JP2827254B2 - 鉄道車両の輪重変動防止方法およびその装置 - Google Patents

鉄道車両の輪重変動防止方法およびその装置

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JP2827254B2 JP4893389A JP4893389A JP2827254B2 JP 2827254 B2 JP2827254 B2 JP 2827254B2 JP 4893389 A JP4893389 A JP 4893389A JP 4893389 A JP4893389 A JP 4893389A JP 2827254 B2 JP2827254 B2 JP 2827254B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、空気ばね付き台車を有する鉄道車両の軌
道ねじれ部で発生する輪重変動を防止するための輪重変
動防止方法とその装置に関する。
従来技術 空気ばねを有する鉄道車両は、その時々の荷重に対応
して圧縮空気量を自動的に調整して、車体の高さを一定
に保つためにリンクとレベリングバルブを組合せた自動
高さ調整機構を備えている。
また、左右の空気ばねの空気圧が大幅に差異を生じた
際に、左右の空気圧を均等に保つための差圧調整弁が取
付けられている。
しかし、鉄道車両が曲線路の緩和曲線、すなわちカン
ト低減区間で停車した場合は、自動高さ調整機構の機能
により空気ばね高さを一定に保持しようとする。
このとき、第3図に示すように、車体(8)の前部は
カント小の位置にいる後台車(10)の影響を受けて時計
方向のモーメントが生じる。また、車体の後部はカント
大の位置にいる前台車(9)の影響を受けて反時計方向
のモーメントが生じる。このように、前後の台車は車体
を逆方向に回転させようとするが、車体のねじり剛性が
大きいため、前後台車で発生するモーメントのつり合う
位置で、車体は停止する。
この状態では、前台車と後台車の空気ばね高さは、い
ずれも制御目標値からずれているため、自動高さ調整機
構の弁の給排気は続いており、それによって車体の前後
台車の互いに逆側の空気ばねの間すなわち、前台車の左
側の空気ばねと後台車の右側の空気ばねの間、または前
台車の右側の空気ばねと後台車の左側の空気ばねの間に
空気圧の差異が発生する。
この空気圧の差異により、各車輪が負担する荷重が不
均一となり、その結果前台車は内軌側車輪が輪重抜け現
象を起こし、後台車は外軌側車輪が輪重抜け現象を起こ
して、輪重変動が発生する。この輪重変動が大きいと、
車両の再起動時に脱線する恐れがある。
発明が解決しようとする課題 上記のごとく、従来の鉄道車両は台車に自動高さ調整
機構と左右の空気ばねを均等に保つ差圧調整弁を有して
おり、各台車個別に左右空気ばねの空気圧を調整するこ
とはできるが、前後台車間での空気圧の調整はできず、
緩和曲線では設定差圧値に比べ大きな圧力差が発生する
ため、輪重変動を防止することはできなかった。
この発明は、上記緩和曲線に停車した車両が再起動す
る際の脱線防止を目的とした輪重変動防止方法および、
その装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、この発明の鉄道車両の輪重
変動防止方法は下記の要領で行なわれる。
左右両側に空気ばねをそれぞれ設けた前台車と後台車
とを備えた鉄道車両において、前台車の左側の空気ばね
と後台車の左側の空気ばねとの空気圧差により開口する
第1の弁と、前記前台車の右側の空気ばねと後台車の右
側の空気ばねとの空気圧差により開口する第2の弁とを
組み合せて接続し、前台車の左側の空気ばねの空気圧が
後台車の左側の空気ばねの空気圧より高く、かつ後台車
の右側の空気ばねの空気圧が前台車の右側の空気ばね空
気圧より高いとき、または前台車の右側の空気ばねの空
気圧が後台車の右側の空気ばねの空気圧より高く、かつ
後台車の左側の空気ばねの空気圧が前台車の左側の空気
ばねの空気圧より高いときに、前記第1の弁と第2の弁
を介して、前台車の左右の空気ばね間および後台車の左
右の空気ばね間をそれぞれ連通して、前後台車共にそれ
ぞれ左右の空気ばね間の空気圧差を解消するのである。
また、本発明の鉄道車両の輪重変動防止装置は、左右
