JP4582897B2 - 鉄道車両用振子台車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄道車両に関し、特に曲線路を高速走行する振子式の鉄道車両に使用される鉄道車両用振子台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両には、曲線路を走行するときに遠心力によって外側に押し出される力が作用するので、予め曲線路の外側レールを内側より高く敷設するカントを付けることによって車両を傾けて釣り合いをとっているが、車両が通過する速度には制約がある。
【０００３】
この制限速度を超えて走行する曲線路通過速度向上のために、曲線路を走行する際に車体を更に曲線路の内側に傾斜させることが必要になり、車体を傾斜させる振子台車を有する鉄道車両が開発されている。
【０００４】
振子台車を有する鉄道車両は、例えば特開昭６３−４３８６１号公報に開示され、かつ図１０に概要を示すように線路上を走行する一対の車輪１０２を有する車軸１０３上に軸ばね１０４を介して台車枠１０５が搭載され、台車枠１０５の上面に設置された一対の支持コロ１０６の上に円弧状のコロ受部材１０７を有する振子梁１０８が搭載され、振子梁１０８の上に空気ばね１０９を介して車体１１０が載架されている。車両１０１が曲線路を走行するときは、車体１１０の振子中心より下方にある車体１１０の重心Ｇは遠心力を受けて外側に変位し、車体１１０に更に曲線路の内側に傾く傾斜が生じる。
【０００５】
この結果、車体１１０に作用する遠心力は、車体１１０が振子中心で傾くことにより、この傾き角度による重力の分力だけ減少する。従って、車両１０１の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【０００６】
更に、台車枠１０５と振子梁１０８との間に架設された空気シリンダ１１１の各空気室１１１ａ、１１１ｂに調圧した空気を供給することによって、直線走行時における車体１１０の左右の揺動、いわゆるふらつきを防止して乗り心地の向上を図っている。
【０００７】
車両１０１の振子動作をさせるのは本来、曲線路上であるけれども台車枠１０５は車体１１０に対して偏倚している。しかし台車枠１０５と振子梁１０８は一緒に偏倚しているため車体１１０の前後に各々配置される台車枠１０５は車体１１０に対してハ字状になってしまい円滑な振子動作が妨げられることが懸念される。円滑な振子動作をするためには車体１１０に対して前後の振子梁１０８が直角に位置していることが好ましいが、この車両１０１は、実際は各空気ばね１０９をねじることによって振子動作を行っているので好ましくない。
【０００８】
この対策として本特許出願人は特開平４−３３９０７２号公報において、図１１に概要を示すように台車枠１０５上の両側に各空気ばね１０９を設け、この各空気ばね１０９上に枕梁１１１を跨って横設し、この枕梁１１１の両側上部に支持コロ１０６を転動自在に装着し、各支持コロ１０６上に下面が円弧状のコロ受部材１０７を設けた車体１１０を搭載することによって、曲線路を走行する際車体１１０の前後の各枕梁１１１を平行に、かつ車体１１０に対して直角をなすようにして円滑な振子動作を行い、かつ各空気ばね１０９の位置を振子動作しない台車枠１０５上に配置することにより各空気ばね１０９の間隔を広くしてローリング特性の向上が得られる振子台車を提案した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平４−３３９０７２号公報により円滑な振子動作が得られ、かつローリング特性の向上が得られる。
【００１０】
一方、上記特開平４−３３９０７２号公報によると枕梁１１１上に支持コロ１０６を設け、各支持コロ１０６上に下面が円弧状のコロ受部材１０７を設けた車体１１０を搭載することから振子装置全体の厚みが増大するおそれがある。その結果、車体１１０が高位置になり乗降ホームの高さと車両床面との高さに段差が発生することが懸念される。更に、枕梁１１１と車体１１０との間に牽引力を伝達する牽引装置を要することから、該部の構造が複雑になると共に台車構造の大型化を招くことが懸念されて、更に車体１１０の高位置化の要因となり、コンパクト化が望まれる。
【００１１】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、振子動作を確保しつつ構造のコンパクト化が得られる鉄道車両用振子台車を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の鉄道車両用振子台車の発明は、曲線路を走行する際に車体を曲線路の内側に振子動作により傾斜させる鉄道車両用振子台車において、前後方向に延在する一対の側梁及び該側梁間に架設された横梁を有する台車枠と、上記各側梁上に設けられた一対の枕ばねと、上記両枕ばね上に跨って横架されて上部中央部に車幅方向に延在して上方が開口する凹部が形成された枕梁と、上記凹部内の両側近傍に前後方向に延在する回転軸心を有して回転自在に支持された一対の転動体と、上記車体の下面両側に設けられて上記各転動体の転動面上に支持される円弧状の転動面を有する転動体受部材とを備え、上記各転動体受部材は、上部両側が車体の下面に取り付けられて車幅方向に延在する断面略逆ハット形状で、かつ下面に上記転動面が形成された下部は外方端に対し内方端が車体の下面からより離間するように傾斜し、更に、少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が枕梁に連結され他端が上記車体の下面と一方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に連結されて車体の振子動作を制御する振子制御シリンダと、少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が車体の下面と他方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に固定されて他端が枕梁に当接して車体の振子動作を抑止する振子抑止シリンダとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によると、枕ばね上に横架された枕梁に車幅方向に延在して形成された凹部内の両側近傍に一対の転動体を設け、車体の下面両側に転動体上に載置支持される転動体受部材を配設することから、枕梁と車体の下面との間の間隙の減少が可能になり、振子動作を確保しつつ振子台車の高さが抑制できてコンパクト化が得られる。更に、振子制御シリンダ及び振子抑止シリンダが枕梁に形成された凹部内に進入可能でかつ各シリンダの端部が車体と転動体受との間に進入して連結されることから、車体を高くすることなく振子制御シリンダ及び振子抑止シリンダを配設することができる。
【００１４】
