JP4410763B2

JP4410763B2 - 軌道系車両装置

Info

Publication number: JP4410763B2
Application number: JP2006024458A
Authority: JP
Inventors: 雪秀矢延; 浩幸河野; 吉喜大久保; 耕介片平
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2006-02-01
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2026-02-01
Also published as: JP2007008446A

Description

本発明は、軌道系車両装置であって、走行安定性を確保するために車体間の上部及び下部に連接装置を設けた編成車両において、連接された車両のうちの特定位置の上部連接部に特定機能を有する連接装置を配置することによって、編成車両全体にローリングやヨーイング、あるいはピッチングによる車体間の相対変位を許容可能にして、走行性能を向上させるようにした軌道系車両装置に関する。

従来の一般鉄道車両の中では、複数の輪軸を台車としてまとめ、該台車によって車体を支持するものがあり、その配置・構成としては、例えば１車体２台車や、一部の車両では２車体３台車、３車体４台車というような１つの車体を２つの台車で支持する車両編成がる。そして近年ＬＲＴ（ＬｉｇｈｔＲａｉｌＴｒａｎｓｉｔ）と呼ばれる都市内近距離用軌道系車両においては、低床化などを図るため、５車体３台車、３車体２台車というような車体に台車が取り付けられないフローティングを持つ車両編成や、２車体２台車、３車体３台車というような１車体１台車の車両編成があり、その車両編成が多様化してきている。

上記した車両編成では、構造上、走行中における車体が不安定になり易いことから、車体間の連接構造が車両の走行安定性を確保する重要なポイントとなってきている。従来隣接する車体と車体との連接部が下部側及び上部側を両者共にピンジョイントのような連接装置で拘束した連接構造になっている。
例えば特許文献１（特開２００３−４８５３９号公報）には、３車体２台車形式の車両編成における車体上部の連接部として、ピンジョイントで連接する連接構造が提案されている。

しかしながら、上述した従来の車両編成における車体上部の連接構造では、車体が相対的にローリングしようとするとき、車体上部の連接部がピンジョイントで連接されているので、車体が相対的にローリング運動することができないだけでなく、相対的なピッチング運動もできないという不具合があった。
なお航空機や船舶、その他陸上の乗り物では、車体の前後軸回りの回転をローリング、左右軸回りの回転をピッチング、そして上下軸回りの回転をヨーイングと呼んでいる。

車体がピッチングできないと、５車体３台車のように車両編成が多くなるに伴って、車両の縦曲線通過時に当該曲線に追従できなくなり、車両の走行に支障をきたすおそれがあった。また通常の鉄道では、図１１及び図１２に示すように、車両の台車Ｖの曲線通過時の遠心力に対抗するために、直線区間Ｓと定常曲線区間Ｒａとの間に緩和曲線区間Ｒｃが設けられていると共に、曲線外側のレールが曲線内側のレールよりも高く施工されている。この内外軌の高低差をカントＫという。

このカントＫは、緩和曲線区間Ｒｃ中で徐々に増加するようになっており、この影響で、車両が曲線を通過するときに捩じられるため、車体間には捩じりモーメントが発生することになる。しかも隣り合う車体上部側をピンジョイントのような左右方向（車体幅方向）に対して剛で連接する場合、車体上部側の連接部で大きな作用力が発生することになる。また車体が捩じられるので、輪重抜けが増大するという不具合があった。

図１３は、このときの車体の状態を示す説明図であり、図１３において、水平面を走行する奥側車体Ｖ１に対し、高低差を有する外側レールＲに乗り上げた手前側車体Ｖ２は、外軌側車輪が持ち上げられるため、車体に捩じれ力が発生する。このため車体上部の連接構造がピン構造Ｐの場合であるとき、反力が発生し、車体に高応力や輪重抜けが発生し易い。
一方隣り合う車体の上部を連接しない場合、車両は曲線において円滑に走行することが可能であるが、直線走行時に車体が相対的にローリング運動するので不安定になり易く、車両の走行安定性と乗り心地が問題となった。

本発明者等は、かかる問題点を改善するために、特許文献２（特開２００５−２８９２９７号公報）において、隣り合う車体間の上部に走行中に発生する車体上部の車幅方向の作用力を吸収する伸縮可能な制振装置を設けるとともに、車体間下部の連接装置を前後車体の相対的な揺動を３次元方向で許容可能な球面継ぎ手で構成することにより、直線走行時において車体のローリング振動及びピッチング振動を低減するとともに、曲線走行時の走行安定性及び乗り心地の向上を図った車体間走行安定化装置を提案している。

