JP2003291808A - 鉄道車両の軸箱支持装置 - Google Patents

鉄道車両の軸箱支持装置

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徹 此川
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浩 新村
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薫樹 野村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤振動による周辺の環境破壊を防止すると
ともに、軸はり式に見られる欠点を解消して、重量軽減
と走行性能の向上を図る。 【解決手段】 車軸２を回転可能に納めた軸箱３を、軸
箱３の真上に配置されて台車枠４の上下荷重を負担する
軸バネ５と、軸箱３の側部から車体前後方向に延びる支
持腕６先端と台車枠４との間に配置されて、台車枠４に
対して上下左右及び前後方向に弾性支持する上下一対の
円筒積層ゴム７ａ，７ａｂとで支持する。円筒積層ゴム
７ａ，７ｂ間に形成した空隙９に高粘度の液体Ｌを封入
して減衰機能を発揮させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の軸箱支
持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、新幹線の軸箱支持装置では、特
開２０００−２８０９０３号公報に示されるように、車
軸を回転可能に納めた軸箱と、軸箱の車体前後方向両側
部から水平に延びる２本の支持腕と、両支持腕にそれぞ
れ配置されて台車枠の上下荷重を負担する軸バネと、各
軸バネ内に配置されて前記軸箱の台車枠に対する上下左
右及び前後方向の運動を弾性支持する円筒積層ゴムとを
備えたウイングバネ式軸箱支持装置や、特開平５−２３
８３８９号公報に示されるように、車軸を回転可能に納
めた軸箱と、該軸箱の真上に配置されて台車枠の上下荷
重を負担する軸バネと、前記軸箱の車体前後方向一方の
側部から水平に延びる支持腕と、該支持腕の先端と前記
台車枠との間に配置されて前記軸箱の台車枠に対する上
下左右及び前後方向の運動を弾性支持する円筒積層ゴム
とを備えた軸はり式軸箱支持装置が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ウイングバ
ネ式軸箱支持装置は、３００ｋｍ／ｈを越えるような高
速走行をした場合に、軸箱支持装置の構成部品が多く、
軸バネ下質量も大きいために地盤振動が激しくなり、周
辺の環境破壊を招く虞がある。軸はり式軸箱支持装置
は、ウイングバネ式よりも構成部品が少なくバネ下質量
が小さいため、地盤振動への影響は少ないが、支持腕の
長さによる円弧運動が軸箱の上下変位の中に混在し、台
車の左右又は対角位置の軸バネ上下変位量が異なる場合
は、前後車軸の平行度と対角寸法に狂いが生じるため、
走行性能を維持できる範囲での上下変位に限界がある。
また、支持腕の先で左右力を受けるため、車軸を支承す
る軸受けに対して余分なコジリ荷重が作用するという欠
点がある。
【０００４】そこで本発明は、さらなる高速化を目指
し、地盤振動による周辺の環境破壊を防止するととも
に、軸はり式に見られる欠点を解消して、重量軽減と走
行性能の向上を図った鉄道車両の軸箱支持装置を提供す
ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明は、車軸を回転可能に納めた軸箱と、該軸
箱の真上に配置されて台車枠の上下荷重を負担する軸バ
ネと、前記軸箱の側部から車体前後方向に延びる支持腕
と、該支持腕の先端と前記台車枠との間に配置されて前
記軸箱を台車枠に対して上下左右及び前後方向に弾性支
持する円筒積層ゴムとを備えた鉄道車両の軸箱支持装置
において、前記円筒積層ゴムは、間に空隙を有する上下
一対の円筒積層ゴムから構成されていることをを特徴と
している。また、前記円筒積層ゴムは台車枠に鉛直方向
に設けられた支持軸に取り付けられていること、前記空
隙中に高粘度の液体を封入したこと、前記支持腕は、前
記軸箱の一方の側部又は両側部に設けられていること、
前記軸バネ内に円筒積層ゴムを備えたこと、前記軸バネ
は、その上下方向中心線が前記車軸の上下方向中心線よ
りも前記支持腕と反対側に偏倚されていることが好まし
い。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示される実
施形態例に基づいて説明する。図１及び図２は本発明の
第１実施形態例を示すもので、軸箱支持装置１は、車軸
２を回転可能に納めた軸箱３と、該軸箱３の真上に配置
されて台車枠４の上下荷重を負担するコイル状の軸バネ
