KR20110110313A - 궤도계 차량 - Google Patents

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KR20110110313A
KR20110110313A KR1020117018937A KR20117018937A KR20110110313A KR 20110110313 A KR20110110313 A KR 20110110313A KR 1020117018937 A KR1020117018937 A KR 1020117018937A KR 20117018937 A KR20117018937 A KR 20117018937A KR 20110110313 A KR20110110313 A KR 20110110313A
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히로유키 마에야마
요시노리 미츠이
고우스케 가타히라
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

불감대를 작게 하지않고 차량의 높이를 계측하는 감도를 개선함으로써, 차체의 높이 조절을 고정밀도로 실행하기 위해서, 본 발명은, 차체 (12); 에어 스프링 (16); 에어 스프링 (16) 을 통해 차체 (12) 를 지지하는 대차 (14); 및 적산 장치 (50), 계측 장치 (44) 및 탄성력 조절 장치 (42) 를 갖는 차량 높이 조절 기구를 포함하며, 적산 장치 (50) 는, 제 1 위치 (A1) 에 있어서의 차체 (12) 와 대차 (14) 간의 제 1 상대 변위량과 상기 제 1 위치 (A1) 보다 차체 (12) 의 중심으로부터 차체의 폭 방향의 거리가 더 큰 제 2 위치 (A2) 에 있어서의 차체 (12) 와 대차 (14) 간의 제 2 상대 변위량을 적산하며, 계측 장치는, 제 1 상대 변위량과 제 2 상대 변위량의 적산치를 계측하며, 탄성력 조절 장치 (42) 는, 상기 적산치에 기초하여 에어 스프링 (16) 의 탄성력을 조절하여 차체 (12) 와 대차 (14) 간의 상대 변위량을 조절하는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량을 제공한다. 그 결과, 차량 높이 계측 감도와 차량 높이 조절의 정밀도가 개선될 수 있다.

Description

궤도계 차량{TRACK VEHICLE}
본 발명은, 차체와 그 차체를 볼스터 스프링 (bolster spring) 을 통해 지지하는 대차 (bogie) 를 갖는 궤도계 차량, 예를 들어 고무 타이어를 갖춘 궤도계 차량에 있어서, 차체 중량의 변화에 따라 변동하는 차체의 높이를 고감도로 계측가능하게 함으로써, 차체의 높이 조절을 용이하게 한 궤도계 차량에 관한 것이다.
최근, 전용 궤도를 고무 타이어를 사용하여 주행해 중량 수송을 행하는, 이른바 신교통 시스템 및 MRT 와 같은 수송 시스템이 보급되어 있다. 이 수송 시스템은, 통상은 완전 자동이다. 일부 경우에, 수송 시스템에는 안내 궤도 상에서 안내되는 안내 휠이 장비된다.
이 수송 시스템에서, 기차와 같은 차량은 볼스터 스프링으로서 에어 스프링을 사용한다. 대차는, 차체를 에어 스프링을 통해 지지하고, 이에 의해, 차체의 높이가 차체의 중량 변화 (승객수의 변화) 에 따라 변동한다. 차량의 플로어 높이를 일정하게 유지하기 위해서, 높이 조절 기구가 채용되고 있다.
이 높이 조절 기구는 도 5 및 도 6 을 참조하여 설명된다. 도 5 및 도 6 에 있어서, 신교통 시스템의 차량 (100) 은, 차체 (102) 의 하방에 에어 스프링 (106) 을 통해 장착된 대차 (104) 를 갖는다. 각각의 대차는, 차축 (108) 의 차체 길이 방향과 동일 위치에서 또한 차량의 방향에 대칭으로 장착된 1 개 또는 2 개의 에어 스프링 (106) 을 갖는다. 이 발명의 예는 1 개의 에어 스프링을 갖는 경우를 설명한다.
대차 (104) 는, 차량의 폭 방향으로 배치된 차축 하우징 (111) 과 차축 하우징 (111) 에 내장된 차축 (108) 과 차축 (108) 의 양단에 배치된 고무 타이어와 차축 하우징 (111) 에 고정되어 차축 하우징을 지지하는 차축 프레임 (112) 과 차축 프레임 (112) 에 장착되어 차량의 가장자리 측 (104) 상에서 폭 방향으로 가이드 휠 (114, 116) 을 지지하는 가이드 프레임 (118) 을 포함한다. 차량 (100) 은, 도시생략된 가이드 레일에 의해 안내된 가이드 휠 (114, 116) 에 의해 궤도 T 상을 운행한다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 하방으로 돌출하는 현가 프레임 (120) 이 차체 (102) 에 고정되고, 4 개의 평행 링크 (122, 124) 가 현가 프레임 (120) 에 선회가능하게 지지된다. 기부 (121) 는 현가 프레임 (120) 과 일체가 되며 차체 하부에 고정된다. 차축 프레임 (112) 은 대차측에 고정된다. 에어 스프링 (106) 은, 기부 (121) 와 차축 프레임 (112) 사이에 설치된다.
