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技術 鉄道車両用の操舵台車

出願人 川崎重工業株式会社
発明者 佐藤與志村田紘一
出願日 2014年12月17日 (6年0ヶ月経過) 出願番号 2014-254843
公開日 2016年6月23日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2016-113073
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 テコ部材 変位許容量 インナーフレーム 前方先端 曲線中 前後対称 リンク連結 車幅方向外
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年6月23日)のものです。
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図面 (15)

課題

リンク機構が軽量かつ簡素である操舵台車を提供する。

解決手段

操舵台車は、枕梁を介して又は枕梁を介さずにヨーイング方向に車体を回動可能に支持する台車枠と、車幅方向に沿って延びる車軸及び車軸の両側に設けられた車輪をそれぞれ有し、車両長手方向に離間して配置される一対の輪軸と、各車軸を支持する軸受を収容する軸箱と、軸箱から延びて、弾性部材を介して台車枠に連結される軸梁を有する軸箱支持装置と、車体に対する台車枠の回動に連動し、軸梁を介して軸箱を変位させることで少なくとも一方の輪軸を操舵するリンク機構と、を備え、軸梁は、台車枠に弾性部材を介して連結される台車枠連結部と、台車枠連結部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置され、リンク機構に連結部材を介して連結されるリンク連結部と、を有し、連結部材及び弾性部材は互いに同心となるように配置されている。

概要

背景

鉄道車両カーブを通過する際、台車枠は車体に対してヨーイング方向に回動する。特許文献1では、この現象を利用し、車体に対する台車枠の回動に連動して輪軸操舵するリンク式操舵台車が開示されている(特許文献1の図4参照)。

概要

リンク機構が軽量かつ簡素である操舵台車を提供する。 操舵台車は、枕梁を介して又は枕梁を介さずにヨーイング方向に車体を回動可能に支持する台車枠と、車幅方向に沿って延びる車軸及び車軸の両側に設けられた車輪をそれぞれ有し、車両長手方向に離間して配置される一対の輪軸と、各車軸を支持する軸受を収容する軸箱と、軸箱から延びて、弾性部材を介して台車枠に連結される軸梁を有する軸箱支持装置と、車体に対する台車枠の回動に連動し、軸梁を介して軸箱を変位させることで少なくとも一方の輪軸を操舵するリンク機構と、を備え、軸梁は、台車枠に弾性部材を介して連結される台車枠連結部と、台車枠連結部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置され、リンク機構に連結部材を介して連結されるリンク連結部と、を有し、連結部材及び弾性部材は互いに同心となるように配置されている。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、リンク機構が軽量かつ簡素である操舵台車を提供する

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

枕梁を介して又は枕梁を介さずにヨーイング方向に車体を回動可能に支持する台車枠と、車幅方向に沿って延びる車軸及び前記車軸の両側に設けられた車輪をそれぞれ有し、車両長手方向に離間して配置される一対の輪軸と、前記各車軸を支持する軸受を収容する軸箱と、前記軸箱から延びて、弾性部材を介して前記台車枠に連結される軸梁を有する軸箱支持装置と、前記車体に対する前記台車枠の回動に連動し、前記軸梁を介して前記軸箱を変位させることで少なくとも一方の前記輪軸を操舵するリンク機構と、を備え、前記軸梁は、前記台車枠に前記弾性部材を介して連結される台車枠連結部と、前記台車枠連結部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置され、前記リンク機構に連結部材を介して連結されるリンク連結部と、を有し、前記連結部材及び前記弾性部材は互いに同心となるように配置されている、鉄道車両用操舵台車

請求項2

前記弾性部材は、前記軸梁の前記台車枠に対する車両幅方向変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さい、請求項1に記載の操舵台車。

請求項3

前記リンク機構は、前記台車枠の車両長手方向中央付近に配置され、前記台車枠に支持された支点部を中心に回動するテコ部材と、前記枕梁又は前記車体と前記テコ部材を連結する連結リンクと、前記テコ部材と前記軸梁のリンク連結部を連結する操舵リンクと、を有する、請求項1又は2に記載の操舵台車。

請求項4

前記リンク機構は、前記台車枠の車両長手方向中央よりも前記軸箱寄りに配置されるテコ部材と、前記テコ部材よりも前記台車枠の車両長手方向中央寄りに配置される連結リンクと、を有し、前記連結リンクは、前記枕梁又は前記車体と前記テコ部材とを連結し、前記テコ部材は、前記連結リンク及び前記軸梁に連結されて、前記台車枠に支持された支点部を中心に回動して前記輪軸を操舵する、請求項1又は2に記載の操舵台車。

