JP2729600B2 - 鉄道模型車両 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄道模型車両に関
し、更に詳細には当該車両が曲線線路を高速で通過し得
るように工夫された鉄道模型車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、多くの輸送機関におけるスピード
アップ競走は、時代の趨勢であり鉄道においても例外で
はなく、その技術開発は多岐にわたっている。それらの
新技術の１つとして「振り子機構」を例示することがで
きる。

【０００３】そこで、この振り子機構について簡単に説
明する。鉄道車両が線路の曲線区間を通過する時の速度
には、遠心力の作用により一定の限界がある。そのた
め、この曲線区間での通過速度を向上させるべく車体全
体を曲線の内側に傾ける方法が考えられた。

【０００４】この原理は、既によく知られているように
車両が曲線区間を走行中に車両全体を曲線の内側に傾け
ると、車両の重心作用（重力）方向は車両の垂直中心線
から曲線の内側に傾き、これによりこの重力と遠心力と
の合力が車体の垂直中心線上に重なる。

【０００５】すなわち、この合力は路面に対して直角に
作用することになり、従って車両の踏ん張り力が出るか
らである。これは丁度、自転車やオートバイ等がカーブ
を曲る時に車体を内側に傾けるのと同じ考え方である。

【０００６】実際の鉄道車両において実用化されている
この種の振り子機構は、自然振り子方式と強制振り子方
式とに代表される。自然振り子方式とは、台車の枕梁を
上下に円弧状に分割して二重構造とし、その隙間にころ
軸受けを数個設けた構造とし、車両が高速で曲線区間を
通過する時には車体の重心が遠心力により外側に移動
し、結果的に車体全体が内側に傾き、遠心力とほぼ釣り
合った状態で走行を可能とする方式である。

【０００７】他方、強制振り子方式とは、車両の構造は
自然振り子方式のものとほぼ同じであるが、図７に示さ
れるように上下の枕梁１、２を車体３の左右方向に空気
圧アクチュエータ４で連結し、車両が曲線区間に入ると
車両の速度と曲線区間の曲率からコンピュータが車体の
好ましい傾斜角度を算出し、同時に空気圧アクチュエー
タを作動させて車体を強制的にその算出傾斜角度だけ傾
けて走行する方式である。なお、符号５はころ軸受けを
示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような曲線区間を
高速で走行させるための振り子方式は、勿論、実際の鉄
道での話であって、これを鉄道模型車両に応用すること
は不可能に近いことであると考えられていた。

【０００９】その理由は、自然振り子方式を鉄道模型車
両で採用しようとしても、車体の重量が非常に軽いこ
と、線路と車体重心との距離が著しく小さいこと等から
車両が高速で曲線区間を通過する時に車体の重心が遠心
力により外側に移動することは殆どなく、そのため車体
全体が内側に傾くことも期待できない。

【００１０】また、強制振り子方式については、模型車
両に取り付けることができるような小さな空気圧アクチ
ュエータを製造することができないこと、仮にこれが製
造できたとしてもこの空気圧アクチュエータを制御する
超小型のコンピュータ等制御装置が存在しないことによ
り、鉄道模型車両では採用することができなかった。

【００１１】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、車両が曲線区間を通過す
る時、強制的に車体を傾斜させて遠心力に対抗させ、こ
れにより曲線区間の高速走行を可能とする鉄道模型車両
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、左右に少なく
とも２つの車輪が回転可能に支持された台車を車体の前
端側及び後端側の底面下にそれぞれ配置してなる鉄道模
型車両において、前記各台車が２本の車軸間の外側で且
つ前記車体の長手方向中央側に寄った位置で前記車体の
底面に、前記車体の横揺れを許す程度にルーズに枢着さ
れ、前記各台車の上面には前記台車の幅方向に湾曲した
凹状湾曲部が設けられ、前記車体の底面には前記凹状湾
曲部に嵌合する凸状湾曲部が設けられ、前記凹状湾曲部
と前記凸状湾曲部とが前記台車と前記車体との枢着点を
中心とする仮想の円弧領域上に位置していることを特徴
とする。

