特許 7094130 鉄道車両用ストッパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-23

(45)【発行日】2022-07-01

(54)【発明の名称】鉄道車両用ストッパ

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/02 20060101AFI20220624BHJP

   B61F 5/24 20060101ALI20220624BHJP

   F16F 7/00 20060101ALI20220624BHJP

【ＦＩ】

B61F5/02 Z

B61F5/24 F

F16F7/00 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018062628

(22)【出願日】2018-03-28

(65)【公開番号】P2019172075

(43)【公開日】2019-10-10

【審査請求日】2020-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000219602

【氏名又は名称】住友理工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078721

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 喜樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121142

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 恭一

(73)【特許権者】

【識別番号】521475989

【氏名又は名称】川崎車両株式会社

(72)【発明者】

【氏名】波多野 基博

(72)【発明者】

【氏名】玉木 健斗

(72)【発明者】

【氏名】池田 諭司

(72)【発明者】

【氏名】磯村 一雄

(72)【発明者】

【氏名】東城 隆則

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０５１４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２５５２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｆ ５／０２

Ｂ６１Ｆ ５／２４

Ｆ１６Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車両の車体と台車枠との間に介在される鉄道車両用ストッパであって、
環状の支持部と、前記支持部の外周側に位置して前記車体又は前記台車枠に固定される固定部とを有する第１剛性部材と、
前記台車枠又は前記車体に対して間隔をおいて対向配置される第２剛性部材と、
前記第１剛性部材の前記支持部と前記第２剛性部材とを弾性連結するゴム弾性体と、
前記第１剛性部材の前記支持部の内側に装着され、前記第２剛性部材との間に空気室を形成する第３剛性部材と、
前記第２剛性部材と前記第３剛性部材との互いの対向面の少なくとも一方に連結される当接部材と、
前記第３剛性部材に設けられ、前記空気室を外部に連通させる連通路と、を含み、
前記連通路は、前記第３剛性部材を厚み方向に貫通する貫通孔と、前記第３剛性部材における前記車体又は前記台車枠との当接面に形成されて前記貫通孔に連続する連通溝とを含んでなることを特徴とする鉄道車両用ストッパ。

【請求項2】

鉄道車両の車体と台車枠との間に介在される鉄道車両用ストッパであって、
環状の支持部と、前記支持部の外周側に位置して前記車体又は前記台車枠に固定される固定部とを有する第１剛性部材と、
前記台車枠又は前記車体に対して間隔をおいて対向配置される第２剛性部材と、
前記第１剛性部材の前記支持部と前記第２剛性部材とを弾性連結するゴム弾性体と、
前記第１剛性部材の前記支持部の内側に装着され、前記第２剛性部材との間に空気室を形成する第３剛性部材と、
前記第２剛性部材と前記第３剛性部材との互いの対向面の少なくとも一方に連結される当接部材と、
前記第１剛性部材に設けられ、前記空気室を外部に連通させる連通路と、を含み、
前記支持部の内周面には、前記空気室と連通する第１の内径孔と、前記第１の内径孔よりも前記車体又は前記台車枠側に配置され、前記第１の内径孔よりも大径となって前記第３剛性部材が嵌合する第２の内径孔とが形成されて、
前記連通路は、前記第１の内径孔と、前記支持部を径方向に貫通して前記第１の内径孔と連通する貫通孔とを含んでなることを特徴とする鉄道車両用ストッパ。

【請求項3】

前記連通溝は、前記当接面の外周縁に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ストッパ。

【請求項4】

前記連通溝は、前記当接面の外周縁全体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ストッパ。

【請求項5】

前記第３剛性部材には、前記第２剛性部材との対向面を含む第４剛性部材が装着されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の鉄道車両用ストッパ。

【請求項6】

前記当接部材が前記第２剛性部材に設けられ、前記第３剛性部材には、前記当接部材の側面に対して所定の間隔をおいて少なくとも一対のストッパが配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の鉄道車両用ストッパ。

【請求項7】

前記第２剛性部材における前記台車枠又は前記車体側には、摺動部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の鉄道車両用ストッパ。

