CN103702889B - 铁道车辆用径向转向架 - Google Patents

Abstract

即使在仅利用操纵机构对操纵轴进行前后支承的径向转向架的操纵装置断裂的情况下，也防止转向架构架与轮轴之间的分离，且该操纵装置继续支承车身。一种铁道车辆用径向转向架（11），其包括操纵轴（2）的轴箱支承装置，该轴箱支承装置在车辆行进方向上利用操纵装置（3）对将操纵轴（2）支承为旋转自如的各轴箱（4）进行前后支承，该操纵装置（3）通过分别将操纵连杆（3a）与连结连杆（3c）以相对于操纵杆（3b）旋转自如的方式连结于操纵杆（3b）而成，该操纵连杆（3a）以旋转自如的方式连结于轴箱（4），该连结连杆（3c）以旋转自如的方式连结于枕梁（7），该操纵杆（3b）以旋转自如的方式连结于转向架构架（6）。在转向架构架（6）中的轴距伸长的一侧和轴距缩小的一侧这两者设置有止挡件（12），当轴箱（4）的前后移动超过通过最小曲线时且进行最大操纵时的前后移动范围时，该止挡件（12）与操纵轴（2）的轴箱（4）相抵接。

Description

铁道车辆用径向转向架

技术领域

本发明涉及铁道车辆用径向转向架，在该铁道车辆用径向转向架中转向架构架与所操纵的轮轴（以下称作操纵轴）之间的在车辆行进方向上的前后结合仅利用操纵装置进行，该操纵装置通过用杆与连杆将支承操纵轴的两侧部的轴箱、转向架以及车辆相当部相结合而成。特别是，这样的径向转向架的特征在于，该径向转向架具有在操纵装置断裂的情况下使用的止挡件机构。

背景技术

在铁道车辆用径向转向架中，在通过曲线时，操纵轴在操纵装置的作用下在车辆行进方向上前后（以下，简称为前后方向。）动作。然而，无论是在因为何种异常原因导致操纵装置断裂的情况下，转向架构架与轮轴间之间在上述前后方向上的支承刚性将急剧降低。因此，即使操纵装置断裂，也需要防止转向架构架与操纵轴之间的分离，以往以来，公开有各种的构造的径向转向架。

例如，在专利文献1中公开了一种与操纵装置并列地配置有轴箱前后支承装置的转向架。在这样的转向架中，在操纵装置断裂了的情况下，能够利用轴箱前后支承装置来保持转向架构架与操纵轴之间的相对位置关系。

然而，在专利文献1中所公开的转向架中，在操纵装置正常发挥作用的情况下，在通过曲线时，由于操纵轴在操纵装置的作用下在前后方向上较大地移动，因此需要将轴箱前后支承装置设为具有较大的动作范围的机构。

另外，在专利文献2中公开了一种一体地或者并列地配置有操纵装置与轴箱前后支承装置的转向架。在这样的转向架中，即使在操纵装置断裂了的情况下，也能够保持转向架构架与操纵轴之间的相对位置关系。

然而，在专利文献2所公开的转向架中，在操纵装置正常发挥作用的情况下，在通过曲线时，由于操纵轴在操纵装置的作用下在前后方向上较大地移动，因此也具有与专利文献1相同的课题。

专利文献1：日本特开2002－211394号公报

专利文献2：日本特开平8－282488号公报

发明内容

本发明欲解决的课题在于这一点：对于以往的径向转向架来说，在通过曲线时，由于操纵轴在操纵装置的作用下在前后方向上较大地移动，因此需要具有较大的动作范围的轴箱前后支承装置。

本发明的目的在于，在操纵装置进行正常动作时，仅利用操纵装置对操纵轴进行前后方向上的支承，在操纵装置断裂时，利用设于在操纵装置进行最大操纵时的、该操纵装置前后移动范围的外侧的止挡件来防止转向架构架与操纵轴之间的分离，而且将在操纵装置断裂的影响抑制为最小限度的同时，该操纵装置继续支承车身。

