铁道车辆的轴箱支持装置及弹性衬套轴体的制作方法

2021-02-06 03:02:59|

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本发明涉及在具备从车辆长度方向内侧按压车轮的踏面的踏面制动器的铁道车辆的转向架中将轴箱与转向架框架连结的轴箱支持装置及弹性衬套轴体。

背景技术：

作为铁道车辆转向架的轴箱支持装置已知有轴梁式的轴箱支持装置。轴梁式的轴箱支持装置中，在从轴箱突出的轴梁的筒状部中插入已插通有芯轴的橡胶衬套，该芯轴之中从橡胶衬套伸出的两端部连结于转向架框架。从行驶性能的观点来看，存在橡胶衬套的弹簧常数较小时较为理想的情形。然而，在踏面制动器工作时，因车轮被朝向车辆长度方向外侧强推而使轴梁相对于芯轴往车辆长度方向外侧大幅位移，因此若橡胶衬套的弹簧常数较小，则橡胶会大幅变形。因此，从确保橡胶的耐用性的观点来看，提出了在橡胶衬套中内置位移抑制机构(参照专利文献1)。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2017-43142号公报。

技术实现要素：

发明所要解决的问题：

然而，专利文献1的结构中，由于位移抑制机构设置在橡胶衬套的内部，使橡胶衬套的构造变复杂，因而使得部件成本增加。

因此，本发明的目的在于提供一种轴梁式的轴箱支持装置，其防止介装在轴梁与芯轴之间的弹性衬套在车辆长度方向的过度变形，并且抑制成本的增加。

解决问题的手段

本发明一形态的铁道车辆的轴箱支持装置，是在具备从车辆长度方向内侧按压车轮的踏面的踏面制动器的转向架中将轴箱与转向架框架连结的铁道车辆的轴箱支持装置，具备：将所述轴箱与所述转向架框架连结的轴梁，所述轴梁具有从所述轴箱沿车辆长度方向延伸的梁部以及设置在所述梁部的梢端并在车宽方向两侧开口而成的筒状部；芯轴，所述芯轴插通所述筒状部的内部空间，且设置有向车宽方向两侧突出而支持于所述转向架框架的一对突起部；以及介装于所述筒状部与所述芯轴之间的筒状的弹性衬套；所述弹性衬套具有在其外周面的车辆长度方向内侧的部分朝向车辆长度方向外侧凹陷的凹部；所述筒状部具有从其内周面的车辆长度方向内侧的部分朝向车辆长度方向外侧突出，且在与所述凹部的底面之间隔开间隙的状态下插入所述凹部的凸状的止挡部；所述弹性衬套的所述凹部中的径方向的厚度为所述弹性衬套之中与所述凹部邻接的部分中的径方向的厚度的一半以下。

根据上述结构，在因踏面制动器的工作而将车轮推往车辆长度方向外侧从而使轴梁要相对于芯轴向车辆长度方向外侧大幅位移时，轴梁的筒状部的止挡部的梢端面按压弹性衬套的凹部的底面，从芯轴承受朝向车辆长度方向内侧的抵抗力。藉此，在踏面制动器工作时限制轴梁相对于芯轴过度地向车辆长度方向外侧位移，防止弹性衬套的过度变形。而且，由于止挡部设置在轴梁的筒状部且强度高于弹性衬套，因此即使彼此接触也能够使低成本的弹性衬套成为被损坏部。又，由于不必使弹性衬套的结构复杂，因此也抑制成本的增加。因此，能够防止介装在轴梁与芯轴之间的弹性衬套的车辆长度方向的过度变形，且能够抑制成本的增加。

本发明其他形态的铁道车辆的轴箱支持装置，是在具备从车辆长度方向内侧按压车轮的踏面的踏面制动器的转向架中将轴箱与转向架框架连结的铁道车辆的轴箱支持装置，具备：将所述轴箱与所述转向架框架连结的轴梁，所述轴梁具有从所述轴箱沿车辆长度方向延伸的梁部以及设置在所述梁部的梢端并在车宽方向两侧开口而成的筒状部；芯轴，所述芯轴插通所述筒状部的内部空间，且设置有向车宽方向两侧突出而支持于所述转向架框架的一对突起部；以及介装于所述筒状部与所述芯轴之间的筒状的弹性衬套；所述轴梁具有相对于所述芯轴或所述转向架框架的一部分以隔开间隙的状态从车辆长度方向内侧在车辆长度方向相向的止挡部；所述间隙的车辆长度方向尺寸小于所述弹性衬套的厚度。

