JPH08104233A - Steering device for railway rolling stock bogie - Google Patents
Steering device for railway rolling stock bogieInfo
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- JPH08104233A JPH08104233A JP24101094A JP24101094A JPH08104233A JP H08104233 A JPH08104233 A JP H08104233A JP 24101094 A JP24101094 A JP 24101094A JP 24101094 A JP24101094 A JP 24101094A JP H08104233 A JPH08104233 A JP H08104233A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両用台車に係
り、特に、台車が曲線半径の小さい軌道上を走行する際
に車輪軸と台車わくとの間に相対的なヨーイング運動を
生じさせ車輪軸が常に曲線軌道に整合して進行するよう
自動かじ取りを行わせるようにした鉄道車両用台車の操
舵装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rail car bogie, and more particularly, to a relative yawing motion between a wheel shaft and a bogie frame when the bogie runs on a track having a small curve radius. The present invention relates to a steering device for a bogie for a railway vehicle, in which automatic steering is performed so that the wheel shafts always move in alignment with a curved track.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、実用化されている大部分の鉄道車
両用台車は、台車わくに対して前後に配置された車輪軸
がそれぞれ単独に前後方向（車両の進行方向）及び左右
方向に比較的強固に弾性結合されており、非かじ取り台
車と呼ばれている。この種の台車では、車輪軸の前後方
向支持剛性が大きいため、曲線通過時に過大な横圧が車
輪フランジ及びレールに作用し、両者の摩耗を促進させ
たり、横圧増加によるきしみ音の発生、さらには乗上げ
脱線の恐れがあり、曲線路における走行安全性及び速度
向上を阻害する欠点があった。そこで曲線通過性能の改
善を図るため、例えば、特開平3−19729号公報等に車輪
軸の前後方向支持剛性を低減し、かつ、二対の車輪軸の
ヨーイング（Yawing）運動が逆位相となるように、リン
ク機構により二対の車輪軸を連結したかじ取り装置を有
する鉄道車両用台車が開示されている。また、さらにか
じ取り効果を増大させるため、例えば、特開平4−19264
号公報等に車体とかじ取り装置とをリンクで連結し、車
体と台車わくの相対ヨーイング運動をリンクを介してか
じ取り装置に伝達し、がじ取り装置を駆動することによ
って車輪軸を操舵させる強制操舵方式の鉄道車両用台車
が開示されている。しかし、リンク等によりかじ取り装
置を駆動する強制操舵方式の従来の鉄道車両用台車で
は、曲線路で強制操舵するためにリンク及びかじ取り装
置に加わる荷重、すなわち、駆動力が、操舵による車輪
軸支持前後方向ばね力（車輪軸の前後方向支持ばねのば
ね定数×たわみ量）に比例して増大する。したがって、
操舵量、すなわち、車輪軸支持ばねの前後方向たわみ量
が大きいほど、また前後方向ばね定数が大きいほど駆動
力が大きくなる。操舵量は曲線半径に反比例するため、
十分大きい曲線半径であり、かつ車輪軸の前後方向支持
剛性を小さくすれば、小さな駆動力で、ほぼ完全な操舵
が可能となる。しかし、車輪軸の前後方向支持剛性を小
さくすると高速走行時の蛇行動に対する走行安定性が低
下するため、支持剛性の低減には限界がある。また、曲
線半径は本線上では通常約３００ｍ以上であるが、駅の
構内等では１００ｍ程度の小半径もある。したがって、
走行安定上許容し得る車輪軸の支持剛性によって１００
ｍの曲線半径まで強制操舵させるためには、大きな駆動
力に耐えられるようにリンクやかじ取り装置を設計する
必要がある。2. Description of the Related Art In most of the bogies for railway vehicles currently in practical use, the wheel shafts arranged in front of and behind the bogie frame are independently compared in the longitudinal direction (vehicle traveling direction) and the lateral direction. It is elastically coupled firmly and is called a non-steering cart. In this type of bogie, since the front and rear direction supporting rigidity of the wheel shaft is large, excessive lateral pressure acts on the wheel flange and the rail when passing through the curve, promoting wear of both, and generation of squeak noise due to increased lateral pressure. Furthermore, there is a risk of derailment on board, which impedes driving safety and speed improvement on curved roads. Therefore, in order to improve the curve passing performance, for example, in JP-A-3-19729, etc., the front-rear direction supporting rigidity of the wheel shaft is reduced, and the yawing motions of the two pairs of wheel shafts have opposite phases. As described above, there is disclosed a railcar bogie having a steering device in which two pairs of wheel shafts are connected by a link mechanism. Further, in order to further increase the steering effect, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-19264
Forced steering in which the vehicle body and the steering device are linked by a link to the gazette etc., the relative yawing motion of the vehicle body and the bogie frame is transmitted to the steering device via the link, and the steering shaft is steered by driving the steering device. A system trolley bogie is disclosed. However, in a conventional railcar bogie of a forced steering system in which a steering device is driven by a link or the like, the load applied to the links and the steering device for forcibly steering on a curved road, that is, the driving force is the front and rear wheel shaft support by steering. It increases in proportion to the direction spring force (spring constant of the front-back direction support spring of the wheel shaft x amount of deflection). Therefore,
The larger the steering amount, that is, the amount of deflection of the wheel shaft support spring in the front-rear direction, and the larger the front-rear spring constant, the larger the driving force. Since the steering amount is inversely proportional to the curve radius,
If the curve radius is sufficiently large and the front-rear direction supporting rigidity of the wheel shaft is small, almost complete steering can be performed with a small driving force. However, if the supporting rigidity of the wheel shaft in the front-rear direction is made small, the running stability against the snake action at high speed running is deteriorated, so there is a limit to the reduction of the supporting rigidity. Also, the curve radius is usually about 300 m or more on the main line, but there is also a small radius of about 100 m on the premises of the station. Therefore,
100 due to the support rigidity of the wheel shaft that is acceptable for stable running
In order to forcibly steer to a curve radius of m, it is necessary to design the link and the steering device so as to withstand a large driving force.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の操舵台車にあっ
ては、小半径の曲線路で強制操舵させるときの大きな駆
動力に耐えられるように、リンク及びかじ取り装置を設
計する必要があり、装置が大型化するとともにばね下重
量が増大し、高速走行時の軌道に加わる荷重が増大して
しまう等の問題があった。In the conventional steering cart, it is necessary to design the link and the steering device so as to withstand a large driving force when forcibly steering on a curved road with a small radius. However, there is a problem in that the unsprung weight increases as the size increases, and the load applied to the track during high-speed traveling increases.
