JP5897128B2 - 車体支持装置及び鉄道車両 - Google Patents
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Description
このように従来の技術は、輪重抜け防止に対して小手先の改善に留まるもので、車体に対する軌道ねじれ変位を吸収する抜本的な解決には至っていない。
即ち、本発明の第1態様における車体支持装置は、進行方向における前台車及び後台車と車体との間にそれぞれ設置され、各台車に対して車体を支持する支持機構を備えた鉄道車両の車体支持装置であって、上記前及び後台車のそれぞれは、車幅方向両側の上面に空気ばねが設けられる台車枠を有し、上記支持機構は、車体下方に設けられ、前台車側から車長方向に延在する第1アンチローリングバーと、車体下方に設けられ、後台車側から車長方向に延在する第2アンチローリングバーと、第1及び第2アンチローリングバーにおけるそれぞれの反台車側端部同士を連結し、上記第1及び第2アンチローリングバーにおけるそれぞれの軸周り回転方向を反転させる反転機構と、上記前台車及び上記後台車に対応して上記空気ばねと上記車体との間にそれぞれ設ける傾斜梁であって、各傾斜梁は、車幅方向に延在し、車幅方向中央にてローリング可能に車体に支持される、前傾斜梁及び後傾斜梁と、上記前傾斜梁と上記第1アンチローリングバーとを連結して、上記前傾斜梁のローリングに応じて第1アンチローリングバーを捩る前側連結支持機構と、上記後傾斜梁と上記第2アンチローリングバーとを連結して、上記後傾斜梁のローリングに応じて第2アンチローリングバーを捩る後側連結支持機構と、を備え、上記前台車又は上記後台車のうち、一方の台車の車体に対する傾斜時において、軌道から該一方の台車に作用する力で車長方向の一方のアンチローリングバーを捩り、上記反転機構で反転させて車長方向の他方のアンチローリングバーを捩ることで、上記一方の台車の車体に対する傾斜に対して該他方の台車を車幅方向の異方向に傾斜させると共に、上記前台車及び上記後台車のそれぞれの台車に軌道から、車体に対する車幅方向の同方向へ傾斜させる力が作用すると、該軌道からそれぞれの台車に作用する力で車長方向における上記第1および第2アンチローリングバーを互いに同方向に捩ることで上記前台車及び上記後台車が車体に対して車幅方向の同方向に傾斜するのを規制する、ことを特徴とする。
換言すると、上述の支持機構を備えることで、一車両の前台車11及び後台車12と車体とは、ねじり方向(つまり異方向への回転)には互いに回転可能であるが、ローリング方向(つまり同方向への回転)には剛性を有する構造となる。
また貨車のように、積載の有無により大きな荷重変化に起因して二次サスペンション(例えば枕ばね)の特性が限定される車両にあっても、例えば急曲線の軌道ねじれ区間における前、後台車間での輪重抜けを抑制することが可能となる。
このような支持機構の具体的な構成例について、以下に順次、説明を行う。
図1A及び図1Bを参照して概念を説明した上記支持機構の具体的構成例の一つについて、図2を参照して説明する。
本実施の形態1における車体支持装置101における支持機構110は、第1アンチローリングバー111と、第2アンチローリングバー112と、反転機構113とを備える。
第2アンチローリングバー112も第1アンチローリングバー111と同様に例えばねじり棒で構成され、後台車12側から車長方向22に延在する。第2アンチローリングバー112は、その軸周り方向に回転可能であり、その両端が車体下方に軸受で支持される。尚、本実施の形態において、第1アンチローリングバー111及び第2アンチローリングバー112は、ねじり棒等の棒状部材としているが、これに限られず、同様の機能を有するものを用いてもよい。
実施の形態2における車体支持装置102について、図3から図7を参照して説明する。この車体支持装置102に含まれる前台車11及び後台車12は、ボルスタレス台車であり、例えば図3に示すように、台車枠13、輪軸14、軸箱15、軸ばね16、及び空気ばね17を有する。空気ばね17は、車幅方向21における台車枠13の両側上面にそれぞれ設置されている。また、図3に示すように、車体支持装置102は、上述の反転機構113として第1歯車1131及び第2歯車1132を有している。
