JP7249843B2 - 枕梁モジュール - Google Patents
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Description
この発明の実施形態の課題は、床下の機器と干渉することなく容易に通風ダクトを設置可能とする枕梁モジュールを提供することにある。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状、寸法等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略あるいは簡略化することがある。
図1は、鉄道車両として、第1実施形態に係る機関車を模式的に示す側面図である。図示のように、機関車10は、複数台、例えば、2台の台車12と、台車12上に支持された車体30と、を備えている。各台車12は、例えば、3軸台車を用いている。すなわち、各台車12は、台車枠14a、台車枠14aに回転自在に支持された3本の車軸14b、各車軸14bに取付けられた車輪15、台車枠14aに実装され車軸14bを駆動する3台の主電動機16等を有している。
車体30は、台車12上に支持された車体台枠20と、車体台枠20の前後両端部に搭載された2つの運転室構体30aと、2つの運転室構体30aの間で車体台枠20上に搭載された機械室構体30bと、を有している。運転室構体30aにより前後の運転室31a、31aが形成され、2つの運転室構体30aおよび機械室構体30bにより機械室31bが形成されている。
機械室31b内に、複数台、例えば、2台の送風機(ブロワ)32が設置されている。送風機32は、それぞれ車体台枠20上に設置され、台車12の上方に位置している。送風機32は、例えば、機械室31bの屋根に形成された吸気口から外気を取り込み、取込んだ外気を、後述する枕梁モジュールの通風ダクトを通して、床下の3台の主電動機16に冷却風として供給する。
初めに、一例で用いている側梁22の構成について説明する。図2、図5、図6に示すように、各側梁22は、チャンネル鋼材で構成され、長手方向に延在する側壁21aと、側壁21aの一側縁から側壁23aに対して垂直に延出し側壁21aの一側縁全長に亘って延びる第1壁21bと、側壁21aの他側縁から側壁21aに対して垂直に延出し他側縁の全長に亘って延び第1壁21bと間隔を置いてほぼ平行に対向した第2壁21cと、を一体に有している。更に、側梁22は、長手方向に間隔を置いて配置された複数の補強壁21dを有し、各補強壁21dは、第1壁21bと第2壁21cとの間に位置し第1壁21b、第1壁21c、および側壁21aに連結されている。一対の側梁22は、側壁23a同士が向かい合った状態で、互いに間隔をおいて平行に対向して配置されている。
第2主板51Bにおいて、凹所32bの両側に位置する2つの側縁部は、それぞれ第1主板51Aの第1当接縁36aおよび第2当接縁36bを越えて側梁22と直交する方向に延出し、それぞれ側梁22の第2壁21cに当接可能な第1フランジ42aおよび第2フランジ42bを構成している。また、凹所33bの両側に位置する2つの側縁部は、それぞれ第1主板51Aの第3当接縁36cおよび第4当接縁36dを越えて側梁22と直交する方向に延出し、それぞれ側梁22の第2壁21cに当接可能な第3フランジ42cおよび第4フランジ42dを構成している。
縦リブ70は、それぞれ第1主板51Aの第1当接縁36a、第2当接縁36b、第3当接縁36c、第4当接縁36dに整列して立設された4つの縦リブ70d、70e、70f、70g、70を含んでいる。また、縦リブ70は、凸部40aの延出端から凸部40aの一方の側縁に整列して第1主板51Aの第2側縁SE3まで連続して延びる縦リブ70aと、凸部40aの延出端から凸部40aの他方の側縁に整列して第1主板51Aの第2側縁SE3まで連続して延びる縦リブ70bと、を含んでいる。縦リブ70a、70bは、所定の間隔を置いて互いに対向して配置されている。縦リブ70bの一部は、縦リブ70f側に折れ曲がり開口34の周縁に沿って延びている。
通風ダクト52内に2本の斜め梁77a、77bが設けられている。斜め梁77aは、第3側縁SE3の近傍に設けられ、縦リブ70aと第2主板51Bと交差位置から縦リブ70bと第1主板51Aとの交差位置まで延びている。斜め梁77bは、第4側縁SE4の近傍に設けられ、縦リブ70aと第1主板51Aと交差位置から縦リブ70bと第2主板51Bとの交差位置まで延びている。
第1主板51Aに設けられた開口34は、通風ダクト52内に連通し、通風ダクト52の吸気口を形成している。第2主板51Bに形成された2つの開口35はそれぞれ通風ダクト52に連通し、2つの吐出口を構成している。
同様に、枕梁モジュール50の縦リブ70f、70gは他方の側梁22の側壁21aに当接し、それぞれボルトにより側壁21aに締結されている。第3フランジ42cおよび第4フランジ42dは、それぞれ側梁22の第2壁21c上に位置し、ボルトにより第2壁21cに締結されている。
