特許 6490280 胴受装置および鉄道車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6490280

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】胴受装置および鉄道車両

(51)【国際特許分類】

   B61G 7/10 20060101AFI20190318BHJP

【ＦＩ】

   B61G7/10

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-89809(P2018-89809)

(22)【出願日】2018年5月8日

【審査請求日】2018年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】特許業務法人しんめいセンチュリー

(72)【発明者】

【氏名】大西 剛司

(72)【発明者】

【氏名】北口 純輝

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２９８３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１３３０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８１９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０９６４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２７５４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６０９５３５０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｇ ７／００

Ｂ６１Ｇ ７／１０

Ｂ６１Ｇ ７／１２

Ｂ６１Ｇ ７／０２

Ｂ６１Ｇ ７／０４

Ｂ６１Ｇ ７／０６

Ｂ６１Ｇ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向および枕木方向にそれぞれ揺動軸を中心に揺動可能に鉄道車両の構体に取り付けられる連結器の胴部を支持すると共に前記構体に取り付けられる胴受装置であって、
枕木方向に延びて設けられると共に前記胴部を下方から支持する支持部材と、
前記支持部材に対して前記揺動軸側に配置される横梁と、
前記横梁と前記支持部材とを連結する胴受連結部と、
前記横梁を前記構体に対して上下動可能に弾性的に支持する弾性支持部とを備えることを特徴とする胴受装置。

【請求項2】

前記胴受連結部は、前記横梁に接合されて前記支持部材に連結される板状の第１部と、
前記第１部とレール方向に亘って一体化されて前記横梁に接合される板状の第２部とを備え、
前記第１部の板厚方向と前記第２部の板厚方向とが互いに異なることを特徴とする請求項１記載の胴受装置。

【請求項3】

前記支持部材は、円柱状に形成されて前記支持部材の軸心を中心として回転可能に前記胴受連結部に支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の胴受装置。

【請求項4】

前記弾性支持部は、前記支持部材に対して前記揺動軸側に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の胴受装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載の胴受装置を有する鉄道車両であって、
少なくとも前記鉄道車両のレール方向の端面を構成する構体と、
上下方向および枕木方向にそれぞれ前記揺動軸を中心に揺動可能に前記構体に取り付けられると共に、前記胴受装置の前記支持部材により前記胴部が下方から支持される連結器とを備え、
前記弾性支持部は、前記支持部材の枕木方向の両端よりも枕木方向の外側にそれぞれ配置され、
前記端面を構成する前記構体の一部は、前記弾性支持部および前記横梁の外形の枕木方向の最も外側の部分よりも内側であって前記支持部材を枕木方向へ延長した仮想領域に位置することを特徴とする鉄道車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、連結器を構体に支持する胴受装置、及び、その胴受装置を有する鉄道車両に関するものである。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両には、鉄道車両同士を連結する連結器が上下方向および枕木方向にそれぞれ揺動軸を中心に揺動可能に構体に取り付けられ、連結器の上下の振動を吸収しつつ連結器の枕木方向の揺動を案内するための胴受装置が設けられている。その胴受装置には、例えば、互いに枕木方向に離隔して構体に吊り下げられた一対のばね箱に横梁の両端を架け渡し、連結器を下方から支持する支持部材を横梁の上部に設けるものがある（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２９８３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の技術では、支持部材の枕木方向両側にそれぞればね箱が配置されていると共に、支持部材の直下に横梁が位置する。この場合には、揺動軸を中心に上下に振動する連結器から胴受装置に負荷される荷重を抑制するために、鉄道車両のレール方向の端面に支持部材を近づけると、その端面がレール方向に直交する平面に近づく等、レール方向の端面の形状の制約が増える。逆に、レール方向の端面の形状に合わせ、端面から支持部材を離して配置すると、連結器から胴受装置に負荷される荷重が大きくなり易く好ましくない。

【0005】

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、連結器から負荷される荷重を抑制しつつ、鉄道車両のレール方向の端面の形状の自由度を向上できる胴受装置および鉄道車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明の胴受装置は、上下方向および枕木方向にそれぞれ揺動軸を中心に揺動可能に鉄道車両の構体に取り付けられる連結器の胴部を支持すると共に前記構体に取り付けられるものであって、枕木方向に延びて設けられると共に前記胴部を下方から支持する支持部材と、前記支持部材に対して前記揺動軸側に配置される横梁と、前記横梁と前記支持部材とを連結する胴受連結部と、前記横梁を前記構体に対して上下動可能に弾性的に支持する弾性支持部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

請求項１記載の胴受装置によれば、上下方向および枕木方向にそれぞれ揺動軸を中心に揺動可能に構体に取り付けられる連結器の胴部が支持部材で下方から支持され、弾性支持部により構体に支持される横梁が支持部材に対して揺動軸側に配置される。これにより、支持部材の枕木方向両側や直下に横梁や弾性支持部を設けないようにできる。そのため、揺動軸を中心に上下に振動する連結器から胴受装置に負荷される荷重を抑制するために、鉄道車両のレール方向の端面に支持部材を近づけても（揺動軸から支持部材を遠ざけても）、鉄道車両のレール方向の端面を支持部材の枕木方向両側や直下に近づけることができる。即ち、横梁や弾性支持部による鉄道車両のレール方向の端面の形状の制約を少なくできる。よって、揺動軸を中心に上下に振動する連結器から支持部材に負荷される荷重を抑制しつつ、鉄道車両のレール方向の端面の形状の自由度を向上できる。

