JPS5827143B2 - 鉄道車両台車用摩擦停止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景 本発明は鉄道車両台車、特に台車のボルスタとサイドフ
レーム間の運動を調節するのに使用される摩擦停止装置
に関連する。

従来技術 鉄道車両台車は公知で、又長年にわたり増加する荷重、
高速化及び劣化する路床に対応できるように絶えず改良
が加えられている。

最新式の鉄道車両台車は、一定間隔離れた１対のサイド
フレームとこれらのサイドフレームによって両端が弾性
的に支持される横方向配置のボルスタを含むいわゆる３
部品台車である。

又このボルスタは鉄道車両の車体を支持し、車体は上記
のボルスタ−サイドフレーム連結によって緩衝される。

この緩衝作用は通常１組のコイルはねによって行われ、
又コイルばね緩衝作用で当然発生する振動を調節するた
め減衰装置又は停止装置を使用しなければならない。

上記の台車ボルスタとサイドフレーム間の弾性的運動を
調節する減衰装置又は停止装置の初期の例は、米国特許
第２，３７８，４１４号；と第２，３７８，４１５号の
明細書に開示されており、この装置ではボルスタに支持
される摩擦シューの垂直面は、ボルスタ両端部にあるサ
イドフレームの垂直摩耗面に接触する。

この摩擦シューはばねで外側に押されほぼ一定の摩耗接
触が継続される。

米国特許第２，７２０，１７２号には別の停止装置が示
され、この装置では各摩擦シューはボルスタの両端に形
成されたポケット内に支持され、又傾斜配置のコイルば
ねによって上方かつ側方に押される。

このシューの垂直摩擦壁はサイドフレームに支持される
垂直摩耗板に接触して、１組の荷重支持用コイルばねで
緩衝される垂直運動を減衰する。

更に別の停止装置は米国特許第２，９５３，９５５号に
示され、この装置の１組の摩擦シューはそれぞれ中央本
体部と、これで支持される、一定間隔離れた三角形の１
対の翼部とを有し、台車ボルスタの同数のポケット内に
配置される。

この中央本体部は中空で内部にばねを有し、このばねは
ボルスタポケット内の、一定間隔離れた傾斜摩擦面にシ
ューを圧迫し、更にサイドフレームの窓に固着されてい
る垂直摩耗板に外側から圧迫する。

最後にあげる停止装置は米国特許第３，８０５，７０７
号に示されるもので、この装置は摩擦シューとサイドフ
レーム摩耗板との間の摩擦接触度が、該摩擦シューが支
持されているコイルばねの圧縮状態によって増減する点
で好適な装置である。

本発明の概要 本発明の鉄道車両台車は、横方向配置のボルスタによっ
て連結された１対のサイドフレームを含む。

ボルスタは両端が１組のコイルはねによって、各サイド
フレームに形成された窓内に弾性的に支持される。

ボルスタと両サイドフレームを短形関係位置に維持する
と共に、コイルはね懸架に伴う垂直振動を調節しかつ減
衰する目的で、ボルスタの両端には１対のポケットが形
成される。

この各ポケット内に摩擦シューが嵌合される。

各摩擦シューは一定間隔離れた下向きかつ外向きに傾斜
した１対の摩耗面を有し、この摩耗面は凸形着座区域を
形成する。

この摩擦シュー着座区域はポケット内で上方に押され、
又ポケット内に凹形収容区域を形成する、下向きかつ外
向きに傾斜した１対の摩擦面に押し付けられる。

この構成のため各摩擦シューは外側に押され、それぞれ
サイドフレームの窓の側面に固着された垂直摩耗板に圧
迫される。

ボルスタの垂直運動は上記の摩擦シューとサイドフレー
ムの垂直摩耗板との間の摩擦接触作用によって調節され
る。

本発明の摩擦減衰又は摩擦停止装置は従来の装置に比べ
て幾つかの利点を有する。

第一は、ボルスタポケットの摩擦面の二重傾斜は、シュ
ーの凸形着座区域と相補的に接触する凹形収容区域を形
成するため摩擦シューとボルスタポケット間の相互作用
が改善されることである。

