JP2023159783A - Railway vehicle bogie - Google Patents

Abstract

To reduce lateral pressure generated when a bogie passes through a curved track without an additional device boarded on the bogie.SOLUTION: A plurality of bogies 2 for a railway vehicle elastically supports a vehicle body 1 of the railway vehicle. The plurality of bogies 2 include a first bogie mounted on a front side of the railway vehicle in a traveling direction, and a second bogie mounted on a rear side in the traveling direction. Each of the first and second bogies has switchable mechanisms (switchable dampers 29) for switching a support rigidity between the front side and the rear side in the traveling direction with respect to a center position. The switchable mechanism is arranged so that a load is applied to a right and left horizontal direction in the traveling direction in the vehicle body 1 and the bogie 2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、鉄道車両用の台車に関し、鉄道車両において車体を支持する台車に適用して好適なものである。 The present invention relates to a bogie for a railroad vehicle, and is suitable for application to a bogie that supports a car body in a railroad vehicle.

一般的な鉄道車両用の台車は、車軸の両端部に車輪が固定された輪軸と、輪軸を回転自由に保持する軸箱体と、台車枠と、から構成されている。輪軸は、勾配の付いた踏面部及びレールからの逸脱を防止するためのフランジ部を有する。軸箱体は、軸箱支持装置によって、台車枠に対して弾性支持されている。台車枠の上面と車体の下面との間には空気ばねが備えられることにより、車体は台車に対して前後、左右、上下の各方向に弾性支持されている。このような構造により、台車は車体に対して、台車の中心位置の鉛直軸の周りに旋回可能な構成となっている。 A typical bogie for a railway vehicle is comprised of a wheel set with wheels fixed to both ends of the axle, an axle box body that rotatably holds the wheel set, and a bogie frame. The wheel axle has a sloped tread portion and a flange portion for preventing deviation from the rail. The axle box body is elastically supported with respect to the bogie frame by an axle box support device. An air spring is provided between the upper surface of the truck frame and the lower surface of the vehicle body, so that the vehicle body is elastically supported in each of the front and rear, left and right, and up and down directions with respect to the truck. With this structure, the truck can rotate around a vertical axis at the center of the truck with respect to the vehicle body.

一般的に、曲率が大きい（曲率半径が小さい）曲線区間を鉄道車両が走行する場合、車体に対して台車が旋回する際に、空気ばねが弾性変形して復元力が作用し、この復元力が台車の旋回への抵抗モーメントとなることで、台車の進行方向が曲線の接線方向に沿いきれずに、車輪のフランジ部とレールとが接触するまでに至る場合がある。これにより、車輪とレールの間に、進行方向に対して左右方向に荷重、すなわち横圧が発生する。この横圧が大きくなると、対脱線安全性能の低下、車輪フランジ部とレール間でのきしり音の発生、軌道保守費増加の一因となり得るため、横圧を低減することが重要な課題となっている。 Generally, when a railway vehicle runs on a curved section with a large curvature (small radius of curvature), when the bogie turns relative to the car body, the air springs are elastically deformed and a restoring force acts, and this restoring force becomes a moment of resistance to the turning of the truck, so that the direction of travel of the truck may not be able to follow the tangential direction of the curve, and the flange portion of the wheel may come into contact with the rail. As a result, a load, that is, a lateral pressure, is generated between the wheels and the rail in the left and right directions with respect to the traveling direction. If this lateral force becomes large, it can cause a decrease in safety performance against derailment, the generation of squeaking noise between the wheel flange and the rail, and an increase in track maintenance costs, so reducing lateral force is an important issue. ing.

従来知られた横圧の低減方法の１つとして、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載された鉄道車両は、空気ばねの前後方向の剛性を制御する空気ばね変位抑制装置と、車両の進行方向を検知して、空気ばね変位抑制装置を制御可能な制御装置と、を備えた構成となっている。上記構成を備えることにより特許文献１の鉄道車両は、曲線通過時に、進行方向の前側の台車において、空気ばねの前後方向の剛性を小さくし、空気ばねによる旋回抵抗モーメントを小さくし、横圧を低減することができる。 As one of the conventionally known methods for reducing lateral force, for example, Patent Document 1 can be cited. The railway vehicle described in Patent Document 1 includes an air spring displacement suppressing device that controls the stiffness of the air spring in the longitudinal direction, a control device that can detect the traveling direction of the vehicle and control the air spring displacement suppressing device, It is configured with the following. By having the above configuration, the railway vehicle of Patent Document 1 reduces the longitudinal stiffness of the air spring in the front bogie in the traveling direction, reduces the turning resistance moment due to the air spring, and reduces lateral pressure when passing through a curve. can be reduced.

国際公開第２０１４／１９６０８０号International Publication No. 2014/196080

しかし、特許文献１に開示された構成では、横圧の低下を実現したい対象台車の全てに、空気ばね変位抑制装置を追設する必要があり、搭載のための設計検討及び追設の費用が生じるという問題があった。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, it is necessary to additionally install an air spring displacement suppressing device on all the target bogies for which it is desired to reduce the lateral pressure, which increases the cost of design consideration and additional installation. There was a problem that occurred.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、台車に新たな装置を載せることなく、曲線軌道の通過時に発生する横圧を低減することが可能な鉄道車両用の台車を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and attempts to propose a bogie for railway vehicles that can reduce the lateral pressure generated when passing on a curved track without installing a new device on the bogie. It is something to do.

