JPS58118450A - 垂直方向及び長手方向の追従性を有する鉄道車輌用主懸架システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 鉄道車輌には、主懸架システムとＭｌｊ乃至二次懸架シ
ステムとが一般に採用されている。主懸架システムとは
ジャーナルベアリング集合体と台車フレームとの間の染
、架システムを指称している。ジャーナルベアリング集
合体は車軸ユニットと、レール−１−を走行する車輪に
より発生した種々の加速力を担持支承する。これらの加
速力は主懸架システムを介して台車のサイドフレームに
伝達される。

！１１１乃至二次懸架システムとは車体のボルスタと台
車との間の懸架システムを指称するものであり、例えは
空気スプリング又は機械的なスプリングを包含している
ことかできる。本発明は主懸架システムに向けられてい
る。

主懸架システムかジャーナルベアリング集合体と台車の
サイドフレームとの曲に嵌合したゴム製の、所謂ショッ
クリングを包含している、鉄道車輌が現在使用されてい
る。使用されるゴムリングはジャーナルベアリング集合
体とサイドフレームとの間で圧縮ぎれ挟締ぎれる。

このようなリングは往々にして垂直方向と長平方向とに
高い剛性をもたらす。主勲架システムにおいて垂直方向
剛性が高いと謂うことは台車フレームに対する車輪加速
度の減衰が極めて僅かであると謂う結果をもたらす。長
手方向剛性が高いと謂うことは車軸位置乃至車輪基部を
台車フレーム内に維持して彎曲路走行中に車軸が操向し
得る範囲を制限する傾向がある。

主懸架システムでのゴムリングの使用は数多くの場合に
満足し得るものであることが立証されてはいるか、圧縮
歪みや老化と潤う欠陥を有している。１ミ懸架システム
においてゴム製エレメントを便ＩＩＩする場合には一般
に当該ゴム製エレメントの交換を必要とするか、これは
長期に亘る保守の観点から望ましからぬものである。

台車の遭迩する加速レベルの制限以外にも、キー）架シ
ステムが充分な長手方向追従性を有するようになして、
台車の車軸が自動操向を可能にし、車軸をレールと適切
に斉合だせて、所謂スプリングを有しないシステム乃至
剛性システムには見られない特徴をもたらすことも望ま
しい。

発明の目的 本発明の目的は垂直方向及び長手方向の追従能力を有し
ていて、台車に装着された装置用の加速レベルを減少し
且つ鉄道台車に連結された車軸の若干の自動操向を可能
にする、改良懸架システムを提供することである。

本発明の他の目的は、垂直方向と長手方向との相対的ス
プリング比をスプリングエレメントの寸法により選択的
に決定し得る、鉄道台車用の改良懸架システムを提供す
ることである。

本発明の更に他の目的は、垂直方向と長平方向との選択
されたスプリング比を有し、軽量であって、長寿・命を
有し且つ保守が容易な改良された機械式懸架スプリング
を提供することである。

発明の概要 本発明によれは、車軸ユニットを担持支承するジャーナ
ルベアリングが設けられているサイドフレームを備えた
台車を包含する鉄道車輌に長手方又はそれ以上のリーフ
スプリングを具備している。

このリーフスプリングはサイドフレームに接続された端
部を有し且つ水平部分と、垂直部分と、彎曲部分とを包
含しており、その一部はジャーナルベアリング上に載置
すれ、車輪のジャーナルベアリング上方を越え、部分的
にこれを包囲してその下方に延びている。

本発明の他の諸口的及び本発明の種々の利点については
、添附図面に関連してなされる次の説明により当業者で
あれは自明乃至自から示唆されるものとなろう。

好ましい実施形の詳細な説明 第１及び２図には典型的な鉄道台車の一部が例示されて
いる。このような台車に関する細部の内で若干のものは
慣用的なものであり、従って詳細に例示されてもいない
し記述されてもいない。典型的台車は一対のサイドフレ
ームにスプリングポケットを包含しており、該ポケット
は副乃至二次懸架システム及びショックアブソーバを支
承する。

牽引モータを支承する２つの矩形状管部材により、サイ
ドフレームそれ自体は相互連結されているこ部に伝達す
る。横方向運動は副懸架スプリングと、横方向ショック
アブソーバとゴム製運動停止部材とにより制御される。

