JP5869294B2 - 軸箱支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両用台車の軸箱支持装置に関する。

従来、鉄道車両の台車に設けられた軸箱支持装置の一つとして、軸梁式の軸箱支持装置がある。例えば、特許文献１に記載の軸箱支持装置は、鉄道車両の車軸を支持する軸箱体と、軸箱体上に配設され、台車枠を弾性支持する軸ばねと、軸箱体から台車枠の側梁に沿って延在する支持腕とを備えている。

特開平１−１６０７７７号公報

ところで、鉄道車両では、パンタグラフから電流を取り込み、その電流が主電動機などの装置を経由した後に接地装置を介して車輪から帰線電流としてレールに流される。電流は、地上や鉄道車両の状態の変化により、意図しない経路に流れる迷走電流となることがある。迷走電流が軸受に流れた場合には、軸受が電食により損傷して鉄道車両の走行に不具合が生じるおそれがある。したがって、軸箱支持装置では、迷走電流が軸受に流れないように絶縁することが望ましい。

そこで、軸受に電流が流れないようにするための構成として、軸ばねの上部に配置される軸ばね座（上）と軸ばねとの間に絶縁板を介在させているものがある。これにより、軸ばね以下の装置に電流が流れないように電気絶縁を図っている。しかしながら、この絶縁板は、負荷荷重による圧縮力や衝撃などにより破損するおそれがあり、絶縁に対する信頼性が低下するおそれがあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電気絶縁性を確保しつつ、耐久性を確保できる絶縁構造を実現できる軸箱支持装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る軸箱支持装置は、鉄道車両の台車に設けられた軸箱支持装置であって、鉄道車両の車軸を支持する軸箱体と、軸箱体と台車枠との間に車軸を挟んで並設され、台車枠を弾性支持する一対の軸ばねと、を備え、軸箱体は、防振ゴムと軸ばねを支持する軸ばね座とを介して軸ばねを支持する軸ばね支持部を有し、軸ばね座は、下方に突出する突出部を有し、軸ばね支持部は、軸ばね座の突出部が挿通される挿通穴を有し、挿通穴の内面には、突出部の外面と摺動可能に面接触すると共に軸ばね座と軸ばね支持部とを絶縁する絶縁部材が配設されていることを特徴とする。

この軸箱支持装置では、絶縁部材と面接触する軸ばね座の突出部が絶縁部材に対して、軸ばねの負荷荷重による防振ゴムの撓みにより上下方向に摺動する。そのため、絶縁部材は、軸ばねの負荷荷重による圧縮力を直接受けない。このように、絶縁部材に対して過度の荷重が加えられないため、絶縁部材の破損を抑制することができる。また、防振ゴム及び絶縁部材により、軸ばね座と軸ばね座支持部、すなわち台車枠と軸箱体との電気絶縁性を確保することができる。したがって、電気絶縁性を確保しつつ、耐久性を確保できる絶縁構造を実現できる。

突出部は、その下端部が絶縁部材の下端部よりも常に下方に位置するように挿通穴に挿通されていることが好ましい。これにより、絶縁部材は、その全面が突出部の外面と、負荷荷重による上下変位があっても常に面接触する。したがって、絶縁部材の内面が突出部の外面以外と接触しない、つまり突出部の下端部（先端部）と絶縁部材の内面とが接触しないため、絶縁部材が偏磨耗することを防止できる。したがって、絶縁部材の耐久性を更に向上させることができる。

絶縁部材は、挿通穴の内面の一部又は全面に亘って配設されていることが好ましい。これにより、電気絶縁性をより確実に確保できる。

本発明に係る軸箱支持装置は、鉄道車両の台車に設けられた軸箱支持装置であって、鉄道車両の車軸を支持する軸箱体と、軸箱体上に防振ゴム及び軸ばね座を介して配設され、台車枠を弾性支持する軸ばねと、軸箱体から台車枠の側梁に沿って延在する支持腕と、を備え、軸箱体は、上方に突出する突出部を有し、軸ばね座は、軸箱体の突出部が挿通される挿通穴を有し、突出部の外面には、挿通穴の内面と摺動可能に面接触すると共に軸ばね座と軸箱体とを絶縁する絶縁部材が配設されていることを特徴とする。

