JP2013075660A - Railroad vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸箱支持装置に設けられた弾性部材による前後剛性を低くしながらも走行安定性を良くした鉄道車両に関するものである。 The present invention relates to a railway vehicle that has improved traveling stability while lowering longitudinal rigidity by an elastic member provided in the axle box support device.
鉄道車両は、安定した状態で高速走行するため、台車の台車枠を輪軸に対して弾性支持する軸箱支持装置が設けられている。その軸箱支持装置は、例えばコイルバネや円筒積層ゴムなどの弾性部材を有し、軸箱が上下方向及び水平方向に弾性支持されている。こうした軸箱支持装置の構造としては、例えば特開2002−331930号公報に開示されたものを挙げることができる。図11は、当該公報に開示されている鉄道車両の鉄道車両用軸箱支持装置を示した一部断面図である。 Since the railway vehicle travels at a high speed in a stable state, an axle box support device that elastically supports the carriage frame of the carriage with respect to the wheel shaft is provided. The axle box support device includes an elastic member such as a coil spring or a cylindrical laminated rubber, and the axle box is elastically supported in the vertical direction and the horizontal direction. As a structure of such a shaft box support device, for example, one disclosed in JP-A-2002-331930 can be cited. FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a rail car axle box support device for a rail car disclosed in the publication.
軸箱体101には、その軸受部102の支持腕103が張り出し、鉛直方向に貫通する取付孔104に下部軸バネ受105が上方から挿入され、棒状のバネ軸106が差し込まれている。支持腕103を貫通した固定ボルト108はバネ軸106に螺設され、下部軸バネ受105及びバネ軸106が支持腕103に固定されている。上方の上部軸バネ受111は、下部軸バネ受105との間に逆円錐状のコイルバネ112が装着され、そのコイルバネ112によって軸箱体101に弾性的にフローティング支持されている。一方、バネ軸106には複数のゴムが積層された積層ゴム113が設けられ、水平方向(前後方向及び左右方向)の変位に対して荷重を受けている。
A
ところで、例えば、軸箱支持装置の積層ゴム113に硬いものが使用され、前後方向の剛性が高く設定されていると、曲線部を通過する際にはアタック角が大きくなってしまい曲線走行時の安定性がよくない。更に、積層ゴム113による剛性が高いと車輪とレールとの摩擦によって両者の摩耗の進み具合が早くなる。そのため、摩耗によって荒れた車輪やレールの頻繁な交換が余儀なくされ、鉄道事業者はこうしたメンテナンスに大幅な予算を当てなければならなかった。車輪やレールに対する摩耗は、曲線通過時のレールに対する外軌輪の横圧力が大きくなる場合に顕著である。
By the way, for example, if a hard rubber is used for the laminated
こうした問題に対しては、前後方向の剛性を下げれば輪軸の持つ自己操舵性によってアタック角が減少して横圧が下がり、走行安定性が高まる。しかし、その一方で積層ゴム113を柔らかく、前後方向の剛性が低く設定されていると、輪軸蛇行動などが発生し易くなり、直線を高速走行する際の安定性を低下させることにつながる。また、曲線通過時のレールに対する外軌輪の横圧力を低減するために様々な技術が開発されてきたが、強制操舵台車方式の鉄道車両は重く大掛かりな追加装置が必要であったため、有効なものとはなり得なかった。
For such problems, if the rigidity in the front-rear direction is lowered, the attack angle is reduced by the self-steering property of the wheel shaft, the lateral pressure is lowered, and the running stability is improved. On the other hand, if the laminated
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、軸箱支持装置に対して設けられた弾性部材による前後剛性を低くしながらも直線の高速走行安定性を良くした鉄道車両を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve such problems, the present invention has an object to provide a railway vehicle having improved linear high-speed running stability while reducing the longitudinal rigidity by an elastic member provided for the axle box support device. And
本発明に係る鉄道車両は、車輪の踏面に対してブレーキシリンダの動作によって制輪子を押し当てて制動する左右の踏面ブレーキユニットと、各ブレーキシリンダへの圧縮エアの給排気を制御するブレーキコントローラとを有するものであり、前記ブレーキシリンダ或いは他に設けられたエアシリンダが、輪軸を回転支持する軸箱に対して車体後方側から支持荷重を作用させるための軸箱支持シリンダであって、前記ブレーキコントローラが、直線走行時には、輪軸と台車枠との間で車体前後方向に弾性力が作用する弾性部材に関し、その弾性変形内で前記軸箱を後方から前記支持荷重で支えるように前記軸箱支持シリンダに圧縮エアを供給し、曲線走行時には、前記弾性部材の弾性変形に伴う前記軸箱の移動を自由にするように前記軸箱支持シリンダから圧縮エアを排気するようにしたものであることを特徴とする。 The railway vehicle according to the present invention includes a left and right tread brake unit that presses the brake against the tread of the wheel by the operation of the brake cylinder and brakes, and a brake controller that controls supply and exhaust of compressed air to each brake cylinder; The brake cylinder or an air cylinder provided elsewhere is an axle box support cylinder for applying a support load from the rear side of the vehicle body to the axle box that rotatably supports the wheel shaft, and the brake cylinder The controller relates to an elastic member in which an elastic force acts in the longitudinal direction of the vehicle body between the wheel shaft and the bogie frame during linear travel, and supports the axle box so that the axle box is supported by the support load from the back within the elastic deformation. Compressed air is supplied to the cylinder so that the axle box support can be freely moved during curve travel so that the axle box can move freely due to elastic deformation of the elastic member. Characterized in that is obtained so as to exhaust the compressed air from the cylinder.
また、本発明に係る鉄道車両は、前記軸箱支持シリンダが前記踏面ブレーキユニットを構成するブレーキシリンダであり、前記踏面ブレーキユニットの制輪子頭と前記軸箱との間には、所定の条件によって一定の長さを保って前記支持荷重を受けることができる伸縮可能な剛性ロッドが連結されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両は、前記剛性ロッドが、シリンダ部材内に棒状のピストン部材が挿入され、そのピストン部材の摺動によって可変するシリンダ部材内のシリンダ油室が、リザーブタンクとの間でリリーフ弁の流路とチェック弁の流路とによってそれぞれ接続されたものであって、作動油は、前記シリンダ油室内の圧力がリリーフ圧を超えた場合に前記リザーブタンクへと流れ、前記チェック弁は前記リザーブタンクから前記シリンダ油室への流れを許容するものであることが好ましい。
Further, the railway vehicle according to the present invention is a brake cylinder in which the axle box support cylinder constitutes the tread brake unit, and a predetermined condition is provided between the wheel head of the tread brake unit and the axle box. It is preferable that a stretchable rigid rod that can receive the supporting load while maintaining a certain length is connected.
Further, in the railway vehicle according to the present invention, the rigid rod is inserted into the cylinder member with a rod-like piston member, and the cylinder oil chamber in the cylinder member that is variable by sliding of the piston member is between the reserve tank and the cylinder tank. The hydraulic fluid is connected to the flow path of the relief valve and the flow path of the check valve, respectively, and the hydraulic fluid flows to the reserve tank when the pressure in the cylinder oil chamber exceeds the relief pressure, and the check The valve preferably allows the flow from the reserve tank to the cylinder oil chamber.
また、本発明に係る鉄道車両は、前記剛性ロッドが、シリンダ部材内に棒状のピストン部材が摺動可能に挿入され、そのシリンダ部材内には、前記ピストン部材を把持することによって軸方向の移動を拘束するピエゾ素子からなる把持手段が設けられたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両は、前記剛性ロッドの一端が前記踏面ブレーキユニットの制輪子頭に固定されている脱シュー止ピンに連結され、他端が前記軸箱側に固定された支持ピンに連結されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両は、前記軸箱支持シリンダが、前記踏面ブレーキユニットを構成するブレーキシリンダとは別に設けられたエアシリンダであり、前記踏面ブレーキユニットは、車輪の後方に配置された前記エアシリンダとは反対の車輪前方に配置されたことが好ましい。
In the railway vehicle according to the present invention, the rigid rod is inserted into the cylinder member so that a rod-like piston member is slidable, and the piston member is held in the cylinder member to move in the axial direction. It is preferable that a gripping means composed of a piezo element for restraining is provided.
Further, the railway vehicle according to the present invention has a support pin in which one end of the rigid rod is connected to a shoe release stop pin fixed to a brake head of the tread brake unit and the other end is fixed to the axle box side. It is preferable that they are connected to each other.
Further, in the railway vehicle according to the present invention, the axle box support cylinder is an air cylinder provided separately from a brake cylinder constituting the tread brake unit, and the tread brake unit is disposed behind a wheel. It is preferable to arrange in front of the wheel opposite to the air cylinder.
また、本発明に係る鉄道車両は、前記エアシリンダが、前記踏面ブレーキユニットと同様に制輪子頭を動作させる構造のシリンダユニットを構成するものであり、前記軸箱は、車体後方側に突設した先端の軸受け部が側梁に対して支持ピンによって連結された軸梁を備えるものであり、前記軸梁には水平方向に張り出して形成された連結アームが前記制輪子頭に固定された固定ピンに連結されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両は、前記支持ピンと固定ピンとが同軸上に配置されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両は、前記制輪子頭には踏面清掃部材が取り付けられたものであることが好ましい。
In the railway vehicle according to the present invention, the air cylinder constitutes a cylinder unit having a structure in which the control wheel head is operated in the same manner as the tread brake unit, and the axle box projects from the rear side of the vehicle body. The bearing portion at the tip is provided with a shaft beam connected to a side beam by a support pin, and a connecting arm formed by projecting horizontally in the shaft beam is fixed to the control head. It is preferable that it is connected to a pin.
In the railway vehicle according to the present invention, the support pin and the fixing pin are preferably arranged coaxially.
In the railway vehicle according to the present invention, it is preferable that a tread cleaning member is attached to the brake head.
