(57)【要約】【課題】プレス成型品から構成される台車枠であって、減肉、割れ、皺および寸法精度の低下を抑制し、これら不具合に係る補修工数を低減できるとともに十分な強度を備える台車枠を備える鉄道車両用台車を提供することである。【解決手段】  側梁１０は、レール方向１００に沿って側梁１０の全長に渡って配設される第１側梁１０ａと、横梁２０が接続する側梁１０ａの反対側の面であって側梁１０ａの長手方向の両端部備えられる第２側梁１０ｂと、第１側梁１０ａと第２側梁１０ｂとが載置される底板１０ｃと、から構成されている。この構成によって、第１側梁１０ａの長手方向の中央部の横梁２０が接続される側梁１０ａの反対側の側方に、ヨーダンパ３０が備えられるヨーダンパ取り付け領域４０が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール方向に沿って離置される側梁と、
前記側梁の長手方向の中央部を接続する横梁と、
前記側梁の長手方向の中央部に備えられるとともに台車のヨーイング振動を抑制するヨーダンパと
を有する鉄道車両用台車において、
前記側梁は、
前記横梁が接続するとともに前記側梁の全長に渡って配設される第１側梁と、
前記横梁が接続する前記第１側梁の反対側であって前記第１側梁の長手方向の両端部に備えられる第２側梁と、
前記第１側梁と前記第２側梁とによって形成されるとともに前記ヨーダンパが取り付けられるヨーダンパ取り付け領域とを備えること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項２】
請求項１に記載される鉄道車両用台車において、
前記側梁の長手方向の中央部の高さが、前記側梁の両端部の高さより低いこと
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載される鉄道車両用台車において、
前記側梁は、
横板部と、該横板部の幅方向の両端部から下方に延伸する縦板部と、を備えるＣ字状の断面形状を有する前記第１側梁と、
横板部と、該横板部の幅方向の一方の端部から下方に延伸する縦板部とを備えるＬ字状の断面形状を有する前記第２側梁と、
前記第１側梁の前記縦板部の両先端部と、前記第２側梁の前記縦板部の先端部と、が当接される板状部材と、から構成されており、
前記第１側梁の前記一方の縦板部と前記第１側梁の前記横板部との接続部に、前記第２側梁の前記横板部の幅方向の他方の端部が溶接されており、
前記第１側梁の前記縦板部の両先端部と、前記第２側梁の前記縦板部の先端部と、が前記板状部材に溶接されていること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載される鉄道車両用台車において、
前記側梁は、
縦板部と該縦板部の高さ方向の両端部から延伸する横板部とを備えるＣ字状断面形状を有する部材同士を、該横板部の先端部同士を突き合わせて溶接した角筒状の第１側梁と、
縦板部と該縦板部の高さ方向の両端部から延伸する横板部とを備えるＣ字状断面形状を有する第２側梁と、から構成されており、
前記第１側梁をなす前記縦板部と前記第１側梁の前記横板部との接続部に、前記第２側梁の前記横板部の先端部が溶接されていること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載される鉄道車両用台車において、
前記側梁は、
横板部と、前記横板部の幅方向の一方の端部から下方に延伸する縦板部と、を有するＬ字状断面であり、
前記横板部の幅方向の他方の端部であって、前記横板部の長手方向の中央部から前記横梁の側に延伸するフランジ部と、を備える第１側梁と、
横板部と、該横板部の幅方向の一方の端部から下方に延伸する縦板部とを備えるＬ字状の断面形状を有す前記第２側梁と、
前記第１側梁の前記横板部の前記他方の端部に沿って前記第１側梁の長手方向の端部から前記フランジ部に渡って備えられる垂直板と、
前記第１側梁の前記縦板部の先端部と、前記第２側梁の前記縦板部の先端部と、前記垂直板が当接される板状部材と、から構成されており、
