(57)【要約】  鉄道車両用台車（１）は、車体（２）を支持するための横ばり（４）と、横ばり（４）の前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸（５）と、車軸（５）の横方向両側に設けられて、車軸（５）を回転自在に支持する軸受（７）と、軸受（７）を収容する軸受収容体（８）と、横ばり（４）の横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が軸受収容体（８）に支持された板バネ（９）と、を備え、軸受収容体（８）は、軸受（７）を収容するケース部（５３）と、板バネ（９）を支持する支持部（５６）〜（５８）とを有し、板バネ（９）は、車軸５よりも前後方向中央側にて支持部（５６）〜５８）に支持されている。
2012137257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、
前記横ばりの前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸と、
前記車軸の横方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を収容する軸受収容体と、
前記横ばりの横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が前記軸受収容体に支持された板バネと、を備え、
前記軸受収容体は、前記軸受を収容するケース部と、前記板バネを支持する支持部とを有し、前記板バネは、前記車軸よりも前後方向中央側にて前記支持部に支持されている、鉄道車両用台車。
【請求項２】
前記板バネのうち前記支持部に支持される部位は、前記板バネのうち前記横ばりに支持される部位よりも下方に位置している、請求項１に記載の鉄道車両用台車。
【請求項３】
前記板バネは、その前後方向における中央部が前記横ばりに支持され、その前後方向における両端部が前記支持部に支持され、
前記板バネは、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲している、請求項２に記載の鉄道車両用台車。
【請求項４】
前記板バネは、前側の前記軸受収容体と後側の前記軸受収容体とを連結する連結用板バネを有し、
前記前側の軸受収容体と前記後側の軸受収容体との間の距離が、前記連結用板バネの荷重に応じた弾性変形により変化する、請求項２又は３に記載の鉄道車両用台車。
【請求項５】
前記板バネは、連結用板バネを有し、
前記連結用板バネの両端部は、横方向を回動軸線として回動自在に前記支持部に連結支持されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項６】
前記連結用板バネの前記両端部には、折り返すように湾曲してピン孔を形成する筒部が設けられ、
前記軸受収容体は、前記ケース部から前記台車の前後方向中央側に突出する板部をさらに有し、
前記支持部は、前記板部から横方向に突出するピンを有し、
前記ピンが前記ピン孔に回動自在に挿入されることで、前記連結用板バネの前記両端部が前記支持部に連結支持されている、請求項５に記載の鉄道車両用台車。
【請求項７】
前記ピンと前記筒部との間には、スリーブが介装されており、
前記ピン及び前記筒部は金属からなり、前記スリーブは樹脂からなる、請求項６に記載の鉄道車両用台車。  
【請求項８】
前記板バネは、その端部が前後方向に拘束されていない非連結用板バネをさらに有している、請求項４乃至７のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項９】
前記非連結用板バネのうち少なくとも１つは、前記連結用板バネと上下に間隔をあけて配置され、その端部が前記支持部に前後移動自在に支持されている、請求項８に記載の鉄道車両用台車。
【請求項１０】
前記非連結用板バネのうち少なくとも１つは、前記連結用板バネの上面に面接触して積層されている、請求項８又は９に記載の鉄道車両用台車。
【請求項１１】
前記非連結用板バネの全体のバネ定数は、前記連結用板バネの全体のバネ定数よりも大きい、請求項８乃至１０のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１２】
前記連結用板バネは、金属からなり、
前記非連結用板バネは、繊維強化樹脂からなる板バネを含んでいる、請求項８乃至１１のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１３】
前記板バネは、互いに上下に間隔をあけた複数の板バネを有し、
前記複数の板バネには、それらの前後方向における中央部をまとめて位置決め保持するホルダが取り付けられ、
前記ホルダが、前記横ばりの前記両端部に固定されている、請求項１乃至１２のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１４】
前記板バネは、中段板バネと、前記中段板バネの上方に間隔をあけて配置された上段板バネと、前記中段板バネの下方に間隔をあけて配置された下段板バネとを有し、
前記上段板バネ及び前記下段板バネは、少なくとも前記連結用板バネを含み、
前記中段板バネは、前記非連結用板バネからなる、請求項８乃至１３のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１５】
前記軸受収容体は、前記軸受を収容する軸箱と、前記軸箱を支持する軸箱受けと、前記軸箱と前記軸箱受けとの間に介装されて前後方向及び横方向に弾性変形可能な弾性部材とを備えている、請求項１乃至１４のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１６】
前記支持部は、前記ケース部の上端から下端までの間の高さ範囲に重なる高さに設けられている、請求項１乃至１５のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、側ばりを省いた鉄道車両用台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車体の床下には、車体を支持してレール上を走行するための台車が設けられており、この台車では、輪軸を支持する軸受が収容された軸箱が台車枠に対して上下方向に変位可能となるように軸箱支持装置により支持されている。一般的に、台車枠は、横方向に延びる横ばりと、その横ばりの両端部から前後方向に延びた左右一対の側ばりとを備え、軸箱支持装置は、軸箱とその上方にある側ばりとの間に介装されたコイルバネからなる軸バネを備えている（特許文献１参照）。【０００３】
ところで、特許文献１のような台車では、横ばり及び側ばりからなる台車枠が大重量の鋼材を互いに溶接するなどして製作されているため、台車枠の重量が大きくなると共に、鋼材コストや組立コストが高くなるという問題がある。そこで、台車枠のうち側ばりの部分を省いた台車が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２の台車では、台車枠と軸箱とが互いに一定距離を保つように支持機構部材により接続されると共に、台車枠の横ばりの両端部に前後方向に延びる板バネが取り付けられ、その板バネの両端部が軸箱の下部に設けたバネ受け内に挿入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７９９０７８号公報
【特許文献２】特開昭５５−４７９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の台車の場合、板バネが車軸の真上又は真下にて軸箱に支持されているため、板バネの長さは前後の車軸間距離の長さを要することになるが、板バネの長さが長くなるとバネ定数が小さくなり、車体重量が大きいときにはバネ定数が不十分となる場合がある。その対策として板バネの厚みを増大させればバネ定数は大きくなるが、その場合には板バネの重量が大きくなり、側ばりを省いたことによる軽量化効果が損なわれることとなる。また、板バネの両端部が軸箱の真下のバネ受けで支持されている場合、板バネとレールや軌道等（以下、単に地面という）との距離が近接し、板バネに障害物等が接触する場合も想定され、走行に不都合な場合がある。【０００６】
そこで本発明は、板バネの厚みを過大にすることなく好適なバネ定数を実現可能とした鉄道車両用台車を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る鉄道車両用台車は、鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、前記横ばりの前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸と、前記車軸の横方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受を収容する軸受収容体と、前記横ばりの横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が前記軸受収容体に支持された板バネと、を備え、前記軸受収容体は、前記軸受を収容するケース部と、前記板バネを支持する支持部とを有し、前記板バネは、前記車軸よりも前後方向中央側にて前記支持部に支持されている。【０００８】
