铁道车辆用转向架的制作方法
铁道车辆用转向架的制作方法
【专利摘要】板簧转向架（1）具备：用于支持铁道车辆的车身（11）的横梁（4）；夹着横梁（4）并沿着车宽方向配置在车辆长度方向的前方及后方的前后一对的车轴（5）；设置于车轴（5）的车宽方向两侧上，旋转自如地支持车轴（5）的轴承（7）；容纳轴承（7）的轴箱（8）；在支持横梁（4）的车宽方向两端部（4a）的状态下在车辆长度方向上延伸，且其车辆长度方向两端部（30c）支持于轴箱（8）的板簧（30）；和在横梁（4）的车宽方向端部（4a）超过板簧（30）的规定的弹性变形范围而向下方发生位移时，支持横梁（4）的端部（4a）的备用支持机构（50）。
【专利说明】铁道车辆用转向架
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及省略了侧梁的铁道车辆用转向架。
【背景技术】
[0002]在铁道车辆的车身的地板下方设置有用于支持车身并在轨道上行驶的转向架，在该转向架上，容纳支持轮轴的轴承的轴箱相对于转向架构架在上下方向上可发生位移地由轴箱支持装置支持。例如，专利文献I中提出了轴箱支持装置，转向架构架具备在横方向上延伸的横梁、和从该横梁的两端部起在前后方向上延伸的左右一对的侧梁，轴箱支持装置具备由介设在轴箱和位于其上方的侧梁之间的螺旋弹簧构成的轴弹簧。
[0003]又，在专利文献2中提出了在转向架构架中省略了侧梁的部分的转向架。
[0004]现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特许第2799078号公报；
专利文献2:日本特开昭55-47950号公报。
【发明内容】
[0005]发明要解决的问题:
然而，在像专利文献I那样的转向架中，由横梁及侧梁构成的转向架构架是将大重量的钢材相互焊接等制成的，因此存在转向架的重量增大且钢材成本和组装成本增高的问题。
[0006]相对于此，在专利文献2的转向架中，转向架的横梁和轴箱相互保持一定距离地通过支持机构构件连接，并且板簧的前后方向中央部保持固定在横梁的横方向两端部上，该板簧的前后方向两端部插入于设置在轴箱的下部的弹簧支座内。
[0007]然而，在专利文献2的转向架的情况下，万一左右任意一侧的板簧被折断等受到损伤时，该板簧不能按照设计发挥支持功能，导致横梁的横方向的一端部超过预期地向下方移动。也可以考虑设置多个板簧，即使一部分的板簧损伤也可通过剩余的板簧确保足够的支持功能，但是需要使板簧的弹簧常数与设计要求匹配，因此较多的情况下无法设置多个板簧。
[0008]因此，本发明的目的是即使万一板簧发生损伤等也可以适当地支持横梁，从而改善板簧转向架的可靠性。
[0009]解决问题的手段:
根据本发明的铁道车辆用转向架具备:用于支持铁道车辆的车身的横梁；夹着所述横梁在车辆长度方向的前方及后方沿着车宽方向配置的前后一对的车轴；设置于所述车轴的车宽方向两侧上，旋转自如地支持所述车轴的轴承；容纳所述轴承的轴箱；在支持所述横梁的车宽方向两端部的状态下在车辆长度方向上延伸，其车辆长度方向两端部支持于所述轴箱的板簧；和在所述横梁的车宽方向两端部中至少一侧的端部超过所述板簧的规定的弹性变形范围而向下方产生位移时，支持所述横梁的所述端部的备用支持机构。
[0010]根据上述结构，在万一板簧发生损伤等而横梁的横方向的端部超过板簧的规定的弹性变形范围并向下方产生位移时，备用支持机构支持横梁的端部，因此可以通过备用支持机构确保所要求的支持功能。因此，即使万一板簧发生损伤等也可以适当地支持横梁，可以改善板簧转向架的可靠性。
[0011]发明的效果:
由以上说明可知，根据本发明，即使万一板簧发生损伤等也可以适当地支持横梁，可以改善板簧转向架的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是示出根据本发明的第一实施形态的铁道车辆用转向架的立体图；
图2是图1所示的转向架的俯视图；
图3是图1所示的转向架的侧视图；
图4是示出图1所示的连接机构的支座及其附近的立体图；
图5是示出图2的V-V线截面上的横梁和板簧以及备用支持构件的要部剖视图；
图6是图2的V1-VI线剖视图；
图7是示出图3所示的转向架的板簧和轴箱的支持构件的要部侧视图；
图8是说明对图7所示的轴箱的盖的安装的要部后视图；
图9是根据本发明的第二实施形态的转向架的相当于图5的图；
图10是根据本发明的第三实施形态的转向架的侧视图；
图11是图10所示的板簧转向架的要部放大图；
图12是根据本发明的第四实施形态的转向架的侧视图；
图13是根据本发明的第五实施形态的转向架的部分剖视的要部侧视图；
图14是根据本发明的第六实施形态的转向架的侧视图；
图15是根据本发明的第七实施形态的转向架的侧视图；
图16是根据本发明的第八实施形态的转向架的侧视图；
图17是图16所示的转向架的要部立体图。
【具体实施方式】
[0013]以下，参照【专利附图】
【附图说明】根据本发明的实施形态。
[0014](第一实施形态)
图1是示出根据本发明的第一实施形态的铁道车辆用转向架I的立体图。图2是图1所示的板簧转向架I的俯视图。图3是图1所示的板簧转向架I的侧视图。图4是示出图1所示的连接机构16的支座21、21及其附近的立体图。如图1至图3所示，铁道车辆用转向架I具备，作为通过成为二次悬架的空气弹簧2支持车身11用的转向架构架3的，在车宽方向(以下也称为横方向)上延伸的横梁4，但是不具备从横梁4的横方向两端部起在车辆长度方向(以下也称为前后方向)上延伸的侧梁。在横梁4的前方及后方沿着横方向配置有前后一对的车轴5，在车轴5的横方向两侧上固定有车轮6。在车轴5的横方向两端部上设置有在比车轮6靠近横方向外侧的位置上旋转自如地支持车轴5的轴承7，该轴承7容纳于轴箱8内。在横梁4上安装有电动机9，该电动机9的输出轴与容纳向车轴5传递动力的减速齿轮的齿轮箱10连接。另外，在横梁4上还设置有用于制动车轮6的旋转的制动器装置(未图示)。
[0015]横梁4具有在横方向上延伸的由金属形成的一对方管12、和连接这些方管12的由金属形成的连接板13、14，连接板13、114通过螺栓结合等固定于方管12上。在横梁4的横方向两端部4a上隔着间隔地设置有一对筒状的连接板14，在它们上面设置有空气弹簧台座15。横梁4的横方向两端部4a通过连接机构16连接于轴箱8。连接机构16具备从轴箱8 —体地沿着前后方向延伸的轴梁17。在轴梁17的端部设置内周面为圆筒形状且横方向两侧开口的筒状部18。在筒状部18的内部空间内通过橡胶衬套(未图示)插通有心轴20。
[0016]如图1及图4所示，构成连接机构16的一对支座21、22在前后方向上突出设置在横梁4的横方向两端部4a上。一对支座21、22的上端部通过连接板23连接，该上连接板23通过螺栓24固定于方管12上。又，支座21、22的下端部的突出梢端侧通过下连接板28相连接。在支座21、22上形成有向下方开口的嵌入槽25。在嵌入槽25内，从下方嵌入心轴20的横方向两端部。在该状态下，盖构件26通过螺栓(未图示)从下方固定于支座21、22上以封闭嵌入槽25的下侧开口，通过盖构件26从下方支持心轴20。
[0017]在横梁4和轴箱8之间架设有在前后方向上延伸的板簧30，板簧30的前后方向中央部30a支持横梁4的横方向两端部4a,板簧30的前后方向两端部30c支持于轴箱8。即，板簧30同时具备一次悬架的功能和现有的侧梁的功能。在轴箱8的上端部安装有弹簧座31,通过弹黃座31从下方支持板黃30的如后方向两端部30c。板黃30的如后方向中央部30a以藏入于横梁4的下方的方式配置，并且从上方放置有设置于横梁4的横方向两端部4a上的抵接构件33 (参照图5)。