５と、前記軸箱３の車体前後方向一方の側部から水平方
向に延びる支持腕６と、該支持腕６の先端と前記台車枠
４との間に配置されて前記軸箱３を台車枠４に対して上
下左右及び前後方向に弾性支持する円筒積層ゴム７とを
備えている。
【０００７】前記軸バネ５は、二重のコイルバネで、そ
の上下方向中心線を車軸２の上下方向中心線上となる前
記軸箱３の真上にして配置されており、上下方向の荷重
の大部分を負担するようバネ定数が設定されている。前
記支持腕６は、前記軸箱３と前記支持軸８とが近接する
ように従来よりも短く形成されている。
【０００８】前記円筒積層ゴム７は、間に空隙９を有す
る上下一対の円筒積層ゴム７ａ，７ｂから構成され、前
記支持腕６の先端に上下方向に形成された孔６ａ内に配
置され、台車枠４に鉛直方向に設けられた支持軸８に取
り付けられている。各円筒積層ゴム７ａ，７ｂは、支持
軸８に取り付けられる内筒の車体前後方向に円筒状のゴ
ムと金属板とを交互に複数枚積層し、車体左右方向にゴ
ムをくりぬいた空間部を形成しており、上下方向の荷重
の２〜３割を負担し、また、左右・前後方向にも荷重負
担ができるように、ゴム強度に余裕を持たせて設定され
ている。
【０００９】前記支持軸８は、台車枠４の側梁１０に形
成した下方から上方へ向けて細くなるテーパ孔１０ａ，
１０ｂに、テーパ軸部８ａ，８ｂをそれぞれ係合して、
側梁１０上部から螺着されるボルト１１にて側梁１０に
取り付けられている。前記空隙９内には、外筒９ａとの
間に僅かなスリットを形成する円盤９ｂが支持軸８に設
けられるとともに、該円盤９ｂの上下にシリコンオイル
等の高粘度の液体Ｌが封入されている。これにより、円
筒積層ゴム７ａ，７ｂに作用する上下方向の変位に対す
る減衰機能が発揮される。
【００１０】この構成によれば、１本の支持腕６で済む
ため、バネ下重量を軽減でき、また、軸箱３が真上に配
置された軸バネ５と、短い支持腕６先端の上下一対の円
筒積層ゴム７ａ，７ｂとで支持されるから、軸箱３の動
きは垂直方向に近い動きとなり、軸箱３の上下変位の中
に混在する円弧運動が少なくなる。さらに、支持腕６が
短いから、車軸２を支承する軸受けに対して作用する左
右力によるコジリモーメントも小さくなり、軸受けに対
する攻撃性が低下する。しかも、上下一対の円筒積層ゴ
ム７ａ，７ｂ間の空隙９に高粘度の液体Ｌを封入して減
衰機能を発揮させることにより、従来用いられていた軸
ダンパを廃止できてさらなるバネ下重量の軽減が図れ
る。また、支持軸８を台車枠４にテーパ結合することに
より、ガタの無い取付構造となるとともに、支持軸８と
台車枠４との間に水が進入して錆が発生する不具合を解
消することができる。
【００１１】図３及び図４は本発明の第２実施形態例を
示すもので、以降の実施形態例において前記第１実施形
態例と同一要素には同一の符号を付して説明を簡略にす
る。本実施形態例は、前記第１実施形態例の構造に加え
て、軸バネ５内に円筒積層ゴム１２を配置したもので、
該円筒積層ゴム１２は、軸箱３の上面に設けられた支持
軸１３に取り付けられ、台車枠４の断面ハット型バネ受
け座１４内に挿入支持されている。
【００１２】この構成により、前記第１実施形態例の効
果に加えて、段違いに平行配置した軸箱３側部の円筒積
層ゴム７ａ，７ｂと軸箱３上部の円筒積層ゴム１２とに
より、軸箱３の動きをより垂直変位に近づけることがで
き、輪軸の軸間距離、対角寸法の変化を小さくする作用
を発揮して、走行性能の向上を図ることができる。
【００１３】図５及び図６は本発明の第３実施形態例を
示すもので、台車枠４の上下荷重を負担する軸バネ５を
真上に配置した軸箱３は、車体前後方向両側部から水平
方向に延びる支持腕６，６を有し、各支持腕６の先端と
前記台車枠４との間にそれぞれ前記円筒積層ゴム７ａ，
７ｂを配置している。
【００１４】この構成により、各円筒積層ゴム７が平行
配置されるので、軸箱３の動きをより垂直変位に近づけ
るとともに、両円筒積層ゴム７の上下一対の円筒積層ゴ
ム７ａ，７ｂ間に封入した液体Ｌによる減衰効果を拡大
して、走行性能の向上を図ることができる。また、一方
の円筒積層ゴムに減衰機能の無い円筒積層ゴムを使用し
た場合は、コストの低減を図れるとともに、円筒積層ゴ
ムの耐久性を異ならしめるから、両円筒積層ゴムが同時
に壊れることを防止する保守上の安全性を図る効果を期
待することも可能である。
【００１５】図７は本発明の第４実施形態例を示すもの
で、本実施形態例は、軸バネ５をその上下方向中心線Ｃ
１を前記車軸２の上下方向中心線Ｃ２よりも前記支持腕
６と反対側に偏倚させて配置したもので、上下方向の荷
重によって支持軸８を中心にして軸箱３に発生する回転
モーメントを軸バネ５の偏倚より打ち消して、軸箱３の
動きをより垂直変位に近づけるものである。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の鉄道車両
