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技術 モノレール車両用台車およびモノレール車両

出願人 株式会社日立製作所
発明者 合田憲次郎西垣戸貴臣平石元実岩崎克行原義雄
出願日 1999年11月26日 (19年1ヶ月経過) 出願番号 1999-335385
公開日 2001年6月5日 (17年7ヶ月経過) 公開番号 2001-151102
状態 未査定
技術分野 高架鉄道・ロープ鉄道 他の鉄道方式
主要キーワード 摩擦摺動抵抗 軌道軌跡 中心ピン 走行タイヤ 内タイヤ 旋回抵抗 曲線軌道 蛇行動
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

モノレール車両用台車において、案内タイヤ半径方向にかかる力が小さい状態で、かつ、走行タイヤスリップ角が小さい状態で曲線を通過する。

解決手段

台車枠2と、軌道桁の両側に配置され、前記台車枠を軌道桁に沿って案内する案内タイヤ4と、車体11に対して左右一対に配置され、車体を上下方向に支持する空気ばね7と、空気ばねの上下荷重を負担する空気ばね受け6とを備えたモノレール車両用台車において、車体に対する台車枠のヨー旋回軸に直交する方向に回転軸を有するコロ22を備える側受け21を、前記ヨー旋回軸に対して左右一対配置した。これにより、モノレール車両用台車が急曲線を通過するとき、案内タイヤの半径方向力が低下し、台車枠を軽量にできるので、案内タイヤや走行タイヤの長寿命化を図れる。

概要

背景

従来のモノレール車両台車としては、ボルスタ方式の台車がある。このボルスタ方式の台車では、車体は、空気ばねおよびボルスタを介して、台車枠により支持されている。

ボルスタと台車枠の間には、すり板により構成される側受けが左右に一対配置されており、この側受けは、ボルスタと台車枠間において上下方向の荷重を支持する。側受けを左右に一対配置することにより、車体のロール方向の荷重を支持し、また、ヨー方向に関しては、ボルスタに対して台車枠がピンまわりをヨー旋回すると、台車枠は側受けから旋抵抗を受ける構造となっている。

また、モノレール車両用台車の他の例としては、特開昭59−186759号公報に記載されたものが知られている。この方式の台車は、車体は、ボルスタを介さず、空気ばねにより車体と台車枠間が直接結合されているボルスタレス方式となっている。

このボルスタレス方式の台車では、空気ばねにより、車体の上下方向の支持を行い、空気ばねを左右一対配置することにより、車体のロール方向の荷重支持を行う構造になっている。また、空気ばねが前後に弾性変形することにより、台車枠は、中心ピンを中心として、車体に対して相対的にヨー旋回する構造となっている。

概要

モノレール車両用台車において、案内タイヤ半径方向にかかる力が小さい状態で、かつ、走行タイヤスリップ角が小さい状態で曲線を通過する。

台車枠2と、軌道桁の両側に配置され、前記台車枠を軌道桁に沿って案内する案内タイヤ4と、車体11に対して左右一対に配置され、車体を上下方向に支持する空気ばね7と、空気ばねの上下荷重を負担する空気ばね受け6とを備えたモノレール車両用台車において、車体に対する台車枠のヨー旋回軸に直交する方向に回転軸を有するコロ22を備える側受け21を、前記ヨー旋回軸に対して左右一対配置した。これにより、モノレール車両用台車が急曲線を通過するとき、案内タイヤの半径方向力が低下し、台車枠を軽量にできるので、案内タイヤや走行タイヤの長寿命化を図れる。

目的

本発明の課題は、モノレール車両用台車およびモノレール車両において、急曲線を通過する場合、案内タイヤの半径方向にかかる力を減少し、かつ、走行タイヤのスリップ角が小さい状態で走行できるようにすることである。

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

モノレールの車体と、前記車体を支持する台車枠との間に、前記車体に対する前記台車枠のヨー旋回抵抗を減少させる手段を備えてなるモノレール車両用台車

請求項2

前記ヨー旋回抵抗を減少させる手段は、前記ヨー旋回軸に直交する方向に回転軸を有するコロである請求項1に記載のモノレール車両用台車。

請求項3

前記ヨー旋回抵抗を減少させる手段は、前記ヨー旋回軸を中心とする円周上に配置されたガイドレールと、前記ガイドレールに沿って移動可能なスライダとから構成されてなる請求項1に記載のモノレール車両用台車。

