JP2870603B2 - 鉄道振子車両 - Google Patents

鉄道振子車両

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JP2870603B2
JP2870603B2 JP2214652A JP21465290A JP2870603B2 JP 2870603 B2 JP2870603 B2 JP 2870603B2 JP 2214652 A JP2214652 A JP 2214652A JP 21465290 A JP21465290 A JP 21465290A JP 2870603 B2 JP2870603 B2 JP 2870603B2
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昇 小林
幸雄 魚住
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、振子機能を有するいわゆる鉄道振子車両に
関する。
従来の技術 典型的な先行技術は、たとえば特開昭59−143760に開
示されている。この先行技術では、台車枠上に、中心ピ
ンの軸線まわりに旋回可能に回転梁が設けられ、この回
転梁上には、左右にコロを介して揺れ枕が設けられ、こ
の揺れ枕上に、空気ばねを介して車体が支持される。
発明が解決すべき課題 このような先行技術では、コロおよび揺れ枕が用いら
れており、したがつて構成が比較的複雑であり、保守が
面倒であり、さらにまた、コロのために防塵および防滴
の構造を必要とし、このことからも保守が面倒という問
題がある。
本発明の目的は、構成を簡略化し、保守を容易にし、
さらに乗心地の向上を図ることができるようにした鉄道
振子車両を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、(a)車体と、 (b)車体の前後で車体の下方にそれぞれ設けられた2
つの台車であって、各台車では、 台車枠6に設けられる前後2つの各車軸11に、左右の
車輪10a,10bが固定され、 台車枠6の左右一対の両側梁7の走行方向中央位置付
近で、かつ、車体の下方で一対の支持部材8が設けられ
る台車と、 (c)各支持部材8上で車体をそれぞれ支持する空気ば
ね9であって、各空気ばね9の軸線は、上方になるにつ
れて近接するように傾斜され、 鉄道車両の車体に横荷重を作用させても車体は傾斜せ
ず横移動のみする非連成点30を、車体の重心Gよりも高
く設定し、 各空気ばね9は、 空気が封入された弾力性を有する袋体31と、 その袋体31の軸線方向上下に設けられる一対の平板状
の支持板32,33とを有し、 袋体31の外周部は、支持板32,33から外側方に、か
つ、一方の支持板33寄りに膨出し、 曲線路通過時に乗客の感じる左右定常加速度を軽減す
るように、各空気ばね9の軸線方向のばね定数Krは、横
方向のばね定数Klを超える値に選ばれる空気ばねとを含
むことを特徴とする鉄道振子車両である。
作 用 非連成点というのは、車体に横荷重を作用させても、
車体は横移動だけをし、傾斜しない位置であつて、非連
成点より上方に横荷重が作用すると、横移動とともにそ
の点より上方はさらに大きい横変位となる傾斜を伴い、
非連成点より下方に横荷重が作用すると横移動とともに
その点より下方はさらに大きい横変位となる傾斜を伴
う。
本発明に従えば、輪軸を支持している台車枠の上に
は、左右に対を成す空気ばねを介して車体を支持し、こ
の空気ばねの軸線は、上方になるにつれて近接するよう
に傾斜されており、したがって空気ばねの軸線が交差す
る位置は台車枠の上方にあり、また非連成点は台車枠の
上方に形成される。
本発明では、非連成点が車体の重心よりも高く選ばれ
ているので、曲線路を走行中に、車体の重心に遠心力で
ある横荷重が作用すると非連成点より下方がより大きく
横移動するので、車体は内傾斜の形となる。こうして振
子機能を達成することができる。特に本発明に従えば、
2つの各台車には左右一対の支持部材8が設けられ、こ
の支持部材8上に、空気ばね9が設けられ、この空気ば
ね9は、袋体31の軸線方向上下に一対の平板状の支持板
32,33が設けられ、袋体31の外周部は、支持板32,33から
外側方に、かつ、一方の支持板33寄りに膨出する。この
ような構成によって、曲線路通過時に乗客の感じる左右
定常加速度を軽減するように、空気ばね9の軸線方向の
ばね定数Krは、横方向のばね定数Klを超える値に選ばれ
る。
さらに本発明に従えば、2つの各台車の台車枠の側梁
7の走行方向中央位置付近に支持部材8が設けられ、こ
の支持部材8上に空気ばね9が配置されて車体1を支持
するので、鉄道車両が軌道に沿って前後いずれの方向に
走行する場合であっても、同様な振子機能を確実に達成
することができる。
実施例 第1図は本発明の一実施例の平面図であり、第2図は
