JP3394056B2 - 鉄道車両用台車 - Google Patents
鉄道車両用台車Info
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Description
車両が個別のボギーを有しない場合は鉄道用車両そのも
の)に係わるものである。
鉄道に用いられている車輪には、レールの曲線部分やポ
イント部のスムーズな通過を可能ならしめること、及
び、車輪のフランジとレール間の連続的な擦過音を生じ
させると共にフランジの片減りを惹き起こすフランジの
片当りを防止すること等を目的として、車輪の踏面に内
側に向かって下がる勾配がつけられている。
対して車輪が遠心力により外側へ寄り、車輪の勾配によ
って内側の車輪の回転径が外側の車輪の回転径より小さ
くなることによって曲線部分を自然にカーブさせるもの
である。
るスラックの量やカントの量を曲線部分の曲率に対応し
て調節することによって疑似的に最適化を図る等の対応
策の余地は有るものの、所詮は曲線部分の曲率とその時
の列車速度との組合わせに対する対応の柔軟性が充分で
は無く、多く場合、かなりの曲線抵抗の発生が避けられ
ない。
っぱら自然的な要素に依存している為、時には、各台車
の前後の車軸が位相を揃えて蛇走してしまうことによ
り、踏面に勾配を有した車輪ではレールの直線部分にお
いて車軸が前後方向から見て左右に振動し、左右交互に
傾きながら走行すると言う避けることの出来ない現象と
が相加わって、極めて不快な、且つ場合によっては危険
ですらある、車体の大動揺と言う現象を惹き起こしたり
している。
スパークを発生させたりひどい場合は集電困難へと発展
するなどのトラブルの因となり、集電装置のトロリー線
からの大離線の原因ともなるので無視できない問題であ
る。
の問題とは必ずしも関係なく、車軸の蛇走の激化によっ
てフランジへの横圧が限界を越えてしまうことによるフ
ランジのレールへの“のし上がり現象"や、果てにはこ
れを因とする脱線を惹き起したりもしている。
合も有りはするものの、この車輪の踏面に与えられた勾
配そのものは、通常の速度での走行に於いては、一般的
には左程の障害とはならずに所期の機能を果たしている
ものと考えられる。
びそれに基づく各種の弊害は、距離スケール的にはとも
かく、少なくとも時間スケール的には、最早“時に"や
“希に"では済まなくなり、“しばしば"発生する恐れが
ある他、車軸の蛇走の激化によって前述のフランジのレ
ールへの“のし上がり現象"に迄至る以前の段階から発
生し、速度の上昇と共に顕著となる車軸の浮上り現象に
よる車輪とレール面との間の実効摩擦係数の低下に基づ
く、力行時に於ける動輪の伝達可能駆動力の低下、及
び、制動時に於ける印加可能制動力の低下に伴う過剰制
動力印加時の制動輪の滑走の容易な出現という、非浮上
式鉄道の高速走行を阻む直接的な要因の一つともなって
いる問題が避けて通れない重大な問題となっている(制
動輪の滑走は車輪踏面の局所摩耗を発生させるので避け
なければならない現象である)。
ジによるレールに対する擦過音と打撃音の走行速度の上
昇に伴う高まりも、騒音問題と言う鉄道の高速走行を阻
む間接的な要因の一つともなっていると考えられる。
用の基本型踏面の車輪に対して1/4、また、JRの貨車
等で採用されているいわゆるN型踏面の車輪に対して1/
40と言う緩い傾きの踏面勾配を採用して諸々の不都合の
発生の緩和を図る対策の柱としているが充分とは言い難
いのが現状である。
役割を考察して見ると問題を二つに別けて考えることが
出来ることが分かる。即ち、曲線部分のスムーズな通過
の問題と、フランジの片当防止の問題である。従ってこ
の二つの問題が他の手段によって解決されるならば車輪
は踏面勾配が零の平車輪のままでも構わないことにな
る。
する為には車軸のある程度の蛇走は必要かもしれない
が、曲線部分やポイント部のスムーズな通過には問題と
されている車輪踏面の勾配は必ずしも必要ではないと考
えを基にし、これを具体化して平車輪(形状としては平
車輪ではなくとも機能的には平車輪の場合と同様に作用
するもの、及び、製作上の有利性から採用される程度の
極く僅かの勾配しか持っていない踏面勾配付き車輪等を
含む)の採用を可能ならしめた台車を実現し、以て踏面
勾配付き車輪を採用している現行の方式に付随して生じ
ている諸々の不都合な現象を大幅に軽減し、乗り心地の
良い、より一層の高速走行が無理無く出来る鉄道車両用
