実験
したが、成功した「開放」断面を開発することはできな
かった。３部品台車形状に現在使用されている鋳鋼サイ
ドフレームは、箱型又はＣ型断面を必要とするサイドフ
レーム構造のため相当の重量を有する。更に、箱型又は
Ｃ型断面を製造するには鋳型内に多数の中子（コア）を
設ける必要があり、鋳型の内側に溶融金属を充填する複
雑な通路をキャビティに追加しなければならず、鋳造工
程が複雑化しかつ多数の中子によって製造コストが増大
する原因となる。その後、鋳造サイドフレームに代わる
革命的に軽量の組立式サイドフレームが提案されたが、
溶接部を設けるためサイドフレームの疲労寿命が短縮さ
れかつサイドフレームの構造の完全性が減少することが
判明した。組立式サイドフレームは耐用寿命が短いた
め、鋳鋼製のサイドフレームが継続的に必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】より軽量でかつ強固な
サイドフレームの開発を阻害する最近の問題は、鋳鋼サ
イドフレーム構造が構造上の再改良に非常に費用を要す
る点にあり、新構造を実用化する前にアメリカ鉄道協会
（American Association of Railroads、以下ＡＡＲと
いう）の承認が必要となる。ＡＡＲの検査及び承認過程
には複雑な設計変更のために数箇月、場合によっては数
年かかることがある。従って、鉄道産業での技術革新が
貨車台車構造の分野で遅々と進行するのは驚愕に値しな
い。前記の技術的課題にも拘わらず、新規な分析機器及
び鉄道のコストの削減に対する切実な要求が存在する。
コンピュータ技術及び工業的分析開発の長足の進歩によ
り、サイドフレームの設計者は古いサイドフレーム構造
理論に挑戦して、従来の構造より強固でかつ実際に軽量
な新規サイドフレーム部品を設計することが可能となっ
た。これら最新の技術は、車両の輸送容量を最大化へ注
意を集中させ、鉄道車両の構成要素の重量を軽減させて
エネルギ消費を節約することができる。最近のサイドフ
レームの開発は、閉じた箱型断面から開放したＩ−ビー
ム形状断面へサイドフレームを構造的に再設計すること
に集中している。この形式の意欲的な新規サイドフレー
ム構造は、１９９５年５月２日発行され、本願出願人で
あるイリノイ州シカゴに所在のアムステッド・インダス
トリース・インコーポレーテッドが所有する米国特許第
５,４１０,９６８号に記載されている。この特許に係る
サイドフレームは一体型鋳造Ｉ−ビーム形状の中実のサ
イドフレームであり、上部圧縮部材及び下部引張部材は
Ｉ−ビームのフランジを含み、垂直ウェブがフランジと
相互に連結する。開放した箱型のサイドフレームと比べ
ると、重量軽減のためウェブの一部が除去されている
が、大部分の重量の軽減は中実の構成要素の構造により
実現されている。サイドフレームの臨界応力領域のみへ
溶融金属を導くことにより、サイドフレームについて９
０.７〜１１３.４ｋｇ（２００〜２５０ポンド）の重量
を軽減することができる。重量軽減の範囲は、台車、即
ち１００トン又は１２５トンの割合の総トン数の関数で
ある。重量軽減の利点の他、中実かつ「開放」したＩ−
ビーム構造により、全サイドフレーム表面が開放されて
明瞭に目視でき、検査が容易となる。箱のような従来の
サイドフレームは、目で見て判定する目視検査が全くで
きない内部表面を含む。この「開放」型の特徴は、従来
のサイドフレームでは得られない製造及び品質に関する
利点を有する。前記のように、全ての新規な鉄道構成要
素の設計変更は、実際に使用に供される前にＡＡＲによ
り公式に試験され、証明され、承認される必要がある。
米国特許第５,４１０,９６８号のサイドフレームについ
て「公式」ＡＡＲの横方向試験方法を受けたとき、一つ
の問題、即ち、ＡＡＲ横方向静的荷重試験に合格しなか
ったサイドフレームに関する相反する試験結果が出た。
ＡＡＲの試験方法では、サイドフレームはその一の側部
が平面上に配置され、各々の支持柱（図示せず）により
各サイドフレームの端部又は受台あごにおいて支持され
かつ持ち上げられることが当業者に知られている。支持
柱は地上に固定される。更に、クランプ３００（図１）
及び鋼製の棒４００は、支持柱の各々の間に延伸するよ
うにサイドフレームの受台あごの各々に接続される。ダ
イヤルインジケータ５００は棒４００の中点に取り付け
られる。垂直下方向への試験荷重をサイドフレームの中
間部２０ｃに加えることにより、サイドフレームの中間
部２０ｃが撓み、ダイヤルインジケータ５００は全体の
静的な撓み量を測定する。ＡＡＲ規格では、限られた撓
み量のみが許容される。鋼製の棒は各受台あごにおいて
直接サイドフレームに接続され、試験装置（鋼製の棒及
びダイヤルインジケータ）はサイドフレームの撓みに対
して効果的に「浮いて」いるため、ＡＡＲ縦方向負荷配
列は「浮動零点」型測定方法と考えられる。しかしなが
ら、一般に鉄道車両の設計者は、ダイヤルインジケータ
が地上の固定位置に取り付けられ、「浮いて」いること
は許されない点を除き、ＡＡＲ試験方法と実質同一の固
定又は「地上零点」型横方向試験方法を行う。この測定
方法は、ＡＡＲ浮動方法よりも真の撓み量に対応すると
考えられる。ＡＡＲ試験方法により、米国特許第５,４
１０,９６８号の軽量サイドフレームについて横方向の
試験荷重を加えたとき、サイドフレームの末端が、試験
棒と同じ長さ方向にわずかに捩れることが判明した。Ｉ
−ビーム構造は本来的に捩れ易いため、この横方向の捩
れ動作は、サイドフレームの端部に発生することが予想
される。しかしながら、サイドフレームの端部の捩れ動
作は、試験棒自身の捩れを引き起こし、従って「浮い
た」ダイヤルインジケータの捩れを発生させる。非固定
型ダイヤルインジケータ配列は矛盾しかつ信頼できない
試験結果を生み、ＡＡＲ横方向試験規格に適合しない場
合のあることが判明した。前記の動きに対し車軸はサイ
ドフレームの端部を支持し、かつ、この種の動きは台車
がカーブするとき又は台車が高速で周期的振れ（ハンチ
ング／hunting）即ち不規則振動するときにのみ発生す
るため、実際の動作条件下で、サイドフレームの末端の
捩れがＡＡＲ横方向試験のときと同様には現れない点に
注意することが重要である。更に、「地上零点」測定方
法による同一の横方向試験を行ったとき、サイドフレー
ムはＡＡＲ横方向静的荷重試験規格のすべてを容易に満
たしたことを明らかにすべきである。地上零点試験が広
く受け入れられ、社内の試験方法として産業界で実施さ
れても、現状はＡＡＲ横方向試験法が支配的である。従
って、前記サイドフレームがＡＡＲ方法及び規格により
完全に認定されるために、「浮いた」ダイヤルインジケ
ータの捩れを防止するサイドフレームの横方向荷重に対
する構造の改善が必要なことが判明した。そこで、本発
明の目的は、Ｉ−ビーム形状のサイドフレームの端部の
横方向荷重に対する強度を向上することにある。また、
本発明の目的は、サイドフレームの回転に対する抵抗力
を増加させて台車の周期的振れ（ハンチング）の限界速
度を増加させることによりサイドフレームの構造的撓み
を減少させることにある。更に、本発明の他の目的は、
サイドフレームの全横方向強度を増加させ、サイドフレ
ーム中間部からの金属重量の削減を可能とすることにあ
る。そして、本発明の最終目的は、ＡＡＲ横方向荷重試
験に合格するようにサイドフレームの横方向の剛性を増
加させることにある。
サイドフレームの開発を阻害する最近の問題は、鋳鋼サ
イドフレーム構造が構造上の再改良に非常に費用を要す
る点にあり、新構造を実用化する前にアメリカ鉄道協会
（American Association of Railroads、以下ＡＡＲと
いう）の承認が必要となる。ＡＡＲの検査及び承認過程
には複雑な設計変更のために数箇月、場合によっては数
年かかることがある。従って、鉄道産業での技術革新が
貨車台車構造の分野で遅々と進行するのは驚愕に値しな
い。前記の技術的課題にも拘わらず、新規な分析機器及
び鉄道のコストの削減に対する切実な要求が存在する。
コンピュータ技術及び工業的分析開発の長足の進歩によ
り、サイドフレームの設計者は古いサイドフレーム構造
理論に挑戦して、従来の構造より強固でかつ実際に軽量
な新規サイドフレーム部品を設計することが可能となっ
た。これら最新の技術は、車両の輸送容量を最大化へ注
意を集中させ、鉄道車両の構成要素の重量を軽減させて
エネルギ消費を節約することができる。最近のサイドフ
レームの開発は、閉じた箱型断面から開放したＩ−ビー
ム形状断面へサイドフレームを構造的に再設計すること
に集中している。この形式の意欲的な新規サイドフレー
ム構造は、１９９５年５月２日発行され、本願出願人で
あるイリノイ州シカゴに所在のアムステッド・インダス
トリース・インコーポレーテッドが所有する米国特許第
５,４１０,９６８号に記載されている。この特許に係る
サイドフレームは一体型鋳造Ｉ−ビーム形状の中実のサ
イドフレームであり、上部圧縮部材及び下部引張部材は
Ｉ−ビームのフランジを含み、垂直ウェブがフランジと
相互に連結する。開放した箱型のサイドフレームと比べ
ると、重量軽減のためウェブの一部が除去されている
が、大部分の重量の軽減は中実の構成要素の構造により
実現されている。サイドフレームの臨界応力領域のみへ
溶融金属を導くことにより、サイドフレームについて９
０.７〜１１３.４ｋｇ（２００〜２５０ポンド）の重量
を軽減することができる。重量軽減の範囲は、台車、即
ち１００トン又は１２５トンの割合の総トン数の関数で
ある。重量軽減の利点の他、中実かつ「開放」したＩ−
ビーム構造により、全サイドフレーム表面が開放されて
明瞭に目視でき、検査が容易となる。箱のような従来の
サイドフレームは、目で見て判定する目視検査が全くで
きない内部表面を含む。この「開放」型の特徴は、従来
のサイドフレームでは得られない製造及び品質に関する
利点を有する。前記のように、全ての新規な鉄道構成要
素の設計変更は、実際に使用に供される前にＡＡＲによ