請求項4

前記ヨー旋回抵抗を減少させる手段は、前記ヨー旋回軸に対して対称に配置されてなる請求項1、2または3に記載のモノレール車両用台車。

請求項5

前記ヨー旋回抵抗を減少させる手段は、前記ヨー旋回軸を中心とする円周上に配置されてなる請求項1ないし4のうちいずれかに記載のモノレール車両用台車。

請求項6

前記ヨー旋回抵抗を減少させる手段は、前記車体を前記台車上に支持する車体支持手段に設置されてなる請求項1ないし5のうちいずれかに記載のモノレール車両用台車。

請求項7

前記車体支持手段が前記ヨー旋回軸まわりを旋回するように、前記ヨー旋回軸の位置にピンを備えてなる請求項6に記載のモノレール車両用台車。

請求項8

請求項1〜7に記載のモノレール車両用台車を有してなるモノレール車両。

請求項9

2つの車体を1つの台車によって結合したモノレール車両において、前記台車は、請求項1〜7に記載のモノレール車両用台車であることを特徴とするモノレール車両。

請求項10

前記2つの車体は、それぞれが前記台車にヨー旋回可能な状態で結合されてなる請求項9に記載のモノレール車両。

技術分野

0001

本発明はモノレール車両用台車およびモノレール車両に係り、特に、急曲線通過に有効なモノレール車両用の台車に関する。

背景技術

0002

従来のモノレール車両の台車としては、ボルスタ方式の台車がある。このボルスタ方式の台車では、車体は、空気ばねおよびボルスタを介して、台車枠により支持されている。

0003

ボルスタと台車枠の間には、すり板により構成される側受けが左右に一対配置されており、この側受けは、ボルスタと台車枠間において上下方向の荷重を支持する。側受けを左右に一対配置することにより、車体のロール方向の荷重を支持し、また、ヨー方向に関しては、ボルスタに対して台車枠がピンまわりをヨー旋回すると、台車枠は側受けから旋抵抗を受ける構造となっている。

0004

また、モノレール車両用台車の他の例としては、特開昭59−186759号公報に記載されたものが知られている。この方式の台車は、車体は、ボルスタを介さず、空気ばねにより車体と台車枠間が直接結合されているボルスタレス方式となっている。

0005

このボルスタレス方式の台車では、空気ばねにより、車体の上下方向の支持を行い、空気ばねを左右一対配置することにより、車体のロール方向の荷重支持を行う構造になっている。また、空気ばねが前後に弾性変形することにより、台車枠は、中心ピンを中心として、車体に対して相対的にヨー旋回する構造となっている。

発明が解決しようとする課題

0006

上記従来のボルスタ方式のモノレール車両用台車では、以下に示す課題がある。一般に鉄道車両用台車では、自己操舵機能を有する輪軸が台車枠に結合されており、高速走行時に左右方向とヨー方向の振動連成した不安定な振動である蛇行動が発生する。

0007

そのため、ボルスタ方式の鉄道車両用台車では、すり板により構成される側受けの旋回抵抗によって、台車のヨー方向の振動を抑制し、高速走行時の蛇行動を抑制する工夫がなされている。

0008

以上のように、ボルスタ方式の鉄道車両用台車では、蛇行動に対する安定性を確保するためには、側受けの摩擦係数を大きくする必要があった。しかしながら、ボルスタ方式のモノレール車両用台車では、摩擦係数の大きな側受を用いると、曲線通過時に以下に示す問題が生じる。

0009

すなわち、台車が曲線軌道に入ると、台車枠は案内タイヤに案内され、車体に対してヨー旋回する。この台車枠のヨー旋回に応じて、台車枠の側受け部には前後方向の抵抗力が作用する。この抵抗力は台車枠に旋回抵抗モーメントを生じさせ、このモーメントに対抗して、案内タイヤには反力が発生し、初期押し付け力に加えてこの反力が加わるため、案内タイヤに過大な荷重が作用する。

0010

以上のように、案内タイヤの荷重が増すと、台車枠の強度、タイヤ耐荷重性の面で問題が生じる。また、荷重の増加により案内タイヤが発熱し、案内タイヤの寿命が短くなるという問題が生じる。

0011

また、曲線軌道を走行しているとき、側受けによる旋回抵抗モーメントより、台車枠は、車体と同じヨー角を向くような方向に戻されるため、台車枠の中心線は、曲線軌道の接線方向を向くことができない。そのため、走行タイヤの回転方向と移動方向のなす角度であるスリップ角が大きくなる。その結果、走行タイヤの摩耗が大きくなり、走行タイヤの寿命が短くなる問題が生じる。

0012

一方、ボルスタレス方式のモノレール車両用台車では、曲線通過時に、以下に示す課題を有している。すなわち、ボルスタレス台車では、台車が曲線に進入して、台車枠がヨー角旋回すると、台車枠には、空気ばねの前後方向復元力により、ボルスタ台車の場合と同様に、空気ばねから台車枠に前後方向の力が作用する。