【請求項8】

前記第３剛性部材は、前記支持部の内側に圧入されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の鉄道車両用ストッパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両の車体と台車との間に配置され、台車に対する車体の揺れを抑制するための鉄道車両用ストッパに関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の車体と台車とは、車体側の牽引装置によって連結されており、牽引装置と台車との間には、台車に対する車体の過度の横揺れを防止するための鉄道車両用ストッパが固定されている。この鉄道車両用ストッパとして，例えば特許文献１には、台車枠と牽引枠との何れか一方側に、金属板からなるベースプレートを固定し、ベースプレートの表面に、所定量以上圧縮される場合のバネ定数が、所定量未満で圧縮される場合のバネ定数よりも高くなるように、例えばゴム部と金具とから構成されるストッパゴムを設けた横揺れ規制具の発明が開示されている。また、特許文献２には、牽引装置に固定されるブラケットと、ブラケットに固定され、非自己潤滑ゴム弾性体製の基部と自己潤滑ゴム弾性体製の摺動部とからなるストッパ本体とを備えたストッパ部材の発明が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－５１４２０号公報

【文献】特開２０１４－４９８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の鉄道車両用ストッパにおいては、それぞれゴム部と金具、基部と摺動部とのバネ定数を調整することで、２段のバネ特性を得ることができる。
しかし、２段のバネ特性を変更する際には、各構成要素の形状を変えることになるため、金型の改造が必要となってコストアップに繋がってしまう。また、金型を改造すると改造前の製品を作成することができなくなるため、設計の自由度の制約にも繋がる。

【0005】

そこで、本発明は、２段バネ特性の調整を低コストで行うことができ、設計自由度も向上させることができる鉄道車両用ストッパを提供することを目的としたものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、鉄道車両の車体と台車枠との間に介在される鉄道車両用ストッパであって、
環状の支持部と、支持部の外周側に位置して車体又は台車枠に固定される固定部とを有する第１剛性部材と、台車枠又は車体に対して間隔をおいて対向配置される第２剛性部材と、第１剛性部材の支持部と第２剛性部材とを弾性連結するゴム弾性体と、第１剛性部材の支持部の内側に装着され、第２剛性部材との間に空気室を形成する第３剛性部材と、第２剛性部材と第３剛性部材との互いの対向面の少なくとも一方に連結される当接部材と、第３剛性部材に設けられ、空気室を外部に連通させる連通路と、を含み、
連通路は、第３剛性部材を厚み方向に貫通する貫通孔と、第３剛性部材における車体又は台車枠との当接面に形成されて貫通孔に連続する連通溝とを含んでなることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、鉄道車両の車体と台車枠との間に介在される鉄道車両用ストッパであって、
環状の支持部と、支持部の外周側に位置して車体又は台車枠に固定される固定部とを有する第１剛性部材と、台車枠又は車体に対して間隔をおいて対向配置される第２剛性部材と、第１剛性部材の支持部と第２剛性部材とを弾性連結するゴム弾性体と、第１剛性部材の支持部の内側に装着され、第２剛性部材との間に空気室を形成する第３剛性部材と、第２剛性部材と第３剛性部材との互いの対向面の少なくとも一方に連結される当接部材と、第１剛性部材に設けられ、空気室を外部に連通させる連通路と、を含み、
支持部の内周面には、空気室と連通する第１の内径孔と、第１の内径孔よりも車体又は台車枠側に配置され、第１の内径孔よりも大径となって第３剛性部材が嵌合する第２の内径孔とが形成されて、
連通路は、第１の内径孔と、支持部を径方向に貫通して第１の内径孔と連通する貫通孔とを含んでなることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１の構成において、連通溝は、当接面の外周縁に形成されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１の構成において、連通溝は、当接面の外周縁全体に形成されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかの構成において、第３剛性部材には、第２剛性部材との対向面を含む第４剛性部材が装着されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、当接部材が第２剛性部材に設けられ、第３剛性部材には、当接部材の側面に対して所定の間隔をおいて少なくとも一対のストッパが配置されていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかの構成において、第２剛性部材における台車枠又は車体側には、摺動部材が設けられていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れかの構成において、第３剛性部材は、支持部の内側に圧入されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

請求項１及び２に記載の発明によれば、金型を改造する必要がなく、第３剛性部材のみの交換又は改造で２段バネ特性の調整が可能となる。よって、２段バネ特性の調整を低コストで行うことができる。また、第３剛性部材の交換で調整前の２段バネ特性にも容易に戻すことができるため、設計自由度も向上させることができる。
特に、請求項１に記載の発明によれば、上記効果に加えて、第３剛性部材を利用して連通路を簡単に形成することができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、第３剛性部材の外周縁を利用して連通溝を簡単に形成することができる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、第３剛性部材の外周縁を利用して連通溝を簡単に形成することができると共に、外周縁全体に連通溝があることで貫通孔と容易に連続させることができる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかの効果に加えて、第４剛性部材の採用により、第３剛性部材によるバネ特性の調整をより細かく行うことができる。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れかの効果に加えて、ストッパの採用により、滑り方向でのバネ特性の調整も可能となる。
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の何れかの効果に加えて、摺動部材の採用により、車体又は台車枠とスムーズに当接できる。
請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７の何れかの効果に加えて、圧入によって第３剛性部材を簡単に装着することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】鉄道車両用ストッパの説明図で、（Ａ）は平面、（Ｂ）はＡ－Ａ線断面をそれぞれ示す。

