JP4994461B2 - Active steering bogie for railway vehicles using lever action - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両用アクティブ操舵ボギーに関するものであって、高速走行する鉄道車両の運転安定性を向上させて鉄道車両の安定性を増進し、鉄道車両が脱線しないようにし、また鉄道車両運転時の車輪及びレールの振動を最小限に抑えることで快適な乗り心地を確保しようとするものである。特に本発明は、ボギーの車輪軸操舵用連結構造が簡単な、てこの作用を利用した鉄道車両用アクティブ操舵ボギーに関するもので、少量の力で連結部を作動させるようてこの作用を利用することで、ボギーの重量を大幅に低減し、また整備を容易にすることができる。 The present invention relates to an active steering bogie for a railway vehicle, which improves the operational stability of a railway vehicle that travels at a high speed, improves the stability of the railway vehicle, prevents the railway vehicle from derailing, and operates the railway vehicle. It is intended to ensure a comfortable ride by minimizing the vibration of the wheels and rails at the time. In particular, the present invention relates to an active steering bogie for railway vehicles using a lever that has a simple connecting structure for steering a wheel shaft of a bogie, and uses this operation to operate the connecting portion with a small amount of force. Thus, the weight of the bogie can be greatly reduced and maintenance can be facilitated.
概して、鉄道車両に使用されるボギーは、車両本体の重量を各々の車輪に均一に分配して車両本体の重量を支持するよう働き、また、鉄道車両の直進又はカーブ運転を容易にするために車両本体に対して自由に回転可能である。 In general, bogies used in railway vehicles serve to support the weight of the vehicle body by evenly distributing the weight of the vehicle body to each wheel, and also to facilitate straight travel or curve driving of the rail vehicle It can freely rotate with respect to the vehicle body.
しかし、従来のボギーによりもたらされる操舵力は、車輪とレール間で発生する過度の遠心力及びガイド重量を軽減するには十分でなく、車輪フランジとレール外側面間の摩擦が高レベルの騒音と振動を発生させるため、乗客の乗り心地を悪化させている。この問題は車輪の摩耗及びレールの損傷をも引き起こし、鉄道車両の脱線といった深刻な事故が起こりうる。 However, the steering force provided by conventional bogies is not sufficient to reduce the excessive centrifugal force and guide weight generated between the wheels and the rails, and the friction between the wheel flanges and the rail outer surface is a high level of noise. Passenger comfort is deteriorated because vibration is generated. This problem also causes wheel wear and rail damage, and serious accidents such as railcar derailment can occur.
上記問題を解決するために、図1にて示す一例のように(図1では、図の右側を正面とする)、アクティブ操舵ボギーの構造はいくつか提案されている。図1に示すように、操舵ボギー10は、ボギーフレーム11の前部及び後部に配置される前輪軸及び後輪軸12、両車輪軸12の両端に押し込んで設置される車輪13、及び、ボギーフレーム11に固定される軸箱14及びサーボモーター15を含む。各サーボモーター15は、前輪軸又は後輪軸12の軸箱14といくつかの連結部を介して連結される。
In order to solve the above problem, several active steering bogie structures have been proposed as in the example shown in FIG. 1 (in FIG. 1, the right side of the figure is the front). As shown in FIG. 1, the
ボギー10は一対の操舵部を有し、各操舵部は、前輪軸12と後輪軸12を別々に操舵するために一つのサーボモーター15と、それに対応しモーター15と結合する連結部を含む。
The
上記のような従来の操舵ボギー10では、走行鉄道車両が右にカーブする鉄道線路を検知すると、制御装置(図示しない)が信号を発信しサーボモーター15を始動させる。図2に示すように、各サーボモーター15は減速装置16を用いて回転軸を時計回りに回転させる。回転軸に偏心連結された第1駆動連結部17は、操舵ボギー10の右後輪軸12を直接操舵するよう引っ張られる。第2駆動連結部18は第1追従連結部19に連結され、ボギー10の対向する位置に配置される伝達連結部20を回転させ、前記と同様に伝達連結部20は第2追従連結部21を回転させ、それにより第2追従連結部21に連結される被駆動連結部22を引っ張るので、被駆動連結部22は左後輪軸12を操舵する。
In the
上記において、サーボモーター15、第1及び第2駆動連結部17及び18、第1及び第2追従連結部19及び21、伝達連結部20、及び、被駆動連結部22は、操舵ボギー10の前後部に対称的に配置されるため、前輪軸及び後輪軸12は各サーボモーター15の回転により同様に操舵される。
In the above, the servo motor 15, the first and second
