JP2006151078A

JP2006151078A - 鉄道車両

Info

Publication number: JP2006151078A
Application number: JP2004341690A
Authority: JP
Inventors: Michio Sehata; 美智夫瀬畑; Masashi Yanagi; 柳　　雅士; Hideo Takai; 英夫高井; Akimichi Muramoto; 晃道村本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】本発明の目的は、軌道からの大きな不整量に対して、車体が敏感に反応しないように振動伝播を抑制し、車体乗り心地を改善できる車両を提供することを目的とする。
【解決手段】台車４上に空気ばね２あるいは防振ゴムで支持された車体３と、該車体と該台車間に配置され該車体の下部に突出した中心ピン９と該台車間に空間を有して配置された左右動を抑制する左右動ストッパゴム８を有する構造において、前記中心ピン９と左右動ストッパゴム８との左右間隔を可変とし、前記空気ばねあるいは防振ゴムの左右方向のばね定数を軟化させる。また、前記中心ピンと左右動ストッパゴムとの左右隙間を、軌道状態あるいは速度情報に応じて可変とすることにより、直線走行における台車から車体への振動伝達を抑制でき、また、曲線走行における車両限界、建築限界を犯すことがない。
【選択図】図１

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０４−１７３４７２号公報

従来の客電車は、乗り心地において難点があった。難点は、軌道に不整があると、この不整が車輪から台車部、連結部材である空気ばね、連結リンク等を介して車体側に伝わり、車体を揺らせるため乗り心地が悪化する。また、軌道に大きな不整量があると、台車と車体間の左右動ストッパ隙間が小さくなり、衝撃が車体側へ伝播する。このストッパ間隔は、車体幅と車両限界で決まっており、あまり大きくとれないのが現状であった。
さらに、車体と隣接する車体とを連結する連結装置があるため、先頭車で不整を受けると隣接する車体への振動伝播するため、各車両での乗り心地がさらに悪化する。

上記のように、軌道不整量が比較的大きな直線区間や軌道の変位量が大きい分岐点あるいは曲線地点を走行する場合には、台車と車体との相対左右変位が大きくなり、車体中心ピンとの隙間すなわち左右ストッパ隙間が小さくなって、ストッパ当たりが生じやすくなる。また、分岐、曲線路線を走行する場合には、車体に超過遠心加速度が作用するため、車体幅と車両限界、建築限界の関係で、車体幅を犠牲にして左右ストッパ隙間を拡大して振動絶縁すると車体幅と車両限界、建築限界に問題が生じる。

車体幅を広くして左右ストッパ間隔を小さくすると、小さな軌道不整量によりストッパ振動が増加し、車体の乗り心地が悪化する傾向にある。
本発明は、軌道からの大きな不整量に対して、車体が敏感に反応しないように振動伝播を抑制し、車体乗り心地を改善できる車両を提供することを目的とする。

上記目的は、台車上に空気ばねあるいは防振ゴムで支持された車体と、該車体と該台車間に配置され該車体の下部に突出した中心ピンと該台車間に空間を有して配置された左右動を抑制する左右動ストッパゴムを有する構造において、前記中心ピンと左右動ストッパゴムとの左右間隔を可変とすること、また、前記空気ばねあるいは防振ゴムの左右方向のばね定数を軟化させたこと、さらに、前記左右動ストッパゴムに伸縮可能な空間を有したこと、また、前記空間に流体を封入したこと、さらに、前記中心ピンと左右動ストッパゴムとの左右間隔を可変できる伸縮制御機構を有したこと、また、前記中心ピンと左右動ストッパゴムとの左右隙間を、軌道状態あるいは速度情報に応じて可変とする、鉄道車両を構成することによって達成できる。

これによれば、軌道からの比較的大きな不整量により、輪軸・台車枠が大きく変位されても、左右動ストッパ間隔を広くすることにより、左右動ストッパを経由した振動の車体への伝播を抑制できる。また、分岐や曲線を走行した場合に作用する超過遠心加速度に対して、車体幅との車両限界、建築限界への悪影響を防ぐことが可能となる。

本発明の一実施例を図１から図３により説明する。図１は車両の平面図である。図２は左右動ストッパを広げた状態図、図３は左右動ストッパを縮めた図である。

台車１上に空気ばね２あるいは防振ゴムで支持された車体３と、該車体３と該台車１間に配置され該車体３の下部に突出した中心ピン９と該台車１間に左右の空間を有して配置された左右動を抑制する左右動ストッパゴム８を有している。台車１は車輪５と車軸４が軸箱６で回転可能に配置され、軸ばねを介して設置されている。

図２は、左右動ストッパゴム８の構造を示したものである。左右動ストッパゴム８はゴムで成形され、内部に空間を有している。中心ピン９と左右動ストッパゴム８の隙間はａ１である。このａ１は、隙間を広げた状態である。

図３は、図２の左右動ストッパゴム８の隙間をａ２に縮めた構造を示したものである。隙間ａ１から隙間ａ２へは、流体を１０から出し入れすることにより行う。
以上により、軌道あるいは台車１からの比較的大きい振動が作用したとき、車体３の中心ピン８と台車１に設置された左右動ストッパとの隙間をａ１と広くできるため、左右動ストッパ当たりが少なくなり、車体３側への振動が低減できる。