[0018]在板簧30中前后方向中央部30a和前后方向两端部30c之间的延伸部30b在侧视下朝着前后方向中央部30a向下方倾斜。即，板簧30的前后方向中央部30a位于比板簧30的前后方向两端部30c靠近下方的位置上。板簧30的延伸部30b的一部分保持与连接机构16隔着间隙的状态且在侧视下配置在与连接机构16重叠的位置上。具体而言，板簧30的延伸部30b的一部分在由一对支座21、22夹持的空间27内，通过上连接板23的下方且下连接板28的上方，板簧30的前后方向中央部30a位于横梁4的下方且下述的第一备用支持构件29的上方的空间内。
[0019]图5是示出图2的V-V线截面上的横梁4和板簧30以及第一备用支持构件29的要部剖视图。图6是图2的V1-VI线剖视图。如图5及图6所示，在横梁4的横方向两端部4a上设置有固定于一对方管12的下表面的由金属(例如普通钢材)形成的固定板32、和固定于该固定板32的下表面的由刚体(例如由金属和纤维强化树脂等)形成的抵接构件33，该抵接构件33在不支持板簧30的下表面的状态下从上方放置在板簧30的前后方向中央部30a上而自由接触。换言之，抵接构件33以未在上下方向上固定板簧30的状态接触板簧30的上表面。
[0020]板簧30的前后方向两端部30c位于比作为横梁4的抵接构件33的下表面的接触面33a高的位置上。抵接构件33的与板簧30的接触面33a在侧视下呈向下方凸出的大致圆弧形状。在侧视下，抵接构件33的接触面33a的曲率设定为在转向架I未支持车身11的状态下，大于板簧30的与抵接构件33接触的部分的曲率。又，在转向架I支持车身11的状态下，板簧30因来自于车身11的下方载荷而使横梁4向下方下沉地发生弹性变形，尽管板簧30的与抵接构件33接触的部分的曲率增加，但是在空车时，可保持抵接构件33的接触面33a的曲率大于板簧30的与抵接构件33接触的部分的曲率的状态(图5的实线)。而且，在车身11内乘车的人数增加从而相对于横梁4的下方载荷逐渐增加时，板簧30的与抵接构件33接触的部分的曲率逐渐增加(图5的虚线)。
[0021]板簧30 是具备由纤维强化树脂(例如 CFRP(carbon fiber reinforced polymer ；碳纤维增强复合材料)和GFRP (glassfiber reinforced plastic ;玻璃纤维增强塑料)等)形成的下层部35、和由比下层部35薄的金属(例如，普通钢材)形成的上层部36的二层结构。换言之，板簧30是将由纤维强化树脂形成的板簧主体部分(下层部35)的上表面侧用金属(上层部36)—体地覆盖而成的。板簧30的延伸部30b形成为壁厚T从前后方向的端部侧向中央部侧逐渐增大。在抵接构件33的接触面33a和板簧30的上表面的接触位置上设置有作为带着间隙地在上下方向上嵌合的嵌合部的凹凸嵌合结构。具体而言，在抵接构件33的接触面33a的中央部分形成有向上方凹入的凹部33b，在板簧30的上层部36的上表面形成有与凹部33b带着间隙地嵌合的凸部36a。
[0022]在横梁4上，向下方突出的一对引导侧壁39相互隔着距离设置在抵接构件33的横方向两侧上，在这些引导侧壁39之间隔着间隙地配置有板簧30。又，一对引导侧壁39在从板簧30的前后方向的中心观察时，在前侧和后侧的两侧上通过在横方向上延伸的圆柱状的第一备用支持构件29相互连接。这些第一备用支持构件29前后对称地设置，在板簧30折断等而损伤时，构成在与横梁4的端部4a的抵接构件33之间夹持板簧30而支持横梁4的端部4a的备用支持机构50。
[0023]第一备用支持构件29在俯视下与横梁4的端部4a重叠的位置上配置在板簧30的下方。前后一对的第一备用支持构件29之间的距离LI小于横梁4的端部4a的抵接构件33的前后方向长度L2。在板簧30未损伤且横梁4的端部4a在板簧30的规定的弹性变形范围内正常地上下方向上发生位移时，第一备用支持构件29与板簧30分离，不支持横梁4的端部4a。S卩，板簧30在对车身11的乘车率为0%的空车时的变形状态(图5的实线)、和对车身11的乘车率为100%的满车时的变形状态(图5的虚线)之间弹性变形，以此在横梁4相对于轴箱8上下方向上发生相对位移的期间,第一备用支持构件29设置在与板簧30分离且不接触的位置上。
[0024]假设，因板簧30的前后方向的中心附近折断等的损伤而出现板簧30的前后方向中央部30a不沿着抵接构件33的下表面的异常时，板簧30的前后方向中央部30a(板簧30的与横梁4在俯视下重叠的部分)超过正常的弹性变形范围而倾斜，并且被来自于横梁4的下方载荷以在上下方向上夹持在备用支持构件29和抵接构件33的前后方向端缘之间(图5的单点划线)的方式定位。
[0025]S卩，在板簧30超过前述弹性变形范围而倾斜时，横梁4的车宽方向端部的抵接构件33支持板簧30的上表面,第一备用支持构件29支持板簧30的下表面。借助于此,第一备用支持构件29通过板簧30支持横梁4的端部4a。
[0026]又，即使在板簧30在前后方向中央部30a以外的部分上出现折断等而损伤的情况下，第一备用支持构件29也可通过该板簧30的剩余的较长的部分支持横梁4的端部4a。例如，在板簧30的前侧的延伸部30b上发生折断时，比该折断部分靠近后侧的部分超过正常的弹性变形而倾斜，并且被来自于横梁4的下方载荷以在上下方向上夹持在第一备用支持构件29和抵接构件33之间的方式定位。借助于此，备用支持构件29通过比板簧30的折断部分靠近后侧的部分支持横梁4的端部4a。
[0027]另外，在图5中，将损伤的板簧30以夹持在抵接构件33的前后方向端缘和第一备用支持构件29之间的方式定位，但是也可以以夹持在方管12的前后方向的端缘和第一备用支持构件29之间的方式定位。又，在备用支持构件29通过板簧30支持横梁4的一端部4a的状态下，该横梁4的一端部4a与通常的情况相比稍微向下方发生位移，但是可以通过增加与其对应的空气弹簧2的膨胀量来修正车身11的高度和姿势等。
[0028]图7是示出图3所示的转向架I的板簧30和轴箱8的弹簧座31的要部侧视图。图8是说明对图7所示的轴箱8的盖47的安装的要部后视图。如图7及图8所示，在轴箱8的上端部放置有弹簧座31。在弹簧座31的中央形成有孔部31a，在该孔部31a内嵌合有设置于轴箱8上的凸部8a。弹簧座31是橡胶板41、金属板42及橡胶板43以相互粘接的状态从下方依次层叠而成。板簧30的前后方向两端部30c从上方放置在弹簧座31上而自由接触。换言之，板簧30的前后方向两端部30c相对于弹簧座31以在上下方向上未固定的状态与弹簧座31的上表面接触。在弹簧座31的接触面33a (上表面)和板簧30的下表面之间的接触位置上设置有作为带着间隙地在上下方向上嵌合的嵌合部的凹凸嵌合结构。具体而言，在板簧30的前后方向两端部30c上形成有从下层部35向下方一体地突出的凸部35a，该凸部35a带着间隙与弹簧座31的孔部31a嵌合。
[0029]如图8所示，在轴箱8上设置有以隔着间隙S的状态覆盖板簧30的前后方向两端部30c的上方的倒U形状的截面的盖47 (图1?图3及图7中未图示)。盖47具有上壁部47a、从上壁部47a的横方向两端部向下方垂下的侧壁部47b，侧壁部47b的下端部通过螺丝等的固定件48固定于轴箱8上。盖47的上壁部47a和板簧3之间的间隙S设定为在板簧30和弹簧座31之间的凹凸嵌合结构及弹簧座31和轴箱8之间的凹凸嵌合结构上保持嵌合状态。具体而言，该间隙S的高度H2设定得比凸部8a、35a的高度Hl小。
[0030]根据以上说明的结构，万一板簧30发生损伤等，横梁4的横方向的端部4a超过板簧30的规定的弹性变形范围而向下方发生位移时，备用支持构件29以在与横梁4的端部4a之间上下方向上夹持板簧30的方式定位，从而支持横梁4的端部4a，因此可以通过第一备用支持构件29确保所要求的支持功能。因此，即使万一转向架I的板簧30发生损伤等，也可以适当地支持横梁4，可以改善转向架I的可靠性。