台車を提供するものである。
明の要旨を説明する。
動機3にレールの曲線部分を走行するに際しては内側に
車輪1の回転数を外側の車輪1の回転数より小さくし、
レールの直線部分の走行に際しては前記左右の車輪回転
数差が前後の車輪1では左右逆状態にする車輪回転数制
御部を設けたことを特徴とする鉄道車両用台車に係るも
のである。
原動機3を各車軸2に設け、この主原動機3にレールの
曲線部分を走行するに際しては内側に車輪1の回転数を
外側の車輪1の回転数より小さくし、レールの直線部分
の走行に際しては前記左右の車輪回転数差が前後の車輪
1では左右逆状態にする車輪回転数制御部を設けたこと
を特徴とする鉄道車両用台車に係るものである。
は、車輪1と内側の車輪1との回転数(回転速度)に差を
つけて運転することにより、台車aはスムーズに曲線部
分を通過する。
しては台車aの左前・右後の車輪1と右前・左後の車輪
1とを、平均速度の周りで、互いに逆位相となるように
強弱を付けて運転することにより、前車軸8及び後車軸
9はレール上をフランジがそう屡々はレールに当らない
様に適当に、かつ逆位相で蛇走しながら走行し、台車a
はレール上を現行の方式のものに比してよりスムーズに
走行する。
輪として動作する、二軸四車輪の鉄道車両用台車aにつ
いて説明する。
実施例)を図示している。
ぶ車軸2をいわゆるリジッドなものとせず、二重軸受構
造5などを採用して、左右の車輪1に差動的な行動を許
容する構造とし、各々の車輪1を個別の原動機3によっ
て駆動することにより、車軸2の蛇走を人為的なコント
ロールの下に置く様にした鉄道車両用台車a(当該車両
が個別のボギーを有しない単台車等の場合には車両その
もの)である。
車輪1を個別の原動機3によって駆動し、これらを然る
べく車輪回転数制御部により制御せしめ、車軸2の蛇走
を人為的なコントロールの下に置くようにする。
の状況に応じてそれぞれの車輪1に差動的な動作が許容
されるので、例えば台車aがレールの曲線部分を走行す
るときには外側の原動機3の組みと内側の原動機3の組
みの原動機3の回転を曲率半径やカントの量等の曲線部
分のレールの状況と台車aの走行速度に応じて回転速度
に差をつけて運転することにより、台車aはスムーズに
曲線部分を通過する。また直線路(レールの直線部分)の
走行に際しては台車aの左前・右後の車輪1と右前・左
後の車輪1とを、平均速度の周りで、互いに逆位相とな
るように強弱を付けて運転することにより、前車軸8及
び後車軸9はレール上をフランジがそう屡々はレールに
当らない様に適当に、かつ逆位相で蛇走しながら走行
し、台車aはレール上を現行の方式のものに比してより
スムーズに走行する。
通常の走行に於いて平車輪を採用した場合と同様な走り
方をする形状の車輪(車輪1"(図3に平車輪1’と共に
その一例をしめす)、及び工作上の有利性から採用され
る程度の、極く僅かの勾配を有する勾配付き車輪1等を
含む)を採用している。
って駆動し、これらを然るべく制御可能ならしめること
により、前記作用を直線部分、曲線部分のいづれに対し
ても実現することができる。これは現在のパワーエレク
トロニクス技術で充分可能なことである。
を図示している。
等を結ぶ車軸2をいわゆるリジットなものとせず、ディ
ファレンシャルギヤー機構6などを採用して、左右の車
輪1に差動的な動作を許容する構造とし、例えばディフ
ァレンシャルギヤー機構6の入力部分を通じて車軸2に
主要な駆動力を供給する主原動機3(付随車軸について
はこの原動機を有しない場合もある)と二重軸受構造5
及び傘歯小歯車7及び傘歯大歯車7’の2つのギヤーに
よって構成される傘歯車機構を介して左右車輪1間に差
動力を与える動力源4とを組合わせることにより車軸2
の蛇走を人為的なコントロールの下に置く様にしたもの
である。
状況に応じてそれぞれの車軸1に差動的な動作が許容さ
れるので、台車aがレールの曲線部分を走行するときに
は、前記の前車軸8の左右車輪1間に差動力を与える動
力源4と後車軸9の左右車輪1間に差動力を与える動力
源4とを同位相で、かつ、左右車輪1にその時の状況に
応じた回転速度の差をつけて運転することにより、先と
同様に、台車aはスムーズに曲線部分を通過する。
右車輪1間に差動力を与える動力源4と後車軸9の左右
車輪1間に差動力を与える動力源4とが互いに逆位相関
係の差動力(この場合、平均値は0である)を発生するよ