特開２００３−４８５３９号公報特開２００５−２８９２９７号公報

本発明者等は、特許文献２の手段により、連接部を挟む車体間の相対的なローリング振動及びピッチング振動を低減して走行安定性を向上させることができる車体間連接装置を実現することができたが、連接装置単体の機能の開発に留まり、各連接装置にどのような機能を付与すれば編成車両全体としていかに走行安定性と乗り心地を向上させるべきかの視点から検討したものではない。
また従来ＬＲＴ等の編成車両において、曲線走行時等の走行安定性及び乗り心地の向上を編成車両全体の視点から検討した事例は見当たらない。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、軌道系車両において、編成車両全体の視点から検討を加えて、横曲線走行時又は縦曲線走行等の走行安定性と乗り心地を効率良く且つ低コストでさらに向上させることを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明の軌道系車両装置は、上部連接装置及び下部連接装置を介して複数の車体を連接すると共に、前記複数の車体の内、台車に設けた車輪により軌道上を走行する車体には台車が一つ設けられている１台車車体からなる軌道系車両装置において、前記１台車車体は複数連接して車両編成されており、前記下部連接装置は、連接部を挟む車体に夫々取り付けられかつ互いに嵌合する一対の球面継手によって構成され、前記複数連接された１台車車体の内、編成車両の中央側に位置する１台車車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動を許容する第１の連接装置であり、前記中央側に位置する一台車車体の他端に設けられる前記上部連接装置が車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動及びピッチング運動を許容する第２の連接装置であることを特徴とする。（図１（ｂ）、（ｃ）に対応する第１発明）
又本発明は、上部連接装置及び下部連接装置を介して複数の車体を連接すると共に、前記複数の車体が、台車に設けた車輪により軌道上を走行する車体には台車が一つ設けられている１台車車体と、台車を有しないフローテング車体とからなる軌道系車両装置において、前記フローテング車体を、編成車両の中央側に位置する１台車車体と、編成車両端側に位置する１台車車体との間に連接して車両編成するとともに、前記夫々の車体を連接する下部連接装置は、連接部を挟む車体に夫々取り付けられかつ互いに嵌合する一対の球面継手によって構成され、前記編成車両の中央側に位置する１台車車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動を許容する第１の連接装置であり、前記中央側に位置する一台車車体の他端に設けられる前記上部連接装置が車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動及びピッチング運動を許容する第２の連接装置であることを特徴とする。（図１（ａ）、図２に対応する第２発明）
更に第２発明は、前記フローテング車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動のみを許容する第３の連接装置からなることを特徴とする。

直線走行時の車両は軌道不整や外乱により振動する。例えば軌道の高低狂いによる上下振動、ピッチング振動、通り狂い、横風による左右振動、ローリング運動、ヨーイング運動などである。
本発明の編成車両において、第１連接装置及び第２連接装置を前記特定位置の連接部に少なくとも１個設けることにより、全車両における各車体間連接部で相対的なローリング運動及び相対的なピッチング運動を許容することができる。なお第１連接装置及び第２連接装置は、ともに車体間の相対的なヨーイング運動を許容できることを前提とする。

また下部連接部は、連接部を挟む車体に夫々取り付けられかつ互いに嵌合する一対の球面継手によって構成されているため、車体間の相対的なヨーイング、ローリング及びピッチング運動を許容するための揺動中心として作用する。
このような上部連接装置及び下部連接装置の構成により、曲線走行時にカントＫに乗り上げた場合や上下方向の曲線通過時に捩じりによる車体間の相対変位や車体間の相対的なピッチング運動が許容されているため、車両は円滑にこれらの曲線部を通過することができる。

具体的には本発明は、前記１台車車体は複数連接して車両編成されている場合は、前記複数連接された１台車車体の内、編成車両の中央側に位置する１台車車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動を許容する第１の連接装置であり、前記中央側に位置する一台車車体の他端に設けられる前記上部連接装置が車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動及びピッチング運動を許容する第２の連接装置であるのがよく、又前記フローテング車体を、編成車両の中央側に位置する１台車車体と、編成車両端側に位置する１台車車体との間に連接して車両編成した場合は、前記編成車両の中央側に位置する１台車車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動を許容する第１の連接装置であり、前記中央側に位置する一台車車体の他端に設けられる前記上部連接装置が車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動及びピッチング運動を許容する第２の連接装置であるのがよく、好ましくは前記フローテング車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動のみを許容する第３の連接装置からなるのがよい。
このように、前記第２の連接装置を車体に設けられた前記台車を３台含む編成車両の車体間に存在する連接部のうち中央の台車寄りにある連接部に設ければ、車体間の相対的なローリング運動及びピッチング運動の吸収をより効果的に行なうことができる。
この構成を図１により説明する。図１の（ａ）〜（ｅ）は各種編成車両の形態を示す。