また、本発明に係る鉄道車両は、前記軸箱支持シリンダとブレーキコントローラとを連結する配管には電磁切替弁が接続され、その電磁切替弁は、前記ブレーキコントローラから前記左右の軸箱支持シリンダに対する圧縮エアの供給と排気とを左右同時に行う場合と、一方に供給を行い他方から排気を行う場合とで切り替えられるものであることが好ましい。 In the railway vehicle according to the present invention, an electromagnetic switching valve is connected to a pipe connecting the axle box support cylinder and the brake controller, and the electromagnetic switching valve is connected to the left and right axle box support cylinders from the brake controller. It is preferable to switch between supplying compressed air and exhausting left and right at the same time and supplying air to one and exhausting from the other.
よって、本発明の鉄道車両によれば、ブレーキコントローラから軸箱支持シリンダに対して圧縮エアを供給或いは排気することにより、直線走行時には軸箱に対して後方から支持荷重を作用させ、曲線走行時には荷重をかけずに軸箱の移動を自由にするので、軸箱支持装置に対して設けられた弾性部材による前後剛性を低いものにした場合に、曲線走行時には車輪のアタック角の減少により押圧を下げてスムーズに曲線を走行する一方、直線走行時には輪軸蛇行動を防止し高速での直線走行を安定させることができる。 Therefore, according to the railway vehicle of the present invention, by supplying or exhausting compressed air from the brake controller to the axle box support cylinder, a support load is applied to the axle box from the rear during straight running, and during curved running. Since the movement of the axle box is made free without applying a load, when the longitudinal rigidity by the elastic member provided for the axle box support device is lowered, the pressure is reduced by reducing the attack angle of the wheel during curve driving. While traveling smoothly on a curved line, it is possible to prevent wheel snake behavior during straight running and to stabilize straight running at high speed.
次に、本発明に係る鉄道車両の一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。
最近、環境問題に関する意識の高まりから、鉄道輸送では車両の制動エネルギを積極的に架線もしくは蓄電装置に戻す開発が進んでいる。そのため、多くの鉄道車両には消費電力を削減するための電力回生ブレーキが採用され、車両停止時にはモータを発電機として作動させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して再利用することが行われている。そして、回収された電気エネルギは、架線を媒体として他の列車に電力が融通される。
Next, an embodiment of a railway vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
Recently, due to increasing awareness of environmental issues, in rail transport, development to actively return vehicle braking energy to overhead lines or power storage devices is in progress. For this reason, many railway vehicles employ power regenerative braking to reduce power consumption. When the vehicle is stopped, the motor is operated as a generator, and the kinetic energy of the vehicle is converted into electrical energy for reuse. It has been broken. Then, the collected electric energy is interchanged with other trains using the overhead wire as a medium.
しかし、電力回生ブレーキだけでは電気システムがダウンした場合に鉄道車両が制動不能となってしまうため、鉄道車両には依然として従来からの機械式ブレーキがバックアップ装置として搭載されている。しかし、その機械式ブレーキは、緊急停止などの非常時にしか使用されないにもかかわらず重量物として鉄道車両に搭載されており、イニシャルコストの割に不経済であった。よって、機械式ブレーキは、高価なものであるにも関わらず非常制動時以外にその機能を持て余しているのが現状であった。そこで本実施形態では、そうした機械式ブレーキを利用した軸箱支持システムを備えた鉄道車両を提案する。 However, if the electric system goes down only with the electric power regenerative brake, the railway vehicle cannot be braked. Therefore, the conventional mechanical brake is still mounted on the railway vehicle as a backup device. However, the mechanical brake is mounted on a railway vehicle as a heavy object even though it is used only in an emergency such as an emergency stop, and it is uneconomical for the initial cost. Therefore, the mechanical brakes have a surplus function other than during emergency braking although they are expensive. Therefore, in this embodiment, a railway vehicle including a axle box support system using such a mechanical brake is proposed.
図1は、軸箱支持システムの第1実施形態を示した簡略図である。機械式ブレーキを構成する踏面ブレーキユニット20は、エアシリンダによるブレーキシリンダ21が制輪子22を車輪5の踏面に押し付けることによって制動トルクを発生させるように構成されている。そのブレーキシリンダ21には、圧縮エアを供給するためのブレーキコントローラ1が接続されている。ブレーキコントローラ1は、ブレーキシリンダ21から車体前方に出力される支持荷重Fなどをコントロールできるようにしたものである。
FIG. 1 is a simplified diagram showing a first embodiment of the axle box support system. The
本実施形態の軸箱支持システムには、ブレーキシリンダ21と軸箱6とが剛性ロッド30を介して連結され、輪軸7を車体後方から支える構造がとられている。軸箱支持装置は、積層ゴムなどの弾性部材によって台車枠を水平方向に支持しているが、本実施形態では曲線走行時のアタック角を小さくして横圧を低くするため、前後方向の剛性が低く設定されている。しかし、それでは前述したように直線走行時の輪軸蛇行動などが発生し易くなってしまう。そこで本実施形態では、弾性部材そのものの剛性を低くしながらも、前後方向の剛性を補うための構造が採用されている。すなわち、曲線走行時には弾性部材そのものの柔らかい剛性のまま走行し、直線走行時には後方から軸箱6に対して支持荷重Fを作用させることで剛性を補うようにしている。
The axle box support system of this embodiment has a structure in which the
ここで図2及び図3は、軸箱支持システムの一部を示した取り付け構造図であり、図2は平面を示し、図3は側面を示している。
台車枠は、左右の側梁2が横梁3によって連結され、側梁2の中間位置には車体を支持する空気バネ4が配置されている。台車は側梁2の前後位置に車輪5が配置され、車輪5は、その輪軸7が軸箱6によって回転可能に支持されている。
Here, FIG. 2 and FIG. 3 are attachment structural views showing a part of the axle box support system, FIG. 2 shows a plan view, and FIG. 3 shows a side view.
In the bogie frame, left and right side beams 2 are connected by
軸箱6は、軸箱支持装置を介して側梁2の端部に設けられたものであり、その側梁2に沿って延びる支持腕8が一体になって形成されている。軸箱支持装置は、側梁2の端部位置に筒状に形成されたバネ帽9が溶接接合され、その中には例えば図11に示すようなコイルバネと積層ゴムの組合せのように、輪軸7に対して台車枠を弾性支持する弾性部材が収納されている。また、軸箱6と一体の支持腕8には支軸11が上下方向に貫通し、その支軸11が側梁2の下面に溶接接合された座板12に締結されている。
The
踏面ブレーキユニット20は横梁3に取り付けられ、ブレーキシリンダ21(適宜図1参照)の出力を受けて作動する押棒の先端に、車輪5の踏面5aに対して圧接・離間する制輪子22が取り付けられている。なお、ブレーキ装置の詳しい内部構造図は省略する。 踏面ブレーキユニット20は、梃子の原理によってブレーキシリンダ21の出力を伝え、車輪5の踏面5aに制輪子22を押し当てるように構成されている。すなわち、制輪子22の駆動手段としてブレーキシリンダ21が使用され、圧縮エアが供給ポート23から供給されると、ブレーキシリンダ21は、圧縮エアによって戻しバネ21aに付勢された内部のピストンが作動し、ボックス24内に設けられたリンク部材を介して梃子レバーの回転運動に変換され、それが更に押棒の直線運動になって制輪子22を動作させる。
The
制輪子22を装着した制輪子頭25は、ボックス24に形成されたブラケット24aとの間に制輪子頭吊り26が連結されている。制輪子頭吊り26が下端側で連結されたピン27は、脱シュー止ピンとしても機能している。すなわち、車輪5の踏面5aはテーパになっているため、大きな荷重で押し当てられた制輪子22が滑って脱落してしまうことがある。そこで、制輪子22がずれる方向には不図示の剛体部(台車枠に固定された当て板)が設けられ、制輪子22が滑った場合にでも脱シュー止ピン27の先端が剛体部に当たってずれを防止するようになっている。
A
剛性ロッド30は、こうした脱シュー止ピン27を利用して一端が連結され、他端は、図2に示すように支持腕8に支持ピン28が固定されているので、その支持ピン28に連結されている。本実施形態では、こうして支持腕8と制輪子頭25との間に剛性ロッド30が連結され、ブレーキシリンダ21による制輪子22を動作させるための駆動力が、剛性ロッド30を介して支持腕8から軸箱6へと伝えられるよう構成されている。従って、台車枠を前後方向に支える弾性部材の剛性を低く設定しているが、剛性ロッド30を介して軸箱6に後方から支持荷重Fを作用させることによって、柔らかい弾性部材の剛性を補っている。
One end of the
ところで、この軸箱支持システムでは踏面ブレーキユニット20を利用しているため、踏面ブレーキユニット20が制動手段として機能する場合には、その制動動作を妨げないようにする必要がある。そこで、剛性ロッド30は、次に示すような構造によって剛性支持状態の切り換えが可能なものとして構成されている。図4及び図5は図1乃至図3に示す剛性ロッド30を示した図であり、図4は油圧回路を利用した剛性ロッド30Aであり、図5はピエゾ素子を利用した剛性ロッド30Bである。
By the way, in this axle box support system, since the
先ず、図4に示す剛性ロッド30Aは、一端を開口した筒状のシリンダ31と、そのシリンダ31に挿入された棒状のピストン32によって構成され、シリンダ31とピストン32の摺動による伸縮を可能にしたものである。シリンダ31とピストン32にはピン孔31a,32aが形成され、取り付けに際して図2に示すように脱シュー止ピン27や支持ピン28が挿入される。シリンダ31の筒内には、開口部分と内部奥の2箇所に低摩擦樹脂33が装着され、そこにOリング34がそれぞれ嵌め込まれている。軸方向に配置されたOリング34の間には、円筒状の低摩擦樹脂による摺動支持ガイド35が設けられ、ピストン32が摺動可能に挿入されている。
First, the
こうした剛性ロッド30Aは、シリンダ31とピストン32が軸方向に摺動して伸縮が可能である一方、所定の長さを保って収縮方向にかかる支持荷重Fを受けることができるよう構成されている。つまり、剛性ロッド30Aには支持荷重Fに対して剛性を発揮するための構造として油圧回路が形成されている。具体的には、シリンダ31とピストン32との間には閉じられた可変のシリンダ油室36が形成され、その油室36内に作動油が注入されている。一方、シリンダ31には、図4に記載するようにリザーブタンク37が設けられ、シリンダ油室36との間でリリーフ弁38とチェック弁39が接続されている。