また、この上方が開口する凹部を枕梁の中央部に車幅方向に延在して形成することによって、枕梁には、前後縁に沿って延在する前後の壁部及び側縁に沿って壁部が形成され、これら壁部によって十分な剛性強度を維持しつつ、凹部による軽量化がもたらされる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の鉄道車両用振子台車において、上記枕梁は、上記凹部内の車幅方向中央部に立設すると共に前後に延在するステーを有し、上記振子制御シリンダは、一端が上記ステーに連結され他端が車体下面または転動体受部材に連結され、上記振子抑止シリンダは、一端が車体の下面と他方の転動受部材の下部との間に進入して固定されて他端が上記ステーに当接することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明によると、凹部中央部に立設して前後に延在するステーを有することにより枕梁の剛性強度の向上が得られ、かつステーは振子制御シリンダの作用腕及び振子抑止シリンダのストッパとして機能する兼用部材となり、構成の簡素化が得られる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の鉄道車両用振子台車において、上記振子制御シリンダは、車体の振子動作を許容する低圧力と車体の振子動作を抑止する高圧力とに切り換えられて作動制御されることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明によると、振子制御シリンダを低圧力により制御することによって車体の振子動作を制御する一方、高圧力により制御することにより振子抑止シリンダとして機能し、振子抑止シリンダの数を減少することが可能になり構造の簡素化及びコンパクト化が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による鉄道車両用振子台車の実施の形態を図１乃至図９によって説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態の概要を示す振子台車１の断面図であり、図２は図１の側面図、図３は図２の平面図、図４は図１のＩ−Ｉ線断面図である。なお、矢印Ｆｔは前方方向を示し、図１、図５、図６及び図８乃至図１１は進行方向を前として後方から見た図である。
【００２１】
振子台車１は、両側に沿って前後方向に延在して中央部が低位置となるように湾曲する左右一対の側梁３と、左右の側梁３の略中央部を連結する一対の横梁４とを備えた平面視略Ｈ形状の台車枠２を有している。各側梁３の前部及び後部には、一対の車輪５を有する車軸６の両側端を支える軸受を収めている軸箱７が軸梁８及び軸ばね９によって支持されている。各側梁３の前後方向中央部に空気ばね等からなる枕ばね１０が設けられ、各左右の枕ばね１０上に振子装置２０を構成する枕梁２１が跨って横設されている。
【００２２】
枕梁２１は平面視車幅方向に延在する略矩形の底部２２と、この底部２２の前後縁に沿って各々対向して車幅方向に延在する前後の壁部２３及び左右の側縁に沿って延在する左右の壁部２４を有し、これら壁部２３及び２４によって枕梁２１の上部中央部に車幅方向に延在して上方が開口する凹部２５が形成されている。このように形成された枕梁２１は、前後縁に沿って延在する前後の壁部２３及び側縁に沿って形成された壁部２４によって断面係数が確保されて十分な剛性強度が得られ、かつ凹部２５の形成によって軽量化がもたらされる。
【００２３】
凹部２５内の左右両側近傍に前後の壁部２３に架設された支軸２７に前後方向に延在する回転軸心を有して回転自在に軸支された転動体となる支持コロ２８が配設されている。支持コロ２８は図４にその断面を示すように中央部に大径の転動面２８ａが形成され、該転動面２８ａの側縁に沿って形成された端面２８ｂを介して小径部２８ｃが形成された段付き形状に形成されている。
【００２４】
一方、車体６０の下面両側に転動体受部材となるコロ受部材２９が設けられ、支持コロ２８上にコロ受部材２９を介して車体６０が載架されている。コロ受部材２９は、図１及び図４に示すように上部両側２９ａが車体６０の下面に取り付けられて車幅方向に延在する断面略逆ハット形状で、両側部２９ｂの幅が車幅外方に移行するに従って減少し、かつ下部２９ｃは外方端が車体６０の下面に当接すると共に内方端が車体６０の下面からより離間するように傾斜し、下部２９ｃの下面に支持コロ２８の転動面２８ａ上に載置支持される円弧状の転動面３０が形成され、転動面３０の両側に沿って支持コロ２８の各側面２８ｂに対峙して摺接或いは近接する一対のフランジ３０ａが形成されている。この対峙する端面２８ｂとフランジ３０ａによって前後方向の相対移動を規制すると共に、前後方向の荷重伝達可能な係合手段を形成している。
【００２５】
枕梁２１と車体６０の下面との間に振子動作を制御する振子アクチュエータ３１が設けられている。アクチュエータ３１は、図１及び図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、即ち車体６０を省略した平面図を図５に示すように、枕梁２１の凹部２５内中央において底部２２上に立設して両端が前後の各側壁２３に連結されたステー２６の上端と一方のコロ受部材２９との間に架設された振子制御シリンダ３３を有している。振子制御シリンダ３３は流体シリンダ、本実施の形態では複動エアシリンダによって形成されてシリンダ本体３３ａの一端がコロ受部材２９内に進入してコロ受部材２９の底部２９ｃに揺動自在に結合され、かつピストンロッド３３ｂがステー２６の上端に揺動自在に連結されている。振子制御シリンダ３３の一端をコロ受部材２９内に進入させることによってシリンダ長を確保している。また、このシリンダ本体３３ａの一端は車体６０の下面に連結することもできる。更に、振子制御シリンダ３３に沿って振子制御シリンダ３３の伸縮状態を検知することによって枕梁２１に対する車体６０の傾倒量を検出する振子変位計３５が設けられている。
【００２６】
他方のコロ受部材２９は車体６０の下面にシリンダ本体３６ａが支持されてピストンロッド３６ｂがステー２６の基端部近傍に向かって出没して当接可能な振子抑止シリンダ３６が設けられ、振子抑止シリンダ３６は流体シリンダ、本実施の形態では複動エアシリンダによって形成されている。
【００２７】
従って、枕梁２１の底部２２上に立設され、かつ前後に延在して前後の側壁２３に架設されたステー２６は枕梁２１の剛性強度の向上を図ると共に、振子制御シリンダ３３の作用腕として機能し、かつ振子抑止シリンダ３６のストッパとして機能する兼用部材となり、構造の簡素化を図っている。
【００２８】
更に、支持コロ２８が凹部２５内に配設されてコロ受部材２９の下部部分が凹部２５内に進入可能に配置され、かつ振子制御シリンダ３３、振子抑止シリンダ３６及び振子変位計３５は凹部２５内に少なくとも一部が進入可能に配置されて枕梁２１と車体６０の下面との間の間隙の減少が可能になり、特に、後述するように振子制御シリンダ３３を低圧力により制御することによって車体６０の振子動作を制御する一方、高圧力により制御することにより振子抑止シリンダとして機能する。この結果、振子抑止シリンダの数を減少することが可能になり、振子制御シリンダ３３及び振子抑止シリンダ３６を各１本の複動シリンダによって振子アクチュエータ３１が構成することによってアクチュエータ３１の設置スペースを極めて小さく抑制することができる。
【００２９】
図６は、振子制御シリンダ３３及び振子抑止シリンダ３６等の振子アクチュエータ３１の作動を制御するアクチュエータ空圧回路４０である。振子アクチュエータ空圧回路４０は、弱圧空気源４１、強圧空気源４２、弱空気源４１の弱空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄ或いは縮小側圧力室３３ｅに切換供給するためのサーボ弁４３を有し、かつ強圧空気源４２の強空気圧力を振子抑止シリンダ３６の伸長側圧力室３６ｄ或いは縮小側圧力室３６ｅに切換供給及び開放する振子抑止シリンダ制御弁４４、サーボ弁４３を介して供給される弱空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄや縮小側圧力室３３ｅへの弱空気圧力供給維持或いは強圧空気源４２の強空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに供給し、かつ縮小側圧力室３３ｅを大気開放状態に切り換える振子抑止シリンダ制御弁４５を有している。
【００３０】
更に予め記憶された走行線区の曲線データ及び走行中の車軸速度発電機のパルス信号やＡＴＳ信号から車両の走行位置での振子制御モード等の制御データ及び振り子変位計３５や振子抑止シリンダ３６からのフィードバック等に基づいてサーボ弁４３、振子抑止シリンダ制御弁４４、振子制御シリンダ制御弁４５等の作動を制御する自動制御装置４６を備えている。