技術分野

0001

本発明は、鉄道車両用操舵台車に関する。

背景技術

0002

鉄道車両カーブを通過する際、台車枠は車体に対してヨーイング方向に回動する。特許文献1では、この現象を利用し、車体に対する台車枠の回動に連動して輪軸操舵するリンク式の操舵台車が開示されている(特許文献1の図4参照)。

先行技術

0003

特開平10−226333号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、上記の操舵台車は、カーブを通過する際、輪軸のみならず台車枠にも遠心力が加わり、外軌側車輪横圧が作用する。横圧が作用すると、これに対する反力を台車枠側で支持する必要があり、これを上記の操舵台車のリンク機構によって支持するためには、その強度を大きくする必要がある。そのため、リンク機構自体の重量が大きくなり、また構造も複雑になるという問題がある。

0005

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、リンク機構が軽量かつ簡素である操舵台車を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一態様に係る操舵台車は、枕梁を介して又は枕梁を介さずにヨーイング方向に車体を回動可能に支持する台車枠と、車幅方向に沿って延びる車軸及び前記車軸の両側に設けられた車輪をそれぞれ有し、車両長手方向に離間して配置される一対の輪軸と、前記各車軸を支持する軸受を収容する軸箱と、前記軸箱から延びて、弾性部材を介して前記台車枠に連結される軸梁を有する軸箱支持装置と、前記車体に対する前記台車枠の回動に連動し、前記軸梁を介して前記軸箱を変位させることで少なくとも一方の前記輪軸を操舵するリンク機構と、を備え、前記軸梁は、前記台車枠に前記弾性部材を介して連結される台車枠連結部と、前記台車枠連結部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置され、前記リンク機構に連結部材を介して連結されるリンク連結部と、を有し、前記連結部材及び前記弾性部材は互いに同心となるように配置されている。

0007

この操舵台車では、台車枠と車軸が軸梁によって連結され、車輪に生じる横圧に対する反力を弾性部材が支持するため、リンク機構は、当該反力による変位のみを許容する構成とすればよく、リンク機構に加わる荷重を抑えることができる。よって、リンク機構を軽量かつ簡素に形成することができる。また、連結部材及び弾性部材は互いに同心となるように配置されているため、軸梁による台車枠と車軸の連結が、リンク機構による操舵動作の妨げになることも防ぐことができる。

発明の効果

0008

上記の構成によれば、リンク機構を軽量かつ簡素に形成することができる。

図面の簡単な説明

0009

図1は、第1実施形態に係る操舵台車の左側面図である。
図2は、第1実施形態に係る操舵台車の右側面図である。
図3は、図1で示す軸梁の水平断面図である。
図4は、第2実施形態に係る操舵台車の左側面図である。
図5は、図4で示す軸梁の水平断面図である。
図6は、第3実施形態に係る操舵台車の左側面図である。
図7は、第4実施形態に係る操舵台車の左側面図である。
図8は、第5実施形態に係る操舵台車の左側面図である。
図9は、第5実施形態に係る操舵台車の右側面図である。
図10は、図8で示す軸梁の水平断面図である。
図11は、第6実施形態に係る操舵台車の左側面図である。
図12は、図11で示す軸梁の水平断面図である。
図13は、第7実施形態に係る操舵台車の左側面である。
図14は、第8実施形態に係る操舵台車の左側面である。

実施例

0010

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

0011

(第1実施形態)
はじめに、第1実施形態に係る操舵台車100について説明する。図1は第1実施形態に係る操舵台車100の左側面図であり、図2は、第1実施形態に係る操舵台車100の右側面図である。以下では、図1紙面左を操舵台車100の「前」、紙面右を操舵台車100の「後」、紙面手前を操舵台車100の「左」、紙面奥を操舵台車100の「右」として説明する。図2においては、紙面右、左、手前、及び奥が、それぞれ操舵台車100の前、後、右、左となる(図9においても同じ)。