根据上述结构，在因踏面制动器的工作而将车轮推往车辆长度方向外侧从而使轴梁相对于芯轴要向车辆长度方向外侧大幅位移时，轴梁的止挡部与芯轴或转向架框架发生干扰。藉此，在踏面制动器工作时限制轴梁相对于芯轴过度地向车身长度方向外侧位移，防止弹性衬套过度变形。而且，止挡部设于轴梁，即便不分解转向架也能从外部进行视觉确认，因此容易检查。又，由于无需将弹性衬套设成特殊的结构，因此也能抑制成本增加。因此，能够防止介装于轴梁与芯轴之间的弹性衬套的车辆长度方向的过度变形，并且能够抑制成本的增加且能简单地进行检查。

发明效果：

根据本发明，能够防止介装于轴梁与芯轴之间的弹性衬套的车辆长度方向的过度变形，并且能够抑制成本的增加且能简单地进行检查。

附图说明

图1是第一实施形态的铁道车辆的转向架的从车宽方向观察的侧视图；

图2是图1所示的转向架的轴箱支持装置的侧视图；

图3是图2的iii-iii线剖视图；

图4是图3的iv-iv线剖视图；

图5是图4所示的第二半筒部的从内周面侧观察的立体图；

图6是变形例的相当于图4的图；

图7是第二实施形态的轴梁的筒状部及其附近的水平剖视图；

图8是图7所示的筒状部及其附近的立体图。

具体实施方式

以下参照图式说明实施形态。另外，以下的说明中，将车辆行驶方向定义为车辆长度方向(前后方向)，将与其正交的横方向定义为车宽方向(左右方向)。

(第一实施形态)

图1是第一实施形态的铁道车辆的转向架1的从车宽方向观察的侧视图。如图1所示，转向架1具备通过二次悬架3(例如，空气弹簧)支持车身2的转向架框架4。在转向架框架4的车辆长度方向的两侧，配置有一对轮轴5。轮轴5具有在车宽方向延伸的车轴5a、和设于车轴5a的两侧的部分的车轮5b。

车轴5a的车宽方向的两端部，通过轴承6而收容于轴箱7。轴箱7通过轴梁式的轴箱支持装置8与转向架框架4连结。在转向架框架4与轴箱7之间设有一次悬架9(例如，螺旋弹簧)。在与车轮5b的踏面相向的位置上配置有踏面制动器10，该踏面制动器10将车轮5b的踏面从车辆长度方向的内侧朝向外侧按压。

图2是图1所示的转向架1的轴箱支持装置8的侧视图。如图2所示，轴箱支持装置8具备将轴箱7与转向架框架4连结的轴梁11。轴梁11具有从轴箱7一体地在车辆长度方向上朝向转向架中央侧延伸的梁部12、和设于梁部12的梢端的筒状部13。筒状部13具有轴线朝向车宽方向的圆筒形状的内周面，且朝向车宽方向两侧开口。

筒状部13在车辆长度方向一分为二。具体而言，筒状部13被分割成在梁部12的梢端一体地设置的第一半筒部14、和与第一半筒部14独立且从车辆长度方向内侧重叠于第一半筒部14的第二半筒部15，第二半筒部15借助紧固构件b1(例如，螺栓及螺帽)固定于第一半筒部14。

图3是图2的iii-iii线剖视图。如图2及3所示，在筒状部13的内部空间插通有芯轴16。芯轴16具有圆柱部16a、设于圆柱部16a的车宽方向两侧的一对圆锥状的凸缘部16b、以及从一对凸缘部16b的两侧面朝向车宽方向外侧突出的突起部16c。突起部16c从筒状部13往车宽方向两侧突出。

在筒状部13与芯轴16之间，介装有弹性衬套17。弹性衬套17，例如为橡胶衬套。弹性衬套17具有圆筒部17a、和设于圆筒部17a的车宽方向两侧的一对圆锥状的凸缘部17b，且外嵌并硫化粘接于芯轴16。即，彼此一体化的芯轴16与弹性衬套17构成弹性衬套轴体22。弹性衬套17的圆筒部17a粘接于芯轴16的圆柱部16a。弹性衬套17的凸缘部17b粘接于芯轴16的凸缘部16b。第一半筒部14及第二半筒部15在借助紧固构件b1彼此固定的状态下通过弹性衬套17夹持芯轴16。筒状部13借助弹性衬套17的弹性而容许相对于芯轴16向前后、左右、上下及以车宽方向为轴线的旋转方向的相对位移。

