WO2011099179A1 - 鉄道車両用台車枠 - Google Patents

Abstract

　台車に搭載する機器の配置に対して横梁本体の形状を最適化した鉄道車両用台車枠（１）は、レールに沿って前後方向に配置された左右の側梁（１２）に対し、枕木に沿った左右方向に配置された１本の横梁（１３）が接合され、横梁（１３）は、上下方向の厚さ寸法よりも前後方向の幅寸法が大きい扁平形状であって、側梁（１２）に接合される左右の接合部（３１）と、左右の接合部（３１）に挟まれた中間部（３２）とを有し、接合部（３１）の前後方向の幅寸法よりも中間部（３２）の前後方向の幅寸法が大きく、中間部（３２）には貫通孔（３３）が形成されたものであることを特徴とする。

Description

鉄道車両用台車枠

　本発明は、側梁と横梁とが接合されたものであって、その横梁に対してモータやユニットブレーキなどの機器が取り付けられる鉄道車両用台車枠に関する。

　鉄道車両用台車枠は、レール方向（台車枠の前後方向）に沿って配置された左右２本の側梁と、枕木方向（台車枠の左右方向）に沿って配置された前後２本の横梁とが連結されている。こうした形状の鉄道車両用台車枠には、従来から様々な構造のものが提案されている。例えば、図１５は、下記特許文献１に記載された鉄道車両用台車枠を示した図である。この鉄道車両用台車枠１００は、前後方向両端にバネ帽１１１を備えた側梁１０１に、２本の横梁１０２が貫通し、両者が貫通部分で溶接されている。横梁１０２には丸形鋼管が使用され、２本の横梁１０２が天板１１２と底板１１３によって一体に形成されている。

　その他には、下記特許文献２に、横梁と側梁からなる台車枠を上下二分割構造にしたものが開示されている。この鉄道車両用台車枠は、プレス成形によって断面を凹状にした上枠と下枠とが形成され、その上枠と下枠とが溶接によって一体にされたものである。更に、下記特許文献３にも、鉄道車両用台車枠のための側梁であって、長尺な平板をプレス加工して形成したものが開示されている。

特開２００６－１５８２０号公報 特開２０００－８５５７９号公報 特開２００１－８０５１２号公報

　従来の鉄道車両用台車枠は、前記特許文献のものだけではなく、他のものも含め平面視においてほぼ同じ形状をしている。つまり、真っ直ぐな２本の横梁が、左右の平行な側梁に対し連結され、おおよそ「＃」形状をしていている。しかし、こうした形状の鉄道車両用台車枠の場合、図１６に示す位置に配置されるモータ１２１やユニットブレーキ１２３などの機器は、その取り付けに当たって次のような問題があった。

　例えば、モータ１２１や歯車装置１２２は、回転を与える車軸１３１に対して近い位置に配置されることが望ましい。そのためには、モータ１２１の配置を横梁１０２から遠くする必要がある。そこで、モータ１２１の取り付けに当たっては、そのモータ１２１が横梁１０２から離れるようにしたブラケット１３５が使用される。一方、ユニットブレーキ１２３は、車輪１３２と横梁１０２との間に取り付けられるが、間隔が狭いため、その配置は横梁１０２に極めて近くなる。そこで、ユニットブレーキ１２３は、狭い設置スペースへの取り付けを可能にするため、ユニットブレーキ本体に、横梁１０２を回避するための凹部を形成するなどの加工が施される。

　従って、従来の鉄道車両用台車枠は、各機器の取り付けに応じた特別な取り付け構造が必要であった。また、丸形鋼管を横梁１０２とした場合には、ブラケット１３５などが溶接し難く手間のかかる作業になってしまっていた。そして、こうした問題点は、鉄道車両のコストをアップする原因にもなる。更に、ユニットブレーキ１２３に関しては、その加工した本体形状によって、取り付けに際して上下方向の自由度を失うなどの弊害が生じてしまう。その他、鋼管を利用した横梁では、その鋼管内に補強材を入れることができず強度補強ができないなどの問題もあった。

　そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、機器の取り付けに優れた鉄道車両用台車枠を提供することを目的とする。

　本発明の一態様における鉄道車両用台車枠は、レールに沿って前後方向に配置された左右の側梁に対し、枕木に沿った左右方向に配置された１本の横梁が接合されたものであり、前記横梁は、上下方向の厚さ寸法よりも前後方向の幅寸法が大きい扁平形状であって、前記側梁に接合される左右の接合部と、その左右の接合部に挟まれた中間部とを有し、前記接合部の前後方向の幅寸法よりも前記中間部の前後方向の幅寸法が大きく、前記中間部には貫通孔が形成されたものであることを特徴とする。

　上記鉄道車両用台車枠は、前記接合部の前後方向端面は曲面であり、前記中間部の前後方向端面は平面であることが好ましい。
　上記鉄道車両用台車枠は、前記中間部に形成された貫通孔が左右方向に長い長円形状であることが好ましい。
　上記鉄道車両用台車枠の横梁は、前記接合部の上下方向の厚さ寸法が前記中間部よりも小さいものであることが好ましい。
　上記鉄道車両用台車枠の横梁は、上下の面が前記中間部から前記接合部にかけて傾斜した段差部を介して変化し、上下対称に形成されたものであることが好ましい。

　上記鉄道車両用台車枠の横梁は、上面又は下面の一方が前記中間部から前記接合部にかけて傾斜した段差部を介して変化し、上下の面が非対称に形成されたものであることが好ましい。
　上記鉄道車両用台車枠は、前記接合部の前後方向端部が、前記中間部の厚さ寸法よりも大きい直径の円形部として形成されたものであることが好ましい。
　上記鉄道車両用台車枠の横梁は、前記中間部と接合部との間に傾斜した段差部分が形成され、前記中間部と前記接合部の上下方向の高さが異なるものであることが好ましい。

　上記鉄道車両用台車枠の前記横梁は、前後方向又は上下方向に２分割した一対の横梁部材がプレス成形によって鋼板から形成され、その横梁部材同士が溶接によって接合されて一体になったものであることが好ましい。
　上記鉄道車両用台車枠は、前記横梁部材に仕切板を溶接し、左右に配置される空気バネの補助空気室を構成するようにしたものであることが好ましい。

　本発明によれば、横梁が、接合部の前後方向の幅寸法よりも中間部の前後方向の幅寸法が大きくなる形状であるため、中間部ではモータの取付位置が車軸に近くなり、接合部では車輪との間に配置されるユニットブレーキの設置スペースが広くなるなど、機器の取り付けに優れた鉄道車両用台車枠とすることができる。

鉄道車両用台車枠の第１実施形態を示した斜視図である。 図１に示す鉄道車両用台車枠の横梁について第１加工パターンを示した斜視図である。 図１に示す鉄道車両用台車枠の側梁を示した斜視図である。 図１に示す鉄道車両用台車枠にモータとユニットブレーキを取り付けた状態を簡略化して示した平面図である。 図１に示す鉄道車両用台車枠の横梁について第２加工パターンを示した斜視図である。 図１に示す鉄道車両用台車枠の横梁について第３加工パターンを示した斜視図である。 図２に示す第１加工パターンの横梁部材に補助空気室の仕切板を取り付けた状態を示した斜視図である。 図５に示す第２加工パターンの横梁部材に補助空気室の仕切板を取り付けた状態を示した斜視図である。 鉄道車両用台車枠の第２実施形態を示した斜視図である。 図９のI－I断面で横梁の側面を示した図である。 第２実施形態の鉄道車両用台車枠について、その側梁と横梁との接合部分を示した図である。 第３実施形態の鉄道車両用台車枠について、図９に示すI－I断面に対応する位置で示した横梁の側面図である。 第４実施形態の鉄道車両用台車枠について、図９に示すI－I断面に対応する位置で示した横梁の側面図である。 第５実施形態の鉄道車両用台車枠について、その側梁と横梁との接合部分を示した図である。 従来の鉄道車両用台車枠を示した図である。 従来の鉄道車両用台車枠にモータとユニットブレーキを取り付けた状態を簡略化して示した平面図である。