ボルスタとサイドフレームとの間の長手方向運動は、一
般に垂直摺動部材を包含している適宜部材により制御さ
れる。本発明においては、ボルスタとサイドフレームと
の間の長手方向運動は、後に詳述するよう＆ζ、Ｉｌｌ
懸架システム用の各スプリングポケットに配置されるｔ
Ｒ規の腕部材装置により制御される。

本発明はリーフスプリングを使用する主懸架システムに
主として向けられている。台車１０（マ一対のサイドフ
レーム１２及び１４と、ボルスタ１６とを其（ｇＬ、テ
いる。ボルスタは一対のスブ’Ｊ：’ｌ”ｆｆ１ｉ１８
及び２０を包含しており、これら座部は機械的スプリン
グ２２及び２４と、ショックアブソーバ＜４８．４９と
をそれぞれ収容している。スプリング座部１８及び２０
はボルスタ１６内に配置されてしＡる。サイドフレーム
１２及び１４にはそれぞれ相当する一対のスプリング座
部１９及び２１が配置されている。機械的スプリング２
２及び２４は台車１０用の副懸架システＡ（７）一部を
構成している。

第１図に例示されているジャーナルリスプ１」ンク。

２６のようなジャーナルスプリングが台車に配置されて
いて、例えば車軸ユニット２８の如き単一ユニットを保
持している。この車軸ユニットの車輪＆末し−ル３２及
び３４上に載置されている。

第１及び２図には本発明と直接的な関連性を有しない種
々エレメントが例示されているが、これらについて簡単
に述べる。ブレーキ集合体機構３６はボルト４０により
部材３８に取付けられ且つボルト４４によりサイドフレ
ーム１２に取付けられている。

上ａ己部材３８はサイドフレーム１２に取付けられてい
る。一般的には各台車当り４つのこれらブレーキ集合体
か設けられている。断面はぼ矩形状の真直すｐｆｆ部材
４２が一方のサイドフレームから幅方向に完全に横切っ
て他方のサイドフレームに至る迄延在している。一般に
上記管部材は２本の管から構成され、その一方は台車の
横方向中心線の前方に且つ他方は台車の横方向中心線の
後方に配＠される。これら管部材は剛性連結をもたらす
ために、サイドフレーム１２及び１４の内面及び外面の
両者を１Ｔｉｌｌｌしている。これら管部材は各車軸を
駆動するために使用されるモータ及びギヤボックスをも
支承している。

装置４６は、スプリング座部１８とショックアブソーバ
４８と機械的スプリング２２とを包含するスプリングタ
ワー領域を具備している。第２図に例示されているよう
に、ショックアブソーバ４８及び４９と機械的スプリン
グ２２及び２４は僅かに内方に傾けられている。

長平方向反作用部材乃至エレメント５０及び５１が設け
られていて、台車からの牽引力及びブレーキ力を長手方
向にボルスタ１６に至る迄伝達するのを可能にしている
。荷重の垂直方向及び横方向成分はこれら部材による反
作用を受けない。更に詳述するように、長平方向反作用
部材は垂直方向及び横方向の運動に抗するように特別設
計されておらず、従って台車の何処かに取付けられるコ
イルスプリング及びゴム製パンパ（図示せス）が荷重を
負担する。車輌を加速し又は車輌にブレーキを掛けるた
めにはサイドフレーム１２及び１４からボルスタに牽引
力及びブレーキ力が伝達されねばならず、過去において
はこれが垂直摺動面により行われて来たが、該摺動面は
摩耗面でありその保守に問題があった。

トリップコック即ち自動停止装置５２が接続エレメント
５３に連結されており、ジャーナル保持部材５４から下
方に垂下している。本発明に関連するものではないが、
車軸ユニットに関連せしめられタトリップコックが実際
に車輪の上下動に追随し懸架システムの一部を構成する
ものではないことは重要である。装置５２は、自動停止
装置の一部であって軌条に由来する特定の突出部を感知
し弁を緩めて列車が成る点乃至制限域を越えるのを阻止
する。本装置５２は列車の制御システムの一部であるこ
とができ且つ空気弁を包含していることができる。