かかる課題を解決するため本発明においては、鉄道車両の車体を複数の台車によって弾性支持する鉄道車両用の台車であって、前記複数の台車には、前記鉄道車両の進行方向の前側に装備される第１の台車と、前記進行方向の後ろ側に装備される第２の台車と、が含まれ、前記第１及び第２の台車はそれぞれ、前記台車の中心位置に対して前記進行方向の前側と後ろ側とに、支持剛性を切替可能な機構を、前記車体及び前記台車において前記進行方向の左右水平方向に働く荷重が掛かるように配置することを特徴とする鉄道車両用の台車が提供される。 In order to solve this problem, the present invention provides a bogie for a railroad vehicle in which the body of the railroad vehicle is elastically supported by a plurality of bogies, and the plurality of bogies are equipped with a vehicle on the front side in the traveling direction of the railroad vehicle. a first trolley mounted on the rear side in the traveling direction, and the first and second trolleys are each located at a position in the traveling direction with respect to the center position of the trolley. There is provided a bogie for a railway vehicle, characterized in that a mechanism capable of switching support rigidity is arranged on the front side and the rear side so that a load acting in the left and right horizontal directions in the traveling direction is applied to the car body and the bogie. be done.

本発明によれば、台車に新たな装置を載せることなく、曲線軌道の通過時に発生する横圧を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the lateral pressure that occurs when passing on a curved track without installing a new device on the bogie.

第１の実施形態に係る鉄道車両用の台車２を備えた鉄道車両の側面図である。FIG. 1 is a side view of a railway vehicle including a railway vehicle bogie 2 according to a first embodiment. 図１に示した鉄道車両用の台車２の上面の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the top surface of the railway vehicle bogie 2 shown in FIG. 1. FIG. 従来の鉄道車両用の台車５が右カーブの急曲線を通過する際に車輪とレールとの間で生じる接触力を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the contact force generated between wheels and rails when a conventional railway vehicle bogie 5 passes through a sharp right curve. 本実施形態に係る鉄道車両用の台車２が右カーブの急曲線を通過する際に車輪とレールとの間で生じる接触力を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the contact force which arises between a wheel and a rail when the bogie 2 for railway vehicles based on this embodiment passes a sharp right curve. 右カーブの急曲線を通過する際の切替式ダンパ２９の動作状態を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operating state of the switching damper 29 when passing through a sharp right curve. 第２の実施形態に係る鉄道車両用の台車６の上面図である。FIG. 6 is a top view of a bogie 6 for a railway vehicle according to a second embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述する。なお、以下の説明において「前後」、「左右」、「上下」といった方向の表現を用いる場合、鉄道車両（台車と読み替えてもよい）の進行方向を基準とした方向を意味する。すなわち、「前後」は鉄道車両の進行方向（レールの敷設方向）であり、「左右」は枕木の敷設方向であり、「上下」は鉛直方向である。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that in the following description, when directions such as "front and back," "left and right," and "up and down" are used, they mean directions based on the traveling direction of a railway vehicle (which may also be read as a bogie). That is, "front and back" is the direction of travel of the railway vehicle (the direction in which the rails are laid), "left and right" is the direction in which the sleepers are laid, and "up and down" is the vertical direction.

なお、以下の記載及び図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。本発明が実施形態に制限されることは無く、本発明の思想に合致するあらゆる応用例が本発明の技術的範囲に含まれる。本発明は、当業者であれば本発明の範囲内で様々な追加や変更等を行うことができる。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は複数でも単数でも構わない。 Note that the following description and drawings are examples for explaining the present invention, and are omitted and simplified as appropriate to clarify the explanation. Furthermore, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the invention. The present invention is not limited to the embodiments, and any application examples that match the idea of the present invention are included within the technical scope of the present invention. Those skilled in the art can make various additions and changes to the present invention within the scope of the present invention. The present invention can also be implemented in various other forms. Unless specifically limited, each component may be plural or singular.

（１）第１の実施形態
図１は、第１の実施形態に係る鉄道車両用の台車２を備えた鉄道車両の側面図である。図１に示した鉄道車両は、乗客や貨物を搭載する車体１と、この車体１を支持する台車２とを備えて構成される。車体１と台車枠２２との間は、空気ばね３、牽引装置（不図示）、及び切替式ダンパ２９（図２参照）を介して、弾性支持される。図１では図示を省略しているが、１つの車体１は、進行方向の前後に少なくとも１つずつ台車２を装備する。それぞれの台車２は、共通する構造を有すると考えてよい。 (1) First Embodiment FIG. 1 is a side view of a railway vehicle equipped with a railway vehicle bogie 2 according to a first embodiment. The railway vehicle shown in FIG. 1 includes a car body 1 for carrying passengers and cargo, and a bogie 2 for supporting the car body 1. The space between the vehicle body 1 and the bogie frame 22 is elastically supported via an air spring 3, a traction device (not shown), and a switching damper 29 (see FIG. 2). Although not shown in FIG. 1, one vehicle body 1 is equipped with at least one truck 2 at the front and rear in the traveling direction. Each truck 2 may be considered to have a common structure.

台車２は、第１の実施形態に係る鉄道車両用の台車であり、軸箱体２１、台車枠２２、輪軸２３、及び軸箱支持装置２４を備える。 The bogie 2 is a bogie for a railway vehicle according to the first embodiment, and includes an axle box body 21, a bogie frame 22, a wheel set 23, and an axle box support device 24.