１　　 鉄道車両用台車枠
１２　　　側梁
１３　　　横梁
３０　　横梁部材
３１　　接合部
３２　　中間部
３３　　貫通孔

　次に、本発明に係る鉄道車両用台車枠（以下、単に「台車枠」とする）の実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、台車枠の第１実施形態を示した斜視図である。この台車枠１は、レール方向に沿って配置された２本の側梁１２を左右に有し、枕木方向に沿って配置された横梁１３に貫かれ、その貫通部分において側梁１２と横梁１３とが溶接されている。なお、図示するＹ軸方向がレール方向である台車枠１の前後方向であり、Ｘ軸方向が枕木方向である台車枠１の左右方向である。

　台車枠１は、２本の管材を使用していた従来例とは異なり、横梁１３が一つの部材で構成されている。横梁１３は、厚さ寸法に比べて幅方向、つまり台車枠１における前後方向の寸法が大きく、その長手方向（図のＸ方向）に見た断面が扁平形状をしている。その横梁１３は、側梁１２を貫通する左右の接合部３１と、長円形状の貫通孔３３を有する中間部３２とから構成されている。接合部３１は、断面が長円形状であって所定の幅を有している。中間部３２は、接合部３１よりも幅広であって、図１に示すように、前後方向（Ｙ軸方向）に突き出すようにして形成されている。

　接合部３１は、貫通する側梁１２側の接合孔に応力集中が生じる角部が生じないようにするため、断面が長円形状になっている。一方、中間部３２は、モータなどが取り付け易いように平面で構成され、角部が存在する。ここで、図２は、横梁１３の第１加工パターンについて示した斜視図である。第１加工パターンは、横梁１３を台車枠１の前後方向に分割した構造であって、一対の横梁部材３０を溶接して一つの横梁１３を形成するようにしたものである。横梁部材３０は、例えば１５ｍｍ程度の鋼板に熱間プレス成形による絞り加工が行われ、必要な場合には切削加工によって形状が整えられたものである。

　横梁部材３０は、接合部３１に相当する接合部分３１０が、断面Ｕ字形であって、深さ方向Ｍに見た底面が曲面になるように形成されている。中間部３２は、深さ方向Ｍに段差部分３３０が形成され、その段差部分３３０を介して中間部分３２０が形成されている。中間部分３２０は、断面がコの字形であって、底面が曲面ではなく平面で形成されている。そのため、段差部分３３０は、断面形状がＵ字形からコの字形へと変化している。接合部分３１０と中間部分３２０の開口端３１１，３２１は直線であり、段差部分３３０の開口端３３１は曲線で形成されている。

　プレス成形された一対の横梁部材３０は、接合部分３１０の開口端３１１同士が突き当てられ、中間部分３２０と段差部分３３０の開口端３２１，３３１によって、図１に示すような長円形状の貫通孔３３が構成される。そうした中間部分３２０と段差部分３３０の開口端３２１，３３１には、図１に示すように孔用プレート３４１が溶接され、横梁部材３０の開口部分が塞がれる。また、接合部３１の端部にも、その開口部分に長円形状の塞ぎ板３４２が溶接される。なお、接合前の横梁部材３０には、荷重がかかるモータなどの取付位置へ補強板３８が接合されたり、後述する補助空気室を構成するための仕切板の接合が行われる。