【００３１】
なお、弱空気圧力による振子制御シリンダ３３の伸縮動作は車体傾斜を支援するものであって遠心力による車体６０の振子動作に影響を与えない大きさに設定されている。また、通常は弱空気圧力による振子制御シリンダ３３の伸縮によって車体傾斜を支援するが、自動制御装置４６から遠心力による車体６０の振子動作に逆らった指示をした場合には、誤動作として振子動作が優先する。更に自動制御装置４６をマニュアル指令により制御することもできる。
【００３２】
更に、台車枠２の横梁４と枕梁２１の間には牽引力を伝達する牽引装置５０が架設されている。牽引装置５０は、図１、図４及び図７に要部破断説明図を示すように、枕梁２１の中央部下面に設けられた心皿５１の下面に取り付けられたリンクブラケット５２と、横梁４の中央部に立設されたブラケット５３と、前後方向に延在して前端及び後端が各々緩衝部材となる防振ゴムブッシュ５５を介してリンクブラケット５２とブラケット５３に連結する棒状のリンク５４とを備えている。
【００３３】
また、横梁４の上面にはリンクブラケット５２を介して対向する一対のストッパ支持ブラケット５７が立設し、ストッパ支持ブラケット５７の上端にリンクブラケット５２との間に間隙を有して緩衝部材となるストッパゴム５８が設けられている。このストッパ支持ブラケット５７に設けられたストッパゴム５８とリンクブラケット５２の当接によって台車枠２と枕梁２１の相対的な左右方向の揺動が規制される。
【００３４】
次に、このように構成された振子台車１の作動について説明する。
【００３５】
この振子台車１は、曲線路走行においては遠心力により車体６０を振子動作させて車両の許容走行速度を高めることを可能にする一方、直線走行中や停車中は車体６０が左右に揺動する振子動作が生じると乗客に不快感を与えることになるので車体６０の振子動作を防止するように、予め記憶された走行区間の曲線データや車両の走行位置での振子制御モード等の制御データに基づく自動制御装置４６からの指示によって振子装置２０のサーボ弁４３、振子抑止シリンダ作動制御弁４４、振子制御シリンダ制御弁４５等を制御して振子制御シリンダ３３及び振子抑止シリンダ３６の作動を制御する。
【００３６】
直線走行や例えば曲線半径１２００ｍ以上の緩やかなカーブ或いは５０ｋｍ／ｈ以下の低速走行及び停止中等においては、車体５０の振子動作は不要であることから無用の車体５０の動揺を避けるため振子動作を抑止する。このような振子動作をさせない場合には、自動制御装置４６からに指令によって振子抑止シリンダ制御弁４４を切り換えて強圧空気源４２からの強空気圧力を振子抑止シリンダ３６の伸長側圧力室３６ｄに供給して伸長させてピストン３６ｂの先端をステー２６の基端部に当接させる。振子抑止シリンダ３６が所定位置まで伸長すると、振子抑止シリンダ３６からのストロークフィードバック信号に基づいて自動制御装置４６からの指示により振子制御シリンダ制御弁４５が切り換えられて強圧空気源４２から強空気圧力が振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに供給され、かつ縮小側圧力室３３ｅが大気開放されて振子制御シリンダ３３によってステー２６が押圧され、振子制御シリンダ３３が振子抑止シリンダとして機能する。このように振子抑止シリンダ３６及び振子制御シリンダ３３によってステー２６には左右両側から強力な付勢力が付与されて枕梁２１に対する車体６０の揺動、即ち振子動作を防止して図１に示すように中立位置を維持する。
【００３７】
予め記憶された走行線区の曲線データ及び走行位置での振子制御モード等の制御データに基づいて、車両の走行位置が所定速度以上でかつ所定曲線半径以上のカーブ、例えば左カーブに入る直前に達したと判断されると、自動制御装置４６からの指示により振子制御シリンダ制御弁４５が図６に示すように切り換えられて振子制御シリンダ３３への強圧空気源４２からの強空気圧力の供給が停止すると共に、振子抑止シリンダ制御弁４４が切り換えられて強空気圧力が縮小側圧力室３６ｅに供給され振子抑止シリンダ３６が縮小する一方、サーボ弁４３を介して振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに徐々に弱圧空気源４１から弱空気圧力が供給されて徐々に振子制御シリンダ３３が伸長して支持コロ２８を転動させつつコロ受部材２９が右側に移動して車体６０が若干左下がりに傾斜する。
【００３８】
車両が左カーブに入り曲線路を走行すると振子中心より下方にある車体６０の重心Ｇが遠心力を受けて外側、即ち右側に変位し、図９に示すように車体６０は更に曲線路の内側に傾き、左下がりに傾斜する。この結果、車体６０に作用する遠心力は、車体６０の傾き角度による重力の分力だけ減少し、車両の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【００３９】
しかる後、車両が曲線路を通過すると、その通過に伴って車体６０に作用する遠心力が減少して車体６０が次第に起立し、かつ制御データに従う自動制御装置４６からの指示によりサーボ弁４３による振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３６ｄへの弱空気圧力の供給が停止されると共に、振子抑止シリンダ制御弁４４を切り換えて強圧空気源４２からの強空気圧力を振子抑止シリンダ３６の伸長側圧力室３６ｄに供給して伸長させてピストンロッド３６ｂの先端をステー２６の基端部に当接する。一方、振子制御シリンダ制御弁４５が切り換えられて強圧空気源４２から強空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに供給して振子制御シリンダ３３によってステー２６を押圧することによって車体６０の揺動、即ち振子動作を防止して図１に示すように中立位置に維持する。
【００４０】
また、車体６０の振子動作が防止された図１に示す中立位置に維持された状態で、車両の走行位置が所定速度以上でかつ所定曲線半径以上の右カーブに入る直前に達すると、自動制御装置４６からの指示により振子制御シリンダ制御弁４５が切り換えられて振子制御シリンダ３３への強空気圧力の供給が停止し、かつ振子抑止シリンダ制御弁４４が切り換えられて強空気圧力が縮小側圧力室３６ｅに供給され振子抑止シリンダ３６が縮小する一方、サーボ弁４３を介して振子制御シリンダ３３の縮小側圧力室３３ｅに徐々に弱空気圧力が供給されて徐々に振子制御シリンダ３３が縮小して支持コロ２８を転動させつつコロ受部材２９が外側、即ち左側に移動して車体６０が若干右下がりに傾斜する。
【００４１】
車両が右カーブに入り曲線路を走行すると振子中心より下方にある車体６０の重心Ｇが遠心力を受けて外側、即ち左側に変位し、図８に示すように車体６０は更に左下がりに傾斜する。この結果、車体６０に作用する遠心力が車体６０の傾き角度による重力の分力だけ減少し、車両の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【００４２】
車両が曲線路を通過すると、その通過に伴って車体６０に作用する遠心力が減少して車体６０が次第に起立し、かつ制御データに従う自動制御装置４６からの指示によりサーボ弁４３による振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄへの弱空気圧力の供給が停止されると共に、振子抑止シリンダ制御弁４４を切り換えて強空気圧力を振子抑止シリンダ３６の伸長側圧力室３６ｄに供給して伸長させてピストンロッド３６ｂの先端をステー２６の基端部に当接する。しかる後、振子制御シリンダ制御弁４５が切り換えられて強空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに供給して振子制御シリンダ３３によってステー２６を押圧することによって車体６０の振子動作を防止して図１に示すように中立位置に維持する。
