JP2556871Y2 - 鉄道車両用台車 - Google Patents

鉄道車両用台車

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JP2556871Y2
JP2556871Y2 JP510192U JP510192U JP2556871Y2 JP 2556871 Y2 JP2556871 Y2 JP 2556871Y2 JP 510192 U JP510192 U JP 510192U JP 510192 U JP510192 U JP 510192U JP 2556871 Y2 JP2556871 Y2 JP 2556871Y2
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源司朗 米田
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近畿車輌株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は鉄道車両用台車に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の鉄道車両用台車においては、それ
ぞれ一対の車輪を保持する各輪軸は、両端部を軸受収納
の軸箱によって保持されており、台車枠は、前後方向両
端部の下側を輪軸の各軸箱との間に装着されたコイルバ
ネや空気バネなどの弾性伸縮部材によって、上下、左
右、および前後方向に移動し得るように弾性支持されて
いる。また、互いに独立をなす前後方向の一対の輪軸
は、いつも平行をなすように台車枠に取り付けられ、そ
れぞれ別個のモーターにより回転させられている。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
鉄道車両用台車には以下に述べる困難な点がある。すな
わち、図9に示すように、従来のように平行をなす一対
の輪軸と台車枠とが弾性伸縮部材によって連結されてい
るだけの場合には、鉄道車両aがレールbの曲線部分を
通過するとき、各台車枠Fに取り付けられた一対の輪軸
d,dは、互いに独立で平行に保たれたままであるた
め、レールbの曲率中心Oを通る方向に回転することは
できない。
【0004】このため、一対の輪軸d,dに固定されて
いる各車輪e,eの回転方向は、車輪eが転動している
レールbの接線方向と一致しないで滑りを起こすから、
レールbと車輪eの両方を磨耗させ、騒音を発生し、鉄
道車両aに余分な振動を与えて乗り心地を悪くするほ
か、走行速度がスピードアップされるに伴い平行なレー
ルbに及ぼす力を増大してレール間距離を拡大し、鉄道
車両aの脱線事故を起こしやすくする懸念があった。
【0005】本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、車輪とレールの磨耗、騒音の低減、
および曲線路における走行安定性と速度向上とをはか
り、しかも蛇行動に対する安定性を損なわない鉄道車両
用台車を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記諸課題を解決するた
めに、考案者は、一対の輪軸が台車枠の前後に配され、
それらの輪軸を保持する軸受収納の各軸箱が台車枠に対
し上下、左右、前後方向に移動可能に支持された鉄道車
両用台車において、台車枠と車体、台車枠と輪軸の各軸
箱との間に両端がそれぞれ回転可能に支持されるととも
に、油もれ補償用の油タンクに接続されたシリンダBと
シリンダAとが設けられ、シリンダBのピストン両側は
シリンダAのピストン両側とそれぞれ配管で接続され、
シリンダBの断面積SB とこれに対応するシリンダAの
断面積SA の比が、台車枠の縦方向中心線からシリンダ
Aの中心までの距離をl2 、一対の台車枠中心間の距離
をBB、台車枠の縦方向中心線からシリンダBの中心ま
での距離をl1 、台車枠の輪軸間の距離をWBとしたと