0013

その結果、台車枠に旋回モーメントが発生する。このモーメントに対抗するため、ボルスタ台車の場合と同様に、案内タイヤの半径方向の力が大きくなる。また、空気ばね前後方向の復元力によって、台車枠は車体のヨー角と同じ向きに戻され、台車枠が曲線軌道の接線方向を向かないため、走行タイヤのスリップ角が大きくなる問題が生じる。

0014

以上のように、従来のモノレール車両用台車では、モノレール車両が曲線を通過するときには、側受けの前後方向の力による旋回抵抗、および、空気ばねの前後方向の復元力により、案内タイヤの半径方向の力、および、走行タイヤのスリップ角が大きくなる問題があった。急曲線を通過する場合は、この問題は特に顕著となり、台車枠の重量増加、タイヤの寿命低下は避けられない問題があった。

0015

本発明の課題は、モノレール車両用台車およびモノレール車両において、急曲線を通過する場合、案内タイヤの半径方向にかかる力を減少し、かつ、走行タイヤのスリップ角が小さい状態で走行できるようにすることである。

課題を解決するための手段

0016

上記課題を解決するために、本発明は、モノレールの車体と、前記車体を支持する台車枠との間に、前記車体に対する前記台車枠のヨー旋回抵抗を減少させる手段を備えた。

0017

例えば、台車枠と、軌道桁の両側に配置され、台車枠を軌道桁に沿って案内する案内タイヤと、車体に対して左右一対に配置され、車体を上下方向に支持する空気ばねと、空気ばねの上下荷重を負担する空気ばね受けとを備えたモノレール車両用台車において、車体に対する台車枠のヨー旋回軸に直交する方向に回転軸を有するコロを備える側受けを、ヨー旋回軸に対して左右一対配置した。

0018

これにより、車体に対する台車枠のヨー旋回抵抗を事実上ない状態にすることができるため、急曲線通過時の案内タイヤの半径方向の力を減らすことができ、軽量な台車を実現できる。また、同時に案内タイヤの寿命を長くすることができる。さらに、走行タイヤのスリップ角が小さい状態で走行できるため、走行タイヤの寿命を長くすることができる。

0019

また、車体に対する台車枠のヨー旋回軸を中心とする円周上に配置されたガイドレールと、ガイドレールに沿って移動するスライダより構成される側受けを、ヨー旋回軸に対して左右一対配置してもよい。これにより、上記コロと同等の効果を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下、本発明の第1の実施形態を、図1図3を用いて説明する。図1は本実施形態のモノレール車両用台車の側面図、図2は本実施形態のモノレール車両用台車の正面断面図、図3は本実施形態の側受けの詳細図である。

0021

図1および図2において、符号の1は台車、2は台車枠、12は軌道桁である。台車枠2には、ゴムタイヤにより構成される走行タイヤ3、案内タイヤ4、安定タイヤ5の3種のタイヤが配置されている。走行タイヤ3は、軌道桁12上面を走行し、車体11および台車1の垂直荷重支え、駆動、制動力を軌道桁12に伝える。

0022

案内タイヤ4は、軌道桁12を挟み、軌道桁12の側面上部において接触するように、台車枠2の4隅に配置されおり、台車1を軌道に沿って走行させる。安定タイヤ5は、軌道桁側面下部において接触するように、台車枠2下部に配置され、車体11および台車1が転倒するのを防止する。なお、案内タイヤ4および安定タイヤ5は、台車枠2の上下方向に設置された車軸に、回転可能な状態で取り付けられている。

0023

車体11を支持する車体支持手段として、本実施形態では空気ばね7が用いられている。空気ばね受け6は、通常ボルスタ台車では、ボルスタと呼ばれる部材である。空気ばね7は、空気ばね受け6の上面左右端に左右一対配置され、車体11の垂直荷重を支持し、台車1から車体11に伝達される振動を減衰する効果を持つ。

0024

空気ばね受け6の下面中央部にはピン8が配置されており、空気ばね受け6は、ピン8および台車枠2の上面中央部に配置されたピン受け9を介して台車枠2に結合されている。これにより、台車枠2は、ピン8を中心として、車体11に対して相対的にヨー旋回可能となっている。

0025

空気ばね受け6および台車枠2の間には、側受け21が、ピン8を中心として、台車枠2に左右一対配置されている。図3(a)に、側受け21の詳細構造の上面図を示す。

0026

図3(a)において、コロ22は、略水平な軸23に回転自在に支持されている。軸23は、車体11と台車枠2のヨー旋回中心であるピン8に直交する方向に左右一対配置されている。

0027

以上の構成により、コロ22が回転することにより、空気ばね受け6と台車枠2とは、旋回摺動抵抗が事実上ない状態で相対的にヨー旋回できる。また、コロ22の上面は、空気ばね受け6の下面で接触しており、側受け21は、車体11から空気ばね受け6介して台車枠2に作用する垂直荷重、およびロール方向の荷重を支持する。