평행 링크 (122, 124) 는 그의 타단에 의해 차축 프레임 (112) 에 선회가능하게 지지된다. 차축 (108) 은, 차축 (108) 이 수직 방향으로 평행이동 가능하도록 평행 링크 (122, 124) 에 의해 형성된 평행 링크 기구 (126) 에 의해 지지된다. 이에 의해, 에어 스프링 (106) 의 높이 변동이 허용된다. 차축 (108) 에는 구동 모터의 회전이 입력 축, 하이포이드 기어, 차동 기어 및 차축 (108) 을 통해 고무 타이어 (110) 에 전달되도록 프로펠러 축 (109) 이 연결된다.
차체 (102) 의 하부에는, 압축 공기 공급원으로서의 압축 공기 탱크 (128) 와 이 압축 공기 탱크 (128) 로부터 압축 공기를 에어 스프링 (106) 에 공급하는 압축 공기 공급관 (130) 과 이 압축 공기 공급관 (130) 에 설치된 높이 조절 밸브 (132) 가 제공된다. 이 높이 조절 밸브 (132) 는, 높이 조절 밸브 (132) 의 밸브 부재에 접속된 회전 레버 (134) 를 갖는다.
높이 조절 밸브 (132) 는 차체측에 장착되고, 높이 조절 밸브 내에는 로터리 밸브와 같은 밸브 부재가 내장된다. 회전 축 (136) 은 밸브 부재와 일체이며, 높이 조절 밸브 (132) 의 케이싱의 외측으로 돌출한다. 회전 레버 (134) 가 회전 축 (136) 에 연결된다. 회전 레버 (134) 의 일단부는, 수직 방향으로 배치된 조절 로드 (138) 및 핀에 연결되고, 그 조절 로드의 타단부는 차축 (108) 에 연결된다. 조절 로드 (138) 는, 예를 들어 턴버클 (turnbuckle) 과 같은 수단에 의해 그 길이가 조절될 수 있도록 구성된다.
또한, 에어 스프링 (106), 높이 조절 밸브 (132) 및 조절 로드 (138) 등은, 중심선 (O) 을 중심으로 대칭으로 배치된다.
상기 구성에 있어서, 승객의 승차에 의해 차체의 중량이 증가하면, 에어 스프링 (106) 이 압축되어 차체 (102) 가 하강하고, 차체 (102) 와 대차 (104) 사이의 공간이 작아진다. 다른 한편으로, 회전 레버 (134) 의 선단은 조절 로드 (138) 에 연결되고, 이에 의해 회전 레버 (134) 가 하강하는 것이 아니라 회전 축을 중심으로 상방으로 회전한다. 높이 조절 밸브 (132) 를 개방하기 위해서 회전 레버 (134) 가 상방으로 경사지면, 압축 공기가 압축 공기 탱크 (128) 를 통해 에어 스프링 (106) 에 공급된다. 이로써, 차체 (102) 가 상승된다. 차체 (102) 의 상승에 기인하여 회전 레버 (134) 가 수평이 된다면, 높이 조절 밸브 (132) 가 폐쇄되고, 차체 (102) 의 상승이 정지된다.
차체의 중량이 줄어들면, 차체는 상승하고, 차체는 상방으로 이동하고, 회전 레버 (134) 는 회전 축 (136) 을 중심으로 하방으로 경사져, 높이 조절 밸브 (132) 가 개방되고 에어 스프링 (106) 으로부터 압축 공기를 방출한다. 이로써, 차체 (102) 가 하강하여, 회전 레버 (134) 가 수평이 된다. 회전 레버 (134) 가 수평이 되면, 높이 조절 밸브 (132) 는 폐쇄되고 차체 (102) 의 하강이 정지된다.
이와 같은 차체 높이 조절 기구는, 특허문헌 1 (일본공개특허공보 2000-280900호) 의 도 6 및 도 7 또는 특허문헌 2 (일본 공개특허공보 2006-62512호) 의 도 10 에 개시되어 있다.
에어 스프링은, 차축 근방에서 폭 방향으로 차체의 양측에 배치된다. 높이 조절 밸브는, 기본적으로 에어 스프링 근처에서 에어 스프링 각각을 위해 제공된다. 높이 조절 밸브는, 폭 방향의 기울기를 제어하기 쉽게하기 위해서, 차체의 길이 방향으로 에어 스프링에 배치된다.
전술한 바와 같이, 회전 레버 (134) 가 경사지고, 이후, 높이 조절 밸브는 압축 공기 공급관 (130) 을 개방하기 위해서 개방된다. 밸브 부재의 헌팅 (hunting) 방지를 위해서, 기울기량의 불감대 (dead-band) 가 하한 영역에 제공된다. 예컨대, 불감대는 회전 레버의 선단으로 0 ~ ±4 mm 일 수도 있다. 따라서, 차체의 기울기는 불감대의 범위에서 허용된다.
고무 타이어가 설치된 궤도계 차량에서는, 높이 조절 밸브의 위치는, 고무 타이어를 방해하지 않도록 고무 타이어 내측의 폭 방향 중심 영역으로 한정된다. 그 때문에, 고무 타이어의 외부측 높이 변동이 불감대보다 더 크다. 자세하게는, 높이 조절 밸브의 설치 위치에서 높이 변동이 4 mm 일지라도, 폭 방향으로 고무 타이어 외측 높이 변동은 약 10 mm 일 수도 있고, 차체와 플랫폼 사이의 단차의 허용치를 초과할 수도 있다.
