TWI642576B - Steering trolley for railway vehicles with brake unit - Google Patents

Abstract

本發明之鐵道車輛用操舵台車，具備台車框、輪軸、軸箱支持裝置、操舵輪軸之操舵機構、刹車單元及刹車單元支持連桿。刹車單元具有本體框架及制動片，該制動片被支持於該本體框架，且於剎車制動時壓抵於車輪之踏面。刹車單元支持連桿，將軸箱支持裝置與刹車單元連結，於至少利用操舵機構進行操舵時，將軸箱之車輛長度方向之位移傳遞至刹車單元。刹車單元支持連桿，限制刹車制動時刹車單元向車寬方向外側位移既定量以上。刹車單元支持連桿之側面及刹車單元之側面之至少任一面具有滑動面。

Description

具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車

本發明係關於一種具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車。

操舵台車於通過曲線時藉由操舵輪軸，而平穩地通過曲線軌道。一般而言，踏面刹車方式之刹車單元係固定於台車框，因此，若操舵時輪軸與台車框之相對位置發生變化，則車輪之踏面與刹車單元之制動片之間隙亦發生變化。因此，存在有設置將制動片與車輪之間隙保持固定之調整裝置的情況。

於專利文獻1中，提出有如下構成，即，於操舵台車，將剎車單元以可相對於台車框沿車輛長度方向移動之方式支持，且將軸箱與剎車單元透過連桿構件連結。根據該構成，即便於通過曲線時因操舵輪軸而使車輪相對於台車框沿車輛長度方向移動，刹車單元亦會與車輪之移動連動而沿與車輪相同之方向移動相同之量，從而適當保持車輪之踏面與制動片之間隙。

此處，鐵道車輛用台車不限於操舵台車，亦包括非操舵台車，於此種鐵道車輛用台車中，其車輪之踏面均具有向車寬方向外側傾斜之踏面斜度。因此，若刹車制動時制動片壓抵於車輪之踏面，則會產生使 制動片沿踏面斜度向台車之車寬方向外側移動之脫出力(脫離力)。若該脫出力作用於制動片，則該制動片會傾斜而產生不均勻磨耗，故而刹車單元之制動力有可能變得不穩定。

因此，於專利文獻2中，提出有以側視時與制動片重疊之方式設置板狀之防脫離支承座並於防脫離支承座之內側面固定有摩擦板之非操舵台車。根據該構成，伴隨刹車作動時之制動片之移動，摩擦板於防脫離導引部滑動自如地進行引導，藉此防止制動片之脫出。

又，於專利文獻3中，揭示有於非操舵台車，將於車寬方向上對向之一對制動片支座透過接合棒及防脫出桿連結之構造。根據該構造，作用於一對制動片之脫出力相互抵消，而防止各制動片脫出。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-11717號公報

專利文獻2：日本實開昭57-181668號公報

專利文獻3：日本特開2002-104184號公報

但是，關於操舵台車，存在刹車作動時制動片之位移會加上由操舵輪軸所致之位移之情況。因此，於將專利文獻2之制動片脫出防止構造應用於操舵台車之情形時，有可能伴隨制動片之移動，脫離阻擋導引部超出滑動範圍地位移，而使制動片沿車寬方向脫出。

又，於將專利文獻3之制動片脫出防止構造應用於操舵台車之情形時，設置接合棒及防脫出桿，相應地台車重量會增加。

因此，本發明之目的在於適用防止制動片沿車寬方向脫出且防止台車重量增加之操舵台車。

本發明之一形態之具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車具備：台車框；輪軸，其具有車軸及一對車輪；軸箱支持裝置，其將收容有支持上述車軸之軸承的軸箱與上述台車框連結；操舵機構，其操舵上述輪軸；剎車單元，其具有上部能夠相對於上述台車框旋動地安裝之本體框架及支持於上述本體框架並於刹車制動時壓抵於上述車輪之踏面之制動片；刹車單元支持連桿，其將上述軸箱支持裝置與上述刹車單元連結，並於至少利用上述操舵機構進行操舵時，將上述軸箱之車輛長度方向之位移傳遞至上述刹車單元；上述刹車單元支持連桿限制刹車制動時上述刹車單元向車寬方向外側位移既定量以上，於上述刹車單元支持連桿之側面及上述剎車單元之側面之至少任一面具有滑動面。