[0031]又，在横梁4的端部4a在板簧30的通常的弹性变形范围内上下方向上发生位移时，第一备用支持构件29相对于板簧30隔着间隙，不支持横梁4的端部4a。因此，板簧30的弹簧常数的设计变得容易，并且在板簧处于通常的弹性变形状态时不对第一备用支持构件29施加来自于板簧30的负荷,可以防止第一备用支持构件29的疲劳。又，第一备用支持构件29从弹簧30的前后方向的中心观察时设置在前侧和后侧的两侧，因此即使在板簧30的长度方向的任意部分上发生损伤，备用支持构件29都可以通过板簧30支持横梁4的端部4a。
[0032]又，备用支持机构50独立于连接机构16地设置，因此在如板簧30发生损伤等时来自于横梁4的下方载荷不会过剩地传递至连接机构16，可以防止对连接机构16的超负荷。又，在轴箱8上设置有与板簧30的前后方向两端部30c的上表面隔着间隙S地覆盖板簧30的前后方向两端部30c的上方的盖47，该间隙S设定为保持板簧30和弹簧座31之间的凹凸嵌合结构的嵌合状态，因此即使万一板簧30发生损伤，也可以防止板簧30的脱落。
[0033](第二实施形态)
图9是根据本发明的第二实施形态的转向架101的相当于图5的图。如图5所示，本实施形态的备用支持构件129是在俯视下与横梁4的端部4a重叠的位置上配置在板簧30的下方的板状构件。备用支持构件129在与板簧30隔着间隙的状态下沿着板簧30的下表面弯曲。备用支持构件129的前后方向长度小于横梁4的端部4a的抵接构件33的前后方向长度。在板簧30未损伤，横梁4的端部4a在板簧30的规定的弹性变形范围内正常地上下方向上发生位移时，备用支持构件129与板簧30分离，不支持横梁4的端部4a。
[0034]根据上述结构，与第一实施形态相同地，在万一板簧30发生损伤等而导致横梁4的横方向的端部4a超过板簧30的规定的弹性变形范围并向下方发生位移时，备用支持构件129以在与横梁4的端部4a之间上下方向上夹持板簧30的方式进行定位，从而支持横梁4的端部4a，因此可以通过备用支持构件129确保所要求的支持功能。另外，其他结构与前述的第一实施形态相同，因此省略说明。
[0035](第三实施形态)
图10是根据本发明的第三实施形态的转向架201的侧视图。图11是图10所示的转向架201的要部放大图。如图10及图11所示，在轴箱8上朝向下方地垂设有从前后方向上观察时呈大致U形状的托架212。在前后托架212之间架设有杆211。杆211具有杆主体部21 la、和该杆主体部211a的前后方向的两端部211b，在两端部211b的外周面上形成有螺丝。在托架212的前后方向两侧上，作为螺母的止动件213、214与插通托架212的内部空间的杆的211的端部211b螺纹结合。止动件213、214具有不能通过托架212的内部空间的大小，相对于托架212在前后方向上隔着规定的间隙配置。由此，杆211、托架212及止动件213、214构成备用支持机构210。
[0036]根据以上结构，当横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围而向下方发生位移时，该位移通过连接机构16传递至轴箱8而使轴箱8绕车轴(pitch俯仰方向)旋转。此时，托架212倾斜而在点A、点B上干扰止动件213、214 (图11的虚线)，将轴箱8的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内。像这样，即使万一板簧30发生损伤等，止动件213,214通过阻止轴箱8的旋转，以此可以借助于连接机构16支持横梁4的端部4a。另外，其他结构与上述的第一实施形态相同，因此省略说明。
[0037](第四实施形态)
图12是根据本发明的第四实施形态的转向架301的侧视图。如图12所示，前后一对的支架311从横梁4 一体地垂下。向着轴箱8侧延伸的杆312的基端部通过支轴313上下摇动自如地连接于支架311的下端部。在杆312的轴箱8侧的梢端部312b的外周面上形成有螺纹。从前后方向观察时大致U形状的托架314垂设在轴箱8上，杆312的梢端部312b插通该托架314的内部空间。在托架314的前后方向两侧上作为螺母的止动件315、316与杆312的梢端部312b螺纹结合。止动件315、316具有无法通过托架314的内部空间的大小，相对于托架314在前后方向上隔着规定的间隙配置。由此，支架311、杆312、支轴313、托架314及止动件315、316构成备用支持机构310。[0038]根据上述结构，与第三实施形态相同地，在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围而向下方发生位移导致使轴箱8绕车轴旋转时，托架314倾斜而干扰止动件315、316，将轴箱8的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内。因此，即使万一板簧30发生损伤等，止动件315、316通过阻止轴箱8的旋转，以此可以借助于连接机构16支持横梁4的端部4a。另外，其他结构与上述第一实施形态相同，因此省略说明。
[0039](第五实施形态)
图13是根据本发明的第五实施形态的转向架401的部分剖视的要部侧视图。如图13所示，转向架401的连接机构416具备从轴箱8—体地沿着前后方向延伸的轴梁417。在轴梁417的梢端侧设置有内周面为圆筒形状且横方向两侧开口的筒状部418。心轴420通过橡胶衬套419插通筒状部418的内部空间。此外，轴梁417 —体地具有从筒状部418向与轴箱8的相反侧突出的伸出部440。在伸出部440的下方，与横梁4 一体地设置有从前后方向观察时大致U字形状的止动件441。止动件441相对于伸出部440隔着规定的间隙配置。像这样，伸出部440及止动件441构成备用支持机构410。
[0040]在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围并向下方发生位移而导致轴箱8绕车轴旋转时，伸出部440倾斜并干扰止动件441，将轴箱8的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内。因此，即使万一板簧30发生损伤等，止动件441也可以通过阻止轴箱8的旋转，以此通过连接机构416支持横梁4的端部4a。另外，其他结构与上述的第一实施形态相同，因此省略说明。
[0041](第六实施形态)
图14是根据本发明的第六实施形态的转向架501的侧视图。如图14所示，以在横梁4的端部4a的下方前后方向上延伸的方式在前方的轴箱8和后方的轴箱8之间架设有作为止动件的环513。具体而言，在轴箱8上朝向下方地垂设有左右一对的支架511，销512以其轴线方向指向车宽方向的状态架设在这些支架511之间。作为无端带状体的环513以稍微松弛的状态架设在前后的销512之间。环513例如由纤维强化树脂等形成。在板簧30处于通常的弹性变形状态时，环513由于处于稍微松弛的状态，因此实质上不承载来自于横梁4的载荷。由此，支架511、销512及环513构成备用支持机构510。
[0042]在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围并向下方发生位移，而导致轴箱8试图绕车轴较大程度地旋转时，由此引起前后的销512之间的距离扩大，但是在张力从销512施加到环513的阶段该扩大的状态被环513限制。S卩，轴箱8的绕车轴的旋转角度被环513限制在规定角度范围内。因此，即使万一板簧30发生损伤等，也可以因环513变成止动件而阻止轴箱8的旋转，以此可以间接地支持横梁4的端部4a。
[0043](第七实施形态)
图15是根据本发明的第七实施形态的转向架601的侧视图。如图15所示，在横梁4的端部4a的下方，前后方向上延伸地在前方的轴箱8和后方的轴箱8之间架设有作为第二备用支持构件的环613。具体而言，支架611朝向下方地垂设在轴箱8上，在该支架611上旋转自如地设置有滑轮612。在前后的滑轮612之间稍微留着余长地架设有环613。环613例如由纤维强化树脂等形成。在环613的前后方向中央部的正上方配置有从横梁4 一体地垂下的被支持部614。
