JP2003025992A - Wheel load control device and method for railway rolling stock - Google Patents

Wheel load control device and method for railway rolling stock

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JP2003025992A
JP2003025992A JP2001211552A JP2001211552A JP2003025992A JP 2003025992 A JP2003025992 A JP 2003025992A JP 2001211552 A JP2001211552 A JP 2001211552A JP 2001211552 A JP2001211552 A JP 2001211552A JP 2003025992 A JP2003025992 A JP 2003025992A
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正道 小笠
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wheel load control device for railway rolling stock capable of realizing an increase of a wheel adhesion coefficient and reduction of derailment coefficients without causing damage of a rail top surface. SOLUTION: A balance beam 22 made of a non-magnetic material is mounted between front and rear axle boxes 18 of a bogie 11. At the center part of the balance beam 22, an electromagnet 21 is arranged via a supporting member 24. A gap t1 exists between an upper end face 24a of an inner hole of the supporting member 24 and an upper surface of the balance beam 22 in a state of the electromagnet 21 pulled up by a spring 23 at a non-energizing time. The gap t1 is smaller than a gap t2 between a lower end face 21a of the electromagnet 21 and the rail top surface 100a at the non-energizing time. When suction force is generated between the electromagnet 21 and a rail 100 at an energizing time, the supporting member 24 hits on the balance beam 22, and both end parts 22b and 22c of the balance beam 22 lower the axle boxes 18. This power is added to wheel load of the wheel 15 to increase an apparent adhesion coefficient to the rail 100 of the wheel 15.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、台車とレール間に
吸引力を生じさせる装置を有する鉄道車両用輪重制御装
置に関する。さらに、この鉄道車両用輪重制御装置を用
いた輪重制御方法に関する。特には、レール頭頂面の損
傷を来たすことなく、車輪粘着係数の増加や脱線係数の
低減を実現できる等の利点を有する鉄道車両用輪重制御
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wheel load control device for a railway vehicle having a device for generating a suction force between a truck and a rail. Furthermore, the present invention relates to a wheel load control method using the wheel load control device for a railway vehicle. In particular, the present invention relates to a wheel load control device for a railway vehicle, which has advantages such as an increase in wheel adhesion coefficient and a reduction in derailment coefficient without causing damage to the rail crown surface.

【０００２】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現状の
鉄道車両の主なブレーキとしては、踏面ブレーキやディ
スクブレーキ、電気ブレーキ等の粘着ブレーキ装置が広
く用いられている。この種の粘着ブレーキ装置は、車輪
とレール間に働く摩擦力（車輪踏面の粘着力）を制動力
として利用する装置である。一方、車輪踏面の粘着力よ
りも大きい制動力を必要とする場合がよくある路面電車
等の特殊な車両においては、粘着ブレーキ装置に加え
て、車輪を介さずに直接レールとの間で摩擦力を生じさ
せるレールブレーキを有するものがある。このようなレ
ールブレーキの代表的なものが電磁吸着型ブレーキ装置
である。2. Description of the Related Art Adhesive brake devices such as tread brakes, disc brakes, and electric brakes are widely used as the main brakes of the present railway vehicles. This type of adhesive braking device is a device that uses a frictional force (adhesive force on a wheel tread) acting between a wheel and a rail as a braking force. On the other hand, in special vehicles such as trams that often require a braking force that is greater than the adhesive force of the wheel tread, in addition to the adhesive brake device, the friction force directly with the rails does not go through the wheels. Some have a rail brake that causes A typical example of such a rail brake is an electromagnetic attraction type brake device.

【０００３】図６は、従来の電磁吸着型ブレーキ装置を
備えたボギー台車の一例を示す側面図である。なお、本
明細書中では、通常の鉄道車両の技術におけるのと同様
に、レールの長手方向（車両の進行方向）を前後方向、
軌道面におけるレール長手方向と直角の方向を左右方
向、軌道面に垂直な方向を上下方向と呼ぶ。FIG. 6 is a side view showing an example of a bogie truck equipped with a conventional electromagnetic attraction type brake device. In the present specification, the longitudinal direction of the rail (the traveling direction of the vehicle) is the front-rear direction, as in the case of the technology of ordinary railway vehicles.
The direction perpendicular to the rail longitudinal direction on the track surface is called the left-right direction, and the direction perpendicular to the track surface is called the vertical direction.

【０００４】この図に示すボギー台車（以下、単に台車
という）１０１は、台車枠１０３を備えている。台車枠
１０３の上部には、空気バネ等からなる車体支持装置
（図示されず）を介して車体（図示されず）が載置され
る。台車枠１０３の下部には、車輪１０５と車軸１０６
からなる輪軸１０７が組み込まれている。車輪１０５
は、車軸１０６の左右両側に圧入されて固定されてい
る。両車輪１０５の外側において、車軸１０６の両端部
には軸箱１０８が外嵌されている。台車枠１０３は、軸
箱１０８上において軸ばね１０９を介して載置されてい
る。A bogie trolley (hereinafter, simply referred to as trolley) 101 shown in this figure includes a trolley frame 103. A vehicle body (not shown) is placed on the upper part of the bogie frame 103 via a vehicle body supporting device (not shown) composed of an air spring or the like. At the bottom of the bogie frame 103, there are wheels 105 and axles 106.
The wheel shaft 107 made of is incorporated. Wheel 105
Are press-fitted and fixed to the left and right sides of the axle 106. Axle boxes 108 are fitted on both ends of the axle 106 outside the both wheels 105. The bogie frame 103 is mounted on the axle box 108 via an axle spring 109.

【０００５】台車枠１０３の前後方向中央部の下面に
は、支持部材１１２を介して電磁石１１０が取り付けら
れている。この電磁石１１０が励磁されると、電磁石１
１０とレール１００との間に吸引力が生じ、電磁石１１
０が下方向に引き寄せられ、電磁石１１０はレール１０
０に接する。なお、このとき軸ばね１０９は電磁石１１
０の吸引力に対応する分だけ縮む。そして、この際の電
磁石１１０下面とレール１００頭頂面間に働く摩擦力
が、車両の制動力となる。An electromagnet 110 is attached to the lower surface of the central portion of the bogie frame 103 in the front-rear direction via a support member 112. When the electromagnet 110 is excited, the electromagnet 1
An attractive force is generated between the rail 10 and the rail 100, and the electromagnet 11
0 is pulled downward, and the electromagnet 110 moves to the rail 10
Touch 0. At this time, the shaft spring 109 is the electromagnet 11
Shrink by the amount corresponding to a suction force of 0. The frictional force acting between the lower surface of the electromagnet 110 and the top surface of the rail 100 at this time becomes the braking force of the vehicle.

【０００６】ところが、このような電磁吸着型ブレーキ
装置を制動用に用いると、電磁石１１０はレール１００
頭頂面に接した状態で、車両が停止するまで引き摺られ
ることとなる。このとき、電磁石１１０下面とレール１
００頭頂面が滑るため、レール１００頭頂面が激しく摩
耗・損傷するという問題がある。なお、このブレーキ装
置をパーキングブレーキとして用いる分には、上記のよ
うな問題はない。However, when such an electromagnetic adsorption type brake device is used for braking, the electromagnet 110 is not connected to the rail 100.
The vehicle is dragged until it stops while keeping contact with the top surface. At this time, the lower surface of the electromagnet 110 and the rail 1
Since the 00 crown surface slides, there is a problem that the rail 100 crown surface is severely worn or damaged. There is no problem as described above because the brake device is used as a parking brake.

【０００７】さらに、図６のブレーキ装置は、電磁石１
１０が台車枠１０３にばねを介さず直接装架され、これ
ら電磁石１１０及び台車枠１０３が軸ばね１０９で支持
される構成である。このため、電磁石１１０とレール１
００との間に前後方向の制動力を発生させると、台車枠
１０３がばね支持されているので、車両振動（ピッチン
グ）が発生するという問題も予想される。Further, the brake device shown in FIG.
10 is directly mounted on the bogie frame 103 without a spring, and the electromagnet 110 and the bogie frame 103 are supported by the shaft spring 109. Therefore, the electromagnet 110 and the rail 1
When a braking force in the front-rear direction is generated between the vehicle frame No. 00 and the vehicle 00, the bogie frame 103 is spring-supported, so that a problem that vehicle vibration (pitting) occurs may be expected.

【０００８】図６のような電磁吸着型ブレーキ装置の他
に、渦電流型レールブレーキ装置も知られている。この
装置は、レール内を磁束が横切るように電磁石を配置
し、この電磁石が車両とともに進む際に、レール内で誘
起される渦電流を利用して、車両に制動力を加えるもの
である。ところが、この渦電流型ブレーキ装置は、作動
時の熱がレールの温度上昇を引き起こすおそれがあると
いう点が懸念される。In addition to the electromagnetic attraction type brake device as shown in FIG. 6, an eddy current type rail brake device is also known. This device arranges an electromagnet so that a magnetic flux traverses the inside of a rail, and applies a braking force to the vehicle by using an eddy current induced in the rail when the electromagnet travels with the vehicle. However, in this eddy current type brake device, there is a concern that heat during operation may cause the temperature of the rail to rise.

【０００９】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであって、レール頭頂面の損傷を来たすこと
なく、車輪粘着係数の増加や脱線係数の低減を実現する
ことができる鉄道車両用輪重制御装置を提供することを
目的とする。さらに、このような鉄道車両用輪重制御装
置を用いた輪重制御方法を提供することも目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is possible to realize an increase in wheel adhesion coefficient and a reduction in derailment coefficient without causing damage to the rail crown surface. An object is to provide a wheel load control device. Another object of the present invention is to provide a wheel load control method using such a wheel load control device for a railway vehicle.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の鉄道車両用輪重制御装置は、鉄道レール上
を転動する左右一対の車輪と、 該左右一対の車輪を繋
ぐ車軸と、 該車軸の軸受けを含む軸箱と、 該軸箱上
に支持された台車枠と、 前記車輪の制動機構（ブレー
キ）と、 を含む、鉄道車両用の輪重制御装置であっ
て、 前記レールとの間で吸引力を生じて、前記軸箱に
下方向の力を加える電磁石と、 該電磁石と前記レール
との間の最小隙間を確保する隙間保持機構と、 を具備
することを特徴とする。In order to solve the above problems, a wheel load control system for a railway vehicle according to the present invention comprises a pair of left and right wheels rolling on a rail, and an axle connecting the pair of left and right wheels. A wheel load control device for a rail vehicle, comprising: an axle box including a bearing for the axle, a bogie frame supported on the axle box, and a braking mechanism (brake) for the wheel, And an electromagnet that applies a downward force to the shaft box and a gap holding mechanism that secures a minimum gap between the electromagnet and the rail. .