根據上述構成，刹車單元支持連桿及刹車單元連動而沿車輛長度方向位移，因此，操舵輪軸時，刹車單元支持連桿與剎車單元之相對位移量亦被抑制，而無需使滑動面於車輛長度方向上較長。因此，即便為操舵台車，亦可適當防止制動片沿車寬方向脫出並且可防止台車重量增加。

根據本發明，於具備刹車單元之操舵台車，可防止制動片沿車寬方向脫出並且可防止台車重量增加。

1、201‧‧‧鐵道車輛用操舵台車(操舵台車)

6、206‧‧‧台車框

9‧‧‧車軸

10‧‧‧車輪

10a‧‧‧踏面

11‧‧‧輪軸

16、216‧‧‧軸樑

17‧‧‧操舵機構

30‧‧‧刹車單元

31‧‧‧本體框架

32‧‧‧制動片

34b‧‧‧外側面(側面)

40‧‧‧刹車單元支持連桿

40c‧‧‧內側面(側面)

41a‧‧‧滑動面

50‧‧‧球面軸承

51‧‧‧內筒

52‧‧‧外筒

53‧‧‧彈性體

圖1係第1實施形態之鐵道車輛用操舵台車之側視圖。

圖2係圖1所示之鐵道車輛用操舵台車之主要部分之側視圖。

圖3係圖1所示之鐵道車輛用操舵台車之主要部分之刹車制動時之俯視圖。

圖4係圖3所示之球面軸承之水平剖視圖。

圖5係第2實施形態之鐵道車輛用操舵台車之側視圖。

以下，一面參照圖式一面對實施形態進行說明。又，對相同或相對應之要素，於全部圖中附上相同之符號並省略重複之詳細說明。

(第1實施形態)

圖1係第1實施形態之鐵道車輛用操舵台車1之側視圖。如圖1所示，鐵道車輛用操舵台車(以下稱為操舵台車)1大致具備包含橫樑7及側樑8之台車框6、沿車寬方向延伸以透過空氣彈簧3而支持車體2之承板(bolster)4、及操舵機構17。承板4藉由承板錨5而連接於車體2之托架2a。承板4透過配置於台車中心之回旋引導機構(例如，中心銷及中心板)而連接於台車框6。即，台車框6以能夠相對於承板4沿平擺方向旋動之方式自下方支持承板4。

台車框6具有橫樑7及一對側樑8，該橫樑7於承板4之下方沿車寬方向延伸，該等一對側樑8連接於橫樑7之車寬方向之兩端部並 沿車輛長度方向延伸。於橫樑7之車輛長度方向兩側，配置有一對輪軸11。輪軸11具有沿車寬方向延伸之車軸9及設置於車軸9之一對車輪10。於車軸9之車寬方向兩側之端部，設置有於較車輪10更靠車寬方向外側將車軸9旋轉自如地支持之軸承12，該軸承12被收容至軸箱13。

軸箱13藉由軸箱支持裝置14而彈性地連結於台車框6。軸箱支持裝置14具備軸彈簧15及軸樑16，該軸彈簧15將軸箱13與側樑8之車輛長度方向端部沿上下方向連接，該軸樑16將軸箱13與側樑8沿車輛長度方向連結。軸樑16係與軸箱13一體地成形。又，軸樑16具有軸樑本體部16a、第1托架部16b及第2托架部16c。

軸樑本體部16a沿車輛長度方向延伸，其前端部透過彈性襯套及心軸(未圖示)連結於側樑8之支承座8a。如此，軸樑本體部16a藉由彈性襯套而彈性地連結於台車框6(之側樑8)，因此，軸箱13能夠相對於台車框6沿車輛長度方向相對位移。第1托架部16b自軸樑本體部16a向車寬方向外側延伸(參照圖3)，且透過下述第1操舵連桿24連結於操舵槓桿18。第2托架部16c透過刹車單元支持連桿40連結於刹車單元30。