き、 SB /SA =(2l2 ・WB)/(l1 ・BB) の関係を満たすように定められたことを特徴とする鉄道
車両用台車を考案した。
【0007】
【作用】鉄道車両が軌道曲線部にさしかかると、車両前
部の台車枠は、車両に対し軌道の曲線部と同じ方向に回
転し、車両は、車両後部の台車枠に対し軌道の曲線部と
同じ方向に回転する。これらの回転により、軌道の曲率
中心側のシリンダBは伸長する方向に移動され、シリン
ダBに接続された一対のシリンダA,Aはそれぞれ収縮
する方向に移動される。これと同時に、軌道の曲率中心
と反対側のシリンダBと一対のシリンダA,Aは曲率中
心側のそれらと反対方向に移動されるため、各台車枠の
一対の輪軸は、曲率中心側で間隔が狭くなり、反対側で
間隔が広いV字状となる(図6参照)。この場合におい
て、シリンダAとシリンダBの対応する部分の断面積S
A ,SB は、台車枠の幅方向中心線がそれぞれ曲率中心
を通る方向に偏寄するとき、各台車枠の輪軸がそれぞれ
曲率中心を通る方向に偏寄するよう定められているた
め、軌道曲線部を通過する鉄道車両用台車の各輪軸は、
曲線部の軌道と自動整合する車輪により、軌道の曲率中
心を通る方向に向けられる。
【0008】
【実施例】以下、本考案に係る実施例を図面に基づいて
説明する。図1ないし図8は、本考案の一実施例を示し
たものである。図1は本実施例の鉄道車両用台車1の平
面図である。図1において、台車枠2は一対の台車枠側
はり3,3とその中央部を直角方向に連結する横はり
4,4とにより横H形に形成されている。台車枠2の下
側の前後方向に配設された一対の輪軸5,5は、それぞ
れ軌道の間隔に合わせて固定された車輪6,6の外側
を、軸箱7,7に収納された軸受(図示されていない)
によって回転可能に保持されている。
【0009】図2は本実施例の鉄道車両用台車1の正面
図である。台車枠2は、図2に示すように、各軸箱7の
保持部材7aとの間に装着されたコイルバネ、空気バ
ネ、またはゴムバネなどの弾性伸縮部材8,8により、
上下、左右、および前後方向に移動し得るように弾性的
に支持されている。また前後方向に配設された互いに独
立をなす一対の輪軸5,5は、それぞれ別個のモーター
9,9により、継手11,11を介して、歯車装置1
0,10に接続されて回転される。
【0010】さらに、台車枠2の左右両外側と輪軸5,
5との間に、両端を回転可能に支持されたシリンダA1
5,15が設けられ、また台車枠2の左右両外側中央部
と車体12との間に、両端を回転可能に支持されたシリ
ンダB16,16が設けられている。シリンダA15,
15とシリンダB16,16とは配管19により接続さ
れ、これらの中には流体が充満されている。これらのシ
リンダA15とシリンダB16の各基端側は配管により
油もれ補償用タンクと接続され、これらのピストンA1
7、ピストンB18の部分からの油もれが補償されてい
る。台車枠2は、枕はり14の部分を、空気ばねなどの
弾性伸縮部材13を介して、車体12に固定されてい
る。
【0011】図3は、車体12と鉄道車両用台車1の関
係を示す簡略正面図である。車体12の前後方向には2
個の鉄道車両用台車1,1が設けられている。図4は、
軌道曲線部における車体12と、その前後方向に設けら
れる一対の鉄道車両用台車1,1との相対的な関係を示
す簡略平面図である。曲率半径Rの軌道曲線部におい
て、一対の鉄道車両用台車1,1の幅方向の中心線が軌
道の曲率中心Oを通るときの偏寄角θ1 は、一対の台車
中心間の距離をBB、台車枠2の輪軸間の距離をWBと
すると次式で表される。 θ1 = Sin-1(BB/2R) 通常、BB≪2Rであるから、 θ1 = Sin-1(BB/2R)≒BB/2R …… 図5は、軌道曲線部における鉄道車両用台車1と、一対
の輪軸5,5との相対的な関係を示す簡略平面図であ
る。曲率半径Rの軌道曲線部において、各輪軸5,5が
軌道の曲率中心Oを通るときの偏寄角θ2 は次式で表さ
れる。 θ2 = Sin-1(WB/2R) 通常、WB≪2Rであるから、 θ2 = Sin-1(WB/2R)≒WB/2R ……