【００１３】前記台車と前記車体の枢着におけるルーズ
さは、前記台車が前記枢着点を中心に前記車体に対して
回動する時、前記車体底面の前記凸状湾曲部がその左右
端間に亘って相対的に前記台車の前記凹状湾曲部上を転
がることができる程度であることを特徴とする。

【００１４】本発明の鉄道模型車両によると、当該車両
が曲線区間を通過すると、台車は枢着部として車体に相
対して回動する。その時、台車の車体に対する枢着部
が、２本の車軸間の外側で且つ車体の長手方向中央側に
寄った位置にあるため、台車の中心部が車体の長手方向
中心軸線上からずれるように回動する。

【００１５】これにより、台車の凹状湾曲部は、車体の
底面に設けられた凸状湾曲部に対して幅方向端部側に移
動するため、この凸状湾曲部が凹状湾曲部に適合するよ
うに着座しようとして車体が台車の回動方向に傾くこと
になる。その結果、車体の重心作用（重力）方向がその
垂直中心軸線から曲線区間内側に傾く。そのため、車体
に発生する遠心力に対抗することができ、その分だけ当
該模型車両を曲線区間で高速に通過させることができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の鉄道模型車両を図
に示される実施の形態について更に詳細に説明する。図
１は本発明の一実施形態に係る鉄道模型車両１０を概略
的に示す構成説明図であり、図２は図１に示される鉄道
模型車両１０を２―２線に沿って切断して示す断面図で
ある。

【００１７】図１及び図２から明かなように、本実施形
態に係る鉄道模型車両１０は、基本的には従来のものと
同様であり、左右に少なくとも２つの車輪１１が回転可
能に支持された台車１２を車体１３の前端側及び後端側
の底面下にそれぞれ配置して構成されている。

【００１８】しかし、車体１３の底面１３ａへの各台車
１２の枢着位置は、従来のように左右の対向車輪１１を
それぞれ接続している２本の車軸１４間の中心即ち所謂
台車の中心部１５ではなく、車軸１４間の外側で且つ車
体１３の長手方向中央側に寄った位置とされている。そ
こで、最初に、この台車１２の構成について説明する。

【００１９】台車１２は、台車枠１６とこれに回転可能
に支持された左右に夫々２つ（合計４つ）の車輪１１と
から構成され、台車枠１６は図３に示されるように車輪
１１を支持する車軸１４の先端部を直接軸受けする左右
の側枠部１６ａと、これら左右の側枠部１６ａの上縁部
間に橋渡しされて設けられた台座板１６ｂとから構成さ
れている。

【００２０】この台座板１６ｂには、台車枠１６の長手
方向中心軸線方向に突出する連結バー１６ｃが取り付け
られている。この連結バー１６ｃの先端部は、図３には
図示していないが一方の車軸１４を越え、従って２本の
車軸１４間の外方へ突出している。そして、この連結バ
ー１６ｃの先端部には、車体底面１３ａとの枢着のため
の開口部即ち取付け孔１６ｄが形成されている。

【００２１】このような台車枠１６は、合成樹脂により
すべてが一体的に形成されている。この台車枠１６の台
座板１６ｂには、平面で見て扇形をした凹状湾曲部１７
が形成されている。この扇形の凹状湾曲部１７は、前述
した連結バー１６ｃの取付け孔１６ｄを中心点とする仮
想の円弧領域上に位置している。そして、この凹状湾曲
部１７は台車枠１６の幅方向中間部で一番深くなるよう
な円弧状の湾曲面で形成されている。

【００２２】図３に示される台車枠１６において、台座
板１６ｂに一体的に形成され且つ連結バー１６ｃとは正
反対の方向に伸長する支持アーム１６ｅは、その先端部
に連結器を取付けるためのものである。従って、この台
車枠１６を備える台車１２は、図１に示されるようにこ
の支持アーム１６ｅが車体１３の端部側に向くように配
置される。

【００２３】言換えれば、車体１３の前端側及び後端側
の底面下にそれぞれ配置される各台車１２は、その台車
枠１６の連結バー１６ｃが車体１３の長手方向中央部側
に向いて相互に対向するように配置される。そして、こ
の連結バー１６ｃの取付け孔１６ｄで車体１３の底面１
３ａに枢着される。

