JP2006522707A - 改善された横方向バネ装置を有する軌道車両のための走行装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つのホイールセットと、１次バネ装置（４）を介して前記ホイールセットに支持された走行装置フレーム（３）と、車体（５）を前記走行装置フレーム上に支持するための２次バネ装置−この２次バネ装置は、特に空気バネ（６）によって構成されている−と、横方向バネ装置（１９，２０）とを有する軌道車両のための走行装置に関する。横方向及びロール運動を良好かつ僅かな相互影響でコントロールすることができるように、横方向バネ装置（１９，２０）及び／又は横方向減衰装置（１６）は、２次バネ装置（６）の上及び車体（５）の底部の下に配設される。この場合、例えば横方向ダンパ（１６）は、保持装置（１７）に支持され、この保持装置は、特に２次バネ装置（６）の２つの弾性要素の間の中心に配設されている。この中心配設によって、走行装置の横方向と回転方向の振動の連結は何ら行なわれず、これにより、弾性要素の効果が向上させられ、アクティブな調整システムにおいて高い調整品質が可能にされる。

Description

本発明は、少なくとも１つの車輪セットと、１次バネ装置を介して前記車輪セットに支持された走行装置フレームと、車体を前記走行装置フレーム上に支持するための２次バネ装置と、軌道車両の長手方向軸を中心として車体を制御しつつ傾斜させるための傾倒装置と、横方向バネ装置とを有する軌道車両のための走行装置に関する。

空気バネが設けられた軌道車両の空気バネには、通常横方向バネと横方向ダンパが付設されている。２つの空気バネと１つの中央スピンドルを有する空気バネが設けられた軌道車両の典型的な構造様式において、横方向バネと横方向ダンパは、普通、長手方向に偏心した、又は低い中央の位置に配設される。両方の位置は、大抵は動的特性を不利なものにする。長手方向に偏心した位置での配設は、回転振動を寄生させ、バネ装置の効果を低下させる。低い中央の位置は、ロール運動を高め、したがって横方向及びロール運動の減衰を低下させる。

特許文献１から、２軸の駆動機構を有する軌道車両のためのボギー走行装置が公知である。駆動機構は、１次バネ装置を介してフレームに固定されており、このフレームには、２次バネ装置の介在の下に、走行方向に対して横方向に整向された振り子メンバが配設されている。振り子メンバは、車両長手方向に延在する軸を中心として旋回可能に車体を担持する横置きの傾斜可能なトラバースと結合されており、このトラバースは、フレーム状に形成されており、走行方向に対して横に整向された２つのトラバースクロスメンバを備え、これらのトラバースクロスメンバは、振り子メンバの前もしくは後に配設されている。この場合、トラバースクロスメンバは、走行方向に振り子メンバに支持され、かつ走行方向に対して横にこの振り子メンバにスライド可能に配設されている。更に、トラバースは、両クロスメンバを振り子メンバの下で結合する中央の中心部分を備え、この中心部分は、軸力を吸収するために、トラバースが本質的に垂直な軸を中心として回転可能かつ本質的に走行方向に対して横に転向可能である様式で、連珠形ガイドを介して走行装置のフレームに結合されている。

特許文献２には、１次バネ装置を介して車輪セットに支持された走行装置フレームと車体を走行装置フレームに支持するための２次バネ装置をそれぞれ備える２軸の走行装置を有する２階建て鉄道車両が示されている。走行装置は、更にそれぞれ横方向バネ装置を備えており、これらの横方向バネ装置は、２次バネ装置の上及び車体スペース内の上の車体デッキの底部の下に配設されている。
米国特許第６，２４７，４１３（Ｂ１）号明細書 米国特許第３，８７７，３８９号明細書

本発明の基本にある課題は、上で述べた従来の空気バネが設けられた軌道車両の欠点を備えることのない冒頭で述べた様式の走行装置を提供することである。コンパクトな構造様式であっても、バネ装置が非常に良好なできるだけ高い機能性を提供するこの種の走行装置を提供すべきである。

この課題は、冒頭で述べた様式の走行装置において、本発明によれば、請求項１の特徴によって解決される。

本発明による走行装置の場合、横方向バネ装置又は横方向減衰装置は、２次バネ装置の上及び車体の底部の下に配設されている。更に、２次バネ装置の上に、中間メンバが配設されており、この中間メンバに、走行装置フレームに対する車体の傾斜を調整するためのアクチュエータが支持されている。中間メンバは、切欠き部を備え、この切欠き部を経て、横方向バネ装置又は横方向減衰装置を支持する保持装置が突出する。