従来の操舵ボギー10では、走行鉄道車両が左にカーブする鉄道線路を検知すると、制御装置(図示しない)が信号を発信しサーボモーター15を反時計回りに回転させるため、操舵ボギー10の前輪軸及び後輪軸12は図3に示すように操舵される。
In the
上記に記載される鉄道車両用操舵ボギー10は、連結部を介してサーボモーター15の回転を伝達するよう構成され、ボギー10の前輪軸及び後輪軸12を操舵する。しかし、このような構成の操舵ボギー10は連結部の構造が複雑なため整備が困難で、また重量も、サーボモーター15の回転モーメントを増加するためにサーボモーター15に固定される減速装置16の重量が重いため増加する。
The railway
本発明は、従来技術における前述の問題を解決するものであって、ボギーの保全性及び操舵反応性を向上するためにボギーの前後輪軸操舵用操舵連結部の構造が簡単であり、それゆえ操舵連結部が減速装置を使用せずにてこの作用に基づくアクチュエータからの少量の力を利用して作動可能である、てこの作用を利用した鉄道車両用アクティブ操舵ボギーを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and the structure of the steering connection portion for front and rear wheel axle steering of the bogie is simple in order to improve the maintainability and steering responsiveness of the bogie. It is an object of the present invention to provide an active steering bogie for a railway vehicle using a lever that can be operated by using a small amount of force from an actuator based on this action without using a reduction gear. .
本発明は、てこの作用を利用した鉄道車両用アクティブ操舵ボギーを提供することを目的とし、ボギーの前後輪軸操舵用操舵連結部がボギーの両側に設けられ、ボギーの両側の前記操舵連結部が反対方向へ各車輪軸を操舵することができるため、連結部の少量移動だけで車輪軸が大幅に移動可能なため、鉄道車両の操舵能力を向上することができる。 An object of the present invention is to provide an active steering bogie for a railway vehicle using the action of a lever, and a steering connection portion for front and rear wheel axle steering of a bogie is provided on both sides of the bogie, and the steering connection portions on both sides of the bogie are Since each wheel shaft can be steered in the opposite direction, the wheel shaft can be moved significantly only by a small amount of movement of the connecting portion, so that the steering ability of the railway vehicle can be improved.
上記目的を達成するために、本発明はボギーフレーム(101)の前側で前輪軸(102)を操舵するよう前輪軸(102)の両側お軸箱(104)に連結される前方操舵部(200)と、ボギーフレーム(101)の後側で後輪軸(102)を操舵するよう後輪軸(102)の両側の軸箱(104)に連結される後方操舵部(200A)と、を含んでなる鉄道車両用アクティブ操舵ボギー(100)であって、前方及び後方の各操舵部(200,200A)を、ボギーフレーム(101)の左右にそれぞれ設けられ、一方が下端を中心に前後へ回転可能にボギーフレーム(101)に連結され、他方が下端よりも上方部位を中心に前方へ回転可能にボギーフレーム(101)に連結される一対の駆動連結部(203,203a)と、ボギーフレーム(101)の左右何れか一方に設けられて当該側の駆動連結部(203)に接続され、前後方向へ伸縮動作するアクチュエータ(201)と、一対の駆動連結部(203,203a)の互いの上端同士を連結する伝達連結部(205)と、下端がボギーフレーム(101)と連結される駆動連結部(203a)の下端よりも上方部位と軸箱(104)との間と、下端よりも上方部位がボギーフレーム(101)と連結される駆動連結部(203)の下端と軸箱(104)との間とをそれぞれ連結する一対の追従連結部(204,204a)と、でそれぞれ形成して、駆動連結部(203,203a)を、アクチュエータ(201)の伸縮動作によりボギーフレーム(101)との連結部位(240,290)を中心に前後方向へ回転させ、追従連結部(204,204a)を介して前後輪軸(102)の両端を押し引きして回転させることでボギー(100)を操舵する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a front steering unit (200) connected to both side axle boxes (104) of the front wheel shaft (102) so as to steer the front wheel shaft (102) on the front side of the bogie frame (101). ) And a rear steering unit (200A) coupled to the axle boxes (104) on both sides of the rear wheel shaft (102) so as to steer the rear wheel shaft (102) on the rear side of the bogie frame (101). An active steering bogie (100) for a railway vehicle, wherein the front and rear steering portions (200, 200A) are provided on the left and right sides of the bogie frame (101), respectively, and one of them can rotate back and forth around the lower end. A pair of drive connecting portions (203, 203a) connected to the bogie frame (101), the other being connected to the bogie frame (101) so as to be able to rotate forward around the upper part from the lower end; An