JP2005081939A

JP2005081939A - 鉄道車両及び鉄道車両用台車

Info

Publication number: JP2005081939A
Application number: JP2003314725A
Authority: JP
Inventors: Hideo Takai; 英夫高井; Motosane Hiraishi; 元実平石; Minoru Nakamura; 実中村; Katsuyuki Iwasaki; 克行岩▲崎▼
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】本発明の目的は、車体を作りやすく、また低騒音の車体を提供することを目的とする。
【解決手段】車体を空間を介して台車に載せた鉄道車両、又は車体を空間を介して載せたサブフレームを空間を介して台車に載せた鉄道車両において、前記台車と前記サブフレームまたは車体とは、前記車体に垂直な中心ピン７０で連結しており、前記中心ピンは環状の緩衝ゴムを介して少なくとも水平方向に移動可能に車体またはサブフレーム４０に設置されており、前記中心ピンは車体の幅方向から見てＴ状であり、該Ｔ状の水平片の両端は前記台車または前記サブフレームにそれぞれ環状の緩衝ゴムを介して連結されており、前記Ｔ状の垂直片の先端は緩衝ゴム４９を介して前記サブフレーム４０または前記車体に連結されており、前記垂直片の先端の前記緩衝ゴム４９は垂直高さが水平方向の外径よりも大きいものである。
【選択図】図１０

Description

本発明は客電車に関する。

客電車では特許文献１のように、台車に車体が載っており、車体と台車とは台車のいわゆる中心ピン、連結リンクを介して連結している。また、車体は空気ばねを介して台車に載っている。また、車体と隣接する車体とは連結装置を介して連結している。走行する先頭側の車体から連結装置を介して後側の車体に連結し、また該車体から連結装置を介してさらに後側の車体に力が伝達される。連結装置は、連結器と連結棒等とからなる。連結装置の走行方の中間には弾性体があり、走行方向のショックを吸収するようになっている。また、該部分は車体に対して摺動して、上下動するようになっている。
特開平０４ー１７３４７２号公報

従来の客電車は騒音、乗り心地において難点があった。難点は、台車から発生した振動は中心ピンを介して車体に伝導され、騒音が発生する。
また、車体と隣接する車体とを連結する連結装置の弾性体の部分で、該連結装置は車体に対して摺動するようになっておリ、この部分で、軌道の不整脈による車体の上下動、左右動によって、連結装置が車体に衝突し、騒音、振動を発生する。

また、車体に中心ピン、連結器を固定しているので、車体の端部は強固に製作しなければならず、板圧の厚い板を床板に溶接するようになり、歪が発生しやすく、容易な作業ではない。
本発明は、低騒音で、安価な車体を提供することを目的とする。

上記目的は、車体を空間を介して台車に載せた鉄道車両、又は車体を空間を介して載せたサブフレームを空間を介して台車に載せた鉄道車両において、前記台車と前記サブフレームまたは車体とは、前記車体に垂直な中心ピンで連結しており、前記中心ピンは環状の緩衝ゴムを介して少なくとも水平方向に移動可能に車体またはサブフレームに設置されており、
前記中心ピンは車体の幅方向から見てＴ状であり、該Ｔ状の水平片の両端は前記台車または前記サブフレームにそれぞれ環状の緩衝ゴムを介して連結されており、前記Ｔ状の垂直片の先端は緩衝ゴムを介して前記サブフレームまたは前記車体に連結されており、前記垂直片の先端の前記緩衝ゴムは垂直高さが水平方向の外径よりも大きいことにより達成される。

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明の一実施例を図１から図８により説明する。図１は車体１０の床１１を除いた平面図である。
１つの車体１０は車体の長手方向の端部において、サブフレーム４０を介して台車３０に載っている。すなわち、車体１０と台車３０との間にはサブフレーム４０がある。車体１０の床１１は車体１０の長手方向に長いアルミニウム合金押し出し中空形材を車体の幅方向に並べ、溶接や摩擦攪拌接合で接合したものである。サブフレーム４０はアルミニウム合金製である。

サブフレーム４０は厚い板で強固に構成され、内部は中空になっている。この内部は空気ばね１００の空気溜めとなっている。
サブフレーム４０の移動力は車体１０から下方に突出させた中心ピン５０によって伝達される。車体の幅方向において、中心ピン５０の両側に可撓性のゴム製の緩衝ゴム６１がある。