本発明に関する主懸架システムはリーフスプリング乃至
能動的エレメント５６を具備している。

リーフスプリング５６は１つ又はそれ以上のＩＪ−フス
プリング部材を包含していることができる。

例示されている実施形において、リーフスプリング５６
は一対のリーフスプリング部材５８及び６゜を包含して
おり、これらリーフスプリング部材間には耐摩耗性ライ
ナー６２が間挿ぎれていて緩衝をもたらす。ライナーは
ナイロン又はこれに類する適当な材料製であることがで
き、金拠製リーフスプリングよりも摩耗性や摩擦特性が
低い。単一構成のスプリングを使用することもできるが
、緩衝性が充分なものとはならない虞れかある。３つ又
はそれ以」二のリーフスプリング部材を使ｍすることも
できるか、これは懸架システムの製造を無用に煩雑とす
る。

リーフスプリング部材５８及び６ｏは、リーフスプリン
グ用の高強度集製の２枚の連続帯片刃）ら第１図に例示
されている形状に形成される。リーフスプリング部材は
、この形状において、垂直方向及ヒ長手方向の追従性？
もたらして懸架システムに垂直方向及び長手方向スプリ
ング比をもたらす。

垂直方向スプリング比はリーフスプリングの水平部分６
４及び６６と彎曲部分６８及び７２の長ざにより決定さ
れる。長平方向スプリング比はリーフスプリングの彎曲
部である垂直部分６８及び７２により決定される。晰−
ユニットとみなし得るリーフスプリング部材５８及び６
ｏは水平部分６４及び６６を包含している。垂直部分６
８及び７２はジャーナルベアリング２６を囲むスプリン
グとしてスプリング状態で形成されてもいる。垂直部分
７１及び頂部７４はジャーナルベアリング２６上に載置
されている。

リーフスプリングはジャーナルベアリング２６の頂部に
載置され且つジャーナル保持部材５４と、係Ｉ■−装置
７６と、ボルト７８を包含するボルト装置とにより定置
固定されている。

図示されている構成乃至配置の場合に、負荷は２つの等
負荷ベアリング径路を経て、車軸ユニットの車軸上にあ
るジャーナルベアリング２６に台車サイドフレーム１２
から効果的に分配される。上記等負荷ベアリング径路の
内の第１径路は頂部にあろて下方に彎曲した二重リーフ
により形成され且つ他方の即ち第２径路は底部にあって
上方に彎曲した二重リーフにより形成される。

台車の４つの隅部に用いられるリーフスプリング装置ａ
か同様なものであるために、サイドフレーム１２の一端
に関連せしめられたリーフスプリング装置ａについての
み記述されているが、サイドフレーム１２の他方に関連
せしめられたリーフスプリング装置及びサイドフレーム
１４の両端部に関連せしめられたリーフスプリング装置
も同様なものであることを理解され度い。

リーフスプリング５６０２つの端部７０及び７３は同様
な連結部材７５及び７７（これら連結部材の一方７５が
第３図に詳示されている）を介してサイドフレーム１２
に連結されている。２つのリーフスプリング部材５８及
び６０並びにライナー６２はウェッジブロック７８及び
８０によりサイドフレーム１２の隅部に強く挟締ぎれて
いる。これらのウェッジブロック７８及び８０はボルト
８２及び８４に取付けられている。これらウェッジブロ
ックは上記ボルトにより挟締ブロック８１に賦勢ぎれて
おり、サイドフレーム１２の相当部分はリーフスプリン
グ部材５８及び６０及びライナー６２を該サイドフレー
ムに固定している。リーフスプリング部材５８及び６０
の上方曲げ端部７０及び７３は挟締ボルトが緩解する場
合にもリーフスプリングの解脱を阻止する。リーフスプ
リングとサイドフレーム１２との間にはスペーサ部材８
６が設けられている。

本発明の特定実施形において、スプリング比に関する特
定の要件は長手方向において３００００ポンド／インチ
であり垂直方向において１００００ポンド／インチであ
る。この３対ｌのスプリング比はリーフスプリングの種
々の水平部分と臂曲部を含む垂直部分との割合により求
められる。サイドフレームに取付けられる水平部分６４
及び６６は垂直方向追従性をもたらす。車軸の前方及び
後方にある上方曲げ部分乃至垂直部分６８及び７２は長
手方向追従性をもたらす。これら部分の長ぎを変えるこ
とにより垂直方向対長手方向追従性の比を変えることが
できる。