actuator (201) that is provided on either the left or right side of the frame (101) and is connected to the drive connecting portion (203) on the corresponding side, and expands and contracts in the front-rear direction, and a pair of drive connecting portions (203, 203a). From the lower end, between the transmission connection part (205) that connects the upper ends of the two, the upper part of the drive connection part (203a) whose lower end is connected to the bogie frame (101) and the axle box (104) The upper portion is formed by a pair of follower connecting portions (204, 204a) respectively connecting the lower end of the drive connecting portion (203) connected to the bogie frame (101) and the axle box (104). Then, the drive connecting portion (203, 203a) is rotated in the front-rear direction around the connecting portion (240, 290) with the bogie frame (101) by the expansion / contraction operation of the actuator (201). So, to steer the bogie (100) by rotating across the push pull to the follower links the front and rear wheel shaft via (204, 204a) (102).
本発明の一実施形態によれば、アクチュエータ(201)を、下端に追従連結部(204)が連結される駆動連結部(203)に接続し、駆動連結部(203)において、アクチュエータ(201)が接続される第1ジョイント(230)から、駆動連結部(203)がボギーフレーム(101)に連結されるフレームジョイント(240)までの距離を、追従連結部(204)が連結される第2ジョイント(250)からフレームジョイント(240)までの距離の少なくとも4倍である。
According to one embodiment of the present invention, the actuator (201) is connected to the drive connection portion (203) to which the follow-up connection portion (204) is connected to the lower end, and the actuator (201) is connected to the drive connection portion (203). Is the distance from the first joint (230) to which the drive connecting portion ( 203 ) is connected to the bogie frame (101) to the frame joint (240) to which the follower connecting portion (204) is connected. At least four times the distance from the joint (250) to the frame joint (240).
また、本発明の他の実施形態によれば、追従連結部(204,204a)が、ジョイント(250,280)を介して駆動連結部(203,203a)と連結され、軸箱ジョイント(220)を介して軸箱(104)と連結される。 In addition, according to another embodiment of the present invention, the follower connecting portion (204, 204a) is connected to the drive connecting portion (203, 203a) via the joint (250, 280), and the axle box joint (220). It is connected with the axle box (104) via.
ジョイント(250,280)が球状ジョイントから成るのが望ましい。The joint (250, 280) is preferably a spherical joint.
軸箱ジョイント(220)が球状ジョイントから成るのが望ましい。The axle box joint (220) preferably comprises a spherical joint.
球状ジョイントの受け口(106)にゴム製ブッシング(107)が挿入されるのが望ましい。A rubber bushing (107) is preferably inserted into the receptacle (106) of the spherical joint.
前述するように、てこの作用を利用した鉄道車両用アクティブ操舵ボギーは、ボギーの前輪軸及び後輪軸操舵用操舵連結部の構造が簡単であり、ボギーの保全性及び操舵反応性を大幅に向上することができる。操舵連結部は減速装置を使用せずにてこの作用に基づいてアクチュエータの少量の力を利用して作動可能である。従って、鉄道車両の重量を低減できる。 As described above, the active steering bogie for railway vehicles using the lever action has a simple structure of the steering connection portion for steering the front wheel shaft and the rear wheel shaft of the bogie, and greatly improves the maintainability and steering responsiveness of the bogie. can do. The steering connecting portion can be operated by using a small amount of force of the actuator based on this action without using a reduction gear. Therefore, the weight of the railway vehicle can be reduced.