この二重傾斜形状はシューをポケット間に同軸に維持す
るのに有効である。

従来の停止装置では摩擦シューは外側に働く傾向、即ち
ボルスタの縦軸に平行になる傾向があるためシューとポ
ケットに不均一摩耗を生じる。

本発明の停止装置では摩耗は均一に分布するから寿命が
長くなる。

この長寿命の摩耗は、摩擦シューとボルスタポケット間
の相互作用が平均しており全接触面積で行われるために
得られるものである。

更に摩擦シュー−ボルスタポケット相互作用は楔効果を
発生し、ボルスタが非短形状態に横揺れすることを阻止
する。

例えば２両の鉄道車両が高速走行状態で連結されている
場合には、各車体は後方に押され、ボルスタ−車体心皿
連結によってボルスタに回転力を発生する。

摩擦シューがボルスタポケット内の正しい同軸位置にあ
ればボルスタ−摩擦シュー−サイドフレーム連結部内の
衝撃応力は妥当な限界内に維持される。

従ってボルスタの回転は容易に調整される。

上記の楔効果は動的力がサイドフレームとボルスタ間に
三次元運動を誘発する車両運動間にボルスタとサイドフ
レームを短形関係に維持するのにも有効である。

好適実施例の説明 第１図と第２図は全体を１０で示す鉄道車両台車の一部
を示す。

台車１０は一定間隔離れた１対のサイドフレームを含み
、この一つを１２で示す。

これらのサイドフレームは横方的配置のボルスタ１４で
連結され、該ボルスタの端部１６はサイドフレーム１２
に形成された窓１８内に配置される。

勿論、ボルスタ１４の他端（図面省略）は他のサイドフ
レームに形成された同様な窓内にある。

サイドフレーム窓１８は底部の水平張力部材２０、頂部
の水平圧縮部材２１、及び前後の垂直側壁２２と２４で
限定される。

台車１０は事実上無方向であるから台車の前方及び後方
は説明の便宜上使用するに過ぎない。

張力部材２０は１組のばね２６（図面では略示しである
）を支持する機能を有し、これらのばねはボルスタ１４
を両端部１６で弾性的に支持する。

各ボルスタ窓垂直側壁２２，２４には凹部２８が形成さ
れ、この凹部内には摩耗板３０が固着される。

ボルスタ１４の端部１６で該ボルスタの縦軸の両側には
前方及び後方の摩擦シューポケット３２゜３４がある。

第３図は前方摩擦シューポケット３２を示しこれは他の
ポケットの代表的なものである。

勿論、ボルスタ１４の反対端部（図面省略）には類似の
２個のポケットが形成される。

摩擦シューポケット３４はボルスタ１４の一体部分とし
て形成される底部部材３６と頂部部材３８によって限定
される。

上部部材３８の中央に外向きに設けられる凹部４０によ
って各ポケット３２．３４に接近できる。

凹部４０に整列し、かつ頂部部材３６と底部部材３８を
連結するＵ形の垂直仕切壁４２は、一定間隔離れかつ下
向き及び内向きに傾斜した端壁４４を有する。

各端壁４４の上端４６は凹部４０の外端に達する。

各端壁４４と整夕１ルてこれに摩擦部材４８が連結され
る。

各摩擦部材４８の外端５０はポケット３２，３４の内側
及び外側側壁５２，５４を連結する。

摩擦部材４８は二重傾斜摩擦面５６を有し、この摩擦面
は第３図に示されるように下向きに傾斜し、又第４図に
示されるように外向きに傾斜している。

１対の摩擦面５６の上記の二重傾斜形状のため外向きの
凹形収容区域５８が形成される。

各摩擦シューポケット３２，３４内には摩擦シューが収
容され、例えば摩擦シュー６０が前方ポケット３２内に
配置される。

シュー６０は残りのシューの代表的なもので第５−８図
に詳細に示される。

摩擦シュー６０は中央本体部６２と１対の三角形翼部６
４を有し、これらの翼部は本体部６２の両側から外側に
突出している。

中央本体部６２の前方垂直壁６６と、この翼部６６の前
震垂直壁６８は結合して前方垂直摩擦面７０を形成する
。

シュー６０の底部には、摩擦シューポケット３２の底部
部材３６に下端が支持されるばね（図面省略）の上端を
収容する四部（図面省略）が設けられる。

このばねは摩擦シュー６０に上向きの力が作用する圧縮
状態になる長さを有する。

摩擦シュー６０の上向きの力はシュー６０の各三角形翼
部６４の後部に形成された摩耗面７２との接触によって
制限される。

各摩耗面７２も下向き及び外向き角度の二重傾斜面で凸
形着座区域７４を形成している。

この着座区域７４は摩擦シューポケット３２の凹形収容
区域５８に相補的に嵌合する。

第５図に見られるように摩耗面７２の下向き傾斜は約４
５度で、又第８図に見られるように外向き傾斜は約３度
である。

摩擦シューの翼部の各摩耗面７２の外端にはこの翼部６
４から外側に突出するフランジ７８が一体に形成されて
いる。

各フランジ７８は、ボルスタポケットの摩擦部材４８、
及びポケット３２の内側と外側の側壁５２．５４上にそ
れぞれ形成されたリブ８２によって限定される溝８０に
嵌合するスライドとしての機能を有する。

溝８０はポケットの摩擦面５６の下向き傾斜とほぼ平行
で、台車１０が強い衝撃を受けた際にシュー６０が外れ
るのを防止する。

台車１０の作動間はボルスタ１４とサイドフレーム１２
間には連続的三次元運動が起こる。

この運動は台車１０の走行速度、台車１０が乗る軌道の
状態、及び心皿８４を経てボルスタ１４に伝えられる台
車の支持荷重に関連して種々変化する。

勿論、心皿８４は鉄道車両の車体（図面省略）を台車１
０に連結する。

ボルスタ１４とサイドフレーム１２間の垂直運動は１組
のばね２６で緩衝される。

全垂直運動は各摩擦シュー６０の垂直摩擦面７０と、サ
イドフレーム１２で支持される摩耗板３０との摩擦接触
によって一部調節される。

この摩擦接触は所望の減衰効果を発生し、又この摩擦係
数及び摩耗板３０に摩擦シュー６０で加えられる垂直力
の大きさは台車作動間はぼ不変であるから上記の減衰値
はほぼ一定に維持される。