前記構成によれば、板バネが車軸よりも前後方向中央側にて軸受収容体の支持部に支持されているので、板バネの長さを短くすることができ、車体重量が大きい場合にも板バネの厚さを過大にすることなく好適なバネ定数を実現することが可能となる。また、板バネが軸受収容体に支持される位置が車軸よりも前後方向中央側にずれているので、板バネと地面との距離が近接し過ぎないようにすることができ、走行に影響を与えることはない。また、板バネが軸受収容体に支持される位置が車軸よりも前後方向中央側にずれているので、板バネを低い位置に設けて横ばりを低くすることができ、車体を低床化することも可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、板バネの厚みを過大にすることなく好適なバネ定数を実現可能とした鉄道車両用台車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用台車の平面図である。
【図２】図１に示す鉄道車両用台車の側面図である。
【図３】図１に示す鉄道車両用台車のIII−III線断面図である。
【図４】図２に示すホルダ及びその周辺のIV−IV線断面図である。
【図５】図２に示す鉄道車両用台車の要部拡大図である。
【図６】図５に示す軸受収容体のVI−VI線断面図である。
【図７】図５に示す軸受収容体の変形例を示す図面である。
【図８】図２に示す連結用板バネの弾性変形を説明する模式図である。
【図９】図１に示す鉄道車両用台車のカーブ走行を説明する背面図である。
【図１０】図１に示す鉄道車両用台車のカーブ走行を説明する平面模式図である。
【図１１】図５に示す連結用板バネの連結部分の第１変形例を示す図面である。
【図１２】図５に示す連結用板バネの連結部分の第２変形例を示す図面である。
【図１３】図５に示す連結用板バネの連結部分の第３変形例を示す図面である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る鉄道車両用台車の図５相当の図面である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る鉄道車両用台車の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用台車１の平面図である。図２は、図１に示す鉄道車両用台車１の側面図である。図３は、図１に示す鉄道車両用台車１のIII−III線断面図である。図１〜３に示すように、鉄道車両用台車１は、車体２を支持するための台車枠３として横方向に延びる横ばり４を備えているが、横ばり４の両端部から前後方向に延びる側ばりを備えていない。横ばり４の前方及び後方には、横方向に沿って前後一対の車軸５が配置されており、車軸５の横方向両側には車輪６が固定されている。車軸５の横方向両端部には、車輪６よりも横方向外側にて車軸５を回転自在に支持する軸受７が設けられ、その軸受７は軸受収容体８に収容されている。横ばり４には、電動機１１が取り付けられており、その電動機１１の出力軸には、車軸５に動力を伝達する減速ギヤが収容されたギヤボックス１２が接続されている。なお、電動機１１とギヤボックス１２とは、車軸５が横ばり４に対して若干変位できるように若干の遊びや弾性をもって接続されている。また、横ばり４には、車輪６の回転を制動するためのブレーキ装置（図示せず）も設けられている。
【００１３】
横ばり４と軸受収容体８との間には、前後方向に延びた複数の板バネ９が架け渡されており、板バネ９の前後方向中央部が横ばり４の横方向両端部に支持され、板バネ９の前後方向両端部が軸受収容体８に支持されている。即ち、複数の板バネ９が、一次サスペンションの機能と従来の側ばりの機能とを兼ねている（軸受収容体８は、板バネ９のみを用いて横ばり４の横方向両端部に接続されている。）。これら板バネ９は、複数の中段板バネ１４と、中段板バネ１４の上方に間隔をあけて配置された複数の上段板バネ１５と、中段板バネ１４の下方に間隔をあけて配置された下段板バネ１６とを備えている。
【００１４】
上段板バネ１５は、前後方向両端部が軸受収容体８に連結される１つの連結用板バネ２５と、前後方向両端部が前後方向に移動することを拘束されていない１つの非連結用板バネ２３とを有し、非連結用板バネ２３は、連結用板バネ２５の上面に面接触した状態で積層されている。下段板バネ１６は、前後方向両端部が軸受収容体８に連結される１つの連結用板バネ２６と、前後方向両端部が前後方向に移動することを拘束されていない１つの非連結用板バネ２４とを有し、非連結用板バネ２４は、連結用板バネ２６の上面に面接触した状態で積層されている。中段板バネ１４は、前後方向両端部が前後方向に移動することを拘束されていない３つの非連結用板バネ２０〜２２を有し、これら非連結用板バネ２０〜２２は互いに面接触した状態で積層されている。即ち、中段板バネ１４には、連結用板バネは設けられていない。非連結用板バネ２０〜２４の全体のバネ定数は、連結用板バネ２５，２６の全体のバネ定数よりも大きい。また、連結用板バネ２５，２６は金属からなり、非連結用板バネ２０〜２４は繊維強化樹脂からなる。但し、非連結用板バネ２０〜２４のうち一部又は全部を金属製としてもよい。
【００１５】
これら板バネ９は、車体２に乗客が搭乗していない空車状態において、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲している。即ち、それぞれの板バネ９は、その前後方向両端部がその前後方向中央部よりも下方に位置するように反った状態で成形されている。しかも、車体２への乗車率が１００％となって板バネ９が撓んだときも、板バネ９が側面視で上方に向けて凸となるように湾曲した状態が維持されるように板バネ９全体のバネ定数が設定されている。連結用板バネ２５，２６が前側の軸受収容体８と後側の軸受収容体８とを連結し、かつ、前側の軸受収容体８と後側の軸受収容体８とは互いに前後方向に相対移動可能であるので、台車１の左側にある連結用板バネ２５，２６と台車１の右側にある連結用板バネ２５，２６とは、荷重に応じて異なる曲率で弾性変形しうる。
【００１６】
これら板バネ９の前後方向中央部は、ホルダ３０により位置決め保持されており、そのホルダ３０が、横ばり４の横方向両端部に設けたホルダ支持部１０に取り付けられている。そして、ホルダ支持部１０の上には二次サスペンションの機能を果たす空気バネ１３が載置され、それら空気バネ１３の上に車体２が載置されている。また、下段板バネ１６には、障害物（例えば、飛石等）が当たるのを防止すべく下段板バネ１６を覆う部分カバー７０が設けられている。また、それに代えて又はそれと共に、軸受収容体８及び板バネ１４〜１６の全体を横方向外側から覆う全体カバー７１を台車１に設けてもよい。この全体カバー７１によれば、障害物対策が図られると共に台車１のデザイン性を向上させることもできる。
【００１７】
図４は、図２に示すホルダ３０及びその周辺のIV−IV線断面の要部拡大図である。図４に示すように、ホルダ３０は、複数の板バネ９の前後方向中央部をまとめて位置決め保持し、横ばり４のホルダ支持部１０にボルト３２で固定されている。ホルダ３０は、下方が開放された断面逆Ｕ字形状の枠部４３と、枠部４３の下端部から下方に向けて突出するボルト４５と、枠部４３で囲まれた空間に配置されるスペーサ３３〜３５及びゴム板３６〜４２と、枠部４３の下端開口を閉鎖するように枠部４３の下端部が挿通した閉鎖板４４と、閉鎖板４４が上方に向かうようにボルト４５に締結されるナット４６とを備えている。
【００１８】
具体的には、枠部４３の上壁部と上段板バネ１５との間には、ゴム板３６、スペーサ３３及びゴム板３７がこの順に上から積層された状態で介設されており、上段板バネ１５と中段板バネ１４との間には、ゴム板３８、スペーサ３４及びゴム板３９がこの順に上から積層された状態で介設されており、中段板バネ１４と下段板バネ１６との間には、ゴム板４０、スペーサ３５及びゴム板４１がこの順に上から積層された状態で介設されており、下段板バネ１６と閉鎖板４４との間には、ゴム板４２が介設されている。そして、ナット４６を締め付けて閉鎖板４４を上方に移動させることで、板バネ９の前後方向中央部が圧接挟持されて強固に拘束されるようになっている。即ち、ホルダ３０により複数の板バネ９が所定の位置に保持され、ホルダ３０と複数の板バネ９とでサブアッセンブリを構成する。なお、ゴム板３６は、省略してもよい。
【００１９】
図５は、図２に示す鉄道車両用台車１の要部拡大図である。図６は、図５に示す軸受収容体８のVI−VI線断面図である。図５及び６に示すように、軸受収容体８は、軸受７を収容する軸箱５０と、軸箱５０を支持する軸箱受け５２と、軸箱５０と軸箱受け５２との間に介装されて前後方向及び横方向に弾性変形可能な弾性部材である筒状のゴムブロック５１とを備えている。軸箱受け５２と軸箱５０との間には、軸箱受け５２が軸箱５０に対して前後方向及び横方向に変位可能なようにクリアランスが形成されている。軸箱受け５２は、軸箱５０を収容するケース部５３と、台車１の前後方向中央側（図５及び６中の左側）に向けてケース部５３の横方向両側から突出する一対の板部５４と、板部５４から横方向に突出するように一対の板部５４の間に架け渡された円柱状の金属からなるピン５６〜５８（支持部）とを備えている。
【００２０】