前記第１側梁の前記縦板部と前記第１側梁の前記横板部との接続部に、前記第２側梁の前記横板部の他方の端部が溶接されており、
前記垂直板の高さ方向の一方の端部が、前記第１側梁の前記横板部の前記一方の端部に沿う態様で前記第１側梁の長手方向の端部から前記フランジ部に渡って溶接されており、
前記第１側梁の前記縦板部の他方の先端部と、前記第２側梁の前記縦板部の先端部と、前記垂直板の他方の端部と、が前記板状部材に溶接されていること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用台車に関するものであり、特に、プレス成型品を溶接で組み立てる台車枠を備える鉄道車両用台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両用台車を構成する台車枠は、レール方向に沿って配設される直線状の側梁と、側梁の長手方向の中央部同士を接続するとともに枕木方向に沿って配設される直線状の側梁と、で構成されており、俯瞰した時の形状が略Ｈ型形状である台車枠が主流となっている。上述した側梁を備える台車枠を製造する技術として、特許文献１及び特許文献２に、側梁と側梁とで構成される上枠及び下枠を凹型にプレス成型で一体成型したものを上下方向に付き合せて溶接した構造が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−８８９３９号公報
【特許文献２】特開２０００−８５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献に記されるプレス成型した凹型一体成型を突き合わせて溶接する構造では、台車枠の主要部材をプレスにて一体成型するので部品点数が低減できるとともに局部的に応力が高く強度が要求される部位を母材で構成できる利点などが期待できる。
しかしながら、台車枠に取り付けられる部品（ダンパー類等）を含めた台車全体の外観形状が車両限界の範囲内に収まるように、側梁の長手方向の中央部の位置が側梁の長手方向の両端部の位置より台車枠の幅方向（枕木方向）中心寄りとなる構造（オフセット構造）が採用される場合がある。
【０００５】
このような形態の側梁をプレス成型する場合、長手方向の垂直断面が溝型であるフランジ立て形状を成型することになるため、局所的に引き伸ばされたり寄り合わせられたりする部位が生じ、これら部位には素材の減肉、割れ、皺が発生しやすいことに加えて寸法精度も低下しやすいなどの課題がある。
【０００６】
さらに、上述したオフセット構造に加えて、側梁の長手方向の中央部の高さが、側梁の長手方向の両端部の高さに比較して低い形状（側梁に上下方向の曲げが付加される形状）の場合には、上述した素材の減肉、割れ、皺等の発生および寸法精度の低下が顕著となる傾向がある。特に寸法精度の低下は、一方のプレス成型品と他方のプレス成型品とを突き合わせて溶接する時、両者の組み合わせが良くなくプレス成型品の形状（寸法）の修正に多大な工数を要すという問題がある。また、従来の四面合わせ構造で側梁を製作する場合には、部品点数の増大および溶接線の増加に起因して、溶接や溶接後のグラインダー仕上げに係る工数が増大する等の課題が生じる傾向がある。
【０００７】
対向する側梁の長手方向の中央部の間の寸法が対向する側梁の長手方向の両端部の間の寸法より小さく、レール上面から側梁の長手方向の中央部までの高さ寸法がレール上面から側梁の両端部までの高さ寸法より小さい形態の台車枠を、プレス成型品を組み合わせて製作する場合には、プレス成型の際に生じる素材の減肉、割れ、皺および寸法精度の低下を抑制する点において解決すべき課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、プレス成型品から構成される台車枠であって、プレス成型の際に生じる素材の減肉、割れ、皺および寸法精度の低下を抑制し、これら不具合に係る補修工数を低減できるとともに十分な強度および剛性を備える台車枠を備える鉄道車両用台車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の鉄道車