　次に、図３は、側梁１２を構成する側梁部材を示した斜視図である。側梁部材２０は、横梁部材３０と同様に、１５ｍｍ程度の鋼板をプレス成形したものである。側梁部材２０は、両端にバネ帽を構成する幅広のバネ帽部２１が形成され、両端のバネ帽部２１の間に中間部２２が形成されている。中間部２２は、バネ帽部２１よりも位置が低くなるように下方に傾斜する部分が形成されている。そして、中間部２２は、バネ帽部２１より幅方向の寸法が小さい分、横梁１３が貫通しても剛性が保てるように高さ方向の寸法が大きく取られている。

　側梁部材２０は、断面がコの字形であって、下方の開口端に不図示の下プレートが溶接され、筒状になっている。側梁部材２０の長手方向端部には、図１に示すように、角を取るようにして当板２５１が溶接されている。そして、バネ帽部２１には、下プレートも含めてバネ帽を構成するため貫通孔２０１が形成されている。台車枠１は、こうして形成された側梁１２と横梁１３とによって構成され、側梁１２の中間部２２に形成された長円形状の貫通孔に横梁１３の接合部３１が挿入され、長円形状に沿った接合部分に溶接が行われる。

　ここで図４は、台車枠１にモータとユニットブレーキを取り付けた状態を簡略化して示した平面図である。モータ８１とユニットブレーキ８３は、横梁１３の接合部３１と中間部３２とに分けて取り付けられる。中間部３２は、接合部３１より前後方向（Ｙ方向）に突き出して車軸９１との距離が近くなっている。そのため、中間部３２に取り付けたモータ８１と、車軸９１に取り付けた歯車装置８２とが近くに配置される。一方で、横梁１３の接合部３１は、中間部３２よりも前後方向に凹んでおり、ユニットブレーキ８３の取り付けスペースが広くなっている。従って、この台車枠１では、モータ８１の取り付けには、ブラケットよる前後方向の位置調整が必要なくなり、ユニットブレーキ８３に関しては、スペースが広くなったことにより取り付けに対する自由度が増した。

　また、台車枠１は、横梁１３を一つの部材としたため、材料を少なくすることができ、その分軽量化及びコストの低減を図ることが可能となる。横梁１３は、半割り部材である横梁部材３０同士を溶接して作られるため、接合前に補強部材を入れる場合でも作業が容易である。前後方向に分割した横梁部材３０同士の溶接箇所が、完成した横梁１３の上下の平面部分に位置するので、曲げや捩りに対して溶接箇所に応力が集中しない。また、側梁１２に対し１本の横梁１３を溶接するため、２本の横梁に比べ、挟まれた狭いスペースでの作業がなくなり、側梁１２に対する横梁１３の溶接を容易かつ確実に行うことができる。

　台車と車体とを連結する不図示の中心ピンは、横梁１３の貫通孔３３を通して取り付けられることになる。そして、その貫通孔３３内には、孔用プレート３４１の側面に、左右方向に振動する車体を機械的に止める不図示のストッパなどが取り付けられる。この点、台車枠１では、横梁１３の貫通孔３３が長円形状であって面積が広いため、中心ピンの他にストッパなどの取り付けを可能とし、その作業も行い易くなる。

　次に、図５は、横梁１３の第２加工パターンについて示した斜視図である。これは、横梁１３を上下方向に分割した構造であって、一対の横梁部材４０を溶接して一つの横梁１３を形成したものである。横梁部材４０も鋼板がプレス成形されたものである。
　横梁部材４０は、横梁１３の接合部３１に相当する接合部分４１０と、中間部３２に相当する中間部分４２０によって構成されている。中間部分４２０は、接合部分４１０よりも幅が広く、中央に長円形状の貫通孔４３１が形成されている。接合部分４１０の縁部４１１はなだらかな曲線であるのに対し、中間部分４２０の縁部４２１は平面である。

　こうした一対の横梁部材４０は上下に重ね合わされ、その合わせ部分が溶接される。その際、必要に応じて横梁部材４０内に補強板や補助空気室のための仕切板などが取り付けられる。その後、貫通孔４３１部分には、図１に示すように、長円形状に沿って孔用プレート３４１が溶接され、接合部分４１０の両端部には長円形状の塞ぎ板３４２が溶接され、開口部分が塞がれる。こうして図１に示す１本の横梁１３が形成される。

