JP6944765B2 - 鉄道車両台車の組立方法、測定治具及び鉄道車両台車 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両台車の組立方法、測定治具及び鉄道車両台車に関する。

特許文献１では、鉄道車両台車の台車枠のうち側梁の部分を省いた台車が提案されている。当該台車では、前後一対の軸箱が車両長手方向に延びた板バネの両端部を支持し、板バネの中央部が台車枠の横梁を支持する。即ち、板バネが、一次サスペンションの機能と従来の側梁の機能とを兼ねている。そして、台車枠は、横梁の端部から突出して軸梁が連結される一対の受け座を有し、板バネは、一対の受け座で挟まれた空間を通過している。そのため、一対の受け座は、板バネの長手方向の中央部を車幅方向から覆う役目も果たす。

国際公開第２０１３／００８４６８号

ところで、板バネを設計通りに機能させるには、板バネの車両長手方向のセンターと台車枠の車両長手方向のセンターとを一致させる必要がある。

しかし、板バネの車両長手方向の中央部は、台車枠の受け座（側壁）により車幅方向外側から覆われているため、センター同士が一致しているか否かを直接確認するには、組立作業者が台車の下方に潜り込んで板バネを下方から覗き込む必要があり、作業性が悪い。

また、軸箱の上端部に設けられた受け部材と板バネの長手方向の端部との間の位置ズレを確認することで、センター同士の位置ズレを推定することも考えられるが、台車枠と受け部材との間の位置関係には組立時の累積誤差が生じ得るため、当該推定方法は正確性に欠ける。

そこで本発明は、台車枠の側壁が板バネを車幅方向外側から覆う構成において、台車の組立作業性と組立精度との両方を向上させることを目的とする。

本発明の一態様に係る鉄道車両台車の組立方法は、車両長手方向に延びた板バネを車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱に支持させる板バネ配置工程と、開口が形成された側壁を有する台車枠を前記板バネの長手方向の中央部に上方から直接的又は間接的に載せ、前記側壁により前記板バネを車幅方向外側から覆う台車枠配置工程と、前記開口を通じて前記板バネと前記台車枠との間の車両長手方向の位置ズレを測定する測定工程と、を備える。

本発明の一態様に係る鉄道車両台車は、車両長手方向に延び、車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱に支持される板バネと、前記板バネを車幅方向外側から覆い且つ前記板バネの側面を露出させる開口が形成された側壁を有し、前記板バネの長手方向の中央部に上方から直接的又は間接的に載せられる台車枠と、を備える。

前記方法及び構成によれば、側壁の開口を通して板バネを視認することで、板バネと台車枠との間の車両長手方向の位置ズレを簡易かつ直接的に測定できる。よって、台車枠の側壁が板バネを車幅方向外側から覆う構成において、台車の組立作業性と組立精度との両方を向上できる。

本発明によれば、台車枠の側壁が板バネを車幅方向外側から覆う構成において、台車の組立作業性と組立精度との両方を向上できる。

実施形態に係る鉄道車両台車の側面図である。 図１に示す台車の要部の水平断面図である。 図１に示す台車の要部の鉛直断面図である。 図１に示す台車の要部の側面図である。 図４に示す台車の蓋を取り外した状態の側面図である。 図５に示す台車の組立時における測定工程を説明する図面である。 図６に示す測定治具の変形例の図面である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向を車両長手方向とし、それに直交する横方向を車幅方向として定義する。車両長手方向は前後方向とも称し、車幅方向は左右方向とも称しえる。

図１は、実施形態に係る鉄道車両の台車１の側面図である。図２は、図１に示す台車１の要部の水平断面図である。図３は、図１に示す台車１の要部の鉛直断面図である。なお、図２では後述する蓋４０の図示を省略している。図１乃至３に示すように、鉄道車両用の台車１は、二次サスペンションとなる空気バネ２及びボルスタ３を介して車体を支持する台車枠４を備える。台車枠４は、車幅方向に延びて車体を支持する横梁５を備えるが、いわゆる側梁を備えていない。