傾斜梁120は、鋼製等の例えば金属製であり、前台車11に対応して設ける前傾斜梁121、及び、後台車12に対応して設ける後傾斜梁122であり、それぞれ車体下方に設けられる。各傾斜梁120は、車幅方向21へほぼ車幅分にて延在し、車幅方向中央にてローリング可能に車体20に軸受40で支持される。また、各傾斜梁120は、各台車11,12における車幅方向21の両側の各空気ばね17と車体20との間に設けられ、各空気ばね17にて下面側から支持される。
即ち、前台車11と前傾斜梁121、及び、後台車12と後傾斜梁122は、それぞれ、空気ばね17を介して互いに支持されており、軌道のカントに応じた車幅方向21における前台車11及び後台車12の各傾斜は、前傾斜梁121及び後傾斜梁122にそれぞれ独立してローリング力を作用させる。したがって、例えば図1Bに示すようなカント逓減区間の場合、後台車12の後傾斜梁122は、傾斜谷側の「a」へローリングする力を受け、この力は、後台車12側の連結支持機構130を介して第2アンチローリングバー112を捩る。この第2アンチローリングバー112の捩り方向は、反転機構113にて反転され、第1アンチローリングバー111が捩られる。この第1アンチローリングバー111の捩り力は、前台車11側の連結支持機構130を介して前傾斜梁121に対して「b」側へローリングさせる力として作用する。前傾斜梁121におけるこのローリング力は、前台車11の外軌側(「b」側)が浮き上がるのに対抗する力となる。その結果、前台車11の外軌側における輪重抜け防止を図ることができる。
次に、実施の形態3における車体支持装置103について、図9から図12を参照して説明する。実施の形態3における車体支持装置103は、実施の形態2の車体支持装置102と異なり、傾斜梁120を省略した点で異なり、車両重量を低減することができる。
本実施の形態3における車体支持装置103でも、前台車11及び後台車12は、ボルスタレス台車であり、前傾斜梁121及び後傾斜梁122を削除したことで、車体20の荷重は、前台車11及び後台車12のそれぞれにおいて、車幅方向両側の各空気ばね17を介して各台車枠13に伝わる。つまり、一般的なボルスタレス台車と車体との間に、当該車体支持装置103を追加する。
即ち、前台車11及び後台車12のそれぞれにおいて、車幅方向21の左右両側の2つの空気ばね17を連結配管150で連通し、かつ、左右両側の2つの空気ばね17に対してレベリングバルブ161を一つ設けることで、上下方向には適度な剛性で車体20が支持されるが、一方、車体20は自由にローリング可能となる。
さらに、本車体支持装置103では、実施の形態2の車体支持装置102と比べて傾斜梁120を設けないことから、車体床下の台車周りのスペースに余裕ができるとともに、車両の軽量化を図ることができるという利点がある。
次に、実施の形態4における車体支持装置104について、図13及び図14を参照して説明する。
上述した実施の形態2、3における車体支持装置は、ボルスタレス台車に適用した場合について説明したが、本実施の形態4ではボルスタ付台車に適用した点で異なる。本車体支持装置104は、ボルスタ付台車に対して、実施の形態2、3で説明した支持機構110及び連結支持機構130を連結した構成を有する。また、本車体支持装置104では、支持機構110及び連結支持機構130は、実施の形態3における図10に示すように、車幅方向21において車体下方の左右両側に設置している。尚、ボルスタ付台車の心皿は隙間が大きく、ガタツキが生じる場合があるため、本実施の形態では動作の安定化を図るために、車体支持装置104は車体下方の両側に設定している。しかしながら、片側に配置しても輪重抜け防止の機能は実現可能である。
また、本実施の形態では、ボルスタ付台車の一例として、いわゆるインダイレクトマウント方式としている。図13及び図14に示すように、車体20は、前台車11及び後台車12に対応する各位置に、車幅方向21の中央にて車体床に突設した中心ピン25を有する。また、前台車11及び後台車12のそれぞれは、各台車枠13の上方に設けられるボルスタ170を有し、各ボルスタ170は、中心ピン25と係合する心皿171を有する。また、前台車11及び後台車12のそれぞれにおいて、ボルスタ170と台車枠13とは、ボルスタアンカー18によって連結され、ボルスタ170と台車枠13との間には、車幅方向21における両側端部に空気ばね17がそれぞれ設置されている。
