JP2827255B2 - 鉄道車両の輪重変動防止方法およびその装置 - Google Patents

鉄道車両の輪重変動防止方法およびその装置

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JP2827255B2 JP4893489A JP4893489A JP2827255B2 JP 2827255 B2 JP2827255 B2 JP 2827255B2 JP 4893489 A JP4893489 A JP 4893489A JP 4893489 A JP4893489 A JP 4893489A JP 2827255 B2 JP2827255 B2 JP 2827255B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、空気ばね付き台車を有する鉄道車両の軌
道ねじれ部で発生する輪重変動を防止するための輪重変
動防止方法とその装置に関する。
従来技術 空気ばねを有する鉄道車両は、その時々の荷重に対応
して圧縮空気量を自動的に調整して、車体の高さを一定
に保つためにリンクとレベリングバルブを組合せた自動
高さ調整機構を備えている。
また、左右の空気ばねの空気圧が大幅に差異を生じた
際に、左右の空気圧を均等に保つための差圧調整弁が取
付けられている。
しかし、鉄道車両が曲線路の緩和曲線、すなわちカン
ト低減区間で停車した場合は、自動高さ調整機構の機能
により空気ばね高さを一定に保持しようとする。
このとき、第3図に示すように、車体(8)の前部
は、カント小の位置にいる後台車(10)の影響を受けて
時計方向のモーメントが生じる。また、車体の後部は、
カント大の位置にいる前台車(9)の影響を受けて反時
計方向のモーメントが生じる。このように、前後の台車
は車体を逆方向に回転させようとするが、車体のねじり
剛性が大きいため、前後台車で発生するモーメントのつ
り合う位置で、車体は停止する。
この状態では、前台車と後台車の空気ばね高さは、い
ずれも制御目標値からずれているため、自動高さ調整機
構の弁の給排気は続いており、それによって車体の前後
台車の互いに逆側の空気ばねの間、すなわち前台車の左
側の空気ばねと後台車の右側の空気ばねの間、または前
台車の右側の空気ばねと後台車の左側の空気ばねの間に
空気圧の差異が発生する。
この空気圧の差異により、各車輪が負担する荷重が不
均一となり、その結果前台車は内軌側車輪が輪重抜け現
象を起こし、後台車は外軌側車輪が輪重抜け現象を起こ
して、輪重変動が発生する。この輪重変動が大きいと、
車両の再起動時に脱線する恐れがある。
発明が解決しようとする課題 上記のごとく、従来の鉄道車両は台車に自動高さ調整
機構と左右の空気ばねを均等に保つ差圧調整弁を有して
おり、各台車個別に左右空気ばねの空気圧を調整するこ
とはできるが、前後台車間での空気圧の調整はできず、
緩和曲線では設定差圧値に比べ大きな圧力差が発生する
ため、輪重変動を防止することはできなかった。
この発明は、上記緩和曲線に停車した車両が再起動す
る際の脱線防止を目的とした輪重変動防止方法および、
その装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、この発明の鉄道車両の輪重
変動防止方法は下記の要領で行なわれる。
左右両側に空気ばねを、それぞれ設けた前台車と後台
車とを備えた鉄道車両において、前台車の左側の空気ば
ねの空気圧が後台車の左側の空気ばねの空気圧より高い
とき開く第1ピストン弁と、前記後台車の右側の空気ば
ねの空気圧が前台車の右側の空気ばねの空気圧より高い
とき開く第2ピストン弁とを組み合せて接続した第1弁
装置および、後台車の左側の空気ばねの空気圧が前台車
の左側の空気ばねの空気圧より高いとき開く第3ピスト
ン弁と、前台車の右側の空気ばねの空気圧が後台車の右
側の空気ばねの空気圧より高いとき開く第4ピストン弁
とを組み合せて接続した第2弁装置とにより、前台車の
左側の空気ばねと後台車の右側の空気ばねの空気圧が共
に高いとき、前記第1弁装置の各弁が開いて前台車の左
右空気ばねの間を接続する配管および後台車の左右空気
ばねの間を接続する配管がそれぞれ連通し、または後台
車の左側の空気ばねと前台車の右側の空気ばねの空気圧
が共に高いとき、前記第2弁装置の各弁が開いて前台車
の左右空気ばねの間を接続する配管および後台車の左右
空気ばねの間を接続する配管がそれぞれ連通し、または
後台車の左側の空気ばねと前台車の右側の空気ばねの空
気圧が共に高いとき、前記第2弁装置の各弁が開いて前