うに制御しながら運転することにより、やはり先と同様
に、前車軸8及び後車軸9はレール上を適当に蛇走しな
がら走行し、台車aレール上をスムーズに走行する。
て左右の車輪1に差動的な動作を許容する構造として車
輪1には、先と同じく、平車輪1’(本発明を実施した
通常の走行に於て平車輪を採用した場合と同様な走り方
をする形状の車輪(車輪1”(図面3に平車輪1’と共に
その一例を示す))、及び、工作上の有利性から採用され
る程度の、極僅かの路面勾配を有する勾配付き車輪1等
を含む)を採用し、デッファレンシャルギヤー機構6の
入力部分を通じて車軸2に主要な駆動力を供給する主原
動機3と左右車輪1間に差動力を与える、内側回転子M
1、及び、外側回転子M0を備えた電動機M(原動機4を
電動機Mと見なせばよい)とを組合わせ、これらを然る
べく制御可能ならしめることにより、前記した作用を直
線部分、曲線部分のいづれに対しても実現することがで
きる。
で充分可能なことである。
8及び降車軸9の直線路に於る蛇走は極くゆっくりとし
た調子とできる上に、その蛇走も互いに逆位相となるた
め、車体の動揺の主要な原因となる台車aの心皿bの位
置での蛇行は殆ど起らない様にすることができ、さら
に、車軸2が前後方向から見て左右に振動的に傾きなが
ら走行するという勾配付きの車輪1では避けることの出
来なかった前述の現象が殆ど無くなることと併せて、高
速走行時でも車体がひどくは揺れない様になる。従っ
て、乗り心地が大幅に向上するとともに、車体の大動揺
を原因とする、電車や電気機関車の場合の大スパークや
集電困難その他の、諸々の不都合の発生が大幅に低下す
る。
づく伝達可能駆動力及び印加可能制動力の低下と言う現
象も大巾に緩和され、更に、フランジによるレールに対
する擦過音と打撃音も緩和される。
によって、非浮上式鉄道に於ても勾配付き車輪を採用し
ている現行の方式の場合に比してより一層の高速走行が
安全性や乗り心地を犠牲にすること無く可能となる。
の曲線部分の通過に際しては、例えば当該の曲線部分に
関する情報をデーターとして地上側から発信せしめてこ
れを車上で受信し、そのデーターとの時の台車aの速度
とを基にして差動力を発生させる為の制御量を決定する
方式の採用等が考えられる。
時にも、在来の方式の様に勾配を有効に働かせる為の強
い遠心力を必要としないから、線路のゲージを広めにと
り、車体の断面積を小さめにとる等の設定をすれば安全
性を損なわない範囲でカントを強目に設定することによ
って曲線抵抗を一層低減させる様にすることも可能とな
る。
上記の様な地上と車上とのデーターの送受信に基づいて
制御量を決める制御方式の採用とは別に、自動車等にお
けるサスペンションジオメトリーの考えを導入する事に
より、ポイント通過時に不可避的に作用する強い遠心力
によって生ずる左右の車輪1に対する偏加重に対しては
前後の車軸2の位置関係が非平行となる(当然、外側が
広くなる)様に変化させて対処するような工夫を採用す
ることも、そのような工夫をしなかった場合のポイント
通過時に必要とされる程の大きな差動力の供給を必要と
しなくなるので効果的であろう。
置、Mは原動機3又は差動力を与える動力源4を示すも
ので、M1は差動力を与える電動機Mの内側回転子(軸1
2に固着されている)、M0は差動力を与える電動機Mの
外側回転子(傘歯小歯車7に繋がっている)、4は差動力
を与える動力源、10は小歯車(ピニオン)、11は大歯車
(ギヤー)、12はディファレンシャルギヤー機構への入力
軸(=原動機3の出力軸)である。
車軸及び後車軸のレールの直線部分に於る蛇走は極くゆ
っくりとした調子とできる上にその蛇走も互いに逆位相
となるため、車体の動揺の主要な原因となる台車の心皿
の位置での蛇走は殆ど起らない様にすることができ、さ
らに平車輪等の採用によって、車軸が前後方向から見て
左右に振動的に傾きながら走行するという従来の踏面勾
配付きの車輪の方式では避けることの出来なかった現象
が殆ど無くなることと併せて、高速走行時にも車体の大
動揺と言う現象は殆ど惹き起こさない様になる。
に、電車や電気機関車に於いては、大スパークを発生さ
せたりひどい場合は集電困難へと発展するなどのトラブ
ルの因となる、集電装置のトロリー線からの大離現象の
発生も大幅に抑制される。
り現象"や、果てにはこれを因とする競合脱線が惹き起
こされる危険性の大幅な低下。
とレール面との間の実効摩擦係数の低下に基づく伝達可
