JPH11278264A - 軸箱支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、直線軌条を高速で走行する場合にお
ける「だ行動」を防止するとともに曲線軌条走行時にお
ける輪軸の操行を容易にする信頼性に優れた軸箱支持装
置を提供することを課題とする。 【解決手段】輪軸の両端に夫々回転自在に設けられた軸
箱を台車に支持する装置において、軸箱に取付けられた
ラジアスロッドと、筒体およびこの筒体の内部に固着さ
れた弾性体を有し筒体がラジアスロッドに回転可能に支
持された前後ばね構造体と、各前後ばね構造体にわたっ
て配置され台車枠に回転自在に支持されるとともに両端
が夫々前後ばね構造体における弾性体に固定された作動
軸と、この作動軸を介して前後ばね構造体を、弾性体が
台車前後方向に沿う位置と弾性体が台車前後方向に対し
て交差する位置との間で切換え回動させる切換え手段と
を具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は輪軸の両端に夫々回
転自在に設けられた一対の軸箱を台車に支持する軸箱支
持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下鉄用車両などの鉄道車両において
は、車輪を備えた輪軸の両端に夫々回転自在に設けられ
た一対の軸箱を台車に支持する軸箱支持装置が設けられ
ている。従来、この軸箱支持装置は、輪軸の両端に回転
自在に設けられた軸箱を台車前後方向および上下方向に
弾性体を用いて台車に支持している。しかし、曲線軌条
通過時の前後方向剛性が直線軌条通過時の前後方向剛性
より大きくなり、小曲線軌条のん通過時には輪軸が円滑
に操向できず、このため軌条に大きな荷重とアタックア
ングル（迎え角のことで、上から見たレールと車輪３と
のなす角度）が発生して車輪および軌条の摩耗が著しい
という欠点があった。

【０００３】そこで、軸箱に対して台車枠を支持する弾
性部材と、台車枠と軸箱との間で台車前後方向にその動
作方向が位置するように配置され、圧縮予荷重を負荷さ
れた弾性体と、台車枠と軸箱との間で台車前後方向にそ
の動作方向が一致するように弾性体に直列に配置され弾
性体の圧縮予荷重より大きな荷重が作用した状態でも弾
性機能を有する弾性体とで構成したことを特徴とする軸
箱支持装置が提案されている。この軸箱支持装置は、車
両が直線軌条を通過する時に軸箱前後方向に沿う支持剛
性を大きくし、曲線または小曲線軌条を通過する時に軸
箱前後方向に沿う支持剛性を小さくするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造の軸箱支持装置は、信頼性の面で問題があり実用に供
されていなかった。そこで、従来より車両が直線軌条を
通過する時に「だ行動」を防止するために輪軸の軸箱前
後方向に沿う支持剛性を大きくし、曲線または小曲線軌
条走行時には輪軸の操行を容易にして輪軸の摩耗を防止
するために軸箱前後方向に沿う支持剛性を小さくして信
頼性に優れた軸箱支持装置の開発が要望されていた。

【０００５】本発明は前記事情に基いてなされたもの
で、直線軌条を通過する時における「だ行動」を防止す
るとともに曲線または小曲線軌条走行時にはおける輪軸
の操行を容易にして輪軸の摩耗を防止する信頼性に優れ
た軸箱支持装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の軸箱支
持装置は、輪軸の両端に夫々回転自在に設けられた一対
の軸箱を台車に支持する装置において、前記各軸箱に取
付けられた一対のラジアスロッドと、筒体およびこの筒
体の内部に固着された弾性体を有し筒体が前記一対のラ
ジアスロッドに夫々回転可能に支持された一対の前後ば
ね構造体と、この一対の前後ばね構造体にわたって配置
されて前記台車枠に回転自在に支持され両端が夫々前記
一対の前後ばね構造体に設けた前記弾性体に固定された
作動軸と、この作動軸を介して前記前後ばね構造体を、
前記弾性体が台車前後方向に沿う位置と前記弾性体が台
車前後方向に対して交差する位置との間で切換え回動さ
せる切換え手段とを具備することを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明の軸箱支持装置は、輪軸の
両端に夫々回転自在に設けられた一対の軸箱を台車に支
持する装置において、前記各軸箱に取付けられた一対の
ラジアスロッドと、筒体、この筒体の内部に固着された
弾性体およびこの弾性体に固定されるとともに前記台車
枠に回転自在に支持された軸体を有し前記一対のラジア
スロッドに回転可能に支持された一対の前後ばね構造体
と、前記前後ばね構造体の軸を回動させて前記前後ばね
構造体を、前記弾性体が台車前後方向に沿う位置と前記
弾性体が台車前後方向に対して交差する位置との間で切
換え回動させる切換え手段とを具備することを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図１ないし図３を参照して説明する。図１は軸箱支持
装置を装備した車両の台車を示す正面図、図２は軸箱支
持装置示す斜視図、図３は軸箱支持装置における前後ゴ
ム構造体を模式的に示す斜視図である。