【００１１】本発明によれば、隙間保持機構で電磁石と
レール間の間隔が確保されるので、電磁石とレール頭頂
面とが接触しない。このため、電磁石とレール頭頂面と
の間にすべり摩擦が起こらず、磨耗や損傷が生じない。
したがって、レール交換等の保守作業を減らすことがで
きる。それにもかかわらず、電磁石とレールとの間隔が
適正に保たれて、電磁石の吸引力分だけ輪重が増えて見
かけの粘着係数が大きくなるので、粘着領域が確保され
てブレーキ距離を短縮できる。According to the present invention, since the space between the electromagnet and the rail is secured by the gap holding mechanism, the electromagnet and the rail top surface do not come into contact with each other. Therefore, sliding friction does not occur between the electromagnet and the top surface of the rail, and neither wear nor damage occurs.
Therefore, maintenance work such as rail replacement can be reduced. Nevertheless, the distance between the electromagnet and the rail is properly maintained, the wheel load increases by the attraction force of the electromagnet, and the apparent adhesion coefficient increases, so that the adhesion area is secured and the braking distance can be shortened.

【００１２】また、本発明の輪重制御装置は、それ自体
が制動力を発揮するものではなく、単に輪重を増やすだ
けなので、力行時にもスリップ防止用に用いることがで
き、加速性能を上げることもできる。さらに、輪重が車
両の自重分よりも増加することで、脱線係数Ｑ／Ｐ（横
圧（Q）÷輪重（P））を低減することもできる。また、
磁力分の輪重の増加によって充分な見かけの粘着係数を
得ることができるので、電力回生ブレーキ等との併用も
可能である。Further, since the wheel load control device of the present invention does not exert braking force by itself, but merely increases the wheel load, it can be used for slip prevention even during power running, and acceleration performance is improved. You can also Further, since the wheel load increases more than the own weight of the vehicle, the derailment coefficient Q / P (lateral pressure (Q) / wheel load (P)) can be reduced. Also,
Since a sufficient apparent adhesion coefficient can be obtained by increasing the wheel load corresponding to the magnetic force, it can be used in combination with a power regenerative brake or the like.

【００１３】本発明の鉄道車両用輪重制御装置において
は、前記軸箱と前記台車枠間の軸ばねを介さずに、前記
電磁石を前記台車枠に対して弾性支持する弾性部材を有
し、前記隙間保持機構として、前記電磁石に接続された
部材が前記軸箱に当接して、前記弾性部材のそれ以上の
変形を抑止する抑止機構が設けられているものとするこ
とができる。この場合、通常時は吸着装置の荷重を弾性
部材を介して台車枠で支え、吸着装置重量がいわゆる軸
ばね下荷重とならないので、車両の走行性能が損なわれ
ない。吸着装置作動時には、前記抑止機構が前記弾性部
材の変形を阻止して、車輪踏面に電磁石が接するのを防
ぐ。In the wheel load control device for a railroad vehicle of the present invention, an elastic member for elastically supporting the electromagnet with respect to the bogie frame is provided without an axial spring between the axle box and the bogie frame, As the gap holding mechanism, a restraining mechanism that restrains further deformation of the elastic member by contacting a member connected to the electromagnet with the shaft box may be provided. In this case, normally, the load of the suction device is supported by the bogie frame via the elastic member, and the weight of the suction device does not become a so-called unsprung load, so that the running performance of the vehicle is not impaired. When the adsorption device is activated, the restraint mechanism prevents the elastic member from deforming and prevents the electromagnet from coming into contact with the wheel tread surface.

【００１４】また、本発明の鉄道車両用輪重制御装置
は、車両の所定値を超える加速時あるいは減速時に、前
記電磁石を作動させるものとすることができる。この場
合、所定値を超える加速時あるいは減速時に生じる台車
の軸重移動（不均一）を、電磁石の吸引力で緩和するこ
とができる。In addition, the wheel load control system for a railroad vehicle of the present invention can operate the electromagnet when the vehicle is accelerated or decelerated beyond a predetermined value. In this case, axial load movement (non-uniformity) of the bogie that occurs during acceleration or deceleration exceeding a predetermined value can be mitigated by the attractive force of the electromagnet.

【００１５】さらに、本発明の鉄道車両用輪重制御装置
は、前記車輪の浮き上がり検出機構をさらに有し、該検
出機構の検出信号に応じて前記電磁石を作動させるもの
とすることができる。車両の加速時や減速時等に急激な
車両の軸重前後移動が起こった場合や、曲線軌道で軸重
左右移動が起こった場合に、前後左右の車輪のうち浮き
上がりつつある車輪を加速時計やばね変位計等の検出機
構で検出し、この浮き上がりを抑えるよう電磁石を作動
させる。Further, the wheel load control device for a railway vehicle according to the present invention may further include a wheel lift detection mechanism, and the electromagnet may be operated in response to a detection signal from the detection mechanism. When a sudden axle longitudinal movement of the vehicle occurs at the time of vehicle acceleration or deceleration, or when the axle weight lateral movement occurs on a curved track, the wheel that is floating among the front, rear, left, and right wheels is accelerated. It is detected by a detection mechanism such as a spring displacement gauge, and the electromagnet is operated to suppress this floating.

【００１６】さらに、本発明の鉄道車両用輪重制御装置
は、車両の曲線軌道低速走行時に、該曲線軌道の外側の
車輪に対応する電磁石のみを作動させるものとすること
ができる。車両が低速で曲線軌道を走行する場合は、遠
心力が車両にあまり作用しないので、軌道のカントの影
響で車両の重量が内側軌道に集中的にかかり、外側軌道
の脱線係数Q／Pが大きくなり、脱線し易い状況が生じ
る。そこで、外側軌道側の車輪にのみ吸引力を生じさせ
て輪重Pを大きくすると、脱線係数Q／Pが小さくなり、
脱線を防止できる。Further, the wheel load control device for a railroad vehicle of the present invention can operate only the electromagnets corresponding to the wheels on the outer side of the curved track when the vehicle runs at a low speed on the curved track. When a vehicle travels on a curved track at a low speed, centrifugal force does not act much on the vehicle, so the weight of the vehicle is concentrated on the inner track due to the cant of the track, and the derailment coefficient Q / P of the outer track is large. And a situation where it is easy to derail occurs. Therefore, if the wheel weight P is increased by generating suction force only on the wheels on the outer raceway side, the derailment coefficient Q / P will decrease,
Derailment can be prevented.

【００１７】本発明の鉄道車両用輪重制御方法は、鉄道
車両用輪重制御装置を具備する鉄道車両の制動方法であ
って、 制動時に電磁石を作動させてレールとの間で吸
引力を生じさせることにより、軸箱に下方向の力を加え
て輪重を増し、制動距離を短縮することを特徴とする。
本発明の鉄道車両用輪重制御方法は、鉄道車両用輪重制
御装置を具備する鉄道車両の脱線・転覆防止方法であっ
て、 制動時に電磁石を作動させてレールとの間で吸引
力を生じさせることにより、軸箱に下方向の力を加えて
輪重を増し、車両の脱線・転覆を阻止することを特徴と
する。A wheel load control method for a rail vehicle according to the present invention is a braking method for a rail vehicle equipped with a wheel load control device for a rail vehicle, wherein an attraction force is generated between a rail and a rail by operating an electromagnet during braking. By doing so, a downward force is applied to the axle box to increase the wheel load and shorten the braking distance.
A wheel load control method for a rail vehicle of the present invention is a method for preventing derailment / overturning of a rail vehicle equipped with a wheel load control device for a rail vehicle, wherein an electromagnet is activated during braking to generate an attraction force between the rail and the rail. By doing so, a downward force is applied to the axle box to increase the wheel load, and derailment / overturning of the vehicle is prevented.

【００１８】地震等の非常時には、電磁石を作動して吸
引力を生じさせることで、電磁石がレール上をガイドす
る機能が付加される。さらに、電磁石の吸引力で輪重が
増加するので、脱線係数Q／Pを小さくすることができ
る。あるいは、車両が曲線区間で停車しているときに
は、車両が横風を受けて転覆するのを防止する効果も期
待できる。In an emergency such as an earthquake, a function of guiding the electromagnet on the rail is added by operating the electromagnet to generate a suction force. Further, since the wheel load is increased by the attractive force of the electromagnet, the derailment coefficient Q / P can be reduced. Alternatively, when the vehicle is stopped in a curved section, the effect of preventing the vehicle from overturning due to a side wind can be expected.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１（A）は本発明の第１実施
例に係る鉄道車両用輪重制御装置を示す側面図であり、
図１（B）は同鉄道車両用輪重制御装置の電磁石付近の
部分を前後方向から見た一部断面図である。図１（Ａ）
に示す台車１１は、台車枠１３を備えている。台車枠１
３の上部には、空気バネ等の車体支持装置（図示され
ず）を介して車体（図示されず）が載置される。台車枠
１３の下部には、車輪１５と車軸１６からなる輪軸１７
が組み込まれている。車輪１５は、車軸１６の両側に圧
入されて固定されている。両車輪１５の外側において、
車軸１６の両端部には軸箱１８が外嵌されている。車輪
１５の踏面付近には、ブレーキ装置のパッド１４が配置
されている。なお、踏面ブレーキではなく、ディスクブ
レーキ等の他の形式のブレーキ装置を用いることもでき
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 (A) is a side view showing a wheel load controller for a railway vehicle according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 1 (B) is a partial cross-sectional view of a portion near the electromagnet of the wheel load control device for a railway vehicle as seen from the front-rear direction. Figure 1 (A)
The dolly 11 shown in FIG. Bogie frame 1
A vehicle body (not shown) is placed on the upper part of 3 via a vehicle body supporting device (not shown) such as an air spring. At the lower part of the bogie frame 13, an axle 17 composed of a wheel 15 and an axle 16 is provided.
Is built in. The wheels 15 are press-fitted and fixed to both sides of the axle 16. On the outside of both wheels 15,
Axle boxes 18 are fitted on both ends of the axle 16. The pad 14 of the brake device is arranged near the tread surface of the wheel 15. Instead of the tread brakes, other types of brake devices such as disc brakes can be used.