両用台車は、レール方向に沿って離置される側梁と、前記側梁の長手方向の中央部を接続する横梁と、ヨーイングを抑制するとともに前記側梁の長手方向の中央部に備えられるヨーダンパとを有す鉄道車両用台車において、前記側梁は、前記横梁が接続するとともに前記側梁の全長に渡って配設される第１側梁と、前記横梁が接続する前記第１側梁の反対側であって前記第１側梁の長手方向の両端部に備えられる第２側梁と、前記第１側梁と前記第２側梁とによって形成されるとともに、前記ヨーダンパが取り付けられるヨーダンパ取り付け領域とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プレス成型の寸法精度の低下などに伴う補修工数を低減できるとともに十分な強度と剛性とを有す台車枠を備える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】
【００１１】
【図１】図１は、鉄道車両用台車の平面図である。
【図２】図２は、図１に示す鉄道車両用台車を視Ａ−視Ａから見た正面図である。
【図３】図３は、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠の平面図（図１のＢ部相当）である。
【図４】図４は、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠の斜視図である。
【図５】図５は、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠の別の実施例を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠のさらに別の実施例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照して、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠の実施例を説明する。
【００１３】
図１は鉄道車両用台車の平面図であり、図２は図１に示す鉄道車両用台車を視Ａ−視Ａから見た正面図である。台車は、車軸の両端部に２枚の車輪を備える輪軸５０と、軸受を介して輪軸５０を回動可能に支持する台車枠と、から構成される。台車枠は、長手方向をレール方向１００に沿う形態で離置される２本の側梁１０と、長手方向を枕木方向１１０に沿う形態で離置されるとともに側梁１０の長手方向の中央部同士を接続する２本の横梁２０と、から構成される。ここでは、２本の横梁２０が２本の側梁１０を接続する例を示したが、２本の横梁２０に代えて幅寸法（枕木方向１１０の寸法）の大きい１本の横梁２０であっても良い。
【００１４】
台車枠を構成する側梁１０と横梁２０とで囲まれる空間には、台車に支持される車体から鉛直下方に延設される中心ピン５が配置され、台車枠（台車）はこの中心ピン５を回転中心として、水平面内を回動できるように配設されている。鉄道車両が高速で走行する際に、台車が中心ピンを中心として、水平面内で振動するヨーイングが生じる場合があるため、台車枠をなす側梁１０の長手方向に沿う態様で、ヨーイングを抑制するヨーダンパ３０が備えられる。ヨーダンパ３０は、その長手方向の一方の端部が側梁１０に接続されるとともに他方の端部が車体の床面をなす台枠を構成する側梁（図示なし、台枠の幅方向の両端部に台枠の長手方向に沿って配設される部材）に接続されており、特に、高い周波数のヨーイングの発生を抑制して、乗り心地が劣化することを抑制している。
【００１５】
図１に示す台車は、台車枠を構成する側梁１０の長手方向の中央部であって、中心ピン５から離れる方向の位置に、一対のヨーダンパ３０（一方のみ図示）を備えている。ヨーダンパ３０を含めた台車全体が車両限界の範囲内に収まるように、ヨーダンパ３０が配設される部位の側梁１０の長手方向の中央部は、Ｄ１寸法だけ枕木方向１１０（中心ピン５の方向）に凹んだ形態をしている。
【００１６】