【図2】下金具の説明図で、（Ａ）は平面、（Ｂ）は正面、（Ｃ）はＢ－Ｂ線断面をそれぞれ示す。

【図3】圧入金具の説明図で、（Ａ）は平面、（Ｂ）は正面、（Ｃ）はＣ－Ｃ線断面をそれぞれ示す。

【図4】鉄道車両の牽引装置部分の説明図である。

【図5】圧入金具の変更例の説明図で、（Ａ）は平面、（Ｂ）は正面、（Ｃ）はＤ－Ｄ線断面をそれぞれ示す。

【図6】圧入金具の変更例の説明図で、（Ａ）は平面、（Ｂ）は正面、（Ｃ）はＥ－Ｅ線断面をそれぞれ示す。

【図7】圧入金具の変更例の説明図で、（Ａ）は平面、（Ｂ）は正面、（Ｃ）はＦ－Ｆ線断面をそれぞれ示す。

【図8】連通路の変更例を示す鉄道車両用ストッパの中央縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、鉄道車両用ストッパの一例を示す説明図で、（Ａ）が平面、（Ｂ）がＡ－Ａ線断面となっている。この鉄道車両用ストッパ１は、第１剛性部材としての下金具２と、下金具２より上方へ離れた位置に配置される第２剛性部材としての上金具３と、下金具２と上金具３との間で両金具２，３を弾性連結するゴム弾性体４と、下金具２に圧入装着される第３剛性部材としての圧入金具５とを含んでなる。

【0010】

まず下金具２は、図２にも示すように、中央に環状の支持部６と、その支持部６の左右両側に連設される板状の固定部７，７とを備えたプレート状で、支持部６の上面には、上方へ横断面山形状に突出する突条８が、全周に亘って形成されている。この突条８の上面は、山形状の頂点が外周寄りに位置して、頂点の内側に形成される内テーパ面９が、頂点の外側に形成される外テーパ面１０よりも径方向に幅広な緩斜面となっている。
また、支持部６の内周面には、突条８の内径から底面側へ行くに従って段階的に大径となる中径孔１１と大径孔１２とが形成されて、大径孔１２が底面側へ開放している。支持部６の底面には、大径孔１２を支持部６の外周側外部と連通させる半径方向の溝１３が形成されている。
さらに、各固定部７には、ボルトで固定するための取付孔１５を底部に貫通形成した凹部１４がそれぞれ形成されている。

【0011】

次に、上金具３は、下金具２の支持部６よりも一回り小さい円盤状で、下面には、下方へ行くに従って先細りとなり、支持部６の突条８の内テーパ面９に対向する下テーパ面１６と、下テーパ面１６の中央に位置して下金具２の底面と平行な円形底面１７とが形成されている。また、上金具３の上面には、外周を除いて下方へ凹む円形凹部１８が形成されて、この円形凹部１８内に、円盤状で樹脂製の摺動部材としての摺動板１９が嵌合されて、上面のザグリ孔から螺合させた一対のネジ２０，２０によって上金具３に連結されている。この摺動板１９の上面は連結状態で上金具３の上面よりも上方へ突出している。

【0012】

次に、ゴム弾性体４は、下金具２の突条８と上金具３の下テーパ面１６との間でテーパ状に形成される連結筒２１と、連結筒２１の内側に一体形成されて上金具３の円形底面１７から下向きに突設される当接部材としての平面視円形の当接部２２とを備えて、下金具２と上金具３との間に加硫接着されている。この状態で下金具２と上金具３とは、ゴム弾性体４の連結筒２１を介して互いに弾性的に連結される。また、当接部２２の下面は、上下方向で下金具２の突条８の頂点と略同じ高さに位置している。