その側面図である。本件鉄道車両は、車体1が、その前
後に一対の2軸ボギー台車2によつて支持されて構成さ
れる。地上の走行経路に沿つて設けられた一対の軌条3
間には、リニアモータを構成する地上子4が設けられ、
この地上子4に対向して台車2には車上子5が装着さ
れ、本件鉄道車両が走行する推進力が得られる。レール
3の上方で大略的にH字状の台車枠6が配置される。こ
の台車枠6の一対の両側梁7の側方向中央位置付近に
は、支持部材8を介して左右一対の弾性部材である空気
ばね9が設けられ、この空気ばね9によつて、車体1が
支持される。すなわち支持部材8は、台車枠6の左右一
対の両側梁7の走行方向(第1図の左右方向)中央位置
付近で、かつ、車体1の下方で、外側方(第1図の上下
方向)にそれぞれ突出して一対、設けられる。
第3図は台車2の正面図であり、第4図は第2図の切
断面線IV−IVから見た断面図であり、第5図は車輪10a
付近の断面図である。車輪10aは、車軸11に固定されて
おり、車輪10a付近に設けられた軸受12を介して筒状の
軸箱13aに支持される。この軸箱13aの軸線方向の中央位
置には、上方に突出した心棒14aが形成されている。心
棒14aは、取付部材15に形成された支持孔16に角変位可
能に設けられ、この取付部材15には、車上子5が固定さ
れる。台車枠6の側梁7は軸受12付近で軸箱13aとの間
に、すり板およびばねなどの弾性片17aなどを外囲して
支持される。もう1つの車輪10bに関しても同様な構成
となつており、対応する部分には同一の数字に添え字b
を付して示す。
車上子5の推力は、推力伝達手段18を介して台車枠6
に伝わり、さらに推力伝達用リンク装置50を介して車体
1に伝わる。推力伝達用リンク装置50は、リンク19a,19
b、牽引梁20、中心ピン21から成り、車体が横移動して
いないときには、中心ピンの垂直軸線23はほぼ台車中心
に一致している。リンク19aの両端部には球面軸受ある
いは弾性体を設け、一端を台車枠6の前部横梁6aに他端
を牽引梁20の右端に球面軸受あるいは弾性体を介して回
転自在に結合している。またリンク19bもリンク19aと同
様に、球面軸受あるいは弾性体を介して一端を台車枠6
の後部横梁6bに他端を牽引梁2の左端に回転自在にかつ
リンク19aに並行に配置する。中心ピン21は、牽引梁20
の左右端に配置したリンク19a,19bの中間位置に中心ピ
ンの垂直軸線23を中心に牽引梁20に対して回転自由に結
合している。中心ピン21は車体1にボルト22で取付けて
いる。
このように構成された推力伝達用リンク装置50によつ
て、車体1−台車枠6間の相対横変位および相対旋回等
を可能にしながら、車体1−台車枠6間の推力や制動力
等の前後方向力で伝達できる。
第6図は、空気ばね9の配置などの構成をモデル化し
て示した図である。水平な直線路を通過している状態に
おいて、一鉛直面内で、一対の空気ばね9の軸線26は、
上方になるにつれて近接するように傾斜されており、交
点27において交差する。この交点27は、空気ばね9の向
いている幾何学的中心である。一対の空気ばね9の中心
を結ぶ線分28の垂直二等分線29の近傍に、車体1の重心
Gが存在し、またこの振子車両の振子中心である非連成
点30は前記垂直二等分線29上にある。非連成点30に荷重
Pである横荷重を作用させても、車体1は横移動だけで
あり、車体1は傾斜しない。この横荷重は、車両が曲線
路通過時に車体に作用する遠心力などである。本発明に
従えば、非連成点30は、車体1の重心Gよりも高く選ば
れる。
第7図(1)を参照して、ばね9の軸線26方向のばね
定数をKrとし、その軸線26に垂直方向のばね定数をKlと
するとき、前記垂直二等分線29に平行なばね定数をKxと
し線分28に平行なばね定数をKyとするとき、次式が成立
する。ここで線分28と交点27の距離をH1とし、一対の空
気ばね9の中心間の距離を2Bとし、軸線26と垂直二等分
線29とのなす角度をαとする。
H1=B/tanα …(1) Kx=Kr・cos2α+Kl・sin2α …(2) Ky=Kr・sin2α+Kl・cos2α …(3) したがつて線分28と非連成点30の高さである距離C
は、第4式のとおりとなる。
前述のばね定数Kxは、たとえば1Hz程度の車***置の
固有振動数が得られるように定め、空気ばね9の横方向
のばね定数Klを小さく選び、その軸線方向のばね定数Kr
は、前述のばね定数Kxが定められるように、値が選ばれ
る。
このような空気ばね9は、第8図に示されるように、
空気が封入されたゴムなどの弾力性を有する袋体31の上
下に一対の平板状の支持板32,33が設けられた構成およ
び補助空気室36によつて実現され、これによつて、この
空気ばね9の軸線方向のばね定数Krと横方向のばね定数
Klとは、 Kr>Kl …(5) に設定することが容易である。支持板32,33は、特に第