【0012】式より、次式が成り立つ。 θ1 /θ2 =(BB/2R)/(WB/2R)=BB/WB ∴ θ2 =θ1 /(BB/WB) …… すなわち式より、曲率半径Rによって鉄道車両用台車
1が偏寄角θ1 を生じたとき、輪軸5に偏寄角θ2 =θ
1 /(BB/WB)を生じさせると、輪軸5を曲率中心
に向けることができる。鉄道車両用台車1の偏寄角θ1
に連動して輪軸5に偏寄角θ2 =θ1 /(BB/WB)
を生じさせるために、台車枠2の左右の外側に配設され
る1個ずつのシリンダB16と、2個ずつのシリンダA
15,15が用いられる。
【0013】図6は、鉄道車両用台車1のスケルトン斜
視図である。各一対のシリンダA15,15は、台車枠
2の左右両外側と各輪軸5,5との間に、両端を回転可
能に支持されて配設されており、1個ずつのシリンダB
16は、台車枠2の左右両外側中央部と車体12との間
に、両端を回転可能に支持されて配設されている。各シ
リンダA15のピストンA17の両側は、シリンダB1
6のピストンB18の両側と配管19,19により接続
されており、これらの中に充満された流体により、輪軸
5の偏寄角θ2 は鉄道車両用台車1の偏寄角θ1 と連動
される。シリンダA15の断面図を図7に示す。シリン
ダA15にはピストンA17が設けられており、ピスト
ン運動を可能としている。シリンダB16についてはシ
リンダA15と同様にピストンB18が設けられてお
り、ピストン運動を可能としている(図7参照)。シリ
ンダA15の先端側断面積をSoA 、基端側断面積をS
A 、シリンダB16の先端側断面積をSoB 、基端側
断面積をSiB 、シリンダA15とシリンダB16につ
いて、SoA /SiA =SoB /SiB とすると、2つ
のシリンダA15とシリンダB16の対応する部分の断
面積、例えばSiB とSiA の比は次式の如く定められ
ている。 SiB /SiA =(2l2 ・WB)/(l1 ・BB) ……
【0014】軌道曲線部における鉄道車両用台車1の動
作を説明する。図6と図8は、左カーブの軌道曲線部に
おける車両前部の鉄道車両用台車1の斜視図と要部平面
図を示す。軌道曲線部において、車体12が矢印P方向
へ偏寄角θ1 だけ回転し(鉄道車両用台車1は車体12
に対し偏寄角θ1 だけ反対方向へ相対的に回転する)、
鉄道車両用台車1の幅方向の中心線が軌道の曲率中心O
を通る場合(図4参照)には、シリンダB16は、基端
側の室20の容積が減少する方向に移動される。シリン
ダB16の基端側の室20から押し出された流体は、配
管19を通してシリンダA15,15の基端側の室2
1,21に入る。これに伴い、シリンダA15,15の
先端側の室22,22から押し出された流体は、配管1
9を通してシリンダB16の先端側の室23に入り、曲
率中心側の輪軸5,5間の間隔が狭められる。
【0015】車体12が矢印P方向へ偏寄角θ1 だけ回
転すると、シリンダB16の基端側の室20から押し出
される流体の容積は、 SiB ・l1 ・θ1 …… この流体によって同一形状の2つのシリンダA15,1
5のピストンA17,17が移動されるから、各ピスト
ンA17,17の移動量は、 SiB ・l1 ・θ1 ・(1/2)・(1/SiA ) …… シリンダA15のピストンA17が式だけ移動される
と、輪軸5は長さ方向の中心のまわりに次式で示す角度
θだけ回転される。 θ=SiB ・l1 ・θ1 ・(1/2)・(1/SiA )・(1/l2 )……
【0016】本考案の鉄道車両用台車1では、SiB
SiA は式の如く定められているから、式に式の
関係を代入すると、 θ=(WB/BB)・θ1 ……a この偏寄角θは、式に示す偏寄角θ2 に等しいから、
曲率半径Rの軌道曲線部を通過する輪軸5は、常に軌道
の曲率中心Oを通ることになる。
【0017】車体12が矢印P方向に偏寄角θ1 だけ回
転した場合、軌道の曲率中心Oから遠い側のシリンダB
16から押し出される流体は先端側の室23となり、こ
