本发明关于一种铁道车辆用转向架的轴箱支持装置及其制造方法。
背景技术：
铁道车辆用转向架中，容纳旋转自如地支持车轴的轴承的轴箱经由轴箱支持装置而支持于转向架框架。例如，专利文献1所示的转向架中，揭示了一种轴梁式轴箱支持装置，轴箱经由与该轴箱一体地形成且沿车辆长度方向延伸的轴梁而支持于转向架框架的侧梁。
专利文献1中，在与侧梁连接的轴梁的车辆长度方向一端，形成有车宽方向两侧开口的圆筒部。该圆筒部中经由橡胶衬套插通芯轴，自该圆筒部的车宽方向两侧突出的芯轴的两端部嵌合在设置于转向架框架的承接座的槽部。为了插入橡胶衬套及芯轴，轴梁的圆筒部以沿上下方向延伸的分割线为边界而在车辆长度方向被分割。圆筒部由与轴梁一体地形成的第一半筒部、及利用螺栓及螺母紧固于该第一半筒部的第二半筒部所构成。
当第二半筒部能够紧固于与轴梁一体地形成的第一半筒部时，需要对该第二半筒部进行机械加工。具体而言，除进行提高第二半筒部中的与第一半筒部的对准面的平面度的平面加工的工序外，也需要形成供螺栓插通的插通孔的工序、及进行提高与螺栓头部接触的座面的平面度的加工的工序。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开2015-107773号公报。
技术实现要素：
发明要解决的问题：
然而，在形成供螺栓插通的插通孔的工序中，需要精度优良地形成该插通孔，因而需要将第二半筒部稳定地设置于加工装置。此处，因第二半筒部的外形为半圆形状，故为了能够将与平坦的第一半筒部的对准面稳定地载置于加工装置的定盘，也需要在前一工序中将作为加工面的对准面精度优良地朝向上侧并利用夹具等握持，然后使第二半筒部反转的更换的作业。
因此，本发明的目的在于，在铁道车辆用转向架的轴箱支持装置中，减少紧固于与轴梁一体地形成的第一半筒部的第二半筒部所需的机械加工的作业工序数。
解决问题的手段：
本发明的一形态的铁道车辆用转向架的轴箱支持装置具备：轴梁，具有：从容纳有支持车轴的轴承的轴箱沿车辆长度方向延伸的轴梁主体部，及设置于上述轴梁主体部的梢端且形成有车宽方向两侧开口的筒状部的轴梁端部；芯轴，在车宽方向插通至上述筒状部的内部空间；弹性衬套，介装在上述筒状部与上述芯轴之间；以及承接座，设置于转向架框架，且连接有上述芯轴的两端部，上述筒状部具备：一体地形成于上述轴梁主体部的第一半筒部，相对于上述第一半筒部从车辆长度方向一侧重合的第二半筒部，及将上述第二半筒部在车辆长度方向紧固于上述第一半筒部的螺栓；上述第一半筒部包含：与上述第二半筒部进行面接触的平坦的相向面，及沿与上述相向面正交的方向延伸且供上述螺栓插通的孔，上述第二半筒部包含：与上述第一半筒部的上述相向面进行面接触的平坦的相向面，形成于上述相向面的相反侧的平坦的加工基准面，及沿与上述相向面正交的方向延伸且供上述螺栓插通的孔。
根据上述构成，藉由在第二半筒部中设置加工基准面，而可使该第二半筒部稳定地载置于加工装置的定盘，可精度优良地进行加工相向面的工序及形成孔的工序。而且，在进行上述两个工序时，不需要进行使第二半筒部的姿势反转的更换的作业，因而作业性提高。
本发明的一形态的铁道车辆用转向架的轴箱支持装置的制造方法，用以制造轴箱支持装置，该轴箱支持装置具备轴梁，该轴梁具有从容纳有支持车轴的轴承的轴箱沿车辆长度方向延伸的轴梁主体部、及设置于上述轴梁主体部的梢端且形成有车宽方向两侧开口的筒状部的轴梁端部，上述筒状部具备：一体地形成于上述轴梁主体部的第一半筒部，相对于上述第一半筒部重合的第二半筒部，及将上述第二半筒部紧固于上述第一半筒部的螺栓，上述制造方法具备：相向面加工工序，以使上述第二半筒部中的平坦的加工基准面与加工装置的定盘接触的状态将上述第二半筒部设置于上述加工装置，对上述相向面进行平面加工，上述平坦的加工基准面形成于与上述第一半筒部进行面接触的平坦的相向面的相反侧；以及孔形成工序，以与上述相向面加工工序相同的设置姿势形成供上述螺栓插通至上述第二半筒部的孔。