台車の左右空気ばねき間を接続する配管および後台車の
左右空気ばねの間を接続する配管がそれぞれ連通して、
前台車の左右空気ばね間および後台車の左右空気ばね間
の空気圧差を解消する。
また、本発明の鉄道車両の輪重変動防止装置は、左右
両側に空気ばねを、それぞれ設けた前台車と後台車とを
備えた鉄道車両において、前台車の左側の空気ばね(1
1)の空気圧が後台車の左側の空気ばね(13)の空気圧
より高いとき開く第1ピストン弁(2−1)と、前記後
台車の右側の空気ばね(14)の空気圧が前台車の右側の
空気ばね(12)の空気圧より高いとき開く第2ピストン
弁(2−2)とを組み合せて接続した第1弁装置(2)
および、後台車の左側の空気ばね(13)の空気圧が前台
車の左側の空気ばね(11)の空気圧より高いとき開く第
3ピストン弁(3−1)と、前台車の右側の空気ばね
(12)の空気圧が後台車の右側の空気ばね(14)の空気
圧より高いとき開く第4ピストン弁(3−2)とを組み
合せて接続した第2弁装置(3)を併設し、第1弁装置
(2)の各弁が開いたとき、弁内の一方の通路(4)を
介して前台車の左側の空気ばね(11)への配管(17)、
(18)と前台車の右側の空気ばね(12)への配管(1
9)、(20)が連通すると共に、弁内の他方の通路
(5)を介して後台車の左側の空気ばね(13)への配管
(21)、(22)と後台車の右側の空気ばね(14)への配
管(23)、(24)が連通し、また第2弁装置(3)の各
弁が開いたとき、弁内の一方の通路(6)を介して後台
車の左側の空気ばね(13)への配管(27)、(22)と後
台車の右側の空気ばね(14)への配管(28)、(24)が
連通すると共に、弁内の他方の通路(7)を介して前台
車の左側の空気ばね(11)への配管(25)、(18)と前
台車の右側の空気ばね(12)への配管(26)、(20)が
連通し、前後台車のそれぞれ左右空気ばね間の空気圧差
を解消するように構成する。
作用 この発明による第1弁装置(2)と第2弁装置(3)
からなる輪重変動防止装置(1)を前台車と後台車の間
に設置し、前台車と後台車の各空気ばねを所定の通路に
接続すれば、緩和曲線などの軌道ねじれ部に車両があっ
て、車体の前部と後部に逆向きのモーメントが働き、前
台車の左側の空気ばね(11)の空気圧が後台車の左側の
空気ばね(13)の空気圧より高く、かつ後台車の右側の
空気ばね(14)の空気圧が前台車の右側の空気ばね(1
2)の空気圧より高いとき、または前台車の右側の空気
ばね(12)の空気圧が後台車の右側の空気ばね(14)の
空気圧より高く、かつ後台車の左側の空気ばね(13)の
空気圧が前台車の左側の空気ばね(11)の空気圧より高
いときに、第1弁装置(2)のピストン弁(2−1)と
(2−2)、または第2弁装置(3)のピストン弁(3
−1)と(3−2)が開いて前後台車ともに、左右空気
ばね間の通路が連通し、前後台車ともに、それぞれの左
右空気ばね(11)と(12)、(13)と(14)の空気圧差
が解消する。その結果、前後台車の各空気ばねの空気圧
は均一となって輪重変動の発生は防止される。
実施例 この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、この発明の実施による輪重変動防止装置
(1)を備えた場合の前台車の空気ばね(11)、(12)
の後台車の空気ばね(13)、(14)の圧力空気の通路を
示したものである。
各空気ばねは、車体の高さを一定に保つための自動高
さ調整機構(29)を備えている。また、左右空気ばね
(11)と(12)、(13)と(14)間の空気圧を左右均等
に保つため差圧調整弁(30)を介して配管で接続されて
いる。
輪重変動防止装置(1)は、第1弁装置(2)と第2
弁装置(3)を併設し組み合せてなる。第1弁装置
(2)は、前台車の左側の空気ばね(11)の空気圧が後
台車の左側の空気ばね(13)の空気圧より高いとき開く
第1ピストン弁(2−1)と、前記後台車の右側の空気
ばね(14)の空気圧が前台車の右側の空気ばね(12)の
空気圧より高いとき開く第2ピストン弁(2−2)とを
組み合わせて接続する。また、第2弁装置(3)は、後
台車の左側の空気ばね(13)の空気圧が前台車の左側の
空気ばね(11)の空気圧より高いとき開く第3ピストン
弁(3−1)と、前台車の右側の空気ばね(12)の空気
圧が後台車の右側の空気ばね(14)の空気圧より高いと
き開く第4ピストン弁(3−2)とを組み合わせて接続
する。
なお、各ピストン弁はピストン(8)の片側にコイル