【０００４】また、直線走行時にも車体・台車間がリン
ク等によって連結されているので微少な駆動力も伝達す
ることになり、相互のヨーイング振動に対して車体・台
車が連成して乗心地の悪化を招くという問題点もあっ
た。Further, since the vehicle body and the dolly are connected by a link or the like even when the vehicle is running straight, a minute driving force is also transmitted, and the vehicle body and the dolly are coupled to each other against mutual yawing vibrations to improve ride comfort. There was also the problem of causing deterioration.
【０００５】本発明の目的は、本線上の曲線路でのほぼ
完全な強制操舵を可能とし、かつ小半径の曲線路通過時
の駆動力にも耐えることができ、小型軽量で、高速走行
性能や乗心地を阻害しない鉄道車両用台車の操舵装置を
提供することにある。An object of the present invention is to enable almost complete forcible steering on a curved road on the main line and to withstand the driving force when passing through a curved road with a small radius, which is small and lightweight, and is capable of running at high speed. Another object of the present invention is to provide a steering device for a bogie for a railway vehicle that does not impair the riding comfort.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の鉄道車両用台車の操舵装置は、台車わくの
前後方向に軸受を介して前後方向に移動可能に支持され
た二対の車輪軸と、曲線軌道に自動整合して前記二対の
車輪軸をかじ取りするかじ取り装置と、前記かじ取り装
置と車体との間に連結され、前記台車わくとこれに支持
された車体との間の相対変位量によって得られる駆動力
により前記かじ取り装置を駆動する手段とを備えた鉄道
車両用台車の操舵装置において、前記かじ取り装置と車
体との間を回動可能に連結する複数の部材で構成し、二
つの部材間で駆動力の伝達ないし遮断を行うとともに、
駆動力を所定の値に設定し、設定値以下で剛体をなし、
設定値以上では伸縮可能に形成されるかじ取り駆動装置
を設ける。In order to achieve the above-mentioned object, a steering apparatus for a railcar bogie according to the present invention is a two-pair steering system which is movably supported in the front-rear direction via a bearing in the front-rear direction of the bogie frame. Between the steering wheel and the vehicle body, which is connected between the steering wheel and the car body, and the steering system which steers the two pairs of wheel shafts by automatically matching the curved track. In a steering apparatus for a bogie for a railway vehicle, which comprises a means for driving the steering device by a driving force obtained by the relative displacement amount of the steering device, the steering device and the vehicle body are rotatably connected to each other. The transmission or blocking of the driving force between the two members,
Set the driving force to a predetermined value, make a rigid body below the set value,
A steering drive device is provided that is expandable and contractable above the set value.
【０００７】そしてかじ取り駆動装置は、曲線軌道を検
出する手段を含み曲線軌道通過時に制御信号を出力する
かじ取り制御装置によって駆動力の伝達ないし遮断が行
われる構成とする。The steering control device includes a means for detecting a curved track and outputs a control signal when passing through the curved track so that the driving force is transmitted or cut off by the steering control device.
【０００８】また、かじ取り駆動装置は、シリンダと、
シャフトに挿通され、シャフトにより移動可能に設けら
れた二つのピストンとによって構成し、それぞれが車体
ないしかじ取り装置に回動可能に連結されるとともに、
二つのピストン間に所定圧力の流体を供給することによ
り駆動力の伝達を行う構成としてもよい。Further, the steering drive device includes a cylinder,
It is composed of two pistons that are inserted into the shaft and movably provided by the shaft, and each is rotatably connected to a car body steering device, and
The driving force may be transmitted by supplying a fluid having a predetermined pressure between the two pistons.
【０００９】[0009]
【作用】本発明によれば、車両が曲線路を走行する際に
は、かじ取り制御装置によってこれを検出し、制御信号
を出力してかじ取り駆動装置を作動（駆動力が伝達され
る状態）させ、車体と台車わくとの相対変位量によって
得られる駆動力がかじ取り装置に伝達され、台車わくの
前後方向に軸受を介して前後方向に移動可能に支持され
た二対の車輪軸を、曲線軌道に自動整合させるため、車
両は円滑に曲線路を走行することが可能となる。According to the present invention, when the vehicle travels on a curved road, the steering control device detects this and outputs a control signal to operate the steering drive device (a state in which the driving force is transmitted). , The driving force obtained by the relative displacement between the vehicle body and the bogie frame is transmitted to the steering device, and the two pairs of wheel shafts movably supported in the front-rear direction via the bearings in the front-rear direction of the bogie frame are curved track. The vehicle can smoothly travel on a curved road because of the automatic alignment.