操舵機構17具備操舵槓桿18，該操舵槓桿18以使一對輪軸11相對於台車框6沿平擺方向傾動之方式操舵，且配置於台車框6之車寬方向外側。操舵槓桿18具有支點19、力點20、第1作用點21及第2作用點22。第1作用點21配置於操舵槓桿18之一側，第2作用點22配置於操舵槓桿18之另一側。操舵槓桿18係於支點19繞沿車寬方向延伸之軸線旋轉自如地支持於台車框6。操舵槓桿18於力點20透過連結連桿23連結於承板4。

操舵槓桿18於作用點21、22透過操舵連桿24、25連結於軸樑16之第1托架部16b。即，操舵槓桿18於第1作用點21透過第1操舵連桿24(及軸樑16)連結於車輛長度方向一側之軸箱13，於第2作用點22透過第2操舵連桿25連結於車輛長度方向另一側之軸箱13。根據此種構成，於操舵台車1通過曲線軌道時，操舵機構17與台車框6相對於承板4繞鉛直軸之相對旋動連動地進行動作，藉此，操舵槓桿18以支點19為中心於鉛直平面內旋動，軸箱13相對於台車框6沿車輛長度方向相對位移，從而操舵一對輪軸11。

圖2係圖1所示之操舵台車1之主要部分之側視圖。圖3係圖1所示之操舵台車1之主要部分之刹車制動時之俯視圖。如圖2及3所示，刹車單元30具有本體框架31、制動片32、制動片支座33及連桿構件34。本體框架31之一側旋轉自如地支持於設置在橫樑7之安裝座7a。具體而言，於安裝座7a，插通有沿車寬方向延伸之連結銷26，本體框架31之上部能夠透過連結銷26於橫樑7上旋動。於本實施形態中，安裝座7a藉由熔接固定於橫樑7，但亦可藉由螺栓等緊固構件而固定。

本體框架31之另一側透過沿車輛長度方向延伸之刹車單元支持連桿40連結於軸樑16。具體而言，如圖2所示，本體框架31之下部透過刹車單元支持連桿40連結於軸樑16之第2托架部16c。第2托架部16c設置於軸樑本體部16a中之車寬方向之內側面，並向下方延伸。

刹車單元支持連桿40之車輛長度方向兩端部40a、40b分別透過銷構件27及球面軸承50連結於軸樑16之第2托架部16c及本體框架31之下部。關於球面軸承50之構成，於下文進行敍述。根據此種構成，若 操舵時支持於軸箱13之輪軸11沿車輛長度方向位移，則該位移透過刹車單元支持連桿40傳遞至刹車單元30。即，與輪軸11之車輛長度方向之位移連動，刹車單元30與刹車單元支持連桿40一併沿與輪軸11相同之方向位移相同之量。

制動片32為摩擦材並被固定於制動片支座33。藉由將驅動機構37之驅動力傳遞至制動片支座33，而制動片32能夠與制動片支座33一併相對於踏面10a進退。驅動機構37收容於本體框架31，且具有沿車輛長度方向直線運動之推桿37a。

制動片支座33透過沿上下方向延伸之連桿構件34而固定於本體框架31。如圖2所示，連桿構件34之下端部藉由連結銷35而旋轉自如地連結於制動片支座33。連桿構件34之上端部藉由連結銷36而旋轉自如地連結於制動片支座33，並且連結銷36將制動片支座33與推桿37a之前端連結。藉由驅動機構37作動而使推桿37a直線運動，從而制動片32與制動片支座33一同沿車輛長度方向進退。此時，連桿構件34以連結銷35為中心旋轉。於制動片32壓抵於車輪10之踏面10a時，連桿構件34承受因車輪10與制動片32之摩擦而致制動片支座33產生之車輪旋轉方向之反力。