【００４３】
従って、曲線路に入る直前に予め振子制御シリンダ３３の伸長或いは縮小によって車体６０を傾斜させる、いわゆる振子動作による車体６０の傾斜を支援することによって車体６０の傾斜が制御されて、緩和曲線長さが短い場合やＳ字カーブにおいて曲線路入口で車体６０の傾斜が遅れて緩和曲線に入ってから車体６０が急激に傾斜したり、緩和曲線入口付近で揺れ戻しが発生して乗り心地の悪化が発生する懸念を有効的に回避することができる。
【００４４】
また、支持コロ２８が中央部に大径の転動面２８ａを有しかつ転動面２８ａの両側部に端面２８ｂが形成される一方、支持コロ２８の転動面２８ａ上に当接するコロ受部材２９の転動面３０の両側に沿って各端面２８ｂに対峙して摺接或いは近接する一対のフランジ３０ａを形成することによって、支持コロ２８にコロ受部材２９が嵌合した状態で車体６０が誘導案内されて振子動作することから円滑かつ安定した状態で車体６０の振子動作を確保することができる。
【００４５】
更に、枕梁２１に設けられた支持コロ２８と車体６０の下面に設けられたコロ受２９が前後方向の荷重伝達可能に側面２８ｂとフランジ３０ａが係合することから、台車枠２と枕梁２１の間には牽引力を伝達する牽引装置５０を架設することによって、台車枠２からの牽引力を牽引装置５０を介して枕梁２１に、更に枕梁２１から支持コロ２８及びコロ受部材２９を介して車体６０に伝達することが可能になり、枕梁２１と車体６０との間に別途牽引手段を設ける必要がなく、該部の構造の簡素化が得られる。この結果、枕梁２１と車体６０の隙間の減少が容易になると共に、台車枠２と枕梁２１とを連結する連結装置５０が前後方向に延在する一本の棒状のリンク５４と、リンク５４を枕梁２１及び台車枠２に連結するリンクブラケット５２及びブラケット５３による簡単でかつコンパクトな構成によって形成されることと相俟って振子台車１の高さの抑制がもたらされる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では支持コロ２８とコロ受部材２９の前後方向の相対移動を規制する係合手段を、支持コロ２８の転動面２８ａの端縁に沿って形成された端面２８ｂと、支持コロ受部材２９の転動面３０の端縁に沿って端面２８ｂと対峙して形成されたフランジ３０ａによって構成したが、逆に、コロ受部材２９の転動面３０の端縁に沿って端面を形成し、支持コロ２８の転動面２８ａの端縁に沿って支持コロ受２９の端面と対峙するフランジを形成して構成することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明した本発明の鉄道車両用振子台車によると、枕ばね上に横架された枕梁に車幅方向に延在して形成された凹部内の両側近傍に一対の転動体を設け、車体の下面両側に転動体上に載置支持される転動体受部材を配設することから、枕梁と車体の下面との間の間隙の減少が可能になり、振子動作を確保しつつ振子台車の高さが抑制できてコンパクト化が得られる。また、上方が開口する凹部を枕梁の中央部に車幅方向に延在して形成することによって、枕梁には、前後縁に沿って延在する前後の壁部及び側縁に沿って壁部が形成され、これら壁部によって十分な剛性強度を維持しつつ、凹部による軽量化がもたらされて振子台車の軽量化が得られる。
【００４８】
更に、枕梁に支持された転動体と車体下面に設けられた転動体受部材が前後方向の相対移動を規制する係合手段を備えることによって、嵌合手段に案内されて転動体上を転動体受部材が移動し、円滑かつ安定した状態での振子動作が確保される。また、転動体及び転動体受部材それ自体により前後方向の荷重伝達可能になり、枕梁から転動体及び転動体受部材を介して車体に荷重伝達され、枕梁と車体との間に別途牽引手段を設ける必要がなく該部の構造の簡素化が得られ、かつより枕梁と車体の隙間の減少が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鉄道車両用振子台車の実施の形態の概要を示す断面図である。
【図２】同じく、図１の側面図である。
【図３】同じく、図２の平面図である。
【図４】同じく、図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】同じく、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図６】同じく、振子アクチュエータの空圧回路図である。
【図７】同じく、牽引装置の概要を示す枕梁の要部破断説明図である。
【図８】同じく、振子動作に説明図であり、右傾斜状態を示す要部断面図である。
【図９】同じく、振子動作に説明図であり、左傾斜状態を示す要部断面図である。
【図１０】従来の鉄道車両用振子台車の概要を示す断面図である。
【図１１】同じく、 従来の鉄道車両用振子台車の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 振子台車
２ 台車枠
３ 側梁
４ 横梁
６ 車軸
１０ 枕ばね
２０ 振子装置
２１ 枕梁
２５ 凹部
２６ ステー
２８ 支持コロ（転動体）
２８ａ 転動面
２８ｂ 端面（係合手段）
２９ コロ受部材（転動体受部材）
２９ｂ 側部
２９ｃ 下部
３０ 転動面
３０ａ フランジ（係合手段）
３１ 振子アクチュエータ
３３ 振子制御シリンダ
３６ 振子抑止シリンダ
４０ 振子アクチュエータ空圧回路
４１ 弱圧空気源
４２ 強圧空気源
４３ サーボ弁
４４ 振子抑止シリンダ制御弁
４５ 振子制御シリンダ制御弁
４６ 自動制御装置
５０ 牽引装置
５２ リンクブラケット
５３ ブラケット
５４ リンク
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄道車両に関し、特に曲線路を高速走行する振子式の鉄道車両に使用される鉄道車両用振子台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両には、曲線路を走行するときに遠心力によって外側に押し出される力が作用するので、予め曲線路の外側レールを内側より高く敷設するカントを付けることによって車両を傾けて釣り合いをとっているが、車両が通過する速度には制約がある。
【０００３】
この制限速度を超えて走行する曲線路通過速度向上のために、曲線路を走行する際に車体を更に曲線路の内側に傾斜させることが必要になり、車体を傾斜させる振子台車を有する鉄道車両が開発されている。
【０００４】
振子台車を有する鉄道車両は、例えば特開昭６３−４３８６１号公報に開示され、かつ図１０に概要を示すように線路上を走行する一対の車輪１０２を有する車軸１０３上に軸ばね１０４を介して台車枠１０５が搭載され、台車枠１０５の上面に設置された一対の支持コロ１０６の上に円弧状のコロ受部材１０７を有する振子梁１０８が搭載され、振子梁１０８の上に空気ばね１０９を介して車体１１０が載架されている。車両１０１が曲線路を走行するときは、車体１１０の振子中心より下方にある車体１１０の重心Ｇは遠心力を受けて外側に変位し、車体１１０に更に曲線路の内側に傾く傾斜が生じる。
【０００５】
この結果、車体１１０に作用する遠心力は、車体１１０が振子中心で傾くことにより、この傾き角度による重力の分力だけ減少する。従って、車両１０１の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【０００６】
更に、台車枠１０５と振子梁１０８との間に架設された空気シリンダ１１１の各空気室１１１ａ、１１１ｂに調圧した空気を供給することによって、直線走行時における車体１１０の左右の揺動、いわゆるふらつきを防止して乗り心地の向上を図っている。
【０００７】