この軸箱支持装置では、絶縁部材と面接触する軸ばね座が突出部に配設された絶縁部材に対して、軸ばねの負荷荷重による防振ゴムの撓みにより上下方向に摺動する。そのため、絶縁部材は、軸ばねの負荷荷重による圧縮力を直接受けない。このように、絶縁部材に対して過度の荷重が加えられないため、絶縁部材の破損を抑制することができる。また、防振ゴム及び絶縁部材により、軸ばね座と軸箱体、すなわち台車枠と軸箱体との電気絶縁性を確保することができる。したがって、電気絶縁性を確保しつつ、耐久性を確保できる絶縁構造を実現できる。

突出部は、絶縁部材の下端部が軸ばね座の下端部よりも常に上方に位置するように挿通穴に挿通されていることが好ましい。これにより、絶縁部材は、その全面が挿通穴の内面と負荷荷重による上下変位があっても常に面接触する。したがって、絶縁部材の外面が突出部の内面以外と接触しない、つまり軸ばね座の下端部と絶縁部材の外面とが接触しないため、絶縁部材が偏磨耗することを防止できる。したがって、絶縁部材の耐久性を更に向上させることができる。

絶縁部材は、突出部の外面の一部又は全面に亘って配設されていることが好ましい。これにより、電気絶縁性をより確実に確保できる。

本発明によれば、電気絶縁性を確保しつつ、耐久性を確保できる絶縁構造を実現できる。

第１実施形態に係る軸箱支持装置を鉄道車両の側面から見た図である。 図１に示す軸箱支持装置を上から見た図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 第２実施形態に係る軸箱支持装置を鉄道車両の側面から見た図である。 図４に示す軸箱支持装置を上から見た図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る軸箱支持装置を鉄道車両の側面から見た図である。図２は、図１に示す軸箱支持装置を上から見た図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図１に示すように、軸箱支持装置１は、鉄道車両の台車２に設けられる並列ばね式の軸箱支持装置であり、鉄道車両の車軸４を支持する軸箱体３と、車軸４を挟んで並設される一対の軸ばね５とを備えている。なお、図１では、台車の前後若しくは左右に設けられる軸箱支持装置１の一方のみを図示しているが、図示しない他方も同様の構成を有している。また、図１は、空車時の状態を示している。

軸箱体３は、車軸４を回転自在に支持する軸受（図示しない）が配設された軸受部６を有している。軸箱体３は、台車枠１０の側梁１０ａに連結されている。また、軸箱体３の下部には、車軸４（軸受部６）を挟んで鉄道車両の前後方向両側に張り出し、一対の軸ばね５を支持する座（軸ばね支持部）１２が設けられている。座１２は、軸ばね５の一方を支持する第１張出部１２ａと、軸ばね５の他方を支持する第２張出部１２ｂとから構成されている。

一対の軸ばね５は、それぞれコイルばね１４から構成されている。一方のコイルばね１４は、軸箱体３よりも側梁１０ａの先端側に配設されている。コイルばね１４は、第１張出部１２ａと、側梁１０ａとの間に軸ばね座１８ａ，１８ｂ及び電気絶縁性を有する防振ゴム２０を介して配設されている。より具体的には、コイルばね１４は、軸ばね座（上）１８ａと、軸ばね座（下）１８ｂとの間に配置されている。軸ばね座（下）１８ｂと第１張出部１２ａとの間には、上記の防振ゴム２０及び単数又は複数枚の調整板２２が介在している。コイルばね１４は、軸箱体３に対して台車枠１０を主として上下方向に弾性支持する。

他方のコイルばね１４は、軸箱体３よりも側梁１０ａの基端側に配設されている。コイルばね１４は、第２張出部１２ｂと、側梁１０ａとの間に軸ばね座（上）１８ａ、軸ばね座（下）１８ｂ及び電気絶縁性を有する防振ゴム２０を介して配設されている。

続いて、軸箱支持装置１における絶縁構造について説明する。図３に示すように、軸ばね座（下）１８ｂは、凸形状をなしており、コイルばね１４と当接し、外形が円形状を呈するばね受部２４ａと、ばね受部２４ａから下方に伸び、円筒形状を呈する突出部２４ｂとから構成されている。