【００２０】台車枠１３と軸箱１８上面間には、軸ばね
１９が取り付けられている。この軸ばね１９の両側にお
いて、台車枠１３下面からはペデスタル２５が垂下して
いる。このペデスタル２５は、２つの対向する逆三角形
のブロックからなり、両ブロックの間に前述の軸ばね１
９及び軸箱１８が組み込まれている。軸箱１８は、ペデ
スタル２５の下部に摺動可能に係合している。ペデスタ
ル２５は、台車枠１３が軸ばね１９上で上下に弾性変位
する際に、軸箱１８を上下に案内する役割を果たす。前
後の軸箱１８間には、釣合梁２２が架設されている。こ
の釣合梁２２の両側の端部２２ｂ、２２ｃは、前後の軸
箱１８の下端面にそれぞれ固定されている。釣合梁２２
は、ＦＲＰやオーステナイトステンレス等の非磁性材か
らなる。A shaft spring 19 is attached between the bogie frame 13 and the upper surface of the shaft box 18. A pedestal 25 hangs from the lower surface of the bogie frame 13 on both sides of the shaft spring 19. The pedestal 25 is composed of two blocks of opposite triangular shapes facing each other, and the above-mentioned axial spring 1 is provided between the blocks.
9 and the axle box 18 are incorporated. The axle box 18 is slidably engaged with the lower portion of the pedestal 25. The pedestal 25 plays a role of guiding the axle box 18 up and down when the bogie frame 13 is elastically displaced up and down on the axle spring 19. A balance beam 22 is installed between the front and rear axle boxes 18. Both ends 22b and 22c of the balance beam 22 are fixed to the lower end surfaces of the front and rear axle boxes 18, respectively. Balancing beam 22
Is made of a non-magnetic material such as FRP or austenitic stainless steel.

【００２１】釣合梁２２の中央部には、支持部材２４を
介して電磁石２１が配置されている。この支持部材２４
は、図１（Ｂ）に分かり易く示すように、断面が方形の
筒状体である。この支持部材２４の下面に、電磁石２１
が固定されている。支持部材２４の上面には、台車枠１
３から垂下するばね２３が取り付けられている。電磁石
２１及び支持部材２４は、ばね２３の弾性力で上方向に
付勢されている。電磁石２１の重量は、通常時（電磁石
２１の非通電時）はばね２３を介して台車枠１３に支え
られる。An electromagnet 21 is arranged in the center of the balance beam 22 via a support member 24. This support member 24
Is a tubular body having a rectangular cross section, as shown in FIG. On the lower surface of the support member 24, the electromagnet 21
Is fixed. The bogie frame 1 is provided on the upper surface of the support member 24.
A spring 23 depending from 3 is attached. The electromagnet 21 and the support member 24 are biased upward by the elastic force of the spring 23. The weight of the electromagnet 21 is normally supported by the bogie frame 13 via the spring 23 (when the electromagnet 21 is not energized).

【００２２】非通電時に、電磁石２１がばね２３の付勢
力を受けて引き上げられている状態（図１の状態）で
は、支持部材２４の内孔上端面２４ａと釣合梁２２上面
との間には隙間ｔ１が存在する。この隙間ｔ１は、非通
電時における、電磁石２１の下端面２１ａとレール１０
０の頭頂面１００ａとの間の間隔ｔ２よりも小さい。こ
れらの間隔の寸法は、例えばｔ１＝９０ｍｍに対し、ｔ
２＝１００ｍｍ程度である。When the electromagnet 21 is pulled up by the biasing force of the spring 23 when not energized (the state of FIG. 1), it is between the upper end surface 24a of the inner hole of the support member 24 and the upper surface of the balance beam 22. Has a gap t1. The gap t1 is defined by the lower end surface 21a of the electromagnet 21 and the rail 10 when not energized.
It is smaller than the distance t2 between the top surface 100a of 0 and the top surface 100a. The dimension of these intervals is t1 = 90 mm, for example, t
It is about 2 = 100 mm.

【００２３】次に、上記の構成からなる台車１１の作用
について説明する。まず、通常時（電磁石２１の非通電
時）においては、図１（Ｂ）に分かり易く示すように、
電磁石２１及び支持部材２４がばね２３の付勢力で上方
向に引き寄せられており、支持部材２４の内孔下端面２
４ｃと釣合梁２２の下面が接触している。この通常時に
は、電磁石２１は非通電状態で励磁されていないので、
電磁石２１とレール１００間には吸引力が生じていな
い。Next, the operation of the carriage 11 having the above structure will be described. First, in a normal state (when the electromagnet 21 is not energized), as shown in FIG.
The electromagnet 21 and the support member 24 are pulled upward by the biasing force of the spring 23, and the lower end surface 2 of the inner hole of the support member 24
4c and the lower surface of the balance beam 22 are in contact with each other. At this normal time, the electromagnet 21 is not excited in the non-energized state,
No attractive force is generated between the electromagnet 21 and the rail 100.

【００２４】車両の制動時等の吸着力発生を要する場合
には、図示せぬ電源から電力が供給されて電磁石２１が
励磁される。すると、電磁石２１とレール１００との間
に吸引力が生じ、電磁石２１が下方向（レール１００
側）に引き寄せられる。このとき、電磁石２１は、ばね
２３の弾性力に抗して下方向に変位し、支持部材２４の
内孔上端面２４ａが釣合梁２２の上面に当たり、釣合梁
２２全体を下方向に押す。これに伴い、釣合梁２２の両
端部２２ｂ、２２ｃが軸箱１８を下に押し、この力が車
輪１５の輪重に付加される。このようにして輪重が増加
することで、車輪１５のレール１００への見かけの粘着
係数が大きくなり、粘着領域を確保してブレーキ距離を
短縮できる。When the attraction force is required to be generated when the vehicle is braked, electric power is supplied from a power source (not shown) to excite the electromagnet 21. Then, an attractive force is generated between the electromagnet 21 and the rail 100, and the electromagnet 21 moves downward (rail 100
Side). At this time, the electromagnet 21 is displaced downward against the elastic force of the spring 23, the upper end surface 24a of the inner hole of the support member 24 contacts the upper surface of the balance beam 22, and the whole balance beam 22 is pushed downward. . Accordingly, both ends 22b and 22c of the balance beam 22 push the shaft box 18 downward, and this force is added to the wheel weight of the wheel 15. By increasing the wheel load in this way, the apparent adhesion coefficient of the wheel 15 to the rail 100 is increased, and the adhesion area can be secured and the braking distance can be shortened.

【００２５】電磁石２１とレール１００との間に吸引力
が生じた際の、電磁石２１の釣合梁２２に対する変位可
能量（隙間ｔ１、一例９０ｍｍ）は、電磁石２１の下端
面２１ａとレール１００の頭頂面１００ａ間の寸法（間
隔ｔ２、一例１００ｍｍ）よりも小さいので、電磁石２
１が作動した後にも電磁石２１とレール１００との間に
はｔ２−ｔ１（一例で１０ｍｍ）の隙間が確保され、電
磁石２１とレール１００は接触しない。したがって、レ
ール１００の頭頂面１００ａのすべり摩擦に伴う磨耗や
損傷を回避できる。そのため、レール交換等の保守作業
が軽減される。When a suction force is generated between the electromagnet 21 and the rail 100, the displaceable amount of the electromagnet 21 with respect to the balance beam 22 (gap t1, 90 mm in one example) is the lower end surface 21a of the electromagnet 21 and the rail 100. Since it is smaller than the dimension between the crown surfaces 100a (interval t2, an example of 100 mm), the electromagnet 2
Even after 1 is operated, a gap of t2-t1 (10 mm in one example) is secured between the electromagnet 21 and the rail 100, and the electromagnet 21 and the rail 100 do not contact each other. Therefore, it is possible to avoid wear and damage due to the sliding friction of the crown surface 100a of the rail 100. Therefore, maintenance work such as rail replacement is reduced.

【００２６】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図２（A）は本発明の第２実施例に係る鉄道車両用
輪重制御装置を示す側面図であり、図２（B）は前後の
電磁石を同時に作動した状態を示す側面図であり、図２
（Ｃ）は軸重移動した状態（電磁石を作動させなかった
場合）を示す側面図であり、図２（Ｄ）は軸重移動時で
後ろの電磁石を作動した状態を示す側面図である。図２
（Ａ）に示す台車３１は、台車枠３３を備えている。台
車枠３３の下部には、第１実施例と同様に、輪軸３７
（車輪３５及び車軸３６）や軸箱３８、軸ばね３９、ブ
レーキ装置のパッド３４が配置されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 (A) is a side view showing a wheel load controller for a railway vehicle according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2 (B) is a side view showing a state in which front and rear electromagnets are simultaneously operated, Figure 2
FIG. 2C is a side view showing a state where the axial load is moved (when the electromagnet is not activated), and FIG. 2D is a side view showing a state where the rear electromagnet is activated during the axial load movement. Figure 2
The dolly 31 shown in (A) includes a dolly frame 33. At the lower part of the bogie frame 33, as in the first embodiment, the wheel axle 37 is provided.
(Wheel 35 and axle 36), axle box 38, axle spring 39, and pad 34 of the brake device are arranged.