図１において、軌道Ｒ上を走行し、連接部において連接された各車体Ａ〜Ｅの下部に車輪２を有する台車１が選択的に配置されている。第１〜第３連接装置の配置に関して、図１のように、車体に設けられた台車１を２台含む編成車両の車体間の少なくとも１箇所の連接部に第１の連接装置３（車体間の相対的なローリング運動及びヨーイング運動を許容）を設け、車体に設けられた台車１を３台含む編成車両の車体間に存在する連接部のうちの少なくとも１箇所に第２の連接装置４（車体間の相対的なローリング運動、ヨーイング運動及びピッチング運動を許容）を設け、それ以外の連接部に第３の連接装置５（車体１間の相対的なヨーイング運動のみ許容）を設ける。また下部連接部には、任意の方向の揺動を吸収し得る球面継ぎ手型連接装置６を設ける。

かかる構成によって、２つの１台車車体１を含む編成車両において台車に加わる相対的なローリング運動を許容でき、３つの１台車車体１を含む編成車両において台車に加わる相対的なピッチング運動を可能とする。なお本発明において上部連接部に設けられる連接装置は、すべて相対的な左右方向の揺動（ヨーイング運動）を許容できる。

そして図１（ａ）の前記フローテング車体を、編成車両の中央側に位置する１台車車体と、編成車両端側に位置する１台車車体との間に連接して車両編成した場合は、前記編成車両の中央側に位置する１台車車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動を許容する第１の連接装置であり、前記中央側に位置する一台車車体の他端に設けられる前記上部連接装置が車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動及びピッチング運動を許容する第２の連接装置であるのがよく、好ましくは前記フローテング車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動のみを許容する第３の連接装置からなる。これにより、車体間の相対的なローリング運動及びピッチング運動の吸収効果が中央台車の前後の台車を設けた車体まで及び、走行安定性を増し、乗り心地を良くする。

なおその他の連接部には第３の連接装置５を設けてもよく、あるいは第１の連接装置３を設けてもよい。第１の連接装置３を設けた場合は、車体間の相対的なローリング吸収効果を２個の連接装置３で分担することになり、ローリング吸収効果を増すことができるが、コスト高となる。

図１の（ｂ）と（ｃ）は、ともに３車体３台車であるが、車体の長さが異なる場合を示す。（ｄ）に示すようにフローテング車体を、編成車両端側に位置する１台車車体との間に連接して車両編成した、３車体２台車の場合は、車体の運動が不安定になりやすいため、車体間の相対的ピッチング運動を許容しないようにする。そのため第２の連接装置４を設けず、連接部の少なくとも１箇所に第１の連接装置３を設け、他の連接部には第１の連接装置３又はヨーイング運動のみを許容する第３の連接装置５を設ける。

また図１（ｅ）は、下部連接構造体に連接台車１’を用いた場合を示すが、本発明はかかる連接台車の場合にも適用可能である。即ち連接台車１’を用いる場合は、連接台車１’が跨る前後両車体にそれぞれ台車が取り付けられているとみなして上部連接装置の配置を考える。図１（ｅ）の場合は、車両Ａ、Ｂ及びＣの全ての車体に台車が取り付けられているとみなす。そのため車体ＡとＢ間には第１の連接装置３を設け、車体ＢとＣ間には第２の連接装置４を設ける。第１の連接装置３と第２の連接装置４の配置を逆にしてもよい。

なお通常連接台車１’は、連接台車１’を挟む前後の車体を任意の相対的な動きを許容し得る１点支持にて支持している。即ち球面継ぎ手と同一の機能を有するため、連接台車１’がかかる機能を有している場合は、下部連接装置として取り付けられる球面継ぎ手は省略される。