第１張出部１２ａには、軸ばね座（下）１８ｂの突出部２４ｂに対応する位置に、挿通穴２６が設けられている。挿通穴２６は、断面が略円形状を呈しており、軸ばね座（下）１８ｂの突出部２４ｂが挿通される。挿通穴２６は、第１内周面（内面）２６ａと、第１内周面２６ａよりも径の小さい第２内周面２６ｂとから構成されている。第１及び第２の内周面２６ａ，２６ｂの直径は、突出部２４ｂの直径よりも大きく形成されており、これにより突出部２４ｂは、挿通穴２６において上下方向に移動可能に設けられている。

挿通穴２６の第１内周面２６ａと軸ばね座（下）１８ｂの突出部２４ｂの外周面２４ｂＡとの間には、ブシュ（絶縁部材）３０が配設されている。ブシュ３０は、例えばポリウレタンなどの絶縁性を有する材料から形成されており、円筒形状を呈している。ブシュ３０の外周面３０ａは、挿通穴２６の第１内周面２６ａに沿って配置されている。ブシュ３０の内径は、突出部２４ｂの直径と略同等、或いはそれよりもわずかに大きく形成されている。つまり、軸ばね座（下）１８ｂの突出部２４ｂは、ブシュ３０に挿通されている。ブシュ３０は、挿通穴２６において第１内周面２６ａと第２内周面２６ｂとの間に設けられた段差部分２６ｃに載置されており、段差部分２６ｃと調整板２２とに挟持されて固定されている。

ブシュ３０の内周面３０ｂは、軸ばね座（下）１８ｂの突出部２４ｂの外周面（外面）２４ｂＡと面接触している。ただし、この面接触というのは、両者がすきまばめの関係であるため、完全に面で接触しているわけではなく、擬似的な面接触状態である。突出部２４ｂは、その下端部がブシュ３０の下端部よりも常に下方に位置するように挿通穴２６に挿通されている。つまり、突出部２４ｂの上下方向の移動範囲（摺動範囲）は、突出部２４ｂの外周面２４ｂＡがブシュ３０の内周面３０ｂと、負荷荷重による上下変位があっても常に面接触する範囲に設定されている。したがって、突出部２４ｂの下端部は、ブシュ３０の内周面３０ｂと接触しない。

このような構成により、軸箱支持装置１では、防振ゴム２０及びブシュ３０により第１張出部１２ａと軸ばね座（下）１８ｂとが絶縁されている。そのため、電流は、防振ゴム２０及びブシュ３０により絶縁される。したがって、軸箱支持装置１では、軸受部６に電流が流れることが防止されている。

以上説明したように、本実施形態では、絶縁部材であるブシュ３０と擬似的面接触する軸ばね座（下）１８ｂの突出部２４ｂがブシュ３０に対して、軸ばね５の負荷荷重による防振ゴム２０の撓みにより上下方向に摺動する。そのため、ブシュ３０は、コイルばね１４の負荷荷重による圧縮力を直接受けない。このように、ブシュ３０に対して過度の荷重が加えられないため、ブシュ３０の破損を抑制することができる。また、防振ゴム２０及びブシュ３０により、台車枠１０と軸箱体３との電気絶縁性を確保することができる。したがって、電流は、防振ゴム２０及びブシュ３０により絶縁されるため、軸受部６に流れることが防止される。以上のように、本実施形態では、電気絶縁性を確保しつつ、耐久性を確保できる絶縁構造を実現できる。

また、突出部２４ｂの下端部は、ブシュ３０の内周面３０ｂに接触しない。したがって、ブシュ３０の内周面３０ｂの偏磨耗が抑制されるため、ブシュ３０の破損をより抑制できる。その結果、メンテナンス性の向上も図れる。

また、従来のように板厚が薄く破損し易い絶縁板を用いないため、軸箱支持装置１を組み立てる際に絶縁板が割れないように慎重に作業を行う必要がない。したがって、ブシュ３０を用いることにより、軸箱支持装置１の組み立て作業性の向上が図れる。さらに、軸箱支持装置１は、ブシュ３０が耐久性を有しているため、絶縁部材の交換費用を低減でき、保守性に優れている。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る軸箱支持装置を鉄道車両の側面から見た図である。図５は、図４に示す軸箱支持装置を上から見た図である。

