本发明涉及铁道车辆用轴箱以及该铁道车辆用轴箱的制造方法。
背景技术：
铁道车辆用转向架上，容纳支撑车轴的轴承的轴箱设置于该车轴的车宽方向两侧（例如参照专利文献1）。轴箱通过对例如铝合金等金属进行锻造制造而成，或是通过使熔融的金属流入铸模的铸造制造而成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-278791号公报。
技术实现要素：
发明要解决的问题：
这样的轴箱相对车宽方向具有非对称的结构。因此，虽然每台转向架上设置有四个轴箱，但从侧面观察时存在配置于左侧的轴箱（左手位）和配置于右侧的轴箱（右手位）共计两种轴箱。
具体而言，例如容纳轴承的轴箱的罩构件设置于轴箱的车宽方向一侧（车宽方向外侧）。此时，用于将罩构件螺栓固定的插通孔藉由机械加工仅形成于轴箱的车宽方向外侧。
又，用于卡紧千斤顶等上推装置的水平面设置于轴箱上表面，但该水平面设置于轴箱上表面中的车宽方向一侧。
如此，由于以往的轴箱相对车宽方向具有非对称的结构，因此虽然同为轴箱，但必须将左手位用的轴箱与右手位用的轴箱作为不同部件分别管理，存在该管理成本较大的问题。
此外，在制造多种轴箱时，需要准备与其数目对应的铸模，因此也存在铸模费用增加的问题。
因此，本发明的目的在于在制造铁道车辆用轴箱时削减部件管理成本及制造成本。
解决问题的手段：
本发明一形态的铁道车辆用轴箱的制造方法，是制造具备容纳支撑车轴的轴承的轴箱主体的轴箱的方法；具备：铸造工序，所述铸造工序使具有容纳所述轴承的容纳空间的轴箱毛坯件通过铸造成形为在车宽方向上对称的形状；以及加工工序，所述加工工序对所述轴箱毛坯件进行机械加工形成所述轴箱主体。
根据所述方法，通过使具有容纳轴承的容纳空间的轴箱毛坯件在车宽方向上成形为对称的形状，由此在制造设置于车轴的车宽方向两侧的一对轴箱主体时，能减少轴箱毛坯件的种类且能通过铸模的通用化来削减铸模费用。因此，在制造铁道车辆用转向架的轴箱主体时能削减部件种类及制造成本。
本发明一形态的铁道车辆用轴箱具备容纳支撑车轴的轴承的轴箱主体；所述轴箱主体具有：划定容纳所述轴承的容纳空间的内表面；设置于比所述内表面靠外侧且相对所述容纳空间的车宽方向的中心靠车宽方向一侧的第一侧面；以及设置于比所述内表面靠外侧且相对所述中心靠车宽方向另一侧的第二侧面；在车宽方向上，所述第一侧面与所述中心之间的最短距离和所述第二侧面与所述中心之间的最短距离互相相等。
根据上述结构，能够在通过通用的铸模铸造在车宽方向上对称的轴箱毛坯件之后轻易地制作轴箱主体，能够提供削减了制造轴箱主体时的部件种类及制造成本的较为理想的轴箱。
发明效果：
根据本发明，在制造铁道车辆用轴箱时，能够削减部件管理成本及制造成本。
附图说明
图1是具备第一实施形态的轴箱的铁道车辆用转向架的侧视图；
图2是取下图1所示轴箱的盖的状态下的分解侧视图；
图3是图2的III-III线剖视图；
图4是图2的IV向视图；
图5是从图2的V方向观察安装有排障器的轴箱主体的图；
图6是铸造工序中成形的轴箱毛坯件的剖视图（相当于图2的III-III线剖视图）；
图7是图6所示轴箱毛坯件的俯视图（相当于图2的IV向视图）；
图8是具备第二实施形态的轴箱的铁道车辆用转向架的侧视图；
图9是第二实施形态的轴箱的与图2相当的图；
图10是第二实施形态的轴箱的与图4相当的图；
图11是第二实施形态的轴箱毛坯件的与图7相当的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明实施形态。另外，在所有的附图中对相同或相应的要素标以同一符号并省略重复的详细说明。
（第一实施形态）
