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技術 鉄道車両用振子装置

出願人 日本車輌製造株式会社
発明者 加藤達名
出願日 1998年4月27日 (22年7ヶ月経過) 出願番号 1998-117215
公開日 1999年11月9日 (21年1ヶ月経過) 公開番号 1999-310128
状態 特許登録済
技術分野 鉄道車両懸架装置、車輪装置
主要キーワード 曲線ガイド 垂直リンク 振子装置 水平リンク 揺動中心位置 傾斜中心 車両形式 傾斜梁
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この項目の情報は公開日時点(1999年11月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

傾斜中心の設計上の自由度が高い鉄道車両用振子装置を得る。

解決手段

車体1が載せられた傾斜梁6と台車枠8との間に傾斜梁6を揺動可能に支持するリンク機構10を設ける。リンク機構10は、傾斜梁6の左右に揺動可能に連結された一対の垂直リンク16,18と、垂直リンク16,18が揺動可能に連結され、台車枠8の左右にそれぞれ揺動可能に支持した一対の揺動リンク20,22とを有すると共に、両揺動リンク20,22にそれぞれ揺動可能に連結された水平リンク32を備える。また、水平リンク32に対する傾斜梁6の左右方向移動を規制ピン38と長穴40とにより規制した。

概要

背景

従来より、車体を傾斜させる鉄道車両用振子装置として、コロ式とリンク式とが知られている。コロ式の振子装置は、車体と台車との間にコロと、コロが転動する曲線ガイドとを備えている。また、リンク式の振子装置は、図6に示すように、車体200と台車202の間を結合する左右一対リンク204,206を備えている(特開平6−270806)。

概要

傾斜中心の設計上の自由度が高い鉄道車両用振子装置を得る。

車体1が載せられた傾斜梁6と台車枠8との間に傾斜梁6を揺動可能に支持するリンク機構10を設ける。リンク機構10は、傾斜梁6の左右に揺動可能に連結された一対の垂直リンク16,18と、垂直リンク16,18が揺動可能に連結され、台車枠8の左右にそれぞれ揺動可能に支持した一対の揺動リンク20,22とを有すると共に、両揺動リンク20,22にそれぞれ揺動可能に連結された水平リンク32を備える。また、水平リンク32に対する傾斜梁6の左右方向移動を規制ピン38と長穴40とにより規制した。

目的

本発明の課題は、傾斜中心位置の設計上の自由度が高い鉄道車両用振子装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車体が載せられた傾斜梁台車枠との間に前記傾斜梁を揺動可能に支持するリンク機構を設け、前記車体を揺動可能に支持する鉄道車両用振子装置において、前記リンク機構は、前記傾斜梁の左右に揺動可能に連結された一対の垂直リンクと、該垂直リンクが揺動可能に連結され、前記台車枠の左右にそれぞれ揺動可能に支持した一対の揺動リンクとを有すると共に、前記両揺動リンクにそれぞれ揺動可能に連結された水平リンクを備え、また、前記水平リンク若しくは前記台車枠に対する前記傾斜梁の左右方向移動を規制したことを特徴とする鉄道車両用振子装置。

請求項2

一方に形成した長穴に他方に立設した規制ピン摺動可能に挿入して、前記水平リンクと前記傾斜梁との左右方向移動を規制したことを特徴とする請求項1記載の鉄道車両用振子装置。

請求項3

一方に形成した長穴に他方に立設した規制ピンを摺動可能に挿入して、前記台車枠と前記傾斜梁との左右方向移動を規制したことを特徴とする請求項1記載の鉄道車両用振子装置。

請求項4

前記水平リンクは、それぞれ前記一対の揺動リンクに揺動可能に連結された一対の左右水平リンクからなり、該左右水平リンクをそれぞれ前記傾斜梁に弾性部材を介して支点ピン廻りに揺動可能に連結したことを特徴とする請求項1記載の鉄道車両用振子装置。

技術分野

0001

本発明は、鉄道車両曲線路を通過する際に、車体を曲線路の内側に傾斜させることができる鉄道車両用振子装置に関する。

背景技術

0002

従来より、車体を傾斜させる鉄道車両用振子装置として、コロ式とリンク式とが知られている。コロ式の振子装置は、車体と台車との間にコロと、コロが転動する曲線ガイドとを備えている。また、リンク式の振子装置は、図6に示すように、車体200と台車202の間を結合する左右一対リンク204,206を備えている(特開平6−270806)。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、こうした従来のもの、例えば、コロ式の振子装置では、車体の傾斜中心車体重心よりも低い位置にしようとすると、コロの曲線ガイドの曲率が小さなものとなってしまい、曲線ガイドを形成する上での制約があり、車体の傾斜中心位置を自由に選択できず、設計上の自由度が低いという問題があった。