根据上述方法，藉由在第二半筒部中设置加工基准面，而可使该第二半筒部稳定地载置于加工装置的定盘，可精度优良地进行相向面加工工序及孔形成的工序。而且，在进行上述两个工序时，不需要进行使第二半筒部的姿势反转的更换的作业，因而作业性提高。进而，以使第二半筒部相对于第一半筒部重合的状态对筒状部的内周面进行正圆加工，由此可藉由经正圆加工的筒状部的内周面将已插入至筒状部的弹性衬套良好地紧固。
发明效果：
根据本发明，在铁道车辆用转向架的轴箱支持装置中，可减少紧固于与轴梁一体地形成的第一半筒部的第二半筒部所需的机械加工的作业工序数。
附图说明
图1是第一实施形态的铁道车辆用转向架的侧视图；
图2是如图1所示的轴箱支持装置的轴梁周边的放大侧视图；
图3是图2所示的轴梁的筒状部的分解侧视图；
图4是图2的IV-IV线剖面图；
图5是说明图2所示的轴箱支持装置的制造方法中的轴梁的筒状部的制作顺序的图；
图6是说明以往的轴箱支持装置的制造方法中的轴梁的筒状部的制作顺序的图；
图7是第二实施形态的铁道车辆用转向架的侧视图。
具体实施方式
以下，一面参照附图一面对实施形态进行说明。另外，对相同或对应的要素附上所有图中为相同的符号并省略重复的详细说明。
（第一实施形态）
图1是第一实施形态的铁道车辆用转向架1的侧视图。如图1所示，铁道车辆用转向架（以下称作转向架）1具备经由空气弹簧2而与车体30连接的转向架框架3。转向架框架3具备：在转向架1的车辆长度方向中央处沿车宽方向延伸的横梁4，以及从横梁4的车宽方向两端部沿车辆长度方向延伸的侧梁5。
在转向架框架3的车辆长度方向两侧，分别配置有沿车宽方向延伸的车轴6。车轮7被压入至车轴6的车宽方向两侧。车轴6及车轮7构成轮轴15。而且，设置于转向架1的一对轮轴15在转向架框架3的车辆长度方向两侧隔开而配置。在车轴6的车宽方向两侧的端部，设置有在较车轮7靠车宽方向外侧处旋转自如地支持车轮7的轴承8，该轴承8容纳在轴箱10。
轴箱10经由轴箱支持装置16而弹性地连结在转向架框架3。轴箱支持装置16具备：将轴箱10与侧梁5的车辆长度方向端部5a在上下方向加以连接的轴弹簧20，以及将轴箱10与侧梁5在车辆长度方向加以连结的轴梁21。轴梁21与轴箱10成形为一体且沿车辆长度方向延伸。在轴梁21的梢端，形成有在车宽方向两侧开口的筒状部25（参照图2）。筒状部25的内部空间S中经由弹性衬套23（参照图4）而插通芯轴24。
而且，侧梁5上设置有一对承接座22，经由弹性衬套23、芯轴24而连结在轴梁21。具体而言，承接座22从侧梁5的下表面5b向下方突出设置，芯轴24嵌合在设置于承接座22的槽部22a（参照图4）。该状态下，以将槽部22a的下侧开口闭合的方式，将盖构件18利用螺栓19固定在承接座22，藉此，芯轴24由承接座22与盖构件18夹持。如此，芯轴24连接在承接座22。
图2是如图1所示的轴箱支持装置16的轴梁21周边的放大侧视图。图3是图2所示的轴梁21的筒状部25的分解侧视图。另外，图2及图3中，为了方便说明，省略了轴弹簧20、橡胶衬套23、芯轴24、承接座22及盖构件18的图示。如图2及图3所示，轴梁21具有轴梁主体部41、及形成有筒状部25的轴梁端部42。轴梁主体部41包含沿车辆长度方向延伸的一对侧板部41a、及将一对侧板部41a在车宽方向加以连结的连结板部41b（参照图4）。由此，轴梁主体部41具有从车辆长度方向观察呈大致H形的剖面形状。
轴梁端部42的筒状部25被分割为一体地形成于轴梁主体部41的第一半筒部26、及从车辆长度方向外侧相对于重合该第一半筒部26的第二半筒部27。而且，第二半筒部27利用多个螺栓28固定在第一半筒部26。利用该构成，形成供橡胶衬套23及芯轴24插通的正圆柱状的内部空间S。