[0044]板簧30处于通常的弹性变形状态时，被支持部614和环613之间形成间隙，或者被支持部614与之轻轻地接触的程度。环613留有余长地架设在滑轮612上，因此即使被支持部614轻轻地与环613接触，环613也不会实质性地支持被支持部614。像这样，支架611、滑轮612、环613及被支持部614构成备用支持机构610。
[0045]根据以上结构，在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围而向下方发生位移时，与横梁4 一起下降的被支持部614被环613的前后方向中央部从下方阻止，通过环613的张力支持被支持部614。因此，即使万一板簧30发生损伤等，环613也可以支持横梁4的端部4a。
[0046](第八实施形态)
图16是根据本发明的第八实施形态的转向架701的侧视图。图17是图16所示的转向架701的要部立体图。如图16及图17所示，以在横梁4的端部4a的下方前后方向上延伸的方式作为止动件的杆材713架设在前方的轴箱8和后方的轴箱8之间。具体而言，在轴箱8上朝向下方地垂设有筒状的插通框711，前后延伸的方管状的杆材713插通该插通框711。而且，在插通框711内插入弹性材料714、715 (例如橡胶)以从上下夹持杆材713。借助于此，在板簧30处于通常的弹性变形状态时，轴箱8在杆材713不干扰插通框711的范围内能够绕车轴旋转。像这样，插通框711、弹性材料714、715及杆材713构成备用支持机构710。
[0047]在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围并向下方发生位移而轴箱8试图绕车轴较大程度地旋转时，插通框711倾斜而通过弹性体714、715干扰杆材713，轴箱8的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内。因此，即使万一板簧30发生损伤等，杆材713成为止动件而阻止轴箱8，以此也可以间接地支持横梁4的端部4a。
[0048]又，在杆材713上设置有周边设备的安装部713a、713b、713c。例如集电器716、自动停车装置(tripCOCk)717及排障器718 (除雪器)中的至少一个安装于杆材713上。此时，通过使杆材713形成为方管状，例如与形成为圆管状等的情况相比，以此可使杆材713上的周边设备的安装部713a、713b、713c的形成变得容易。另外，周边设备对杆材713的安装方法可以利用各种固定方法，例如在使用螺栓固定时，使安装部713a、713b、713c为螺栓孔即可。
[0049]集电器716作为第三轨方式的集电装置而使用，因此为了防止集电线变长，而配置在转向架701的前后方向中央部上。自动停车装置717为安保装置的一部分，配置在转向架701的行进方向前左侧上。在从外部向车辆发出停止信号时，位于车辆行进方向的轨道旁边的止车器立起，万一车辆超过停止位置并行进时，车辆侧的自动停车装置717接触到地面侧的止车器，施加紧急制动。排障器718 (除雪器)用于排除来自于前方的障碍物或积累的雪，安装于杆材713的梢端部上。
[0050]另外，本发明并不限于上述的各实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内可以变更、增加或删除该结构。上述各实施形态既可以相互任意组合，也可以将例如一种实施形态中的一部分结构或方法应用于其他的实施形态。
[0051]工业应用性:
如以上所述，根据本发明的铁道车辆用转向架即使万一转向架的板簧发生损伤等也可以适当地支持横梁，具有能够改善转向架的可靠性的优异效果，广泛应用于能够发挥该效果的意义的铁道车辆时大有益处。[0052] 符号说明:
1、101、201、301、401、501、60、701 转向架；
4横梁；
5车轴；
7轴承；
8轴箱；
11 车身；
16 连接机构；
29、129备用支持构件；
30板簧；
31弹黃座；
47 盖；
50、210、310、410、510、610、710 备用支持机构； 213、214、315、316、441 止动件;
513,613 环；
713 杆材(止动件)；
716集电器(周边设备)；
717自动停车装置(trip cock);
718排障器(周边设备)。
【权利要求】
1.一种铁道车辆用转向架，具备: 用于支持铁道车辆的车身的横梁； 夹着所述横梁在车辆长度方向的前方及后方沿着车宽方向配置的前后一对的车轴； 设置于所述车轴的车宽方向两侧上，旋转自如地支持所述车轴的轴承； 容纳所述轴承的轴箱； 在支持所述横梁的车宽方向两端部的状态下在车辆长度方向上延伸，且其车辆长度方向两端部支持于所述轴箱的板簧；和 在所述横梁的车宽方向两端部中至少一侧的端部超过所述板簧的规定的弹性变形范围而向下方发生位移时，支持所述横梁的所述端部的备用支持机构。
2.根据权利要求1所述的铁道车辆用转向架，其特征在于，所述备用支持机构在所述横梁的车宽方向端部在所述板簧的所述弹性变形范围内上下方向上发生位移时，设置在不接触所述横梁的所述车宽方向端部的位置上。
3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 所述备用支持机构与所述横梁一体地设置，并且具有在俯视下与所述横梁的车宽方向端部重叠的位置上配置在所述板簧的下方的第一备用支持构件； 在所述板簧超过所述弹性变形范围而倾斜时，所述横梁的所述车宽方向端部支持所述板簧的上表面，所述 第一备用支持构件支持所述板簧的下表面。
4.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 还具备使所述轴箱与所述横梁连接的连接机构； 所述备用支持机构具备将所述轴箱的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内的止动件； 在所述横梁的所述车宽方向端部超过所述板簧的所述弹性变形范围并向下方发生位移而所述轴箱以车轴为中心旋转时，所述止动件阻止所述轴箱旋转，并通过所述连接机构支持所述横梁的所述车宽方向端部。
5.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 所述备用支持机构具有架设在车辆长度方向前方的所述轴箱和车辆长度方向后方的所述轴箱之间，在所述横梁的所述端部的下方在车辆长度方向上延伸的第二备用支持构件； 在所述横梁的所述端部超过所述板簧的所述弹性变形范围而向下方发生位移时，所述备用支持构件从下方支持所述横梁的所述端部。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 在所述轴箱的上端部设置支持所述板簧的前后方向两端部的弹簧座，所述板簧的车辆长度方向两端部从上方放置在所述弹簧座上，接触所述弹簧座的上表面； 在所述板簧的前后方向两端部的下表面和所述弹簧座的上表面的接触位置上设置有带着间隙地上下方向上嵌合的嵌合部； 在所述轴箱上设置有在保持所述嵌合部的嵌合状态的范围内与所述板簧的上表面隔着间隙地覆盖所述板簧的车辆长度方向两端部的上方的盖。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 所述备用支持机构具有在车辆长度方向上延伸的杆材；在所述杆材上设置有周边设备的`安装部。
【文档编号】B61F5/52GK103635372SQ201280033374
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年7月12日 优先权日:2011年7月14日
【发明者】西村武宏, 中尾俊一, 楠武宜 申请人:川崎重工业株式会社