概説すると、例えば図1Bに示すようなカント逓減区間では、後台車12におけるボルスタ170の傾きに応じて後台車12側の連結支持機構130を介して支持機構110の第2アンチローリングバー112が捩られる。この第2アンチローリングバー112の捩れは、その方向が反転機構113にて反転されて第1アンチローリングバー111を捩り、前台車11側の連結支持機構130を介して前台車11のボルスタ170に対して外軌側へローリングさせる力として作用する。このローリング力は、前台車11の外軌側が浮き上がるのに対抗する力となり、前台車11の外軌側における輪重抜け防止を図ることができる。
また、図1Aに示すようなカント付き曲線区間では、支持機構110の作用により連結支持機構130を介して前台車11及び後台車12の各ボルスタ170は、共に、内軌側へのローリングが規制される。これにより、前台車11及び後台車12が内軌側へ傾斜しようとすることに対する対抗力が強くなる。
また、実施の形態2の車体支持装置102と比べて傾斜梁120を設けないことから、車体支持装置104は、車体床下の台車周りのスペースに余裕を生成するとともに、車両の軽量化を図ることができるという利点がある。
上述した実施の形態2から4では、車体支持装置に備わる支持機構として、第1アンチローリングバー111、第2アンチローリングバー112、及び反転機構113を有する支持機構110を用いた構成について説明した。これに対し、本実施の形態5及び次の実施の形態6では、支持機構は、支持機構110とは異なる構成を有する。
本車体支持装置105は、支持機構110とは異なる構成を有する支持機構210と、傾斜梁120とを備える。支持機構210は、油圧シリンダ211と、封じ込め配管215とを有する。また、本車体支持装置105を備えた鉄道車両の台車は、ボルスタレス台車である。
軌道のカントに応じた車幅方向21における前台車11及び後台車12の各傾斜は、前傾斜梁121及び後傾斜梁122にそれぞれ独立してローリング力を作用する。したがって、例えば図1Bに示すようなカント逓減区間の場合、後台車12の後傾斜梁122は、内軌側(傾斜谷側)へローリングする力を受け、この力は、後台車12の外軌側(b側)に配置した油圧シリンダ211を圧縮するように作用する。よって、車体20の外軌側に配置した封じ込め配管215内の流体を介して前台車11の外軌側(b側)に配置した油圧シリンダ211のピストンロッドを伸長するように作用する。これにより、前台車11における前傾斜梁121には、外軌側へ傾斜するローリング力が作用する。この力は、空気ばね17を介して前台車11の外軌側(b側)に作用し、前台車11の外軌側が浮き上がるのに対抗する力となる。その結果、前台車11の外軌側における輪重抜け防止を図ることができる。
また、支持機構210は、上述した支持機構110に比べて部品点数の減少、及び構造の簡素化を図ることができる。
次に、実施の形態6における車体支持装置106について、図16及び図17を参照して説明する。本車体支持装置106は、上述の実施の形態5の車体支持装置105の変形例に相当し、支持機構210を備える。支持機構210は、実施形態5で説明したように、油圧シリンダ211と封じ込め配管215とを有し、実施形態5の場合と同様に機能する。但し、以下に説明するように本実施形態6では、台車形態が実施形態5の場合と異なることに起因して油圧シリンダ211の設置形態が相異する。
例えば図1Bに示すようなカント逓減区間の場合、後台車12のボルスタ180における外軌側(b側)に配置した油圧シリンダ211は、後台車12の台車枠13から圧縮力を受ける。これにより、車体20の外軌側に配置した封じ込め配管215内の流体を介して前台車11のボルスタ180の外軌側に配置した油圧シリンダ211のピストンロッドが伸長するように動作する。この動作は、前台車11の台車枠13の外軌側(b側)に作用し、前台車11の外軌側が浮き上がるのに対抗する力となる。その結果、前台車11の外軌側における輪重抜け防止を図ることができる。
また、上述した、実施の形態5の車体支持装置105と比べると、前傾斜梁121及び後傾斜梁122を削除できることから、車体支持装置106では、車体床下の台車周りのスペースに余裕ができるとともに、車両の軽量化を図ることができるという利点がある。
このような油圧補償部216を備えることで、支持機構210の動作信頼性を向上させることができる。
実施の形態7における車体支持装置107について、図18A、図18B、及び図19Aを参照して説明する。尚、実施の形態7〜10の構成を示す各図においても、各構成部分は簡略して図示しており、必ずしも実際の形状及び大きさに対応するものではなく、また、図示の形状に限定する意図でもない。
