(57)【要約】【課題】軸バネの左右間隔を狭くして台車の小型軽量化を図ったインボード型台車において、軸バネの上下剛性を高く設定することなくロール支持剛性を確保して、上下方向の乗心地とロール方向の乗心地を両立できる鉄道車両用軸箱支持装置を提供する。【解決手段】インボード型台車の軸箱を構成する軸梁２，２’は、左右の軸バネ５，５’の上下変位により車軸中心に回動変位を生ずる。左右の軸梁２，２’間には、軸梁２，２’に捻り荷重を伝達する軸箱間捻り部材７が設けられてロール支持剛性を向上している。軸バネ５，５’が異なる上下変位をして捻り変位を生じようとする場合には、軸箱間捻り部材７が該捻り変位に対する反力を発生し、軸梁２，２’から台車枠４の間で捻り変位を打ち消す方向に働いて、軸箱の回転変位を抑える。軟らかい軸バネ５，５’による上下方向の乗心地と、向上したロール支持剛性によるロール方向の乗心地とを向上させることができる。【選択図】図１
2010083293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の軸梁間に生ずる捻り変位に対する反力を発生するバネ要素を設け、車両のロール支持剛性を向上すること、
を特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
【請求項２】
請求項１記載の鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記一対の軸梁のそれぞれには台車枠を上下方向に支持する軸バネが設けられており、
前記軸バネの剛性を低くすることで前記ロール支持剛性が不足することに起因した乗心地低下を、前記バネ要素を設けることにより改善すること、
を特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
【請求項３】
請求項１記載の鉄道車両用軸箱支持装置において、
軸箱支持装置は、車輪間に配置され且つ車軸を回転自在に支持する前記一対の軸梁と、当該軸梁のそれぞれに設けられて台車枠を上下方向に支持する軸バネとを備えているインボード型台車の軸箱支持装置であること、
を特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記バネ要素は、前記軸梁に回転自在に支持された車軸を覆う形状に設けられたバネ板部材であり、前記車軸を飛び石から保護する機能も備えていること、
を特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸梁式台車を使用する鉄道車両用軸箱支持装置に関し、特にインボード型の台車に用いる軸箱支持装置に関しており、乗心地の改善を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両用台車のうち、インボード型台車では、車軸で連結された左右の車輪の間に両軸箱を設け、両軸箱上に設けられている軸バネにより台車枠が支持されている。軸バネの左右間隔を狭くすることで輪軸の全長を抑えて台車の小型軽量化を図ることができるので、台車の重量軽減の見地より注目されている。
【０００３】
一般的に、車両の乗心地を向上するには、軸バネの上下支持剛性を低く抑えることによる上下方向の緩衝作用と、ロール方向の支持剛性を高くすることにより不要なロール振動の抑制作用とが重要となる。即ち、ロール支持剛性は、上下方向の乗心地と同様に乗心地上必要な特性である。
【０００４】
インボード型台車では、上記のように、左右の軸バネを左右の車輪間に配置することになるので、両軸バネ間隔が狭く制限されるが故に、左右の揺れに大きく影響するロール支持剛性が低下する。低下するロール支持剛性を補うためには、軸バネの上下方向変位に対する剛性、即ち、上下支持剛性を極めて高く設定せざるを得ないが、軸バネの上下支持剛性を上げることは上下方向に硬い乗心地となる。インボード型台車の場合、上下の乗心地を低下させることなくロール支持剛性を回復・確保するのが容易ではなく、結果として、ロール支持剛性を確保するため、上下の乗り心地を犠牲にするサスペンション設計を余儀なくされている。
【０００５】
更に、不足するロール支持剛性は、２次サスペンションである車体支持装置のロール剛性を、捻りバネを用いたアンチロール装置にて補うことで対処しているが、結果として上下方向の乗心地を妥協したサスペンション設計となっている。
【０００６】
本特許に類するものは、乗心地を向上させる目的のアウトボード型台車の事例が公開されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２４７３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、インボード型台車の軸箱支持装置においては、軸バネの間隔が狭いことに起因して低下するロール支持剛性を補うために、上下支持用の軸バネの剛性を上げると、上下方向の乗心地が低下してしまう。上下方向とロール方向という異なる種類の乗心地に対して両立する諸元が得難くなっている。そこで、インボード型台車において、上下軸バネによる上下支持剛性を低く維持しつつロール支持剛性を確保するという、両支持剛性に対して相反する要求を両立させる点で解決すべき課題がある。
【０００８】
この発明の目的は、上下軸バネによる上下支持剛性を低くしつつ充分なロール支持剛性を確保することにより、上下方向の乗心地とロール方向の乗心地との両立を図ることができる鉄道車両用軸箱支持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明による鉄道車両用軸箱支持装置においては、一対の軸梁間に生じる捻り変位に対する反力を発生するバネ要素を設け、車両のロール支持剛性を向上させたことを特徴とする。
【００１０】