　第２加工パターンでも、横梁１３を一つの部材として構成することにより、材料を少なくして形成することができ、台車枠１の軽量化及びコストの低減が可能になる。また、横梁１３は、半割りの横梁部材４０に対して補強部材などを取り付けることができ、作業が容易である。また、上下方向に分割した横梁部材４０同士の溶接箇所が、完成した横梁１３の角部ではなく曲面部分や平面部分に位置するので、曲げや捩りに対して応力が集中し難い。

　続いて、図６は、横梁１３の第３加工パターンについて示した斜視図である。これは、第２加工パターンと同様に、横梁１３を上下方向に分割した構造であって、一対の横梁部材５０を溶接して一つの横梁１３を形成したものである。横梁部材５０も鋼板がプレス成形されたものである。
　横梁部材５０は、横梁１３の接合部３１に相当する接合部分５１０と、中間部３２に相当する中間部分５２０によって構成されている。中間部分５２０は、接合部分５１０よりも幅が広く、中央に長円形状の貫通孔５３０が形成されている。横梁部材５０は、幅方向両端部分と貫通孔５３０周縁部分に、折り曲げられた縁部５１１，５２１，５３１が形成されている。接合部分５１０の縁部５１１はなだらかな曲線であり、中間部分５２０や貫通孔５３０の縁部５２１，５３１は平面である。

　こうした一対の横梁部材５０は上下に重ね合わされ、その合わせ部分が溶接される。その際、貫通孔５３０は上下の縁部５３１同士が溶接され、それが図１に示す孔用プレート３４１の構成に相当する。また、横梁部材５０同士を溶接する際には、横梁部材５０内には必要に応じて補強板や補助空気室のための仕切板などが取り付けられる。そして、接合部分５１０の端部には長円形状の塞ぎ板３４２が溶接され、開口部分が塞がれる。こうして図１に示す１本の横梁１３が形成される。

　第３加工パターンでも、横梁１３を一つの部材として構成することにより、材料を少なくして形成することができ、台車枠１の軽量化及びコストの低減が可能になる。また、横梁１３は、半割りの横梁部材５０に対して補強部材などを取り付けることができ、作業が容易である。また、上下方向に分割した横梁部材５０同士の溶接箇所が、完成した横梁１３の角部ではなく曲面部分や平面部分に位置するので、曲げや捩りに対して応力が集中し難い。更に、貫通孔５３０の周縁部分に縁部５３１を形成するため、孔用プレート３４１の代わりになり、工数を減らすことができる。

　台車枠１には、図１に示すように、側梁１２を貫通した横梁１３の接合部３１に、空気バネを取り付けるためのバネ受け８５が設置されている。横梁１３は、その内部空間が補助空気室となり、バネ受け８５に取り付けられた空気バネ内部と連通している。従って、空気バネは、補助空気室の分だけ見かけ上容積が大きくなる。補助空気室と空気バネとの間には絞り弁が設けられ、粘性減衰特性を発揮させるようにしている。横梁１３には、左右の空気バネに対し、２つに仕切った補助空気室が形成されている。すなわち、一方の横梁部材３０，４０，５０に予め仕切板が溶接され、前述したように他方の横梁部材３０，４０，５０と重ね合わせて溶接を行うことで、台車枠１の左右に配置する空気バネの補助空気室が容易に形成できる。

　例えば、補助空気室の構成は、単純に左右に分ける他、図２の横梁部材３０によって横梁１３を構成する場合には、図７に示すように構成する。すなわち、一方の横梁部材３０の開口部分を仕切板３５によって予め塞ぎ、その後、横梁部材３０同士を重ね合わせて溶接することにより、前後方向に分けた補助空気室を構成する。更に、図５の横梁部材４０（図６の横梁部材５０も同じ）によって横梁１３を構成する場合には、図８に示すように構成する。すなわち、一方の横梁部材４０の開口部を仕切板４５によって予め塞ぎ、その後、横梁部材４０同士を重ね合わせて溶接することにより、上下方向に分けた補助空気室を構成する。なお、図８のように上下に補助空気室を構成する場合、下に位置する補助空気室は、仕切板４５を通して形成された不図示の配管によって空気バネと連通する。