横梁５は、ボルスタ３に対して旋回可能に接続され、ボルスタ３は、空気バネ２及びボルスタアンカ（図示せず）を介して車体に接続される。横梁５の車両長手方向の両側には、車幅方向に沿って一対の車軸６が配置され、車軸６の車幅方向両側には車輪７が固定されている。車軸６の車幅方向の両端部には、車輪７よりも車幅方向外側にて車軸６を回転自在に支持する軸受８が設けられ、軸受８は軸箱９に収容されている。

車両長手方向に離間して配置された前後一対の軸箱９は、車両長手方向に延びた板バネ３０の両端部３０ｂを支持している。板バネ３０の長手方向の中央部３０ａは、横梁５の車幅方向の端部５ａを支持している。即ち、板バネ３０は、一次サスペンションの機能と従来の側梁の機能とを兼ねる。板バネ３０は、例えば、繊維強化樹脂で形成される。板バネ３０は、側面視で全体として下方に凸な弓形状に形成されている。板バネの中央部３０ａは、両端部３０ｂよりも下方に位置し、下方に凸な円弧形状である。

台車枠４は、横梁５の端部５ａの下部に設けられた押圧部材３１と、押圧部材３１の車幅方向両側において横梁５の端部５ａから下方かつ車両長手方向両側に突出する一対の側壁１７，１８とを有する。板バネ３０の中央部３０ａは、押圧部材３１の下方に位置する。板バネ３０は、一対の側壁１７，１８で挟まれた空間を車両長手方向に通過している。板バネ３０は、側壁１７，１８と車幅方向に隙間をあけて配置されている。板バネ３０の中央部３０ａは、側面視で側壁１７，１８と重なる位置に配置されている。

押圧部材３１は、円弧状の下面３１ａを有し、押圧部材３１が板バネ３０の中央部３０ａに上方から載せられている。押圧部材３１は、板バネ３０に固定されない状態で横梁５からの重力による下方荷重によって板バネ３０の上面を離隔可能に押圧している。即ち、押圧部材３１は、固定具（例えば、ボルト等）により板バネ３０に接続されることなく、板バネ３０の上面を押圧する。言い換えれば、横梁５からの重力による下方荷重とそれに対する板バネ３０の反力とによって、板バネ３０の上面に対する押圧部材３１の押圧が保たれた状態となる。これにより、板バネ３０は、押圧部材３１の下面３１ａに対して押圧領域を変化させながら揺動することを可能にする。なお、台車枠４は、板バネ３０の中央部３０ａの上面に直接的に載せられてもよいし、間接的に載せられてもよい。押圧部材３１と板バネ３０との間に緩衝シートが介装されてもよい。

軸箱９の上面は、長手方向中央側に向けて上面が傾斜している。軸箱９の上部にはバネ座３３が取り付けられ、バネ座３３に板バネ３０の両端部３０ｂが上方から載せられている。即ち、板バネ３０の両端部３０ｂは、バネ座３３を介して軸箱９に支持されている。バネ座３３は、軸箱９の上面に位置決めされた弾性体３５（例えば、積層ゴム）と、弾性体３５の上に位置決めされて板バネ３０の両端部３０ｂが載せられた受け部材３６とを備える。板バネ３０の両端部３０ｂは、その上面が中央部３０ａに向く方向に傾斜している。

軸箱９には、軸箱９から台車中央側に向けて車両長手方向に突出した軸梁１６が設けられている。軸梁１６の先端部には、内周面が円筒形状で車幅方向両側が開口する筒状部２１が設けられ、筒状部２１の内部空間にゴムブッシュ（図示せず）を介して心棒２２が挿通されている。側壁１７，１８には、下方に向けて開口する嵌入溝１７ｃが形成されている。嵌入溝１７ｃには、心棒２２の両端部が下方から嵌入されている。カバー部材１９は、嵌入溝１７ｃの下側開口を閉鎖するようにボルト（図示せず）により下方から側壁１７，１８に固定され、心棒２２を下方から支持している。

