JP2013169958A - Wheel load variation suppressing device and railroad vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wheel load variation suppressing device capable of securing the travel safety of railroad vehicles even when the railroad vehicles are operated under abnormal conditions, and also to provide railroad vehicles therewith.SOLUTION: A wheel variation suppressing device is provided for suppressing the rolling of a railroad vehicle and consequently suppressing the extraction of wheel load, and includes: an equalizer beam 110 supported by the truck or vehicle body while being capable of being swung in the rolling direction; supporting springs 120 for suppressing swings in the rolling direction of the equalizer beam; and a stopper 130 disposed so as to face and be capable of abutting against the equalizer beam with a gap in the up and down direction of the railroad vehicle.

Description

本発明は、鉄道車両における輪重の変動を抑制するための輪重変動抑制装置、及びこの輪重変動抑制装置を備えた鉄道車両に関する。   The present invention relates to a wheel load variation suppressing device for suppressing wheel load variation in a railway vehicle, and a rail vehicle including the wheel load variation suppressing device.

鉄道車両では、車両重量は各車輪を通じてレールに作用するが、車輪一輪にかかる垂直方向の荷重は、「輪重」と呼ばれる。また、各車輪間での輪重のバランスが変動し、ある車輪における輪重が極端に小さくなる状態を「輪重抜け」と呼ぶ。   In a railway vehicle, the vehicle weight acts on the rail through each wheel, and the vertical load applied to one wheel is called “wheel load”. A state in which the balance of the wheel load between the wheels fluctuates and the wheel load at a certain wheel becomes extremely small is referred to as “wheel load loss”.

一方、車体と台車との間には乗り心地向上のために空気ばねが設けられているが、経年変化等により、この空気ばねのゴム膜がパンク(以下、単に「空気ばねがパンク」と記すこともある)することがある。パンク時には、エアークッションが無くなることから、空気ばね自体のばね定数が増加してしまう。このようなパンク状態では、車両の乗り心地が悪くなるのは当然であるが、問題となるのは、図11に示すように、車両が曲線軌道のカント逓減区間、つまり軌道がねじれている区間を走行するときには、パンクに起因して輪重変動が増大し車輪が軌道のねじれに追従困難となってしまう場合がある。即ち、空気ばね1b、1cに対応する車輪で、上述した輪重抜けが発生する可能性がある。   On the other hand, an air spring is provided between the vehicle body and the carriage to improve the riding comfort. Due to aging, etc., the rubber film of this air spring is punctured (hereinafter simply referred to as “air spring is punctured”). Sometimes). At the time of puncture, since the air cushion is lost, the spring constant of the air spring itself increases. In such a puncture state, it is natural that the ride comfort of the vehicle deteriorates. However, as shown in FIG. 11, the problem is that the vehicle has a cant decreasing section of a curved track, that is, a section where the track is twisted. When traveling on a road, fluctuations in wheel load may increase due to punctures, making it difficult for the wheels to follow the torsion of the track. That is, the wheel load omission described above may occur at the wheels corresponding to the air springs 1b and 1c.

空気ばねがパンクしたような異常発生状態においても、引き続き車両を走行させなければならない場合もあり、走行安全性を確保する必要がある。   Even in an abnormal state where the air spring is punctured, it may be necessary to continue driving the vehicle, and it is necessary to ensure driving safety.

そこで、上述のような輪重抜けを抑制する技術として、例えば特許文献1及び特許文献2が提案されている。
特許文献1の技術では、空気ばねがパンクしたときであってもばね定数を柔らかく維持するため、空気ばね内に、空気ばねの上面板と当接しこれを支持するストッパ構造が開示されている。
また特許文献2は、空気ばねがパンクしたときに対応するために、車両の左右、及び中央部にそれぞれストッパを配置した構造を開示している。
Thus, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed as techniques for suppressing wheel load loss as described above.
In the technique of Patent Document 1, in order to keep the spring constant soft even when the air spring is punctured, a stopper structure that contacts and supports the upper surface plate of the air spring is disclosed in the air spring.
Further, Patent Document 2 discloses a structure in which stoppers are disposed on the left and right sides and the center of the vehicle in order to cope with the puncture of the air spring.

特開2002−206582号公報JP 2002-206582 A 特開2002−120722号公報JP 2002-120722 A

しかしながら、上述の特許文献1の従来技術では、輪重抜けを抑制するためには前記ストッパ構造は、かなり柔軟に作製する必要がある。その結果、パンク時における車両の上下方向の変位量が大きくなってしまい、車両床下機器と軌道とが接触する可能性がある。したがって結局のところ、前記ストッパ構造は十分な柔軟性を確保することができず、特許文献1の発明では、輪重抜けを十分に抑制することができない。   However, in the above-described prior art disclosed in Patent Document 1, the stopper structure needs to be manufactured considerably flexibly in order to suppress the wheel load loss. As a result, the amount of vertical displacement of the vehicle at the time of puncture increases, and the vehicle underfloor equipment and the track may come into contact with each other. Therefore, after all, the stopper structure cannot ensure sufficient flexibility, and the invention of Patent Document 1 cannot sufficiently suppress wheel load loss.

一方、上述の特許文献2の従来技術では、車両左右には剛性の低いストッパを設け、中央部には剛性の高いストッパを設けて、車両の下降は車両中央部に設けたストッパで防止し、空気ばねパンク時における輪重変動を抑制できるとしている。
しかしながら、特許文献2の技術においても、車両左右における空気ばね内に剛性の低いストッパを設けていることから、上下方向の変位量が大きくなるため、特許文献1と同じ問題が発生する。
On the other hand, in the above-described prior art of Patent Document 2, a low-rigidity stopper is provided on the left and right sides of the vehicle, a high-rigidity stopper is provided in the center portion, and the lowering of the vehicle is prevented by a stopper provided in the vehicle center portion, It is said that fluctuations in wheel load during air spring puncture can be suppressed.
However, the technique of Patent Document 2 also has the same problem as that of Patent Document 1 because the amount of displacement in the vertical direction is large because stoppers with low rigidity are provided in the air springs on the left and right of the vehicle.

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、かつ、空気ばねのパンク等の場合においても、輪重の変動を十分に抑制可能な輪重変動抑制装置、及びこの輪重変動抑制装置を備えた鉄道車両を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and in the case of air spring puncture or the like, the wheel load fluctuation suppressing device capable of sufficiently suppressing the wheel load fluctuation, and An object of the present invention is to provide a railway vehicle provided with this wheel load fluctuation suppressing device.

前記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第1態様における輪重変動抑制装置は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられ、前記鉄道車両の車輪に加わる荷重の変動を抑制する輪重変動抑制装置であって、前記台車の車両幅方向の両側に設けられる2つの空気ばねと、車両幅方向の略中央部に位置し、ローリング方向に揺動可能な状態で台車又は車体に支持される揺動部材と、車両上下方向において前記揺動部材と隙間を介して対向して配置され、前記空気ばねのうち少なくとも1つが規定高さ以下となったときに前記揺動部材に当接するストッパと、一端が前記揺動部材に支持され、他端が台車又は車体に支持され、前記空気ばねのうち少なくとも1つが規定高さ以下となったときに、前記台車と前記車体とのねじり剛性を低下させる揺動支持部材と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
In other words, the wheel load variation suppressing device according to the first aspect of the present invention is a wheel load variation suppressing device that is provided between a vehicle body and a bogie of a railway vehicle and suppresses a variation in load applied to the wheels of the railway vehicle. Two air springs provided on both sides of the carriage in the vehicle width direction, a swinging member that is positioned at a substantially central portion in the vehicle width direction and is supported by the carriage or the vehicle body in a state that can swing in the rolling direction; A stopper that is disposed to face the swinging member in the vertical direction of the vehicle via a gap and that abuts the swinging member when at least one of the air springs is below a specified height, and one end of the swinging member is the swinging member. A swing support member that is supported by a moving member, the other end is supported by a carriage or a vehicle body, and reduces torsional rigidity between the carriage and the vehicle body when at least one of the air springs is below a specified height. And having And features.