車両１０１の振子動作をさせるのは本来、曲線路上であるけれども台車枠１０５は車体１１０に対して偏倚している。しかし台車枠１０５と振子梁１０８は一緒に偏倚しているため車体１１０の前後に各々配置される台車枠１０５は車体１１０に対してハ字状になってしまい円滑な振子動作が妨げられることが懸念される。円滑な振子動作をするためには車体１１０に対して前後の振子梁１０８が直角に位置していることが好ましいが、この車両１０１は、実際は各空気ばね１０９をねじることによって振子動作を行っているので好ましくない。
【０００８】
この対策として本特許出願人は特開平４−３３９０７２号公報において、図１１に概要を示すように台車枠１０５上の両側に各空気ばね１０９を設け、この各空気ばね１０９上に枕梁１１１を跨って横設し、この枕梁１１１の両側上部に支持コロ１０６を転動自在に装着し、各支持コロ１０６上に下面が円弧状のコロ受部材１０７を設けた車体１１０を搭載することによって、曲線路を走行する際車体１１０の前後の各枕梁１１１を平行に、かつ車体１１０に対して直角をなすようにして円滑な振子動作を行い、かつ各空気ばね１０９の位置を振子動作しない台車枠１０５上に配置することにより各空気ばね１０９の間隔を広くしてローリング特性の向上が得られる振子台車を提案した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平４−３３９０７２号公報により円滑な振子動作が得られ、かつローリング特性の向上が得られる。
【００１０】
一方、上記特開平４−３３９０７２号公報によると枕梁１１１上に支持コロ１０６を設け、各支持コロ１０６上に下面が円弧状のコロ受部材１０７を設けた車体１１０を搭載することから振子装置全体の厚みが増大するおそれがある。その結果、車体１１０が高位置になり乗降ホームの高さと車両床面との高さに段差が発生することが懸念される。更に、枕梁１１１と車体１１０との間に牽引力を伝達する牽引装置を要することから、該部の構造が複雑になると共に台車構造の大型化を招くことが懸念されて、更に車体１１０の高位置化の要因となり、コンパクト化が望まれる。
【００１１】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、振子動作を確保しつつ構造のコンパクト化が得られる鉄道車両用振子台車を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の鉄道車両用振子台車の発明は、曲線路を走行する際に車体を曲線路の内側に振子動作により傾斜させる鉄道車両用振子台車において、前後方向に延在する一対の側梁及び該側梁間に架設された横梁を有する台車枠と、上記各側梁上に設けられた一対の枕ばねと、上記両枕ばね上に跨って横架されて上部中央部に車幅方向に延在して上方が開口する凹部が形成された枕梁と、上記凹部内の両側近傍に前後方向に延在する回転軸心を有して回転自在に支持された一対の転動体と、上記車体の下面両側に設けられて上記各転動体の転動面上に支持される円弧状の転動面を有する転動体受部材とを備え、上記各転動体受部材は、上部両側が車体の下面に取り付けられて車幅方向に延在する断面略逆ハット形状で、かつ下面に上記転動面が形成された下部は外方端に対し内方端が車体の下面からより離間するように傾斜し、更に、少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が枕梁に連結され他端が上記車体の下面と一方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に連結されて車体の振子動作を制御する振子制御シリンダと、少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が車体の下面と他方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に固定されて他端が枕梁に当接して車体の振子動作を抑止する振子抑止シリンダとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によると、枕ばね上に横架された枕梁に車幅方向に延在して形成された凹部内の両側近傍に一対の転動体を設け、車体の下面両側に転動体上に載置支持される転動体受部材を配設することから、枕梁と車体の下面との間の間隙の減少が可能になり、振子動作を確保しつつ振子台車の高さが抑制できてコンパクト化が得られる。更に、振子制御シリンダ及び振子抑止シリンダが枕梁に形成された凹部内に進入可能でかつ各シリンダの端部が車体と転動体受との間に進入して連結されることから、車体を高くすることなく振子制御シリンダ及び振子抑止シリンダを配設することができる。
【００１４】
また、この上方が開口する凹部を枕梁の中央部に車幅方向に延在して形成することによって、枕梁には、前後縁に沿って延在する前後の壁部及び側縁に沿って壁部が形成され、これら壁部によって十分な剛性強度を維持しつつ、凹部による軽量化がもたらされる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の鉄道車両用振子台車において、上記枕梁は、上記凹部内の車幅方向中央部に立設すると共に前後に延在するステーを有し、上記振子制御シリンダは、一端が上記ステーに連結され他端が車体下面または転動体受部材に連結され、上記振子抑止シリンダは、一端が車体の下面と他方の転動受部材の下部との間に進入して固定されて他端が上記ステーに当接することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明によると、凹部中央部に立設して前後に延在するステーを有することにより枕梁の剛性強度の向上が得られ、かつステーは振子制御シリンダの作用腕及び振子抑止シリンダのストッパとして機能する兼用部材となり、構成の簡素化が得られる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の鉄道車両用振子台車において、上記振子制御シリンダは、車体の振子動作を許容する低圧力と車体の振子動作を抑止する高圧力とに切り換えられて作動制御されることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明によると、振子制御シリンダを低圧力により制御することによって車体の振子動作を制御する一方、高圧力により制御することにより振子抑止シリンダとして機能し、振子抑止シリンダの数を減少することが可能になり構造の簡素化及びコンパクト化が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による鉄道車両用振子台車の実施の形態を図１乃至図９によって説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態の概要を示す振子台車１の断面図であり、図２は図１の側面図、図３は図２の平面図、図４は図１のＩ−Ｉ線断面図である。なお、矢印Ｆｔは前方方向を示し、図１、図５、図６及び図８乃至図１１は進行方向を前として後方から見た図である。
【００２１】
振子台車１は、両側に沿って前後方向に延在して中央部が低位置となるように湾曲する左右一対の側梁３と、左右の側梁３の略中央部を連結する一対の横梁４とを備えた平面視略Ｈ形状の台車枠２を有している。各側梁３の前部及び後部には、一対の車輪５を有する車軸６の両側端を支える軸受を収めている軸箱７が軸梁８及び軸ばね９によって支持されている。各側梁３の前後方向中央部に空気ばね等からなる枕ばね１０が設けられ、各左右の枕ばね１０上に振子装置２０を構成する枕梁２１が跨って横設されている。
【００２２】
枕梁２１は平面視車幅方向に延在する略矩形の底部２２と、この底部２２の前後縁に沿って各々対向して車幅方向に延在する前後の壁部２３及び左右の側縁に沿って延在する左右の壁部２４を有し、これら壁部２３及び２４によって枕梁２１の上部中央部に車幅方向に延在して上方が開口する凹部２５が形成されている。このように形成された枕梁２１は、前後縁に沿って延在する前後の壁部２３及び側縁に沿って形成された壁部２４によって断面係数が確保されて十分な剛性強度が得られ、かつ凹部２５の形成によって軽量化がもたらされる。