軸箱受け５２のケース部５３は、軸箱５０を収容することで間接的に軸受７を収容している。即ち、軸箱５０及びケース部５３が軸受収容体８の軸受７を収容するケース部分を構成している。一対の板部５４の横方向の間隔は、板バネ９の横方向の幅よりも若干大きい設定されている。ピン５６〜５８は、平面視で重なる位置に上下に間隔をあけて板部５４に取り付けられており、ケース部５３の上端から下端までの間の高さ範囲Ｈに重なる高さに設けられている。なお、ピン５７とピン５８とが平面視で重なる状態で、ピン５６がピン５７，５８に平面視で重ならないように配置されてもよい。また、ピン５６〜５８は、設計要求に応じて、高さ範囲Ｈから上方又は下方に食み出す高さに設けられてもよい。
【００２１】
上段板バネ１５及び下段板バネ１６の連結用板バネ２５，２６の前後方向両端部には、下方に折り返すように湾曲してピン孔２５ｂ，２６ｂを形成する筒部２５ａ，２６ａが設けられている。上段のピン５７及び下段のピン５８は、筒部２５ａ，２６ａのピン孔２５ｂ，２６ｂに回動自在に挿入されており、ピン５７，５８と筒部２５ａ，２６ａとの間には、樹脂からなる一対のスリーブ５９が介装されている。スリーブ５９は、ピン５７，５８に嵌合する筒状部５９ａと、筒状部５９ａの横方向外側の端部から径方向外方に突出するフランジ部５９ｂとを備え、フランジ部５９ｂが、連結用板バネ２５，２６の筒部２５ａ，２６ａと板部５４との間に配置されている。このようにして、連結用板バネ２５，２６の筒部２５ａ，２６ａは、横方向を回動軸線として回動自在にピン５７，５８に連結され、ピン５７，５８が連結用板バネ２５，２６を支持する。
【００２２】
連結用板バネ２５，２６の上に積層された非連結用板バネ２３，２４の前後方向両端部は、連結用板バネ２５，２６に前後移動自在に支持されており、ピン５７，５８には連結されていない。中段板バネ１４は、全て非連結用板バネ２０〜２２からなる。互いに積層された板バネ群からなる中段板バネ１４のうち最下層の非連結用板バネ２０の前後方向両端部は、中段のピン５６に前後移動自在に支持されている。即ち、中段板バネ１４の何れの板バネ２０〜２２もピン５６には連結されていない。
【００２３】
図２及び５に示すように、複数の板バネ９は、車軸５よりも台車１の前後方向中央側にてピン５６〜５８（支持部）に支持されている。即ち、板バネ９の前後方向長さは、前後の車軸５間の距離よりも短い。そして、ピン５６〜５８が軸受収容体８のケース部５３の上端から下端までの間の高さ範囲Ｈに重なる高さに設けられており、最上位の板バネ２３と最下位の板バネ２６との間の上下方向距離も短い。また、板バネ９は、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲しており、板バネ９のうちピン５６〜５８に支持される前後方向両端部は、板バネ９のうちホルダ３０に支持される前後方向中央部よりも下方に位置している。そして、板バネ９の前後方向中央部に掛かる下方への負荷が大きくなると、板バネ９は側面視で直線状に近づくように弾性変形し、それにより前後の車軸５間の前後方向距離が増加する。また、中段板バネ１４の全体の厚みは、上段板バネ１５の全体の厚みよりも大きく、かつ、下段板バネ１６の全体の厚みよりも大きい。また、非連結用板バネ２０〜２４の各々の厚みは、連結用板バネ２５，２６の各々の厚みよりも大きい。
【００２４】
以上に説明した構成によれば、板バネ９が車軸５よりも前後方向中央側にて軸受収容体８のピン５６〜５８に支持されているので、板バネ９の前後方向長さを短くすることができ、車体重量が大きい場合にも板バネ９の厚さを過大にすることなく好適なバネ定数を実現することが可能となる。また、板バネ９が軸受収容体８に支持される位置は、車軸５の真下ではなく、車軸５よりも前後方向中央側にずれたケース部５３の側方であるので、最下位の板バネ２６と地面との距離が近接し過ぎないようにすることができ、板バネ２６に障害物等が接触する等、走行に影響を与えることはない。また、板バネ９が軸受収容体８に支持される位置は、車軸５の真上ではなく、車軸５よりも前後方向中央側にずれたケース部５３の側方であるので、最上位の板バネ２３を低い位置に設けて横ばり４を低くすることができ、車体２を低床化することも可能となる。
【００２５】
また、図７に示すように、非連結用板バネ２０〜２２を支持するピン５６’の軸箱受け５２’に対する位置を、元の位置Ａ（図５のピン５６の位置）から前後方向に移動させる変更を行うだけで、他の部材を変更せずとも、非連結用板バネ２０〜２２のバネ定数を変えることができる。例えば、ピン５６の位置を前後方向における台車中央側に移動させれば、中段板バネ１４のうち弾性力に寄与する部分の前後方向長さが短くなって中段板バネ１４の剛性が高くなり、バネ上重量の大きい台車（例えば、電動車に使用される台車）に適したバネ定数が実現される。逆に、ピン５６’の位置を前後方向における台車外側に移動させれば、中段板バネ１４のうち弾性力に寄与する部分の前後方向長さが長くなって中段板バネ１４の剛性が低くなり、バネ上重量の小さい台車（例えば、付随車に使用される台車）に適したバネ定数が実現される。よって、ピン５６の位置を変えるだけでバネ定数を調整することができ、設計効率及び製造効率が非常に良好となる。なお、ピンの位置変更は、中段板バネ１４用のピン５６に限らず、上段板バネ１５用のピン５７及び／又は下段板バネ１６用のピン５８の位置を変更することでも同様の効果を得ることができる。但し、その場合には連結用板バネ２５，２６の前後方向長さを変更する必要がある。
【００２６】
また、図８に示すように、側面視で上方に向けて凸となるように湾曲した板バネ２５，２６は、その前後方向中央部に掛かる下方への荷重が大きくなると側面視で曲率が小さくなるように弾性変形し、前後の車軸５間の前後方向距離が通常時の距離Ｌ０から距離Ｌ１に増加する（例えば、Ｌ１−Ｌ０≦２０ｍｍ）。逆に、板バネ９の前後方向中央部に掛かる下方への荷重が小さくなると側面視で曲率が大きくなるように弾性変形し、前後の車軸５間の前後方向距離が通常時の距離Ｌ０から距離Ｌ２に減少する（例えば、Ｌ０−Ｌ２≦２０ｍｍ）。図９及び１０に示すように、鉄道車両用台車１がカーブを走行して車体２に遠心力が作用すると、カーブ内側の車輪６（内軌側）の輪重がカーブ内側の車輪６（外軌側）の輪重よりも軽くなり、外軌側の板バネ９への荷重が内軌側の板バネ９への荷重よりも大きくなる。よって、外軌側の車軸間距離Ｌ１が内軌側の車軸間距離Ｌ２よりも大きくなって車輪６の自己操舵機能が発揮され、カーブ走行時の車輪６の横圧を低減でき、曲線通過性能が向上する。
【００２７】
また、連結用板バネ２５，２６は、ピン５７，５８に回動自在に連結支持されているので、板バネ９の弾性変形が円滑になる。しかも、ピン５７，５８及び筒部２５ａ，２６ａは金属であり且つスリーブ５９は樹脂であるので、ピン５７，５８に対する筒部２５ａ，２６ａの回動滑りの抵抗を低減することができる。
【００２８】
また、非連結用板バネ２０〜２４を設けることで、連結用板バネ２５，２６を厚くすることなく、板バネ９全体のバネ定数を容易に調整することができる。しかも、非連結用板バネ２１〜２４は他の板バネ２０，２１，２５，２６の上面に面接触して積層されているため、板バネ９全体が撓む際に、互いに面接触する板バネ２０〜２６間で摺動摩擦が生じ、適度な減衰効果を得ることが可能となる。
【００２９】
また、非連結用板バネ２０〜２４の全体のバネ定数が連結用板バネ２５，２６の全体のバネ定数よりも大きく、連結用板バネ２５，２６の厚みが過大にならないため、連結用板バネ２５，２６の加工性も良好となるとともに、非連結用板バネ２０〜２４により容易にバネ定数を調整することができる。さらに、連結用板バネ２５，２６は金属からなり、かつ、非連結用板バネ２０〜２４は繊維強化樹脂からなるので、連結用板バネ２５，２６の加工性等を向上させながら、板バネ９全体を軽量化することができる。
【００３０】
また、中段板バネ１４、上段板バネ１５及び下段板バネ１６は、互いに上下に間隔をあけた状態でホルダ３０により位置決め保持されているため、ホルダ３０と板バネ９の全体とがモジュール化されたサブアッセンブリを構成することとなり、組付作業性が向上する。さらに、ホルダ３０は、ナット４６を調整するだけで板バネ９を挟持する力を調整できるので、板バネ９のメンテナンスも容易にすることが可能となる。
【００３１】
なお、図１１〜１３に示すように、ピン５７，５８に外嵌するスリーブを特殊な形状にして、台車における個々の輪重の調整（同一車両における各輪重を一定範囲に収めることが求められる。）や、板バネの経年変化に対応したバネ定数の調整をできるようにしてもよい。例えば、図１１に示すように、連結用板バネ２５，２６の筒部２５ａ，２６ａのピン孔２５ｂ，２６ｂを大径化し、上下方向に偏心したピン穴１５９ａを有するスリーブ１５９を筒部２５ａ，２６ａに挿入することで、ピン５７，５８に対する筒部２５ａ，２６ａの高さを調整して板バネ２５，２６のバネ定数を調整することができる。但し、この際には、スリーブ１５９が筒部２５ａ，２６ａに対して回転しないように、図示しない係止構造を設けるとよい。
【００３２】
また、図１２に示すように、連結用板バネ１２５，１２６の筒部１２５ａ，１２６ａを縦長の長円形状とし、上下方向に偏心したピン穴２５９ａを有する長円形状のスリーブ２５９を筒部１２５ａ，１２６ａに挿入することで、ピン５７，５８に対する筒部１２５ａ，１２６ａの高さを調整して板バネ１２５，１２６のバネ定数を調整してもよい。この場合、係止構造を設けなくても、スリーブ２５９が筒部１２５ａ，１２６ａに対して回転しない。また、図１３に示すように、連結用板バネ２２５，２２６の筒部２２５ａ，２２６ａを横長の長円形状とし、前後方向（図中の左右方向）に偏心したピン穴３５９ａを有する長円形状のスリーブ３５９を筒部２２５ａ，２２６ａに挿入することで、ピン５７，５８に対する筒部２２５ａ，２２６ａの前後位置を調整して板バネ２２５，２２６のバネ定数を調整してもよい。
