JP2000280903A - 鉄道車両用軸箱支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円錐ゴム式軸バネの本来の機能を低下させる
ことなく、積層ゴムの剥離を効果的に防止し、耐久性の
向上を図ることができる、鉄道車両用軸箱支持装置の技
術を提供することを課題とする。 【解決手段】 台車の台車枠１と輪軸１０ａとの間に軸
バネ１２Ａを含む軸箱支持装置Ｊを設け、軸バネ１２Ａ
を、積層ゴムを有する円錐ゴム式軸バネ１２とコイルバ
ネ１３との組み合わせにより、台車の前後方向、上下方
向及び左右方向の荷重を負担する構造とし、積層ゴム構
造の円錐ゴム式軸バネ１２は、同心円状に配置した径の
異なる複数の金属製円筒体１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１
２ｄと、各円筒体相互を連結する形態で各円筒体間に装
填したゴム１２ｅとを含み、そのゴム層に対する引張圧
縮応力を軽減する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用軸箱支
持装置に関し、特に、台車の前後方向、上下方向及び左
右方向の適切な軸箱支持剛性を、積層ゴムを有する円錐
ゴム式軸バネとコイルバネとの組み合わせによって与え
る構造とした鉄道車両用軸箱支持装置の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両の台車において、乗り心地（防
振）を重視した客電車台車では、通常２段のばねが用い
られる。例えば輪軸と台車枠との間に軸ばねを設け、台
車枠と車体の間にまくらばねを設ける。そして、輪軸と
台車枠の水平面内の位置決めのために軸箱支持装置があ
り、また、台車枠と車体の左右方向の緩衝のために揺れ
まくら装置がある。近代的な台車では空気ばねを用い
て、まくらばねに揺れまくら装置を兼用させている。軸
ばね、軸箱支持装置を総称して１次ばね系と呼び、まく
らばね、揺れまくら装置を総称して２次ばね系と呼んで
いる。

【０００３】ところで、１次ばね系に要求されることと
して、以下の点を挙げることができる。 （１） 上下方向の荷重を支え、適切な上下ばね定数を
与えられること。 （２） 前後輪軸を平行にかつ台車枠に対して適切な位
置に保持できること。 （３） 輪軸の台車枠に対する適切な左右、前後ばね定
数を与えられること。 （４） できるだけ軽量で部品点数も少ないこと。

【０００４】こうした要求を充足する鉄道車両用台車の
１次バネ系として、図４〜図６に示す構造のものが知ら
れている。

【０００５】ここで、まず、図４に示す台車の概略構成
について説明する。この図４に示す台車は、いわゆるボ
ススタレス台車であり、１がその台車枠である。２は台
車枠１の円管横バリ、３は牽引バリ、４は左右動ダン
パ、５は台車に対する車体の中心ピン、６はボルスタレ
ス台車用の空気バネ、７は芯皿ゴム、８は踏面ブレーキ
装置、９はディスクブレーキ装置、１０は車輪、１１は
密封式片ツバ円筒コロ軸受をそれぞれ示している。そし
て、このコロ軸受１１と台車枠１との間に、複数の円錐
ゴム式軸バネ１２を配置している。この軸バネ１２は、
輪軸１０ａの両端側についてそれぞれ２個ずつ、合計８
個配置している。

【０００６】軸バネ１２は、図５及び図６に示すよう
な、いわゆる積層ゴム構造である。具体的には、外筒１
２１と、曲率半径が順次小さくなった平面円弧状の長尺
インナープレート１２２、１２３、１２４及び短尺イン
ナープレート１２５、１２６、１２７と、内筒１２８
と、それら外筒１２１と各長尺インナープレート及び短
尺インナープレートと内筒１２８との間に装填されたゴ
ム１２９とから成る積層ゴム構造である。

【０００７】即ち、内筒１２８を中心として、各長尺イ
ンナープレート及び短尺インナープレートが同心状に配
置され、一番外側に外筒１２１が配置されている。各長
尺インナープレート１２２、１２３、１２４は、平面的
に見て、台車の前後方向に対応する位置に対をなす形態
で配置され、短尺インナープレート１２５、１２６、１
２７は台車の左右方向に対応する位置に対をなす形態で
配置されている。そして、各長尺インナープレートと各
短尺インナープレートとの間に、外筒及び内筒の周方向
に間隔をもつ間隙部分ａが形成されている。この間隙部
分ａは４箇所あり、ここにはゴム１２９も装填されてい
ない空間層となっている。

【０００８】このような構造の軸バネ１２によって、上
下、前後、左右荷重を負担するが、その場合の加重負担
はゴム１２９のせん断、圧縮で負担することになる。そ
のため、ゴムのへたりが早く、また、上下のバネ定数が
硬すぎるきらいがあった。