【００２４】その際、台車１２の連結バー１６ｃと車体
１３の底面１３ａとはルーズ即ち緩慢に枢着されている
ことが重要である。この点について更に詳細に説明す
る。台車１２の連結バー１６ｃは、図４に示されるよう
に枢着ピン１８を取付け孔１６ｄを下側から挿通させ、
その軸部分１８ａの上端部に設けられた所定長さのネジ
部１８ｂを車体底面１３ａの内側に形成されたボス部１
９のネジ穴１９ａに螺合して取り付けられる。

【００２５】この時、枢着ピン１８における軸部分１８
ａの直径は取付け孔１６ｄの直径より相当に小さくさ
れ、且つその軸部分１８ａの長さは連結バー１６ｃが車
体１３の底面１３ａから所定の間隔をあけるように設定
されている。これらの要素即ち軸部分１８ａの直径と取
付け孔１６ｄの大きさの関係及び軸部分１８ａの長さの
程度については後述する車体１３の横揺れ量により決定
される。そして、軸部分１８ａの下端部には連結バー１
６ｃが枢着ピン１８から外れないように、取付け孔１６
ｄの直径より大きな頭部１８ｃが形成されている。

【００２６】これにより、車体１３が台車１２に連結バ
ー１６ｃの取付け孔１６ｄにより枢着されても、車体１
３は横揺れ可能即ちその幅方向に揺れ動くことができ
る。このようにして車体１３が台車１２に枢着された
時、台車枠１６の台座板１６ｂに設けられた凹状湾曲部
１７に正確に対応して着座可能な凸状湾曲部２０が車体
１３の底面１３ａに設けられている。

【００２７】すなわち、この凸状湾曲部２０は、台車１
２の凹状湾曲部１７と同様に、平面で見て扇形を呈し、
且つ前述した連結バー１６ｃの取付け孔１６ｄを中心点
とする仮想の円弧領域上に位置している。そして、この
凸状湾曲部２０は車体１３の幅方向中間部で一番高くな
る（突出する）ような円弧状の湾曲面で形成されてい
る。

【００２８】この結果、車体１３の底面１３ａに設けら
れた凸状湾曲部２０は、台車１２の凹状湾曲部１７に完
全に対応し、台車１２の凹状湾曲部１７に車体１３の凸
状湾曲部２０が嵌合してこれを受けることになる。そし
て、この状態即ち両者の嵌合状態は、台車１２が連結バ
ー１６ｃの取付け孔１６ｄを中心として車体１３に対し
て回動した時も維持されている。

【００２９】次に、このように構成された本実施形態に
係る鉄道模型車両１０の動作について説明する。この車
両１０が図５に示されるような曲線区間の線路Ｒを通過
するとする。説明の便宜上、図５で見て左側を進行方向
前方とし、反対側を後方とする。車両１０が曲線区間を
通過すると、台車１２は連結バー１６ｃの取付け孔１６
ｄを枢着部として車体１３に相対して回動する。このよ
うな台車１２の車体１３に相対する回動は、あまりにも
周知な原理であるため説明は省略する。

【００３０】この回動に関して、台車１２の車体１３に
対する枢着部が、前述したように２本の車軸１４間の外
側で且つ車体の長手方向中央側に寄った位置にあるた
め、図５から明らかなように台車１２の中心部１５が車
体１３の長手方向中心軸線上からずれるように回動す
る。

【００３１】すると、図６に示されるように台車１２の
台座板１６ｂに設けられた凹状湾曲部１７は、車体１３
の底面１３ａに設けられた凸状湾曲部２０に対して幅方
向端部側に移動するため、この凸状湾曲部２０が凹状湾
曲部１７に適合するように着座しようとして車体１３が
台車１２の回動方向に傾くことになる。

【００３２】その結果、車体１３の重心作用（重力）方
向がその垂直中心軸線から曲線区間内側に傾き、これに
より車体１３に発生する遠心力に対抗することができ、
その分だけ車両１０を曲線区間で高速に通過させること
ができるのである。このような動作から分るように、こ
の構造は、まさに前述した実際の鉄道車両における強制
振り子方式を鉄道模型で実現させたものと言うことがで
きる。