0012

操舵台車100は、車体101の車両長手方向中央よりも前方と後方にそれぞれ配置される。両操舵台車100は前後方向の向きが逆であるが構成は同じである。したがって、図1及び図2に示す操舵台車100は、車体101の車両長手方向中央よりも前方に配置されるものとして説明する。つまり、図1において、紙面右側が車両長手方向中央側であり、紙面左側が車両長手方向端部側である(図4、6〜8、11、13、14においても同じ)。以下では、車体101の車両長手方向中央よりも前方に配置される操舵台車100について説明し、車体101の車両長手方向中央よりも後方に配置される操舵台車100についての説明は省略する(他の実施形態においても同じ)。

0013

図1及び図2で示すように、操舵台車100は、左右対称に構成されており、台車枠10と、第1輪軸31と、第2輪軸32と、第1軸箱41と、第2軸箱42と、第1軸箱支持装置51と、第2軸箱支持装置52と、リンク機構70と、を備えている。以下、これらの各構成要素について順に説明する。

0014

<台車枠>
台車枠10は、車両長手方向に沿って延びる左右一対側梁11と、車幅方向に沿って延び、左右の側梁11をつなぐ横梁12と、を有している。本実施形態の操舵台車100は、いわゆるボルスタ(枕梁)付き台車であって、車幅方向に延びる枕梁13を備えている。台車枠10の横梁12は、支持軸14を介して、枕梁13をヨーイング方向に回動可能に支持している。また、枕梁13は、二次サスペンションとなる空気バネ15を介して車体101を支持している(枕梁13は車体101とともに回動する)。つまり、台車枠10は、枕梁13を介して車体101をヨーイング方向に回動可能に支持している。

0015

側梁11は、車両長手方向中央部分が下方に窪んだ側梁本体16と、側梁本体16の下方であって側梁本体16の車両長手方向中央部分の後側に位置する第1延在部17と、側梁本体16の下方であって側梁本体16の車両長手方向中央部分の前側に位置する第2延在部18と、を有している。また、第1延在部17の下端には、L字状の第1支持ブラケット19が設けられている。さらに、側梁本体16の第2延在部18の上方にあたる部分には第2支持ブラケット20が設けられている。

0016

<輪軸>
第1輪軸31は車両長手方向中央寄り(紙面右側)に位置する輪軸であり、第2輪軸32は車両長手方向端部寄り(紙面左側)に位置する輪軸であり、第1輪軸31及び第2輪軸32は車両長手方向に離間して対を成すようにして配置されている。第1輪軸31及び第2輪軸32は、いずれも車幅方向に沿って延びる車軸33と、車軸33の左右両側に設けられた車輪34と、を有している。

0017

<軸箱>
第1軸箱41は、第1輪軸31の左右両側に配置されており、第1輪軸31の車軸33を支持する軸受43を収容している。第2軸箱42は、第2輪軸32の左右両側に配置されており、第2輪軸32の車軸33を支持する軸受43を収容している。また、第1軸箱41は一次サスペンションであるコイルバネ44を介して側梁11の前端部分を支持しており、第2軸箱42は同じく一次サスペンションであるコイルバネ44を介して側梁11の後端部分を支持している。

0018

<軸箱支持装置>
第1軸箱支持装置51は左右の第1軸箱41を支持する装置であり、第1軸箱41から台車枠10の車両長手方向中央に向かって延びる第1軸梁53を有している。第2軸箱支持装置52は左右の第2軸箱42を支持する装置であり、第2軸箱42から台車枠10の車両長手方向中央に向かって延びる第2軸梁54を有している。

0019

図3は、左側の第1軸梁53の断面図である。図3において、紙面左が操舵台車100の「左」、紙面右が操舵台車100の「右」、紙面上が操舵台車100の「前」、紙面下が操舵台車100の「後」である(図5図10図12においても同じ)。

0020

図3に示すように、第1軸梁53は、台車枠10に連結する台車枠連結部55と、リンク機構70に連結するリンク連結部56と、を有している。台車枠連結部55は、先端に環状の係合部57を有している。係合部57は、中心に向かうに従って車両幅方向寸法が小さくなるように形成されている。また、側梁11の第1延在部17には、係合部57の内側を貫通する回動軸21が設けられている。回動軸21は、車両幅方向に延びる回転軸周りに回動し、断面V字状の外周溝22が形成されている。