（第２実施形態）
　ところで鉄道車両は、車種に応じて台車の構造が異なるため、モータやユニットブレーキなどの各機器の取り付け高さに違いがある。そのため、従来の台車から図１に示す台車枠１に設計変更が行われた場合、モータなどの各機器がそのままでは取り付けられない場合が生じる。特に横梁１３は、中間部３２によってモータ８１の配置が歯車装置８２に近くなったため、モータ接続用の短いブラケットによって高さ調整することが困難になった。その一方で、製造コストを抑えるためには、既存の機器をそのまま使用することが求められ、台車枠の設計変更に応じて各機器を変更することは好ましくない。

　そこで、第１実施形態の台車枠１に関し、側梁１２に対する横梁１３の接合位置を上下に変化させることを考える。しかし、台車枠１は、横梁１３の高さを上下させると、接合部３１を挿入する貫通孔が側梁１２の上面や下面に近づきすぎて強度低下などの不具合が生じ得る。つまり、台車枠１の場合、横梁１３の接合位置を上下に変化させる自由度は極めて小さい。一方で、接合位置の自由度を上げるため、側梁１２の中間部２２の高さ寸法を大きくしたのでは、台車重量が重くなってしまう。また、側梁１２の設置高さを上下させたのでは、その他の設計変更が必要になってしまう。

　そこで次に、第１実施形態で挙げた横梁の効果をそのままにし、既存の機器にも対応が可能な台車枠を提案する。図９は、第２実施形態の台車枠を示した斜視図であり、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明する。この台車枠２は、横梁１６が左右２本の側梁１２を貫き、溶接によって一体になったものであり、側梁１２に対する横梁１６の接合位置の自由度を高めたものである。横梁１６は、長手方向（Ｘ方向）に見た断面が扁平形状であって側梁１２を貫通する左右の接合部６１と、長円形状の貫通孔６４を有する中間部６２とから構成されている。前後方向（Ｙ方向）に見た接合部６１の縁はなだらかな曲線で形成され、中間部６２の縁は平面で形成されている。

　図１０は、横梁１６の側面を図９のI－I断面で示した図である。横梁１６は、図示するように、中間部６２から接合部６１にかけて、上下両面が傾斜した段差部６３を介して変化している。つまり、接合部６１の厚さ方向の寸法が中間部６２よりも小さく、接合部６１が上下方向に絞った薄形形状をしている。こうした形状の横梁１６は、例えば図５に示すものと同様に、一対の横梁部材がプレス成形され、上下に重ねて溶接することにより形成される。その際、必要に応じて横梁部材内に補強板や補助空気室のための仕切板などが取り付けられる。貫通孔６４の部分には、図９に示すように長円形状に沿って孔用プレート６４１が溶接され、接合部６１の両端部には長円形状の塞ぎ板６４２が溶接され、開口部分が塞がれる。こうして１本の横梁１６が形成される。

　図１１は、側梁１２と横梁１６との接合部分を、図９のＸ方向から示した側面図である。ここでは、第１実施形態の横梁１３を二点鎖線で示している。この図から分かるように、横梁１６の接合部６１は、横梁１３の接合部３１よりも幅が広い分、上下方向の厚みを薄くした形状をしている。横梁１６は、接合部６１の厚みを薄くしたことにより、横梁１３に比べ、側梁１２に対する接合位置を、上下方向に変位することが可能な範囲が広がった。一方、接合部６１は、厚みが薄い分、強度の低下を抑えるため、幅方向の寸法が横梁１３よりも大きい。