螺栓28从第一半筒部26侧朝向第二半筒部27插通。此处，当从第一半筒部26插通螺栓28时，为了防止螺栓28与轴梁主体部41的侧板部41a发生干涉，而将侧板部41a的上缘设为侧视时为平缓的曲线形状（弓型形状）。具体而言，侧板部41a的上缘的至少第一半筒部26侧的一半以在上下方向不与上侧的螺栓28的轴线重叠的方式形成。而且，侧板部41a的下缘以在上下方向不与下侧的螺栓28的轴线重叠的方式，从轴箱10与水平线平行地延伸。
第一半筒部26及第二半筒部27是藉由对利用铸造或锻造使金属材料（例如碳素钢）成形者进行机械加工制作而成。第一半筒部26包含平坦的相向面26a、及沿与相向面26a正交的方向（车辆长度方向）延伸的孔26b。相向面26a与第二半筒部27的相向面27a进行面接触。孔26b中插通螺栓28。此处，孔26b为钻孔，在车辆长度方向贯通第一半筒部26。
第二半筒部27包含平坦的相向面27a、沿与相向面27a正交的方向（车辆长度方向）延伸的孔27b、及形成于相向面27a的相反侧的平坦的加工基准面27d，进而包围位于相向面27a与加工基准面27d之间中间面27e。相向面27a与第一半筒部26的相向面26a进行面接触。孔27b中插通螺栓28。此处，孔27b为其内周面形成有母螺纹的螺孔，利用螺栓28将第一半筒部26与第二半筒部27固定。
中间面27e为构成凹陷部27f的面，该凹陷部27f是使第二半筒部27的外表面向相向面27a侧凹陷而成。具体而言，中间面27e从车辆长度方向观察与相向面27a重叠。而且，螺孔27b从相向面27a贯通至中间面27e。而且，插通至螺孔27b的螺栓28的梢端部位于中间面27e的正前方。另外，螺栓28的梢端部也可相对于中间面27e为同一平面或突出。
此处，中间面27e是从与以往构造的零件共享化及轻量化的观点考虑而进行设置；
如后述般，以往的筒状部125是供螺栓128从第二半筒部127侧朝向第一半筒部126插通（参照图6（e））。以往的第二半筒部127中设置有供螺栓128的头部接触的座面。该座面相当于本实施形态中间面27e。因此，本实施形态的筒状部25与以往的筒状部125不同之处在于供螺栓28插通的方向相反，但藉由设置中间面27e，而成为即便从与先前相同的方向也能够插通螺栓的结构。而且，中间面27e及凹陷部27f也是为了第二半筒部27的轻量化而形成。另外，本实施形态的筒状部25中，也可不形成中间面27e及凹陷部27f。
图4是图2所示的IV-IV线剖面图。如上述般，芯轴24将轴梁21与侧梁5连结，如图4所示，在车宽方向插通至筒状部25。芯轴24具有圆柱部24a、一对圆锥状的凸缘部24b、及突起状的端部24c。筒状部25与芯轴24之间介装弹性衬套23。本实施形态中，弹性衬套23为橡胶衬套。
橡胶衬套23具有圆筒部23a、及向径向外方突出的一对凸缘部23b，且外嵌在芯轴24。而且，橡胶衬套23若插通至筒状部25，则藉由筒状部25的内周面25c（第一半筒部26的内周面26c及第二半筒部27的内周面27c）而紧固。此处，橡胶衬套23因设计成关于弹性特性具有各向异性，故若未决定对筒状部25插入的位置，则该橡胶衬套23的弹性特性也不同。因此，为了使橡胶衬套23的弹性特性符合设计而需要进行橡胶衬套23对筒状部25的定位。
因此，本实施形态中，藉由在第一半筒部26设置定位销29，而将橡胶衬套23对筒状部25进行定位。定位销29固定在设置于第一半筒部26的内周面26c的销孔26d。
在橡胶衬套23的圆筒部23a的外周面23c形成有向径向内方凹陷的凹部23d。定位销29中的从销孔26d的突出部分卡合在橡胶衬套23的凹部23d，藉此橡胶衬套23无法绕筒状部25中心O旋转。由此，橡胶衬套23相对于筒状部25得到定位。
对如以上般构成的轴箱支持装置16的制造工序进行说明。