り公式に試験され、証明され、承認される必要がある。
米国特許第５,４１０,９６８号のサイドフレームについ
て「公式」ＡＡＲの横方向試験方法を受けたとき、一つ
の問題、即ち、ＡＡＲ横方向静的荷重試験に合格しなか
ったサイドフレームに関する相反する試験結果が出た。
ＡＡＲの試験方法では、サイドフレームはその一の側部
が平面上に配置され、各々の支持柱（図示せず）により
各サイドフレームの端部又は受台あごにおいて支持され
かつ持ち上げられることが当業者に知られている。支持
柱は地上に固定される。更に、クランプ３００（図１）
及び鋼製の棒４００は、支持柱の各々の間に延伸するよ
うにサイドフレームの受台あごの各々に接続される。ダ
イヤルインジケータ５００は棒４００の中点に取り付け
られる。垂直下方向への試験荷重をサイドフレームの中
間部２０ｃに加えることにより、サイドフレームの中間
部２０ｃが撓み、ダイヤルインジケータ５００は全体の
静的な撓み量を測定する。ＡＡＲ規格では、限られた撓
み量のみが許容される。鋼製の棒は各受台あごにおいて
直接サイドフレームに接続され、試験装置（鋼製の棒及
びダイヤルインジケータ）はサイドフレームの撓みに対
して効果的に「浮いて」いるため、ＡＡＲ縦方向負荷配
列は「浮動零点」型測定方法と考えられる。しかしなが
ら、一般に鉄道車両の設計者は、ダイヤルインジケータ
が地上の固定位置に取り付けられ、「浮いて」いること
は許されない点を除き、ＡＡＲ試験方法と実質同一の固
定又は「地上零点」型横方向試験方法を行う。この測定
方法は、ＡＡＲ浮動方法よりも真の撓み量に対応すると
考えられる。ＡＡＲ試験方法により、米国特許第５,４
１０,９６８号の軽量サイドフレームについて横方向の
試験荷重を加えたとき、サイドフレームの末端が、試験
棒と同じ長さ方向にわずかに捩れることが判明した。Ｉ
−ビーム構造は本来的に捩れ易いため、この横方向の捩
れ動作は、サイドフレームの端部に発生することが予想
される。しかしながら、サイドフレームの端部の捩れ動
作は、試験棒自身の捩れを引き起こし、従って「浮い
た」ダイヤルインジケータの捩れを発生させる。非固定
型ダイヤルインジケータ配列は矛盾しかつ信頼できない
試験結果を生み、ＡＡＲ横方向試験規格に適合しない場
合のあることが判明した。前記の動きに対し車軸はサイ
ドフレームの端部を支持し、かつ、この種の動きは台車
がカーブするとき又は台車が高速で周期的振れ（ハンチ
ング／hunting）即ち不規則振動するときにのみ発生す
るため、実際の動作条件下で、サイドフレームの末端の
捩れがＡＡＲ横方向試験のときと同様には現れない点に
注意することが重要である。更に、「地上零点」測定方
法による同一の横方向試験を行ったとき、サイドフレー
ムはＡＡＲ横方向静的荷重試験規格のすべてを容易に満
たしたことを明らかにすべきである。地上零点試験が広
く受け入れられ、社内の試験方法として産業界で実施さ
れても、現状はＡＡＲ横方向試験法が支配的である。従
って、前記サイドフレームがＡＡＲ方法及び規格により
完全に認定されるために、「浮いた」ダイヤルインジケ
ータの捩れを防止するサイドフレームの横方向荷重に対
する構造の改善が必要なことが判明した。そこで、本発
明の目的は、Ｉ−ビーム形状のサイドフレームの端部の
横方向荷重に対する強度を向上することにある。また、
本発明の目的は、サイドフレームの回転に対する抵抗力
を増加させて台車の周期的振れ（ハンチング）の限界速
度を増加させることによりサイドフレームの構造的撓み
を減少させることにある。更に、本発明の他の目的は、
サイドフレームの全横方向強度を増加させ、サイドフレ
ーム中間部からの金属重量の削減を可能とすることにあ
る。そして、本発明の最終目的は、ＡＡＲ横方向荷重試
験に合格するようにサイドフレームの横方向の剛性を増
加させることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による鉄道車両台
車用軽量サイドフレーム（20、24）は、フレーム前端
（20a）と、フレーム後端（20b）と、フレーム前端（20
a）とフレーム後端（20b）との間に設けられたフレーム
中間部（20c）とを備え、いずれも長さ方向に細長い中
実の上部圧縮部材（30）を構成する中実の上部フランジ
（30）及び下部引張部材（50）を構成する中実の下部フ
ランジ（50）と、上部フランジ（30）及び下部フランジ
（50）を連結するほぼ中実の垂直ウェブ（60）とにより
鉄道車両の最大積載荷重を支持するほぼ中実の開放した
Ｉ−ビーム断面形状に形成される。上部圧縮部材（30）
は、第１の端部（30a）及び第２の端部（30b）を有し、
第１の端部（30a）及び第２の端部（30b）はそれぞれ下
方へ垂下する受台あご（32、33）を有し、各受台あご
（32、33）は垂直な前方受台（37）、垂直な後方受台
（38）及び前方受台（37）と後方受台（38）とを連結す
る水平な受台屋根（39）を有し、各受台あご（32、33）
は前方受台（37）と受台屋根（39）との交差部に形成さ
れた前方角（40）と、後方受台（38）と受台屋根（39）
との交差部に形成された後方角（42）とを有し、受台屋
根（39）は前方角（40）と後方角（42）との間の中点
（39M）を有する。下部引張部材（50）は、前部（6
5）、後部（70）及び前部（65）と後部（70）との間の
中央部（52）を有し、中央部（52）は前端（53）及び後
端（56）を有し、前部（65）、後部（70）及び中央部
（52）の各々は一体に形成され、中央部（52）は上部圧
縮部材（30）とほぼ平行に配置され、前部（65）は中実
の前方傾斜アーム（65）として中央部（52）の前端（5
3）から上部圧縮部材（30）の第１の端部（30a）へ上方
に延伸し、後部（70）は中実の後方傾斜アーム（70）と
して中央部（52）の後端（56）から上部圧縮部材（30）
の第２の端部（30b）へ上方に延伸し、前方アーム（6
5）及び後方アーム（70）の各々は上方に延伸しかつ各
受台あご（32、33）において各上部圧縮部材（30）に連
結する。垂直ウェブ（60）は、サイドフレーム（20、2
4）のフレーム内側部（29）を構成するウェブ内側部（6
0A）と、及びサイドフレーム（20、24）のフレーム外側
部（31）を構成するウェブ外側部（60B）とを有し、垂
直ウェブ（60）は、前方垂直支柱（80）及び後方垂直支
柱（90）を形成するサイドフレーム（20、24）のフレー
ム中間部（20c）のボルスタ開口部（26）を有する。さ
らに、本発明の鉄道車両台車用軽量サイドフレーム（2
0、24）では、各受台あご（32、33）におけるサイドフ
レーム（20、24）のフレーム内側部（29）及びフレーム
外側部（31）の各々に設けられたブレース手段（1、2）
により、サイドフレーム（20、24）のフレーム前端（20
a）及びフレーム後端（20b）を構造的に補強することに
より、サイドフレーム（20、24）の横方向の剛性を増加
させてサイドフレーム（20、24）の構造上の捩れに対す
る変形を抑制する。ブレース手段（1、2）は第１のブレ
ース部材（1）及び第２のブレース部材（2）を備える。
第１のブレース部材（1）は受台屋根（39）を上部圧縮
部材（30）に接続し、第２のブレース部材（2）は後方
受台（38）を下部引張部材（50）に接続する。受台あご
（32、33）はサイドフレーム（20、24）のフレーム内側
部（29）及びフレーム外側部（31）の各々の上部圧縮部
材（30）及び下部引張部材（50）に接続される。第２の
ブレース部材（2）は、後方受台（38）に対してほぼ直
角に接続される少なくとも一つの水平なジョイスト（17
0）を有する。第２のブレース部材（2）は、下部引張部
材（50）の前方アーム（65）及び後方アーム（70）の一
つを受台あご（32、33）の後方受台（38）に接続し、第
２のブレース部材（2）は受台あご（32、33）の後方受
台（38）及びアーム（65、70）の下部引張部材（50）に
沿って延びる。第２のブレース部材（2）は肉抜き穴（1
90）を有する。一の実施形態では、第１のブレース部材
（1）は、受台屋根（39）を上部圧縮部材（30）、下部
引張部材（50）及び垂直ウェブ（60）に連結しかつ足部
（110）及び脚部（120）を有するほぼＬ字状のブラケッ
トとして形成され、足部（110）は前端（115）及び後端
（105）を有し、脚部（120）は底部端（125）及び頂部
端（130）を有し、足部（110）の後端（105）は脚部（1
20）の底部端（125）に接続し、足部（110）の後端（10
5）及び脚部（120）の底部端（125）は同位置で上部圧
縮部材（30）に接合する。第１のブレース部材（1）を
構成する各Ｌ字状のブラケットの足部（110）及び脚部
（120）はほぼ直角に配置され、足部（110）の後端（10
5）及び脚部（120）の底部端（125）は共に受台屋根（3
9）の中点（39M）の上方で上部圧縮部材（30）に連結
し、脚部（120）の頂部端（130）は受台あご先端（45、
47）に連結し、脚部（120）の頂部端（130）及び底部端
（125）の間の部分は受台あご（32、33）の前方角（4
0）に連結し、足部（110）の前端（115）は受台あご（3
2、33）の後方角（42）及び下部引張部材（50）に連結
する。また、他の実施形態では、第１のブレース部材
（1）は垂直な第１の支柱（200）及び垂直な第２の支柱
（220）を有し、第１の支柱（200）及び第２の支柱（22
0）の各々は受台屋根（39）を上部圧縮部材（30）、下
部引張部材（50）及び垂直ウェブ（60）に接続し、第１
の支柱（200）は前方角（40）に連結し、第２の支柱（2
20）は後方角（42）に連結する。第２の支柱（220）は
後方角（42）で下部引張部材（50）及び受台あご（32、
33）に接続される。本発明による鉄道車両台車は、横方
向に離間した一対のサイドフレーム（20、24）と、一対