の軸箱支持装置は、軸箱を、軸箱の真上に配置される軸
バネと、軸箱の側部から車体前後方向に延びる支持腕先
端と台車枠との間に配置される間に空隙を有する上下一
対の円筒積層ゴムとで支持したので、バネ下重量を軽減
でき、地盤振動による周辺の環境破壊を防止するととも
に、軸箱の動きが垂直方向に近い動きとなり、軸箱の上
下変位の中に混在する円弧運動が少なくなり、輪軸の軸
間距離、対角寸法の変化を小さくして、走行性能の向上
を図ることができる。また、車軸を支承する軸受けに対
して作用する左右力によるコジリモーメントも小さくな
り、軸受けに対する攻撃性が低下する。さらに、上下一
対の円筒積層ゴム間の空隙に高粘度の液体を封入して減
衰機能を発揮させることにより、従来用いられていた軸
ダンパを廃止できてさらなるバネ下重量の軽減が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態例の軸箱支持装置を示す断面側
面図
【図２】 同じく断面平面図
【図３】 第２実施形態例の軸箱支持装置を示す断面側
面図
【図４】 同じく断面平面図
【図５】 第３実施形態例の軸箱支持装置を示す断面側
面図
【図６】 同じく断面平面図
【図７】 第４実施形態例の軸箱支持装置を示す断面側
面図
【符号の説明】
１…軸箱支持装置、２…車軸、３…軸箱、４…台車枠、
５…軸バネ、６…支持腕、７ａ，７ｂ…上下一対の円筒
積層ゴム、８…支持軸、９…空隙、Ｌ…液体、１２…円
筒積層ゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｐ 13/00 ６２０Ｑ (72)発明者 野村 薫樹 愛知県名古屋市熱田区三本松町１番１号 日本車輌製造株式会社内 (72)発明者 福井 康之 愛知県名古屋市熱田区三本松町１番１号 日本車輌製造株式会社内 Ｆターム(参考） 3J047 AA02 CA02 CD02 FA04 3J048 AA02 AC04 BA18 BB03 BC02 BD03 BE03 DA01 EA15 EA16 3J059 AE04 BA01 BA43 BA52 BB09 BC01 BC06 BD05 GA02

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車軸を回転可能に納めた軸箱と、該軸箱
    の真上に配置されて台車枠の上下荷重を負担する軸バネ
    と、前記軸箱の側部から車体前後方向に延びる支持腕
    と、該支持腕の先端と前記台車枠との間に配置されて前
    記軸箱を台車枠に対して上下左右及び前後方向に弾性支
    持する円筒積層ゴムとを備えた鉄道車両の軸箱支持装置
    において、前記円筒積層ゴムは、間に空隙を有する上下
    一対の円筒積層ゴムから構成されていることを特徴とす
    る鉄道車両の軸箱支持装置。
  2. 【請求項２】 前記円筒積層ゴムは、台車枠に鉛直方向
    に設けられた支持軸に取り付けられていることを特徴と
    する請求項１記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
  3. 【請求項３】 前記空隙中に高粘度の液体を封入したこ
    とを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両の軸箱支
    持装置。
  4. 【請求項４】 前記支持腕は、前記軸箱の一方の側部に
    設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいず
    れかに記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
  5. 【請求項５】 前記支持腕は、前記軸箱の両側部に設け
    られていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
    に記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
  6. 【請求項６】 前記軸バネ内に円筒積層ゴムを備えたこ
    とを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の鉄道
    車両の軸箱支持装置。
  7. 【請求項７】 前記軸バネは、その上下方向中心線が前
    記車軸の上下方向中心線よりも前記支持腕と反対側に偏
    倚されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
    かに記載の鉄道車両の軸箱支持装置。
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