この場合、横方向バネ装置は、特に走行装置の中心に配設されている。横方向バネ装置もしくは横方向減衰装置をこのように高く中心に配設することによって、横方向、ロール運動を良好にすること、及び僅かな相互作用によってコントロールすることができる。横方向バネ装置もしくは横方向減衰装置を中央（中心）に配設することによって、走行装置の横方向振動と回転振動の連結は何ら行なわれず、これは、バネ装置要素の効果を高め、アクティブな調整システムにおいて、高い調整品質を可能にする。本発明による走行装置は、構造様式が最もコンパクトであっても最大の機能性と効率を提供する。この走行装置は、比較的簡単な構造によって際立っており、相応に安価に実現することができる。

本発明による走行装置の好ましい有利な形成は、下位の請求項に記載されている。

以下で、複数の実施例を図示した図面を基にして本発明を詳細に説明する。

図１に図示された走行装置は、複数の車輪セットを備え、これらの車輪セットの内、１つの車輪セットの軌道輪２を有する１つの軸部分１だけが簡単さのために図示されている。この車輪セットは、それぞれブレーキ（示されてない）を含めて、例えばディスクブレーキが設けられており、軸ガイド（示されてない）内に案内されている。

走行装置は、更に、コイルバネの形の１次バネ装置４を介して車輪セットに支持されている走行装置フレーム３から成る。走行装置フレーム３上には、軌道車両の車体５が、例えば旅客輸送のための長距離列車の車体が、２次バネ装置６を介して支持されている。車体５の内、ここでは本質的に車体底部だけが図示されている。２次バネ装置は、空気バネ６として形成されている少なくとも２つのバネ装置ユニットから成る。空気バネ６は、それぞれ１つの空気バネベロー７、補助容積部８、及び垂直方向に作用する補助バネ９を備える。空気バネ６の構成要素７〜９は、好ましくはできるだけ近くに並んで配設されている。この方法で、場合によっては望ましくない絞り作用もしくは高い周波数での動的硬化に至ってしまう長い接続ラインを回避することができる。図１に図示されているように、空気バネ６の構成要素７〜９は、直接重なり合って配設されている。

空気バネ６の上には、トラバースの形の中間メンバ１０が配設されており、その上に、それ自身公知の傾倒装置が取り付けられており、この傾倒装置によって、車体５は、特にカーブの走行中に制御されてその長手方向軸を中心として傾斜させることができる。中間トラバース１０上に配設された傾倒装置は、特に４つのローラ１１を有し、これらのローラは、トラバース１０の特殊な保持装置内に支承されている。４つのローラの内、ここでは２つのローラ１１だけが示されている。ローラ１１の上に車体トラバース１２が載っており、この車体トラバースは、その下面に、ローラ１１に対応するローラ軌道１３を備える。ローラ軌道１３は、湾曲させること、もしくは凸に形成することができる。図示された実施例では、本質的に平坦なローラ軌道１３から成り、これらのローラ軌道は、異なった方向に傾けられているので、Ｖの脚のようなその延長部は、一点で公差する。車体トラバース１２は、特殊な結合要素１４を介して車体５と結合されている。ローラ１１もしくはローラ軌道１３は、車体５の長手方向中心軸もしくは垂直な長手方向中心面に対して本質的に対称に配設されている。

中間トラバース１０と車体トラバース１２には、アクチュエータ１５の終端が枢着されており、このアクチュエータは、例えば電機式、液圧式、又は電気液圧式の傾倒アクチュエータ、特に２重作用する液圧シリンダとすることができる。