のサイドフレーム（20、24）間に取り付けられかつ車輪
（22）を有する車軸（18）とを備え、各サイドフレーム
（20、24）はフレーム内側部（29）、フレーム外側部
（31）、フレーム前端（20a）、フレーム後端（20b）及
びフレーム中間部（20c）を有し、フレーム前端（20a）
及びフレーム後端（20b）の各々はそれぞれ下方へ垂下
しかつ車軸（18）を支持する受台あご（32、33）を有
し、フレーム中間部（20c）は横方向に延伸しかつサイ
ドフレーム（20、24）を連結するボルスタ（16）を支持
するボルスタ開口部（26）を形成し、各受台あご（32、
33）は垂直な前方受台（37）、垂直な後方受台（38）及
び前方受台（37）と後方受台（38）とを連結する水平な
受台屋根（39）を有し、後方受台（38）は底端（38B）
を有する。各サイドフレーム（20、24）は、中実の上部
フランジ（30）、中実の下部フランジ（50）及び上部フ
ランジ（30）及び下部フランジ（50）を連結するほぼ中
実の垂直ウェブ（60）により構成されるほぼ中実のＩ−
ビーム断面構造を有し、前方受台（37）及び後方受台
（38）でのブレース手段（1、2）により、サイドフレー
ム（20、24）のフレーム前端（20a）及びフレーム後端
（20b）の各々を構造的に補強して、サイドフレーム（2
0、24）の横方向の剛性及び捩れに対する抵抗を増加
し、これにより高速で走行する車両の振動（ハンチン
グ）に対する抵抗を増加し、ブレース手段（1、2）はサ
イドフレーム（20、24）のフレーム内側部（29）及びフ
レーム外側部（31）の各々に装着されかつ第１のブレー
ス部材（1）及び第２のブレース部材（2）を含む。第１
のブレース部材（1）は受台あご（32、33）を上部フラ
ンジ（30）に接続し、第２のブレース部材（2）は受台
あご（32、33）を下部フランジ（50）に接続し、鉄道車
両の最大積載荷重を支持する。第２のブレース部材
（2）は、後方受台（38）を下部フランジ（50）に連結
する少なくとも１つの水平なジョイスト（170）を有
し、ジョイスト（170）の少なくとも１つは後方受台（3
8）の底端（38B）に連結する。第１のブレース部材
（1）はいずれも垂直に配置された第１の支柱（200）及
び第２の支柱（220）を有し、第１の支柱（200）及び第
２の支柱（220）は長さ方向に互いに離間して配置さ
れ、第１の支柱（200）は前方受台（37）と隣接し、第
２の支柱（220）は後方受台（38）と隣接し、第１の支
柱（200）及び第２の支柱（220）の各々は受台屋根（3
9）を上部フランジ（30）、下部フランジ（50）及び垂
直ウェブ（60）に接続する。また、第１のブレース部材
（1）は、受台屋根（39）を上部フランジ（30）、下部
フランジ（50）及び垂直ウェブ（60）に接続しかつ足部
（110）及び脚部（120）により形成されるＬ字状のブラ
ケットを有し、足部（110）は前端（115）及び後端（10
5）を有し、脚部（120）は底部端（125）及び頂部端（1
30）を有し、足部（110）の後端（105）は脚部（120）
の底部端（125）に接続し、足部（110）の後端（105）
及び脚部（120）の底部端（125）は前方受台（37）及び
後方受台（38）の間のほぼ中央の同じ位置で上部フラン
ジ（30）に接合してもよい。
車用軽量サイドフレーム（20、24）は、フレーム前端
（20a）と、フレーム後端（20b）と、フレーム前端（20
a）とフレーム後端（20b）との間に設けられたフレーム
中間部（20c）とを備え、いずれも長さ方向に細長い中
実の上部圧縮部材（30）を構成する中実の上部フランジ
（30）及び下部引張部材（50）を構成する中実の下部フ
ランジ（50）と、上部フランジ（30）及び下部フランジ
（50）を連結するほぼ中実の垂直ウェブ（60）とにより
鉄道車両の最大積載荷重を支持するほぼ中実の開放した
Ｉ−ビーム断面形状に形成される。上部圧縮部材（30）
は、第１の端部（30a）及び第２の端部（30b）を有し、
第１の端部（30a）及び第２の端部（30b）はそれぞれ下
方へ垂下する受台あご（32、33）を有し、各受台あご
（32、33）は垂直な前方受台（37）、垂直な後方受台
（38）及び前方受台（37）と後方受台（38）とを連結す
る水平な受台屋根（39）を有し、各受台あご（32、33）
は前方受台（37）と受台屋根（39）との交差部に形成さ
れた前方角（40）と、後方受台（38）と受台屋根（39）
との交差部に形成された後方角（42）とを有し、受台屋
根（39）は前方角（40）と後方角（42）との間の中点
（39M）を有する。下部引張部材（50）は、前部（6
5）、後部（70）及び前部（65）と後部（70）との間の
中央部（52）を有し、中央部（52）は前端（53）及び後
端（56）を有し、前部（65）、後部（70）及び中央部
（52）の各々は一体に形成され、中央部（52）は上部圧
縮部材（30）とほぼ平行に配置され、前部（65）は中実
の前方傾斜アーム（65）として中央部（52）の前端（5
3）から上部圧縮部材（30）の第１の端部（30a）へ上方
に延伸し、後部（70）は中実の後方傾斜アーム（70）と
して中央部（52）の後端（56）から上部圧縮部材（30）
の第２の端部（30b）へ上方に延伸し、前方アーム（6
5）及び後方アーム（70）の各々は上方に延伸しかつ各
受台あご（32、33）において各上部圧縮部材（30）に連
結する。垂直ウェブ（60）は、サイドフレーム（20、2
4）のフレーム内側部（29）を構成するウェブ内側部（6
0A）と、及びサイドフレーム（20、24）のフレーム外側
部（31）を構成するウェブ外側部（60B）とを有し、垂
直ウェブ（60）は、前方垂直支柱（80）及び後方垂直支
柱（90）を形成するサイドフレーム（20、24）のフレー
ム中間部（20c）のボルスタ開口部（26）を有する。さ
らに、本発明の鉄道車両台車用軽量サイドフレーム（2
0、24）では、各受台あご（32、33）におけるサイドフ
レーム（20、24）のフレーム内側部（29）及びフレーム
外側部（31）の各々に設けられたブレース手段（1、2）
により、サイドフレーム（20、24）のフレーム前端（20
a）及びフレーム後端（20b）を構造的に補強することに
より、サイドフレーム（20、24）の横方向の剛性を増加
させてサイドフレーム（20、24）の構造上の捩れに対す
る変形を抑制する。ブレース手段（1、2）は第１のブレ
ース部材（1）及び第２のブレース部材（2）を備える。
第１のブレース部材（1）は受台屋根（39）を上部圧縮
部材（30）に接続し、第２のブレース部材（2）は後方
受台（38）を下部引張部材（50）に接続する。受台あご
（32、33）はサイドフレーム（20、24）のフレーム内側
部（29）及びフレーム外側部（31）の各々の上部圧縮部
材（30）及び下部引張部材（50）に接続される。第２の
ブレース部材（2）は、後方受台（38）に対してほぼ直
角に接続される少なくとも一つの水平なジョイスト（17
0）を有する。第２のブレース部材（2）は、下部引張部
材（50）の前方アーム（65）及び後方アーム（70）の一
つを受台あご（32、33）の後方受台（38）に接続し、第
２のブレース部材（2）は受台あご（32、33）の後方受
台（38）及びアーム（65、70）の下部引張部材（50）に
沿って延びる。第２のブレース部材（2）は肉抜き穴（1
90）を有する。一の実施形態では、第１のブレース部材
（1）は、受台屋根（39）を上部圧縮部材（30）、下部
引張部材（50）及び垂直ウェブ（60）に連結しかつ足部
（110）及び脚部（120）を有するほぼＬ字状のブラケッ
トとして形成され、足部（110）は前端（115）及び後端
（105）を有し、脚部（120）は底部端（125）及び頂部
端（130）を有し、足部（110）の後端（105）は脚部（1
20）の底部端（125）に接続し、足部（110）の後端（10
5）及び脚部（120）の底部端（125）は同位置で上部圧
縮部材（30）に接合する。第１のブレース部材（1）を
構成する各Ｌ字状のブラケットの足部（110）及び脚部
（120）はほぼ直角に配置され、足部（110）の後端（10
5）及び脚部（120）の底部端（125）は共に受台屋根（3
9）の中点（39M）の上方で上部圧縮部材（30）に連結
し、脚部（120）の頂部端（130）は受台あご先端（45、
47）に連結し、脚部（120）の頂部端（130）及び底部端
（125）の間の部分は受台あご（32、33）の前方角（4
0）に連結し、足部（110）の前端（115）は受台あご（3
2、33）の後方角（42）及び下部引張部材（50）に連結
する。また、他の実施形態では、第１のブレース部材
（1）は垂直な第１の支柱（200）及び垂直な第２の支柱
（220）を有し、第１の支柱（200）及び第２の支柱（22
0）の各々は受台屋根（39）を上部圧縮部材（30）、下
部引張部材（50）及び垂直ウェブ（60）に接続し、第１
の支柱（200）は前方角（40）に連結し、第２の支柱（2
20）は後方角（42）に連結する。第２の支柱（220）は
後方角（42）で下部引張部材（50）及び受台あご（32、
33）に接続される。本発明による鉄道車両台車は、横方
向に離間した一対のサイドフレーム（20、24）と、一対
のサイドフレーム（20、24）間に取り付けられかつ車輪
（22）を有する車軸（18）とを備え、各サイドフレーム
（20、24）はフレーム内側部（29）、フレーム外側部
（31）、フレーム前端（20a）、フレーム後端（20b）及
びフレーム中間部（20c）を有し、フレーム前端（20a）
及びフレーム後端（20b）の各々はそれぞれ下方へ垂下
しかつ車軸（18）を支持する受台あご（32、33）を有
し、フレーム中間部（20c）は横方向に延伸しかつサイ
ドフレーム（20、24）を連結するボルスタ（16）を支持