【专利摘要】板簧转向架（1）具备：用于支持铁道车辆的车身（11）的横梁（4）；夹着横梁（4）并沿着车宽方向配置在车辆长度方向的前方及后方的前后一对的车轴（5）；设置于车轴（5）的车宽方向两侧上，旋转自如地支持车轴（5）的轴承（7）；容纳轴承（7）的轴箱（8）；在支持横梁（4）的车宽方向两端部（4a）的状态下在车辆长度方向上延伸，且其车辆长度方向两端部（30c）支持于轴箱（8）的板簧（30）；和在横梁（4）的车宽方向端部（4a）超过板簧（30）的规定的弹性变形范围而向下方发生位移时，支持横梁（4）的端部（4a）的备用支持机构（50）。
【专利说明】铁道车辆用转向架
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及省略了侧梁的铁道车辆用转向架。
【背景技术】
[0002]在铁道车辆的车身的地板下方设置有用于支持车身并在轨道上行驶的转向架，在该转向架上，容纳支持轮轴的轴承的轴箱相对于转向架构架在上下方向上可发生位移地由轴箱支持装置支持。例如，专利文献I中提出了轴箱支持装置，转向架构架具备在横方向上延伸的横梁、和从该横梁的两端部起在前后方向上延伸的左右一对的侧梁，轴箱支持装置具备由介设在轴箱和位于其上方的侧梁之间的螺旋弹簧构成的轴弹簧。
[0003]又，在专利文献2中提出了在转向架构架中省略了侧梁的部分的转向架。
[0004]现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特许第2799078号公报；
专利文献2:日本特开昭55-47950号公报。
【发明内容】
[0005]发明要解决的问题:
然而，在像专利文献I那样的转向架中，由横梁及侧梁构成的转向架构架是将大重量的钢材相互焊接等制成的，因此存在转向架的重量增大且钢材成本和组装成本增高的问题。
[0006]相对于此，在专利文献2的转向架中，转向架的横梁和轴箱相互保持一定距离地通过支持机构构件连接，并且板簧的前后方向中央部保持固定在横梁的横方向两端部上，该板簧的前后方向两端部插入于设置在轴箱的下部的弹簧支座内。
[0007]然而，在专利文献2的转向架的情况下，万一左右任意一侧的板簧被折断等受到损伤时，该板簧不能按照设计发挥支持功能，导致横梁的横方向的一端部超过预期地向下方移动。也可以考虑设置多个板簧，即使一部分的板簧损伤也可通过剩余的板簧确保足够的支持功能，但是需要使板簧的弹簧常数与设计要求匹配，因此较多的情况下无法设置多个板簧。
[0008]因此，本发明的目的是即使万一板簧发生损伤等也可以适当地支持横梁，从而改善板簧转向架的可靠性。
[0009]解决问题的手段:
根据本发明的铁道车辆用转向架具备:用于支持铁道车辆的车身的横梁；夹着所述横梁在车辆长度方向的前方及后方沿着车宽方向配置的前后一对的车轴；设置于所述车轴的车宽方向两侧上，旋转自如地支持所述车轴的轴承；容纳所述轴承的轴箱；在支持所述横梁的车宽方向两端部的状态下在车辆长度方向上延伸，其车辆长度方向两端部支持于所述轴箱的板簧；和在所述横梁的车宽方向两端部中至少一侧的端部超过所述板簧的规定的弹性变形范围而向下方产生位移时，支持所述横梁的所述端部的备用支持机构。
[0010]根据上述结构，在万一板簧发生损伤等而横梁的横方向的端部超过板簧的规定的弹性变形范围并向下方产生位移时，备用支持机构支持横梁的端部，因此可以通过备用支持机构确保所要求的支持功能。因此，即使万一板簧发生损伤等也可以适当地支持横梁，可以改善板簧转向架的可靠性。
[0011]发明的效果:
由以上说明可知，根据本发明，即使万一板簧发生损伤等也可以适当地支持横梁，可以改善板簧转向架的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是示出根据本发明的第一实施形态的铁道车辆用转向架的立体图；
图2是图1所示的转向架的俯视图；
图3是图1所示的转向架的侧视图；
图4是示出图1所示的连接机构的支座及其附近的立体图；
图5是示出图2的V-V线截面上的横梁和板簧以及备用支持构件的要部剖视图；
图6是图2的V1-VI线剖视图；
图7是示出图3所示的转向架的板簧和轴箱的支持构件的要部侧视图；
图8是说明对图7所示的轴箱的盖的安装的要部后视图；
图9是根据本发明的第二实施形态的转向架的相当于图5的图；
图10是根据本发明的第三实施形态的转向架的侧视图；
图11是图10所示的板簧转向架的要部放大图；
图12是根据本发明的第四实施形态的转向架的侧视图；
图13是根据本发明的第五实施形态的转向架的部分剖视的要部侧视图；
图14是根据本发明的第六实施形态的转向架的侧视图；
图15是根据本发明的第七实施形态的转向架的侧视图；
图16是根据本发明的第八实施形态的转向架的侧视图；
图17是图16所示的转向架的要部立体图。
【具体实施方式】
[0013]以下，参照【专利附图】
【附图说明】根据本发明的实施形态。
[0014](第一实施形态)
图1是示出根据本发明的第一实施形态的铁道车辆用转向架I的立体图。图2是图1所示的板簧转向架I的俯视图。图3是图1所示的板簧转向架I的侧视图。图4是示出图1所示的连接机构16的支座21、21及其附近的立体图。如图1至图3所示，铁道车辆用转向架I具备，作为通过成为二次悬架的空气弹簧2支持车身11用的转向架构架3的，在车宽方向(以下也称为横方向)上延伸的横梁4，但是不具备从横梁4的横方向两端部起在车辆长度方向(以下也称为前后方向)上延伸的侧梁。在横梁4的前方及后方沿着横方向配置有前后一对的车轴5，在车轴5的横方向两侧上固定有车轮6。在车轴5的横方向两端部上设置有在比车轮6靠近横方向外侧的位置上旋转自如地支持车轴5的轴承7，该轴承7容纳于轴箱8内。在横梁4上安装有电动机9，该电动机9的输出轴与容纳向车轴5传递动力的减速齿轮的齿轮箱10连接。另外，在横梁4上还设置有用于制动车轮6的旋转的制动器装置(未图示)。
[0015]横梁4具有在横方向上延伸的由金属形成的一对方管12、和连接这些方管12的由金属形成的连接板13、14，连接板13、114通过螺栓结合等固定于方管12上。在横梁4的横方向两端部4a上隔着间隔地设置有一对筒状的连接板14，在它们上面设置有空气弹簧台座15。横梁4的横方向两端部4a通过连接机构16连接于轴箱8。连接机构16具备从轴箱8 —体地沿着前后方向延伸的轴梁17。在轴梁17的端部设置内周面为圆筒形状且横方向两侧开口的筒状部18。在筒状部18的内部空间内通过橡胶衬套(未图示)插通有心轴20。
[0016]如图1及图4所示，构成连接机构16的一对支座21、22在前后方向上突出设置在横梁4的横方向两端部4a上。一对支座21、22的上端部通过连接板23连接，该上连接板23通过螺栓24固定于方管12上。又，支座21、22的下端部的突出梢端侧通过下连接板28相连接。在支座21、22上形成有向下方开口的嵌入槽25。在嵌入槽25内，从下方嵌入心轴20的横方向两端部。在该状态下，盖构件26通过螺栓(未图示)从下方固定于支座21、22上以封闭嵌入槽25的下侧开口，通过盖构件26从下方支持心轴20。
[0017]在横梁4和轴箱8之间架设有在前后方向上延伸的板簧30，板簧30的前后方向中央部30a支持横梁4的横方向两端部4a,板簧30的前后方向两端部30c支持于轴箱8。即，板簧30同时具备一次悬架的功能和现有的侧梁的功能。在轴箱8的上端部安装有弹簧座31,通过弹黃座31从下方支持板黃30的如后方向两端部30c。板黃30的如后方向中央部30a以藏入于横梁4的下方的方式配置，并且从上方放置有设置于横梁4的横方向两端部4a上的抵接构件33 (参照图5)。