【００２７】この台車３１は、各車輪３５のそれぞれに
対応して、それぞれ電磁石４１を備えている。各電磁石
４１は、リンク４４、アーム４３及びばね４５を介し
て、台車枠３３下面に個別に支持されている。リンク４
４は、台車枠３３の中央部と電磁石４１上面を繋いでい
る。アーム４３は、各電磁石４１上面から各軸箱３８上
面に向けて延びるほぼL字状の部材である。各アーム４
３は、電磁石４１上面に固定された固定端と、軸箱３８
上面に臨む自由端４３ａとを有する。アーム４３の自由
端４３ａは、軸箱３８上面に当接可能ではあるが固定さ
れてはいない。通常時（電磁石４１の非通電時）におい
ては、図２（Ａ）に示すように、アーム４３の自由端４
３ａと軸箱３８上面間には隙間ｔ１が存在する。各アー
ム４３と台車枠３３間には、ばね４５が取り付けられて
いる。アーム４３及び電磁石４１は、ばね４５の弾性力
で上方向に付勢されている。The carriage 31 is provided with electromagnets 41 corresponding to the wheels 35, respectively. Each electromagnet 41 is individually supported on the lower surface of the bogie frame 33 via a link 44, an arm 43, and a spring 45. Link 4
4 connects the central portion of the bogie frame 33 and the upper surface of the electromagnet 41. The arm 43 is a substantially L-shaped member extending from the upper surface of each electromagnet 41 toward the upper surface of each axle box 38. Each arm 4
3 is a fixed end fixed to the upper surface of the electromagnet 41 and a shaft box 38.
It has a free end 43a facing the upper surface. The free end 43a of the arm 43 can contact the upper surface of the axle box 38, but is not fixed. In the normal state (when the electromagnet 41 is not energized), as shown in FIG.
A gap t1 exists between 3a and the upper surface of the axle box 38. A spring 45 is attached between each arm 43 and the bogie frame 33. The arm 43 and the electromagnet 41 are biased upward by the elastic force of the spring 45.

【００２８】この台車３１は、電磁石４１の非通電時に
おいて、隙間ｔ１（アーム４３の自由端４３ａと軸箱３
８上面間）が例えば９０ｍｍ程度確保され、隙間ｔ２
（電磁石４１の下端面とレール１００の頭頂面間）が例
えば１００ｍｍ程度確保されている。各軸箱３８の上方
において、台車枠３３の下面には軸ばね変位センサ４７
が取り付けられている。軸ばね変位センサ４７は、レー
ザ式変位計や歪みゲージ式変位計であって、軸ばね３９
の変位を計測して軸箱３８の浮き上がり（つまり車輪３
５の浮き上がり）を検出する。４つの電磁石４１は、そ
れぞれの軸ばね変位センサ４７の検出信号に応じて、個
別に作動することが可能である。This dolly 31 has a gap t1 (the free end 43a of the arm 43 and the axle box 3 when the electromagnet 41 is not energized).
(Between the eight upper surfaces) is secured, for example, about 90 mm, and the gap t2
(Between the lower end surface of the electromagnet 41 and the top surface of the rail 100) is, for example, about 100 mm. A shaft spring displacement sensor 47 is provided on the lower surface of the bogie frame 33 above each axle box 38.
Is attached. The shaft spring displacement sensor 47 is a laser type displacement gauge or a strain gauge type displacement gauge, and includes a shaft spring 39.
Of the axle box 38 is lifted (that is, the wheel 3
(Floating of 5) is detected. The four electromagnets 41 can be individually operated according to the detection signals of the shaft spring displacement sensors 47.

【００２９】次に、上記の構成からなる台車３１の作用
について説明する。まず、通常時（電磁石４１の非通電
時）においては、図２（Ａ）に示すように、電磁石４１
の重量がアーム４３及びばね４５を介して台車枠３３で
支えられる。このため、通常走行時には、電磁石４１の
重量がいわゆるばね（軸ばね）下荷重にならないので、
車両の走行性能が損なわれない。Next, the operation of the carriage 31 having the above structure will be described. First, in a normal state (when the electromagnet 41 is not energized), as shown in FIG.
Is supported by the bogie frame 33 via the arm 43 and the spring 45. Therefore, during normal traveling, the weight of the electromagnet 41 does not become a so-called unsprung load (spring spring).
The running performance of the vehicle is not impaired.

【００３０】制動時等の吸着力発生を要する場合におい
て、全ての電磁石４１が同時に励磁されると、図２
（Ｂ）に示すように、各電磁石４１が下方向（レール１
００側）に引き寄せられる。すると、この電磁石４１の
吸引力でアーム４３がばね４５の付勢力に抗して引き下
がり、アーム４３の自由端４３ａが軸箱３８上面に当接
する。そして、電磁石４１の吸引力がアーム４３を介し
て軸箱３８に伝達され、軸箱３８が下方向に押し付けら
れる。これによって、車輪３５の輪重が増加し、第１実
施例と同様に車輪踏面の見かけの粘着係数が大きくなる
ので、粘着領域を確保してブレーキ距離を短縮できる。When all the electromagnets 41 are excited at the same time when the attraction force needs to be generated at the time of braking, as shown in FIG.
As shown in (B), each electromagnet 41 moves downward (rail 1
00 side). Then, the arm 43 is pulled down against the urging force of the spring 45 by the attraction force of the electromagnet 41, and the free end 43a of the arm 43 contacts the upper surface of the axle box 38. Then, the attraction force of the electromagnet 41 is transmitted to the axle box 38 via the arm 43, and the axle box 38 is pressed downward. As a result, the wheel weight of the wheel 35 is increased and the apparent adhesion coefficient of the wheel tread is increased as in the first embodiment, so that the adhesion area can be secured and the braking distance can be shortened.

【００３１】電磁石４１とレール１００との間に吸引力
が生じた際の、電磁石４１の変位可能量（隙間ｔ１、一
例９０ｍｍ）は、電磁石４１とレール１００間の寸法
（間隔ｔ２、一例１００ｍｍ）よりも小さいので、電磁
石４１が作動した後にも電磁石４１とレール１００との
間にはｔ２−ｔ１（一例で１０ｍｍ）の隙間が確保さ
れ、電磁石４１とレール１００とは接触しない。そのた
め、第１実施例と同様に、レール１００頭頂面の磨耗や
損傷が生じない。When a suction force is generated between the electromagnet 41 and the rail 100, the displaceable amount of the electromagnet 41 (gap t1, 90 mm in one example) is the dimension between the electromagnet 41 and the rail 100 (spacing t2, 100 mm in one example). Since it is smaller than the above, a gap of t2−t1 (10 mm in one example) is secured between the electromagnet 41 and the rail 100 even after the electromagnet 41 is activated, and the electromagnet 41 and the rail 100 do not come into contact with each other. Therefore, as in the first embodiment, the top surface of the rail 100 is not worn or damaged.

【００３２】なお、この第２実施例の台車３１において
は、検出センサ４７を用いて電磁石４１を個別に励磁す
ると、前後左右の４つの車輪３５に個別に輪重を加える
ことができる。これを利用して、以下に述べるように、
台車の軸重移動に伴う傾きを低減することができる。In the cart 31 of the second embodiment, when the electromagnets 41 are individually excited by using the detection sensor 47, wheel weights can be individually applied to the four wheels 35 on the front, rear, left and right. Utilizing this, as described below,
It is possible to reduce the tilt caused by the movement of the axle load of the carriage.

【００３３】すなわち、車両の加速時や減速時等におい
ては、図２（Ｃ）に示すような急激な軸重前後移動（図
２（Ｃ）では図の左側；進行方向前方への移動）が起こ
る場合がある。このような軸重前後移動を低減するに
は、前後左右の車輪３５のうち浮き上がりつつある車輪
（図２（Ｃ）では右側の車輪）を、軸ばね変位センサ４
７で検出する。このとき、軸ばね変位センサ４７は、軸
箱上の軸ばねの変位量に基づき、浮き上がりつつある車
輪を検出する。そして、この浮き上がりを検出した変位
センサ４７に対応する電磁石４１のみを励磁して、吸引
力を生じさせる。こうすると、図２（Ｄ）に示すよう
に、浮き上がりつつある右側の軸箱３８にのみアーム４
３の自由端４３ａが当接し、電磁石４１の吸引力が伝わ
る。そのため、浮き上がりつつある車輪にのみ輪重が加
えられるので、軸重移動の不均衡を抑えて車両のバラン
スを保つことができる。That is, when the vehicle is accelerating or decelerating, a sudden axial load forward / backward movement as shown in FIG. 2 (C) (left side in FIG. 2 (C); movement forward in the traveling direction) It can happen. In order to reduce such axial load front-rear movement, the wheel which is floating among the front, rear, left and right wheels 35 (the right wheel in FIG. 2C) is used as the shaft spring displacement sensor 4.
Detect at 7. At this time, the shaft spring displacement sensor 47 detects the floating wheel based on the displacement amount of the shaft spring on the shaft box. Then, only the electromagnet 41 corresponding to the displacement sensor 47 that has detected the floating is excited to generate an attractive force. By doing so, as shown in FIG. 2D, the arm 4 is provided only on the right side axle box 38 which is rising.
The free end 43a of 3 abuts, and the attraction force of the electromagnet 41 is transmitted. Therefore, since the wheel load is applied only to the wheel that is rising, it is possible to suppress the imbalance of the axial load movement and maintain the balance of the vehicle.

【００３４】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。図３（Ａ）は本発明の第３実施例に係る鉄道車両用
輪重制御装置を示す側面図であり、図３（Ｂ）は同鉄道
車両用輪重制御装置で電磁石を作動した状態を示す側面
図である。図３に示す台車５１は、台車枠５３を備えて
いる。台車枠５３の下部には、第１及び第２実施例と同
様に、輪軸５７（車輪５５及び車軸５６）や軸箱５８、
軸ばね５９、ブレーキ装置のパッド５４が配置されてい
る。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 (A) is a side view showing a wheel load control device for a railway vehicle according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 3 (B) shows a state in which an electromagnet is activated in the wheel load control device for a railway vehicle. It is a side view shown. The bogie 51 shown in FIG. 3 includes a bogie frame 53. At the lower part of the bogie frame 53, as in the first and second embodiments, the wheel shaft 57 (wheel 55 and axle shaft 56), the axle box 58,
A shaft spring 59 and a pad 54 of the brake device are arranged.