車体１０の床の底面に円弧状レール６３を設置している。このレール６３の底面をころ６２で車体１０を支えている。これによって、車体１０はサブフレーム４０に対して幅方向に回転できる。円弧面はころ６２の部分のみにある。円弧面はレール６３を曲げて円弧状にしている、ころ６２の軸方向の両端部にはレール６３の端部に接触するつばがあり、レール６３がころ６２から外れることがない。

サブフレーム４０は比較的厚い板を接合して強固に構成している。サブフレーム４０には、その下面から下方に向けて突出したいわゆる台車用の中心ピン７０があり、リンク１１０が車体１０の長手方向に向けてあり、台車３０に連結している。このリンク１１０の長手方向は車体１０の幅方向の中心に沿って車体の長手方向に向いている。

リンク１１０と台車３０との結合部とは転結ピン１１１を介して連結している。連結ピン１１１の外周にゴム製のスリーブ（緩衝ゴム）１１２がある。緩衝ゴム１１２はリンク１１０の端部の筒内１１３に入っている。これにより、リンク１１０の上下動、前後動を許容する。中心ピン７０の先端部の幅方向両側にはゴム製の緩衝ゴム７８，７８がある。これらは公知のとおりである。中心ピン５０、７０はサブフレーム４０または台車３０の中心にあるという意味ではなく、一般に中心ピンと呼称しているのでこれに従うものである。

また、台車３０の上面とサブフレーム４０の下面との間には空気ばね１００がある。空気ばね１００、１００は車体の幅方法に対して中心ピン５０の両側にある。空気ばね１００の構成、固定構造等は周知のとおりである。

車体１０からのサブフレーム４０の支持について説明する。サブフレーム４０の長手方向の一端（Ｔ状側）はレール６３、ころ６２で支持され、他側（先端側）は連結ピン４２で支持されている。連結ピン４２は上端を車体１０に溶接されている。この連結ピン４２の外周に緩衝ゴム４６ａを配置し、また、該緩衝ゴム４６ａの下方に緩衝ゴム４６ｂを配置すると共に、連結ピン４２の下端部４２ｂを連結ピン４２に通し、ナット４３で連結ピン４２のボルトに締結している。緩衝ゴム４６ａと４６ｂとの間にはスペーサがある。サブフレーム４０は連結ピン４２に接触しているが、その接触量はわずかであり、サブフレーム４０から車体１０の振動の伝達量はわずかである。このため、サブフレーム４０は空間を介して車体１０に固定さているといえる。

中心ピン７０の上部は、緩衝ゴム７１，７２を介してサブフレーム４０に固定している。下部の緩衝ゴム７２の径は上部の緩衝ゴム７１の径よりも大きい。緩衝ゴム７１，７２は断面が円形でである。サブフレーム４０の下面に中心ピン７０を支持するポスト７３がある。ポスト７３はサブフレーム４０に固定している。中心ピン７０はポスト７３を貫通し、中心ピン７０の上端のボルト７４にナット７５で板（押さえ座）７６を介して固定している。板７６の下面には下方に向けて凸部が突出し、上部の緩衝ゴム７１、及び、ポスト７０の上端に接触している。ポスト７３の下端と中心ピン７０の下部との間で、半径方向に緩衝ゴム７２を挟んでいる。

かかる構成によれば、幅方向の衝撃に対して、中心ピン７０が水平方向に移動し、緩衝ゴム７１，７２が緩和し、サブフレーム４０への衝撃を緩和する。

また、サブフレーム４０には公知の連結棒（連結装置）８０が水平方向に向けて連結されている。連結装置８０の端部はピン８１でサブフレーム４０に連結されている。また、連結装置８０の長さ方向の中央部には緩衝器８３が伸縮自在にあり、緩衝器８３は上下方向に移動できるようにサブフレーム４０にガイド５５がある。ガイド５５と緩衝器８３の幅との間には比較的大きな隙間がある。緩衝器８３、ガイド５５等の構成は公知のとおりである。緩衝器８３はコイル状ばね、または可撓性ゴムばねである。緩衝器８３とガイド５５との関係は公知のとおりである。

また、緩衝器８３と連結装置８０の先端側とは水平方向のピン９５、垂直方向のピン９６で連結され、連結装置８０の先端側は水平方向、垂直方向に回動できる。この構成は公知のとおりである。

また、連結装置８０の先端側はサブフレーム４０に設けた受け座９１にゴム座９２を介して支持されている。ゴム座９２は接触を緩和するものである。また、飛び上がった連結装置８０に接触するゴム座９３をサブフレーム４０に設けている。受け座９１は弾性体９３を介して吊下げられている。