The
チェック弁39は、シリンダ油室36からリザーブタンク37への流れを遮断し、逆にリザーブタンク37からシリンダ油室36への流れを許容するように設けられている。また、リリーフ弁38は、支持荷重Fを受けることができるようにリリーフ圧が設定され、そのリリーフ圧以上でシリンダ油室36内の作動油がリザーブタンク37へと流れるように構成されている。なお、ここでは油圧回路の構成を概念的に示しており、具体的な構造は、リザーブタンク37、リリーフ弁38及びチェック弁39がシリンダ31内に組み込まれる他、外部に設けるようにしたものであってもよい。
The
こうした剛性ロッド30Aは、その収縮方向に荷重が作用するとシリンダ油室36内に満たされた作動油が加圧されるが、リリーフ圧以下であれば作動油が流れないため収縮せずに長さが維持される。しかし、シリンダ油室36内の圧力がリリーフ圧を超えてしまった場合には、作動油がリリーフ弁38を通ってリザーブタンク37へと流れて剛性ロッド30Aが収縮する。剛性ロッド30Aが収縮することによって、制輪子22と車輪5の踏面5aとの隙間が無くなって制動が可能になる。よって、リリーフ弁38は、軸箱6を支持する支持荷重Fが作用していても作動油を流さないが、それ以上に大きい荷重が作用した場合には作動油を流し、制輪子22を車輪5に押圧させる制動を可能にする。
When a load is applied in the contracting direction of such a
剛性ロッド30Aが収縮すると、シリンダ油室36内の作動油がリリーフ弁38を通ってリザーブタンク37へと流れる。一方、剛性ロッド30Aが伸びる際にはシリンダ31に対して相対的にピストン32が引っ張られ、シリンダ油室36が拡張して内部が負圧になる。そのため、リザーブタンク37内の作動油がチェック弁39を通って流れ、シリンダ油室36を満たすように注入される。
When the
軸箱支持システムを備えた本実施形態の鉄道車両では、機械式ブレーキが使用される非常制動時の他、直線走行時と曲線走行時とで踏面ブレーキユニット20の操作がそれぞれ切り換えられる。つまり非常制動時にはリリーフ圧を超える荷重を出力する他、曲線走行時には、図1に示す支持荷重Fを解除し、弾性部材そのままの低い剛性によって台車枠に対する輪軸7の傾きを許容する一方、直線走行時には、軸箱6を介して走行前方に支持荷重Fを作用させることで弾性部材の剛性を補って輪軸7を支持する。
In the railway vehicle of this embodiment provided with the axle box support system, the operation of the
鉄道車両の走行位置は不図示の位置検出装置によって検出され、その検出信号を受けたブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21が操作される。そこで先ず、曲線走行が検出された場合には、ブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21内のエアが大気解放される。これによりブレーキシリンダ21は、戻しバネ21aによる付勢力が作用するのみであって、より大きな外力によって自由に伸縮するので軸箱6の移動を制限しない。そのため、剛性の低い弾性部材の変形に応じて輪軸7が台車枠に対して傾き、車輪5のアタック角を減少させることにより、押圧を下げてスムーズに曲線を走行することが可能になる。
The travel position of the railway vehicle is detected by a position detection device (not shown), and the
一方、直線走行時には、ブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21内に圧縮エアが供給され、そうしたブレーキシリンダ21からの出力が制輪子22を車輪5の踏面5a側へ近づけるように作用する。しかし、このとき制輪子22が踏面5aに当てられる前に剛性ロッド30Aが移動を制限するので、ブレーキシリンダ21の出力が軸箱6を支える支持荷重Fとなって作用する。そして、軸箱6を介して輪軸7が支持されるため、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動が防止され、高速での直線走行を安定させることができる。
On the other hand, when traveling in a straight line, compressed air is supplied into the
剛性ロッド30Aは、支持荷重Fによってシリンダ油室36内の作動油が加圧されるが、リリーフ圧以下であるため作動油の流れが制限されて長さが維持される。よって、このような状態ではブレーキは作用しないが、緊急停止などの非常制動時には電力回生ブレーキではなく、この制輪子22を使用した停止が必要になる。そこで、非常制動時にはブレーキコントローラ1から供給される圧縮エアによって高圧でブレーキシリンダ21が操作され、リリーフ圧を超える荷重が出力される。すると、シリンダ油室36内の作動油がリザーブタンク37へと流れて剛性ロッド30Aが収縮し、これによって制輪子22が車輪5の踏面5aに押し付けられて鉄道車両が停止する。
The
次に、図1乃至図3の剛性ロッド30が図5に示す剛性ロッド30Bの場合について説明する。剛性ロッド30Bは、一端を開口した筒状のシリンダ41と、そのシリンダ41に挿入された棒状のピストン42とによって構成され、シリンダ41とピストン42の摺動による伸縮が可能なものである。シリンダ41とピストン42にはピン孔41a,42aが形成され、取り付けに際して図2に示すように脱シュー止ピン27や支持ピン28が挿入される。シリンダ41の内周面には、軸方向に長いピエゾ素子43が円周状に等間隔で複数配置されている。ピエゾ素子43の軸方向両端にはピストン42を摺動支持する低摩擦樹脂44が固定されており、開口側の低摩擦樹脂44内にはOリング45がはめ込まれている。また、他方の低摩擦樹脂44内にはピエゾ素子43に接続された電源線46が入れられている。そして、剛性ロッド30Bがスムーズに伸縮するようにシリンダ41にはエア抜孔47が形成されている。
Next, the case where the
剛性ロッド30Bは、通常時はシリンダ41とピストン42とがフリーであるため伸縮が自在である。しかし、ピエゾ素子43に電圧が印加されると、そのピエゾ素子43が径方向に膨張することによってピストン42が把持され、その摩擦力によってピストン42の移動が制限されるようになっている。従って、剛性ロッド30Bは、ピエゾ素子43に対する電圧の印加によって、その長さを維持する剛性支持状態の切り替えが可能になっている。
The
そこで、軸箱支持システムを備えた本実施形態の鉄道車両が走行すると、その走行位置が検出され、検出信号を受けたブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21が操作され、また剛性ロッド30Bのピエゾ素子43に対する電圧が制御される。
先ず、曲線走行時には、ブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21内のエアが大気解放される。そのため、ブレーキシリンダ21の戻しバネ21aによって制輪子22は車輪5から離されている。また、剛性ロッド30Bは、ピエゾ素子43への通電が遮断された縮小した状態であるため、ピストン42がフリーになっている。従って、軸箱6の移動が前後方向に拘束されることはなく、剛性の低い弾性部材の変形に応じて輪軸7が台車枠に対して傾き、車輪5のアタック角が減少することによって押圧を下げたスムーズな曲線走行が可能になっている。
Therefore, when the railway vehicle of the present embodiment equipped with the axle box support system travels, the travel position is detected, the
First, when traveling along a curve, the air in the
一方、直線走行時には、ピエゾ素子43に電圧が印加されることによってピストン42が把持され、剛性ロッド30Bの長さが一定に保たれる。そして、ブレーキコントローラ1からブレーキシリンダ21に圧縮エアが供給されると、その出力が剛性ロッド30Bを介して軸箱6に伝えられる。従って、このとき軸箱6を介して輪軸7が支持されるため、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動を防止し、高速での直線走行を安定させることができる。
更に、緊急停止などの非常制動時には、ピエゾ素子43への通電が遮断されてシリンダ41とピストン42とがフリーになって剛性ロッド30Bの伸縮が自由になる。そこで、ブレーキコントローラ1からブレーキシリンダ21の圧縮エアが供給されると、ブレーキシリンダ21の出力によって制輪子22が車輪5の踏面5aに押し付けられて鉄道車両が停止する。
On the other hand, during straight running, the
Furthermore, at the time of emergency braking such as an emergency stop, the energization to the
ところで、図1に示す軸箱支持システムでは、踏面ブレーキユニット20を機械式ブレーキとして機能させる他、軸箱6を支持荷重Fで支持するための荷重発生手段としても機能させている。従って、非常制動時には踏面ブレーキユニット20がブレーキとしての機能を損なわないようにするため、軸箱6と踏面ブレーキユニット20とが剛性ロッド30(30A,30B)によって連結されていた。そこで、次に説明する軸箱支持システムでは、踏面ブレーキユニット20とは別の駆動源を持って軸箱6を支持するようにしたものを提案する。図6及び図7は、そうした第2または第3実施形態の軸箱支持システムを示した簡略図である。
Incidentally, in the axle box support system shown in FIG. 1, the
図6に示す軸箱支持システムは、踏面ブレーキユニット20の他に荷重発生手段としてエアシリンダ51が設けられている。エアシリンダ51は、ブレーキシリンダ21と同様にブレーキコントローラ1に接続され、供給される圧縮エアによって支持荷重Fを出力するものである。エアシリンダ51には軸箱6との間で剛性ロッド52が連結され、エアシリンダ51からの支持荷重Fが剛性ロッド52を介して軸箱6に伝達されるよう構成されている。この剛性ロッド52は、図4及び図5に示す伸縮可能なものではなく、エアシリンダ51の支持荷重Fをそのまま軸箱6へ伝達するものである。
The axle box support system shown in FIG. 6 is provided with an
次に、図7に示す軸箱支持システムは、同じく踏面ブレーキユニット20の他に、荷重発生手段としてエアシリンダ51が設けられ、ブレーキコントローラ1から供給される圧縮エアによって支持荷重Fを出力するものである。そして、軸箱6との間に剛性ロッド52が連結され、エアシリンダ51からの支持荷重Fが剛性ロッド52を介して軸箱6に伝達されるよう構成されている。しかし、本実施形態では踏面ブレーキユニット20が車輪5の前方に配置され、エアシリンダ51との設置箇所を分散させて狭い設置スペースにおける取り扱いが容易になるように構成されている。
Next, the axle box support system shown in FIG. 7 is also provided with an
そこで、こうした軸箱支持システムを備えた鉄道車両は、その走行位置が不図示の検出装置によって検出され、ブレーキコントローラ1によってエアシリンダ51がコントロールされる。曲線走行時には、ブレーキコントローラ1によってエアシリンダ51内のエアが大気解放される。このとき、エアシリンダ51は戻しバネ51aによる付勢力のみであって、より大きな外力による伸縮が自由になる。従って、軸箱6の移動が前後方向に拘束されることはなく、剛性の低い弾性部材の変形に応じて輪軸7が台車枠に対して傾き、車輪5のアタック角が減少することにより押圧を下げたスムーズな曲線走行が可能になる。
Therefore, the travel position of the railway vehicle equipped with such a shaft box support system is detected by a detection device (not shown), and the
一方、直線走行時にはエアシリンダ51内に圧縮エアが供給されるため、エアシリンダ51の出力が軸箱6を支える支持荷重Fとなって作用する。従って、軸箱6を介して輪軸7が支持され、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動を防止し、高速での直線走行を安定させることができる。
そして、曲線及び直線走行のいずれの場合であっても、緊急停止などの非常制動時には踏面ブレーキユニット20のブレーキシリンダ21に圧縮エアが供給され、制輪子22が車輪5の踏面5aに押し付けられて鉄道車両が止められる。
On the other hand, since compressed air is supplied into the
In either case of curved or straight running, compressed air is supplied to the
続いて、図8及び図9は、第4実施形態の軸箱支持システムについてその一部を示した取り付け構造図であり、図8は平面を示し、図9は側面を示している。なお、図2及び図3に示したものと同じ構成部材については同じ符号を付している。
本実施形態の鉄道車両は、軸箱6と一体になった軸梁60を有するものであり、その軸梁60は側梁2に形成されたブラケット2aに対して連結されている。軸梁60は、軸受部60aが支持ピン61によって連結されているが、その軸受部60aには円筒形状の軸梁支持ゴムが装填され、支持ピン61に対する軸梁60の傾きや前後方向の変位が吸収できるように構成されている。
8 and 9 are attachment structural views showing a part of the axle box support system of the fourth embodiment, FIG. 8 shows a plan view, and FIG. 9 shows a side view. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same structural member as what was shown in FIG.2 and FIG.3.