【００３３】このように車体１３は、台車１２が枢着部
を中心として当該車体１３の両側方に回動する時、その
範囲で凸状湾曲部２０が凹状湾曲部１７に適合するよう
に傾くことが必要であり、その観点から車体１３の横揺
れ許容程度が決定される。換言すれば、前述した枢着ピ
ン１８における軸部分１８ａの直径と連結バー１６ｃに
おける取付け孔１６ｄの大きさとの関係及び軸部分１８
ａの長さの程度が設計されるのである。

【００３４】前述した実施形態に係る鉄道模型車両で
は、台車枠１６の台座板１６ｂに凹状湾曲部１７を設け
たものであったが、この凹状湾曲部１７は、台座板１６
ｂの表面に一体的に形成した凹部のままであってもよい
し、或いはその表面に摩擦係数の低い特殊な薄い金属板
を張り付けてもよい。このような金属板としては、例え
ば軸受け素材として使用されているメタルを薄く延した
ものが好ましい。

【００３５】また、車体１３の底面１３ａに設けられる
凸状湾曲部２０は、当該底面に一体的に形成した樹脂部
であってもよいが、凹状湾曲部と同様にその表面に軸受
け素材として使用されているメタルを薄く延したような
摩擦係数の低い特殊な薄い金属板を張り付けてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の鉄道模型
車両によれば、車体の両端部側底面下に配置した各台車
を２本の車軸間の外側で且つ車体の長手方向中央側に寄
った位置で当該車体の底面にルーズに枢着し、各台車の
上面に設けた凹状湾曲部に、車体の底面に設けた凸状湾
曲部を嵌合するようにしたことから、模型車両が曲線区
間を走行する時、台車の回動により車体を曲線区間の内
側に強制的に傾けることができ、その結果曲線区間を高
速で通過することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る鉄道模型車両を概略
的に示す構成説明図である。

【図２】図１に示される鉄道模型車両を２―２線に沿っ
て切断して示す断面図である。

【図３】図１に示される実施形態の鉄道模型車両を構成
する台車における台車枠を示す平面図である。

【図４】図３に示される台車枠の連結バーを車体の底面
にルーズに固定する構成を示す組立て図である。

【図５】図１に示される鉄道模型車両の動作を説明する
ため曲線区間を通過中の当該車両における台車と車体の
位置関係を示す図１と同様な構成説明図である。

【図６】図５に示される曲線区間を通過中の鉄道模型車
両を前方から見て車体の傾斜状態を概略的に示す正面図
である。

【図７】強制振り子方式による傾斜手段を備えた実際の
鉄道車両を概略的に示す構成説明図である。

【符号の説明】

１０ 鉄道模型車両 １１ 車輪 １２ 台車 １３ 車体 １３ａ 車体底面 １４ 車軸 １５ 台車中心部 １６ 台車枠 １７ 凹状湾曲部 ２０ 凸状湾曲部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右に少なくとも２つの車輪が回転可能
   に支持された台車を車体の前端側及び後端側の底面下に
   それぞれ配置してなる鉄道模型車両において、 前記各台車が２本の車軸間の外側で且つ前記車体の長手
   方向中央側に寄った位置で前記車体の底面に、前記車体
   の横揺れを許す程度にルーズに枢着され、 前記各台車の上面には前記台車の幅方向に湾曲した凹状
   湾曲部が設けられ、 前記車体の底面には前記凹状湾曲部に嵌合する凸状湾曲
   部が設けられ、 前記凹状湾曲部と前記凸状湾曲部とが前記台車と前記車
   体との枢着点を中心とする仮想の円弧領域上に位置して
   いることを特徴とする鉄道模型車両。
2. 【請求項２】 前記台車と前記車体の枢着におけるルー
   ズさは、前記台車が前記枢着点を中心に前記車体に対し
   て回動する時、前記車体底面の前記凸状湾曲部がその左
   右端間に亘って相対的に前記台車の前記凹状湾曲部上を
   転がることができる程度であることを特徴とする請求項
   １に記載の鉄道模型車両。