图1是具备第一实施形态的轴箱10的铁道车辆用转向架1的侧视图。图1中为了便于说明，将纸面向外侧称为“左”、纸面向内侧称为“右”、纸面左侧称为“前”、纸面右侧称为“后”。如图1所示，铁道车辆用转向架（以下称为转向架）1具备用于通过空气弹簧2支撑车身30的转向架构架3。转向架构架3具有在转向架1的车辆长度方向中央沿车宽方向延伸的横梁4、和从横梁4的车宽方向两端部沿车辆长度方向延伸的侧梁5。
转向架构架3的车辆长度方向两侧分别配置有沿车宽方向延伸的一对车轴6。车轴6的车宽方向两侧压入有车轮7。车轴6及车轮7构成了轮轴20。并且，设置于转向架1的一对轮轴20隔开距离地配置于转向架构架3的车辆长度方向两侧。车轴6的车宽方向两侧的端部上设置有在比车轮7靠车宽方向外侧旋转自如地支撑车轮7的轴承8，该轴承8容纳于轴箱10的轴箱主体11。轴箱主体11和与轴箱10一体的轴梁13通过轴弹簧21与转向架构架3弹性连接。
轴箱10具备轴箱主体11、罩体12、轴梁13以及盖15。轴箱主体11是从上侧覆盖轴承8的构件，罩体12是从下侧覆盖轴承8的构件。轴箱主体11通过轴弹簧21与侧梁5的车辆长度方向端部5a在上下方向连接。罩体12通过例如螺栓等紧固构件16固定于轴箱主体11。如此，罩体12安装于轴箱主体11，由此形成容纳轴承8的正圆柱状的容纳空间A。
轴梁13将轴箱主体11与侧梁5在车辆长度方向上连接。具体而言，与轴箱主体11成形为一体的轴梁13从该轴箱主体11向车辆长度方向上的横梁4侧延伸。并且，轴梁13的梢端部通过橡胶衬套及芯轴（未图示）弹性连接侧梁5的托座5b。
又，盖15是从车宽方向外侧覆盖车轴6及轴承8的构件。盖15通过多个紧固构件17（例如螺栓）从车宽方向外侧安装于轴箱主体11。此处，盖15是用于根据需要安装接地装置、测速发电机（tacho-generator）等的适配器，也可以是在转向架1上不设置盖15。
图2是取下图1所示轴箱10的盖15的状态下的分解侧视图。如图2所示，轴箱10分割为与轴梁13成形为一体的轴箱主体11、和罩体12。轴箱主体11的内表面S10以及罩体12的内表面S20分别具有从侧面观察时以车轴中心O为中心构成正圆的一部分的形状。
轴箱主体11在其上部具有弹簧座11a。弹簧座11a的上表面S14是支撑轴弹簧21的支撑面，且形成为轴箱主体11的上表面。大致圆柱状的突出部11b从支撑面S14向上方突出。突出部11b在俯视观察时与通过容纳空间A的车宽方向中心C（以下简称为“容纳空间A的中心C”）沿车辆长度方向延伸的轴线P2重合（参照图3、图4）。另外，突出部11b与容纳空间A的中心C无需一致，也可以是突出部11b与容纳空间A错开。突出部11b通过插入形成于轴弹簧21（参照图1）的下表面的贯通孔（未图示），从而将该轴弹簧21定位于轴箱主体11的上表面S14。
图3是图2的III-III线剖视图。如图3所示，轴箱主体11的车宽方向大致中央容纳有轴承8的上侧部分。轴箱主体11具有从其内表面S10向径向内侧部分突出的一对凸缘部11c。凸缘部11c从侧面观察时呈圆弧状（参照图2）。容纳于轴箱主体11的轴承8通过被一对凸缘部11c从车宽方向两侧夹持而得以定位。
图4是图2的IV向视图。如图3及4所示，轴箱主体11具有相对车宽方向中心C车宽方向外侧的第一侧面S11、相对该中心C车宽方向内侧的第二侧面S12。
轴箱主体11的第一侧面S11上形成有平坦的第一基座面部11d。另一方面，在第二侧面S12上也形成有具有与第一侧面S11的第一基座面部11d相同轮廓的平坦的第二基座面部11e。第一侧面S11上通过螺栓17（参照图1）安装有盖15，因此形成有与该螺栓17的外螺纹螺合的多个内螺纹11f。盖15安装于第一侧面S11，由此该盖15将轴箱主体11的容纳空间A从车宽方向外侧封闭。盖15未安装于车宽方向内侧的第二侧面S12，因此该第二侧面S12的第二基座面部11e上与第一基座面部11d不同，未形成有内螺纹。