【０００９】図１において１は地下鉄車両などの車両の
台車枠で、この台車枠１における進行方向前部と後部に
は台車枠幅方向に延びる一対の輪軸２が配置され、これ
ら一対の輪軸３の左右両端部には一対の車輪３が取付け
られている。この一対の車輪３は地上に布設した軌条５
上の載って回転走行する。また、一対の輪軸２の夫々の
軸方向両端には軸箱４が夫々設けられている。

【００１０】本発明の軸箱支持装置はこの輪軸３の両端
に夫々設けた軸箱４を台車枠１に支持する装置である。
各軸箱４は夫々上下方向に関しては圧縮コイルばね１１
によって台車枠１に支持されており、上限方向に関する
荷重は圧縮コイルばね１１を介して台車枠１に伝達され
る。１２はこれは各軸箱４と台車枠１との間に夫々水平
に配置された金属からなるラジアスロッドで、この各ラ
ジアスロッド１２の一端部１２ａは夫々軸箱４に形成し
た取付け部４ａの上側に重合してボルトおよびナットの
締結具１３によって取付けられており、各ラジアスロッ
ド１２の他端部１２ｂは夫々円筒形に形成されて前後ば
ね構造体１４が装着されている。

【００１１】これら一対の前後ばね構造体１４は、図２
に示すように金属からなる円筒をなす筒体１５と、この
筒体１５の内周部にその中心軸線を挟んで対向する位置
に配置され加硫などの公知の方法により固着された弾性
体の一例である矩形をなす一対のゴム体１６とを有して
いる。これら各前後ばね構造体１４はラジアスロッド１
２の円筒をなす他端部１２ｂの内部に配置されて筒体１
５が回転可能に嵌合されている。

【００１２】１７は作動軸で、この作動軸１７は台車枠
１において輪軸３の両端側に夫々位置する一対の前後ば
ね構造体１４にわたって台車枠幅方向に沿って水平に配
置され、台車枠１に設けた複数の軸受１８により回転自
在に支持されている。作動軸１７の両端は断面矩形をな
し、各前後ばね構造体１４に固着した一対の一対のゴム
体１６の間に挿入されて加硫などの公知の方法により夫
々固着されている。すなわち、作動軸１７の両端におけ
る中心軸線を挟む位置に平行な一対の接合面を有し、こ
の一対の接合面が一対のゴム体１６と接合固着されてい
る。これにより一対の前後ばね構造体１４は作動軸１７
と一体に取付けられ、作動軸１７の回転により一体に回
転するようになっている。

【００１３】１９はシリンダで、このシリンダ１９は空
気圧または油圧によりピストン２０を前後進させるもの
である。シリンダ１９は台車枠１において幅方向中央部
に前後方向に沿って配置され、その一端は台車枠１に取
付けたブラケット２１に枢支されている。シリンダ１９
のピストン２０の先端は作動軸１７の中央部に溶接など
の適宜な方法で固着されたレバー２２に枢着されてい
る。すなわち、シリンダ１９はレバー２２および作動軸
１７を介して前後ばね構造体１４を回動させて向きを変
更する（切換える）ものである。ここではシリンダ１９
とレバー２２とで切換え手段を構成している。

【００１４】このようにして軸箱４を台車枠１に支持し
た軸箱支持装置の作動について説明する。シリンダ１９
を駆動してピストン２０を前後進させることによりレバ
ー２２を介して作動軸１７が９０度の角度範囲で回動す
る。作動軸１７が回動すると、作動軸１７の両端に固定
された一対のゴム体１６を介して筒体１５がラジアスロ
ッド１２の円筒をなす他端部１２ｂの内部で回動して、
一対の前後ばね構造体１４が９０度の角度範囲で回動す
る。すなわち、前後ばね構造体１４は，シリンダ１９の
駆動により図１および図２に示すようにゴム体１６が上
下方向に位置して前後方向荷重に対して剪断方向（作動
軸１７との接合面が台車枠前後方向に沿う方向にあっ
て、前後方向荷重がゴム体１６を剥がす方向に作用す
る。）となる位置と、図３に示すようにゴム体１６が前
後方向に位置して前後方向荷重に対して圧縮方向（作動
軸１７とゴム体１６との接合面が台車枠前後方向に対し
て交差する方向にあって、この接合面で前後方向荷重を
受け止める。）となる位置の２個の位置の間を回動して
向きを変更する。