0021

係合部57と外周溝22との間には弾性部材23が挿入されている。弾性部材23は、係合部57の側面と外周溝22の側面の間に位置する2つの環状部24を有している。これに対し、係合部57の内側先端と外周溝22の底部との間には弾性部材23は位置していない。そのため、係合部57は外周溝22に対して車両長手方向には変位しやすいものの車両幅方向には変位しにくい。つまり、弾性部材23は、第1軸梁53の台車枠10に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さくなるように構成されている。

0022

なお、弾性部材23は、上記のような構成に限られない。例えば、弾性部材23は、筒状の形状を有しており、係合部57の側面と外周溝22の側面の間に位置する部分を薄くして変形しにくくするとともに、係合部57の内側先端と外周溝22の底部との間に位置する部分を厚くして変形しやすいように構成してもよい。この場合であっても、第1軸梁53の台車枠10に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さくなる。

0023

リンク連結部56は、前方先端円柱状の連結部材58を有している。リンク連結部56は、この連結部材58を介して、後述するリンク機構70の第1テコ部材72と回動可能に連結されている。連結部材58は、上述した弾性部材23よりも車幅方向外側(左側)にオフセットした位置に配置されている。さらに、連結部材58と弾性部材23は互いに同心となるように配置されている。換言すると、連結部材58は、回動軸21と同心であり、車幅方向にオフセットした位置に配置される。これにより、曲線通過時に、車輪34に作用する横圧に対する反力を、弾性部材23が支持することができるため、リンク機構70に生じる荷重を抑制することができる。

0024

左側の第1軸梁53の構成は上記のとおりである。なお、右側の第1軸梁53は、左側の第1軸梁53と左右が逆に構成されているが、それ以外は同じ構成である。左側の第2軸梁54は、左側の第1軸梁53と前後が逆に構成されているが、それ以外は同じ構成である。ただし、左側の第2軸梁54は、第1テコ部材72ではなく、第2テコ部材74と連結されている。右側の第2軸梁54は、左側の第2軸梁54と左右が逆に構成されているが、それ以外は同じ構成である。以上のように、構造上、左右の第1軸梁53が左右対称の関係にあり、第1軸梁53及び第2軸梁54が前後対称の関係にある。この点は後述する他の実施形態においても同じである。

0025

<リンク機構>
リンク機構70は、車体101に対する台車枠10の回動に連動して第1輪軸31及び第2輪軸32を操舵する機構である。本実施形態のリンク機構70は、第1連結リンク71と、第1テコ部材72と、第2連結リンク73と、第2テコ部材74と、を有している。

0026

第1連結リンク71は、枕梁13の後端に設けられた第1リンク受75に回動可能に連結されており、車両長手方向に沿って枕梁13から後方に向かって延びている。第1連結リンク71は、第1テコ部材72よりも台車枠10の車両長手方向中央寄りに配置されており、第1テコ部材72の上端部と回動可能に連結されている。

0027

第1テコ部材72は、上下方向に沿って延びており、台車枠10の車両長手方向中央よりも第1軸箱41寄りに位置している。第1テコ部材72は、下端部が第1支持ブラケット19に回動可能に支持され、車軸33より下方に位置する第1支点部76を中心に回動する。また、第1テコ部材72は、上端部と下端部との間の部分において、第1軸梁53のリンク連結部56に連結されている。

0028

第2連結リンク73は、枕梁13の前端に設けられた第2リンク受77に回動可能に連結されており、車両長手方向に沿って枕梁13から前方に向かって延びている。第2連結リンク73は、第2テコ部材74よりも台車枠10の車両長手方向中央寄りに配置されており、第2テコ部材74の上端部と回動可能に連結されている。

0029

第2テコ部材74は、上下方向に沿って延びており、台車枠10の車両長手方向中央よりも第2軸箱42寄りに配置されている。第2テコ部材74の下端部は、第2軸梁54のリンク連結部56に連結されている。第2テコ部材74は、上端部と下端部との間の部分が第2支持ブラケット20に回動可能に支持され、車軸33より上方に位置する第2支点部78を中心に回動する。

0030

<操舵動作>
次に、上述した操舵台車100による操舵動作について説明する。ここでは、鉄道車両が左カーブを通過する場合について説明する。なお、前述したように、操舵台車100は、車体101の車両長手方向中央よりも前方に配置されている。鉄道車両が左カーブを通過する際、上方から見て操舵台車100は車体101(及び枕梁13)に対して反時計回りに回動する。なお、後方の操舵台車100は、前方の操舵台車100とは逆の動きとなる。すなわち、後方の操舵台車100は、上方から見て車体101に対して時計回りに回動することになるので、前方の操舵台車を180°反転させた配置関係となる。