【０００９】そこで、近年においては、図７及び図８に
示すような軸バネを多く採用している。これは、上記構
成の円錐ゴム式軸バネ１２とコイルバネ１３とを組み合
わせたもので、台車枠１とコロ軸受１１との間に円錐ゴ
ム式軸バネ１２を配置すると共に、その外側にコイルバ
ネ１３を配置し、円錐ゴム式軸バネ１２には、ゴム１２
９のせん断方向の荷重を軽減させるような構造としたも
のである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た軸バネを含む鉄道車両用軸箱支持装置においては、積
層ゴム構造としている、ゴム１２９間の長尺及び短尺の
各インナープレートが円弧状であるために、ゴム１２９
の剥離現象が部分的に生じる可能性があり、耐久性の点
で問題があった。

【００１１】この原因をさらに考察してみると、インナ
ープレート間の間隙部分ａが４箇所もあり、その４箇所
で分断された形態で各インナープレートが独立している
ために、各インナープレートの挙動も複雑になることが
考えられる。

【００１２】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、円錐ゴム式軸バネの本来の機能を低下させ
ることなく、積層ゴムの剥離を効果的に防止し、耐久性
の向上を図ることができる、鉄道車両用軸箱支持装置の
技術を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、鉄道車両用台車の台車枠と輪軸との間
に軸バネを含む軸箱支持装置を設け、軸バネを、積層ゴ
ムを有する円錐ゴム式軸バネとコイルバネとの組み合わ
せにより、台車の前後方向、上下方向及び左右方向の荷
重を負担する構造とした鉄道車両用軸箱支持装置におい
て、積層ゴムは、同心円状に配置した径の異なる複数の
金属製円筒体と、各円筒体相互を連結する形態で各円筒
体間に装填したゴムとを含み、そのゴム層に対する引張
圧縮応力を軽減する構成とした。ここで、金属製円筒体
間に装填されているゴムは、円筒体の周方向に間隔をお
いて間隙部分を形成する円弧状である構成とすることも
できる。その場合、間隙部分が台車の左右方向に対応し
た位置にある構成とするのが好適である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付の図１〜図３を参照して説明する。図１
は、本発明の実施の形態に係る円錐ゴム式軸バネの平面
図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は、この円
錐ゴム式軸バネとコイルバネとの組み合わせからなる軸
箱支持装置の要部の側面図である。なお、これらの図に
おいて、従来技術と基本的に同一構成要素については同
一符号を付してその説明を簡略化する。

【００１５】これらの図から理解できるように、本実施
の形態に係る鉄道車両用軸箱支持装置も、基本的には従
来のものと同様に、台車の台車枠１と輪軸１０ａとの間
に軸バネ１２Ａを含む軸箱支持装置Ｊを設け、軸バネ１
２Ａを、積層ゴムを有する円錐ゴム式軸バネ１２とコイ
ルバネ１３との組み合わせにより、台車の前後方向、上
下方向及び左右方向の荷重を負担する構造としている。

【００１６】しかし、本実施の形態では、積層ゴム構造
の円錐ゴム式軸バネ１２は、同心円状に配置した径の異
なる複数の金属製円筒体１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２
ｄと、各円筒体相互を連結する形態で各円筒体間に装填
したゴム１２ｅとを含み、そのゴム層に対する引張圧縮
応力を軽減する構成としている。

【００１７】次いで、これらの詳細について説明する。
各円筒体のうち、１２ａは外筒を構成する第１円筒体で
あり、その第１円筒体１２ａの中に、それよりも順次小
径の第２円筒体１２ｂ、第３円筒体１２ｃ、及び内筒を
構成する第４円筒体１２ｄが配置され、それら各円筒体
間にゴム１２ｅが装填されている。ゴム１２ｅについて
は、台車の左右方向の剛性を低くするために従来と同様
に一部切り欠いて間隙部分ａを形成している。この間隙
部分ａはゴムの剛性との関係において必要に応じて設け
られ、その大きさも適宜決定される。

【００１８】外筒を構成する第１円筒体１２ａの軸方向
の長さは、内筒を構成する第４円筒体１２ｄの長さより
も短く形成されている。即ち、第１円筒体１２ａが一番
短く形成され、第２円筒体１２ｂがそれよりも長く、第
３円筒体１２ｃがさらにそれよりも長く、第４円筒体１
２ｄが一番長く形成されている。これにより全体とし
て、いわゆる概略円錐状となっている（図３参照）。な
お、図２においては、無負荷状態を示している。