0004

アクチュエータにより車体200を傾斜させる強制振子装置に図6に示すリンク式を用いた場合、車体200が傾斜すると重心Gの位置が上下動し、リンク204,206の構成によっては大型のアクチュエータを必要とするという問題があった。また、図6に示す場合より更に傾斜中心Oを低くする場合は、リンクの「ハ」の字の角度が大きくなるため、リンクにかかる軸力が大きくなり、軸の強度を必要とし、設計上の自由度が低いという問題があった。

0005

本発明の課題は、傾斜中心位置の設計上の自由度が高い鉄道車両用振子装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、車体が載せられた傾斜梁台車枠との間に前記傾斜梁を揺動可能に支持するリンク機構を設け、前記車体を揺動可能に支持する鉄道車両用振子装置において、前記リンク機構は、前記傾斜梁の左右に揺動可能に連結された一対の垂直リンクと、該垂直リンクが揺動可能に連結され、前記台車枠の左右にそれぞれ揺動可能に支持した一対の揺動リンクとを有すると共に、前記両揺動リンクにそれぞれ揺動可能に連結された水平リンクを備え、また、前記水平リンク若しくは前記台車枠に対する前記傾斜梁の左右方向移動を規制したことを特徴とする鉄道車両用振子装置がそれである。

0007

また、一方に形成した長穴に他方に立設した規制ピン摺動可能に挿入して、前記水平リンクと前記傾斜梁との左右方向移動を規制してもよい。あるいは、一方に形成した長穴に他方に立設した規制ピンを摺動可能に挿入して、前記台車枠と前記傾斜梁との左右方向移動を規制してもよい。

0008

更に、前記水平リンクは、それぞれ前記一対の揺動リンクに揺動可能に連結された一対の左右水平リンクからなり、該左右水平リンクをそれぞれ前記傾斜梁に弾性部材を介して支点ピン廻りに揺動可能に連結した構成としてもよい。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1に示すように、1は車体で、空気ばね2,4を介して傾斜梁6に載せられている。8は台車枠で、傾斜梁6と台車枠8との間にはリンク機構10が設けられている。

0010

リンク機構10は、傾斜梁6の左右両端対称位置に設けられた第1支点ピン12,14の廻りに揺動可能に連結された一対の垂直リンク16,18を備えている。また、台車枠8には一対の揺動リンク20,22が左右対称位置に設けられた一対の第2支点ピン24,26の廻りに揺動可能に支持されている。

0011

本実施形態では一対の揺動リンク20,22はL字状に形成されており、一対の揺動リンク20,22の一端には、それぞれ垂直リンク16,18が、平行となるように第1連結ピン28,30により揺動可能に連結されている。一対の揺動リンク20,22の他端には、1本の水平リンク32の両端がそれぞれ第2連結ピン34,36により揺動可能に連結されている。

0012

尚、両垂直リンク16,18は互いに平行としたが、これに限らず、傾斜梁6が水平な状態のときに両垂直リンク16,18が多少「ハ」字状となるように配置、あるいは、多少逆「ハ」字状となるように配置しても実施可能である。程度の小さな「ハ」字、逆「ハ」字の状態では、垂直リンク16,18が平行で垂直な状態に較べて、多少車体重心位置の変動が大きいが、実用上問題がない。

0013

水平リンク32の中央には、規制ピン38が立設されており、傾斜梁6は水平リンク32に向かって突き出されて、規制ピン38に対応して上下方向に長い長穴40が傾斜梁6の中心線a上に形成されている。この長穴40に規制ピン38が長穴40に沿って移動可能に挿入されている。

0014

リンク機構10を構成する傾斜梁6、垂直リンク16,18、揺動リンク20,22、水平リンク32は、左右対称に形成されている。また、本実施形態では、揺動リンク20,22の第2支点ピン24,26と第2連結ピン34,36間の距離が短いので、車体1の重心Gに対して、リンク機構10による傾斜梁6の傾斜中心Oは低い位置にあり、車体1を傾斜させるためには図示しないアクチュエータが必要である。強制的に車体1を傾斜させる場合、台車枠8とリンク機構10または傾斜梁6との間にアクチュエータとしての強制シリンダを設けるが、揺動効率と収納スペースの関係の条件が満足すれば、どの位置に挿入してもよい。

0015

次に、前述した本実施形態の鉄道車両用振子装置の作動について説明する。図1二点鎖線で示すように、図示しないアクチュエータにより傾斜梁6を傾斜させると、一対の揺動リンク24,26は第2支点ピン24,26の廻りに揺動する。そして、一対の揺動リンク24,26は水平リンク32により連結されているので、同方向に同じ角度で平行に揺動する。