【００１５】車両が曲線や小曲線軌条を（低速走行で）
通過する時には、一対の前後ばね構造体１４を回動して
図２に示すようにゴム体１６が上下方向に沿う位置とな
る向きに設定する。この場合、ゴム体１６は前後方向荷
重に対して剪断方向に位置する。この状態で一対の前後
ばね構造体１４はラジアスロッド１２を介して軸箱４を
支持する。このため、軸箱４に対するゴム体１６のばね
定数が小さくなり、前後ばね構造体１４における軸箱４
に対する前後方向に沿う支持剛性は直線軌条を（高速走
行で）通過する時に比較して小さくなる。これにより車
両が曲線や小曲線軌条を（低速走行で）通過する時に、
各輪軸２が容易に操向されて軌条に大きな荷重とアタッ
クアングルが発生せず、このため車輪と軌条との接触に
よる摩耗を抑えて車両が小さな荷重で円滑に通過する。

【００１６】車両が直線軌条を（高速走行で）通過する
時には、一対の前後ばね構造体１４を回動して図３に示
すようにゴム体１６が前後方向に沿う位置となる向きに
設定する。この場合、ゴム体１６は前後方向荷重に対し
て圧縮方向に位置する。この状態で一対の前後ばね構造
体１４はラジアスロッド１２を介して軸箱４を支持す
る。このため、軸箱４に対するゴム体１６のばね定数が
車両が大きくなり、これにより前後ばね構造体１４にお
ける軸箱４に対する前後方向に沿う支持剛性は車両が曲
線や小曲線軌条を（低速走行で）通過する時に比較して
大きくなる。これにより車両が直線軌条を（高速走行
で）通過する時に、輪軸２は台車枠１に対して確実且つ
安定して支持されて「だ行動」の発生が抑制される。

【００１７】このようにしてこの実施の形態の軸箱支持
装置は、直線軌条を（高速走行で）通過する時と曲線や
小曲線軌条を（低速走行で）通過する時とに応じて、前
後ばね構造体１４の向きを９０度切換えて前後方向支持
剛性の大きさを変更することにより、軌条の形態に応じ
て輪軸２が適切に対応するように軸箱４の支持状態を調
節して車両を無理なくスムーズに走行させることができ
る。切換え手段の一例であるシリンダ１９は、ある程度
小さな曲線から小曲線（曲率半径１００ｍ）を通過する
速度が５０ｋｍ／Ｈ以下以であるために、この速度を検
出して設定速度に達するとシリンダ１９を駆動して切換
えるものとする。

【００１８】そして、この実施の形態では、ゴム体１６
を筒体１５の内部に固着して前後ばね構造体１４を構成
すること、この前後ばね構造体１４を軸箱４を保持する
ラジアスロッド１２に設けること、および前後ばね構造
体１４に連結した作動軸１７をシリンダ１９により強制
的に駆動することを組合せることにより、軌条の形態に
応じて適切に動作する信頼性に優れ実際に使用して大き
な効果を上げる軸箱支持装置を得ることができる。ま
た、この実施の形態の軸箱支持装置は、輪軸２の左右両
端側にある一対の前後ばね構造体１４を台車枠１の幅方
向に沿って配置した作動軸１７で連結するので、台車枠
１に作動軸１７を配置するスペースの関係上主電動機を
搭載しない従動台車に装備することが適している。

【００１９】第２の実施の形態について図４ないし図６
を参照して説明する。この実施の形態は、第１の実施の
形態における作動軸を用いず、各前後ばね構造体に夫々
軸体を設け、且つ各前後ばね構造体に夫々対応して台車
枠の側部に設けた切換え手段により各前後ばね構造体の
軸体を切換え駆動するものである。図４は軸箱支持装置
を装備した車両の台車を示す正面図、図５は軸箱支持装
置に設ける前後ばね構造体を示す正面図、図６は同じく
前後ばね構造体を示すもので図５のＺ−Ｚ線に沿う断面
図である。図３において図１と同じ部分は同じ符号を付
して示している。

