JP2003237571A - 鉄道車両用一軸台車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低床式の路面電車に好適であり、軌道上に走
行可能に載置される車輪を備えた独立車輪部を操向可能
に台車枠に取り付け、駆動部を備える場合にも全体構造
が簡単で小形軽量化でき、最小回転半径が小さく急な曲
線路においても車輪が線路に沿って円滑に操向する鉄道
車両用一軸台車を提供する。 【解決手段】 ケーシング６ａの一端に回転自在な車輪
５ａを備えた独立車輪部５を台車枠２の両側にキングピ
ン１１を介して水平旋回可能に設け、各独立車輪部５の
前後部と台車枠２の前後部との間に、板状リンク部材１
６ａ・１６ｂを垂直軸１６ｃを介して水平面内の一定領
域内で変位可能に接続した水平リンク機構１６の両端
を、それぞれ垂直軸１６ｄ・１６ｅにて枢支・連結して
介設している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用一軸台
車（一つの台車枠に一対の車輪を備えた）に関するもの
で、鉄道車両のうちでも、とくに低床式路面電車に好適
であり、詳しくは回転半径の小さな（たとえば３０ｍ未
満）曲線路を走行可能で、左右の各車輪がそれぞれ個々
に独立して操向（水平旋回）する独立車輪部を備えた一
軸台車に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギー、低公害およびバリ
アフリーなどの特性を有することから、ＬＲＴ（Ｌｉｇ
ｈｔ Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｉｔ）と称される路面電車
が再評価され、欧米をはじめ各都市で導入が進んでい
る。この種の路面電車は、車両重量が軽く、軌道上を走
行する台車部分を一軸台車で構成することができる。一
軸台車は周知のように、台車枠には左右に車輪を一つず
つしか備えていないことから、台車がピッチングしやす
いという欠点がある。

【０００３】そこで、たとえば車両の床面が軌道上から
かなり高い位置（８００〜１１００ｍｍ）に位置してい
る高床式の一軸台車では、台車枠の前後に上下一対のラ
ジアスロッドを配置して、これらのロッドの踏ん張りに
よってピッチングを防止することを基本にした、ＤＳＢ
（Ｄａｎｓｋｅ Ｓｔａｄｓ Ｂａｎｅｎ：デンマーク
国鉄）の一軸台車が運用されている。

【０００４】その他の先行技術として、特開平１０−２
５０５７３号公報に記載の一軸台車がある。この台車
は、１本の輪軸の両端を高弾性率の軸ばねを介して台車
枠に支持し、この台車枠と車体との間に複数個の枕ばね
を介して車体を支持し、前記台車枠と前記車体とを前後
方向の相対的な移動を規制する牽引機構により連結した
構造からなっている。また、特開昭６０−６４０６５号
公報に記載の台車もある。

【０００５】ところで、上記した先行技術に係る各台車
は、いずれも左右の車輪を軸支した台車ごと旋回させて
曲線路を走行する構造からなることから、曲線路の回転
半径が例えば３０ｍ以下のような急なカーブになると、
カーブした軌道に沿って車輪が追随して操向（水平旋
回）できなくなるおそれがある。つまり、そのような急
カーブでは、車輪の持つ踏面勾配のみでは左右の車輪の
半径差を補足しきれず、車輪がレールに対して逆アタッ
クアングルを持つような挙動が見られる。これを回避す
るために、左右の車輪を個々に独立して操向させる必要
がでてくるが、こうした構造の台車については、たとえ
ば欧州特許公開第３０８７２０号に提案されている。こ
の台車においては、台車枠の内側に垂直なピン（一種の
キングピン）を介して相対向する一対の車輪をそれぞれ
水平旋回自在に支持している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のＤＳＢ台車および上記公報に記載の台車では、
次のような点で不都合がある。

【０００７】すなわち、車両の床面の高さが軌道から３
００ｍｍ程度しかない低床式の路面電車に適用しようと
する場合に、台車が配置される位置の床面をかなり高く
する必要があり、床面に凹凸が生じる。いいかえれば、
１００％低床式の路面電車には適用できない。また、特
開昭６０−６４０６５号公報に記載の台車などの従来の
技術にかかる台車は、鉄道の一般の台車と曲線通過性を
向上した操舵台車に関する二軸台車であり、また各車軸
は回転式で左右の車輪を一体回転可能に連結した構成で
あるから、一軸台車を対象とし、左右の車輪を連結する
車軸部分を省こうとする本発明の対象とする台車には不
向きである。

【０００８】さらに、上記した従来の台車は、台車枠又
は連結はりに駆動用モータが搭載され、台車枠又は連結
はりに装着された減速機を介して車輪に駆動力が伝達さ
れるが、たわみ継手などを用いて減速機を介し車輪を駆
動するために非常に構造が複雑になり、またこの台車の
ばね下重量は車輪車軸と車軸に装架される減速機の重量
のほか、連結はりから減速機および駆動用モータの一部
までが含まれることから、ばね下重量がきわめて大きく
なるために、乗り心地が悪化する。

【０００９】また、上記欧州特許公開公報に記載の、操
舵式車輪を備えた台車では、車軸部材が拡大されて台車
枠部材となり、この台車枠部材に駆動用モータや減速機
が直接搭載されている。このため、本方式においては、
車輪を操舵する際、モータと車輪が相対的に変位するた
め、駆動装置にはこれを吸収するための機構が必要にな
り、構造が複雑になる。これによって、ばね下重量が大
きくなるので、モータへの振動や軌道に対する振動荷重
が大きく、耐久性ならびに乗り心地に悪い影響を与え
る。しかも、車輪を操舵する方式であるため、台車枠と
車体間の結合用を含めてリンク機構が多くて構造が複雑
である。