전방 대차 및 후방 대차 상에 높이 조절 밸브를 갖는 차량의 경우에, 전방 대차에서의 높이 조절 밸브의 기울기가 불감대의 범위에서 후방 대차의 기울기와 반대라면, 차량에 비틀림 모멘트가 발생한다. 신교통 시스템의 차량에서는, 전후 차체 대차 사이에서 간격이 짧기 때문에, 차체가 비틀리는 것 대신에, 어느 한 쪽으로 기울어진다. 그 결과, 차체의 실제 중량과 에어 스프링 내부의 압축 공기의 압력의 관계가 일부 대차에서 불균형해진다.
이는, 에어 스프링 안의 압축 공기압으로부터 차체의 중량을 계산하여, 차량의 가속력이나 제동력을 제어하는 하중 보상 장치에 잘못된 정보를 전송할 수 있게 되어, 차량의 속도 제어 및 정지 정밀도에 악영향을 준다. 높이 조절 밸브의 불감대를 작게 하여 이 문제를 해결할 수도 있다. 그러나, 이는 더 빈번한 밸브의 헌팅을 유발하고, 높이 조절 밸브의 구조를 복잡하게 하며 고비용이 되게 한다.
또한, 조절 로드 (138) 를 수직 방향으로 이동시키는 회전 레버 (134) 의 감도를 향상시키기 위해서 더 짧은 회전 레버 (134) 를 사용할 수도 있다. 그러나, 고무 타이어를 갖춘 차량의 경우에, 전술한 바와 같이, 높이 조절 밸브의 설치 위치가 폭 방향 중심 영역으로 한정되며, 이에 의해 차량의 폭 방향의 기울기에 대해 감도가 충분히 향상될 수 없다. 따라서, 이는 문제를 해결하지 못한다.
특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 2000-280900호 (도 6 및 도 7)
특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 2006-62512호 (도 10)
이러한 종래 기술의 과제를 감안하여, 본 발명의 목적은, 불감대를 작게 하지않고 차량의 높이를 계측하는 감도를 개선함으로써, 차체의 높이 제어를 고정밀도로 실행하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 차체; 볼스터 스프링; 상기 볼스터 스프링을 통해 상기 차체를 지지하는 대차, 및 적산 장치, 계측 장치 및 탄성력 조절 장치를 갖는 차량 높이 조절 기구를 포함하며, 상기 적산 장치는, 제 1 위치에 있어서의 차체와 대차 간의 제 1 상대 변위량과 상기 제 1 위치보다 차체의 중심으로부터 차체의 폭 방향의 거리가 더 큰 제 2 위치에 있어서의 차체와 대차 간의 제 2 상대 변위량을 적산하며, 상기 계측 장치는, 제 1 상대 변위량과 제 2 상대 변위량의 적산치를 계측하며, 상기 탄성력 조절 장치는, 상기 적산치에 기초하여 상기 볼스터 스프링의 탄성력을 조절하여 차체와 대차 간의 상대 변위량을 조절하는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량을 제안한다.
본 발명에서는, 상기 제 1 상대 변위량과 제 2 상대 변위량과의 적산치가 계측되고, 이후 이 적산치에 기초하여 볼스터 스프링의 탄성력이 조절된다. 따라서, 종래의 방식에 비해, 차체의 변위가 적어도 2 배가 되며, 이에 따라 차체 높이의 계측 감도가 향상될 수 있다. 그 결과, 차체의 높이 조절이 용이하게 또한 고정밀도로 행해질 수 있다.
차체가 차체의 폭 방향으로 기울었을 경우, 차체의 중심으로부터 거리가 더 큰 제 2 위치에서의 제 2 상대 변위량이 제 1 위치에서의 제 1 상대 변위량보다 더 크다. 따라서, 차체 높이의 계측 감도는, 종래 방식보다 2 배 이상이다.
따라서, 본 발명에 따르면, 차체의 높이 조절의 정밀도가 개선되어, 차체와 플랫폼 높이 차이의 값이 허용치를 결코 초과하지 않는다.
게다가, 차체 높이 조절 밸브가 사용될 지라도, 차체 높이 조절 밸브의 구조가 변경되지 않아, 이에 의해, 불감대를 변경할 필요가 없다. 그 결과, 밸브의 헌팅이 발생하지 않는다.
본 발명의 예시적 구조로서, 차량 높이 조절 기구의 적산 장치는, 케이블 하우징에 내장된 푸쉬-풀 케이블이며, 푸쉬-풀 케이블의 일단부는 제 2 위치에서 차체에 고정되며, 케이블 하우징은 제 1 위치 및 제 2 위치의 수직 방향으로 대차에 장착되고, 차량 높이 조절 기구의 계측 장치는 회전 레버와 계측 부품을 포함하고, 회전 레버는 제 1 위치에서 푸쉬-풀 케이블의 타단부에 핀에 의해 연결되고 차체에 장착된 회전 축에 연결되어 회전 레버가 회전 축을 중심으로 회전할 수 있고, 계측 부품은 상기 회전 레버의 회전각도를 계측한다.
