鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的制作方法
【專利摘要】鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架包括沿軌道方向配置的左右一對(duì)側(cè)梁、用于連接所述側(cè)梁的橫梁以及接合于該橫梁的功能部件安裝用的支座，橫梁的橫截面為矩形，該橫梁具有頂板部、底板部和一對(duì)側(cè)板部，在頂板部形成有延伸至一側(cè)板部的缺口孔，向該缺口孔內(nèi)插入支座，通過(guò)對(duì)焊將支座與頂板部接合。由此，能夠提高用于安裝主電動(dòng)機(jī)、齒輪裝置、制動(dòng)裝置等功能部件的支座的焊接施工性并且能夠提高功能部件的安裝位置的設(shè)計(jì)自由度。
【專利說(shuō)明】鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，特別涉及這樣的鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架:著眼于用于將主電動(dòng)機(jī)、齒輪裝置、制動(dòng)裝置等功能部件安裝于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的支座，謀求提高將該支座焊接接合于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架時(shí)的焊接施工性并且提高功能部件的安裝位置的設(shè)計(jì)自由度。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，鐵路車輛由車體和支承該車體的轉(zhuǎn)向架構(gòu)成，在轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架安裝有作為功能部件的主電動(dòng)機(jī)、齒輪裝置、制動(dòng)裝置等。主電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力借助齒輪裝置傳遞給輪軸，從而使鐵路車輛在軌道上行進(jìn)，隨著制動(dòng)裝置工作、例如通過(guò)抑制輪軸旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)鐵路車輛進(jìn)行制動(dòng)。
[0003]圖1是表示以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的俯視圖。圖2是示意性地表示以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖。在圖2中示出了沿著軌道方向的截面，為了能夠理解該構(gòu)造，還明確示出了車體5和自車體側(cè)起的中心銷6。
[0004]如圖1所示，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架包括沿軌道方向配置的左右一對(duì)側(cè)梁I以及用于連接所述側(cè)梁I的橫梁2。如圖2所示，橫梁2是通過(guò)并列配置兩根橫截面為圓形的圓管而構(gòu)成的，它們的兩端分別通過(guò)焊接與側(cè)梁I焊接接合在一起。在圓管的橫梁2之間以張?jiān)O(shè)在該圓管的橫梁2之間的方式焊接接合有上下一對(duì)加強(qiáng)板2a、2b，以用來(lái)確保整體的剛性。
[0005]在橫梁2的外周面分別通過(guò)焊接接合有主電動(dòng)機(jī)安裝用支座3a、齒輪裝置安裝用支座3b和制動(dòng)裝置安裝用支座3c這樣的功能部件安裝用支座3。在圖2中示出了這樣的狀態(tài):在兩根圓管的橫梁2中的一根橫梁2的靠外側(cè)的一半外周面焊接接合有支座3，在該支座3安裝有作為功能部件4的主電動(dòng)機(jī)。支座3是通過(guò)以焊接的方式組合多塊鋼板材而成的。
[0006]在此，主電動(dòng)機(jī)、齒輪裝置、制動(dòng)裝置等功能部件給轉(zhuǎn)向架構(gòu)架(橫梁)帶來(lái)較高的負(fù)載，因此功能部件安裝用支座必須堅(jiān)固且具有較高的疲勞強(qiáng)度。然而，在通過(guò)焊接組合多塊鋼板材而成的支座的情況下，支座與橫梁之間的焊接部以及構(gòu)成支座的鋼板材之間的焊接部相比鋼板材自身的母材部而言疲勞強(qiáng)度(例如，根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS — E — 4207)較低。因此，要求想辦法抑制支座的疲勞強(qiáng)度出乎意料地降低。
[0007]作為應(yīng)對(duì)該要求的現(xiàn)有技術(shù)，在專利文獻(xiàn)I中公開了這樣的技術(shù):改變構(gòu)成支座的鋼板材的形狀，使應(yīng)力降低。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了這樣的技術(shù):改變構(gòu)成支座的鋼板材的形狀，并且優(yōu)化組裝支座時(shí)的焊接順序，使焊接接頭質(zhì)量提高。
[0008]然而，包括專利文獻(xiàn)1、2所公開的技術(shù)在內(nèi)，在圖1和圖2所示的以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的情況下，支座3是通過(guò)以焊接的方式組合多塊鋼板材而構(gòu)成的，并且在由圓管構(gòu)成的橫梁2的外周面焊接支座3，因此存在許多較短的焊縫和曲線狀的焊縫。結(jié)果，焊接施工的效率較低，基于焊接機(jī)器人的自動(dòng)焊接也變得難以實(shí)現(xiàn)。