The railway vehicle according to the present embodiment has a
また、軸梁60には水平方向に連結アーム62が張り出し、シリンダユニット65(踏面ブレーキユニット20と同様の構造)の制輪子頭67に固定された固定ピン78に連結されている。連結アーム62の軸穴には緩衝ゴム63が装填され、その緩衝ゴム63を介して固定ピン78が挿入されている。このシリンダユニット65には、例えば制輪子の代わりに柔らかい素材であって踏面5aに押し付けても制動力が発生しない踏面清掃部材66が制輪子頭67に取り付けられている。従って本実施形態ではこのシリンダユニット65を軸箱支持に使用するため、制動には図7に示すように車輪5の前方に不図示の踏面ブレーキユニット20が別に設けられている。
A connecting
軸梁60を連結する支持ピン61と、軸梁60と一体の連結アーム62を連結する固定ピン78とは同軸になるように配置され、軸箱支持装置の上下変動によるピッチングが作用しても、両ピン61,78が回転中心となってシリンダユニット65に負荷がかからないように構成されている。そして、シリンダユニット65のエアシリンダには、図1に示すようにブレーキコントローラ1が接続され、その出力がコントロールされるように構成されている。
The
そこで、本実施形態の鉄道車両では、走行位置が不図示の検出装置によって検出され、ブレーキコントローラ1によってシリンダユニット65がコントロールされる。曲線走行時には、ブレーキコントローラ1によってシリンダユニット65からエアが大気解放される。そのため、シリンダユニット65のエアシリンダは、内部の戻しバネの付勢力より大きな外力によって伸縮が自由になる。従って、軸箱6の移動が前後方向に拘束されることはなく、軸受部60a内に設けられた剛性の低い軸梁支持ゴムの弾性変形に応じて輪軸7が台車枠に対して傾く。そのため、車輪5のアタック角が減少することによって押圧を下げたスムーズな曲線走行が可能になる。
Therefore, in the railway vehicle of the present embodiment, the traveling position is detected by a detection device (not shown), and the
一方、直線走行時には、ブレーキコントローラ1によってシリンダユニット65へ圧縮エアが供給され、その出力が連結アーム62及び軸梁60を介して軸箱6を支える支持荷重Fとなって作用する。そのため軸箱6を介して輪軸7が支持され、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動を防止し、高速での直線走行を安定させることができる。なお、このとき踏面清掃部材66が車輪5の踏面5aに接触したとしても、それによって制動力が発生することはない。
On the other hand, during straight running, compressed air is supplied to the
ところで、前述した各実施形態のように弾性部材の前後剛性を低くし、輪軸7の自己操舵性を高める鉄道車両は、最も横圧の高い車両内先頭軸の外軌輪は、曲線進入時にアンダーステア状態になりやすい。これは走行抵抗やアタック角を持ったフランジ接触の分力などによる。従って、車両内先頭軸の車輪は、動力源を持たない自己ステアリング力だけでは操舵に限界があり、積極的に輪軸を操作しなければ精度の高いステアリングとなり得ない。そこで次に、操舵機能をもった鉄道車両について説明する。
By the way, as in each of the above-described embodiments, a railway vehicle that lowers the longitudinal rigidity of the elastic member and improves the self-steering performance of the
図10は、軸箱支持システムの第5実施形態を示した簡略図である。本実施形態は、図1に示すものの変形例であり、踏面ブレーキユニット20とブレーキコントローラ1との間に電磁切替弁70を接続させたものである。電磁切替弁70は、4ポート3ブロック弁であり、ブレーキコントローラ1側の配管71,72と、ブレーキシリンダ21L,21Rの配管73,74が接続されている。この場合、配管71はブレーキシリンダ21へ圧縮エアを供給する供給管であり、配管72はブレーキシリンダ21L,21R内の圧縮エアを大気解放する排気管である。
FIG. 10 is a simplified diagram showing a fifth embodiment of the axle box support system. The present embodiment is a modification of the one shown in FIG. 1, and an
そこで、鉄道車両が直線走行している場合、電磁切替弁70は、図示するようにBブロックによってポート間接続が行われ、配管71から供給された圧縮エアは、配管73,74を介して左右のブレーキシリンダ21L,21Rへと送られる。従って、軸箱6を介して輪軸7が支持され、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動を防止し、高速での直線走行を安定させることができる。また、緊急停止などの非常制動時にも電磁切替弁70のポート間はBブロックで接続され、ブレーキシリンダ21L,21Rへ圧縮エアが供給され、制輪子22が車輪5の踏面5aに押し付けられて鉄道車両が止められる。
Therefore, when the railway vehicle is traveling in a straight line, the
そして、鉄道車両が右カーブを走行する場合には、電磁切替弁70のポート間がAブロックによって接続され、配管71と73、配管72と74がそれぞれ連通する。従って、ブレーキコントローラ1からの圧縮エアは左側のブレーキシリンダ21Lに供給され、剛性ロッド30を介して軸箱6に支持荷重Fが作用する。一方、右側のブレーキシリンダ21Rからは圧縮エアが大気解放されるため、軸箱6に対する前後方向の拘束が解除される。よって、左側ブレーキシリンダ21Lの出力によって輪軸7が曲線に従って傾けられ、アタック角を小さくしたスムーズな走行が可能となる。
When the railway vehicle travels on the right curve, the ports of the
逆に、鉄道車両が左カーブを走行する場合には、電磁切替弁70のポート間がCブロックによって接続され、配管71と74、そして配管72と73がそれぞれ連通する。従って、ブレーキコントローラ1からの圧縮エアは右側のブレーキシリンダ21Rに供給され、剛性ロッド30を介して軸箱6に支持荷重Fが作用する。一方、左側のブレーキシリンダ21Lからは圧縮エアが大気解放されるため、軸箱6に対する前後方向の拘束が解除される。よって、右側ブレーキシリンダ21Rの出力によって輪軸7が曲線に従って傾けられ、アタック角を小さくしたスムーズな走行が可能となる。
Conversely, when the railway vehicle travels on the left curve, the ports of the
以上、本発明に係る鉄道車両について実施形態をしめして説明したが、本発明はこれらに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、図10の第5実施形態では、軸箱6を踏面ブレーキユニット20で支持する図1の第1実施形態を変形させて示したが、図6及び図7の第2または第3実施形態において、エアシリンダ51とブレーキコントローラ1とを接続する配管に電磁切替弁70を設けるようにしてもよい。
As mentioned above, although the embodiment was shown and demonstrated about the rail vehicle which concerns on this invention, this invention is not limited to these, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the fifth embodiment shown in FIG. 10, the first embodiment shown in FIG. 1 in which the
1 ブレーキコントローラ
2 側梁
3 横梁
5 車輪
6 軸箱
7 輪軸
20 踏面ブレーキユニット
21 ブレーキシリンダ
22 制輪子
25 制輪子頭
27 脱シュー止ピン
30(30A,30B) 剛性ロッド
F 支持荷重
DESCRIPTION OF
本発明は、軸箱支持装置に設けられた弾性部材による前後剛性を低くしながらも走行安定性を良くした鉄道車両に関するものである。 The present invention relates to a railway vehicle that has improved traveling stability while lowering longitudinal rigidity by an elastic member provided in the axle box support device.
鉄道車両は、安定した状態で高速走行するため、台車の台車枠を輪軸に対して弾性支持する軸箱支持装置が設けられている。その軸箱支持装置は、例えばコイルバネや円筒積層ゴムなどの弾性部材を有し、軸箱が上下方向及び水平方向に弾性支持されている。こうした軸箱支持装置の構造としては、例えば特開2002−331930号公報に開示されたものを挙げることができる。図11は、当該公報に開示されている鉄道車両の鉄道車両用軸箱支持装置を示した一部断面図である。 Since the railway vehicle travels at a high speed in a stable state, an axle box support device that elastically supports the carriage frame of the carriage with respect to the wheel shaft is provided. The axle box support device includes an elastic member such as a coil spring or a cylindrical laminated rubber, and the axle box is elastically supported in the vertical direction and the horizontal direction. As a structure of such a shaft box support device, for example, one disclosed in JP-A-2002-331930 can be cited. FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a rail car axle box support device for a rail car disclosed in the publication.