【００１０】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
低床式の路面電車に好適であり、軌道上に走行可能に載
置される車輪を備えた独立車輪部を操向可能に台車枠に
取り付け、駆動部を備える場合にも全体構造が簡単で小
形軽量化でき、最小回転半径が小さく（たとえば３０ｍ
以下）急な曲線路においても車輪が線路に沿って円滑に
走行する鉄道車両用一軸台車を提供することを目的とし
ている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明にかかる鉄道車両用一軸台車（非駆動台車お
よび駆動台車）は、a)側はり部分を備えた台車枠の端部
を車体の底部に台車枠はりピンなどの支軸を介して他端
側が上下方向に揺動可能に連結し、車体と台車枠間に空
気ばね等の弾性体を介設し、b)左右の各前記側はり部分
の下方に、駆動部又は軸受け部のケーシングの一端に回
転自在な車輪を備えた独立車輪部をキングピンを介して
水平旋回可能に設け、c)前記各独立車輪部の前後部と前
記台車枠内の前後部との間に、リンク部材を垂直軸を介
して水平面内の一定領域内で変位可能に接続した水平リ
ンク機構の両端をそれぞれ垂直軸にて枢支・連結したこ
とを特徴とする。なお、駆動台車にあっては、請求項１
０・１１のように独立車輪部のケーシング内に駆動装置
が組み込まれる。

【００１２】上記の構成を有する本発明にかかる一軸台
車によれば、左右の各独立車輪部は台車枠の左右の側は
り部分にキングピンを介して水平旋回自在（操向自在）
に取り付けられており、左右の車輪はそれぞれ水平に旋
回するから、たとえば最小回転半径が３０ｍ以下の曲線
路においても各車輪がレール（軌道）のカーブに沿って
円滑に走行する。とくに各独立車輪部は、その前後部と
台車枠の前後部との間をそれぞれ水平方向に開閉自在に
接続した水平リンク機構により枢支・連結したから、独
立車輪部は上記キングピンおよび水平リンク機構の少な
くとも一方により垂直荷重が支持され、かつ水平リンク
機構により転倒防止が図られているので、スムーズに水
平旋回する。

【００１３】また、台車枠は少なくとも一端が車体の底
部に台車枠はりピン（支軸）を介して上下方向に揺動可
能に連結されており、台車枠（の少なくとも他端）と車
体との間にはそれぞれ空気ばねなどの弾性体が介設され
ているので、走行時の振動等は弾性体で吸収される。さ
らに、駆動台車・非駆動台車を問わず独立車輪部が台車
枠の側はり部分の下方に取り付けられ、構造が簡略化さ
れているので、レール等の軌道から受ける振動が少な
く、車体に伝わる振動が低減されるとともに、軌道に対
する負担が軽減される。そのうえ、主に台車枠と、左右
一対の独立車輪部と、水平リンク機構と、台車枠はりピ
ンおよび弾性体とから構成されているから、部品点数が
少なくて全体構造が簡単で、小形軽量化が図れる。

【００１４】請求項２に記載のように、前記各独立車輪
部のケーシングおよび前記側はり部分の垂直部に二股状
ブラケットを縦向きに固設し、垂直軸を介して水平方向
に開閉可能に接続した二つの板状リンク部材の両端を前
記各ブラケットの二股部間に垂直軸にて枢支連結するこ
とができる。

【００１５】請求項２記載の鉄道車両用一軸台車によれ
ば、各独立車輪部の旋回に伴って前後の二つの板状リン
ク部材が垂直軸を中心に水平方向に開閉しながら一定領
域内で変位しつつ独立車輪部を支持する。これにより独
立車輪部の転倒防止が図られ、リンク機構も簡略化され
る。

【００１６】請求項３に記載のように、前記側はり部分
の下面にキングピン受けを下向きに設けるとともに、前
記各独立車輪部のケーシング上面からキングピンを上向
きに突設して前記キングピン受けに緩挿し、前記各独立
車輪部を水平旋回自在に支持することが好ましい。

【００１７】請求項３記載の鉄道車両用一軸台車によれ
ば、左右の各独立車輪部の回転中心がケーシング側のキ
ングピンと側はり部分のキングピン受けとの嵌め合い関
係によって物理的に決定される。また、キングピン部に
よって独立車輪部の垂直荷重が支持され、同時に独立車
輪部の転倒防止も図られる。

【００１８】請求項４に記載のように、前記キングピン
受けに緩挿された前記キングピンをスラスト軸受けによ
り支持し、前記各独立車輪部を１つの水平リンク機構に
て水平旋回自在に支持することができる。

【００１９】請求項４記載の鉄道車両用一軸台車によれ
ば、左右の各独立車輪部のキングピンをスラスト軸受け
を介して旋回自在に支持したので、１つの水平リンク機
構だけで各独立車輪部の転倒防止を図れる。これによ
り、構造が一層簡略化される。

【００２０】請求項５に記載のように、前記側はり部分
の下面に開口を下向きに設け、該開口内に前記キングピ
ン受け部をウレタンゴムなどの弾性体を介して嵌め込む
ことができる。

【００２１】請求項５記載の鉄道車両用一軸台車によれ
ば、台車枠や車輪等にあらゆる方向の外力が作用した場
合でも、キングピン受け部と側はり部分の開口との間に
介在させた弾性体によってキングピンがこじれるのが防
止される。

【００２２】請求項６に記載のように、左右の前記各独
立車輪部のケーシングからナックルアームをそれぞれ前
方へ延設し、両側のナックルアーム同士を内軌側車輪が
外軌側車輪に比べて大きく操向されるようにタイロッド
により枢支連結することが望ましい。

【００２３】請求項６記載の鉄道車両用一軸台車によれ
ば、内外の車輪（独立車輪部）の操舵角（旋回角度）が
曲線部における軌道の接線方向にほぼ一致するようにな
って外軌道側に大きな押圧力が作用するのが防止される
から、軌道の曲線部に沿ってスムーズに旋回する。

