JPH01160777A - 軸箱支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄道車両等で台車の車軸を、軸箱と一体の軸
ハリで台車枠に支持するようにしだ軸箱支持装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

鉄道車両の車軸を台車枠に取付ける装置として、軸ハリ
式軸箱支持装置が知られている。第１０図（ａ）　、　
（ｂ）にその従来例を示す。同図において１３は車輪で
車両の反対側に相対して設けられる車輪（不図示）と同
一の車軸１に取付けられている。このような車軸２本が
台車枠１２の両端部近くに取付けられて、一つの台車が
構成される。３は車軸１の軸受は等が内蔵された軸箱で
ある。軸箱３の図の右側には、軸箱と一体に形成された
軸ハリ３′があり、弾性体７″が巻かれたピン８′によ
って台車枠１２と回転摺動可能に軸支されている。軸箱
３の図の左方にはピン１０によってリンク１１の一端が
接続され、リンク１１の他端は弾性体７″を介して台車
枠１２に結合されている。６は軸ばねで台車枠１２と車
軸１間の相対的な上下動を緩衝するためのものである。

軸ばねは軸ハリに当接するため当然軸重以上の荷重を負
担することになる。このため、軸ハリは強固で剛性の高
いものである必要があり、その慣性重量の大きさは、台
車の性能に悪い影響を与える。

この軸箱支持装置にふいては、ピン８’、１０が回転摺
動することによって、台車枠１２と車輪１３間に生じる
上下方向の振動を許容している。

第１１図に示す軸ハリ式軸箱支持装置は、摺動部を無く
したもので、軸ハリ３′と台車枠１２の結合部分を弾性
体７“を巻いたピン８′によって結合している。この軸
ハリ３′は片持ちハリであるから、車軸方向の外力に対
抗するために、弾性体７“とピン８′を図のように２組
設ける必要があり、また、車軸方向の外力およびレール
不整等によって輪重抜け（脱線）するのを防ぐため、軸
受２と軸箱体３及び軸受は押さえ５の間にも軸受支持弾
性体１４が巻かれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

近年の鉄道車両に要求される性能としては、高速走行性
能、保守の容易化及びレールに与える損傷を軽減するた
め車両重量の軽減等がある。

しかしながら、従来の技術では、第１０図の従来例で示
したようにピン８′と弾性体７“、ピン８′と台車枠１
２．ピン１０とリンク１１等の間に摺動部や間隙が存在
するために、車両かだ行動する場合の車軸方向の振動を
緩衝する性能が悪く、走行に対する安定性が低下して、
高速走行が困難になる。更に、摺動部９間隙部の経年の
摩耗による性能劣化の問題や、給油や部品交換のために
保守が煩雑になるという問題もある。

一方第１１図に示した従来例のものでは、摺動部や間隙
部はないが、軸ハリが大型化し、重量が増加するととも
に取付けのためのスペースも広く成ってしまう。更に、
第１２図にこの軸ハリ３′の断面図を示したように、軸
ハリ３′　は■方向即ち進行方向のねじり剛性が大きく
、また弾性体７″の車軸方向の間隔が広いため、軸ハリ
３′と台車枠１２との間のねじり剛性が大きい。従って
、軌道不整や、カント（カーブでの内側と外側のレール
の高低差）てい減等によって軌道が捩れている場合に輪
重抜け（若しくは脱線）するのを防ぐために、前述のよ
うに車軸１の軸受２にも弾性体７“を設ける必要があり
、構造も複雑になり軸箱３の重量も増加する等の問題が
あった。

本発明は上記の従来技術の問題点の解決を図ったもので
、高速走行の安定性が高く、保守作業を減少でき、軽量
な、軸箱支持装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、軸箱の一方に軸
ハリを形成し、軸箱体と台車枠間に軸ばねを嵌装し、軸
ハリを台車枠に軸と弾性体を介して一体的に結合し、車
両の進行方向回りのねじり剛性を軸ハリと弾性体で分担
した構成としている。

または、軸箱の一方に軸ハリをまた他方に軸支持腕を連
設して軸箱体を形成し、上記軸箱体と台車枠間に軸ばね
を嵌装し、上記軸ハリを台車枠に第１弾性体を介して一
体的に結合し、また上記軸支持腕は台車枠との間に第２
弾性体を挟着して結合し、車両の進行方向に対する上記
第２弾性体のねじり剛性が同方向の上記軸ハリと第１弾
性体との合成したねじり剛性より充分小さい構成として
いる。

