JP4297567B2 - 鉄道車両用一軸台車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両用一軸台車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車体間を、それぞれの車体に一端を枢支した対を成すリンクと、これらのリンクの他端にその端部をそれぞれ枢支されたてこによって結合し、このてこの中央部にピンを介して軸受箱を連結した一軸台車としては、図１３に示したような、タルゴ社製の一軸台車がある。なお、図１３中の１ａ，１ｂは車体、２ａ，２ｂは対を成すリンク、３はてこ、４はてこ３の中央部に枢着されたピン、５は軸受箱、６は車輪を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したタルゴ社製の一軸台車にあっては、車体１ａと１ｂ間を連結するリンク２ａ，２ｂの他端に枢支されたてこ３に、ピン４を介して結合されている車輪６は、左右独立回転式であるため、曲線路の走行時には、左右の車輪の踏面勾配によって生じる左右車輪の直径差によって、輪軸を左右レールの中央に戻す作用を奏する自己操舵作用は存在しないことになる。
【０００４】
そのため、このような構成のタルゴ社製の一軸台車にあっては、曲線路の走行時には、車輪が外軌道側に片寄った状態で走行するという問題が存在する。また、タルゴ社製の一軸台車にあっては、軸受箱の上に、左右独立回転車輪を結合する台車枠が存在するので、ばね下重量が重たくなり、軌道に悪い影響を及ぼすという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、曲線路を走行する際に、車輪が外軌道側に片寄るのを防止すると共に、台車枠を省略してばね下重量を軽減することで軌道への悪影響を低減できる鉄道車両用一軸台車を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の鉄道車両用一軸台車は、一体輪軸の左右の両端に取付けた軸受箱に載置した軸ばねにより車体荷重を直接支持するように成すと共に、軸受箱には、車軸の軸方向と平行に弾性ピンを設置して、この弾性ピンにより中央部を回転自在に弾性支持され、両端が上下に位置するてこを設け、このてこの両端部に、それぞれ軸と直角方向の回転が自在なピンを介してリンクの一端側を結合し、一方のリンクの他端側は、車体荷重を支持している車体に、また、他方のリンクの他端側は、前記車体と隣接する車体に結合し、さらに、少なくとも一方の軸受箱と車体間には左右動を抑制する左右動ダンパー及びストッパー装置を設置することとしている。そして、このようにすることで、曲線路を走行する際の、車輪の外軌側への片寄りを防止できると共に、ばね下重量が軽減されて軌道への悪影響を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の鉄道車両用一軸台車は、車軸に左右の車輪が一体に嵌着された輪軸における左右両端の車軸ジャーナル部に取付けた軸受箱に軸ばねを載置し、この軸ばねにより車体荷重を直接支持するように成すと共に、前記軸受箱には、車軸の軸方向と平行に弾性ピンを設置して、この弾性ピンにより中央部を回転自在に弾性支持され、両端が上下に位置するてこを設け、このてこの両端部には、それぞれ軸と直角方向の回転が自在なピンを介してリンクの一端側を結合し、かつ、これらリンクのうちの、一方のリンクの他端側は、車体荷重を支持している車体に、また、他方のリンクの他端側は、前記車体と隣接する車体に結合し、さらに、少なくとも一方の軸受箱と車体間には左右動を抑制する左右動ダンパー及びストッパー装置を設置したものである。
【０００８】
本発明の鉄道車両用一軸台車では、車軸に左右の車輪が一体に嵌着された輪軸に、車体間を結合する対を成すリンクを結合するので、曲線路を走行する際、車輪踏面の勾配によって車軸が遠心力で外軌道側に変位しても、図１０に示すように、外軌道側の車輪６の直径２Ｒout は、前記外軌道側への横変位によってレール８との接触点では大きくなり、逆に内軌道側では車輪６の直径２Ｒinが小さくなって、自己作用として輪軸が軌道中心に戻ることになる。これによって、独立回転車輪の場合に発生していた外軌道側への片寄りが防止できることになる。このことにより、鉄道車両用一軸台車に対する操舵作用を保持したままで、曲線路走行時における外軌道側への片寄りを防止することができるようになる。
【０００９】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車では、車軸に左右の車輪が一体に嵌着された輪軸の左右両端の車軸ジャーナル部に取付けた軸受箱に軸ばねを載置し、この軸ばねによって車体荷重を直接支持するようにしたので、台車枠が省略できて、ばね下重量は軸受箱と先に説明したリンク及びてこのみとなり、ばね下重量を大幅に軽減することができる。これにより、軌道への悪影響が軽減できる。