【００２０】すなわち、１は台車枠、２は前後２本の輪
軸、３は車輪、４は輪軸２の両端に夫々設けられた軸
箱、１１は各軸箱４にそれぞれ作用する上下方向の荷重
を台車枠１に伝達するばね、１２は一端が各軸箱４に夫
々取付けられたラジアスロッドである。３１は前後ばね
構造体で、これは各輪軸２の両端側に夫々配置されて各
ラジアスロッド１２の他端部１２ｂに夫々設けられてい
る。前後ばね構造体３１は、図４および図５に示すよう
に金属からなる筒体３２、この筒体３２の内周部にその
中心軸線を挟んで対向する位置に配置され加硫などの公
知の方法により固着された弾性体の一例である矩形をな
す一対のゴム体３３と、この一対のゴム体３３の間に水
平に配置されて固着された金属からなる軸体３４とを有
している。軸体３４は直方体をなすもので、対向する一
対の平面からなる一対の接合面を有し、この一対の接合
面が一対のゴム体３３と接合固着されている。前後ばね
構造体３１はラジアスロッド１２の円筒をなす他端部１
２ｂの内部に配置されて筒体３２が他端部１２ｂに回転
可能に嵌合されている。軸体３４の軸方向両端にはラジ
アスロッド１２から突出する軸部３４ａが形成されてお
り、この軸体３４両端の軸部３４ａが台車枠１に設けた
一対のブラケット３５により回転自在に支持されてい
る。なお、軸体３４における台車枠外側に面する端部の
軸部３４ａにはレバー３６の一端が固定してある。

【００２１】３７は切換え手段の一例であるシリンダ
で、このシリンダ３７は空気圧または油圧によりピスト
ン３８を前後進させるものである。このシリンダ１９は
台車枠１の幅方向左右両側部において前側の輪軸２に設
けられる前後ばね構造体３１と後側の輪軸２に設けられ
る前後ばね構造体３１との間に位置して前後方向に沿っ
て水平に配置されている。シリンダ３７の一端部は一方
の前後ばね構造体３１の軸体３４に取付けられたレバー
３６の他端に枢着され、シリンダ３７の他端部から突出
するピストン３８は他方の前後ばね構造体３１の軸体３
４に取付けられたレバー３６の他端に枢着されている。
このシリンダ３７の作動は次に述べる通りである。ピス
トン３８を前進、後退することにより、その反動でシリ
ンダ３７はピストン３８と反対向きに移動してシリンダ
３７とピストン３８との合計長さが変化し、シリンダ３
７とピストン３８に夫々連結したレバー３６を回動させ
る。すなわち、この実施の形態ではシリンダ３７は前側
の輪軸２に設けられる前後ばね構造体３１と後側の輪軸
２に設けられる前後ばね構造体３１の両方を同時に作動
するものとなっている。この実施の形態では、シリンダ
３７とレバー３６とで切換え手段を構成している。

【００２２】このようにして軸箱４を台車枠１に支持し
た軸箱支持装置の作動について説明する。シリンダ３７
を駆動してピストン３８を前後進させることにより、前
側の輪軸２に設けられる前後ばね構造体３１と後側の輪
軸２に設けられる前後ばね構造体３１の両方を同時に同
様の動作を行う。シリンダ３７またはピストン３８によ
りレバー３６が回動され、前後ばね構造体３１の軸体３
４が９０度の角度範囲で回動する。軸体３４が回動する
とこれに固着された一対のゴム体３３を介して筒体３２
がラジアスロッド１２の他端部１２ｂの内部で回動す
る。すなわち、前後ばね構造体３１はゴム体３３が前後
方向荷重に対して剪断方向となる位置とゴム体３３が前
後方向荷重に対して圧縮方向となる位置との間で回動し
て向きを変更する。このようにして台車枠１の幅方向両
側部において前側の輪軸２に設けられる前後ばね構造体
３１と後側の輪軸２に設けられる前後ばね構造体３１の
両方を夫々同時に同様の動作を行う。

【００２３】車両が曲線や小曲線軌条を（低速走行で）
通過する時には、前後ばね構造体３１をゴム体３３が上
下方向に沿う位置となる向きに設定する。このため、軸
箱４に対する前後方向に沿う支持剛性は直線軌条を（高
速走行で）通過する時に比較して小さくなる。これによ
り各輪軸４が容易に操向されて軌条に大きな荷重とアタ
ックアングルが発生せず、このため車輪と軌条との接触
による摩耗を抑えて車両が小さな荷重で円滑に通過す
る。

【００２４】車両が直線軌条を（高速走行で）通過する
時には、前後ばね構造体３１をゴム体３３が前後方向に
沿う位置となる向きに設定する。このため、軸箱４に対
する前後方向に沿う支持剛性は車両が曲線や小曲線軌条
を（低速走行で）通過する時に比較して大きくなる。こ
れにより車両が直線軌条を（高速走行で）通過する時
に、輪軸２は台車枠１に対して確実に安定して支持され
て「だ行動」の発生が抑制される。