[0018]在板簧30中前后方向中央部30a和前后方向两端部30c之间的延伸部30b在侧视下朝着前后方向中央部30a向下方倾斜。即，板簧30的前后方向中央部30a位于比板簧30的前后方向两端部30c靠近下方的位置上。板簧30的延伸部30b的一部分保持与连接机构16隔着间隙的状态且在侧视下配置在与连接机构16重叠的位置上。具体而言，板簧30的延伸部30b的一部分在由一对支座21、22夹持的空间27内，通过上连接板23的下方且下连接板28的上方，板簧30的前后方向中央部30a位于横梁4的下方且下述的第一备用支持构件29的上方的空间内。
[0019]图5是示出图2的V-V线截面上的横梁4和板簧30以及第一备用支持构件29的要部剖视图。图6是图2的V1-VI线剖视图。如图5及图6所示，在横梁4的横方向两端部4a上设置有固定于一对方管12的下表面的由金属(例如普通钢材)形成的固定板32、和固定于该固定板32的下表面的由刚体(例如由金属和纤维强化树脂等)形成的抵接构件33，该抵接构件33在不支持板簧30的下表面的状态下从上方放置在板簧30的前后方向中央部30a上而自由接触。换言之，抵接构件33以未在上下方向上固定板簧30的状态接触板簧30的上表面。
[0020]板簧30的前后方向两端部30c位于比作为横梁4的抵接构件33的下表面的接触面33a高的位置上。抵接构件33的与板簧30的接触面33a在侧视下呈向下方凸出的大致圆弧形状。在侧视下，抵接构件33的接触面33a的曲率设定为在转向架I未支持车身11的状态下，大于板簧30的与抵接构件33接触的部分的曲率。又，在转向架I支持车身11的状态下，板簧30因来自于车身11的下方载荷而使横梁4向下方下沉地发生弹性变形，尽管板簧30的与抵接构件33接触的部分的曲率增加，但是在空车时，可保持抵接构件33的接触面33a的曲率大于板簧30的与抵接构件33接触的部分的曲率的状态(图5的实线)。而且，在车身11内乘车的人数增加从而相对于横梁4的下方载荷逐渐增加时，板簧30的与抵接构件33接触的部分的曲率逐渐增加(图5的虚线)。
[0021]板簧30 是具备由纤维强化树脂(例如 CFRP(carbon fiber reinforced polymer ；碳纤维增强复合材料)和GFRP (glassfiber reinforced plastic ;玻璃纤维增强塑料)等)形成的下层部35、和由比下层部35薄的金属(例如，普通钢材)形成的上层部36的二层结构。换言之，板簧30是将由纤维强化树脂形成的板簧主体部分(下层部35)的上表面侧用金属(上层部36)—体地覆盖而成的。板簧30的延伸部30b形成为壁厚T从前后方向的端部侧向中央部侧逐渐增大。在抵接构件33的接触面33a和板簧30的上表面的接触位置上设置有作为带着间隙地在上下方向上嵌合的嵌合部的凹凸嵌合结构。具体而言，在抵接构件33的接触面33a的中央部分形成有向上方凹入的凹部33b，在板簧30的上层部36的上表面形成有与凹部33b带着间隙地嵌合的凸部36a。
[0022]在横梁4上，向下方突出的一对引导侧壁39相互隔着距离设置在抵接构件33的横方向两侧上，在这些引导侧壁39之间隔着间隙地配置有板簧30。又，一对引导侧壁39在从板簧30的前后方向的中心观察时，在前侧和后侧的两侧上通过在横方向上延伸的圆柱状的第一备用支持构件29相互连接。这些第一备用支持构件29前后对称地设置，在板簧30折断等而损伤时，构成在与横梁4的端部4a的抵接构件33之间夹持板簧30而支持横梁4的端部4a的备用支持机构50。
[0023]第一备用支持构件29在俯视下与横梁4的端部4a重叠的位置上配置在板簧30的下方。前后一对的第一备用支持构件29之间的距离LI小于横梁4的端部4a的抵接构件33的前后方向长度L2。在板簧30未损伤且横梁4的端部4a在板簧30的规定的弹性变形范围内正常地上下方向上发生位移时，第一备用支持构件29与板簧30分离，不支持横梁4的端部4a。S卩，板簧30在对车身11的乘车率为0%的空车时的变形状态(图5的实线)、和对车身11的乘车率为100%的满车时的变形状态(图5的虚线)之间弹性变形，以此在横梁4相对于轴箱8上下方向上发生相对位移的期间,第一备用支持构件29设置在与板簧30分离且不接触的位置上。
[0024]假设，因板簧30的前后方向的中心附近折断等的损伤而出现板簧30的前后方向中央部30a不沿着抵接构件33的下表面的异常时，板簧30的前后方向中央部30a(板簧30的与横梁4在俯视下重叠的部分)超过正常的弹性变形范围而倾斜，并且被来自于横梁4的下方载荷以在上下方向上夹持在备用支持构件29和抵接构件33的前后方向端缘之间(图5的单点划线)的方式定位。
[0025]S卩，在板簧30超过前述弹性变形范围而倾斜时，横梁4的车宽方向端部的抵接构件33支持板簧30的上表面,第一备用支持构件29支持板簧30的下表面。借助于此,第一备用支持构件29通过板簧30支持横梁4的端部4a。
[0026]又，即使在板簧30在前后方向中央部30a以外的部分上出现折断等而损伤的情况下，第一备用支持构件29也可通过该板簧30的剩余的较长的部分支持横梁4的端部4a。例如，在板簧30的前侧的延伸部30b上发生折断时，比该折断部分靠近后侧的部分超过正常的弹性变形而倾斜，并且被来自于横梁4的下方载荷以在上下方向上夹持在第一备用支持构件29和抵接构件33之间的方式定位。借助于此，备用支持构件29通过比板簧30的折断部分靠近后侧的部分支持横梁4的端部4a。
[0027]另外，在图5中，将损伤的板簧30以夹持在抵接构件33的前后方向端缘和第一备用支持构件29之间的方式定位，但是也可以以夹持在方管12的前后方向的端缘和第一备用支持构件29之间的方式定位。又，在备用支持构件29通过板簧30支持横梁4的一端部4a的状态下，该横梁4的一端部4a与通常的情况相比稍微向下方发生位移，但是可以通过增加与其对应的空气弹簧2的膨胀量来修正车身11的高度和姿势等。
[0028]图7是示出图3所示的转向架I的板簧30和轴箱8的弹簧座31的要部侧视图。图8是说明对图7所示的轴箱8的盖47的安装的要部后视图。如图7及图8所示，在轴箱8的上端部放置有弹簧座31。在弹簧座31的中央形成有孔部31a，在该孔部31a内嵌合有设置于轴箱8上的凸部8a。弹簧座31是橡胶板41、金属板42及橡胶板43以相互粘接的状态从下方依次层叠而成。板簧30的前后方向两端部30c从上方放置在弹簧座31上而自由接触。换言之，板簧30的前后方向两端部30c相对于弹簧座31以在上下方向上未固定的状态与弹簧座31的上表面接触。在弹簧座31的接触面33a (上表面)和板簧30的下表面之间的接触位置上设置有作为带着间隙地在上下方向上嵌合的嵌合部的凹凸嵌合结构。具体而言，在板簧30的前后方向两端部30c上形成有从下层部35向下方一体地突出的凸部35a，该凸部35a带着间隙与弹簧座31的孔部31a嵌合。
[0029]如图8所示，在轴箱8上设置有以隔着间隙S的状态覆盖板簧30的前后方向两端部30c的上方的倒U形状的截面的盖47 (图1?图3及图7中未图示)。盖47具有上壁部47a、从上壁部47a的横方向两端部向下方垂下的侧壁部47b，侧壁部47b的下端部通过螺丝等的固定件48固定于轴箱8上。盖47的上壁部47a和板簧3之间的间隙S设定为在板簧30和弹簧座31之间的凹凸嵌合结构及弹簧座31和轴箱8之间的凹凸嵌合结构上保持嵌合状态。具体而言，该间隙S的高度H2设定得比凸部8a、35a的高度Hl小。
[0030]根据以上说明的结构，万一板簧30发生损伤等，横梁4的横方向的端部4a超过板簧30的规定的弹性变形范围而向下方发生位移时，备用支持构件29以在与横梁4的端部4a之间上下方向上夹持板簧30的方式定位，从而支持横梁4的端部4a，因此可以通过第一备用支持构件29确保所要求的支持功能。因此，即使万一转向架I的板簧30发生损伤等，也可以适当地支持横梁4，可以改善转向架I的可靠性。
