JP2642563B2 - 鉄道車両用軌間可変台車 - Google Patents

鉄道車両用軌間可変台車

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JP2642563B2 JP4196865A JP19686592A JP2642563B2 JP 2642563 B2 JP2642563 B2 JP 2642563B2 JP 4196865 A JP4196865 A JP 4196865A JP 19686592 A JP19686592 A JP 19686592A JP 2642563 B2 JP2642563 B2 JP 2642563B2
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孝一 松岡
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の軌間を可変
可能な鉄道車両用軌間可変台車に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、出発地と目的地の間で線路の軌間
が変わる場合は、列車を乗り換える(例えば、新幹線か
ら在来線に乗り換える)か、同一車両で乗り換える場合
は、軌道側で対応するようにしている。例えば、山形新
幹線では在来線の軌間を新幹線と同一に変更する工事を
している。
【0003】また、ヨーロッパにおいては、1軸独立付
随台車で線路の軌間が変わる場合に対応する例がある。
すなわち、この場合は、台車は1軸を有し、全ての台車
が独立した構造をしている。更に、ボギー台車をそれご
と変換する例もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の列車を乗り換える方式では、乗客は列車を乗り
換えなければならず、不便であり、また、その分時間を
要する。また、軌道を変更する場合は、そのために莫大
な費用がかかる。更に、1軸独立付随台車の場合は、駆
動台車として使える構造ではない。
【0005】また、ボギー台車を変換する場合には、台
車交換には地上設備が多く必要になり、そのためのスペ
ースを要し、かつ設備費が嵩む。本発明は、上記した問
題点を除去し、乗客の乗換の不便を解消し、時間を短縮
することができ、費用を削減し、既存の線路を利用する
ことができるとともに、構造が簡単で、コンパクトな駆
動用電動機が車輪と一体化され、軌間の変更が容易な鉄
道車両用軌間可変台車を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するために、鉄道車両の軌間を可変可能な鉄道
車両用軌間可変台車において、ロック孔を有するととも
に、回転しない車軸と、この車軸に同軸状に配置される
とともに、軸方向と垂直方向に形成される2個のロック
貫通孔を有し、軸方向にスライド可能なブッシング状の
スライド軸と、このスライド軸に軸受を介して取り付け
られる車輪と、駆動装置からの第1の駆動により、前記
車軸のロック孔とスライド軸の第1のロック貫通孔に嵌
合してロック可能であり、駆動装置からの第2の駆動に
より、少なくとも前記車軸のロック孔から離脱し、前記
車軸のロック孔とスライド軸の第2のロック貫通孔に嵌
合してロック可能なロックピンを有し、前記スライド軸
の軸方向の動きを固定可能なロック装置と、前記車輪の
側面に一端が固定されるとともに、他端が軸受を介して
前記スライド軸に支持される円筒状の回転子と、この円
筒状の回転子に対応するとともに、前記スライド軸に固
定される固定子を有する駆動用電動機を具備し、前記ロ
ック装置の作動により前記スライド軸をスライドさせて
前記車輪を車軸方向に移動し、所定位置に固定すること
により、軌間を変更し、異なる軌間の線路を走行できる
ようにしたものである。
【0007】
【作用】本発明によれば、上記のように構成したので、
車輪とそれに一体化された駆動用電動機が搭載されたス
ライド軸の位置を、駆動装置の作動により変更すること
により、線路の軌間が変わる場合にも、乗客は乗換の必
要がなく、乗客の乗換の不便を解消し、時間を短縮する
ことができる。また、軌道を変更する必要がないので、
費用を削減し、既存の線路を利用することができる。
【0008】更に、構造が簡単で、コンパクトな駆動用
電動機が車輪と一体化されてスライド軸に搭載されてお