【0008】

請求項２記載の胴受装置によれば、胴受連結部の板状の第１部が横梁に接合されて支持部材に連結される。ここで、弾性支持部により横梁が構体に対して上下動すると、横梁からレール方向に離れた支持部材には横梁まわりの力のモーメントが生じる。そのため、横梁と支持部材とをレール方向に連結する第１部（胴受連結部）に上下方向の曲げ応力が発生する。横梁に接合される板状の第２部が第１部とレール方向に亘って一体化され、第１部の板厚方向と第２部の板厚方向とが互いに異なるので、胴受連結部を高剛性化しつつ横梁と胴受連結部との接合強度を確保できる。その結果、請求項１の効果に加え、支持部材に横梁まわりの力のモーメントが生じても、胴受連結部の耐久性を確保できる。

【0009】

請求項３記載の胴受装置によれば、支持部材は円柱状に形成され、支持部材の軸心を中心として回転可能に支持部材が胴受連結部に支持される。このような円柱状の支持部材では、例えば板状の支持部材に比べて上下寸法が大きくなる。さらに、円柱状の支持部材の直下に横梁を位置させる場合には、支持部材の回転を妨げないように支持部材と横梁との間に隙間を設定する必要がある。これらにより、連結器が接触する支持部材の上端から横梁の下端までの上下寸法が大きくなり、鉄道車両のレール方向の端面に支持部材を近づけると、その端面の形状の制約がより一層多くなる。しかし、支持部材に対して横梁が揺動軸側に配置されているので、円柱状の支持部材が胴受連結部に回転可能に支持されても、横梁や弾性支持部による鉄道車両のレール方向の端面の形状の制約を少なくできる。よって、請求項１又は２の効果に加え、支持部材の形状や構成に起因して鉄道車両のレール方向の端面の形状の自由度が低下することを抑制できる。

【0010】

請求項４記載の胴受装置によれば、支持部材に対して揺動軸側に弾性支持部が配置される。支持部材の枕木方向両側に弾性支持部がないので、鉄道車両のレール方向の端面に支持部材を近づけても、鉄道車両のレール方向の端面を支持部材の枕木方向両側に近づけることができる。即ち、弾性支持部による鉄道車両のレール方向の端面の形状の制約をより少なくできる。よって、請求項１から３のいずれかの効果に加え、揺動軸を中心に上下に振動する連結器から支持部材に負荷される荷重を抑制しつつ、鉄道車両のレール方向の端面の形状の自由度をより向上できる。

【0011】

請求項５記載の鉄道車両は、請求項１から４のいずれかに記載の胴受装置と、少なくとも鉄道車両のレール方向の端面を構成する構体と、胴受装置の支持部材により胴部が下方から支持される連結器とを備える。連結器は、上下方向および枕木方向にそれぞれ揺動軸を中心に揺動可能に構体に取り付けられる。支持部材の枕木方向の両端よりも枕木方向の外側にそれぞれ弾性支持部が配置される。鉄道車両のレール方向の端面を構成する構体の一部が、弾性支持部および横梁の外形の枕木方向の最も外側の部分よりも内側であって支持部材を枕木方向へ延長した仮想領域に位置する。これにより、請求項１から４の効果に加え、鉄道車両のレール方向の端面に支持部材を近づけて連結器から支持部材に負荷される荷重を抑制しつつ、鉄道車両のレール方向の端面の形状を先細り形状に近づけることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施の形態における鉄道車両の断面図である。

【図2】連結器および胴受装置の下方斜視図である。

【図3】（ａ）は図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における鉄道車両の断面図であり、（ｂ）は従来の胴受装置を用いた鉄道車両の断面図である。

【図4】（ａ）は図３（ａ）のＩＶａ−ＩＶａ線における鉄道車両の断面図であり、（ｂ）は図３（ｂ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における従来の胴受装置を用いた鉄道車両の断面図である。

【図5】第２実施の形態における胴受装置の下方斜視図である。

【図6】（ａ）は鉄道車両の断面図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線における鉄道車両の断面図であり、（ｃ）は第３実施の形態における鉄道車両の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１及び図２を参照して第１実施の形態における鉄道車両１について説明する。図１は、鉄道車両１の枕木方向と垂直な断面のうち連結器１０付近を示した鉄道車両１の断面図である。図２は、連結器１０及び胴受装置２０の下方斜視図である。また、各図面における矢印Ｕ方向が鉄道車両１の上方向であり、同様に、矢印Ｄ方向が鉄道車両１の下方向、矢印Ｌ−Ｌ方向が鉄道車両１のレール方向（車体長さ方向）、矢印Ｗ−Ｗ方向が鉄道車両１の枕木方向（車体幅方向）である。

【0014】

図１に示すように、鉄道車両１の車体は、台枠２と、その台枠２のレール方向一端側に配置される先頭構体３と、台枠２のレール方向他端側に配置される妻構体（図示せず）と、台枠２の枕木方向両側にそれぞれ配置される側構体（図示せず）と、先頭構体３、妻構体および側構体の上部に架け渡される屋根構体（図示せず）とを備える。これらの台枠２、先頭構体３、妻構体、側構体、屋根構体により囲まれた部分が客室や運転室となる。

