JPS59106361A - Truck for railway rolling stock - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は鉄道車両用台車に係り、特に曲線路を通過し易
く、かつ直線路高速走行時の蛇行動の安定性を良好とし
た台車に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a bogie for a railway vehicle, and particularly to a bogie that can easily pass through curved roads and has good stability in meandering motion when traveling on a straight road at high speed.

〔従来技術〕[Prior art]

卓論７ランジ部の摩耗を防止し、曲線路通過時のきしり
音を防止し、かつ脱線に対する安全性を向上し曲線路走
行速度を向上するため、曲線路を円滑に旋回走行できる
ようにすると同時に、直線路も十分安定に高速で走行で
きる鉄道車両用台車が強く望まれている。Table of Contents 7 In order to prevent wear on the flange section, prevent squealing noise when passing on a curved road, improve safety against derailment, and increase running speed on a curved road, it is necessary to enable smooth turning on a curved road. At the same time, there is a strong desire for a bogie for railway vehicles that can run sufficiently stably and at high speeds on straight roads.

そのような台車の例として、車輪がレールと接触する踏
面の勾配を大きくシ、車軸支持軸受箱の台車枠に対する
前後方向支持はね定数を小さくすることにより、曲線路
において外軌側と内軌剛のレールに接触する点の車輪半
径が異なることによって車輪軸を曲線に沿って旋回でき
るようにし、かつ台車内の前後の車輪軸ヲリンク装置に
よって結合し前後軸の曲線路に沿った旋回は拘束しない
が前後軸が左右方向に相対変位しひし形状になることを
防止することによって、直線路走行時の蛇行動の安定性
を向上したものがある。As an example of such a bogie, the slope of the tread where the wheels come into contact with the rail is increased, and the longitudinal support spring constant of the axle support bearing box with respect to the bogie frame is reduced, so that the outer track side and the inner track side can be easily adjusted on curved roads. The wheel axles can be turned along a curved line by having different wheel radii at the point of contact with the rigid rail, and the front and rear wheel axles are connected by a link device inside the bogie, which restricts the front and rear axles from turning along the curved path. However, there is one that improves the stability of meandering behavior when traveling on a straight road by preventing the front and rear axles from forming a rhombic shape due to relative displacement in the left-right direction.

しかし、このようなリンク装置を用いる方法は、リンク
装置のためにスペースを必要とするため、台車が大きく
なり、スペースに制約がある場合には適用が困難である
。又、構造が複雑となり、重量が大きく、高価となる等
の問題がある。However, such a method using a link device requires space for the link device, which makes the cart large and difficult to apply when space is limited. Further, there are problems such as a complicated structure, large weight, and high cost.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、簡単な構造で曲線路旋回走行と直線路での蛇
行動安定性の両方を満足する台車を提供するにある。An object of the present invention is to provide a bogie that has a simple structure and satisfies both the stability of turning movement on curved roads and the stability of meandering movement on straight roads.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、車軸支持軸受箱と台車枠の間の前後方向に、
抵抗力が所定の値に達するまでは相対変位に封してはね
復元力を生じ、抵抗力が所定の値に達するとほぼ一定の
抵抗力が得られるような抵抗装置を設けることにより、
曲線路旋回走行性能を阻害しないで直線路走行時の蛇行
動安定性の大幅な向上かり能となるようにしたものであ
る。The present invention provides, in the front-rear direction between the axle support bearing box and the bogie frame,
By providing a resistance device that generates a restoring force by sealing the relative displacement until the resistance force reaches a predetermined value, and obtains a nearly constant resistance force when the resistance force reaches a predetermined value,
The present invention is designed to significantly improve the stability of meandering behavior when traveling on a straight road without impairing the performance when turning on a curved road.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第１図は本発明の一実施例の概略図である。図で１は車
輪、２は台車枠、３は車軸支持軸受箱、４は軸ばねでｈ
Ｄ防撮ゴム又はコイルばねが好適であり、前後方向のは
ね定数（軸ばね４の横剛性）を小さくしている。５は台
車枠２に同だされた軸受箱守りであり、軸受箱３と軸受
箱守り５の間の前後方向には遊間δ、δ′が設けられて
いる。６は所定値以上の抵抗力を発生しないようにした
ロックシリンダであり、一端は防振ゴム、７を介して軸
受箱守り５に、他端は球面ブツシュ８を介して軸受箱に
固定した取付台９に取付けられる。すなわち、ロックシ
リンダ６は軸受箱３と台車枠２の間の前後方向に挿入さ
れている。FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the wheel, 2 is the bogie frame, 3 is the axle support bearing box, and 4 is the shaft spring.
D anti-camera rubber or a coil spring is suitable, and has a small spring constant in the front-rear direction (lateral rigidity of the shaft spring 4). Reference numeral 5 denotes a bearing box guard provided on the bogie frame 2, and clearances δ and δ' are provided in the front-rear direction between the bearing box 3 and the bearing box guard 5. 6 is a lock cylinder designed to prevent the generation of resistance force exceeding a predetermined value; one end is fixed to the bearing box guard 5 via anti-vibration rubber and 7, and the other end is fixed to the bearing box via a spherical bushing 8. It is attached to the stand 9. That is, the lock cylinder 6 is inserted between the bearing box 3 and the bogie frame 2 in the front-rear direction.