即，本发明为一种铁道车辆用径向转向架，其包括操纵轴的轴箱支承装置，该轴箱支承装置在车辆行进方向上利用操纵装置对将操纵轴支承为旋转自如的各轴箱进行前后方向上的支承，该操纵装置通过分别将操纵连杆与连结连杆以相对于操纵杆旋转自如的方式连结于操纵杆而成，该操纵连杆以旋转自如的方式连结于轴箱部，该连结连杆以旋转自如的方式连结于车身部，该操纵杆以旋转自如的方式连结于转向架部，上述铁道车辆用径向转向架的最主要的特征在于，

在转向架部中的轴距伸长的一侧和轴距缩小的一侧这两者设置有止挡件，当轴箱的前后移动超过通过最小曲线时的进行最大操纵时的前后移动范围时，支承操纵轴的轴箱部抵接于该止挡件。

此外，本发明为一种铁道车辆用径向转向架，其包括操纵轴的轴箱支承装置，该轴箱支承装置在车辆行进方向上利用操纵装置对将操纵轴支承为旋转自如的轴箱中的、配置在车辆宽度方向的相同侧的前后的轴箱进行前后方向上支承，该操纵装置通过分别将操纵连杆与连结连杆以相对于操纵杆旋转自如的方式连结于操纵杆而成，该操纵连杆以旋转自如的方式连结于各轴箱部，该连结连杆以旋转自如的方式连结于车身部，该操纵杆以旋转自如的方式连结于转向架部，上述铁道车辆用径向转向架的最主要的特征在于，

在转向架部的轴距伸长的一侧和轴距缩小的一侧这两者设置有与轴箱部抵接的止挡件，以避免上述轴箱部进行该轴箱部相对于转向架部的前后移动量比通过最小曲线时的最大操纵时的前后移动量多的前后移动。

对于本发明的径向转向架，即使在操纵装置断裂了的情况下，由于轴箱的前后方向上的移动被止挡件限制，因此能够在将操纵装置的断裂的影响抑制为最小限度的同时，该径向转向架能够继续支承车身。

根据本发明，即使在仅利用操纵装置对操纵轴进行前后方向上的支承的径向转向架中的操纵装置断裂的情况下，也能够防止转向架构架与操纵轴之间的分离，并将车轮与轨道之间的冲角抑制为同等于普通转向架通过曲线时的冲角。因此，能够提高操纵装置断裂时的安全性。

附图说明

图1是自车辆的上方观察到的第1本发明的径向转向架的简要结构的图，图1的（a）表示直线轨道行驶时的图，图1的（b）表示在最小曲线轨道上行驶时的图，图1的（c）是在最小曲线轨道上行驶时的轴箱与止挡件部的放大图。

图2是与图1相同的图，图2的（a）是在直线轨道行驶中操纵装置断裂时的图，图2的（b）是在最小曲线轨道上行驶时的图。

图3是自车辆的上方观察到的第2本发明的径向转向架的简要结构的图。

图4是对顶部弹簧式的轴箱支承装置进行的说明图，图4的（a）是表示非操纵时的状态的图，图4的（b）是表示操纵时的状态的图。

图5是表示设置于本发明的径向转向架的止挡件部的具体例的图。

图6是自车辆的上方观察到的以往的径向转向架的简要结构的图。

具体实施方式

在本发明中，通过在操纵装置进行最大操纵时的、该操纵装置前后移动范围的外侧设置止挡件，从而实现如下目的：即使仅利用操纵装置对操纵轴进行前后方向上的支承的径向转向架的操纵装置断裂，也防止转向架构架与操纵轴之间的分离，且在将操纵装置断裂的影响抑制到最小限度的同时，该径向转向架继续支承车身。

实施例

以下，在说明了自本发明的构思至解决课题的经过之后，使用图1～图5对本发明的实施例进行说明。

例如如图6所示，以往的径向转向架1并列设有操纵装置3和轴箱前后支承装置（前后支承弹簧）5，该操纵装置3用于对操纵轴2进行操纵，该轴箱前后支承装置5用于对轴箱4在前后方向上的移动进行支承，该轴箱4将该操纵轴2的两端部支承为旋转自如。因此，在利用操纵装置3对操纵轴2进行操纵时，成为同时使轴箱前后支承装置5移动的状况。此外，图6中的附图标记6表示转向架构架，附图标记7表示进行相当于车身的偏转动作的枕梁。