【0015】

先頭構体３は、アルミニウム合金などの金属製であり、台枠２の上部を覆うと共に台枠２の下方に一部が張り出す。なお、台枠２の下方に先頭構体３の一部を張り出さないように構成しても良い。先頭構体３は、鉄道車両１の外面を構成する外板４と、外板４の内側に固定される複数の骨格部５とを備える。複数の骨格部５は、互いに交差して略格子状に組まれている。なお、妻構体は、先頭構体と同様に、外板４の内側に骨格部５を固定して設けられている。

【0016】

先頭構体３の外板４の一部は、鉄道車両１のレール方向の端面７を構成している。端面７の下部には、外板４をレール方向に貫通した開口部８が設けられている。この開口部８からは、鉄道車両１同士をレール方向に連結する連結器１０が突出する。

【0017】

図１及び図２に示すように、連結器１０は、主に鉄鋼などの金属材料から構成される。連結器１０は、台枠２に対してレール方向に移動可能な移動部１１と、移動部１１から端面７へ向かってレール方向へ延びる胴部１２と、胴部１２の先端に設けられる連結部１３とを備える。

【0018】

移動部１１は、台枠２の下部に設けられる筒状の案内部２ａ内をレール方向に移動する部位である。連結器１０の使用時には、移動部１１を案内部２ａ内の最も端面７側まで移動させ、開口部８を通して端面７から連結器１０を突出させる。この状態を連結器１０の使用状態とし、本明細書では、特に指定がない限り使用状態の連結器１０について説明する。

【0019】

なお、連結器１０を使用しないときには、移動部１１を案内部２ａ内の最も端面７から離れた側まで移動させることで、連結器１０が車体内部に収納される。連結器１０の収納状態では、開口部８がカバー９で塞がれる。なお、連結器１０が使用状態にあるときは、このカバー９が外されている。

【0020】

胴部１２は、下面が滑らかな平面状に形成されている。胴部１２は、移動部１１に対して第１揺動軸１４を中心に枕木方向に揺動可能に取り付けられると共に、移動部１１に対して第２揺動軸１５を中心に上下方向（車両高さ方向）に揺動可能に取り付けられる。即ち、胴部１２は、枕木方向および上下方向に第１揺動軸１４及び第２揺動軸１５を中心に揺動可能に台枠２に取り付けられる。

【0021】

第１揺動軸１４及び第２揺動軸１５は、本実施の形態では端面７側から第２揺動軸１５、第１揺動軸１４の順に配置されている。なお、端面７側から第１揺動軸１４、第２揺動軸１５の順に配置しても良い。

【0022】

連結部１３は、他の鉄道車両１の連結器１０の連結部１３に連結される部位である。レール方向に並ぶ２つの鉄道車両１の連結器１０の連結部１３同士を連結したとき、第１揺動軸１４や第２揺動軸１５によって２つの鉄道車両１がその連結部分で屈曲することで、カーブや傾斜の始まり等をスムーズに走行できる。２つの鉄道車両１の連結を解除したとき、第２揺動軸１５を中心に胴部１２及び連結部１３が下方へ回転しないよう、胴受装置２０で胴部１２が下方から支持されている。

【0023】

胴受装置２０は、連結器１０の上下の振動を吸収しつつ連結器１０の枕木方向の揺動を案内するものである。胴受装置２０は、主に鉄鋼などの金属材料から構成される。胴受装置２０は、胴部１２を下方から支持する支持部材２１と、支持部材２１に対して第２揺動軸１５側に配置される横梁２２と、横梁２２と支持部材２１とをレール方向に連結する胴受連結部２３と、横梁２２を台枠２に吊り下げ支持する弾性支持部２４とを備える。

【0024】

支持部材２１は、枕木方向に軸心が配置される円柱状の部材である。支持部材２１の長さ（枕木方向寸法）は、使用状態の連結器１０の胴部１２を第１揺動軸１４を中心に枕木方向へ最大まで揺動させたときでも、胴部１２を支持部材２１で下方から支持できるように設定されている。胴部１２の枕木方向の揺動によって、支持部材２１の外周面上を胴部１２が摺動する。

【0025】

横梁２２は、枕木方向に延びて設けられる部材である。横梁２２は、２つのフランジ２２ａ，２２ｂの上端をウェブ２２ｃで繋いだ溝形鋼からなる第１板材２２ｅと、フランジ２２ａ，２２ｂの下端に側縁が溶接される第２板材２２ｄとを備える。フランジ２２ａが端面７側の部位であって、フランジ２２ｂが第２揺動軸１５側の部位である。なお、第２板材２２ｄを省略して第１板材２２ｅのみで横梁２２を構成しても良い。

【0026】

第１板材２２ｅ及び第２板材２２ｄの長さ（枕木方向寸法）は、支持部材２１の長さよりも大きく設定される。第２板材２２ｄの長さよりも第１板材２２ｅの長さが大きく設定される。

【0027】

第１板材２２ｅのフランジ２２ａ，２２ｂの枕木方向中央に第２板材２２ｄが溶接されている。これにより、横梁２２の枕木方向の中央部分が筒状に構成されて横梁２２を高剛性化できる。また、第２板材２２ｄが溶接されていない第１板材２２ｅの枕木方向両端部には、ウェブ２２ｃを上下に貫通する貫通孔（図示せず）が設けられる。なお、フランジ２２ａ，２２ｂに第２板材２２ｄを溶接する場合に限らず、フランジ２２ａ，２２ｂに第２板材２２ｄをボルト等で機械接合しても良く、形材として第１板材２２ｅと第２板材２２ｄとを一体成形しても良い。