【００２４】請求項７に記載のように、前記台車枠の基
端側垂直部の両側と前記車体側の垂直部との間を、それ
ぞれ上下一対の支持リンクにて縦向きの平行リンクを構
成するように枢支連結するとともに、前記各支持リンク
の取付部にて車体と台車枠間で相対横移動を許容させ、
その許容範囲の横移動を所定範囲内に規制する横動スト
ッパーを前記車体と前記台車枠間に設けるとよい。

【００２５】請求項７記載の鉄道車両用一軸台車によれ
ば、車体に対する一軸台車の幅（左右）方向の相対移動
が可能になり、また車体と一軸台車間に弾性体を介在さ
せたことにより車体の横振動等が低減される。

【００２６】請求項８に記載のように、前記台車枠を、
間隔をあけ平行に配した前後一対の横はりと、同横はり
間の両側に跨って一体に設けられ開口を下向きにした側
方より見て「コ」の字形の側はり部分とから構成し、前
記横はりの両端部と前記車体との間に空気ばね等の弾性
体を介設することができる。

【００２７】請求項８記載の鉄道車両用一軸台車によれ
ば、台車枠の幅方向の両側に側はり部分が形成され、そ
の下方に独立車輪部がそれぞれ旋回自在に配置されるか
ら、台車枠の幅方向の中間部分には比較的大きな空間が
形成されることになるので、たとえば路面電車の前後に
適用した場合には、一軸台車が配置される車体前後の床
面の中央部分を下げられるために１００％低床の路面電
車を構成し得る。

【００２８】請求項９に記載のように、前記独立車輪部
のケーシングから前方へ延設したナックルアームの少な
くとも一方の一端にロッドの一端を枢支連結し、このロ
ッドに一体に設けた略Ｖ状又は略Ｕ状のカム部に対しカ
ム従動子を添接するとともに、前記カム部の範囲を一定
に制限したうえで復元ばねを介してカム従動子を直交す
る方向に付勢することにより前記独立車輪部の直進性を
保つようにすることが望ましい。

【００２９】請求項９記載の鉄道車両用一軸台車によれ
ば、復元ばねの付勢力によりカム従動子を介して独立車
輪部に接続されたロッドと一体のカム部を付勢し、その
勾配による分力をロッドの軸方向力として取り出して独
立車輪部が中立位置、つまり直進方向を向くように保持
されているから、高速での直進走行時や力行、制動時な
どに外乱が作用した場合の安定性が確保される。一方、
急曲線路通過時など車輪を大きく操舵する必要がある場
合には、カム部の領域を越えて独立車輪部が操舵される
ことにより、車輪が旋回する際に復元ばねによる抵抗力
を受けることがない。またカム部の形状を略Ｖ状又は略
Ｕ状にし、中立位置では少々の遊びができるようにした
ことから、直線路から曲線路への移行時などにロッドの
軸方向力が急変するのが防げるとともに、カム従動子の
局部接触面圧を下げる作用も生じる。

【００３０】請求項１０に記載のように、前記独立車輪
部を、前記ケーシング内に組み込んだダイレクトドライ
ブモータ（ＤＤＭ）とこの駆動軸に直結された車輪とか
ら構成することができる。

【００３１】請求項１０記載の鉄道車両用一軸台車によ
れば、モータ直結の車輪を左右に配置して車両を駆動す
ることで、構造が簡略化され、かつ軽量化が図られる。

【００３２】請求項１１に記載のように、前記独立車輪
部を、前記ケーシング内に組み込んだ減速機構付きモー
タとこの駆動軸に直結された車輪とから構成することが
できる。

【００３３】請求項１１記載の鉄道車両用一軸台車によ
っても、モータ直結の車輪を左右に配置して車両を駆動
することで、構造が簡略化され、かつ軽量化が図られ
る。

【００３４】請求項１２に記載のように、前記台車枠
を、横はり端部と側はり部分端部とを直角に結合して平
面視略「Ｌ」形の台車枠はりの一対を構成し、これらの
台車枠はりを対向するように端部を突き合わせて平面視
長方形状に組み合わせ、各突き合わせ端部同士を連結ピ
ンを介して枢支連結するか、球面軸受け又はゴムブッシ
ュを介して弾性結合するかすることが望ましい。

【００３５】請求項１２記載の鉄道車両用一軸台車によ
れば、台車枠をＬ形の台車枠はりに二分割し、枢支連結
するか弾性的に結合するかすることにより台車枠のねじ
りに対し自由度を与えているので、左右のレールのねじ
れなどいわゆる軌道の不整に対して輪重変動を最小限に
抑制することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の鉄道車両用一軸台
車を低床式路面電車に適用した実施例について図面を参
照して説明する。

【００３７】図１１は本発明の実施例にかかる一軸台車
を適用した１００％低床式単一車両を示す側面図であ
る。図１〜図３は本発明の実施例にかかる、図１１の車
両に配置した一軸台車を示すもので、図１（ａ）は右半
分を省略した平面図、図１（ｂ）は左側面図、図２
（ａ）は図１（ａ）の一軸台車の車輪を右方向に操向さ
せた状態を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ方
向矢視図、図３は図１（ａ）の一軸台車を示す正面図で
ある。

【００３８】図１１に示すように、各路面電車３１は床
面３３が軌道としてのレール３５から３００ｍｍ前後の
高さに位置する１００％低床式で、車体３２の前後の台
車は全て一軸台車１からなり、床面３３は一軸台車１の
中央位置で幅がやや狭くなっているが、車体３２の全長
にわたり連続して平坦な床面から構成されている。

