JP2002211393A - 車体傾斜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】台車重量を軽減可能で配置範囲が広く、且つ容
易に車体傾斜角を設定可能な傾斜抑制装置を提供する。 【解決手段】台車枠４の上に空気ばね５を介して車体８
を支持する。車体８の幅方向に沿って台車枠４にトーシ
ョンバー１１を設ける。トーションバー１１の両端にレ
バー１３，１３を介して車体８の内側に向けて傾斜した
リンク１５，１５を設ける。リンクの上端は車体８に連
結している。車体８に作用する超過遠心加速度により、
リンク機構による車体傾斜が動作する。前記傾斜装置を
備えた車両において、台車幅方向に対向して配置され、
台車中心方向を向いたシリンダ２２，２２によりストッ
パ２１を拘束することにより車体傾斜を抑制する。これ
により、配置範囲が広く、台車重量を低減可能な傾斜抑
制装置ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄道車両において、
曲線走行時の乗り心地向上のために、車体を傾斜させる
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車体傾斜装置として、特開平６−５６０
３４号のように、トーションバーを用いたものがある。
これは車体の左右方向に沿って設けた第１のトーション
バーと、その両端にそれぞれ設置した第２トーションバ
ーと、第１のトーションバーの各端と第２のトーション
バーの一端とをそれぞれ接続するアクチュエータと、第
２のトーションバーの他端と車体とを連結するロッド
と、からなる。アクチュエータは車体の前後方向に沿っ
て設置している。アクチュエータを伸縮させることによ
って、ロッドを上下に移動させて、車体を傾斜させる。
これをリンク−トーションバー式と称する。

【０００３】これによれば、曲線路の内側に車体の重心
が移動するので、外側の車輪にかかる力の増加を防止で
き、安全にできる。

【０００４】特開平２−６２４２１号のように、コロに
よって車体を傾斜させるものがある。これは中心軸が走
行方向を向いたコロを、台車の幅方向に対向して、台車
枠に設けたものである。車体はコロによって支持されて
いる。

【０００５】また、別の公知技術として、台車の幅方向
に沿って台車枠にトーションバーを設け、トーションバ
ーの両端のレバーとリンクを介して車体に連結したもの
がある。リンクは台車や車体に対して実質的に傾斜して
いない。これは車体のローリングを抑制するために用い
られている。

【０００６】前記特開平２−６２４２１号のような車体
傾斜装置においては、その構造に起因して、停車時及び
低速時において車体の傾斜、動揺を誘発する構造となっ
ている。例えば停車時においては、乗客が乗り降りする
際に重心が偏るため、車体が傾斜する。また低速時にお
いては、駅構内の分岐を連続して通過した際、車体が幅
方向（走行方向の直角方向）の力を連続して受けるた
め、動揺が発生する。そのため状況に応じて車体傾斜を
抑制する装置が必要とされる。抑制装置としては、台車
の幅方向に対向して配置され、台車中心方向を向いた、
２本の抑止シリンダ及びストッパゴムにて中心ピンを押
さえる方式が用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平２−６２４
２１号によれば、必要に応じて車体の傾斜を抑制するこ
とが可能である。しかし、台車内に抑制シリンダ及びス
トッパゴムを設けるにあたり、台車の艤装空間が小さい
ため、構成が複雑となり台車重量が増加する。

【０００８】また、特開平６−５６０３４号に、前記抑
制シリンダを設置することを考えた場合も、特開平２−
６２４２１号と同様な問題が発生する。

【０００９】本発明の目的は、台車重量を軽減可能で、
配置範囲が広く、且つ車体傾斜角を容易に設定可能な傾
斜抑制装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、台車の幅方向
に沿って該台車または車体にトーションバーを設置して
おり、該トーションバーの両端にそれぞれレバーを有
し、前記トーションバーを設置していない前記車体また
は前記台車と前記それぞれのレバーの端部とをリンクで
連結しており、一方の前記リンクと前記レバーとの連結
点から他方の前記リンクと前記レバーとの連結点までの
第１の距離は、前記一方のリンクの他端と前記車体また
は前記台車との連結点から前記他方のリンクの他端と前
記車体または前記台車との連結点までの第２距離よりも
大きく、前記第１の距離は前記車体側にあり、前記第２
の距離は台車側にあること、を特徴とする鉄道車両にお
いて、台車の幅方向に沿って設置された第１のシリンダ
に対向して第２のシリンダが設置されており、第１シリ
ンダと第２シリンダの間には中心ピンまたは１本リンク
があり、前記対向は、シリンダのロッドが対向してお
り、第１シリンダのロッドまたは第２シリンダのロッド
は、前記中心ピンまたは１本リンクを指令によって押す
ことができること、を特徴とする装置。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例の鉄道車両の車体
傾斜装置を図１〜図７によって説明する。車輪１を有す
る車軸２は、軸ばね３を介して台車枠４に固定されてい
る。台車枠４の上の空気ばね５を介して、車体８の下面
を支持している。車体８下面には中心ピンが設けられ、
牽引装置を介して台車枠４に連結している。各台車７に
は以下の構成を設置している。