【0028】

胴受連結部２３は、支持部材２１の両端をそれぞれ支持する一対の部材である。一対の胴受連結部２３は、支持部材２１の軸心を中心として回転可能に支持部材２１を支持する。これにより、案内部２ａ内で移動部１１を移動させて連結器１０をレール方向に移動させるとき、支持部材２１を回転させて胴部１２をスライドさせることができる。

【0029】

一対の胴受連結部２３は、横梁２２に接合されて支持部材２１に連結される板状の第１部２３ａと、第１部２３ａとレール方向に亘って一体化される板状の第２部２３ｂとを備える。なお、本実施の形態では、板材を曲げ加工して第１部２３ａと第２部２３ｂとを一体に構成しているが、別々の板材から構成される第１部２３ａと第２部２３ｂとを溶接などで接合して一体化しても良い。

【0030】

第１部２３ａの板厚方向と第２部２３ｂの板厚方向とは、互いに直交する。第２部２３ｂは、第１部２３ａから相対する胴受連結部２３へ向かって形成されている。第１部２３ａは、第２部２３ｂよりもレール方向寸法が長い。

【0031】

第１部２３ａの端面７側の下縁に第２部２３ｂが連なり、その第１部２３ａの端面７側で支持部材２１が支持される。第１部２３ａの端面７側がフランジ２２ａに垂直に溶接されると共に、第１部２３ａの第２揺動軸１５側がウェブ２２ｃの上面に垂直に溶接される。第２部２３ｂもフランジ２２ａに垂直に溶接される。

【0032】

第１部２３ａ及び第２部２３ｂは、第２板材２２ｄの枕木方向の両端よりも内側でフランジ２２ａ又はウェブ２２ｃに溶接されている。なお、第１部２３ａ及び第２部２３ｂをフランジ２２ａ又はウェブ２２ｃに溶接する場合に限らず、第１部２３ａ及び第２部２３ｂをフランジ２２ａ又はウェブ２２ｃにボルトやリベットなどで接合しても良い。

【0033】

このように、レール方向に亘って一体化される板状の第１部２３ａ及び第２部２３ｂがそれぞれ横梁２２の第１板材２２ｅに接合され、第１部２３ａ及び第２部２３ｂの板厚方向が互いに異なる。これにより、第１部２３ａと第２部２３ｂとで曲げ変形し難い方向が異なると共に、第１部２３ａや第２部２３ｂと第１板材２２ｅとの接合部で曲げ変形し難くできる。その結果、胴受連結部２３を高剛性化できると共に、胴受連結部２３と第１板材２２ｅとの接合強度を確保できる。ここで、第２部２３ｂを設けずに第１部２３ａを厚く形成した胴受連結部を第１板材２２ｅに接合しても、胴受連結部を高剛性化しつつ胴受連結部と第１板材２２ｅとの接合強度を確保できる。

【0034】

しかし本実施の形態では、第１部２３ａの板厚を薄くできるため、胴受連結部２３を軽量化できる。さらに、第１部２３ａを薄くできるので、支持部材２１の枕木方向両側における第１部２３ａのスペースを小さくできる。また、支持部材２１が配置される部分の枕木方向のスペースが決まっている場合、第１部２３ａの厚さによって支持部材２１が短くならないようにできる。

【0035】

第１部２３ａの下縁に第２部２３ｂが連なっているので、第１部２３ａの上縁から下方へ向かって枕木方向視Ｕ字状の溝を形成し、その溝へ上方から支持部材２１を嵌めた後、その溝を板材で塞ぐことで、支持部材２１を第１部２３ａに支持させることができる。これにより、第１部２３ａ及び第２部２３ｂを横梁２２に接合した状態で第１部２３ａに支持部材２１を支持させることができるので、胴受装置２０の組み立てを容易にできる。

【0036】

弾性支持部２４は、台枠２にボルト（図示せず）や溶接などによって固定される四角筒状（箱状）のシリンダ２４ａと、シリンダ２４ａの下部から突出するロッド２４ｂと、シリンダ２４ａ内に設けられてシリンダ２４ａに対してロッド２４ｂを上方へ付勢するばね（図示せず）とを備える。弾性支持部２４は、ロッド２４ｂが受ける荷重とばねの弾性力とによってシリンダ２４ａからのロッド２４ｂの突出量が変化し、上下に弾性的に伸縮する。

【0037】

シリンダ２４ａの下部から突出したロッド２４ｂを横梁２２のウェブ２２ｃの貫通孔に挿入し、ロッド２４ｂの外周面に設けられたねじ山にナット２４ｃを嵌めることで、ロッド２４ｂに横梁２２が固定される。弾性支持部２４は、支持部材２１より枕木方向の外側であって横梁２２の枕木方向の両端にそれぞれ取り付けられる。

【0038】

２つの弾性支持部２４のロッド２４ｂに横梁２２を固定することで、支持部材２１や横梁２２が台枠２に対して上下動可能に弾性的に支持される。これにより、鉄道車両１の走行中など、連結器１０が第２揺動軸１５を中心に上下に振動したとき、支持部材２１を介して弾性支持部２４により連結器１０の振動を吸収できる。

【0039】

なお、第２揺動軸１５を中心に上下に振動する連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重は、第２揺動軸１５まわりの力のモーメントの関係から、支持部材２１が第２揺動軸１５から遠いほど小さくなる。そのため、連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重を抑制するために、鉄道車両１の端面７に支持部材２１を近づけることが好ましい。連結器１０から支持部材２１（胴受装置２０）に負荷される荷重を抑制することで、胴受装置２０の各部の耐荷重を小さくする等して胴受装置２０の設計の自由度を向上させることができると共に、胴受装置２０の耐久性を向上できる。