図４及び図５に示すように、軸箱支持装置４０は、鉄道車両の台車４１に設けられる軸梁式軸箱支持装置であり、鉄道車両の車軸（図示しない）を支持する軸箱体４２と、軸箱体４２上に配設される軸ばね４６と、軸箱体４２から台車枠１０の側梁１０ａに沿って延在する支持腕４８とを備えている。なお、図４では、台車の前後若しくは左右に設けられる軸箱支持装置４０の一方のみを図示しているが、図示しない他方も同様の構成を有している。また、図４は、空車時の状態を示している。

軸箱体４２は、車軸４を回転自在に支持する軸受部５０を有している。軸ばね４６は、コイルばねであり、内ばね４６ａと、内ばね４６ａの外側に配置される外ばね４６ｂとから構成されている。内ばね４６ａ及び外ばね４６ｂは、台車枠１０における側梁１０ａの先端に設けられたばね帽５２内に配置され、軸箱体４２に対して台車枠１０を主として上下方向に弾性支持する。

具体的には、内ばね４６ａ及び外ばね４６ｂは、ばね帽５２内において、軸ばね座（上）５４と軸ばね座（下）５５との間に配置されている。軸ばね座（下）５５は、防振ゴム５６及び調整板５８を介在させて軸箱体４２に支持されている。軸ばね座（下）５５は、上方に凸形状をなしており、内ばね４６ａ及び外ばね４６ｂと当接し、外形が円形状を呈するばね受部５５ａと、ばね受部５５ａから上方に伸び、先細の円筒形状を呈する凸部分５５ｂとから構成されている。

続いて、軸箱支持装置４０における絶縁構造について説明する。軸ばね座（下）５５には、挿通穴６０が設けられている。挿通穴６０は、軸ばね座（下）５５の中央部分に貫通して形成されており、第１内周面（内面）６０ａと、第１内周面６０ａよりも径の小さい第２内周面６０ｂと、第２内周面６０ｂよりも径の小さい第３内周面６０ｃとから構成されている。

軸箱体４２には、軸ばね座（下）５５の挿通穴６０に対応する部分に、上方に突出する略円柱状の突出部６２が設けられている。突出部６２は、防振ゴム５６及び調整板５８を介して軸ばね座（下）５５の挿通穴６０に挿通されている。突出部６２は、先端部側の第１外周面（外面）６２ａと、基端部側で且つ第１外周面６２ａよりも直径の大きい第２外周面６２ｂとを有している。第２外周面６２ｂの直径は、軸ばね座（下）５５の挿通穴６０の第１内周面６０ａの径よりも小さい。

突出部６２の第１外周面６２ａには、ブシュ（絶縁部材）６４が設けられている。ブシュ６４は、例えばポリウレタンなどの絶縁性を有する材料から形成されており、円筒形状をなしている。ブシュ６４は、第１外周面６２ａに沿って配置され、第１外周面６２ａと第２外周面６２ｂとの間に設けられた段差部分６２ｃに載置されている。

ブシュ６４の上端側（突出部６２の上端面）には、ブシュ押工金６６が設けられている。ブシュ押工金６６は、略環状を呈しており、ブシュ６４の上端面に当接すると共に、ボルトＢにより突出部６２に固定されている。これにより、ブシュ６４は、段差部分６２ｃとブシュ押工金６６との間に固定されている。ブシュ押工金６６の直径は、軸ばね座（下）５５の挿通穴６０の第１内周面６０ａの径よりも小さい。したがって、ブシュ押工金６６は、軸ばね座（下）５５とは接触しない。

ブシュ６４の外径は、軸ばね座（下）５５の挿通穴６０の第１内周面６０ａの径と略同等、或いはそれよもわずかに小さく形成されている。これにより、ブシュ６４の外周面６４ａは、軸ばね座（下）５５の挿通穴６０の第１内周面６０ａと面接触している。ただし、この面接触というのは、両者がすきまばめの関係であるため、完全に面で接触しているわけではなく、擬似的な面接触状態である。