また、連結装置８０の中間は受け座８５、ゴム座８６を介して支持されている。
また、サブフレーム４０を上方からみると、略Ｔ状である。Ｔの上辺の両端部（すなわち、空気ばね１００のある付近）は車体１０の側梁１２の近傍に位置している。前記Ｔの両端部の走行方向の前後には前記Ｔの両端部に接触可能なゴム製のストッパー１３，１３がある。ストッパー１３は強固に側梁１２の側面に固定している。また、ストッパー１３のサブフレーム４０に当接する面には緩衝ゴム１４を設けている。
これによって、連結装置８０からの前後力はサブフレーム４０から車体１０の側梁１２に伝達される。

また、前記Ｔの両端部の下面と台車３０の上側との間には周知の空気ばね１００，１００がある。サブフレーム４０と車体１０の床１１との間にはレール６３およびころ６２がある。
これによって、分岐装置等の箇所において、車体１０の幅方向に台車３０が回動した場合（車体の幅方向に衝撃を受けた場合）に、台車３０そしてサブフレーム４０は幅方向に押され、緩衝ゴム６１、中心ピン５０を介して、車体１０が押され、車体１０は回転する。
このため、台車３０が押された衝撃は車１０には直接伝達されない。

そして、台車３０が転轍機を通過すると、幅方向に車体を押す力はなくなるので、円弧状のレールを車体１０が転動し、車体１０は初期の状態に戻る。レール６３がころ６２を転動して戻る。

さらに、圧縮されていた緩衝ゴム６１ｂの押し力も解除されるので、この押していた力によって元に押され、元に戻る。
緩衝ゴム６１は緩衝ゴム６１ｂ、６１ａと幅方向への衝撃力に対応して複数段あるので、確実に初期状態に復帰させることができる。つまり、車体１０が回動すると、中心ピン５０が緩衝ゴム６１に接触する。回動する力（衝撃力）が小さいと、緩衝ゴム６１の第２緩衝ゴム６１ｂが縮む。大きな回転力（衝撃力）の場合は、第１緩衝ゴム６１ａも縮む。回動力がなくなることによって、車体２０は本の状態に復帰しなければならない。緩衝ゴム６１の圧縮された力が解除されるので、車体１０は元の状態に復帰する力が加えられる。緩衝ゴム６１が復帰する力は最初の衝撃力に対応するので、車体１０の復帰力を略一定にできる。

幅方向への荷重が小さいときは緩衝ゴム７１，７２で台車３０がサブフレーム４０に対して幅方向に移動し、車体への伝導を防止する。
連結装置８０をサブフレームに４０に固定しているが車体１０の床１１に固定したものにも利用できる。

また、中心ピン５０，７０は上方から吊り下げていたが、サブフレーム４０、台車３０から上方に突出させてもよい。
また、ガイド５５と前記Ｔの上辺との間のサブフレーム４０の幅（車体の短手方向）は小さくなっている。このサブフレームの幅から外側には、台車３０の車輪３３の上方に突出した円弧部が位置している。サブフレームの外側に車輪が位置するのは、車輪３３が上昇した場合であろう。つまり、サブフレームの幅の外側の下方に車輪３３が位置していればよい。車輪３３の上方にはサブフレーム４０がない。

これによって、レール（図示せず）から車体１０の床面１１までの距離を小さくできるようにしている。このため、レールから床１１までの高さをサブフレームがない従来の場合の床高さとほぼ同一にできる。図１において、多数の車輪３３の移動の許容範囲を示すものである。

連結装置８０はサブフレーム４０に連結されており、車体１０には防振装置４０を介して間接的に連結されているので、分岐を通過する際に、連結装置８０がガイド５５に当たって騒音が生じても車体１０すなわち客室内への騒音の伝達が少なくなる。

また、台車３０から中心ピン７０を介して車内に伝導する騒音も、サブフレーム４０は車体１０に対して空間を介しているので、少なくできる。また、サブフレーム４０は強固に製作することが必要であるが、これは車体１０の床とは別部材であり、車体１０に溶接しないので、車体１０の床１１を簡単に製作できるものである。

サブフレーム４０の幅方向の中央部の後端にはストッパー８８がある。ストッパー８８は床１１に溶接されている。ストッパー８８は連結装置８０から、サブフレーム４０を経由した荷重を支える。また、ストッパー８８は縦断面がＬ状であり、サブフレーム４０に接触し、下向きの荷重を支える。ストッパー８８のある床は強固に設けている。