【００３５】前後の軸箱５８間には、電磁石６１を吊る
す吊り梁６２が架設されている。この吊り梁６２の両端
部寄りには、当接部材６５が設けられている。当接部材
６５は、吊り梁６２から軸箱５８上面に向けて下方向に
突出している。吊り梁６２と台車枠５３間には、ばね６
３が取り付けられている。吊り梁６２及び電磁石６１
は、ばね６３の弾性力で上方向に付勢されている。A suspension beam 62 for suspending the electromagnet 61 is installed between the front and rear axle boxes 58. A contact member 65 is provided near both ends of the suspension beam 62. The contact member 65 projects downward from the suspension beam 62 toward the upper surface of the shaft box 58. A spring 6 is provided between the suspension beam 62 and the bogie frame 53.
3 is attached. Hanging beam 62 and electromagnet 61
Is urged upward by the elastic force of the spring 63.

【００３６】この台車５１は、電磁石６１の非通電時に
おいて、隙間ｔ１（当接部材６５と軸箱５８上面間）が
例えば９０ｍｍ程度確保され、隙間ｔ２（電磁石６１の
下端面とレール１００の頭頂面間）が例えば１００ｍｍ
程度確保されている。In this carriage 51, when the electromagnet 61 is not energized, a gap t1 (between the contact member 65 and the upper surface of the shaft box 58) is ensured, for example, about 90 mm, and a gap t2 (the lower end surface of the electromagnet 61 and the top of the rail 100). Surface distance) is 100 mm
The degree is secured.

【００３７】次に、上記の構成からなる台車５１の作用
について説明する。まず、通常時（電磁石６１の非通電
時）においては、電磁石６１が吊り梁６２に吊られてお
り、吊り梁６２は２つのばね６３の弾性力で上側に付勢
されている。電磁石６１の重量は、ばね６３を介して台
車枠５３で支えられる。このため、第２実施例と同様
に、通常走行時の電磁石６１の支持が不安定にならず、
車両の走行性能が損なわれない。Next, the operation of the dolly 51 having the above structure will be described. First, in a normal state (when the electromagnet 61 is not energized), the electromagnet 61 is suspended by the suspension beam 62, and the suspension beam 62 is biased upward by the elastic force of the two springs 63. The weight of the electromagnet 61 is supported by the bogie frame 53 via the spring 63. Therefore, similarly to the second embodiment, the support of the electromagnet 61 during normal traveling does not become unstable,
The running performance of the vehicle is not impaired.

【００３８】制動時等の吸着力発生を要する場合におい
て、電磁石６１が励磁されると吸引力が生じ、電磁石６
１が下方向（レール１００側）に引き寄せられる。する
と、図３（Ｂ）に示すように、この電磁石６１の吸引力
で吊り梁６２がばね６３の付勢力に抗して下がり、吊り
梁６２の両端の当接部材６５が軸箱５８上面に当たる。
そして、吊り梁６２に加わる力が当接部材６５を介して
軸箱５８に伝達され、軸箱５８が下方向に押し付けられ
る。これによって、車輪５５の輪重が増加し、第１及び
第２実施例と同様に車輪踏面の見かけの粘着係数を大き
くすることができるので、粘着領域を確保してブレーキ
距離を短縮できる。When it is necessary to generate an attractive force during braking, etc., when the electromagnet 61 is excited, an attractive force is generated and the electromagnet 6
1 is pulled downward (rail 100 side). Then, as shown in FIG. 3B, the suspension beam 62 is lowered against the biasing force of the spring 63 by the attraction force of the electromagnet 61, and the contact members 65 at both ends of the suspension beam 62 hit the upper surface of the shaft box 58. .
Then, the force applied to the suspension beam 62 is transmitted to the axle box 58 via the contact member 65, and the axle box 58 is pressed downward. As a result, the wheel weight of the wheel 55 is increased and the apparent adhesion coefficient of the wheel tread can be increased as in the first and second embodiments, so that the adhesion area can be secured and the braking distance can be shortened.

【００３９】電磁石６１とレール１００との間に吸引力
が生じた際の、電磁石６１の変位可能量（隙間ｔ１、一
例９０ｍｍ）は、電磁石６１とレール１００間の寸法
（間隔ｔ２、一例１００ｍｍ）よりも小さいので、電磁
石６１が作動した後にも電磁石６１とレール１００との
間にはｔ２−ｔ１（一例で１０ｍｍ）の隙間が確保さ
れ、電磁石６１とレール１００とは接触しない。そのた
め、第１及び第２実施例と同様に、レール１００頭頂面
の磨耗や損傷が生じない。When a suction force is generated between the electromagnet 61 and the rail 100, the displaceable amount of the electromagnet 61 (gap t1, 90 mm in one example) is the dimension between the electromagnet 61 and the rail 100 (spacing t2, 100 mm in one example). Since it is smaller than the above, a gap of t2-t1 (10 mm in one example) is secured between the electromagnet 61 and the rail 100 even after the electromagnet 61 is activated, and the electromagnet 61 and the rail 100 do not come into contact with each other. Therefore, as in the first and second embodiments, the top surface of the rail 100 is not worn or damaged.

【００４０】次に、上記の各実施例の台車を装備した鉄
道車両の曲線走行時の作用について説明する。図４
（Ａ）はカント（バンク）付き曲線軌道における鉄道車
両の走行時にかかる力を説明するための正面図であり、
図４（Ｂ）はその平面図である。図４（Ａ）に示すよう
に、鉄道車両１の輪軸７（内車輪５Ｉ、外車輪５Ｏ及び
これらを繋ぐ車軸６）には、輪重Ｐと横圧Ｑが反作用と
して働く。そして、横圧Ｑが輪重Ｐに比べてある程度以
上大きくなると、鉄道車両１の脱線が生じ易くなる。こ
のような脱線の危険性を表す指標としては、横圧（Q）
÷輪重（P）で与えられる脱線係数が用いられる。Next, the operation of the railway vehicle equipped with the bogie of each of the above-mentioned embodiments when traveling on a curve will be described. Figure 4
(A) is a front view for explaining a force applied when a railway vehicle travels on a curved track with a cant (bank),
FIG. 4B is a plan view thereof. As shown in FIG. 4 (A), the wheel weight P and the lateral pressure Q act as a reaction on the wheel axle 7 (the inner wheel 5I, the outer wheel 5O, and the axle 6 connecting them) of the railway vehicle 1. When the lateral pressure Q becomes larger than the wheel load P by a certain amount or more, derailment of the railway vehicle 1 is likely to occur. Lateral pressure (Q) is an indicator of the risk of derailment.
÷ The derailment coefficient given by wheel load (P) is used.

【００４１】鉄道車両が曲線軌道を低速で走行する際に
は、図４（Ｂ）に分かり易く示すように、台車が直線状
態に戻ろうとする復元力（レールの外側に働く力）が生
じ、これが上述した横圧Ｑとなる。この復元力は一般に
は小さい力であるが、レールの曲線部の曲率が大きい
と、これに比例して復元力も大きくなる。そのため、輪
重Ｐが小さい場合は脱線係数Ｑ／Ｐが大きくなり、脱線
が生じる可能性が高くなる。また、図４（Ａ）に示すよ
うに、鉄道車両１が低速でカント（バンク）付き曲線軌
道を走行する場合は、遠心力があまり作用しないので、
鉄道車両１の重心が内側軌道ＲＩに移動し、外側軌道Ｒ
Ｏの脱線係数が大きくなる状況が生じる。When a railroad vehicle travels on a curved track at a low speed, a restoring force (a force acting on the outside of the rail) that causes the bogie to return to a linear state is generated, as is easily shown in FIG. 4 (B). This becomes the lateral pressure Q described above. This restoring force is generally a small force, but if the curved portion of the rail has a large curvature, the restoring force also increases in proportion to this. Therefore, when the wheel load P is small, the derailment coefficient Q / P becomes large and the possibility of derailment increases. Further, as shown in FIG. 4 (A), when the railway vehicle 1 travels on a curved track with a cant (bank) at a low speed, centrifugal force does not act so much,
The center of gravity of the railway vehicle 1 moves to the inner track RI, and the outer track R
A situation occurs in which the derailment coefficient of O becomes large.

【００４２】このような場合、本来は鉄道車両１の車重
でしか得ることができない輪重Ｐに、上述した電磁石
（２１、４１、６１）の吸引力で輪重を加えることで、
脱線係数を小さくすることができる。つまり、外側軌道
ＲＯ側の車輪５Ｏにのみ電磁石（２１、４１、６１）で
吸引力を生じさせ、外側軌道ＲＯにおける輪重を大きく
すると、軸重が増えて脱線係数が小さくなり、脱線・転
覆の可能性を低減できる。なお、曲線の程度は、台車に
転向ヨー角センサを設け、このセンサの信号から判定す
ることができる。あるいは、車両に予めレール曲線部の
情報を搭載しておくこともできる。これら曲線の曲率半
径・カント角・車両速度から適切な電磁石の作動を選択
できる。In such a case, by adding the wheel weight to the wheel weight P, which is originally obtained only by the vehicle weight of the railway vehicle 1, by the attraction force of the electromagnets (21, 41, 61) described above,
The derailment coefficient can be reduced. In other words, if the electromagnets (21, 41, 61) generate an attractive force only on the wheels 5O on the outer raceway RO side to increase the wheel load on the outer raceway RO, the axial load increases and the derailment coefficient decreases, resulting in derailment / overturning. It is possible to reduce the possibility of The degree of the curve can be determined from the signal of the turning yaw angle sensor provided on the truck. Alternatively, the information on the rail curve portion can be installed in the vehicle in advance. An appropriate operation of the electromagnet can be selected from the radius of curvature of these curves, the cant angle, and the vehicle speed.

