JPH021708B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 車体を担持しているボルスタが、台車の一対の
サイドフレーム上に横方向に載置されている鉄道
車輌に於ける側方支持装置が開示されている。側
方支持装置及び摩耗板組立体は、ボルスタの端部
と、サイドフレームとの間に配置され、該サイド
フレームに関して僅かな角度だけボルスタが相対
的に回転されるのを許す。該側方支持装置は、
各々が摩耗板と係合する比較的低摩擦の表面を有
する本体部を有する。その低摩擦表面の各々は、
二つ以上の平行なアーチ状の軌条又は弓形部分を
有し、それはボルスタの角度回転運動の方向に対
応する曲率を持つている。低摩擦表面の総表面積
は、予定される荷重条件に関して最適な動作をす
るよう設計される。

鉄道車輌に於いては、一般に車体は少なくも一
対の台車によつて担持されることが知られてい
る。多くの配列に於て、車体を担持するボルスタ
は台車の各々に含まれている一対のサイドフレー
ム上に載置されている。機械的スプリング及び／
又は空気スプリングなどの様々な懸架手段がボル
スタと車体との間に配置され得る。垂直及び水平
シヨツク・アブソーバが車体とボルスタとの間に
用いられる。ステイ・ロツド又は保持ロツドもま
たボルスタと車体との間に連結される。

これまで、側方支持装置及び摩耗組立体は、ボ
ルスタとサイドフレームとの間に配置されて、サ
イドフレームに関してボルスタを担持している車
体の比較的小さい角度運動を許していた。斯かる
配列はA.G.Deanの米国特許第3020857号及びA.
G.Deanの米国特許第3343830号に開示されてい
る。これらの特許に於て、側方支持装置とそれに
関連する摩耗板とは比較的幅広く、シユー素子の
上に載置されている。可撓性プレートがそのシユ
ー素子とサイドフレームとの間に配置されてい
る。

標準的な寸法の側方支持装置が異なつた荷重に
関して用いられたとき、その鉄道車輌に於て最大
の満足な動作状態を得ることは困難である。例え
ば、異なつた荷重は、該側方支持装置と摩耗板と
の間の異なつた摩擦係数（different
coefficiencies of friction）を齎らす。或る負荷
に関して、作動状態を最適にするには、側方支持
装置と摩耗板との間の予定された摩擦係数関係が
望ましい。摩擦係数に加えて、車体と台車との間
の様々な摩耗フアクタと荷重経路（loading
paths）とが車輌全体の設計を最大にするために
考慮されねばならない。

上述の型式の側方支持装置と摩耗板の組立体
は、多くの場合に於て満足なものであつたが、多
くの欠点を持つていた。第一に、側方支持装置と
摩耗板との間の接触抵抗又は摩擦係数が一般に高
すぎた。他のフアクタを考慮せずに、これらの摩
擦係数を下げようとすれば、他の問題を惹き起こ
す。例えば、側方支持装置に於ける摩擦面積の減
少が、車体から台車へのストレスの伝達又は荷重
の支持のためその支持装置が小さくなり過ぎてし
まわないように、荷重条件も考慮されねばならな
い。

これまでの装置で遭遇した第２の問題は、側方
支持装置と摩耗板との組立体を支持するシユー上
への荷重により生ずるストレスである。適切な摩
擦抵抗を得るために側方支持装置が狭くされる
と、殊に過剰な荷重が与えられるサイドフレーム
の長手方向に沿つた中央部分でシユーが破損する
傾向があつた。

本発明の目的は、互いに関して運動し得る本体
部間に改善された摩擦素子を与え、その総表面積
が、他方に関して本体部の一方の予定された荷重
に対し最適な動作をするような摩擦係数が設計さ
れることである。

本発明の更なる目的は、曲線軌条を走行する際
に生ずる台車のサイドフレーム上でのボルスタの
比較的小さい回転運動に適応する改良された側方
支持装置の配列を提供することである。

本発明の更なる目的は、特定の荷重に関してそ
れらの間の摩擦が最大となる台車のサイドフレー
ム上でのボルスタの比較的小さい回転運動に適応
する改良された側方支持装置を提供することであ
る。

本発明のその上更なる目的は、ボルスタ上の改
良された側方支持装置を提供することであつて、
サイドフレーム上の荷重が、該支持装置とサイド
フレームとの間のカツプリング部材に対する損傷
を最少にすべく配分することである。