本発明において、好ましくは、前記第１の連接装置を、車体間上部の幅方向中央部において連接部を挟む車体の双方にそれぞれ取り付けた支持ブラケットと、前記支持ブラケットの一方に水平方向に取り付けた剛性の筒状リングと、該筒状リングの中心に位置するように前記支持ブラケットの他方に取り付けられた剛性のピンと、前記ピンと前記筒状リングとの間に嵌入され車体長手方向の弾性力が車体幅方向の弾性力より大となるように弾性力に異方性をもたせた弾性体とからなり、前記ピンは前記弾性体を介して前記筒状リングに対して相対的に回動可能に構成するとよい。

かかる構成においては、前記ピンは前記弾性体に対し回動可能に装着されているので、車体のヨーイング運動を可能とする。また前記弾性体は車体前後方向の弾性力を車体左右方向の弾性力より大とした弾性力に異方性を有するようにしているので、車体のローリング運動を容易に許容することができる。また車体のピッチング運動も許容できるが、車体がピッチングすると、ピンの前後方向に大きな弾性力を有する弾性体に対して圧縮力が働くので、弾性体が破断しにくい。
また弾性体が破断したときは、前記筒状リングが前記ピンを該リング内に係止することによりフェールセイフ機能を発揮し、連接装置の破断を招くことがない。
さらに副次的な作用として、前記ピンが弾性体によって支持されているので、加わる振動又は負荷に対し減衰機能を有し、制振効果をも合わせもつ。

前記構成において、前記弾性体を弾性部材と１個以上の剛性筒状リングとが層状に重ねられた多重管構造とするとよい。例えば弾性部材と筒状リングとを加硫接着で接着することにより多重管をつくる。多重管構造とすることで、歪率を小さく抑え寿命をのばすことができる。また筒状リングとの結合力をより強固にすることができる。

また本発明において、好ましくは、前記第２の連接装置を、車幅方向に沿って配置され両端がそれぞれ前後の車体に取り付けられ流体圧ダンパ又は付勢バネによる減衰力発生機構を備えたものに構成すれば、簡単な構成で車体間の相対的なヨーイング運動、ローリング運動及びピッチング運動を許容する連接装置とすることができるとともに、車体の振動に対して減衰力を付与できるので、車体のローリング振動を低減させる効果があり、また車幅方向に沿って配置され両端がそれぞれ前後の車体に取り付けられているので、ピッチング振動に対しても減衰力を発揮し、ピッチング振動を低減することができる。

本発明の軌道系車両装置によれば、車体間の上部連接装置が、車体に設けられた台車を２台含む編成車両の車体間に存在する少なくともひとつの連接部に設けられ、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動を許容する第１の連接装置と、車体に設けられた前記台車を３台含む編成車両の車体間に存在する連接部のうちの少なくとも１箇所に設けられ、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動及びピッチング運動を許容する第２の連接装置と、第１の連接装置及び第２の連接装置以外の車体間に設けられ、車体間の相対的なヨーイング運動のみを許容する第３の連接装置とからなり、車体間の下部連接装置が、連接部を挟む車体に夫々取り付けられかつ互いに嵌合する一対の球面継手によって構成されていることにより、編成車両全体として、車体間のヨーイング運動のみならず、ローリング運動及びピッチング運動をも許容することができるようになり、カントを有する曲線通過時でも車体間の相対的なローリング運動を容易に吸収でき、これによって走行安定性及び乗り心地を向上させることができる。
また車体間の連接部全部にローリング及びピッチングを許容できる連接装置を配置する必要がなく、必要箇所のみに前記連接装置を配置すれは事足りるため、低コストで済む。

また好ましくは、前記第１の連接装置が、車体間上部の幅方向中央部において連接部を挟む車体の双方にそれぞれ取り付けた支持ブラケットと、前記支持ブラケットの一方に水平方向に取り付けた剛性の筒状リングと、該筒状リングの中心に位置するように前記支持ブラケットの他方に取り付けられた剛性のピンと、該剛性ピンと前記筒状リングとの間に嵌入され車体長手方向の弾性力が車体幅方向の弾性力より大となるように弾性力に異方性をもたせた弾性体とからなり、前記ピンは前記弾性体を介して前記筒状リングに対して相対的に回動可能に構成されていることにより、車体間の相対的なヨーイング運動やローリング運動及びピッチング運動を可能とするとともに、車体がピッチングするときは、ピンの前後方向に位置し大きな弾性力を有する弾性体に対して圧縮力が働くので、弾性体が破断しにくい長所がある。