【００３３】
（第２実施形態）
図１４は、本発明の第２実施形態に係る鉄道車両用台車の図５相当の図面である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図１４に示すように、本実施形態の台車では、軸受収容体１０８のケース部１５３が側面視で二分割されている。具体的には、ケース部１５３は、それぞれ略半円状の第１分割体１５３Ａ及び第２分割体１５３Ｂを備え、これら分割体１５３Ａ，１５３Ｂを合わせてボルト１６０で締結することで略円筒状のケース部１５３が構成される。ケース部１５３の分割線ＰＬは、鉛直線ＶＬに対して所定角θ（例えば、１０°〜３０°）で傾斜している。
【００３４】
台車の前後方向中央側にある第２分割体１５３Ｂからは前後方向中央側に向けて板部１５４が突出しており、その板部１５４に横方向に延びる断面円形状のピン５７，５８及び断面四角形状の支持板１５６が設けられている。中段板バネ１１４は、２つの非連結用板バネ２０，２１を有し、その最下層の非連結用板バネ２０の両端部が支持板１５６に面接触した状態で前後移動自在に支持されている。上段板バネ１１５及び下段板バネ１１６は、それぞれ連結用板バネ２５，２６及び非連結用板バネ１２３，１２４を有し、非連結用板バネ１２３，１２４の両端部１２３ａ，１２４ａは筒部２５ａ，２６ａに沿うように円弧状になっている。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００３５】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態に係る鉄道車両用台車２０１の側面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、本実施形態の台車２０１は、側ばりを省略した台車枠の横ばり２０４の横方向両端部に複数の板バネ２０９を保持するホルダ２３０が取り付けられており、板バネ２０９は、１つの連結用板バネ２２０と、それに積層された複数の非連結用板バネ２２１〜２２４とからなる。板バネ２２０〜２２４は、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲しており、上層にいくにつれて前後方向の長さが漸減するようにして前後方向両端部を階段状に形成している。連結用板バネ２２０の両端部２２０ａは、軸受収容体２０８に連結されている。軸受収容体２０８のケース部２５３は、側面視で上下に二分割されている。
【００３６】
具体的には、ケース部２５３は、それぞれ略半円状の下側分割体２５３Ａ及び上側分割体２５３Ｂを備え、これら分割体２５３Ａ，２５３Ｂを合わせてボルト２６０，２６１で締結することで略円筒状のケース部２５３が構成される。下側分割体２５３Ａからは前後方向中央側に向けて支持板２５４（支持部）が突出しており、その支持板２５４に連結用板バネ２２０の両端部２２０ａが支持されている。支持板２５４は、車軸５よりも前後方向中央側にあり、ケース部２５３の上端から下端までの間の高さ範囲に重なる高さに設けられている。そして、上側分割体２５３Ｂを下側分割体２５３Ａに締結することで、それらにより連結用板バネ２２０の両端部２２０ａが挟持された状態でボルト２６１により固定される。また、連結用板バネ２２０の両端部２２０ａの各分割体２５３Ａ，２５３Ｂにより挟持された部分は、さらに結束部材２６２により外側から結束するように保持されている。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００３７】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。前記各実施形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば１つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明に係る鉄道車両用台車は、板バネのバネ定数を好適化できる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できる鉄道車両に広く適用すると有益である。
【符号の説明】
【００３９】
１  鉄道車両用台車
２  車体
４  横ばり
５  車軸
７  軸受
８  軸受収容体
９  板バネ
１４  中段板バネ
１５  上段板バネ
１６  下段板バネ
２０〜２４  非連結用板バネ
２５，２６  連結用板バネ
２５ａ，２６ａ  筒部
２５ｂ，２６ｂ  ピン孔
３０  ホルダ
５０  軸箱
５１  ゴムブロック（弾性部材）
５２  軸箱受け
５３  ケース部
５４  板部
５６〜５８  ピン（支持部）
５９  スリーブ
【図１】
2012137257.tif 000003
【図２】
2012137257.tif 000004
【図３】
2012137257.tif 000005
【図４】
2012137257.tif 000006
【図５】
2012137257.tif 000007
【図６】
2012137257.tif 000008
【図７】
2012137257.tif 000009
【図８】
2012137257.tif 000010
【図９】
2012137257.tif 000011
【図１０】
2012137257.tif 000012
【図１１】
2012137257.tif 000013
【図１２】
2012137257.tif 000014
【図１３】
2012137257.tif 000015
【図１４】
2012137257.tif 000016
【図１５】
2012137257.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月8日(2012.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、
前記横ばりの前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸と、
前記車軸の横方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を収容する軸受収容体と、
前記横ばりの横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が前記軸受収容体に支持された板バネと、を備え、
前記軸受収容体は、前記軸受を収容するケース部と、前記板バネを支持する支持部とを有し、
前記板ばねは、連結用板バネと、前記連結用板ばねの上に積層された非連結用板バネとを有し、
前記連結用板バネの両端部は、横方向を回動軸線として回動自在に前記支持部に支持され、
前記非連結用板バネの両端部は、前記連結用板バネに対して前後移動自在に支持されている、鉄道車両用台車。
【請求項２】
前記板バネのうち前記支持部に支持される部位は、前記板バネのうち前記横ばりに支持される部位よりも下方に位置している、請求項１に記載の鉄道車両用台車。
【請求項３】
前記板バネは、その前後方向における中央部が前記横ばりに支持され、その前後方向における両端部が前記支持部に支持され、
前記板バネは、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲している、請求項２に記載の鉄道車両用台車。
【請求項４】
前記前側の軸受収容体と前記後側の軸受収容体との間の距離が、前記連結用板バネの荷重に応じた弾性変形により変化する、請求項２又は３に記載の鉄道車両用台車。
【請求項５】
前記連結用板バネの前記両端部には、折り返すように湾曲してピン孔を形成する筒部が設けられ、
前記軸受収容体は、前記ケース部から前記台車の前後方向中央側に突出する板部をさらに有し、
前記支持部は、前記板部から横方向に突出するピンを有し、
前記ピンが前記ピン孔に回動自在に挿入されることで、前記連結用板バネの前記両端部が前記支持部に連結支持されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項６】
前記ピンと前記筒部との間には、スリーブが介装されており、
前記ピン及び前記筒部は金属からなり、前記スリーブは樹脂からなる、請求項５に記載の鉄道車両用台車。  
【請求項７】
前記板バネは、前記連結用板バネと上下に間隔をあけて配置され、その端部が前記支持部に前後移動自在に支持された他の非連結用板バネをさらに備えている、請求項１乃至６のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項８】
前記板バネは、中段板バネと、前記中段板バネの上方に間隔をあけて配置された上段板バネと、前記中段板バネの下方に間隔をあけて配置された下段板バネとを有し、
前記上段板バネ及び前記下段板バネは、少なくとも前記連結用板バネを含み、
前記中段板バネは、前記他の非連結用板バネからなる、請求項７に記載の鉄道車両用台車。
【請求項９】
前記非連結用板バネの全体のバネ定数は、前記連結用板バネの全体のバネ定数よりも大きい、請求項１乃至８のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１０】