【００１０】そして、かじ取り駆動装置は、駆動力を所
定の値に設定し、設定値以下で剛体をなし、設定値以上
では駆動力を所定の値に保って伸縮可能に形成されてい
るので、例えば、駆動力の設定値を本線における最小曲
線半径（約３００ｍ程度）を走行する際の車体と台車わ
くとの相対変位量に見合った値に設定すれば、本線上の
曲線路では駆動力が所定の値以下でほぼ完全な強制操舵
が可能となり、小半径の曲線路通過時には駆動力を設定
値に一定に保って伸縮するので、台車わくが車体に対し
てヨーイング運動可能となり、操舵装置に過大な駆動力
を発生することなく曲線通過が可能となる。Further, since the steering drive device sets the driving force to a predetermined value and forms a rigid body below the setting value, and is expandable while maintaining the driving force above the setting value at the predetermined value. For example, if the set value of the driving force is set to a value commensurate with the relative displacement amount between the vehicle body and the bogie frame when traveling the minimum curve radius (about 300 m) on the main line, the driving force will be increased on the curved road on the main line. Almost completely forcible steering is possible below a prescribed value, and when passing through a curved road with a small radius, it expands and contracts while keeping the driving force constant at the set value, allowing the bogie frame to yaw with respect to the vehicle body A curve can be passed without generating an excessive driving force.
【００１１】また、直線路の走行時には、かじ取り制御
装置によりかじ取り駆動装置を非作動状態に構成するこ
とにより、車体と台車わくとが駆動力を発生せずに伸縮
可能に形成されるので相互のヨーイング振動が連成する
ことなく可能となる。Further, when the vehicle is traveling on a straight road, the steering control device is made inoperative by the steering control device so that the vehicle body and the bogie frame are formed so as to be expandable and contractable without generating a driving force. It becomes possible without yawing vibration being coupled.
【００１２】[0012]
【実施例】図１は、本発明をＺリンクを有する鉄道車両
用台車に適用した場合の側面図であり、図２はリンク機
構の状態をスケルトンで示す斜視図である。図におい
て、１は車体、２は台車わく、３ａ，３ｂは車輪軸、４
ａ，４ｂは軸箱体、５は枕ばねであり、車輪軸３ａ，３
ｂは、軸箱体４ａ，４ｂの内部に配置された図示しない
弾性部材により、台車わく２に対して上下，前後，左右
方向に適当な剛性をもって弾性支持されている。また、
車体１は枕ばね５を介して台車わく２に弾性支持されて
いる。かじ取り装置６は、水平リンク７ａ及び７ｂと、
垂直リンク８とよりなるＺリンクで構成され、図２に示
すように配置されている。水平リンク７ａの一端は図示
しないゴムブッシュを介して軸箱体４ａに取付けられ、
他端は垂直リンク８の回転中心Ｏから距離Ｘの位置に図
示しない球面軸受を介してピンにより取付けられる。水
平リンク７ｂは軸箱体６ｂと垂直リンク８とに前記と同
様に取付けられる。垂直リンク８への水平リンク７ｂの
取付け位置は、垂直リンク８の回転中心Ｏに対して水平
リンク７ａとは反対方向で回転中心Ｏから距離Ｘの位置
に取付けられる。また、台車わく２の車両進行方向左右
に設置される平行リンク７ａ，７ｂと垂直リンク８との
取付位置は垂直リンク８の回転中心Ｏから距離Ｘの位置
で左右通称に取付けられ、左右の垂直リンク８の回転中
心Ｏは捩り軸９によって結合され、左右のＺリンクの回
転角を相互に伝達できるよう構成されており、捩り軸９
は回転可能となるように軸受を介して台車わく２に取付
けられる。1 is a side view when the present invention is applied to a bogie for a railway vehicle having a Z-link, and FIG. 2 is a perspective view showing a state of a link mechanism by a skeleton. In the figure, 1 is a vehicle body, 2 is a bogie frame, 3a and 3b are wheel shafts, 4
a, 4b are axle boxes, 5 is a pillow spring, and wheel axles 3a, 3
b is elastically supported by the elastic member (not shown) arranged inside the shaft boxes 4a and 4b with respect to the bogie frame 2 with appropriate rigidity in the vertical, front-rear, and left-right directions. Also,
The vehicle body 1 is elastically supported by a bogie frame 2 via a pillow spring 5. The steering device 6 includes horizontal links 7a and 7b,
It is composed of a Z-link composed of a vertical link 8 and is arranged as shown in FIG. One end of the horizontal link 7a is attached to the shaft box body 4a via a rubber bush (not shown),
The other end is attached by a pin at a distance X from the center O of rotation of the vertical link 8 via a spherical bearing (not shown). The horizontal link 7b is attached to the shaft box 6b and the vertical link 8 in the same manner as described above. The horizontal link 7b is attached to the vertical link 8 at a position at a distance X from the rotation center O in the direction opposite to the horizontal link 7a with respect to the rotation center O of the vertical link 8. The vertical links 8 and the parallel links 7a and 7b, which are installed on the left and right of the bogie frame 2 in the vehicle traveling direction, are commonly attached on the left and right sides at a distance X from the rotation center O of the vertical link 8. The rotation center O of the link 8 is coupled by a torsion shaft 9 so that the rotation angles of the left and right Z links can be transmitted to each other.