【００１０】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車におけるリンク１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂは、曲線路を走行する際には、常に前後の車体１４ａ，１４ｂ間の中間位置に輪軸を配置する作用を奏するので、図１１に示すように、車輪の転がり方向は、常に軌道の進行方向に向くことになって、曲線路走行時におけるレールに対する車輪のアタック角が小さくなり、曲線路をスムーズに走行することができる。なお、図１１中の１２ａ，１２ｂは軸受箱、１６はてこを示す。
【００１１】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車は、少なくとも一方の軸受箱と車体間に、左右動を抑制する左右動ダンパー及びストッパー装置を設置したので、車体と輪軸との過大な左右変位を防止することができる。
【００１２】
上記した構成の本発明に係る鉄道車両用一軸台車を、前後の車体１４ａ，１４ｂのそれぞれの隣接する端部に設置し、他方のリンクの他端側を、隣接する車体に結合した場合には、図１２に示したような、従来の連接台車７のように台車枠７ａ等が不要になるので、大幅な軽量化が図れることになる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の鉄道車両用一軸台車を図１〜図９に示す実施例に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明の鉄道車両用一軸台車の第一実施例を示す図、図４〜図６は本発明の鉄道車両用一軸台車の第二実施例を示す図、図７〜図９は本発明の鉄道車両用一軸台車の第三実施例を示す図で、それぞれ図１、図４、図７は正面図、図２、図５、図８は平面図、図３、図６、図９は一部断面して示す側面図である。
【００１４】
図１〜図９において、１１は左右の車輪１１ａが車軸１１ｂに対して一体に嵌着された輪軸であり、それぞれの両端の車軸ジャーナル部には軸受箱１２ａ，１２ｂが設けられている。
【００１５】
１３ａ，１３ｂは前記した軸受箱１２ａ，１２ｂの上面に配置されて車体１４ａの荷重を直接支持する軸ばねであり、図１〜図３に示す第一実施例及び図７〜図９に示す第三実施例では空気ばねを採用したものが、また、図４〜図６に示す第二実施例ではコイルばねを採用したものが示されている。なお、図１〜図３に示す第一実施例では、軸受箱１２ａ，１２ｂ上に載置されたばね取付け部２４ａ，２４ｂを介して軸ばね１３ａ，１３ｂを取付けたものを示している。
【００１６】
１５は前記した車軸１１ｂの軸方向と平行に、軸受箱１２ａ，１２ｂに設置された、例えば外周にゴムを巻装したピン（以下、「弾性ピン」という）であり、この弾性ピン１５によって、中央部を支持されたてこ１６は、この弾性ピン１５を中心として回転が自在なように弾性支持されている。
【００１７】
このてこ１６はその両端が上下に位置するように配置され、この上下に位置する両端部に、それぞれ軸と直角方向の回転が自在なピン１７を介して、対を成すリンク１８ａ，１８ｂ及びリンク１９ａ，１９ｂのそれぞれの一端側が結合されている。
【００１８】
そして、これらのリンク１８ａ，１８ｂ及びリンク１９ａ，１９ｂのうちの、一方のリンク１８ａ，１８ｂの他端側は、本発明の一軸台車が車体荷重を支持している車体１４ａに、軸と直角方向の回転が自在なピン２０を介して結合され、また、他方のリンク１９ａ，１９ｂの他端側は、前記車体１４ａと隣接する車体１４ｂに、同じく軸と直角方向の回転が自在なピン２１を介して結合されている。
【００１９】
上記した構成の本発明の鉄道車両用一軸台車では、車体１４ａ，１４ｂと軸受箱１２ａ又は１２ｂ間の相対変位は、軸ばね１３ａ，１３ｂの上下及び水平方向の撓みによって許容するが、本発明の鉄道車両用一軸台車では、この内の左右動を抑制したり、左右動が設定値以上にならないように規制するために、一方の軸受箱１２ａ又は１２ｂ（図１〜図３に示す第一実施例では、ばね取付け部２４ａ，２４ｂ）と車体１４ａ間に左右動ダンパー２２を介設すると共に、両方の軸受箱１２ａ，１２ｂにストッパー装置２３を設置している。
【００２０】
図７〜図９に示した第三実施例は、上記した構成の本発明に係る鉄道車両用一軸台車を、前後の車体１４ａ，１４ｂのそれぞれの隣接する端部に設置し、他方のリンク１９ａ，１９ｂの他端側を、隣接する車体１４ｂ又は１４ａに結合したものであり、このようにした場合には、従来の連接台車と比較して台車枠等が不要になるので、大幅な軽量化が図れることになる。
【００２１】
なお、図１〜図９中の２５，２６は軸ばね１３ａ，１３ｂ（空気ばね）の高さ調整装置、２７は連結器、２８はブレーキ装置、２９はストッパー受けを示す。
【００２２】
上記した構成の本発明の鉄道車両用一軸台車では、曲線路を走行する際には、車輪１１ａの踏面の勾配によって車軸１１ｂが遠心力で外軌道側に変位しても、外軌道側の車輪１１ａの直径は、外軌道側への横変位によってレールとの接触点では大きくなり、逆に内軌道側では車輪１１ａの直径が小さくなって、自己作用として輪軸が軌道中心に戻ることになるので、外軌道側への片寄りを防止することができる。すなわち、本発明の鉄道車両用一軸台車では、操舵作用を保持したままで、曲線路走行時における外軌道側への片寄りを防止することができるようになる。