图5是用以说明图2所示的轴箱支持装置16的制造方法中的轴梁21的筒状部25的制作顺序的图。首先，准备利用铸造或锻造成形的第二半筒部27的原形物。然后，如图5（a）所示，以将第二半筒部27的原形物中的加工基准面27d载置于定盘50a的状态，将第二半筒部27设置于加工装置50。此处，加工装置50例如为藉由具有工具的自动转换功能而以一台进行多个加工作业的加工中心。然后，在将第二半筒部27设置于加工装置50的状态下，进行对相向面27a进行平面加工的相向面加工工序及形成螺孔27b的螺孔形成工序。因此，进行螺孔形成工序时的加工装置50中设置的第二半筒部27的姿势与相向面加工工序相同。
接下来，准备与轴梁主体部41一体地形成的第一半筒部26，进行对相向面26a进行平面加工的相向面加工工序及形成钻孔26b的钻孔形成工序（未图示）。
其后，如图5（b）所示，使图5（a）中进行了加工处理的第二半筒部27的相向面27a与第一半筒部26的相向面26a进行面接触。此时，利用未图示的临时螺栓而将第一半筒部26与第二半筒部27进行固定。
然后，在将第一半筒部26与第二半筒部27重合而固定的状态下，对筒状部25进行内周面加工工序。具体而言，以筒状部25的内周面25c从车宽方向观察具有正圆形状的方式进行正圆加工。由此，可藉由进行了正圆加工的内周面25c将插入至筒状部25的橡胶衬套23良好地紧固。
当内周面加工工序结束时，仅将第一半筒部26保留在加工装置，进行在其内周面26c形成供定位销29插入的销孔26d的销孔形成工序。即，销孔形成工序中，仅对第一半筒部26的内周面26c进行加工，而不对第二半筒部27的内周面27c进行加工。另外，销孔形成工序也可在上述第一半筒部26的相向面加工工序时进行。当针对第一半筒部26的销孔形成工序结束时，针对筒状部25的加工完成。
接下来，使橡胶衬套23抵接在第一半筒部26的内周面26c，从而使橡胶衬套23的凹部23d卡合在设置于第一半筒部26的定位销29。然后，使橡胶衬套23抵接在第二半筒部27的内周面27c，藉由第一半筒部26及第二半筒部27夹持橡胶衬套23。
最后，使第一及第二半筒部26、27的各相向面26a、27a相互抵接并利用螺栓28进行固定。如此，形成轴箱支持装置16。
此处，为了与本实施形态的制造方法进行比较，而对以往的轴箱支持装置的制造方法进行说明。
图6是用以说明以往的轴箱支持装置116的制造方法中的轴梁121的筒状部125的制作顺序的图。以下，对以往的筒状部125相对于本实施形态的筒状部25的不同之处进行说明。图6（a）中表示利用铸造或锻造成形的第二半筒部127的原形物，第二半筒部127的外形为半圆形状，在相向面127a的相反侧仅形成圆弧状的面。因此，与本实施形态不同，在第二半筒部127中未形成平坦的加工基准面。由此，在对相向面127a进行平面加工的情形时，为了将第二半筒部127稳定地设置于加工装置而需要由其他构造来支持该第二半筒部127。
接下来，如图6（b）所示，使第二半筒部127反转，以实施了平面加工的相向面127a朝下的方式将第二半筒部127设置于加工装置。然后，进行形成供螺栓128插通的孔127b的钻孔形成工序、及形成与螺栓128的头部128a接触的座面127e的锪孔加工工序；
如此，为了精度优良地对钻孔127b进行加工，并且高精度地对座面127e进行平面加工，而需要使第二半筒部127反转的作业。
接下来，如图6（c）所示，在将第一半筒部126与第二半筒部127重合的状态下设置于加工装置，对筒状部125的内周面125c进行正圆加工。其后，在实施了正圆加工的第一半筒部126及第二半筒部127中，仅将第二半筒部127设置于加工装置，在内周面127c形成销孔127d。
最后，使如此形成的第一半筒部126与第二半筒部127彼此抵接而利用螺栓128及螺母131进行固定。
如此，以往的轴箱支持装置116的制造中，关于对第二半筒部127的机械加工的作业工序，除相向面加工工序及钻孔形成工序外，也需要锪孔加工工序与销孔形成工序。而且，因产生多次更换作业，故产生许多工序数。
如以上般构成的铁道车辆用转向架1的轴箱支持装置16实现以下的效果。