[0009]另外，實(shí)際上，根據(jù)鐵路車輛的規(guī)格的不同，功能部件的種類也不同，重量、性能(作用力、載荷等)也不同。因此，功能部件安裝于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架(橫梁)的安裝位置并非同樣，需要針對(duì)各種鐵路車輛的規(guī)格單獨(dú)地設(shè)計(jì)。在這一點(diǎn)上，在以往的設(shè)計(jì)中，為了同與鐵路車輛的規(guī)格相對(duì)應(yīng)的功能部件的安裝位置相匹配，而通過(guò)改變支座的尺寸形狀、即構(gòu)成支座的鋼板材的尺寸形狀來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì)。不言而喻，在進(jìn)行設(shè)計(jì)變更時(shí)，為了不使支座的疲勞強(qiáng)度降低，需要將支座做成牢固的形狀。
[0010]然而，在以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中，可能出現(xiàn)難以安裝功能部件的情況。以下說(shuō)明該情況。
[0011]圖3是示意性地表示在以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中難以安裝功能部件的情況的一例的橫梁的橫剖視圖。在該圖中，與所述圖2同樣地示出了沿著軌道方向的截面。
[0012]如圖3所示，根據(jù)鐵路車輛的規(guī)格，在功能部件4的安裝位置位于比兩根圓管的橫梁2中的一根橫梁2的最頂部靠下方且是靠近該一根橫梁2的位置的情況下，沒(méi)有用于設(shè)置支座的空間，成為功能部件4與橫梁2相干涉的情況。在該情況下，無(wú)論怎樣改變支座的尺寸形狀，也不可能完成功能部件4的安裝，因此不得不包括橫梁2在內(nèi)地重新研宄轉(zhuǎn)向架構(gòu)架整體的尺寸結(jié)構(gòu)。因此，在以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中，功能部件的安裝位置的設(shè)計(jì)自由度明顯較低。
_3] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)_4] 專利文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)1:日本特許第4292980號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)2:日本特許第3873659號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0018]本發(fā)明是鑒于所述問(wèn)題而做成的，其目的在于提供一種能夠提高功能部件安裝用支座的焊接施工性并且能夠提高功能部件的安裝位置的設(shè)計(jì)自由度的鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。
_9] 用于解決問(wèn)題的方案
[0020]為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明人對(duì)如下技術(shù)反復(fù)進(jìn)行了認(rèn)真研宄，該技術(shù)為:在將功能部件安裝用支座焊接接合于橫梁時(shí)，滿足焊縫比較長(zhǎng)且呈直線狀的條件，而且，能夠在不改變包括橫梁在內(nèi)的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架整體的尺寸結(jié)構(gòu)的前提下將功能部件安裝在與鐵路車輛的規(guī)格相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)位置。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)如下這樣是有效的，即:采用橫截面為矩形且具有頂板部、底板部和一對(duì)側(cè)板部的橫梁，并且在頂板部形成延伸至一側(cè)板部的缺口孔，向該缺口孔插入支座，通過(guò)對(duì)焊將支座與頂板部接合。
[0021]本發(fā)明是基于這樣的見(jiàn)解而完成的，其主旨在于下述的鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。即，一種鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，該鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架包括沿軌道方向配置的左右一對(duì)側(cè)梁、用于連接所述側(cè)梁的橫梁以及接合于該橫梁的功能部件安裝用的支座，該鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的特征在于，橫梁的橫截面為矩形，該橫梁具有頂板部、底板部和一對(duì)側(cè)板部，在頂板部形成有延伸至一側(cè)板部的缺口孔，向該缺口孔內(nèi)插入支座，通過(guò)對(duì)焊將支座與頂板部接合。
[0022]在所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中，優(yōu)選的是，所述支座是通過(guò)鍛造或切削而成形的一體成形構(gòu)件。
[0023]另外，在所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中，優(yōu)選的是，所述橫梁由4塊板組合體、方管或沖壓成形件構(gòu)成。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]采用本發(fā)明的鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，在將支座焊接接合于橫梁時(shí)，橫梁與功能部件安裝用的支座之間的焊縫比較長(zhǎng)且呈直線狀，因此能夠提高焊接施工性。并且，僅通過(guò)根據(jù)鐵路車輛的規(guī)格改變支座和缺口孔的尺寸形狀，便能夠在橫梁上安裝所有的功能部件，從而能夠提高功能部件的安裝位置的設(shè)計(jì)自由度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是表示以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的俯視圖。
