(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪軸に対する軸受部を有した軸箱体と、台車枠との、前記軸受部の両側で上下に対向し合う各一対の上下軸ばね受間に、コイルばねとその内側に位置する支持ゴムとを働かせた鉄道車両用軸箱支持装置において、
前記コイルばねは、上部が下部よりも大きな径となった逆円錐形状をしており、
前記支持ゴムは、複数のゴムが鋼板を介在して積層され、コイルばねの上部寄りに大きなボリュームを持つように積層されている
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輪軸をこれの両端部で支持するための鉄道車両用軸箱支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両を高速で安定に走行させるためには、それぞれの輪軸が常に平行を保ちながら、刻々と変化する線路の状況に対応して正確に追従する必要がある。この輪軸を両端部で支持している軸受部を収めた軸箱は、軸箱支持装置により、前後方向に対する動きを確実に抑え、左右方向に対して横圧を緩和する余裕を持たせ、上下方向に対し軸ばねを介してスムーズに緩衝作用を作動させるよう支持されている。
【０００３】
このため軸箱体における軸受部の前後方向両側に設けた軸ばねにより、軸箱体に対して台車枠を弾性支持することが一般に行われている。軸ばねとしてはコイルばねが常用されてきたが、高速化に伴う高速曲線通過時における横圧増大や、これによるフランジ磨耗などの問題に対応するため、多数のゴム体が鋼板を介在して積層されてなる支持ゴムを用いて、軸箱体を位置決めしながら台車枠に水平方向に弾性支持する軸箱支持装置が開発された。
【０００４】
近時ではさらなる高速化や乗心地改善のために、図３に示すようなコイルばね３とその内側に支持ゴム８とを併用した軸箱支持装置が提供されている（実開平2 −149373号公報参照）。この軸箱支持装置は、軸箱体１に対して台車枠を弾性支持する円筒状のコイルばね３および支持ゴム８の組が軸箱体１における軸受部１ａの前後方向（図の左右方向）の両側に配置され、台車枠２に取り付けられたばね受４と軸箱体１に取り付けられたばね受７との間に働かされている。コイルばね３はストレートな円筒状に形成され、支持ゴム８はコイルばね３の中に配置されると共にコイルばね３の下端寄りに大きなボリュームを持つように積層されている。これに対応して支持ゴム８はばね受４側に設けた棒状部４ａ下半部とばね受７の筒状部７ａとの間に働かされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記軸箱支持装置では、コイルばね３が円筒状であって軸箱体１における丸味のある軸受部１ａ横の形状になじまず大径にすると限られたスペース内に設置することができず大きさが制限されるので、その内側にある支持ゴム８は、それよりもさらに小さなものとしなければならないので、耐久性の向上を図ることができない。また、コイルばね３は、円筒形であることから、図２に破線で示すような直線特性のばね定数を有しており、車両への積載重量である荷重の増大に伴って撓み量が比例的に大きくなる。このとき、支持ゴム８は、コイルばね３の撓み量に対し比較的に大きく変形されるため、耐久性の低下を招くことになる。
【０００６】
また、コイルばね３は、上述したようにばね定数が直線特性を有しているので、撓み量の関係からばね定数を低くできないため、車両の乗り心地が悪くなる。また、コイルばね３の撓み量が大きくなって車両構成上の制約を受けるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたもので、支持ゴムの耐久性の向上を図ることができ、部品点数の削減と設置スペースの縮小化とを達成することのできる構成を備えた鉄道車両用軸箱支持装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る鉄道車両用軸箱支持装置は、輪軸に対する軸受部を有した軸箱体と、台車枠との、前記軸受部の両側で上下に対向し合う各一対の上下軸ばね受間に、コイルばねとその内側に位置する支持ゴムとを働かせた鉄道車両用軸箱支持装置において、前記コイルばねは、上部が下部よりも大きな径となった逆円錐形状をしており、前記支持ゴムは、複数のゴムが鋼板を介在して積層され、コイルばねの上部寄りに大きなボリュームを持つように積層されていることを特徴としている。
【０００９】
この鉄道車両用軸箱支持装置では、コイルばねが逆円錐状であることにより軸箱体の軸受部横になじみやすく、従来デッドスペースとなっていた部分を利用して上部を従来よりも大きくしたり、これに併せ軸受部に近づけたりすることができ、省スペースを満足した上で、従来よりも大きな内側スペースにしてこれも従来よりも大きなものとし、その大きくした分だけ支持ゴムの耐久性を向上することができる。また、コイルばねは、円錐状をしていることによりばね定数が非直線特性を呈し、荷重が所定値まで増大したときに撓み量が飽和して最大撓み量が規制される。そのため、コイルばねの撓み量に対応した変形量に変形される支持ゴムは大きく変形されることがないので、支持ゴムの耐久性の低下を確実に抑制でき、それに加えて、積載荷重が大きくなった場合にもコイルばねの撓み量および支持ゴムの変形が小さいことから、車両の乗り心地が向上するとともに、車両の脱線に対する安全性が高くなる。また、支持ゴムがコイルばねの上部寄りに大きなボリュームを持つように積層されたものであると、上部が従来よりも大きくなったコイルばねの内側スペースを効率よく利用して大型化が図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１において、軸箱体１３には、その軸受部１４の前後方向（図の左右方向）の両側箇所に、ばね受け腕部１７が張り出す形状にそれぞれ形成されている。この各ばね受け腕部１７には、鉛直方向に貫通する取付孔１８が設けられている。この取付孔１８には下部軸ばね受１９が取付けられている。具体的には、下部軸ばね受１９は外周部の平形ばね座１９ｂと中央の棒状ばね座２１とを別体で備えている。平形ばね座１９ｂはこれと一体の筒状部１９ａを取付孔１８に上方から嵌合されると共に平形ばね座１９ｂとばね受け腕部１７との間には調整板２０が介装されている。