中間トラバース１０の上には、横方向ダンパ１６が配設されている。この横方向ダンパ１６は、一端で中間トラバースに、他端で保持装置１７を介して走行装置フレーム１３に支持されている。横方向ダンパ１６は、特にセミアクティブの横方向ダンパとすることができる。横方向ダンパ１６に付設された保持装置１７は、本質的に両方の空気バネ６の間の中心に配設されており、走行装置フレーム３から空気バネ６の上のレベルに至るまで延在する。走行装置フレーム３は、このため例えばシャフト状の開口部もしくは切欠き部１８を備え、この開口部もしくは切欠き部を経て、保持装置が突出する。走行装置フレーム３は、２つのクロスメンバを備える。横方向ダンパ１６を支持する保持装置１７は、走行装置フレーム３の両方のクロスメンバと結合されているか、もしくは特にフレーム３の両方のクロスメンバの長手方向の結合部によって構成されている。この保持装置１７には、加えて漸進的な横方向バネ１９が取り付けられており、この横方向バネは、走行装置フレーム３と中間トラバース１０（「ホールド−オフ−デバイス」）の間の横方向の相対経路を制限するために使用され、同様に中間トラバース１０に支持されている。全身的に作用する横方向バネ１９は、中間トラバース１０の直下に配設されている。

長手方向で空気バネ６の前後には、それぞれ１つの横方向バネ２０が、走行装置フレーム３と中間トラバース１０の間に配設されており、これらの横方向バネの内、ここでは１つの横方向バネだけが示されている。走行装置フレーム３と中間トラバース１０に保持装置を介して支持されている横方向バネ２０は、特にフレームの空所内に配設されている。

横方向ダンパ１６が傾倒装置の４つのローラ１１の２つのローラの間に配設されていることを認めることができる。他の２つのローラの間には、傾倒装置のアクチュエータ１５が配設されている。

空気バネ６の外側には、それぞれ１つの垂直ダンパ２１が走行装置フレーム３と中間トラバース１０の間に配設されている。配設に応じて、１つ又は２つのロールスタビライザ２２が存在する。ロールスタビライザのトーションバーが、走行装置フレーム３に支承されているのに対し、空気バネ６の外側のスタビライザリンク（リンク成分）２３は、中間メンバ１０に枢着されている。

図２に概略的に図示された実施例は、パッシブに作用する横方向バネとパッシブに作用する横方向ダンパの代わりに、アクティブな横方向バネ装置が、中間トラバース１０の上、従って空気バネ６（２次バネ装置）の上に配設されている。アクティブな横方向バネ装置は、ここでは２つのアクティブな横方向バネ２４，２５から構成されており、これらの横方向バネは、中間トラバース１０の開口部１８を貫通する保持装置１７の上端部と中間トラバース１０に固定されている。２つのアクティブな横方向バネ２４，２５の代わりに、ただ１つのアクティブな横方向バネを保持装置１７に設けることも可能である。保持装置１７は、更にまた車体５の長手方向中心面内に配設されており、その他端で走行装置フレーム３に固定されている。車体５は、ここでは同様に傾倒装置を備えている。車体５に車体トラバース１２が取り付けられており、この車体トラバースが、その下面にアーチ状に湾曲したローラ軌道１３を備え、このローラ軌道を介して、車体５が中間トラバース１０に支承されたローラ１１上に載っていることを認めることができる。

これにより、本発明は、走行装置と車体の間のインタフェースを基本的に変更する必要や、車体構造に介入することなしに、選択的に、アクティブの横方向バネ、セミアクティブの横方向ダンパ、及び傾倒技術のオプションを備えているモジュール式の走行装置を提供する。

本発明による走行装置の第１の実施例の概略図を示す。 本発明による走行装置の第２の実施例の概略図を示す。

符号の説明

１ 軸部分
２ 軌道輪
３ 走行装置フレーム
４ １次バネ装置（コイルバネ）
５ 車体
６ 空気バネ（２次バネ装置）
７ 空気バネベロー
８ 空気バネの補助容積部
９ 空気バネの補助バネ
１０ 中間メンバ（中間トラバース）
１１ ローラ
１２ 車体トラバース
１３ ローラ軌道
１４ 結合要素
１５ アクチュエータ
１６ 横方向ダンパ
１７ 保持装置
１８ 開口部（切欠き部）
１９ 漸進的な横方法バネ
２０ 横方向バネ
２１ 垂直ダンパ
２２ ロールスタビライザ
２３ スタビライザリンク
２４ アクティブな横方向バネ
２５ アクティブな横方向バネ

Claims (24)

