(57)【要約】【課題】簡単な構造であって、軸ばね部における必要な支持剛性を維持しつつ、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃緩和に有効な構造を有する軸箱支持装置を提供する。【解決手段】車体前後方向に延びる支持腕２１を有する軸箱２と台車枠１のばね帽１３との間に軸ばね３を配置し、支持腕を円筒積層ゴム４を介して台車枠に支持させた鉄道車両用軸箱支持装置１０である。軸ばねの上部軸ばね座３１には、軸ばねの上端と当接する上部環状フランジ部３１１と、上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状にばね帽を挿通して上方へ延設された上部円筒部３１２とを備え、上部環状フランジ部とばね帽との間には、上部円筒部の外周面に内接する円環板状に形成されたゴム座５が配置され、かつ、上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔１３１との間には、少なくとも左右方向に所定幅の隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂが形成されている。【選択図】図２
2018076031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延びる支持腕を有する軸箱と台車枠のばね帽との間に軸ばねを配置し、前記支持腕を円筒積層ゴムを介して前記台車枠に支持させた鉄道車両用軸箱支持装置であって、
前記軸ばねの上部軸ばね座には、前記軸ばねの上端と当接する上部環状フランジ部と、前記上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に前記ばね帽を挿通して上方へ延設された上部円筒部とを備え、
前記上部環状フランジ部と前記ばね帽との間には、前記上部円筒部の外周面と内接又は離間する円環板状に形成されたゴム座が配置され、かつ、前記上部円筒部の外周面と前記ばね帽の挿通孔との間には、少なくとも左右方向に所定幅の隙間が形成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】
請求項１に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記ゴム座は、板状体を介して複数のゴム板が垂直方向に積層された積層ゴム体からな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又は請求項２に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記所定幅の隙間は、左右方向の隙間を左右略同一寸法に形成し、かつ、前後方向の隙間を前後共零若しくは零に近い微小寸法又は前後何れか一方を零若しくは零に近い微小寸法に形成した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乃至請求項３のいずれか１項に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記所定幅の隙間には、防塵・防水ゴムが嵌装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５】
請求項４に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記防塵・防水ゴムは、前記上部円筒部の上端を覆う蓋体と一体に形成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６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記軸ばねの上部軸ばね座には、前記上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に下方へ延設された下部円筒部を備え、
前記軸ばねの下部軸ばね座には、前記軸ばねの下端と当接する下部環状フランジ部と、前記下部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に上方へ延設された支持軸部とを備え、
前記下部円筒部の内周面と前記支持軸部の外周面との間には、第２の円筒積層ゴムが装着され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】
本発明は、鉄道車両用軸箱支持装置（以下、単に「軸箱支持装置」とも称する）に関し、詳しくは、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃緩和に有効な構造を備えた軸箱支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道車両が直線区間等を高速で走行する際には、車輪を支持する軸箱と台車枠とを高剛性で連結支持することによって、走行安定性を維持する必要がある。一方、鉄道車両が曲線区間等を走行する際には、車輪を支持する軸箱と台車枠とを柔らかめに連結支持することによって、快適な乗り心地を維持しつつ、軌道等に対する負荷を低減した状態で走行する必要がある。
【０００３】
そのため、鉄道車両では、軸箱と台車枠とを連結支持する軸箱支持装置において、直線高速走行時と曲線走行時とで支持剛性の最適値が異なることを踏まえて、その支持剛性のレベルを切り替え可能にした軸箱支持装置が、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、車体前後方向に延びる支持腕を有する軸箱の上部と台車枠のバネ帽との間にコイルバネを配置し、支持腕を円筒積層ゴムを介して台車枠に支持させた鉄道車両用の軸箱支持装置において、コイルバネ内に軸箱を支持する円筒積層ゴムを配設したこと、また、前記円筒積層ゴムの少なくとも一方が剛性切り換え可能であることを特徴とする軸箱支持装置が開示されている。
【０００５】
具体的には、図１４〜図１６に示すように、特許文献１の軸箱支持装置１００は、側梁１０１（又は台車枠）の端部に設けられるバネ帽１０２と、該バネ帽１０２と軸箱１０３との間に配置されるコイルバネ１０４と、該コイルバネ１０４内に配設される軸箱上部円筒積層ゴム１０５と、軸箱１０３の支持腕１０６と側梁１０１との間に配置される軸箱側部円筒積層ゴム１０７とを有している。軸箱１０３の支持腕１０６は、先端に軸箱側部円筒積層ゴム１０７の装着孔１０６ａを形成している。この装着孔１０６ａに装着される軸箱側部円筒積層ゴム１０７は、径寸法の異なる複数枚の積層板間にゴム板を積層するとともに、中央部に支持孔１０７ａを形成し、さらに、積層板とゴム板を積層した部分に粘性流体の液室１０７ｂ，１０７ｂを形成し、両液室１０７ｂ，１０７ｂを絞り弁１０８と電磁弁１０９とを並列に備えた流路１１０で連通し、電磁弁１０９の作動で軸箱側部円筒積層ゴム１０７の剛性を切り換え可能としている。
【０００６】
すなわち、図１５に示されるように、軸箱側部円筒積層ゴム１０７の電磁弁１０９を閉じた状態では、両液室１０７ｂ，１０７ｂの粘性流体の移動が絞り弁１０８によって制限されるから、軸箱側部円筒積層ゴム１０７の動的な剛性が高くなり、超高速走行時の走行安定性を向上させることができる。さらに、図１６に示されるように、電磁弁１０９を励磁して開いた状態では、両液室１０７ｂ，１０７ｂの粘性流体は、電磁弁１０９を介して連通するから、軸箱側部円筒積層ゴム１０７の剛性が低くなり、在来線のような曲線通過性能を向上させることができる。
【０００７】
