JPH11171014A

JPH11171014A - 鉄道車両用軸箱支持装置

Info

Publication number: JPH11171014A
Application number: JP35401197A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Shimomura; 隆行下村; Masaaki Tateishi; 雅昭立石
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Tokyu Car Corp
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Tokyu Car Corp
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】台車の前後方向、左右方向、及び上下方向の
軸箱支持剛性を、それぞれについて最も適した支持剛性
に任意に選定できるようにし、さらにメンテナンス性に
も優れた鉄道車両用軸箱支持装置の技術を提供する。【解決手段】台車１０の軸箱３を、台車枠１に対して
複数箇所で支持し、各支持部は、少なくとも台車の前後
方向支持部Ｘ、上下方向支持部Ｙ、及び左右方向支持部
Ｚを備え、それらの支持部に弾性部材２０、３０を装備
することにより、台車１０の前後方向、上下方向及び左
右方向の軸箱支持剛性を任意に選定可能にするための装
置であって、各支持部に装備した弾性部材は、それぞれ
の引張及び圧縮方向が、台車の前後方向、上下方向及び
左右方向とそれぞれ対応するように配置され、しかも各
弾性部材は、その剪断方向の剛性が引張・圧縮の剛性に
比べて小さく設定される構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輪付きの台車を
備えた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軸箱支持剛性を任意に
選定できるようにするための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。輪軸と台車枠の
防振のために軸箱支持装置があり、また、台車枠と車体
の防振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】この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。（５）メンテナンス性に優れていること。

【０００４】軸箱支持装置を主体とするこの１次ばね系
としては、従来から種々のものが工夫されてきており、
ウイングばね式、板ばね式、リンク式、軸はり式など、
種々のものがある。

【０００５】図７はペデスタル（軸箱もり）ウイングば
ね式の構造を示すもので、上下方向の荷重は緩衝ゴム４
を装填した軸ばね２によって支え、前後左右方向は台車
枠１の一部分である軸箱もりＭでガイドしている。軸箱
３と軸箱もりＭとの間は摩耗によって隙間が大きくなり
やすく、その場合には電車が蛇行動を起こすので注意深
い保守が必要である。

【０００６】図８はＩＳ式の構造を示すもので、新幹線
車両などに用いられている。上下方向の荷重が軸ばね２
で支持されるのは図７のものと同じであるが、軸箱３の
前後左右の支持案内に板ばね５を使っている。これで、
軸箱もりのような摩擦部分をなくしている。板ばね５は
緩衝ゴム４により台車枠１に取り付けられ、前後左右方
向の適切な剛性を与えている。

【０００７】図９は、板ばね式の構造を示すもので、２
枚の平行支持板５で軸箱３と台車枠１を結び、軸ばね２
で上下荷重を負担している。この平行支持板方式は台車
全長を短くでき、軽量化が図りやすく、さらに経年劣化
する部品が少ないことから私鉄の通勤車などに広く採用
されてきた。この方式は軸箱支持剛性は高いが、高性能
化の要請から、平行支持板５の軸箱３側の取付部に緩衝
ゴム４を設けて支持剛性の最適化を図っている。

【０００８】図１０はリンク式の構造を示すもので、ワ
ットの平行リンク機構として知られている段違いのリン
ク６を用いて、軸箱３の前後の支持と上下の可動を構成
している。リンク６の端部にはゴムブッシュ（緩衝ゴ
ム）４が取り付けられており、支持剛性の適正化が図ら
れている。

【０００９】図１１は軸はり式の構造を示すもので、軸
箱３と一体となったはり（ガイドアーム）８の先端にゴ
ムブッシュが取り付けられており、それを介して台車枠
１に固定されている。軸ばね２の上下変位により軸箱３
はゴムブッシュを中心に回転することになるので、軸箱
３には傾きが生じる。軸箱支持剛性は主にゴムブッシュ
の特性で決まる。

【００１０】このように、鉄道車両用台車における輪軸
の両端を支持する軸受を納めた軸箱は、前後方向の動き
を押さえ、左右方向には押圧を緩和する余裕をもたせ、
上下方向には緩衝作用を働かせるように仕組まれた軸箱
支持装置により支持されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】こうした鉄道車両用軸
箱支持装置においては、前後方向、左右方向、及び上下
方向の支持剛性は、それぞれについて最も適した支持剛
性に設定することを求められる。しかしながら、従来の
鉄道車両用軸箱支持装置においては、例えば前後方向の
軸箱支持剛性を決定する場合でも、左右方向や上下方向
の支持剛性までも変化する構造であるため、各方向の支
持剛性を任意に選定することが困難であった。