この鉄道車両用軸箱支持装置においては、車軸を支持する一対の軸梁間にロール支持剛性を向上させる部材としてのバネ要素を追加して設けているので、両軸梁間に捻り変位が生じるときには当該バネ要素は捻り変位に対して反力を発生する。したがって、ロール支持剛性に不足が生じているときにはこれが補完され、バネ要素によってロール支持剛性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明による鉄道車両用軸箱支持装置は、上記の構成を備えたことにより、両軸梁間に捻り変位が生じるときにはバネ要素が当該捻り変位に対して反力を発生してロール支持剛性を向上させているので、低いバネ剛性で上下方向の荷重を支えても上下方向の乗心地とロール方向の乗心地との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、この発明による鉄道車両用軸箱支持装置の実施例を説明する。図１は、この発明による鉄道車両用軸箱支持装置が適用されたインボード型台車の一部を示す平面図である。図２は図１に示すインボード型台車を両軸梁間で切断した断面図である。
【実施例１】
【００１３】
図１及び図２に示す本実施例では、本発明による鉄道車両用軸箱支持装置は、軸バネのアンチロール機能を持たせたインボード台車用の軸箱支持装置として適用されている。即ち、軸箱支持装置は、左右の車輪１，１’を連結する車軸６を回転自在に支持する一対の軸梁２，２’と、軸梁２，２’のそれぞれに設けられており台車枠４を上下方向に支持する軸バネ５，５’とを備えており、軸梁２，２’が車輪１，１’間に配置されたインボード型台車の軸箱支持装置である。
【００１４】
インボード形台車の軸梁式軸箱支持装置では、図２に示すように、軸バネ５が上下方向に変位をすると、車軸６を支える軸梁（軸箱）２は軸梁ゴム３を支点として回動運動をする。この軸バネ５の変位によって軸梁２は、軸梁ゴム３の中心と車軸６の中心とを結ぶ基準線８からの角度として偏角θを生ずる。軸梁２は車軸６に軸受を介して固定されているため、回動による偏角θは、車軸６の回りにおいては、軸梁２は、９で示すように回動する角度として現れる。
【００１５】
左右の軸箱支持装置においては、台車が純上下の運動をする場合には、軸バネ５，５’上下変位は等しく、それゆえ左右の軸梁２，２’の車軸６回りの旋回角度も等しい。しかしながら、左右の軸バネ５，５’が上下方向に不等変位をした場合、軸梁２，２’の車軸６に対する偏角θ（左）と偏角θ（右）に相違が生じ、左右の軸箱支持装置間には車軸６中心回りの回動変位の差分が捻り変位として現れる。
【００１６】
本実施例では、図１に示すように、左右の軸箱支持装置の間を、軸梁２，２’間の捻り変位に対して反力を発生させるバネ要素としての軸箱間捻り部材７で締結した構造が採用されている。軸梁２，２’間に設けられた軸箱間捻り部材７は、左右の軸バネ５，５’の各変位が等しい純上下運動に対しては抵抗力を発生しない。しかしながら、上下変位が左右の軸バネ５，５’で異なり車軸６に捻りが発生しようとする場合には、軸箱間捻り部材７はこの捻り変位に対して反力を発生する。即ち、軸箱間捻り部材７は、変位に対してのみ抗力を発生するので、左右の軸バネ５，５’の上下変位の差を抑えることができ、結果として、左右の軸箱支持装置間に捻り変位に対する剛性としてのロール支持剛性を向上することができる。
【００１７】
本軸箱支持装置によれば、サスペンション設計において、バネ要素として捻り反力を発生させる軸箱間捻り部材７を設けたことにより、上下方向の乗心地に有利な左右の軸バネ５，５’の上下支持剛性を高く設定することなく、或いは軸バネ５，５’の剛性を下げても、ロール支持剛性の不足に起因する乗心地低下を軸箱間捻り部材７にて回復・改善させ、上下方向の乗心地とロール方向の乗心地を両立させることができる。
【００１８】
特に、軸梁２，２’間の間隔が狭いインボード形台車においては、左右の軸バネ５，５’間の間隔が狭く、ロール支持剛性が低下する傾向にある。このロール支持剛性を補うために左右の軸バネ５，５’のばね剛性を高くすると上下方向の乗心地が低下する。本実施例では、軸箱間捻り部材７による捻り変位に対する抗力によってロール支持剛性を回復・向上させているので、上下方向の乗心地を向上するために左右の軸バネ５，５’による上下支持剛性を高く設定しないときであっても、軸バネ５，５’の剛性不足に起因したロール支持剛性の低下を回復してロール方向の乗心地を改善することができる。
【００１９】
また、軸梁２，２’間を締結するバネ要素としての軸箱間捻り部材７は、断面形状が図２に示すように逆Ｕ字形状であるような車軸を覆う形状のバネ板部材から構成されている。軸箱間捻り部材７のこうした形状により、軸箱間捻り部材７には、線路上から飛来する飛石から車軸６を保護する保護材としての機能も持たせることができる。
【００２０】
このように、この発明による鉄道車両用軸箱支持装置が適用される台車がインボード台車である場合には、軸バネによる上下支持剛性が軟らかい乗心地と、ロール剛性向上によるロール加振の少ないロール方向の乗心地とが得られ、また、車軸の保護とインボード台車の小型な外形とを両立させて、軸バネの上下支持剛性を上下方向の乗心地改善を目標に設定することができる台車サスペンション設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明による鉄道車両用軸箱支持装置が適用されたインボード型台車の一部を示す平面図である。
【図２】図２は図１に示すインボード型台車を両軸梁間で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１，１’・・車輪                       
２，２’・・軸梁
３，３’・・軸梁ゴム             
４・・・台車枠
５，５’・・軸バネ               
６・・車軸
７・・軸箱間捻り部材
８・・軸梁ゴム３の中心と車軸６の中心とを結ぶ基準線
９・・軸梁の偏角
【図１】
2010083293.tif 000003
【図２】
2010083293.tif 000004