本発明によれば、車体はボルスタによつて担持
され、そのボルスタは台車の一対のサイドフレー
ム上に横方向に載置されている。側方支持装置と
摩耗板との組立体はボルスタの各端部に対して固
定され、側方支持装置は摩耗板と摺動的に係合す
るよう配置されている。これにより、ボルスタが
サイドフレームに関してその中心まわりで比較的
小さい角度だけ回転されるのを許す。側方支持装
置の各々は、ボルスタの回転運動の方向に対応す
る曲率を有する少なくも離隔して平行なアーチ状
軌条又は弓形部分を有する低摩擦表面を有する一
体的な本体部を有する。その摩擦係数は、用いら
れる低摩擦材料、該摩擦材料の総表面積及び与え
られる荷重又はストレスを考慮して決定される。

本発明の他の目的及び利点は、添附図面を参照
して以下の記述並びに上記特許請求の範囲を一読
することにより、当該技術の熟達者には明らかと
なり、理解されよう。

本発明の一実施例を示すために、本発明が用い
られる型式の車体を担持している台車の一つの主
要部分が第１図に示されている。

第１図に於て、台車１０は、四本のアームを有
する蜘蛛状構造がそれから延びている一対のサイ
ドフレーム１２及び１４を持つており、それらの
アームの内二つのアーム１６及び１８のみが図面
に示されている。図示された台車の特徴の幾分か
を有する蜘蛛状構造を持つた台車配列は、1959年
10月13日付で発行されたW.G.Deanの米国特許第
2908230号に記述されている。

ギアボツクスは一対の車軸上に装置されている
が、車軸２２を駆動する一つのギアボツクス２０
のみが図示されている。ギアボツクス２０と関連
する機構は、シヤフト２１を介して該台車の他の
車軸（図示せず）を駆動すべく連結され得る。車
輪２４及び２６は車軸２２に適切に装着されてい
る。

ボルスタ２８は、サイドフレーム１２及び１４
上に横方向に支持されている。側方支持装置３０
及び３２がサイドフレーム１２及び１４上に夫々
配置され、摩耗板３４及び３６はボルスタ２８の
底部に配置されている。該側方支持装置３０及び
３２は、摩擦板３４及び３６と摺動的に係合し
て、例えば鉄道車輌が曲線軌条を走行する際、比
較的小さい角度だけ台車のサイドフレーム１２及
び１４に関してボルスタが回転もしくは摺動する
のを許す。

車体３８は、一対のスプリング懸架装置４０及
び４２により、ボルスタ２８上に支持されている
底部構造を持つている。該スプリング懸架装置４
０は、一つの空気スプリング４４と、それと互い
に直列に連結された一つの機械的スプリング４６
とを含んでいる。該スプリング懸架装置４２は、
一つの空気スプリングと直列に連結された一つの
機械スプリングとを含んでいる。横方向シヨツ
ク・アブソーバ５２及び５４は、車体３８とボル
スタ２８との間の適当な何等かの連結素子を介し
て結合されている。典型的な装置に於て通常用い
られる一対の垂直シヨツク・アブソーバとステ
イ・バーとは図示されていない。

ボルスタ２８の底部には、それに装置されたセ
ンター・ピン５６を持つており、そのセンター・
ピンは四本のアームの端部に設けられた概ね円形
の開口内に嵌合するよう適合されており、それら
のアームの内、アーム１６と１８のみが図示され
ている。該センター・ピン５６は、それにボルト
締めされたプレート部材５８によつて適所に保持
されている。

一対の横方向バンパ６０及び６２が車体３８に
装着されており、車体の横方向の運動を許してい
る。停止部材６４及び６６がボルスタ２８に結合
されて、それらがバンパ６０又は６２の何れかに
接触したとき、車体３８の横方向の運動を制限す
る。

第２図及び第３図を特に参照すると、側方支持
装置と摩耗板との組立体の一つの配列がボルスタ
２８とサイドフレーム１２との間に示されてい
る。該摩耗板３４は、ボルスタ２８に固定されて
いる。はさみ金部材（ahim member）３５が場
合によつては必要である。このはさみ金は鋼製、
アルミニウム製又は他の長寿命の摩耗材料板状体
であり、それは異なつた組成物を含むことがで
き、場合によつてはコーテイングされている。