台車をなす２本の側梁１０の長手方向の中央部の上面には一対の空気ばね６０（一方のみ図示）が備えられており、車体（図示なし）は空気ばね６０の上面に載置されている。空気ばね６０は、線路の変位や継ぎ目、分岐通過等に伴う台車の振動が車体に直接伝播することを抑制している。空気ばね６０を配設したり、車体の前後方向（レール方向１００）に台車を跨ぐ態様で備えられる配管や配線を敷設したりするため、台車枠を構成する側梁１０の長手方向の中央部の高さ寸法を側梁１０の長手方向の両端部の高さ寸法に比較して高さ寸法Ｄ２（高さ方向１２０の寸法）だけ低くしている。
【実施例１】
【００１７】
図３は、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠の平面図（図１のＢ部相当）であり、図４は、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠の斜視図である。
側梁１０は、レール方向１００に沿って側梁１０の全長に渡って配設される第１側梁１０ａと、横梁２０が接続する側梁１０ａの反対側の側面であって側梁１０ａの長手方向の両端部備えられる第２側梁１０ｂと、第１側梁１０ａと第２側梁１０ｂとが載置される底板１０ｃと、から構成されている。
【００１８】
横梁２０が接続される側梁１０ａの反対側の側方であって、側梁１０ａの長手方向の両端部に、第２側梁１０ｂが備えられる。第２側梁１０ｂは、その長手方向の中央部から一方の端部に向かって長手方向の垂直断面積がほぼ一定の部位と、長手方向の中央部から他方の端部に向かって長手方向の垂直断面積が減少する部位と、が直列に接続された形態をなしている。第２側梁１０ｂの長手方向の垂直断面が減少する部位を、第１側梁１０ａの長手方向の中央部に向ける態様で、第２側梁１０ｂは第１側梁１０ａの側方に備えられている。実施例１に示される第２側梁１０ｂの形状と、第１側梁１０ａに備えられる態様とは、実施例２および実施例３においても同様である。
この構成によって、第１側梁１０ａの長手方向の中央部の横梁２０が接続される側梁１０ａの反対側の側方に、ヨーダンパ３０が備えられる台形状のヨーダンパ取り付け領域４０が形成されている。
【００１９】
第１側梁１０ａは、横板部の幅方向の両端部から高さ方向に延伸する２枚の縦板部を備える断面∩字状（逆Ｕ字状）の鋼材であり、プレス加工によって成型されている。第２側梁１０ｂは横板部と縦板部とからなる断面Ｌ字状の鋼材であり、プレス加工または板材の溶接によって成型された鋼材である。側梁１０ｃは板状の鋼材である。
【００２０】
側梁１０は、底板１０ｃの上面と第１側梁１０ａの垂直片の先端部とを溶接するとともに、第２側梁１０ｂの横板部を第１側梁１０ａに、第２側梁１０ｂの縦板部の先端部を底板１０ｃに溶接して組み立てられる。以上の工程を経て組み立てられた側梁１０の長手方向の中央部に横梁２０の先端部が突き合わされて溶接される。横梁２０は、上板と下板と、上板と下板とを接続する垂直板とから構成されており、横梁２０の先端部（側梁１０に突き合わされる部位）には、フランジ２０ａと２０ｂとが備えられている。
【００２１】
台車枠は、側梁１０の長手方向の中央部に、横梁２０のフランジ２０ａと２０ｂとが接続されて構成される。側梁１０の長手方向の両端部（図３のＣ部）は、第１側梁１０ａが備える２枚の垂直板と第２側梁１０ｂが備える１枚の垂直板との計３枚の垂直板が配設され、輪軸５０を強固に支持できる強度と高い上下曲げ剛性とを備えている。側梁１０の長手方向の中央部（図３のＤ部）は、第１側梁１０ａが備える２枚の垂直板と横梁２０のフランジ２０ｂを構成する垂直板との計３枚の垂直板が配設され、空気ばね６０を強固に支持できる強度と高い上下曲げ剛性とを備えている。さらに、横梁２０の高い応力が発生する部位（図３のＥ部相当）を溶接部ではなく母材とすることにより、溶接に伴う強度の低下を抑制することができる。
【００２２】
側梁１０の中央部が枕木方向１１０にＤ１寸法だけ中心ピン５の方向に小さくなるとともに、側梁１０の中央部が高さ方向１２０にＤ２寸法だけ低くなる形状を備える側梁１０を、上述した構成とすることによって、プレス成型の際に生じる素材の減肉、割れ、皺および寸法精度の低下を抑制し、これら不具合に係る補修工数を低減できるとともに十分な強度および剛性を備える台車枠を備える鉄道車両用台車を製作することができる。