0016

これにより、傾斜梁6は垂直リンク16,18を介して一方が引き下げられ他方が持ち上げられる。その際、傾斜梁6は、規制ピン38により水平リンク32に対して相対的な左右方向の移動は規制されるが、長穴40に沿った上下方向の相対的な移動は許容される。

0017

よって、傾斜梁6は揺動中心Oを中心として傾斜する。傾斜梁6は規制ピン38により水平リンク32に対して相対的な左右方向の移動が規制される。また、傾斜梁6の中心線aは規制ピン38の中心を通ると共に、揺動中心Oをも通る。従って、傾斜梁6の瞬間傾斜中心Oは一定位置となる。

0018

更に、揺動中心Oの高さ位置は一対の揺動リンク20,22の第2支点ピン24,26と連結ピン34,36間の距離によって定まる。距離が短ければ、本実施形態のように、揺動中心Oを車体1の重心Gよりも低い位置になる。長くなれば、揺動中心Oの位置も高くなる。

0019

次に、揺動中心Oを車体1の重心Gよりも高い位置にした第2実施形態について、図2によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。以下同様である。第2実施形態のリンク機構50は、前述した実施形態とは主に揺動リンク20,22の第2支点ピン24,26と連結ピン34,36間の距離が異なり、一対の揺動リンク51,52の支点ピン54,56と連結ピン58,60間の距離が長い。これにより、傾斜梁6の揺動中心Oは車体1の重心Gよりも高い位置にあり、アクチュエータを用いることなく、自然振子装置として使用することができる。

0020

また、揺動中心Oは前述した位置に限らず、図3に示す第3実施形態のリンク機構60でも実施可能である。このリンク機構60では、台車枠8に規制ピン62を立設し、規制ピン62を傾斜梁6に形成した長穴64に移動可能に挿入している。このリンク機構60では、傾斜梁6の揺動中心Oは規制ピン62の中心と一致する。この場合でも、傾斜梁6が揺動しても、揺動中心Oは移動しない。

0021

続いて、揺動中心が異なる第4実施形態について図4によって説明する。図4に示すように、第4実施形態のリンク機構70は、一対の揺動リンク72,74と水平リンク76とが、第2支点ピン24,26よりも上方で、連結ピン78,80により連結されている。そして、水平リンク76の中央に立設された規制ピン82が傾斜梁6に形成された長穴84に移動可能に挿入されている。このリンク機構70によると、傾斜梁6の揺動中心Oは車体1よりも下方になり、傾斜梁6の傾斜によって揺動中心Oは移動しない。

0022

次に、前述した実施例とは異なる第5実施形態について図5によって説明する。第5実施形態のリンク機構90は、長穴40を用いることなく、2本の左右水平リンク92,94の一端をそれぞれ一対の揺動リンク20,22に連結ピン34,36を介して揺動可能に連結している。そして、左右水平リンク92,94の他端がそれぞれ傾斜梁6に立設された規制ピン96,98にリング状の弾性部材100,102を介して連結されている。

0023

傾斜梁6が揺動した際、弾性部材100,102が弾性変形して、傾斜梁6と両水平リンク92,94との上下方向の移動を許容する。長穴40と規制ピン38を用いた場合には、防塵を考慮する必要があるが、弾性部材100,102を用いると防塵上有利になる。

0024

前述した第1〜第4実施形態のように、車体1の重心Gの位置に対して、揺動中心Oの位置を、上下の任意の位置に設けることができる。また、車体1が揺動した際、揺動中心Oの上下移動が小さいので、良好な乗心地を得ることができる。

0025

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

発明の効果

0026

以上詳述したように本発明の鉄道車両用振子装置は、車両形式により車体重心位置が異なり、その車両に最適なリンク形式を選択することにより、揺動中心位置をその車両の車体重心位置の上下の任意の位置に設けることが可能となる。また、車体の揺動による車体の上下動が少なく良好な乗心地を得ることができる。従って、鉄道車両の仕様に応じた傾斜梁の揺動中心位置を自由に選択できると共に、傾斜梁を揺動させても揺動中心位置の変化が少ないので、設計が容易であり、設計上の自由度が高いという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0027

図1本発明の一実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
図2第2実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
図3第3実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
図4第4実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
図5第5実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
図6従来のリンク式の鉄道車両用振子装置の概略構成図である。

--

0028

1,200…車体
2,4…空気ばね
6…傾斜梁
8…台車枠
10,50,60,70,90…リンク機構
16,18…垂直リンク
20,22,51,52,72,74…揺動リンク
32,76…水平リンク
38,62,82,96,98…規制ピン
40,64,84…長穴
92…左水平リンク
94…右水平リンク
100,102…弾性部材

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