第２図は軸受箱３と台車枠２の間の前後方向相対変位Δ
Ｘと、ロックシリンダ６と防振ゴム７を総合した前候方
向抵抗力Ｆの関係を示したもので、ΔＸ−０の原点Ｏか
ら出発すると矢印のようなヒステリシスを示す。ばね特
性の部分のばね定数をに、とじている。Ｆｍａｘはロッ
クシリンダが発生する最大抵抗力である。Ｆｍａ工は大
きいほど、一般に蛇行動の安定性は良好となるが、曲線
路旋回性能は悪くなるので、蛇行動の安定上必要となる
最小の値にＦｍｍｘ　　を選定する。Figure 2 shows the relative displacement Δ in the longitudinal direction between the bearing box 3 and the bogie frame 2.
It shows the relationship between X and the forward resistance force F, which is a combination of the lock cylinder 6 and the vibration isolating rubber 7, and shows hysteresis as shown by the arrow when starting from the origin O of ΔX-0. The spring constant of the spring characteristics part is fixed as follows. Fmax is the maximum resistance force generated by the lock cylinder. Generally, the larger the Fma, the better the stability of the snake movement, but the worse the turning performance on curved roads, so Fmmx is selected as the minimum value necessary for the stability of the snake movement.

Ｆｍ　ａ　ｘは車輪とレールの間の粘着限界力より十分
小さくすることができ、遊間δ、δ′を輪軸（左右の車
輪が車軸により結合されたものを以後輪軸と称す。）が
曲線に沿って旋回できるように十分大きくシ（通常７陥
程贋でよい）、軸ばね４の前後方向ばね定数を前記のよ
うに十分小さくし、車輪の踏面の勾配を次式を満足する
ように選定すれば、曲線路において輪軸は曲線路に沿っ
て旋回し、車輪７ランジ部がレールに接触することなく
円滑に曲線路を走行することができる。Fm a x can be made sufficiently smaller than the adhesion limit force between the wheel and the rail, and the clearances δ and δ' are set so that the wheel axle (the left and right wheels connected by the axle is hereinafter referred to as the wheel axle) follows the curve. The spring constant of the shaft spring 4 in the longitudinal direction should be made sufficiently small as described above, and the slope of the wheel tread should be selected so as to satisfy the following formula. For example, on a curved road, the wheel axle turns along the curved road, and the wheel 7 flange portion can smoothly travel on the curved road without contacting the rail.

ここに、ｒは中正位置でのレール接触点の車輪半径、ｂ
は左右車輪のレール接触点間隔の１／２゜Ｒは曲線路の
曲線の曲率半径、Δｙは車輪７ランジとレールの間の間
隙である。Here, r is the wheel radius at the rail contact point at the center position, and b
is 1/2° of the distance between the rail contact points of the left and right wheels, R is the radius of curvature of the curve of the curved road, and Δy is the gap between the wheel 7 flange and the rail.

いま、ｒ＝０．２６ｍ、ｂ＝０．５６ｍ、Ｒ＝１００ｍ
、Δｙ−０，０２ｍとおくと、 となる。Now, r=0.26m, b=0.56m, R=100m
, Δy−0.02m, it becomes.