前記連結用板バネは、金属からなり、
前記非連結用板バネは、繊維強化樹脂からなる板バネを含んでいる、請求項１乃至９のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１１】
前記板バネは、互いに上下に間隔をあけた複数の板バネを有し、
前記複数の板バネには、それらの前後方向における中央部をまとめて位置決め保持するホルダが取り付けられ、
前記ホルダが、前記横ばりの前記両端部に固定されている、請求項１乃至１０のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１２】
前記軸受収容体は、前記軸受を収容する軸箱と、前記軸箱を支持する軸箱受けと、前記軸箱と前記軸箱受けとの間に介装されて前後方向及び横方向に弾性変形可能な弾性部材とを備えている、請求項１乃至１１のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１３】
前記支持部は、前記ケース部の上端から下端までの間の高さ範囲に重なる高さに設けられている、請求項１乃至１２のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、側ばりを省いた鉄道車両用台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車体の床下には、車体を支持してレール上を走行するための台車が設けられており、この台車では、輪軸を支持する軸受が収容された軸箱が台車枠に対して上下方向に変位可能となるように軸箱支持装置により支持されている。一般的に、台車枠は、横方向に延びる横ばりと、その横ばりの両端部から前後方向に延びた左右一対の側ばりとを備え、軸箱支持装置は、軸箱とその上方にある側ばりとの間に介装されたコイルバネからなる軸バネを備えている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、特許文献１のような台車では、横ばり及び側ばりからなる台車枠が大重量の鋼材を互いに溶接するなどして製作されているため、台車枠の重量が大きくなると共に、鋼材コストや組立コストが高くなるという問題がある。そこで、台車枠のうち側ばりの部分を省いた台車が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２の台車では、台車枠と軸箱とが互いに一定距離を保つように支持機構部材により接続されると共に、台車枠の横ばりの両端部に前後方向に延びる板バネが取り付けられ、その板バネの両端部が軸箱の下部に設けたバネ受け内に挿入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７９９０７８号公報
【特許文献２】特開昭５５−４７９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の台車の場合、板バネが車軸の真上又は真下にて軸箱に支持されているため、板バネの長さは前後の車軸間距離の長さを要することになるが、板バネの長さが長くなるとバネ定数が小さくなり、車体重量が大きいときにはバネ定数が不十分となる場合がある。その対策として板バネの厚みを増大させればバネ定数は大きくなるが、その場合には板バネの重量が大きくなり、側ばりを省いたことによる軽量化効果が損なわれることとなる。また、板バネの両端部が軸箱の真下のバネ受けで支持されている場合、板バネとレールや軌道等（以下、単に地面という）との距離が近接し、板バネに障害物等が接触する場合も想定され、走行に不都合な場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る鉄道車両用台車は、鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、前記横ばりの前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸と、前記車軸の横方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受を収容する軸受収容体と、前記横ばりの横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が前記軸受収容体に支持された板バネと、を備え、前記軸受収容体は、前記軸受を収容するケース部と、前記板バネを支持する支持部とを有し、前記板ばねは、連結用板バネと、前記連結用板ばねの上に積層された非連結用板バネとを有し、前記連結用板バネの両端部は、横方向を回動軸線として回動自在に前記支持部に支持され、前記非連結用板バネの両端部は、前記連結用板バネに対して前後移動自在に支持されている。
【発明の効果】
【０００７】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、好適なバネを実現可能とした鉄道車両用台車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用台車の平面図である。
【図２】図１に示す鉄道車両用台車の側面図である。
【図３】図１に示す鉄道車両用台車のIII−III線断面図である。
【図４】図２に示すホルダ及びその周辺のIV−IV線断面図である。
【図５】図２に示す鉄道車両用台車の要部拡大図である。
【図６】図５に示す軸受収容体のVI−VI線断面図である。
【図７】図５に示す軸受収容体の変形例を示す図面である。
【図８】図２に示す連結用板バネの弾性変形を説明する模式図である。
【図９】図１に示す鉄道車両用台車のカーブ走行を説明する背面図である。
【図１０】図１に示す鉄道車両用台車のカーブ走行を説明する平面模式図である。
【図１１】図５に示す連結用板バネの連結部分の第１変形例を示す図面である。
【図１２】図５に示す連結用板バネの連結部分の第２変形例を示す図面である。
【図１３】図５に示す連結用板バネの連結部分の第３変形例を示す図面である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る鉄道車両用台車の図５相当の図面である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る鉄道車両用台車の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用台車１の平面図である。図２は、図１に示す鉄道車両用台車１の側面図である。図３は、図１に示す鉄道車両用台車１のIII−III線断面図である。図１〜３に示すように、鉄道車両用台車１は、車体２を支持するための台車枠３として横方向に延びる横ばり４を備えているが、横ばり４の両端部から前後方向に延びる側ばりを備えていない。横ばり４の前方及び後方には、横方向に沿って前後一対の車軸５が配置されており、車軸５の横方向両側には車輪６が固定されている。車軸５の横方向両端部には、車輪６よりも横方向外側にて車軸５を回転自在に支持する軸受７が設けられ、その軸受７は軸受収容体８に収容されている。横ばり４には、電動機１１が取り付けられており、その電動機１１の出力軸には、車軸５に動力を伝達する減速ギヤが収容されたギヤボックス１２が接続されている。なお、電動機１１とギヤボックス１２とは、車軸５が横ばり４に対して若干変位できるように若干の遊びや弾性をもって接続されている。また、横ばり４には、車輪６の回転を制動するためのブレーキ装置（図示せず）も設けられている。
【００１１】
横ばり４と軸受収容体８との間には、前後方向に延びた複数の板バネ９が架け渡されており、板バネ９の前後方向中央部が横ばり４の横方向両端部に支持され、板バネ９の前後方向両端部が軸受収容体８に支持されている。即ち、複数の板バネ９が、一次サスペンションの機能と従来の側ばりの機能とを兼ねている（軸受収容体８は、板バネ９のみを用いて横ばり４の横方向両端部に接続されている。）。これら板バネ９は、複数の中段板バネ１４と、中段板バネ１４の上方に間隔をあけて配置された複数の上段板バネ１５と、中段板バネ１４の下方に間隔をあけて配置された下段板バネ１６とを備えている。
【００１２】
上段板バネ１５は、前後方向両端部が軸受収容体８に連結される１つの連結用板バネ２５と、前後方向両端部が前後方向に移動することを拘束されていない１つの非連結用板バネ２３とを有し、非連結用板バネ２３は、連結用板バネ２５の上面に面接触した状態で積層されている。下段板バネ１６は、前後方向両端部が軸受収容体８に連結される１つの連結用板バネ２６と、前後方向両端部が前後方向に移動することを拘束されていない１つの非連結用板バネ２４とを有し、非連結用板バネ２４は、連結用板バネ２６の上面に面接触した状態で積層されている。中段板バネ１４は、前後方向両端部が前後方向に移動することを拘束されていない３つの非連結用板バネ２０〜２２を有し、これら非連結用板バネ２０〜２２は互いに面接触した状態で積層されている。即ち、中段板バネ１４には、連結用板バネは設けられていない。非連結用板バネ２０〜２４の全体のバネ定数は、連結用板バネ２５，２６の全体のバネ定数よりも大きい。また、連結用板バネ２５，２６は金属からなり、非連結用板バネ２０〜２４は繊維強化樹脂からなる。但し、非連結用板バネ２０〜２４のうち一部又は全部を金属製としてもよい。
【００１３】