車輪10之踏面10a具有向車寬方向外側傾斜之踏面斜度。因此，於制動片32壓抵於踏面10a時，制動片32有可能沿踏面斜度向操舵台車1之車寬方向外側脫出，而使刹車單元30向車寬方向外側位移。因此，本實施形態之刹車單元支持連桿40亦具有限制刹車制動時刹車單元30向車寬方向外側位移既定量以上之功能。以下，針對細節進行說明。

如圖3所示，刹車單元支持連桿40於較車輪10及刹車單元30更靠車寬方向外側沿車輛長度方向延伸。又，如圖2所示，刹車單元支持連桿40配置於相對於軸樑16向鉛直方向下側偏移之位置。進而，刹車單元支持連桿40於其車寬方向之內側面40c，例如具有金屬製之滑動板41。於本實施形態中，滑動板41藉由熔接而固定於刹車單元支持連桿40，但亦可藉由接著劑或螺栓等緊固構件而固定。

於連桿構件34，一體地形成有自該連桿構件34之外側面34b向車寬方向外側突出之突起部34a，從而具有防脫離支承座之功能。為了便於說明，於圖2中，標註斜線來表示突起部34a。再者，突起部34a亦可與連桿構件34分開地形成，並藉由熔接或緊固構件等固定於外側面34b。

連桿構件34之突起部34a接觸於滑動板41之滑動面41a。因此，限制制動片32向操舵台車1之車寬方向外側之位移，而可防止刹車制動時之脫離。又，於本實施形態中，於剎車非制動時，突起部34a亦接觸於滑動板41之滑動面41a。再者，於剎車非制動時，突起部34a亦可不接觸於滑動板41之滑動面41a。

刹車制動時，制動片支座33相對於本體框架31沿車輛長度方向進退，因此，突起部34a於擺動板41之滑動面41a上沿車輛長度方向滑動。於本實施形態中，滑動面41a具有自鉛直方向觀察向車寬方向內側凸出之圓弧形狀。

又，與由操舵所致之輪軸11之車輛長度方向之位移連動，刹車單元30及刹車單元支持連桿40亦發生位移。因此，刹車單元30與刹車單元支持連桿40之相對位移量被抑制，因此，連桿構件34之突起部34a 不會伴隨操舵及刹車制動而脫離作為滑動範圍之滑動面41a。

其次，對將刹車單元支持連桿40與軸樑16及本體框架31連結之球面軸承50進行說明。圖4係圖3所示之球面軸承50之俯視剖視圖。如圖4所示，球面軸承50具有內筒51、外筒52及夾於內筒51與外筒52之間之彈性體53。內筒51及外筒52均由金屬材料構成。於內筒51中，壓入有銷構件27。

於本實施形態中，彈性體53由自潤滑(self-lubricating)橡膠構成。自潤滑橡膠係其本身具有潤滑性之橡膠，因此，球面軸承50中，於內筒51與外筒52之間未介存有潤滑劑。因此，與具有由一般之橡膠構成之彈性體的球面軸承相比，內筒51與外筒52之間之間隙較小。

以此方式構成之球面軸承50設置於剎車單元支持連桿40之兩端部40a、40b(參照圖2及3)，因此，即便於操舵時等輪軸11相對於台車框6沿平擺方向傾動，亦可藉由俯視時外筒52相對於內筒51旋動，而使刹車單元支持連桿40以適當之姿勢支持刹車單元30。又，藉由連桿構件34之突起部34a接觸於滑動面41a，而即便對刹車單元支持連桿40作用向車寬方向外側之負載，亦可藉由外筒52相對於內筒51沿車寬方向位移，而使剎車單元支持連桿40以適當之姿勢支持刹車單元30。

以上述方式構成之操舵台車1發揮以下之效果。

輪軸11之車輛長度方向之位移藉由刹車單元支持連桿40而傳遞至刹車單元30，刹車單元支持連桿40及刹車單元30發生連動而沿車輛長度方向位移，因此，操舵輪軸11時，刹車單元支持連桿40與刹車單元30之相對位移量亦被抑制，而無需使刹車單元支持連桿40之滑動面41a於 車輛長度方向上較長。因此，即便為操舵台車1，亦可適當防止制動片32沿車寬方向脫出並且可防止台車重量增加。