又，在轴箱主体11的上部，在弹簧座11a的车宽方向外侧设置有卡紧油压千斤顶等上推装置的第一水平面S15，在弹簧座11a的车宽方向内侧设置有第二水平面S16。第一水平面S15及第二水平面S16呈在车辆长度方向上较长的长方形状，但第二水平面S16车宽方向尺寸小于第一水平面S15。第一水平面S15及第二水平面S16都设置于在上下方向上与支撑面S14相同的位置。
根据这样的结构，在对因车辆的行驶等产生不均匀磨损的车轮7进行非拆除打磨的车轮打磨作业中，使轴箱10的轴箱主体11以第一水平面S15卡紧车轮车床装置的千斤顶，通过该千斤顶将支撑轮轴5的轴箱10向上方上推，由此可从下方车削车轮7的踏面。
图5是从图2所示V方向观察安装有排障器35的轴箱主体11的图。如图5所示，排障器35具有从车辆长度方向观察与车轮7重合的排障部35a、和将该排障部35a与轴箱主体11连接的连接部35b。排障部35a通过连接部35b与紧固构件36（例如螺栓及螺母）进行固定。连接部35b具有安装于轴箱主体11的板状的安装件35c。安装件35c通过多个紧固构件37（例如螺栓）安装于轴箱主体11的托座11g、11h。
托座11g、11h在轴箱主体11的外表面中相对容纳空间A的中心C设置于车辆长度方向外侧的侧面S13。从车辆长度方向外侧观察，托座11g、11h都具有在车宽方向上较长的大致矩形的形状，且以容纳空间A的中心C为基准成形为在车宽方向上对称的形状。又，托座11g、11h上各自设置有用于以螺栓37将排障器35的连接部35b紧固的紧固面F。托座11g、11h配置为紧固面F相对侧面S13朝车辆长度方向外侧向斜下方倾斜（参照图2）。紧固面F上设置有供螺栓37插通的多个插通孔11i～11k。
插通孔11i～11k上形成有与螺栓37的外螺纹螺合的内螺纹。即，本实施形态中，插通孔11i～11k为螺纹孔。并且，多个螺纹孔11i～11k以容纳空间A的中心C为基准在车宽方向上对称地配置。具体而言，多个螺纹孔11i～11k中的第一螺纹孔11i形成为从车辆长度方向外侧观察与容纳空间A的中心C重合。并且，第一螺纹孔11i的车宽方向两侧形成有第二螺纹孔11j及第三螺纹孔11k。第二螺纹孔11j及第三螺纹孔11k距离第一螺纹孔11i在车宽方向上隔开相同间隔地配置。
连接部35b的安装件35c上形成有螺栓37所贯通的四个贯通孔。如本实施形态，“左前”的轴箱10的轴箱主体11上，在将安装件35c的四个贯通孔配置为与托座11g、11h的第一插通孔11i及第二插通孔11j在车辆长度方向上重合后，通过螺栓37固定连接部35b。藉此，相对于在车宽方向上呈对称的形状的托座11g、11h，能够将排障器35安装至靠近车宽方向内侧、即车轮侧（本例中为左右方向右侧）。
接着说明轴箱10的制造方法。轴箱10的轴箱主体11经由铸造工序以及加工工序制造而成。铸造工序中，通过使熔融的金属材料（例如碳素钢）流入铸模的铸造来成形轴箱毛坯件51（参照图6及7）。并且，通过对成形的轴箱毛坯件51机械加工形成轴箱主体11。以下，说明由铸造工序制造的轴箱原型物51的结构。
图6是铸造工序中成形的轴箱毛坯件51的剖视图（相当于图2的III－III线剖视图）。图7是轴箱毛坯件51的俯视图（相当于图2的IV向视图）。如图6及7所示，轴箱毛坯件51成形为以容纳轴承8的容纳空间A的中心C为基准在车宽方向上对称的形状。此处，如后所述在如下的加工工序中对轴箱毛坯件51的面S50～S52以及面S54～S56施加切削加工。通过该切削加工，使轴箱毛坯件51上形成具有与轴箱主体11的面S10～S12、S14～S16相同轮廓形状的面。因此，轴箱毛坯件51的面S50～S52、S54～S56相对于作为完成品的轴箱主体11的面S10～S12、S14～S16具有加工余量。