0031

このとき、図1に示す左側のリンク機構70では、第1連結リンク71及び第2連結リンク73が台車枠10に対して前方に移動する(図1中の矢印参照)。これにより、第1テコ部材72は、図1において反時計方向に回動し、第1軸梁53を介して第1輪軸31を前方へ変位させる。また、第2テコ部材74は、反時計方向に回動し、第2軸梁54を介して第2輪軸32を後方に移動させる。これにより、操舵台車100の左側においては、第1輪軸31と第2輪軸32が近づくことになる。

0032

一方、図2に示す右側のリンク機構70では、第1連結リンク71及び第2連結リンク73は台車枠10に対して後方に移動する(図2中の矢印参照)。これにより、第1テコ部材72は、図2において反時計方向に回動し、第1軸梁53を介して第1輪軸31を後方へ変位させる。また、第2テコ部材74は、反時計方向に回動し、第2軸梁54を介して第2輪軸32を前方に移動させる。これにより、操舵台車100の右側においては、第1輪軸31と第2輪軸32が離れることになる。

0033

以上のとおり、鉄道車両が左カーブを通過する際、第1輪軸31及び第2輪軸32は操舵台車100の左側では近づき、右側では離れる。つまり、第1輪軸31及び第2輪軸32の車軸は、それぞれ曲線中心を向くように傾斜し、これにより鉄道車両の曲線通過性能が向上する。

0034

なお、第1軸梁53及び第2軸梁54は、いずれも弾性部材23を介して台車枠10に連結されている。そのため、第1軸梁53及び第2軸梁54は、台車枠10に対して車両長手方向に変位することができる。ただし、上記のとおり、弾性部材23は、第1軸梁53及び第2軸梁54の台車枠10に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さくなるように構成されている。そのため、第1軸梁53及び第2軸梁54の台車枠10に対する車両幅方向の変位は抑制される。

0035

また、操舵台車100が左カーブを通過する際、各輪軸31、32及び台車枠10には右方向の遠心力が加わる。このとき、各輪軸31、32の右方への移動はレールにより抑制される。また、本実施形態では、台車枠10と各輪軸31、32は各軸梁53、54を介して連結されているため、台車枠10の右方への移動は各軸梁53、54を介して各輪軸31、32によって抑制される。よって、本実施形態によれば、台車枠10が各輪軸31、32に対して車幅方向に変位しにくいことから、台車枠10と各輪軸31、32の間に位置するリンク機構70に大きな負荷がかかるのが抑えられる。そのため、リンク機構70を軽量かつ簡素に形成することができる。

0036

さらに、本実施形態では、リンク機構70を構成する第1連結リンク71、第1テコ部材72、第2連結リンク73、及び第2テコ部材74が、台車枠10の車両長手方向央部分を避けるようにして配置されるため、台車枠10の車両長手方向中央部分には種々の機器配線を配置するためのスペースを確保することができ、設計自由度が向上する。

0037

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る操舵台車200について説明する。図4は第2実施形態に係る操舵台車200の左側面図であり、図5は左側の第1軸梁53の断面図である。本実施形態に係る操舵台車200は、インナーフレーム台車であり、かつ、ボルスタレス台車である点で第1実施形態に係る操舵台車100と構成が異なる。それ以外は、第1実施形態に係る操舵台車100と基本的に同じ構成を備えている。

0038

上記のように、本実施形態に係る操舵台車200はいわゆるインナーフレーム台車であり、側梁11、第1軸箱41、第2軸箱42、第1軸箱支持装置51、及び第2軸箱支持装置52が、車輪34よりも車両幅方向内側に位置している。さらに、リンク機構70は、側梁11よりも車両幅方向内側に位置している。よって、図5に示すように、リンク機構70に連結するリンク連結部56は、台車枠連結部55に対して車幅方向内側にオフセットした位置に配置されている。

0039

また、上記のように、本実施形態に係る操舵台車200は、台車枠10と車体101を空気バネ15により直結するボルスタレス台車であって、枕梁13を備えていない。そのため、本実施形態では、第1連結リンク71及び第2連結リンク73は、車体101の下面から下方に突出する連結リンク受部材79を介して車体101に連結されている。本実施形態に係る操舵台車200は以上のように構成されているが、第1実施形態の場合と同様にして第1輪軸31及び第2輪軸32を操舵することができ、また、リンク機構70に大きな負荷がかかるのが抑えられることでリンク機構70を軽量かつ簡素に形成することができる。