り、軌間の変更作業を容易に行うことができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施例を
示す鉄道車両用軌間可変台車の概略構成断面図である。
この図において、1は車軸であり、車軸バネ2を介して
台車枠3に固定され、回転しないように構成されてい
る。
【0010】その車軸1の左右には、該車軸1に同軸状
に配置され、かつ軸方向にスライド可能なブッシング状
のスライド軸4が配置されている。そのスライド軸4に
は軸受5を介して車輪6が取り付けられ、該車輪6は軌
道13上を回転移動可能に構成されている。その車輪6
の内側面に一端が固定されるとともに、他端が軸受7を
介して前記スライド軸4に支持される円筒状の回転子8
と、その円筒状の回転子8と対応するとともに、前記ス
ライド軸4に固定される電機子コイル9を有する固定子
10からなる駆動用電動機11とを具備している。すな
わち、スライド軸4に車輪6及び駆動用電動機11が搭
載された構造をしている。
【0011】スライド軸4は車軸1に対して、軸方向、
つまり左右方向にスライド可能に構成されており、線路
の軌道13が狭い区間になると、スライド軸4はそれぞ
れ車軸1の内側にスライドさせて、左右の車軸間の距離
が狭くなるように変更する。つまり、スライド軸4は変
更された位置でロック装置12により、固定されるよう
に構成されている。
【0012】図2は図1のA部の具体例を示す鉄道車両
用軌間可変台車の要部断面図、図3はその鉄道車両用軌
間可変台車の側面図である。これらの図に示すように、
車軸バネ22を介して台車枠23に固定された車軸21
上には、その車軸21に同軸状に配置され、かつ軸方向
にスライド可能なブッシング状のスライド軸24が配置
されている。そのスライド軸24にはローラベアリング
からなる軸受25を介して車輪26が取り付けられ、そ
の車輪26は軌道37上を回転移動可能に構成されてい
る。
【0013】その車輪26の内側面に一端が固定される
とともに、他端がボールベアリングからなる軸受27を
介して前記スライド軸24に支持される円筒状の回転子
28と、その円筒状の回転子28と対応するとともに、
前記スライド軸24に固定される電機子コイル29を有
する固定子30からなる駆動用電動機31とを具備して
いる。すなわち、スライド軸24に車輪26及び駆動用
電動機31が搭載された構造をしている。
【0014】また、円筒状の回転子28を構成するケー
ス状の回転部材45の一端は、車輪26にボルト40で
取り付けられている。ここで、ロック装置の一例につい
て、具体的に説明すると、電磁ロック装置32が車軸受
38に固定具36により取り付けられている。この電磁
ロック装置32は、ロックピン34を動作させる電磁コ
イル33を有している。つまり、電磁コイル33の消勢
時にはスプリング35により、ロックピン34は押し上
げられて、ロックされており、電磁コイル33が付勢さ
れるとロックピン34は下降するように構成されてい
る。
【0015】また、スライド軸24はその両端部で厚く
なるように車輪26の外面部に段部を有し、その厚くな
ったスライド軸24の後方にそのスライド軸24の第1
のロック用貫通孔24aと第2のロック用貫通孔24b
が形成されている。一方、車軸21にはロック孔21a
が設けられており、図2において、実線状態では、ロッ
クピン34が第1のロック用貫通孔24aを貫通して車
軸21のロック孔21aに嵌合し、ロックされている。
【0016】そこで、ロックを解く場合には、電磁コイ
ル33を付勢してスプリング35に抗してロックピン3
4を下降させ、ロックピン34をロック孔21a及び第
1のロック用貫通孔24aから離脱させる。その状態
で、例えば、軌間を可変すべき区間に設けられる標準軌
間1435mmから狭い軌間1067mmへとわたる軌
道上を車輪を回転走行させて、スライド軸24をスライ
ドさせる。
【0017】そこで、図2の点線で示すように、スライ
ド軸24が狭い軌間1067mmへスライドすると、電
磁コイル33を消勢してスプリング35により、ロック
ピン34を上昇させて、ロックピン34を第2のロック
用貫通孔24b及びロック孔21aに嵌合させて、ロッ
クを行う。なお、上記実施例においては、電磁ロック装
置をスライド軸の下方に配置するように構成したが、ス
ライド軸の側方や上方に配置するように構成してもよ
い。
【0018】また、上記電磁ロック装置を流体操作型ロ