　横梁１３，１６の具体的な寸法について一例を示す。横梁１３，１６は、共に１５ｍｍ厚の鋼板がプレス成型されたものである。横梁１６の接合部６１は、両端の半円部分６１１と、その間を結ぶ直線部分６１２からなる長円形である。半円部分６１１の半径Ｒは、６７．６ｍｍであり、直線部分６１２の長さＬが４６５ｍｍである。一方、横梁１３の接合部３１は、半径部分３１１の半径が８２．６ｍｍ、直線部分３１２の長さが３６５ｍｍの寸法で形成されている。従って、接合部６１は、接合部３１よりも厚さが３０ｍｍ薄く、幅方向に７０ｍｍ長くなっている。

　よって、横梁１６は、接合部６１が薄く形成された分だけ、側梁１２に対する接合位置を、上下方向に変位させることが可能になる。そのため、各車両に応じた横梁１６の接合高さとした台車枠２を製造することにより、既存の機器をそのまま使用することができ、コストを抑えることが可能になる。そして、横梁１６は、中間部６２によってモータ８１と歯車装置８２（図４参照）の取り付け位置が近く、接合部６１によってユニットブレーキ８３（図４参照）の取り付けスペースが広いなど、第１実施形態の横梁１３と同様の効果が得られる。また、接合部６１の断面係数は、接合部６１の横幅を広くすることにより、第１実施形態の接合部３１とほぼ同じ値になり、必要な強度が確保されている。

（第３実施形態）
　前記第２実施形態の横梁１６は、図５に示すものと同様に、上下対称の横梁部材がプレス成形され、それらを重ね合わせたものである。こうした構成であれば、金型を一種類にすることができる。ただし、こうした構造のものばかりではなく、上下非対称であってもよい。

　図１２は、第３実施形態の台車枠について横梁を示した側面図であり、図１０と同様に、図９のI－Iの位置で示したものである。側梁１２の構造は前記実施形態と同様であるため、台車枠全体の図面は省略し、特徴部分である横梁１７の側面を示した。この台車枠３を構成する横梁１７は、上下が非対称であり、下側が第１実施形態の横梁１３と同じ形状であり、上側が第２実施形態の横梁１６と同じ形状をしている。つまり、横梁１７の上面は、中間部７２から接合部７１にかけて傾斜した段差部７３を介して変化し、接合部７１の厚さが薄くなるように形成されている。

　よって、横梁１７は、接合部７１が薄く形成された上側の分だけ、側梁１２に対する接合位置を、上側に変位させることが可能になる。そのため、各車両に応じた横梁１７の接合高さとした台車枠３を製造することにより、既存の機器をそのまま使用することができ、コストを抑えることが可能になる。そして、この横梁１７でも、中間部７２や接合部７１に対するモータ８１やユニットブレーキ８３（図４参照）の取り付けにおいて、第１実施形態の横梁１３と同様の効果が得られる。なお、台車枠３は、横梁１７の接合位置を上げる場合の構成であり、逆に接合位置を下げるには、横梁１７を上下反転させればよい。

（第４実施形態）
　次に、上下非対称の構成の場合、図１３に示すように段差部を形成した横梁であってもよい。図１３は、第４実施形態の台車枠について横梁を示した側面図であり、図１０と同様に、図９のI－Iの位置で示したものである。側梁１２の構造は前記実施形態と同様であるため、台車枠全体の図面は省略し、特徴部分である横梁１８の側面を示した。この台車枠４を構成する横梁１８は、接合部８１から中間部８２へかけて、上下の面が同じように変化する傾斜した段差部８３が形成され、接合部８１よりも中間部８２の位置が高くなるように形成されている。接合部８１、中間部８２および段差部８３の厚さはほぼ同じである。