在轴箱毛坯件51上，突出部51b的外周面以及托座51g、51h的紧固面F也具有加工余量。通过在加工工序中也对突出部51b的外周面以及托座51g、51h的紧固面F进行切削加工，由此形成轴箱主体11的突出部11b以及托座11g、11h。
又，在铸造工序中，使具有相同轮廓的平坦的基座面部51d、51e形成于轴箱毛坯件51的第一侧面S51以及第二侧面S52两者。并且，连接第一侧面S51与容纳空间A的中心C的最短距离L11等于连接第二侧面S52与该中心C的最短距离L12。又，轴箱毛坯件51在其上部的弹簧座51a的车宽方向外侧具有与上述卡紧用的第一水平面S15对应的第一水平面S55，在车宽方向内侧具有与第一水平面S55相同形状的第二水平面S56。
又，在容纳空间A的车辆长度方向外侧的侧面S53上，也令用于安装排障器35的托座51g、51h成形为以容纳空间A的中心C为基准在车宽方向上对称的形状。具有这样的形状的轴箱毛坯件51使用通用的铸模制造而成。并且，轴箱毛坯件51在车宽方向上具有对称的形状，因此在制造设置于车轴6的车宽方向（左右方向）两侧的一对轴箱主体（以下称为左右一对轴箱主体）时，铸造工序中使用的铸模为通用。即，铸造工序中，从侧面观察时无论是配置于左侧的轴箱主体（左手位）还是配置于右侧的轴箱主体（右手位），都成形为通用的轴箱毛坯件51。并且，在如下的加工工序中，通过对轴箱原型物51进行机械加工形成左手位的轴箱主体与右手位的轴箱主体。以下，详细说明加工工序中的机械加工。另外，此处说明的是用于形成左手位的轴箱主体11的机械加工。
首先，通过对轴箱毛坯件51的面S50～S52、S54～S56分别进行切削加工，形成和轴箱主体11中对应的面S10～S12、S14～S16相同的轮廓形状。接着，对第一侧面S51的第一基座面部51d施加用于安装盖15的螺纹孔加工。即，在第一侧面S51的第一底面部51d上形成下孔之后，对该下孔进行形成与螺栓16的外螺纹螺合的内螺纹11f的螺纹孔加工。如此，通过对轴箱毛坯件51的第一侧面S51进行机械加工，形成左手位的轴箱主体11的第一侧面S11。另外，盖15仅设置于轴箱主体11的车宽方向外侧的面S11，因此不对车宽方向内侧的侧面、即第二侧面S52的第二基座面部51e施加螺纹孔加工。
另外，机械加工的工序不限定于此。例如，也可以是在轴箱毛坯件51的面S50的切削工序之前就形成内螺纹11f，此外可适当变更各工序的顺序。
又，对托座51g、51h也施加用于安装排障器35的螺纹孔加工，形成螺纹孔11i～11k。另外，也可以是根据轴箱主体11的配置位置，不形成车宽方向两侧螺纹孔11j、11k中任意一方的螺纹孔。例如，也可以是在左手位的轴箱主体11上不形成车宽方向外侧的第三螺纹孔11k。
通过以上加工工序，从相同形状的轴箱毛坯件51中形成左手位和右手位的轴箱主体11。这样的轴箱主体11中，在车宽方向上，第一侧面S11与容纳空间A的中心C之间的最短距离和第二侧面S12与该中心C之间的最短距离大致相等。本实施形态中，为了减轻轴箱主体11的重量，对具有第二侧面S12的轴箱主体11车宽方向内侧的端部（本例中为左右方向右侧的端部）进行局部切削加工。此时，在轴箱主体11上，第二侧面S12与容纳空间A的中心C之间的最短距离L3小于第一侧面S11与该中心C之间的最短距离L1（参照图3）。因此，本实施形态中，也通过用于减轻轴箱主体11重量的切削加工，形成在车宽方向上具有非对称形状的轴箱主体11。
如上结构的转向架1的轴箱10发挥以下效果。