図４は、図１に示す台車１の要部の側面図である。図５は、図４に示す台車１の蓋４０を取り外した状態の側面図である。図４及び５に示すように、板バネ３０の中央部３０ａは、側壁１７により車幅方向外側から覆われている。側壁１７には、板バネ３０の中央部３０ａの車幅方向外側の側面を露出させる開口１７ａが形成されている。開口１７ａは、側面視において、板バネ３０の側面３０ｃに包含される領域に配置される。開口１７ａは、車両長手方向に長い穴である。本実施形態では、開口１７ａは長円形状を有しており、板バネ３０と台車枠４との位置ズレを測定するのに用いるだけでなく、軽量化のための孔としての機能も有する。開口１７ａの鉛直方向寸法は、板バネ３０の鉛直方向の厚みよりも小さく、開口１７ａの車両長手方向寸法は、板バネ３０の鉛直方向の厚みよりも大きい。

側壁１７の車幅方向外側の側面１７ｂには、開口１７ａの近傍にマーキングＭ１（例えば、ポンチ印）が付されている。具体的には、マーキングＭ１は、開口１７ａの下側に設けられている。マーキングＭ１は、台車枠４の車両長手方向の中心に設けられている。本実施形態では、開口１７ａは、側面視において台車枠４の車両長手方向の中心を基準として対称に形成され、マーキングＭ１は、車両長手方向において開口１７ａの中心と同じ位置に設けられている。

板バネ３０の車幅方向外側の側面３０ｃは、複数の着色部３０ｄ，３０ｅを有する。本実施形態では、第１着色部３０ｄ及び第２着色部３０ｅは、それぞれ板バネ３０の長手方向に沿って延びるように塗装されている。第１着色部３０ｄは、第１色を有し、第２着色部３０ｅは、第１色とは異なる第２色を有する。例えば、第１色は、明度が０％以上５０％未満の暗色（例えば、黒色、紺色等）であり、第２色は、明度が５０％以上１００％以下の明色（例えば、赤、青、緑等）である。板バネ３０の中央部３０ａの側面には、板バネ３０の長手方向中心にてマーキングＭ２（例えば、鉛直方向に延びた罫書き線）が付されている。蓋４０が取り外された状態では、マーキングＭ２が、開口１７ａを通して側壁１７の車幅方向外側から視認される。

側壁１７は、その車幅方向外側の側面１７ｂにおいて第１色を有する。即ち、側壁１７の側面１７ｂは、板バネ３０の第１着色部３０ｄと同じ色を有する。側壁１７には、蓋４０を取り付けるための取付孔１７ｄが所定箇所に形成され、側壁１７に取り付けられた蓋４０により開口１７ａが閉鎖される。蓋４０は、側面視において、側面１７ｂを介して板バネ３０と重なるように配置されている。蓋４０は、車幅方向外側から見て、開口１７ａの面積の２倍以上の面積を有する。蓋４０は、鉛直方向寸法よりも車両長手方向寸法が長い形状を有する。

蓋４０は、第１プレート４１及び第２プレート４２を有する。第１プレート４１は、側壁１７の取付孔１７ｄと合致する取付孔４１ａを有する。第２プレート４２は、第１プレート４１に車幅方向外側から重ねて接合され、第１プレート４１よりも面積が小さい。具体的には、第１プレート４１の周縁部は、第２プレート４２より外側に食み出ており、第２プレート４２は、取付孔４１ａを避けて配置されている。第２プレート４２の外周輪郭は、第１プレート４１の外周輪郭と相似形状を有する。蓋４０は、固定具４３（例えば、ボルト）が取付孔１７ｄ，４１ａに挿入されることで側壁１７に着脱可能に固定される。