また、特許文献２には、軸箱と台車枠との間を支持する鉄道車両用軸箱支持装置において、軸箱と台車枠との間を、金属製スプリングからなる軸ばねを介して上下方向に弾性支持するとともに、軸箱に装着された軸ゴム収納部と、台車枠に対し、下方に延びる内筒との間に、上下方向に軸ゴムを配設して水平方向に弾性支持し、内筒の水平方向の移動を台車枠の側から規制する規制部材を有する切替軸箱支持装置を具備し、高速走行時に規制部材により内筒の水平方向の移動を規制し、水平支持剛性を剛支持状態にするとともに、曲線走行時に規制部材を解除して、水平支持剛性を柔支持状態に切り替える制御装置を設けたことを特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置が開示されている。
【０００８】
具体的には、図１７、図１８に示すように、特許文献２の軸箱支持装置２００は、切替軸箱支持装置２０１と固定軸箱支持装置２０２から構成され、両支持装置２０１、２０２は、台車枠２０３の側梁２０４と、軸箱２０５の軸受け部下方から側梁２０４と平行に、鉄道車両の前後方向に延びる延出部との間に結合される。
【０００９】
固定軸箱支持装置２０２は、軸ばね２０６、軸ゴム２０７、内筒２０８、下端側軸ばね座２０９により構成され、軸ばね２０６は、コイルばね等の金属製スプリングにより構成され、軸箱２０５と側梁２０４を連結し、主として上下方向の弾性支持を担うものである。軸ゴム２０７は、円筒積層ゴム等により構成され、内筒２０８に外嵌され、下端側軸ばね座２０９に一体に形成された軸ゴム収納部に収納されている。
【００１０】
また、切替軸箱支持装置２０１は、軸ばね部２１０、切替装置２１１から構成され、軸ばね部２１０は、軸ばね２１２、軸ゴム２１３、内筒２１４、下端側軸ばね座２１５、上端側軸ばね座２１６、そして、規制部材としてのロッド２１７とから構成される。軸ばね２１２は、固定軸箱支持装置２０２の軸ばね２０６と同様、コイルばね等の金属製スプリングにより構成され、軸箱２０５と側梁２０４との間を、下端側軸ばね座２１５と上端側軸ばね座２１６を介して連結し、主として上下方向に弾性支持する。軸ゴム２１３は、固定軸箱支持装置２０２の軸ゴム２０７と同様、円筒積層ゴム等から構成され、内筒２１４に外嵌され、下端側軸ばね座２１５に一体に形成された軸ゴム収納部に収納されている。
【００１１】
また、切替装置２１１は、アクチュエータ２１８、ロッド２１７、戻しばね２１９などから構成され、アクチュエータ２１８を作動させ、ロッド２１７が下降したとき、その下端が、軸ばね部２１０の内筒２１４の上端側に設けられた、テーパー孔２２０に進入して嵌合するように、テーパー状の形状をしている。アクチュエータ２１８は、制御装置（図示せず）に接続されており、制御装置からの指令により作動して、ロッド２１７を上方に引き上げるものである。アクチュエータ２１８が作動していない状態では、ロッド２１７は戻しばね２１９により下方に押圧されて、その下端がテーパー孔２２０に嵌合した状態で静止しており、アクチュエータ２１８を駆動した場合は、戻しばね２１９に抗して、ロッド２１７を上方に引き上げる構成としている。
【００１２】
そして、高速走行時には、図１７に示すように、軸箱支持装置２００の制御装置は、切替装置２１１のアクチュエータ２１８を非作動として、戻しばね２１９によりロッド２１７を下方に押圧し、内筒２１４のテーパー孔２２０にロッド２１７の先端を挿入する。この状態ではロッド２１７と内筒２１４は結合状態となり、切替軸箱支持装置２０１において、軸箱２０５から側梁２０４に作用する水平方向の力は、下端側軸ばね座２１５、軸ゴム２１３、内筒２１４、ロッド２１７を介して、軸箱２０５から側梁２０４へ伝達される。この状態では、内筒２１４の上端がロッド２１７により拘束されているため、切替軸箱支持装置２０１の軸ゴム２１３が、固定軸箱支持装置２０２の軸ゴム２０７と同様に水平支持剛性を発揮する。その結果、高速走行時は、固定軸箱支持装置２０２の水平支持剛性と切替軸箱支持装置２０１の水平支持剛性が合計されて、軸箱支持全体の水平支持剛性を形成するため、軸箱２０５と側梁２０４を水平方向に高剛性で支持する剛支持状態となり、高速走行安定性を高めることができる。
【００１３】
一方、曲線走行時には、図１８に示すように、制御装置が切替装置２１１のアクチュエータ２１８を作動させ、ロッド２１７を上方に駆動し、内筒２１４のテーパー孔２２０から離隔した状態とする。この状態では、ロッド２１７と内筒２１４の間の拘束が解除され、軸箱２０５から側梁２０４に作用する水平方向の力が、軸ゴム２１３を介して伝達されない状態となる。この状態では、主として、固定軸箱支持装置２０２の軸ゴム２０７単独で軸箱支持の水平支持剛性が形成されるため、軸箱２０５と側梁２０４を水平方向に柔らかく支持する「柔支持状態」となる。これにより、軸箱２０５は台車枠２０３に対してヨー方向に円滑に変位するので、曲線走行時の横圧が効果的に低減され、車輪やレールの摩耗、車輪レール間のきしみ等による振動・騒音の発生を抑制することができる。つまり、高速走行時には剛支持状態とすることで走行安定性を向上させるとともに、曲線走行時には柔支持状態に切り替えることで、横圧を効果的に低減し、曲線通過性能を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−６３３９５号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１の軸箱支持装置１００では、バネ帽１０２と軸箱１０３との間に配置されるコイルバネ１０４と、該コイルバネ１０４内に配設される軸箱上部円筒積層ゴム１０５とが、上部コイルバネ座１１１を介して直接的にバネ帽１０２に連結されているので、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃が、車輪１１２を支持する軸箱１０３からコイルバネ１０４及び軸箱上部円筒積層ゴム１０５に伝わり、コイルバネ１０４及び軸箱上部円筒積層ゴム１０５の振動が、上部コイルバネ座１１１を介して直接的にバネ帽１０２に伝わることになる。そして、バネ帽１０２に伝わった振動は、側梁１０１から車体に伝達されて、乗り心地の低下に影響すると云う問題があった。
【００１６】
また、特許文献１の軸箱支持装置１００では、円筒積層ゴム（軸箱上部円筒積層ゴム１０５又は軸箱側部円筒積層ゴム１０７）において、電磁弁１０９の作動で円筒積層ゴムの剛性を切り換え可能とした構造であるため、円筒積層ゴムの剛性を低レベルに切り換えた場合、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃を受けた時に、剛性を低レベルに切り換えた円筒積層ゴムが左右方向に大きく撓み、軸箱支持装置１００が必要な支持剛性を確保しにくく、車輪に対するブレーキ装置やモータ継手等の過大変位等に繋がりやすいと云う問題があった。
【００１７】
また、特許文献２の軸箱支持装置２００は、特許文献１の軸箱支持装置１００と同様に、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃を受けた時に、剛性を低レベルに切り換えた切替軸箱支持装置２０１における軸ばね部２１０が左右方向に大きく撓み、軸箱支持装置２００全体として必要な支持剛性を確保しにくく、車輪に対するブレーキ装置やモータ継手等の過大変位等に繋がりやすいと云う問題があった。
【００１８】
また、特許文献２の軸箱支持装置２００では、切替軸箱支持装置２０１は、軸ばね部２１０、切替装置２１１から構成され、また、切替装置２１１は、アクチュエータ２１８、ロッド２１７、戻しばね２１９などから構成され、アクチュエータ２１８を作動させ、ロッド２１７が下降したとき、その下端が、軸ばね部２１０の内筒２１４の上端側に設けられた、テーパー孔２２０に進入して嵌合する構造であるため、切替軸箱支持装置２０１における切替装置２１１の構造が複雑となり、軸箱支持装置全体の重量が増加するとともに、切替装置の耐久性が低下しやすいと云う問題があった。