0040

なお、一般的に、インナーフレーム台車にリンク機構を適用すると、横梁の形状によっては横梁とリンク機構が干渉するおそれがある。しかしながら、本実施形態ではリンク機構70を構成する第1連結リンク71、第1テコ部材72、第2連結リンク73、及び第2テコ部材74が、台車枠10の車両長手方向中央部分を回避するようにして配置されているため、リンク機構70が横梁12と干渉することはない。

0041

(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る操舵台車300について説明する。図6は、第3実施形態に係る操舵台車300の左側面図である。本実施形態に係る操舵台車300は、板バネ台車である点で第1実施形態に係る操舵台車100と構成が異なる。それ以外は、第1実施形態に係る操舵台車100と基本的に同じ構成を備えている。

0042

本実施形態に係る操舵台車300は、台車枠10を支持する板バネ25を備えている。板バネ25は、第1実施形態で説明した側梁11及びコイルバネ44の機能を併せもつ部材であって、車両長手方向に延び、車両長手方向端部が第1軸箱41及び第2軸箱42に支持されている。

0043

また、本実施形態の台車枠10は、横梁12と、受け座26と、を有している。横梁12は、車両幅方向に延びており、車両幅方向両端部分が板バネ25に支持されている。受け座26は、左右の板バネ25の車両幅方向両側に向かい合うように配置された板状の部材であり、上方部分が横梁12の車両幅方向端部に固定されている。

0044

本実施形態では、第1支持ブラケット19は、受け座26の下端に設けられており、第1実施形態と同様に、第1テコ部材72の下端部を回動可能に支持している。第2支持ブラケット20は、受け座26の側面に設けられており、第1実施形態と同様に、第2テコ部材74を回動可能に支持している。また、第1軸梁53及び第2軸梁54は、弾性部材23を介して、向かい合う受け座26を渡すように設けられた回動軸21(図3参照)に連結されている。

0045

本実施形態に係る操舵台車300は以上のように構成されているが、第1実施形態の場合と同様にして、第1輪軸31及び第2輪軸32を操舵できるとともに、リンク機構70に大きな負荷がかかるのが抑えられることでリンク機構70を軽量かつ簡素に形成することができ、また、台車枠10の車両長手方向中央部分にスペースを確保することができて設計の自由度が向上する。

0046

(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係る操舵台車400について説明する。図7は、第4実施形態に係る操舵台車400の左側面図である。本実施形態に係る操舵台車400は、インナー台車であり、かつ、ボルスタレス台車である点で、第3実施形態に係る操舵台車300と構成が異なる。それ以外は、第3実施形態に係る操舵台車300と基本的に同じ構成を備えている。

0047

上記のように、本実施形態に係る操舵台車400はいわゆるインナーフレーム台車であり、板バネ25、受け座26、第1軸箱41、第2軸箱42、第1軸箱支持装置51、及び、第2軸箱支持装置52が、車輪34よりも車両幅方向内側に位置している。さらに、リンク機構70は、受け座26よりも車両幅方向内側に位置している。よって、リンク連結部56は、台車枠連結部55に対して車幅方向内側にオフセットした位置に配置されている(図5参照)。

0048

また、上記のように、本実施形態に係る操舵台車400は、台車枠10と車体101を空気バネ15により直結するボルスタレス台車であって、枕梁13を備えていない。そのため、本実施形態では、第1連結リンク71及び第2連結リンク73は、車体101の下面から下方に突出する連結リンク受部材79を介して車体101に連結されている。本実施形態に係る操舵台車400は以上のように構成されているが、第1実施形態の場合と同様にして第1輪軸31及び第2輪軸32を操舵することができるとともに、リンク機構70に大きな負荷がかかるのが抑えられ、また、台車枠10の側部にスペースを確保することができる。

0049

(第5実施形態)
次に、第5実施形態に係る操舵台車500について説明する。図8は第5実施形態に係る操舵台車500の左側面図であり、図9は第5実施形態に係る操舵台車500の右側面図であり、図10は左側の第1軸梁53の断面図である。本実施形態に係る操舵台車500は、リンク機構70の構成が第1実施形態の場合と異なる。それ以外は、第1実施形態に係る操舵台車100と基本的に同じ構成を備えている。