[0027]圖2是示意性地表示以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖。
[0028]圖3是示意性地表示在以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中難以安裝功能部件的情況的一例的橫梁的橫剖視圖。
[0029]圖4是示意性地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖4的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖4的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。
[0030]圖5是示意性地表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖5的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖5的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。
[0031]圖6是示意性地表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖6的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖6的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。
[0032]圖7是示意性地表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖7的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖7的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。
[0033]圖8是示意性地表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖8的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖8的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。

【具體實(shí)施方式】
[0034]以下，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的實(shí)施方式。
[0035]<第I實(shí)施方式>
[0036]圖4是示意性地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖4的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖4的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。在圖4中，與所述圖2同樣地示出了沿著軌道方向的截面，并示出了作為功能部件4的主電動(dòng)機(jī)。后述的第2實(shí)施方式?第5實(shí)施方式也同樣。圖4所示的第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架基本上是所述圖1、圖2所示的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)，適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)的說(shuō)明。
[0037]在第I實(shí)施方式中，如圖4所示，支座3由上下分割開的上側(cè)支座31和下側(cè)支座32構(gòu)成。上側(cè)支座31用于保持功能部件4的上側(cè)，下側(cè)支座32用于保持該功能部件4的下側(cè)。上側(cè)支座31和下側(cè)支座32均是一體成形構(gòu)件。
[0038]優(yōu)選所述一體成形構(gòu)件的支座3 (上側(cè)支座31和下側(cè)支座32)是通過(guò)鍛造或切削而成形的。這是因?yàn)?，若采用鍛造或切削，則即使是復(fù)雜形狀的支座3，也能夠比較容易地成形，并且支座3自身(母材部)的強(qiáng)度也顯著提高。
[0039]橫梁2的橫截面是橫長(zhǎng)的矩形，具有頂板部21、底板部22和一對(duì)側(cè)板部23、24。第I實(shí)施方式的橫梁2由橫截面橫長(zhǎng)的方管構(gòu)成。除此之外，還能夠使一對(duì)沖壓成形成截面為曰文3字狀的沖壓成形件組合并進(jìn)行焊接接合而構(gòu)成，或者使截面為日文3字狀的沖壓成形件與鋼板材組合并進(jìn)行焊接接合而構(gòu)成。
[0040]如圖4的(a)所示，在橫梁2的頂板部21形成有用于收容上側(cè)支座31的上側(cè)缺口孔26，該上側(cè)缺口孔26延伸至一側(cè)板部23 (在圖4中右端的側(cè)板部)。在橫梁2的底板部22形成有用于收容下側(cè)支座32的下側(cè)缺口孔27，該下側(cè)缺口孔27同樣延伸至一側(cè)板部23。以下，將所述上側(cè)缺口孔26和下側(cè)缺口孔27也統(tǒng)稱為缺口孔25。
[0041]之后，向橫梁2的上側(cè)缺口孔26插入上側(cè)支座31，沿著上側(cè)缺口孔26的輪廓適當(dāng)?shù)貙?duì)該上側(cè)支座31實(shí)施坡口，之后實(shí)施焊接。即，如圖4的(b)所示，上側(cè)支座31通過(guò)對(duì)焊接合于橫梁2的頂板部21，并通過(guò)角焊接合于側(cè)板部23 (嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，還包括頂板部21的靠側(cè)板部23的一部分)。