因此，操纵装置3的操纵连杆3a不仅需要具有针对用于对操纵轴2进行操纵的强度，而且也需要具有能够承受在使并列设置的轴箱前后支承装置5较大地前后移动时产生的反作用力的充分的强度。

另外，由于在曲线行驶中，每当操纵轴2被操纵，轴箱前后支承装置5都随之产生追随于操纵装置3的移动的较大变形，因此该轴箱前后支承装置5需要在前后方向上具有较大的容许位移，并且需要针对大位移的耐久性。

因此，在本发明中，通过最大限度减小在操纵装置3的动作范围内的、轴箱4的前后方向的支承刚性，并且在操纵装置3的动作范围的外侧设置在与轴箱4之间适当地设定有间隙的止挡件12，解决了上述以往的径向转向架所存在的问题。

即，对于本发明的径向转向架11，如图1～图3所示，为了最大限度减小在操纵装置3的动作范围内的、轴箱4的前后方向的支承刚性，不另外对转向架构架6设置用于对轴箱4进行前后支承的轴箱前后支承装置。

而且，在本发明中，在操纵装置3的动作范围的外侧设置在与轴箱4之间适当地设定有间隙量的止挡件12，但是根据操纵装置3的设置方式的不同，止挡件12与轴箱4之间的最佳间隙量也不同。

以下，使用图1～图3对它们进行说明。

（第1发明：参照图1以及图2）

第1发明为，在各轴箱4的前后方向上利用操纵装置3对所操纵的操纵轴2进行支承，该操纵装置3通过分别将操纵连杆3a和连结连杆3c以相对于操纵杆3b旋转自如的方式连结于操纵杆3b而成，该操纵杆3b以旋转自如的方式连结于转向架构架6，该操纵连杆3a以旋转自如的方式连结于轴箱4，该连结连杆3c以旋转自如的方式连结于枕梁7。

而且，在操纵轴2的轴箱4产生了比通过最小曲线轨道时的前后移动量稍大的前后移动的情况下，轴箱4或者附属于轴箱4的零件与设置于转向架构架6的止挡件12相抵接。即，在通过最小曲线轨道时，轴箱4与止挡件12之间不相抵接。

从防止转向架构架6与操纵轴2之间分离方面考虑，止挡件12只要设置在轴距伸长的一侧即可，但是也考虑到在操纵装置3断裂的情况下，操纵轴2向轴距缩小的一侧移动，因此优选的是在轴距伸长的一侧和轴距缩小的一侧这两者都设置止挡件12。

而且，若将在通过最小曲线轨道时操纵轴2的轴箱4的前后移动量设为X（参照图1的（c）），则将在通过最小曲线轨道时轴箱4与止挡件12之间的间隙量Y设定为满足Y＜X的范围内的尽量小的值。

其理由为，只要Y＜X，则即使在操纵装置3断裂而轴箱4抵接于止挡件12的情况下，也能够将转向架构架6与操纵轴2之间的偏转角α1（＝（X＋Y）/2Arad）抑制为比最大操纵时的偏转角α2（＝X/Arad）小（参照图1的（c））。此外，2A为车宽度方向上的止挡件12之间的中心距离（参照图2的（b））。

在下述表1中示出在成为该图1以及图2中示出的径向转向架11的操纵装置3断裂从而轴箱4抵接于止挡件12的状态的情况下的车轮与轨道之间的冲角。在下述表1中一并示出不进行操纵的普通转向架的情况下的车轮与轨道之间的冲角。

然而，在日本专利第3448445号记载有，在将轴距的一半设为a、将曲线半径设为R的情况下，在通过曲线时，车轮与轨道之间的冲角为零时的舵角为sin^-1（a/R）。而且，在将车宽度方向上的止挡件12之间的中心距离设为2A、将操纵连杆间隔设为2A’、并且对于X、Y的大小可以看作2A≒2A’的情况下（参照图2的（b）），满足a/R＝X/A。

