JPS58149852A - 鉄道車「あ」用の主サスペンシヨン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発　　明　　の　　背　　景 本願に係る主サスペンション装置に若干類似した装置の
一例は、本発明と同じ譲受人に譲渡された１９８１年８
月２７日付出願の米国特許願第２９６゜７９６号、「鉄
道車輌用の主サスペンション装置」に見出される。

主サスペンション装置が、ベアリング組立体と台車のサ
イドフレームとの間のジャーナルベアリング組立体のま
わりに嵌合されたショックリングと称するゴムを含んで
いる鉄道車輌は現在用いられている。このゴムのリング
は圧縮されてジャーナルとサイドフレームとの間に挾ま
れている。使用されている配列の故に、約１７　、８５
８　ｋｙｌｏｒｔｂ　（約ｉｏｏ、ｏｏｏボンド／イン
チ）のオーダの極めて高い垂直方向及び長手方向スチフ
ネスをもたらしている。

主す゛スペンションに於ける比較的高い垂直方向スチフ
ネスは、台車フレームに対して車輪の加速減衰を極めて
少なくさせる。比較的高い長手方向スチフネスは、車軸
位置もしくはホイールベースを台車フレーム内に維持さ
せる。

試験の結果、主サスペンション装置に於ける垂直方向の
スチフネスを減少させると、車輪から台車へ伝達される
加速度を減少することが判った。

これは台車に装備された装置の有効寿命を増大させる。

また、主サスペンション装置の長手方向スチフネスを減
少すると、曲線走行の際に車軸が台車に関してより大き
く半径方向位置をとり得ることが試験の結果判った。こ
れはホイールフランジの軌条に対する当り角を減少し、
従って横方向のホイール力を減少させる。

上述の出願は、車軸ベアリング組立体と台車のサイド・
フレームとの間に配置されたゴム・リングを有する主サ
スペンション装置を開示している。

そのゴム・リングは、切欠き部もしくは開口を持ってお
り、その中で内側及び外側の分割金属リングに結合され
ている。そのリングに於ける開口はそのサスペンション
装置に比較的低いスプリング・レートを与える。

上述の出願のサスペンション装置は満足なものではある
が、成るレベル塩は軟らかなスプリング・レートを与え
、成るレベルを越えるときは幾分固いスプリング・レー
トを与えて、動作中に非常に高い荷重に順応し、総たわ
み量を小さくするのが望ましいことがある。開口を持っ
たゴムもしくは弾性材料は、かげられる荷重を支持する
ことが出来ない場合があるからである。また、低スプリ
ング・レートから高スプリング・レートへのスプリング
・レートの変更は急激な変化ではなくて滑らかに行なわ
れるのが望ましい。

発　　明　　の　　目　　的 本発明の目的は、異なった荷重に対して異なったスプリ
ング・レートが与えられる改良された鉄道台車用の主サ
スペンション装置を提供することである。

本発明の他の目的は、比較的低い荷重に対しては軟らか
な成るいは低いスプリング・レートを持ち、比較的大き
い荷重に対しては固い成るいは高いスプリング・レート
を持っていて総たわみ量を制御する主サスペンション装
置を提供することである。

本発明の更なる目的は、低荷重では第１のスプリング・
レートで独立に作動し、予定の高レベルを越えたとき第
２のスプリング・レートが有効となり、機械的な停止部
材を用いずに、スナツピング動作によってスプリング・
レートの移り変わりが滑らかに達成される主サスペンシ
ョン装置を提供することである。