の流体によって移動されるシリンダA15,15のピス
トンA17,17の移動方向は、曲率中心Oに近い側の
シリンダA15,15のピストンA17,17と逆にな
り、各輪軸5は長さ方向の中心のまわりに同じ方向に偏
寄角θ2 だけ回転される。
【0018】なお、前記式の要件は、鉄道車両用台車
1が偏寄角θ1 、輪軸5が偏寄角θ2 だけ回転したとき
に、1つのシリンダB16から押し出される流体の容積
が2つのシリンダA15に流入される流体の容積と丁度
等しくなるようにして定められた。この場合、シリンダ
A15,B16のそれぞれについて、先端側の断面積と
基端側の断面積の比は一定に保たれている。
【0019】
【考案の効果】本考案は、鉄道車両用台車の台車枠と車
体、台車枠と各輪軸との間にそれぞれシリンダを設け、
これらシリンダの対応する部分を連結したので、軌道曲
線部において、車両前後の各輪軸を自動的に軌道の曲率
中心に向けることができる。このため、車輪とレールと
の間の滑りに起因する車輪とレールの磨耗を防ぐととも
に騒音を低減させ、軌道曲線部における走行の安定性と
速度の向上をはかり、蛇行動に対しても安定性を高める
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例を示す鉄道車両用台車の平面
図である。
【図2】実施例に示す鉄道車両用台車の正面図である。
【図3】実施例の車体と鉄道車両用台車の関係を示す簡
略正面図である。
【図4】軌道曲線部における、車体と鉄道車両用台車の
偏寄角の関係を示す簡略平面図である。
【図5】軌道曲線部における、鉄道車両用台車と輪軸の
偏寄角を示す簡略平面図である。
【図6】実施例における鉄道車両用台車のスケルトン斜
視図である。
【図7】実施例におけるシリンダの簡略断面図である。
【図8】進行方向に対し鉄道車両用前部台車についての
左側の偏寄角を示す簡略平面図である。
【図9】従来例を示す簡略平面図である。
【符号の説明】
1 鉄道車両用台車 2 台車枠 5 輪軸 7 軸箱 12 車体 15 シリンダA 16 シリンダB 17 ピストンA 18 ピストンB 19 配管 SA シリンダAの断面積 SiA シリンダAの基端側の断面積 SoA シリンダAの先端側の断面積 SB シリンダBの断面積 SiB シリンダBの基端側の断面積 SoB シリンダBの先端側の断面積 l1 台車枠の縦方向中心からシリンダBの中心まで
の距離 l2 台車枠の縦方向中心からシリンダAの中心まで
の距離 BB 一対の台車枠中心間の距離 WB 台車枠の輪軸間の距離

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の輪軸が台車枠の前後に配され、そ
    れらの輪軸を保持する軸受収納の各軸箱が台車枠に対し
    上下、左右、前後方向に移動可能に支持された鉄道車両
    用台車において、台車枠と車体、台車枠と輪軸の各軸箱
    との間に両端がそれぞれ回転可能に支持されるととも
    に、油もれ補償用の油タンクに接続されたシリンダBと
    シリンダAとが設けられ、シリンダBのピストン両側は
    シリンダAのピストン両側とそれぞれ配管で接続され、
    シリンダBの断面積SB とこれに対応する各シリンダA
    の断面積SA の比が、台車枠の縦方向中心線からシリン
    ダAの中心までの距離をl2 、一対の台車枠中心間の距
    離をBB、台車枠の縦方向中心線からシリンダBの中心
    までの距離をl1 、台車枠の輪軸間の距離をWBとした
    とき、 SB /SA =(2l2 ・WB)/(l1 ・BB) の関係を満たすように定められたことを特徴とする鉄道
    車両用台車。
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JPH0556721U (ja) 1993-07-27

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