JP2016010987A - Bogie angle interlock type steering truck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボギー角連動式操舵台車に関する。 The present invention relates to a bogie angle interlocking steering cart.
鉄道車両用の台車として、ボギー角連動式操舵台車が知られる(例えば、特許文献1参照)。従来のボギー角連動式操舵台車は、車体と台車間の相対的なヨー角(ボギー角)を機械的に検出し、その動きを4本の操舵リンクを介して軸箱に伝達して前後輪軸のアタック角を機械的に操舵制御することにより、曲線走行中の定常横圧を低減させることができる。 As a bogie for a railway vehicle, a bogie angle interlocking steering bogie is known (for example, see Patent Document 1). The conventional bogie angle-linked steering cart mechanically detects the relative yaw angle (bogie angle) between the vehicle body and the cart, and transmits the movement to the axle box via the four steering links to transmit the front and rear wheel shafts. It is possible to reduce the steady lateral pressure during the curve running by mechanically controlling the attack angle.
従来のボギー角連動式操舵台車は、ボルスタ付き台車と比較すると、1台車につき操舵てこ2本と操舵リンク4本とが別途必要である。そのため、例えば操舵てこ及び操舵リンクを台車へ組み付けるには相応の労力と時間を要する。 A conventional bogie angle-linked steering cart requires two steering levers and four steering links for each cart as compared with a cart with a bolster. Therefore, for example, it takes a considerable amount of labor and time to assemble the steering lever and the steering link to the carriage.
本発明は、上述の課題に鑑みて、新たなボギー角連動式操舵台車を実現することを目的として考案されたものである。 The present invention has been devised for the purpose of realizing a new bogie angle-linked steering cart in view of the above-described problems.
以上の課題を解決するための第1の発明は、操舵梁と前軸の軸箱(以下「前方軸箱」という)とを連結して前軸を操舵する第1操舵機構部を、進行方向右側および進行方向左側のうちの一方側にのみ設け、前記操舵梁と後軸の軸箱(以下「後方軸箱」という)とを連結して後軸を操舵する第2操舵機構部を、進行方向右側および進行方向左側のうちの他方側にのみ設けた、ボギー角連動式操舵台車である。 According to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems, a first steering mechanism unit for steering a front shaft by connecting a steering beam and a front axle box (hereinafter referred to as “front axle box”) is provided. A second steering mechanism portion that is provided only on one of the right side and the left side in the traveling direction and connects the steering beam and a rear axle box (hereinafter referred to as “rear axle box”) to steer the rear axle; This is a bogie angle-linked steering cart provided only on the other side of the right side and the left side of the traveling direction.
第1の発明によれば、操舵機構部の部品点数を従来のボギー角連動式操舵台車に比べて削減することができる、新たなボギー角連動式操舵台車を実現することができる。これにより、例えば、メンテナンスに要する工数や製造コストを低減できる。 According to the first invention, it is possible to realize a new bogie angle interlocking steering cart that can reduce the number of parts of the steering mechanism portion as compared with the conventional bogie angle interlocking steering cart. Thereby, the man-hour and manufacturing cost which a maintenance requires, for example can be reduced.
第2の発明は、前記第1操舵機構部および前記第2操舵機構部のうちの一方の操舵機構部は、操舵てこを介して、前記操舵梁と前記前方軸箱とを操舵リンクで連結した構成を有しており、前記第1操舵機構部および前記第2操舵機構部のうちの他方の操舵機構部は、操舵てこを不用として、前記操舵梁と前記前方軸箱とを操舵リンクで連結した構成を有する、第1の発明のボギー角連動式操舵台車である。 According to a second aspect of the present invention, one of the first steering mechanism and the second steering mechanism connects the steering beam and the front axle box via a steering link via a steering lever. The other steering mechanism portion of the first steering mechanism portion and the second steering mechanism portion connects the steering beam and the front axle box with a steering link without using a steering lever. This is a bogie angle interlocking steering cart of the first invention having the above-described configuration.