第１プレート４１と第２プレート４２とは、互いに異なる色を有する。第１プレート４１の車幅方向外側の表面は、第１色を有する。即ち、第１プレート４１の車幅方向外側の表面は、側壁１７の車幅方向外側の側面１７ｂと板バネ３０の第１着色部３０ｄと同じ色を有する。第２プレート４２の車幅方向外側の表面は、第２色を有する。即ち、第２プレート４２は、板バネ３０の第２着色部３０ｅと同じ色を有する。

第２プレート４２の車両長手方向両側の端部４２ａは、板バネ３０が延びる方向に向かって先細り状に延びている。即ち、蓋４０のうち板バネ３０の第２着色部３０ｅと同じ色を有する領域は、側面視において、板バネ３０のうち側壁１７の外側に露出した部分に向けて延びている。第２プレート４２の端部４２ａは、側面視において、側面１７ｂを介して板バネ３０と重なる位置に配置されている。第２プレート４２の端部４２ａには、複数の穴４２ｂが形成されており、当該穴４２ｂを通して第１プレート４１が視認可能になっている。

次に、台車１の組立手順のうち特徴的な事項について説明する。作業者は、台車枠４の無い状態で、車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱９上の各受け部材３６に板バネ３０の両端部３０ｂを上方から載せる（板バネ配置工程）。次いで、作業者は、蓋４０の付いていない台車枠４を板バネ３０に載せる（台車枠配置工程）。その際、一対の側壁１７，１８が板バネ３０の中央部３０ａの車幅方向両側に配置され、台車枠４の押圧部材３１が板バネ３０の中央部３０ａの上面に載せられる。それにより、板バネ３０の中央部３０ａは、車幅方向外側から側壁１７により覆われる。

次いで、図６に示すように、作業者は、測定治具５０及びスケール５１を用いて、板バネ３０と台車枠４との間の車両長手方向の位置ズレを測定する（測定工程）。測定治具５０は、側壁１７の側面１７ｂに沿って鉛直方向に延びる鉛直部５０ａと、鉛直部５０ａの上端から車幅方向内方に延びる水平部５０ｂとを有し、全体としてＬ字形状を呈する。測定治具５０の水平部５０ｂは、板バネ３０の側面３０ｃに面接触させる平坦な当接面５０ｃと、開口１７ａを画定する周面の平坦部１７ａａに載せる平坦な載置面５０ｄとを有する。測定治具５０は、鉛直部５０ａから水平部５０ｂまで連続して形成されて、法線が車両長手方向に向けられた鉛直面である測定面５０ｅを有する。

作業者は、測定治具５０を、側壁１７の側面１７ｂから板バネ３０の側面３０ｃまで延びるように開口１７ａに挿通された状態に配置する。即ち、測定治具５０の鉛直部５０ａを側壁１７の車幅方向外側の側面１７ｂに沿わせた状態で水平部５０ｂを開口１７ａに挿通し、当接面５０ｃを板バネ３０の車幅方向外側の側面３０ｃに面接触させる。このとき、作業者は、板バネ３０の鉛直方向に延びるマーキングＭ２に測定治具５０の測定面５０ｅを一致させる。次いで、作業者は、測定治具５０の測定面５０ｅと側壁１７のマーキングＭ１の中心との間の車両長手方向の距離（即ち、位置ズレ）をスケール５１により測定する。これにより、板バネ３０のマーキングＭ２と側壁１７のマーキングＭ１との間の車両長手方向の位置ズレが測定される。

次いで、その測定された位置ズレが許容範囲を超えていた場合には、作業者は、台車枠４に対して板バネ３０を車両長手方向に変位させて位置ズレを減少させる（調整工程）。そして、板バネ３０のマーキングＭ１と側壁１７のマーキングＭ２との間の車両長手方向の位置ズレが許容範囲内に収まったことが確認されれば、蓋４０を側壁１７に取り付けて、側壁１７の開口１７ａを閉鎖する（蓋取付工程）。