【0040】

また、高剛性の横梁２２の枕木方向の両端にそれぞれ弾性支持部２４が取り付けられているので、２つの弾性支持部２４の伸縮を同期させることができる。これにより、台枠２に対する横梁２２や支持部材２１の平行を保った状態で、横梁２２や支持部材２１を上下動させることができる。そのため、支持部材２１と胴受連結部２３との間や、横梁２２と胴受連結部２３との間にせん断応力などが生じ難くできるので、胴受装置２０の耐久性を確保できる。

【0041】

次に図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して胴受装置２０が奏する効果などについて説明する。図３（ａ）は図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における鉄道車両１の断面図である。図３（ｂ）は従来の胴受装置３１を用いた鉄道車両３０の断面図である。図４（ａ）は図３（ａ）のＩＶａ−ＩＶａ線における鉄道車両１の断面図である。図４（ｂ）は図３（ｂ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における従来の胴受装置３１を用いた鉄道車両３０の断面図である。図３（ｂ）には、支持部材２１を基準として、図３（ａ）における先頭構体３の断面部分が二点鎖線で図示されている。図４（ｂ）には、支持部材２１を基準として、図４（ａ）における先頭構体３の外板４の断面部分が二点鎖線で図示されている。なお、鉄道車両３０において、本実施の形態における鉄道車両１と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

【0042】

図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、従来の胴受装置３１は、胴部１２を下方から支持する支持部材２１と、支持部材２１の直下に配置される横梁３２と、横梁３２と支持部材２１とを上下方向に連結する胴受連結部３３と、横梁３２を台枠２に吊り下げ支持する弾性支持部２４とを備える。

【0043】

横梁３２は、枕木方向に延びて設けられる部材である。横梁３２は、本実施の形態における横梁２２の第１板材２２ｅと同一である。即ち、横梁３２は、第２板材２２ｄが溶接されていない第１板材２２ｅである。

【0044】

胴受連結部３３は、支持部材２１の両端をそれぞれ支持する一対の部材である。一対の胴受連結部３３は、支持部材２１の軸心を中心として回転可能に支持部材２１を支持する。一対の胴受連結部３３は、横梁３２の枕木方向の中央に支持部材２１が位置するように、横梁３２の上面に溶接される。

【0045】

このように、従来の胴受装置３１を有する鉄道車両３０では、支持部材２１の枕木方向両側に弾性支持部２４が位置し、支持部材２１の直下に横梁３２が位置する。そのため、支持部材２１の枕木方向両側に先頭構体３４の一部を近づけたり、支持部材２１の直下に先頭構体３４の一部を近づけることができない。これにより、連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重を抑制するために、先頭構体３４の一部によって構成される鉄道車両３０のレール方向の端面３５に支持部材２１を近づけるとき、レール方向に直交する平面に近づくように端面３５の形状を設定する必要が生じる。即ち、従来の胴受装置３１では、端面３５の形状の制約が多い。

【0046】

図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、本実施の形態における胴受装置２０は、２つの弾性支持部２４により台枠２に吊り下げ支持される横梁２２が支持部材２１に対して端面７から離れた側（第２揺動軸１５側（図１参照））に配置される。そのため、支持部材２１の枕木方向両側に弾性支持部２４を設けないようにできると共に、支持部材２１の直下に横梁２２を設けないようにできる。

【0047】

例えば、端面７の枕木方向断面（図３（ａ））において、端面７に支持部材２１を近づけつつ、支持部材２１の枕木方向両側に先頭構体３（端面７）を近づけると、レール方向に対する端面７の傾斜を緩やかにできる（端面７の形状を先細り形状に近づけることができる）。一方、図３（ｂ）に示すように、支持部材２１を基準として、本実施の形態における先頭構体３を従来の胴受装置３１に配置しようとすると、弾性支持部２４が先頭構体３に干渉するため先頭構体３を配置できない。

【0048】

また、図４（ａ）に示すように、端面７の上下方向断面において、端面７に支持部材２１を近づけつつ、支持部材２１の直下に先頭構体３（端面７）を近づけると、レール方向に対する端面７の傾斜を緩やかにできる。一方、図４（ｂ）に示すように、支持部材２１を基準として、本実施の形態における先頭構体３を従来の胴受装置３１に配置しようとすると、横梁３２が先頭構体３に干渉するため先頭構体３を配置できない。

【0049】

以上のように、従来の胴受装置３１では、端面３５から支持部材２１を離すか、支持部材２１の位置に合わせて端面３５の形状を設定する必要がある。端面３５から支持部材２１を離して配置しようとすると、端面３５の形状の制約を少なくできるが、連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重が大きくなる。支持部材２１に負荷される荷重が大きいと、その荷重に胴受装置３１が耐えられなくなり、端面３５から支持部材２１を離して配置できないことがある。また、端面３５から支持部材２１を離して配置するために、胴受装置３１の耐荷重を大きくするには、胴受装置３１の設計の自由度が低下する。