側方支持装置３０は、シユー部材６８に固定さ
れている。はさみ金３７が場合によつては用いら
れる。弾性材料であり得るシヨツク・パツド７０
が、シユー部材６８を支持するべく配置されてい
る。シヨツク・パツド７０はサドル状部材７２上
に載置されており、そのサドル状部材はサイドフ
レーム１２の頂部を越えて延長している。側方支
持装置３０は、だぼ７４及び７６によりシユー部
材６８に於ける孔と押し込み嵌めされて固定され
ている。

第４図及び第５図を参照すると、側方支持装置
３０は、本体部７８を有する一体的な部材を含
み、その本体部はシユー部材（第２及び３図）に
於ける孔と押し込み嵌めされるべく配置された適
切に結合されただぼ７４と７６とを持つている。
一対の凸出したアーチ状の軌条８０と８２とが本
体部７８の上方に向つてその頂面に形成され、摩
耗板３４及び３６（第１，２及び３図）と係合す
る低摩擦表面を持つている。

側方支持装置３０は、フエノール樹脂含浸綿織
物８１とその上にテフロン（登録商標名）織物８
３の層が重ねられている。該本体部は適当なモー
ルドに於て成形されることができ、そのモールド
作業の後に該本体部に該軌条が加工される。場合
によつては、その加工の必要を排除するために、
該軌条はモールドによつて成形されることも出来
る。

軌条８０及び８２の曲率は、ボルスタ２８（第
１図）の中心８５を中心としている。ボルスタ２
８が車体３８と共に台車１０に関して比較的小さ
い角度だけ運動すると、摩耗板３４及び３６は
夫々側方支持装置３０及び３２上に乗つている。
上述の如く、これらの運動は鉄道車輌が曲線軌条
を走行する際に生ずる。

従来、側方支持装置は摩耗板と係合する単一の
比較的幅広い表面を用いていたので、従つて幅広
い接触面積を持つていた。斯かる設計に於ては一
般に、車体の荷重に関して摩擦関係を最適にする
のは困難であつた。図示された二重の軌条配列は
摺動ベアリングと摩耗板との間の接触面積を最少
にし、摩擦を最少にし、それによつて作動中に所
望の角度だけボルスタがより容易に運動するのを
許す。

生ずる摩擦を最小にするのに加えて、その二重
軌条配列は、シユー部材６８上に与えられる圧力
をサイドフレーム１２の長手軸に沿つて配置され
ているその中心から隔たつたその端部に向かわせ
る。これはシユー部材６８に及ぼされる過剰な圧
力の故に、シユー部材がその長手軸の中心に沿つ
て割れるような損傷の慮れを最小にする。

他の低摩擦表面の代りにテフロン（登録商標
名）を用いることは特別の利点を与えることに留
意されたい。より低い或いはより軽い荷重が与え
られるとき、その摩擦係数は上昇する。より高い
或いはより重い荷重が与えられるときは、その摩
擦係数は低下する。斯くて、非常に重い荷重が与
えられるとき、該側方支持装置の摩耗板との接触
面としてテフロン（登録商標名）を使用すること
により、鉄道車輌の操縦に必要な低い摩擦を与え
る。

二重のテフロン（登録商標名）表面を設けた軌
条の使用は、車体からの荷重集中（load
concentrations）を受ける手段を与え、そしてそ
れを樹脂含浸綿織物で出来た側方支持装置の本体
部を介して分散する。

テフロン（登録商標名）は、荷重（unit
loading）が上昇するにつれて摩擦係数が減少す
ると云う独特の性質を持つことが知られている。
上述の具体例に用いられたタイプの材料につい
て、その特性の若干を次に説明する。荷重が
200psi.（約14Kg／cm²）のときその摩擦係数は約
0.17であり、1000psi.（約70Kg／cm²）のときは約
0.09に低下し、2000psi.の荷重が与えられたとき
の摩擦係数は約0.09となり、更に荷重が3000psi.、
4000psi.、5000psi.と大きくなるにつれて摩擦係
数は約0.02、約0.015、約0.01と減少する。上述の
側方支持装置は、異なつた荷重のために合つたよ
うに容易に設計されることができ、とりわけ低摩
擦に適合せしめられ得る。上述の発明に於て、特
定のユニツト負荷は、車体が空のときと満員のと
きの車体重量に関係しており、そして特定の車輌
に於て用いられる部品及び収容スペースに関連す
る他の多くの特徴と関係している。