両側に空気ばねをそれぞれ設けた前台車と後台車とを備
えた鉄道車両おいて、 長手方向中間部の2か所に第1環溝(2−1)と第2
輪溝(2−2)とを有し両端面に介装したコイルばね
(3)で平衡を保つスプール(2)を組み込んだ本体
に、 前記第1環溝(2−1)を挟んでスプール(2)の軸
長方向の2つの位置に第1ポート(4−1)と第2ポー
ト(4−2)を、 前記第2環溝(2−2)を挟んでスプール(2)の軸
長方向の2つの位置に第3ポート(5−1)と第4ポー
ト(5−2)を、 前記スプール(2)の一方の端面と第1ポート(4−
1)および第2ポート(4−2)に通じる第1通路(6
−1)を、 前記スプール(2)の他方の端面と第3ポート(5−
1)および第4ポート(5−2)に通じる第2通路(6
−2)を、 それぞれ設けた第1の弁(1−1)と、該第1の弁
(1−1)と同じ構造の第2の弁(1−2)とを前台車
と後台車との間に配置し、 第1の弁(1−1)の第1ポート(4−1)と第2の
弁(1−2)の第2ポート(4−2)を、 第1の弁(1−1)の第2ポート(4−2)と第2の
弁(1−2)の第1ポート(4−1)を、 第1の弁(1−1)の第3ポート(5−1)と第2の
弁(1−2)の第4ポート(5−2)を、 第1の弁(1−1)の第4ポート(5−2)と第2の
弁(1−2)の第3ポート(5−1)を、 それぞれ接続すると共に、 第1の弁(1−1)の第1および第2ポートに通じる
第1通路(6−1)を前台車の左側の空気ばね(11)
に、 第2の弁(1−2)の第1および第2ポートに通じる
第1通路(6−1)を前台車の右側の空気ばね(12)
に、 第1の弁(1−1)の第3および第4ポートに通じる
第2通路(6−2)を後台車の左側の空気ばね(13)
に、 第2の弁(1−2)の第3および第4ポートに通じる
第2通路(6−2)を後台車の右側の空気ばね(14)
に、 それぞれ接続してなる。
作用 この発明による輪重変動防止装置(1)を前台車と後
台車の間に設置し、前台車と後台車の各空気ばねを所定
の通路に接続すれば、緩和曲線などの軌道ねじれ部に車
両があって、車体の前部と後部に逆向きのモーメントが
働き、前台車の左側の空気ばね(11)の空気圧が後台車
の左側の空気ばね(13)の空気圧より高く、かつ後台車
の右側の空気ばね(14)の空気圧が前台車の右側の空気
ばね(12)の空気圧より高いとき、または前台車の右側
の空気ばね(12)の空気圧が後台車の右側の空気ばね
(14)の空気圧より高く、かつ後台車の左側の空気ばね
(13)の空気圧が前台車の左側の空気ばね(11)の空気
圧より高いときに、輪重変動防止装置(1)の所定のポ
ートが開いて前後台車ともに左右空気ばね間の通路が連
通し、前後台車共に、それぞれの左右空気ばね(11)と
(12)、(13)と(14)の空気圧差が解消する。その結
果、前後台車の各空気ばねの空気圧は均一となって輪重
変動の発生は防止される。
実施例 この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、この発明の実施による輪重変動防止装置
(1)を備えた場合の前台車の空気ばね(11)、(12)
と後台車の空気ばね(13)、(14)の圧力空気の通路を
示したものである。
各空気ばねは、車体の高さを一定に保つための自動高
さ調整機構(15)を備えている。また、左右空気ばね
(11)と(12)、(13)と(14)間の空気圧を左右均等
に保つため差圧調整弁(16)を介して配管で接続されて
いる。
輪重変動防止装置(1)は、左右一対の第1の弁(1
−1)と第2の弁(1−2)の組合せからなる。その第
1の弁(1−1)と第2の弁(1−2)は、両側端面に
それぞれコイルばね(3)を介装してスプール(2)を
本体に平衡して組込み、スプール(2)の中間部に設け
た第1環溝(2−1)および第2環溝(2−2)をそれ
ぞれ挟んで対向した位置に組をなす第1ポート(4−
1)と第2ポート(4−2)、第3ポート(5−1)と
第4ポート(5−2)を設ける。本体の一方の端面と一
組の第1ポート(4−1)と第2ポート(4−2)に通
じる第1通路(6−1)と、他方の端面と他方の一組の
第3ポート(5−1)と第4ポート(5−2)に通じる
第2通路(6−2)をそれぞれ設ける。そして、第1の
弁(1−1)の各ポートと第2の弁(1−2)の各ポー