図示された実施形において、各リーフスプリングに関し
ては鋼製の連続帯片が使用されている。

若干の場合には、鋼製の１つの連続バンドを台車の金側
部に亘り用いて台車の前方及び後方における両ジャーナ
ルベアリングを取巻くようにすることもできる。この場
合には、リーフスプリングはサイドフレームにその中心
に向って接続される。

比較的一定のスプリング応力を維持するために１リーフ
スプリングはその幅又は厚み或いは幅と厚みの組合せを
変化ぎせることかできる。典型的なリーフスプリングと
して、幅が６インチで厚み力τ％インチ程とすることが
できる。取付は部での厚みは大となされるべきである。

幅はジャーナルベアリング上では約２インチに減するこ
とができ■Ｌつジャーナルベアリングを囲む急彎曲部で
は６インチに広げられる。

第４図には、長手方向反作用部材５０が詳示ぎれている
。一対のＡ字状腕部材８８及び９０が枢着部９６を介し
て連結されており且つ上記各腕部材８８及び９０は枢着
された一対の延長部乃至腕９２．９４をそれぞれ包含し
ている。両延長部９２は、サイドフレームの一部である
スプリング座部１８　（ｉ　２図）の下方端と上記腕部
材８８とに接続されている。腕部材９０は、ボルスタ１
６（第２図）に連結された延長部９４に接続されている
。

この反作用部材の作動態様について説明するに、サイド
フレーム１２からもたらされる長手方向力はスプリング
座部１８を経て延長部９２に伝達され、ド方腕部材８８
に至り、枢着部９６を通り、第２腕部材９０を経てボル
スタに取付けられた延長部９４に伝達される。延長部９
２と腕部材８８との枢着部、枢着部９６及び延長部９０
と延長部９４との枢着部は回動作用し且つ同様に横方向
連動はこれら枢着部の回動連動となされるのでこの反作
用部材によって垂直、横方向及び回転連動は何等制限を
受けない。しかしながら、サイドフレームがボルスタに
関して長手方向に運動しようとする場合には、枢着部に
おける台車部分が長平方向における相対的連動を阻止す
るので、サイドフレームやボルスタは移動することがで
きない。

【図面の簡単な説明】

添附図面中、 第１図は台車に装着された本発明にょる懸架システムを
例示する、部分的に側面にて且つ部分的に断面にて示し
た図面、 第２図は第１図中の２−２線による横断面図、第３図は
第１図中の３−３線による横断面図、第４図は本発明に
よる懸架システムに便用さオしる部材の１つを示す等寸
大図である。 車軸集合体・・・・・・・・・・・・・　２８（車軸ユ
ニット）サイドフレーム・・・・・・・・・１２．１４
ジヤーナルベアリング・・・・・・・・　２６細長リー
フスプリング　・・・・・・・　５６水平部分・・・・
・・・・・・・・・６４．６６垂直部分・・・・・・・
・・・・・・７１臂曲部分・・・・・・・・・・・・・
６Ｂ、７２リ一フスプリング部材　・・・・・　５８．
６０細長ライナー・・・・・・・・・６２ ジヤ一ナルベアリング保持部材・・　５４ウエツジブロ
ツク・・・・・・・７８．８０挾締ボルト・・・・・・
・・・・・・・８２．８４長平方向反作用部材・・・・
・５０．５１腕部材・・・・・・・・・・・・・・・８
８．９０延長部・・・・・・・・・・・・・・・９２．
９４特許出願人　ザ・パッド・コＡバニー 代理人弁理士　１）代　益　治