另外，在普通转向架的情况下，在将轴距的一半设为a、将曲线半径设为R时，车轮与轨道之间的冲角满足a/R。此外，在铁道总研报告RTRIReportvol.15,No4,2001.4P15～20中，车轮与轨道之间的冲角在a/R的基础上加入了考虑到轨幅、轮緣间隙（日文：フランジ遊間）等的修正系数。

[表1]

根据表1得知，只要将在通过最小曲线轨道时轴箱4与止挡件12之间的间隙量Y设为操纵轴2的轴箱4在前后方向上的移动量X以下，则即使操纵装置3断裂，也能够将车轮与轨道之间的冲角抑制为普通转向架通过最小曲线轨道时的冲角以下。

（第2发明：参照图3）

第2发明为，利用操纵装置3对将操纵轴2支承为旋转自如的轴箱4中的、配置在车辆宽度方向的相同侧的前后的轴箱4进行前后支承，该操纵装置3通过分别将上述操纵连杆3a与上述连结连杆3c以相对于上述操纵杆3b旋转自如的方式连结于上述操纵杆3b而成。

即，在上述第1发明中，在操纵轴2的各自的轴箱4设置有操纵装置3。然而，在图3所示的、利用一个操纵装置3对配置在车辆宽度方向的相同侧的前后的轴箱4进行操纵的径向转向架11中，在构成操纵装置3的操纵杆3b断裂了的情况下，两根操纵轴2因断裂而移动的移动量变为2倍。

在下述表2中示出在包括该图3所示的操纵装置3在内的径向转向架11的操纵装置3断裂从而轴箱4抵接于止挡件12的状态的情况下的、车轮与轨道之间的冲角。与表1相同，在下述表2中一并示出普通转向架的情况下的车轮与轨道之间的冲角。

[表2]

根据表2得知，在包括图3所示的操纵装置3在内的第2发明的情况下，通过将上述间隙量Y构成为可能的极限值0，即使操纵装置3断裂，也同样能够将车轮与轨道之间的冲角抑制为同等于普通转向架通过最小曲线轨道时的冲角。

在上述结构的第1发明以及第2发明中，即使在操纵装置3断裂了时，也能够防止转向架构架6与轮轴2之间的分离，也同样能够将车轮与轨道之间的冲角抑制为同等于普通转向架的情况下的车轮与轨道之间的冲角，从而能够提高操纵装置断裂时的安全性。

上述的第1发明以及第2发明中，在进行操纵时，为了避免在使操纵连杆3a前后动作期间受到自转向架构架6侧的动作反作用力而最大限度减小轴箱4在前后方向上的支承刚性，因此优选的是采用在轴箱4的上部配置有轴弹簧13的顶部弹簧式的轴箱支承装置（参照图4）。在采用该顶部弹簧式的轴箱支承装置的情况下，由于不再自前后支承轴箱4受到外力，因此能够实现操纵装置3的轻型化。

然而，在采用顶部弹簧式的轴箱支承装置的情况下，在进行操纵时轴箱4倾斜（参照图4的（b））。因此，在采用顶部弹簧式的轴箱支承装置的情况下只要将止挡件12的位于轴箱4侧的面预先设置为倾斜，以便在进行最大操纵时该面垂直于轴箱4，则即使在装载时轴弹簧挠曲的情况下，也能够更可靠地维持止挡件12的间隔。

本发明并不局限于上述例子，不必言及的是，只要处于各权利要求书所记载的技术思想的保护范围内，就可以适当地改变实施方式。

虽然在图1～图3中省略了止挡件12的具体设置方式的说明，但是例如如图5所示，只要在轴弹簧座14的车辆行进方向前后竖立设置止挡件12，在操纵装置3断裂时，该止挡件12抵接于形成于转向架构架6的弹簧帽部6a即可。