軸箱体101には、その軸受部102の支持腕103が張り出し、鉛直方向に貫通する取付孔104に下部軸バネ受105が上方から挿入され、棒状のバネ軸106が差し込まれている。支持腕103を貫通した固定ボルト108はバネ軸106に螺設され、下部軸バネ受105及びバネ軸106が支持腕103に固定されている。上方の上部軸バネ受111は、下部軸バネ受105との間に逆円錐状のコイルバネ112が装着され、そのコイルバネ112によって軸箱体101に弾性的にフローティング支持されている。一方、バネ軸106には複数のゴムが積層された積層ゴム113が設けられ、水平方向(前後方向及び左右方向)の変位に対して荷重を受けている。
A
ところで、例えば、軸箱支持装置の積層ゴム113に硬いものが使用され、前後方向の剛性が高く設定されていると、曲線部を通過する際にはアタック角が大きくなってしまい曲線走行時の安定性がよくない。更に、積層ゴム113による剛性が高いと車輪とレールとの摩擦によって両者の摩耗の進み具合が早くなる。そのため、摩耗によって荒れた車輪やレールの頻繁な交換が余儀なくされ、鉄道事業者はこうしたメンテナンスに大幅な予算を当てなければならなかった。車輪やレールに対する摩耗は、曲線通過時のレールに対する外軌輪の横圧力が大きくなる場合に顕著である。
By the way, for example, if a hard rubber is used for the
こうした問題に対しては、前後方向の剛性を下げれば輪軸の持つ自己操舵性によってアタック角が減少して横圧が下がり、走行安定性が高まる。しかし、その一方で積層ゴム113を柔らかく、前後方向の剛性が低く設定されていると、輪軸蛇行動などが発生し易くなり、直線を高速走行する際の安定性を低下させることにつながる。また、曲線通過時のレールに対する外軌輪の横圧力を低減するために様々な技術が開発されてきたが、強制操舵台車方式の鉄道車両は重く大掛かりな追加装置が必要であったため、有効なものとはなり得なかった。
For such problems, if the rigidity in the front-rear direction is lowered, the attack angle is reduced by the self-steering property of the wheel shaft, the lateral pressure is lowered, and the running stability is improved. On the other hand, if the
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、軸箱支持装置に対して設けられた弾性部材による前後剛性を低くしながらも直線の高速走行安定性を良くした鉄道車両を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve such problems, the present invention has an object to provide a railway vehicle having improved linear high-speed running stability while reducing the longitudinal rigidity by an elastic member provided for the axle box support device. And
本発明に係る鉄道車両は、車輪の踏面に対してブレーキシリンダの動作によって制輪子を押し当てて制動する左右の踏面ブレーキユニットと、各ブレーキシリンダへの圧縮エアの給排気を制御するブレーキコントローラとを有するものであって、前記踏面ブレーキユニットが車輪前方に配置され、その踏面ブレーキユニットを構成するブレーキシリンダとは別に設けられたエアシリンダが、前記踏面ブレーキユニットと同様に制輪子頭を動作させる構造のシリンダユニットを構成し、輪軸を回転支持する軸箱に対して車体後方側から支持荷重を作用させるための軸箱支持シリンダであり、前記軸箱は、車体後方側に突設した先端の軸受け部が側梁に対して支持ピンによって連結された軸梁を備え、その軸梁には、水平方向に張り出して形成された連結アームが前記制輪子頭に固定された固定ピンに連結され、前記ブレーキコントローラが、直線走行時には、輪軸と台車枠との間で車体前後方向に弾性力が作用する弾性部材に関し、その弾性変形内で前記軸箱を後方から前記支持荷重で支えるように前記軸箱支持シリンダに圧縮エアを供給し、曲線走行時には、前記弾性部材の弾性変形に伴う前記軸箱の移動を自由にするように前記軸箱支持シリンダから圧縮エアを排気するようにしたものであることを特徴とする。 The railway vehicle according to the present invention includes a left and right tread brake unit that presses the brake against the tread of the wheel by the operation of the brake cylinder and brakes, and a brake controller that controls supply and exhaust of compressed air to each brake cylinder; The tread brake unit is disposed in front of the wheel, and an air cylinder provided separately from the brake cylinder constituting the tread brake unit operates the brake head as in the tread brake unit. configure cylinder unit structure, a axle box support cylinder for applying the support load from the rear side of the vehicle body relative to the journal box for rotatably supporting the wheel shaft, the shaft box, the tip projecting from the rear side of the vehicle body The bearing portion includes a shaft beam connected to the side beam by a support pin, and the shaft beam is formed by projecting horizontally. A connecting arm is connected to a fixed pin fixed to the system Waco head, said brake controller, at the time of straight running, relates elastic member acts an elastic force in the vehicle longitudinal direction between the wheel shaft and the bogie frame, the elastic Compressed air is supplied to the axle box support cylinder so that the axle box is supported from behind by the support load within the deformation, and the axle box is free to move due to the elastic deformation of the elastic member during curve traveling. Further, the compressed air is exhausted from the axle box support cylinder.
また、本発明に係る鉄道車両は、前記支持ピンと固定ピンとが同軸上に配置されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両は、前記制輪子頭には踏面清掃部材が取り付けられたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両は、前記軸箱支持シリンダとブレーキコントローラとを連結する配管には電磁切替弁が接続され、その電磁切替弁は、前記ブレーキコントローラから左右の前記軸箱支持シリンダに対する圧縮エアの供給と排気とを左右同時に行う場合と、一方に供給を行い他方から排気を行う場合とで切り替えられるものであることが好ましい。
In the railway vehicle according to the present invention, the support pin and the fixing pin are preferably arranged coaxially.
In the railway vehicle according to the present invention, it is preferable that a tread cleaning member is attached to the brake head.
In the railway vehicle according to the present invention, an electromagnetic switching valve is connected to a pipe connecting the axle box supporting cylinder and the brake controller, and the electromagnetic switching valve is connected to the left and right axle box supporting cylinders from the brake controller. It is preferable to switch between supplying compressed air and exhausting left and right at the same time and supplying air to one and exhausting from the other.
よって、本発明の鉄道車両によれば、ブレーキコントローラから軸箱支持シリンダに対して圧縮エアを供給或いは排気することにより、直線走行時には軸箱に対して後方から支持荷重を作用させ、曲線走行時には荷重をかけずに軸箱の移動を自由にするので、軸箱支持装置に対して設けられた弾性部材による前後剛性を低いものにした場合に、曲線走行時には車輪のアタック角の減少により押圧を下げてスムーズに曲線を走行する一方、直線走行時には輪軸蛇行動を防止し高速での直線走行を安定させることができる。 Therefore, according to the railway vehicle of the present invention, by supplying or exhausting compressed air from the brake controller to the axle box support cylinder, a support load is applied to the axle box from the rear during straight running, and during curved running. Since the movement of the axle box is made free without applying a load, when the longitudinal rigidity by the elastic member provided for the axle box support device is lowered, the pressure is reduced by reducing the attack angle of the wheel during curve driving. While traveling smoothly on a curved line, it is possible to prevent wheel snake behavior during straight running and to stabilize straight running at high speed.
次に、本発明に係る鉄道車両の一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。
最近、環境問題に関する意識の高まりから、鉄道輸送では車両の制動エネルギを積極的に架線もしくは蓄電装置に戻す開発が進んでいる。そのため、多くの鉄道車両には消費電力を削減するための電力回生ブレーキが採用され、車両停止時にはモータを発電機として作動させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して再利用することが行われている。そして、回収された電気エネルギは、架線を媒体として他の列車に電力が融通される。
Next, an embodiment of a railway vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
Recently, due to increasing awareness of environmental issues, in rail transport, development to actively return vehicle braking energy to overhead lines or power storage devices is in progress. For this reason, many railway vehicles employ power regenerative braking to reduce power consumption. When the vehicle is stopped, the motor is operated as a generator, and the kinetic energy of the vehicle is converted into electrical energy for reuse. It has been broken. Then, the collected electric energy is interchanged with other trains using the overhead wire as a medium.
しかし、電力回生ブレーキだけでは電気システムがダウンした場合に鉄道車両が制動不能となってしまうため、鉄道車両には依然として従来からの機械式ブレーキがバックアップ装置として搭載されている。しかし、その機械式ブレーキは、緊急停止などの非常時にしか使用されないにもかかわらず重量物として鉄道車両に搭載されており、イニシャルコストの割に不経済であった。よって、機械式ブレーキは、高価なものであるにも関わらず非常制動時以外にその機能を持て余しているのが現状であった。そこで本実施形態では、そうした機械式ブレーキを利用した軸箱支持システムを備えた鉄道車両を提案する。 However, if the electric system goes down only with the electric power regenerative brake, the railway vehicle cannot be braked. Therefore, the conventional mechanical brake is still mounted on the railway vehicle as a backup device. However, the mechanical brake is mounted on a railway vehicle as a heavy object even though it is used only in an emergency such as an emergency stop, and it is uneconomical for the initial cost. Therefore, the mechanical brakes have a surplus function other than during emergency braking although they are expensive. Therefore, in this embodiment, a railway vehicle including a axle box support system using such a mechanical brake is proposed.
図1は、軸箱支持システムの第1参考例を示した簡略図である。機械式ブレーキを構成する踏面ブレーキユニット20は、エアシリンダによるブレーキシリンダ21が制輪子22を車輪5の踏面に押し付けることによって制動トルクを発生させるように構成されている。そのブレーキシリンダ21には、圧縮エアを供給するためのブレーキコントローラ1が接続されている。ブレーキコントローラ1は、ブレーキシリンダ21から車体前方に出力される支持荷重Fなどをコントロールできるようにしたものである。
FIG. 1 is a simplified diagram showing a first reference example of the axle box support system. The
この軸箱支持システムには、ブレーキシリンダ21と軸箱6とが剛性ロッド30を介して連結され、輪軸7を車体後方から支える構造がとられている。軸箱支持装置は、積層ゴムなどの弾性部材によって台車枠を水平方向に支持しているが、曲線走行時のアタック角を小さくして横圧を低くするため、前後方向の剛性が低く設定されている。しかし、それでは前述したように直線走行時の輪軸蛇行動などが発生し易くなってしまう。そこで、弾性部材そのものの剛性を低くしながらも、前後方向の剛性を補うための構造が採用されている。すなわち、曲線走行時には弾性部材そのものの柔らかい剛性のまま走行し、直線走行時には後方から軸箱6に対して支持荷重Fを作用させることで剛性を補うようにしている。
This axle box support system has a structure in which the
ここで図2及び図3は、軸箱支持システムの一部を示した取り付け構造図であり、図2は平面を示し、図3は側面を示している。
台車枠は、左右の側梁2が横梁3によって連結され、側梁2の中間位置には車体を支持する空気バネ4が配置されている。台車は側梁2の前後位置に車輪5が配置され、車輪5は、その輪軸7が軸箱6によって回転可能に支持されている。
Here, FIG. 2 and FIG. 3 are attachment structural views showing a part of the axle box support system, FIG. 2 shows a plan view, and FIG. 3 shows a side view.