発　　明　　の　　要　約 本発明によれば、ジャーナル・ベアリングと台車のサイ
ドフレームとの間に主サスペンション装置が配置されて
、加速力が車輪・車軸ユニットから車体に伝達されるの
を少なくし、サスペンション装置の総たわみ量を小さく
する。一つのリングを形成している頂部及び底部組立体
は、ジャーナル・ベアリングのまわりで挾まれるよう配
置されている。頂部及び底部組立体は、各々が空洞を持
った弾性部材を含み、サイドフレームに近接して配置さ
れた一対の外側金属グレート素子と、ジャーナル・ベア
リングと接触している内側金属グレート素子とに結合さ
れている。外側プレート素子は、異なった面に配置され
た主プレートと副プレートとを含んでいる。主プレート
は開口部を持っている。弾性部材は、主プレート部材の
開口部と揃った凹部を外周部に持っている。副プレート
は凹部内に配置されている。このサスペンション装置は
、外側の主金属プレートが動作しているとき、予定荷重
までは第１のスプリング・レートを与え、弾性部材が高
い荷ｌにより圧縮されたとき、副プレートが作動して第
２のスプリング・レートを与える。

本発明の他の目的ならびに利点は、添附図面を参照して
以下の説明及び上掲の特許請求の範囲を一読することに
より、白菜技術の熟達者には明らかとなろう。

好適な具体例の説明 本発明は、在来の鉄道台車に用いられ得る。斯かる鉄道
台車は、一般に車輪・車軸組立体を受は入し、ブレーキ
、モータ、ギアボックス等の諸装置を受けるためのサイ
ド・フレームを有する。これらの台車は、車輪・車軸ユ
ニットの車軸を受は入れる適当なジャーナル・ベアリン
グ組立体をも含んでいる。このジャーナル・ベアリング
は、ゴム・リンク等ヲ含ム主サスペンション・システム
を介して、台車のサイド・フレームに装着されている。

第１図には、単一の車輪・車軸組立体、ジャーナル・ベ
アリング組立体、及び主サスペンション装置しか示され
ていないが、慣用の台車は、同様な型式の四箇の主サス
ペンション装置を持った四　　）箇の車輪・車軸組立体
を含んでいる。

車輪・車軸ユニットは、車軸１２に固定された車輪１０
を含んでいる。ジャーナル・ベアリング組立体１４は、
車軸１２のまわりに配置されている。車輪１０と車軸１
２を含む車輪・車軸ユニットはサイドフレーム１６に固
定されて（・る。ボルスタによって結合されている二つ
のサイドフレームは、在来の台車を構成する。図示され
ていない台車の他の様々な部品は、ブレーキ・ユニット
及び本発明とは無関係な他の装置１８を保持するよう設
計されている。主サスペンション装置２０は、ジャーナ
ル・ベアリング組立体１４とサイドフレーム１６との間
に配置されており、本発明の主題である。

車輪１０と車軸１２とを含んでいる車輪・車軸組立体は
、ピン２３の廻りで枢軸回転され得るようになったクラ
ンプ２１によって、サイドフレーム１６に保持されてい
る。主サスペンション２０を持った車輪・車軸組立体を
受は入れた後、クランプ２１はロック位置に移動されて
在来のボルト、ワッシャー及びロックナツトを含むロッ
キング手段２５によりフレームに固定されて保持される
。後述のように、主サスペンション装置に於ける弾性部
材は、圧縮されており、その弾性部材の設計は、静的荷
重によってサスペンション装置が中心に位置づけられる
ようになっている。

第１図と共に第２，３及び４図を参照して、主サスペン
ション装置２０は、頂部及び底部組立体２２゜２４を有
し、それらはジャーナル・ベアリング１４をとっかこむ
リング形状を構成する両半部を成し、クランプ２１によ
ってサイドフレーム１６に固定されている。組立体２２
及び２４は頂部及び底部弾性部材２６　、２８を有し、
それらの内側面は内側金嬉フレームもしくはプレート３
０　、３２に固定されており、それら金属プレートの両
端は外方へ突出している。一対のクリップ３４　、３６
が、内側プレート３０　、３２の突出端上に取付けられ
て、組立体２２゜２４を一体に保持し、サイドフレーム
への取付けに先立ってリング形状にする。

頂部及び底部弾性部材２６　、２８の外表面は、外側主
金属フレーム又はプレート３８　、４０に固定されてい
る。外側プレー）　３８　、４０は切欠き部又は開口部
を持っている。開口部４２　、４４が頂部外側主金属プ
レート３８に設けられており、開口部４６゜４８が底部
外側主金属プレート４０に設けられている。