另外，在上述说明书中，记载了为了谋求抑制作用于操纵装置3的负载而优选的是使用顶部弹簧式的轴箱支承装置，但是本发明并不局限于应用于具备顶部弹簧式的轴箱支承装置在内的径向转向架，也能够应用于具备翼式的轴弹簧支承装置在内的径向转向架。

另外，本发明中应用的径向转向架的操纵方式也能够应用在主动（日文：アクティブ）强制操纵方式、半强制操纵方式中的任意方式中。此外，主动强制操纵方式是指使用气压、液压或电动方式的驱动器并自外部输入能量来一边控制、一边能动地对轮轴进行操纵的方式。另一方面，半强制操纵方式是指利用连杆等机械式的机构连接车身·转向架·轮轴并在通过曲线时以产生于车身·转向架之间的转向架（日文：ボギー）位移为驱动力的方式。

附图标记说明

2操纵轴；3操纵装置；3a操纵连杆；3b操纵杆；3c连结连杆；4轴箱；6转向架构架；7枕梁；11径向转向架；12止挡件。

Claims (7)

1.一种铁道车辆用径向转向架，其包括操纵轴的轴箱支承装置，该轴箱支承装置在车辆行进方向上利用操纵装置对将操纵轴支承为旋转自如的各轴箱进行前后支承，该操纵装置通过分别将操纵连杆与连结连杆以相对于操纵杆旋转自如的方式连结于操纵杆而成，该操纵连杆以旋转自如的方式连结于轴箱部，该连结连杆以旋转自如的方式连结于车身部，该操纵杆以旋转自如的方式连结于转向架部，其特征在于，

在转向架部中的轴距伸长的一侧和轴距缩小的一侧这两者设置有止挡件，该止挡件设置为，在上述轴箱前后移动的最大范围内，上述止挡件与上述轴箱之间的距离大于零且小于轴箱的最大前后移动量，当轴箱的前后移动超过通过最小曲线时的最大操纵时的前后移动范围时，该止挡件与操纵轴的轴箱部相抵接。

2.一种铁道车辆用径向转向架，其包括操纵轴的轴箱支承装置，该轴箱支承装置在车辆行进方向上利用操纵装置对将操纵轴支承为旋转自如的轴箱中的、配置在车辆宽度方向的相同侧的车辆行进方向前后的轴箱进行前后支承，该操纵装置通过分别将操纵连杆与连结连杆以相对于操纵杆旋转自如的方式连结于操纵杆而成，该操纵连杆以旋转自如的方式连结于各轴箱部，该连结连杆以旋转自如的方式连结于车身部，该操纵杆以旋转自如的方式连结于转向架部，其特征在于，

在转向架部的轴距伸长的一侧和轴距缩小的一侧这两者、在通过最小曲线路径时与上述轴箱部之间的间隙尽可能成为零的位置设置有与轴箱部抵接的止挡件，以避免上述轴箱部进行该轴箱部相对于转向架部的前后移动量比通过最小曲线时且进行最大操纵时的前后移动量多的前后移动。

3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用径向转向架，其特征在于，

没有针对转向架部以与上述操纵装置并列的方式设置有用于在车辆行进方向上对轴箱部进行前后支承的轴箱前后支承装置。

4.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用径向转向架，其特征在于，

将操纵轴的上述轴箱支承装置设为在轴箱的上部配置有轴弹簧的顶部弹簧式。

5.根据权利要求3所述的铁道车辆用径向转向架，其特征在于，

将操纵轴的上述轴箱支承装置设为在轴箱的上部配置有轴弹簧的顶部弹簧式。

6.根据权利要求4所述的铁道车辆用径向转向架，其特征在于，

预先将止挡件的与轴箱相抵接的抵接面设为倾斜，以便在进行最大操纵时，止挡件的与轴箱相抵接的抵接面垂直于轴箱。

7.根据权利要求5所述的铁道车辆用径向转向架，其特征在于，

预先将止挡件的与轴箱相抵接的抵接面设为倾斜，以便在进行最大操纵时，止挡件的与轴箱相抵接的抵接面垂直于轴箱。