能駆動力及び印加可能制動力の低下と言う現象の大巾な
緩和やフランジによるレールに対する擦過音と打撃音の
緩和等々の、多くの項目に亘る問題点の改善が達成され
る。
車輪を採用している現行の方式の場合に比してより一層
の高速走行が安全性や心地を犠牲にすること無く可能と
なる秀れた鉄道用台車を提供出来る。
輪ないしはそれと同等の働きをする踏面形状の車輪が採
用される事になる事から、レールのゲージに関してはか
なりルーズでも車両の走行にはそれ程の差し支えはない
事になる。
ンスがかなり楽なものとなると共に長期的な計画を立て
て徐々に実施すればレールゲージ自体の変更すらも可能
となる。この場合例えば、現在計画されている全国新幹
線網計画に於いても、工事費用の問題からフルスケール
の新幹線は敷設せず、とりあえず、レールのゲージは狭
軌のままでかなりの高速走行を目指している、いわゆる
スーパー特急についても、完成後、後々徐々にレールの
ゲージの変更を行って行く事により、フルスケールの新
幹線へと変更していく事も可能となる。
する為の概略平面図である。
する為の概略平面図である。
形状を持った“まがいの平車輪"それぞれの例図であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 各車輪に個別の原動機を設け、この原動
機にレールの曲線部分を走行するに際しては内側に車輪
の回転数を外側の車輪の回転数より小さくし、レールの
直線部分の走行に際しては前記左右の車輪回転数差が前
後の車輪では左右逆状態にする車輪回転数制御部を設け
たことを特徴とする鉄道車両用台車。 - 【請求項2】 左右の車輪を異なる回転数で駆動する主
原動機を各車軸に設け、この主原動機にレールの曲線部
分を走行するに際しては内側に車輪の回転数を外側の車
輪の回転数より小さくし、レールの直線部分の走行に際
しては前記左右の車輪回転数差が前後の車輪では左右逆
状態にする車輪回転数制御部を設けたことを特徴とする
鉄道車両用台車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24611492A JP3394056B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 鉄道車両用台車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24611492A JP3394056B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 鉄道車両用台車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0692229A JPH0692229A (ja) | 1994-04-05 |
JP3394056B2 true JP3394056B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=17143696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24611492A Expired - Lifetime JP3394056B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 鉄道車両用台車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3394056B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5093536A (en) * | 1989-11-08 | 1992-03-03 | Kenkel Research Corporation | Preparation of functionalized alkynes having internal triple bonds |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP24611492A patent/JP3394056B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0692229A (ja) | 1994-04-05 |
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