在转向架框架4上向下方突出地设有一对支承座18。在一对支承座18各自上形成有在下方及车宽方向两侧开放的槽部18a。在槽部18a中从下方被嵌入芯轴16的突起部16c。在该状态，在盖构件19支持芯轴16的突起部16c的下表面的状态下，盖构件19借助紧固构件b2(例如，螺栓)从下方固定于支承座18。

图4是图3的iv-iv线剖视图。图5是图4所示的第二半筒部15的从内周面侧观察的立体图。如图4及图5所示，弹性衬套17例如具有筒状的橡胶筒主体20、和覆盖橡胶筒主体20的外周面的筒状的外壳21。弹性衬套17具有在其外周面的车辆长度方向内侧的部分上朝向车辆长度方向外侧凹陷的凹部17c。弹性衬套17的凹部17c中的径方向的厚度t1为弹性衬套17之中与凹部17c邻接的其他部分中的径方向的厚度t2的一半以下，优选为40%以下，更优选为30%以下。

第二半筒部15具有从其内周面的车辆长度方向内侧的部分朝向车辆长度方向外侧突出的凸状的止挡部15a。止挡部15a具有朝向车辆长度方向外侧的梢端面15b。梢端面15b的形状并不特别限定，在本实施形态中止挡部15a的梢端面15b为在沿着芯轴16的长度方向(车宽方向)的方向上较长的形状。梢端面15b例如可以是长圆形、椭圆形、四边形等的形状。例如，止挡部15a的梢端面15b，也可通过设为与芯轴16的外周面对应的曲面形状而增加与芯轴16相向的梢端面15b的受压面积。又，止挡部15a也可以是通过嵌合或紧固而固定于半筒部15的独立构造。止挡部15a配置于与芯轴16的轴心同一高度，且相对于芯轴16的铅垂方向中心从车辆长度方向内侧(转向架中央侧)水平相向。

止挡部15a在第二半筒部15固定于第一半筒部14的状态下，以在弹性衬套17的凹部17c的底面17d与梢端面15b之间隔开间隙c的状态插入凹部17c。弹性衬套17的厚度的梢端面15b的面方向的最大长度为芯轴16的圆柱部16a的外径的25%以上，优选为30%以上，更优选为40%以上。本实施形态中，梢端面15b为长圆形，因此梢端面15b的面方向的宽度w(即，车宽方向的宽度)为圆柱部16a的外径的25%以上，优选为30%以上，更优选为40%以上。如本实施形态，若使止挡部15a的梢端面15b的形状为在芯轴16在长度方向(车宽方向)延伸的形状，则能够使止挡部15a从芯轴16承受压力的受压面积适当增加。

根据以上说明的结构，在因踏面制动器10的工作而将车轮5b推往车辆长度方向外侧从而使轴梁11相对于芯轴16要向车辆长度方向外侧大幅位移时，轴梁11的筒状部13的止挡部15a的梢端面15b按压弹性衬套17的凹部17c的底面17d，从芯轴16承受朝向车辆长度方向内侧的抵抗力。藉此，在踏面制动器10工作时限制轴梁11相对于芯轴16过度地向车身长度方向外侧位移，防止弹性衬套17的橡胶筒主体20的过度变形。因此，也能够使弹性衬套17的弹簧常数变小，且能够提高行驶性能。又，由于在止挡部15a与凹部17c的底面17d之间存在间隙c，因此在踏面制动器10工作时以外时候，也不会有止挡部15a阻碍弹性衬套17在车辆长度方向的弹性变形。

并且，具有梢端面15b的止挡部15a设置在轴梁11的筒状部13，强度高于弹性衬套17，因此即便彼此接触也可以使成本较低的弹性衬套17成为被损坏部。又，由于不必使弹性衬套17的构造变复杂，因此也抑制成本的增加。因此，能够防止介装于轴梁11与芯轴16之间的弹性衬套17的车辆长度方向的过度变形，且能够抑制成本增加。

又，梢端面15b的面方向的最大长度为芯轴16的圆柱部16a的外径的25%以上，因此在踏面制动器10工作而止挡部15a的梢端面15b从芯轴16承受抵抗力时，防止梢端面15b所承受的单位面积的力过大，能够提高止挡部15a及弹性衬套17的耐用性。又，止挡部15a及凹部17c也能发挥防止弹性衬套17相对于筒状部13转动的定位销的作用，能够无需另外设置定位销。