제 1 예시적 구조에서, 제 2 상대 변위량은, 푸쉬-풀 케이블의 케이블을 통해 제 1 위치에 있는 케이블의 타단부에 전달된다. 그 때문에, 제 1 위치에 있어서의 케이블의 타단부의 변위량 및 이 케이블 타단부에 연결된 회전 레버의 회전 각도는, 제 1 상대 변위량과 제 2 상대 변위량의 적산치에 대응한다. 이 적산치에 대응하여 회전 레버의 회전 각도가 설정된다.
이와 같이, 푸쉬-풀 케이블을 사용하여 간단하고 저렴한 장치로, 차체 높이의 계측 감도를 향상할 수 있다.
본 발명의 예시적 제 2 구조로서, 차량 높이 조절 기구의 적산 장치는, 대차에 고정된 회전 받침대, 서로 일체로 형성되며 회전 받침대를 중심으로 회전 지지되는 제 1 아암 및 제 2 아암으로 구성된 레버 부품 및 제 2 위치에서 대차와 제 2 아암을 연결하는 제 2 연결 로드를 포함하며, 차량 높이 조절 기구의 계측 장치는 회전 레버와 계측 부품을 포함하고, 회전 레버는 제 1 위치에서 핀에 의해 제 1 연결 로드를 통해 제 1 아암에 연결되어 회전 받침대를 중심으로 회전가능하며, 계측 부품은 상기 회전 레버의 회전각도를 계측하는 것이 바람직하다.
이 예시적 제 2 구조에서는, 제 2 위치에서의 제 2 상대 변위량은 제 2 아암의 이동으로서 제 1 아암에 전달된다. 제 1 아암의 이동을 계측함으로써, 제 1 상대 변위량과 제 2 상대 변위량과의 적산치가 계측될 수 있다. 그리고, 이 적산치에 기초하여 볼스터 스프링의 탄성력이 조절된다. 이와 같이, 본 발명의 예시적 제 2 구조에 따르면, 간단하고 저가인 장치로, 차체 높이의 계측 감도가 향상될 수 있다.
예시적 제 1 구조에서, 푸쉬-풀 케이블의 길이가 제 2 위치에서 조절될 수 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 유지 보수를 실행하기 쉬운 차체의 폭 방향 가장자리 측에서 푸쉬-풀 케이블의 길이를 조절할 수 있고, 이로써, 차체 높이의 계측 감도도 조절될 수 있다.
예시적 제 2 구조에서, 제 1 연결 로드의 변위량은, 상기 제 1 아암의 회전 받침대와 제 1 연결 로드와 제 1 아암의 접속 위치까지의 제 1 거리와 상기 제 2 아암의 회전 받침대와 제 2 연결 로드와 제 2 아암의 접속 위치까지의 제 2 거리의 비를 바꿈으로써 조절될 수 있는 것이 바람직하다.
이로써, 차체 높이의 계측 감도를 적절히 조절할 수 있으므로, 차체 높이의 계측 감도를 종래 방식에 비해 2 배 이상으로 향상시킬 수도 있다.
또한, 예시적 제 2 구조에서, 제 2 연결 로드의 길이가 조절될 수 있는 것이 바람직하다. 이는, 제 1 연결 로드와 회전 레버의 높이 위치를 바꿀 수 있다. 그 결과, 차체 높이의 계측 감도가 조절될 수 있다.
게다가, 제 2 연결 로드는, 유지 보수가 쉬운 차체의 폭 방향 가장자리 측에 있으므로, 유지 보수 작업원이 차체 아래에 들어갈 필요가 없다. 그 결과, 유지 보수가 용이해진다.
본 발명에 따르면, 차체; 볼스터 스프링; 볼스터 스프링을 통해 상기 차체를 지지하는 대차, 및 적산 장치, 계측 장치 및 탄성력 조절 장치를 갖는 차량 높이 조절 기구를 포함하며, 적산 장치는, 제 1 위치에 있어서의 차체와 대차 간의 제 1 상대 변위량과 제 1 위치보다 차체의 중심으로부터 차체의 폭 방향의 거리가 더 큰 제 2 위치에 있어서의 차체와 대차 간의 제 2 상대 변위량을 적산하며, 계측 장치는, 제 1 상대 변위량과 제 2 상대 변위량의 적산치를 계측하며, 탄성력 조절 장치는, 적산치에 기초하여 볼스터 스프링의 탄성력을 조절하여 차체와 대차 간의 상대 변위량을 조절하며, 볼스터 스프링의 탄성력은 제 1 상대 변위량과 제 2 상대 변위량의 적산치에 기초하여 조절되는 궤도계 차량을 포함한다. 종래 기술에 비해, 차체의 높이 변위는 계측 위치에서 2 배 이상이며, 차체 높이의 계측 감도가 2 배 이상 향상된다. 그 결과, 차체의 높이 조절이 용이하고 또한 고정밀도로 이루어진다.