するボルスタ開口部（26）を形成し、各受台あご（32、
33）は垂直な前方受台（37）、垂直な後方受台（38）及
び前方受台（37）と後方受台（38）とを連結する水平な
受台屋根（39）を有し、後方受台（38）は底端（38B）
を有する。各サイドフレーム（20、24）は、中実の上部
フランジ（30）、中実の下部フランジ（50）及び上部フ
ランジ（30）及び下部フランジ（50）を連結するほぼ中
実の垂直ウェブ（60）により構成されるほぼ中実のＩ−
ビーム断面構造を有し、前方受台（37）及び後方受台
（38）でのブレース手段（1、2）により、サイドフレー
ム（20、24）のフレーム前端（20a）及びフレーム後端
（20b）の各々を構造的に補強して、サイドフレーム（2
0、24）の横方向の剛性及び捩れに対する抵抗を増加
し、これにより高速で走行する車両の振動（ハンチン
グ）に対する抵抗を増加し、ブレース手段（1、2）はサ
イドフレーム（20、24）のフレーム内側部（29）及びフ
レーム外側部（31）の各々に装着されかつ第１のブレー
ス部材（1）及び第２のブレース部材（2）を含む。第１
のブレース部材（1）は受台あご（32、33）を上部フラ
ンジ（30）に接続し、第２のブレース部材（2）は受台
あご（32、33）を下部フランジ（50）に接続し、鉄道車
両の最大積載荷重を支持する。第２のブレース部材
（2）は、後方受台（38）を下部フランジ（50）に連結
する少なくとも１つの水平なジョイスト（170）を有
し、ジョイスト（170）の少なくとも１つは後方受台（3
8）の底端（38B）に連結する。第１のブレース部材
（1）はいずれも垂直に配置された第１の支柱（200）及
び第２の支柱（220）を有し、第１の支柱（200）及び第
２の支柱（220）は長さ方向に互いに離間して配置さ
れ、第１の支柱（200）は前方受台（37）と隣接し、第
２の支柱（220）は後方受台（38）と隣接し、第１の支
柱（200）及び第２の支柱（220）の各々は受台屋根（3
9）を上部フランジ（30）、下部フランジ（50）及び垂
直ウェブ（60）に接続する。また、第１のブレース部材
（1）は、受台屋根（39）を上部フランジ（30）、下部
フランジ（50）及び垂直ウェブ（60）に接続しかつ足部
（110）及び脚部（120）により形成されるＬ字状のブラ
ケットを有し、足部（110）は前端（115）及び後端（10
5）を有し、脚部（120）は底部端（125）及び頂部端（1
30）を有し、足部（110）の後端（105）は脚部（120）
の底部端（125）に接続し、足部（110）の後端（105）
及び脚部（120）の底部端（125）は前方受台（37）及び
後方受台（38）の間のほぼ中央の同じ位置で上部フラン
ジ（30）に接合してもよい。
【０００５】本発明は、サイドフレーム（20、24）の各
端部において垂直ウェブ（60）の各側面に交差ブレース
手段（1、2）を付加することを含む。特に、各受台あご
（32、33）の後方受台（38）はサイドフレーム（20、2
4）の下部引張部材（50）に構造的に接続され、受台屋
根（39）はサイドフレーム（20、24）の上部圧縮部材
（30）に構造的に接続される。各受台あご（32、33）に
おけるサイドフレーム（20、24）のフレーム内側部（2
9）及びフレーム外側部（31）の各々に設けられたブレ
ース手段（1、2）により、サイドフレーム（20、24）の
フレーム前端（20a）及びフレーム後端（20b）を構造的
に補強して、サイドフレーム（20、24）の横方向の剛性
を増加させてサイドフレーム（20、24）の構造上の捩れ
に対する変形を抑制する。これにより、サイドフレーム
（20、24）の各端部の捩れを防止し、前記目的のすべて
を達成することができる。
端部において垂直ウェブ（60）の各側面に交差ブレース
手段（1、2）を付加することを含む。特に、各受台あご
（32、33）の後方受台（38）はサイドフレーム（20、2
4）の下部引張部材（50）に構造的に接続され、受台屋
根（39）はサイドフレーム（20、24）の上部圧縮部材
（30）に構造的に接続される。各受台あご（32、33）に
おけるサイドフレーム（20、24）のフレーム内側部（2
9）及びフレーム外側部（31）の各々に設けられたブレ
ース手段（1、2）により、サイドフレーム（20、24）の
フレーム前端（20a）及びフレーム後端（20b）を構造的
に補強して、サイドフレーム（20、24）の横方向の剛性
を増加させてサイドフレーム（20、24）の構造上の捩れ
に対する変形を抑制する。これにより、サイドフレーム
（20、24）の各端部の捩れを防止し、前記目的のすべて
を達成することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明による軽量サイドフ
レーム及び鉄道車両台車の実施形態を図１〜図６につい
て説明する。鉄道産業に共通の鉄道車両台車１０を図５
に示す。台車１０は通常長さ方向に離間した一対の輪軸
１２を備え、各輪軸１２は車軸１８と、標準の方法で互
いに横方向に離間して車軸１８の両端に取り付けられた
車輪２２とを有する。横方向に離間した一対のサイドフ
レーム２０、２４は各輪軸１２上に装着される。各サイ
ドフレーム２０、２４は、フレーム内側部２９と、フレ
ーム外側部３１と、ボルスタ開口部２６を有するフレー
ム中間部２０ｃとを有し、ボルスタ１６はボルスタ開口
部２６内にばねセット１４により支持される。ボルスタ
１６はサイドフレーム２０、２４間において横方向に延
伸し、鉄道車両の重量を支持する。垂直方向の動きに対
し、ボルスタ１６は、サイドフレーム２０、２４の底部
のばね座板２５に取り付けられたばねセット１４により
弾力的に押圧される。ボルスタ１６はほぼ標準の構造で
あり、これ以上の説明を省略する。本発明による鉄道車
両台車用軽量サイドフレーム２０を図１〜図４に示す。
サイドフレーム２０は、一般に、台車１０の長さ方向に
延伸する中実の上部圧縮部材を構成する上部フランジ３
０と、台車１０の長さ方向に延伸する中実の下部引張部
材を構成する下部フランジ５０とを有する。ウェブ内側
部６０Ａ及びウェブ外側部６０Ｂを有する中実の垂直ウ
ェブ６０は上部フランジ３０と下部フランジ５０との間
に延伸し、両上部フランジ３０及び下部フランジ５０を
連結する。サイドフレーム２０は上部フランジ３０と、
下部フランジと、垂直ウェブ６０とによりほぼＩ−ビー
ム断面形状に形成される。図１に明示するように、下部
フランジ５０は実際には単一部材であり、上部フランジ
３０と通常平行な中央部５２と、それぞれ上方へ延伸す
る中実の前方傾斜アーム６５を構成する前部と、上方へ
延伸する後方傾斜アーム７０を構成する後部とを備え
る。中央部５２は第１の屈曲点６２で前方アーム６５に
連結する前端５３と、第２の屈曲点７２で後方アーム７
０に連結する後端５６とを有し、各サイドフレーム２０
の端部、特に下方へ垂下する各受台あご３２、３３にお
いて下部フランジ５０が上部フランジ３０に一体に接続
される。各受台あご３２、３３はサイドフレーム２０の
中心に対して対称の鏡像体形状に形成されるため、受台
あご３２についてサイドフレーム２０の形状を詳細に説
明する。
レーム及び鉄道車両台車の実施形態を図１〜図６につい
て説明する。鉄道産業に共通の鉄道車両台車１０を図５
に示す。台車１０は通常長さ方向に離間した一対の輪軸
１２を備え、各輪軸１２は車軸１８と、標準の方法で互
いに横方向に離間して車軸１８の両端に取り付けられた
車輪２２とを有する。横方向に離間した一対のサイドフ
レーム２０、２４は各輪軸１２上に装着される。各サイ
ドフレーム２０、２４は、フレーム内側部２９と、フレ
ーム外側部３１と、ボルスタ開口部２６を有するフレー
ム中間部２０ｃとを有し、ボルスタ１６はボルスタ開口
部２６内にばねセット１４により支持される。ボルスタ
１６はサイドフレーム２０、２４間において横方向に延
伸し、鉄道車両の重量を支持する。垂直方向の動きに対
し、ボルスタ１６は、サイドフレーム２０、２４の底部
のばね座板２５に取り付けられたばねセット１４により
弾力的に押圧される。ボルスタ１６はほぼ標準の構造で
あり、これ以上の説明を省略する。本発明による鉄道車
両台車用軽量サイドフレーム２０を図１〜図４に示す。
サイドフレーム２０は、一般に、台車１０の長さ方向に
延伸する中実の上部圧縮部材を構成する上部フランジ３
０と、台車１０の長さ方向に延伸する中実の下部引張部
材を構成する下部フランジ５０とを有する。ウェブ内側
部６０Ａ及びウェブ外側部６０Ｂを有する中実の垂直ウ
ェブ６０は上部フランジ３０と下部フランジ５０との間
に延伸し、両上部フランジ３０及び下部フランジ５０を
連結する。サイドフレーム２０は上部フランジ３０と、
下部フランジと、垂直ウェブ６０とによりほぼＩ−ビー
ム断面形状に形成される。図１に明示するように、下部
フランジ５０は実際には単一部材であり、上部フランジ
３０と通常平行な中央部５２と、それぞれ上方へ延伸す
る中実の前方傾斜アーム６５を構成する前部と、上方へ
延伸する後方傾斜アーム７０を構成する後部とを備え
る。中央部５２は第１の屈曲点６２で前方アーム６５に
連結する前端５３と、第２の屈曲点７２で後方アーム７
０に連結する後端５６とを有し、各サイドフレーム２０
の端部、特に下方へ垂下する各受台あご３２、３３にお
いて下部フランジ５０が上部フランジ３０に一体に接続
される。各受台あご３２、３３はサイドフレーム２０の
中心に対して対称の鏡像体形状に形成されるため、受台
あご３２についてサイドフレーム２０の形状を詳細に説
明する。
【０００７】図示の通り、受台あご３２は前方受台３
７、後方受台３８及び受台屋根３９を有し、受台屋根３
９は前方受台３７と後方受台３８とを連結して受台あご
開口部３６を形成する。受台屋根３９は、受台あご開口
部３６の前方角４０と後方角４２との間に位置する中点
３９Ｍを有する。図５に示すように、各受台あご開口部
３６は車軸１８を支持し、軸受組立体１７は車軸１８上