[0031]又，在横梁4的端部4a在板簧30的通常的弹性变形范围内上下方向上发生位移时，第一备用支持构件29相对于板簧30隔着间隙，不支持横梁4的端部4a。因此，板簧30的弹簧常数的设计变得容易，并且在板簧处于通常的弹性变形状态时不对第一备用支持构件29施加来自于板簧30的负荷,可以防止第一备用支持构件29的疲劳。又，第一备用支持构件29从弹簧30的前后方向的中心观察时设置在前侧和后侧的两侧，因此即使在板簧30的长度方向的任意部分上发生损伤，备用支持构件29都可以通过板簧30支持横梁4的端部4a。
[0032]又，备用支持机构50独立于连接机构16地设置，因此在如板簧30发生损伤等时来自于横梁4的下方载荷不会过剩地传递至连接机构16，可以防止对连接机构16的超负荷。又，在轴箱8上设置有与板簧30的前后方向两端部30c的上表面隔着间隙S地覆盖板簧30的前后方向两端部30c的上方的盖47，该间隙S设定为保持板簧30和弹簧座31之间的凹凸嵌合结构的嵌合状态，因此即使万一板簧30发生损伤，也可以防止板簧30的脱落。
[0033](第二实施形态)
图9是根据本发明的第二实施形态的转向架101的相当于图5的图。如图5所示，本实施形态的备用支持构件129是在俯视下与横梁4的端部4a重叠的位置上配置在板簧30的下方的板状构件。备用支持构件129在与板簧30隔着间隙的状态下沿着板簧30的下表面弯曲。备用支持构件129的前后方向长度小于横梁4的端部4a的抵接构件33的前后方向长度。在板簧30未损伤，横梁4的端部4a在板簧30的规定的弹性变形范围内正常地上下方向上发生位移时，备用支持构件129与板簧30分离，不支持横梁4的端部4a。
[0034]根据上述结构，与第一实施形态相同地，在万一板簧30发生损伤等而导致横梁4的横方向的端部4a超过板簧30的规定的弹性变形范围并向下方发生位移时，备用支持构件129以在与横梁4的端部4a之间上下方向上夹持板簧30的方式进行定位，从而支持横梁4的端部4a，因此可以通过备用支持构件129确保所要求的支持功能。另外，其他结构与前述的第一实施形态相同，因此省略说明。
[0035](第三实施形态)
图10是根据本发明的第三实施形态的转向架201的侧视图。图11是图10所示的转向架201的要部放大图。如图10及图11所示，在轴箱8上朝向下方地垂设有从前后方向上观察时呈大致U形状的托架212。在前后托架212之间架设有杆211。杆211具有杆主体部21 la、和该杆主体部211a的前后方向的两端部211b，在两端部211b的外周面上形成有螺丝。在托架212的前后方向两侧上，作为螺母的止动件213、214与插通托架212的内部空间的杆的211的端部211b螺纹结合。止动件213、214具有不能通过托架212的内部空间的大小，相对于托架212在前后方向上隔着规定的间隙配置。由此，杆211、托架212及止动件213、214构成备用支持机构210。
[0036]根据以上结构，当横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围而向下方发生位移时，该位移通过连接机构16传递至轴箱8而使轴箱8绕车轴(pitch俯仰方向)旋转。此时，托架212倾斜而在点A、点B上干扰止动件213、214 (图11的虚线)，将轴箱8的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内。像这样，即使万一板簧30发生损伤等，止动件213,214通过阻止轴箱8的旋转，以此可以借助于连接机构16支持横梁4的端部4a。另外，其他结构与上述的第一实施形态相同，因此省略说明。
[0037](第四实施形态)
图12是根据本发明的第四实施形态的转向架301的侧视图。如图12所示，前后一对的支架311从横梁4 一体地垂下。向着轴箱8侧延伸的杆312的基端部通过支轴313上下摇动自如地连接于支架311的下端部。在杆312的轴箱8侧的梢端部312b的外周面上形成有螺纹。从前后方向观察时大致U形状的托架314垂设在轴箱8上，杆312的梢端部312b插通该托架314的内部空间。在托架314的前后方向两侧上作为螺母的止动件315、316与杆312的梢端部312b螺纹结合。止动件315、316具有无法通过托架314的内部空间的大小，相对于托架314在前后方向上隔着规定的间隙配置。由此，支架311、杆312、支轴313、托架314及止动件315、316构成备用支持机构310。[0038]根据上述结构，与第三实施形态相同地，在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围而向下方发生位移导致使轴箱8绕车轴旋转时，托架314倾斜而干扰止动件315、316，将轴箱8的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内。因此，即使万一板簧30发生损伤等，止动件315、316通过阻止轴箱8的旋转，以此可以借助于连接机构16支持横梁4的端部4a。另外，其他结构与上述第一实施形态相同，因此省略说明。
[0039](第五实施形态)
图13是根据本发明的第五实施形态的转向架401的部分剖视的要部侧视图。如图13所示，转向架401的连接机构416具备从轴箱8—体地沿着前后方向延伸的轴梁417。在轴梁417的梢端侧设置有内周面为圆筒形状且横方向两侧开口的筒状部418。心轴420通过橡胶衬套419插通筒状部418的内部空间。此外，轴梁417 —体地具有从筒状部418向与轴箱8的相反侧突出的伸出部440。在伸出部440的下方，与横梁4 一体地设置有从前后方向观察时大致U字形状的止动件441。止动件441相对于伸出部440隔着规定的间隙配置。像这样，伸出部440及止动件441构成备用支持机构410。
[0040]在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围并向下方发生位移而导致轴箱8绕车轴旋转时，伸出部440倾斜并干扰止动件441，将轴箱8的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内。因此，即使万一板簧30发生损伤等，止动件441也可以通过阻止轴箱8的旋转，以此通过连接机构416支持横梁4的端部4a。另外，其他结构与上述的第一实施形态相同，因此省略说明。
[0041](第六实施形态)
图14是根据本发明的第六实施形态的转向架501的侧视图。如图14所示，以在横梁4的端部4a的下方前后方向上延伸的方式在前方的轴箱8和后方的轴箱8之间架设有作为止动件的环513。具体而言，在轴箱8上朝向下方地垂设有左右一对的支架511，销512以其轴线方向指向车宽方向的状态架设在这些支架511之间。作为无端带状体的环513以稍微松弛的状态架设在前后的销512之间。环513例如由纤维强化树脂等形成。在板簧30处于通常的弹性变形状态时，环513由于处于稍微松弛的状态，因此实质上不承载来自于横梁4的载荷。由此，支架511、销512及环513构成备用支持机构510。
[0042]在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围并向下方发生位移，而导致轴箱8试图绕车轴较大程度地旋转时，由此引起前后的销512之间的距离扩大，但是在张力从销512施加到环513的阶段该扩大的状态被环513限制。S卩，轴箱8的绕车轴的旋转角度被环513限制在规定角度范围内。因此，即使万一板簧30发生损伤等，也可以因环513变成止动件而阻止轴箱8的旋转，以此可以间接地支持横梁4的端部4a。
[0043](第七实施形态)
图15是根据本发明的第七实施形态的转向架601的侧视图。如图15所示，在横梁4的端部4a的下方，前后方向上延伸地在前方的轴箱8和后方的轴箱8之间架设有作为第二备用支持构件的环613。具体而言，支架611朝向下方地垂设在轴箱8上，在该支架611上旋转自如地设置有滑轮612。在前后的滑轮612之间稍微留着余长地架设有环613。环613例如由纤维强化树脂等形成。在环613的前后方向中央部的正上方配置有从横梁4 一体地垂下的被支持部614。