특히, 차체가 차체의 폭 방향으로 경사지면, 제 1 위치보다 차체의 중심으로부터 거리가 더 큰 제 2 위치에서의 제 2 상대 변위량은 제 1 위치에서의 제 1 상대 변위량에 의해 적산된다. 이에 의해, 차체 높이의 계측 감도가 종래 기술에 비해 2 배 이상일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 차체와 플랫폼 사이의 변위량이 허용가능 한도를 결코 초과하지 않으며, 차체 높이 조절 밸브를 사용할 때, 차체 높이 조절 밸브의 구조가 변경되지 않아, 불감대를 변경할 필요가 없다. 그 결과, 밸브의 헌팅이 발생하지 않는다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 관한 궤도계 차량의 정면도이다.
도 2 는 바람직한 제 1 실시형태의 궤도계 차량의 측면도이다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태에 관한 궤도계 차량의 정면도이다.
도 4 는 바람직한 제 2 실시형태에 관한 궤도계 차량의 측면도이다.
도 5 는 종래의 궤도계 차량의 정면도이다.
도 6 은 종래의 궤도계 차량의 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 단, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
(바람직한 제 1 실시형태)
본 발명의 바람직한 제 1 실시형태는 도 1 및 도 2 를 참조하여, 하기에 설명된다. 도 1 및 도 2 에 있어서, 신교통 시스템의 차량 (10) 은, 차체 (12) 의 하방에 장착된 에어 스프링 (16) 을 통해 대차 (14) 를 갖는다. 각각의 대차는, 차축 하우징 (21) 으로 차체의 길이 방향과 동일 위치에서 또한 차체의 폭 방향에 대칭으로 장착되는 1 개 또는 2 개의 에어 스프링 (16) 을 갖는다. 본 발명의 실시형태에의 예는 1 개의 스프링을 갖는 경우를 설명한다.
대차 (14) 는, 차량의 폭 방향으로 배치된 차축 하우징 (21) 과 차축 하우징 (21) 에 내장된 차축 (18) 과 차축 (18) 의 양단에 배치된 고무 타이어 (20) 와 차축 하우징 (21) 에 고정되어 차축 하우징 (21) 을 지지하는 차축 프레임 (22) 과 차축 프레임 (22) 에 장착되어 차량의 가장자리 측 상에서 폭 방향으로 가이드 휠 (24, 26) 을 지지하는 가이드 프레임 (28) 을 포함한다. 차량 (10) 은, 도시생략된 가이드 레일에 의해 안내된 가이드 휠 (24, 26) 에 의해 궤도 T 상을 운행한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 하방으로 돌출하는 현가 프레임 (30) 이 차체 (12) 에 고정되고, 4 개의 평행 링크 (32, 34) 가 현가 프레임 (30) 에 선회가능하게 지지된다. 기부 (31) 는 현가 프레임 (30) 과 일체가 되며 차체 (12) 의 하부에 고정된다. 차축 프레임 (22) 은 대차측 (14) 에 고정된다. 에어 스프링 (16) 은, 기부 (31) 와 차축 프레임 (22) 사이에 설치된다.
평행 링크 (32, 34) 는 그의 타단에 의해 차축 프레임 (22) 에 선회가능하게 지지된다. 차축 하우징 (21) 은, 차축 하우징이 수직 방향으로 평행이동 가능하도록 평행 링크 (32, 34) 에 의해 형성된 평행 링크 기구 (36) 에 의해 지지된다. 이에 의해, 에어 스프링 (16) 의 높이 변동이 허용된다. 차축 (18) 에는 구동 모터의 회전이 차축 (18) 을 통해 고무 타이어 (20) 에 전달되도록 프로펠러 축 (19) 이 연결된다.
차체 (12) 의 하부에는, 압축 공기 공급원으로서의 압축 공기 탱크 (38) 와 이 압축 공기 탱크 (38) 로부터 압축 공기를 에어 스프링 (16) 에 공급하는 압축 공기 공급관 (40) 과 이 압축 공기 공급관 (40) 에 설치된 높이 조절 밸브 (42) 가 제공된다.
높이 조절 밸브 (42) 는 차체측에 장착되고, 높이 조절 밸브 내에는 로터리 밸브와 같은 밸브 부재가 내장된다. 회전 축 (46) 은 밸브 부재와 일체이며, 높이 조절 밸브 (42) 의 케이싱의 외측으로 돌출한다. 회전 레버 (44) 가 회전 축 (46) 에 연결된다. 상기 구조는 도 5 및 도 6 에 도시된 종래 기술의 구조와 동일하다.
바람직한 실시형태에서, 차체 (12) 및 대차 (14) 간의 상대 변위량을 계측 하기 위해서 푸쉬-풀 케이블 (50) 이 사용된다. 푸쉬-풀 케이블 (50) 은 하우징 (52) 및 하우징 (52) 에 내장된 케이블 (54) 로 구성된다. 케이블 (54) 의 일단부 (54a) 는, 차체의 폭 방향 중앙 부위의 제 1 위치 (A1) 에서, 연결 로드 (56) 를 통해 회전 레버 (44) 의 일단부 (회전축에 대해 반대 단부) 에 연결된다. 케이블 (54) 의 타단부 (54b) 는, 폭 방향의 가장자리측의 제 2 위치 (A2) 에서, 연결 로드 (58) 를 통해 기부 (31) 에 연결된다. 기부 (31) 는 현가 프레임 (30) 에 일체이며, 차체 (12) 에 고착된다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 제 1 위치 (A1) 와 제 2 위치 (A2) 는, 차체의 길이 방향으로 상이한 위치에 배치된다. 푸쉬-풀 케이블 (50) 은, 차체의 폭 방향에 대해 경사지게 배치되고 있다. 이에 의해, 케이블 (54) 의 외측단 (54b) 은, 고무 타이어 (20) 의 내측에 배치되는 것 대신에, 고무 타이어 (20) 로부터 차체 길이 방향에서 약간 빗나간 위치에 배치된다.