【００３９】図１（ａ）に示すように、上記車体３２の
前後に配置される各一軸台車１は台車枠２および駆動モ
ータ（ＤＤＭ：ダイレクトドライブモータ）６と一体の
車輪５ａをもつ独立車輪部５などを備えている。台車枠
２は前後一対の横はり３・３を前後方向に間隔をあけて
平行に備え、先端側の横はり３の両端部３ａをあけ基端
側横はり３は両端部３ｂをあけずにその両方に跨って、
図１（ｂ）のように開口を下向きにした側方より見て
「コ」の字形の側はり部分４・４を幅（左右）方向に間
隔をあけて平行にかつ一体に備えている。このように台
車枠２は横はり３・３と側はり部分４・４とにより平面
視が略長方形の剛体に形成され、各側はり部分４の上部
４ａの前後方向の中間部４ｂが図１（ａ）のように略六
角形状に幅方向へ張り出して幅広に形成されている。

【００４０】一軸台車１は、図１１のように車体３２の
床面３３の前後に設けられた凹所３４内に配置されてい
る。凹所３４内の車体３２の両側で基端側垂直壁３４ａ
に二股状ブラケット８ａが固設され、一軸台車１の側は
り４の基端側垂直部分４ｃに支持ブラケット８ｂが突設
され、ブラケット８ａ間に挿入されて支軸としての台車
枠はりピン８にて枢着されている。一軸台車１側の支持
ブラケット８ｂは、車体３２側のブラケット８ａの台車
枠はりピン（支軸）８に対し車体３２の左右（幅）方向
への横移動を許容するように支持されている。そして、
この台車枠２の横移動を制限するための一対のストッパ
ー９・９（・９）が、基端側垂直壁３４ａと基端側の横
はり３とに相対向するように突設されている。さらに凹
所３４内の車体３２の底面３２ａと先端側横はり３の両
端部３ａとの間に、積層ゴム、空気ばねなどの弾性体や
圧縮スプリングなどからなる枕ばね１０が上下両端にば
ね受け座１０ａを介して介設されている。

【００４１】駆動モータとしてのＤＤＭ６は円筒形ケー
シング６ａ内に組み込まれており、ケーシング６ａの一
端から駆動軸５ｂ（図１（ａ））を突出させて、この駆
動軸５ｂに車輪５ａが一体回転可能に直結され、独立車
輪部５が構成されている。なお、図示は省略するが、こ
の独立車輪部５内にはＤＤＭ６のほか、軸受け装置やブ
レーキ装置などが組み込まれている。ケーシング６ａの
上面には、図４（ａ）のようにキングピン１１が上向き
に突設され、側はり部分４の上部中間部４ｂに下向きに
取り付けたキングピン受け１２内に円筒状のブッシュ１
４を介して旋回自在に緩挿されている。一方、キングピ
ン受け１２は側はり部分４の上部中間部４ｂに下向きに
設けた開口１３内に圧入されており、またキングピン受
け１２の開口部周囲にはスラスト軸受け１５が配設さ
れ、キングピン１１を回転自在に支持している。

【００４２】ＤＤＭ６のケーシング６ａの前後両側に二
股状ブラケット１９がそれぞれ回転軸が垂直になるよう
に突設されている。一方、台車枠２の前後の横はり３の
下端部と側はり部分４の垂直部４ｃとの間に、それぞれ
二股状ブラケット２０がそれぞれ回転軸が垂直になるよ
うに突設されている。そして、長さの異なる二枚の板状
リンク部材１６ａと１６ｂとを垂直軸１６ｃを介して水
平方向に開閉自在に連結して水平リンク機構１６が構成
されている。左右の独立車輪部５と台車枠２との間に一
対ずつの水平リンク機構１６の両端が、前後のブラケッ
ト１９と２０との間に跨って垂直軸１６ｄ・１６ｅにて
枢支連結されている。この構成により、図２に示すよう
に車輪５ａを含め独立車輪部５がキングピン１１を中心
に旋回可能になるとともに、前後一対の水平リンク機構
１６にて支持されることにより独立車輪部５の転倒が防
止され、さらにスラスト軸受け１５（図４）により独立
車輪部５の垂直荷重が支持される。なお、スラスト軸受
け１５を省いて、水平リンク機構１６で総ての垂直荷重
を支持させることもできる。一方、スラスト軸受け１５
を備えている場合には、水平リンク機構１６を一対でな
く片側だけに設けても実施できる。

【００４３】また、ケーシング６ａの下端部からナック
ルアーム１７を、先端側中央寄りに張り出させている。
そして、両側のナックルアーム１７同士は、タイロッド
１８によりそれぞれ垂直ピン１８ａを介して転回自在に
枢支・接続されている。なお、タイロッド１８と左右の
各ナックルアーム１７との接続関係は、レール３５の曲
線部で左右の車輪５ａが一方へ操向される際に、内軌側
の車輪５ａが外軌側車輪５ａに比べてやや大きく操向
（旋回）するようにナックルアーム１７の傾斜角や寸法
などが設定されている。

【００４４】一方の独立車輪部５のナックルアーム１７
においてタイロッド１８との接続点（垂直ピン１８ａ）
より先端側に、図２（ａ）のように復元装置２１用のロ
ッド２１ａの一端が枢支ピン２１ｃを介して軸着されて
いる。ロッド２１ａの他端には第２ロッド２１ｂの一端
が枢支ピン２１ｄを介して枢着されており、この第２ロ
ッド２１ｂの長さ方向の中間部にはカム部２２が一体に
形成されている。カム部２２は、図５（ａ）に示すよう
に略Ｖの字状で、カム部２２の移動方向に直交してカム
従動子２２ａが添接され復元ばね２２ｂによりカム部２
２に向けて付勢されている。復元ばね２２ｂの強さは調
整ねじ２２ｃで調整可能で、カム従動子２２ａに対向す
る一対のローラ２２ｄでカム部２２が移動可能に支持さ
れている。カム部２２のカム形状は、図５（ｂ）にロッ
ドのストロークとばね力との関係を表すカム曲線ｓに示
すように中立点を保持するようにロッド２１ａ・２１ｂ
に軸方向力が作用するが、車輪５ａの操舵角が大きくな
ると、つまり旋回角度が大きくなって所定の角度を越え
る時には中立点への復元力が作用しないように設定され
ている。なお、カム部２２はカムケース２３内に収納さ
れ、カムケース２３の両端の挿通孔２３ａから第２ロッ
ド２１ｂが摺動自在に出入りする。