さらに、本発明によれば、ボギーの前輪軸及び後輪軸操舵用操舵連結部はボギーの両側に設けられ、ボギーの両側の操舵連結部は反対方向にそれぞれの車輪軸を操舵することができるため、連結部を少量移動するだけで車輪軸を大幅に移動させることができ、それゆえ鉄道車両の操舵能力を向上することができる。従って、鉄道車両が走行する線路が直線かカーブかといった、路線状況に関わりなく乗客に快適な乗り心地を確保することが可能である。 Further, according to the present invention, the front wheel shaft and rear wheel shaft steering steering connection portions of the bogie are provided on both sides of the bogie, and the steering connection portions on both sides of the bogie can steer the respective wheel shafts in opposite directions. The wheel shaft can be moved significantly by moving the connecting part only a small amount, and therefore the steering ability of the railway vehicle can be improved. Therefore, it is possible to ensure a comfortable ride for passengers regardless of the route status, such as whether the track on which the railway vehicle runs is straight or curved.
以下に、本発明をアクティブ操舵ボギーの実施形態を示す添付の図面に基づいて更に詳しく説明する。 In the following, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of an active steering bogie.
図4は本発明の操舵ボギーを示す側面図であり、図5は本発明の操舵ボギーを示す斜視図であり、図6〜9は連結部を介して操舵され且つカーブした線路上を走行する操舵ボギーを示す。 4 is a side view showing the steering bogie of the present invention, FIG. 5 is a perspective view showing the steering bogie of the present invention, and FIGS. 6 to 9 are steered via a connecting portion and run on a curved track. Indicates a steering bogie.
本発明の明細書では、図4及び5の右側を操舵ボギー100の正面とする。 In the specification of the present invention, the right side of FIGS.
図4及び5に示すように、本発明のてこの作用を利用した鉄道車両用アクティブ操舵ボギー100は、前輪軸102を操舵するために前輪軸102の両端の軸箱104に連結される前方操舵部200と、後輪軸102を操舵するために後輪軸102の両端の軸箱に連結される後方操舵部200Aを含む。
As shown in FIGS. 4 and 5, the railway vehicle
鉄道車両用操舵ボギー100では、ボギーフレーム101の前輪軸及び後輪軸102は各々高剛性サスペンション装置により支持され、車輪は軸箱を介して車輪軸102の両端に固定される。前方操舵部200はボギー100の前輪軸102を操舵するよう働き、後方操舵部200Aはボギー100の後輪軸102を操舵するよう働く。鉄道車両がカーブした線路に沿って走行すると、前方操舵部200及び後方操舵部200Aは、鉄道車両がカーブした線路に沿って円滑に走行できるように前輪軸及び後輪軸102を操舵するよう働く。
In the railway
前方及び後方の各操舵部200及び200Aはアクチュエータ201、ボギーフレーム101に連結され且つアクチュエータ201から力を伝達する駆動連結部203及び203a、軸箱104を操舵するよう各々の駆動連結部203及び203aに連結される追従連結部204及び204a、及び、ボギー100の両外側部に配置される駆動連結部203及び203aにそれぞれ接続する伝達連結部205を含む。
The front and
図4及び5に示すように、駆動連結部203及び203aはボギーフレーム101、及び追従連結部204及び204aに連結され、ボギー100の両側の駆動連結部203及び203aは伝達連結部205を介してそれぞれが連結される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
さらに、前方及び後方操舵部200及び200Aの駆動連結部203及び203aを駆動するアクチュエータ201は、ボギー100のフレーム101の両端部に前方操舵部200及び後方操舵部200Aが対角線について対称になるように固定される。それによりボギー100の両端部にかかる重量が同じになるので、鉄道車両の運転安定性が増加する。