0028

ボルスタアンカ10は、空気ばね受け6の左右端と、車体11下面の左右端とを結合するように、左右一対配置されており、車体と空気ばね受けとの間の前後方向の力、すなわち、牽引力を伝達する。

0029

以上の構造をもつ台車1が、図4に示すように、曲線を通過している状態では、案内タイヤ4は軌道桁12を追従し、台車枠2は、ピン8を中心として矢印MA向きにヨー旋回する。空気ばね受け6は、車体11にボルスタアンカ10を介して結合されているので、車体11と同じヨー角を保つ。

0030

ここで、台車枠2と空気ばね受け6との間はコロ22が接触し、旋回摺動抵抗は事実上ないため、側受け21の前後方向の力FAおよびFA'は発生せず、台車枠2の中心には、矢印MB向きのヨー旋回モーメントは発生しない。そのため、このモーメントに対抗する反力は発生せず、案内タイヤ4bおよび4cの半径方向にかかる力FGおよびFG'を小さくすることができる。

0031

また、側受け21の旋回摺動抵抗は事実上ないため、台車枠2を車体11と同じ向きに戻す矢印MB向きの復元モーメントは発生しない。そのため、台車枠2の中心線LTを、線LKで示す曲線軌道の接線方向を向けることが可能になり、走行タイヤ3のスリップ角を小さくすることができる。

0032

以上説明した本実施形態による台車では、曲線通過状態において、案内タイヤ4の半径方向にかかる力を小さくすることができるため、台車枠2に作用する荷重を低下することにより、台車枠2を軽量化することができる。また、案内タイヤ4での発熱を抑え、案内タイヤ4の寿命を長くすることができる。

0033

さらに、本実施形態による台車では、曲線通過状態において、走行タイヤ3のスリップ角が小さい状態で走行することが可能になるため、走行タイヤ3の磨耗を少なくし、走行タイヤ3の寿命を長くすることができる。

0034

なお、本実施形態では、側受け21を、空気ばね受け6と台車枠2との間で、台車枠2側に固定設置したが、空気ばね受け6側に固定設置しても、同等の効果が得られる。

0035

また、本実施形態では、側受け21は、一つのコロ22により構成されるものとしたが、図3(b)に示すように、複数のコロ25を前後方向に配置して側受け24を構成しても、同等の効果が得られる。この場合、複数のコロを用いることにより、側受け24にかかる垂直荷重を分散し、一つのコロにかかる垂直荷重を減らすことができる。

0036

また、図3(c)に示すように、ピン8を中心とした円周上に複数のコロ28を配置し、側受け27を構成しても、同等の効果が得られる。これにより、ヨー方向の旋回摺動抵抗がより少ない状態で、空気ばね受け6と台車枠2との間を支持することができる。

0037

次に、図5を用いて、本発明の第2の実施形態を説明する。図5は本実施形態のモノレール車両用台車の断面図である。図5において、第1の実施形態のモノレール車両用台車における部材と同一機能を有する部材に関しては、同一の番号を付している。

0038

図5の実施形態は、空気ばね受け6を、車体11と空気ばね7との間に配置したものである。側受け21を、車体11と空気ばね受け6との間に左右一対配置し、車体11と空気ばね受け6とを旋回抵抗の少ない状態で、相対的にヨー旋回するように構成することにより、第1の実施形態と同等の効果が得られる。

0039

次に、図6を用いて、本発明の第3の実施形態を説明する。図6(a)は本実施形態のモノレール車両用台車の断面図であり、図6(b)は側受け31の詳細図である。なお、図6において、第1の実施形態のモノレール車両用台車における部材と同一機能を有する部材に関しては同一の番号を付している。

0040

図6(a)において、側受け31は、台車枠2と空気ばね受け6との間に配置されている。図6(b)に側受け31の詳細構造の上面図を示す。図6(b)に示すように、側受け31はガイドレール32とスライダ33とから構成される。

0041

ガイドレール32は、車体11と台車枠2のヨー旋回中心であるピン8を中心とした円弧形状をしており、左右一対が台車枠2に固定配置される。また、スライダ33は、空気ばね受け6に固定されており、前記ガイドレール32の上を跨ぎ、ガイドレール32に沿って摩擦摺動抵抗が事実上ない状態で移動する。以上の構成により、側受け31は車体11から空気ばね受け6介して台車枠2に作用する垂直荷重およびロール方向の荷重を支持する。

0042

以上の台車が曲線軌道に進入すると、台車枠2はピン8を中心に空気ばね受け6に対してヨー旋回するが、ガイドレール32とスライダ33間の摩擦摺動抵抗は事実上ないため、側受け31は、台車枠中心にヨー旋回モーメント作用させない。