このような支持機構310は、例えば貨車の車体20の下方にて車幅方向21の両側に一対設置される。それぞれの支持機構310は、前台車11に対応して設けられる前側てこ部材3111と、後台車12に対応して設けられる後側てこ部材3112と、接続機構の一例に相当する1本の棒鋼部材312とを有する。尚、前側てこ部材3111及び後側てこ部材3112を総称して、てこ部材311と記す場合もある。
このように弾性部材313は、調整用部材として用いることもでき、支持機構310において必須の部材ではない。
尚、台車11,12と共に各ボルスタ170は、車体20に対して中心ピン25を中心としてボギー回転し、かつ、本実施形態ではてこ部材311が車体20に支持されていることから、側受175と弾性部材313とは、いわゆるスリ板と呼ばれる金属板を介して摺動するように構成している。
このように、各てこ部材311は棒鋼部材312を介して連結されており、かつ棒鋼部材312は車長方向22に沿って移動可能であることから、前側てこ部材3111と後側てこ部材3112とは、揺動方向が同じ動きをする。
車両が、例えば図1Bに示すような曲線のカント逓減区間を走行する場合、軌道ねじれにより前台車11と後台車12のボルスタ170は、枕ばね172を介して逆のローリング方向に回転することになり、一車両として見ると、ねじり変位を受けることになる。
このねじり変位に対して、紙面手前側に位置する支持機構(図19Aでは便宜上「310F」と記す)では、後台車12における紙面手前側の側受175は、後側てこ部材3112の一端部311aを上方向に変位させる。よって、当該後側てこ部材3112の支点311cを介した他端部311bは、棒鋼部材312を前台車11側へ押すように変位する。その結果、前台車11側の前側てこ部材3111では、支点311cを介して当該前側てこ部材3111の一端部311aを下方へ押すように変位し、前台車11の手前側の側受175は下方に変位する。
また、弾性部材313によって、側受175を常に適正な力でボルスタ170を押下する方向に押圧することで、ヨーイング方向に適正な回転抵抗を各台車11,12に付与することができ、高速走行時の蛇行動発生を防止することも可能となる。
尚、上述したように弾性部材313は、支持機構310における必須の構成部材ではない。即ち、上述の、台車押下力低下等の現象は、軌道条件等に依存する事項であることから、弾性部材313を要しない場合も存在する。
車両が例えば図1Bに示すような曲線のカント逓減区間を走行する場合には、図19Aを参照して説明した動作と同様に、前側てこ部材3111と後側てこ部材3112とは、それぞれの支点311cを中心に同方向に回転する。よって車体支持装置107−1は、前台車11及び後台車12がねじれ方向に追従変位するように機能する。その結果、車体支持装置107−1においても、軌道ねじれによる輪重の変動は僅少に抑えることができる。
これに対し変形例における車体支持装置107−1では、図19Bに示す紙面奥側の支持機構310Rでは、棒鋼部材312には矢印で示すように引張力が作用する。これにより棒鋼部材312の設計において座屈を考慮する必要がなくなり、その断面2次モーメントを小さく設計することが可能となる。よって棒鋼部材312には、例えば高張力鋼あるいはCFRP等の高張力材を用いることができ、大幅な軽量化が可能となる。
また、棒鋼部材312の断面2次モーメントを小さく設計可能なことで、棒鋼部材312の曲げ剛性を小さくできる。その結果、貨車のような曲げ剛性の低い車体において、その車長方向22の中央部で棒鋼部材312を摺動可能に支持する場合、棒鋼部材312の弾性曲げ変形で車体の弾性撓みを吸収することも可能となる。
このように、変形例における車体支持装置107−1は、実施の形態7の車体支持装置107における上述した効果に加えて、特有の効果を奏することができる。
次に、実施の形態8における車体支持装置108について、図20A及び図20Bを参照して説明する。
本実施の形態8における車体支持装置108の基本的な構成は、上述した実施の形態7における車体支持装置107の構成に同じであるが、次の点で相違する。即ち、実施の形態7では、前、後台車11、12はインダイレクトマウント式の台車であり、また、てこ部材311の他端部311bは棒鋼部材312に直接連結している。これに対し本実施の形態8では、前、後台車11、12はダイレクトマウント式の台車であり、また、てこ部材311の他端部311bと棒鋼部材312とは吸収機構321を介して連結する構成を採る。