送風機32は、車体30の屋根に設けられた空気取込口から車外の空気を取り込み、枕梁モジュール50の通風ダクト52および3つの連結ダクトREを通して床下の主電動機16に供給し、主電動機16を冷却する。
以上のことから、本実施形態によれば、床下の機器と干渉することなく容易に通風ダクトを設置可能とする枕梁モジュールが得られる。
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態に係る枕梁モジュールの下面側(裏面側)を示す斜視図である。
図7に示すように、枕梁モジュール50は、第1主板(上板)51Aと、隙間を置いて第1主板とほぼ平行に対向した第2主板(下板)51Bと、これら第1主板51Aと第2主板51Bとの間に挟まれた複数本の平板状のリブ(補強梁)70と、を有している。リブ70は、それぞれ同一の高さ(幅)に形成され、第1主板および第2主板に対して垂直に立設されている。各リブ70の一側縁は第1主板51Aに連結固定され、他側縁は第2主板51Bに連結固定されている。第2実施形態によれば、複数のリブ70は、側梁22とほぼ平行に延びる複数の縦リブと、側梁22と直交する方向に延びる複数の横リブとを含んでいる。各側梁22は、2つのL字鋼材を組み合わせて角筒形状に構成されている。
これら2本の縦リブ70a、70b、第1主板51A、第2主板51B、横リブ70h、70fにより中空の通風ダクト52を構成している。通風ダクト52は、第1凸部40a、40bの延出端から第2凸部41a、41bの延出端まで側梁22と平行な方向に延びている。
第2主板51bに3つの開口(吐出口)35が形成され、それぞれ通風ダクト52内に連通している。3つの吐出口35は、例えば、矩形状に形成され、同一の大きさ、寸法に形成されている。3つの吐出口35は、通風ダクト52の長手方向の中央部、および両端部に、それぞれ設けられている。すなわち、3つの吐出口35は、通風ダクト52の長手方向に互いに間隔を置いて並んでいる。
そこで、第2実施形態によれば、枕梁モジュール50は、吐出口35の開口面積を調整するための調整板を備えている。
図7に示すように、枕梁モジュール50は、それぞれ吐出口35に重ねて第2主板51Bに取付けられた第1調整板74a、第2調整板74b、第3調整板74cを備えている。調整板74a、74b、74cは、それぞれ吐出口35よりも大きな寸法の矩形状に形成されている。各調整板74a、74b、74cは、吐出口35全体を覆うように配置され、調整板の周縁部が第2主板51Bにねじ止め固定されている。また、各調整板74a、74b、74cは、吐出口35の開口面積を調整するための絞り開口76a、76b、76cを有している。
第3調整板74cは、通風ダクト52の軸方向他端に設けられた吐出口35に重ねて配置されている。第3調整板74cの絞り開口76cは、吐出口35よりもやや小さい寸法の矩形状に形成され、吐出口35に対向している。すなわち、上記吐出口35は、吸込み口34から2番目に離間していることから、第3調整板74cは、吐出口35を部分的に閉塞し、吐出口35からの吐出量を絞っている。
図示のように、第2調整板74bは、通風ダクト52の軸方向のほぼ中央部に設けられた吐出口35に重ねて配置されている。第2調整板74bの絞り開口76bは、吐出口35よりも小さい寸法の矩形状に形成され、吐出口35に対向している。絞り開口76bは、前述した絞り開口76cよりも更に小さい寸法に形成されている。上記吐出口35は、吸込み口34に最も隣接していることから、第2調整板74bは、吐出口35を部分的に閉塞し、吐出口35からの吐出量を絞っている。
第1、第2、第3調整板74a、74b、74cの絞り開口76a、76b、76cの大きさ(開口面積)は、3つの吐出口35からの冷却空気の吐出量が同一となる、すなわち、均一となる大きさに設定されている。
なお、図9に示すように、第1、第2、第3調整板74a、74b、74cは、それぞれ連結ダクトREを連結する台座としても機能することができる。
第2実施形態によれば、第1実施形態の作用効果に加えて、通風ダクトの複数の吐出口から吐出される冷却空気の吐出量を均一にすることができ、台車側の複数の主電動機を均一に冷却することが可能となる。
第3実施形態に係る枕梁モジュールについて説明する。図10は、第3実施形態に係る枕梁モジュールの吐出量調整機構を示す平面図、図11は、吐出量調整機構の断面図である。
第3実施形態によれば、枕梁モジュールは、固定の調整板に代えて、吐出口の吐出量を任意に調整可能な吐出量調整機構80を備えている。
図10および図11に示すように、第2主板51bにおいて、吐出口35の周囲に枠状の凸部(台座部)84が設けられている。一例では、凸部84は、第2主板51bと一体に成形されているが、別体の枠体を第2主板51bに取付ける構成としてもよい。