なお、ストッパー８８で荷重を伝達できれば、ストッパー１３，１３は不要である。また、ストッパー１３，１３で荷重を伝達できれば、ストッパー９５はなくてもよい。

また、サブフレーム４０は側梁１２に接触しているので、連結装置８０、台車３０から伝導された力は直接強固な側梁１２に伝達できるので、車体１０の床１１の構成を簡単にできるものである。

また、振動を発生する機器（空気圧縮機、空気調和装置、変圧器等）をサブフレーム４０に設置（たとえば吊り下げ）すれば、その振動の車内への伝達を軽減できる。

また、サブフレーム４０の内部の空間を砂撒き用の砂溜め、トイレや飲用の水タンクとして、利用できる。
サブフレーム４０の内部の空間を騒音防止のための制振材の貼り付け空間、球状体の充填空間として利用できる。

また、サブフレーム４０は小さいので、車体の床の材料とは異なった高強度材料で容易に製作できる。このため、ここからの振動の伝達を低減できる。

また、この実施例によれば、車体の上下動を小さくできる。すなわち、車体１０の長手方向は、車体の下部に連結装置８０があり、連結装置８０はサブフレーム４０に固定されている。サブフレーム４０は車体中に空気ばね中０と連結ピン４２で固定されている。サブフレームと連結ピン４２の間隔は大きくない。

図９の実施例を説明する。この実施例は、緩衝ゴム７１，７２で衝撃を緩和するとともに、中心ピン７０が水平方向に移動するようにすべり板７７，７８を設けたものである。すべり板７７，７８は緩衝ゴム７１、７２の上下にある。緩衝ゴム７１、７２の間隔は小さい。すべり板７７，７８はサブフレーム４０の上下面に接触している。上端のすべり板は板７７は板７６に一体にある。
板７６の凸部の下端は中心ピンの上端に当接している。
これによれば、サブフレーム４０がなく、中心ピン７０は車体１０に設置したものに結合できる。

図１０の実施例を説明する。この実施例は、サブフレーム４０が無く、連結装置８０は車体１０に固定している。中心ピン７０は台車３０と車体１０に固定している。中心ピン７０は車体の幅方向から見ると逆Ｔ状である。中心ピン７０の下端の水平片７０ｃの両端は車体３０に連結ピン１１１、緩衝スリーブ（ゴム）１１２、筒１１３、ステー１１４を介して連結されている。水平片７０ｃはリンク１１０に相当する。３５，３５は台車３０の側梁を接続する中梁であり、車体の幅方向に沿っている。側梁は台車の走行方向に沿っている。この２本の中梁３５、３５は板３６ａ、３６ｂ、３６ｃで接続されている。Ｔ状の垂直片（中心片）７０ｄはこの中梁３５、３５、連結板３６ａ、３６ｂ、３６ｃ等からなる空間を上下方向に貫通している。垂直片７０ｄは円形の棒状である。垂直片７０ｄの上端は車体１０に設置した緩衝ゴム４９の中心に挿入されている。垂直片７０ｄは棒状であり、その上端は図８、図９と同様に、ボルト７４、ナット７５、板７６で固定されている。緩衝ゴム４９はその外周のホルダー４８と垂直片７０ｄとの間に挿入されている。ホルダー４８は車体１０の下面に下方からボルト４７で固定している。緩衝ゴム４９はその縦寸法が外径よりも大きい。緩衝ゴム４９は垂直片７０ｄとホルダー４９との間の形状になる。ホルダー４８は上方に行くに従って内径が小径である。

かかる実施例によれば、中心ピン７０（垂直片７０ｄ）とサブフレーム４０との連結部は、水平片７０ｃの両端の２箇所であるので、中心ピン７０から台車３０への入力が分散され、台車３０の強度を向上できる。

また、図１１において、中梁３５、３５の位置には、車体の幅方向において、垂直片７０ｄの両側に接触する緩衝ゴム３９，３９がある。
このため、車体１０が転轍機を通過するさいのように、車体の幅方向に揺れるとき、垂直片７０ｄが緩衝ゴム３９に接触すると、その緩衝ゴム３９と接触する位置から車体１０が傾斜するので、緩衝ゴム４９は緩衝ゴム３９よりも上方にあるので、図７、図８の場合に比べて、大きく傾斜しやすい。このため、乗り心地を良くできる。

かかる構成によれば、次の実施例図１２に比較して、上下高さが大きい水平片７０ｃの部分を台車３０の下面に持ってきたので、台車３０から車体１０までの高さを小さくできる。
その他は次の図１２の場合と同様である。