〔作　用〕

本発明の作用を第１図、第２図によって説明する。

軸箱体４は軸箱３．軸ハリ３′からなる一体で形成され
ており、台車枠１２に弾性体７を介在して摺動部分や隙
間がないように取付けられている。

車軸１と台車枠１２間の相対的上下運動は、軸ハリ３′
と台車枠１２の間に設けた弾性体７の軸８を中心にして
、軸箱体４が揺動運動することにより許容される。

軸ハリ３′は進行方向に対しての捩れを許容し、弾性体
７のねじり剛性と直列に連結し、軸箱体４と台車枠１２
間の合成されたねじり剛性を低下させるので、車軸１と
台車枠１２間のローリング相対変位を許容し易くなり、
装置全体として車軸と台車枠間の前後左右及び上下の振
動に対しがたつきなく追従できる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図から第３図を用いて説明する。

車輪１３の車軸１を支持する軸箱３には台車の進行方向
Ｃの前後に張り出した軸ハリ３′が設けられて軸箱体４
を形成している。軸箱体４は軸ばね６を介在させて台車
枠１２に取付けられるが、軸ハリ３′　は台車枠１２の
軸ハリ支持部で、弾性体７と軸８によって軸結合してい
る。

弾性体７は軸８と接着されており、滑りを生じさせない
構造とし、軸８と台車枠１２は、テーパ軸取付、ボルト
締め等により固着されており、やはり滑りを生じさせな
い構造としている。従って、軸箱体４は弾性体７の変形
により、軸８を中心にして図のＥの方向に揺動運動する
ことを許容されている。このため車軸１は軸箱体４を介
して台車枠１２との間に図のＦ方向の上下相対運動が許
容される。

弾性体７は軸箱３．軸ハリ３′を介して車軸１と台車枠
１２との間の進行方向であるＣ方向の推進力、ブレーキ
力及び車軸方向であるＤ方向の左右力を伝達している。

このように、軸箱体４と台車枠１２の間の変位は、弾性
体７の変形により許容されており、滑りが無く、特に進
行方向のＣ方向の間隙がないためがたつきがなく、走行
安定性を高めることが可能となり、高速走行が可能にな
る。また滑りや摺動部がないことから、従来のもののよ
うに、経年の摩耗によって間隙が増大することがなく、
走行性能の劣化を防止でき、摩耗部品の交換も不要とな
り、保守の省力化が図れる。また、従来例と比べ一でリ
ンクやピンが不要となり重量も軽減できる。

さらに構造が簡単なため、組立も容易になる。

本発明においては、弾性体７と軸ハリ３′のねじり剛性
を直列に結合することになるので、以下に説明するよう
に、軸箱体４と台車枠の間のねじり剛性を低下させるこ
とができる。

第３図は軸ハリ３′の断面図であるが、図のＣ方向の軸
ハリのねじり剛性を第２図に示すようにＫ】とし、弾性
体７０Ｇ方向のねじり剛性をに２とすると、軸ハリ３′
と弾性体７による合成されたねじり剛性には１／に＝１
／Ｋｔ　＋１／に２で求められ、合成されたねじり剛性
は低下する。

さらにに１とに２をほぼ同程度のねじり剛性とすること
により、軸ハリ３′の強度、弾性体７の強度を損なわず
に、バランスよ＜Ｋｌとに２の合成ねじり剛性Ｋを低下
させることが可能となり、車軸１と台車枠１２０間のロ
ーリング相対変位を許容することとなり、軌道不整、カ
ントてい減等による軌道の捩れに車両が追従でき、これ
ら軌道の捩れによって発生する輪重抜け（輪重抜けが大
きくなると脱線する）を防止することができる。

第４図は第２の実施例で、軸ばね６を台車枠１２と軸箱
３の間に嵌装したものである。その他の構成は前述の実
施例と同じである。

なお、軸ハリ３′は、弾性体７のねじり剛性との組み合
わせで、その断面形状によって適度なねじり剛性を選定
すればよい。

第５図（ａ）　、　（ｂ）は軸ハリ３′の断面形状の他
の例を示したものである。このように軸ハリ３′はその
断面形状を適当に選定することによって、第３図のＣ方
向のねじり剛性を選択することができる。

第６図及び第７図は本発明の第３の実施例で、第１．第
２の実施例の軸箱が片持ちであるのに対し、両持ちの例
である。車輪１３の車軸１を支持する軸箱３には台車の
進行方向Ｃの前後に張り出した軸ハリ３′と軸支持腕３
”が設けられて軸箱体４を形成している。軸ハリ３′は
台車枠１２の軸ハリ支持部で、第１弾性体７′と軸８に
よって軸結合し、軸支持腕３″は台車枠１２の支持部と
の間に第２弾性体９を挟持している。

第１弾性体７′は軸８と接着されており、一方第２弾性
体９は積層構造として、剪断方向にあたるＥ方向の剛性
は低くなるようにされている。このため車軸１は軸箱体
４を介して台車枠との間に図のＦ方向の上下相対運動が
許容される。

第１弾性体７′は軸箱３．軸ハリ３′を介して車軸１と
台車枠１２との間の進行方向であるＣ方向の推進力、ブ
レーキ力及び車軸方向であるＤ方向の左右力を伝達し、
第２弾性体９は主にＤ方向の左右力を伝達している。