第2の発明によれば、更に部品点数を削減することができる。 According to the second invention, the number of parts can be further reduced.
第3の発明は、前記前方軸箱が、台車枠に対して前後変位可能に弾性支持されており、左右の前記前方軸箱のうち、前記第1操舵機構部が設けられている側の方が、設けられていない側よりも低剛性に支持されている、第1又は第2の発明のボギー角連動式操舵台車である。 According to a third aspect of the present invention, the front axle box is elastically supported so as to be able to move back and forth with respect to the bogie frame, and the side of the left and right front axle boxes on which the first steering mechanism is provided. Is the bogie angle interlocking steering cart of the first or second invention, which is supported with lower rigidity than the side where it is not provided.
第4の発明は、前記後方軸箱が、台車枠に対して前後変位可能に弾性支持されており、左右の前記後方軸箱のうち、前記第2操舵機構部が設けられている側の方が、設けられていない側よりも低剛性に支持されている、第1〜第3の何れかの発明のボギー角連動式操舵台車である。 According to a fourth aspect of the present invention, the rear axle box is elastically supported so as to be able to move back and forth with respect to the bogie frame, and the side of the left and right rear axle boxes on which the second steering mechanism is provided. Is a bogie angle-linked steering cart according to any one of the first to third inventions, which is supported at a lower rigidity than the side where it is not provided.
第3および第4の発明によれば、操舵応答性が向上する。 According to the third and fourth aspects, the steering response is improved.
〔第1実施形態〕
図1は第1実施形態のボギー角連動式操舵台車10の構成例を示す左側面図、図2は同右側面図である。また、図3は同操舵台車の機構の構成例を示す上面視模式図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a left side view showing a configuration example of a bogie angle-linked
本実施形態のボギー角連動式操舵台車10は、枕バネ16(図1,図2参照)を介して車体8の荷重を支持するとともに、台車枠11の中央で中心ピン12により左右旋回可能(ヨー角可変)に枢支された操舵梁14で車体8をボギー角可変に支持する(図3参照)。また、前方の輪軸である前軸21および後方の輪軸である後軸22の左右の各端部は軸箱24(24fl,24fr,24rl,24rr)を介して上下・前後・左右に適当な剛性を有して台車枠11に弾性支持されている。第1実施形態の図3の記載の他、図4〜8,10においては、この弾性支持を簡略的にばねとして示している。
The bogie angle
また、特に、ボギー角連動式操舵台車10の左側には、図1,3に示すように、前軸21用の第1操舵機構部30が設けられており、前軸21が台車枠11に対して操舵角を持つことが可能になっている。また、図2,3に示すように、右側面部には後軸22用の第2操舵機構部40が設けられており、後軸22が台車枠11に対して操舵角を持つことが可能になっている。
Further, in particular, as shown in FIGS. 1 and 3, the
具体的には、図3に示すように、第1操舵機構部30は、左外縁部で台車枠11に立設された枢軸31で水平回転自在に支持された第1操舵てこ32と、当該第1操舵てこ32と前軸21の左側の軸箱24flとを連結する第1操舵リンク33と、を備える。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
第1操舵てこ32は、上下方向の梁連結軸34で操舵梁14の左端と連結されており、操舵梁14の左右旋回に連動して揺動する。
The
第1操舵リンク33の後端部は、第1操舵てこ32に対して枢軸31より外側位置にて、上下方向のてこ連結軸35で連結されている。また、第1操舵リンク33の前端部は、前軸左側の軸箱24flと上下方向の軸箱連結軸36で連結されている。
The rear end portion of the
すなわち、車両がカーブに差し掛かり、ボギー角が変化すると操舵梁14が左右旋回動し第1操舵てこ32を揺動させる。すると、第1操舵てこ32の揺動により前軸左側の軸箱24flが台車枠11へ引き寄せられたり、台車枠11から押し離されたりする。具体的には、図3に示すように右カーブの軌道4を走行中、すなわち左側が曲線外側(外軌側)にあたる場合には、第1操舵機構部30は、軸箱24flが台車枠11側から押し離されて、前軸21に右カーブ走行に適した操舵角を付与するように動作する。反対に、左カーブの軌道を走行中は左側が曲線内側(内軌側)にあたり、この場合には、第1操舵機構部30は、軸箱24flが台車枠11へ引き寄せられて、前軸21に左カーブ走行に適した操舵角を付与するように動作する。
That is, when the vehicle approaches a curve and the bogie angle changes, the