또, 도 1 에 도시된 바와 같이, 그 외측단 (54b) 은, 차체 (12) 의 외부 가장자리 근방에서 그리고 에어 스프링 (16) 의 최외부 가장자리와 폭 방향으로 동일한 위치에서 기부 (31) 에 연결된다.
푸쉬-풀 케이블 (50) 의 케이블 (54) 의 길이는, 턴버클 등에 의해 제 2 위치 (A2) 근방에서 조절될 수 있다.
이러한 구조에 의해, 차체 (12) 의 중량 변동에 의해 에어 스프링 (16) 이 승강하면, 제 1 및 제 2 위치 (A1, A2) 에서 차체와 차대 사이에서 상대 변위가 발생한다. 이 때문에, 케이블 (54) 의 내측 단부 (54a) 의 높이가, 제 1 위치 (A1) 에서의 제 1 상대 변위량과 제 2 위치 (A2) 에서의 제 2 상대 변위량의 적산량만큼 변동한다. 계속해서, 그 적산량만큼 회전 레버 (44) 가 회전 축 (46) 을 중심으로 회전하고, 높이 조절 밸브 (42) 의 밸브 부재는 그 적산량에 대응하는 양만큼 회전하여 높이 조절 밸브 (42) 를 개방한다.
차체 (12) 의 중량이 감소하여 차체가 상승할 때, 압축된 공기가 높이 조절 밸브 (42) 의 개폐 작동에 의해 에어 스프링 (16) 으로부터 배기되고, 이에 반해, 차체 (12) 의 중량이 증가하여 차체가 하강할 때, 압축된 공기가 높이 조절 밸브 (42) 의 개폐 작동에 의해 에어 스프링 (16) 에 공급된다. 회전 레버 (44) 가 수평 위치로 돌아오면, 높이 조절 밸브 (42) 는 폐쇄된다. 이에 의해, 차체 (12) 의 높이가 조절된다.
차체 (12) 가 단순 수직 이동할 경우, 제 1 및 제 2 위치 (A1, A2) 의 차체 (12) 와 대차 (14) 간의 상대 변위량의 적산량은, 제 1 위치 (A1) 의 상대 변위량의 2 배이다. 이에 의해, 차체 높이의 계측 감도가 2 배 향상된다.
차체 (12) 가 차체의 폭 방향으로 경사지는 경우에는, 차체의 폭 방향 내부측보다 차체의 폭 방향 외측에서 수직 이동이 더 커진다. 보다 자세하게는, 차체 (12) 와 대차 (14) 간의 상대 변위값은, 차체의 중심 (O) 으로부터의 거리에 비례한다. 따라서, 제 1 위치와 차체의 중심 (O) 간의 거리 (B1) 가 제 2 위치와 차체의 중심 (O) 간의 거리 (B2) 의 절반인 경우, 제 2 위치 (A2) 에서의 제 2 상대 변위량은 제 1 위치 (A1) 에서의 제 1 상대 변위량의 2 배가 된다. 양 위치에서의 상대 변위량의 적산량이 제 1 위치 (A1) 에서의 상대 변위량의 2 배가 된다. 이에 따라, 차체 높이의 계측 감도는 3 배 향상된다.
이에 의해, 바람직한 실시형태에 따르면, 차체 (12) 의 높이 조절이 보다 용이해질 뿐만 아니라, 높이 조절의 정밀도가 향상되고, 높이 조절을 위한 작업 시간이 단축된다.
특히, 차체 (12) 가 차체의 폭 방향으로 경사질 경우의 차량 높이의 계측 감도가 대폭 향상된다. 그 결과, 이러한 경우의 차량의 높이 조절 정밀도가 대폭 향상되고, 이에 의해 차체 (12) 와 플랫폼간의 높이 차이의 문제가 해결된다.
게다가, 차체 (12) 의 기울기에 대한 계측 감도가 향상되며, 이에 의해, 차체 (12) 의 기울기에 대한 에어 스프링 (16) 의 밸런스를 취하기 쉬워진다. 그 결과, 차체 (12) 의 중량 변동에 대한 차체 (12) 높이의 조절 오차가 감소된다.
또, 높이 조절 밸브 (42) 의 밸브 부재의 구조가 변경되지 않아, 이에 의해 밸브의 헌팅이 발생하지 않는다. 게다가, 바람직한 실시형태에서는, 푸쉬-풀 케이블 (50) 의 케이블 (54) 의 길이가 조절되어 계측 감도를 증가할 수 있고, 케이블 (54) 의 외측 단부가 고무 타이어 (20) 의 내측 대신에 고무 타이어로부터 벗어나게 배치되어, 이에 의해 유지보수 작업자가 차체 (12) 아래에 들어가지 않고 케이블 길이의 이러한 조절을 용이하게 실행할 수 있다.