また万一弾性体が破断したときは、前記筒状リングが前記ピンを係止することによりフェールセイフ機能を発揮し、車体間の連接部が完全に分離することを防止することができる。
さらに副次的な作用として、前記弾性体が車体に加わる振動や負荷に対して減衰機能を有し、制振効果をも合わせもつ。
また好ましくは、前記弾性体を弾性部材と剛体の筒状リングとからなる多重管構造とすることにより、歪率を小さく抑え寿命をのばすことができるとともに、弾性体と剛体リングとの結合力をより強固にすることができる。

また好ましくは、第２の連接装置を、車幅方向に沿って配置され両端がそれぞれ前後の車体に取り付けられ流体圧ダンパ又は付勢バネによる減衰力発生機構を備えたものに構成すれば、簡単な構成で車体間の相対的なヨーイング運動、ローリング運動及びピッチング運動を許容する連接装置とすることができるとともに、車体の振動に対して減衰力を付与できるので、車体のローリング振動を低減させる効果があり、また車幅方向に沿って配置され両端がそれぞれ前後の車体に取り付けられているので、ピッチング振動に対しても減衰力を発揮し、ピッチング振動を低減することができる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図２は、本発明の第１実施例の編成車両を示す全体構成図、図３は、第１実施例の一部拡大平面図、図４は、第１実施例の連接部の一部断面を有する拡大立面図、図５は、図４の一部拡大断面図、図６の（ａ）は、第１実施例の積層ゴム構造体の平面図、（ｂ）は（ａ）のVIｂ−VIｂ断面図、図７は、第１実施例の制振装置４の作動説明図である。

図２は、本発明を軌道系ＬＲＴ用編成車両（５車両３台車）に適用した構成図である。図２において、軌道Ｒ上を走行する各車体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びＥは、互いに上部連接装置及び下部連接装置で連接されているが、下部連接装置６は、図４に示すように３次元方向に摺動可能な凸球面体６４と凹球面体６３とからなる球面継ぎ手型連接装置で構成されている。上部連接装置は、台車１及び台車１に取り付けられた車輪２を備えた車体Ａ、Ｃ及びＥのうち中央に位置する車体Ｃの前後に位置する連接部の一方に積層ゴム型連接装置３が介装され、該連接部の他方に制振装置４が介装されている。なお矢印ａは車両の往路における走行方向、矢印ｂは、車両の復路における走行方向を示す。

また車体ＡとＢ間及び車体ＤとＥ間には、平面内での曲がりに追従する車体間の相対的なヨーイング運動のみを許容するピンジョイント型連接装置５か、あるいは積層ゴム型連接装置３が介装される。このように台車１を備えた車体ＡとＣの間の連接部の少なくとも１箇所に積層ゴム型連接装置３が介装され、車体ＣとＥの間の連接部の少なくとも１箇所に制振装置４が介装されている。

図４及び５において、積層ゴム型連接装置３は、車体Ｂ及び車体Ｃにそれぞれ水平に取り付けられた板状の支持ブラケット３１及び３２と、支持ブラケット３１の下面に取り付けられた剛性の筒状リング３３と、支持ブラケット３２の上面に上方に突設され、筒状リング３３の中心部に挿入される剛性のピン３４と、筒状リング３３とピン３４との間に介装される弾性体３５とからなる。なおピン３３は弾性体３５に対して回動可能（正逆方向に回転可能）になっている。また支持ブラケット３１又は３２は、それぞれ車体Ｂ又はＣにボルト結合ｃされ、着脱可能になっているので、連接装置をモジュール化することで、交換作業を簡略化することができる。

弾性体３５は、図６に示すように、ゴム等からなるリング状の弾性部材３６と剛性の筒状リング３８とが同心円状に重なった多重管構造をなし、例えば加硫接着のような方法で互いに接着されて構成されている。
また車体Ｂ、Ｃの幅方向Ｙの弾性体３５に空間３７が形成されていて、車体の幅方向Ｙの弾性力が車体の前後方向Ｘの弾性力よりも小さく構成されている。これによって弾性体３５はＹ方向が柔らかいので、ローリング運動が容易になるとともに、前後方向Ｘにおいても弾性体３５がもつ弾性力によりわずかながら車体間の相対的なピッチング運動を可能とする。車体Ｂ及びＣが相対的にピッチング運動するときに、弾性体３５の前後どちらかの側が常に圧縮力を受けるので、破断しにくい利点がある。なお中央の孔３９にはピン３４が回動可能に挿入される。また当然に車体間の相対的なヨーイング運動を許容する。