一方、第2操舵機構部40は、右外縁部で台車枠11に立設された枢軸41で水平回転自在に支持された第2操舵てこ42と、当該第2操舵てこ42と後軸22の右側の軸箱24rrとを連結する第2操舵リンク43と、を備える。
On the other hand, the
第2操舵てこ42は、上下方向の梁連結軸44で操舵梁14の右端と連結されており、操舵梁14の左右旋回に連動して揺動する。
The
第2操舵リンク43の前端部は、第2操舵てこ42に対して枢軸41より内側(操舵梁14側)位置にててこ連結軸45で連結されている。また、第2操舵リンク43の後端部は、後軸右側の軸箱24rrと上下方向の軸箱連結軸46で連結されている。
The front end portion of the
すなわち、操舵梁14の左右旋回動が第2操舵てこ42を揺動させると、当該揺動により後軸右側の軸箱24rrは台車枠11へ引き寄せられたり、台車枠11から押し離されたりする。具体的には、図3に示すように、右カーブの軌道4を走行中、すなわち右側が曲線内側(内軌側)にあたる場合には、第2操舵機構部40は、後軸右側の軸箱24rrが台車枠11へ引き寄せられ、後軸22に右カーブ走行に適した操舵角を付与するように動作する。反対に、左カーブを走行中は右側が曲線外側(外軌側)にあたり、この場合には、第2操舵機構部40は、後軸右側の軸箱24rrが台車枠11から押し離され、後軸22に左カーブ走行に適した操舵角を付与するように動作する。
That is, when the left and right turning movement of the
なお、第1操舵機構部30および第2操舵機構部40の構成は、連結された輪軸へ操舵力を伝達することができるならば、てこやリンクの数、形状を適宜変更可能である。
In addition, the structure of the 1st
本実施形態によれば、従来のボギー角連動式操舵台車に比べて部品点数を低減した新たなボギー角連動式台車を実現することができる。これにより、例えば、メンテナンスに要する工数や製造コストを削減することができる。 According to the present embodiment, it is possible to realize a new bogie angle interlocking cart with a reduced number of parts compared to a conventional bogie angle interlocking steering cart. Thereby, the man-hour and manufacturing cost which a maintenance requires, for example can be reduced.
〔第2実施形態〕
図4は、本発明を適用した第2実施形態のボギー角連動式操舵台車10Bの構成例を示す上面視模式図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic top view showing a configuration example of a bogie angle interlocking
本実施形態は、基本的には第1実施形態と同様に実現されるが、第1操舵機構部30および第2操舵機構部40の台車枠11に対する設置位置関係が、第1実施形態のそれとは左右対称である点が異なる。
This embodiment is basically realized in the same manner as the first embodiment, but the installation position relationship of the
すなわち、中心ピン12を基準とする対角関係で見れば、第1実施形態では第1操舵機構部30と第2操舵機構部40は、台車の左前と右後の対角関係に配置されていたが、本実施形態の第1操舵機構部30と第2操舵機構部40は右前と左後の対角関係を成して配置されている。
That is, when viewed in a diagonal relationship with the
より具体的には、本実施形態ではボギー角連動式操舵台車10Bの右側に前軸21用の第1操舵機構部30が設けられており、第1操舵リンク33の前端は前軸右側の軸箱24frに連結されている。そして、ボギー角連動式操舵台車10Bの左側に後軸22用の第2操舵機構部40が設けられていて、第2操舵リンク43の後端は後軸左側の軸箱24rlに連結されている。
More specifically, in the present embodiment, the
第1操舵機構部30および第2操舵機構部40が果たす作用効果については第1実施形態と同様である。また、連結された輪軸へ操舵力を伝達することができるならば、第1操舵機構部30および第2操舵機構部40を構成するてこやリンクの数、形状は適宜変更可能である点も第1実施形態と同様である。
よって、本実施形態であっても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
The effects achieved by the
Therefore, even in this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
〔作用効果の確認〕
次に、比較試験の結果を用いて第1実施形態および第2実施形態の作用効果について述べる。試験では、R100の右カーブを通過する際の外軌(カーブ外側軌道側:進行方向左側)の車輪に作用する平均横圧を計測した。
[Confirmation of action and effect]
Next, the effects of the first embodiment and the second embodiment will be described using the results of the comparative test. In the test, the average lateral pressure acting on the wheel of the outer gauge (curve outer track side: left side of the traveling direction) when passing the right curve of R100 was measured.