Is rotatably mounted on the bogie frame 2 via bearings.
【００１３】かじ取り駆動装置１０の一端は、垂直リン
ク８の上部Ｐ点に回動可能に取付けられ、他端は車体１
に固着した取付脚１１に回動可能に取付けられ、台車わ
く２と車体１との間に発生する相対変位量によって得ら
れる駆動力がかじ取り装置６に伝達され強制操舵が行わ
れる。One end of the steering drive device 10 is rotatably attached to the upper point P of the vertical link 8, and the other end is attached to the vehicle body 1.
A driving force obtained by a relative displacement amount generated between the bogie frame 2 and the vehicle body 1 is rotatably attached to an attachment leg 11 fixed to the steering leg 6, and forced steering is performed.
【００１４】かじ取り駆動装置１０は、駆動力を所定の
値に設定し、設定値以下では剛体をなし、設定値以上で
は伸縮可能に形成されるとともに駆動力の伝達ないし遮
断が行える構成とし、かじ取り制御装置１２により、駆
動力の伝達ないし遮断を制御する。かじ取り制御装置１
２は、少なくとも曲線軌道を検出する手段を有し、曲線
軌道通過時に制御信号を出力して、かじ取り駆動装置１
０を駆動力が伝達される状態に作動させる構成とする。The steering drive device 10 has a structure in which the driving force is set to a predetermined value, a rigid body is formed below the set value, and an expansion and contraction is formed above the set value, and the driving force can be transmitted or cut off. The controller 12 controls the transmission or interruption of the driving force. Steering control device 1
2 has at least a means for detecting a curved track, outputs a control signal when passing through the curved track, and the steering drive device 1
0 is operated so that the driving force is transmitted.
【００１５】次に本発明の動作について述べる。Next, the operation of the present invention will be described.
【００１６】図３は本発明の一実施例である操舵台車の
曲線路における操舵状態を示した図である。図３に、車
箱体４ａ，４ｂに組込まれた前後方向の車輪軸支持ばね
１３，左右方向の車輪軸支持ばね１４が図示されてお
り、図のように車両が曲線軌道Ｒを通過すると、車体１
と台車わく２との間には台車回転中心Ｑまわりに相対ヨ
ーイング運動が発生し、相対変位量ａが発生する。相対
変位量ａがかじ取り駆動装置１０を介してかじ取り装置
６の垂直リンク８に伝達され、垂直リンク８を回転中心
Ｏを中心に回転させる。この回転量は捩り軸９によって
かじ取り装置６′にも伝達される。また、垂直リンク８
が回転すると垂直リンク８に回動可能に取付けられた水
平リンク７ａ，７ｂが回動し、車輪軸３ａ，３ｂを曲線
のラジアル方向に変位量ｂだけ回動させ、車輪軸３ａ，
３ｂは曲線軌道に自動整合される。この時、かじ取り駆
動装置１０とかじ取り装置６，６′には車輪軸支持ばね
１３のばね力（ばね１３のたわみ量とばね定数の積）に
比例したかじ取り駆動力（操舵力）が作用する。したが
って、かじ取り駆動力は車輪軸支持ばね１３のたわみ量
が大きいほど、また、ばね定数（剛性）が大きいほど大
きくなる。さらにかじ取り駆動力は曲線半径に反比例す
るため、曲線半径が大きいほどかじ取り駆動力は小さ
い。一方、かじ取り駆動装置１０は、かじ取り駆動力が
設定値以下では剛体として作用し、かじ取り駆動力が設
定値を越すと、駆動力を所定の値に保ったまま伸縮す
る。したがって、かじ取り駆動装置１０の設定値を、例
えば、本線走行時の最大かじ取り駆動力とすることによ
り、本線における曲線走行時にはかじ取り駆動装置１０
は剛体として作用し、台車２の車体１に対する相対ヨー
イング運動に連動してかじ取り装置６，６′を駆動し、
図３に示すように車輪軸３ａ，３ｂが曲線のラジアル方
向を向くように操舵され、曲線路を円滑に走行する。FIG. 3 is a diagram showing a steering state of a steering carriage according to an embodiment of the present invention on a curved road. FIG. 3 shows the wheel shaft support springs 13 in the front-rear direction and the wheel shaft support springs 14 in the left-right direction, which are incorporated in the car case bodies 4a and 4b, and when the vehicle passes through the curved track R as shown in FIG. Car body 1
A relative yawing motion is generated between the bogie 2 and the bogie frame 2 around the bogie rotation center Q, and a relative displacement amount a is generated. The relative displacement amount a is transmitted to the vertical link 8 of the steering device 6 via the steering drive device 10, and the vertical link 8 is rotated about the rotation center O. This amount of rotation is also transmitted by the torsion shaft 9 to the steering device 6 '. Also, the vertical link 8
When the wheel rotates, the horizontal links 7a and 7b rotatably attached to the vertical link 8 rotate, and the wheel shafts 3a and 3b rotate in the radial direction of the curve by the displacement amount b.
3b is automatically aligned with the curved trajectory. At this time, a steering drive force (steering force) proportional to the spring force of the wheel shaft support spring 13 (the product of the deflection amount of the spring 13 and the spring constant) acts on the steering drive device 10 and the steering devices 6, 6 '. Therefore, the steering force becomes larger as the deflection amount of the wheel shaft support spring 13 becomes larger and the spring constant (rigidity) becomes larger. Further, since the steering drive force is inversely proportional to the curve radius, the larger the curve radius, the smaller the steering drive force. On the other hand, the steering drive device 10 acts as a rigid body when the steering drive force is below the set value, and when the steering drive force exceeds the set value, the steering drive device 10 expands and contracts while maintaining the drive force at a predetermined value. Therefore, by setting the set value of the steering drive device 10 to, for example, the maximum steering drive force during traveling on the main line, the steering drive device 10 during traveling on a curved line on the main line.