前、後台車11、12は、ボルスタ170付きの台車であり、ボルスタ170の上面と車体20との間には、車幅方向21におけるボルスタ170の両側に、二次サスペンションの一例に相当する空気ばね17が設置され、ダイレクトマウント式の台車を構成している。よって、ボルスタ170と車体20との隙間は、上下方向に変動する。
また、車体支持装置107における支持機構310に相当する、本実施形態8の車体支持装置108における支持機構320は、上述した、てこ部材311、棒鋼部材312、及び弾性部材313を有し、さらに上記吸収機構321を有する。また、車体支持装置107では、てこ部材311は支点311cで車体20に揺動可能に支持されているのに対し、車体支持装置108では、てこ部材311は支点311cでボルスタ170に揺動可能に支持されている。一方、棒鋼部材312は、車体支持装置108においても車長方向22に移動可能として車体20に支持される。
また、吸収機構321を設けたことで、ボルスタ170と車体20間の上下方向における変位を吸収することができ、ダイレクトマウント式の台車において支持機構320の適正な動作を保証することができる。
次に、実施の形態9における車体支持装置109について、図21を参照して説明する。本実施の形態9における車体支持装置109は、上述の実施形態7,8における棒鋼部材312を例とした接続機構とは異なる接続機構を有する支持機構330を備える。
この支持機構330は、前側てこ部材3111、後側てこ部材3112、及び接続機構に相当する油圧回路340を備え、また、弾性部材313及び吸収機構321も備えている。ここで、前側てこ部材3111、後側てこ部材3112、弾性部材313、及び吸収機構321は、上述の実施形態7、8にて説明した構成に同じであり、本実施形態9での説明を省略する。また、本実施の形態9の車体支持装置109に含まれる前、後台車11,12は、ボルスタ付きのダイレクトマウント式の台車であり、上述の実施形態8にて説明した構成に同じである。よって、前、後台車11,12周りの構成についても、ここでの説明を省略する。したがって以下では、支持機構330における油圧回路340について、詳しく説明する。
後側油圧シリンダ342に関しても前側油圧シリンダ341と同様に構成され、後側てこ部材3112の揺動動作にともない後側油圧シリンダ342におけるピストンを移動させることができる。
車両が、例えば図1Bに示すような軌道ねじれを有する曲線のカント逓減区間を走行する場合、既に説明したように一車両として見るとねじり変位を受ける。このねじり変位に対して、実施の形態7で図19Aを参照して説明したように、後台車12の紙面手前側では後側てこ部材3112の一端部311aが上方向に変位し、支点311cを中心に後側てこ部材3112は揺動動作する。これにより、後側の吸収機構321及び棒材345を介して後側油圧シリンダ342のピストンは、シリンダ内へ挿入する方向に駆動され、封じ込め配管343を介した油圧動作によって、前側油圧シリンダ341のピストンをシリンダ外方向へ駆動する。前側油圧シリンダ341におけるこのピストン動作は、前側の棒材345及び吸収機構321を介して前側てこ部材3111を揺動させ、当該前側てこ部材3111の一端部311aを下方へ押し下げるように変位させる。
この動作は、紙面奥側に位置する支持機構340では、逆方向に変位する。したがって、前台車11及び後台車12は、逆方向にローリング変位する。このため一車両として見ると、前台車11及び後台車12は、ねじり方向に自由に追従変位することが可能である。このように本実施の形態9の車体支持装置109においても、軌道ねじれによる輪重の変動は僅少に抑えることができる。
また、前台車11及び後台車12における図1Aの紙面手前側においては、既に説明したように、弾性部材313による適正な予圧縮変位によって前側てこ部材3111及び後側てこ部材3112は、各台車11,12を押圧することが可能である。
次に、実施の形態10における車体支持装置について、図22を参照して説明する。