これら板バネ９は、車体２に乗客が搭乗していない空車状態において、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲している。即ち、それぞれの板バネ９は、その前後方向両端部がその前後方向中央部よりも下方に位置するように反った状態で成形されている。しかも、車体２への乗車率が１００％となって板バネ９が撓んだときも、板バネ９が側面視で上方に向けて凸となるように湾曲した状態が維持されるように板バネ９全体のバネ定数が設定されている。連結用板バネ２５，２６が前側の軸受収容体８と後側の軸受収容体８とを連結し、かつ、前側の軸受収容体８と後側の軸受収容体８とは互いに前後方向に相対移動可能であるので、台車１の左側にある連結用板バネ２５，２６と台車１の右側にある連結用板バネ２５，２６とは、荷重に応じて異なる曲率で弾性変形しうる。
【００１４】
これら板バネ９の前後方向中央部は、ホルダ３０により位置決め保持されており、そのホルダ３０が、横ばり４の横方向両端部に設けたホルダ支持部１０に取り付けられている。そして、ホルダ支持部１０の上には二次サスペンションの機能を果たす空気バネ１３が載置され、それら空気バネ１３の上に車体２が載置されている。また、下段板バネ１６には、障害物（例えば、飛石等）が当たるのを防止すべく下段板バネ１６を覆う部分カバー７０が設けられている。また、それに代えて又はそれと共に、軸受収容体８及び板バネ１４〜１６の全体を横方向外側から覆う全体カバー７１を台車１に設けてもよい。この全体カバー７１によれば、障害物対策が図られると共に台車１のデザイン性を向上させることもできる。
【００１５】
図４は、図２に示すホルダ３０及びその周辺のIV−IV線断面の要部拡大図である。図４に示すように、ホルダ３０は、複数の板バネ９の前後方向中央部をまとめて位置決め保持し、横ばり４のホルダ支持部１０にボルト３２で固定されている。ホルダ３０は、下方が開放された断面逆Ｕ字形状の枠部４３と、枠部４３の下端部から下方に向けて突出するボルト４５と、枠部４３で囲まれた空間に配置されるスペーサ３３〜３５及びゴム板３６〜４２と、枠部４３の下端開口を閉鎖するように枠部４３の下端部が挿通した閉鎖板４４と、閉鎖板４４が上方に向かうようにボルト４５に締結されるナット４６とを備えている。
【００１６】
具体的には、枠部４３の上壁部と上段板バネ１５との間には、ゴム板３６、スペーサ３３及びゴム板３７がこの順に上から積層された状態で介設されており、上段板バネ１５と中段板バネ１４との間には、ゴム板３８、スペーサ３４及びゴム板３９がこの順に上から積層された状態で介設されており、中段板バネ１４と下段板バネ１６との間には、ゴム板４０、スペーサ３５及びゴム板４１がこの順に上から積層された状態で介設されており、下段板バネ１６と閉鎖板４４との間には、ゴム板４２が介設されている。そして、ナット４６を締め付けて閉鎖板４４を上方に移動させることで、板バネ９の前後方向中央部が圧接挟持されて強固に拘束されるようになっている。即ち、ホルダ３０により複数の板バネ９が所定の位置に保持され、ホルダ３０と複数の板バネ９とでサブアッセンブリを構成する。なお、ゴム板３６は、省略してもよい。
【００１７】
図５は、図２に示す鉄道車両用台車１の要部拡大図である。図６は、図５に示す軸受収容体８のVI−VI線断面図である。図５及び６に示すように、軸受収容体８は、軸受７を収容する軸箱５０と、軸箱５０を支持する軸箱受け５２と、軸箱５０と軸箱受け５２との間に介装されて前後方向及び横方向に弾性変形可能な弾性部材である筒状のゴムブロック５１とを備えている。軸箱受け５２と軸箱５０との間には、軸箱受け５２が軸箱５０に対して前後方向及び横方向に変位可能なようにクリアランスが形成されている。軸箱受け５２は、軸箱５０を収容するケース部５３と、台車１の前後方向中央側（図５及び６中の左側）に向けてケース部５３の横方向両側から突出する一対の板部５４と、板部５４から横方向に突出するように一対の板部５４の間に架け渡された円柱状の金属からなるピン５６〜５８（支持部）とを備えている。
【００１８】
軸箱受け５２のケース部５３は、軸箱５０を収容することで間接的に軸受７を収容している。即ち、軸箱５０及びケース部５３が軸受収容体８の軸受７を収容するケース部分を構成している。一対の板部５４の横方向の間隔は、板バネ９の横方向の幅よりも若干大きい設定されている。ピン５６〜５８は、平面視で重なる位置に上下に間隔をあけて板部５４に取り付けられており、ケース部５３の上端から下端までの間の高さ範囲Ｈに重なる高さに設けられている。なお、ピン５７とピン５８とが平面視で重なる状態で、ピン５６がピン５７，５８に平面視で重ならないように配置されてもよい。また、ピン５６〜５８は、設計要求に応じて、高さ範囲Ｈから上方又は下方に食み出す高さに設けられてもよい。
【００１９】
上段板バネ１５及び下段板バネ１６の連結用板バネ２５，２６の前後方向両端部には、下方に折り返すように湾曲してピン孔２５ｂ，２６ｂを形成する筒部２５ａ，２６ａが設けられている。上段のピン５７及び下段のピン５８は、筒部２５ａ，２６ａのピン孔２５ｂ，２６ｂに回動自在に挿入されており、ピン５７，５８と筒部２５ａ，２６ａとの間には、樹脂からなる一対のスリーブ５９が介装されている。スリーブ５９は、ピン５７，５８に嵌合する筒状部５９ａと、筒状部５９ａの横方向外側の端部から径方向外方に突出するフランジ部５９ｂとを備え、フランジ部５９ｂが、連結用板バネ２５，２６の筒部２５ａ，２６ａと板部５４との間に配置されている。このようにして、連結用板バネ２５，２６の筒部２５ａ，２６ａは、横方向を回動軸線として回動自在にピン５７，５８に連結され、ピン５７，５８が連結用板バネ２５，２６を支持する。
【００２０】
連結用板バネ２５，２６の上に積層された非連結用板バネ２３，２４の前後方向両端部は、連結用板バネ２５，２６に前後移動自在に支持されており、ピン５７，５８には連結されていない。中段板バネ１４は、全て非連結用板バネ２０〜２２からなる。互いに積層された板バネ群からなる中段板バネ１４のうち最下層の非連結用板バネ２０の前後方向両端部は、中段のピン５６に前後移動自在に支持されている。即ち、中段板バネ１４の何れの板バネ２０〜２２もピン５６には連結されていない。
【００２１】
図２及び５に示すように、複数の板バネ９は、車軸５よりも台車１の前後方向中央側にてピン５６〜５８（支持部）に支持されている。即ち、板バネ９の前後方向長さは、前後の車軸５間の距離よりも短い。そして、ピン５６〜５８が軸受収容体８のケース部５３の上端から下端までの間の高さ範囲Ｈに重なる高さに設けられており、最上位の板バネ２３と最下位の板バネ２６との間の上下方向距離も短い。また、板バネ９は、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲しており、板バネ９のうちピン５６〜５８に支持される前後方向両端部は、板バネ９のうちホルダ３０に支持される前後方向中央部よりも下方に位置している。そして、板バネ９の前後方向中央部に掛かる下方への負荷が大きくなると、板バネ９は側面視で直線状に近づくように弾性変形し、それにより前後の車軸５間の前後方向距離が増加する。また、中段板バネ１４の全体の厚みは、上段板バネ１５の全体の厚みよりも大きく、かつ、下段板バネ１６の全体の厚みよりも大きい。また、非連結用板バネ２０〜２４の各々の厚みは、連結用板バネ２５，２６の各々の厚みよりも大きい。
【００２２】
以上に説明した構成によれば、板バネ９が車軸５よりも前後方向中央側にて軸受収容体８のピン５６〜５８に支持されているので、板バネ９の前後方向長さを短くすることができ、車体重量が大きい場合にも板バネ９の厚さを過大にすることなく好適なバネ定数を実現することが可能となる。また、板バネ９が軸受収容体８に支持される位置は、車軸５の真下ではなく、車軸５よりも前後方向中央側にずれたケース部５３の側方であるので、最下位の板バネ２６と地面との距離が近接し過ぎないようにすることができ、板バネ２６に障害物等が接触する等、走行に影響を与えることはない。また、板バネ９が軸受収容体８に支持される位置は、車軸５の真上ではなく、車軸５よりも前後方向中央側にずれたケース部５３の側方であるので、最上位の板バネ２３を低い位置に設けて横ばり４を低くすることができ、車体２を低床化することも可能となる。
【００２３】
また、図７に示すように、非連結用板バネ２０〜２２を支持するピン５６’の軸箱受け５２’に対する位置を、元の位置Ａ（図５のピン５６の位置）から前後方向に移動させる変更を行うだけで、他の部材を変更せずとも、非連結用板バネ２０〜２２のバネ定数を変えることができる。例えば、ピン５６の位置を前後方向における台車中央側に移動させれば、中段板バネ１４のうち弾性力に寄与する部分の前後方向長さが短くなって中段板バネ１４の剛性が高くなり、バネ上重量の大きい台車（例えば、電動車に使用される台車）に適したバネ定数が実現される。逆に、ピン５６’の位置を前後方向における台車外側に移動させれば、中段板バネ１４のうち弾性力に寄与する部分の前後方向長さが長くなって中段板バネ１４の剛性が低くなり、バネ上重量の小さい台車（例えば、付随車に使用される台車）に適したバネ定数が実現される。よって、ピン５６の位置を変えるだけでバネ定数を調整することができ、設計効率及び製造効率が非常に良好となる。なお、ピンの位置変更は、中段板バネ１４用のピン５６に限らず、上段板バネ１５用のピン５７及び／又は下段板バネ１６用のピン５８の位置を変更することでも同様の効果を得ることができる。但し、その場合には連結用板バネ２５，２６の前後方向長さを変更する必要がある。