0043

その結果、第1の実施形態と同様に、案内タイヤ4の半径方向にかかる力を小さくすることができる。また、台車枠2を曲線軌道の接線方向を向け、走行タイヤ3のスリップ角を小さくすることができる。

0044

以上説明した本実施形態による台車では、案内タイヤの半径方向にかかる力が小さい状態で、かつ、走行タイヤのスリップ角が小さい状態で走行することが可能になる。その結果、台車枠を軽量化し、また、案内タイヤの寿命を長くすることができる。また、走行タイヤ3の寿命を長くすることができる。

0045

なお、本実施形態では、ガイドレール32は台車枠2に、スライダ33は空気ばね受け6に固定設置されるものとしたが、ガイドレール32を空気ばね受け6に、スライダ33を台車枠2に固定設置しても、同等の効果が得られる。

0046

また、本実施形態では、空気ばね7を車体11に結合するものとしたが、空気ばね受け6を、車体11と空気ばね7の間に配置し、車体11と空気ばね7とを、空気ばね受け6を介して結合してもよい。

0047

また、本実施形態では、一つのガイドレール32に対して、一つのスライダ33が摺動するものとしたが、一つのガイドレールに対して、複数のスライダが摺動するものとしてもよい。その結果、一つのスライダにかかる荷重を減らすことができる。

0048

次に、図7図9を用いて、本発明の第4の実施形態を説明する。図7は本実施形態のモノレール車両用台車の側面図、図8(a)は本実施形態のモノレール車両用台車の断面図、図8(b)は本実施形態のモノレール車両用台車の牽引装置の詳細図、図9(a)〜図9(c)は側受けの詳細図である。なお、図7図9において、第1の実施形態のモノレール車両用台車における部材と同一機能を有する部材に関しては同一の番号を付している。

0049

本実施形態では、左右の空気ばね7に関して、それぞれ独立した空気ばね受け16配置している。図7および図8(a)において、台車枠2と車体11は、左右端において、空気ばね7および空気ばね受け16を介して結合されており、台車中央部では、台車枠2と車体11は牽引装置13を介して結合されている。

0050

図8(b)に、牽引装置13の詳細構造の平面図を示す。図8(b)において、車体下部面に固定された中心ピン14と、ピン受け15との間は、ゴムブッシュ18で結合されており、ピン受け15と台車枠2との間は、ゴムブロック17により結合されている。

0051

次に、左右一対に配置された空気ばね受け6の詳細構造について説明する。空気ばね受け16は、空気ばね7の上面に配置されており、空気ばね受け16の上面には、側受け41が配置されている。

0052

図9(a)に側受け41の詳細構造の正面図を、図9(b)に側受け41の詳細構造の平面図を示す。図9(a)および図9(b)において、ベース46は空気ばね受け16の上面に固定され、その側面57および58は、中心ピン14を中心とする同心円の形状をした曲面となっている。

0053

コロ42の軸43は、車体11と台車枠2のヨー旋回中心である中心ピン14に直交する方向に左右一対配置されており、ベース46上面に固定されている。コロ42は、軸43に回転可能な状態で取り付けられており、車体11の下部に接触している。

0054

また、コロ44の軸45は、上下方向に車体11の下部面に固定されている。コロ44は、軸45に回転可能な状態で取り付けられており、ベース46の側面57および58に接触している。

0055

以上の構成により、コロ42は、車体11と空気ばね受け16との間の上下方向の力を支持し、コロ44は、車体11と空気ばね16との間の左右方向の力を支持する。

0056

そのため、車体11と空気ばね受け16との間において、垂直方向および左右方向の力は側受け41を介して伝達される。また、コロ42およびコロ44が回転することにより、車体11に対して、空気ばね受け16は、車体11の中心ピン14を中心とする円周状を事実上抵抗がない状態で変位する。

0057

以上の台車が曲線軌道に進入すると、台車枠2は軌道軌跡に沿ってヨー方向に旋回する。ここで、空気ばね受け16は、車体11に対して、事実上抵抗のない状態で円周状に変位するため、空気ばね7は前後変形しない状態で、台車枠2は車体11に対してヨー旋回する。そのため、空気ばね7から台車枠2にかかる前後方向の力は小さく、台車枠2中心に作る旋回モーメントは無視できるほど小さい。

0058

その結果、この旋回モーメントに対抗する反力は小さくてすみ、案内タイヤ力を小さくすることができる。また、空気ばね7が、台車枠2を車体11と同じ方向に戻す向きのモーメントは小さいため、台車枠2を曲線軌道の接線方向を向けることが可能になり、走行タイヤ3のスリップ角を小さくすることができる。

0059

以上説明した本実施形態による台車では、曲線通過状態において、案内タイヤ4の半径方向にかかる力を小さくすることができ、走行タイヤのスリップ角を小さくすることができるため、第1の実施形態と同様に、台車枠の軽量化、案内タイヤおよび走行タイヤの長寿命化が可能になる。