【００２３】
凹部２５内の左右両側近傍に前後の壁部２３に架設された支軸２７に前後方向に延在する回転軸心を有して回転自在に軸支された転動体となる支持コロ２８が配設されている。支持コロ２８は図４にその断面を示すように中央部に大径の転動面２８ａが形成され、該転動面２８ａの側縁に沿って形成された端面２８ｂを介して小径部２８ｃが形成された段付き形状に形成されている。
【００２４】
一方、車体６０の下面両側に転動体受部材となるコロ受部材２９が設けられ、支持コロ２８上にコロ受部材２９を介して車体６０が載架されている。コロ受部材２９は、図１及び図４に示すように上部両側２９ａが車体６０の下面に取り付けられて車幅方向に延在する断面略逆ハット形状で、両側部２９ｂの幅が車幅外方に移行するに従って減少し、かつ下部２９ｃは外方端が車体６０の下面に当接すると共に内方端が車体６０の下面からより離間するように傾斜し、下部２９ｃの下面に支持コロ２８の転動面２８ａ上に載置支持される円弧状の転動面３０が形成され、転動面３０の両側に沿って支持コロ２８の各側面２８ｂに対峙して摺接或いは近接する一対のフランジ３０ａが形成されている。この対峙する端面２８ｂとフランジ３０ａによって前後方向の相対移動を規制すると共に、前後方向の荷重伝達可能な係合手段を形成している。
【００２５】
枕梁２１と車体６０の下面との間に振子動作を制御する振子アクチュエータ３１が設けられている。アクチュエータ３１は、図１及び図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、即ち車体６０を省略した平面図を図５に示すように、枕梁２１の凹部２５内中央において底部２２上に立設して両端が前後の各側壁２３に連結されたステー２６の上端と一方のコロ受部材２９との間に架設された振子制御シリンダ３３を有している。振子制御シリンダ３３は流体シリンダ、本実施の形態では複動エアシリンダによって形成されてシリンダ本体３３ａの一端がコロ受部材２９内に進入してコロ受部材２９の底部２９ｃに揺動自在に結合され、かつピストンロッド３３ｂがステー２６の上端に揺動自在に連結されている。振子制御シリンダ３３の一端をコロ受部材２９内に進入させることによってシリンダ長を確保している。また、このシリンダ本体３３ａの一端は車体６０の下面に連結することもできる。更に、振子制御シリンダ３３に沿って振子制御シリンダ３３の伸縮状態を検知することによって枕梁２１に対する車体６０の傾倒量を検出する振子変位計３５が設けられている。
【００２６】
他方のコロ受部材２９は車体６０の下面にシリンダ本体３６ａが支持されてピストンロッド３６ｂがステー２６の基端部近傍に向かって出没して当接可能な振子抑止シリンダ３６が設けられ、振子抑止シリンダ３６は流体シリンダ、本実施の形態では複動エアシリンダによって形成されている。
【００２７】
従って、枕梁２１の底部２２上に立設され、かつ前後に延在して前後の側壁２３に架設されたステー２６は枕梁２１の剛性強度の向上を図ると共に、振子制御シリンダ３３の作用腕として機能し、かつ振子抑止シリンダ３６のストッパとして機能する兼用部材となり、構造の簡素化を図っている。
【００２８】
更に、支持コロ２８が凹部２５内に配設されてコロ受部材２９の下部部分が凹部２５内に進入可能に配置され、かつ振子制御シリンダ３３、振子抑止シリンダ３６及び振子変位計３５は凹部２５内に少なくとも一部が進入可能に配置されて枕梁２１と車体６０の下面との間の間隙の減少が可能になり、特に、後述するように振子制御シリンダ３３を低圧力により制御することによって車体６０の振子動作を制御する一方、高圧力により制御することにより振子抑止シリンダとして機能する。この結果、振子抑止シリンダの数を減少することが可能になり、振子制御シリンダ３３及び振子抑止シリンダ３６を各１本の複動シリンダによって振子アクチュエータ３１が構成することによってアクチュエータ３１の設置スペースを極めて小さく抑制することができる。
【００２９】
図６は、振子制御シリンダ３３及び振子抑止シリンダ３６等の振子アクチュエータ３１の作動を制御するアクチュエータ空圧回路４０である。振子アクチュエータ空圧回路４０は、弱圧空気源４１、強圧空気源４２、弱空気源４１の弱空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄ或いは縮小側圧力室３３ｅに切換供給するためのサーボ弁４３を有し、かつ強圧空気源４２の強空気圧力を振子抑止シリンダ３６の伸長側圧力室３６ｄ或いは縮小側圧力室３６ｅに切換供給及び開放する振子抑止シリンダ制御弁４４、サーボ弁４３を介して供給される弱空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄや縮小側圧力室３３ｅへの弱空気圧力供給維持或いは強圧空気源４２の強空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに供給し、かつ縮小側圧力室３３ｅを大気開放状態に切り換える振子抑止シリンダ制御弁４５を有している。
【００３０】
更に予め記憶された走行線区の曲線データ及び走行中の車軸速度発電機のパルス信号やＡＴＳ信号から車両の走行位置での振子制御モード等の制御データ及び振り子変位計３５や振子抑止シリンダ３６からのフィードバック等に基づいてサーボ弁４３、振子抑止シリンダ制御弁４４、振子制御シリンダ制御弁４５等の作動を制御する自動制御装置４６を備えている。
【００３１】
なお、弱空気圧力による振子制御シリンダ３３の伸縮動作は車体傾斜を支援するものであって遠心力による車体６０の振子動作に影響を与えない大きさに設定されている。また、通常は弱空気圧力による振子制御シリンダ３３の伸縮によって車体傾斜を支援するが、自動制御装置４６から遠心力による車体６０の振子動作に逆らった指示をした場合には、誤動作として振子動作が優先する。更に自動制御装置４６をマニュアル指令により制御することもできる。
【００３２】
更に、台車枠２の横梁４と枕梁２１の間には牽引力を伝達する牽引装置５０が架設されている。牽引装置５０は、図１、図４及び図７に要部破断説明図を示すように、枕梁２１の中央部下面に設けられた心皿５１の下面に取り付けられたリンクブラケット５２と、横梁４の中央部に立設されたブラケット５３と、前後方向に延在して前端及び後端が各々緩衝部材となる防振ゴムブッシュ５５を介してリンクブラケット５２とブラケット５３に連結する棒状のリンク５４とを備えている。
【００３３】
また、横梁４の上面にはリンクブラケット５２を介して対向する一対のストッパ支持ブラケット５７が立設し、ストッパ支持ブラケット５７の上端にリンクブラケット５２との間に間隙を有して緩衝部材となるストッパゴム５８が設けられている。このストッパ支持ブラケット５７に設けられたストッパゴム５８とリンクブラケット５２の当接によって台車枠２と枕梁２１の相対的な左右方向の揺動が規制される。
【００３４】
次に、このように構成された振子台車１の作動について説明する。
【００３５】
この振子台車１は、曲線路走行においては遠心力により車体６０を振子動作させて車両の許容走行速度を高めることを可能にする一方、直線走行中や停車中は車体６０が左右に揺動する振子動作が生じると乗客に不快感を与えることになるので車体６０の振子動作を防止するように、予め記憶された走行区間の曲線データや車両の走行位置での振子制御モード等の制御データに基づく自動制御装置４６からの指示によって振子装置２０のサーボ弁４３、振子抑止シリンダ作動制御弁４４、振子制御シリンダ制御弁４５等を制御して振子制御シリンダ３３及び振子抑止シリンダ３６の作動を制御する。
【００３６】