In the bogie frame, left and right side beams 2 are connected by
軸箱6は、軸箱支持装置を介して側梁2の端部に設けられたものであり、その側梁2に沿って延びる支持腕8が一体になって形成されている。軸箱支持装置は、側梁2の端部位置に筒状に形成されたバネ帽9が溶接接合され、その中には例えば図11に示すようなコイルバネと積層ゴムの組合せのように、輪軸7に対して台車枠を弾性支持する弾性部材が収納されている。また、軸箱6と一体の支持腕8には支軸11が上下方向に貫通し、その支軸11が側梁2の下面に溶接接合された座板12に締結されている。
The
踏面ブレーキユニット20は横梁3に取り付けられ、ブレーキシリンダ21(適宜図1参照)の出力を受けて作動する押棒の先端に、車輪5の踏面5aに対して圧接・離間する制輪子22が取り付けられている。なお、ブレーキ装置の詳しい内部構造図は省略する。 踏面ブレーキユニット20は、梃子の原理によってブレーキシリンダ21の出力を伝え、車輪5の踏面5aに制輪子22を押し当てるように構成されている。すなわち、制輪子22の駆動手段としてブレーキシリンダ21が使用され、圧縮エアが供給ポート23から供給されると、ブレーキシリンダ21は、圧縮エアによって戻しバネ21aに付勢された内部のピストンが作動し、ボックス24内に設けられたリンク部材を介して梃子レバーの回転運動に変換され、それが更に押棒の直線運動になって制輪子22を動作させる。
The
制輪子22を装着した制輪子頭25は、ボックス24に形成されたブラケット24aとの間に制輪子頭吊り26が連結されている。制輪子頭吊り26が下端側で連結されたピン27は、脱シュー止ピンとしても機能している。すなわち、車輪5の踏面5aはテーパになっているため、大きな荷重で押し当てられた制輪子22が滑って脱落してしまうことがある。そこで、制輪子22がずれる方向には不図示の剛体部(台車枠に固定された当て板)が設けられ、制輪子22が滑った場合にでも脱シュー止ピン27の先端が剛体部に当たってずれを防止するようになっている。
A
剛性ロッド30は、こうした脱シュー止ピン27を利用して一端が連結され、他端は、図2に示すように支持腕8に支持ピン28が固定されているので、その支持ピン28に連結されている。こうして支持腕8と制輪子頭25との間に剛性ロッド30が連結され、ブレーキシリンダ21による制輪子22を動作させるための駆動力が、剛性ロッド30を介して支持腕8から軸箱6へと伝えられるよう構成されている。従って、台車枠を前後方向に支える弾性部材の剛性を低く設定しているが、剛性ロッド30を介して軸箱6に後方から支持荷重Fを作用させることによって、柔らかい弾性部材の剛性を補っている。
One end of the
ところで、この軸箱支持システムでは踏面ブレーキユニット20を利用しているため、踏面ブレーキユニット20が制動手段として機能する場合には、その制動動作を妨げないようにする必要がある。そこで、剛性ロッド30は、次に示すような構造によって剛性支持状態の切り換えが可能なものとして構成されている。図4及び図5は図1乃至図3に示す剛性ロッド30を示した図であり、図4は油圧回路を利用した剛性ロッド30Aであり、図5はピエゾ素子を利用した剛性ロッド30Bである。
By the way, in this axle box support system, since the
先ず、図4に示す剛性ロッド30Aは、一端を開口した筒状のシリンダ31と、そのシリンダ31に挿入された棒状のピストン32によって構成され、シリンダ31とピストン32の摺動による伸縮を可能にしたものである。シリンダ31とピストン32にはピン孔31a,32aが形成され、取り付けに際して図2に示すように脱シュー止ピン27や支持ピン28が挿入される。シリンダ31の筒内には、開口部分と内部奥の2箇所に低摩擦樹脂33が装着され、そこにOリング34がそれぞれ嵌め込まれている。軸方向に配置されたOリング34の間には、円筒状の低摩擦樹脂による摺動支持ガイド35が設けられ、ピストン32が摺動可能に挿入されている。
First, the
こうした剛性ロッド30Aは、シリンダ31とピストン32が軸方向に摺動して伸縮が可能である一方、所定の長さを保って収縮方向にかかる支持荷重Fを受けることができるよう構成されている。つまり、剛性ロッド30Aには支持荷重Fに対して剛性を発揮するための構造として油圧回路が形成されている。具体的には、シリンダ31とピストン32との間には閉じられた可変のシリンダ油室36が形成され、その油室36内に作動油が注入されている。一方、シリンダ31には、図4に記載するようにリザーブタンク37が設けられ、シリンダ油室36との間でリリーフ弁38とチェック弁39が接続されている。
The
チェック弁39は、シリンダ油室36からリザーブタンク37への流れを遮断し、逆にリザーブタンク37からシリンダ油室36への流れを許容するように設けられている。また、リリーフ弁38は、支持荷重Fを受けることができるようにリリーフ圧が設定され、そのリリーフ圧以上でシリンダ油室36内の作動油がリザーブタンク37へと流れるように構成されている。なお、ここでは油圧回路の構成を概念的に示しており、具体的な構造は、リザーブタンク37、リリーフ弁38及びチェック弁39がシリンダ31内に組み込まれる他、外部に設けるようにしたものであってもよい。
The
こうした剛性ロッド30Aは、その収縮方向に荷重が作用するとシリンダ油室36内に満たされた作動油が加圧されるが、リリーフ圧以下であれば作動油が流れないため収縮せずに長さが維持される。しかし、シリンダ油室36内の圧力がリリーフ圧を超えてしまった場合には、作動油がリリーフ弁38を通ってリザーブタンク37へと流れて剛性ロッド30Aが収縮する。剛性ロッド30Aが収縮することによって、制輪子22と車輪5の踏面5aとの隙間が無くなって制動が可能になる。よって、リリーフ弁38は、軸箱6を支持する支持荷重Fが作用していても作動油を流さないが、それ以上に大きい荷重が作用した場合には作動油を流し、制輪子22を車輪5に押圧させる制動を可能にする。
When a load is applied in the contracting direction of such a
剛性ロッド30Aが収縮すると、シリンダ油室36内の作動油がリリーフ弁38を通ってリザーブタンク37へと流れる。一方、剛性ロッド30Aが伸びる際にはシリンダ31に対して相対的にピストン32が引っ張られ、シリンダ油室36が拡張して内部が負圧になる。そのため、リザーブタンク37内の作動油がチェック弁39を通って流れ、シリンダ油室36を満たすように注入される。
When the
軸箱支持システムを備えた鉄道車両では、機械式ブレーキが使用される非常制動時の他、直線走行時と曲線走行時とで踏面ブレーキユニット20の操作がそれぞれ切り換えられる。つまり非常制動時にはリリーフ圧を超える荷重を出力する他、曲線走行時には、図1に示す支持荷重Fを解除し、弾性部材そのままの低い剛性によって台車枠に対する輪軸7の傾きを許容する一方、直線走行時には、軸箱6を介して走行前方に支持荷重Fを作用させることで弾性部材の剛性を補って輪軸7を支持する。
The railway vehicle having an axle box support system, other emergency braking mechanical brake is used, the operation of the
鉄道車両の走行位置は不図示の位置検出装置によって検出され、その検出信号を受けたブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21が操作される。そこで先ず、曲線走行が検出された場合には、ブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21内のエアが大気解放される。これによりブレーキシリンダ21は、戻しバネ21aによる付勢力が作用するのみであって、より大きな外力によって自由に伸縮するので軸箱6の移動を制限しない。そのため、剛性の低い弾性部材の変形に応じて輪軸7が台車枠に対して傾き、車輪5のアタック角を減少させることにより、押圧を下げてスムーズに曲線を走行することが可能になる。
The travel position of the railway vehicle is detected by a position detection device (not shown), and the
一方、直線走行時には、ブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21内に圧縮エアが供給され、そうしたブレーキシリンダ21からの出力が制輪子22を車輪5の踏面5a側へ近づけるように作用する。しかし、このとき制輪子22が踏面5aに当てられる前に剛性ロッド30Aが移動を制限するので、ブレーキシリンダ21の出力が軸箱6を支える支持荷重Fとなって作用する。そして、軸箱6を介して輪軸7が支持されるため、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動が防止され、高速での直線走行を安定させることができる。
On the other hand, when traveling in a straight line, compressed air is supplied into the
剛性ロッド30Aは、支持荷重Fによってシリンダ油室36内の作動油が加圧されるが、リリーフ圧以下であるため作動油の流れが制限されて長さが維持される。よって、このような状態ではブレーキは作用しないが、緊急停止などの非常制動時には電力回生ブレーキではなく、この制輪子22を使用した停止が必要になる。そこで、非常制動時にはブレーキコントローラ1から供給される圧縮エアによって高圧でブレーキシリンダ21が操作され、リリーフ圧を超える荷重が出力される。すると、シリンダ油室36内の作動油がリザーブタンク37へと流れて剛性ロッド30Aが収縮し、これによって制輪子22が車輪5の踏面5aに押し付けられて鉄道車両が停止する。