ブシュ６４が設けられた突出部６２は、ブシュ６４の下端部が軸ばね座５５のばね受部５５ａの下端部（底面）よりも負荷荷重による上下変位があっても常に上方に位置するように挿通穴６０に挿通されている。つまり、軸ばね座（下）５５の上下方向の移動範囲（摺動範囲）は、ブシュ６４の外周面６４ａが軸ばね座（下）５５の挿通穴６０の第１内周面６０ａと負荷荷重により変位があっても面接触する範囲に設定されている。したがって、ブシュ６４の外周面６４ａは、挿通穴６０の開口部と接触しない。また、軸箱体４２と軸ばね座（下）５５とは、ブシュ６４以外の部分では接触しない。

このような構成により、軸箱支持装置４０では、防振ゴム５６及びブシュ６４により軸箱体４２と軸ばね座（下）５５とが絶縁されている。そのため、電流は、防振ゴム５６及びブシュ６４により絶縁される。したがって、軸箱支持装置４０では、軸受部５０に電流が流れることが防止されている。

以上説明したように、本実施形態では、ブシュ６４と擬似的面接触する軸ばね座（下）５５が突出部６２の外周面６２ａに配設されたブシュ６４に対して、軸ばね４６の負荷荷重による防振ゴム２０の撓みにより上下方向に摺動する。そのため、ブシュ６４は、コイルばね４６の負荷荷重による圧縮力を直接受けない。このように、ブシュ６４に対して過度の荷重が加えられないため、ブシュ６４の破損を抑制することができる。また、防振ゴム５６及びブシュ６４により、台車枠１０と軸箱体４２との電気絶縁性を確保することができる。

また、ブシュ６４の外周面６４ａは、軸ばね座（下）５５の挿通穴６０の第１内周面６０ａと負荷荷重により変位があっても常に面接触している。したがって、ブシュ６４の外周面６４ａの偏磨耗が抑制されるため、ブシュ６４の破損をより抑制できる。その結果、メンテナンス性の向上も図れる。

また、従来のように板厚が薄く破損し易い絶縁板を用いないため、軸箱支持装置４０を組み立てる際に絶縁板が割れないように慎重に作業を行う必要がない。したがって、ブシュ６４を用いることにより、軸箱支持装置４０の組み立て作業性の向上が図れる。さらに、軸箱支持装置４０は、ブシュ６４が耐久性を有しているため、絶縁材料の交換費用を低減でき、保守性に優れている。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、絶縁部材であるブシュが円筒形状をなして一体的に形成されている構成を例示しているが、ブシュは分割されて構成されていてもよい。

また、第１実施形態では、軸ばね５が一対のコイルばね１４から構成されている形態を例示したが、軸ばね５は、コイルばね、ゴムばねなどの種々のばね、及びその組み合わせにより構成されていてもよい。

１，４０…軸箱支持装置、２，４１…台車、３，４２…軸箱体、４…車軸、５，４６…軸ばね、１２…座、１２ａ，１２ｂ…第１及び第２張出部、１８ａ…軸ばね座（上）、１８ｂ…軸ばね座（下）、２４ｂ…突出部、２４ｂＡ…外周面、２６…挿通穴、２６ａ…第１内周面、３０，６４…ブシュ（絶縁部材）、４８…支持腕、５４…軸ばね座（上）、５５…軸ばね座（下）、６０…挿通穴、６０ａ…内周面、６２…突出部、６２ａ…外周面、６４ａ…外周面。

Claims (3)

1. 鉄道車両の台車に設けられた軸箱支持装置であって、
   前記鉄道車両の車軸を支持する軸箱体と、
   前記軸箱体と台車枠との間に前記車軸を挟んで並設され、前記台車枠を弾性支持する一対の軸ばねと、を備え、
   前記軸箱体は、防振ゴムと前記軸ばねを支持する軸ばね座とを介して前記軸ばねを支持する軸ばね支持部を有し、
   前記軸ばね座は、下方に突出する突出部を有し、
   前記軸ばね支持部は、前記軸ばね座の前記突出部が挿通される挿通穴を有し、
   前記挿通穴の内面には、前記突出部の外面と摺動可能に面接触すると共に前記軸ばね座と前記軸ばね支持部とを絶縁する絶縁部材が配設されていることを特徴とする軸箱支持装置。
2. 前記突出部は、その下端部が前記絶縁部材の下端部よりも常に下方に位置するように前記挿通穴に挿通されていることを特徴とする請求項１記載の軸箱支持装置。
3. 前記絶縁部材は、前記挿通穴の内面の一部又は全面に亘って配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の軸箱支持装置。

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