【００４３】次に、本発明の鉄道車両用輪重制御装置の
電磁石の設計諸元及び計算上の効果の一例を説明する。
図５（Ａ）は本発明に係る鉄道車両用輪重制御装置の電
磁石とその電気系統をモデル化した図であり、図５
（Ｂ）は電磁石とレールを含む磁気回路の図であり、図
５（Ｃ）はレールの断面図である。Next, an example of the design specifications of the electromagnet of the wheel load control device for a railway vehicle according to the present invention and the effect of calculation will be described.
FIG. 5A is a modeled view of an electromagnet and its electric system of the wheel load control device for a railroad vehicle according to the present invention.
5B is a diagram of a magnetic circuit including an electromagnet and a rail, and FIG. 5C is a cross-sectional view of the rail.

【００４４】図５（Ａ）に示すように、この例ではコ字
状の電磁石４００を用いた。この電磁石４００は２つの
円形の端面を有し、各端面の直径ｄは６ｃｍ（半径３ｃ
ｍ）である。この電磁石４００にはケーブル４０１が巻
き付けられており、ここが磁界を生じるコイルＣとな
る。ケーブル４０１は、パンタグラフ２００からの主動
力線と、電力回生部（三相モータ３００及び三相インバ
ータ３０１）とに並列に接続されている。ケーブル４０
１の途中には、抵抗ωが組み込まれている。パンタグラ
フ２００と車輪２０１間には、コンデンサ２０２が接続
されている。As shown in FIG. 5A, a U-shaped electromagnet 400 was used in this example. This electromagnet 400 has two circular end faces, each end face having a diameter d of 6 cm (radius 3 c
m). A cable 401 is wound around the electromagnet 400, and this serves as a coil C that generates a magnetic field. The cable 401 is connected in parallel to the main power line from the pantograph 200 and the power regeneration unit (three-phase motor 300 and three-phase inverter 301). Cable 40
A resistor ω is incorporated in the middle of 1. A condenser 202 is connected between the pantograph 200 and the wheel 201.

【００４５】まず、常用ブレーキ時又は力行時におけ
る、パンタグラフ２００からの主電力源を用いた電磁石
４００の励磁について説明する。パンタグラフ２００か
ら電磁石４００には、電圧ＶD＝１５００Ｖが印加され
る。この場合、電磁石４００に流れる直流電流ｉDは、 ｉD＝ＶD（Ｖ）／ω（Ω）＝１５００／ω（単位Ａ） となる。さらに、電磁石４００端面とレール１００頭頂
面間のギャップｔの長さは１５ｍｍとする。なお、この
ギャップｔは、最小６ｍｍに設定可能である。First, the excitation of the electromagnet 400 using the main power source from the pantograph 200 during normal braking or power running will be described. A voltage V D = 1500 V is applied from the pantograph 200 to the electromagnet 400. In this case, the direct current i D flowing through the electromagnet 400 is i D = V D (V) / ω (Ω) = 1500 / ω (unit A). Further, the length of the gap t between the end surface of the electromagnet 400 and the top surface of the rail 100 is 15 mm. The gap t can be set to a minimum of 6 mm.

【００４６】図５（Ｂ）に示す磁気回路において、磁気
抵抗（リラクタンス）Ｒは、 Ｒ＝（１／μ）×（ｌ／Ｓ）（単位Ａ／Ｗｂ） で与えられる。但し、鉄の場合（電磁石４００及びレー
ル１００）は透磁率ξ＝２００であって、空気の場合
（電磁石４００とレール１００間のギャップｔ）は透磁
率ξ＝ξ0＝１．０とする。さらに、電磁石４００の端
面の面積Ｓ（半径３ｃｍの円；Ｓ＝０．０３2π
（ｍ2））を、レール１００の頭頂面への磁気回路有効
範囲と仮定する。磁力線の磁路は、電磁石４００の長さ
＝５０ｃｍ、ギャップｔの長さの２倍＝１５×２＝３０
ｍｍ、レール１００の長さ＝５０ｃｍの総計となる。な
お、図５（Ｃ）に示すように、レール１００の幅ｈ１＝
６５ｍｍ、頭頂面の幅ｈ２＝３０ｍｍとする。In the magnetic circuit shown in FIG. 5B, the magnetic resistance (reluctance) R is given by R = (1 / μ) × (1 / S) (unit A / Wb). However, in the case of iron (electromagnet 400 and rail 100), magnetic permeability ξ = 200, and in the case of air (gap t between electromagnet 400 and rail 100), magnetic permeability ξ = ξ 0 = 1.0. Further, the area S of the end surface of the electromagnet 400 (a circle having a radius of 3 cm; S = 0.03 2 π
(M 2 )) is assumed to be the effective range of the magnetic circuit to the top surface of the rail 100. The magnetic path of the lines of magnetic force has a length of the electromagnet 400 = 50 cm, twice the length of the gap t = 15 × 2 = 30.
mm, the length of the rail 100 = 50 cm. As shown in FIG. 5C, the width h1 of the rail 100 =
The width is 65 mm and the width h2 of the crown surface is 30 mm.

【００４７】すると、この場合の電磁石４００、ギャッ
プｔ及びレール１００における各磁気抵抗Ｒｃ、Ｒｇ及
びＲｒは、 電磁石の鉄心の磁気抵抗Ｒｃ＝（１／２００）×（０．
５／０．０３2π） ギャップの磁気抵抗Ｒｇ＝（１／１）×（０．０３／
０．０３2π） レールの磁気抵抗Ｒｒ＝（１／２００）×（０．５／
０．０３2π） となる。したがって、合計の磁気抵抗Ｒは、 Ｒ＝Ｒｃ＋Ｒｇ＋Ｒｒ＝１２．３８（Ａ／Ｗｂ） となる。さらに、図５（Ｂ）に示す磁気回路の磁束φ
は、 φ＝Ｂ×Ｓ（単位Ｗｂ） で与えられる。Ｂは電磁石４００のコイルＣの磁束密度
である。Then, the magnetic resistances Rc, Rg, and Rr in the electromagnet 400, the gap t, and the rail 100 in this case are as follows: Magnetic resistance Rc of the iron core of the electromagnet Rc = (1/200) × (0.
5 / 0.03 2 π) Gap magnetic resistance Rg = (1/1) × (0.03 /
0.03 2 π) Rail magnetic resistance Rr = (1/200) × (0.5 /
0.03 2 π). Therefore, the total magnetic resistance R is R = Rc + Rg + Rr = 12.38 (A / Wb). Furthermore, the magnetic flux φ of the magnetic circuit shown in FIG.
Is given by φ = B × S (unit Wb). B is the magnetic flux density of the coil C of the electromagnet 400.

【００４８】次に、電磁石４００の吸引力を求める。単
位面積当たりの吸引力ｆは、 ｆ＝Ｂ2／２ξ0（単位Ｐａ） であり、有効面積当たりの吸引力Ｆは、 Ｆ＝ｆ×２Ｓ＝φ2／（ξ0×Ｓ）（単位Ｐａ） で求められる。ここで、図５（Ｂ）の磁気回路の起磁力
は、電磁石４００のコイルＣのインダクタンスをＬ（単
位Ｈ）とすると、 Ｌ×ｉD＝Ｌ×（ＶD／ω）（単位Ａ） であるから、上記の磁束φは、 φ＝Ｌ×（１／ω）×ＶD／Ｒ（Ｗｂ） となる。Next, the attraction force of the electromagnet 400 is obtained. The suction force f per unit area is f = B 2 / 2ξ 0 (unit Pa), and the suction force F per effective area is F = f × 2S = φ 2 / (ξ 0 × S) (unit Pa ) Is required. Here, when the inductance of the coil C of the electromagnet 400 is L (unit H), the magnetomotive force of the magnetic circuit of FIG. 5B is L × i D = L × (V D / ω) (unit A) Therefore, the magnetic flux φ is φ = L × (1 / ω) × V D / R (Wb).

【００４９】したがって、有効面積当たりの吸引力Ｆ
は、 Ｆ＝φ2／（ξ0×Ｓ） ＝（（Ｌ／ω）2×ＶD 2）／（μ0×Ｓ×Ｒ2） ＝（（Ｌ／ω）2×ＶD 2）／（１×０．０３2π×１２．３８2） ＝２．３０８×Ｌ2×（ＶD／ω）2（Ｐａ） となる。Therefore, the suction force F per effective area
Is F = φ 2 / (ξ 0 × S) = ((L / ω) 2 × V D 2 ) / (μ 0 × S × R 2 ) = ((L / ω) 2 × V D 2 ) / (1 × 0.03 2 π × 12.38 2 ) = 2.308 × L 2 × (V D / ω) 2 (Pa).

【００５０】ここで、主動電源の電圧ＶD＝１５００
Ｖ、直流電流ｉD＝１０Ａ、抵抗ω＝１５０Ωのとき
（電力Ｐ＝１５ｋＷ）、コイルＣのインダクタンスＬの
値と有効面積当たりの吸引力Ｆの値は、 Ｌ＝１０ｍＨ ならば Ｆ＝０．０２３Ｎ、 Ｌ＝１００ｍＨ ならば Ｆ＝２．３０８Ｎ、 Ｌ＝１０００ｍＨならば Ｆ＝２３０．８Ｎ、 となる。なお、実際の車載リアクトルは、Ｌ＝２０ｍＨ
程度である。このＶD＝１５００Ｖ、ｉD＝１０Ａ、ω＝
１５０Ωの場合を含む、直流電流ｉD＝２０Ａ、３０
Ａ、５０Ａに対する吸引力Ｆの値を次の表１に示す。Here, the voltage of the driving power source V D = 1500
When V, DC current i D = 10 A, and resistance ω = 150 Ω (power P = 15 kW), the value of the inductance L of the coil C and the value of the attractive force F per effective area are: F = 0. 023N, L = 100mH, F = 2.308N, L = 1000mH, F = 230.8N. Note that the actual vehicle-mounted reactor is L = 20 mH
It is a degree. This V D = 1500 V, i D = 10 A, ω =
DC current i D = 20A, 30 including the case of 150Ω
The values of the suction force F for A and 50A are shown in Table 1 below.