【0013】

そして、圧入金具５は、図３にも示すように、下金具２の支持部６の大径孔１２と略同径となる円盤状の下段部２３と、下段部２３の上側に同軸で一体形成され、中径孔１１及び突条８よりも小径となる円盤状の上段部２４とを備えている。下段部２３は、大径孔１２の軸方向長さと同じ厚みを有し、底面外周縁には、下方へ行くに従って小径となるテーパ状の連通溝２５が、全周に亘って形成されている。また、下段部２３には、連通溝２５と上下方向に重なる位置で軸方向に貫通孔２６が形成されている。
さらに、上段部２４の上部は、上方へ行くに従って小径となるテーパ状に形成されて、上面には、上金具３の円形底面１７と略同径の円形頂面２７が形成されている。

【0014】

この圧入金具５を、支持部６の底面側から、下段部２３が大径孔１２に嵌合するように圧入すると、支持部６が閉塞されて、下金具２と上金具３との間に、ゴム弾性体４の連結筒２１と当接部２２と圧入金具５とで囲まれる空気室３０が形成される。この状態で圧入金具５の円形頂面２７は、当接部２２の下面から上下方向に所定の間隔Ｓをおいて下方に位置している。
また、圧入金具５を圧入した状態では、下段部２３の連通溝２５は、下金具２の溝１３と連通し、貫通孔２６は、支持部６の中径孔１１の内側に開口して空気室３０と連通する。よってここには、空気室３０の空気を、中径孔１１の内側から貫通孔２６を通り、連通溝２５から溝１３を介して支持部６の外側へ排出可能な連通路３１が形成されることになる。

【0015】

以上の如く構成された鉄道車両用ストッパ１は、例えば図４に示すような鉄道車両４０に設けられる。鉄道車両４０では、車体４１の下部に中心ピン４２が下向きに設けられており、この中心ピン４２の下端と、車体４１の下方に設けられて中心ピン４２が貫通する台車４３とを牽引リンク４６によって連結することで牽引装置４５が構成されている。鉄道車両用ストッパ１，１は、台車４３の台車枠４４の左右の内面で中心ピン４２に対向させて、それぞれ下金具２，２の固定部７，７を台車枠４４に図示しないボルトで固定することで、上金具３の摺動板１９を中心ピン４２の側面に所定間隔をおいて対向配置している。但し、鉄道車両用ストッパ１の取付側は台車枠４４に限らず、車体４１側である中心ピン４２に下金具２を取り付けて、摺動板１９を台車枠４４に対向配置することもできる。

【0016】

よって、カーブの走行等によって車体４１と台車４３とが相対的に横移動し、中心ピン４２に上金具３の摺動板１９が当接する状態となると、ゴム弾性体４の連結筒２１が軸方向に圧縮され、連結筒２１のバネ定数に基づいて荷重に対する弾性変形がなされる。さらに車体４１と台車４３との相対的な横移動が進み、ゴム弾性体４の当接部２２が圧入金具５の円形頂面２７に当接すると、当接部２２が軸方向に圧縮され、今度は当接部２２のバネ定数に基づいて荷重に対する弾性変形がなされる。この２段バネ特性によって横揺れの抑制が行われることになる。
この連結筒２１及び当接部２２の弾性変形によって空気室３０が圧縮されても、内部の空気は連通路３１を通って下金具２の外部に排出されるため、連結筒２１及び当接部２２の弾性変形に影響を与えることはない。

【0017】

そして、２段バネ特性を調整する際には、圧入金具５の円形頂面２７の高さ（当接部２２との間隔Ｓ）や形状、材質等を変えることで、任意のバネ特性を得ることができる。この場合、下金具２及び上金具３、ゴム弾性体４はそのままで、圧入金具５のみを交換或いは改造（切削等）すれば足りるため、金型の改造は必要なくなる。圧入金具５を新しく交換しても先の圧入金具５を残しておけば、変更前のバネ特性にも簡単に復帰させることができる。
図５は、圧入金具の変更例を示すもので、この圧入金具５Ａにおいては、上段部２４ａを、下段部２３の上面中央から上方へ半球状に膨出させて、上段部２４ａの上面に当接部２２が当接して弾性変形することでバネ特性の調整を行っている。
また、図６に示す変更例の圧入金具５Ｂでは、上段部２４の形状は先の形態と同じであるが、当接部２２との対向面を含む上側部分を金具とは別体にして樹脂で成形し、第４剛性部材としてのプレート３５として金具に固着することでバネ特性の調整を行っている。