又，滑動面41a設置於刹車單元支持連桿40之車寬方向之內側面40c。即，於接近於刹車單元30之側，設置有滑動面41a。藉此，可一面適當地限制刹車單元30向車寬方向外側之位移，一面將刹車單元支持連桿40形成為簡單且小型化。

又，於刹車單元30之側面(連桿構件34之外側面34b)，形成有相對於滑動面41a滑動之突起部34a。藉此，剎車單元30具有簡易之構成之防脫離支承座，從而可簡化制動片脫出防止構造。

進而，滑動面41a具有向車寬方向凸出之圓弧形狀。藉此，即便因輪軸11之操舵而使剎車單元支持連桿40與刹車單元30之間之相對角度稍微變化，亦可使連桿構件34之突起部34a穩定地接觸於滑動面41a。因此，可抑制滑動阻力之變動，並且可有助於滑動面41a之長壽命化。

又，剎車單元支持連桿40配置於相對於軸樑16向鉛直方向(於本實施形態中為鉛直方向下側)偏移之位置。藉此，能夠容易地自車寬方向接近於刹車單元支持連桿40，因此，維護性提昇。

又，於剎車單元支持連桿40之一端部40a及另一端部40b之兩者設置球面軸承50，因此，即便因連桿構件34之突起部34a接觸於滑動面41a而對刹車單元支持連桿40產生向車寬方向外側之負載，亦可由球面軸承50穩定地承受該負載。

又，球面軸承50之彈性體53由自潤滑橡膠構成，因此，與使用一般之橡膠之情形相比，球面軸承50之位移允許度增加，故而可縮小 內筒51與外筒52之間之間隙。因此，若刹車單元支持連桿40透過此種球面軸承50連結於本體框架31及軸樑16，則與使用具有由一般之橡膠構成之彈性體的球面軸承之情形相比，刹車單元支持連桿40之車輛長度方向之反沖變小。其結果，即便因輪軸11之操舵而導致刹車單元30與刹車單元支持連桿40一併沿車輛長度方向位移，刹車制動時之制動片32之推壓力亦會較佳地作用於車輪10之踏面10a，而使刹車單元30之響應性提昇。

又，藉由使用具有由自潤滑橡膠構成之彈性體53之球面軸承50，而剎車單元支持連桿40之車寬方向之反沖亦變小。其結果，即便剎車制動時因連桿構件34之突起部34a接觸於刹車單元支持連桿40之滑動面41a而對刹車單元支持連桿40作用車寬方向外側之負載，亦可抑制因反沖所致之刹車單元支持連桿40向車寬方向外側之位移，從而可進一步適當地防止制動片32向車寬方向外側位移。

(第2實施形態)

第2實施形態之操舵台車201係自第1實施形態之操舵台車1部分變更台車框6之構成等而成者。以下，對第2實施形態之操舵台車201，以與第1實施形態之操舵台車1不同之方面為中心來進行說明。

圖5係第2實施形態之操舵台車201之側視圖。如圖5所示，操舵台車201之台車框206具備於該操舵台車201之車輛長度方向中央沿車寬方向延伸之橫樑207，但不具備自橫樑207之車寬方向兩端部沿車輛長度方向延伸之側樑。於橫樑207之車寬方向兩端部，設置有供軸樑216之前端部連結之支承座207a。

於軸箱213與橫樑207之間，架設有沿車輛長度方向延伸之 板彈簧215。板彈簧215於其車輛長度方向中央部215a，自下方支持橫樑207之車寬方向端部。又，板彈簧215之車輛長度方向兩端部215b支持於軸箱213。即，板彈簧215具有第1實施形態之軸彈簧15(一次懸吊(primary suspension))之功能及第1實施形態之側樑8之功能。