前記のように曲線路旋回走行性能を良好とするため、軸
ばねの前後方向ばね定数を小さクシ、車輪踏面の勾配を
大きくすると、直線路を高速で走行するとき鉄道車両に
４有な自励振動である不安定な蛇行動が発生し易くなる
。この不安定な蛇行動は車輪踏面の勾配のため幾何学的
に蛇行する特性をもっておシ、さらに輪軸等の慣性力に
より運動に行きすぎを生ずることに起因しているので、
慣性力を抑制するはね復元力を与えることによシ効果的
に抑制できる。本発明は、前記のように軸受箱と台車枠
の間の前後方向に第２図のような特性を有する抵抗装置
を設け、蛇行動の原因の−っである輪軸のヨーイング（
鉛直軸まわりの回転）を抑制することによって蛇行動の
安定性を向上するものである。As mentioned above, in order to improve the turning performance on curved roads, by reducing the longitudinal spring constant of the shaft spring and increasing the slope of the wheel tread, self-excitation, which occurs in railway vehicles when traveling at high speed on straight roads, can be achieved. Unstable snake behavior caused by vibration is likely to occur. This unstable meandering behavior is caused by the geometric meandering characteristic due to the slope of the wheel tread, and also by the inertial force of the wheel axle, etc., which causes excessive movement.
The inertial force can be effectively suppressed by providing a restoring force. As mentioned above, the present invention provides a resistance device having the characteristics shown in FIG.
This improves the stability of snake behavior by suppressing rotation around the vertical axis.

第３図は本発明の効果を示すだめ、−例について蛇行動
のシミュレーションを行った結果であυ、時間に対する
輪軸の左右変位車軸長手方向の変位）の変化を示したも
のである。第３図で１０は従来台車の場合の左右変位、
１１は本発明の台車の場合の左右変位を示したものであ
る。In order to demonstrate the effects of the present invention, FIG. 3 shows the results of a simulation of snaking behavior for an example, and shows changes in the left-right displacement of the wheel axle (displacement in the longitudinal direction of the axle shaft) with respect to time. In Figure 3, 10 is the left and right displacement in the case of the conventional trolley.
11 shows the left and right displacement in the case of the bogie of the present invention.

このシミュレーションでは、軸ばねの前後ばね定数を１
軸箱当り３０　Ｋ９　ｆ　／、、、、車輪半径ｒは０．
２６ｍ、左右車輪のレールとの接触点間隔のｌ／２、ｂ
は０．’５６ｍ、回転抵抗装置のばね定数に、は５ＱＫ
ｇｆ／ｗｎ、最大抵抗力Ｆ□工はｉｏ。In this simulation, the longitudinal spring constant of the axial spring is set to 1.
30 K9 f/per axle box, , wheel radius r is 0.
26m, l/2 of the contact point spacing between the left and right wheels with the rail, b
is 0. '56m, the spring constant of the rotation resistance device is 5QK
gf/wn, maximum resistance force F□work is io.

Ｋ９ｆ、車速は７０に９／ｈとしている。図のように、
従来台車の場合には不安定な蛇行動が発生しているが、
本発明台車は減衰振動となっており、初期変位１０Ｗ＋
ｎを与えた場合約２秒で中正位置に復元している。K9f, vehicle speed is 70.9/h. As shown,
In the case of conventional trolleys, unstable snake movement occurs,
The bogie of the present invention has damped vibration, and the initial displacement is 10W+
When n is given, the center position is restored in about 2 seconds.

第１図では防振ゴム７を設けているが、防振ゴム以外の
例えば制御吹製の弾性体を用いてもよく、ロックシリン
ダ６の取付部の剛性を適当にすれば、特に弾性体を挿入
する必要もない。又、ロックシリンダの作動油のはね作
用によって、第２図のような特性を持たせることにより
、防振ゴムを省略することもできる。Although the vibration isolating rubber 7 is provided in FIG. 1, an elastic body other than the vibration isolating rubber, for example, made of controlled blowing, may be used. No need to insert it. Furthermore, by providing the characteristics as shown in FIG. 2 due to the splashing action of the hydraulic oil in the lock cylinder, the vibration isolating rubber can be omitted.