Further, the
ボギー100の駆動連結部203が前方操舵部200及び後方操舵部200Aのアクチュエータ201により駆動されると、上記の構成により、角度変位が伝達連結部205を介して駆動連結部203から駆動連結部203aへと伝達される。
When the
駆動連結部203は、第1ジョイント230に対応する駆動連結部203の一部が追従連結部204に連結され、駆動連結部203のもう一部が伝達連結部205に連結され、ボギーフレーム101の対向部分にある駆動連結部203aの一端に伝達連結部205を介して接続されるように、アクチュエータ201に連結される。駆動連結部203aは同様にそのもう一方の端部でボギーフレーム101に連結され、追従連結部204aはフレームジョイント290の内側に連結される。
In the
すなわち、駆動連結部203及び203aが伝達連結部205により同方向に回転すると、追従連結部204及び204aは逆方向の移動をもたらし、それにより車輪軸102を回転させる。
That is, when the
駆動連結部203は、力を増幅することでアクチュエータ201から追従連結部204へと力を伝達するようてことして働く。駆動連結部203のフレームジョイント240から、アクチュエータ201が駆動連結部203に連結される第1ジョイント230までの距離が、フレームジョイント240から、駆動連結部203が追従連結部204に連結される第2ジョイント250までの距離の4倍又はそれ以上であると好ましい。
The
前述のように、駆動連結部203及び203aは車輪軸102を操舵するために力を増幅させることによってアクチュエータ201から追従連結部204及び204aへと力を伝達するてことして働く。従って、アクチュエータ201が周知の電動リニアモーターの形態で実行される場合でも、減速器を使用せずに駆動連結部203及び203aにより車輪軸102を満足に操舵できる。
As described above, the
アクチュエータ201は、電動リニアモーターだけでなく油圧式アクチュエータ又は空気圧式アクチュエータでも実行可能であるが、油圧又は空気圧式アクチュエータはアクチュエータポンプに加えて油圧又は空気圧パイプを更に必要とし、そのため構造が複雑になる。従って、電動リニアモーターの使用が好ましい。
The
駆動連結部203及び203aが追従連結部204及び204aに連結される第2ジョイント250及び第5ジョイント280、及び、追従連結部204及び204aが軸箱104に連結される軸箱ジョイント220は、球状ジョイントで実行されるのが好ましい。従って、第2及び第5ジョイント250及び280、及び軸箱ジョイント220のような球状ジョイントは、ボギー100の車輪軸102の操舵において追従連結部204及び204aにより生成される車輪軸102の軸方向変位量を吸収することができるので、車輪軸102は制限無く自由に回転可能となる。
The second joint 250 and the fifth joint 280
さらに、鉄道車両が走行中に発生させる振動、又は追従連結部204及び204aが車輪軸102を回転させる際に発生させる振動又は衝撃を吸収するために、ゴム製ブッシング107が各球状ジョイントの受け口106に挿入されることで、鉄道車両の運転安定性が促進される。
Further, in order to absorb vibrations generated while the railway vehicle is traveling, or vibrations or impacts generated when the following connecting
以下、上記構造を有する本発明の操作を説明する。 The operation of the present invention having the above structure will be described below.
本発明の操舵ボギー100を有する走行鉄道車両が線路のカーブ部を検知すると、制御装置(図示しない)はボギー100の車輪102を操舵するようアクチュエータ201の操作を始動する操舵信号を発信するので、鉄道車両は線路のカーブ部に沿って安定して走行できる。
When the traveling railway vehicle having the steering
アクチュエータ201は、線路のカーブ部が検知される際の制御装置が発信する操舵信号に反応して作動する。そして、ボギー100のフレーム101の両端に固定される複数のアクチュエータ201は反対方向に作動して車輪軸102を操舵する。すなわち、一方のアクチュエータ201のロッド202が突出する際、もう一方のアクチュエータ201のロッド202はアクチュエータ201の筐体へと後退する。
The
図5に示すボギーは、図において左から右へと線路に沿って移動し、ボギーの左右はその移動方向に基づいて定められ、ボギーの移動方向は前面又は前方方向と想定する。 The bogie shown in FIG. 5 moves along the track from left to right in the figure, and the left and right sides of the bogie are determined based on the moving direction, and the moving direction of the bogie is assumed to be the front or the front direction.