【００４５】以上のようにして、本発明の第１実施例に
かかる一軸台車１が構成されるが、この一軸台車１ある
いは同一軸台車１を備えた路面電車３１はつぎのように
作動する。すなわち、図１〜図３および図１１におい
て、路面電車３１は前後の一軸台車１における左右の車
輪５ａがＤＤＭ６により駆動され、レール３５上を走行
する。レール３５が直線部では、各一軸台車１における
左右の車輪５ａはタイロッド１８を介して連動され、そ
れぞれ直進状態に維持されるとともに、復元装置２１に
より各車輪５ａが直進性つまり中立を保つように維持さ
れる。したがって、高速での直進走行時や力行、制動時
などに外乱が作用した場合でも、各車輪５ａは安定した
直進性を確保する。こうした状態は、たとえばレール３
５の緩やかな曲線部を走行する場合にも確保されてお
り、レール３５の曲線部から直線部に乗り入れる際など
にも復元装置２１により左右の車輪５ａがスムーズに中
立状態に戻る。

【００４６】また、レール３５の直線部から曲線部に乗
り入れる際には、左右の車輪５ａはタイロッド１８を介
して連動して同一方向へ操舵されるが、正確には、内軌
側車輪５ａが外軌側車輪５ａよりやや大きく操舵され
る。レール３５の比較的緩やかな曲線部上では、左右の
車輪５ａはそれぞれ復元装置２１の復元ばね２２ｂ（図
５（ａ））の付勢力に抗して操向する。そして、レール
３５の曲線状態が急になってくると、カム従動子２２ａ
がカム部２２の一方の勾配（カム曲線ｓ）部を乗り越え
るので、復元ばね２２ｂの付勢力が左右の車輪５ａには
作用せず、したがって車輪５ａはレールの曲線に沿って
スムーズに操舵される。

【００４７】こうした車輪５ａの操向は、独立車輪部５
がキングピン１１を中心に旋回するとともに、前後一対
の水平リンク機構１６にて台車枠２の前後部との間で支
持されることにより独立車輪部５の転倒が防止され、本
例ではさらにスラスト軸受け１５により独立車輪部５の
垂直荷重が支持される。

【００４８】つぎに、図４（ｂ）は独立車輪部５の旋回
中心支持構造の他の実施例を示すもので、この例のキン
グピン受け１２’は、上部中間部４ｂに下向きに設けた
開口１３内に、下端部周囲に外向きの鍔部２４ａを一体
に備え上下両端を開口した円筒状弾性体（ウレタンゴム
など）２４を嵌め込んでいる。そして、下端部周囲に外
向きに鍔部１２ａを一体に備え上下両端を開口した円筒
状のキングピン受け１２’を圧入したうえで、キングピ
ン１１がブッシュ１４を介してキングピン受け１２’内
に旋回自在に緩挿されており、キングピン受け１２’の
開口部周囲にスラスト軸受け１５が配設され、独立車輪
部５がキングピン１１を中心に水平旋回するところは、
前記実施例と共通している。本例のキングピン受け１
２’では、台車枠２と独立車輪部５との間に相対的な外
力が作用した際に、円筒状弾性体２４によりキングピン
１１とスラスト軸受け１５とがこじられるのが防止され
る。

【００４９】図６（ａ）は復元装置の他の実施例を示す
もので、この例の復元装置２１’では、カム部２２’が
略Ｕの字状で、中立点近傍を緩やかな湾曲部２２ａに形
成して遊びを設けている。またカム従動子２２ａに対向
する一対のローラ２２ｄを省いて構造を簡素化してい
る。これら以外の構成については、前記例の復元装置２
１と共通しているので、共通する部材には同一の符号を
用いて示し、説明を省略する。カム部２２’のカム形状
は、同図（ｂ）のロッドストロークとロッド反力との関
係を表すカム曲線ｓ’に示すように、中立点付近を広範
囲に保持するようにロッド２１ａ・２１ｂに軸方向力が
作用するが、車輪５ａの操舵角が大きくなると、つまり
旋回角度が大きくなって所定の角度を越える時には中立
点への復元力が作用しないようにしているところは、前
記復元装置２１と共通している。

【００５０】図７は他の実施例にかかる一軸台車を示す
もので、図７（ａ）は右半分を省略した平面図、図７
（ｂ）は左側面図である。

【００５１】図７（ａ）に示すように本例の一軸台車１
−２は、凹所３４内の車体３２の両側で基端側垂直壁３
４ａに、上下に間隔をあけて一対の支持リンク７・７の
一方がそれぞれ二股状ブラケット８ｄと支軸８にて軸着
され、支持リンク７・７の他方がそれぞれ一軸台車１の
側はり４の基端側垂直部分４ｃに二股状ブラケット８ｅ
と支軸８にて軸着されている。また、両側上下の支持リ
ンク７・７は、前後の支軸８・８に対し台車枠２の左右
（幅）方向への横移動を許容するように支持されてい
る。そして、この台車枠２の横移動を制限するための一
対のストッパー９・９が、基端側垂直壁３４ａと基端側
の横はり３とに相対向するように突設されている。さら
に凹所３４内の車体３２の底面３２ａと横はり３の両端
部３ａとの間に、積層ゴムなどの弾性体や圧縮スプリン
グなどからなる枕ばね１０が上下両端にばね受け座１０
ａを介して合計で４本ほど介設されている。なお、その
他の構成については、上記した実施例１の一軸台車１に
共通するので、共通する構成部材については同一の符号
を付して説明を省略する。