図5〜図8は、本試験において比較対象として採用した、操舵機構部の設置位置違いのボギー連動式操舵台車の例を示す上面視模式図である。 5 to 8 are schematic top views showing an example of a bogie-linked steering cart with a different installation position of the steering mechanism portion employed as a comparison target in this test.
図5は、前軸21は操舵せずに後軸22のみを操舵するボギー角連動式操舵台車10Cの構成を示している。すなわち、後軸22の左右の軸箱24rl,24rrにそれぞれ第2操舵機構部40a、40bが作用する構成である。各操舵機構部の設置位置関係から、ボギー角連動式操舵台車10Cを「後軸左側/後軸右側」と呼称する。
FIG. 5 shows a configuration of a bogie angle-linked steering cart 10C that steers only the
図6は、逆に後軸22は操舵せずに前軸21のみを操舵するボギー角連動式操舵台車10Dの構成を示している。すなわち、前軸21の左右の軸箱24fl,24frにそれぞれ第1操舵機構部30a、30bが作用する構成である。ボギー角連動式操舵台車10Dを「前軸左側/前軸右側」と呼称する。
FIG. 6 shows the configuration of a bogie angle-linked
図7は、第1操舵機構部30および第2操舵機構部40がともに台車枠11の左側に設けられたボギー角連動式操舵台車10Eの構成を示している。すなわち、第1操舵機構部30は前軸左側の軸箱24flに作用し、第2操舵機構部40は後軸左側方の軸箱24rlに作用する構成である。ボギー角連動式操舵台車10Eを「前軸左側/後軸左側」と呼称する。
FIG. 7 shows a configuration of a bogie angle-linked
図8は、第1操舵機構部30および第2操舵機構部40がともに台車枠11の右側に設けられたボギー角連動式操舵台車10Fの構成を示している。すなわち、第1操舵機構部30は前軸右側の軸箱24frに作用し、第2操舵機構部40は後軸右側の軸箱24rrに作用する構成である。ボギー角連動式操舵台車10Eを「前軸右側/後軸右側」と呼称する。
FIG. 8 shows a configuration of a bogie angle interlocking
なお、第1実施形態(図3参照)のボギー角連動式操舵台車10Aは「前軸左側/後軸右側」と呼称し、第2実施形態(図4参照)のボギー角連動式操舵台車10Bを「前軸右側/後軸左側」と呼称することとする。
The bogie angle interlocking steering cart 10A of the first embodiment (see FIG. 3) is called “front left side / rear shaft right”, and the bogie angle interlocking
図9は、試験結果を示すグラフである。ボギー角連動式操舵台車の構成毎に対応する3本の棒グラフは、左から順に(1)斜めハッチングの棒=カーブ入口の緩和曲線部における平均横圧、(2)白棒=円曲線部における平均横圧、(3)クロスハッチングの棒=カーブ出口の緩和曲線部における平均横圧、をそれぞれ示している。右カーブの通過試験であったため、進行方向左側が外軌側、右側が内軌側である。 FIG. 9 is a graph showing the test results. The three bar graphs corresponding to each configuration of the bogie angle-linked steering cart are, from left to right: (1) Oblique hatched bar = average lateral pressure at the relaxation curve part of the curve entrance, (2) White bar = circular curve part Average lateral pressure, (3) Cross hatching bar = Average lateral pressure at the relaxation curve portion at the curve exit, respectively. Since it was a right curve passing test, the left side in the traveling direction is the outer gauge side and the right side is the inner gauge side.