0050

図8及び図9に示すように、本実施形態に係る操舵台車500は左右対称に構成されている。本実施形態のリンク機構70は、第3連結リンク81と、第3テコ部材82と、第1操舵リンク83と、第2操舵リンク84と、を有している。

0051

第3連結リンク81は、枕梁13の前方部分の下端に設けられた第3リンク受85に回動可能に連結されており、車両長手方向に沿って枕梁13の前方部分から車両長手方向中央部分まで延びている。また、第3連結リンク81は、第3テコ部材82の上端部と回動可能に連結されている。

0052

第3テコ部材82は、上下方向に沿って延びており、台車枠10の車両長手方向中央付近に配置され、その下端が車軸33より下方に位置し、第2操舵リンク84に連結されている。また、第3テコ部材82は、車軸33よりも上方において第1操舵リンク83に連結され、第1操舵リンク83との連結部と第2操舵リンク84との連結部の間の部分において側梁11に回動可能に支持されており、側梁11に支持された第3支点部86を中心に回動する。

0053

第1操舵リンク83は、車両長手方向に沿って延びており、前端部分が第3テコ部材82の上端部分と第3支点部86の間の部分に回動可能に連結されており、後端部分が第1軸梁53のリンク連結部56に回動可能に連結されている。

0054

第2操舵リンク84は、車両長手方向に沿って延びており、前端部分が第2軸梁54のリンク連結部56に回動可能に連結されており、後端部分が第3テコ部材82の下端部分に回動可能に連結されておいる。なお、本実施形態では、側梁11に第1支持ブラケット19及び第2支持ブラケット20(図1等参照)は設けられていない。

0055

本実施形態に係る操舵台車500は以上のように構成されており、鉄道車両が左カーブを通過する際には、次のようにして操舵が行われる。まず、図8に示す左側のリンク機構70においては、鉄道車両が左カーブを通過するのに伴って、第3連結リンク81は台車枠10に対して前方に移動する(図8中の矢印参照)。これにより、第3テコ部材82は図8において反時計方向に回動し、第1操舵リンク83は第1軸梁53を介して第1輪軸31を前方へ変位させる。また、第2操舵リンク84は第2軸梁54を介して第2輪軸32を後方に移動させる。これにより、操舵台車500の左側においては、第1輪軸31と第2輪軸32が近づくことになる。

0056

一方、図9に示す右側のリンク機構70においては、第3連結リンク81は台車枠10に対して後方に移動する(図9中の矢印参照)。これにより、第3テコ部材82は、図9において反時計方向に回動し、第1操舵リンク83は第1軸梁53を介して第1輪軸31を後方へ変位させる。また、第2操舵リンク84は第2軸梁54を介して第2輪軸32を前方に移動させる。これにより、操舵台車500の右側においては、第1輪軸31と第2輪軸32が離れることになる。

0057

以上のように、第1輪軸31及び第2輪軸32の車軸33がそれぞれ曲線中心を向くように傾斜するため、鉄道車両の曲線通過性能が向上する。このように、本実施形態に係る操舵台車500はリンク機構70の構成が第1実施形態の場合と異なるが、第1実施形態に係る操舵台車100と同様に、第1輪軸31及び第2輪軸32を適切に操舵できるとともに、リンク機構70に大きな負荷がかかるのが抑えられるため、リンク機構70を軽量かつ簡素に形成することができる。

0058

(第6実施形態)
図11は第6実施形態に係る操舵台車600の左側面図であり、図12は左側の第1軸梁53の断面図である。第6実施形態に係る操舵台車600は、インナーフレーム台車であり、かつ、ボルスタレス台車である点で第5実施形態に係る操舵台車500と構成が異なる。それ以外は第5実施形態に係る操舵台車500と基本的に同じ構成を備えている。なお、インナーフレーム台車及びボルタレス台車の構成については、第2実施形態で説明したとおりである。

0059

(第7実施形態)
図13は、第7実施形態に係る操舵台車700の左側面図である。第7実施形態に係る操舵台車700は、板バネ台車である点で第5実施形態に係る操舵台車500と構成が異なる。それ以外は、第5実施形態に係る操舵台車500と基本的に同じ構成を備えている。なお、板バネ台車の構成については、第3実施形態で説明したとおりである。