軸箱体２１は、輪軸２３を回転可能に保持し、軸箱支持装置２４によって台車枠２２との間で弾性支持される。台車枠２２は、台車２の骨格を形成する。輪軸２３は、１つの台車２に複数個（例えば図１の場合は２つ）設けられる回転軸の構造体であって、それぞれの輪軸２３の両端部には、レール４上を走行する車輪２６が固定されている。車輪２６は、勾配の付いた踏面部２７と、レール４からの逸脱を防止するためのフランジ部２８とを有する。それぞれの輪軸２３は、軸箱体２１に対して回転可能に保持される。軸箱支持装置２４は、一般的な軸箱支持装置であり、従来知られた様々な方式の軸箱支持装置を利用することができる。 The axle box body 21 rotatably holds the wheel set 23 and is elastically supported between the axle box support device 24 and the bogie frame 22 . The truck frame 22 forms the skeleton of the truck 2. The wheel axle 23 is a rotating shaft structure that is provided in a plurality (for example, two in the case of FIG. 1) on one truck 2, and at both ends of each wheel axle 23 are wheels 26 that run on the rails 4. is fixed. The wheel 26 has a sloped tread portion 27 and a flange portion 28 for preventing deviation from the rail 4. Each wheel set 23 is rotatably held relative to the axle box body 21. The axle box support device 24 is a general axle box support device, and various types of conventional axle box support devices can be used.

図２は、図１に示した鉄道車両用の台車２の上面の断面図である。詳しくは、図２は、図１に示したＡ－Ａの断面で鉄道車両を上側から見た断面図である。 FIG. 2 is a sectional view of the top surface of the railway vehicle bogie 2 shown in FIG. 1. Specifically, FIG. 2 is a cross-sectional view of the railway vehicle taken along the line AA shown in FIG. 1 from above.

図２に示すように、台車枠２２は、台車２の中心部付近において、車体１に固定された中心ピン１１及び牽引装置（不図示）によって前後方向に連結される。牽引装置の両端部には、上下方向の軸周りに、剛性が低いゴムブッシュ等の弾性体が備えられ、一端側の弾性体が車体１に連結され、他端側の弾性体が台車枠２２と連結される。 As shown in FIG. 2, the truck frame 22 is connected in the front-rear direction near the center of the truck 2 by a center pin 11 fixed to the vehicle body 1 and a traction device (not shown). Both ends of the traction device are provided with elastic bodies such as rubber bushes with low rigidity around the vertical axis, and the elastic body on one end side is connected to the vehicle body 1, and the elastic body on the other end side is connected to the bogie frame 22. is connected with.

さらに、台車枠２２に形成された繋ぎ梁２５と、車体１に固定された中心ピン１１との間は、切替式ダンパ２９によって連結される。台車２において、切替式ダンパ２９は、中心ピン１１を中心位置として、前後方向に１本ずつの合計２本が装備される。それぞれの切替式ダンパ２９は、車体１及び台車２において左右水平方向に働く荷重が掛かるように、図２に示したように左右方向に配置される。 Further, a connecting beam 25 formed on the bogie frame 22 and a center pin 11 fixed to the vehicle body 1 are connected by a switching damper 29 . In the truck 2, a total of two switchable dampers 29 are installed, one each in the front and rear directions, with the center pin 11 as the center. Each of the switchable dampers 29 is arranged in the left-right direction as shown in FIG. 2 so that a load acting in the left-right horizontal direction is applied to the vehicle body 1 and the bogie 2.

切替式ダンパ２９は、例えば油圧式ダンパであって、油流路にオリフィスを設けており、そのオリフィスを電磁弁などにより流路径の大きさを制御可能な構成となっている。切替式ダンパ２９は、流路径を小さくした場合、切替式ダンパ２９の減衰係数は大きい状態となり、また油の圧縮性により剛性要素としても機能する。なお、切替式ダンパ２９は、サスペンションの剛性の状態を可変とできる構成であれば、油圧式ダンパに限定されず、例えば電磁式ダンパや空圧式ダンパ等であってもよい。 The switching damper 29 is, for example, a hydraulic damper, and has an orifice provided in an oil flow path, and the diameter of the orifice can be controlled by a solenoid valve or the like. When the flow path diameter is reduced, the switching damper 29 has a large damping coefficient, and also functions as a rigid element due to the compressibility of oil. Note that the switchable damper 29 is not limited to a hydraulic damper, but may be an electromagnetic damper, a pneumatic damper, or the like, as long as it has a configuration that can vary the rigidity state of the suspension.

切替式ダンパ２９における流路径の大きさの制御は、例えば、切替式ダンパ２９に内蔵、あるいは切替式ダンパ２９に接続される不図示の制御装置によって行われるが、これは一般的な切替式ダンパの制御であり、特に限定されない。上記制御装置は、鉄道車両が走行する地点を検出する地点検出装置（不図示）からの信号に基づいて、曲線軌道の通過時に切替式ダンパ２９における流路径を切り替える。例えば、制御装置は、急曲線区間への進入時には、地点検出装置から急曲線区間の開始地点の検出を示す信号を受信したことを契機として、特定の切替式ダンパ２９の動作状態（オリフィス径の流路径の大きさ）を切り替え、急曲線区間の終了時には、地点検出装置から急曲線区間の終了地点の検出を示す信号を受信したことを契機として、特定の切替式ダンパ２９の動作状態（オリフィス径の流路径の大きさ）を元に戻す。切替式ダンパ２９の動作状態の切り替えの詳細については、図４を参照しながら後述する。また、地点検出装置は、鉄道車両（例えば台車２また車体１）に装備される一般的な装置であり、詳細な説明を省略する。 The size of the flow path diameter in the switching damper 29 is controlled by, for example, a control device (not shown) that is built into the switching damper 29 or connected to the switching damper 29, but this is not the case with a general switching damper. control, and is not particularly limited. The control device switches the flow path diameter in the switching damper 29 when passing through a curved track based on a signal from a point detection device (not shown) that detects the point where the railway vehicle travels. For example, when entering a sharp curve section, the control device receives a signal indicating detection of the starting point of the sharp curve section from the point detection device, and determines the operating state of the specific switching damper 29 (orifice diameter At the end of the sharp curve section, the operating state of the specific switching damper 29 (orifice (size of flow path diameter). Details of switching the operating state of the switchable damper 29 will be described later with reference to FIG. 4. Moreover, the point detection device is a general device equipped on a railway vehicle (for example, the bogie 2 or the car body 1), and a detailed description thereof will be omitted.