で回転する。各受台あご３２、３３では、受台あご開口
部３６内の中心位置で軸受組立体１７を保持する軸受ス
ラスト突出部４４が前方受台３７及び後方受台３８に設
けられる。前方垂直支柱８０及び後方垂直支柱９０は上
部フランジ３０からばね座板２５へ下方へ延伸し、Ｕ字
状のフレーム中間部２０ｃを形成する。前方垂直支柱８
０及び後方垂直支柱９０の各々は上部フランジ３０と一
体に連結されるので、ばね座板２５は中間荷重を受ける
単純支持梁と同様の構造で効果的に懸架される。前方垂
直支柱８０及び後方垂直支柱９０とばね座板２５とに横
方向の安定性及び強度を与えるため、下部支持支柱１２
１はばね座板２５を垂直ウェブ６０及び下部フランジ５
０に直接連結する。動作中、上部フランジ３０は圧縮荷
重を受け、下部フランジ５０は引張荷重を受ける。各サ
イドフレーム２０及び受台あご３２、３３は車軸１８及
び輪軸２２で支持され、受台あご３２、３３である「固
定された」両端を有するサイドフレーム２０の中間部２
０ｃを効果的に懸架するため、サイドフレーム２０のＵ
字状のフレーム中間部２０ｃは極めて大きな力を受け
る。これは、フレーム中間部２０ｃが受ける捩れモーメ
ント及び曲げモーメントのみならず、静的荷重及び動的
荷重がサイドフレーム２０の中間部区域において最大で
あることを意味する。従って、サイドフレーム２０のフ
レーム中間部２０ｃは受台あご３２、３３よりも構造的
に機械的強度が大きいことを要し、フレーム中間部２０
ｃは下部支持支柱１２１及び捩れ防止の補強リブ８５、
９５を備えている。ばね座板２５は十分な厚さを有し、
捩れに対する付加的な抵抗力を与える。各サイドフレー
ム２０の最末端、即ち受台あご先端４５、４７での応力
は主として垂直方向の静的荷重であるが、車軸１８がほ
ぼ全荷重を受けると、受台あご先端４５、４７での応力
は最小となる。進行方向を変えるとき等に台車が歪む
と、受台あご区域はある程度の横方向荷重を受ける。開
放したＩ−ビーム構造は静的荷重及び曲げ応力に対する
優れた抵抗力を示すことが知られているが、開放したＩ
−ビーム構造は横方向荷重又は捩れモーメントに対する
特別の抵抗力を備えてはいない。図６に示す従来のサイ
ドフレームの片側では、関連するサイドフレーム受台あ
ご区域はリブ（ガセット）５５のような貧弱な捩れ防止
手段が設けられるに過ぎない。本発明では、受台あご先
端４５、４７に作用する捩れ力に対するより大きな抵抗
力をサイドフレーム２０に与えることができる。前方受
台３７と後方受台３８の捩れに対抗するため、各受台あ
ご３２、３３は交差する足部１１０と脚部１２０とは連
結補強又は交差補強され、ジョイスト（小梁）１７０と
後方受台３８とは連結補強又は交差補強され、上部フラ
ンジ３０、下部フランジ５０及び受台あご３２、３３
は、第１のブレース部材１及び第２のブレース部材２か
ら成る交差ブレース手段によって連結される。第１のブ
レース部材１及び第２のブレース部材２はＩ−ビーム形
状のサイドフレーム２０全体の横方向強度を増加させる
ため、交差補強のないサイドフレームと同様に、サイド
フレーム２０のフレーム中間部２０ｃは構造的補強を必
要としないように、サイドフレーム２０の構造強度を増
加させる。このことは、ばね座板２５をより薄く鋳造す
ることにより、ばね座板２５から実際に金属重量を削減
できることを意味するが、ばね座板２５はばねセット１
４により生じる曲げモーメントを受ける極めて重要な部
材であるため、ばね座板２５又はサイドフレーム２０の
構造的強度を犠牲にしない範囲の薄さとする必要があ
る。第１のブレース部材１及び第２のブレース部材２の
重量をサイドフレーム２０に付加しても、ばね座板２５
からの金属重量の削減は少なくとも１１.３ｋｇ（２５
ポンド）の正味の余剰重量削減の要因となる。
７、後方受台３８及び受台屋根３９を有し、受台屋根３
９は前方受台３７と後方受台３８とを連結して受台あご
開口部３６を形成する。受台屋根３９は、受台あご開口
部３６の前方角４０と後方角４２との間に位置する中点
３９Ｍを有する。図５に示すように、各受台あご開口部
３６は車軸１８を支持し、軸受組立体１７は車軸１８上
で回転する。各受台あご３２、３３では、受台あご開口
部３６内の中心位置で軸受組立体１７を保持する軸受ス
ラスト突出部４４が前方受台３７及び後方受台３８に設
けられる。前方垂直支柱８０及び後方垂直支柱９０は上
部フランジ３０からばね座板２５へ下方へ延伸し、Ｕ字
状のフレーム中間部２０ｃを形成する。前方垂直支柱８
０及び後方垂直支柱９０の各々は上部フランジ３０と一
体に連結されるので、ばね座板２５は中間荷重を受ける
単純支持梁と同様の構造で効果的に懸架される。前方垂
直支柱８０及び後方垂直支柱９０とばね座板２５とに横
方向の安定性及び強度を与えるため、下部支持支柱１２
１はばね座板２５を垂直ウェブ６０及び下部フランジ５
０に直接連結する。動作中、上部フランジ３０は圧縮荷
重を受け、下部フランジ５０は引張荷重を受ける。各サ
イドフレーム２０及び受台あご３２、３３は車軸１８及
び輪軸２２で支持され、受台あご３２、３３である「固
定された」両端を有するサイドフレーム２０の中間部２
０ｃを効果的に懸架するため、サイドフレーム２０のＵ
字状のフレーム中間部２０ｃは極めて大きな力を受け
る。これは、フレーム中間部２０ｃが受ける捩れモーメ
ント及び曲げモーメントのみならず、静的荷重及び動的
荷重がサイドフレーム２０の中間部区域において最大で
あることを意味する。従って、サイドフレーム２０のフ
レーム中間部２０ｃは受台あご３２、３３よりも構造的
に機械的強度が大きいことを要し、フレーム中間部２０
ｃは下部支持支柱１２１及び捩れ防止の補強リブ８５、
９５を備えている。ばね座板２５は十分な厚さを有し、
捩れに対する付加的な抵抗力を与える。各サイドフレー
ム２０の最末端、即ち受台あご先端４５、４７での応力
は主として垂直方向の静的荷重であるが、車軸１８がほ
ぼ全荷重を受けると、受台あご先端４５、４７での応力
は最小となる。進行方向を変えるとき等に台車が歪む
と、受台あご区域はある程度の横方向荷重を受ける。開
放したＩ−ビーム構造は静的荷重及び曲げ応力に対する
優れた抵抗力を示すことが知られているが、開放したＩ
−ビーム構造は横方向荷重又は捩れモーメントに対する
特別の抵抗力を備えてはいない。図６に示す従来のサイ
ドフレームの片側では、関連するサイドフレーム受台あ
ご区域はリブ（ガセット）５５のような貧弱な捩れ防止
手段が設けられるに過ぎない。本発明では、受台あご先
端４５、４７に作用する捩れ力に対するより大きな抵抗
力をサイドフレーム２０に与えることができる。前方受
台３７と後方受台３８の捩れに対抗するため、各受台あ
ご３２、３３は交差する足部１１０と脚部１２０とは連
結補強又は交差補強され、ジョイスト（小梁）１７０と
後方受台３８とは連結補強又は交差補強され、上部フラ
ンジ３０、下部フランジ５０及び受台あご３２、３３
は、第１のブレース部材１及び第２のブレース部材２か
ら成る交差ブレース手段によって連結される。第１のブ
レース部材１及び第２のブレース部材２はＩ−ビーム形
状のサイドフレーム２０全体の横方向強度を増加させる
ため、交差補強のないサイドフレームと同様に、サイド
フレーム２０のフレーム中間部２０ｃは構造的補強を必
要としないように、サイドフレーム２０の構造強度を増
加させる。このことは、ばね座板２５をより薄く鋳造す
ることにより、ばね座板２５から実際に金属重量を削減
できることを意味するが、ばね座板２５はばねセット１
４により生じる曲げモーメントを受ける極めて重要な部
材であるため、ばね座板２５又はサイドフレーム２０の
構造的強度を犠牲にしない範囲の薄さとする必要があ
る。第１のブレース部材１及び第２のブレース部材２の
重量をサイドフレーム２０に付加しても、ばね座板２５
からの金属重量の削減は少なくとも１１.３ｋｇ（２５
ポンド）の正味の余剰重量削減の要因となる。
【０００８】図１は各受台あご３２、３３を備えた本発
明の第１の実施形態を示すが、図２では本発明の第２の
実施形態に適用する受台あご３３のみを示す。第１及び
第２の実施形態は共通に構成された第２の交差ブレース
手段を有する。図１の第１の実施形態に示す受台あご３
２、３３に設けられる第１のブレース部材１は、足部１
１０及び脚部１２０を有するＬ字状のブラケットを備え
る。足部１１０は、受台あご３２、３３の後方角４２に
おいて下部フランジ５０及び受台屋根３９と一体に接続
される前端１１５と、受台屋根３９の長さ方向の中点３
９Ｍの真上の位置に対応する点「Ｐ」において上部フラ
ンジ３０と一体に接続される後端１０５とを有する。更
に図１は、脚部１２０の底部端１２５が同じ点「Ｐ」に
おいて上部フランジ３０及び足部１１０に接続されるこ
とを示す。脚部１２０の頂部端１３０を受台あご先端４
５と一体に接続してもよい。また、脚部１２０及び足部
１１０は角「Ｘ」を形成するが、角「Ｘ」は、脚部１２
０が一般に受台あご３２、３３の前方角４０において受
台屋根３９と一体に接合する鋭角であることが好まし
い。図１のＡ−Ａ線に沿う第１のブレース部材１を通る
断面図を図３に示す。このように、受台あご３２、３３
の前方角４０及び後方角４２の各々は、図３に示すよう
に、垂直ウェブ６０のウェブ内側部６０Ａ、ウェブ外側
部６０Ｂ、上部フランジ３０及び下部フランジ５０と構
造的に接合され、これにより各受台あご３２、３３は捩
れに対する優れた機械的抵抗特性を示す。図１に示すよ
うに、上部フランジ３０は足部１１０及び脚部１２０に
より点Ｐの周囲は構造的に補強される。上部フランジ３
０の他の部分は構造的に変化を受けない断面厚であり、
図３では上部フランジ３０内の破線は点Ｐを通るフラン
ジの普通の厚さを示すことに留意されたい。また、図３
は、脚部１２０の幅が上部フランジ３０又は下部フラン
ジ５０のいずれの横幅も超えないことを示す。図３には
第１のブレース部材１の足部１１０を示さないが、足部