【００１２】その理由は、従来の殆どの軸箱支持装置
が、緩衝ゴム（ゴムブッシュ）４を装備することによっ
て、前後方向と左右方向の支持剛性の調整を行う構造と
なっていることに起因している。即ち、緩衝ゴム４の圧
縮・引張方向の弾性を適切に調整したものを用いること
によって前後方向の支持剛性調整を行う構造とした場
合、上下方向や左右方向の支持剛性をも変化させてしま
うことにある。そのため、例えば前後方向の支持剛性を
高く、左右方向の支持剛性を弱く設定したい場合や、そ
れとは逆に設定したい場合にはこれに対応することがで
きない問題がある。つまり、緩衝ゴム自体の剛性調整に
より、前後の支持剛性を高めればそれに応じて左右の支
持剛性も高まることになり、逆に前後の支持剛性を弱め
れば左右の支持剛性も弱まることになる。

【００１３】前後の支持剛性については、これを高く
（硬く）しすぎると、台車の車輪がレールの湾曲に添う
形態で追従しにくくなるため、車輪及びレールの双方の
摩耗を早めるだけでなく、脱線しやすくなる問題が生じ
る。逆に支持剛性を低く（軟らかく）しすぎると、台車
が蛇行動する問題が生じる。

【００１４】一方、メンテナンス性の観点からしても、
従来の軸箱支持装置の場合、軸はり式などのもの以外は
特に緩衝ゴム交換等の保守整備や台車枠の水平面内位置
決め作業等に手間がかかる問題もあった。

【００１５】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、台車の前後方向、左右方向、及び上下方向
の軸箱支持剛性を、それぞれについて最も適した支持剛
性に任意に選定できるようにし、さらにメンテナンス性
にも優れた鉄道車両用軸箱支持装置の技術を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【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、鉄道車両用台車の軸箱を、台車枠に対
して複数箇所で支持し、各支持部は、少なくとも台車の
前後方向支持部、上下方向支持部及び左右方向支持部を
備え、それらの支持部に弾性部材を装備することによ
り、台車の前後方向、上下方向及び左右方向の軸箱支持
剛性を任意に選定可能にするための鉄道車両用軸箱支持
装置であって、各支持部に装備した弾性部材は、それぞ
れの引張及び圧縮方向が、台車の前後方向、上下方向及
び左右方向とそれぞれ対応するように配置され、しかも
各弾性部材は、その剪断方向の剛性が引張・圧縮の剛性
に比べて小さく設定されている構成とした。その場合、
台車については、部品点数が少なくメンテナンス性に優
れた軸はり式台車に適用するのが大変好適である。ま
た、各方向支持部の弾性部材はゴム、合成ゴム及びそれ
に類似する特性をもつ素材からなる構成とすることもで
きる。また、上下方向支持部の弾性部材はコイルバネを
含み、左右方向支持部の弾性部材は積層ゴムを含む構成
とするのが大変好適である。また、左右方向支持部が軸
箱上に配置され、その左右方向支持部の弾性部材の引張
及び圧縮方向の両端部分のうち、一側の端部が軸箱又は
台車枠の何れか一方に固定され、他側の端部が他方に対
して上下方向にスライド可能に支持されている構成とす
ることもできる。

【００１７】

【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６を参照して説明する。図１
は、本発明に係る鉄道車両用軸箱支持装置を軸はり式構
造の台車に適用した実施の形態を示す側面図であり、図
２はその正面図、図３は要部の拡大側面図、図４は図３
のＡーＡ矢視断面図、図５は要部の拡大平面図、図６は
要部の拡大正面図である。なお、これらの図において従
来と基本的に同一構成要素については同一符号を付して
ある。

【００１８】本実施の形態に係る鉄道車両用軸箱支持装
置は、台車１０の軸箱３を、台車枠１に対して複数箇所
で支持し、各支持部は、少なくとも台車の前後方向支持
部Ｘ、上下方向支持部Ｙ、及び左右方向支持部Ｚを備
え、それらの支持部に弾性部材を装備することにより、
台車の前後方向、上下方向及び左右方向の軸箱支持剛性
を任意に選定可能にするための装置であって、各支持部
に装備した弾性部材は、それぞれの引張及び圧縮方向
が、台車の前後方向、上下方向及び左右方向とそれぞれ
対応するように配置され、しかも各弾性部材は、その剪
断方向の剛性が引張・圧縮の剛性に比べて小さく設定さ
れる構成としている。

【００１９】次いで、これらの詳細について説明する。
図示例の台車１０については、メンテナンス性に優れた
軸はり式構造であり、前後一対の輪軸１１を備える。輪
軸１１は車軸１１ａとその両端の車輪１１ｂとからな
る。輪軸１１の両端は、その軸受を内部に納めた軸箱３
により支持されている。軸箱３は、台車枠１の前後左右
の位置に合計４つ配置され、台車枠１に対して軸箱支持
装置を介して支持される。