本実施の形態10における車体支持装置1010は、前台車11及び後台車12がボルスタレス台車であり、ボルスタレス台車に対して上述の実施の形態7〜9の構成を適用した形態である。このような車体支持装置1010に含まれ、ボルスタレス台車である前台車11及び後台車12は、例えば実施の形態2で説明したように、台車枠13、輪軸14、軸箱15、軸ばね16、及び空気ばね17を有する。空気ばね17は、車幅方向21における台車枠13の両側上面にそれぞれ設置されている。このような車体支持装置1010は、さらに、傾斜梁120と、例えば実施の形態7で説明した支持機構310とを備える。ここで傾斜梁120は、実施の形態2で説明した、前台車11用の前傾斜梁121、及び後台車12用の後傾斜梁122である。尚、傾斜梁120は、既に実施の形態2で説明した貫通穴128を有している。支持機構310は、傾斜梁120の車幅方向21における両側に設置される。尚、支持機構310は、上述の吸収機構321を有しても良く、また、棒鋼部材312に代えて上述の油圧回路340を設置してもよい。さらにまた、実施の形態7の変形例における車体支持装置107−1のように、てこ部材311の他端部311bの向きを下側として、てこ部材311を配置してもよい。
各傾斜梁120は、軌道カントに応じて軸受40を中心にローリング変位する。これに対して支持機構310は、実施の形態7で説明したように、一車両の前台車11及び後台車12と車体とに対して、ねじり方向(つまり異方向への回転)には互いに回転可能となるように作用し、ローリング方向(つまり同方向への回転)には剛性を有するように作用する。したがって、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。また、車幅方向21へのローリングに対しても適正な剛性を確保することができる。
次に、実施の形態11における車体支持装置について、図23から図25を参照して説明する。尚、図23から図25においても、各構成部分は一例を示し、また簡略して図示しており、必ずしも実際の形状及び大きさに対応するものではなく、また、図示の形状に限定する意図でもない。
上述した実施の形態10における車体支持装置1010もボルスタレス台車に対する車体支持装置であるが、車体支持装置1010と比較した場合、本車体支持装置1011では傾斜梁120を使用しない。よって、前台車11及び後台車12は一般的なボルスタレス台車であり、車幅方向21の左右両側にて、台車枠13と車体20との間に空気ばね17が設けられている。この左右の空気ばね17は、実施の形態3で説明したように、レベリング装置160が接続された連結配管150で互いに連通されている。
支持機構350は、上述のように車体上下動吸収機構140と、支持機構310とを有し、さらに、両者を接続する連結部材351を備える。
棒状部材141の両端の各アーム142の先端には、それぞれ、例えば金属製で棒鋼等の部材で形成した連結部材351が自在継手352を介して連結される。
尚、このように構成した車体上下動吸収機構140及び連結部材351が、前台車11における前側連結支持機構、並びに後台車12における後側連結支持機構にそれぞれ相当する。
また、実施の形態3で記載したように、車体上下動吸収機構140は、必須の構成ではなく、乗り心地低下が問題にならない場合には省略可能である。車体上下動吸収機構140を設けない場合、車幅方向21の両側に配置される各連結部材351の一端部が前台車11及び後台車12の各台車枠13に連結される。
尚、前側てこ部材3111及び後側てこ部材3112について、実施の形態7と本実施の形態11とでは、前台車11及び後台車12に対する接続構成が相違する。よって、本実施の形態11における前側てこ部材3111及び後側てこ部材3112の形状は、実施の形態7のものとは若干相違する。しかしながら、本実施の形態11における前側てこ部材3111及び後側てこ部材3112も、実施の形態7の場合と同様に、大略L字形形状であり、その機能も同じである。また、上述のように前側てこ部材3111及び後側てこ部材3112を総称して、てこ部材311とする。また、各てこ部材311の支点311cは、車体20に支持され、各てこ部材311は、支点311cを中心に揺動可能である。
また、車幅方向21における一方側に配置される、前側てこ部材3111及び後側てこ部材3112の各他端部は、一本の棒鋼部材312に対して回転可能に取り付けられる。車幅方向21における他方側に配置される、前側てこ部材3111及び後側てこ部材3112の各他端部も、一本の棒鋼部材312に対して回転可能に取り付けられる。
実施の形態3にて既に説明したように、車体20は、レベリング装置160によって制御された空気ばね17を介して上下方向に適度な剛性で支持されている。また、前台車11と後台車12とは、車体上下動吸収機構140及び連結部材351で構成された前側連結支持機構及び後側連結支持機構、さらに、車幅方向21の両側に設けた支持機構310つまり、前側てこ部材3111、棒鋼部材312、及び後側てこ部材3112を介して連結されている。