在车宽方向上对称形状的轴箱毛坯件51在制造轴箱10的轴箱主体11的工序内的铸造工序中成形。藉此，在制造左右一对轴箱主体11时能够使用通用的轴箱毛坯件51。因此，能减少轴箱毛坯件51的种类，且能通过铸模的通用化来削减铸模费用。因此，在制造轴箱主体11时能削减部件管理成本及制造成本。
又，在制造左右一对轴箱主体11时，能在通过通用的铸模铸造在车宽方向上对称的轴箱毛坯件51之后，根据轴箱主体11的配置位置轻易地制造轴箱主体11，因此在轴箱主体11的制造中，能够提供削减了部件管理成本及制造成本的较为理想的轴箱10。
以螺栓17将盖15安装至轴箱主体11的第一侧面S11时，通过在铸造工序中使在车宽方向上对称形状的轴箱毛坯件51成形，且在加工工序中以使轴箱主体11变为非对称的形式在第一侧面S11上形成内螺纹11f，由此能够在削减铸模费用的同时制造在车宽方向上非对称形状的轴箱主体11。
第一侧面S11上形成有供盖15安装的平坦的第一基座面部11d，第二侧面S12上也形成有具有与该第一基座面部11d相同轮廓的第二基座面部11e，因此在制造左右一对轴箱主体11时，能使用通用的铸模且能削减铸模费用。
减轻轴箱主体11的重量时，通过在通过通用的铸模铸造在车宽方向上对称形状的轴箱毛坯件51之后，对具有与供盖15安装的侧面相反侧的侧面的该轴箱毛坯件51的车宽方向端部进行局部切削加工，能够轻易地形成轴箱主体11。又，能够在削减铸模费用的同时制造在车宽方向上非对称形状的轴箱主体11。
又，在向轴箱主体11安装排障器35的情况下，在铸造工序中，令用于该安装的托座11g、11h成形为在车宽方向上对称的形状，因此在制造设置于车宽方向两侧的一对轴箱主体11时，能使用通用的铸模且能削减铸模费用。
又，在令用于将轴箱主体11卡紧在车轮打磨作业时使用的车轮车床装置的千斤顶上的水平面形成于该轴箱主体11上的情况下，在铸造工序中，卡紧用的水平面S55、S56在轴箱毛坯件51的上部分别形成于弹簧座11a的车宽方向两侧，因此在制造设置于车轴6的车宽方向两侧的一对轴箱主体11时，能使用通用的铸模且能削减铸模费用。
（第二实施形态）
第二实施形态的轴箱210是由第一实施形态的轴箱10对形状等进行局部变更而得到的。又，具备第二实施形态的轴箱210的转向架201也是由第一实施形态的转向架1对转向架构架3的结构等进行局部变更而得到的。以下，以与第一实施形态的轴箱10及转向架1不同的点为中心说明第二实施形态的轴箱210以及具备该第二实施形态的轴箱210的转向架201。
图8是第二实施形态的转向架201的侧视图。如图8所示，转向架构架203具备在转向架1的车辆长度方向中央沿车宽方向延伸的横梁204，但与第一实施形态的转向架构架3的结构不同，不具备从横梁204的车宽方向两端部204a沿车辆长度方向延伸的侧梁。形成有轴梁13的梢端部的托座204b形成于横梁204的车宽方向两端部204a上。
又，轴箱210与横梁204之间架设有沿车辆长度方向延伸的板弹簧209。板弹簧209在其车辆长度方向中央部209a从下方支撑横梁204的车宽方向两端部204a，板弹簧209的车辆长度方向端部209b受到轴箱主体211支撑。即，板弹簧209具有第一实施形态的轴弹簧（一次悬架）21的功能和第一实施形态的侧梁5的功能。
板弹簧209的车辆长度方向端部209b通过支撑构件231从下方受到轴箱主体211支撑。支撑构件231具有支承构件232和防振橡胶233。支承构件232具有在俯视下大致矩形的形状，且具有支撑板弹簧209的下表面的底壁部、和从该底壁部的车辆长度方向两端向上方突出的侧壁部。防振橡胶233呈大致圆柱状，且插入轴箱主体211与支承构件232之间。