例えば、曲線通過時には、左右動ストッパとの隙間をａ２に縮めることにより、従来と同等な隙間に保持でき、車両限界、建築限界を犯すことがない。

また、空気ばね２を現状の左右ばね定数より低下させることにより、軌道からの振動を低減可能である。従来の空気ばねの左右ばね定数は１０〜３０ｋｇｆ／ｍｍ／１ヶ（通常１台車で、２個左右に配置されている）であり、このばね定数の１／２〜１／１０程度に軟化させることが望ましい。このとき、車体に作用する超過遠心加速度が同じでも空気ばねの左右ばね定数を下げると左右変位量が増加するが、曲線では前述の隙間を小さく抑える構造により、車両限界、建築限界を守ることが可能となる。分岐でも同様である。

図４は、左右動ストッパゴムの伸縮機構をシリンダ１１とした構造を示したものである。前記同様に、中心ピン９と左右動ストッパゴム８の隙間はａ１を保つようにできる。このａ１は、隙間を広げた状態である。

図５は、図４の左右動ストッパゴムの隙間をａ２に縮めた構造を示したものである。隙間ａ１から隙間ａ２へは、シリンダ１１の両室の流体を変化させることによりシリンダの伸縮を行う。
以上の伸縮機構については、機械的な構造でも電気的な構造でも可能である。

図６は、従来の左右動ストッパゴムに併設されたセンタリング用のシリンダ１２を設けた構造を示したものである。これにより、中心ピン９と左右動ストッパゴムの隙間はセンタリングシリンダ１２により適切に保持可能である。

センタリング指令としては、予め記憶した地点情報と速度情報から求めても良く、また台車に設置したセンサ信号を用いて判定しても良い。

以上により、軌道あるいは台車１からの比較的大きい振動が作用したとき、車体３の中心ピン８と台車１に設置された左右動ストッパとの隙間をａ１と広くし、左右動ストッパ当たりを少なくできる。さらに、空気ばね２の左右ばね定数を低下させることにより、振動伝達が抑制でき、さらに車体振動が低減できる。また、曲線では中心ピン９と左右動ストッパゴムの隙間を適切に保持でき、車両限界、建築限界を犯すことがない。

図７は、車体３の床よりも下方に，空間を介してサブフレーム１４があり，該サブフレーム１４は前記車体３と共に同期して前記車体３の移動方向に移動可能であり，前記サブフレーム１４から下方に突出した中心ピン９に台車１を連結した構造である。該サブフレーム１４は台車枠１上に防振ゴム１３（空気ばねでも良い）で支持されている。前記車体３と前記サブフレーム１４との左右方向に配置された左右動ストッパゴム１５及び前記サブフレーム１４から下方に突出した中心ピン９と台車１間の左右に配置された左右動ストッパゴム８において，前記車体３と左右動ストッパゴム１５との左右間隔を可変とし、前記中心ピン９と左右動ストッパゴム８との左右間隔を可変としている。
上記左右動ストッパゴム８あるいは左右動ストッパゴム１５の構造は，前述の実施例の構造と同一であり，サブフレーム１５を介すことにより，前述のサブフレームのない構造に対して，左右隙間間隔を半分程度に抑えることが可能であり，左右動ストッパゴムの信頼性を向上できる。

本発明の一実施例の平面図。図１の拡大断面図。図１の拡大断面図。本発明の一実施例の拡大図。図４の拡大断面図。本発明の一実施例の拡大図。本発明の一実施例の拡大図。

符号の説明

１：台車、２：空気ばね、３：車体、４：車輪、５：車軸、６：軸箱、７：軸ばね、８：左右動ストッパ、９：中心ピン、１０：液圧封入孔、１２：センタリングシリンダ、１３：防振ゴム、１４：サブフレーム、１５：左右動ストッパ

Claims

台車上に空気ばねあるいは防振ゴムで支持された車体と、該車体と該台車間に配置され該車体の下部に突出した中心ピンと該台車間に空間を有して配置された左右動を抑制する左右動ストッパゴムを有する構造において、
前記中心ピンと左右動ストッパゴムとの左右間隔を可変とすること、
を特徴とする鉄道車両。
請求項１の鉄道車両において、
前記空気ばねあるいは防振ゴムの左右方向のばね定数を軟化させたこと、
を特徴とする鉄道車両。
請求項１の鉄道車両において、
前記左右動ストッパゴムに伸縮可能な空間を有したこと、
を特徴とする鉄道車両。
請求項３の鉄道車両において、
前記空間に流体を封入したこと、
を特徴とする鉄道車両。
請求項１記載の鉄道車両において、
前記中心ピンと左右動ストッパゴムとの左右間隔を可変できる伸縮制御機構を有したこと、
を特徴とする鉄道車両。
請求項２、ないしは請求項３に記載の鉄道車両において、
前記中心ピンと左右動ストッパゴムとの左右隙間を、軌道状態あるいは速度情報に応じて可変としたこと、
を特徴とする鉄道車両。
車体の床よりも下方に、空間を介してサブフレームがあり、該サブフレームは前記車体と共に同期して前記車体の移動方向に移動可能であり、前記サブフレームから下方に突出した中心ピンに台車を連結している鉄道車両において、
前記車体と前記サブフレームとの左右方向に配置された左右動ストッパゴム及び前記サブフレームから下方に突出した中心ピンと台車間の左右に配置された左右動ストッパゴムにおいて、前記車体と左右動ストッパゴムとの左右間隔を可変とし、前記中心ピンと左右動ストッパゴムとの左右間隔を可変とすること、
を特徴とする鉄道車両。