直線走行や例えば曲線半径１２００ｍ以上の緩やかなカーブ或いは５０ｋｍ／ｈ以下の低速走行及び停止中等においては、車体５０の振子動作は不要であることから無用の車体５０の動揺を避けるため振子動作を抑止する。このような振子動作をさせない場合には、自動制御装置４６からに指令によって振子抑止シリンダ制御弁４４を切り換えて強圧空気源４２からの強空気圧力を振子抑止シリンダ３６の伸長側圧力室３６ｄに供給して伸長させてピストン３６ｂの先端をステー２６の基端部に当接させる。振子抑止シリンダ３６が所定位置まで伸長すると、振子抑止シリンダ３６からのストロークフィードバック信号に基づいて自動制御装置４６からの指示により振子制御シリンダ制御弁４５が切り換えられて強圧空気源４２から強空気圧力が振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに供給され、かつ縮小側圧力室３３ｅが大気開放されて振子制御シリンダ３３によってステー２６が押圧され、振子制御シリンダ３３が振子抑止シリンダとして機能する。このように振子抑止シリンダ３６及び振子制御シリンダ３３によってステー２６には左右両側から強力な付勢力が付与されて枕梁２１に対する車体６０の揺動、即ち振子動作を防止して図１に示すように中立位置を維持する。
【００３７】
予め記憶された走行線区の曲線データ及び走行位置での振子制御モード等の制御データに基づいて、車両の走行位置が所定速度以上でかつ所定曲線半径以上のカーブ、例えば左カーブに入る直前に達したと判断されると、自動制御装置４６からの指示により振子制御シリンダ制御弁４５が図６に示すように切り換えられて振子制御シリンダ３３への強圧空気源４２からの強空気圧力の供給が停止すると共に、振子抑止シリンダ制御弁４４が切り換えられて強空気圧力が縮小側圧力室３６ｅに供給され振子抑止シリンダ３６が縮小する一方、サーボ弁４３を介して振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに徐々に弱圧空気源４１から弱空気圧力が供給されて徐々に振子制御シリンダ３３が伸長して支持コロ２８を転動させつつコロ受部材２９が右側に移動して車体６０が若干左下がりに傾斜する。
【００３８】
車両が左カーブに入り曲線路を走行すると振子中心より下方にある車体６０の重心Ｇが遠心力を受けて外側、即ち右側に変位し、図９に示すように車体６０は更に曲線路の内側に傾き、左下がりに傾斜する。この結果、車体６０に作用する遠心力は、車体６０の傾き角度による重力の分力だけ減少し、車両の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【００３９】
しかる後、車両が曲線路を通過すると、その通過に伴って車体６０に作用する遠心力が減少して車体６０が次第に起立し、かつ制御データに従う自動制御装置４６からの指示によりサーボ弁４３による振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３６ｄへの弱空気圧力の供給が停止されると共に、振子抑止シリンダ制御弁４４を切り換えて強圧空気源４２からの強空気圧力を振子抑止シリンダ３６の伸長側圧力室３６ｄに供給して伸長させてピストンロッド３６ｂの先端をステー２６の基端部に当接する。一方、振子制御シリンダ制御弁４５が切り換えられて強圧空気源４２から強空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに供給して振子制御シリンダ３３によってステー２６を押圧することによって車体６０の揺動、即ち振子動作を防止して図１に示すように中立位置に維持する。
【００４０】
また、車体６０の振子動作が防止された図１に示す中立位置に維持された状態で、車両の走行位置が所定速度以上でかつ所定曲線半径以上の右カーブに入る直前に達すると、自動制御装置４６からの指示により振子制御シリンダ制御弁４５が切り換えられて振子制御シリンダ３３への強空気圧力の供給が停止し、かつ振子抑止シリンダ制御弁４４が切り換えられて強空気圧力が縮小側圧力室３６ｅに供給され振子抑止シリンダ３６が縮小する一方、サーボ弁４３を介して振子制御シリンダ３３の縮小側圧力室３３ｅに徐々に弱空気圧力が供給されて徐々に振子制御シリンダ３３が縮小して支持コロ２８を転動させつつコロ受部材２９が外側、即ち左側に移動して車体６０が若干右下がりに傾斜する。
【００４１】
車両が右カーブに入り曲線路を走行すると振子中心より下方にある車体６０の重心Ｇが遠心力を受けて外側、即ち左側に変位し、図８に示すように車体６０は更に左下がりに傾斜する。この結果、車体６０に作用する遠心力が車体６０の傾き角度による重力の分力だけ減少し、車両の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【００４２】
車両が曲線路を通過すると、その通過に伴って車体６０に作用する遠心力が減少して車体６０が次第に起立し、かつ制御データに従う自動制御装置４６からの指示によりサーボ弁４３による振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄへの弱空気圧力の供給が停止されると共に、振子抑止シリンダ制御弁４４を切り換えて強空気圧力を振子抑止シリンダ３６の伸長側圧力室３６ｄに供給して伸長させてピストンロッド３６ｂの先端をステー２６の基端部に当接する。しかる後、振子制御シリンダ制御弁４５が切り換えられて強空気圧力を振子制御シリンダ３３の伸長側圧力室３３ｄに供給して振子制御シリンダ３３によってステー２６を押圧することによって車体６０の振子動作を防止して図１に示すように中立位置に維持する。
【００４３】
従って、曲線路に入る直前に予め振子制御シリンダ３３の伸長或いは縮小によって車体６０を傾斜させる、いわゆる振子動作による車体６０の傾斜を支援することによって車体６０の傾斜が制御されて、緩和曲線長さが短い場合やＳ字カーブにおいて曲線路入口で車体６０の傾斜が遅れて緩和曲線に入ってから車体６０が急激に傾斜したり、緩和曲線入口付近で揺れ戻しが発生して乗り心地の悪化が発生する懸念を有効的に回避することができる。
【００４４】
また、支持コロ２８が中央部に大径の転動面２８ａを有しかつ転動面２８ａの両側部に端面２８ｂが形成される一方、支持コロ２８の転動面２８ａ上に当接するコロ受部材２９の転動面３０の両側に沿って各端面２８ｂに対峙して摺接或いは近接する一対のフランジ３０ａを形成することによって、支持コロ２８にコロ受部材２９が嵌合した状態で車体６０が誘導案内されて振子動作することから円滑かつ安定した状態で車体６０の振子動作を確保することができる。
【００４５】
更に、枕梁２１に設けられた支持コロ２８と車体６０の下面に設けられたコロ受２９が前後方向の荷重伝達可能に側面２８ｂとフランジ３０ａが係合することから、台車枠２と枕梁２１の間には牽引力を伝達する牽引装置５０を架設することによって、台車枠２からの牽引力を牽引装置５０を介して枕梁２１に、更に枕梁２１から支持コロ２８及びコロ受部材２９を介して車体６０に伝達することが可能になり、枕梁２１と車体６０との間に別途牽引手段を設ける必要がなく、該部の構造の簡素化が得られる。この結果、枕梁２１と車体６０の隙間の減少が容易になると共に、台車枠２と枕梁２１とを連結する連結装置５０が前後方向に延在する一本の棒状のリンク５４と、リンク５４を枕梁２１及び台車枠２に連結するリンクブラケット５２及びブラケット５３による簡単でかつコンパクトな構成によって形成されることと相俟って振子台車１の高さの抑制がもたらされる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では支持コロ２８とコロ受部材２９の前後方向の相対移動を規制する係合手段を、支持コロ２８の転動面２８ａの端縁に沿って形成された端面２８ｂと、支持コロ受部材２９の転動面３０の端縁に沿って端面２８ｂと対峙して形成されたフランジ３０ａによって構成したが、逆に、コロ受部材２９の転動面３０の端縁に沿って端面を形成し、支持コロ２８の転動面２８ａの端縁に沿って支持コロ受２９の端面と対峙するフランジを形成して構成することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明した本発明の鉄道車両用振子台車によると、枕ばね上に横架された枕梁に車幅方向に延在して形成された凹部内の両側近傍に一対の転動体を設け、車体の下面両側に転動体上に載置支持される転動体受部材を配設することから、枕梁と車体の下面との間の間隙の減少が可能になり、振子動作を確保しつつ振子台車の高さが抑制できてコンパクト化が得られる。また、上方が開口する凹部を枕梁の中央部に車幅方向に延在して形成することによって、枕梁には、前後縁に沿って延在する前後の壁部及び側縁に沿って壁部が形成され、これら壁部によって十分な剛性強度を維持しつつ、凹部による軽量化がもたらされて振子台車の軽量化が得られる。