前後の輪軸が操舵されない「操舵リンク無」では、円曲線部における平均横圧が極めて高くなっているが、従来のボギー角連動式操舵台車に該当する「操舵リンク全装備」では、円曲線部における平均横圧が十分な値まで減少している。 When the front and rear wheel axles are not steered, the average lateral pressure at the circular curve is extremely high when the steering link is not provided. The mean lateral pressure at has decreased to a sufficient value.
操舵リンクの数が少ない他の構成に着目すると、一般的には前軸ほど高い横圧を生じ易いことが知られているので、前軸のみを操舵する「前軸左側/前軸右側」(図6参照)の構成が最も好成績を出すように考えられる。しかし実際には、第1実施形態にあたる「前軸左側/後軸右側」および第2実施形態にあたる「前軸右側/後軸左側」が、図5〜図8の他の構成に比べて円曲線部における平均横圧の低減効果が高く好成績である。また、カーブ出口の緩和曲線部における平均横圧については、従来のボギー角連動式操舵台車に該当する「操舵リンク全装備」を含めても最も高い低減効果を発揮している。
つまり、第1実施形態および第2実施形態が「操舵リンク全装備」に次いで最も効果的な操舵機構の構成であると言える。
Focusing on other configurations with a small number of steering links, it is generally known that higher lateral pressure is more likely to occur on the front axle, so that only the front axle is steered “front left side / front right side” ( The configuration shown in FIG. 6 is considered to produce the best results. However, in actuality, the “front left / rear right” corresponding to the first embodiment and the “front right / rear left” corresponding to the second embodiment are circular curves as compared to the other configurations of FIGS. The effect of reducing the average lateral pressure at the head is high and the results are good. In addition, the average lateral pressure in the relaxation curve portion at the curve exit exhibits the highest reduction effect even including “all steering link equipment” corresponding to the conventional bogie angle interlocking steering cart.
That is, it can be said that the first embodiment and the second embodiment are the most effective configuration of the steering mechanism after “all steering links”.
〔変形例〕
以上、本発明を適用した実施形態について述べたが、本発明の適用可能な形態は上記に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲に於いて適宜構成要素の追加・変更・省略をすることができる。
[Modification]
The embodiment to which the present invention is applied has been described above. However, the applicable form of the present invention is not limited to the above, and additions, changes, and omissions of components are appropriately made without departing from the spirit of the invention. Can do.