また、前記揺動部材は、車両幅方向に延在する梁部材と、この梁部材を貫通して梁部材をローリング方向に揺動可能な状態で台車又は車体に支持する回転軸とを有し、前記揺動支持部材は、前記揺動部材と前記台車又は前記車体との間に設置される弾性部材で構成してもよい。   The swing member includes a beam member extending in the vehicle width direction, and a rotating shaft that passes through the beam member and supports the beam member in a rolling direction in a state where the beam member can swing in the rolling direction. The swing support member may be formed of an elastic member installed between the swing member and the cart or the vehicle body.

本発明の第1態様における輪重変動抑制装置及び第2態様における鉄道車両によれば、揺動部材、揺動支持部材、及びストッパを備えたことで、揺動支持部材によって揺動部材の揺動の程度、つまり車体と台車との間のねじり剛性を決めることができる。よって、従来技術のように空気ばねに内蔵した空気ばねストッパ構造とは関係なく、車体と台車との間のねじり剛性を従来に比べて柔らかく、つまり低く設定できる。したがって、軌道のカント逓減区間での輪重変動を抑制することができる。   According to the wheel load fluctuation suppressing device in the first aspect of the present invention and the railway vehicle in the second aspect, the rocking member, the rocking support member, and the stopper are provided, so that the rocking member is rocked by the rocking support member. The degree of movement, that is, the torsional rigidity between the vehicle body and the carriage can be determined. Therefore, the torsional rigidity between the vehicle body and the carriage can be set to be softer, that is, lower than that of the prior art, regardless of the air spring stopper structure built into the air spring as in the prior art. Therefore, it is possible to suppress the wheel load fluctuation in the cant decreasing section of the track.

さらに、1車両に備わる少なくとも一つの空気ばねが規定高さ以下になり車体が下降したときには、ストッパと揺動部材とが当接することから、車体が規定値を超えて下降することは禁止される。よって、上述のように車体と台車との間のねじり剛性を低く設定した場合であっても、車体の下降により床下機器が軌道に干渉することがない。   In addition, when at least one air spring provided in one vehicle falls below a specified height and the vehicle body is lowered, the stopper and the swing member come into contact with each other, so that the vehicle body is prohibited from descending beyond the specified value. . Therefore, even if the torsional rigidity between the vehicle body and the carriage is set low as described above, the underfloor device does not interfere with the track due to the vehicle body descending.

また、前記揺動部材は、車両幅方向に延在する梁部材と、この梁部材をローリング方向に揺動可能な状態で台車又は車体に支持する台座部材とを有し、前記揺動支持部材は、前記揺動部材と前記台車又は前記車体との間に設置されるゴム材で構成してもよい。   The rocking member includes a beam member extending in the vehicle width direction, and a base member that supports the beam member on a carriage or a vehicle body in a state in which the beam member is rockable in the rolling direction. May be formed of a rubber material installed between the swing member and the cart or the vehicle body.

また、車両幅方向の両側に設けられ、ローリング方向における車体の規定値以上の変位にて前記空気ばねを支持する空気ばねストッパ構造をさらに備え、前記揺動支持部材は、前記規定値未満の変位では前記空気ばねストッパ構造が前記車体を支持しないように前記揺動部材を介して前記車体にローリング方向における反力を生じさせるように構成してもよい。   Further, the air spring stopper structure is provided on both sides in the vehicle width direction and supports the air spring with a displacement greater than a specified value of the vehicle body in the rolling direction, and the swing support member is displaced less than the specified value. Then, the air spring stopper structure may be configured to generate a reaction force in the rolling direction on the vehicle body via the swinging member so as not to support the vehicle body.

この構成により、例えば空気ばねがパンクすることで、車体に過大な左右力が作用して揺動部材に過大なローリング方向の力が発生した場合でも、空気ばねストッパ構造を設けておくことで、上述の揺動部材、揺動支持部材及びストッパの構成、並びに空気ばねストッパ構造が作用して、過大な車体のローリング変位を防止することができる。よって、軌道のカント逓減区間に対しては,揺動部材の柔らかいローリング支持剛性で輪重変動を抑制し、過大な左右力に対しては、さらに空気ばねストッパ構造で変位を防止できるという効果がある。   With this configuration, for example, when the air spring is punctured, even if excessive lateral force acts on the vehicle body and excessive force in the rolling direction is generated on the swing member, by providing an air spring stopper structure, The configuration of the swing member, the swing support member, and the stopper, and the air spring stopper structure described above can act to prevent excessive rolling displacement of the vehicle body. Therefore, for the cant diminishing section of the track, the fluctuation of the wheel load is suppressed by the soft rolling support rigidity of the swing member, and for the excessive left and right force, the displacement can be prevented by the air spring stopper structure. is there.

また、本発明の第2態様における鉄道車両は、上述の第1態様における輪重変動抑制装置を備えたことを特徴とする。   Moreover, the railway vehicle according to the second aspect of the present invention includes the wheel load fluctuation suppressing device according to the first aspect described above.

本発明により、輪重の変動を十分に抑制した装置およびそれを備えた鉄道車両を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a device that sufficiently suppresses fluctuations in wheel load and a railway vehicle equipped with the device.

本発明の実施形態1における輪重変動抑制装置を装着した台車周りの断面図である。It is sectional drawing around the trolley | bogie equipped with the wheel load fluctuation suppression apparatus in Embodiment 1 of this invention. 図1に示す輪重変動抑制装置の平面図である。It is a top view of the wheel load fluctuation suppression apparatus shown in FIG. 図1に示す輪重変動抑制装置の拡大図であり、図4のA−A部の断面図である。FIG. 5 is an enlarged view of the wheel load fluctuation suppressing device shown in FIG. 図1に示す輪重変動抑制装置を拡大した平面図である。It is the top view to which the wheel load fluctuation suppression apparatus shown in FIG. 1 was expanded. 本発明の実施形態2における輪重変動抑制装置を示す図である。It is a figure which shows the wheel load fluctuation suppression apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3における輪重変動抑制装置を装着した台車周りの断面図である。It is sectional drawing around the trolley | bogie equipped with the wheel load fluctuation suppression apparatus in Embodiment 3 of this invention. 図6に示す輪重変動抑制装置の平面図である。It is a top view of the wheel load fluctuation suppression apparatus shown in FIG. 本発明の実施形態4における輪重変動抑制装置を示す図である。It is a figure which shows the wheel load fluctuation suppression apparatus in Embodiment 4 of this invention. 図1に示す輪重変動抑制装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the wheel load fluctuation suppression apparatus shown in FIG. 鉄道車両に作用する各方向における力を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the force in each direction which acts on a railway vehicle. 鉄道車両における輪重変動を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the wheel load fluctuation | variation in a rail vehicle.

本発明の実施形態である輪重変動抑制装置、及びこの輪重変動抑制装置を備えた鉄道車両について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。   A wheel load variation suppressing device according to an embodiment of the present invention and a railway vehicle including the wheel load variation suppressing device will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.