Acts as a rigid body and drives the steering devices 6, 6'in conjunction with the relative yawing movement of the carriage 2 with respect to the vehicle body 1,
As shown in FIG. 3, the wheel shafts 3a and 3b are steered so as to face the radial direction of the curve and smoothly travel on the curved road.
【００１７】一方、構内等の小半径の曲線走行時におい
て、かじ取り駆動力がかじ取り駆動装置１０の設定値を
越すと、それ以上の駆動力をかじ取り装置６，６′に伝
達することなく伸縮するので、操舵機構に過大な駆動力
が加わることを防止でき、加えてかじ取り駆動力を所定
の値に保っているので、曲線操舵性能は若干低下する
が、小半径の曲線通過もほぼ円滑に行われる。On the other hand, when the steering driving force exceeds the set value of the steering driving device 10 during traveling on a curve with a small radius such as on the premises, the steering device expands or contracts without transmitting the driving force to the steering devices 6, 6 '. Therefore, it is possible to prevent excessive driving force from being applied to the steering mechanism, and since the steering driving force is kept at a predetermined value, the curve steering performance will be slightly reduced, but it will be possible to smoothly pass through a curve with a small radius. Be seen.
【００１８】さらに直線走行時には、かじ取り制御装置
１２によって、かじ取り駆動装置１０がかじ取り駆動力
を伝達しない状態に形成されているので、車体１ないし
台車わく２の相互のヨーイング振動が、連成することな
く行われ、直線路での高速走行性能や乗心地を阻害する
ことがない。Further, during straight running, the steering control device 12 is formed so that the steering drive device 10 does not transmit the steering drive force, so that the yawing vibrations of the vehicle body 1 or the bogie frame 2 are coupled. It does not interfere with high-speed driving performance and riding comfort on straight roads.
【００１９】図４は図１ないし図３に示したかじ取り駆
動装置１０の一実施例で、シャフト１５に挿通され、か
つシャフト１５に対して移動可能に設けられた二つのピ
ストン１６ａ，１６ｂと、二つのピストン１６ａ，１６
ｂの間に所定圧力の流入を封入させるシリンダ１７とを
具備した構成とする。シリンダ１７の一端には、底板１
９が固定されており、他端は、車体１ないしかじ取り装
置６とを連結する取付ピン孔２０ａが形成されている。
さらにシャフト１５の一端は、車体１ないしかじ取り装
置６とを連結する取付ピン孔２０ｂが形成されており、
他端にはピントン１６ａの移動を制限するためのブッシ
ュ１８が固定されており、シリンダ１７とシリンダ底板
１９の挿通孔内を滑らかに移動できる構成としている。
またかじ取り制御装置１２とシリンダ１７との間はパイ
プ２１で連結され、シリンダ１７内のピストン１６ａ，
１６ｂ間に所定圧力の流体を供力する構成としている。
なお、所定圧力の流体は、通常の鉄道車両に設備されて
いる圧縮空気が使用されるが、油圧ポンプ等が設置され
た鉄道車両にあっては所定圧力の圧縮油を供給してもよ
い。FIG. 4 shows an embodiment of the steering drive device 10 shown in FIGS. 1 to 3, which includes two pistons 16a and 16b which are inserted into the shaft 15 and are movable with respect to the shaft 15. Two pistons 16a, 16
A cylinder 17 for sealing inflow of a predetermined pressure is provided between b. At one end of the cylinder 17, the bottom plate 1
9 is fixed, and the other end is formed with a mounting pin hole 20a for connecting the vehicle body 1 and the steering device 6.
Further, a mounting pin hole 20b is formed at one end of the shaft 15 for connecting the vehicle body 1 and the steering device 6,
A bush 18 for limiting the movement of the pinton 16a is fixed to the other end so that the bush 18 can smoothly move in the insertion holes of the cylinder 17 and the cylinder bottom plate 19.
Further, the steering control device 12 and the cylinder 17 are connected by a pipe 21, and the piston 16a in the cylinder 17,
It is configured to supply a fluid having a predetermined pressure between 16b.
As the fluid of a predetermined pressure, compressed air that is normally installed in a railroad vehicle is used, but in a railroad vehicle equipped with a hydraulic pump or the like, compressed oil of a predetermined pressure may be supplied.
