JP2007204039A - 低床面を有する鉄道車両用車軸、台車、および対応する鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】乗客の乗降ゾーンのために低くした床面を有する車両を提供すること。
【解決手段】本発明による鉄道車両のための車軸１１は、中央シャフト２１と、中央シャフト２１により回転に関して連結された２つの車輪９と、２つのベアリング２２とを含む形式のもので、各車輪９は、車輪９の軸線Ｙの周りにベアリング２２に対して回転するように取り付けられている。この車軸は、たわみに関して車軸１１を補強するために少なくとも１つの横材２３を更に含み、この横材２３は２つのベアリング２２を堅固に連結している。台車及び鉄道車両で使用される。
【選択図】図２

Description

本発明は、中央シャフトと、該シャフトにより、回転に関して連結された２つの車輪と、２つのベアリングを含む形式の鉄道車両用の車軸であって、各車輪が車輪の軸線の周りをベアリングに対して回転するように取り付けられている車軸に関する。

この形式の車軸は従来、鉄道車両のために、特に路面電車形式の都市鉄道輸送のために使用されている。これらの従来の車軸は、車両の車体を支持する台車に備えられ、車体の床面は一般に車軸の上方にあって、新品状態で５９０ｍｍの直径を有する標準車輪では、軌条の上縁部の上方５２０ｍｍの高さにある。都市の環境では、したがってプラットフォームがない環境では、この床面高は、例えば路面電車における乗客に対して乗降の問題を提示する。

特許文献ＥＰ１１７１３３６は、一方では、標準直径よりも小さな直径を有する車輪であるために軌条の上縁部の上方４５０ｍｍの高さにある、車軸の上の低くした床面を有し、他方では、軌条の上方約３５５ｍｍにおいて低い高さの床面ゾーンを有し、この床面ゾーンは傾斜面によって車軸上の床面ゾーンに連結され、低い高さの前記床面ゾーンは乗客のために乗降を容易にする、鉄道車両を記載している。

クランク車軸も存在する。例えば特許文献ＥＰ９１１２３９に記載されたこの形式の車軸は、車輪の回転軸の下方に位置し、車輪へのエンジン・トルク伝達の複雑な装置のために車輪の車軸の領域において床面を低くすることができる。これらの車軸は、車輪の回転軸と平行にずれている回転連結シャフトを使うことができるようにする傘歯車及び／又はステップダウン・ギヤを含む。

これら２形式の車軸の欠点は、第１に非標準車輪を使用する必要があること、及び第２に車軸について複雑さのレベルが高いこと、したがって生産コストが高いことである。

したがって、本発明の目的は、上述の欠点のない低くした床面を有する車両を提供することである。

この目的のために、本発明は、上述の形式の鉄道車両のための車軸であって、屈曲に関して車軸を補強するための少なくとも１つの横材を更に含み、この横材は２つのベアリングに堅固に連結されていることを特徴とする車軸に関する。

本発明のその他の特色によれば、
上記の又は各横材は、軌条の上縁部に対してシャフトの高さより低い高さに位置し、
シャフトの直径は６０ｍｍと１４０ｍｍの間にあり、
横材は、少なくともシャフトの断面に等しい断面を有し、
横材は中空であり、シャフトは横材の内側に延在し、
横材は、ベアリングによってシャフトの周りに封止された空間を画定する。

本発明は又、車体と少なくとも１つの車軸とを含む台車であって、前記車軸は上に定義したように台車を支持する、台車に関する。

本発明は又、本体と、上に定義したように前記本体を支持するための少なくとも１つの台車とを含む、鉄道車両に関する。

本発明のその他の特色によれば、例えば路面電車の場合には、
車輪の直径は５３０ｍｍと６６０ｍｍの間にあり、車両は、台車の領域において軌条の上縁部の上方３８５ｍｍから５１０ｍｍの間にある高さを有する第１床を含み、
鉄道車両は、３３５ｍｍと３７５ｍｍの間の高さを有する第２床を含み、上記２つの床は５％と１０％の間にある勾配を有する傾斜面によって連結されている。

本発明は、純粋に実施例として示され、添付の図面を参照して行う下記の説明を読むことによって更によく理解されよう。

図１の台車１は実質的に、車体５と、各対が車軸１１に統合されている２対の車輪９と、車軸１１と車体５との間に介在する懸架システム１５とを含む。

車体５は概して、台車１の縦軸Ｘに平行な２つの縦部材１７を有するＨ形状を呈する。各縦部材１７は２つの傾斜ゾーン１８を有し、２つの車軸１１の間の縦部材の中央部分は、縦部材の両端部より低い。これら２つの縦部材１７は、縦部材１７に対して直角である横断中央梁１９によって連結されている。車体５は、車両例えば路面電車の本体２０を支えることを目的とする。本体２０は、例えば梁１９の中央に連関結合されている。

各車軸１１は、車軸の全幅に沿って横断方向に延在する中央シャフト２１を含む。この車軸は回転に関して２つの車輪９を連結し、両方の車輪に共通の回転軸Ｙに沿って延在している。