【0050】

一方で、本実施の形態では、連結器１０の胴部１２を支持する支持部材２１を横梁２２や弾性支持部２４の端面７側に（支持部材２１に対して横梁２２や弾性支持部２４を第２揺動軸１５側に）配置することで、支持部材２１の枕木方向両側や直下に横梁２２や弾性支持部２４を設けないようにできる。その結果、連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重を抑制するために端面７に支持部材２１を近づけても、横梁２２や弾性支持部２４による端面７の形状の制約を少なくできる。よって、連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重を抑制しつつ、端面７の形状の自由度を向上できる。

【0051】

さらに本実施の形態では、端面７の形状の制約を少なくしつつ、端面７に支持部材２１を近づけることができるので、連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重を小さくできる。その結果、胴受装置２０の耐久性を確保できると共に、胴受装置２０の耐荷重を大きくすることに起因した胴受装置２０の設計の自由度の低下を防止できる。

【0052】

特に、図３（ａ）に示すように、横梁２２及び弾性支持部２４の外形の枕木方向の最も外側の部分よりも内側であって支持部材２１を枕木方向へ延長した仮想領域Ａに、端面７を構成する先頭構体３の一部を位置させることができる。これにより、端面７に支持部材２１を近づけて連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重を抑制しつつ、端面７の形状を先細り形状に近づけることができる。

【0053】

さらに、横梁２２や弾性支持部２４の端面７側に支持部材２１が位置するので、支持部材２１を端面７に近づけても、端面７と横梁２２や弾性支持部２４との距離を確保できる。これにより、仮想領域Ａに先頭構体３の骨格部５が位置するように、開口部８付近に骨格部５を配置できる。その結果、開口部８付近の先頭構体３の剛性を高くできる。また、端面７と横梁２２や弾性支持部２４との距離を確保できるので、骨格部５の位置を比較的自由に設定でき、設計の自由度を向上できる。

【0054】

また、図４（ｂ）に示すように従来の胴受装置３１では、支持部材２１が円柱状であるため、例えば板状の支持部材に比べて上下寸法が大きくなる。さらに、支持部材２１の直下に横梁３２が位置する場合には、支持部材２１の回転が妨げられないように支持部材２１と横梁３２との間に隙間を設定する必要がある。これらにより、支持部材２１の上端から横梁３２の下端までの上下寸法が大きくなるので、支持部材２１の直下に端面３５をより近づけ難くなり、端面３５の形状の制約がより一層多くなる。

【0055】

これに対して本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、支持部材２１を横梁２２や弾性支持部２４の端面７側に配置されているので、円柱状の支持部材２１が胴受連結部２３に回転可能に支持されても、横梁２２や弾性支持部２４による端面７の形状の制約を少なくできる。よって、支持部材２１の形状や構成に起因して端面７の形状の自由度が低下することを抑制できる。

【0056】

なお、連結器１０が突出する開口部８が、連結器１０の収納時にカバー９で塞がれる鉄道車両１は、レール方向に連結された複数の鉄道車両１の先頭車両となるので、そのデザインや空気抵抗の観点から、カバー９を含む端面７の形状が重要となる。言い換えると、先頭車両（先頭構体３）の端面７の形状の自由度を向上させることで、デザイン性に富んだ先頭車両を設計できると共に、先頭車両の空気抵抗を低減させることができる。

【0057】

本実施の形態における胴受装置２０では、弾性支持部２４により横梁２２が台枠２に対して上下動すると、横梁２２からレール方向に離れた支持部材２１に横梁２２まわりの力のモーメントが生じる。即ち、横梁２２と支持部材２１とをレール方向に連結する胴受連結部２３に上下方向の曲げ応力が発生する。

【0058】

しかし、上述したように、板状の第１部２３ａ及び第２部２３ｂがそれぞれ第１板材２２ｅに接合され、第１部２３ａ及び第２部２３ｂの板厚方向が互いに異なるので、胴受連結部２３を高剛性化しつつ胴受連結部２３と第１板材２２ｅとの溶接強度を確保できる。そのため、支持部材２１に横梁２２まわりの力のモーメントが生じても、胴受連結部２３の耐久性を確保できる。よって、連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重の抑制と、端面７の形状の自由度の向上とを両立するために、支持部材２１を横梁２２や弾性支持部２４の端面７側に配置することによって生じる問題点を、胴受連結部２３の形状によって解決できる。

【0059】

特に、胴受連結部２３を高剛性化しつつ胴受連結部２３と第１板材２２ｅとの溶接強度を確保するために、第１部２３ａを厚くする必要がないので、支持部材２１の枕木方向両側における第１部２３ａのスペースを小さくできる。これにより、支持部材２１の枕木方向両側に先頭構体３（端面７）をより近づけることができるので、連結器１０から支持部材２１に負荷される荷重を抑制しつつ、端面７の形状の自由度をより向上できる。

【0060】

さらに、胴受連結部２３が連結される位置の横梁２２は、溝形鋼からなる第１板材２２ｅのフランジ２２ａ，２２ｂの下端に第２板材２２ｄの側縁が溶接されて筒状に形成されているので、横梁２２の断面２次モーメントを大きくできる。よって、支持部材２１に横梁２２まわりの力のモーメントが生じても、横梁２２の耐久性を確保できる。また、横梁２２の枕木方向両端には第２板材２２ｄが設けられていないため、第１板材２２ｅのウェブ２２ｃに弾性支持部２４を取り付け易くできる。

【0061】

次に図５、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、円柱状の支持部材２１が一対の胴受連結部２３に回転可能に支持される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、板状の支持部材４２が胴受連結部４４及び横梁４３と一体に構成される場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５は第２実施の形態における連結器１０及び胴受装置４１の下方斜視図である。図６（ａ）は胴受装置４１を有する鉄道車両４０の断面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線における鉄道車両４０の断面図である。