この不変状態はボルスタポケット３２内の摩擦シュー６
０が各ポケット内にほぼ同軸に維持され、又接触面５６
，７２が正しい整列状態を継続する事実によって確保さ
れる。

従って各摩擦シュー６０を上方に圧迫するばねはほぼ一
定の圧縮状態にある。

又台車１０の作動間、サイドフレーム１２とボルスタ１
４は短形関係を維持することが望ましい。

台車１０の作動間に発生する動的力のためサイドフレー
ムは、これらのサイドフレームが平行であるが縦方向に
食い違った菱形に変形する傾向を有する。

この場合ボルスタは非短形位置に移動する。菱形変形が
起こると台車の輪軸（図面省略）がバンチング、即ち輪
軸の垂直軸の回りで動的に誘起される振動、を発生する
限界速度が低下される。

バンチングは極めて望ましくないもので大きな菱形変形
は悪条件を倍加する傾向がある。

ボルスタポケット３２の摩擦面５６は凹形収容区域５８
を形成し、又摩擦シュー摩耗面７２は相補的凸形形状の
着座区域７２を形成するから、摩擦シュー６０はボルス
タ１４とサイドフレーム１２を上記の望ましい短形位置
に維持しサイドフレームの菱形変形を阻止する。

この短形位置からの移動はポケット収容区域５８とシュ
ーの着座区域７４との間に得られる楔効果によって阻止
される。

同様に車両運動間の車体のローリング、即ち横揺れに抵
抗することが望ましい。

ローリングが起こるとボルスタ１４もピッチング、即ち
縦揺れと横揺れを発生し、ボルスタ１４はサイドフレー
ムと共に非短形位置に移動する。

サイドフレーム１２も同様に横揺れしてサイドフレーム
１２とボルスタ１４との間の望ましい短形関係を妨害す
る。

ボルスタポケットの凹形受容区域５８と摩擦シュー６０
の凸形着座区域７４との間に発生する上記の禁止的楔効
果は上記の非短形状態の発生を防止する効果を発揮する
。

従ってこの楔効果は台車の作動に対して三次元安定性を
与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の停止装置を一部に含む鉄道車両台車の
部分的平面図；第２図は第１図の２−２線による断面図
；第３図は第１図の３−３線による断面図で台車ボルス
タに形成された摩擦シューポケットを示し；第４図は第
３図の４−４線によるボルスタポケットの断面を示し；
第５図は本発明の停止装置の一部を構成する摩擦シュー
の側面図で；第６図は第５図の６−６線による摩擦シュ
ー前方端面図；第７図は第５図の７−７線による摩擦シ
ューの平面図で７第８図は第５図の８−８線による摩擦
シュー断面図である。 １０・・・・・・台車、１２・・・・・・サイドフレー
ム、１４・・・・・・ボルスタ、１８・・・・・・窓、
２０・・・・・・張力部材、２１・・・・・・圧縮部材
、２２，２４・・・・・・側壁、２６・・・・・・ばね
、２８・・・・・・凹部、３０・・・・・・摩耗面、３
２゜３４・・・・・・摩擦シューポケット、４０・・・
・・・凹部、４２・・・・・・垂直仕切壁、４４・・・
・・・傾斜端壁、４８・・・・・・摩擦部材、５６・・
・・・・摩擦面、６０・・・・・・摩擦シュー、７０・
・・・・・摩擦面、５Ｂ・・・・・・凹形収容区域、７
４・・・・・・凸形着座区域、７２・・・・・・摩耗面
、７８・・・・・・フランジ、８４・・・・・・心皿。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定間隔離れている１対のサイドフレームでこれら
   の各サイドフレームに形成された窓内で両端が弾性支持
   される横方向配置のボルスタによって連結される１対の
   サイドフレームを含む鉄道車両台車に使用される摩擦停
   止装置で、 上記ボルスタの各端部に形成された１対の摩擦シューポ
   ケット、及び該摩擦シューポケット内に配置される４個
   １組の摩擦シューを含み、各摩擦シューポケット対は、
   台車の前部と後部に面し、上記ポケットは全体として凹
   形の収容区域を形成する、下向き及び外向きに傾斜した
   １対の二重傾斜摩擦面を備えた、１対の摩擦部材を有し
   、上記の各摩擦シューは、ボルスタの上記摩擦シューポ
   ケットに相補的に嵌合するため全体として凸形の着座区
   域を形成する、下向き及び外向きに傾斜した１対の二重
   傾斜摩耗面をそれぞれ有し、上記サイドフレームとボル
   スタを短形関係に維持すると同時に上記摩擦シューはボ
   ルスタの垂直運動の一部を調整することによって上記摩
   擦シューは上記ポケットと同軸嵌合して三次元の楔効果
   を与え、台車の動的安定性を改善することを特徴とする
   鉄道車両台車用摩擦停止装置。