[0042]同樣地，向橫梁2的下側(cè)缺口孔27插入下側(cè)支座32，沿著下側(cè)缺口孔27的輪廓對(duì)該下側(cè)支座32實(shí)施焊接。S卩，如圖4的(b)所示，下側(cè)支座32通過(guò)對(duì)焊接合于橫梁2的底板部22，并通過(guò)角焊接合于側(cè)板部23 (嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，還包括底板部22的靠側(cè)板部23的一部分)。在圖4的(b)中明確示出了對(duì)焊的焊縫wgl和角焊的焊縫wg2。另外，在圖4的(b)中省略了焊接部的坡口形狀。
[0043]于在橫梁2上焊接接合有支座3 (上側(cè)支座31和下側(cè)支座32)的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的支座3上安裝功能部件4。
[0044]根據(jù)這樣的第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，采用橫截面為矩形且具有頂板部21、底板部22和一對(duì)側(cè)板部23、24的橫梁2，并且在頂板部21形成延伸至一側(cè)板部23的缺口孔25，向該缺口孔25內(nèi)插入支座3，通過(guò)對(duì)焊將支座3與頂板部21接合，因此焊縫比較長(zhǎng)且呈直線狀。因此，在將支座3焊接接合于橫梁2時(shí)，能夠提高焊接施工性，基于焊接機(jī)器人的自動(dòng)焊接也能夠容易地應(yīng)對(duì)。并且，僅通過(guò)根據(jù)鐵路車輛的規(guī)格改變支座3和缺口孔25的尺寸形狀，便能夠在橫梁2上安裝所有的功能部件4，結(jié)果，能夠提高功能部件4的安裝位置的設(shè)計(jì)自由度。
[0045]而且，還能夠提高支座3的疲勞強(qiáng)度的安全度。其理由如以下所示。作為技術(shù)常識(shí)，對(duì)于疲勞強(qiáng)度(例如，根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS — E — 4207)，與焊接部相比，母材部的疲勞強(qiáng)度較高。在以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中，支座3與橫梁2之間的焊接部是形狀變化點(diǎn)，因此在此處發(fā)生應(yīng)力集中。相對(duì)于此，在第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架中，支座3與橫梁2 (頂板部21)之間的焊接部是通過(guò)對(duì)焊形成的，因此在此處不會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中。另外，根據(jù)功能部件4的安裝位置，能夠在一體成形構(gòu)件的支座3上形成形狀變化點(diǎn)，由此，能夠使應(yīng)力集中部遠(yuǎn)離焊接部。此外，與如以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架那樣以焊接的方式組合多塊鋼板材而成的支座相比，能夠增大一體成形構(gòu)件的支座3的沿著與軌道方向成直角的枕木方向的截面積，因此能夠進(jìn)一步減小應(yīng)力集中。由此，采用第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，支座3的疲勞強(qiáng)度的安全度提高。
[0046]<第2實(shí)施方式>
[0047]圖5是示意性地表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖5的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖5的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。圖5所示的第2實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是通過(guò)使所述圖4所示的第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)中的支座的結(jié)構(gòu)變形并隨之使橫梁的缺口孔的結(jié)構(gòu)變形而得到的。
[0048]在第2實(shí)施方式中，如圖5所示，支座3并未上下分割開。即，第2實(shí)施方式的支座3是一個(gè)通過(guò)其自身保持功能部件4的上側(cè)和下側(cè)這兩側(cè)的一體成形構(gòu)件。
[0049]另一方面，第2實(shí)施方式的缺口孔25用于收容一個(gè)支座3，因此如圖5的(a)所示并未上下分開，而是形成在自橫梁2的頂板部21延伸至一側(cè)板部23 (在圖5中右端的側(cè)板部)進(jìn)而直接延伸至底板部22的整個(gè)區(qū)域。
[0050]之后，向橫梁2的缺口孔25插入支座3，沿著缺口孔25的輪廓對(duì)該支座3實(shí)施焊接。即，如圖5的(b)所示，支座3通過(guò)對(duì)焊接合于橫梁2的頂板部21和底板部22，并通過(guò)角焊接合于側(cè)板部23的下端部的極小的區(qū)域。于在橫梁2上焊接接合有支座3的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的支座3上安裝功能部件4。
[0051]采用這樣的第2實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，也取得與所述第I實(shí)施方式相同的效果。特別是，在功能部件4的安裝位置位于比橫梁2的最頂部靠下方且是靠近該橫梁2的位置的情況，即在這樣的功能部件4與橫梁2相干涉的情況下，第2實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是有用的。
[0052]〈第3實(shí)施方式〉