0060

なお、本実施形態では、側受けは、図9(a)に示す構造としたが、図9(c)に示すように側受け47を構成しても同等の効果が得られる。図9(c)において、ベース50は空気ばね受け16上面に固定されている。コロ48の軸49は、中心ピン14に直交する方向に配置されており、ベース50上面に固定されている。

0061

コロ48は、円錐体の一部の形状をしており、軸49に回転可能な状態で取り付けられており、車体11の下部に形成された斜面56において接触している。コロ48と斜面56は斜めに接触しているため、側受け47は、車体の上下荷重を支持し、車体から台車へ伝達される左右方向の力も伝達する役割を行い、この構成により、図9(a)に示す側受け41を用いる場合と同等の効果を得ることが可能となる。

0062

なお、本実施の形態では、空気ばね受け16を空気ばね7の上面に配置するものとしたが、空気ばね受け16を空気ばね7の下面に配置して、側受けを空気ばね7と台車枠2の間に設けても、同等の効果が得られる。

0063

なお、本実施形態では、牽引装置13は、中心ピン14、ピン受け15、ゴムブッシュ18、ゴムブロック17により構成される構造としたが、前後方向に配置されるリンクにより、車体と台車を前後方向に結合して牽引装置を構成してもよい。

0064

次に、図10を用いて、本発明の第5の実施形態を説明する。図10(a)は本実施形態のモノレール車両用台車の断面図、図10(b)は本実施形態のモノレール車両用台車の側受けの詳細図である。図10(a)および図10(b)において、第1の実施形態のモノレール車両用台車における部材と同一機能を有する部材に関しては同一の番号を付している。

0065

図10(a)において、側受け51は、車体11と空気ばね受け16との間に左右一対設置されている。側受け51は、ガイドレール52とスライダ53より構成される。

0066

図10(b)に示すように、ガイドレール52は、中心ピン14を中心とした円弧形状をしており、左右一対が車体11の下部に固定配置される。また、スライダ53は、空気ばね受け16の上面に固定されており、ガイドレール52に沿って摺動する。

0067

以上の台車が曲線軌道に進入すると、台車枠2は、中心ピン14を中心にヨー旋回するが、ガイドレール52とスライダ53との間の摩擦摺動抵抗は事実上ないため、側受け51が台車枠中心に作るヨー旋回モーメントは無視できる程度に小さい。

0068

その結果、第1の実施形態と同様に、案内タイヤ4の半径方向にかかる力を小さくすることができ、また、台車枠2を曲線軌道の接線方向を向け、走行タイヤ3のスリップ角を小さくすることができる。

0069

なお、本実施形態では、ガイドレール52を車体11に、スライダ53を空気ばね受け16に固定設置するものとしたが、ガイドレール52を空気ばね受け16に、スライダ53を車体11下部に固定設置しても同等の効果が得られる。

0070

次に、図11図12を用いて、本発明の第6の実施形態を説明する。本実施形態は、第1の実施形態の台車を二つ車体の間に配置して構成した連接台車に関するものである。

0071

図11(a)は本実施形態のモノレール車両用台車の側面図、図11(b)は本実施形態のモノレール車両用台車の連接部の詳細図、図12(a)は本実施形態のモノレール車両用台車が曲線軌道を通過している状況を上から見た図である。なお、図11および図12において、第1の実施形態のモノレール車両用台車における部材と同一機能を有する部材に関しては同一の番号を付している。

0072

図11(a)および図12(a)において、台車63は、第1の車体61と第2の車体62の間に配置される。図11(b)に第1の車体61と第2の車体62の連接部の詳細構造を示す。

0073

図11(b)において、ブラケット66は第1の車体61の端部に取り付けられており、ブラケット66の先端にはピン64が配置されている。また、第2の車体62の車端部にはブラケット67が取り付けられ、その先端にはピン受け65が配置されている。

0074

ピン64は、ピン受け65に挿入されており、ピン受け65は、空気ばね受け6の上面にヨー旋回可能な状態で結合された構造となっている。以上の構造により、第1の車体61と第2の車体62は、ピン64を中心にヨー旋回し、第1の車体61と空気ばね受け6は、ピン64を中心にヨー旋回する。

0075

また、側受け71はコロ72により構成されている。第1の車体61の端部に左右一対配置された支持板73は、側受け71の上面で接触し、台車63に対して、第1の車体61の上下方向およびロール方向の荷重を支持する。

0076

車両が曲線軌道を通過している状態では、図12(a)に示すように、側受け71のコロ72が回転し、ピン受け65と空気ばね受け6のヨー方向の抵抗は事実上ないため、空気ばね受け6は、第1の車体61および第2の車体62のヨー角の影響を受けないで、ヨー旋回することができる。