トは、各組において互いに逆に接続する。すなわち、第
1の弁(1−1)の第1ポート(4−1)と第2の弁
(1−2)の第2ポート(4−2)、第1の弁(1−
1)の第2ポート(4−2)と第2の弁(1−2)の第
1ポート(4−1)、および第1の弁(1−1)の第3
ポート(5−1)と第2の弁(1−2)の第4ポート
(5−2)、第1の弁(1−1)の第4ポート(5−
2)と第2の弁(1−2)の第3ポート(5−1)を、
それぞれ配管により接続する。
上記構成の輪重変動防止装置(1)を前後台車間にお
いて車体底面に設置し、第1の弁(1−1)と第2の弁
(1−2)の各第1通路(6−1)を各配管(7−1)
を介して前台車の左右の空気ばね(11)、(12)にそれ
ぞれ接続する。また、他方に各第2通路(6−2)を各
配管(7−2)を介して後台車の左右の空気ばね(1
3)、(14)にそれぞれ接続する。
今、車両が緩和曲線にあって、車体前部には時計方向
のモーメントが、車体後部には反時計方向のモーメント
が発生し、第1図において、前台車の左側の空気ばね
(11)と後台車の右側の空気ばね(14)の空気圧が、他
方の空気ばね(12)、(13)の空気圧より高いとする。
このとき、前後台車の左側の空気ばね(11)、(13)
の圧力差により、第1の弁(1−1)のスプール(2)
は押し動かされ、第2図(a)に示すように、第2ポー
ト(4−2)は、第1通路(6−1)、第1配管(7−
1)を経て前台車の空気ばね(11)に連通する。また、
第4ポート(5−2)は、第2通路(6−2)、第2配
管(7−2)を経て後台車の左側の空気ばね(13)に連
通する。
一方、前後台車の右側の空気ばね(12)、(14)の圧
力差により第2の弁(1−2)のスプール(2)は、上
記第1の弁(1−1)の動きとは逆向きに押し動かさ
れ、第2図(b)に示すように、第1ポート(4−1)
は、第1通路(6−1)、第1配管(7−1)を経て前
台車の右側の空気ばね(12)に連通する。また、第3ポ
ート(5−1)は、第2通路(6−2)、配管(7−
2)を経て後台車の右側の空気ばね(14)に連通する。
したがって、前台車の左右の空気ばね(11)、(12)
は、第1の弁(1−1)と第2の弁(1−2)を介して
配管により連通し、空気圧の高い左側の空気ばね(11)
から、空気圧の低い右側の空気ばね(12)へ圧縮空気が
移動し、左右の空気ばねの空気圧は均一となる。同様
に、後台車の左右の空気ばね(13)と(14)が連通し、
左右空気ばねの空気圧は均一となる。
上記のごとくして、左右空気ばね間の空気圧の差は解
消し、左右均一の空気圧となるので、輪重変動は防止さ
れ、輪重抜け現象は起こらない。
また、上記とは逆に、前台車の右側の空気ばね(12)
と後台車の左側の空気ばね(13)の空気圧が高い場合に
は、第1の弁(1−1)と第2の弁(1−2)は、上記
とは逆向きに押し動かされ、第1の弁(1−1)の第1
ポート(4−1)と第3ポート(5−1)および第2の
弁(1−2)の第2ポート(4−2)と第4−2(5−
2)が開き、前台車の左右の空気ばね(11)と(12)、
および後台車の左右の空気ばね(13)と(14)が、それ
ぞれ連通し、左右空気ばねの空気圧は均一となり、輪重
変動は防止される。
発明の効果 この発明は、前台車の左側の空気ばねと後台車の右側
の空気ばねの空気圧が、他の空気ばねの空気圧より高い
か、または前台車の右側の空気ばねと後台車の左側の空
気ばねの空気圧が、他の空気ばねの空気圧より高いと
き、前後台車の左右の空気ばね間をそれぞれ連通して空
気圧が均一になるように構成したため、車両が緩和曲線
にあって車体にねじりの力が作用した際、前後台車の左
右空気ばねの空気圧を、それぞれ均一に保つことがで
き、輪重変動を防止できる。そのため、緩和曲線に停車
した車両が再起動する際に脱線する恐れはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例における前後台車の各空
気ばねと輪重変動防止装置との関係を示した説明図、 第2図は第1図の装置において前台車の左側空気ばねと
後台車の右側空気ばねの空気圧が高い場合の輪重変動防
止装置の弁の動きを示す説明図であり、(a)は第1の
弁(1−1)、(b)は第2の弁を示す、 第3図は、車両が緩和曲線のカント低減部にある際、車