【００４８】
更に、枕梁に支持された転動体と車体下面に設けられた転動体受部材が前後方向の相対移動を規制する係合手段を備えることによって、嵌合手段に案内されて転動体上を転動体受部材が移動し、円滑かつ安定した状態での振子動作が確保される。また、転動体及び転動体受部材それ自体により前後方向の荷重伝達可能になり、枕梁から転動体及び転動体受部材を介して車体に荷重伝達され、枕梁と車体との間に別途牽引手段を設ける必要がなく該部の構造の簡素化が得られ、かつより枕梁と車体の隙間の減少が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鉄道車両用振子台車の実施の形態の概要を示す断面図である。
【図２】同じく、図１の側面図である。
【図３】同じく、図２の平面図である。
【図４】同じく、図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】同じく、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図６】同じく、振子アクチュエータの空圧回路図である。
【図７】同じく、牽引装置の概要を示す枕梁の要部破断説明図である。
【図８】同じく、振子動作に説明図であり、右傾斜状態を示す要部断面図である。
【図９】同じく、振子動作に説明図であり、左傾斜状態を示す要部断面図である。
【図１０】従来の鉄道車両用振子台車の概要を示す断面図である。
【図１１】同じく、 従来の鉄道車両用振子台車の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 振子台車
２ 台車枠
３ 側梁
４ 横梁
６ 車軸
１０ 枕ばね
２０ 振子装置
２１ 枕梁
２５ 凹部
２６ ステー
２８ 支持コロ（転動体）
２８ａ 転動面
２８ｂ 端面（係合手段）
２９ コロ受部材（転動体受部材）
２９ｂ 側部
２９ｃ 下部
３０ 転動面
３０ａ フランジ（係合手段）
３１ 振子アクチュエータ
３３ 振子制御シリンダ
３６ 振子抑止シリンダ
４０ 振子アクチュエータ空圧回路
４１ 弱圧空気源
４２ 強圧空気源
４３ サーボ弁
４４ 振子抑止シリンダ制御弁
４５ 振子制御シリンダ制御弁
４６ 自動制御装置
５０ 牽引装置
５２ リンクブラケット
５３ ブラケット
５４ リンク
Claims (3)
- 曲線路を走行する際に車体を曲線路の内側に振子動作により傾斜させる鉄道車両用振子台車において、
前後方向に延在する一対の側梁及び該側梁間に架設された横梁を有する台車枠と、
上記各側梁上に設けられた一対の枕ばねと、
上記両枕ばね上に跨って横架されて上部中央部に車幅方向に延在して上方が開口する凹部が形成された枕梁と、
上記凹部内の両側近傍に前後方向に延在する回転軸心を有して回転自在に支持された一対の転動体と、
上記車体の下面両側に設けられて上記各転動体の転動面上に支持される円弧状の転動面を有する転動体受部材とを備え、
上記各転動体受部材は、
上部両側が車体の下面に取り付けられて車幅方向に延在する断面略逆ハット形状で、かつ下面に上記転動面が形成された下部は外方端に対し内方端が車体の下面からより離間するように傾斜し、
更に、少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が枕梁に連結され他端が上記車体の下面と一方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に連結されて車体の振子動作を制御する振子制御シリンダと、
少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が車体の下面と他方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に固定されて他端が枕梁に当接して車体の振子動作を抑止する振子抑止シリンダとを備えた、
ことを特徴とする鉄道車両用振子台車。 - 上記枕梁は、
上記凹部内の車幅方向中央部に立設すると共に前後に延在するステーを有し、
上記振子制御シリンダは、
一端が上記ステーに連結され他端が車体下面または転動体受部材に連結され、
上記振子抑止シリンダは、
一端が車体の下面と他方の転動体受部材の下部との間に進入して固定されて他端が上記ステーに当接することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用振子台車。 - 上記振子制御シリンダは、
車体の振子動作を許容する低圧力と車体の振子動作を抑止する高圧力とに切り換えられて作動制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両用振子台車。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04339072A (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-26 | Fuji Heavy Ind Ltd | 鉄道車両用振子台車 |
| JPH05208674A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Ntn Corp | 鉄道車両の振り子装置 |
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-
2000
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04339072A (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-26 | Fuji Heavy Ind Ltd | 鉄道車両用振子台車 |
| JPH05208674A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Ntn Corp | 鉄道車両の振り子装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013028317A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Railway Technical Research Institute | 鉄道車両の車体傾斜制御装置 |
| CN104203709A (zh) * | 2012-03-07 | 2014-12-10 | 阿尔斯通运输科技简易股份公司 | 可承受横向和纵向作用力的摆动装置 |
| CN104203709B (zh) * | 2012-03-07 | 2017-07-14 | 阿尔斯通运输科技简易股份公司 | 可承受横向和纵向作用力的摆动装置和具有这种摆动装置的铁路车辆 |
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