弾性部材２６　、２８の各々は、その外周面に、外側プ
レート３８，４０に於ける開口部と整列した凹部を有す
る。停止プレートまたは挿入プレートと考えられ得る頂
部外２側副プレー）　５０　、５２が、頂部弾性部材２
６の四部に固定されている。底部外側側プレー）　５４
　、５６が底部弾性部材２８の凹部に固定されている。

外側主プレートと副プレートとは、互いに異なった面に
あるので、弾性部材が圧縮されるとき主プレートは常に
作動し、内側の面にある副プレートは、弾性部材が予定
された限界を越えて圧縮されたときにのみ作動するよう
になる。

上述の凹部に加えて、頂部弾性部材２６は空洞５８を有
し、底部弾性部材２８は一対の空洞６０　、６２を有す
る。挿入プレー）　５０　、５２　、５４及び５６の全
ての両側に一対の溝が設けられており、第２図では、挿
入プレート５０の両側にある一対の溝６４，６６だげが
示されている。これらの空洞と溝とは、比較的軽い荷重
に対して該サスペンション装置に低いスプリング・レー
トを与えるよう、弾性部材に軟らかさを与える。

停止プレー）　５０　、５２を持った外側プレート３８
と、停止プレート４６及び４８を持った外側プレート４
０は、多数の外側プレート片と見ることが出来、それら
全体で例えば上述の米国特許出願に於ける公知技術の装
置で用いられていた一体的な外側及び内側プレートの機
能を遂行する。

外側主プレー）　３８　、４０は、内方に凹んだ副プレ
ート５０　、５２　、５４　、５６と異なった面で動作
する。比較的低い荷重で動作している間、内側プレート
と外側主プレートとの間の弾性部材２６　、２８の部分
は圧縮される。弾性部材の凹部内の副プレートは、該凹
部内で運動し、与えられた荷重が予定レベルを越えるま
では実際上不作動状態に留まる。比較的重い荷重が与え
られ、弾性部材が予定限界を越えて圧縮されるようにな
ると、副プレートが四部の距離だけ移動し、それらが外
側主プレートと同一面に配置されるとき作動するように
なる。

作動の間、車輪１０に於て生じた加速力は、その加速力
に応じて弾性部材２６　、２８を圧縮させる。

比較的低い荷重の間、外側プレー）　３８　、４０と内
側プレー）　３０　、３２間の弾性体部分のみが加速力
を吸収するめに有効である。停−止プレー）　５０，５
２゜５４　、５６上の凹部は、何等の抵抗をも持たず、
従って停止プレート５０　、５２　、５４　、５６と内
側プレー　）　３０　、３２との間の弾性体部分は、車
輪１０に於ける低荷重加速の間は効果がない。

高荷重の間、外側の主及び副プレートの成るものが同一
面となり、同一面となった外側プレートと内側プレート
との間の弾性部材の全てが有効となる。これが高スプリ
ング・レートを与え、該サスペンション装置で総たわみ
量が生ずるのを防止する。

部材２６に於ける空洞５８、部材２８に於ける空洞６０
及び６２は、該サスペンション装置に於ける垂直方向ス
プリング・レートを制御する。頂部の単一の空洞は垂直
方向のスプリング・レートを制御し、下方の二つの空洞
は例えばブレーキがかげられたとき、リバウンド・レー
トを制御する。これらの空洞は、ばね装置に於ける柔軟
性を与える。

前述の米国出願では、この柔軟性を与えるのに、弾性リ
ングに複数の開口または四部が設けられていた。− 弾性リングの頂部と底部とに異なった数の空洞を設ける
ことにより、両半分の弾性部材が、それらがサイドフレ
ームにクランプされた後にリングとなるようなサスペン
ション装置を設計することを可能にさせている。これら
の部材２６　、２８が装着される前には、それらは−互
いに他に対して同心的ではない。クランプの際、弾性部
材２６及び２８は予じめ負荷が与えられ、静荷重の下で
二つの弾性部材の半分の部分に成る量の圧縮が起り、該
装置に於ける初期作動点は、弾性部材２６　、２８によ
って形成されたリングの中心にある。車輌荷重、運転中
に生ずるブレーキ操作リバウンド、及びその他の設計上
の配慮に依存して、所望の低スプリング・□レートを達
成するために、陣性秤材の頂部と底部に異なった寸法の
空洞が用いられ得る。