次に制振装置４の構成を図３及び７により説明する。図３において、制振装置４の両端取付部４３及び４４がそれぞれ車体Ｃに取り付けられた支持ブラケット４１及び車体Ｃに取り付けられた支持ブラケット４２に回動自在に接続されている。
図７の（ａ）は、制振装置４に外力が付加されていない場合、（ｂ）は外力として圧縮力が付加されている場合、（ｃ）は引張力が付加されている場合を示す。制振装置４のケーシング４５の内部にはコイルバネ４６が挿入され、車体取付部４３にはロッド４７が取り付けられ、ロッド４７が、制振装置４に加わる圧縮力及び引張力によってケーシング４５内を摺動するようになっている。

図７（ｂ）に示すように、制振装置４に圧縮力ｆ_１が加わった場合は、ロッド４７に取り付けられた円盤状の押し板４８がコイルバネ４６を圧縮する。また図７（ｃ）に示すように、引張力ｆ_２が加わった場合は、ロッド４７の端板４９がケーシング５０の端板５１を介してコイルバネ４６を圧縮する。

このように車体取付部４３及び４４に圧縮力又は引張力のどちらが加わっても、コイルバネ４６には圧縮方向に力が加わるようになっており、またコイルバネ４６には予め圧縮方向に予圧が加わっていて、その予圧力を越えた力が加わって初めてロッド４７が摺動するように構成されている。

かかる構成の制振装置４により、ローリングによる車体間の相対変位を許容するとともに、そのケーシング４５は車幅方向に配置され、コイルバネ４６が車幅方向に伸縮するので、ピッチングによる車体間の相対変位を許容する。また車体Ｃ及びＤ間の相対的なヨーイング運動を許容する。またローリングによる車体間の相対変位あるいはピッチングによる車体間の相対変位に対してコイルバネ４６によって減衰機能を発揮し、振動を抑制する作用をもつ。

また制振装置４は、油圧ダンパでもよいし、コイルばねと油圧ダンパを両方用いて、直列又は並列に配置してもよい。このように構成しても減衰機能をもつことができる。
ダンパは、例えば油液又はガスが封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを嵌挿し、ピストンにピストンの両側の室に油液又はガスを行き来させるオリフィスを設け、ピストンロッドに加わる力に対して油液又はガスがオリフィスを行き来することによって減衰力を発揮させ、ピストンロッドに加わる衝撃や振動を軽減する機能を有するものである。

次に下部連接装置６を図４により説明する。図４において、下部連接装置６は、車体Ｂの下部中央部に取り付けられた支持ステイ６２の上面に取り付けられた凸球面体６４と、一方車体Ｃの下部中央部に取り付けられた支持ステイ６１に取り付けられた凹球面体６３とで構成されており、これら一対の球面体６３及び６４は、互いに嵌合する凹凸形状に形成されており、上下に重ねた状態で互いに３次元方向に摺動可能に配置されている。
従ってこの球面継ぎ手は、これを挟む車体間の３次元方向の相対運動に追従するようになっている。

かかる構成の第１実施例における編成車両において、平面上での曲がりに対してはピンジョイント型連接装置５、積層ゴム型連接装置３及び制振装置４が対応可能であり、編成車両が上下方向の曲面を走行するときは、制振装置４によりピッチング運動が許容され、上下方向の曲線に追従することができる。
また曲がり部に設けられたカントに対しては、カント乗り上げ時に車体間の生じる相対的なローリング運動に対して積層ゴム型連接装置３によって追従することができる。

積層ゴム型連接装置３は、車体に設けられた台車１を２台含む編成車両の車体間の少なくとも１箇所の連接部に設けられ、また制振装置４は、車体に設けられた台車１を３台含む編成車両の車体間の少なくとも１箇所の連接部に設けられているので、上下方向の曲面に必ず追従することができる。
これによって走行安定性が及び乗り心地が向上するとともに、車両全体に対して効率良く積層ゴム型連接装置３及び制振装置４を配置しているので、コスト低減を図ることができる。

また積層ゴム型連接装置３を構成するピン３４は弾性体３５に対して回動可能に装着されているので、車体のヨーイング運動を可能にする。弾性体３５は、車体の左右Ｙ方向が弾性力が小さく柔らかいので、ローリング運動が可能になる。また車体がピッチング運動も許容できるとともに、弾性体３５が破断した場合は、剛体の筒状リング１３がピン１４をそのリング内に係止するので、フェールセイフ機能として働くことができる。