実施形態1.
図1には、鉄道車両10に備わる、本実施形態1における輪重変動抑制装置101を示す。当該輪重変動抑制装置101は、当該車両10における図10に示すローリング11(ローリング方向11と記す場合もある)を抑制して輪重変動を抑制する装置である。また、図1は、車両10の台車20周りを断面にて図示しており、図2はその平面図である。ここで台車20は、ボルスタ付き台車である。また、車両幅方向81における左右両側にて台車20と車体30との間には、既存の空気ばね40が設けられている。また、「21」はボルスタを、「22」は台車枠を、「23」は車輪を、「24」は中心ピンを、それぞれ示している。
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 shows a wheel load fluctuation suppressing device 101 according to the first embodiment, which is provided in a railway vehicle 10. The wheel load fluctuation suppressing device 101 is a device that suppresses the wheel load fluctuation by suppressing the rolling 11 (also referred to as the rolling direction 11) shown in FIG. Further, FIG. 1 shows a section around the carriage 20 of the vehicle 10 in cross section, and FIG. 2 is a plan view thereof. Here, the cart 20 is a cart with a bolster. An existing air spring 40 is provided between the carriage 20 and the vehicle body 30 on both the left and right sides in the vehicle width direction 81. “21” indicates a bolster, “22” indicates a bogie frame, “23” indicates a wheel, and “24” indicates a center pin.

上述の輪重変動抑制装置101は、基本的構成部分として、空気ばね40と、イコライザ梁110と、支持ばね120と、ストッパ130とを備える。ここで、イコライザ梁110は、揺動部材の一例に相当し、支持ばね120は、揺動支持部材の一例に相当する。
本実施形態では、イコライザ梁110は、車両幅方向81における台車20の略中央部に配置され、本例ではボルスタ21に設置される。このようなイコライザ梁110は、図3及び図4に拡大して図示するように、車両幅方向81に延在する、例えば金属製の梁部材111と、梁部材111の中央部を貫通し台車20の前後方向82に延在する回転軸112とを有する。尚、一実施例として、梁部材111は、車両幅方向81において500mm程度、前後方向82において100mm程度の大きさを有する。
The wheel load fluctuation suppression device 101 described above includes an air spring 40, an equalizer beam 110, a support spring 120, and a stopper 130 as basic components. Here, the equalizer beam 110 corresponds to an example of a swing member, and the support spring 120 corresponds to an example of a swing support member.
In the present embodiment, the equalizer beam 110 is disposed at a substantially central portion of the carriage 20 in the vehicle width direction 81 and is installed on the bolster 21 in this example. Such an equalizer beam 110 is, for example, a metal beam member 111 extending in the vehicle width direction 81 and passing through the central portion of the beam member 111, as shown in an enlarged view in FIGS. 20 and a rotating shaft 112 extending in the front-rear direction 82. As an example, the beam member 111 has a size of about 500 mm in the vehicle width direction 81 and a size of about 100 mm in the front-rear direction 82.

回転軸112は、図4に示すように、その両端部が軸受113を介して台車20に、本例ではボルスタ21に支持される。よって、梁部材111は、回転軸112を中心としてローリング方向11に揺動可能な状態でボルスタ21に支持される。つまりイコライザ梁110は、回転軸112を中心にしてローリング方向11への揺動が可能である。   As shown in FIG. 4, both ends of the rotating shaft 112 are supported by the carriage 20 via a bearing 113, in this example, by the bolster 21. Therefore, the beam member 111 is supported by the bolster 21 in a state in which the beam member 111 can swing in the rolling direction 11 around the rotation shaft 112. That is, the equalizer beam 110 can swing in the rolling direction 11 about the rotation shaft 112.

また、本実施形態において梁部材111は、その断面が大略T字形であり、車両幅方向81に延在する腕部111aと、腕部111aから回転軸112の下側へ突出し、支持ばね120が取り付けられる部分に相当する取付部111bとが一体的に構成されている。   Further, in the present embodiment, the beam member 111 has a substantially T-shaped cross section, an arm portion 111a extending in the vehicle width direction 81, and projects downward from the arm portion 111a to the rotating shaft 112, and a support spring 120 is provided. A mounting portion 111b corresponding to the portion to be mounted is integrally formed.

支持ばね120は、その一端がイコライザ梁110の梁部材111に支持され、他端が本実施形態では台車20のボルスタ21に支持される。支持ばね120は、イコライザ梁110におけるローリング方向11の揺動を抑える。本実施形態では、支持ばね120は、図示するようにコイルばね121で構成され、イコライザ梁110における取付部111bを、車両幅方向81における両側から付勢する。この構成によって、イコライザ梁110は、定常状態を維持しようとし、イコライザ梁110におけるローリング方向11の揺動が抑えられる。尚、前記定常状態とは、車両幅方向81におけるボルスタ21の傾きと同じ傾きを有するイコライザ梁110の状態を言い、例えば、ボルスタ21が水平に位置するとき、イコライザ梁110も水平に位置する状態が定常状態である。   One end of the support spring 120 is supported by the beam member 111 of the equalizer beam 110, and the other end is supported by the bolster 21 of the carriage 20 in this embodiment. The support spring 120 suppresses the swing of the equalizer beam 110 in the rolling direction 11. In the present embodiment, the support spring 120 is constituted by a coil spring 121 as shown in the figure, and urges the attachment portion 111 b of the equalizer beam 110 from both sides in the vehicle width direction 81. With this configuration, the equalizer beam 110 tries to maintain a steady state, and the swinging of the equalizer beam 110 in the rolling direction 11 is suppressed. The steady state refers to a state of the equalizer beam 110 having the same inclination as the inclination of the bolster 21 in the vehicle width direction 81. For example, when the bolster 21 is positioned horizontally, the equalizer beam 110 is also positioned horizontally. Is the steady state.

左右両側のコイルばね121は、同一のばね定数を有する。また、このばね定数に応じて、イコライザ梁110におけるローリング方向11の揺動力をコントロールすることができる。換言すると、軌道状態の内、最も厳しいカント逓減区間における輪重抜けが抑制可能となるように、支持ばね120の選定を行えばよい。さらにまた、イコライザ梁110の前記揺動力のコントロールは、取付部111bの長さ、つまり上下方向83における回転軸112と支持ばね120の支持箇所との距離によっても行うことができる。   The left and right coil springs 121 have the same spring constant. Further, the swinging force in the rolling direction 11 of the equalizer beam 110 can be controlled according to the spring constant. In other words, it is only necessary to select the support spring 120 so that the wheel load omission in the most severe cant gradually decreasing section in the track state can be suppressed. Furthermore, the swinging force of the equalizer beam 110 can be controlled by the length of the mounting portion 111 b, that is, the distance between the rotating shaft 112 and the support location of the support spring 120 in the vertical direction 83.

尚、支持ばね120は、上述のコイルばね121に限定するものではなく、弾性部材、例えば伸縮可能なゴム材等を用いることもできる。   The support spring 120 is not limited to the coil spring 121 described above, and an elastic member such as a stretchable rubber material can also be used.

ストッパ130は、車両10の上下方向83においてイコライザ梁110と、隙間131(図3)を介して対向してかつ当接可能に配置される部材である。本実施形態では、イコライザ梁110が台車20に設置されていることから、ストッパ130は、車体30に固定され、また、イコライザ梁110の車両幅方向81における両端部に対応して2箇所に設けられている。このようなストッパ130は、一車両10に備わる4つの空気ばね40の内、少なくとも一つが、上下方向83において規定高さ以下になったときに、イコライザ梁110に当接する部材であり、以下で説明するように、車体30の荷重をほとんど変形することなく支持する必要から、例えば硬質ゴム材等で作製される。また、隙間131は、上述のように少なくとも一つの空気ばね40が前記規定高さ以下になったことで車体30が下降したときにストッパ130がイコライザ梁110に接触するような距離である。本実施形態では、隙間131の上下方向83における大きさは、空気ばね40における正常高さと前記規定高さとの間の距離に等しく設定しているが、これに限定するものではない。   The stopper 130 is a member that is disposed so as to face the equalizer beam 110 in the vertical direction 83 of the vehicle 10 via the gap 131 (FIG. 3) and be able to come into contact therewith. In the present embodiment, since the equalizer beam 110 is installed on the carriage 20, the stopper 130 is fixed to the vehicle body 30, and is provided at two locations corresponding to both ends of the equalizer beam 110 in the vehicle width direction 81. It has been. Such a stopper 130 is a member that comes into contact with the equalizer beam 110 when at least one of the four air springs 40 provided in one vehicle 10 becomes a specified height or less in the vertical direction 83. As will be described, since it is necessary to support the load of the vehicle body 30 with almost no deformation, it is made of, for example, a hard rubber material. Further, the gap 131 is a distance such that the stopper 130 comes into contact with the equalizer beam 110 when the vehicle body 30 is lowered when the at least one air spring 40 becomes equal to or less than the specified height as described above. In the present embodiment, the size of the gap 131 in the vertical direction 83 is set equal to the distance between the normal height of the air spring 40 and the specified height, but the present invention is not limited to this.