ック装置で構成してもよい。つまり、ロックピンは流体
により駆動するようにしてもよい。その場合に、上記し
たように、電磁ロックの場合、電気系統の故障等で、ロ
ックが外れると危険であるので、電気系統の故障でもロ
ックが外れることがないような、所謂フェールセーフが
かかるような構成にすることが望ましい。
【0019】これは、流体操作型ロック装置においても
気圧や油圧が抜けてもロックが外れないように、所謂フ
ェールセーフがかかるような構成にすることが望まし
い。このように、スライド軸24に搭載されている車輪
26及び駆動用電動機31は外側から内側にスライドし
て固定される。つまり、図2において点線で示すよう
に、狭い軌間1067mmに軌間を変更することができ
る。
【0020】このように、構成することにより、台車に
おいて簡単に軌間を変更し、同一の車両でもって、異な
る軌間の線路を走行できるようにすることができる。図
4は本発明の第2の実施例を示す鉄道車両用軌間可変台
車の概略構成断面図である。この実施例では、左右に配
置される駆動用電動機を連結して、一体化するように構
成しており、その他の点は、第1の実施例と同様であ
り、その点については、第1実施例と同じ番号を付し
て、その説明は省略している。
【0021】右側の駆動用電動機11の回転子8を構成
しているケース状の回転部材50の外側にはスプライン
歯車51aを、左側の駆動用電動機11の回転子8を構
成しているケース状の回転部材50の外側にはスプライ
ン歯車51bをそれぞれ配設して、それらが浅い噛み合
わせとなるようにスプライン歯車装置51を構成する。
つまり、回転方向には一体に回転するが、互いに車軸方
向にはスライド可能になるような構成とする。
【0022】そこで、図4に示される標準軌間1435
mmから狭い軌間1067mmに軌間が変更される場合
には、ロックを解除して、左右のスライド軸4を内側方
向にスライドさせて固定すると、狭い軌間1067mm
に軌間を変更することができる。その場合、スプライン
歯車装置51のスプライン歯車51aとスプライン歯車
51bの端部は互いに接近し、深い結合となる。
【0023】なお、上記実施例では、ケース状の回転部
材の外側にはスプライン歯車を形成する例を示したが、
車輪及び駆動用電動機が車軸方向にはスライド可能であ
り、回転方向には両側の車輪及び駆動用電動機が一体的
に駆動される構造であれば、これに限定されるものでは
ない。次に、本発明の鉄道車両用軌間可変台車の軸数に
ついて説明する。
【0024】図5は1軸の鉄道車両用軌間可変台車を示
す概略平面図である。この台車60の場合は、1軸の車
軸61の左右にスライド軸62を設けて、そのスライド
軸62上に車輪63及び駆動用電動機64が配設される
ように構成されている。そして、図示されていないが、
それぞれのスライド軸62にはロック装置が設けられる
ようになっている。
【0025】図6は2軸の鉄道車両用軌間可変台車を示
す概略平面図である。この台車70の場合は、2軸の車
軸71,75が配置され、車軸71の左右にスライド軸
72を設けて、そのスライド軸72に車輪73及び駆動
用電動機74が搭載され、もう一方の車軸75の左右に
もスライド軸76を設けて、そのスライド軸76に車輪
77及び駆動用電動機78が搭載されるように構成され
ている。そして、図示されていないが、それぞれのスラ
イド軸72,76にはロック装置が設けられるようにな
っている。
【0026】また、鉄道車両用軌間可変台車の軸数は上
記した1軸及び2軸に限定されるものではなく、3軸以
上であっても差支えない。更に、上記実施例における駆
動用電動機の構造及び車輪とその駆動用電動機の配置、
軸数又はロック装置の構造は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可
能であり、これらを本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【0027】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、車輪及びそれに一体化された駆動用電動機が搭
載されたスライド軸の位置を駆動装置の作動により、変
更することにより、線路の軌間が変わる場合にも、乗客
は列車を乗り換える必要がなく、乗客の乗換の不便を解
消し、時間を短縮することができる。