【００１９】図１及び図２において、第１円筒体１２ａ
の上端側に取り付けた連結リング（図示略）を介して第
１円筒体（外筒部分）１２ａを台車枠１に固定してい
る。また、第４円筒体（内筒部分）１２ｄは、その直径
方向の対称位置に位置決め用の支持溝２１、２１を有す
る。そして、この第４円筒体１２ｄは、その支持溝を利
用しその下部に装着した支持金２２を介して軸箱受１１
の凹部３０にはめ込んで固定している。

【００２０】この実施の形態によれば、積層ゴム構造の
金属板に相当する部分を全て、第１円筒体１２ａ〜第４
円筒体１２ｄで構成しているので、ゴム１２ｅとの接着
状態が良好な形態を保持するようになる。特に、このよ
うにゴム１２ｅ間の金属板が全て円筒体となっているた
め、円筒体自体の挙動が安定し、余計な力がゴムと円筒
体との間にかからないように作用する。これにより、ゴ
ム１２ｅの剥離現象がなくなり、あるいは著しく低減さ
れ、積層ゴムとしての耐久性が向上する。

【００２１】なお、積層ゴムを有する円錐ゴム式軸バネ
とコイルバネとの組み合わせにより、台車の前後方向、
上下方向及び左右方向の荷重を負担する構造のものであ
れば、他の類似する構造となった軸箱支持装置に対して
も本発明を適用できることは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉄道車
両用台車の台車枠と輪軸との間に軸バネを含む軸箱支持
装置を設け、軸バネを、積層ゴムを有する円錐ゴム式軸
バネとコイルバネとの組み合わせにより、台車の前後方
向、上下方向及び左右方向の荷重を負担する構造とした
鉄道車両用軸箱支持装置において、積層ゴムは、同心円
状に配置した径の異なる複数の金属製円筒体と、各円筒
体相互を連結する形態で各円筒体間に装填したゴムとを
含み、そのゴム層に対する引張圧縮応力を軽減する構成
としたので、円錐ゴム式軸バネの本来の機能を低下させ
ることなく、積層ゴムの剥離を効果的に防止し、耐久性
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る円錐ゴム式軸バネの
平面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る円錐ゴム式軸バネの
断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る軸箱支持装置の要部
の側面図である。

【図４】従来例に係る円錐ゴム式軸バネを備えた台車の
斜視図である。

【図５】従来例に係る円錐ゴム式軸バネの平面図であ
る。

【図６】図５のＸ−Ｙ線に沿った断面図である。

【図７】従来例に係る円錐ゴム式軸バネを備えた台車の
部分平面図である。

【図８】従来例に係る円錐ゴム式軸バネを備えた台車の
部分側面図である。

【符号の説明】

１ 台車枠 ２ 円管横バリ ３ 牽引バリ ４ 左右動ダンパ ５ 中心ピン ６ 空気バネ ７ 芯皿ゴム ８ 踏面ブレーキ装置 ９ ディスクブレーキ装置 １０ 車輪 １０ａ 輪軸 １１ 密封式片ツバ円筒コロ軸受 １２ 円錐ゴム式軸バネ １２Ａ 軸バネ １２ａ 第１円筒体（外筒） １２ｂ 第２円筒体 １２ｃ 第３円筒体 １２ｄ 第４円筒体（内筒） １２ｅ ゴム １３ コイルバネ ２１ 支持溝 ２２ 支持金 ３０ 凹部 １２１ 外筒 １２２、１２３、１２４ 長尺インナープレート １２５、１２６、１２７ 短尺インナープレート １２８ 内筒 １２９ ゴム Ｊ 軸箱支持装置 ａ 間隙部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 一雄 埼玉県上尾市菅谷３丁目105 株式会社フ コク内 (72)発明者 千葉 雅章 埼玉県上尾市菅谷３丁目105 株式会社フ コク内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道車両用台車の台車枠と輪軸との間に
   軸バネを含む軸箱支持装置を設け、前記軸バネを、積層
   ゴムを有する円錐ゴム式軸バネとコイルバネとの組み合
   わせにより、台車の前後方向、上下方向及び左右方向の
   荷重を負担する構造とした鉄道車両用軸箱支持装置にお
   いて、前記積層ゴムは、同心円状に配置した径の異なる
   複数の金属製円筒体と、各円筒体相互を連結する形態で
   各円筒体間に装填したゴムとを含み、そのゴム層に対す
   る引張圧縮応力を軽減する構成であることを特徴とす
   る、鉄道車両用軸箱支持装置。
2. 【請求項２】 前記金属製円筒体間に装填されているゴ
   ムは、前記円筒体の周方向に間隔をおいて間隙部分を形
   成する円弧状であることを特徴とする、請求項１記載の
   鉄道車両用軸箱支持装置。
3. 【請求項３】 前記間隙部分が台車の左右方向に対応し
   た位置にあることを特徴とする、請求項２記載の鉄道車
   両用軸箱支持装置。