【0062】

図５及び図６（ｂ）に示すように、胴受装置４１は、主に鉄鋼などの金属材料から構成される。胴受装置４１は、連結器１０の胴部１２を下方から支持する支持部材４２と、支持部材４２に対して第２揺動軸１５側に配置される横梁４３と、横梁４３と支持部材４２とをレール方向に連結する胴受連結部４４と、横梁４３を台枠２に吊り下げ支持する弾性支持部２４とを備える。

【0063】

支持部材４２、横梁４３及び胴受連結部４４は、枕木方向に延びて設けられる厚板状の部材であり、各部が一体に構成されている。支持部材４２及び胴受連結部４４の長さ（枕木方向寸法）は、互いに等しく、横梁４３の長さよりも小さい。支持部材４２及び胴受連結部４４は、横梁４３の枕木方向の中央部分からレール方向に突出して形成されている。

【0064】

横梁４３の枕木方向両端部には、横梁４３を上下に貫通する貫通孔が設けられている。貫通孔に弾性支持部２４のロッド２４ｂを挿入し、ロッド２４ｂにナット２４ｃを嵌めることで、弾性支持部２４に横梁４３が固定される。

【0065】

図５、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１実施の形態と同様に第２実施の形態でも、胴部１２を支持する支持部材４２が横梁４３や弾性支持部２４の端面７側に配置されるので、支持部材４２の枕木方向両側や直下に横梁４３や弾性支持部２４を設けないようにできる。その結果、連結器１０から支持部材４２に負荷される荷重を抑制するために端面７に支持部材４２を近づけても、横梁４３や弾性支持部２４による端面７の形状の制約を少なくできる。よって、連結器１０から支持部材４２に負荷される荷重を抑制しつつ、端面７の形状の自由度を向上できる。

【0066】

特に、横梁４３及び弾性支持部２４の外形の枕木方向の最も外側の部分よりも内側であって支持部材４２を枕木方向へ延長した仮想領域Ａに、鉄道車両４０のレール方向の端面７を構成する先頭構体３の一部が位置する。これにより、端面７に支持部材４２を近づけて連結器１０から支持部材４２に負荷される荷重を抑制しつつ、端面７の形状を先細り形状に近づけることができる。

【0067】

また、支持部材４２が板状なので、支持部材４２の上下寸法を小さくし易い。支持部材４２の上下寸法を小さくすることで、端面７を胴部１２に近づけることができるので、端面７の形状の自由度をさらに向上できる。

【0068】

なお、横梁４３や弾性支持部２４の端面７側に支持部材４２が配置されるので、弾性支持部２４による横梁４３の上下動によって支持部材４２に横梁４３まわりの力のモーメントが生じる。支持部材４２が横梁４３及び胴受連結部４４と一体に厚板から構成されているので、支持部材４２に生じる横梁４３まわりの力のモーメントに起因して支持部材４２や横梁４３、胴受連結部４４を変形し難くできる。よって、胴受装置４１の耐久性を向上できる。

【0069】

また、支持部材４２、横梁４３及び胴受連結部４４が互いに溶接などで接合されたり、支持部材４２が胴受連結部４４に回転可能に支持されている場合には、その接合部分や支持部分が支持部材４２に生じる横梁４３まわりの力のモーメントによって比較的破壊され易い。しかし、第２実施の形態では、支持部材４２、横梁４３及び胴受連結部４４が一体に構成されているので、支持部材４２に生じる横梁４３まわりの力のモーメントによって比較的破壊され易い部分をなくすことができる。よって、胴受装置４１の耐久性を向上できる。

【0070】

次に図６（ｃ）を参照して第３実施の形態について説明する。第２実施の形態では、支持部材４２、横梁４３及び胴受連結部４４のそれぞれの上面が同一面である場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、横梁５３の上面よりも上方に支持部材５２が配置される場合について説明する。なお、第１，２実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６（ｃ）は胴受装置５１を有する鉄道車両５０の断面図である。なお、図６（ｃ）は、第２実施の形態における図６（ｂ）と同一箇所の断面図である。

【0071】

図６（ｃ）に示すように、鉄道車両５０の胴受装置５１は、主に鉄鋼などの金属材料から構成される。胴受装置５１は、連結器１０の胴部１２を下方から支持する支持部材５２と、支持部材５２に対して第２揺動軸１５側（図６（ｃ）紙面右側）に配置される横梁５３と、横梁５３と支持部材５２とをレール方向に連結する胴受連結部５４と、横梁５３を台枠２に吊り下げ支持する弾性支持部２４とを備える。

【0072】

支持部材５２は、上面に胴部１２が載せられる板状の部材である。横梁５３は、第１実施の形態における第１板材２２ｅのような溝形鋼から構成される。横梁５３に対して上方かつ端面７側（図６（ｃ）紙面左側）に支持部材５２が配置される。胴受連結部５４は、横梁５３と支持部材５２とを斜めに連結する板状の部材である。

【0073】

このような胴受装置５１によれば、第１，２実施の形態と同様に、胴部１２を支持する支持部材５２が横梁５３や弾性支持部２４の端面７側に配置されるので、支持部材５２の枕木方向両側や直下に横梁５３や弾性支持部２４を設けないようにできる。その結果、連結器１０から支持部材５２に負荷される荷重を抑制するために端面７に支持部材５２を近づけても、横梁５３や弾性支持部２４による端面７の形状の制約を少なくできる。よって、連結器１０から支持部材５２に負荷される荷重を抑制しつつ、端面７の形状の自由度を向上できる。