以上のように構成されることにより、本実施形態に係る鉄道車両用の台車２は、車体１と台車２との間に掛かる左右方向の力に対する支持剛性を切替可能な機構を装備し、かつ、その支持剛性を制御可能な構成となっている。 With the configuration described above, the railway vehicle bogie 2 according to the present embodiment is equipped with a mechanism that can switch the support rigidity against the left-right force applied between the car body 1 and the bogie 2, and , it has a configuration that allows its support rigidity to be controlled.

次に、図３及び図４を参照しながら、本実施形態に係る鉄道車両用の台車２において急曲線の軌道（レール４）を通過する際に発生する横圧を低減する原理を説明する。なお、本説明において「急曲線」は、レール４の曲率が所定の基準値以上に大きい区間、換言すると、レール４の曲率半径が所定の基準値以下に小さい軌道区間、を意味する。上記基準値は、鉄道車両の運行管理者等が適宜設定することができる。 Next, with reference to FIGS. 3 and 4, the principle of reducing the lateral pressure generated when the railway vehicle bogie 2 according to the present embodiment passes through a sharply curved track (rail 4) will be explained. In addition, in this description, a "steep curve" means a section where the curvature of the rail 4 is larger than a predetermined reference value, in other words, a track section where the radius of curvature of the rail 4 is smaller than a predetermined reference value. The above-mentioned reference value can be appropriately set by a railway vehicle operation manager or the like.

図３は、従来の鉄道車両用の台車５が右カーブの急曲線を通過する際に車輪とレールとの間で生じる接触力を説明するための模式図である。なお、図３に示す従来の台車５の内部構成について、本実施形態に係る台車２の内部構成と共通するものについては、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る鉄道車両用の台車２が油圧式ダンパ１８を備えるのに対して、図３に示す従来の鉄道車両用の台車５は、固定式ダンパ５１を備える。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the contact force generated between the wheels and the rail when the conventional bogie 5 for a railway vehicle passes through a sharp right curve. Note that, regarding the internal configuration of the conventional truck 5 shown in FIG. 3, those that are common to the internal configuration of the truck 2 according to the present embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. While the railway vehicle bogie 2 according to the present embodiment includes a hydraulic damper 18, the conventional railway vehicle bogie 5 shown in FIG. 3 includes a fixed damper 51.

図３に示すように、従来の鉄道車両用の台車５が急曲線の区間を走行する場合、台車５は曲線の接線方向に沿って進もうとするため、１つの車両（車体１）に２台の台車５が装備されているとするとき、２台の台車５は、車体１に対して、それぞれの台車５の中心位置の鉛直軸周りに旋回する。進行方向の前側の台車５では、台車５が旋回すると、車体１の側面に対する法線４０に対して、台車５が時計回りに旋回することで、空気ばね３が前後方向に弾性変形し、その復元力が図３の矢印Ｐ１の向きに作用する。 As shown in FIG. 3, when a conventional bogie 5 for a railway vehicle runs on a section with a sharp curve, the bogie 5 tries to proceed along the tangential direction of the curve, so one vehicle (car body 1) has two When it is assumed that one truck 5 is installed, the two trucks 5 turn around a vertical axis at the center position of each truck 5 with respect to the vehicle body 1. In the front truck 5 in the direction of travel, when the truck 5 turns, the air spring 3 is elastically deformed in the front-rear direction as the truck 5 turns clockwise with respect to the normal 40 to the side surface of the vehicle body 1. A restoring force acts in the direction of arrow P1 in FIG.

ここで、車体１と台車５との間の左右方向には、油圧式の支持剛性および減衰係数が一定の固定式ダンパ５１が、中心ピン１１を中心位置として、前後方向にそれぞれ１本ずつ等間隔に装備されているため、台車５の旋回中心軸は、台車中央部の位置Ｒ１となる。そして、空気ばね３による復元力が、この旋回中心軸（位置Ｒ１）周りに、台車の旋回を元に戻そうとする向きに作用する。すなわち、台車５全体には、曲線の接線方向に沿わせる向きとは反対方向に旋回させる反時計回り向きのモーメント（以下、反操舵モーメント）が作用する。 Here, in the left and right direction between the vehicle body 1 and the bogie 5, there are fixed hydraulic dampers 51 having constant support rigidity and damping coefficient, one each in the front and rear directions with the center pin 11 as the center position. Since they are installed at intervals, the center axis of rotation of the truck 5 is at the position R1 at the center of the truck. Then, the restoring force by the air spring 3 acts around this turning center axis (position R1) in a direction that attempts to restore the turning of the truck to its original state. That is, a counterclockwise moment (hereinafter referred to as a counter-steering moment) acts on the entire truck 5 to cause it to turn in a direction opposite to the direction along the tangential direction of the curve.

この反操舵モーメントにより、輪軸２３に固定された車輪２６のフランジ部２８がレール４と接触するまで押し付けられ、フランジ部２８がレール４を曲線の外側に押し付ける向きに、荷重（横圧）が作用する。台車５側からみると、反作用でレール４から車輪２６のフランジ部２８を曲線の内側に押し戻す向きに、横圧Ｑ１が作用する。 This anti-steering moment pushes the flange portion 28 of the wheel 26 fixed to the wheel axle 23 until it comes into contact with the rail 4, and a load (lateral pressure) is applied in a direction in which the flange portion 28 presses the rail 4 to the outside of the curve. do. When viewed from the side of the bogie 5, a lateral pressure Q1 acts from the rail 4 in a direction that pushes the flange portion 28 of the wheel 26 back toward the inside of the curve.