【００１９】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、簡単な構造であって、軸ばね部における必要な支持剛性を維持しつつ、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃緩和に有効な構造を有する軸箱支持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明に係る鉄道車両用軸箱支持装置は、以下の構成を備えている。
（１）車体前後方向に延びる支持腕を有する軸箱と台車枠のばね帽との間に軸ばねを配置し、前記支持腕を円筒積層ゴムを介して前記台車枠に支持させた鉄道車両用軸箱支持装置であって、
前記軸ばねの上部軸ばね座には、前記軸ばねの上端と当接する上部環状フランジ部と、前記上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に前記ばね帽を挿通して上方へ延設された上部円筒部とを備え、
前記上部環状フランジ部と前記ばね帽との間には、前記上部円筒部の外周面と内接又は離間する円環板状に形成されたゴム座が配置され、かつ、前記上部円筒部の外周面と前記ばね帽の挿通孔との間には、少なくとも左右方向に所定幅の隙間が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、軸ばねの上部軸ばね座には、軸ばねの上端と当接する上部環状フランジ部と、上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に前記ばね帽を挿通して上方へ延設された上部円筒部とを備え、上部環状フランジ部とばね帽との間には、上部円筒部の外周面と内接又は離間する円環板状に形成されたゴム座が配置され、かつ、上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔との間には、少なくとも左右方向に所定幅の隙間が形成されているので、車輪を支持する軸箱から軸ばねを介して台車枠に伝達される振動を、軸ばねの上部軸ばね座に形成された上部環状フランジ部とばね帽との間に配置されたゴム座が、上下方向及び左右方向（枕木方向）に撓むことによって、効果的に吸収することができる。特に、曲線区間を走行しているとき、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃的振動に対しても、ゴム座が主に左右方向（枕木方向）に撓みながら吸収し、その衝撃を緩和させることができる。また、上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔との間には、所定幅の隙間が形成されているので、軸ばねの上部軸ばね座の水平方向（少なくとも、左右方向）への変位量を、隙間の幅寸法以内に規制することによって、軸箱支持装置の軸ばね部における支持剛性を所定の範囲内に維持させることができる。そのため、軸箱支持装置の軸ばね部における過大な変位量を抑制できるので、車輪に対するブレーキ装置やモータ継手等の過大変位等も回避させることができる。
【００２２】
また、上記構造を採ることによって、上部軸ばね座の質量体には、上下方向以外にも、左右方向、前後軸に対する回転方向（ロール方向）等の自由度が発生し、従来の軸箱支持装置の上下方向だけの自由度に比較して、サスペンションとしての機能が大幅に向上する。しかも、上部軸ばね座は、軸ばねの上下荷重が加わった状態のゴム座と軸ばねに挟まれているため、ロール方向の変位量等が過剰に大きくなることはない。さらに、上部軸ばね座における前後方向の変位量や左右方向の変位量についても、ばね帽の挿通孔の孔径を必要最小限とすることによって、それぞれ過剰な変位量になる心配もない。
【００２３】
よって、本発明によれば、軸ばねの上部軸ばね座と台車枠のばね帽との間にゴム座を配置し、上部軸ばね座の水平方向への移動を上部軸ばね座と台車枠のばね帽との間に少なくとも左右方向に形成した所定幅の隙間によって規制するという新規かつ簡単な構造であって、軸ばね部における必要な支持剛性を維持しつつ、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃緩和に有効な構造を有する軸箱支持装置を提供することができる。
【００２４】
（２）（１）に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記ゴム座は、板状体を介して複数のゴム板が垂直方向に積層された積層ゴム体からなることを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、ゴム座は、板状体を介して複数のゴム板が垂直方向に積層された積層ゴム体からなるので、ゴム座の水平方向の剛性を上下方向の剛性より低下させることができる。そのため、曲線区間走行時のレール継ぎ目や分岐通過時等における水平方向の衝撃的振動をより一層低減させることができる。その結果、車輪を支持する輪軸の自己操舵性能を向上させることもできる。
【００２６】
（３）（１）又は（２）に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記所定幅の隙間は、左右方向の隙間を左右略同一寸法に形成し、かつ、前後方向の隙間を前後共零若しくは零に近い微小寸法又は前後何れか一方を零若しくは零に近い微小寸法に形成したことを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、所定幅の隙間は、左右方向の隙間を左右略同一寸法に形成し、かつ、前後方向の隙間を前後共零若しくは零に近い微小寸法又は前後何れか一方を零若しくは零に近い微小寸法に形成したので、ゴム座の左右方向の撓み量を所定幅に維持しつつ、前後方向の撓み量を低下させることができる。そのため、曲線区間走行時のレール継ぎ目や分岐通過時等における左右方向への衝撃的振動を低減させつつ、車輪踏面を前後方向から押し付けるブレーキパッドに対して、車輪踏面とブレーキパッドとの隙間の変位を抑えることができる。その結果、ブレーキパッドの歪を抑制して、その耐久性を向上させ、長寿命化にも寄与できる。
【００２８】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記所定幅の隙間には、防塵・防水ゴムが嵌装されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明においては、所定幅の隙間には、防塵・防水ゴムが嵌装されているので、上部円筒部の外周面に内接する円環板状に形成されたゴム座に加えて、防塵・防水ゴムが撓むことによって、上部軸ばね座の水平方向への微小振動をより有効に吸収させることができる。また、防塵・防水ゴムが所定幅の隙間を塞ぐことによって、上部軸ばね座の上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔との隙間から、水やごみ等の侵入を回避することもできる。また、防塵・防水ゴムは、電気的絶縁効果を有するので、従来、コイルバネ（軸ばね）の下に配置した絶縁座と当金を廃止できる。
【００３０】
（５）（４）に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記防塵・防水ゴムは、前記上部円筒部の上端を覆う蓋体と一体に形成されていることを特徴とする。
【００３１】