【0074】

第３実施の形態では、横梁５３よりも上方に板状の支持部材５２が配置されるので、胴部１２を支持部材５２の上面に載せつつ、胴部１２を横梁５３や胴受連結部５４の上面に載せないようにできる。これにより、胴部１２が摺動しない横梁５３や胴受連結部５４の上面を滑り易くしなくても良いので、横梁５３や胴受連結部５４の素材や設計の自由度を向上できる。

【0075】

以上、上記各実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、台枠２や先頭構体３、連結器１０、胴受装置２０，４１，５１等の各部形状や各部寸法を適宜変更しても良い。また、横梁２２の第１板材２２ｅが溝形鋼である場合に限らず、鋼以外の金属から同形状の第１板材２２ｅを構成しても良い。

【0076】

上記第１実施の形態では、車体内部に収納可能な連結器１０を下方から支持する胴受装置２０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。先頭構体３のレール方向の端面７から常時突出している連結器１０を胴受装置２０で支持しても良い。また、先頭構体３ではない妻構体のレール方向の端面から突出する連結器１０を胴受装置２０で支持しても良い。

【0077】

上記第１実施の形態では、胴受連結部２３の第１部２３ａが横梁２２のウェブ２２ｃに垂直に接合される場合について説明したが、第１部２３ａとウェブ２２ｃとの角度は適宜変更可能である。また、第１部２３ａと第２部２３ｂとが垂直である場合に限らず、第１部２３ａと第２部２３ｂの板厚方向が異なれば良い。また、横張２２への第１部２３ａ及び第２部２３ｂの取り付け方にもよるが、第１部２３ａが第２部２３ｂよりもレール方向寸法が長い場合に限らず、第１部２３ａと第２部２３ｂとのレール方向寸法を同じにしたり、第１部２３ａのレール方向寸法よりも第２部２３ｂのレール方向寸法を長くしても良い。

【0078】

上記各実施の形態では、弾性支持部２４を介して横梁２２，４３，５３が台枠２に吊り下げ支持される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。台枠２の下方に吊り下げ固定されるブラケットの一部を胴部１２の下方に位置させ、そのブラケットと連結器１０との間に横梁２２，４３，５３が位置するよう、ブラケットと横梁２２，４３，５３とを弾性支持部２４で連結しても良い。この場合にも、弾性支持部２４によって横梁２２，４３，５３が台枠２に対して上下動可能に弾性的に支持される。なお、横梁２２，４３，５３の直下に弾性支持部２４やブラケットがある場合には、横梁２２，４３，５３の直下に必要なスペースが大きいので、弾性支持部２４やブラケットに干渉しないよう、レール方向に対する端面７の傾斜を比較的急にする必要がある。一方、弾性支持部２４を介して横梁２２，４３，５３が台枠２に吊り下げ支持される場合には、横梁２２，４３，５３の直下に必要なスペースを小さくできる。その結果、レール方向に対する端面７の傾斜を緩やかにでき、端面７の形状の自由度を向上できる。

【0079】

上記各実施の形態では、シリンダ２４ａ内のばねによってロッド２４ｂがシリンダ２４ａに対して上方へ付勢される弾性支持部２４について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。弾性支持部２４は、台枠２に対して横梁２２，４３を上下動可能に弾性的に支持するものであれば良い。例えば、油圧シリンダや空圧シリンダ等を弾性支持部２４としても良い。

【0080】

上記第２実施の形態では、枕木方向に延びて設けられる横梁４３の両端が２つの弾性支持部２４に支持される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。枕木方向に互いに離隔した２つの横梁を２つの弾性支持部２４に支持させ、２つの横梁と胴受連結部４４及び支持部材４２とを一体に構成しても良い。

【0081】

上記第１実施の形態では、１本の横梁２２に一対の胴受連結部２３を介して支持部材２１を支持させる場合について説明したが必ずしもこれに限られるものではない。枕木方向に互いに離隔した２つの横梁を１本の高剛性の胴受連結部で繋ぎ、その胴受連結部に支持部材２１を支持させても良い。

【符号の説明】

【0082】

１，４０，５０ 鉄道車両
２ 台枠（構体の一部）
３ 先頭構体（構体の一部）
７ 端面
１０ 連結器
１２ 胴部
１４ 第１揺動軸（揺動軸）
１５ 第２揺動軸（揺動軸）
２０，４１，５１ 胴受装置
２１，４２，５２ 支持部材
２２，４３，５３ 横梁
２３，４４，５４ 胴受連結部
２３ａ 第１部
２３ｂ 第２部
２４ 弾性支持部
Ａ 仮想領域

【要約】

【課題】連結器から負荷される荷重を抑制しつつ、鉄道車両のレール方向の端面の形状の自由度を向上できる胴受装置を提供すること。
【解決手段】上下方向および枕木方向にそれぞれ揺動軸を中心に揺動可能に鉄道車両の構体に取り付けられる連結器の胴部を支持すると共に構体に取り付けられる胴受装置は、枕木方向に延びて設けられると共に胴部を下方から支持する支持部材と、支持部材に対して揺動軸側に配置される横梁と、横梁と支持部材とを連結する胴受連結部と、横梁を構体に対して上下動可能に弾性的に支持する弾性支持部とを備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】