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）車軸集合体及びサイドフレームを支承するジャー
   ナルベアリングを有する鉄道車輌用の主懸架システムに
   おいて、 （ａ）一方端部が上記サイドフレームの頂部に接続され
   且つ反対側端部が上記サイドフレームの底部に接続され
   た細長リーフスプリングを具備していて、 （ｂ）上記リーフスプリングか上記ジャーナルベアリン
   グの両側に複数個の水平部分及び垂直部分を備えており
   、 （Ｃ）上記リーフスプリングか上記ジャーナルベアリン
   グの頂部に且つ該ジャーナルベアリングの底部とはフリ
   ー状態で配置されていること を特徴とする、主懸架システム。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の主懸架システムに
   おいて、上記リーフスプリングが２つ又はそれ以上のリ
   ーフスプリング部材を只伽しており、これらリーフスプ
   リング部材間に細長ライナ一部材が間挿されていて緩衝
   をもたらすことを特徴とする、主懸架システム。 （３）特許請求の範囲第２項に記載の主懸架システムに
   おいて、２つ又はそれ以上設けられている−１−記り−
   ７スプリング部材の各々が垂直方向及び長手方向の追従
   性をもたらす高強度金属材料製の連続帯片を具備してい
   て、上記主勉架システム用の垂直方向及び長手方向スプ
   リング比をもたらしていることを特許とする、主懸架シ
   ステム。 （４）特許請求の範囲第３項に記載の主懸架システムに
   おいて、２つ又はそれ以上設けられている上記リーフス
   プリング部材の水平方向部分及び垂直方向部分の相対的
   長ざが上記主懸架システムの垂１ｕ方回対長手方回の相
   対的なスプリング比を制御していることを特徴とする、
   主懸架システム。 （５）特許請求の範囲第４項に記載の主懸架システムに
   おいて、２つ又はそれ以上設けられている上記リーフス
   プリング部材の上記水平部分が上記ジャーナルベアリン
   グよりも上方にある第１水平部分と、−１−記ジャーナ
   ルベアリングよりも下方にある第２水平部分とを具備し
   ており、且つ上記垂直部分か上記ジャーナルベアリング
   の対向両側に位ｉｒｔする彎曲部分を具備していること
   を特徴とする、主懸架システム。 （６）特許請求の範囲第５項に記載の主懸架システムに
   おいて、２つ又はそれ以上設けられている上記リーフス
   プリング部材が上記ジャーナルベアリングの頂部及び両
   側に沿って彎曲せしめられており、−１：記ジャーナル
   ベアリングの下部にジャーナルベアリング保持部材か接
   続されていて上記ジャーナルベアリングの囲りの定位置
   に上記リーフスプリング部材を維持していることを特徴
   とする、主懸架システム。 （７）特許請求の範囲第６項に記載の主懸架システムに
   おいて、上記リーフスプリング部材の水平部分の長ざか
   垂直部分の長さの３倍であって、３対ｌの長手方向対垂
   直方向スプリング比をもたらしていることを特徴とする
   主慧架システム。 （８）特許請求の範囲第７項に記載の主懸架システムに
   おいて、ウェッジブロックと挟締ボルトとを包含する。 連結部材によりリーフスプリング部材の端部がサイドフ
   レームに取付けられており、上記リーフスプリング部材
   の端部が上方に曲げられていて上記挟締ボルトが緩Ｍす
   る場合にも上記１ノ一７スプリング部材の解脱を阻止し
   てｐｚることを特徴とする、主懸架システム。 （９）車体支承用のサイドフレームとボルスタとを包含
   する鉄道台車の長手方向反作用部材であって、（ａ）互
   いに枢着された一対の腕部材を具備しており、 （ｂ）上記腕部材対の一方か上記ポル１スタに枢着され
   ており、 （Ｃ）上記腕部材対の他方が上記サイドフレームに枢着
   されており、 かくて上記サイドフレームに関する上記ボルスタの垂直
   方向、横方向及び回動連動か制限を受けず且つ上記サイ
   ドフレームと上記ボルスタとの間の長ｊ一方向連動が阻
   止されることを特徴とする長手方向反作用部材。 （ｌＯ）特許請求の範囲第９項に記載の長手方向反作用
   部材において、各腕部材がＡ字状であって且つ−・対の
   延長部を包含しており、上記延長部対の一方からの延長
   部が上記ボルスタの２つの枢着部に連結され、且つ上記
   延長部対の他方が上記サイドフレームの２つの枢着部に
   連結されていることを特徴とする、長手方向反作用部材
   。