【表１】 [Table 1]

【００５１】次いで、吸引力Ｆによる輪重の増加に伴う
見かけ上の粘着係数の増大Δμが具体的にどの程度の数
値になり得るかについて述べる。軸質量Ｍを１０（単位
ｔ）＝１０×１０3（単位ｋｇ）と仮定し、これと重力
加速度ｇとの積Ｍ×ｇ（単位Ｎ）で軸重を表現する。こ
の場合、吸引力の半分が１軸当たりの軸質量増大値と等
価になる。設計上のμ（＝引張力／軸重比）をμ0と
し、電磁石４００のコイルＣの吸引力をＦC（単位Ｎ）
とおく。さらに、等価的に軸質量Ｍを Ｍ＋（１／２）×（ＦC／ｇ）＝Ｍ＋（ＦC／２ｇ） で置きかえる。Next, the specific value of the increase Δμ in the apparent adhesion coefficient due to the increase in wheel load due to the suction force F can be described. It is assumed that the axial mass M is 10 (unit t) = 10 × 10 3 (unit kg), and the axial load is expressed by the product M × g (unit N) of this and the gravitational acceleration g. In this case, half the suction force is equivalent to the shaft mass increase value per shaft. Designing μ (= tensile force / axial load ratio) to be μ 0, and the attractive force of the coil C of the electromagnet 400 is F C (unit: N)
far. Furthermore, replaced with + equivalently axially mass M M (1/2) × (F C / g) = M + (F C / 2g).

【００５２】これを、設計利用μが増大したと考え直す
と、 μ0×（Ｍ＋（ＦC／２ｇ））＝μ´×Ｍ すなわち、 μ´＝μ0×（１＋（ＦC／２（Ｍ×ｇ））） となる。したがって、粘着改善効果（見かけ上の粘着係
数の増大）Δμ＝μ´−μ0は、 Δμ＝μ´−μ0＝μ0×ＦC／２（Ｍ×ｇ） となる。If this is reconsidered as an increase in the design utilization μ, μ 0 × (M + (F C / 2g)) = μ '× M, that is, μ' = μ 0 × (1+ (F C / 2 (M Xg))). Therefore, the adhesion improving effect (apparent increase in adhesion coefficient) Δμ = μ′−μ 0 is Δμ = μ′−μ 0 = μ 0 × F C / 2 (M × g).

【００５３】この粘着改善効果Δμをパーセント表示し
て、μ0＝２０％、軸質量Ｍ＝１０ｔの電車に当てはめ
ると、 Δμ（％）＝２０／（２×１０×１０3×９．８）×ＦC ＝ＦC／９８００ となる。したがって、吸引力ＦC＝５７７０Ｎのとき
は、 Δμ（％）＝５７７０／９８００＝０．５８８７…≒０．５９％ となる。つまり、この場合は、約０．６％の粘着性能の
改善を見込むことができ、μの設計値を２０％とした場
合は、合計で２０．６％の粘着率を得ることができる。
以上の値は、ギャップ長ｔ＝１５ｍｍの場合の計算値で
あるが、ｔ＝１０ｍｍではΔμ＝１．３２％（２１．３
２％）、ｔ＝６ｍｍではΔμ＝３．６８％（２３．６８
％）の粘着改善効果が得られる。When this adhesion improving effect Δμ is displayed as a percentage and applied to a train with μ 0 = 20% and shaft mass M = 10 t, Δμ (%) = 20 / (2 × 10 × 10 3 × 9.8) × F C = F C / 9800. Therefore, when the suction force F C = 5770N, Δμ (%) = 5770/9800 = 0.5887 ... ≈0.59%. That is, in this case, an improvement in the adhesive performance of about 0.6% can be expected, and when the design value of μ is 20%, a total adhesive rate of 20.6% can be obtained.
The above values are the calculated values when the gap length t = 15 mm, but when t = 10 mm, Δμ = 1.32% (21.3
2%) and t = 6 mm, Δμ = 3.68% (23.68%
%) Adhesion improving effect.

【００５４】次に、非常用バッテリ等の直流１００Vラ
インからの電力を用いた電磁石４００の励磁について説
明する。電力回生源からは、電磁石４００に電圧ＶD′
＝１００Ｖが印加される。このとき、電磁石４００には
直流電流ｉD´＝１００（Ｖ）／ω（Ω）＝１００／ω
（Ａ）の電流が流れる。この場合、上記と同様にして、
コイルＣのインダクタンスＬの値と有効面積当たりの吸
引力Ｆの値を求めると、 ｉD´＝５０Ａ、ω＝２Ωのとき（電力Ｐ＝５ｋＷ）、 Ｌ＝１０ｍＨならば Ｆ＝０．５５７Ｎ、 Ｌ＝１００ｍＨならば Ｆ＝５５．７Ｎ、 Ｌ＝１０００ｍＨならば Ｆ＝５７７０Ｎ となる。Next, excitation of the electromagnet 400 using electric power from a DC 100V line such as an emergency battery will be described. From the power regeneration source, the voltage V D ′ is applied to the electromagnet 400.
= 100V is applied. At this time, the DC current i D ′ = 100 (V) / ω (Ω) = 100 / ω in the electromagnet 400.
The current of (A) flows. In this case, in the same way as above,
When the value of the inductance L of the coil C and the value of the attractive force F per effective area are obtained, i D ′ = 50 A, ω = 2 Ω (power P = 5 kW), L = 10 mH, F = 0.557 N, If L = 100 mH, F = 55.7N, and if L = 1000 mH, F = 5770N.

【００５５】さらに、粘着改善効果Δμの値を求める
と、 ギャップ長１５ｍｍのときは Δμ＝０．５９％ ギャップ長１０ｍｍのときは Δμ＝１．３２％ ギャップ長６ｍｍのときは Δμ＝３．６８％ となり、主動電源を用いた場合と同様の効果が得られ
る。特に、１００V直流源を用いる場合は、主動電源を
用いる場合に比べて絶縁耐圧が小さくて済む利点がある
ので、より効果が大きい。Further, when the value of the adhesion improving effect Δμ is obtained, Δμ = 0.59% when the gap length is 15 mm, Δμ = 1.32% when the gap length is 10 mm, and Δμ = 3.68 when the gap length is 6 mm. %, And the same effect as when using the driving power source is obtained. In particular, when a 100 V DC source is used, it has an advantage that the withstand voltage is small as compared with the case where a driving power source is used, so that the effect is greater.

【００５６】以上をまとめると、以下の通りである。 （１）現状の鉄道車両においては、主電動機が抵抗制御
の場合の設計上の期待粘着係数が１４％、チョッパ制御
の場合の設計上の期待粘着係数が１６〜１８％に設定さ
れており、インバータ制御の場合の設計上の期待粘着係
数が２０％に設定されている。したがって、本実施例の
ように２０％の設計値に対して２０．６〜２３．６８％
の粘着力が得られれば、実用的意義が充分にあるといえ
る。The above is summarized as follows. (1) In the current railway vehicle, the expected adhesive coefficient in design when the main motor is resistance control is set to 14%, and the expected adhesive coefficient in design when the chopper control is set to 16 to 18%. The expected sticking coefficient in design in the case of inverter control is set to 20%. Therefore, 20.6 to 23.68% with respect to the design value of 20% as in the present embodiment.
It can be said that there is sufficient practical significance if the adhesive strength of is obtained.

【００５７】（２）電磁石の励磁に１５００Ｖの主動電
源を用いることができるのは勿論であるが、１００Ｖの
電力源（専用バッテリ等）を用いても充分な粘着改善効
果が得られる。なお、実際には、供給電力が１０〜２０
ｋＷ程度で、コイルの起磁力が１Ｈ程度の大アンペアタ
ーンコイルを用いるのが好ましい。 （３）ギャップ長ｔ＝１０ｍｍ程度に設定すれば、粘着
改善効果Δμ＝約１．５％程度を見込むことができる。
ギャップ長ｔ＝１０ｍｍ程度を確保すれば、レールのポ
イント通過時にも電磁石とレール頭頂面との接触を回避
することができるので、実用上の支障はない。(2) It is needless to say that a driving power source of 1500 V can be used for exciting the electromagnet, but a sufficient adhesion improving effect can be obtained by using a power source of 100 V (exclusive battery). In addition, in practice, the supplied power is 10 to 20.
It is preferable to use a large ampere-turn coil with a magnetomotive force of about 1 kW at about kW. (3) If the gap length t is set to about 10 mm, the adhesion improving effect Δμ = about 1.5% can be expected.
If the gap length t = about 10 mm is secured, it is possible to avoid contact between the electromagnet and the top surface of the rail even when the rail passes through the point, so that there is no practical problem.

【００５８】なお、上記の結果は、コ字状の電磁石４０
０のレール１００の頭頂面への磁気回路有効範囲を、半
径３ｃｍの円の２倍と仮定した場合であって、比較的厳
しい条件を仮定している。そこで、電磁石の断面の面積
を増やし（例えば、１０ｃｍ×３ｃｍ＝３０ｃｍ2の長
方形）、レール１００の頭頂面への磁気回路有効範囲を
大きくすると、粘着改善効果をさらに向上することがで
きる。The above results show that the U-shaped electromagnet 40
It is assumed that the effective range of the magnetic circuit to the crown surface of the rail 100 of 0 is twice as large as that of a circle having a radius of 3 cm, and a relatively severe condition is assumed. Therefore, if the area of the cross section of the electromagnet is increased (for example, a rectangle of 10 cm × 3 cm = 30 cm 2 ) and the effective area of the magnetic circuit to the crown surface of the rail 100 is increased, the adhesion improving effect can be further improved.

【００５９】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レール頭頂面の損傷を来たすことなく、粘着係数の増加
や脱線係数の低減を実現することができる鉄道車両用輪
重制御装置を提供できる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a wheel load control device for a railway vehicle that can increase the adhesion coefficient and reduce the derailment coefficient without damaging the rail crown surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】図１（A）は本発明の第１実施例に係る鉄道車
両用輪重制御装置を示す側面図であり、図１（B）は同
鉄道車両用輪重制御装置の電磁石付近の部分を前後方向
から見た一部断面図である。FIG. 1 (A) is a side view showing a wheel load control device for a railway vehicle according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (B) is a vicinity of an electromagnet of the wheel load control device for a railway vehicle. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the part of FIG.