[0053]圖6是示意性地表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖6的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖6的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。圖6所示的第3實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是通過(guò)使所述圖4所示的第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)中的橫梁的結(jié)構(gòu)變形而得到的。
[0054]在第3實(shí)施方式中，如圖6所示，橫梁2是通過(guò)并列配置兩根橫截面為正方形的方管而構(gòu)成的。與所述圖1、圖2所示的圓管的橫梁2同樣地，在方管的橫梁2之間以張?jiān)O(shè)在該方管的橫梁2之間的方式焊接接合有上下一對(duì)加強(qiáng)板2a、2b。
[0055]另一方面，如圖6的(a)所示，第3實(shí)施方式的缺口孔25由用于收容上側(cè)支座31的上側(cè)缺口孔26和用于收容下側(cè)支座32的下側(cè)缺口孔27構(gòu)成。上側(cè)缺口孔26形成在自兩根方管的橫梁2中的一根橫梁2的頂板部21延伸至與該頂板部21相連的一側(cè)板部23 (在圖6中右端的側(cè)板部)的整個(gè)區(qū)域內(nèi)。下側(cè)缺口孔27形成在自形成有上側(cè)缺口孔26的方管的橫梁2的底板部22同樣延伸至與該底板部22相連的一側(cè)板部23 (在圖6中右端的側(cè)板部)的整個(gè)區(qū)域內(nèi)。
[0056]并且，與所述第I實(shí)施方式同樣地，向橫梁2的上側(cè)缺口孔26插入上側(cè)支座31、向下側(cè)缺口孔27插入下側(cè)支座32，并在實(shí)施焊接之后，在該支座3 (上側(cè)支座31和下側(cè)支座32)安裝功能部件4。
[0057]采用這樣的第3實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，也取得與所述第I實(shí)施方式相同的效果。
[0058]特別是，與以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架相比，在第3實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的情況下，具有因橫梁的截面慣性矩增大而帶來(lái)的應(yīng)力降低效果。其理由如以下所示。
[0059]假設(shè)第3實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫梁的外形尺寸相同，比較兩者的截面慣性矩。即，以往的橫梁是橫截面為圓形的圓管，因此若將其外徑設(shè)為d2、將內(nèi)徑設(shè)為Cl1，則由于第3實(shí)施方式的橫梁是橫截面為正方形的方管，因此其外寬為d2，內(nèi)寬為Cl1 (參照所述圖2、圖6的(b))。
[0060]在該情況下，根據(jù)公式，通過(guò)下述式(I)求出以往的橫梁的截面慣性矩Ia，通過(guò)下述式(2)求出第3實(shí)施方式的橫梁的截面慣性矩IB。
[0061]Ia= (d24—Cl14) X π+64 = 0.049X (d24—Cl14)...(1)
[0062]Ib= (d 24- d !4) 12 = 0.083 X (d24- d...(2)
[0063]另外，根據(jù)公式，基于截面慣性矩I和彎矩M，通過(guò)下述式(3)求出彎曲應(yīng)力σ。
[0064]ο = MXh + I...(3)
[0065]在所述式(3)中，h是指任意高度。
[0066]在此，由所述式⑶可知，在作用有相同彎矩的情況下，截面慣性矩I越大，彎曲應(yīng)力σ越小。通過(guò)所述式(I)、式(2)，對(duì)以往的橫梁的Ia和第3實(shí)施方式的橫梁的I Β進(jìn)行比較，可知，第3實(shí)施方式的系數(shù)大于以往的系數(shù)。因而，與以往的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架相比，在第3實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的情況下，作用于橫梁的彎曲應(yīng)力較小，具有應(yīng)力降低的效果。
[0067]另外，第3實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫梁的結(jié)構(gòu)也能夠應(yīng)用于所述第2實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。
[0068]〈第4實(shí)施方式〉
[0069]圖7是示意性地表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖7的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖7的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。圖7所示的第4實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是通過(guò)使所述圖4所示的第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)中的橫梁的結(jié)構(gòu)變形而得到的。
[0070]在第4實(shí)施方式中，如圖7所示，橫梁2是由4塊板組合體構(gòu)成的，橫截面為橫長(zhǎng)的矩形。即，第4實(shí)施方式的橫梁2的頂板部21、底板部22和一對(duì)側(cè)板部23、24均以鋼板材為原材料，該橫梁2是通過(guò)使這些鋼板材組合并進(jìn)行焊接接合而構(gòu)成的。在該橫梁2的內(nèi)部豎立設(shè)置有與側(cè)板部23、24平行的加強(qiáng)肋2c，以用來(lái)確保強(qiáng)度。在這樣的橫梁2上與所述第I實(shí)施方式同樣地形成有上側(cè)缺口孔26和下側(cè)缺口孔27。