第２弾性体９は積層構造となっているから、主としてＤ
方向に作用する力に対抗するようにしてあり、Ｆ方向へ
は軸ばね６に比べて小さな剛性としている。

この実施例においては、第１弾性体７′と軸ハリ３′の
ねじり剛性を直列に結合することになるので、前述した
ように、軸ハリ３′と第１弾性体７′による合成された
ねじり剛性には１／に＝１／に１＋１／に２で求められ
、合成されたねじり剛性は低下する。

軸箱体４の他端の軸支持腕３′′部の第２弾性体９のね
じり剛性は力学的に並列となり、そのねじり剛性をに３
とすると、軸箱体４と台車枠１２間の全ねじり剛性、即
ち車軸１と台車枠１２間の全ねじり剛性ＫｔはＫｔ＝に
＋に３となるが、第２弾性体の構造を積層構造等にする
ことにより、Ｋ＞Ｋ３とすることが可能であるため、Ｋ
３を無視することができ、車軸ｌと台車枠１２間の全ね
じり剛性ＫｔはＫｔ′＝、にとなり、第２弾性体９が介
在することによるねじり剛性への影響は小さくなる。

このように、この実施例においても、合成されるねじり
剛性を低下させることが可能となる。

第８図は第４の実施例で、軸ばね６を台車枠１２と軸箱
３の間に嵌装したものである。その他の構成は第３の実
施例と同じである。

第９図は第５の実施例で、台車枠１２と軸支持腕３′に
挟持される第２弾性体９を一組としたもので、他は第６
図に示したものと同一である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、軸ばねを用いた軸箱支持装置において
、軸箱の一方に軸ハリを設けて軸箱体を形成し、上記軸
ハリを台車枠に弾性体を介して軸結合しているので、車
軸と台車枠に発生する前後。

左右及び上下方向の揺動を、弾性体と軸ハリとが変形す
ることで許容でき、ガタつきがないため走行安定性を増
大させることができる。また、摺動部や隙間がないので
、経年の走行による摩耗、劣化がなくなり、これらによ
る部品交換等も不要になり、保守が容易になる。更に、
構造も単純になり、軸箱支持装置全体の省スペース化、
軽量化が可能になる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の軸箱支持装置の正面図、 第２図は第１図のＡ−Ａ線からの断面図、第３図は第１
図又は第６図のＢ−Ｂ線からの断面図、 第４図は本発明の第２実施例の正面図、第５図（ａ）　
、　（ｂ）は軸ハリの断面形状の変更例を示す断面図、 第６図は本発明の第３実施例の正面図、第７図は第６図
のＡ−Ａ線からの断面図、第８図は本発明の第４実施例
の正面図、第９図は本発明の第５実施例の上面図、第１
０図は軸箱支持装置の従来例の図で、（ａ）は正面図、
（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ線での断面図、第１１図は他の
従来例の図で、 （ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、 第１２図は第１１図（ａ）のＨ−Ｈ線からの断面図であ
る。 １・・・車軸、３・・・軸箱、３′・・・軸ハリ、３“
・・・軸支持腕、４・・・軸箱体、６・・・軸ばね、７
・・・弾性体、７′・・・第１弾性体、訃・・軸、９・
・・第２弾性体、１２・・・台車枠。 特許出願人　　　　　川崎重工業株式会社σ）Ｇ 申出ハリ 第３図 ４蝕ｉ体 第４図 （ＣＩ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第５　図 第６図 第８．導 （ｂ） イ汀釦Ｊ−Ｊ 第１０図 （ａ） 第１１　■ ４６）丁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸箱の一方に軸ハリを形成し、軸箱体と台車枠間
   に軸ばねを嵌装し、軸ハリを台車枠に軸と弾性体を介し
   て一体的に結合し、車両の進行方向回りのねじり剛性を
   軸ハリと弾性体で分担したことを特徴とする軸箱支持装
   置。
2. （２）軸は台車枠及び弾性体のいずれともすべりを生じ
   ないことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の軸箱
   支持装置。
3. （３）軸ハリと弾性体の前記ねじり剛性をほぼ同程度と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の軸箱支持装置。
4. （４）軸ハリは台車枠に対し、進行方向回りの変位と、
   軸回りを中心とする放射方向の変位ならびに車軸方向の
   変位を許容することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第３項記載の軸箱支持装置。
5. （５）軸箱の一方に軸ハリをまた他方に軸支持腕を連設
   して軸箱体を形成し、上記軸箱体と台車枠間に軸ばねを
   嵌装し、上記軸ハリを台車枠に第１弾性体を介して一体
   的に結合し、また上記軸支持腕は台車枠との間に第２弾
   性体を挟着して結合し、車両の進行方向に対する上記第
   ２弾性体のねじり剛性が同方向の上記軸ハリと第１弾性
   体との合成したねじり剛性より充分小さいことを特徴と
   する軸箱支持装置。