ばね(9)を設けて平衡を保つように構成し、第1ピス
トン弁(2−1)と第2ピストン弁(2−2)および第
3ピストン弁(3−1)と第4ピストン弁(3−2)
は、それぞれコイルばね(9)を設けた側が互いる逆向
きとなるように組み合わして弁装置が構成されている。
前記第1弁装置(2)の各弁体の両側端部には、ピス
トンロッド(10)の端部と交差し、かつ弁室に開口する
ポート(15)、(16)に接続した通路(4)と(5)を
設ける。また、前記第2弁装置(3)の各弁体の両側端
部には、ピストンロッド(10)の端部と交差し、かつ弁
室に開口するポート(15)、(16)に接続した通路
(6)と(7)を設ける。
そして、第1弁装置(2)の通路(4)の片側端を、
前台車の左側の空気ばね(11)への配管(17)、(18)
に、他側端を前台車の右側の空気ばね(12)への配管
(19)、(20)に、それぞれ接続する。また、通路
(5)の片側端を、後台車の左側の空気ばね(13)への
配管(21)、(22)に、他側端を後台車の右側の空気ば
ね(14)への配管(23)、(24)に、それぞれ接続す
る。同様に、第2弁装置(3)の通路(6)の片側端
を、後台車の左側の空気ばね(13)への配管(27)、
(22)に、他側端を後台車の右側の空気ばね(14)への
配管(28)、(24)に、それぞれ接続する。また、通路
(7)の片側端を、前台車の左側の空気ばね(11)への
配管(25)、(18)に、他側端を前台車の右側の空気ば
ね(12)への配管(26)、(20)に、それぞれ接続す
る。
車両が緩和曲線にあって、車体前部には時計方向のモ
ーメントが、車体後部には反時計方向のモーメントが発
生し、第1図において、前台車の左側の空気ばね(11)
と後台車の右側の空気ばね(14)の空気圧は、他の前台
車の右側の空気ばね(12)、と後台車の左側の空気ばね
(13)に比べて高いとする。
このとき、第1弁装置(2)の第1ピストン弁(2−
1)は、空気ばね(11)の圧縮空気の力によって、コイ
ルばね(9)のばね力に抗してピストン(8)を押し動
かし、また第2ピストン弁(2−2)は、空気ばね(1
4)の圧縮空気の力によって、コイルばね(9)のばね
力に抗してピストン(8)を押し動かし、第2図(a)
に示すように、そのピストンロッド(10)の両端に設け
た環溝が、それぞれ通路(4)、(5)に合致して通路
が開き、前台車の左右の空気ばね(11)、(12)の間は
配管(18)、(17)、通路(4)、配管(19)、(20)
により連通し、後台車の左右の空気ばね(13)、(14)
の間は配管(22)、(21)、通路(5)、配管(23)、
(24)により連通し、前台車の左右の空気ばね(11)、
(12)の間および後台車の左右の空気ばね(13)、(1
4)の間のそれぞれの空気圧差は解消する。
また、上記とは逆に、後台車の左側の空気ばね(13)
と前台車の右側の空気ばね(12)の空気圧は、他の後台
車の右左側の空気ばね(14)と前台車の左側の空気ばね
(11)に比べて高いとき、他方の第2弁装置(3)の第
3ピストン弁(3−1)は、空気ばね(13)の圧縮空気
の力によって、コイルバネ(9)のばね力に抗してピス
トン(8)を押し動かし、第2図(b)に示すように、
そのピストンロッド(10)の両端に設けた環溝が、それ
ぞれ通路(6)、(7)に合致して通路が開き、後台車
の左右の空気ばね(13)、(14)の間は配管(22)、
(27)、通路(6)、配管(28)、(24)により連通
し、前台車の左右の空気ばね(11)、(12)の間は配管
(18)、(25)、通路(7)、配管(26)、(20)によ
り連通し、前台車の左右の空気ばね(11)、(12)の間
および後台車の左右の空気ばね(13)、(14)の間のそ
れぞれの空気圧差は解消する。
上記のごとくして、前後台車のそれぞれの左右空気ば
ね間の空気圧は均一となり、輪重抜け現象は防止され、
輪重変動は起きない。
発明の効果 この発明によれば、車両が緩和曲線にあって車体にね
じりの力が作用した際、前台車の左右空気ばね間および
後台車の左右空気ばね間をそれぞれ連通して、空気圧を
左右均一に保ち、輪重変動を防止できる。そのため、緩
和曲線に停車した車両が再起動する際に脱線する恐れは
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例における前後台車の各空
気ばねとの間に組込んだ輪重変動防止装置を示した説明
図、 第2図は、第1図の輪重変動防止装置の作動状態を示す
説明図であり、(a)は第1図の前台車の左側の空気ば
ね(11)と後台車の右側の空気ばね(14)の空気圧が高