(바람직한 제 2 실시형태)
다음으로, 바람직한 제 2 실시형태를 도 3 및 도 4 를 참조하여 설명한다. 도 3 및 도 4 에 있어서, 차체 (12) 와 대차 (14) 간의 상대 변위량을 계측하기 위해서 레버 부품 (60) 이 제공된다. 레버 부품 (60) 은, 평행 링크 (32, 34) 의 일단부에 의해 회전가능하게 지지되는 차축 프레임 (22) 에 고정된 브래킷 (62) 과 브래킷 (62) 의 대략 중앙에 배치된 회전 축 (64) 을 중심으로 회전 가능하게 지지되며 서로 일체로 형성된 제 1 아암 (66) 및 제 2 아암 (68) 을 포함한다.
제 1 아암 (66) 및 제 2 아암 (68) 은, 회전 축 (64) 의 양측에 일체로 형성된다. 아암 (66, 68) 각각은 직선형 바 (bar) 형상을 가지며, 회전 축 (64) 에 대해 회전하기 위해서 대차측에 개방하는 180°보다 작은 각도를 형성한다.
제 1 아암 (66) 의 선단은, 연결 로드 (70) 를 통해 차체의 폭 방향에서 차체의 내부측 (제 1 위치 (A1)) 으로 회전 레버 (44) 의 일단부에 연결된다. 제 2 아암 (68) 의 선단은, 조절 로드 (72) 를 통해 차체의 폭 방향에서 차체의 외부측 (제 2 위치 (A2)) 으로 현가 프레임 (30) 에 연결된다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 제 1 위치 (A1) 와 제 2 위치 (A2) 는 길이 방향으로 동일 위치가 아니다. 따라서 레버 부품 (60) 은 차체의 폭 방향에 대해 경사지게 배치된다.
자세하게는, 제 2 위치 (A2) 는 고무 타이어 (20) 의 후방에 배치되는 것 대신에 길이 방향으로 고무 타이어 (20) 의 외부측에 배치된다. 제 1 위치 (A1) 와 제 2 위치 (A2) 는 차체의 폭 방향으로 바람직한 제 1 실시형태의 위치와 동일하게 배치된다.
게다가, 조절 로드 (72) 의 길이는, 예를 들어 턴버클 등에 의해 조절될 수 있다. 그 밖의 구조는 바람직한 제 1 실시형태의 구조와 동일하며, 이에 의해 동일한 부품은 바람직한 제 1 실시형태와 동일한 도면 부호를 사용하며, 이에 대해서는 추가 설명하지 않는다.
본 실시형태에서는, 차체 (12) 의 중량 변동으로 인해 차체 (12) 의 높이가 수직 방향으로 변동하면, 제 2 아암 (68) 의 선단의 수직 방향의 이동이 제 1 아암 (66) 의 선단부에 전달된다. 이에 의해, 제 1 아암 (66) 의 선단의 수직 방향의 이동은, 제 1 위치 (A1) 와 제 2 위치 (A2) 에서의 차체 (12) 와 대차 (14) 간의 상대 변위량의 적산치와 동일하다.
다음으로, 회전 레버 (44) 가 적산치만큼 회전 축 (46) 을 중심으로 회전되어 높이 조절 밸브 (42) 를 개방한다. 이에 의해, 적산치의 양으로 압축 공기가 에어 스프링 (16) 에 공급되거나 에어 스프링으로부터 배기된다. 압축 공기가 에어 스프링에 공급되거나 배기되어 차체 (12) 가 미리정해진 높이로 복귀된다면, 회전 레버 (44) 는 수평 위치로 복귀되고, 높이 조절 밸브 (42) 는 폐쇄된다.
전술한 바와 같이, 바람직한 제 1 실시형태와 유사한 방식의 본 실시형태에 의하면, 차체 (12) 가 단순 수직 이동한 경우에는, 차체 높이의 계측 감도가 2 배로 향상된다. 또한, 차체 (12) 가 차체의 폭 방향으로 경사지는 경우에는, 차체의 폭 방향의 차체 내측보다 차체의 외부측에서 수직 이동이 커진다. 이에 의해, 제 1 위치와 중심 (O) 간의 거리 (C1) 가 제 2 위치와 중심 (O) 간의 거리 (C2) 의 절반인 경우에, 차체 높이의 계측 감도는 3 배 향상된다.
따라서, 차체 (12) 의 높이 조절 정밀도가 향상될 수 있어 차체 (12) 와 플랫폼과의 상대 높이 차이의 문제도 해결될 수 있다. 이에 의해, 바람직한 제 1 실시형태와 같은 동일한 기능 효과가 얻어질 수 있다.
게다가, 경사 위치에서의 차체 높이 계측 감도는, 제 2 아암 (68) 의 길이 (D2) 를 제 1 아암 (66) 의 길이 (D1) 보다 길게 함으로써, 즉, D1 < D2 으로 함으로써, 3 배 이상으로 향상될 수 있다.