【００１２】台車枠４の上部付近には台車７の幅方向
（走行方向の直角方向）に沿ってトーションバー１１を
回転自在に設置している。トーションバー１１の両端は
軸受１２で台車枠４に設置している。軸受１２は台車枠
４にゴム座等を介して固定されている。軸受１２はスラ
スト軸受である。トーションバー１１の両端には半径方
向に突出するレバー１３，１３がある。トーションバー
１１とレバー１３とはインボリュート歯形を介して連結
している。レバー１３，１３とリンク１５，１５とをピ
ンで連結している。リンク１５，１５の他端と車体８の
下面のブラケット１７，１７とをピンで連結している。

【００１３】トーションバー１１の一端のレバー１３と
リンク１５との連結点からトーションバー１１の他端の
レバー１３とリンク１５との連結点までの距離Ｌ１は、
一方のリンク１５と車体８のブラケット１７との連結点
から他方のリンク１５と車体８のブラケット１７との連
結点までの距離Ｌ２よりも大きい。つまり、リンク１
５，１５は車体８の内側に傾斜して設置している。リン
ク１５は水平面に対してθの角度で設置している。角度
θは５０degから８０deg程度である。望ましくは、角度
θは６０degである。

【００１４】車体８が傾斜すると、それぞれのリンク１
５，１５のそれぞれの傾斜角度θは変化する。これによ
ってリンク１５はレバー１３を回転させる。リンク１５
の回転方向とレバー１３の回転方向は実質的に直行して
いる。このため、レバー１３に対してリンク１５をゴム
ブッシュまたは球面軸受を介して連結させている。ま
た、リンク１５と車体８とは球面軸受を介して連結して
いる。

【００１５】車体８の下面にストッパ２１を吊り下げて
いる。これに対向させて台車７側のシリンダ２２，２２
を台車枠４から台車中央向きに突出させている。シリン
ダ２２，２２はストッパ２１の両側（車体８の幅方向に
おいて両側）にある。

【００１６】通常走行時ではストッパ２１とシリンダ２
２，２２との間には所定の空間がある。なお、ストッパ
２１は既設の部材を流用できる。車体８からいわゆる中
心ピンといわれる連結部材が吊り下げられている。この
中心ピンをストッパ２１にできる。また、シリンダ２
２，２２は台車の幅方向に対向して配置され、台車中心
方向を向いている。

【００１７】車体６が傾斜していない状態のリンク１
５，１５の延長線の交点Ｐが車体６の傾斜の中心であ
る。傾斜時のリンク１５，１５の延長線は交点Ｐにはな
い。車体の中心は交点Ｐを通る。車体６の重心Ｇは交点
Ｐよりも下方にある。

【００１８】かかる構成において、直線区間を走行する
場合は図２の状態である。台車７の上下動に対して、リ
ンク１５，１５の傾斜角度θ，θの変化はほぼ同一であ
る。このため、トーションバー１１は回転し、トーショ
ンバー１１にねじりは生じない。したがって、台車７の
上下動は許容できる。つまり、空気ばね５を作用させる
ことができる。これにより、車体両端での同相の上下変
位を拘束しないで、車体両端でのロール変位は拘束する
ことになる。

【００１９】曲線路走行時の車体傾斜動作について説明
する。曲線部には、カント角Ｃ０が設けられている。カ
ント角Ｃ０，曲率半径と走行速度により超過遠心加速度
が決まる。この時、曲線路での走行速度の増加に伴い超
過遠心加速度が増大し、乗客には左右方向の加速度が生
じて、左右乗心地を悪化させることになる。車体８での
左右定常加速度の目安値として、０.０８ｇの値があ
る。

【００２０】曲線路をカント角Ｃ０，曲率半径と走行速
度から定まる均衡速度以上で走行すると、図３のよう
に、超過遠心加速度によって車体８は曲線路の外側に移
動する。車体８の中心位置はＡからＡ′に移動する。車
体８の移動はストッパ２１，２２の接触によって停止す
る。リンク１５，１５によって車体８は傾斜する。内側
のリンク１５の傾斜角度θはθ１になり、外側のリンク
１５の傾斜角度θはθ２になる。車体８の傾斜角度はθ
３になる。なお車体の傾斜角は傾斜角検出器により検出
する。車体８が幅方向に移動することによって傾斜する
ので、滑らかな傾斜となる。