The
次に、図1乃至図3の剛性ロッド30が図5に示す剛性ロッド30Bの場合について説明する。剛性ロッド30Bは、一端を開口した筒状のシリンダ41と、そのシリンダ41に挿入された棒状のピストン42とによって構成され、シリンダ41とピストン42の摺動による伸縮が可能なものである。シリンダ41とピストン42にはピン孔41a,42aが形成され、取り付けに際して図2に示すように脱シュー止ピン27や支持ピン28が挿入される。シリンダ41の内周面には、軸方向に長いピエゾ素子43が円周状に等間隔で複数配置されている。ピエゾ素子43の軸方向両端にはピストン42を摺動支持する低摩擦樹脂44が固定されており、開口側の低摩擦樹脂44内にはOリング45がはめ込まれている。また、他方の低摩擦樹脂44内にはピエゾ素子43に接続された電源線46が入れられている。そして、剛性ロッド30Bがスムーズに伸縮するようにシリンダ41にはエア抜孔47が形成されている。
Next, the case where the
剛性ロッド30Bは、通常時はシリンダ41とピストン42とがフリーであるため伸縮が自在である。しかし、ピエゾ素子43に電圧が印加されると、そのピエゾ素子43が径方向に膨張することによってピストン42が把持され、その摩擦力によってピストン42の移動が制限されるようになっている。従って、剛性ロッド30Bは、ピエゾ素子43に対する電圧の印加によって、その長さを維持する剛性支持状態の切り替えが可能になっている。
The
そこで、軸箱支持システムを備えた鉄道車両が走行すると、その走行位置が検出され、検出信号を受けたブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21が操作され、また剛性ロッド30Bのピエゾ素子43に対する電圧が制御される。
先ず、曲線走行時には、ブレーキコントローラ1によってブレーキシリンダ21内のエアが大気解放される。そのため、ブレーキシリンダ21の戻しバネ21aによって制輪子22は車輪5から離されている。また、剛性ロッド30Bは、ピエゾ素子43への通電が遮断された縮小した状態であるため、ピストン42がフリーになっている。従って、軸箱6の移動が前後方向に拘束されることはなく、剛性の低い弾性部材の変形に応じて輪軸7が台車枠に対して傾き、車輪5のアタック角が減少することによって押圧を下げたスムーズな曲線走行が可能になっている。
Therefore, when the railway vehicle having an axle box support system travels, the travel position is detected, the
First, when traveling along a curve, the air in the
一方、直線走行時には、ピエゾ素子43に電圧が印加されることによってピストン42が把持され、剛性ロッド30Bの長さが一定に保たれる。そして、ブレーキコントローラ1からブレーキシリンダ21に圧縮エアが供給されると、その出力が剛性ロッド30Bを介して軸箱6に伝えられる。従って、このとき軸箱6を介して輪軸7が支持されるため、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動を防止し、高速での直線走行を安定させることができる。
更に、緊急停止などの非常制動時には、ピエゾ素子43への通電が遮断されてシリンダ41とピストン42とがフリーになって剛性ロッド30Bの伸縮が自由になる。そこで、ブレーキコントローラ1からブレーキシリンダ21の圧縮エアが供給されると、ブレーキシリンダ21の出力によって制輪子22が車輪5の踏面5aに押し付けられて鉄道車両が停止する。
On the other hand, during straight running, the
Furthermore, at the time of emergency braking such as an emergency stop, the energization to the
ところで、図1に示す軸箱支持システムでは、踏面ブレーキユニット20を機械式ブレーキとして機能させる他、軸箱6を支持荷重Fで支持するための荷重発生手段としても機能させている。従って、非常制動時には踏面ブレーキユニット20がブレーキとしての機能を損なわないようにするため、軸箱6と踏面ブレーキユニット20とが剛性ロッド30(30A,30B)によって連結されていた。そこで、次に説明する軸箱支持システムでは、踏面ブレーキユニット20とは別の駆動源を持って軸箱6を支持するようにしたものを提案する。図6及び図7は、そうした第2または第3参考例の軸箱支持システムを示した簡略図である。
Incidentally, in the axle box support system shown in FIG. 1, the
図6に示す軸箱支持システムは、踏面ブレーキユニット20の他に荷重発生手段としてエアシリンダ51が設けられている。エアシリンダ51は、ブレーキシリンダ21と同様にブレーキコントローラ1に接続され、供給される圧縮エアによって支持荷重Fを出力するものである。エアシリンダ51には軸箱6との間で剛性ロッド52が連結され、エアシリンダ51からの支持荷重Fが剛性ロッド52を介して軸箱6に伝達されるよう構成されている。この剛性ロッド52は、図4及び図5に示す伸縮可能なものではなく、エアシリンダ51の支持荷重Fをそのまま軸箱6へ伝達するものである。
The axle box support system shown in FIG. 6 is provided with an
次に、図7に示す軸箱支持システムは、同じく踏面ブレーキユニット20の他に、荷重発生手段としてエアシリンダ51が設けられ、ブレーキコントローラ1から供給される圧縮エアによって支持荷重Fを出力するものである。そして、軸箱6との間に剛性ロッド52が連結され、エアシリンダ51からの支持荷重Fが剛性ロッド52を介して軸箱6に伝達されるよう構成されている。しかし、踏面ブレーキユニット20が車輪5の前方に配置され、エアシリンダ51との設置箇所を分散させて狭い設置スペースにおける取り扱いが容易になるように構成されている。
Next, the axle box support system shown in FIG. 7 is also provided with an
そこで、こうした軸箱支持システムを備えた鉄道車両は、その走行位置が不図示の検出装置によって検出され、ブレーキコントローラ1によってエアシリンダ51がコントロールされる。曲線走行時には、ブレーキコントローラ1によってエアシリンダ51内のエアが大気解放される。このとき、エアシリンダ51は戻しバネ51aによる付勢力のみであって、より大きな外力による伸縮が自由になる。従って、軸箱6の移動が前後方向に拘束されることはなく、剛性の低い弾性部材の変形に応じて輪軸7が台車枠に対して傾き、車輪5のアタック角が減少することにより押圧を下げたスムーズな曲線走行が可能になる。
Therefore, the travel position of the railway vehicle equipped with such a shaft box support system is detected by a detection device (not shown), and the
一方、直線走行時にはエアシリンダ51内に圧縮エアが供給されるため、エアシリンダ51の出力が軸箱6を支える支持荷重Fとなって作用する。従って、軸箱6を介して輪軸7が支持され、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動を防止し、高速での直線走行を安定させることができる。
そして、曲線及び直線走行のいずれの場合であっても、緊急停止などの非常制動時には踏面ブレーキユニット20のブレーキシリンダ21に圧縮エアが供給され、制輪子22が車輪5の踏面5aに押し付けられて鉄道車両が止められる。
On the other hand, since compressed air is supplied into the
In either case of curved or straight running, compressed air is supplied to the
続いて、図8及び図9は、実施形態の軸箱支持システムについてその一部を示した取り付け構造図であり、図8は平面を示し、図9は側面を示している。なお、図2及び図3に示したものと同じ構成部材については同じ符号を付している。
本実施形態の鉄道車両は、軸箱6と一体になった軸梁60を有するものであり、その軸梁60は側梁2に形成されたブラケット2aに対して連結されている。軸梁60は、軸受部60aが支持ピン61によって連結されているが、その軸受部60aには円筒形状の軸梁支持ゴムが装填され、支持ピン61に対する軸梁60の傾きや前後方向の変位が吸収できるように構成されている。
Next, FIG. 8 and FIG. 9 are attachment structural views showing a part of the axle box support system of the embodiment , FIG. 8 shows a plan view, and FIG. 9 shows a side view. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same structural member as what was shown in FIG.2 and FIG.3.