【実施例２】
【００２３】
図５は、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠の別の実施例を示す斜視図である。
側梁１０は、レール方向１００に沿って側梁１０の全長に渡って配設される第１側梁１０ａと、側梁１０の長手方向の両端部のヨーダンパ３０が配設される側（横梁２０が備えられる側の反対側）に備えられる第２側梁１０ｂと、から構成されている。第１側梁１０ａは、第１側梁１０ａ１と第１側梁１０ａ２とから構成されており、横梁２０は第１側梁１０ａ１の長手方向の中央部に接続される。
【００２４】
第１側梁１０ａ１と第１側梁１０ａ２とは、縦板と縦板の高さ方向の両端部から延伸する横板とを備える断面Ｃ字状の鋼材であり、プレス加工によって成型されている。第２側梁１０ｂも同様に側方に開放する断面Ｃ字状の鋼材であり、プレス加工によって成型される鋼材である。
【００２５】
側梁１０は、まず、第１側梁１０ａ１の上部の横板と下部の横板の先端部と、第１側梁１０ａ２の上部の横板と下部の横板の先端部とを突き合わせて溶接して角筒状の第１側梁１０ａ（図５参照）が形成される。次に第２側梁１０ｂの上片と下片との先端部を、第１側梁１０ａをなす第１側梁１０ａ２の側方に突き合わせて溶接することによって、第２側梁１０ｂが第１側梁１０ａの長手方向の両端部の側方に固定される。
【００２６】
以上の工程によって組み立てられた側梁１０ａの長手方向の中央部に、横梁２０の先端部が突き合わされて溶接される。横梁２０は、上板と、下板と、上板と下板とを接続する垂直板と、から構成されており、横梁２０の先端部（側梁１０に突き合わされる部位）には、フランジ２０ａと２０ｂとが備えられている。
【００２７】
横梁２０が接続される側梁１０ａの反対側の側方であって、側梁１０ａの長手方向の両端部に、第２側梁１０ｂが備えられる。この構成によって、第１側梁１０ａの長手方向の中央部の横梁２０が接続される側梁１０ａの反対側の側方に、ヨーダンパ３０が備えられる台形状のヨーダンパ取り付け領域４０が形成されている。
【００２８】
台車枠は、側梁１０の長手方向の中央部に、横梁２０に備えられるフランジ２０ａと２０ｂとが接続されて構成される。側梁１０の長手方向の両端部（図３のＣ部相当）は、第１側梁１０ａ１と第１側梁１０ａ２とが備える２枚の垂直板と第２側梁１０ｂが備える１枚の垂直板との計３枚の垂直板が配設され、輪軸５０を強固に支持できる強度と高い上下曲げ剛性とを備えている。
【００２９】
側梁１０の長手方向の中央部（図３のＤ部相当）は、第１側梁１０ａ１と第２側梁１０ａ２とが備える２枚の垂直板と横梁２０のフランジ２０ｂを構成する垂直板との計３枚の垂直板が配設され、空気ばね６０を強固に支持できる強度と高い上下曲げ剛性とを備えている。さらに、横梁２０の高い応力が発生する部位（図３のＥ部相当）を溶接部ではなく母材とすることにより、溶接に伴う強度の低下を抑制することができる。
【００３０】
側梁１０の中央部が枕木方向１１０にＤ１寸法だけ中心ピン５の方向に小さくなるとともに、側梁１０の中央部が高さ方向１２０にＤ２寸法だけ低くなる形状を備える側梁１０を、上述した構成とすることによって、プレス成型の際に生じる素材の減肉、割れ、皺および寸法精度の低下を抑制し、これら不具合に係る補修工数を低減できるとともに十分な強度および剛性を備える台車枠を備える鉄道車両用台車を製作することができる。
【実施例３】
【００３１】
図６は、本発明による鉄道車両用台車に供される台車枠のさらに別の実施例を示す斜視図である。
側梁１０は、レール方向１００に沿って側梁１０の全長に渡って配設される横板部と、この横板部の幅方向の一方の端部から下方に延伸する縦板部を有しており、その長手方向の断面形状が略Ｌ字型であるとともに、横板部の幅方向の他方の端部であって、横板部の長手方向の中央部から横梁の側に延伸するフランジ部が備えられる第１側梁１０ａと、側梁１０ａの縦板部の長手方向の両端部のヨーダンパ３０が配設される側（横梁２０が備えられる側の反対側）に備えられる第２側梁１０ｂと、第１側梁１０ａの横板の周縁部に沿って第１側梁１０ａの長手方向の端部からフランジ部に至る垂直板１０ｄと、第１側梁１０ａと第２側梁１０ｂと垂直板１０ｄとが載置される底板１０ｃと、から構成されている。