【００２０】次に、このかじ取り駆動装置１０の動作を
説明する。今、かじ取り制御装置１２によって曲線路を
検出し、かじ取り駆動装置１０に所定圧力の流体が供給
されるとともに、車体１と台車わく２との間に相対変位
が生じ、かじ取り駆動装置１０の取付ピン孔２０ａ，２
０ｂ間に圧縮力が作用したとすると、シャフト１５がピ
ストン１６ｂに実線矢印方向の圧縮力Ｆを及ぼす。この
ピストン１６ｂに作用する圧縮力Ｆが供給流体による膨
張力（流体圧力とシリンダ内断面積の積）よりも小さけ
れば、両ピン孔間距離Ｌは変わらず圧縮力の作用方向に
対して剛体として作用する。一方、ピストン１６ｂに作
用する圧縮力Ｆが供給流体による膨張力より大きくなる
と、シリンダ内圧力が一定値に保たれているので、ピス
トン１６ｂがシャフト１５とともにシリンダ１７内を移
動し、両ピン孔間距離Ｌが短くなる。反対に、取付ピン
孔２０ａ，２０ｂ間に引張力が作用するとシャフト１５
に固定されたブッシュ１８がピストン１６ａに破線矢印
方向の圧縮力Ｆ′を及ぼす。この圧縮力Ｆ′が供給流体
による膨張力より小さい時作用方向に対して剛体として
作用し、圧縮力Ｆ′が供給流体による膨張力より大きく
なると、ピストン１６ａがシャフト１５とともにシリン
ダ１７内を移動し、両ピン孔間距離Ｌは長くなる。従っ
て、供給流体による膨張力が許容最大操舵力と等しくな
るように圧力設定することにより、かじ取り装置６，
６′やかじ取り駆動装置１０に加わる駆動力が過大にな
ることが防止でき、操舵装置を小型軽量化できる。Next, the operation of the steering drive device 10 will be described. Now, the steering control device 12 detects a curved road, a fluid of a predetermined pressure is supplied to the steering drive device 10, and a relative displacement occurs between the vehicle body 1 and the bogie frame 2, and the mounting pin of the steering drive device 10 is detected. Holes 20a, 2
If a compressive force acts between 0b, the shaft 15 exerts a compressive force F in the direction of the solid arrow on the piston 16b. If the compression force F acting on the piston 16b is smaller than the expansion force (product of the fluid pressure and the cross-sectional area in the cylinder) due to the supplied fluid, the distance L between the pin holes does not change and the pin body is a rigid body with respect to the acting direction of the compression force. To work. On the other hand, when the compression force F acting on the piston 16b becomes larger than the expansion force by the supply fluid, the cylinder internal pressure is maintained at a constant value, so that the piston 16b moves in the cylinder 17 together with the shaft 15 and between the pin holes. The distance L becomes shorter. On the contrary, when a tensile force acts between the mounting pin holes 20a and 20b, the shaft 15
A bush 18 fixed to the piston 18 applies a compressive force F'in the direction of the broken arrow to the piston 16a. When this compression force F'is smaller than the expansion force due to the supplied fluid, it acts as a rigid body in the acting direction, and when the compression force F'becomes larger than the expansion force due to the supplied fluid, the piston 16a moves within the cylinder 17 together with the shaft 15. , The distance L between both pin holes becomes long. Therefore, by setting the pressure so that the expansion force by the supplied fluid becomes equal to the maximum allowable steering force, the steering device 6,
6'and the steering drive device 10 can be prevented from having an excessive driving force, and the steering device can be reduced in size and weight.
【００２１】また、直線軌道走行時には、かじ取り制御
装置１２によって圧力流体の供給を遮断することによ
り、かじ取り駆動装置１０に駆動力が作用しないため、
車体１及び台車わく２の相互のヨーイング振動が連成す
ることなく行われる。Further, since the steering control device 12 cuts off the supply of the pressure fluid during traveling on a straight track, no driving force acts on the steering drive device 10.
The yawing vibrations of the vehicle body 1 and the bogie frame 2 are performed without mutual coupling.
【００２２】以上の説明ではシャフト１５に対して移動
可能に設けた二つのピストン１６ａ，１６ｂとこれらに
係合するシリンダ１７との間に所定圧力の流体を供給し
て構成したかじ取り駆動装置１０の実施例を示したが、
かじ取り駆動装置１０は、かじ取り装置６と車体１との
間を回動可能に連結する複数の部材を有し、二つの部材
間で駆動力の伝達ないし遮断を行うと共に、駆動力を所
定の値に設定し、設定値以下で剛体をなしかつ設定値以
上では伸縮可能に形成されるものであればよく、例え
ば、二つの部材間に磁路を形成し、電磁吸着力によって
駆動力を伝達せしめるものであってもよい。In the above description, the steering drive device 10 constructed by supplying fluid of a predetermined pressure between the two pistons 16a, 16b movably provided with respect to the shaft 15 and the cylinder 17 engaged with these pistons 16a, 16b. An example is shown,
The steering drive device 10 has a plurality of members that rotatably connect the steering device 6 and the vehicle body 1. The steering drive device 10 transmits or shuts off the driving force between the two members, and also drives the driving force to a predetermined value. If it is set to be a rigid body below the set value and expandable and contractible above the set value, for example, a magnetic path is formed between two members and the driving force is transmitted by the electromagnetic attraction force. It may be one.
【００２３】図５はかじ取り制御装置１２の一実施例を
示すブロックで、曲線軌道検出部２２とかじ取り制御部
２３で構成される。曲線軌道検出部２２は、受信器２４
によって線路に設置してある周知のＡＴＳ（自動列車停
止装置）の図示しない地上子の上を車両が通過したこと
を検知し、この設置地点を車両の走行距離の起算点と
し、車両側に設置された周知の速度センサ２５から得ら
れた車両速度信号に基づいて走行距離を算出する距離演
算装置２６と、予め曲線地点までの距離を表わす曲線位
置データを記憶させた記憶装置２８と、記憶装置２８の
出力と距離演算装置２６の出力とを比較し、曲線軌道検
出信号を出力する比較回路２７により構成している。ま
たかじ取り制御部２３は、曲線軌道検出部２２の出力信
号に基づいて、かじ取り駆動装置１０を動作させる制御
信号を発生する働きをし、本実施例では増幅器２９及び
サーボ弁３０で構成されている。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the steering control device 12, which is composed of a curved track detecting section 22 and a steering control section 23. The curved trajectory detection unit 22 includes a receiver 24.