【００１２】
棒状ばね座２１はその下端部を平形ばね座１９ｂの筒状部１９ａに上方から嵌合され、ばね受け腕部１７の下面に当てがったスペーサ２２および当板２３に下方から挿通した固定ボルト２４が前記棒状ばね座２１下部の雌ねじ部２１ａにねじ込まれていることにより、ばね受け腕部１７に対し平形ばね座１９ｂと共に締結され固定されている。
【００１３】
一方、軸箱体１３の上方の台車枠２７には、一対の上部軸ばね受２８が、それぞれ下部軸ばね受１９に対し上方で相対向する配置で固定されている。この上部軸ばね受２８は外周部の平形ばね受座２８ａとその内側の筒状ばね座２８ｂとを一体で備え、台車枠２７にねじ止めなどして固定されている。平形ばね受座２８ａは平形ばね受座１９ａよりも大きな径に形成されて、それらの間に、上部が下部よりも大きな径となった逆円錐状のコイルばね２９が働かされている。これにより、台車枠２７は、コイルばね２９の介在によって軸箱体１３に弾性的にフローティング支持されている。筒状ばね座２８ｂと棒状ばね座２１との間には、複数のゴムが鋼板を介在して積層されてなる支持ゴム３０が働かされている。筒状ばね座２８ｂは支持ゴム３０上部外周面に上方から被せる状態に嵌合され、棒状ばね座２１はその上部を支持ゴム３０の自体の下端部を、内閉に嵌合固定されている。支持ゴム３０の下端は、平形ばね座１９ｂの凹所１９ｃに嵌入されている支持リング３１に下方から支持されている。この支持ゴム３０は逆円錐状のコイルばね２９における径の大きな上部寄りに大きなボリュームを持つように積層されている。
【００１４】
円錐状のコイルばね２９は軸箱体１３の軸受部１４の横になじみやすく、例えば下端を従来とほぼ同径にして上方に向け大きくしても従来デッドスペースとなっていた部分を利用して、つまり従来通りの省スペースを満足してコイルばね２９を大型化し、支持ゴム３０を可成り大型化することができる。
【００１５】
しかしコイルばね２９は上端部の径が従来よりも大きく、下端部の径が従来よりも小さくなる程度にしてもボリュームが上端部寄りとなっている支持ゴム３０を従来よりも十分に大きくすることができる上部スペースが得られ、このような大きさ程度のコイルばね２９にすると従来よりも軸受部１４に近づけ、ばね受け腕部１７を短くすることができるので、従来に増した省スペース化が図れる。
【００１６】
この鉄道車両用軸箱支持装置では、支持ゴム３０の耐久性が格段に向上したものになっている。すなわち、支持ゴム３０は、逆円錐状のコイルばね２９における従来よりも径の大きな上方寄りに大きなボリュームを持つように設けられるので、そのコイルばね２９の大きな径に対応して従来よりも大きなものとすることができ、この大型化に伴って耐久性が向上する。
【００１７】
また、コイルばね２９は、逆円錐状であるから、図２に実線で示す特性曲線のように、ばね定数が非直線特性となり、荷重が所定値まで増大したときに撓み量が飽和して最大撓み量が規制される。そのため、コイルばね２９の撓み量に応じて変形される支持ゴム３０は大きな変形量に変形されることがないので、支持ゴム３０の耐久性の低下を確実に抑制できる。しかも、積載荷重が大きくなった場合にもコイルばね２９の撓み量および支持ゴム３０の変形が共に小さいことから、車両の乗り心地が向上するとともに、車両の脱線に対する安全性が高くなる。
【００１８】
さらに、上記軸箱支持装置では、支持ゴム３０が棒状ばね座２１の上部に一体化されていることにより、これを取付けるための部品点数および組立工数を図３に示す従来装置よりも削減することができ、コストダウンを図ることができる。さらにまた、コイルばね２９の上端部に合わせて大径化する上部軸ばね受２８も従来においてデッドスペースとなっていた箇所を有効に利用してコイルばね２９と共に支障無く配置することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明の鉄道車両用軸箱支持装置によれば、コイルばねが逆円錐状であることにより軸箱体の軸受部横になじみやすく、従来デッドスペースとなっていた部分を利用して上部を従来よりも大きくしたり、これに併せ軸受部に近づけたりすることができ、省スペースを満足した上で、従来よりも大きな内側スペースにしてこれも従来よりも大きなものとし、その大きくした分だけ支持ゴムの耐久性を向上することができる。また、コイルばねは、円錐状をしていることによりばね定数が非直線特性を呈し、荷重が所定値まで増大したときに撓み量が飽和して最大撓み量が規制される。そのため、コイルばねの撓み量に対応した変形量に変形される支持ゴムは大きく変形されることがないので、支持ゴムの耐久性の低下を確実に抑制でき、それに加えて、積載荷重が大きくなった場合にもコイルばねの撓み量および支持ゴムの変形が小さいことから、車両の乗り心地が向上するとともに、車両の脱線に対する安全性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鉄道車両用軸箱支持装置を示す一部破断した側面図。
【図２】同上の軸箱支持装置のコイルばねのばね定数の特性を示す特性図。
【図３】従来の鉄道車両用軸箱支持装置を示す一部破断した側面図。
【符号の説明】
１３  軸箱体
１４  軸受部
１９  下部軸ばね受
２７  台車枠
２８  上部軸ばね受
２９  コイルばね
３０  支持ゴム
【図１】
0004723753.tif 000002
【図２】
0004723753.tif 000003
【図３】
0004723753.tif 000004