１１０の幅は上部フランジ３０又は下部フランジ５０の
いずれの横幅も超えないことを強調したい。更に図３に
示すように、第１のブレース部材１は、垂直ウェブ６０
のウェブ内側部６０Ａ及びウェブ外側部６０Ｂによって
構成されるサイドフレーム２０の各側部に一体に連結さ
れる足部１１０及び脚部１２０によって構成される。図
２に示す本発明の第２の実施形態では、受台あご３３の
第１のブレース部材１は互いに長さ方向に離間して配置
されかつ受台あご３３を上部フランジ３０及び下部フラ
ンジ５０に連結する第１の支柱２００及び第２の支柱２
２０を有する。垂直ウェブ６０のウェブ内側部６０Ａ及
びウェブ外側部６０Ｂの各々によって構成されるサイド
フレーム２０の両側部は、第１のブレース部材１を構成
する第１の支柱２００及び第２の支柱２２０と一体に接
続される。第１の支柱２００及び第２の支柱２２０の各
々は垂直に配置され、第１の支柱２００の一端は受台あ
ご３３の前方角４０で受台屋根３９に固定されるが、第
１の支柱２２０の一端は受台あご３３の後方角４２で受
台屋根３９に固定され、第１の支柱２００及び第２の支
柱２２０の各他端は上部フランジ３０に接続される。第
１の支柱２００及び第２の支柱２２０の連結の際に、第
１の支柱支柱２００と受台屋根３９及び第２の支柱２２
０と受台屋根３９との間をほぼ直角「Ｚ」に形成するこ
とが望ましい。受台屋根３９に対して直角を形成するこ
とにより、第１の支柱２００と第２の支柱２２０の各々
は上部フランジ３０に対して必然的に同じ直角「Ｚ」を
形成する。また、図２に示すように、第１の支柱２００
及び第２の支柱２２０を前方受台３７又は後方受台３８
の各々と垂直方向に一直線上に配置して、第１の支柱２
００及び第２の支柱２２０の荷重支持効果を最大にする
のが望ましい。このように、第１の支柱２００及び前方
受台３７は垂直方向に整列して配置され、第２の支柱２
２０は後方受台３８と垂直方向に整列して配置される。
また、第２の支柱２２０は後方角４２で下部フランジ５
０に接合する。第２の支柱２２０を後方角４２で接合す
ることにより、受台屋根３９の中点３９Ｍの近傍で横方
向に突出する第２の支柱２２０を有する受台あご３３の
捩れに対する付加的な抵抗力が得られる。これは、後方
角４２で第１のブレース部材１及び第２のブレース部材
２を接合する相乗効果によるものである。また、同じ相
乗効果は、図１に示す後方角４２で受台屋根３９及び下
部フランジ５０と同時に連結する受台あご３２の足部１
１０を有する第１の実施形態の第１のブレース部材１で
も達成される。
明の第１の実施形態を示すが、図２では本発明の第２の
実施形態に適用する受台あご３３のみを示す。第１及び
第２の実施形態は共通に構成された第２の交差ブレース
手段を有する。図１の第１の実施形態に示す受台あご３
２、３３に設けられる第１のブレース部材１は、足部１
１０及び脚部１２０を有するＬ字状のブラケットを備え
る。足部１１０は、受台あご３２、３３の後方角４２に
おいて下部フランジ５０及び受台屋根３９と一体に接続
される前端１１５と、受台屋根３９の長さ方向の中点３
９Ｍの真上の位置に対応する点「Ｐ」において上部フラ
ンジ３０と一体に接続される後端１０５とを有する。更
に図１は、脚部１２０の底部端１２５が同じ点「Ｐ」に
おいて上部フランジ３０及び足部１１０に接続されるこ
とを示す。脚部１２０の頂部端１３０を受台あご先端４
５と一体に接続してもよい。また、脚部１２０及び足部
１１０は角「Ｘ」を形成するが、角「Ｘ」は、脚部１２
０が一般に受台あご３２、３３の前方角４０において受
台屋根３９と一体に接合する鋭角であることが好まし
い。図１のＡ−Ａ線に沿う第１のブレース部材１を通る
断面図を図３に示す。このように、受台あご３２、３３
の前方角４０及び後方角４２の各々は、図３に示すよう
に、垂直ウェブ６０のウェブ内側部６０Ａ、ウェブ外側
部６０Ｂ、上部フランジ３０及び下部フランジ５０と構
造的に接合され、これにより各受台あご３２、３３は捩
れに対する優れた機械的抵抗特性を示す。図１に示すよ
うに、上部フランジ３０は足部１１０及び脚部１２０に
より点Ｐの周囲は構造的に補強される。上部フランジ３
０の他の部分は構造的に変化を受けない断面厚であり、
図３では上部フランジ３０内の破線は点Ｐを通るフラン
ジの普通の厚さを示すことに留意されたい。また、図３
は、脚部１２０の幅が上部フランジ３０又は下部フラン
ジ５０のいずれの横幅も超えないことを示す。図３には
第１のブレース部材１の足部１１０を示さないが、足部
１１０の幅は上部フランジ３０又は下部フランジ５０の
いずれの横幅も超えないことを強調したい。更に図３に
示すように、第１のブレース部材１は、垂直ウェブ６０
のウェブ内側部６０Ａ及びウェブ外側部６０Ｂによって
構成されるサイドフレーム２０の各側部に一体に連結さ
れる足部１１０及び脚部１２０によって構成される。図
２に示す本発明の第２の実施形態では、受台あご３３の
第１のブレース部材１は互いに長さ方向に離間して配置
されかつ受台あご３３を上部フランジ３０及び下部フラ
ンジ５０に連結する第１の支柱２００及び第２の支柱２
２０を有する。垂直ウェブ６０のウェブ内側部６０Ａ及
びウェブ外側部６０Ｂの各々によって構成されるサイド
フレーム２０の両側部は、第１のブレース部材１を構成
する第１の支柱２００及び第２の支柱２２０と一体に接
続される。第１の支柱２００及び第２の支柱２２０の各
々は垂直に配置され、第１の支柱２００の一端は受台あ
ご３３の前方角４０で受台屋根３９に固定されるが、第
１の支柱２２０の一端は受台あご３３の後方角４２で受
台屋根３９に固定され、第１の支柱２００及び第２の支
柱２２０の各他端は上部フランジ３０に接続される。第
１の支柱２００及び第２の支柱２２０の連結の際に、第
１の支柱支柱２００と受台屋根３９及び第２の支柱２２
０と受台屋根３９との間をほぼ直角「Ｚ」に形成するこ
とが望ましい。受台屋根３９に対して直角を形成するこ
とにより、第１の支柱２００と第２の支柱２２０の各々
は上部フランジ３０に対して必然的に同じ直角「Ｚ」を
形成する。また、図２に示すように、第１の支柱２００
及び第２の支柱２２０を前方受台３７又は後方受台３８
の各々と垂直方向に一直線上に配置して、第１の支柱２
００及び第２の支柱２２０の荷重支持効果を最大にする
のが望ましい。このように、第１の支柱２００及び前方
受台３７は垂直方向に整列して配置され、第２の支柱２
２０は後方受台３８と垂直方向に整列して配置される。
また、第２の支柱２２０は後方角４２で下部フランジ５
０に接合する。第２の支柱２２０を後方角４２で接合す
ることにより、受台屋根３９の中点３９Ｍの近傍で横方
向に突出する第２の支柱２２０を有する受台あご３３の
捩れに対する付加的な抵抗力が得られる。これは、後方
角４２で第１のブレース部材１及び第２のブレース部材
２を接合する相乗効果によるものである。また、同じ相
乗効果は、図１に示す後方角４２で受台屋根３９及び下
部フランジ５０と同時に連結する受台あご３２の足部１
１０を有する第１の実施形態の第１のブレース部材１で
も達成される。
【０００９】前記のように、第２のブレース部材２は本
発明の各実施形態に共通であり、各実施形態のために全
く同一に構成される。図２に示すように、第２のブレー
ス部材２は、受台あご３３の後方受台３８と下部フラン
ジ５０の上方へ延伸する後方アーム７０との間に延伸し
かつ水平に配置されたジョイスト（joist）１７０と、
垂直に配置されかつ下端でジョイスト１７０に接続され
た後方受台３８とを有する。ジョイスト１７０は後方受
台３８の底端３８Ｂを構成するジョイスト１７０と一体
に連結する一端１７２を有し、他端１７４は下部フラン
ジ５０と一体に連結される。ジョイスト１７０及び後方
受台３８はほぼ直角「Ｙ」を形成することが望ましい。
必要に応じて、肉抜き穴１９０をジョイスト１７０に設
けて受台あご３３の重量を削減してもよく、肉抜き穴１
９０の大きさは公知の工学理論により決定される。図２
に示すように、必要に応じて、ジョイスト１７０の上方
に短い垂直距離をおいて水平に配置される第２のジョイ
スト１６０を第２のブレース部材２の一部として設けて
もよい。第２のジョイスト（上部ジョイスト）１６０
は、一端１６２において水平位置にある後方受台３８の
中間部３８Ｍと一体に接続され、他端１６４は下部フラ
ンジ５０と一体に接続される。図４は図２のＢ−Ｂ線に
沿う断面図であり、ジョイスト１６０、１７０の両方が
第２のブレース部材２の一部として含まれる。図示のよ
うに、水平な各ジョイスト１６０、１７０は、下部フラ
ンジ５０に連結する点で下部フランジ５０の後方傾斜ア
ーム７０の幅又は横方向の大きさとほぼ等しい幅又は横
方向の大きさを有する。図４に示すように、実際には第
１の屈曲点６２及び後方受台３８の後方角４２間で、下
部フランジ５０の幅が徐々に減少するため、ジョイスト
１７０は上部ジョイスト１６０よりも若干幅広く、ま
た、下部フランジ５０と後方受台３８の底端３８Ｂとの
間隔が下部フランジ５０と後方受台３８の中間部３８Ｍ
との間隔よりも大きいため、ジョイスト１７０は上部ジ
ョイスト１６０よりもサイドフレーム２０の長さ方向に
長い。ジョイスト（brace）１７０と同様、ジョイスト
１６０は、中間部３８Ｍで後方受台３８に接合し、ジョ
イスト１７０と同一のほぼ直角「Ｙ」を形成する。図４
は、下部フランジ５０の後方傾斜アーム７０の全体の横
方向の大きさ又は幅にわたって第２のブレース部材２の
ジョイスト１７０を後方傾斜アーム７０に固定されるこ
とを示す。図４には図示しないが、各ジョイスト１６０
と１７０の両端１６２、１７２は後方受台３８の幅と同
一の幅を有する。更に、第２のブレース部材２は本発明
の重要な特徴であるが、第１のブレース部材１と併用す
る必要があり、併用しないとサイドフレーム２０は捩れ
の影響を受けやすくＡＡＲ試験に合格しない点を強調し
たい。後方受台３８から垂直支柱８０又は９０までの受