そして、台車の旋回中心軸の位置Ｒ１から横圧が作用する位置までの距離Ｌ１と、横圧Ｑ１とを乗じたモーメントで、時計回りの向きのモーメント（以下、操舵モーメント）が生じて、上述した反操舵モーメントと対抗することで、台車５は急曲線を転走することができる。 Then, a moment in a clockwise direction (hereinafter referred to as a steering moment) is generated by multiplying the distance L1 from the position R1 of the turning center axis of the bogie to the position where the lateral force is applied by the lateral force Q1, and as described above. The bogie 5 can roll around a sharp curve by counteracting the anti-steering moment.

図４は、本実施形態に係る鉄道車両用の台車２が右カーブの急曲線を通過する際に車輪とレールとの間で生じる接触力を説明するための模式図である。図４に示した鉄道車両用の台車２の内部構成は図２と同じであるが、切替式ダンパ２９は、その動作状態に応じて、通常の動作状態２９Ａ、またはオリフィスの流路径を小さくした動作状態２９Ｂの何れかで示される。 FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the contact force generated between the wheels and the rail when the railway vehicle bogie 2 according to the present embodiment passes through a sharp right curve. The internal configuration of the railway vehicle bogie 2 shown in FIG. 4 is the same as that shown in FIG. This is indicated by any of the operating states 29B.

図４には、鉄道車両の進行方向に対して車体１の前側に装備された台車２が示されている。この台車２が急曲線の区間を走行する場合、前述した地点検出装置からの信号に基づいて、前述した制御装置がそれぞれの切替式ダンパ２９における流路径の制御を実行する。具体的には、進行方向に対して前側の切替式ダンパ２９は、通常のショックアブソーバとしての動作状態２９Ａとされ、進行方向に対して後ろ側の切替式ダンパ２９は、オリフィスの流路径を小さくした動作状態２９Ｂとされる。動作状態２９Ｂの切替式ダンパ２９では、左右方向の剛性を、空気ばね３の左右方向の剛性よりも十分に高くすることができる。すなわち、動作状態２９Ｂは、通常の動作状態２９Ａよりも支持剛性が高い状態である。２つの切替式ダンパ２９が上記のような動作状態となることにより、車体１に対する台車２の旋回中心軸は、左右方向の剛性が高い状態（動作状態２９Ｂ）の切替式ダンパ２９の位置Ｒ２となる。 FIG. 4 shows a bogie 2 installed on the front side of the car body 1 with respect to the traveling direction of the railway vehicle. When this truck 2 travels in a sharply curved section, the aforementioned control device executes control of the flow path diameter in each switching type damper 29 based on the signal from the aforementioned point detection device. Specifically, the switching damper 29 on the front side with respect to the traveling direction is in the operating state 29A as a normal shock absorber, and the switching damper 29 on the rear side with respect to the traveling direction reduces the flow path diameter of the orifice. The operation state 29B is reached. In the switching damper 29 in the operating state 29B, the stiffness in the left-right direction can be made sufficiently higher than the stiffness in the left-right direction of the air spring 3. That is, the operating state 29B is a state in which the support rigidity is higher than that of the normal operating state 29A. With the two switchable dampers 29 in the operating state as described above, the center axis of rotation of the bogie 2 with respect to the vehicle body 1 is at the position R2 of the switchable damper 29 in a state where the rigidity in the left and right direction is high (operating state 29B). Become.

上記の状態で本実施形態に係る鉄道車両用の台車２が急曲線の区間に進入した場合にも、図３で説明した従来の台車５と同様に、空気ばね３が前後方向に弾性変形し、その復元力（図４の矢印Ｐ２）による反操舵モーメントが作用する。しかし、本実施形態に係る台車２の場合は、台車２の旋回の中心位置（位置Ｒ２）が、従来の台車５における旋回の中心位置（図３の位置Ｒ１）よりも進行方向の後ろ側にずれることから、台車２の旋回の中心位置（位置Ｒ１）から横圧が作用する位置までの距離Ｌ２を、従来の台車５における距離Ｌ１よりも長くできる。この結果、図４では、車輪２６のフランジ部２８がレール４を外側に押す力（横圧Ｑ２）を、図３の横圧Ｑ１よりも小さくすることができる。 Even when the railway vehicle bogie 2 according to the present embodiment enters a sharply curved section in the above-mentioned state, the air spring 3 is elastically deformed in the front-rear direction, similar to the conventional bogie 5 explained in FIG. , an anti-steering moment due to the restoring force (arrow P2 in FIG. 4) acts. However, in the case of the cart 2 according to the present embodiment, the center position of the turning of the cart 2 (position R2) is located behind the center of turning of the conventional cart 5 (position R1 in FIG. 3) in the traveling direction. Because of the deviation, the distance L2 from the turning center position (position R1) of the truck 2 to the position where lateral pressure is applied can be made longer than the distance L1 in the conventional truck 5. As a result, in FIG. 4, the force (lateral pressure Q2) of the flange portion 28 of the wheel 26 pushing the rail 4 outward can be made smaller than the lateral pressure Q1 in FIG. 3.

以上のように、本実施形態に係る台車２では、車輪２６のフランジ部２８がレールを外側に押す横圧Ｑ２を従来の台車５の場合よりも小さくできることにより、車輪２６がレール４に乗り上がる脱線のリスクを低減することができるほか、車輪２６のフランジ部２８とレール４との間で生じる「きしり音」を低減することができる。さらに、レール４への負荷荷重を低減できることにより、軌道保守費を低減する効果にも期待できる。 As described above, in the bogie 2 according to the present embodiment, the lateral pressure Q2 that the flange portion 28 of the wheel 26 pushes the rail outward can be made smaller than in the case of the conventional bogie 5, so that the wheel 26 rides on the rail 4. In addition to reducing the risk of derailment, it is also possible to reduce the "squeak" that occurs between the flange portion 28 of the wheel 26 and the rail 4. Furthermore, since the load on the rails 4 can be reduced, it is also possible to expect the effect of reducing track maintenance costs.