[0044]板簧30处于通常的弹性变形状态时，被支持部614和环613之间形成间隙，或者被支持部614与之轻轻地接触的程度。环613留有余长地架设在滑轮612上，因此即使被支持部614轻轻地与环613接触，环613也不会实质性地支持被支持部614。像这样，支架611、滑轮612、环613及被支持部614构成备用支持机构610。
[0045]根据以上结构，在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围而向下方发生位移时，与横梁4 一起下降的被支持部614被环613的前后方向中央部从下方阻止，通过环613的张力支持被支持部614。因此，即使万一板簧30发生损伤等，环613也可以支持横梁4的端部4a。
[0046](第八实施形态)
图16是根据本发明的第八实施形态的转向架701的侧视图。图17是图16所示的转向架701的要部立体图。如图16及图17所示，以在横梁4的端部4a的下方前后方向上延伸的方式作为止动件的杆材713架设在前方的轴箱8和后方的轴箱8之间。具体而言，在轴箱8上朝向下方地垂设有筒状的插通框711，前后延伸的方管状的杆材713插通该插通框711。而且，在插通框711内插入弹性材料714、715 (例如橡胶)以从上下夹持杆材713。借助于此，在板簧30处于通常的弹性变形状态时，轴箱8在杆材713不干扰插通框711的范围内能够绕车轴旋转。像这样，插通框711、弹性材料714、715及杆材713构成备用支持机构710。
[0047]在横梁4的端部4a超过板簧30的通常的弹性变形范围并向下方发生位移而轴箱8试图绕车轴较大程度地旋转时，插通框711倾斜而通过弹性体714、715干扰杆材713，轴箱8的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内。因此，即使万一板簧30发生损伤等，杆材713成为止动件而阻止轴箱8，以此也可以间接地支持横梁4的端部4a。
[0048]又，在杆材713上设置有周边设备的安装部713a、713b、713c。例如集电器716、自动停车装置(tripCOCk)717及排障器718 (除雪器)中的至少一个安装于杆材713上。此时，通过使杆材713形成为方管状，例如与形成为圆管状等的情况相比，以此可使杆材713上的周边设备的安装部713a、713b、713c的形成变得容易。另外，周边设备对杆材713的安装方法可以利用各种固定方法，例如在使用螺栓固定时，使安装部713a、713b、713c为螺栓孔即可。
[0049]集电器716作为第三轨方式的集电装置而使用，因此为了防止集电线变长，而配置在转向架701的前后方向中央部上。自动停车装置717为安保装置的一部分，配置在转向架701的行进方向前左侧上。在从外部向车辆发出停止信号时，位于车辆行进方向的轨道旁边的止车器立起，万一车辆超过停止位置并行进时，车辆侧的自动停车装置717接触到地面侧的止车器，施加紧急制动。排障器718 (除雪器)用于排除来自于前方的障碍物或积累的雪，安装于杆材713的梢端部上。
[0050]另外，本发明并不限于上述的各实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内可以变更、增加或删除该结构。上述各实施形态既可以相互任意组合，也可以将例如一种实施形态中的一部分结构或方法应用于其他的实施形态。
[0051]工业应用性:
如以上所述，根据本发明的铁道车辆用转向架即使万一转向架的板簧发生损伤等也可以适当地支持横梁，具有能够改善转向架的可靠性的优异效果，广泛应用于能够发挥该效果的意义的铁道车辆时大有益处。[0052] 符号说明:
1、101、201、301、401、501、60、701 转向架；
4横梁；
5车轴；
7轴承；
8轴箱；
11 车身；
16 连接机构；
29、129备用支持构件；
30板簧；
31弹黃座；
47 盖；
50、210、310、410、510、610、710 备用支持机构； 213、214、315、316、441 止动件;
513,613 环；
713 杆材(止动件)；
716集电器(周边设备)；
717自动停车装置(trip cock);
718排障器(周边设备)。
【权利要求】
1.一种铁道车辆用转向架，具备: 用于支持铁道车辆的车身的横梁； 夹着所述横梁在车辆长度方向的前方及后方沿着车宽方向配置的前后一对的车轴； 设置于所述车轴的车宽方向两侧上，旋转自如地支持所述车轴的轴承； 容纳所述轴承的轴箱； 在支持所述横梁的车宽方向两端部的状态下在车辆长度方向上延伸，且其车辆长度方向两端部支持于所述轴箱的板簧；和 在所述横梁的车宽方向两端部中至少一侧的端部超过所述板簧的规定的弹性变形范围而向下方发生位移时，支持所述横梁的所述端部的备用支持机构。
2.根据权利要求1所述的铁道车辆用转向架，其特征在于，所述备用支持机构在所述横梁的车宽方向端部在所述板簧的所述弹性变形范围内上下方向上发生位移时，设置在不接触所述横梁的所述车宽方向端部的位置上。
3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 所述备用支持机构与所述横梁一体地设置，并且具有在俯视下与所述横梁的车宽方向端部重叠的位置上配置在所述板簧的下方的第一备用支持构件； 在所述板簧超过所述弹性变形范围而倾斜时，所述横梁的所述车宽方向端部支持所述板簧的上表面，所述 第一备用支持构件支持所述板簧的下表面。
4.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 还具备使所述轴箱与所述横梁连接的连接机构； 所述备用支持机构具备将所述轴箱的绕车轴的旋转角度限制在规定角度范围内的止动件； 在所述横梁的所述车宽方向端部超过所述板簧的所述弹性变形范围并向下方发生位移而所述轴箱以车轴为中心旋转时，所述止动件阻止所述轴箱旋转，并通过所述连接机构支持所述横梁的所述车宽方向端部。
5.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 所述备用支持机构具有架设在车辆长度方向前方的所述轴箱和车辆长度方向后方的所述轴箱之间，在所述横梁的所述端部的下方在车辆长度方向上延伸的第二备用支持构件； 在所述横梁的所述端部超过所述板簧的所述弹性变形范围而向下方发生位移时，所述备用支持构件从下方支持所述横梁的所述端部。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 在所述轴箱的上端部设置支持所述板簧的前后方向两端部的弹簧座，所述板簧的车辆长度方向两端部从上方放置在所述弹簧座上，接触所述弹簧座的上表面； 在所述板簧的前后方向两端部的下表面和所述弹簧座的上表面的接触位置上设置有带着间隙地上下方向上嵌合的嵌合部； 在所述轴箱上设置有在保持所述嵌合部的嵌合状态的范围内与所述板簧的上表面隔着间隙地覆盖所述板簧的车辆长度方向两端部的上方的盖。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的铁道车辆用转向架，其特征在于， 所述备用支持机构具有在车辆长度方向上延伸的杆材；在所述杆材上设置有周边设备的`安装部。
【文档编号】B61F5/52GK103635372SQ201280033374
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年7月12日 优先权日:2011年7月14日
【发明者】西村武宏, 中尾俊一, 楠武宜 申请人:川崎重工业株式会社
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