本発明は、異なった動作レベルを持った主サスペンショ
ン装置を基本的に提供している。このことは、外側リン
グ部材が弾性部材上の異なった面で配列された多数片と
することにより達成されている。

本発明のサスペンション装置は、弾性スプリングの柔軟
部分を硬い部分から分離している。柔軟な部分は、外側
主プレートが副プレートと同一面となる迄動作し、それ
らが同一面となった後、外側主プレートと副プレートの
両方が動作する。

柔軟なスプリング・レートから硬いスプリングレートへ
の移り変わりが、スナツピング効果の使用によって滑ら
かに生ずる。これは物理的な停止部材又はピンの使用で
は得られるべ（もない滑らかなスプリング・レートの移
り変わりを与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一具体例を示す鉄道台車の一部の側
面図、 第２図は、第１図の２−２線に於ける断面図、第３図は
、第２図の３−３線に於ける断面図、第４図は、第２図
の４−４線に於ける断面図である。 符号の説明 １０・・・車輪、１２・・・車軸、１４・・・ジャーナ
ル・ベアリング、１６・・・サイドフレーム、２０・・
・主サスペンション装置、２１５・・・クランプ゛、２
２・・・頂部組立体、２４・・・底部組立体、２６・・
・頂部弾性部材、２８・・・底部弾性部材、３０．３２
・・・内側プレート部材、３４．３６・・・クリップ、
３８．４０・・・外側プレート部材、４２．４４゜４６
ｊ４８・・・開口、５０．５２，５４．５６・・・外側
副プレート、５８．６０，６２・・・空洞、６４．６６
・・・溝！許出願人　　ザ・パッド・コムパニー代理人
弁理士　１）　代　　蒸　　治

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ジャーナル・ベアリングに支持された車輪・車軸
   ユニットを受けるサイドフレームを持った鉄道台車に於
   て、 （、）上記車輪・車軸ユニットから上記サイドフレーム
   に伝達される力を小さくするため、頂部及び底部組立体
   が上記ジャーナル・ベアリングのまわりにぴったりと配
   置されてリングを形成しており、 （ｂ）上記頂部及び底部組立体は、各々が内側及び外側
   プレート部材の対に固定された弾性部材を有し、 （ｃ）上記外側プレート部材は、主プレート素子と副プ
   レート素子とを含み、 （ｄ）上記主プレート素子は開口を有し、（、）上記弾
   性部材は、その外周縁に、上記主プレート素子の開口と
   整列した凹部を有し、（ｆ）上記副プレート素子は、上
   記弾性部材の上記凹部内に於て、上記主プレート素子と
   は異なった面に配置されており、 それによって、上記外側の副プレート素子が不作動状態
   のとき上記弾性部材が予定の荷重に達する迄は第１のス
   プリング・レートを与え、高い荷重を受けている間、上
   記弾性部材のい（つかが予定された限度を越えて圧縮さ
   れて上記副プレート素子が作動状態になったとき第２の
   より高いスプリング・レートを与える、上記ジャーナル
   ・ベアリングと上記サイドフレームとの間で上記サイド
   フレームに挾持されている主サスペンション装置。 （２）上記弾性部材の各々に空洞が設けられている特許
   請求の範囲第１項記載の主サスペンション装置。 （３）上記副プレート素子の何れかの側で上記弾性部材
   の各々に一対の溝が設けられている特許請求の範囲第２
   項記載の主サスペンション装置。 部及び底部組立体を一体に固定している特許請求の範囲
   第３項記載、の主サスペンション装置。 （５）上記外側の主プレート素子の各々が複数の開口を
   有し、上記弾性部材の複数の四部がそれらと整列してお
   り、それらの凹部の各々の中に副プレート素子が配置さ
   れている特許請求の範囲第４項記載の主サスペンション
   装置。