Detects that the vehicle has passed over an unillustrated ground track of a well-known ATS (Automatic Train Stopper) installed on the track, and sets this installation point as the starting point of the mileage of the vehicle and installs it on the vehicle side A distance calculation device 26 for calculating a travel distance based on a vehicle speed signal obtained from a known speed sensor 25, a storage device 28 for storing curve position data representing a distance to a curve point in advance, and a storage device. The comparison circuit 27 compares the output of the distance calculation device 26 with the output of the distance calculation device 26 and outputs a curved track detection signal. Further, the steering control unit 23 functions to generate a control signal for operating the steering drive device 10 based on the output signal of the curved trajectory detection unit 22, and in the present embodiment, it is composed of an amplifier 29 and a servo valve 30. .
【００２４】なお、曲線軌道検出部２２は一車両ない
し、一編成の列車において、１ないし２台設置すればよ
く、通常両端部の運転台に設置し、各台車毎に設置した
かじ取り制御部２３に曲線軌道検出信号を伝送するよう
構成される。It should be noted that the curved track detecting section 22 may be installed in one or two trains in one vehicle or one train, and is usually installed in the driver's cabs at both ends, and the steering control section 23 installed in each carriage. Is configured to transmit a curved trajectory detection signal to the.
【００２５】本発明によれば、小半径の曲線路を走行す
る際にかじ取り装置に加わる駆動力が過大になることを
防止できるため、かじ取り装置を小型軽量化することが
できる。また、直線軌道を走行する際には、車体・台車
間の駆動力の伝達を解除するようにしたため、車体・台
車相互のヨーイング振動の連成を防止することができ、
直線高速走行時の乗心地を阻害することがない。According to the present invention, it is possible to prevent the driving force applied to the steering device from becoming excessive when traveling on a curved road with a small radius, so that the steering device can be reduced in size and weight. Further, when traveling on a straight track, the transmission of the driving force between the vehicle body and the bogie is canceled, so that it is possible to prevent the coupling of yawing vibrations between the vehicle body and the bogie,
It does not interfere with the riding comfort when driving straight in high speed.
【００２６】以上の説明では、Ｚリンク式かじ取り装置
を車輪軸の左右両側に設け、かつ左右のＺリンクを捩り
軸で連結した実施例について示したが、捩り軸は不可欠
のものではなく、またＺリンクが片側のみでも若干の性
能低下はあっても、かなりの操舵性能を有し、そのよう
な方式でも本発明を適用できる。In the above description, the Z-link type steering device is provided on both the left and right sides of the wheel shaft, and the left and right Z-links are connected by the torsion shaft. However, the torsion shaft is not essential, and Even if the Z-link is only on one side, there is a slight decrease in performance, but the Z-link has considerable steering performance, and the present invention can be applied to such a system.
【００２７】さらに本発明は、リンク機構等により台車
わく前後の二対の車輪軸を連結して、該車輪軸を曲線軌
道に自動整合させるように構成した他のかじ取り装置に
も拡大適用が可能である。Further, the present invention can be extended and applied to other steering devices which are constructed by connecting two pairs of front and rear wheel shafts of a bogie by a link mechanism or the like and automatically aligning the wheel shafts with a curved track. Is.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、二対の車輪軸を曲線軌
道に自動整合させるかじ取り装置を車体・台車間に生じ
る相対変位に連動して駆動させる手段として、曲線軌道
を検出する手段を設けて直線軌道では前記駆動手段を非
連動とし、曲線軌道で車体・台車間の相対変位に連動し
て強制操舵を行うとともに、強制操舵による駆動力を設
定値以下に保つように構成したので、小半径の曲線路を
走行する際にかじ取り装置及び駆動手段に加わる過大な
駆動力が防止されるとともに、操舵装置を小型軽量化で
きるのでばね下重量が小さくなり、曲線走行性能及び高
速走行性能が向上する。According to the present invention, a means for detecting a curved track is provided as a means for driving a steering device for automatically aligning two pairs of wheel shafts with a curved track in association with a relative displacement between a vehicle body and a bogie. Since the driving means is not interlocked on a linear track and the forced steering is performed in conjunction with the relative displacement between the vehicle body and the bogie on the curved track, the driving force by the forced steering is maintained below the set value. Excessive driving force applied to the steering device and driving means when traveling on a curved road with a small radius is prevented, and the unsprung weight is reduced because the steering device can be made smaller and lighter, and the curving and high-speed traveling performance is improved. improves.
【００２９】さらに直線軌道を高速走行する際の車体・
台車相互のヨーイング振動の連成を防止することができ
るので、乗心地を阻害しない鉄道車両用台車の操舵装置
を提供することができる。Further, the vehicle body when traveling at a high speed on a straight track
Since it is possible to prevent the yawing vibrations of the bogies from being coupled to each other, it is possible to provide a steering apparatus for a bogie for a railway vehicle that does not impair riding comfort.
【図１】本発明の一実施例を示す側面図。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１のリンク機構の説明図。FIG. 2 is an explanatory view of the link mechanism of FIG.
【図３】図１の曲線路における操舵状態を示す説明図。3 is an explanatory diagram showing a steering state on a curved road in FIG. 1. FIG.