台あご３２、３３の区域が実質的に全ての横方向荷重を
受けるので、第１のブレース部材１のみを設けた場合、
受台あご先端４７が補強されて、横方向荷重に対抗す
る。受台あご先端４７のみを補強すると、後方受台３８
と垂直支柱８０又は９０との間でサイドフレーム２０を
捩る力が発生し、ＡＡＲ試験に合格しない要因となるで
あろう。従って、本発明を最良の形態で実施するために
は第１のブレース部材１及び第２のブレース部材２が同
時に必要であることを理解されたい。更に、第１のブレ
ース部材１及び第２のブレース部材２の両方により、Ａ
ＡＲにより指定された試験装置が試験中に湾曲せず、サ
イドフレーム２０の横方向静的偏位の適切かつ真の測定
値を得ることができる。加えて、サイドフレーム２０の
両側の「開放した」構造上の特徴を維持するためにも、
第１のブレース部材１及び第２のブレース部材２を構成
することが好ましい。これは、Ｉ−ビーム形状のサイド
フレーム２０の端部に受台あご３２、３３を設け、サイ
ドフレーム２０のフレーム内側部２９及びフレーム外側
部３１上で文字通り受台あご３２、３３を側方で包囲す
る「箱入り（box-in）」状態の構造としてもよいことを
意味する。この方法では各受台あご３２、３３の区域は
必要なだけ強固となるが、サイドフレーム２０の全ての
部分についてクラック等の目視検査を可能とするために
「開放した」サイドフレームを維持する所望の目的を達
成できないであろう。サイドフレームの各端部を封鎖す
ると、製造上コスト高となり、各端部の検査には費用の
かかる非破壊試験を行わなければならない。以上、本発
明の実施形態について説明したが、本発明は、特許請求
の範囲により記載される発明の範囲及び精神から外れる
ことなく、種々の変更が可能である。
発明の各実施形態に共通であり、各実施形態のために全
く同一に構成される。図２に示すように、第２のブレー
ス部材２は、受台あご３３の後方受台３８と下部フラン
ジ５０の上方へ延伸する後方アーム７０との間に延伸し
かつ水平に配置されたジョイスト（joist）１７０と、
垂直に配置されかつ下端でジョイスト１７０に接続され
た後方受台３８とを有する。ジョイスト１７０は後方受
台３８の底端３８Ｂを構成するジョイスト１７０と一体
に連結する一端１７２を有し、他端１７４は下部フラン
ジ５０と一体に連結される。ジョイスト１７０及び後方
受台３８はほぼ直角「Ｙ」を形成することが望ましい。
必要に応じて、肉抜き穴１９０をジョイスト１７０に設
けて受台あご３３の重量を削減してもよく、肉抜き穴１
９０の大きさは公知の工学理論により決定される。図２
に示すように、必要に応じて、ジョイスト１７０の上方
に短い垂直距離をおいて水平に配置される第２のジョイ
スト１６０を第２のブレース部材２の一部として設けて
もよい。第２のジョイスト（上部ジョイスト）１６０
は、一端１６２において水平位置にある後方受台３８の
中間部３８Ｍと一体に接続され、他端１６４は下部フラ
ンジ５０と一体に接続される。図４は図２のＢ−Ｂ線に
沿う断面図であり、ジョイスト１６０、１７０の両方が
第２のブレース部材２の一部として含まれる。図示のよ
うに、水平な各ジョイスト１６０、１７０は、下部フラ
ンジ５０に連結する点で下部フランジ５０の後方傾斜ア
ーム７０の幅又は横方向の大きさとほぼ等しい幅又は横
方向の大きさを有する。図４に示すように、実際には第
１の屈曲点６２及び後方受台３８の後方角４２間で、下
部フランジ５０の幅が徐々に減少するため、ジョイスト
１７０は上部ジョイスト１６０よりも若干幅広く、ま
た、下部フランジ５０と後方受台３８の底端３８Ｂとの
間隔が下部フランジ５０と後方受台３８の中間部３８Ｍ
との間隔よりも大きいため、ジョイスト１７０は上部ジ
ョイスト１６０よりもサイドフレーム２０の長さ方向に
長い。ジョイスト（brace）１７０と同様、ジョイスト
１６０は、中間部３８Ｍで後方受台３８に接合し、ジョ
イスト１７０と同一のほぼ直角「Ｙ」を形成する。図４
は、下部フランジ５０の後方傾斜アーム７０の全体の横
方向の大きさ又は幅にわたって第２のブレース部材２の
ジョイスト１７０を後方傾斜アーム７０に固定されるこ
とを示す。図４には図示しないが、各ジョイスト１６０
と１７０の両端１６２、１７２は後方受台３８の幅と同
一の幅を有する。更に、第２のブレース部材２は本発明
の重要な特徴であるが、第１のブレース部材１と併用す
る必要があり、併用しないとサイドフレーム２０は捩れ
の影響を受けやすくＡＡＲ試験に合格しない点を強調し
たい。後方受台３８から垂直支柱８０又は９０までの受
台あご３２、３３の区域が実質的に全ての横方向荷重を
受けるので、第１のブレース部材１のみを設けた場合、
受台あご先端４７が補強されて、横方向荷重に対抗す
る。受台あご先端４７のみを補強すると、後方受台３８
と垂直支柱８０又は９０との間でサイドフレーム２０を
捩る力が発生し、ＡＡＲ試験に合格しない要因となるで
あろう。従って、本発明を最良の形態で実施するために
は第１のブレース部材１及び第２のブレース部材２が同
時に必要であることを理解されたい。更に、第１のブレ
ース部材１及び第２のブレース部材２の両方により、Ａ
ＡＲにより指定された試験装置が試験中に湾曲せず、サ
イドフレーム２０の横方向静的偏位の適切かつ真の測定
値を得ることができる。加えて、サイドフレーム２０の
両側の「開放した」構造上の特徴を維持するためにも、
第１のブレース部材１及び第２のブレース部材２を構成
することが好ましい。これは、Ｉ−ビーム形状のサイド
フレーム２０の端部に受台あご３２、３３を設け、サイ
ドフレーム２０のフレーム内側部２９及びフレーム外側
部３１上で文字通り受台あご３２、３３を側方で包囲す
る「箱入り（box-in）」状態の構造としてもよいことを
意味する。この方法では各受台あご３２、３３の区域は
必要なだけ強固となるが、サイドフレーム２０の全ての
部分についてクラック等の目視検査を可能とするために
「開放した」サイドフレームを維持する所望の目的を達
成できないであろう。サイドフレームの各端部を封鎖す
ると、製造上コスト高となり、各端部の検査には費用の
かかる非破壊試験を行わなければならない。以上、本発
明の実施形態について説明したが、本発明は、特許請求
の範囲により記載される発明の範囲及び精神から外れる
ことなく、種々の変更が可能である。
【００１０】
【発明の効果】各受台あごにおけるサイドフレームのフ
レーム内側部及びフレーム外側部の各々に設けられたブ
レース手段により、また、サイドフレームのフレーム前
端及びフレーム後端を構造的に補強することにより、サ
イドフレームの横方向の剛性を増加させてサイドフレー
ムの構造上の捩れに対する変形を抑制したので、本発明
では下記の効果が得られる。 (1) Ｉ−ビーム形状のサイドフレームの端部の横方向
荷重に対する強度を向上できる。 (2) サイドフレームの回転に対する抵抗力を増加させ
て台車の周期的振れ（ハンチング）の限界速度を増加さ
せることによりサイドフレームの構造的撓みを減少でき
る。 (3) サイドフレームの全横方向強度を増加させ、サイ
ドフレーム中間部からの金属重量の削減を可能とするこ
とにある。 (4) サイドフレームの横方向の剛性を増加し、ＡＡＲ
横方向荷重試験に合格するサイドフレームが得られる。
レーム内側部及びフレーム外側部の各々に設けられたブ
レース手段により、また、サイドフレームのフレーム前
端及びフレーム後端を構造的に補強することにより、サ
イドフレームの横方向の剛性を増加させてサイドフレー
ムの構造上の捩れに対する変形を抑制したので、本発明
では下記の効果が得られる。 (1) Ｉ−ビーム形状のサイドフレームの端部の横方向
荷重に対する強度を向上できる。 (2) サイドフレームの回転に対する抵抗力を増加させ
て台車の周期的振れ（ハンチング）の限界速度を増加さ
せることによりサイドフレームの構造的撓みを減少でき
る。 (3) サイドフレームの全横方向強度を増加させ、サイ
ドフレーム中間部からの金属重量の削減を可能とするこ
とにある。 (4) サイドフレームの横方向の剛性を増加し、ＡＡＲ
横方向荷重試験に合格するサイドフレームが得られる。
【図１】 本発明による鉄道車両台車用軽量サイドフレ
ームの各受台あごの捩れを減少するブレース手段の第１
の実施形態を示す側面図
ームの各受台あごの捩れを減少するブレース手段の第１
の実施形態を示す側面図
【図２】 本発明の第２の実施形態のサイドフレームの
端部を示す側面図
端部を示す側面図
【図３】 受台あご区域の第１のブレース部材の詳細を
示す図１のサイドフレームのＡ−Ａ線断面図
示す図１のサイドフレームのＡ−Ａ線断面図
【図４】 受台あご区域の第２のブレース部材の詳細を
示す図２のサイドフレームのＢ−Ｂ線断面図
示す図２のサイドフレームのＢ−Ｂ線断面図
【図５】 従来の鉄道台車の透視図
【図６】 受台あごの従来の形状を示すサイドフレーム
の部分側面図
の部分側面図
１・・第１のブレース部材、 ２・・第２のブレース部
材、 １０・・鉄道車両台車、 １８・・車軸、 ２
０、２４・・サイドフレーム、 ２２・・車輪、２６・
・ボルスタ開口部、 ２９・・フレーム内側部、 ３０
・・上部フランジ（上部圧縮部材）、 ３１・・フレー
ム外側部、 ３２、３３・・受台あご、３７・・前方受
台、 ３８・・後方受台、 ３８Ｂ・・底端、 ３９・
・受台屋根、 ３９Ｍ・・中点、 ４０・・前方角、
４２・・後方角、 ４５、４７・・受台あご先端、 ５
０・・下部フランジ（下部引張部材）、 ５２・・中央
部、 ５３・・前端、 ５６・・後端、 ６０・・垂直
ウェブ、 ６０Ａ・・ウェブ内側部、 ６０Ｂ・・ウェ
ブ外側部、 ６５・・前方アーム（前部）、 ７０・・
後方アーム（後部）、 ８０・・前方垂直支柱、 ９０
・・後方垂直支柱、 １０５・・フレーム後端、 １１
０・・足部、 １１５・・前端、 １２０・・脚部、
１２５・・底部端、 １３０・・頂部端、 １７０・・
ジョイスト、 １９０・・肉抜き穴、 ２００・・第１