【００２５】そして、この実施の形態では、ゴム体３３
と軸体３４を筒体３２の内部に固着して前後ばね構造体
３１を構成すること、この前後ばね構造体３１を軸箱４
を保持するラジアスロッド１２に設けること、前後ばね
構造体３１の軸体３４をリンダ３７により強制的に駆動
することを組合せることにより、軌条の形態に応じて適
切に動作する信頼性に優れ実際に使用して大きな効果を
上げることができる軸箱支持装置を得ることができる。
この実施の形態の軸箱支持装置は、輪軸２の左右両端側
にある一対の前後ばね構造体１４自身で軸体を有し、一
対の前後ばね構造体３１に夫々対応して台車枠１の側部
に配置したシリンダ３７（切換え手段）により前後ばね
構造体３１を作動させるので、台車枠１の中央部に主電
動機を設置するスペースを確保することができて主電動
機を搭載した駆動台車に適している。

【００２６】なお、本発明は前述した実施の形態に限定
されず種々変形して実施することができる。例えば前後
ばね構造体に設ける弾性体はゴム体に限定されずばねな
どの弾性体を用いることができる。前後ばね構造体の構
造も限定されず、向きを変えることにより軸箱に対する
支持剛性を調節できるものであれば良い。切換え手段も
シリンダに限定されず、機械的構成のものであっても良
い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の軸箱支持装
置によれば、車両が直線軌条を高速で走行する時には軸
箱に対する前後方向に沿う支持剛性を大きくして「だ行
動」を防止し、曲線または小曲線軌条を低速で走行する
時には軸箱に対する前後方向に沿う支持剛性を小さくし
て輪軸の操行を容易にして輪軸の摩耗を抑制することが
でき、信頼性に優れて実用に供して大きな効果を上げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における軸箱支持装置を装備
した車両の台車を示す正面図。

【図２】同実施の形態における軸箱支持装置を概略的に
示す斜視図。

【図３】同実施の形態の軸箱支持装置に用いる前後ばね
構造体を概略的に示す斜視図。

【図４】第２の実施の形態における軸箱支持装置を装備
した車両の台車を示す正面図。

【図５】同実施の形態における軸箱支持装置に使用する
前後ばね構造体を示す正面図。

【図６】同実施の形態における軸箱支持装置に使用する
前後ばね構造体を示す断面図。

【符号の説明】

１…台車枠、 ２…輪軸、 ３…車輪、 ４…軸箱、 １１…コイルばね、 １２…ラジアスロッド、 １４…前後ばね構造体、 １５…筒体、 １６…ゴム体（弾性体）、 １７…作動軸、 １９…シリンダ（切換え手段）、 ２２…レバー（切換え手段）、 ３１…前後ばね構造体、 ３２…筒体、 ３３…ゴム体（弾性体）、 ３４…軸体、 ３６…レバー（切換え手段）、 ３７…シリンダ（切換え手段）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輪軸の両端に夫々回転自在に設けられた
   一対の軸箱を台車に支持する装置において、 前記各軸箱に取付けられた一対のラジアスロッドと、 筒体およびこの筒体の内部に固着された弾性体を有し筒
   体が前記一対のラジアスロッドに夫々回転可能に支持さ
   れた一対の前後ばね構造体と、 この一対の前後ばね構造体にわたって配置されて前記台
   車枠に回転自在に支持され両端が夫々前記一対の前後ば
   ね構造体に設けた前記弾性体に固定された作動軸と、 前記作動軸を回動させて前記各前後ばね構造体を、前記
   弾性体が台車前後方向に沿う位置と前記弾性体が台車前
   後方向に対して交差する位置との間で切換え回動させる
   切換え手段とを具備することを特徴とする軸箱支持装
   置。
2. 【請求項２】 輪軸の両端に夫々回転自在に設けられた
   一対の軸箱を台車に支持する装置において、 前記各軸箱に取付けられた一対のラジアスロッドと、 筒体、この筒体の内部に固着された弾性体およびこの弾
   性体に固定されるとともに前記台車枠に回転自在に支持
   された軸体を有し前記一対のラジアスロッドに回転可能
   に支持された一対の前後ばね構造体と、 前記軸体を回動させて前記各前後ばね構造体を、前記弾
   性体が台車前後方向に沿う位置と前記弾性体が台車前後
   方向に対して交差する位置との間で切換え回動させる切
   換え手段とを具備することを特徴とする軸箱支持装置。