0077

そのため、台車63は、第1の車体61と第2の車体62のヨー角の中間の角度に変位することができ、台車63は、曲線軌道の接線方向を向くことが可能になる。その結果、案内タイヤの半径方向の力を小さく、走行タイヤのスリップ角を小さい状態で曲線を走行することができる。

0078

したがって、以上説明した本実施形態による台車では、第1の実施形態と同様に、台車枠の軽量化が可能となり、また、案内タイヤおよび走行タイヤの長寿命化が可能になる。

0079

なお、本実施形態では、側受け71は、コロ72により構成されるものとしたが、側受けをガイドレールとスライダにより構成しても同等の効果が得られる。また、本実施形態では、支持板73は、第1の車体61の端部に、左右一対2つを設置している。

0080

この支持板73を、図12(b)に示すように、第2の車体の端部にも左右一対2つを設置し、4つの支持板からローラを介して、空気ばね受け6に第1の車体61および第2の車体62の垂直荷重がかかるように構成しても、同等の効果が得られる。

0081

ここで、本発明の参考例を、図13図14を用いて説明する。図13(a)はモノレール車両のボルスタ方式の台車の断面図、図13(b)はボルスタのない台車の断面図、また、図14はボルスタ方式の台車が曲線を通過している状態を上から見た図である。

0082

まず、図13(a)に示すように、ボルスタ方式の台車では、車体111は、空気ばね107、ボルスタ106を介して台車枠102により支持されている。ボルスタ106と台車枠102の間には、すり板により構成される側受け121が左右に一対配置されている。

0083

側受け121は、ボルスタ106と台車枠102との間において、上下方向の荷重を支持し、側受け121を左右に一対配置することにより、車体111のロール方向の荷重支持をする構造となっている。

0084

また、ヨー方向に関しては、ボルスタ106に対して、台車枠102がピン108まわりをヨー旋回すると、台車枠102は側受け121から旋回抵抗を受ける構造となっている。

0085

また、図13(b)に示すボルスタレス方式の台車の例では、車体111は、ボルスタを介さず空気ばね107により、車体111と台車枠102との間が直接結合されている。

0086

このボルスタのない台車では、空気ばね107により、車体111の上下方向の支持を行い、空気ばね107を左右一対配置することにより、車体111のロール方向の荷重支持を行う構造になっている。

0087

また、空気ばね107が、前後に弾性変形することにより、台車枠102は、中心ピン114を中心として、車体111に対して相対的にヨー旋回する構造となっている。

0088

一般に鉄道車両用台車では、自己操舵機能を有する輪軸が台車枠に結合されており、高速走行時に左右方向とヨー方向の振動が連成した不安定な振動である蛇行動が発生する。

0089

そのため、ボルスタ方式の鉄道車両用台車では、すり板により構成される側受けの旋回抵抗によって、台車のヨー方向の振動を抑制し、高速走行時の蛇行動を抑制する工夫がなされている。つまり、蛇行動に対する安定性を確保するためには、側受けの摩擦係数を大きくする必要があった。

0090

しかしながら、上記参考例のように、ボルスタ方式のモノレール車両用台車では、摩擦係数の大きな側受を用いると、曲線通過時に以下に示す問題が生じる。図14は、ボルスタ方式のモノレール車両用台車が、矢印V向きに曲線を通過している状態を上から見た図である。

0091

図14において、符号の102は台車枠、103は車体および台車の荷重を支える走行タイヤである。104a〜104dは案内タイヤであり、台車枠102の4隅に配置され、台車枠102を軌道に沿って案内する。

0092

図14に示すように、台車が曲線軌道に入ると、案内タイヤ104a〜104dに案内されて、台車枠102は車体111に対して、矢印NAの向きにヨー旋回する。この台車枠102のヨー旋回に応じて、台車枠102の側受け部には、矢印EAおよびEA'向きに前後方向の抵抗力が作用する。

0093

この抵抗力は台車枠102に矢印NB向きの旋回抵抗モーメントを生じさせ、このモーメントに対抗して、案内タイヤ104b、104cにおいては、矢印EGおよびEG'によって示された反力が発生する。案内タイヤ104bおよび104cには、初期押し付け力に加えてこの反力が加わるため、過大な荷重が作用する。

0094

以上のように、案内タイヤ104bおよび104cの荷重が増すと、台車枠の強度、タイヤの耐荷重性の面で問題が生じる。また、荷重の増加により案内タイヤが発熱し、案内タイヤの寿命が短くなるという問題が生じる恐れがある。

0095

また、曲線軌道を走行しているとき、側受けによる旋回抵抗モーメントより、台車枠102は、車体111と同じヨー角を向くように、矢印NB向きに戻されるため、台車枠102の中心線LT'は、線LK'で示す曲線軌道の接線方向を向くことができない。