1. 少なくとも１つの車輪セットと、１次バネ装置（４）を介して前記車輪セットに支持された走行装置フレーム（３）と、車体（５）を前記走行装置フレーム上に支持するための２次バネ装置と、横方向バネ装置とを有する軌道車両のための走行装置において、前記横方向バネ装置（１９，２０，２４，２５，２７）及び／又は横方向減衰装置（１６）が、前記２次バネ装置（６）の上及び前記車体（５）の底部の下に配設されていることを特徴とする走行装置。
2. ２次バネ装置（６）が、少なくとも２つのバネ装置ユニットによって構成されており、横方向バネ装置が、前記バネ装置ユニットの間のほぼ中心に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
3. 横方向バネ装置（１９，２４，２５，２７）が、少なくとも１つの保持装置（１７）を介して走行装置フレーム（３）に支持されており、前記保持装置（１７）が、走行装置フレーム（３）から２次バネ装置（６）の下のレベルにまで延在することを特徴とする請求項１又は２に記載の走行装置。
4. 保持装置（１７）が、２次バネ装置（６）の２つのバネ装置ユニットの間のほぼ中心に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の走行装置。
5. 走行装置フレーム（３）が、２つのクロスメンバを備え、横方向バネ装置を支持する保持装置（１７）が、前記両クロスメンバと結合されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の走行装置。
6. バネ装置ユニットが、空気バネ（６）として形成されていることを特徴とする請求項２又は４に記載の走行装置。
7. バネ装置ユニットが、それぞれ１つの空気バネベロー（７）、補助容積部（８）、及び垂直方向に作用する補助バネ（９）を備えることを特徴とする請求項２，４又は６に記載の走行装置。
8. 横方向バネ装置が、少なくとも１つの横方向バネ（１９，２０）及び少なくとも１つの横方向ダンパ（１６）によって構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の走行装置。
9. 横方向ダンパ（１６）が、セミアクティブの横方向ダンパであることを特徴とする請求項８に記載の走行装置。
10. 横方向バネ装置が、少なくとも１つのアクティブ又はセミアクティブの横方向バネ装置設備（２４，２５，２７）によって構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の走行装置。
11. 軌道車両の走行方向に見て２次バネ装置（６）の前後に、それぞれ少なくとも１つの横方向バネ（２０）が配設されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の走行装置。
12. 横方向バネ（２０）が、それぞれ走行装置フレーム（３）の空所の領域に配設されていることを特徴とする請求項１１に記載の走行装置。
13. 走行装置フレーム（３）に、少なくとも１つのロールスタビライザ（２２）が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の走行装置。
14. 軌道車両の長手方向軸を中心として車体（５）を制御しつつ傾斜させるための傾倒装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の走行装置。
15. 傾倒装置が、交点に向かって傾斜している湾曲した又は平坦なローラ軌道（１３）に当接する少なくとも２つのローラ（１１）を備え、これらローラ（１１）の間に、走行装置フレーム（３）に対する車体（５）の傾斜を調整するためのアクチュエータ（１５）が配設されていることを特徴とする請求項１４に記載の走行装置。
16. ２次バネ装置（６）の上に、中間メンバ（１０）が配設されており、この中間メンバに、傾倒装置のアクチュエータ（１５）並びにローラ（１１）が支持されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の走行装置。
17. 中間メンバ（１０）が、切欠き部（１８）を備え、この切欠き部を経て、横方向バネ装置及び／又は横方向減衰装置を支持する保持装置（１７）が突出することを特徴とする請求項１６に記載の走行装置。
18. ロールスタビライザ（２２）が、リンク成分（２３）を介して中間メンバ（１０）と結合されていることを特徴とする請求項１３又は１６又は１７に記載の走行装置。
19. 横方向バネ装置が、少なくとも１つの漸進的に作用する横方向バネ（１９）を有し、この横方向バネが、走行装置フレーム（３）と車体（５）又は中間メンバ（１０）の間の横への移動を制限することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の走行装置。
20. ２次バネ装置に対して並行に、少なくとも１つの垂直ダンパ（２１）が配設されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載の走行装置。
21. 垂直ダンパ（２１）が、走行装置フレーム（３）と中間メンバ（１０）に取り付けられていることを特徴とする請求項２０又は１６〜１８のいずれか１つに記載の走行装置。
22. ローラ軌道（１３）が、車体トラバース（１２）に形成されていることを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか１つに記載の走行装置。
23. アクチュエータ（１５）の一端が、車体トラバース（１２）に支持されていることを特徴とする請求項１５又は２１に記載の走行装置。
24. 車体トラバース（１２）が、結合要素（１４）を介して車体（５）と結合されていることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の走行装置。

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