JP2006273078A

JP2006273078A - 台車

Info

Publication number: JP2006273078A
Application number: JP2005094135A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Tezuka; 和彦手塚; Noriaki Tokuda; 憲暁徳田
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】１つの鉄道車両辺りの台車の設置台数を増やさなくとも、車輪１つあたりにかかる荷重を低減し、高速走行時の安定性を高める。
【解決手段】この台車には、車両本体が載置される台車本体と、台車本体の前後でそれぞれ一対の車輪を回転支持する一対の主車軸と、一対の主車軸の間で一対の車輪を回転支持する少なくとも１つの副車軸とが備えられている。副車軸が支持する一対の車輪の支持剛性は、主車軸が支持する一対の車輪の支持剛性よりも車幅方向に対して柔らかく設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、台車に係り、特に高速運転可能な鉄道用台車に関する。

近年、新幹線、特急列車、快速列車などの高速列車には、ボルスタレス台車が用いられている（例えば特許文献１参照）。ボルタレス台車（台車１００）は図５に示すように、１つの鉄道車両２００の前部と後部との２箇所に配置されている。そして、図６に示すように台車１００は、２本の車軸１０１のそれぞれで一対の車輪１０２を回転支持している。このように一台の台車１００に４つの車輪１０２が設けられていることから、鉄道車両は前後２台の台車１００の８つの車輪により支えられているのである。
特開平３−８６６８０号公報

しかしながら、鉄道車両の大型化に伴って全体の重量が重くなってしまうと、１つの車軸に対する荷重が大きくなってしまう。鉄道では、線区により許容軸重が決まっているために、鉄道車両の大型化に関連して車軸への荷重が増加してしまうと、許容軸重を上回ってしまうおそれがある。このため、１つの鉄道車両に３つ以上の台車を設けることも考えられるが、床下のスペースが限られているので、容易には行えないのが現状である。

本発明の課題は、１つの鉄道車両辺りの台車の設置台数を増やさなくとも、車輪１つあたりにかかる荷重を低減し、高速走行時の安定性を高めることである。

請求項１記載の発明における台車は、
車両本体が載置される台車本体と、
前記台車本体の前後でそれぞれ一対の車輪を回転支持する一対の主車軸と、
前記一対の主車軸の間で一対の車輪を回転支持する少なくとも１つの副車軸とを備え、
前記副車軸が支持する一対の車輪の支持剛性は、前記主車軸が支持する一対の車輪の支持剛性よりも車幅方向に対して柔らかく設定されていることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、少なくとも１つの副車軸が一対の主車軸の間に配置されているので、一台の台車に少なくとも６つの車輪が設けられることになる。従来の台車であれば４つの車輪で鉄道車両を支持していたが、これによれば少なくとも６つの車輪で鉄道車両を支持することができ、結果的に、車輪１つあたりにかかる荷重が低減されて、鉄道車両が大型化したとしても許容軸重内に収めることができる。
また、主車軸の間に少なくとも１つの副車軸が配置されると、従来の台車と比較して必然的に一対の主車軸間隔も広くなる。このように主車軸間隔が広くなると、高速性能を向上させることができる。

ここで、副車軸が支持する一対の車輪と主車軸が支持する一対の車輪とは、前後方向に直線状に配列されることになるために、直線走行時ではスムーズな走行が可能であるものの、カーブに進入すると副車軸で支持された車輪が、レールによって規制され車幅方向に押されることになり、スムーズな走行が阻害されてしまう。しかしながら、この請求項１記載の発明では、副車軸に支持された車輪の支持剛性が、主車軸に支持された車輪の支持剛性よりも車幅方向に対して柔らかく設定されているので、カーブ走行時に副車軸に支持された車輪がレールにより車幅方向に押されたとしても、その支持剛性により押圧力を緩和してスムーズな走行を可能としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の台車において、
前記副車軸が支持する一対の車輪の踏面勾配は、前記主車軸が支持する一対の車輪の踏面勾配よりも小さく設定されていることを特徴としている。

請求項２記載の発明によれば、副車軸により支持される車輪の踏面勾配が、主車軸により支持される車輪の踏面勾配よりも小さく設定されているので、副車軸に支持された車輪がカーブ走行時にレールにより車幅方向に押されることを抑制することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の台車において、
前記副車軸が１つ前記一対の主車軸の間に設けられていることを特徴としている。

請求項３記載の発明によれば、１つの副車軸が一対の主車軸の間に設けられているので、車輪１つあたりにかかる荷重を低減しつつ、台車自体が大型化することを抑制することができる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の台車において、
前記副車軸が前記一対の主車軸の中間に配置されていることを特徴としている。

請求項４記載の発明によれば、副車軸が一対の主車軸の中間に配置されているので、一台の台車にかかる荷重を各車輪に均等に分散させることができる。

本発明によれば、少なくとも１つの副車軸が一対の主車軸の間に配置されることで、車輪１つあたりにかかる荷重が低減されて、鉄道車両が大型化したとしても許容軸重内に収めることができる。また、従来の台車と比較して必然的に一対の主車軸間隔を広くすることができ、高速性能を向上させることができる。