本発明においては、防塵・防水ゴムは、上部円筒部の上端を覆う蓋体と一体に形成されているので、蓋体を上部軸ばね座の上部円筒部に着脱すると同時に、防塵・防水ゴムの所定幅の隙間への着脱ができる。また、防塵・防水ゴムを所定幅の隙間へ嵌装させることによって、蓋体の位置決めを行うことができる。そのため、防塵・防水ゴムと蓋体の脱着性の簡便化を図ることができる。また、蓋体と一体に成形された防塵・防水ゴムが所定幅の隙間を塞ぐことによって、上部軸ばね座の上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔との隙間から、水やごみ等の侵入をより一層防止することもできる。
【００３２】
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記軸ばねの上部軸ばね座には、前記上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に下方へ延設された下部円筒部を備え、
前記軸ばねの下部軸ばね座には、前記軸ばねの下端と当接する下部環状フランジ部と、前記下部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に上方へ延設された支持軸部とを備え、
前記下部円筒部の内周面と前記支持軸部の外周面との間には、第２の円筒積層ゴムが装着されていることを特徴とする。
【００３３】
本発明においては、軸ばねの上部軸ばね座には、上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に下方へ延設された下部円筒部を備え、軸ばねの下部軸ばね座には、軸ばねの下端と当接する下部環状フランジ部と、下部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に上方へ延設された支持軸部とを備え、下部円筒部の内周面と支持軸部の外周面との間には、第２の円筒積層ゴムが装着されているので、車輪を支持する軸箱から軸ばねを介して台車枠に伝達される振動を、軸ばねの上部軸ばね座に形成された上部環状フランジ部とばね帽との間に配置されたゴム座と、下部円筒部の内周面と支持軸部の外周面との間に装着された第２の円筒積層ゴムとが、それぞれ上下方向、左右方向（枕木方向）等に撓むことによって、吸収することができる。特に、曲線区間を走行しているとき、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃的振動に対しては、ゴム座に加えて第２の円筒積層ゴムが主に左右方向に撓みながら吸収し、その衝撃をより一層緩和させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、簡単な構造であって、軸ばね部における必要な支持剛性を維持しつつ、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃緩和に有効な構造を有する軸箱支持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る軸箱支持装置を備えた台車枠の平面図である。
【図２】図１に示す軸箱支持装置の一部断面図を含む正面図である。
【図３】図２に示す軸箱支持装置の上部軸ばね座周辺の詳細断面図である。
【図４】図２に示す軸箱支持装置の平面図である。
【図５】図２に示す軸箱支持装置の左側面図である。
【図６】図２に示すＸ−Ｘ断面図である。
【図７】図２に示すＹ−Ｙ断面図である。
【図８】比較例に係る軸箱支持装置の上部軸ばね座の動作説明図である。
【図９】図２に示す軸箱支持装置の上部軸ばね座の動作説明図である。
【図１０】図８に示す比較例に係る軸箱支持装置と図９に示す本軸箱支持装置との曲線区間でのレール継ぎ目に対する加速度グラフである。
【図１１】図３に示す軸箱支持装置のゴム座の変形例（積層ゴム体）に関する詳細断面図である。
【図１２】図３に示すＡ矢視図であり、（ａ）は上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔との間に形成された所定幅の隙間が全周略均一寸法である場合を示し、（ｂ）は所定幅の隙間は、左右方向の隙間を左右略同一寸法に形成し、かつ、前後方向の隙間を前後共零若しくは零に近い微小寸法に形成した場合を示し、（ｃ）は所定幅の隙間は、左右方向の隙間を左右略同一寸法に形成し、かつ、前後何れか一方を零若しくは零に近い微小寸法に形成した場合を示す。
【図１３】図３に示すＡ矢視図であり、上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔との間に形成された所定幅の隙間に詰め物を挿入した場合を示す。
【図１４】特許文献１に記載された軸箱支持装置の一部断面図を含む正面図である。
【図１５】図１４に示す軸箱支持装置の円筒積層ゴムの制御回路図（剛支持の状態）である。
【図１６】図１４に示す軸箱支持装置の円筒積層ゴムの制御回路図（柔支持の状態）である。
【図１７】特許文献２に記載された軸箱支持装置（剛支持の状態）の断面図である。
【図１８】図１７に示す軸箱支持装置（柔支持の状態）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
次に、本発明の実施形態に係る軸箱支持装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係る軸箱支持装置の構造を説明し、その後、本実施形態に係る軸箱支持装置と比較例との衝撃緩和に対する動作の違いを説明し、曲線区間を走行するときの乗り心地評価に対するシミュレーション結果について説明する。また、本実施形態におけるゴム座の変形例、及び所定の隙間の変形例について説明する。
【００３７】
＜本軸箱支持装置の構造＞
まず、本実施形態に係る軸箱支持装置の構造について、図１〜図７を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態に係る軸箱支持装置を備えた台車枠の平面図を示す。図２に、図１に示す軸箱支持装置の一部断面図を含む正面図を示す。図３に、図２に示す軸箱支持装置の上部軸ばね座周辺の詳細断面図を示す。図４に、図２に示す軸箱支持装置の平面図を示す。図５に、図２に示す軸箱支持装置の左側面図を示す。図６に、図２に示すＸ−Ｘ断面図を示す。図７に、図２に示すＹ−Ｙ断面を示す。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態に係る軸箱支持装置１０は、左右方向（枕木方向）に延設された横梁１１と、当該横梁１１の左右両端部から前後方向（レール方向）にそれぞれ延設された左右の側梁１２、１２とから構成される台車枠１の、左右の側梁１２、１２における前端部及び後端部に、それぞれ装着されている。また、図１、図２に示すように、側梁１２、１２における前端部及び後端部には、側梁１２の上梁１２ａと下梁１２ｂとを縦板１２ｃによって連結して筒状に形成されたばね帽１３を備えている。
【００３９】
また、図２〜図５に示すように、本軸箱支持装置１０は、車体前後方向に延びる支持腕２１を有する軸箱２と台車枠１のばね帽１３との間に軸ばね３を配置し、支持腕２１を円筒積層ゴム４を介して側梁１２（台車枠１）に支持させた構造をとっている。円筒積層ゴム４は、下梁１２ｂの下面から下方へ延設された支持台１２ｄに締結された支持部材９の上下方向に延びる支持軸部９１に、止め具９２を介して固定されている。軸ばね３の軸ばね中心線Ｊ１は、軸箱２の車軸中心線Ｊ２と直交するように形成されている。円筒積層ゴム４の円筒中心線Ｊ３は、軸ばね中心線Ｊ１と平行に形成されている。
【００４０】
また、図２、図４、図７に示すように、円筒積層ゴム４は、内筒４ａと外筒４ｂとの間に形成された一対の扇型ゴム部４１、４１と、当該扇型ゴム部４１、４１同士の間に形成される中空部４２、４２と、外筒４ｂを外周側から嵌め込み支持腕２１の前後方向端部に嵌装される筒体４３とを備えている。筒体４３の上端及び下端は、支持腕２１に固定されている。扇型ゴム部４１、４１は、円弧状に湾曲した複数の金属板４ｃとゴム板４ｄとを互い違いに積層して形成され、支持軸部９１を中心に前後方向で対称に配置されている。そのため、主に前後方向に大きな衝撃力が作用したときに、円筒積層ゴム４の扇型ゴム部４１、４１が変形して、その衝撃を吸収する。