图9是第二实施形态的轴箱210的与图2相当的图。如图9所示，轴箱主体211具有包括与防振橡胶233的下表面进行面接触的上表面S214在内的弹簧座211a。弹簧座211a的上表面S214是通过支承构件232及防振橡胶233来支撑板弹簧209的支撑面。弹簧座211a的支撑面S214与板弹簧209的下表面大致平行，且朝车辆长度方向的中央侧向斜下方倾斜。又，从支撑面S214向上方突出的突出部211b插入形成于防振橡胶233（参照图8）下表面的贯通孔。另外，也可以是弹簧座211a与轴箱主体211分开地构成。
图10是第二实施形态的轴箱主体211的与图4相当的图。如图9及10所示，在轴箱主体211上，第一水平面S215及第二水平面S216都位于比倾斜的支撑面S214靠下方。又，轴箱主体211中，与第一实施形态的轴箱主体11同样地，盖15仅安装于车宽方向外侧的侧面即第一侧面S211。因此，对第一侧面S211的第一基座面部211d施加形成螺纹孔211f的螺纹孔加工，而不对车宽方向内侧的侧面即第二侧面S212施加螺纹孔加工。
图11是第二实施形态的轴箱毛坯件251的与图7相当的图。如图11所示，轴箱毛坯件251与第一实施形态的轴箱毛坯件51同样地，成形为以容纳空间A的中心C为基准在车宽方向上对称的形状。具体而言，在第一侧面S251及第二侧面S252两者上形成具有相同轮廓的平坦的基座面部251d、251e。又，轴箱毛坯件251在其上部的弹簧座251a的车宽方向外侧具有与卡紧用的第一水平面S215对应的第一水平面S255，在车宽方向内侧具有与第一水平面S255相同形状的第二水平面S256。此外，在容纳空间A的车辆长度方向外侧的侧面S253上，也令用于安装排障器的托座251g成形为以容纳空间A的中心C为基准在车宽方向上对称的形状。
即，本实施形态中，也在铸造工序中对无论是左手位的轴箱主体211还是右手位的轴箱主体211，都成形为通用的轴箱毛坯件251。并且，通过对轴箱毛坯件251施加第一实施形态中所述机械加工来形成轴箱主体211。
根据这样的第二实施形态也可获得与第一实施形态相同的效果。即，在制造左手位的轴箱主体与右手位的轴箱主体时，能够使用通用的轴箱毛坯件251。因此，能减少轴箱毛坯件251的种类，且能通过铸模的通用化来削减铸模费用。因此，在制造左右一对轴箱主体211时，能够削减部件管理成本及制造成本。因此，由在车宽方向上对称的形状的轴箱毛坯件251制造而得的轴箱主体211不限于具备普通的转向架构架3的转向架1，也可适用于使用板弹簧209的转向架201。
另外，本发明不限于上述实施形态，在不偏离本发明的要旨的范围内可变更、追加或删除其结构。可以是将所述各实施形态互相任意组合，也可以是例如将一实施形态中的一部分结构或方法用于其他实施形态。又，可以将实施形态中的一部分结构从该实施形态中的其他结构中分离并任意抽出。上述实施形态中，轴箱10、210为在比车轴中心O靠下侧的部分上轴箱主体11、211与罩体12分割的结构，从侧面观察时轴箱主体11、211的内表面S10具有构成正圆的一部分的大致半圆形状，但不限于该结构。例如，也可以是从侧面观察时，轴箱主体11、211的内表面具有正圆形状，即容纳轴承8的容纳空间A仅由轴箱主体11、211的内表面划定。
符号说明：
1、201 铁道车辆用转向架；
6 车轴；
8 轴承；
10、210 轴箱；
11、211 轴箱主体；
11a、211a 弹簧座；
11d、51d 第一基座面部（基座面部）；
11e、51e 第二基座面部（基座面部）；
11f 内螺纹；
11g、51g、251g 托座；
11h、51h 托座；
15 盖；
35 排障器；
51，251 轴箱毛坯件；
A 容纳空间；
S10、S50 内表面；
S11、S51 第一侧面；
S12、S52 第二侧面；
S15、S55 第一水平面；
S16、S56 第二水平面。