8図に明らかに示されるように、袋体31の第8図の上下
に延びる軸線方向上下に設けられる。袋体31の外周部
は、支持板32,33から外側方に、かつ、一方の支持板33
寄りに膨出し、このことは第8図に明らかに示される。
前述の遠心力による横荷重は、車体1の重心Gに作用
する。車体1の重心Gに対し非連成点30が上に設定され
ることから、曲線通過等で横荷重が作用すると車体1は
非連成点30を中心に内傾斜、すなわち振子作用をし、乗
客の感じる左右定常加速度を軽減できる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、上方になるにつれて近
接するように傾斜された軸線を有する左右一対の空気ば
ねを介して台車枠上に車体を支持し、これによつて形成
される非連成点を、車体の重心よりも高く選ぶようにし
たので、先行技術におけるコロおよび揺れ枕などを用い
ることなしに、車体の振子機能を達成することができ
る。したがつて構成が簡略化され、保守が容易であり、
さらにまた曲線路通過時に、乗客の感じる左右定常加速
度を軽減することができ、乗心地を向上することが可能
となり、このことによつて曲線路通過速度の向上を図る
ことができる。特に本発明によれば、2つの各台車の台
車枠6に設けられた側梁7に形成された支持部材8上
に、空気ばね9が設けられ、これらの各空気ばね9は、
袋体31の軸線方向上下に平板状の支持板32,33が設けら
れ、袋体31の外周部は、支持板32,33から外側方に、か
つ、一方の支持板33寄りに膨出し、このような構成によ
って、曲線路通過時に乗客の感じる左右定常加速度を軽
減することができるように、空気ばね9の軸線方向のば
ね定数Krを、横方向のばね定数Klを超える値に選ぶこと
ができる。
さらに本発明によれば、各台車の空気ばね9を支持す
る支持部材8は、側梁7の走行方向中央位置付近に設け
られる。したがって軌道に沿って前後いずれの方向にも
走行する鉄道車両において、車体1の振子機能を、その
前後いずれの走行方向においても達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の平面図、第2図はその実施
例の側面図、第3図は台車2の正面図、第4図は第2図
の切断面線IV−IVから見た断面図、第5図は車輪10a付
近の断面図、第6図は空気ばね9の配置などの構成をモ
デル化して示した図、第7図は空気ばね9のばね定数を
説明するための図、第8図は空気ばね9の構成を簡略化
して示す図である。 1……車体、2……台車、3……軌条、4……地上子、
5……車上子、6……台車枠、6a,6b……横梁、7……
側梁、9……空気ばね、10a,10b……車輪、11……車
軸、12……軸受、13a,13b……軸箱、30……非連成点、
G……重心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−68465(JP,A) 実開 昭48−27510(JP,U) 実開 昭60−96182(JP,U) 実公 昭4−11387(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B61F 5/22 - 5/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)車体と、 (b)車体の前後で車体の下方にそれぞれ設けられた2
    つの台車であって、各台車では、 台車枠6に設けられる前後2つの各車軸11に、左右の車
    輪10a,10bが固定され、 台車枠6の左右一対の両側梁7の走行方向中央位置付近
    で、かつ、車体の下方で一対の支持部材8が設けられる
    台車と、 (c)各支持部材8上で車体をそれぞれ支持する空気ば
    ね9であって、各空気ばね9の軸線は、上方になるにつ
    れて近接するように傾斜され、 鉄道車両の車体に横荷重を作用させても車体は傾斜せず
    横移動のみする非連成点30を、車体の重心Gよりも高く
    設定し、 各空気ばね9は、 空気が封入された弾力性を有する袋体31と、 その袋体31の軸線方向上下に設けられる一対の平板状の
    支持板32,33とを有し、 袋体31の外周部は、支持板32,33から外側方に、かつ、
    一方の支持板33寄りに膨出し、 曲線路通過時に乗客の感じる左右定常加速度を軽減する
    ように、各空気ばね9の軸線方向のばね定数Krは、横方
    向のばね定数Klを超える値に選ばれる空気ばねとを含む
    ことを特徴とする鉄道振子車両。
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EP0471304A1 (en) 1992-02-19
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