【００２０】軸箱支持装置は、前後方向支持部Ｘ、上下
方向支持部Ｙ、及び左右方向支持部Ｘを基本とする。前
後方向支持部Ｘは、軸箱３から突出し、台車枠１の側は
り１ａとほぼ平行に延びるアーム１２と、側はり１ａの
下面から下方に突出し、アーム１２の先端部を支持する
受け座１３と、その受け座１３に対してアーム１２の先
端部を固定する締結ボルト１４と、その締結ボルト１４
と受け座１３との間に、前後方向支持部Ｘの支持剛性を
設定する目的で装填した弾性部材１５とを含む構成して
いる。

【００２１】弾性部材１５は、ゴム、合成ゴム及びそれ
に類似する特性をもつ素材からなるもので、次のような
特性を備えている。即ち、弾性部材１５は、その引張・
圧縮方向の剛性が軸箱３の前後方向支持剛性の設定に必
要な剛性を備える一方で、せん断方向の剛性について
は、引張・圧縮方向の剛性に比べて極めて小さい特性を
備えている。本発明の考え方からすれば、せん断方向の
剛性が小さいものほど好適に採用することができる。

【００２２】上下方向支持部Ｙの弾性部材２０について
は、ここでは既存の軸ばね２に相当するコイルバネを用
いている。この弾性部材２０は、図４に示すように、上
下のばね受け座２１、２２を備え、上側のばね受け座２
１が台車枠１に対して固定され、下側のばね受け座２２
が軸箱３の上面に固定される。上側のばね受け座２１に
は、その上側のばね受け座２１及び弾性部材２０の外側
を囲むように覆う上蓋付き円筒状の保護部材２３が強固
に固定される。

【００２３】左右方向支持部Ｚの弾性部材３０は、ここ
では積層ゴムからなる構成としている。即ち、円板状の
ゴム板３１と金属板３２とを交互に重ね一体化してな
る。そして、この積層ゴムからなる弾性部材３０の引張
及び圧縮方向の両端部分のうち、一側の端部が台車枠１
に対して固定され、他側の端部が軸箱３に対して固定さ
れる。

【００２４】固定の仕方として、図示例では弾性部材３
０の一側の端部を保護部材２３側に固定し、他側の端部
を軸箱３から上方へ突出させた支持板３３に固定してい
る。保護部材２３自体は台車枠１に固定し、支持板３３
は軸箱３に固定してあるので、実質的にはこれら保護部
材２３及び支持板３３を介して、弾性部材３０の一側の
端部を台車枠１に、他側の端部を軸箱３に固定する構成
としている。

【００２５】保護部材２３を円筒状としている関係で、
その保護部材２３と弾性部材３０との間に、弾性部材３
０の一側の端部が保護部材２３に面接触する形態となる
ようにするための受け部材２３ａを設けている。したが
って、この受け部材２３ａに弾性部材３０の一側の端部
をボルト３４にて固定し、他側の端部をボルト３５にて
支持板３３に固定している。

【００２６】この積層ゴムからなる弾性板３０について
も、その引張・圧縮方向の剛性が軸箱３の左右方向支持
剛性の設定に必要な剛性を備える一方で、せん断方向の
剛性（上下や前後方向）については、引張・圧縮方向の
剛性に比べて極めて小さい特性を備えるように設計して
いる。例えば、ゴム板３１に無反発ゴムなどを用い、引
張・圧縮方向となる左右方向以外の上下や前後方向など
にその無反発特性を発揮するように配慮している。

【００２７】なお、図において、符号４０は台車枠１と
図示しない車体との間に位置し、空気ばね式の揺れまく
ら装置を兼ねたまくらばねを示している。また、符号５
０は台車中央に配置した心ざら、又は中心ピンであり、
そこを中心に台車１０と車体との間が回転する。符号６
０はダンパーである。

【００２８】このように、本実施の形態による軸箱支持
装置は、せん断方向の剛性が引張・圧縮方向の剛性に比
べて非常に小さいゴムやコイルばねを軸箱の前後、上
下、左右の各方向の剛性としてそれぞれ配置するため、
各方向の支持剛性を任意に選定することが可能となる。

【００２９】即ち、軸箱３の前後方向の支持剛性につい
ては弾性部材１５により、上下方向の支持剛性について
は弾性部材２０により、左右方向の支持剛性については
弾性部材３０により設定するようにし、しかも各弾性部
材１５、２０、３０のそれぞれのせん断方向の剛性を極
めて小さくすることにより相互に影響を及ぼすことがほ
とんどないように配慮しているので、前後、上下、左右
の各方向の支持剛性を任意に選定することができる。こ
れにより、各方向の支持剛性選定の幅と自由度を得るこ
とができる。その結果、車両および走行条件に最適な支
持剛性を得ることができ、鉄道車両用走り装置の設計も
容易になる。