各々が車輪９に対向して位置する２つのベアリング２２は、車体５を支持する。各車輪９は、ベアリング２２に対して回転するように取り付けられている。

図２に見ることができ、例えば長方形断面を有する円筒状の横材２３が、２つのベアリング２２を互いに、これらの下端部によって、シャフト２１と垂直に整列した状態で堅固に連結する。こうして、横材２３は車輪９の回転軸Ｙと平行であり、シャフト２１の下方に位置している。横材２３はシャフトから僅かに距離ｉだけ離隔しており、この距離ｉは路面電車については８０ｍｍと１２０ｍｍの間の値、例えば１００ｍｍ程度であることが有利である。

２つのベアリング２２は各々、懸架システム１５のための支持表面を有する。

車輪９の直径Ｄは、５３０ｍｍと６２０ｍｍの間にある値、例えば５９０ｍｍ程度であることが有利である。５９０ｍｍは新品の状態にある路面電車の車輪の標準直径である。標準車輪９の直径は摩滅によって５３０ｍｍに減少してもよい。車輪９は軌条２４の上に置かれている。

各シャフト２１の直径ｄは、６０ｍｍと１４０ｍｍの間にある値、例えば１００ｍｍ程度であることが有利である。

横材２３は、シャフト２１の断面に少なくとも等しい断面を有する。

例えば減速歯車２６又はモータなどの台車を制御するためのエレメントは、１つ又は複数のベアリング２２の中に配置されている。

車軸１１の直上に位置する車両の本体２０の床３１は、間隔ｉを伴って車軸１１から離れている。間隔ｉは懸架システム１５のたわみに対応し、４０ｍｍと８０ｍｍの間にある値、例えば６０ｍｍ程度であることが有利である。床３１の厚さｅは３０ｍｍと７０ｍｍの間にある値、例えば５０ｍｍ程度であることが有利である。

こうして、床３１の内側は軌条の頂部から高さｈにあり、この高さｈはＤ、ｄ、ｅ、及びｉの関数であり、下記の関係式に従う。

したがってｈは、

と

の間にあり、例えば４５５ｍｍ程度である。

梁１９は両縦部材１７を連結し、床３１の下方を延在している。

本発明の動作原理は、車両の本体２０の床３１を最大限度に低くするように空間を空けるために、車軸１１を高さに関して最大限度に減らすことによって、車軸１１の垂直空間要件を最適化することである。

車軸１１の伝統的な機能は、この事例では分かれている。車軸１１は概して、一方では、両車軸９を連結し、牽引トルクと制動トルクとを車軸９に伝達することによって車軸９を回転駆動し、したがって両車軸９を共に平行して回転し、他方では、車両と車体５の質量に起因し懸架システム１５によって伝達されるたわみ力に耐えなければならない。

台車１は、車軸１１の機能を、一方では車軸の第１機能を実施する中央シャフト２１と、他方では第２機能を実施する横材２３との間で分離する。

横材２３は、車両と車体に起因する力によって引き起こされるたわみに耐えるための十分な慣性を有する。横材２３は回転せず、シャフト２１のみが車輪９を回転駆動する。

したがって、中央シャフト２１の寸法決めに関する制限のみが、シャフト２１による車輪９を駆動する機能であり、したがってシャフト２１は、これが車軸１１の２つの機能を実施しているならば、より小さな直径を有することができる。

軌条２４の上縁部上の本体２０の床３１の高さｈは、シャフト２１の半径ｄ／２だけ増加した車輪９の半径Ｒ／２によって、及び最小間隔ｉによって制限されるので、本発明は、さらに床３１の厚さを考慮して床３１を４５５ｍｍの高さｈに下げることを可能にする。

更に又、車軸１１は簡単な伝達システムを可能にし、車軸の第１機能は中央シャフト２１があるために維持される。

図３に示すように、車両３３において、台車の上方のゾーンの床３１をより低い高さｈ’の床面ゾーン３９に連結するために、１０％未満の勾配を有する傾斜面３５が備えられていることは有利である。より低い高さｈ’のこのゾーン３９は、例えば乗客のための乗降ゾーンである。したがって、比較的低い床面レベル３９が、乗客の乗降ゾーンのために３５５ｍｍ程度で達成される。

ある変形実施例では、各車軸は、例えば（図示せず）ベアリングが車輪の外側に位置するときには２つの横材を含む。各横材は２つのベアリングを連結し、第１横材は車輪の前面に位置し、第２横材は車輪の背後に位置し、これらはシャフトに対して対称である。

図１及び２の実施例では、各車軸１１の横材２３は、対応するシャフト２１の下方にこれから離隔して位置する。シャフト２１は横材２３の外側に位置する。

図４に示す実施例は、図２の要素に類似である要素のために参照番号が残されているが、横材２３がシャフト２１を取り囲んでいる点で図２の実施例とは異なる。すなわち、シャフト２１は横材２３の内部に延在している。

それでもなお、横材２３は、軌条２４の頂部に対して、同じ用途のための従来の車軸の高さよりも低い高さに位置する。更に明確には、横材２３は、シャフトの軸の下方に位置する横材の中立面によって作られる。