【００４１】
また、図２、図３に示すように、軸ばね３の上部軸ばね座３１には、軸ばね３の上端と当接する上部環状フランジ部３１１と、上部環状フランジ部３１１の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状にばね帽１３を挿通して上方へ延設された上部円筒部３１２とを備えている。上部環状フランジ部３１１とばね帽１３との間には、上部円筒部３１２の外周面に内接する円環板状に形成されたゴム座５が配置されている。
【００４２】
ゴム座５は、車輪を支持する軸箱２から軸ばね３等を介して台車枠１に伝達される振動を、上下方向、左右方向（枕木方向）、又は前後方向（レール方向）に撓むことによって、３次元的に吸収することができる。ゴム座５は、例えば、材質がＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）からなり、１５〜２５ｍｍ程度の均一な厚さに形成されている。ゴム座５の厚さを１５〜２５ｍｍ程度とすることによって、上下方向、左右方向（枕木方向）、又は前後方向（レール方向）からなる３次元方向に変位する振動の吸収性を高めることができる。なお、ばね帽１３には、ゴム座５の上端及び外周端に当接する受け金１３３が装着され、ゴム座５の位置ずれを防止している。
【００４３】
また、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間には、所定幅の隙間１３２が全周略均一に形成されている。隙間１３２の幅寸法は、２〜５ｍｍ程度が好ましい。隙間１３２の幅寸法が２ｍｍ未満では、軸ばね３の上部軸ばね座３１の水平方向への自由度が過少となり、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃緩和に有効に作用しないからであり、隙間１３２の幅寸法が５ｍｍ超では、軸ばね３の上部軸ばね座３１の水平方向への自由度が過大となり、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃がそのままブレーキ装置やモータ継手等に伝達され、当該装置等の過大変位に繋がる恐れがあるからである。
【００４４】
また、隙間１３２には、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との隙間を塞ぐように、円筒形状に形成された防塵・防水ゴム６を嵌装させてもよい。防塵・防水ゴム６は、円筒下端がゴム座５の上端と当接するように形成され、円筒上端が上部円筒部３１２の上端と同一高さに形成されている。この場合、車輪を支持する軸箱２から軸ばね３等を介して台車枠１に伝達される振動に対して、ゴム座５に加えて、防塵・防水ゴム６が撓むことによって、上部軸ばね座３１の水平方向への微小振動をより有効に吸収させることができる。防塵・防水ゴム６は、例えば、材質がＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）からなり、ゴム座５のゴム硬度より低いゴム硬度とすることによって、微小振動に対する吸収性をより一層高めることができる。なお、上部軸ばね座３１と台車枠１のばね帽１３との間にゴム座５を装着し、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との隙間１３２に防塵・防水ゴム６を嵌装させることによって、軸箱２と台車枠１との電気的絶縁性を高めることができる。
【００４５】
また、防塵・防水ゴム６は、上部円筒部３１２の上端を覆う蓋体７と一体に形成してもよい。防塵・防水ゴム６と蓋体７とを一体に形成することによって、蓋体７を上部軸ばね座３１の上部円筒部３１２に着脱すると同時に、防塵・防水ゴム６の所定幅の隙間１３２への着脱ができる。また、防塵・防水ゴム６を所定幅の隙間１３２へ嵌装させることによって、蓋体７の位置決めを行うことができる。
【００４６】
また、軸ばね３の上部軸ばね座３１には、上部環状フランジ部３１１の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状に下方へ延設された下部円筒部３１３を備えている。また、軸ばね３の下部軸ばね座３２には、軸ばね３の下端と当接する下部環状フランジ部３２１と、下部環状フランジ部３２１の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状に上方へ延設された支持軸部３２２とを備えている。また、下部円筒部３１３の内周面と支持軸部３２２の外周面との間には、第２の円筒積層ゴム８が装着されている。
【００４７】
また、図２〜図４、図６に示すように、第２の円筒積層ゴム８は、内筒８ａと外筒８ｂとの間に形成された一対の扇型ゴム部８１、８１と、当該扇型ゴム部８１、８１同士の間に形成される中空部８２、８２と、外筒８ｂを外周側から嵌め込み下部円筒部３１３の内周面と摺接する円筒摺接体８３とを備えている。内筒８ａは、上端及び下端を止め輪３２３、３２５で挟み込んだ状態で、下部軸ばね座３２の支持軸部３２２に、ナット部３２４によって上方から締結されている。扇型ゴム部８１、８１は、円弧状に湾曲した複数の金属板８ｃとゴム板８ｄとを互い違いに積層して形成され、支持軸部３２２を中心に左右方向で対称に配置されている。そのため、主に左右方向に大きな衝撃力が作用したときに、第２の円筒積層ゴム８の扇型ゴム部８１、８１が変形して、その衝撃を吸収する。
【００４８】
また、図２、図３に示すように、上部軸ばね座３１の下部円筒部３１３には、第２の円筒積層ゴム８の円筒摺接体８３が摺接する内周面の上端を区画する段付き部３１４が形成されている。段付き部３１４と円筒摺接体８３の上端８３１との隙間ＳＭは、空車状態と定員状態と満車状態とでは変化するが、定員状態の付近で、第２の円筒積層ゴム８の上下方向における撓み量が最小となるように形成されている。例えば、満車状態では、軸ばね３の上下方向の撓み量が増加するので、段付き部３１４と円筒摺接体８３の上端８３１とが当接することによって、第２の円筒積層ゴム８は上下方向に撓むことができ、軸ばね３の過大な撓みを防止することができる。一方、空車状態では、軸ばね３の上下方向の撓み量が減少するので、段付き部３１４と円筒摺接体８３の上端８３１とが当接することはないので、第２の円筒積層ゴム８は上下方向に撓むことがなく、第２の円筒積層ゴム８の寿命を延ばすことができる。また、軸ばね３のばね係数を小さく設定し、空車状態における振動吸収性を高めることができる。
【００４９】
＜衝撃緩和に対する動作説明＞
次に、本実施形態に係る軸箱支持装置と比較例との衝撃緩和に対する動作の違いを、図８、図９を用いて説明する。図８に、比較例に係る軸箱支持装置の上部軸ばね座の動作説明図を示す。図９に、図２に示す軸箱支持装置の上部軸ばね座の動作説明図を示す。
【００５０】
図８に示すように、比較例に係る軸箱支持装置１０Ｂでは、軸ばね３の上部軸ばね座３１には、軸ばね３の上端と当接する上部環状フランジ部３１１と、上部環状フランジ部３１１の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状にばね帽１３を挿通して上方へ延設された上部円筒部３１２とを備え、上部環状フランジ部３１１とばね帽１３との間には、上部円筒部３１２の外周面に内接する円環板状に形成されたゴム座５が配置されている。この構成は、本実施形態に係る軸箱支持装置１０と同様である。
【００５１】