走行鉄道車両が右へカーブする線路箇所に達すると、制御装置(図示しない)はカーブ路線を検知し操舵信号を発信する。制御装置からの操舵信号に反応して、ボギーフレーム101の右部に固定される後方操舵部200Aのアクチュエータ201のロッド202は、図6に示すように、フレームジョイント240を中心に駆動連結部203を反時計回りに回転させるよう突出する。反時計回りに回転する駆動連結部203は、後輪軸102の右軸箱104に連結される追従連結部204を引っ張る。そして、伝達連結部205を介して駆動連結部203に連結されるボギー100の後方操舵部200Aの左駆動連結部203aは、フレームジョイント290を中心に反時計回りに回転させ、後輪軸102の左軸箱104と追従連結部204aを押して車輪軸102を回転させる。
When the traveling railway vehicle reaches a track section that curves to the right, a control device (not shown) detects a curve route and transmits a steering signal. The
ここで、ボギー100の右駆動連結部203は、アクチュエータ201に連結される第1ジョイント203、及び追従連結部204に連結される第2ジョイント250によりフレームジョイント240の両側に設けられ、追従連結部204を引っ張るように反時計回りに回転する。反対に、ボギー100の左駆動連結部203aは、駆動連結部203aと伝達連結部205が連結される第4ジョイント270及びフレーム結合部を有し、このフレーム結合部により、駆動連結部203aが追従連結部204aに連結される第5ジョイント280の両側でボギーフレーム101に駆動連結部203aが連結され、反時計回りに回転し、それにより追従連結部204aを押す。
Here, the right
後方操舵部200Aにより回転するボギー100の後輪軸102が回転すると同時に、ボギーの左部に固定される前方操舵部200のアクチュエータ201のロッド202は、制御装置からの操舵信号に反応してアクチュエータ201の筐体へと後退し、それにより駆動連結部203はフレームジョイント240を中心に反時計回りに回転する。反時計回りに回転する駆動連結部203は、前輪軸102の左軸箱104に連結される追従連結部204を押し、伝達連結部205を介して駆動連結部203に接続されるボギー100の前方操舵部200の右駆動連結部203aは、前輪軸102の右追従連結部204aを引っ張るようフレームジョイント290を中心に反時計回りに回転し、それにより車輪軸102を回転させる。
At the same time as the
ここで、ボギー100の左駆動連結部203は、反時計回りに回転するように、フレームジョイント230の両側に第1ジョイント230及び第2ジョイント250を備え、それにより追従連結部204を押すが、一方、ボギー100の右駆動連結部203aは、反時計回りに回転するように、第5ジョイント280の両側に第4ジョイント270及びフレームジョイント290を備え、それにより追従連結部204aを引っ張る。
Here, the left
上記のように、走行鉄道車両が右へカーブする線路箇所に到達すると、制御装置(図示しない)は線路のカーブ箇所を検知し、操舵信号を発信する。制御装置からの操舵信号に反応して、後方操舵部200Aのアクチュエータ201のロッド202は突出し、前方操舵部200のアクチュエータ201のロッド202はアクチュエータ筐体へと後退する。その結果ボギー100の前輪軸及び後輪軸102が回転し、図7に示すように、鉄道車両は右へカーブした線路箇所に沿って安定した走行が可能となる。
As described above, when the traveling railway vehicle reaches the track part that curves to the right, the control device (not shown) detects the curve part of the track and transmits a steering signal. In response to the steering signal from the control device, the
さらに、走行鉄道車両が左へカーブする線路箇所に到達すると、制御装置(図示しない)は線路のカーブ箇所を検知し、操舵信号を発信する。制御装置からの操舵信号に反応して、後方操舵部200Aのアクチュエータ201のロッド202は、図8に示すようにアクチュエータ筐体へと後退し、前方操舵部200のアクチュエータ201のロッド202は突出する。その結果ボギー100の前輪軸及び後輪軸102が回転し、鉄道車両は左へカーブした線路箇所に沿って安定した走行が可能となる。
Further, when the traveling railway vehicle reaches a track portion that curves to the left, a control device (not shown) detects the curve portion of the track and transmits a steering signal. In response to the steering signal from the control device, the
第2ジョイント250、第5ジョイント280、及び追従連結部204及び204aの軸箱ジョイント220は、球状ジョイントで実行される。球状ジョイントは、追従連結部204及び204aがボギー100の車輪軸102を操舵する際に発生する車輪軸102の軸方向移動を吸収するため、車輪軸102は軸方向移動によって制限されることなく自由に回転でき、鉄道車両はカーブした線路に沿って安定した走行が可能となる。
The second joint 250, the fifth joint 280, and the axle box joint 220 of the
ここで、ゴム製ブッシング107がボール105と球状ジョイントの受け口106間に挿入され、鉄道車両の走行時に発生する振動、又は追従連結部204及び204aが車輪軸102を回転する際に発生する振動及び衝撃を吸収する。従って、鉄道車両の運転安定性が促進される。
Here, the
本発明のてこの作用を利用した鉄道車両用アクティブ操舵ボギーについて上記のように説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱せずに当業者であればその実施形態を様々な形態に代用、変更、及び修正を行うことができる。 The active steering bogie for railway vehicles using the lever action of the present invention has been described above. However, those skilled in the art can substitute the embodiments in various forms without departing from the scope and spirit of the present invention. Changes and modifications can be made.