横材の垂直負荷の下でたわみに関して中立である表面は、車体５と車体の上に支持される鉄道車両とによって引き起こされる垂直負荷の下におけるたわみに関して、ゼロの縦方向負荷点の位置を参照することが意図される。

この目的のために、横材２３は例えば、その下部分において、シャフト２１と軌条の頂部との間で、シャフト２１の上方の上部分におけるよりも多くの材料を有する。図示された実施例では、横材２３はシャフト２１に対して垂直方向にずれているので、シャフト２１と横材２３の上部内壁との間の隙間Ｊ_{ｕｐｐｅｒ}は、シャフト２１と横材２３の下部内壁との間の隙間Ｊ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さい。

横材２３は、ベアリング２２によって、ベアリング２２の間にシャフト２１の周りに封止された空間を画定する。

この方式で、内側における（隣接車輪９に対向する各ベアリング２２の側における）ベアリング２２の出力部は横材２３によって封止され、追加の封止手段を準備することは必要とされない。外側におけるベアリング２２の出力部のみが封止手段を備えていなければならない。これは、ベアリング２２を単純化し車軸１１の生産コストを軽減するという利点を有する。

この実施例では、シャフト２１と床３１との間の距離ｉは、横材２３の上部壁（これは例えば１０ｍｍ程度）を受け入れて十分な隙間Ｊ_{ｕｐｐｅｒ}（例えば１０ｍｍ程度）を提供するために十分なものでなければならない。したがって床３１の高さは、図２の実施例によって得ることができる高さより大きくなる（例えば約２０ｍｍより大きくなる）。

本発明による２つの車軸を備えた台車の概略平面図である。 車軸を図示する、実質的に図１の矢印ＩＩに従った概略前面図である。 ２つの異なる床面レベルを有する鉄道車両の側面図である。 本発明の変形実施例による車軸を図示する、図２に類似の図である。

符号の説明

１ 台車
５ 車体
９ 車輪
１１ 車軸
１５ 懸架システム
１７ 縦部材
１８ 傾斜ゾーン
１９ 梁
２０ 本体
２１ シャフト
２２ ベアリング
２３ 横材
２４ 軌条
２６ 減速歯車
３１ 第１床
３３ 車両
３５ 傾斜面
３９ 第２床
ｄ シャフトの直径
ｅ 床の厚さ
ｈ 床の内側の軌条の頂部からの高さ
ｉ 横材からシャフトまでの距離
Ｄ 車輪の直径
Ｊ_{ｌｏｗｅｒ} シャフトと横材の下部内壁との間の隙間
Ｊ_{ｕｐｐｅｒ} シャフトと横材の上部内壁との間の隙間
Ｘ 台車の縦軸
Ｙ 車輪の回転軸

Claims (10)

1. 中央シャフト（２１）と、前記シャフト（２１）により回転に関して連結されている２つの車輪（９）と、２つのベアリング（２２）とを含み、前記車輪（９）の各々は、前記車輪（９）の軸線（Ｙ）の周りにベアリング（２２）に対して回転するように取り付けられ、前記中央シャフト（２１）は前記車輪の軸（Ｙ）に沿って延在する形式の鉄道車両（３３）のための車軸（１１）であって、たわみに関して前記車軸（１１）を補強するために少なくとも１つの横材（２３）を更に含み、この横材（２３）は前記２つのベアリング（２２）を堅固に連結することを特徴とする車軸（１１）。
2. 前記又は各横材（２３）が、軌条（２４）の上縁部に対して、前記シャフト（２１）の高さより低い高さに位置することを特徴とする請求項１に記載の車軸（１１）。
3. 前記シャフト（２１）が前記横材（２３）の内部に延在していることを特徴とする請求項１に記載の車軸（１１）。
4. 前記シャフト（２１）の直径（ｄ）が６０ｍｍと１４０ｍｍの間にあることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の車軸（１１）。
5. 前記横材（２３）が、前記シャフト（２１）の断面に少なくとも等しい断面を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の車軸（１１）。
6. 前記横材（２３）が、前記ベアリング（２２）と共に前記シャフト（２１）の周りに封止された空間を画定することを特徴とする請求項３に記載の車軸（１１）。
7. 車体（５）と、請求項１から６までのいずれか一項に記載の台車を支持する少なくとも１つの車軸（１１）とを含むことを特徴とする鉄道車両（３３）のための台車（１）。
8. 本体（２０）と、請求項７に記載の本体を支持するための少なくとも１つの台車（１）とを含むことを特徴とする鉄道車両（３３）。
9. 前記車輪（９）が５３０ｍｍと６６０ｍｍの間にある直径（Ｄ）を有し、前記車両（３３）が、前記台車の領域において前記軌条（２４）の上縁部の上方３８５ｍｍと５１０ｍｍの間にある高さ（ｈ）を有する第１床（３１）を含むことを特徴とする請求項８に記載の鉄道車両（３３）。
10. ３３５ｍｍと３７５ｍｍの間にある高さ（ｈ’）を有する第２床（３９）を含み、前記２つの床（３１、３９）は、５％と１０％の間にある勾配を有する傾斜面（３５）によって連結されていることを特徴とする請求項９に記載の鉄道車両（３３）。

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