The railway vehicle according to the present embodiment has a
また、軸梁60には水平方向に連結アーム62が張り出し、シリンダユニット65(踏面ブレーキユニット20と同様の構造)の制輪子頭67に固定された固定ピン78に連結されている。連結アーム62の軸穴には緩衝ゴム63が装填され、その緩衝ゴム63を介して固定ピン78が挿入されている。このシリンダユニット65には、例えば制輪子の代わりに柔らかい素材であって踏面5aに押し付けても制動力が発生しない踏面清掃部材66が制輪子頭67に取り付けられている。従って本実施形態ではこのシリンダユニット65を軸箱支持に使用するため、制動には図7に示すように車輪5の前方に不図示の踏面ブレーキユニット20が別に設けられている。
A connecting
軸梁60を連結する支持ピン61と、軸梁60と一体の連結アーム62を連結する固定ピン78とは同軸になるように配置され、軸箱支持装置の上下変動によるピッチングが作用しても、両ピン61,78が回転中心となってシリンダユニット65に負荷がかからないように構成されている。そして、シリンダユニット65のエアシリンダには、図1に示すようにブレーキコントローラ1が接続され、その出力がコントロールされるように構成されている。
The
そこで、本実施形態の鉄道車両では、走行位置が不図示の検出装置によって検出され、ブレーキコントローラ1によってシリンダユニット65がコントロールされる。曲線走行時には、ブレーキコントローラ1によってシリンダユニット65からエアが大気解放される。そのため、シリンダユニット65のエアシリンダは、内部の戻しバネの付勢力より大きな外力によって伸縮が自由になる。従って、軸箱6の移動が前後方向に拘束されることはなく、軸受部60a内に設けられた剛性の低い軸梁支持ゴムの弾性変形に応じて輪軸7が台車枠に対して傾く。そのため、車輪5のアタック角が減少することによって押圧を下げたスムーズな曲線走行が可能になる。
Therefore, in the railway vehicle of the present embodiment, the traveling position is detected by a detection device (not shown), and the
一方、直線走行時には、ブレーキコントローラ1によってシリンダユニット65へ圧縮エアが供給され、その出力が連結アーム62及び軸梁60を介して軸箱6を支える支持荷重Fとなって作用する。そのため軸箱6を介して輪軸7が支持され、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動を防止し、高速での直線走行を安定させることができる。なお、このとき踏面清掃部材66が車輪5の踏面5aに接触したとしても、それによって制動力が発生することはない。
On the other hand, during straight running, compressed air is supplied to the
ところで、前述した各参考例のように弾性部材の前後剛性を低くし、輪軸7の自己操舵性を高める鉄道車両は、最も横圧の高い車両内先頭軸の外軌輪は、曲線進入時にアンダーステア状態になりやすい。これは走行抵抗やアタック角を持ったフランジ接触の分力などによる。従って、車両内先頭軸の車輪は、動力源を持たない自己ステアリング力だけでは操舵に限界があり、積極的に輪軸を操作しなければ精度の高いステアリングとなり得ない。そこで次に、操舵機能をもった鉄道車両について説明する。
By the way, as in the above-mentioned reference examples, a railway vehicle that lowers the longitudinal rigidity of the elastic member and improves the self-steerability of the
図10は、軸箱支持システムの第4参考例を示した簡略図である。本参考例のものは、図1に示すものの変形例であり、踏面ブレーキユニット20とブレーキコントローラ1との間に電磁切替弁70を接続させたものである。電磁切替弁70は、4ポート3ブロック弁であり、ブレーキコントローラ1側の配管71,72と、ブレーキシリンダ21L,21Rの配管73,74が接続されている。この場合、配管71はブレーキシリンダ21へ圧縮エアを供給する供給管であり、配管72はブレーキシリンダ21L,21R内の圧縮エアを大気解放する排気管である。
FIG. 10 is a simplified diagram showing a fourth reference example of the axle box support system. The reference example is a modification of that shown in FIG. 1, in which an
そこで、鉄道車両が直線走行している場合、電磁切替弁70は、図示するようにBブロックによってポート間接続が行われ、配管71から供給された圧縮エアは、配管73,74を介して左右のブレーキシリンダ21L,21Rへと送られる。従って、軸箱6を介して輪軸7が支持され、剛性の低い弾性部材を使用しても直線走行時の輪軸蛇行動を防止し、高速での直線走行を安定させることができる。また、緊急停止などの非常制動時にも電磁切替弁70のポート間はBブロックで接続され、ブレーキシリンダ21L,21Rへ圧縮エアが供給され、制輪子22が車輪5の踏面5aに押し付けられて鉄道車両が止められる。
Therefore, when the railway vehicle is traveling in a straight line, the
そして、鉄道車両が右カーブを走行する場合には、電磁切替弁70のポート間がAブロックによって接続され、配管71と73、配管72と74がそれぞれ連通する。従って、ブレーキコントローラ1からの圧縮エアは左側のブレーキシリンダ21Lに供給され、剛性ロッド30を介して軸箱6に支持荷重Fが作用する。一方、右側のブレーキシリンダ21Rからは圧縮エアが大気解放されるため、軸箱6に対する前後方向の拘束が解除される。よって、左側ブレーキシリンダ21Lの出力によって輪軸7が曲線に従って傾けられ、アタック角を小さくしたスムーズな走行が可能となる。
When the railway vehicle travels on the right curve, the ports of the
逆に、鉄道車両が左カーブを走行する場合には、電磁切替弁70のポート間がCブロックによって接続され、配管71と74、そして配管72と73がそれぞれ連通する。従って、ブレーキコントローラ1からの圧縮エアは右側のブレーキシリンダ21Rに供給され、剛性ロッド30を介して軸箱6に支持荷重Fが作用する。一方、左側のブレーキシリンダ21Lからは圧縮エアが大気解放されるため、軸箱6に対する前後方向の拘束が解除される。よって、右側ブレーキシリンダ21Rの出力によって輪軸7が曲線に従って傾けられ、アタック角を小さくしたスムーズな走行が可能となる。
Conversely, when the railway vehicle travels on the left curve, the ports of the
以上、本発明に係る鉄道車両について実施形態をしめして説明したが、本発明はこれらに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 Although the railway vehicle according to the present invention has been shown and described embodiment, the present invention these without being limited to, Ru der allows various modifications without departing from the spirit thereof.
1 ブレーキコントローラ
2 側梁
3 横梁
5 車輪
6 軸箱
7 輪軸
20 踏面ブレーキユニット
21 ブレーキシリンダ
60 軸梁
61 支持ピン
62 連結アーム
65 シリンダユニット
67 制輪子頭
1
60 shaft beam
61 Support pin
62 Connecting arm
65 Cylinder unit
67 Controlling head
Claims (10)
前記ブレーキシリンダ或いは他に設けられたエアシリンダが、輪軸を回転支持する軸箱に対して車体後方側から支持荷重を作用させるための軸箱支持シリンダであって、
前記ブレーキコントローラが、
直線走行時には、輪軸と台車枠との間で車体前後方向に弾性力が作用する弾性部材に関し、その弾性変形内で前記軸箱を後方から前記支持荷重で支えるように前記軸箱支持シリンダに圧縮エアを供給し、
曲線走行時には、前記弾性部材の弾性変形に伴う前記軸箱の移動を自由にするように前記軸箱支持シリンダから圧縮エアを排気するようにしたものであることを特徴とする鉄道車両。 In a railway vehicle having a left and right tread brake unit that presses a brake against the tread of a wheel and brakes by operation of a brake cylinder, and a brake controller that controls supply and exhaust of compressed air to each brake cylinder,
The brake cylinder or an air cylinder provided elsewhere is an axle box support cylinder for applying a support load from the rear side of the vehicle body to an axle box that rotatably supports the wheel shaft,
The brake controller is
When the vehicle is running in a straight line, an elastic member that acts in the longitudinal direction of the vehicle body between the wheel shaft and the carriage frame is compressed into the axle box support cylinder so that the axle box is supported from behind by the support load within its elastic deformation. Supply air,
A railway vehicle characterized in that when traveling along a curve, compressed air is exhausted from the axle box support cylinder so as to freely move the axle box accompanying elastic deformation of the elastic member.
前記軸箱支持シリンダが前記踏面ブレーキユニットを構成するブレーキシリンダであり、前記踏面ブレーキユニットの制輪子頭と前記軸箱との間には、所定の条件によって一定の長さを保って前記支持荷重を受けることができる伸縮可能な剛性ロッドが連結されたものであることを特徴とする鉄道車両。 The railway vehicle according to claim 1,
The axle box support cylinder is a brake cylinder constituting the tread brake unit, and the support load is maintained between a wheel head of the tread brake unit and the axle box with a predetermined length by a predetermined condition. A railway vehicle, characterized in that it is connected with a stretchable rigid rod capable of receiving a shock.
前記剛性ロッドは、シリンダ部材内に棒状のピストン部材が挿入され、そのピストン部材の摺動によって可変するシリンダ部材内のシリンダ油室が、リザーブタンクとの間でリリーフ弁の流路とチェック弁の流路とによってそれぞれ接続されたものであって、
作動油は、前記シリンダ油室内の圧力がリリーフ圧を超えた場合に前記リザーブタンクへと流れ、前記チェック弁は前記リザーブタンクから前記シリンダ油室への流れを許容するものであることを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 2,
In the rigid rod, a rod-shaped piston member is inserted into the cylinder member, and the cylinder oil chamber in the cylinder member which is variable by sliding of the piston member is provided between the relief tank and the check valve. Each connected by a flow path,
The hydraulic oil flows to the reserve tank when the pressure in the cylinder oil chamber exceeds the relief pressure, and the check valve allows the flow from the reserve tank to the cylinder oil chamber. Railway vehicle to be.
前記剛性ロッドは、シリンダ部材内に棒状のピストン部材が摺動可能に挿入され、そのシリンダ部材内には、前記ピストン部材を把持することによって軸方向の移動を拘束するピエゾ素子からなる把持手段が設けられたものであることを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 2,
In the rigid rod, a rod-like piston member is slidably inserted into a cylinder member, and gripping means comprising a piezoelectric element that restrains axial movement by gripping the piston member is inserted into the cylinder member. A railway vehicle characterized by being provided.
前記剛性ロッドは、その一端が前記踏面ブレーキユニットの制輪子頭に固定されている脱シュー止ピンに連結され、他端が前記軸箱側に固定された支持ピンに連結されたものであることを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to any one of claims 2 to 4,
One end of the rigid rod is connected to a shoe release stop pin fixed to the head of the tread brake unit and the other end is connected to a support pin fixed to the axle box side. A railway vehicle characterized by
前記軸箱支持シリンダは、前記踏面ブレーキユニットを構成するブレーキシリンダとは別に設けられたエアシリンダであり、
前記踏面ブレーキユニットは、車輪の後方に配置された前記エアシリンダとは反対の車輪前方に配置されたことを特徴とする鉄道車両。 The railway vehicle according to claim 1,
The axle box support cylinder is an air cylinder provided separately from a brake cylinder constituting the tread brake unit,
The railway vehicle, wherein the tread brake unit is disposed in front of a wheel opposite to the air cylinder disposed behind the wheel.
前記エアシリンダは、前記踏面ブレーキユニットと同様に制輪子頭を動作させる構造のシリンダユニットを構成するものであり、
前記軸箱は、車体後方側に突設した先端の軸受け部が側梁に対して支持ピンによって連結された軸梁を備えるものであり、
前記軸梁には水平方向に張り出して形成された連結アームが前記制輪子頭に固定された固定ピンに連結されたものであることを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 6,
The air cylinder constitutes a cylinder unit having a structure for operating the brake head like the tread brake unit,
The axle box is provided with a shaft beam in which a bearing portion at a tip projecting on the rear side of the vehicle body is connected to a side beam by a support pin,
A railway vehicle characterized in that a connecting arm formed in a horizontal direction projecting on the shaft beam is connected to a fixing pin fixed to the head of the brake head.
前記支持ピンと固定ピンとが同軸上に配置されたものであることを特徴とする鉄道車両。 The railway vehicle according to claim 7,
The railway vehicle, wherein the support pin and the fixed pin are arranged coaxially.
前記制輪子頭には踏面清掃部材が取り付けられたものであることを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 7 or claim 8,
A railcar characterized in that a tread cleaning member is attached to the brake head.
前記軸箱支持シリンダとブレーキコントローラとを連結する配管には電磁切替弁が接続され、その電磁切替弁は、前記ブレーキコントローラから前記左右の軸箱支持シリンダに対する圧縮エアの供給と排気とを左右同時に行う場合と、一方に供給を行い他方から排気を行う場合とで切り替えられるものであることを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 7 or claim 8,
An electromagnetic switching valve is connected to a pipe connecting the axle box supporting cylinder and the brake controller, and the electromagnetic switching valve simultaneously supplies compressed air to the left and right axle box supporting cylinders and exhausts from the brake controller to the left and right. A railway vehicle characterized in that it can be switched between a case where it is performed and a case where supply is performed on one side and exhaust is performed on the other side.
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