また弾性体３５は、その弾性により加わる振動及び負荷に対して減衰機能をも有しているので、制振効果をも合わせもつことができる。
また制振装置４は、車体間の相対的な動きに対して減衰力を発揮する減衰機能を有するので、車体間に発生する相対的な動きを緩和するとともに、車体に生じるローリング振動やピッチング振動等を低減することができる。

次に本発明を７車体５台車の編成車両に適用した第２実施例を図８に基づいて説明する。図８は、本第２実施例の全体構成図である。図８において、編成車両を構成する各車体Ａ〜Ｇのうち、車体Ａ、Ｃ、Ｅ及びＧに台車１が取り付けられている。車体ＢとＣ間、及び車体ＥとＦ間の上部連接部には、前記第１実施例と同一構成で同一機能を有する制振装置４が設けられ、車体ＣとＤ間の連接部には積層ゴム型連接装置３が設けられ、その他の上部連接部には積層ゴム型連接装置３又はピンジョイント型連接装置５が設けられている。また各車体間の下部連接部には球面継ぎ手型連接装置６が設けられている。
第１実施例を示す図２と同一の符号を付した部位は同一の構成及び機能を有するので、それらの説明を省略する。

かかる第２実施例によれば、任意の２台車間にある連接部の少なくとも１箇所には必ずローリング運動を許容する積層ゴム型連接装置３又は制振装置４が取り付けられているので、該２台車間の相対的ローリング運動を許容でき、かつ任意の３台車間にある連接部の少なくとも１箇所には必ず制振装置４が取り付けられているので、該３台車間の相対的なピッチング運動を許容することができる。

また積層ゴム型連接装置３及び制振装置４が設けられている連接部以外に連接部には車体間の相対的なヨーイング運動を許容できるピンジョイント型連接装置３が設けられており、連接装置３及び制振装置４もともにヨーイング運動を許容できるものであり、かかる構成により、第２実施例の編成車両は、曲がり部に設けられたカント走行時や上下方向曲線の走行時にも容易に追従でき、これによって安定した走行が可能であるとともに、乗り心地が向上する。

また制振装置４は、車体間の相対的な動きに対して減衰力を発揮する減衰機能を有するので、車体間に発生する相対的な動きを緩和するとともに、車体に生じる振動等を低減することができる。
また車体間の要所々々に積層ゴム型連接装置３と制振装置４を配設しているだけで済むので、効率的であり、コストを低減することができる。

図９は、前記第２実施例の変形例であり、この変形例は、車体Ｄの両側連接部に制振装置４を設け、車体ＢとＣ間及び車体ＥとＦ間の連接部に積層ゴム型連接装置３を設け、その他の連接部にピンジョイント型連接装置５を設けた例であり、その他の構成は第２実施例と同一である。かかる構成においても前記第２実施例と同一の作用効果を奏する。

次に本発明の第３実施例を図１０により説明する。本第３実施例は、５車体３台車で構成される編成車両において、図１０に示すように、車体ＢとＣ間及び車体ＣとＤ間の下部連接構造体として前後車体に跨る連接台車１’を設けたものである。第３実施例の場合、連接台車１’を設けた前後の車体はともに台車を有するとみなし、この観点から前記第１〜２実施例と同様の考え方に基づき、車体Ｃの両側に位置する上部連接部に制振装置４を設け、その他の上部連接部には積層ゴム型連接装置３又はピンジョイント型連接装置５を設けている。

また各車体間の下流連接部には球面継ぎ手型連接装置６を設けているが、連接台車１’を設けた連接部では、連接台車１’が球面継ぎ手型連接装置６と同一の機能を有しているので、球面継ぎ手型連接装置６の設置は省略されている。なお前記第１実施例及び第２実施例と同一の符号を付した部位については、前記第１及び第２実施例の部位と同一の構成及び機能を有するので、それらの説明を省略する。

かかる構成の第３実施例においては、各車体Ａ〜Ｅにはすべて台車１が設けられているとみなし、任意の２台車間の少なくともひとつの連接部には車体間相対的なローリング運動を許容する連接装置が配置され、３台車間の少なくともひとつの連接部には車体間圧縮機の相対的なローリング運動及びピッチング運動を許容する連接装置が配置されているので、曲がり部に設けられたカント走行時や上下方向曲面の走行時にも容易に追従でき、これによって安定した走行が可能であるとともに、乗り心地が向上する。
また車体ＡとＢ間及び車体ＤとＥ間には構成が簡単で低コストなピンジョイント型連接装置５を設けることでこと足れり、また連接台車１’を設けた車体間の下部連接部には球面継ぎ手型連接装置６を省略することができるので、低コストとすることができる。