次に、１つの車体１に装備される複数の台車２における動作状態について図５を参照しながら説明する。 Next, the operating states of the plurality of bogies 2 installed on one vehicle body 1 will be described with reference to FIG. 5.

図５は、右カーブの急曲線を通過する際の切替式ダンパ２９の動作状態を説明するための模式図である。図５には、右カーブの急曲線を通過しようとする１つの車体１において、進行方向の前後に装備された２台の台車２が示されている。 FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operating state of the switching damper 29 when passing through a sharp right curve. FIG. 5 shows two bogies 2 installed at the front and rear in the traveling direction of one vehicle body 1 that is about to pass through a sharp right curve.

図５に示すように、進行方向の前側の台車２では、進行方向の後ろ側の切替式ダンパ２９が、オリフィスの流路径を小さくした動作状態２９Ｂとされる。これは図４で説明した通りである。一方、進行方向の前側の台車２における前側の切替式ダンパ２９、及び進行方向の後ろ側の台車２における前後側の２つの切替式ダンパ２９は、いずれも、通常のショックアブソーバとしての動作状態２９Ａとされる。 As shown in FIG. 5, in the truck 2 on the front side in the traveling direction, the switching damper 29 on the rear side in the traveling direction is in an operating state 29B in which the flow path diameter of the orifice is reduced. This is as explained in FIG. On the other hand, the front switching damper 29 on the front truck 2 in the traveling direction and the two front and rear switching dampers 29 on the rear truck 2 in the traveling direction are both in the operating state 29A as a normal shock absorber. It is said that

以上に説明したように、本実施形態に係る台車２では、急曲線の通過時に切替式ダンパ２９の状態が切り替えられ、一車両に４本装備される切替式ダンパ２９のうち、１本は左右方向の支持剛性を高い動作状態２９Ｂとすることで、車輪２６とレール４の間の左右方向に生じる横圧を低減する効果が得られる。さらに、残りの３本は通常のショックアブソーバとしての動作状態２９Ａとすることで、車体１の乗り心地を振動によって悪化させない効果が得られる。 As explained above, in the bogie 2 according to the present embodiment, the state of the switchable damper 29 is switched when passing a sharp curve, and one of the four switchable dampers 29 installed in one vehicle is set on the left and right sides. By setting the support rigidity in the direction to the high operating state 29B, it is possible to reduce the lateral pressure generated between the wheels 26 and the rails 4 in the left-right direction. Furthermore, by setting the remaining three shock absorbers to the operating state 29A as normal shock absorbers, it is possible to obtain the effect that the ride comfort of the vehicle body 1 is not deteriorated by vibrations.

したがって、本実施形態に係る台車２を進行方向の前側と後ろ側とに装備した鉄道車両では、曲線区間の走行時に、車体振動の低減のために台車２に装備される防振機構（切替式ダンパ２９）を適切な動作状態に設定することにより、新たな装置を搭載することなく、曲線区間通過時に発生する横圧を低減し、対脱線安全性能を向上することができる。 Therefore, in a railway vehicle equipped with the bogie 2 according to the present embodiment on the front and rear sides in the traveling direction, a vibration isolation mechanism (switchable type By setting the damper 29) to an appropriate operating state, it is possible to reduce the lateral pressure generated when passing through a curved section and improve the safety performance against derailment without installing a new device.

なお、曲率が極端に大きい急曲線を通過する場合には、進行方向の後ろ側に装備された台車２においても、進行方向の前側の輪軸２３の車輪２６のフランジ部２８がレール４に接触してしまう場合がある。そこで、本実施形態では、前述した「所定の基準値」よりも大きい特定の曲率以上の急曲線区間を鉄道車両が通過する場合には、進行方向の後ろ側に装備された台車２においても、進行方向の前側に装備された台車２と同様に、進行方向の後ろ側の切替式ダンパ２９を、オリフィスの流路径を小さくした動作状態２９Ｂに切り替えるようにしてもよい。 Note that when passing through a sharp curve with an extremely large curvature, the flange portion 28 of the wheel 26 of the wheel set 23 on the front side in the traveling direction may come into contact with the rail 4 even in the bogie 2 installed on the rear side in the traveling direction. There are cases where this happens. Therefore, in this embodiment, when a railway vehicle passes through a sharply curved section with a specific curvature greater than the above-mentioned "predetermined reference value", even in the bogie 2 installed on the rear side in the traveling direction, Similar to the truck 2 installed on the front side in the traveling direction, the switchable damper 29 on the rear side in the traveling direction may be switched to the operating state 29B in which the orifice has a smaller flow path diameter.

また、鉄道車両が逆方向（図５の右から左）に走行する場合には、これまで述べた通りの考え方で、進行方向の前側及び後ろ側の台車２のそれぞれにおいて各切替式ダンパ２９の動作状態を切り替えるように設定することで、同様の効果を得ることができる。 Furthermore, when the railway vehicle travels in the opposite direction (from right to left in FIG. 5), each switchable damper 29 is activated on each of the front and rear bogies 2 in the traveling direction, using the same concept as described above. A similar effect can be obtained by setting the operating state to be switched.

（２）第２の実施形態
図６は、第２の実施形態に係る鉄道車両用の台車６の上面図である。第１の実施形態で図２に示した台車２と共通する構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 (2) Second Embodiment FIG. 6 is a top view of a bogie 6 for a railway vehicle according to a second embodiment. Components that are common to the trolley 2 shown in FIG. 2 in the first embodiment are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted.