調整ナット90のねじ込み量、すなわち、調整板82の調整位置を示す指標として、例えば、縦リブ70aからの送りねじ86の突出し長さを用いることができる。突出し長さは、例えば、目盛の付された測定治具を送りねじ86に沿って配置し、送りねじ86の先端の位置を測定治具で測定することにより、測定することができる。
上記吐出量の調整を3つの吐出口35について行い、3つの吐出口35からの吐出量が互いに同一となるように調整する。
なお、上記と同一構成を有する他の枕梁モジュールの吐出量を調整する場合、上記登録された調整位置に送りねじ86の突出し長さを合わせることにより、所望の吐出量に調整することが可能である。
第3実施形態によれば、第1実施形態の作用効果に加えて、通風ダクトの複数の吐出口から吐出される冷却空気の吐出量を均一にすることができ、台車側の複数の主電動機を均一に冷却することが可能となる。更に、第3実施形態によれば、通風ダクトの吐出量を一層正確に調整することができる。
なお、第3実施形態において、調整板は矩形板に限らず、他の任意の形状とすることが可能である。また、調整板をスライドさせる移動機構は、送りねじと調整ナットとの組み合わせに限らず、他の種々の移動機構を用いることができる。例えば、送りねじの代わりに、ねじの切られていない調整ロッドを用い、この調整ロッドを治具により押し、引きすることで調整板の位置を調整する構成としてもよい。また、調整位置を示す指標として、調整板あるいは他の部位に視認可能な目盛を設けてもよい。
例えば、枕梁モジュールの第1主板および第2主板の形状は、上述した実施形態に限定されることなく、任意の輪郭形状および側縁形状とすることが可能である。また、リブの本数および設置位置は、実施形態に限定されることなく、適宜選択可能である。通風ダクトの吐出口は、3つに限らず、必要に応じて、増減可能である。
30…車体、32…送風機、34…吸気口、35、37…吐出口、
50…枕梁モジュール、51A…第1主板、51B…第2主板、52…通風ダクト、
55…ダクト部材、70…リブ、72a、72b…縦リブ、77a、77b…斜め梁、
74a、74b、74c…調整板、76a、76b、76c…絞り口、
80…吐出量調整機構、82…調整板、86…送りねじ、90…調整ナット
Claims (5)
- 少なくとも一対の側縁を有する第1主板と、
少なくとも一対の側縁を有し前記第1主板と間隔を置いて平行に対向する第2主板と、
それぞれ前記第1主板と第2主板の間に挟まれ前記第1主板および第2主板に連結された複数本のリブと、
前記複数本のリブの内、互いに間隔を置いて対向する2本のリブと前記第1主板および第2主板とにより形成された通風ダクトと、
前記第1主板に形成され前記通風ダクトに連通した吸気口と、
前記第2主板に形成され前記通風ダクトに連通した吐出口と、
一端が閉塞された筒状のダクト部材と、を備え、
前記複数本のリブは、前記通風ダクトを形成する2本のリブの一端に連結され前記通風ダクトの一端を閉塞したリブを含み、
前記ダクト部材の開口端は、前記通風ダクトの他端に連結され、
前記ダクト部材は、前記通風ダクトに連通した吐出口を有している、
枕梁モジュール。 - 前記第2主板は、中心ピン受けおよびばね受けを有し、
前記中心ピン受けに固定された中心ピンを更に備えている請求項1に記載の枕梁モジュール。 - 前記第2主板は、それぞれ前記通風ダクトに連通した複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口は前記通風ダクトの長手方向に間隔を置いて並んで設けられ、
前記第2主板に取付けられ、それぞれ前記吐出口を覆った複数の調整板を更に備え、
前記複数の調整板は、それぞれ前記吐出口に対向しているとともに互いに開口面積が異なる絞り開口を有している請求項1に記載の枕梁モジュール。 - 前記第2主板は、それぞれ前記通風ダクトに連通した複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口は前記通風ダクトの長手方向に間隔を置いて並んで設けられ、
前記吐出口の近傍で前記通風ダクトに設けられ、前記吐出口からの吐出量を調整する吐出量調整機構を更に備え、
前記吐出量調整機構は、前記吐出口の少なくとも一部を覆う閉じ位置と前記吐出口を開放する位置との間を移動可能に前記第2主板に設けられた調整板と、前記調整板に連結され前記調整板を移動する移動機構と、を備えている請求項1に記載の枕梁モジュール。 - 前記移動機構は、前記調整板に連結された一端と前記通風ダクトを構成する前記リブを貫通して前記通風ダクトの外方に延出した他端部とを有する送りねじと、前記送りねじの他端部にねじ込まれ前記リブに当接した調整ナットと、を備えている請求項4に記載の枕梁モジュール。
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