本実施形態の台車について図を参照にして説明する。図１は台車の概略構成を表す側面図であり、図２は正面図である。台車１はボルスタレス台車であり、台車１には図１及び図２に示すように、図示しない車両本体が載置される台車本体２が設けられている。台車本体２の上部には、車体本体と台車本体２との間に介在されて、これらを連結する空気バネ３が設けられている。また、台車本体２の前後には、それぞれ一対の車輪４を回転支持する一対の主車軸５，６が、軸受け７及び軸バネ８を介して連結されている。そして、台車本体２における一対の主車軸５，６の中間位置には一対の車輪９を回転支持する副車軸１０が、軸受け１１及び軸バネ１２を介して連結されている。そして、主車軸５，６により支持される車輪４及び副車軸１０により支持される車輪９は、前後方向に直線状に配列されている。

ここで、副車軸１０が支持する一対の車輪９の支持剛性は、主車軸５，６が支持する一対の車輪４の支持剛性よりも車幅方向（左右方向）に対して柔らかく設定されている。具体的に例示すると、副車軸１０の軸バネ１２のばね定数を、主車軸５，６の軸バネ８のばね定数よりも低く設定することで、副車軸１０により支持される車輪９の支持剛性を主車軸５，６により支持される車輪４の支持剛性を柔らかく設定している。なお、支持剛性の調整には、これ以外にも周知の調整方法を適用することが可能である。

また、副車軸１０が支持する一対の車輪９の踏面勾配は、主車軸５，６が支持する一対の車輪４の踏面勾配よりも小さく設定されている。以下、具体的に図３及び図４を参照にして説明する。図３は、主車軸５，６により支持される一対の車輪４を表す正面図であり、図４は副車軸１０により支持される一対の車輪９を表す正面図である。主車軸５，６により支持される一対の車輪４の踏面４１は、内側にフランジ４２が形成されて、そのフランジ４２の外端部から外側に向け水平面に対してＡの角度で傾斜するように形成されている。一方、副車軸１０により支持される一対の車輪９の踏面９１は水平となるように形成されている。これにより、副車軸１０により支持される車輪９は、主車軸５，６により支持される車輪４よりも踏面勾配が小さく設定されることになり、レールＲによって左右方向に規制されることがなく、レールＲ上で左右方向にスライドすることができるようになる。

次に本実施形態の作用について説明する。
台車１がカーブに進入すると各車輪４，９には遠心力が作用する。主車軸５，６に支持される車輪４は、踏面４１の勾配及びフランジ４２によりレールＲに規制されることになり、レールＲに沿って回転・前進することになる。一方、副車軸１０に支持される車輪９は、レールＲに規制されずレールＲ上をスライドする。したがって、副車軸１０に支持された車輪９がカーブ走行時にレールＲにより車幅方向に押されることを抑制することができる。

以上のように、本実施形態の台車１によれば、副車軸１０が一対の主車軸５，６の間に配置されているので、一台の台車１に６つの車輪４，９が設けられることになる。従来の台車であれば４つの車輪で鉄道車両を支持していたが、これによれば６つの車輪で鉄道車両を支持することができ、結果的に、車輪４，９の１つあたりにかかる荷重が低減されて、鉄道車両が大型化したとしても許容軸重内に収めることができる。

また、主車軸５，６の間に副車軸１０が配置されると、従来の台車と比較して必然的に一対の主車軸５，６の間隔も広くなる。このように主車軸５，６の間隔が広くなると、高速性能を向上させることができる。
そして、副車軸１０が一対の主車軸５，６の中間に配置されているので、一台の台車１にかかる荷重を各車輪４，９に均等に分散させることができる。

ここで、副車軸１０に支持された車輪９の支持剛性が、主車軸５，６に支持された車輪４の支持剛性よりも車幅方向に対して柔らかく設定されているので、カーブ走行時に副車軸１０に支持された車輪９がレールＲにより車幅方向に押されたとしても、その支持剛性により押圧力を緩和してスムーズな走行を可能としている。
また、本実施形態では、台車１がボルスタレス台車であるために、台車１自体の軽量化も可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、副車軸１０の設置個数が１つである場合を例示したが、副車軸の設置個数は２以上であっても構わない。これにより、１つの車輪にかかる荷重をより低減することができる。

本実施形態に係る台車の全体構成を表す側面図である。図１の台車の概略構成を表す正面図である。図１の台車に備わる主車軸により支持される一対の車輪を表す正面図である。図１の台車に備わる副車軸により支持される一対の車輪を表す正面図である。従来の高速列車の概略構成を表す側面図である。図５の高速列車に備わる台車の概略構成を表す側面図である。

符号の説明

１台車
２台車本体
３空気バネ
４車輪
５，６主車軸
７軸受け
８軸バネ
９車輪
１０副車軸
１１軸受け
１２軸バネ
４１踏面
４２フランジ
９１踏面
Ｒレール

Claims

車両本体が載置される台車本体と、
前記台車本体の前後でそれぞれ一対の車輪を回転支持する一対の主車軸と、
前記一対の主車軸の間で一対の車輪を回転支持する少なくとも１つの副車軸とを備え、
前記副車軸が支持する一対の車輪の支持剛性は、前記主車軸が支持する一対の車輪の支持剛性よりも車幅方向に対して柔らかく設定されていることを特徴とする台車。
請求項１記載の台車において、
前記副車軸が支持する一対の車輪の踏面勾配は、前記主車軸が支持する一対の車輪の踏面勾配よりも小さく設定されていることを特徴とする台車。
請求項１又は２記載の台車において、
前記副車軸が１つ前記一対の主車軸の間に設けられていることを特徴とする台車。
請求項３記載の台車において、
前記副車軸が前記一対の主車軸の中間に配置されていることを特徴とする台車。