【００２４】
また、図８に示すように、側面視で上方に向けて凸となるように湾曲した板バネ２５，２６は、その前後方向中央部に掛かる下方への荷重が大きくなると側面視で曲率が小さくなるように弾性変形し、前後の車軸５間の前後方向距離が通常時の距離Ｌ０から距離Ｌ１に増加する（例えば、Ｌ１−Ｌ０≦２０ｍｍ）。逆に、板バネ９の前後方向中央部に掛かる下方への荷重が小さくなると側面視で曲率が大きくなるように弾性変形し、前後の車軸５間の前後方向距離が通常時の距離Ｌ０から距離Ｌ２に減少する（例えば、Ｌ０−Ｌ２≦２０ｍｍ）。図９及び１０に示すように、鉄道車両用台車１がカーブを走行して車体２に遠心力が作用すると、カーブ内側の車輪６（内軌側）の輪重がカーブ内側の車輪６（外軌側）の輪重よりも軽くなり、外軌側の板バネ９への荷重が内軌側の板バネ９への荷重よりも大きくなる。よって、外軌側の車軸間距離Ｌ１が内軌側の車軸間距離Ｌ２よりも大きくなって車輪６の自己操舵機能が発揮され、カーブ走行時の車輪６の横圧を低減でき、曲線通過性能が向上する。
【００２５】
また、連結用板バネ２５，２６は、ピン５７，５８に回動自在に連結支持されているので、板バネ９の弾性変形が円滑になる。しかも、ピン５７，５８及び筒部２５ａ，２６ａは金属であり且つスリーブ５９は樹脂であるので、ピン５７，５８に対する筒部２５ａ，２６ａの回動滑りの抵抗を低減することができる。
【００２６】
また、非連結用板バネ２０〜２４を設けることで、連結用板バネ２５，２６を厚くすることなく、板バネ９全体のバネ定数を容易に調整することができる。しかも、非連結用板バネ２１〜２４は他の板バネ２０，２１，２５，２６の上面に面接触して積層されているため、板バネ９全体が撓む際に、互いに面接触する板バネ２０〜２６間で摺動摩擦が生じ、適度な減衰効果を得ることが可能となる。
【００２７】
また、非連結用板バネ２０〜２４の全体のバネ定数が連結用板バネ２５，２６の全体のバネ定数よりも大きく、連結用板バネ２５，２６の厚みが過大にならないため、連結用板バネ２５，２６の加工性も良好となるとともに、非連結用板バネ２０〜２４により容易にバネ定数を調整することができる。さらに、連結用板バネ２５，２６は金属からなり、かつ、非連結用板バネ２０〜２４は繊維強化樹脂からなるので、連結用板バネ２５，２６の加工性等を向上させながら、板バネ９全体を軽量化することができる。
【００２８】
また、中段板バネ１４、上段板バネ１５及び下段板バネ１６は、互いに上下に間隔をあけた状態でホルダ３０により位置決め保持されているため、ホルダ３０と板バネ９の全体とがモジュール化されたサブアッセンブリを構成することとなり、組付作業性が向上する。さらに、ホルダ３０は、ナット４６を調整するだけで板バネ９を挟持する力を調整できるので、板バネ９のメンテナンスも容易にすることが可能となる。
【００２９】
なお、図１１〜１３に示すように、ピン５７，５８に外嵌するスリーブを特殊な形状にして、台車における個々の輪重の調整（同一車両における各輪重を一定範囲に収めることが求められる。）や、板バネの経年変化に対応したバネ定数の調整をできるようにしてもよい。例えば、図１１に示すように、連結用板バネ２５，２６の筒部２５ａ，２６ａのピン孔２５ｂ，２６ｂを大径化し、上下方向に偏心したピン穴１５９ａを有するスリーブ１５９を筒部２５ａ，２６ａに挿入することで、ピン５７，５８に対する筒部２５ａ，２６ａの高さを調整して板バネ２５，２６のバネ定数を調整することができる。但し、この際には、スリーブ１５９が筒部２５ａ，２６ａに対して回転しないように、図示しない係止構造を設けるとよい。
【００３０】
また、図１２に示すように、連結用板バネ１２５，１２６の筒部１２５ａ，１２６ａを縦長の長円形状とし、上下方向に偏心したピン穴２５９ａを有する長円形状のスリーブ２５９を筒部１２５ａ，１２６ａに挿入することで、ピン５７，５８に対する筒部１２５ａ，１２６ａの高さを調整して板バネ１２５，１２６のバネ定数を調整してもよい。この場合、係止構造を設けなくても、スリーブ２５９が筒部１２５ａ，１２６ａに対して回転しない。また、図１３に示すように、連結用板バネ２２５，２２６の筒部２２５ａ，２２６ａを横長の長円形状とし、前後方向（図中の左右方向）に偏心したピン穴３５９ａを有する長円形状のスリーブ３５９を筒部２２５ａ，２２６ａに挿入することで、ピン５７，５８に対する筒部２２５ａ，２２６ａの前後位置を調整して板バネ２２５，２２６のバネ定数を調整してもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
図１４は、本発明の第２実施形態に係る鉄道車両用台車の図５相当の図面である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図１４に示すように、本実施形態の台車では、軸受収容体１０８のケース部１５３が側面視で二分割されている。具体的には、ケース部１５３は、それぞれ略半円状の第１分割体１５３Ａ及び第２分割体１５３Ｂを備え、これら分割体１５３Ａ，１５３Ｂを合わせてボルト１６０で締結することで略円筒状のケース部１５３が構成される。ケース部１５３の分割線ＰＬは、鉛直線ＶＬに対して所定角θ（例えば、１０°〜３０°）で傾斜している。
【００３２】
台車の前後方向中央側にある第２分割体１５３Ｂからは前後方向中央側に向けて板部１５４が突出しており、その板部１５４に横方向に延びる断面円形状のピン５７，５８及び断面四角形状の支持板１５６が設けられている。中段板バネ１１４は、２つの非連結用板バネ２０，２１を有し、その最下層の非連結用板バネ２０の両端部が支持板１５６に面接触した状態で前後移動自在に支持されている。上段板バネ１１５及び下段板バネ１１６は、それぞれ連結用板バネ２５，２６及び非連結用板バネ１２３，１２４を有し、非連結用板バネ１２３，１２４の両端部１２３ａ，１２４ａは筒部２５ａ，２６ａに沿うように円弧状になっている。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００３３】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態に係る鉄道車両用台車２０１の側面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、本実施形態の台車２０１は、側ばりを省略した台車枠の横ばり２０４の横方向両端部に複数の板バネ２０９を保持するホルダ２３０が取り付けられており、板バネ２０９は、１つの連結用板バネ２２０と、それに積層された複数の非連結用板バネ２２１〜２２４とからなる。板バネ２２０〜２２４は、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲しており、上層にいくにつれて前後方向の長さが漸減するようにして前後方向両端部を階段状に形成している。連結用板バネ２２０の両端部２２０ａは、軸受収容体２０８に連結されている。軸受収容体２０８のケース部２５３は、側面視で上下に二分割されている。
【００３４】
具体的には、ケース部２５３は、それぞれ略半円状の下側分割体２５３Ａ及び上側分割体２５３Ｂを備え、これら分割体２５３Ａ，２５３Ｂを合わせてボルト２６０，２６１で締結することで略円筒状のケース部２５３が構成される。下側分割体２５３Ａからは前後方向中央側に向けて支持板２５４（支持部）が突出しており、その支持板２５４に連結用板バネ２２０の両端部２２０ａが支持されている。支持板２５４は、車軸５よりも前後方向中央側にあり、ケース部２５３の上端から下端までの間の高さ範囲に重なる高さに設けられている。そして、上側分割体２５３Ｂを下側分割体２５３Ａに締結することで、それらにより連結用板バネ２２０の両端部２２０ａが挟持された状態でボルト２６１により固定される。また、連結用板バネ２２０の両端部２２０ａの各分割体２５３Ａ，２５３Ｂにより挟持された部分は、さらに結束部材２６２により外側から結束するように保持されている。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００３５】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。前記各実施形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば１つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明に係る鉄道車両用台車は、板バネのバネ定数を好適化できる優れた効果をし、この効果の意義を発揮できる鉄道車両に広く適用すると有益である。
【符号の説明】
【００３７】
１  鉄道車両用台車
２  車体
４  横ばり
５  車軸
７  軸受
８  軸受収容体
９  板バネ
１４  中段板バネ
１５  上段板バネ
１６  下段板バネ
２０〜２４  非連結用板バネ
２５，２６  連結用板バネ
２５ａ，２６ａ  筒部
２５ｂ，２６ｂ  ピン孔
３０  ホルダ
５０  軸箱
５１  ゴムブロック（弾性部材）
５２  軸箱受け
５３  ケース部
５４  板部
５６〜５８  ピン（支持部）
５９  スリーブ