【0028】また、軌道を変更する必要がないので、費
用を削減し、既存の線路を有効に利用することができ
る。更に、構造が簡単で、コンパクトな駆動用電動機が
車輪と一体化されて、スライド軸に搭載されており、軌
間の変更作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す鉄道車両用軌間可
変台車の概略構成断面図である。
【図2】図1のA部の具体例を示す鉄道車両用軌間可変
台車の要部断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例を示す鉄道車両用軌間可
変台車の側面図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す鉄道車両用軌間可
変台車の概略構成断面図である。
【図5】本発明の1軸の鉄道車両用軌間可変台車を示す
概略平面図である。
【図6】本発明の2軸の鉄道車両用軌間可変台車を示す
概略平面図である。
【符号の説明】
1,21,61,71,75 車軸 2,22 車軸バネ 3,23 台車枠 4,24,62,72,76 スライド軸 5,7,25,27 軸受 6,26,63,73,77 車輪 8,28 円筒状の回転子 9,29 電機子コイル 10,30 固定子 11,31,64,74,78 駆動用電動機 12 ロック装置 13,37 軌道 24a 第1のロック用貫通孔 24b 第2のロック用貫通孔 32 電磁ロック装置 33 電磁コイル 34 ロックピン 35 スプリング 36 固定具 38 車軸受 40 ボルト 45,50 ケース状の回転部材 51 スプライン歯車装置 51a,51b スプライン歯車 60,70 台車
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早勢 剛 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 (56)参考文献 実開 平2−105006(JP,U) 特公 昭44−15325(JP,B1) 特公 昭47−37282(JP,B1)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄道車両の軌間を可変可能な鉄道車両用
    軌間可変台車において、 (a)ロック孔を有するとともに、回転しない車軸と、 (b)該車軸に同軸状に配置されるとともに、軸方向と
    垂直方向に形成される2個のロック貫通孔を有し、軸方
    向にスライド可能なブッシング状のスライド軸と、 (c)該スライド軸に軸受を介して取り付けられる車輪
    と、 (d)駆動装置からの第1の駆動により、前記車軸のロ
    ック孔とスライド軸の第1のロック貫通孔に嵌合してロ
    ック可能であり、駆動装置からの第2の駆動により、少
    なくとも、前記車軸のロック孔から離脱し、前記車軸の
    ロック孔とスライド軸の第2のロック貫通孔に嵌合して
    ロック可能なロックピンを有し、前記スライド軸の軸方
    向の動きを固定可能なロック装置と、 (e)前記車輪の側面に一端が固定されるとともに、他
    端が軸受を介して前記スライド軸に支持される円筒状の
    回転子と、該円筒状の回転子に対応するとともに、前記
    スライド軸に固定される固定子を有する駆動用電動機を
    具備し、 (f)前記ロック装置の作動により前記スライド軸をス
    ライドさせて前記車輪を車軸方向に移動し、所定位置に
    固定することにより、軌間を変更し、異なる軌間の線路
    を走行できるようにしたことを特徴とする鉄道車両用軌
    間可変台車。
  2. 【請求項2】 前記駆動用電動機を前記車輪毎に配置
    し、該駆動用電動機を個別に駆動可能にしてなる請求項
    1記載の鉄道車両用軌間可変台車。
  3. 【請求項3】 前記駆動用電動機を前記車輪の内側に配
    置し、前記駆動用電動機を互いに連結して、該駆動用電
    動機を一体に駆動してなる請求項1記載の鉄道車両用軌
    間可変台車。
  4. 【請求項4】 前記車軸は1軸である請求項1記載の鉄
    道車両用軌間可変台車。
  5. 【請求項5】 前記車軸は複数軸である請求項1記載の
    鉄道車両用軌間可変台車。
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