前記図１０の実施例では中心ピン７０は車体４０に固定しているが、中心ピン７０をサブフレーム４０に固定することができる。サブフレーム４０がない場合は連結装置８０は車体に固定する。

図１２の実施例を説明する。中心ピン７０を車体１０の幅方向から見たとき、逆Ｔ状にしたものである。逆Ｔ状の上片の水平片７０ｃの両端は車体１０またはサブフレーム４０の下面に、ステー４１，４１を介して結合している。他の構成は図１０に同様である。

また、かかる実施例によれば、中心ピン７０（垂直片７０ｄ）と車体１０またはサブフレーム４０との連結部は、水平片７０ｃの両端の２箇所であるので、中心ピン７０から台車３０への入力が分散され、台車３０の強度を向上できる。

本発明の一実施例の平面図。図１のII−II断面図。図１のIII−III断面図。図１のIV−IV断面図。図１のＶ−Ｖ断面図。図１のVI−VI断面図。図１のVI−VI断面図。台車とサブフレームとの連結部の詳細縦断面図他の実施例の図８相当図。他の実施例の図８相当図。図１０の中央縦断面図。他の実施例の図８相当図。

符号の説明

１０：車体、１１：床、１２：側梁、１３：トッパー、３０：台車、３９：緩衝ゴム、４０：サブフレーム、４８：ホルダー、４９：緩衝ゴム、５０，７０：中心ピン、７０ｃ：水平片、７０ｄ：垂直片

Claims

車体を空間を介して台車に載せた鉄道車両、又は車体を空間を介して載せたサブフレームを空間を介して台車に載せた鉄道車両において、
前記台車と前記サブフレームまたは車体とは、前記車体に垂直な中心ピンで連結しており、
前記中心ピンは環状の緩衝ゴムを介して少なくとも水平方向に移動可能に車体またはサブフレームに設置されており、
前記中心ピンは車体の幅方向から見てＴ状であり、
該Ｔ状の水平片の両端は前記台車または前記サブフレームにそれぞれ環状の緩衝ゴムを介して連結されており、
前記Ｔ状の垂直片の先端は緩衝ゴムを介して前記サブフレームまたは前記車体に連結されており、
前記垂直片の先端の前記緩衝ゴムは垂直高さが水平方向の外径よりも大きいこと、
を特徴とする鉄道車両。
請求項１の鉄道車両において、
前記Ｔ状の水平片は前記垂直片よりも下方にあること、
を特徴とする鉄道車両。
請求項１の鉄道車両において、
前記Ｔ状の水平片は前記垂直片よりも上方にあること、
を特徴とする鉄道車両。
請求項１の鉄道車両において、
前記中心ピンは、台車の中梁と中梁との間を上下方向に貫通しており、前記車体の幅方向において、前記中梁と前記中心ピンとの間で該中心ピンの両側に、第２の緩衝ゴムを配置していること、
を特徴とする鉄道車両。
車体を空間を介して台車に載せた車両、又は車体を空間を介して載せたサブフレームを空間を介して台車に乗せた車両において、
前記台車と前記サブフレームまたは車体とは、前記車体に垂直な中心ピンで連結しており、
前記中心ピンは環状の緩衝ゴムを介して少なくとも水平方向に移動可能に車体またはサブフレームに設置しており、
前記中心ピンは車体の幅方向から見てＴ状であり、
該Ｔ状の水平片の両端は前記台車または前記サブフレームにそれぞれ環状の緩衝ゴムを介して連結されており、
前記Ｔ状の垂直片の先端は緩衝ゴムを介して前記サブフレームまたは前記車体に連結されており、
前記垂直片の先端の前記緩衝ゴムは垂直高さが水平方向の外径よりも大きいこと、
を特徴とする鉄道車両用台車。
請求項５の鉄道車両用台車において、
前記Ｔ状の水平片は前記垂直片よりも下方にあること、
を特徴とする鉄道車両用台車。
請求項５の鉄道車両用台車において、
前記Ｔ状の水平片は前記垂直片よりも上方にあること、
を特徴とする鉄道車両用台車。
請求項５の鉄道車両において、
前記中心ピンは、台車の中梁と中梁との間を上下方向に貫通しており、前記車体の幅方向において、前記中梁と前記中心ピンとの間で該中心ピンの両側に、第２の緩衝ゴムを配置していること、
を特徴とする鉄道車両台車。