尚、図2及び図4では、ストッパ130は、その平面形状が円形の例を図示しているが、その形状は問わない。また、イコライザ梁110の両端部に対応して2つ設ける必要はなく、図9に示すように一つでもよい。
また、上述のような構成を有する輪重変動抑制装置101は、1台車あたり一つ設けられれば良い。
2 and 4, the stopper 130 has a circular planar shape, but the shape is not limited. Moreover, it is not necessary to provide two corresponding to both ends of the equalizer beam 110, and one may be provided as shown in FIG.
Moreover, what is necessary is just to provide the wheel load fluctuation suppression apparatus 101 which has the above structures per vehicle.

以上のように構成される輪重変動抑制装置101における動作について説明する。
空気ばね40がパンクしていない正常状態では、ローリング方向11を含めて各方向への車体30の揺れは、空気ばね40によってクッション性が確保され、輪重抜けは防止される。
The operation of the wheel load fluctuation suppression device 101 configured as described above will be described.
In a normal state in which the air spring 40 is not punctured, the air spring 40 ensures cushioning and prevents wheel weight loss from shaking of the vehicle body 30 in each direction including the rolling direction 11.

一方、一車両10に備わる4つの空気ばね40の内、少なくとも一つがパンク等して上下方向83において規定高さ以下になったときには、車体30が下降するに伴いストッパ130がイコライザ梁110に接触する。よって、台車20と車体30とはイコライザ梁110とストッパ130とを介して連結された状態になる。したがって、軌道状態に対応した、台車20と車体30との間のローリング方向11における捻り剛性は、輪重変動抑制装置101におけるイコライザ梁110が上述の定常状態を維持しようとする力、つまり、イコライザ梁110との間に設けられた支持ばね120つまりコイルばね121の付勢力によって決定される。   On the other hand, when at least one of the four air springs 40 provided in one vehicle 10 is punctured and falls below a specified height in the vertical direction 83, the stopper 130 contacts the equalizer beam 110 as the vehicle body 30 descends. To do. Therefore, the cart 20 and the vehicle body 30 are connected via the equalizer beam 110 and the stopper 130. Therefore, the torsional rigidity in the rolling direction 11 between the carriage 20 and the vehicle body 30 corresponding to the track state is the force with which the equalizer beam 110 in the wheel load fluctuation suppression device 101 tries to maintain the above-described steady state, that is, the equalizer. This is determined by the biasing force of the support spring 120 provided between the beam 110 and the coil spring 121.

尚、実際には、車両幅方向81に位置する2つの空気ばね40同士は連通し、その間には差圧弁が設けられていることから、一方の空気ばね40がパンクすると他方の空気ばね40の内圧も低下し、車両積載状態では、結果的に両側の空気ばね40は共にパンク状態になる。   Actually, the two air springs 40 positioned in the vehicle width direction 81 communicate with each other, and a differential pressure valve is provided between them. Therefore, when one air spring 40 is punctured, the other air spring 40 The internal pressure is also reduced, and as a result, the air springs 40 on both sides are punctured when the vehicle is loaded.

このようにして、空気ばね40がパンクしたときには、軌道状態に追従しようとする台車20の動きに対して輪重変動抑制装置101が作動し、コイルばね121の伸縮によって、車体30に反力が発生しローリング方向11への車体30の揺れは抑制され、車輪23の輪重抜けが抑制される。それによって、車両10がたとえ曲線軌道のカント逓減区間を走行したときでも、輪重変動を抑制でき、輪重抜けを防止又は抑制することが可能となる。   In this way, when the air spring 40 is punctured, the wheel load fluctuation suppression device 101 is activated with respect to the movement of the carriage 20 trying to follow the track state, and the reaction force is applied to the vehicle body 30 by the expansion and contraction of the coil spring 121. Occurring and shaking of the vehicle body 30 in the rolling direction 11 are suppressed, and wheel weight loss of the wheels 23 is suppressed. As a result, even when the vehicle 10 travels in a cant gradually decreasing section of a curved track, wheel load fluctuation can be suppressed, and wheel load loss can be prevented or suppressed.

また、少なくとも一つの空気ばね40が、例えばパンクして、上下方向83において規定高さ以下になり、車体30が下降したときには、上述のようにストッパ130とイコライザ梁110とが当接し、また、ストッパ130が変形量の少ない材料で作製されることから、車体30が規定値を超えて下降することは禁止される。よって、上述のように車体30と台車20との間のねじり剛性を、輪重変動抑制装置101によって柔らかく設定した場合であっても、車体30の下降により床下機器が車両限界を超えて軌道に干渉することを防止することができる。   In addition, when the at least one air spring 40 is punctured, for example, becomes below the specified height in the vertical direction 83 and the vehicle body 30 is lowered, the stopper 130 and the equalizer beam 110 are in contact with each other as described above. Since the stopper 130 is made of a material with a small amount of deformation, the vehicle body 30 is prohibited from descending beyond a specified value. Therefore, even if the torsional rigidity between the vehicle body 30 and the carriage 20 is set soft by the wheel load fluctuation suppressing device 101 as described above, the underfloor equipment exceeds the vehicle limit and goes into the track due to the lowering of the vehicle body 30. Interference can be prevented.

また、既存の従来の空気ばね40には、通常、パンク時等における、ローリング方向11における車体30の規定値以上の変位を抑制可能なように、ストッパ構造(以下、「空気ばねストッパ構造」と記す)が設けられており、この空気ばねストッパ構造41(図1)も輪重抜け抑制に寄与する。ここで、空気ばねストッパ構造41は、空気ばね40に内蔵されている構成、及び、空気ばね40とは別設されている構成の両方を含む。
しかしながら、たとえ空気ばねストッパ構造41が備わっていない構成であっても、本実施形態の輪重変動抑制装置101を設けることで、上述のように輪重抜けを抑制することが可能となる。
一方、本実施形態の輪重変動抑制装置101を設置した鉄道車両10では、イコライザ梁110とストッパ130とが当接した後、さらに、輪重変動抑制装置101における負担荷重を超える、ローリング方向11の力が車体30に作用したとき、空気ばねストッパ構造41が設けられている場合には、空気ばねストッパ構造41が作用を開始することができ、車体30のローリングが抑えられる。
In addition, the existing conventional air spring 40 is usually provided with a stopper structure (hereinafter referred to as “air spring stopper structure”) so as to be able to suppress a displacement of the vehicle body 30 or more in the rolling direction 11 in a rolling direction 11 or more. The air spring stopper structure 41 (FIG. 1) also contributes to suppression of wheel load loss. Here, the air spring stopper structure 41 includes both a configuration built in the air spring 40 and a configuration provided separately from the air spring 40.
However, even if the air spring stopper structure 41 is not provided, providing the wheel load fluctuation suppressing device 101 of the present embodiment makes it possible to suppress wheel load loss as described above.
On the other hand, in the railway vehicle 10 in which the wheel load fluctuation suppressing device 101 of the present embodiment is installed, after the equalizer beam 110 and the stopper 130 come into contact with each other, the rolling load 11 that exceeds the burden load on the wheel load fluctuation suppressing device 101 is further increased. When the air spring stopper structure 41 is provided when the force acts on the vehicle body 30, the air spring stopper structure 41 can start to act, and rolling of the vehicle body 30 is suppressed.