上述の側方支持装置に関して、所望の低摩擦特
性でもつて高いユニツト負荷が可能である。テフ
ロン（登録商標名）織物の各層は約0.15インチ
（約0.4cm）の厚さである。綿布地はグラフアイト
で含浸され得る。

二重の連続した軌条配列が好適な具体例として
記述された。この配列は、比較的重い荷重を支持
するのに充分な幅で充分なストレス分配を与え
る。その配列は、作動中に自動清掃機構を与えて
いる。しかし乍ら、二つの軌条の総面積は、基本
的に特定の荷重と関係を持つており、この総面積
は異なつた荷重に適応するよう変更されることが
でき、同一の総面積を持つたより短かいより幅広
い軌条を用いることが出来る。

該軌条は、特定の設計に関して同一の表面積を
達成するために軌条の幅をより広くして復数の弓
形部分に分割され得ることが想定される。汚れが
それらの弓形部分間に蓄積する傾向を有するが、
その自動清掃しない欠点は或る場合には容認され
得るし、他の手段により解決され得る。

二重の軌条配列と同じ総表面積を達成するため
に横方向に配置された軌条又はランダムに配置さ
れた弓形部分も設計され得るが、それは自動清掃
の利点を与えず、作動中にそれらの間に汚れを蓄
積する傾向がある。

二重の軌条配列とすることにより、ストレスが
分配され、それにより第３図に示された如きシユ
ー部材にそのストレスが分散することに留意され
たい。これは、シユー部材の中心に向う過剰な荷
重の結果としてのシユー部材の割れの慮れを最小
にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による側方支持装置を持つた
鉄道車輌を担持している台車の断面図である。第
２図は、第１図に示された本発明による側方支持
装置と摩耗板との組立体の一つの平面図である。
第３図は、第２図の３−３線に於ける断面図であ
る。第４図は、第３図の囲まれた部分４の拡大図
であつて、本発明の側方支持装置を示している。
第５図は、関連する構成要素を除去した第２図に
示された側方支持装置の等角図である。 符号の説明、１０：台車、１２，１４：サイド
フレーム、１６，１８：アーム、２０：ギアボツ
クス、２１：シヤフト、２２：車軸、２４，２
６：車輪、２８：ボルスタ、３０，３２：側方支
持装置、３４，３６：摩耗板、３５：はさみ金部
材、３７：はさみ金、３８：車体、４０，４２：
スプリング懸架装置、４４，４８：空気スプリン
グ、４６，５０：機械的スプリング、５２，５
４：横方向シヨツク・アブソーバ、５６：センタ
ー・ピン、５８：プレート部材、６０，６２：横
方向バンパ、６４，６６：停止部材、６８：シユ
ー部材、７０：シヨツク・パツド、７２：サドル
状部材、７４，７６：だぼ、７８：本体、８０，
８２：アーチ状の軌条、８１：フエノール樹脂含
浸綿織物、８３：テフロン（登録商標名）織物、
８５：ボルスタ２８の中心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボルスタを連結せしめた車体と、該車体の長
   さ方向に沿つて配設される一対のサイドフレーム
   を有する台車とを有する鉄道車輌に於いて、 各々のサイドフレーム上に配置された支持部材
   と、該支持部材上において上記ボルスタに連結さ
   れた摩耗板とを有し、 上記支持部材の上面に、上記摩耗板を支持係合
   せしめる一対の弧状軌条が突出形成され、 上記一対の弧状軌条のうち外側の弧状軌条はそ
   の両端が上記支持部材の幅方向略中心に配置され
   ると共に、内側の弧状軌条はその円弧の頂点が上
   記支持部材の幅方向略中心に配置されており、更
   に上記一対の弧状軌条が荷重が大きくなるにつれ
   て摩擦係数が小さくなる特性を有する材料によつ
   て形成されていることを特徴とする、鉄道車輌に
   於ける側方支持装置。 ２ 上記弧状軌条の共通の中心が、上記ボルスタ
   の中心と一致することを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の側方支持装置。 ３ 上記支持部材が樹脂含浸綿織物で形成されて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載の側方支持装置。