【００５２】以上のようにして構成される本実施例にか
かる一軸台車１−２は、つぎのようなメリットがある。
すなわち、車体３２の凹所３４内の基端側垂直壁３４ａ
の両側に、台車枠２の基端側を上下一対の縦型平行リン
ク７・７によりそれぞれ枢支連結し、一軸台車１−２が
垂直壁３４ａと平行に垂直方向に上下動するようにし、
先端側の左右二対の枕ばね１０で一軸台車１−２の上下
移動時の振動等を緩衝するようにしている。このため、
台車枠２の剛性を高めても、レール３５のねじれ等のい
わゆる軌道の不整に対して輪重変動が少なくなるととも
に、両側の車輪５ａがともにレール３５の不整に追従す
る。

【００５３】図８および図９は本発明のさらに別の実施
例にかかる一軸台車を示すもので、図８（ａ）は平面
図、図８（ｂ）は左側面図、図９は図８（ａ）の正面図
である。

【００５４】図８・図９に示すように、本例に係る一軸
台車１−３は、横はり３に端部３ａをあけて側方視
「コ」の字形の側はり部分４の一方の下端をコの字形開
口を下向きにして一体に連結した一対の平面視「Ｌ」形
の台車枠はり２ａを、対角線位置で相対向して長方形状
に組み合わせて配置し、一対の台車枠はり２ａの突き合
わせ端部をそれぞれ連結ピン２９により枢支連結して台
車枠２’を構成している。詳しくは、側はり部分４の垂
直部４ｃに二股状ブラケット２９ａを突設し、横はり３
の端部３ｃの幅を狭くしてブラケット２９ａ（の二股
部）内に挿入し、連結ピン２９で枢支連結している。

【００５５】そして、各台車枠はり２ａの対角線上に対
向する端部を、車体３２の基端側垂直壁３４ａおよび車
体３２の底面３２ａから垂設した先端側の支持部３６若
しくは先端側垂直壁にそれぞれ台車枠はりピン（支軸）
８により枢着し、各台車枠はりピン８と対向する側で台
車枠はり２ａの直角部近傍と車体３２の底面３２ａとの
間に枕ばね１０を介設している。その他の構成について
は、上記実施例の一軸台車１あるいは１−２と共通する
ので、共通する部材を同一の符号を用いて示し、説明を
省略する。

【００５６】以上のようにして構成される本実施例にか
かる一軸台車１−３は、つぎのようなメリットがある。
本実施例の一軸台車１−３は台車枠２’を二分割し、左
右のレール３５の不整、つまり、ねじれなどに対して台
車枠２’のねじり剛性を低くしているので、いわゆる輪
重変動を最小限に抑制することができる。

【００５７】なお、本実施例の連結ピン２９による枢支
・連結構造に代えて、たとえば球面軸受けやゴムブッシ
ュを介在させて弾性的に結合し、ねじりに対応して台車
枠２の変形を許容できるようにしてもよい。

【００５８】図１０は本発明のさらに別の実施例にかか
る一軸台車を示すもので、図１０（ａ）は平面図、図１
０（ｂ）は左側面図である。

【００５９】本実施例にかかる一軸台車１−４が上記の
一軸台車１−３と相違するのは、台車枠２’の基端側を
車体３２の基端側垂直壁３４ａの両側に台車枠はりピン
（支軸）８により枢着し、台車枠はり２’の先端側の両
側と車体３２の底面３２ａ間に枕ばね１０を介設したこ
とであり、その他の構成については全く共通するもので
ある。本例の一軸台車１−４は、レール３５の不整に対
して、いわゆる輪重変動を最小限に抑制することができ
るなどのメリットを有する点は、上記実施例３の一軸台
車１−３と同様である。

【００６０】ところで、上記実施例では独立車輪部５が
ＤＤＭ６を備える場合について説明したが、ＤＤＭ６に
代わりに、独立車輪５ａと同一の回転軸上に誘導電動機
と遊星歯車減速機とをケーシング６ａに内蔵してもよ
い。この場合でもモータと独立車輪５ａとの間に相対変
位が生じないため、複雑な機構は必要なく、その結果、
構造が簡略化される。また、独立車輪部５がＤＤＭ６を
備えない、いわゆる従動車輪の場合にも適用できること
は言うまでもない。さらに、水平リンク機構１６は３枚
以上のリンク部材を組み合わせて構成してもよく、さら
にまた板状のリンク部材に限らず、棒状のリンク部材を
組み合わせることも可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明にかかる鉄道車両用一軸台車には、次のような優
れた効果がある。

【００６２】（１）各独立車輪部は台車枠の左右の側は
り部分にキングピンを介して水平旋回自在に取り付けら
れており、左右の車輪はそれぞれ水平に旋回するから、
たとえば最小回転半径が３０ｍ以下の曲線路においても
各車輪がレール（軌道）のカーブに沿って円滑に走行す
る。とくに各独立車輪部は、その前後部と台車枠の前後
部との間をそれぞれ水平面内の一定範囲内で変位可能に
接続した水平リンク機構により枢支連結したから、独立
車輪部は上記キングピンおよび水平リンク機構の少なく
とも一方により垂直荷重が支持されることで独立車輪部
の垂直荷重が支持され、かつ水平リンク機構により転倒
防止が図られているので、スムーズに水平旋回する。