　本実施形態の台車枠４は、横梁１８の接合位置を変位させることなく、段差部８３の傾きによって中間部８２の高さを調整するものである。そのため、各車両に応じて横梁１８を構成し、台車枠４を製造することにより、既存の機器をそのまま使用することができ、コストを抑えることが可能になる。そして、横梁１８でも、中間部８２や接合部８１に対するモータ８１やユニットブレーキ８３（図４参照）の取り付けにおいて、第１実施形態の横梁１３と同様の効果が得られる。なお、台車枠４は、横梁１８に対するモータなどの取付位置を上げる場合の構成であり、逆に接合位置を下げるには、横梁１８を上下反転させればよい。

（第５実施形態）
　ところで、第２実施形態では、図１１に示すように、上下に薄くした分、横幅を広げて必要な強度を確保するようにした。断面係数を考慮した場合、断面二次モーメントの値を大きくするように、接合部の断面形状を変化させることでも対応が可能である。具体的には、横梁１９の接合部９１が、図１４に示す断面形状で形成されている。すなわち、第５実施形態の台車枠５では、上下方向の厚みを薄くした直線部分９１２の両端に、直線部分９１２の上下寸法よりも大きい直径の円形部分９１１が形成されている。

　よって、横梁１９は、接合部９１が薄く形成された分だけ、側梁１２に対する接合高さを上下に変位させることが可能になる。そのため、各車両に応じた横梁１９の接合高さとした台車枠５を製造することにより、既存の機器をそのまま使用することができ、コストを抑えることが可能になる。

　以上、本発明の台車枠について実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　前記実施形態１，２に記載した横梁１３，１６などは、接合部３１，６１の断面を長円形状にしたが、その他にも例えば断面を楕円形にしたものであってもよい。
　また、前記実施形態２乃至５の横梁１６、１７，１８，１９は、上下方向に分割した上下の横梁部材を重ね合わせたものを示したが、第１実施形態の図２に示すように、前後方向に分割した前後の横梁部材を重ね合わせるようにしたものであってもよい。

Claims (10)

1. 　レールに沿って前後方向に配置された左右の側梁に対し、枕木に沿った左右方向に配置された１本の横梁が接合されたものであり、
   　前記横梁は、上下方向の厚さ寸法よりも前後方向の幅寸法が大きい扁平形状であって、前記側梁に接合される左右の接合部と、その左右の接合部に挟まれた中間部とを有し、前記接合部の前後方向の幅寸法よりも前記中間部の前後方向の幅寸法が大きく、前記中間部には貫通孔が形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
2. 請求項１に記載する鉄道車両用台車枠において、
   　前記接合部の前後方向端面は曲面であり、前記中間部の前後方向端面は平面であることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
3. 請求項１又は請求項２に記載する鉄道車両用台車枠において、
   　前記中間部に形成された貫通孔が左右方向に長い長円形状であることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する鉄道車両用台車枠において、
   　前記横梁は、前記接合部の上下方向の厚さ寸法が前記中間部よりも小さいものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
5. 請求項４に記載する鉄道車両用台車枠において、
   　前記横梁は、上下の面が前記中間部から前記接合部にかけて傾斜した段差部を介して変化し、上下対称に形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
6. 請求項４に記載する鉄道車両用台車枠において、
   　前記横梁は、上面又は下面の一方が前記中間部から前記接合部にかけて傾斜した段差部を介して変化し、上下の面が非対称に形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
7. 請求項４に記載する鉄道車両用台車枠において、
   　前記接合部の前後方向端部は、前記中間部の厚さ寸法よりも大きい直径の円形部として形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
8. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する鉄道車両用台車枠において、
   　前記横梁は、前記中間部と接合部との間に傾斜した段差部分が形成され、前記中間部と前記接合部の上下方向の高さが異なるものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載する鉄道車両用台車枠において、
   　前記横梁は、前後方向又は上下方向に２分割した一対の横梁部材がプレス成形によって鋼板から形成され、その横梁部材同士が溶接によって接合されて一体になったものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
10. 請求項９に記載する鉄道車両用台車枠において、
    　前記横梁部材に仕切板を溶接し、左右に配置される空気バネの補助空気室を構成するようにしたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。

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