しかし、比較例に係る軸箱支持装置１０Ｂでは、ばね帽１３Ｂの挿通孔１３１Ｂと上部円筒部３１２の外周面とが隙間なく全周当接している。したがって、上部軸ばね座３１の上下方向の振動は、ゴム座５で吸収された後に、台車枠１のばね帽１３Ｂに伝達され、上下方向における衝撃緩和の効果を奏するが、上部軸ばね座３１の水平方向（左右方向又は前後方向）の振動は、上部軸ばね座３１から直接に台車枠１のばね帽１３Ｂに伝達されるので、水平方向における衝撃緩和の効果を奏しない。
【００５２】
これに対して、図９に示すように、本実施形態に係る軸箱支持装置１０では、軸ばね３の上部軸ばね座３１には、軸ばね３の上端と当接する上部環状フランジ部３１１と、上部環状フランジ部３１１の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状にばね帽１３を挿通して上方へ延設された上部円筒部３１２とを備え、上部環状フランジ部３１１とばね帽１３との間には、上部円筒部３１２の外周面に内接する円環板状に形成されたゴム座５が配置されるとともに、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間には、所定幅の隙間１３２が全周略均一に形成されている。
【００５３】
上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間には、所定幅の隙間１３２が全周略均一に形成されているので、ゴム座５は、上下方向のみならず、左右方向（枕木方向）、又は前後方向（レール方向）にも撓むことができる。隙間１３２の幅寸法Ｓは、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃に対して有効に作用できるように、２〜５ｍｍ程度である。
【００５４】
その結果、車輪を支持する軸箱２から軸ばね３を介して台車枠１に伝達される振動を、軸ばね３の上部軸ばね座３１に形成された上部環状フランジ部３１１とばね帽１３との間に配置されたゴム座５が、上下方向、左右方向（枕木方向）、又は前後方向（レール方向）に撓むことによって、３次元方向で吸収することができる。特に、曲線区間を走行しているとき、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃的振動に対しても、ゴム座５が主に左右方向に撓みながら吸収し、その衝撃を有効に緩和させることができる。
【００５５】
また、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間には、所定幅の隙間１３２が形成されているので、軸ばね３の上部軸ばね座３１の水平方向（左右方向、又は前後方向）への変位量を、所定幅の隙間１３２の幅寸法（Ｓ）以内に規制することによって、軸箱支持装置１０の軸ばね部（軸ばね３及び第２の円筒積層ゴム８）における支持剛性を所定の範囲内に維持させることができる。そのため、軸箱支持装置１０の軸ばね部における過大な変位量を抑制できるので、車輪に対するブレーキ装置やモータ継手等の過大変位等も回避させることができる。
【００５６】
＜曲線区間を走行するときの乗り心地評価＞
次に、本実施形態に係る軸箱支持装置において、曲線区間を走行するときの乗り心地評価に対するシミュレーション結果について、図１０を用いて説明する。図１０に、図８に示す比較例に係る軸箱支持装置と図９に示す本軸箱支持装置との曲線区間でのレール継ぎ目に対する加速度グラフを示す。
【００５７】
図１０は、縦軸が図８、図９に示す軸箱支持装置１０、１０Ｂを搭載した台車モデルを途中にレール継ぎ目を有する半径８００ｍの曲線区間を走行させたときの左右方向の加速度（ｍ／ｓ２）におけるシミュレーション結果を表し、横軸はその時刻ｔ（ｓ）を表す。図１０において、実線で表す加速度曲線Ｚ１は、図９に示す本軸箱支持装置１０を搭載した台車モデルの加速度曲線を示し、破線で表す加速度曲線Ｚ２は、図８に示す比較例に係る軸箱支持装置１０Ｂを搭載した台車モデルの加速度曲線を示す。
【００５８】
図１０に示すように、台車モデルは、時刻ｔ＝１（ｓ）程度から加速して時刻ｔ＝５（ｓ）程度で定速走行の状態に到達し、そのまま定速走行した後、時刻ｔ＝１２（ｓ）程度から減速して時刻ｔ＝１５（ｓ）程度で停止する。定速走行の状態である時刻ｔ＝５（ｓ）程度から時刻ｔ＝１２（ｓ）程度までの間は、左右方向の加速度は、加速度曲線Ｚ１、Ｚ２とも略一定（０．９〜１．０（ｍ／ｓ２）程度）であるが、時刻ｔ＝９（ｓ）程度で台車モデルがレール継ぎ目を通過したとき、その衝撃を受けて左右方向の加速度が瞬間的に増加する。
【００５９】
レール継ぎ目を通過したときにおける加速度曲線Ｚ１の加速度増加量Ｇは、０．４（ｍ／ｓ２）程度であり、加速度曲線Ｚ２の加速度増加量Ｇ＋ΔＧは、０．６（ｍ／ｓ２）程度である。加速度曲線Ｚ１の加速度増加量Ｇは、加速度曲線Ｚ２の加速度増加量Ｇ＋ΔＧに対して約３割程度減少した。このように、図９に示す本軸箱支持装置１０を搭載した台車モデルでは、図８に示す比較例に係る軸箱支持装置１０Ｂを搭載した台車モデルに比較して、レール継ぎ目を有する曲線区間を走行させたとき、レール継ぎ目から受ける左右方向の衝撃力を大幅に低減させることが明らかとなった。これは、上部軸ばね座３１の上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間には、所定幅の隙間１３２が形成されているので、ゴム座５は、上下方向のみならず、左右方向（枕木方向）、又は前後方向（レール方向）にも一定の範囲で撓むことができるからである。
【００６０】
＜ゴム座及び所定幅の隙間の変形例＞
次に、本実施形態におけるゴム座の変形例、及び所定の隙間の変形例について、図１１〜図１３を用いて説明する。図１１に、図３に示す軸箱支持装置のゴム座の変形例（積層ゴム体）に関する詳細断面図を示す。図１２に、図３に示すＡ矢視図を示し、（ａ）は上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔との間に形成された所定幅の隙間が全周略均一寸法である場合を示し、（ｂ）は所定幅の隙間は、左右方向の隙間を左右略同一寸法に形成し、かつ、前後方向の隙間を前後共零若しくは零に近い微小寸法に形成した場合を示し、（ｃ）は所定幅の隙間は、左右方向の隙間を左右略同一寸法に形成し、かつ、前後何れか一方を零若しくは零に近い微小寸法に形成した場合を示す。図１３に、図３に示すＡ矢視図を示し、上部円筒部の外周面とばね帽の挿通孔との間に形成された所定幅の隙間に詰め物を挿入した場合を示す。
【００６１】
図１１に示すように、本実施形態にかかる軸箱支持装置１０のゴム座５Ａは、板状体５１Ａを介して複数のゴム板５２Ａが垂直方向に積層された積層ゴム体からなるものでもよい。この積層ゴム体の場合、ゴム板５２Ａの硬度を比較的下げることができるので、ゴム座５Ａの水平方向の剛性を上下方向の剛性より低下させることができる。そのため、曲線区間走行時のレール継ぎ目や分岐通過時等における水平方向の衝撃的振動をより一層低減させることができる。その結果、車輪を支持する輪軸の自己操舵性能を向上させることもできる。なお、ゴム座５Ａは、上部円筒部３１２の外周面と離間し、両者の間には所定幅の隙間１３２が形成されている。
【００６２】