【００６３】（２）台車枠は少なくとも一端が車体の底
部に台車枠はりピンを介して上下方向に揺動可能に連結
されており、台車枠の少なくとも他端と車体との間には
それぞれ空気ばねなどの弾性体が介設されているので、
走行時の振動等は弾性体で吸収される。さらに、駆動台
車・非駆動台車を問わず独立車輪部は台車枠の側はり部
分の下方に取り付けられているので、構造が簡略化され
るために、レール等の軌道から受ける振動が少なく、車
体に伝わる振動が低減されるとともに、軌道に対する負
担が軽減される。

【００６４】（３）台車枠の幅方向の両側に側はり部分
が形成され、その下方に独立車輪部がそれぞれ旋回自在
に配置されるから、台車枠の幅方向の中間部分には比較
的大きな空間が形成されることになるので、たとえば路
面電車の前後に適用した場合には、一軸台車が配置され
る車体前後の床面の中央部分を下げられるために１００
％低床式の路面電車に好適で、駆動台車・非駆動台車を
問わずに適用可能であり、しかも部品点数が少なくて全
体構造が簡単で、小形軽量化が図れる。

【００６５】（４）左右の各独立車輪部の回転中心がケ
ーシング側のキングピンと側はり部分のキングピン受け
部との嵌め合い関係によって物理的に決定され、またス
ラスト軸受けによって独立車輪部の垂直荷重が支持さ
れ、同時に独立車輪部の転倒防止も図られているから、
軌道の曲線に沿ってスムーズに操向される。

【００６６】（５）復元ばねの付勢力によりカム従動子
を介して独立車輪部に接続されたロッドと一体のカム部
を付勢し、その勾配による分力をロッドの軸方向力とし
て取り出して独立車輪部が中立位置、つまり直進方向を
向くように保持されているから、高速での直進走行時や
力行、制動時などに外乱が作用した場合の安定性が確保
される。一方、急曲線路通過時など車輪を大きく操舵す
る必要がある場合には、カム部の領域を越えて独立車輪
部が操舵されることにより、車輪が旋回する際に復元ば
ねによる抵抗力を受けることがない。またカム部の形状
を略Ｖ状又は略Ｕ状にし、中立位置では少々の遊びがで
きるようにしたことから、直線路から曲線路への移行時
などにロッドの軸方向力が急変するのが防げるととも
に、カム従動子の局部接触面圧を下げる作用も生じる。

【００６７】（６）独立車輪部を、前記ケーシング内に
組み込んだダイレクトドライブモータ（ＤＤＭ）あるい
は減速機付きモータとこの駆動軸に直結された車輪とか
ら構成し、モータ直結の車輪を左右に配置して車両を駆
動することで、構造が簡略化され、かつ軽量化が図られ
る。

【００６８】（７）台車枠を、一対の台車枠はりに二分
割し、これらの台車枠はりの端部を突き合わせて長方形
状に組み合わせ、各突き合わせ端部同士を連結ピンを介
して枢支連結するか、球面軸受け又はゴムブッシュを介
して弾性結合するかすることにより台車枠のねじり剛性
を低くしているので、軌道のねじれなどのいわゆる不整
に対して輪重変動を最小限に抑制することができる。

【００６９】（８）左右の操舵用ナックルアームを、内
軌側車輪が外軌側車輪に比べて大きく操向されるように
傾斜角度をつけるなどしてタイロッドにより枢支連結す
ることにより、内外の車輪の回転角（操舵角）が曲線部
における軌道の接線方向にほぼ一致するようになって外
軌道側に大きな押圧力が作用するのが防止されるから、
軌道の曲線部に沿ってスムーズに旋回する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１〜図３は本発明の実施例にかかる、図１１
の車両に配置した一軸台車を示すもので、図１（ａ）は
右半分を省略した平面図、図１（ｂ）は左側面図であ
る。

【図２】図２（ａ）は図１（ａ）の一軸台車の車輪を右
方向に操向させた状態を示す平面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）のＢ方向矢視図である。

【図３】図１（ａ）の一軸台車を示す正面図である。

【図４】図４（ａ）は独立車輪部５の旋回中心支持構造
の実施例を示す一部断面図、４（ｂ）は独立車輪部５の
旋回中心支持構造の他の実施例を示す一部断面図であ
る。

【図５】図５（ａ）は復元装置の実施例を示す、一部を
切り欠いて示す拡大正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の
カム部によるカム曲線を示す線図である。

【図６】図６（ａ）は復元装置の他の実施例を示す、一
部を切り欠いて示す拡大正面図、図６（ｂ）は図６
（ａ）のカム部によるカム曲線を示す線図である。

【図７】本発明の他の実施例にかかる一軸台車を示すも
ので、図７（ａ）は右半分を省略した平面図、図７
（ｂ）は左側面図である。

【図８】図８および図９は本発明のさらに別の実施例に
かかる一軸台車を示すもので、図８（ａ）は平面図、図
８（ｂ）は左側面図である。

【図９】図８（ａ）の一軸台車を示す正面図である。

【図１０】本発明のさらに別の実施例にかかる一軸台車
を示すもので、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は
左側面図である。