ここで、空気ばねストッパ構造41のばね定数は、支持ばね120のばね定数よりも大きい。
具体的には、空気ばねストッパ構造41の上下ばね定数をK2とし、車両幅方向81の両側に配置された空気ばね40間の距離の半分をb2としたとき、空気ばねストッパ構造41のローリングに対するばね定数は、2×K2×b2となる。
一方、支持ばね120の水平方向に対する変位に対するばね定数をK3とし、イコライザ梁110の回転軸112の中心から支持ばね120の中心までの距離をb3としたとき、支持ばね120のローリングに対するばね定数は、K3×b3となる。各ばね定数K2、K3は、2×K2×b2>K3×b3の関係となるように設定される。
この構成、及び空気ばねストッパ構造41が作用する前に、まず輪重変動抑制装置101が作用する構成を採ることにより、空気ばね40がパンクした際、イコライザ梁110は、空気ばねストッパ構造41に接触しない状態で、車体30からの荷重を台車20に伝達することができるので、車体30と台車20とのねじり剛性を低下させ、輪重抜けを抑制することができる。
Here, the spring constant of the air spring stopper structure 41 is larger than the spring constant of the support spring 120.
Specifically, when the upper and lower spring constants of the air spring stopper structure 41 are K2, and half of the distance between the air springs 40 arranged on both sides in the vehicle width direction 81 is b2, the air spring stopper structure 41 with respect to rolling. spring constant becomes 2 × K2 × b2 2.
On the other hand, when the spring constant for the displacement of the support spring 120 in the horizontal direction is K3 and the distance from the center of the rotating shaft 112 of the equalizer beam 110 to the center of the support spring 120 is b3, the spring constant for the rolling of the support spring 120 is , K3 × b3 2 . The spring constants K2 and K3 are set so as to satisfy the relationship of 2 × K2 × b2 2 > K3 × b3 2 .
By adopting this configuration and the configuration in which the wheel load fluctuation suppressing device 101 first operates before the air spring stopper structure 41 operates, when the air spring 40 is punctured, the equalizer beam 110 is moved to the air spring stopper structure 41. Since the load from the vehicle body 30 can be transmitted to the carriage 20 in a non-contact state, the torsional rigidity between the vehicle body 30 and the carriage 20 can be reduced, and wheel load loss can be suppressed.

図3に示すように、輪重変動抑制装置101では、台車20にイコライザ梁110及び支持ばね120を設置し、ストッパ130を車体30に設けた構成であるが、この逆、つまり車体30にイコライザ梁110及び支持ばね120を設置し、ストッパ130を台車20に設ける構成を採っても良い。   As shown in FIG. 3, in the wheel load fluctuation suppressing device 101, the equalizer beam 110 and the support spring 120 are installed on the carriage 20, and the stopper 130 is provided on the vehicle body 30. The beam 110 and the support spring 120 may be installed, and the stopper 130 may be provided on the carriage 20.

以下では、上述した輪重変動抑制装置101の変形例について説明を行う。
実施形態2.
図5には、変形例として実施形態2の輪重変動抑制装置102が示されており、この輪重変動抑制装置102も、輪重変動抑制装置101と同様に、空気ばね40、イコライザ梁110、支持ばね120、及びストッパ130を備える。
輪重変動抑制装置101では、イコライザ梁110は、回転軸112にて台車20に揺動可能に支持される構成を採るが、本実施形態2の輪重変動抑制装置102では、イコライザ梁110は、台車20ここではボルスタ21に固定された台座部材114に、ローリング方向11に揺動可能に支持される。台座部材114に対してイコライザ梁110を揺動可能に支持するための具体的な構成例として、台座部材114の頂上面を凹面状の半円形状とし、イコライザ梁110の下面中央を凸状の半円形状とし、それぞれの円状面間で摺動可能とする構成がある。ここで、台座部材114の頂上面に回転方向に弾性変形可能なゴム部材を装備し、イコライザ梁110の下面中央と、例えばボルト結合すると、上下、左右には殆ど変形しないが、回転方向には比較的容易に変位可能な構成となる。
Below, the modification of the wheel load fluctuation suppression apparatus 101 mentioned above is demonstrated.
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 shows a wheel load fluctuation suppressing device 102 according to the second embodiment as a modified example. The wheel load fluctuation suppressing device 102 is also similar to the wheel load fluctuation suppressing device 101, and includes the air spring 40 and the equalizer beam 110. , A support spring 120 and a stopper 130.
In the wheel load fluctuation suppression device 101, the equalizer beam 110 is configured to be swingably supported by the carriage 20 on the rotating shaft 112. However, in the wheel load fluctuation suppression device 102 of the second embodiment, the equalizer beam 110 is In this embodiment, the carriage 20 is supported by a pedestal member 114 fixed to the bolster 21 so as to be swingable in the rolling direction 11. As a specific configuration example for swingably supporting the equalizer beam 110 with respect to the pedestal member 114, the top surface of the pedestal member 114 is a concave semicircular shape, and the center of the lower surface of the equalizer beam 110 is convex. There is a configuration that is semicircular and slidable between the respective circular surfaces. Here, a rubber member that is elastically deformable in the rotational direction is provided on the top surface of the pedestal member 114, and when it is coupled to the center of the bottom surface of the equalizer beam 110, for example, by bolts, it is hardly deformed vertically and horizontally, The structure can be displaced relatively easily.

さらにまた、輪重変動抑制装置101では、支持ばね120は、弾性部材の一例としてコイルばね121を例に採った構成を採るが、輪重変動抑制装置102では、支持ばね120は、弾性部材の他の例として防振ゴム122を用いた構成を採る。ここで防振ゴム122は、複数のゴム材を積層して形成される。   Furthermore, in the wheel load fluctuation suppressing device 101, the support spring 120 takes a configuration in which the coil spring 121 is taken as an example of an elastic member. In the wheel load fluctuation suppressing device 102, the support spring 120 is made of an elastic member. As another example, a configuration using a vibration-proof rubber 122 is adopted. Here, the anti-vibration rubber 122 is formed by laminating a plurality of rubber materials.

ここで防振ゴム122は、ボルスタ21と、イコライザ梁110においてボルスタ21に対向する対向面110aとの間に設置される。また防振ゴム122は、車両幅方向81において台座部材114の両側の2箇所に設けられる。尚、イコライザ梁110は、本実施形態では船底形の断面を有するが、これに限定するものではなく、既に説明したイコライザ梁110の作用を行うものであれば、その形状は問わない。
尚、輪重変動抑制装置102におけるその他の構成及び作用は、輪重変動抑制装置101における構成及び作用に同じである。
Here, the anti-vibration rubber 122 is installed between the bolster 21 and the opposing surface 110 a facing the bolster 21 in the equalizer beam 110. The anti-vibration rubber 122 is provided at two locations on both sides of the base member 114 in the vehicle width direction 81. In addition, although the equalizer beam 110 has a ship-bottom-shaped cross section in this embodiment, it is not limited to this, The shape will not be ask | required if the effect | action of the equalizer beam 110 already demonstrated is performed.
The other configurations and operations of the wheel load variation suppressing device 102 are the same as the configurations and operations of the wheel load variation suppressing device 101.