[0071]并且，與所述第I實(shí)施方式同樣地，向橫梁2的上側(cè)缺口孔26插入上側(cè)支座31、向下側(cè)缺口孔27插入下側(cè)支座32，并在實(shí)施焊接之后，在該支座3 (上側(cè)支座31和下側(cè)支座32)安裝功能部件4。
[0072]采用這樣的第4實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，也取得與所述第I實(shí)施方式相同的效果。
[0073]另外，第4實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫梁的結(jié)構(gòu)也能夠應(yīng)用于所述第2實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。
[0074]〈第5實(shí)施方式〉
[0075]圖8是示意性地表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的功能部件的安裝構(gòu)造的一例的橫梁的橫剖視圖，圖8的(a)表示自橫梁分離功能部件和支座后的狀態(tài)，圖8的(b)表示將支座接合于橫梁并安裝功能部件后的狀態(tài)。圖8所示的第5實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是通過(guò)使所述圖4所示的第I實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)中的支座的結(jié)構(gòu)變形并隨之使橫梁的缺口孔的結(jié)構(gòu)變形而得到的。
[0076]在第5實(shí)施方式中，如圖8所示，支座3分割成上側(cè)支座31和下側(cè)支座32，但其中的下側(cè)支座32配置在比橫梁2的最下部靠上方的位置。
[0077]另一方面，如圖8的(a)所示，在橫梁2的頂板部21上與所述第I實(shí)施方式同樣地形成有用于收容上側(cè)支座31的上側(cè)缺口孔26，該上側(cè)缺口孔26延伸至一側(cè)板部23 (在圖8中右端的側(cè)板部)。并且，在橫梁2的同一側(cè)板部23形成有用于收容下側(cè)支座32的下側(cè)缺口孔27。此外，在橫梁2的底板部22且是下側(cè)缺口孔27的附近形成有作業(yè)用開口孔28。
[0078]之后，與所述第I實(shí)施方式同樣地，向橫梁2的上側(cè)缺口孔26插入上側(cè)支座31并實(shí)施焊接。并且，向橫梁2的下側(cè)缺口孔27插入下側(cè)支座32并實(shí)施焊接。此時(shí)，如圖8的(b)所示，下側(cè)支座32通過(guò)角焊接合于橫梁2的側(cè)板部23。于在橫梁2上焊接接合有支座3 (上側(cè)支座31和下側(cè)支座32)的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的支座3上安裝功能部件4。在此，功能部件4例如通過(guò)螺栓29固定于下側(cè)支座32，該固定操作能夠穿過(guò)形成于橫梁2的底板部22的開口孔28來(lái)進(jìn)行。
[0079]采用這樣的第5實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，也取得與所述第I實(shí)施方式相同的效果。
[0080]另外，第5實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的支座和橫梁的結(jié)構(gòu)也能夠應(yīng)用于所述第3實(shí)施方式、第4實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。
[0081]產(chǎn)業(yè)h的可利用件
[0082]本發(fā)明的鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對(duì)所有的鐵路車輛有用。
[0083]附圖標(biāo)記說(shuō)曰月
[0084]1、側(cè)梁；2、橫梁；2a、2b、加強(qiáng)板；2c、加強(qiáng)肋；3、3a、3b、3c、支座；4、功能部件；5、車體；6、中心銷；21、頂板部；22、底板部；23、24、側(cè)板部；25、缺口孔；26、上側(cè)缺口孔；27、下側(cè)缺口孔；28、開口孔；29、螺栓；31、上側(cè)支座；32、下側(cè)支座；wgl、對(duì)焊的焊縫；wg2、角焊的焊縫。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，該鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架包括沿軌道方向配置的左右一對(duì)側(cè)梁、用于連接所述側(cè)梁的橫梁以及接合于該橫梁的功能部件安裝用的支座，該鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的特征在于， 橫梁的橫截面為矩形，該橫梁具有頂板部、底板部和一對(duì)側(cè)板部，在頂板部形成有延伸至一側(cè)板部的缺口孔，向該缺口孔內(nèi)插入支座，通過(guò)對(duì)焊將支座與頂板部接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，其特征在于， 所述支座是通過(guò)鍛造或切削而成形的一體成形構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，其特征在于， 所述橫梁由4塊板組合體、方管或沖壓成形件構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】B61F5/52GK104507781SQ201380040445
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月13日
【發(fā)明者】吉津達(dá)也, 金安信明, 角中武大, 德永智史, 龜甲智 申請(qǐng)人:新日鐵住金株式會(huì)社