【図１１】本発明の実施例に係る一軸台車を適用した１
００％低床式の単一車両を示す側面図である。

【符号の説明】

１〜１−４ 一軸台車 ２・２’台車枠 ２ａ 台車枠はり ３ 横はり ４ 側はり部分 ５ 独立車輪部 ５ａ 車輪 ５ｂ 駆動軸 ６ ＤＤＭ（ダイレクトドライブモータ） ６ａ ケーシング ７ 支持リンク（平行リンク機構） ８ 支軸（台車枠はりピン） ９ ストッパー １０ 枕ばね １１ キングピン １２ キングピン受け １３ 開口 １４ ブッシュ １５ スラスト軸受け １６ 水平リンク機構 １６ａ・１６ｂ 板状リンク部材 １７ ナックルアーム １８ タイロッド １９・２０ 二股状ブラケット ２１ 復元装置 ２２ カム部 ２２ａカム従動子 ２２ｂ復元ばね ２９ 連結ピン ３１ 路面電車 ３２ 車体 ３３ 床面 ３４ 凹所 ３４ａ 基端側垂直壁 ３５ レール ３６ 支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明石 秀二 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18 号 川崎重工業株式会社兵庫工場内 (72)発明者 寺井 淳一 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18 号 川崎重工業株式会社兵庫工場内 (72)発明者 松木 信哉 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18 号 川崎重工業株式会社兵庫工場内 (72)発明者 河野 行伸 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 松嶋 博英 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 江崎 秀明 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 門田 浩次 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 村岸 治 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 西田 徹 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 小林 昇 兵庫県神戸市和田山通２丁目12番14号 川 重車両エンジニアリング株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側はり部分を備えた台車枠の端部を車体
   の底部に台車枠はりピンなどの支軸を介して他端側が上
   下方向に揺動可能に連結し、車体と台車枠間に空気ばね
   等の弾性体を介設し、 左右の各前記側はり部分の下方に、駆動部又は軸受け部
   のケーシングの一端に回転自在な車輪を備えた独立車輪
   部をキングピンを介して水平旋回可能に設け、 前記各独立車輪部の前後部と前記台車枠の前後部との間
   に、リンク部材を垂直軸を介して水平面内の一定領域内
   で変位可能に接続した水平リンク機構の両端をそれぞれ
   垂直軸にて枢支・連結して介設したことを特徴とする鉄
   道車両用一軸台車。
2. 【請求項２】 前記各独立車輪部のケーシングおよび前
   記側はり部分の垂直部に二股状ブラケットを縦向きに固
   設し、垂直軸を介して水平面内の一定領域内で変位可能
   に接続した二つの板状リンク部材の両端を前記各ブラケ
   ットの二股部間に垂直軸にて枢支・連結したことを特徴
   とする請求項１記載の鉄道車両用一軸台車。
3. 【請求項３】 前記側はり部分の下面にキングピン受け
   を下向きに設けるとともに、前記各独立車輪部のケーシ
   ング上面からキングピンを上向きに突設して前記キング
   ピン受けに緩挿し、前記各独立車輪部を水平旋回自在に
   支持したことを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車
   両用一軸台車。
4. 【請求項４】 前記キングピン受けに緩挿された前記キ
   ングピンをスラスト軸受けにより支持し、前記各独立車
   輪部を１つの水平リンク機構にて水平旋回自在に支持支
   持したことを特徴とする請求項３記載の鉄道車両用一軸
   台車。
5. 【請求項５】 前記側はり部分の下面に開口を下向きに
   設け、該開口内に前記キングピン受けをウレタンゴムな
   どの弾性体を介して嵌め込んだことを特徴とする請求項
   ３又は４記載の鉄道車両用一軸台車。
6. 【請求項６】 左右の前記各独立車輪部のケーシングか
   らナックルアームをそれぞれ前方へ延設し、両側のナッ
   クルアーム同士を内軌側車輪が外軌側車輪に比べて大き
   く操向されるようにタイロッドにより枢支連結したこと
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の鉄道車両用
   一軸台車。
7. 【請求項７】 前記台車枠の基端側垂直部の両側と前記
   車体側の垂直部との間を、それぞれ上下一対の支持リン
   クにて縦向きの平行リンクを構成するように枢支連結す
   るとともに、前記各支持リンクの取付部にて車体と台車
   枠間で相対横移動を許容させ、その許容範囲の横移動を
   所定範囲内に規制する横動ストッパーを前記車体と前記
   台車枠間に設けたことを特徴とする請求項１〜６のいず
   れか記載の鉄道車両用一軸台車。
8. 【請求項８】 前記台車枠を、間隔をあけ平行に配した
   前後一対の横はりと、同横はり間の両側に跨って一体に
   設けられ開口を下向きにした側方より見て「コ」の字形
   の側はり部分とから構成し、前記横はりの両端部と前記
   車体との間に空気ばね等の弾性体を介設したことを特徴
   とする請求項１〜７のいずれか記載の鉄道車両用一軸台
   車。
9. 【請求項９】 前記独立車輪部のケーシングから前方へ
   延設したナックルアームの少なくとも一方の一端にロッ
   ドの一端を枢支連結し、このロッドに一体に設けた略Ｖ
   状又は略Ｕ状のカム部に対しカム従動子を添接するとと
   もに、前記カム部の範囲を一定に制限したうえで復元ば
   ねを介してカム従動子を直交する方向に付勢することに
   より前記独立車輪部の直進性を保つようにしたことを特
   徴とする請求項１〜８のいずれか記載の鉄道車両用一軸
   台車。
10. 【請求項１０】 前記独立車輪部を、前記ケーシング内
    に組み込んだダイレクトドライブモータとこの駆動軸に
    直結された車輪とから構成したことを特徴とする請求項
    １〜９のいずれか記載の鉄道車両用一軸台車。
11. 【請求項１１】 前記独立車輪部を、前記ケーシング内
    に組み込んだ減速機構付きモータとこの駆動軸に直結さ
    れた車輪とから構成したことを特徴とする請求項１〜９
    のいずれか記載の鉄道車両用一軸台車。
12. 【請求項１２】 前記台車枠を、横はり端部と側はり部
    分端部とを直角に結合して平面視略「Ｌ」形の台車枠は
    りの一対を構成し、これらの台車枠はりを対向するよう
    に端部を突き合わせて平面視長方形状に組み合わせ、各
    突き合わせ端部同士を連結ピンを介して枢支連結する
    か、球面軸受け又はゴムブッシュを介して弾性結合する
    かしたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか記載
    の鉄道車両用一軸台車。