【0018】

このように、上記形態の鉄道車両用ストッパ１によれば、環状の支持部６と、支持部６の外周側に位置して台車枠４４に固定される固定部７とを有する下金具２と、車体４１に対して間隔をおいて対向配置される上金具３と、下金具２の支持部６と上金具３とを弾性連結するゴム弾性体４と、下金具２の支持部６の内側に装着され、上金具３との間に空気室３０を形成する圧入金具５と、上金具３に連結される当接部２２と、圧入金具５に設けられ、空気室３０を外部に連通させる連通路３１と、を含んでなる構成としたことで、金型を改造する必要がなく、圧入金具５，５Ａ，５Ｂのみの交換又は改造で２段バネ特性の調整が可能となる。よって、２段バネ特性の調整を低コストで行うことができる。また、圧入金具５，５Ａ，５Ｂの交換で調整前の２段バネ特性にも容易に戻すことができるため、設計自由度も向上させることができる。

【0019】

特にここでは、連通路３１を、圧入金具５に形成されて圧入金具５を厚み方向に貫通する貫通孔２６と、圧入金具５における台車枠４４との当接面となる底面に形成されて貫通孔２６に連続する連通溝２５とを含んでなる構成としたことで、圧入金具５を利用して連通路３１を簡単に形成することができる。
また、連通溝２５を、圧入金具５の底面の外周縁に形成しているので、圧入金具５の外周縁を利用して連通溝２５を簡単に形成することができる。特に、外周縁全体に連通溝２５を設けているので、貫通孔２６と容易に連続させることができる。
さらに、上金具３における車体４１又は台車枠４４側に摺動板１９を設けたことで、車体４１又は台車枠４４とスムーズに当接できる。

【0020】

そして、支持部６の内側に圧入する圧入金具５の採用により、圧入金具５を簡単に装着することができる。
特に、圧入金具５Ｂには、上金具３との対向面を含む樹脂製のプレート３５を装着しているので、圧入金具５Ｂによるバネ特性の調整をより細かく行うことができる。

【0021】

一方、圧入金具としては、例えば図７に示す圧入金具５Ｃのように、上段部２４を、円形頂面２７が上金具３側の当接部２２の下面より高くなるように形成すると共に、円形頂面２７に、当接部２２の下端が遊挿する平面視円形の凹部３６を形成することで、当接部２２の周囲に、当接部２２の側面（周面）を非接触で覆うリング状のストッパ３７を形成することもできる。
このように圧入金具５Ｃに、当接部２２の側面に対して所定の間隔をおいて配置されるストッパ３７を設ければ、滑り方向（上下方向等）で相対移動した当接部２２がストッパ３７と干渉することで弾性変形するため、滑り方向でのバネ特性の調整も可能となる。
但し、このストッパは、当接部の全周に亘って設ける必要はなく、滑り方向で当接部を挟んで前後に位置する一対のストッパを部分的に立設させても差し支えない。

【0022】

また、上記形態では、当接部材となる当接部を上金具に設けているが、下金具に設けてもよいし、上金具と下金具との双方にそれぞれ設けてもよい。勿論別体の当接部材を用いて一方又は双方の金具に装着することもできる。
さらに、連通路の形態も、上記形態では圧入金具の底面の外周縁全体に形成しているが、部分的に設けてもよいし、圧入金具の貫通孔と連通路のみで空気室を外部と連通可能であれば、下金具側の溝は省略してもよい。
そして、連通路は圧入金具に設ける場合に限らず、例えば図８に示すように、下金具２の支持部６に、中径孔１１と連通する径方向の貫通孔３８を貫通形成することも可能である。また、圧入金具の外周と支持部の内周とにそれぞれ凹溝を設ける等して両者に跨がる連通路を形成することも可能である。

【0023】

その他、第３剛性部材としては圧入金具に限らず、外周に雄ネジ部を有して支持部の内側に形成した雌ネジ部に螺合される金具や、ネジやボルトによって下金具に固定される金具であってもよい。下金具の形状や上金具の平面視形状等も上記形態に限らず、例えば上金具を円形以外の正方形や長方形とする等、適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0024】

１・・鉄道車両用ストッパ、２・・下金具、３・・上金具、４・・ゴム弾性体、５，５Ａ，５Ｂ・・圧入金具、６・・支持部、７・・固定部、８・・突条、９・・内テーパ面、１１・・中径孔、１２・・大径孔、１９・・摺動板、２１・・連結筒、２２・・当接部、２３・・下段部、２４・・上段部、２５・・連通溝、２６・・貫通孔、３０・・空気室、３１・・連通路、３５・・プレート、３７・・ストッパ、４０・・鉄道車両、４１・・車体、４２・・中心ピン、４３・・台車、４４・・台車枠、４５・・牽引装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】