0096

そのため、矢印RRで示す走行タイヤ103の回転方向と、矢印RVで示す走行タイヤ103の移動方向のなす角度である走行タイヤのスリップ角RAが大きくなる。その結果、走行タイヤ103の摩耗が大きくなり、走行タイヤ103の寿命が短くなるという問題が生じる恐れがある。

0097

一方、ボルスタレス方式のモノレール車両用台車の参考例では、図14に示すように、台車が曲線に進入して、台車枠102が矢印NA向きにヨー角旋回すると、台車枠102には、空気ばねの前後方向復元力により、ボルスタ台車の場合と同様に、空気ばねから台車枠102に矢印EAおよびEA'向きの力が作用する。

0098

その結果、台車枠102に矢印NB向きのモーメントが発生する。このモーメントに対抗するため、ボルスタ台車の場合と同様に、案内タイヤ力の半径方向の力が大きくなる。また、空気ばね前後方向の復元力によって、台車枠102は車体111のヨー角と同じ向きに戻され、台車枠102が曲線軌道の接線方向を向かないため、走行タイヤのスリップ角が大きくなる。

0099

以上のように、参考例に示したモノレール車両用台車では、モノレール車両が曲線を通過するときには、側受けの前後方向の力による旋回抵抗および空気ばねの前後方向の復元力により、案内タイヤの半径方向の力および走行タイヤのスリップ角が大きくなる。急曲線を通過する場合は、この問題は特に顕著となり、台車枠の重量増加、タイヤの寿命低下は避けられない問題であった。

0100

一方、本発明の実施形態では、前述したように、曲線通過状態において、案内タイヤの半径方向にかかる力を小さくすることができるため、台車枠に作用する荷重を低下し、台車枠を軽量化することができる。また、案内タイヤでの発熱を抑え、案内タイヤの寿命を長くすることができる。

0101

また、ヨー角による旋回摺動抵抗が事実上ないため、台車枠の中心線を、曲線軌道の接線方向に向けることが可能になり、走行タイヤのスリップ角が小さい状態で走行することができるため、走行タイヤの磨耗を少なくし、走行タイヤの寿命を長くすることができる。

発明の効果

0102

以上説明したように、本発明によれば、モノレール車両用台車が急曲線を通過するとき、案内タイヤの半径方向にかかる力を小さくすることにより、台車枠を軽量にすることができ、また、案内タイヤの寿命を長くすることができる。また、走行タイヤのスリップ角を小さくすることにより、走行タイヤの寿命を長くすることができる。

図面の簡単な説明

0103

図1本発明の第1の実施形態のモノレール車両用台車の側面図である。
図2本発明の第1の実施形態のモノレール車両用台車の断面図である。
図3本発明の第1の実施形態のモノレール車両用台車の側受けの(a)〜(c)各例を示す詳細図である。
図4本発明の第1の実施形態のモノレール車両用台車が曲線を通過している状況を示す図である。
図5本発明の第2の実施形態のモノレール車両用台車の断面図である。
図6本発明の第3の実施形態のモノレール車両用台車を示し、(a)が断面図、(b)が詳細図である。
図7本発明の第4の実施形態のモノレール車両用台車の側面図である。
図8本発明の第4の実施形態のモノレール車両用台車を示し、(a)が断面図、(b)が牽引装置の詳細図である。
図9本発明の第4の実施形態のモノレール車両用台車の側受けの詳細構造を示し、(a)が正面図、(b)が平面図、(c)は別方式の側受けを示す正面図である。
図10本発明の第5の実施形態のモノレール車両用台車を示し、(a)が側面図、(b)が側受けの詳細図である。
図11本発明の第6の実施形態のモノレール車両用台車の(a)が側面図、(b)が車体と車体の連結部の詳細図である。
図12本発明の第6の実施形態のモノレール車両用台車が曲線を通過している状況を示す図である。
図13本発明の参考例を示し、(a)がボルスタ方式のモノレール車両用台車の断面図、(b)がボルスタレス方式のモノレール車両用台車の断面図である。
図14本発明の参考例のモノレール車両用台車が曲線を通過している状況を示す図である。

--

0104

1、20、101、121台車
2、102台車枠
3走行タイヤ
4、4a、4b、4c、4d 案内タイヤ
5 安定タイヤ
6、16空気ばね受け
7、107、107 空気ばね
8、108ピン
9ピン受け
10ボルスタアンカ
11 車体
12軌道桁
13牽引装置
14中心ピン
15 ピン受け
17ゴムブロック
18ゴムブッシュ
21、31、41、47、51側受け
22、25、28、42、44、48コロ
23、26、29、43、45、49 軸
32、52ガイドレール
33、53スライダ
46、50ベース
106 ボルスタ

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