体の前部と後部に発生するモーメントを示す説明図であ
り、(a)はカント低減部と車体との関係を、(b)は
車体前部のモーメントを、(c)は車体後部のモーメン
トを、それぞれ示す。 1……輪重変動防止装置 1−1……第1の弁 1−2……第2の弁 2……スプール 3……コイルばね 4−1……第1ポート 4−2……第2ポート 5−1……第3ポート 5−2……第4ポート 6−1……第1通路 6−2……第2通路 7−1……第1配管 7−2……第1配管 8……車体 9……前台車 10……後台車 11、12、13、14……空気ばね 15……自動高さ調整機構 16……差圧調整弁
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B61F 5/10 B61F 5/00 B61F 5/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】左右両側に空気ばねをそれぞれ設けた前台
    車と後台車とを備えた鉄道車両において、前台車の左側
    の空気ばねと後台車の左側の空気ばねとの空気圧差によ
    り開口する第1の弁と、前記前台車の右側の空気ばねと
    後台車の右側の空気ばねとの空気圧差により開口する第
    2の弁とを組み合せて接続し、前台車の左側の空気ばね
    の空気圧が後台車の左側の空気ばねの空気圧より高く、
    かつ後台車の右側の空気ばねの空気圧が前台車の右側の
    空気ばねの空気圧より高いとき、または前台車の右側の
    空気ばねの空気圧が後台車の右側の空気ばねの空気圧よ
    り高く、かつ後台車の左側の空気ばねの空気圧が前台車
    の左側の空気ばねの空気圧より高いときに、前記第1の
    弁と第2の弁を介して、前台車の左右の空気ばね間およ
    び後台車の左右の空気ばね間をそれぞれ連通して、前後
    台車共にそれぞれ左右の空気ばね間の空気圧差を解消す
    る鉄道車両の輪重変動防止方法。
  2. 【請求項2】左右両側に空気ばねをそれぞれ設けた前台
    車と後台車とを備えた鉄道車両の輪重変動を防止する装
    置(1)であって、 長手方向中間部の2か所に第1環溝(2−1)と第2環
    溝(2−2)とを有し両端面に介装したコイルばね
    (3)で平衡を保つスプール(2)を組み込んだ本体
    に、 前記第1環溝(2−1)を挟んでスプール(2)の軸長
    方向の2つの位置に第1ポート(4−1)と第2ポート
    (4−2)を、 前記第2環溝(2−2)を挟んでスプール(2)の軸長
    方向の2つの位置に第3ポート(5−1)と第4ポート
    (5−2)を、 前記スプール(2)の一方の端面と第1ポート(4−
    1)および第2ポート(4−2)に通じる第1通路(6
    −1)を、 前記スプール(2)の他方の端面と第3ポート(5−
    1)および第4ポート(5−2)に通じる第2通路(6
    −2)を、 それぞれ設けた第1の弁(1−1)と、該第1の弁(1
    −1)と同じ構造の第2の弁(1−2)とを前台車と後
    台車との間に並列して配置し、 第1の弁(1−1)の第1ポート(4−1)と第2の弁
    (1−2)の第2ポート(4−2)を、 第1の弁(1−1)の第2ポート(4−2)と第2の弁
    (1−2)の第1ポート(4−1)を、 第1の弁(1−1)の第3ポート(5−1)と第2の弁
    (1−2)の第4ポート(5−2)を、 第1の弁(1−1)の第4ポート(5−2)と第2の弁
    (1−2)の第3ポート(5−1)を、 それぞれ接続するとともに、 第1の弁(1−1)の第1および第2ポートに通じる第
    1通路(6−1)を前台車の左側の空気ばね(11)に、 第2の弁(1−2)の第1および第2ポートに通じる第
    1通路(6−1)を前台車の右側の空気ばね(12)に、 第1の弁(1−1)の第3および第4ポートに通じる第
    2通路(6−2)を後台車の左側の空気ばね(13)に、 第2の弁(1−2)の第3および第4ポートに通じる第
    2通路(6−2)を後台車の右側の空気ばね(14)に、 それぞれ接続した鉄道車両の輪重変動防止装置。
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