い場合に作動する第1弁装置(2)、(b)は後台車の
左側の空気ばね(13)と前台車の右側の空気ばね(12)
の空気圧が高い場合に作動する第2弁装置(3)であ
る、 第3図は、車両が緩和曲線のカント逓減部にある際、車
体の前部と後部に発生するモーメントを示す説明図であ
り、(a)はカント逓減部と車体との関係を、(b)は
車体前部のモーメントを、(c)は車体後部のモーメン
トを、それぞれ示す。 1……輪重変動防止装置 2……第1弁装置 3……第2弁装置 4、5……第1弁装置の通路 6、7……第2弁装置の通路 8……ピストン 9……コイルばね 10……ピストンロッド 11、12、13、14……空気ばね
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B61F 5/10 B61F 3/00 B61F 5/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】左右両側に空気ばねをそれぞれ設けた前台
    車と後台車とを備えた鉄道車両において、前台車の左側
    の空気ばねの空気圧が後台車の左側の空気ばねの空気圧
    より高いとき開く第1ピストン弁と、前記後台車の右側
    の空気ばねの空気圧が前台車の右側の空気ばねの空気圧
    より高いとき開く第2ピストン弁とを組み合せて接続し
    た第1弁装置および、後台車の左側の空気ばねの空気圧
    が前台車の左側の空気ばねの空気圧より高いとき開く第
    3ピストン弁と、前台車の右側の空気ばねの空気圧が後
    台車の右側の空気ばねの空気圧より高いとき開く第4ピ
    ストン弁とを組み合せて接続した第2弁装置とにより、
    前台車の左側の空気ばねと後台車の右側の空気ばねの空
    気圧が共に高いとき、前記第1弁装置の各弁が開いて前
    台車の左右空気ばねの間を接続する配管および後台車の
    左右空気ばねの間を接続する配管がそれぞれ連通し、ま
    たは後台車の左側の空気ばねと前台車の右側の空気ばね
    の空気圧が共に高いとき、前記第2弁装置の各弁が開い
    て前台車の左右空気ばねの間を接続する配管および後台
    車の左右空気ばねの間を接続する配管がそれぞれ連通し
    て、前台車の左右空気ばね間および後台車の左右空気ば
    ね間の空気圧差を解消する鉄道車両の輪重変動防止方
    法。
  2. 【請求項2】左右両側に空気ばねをそれぞれ設けた前台
    車と後台車とを備えた鉄道車両において、前台車の左側
    の空気ばね(11)の空気圧が後台車の左側の空気ばね
    (13)の空気圧より高いとき開く第1ピストン弁(2−
    1)と、前記後台車の右側の空気ばね(14)の空気圧が
    前台車の右側の空気ばね(12)の空気圧より高いとき開
    く第2ピストン弁(2−2)とを組み合せて接続した第
    1弁装置(2)および、後台車の左側の空気ばね(3−
    1)の空気圧が前台車の左側の空気ばね(11)の空気圧
    より高いとき開く第3ピストン弁(3−1)と、前台車
    の右側の空気ばね(12)の空気圧が後台車の右側の空気
    ばね(14)の空気圧より高いとき開く第4ピストン弁
    (3−2)とを組み合せて接続した第2弁装置(3)を
    併設し、第1弁装置(2)の各弁が開いたとき、弁内の
    一方の通路(4)を介して前台車の左側の空気ばね(1
    1)への配管(17)、(18)と前台車の左側の空気ばね
    (12)への配管(19)、(20)が連通すると共に、弁内
    の他方の通路(5)を介して後台車の左側の空気ばね
    (13)への配管(21)、(22)と後台車の右側の空気ば
    ね(14)への配管(23)、(24)が連通し、また第2弁
    装置(3)の各弁が開いたとき、弁内の一方の通路
    (6)を介して後台車の左側の空気ばね(13)への配管
    (27)、(22)と後台車の右側の空気ばね(14)への配
    管(28)、(24)が連通すると共に、弁内の他方の通路
    (7)を介して前台車の左側の空気ばね(11)への配管
    (25)、(18)と前台車の右側の空気ばね(12)への配
    管(26)、(20)が連通し、前後台車のそれぞれ左右空
    気ばね間の空気圧差を解消するように構成した鉄道車両
    の輪重変動防止装置。
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