このように構成した輪重変動抑制装置102においても、上述した輪重変動抑制装置101と同様の作用を行うことができる。
簡単に説明すると、空気ばね40が例えばパンクしたときには、ストッパ130がイコライザ梁110に接触し、軌道状態に対応した台車20と車体30との間のローリング方向11における捻り剛性は、支持ばね120つまり防振ゴム122の弾性力によって決定される。
The wheel load fluctuation suppressing device 102 configured as described above can perform the same operation as the wheel load fluctuation suppressing device 101 described above.
Briefly, when the air spring 40 is punctured, for example, the stopper 130 comes into contact with the equalizer beam 110, and the torsional rigidity in the rolling direction 11 between the carriage 20 and the vehicle body 30 corresponding to the track state is the support spring 120, that is, It is determined by the elastic force of the vibration proof rubber 122.

このようにして、軌道状態に追従しようとする台車20の動きに対して輪重変動抑制装置102が作動し、防振ゴム122の弾性力によって、ローリング方向11への車体30の揺れは抑制され、車輪23の輪重抜けが抑制される。それによって、車両10がたとえ曲線軌道のカント逓減区間を走行したときでも、輪重変動が抑制され、輪重抜けを防止又は抑制することが可能となる。   In this way, the wheel load fluctuation suppressing device 102 is operated with respect to the movement of the carriage 20 that tries to follow the track state, and the elastic force of the vibration isolating rubber 122 suppresses the shaking of the vehicle body 30 in the rolling direction 11. The wheel weight loss of the wheel 23 is suppressed. As a result, even when the vehicle 10 travels in the cant gradually decreasing section of the curved track, the wheel load fluctuation is suppressed and it becomes possible to prevent or suppress the wheel load slippage.

尚、台車20と車体30との間のローリング方向11における捻り剛性は、防振ゴム122の弾性力を選定することで変更できることは言うまでもない。
また、輪重変動抑制装置102における支持ばね120として、防振ゴム122に代えてコイルばねを用いることもできる。
Needless to say, the torsional rigidity in the rolling direction 11 between the carriage 20 and the vehicle body 30 can be changed by selecting the elastic force of the anti-vibration rubber 122.
Further, as the support spring 120 in the wheel load fluctuation suppressing device 102, a coil spring can be used in place of the vibration isolating rubber 122.

また、輪重変動抑制装置102においても、図5に示すように、イコライザ梁110及び支持ばね120を台車20に、ストッパ130を車体30に、それぞれ設置した構成を例示するが、この逆の構成、つまり車体30にイコライザ梁110及び支持ばね120を設置し、ストッパ130を台車20に設ける構成を採っても良い。   In the wheel load fluctuation suppressing device 102, as shown in FIG. 5, a configuration in which the equalizer beam 110 and the support spring 120 are installed on the carriage 20 and the stopper 130 is installed on the vehicle body 30 is illustrated. That is, a configuration in which the equalizer beam 110 and the support spring 120 are installed on the vehicle body 30 and the stopper 130 is provided on the carriage 20 may be adopted.

実施形態3.
次の変形例について説明する。
図1から図5では、台車20としてボルスタ付き台車を例に採っているが、上述した輪重変動抑制装置101、102は、ボルスタレス台車の車両10に適用することも勿論可能である。図6及び図7には、本実施形態3の輪重変動抑制装置103が示され、この輪重変動抑制装置103は、上述した輪重変動抑制装置101をボルスタレス台車26の車両10に適用した構成の一例に相当する。
Embodiment 3. FIG.
The following modification will be described.
In FIGS. 1 to 5, a cart with a bolster is taken as an example of the cart 20, but the wheel load fluctuation suppression devices 101 and 102 described above can of course be applied to the vehicle 10 of a bolsterless cart. 6 and 7 show a wheel load fluctuation suppressing device 103 according to the third embodiment. This wheel load fluctuation suppressing device 103 is obtained by applying the wheel load fluctuation suppressing device 101 described above to the vehicle 10 of the bolsterless bogie 26. This corresponds to an example of the configuration.

図6に示すように、輪重変動抑制装置103は、車体30側にイコライザ梁110及び支持ばね120を設置し、台車26にストッパ130を設けている。尚、車体30側にイコライザ梁110及び支持ばね120を設置するために、車体30の台枠下面31には、回転軸112、及び支持ばね120としてのコイルばね121を支持するための、設置用台座140が取り付けられている。設置用台座140には、台車26の前後方向82に延在する回転軸112の両端部を軸受を介して回転可能に支持する2つの回転軸用支持脚141が突設され、また、車両幅方向81における2箇所には、コイルばね121の他端を支持するばね用支持脚142が突設されている。イコライザ梁110は、2つの回転軸用支持脚141の間に配置される。
また、ストッパ130は、イコライザ梁110に対向した位置で、ボルスタレス台車26における台車枠22を構成する横梁に固定される。
As shown in FIG. 6, the wheel load fluctuation suppressing device 103 includes an equalizer beam 110 and a support spring 120 on the vehicle body 30 side, and a stopper 130 on the carriage 26. In order to install the equalizer beam 110 and the support spring 120 on the vehicle body 30 side, an installation for supporting the rotary shaft 112 and the coil spring 121 as the support spring 120 on the underframe 31 of the vehicle body 30 is provided. A pedestal 140 is attached. The mounting base 140 is provided with two rotating shaft support legs 141 projectingly supported at both ends of the rotating shaft 112 extending in the front-rear direction 82 of the carriage 26 via bearings. At two locations in the direction 81, spring support legs 142 that support the other end of the coil spring 121 protrude. The equalizer beam 110 is disposed between the two rotation shaft support legs 141.
Further, the stopper 130 is fixed to the lateral beam constituting the carriage frame 22 in the bolsterless carriage 26 at a position facing the equalizer beam 110.

このようにボルスタレス台車26を備えた車両10に輪重変動抑制装置103を設けた場合においても、輪重変動抑制装置101と同様の作用及び効果を得ることができることは、既に述べた説明から明らかである。   As described above, it is apparent from the above description that even when the vehicle 10 including the bolsterless carriage 26 is provided with the wheel load variation suppressing device 103, the same operation and effect as those of the wheel load variation suppressing device 101 can be obtained. It is.

実施形態4.
次に、図8には、同じくボルスタレス台車26の車両10に対して、車体30側にイコライザ梁110及び支持ばね120を設け、台車26にストッパ130を設置した輪重変動抑制装置104が図示されている。
輪重変動抑制装置104においても、空気ばね40、イコライザ梁110、支持ばね120、及びストッパ130を備える。尚、本例では、支持ばね120としてコイルばね121が用いられるが、例えば防振ゴム122のような弾性部材を用いることもできる。
Embodiment 4 FIG.
Next, FIG. 8 illustrates a wheel load fluctuation suppressing device 104 in which an equalizer beam 110 and a support spring 120 are provided on the vehicle body 30 side and a stopper 130 is provided on the carriage 26 for the vehicle 10 of the bolsterless carriage 26. ing.
The wheel load fluctuation suppressing device 104 also includes an air spring 40, an equalizer beam 110, a support spring 120, and a stopper 130. In this example, a coil spring 121 is used as the support spring 120, but an elastic member such as a vibration-proof rubber 122 can also be used.