藉由在第二半筒部27中设置加工基准面27d，而可使该第二半筒部27稳定地载置于加工装置50的定盘50a，从而可精度优良地进行相向面加工工序与螺孔加工工序。而且，在进行上述两个工序时，不需要进行使第二半筒部27的姿势反转的更换的作业，因而作业性提高。
而且，因对第二半筒部27的孔27b实施丝锥加工，故将第一半筒部26与第二半筒部27固定时不需要螺母，并且也不需要锪孔加工。
而且，藉由将橡胶衬套23的定位销29安装在第一半筒部26，较之安装在第二半筒部127的以往的构成，可进一步减少第二半筒部27的机械加工所需的作业工序数。
（第二实施形态）
图7是第二实施形态的转向架201的侧视图。第二实施形态的转向架201是与第一实施形态的转向架1相比变更了转向架框架3的构成等一部分所得者。以下，对第二实施形态的转向架201，就与第一实施形态的转向架1不同点进行说明。
如图7所示，转向架框架203具备在转向架201的车辆长度方向中央处沿车宽方向延伸的横梁204，但与第一实施形态的转向架框架3的构成不同，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。在横梁204的车宽方向端部204a，构成轴箱支持装置216的一对承接座222向车辆长度方向外方突出而设置。而且，利用承接座222与盖构件18，夹持轴梁21中的筒状部25的芯轴24。
而且，在轴箱210与横梁204之间架设有沿车辆长度方向延伸的板簧209。板簧209在其车辆长度方向中央部209a，从下方支持横梁204的车宽方向两端部204a，板簧209的车辆长度方向端部209b支持于轴箱210。即，板簧209具有第一实施形态的轴弹簧20（一次悬吊）的功能与第一实施形态的侧梁5的功能。
板簧209的车辆长度方向端部209b经由支持构件231从下方支持于轴箱210。支持构件231设置于轴箱210的上部。而且，支持构件231具有承接构件232、及防振橡胶233。承接构件232具有俯视呈大致矩形的形状，具有支持板簧209的下表面的底壁部、及从该底壁部的车辆长度方向两端向上方突出的外壁部。支持构件231的上表面朝向车辆长度方向中央侧而向斜下方倾斜。另外，支持构件231的上表面只要与板簧209中的车辆长度方向端部209b的下表面大致平行，则也可不倾斜。
防振橡胶233为大致圆柱状，插入至轴箱210与承接构件232之间。轴箱210具有包含与防振橡胶233的下表面进行面接触的上表面的弹簧座210a。弹簧座210a的上表面也与板簧209的下表面大致平行，朝向车辆长度方向中央侧而向斜下方倾斜。除此以外的构成与第一实施形态相同。
藉由上述第二实施形态也可获得与第一实施形态相同的效果。即，与第一实施形态同样地具备具有平坦的加工基准面27d的第二半筒部27的轴箱支持装置216，不限于具备一般的转向架框架3的转向架1，也可应用于使用了板簧209的转向架201。
另外，本发明不限于上述实施形态，可在不脱离本发明的主旨的范围内变更、追加或删除其构成。上述各实施形态可彼此任意组合，例如也可将一个实施形态中的一部分构成或方法应用于其他实施形态。而且，实施形态中的一部分构成能够自该实施形态中的其他构成分离而任意抽出。上述实施形态中，筒状部25是在车辆长度方向被分割，但也可在上下方向被分割。而且，定位销29可在筒状部25中安装有多个，即，以假想线VL为基准而在第一半筒部26的内周面26c的任意位置设置有多个销孔26d。
符号说明
1、201 铁道车辆用转向架
6 车轴
8 轴承
10 轴箱
16、216 轴箱支持装置
21 轴梁
22、222 承接座
23 橡胶衬套（弹性衬套）
23c 外周面
23d 凹部
24 芯轴
25 筒状部
25c 内周面
26 第一半筒部
26a 相向面
26b 钻孔（孔）
26c 内周面
27 第二半筒部
27a 相向面
27b 螺孔（孔）
27d 加工基准面
28 螺栓
29 定位销
41 轴梁主体部
42 轴梁端部
50 加工装置
50a 定盘
S 内部空间。