本発明によれば、軌道系車両において、各車体間の連接部に要所々々に特定機能を有する連接装置を設けたことにより、低コストにてローリングやヨーイング、あるいはピッチングによる車体間の相対変位を許容し得て、曲がり部に設けられたカント走行時や上下方向の曲潜走行時等における走行性能及び乗り心地を向上させることができる。

（ａ）〜（ｅ）は各種編成車両の形態を示す説明図である。本発明の第１実施例の編成車両を示す全体構成図である。前記第１実施例の一部拡大平面図である。前記第１実施例の連接部の一部断面を有する拡大立面図である。図４の一部拡大断面図である。（ａ）は、第１実施例の積層ゴム構造体の平面図、（ｂ）は（ａ）のVIｂ−VIｂ断面図である。前記第１実施例の制振装置４の作動説明図である。本発明の第２実施例を示す全体構成図である。前記第２実施例の変形例を示す全体構成図である。本発明の第３実施例を示す全体構成図である。鉄道に施工されるカントを説明するために上方から視た模式図である。鉄道に施工されるカントを説明するために側方から視た模式図である。カント走行時の車体の傾きを示す説明図である。

１台車
２車輪
３積層ゴム型連接装置（上部連接装置）
４制振装置（同上）
５ピンジョイント型連接装置（同上）
６球面継ぎ手型連接装置（下部連接装置）
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ車体
Ｒ軌道
３１，３２支持ブラケット
３３，３８筒状リング
３４剛性ピン
３５弾性体
４６コイルバネ

Claims

上部連接装置及び下部連接装置を介して複数の車体を連接すると共に、前記複数の車体の内、台車に設けた車輪により軌道上を走行する車体には台車が一つ設けられている１台車車体からなる軌道系車両装置において、
前記１台車車体は複数連接して車両編成されており、
前記下部連接装置は、連接部を挟む車体に夫々取り付けられかつ互いに嵌合する一対の球面継手によって構成され、
前記複数連接された１台車車体の内、編成車両の中央側に位置する１台車車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動を許容する第１の連接装置であり、前記中央側に位置する一台車車体の他端に設けられる前記上部連接装置が車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動及びピッチング運動を許容する第２の連接装置であることを特徴とする軌道系車両装置。
上部連接装置及び下部連接装置を介して複数の車体を連接すると共に、前記複数の車体が、台車に設けた車輪により軌道上を走行する車体には台車が一つ設けられている１台車車体と、台車を有しないフローテング車体とからなる軌道系車両装置において、
前記フローテング車体を、編成車両の中央側に位置する１台車車体と、編成車両端側に位置する１台車車体との間に連接して車両編成するとともに、
前記夫々の車体を連接する下部連接装置は、連接部を挟む車体に夫々取り付けられかつ互いに嵌合する一対の球面継手によって構成され、
前記編成車両の中央側に位置する１台車車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動を許容する第１の連接装置であり、前記中央側に位置する一台車車体の他端に設けられる前記上部連接装置が車体間の相対的なヨーイング運動とローリング運動及びピッチング運動を許容する第２の連接装置であることを特徴とする軌道系車両装置。
前記フローテング車体の一端に設けられる前記上部連接装置が、車体間の相対的なヨーイング運動のみを許容する第３の連接装置からなることを特徴とする請求項２に記載の軌道系車両装置。
前記第１の連接装置が、
車体間上部の幅方向中央部において連接部を挟む車体の双方にそれぞれ取り付けた支持ブラケットと、
前記支持ブラケットの一方に水平方向に取り付けた剛性の筒状リングと、
該筒状リングの中心に位置するように前記支持ブラケットの他方に取り付けられた剛性のピンと、
前記ピンと前記筒状リングとの間に嵌入され車体長手方向の弾性力が車体幅方向の弾性力より大となるように弾性力に異方性をもたせた弾性体とからなり、
前記ピンは前記弾性体を介して前記筒状リングに対して相対的に回動可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１記載の軌道系車両装置。
前記弾性体が弾性部材と１個以上の剛性筒状リングとが層状に重ねられた多重管構造とされていることを特徴とする請求項４記載の軌道系車両装置。
前記第２の連接装置が、車幅方向に沿って配置され両端がそれぞれ前後の車体に取り付けられ流体圧ダンパ又は付勢バネによる減衰力発生機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１記載の軌道系車両装置。