従って、前述の実施形態は、添付の請求項に記載される本発明の範囲に限定されずに、本質的に明細書の範疇に入るよう意図されたものである。また、定義、請求項の範囲、及び同等のものから派生する全ての変更及び修正は、本発明の範囲内のものと理解すべきである。 Accordingly, the foregoing embodiments are not intended to be limited to the scope of the invention described in the appended claims, but are intended to be within the scope of the specification. Also, all changes and modifications derived from the definition, the scope of the claims, and the equivalents should be understood to be within the scope of the present invention.
前述のように、本発明の鉄道車両用アクティブ操舵ボギーは、高速走行する鉄道車両の運転安定性を向上することで鉄道車両の安定性を増進し、鉄道車両が脱線しないようにし、また鉄道車両運転時の車輪及びレールの振動を最小限に抑えることで快適な乗り心地を確保する。特に、本発明のてこの作用を利用した鉄道車両用アクティブ操舵ボギーは、ボギーの車輪軸操舵用連結構造が簡単であり、少量の力で連結部を作動させるようてこの作用を利用することで、ボギーの重量を大幅に低減し、且つ整備を容易にすることができる。 As described above, the active steering bogie for a railway vehicle according to the present invention improves the stability of the railway vehicle by improving the driving stability of the railway vehicle that runs at high speed, prevents the railway vehicle from derailing, and the railway vehicle. A comfortable ride is ensured by minimizing vibration of wheels and rails during driving. In particular, an active steering bogie for a railway vehicle using the lever action of the present invention has a simple structure for connecting a wheel shaft for a bogie, and uses this action to operate the connecting portion with a small amount of force. , Bogie weight can be greatly reduced and maintenance can be facilitated.
10・・操舵ボギー、11・・ボギーフレーム、12・・前輪軸及び後輪軸、13・・車輪、14・・軸箱、15・・サーボモーター、16・・減速装置、17・・第1駆動連結部、18・・第2駆動連結部、19・・第1追従連結部、20・・伝達連結部、21・・第2追従連結部、22・・被駆動連結部、100・・アクティブ操舵ボギー、101・・ボギーフレーム、102・・前輪軸、102・・後輪軸、104・・軸箱、105・・ボール、106・・受け口、107・・ゴム製ブッシング、200・・前方操舵部、200A・・後方操舵部、201・・アクチュエータ、202・・ロッド、203及び203a・・駆動連結部、204及び204a・・追従連結部、205・・伝達連結部、220・・軸箱ジョイント、230・・第1ジョイント、240・・フレームジョイント、250・・第2ジョイント、270・・第4ジョイント、280・・第5ジョイント。 10 .... steering bogie, 11 .... bogie frame, 12 .... front wheel axle and rear wheel axle, 13 .... wheel, 14 .... shaft box, 15 .... servo motor, 16 .... decelerator, 17 .... first drive Connection part, 18 ... second drive connection part, 19 ... first follow-up connection part, 20 ... transmission connection part, 21 ... second follow-up connection part, 22 ... driven drive part, 100 ... active steering Bogie, 101 ... Bogie frame, 102 ... Front wheel axle, 102 ... Rear wheel axle, 104 ... Shaft box, 105 ... Ball, 106 ... Receptacle, 107 ... Rubber bushing, 200 ... Front steering part, 200A ··· Rear steering portion, 201 · · Actuator, 202 · · Rod, 203 and 203a · · Drive connection portion, 204 and 204a · · Follow connection portion, 205 · · Transmission connection portion, 220 · · Shaft box joint, 230・The first joint 240 ... frame joint, 250 ... second joint, 270 ... fourth joint, 280 ... fifth joint.