また、本実施の形態11における車体支持装置1011においても、実施の形態1〜4の車体支持装置101〜104における反転機構113を省略した簡易構造であることから、実施の形態7の場合と同様に、製造及びメンテナンスが容易な構成であり、製造コストの低減を図ることができるという特有の効果を有する。
また、本実施形態の冒頭部分に記載したように、車体支持装置1011では傾斜梁120を使用していない。よって、空気ばね17を使用したボルスタレス台車では、既存台車構造をそのまま使用して支持機構350を付加する構成を採ることができる。よってこの点からも製造コストの低減を図ることが可能である。
また、傾斜梁120を設けていないことから、車体床下の台車周りのスペースに余裕ができるとともに、車両の軽量化を図ることができるという利点もある。
即ち、車体支持装置1011の変形例である車体支持装置1012は、支持機構360を有する。この支持機構360では、支持機構350における上記接続機構の他例として、棒鋼部材312に代えて実施の形態9にて説明した油圧回路340を採用する。油圧回路340は、既に説明したように、前側油圧シリンダ341と、後側油圧シリンダ342と、封じ込め配管343とを備える。本支持機構360の油圧回路340では、前側油圧シリンダ341及び後側油圧シリンダ342における各ピストンロッドは、上下方向に配向され、自在継手352を介して連結部材351の他端部に連結される。前側油圧シリンダ341及び後側油圧シリンダ342の本体は、車体20に固定されている。また、封じ込め配管343には、実施形態6にて説明した油圧補償部216を設けることができる。油圧補償部216は、チェック弁2161、リリーフ弁2162、及びアキュムレータ2163を有する。
したがって、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることが可能であり、特に曲線カント逓減区間における輪重抜け防止に有効となる。
また、車幅方向21の車体両側にて、前台車11と後台車12との間に2本の棒鋼部材312を設置するスペースが確保できない場合に、当該油圧回路340は有効な手段となる。
さらにまた、実施の形態9における構成と同様に、前側油圧シリンダ341、後側油圧シリンダ342、及び封じ込め配管343を含む油圧回路340は、車体20に装荷可能であり、連結部材351及び車体上下動吸収機構140を介して各台車11,12の変位を伝達する。このように構成することで、油圧回路340に作用する走行振動、特に前台車11及び後台車12からの走行振動は、車体上下動吸収機構140及び連結部材351によって大幅に低減することができ、油圧回路340の信頼性の向上を図ることができる。つまり、支持機構360における車体上下動吸収機構140及び連結部材351は、実施の形態9における吸収機構321に相当する。
また、本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
また、2012年7月13日に出願された、日本国特許出願No.特願2012−157877号、及び、2013年2月26日に出願された、日本国特許出願No.特願2013−35607号における、それぞれの明細書、図面、特許請求の範囲、及び要約書の開示内容の全ては、参考として本明細書中に編入されるものである。
20…車体、21…車幅方向、22…車長方向、
101〜109、1010〜1012…車体支持装置、
110…支持機構、111…第1アンチローリングバー、
112…第2アンチローリングバー、113…反転機構、115…リンク機構、
120…傾斜梁、121…前傾斜梁、122…後傾斜梁、
130…連結支持機構、131…連結部材、132…支持部材、
140…車体上下動吸収機構、150…連結配管、
160…レベリング装置、170、180…ボルスタ、
210…支持機構、211…油圧シリンダ、215…封じ込め配管、
310,320,330、350、360…支持機構、
311…てこ部材、311a…一端部、
311b…他端部、311c…支点、312…棒鋼部材、321…吸収機構、
340…油圧回路、341…前側油圧シリンダ、342…後側油圧シリンダ、
343…封じ込め配管、
3111…前側てこ部材、3112…後側てこ部材。
Claims (5)