【００３２】
横梁２０が接続される側梁１０ａの反対側の側方であって、側梁１０ａの長手方向の両端部に、第２側梁１０ｂが備えられる。この構成によって、第１側梁１０ａの長手方向の中央部の横梁２０が接続される側梁１０ａの反対側の側方に、ヨーダンパ３０が備えられる台形状のヨーダンパ取り付け領域４０が形成されている。
【００３３】
第１側梁１０ａはプレス加工によって断面Ｌ字型に成型されている。第２側梁１０ｂは横板部と縦板部とからなる断面Ｌ字状の鋼材であり、プレス加工または板材の溶接によって成型された鋼材である。側梁１０ｃおよび垂直板１０ｄは板状の鋼材である。
【００３４】
側梁１０は、以下の手順で組み立てられる。まず、第１側梁１０ａの横板部の長手方向の端部からフランジ部に至る横板部の周縁部に沿って、垂直板１０ｄの一方の端部を横板部の周縁部に突き合わせて溶接する。次に、垂直板１０ｄの他方の端部と、第１側梁１０ａの縦板部の端部と、を底板１０ｃの周縁部の上面に溶接する。次に、第２側梁１０ｂの横板部の先端部を第１側梁１０ａの縦板部と横板部との接続部に溶接するとともに、第２側梁１０ｂの縦板部の先端部を底板１０ｃの上面に溶接する。
【００３５】
以上の工程を経て組み立てられた側梁１０の長手方向の中央部に備えられるフランジ部の端部に、横梁２０の先端部が突き合わされて溶接される。横梁２０は、上板と、下板と、上板と下板とを接続する２枚の垂直板とから構成される４面合わせ構造である。なお、横梁２０は４面合わせ構造に限らず、断面Ｃ字状にプレス成型された部材同士を突き合わせて構成しても良いし、断面Ｕ字状にプレス成型された部材と板部材とを突き合わせて構成しても良い。
【００３６】
台車枠は、側梁１０の長手方向の中央部に、第１側梁１０ａから一体に延伸するフランジ部１０ａ３を備えており、このフランジ部１０ａ３の端部に横梁２０が接続されて構成される。側梁１０の長手方向の両端部（図３のＣ部）は、第１側梁１０ａが備える縦板部と第２側梁１０ｂが備える垂直板と垂直板１０ｄの計３枚の垂直板が配設され、輪軸５０を強固に支持できる強度と高い上下曲げ剛性とを備えている。さらに、フランジ部１０ａ３を第１側梁１０ａ１から一体に構成したことによって、横梁２０の高い応力が発生する部位（図３のＥ部相当）を溶接部ではなく母材とすることにより、溶接に伴う強度の低下を抑制できる。
側梁１０の中央部が枕木方向１１０にＤ１寸法だけ中心ピン５の方向に小さくなるとともに、側梁１０の中央部が高さ方向１２０にＤ２寸法だけ低くなる形状を備える側梁１０を、上述した構成とすることによって、プレス成型の際に生じる素材の減肉、割れ、皺および寸法精度の低下を抑制し、これら不具合に係る補修工数を低減できるとともに十分な強度および剛性を備える台車枠を備える鉄道車両用台車を製作することができる。
【符号の説明】
【００３７】
５…中心ピン                            １０…側梁
１０ａ…第１側梁                          １０ｂ…第２側梁
１０ｃ…底板                              １０ｄ…垂直板
２０…横梁                                ２０ａ、２０ｂ…フランジ
３０…ヨーダンパ                          ４０…ヨーダンパ取り付け領域
５０…輪軸                                １００…レール方向を示す矢印
１１０…枕木方向を示す矢印                １２０…高さ方向を示す矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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