輪重変動抑制装置104では、車体30側にイコライザ梁110及び支持ばね120を設けために、車体30の台枠下面31には、台車26の前後方向82に延在する回転軸112の両端部を軸受を介して回転可能に支持する2つの回転軸用支持脚141が上下方向83に台枠下面31から突設されている。また、コイルばね121は、台枠下面31と、イコライザ梁110において台枠下面31に対向する対向面110aとの間に設置される。またコイルばね121は、車両幅方向81において回転軸112の両側の2箇所に設けられる。尚、イコライザ梁110は、本実施形態では船底形の断面を有するが、これに限定するものではなく、既に説明したイコライザ梁110の作用を行うものであれば、その形状は問わない。
ストッパ130は、イコライザ梁110に対向した位置で、ボルスタレス台車26における台車枠22を構成する横梁に固定されている。
In the wheel load fluctuation suppressing device 104, the equalizer beam 110 and the support spring 120 are provided on the vehicle body 30 side, so that both end portions of the rotating shaft 112 extending in the front-rear direction 82 of the carriage 26 are provided on the underframe 31 of the vehicle body 30. Two rotating shaft support legs 141 are rotatably provided from the underframe 31 in the vertical direction 83. Moreover, the coil spring 121 is installed between the underframe lower surface 31 and the opposing surface 110 a that faces the underframe 31 of the equalizer beam 110. The coil springs 121 are provided at two locations on both sides of the rotating shaft 112 in the vehicle width direction 81. In addition, although the equalizer beam 110 has a ship-bottom-shaped cross section in this embodiment, it is not limited to this, The shape will not be ask | required if the effect | action of the equalizer beam 110 already demonstrated is performed.
The stopper 130 is fixed to a lateral beam constituting the carriage frame 22 in the bolsterless carriage 26 at a position facing the equalizer beam 110.

以上のように構成したことで、イコライザ梁110は、コイルばね121にて回動が抑制されながら、回転軸112を中心としてローリング方向11に揺動可能である。
尚、コイルばね121の設置場所は、上述の場所に限定されるものではなく、イコライザ梁110と支持ばね120とによって既に説明したローリング抑制作用が可能となる形態に応じた場所を選定することができる。例えば図6に示す輪重変動抑制装置103における構成等を採ることができる。
With the configuration described above, the equalizer beam 110 can swing in the rolling direction 11 about the rotation shaft 112 while being prevented from rotating by the coil spring 121.
In addition, the installation place of the coil spring 121 is not limited to the above-mentioned place, and it is possible to select a place according to the form in which the rolling suppression action already described by the equalizer beam 110 and the support spring 120 is possible. it can. For example, a configuration or the like in the wheel load fluctuation suppressing device 103 shown in FIG. 6 can be adopted.

このように構成した輪重変動抑制装置104も、上述した輪重変動抑制装置101と同様の作用を行う。
簡単に説明すると、少なくとも一つの空気ばね40が、例えばパンクして、上下方向83において規定高さ以下になり、車体30が下降したときには、ストッパ130がイコライザ梁110に接触する。よって、軌道状態に対応した、ボルスタレス台車26と車体30との間のローリング方向11における捻り剛性は、支持ばね120の弾性力つまりばね定数によって決定される。
このようにして、軌道状態に追従しようとする台車26の動きに対して輪重変動抑制装置104が作動し、コイルばね121のばね定数によって、ローリング方向11への車体30の揺れは抑制され、車輪23の輪重抜けが抑制される。それによって、車両10がたとえ曲線軌道のカント逓減区間を走行したときでも、輪重変動が抑制され、輪重抜けを防止又は抑制することが可能となる。
The wheel load fluctuation suppressing device 104 configured as described above also performs the same operation as the wheel load fluctuation suppressing device 101 described above.
Briefly, the stopper 130 contacts the equalizer beam 110 when the at least one air spring 40 punctures, for example, drops below a specified height in the vertical direction 83 and the vehicle body 30 is lowered. Therefore, the torsional rigidity in the rolling direction 11 between the bolsterless carriage 26 and the vehicle body 30 corresponding to the track state is determined by the elastic force of the support spring 120, that is, the spring constant.
In this way, the wheel load fluctuation suppressing device 104 is activated with respect to the movement of the carriage 26 trying to follow the track state, and the swing of the vehicle body 30 in the rolling direction 11 is suppressed by the spring constant of the coil spring 121, Wheel weight loss of the wheel 23 is suppressed. As a result, even when the vehicle 10 travels in the cant gradually decreasing section of the curved track, the wheel load fluctuation is suppressed and it becomes possible to prevent or suppress the wheel load slippage.

以上説明した各実施形態1〜4では、イコライザ梁110が設けられた台車20,26又は車体30側と同じ構成側に支持ばね120も配置する構成を示しているが、支持ばね120は、イコライザ梁110の設置側とは異なる構成側に支持されてもよい。例えば、イコライザ梁110を台車20側に設置し、支持ばね120の一端をイコライザ梁110に支持させ、他端は、台車20側ではなく車体30側に支持させる構成、又は、逆に、車体30側に設置されたイコライザ梁110に対して、支持ばね120の他端は、台車20側に支持させる構成を採ってもよい。   In each of the first to fourth embodiments described above, a configuration in which the support spring 120 is also arranged on the same configuration side as the carts 20 and 26 or the vehicle body 30 provided with the equalizer beam 110 is shown. The beam 110 may be supported on a configuration side different from the installation side. For example, the equalizer beam 110 is installed on the cart 20 side, one end of the support spring 120 is supported on the equalizer beam 110, and the other end is supported not on the cart 20 side but on the vehicle body 30 side. With respect to the equalizer beam 110 installed on the side, the other end of the support spring 120 may be supported on the cart 20 side.

また、上述した各実施形態1〜4では、空気ばね40を備えた構成を示したが、空気ばね40に代えて、流体ばね、あるいは磁気浮上ばねを用いてもよい。   Further, in each of the first to fourth embodiments described above, the configuration including the air spring 40 is shown, but a fluid spring or a magnetic levitation spring may be used instead of the air spring 40.

以下には、空気ばね40、イコライザ梁110、支持ばね120、ストッパ130に関する一実施例について説明する。尚、以下の各値は、軌間が1067mm、最大カントが105mm、最大カント逓減率1/400、及び台車間距離13.8mの条件下で、輪重減少率の目安値が60%未満とした場合の値である。   Below, one Example regarding the air spring 40, the equalizer beam 110, the support spring 120, and the stopper 130 is described. In addition, the following values are set such that the standard value of the wheel load reduction rate is less than 60% under the conditions of a gauge distance of 1067 mm, a maximum cant of 105 mm, a maximum cant reduction rate of 1/400, and a distance between carriages of 13.8 m. Is the case value.

空気ばね40の上下方向83における最大変位量は、41mmに設定している。また、空気ばねストッパ構造41は、上下方向83において空気ばね40が41mmを超えて下降したときに空気ばね40の上面板と当接し作用を開始する。また、イコライザ梁110とストッパ130との間の隙間131は、上下方向83において25mmである。
よって、上下方向83において空気ばね40が25mm下降した後、前記41mmまでの間で、本実施形態における輪重変動抑制装置が作用し、さらに過大なローリング力が働いて空気ばね40が41mmを超えて下降すれば、空気ばねストッパ構造41が作用して過大な車体30のロール変位を防止することができる。
The maximum amount of displacement in the vertical direction 83 of the air spring 40 is set to 41 mm. Further, the air spring stopper structure 41 comes into contact with the upper surface plate of the air spring 40 when the air spring 40 descends over 41 mm in the vertical direction 83 and starts its action. Further, the gap 131 between the equalizer beam 110 and the stopper 130 is 25 mm in the vertical direction 83.
Therefore, after the air spring 40 is lowered by 25 mm in the vertical direction 83, the wheel load fluctuation suppressing device according to the present embodiment is activated until 41 mm, and an excessive rolling force is applied to cause the air spring 40 to exceed 41 mm. If it is lowered, the air spring stopper structure 41 acts to prevent an excessive roll displacement of the vehicle body 30.