例えば、軸箱24を台車枠11に対して前後方向に支持する剛性(前後支持剛性)は同じ仕様とされるのが一般的である。しかし、上記第1実施形態および第2実施形態においては、第1操舵機構部30が連結された軸箱24および第2操舵機構部40が連結された軸箱24の前後支持剛性を、操舵機構部が連結されていない軸箱24の前後支持剛性よりも「低く」「柔らかく」設定する構成が可能である。
For example, the rigidity of supporting the axle box 24 in the front-rear direction with respect to the carriage frame 11 (front-rear support rigidity) is generally the same specification. However, in the first embodiment and the second embodiment, the front and rear support rigidity of the axle box 24 to which the first
また、第2操舵機構部40については第2操舵てこ42を省略した構成も可能である。
Further, the
より具体的には、第1実施形態をベースとすれば、図10のボギー角連動式操舵台車10Gのようになる。すなわち、第2操舵機構部40については第2操舵てこ42が不用として省略されて、第2操舵リンク43が梁連結軸44で操舵梁14に連結されている。また、前軸左側の軸箱24flに対する軸箱支持部26flと、後軸右側の軸箱24rrに対する軸箱支持部26rrとの前後支持剛性を、軸箱支持部26fr,26rlのそれよりも「低く」「柔らかく」することができる。もし第2実施形態をベースとするならば、逆に軸箱支持部26fr,26rlの前後支持剛性を軸箱支持部26fl,26rrよりも「低く」「柔らかく」設定する。こうした構成によれば、第1実施形態や第2実施形態と同様の効果が得られるとともに、更に操舵応答性が向上する効果が得られる。
More specifically, based on the first embodiment, the bogie angle interlocking
4…軌道
8…車体
10〜10G…ボギー角連動式操舵台車
11…台車枠
12…中心ピン
14…操舵梁
16…枕バネ
21…前軸
22…後軸
24(24fl,24fr,24rl,24rr)…軸箱
26(26fl,26fr,26rl,26rr)…軸箱支持部
30(30a,30b)…第1操舵機構部
31…枢軸
32…第1操舵てこ
33…第1操舵リンク
34…梁連結軸
35…てこ連結軸
36…軸箱連結軸
40(40a,40b)…第2操舵機構部
41…枢軸
42…第2操舵てこ
43…第2操舵リンク
44…梁連結軸
45…てこ連結軸
46…軸箱連結軸
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記操舵梁と後軸の軸箱(以下「後方軸箱」という)とを連結して後軸を操舵する第2操舵機構部を、進行方向右側および進行方向左側のうちの他方側にのみ設けた、
ボギー角連動式操舵台車。 A first steering mechanism for connecting the steering beam and a front axle box (hereinafter referred to as “front axle box”) to steer the front axle is provided only on one of the right side and the left side in the traveling direction;
A second steering mechanism for connecting the steering beam and a rear axle box (hereinafter referred to as “rear axle box”) to steer the rear axle is provided only on the other side of the right side in the traveling direction and the left side in the traveling direction. The
Bogie angle steering steering cart.
前記第1操舵機構部および前記第2操舵機構部のうちの他方の操舵機構部は、操舵てこを不用として、前記操舵梁と前記前方軸箱とを操舵リンクで連結した構成を有する、
請求項1に記載のボギー角連動式操舵台車。 One steering mechanism part of the first steering mechanism part and the second steering mechanism part has a configuration in which the steering beam and the front axle box are connected by a steering link via a steering lever. ,
The other steering mechanism part of the first steering mechanism part and the second steering mechanism part has a configuration in which a steering lever is not used and the steering beam and the front axle box are connected by a steering link.
The bogie angle interlocking steering cart according to claim 1.
請求項1又は2に記載のボギー角連動式操舵台車。 The front axle box is elastically supported so as to be able to move back and forth with respect to the bogie frame, and of the left and right front axle boxes, the side on which the first steering mechanism is provided is not provided. It is supported with lower rigidity than the side,
The bogie angle interlocking steering cart according to claim 1 or 2.
請求項1〜3の何れか一項に記載のボギー角連動式操舵台車。 The rear axle box is elastically supported so as to be able to be displaced back and forth with respect to the carriage frame, and of the left and right rear axle boxes, the side on which the second steering mechanism is provided is not provided. It is supported with lower rigidity than the side,
The bogie angle interlocking type steering cart according to any one of claims 1 to 3.
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Cited By (2)
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CN107128323A (en) * | 2017-05-16 | 2017-09-05 | 中车株洲电力机车有限公司 | A kind of torsion bar type radial direction mechanism and bogie, vehicle |
CN113931051A (en) * | 2021-12-07 | 2022-01-14 | 永康市启晨科技有限公司 | Deviation-preventing plastic track marking device |
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2014
- 2014-06-27 JP JP2014132053A patent/JP2016010987A/en active Pending
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