また、本実施形態にかかる軸箱支持装置１０では、図１２（ａ）に示すように、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間に形成された所定幅の隙間１３２が全周略均一寸法（Ｓ、Ｓ）である場合に限らず、図１２（ｂ）に示すように、ばね帽１３Ａに長円の挿通孔１３１Ａを形成するとともに、左右方向の隙間１３２Ａを左右略同一寸法（Ｓ、Ｓ）に形成し、かつ、前後方向の隙間を前後共零若しくは零に近い微小寸法に形成してもよい。又は、図１２（ｃ）に示すように、ばね帽１３Ｂに長円の挿通孔１３１Ｂを形成するとともに、左右方向の隙間１３２Ｂを左右略同一寸法（Ｓ、Ｓ）に形成し、かつ、前後何れか一方を零若しくは零に近い微小寸法（Ｔ１）に形成し、前後何れか他方をそれより大きい寸法（Ｔ２）に形成してもよい。ここで、零に近い微小寸法（Ｔ１）には、例えば、１〜２ｍｍ程度の寸法が該当する。また、それより大きい寸法（Ｔ２）には、例えば、３〜５ｍｍ程度の寸法が該当する。図１２（ｂ）又は図１２（ｃ）のようにすれば、ゴム座の左右方向（枕木方向）の撓み量を所定幅に維持しつつ、前後方向（レール方向）の撓み量を微小量に低下させることができる。そのため、曲線区間走行時のレール継ぎ目や分岐通過時等における左右方向への衝撃的振動を緩和させつつ、車輪踏面を前後方向から押し付けるブレーキパッドに対して、車輪踏面とブレーキパッドとの隙間の変位を抑えることができる。その結果、ブレーキパッドの歪を抑制して、その耐久性を向上させ、長寿命化にも寄与できる。
【００６３】
また、図１２（ｂ）又は図１２（ｃ）に示すように、前後方向の隙間を詰めつつ、左右方向の隙間１３２Ａ、１３２Ｂを左右略同一寸法（Ｓ、Ｓ）に形成する方法として、図１３に示すように、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間に三日月状の詰め物１３４、１３５を、前後方向の隙間に挿入してもよい。この方法であれば、ばね帽１３の挿通孔１３１を円形状に形成し、長円状に形成する手間が省けるメリットがある。
【００６４】
＜作用効果＞
以上、詳細に説明した本実施形態に係る鉄道車両用軸箱支持装置１０によれば、軸ばね３の上部軸ばね座３１には、軸ばね３の上端と当接する上部環状フランジ部３１１と、上部環状フランジ部３１１の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状にばね帽１３を挿通して上方へ延設された上部円筒部３１２とを備え、上部環状フランジ部３１１とばね帽１３との間には、上部円筒部３１２の外周面と内接又は離間する円環板状に形成されたゴム座５、５Ａが配置され、かつ、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間には、少なくとも左右方向に所定幅の隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂが形成されているので、車輪を支持する軸箱２から軸ばね３を介して台車枠１に伝達される振動を、軸ばね３の上部軸ばね座３１に形成された上部環状フランジ部３１１とばね帽１３との間に配置されたゴム座５、５Ａが、上下方向及び左右方向（枕木方向）に撓むことによって、効果的に吸収することができる。特に、曲線区間を走行しているとき、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃的振動に対しても、ゴム座５、５Ａが主に左右方向（枕木方向）に撓みながら吸収し、その衝撃を緩和させることができる。また、上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との間には、所定幅の隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂが形成されているので、軸ばね３の上部軸ばね座３１の水平方向（少なくとも、左右方向）への変位量を、隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂの幅寸法以内に規制することによって、鉄道車両用軸箱支持装置１０の軸ばね部における支持剛性を所定の範囲内に維持させることができる。そのため、鉄道車両用軸箱支持装置１０の軸ばね部における過大な変位量を抑制できるので、車輪に対するブレーキ装置やモータ継手等の過大変位等も回避させることができる。
【００６５】
また、上記構造を採ることによって、上部軸ばね座３１の質量体には、上下方向以外にも、左右方向、前後軸に対する回転方向（ロール方向）等の自由度が発生し、従来の鉄道車両用軸箱支持装置の上下方向だけの自由度に比較して、サスペンションとしての機能が大幅に向上する。しかも、上部軸ばね座３１は、軸ばね３の上下荷重が加わった状態のゴム座５、５Ａと軸ばね３に挟まれているため、ロール方向の変位量等が過剰に大きくなることはない。さらに、上部軸ばね座３１における前後方向の変位量や左右方向の変位量についても、ばね帽１３の挿通孔１３１の孔径を必要最小限とすることによって、それぞれ過剰な変位量になる心配もない。
【００６６】
よって、本実施形態によれば、軸ばね３の上部軸ばね座３１と台車枠１のばね帽１３との間にゴム座５、５Ａを配置し、上部軸ばね座３１の水平方向への移動を上部軸ばね座３１と台車枠１のばね帽１３との間に少なくとも左右方向に形成した所定幅の隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂによって規制するという新規かつ簡単な構造であって、軸ばね部における必要な支持剛性を維持しつつ、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃緩和に有効な構造を有する鉄道車両用軸箱支持装置１０を提供することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、ゴム座５Ａは、板状体５１Ａを介して複数のゴム板５２Ａが垂直方向に積層された積層ゴム体からなるので、ゴム座５Ａの水平方向の剛性を上下方向の剛性より低下させることができる。そのため、曲線区間走行時のレール継ぎ目や分岐通過時等における水平方向の衝撃的振動をより一層低減させることができる。その結果、車輪を支持する輪軸の自己操舵性能を向上させることもできる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、所定幅の隙間１３２Ａ、１３２Ｂは、左右方向の隙間を左右略同一寸法（Ｓ、Ｓ）に形成し、かつ、前後方向の隙間を前後共零若しくは零に近い微小寸法又は前後何れか一方を零若しくは零に近い微小寸法（Ｔ１）に形成したので、ゴム座５、５Ａの左右方向の撓み量を所定幅に維持しつつ、前後方向の撓み量を低下させることができる。そのため、曲線区間走行時のレール継ぎ目や分岐通過時等における左右方向への衝撃的振動を低減させつつ、車輪踏面を前後方向から押し付けるブレーキパッドに対して、車輪踏面とブレーキパッドとの隙間の変位を抑えることができる。その結果、ブレーキパッドの歪を抑制して、その耐久性を向上させ、長寿命化にも寄与できる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、所定幅の隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂには、防塵・防水ゴム６が嵌装されているので、上部円筒部３１２の外周面に内接する円環板状に形成されたゴム座５、５Ａに加えて、防塵・防水ゴムが撓むことによって、上部軸ばね座３１の水平方向への微小振動をより有効に吸収させることができる。また、防塵・防水ゴム６が所定幅の隙間を塞ぐことによって、上部軸ばね座３１の上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との隙間から、水やごみ等の侵入を回避することもできる。また、防塵・防水ゴム６は、電気的絶縁効果を有するので、従来、コイルバネ（軸ばね）の下に配置した絶縁座と当金を廃止できる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、防塵・防水ゴム６は、上部円筒部３１２の上端を覆う蓋体７と一体に形成されているので、蓋体７を上部軸ばね座３１の上部円筒部３１２に着脱すると同時に、防塵・防水ゴム６の所定幅の隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂへの着脱ができる。