本実施形態に係る台車６を第１の実施形態に係る台車２と比較すると、進行方向の後ろ側の切替式ダンパ２９の配置及び連結構造の点で相違する。具体的には、図６に示すように、本実施形態に係る台車６において、進行方向の後ろ側に配置される切替式ダンパ２９は、その一端が、台車６の後端部に設けられた梁部材６１に連結され、他端が、車体１に設けられたダンパ受け１２に連結される。図６に示すように、この切替式ダンパ２９は、進行方向の前側に配置される切替式ダンパ２９と同じく、車体１及び台車６において左右水平方向に働く荷重が掛かるように、左右方向に配置される。 When the trolley 6 according to this embodiment is compared with the trolley 2 according to the first embodiment, they are different in the arrangement of the switchable damper 29 on the rear side in the traveling direction and the connection structure. Specifically, as shown in FIG. 6, in the truck 6 according to the present embodiment, the switchable damper 29 disposed on the rear side in the traveling direction has one end provided at the rear end of the truck 6. It is connected to the beam member 61, and the other end is connected to the damper receiver 12 provided on the vehicle body 1. As shown in FIG. 6, like the switchable damper 29 disposed on the front side in the traveling direction, the switchable damper 29 is arranged in the left-right direction so that a load acting in the left-right horizontal direction is applied to the vehicle body 1 and the bogie 6. be done.

図６に示した台車６を進行方向の前後に装備した鉄道車両（車体１）が急曲線区間を走行する場合、台車６が備える切替式ダンパ２９の動作状態は、実施形態１と同様に切り替えられる。すなわち、台車６が急曲線区間に進入する地点に到達した際、地点検出装置（不図示）からの検出信号に基づいて、進行方向の前側に装備された台車６における後ろ側の切替式ダンパ２９（台車６の後端部の切替式ダンパ２９）が、オリフィス径を小さくした動作状態２９Ｂに制御される。その他の切替式ダンパ２９（すなわち、前側の台車６の前側の切替式ダンパ２９、後ろ側の台車６の前側及び後ろ側の切替式ダンパ２９）は、ショックアブソーバとして通常の動作状態２９Ａが維持される。 When the railway vehicle (vehicle body 1) equipped with the bogies 6 shown in FIG. It will be done. That is, when the bogie 6 reaches a point where it enters a sharp curve section, the switchable damper 29 on the rear side of the bogie 6 installed on the front side in the traveling direction is activated based on a detection signal from a point detection device (not shown). (The switching damper 29 at the rear end of the truck 6) is controlled to an operating state 29B in which the orifice diameter is reduced. The other switchable dampers 29 (that is, the front switchable damper 29 of the front truck 6 and the front and rear switchable dampers 29 of the rear truck 6) are maintained in their normal operating state 29A as shock absorbers. Ru.

以上のように、第１の実施形態と同様に急曲線の通過時に切替式ダンパ２９の動作状態が切り替えられることにより、第２の実施形態では、台車６の旋回の中心軸が後端部の切替式ダンパ２９の位置となる。そして台車６の旋回の中心位置が、従来の台車５における旋回の中心位置（図３の位置Ｒ１）よりも進行方向の後ろ側にずれることから、台車６の旋回の中心位置から横圧が作用する位置までの距離を、従来の台車５における距離Ｌ１よりも長くできる。この結果、車輪２６のフランジ部２８がレール４を外側に押す力（横圧）を、従来の台車５で発生する横圧（図３の横圧Ｑ１）よりも小さくすることができる。かくして、第２の実施形態では第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, in the second embodiment, by switching the operating state of the switchable damper 29 when passing a sharp curve, as in the first embodiment, the center axis of the turning of the bogie 6 is set at the rear end. This is the position of the switchable damper 29. Since the center position of the turning of the trolley 6 is shifted to the rear side in the traveling direction than the center position of the turning of the conventional cart 5 (position R1 in FIG. 3), lateral pressure is applied from the center position of the turning of the cart 6. The distance to the position can be made longer than the distance L1 in the conventional trolley 5. As a result, the force (lateral pressure) by which the flange portion 28 of the wheel 26 pushes the rail 4 outward can be made smaller than the lateral pressure generated by the conventional truck 5 (lateral pressure Q1 in FIG. 3). Thus, the second embodiment can provide the same effects as the first embodiment.

また、第１の実施形態に係る台車２は、中心ピン１１に対して２つの切替式ダンパ２９及び牽引装置を連結するため、両方の設置スペースを確保する必要があり、切替式ダンパ２９の設置高さに制約があったが、第２の実施形態に係る台車６は、台車後端部の梁部材６１の位置に１つの切替式ダンパ２９のみを配置する（牽引装置は配置不要である）ため、切替式ダンパの設置高さの設計自由度を増やすことができる。 In addition, in the trolley 2 according to the first embodiment, since the two switchable dampers 29 and the traction device are connected to the center pin 11, it is necessary to secure installation space for both. Although there was a height restriction, the truck 6 according to the second embodiment has only one switchable damper 29 disposed at the position of the beam member 61 at the rear end of the truck (no traction device is required). Therefore, the degree of freedom in designing the installation height of the switchable damper can be increased.

また、図６に示した台車６では、梁部材６１は台車枠２２の片方から端部梁を延伸させた形状としているが、台車枠２２の左右の側梁をつなぐ形状としてもよい。 Furthermore, in the bogie 6 shown in FIG. 6, the beam member 61 has a shape in which the end beam extends from one side of the bogie frame 22, but it may also have a shape that connects the left and right side beams of the bogie frame 22.