以上に説明した態様によれば、台車枠４の側壁１７の開口１７ａを利用することで、板バネ３０と台車枠４との間の車両長手方向の位置ズレを簡易かつ直接的に測定できる。よって、台車枠４の側壁１７が板バネ３０を車幅方向外側から覆う構成において、台車１の組立作業性と組立精度との両方を向上できる。特に、本実施形態の台車１は、板バネ３０が台車枠４に固定されない構成であり、組立時において台車枠４と板バネ３０との間の車両長手方向の相対位置関係に誤差が生じ易いため、前述した態様が効果的である。

また、側壁１７の開口１７ａは蓋４０で閉鎖されるので、鉄道車両の走行時に飛来する異物（例えば、飛石）が開口１７ａを通って板バネ３０に衝突することを防止できる。また、蓋４０は、側壁１７に固定される第１プレート４１と、第１プレート４１よりも面積が小さく且つ第１プレート４１と異なる色を有する第２プレート４２とを備えるので、第２プレート４２を第１プレート４１に重ねることで、色分けされた蓋４０を簡単に実現できる。また、蓋４０の第２プレート４２が板バネ３０の第２着色部３０ｅと同じ色を有するので、板バネ３０の中央部３０ａが側壁１７で覆われた構成であっても、板バネ３０と台車枠４との美観上の一体感を演出できる。

図７は、図６に示す測定治具５０の変形例の図面である。なお、図７ではスケール５１の図示を省略している。図７に示すように、測定治具１５０は、側壁１７の側面１７ｂに沿って鉛直方向に延びる第１鉛直部１５０ａと、第１鉛直部１５０ａの上端から車幅方向内方に延びる水平部１５０ｂと、水平部１５０ｂから上方に延びる第２鉛直部１５０ｃとを有する。第２鉛直部１５０ｃは、板バネ３０の側面３０ｃに面接触させる平坦な当接面１５０ｄを有する。水平部１５０ｂは、開口１７ａを画定する周面の平坦部１７ａａに載せる平坦な載置面１５０ｅを有する。測定治具１５０は、載置面１５０ｅを開口１７ａの平坦部１７ａａに載せた状態にて、作業者が保持せずとも測定治具１５０の静止が維持される位置に重心を有する形状である。板バネ３０のマーキングＭ２と側壁１７のマーキングＭ１との間の車両長手方向の位置ズレの測定は、図６と同様にスケール５１を用いて行われる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、マーキングＭ１，Ｍ２は、板バネ３０及び台車枠４の車両長手方向中心に位置しなくてもよく、マーキングＭ１とマーキングＭ２との車両長手方向位置が一致したときに、板バネ３０の車両長手方向中心と台車枠４の車両長手方向中心とが一致する構成であればよい。マーキングＭ１，Ｍ２は、罫書き線又はポンチ印に限られず、他の形態（例えば、ノッチ）でもよい。蓋４０は、２つのプレートを重ね合わせる構成に限られず、１つのプレートであってもよい。蓋が１つのプレートである場合、当該プレートの車幅方向外側の側面が、前述した第１色と第２色とに色分けして塗装されたものとしてもよい。測定治具５０，１５０とスケール５１とが別体となった構成を例示したが、測定治具とスケールとを互いに一体化させてもよい。板バネ３０は、複数の着色部３０ｄ、３０ｅを有していたが、単色であってもよい。図２では、車幅方向内側の側壁１８には板バネ３０の中央部３０ａの側面に対向する開口が形成されていないが、当該側壁１８も車幅方向外側の側壁１７と同様の構造としてもよい。台車１は、ボルスタ３付きの台車としたが、ボルスタレス台車でもよい。

１ 台車
４ 台車枠
９ 軸箱
１７ 側壁
１７ａ 開口
１７ｂ 側面
３０ 板バネ
３０ａ 中央部
３０ｃ 側面
４０ 蓋
４１ 第１プレート
４２ 第２プレート
５０，１５０ 測定治具
Ｍ１，Ｍ２ マーキング