图6是变形例的相当于图4的图式。如图6所示，作为变形例，轴梁111的筒状部113也可以是上下分割。筒状部113分割成在梁部112的梢端一体地设置的第一半筒部114、和与第一半筒部114独立且从下方重叠于第一半筒部114的第二半筒部115。第二半筒部115借助紧固构件(未图示)固定于第一半筒部114。另外，第一半筒部114与第二半筒部115也可以为彼此上下反转的配置。

第一半筒部114具备止挡部114a，该止挡部114a从其内周面的车辆长度方向内侧的部分朝向车辆长度方向外侧突出，且具有朝向车辆长度方向外侧的梢端面114b。由于止挡部114a配置于与芯轴16的轴心o同一高度，因此第一半筒部114之中设有止挡部114a的部分比芯轴16的轴心o向下方突出。另外，其他的结构与前述的第一实施形态相同，因而省略说明。又，也可以将第一半筒部与第二半筒部在通过芯轴的轴心的水平线上上下分割，将止挡部分割设为在第一半筒部设置的第一半止挡部与在第二半筒部设置的第二半止挡部。此时，止挡部可以是不与弹性衬套发生干扰地使第一半筒部及第二半筒部彼此能在上下方向装卸的形状。

(第二实施形态)

图7是第二实施形态的轴梁211的筒状部213及其附近的水平剖视图。图8是图7所示的筒状部213及其附近的立体图。另外，对与第一实施形态共通的结构标以同一符号并省略说明。如图7及图8所示，第二实施形态中，轴梁211具有梁部212及筒状部213，筒状部213具有在踏面制动器10(参照图1)工作时防止轴梁211相对于芯轴16过度位移的止挡部213a。止挡部213a相对于凸缘部16b在沿车辆长度方向隔开间隙c的状态下从车辆长度方向内侧相向，该凸缘部16b是芯轴16之中比弹性衬套17向车宽方向外侧伸出的部分。具体而言，止挡部213a从筒状部213之中车辆长度方向内侧(转向架中央侧)的梢端部向车宽方向两侧突出。本实施形态中，止挡部213a形成为比筒状部213之中与止挡部213a邻接的其他部分厚。止挡部213a与芯轴16的凸缘部16b之间的间隙c的车辆长度方向尺寸小于弹性衬套17的厚度。

根据上述结构，在因踏面制动器10(参照图1)的工作而将车轮5b(参照图1)推往车辆长度方向外侧从而使轴梁211相对于芯轴16要向车辆长度方向外侧大幅位移时，轴梁211的筒状部213的止挡部213a与芯轴16的凸缘部16b发生干扰。藉此，在踏面制动器10工作时限制轴梁211相对于芯轴16过度地向车身长度方向外侧位移，防止弹性衬套17的过度变形。因此，也能够使弹性衬套17的弹簧常数变小，且能够提高行驶性能。

并且，止挡部213a设置在轴梁211，即便不分解转向架也能够从外部进行视觉确认，因此容易检查。又，由于无需将弹性衬套17设成特殊的结构，因此也能抑制成本的增加。因此，能够防止介装于轴梁211与芯轴16之间的弹性衬套17的车辆长度方向的过度变形，并且能够抑制成本的增加且能简单地进行检查。

另外，筒状部213可为左右分割或上下分割的结构，也可以是未被分割的结构。又，止挡部213a不一定要设置在筒状部213。例如，也可为如下构成：在轴梁211的梁部212上设置止挡部，在轴梁211相对于芯轴16(及转向架框架4)要向车辆长度方向外侧过度位移时，该止挡部与转向架框架4(例如，支承座18)发生干扰。又，转向架1也可为如下构成：代替在一次悬架9使用螺旋弹簧地使用板弹簧而从转向架框架省去侧梁，前后一对的轴箱7从下方分别支持该板弹簧的长度方向两侧的端部，该板弹簧的长度方向的中央部从下方支持转向架框架的横梁。

符号说明：

1　转向架；

4转向架框架；

5b　车轮；

7　轴箱；

8　轴箱支持装置；

10　踏面制动器；

11、111、211　轴梁；

12、112、212　梁部；

13、113、213　筒状部；

15a、114a、213a　止挡部；

15b、114b　梢端面；