0060

(第8実施形態)
図14は、第8実施形態に係る操舵台車800の左側面図である。第8実施形態に係る操舵台車800は、インナー台車であり、かつ、ボルスタレス台車である点で、第7実施形態に係る操舵台車700と構成が異なる。それ以外は、第7実施形態に係る操舵台車700と基本的に同じ構成を備えている。なお、板バネ台車がインナーフレーム台車であって、かつ、ボルタレス台車である場合の構成については、第4実施形態で説明したとおりである。

0061

以上、第1実施形態乃至第8実施形態について説明した。以上で説明した操舵台車100〜800は、第1輪軸31及び第2輪軸32の両方を操舵するように構成されているが、一方のみを操舵するように構成されていてもよい。この場合であっても、第1輪軸31及び第2輪軸32のうちの一方の車軸33を曲線中心に向くよう傾斜させることができるため、曲線通過性能を向上させることができる。

0062

(効果等)
以上のとおり、実施形態に係る操舵台車は、枕梁を介して又は枕梁を介さずにヨーイング方向に車体を回動可能に支持する台車枠と、車幅方向に沿って延びる車軸及び車軸の両側に設けられた車輪をそれぞれ有し、車両長手方向に離間して配置される一対の輪軸と、各車軸を支持する軸受を収容する軸箱と、軸箱から延びて、弾性部材を介して台車枠に連結される軸梁を有する軸箱支持装置と、車体に対する台車枠の回動に連動し、軸梁を介して軸箱を変位させることで少なくとも一方の輪軸を操舵するリンク機構と、を備え、軸梁は、台車枠に弾性部材を介して連結される台車枠連結部と、台車枠連結部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置され、リンク機構に連結部材を介して連結されるリンク連結部と、を有し、連結部材及び弾性部材は互いに同心となるように配置されている。

0063

上記構成により、曲線通過時に、車輪に作用する横圧に対する反力を、弾性部材が支持することができるため、リンク機構は、横圧に対する反力による変位のみを許容する構成とすれば良い。よって、リンク機構を軽量かつ簡素に形成することができる。また、連結部材及び弾性部材は互いに同心となるように配置されているため、軸梁による台車枠と車軸の連結が、リンク機構による操舵動作の妨げになることも防ぐことができる。

0064

また、弾性部材は、軸梁の台車枠に対する車両幅方向の変位許容量が、車両長手方向の変位許容量よりも小さい。そのため、横圧に対する反力を弾性部材の車両幅方向の剛性で支持することができ、リンク機構への負担を軽減できる。また、操舵による軸梁の台車枠に対する車両長手方向の変位を許容しつつ、軸梁の台車枠に対して車両幅方向に変位することによって発生するリンク機構への負荷を抑えることができる。

0065

また、第5実施形態乃至第8実施形態において、リンク機構は、台車枠の車両長手方向中央付近に配置され、台車枠に支持された支点部を中心に回動するテコ部材と、枕梁又は車体とテコ部材を連結する連結リンクと、テコ部材と軸梁のリンク連結部を連結する操舵リンクと、を有している。この構成によれば、リンク機構を比較的単純に形成することができる。

0066

また、第1実施形態乃至第4実施形態において、リンク機構は、台車枠の車両長手方向中央よりも軸箱寄りに配置されるテコ部材と、テコ部材よりも台車枠の車両長手方向中央寄りに配置される連結リンクと、を有し、連結リンクは、枕梁又は車体とテコ部材とを連結し、テコ部材は、連結リンク及び軸梁に連結されて、台車枠に支持された支点部を中心に回動して輪軸を操舵する。この構成によれば、リンク機構を構成する部材が台車枠の車両長手方向中央部分を回避して配置されるため、当該箇所にスペースを確保することができる。

0067

10台車枠
13枕梁
23弾性部材
25板バネ
31 第1輪軸
32 第2輪軸
33車軸
34車輪
41 第1軸箱
42 第2軸箱
43軸受
51 第1軸箱支持装置
52 第2軸箱支持装置
53 第1軸梁
54 第2軸梁
55 台車枠連結部
56リンク連結部
58連結部材
70リンク機構
71 第1連結リンク
72 第1テコ部材
73 第2連結リンク
74 第2テコ部材
76 第1支点部
78 第2支点部
81 第3連結リンク
82 第3テコ部材
83 第1操舵リンク
84 第2操舵リンク
86 第3支点部
100、200、300、400、500、600、700、800操舵台車
101 車体

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