【図４】本発明に係わるかじ取り駆動装置の一実施例を
示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing an embodiment of a steering drive device according to the present invention.
【図５】本発明に係わるかじ取り制御装置の一実施例を
示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a steering control device according to the present invention.
１…車体、２…台車わく、３ａ，３ｂ…車輪軸、６，
６′…かじ取り装置、１０…かじ取り駆動装置、１２…
かじ取り制御装置。1 ... Body, 2 ... Bogie frame, 3a, 3b ... Wheel shaft, 6,
6 '... Steering device, 10 ... Steering drive device, 12 ...
Steering control device.
Claims (5)
向に移動可能に支持された二対の車輪軸と、曲線軌道に
自動整合して前記二対の車輪軸をかじ取りするかじ取り
装置と、前記かじ取り装置と車体との間に連結され、前
記台車わくとこれに支持された車体との間の相対変位量
によって得られる駆動力により前記かじ取り装置を駆動
する手段とを備えた鉄道車両用台車の操舵装置におい
て、前記駆動手段は、前記駆動力を設定値以下に保ち、
前記かじ取り装置への駆動力の伝達，遮断が可能なかじ
取り駆動装置を具備し、前記かじ取り装置への駆動力の
伝達，遮断を制御するかじ取り制御装置とを備えたこと
を特徴とする鉄道車両用台車の操舵装置。1. A pair of wheel shafts movably supported in the front-rear direction of a bogie frame through bearings, and a steering device which steers the pair of wheel shafts in automatic alignment with a curved track. A railway vehicle including means for driving the steering device by a driving force obtained by a relative displacement amount between the steering device and the vehicle body and a relative displacement amount between the bogie frame and the vehicle body supported by the bogie frame. In the steering apparatus for a trolley, the driving means keeps the driving force below a set value,
A railroad vehicle comprising a steering drive device capable of transmitting and shutting off driving force to the steering device, and a steering control device controlling transmission and shutting off of driving force to the steering device. A trolley steering device.
は、曲線軌道を検出する手段を含み曲線軌道通過時に制
御信号を出力して、前記かじ取り駆動装置を動作し、前
記かじ取り装置へ駆動力を伝達させるように構成した鉄
道車両用台車の操舵装置。2. The steering control device according to claim 1, further comprising means for detecting a curved track, outputting a control signal when the curved track passes, operating the steering drive device, and applying a driving force to the steering device. A steering device for a bogie for a railway vehicle configured to transmit.
駆動装置は、前記かじ取り装置と車体との間を回動可能
に連結する複数の部材を有し、前記部材間で駆動力の伝
達ないし遮断を行うと共に前記駆動力を所定の値に設定
し、前記設定値以下で剛体をなしかつ設定値以上では伸
縮可能に形成されている鉄道車両用台車の操舵装置。3. The steering control device according to claim 1, wherein the steering control device has a plurality of members that rotatably connect the steering device and the vehicle body, and transmits or cuts off a driving force between the members. In addition to the above, the steering apparatus for a bogie for a railway vehicle is configured such that the driving force is set to a predetermined value, a rigid body is formed below the set value, and expandable / contractible above the set value.
取り駆動装置は、シリンダと、シャフトに挿通され前記
シャフトにより移動可能に設けられた二つのピストンと
によって構成し、それぞれが車体ないし前記かじ取り装
置に回動可能に連結されるともに、前記二つのピストン
間に所定圧力の流体を供給することにより駆動力の伝達
を行うように構成した鉄道車両用台車の操舵装置。4. The steering control device according to claim 1, wherein the steering control device comprises a cylinder and two pistons inserted through a shaft and movably provided by the shaft, each of which is a vehicle body or the steering. A steering apparatus for a bogie for a railway vehicle, which is rotatably connected to the device and is configured to transmit a driving force by supplying a fluid having a predetermined pressure between the two pistons.
は、圧縮空気である鉄道車両用台車の操舵装置。5. The steering apparatus for a bogie for a railway vehicle according to claim 4, wherein the fluid having the predetermined pressure is compressed air.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24101094A JPH08104233A (en) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Steering device for railway rolling stock bogie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24101094A JPH08104233A (en) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Steering device for railway rolling stock bogie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08104233A true JPH08104233A (en) | 1996-04-23 |
Family
ID=17067994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24101094A Pending JPH08104233A (en) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Steering device for railway rolling stock bogie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08104233A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525798A (en) * | 1999-11-25 | 2003-09-02 | ダイムラークライスラー アーゲー | Device for radial control of railway vehicles |
| JP2009234328A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Railway Technical Res Inst | Steering truck for railway vehicle |
| JP2010505703A (en) * | 2007-12-06 | 2010-02-25 | コリア レイルロード リサーチ インスティテュート | Active steering bogie for railway vehicles using lever action |
| EP2517943A4 (en) * | 2009-12-24 | 2017-01-11 | Korea Railroad Research Institute | Active steering control device and method for railroad vehicle |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP24101094A patent/JPH08104233A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525798A (en) * | 1999-11-25 | 2003-09-02 | ダイムラークライスラー アーゲー | Device for radial control of railway vehicles |
| JP2010505703A (en) * | 2007-12-06 | 2010-02-25 | コリア レイルロード リサーチ インスティテュート | Active steering bogie for railway vehicles using lever action |
| JP2009234328A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Railway Technical Res Inst | Steering truck for railway vehicle |
| EP2517943A4 (en) * | 2009-12-24 | 2017-01-11 | Korea Railroad Research Institute | Active steering control device and method for railroad vehicle |
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