Claims (9)

1. 車両長手方向に延びた板バネを車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱に支持させる板バネ配置工程と、
   開口が形成された側壁を有する台車枠を前記板バネの長手方向の中央部に上方から直接的又は間接的に載せ、前記側壁により前記板バネを車幅方向外側から覆う台車枠配置工程と、
   前記開口を通じて、前記側壁の側面に付された第１マーキングと前記板バネの側面に付された第２マーキングとの間の車両長手方向の位置ズレを測定する測定工程と、を備える、鉄道車両台車の組立方法。
2. 前記測定工程では、前記側壁の車幅方向外側の側面に沿わせた状態で前記開口を通じて前記板バネの車幅方向外側の側面に当接可能な測定治具を用いて、前記第１マーキングと、前記第２マーキングとの間の車両長手方向の位置ズレを測定する、請求項１に記載の鉄道車両台車の組立方法。
3. 前記測定された位置ズレが許容範囲を超えていた場合に、前記台車枠及び前記板バネを車両長手方向に相対変位させて前記位置ズレを減少させる調整工程を更に備える、請求項１又は２に記載の鉄道車両台車の組立方法。
4. 前記開口を閉鎖する蓋を前記台車枠に取り付ける蓋取付工程を更に備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉄道車両台車の組立方法。
5. 車両長手方向に延び、車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱に支持される板バネと、前記板バネを車幅方向外側から覆い且つ前記板バネの側面を露出させる開口が形成された側壁を有する台車枠とを備えた台車において、前記側壁の側面に付された第１マーキングと前記板バネの前記側面に付された第２マーキングとの間の位置ズレを、スケールを用いて測定するための測定治具であって、
   前記側壁の前記側面に沿って鉛直方向に延びる鉛直部と、前記鉛直部の上端から車幅方向内方に延びる水平部と、を備え、全体としてＬ字形状を呈し、
   前記水平部は、前記板バネの側面に面接触するように法線が車幅方向内方に向けられる当接面と、前記台車枠の前記開口を画定する平坦部に載せられるように法線が下方に向けられる載置面と、を有し、
   前記鉛直部は、前記側壁の前記側面と角度をなすように法線が車両長手方向に向けられる鉛直面である測定面を有し、
   前記測定面を前記第２マーキングに一致させた状態で、前記スケールによって前記測定面と前記第１マーキングとの間の車両長手方向の距離を測定可能に構成されている、測定治具。
6. 車両長手方向に延び、車両長手方向に離間して配置された一対の軸箱に支持される板バネと、
   前記板バネを車幅方向外側から覆い且つ前記板バネの側面を露出させる開口が形成された側壁を有し、前記板バネの長手方向の中央部に上方から直接的又は間接的に載せられる台車枠と、を備え、
   前記側壁の側面には、前記開口の近傍に第１マーキングが付されており、
   前記板バネの側面には、前記第１マーキングに対応する第２マーキングが付されている、鉄道車両台車。
7. 前記台車枠に取り付けられ、前記開口を閉鎖する蓋を更に備える、請求項６に記載の鉄道車両台車。
8. 前記蓋は、前記側壁に着脱可能に固定される第１プレートと、前記第１プレートに車幅方向外側から重ねられ、前記第１プレートよりも面積が小さい第２プレートとを有し、
   前記第１プレートと前記第２プレートとは、互いに異なる色を有する、請求項７に記載の鉄道車両台車。
9. 前記側壁は、その車幅方向外側の側面に第１色を有し、
   前記板バネは、その前記側壁よりも車両長手方向外側に延びる部分の車幅方向外側の側面に前記第１色とは異なる色である第２色を有し、
   前記蓋は、その車幅方向外側の側面に前記第２色を有する、請求項７又は８に記載の鉄道車両台車。

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