また、図６に示した台車６では、台車端部の梁部材６１の位置に切替式ダンパ２９を配置した構成を示したが、変形例として、台車端部の梁部材６１に穴部を設け、穴部に対向する車体１の側に、上下動可能なシリンダを鉛直方向に設け、急曲線区間を通過する際にシリンダが穴部に挿入するような構造とすることで、車体１と台車との間の左右方向の支持剛性を高くする構成としてもよい。もしくは、上記穴部を車体１の側に設け、上記シリンダを台車端部の梁部材６１において穴部に対向する位置に設けるとしてもよい。 Further, although the bogie 6 shown in FIG. 6 has a configuration in which the switchable damper 29 is arranged at the position of the beam member 61 at the end of the bogie, as a modification, a hole may be provided in the beam member 61 at the end of the bogie. , A vertically movable cylinder is provided on the side of the car body 1 facing the hole, and the cylinder is inserted into the hole when passing through a sharp curve section, so that the car body 1 and the bogie are It may be configured to increase the support rigidity in the left and right direction between the two. Alternatively, the hole may be provided on the side of the vehicle body 1, and the cylinder may be provided at a position facing the hole in the beam member 61 at the end of the bogie.

１ 車体
２，５，６ 台車
３ 空気ばね
４ レール
１１ 中心ピン
１２ ダンパ受け
２１ 軸箱体
２２ 台車枠
２３ 輪軸
２４ 軸箱支持装置
２５ 繋ぎ梁
２６ 車輪
２７ 踏面部
２８ フランジ部
２９ 切替式ダンパ
２９Ａ，２９Ｂ 動作状態
５１ 固定式ダンパ
６１ 梁部材
1 Vehicle body 2, 5, 6 Bogie 3 Air spring 4 Rail 11 Center pin 12 Damper receiver 21 Axle box body 22 Bogie frame 23 Wheel axle 24 Axle box support device 25 Connecting beam 26 Wheel 27 Tread portion 28 Flange portion 29 Switchable damper 29A, 29B Operating state 51 Fixed damper 61 Beam member

Claims (8)

鉄道車両の車体を複数の台車によって弾性支持する鉄道車両用の台車であって、
前記複数の台車には、前記鉄道車両の進行方向の前側に装備される第１の台車と、前記進行方向の後ろ側に装備される第２の台車と、が含まれ、
前記第１及び第２の台車はそれぞれ、
前記台車の中心位置に対して前記進行方向の前側と後ろ側とに、支持剛性を切替可能な機構を、前記車体及び前記台車において前記進行方向の左右水平方向に働く荷重が掛かるように配置する
ことを特徴とする鉄道車両用の台車。 A bogie for a railroad vehicle that elastically supports the body of the railroad vehicle by a plurality of bogies,
The plurality of bogies include a first bogie that is installed on the front side in the traveling direction of the railway vehicle, and a second bogie that is installed on the rear side in the traveling direction,
The first and second carts each include:
Mechanisms capable of switching support rigidity are disposed on the front side and the rear side in the traveling direction with respect to the center position of the bogie so that a load acting in the left and right horizontal directions in the traveling direction is applied to the car body and the bogie. A bogie for railway vehicles that is characterized by: 前記鉄道車両が所定の曲率以上の曲線軌道を通過するとき、
前記第１の台車に配置された少なくとも何れかの前記機構を、支持剛性が通常よりも高い動作状態にする
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の台車。 When the railway vehicle passes through a curved track with a predetermined curvature or more,
The bogie for a railway vehicle according to claim 1, wherein at least one of the mechanisms disposed on the first bogie is brought into an operating state in which support rigidity is higher than normal. 前記鉄道車両が前記曲線軌道を通過するとき、
前記第１の台車において前記進行方向の後ろ側に配置された前記機構を、支持剛性が通常の動作状態にする
ことを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用の台車。 When the railway vehicle passes through the curved track,
The bogie for a railway vehicle according to claim 2, wherein the mechanism disposed on the rear side in the traveling direction of the first bogie is in a normal operating state with support rigidity. 前記鉄道車両が前記曲線軌道を通過するとき、
前記第２の台車に配置された前記機構を、支持剛性が通常の状態にする
ことを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両用の台車。 When the railway vehicle passes through the curved track,
The bogie for a railway vehicle according to claim 3, wherein the mechanism disposed on the second bogie has a normal support rigidity. 前記鉄道車両が前記所定の曲率よりも大きい特定の曲率以上の急曲線軌道を通過するとき、
前記第２の台車において前記進行方向の後ろ側に配置された前記機構を、支持剛性が通常よりも高い動作状態にする
ことを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両用の台車。 When the railway vehicle passes through a sharply curved track with a specific curvature greater than the predetermined curvature,
The bogie for a railway vehicle according to claim 3, wherein the mechanism disposed on the rear side in the traveling direction of the second bogie is put into an operating state in which support rigidity is higher than normal. 前記機構は、流路のオリフィス径を変更可能な油圧式ダンパである
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の台車。 The bogie for a railway vehicle according to claim 1, wherein the mechanism is a hydraulic damper that can change the orifice diameter of the flow path. 前記第１及び前記第２の台車において、
各前記機構は、前記台車の中心位置の近傍に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の台車。 In the first and second trolleys,
The bogie for a railway vehicle according to claim 1, wherein each of the mechanisms is arranged near a center position of the bogie. 前記第１及び前記第２の台車において、
前記進行方向の前側に配置される前記機構は、前記台車の中心位置の近傍に配置され、
前記進行方向の後ろ側に配置される前記機構は、前記台車の後端側に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の台車。
In the first and second trolleys,
The mechanism disposed on the front side in the traveling direction is disposed near the center position of the trolley,
The bogie for a railway vehicle according to claim 1, wherein the mechanism disposed on the rear side in the traveling direction is disposed on the rear end side of the bogie.

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