【図２】図２（A）は本発明の第２実施例に係る鉄道車
両用輪重制御装置を示す側面図であり、図２（B）は前
後の電磁石を同時に作動した状態を示す側面図であり、
図２（Ｃ）は軸重移動した状態（電磁石を作動させなか
った場合）を示す側面図であり、図２（Ｄ）は軸重移動
時で後ろの電磁石を作動した状態を示す側面図である。FIG. 2 (A) is a side view showing a wheel load controller for a railway vehicle according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2 (B) is a side view showing a state in which front and rear electromagnets are simultaneously operated. Is a figure,
FIG. 2C is a side view showing a state in which the axial load is moved (when the electromagnet is not activated), and FIG. 2D is a side view showing a state in which the rear electromagnet is activated during the axial load movement. is there.

【図３】図３（Ａ）は本発明の第３実施例に係る鉄道車
両用輪重制御装置を示す側面図であり、図３（Ｂ）は同
鉄道車両用輪重制御装置で電磁石を作動した状態を示す
側面図である。FIG. 3 (A) is a side view showing a wheel load control device for a railroad vehicle according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 3 (B) is an wheel magnet control device for a railroad vehicle in which an electromagnet is used. It is a side view which shows the operated state.

【図４】図４（Ａ）はカント（バンク）付き曲線軌道に
おける鉄道車両の走行時にかかる力を説明するための正
面図であり、図４（Ｂ）はその平面図である。FIG. 4 (A) is a front view for explaining a force applied when a railway vehicle travels on a curved track with a cant (bank), and FIG. 4 (B) is a plan view thereof.

【図５】図５（Ａ）は本発明に係る鉄道車両用輪重制御
装置の電磁石とその電気系統をモデル化した図であり、
図５（Ｂ）は電磁石とレールを含む磁気回路の図であ
り、図５（Ｃ）はレールの断面図である。FIG. 5 (A) is a model diagram of an electromagnet and its electric system of a wheel load control device for a railroad vehicle according to the present invention,
5B is a diagram of a magnetic circuit including an electromagnet and a rail, and FIG. 5C is a cross-sectional view of the rail.

【図６】従来の電磁吸着型ブレーキ装置を備えたボギー
台車の一例を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing an example of a bogie truck equipped with a conventional electromagnetic attraction brake device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 鉄道車両 ５Ｉ 内車輪 ５Ｏ 外
車輪 ６ 車軸 ７ 輪軸 Ｐ 輪重 Ｑ 横圧 ＲＩ 内側軌道 ＲＯ 外
側軌道 １１ 台車 １３ 台
車枠 １４ パッド １５ 車
輪 １６ 車軸 １７ 輪
軸 １８ 軸箱 １９ 軸
ばね ２１ 電磁石 ２１ａ
下端面 ２２ 釣合梁 ２２ｂ、
２２ｃ 端部 ２３ ばね ２４ 支
持部材 ２４ａ 内孔上端面 ２４ｃ
内孔下端面 ２５ ペデスタル ３１ 台車 ３３ 台
車枠 ３４ パッド ３５ 車
輪 ３６ 車軸 ３７ 輪
軸 ３８ 軸箱 ３９ 軸
ばね ４１ 電磁石 ４３ ア
ーム ４３ａ 自由端 ４４ リ
ンク ４５ ばね ４７ 軸
ばね変位センサ ５１ 台車 ５３ 台
車枠 ５４ パッド ５５ 車
輪 ５６ 車軸 ５７ 輪
軸 ５８ 軸箱 ５９ 軸
ばね ６１ 電磁石 ６２ 吊
り梁 ６３ ばね ６５ 当
接部材 １００ レール １００ａ
頭頂面 １０１ 台車 １０３
台車枠 １０５ 車輪 １０６
車軸 １０７ 輪軸 １０８
軸箱 １０９ 軸ばね １１０
電磁石 １１２ 支持部材 ２００ パンタグラフ ２０１
車輪 ２０２ コンデンサ ３００
三相モータ ３０１ 三相インバータ ４００
電磁石 ４０１ ケーブル Ｃ コイル ω 抵抗1 Railway Vehicle 5I Inner Wheel 5O Outer Wheel 6 Axle 7 Wheel Axle P Wheel Weight Q Lateral Pressure RI Inner Track RO Outer Track 11 Bogie 13 Bogie Frame 14 Pad 15 Wheel 16 Axle 17 Wheel Bore 18 Axle Box 19 Shaft Spring 21 Electromagnet 21a
Lower end surface 22 Balance beam 22b,
22c end 23 spring 24 support member 24a inner hole upper end surface 24c
Inner hole Lower end surface 25 Pedestal 31 Bogie 33 Bogie frame 34 Pad 35 Wheel 36 Axle 37 Wheel axle 38 Axle box 39 Axle spring 41 Electromagnet 43 Arm 43a Free end 44 Link 45 spring 47 Axle spring displacement sensor 51 Bogie 53 Bogie frame 54 Pad 55 Wheel 56 Axle 57 Wheel axle 58 Axle box 59 Axle spring 61 Electromagnet 62 Suspended beam 63 Spring 65 Abutment member 100 Rail 100a
Top surface 101 Cart 103
Bogie frame 105 wheel 106
Axle 107 wheel axle 108
Axle box 109 Axial spring 110
Electromagnet 112 Support member 200 Pantograph 201
Wheel 202 condenser 300
Three-phase motor 301 Three-phase inverter 400
Electromagnet 401 Cable C Coil ω resistance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 弘明 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroaki Ishida             38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation             Corporate Railway Technical Research Institute

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 鉄道レール上を転動する左右一対の車輪
と、 該左右一対の車輪を繋ぐ車軸と、 該車軸の軸受けを含む軸箱と、 該軸箱上に支持された台車枠と、 前記車輪の制動機構（ブレーキ）と、 を含む、鉄道車両用の輪重制御装置であって、 前記レールとの間で吸引力を生じて、前記軸箱に下方向
の力を加える電磁石と、 該電磁石と前記レールとの間の最小隙間を確保する隙間
保持機構と、 を具備することを特徴とする鉄道車両用輪重制御装置。1. A pair of left and right wheels rolling on a railroad rail, an axle connecting the pair of left and right wheels, an axle box including a bearing for the axle, and a bogie frame supported on the axle box. A wheel weight control device for a railway vehicle, comprising: a braking mechanism (brake) for the wheel; and an electromagnet that generates a suction force between the rail and a downward force on the axle box, A clearance holding mechanism that secures a minimum clearance between the electromagnet and the rail, and a wheel load control device for a railroad vehicle. 【請求項２】 前記軸箱と前記台車枠間の軸ばねを介さ
ずに、前記電磁石を前記台車枠に対して弾性支持する弾
性部材を有し、 前記隙間保持機構として、前記電磁石に接続された部材
が前記軸箱に当接して、前記弾性部材のそれ以上の変形
を抑止する抑止機構が設けられていることを特徴とする
請求項１記載の鉄道車両用輪重制御装置。2. An elastic member that elastically supports the electromagnet with respect to the bogie frame without a shaft spring between the axle box and the bogie frame, and is connected to the electromagnet as the gap holding mechanism. 2. The wheel load control apparatus for a railway vehicle according to claim 1, further comprising a restraining mechanism that restrains the elastic member from further deformation by contacting the shaft member with the axle box. 【請求項３】 車両の所定値を超える加速時あるいは減
速時に、前記電磁石を作動させることを特徴とする請求
項１又は２記載の鉄道車両用輪重制御装置。3. The wheel load control apparatus for a railway vehicle according to claim 1, wherein the electromagnet is operated during acceleration or deceleration of the vehicle exceeding a predetermined value. 【請求項４】 前記車輪の浮き上がり検出機構をさらに
有し、該検出機構の検出信号に応じて前記電磁石を作動
させることを特徴とする請求項１、２又は３記載の鉄道
車両用輪重制御装置。4. The wheel load control for a railway vehicle according to claim 1, further comprising a lift-up detection mechanism for the wheel, wherein the electromagnet is operated in response to a detection signal from the detection mechanism. apparatus. 【請求項５】 車両の曲線軌道低速走行時に、該曲線軌
道の外側の車輪に対応する電磁石のみを作動させること
を特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の鉄道車両
用輪重制御装置。5. The wheel load control for a railway vehicle according to claim 1, wherein only the electromagnets corresponding to the wheels on the outer side of the curved track are operated when the vehicle travels at a low speed on the curved track. apparatus. 【請求項６】 鉄道車両用輪重制御装置を具備する鉄道
車両の制動方法であって、 制動時に電磁石を作動させてレールとの間で吸引力を生
じさせることにより、軸箱に下方向の力を加えて輪重を
増し、制動距離を短縮することを特徴とする鉄道車両用
輪重制御方法。6. A braking method for a railway vehicle including a wheel load control device for a railway vehicle, wherein an electromagnet is actuated during braking to generate an attractive force between the rail and the rail box, so that the axle box is moved downward. A wheel load control method for a railway vehicle, which comprises applying force to increase wheel load and shortening a braking distance. 【請求項７】 鉄道車両用輪重制御装置を具備する鉄道
車両の脱線・転覆防止方法であって、 制動時に電磁石を作動させてレールとの間で吸引力を生
じさせることにより、軸箱に下方向の力を加えて輪重を
増し、車両の脱線・転覆を阻止することを特徴とする鉄
道車両用輪重制御方法。7. A method for preventing derailment / overturning of a railway vehicle, comprising a wheel load control device for a railway vehicle, wherein an electromagnet is actuated during braking to generate a suction force between the rail and the axle box. A wheel load control method for a railway vehicle, characterized by increasing the wheel load by applying a downward force to prevent derailment / overturning of the vehicle.
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