Claims (7)
前記ボギーフレーム(101)の後側で後輪軸(102)を操舵するよう後輪軸(102)の両側の軸箱(104)に連結される後方操舵部(200A)と、を含んでなる鉄道車両用アクティブ操舵ボギー(100)であって、
前記前方及び後方の各操舵部(200,200A)を、
前記ボギーフレーム(101)の左右にそれぞれ設けられ、一方が下端を中心に前後へ回転可能に前記ボギーフレーム(101)に連結され、他方が下端よりも上方部位を中心に前方へ回転可能に前記ボギーフレーム(101)に連結される一対の駆動連結部(203,203a)と、
前記ボギーフレーム(101)の左右何れか一方に設けられて当該側の前記駆動連結部(203)に接続され、前後方向へ伸縮動作するアクチュエータ(201)と、
前記一対の駆動連結部(203,203a)の互いの上端同士を連結する伝達連結部(205)と、
下端が前記ボギーフレーム(101)と連結される前記駆動連結部(203a)の当該下端よりも上方部位と前記軸箱(104)との間と、下端よりも上方部位が前記ボギーフレーム(101)と連結される前記駆動連結部(203)の下端と前記軸箱(104)との間とをそれぞれ連結する一対の追従連結部(204,204a)と、でそれぞれ形成して、
前記駆動連結部(203,203a)を、前記アクチュエータ(201)の伸縮動作により前記ボギーフレーム(101)との連結部位(240,290)を中心に前後方向へ回転させ、前記追従連結部(204,204a)を介して前記前後輪軸(102)の両端を押し引きして回転させることで前記ボギー(100)を操舵する
ことを特徴とした鉄道車両用アクティブ操舵ボギー。A front steering unit (200) coupled to axle boxes (104) on both sides of the front wheel shaft (102) so as to steer the front wheel shaft (102) on the front side of the bogie frame (101) ;
A rail vehicle including a rear steering section (200A) connected to axle boxes (104) on both sides of the rear wheel shaft (102) so as to steer the rear wheel shaft (102) on the rear side of the bogie frame (101). Active steering bogie (100) for
The front and rear steering portions (200, 200A)
Provided respectively on the left and right sides of the bogie frame (101), one is connected to the bogie frame (101) so as to be able to rotate back and forth around the lower end, and the other is able to rotate forward around the upper part from the lower end. A pair of drive coupling parts (203, 203a) coupled to the bogie frame (101);
An actuator (201) provided on either the left or right side of the bogie frame (101), connected to the drive connecting portion (203) on the side, and extending and contracting in the front-rear direction;
A transmission connection portion (205) for connecting the upper ends of the pair of drive connection portions (203, 203a);
The drive connection part (203a) whose lower end is connected to the bogie frame (101) is located above the lower end of the drive connection part (203a) and the axle box (104), and the upper part from the lower end is the bogie frame (101). A pair of follower connecting portions (204, 204a) for connecting the lower end of the drive connecting portion (203) connected to the shaft box (104), respectively,
The drive connecting portion (203, 203a) is rotated in the front-rear direction around the connecting portion (240, 290) with the bogie frame (101) by the expansion and contraction of the actuator (201), and the following connecting portion (204 , 204a), and pushes and pulls both ends of the front and rear wheel shafts (102) to rotate the bogies (100) to steer the bogies (100) .
ことを特徴とした請求項1に記載の鉄道車両用アクティブ操舵ボギー。The actuator (201) is connected to the drive connecting portion (203) to which the follow-up connecting portion (204) is connected at the lower end, and the actuator (201) is connected to the drive connecting portion (203). The distance from one joint (230) to the frame joint (240) to which the drive connecting part ( 203 ) is connected to the bogie frame (101) is the second joint to which the following connecting part (204) is connected. 250. The active steering bogie for a railway vehicle according to claim 1, characterized in that the distance is at least four times the distance from the frame joint (240) to the frame joint (240).
ことを特徴とした請求項1又は2に記載のアクティブ操舵ボギー。The active steering bogie according to claim 1 or 2, wherein the actuator (201) comprises an electric linear motor .
ことを特徴とした請求項1に記載のアクティブ操舵ボギー。 The following connecting part (204, 204a) is connected to the drive connecting part (203, 203a) via a joint (250, 280), and connected to the axle box (104) via an axle box joint (220). active steering bogie of claim 1 which is characterized in that it is.
ことを特徴とした請求項4に記載のアクティブ操舵ボギー。Active steering bogie according to claim 4 , characterized in that the joint (250, 280) comprises a spherical joint .
ことを特徴とした請求項4に記載のアクティブ操舵ボギー。The active steering bogie of claim 4, wherein the axle box joint (220) comprises a spherical joint .
ことを特徴とした請求項5又は6に記載のアクティブ操舵ボギー。The active steering bogie according to claim 5 or 6, wherein a rubber bushing (107) is inserted into the receptacle (106) of the spherical joint .
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