【００２３】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車では、台車枠が省略でき、ばね下重量は、軸受箱１２ａ，１２ｂと、対を成すリンク１８ａ，１８ｂ及び１９ａ，１９ｂと、てこ１６や弾性ピン１５、ピン２０，２１のみとなるので、ばね下重量を大幅に軽減することができ、軌道への悪影響を大幅に軽減することができる。
【００２４】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車は、少なくとも一方の軸受箱１２ａ又は１２ｂ（ばね取付け部２４ａ又は２４ｂ）と車体１４ａ間に、左右動を抑制する左右動ダンパー２２及びストッパー装置２３を設置したので、車体１４ａ，１４ｂと輪軸１１との過大な左右変位を効果的に防止することができる。
【００２５】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車では、曲線路を走行する際には、リンク１８ａ，１８ｂ及び１９ａ，１９ｂが常に前後の車体１４ａ，１４ｂ間の中間位置に輪軸１１を配置する作用を奏するので、車輪１１ａの転がり方向は、常に軌道の進行方向に向くことになって、曲線路走行時におけるレールに対する車輪１１ａのアタック角が小さくなり、曲線路をスムーズに走行することができる。
【００２６】
なお、本実施例では、軽量化を図るために、左右動ダンパー２２を一方にのみ設置したものを示したが、両方に設置してもよいことは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄道車両用一軸台車は、リンクの作用によって曲線路をスムーズに走行できることに加えて、以下に列挙するような効果を有する。
１） リンクと一体車輪を組合せたことにより、曲線路を走行する際に自己操舵力が作用し、曲線路走行時における外軌道側への片寄りを防止できて、曲線路の走行がさらにスムーズに行なえるようになる。
【００２８】
２） 台車枠を省略したので、ばね下重量を大幅に軽減することができ、軌道への悪影響を大幅に軽減することができる。
３） 左右動ダンパー及びストッパー装置により、車体と輪軸との過大な左右変位を効果的に防止することができる。
４） 前後の車体の端部に本発明の鉄道車両用一軸台車を取付けることにより、従来の連接台車と比較して大幅な軽量化が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鉄道車両用一軸台車の第一実施例を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】一部断面して示す図１の側面図である。
【図４】本発明の鉄道車両用一軸台車の第二実施例を示す正面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】一部断面して示す図４の側面図である。
【図７】本発明の鉄道車両用一軸台車の第三実施例を示す正面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】一部断面して示す図７の要部側面図である。
【図１０】一体輪軸の自己操舵性の説明図である。
【図１１】本発明の鉄道車両用一軸台車におけるリンクの作用を説明する図である。
【図１２】従来の連接台車の構造を説明する図である。
【図１３】従来の鉄道車両用一軸台車の説明図である。
【符号の説明】
１１ 輪軸
１１ａ 車輪
１１ｂ 車軸
１２ａ 軸受箱
１２ｂ 軸受箱
１３ａ 軸ばね
１３ｂ 軸ばね
１４ａ 車体
１４ｂ 車体
１５ 弾性ピン
１６ てこ
１７ ピン
１８ａ リンク
１８ｂ リンク
１９ａ リンク
１９ｂ リンク
２０ ピン
２１ ピン
２２ 左右動ダンパー
２３ ストッパー装置

Claims (2)

1. 車軸に左右の車輪が一体に嵌着された輪軸における左右両端の車軸ジャーナル部に取付けた軸受箱に軸ばねを載置し、この軸ばねにより車体荷重を直接支持するように成すと共に、前記軸受箱には、車軸の軸方向と平行に弾性ピンを設置して、この弾性ピンにより中央部を回転自在に弾性支持され、両端が上下に位置するてこを設け、このてこの両端部には、それぞれ軸と直角方向の回転が自在なピンを介してリンクの一端側を結合し、かつ、これらリンクのうちの、一方のリンクの他端側は、車体荷重を支持している車体に、また、他方のリンクの他端側は、前記車体と隣接する車体に結合し、さらに、少なくとも一方の軸受箱と車体間には左右動を抑制する左右動ダンパー及びストッパー装置を設置したことを特徴とする鉄道車両用一軸台車。
2. 請求項１記載の鉄道車両用一軸台車を、前後の車体のそれぞれの隣接する端部に設置し、他方のリンクの他端側を、隣接する車体に結合したことを特徴とする鉄道車両用一軸台車。

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