또한, 레버 부품 (60) 의 이동에 대한 저항은, 회전 저항뿐이다. 이에 따라, 레버 부품 (60) 의 이동에 대한 저항은 바람직한 제 1 실시형태에 비해 감소되고, 차체 높이의 계측 감도가 더 향상될 수 있다.
또한, 연결 로드 (70) 및 회전 레버 (44) 의 높이 위치를 바꾸기 위해서 조절 로드 (72) 의 길이를 조절할 수도 있다. 그 결과, 차체 높이의 계측 감도가 조절될 수 있다.
이 경우, 도 4 에 도시된 바와 같이, 조절 로드 (72) 는, 고무 타이어 (20) 의 내부측 대신에 길이 방향으로 고무 타이어 (20) 의 외부측에 그리고, 폭 방향으로 차체의 외부 가장자리 근처에 배치된다. 따라서, 유지 보수 작업원이 차체 (12) 아래에 들어가지 않고 조절 작업을 용이하게 할 수 있다.
또한, 바람직한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서, 차체 높이의 계측 감도는, 회전 레버 (44) 에 있어서 차축 (46) 과 연결 로드 (66 또는 60) 사이의 거리를 간단히 짧게 함으로써, 향상될 수 있다.
본 발명에 따르면, 신교통 시스템과 같은 궤도계 차량에서, 차체의 중량 변동에 기인한 차체와 대차 사이의 상대 변위량의 계측 감도가 간단하고 저가인 장치에 의해 향상될 수 있고, 이로써, 차체의 높이 조절이 용이해짐과 동시에, 차체 높이의 정밀도를 향상시켜 차체와 플랫폼 사이의 높이 오차를 없앨 수 있다.

Claims (7)

  1. 차체;
    볼스터 스프링;
    상기 볼스터 스프링을 통해 상기 차체를 지지하는 대차, 및
    적산 장치, 계측 장치 및 탄성력 조절 장치를 갖는 차량 높이 조절 기구를 포함하며,
    상기 적산 장치는, 제 1 위치에 있어서의 차체와 대차 간의 제 1 상대 변위량과 상기 제 1 위치보다 차체의 중심으로부터 차체의 폭 방향의 거리가 더 큰 제 2 위치에 있어서의 차체와 대차 간의 제 2 상대 변위량을 적산하며,
    상기 계측 장치는, 제 1 상대 변위량과 제 2 상대 변위량의 적산치를 계측하며,
    상기 탄성력 조절 장치는, 상기 적산치에 기초하여 상기 볼스터 스프링의 탄성력을 조절하여 차체와 대차 간의 상대 변위량을 조절하는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 높이 조절 기구의 적산 장치는, 케이블 하우징에 내장된 푸쉬-풀 케이블이며, 상기 푸쉬-풀 케이블의 일단부는 제 2 위치에서 차체에 고정되며, 상기 케이블 하우징은 제 1 위치 및 제 2 위치의 수직 방향으로 대차에 장착되고,
    상기 차량 높이 조절 기구의 계측 장치는 회전 레버와 계측 부품을 포함하고, 상기 회전 레버는 제 1 위치에서 푸쉬-풀 케이블의 타단부에 핀에 의해 연결되고 차체에 장착된 회전 축에 연결되어 회전 레버가 회전 축을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 계측 부품은 상기 회전 레버의 회전각도를 계측하는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 높이 조절 기구의 적산 장치는, 대차에 고정된 회전 받침대, 서로 일체로 형성되며 상기 회전 받침대를 중심으로 회전 지지되는 제 1 아암 및 제 2 아암으로 구성된 레버 부품 및 상기 제 2 위치에서 대차와 제 2 아암을 연결하는 제 2 연결 로드를 포함하며,
    상기 차량 높이 조절 기구의 계측 장치는 회전 레버와 계측 부품을 포함하고,
    상기 회전 레버는 제 1 위치에서 핀에 의해 제 1 연결 로드를 통해 제 1 아암에 연결되어 회전 받침대를 중심으로 회전가능하며, 상기 계측 부품은 상기 회전 레버의 회전각도를 계측하는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 볼스터 스프링은 에어 스프링이고, 상기 탄성력 조절 장치는 압축 공기를 저장하는 압축 공기 탱크, 상기 압축 공기 탱크와 상기 에어 스프링에 연결된 압축 공기 공급관, 및 상기 압축 공기 공급관에 설치된 높이 조절 밸브를 포함하고,
    상기 탄성력 조절 장치는, 상기 적산치에 기초하여 높이 조절 밸브의 밸브 개방량을 조절하는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량.
  5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 푸쉬-풀 케이블의 길이는 상기 제 2 위치에서 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 로드의 변위량은, 상기 제 1 아암의 회전 받침대와 제 1 연결 로드와 제 1 아암의 접속 위치까지의 제 1 거리와 상기 제 2 아암의 회전 받침대와 제 2 연결 로드와 제 2 아암의 접속 위치까지의 제 2 거리의 비를 바꿈으로써 조절 가능한 것을 특징으로 하는 궤도계 차량.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 연결 로드의 길이는 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량.
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