第４図は他の実施例として、防振ゴムによるばねと乾性
摩擦により第２図の特性をもった抵抗装置を構成、した
もので、第１図と同じものは同一符号を付している。第
１図と異なることのみ次に説明する。第４図で１２は摩
擦板であり、上下方向の剛性は比較的小さく、左右方向
及び前後方向の剛性は十分大きい鉄板製板ばねが好適、
である。Fig. 4 shows another embodiment of a resistance device having the characteristics shown in Fig. 2 using a spring made of anti-vibration rubber and dry friction. . Only the differences from FIG. 1 will be explained below. In Fig. 4, reference numeral 12 denotes a friction plate, which is preferably a plate spring made of iron plate with relatively low rigidity in the vertical direction and sufficiently large rigidity in the left-right and front-back directions.
It is.

１３は防振ゴムブロックであり上下面には鉄板が接着さ
れている。１４は押え板であり、ボルト１５によって押
え板１４を介して防振ゴムブロック１３を摩擦板に押し
付ける。その押付は力は、防振ゴムブロックに接着され
た鉄板と摩擦板１２の間の摩擦力が第２図のＦ□８にな
るように定める。この例では、防振ゴムブロック１３の
剪断に対する剛性が第２図のばね定数に１となる。この
場合にも、抵抗装置の取付部の剛性を適当に選定するこ
とによって、ばね特性を与えるために特別な弾性体を必
ずしも必要としない。13 is a vibration-proof rubber block, and iron plates are bonded to the upper and lower surfaces thereof. Reference numeral 14 denotes a holding plate, and a bolt 15 presses the vibration-proof rubber block 13 against the friction plate via the holding plate 14. The pressing force is determined so that the frictional force between the iron plate bonded to the vibration-proof rubber block and the friction plate 12 becomes F□8 in FIG. In this example, the stiffness of the vibration isolating rubber block 13 against shearing is equal to the spring constant of FIG. 2 equal to 1. Also in this case, by appropriately selecting the rigidity of the mounting portion of the resistance device, a special elastic body is not necessarily required to provide spring characteristics.

本発明台車は要するに、車軸支持軸受箱と台車枠の間の
前後方向に、最大抵抗力が所定の値以上にならないよう
な弾性的抵抗装置を設けたものである。該抵抗装置は、
前記の従来例におけるリンク装置に比べて十分小さいも
のであり、取付ける場所は従来開用されていない空間を
利用できるので、簡単に取付けることができるので従来
例の南する前記の問題点を除去できる。In short, the bogie of the present invention is provided with an elastic resistance device in the longitudinal direction between the axle support bearing box and the bogie frame to prevent the maximum resistance force from exceeding a predetermined value. The resistance device is
It is sufficiently smaller than the link device in the conventional example, and since it can be installed in a space that has not been used in the past, it can be easily installed, eliminating the problems mentioned above in the conventional example. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように、本発明によれば簡単な装置の追加
によって、曲線路の旋回走行性能が良好で、直線路高速
走行時の蛇行動の安定性の良好な鉄道車両用台車を提供
することができる。As detailed above, according to the present invention, by adding a simple device, it is possible to provide a bogie for a railway vehicle that has good turning performance on curved roads and good meandering stability when running on straight roads at high speeds. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

＋ 第３図は本発明の他の実施例の部分側面図である。 １・・・車輪、２・・・台車枠、３・・・軸受箱、１０
．１１・・・輪軸の左右変位、１２・・・摩擦板、１３
・・・防振ゴムフロック、１４・・・押さえ板、１５・
・・ボルト。 代理人　弁理士　高橋明未 領ＩＶ 前咲方前+ FIG. 3 is a partial side view of another embodiment of the present invention. 1...Wheel, 2...Bolly frame, 3...Bearing box, 10
．． 11... Left and right displacement of wheel axle, 12... Friction plate, 13
... Vibration-proof rubber flock, 14... Pressing plate, 15.
··bolt. Agent Patent Attorney Akemi Takahashi IV Maesaki Katamae

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、車軸支持軸受箱と台車枠の間の前後方向に、抵抗力
が所定の値に達するまでは相対変位に対してばね復元力
を生じ、抵抗力が所定の値に達すると抵抗力がほぼ一定
となるような抵抗装置を設けた鉄道車両用台車。1. A spring restoring force is generated in response to relative displacement in the longitudinal direction between the axle support bearing box and the bogie frame until the resistance force reaches a predetermined value, and when the resistance force reaches the predetermined value, the resistance force almost disappears. A railway vehicle bogie equipped with a resistance device that maintains a constant resistance.