板彈簧215之車輛長度方向端部215b透過支持構件228自下方支持於軸箱213。支持構件228具有承接構件228a及防振橡膠228b。承接構件228a支持板彈簧215之下表面，其上表面朝向車輛長度方向之中央側朝斜下方傾斜。再者，承接構件228a之上表面只要與板彈簧215之下表面大致平行，則亦可不傾斜。防振橡膠228b為大致圓柱狀，且插入至軸箱213與承接構件228a之間。

刹車單元30中之本體框架31之上部能夠旋動地安裝於橫樑207之安裝座207b上。安裝座207b例如藉由熔接等固定於橫樑207之車輛長度方向外側之側面，且突出至較支承座207a之上端更上方。除此以外之構成與第1實施形態相同。

以上所說明之第2實施形態亦發揮與第1實施形態相同之效果。即，即便為具備板彈簧215之操舵台車201，亦可適當防止制動片32沿車寬方向脫出並且可防止台車重量增加。

再者，本發明並不限定於上述實施形態，可於不脫離本發明之主旨之範圍內對其構成進行變更、追加或刪除。又，上述各實施形態亦可相互任意組合，例如可將一實施形態中之一部分之構成或方法應用於另一實施形態，進而，實施形態中之一部分之構成可自該實施形態中之其他構成分離而任意抽出。於上述實施形態中，滑動面41a設置於固定在剎車單 元支持連桿40之滑動板41，但滑動板41亦可不固定，內側面40c之一部分亦可為滑動面。又，滑動面41a亦可不設置於刹車單元支持連桿40上，而設置於刹車單元30之側面(例如，連桿構件34之外側面34b)，於此情形時，突起部34a亦可設置於刹車單元支持連桿40上。又，於上述之實施形態中，刹車單元支持連桿40自軸樑本體部16a偏向鉛直方向下側偏移而配置，但亦可向鉛直方向上側偏移而配置。又，球面軸承50之彈性體53並不限定於自潤滑橡膠，亦可由一般之橡膠形成。

Claims (7)

1. 一種具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車，其具備：台車框；輪軸，其具有車軸及一對車輪；軸箱支持裝置，其將收容有支持上述車軸之軸承的軸箱與上述台車框連結；操舵機構，其操舵上述輪軸；刹車單元，具有以上部能夠相對上述台車框旋動之方式安裝的本體框架、及被支持於上述本體框架且於刹車制動時被壓抵於上述車輪之踏面的制動片；及刹車單元支持連桿，其將上述軸箱支持裝置與上述刹車單元連結，至少在利用上述操舵機構進行操舵時，將上述軸箱之車輛長度方向之位移傳遞至上述刹車單元；上述刹車單元支持連桿，限制刹車制動時上述刹車單元向車寬方向外側位移既定量以上；上述刹車單元支持連桿之側面及上述刹車單元之側面中之任意一面具有滑動面；上述刹車單元支持連桿之側面及上述刹車單元之側面中之任意另一面，具有相對於上述滑動面滑動之防脫離支承座。
2. 如申請專利範圍第1項之具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車，其中，上述防脫離支承座係突起部。
3. 如申請專利範圍第1或2項之具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車， 其中，上述刹車單元支持連桿，於較上述車輪靠車寬方向外側沿車輛長度方向延伸，自車寬方向外側與上述刹車單元相對向；上述滑動面設置於上述刹車單元支持連桿之車寬方向之內側面。
4. 如申請專利範圍第3項之具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車，其中，上述軸箱支持裝置具有將上述軸箱與上述台車框連結並沿車輛長度方向延伸之軸樑；上述刹車單元支持連桿，配置於相對上述軸樑向鉛直方向偏移之位置。
5. 如申請專利範圍第1或2項之具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車，其中，上述滑動面具有向車寬方向凸出之圓弧形狀。
6. 如申請專利範圍第1或2項之具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車，其中，上述刹車單元支持連桿之兩端部，分別透過球面軸承連結於上述軸箱支持裝置及上述本體框架。
7. 如申請專利範圍第6項之具備刹車單元之鐵道車輛用操舵台車，其中，上述球面軸承具有內筒、外筒及夾於上述內筒與上述外筒之間之彈性體；上述彈性體由自潤滑橡膠構成。