【００３０】また、前後方向支持部Ｘ、上下方向支持部
Ｙ、前後方向支持部Ｚのいずれも、図示のように台車の
側面側に位置して見えやすい構造となり、しかも、それ
ぞれの部品を独自に調整したり交換したりすることも可
能になるので、メンテナンス性にも優れた構造とするこ
とができる。

【００３１】なお、上記実施の形態においては、弾性部
材３０の一側の端部を受け部材２３ａ、保護部材２３を
介して台車枠１に固定する構造としたが、例えば弾性部
材３０の一側の端部と受け部材２３ａとの固定をなく
し、左右方向以外の上下や前後方向などをフリーとして
もよい。あるいは弾性部材３０の他側の端部と支持板３
３との固定をなくし、ここを同様にフリーとしてもよ
い。そうした場合には、弾性部材３０のゴム板３１に通
常のものを用いることもできる。

【００３２】また、実施の形態では軸はり式構造のもの
に適用した例を示したが、板ばね式、リンク式などの他
の方式の軸箱支持装置にも適用することもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉄道車
両用台車の軸箱を、台車枠に対して複数箇所で支持し、
各支持部は、少なくとも台車の前後方向支持部、上下方
向支持部及び左右方向支持部を備え、それらの支持部に
弾性部材を装備し、各支持部に装備した弾性部材は、そ
れぞれの引張及び圧縮方向が、台車の前後方向、上下方
向及び左右方向とそれぞれ対応するように配置し、しか
も各弾性部材は、その剪断方向の剛性を引張・圧縮の剛
性に比べて小さく設定する構成としたので、各方向の支
持剛性を任意に選定することができ、車両および走行条
件に最適な支持剛性を得ることができる。これにより、
鉄道車両用走り装置の設計も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る軸箱支持装置を組み
込んだ台車の側面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る軸箱支持装置を組み
込んだ台車の正面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る軸箱支持装置の要部
の拡大側面図である。

【図４】図３のＡーＡ線に添う断面図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る軸箱支持装置の要部
の拡大平面図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る軸箱支持装置の要部
の拡大正面図である。

【図７】従来のウイングばね式軸箱支持装置を示す側面
図である。

【図８】従来のＩＳ式軸箱支持装置を示す側面図であ
る。

【図９】従来の板ばね式軸箱支持装置を示す側面図であ
る。

【図１０】従来のリンク式軸箱支持装置を示す側面図で
ある。

【図１１】従来の軸はり式軸箱支持装置を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１台車枠１ａ側はり２軸ばね３軸箱４緩衝ゴム５板ばね８ガイドアームＭ軸箱もり１０台車１１輪軸１１ａ車軸１１ｂ車輪１２アーム１３受け座１４締結ボルト１５弾性部材２０弾性部材２１上側のばね受け座２２下側のばね受け座２３保護部材２３ａ受け部材３０弾性部材３１ゴム板３２金属板３３支持板Ｘ前後方向支持部Ｙ上下方向支持部Ｚ左右方向支持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄道車両用台車の軸箱を、台車枠に対し
て複数箇所で支持し、各支持部は、少なくとも台車の前
後方向支持部、上下方向支持部及び左右方向支持部を備
え、それらの支持部に弾性部材を装備することにより、
台車の前後方向、上下方向及び左右方向の軸箱支持剛性
を任意に選定可能にするための鉄道車両用軸箱支持装置
であって、前記各支持部に装備した弾性部材は、それぞ
れの引張及び圧縮方向が、前記台車の前後方向、上下方
向及び左右方向とそれぞれ対応するように配置され、し
かも各弾性部材は、その剪断方向の剛性が引張・圧縮の
剛性に比べて小さく設定されていることを特徴とする、
鉄道車両用軸箱支持装置。
【請求項２】台車が軸はり式台車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。
【請求項３】前後方向支持部の弾性部材がゴム、合成
ゴム及びそれに類似する特性をもつ素材からなることを
特徴とする、請求項１又は２に記載の鉄道車両用軸箱支
持装置。
【請求項４】上下方向支持部の弾性部材がコイルバネ
を含むことを特徴とする、請求１〜３に記載の鉄道車両
用軸箱支持装置。
【請求項５】左右方向支持部の弾性部材が積層ゴムを
含むことを特徴とする、請求項２〜４に記載の車両脱線
時の転倒防止装置。
【請求項６】左右方向支持部が軸箱上に配置され、そ
の左右方向支持部の弾性部材の引張及び圧縮方向の両端
部分のうち、一側の端部が軸箱又は台車枠の何れか一方
に固定され、他側の端部が他方に対して上下方向にスラ
イド可能に支持されていることを特徴とする、請求項１
〜５に記載の鉄道車両用軸箱支持装置。