の支柱、 ２２０・・第２の支柱、
材、 １０・・鉄道車両台車、 １８・・車軸、 ２
０、２４・・サイドフレーム、 ２２・・車輪、２６・
・ボルスタ開口部、 ２９・・フレーム内側部、 ３０
・・上部フランジ（上部圧縮部材）、 ３１・・フレー
ム外側部、 ３２、３３・・受台あご、３７・・前方受
台、 ３８・・後方受台、 ３８Ｂ・・底端、 ３９・
・受台屋根、 ３９Ｍ・・中点、 ４０・・前方角、
４２・・後方角、 ４５、４７・・受台あご先端、 ５
０・・下部フランジ（下部引張部材）、 ５２・・中央
部、 ５３・・前端、 ５６・・後端、 ６０・・垂直
ウェブ、 ６０Ａ・・ウェブ内側部、 ６０Ｂ・・ウェ
ブ外側部、 ６５・・前方アーム（前部）、 ７０・・
後方アーム（後部）、 ８０・・前方垂直支柱、 ９０
・・後方垂直支柱、 １０５・・フレーム後端、 １１
０・・足部、 １１５・・前端、 １２０・・脚部、
１２５・・底部端、 １３０・・頂部端、 １７０・・
ジョイスト、 １９０・・肉抜き穴、 ２００・・第１
の支柱、 ２２０・・第２の支柱、
Claims (12)
- 【請求項１】 フレーム前端と、フレーム後端と、フレ
ーム前端とフレーム後端との間に設けられたフレーム中
間部とを備え、いずれも長さ方向に細長い中実の上部圧
縮部材を構成する中実の上部フランジ及び下部引張部材
を構成する中実の下部フランジと、上部フランジ及び下
部フランジを連結するほぼ中実の垂直ウェブとにより鉄
道車両の最大積載荷重を支持するほぼ中実の開放したＩ
−ビーム断面形状に形成され、 上部圧縮部材は、第１の端部及び第２の端部を有し、第
１の端部及び第２の端部はそれぞれ下方へ垂下する受台
あごを有し、各受台あごは垂直な前方受台、垂直な後方
受台及び前方受台と後方受台とを連結する水平な受台屋
根を有し、各受台あごは前方受台と受台屋根との交差部
に形成された前方角と、後方受台と受台屋根との交差部
に形成された後方角とを有し、受台屋根は前方角と後方
角との間の中点を有し、 下部引張部材は、前部、後部及び前部と後部との間の中
央部を有し、中央部は前端及び後端を有し、前部、後部
及び中央部の各々は一体に形成され、中央部は上部圧縮
部材とほぼ平行に配置され、前部は中実の前方傾斜アー
ムとして中央部の前端から上部圧縮部材の第１の端部へ
上方に延伸し、後部は中実の後方傾斜アームとして中央
部の後端から上部圧縮部材の第２の端部へ上方に延伸
し、前方アーム及び後方アームの各々は上方に延伸しか
つ各受台あごにおいて各上部圧縮部材に連結し、 垂直ウェブは、サイドフレームのフレーム内側部を構成
するウェブ内側部と、及びサイドフレームのフレーム外
側部を構成するウェブ外側部とを有し、垂直ウェブは、
前方垂直支柱及び後方垂直支柱を形成するサイドフレー
ムのフレーム中間部のボルスタ開口部を有する鉄道車両
台車用軽量サイドフレームにおいて、 各受台あごにおけるサイドフレームのフレーム内側部及
びフレーム外側部の各々に設けられたブレース手段によ
り、サイドフレームのフレーム前端及びフレーム後端を
構造的に補強することにより、サイドフレームの横方向
の剛性を増加させてサイドフレームの構造上の捩れに対
する変形を抑制し、 ブレース手段は第１のブレース部材及び第２のブレース
部材を備え、 第１のブレース部材は受台屋根を上部圧縮部材に接続
し、 第２のブレース部材は後方受台を下部引張部材に接続
し、 受台あごはサイドフレームのフレーム内側部及びフレー
ム外側部の各々の上部圧縮部材及び下部引張部材に接続
されることを特徴とする鉄道車両台車用軽量サイドフレ
ーム。 - 【請求項２】 第２のブレース部材は、後方受台に対し
てほぼ直角に接続される少なくとも一つの水平なジョイ
ストを有する請求項１に記載の鉄道車両台車用軽量サイ
ドフレーム。 - 【請求項３】 第２のブレース部材は、下部引張部材の
前方アーム及び後方アームの一つを受台あごの後方受台
に接続し、第２のブレース部材は受台あごの後方受台及
びアームの下部引張部材に沿って延びる請求項２に記載
の鉄道車両台車用軽量サイドフレーム。 - 【請求項４】 第２のブレース部材は肉抜き穴を有する
請求項３に記載の鉄道車両台車用軽量サイドフレーム。 - 【請求項５】 第１のブレース部材は、受台屋根を上部
圧縮部材、下部引張部材及び垂直ウェブに連結しかつ足
部及び脚部を有するほぼＬ字状のブラケットとして形成
され、足部は前端及び後端を有し、脚部は底部端及び頂
部端を有し、足部の後端は脚部の底部端に接続し、足部
の後端及び脚部の底部端は同位置で上部圧縮部材に接合
する請求項４に記載の鉄道車両台車用軽量サイドフレー
ム。 - 【請求項６】 第１のブレース部材を構成する各Ｌ字状
のブラケットの足部及び脚部はほぼ直角に配置され、足
部の後端及び脚部の底部端は共に受台屋根の中点の上方
で上部圧縮部材に連結し、脚部の頂部端は受台あご先端
に連結し、脚部の頂部端及び底部端の間の部分は受台あ
ごの前方角に連結し、足部の前端は受台あごの後方角及
び下部引張部材に連結する請求項５に記載の鉄道車両台
車用軽量サイドフレーム。 - 【請求項７】 第１のブレース部材は垂直な第１の支柱
及び垂直な第２の支柱を有し、第１の支柱及び第２の支
柱の各々は受台屋根を上部圧縮部材、下部引張部材及び
垂直ウェブに接続し、第１の支柱は前方角に連結し、第
２の支柱は後方角に連結する請求項４に記載の鉄道車両
台車用軽量サイドフレーム。 - 【請求項８】 第２の支柱は後方角で下部引張部材及び
受台あごに接続される請求項７に記載の鉄道車両台車用
軽量サイドフレーム。 - 【請求項９】 横方向に離間した一対のサイドフレーム
と、一対のサイドフレーム間に取り付けられかつ車輪を
有する車軸とを備え、各サイドフレームはフレーム内側
部、フレーム外側部、フレーム前端、フレーム後端及び
フレーム中間部を有し、フレーム前端及びフレーム後端
の各々はそれぞれ下方へ垂下しかつ車軸を支持する受台
あごを有し、フレーム中間部は横方向に延伸しかつサイ
ドフレームを連結するボルスタを支持するボルスタ開口
部を形成し、各受台あごは垂直な前方受台、垂直な後方
受台及び前方受台と後方受台とを連結する水平な受台屋
根を有し、後方受台は底端を有し、 各サイドフレームは、中実の上部フランジ、中実の下部
フランジ及び上部フランジ及び下部フランジを連結する
ほぼ中実の垂直ウェブにより構成されるほぼ中実のＩ−
ビーム断面構造を有し、前方受台及び後方受台でのブレ
ース手段により、サイドフレームのフレーム前端及びフ
レーム後端の各々を構造的に補強して、サイドフレーム
の横方向の剛性及び捩れに対する抵抗を増加し、これに
より高速で走行する車両の振動に対する抵抗を増加し、
ブレース手段はサイドフレームのフレーム内側部及びフ
レーム外側部の各々に装着されかつ第１のブレース部材
及び第２のブレース部材を含み、 第１のブレース部材は受台あごを上部フランジに接続
し、第２のブレース部材は受台あごを下部フランジに接
続し、鉄道車両の最大積載荷重を支持することを特徴と
する軽量の鉄道車両台車。 - 【請求項１０】 第２のブレース部材は、後方受台を下
部フランジに連結する少なくとも１つの水平なジョイス
トを有し、ジョイストの少なくとも１つは後方受台の底
端に連結する請求項９に記載の鉄道車両台車。 - 【請求項１１】 第１のブレース部材はいずれも垂直に
配置された第１の支柱及び第２の支柱を有し、第１の支
柱及び第２の支柱は長さ方向に互いに離間して配置さ
れ、第１の支柱は前方受台と隣接し、第２の支柱は後方
受台と隣接し、第１の支柱及び第２の支柱の各々は受台
屋根を上部フランジ、下部フランジ及び垂直ウェブに接
続する請求項１０に記載の鉄道車両台車。 - 【請求項１２】 第１のブレース部材は、受台屋根を上
部フランジ、下部フランジ及び垂直ウェブに接続しかつ
足部及び脚部により形成されるＬ字状のブラケットを有
し、足部は前端及び後端を有し、脚部は底部端及び頂部
端を有し、足部の後端は脚部の底部端に接続し、足部の
後端及び脚部の底部端は前方受台及び後方受台の間のほ
ぼ中央の同じ位置で上部フランジに接合する請求項１０
に記載の鉄道車両台車。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8/501998 | 1995-07-13 | ||
| US08/501998 | 1995-07-13 | ||
| US08/501,998 US5546869A (en) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | Lightweight railcar truck sideframe with increased resistance to lateral twisting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0930417A true JPH0930417A (ja) | 1997-02-04 |
| JP2664360B2 JP2664360B2 (ja) | 1997-10-15 |
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ID=23995895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8157244A Expired - Lifetime JP2664360B2 (ja) | 1995-07-13 | 1996-06-18 | 鉄道車両台車用軽量サイドフレーム及び鉄道車両台車 |
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|---|---|
| US (1) | US5546869A (ja) |
| EP (1) | EP0753442A3 (ja) |
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