【００２１】これによれば、台車７の上下動は許容し、
超過遠心加速度によって車体８が傾斜することを許容す
る。また、構成部材はトーションバー１１、軸受１２，
１２、レバー１３，１３、リンク１５，１５である。車
体８を傾斜させるアクチュエータは不要である。このた
め、傾斜装置の構成を簡易にでき、軽量で安価にできる
ものである。また、曲線路に応じた車体の傾斜が可能と
なり、かつ超過遠心加速度に対応して傾斜動作するため
に、フェイルセイフ性の高い傾斜装置となる。

【００２２】超過遠心加速度がなくなれば、傾斜の際に
左右の空気ばね５，５に付与されていたねじり等がなく
なるので、復元力が得られ、車体６は傾斜状態からスム
ーズに復帰する。

【００２３】曲線路を走行する際には、空気ばね５，５
の高さを一定にするための高さ調整弁による空気ばねの
高さ調整機能を停止させる。

【００２４】停車時等の傾斜抑制動作について説明す
る。抑制時は２つのシリンダ２２，２２を作動(ロッド
を突出させる)させ、両側より中心ピンを拘束する。

【００２５】シリンダを作動させる車速は約５０km／ｈ
以下である。

【００２６】このため、乗降のために車体の幅方向に乗
客が偏っても、車体が傾斜することがなくなり、乗降を
容易に行うことができる。

【００２７】また、図８のように、曲線部にホーム２３
がある場合を考える．この場合は、軌道２４は傾斜して
いる。一方ホーム２３は水平となっていることがある。
このとき、シリンダ２２，２２にて両側より拘束した場
合、ホーム２３に対して車体８が傾斜した状態となる。
このとき図９に示すように、まずＳ１として車体の傾斜
方向及び角度を求める。次に図８のように車体が左側に
傾斜している場合、Ｓ２として左側のシリンダ２２を開
放し、また車体傾斜角θ３に応じて右側のシリンダ２２
を突出することにより、ホーム２３に対して水平とする
ことが可能である。また車体が右側に傾斜している場
合、Ｓ３として右側のシリンダ２２を開放し、車体傾斜
角θ３に応じて左側のシリンダを突出させることによ
り、ホーム２３に対して水平とすることが可能である。
これによりホーム２３に対する車両８の床面の傾斜がな
く、水平とすることにより、身障者でも乗降が容易とな
る。また車体の側面がホーム２３に当たることがなくな
る。

【００２８】図１０の実施例について説明する。同図に
おいて、中心ピン２１下端と台車枠４は走行方向に沿っ
た、いわゆる１本リンクといわれる牽引装置で連結して
いる。この１本リンクをストッパ２１とすることによ
り、前記の構成が可能であり、同様の効果が得られる。

【００２９】図１１の実施例について説明する。同図
は、リンク１５をストッパ２１として構成したものであ
る。本構成により前記と同様の効果が得られる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、台車重量を軽減可能
で、配置範囲が広く、且つ車体傾斜角を容易に設定可能
な傾斜抑制装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の正面図である。

【図２】図１要部の正面図である。

【図３】図２において車体が傾斜した状態の正面図であ
る。

【図４】図２の右側面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図４のVI−VI断面図である。

【図７】図５のVII−VII断面である。

【図８】本発明の他の実施例の図である。

【図９】本発明の制御の流れを示す図である。

【図１０】本発明の他の実施例の図である。

【図１１】本発明の他の実施例の図である。

【符号の説明】

１…車輪、２…車軸、３…軸ばね、４…台車枠、５…空
気ばね、７…台車、８…車体、１１…トーションバー、
１２…軸受、１３…レバー、１５…リンク、２１…スト
ッパ、２２…シリンダ、２３…ホーム、２４…軌道。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台車の幅方向に沿って該台車または車体に
   トーションバーを設置しており、 該トーションバーの両端にそれぞれレバーを有し、 前記トーションバーを設置していない前記車体または前
   記台車と前記それぞれのレバーの端部とをリンクで連結
   しており、 一方の前記リンクと前記レバーとの連結点から他方の前
   記リンクと前記レバーとの連結点までの第１の距離は、
   前記一方のリンクの他端と前記車体または前記台車との
   連結点から前記他方のリンクの他端と前記車体または前
   記台車との連結点までの第２距離よりも大きく、 前記第１の距離は前記車体側にあり、前記第２の距離は
   台車側にある鉄道車両において、 台車の幅方向に沿って設置された第１のシリンダに対向
   して第２のシリンダが設置されており、 第１シリンダと第２シリンダの間には中心ピンまたは１
   本リンクがあり、 前記対向は、シリンダのロッドが対向しており、 第１シリンダのロッドまたは第２シリンダのロッドは、
   前記中心ピン又は前記１本リンク又は前記リンク又は前
   記車体に取り付けた部材を指令によって押すことができ
   ること、 を特徴とする鉄道車両。
2. 【請求項２】請求項１の鉄道車両において、シリンダを
   作動させたとき、車体の傾斜角を任意に設定可能である
   こと、を特徴とする鉄道車両。