- 進行方向における前台車及び後台車と車体との間にそれぞれ設置され、各台車に対して車体を支持する支持機構を備えた鉄道車両の車体支持装置であって、
上記前及び後台車のそれぞれは、車幅方向両側の上面に空気ばねが設けられる台車枠を有し、
上記支持機構は、
車体下方に設けられ、前台車側から車長方向に延在する第1アンチローリングバーと、
車体下方に設けられ、後台車側から車長方向に延在する第2アンチローリングバーと、
第1及び第2アンチローリングバーにおけるそれぞれの反台車側端部同士を連結し、上記第1及び第2アンチローリングバーにおけるそれぞれの軸周り回転方向を反転させる反転機構と、
上記前台車及び上記後台車に対応して上記空気ばねと上記車体との間にそれぞれ設ける傾斜梁であって、各傾斜梁は、車幅方向に延在し、車幅方向中央にてローリング可能に車体に支持される、前傾斜梁及び後傾斜梁と、
上記前傾斜梁と上記第1アンチローリングバーとを連結して、上記前傾斜梁のローリングに応じて第1アンチローリングバーを捩る前側連結支持機構と、
上記後傾斜梁と上記第2アンチローリングバーとを連結して、上記後傾斜梁のローリングに応じて第2アンチローリングバーを捩る後側連結支持機構と、を備え、
上記前台車又は上記後台車のうち、一方の台車の車体に対する傾斜時において、軌道から該一方の台車に作用する力で車長方向の一方のアンチローリングバーを捩り、上記反転機構で反転させて車長方向の他方のアンチローリングバーを捩ることで、上記一方の台車の車体に対する傾斜に対して該他方の台車を車幅方向の異方向に傾斜させると共に、
上記前台車及び上記後台車のそれぞれの台車に軌道から、車体に対する車幅方向の同方向へ傾斜させる力が作用すると、該軌道からそれぞれの台車に作用する力で車長方向における上記第1および第2アンチローリングバーを互いに同方向に捩ることで上記前台車及び上記後台車が車体に対して車幅方向の同方向に傾斜するのを規制する、
ことを特徴とする車体支持装置。 - 進行方向における前台車及び後台車と車体との間にそれぞれ設置され、各台車に対して車体を支持する支持機構を備えた鉄道車両の車体支持装置であって、
上記車体は、上記前及び後台車に対応する各位置に、下方に延びる中心ピンをさらに有し、
上記前及び後台車のそれぞれは、台車枠と、車幅方向中央に心皿を含み上記台車枠の上部に設けられるボルスタと、を有し、
それぞれの上記ボルスタは、上記心皿を中心に上記車体に対してローリング可能であり、
上記支持機構は、
車体下方に設けられ、前台車側から車長方向に延在する第1アンチローリングバーと、
車体下方に設けられ、後台車側から車長方向に延在する第2アンチローリングバーと、
第1及び第2アンチローリングバーにおけるそれぞれの反台車側端部同士を連結し、上記第1及び第2アンチローリングバーにおけるそれぞれの軸周り回転方向を反転させる反転機構と、
上記前台車のボルスタと上記第1アンチローリングバーとを連結して、上記前台車のボルスタのローリングに応じて第1アンチローリングバーを捩る前側連結支持機構と、
上記後台車のボルスタと上記第2アンチローリングバーとを連結して、上記後台車のボルスタのローリングに応じて第2アンチローリングバーを捩る後側連結支持機構と、を備え、
上記前台車又は上記後台車のうち、一方の台車の車体に対する傾斜時において、軌道から該一方の台車に作用する力で車長方向の一方のアンチローリングバーを捩り、上記反転機構で反転させて車長方向の他方のアンチローリングバーを捩ることで、上記一方の台車の車体に対する傾斜に対して該他方の台車を車幅方向の異方向に傾斜させると共に、
上記前台車及び上記後台車のそれぞれの台車に軌道から、車体に対する車幅方向の同方向へ傾斜させる力が作用すると、該軌道からそれぞれの台車に作用する力で車長方向における上記第1および第2アンチローリングバーを互いに同方向に捩ることで上記前台車及び上記後台車が車体に対して車幅方向の同方向に傾斜するのを規制する、ことを特徴とする車体支持装置。 - 上記反転機構は、上記第1及び第2アンチローリングバーにおける各回転方向を反転させるリンク機構である、請求項1又は2に記載の車体支持装置。
- 上記反転機構は、上記第1及び第2アンチローリングバーにおける各回転方向を反転させる歯車を有する、請求項1又は2に記載の車体支持装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の車体支持装置を備えたことを特徴とする鉄道車両。
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