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月25日(2013.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、
前記横ばりの前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸と、
前記車軸の横方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を収容する軸受収容体と、
前記横ばりの横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が前記軸受収容体に支持された板バネと、を備え、
前記軸受収容体は、前記軸受を収容するケース部と、前記板バネを支持する支持部とを有し、
前記板バネは、連結用板バネと、前記連結用板バネの上に積層された非連結用板バネとを有し、
前記連結用板バネの両端部は、横方向を回動軸線として回動自在に前記支持部に支持され、
前記非連結用板バネの両端部は、前記連結用板バネに対して前後移動自在に支持されている、鉄道車両用台車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る鉄道車両用台車は、鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、前記横ばりの前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸と、前記車軸の横方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受を収容する軸受収容体と、前記横ばりの横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が前記軸受収容体に支持された板バネと、を備え、前記軸受収容体は、前記軸受を収容するケース部と、前記板バネを支持する支持部とを有し、前記板バネは、連結用板バネと、前記連結用板バネの上に積層された非連結用板バネとを有し、前記連結用板バネの両端部は、横方向を回動軸線として回動自在に前記支持部に支持され、前記非連結用板バネの両端部は、前記連結用板バネに対して前後移動自在に支持されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
軸箱受け５２のケース部５３は、軸箱５０を収容することで間接的に軸受７を収容している。即ち、軸箱５０及びケース部５３が軸受収容体８の軸受７を収容するケース部分を構成している。一対の板部５４の横方向の間隔は、板バネ９の横方向の幅よりも若干大きく設定されている。ピン５６〜５８は、平面視で重なる位置に上下に間隔をあけて板部５４に取り付けられており、ケース部５３の上端から下端までの間の高さ範囲Ｈに重なる高さに設けられている。なお、ピン５７とピン５８とが平面視で重なる状態で、ピン５６がピン５７，５８に平面視で重ならないように配置されてもよい。また、ピン５６〜５８は、設計要求に応じて、高さ範囲Ｈから上方又は下方に食み出す高さに設けられてもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月21日(2013.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、
前記横ばりの前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸と、
前記車軸の横方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を収容する軸受収容体と、
前記横ばりの横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が前記軸受収容体に支持された板バネと、を備え、
前記軸受収容体は、前記軸受を収容するケース部と、前記板バネを支持する支持部とを有し、
前記板バネは、連結用板バネと、前記連結用板バネの上に積層された非連結用板バネとを有し、
前記連結用板バネの両端部は、横方向を回動軸線として回動自在に前記支持部に支持され、
前記非連結用板バネの両端部は、前記連結用板バネに対して前後移動自在に支持されており、
前記板バネは、前記連結用板バネと上下に間隔をあけて配置され、その端部が前記支持部に前後移動自在に支持された他の非連結用板バネをさらに備え、
前記板バネは、中段板バネと、前記中段板バネの上方に間隔をあけて配置された上段板バネと、前記中段板バネの下方に間隔をあけて配置された下段板バネとを有し、
前記上段板バネ及び前記下段板バネは、少なくとも前記連結用板バネを含み、
前記中段板バネは、前記他の非連結用板バネからなる、鉄道車両用台車。
【請求項２】
前記板バネのうち前記支持部に支持される部位は、前記板バネのうち前記横ばりに支持される部位よりも下方に位置している、請求項１に記載の鉄道車両用台車。
【請求項３】
前記板バネは、その前後方向における中央部が前記横ばりに支持され、その前後方向における両端部が前記支持部に支持され、
前記板バネは、側面視で上方に向けて凸となるように略円弧状に湾曲している、請求項２に記載の鉄道車両用台車。
【請求項４】
前記前側の軸受収容体と前記後側の軸受収容体との間の距離が、前記連結用板バネの荷重に応じた弾性変形により変化する、請求項２又は３に記載の鉄道車両用台車。
【請求項５】
前記連結用板バネの前記両端部には、折り返すように湾曲してピン孔を形成する筒部が設けられ、
前記軸受収容体は、前記ケース部から前記台車の前後方向中央側に突出する板部をさらに有し、
前記支持部は、前記板部から横方向に突出するピンを有し、
前記ピンが前記ピン孔に回動自在に挿入されることで、前記連結用板バネの前記両端部が前記支持部に連結支持されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項６】
前記ピンと前記筒部との間には、スリーブが介装されており、
前記ピン及び前記筒部は金属からなり、前記スリーブは樹脂からなる、請求項５に記載の鉄道車両用台車。  
【請求項７】
前記非連結用板バネの全体のバネ定数は、前記連結用板バネの全体のバネ定数よりも大きい、請求項１乃至６のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項８】
前記連結用板バネは、金属からなり、
前記非連結用板バネは、繊維強化樹脂からなる板バネを含んでいる、請求項１乃至７のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項９】
前記板バネは、互いに上下に間隔をあけた複数の板バネを有し、
前記複数の板バネには、それらの前後方向における中央部をまとめて位置決め保持するホルダが取り付けられ、
前記ホルダが、前記横ばりの前記両端部に固定されている、請求項１乃至８のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１０】
前記軸受収容体は、前記軸受を収容する軸箱と、前記軸箱を支持する軸箱受けと、前記軸箱と前記軸箱受けとの間に介装されて前後方向及び横方向に弾性変形可能な弾性部材とを備えている、請求項１乃至９のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【請求項１１】
前記支持部は、前記ケース部の上端から下端までの間の高さ範囲に重なる高さに設けられている、請求項１乃至１０のいずれかに記載の鉄道車両用台車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る鉄道車両用台車は、鉄道車両の車体を支持するための横ばりと、前記横ばりの前方及び後方において横方向に沿って配置された前後一対の車軸と、前記車軸の横方向両側に設けられて、前記車軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受を収容する軸受収容体と、前記横ばりの横方向の両端部に支持された状態で前後方向に延びて、その端部が前記軸受収容体に支持された板バネと、を備え、前記軸受収容体は、前記軸受を収容するケース部と、前記板バネを支持する支持部とを有し、前記板バネは、連結用板バネと、前記連結用板バネの上に積層された非連結用板バネとを有し、前記連結用板バネの両端部は、横方向を回動軸線として回動自在に前記支持部に支持され、前記非連結用板バネの両端部は、前記連結用板バネに対して前後移動自在に支持されており、前記板バネは、前記連結用板バネと上下に間隔をあけて配置され、その端部が前記支持部に前後移動自在に支持された他の非連結用板バネをさらに備え、前記板バネは、中段板バネと、前記中段板バネの上方に間隔をあけて配置された上段板バネと、前記中段板バネの下方に間隔をあけて配置された下段板バネとを有し、前記上段板バネ及び前記下段板バネは、少なくとも前記連結用板バネを含み、前記中段板バネは、前記他の非連結用板バネからなる。
【国際調査報告】
2012137257.tif 000018
2012137257.tif 000019
2012137257.tif 000020
2012137257.tif 000021
2012137257.tif 000022
2012137257.tif 000023
2012137257.tif 000024
2012137257.tif 000025
2012137257.tif 000026