支持ばね120のばね定数K3について、イコライザ梁110の回動中心から支持ばね120の作用中心までの距離を0.3mとした場合、前記ばね定数K3は、33000N/mmである。
また、空気ばね一つあたりの空気ばねストッパ構造41のばね定数K2は、10000〜20000N/mmである。
Regarding the spring constant K3 of the support spring 120, when the distance from the rotation center of the equalizer beam 110 to the center of action of the support spring 120 is 0.3 m, the spring constant K3 is 33000 N / mm.
The spring constant K2 of the air spring stopper structure 41 per air spring is 10,000 to 20000 N / mm.

イコライザ梁110とストッパ130とが当接し、台車20,26と車体30とが支持ばね120にてローリングが抑制される場合の台車−車体間のねじり剛性は、2970000Nm/radとなるのに対し、各実施形態の輪重変動抑制装置が存在しない従来の空気ばねストッパ構造41のみによる台車−車体間のねじり剛性は、27900000Nm/radであり、支持ばね120の場合に比べて約9.4倍剛性が高くなる。このように、本実施形態における輪重変動抑制装置101〜104では車体30のローリングを柔軟に受け止めることができ、本実施形態の輪重変動抑制装置101〜104は、輪重変動を効果的に抑制可能なことがわかる。   Where the equalizer beam 110 and the stopper 130 are in contact with each other, and the rolling of the carriages 20 and 26 and the vehicle body 30 is suppressed by the support spring 120, the torsional rigidity between the carriage and the vehicle body is 2970000 Nm / rad, The torsional rigidity between the carriage and the vehicle body using only the conventional air spring stopper structure 41 in which the wheel load fluctuation suppressing device of each embodiment does not exist is 27900000 Nm / rad, which is about 9.4 times the rigidity of the support spring 120. Becomes higher. As described above, the wheel load fluctuation suppressing devices 101 to 104 according to the present embodiment can flexibly receive the rolling of the vehicle body 30, and the wheel load fluctuation suppressing devices 101 to 104 according to the present embodiment effectively control the wheel load fluctuation. It can be seen that it can be suppressed.

本発明は、鉄道車両におけるいわゆる輪重抜けを抑制するための輪重変動抑制装置、及びこの輪重変動抑制装置を備えた鉄道車両に適用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a wheel load fluctuation suppressing device for suppressing so-called wheel load loss in a railway vehicle and a rail vehicle including the wheel load fluctuation suppressing device.

10…車両、11…ローリング方向、20、26…台車、30…車体、
40…空気ばね、41…空気ばねストッパ構造、
81…車両幅方向、82…前後方向、83…上下方向、
101〜104…輪重変動抑制装置、110…イコライザ梁、111…梁部材、
112…回転軸、114…台座部材、120…支持ばね、
121…コイルばね、122…防振ゴム、130…ストッパ、131…隙間。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle, 11 ... Rolling direction, 20, 26 ... Dolly, 30 ... Car body,
40 ... air spring, 41 ... air spring stopper structure,
81 ... Vehicle width direction, 82 ... Front-back direction, 83 ... Vertical direction,
101-104 ... Wheel load fluctuation suppressing device, 110 ... Equalizer beam, 111 ... Beam member,
112 ... Rotating shaft, 114 ... Base member, 120 ... Support spring,
121 ... Coil spring, 122 ... Anti-vibration rubber, 130 ... Stopper, 131 ... Gap.

Claims (7)

鉄道車両の車体と台車との間に設けられ、前記鉄道車両の車輪に加わる荷重の変動を抑制する輪重変動抑制装置であって、
前記台車の車両幅方向の両側に設けられる2つの空気ばねと、
車両幅方向の略中央部に位置し、ローリング方向に揺動可能な状態で台車又は車体に支持される揺動部材と、
車両上下方向において前記揺動部材と隙間を介して対向して配置され、前記空気ばねのうち少なくとも1つが規定高さ以下となったときに前記揺動部材に当接するストッパと、
一端が前記揺動部材に支持され、他端が台車又は車体に支持され、前記空気ばねのうち少なくとも1つが規定高さ以下となったときに、前記台車と前記車体とのねじり剛性を低下させる揺動支持部材と、
を備えたことを特徴とする輪重変動抑制装置。
A wheel load fluctuation suppressing device that is provided between a vehicle body and a carriage of a railway vehicle and suppresses fluctuations in a load applied to the wheels of the railway vehicle,
Two air springs provided on both sides of the carriage in the vehicle width direction;
A swinging member that is located at a substantially central portion in the vehicle width direction and is supported by the carriage or the vehicle body in a state that can swing in the rolling direction;
A stopper that is disposed to face the swinging member in the vertical direction of the vehicle via a gap, and that comes into contact with the swinging member when at least one of the air springs is below a specified height;
One end is supported by the rocking member, the other end is supported by a carriage or a vehicle body, and when at least one of the air springs is below a specified height, the torsional rigidity between the carriage and the vehicle body is reduced. A swing support member;
A wheel load fluctuation suppressing device comprising:
前記揺動部材は、
車両幅方向に延在する梁部材と、この梁部材を貫通して梁部材をローリング方向に揺動可能な状態で台車又は車体に支持する回転軸とを有し、
前記揺動支持部材は、
前記揺動部材と前記台車又は前記車体との間に設置される弾性部材である、
請求項1記載の輪重変動抑制装置。
The swing member is
A beam member extending in the vehicle width direction, and a rotation shaft that penetrates the beam member and supports the beam member in the rolling direction in a state in which the beam member can swing in the rolling direction,
The swing support member is
An elastic member installed between the swing member and the carriage or the vehicle body;
The wheel load fluctuation suppressing device according to claim 1.
前記弾性部材は、コイルばねである、請求項2記載の輪重変動抑制装置。   The wheel load fluctuation suppressing device according to claim 2, wherein the elastic member is a coil spring. 前記揺動部材は、
車両幅方向に延在する梁部材と、この梁部材をローリング方向に揺動可能な状態で台車又は車体に支持する台座部材とを有し、
前記揺動支持部材は、
前記揺動部材と前記台車又は前記車体との間に設置されるゴム材である、
請求項1記載の輪重変動抑制装置。
The swing member is
A beam member extending in the vehicle width direction, and a pedestal member that supports the beam member in the rolling direction in a state that can swing in the rolling direction,
The swing support member is
It is a rubber material installed between the swing member and the cart or the vehicle body,
The wheel load fluctuation suppressing device according to claim 1.
車両幅方向の両側に設けられ、ローリング方向における車体の規定値以上の変位にて前記空気ばねを支持する空気ばねストッパ構造をさらに備え、
前記揺動支持部材は、
前記規定値未満の変位では前記空気ばねストッパ構造が前記車体を支持しないように前記揺動部材を介して前記車体にローリング方向における反力を生じさせる、請求項1から4のいずれかに記載の輪重変動抑制装置。
An air spring stopper structure that is provided on both sides in the vehicle width direction and supports the air spring with a displacement greater than a specified value of the vehicle body in the rolling direction;
The swing support member is
5. The reaction force in the rolling direction is generated in the vehicle body via the swing member so that the air spring stopper structure does not support the vehicle body when the displacement is less than the specified value. Wheel load fluctuation suppression device.
前記揺動支持部材は、コイルばねであり、このローリングに対するばね定数は、前記空気ばねストッパ構造のローリングに対するばね定数よりも小さい、請求項5に記載の輪重変動抑制装置。   The wheel load fluctuation suppressing device according to claim 5, wherein the swing support member is a coil spring, and a spring constant for the rolling is smaller than a spring constant for the rolling of the air spring stopper structure. 請求項1から6のいずれかに記載の輪重変動抑制装置を備えたことを特徴とする鉄道車両。   A railway vehicle comprising the wheel load fluctuation suppressing device according to any one of claims 1 to 6.
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