また、防塵・防水ゴム６を所定幅の隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂへ嵌装させることによって、蓋体７の位置決めを行うことができる。そのため、防塵・防水ゴム６と蓋体７の脱着性の簡便化を図ることができる。また、蓋体７と一体に成形された防塵・防水ゴム６が所定幅の隙間１３２、１３２Ａ、１３２Ｂを塞ぐことによって、上部軸ばね座３１の上部円筒部３１２の外周面とばね帽１３の挿通孔１３１との隙間から、水やごみ等の侵入をより一層防止することもできる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、軸ばね３の上部軸ばね座３１には、上部環状フランジ部３１１の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状に下方へ延設された下部円筒部３１３を備え、軸ばね３の下部軸ばね座３２には、軸ばね３の下端と当接する下部環状フランジ部３２１と、下部環状フランジ部３２１の内周側で軸ばね中心線Ｊ１と同軸状に上方へ延設された支持軸部３２２とを備え、下部円筒部３１３の内周面と支持軸部３２２の外周面との間には、第２の円筒積層ゴム８が装着されているので、車輪を支持する軸箱２から軸ばね３を介して台車枠１に伝達される振動を、軸ばね３の上部軸ばね座３１に形成された上部環状フランジ部３１１とばね帽１３との間に配置されたゴム座５、５Ａと、下部円筒部３１３の内周面と支持軸部３２２の外周面との間に装着された第２の円筒積層ゴム８とが、それぞれ上下方向、左右方向（枕木方向）等に撓むことによって、吸収することができる。特に、曲線区間を走行しているとき、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃的振動に対しては、ゴム座５、５Ａに加えて第２の円筒積層ゴム８が主に左右方向に撓みながら吸収し、その衝撃をより一層緩和させることができる。
【００７２】
＜変形例＞
以上、本実施形態の鉄道車両用軸箱支持装置１０を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００７３】
例えば、本実施形態では、軸ばね３の上部軸ばね座３１に形成された下部円筒部３１３の内周面と、軸ばね３の下部軸ばね座３２に形成された支持軸部３２２の外周面との間には、第２の円筒積層ゴム８が装着されているが、必ずしも、第２の円筒積層ゴム８が装着されている必要はない。また、例えば、軸ばね３の内周側に上下方向に伸縮する第２の軸ばねを装着してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、軸箱支持装置として、詳しくは、レール継ぎ目や分岐通過時等における衝撃緩和に有効な構造を備えた軸箱支持装置として利用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１                台車枠
２                軸箱
３                軸ばね
４                円筒積層ゴム
５、５Ａ          ゴム座
６                防塵・防水ゴム
７                蓋体
８                円筒積層ゴム
１０              鉄道車両用軸箱支持装置（軸箱支持装置）
１３              ばね帽
１３Ａ、１３Ｂ    ばね帽
２１              支持腕
３１              上部軸ばね座
３２              下部軸ばね座
１３１            挿通孔
１３１Ａ          挿通孔
１３１Ｂ          挿通孔
１３２            隙間
１３２Ａ          隙間
１３２Ｂ          隙間
３１１            上部環状フランジ部
３１２            上部円筒部
３１３            下部円筒部
３２１            下部環状フランジ部
３２２            支持軸部
Ｊ１              軸ばね中心線
【図１】
2018076031.tif 000003
【図２】
2018076031.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018076031.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018076031.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月28日(2017.12.28)
【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】
車体前後方向に延びる支持腕を有する軸箱と台車枠のばね帽との間に軸ばねを配置し、
前記支持腕を円筒積層ゴムを介して前記台車枠に支持させた鉄道車両用軸箱支持装置であって、
前記軸ばねの上部軸ばね座には、前記軸ばねの上端と当接する上部環状フランジ部と、前記上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に前記ばね帽を挿通して上方へ延設された上部円筒部とを備え、
前記上部環状フランジ部と前記ばね帽との間には、前記上部円筒部の外周面と内接又は離間する円環板状に形成されたゴム座が配置され、かつ、前記上部円筒部の外周面と前記ばね帽の挿通孔との間には、少なくとも左右方向に所定幅の隙間が形成され、
前記所定幅の隙間には、防塵・防水ゴムが嵌装されていること、
を特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
【請求項２】
請求項１に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記ゴム座は、板状体を介して複数のゴム板が垂直方向に積層された積層ゴム体からなること、
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または請求項２に記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記所定幅の隙間は、左右方向の隙間を左右略同一寸法に形成し、かつ、前後方向の隙間を前後共零若しくは零に近い微小寸法又は前後何れか一方を零若しくは零に近い微小寸法に形成したこと、
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乃至請求項３のいずれか１つに記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記防塵・防水ゴムは、前記上部円筒部の上端を覆う蓋体と一体に形成されていること、
を特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載された鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記軸ばねの上部軸ばね座には、前記上部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に下方へ延設された下部円筒部を備え、
前記軸ばねの下部軸ばね座には、前記軸ばねの下端と当接する下部環状フランジ部と、前記下部環状フランジ部の内周側で軸ばね中心線と同軸状に上方へ延設された支持軸部とを備え、
前記下部円筒部の内周面と前記支持軸部の外周面との間には、第２の円筒積層ゴムが装着されていること、
を特徴とする鉄道車両用軸箱支持装置。