JP3020638B2 - 鉄道車両用台車の軸箱支持剛性制御装置およびその制御方法 - Google Patents

鉄道車両用台車の軸箱支持剛性制御装置およびその制御方法

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JP3020638B2
JP3020638B2 JP3089643A JP8964391A JP3020638B2 JP 3020638 B2 JP3020638 B2 JP 3020638B2 JP 3089643 A JP3089643 A JP 3089643A JP 8964391 A JP8964391 A JP 8964391A JP 3020638 B2 JP3020638 B2 JP 3020638B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は鉄道車両用台車の軸箱
支持装置において、軸箱支持前後剛性を線路状況に応じ
て制御するための制御装置およびその制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】旅客車両の大型化と走行性能の向上に伴
い、台車はすべて2軸以上のボギー台車が使用されてお
り、車体の曲線通過が容易にできるように構成されてい
る。
【0003】鉄道車両は、曲線を通過するとき、車輪が
転動する方向とレールの方向が常に一致しておれば、ス
ムーズな曲線通過ができる。近年来そのための自己操舵
台車が研究されている。
【0004】車軸をラジアル方向に自己操舵させるに
は、一般に軸箱を前後方向に対し柔支持する必要があ
る。しかし、一方、舵行動に対しては、前後方向に軸箱
を剛支持することが望ましい。したがって、この相矛盾
する特性を両立させる必要がある。
【0005】従来の自己操舵台車としては、前後の輪軸
と軸箱をそれぞれサブフレームに取付け、対角上にクロ
スアンカーで前後を結ぶ構成としており、曲線上で一方
の輪軸がレールに沿って曲げ変位を起こすと、クロスア
ンカーのリンク作用によって他方の輪軸が反対方向に曲
げ変位を強制され、スムーズに前後の輪軸がラジアル位
置をとるような仕組みになっている。そして、直線路で
は互いにリンクによって拘束され剛支持となり、蛇行動
に有利とされている。
【0006】また、軸箱支持装置は、曲線路を安定して
通過するには前後方向支持剛性を減少させることが有効
である。そのため、従来より軸箱支持剛性を可変にして
輪軸の操舵を行なう機構が種々工夫されている。その中
の一つに図5に示す改良されたウイングばね型式の軸箱
支持装置がある。
【0007】すなわち、軸箱16の前後に設けたばね座
17に軸ばね18をはめ、その軸ばねのばね座19にテ
ーパー孔20を設ける。さらに、そのテーパー孔20の
周囲に積層ゴム21を設置する。そして、積層ゴム21
の上面は、台車の側ばり22に設けた支持枠23の下面
に当接する。
【0008】上記支持枠23には上部にピストン24の
上端部を摺動自在に支持する案内筒25が設けられ、ピ
ストン24にはめられる。そして、ピストン24の中央
部にフランジ状の支持部材27が設けられており、その
支持部材27上に設けたばね受座28と案内筒25の上
面との間にコイルばね29を設け、かつ支持枠23の下
側面とピストンの支持部材27との間に操舵装置用の空
気ばね30を介在する。
【0009】この空気ばね30は通常は圧力空気が抜き
取られ、コイルばね29の復元力によりピストンの先端
テーパー部26はテーパー孔20に隙間なくはまり、通
常の直線高速走行に必要な支持剛性が与えられている。
【0010】そして、前後方向の剛性を減少して曲線路
通過に必要な操舵性を得る際は、空気ばね30に圧力空
気を充填してコイルばね29の復元力に抗してピストン
24を押し上げ、テーパー孔20とピストンのテーパー
部26との間に隙間を生じさせる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記ウイングばね型式
軸箱支持装置は、直線路走行時は剛支持とし、曲線路
通過時は前後方向に柔支持し制御され曲線通過が容易と
なる。しかし、その支持剛性の切換えは、手動で圧力空
気を空気ばねに充填または空気ばねから抜き取ることに
よりなされており、自動的に実施させることができなか
った。
【0012】この発明は、上記欠点を除き、曲線路通過
時の前軸外軌側の横圧を低減し、速度を向上できる軸箱
支持剛性制御装置およびその制御方法を提供するもので
ある。
【0013】
【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用台車の軸箱支持剛性制御装置
は、軸箱の前後に設けたばね座と側ばりとの間に、軸ば
ねと前後方向に柔らかいばね性を有する積層ゴムを組合
せてなる軸箱支持装置の前後方向支持剛性を変化させる
ために、剛性を増加させる際の操作をコイルばねで行な
い、剛性を減少させる際の操作を空気ばねで行なうよう
に構成した操舵装置において、前台車と後台車の前軸側
空気ばねおよび前台車と後台車の後軸側空気ばねをそれ
ぞれ別個の配管で接続し、かつ前後進切替えリレー回路
により切替え自在の電磁弁を介して上記配管をそれぞれ
元空気溜に接続する。
【0014】上記軸箱支持剛性制御装置の制御方法は、
軸箱支持前後剛性を1車両中、前台車と後台車の前軸側
を常時柔支持とし、かつ前台車と後台車の後軸側を常時
剛支持に制御する。
【0015】また、軸箱支持剛性制御装置の他の制御方
法は、車両の走行中に曲線路を検知し、曲線路通過時は
軸箱支持前後剛性を1車両中、前台車と後台車の前軸側
を柔支持とし、かつ前台車と後台車の後軸側を剛支持に
制御する。
【0016】
【作用】この発明の軸箱支持剛性制御装置は、車体に取
付けられた前後進切替えリレー回路の信号を電磁弁に伝
送することにより、自由自在に1車両中、前台車および
後台車の前軸側または後軸側の軸箱支持前後剛性を堅く
あるいは柔らかく制御することができる。
【0017】また、前後進切替えリレー回路の接続部位
を変えることにより目的に応じて、軸箱支持前後剛性を
1車両中、前台車と後台車の前軸側を常時柔支持し、前
台車と後台車の後軸側を常時剛支持としたり、さらに直
線路走行時はすべての軸箱支持前後剛性を剛支持してい
るものを曲線路通過時には、1車両中、前台車と後台車
の前軸側を柔支持とし、前台車と後台車の後軸側を剛支
持に制御することができる。
【0018】以上の前後進切替えリレーの信号入力操作
は車上から迅速かつ確実に行われ、操舵装置を線路の状
況に応じて有効に作動させることができる。
【0019】
【実施例】この発明の実施例を図面に基いて説明する。
図1はこの発明の実施による1車両の軸箱支持剛性制御
装置の要部を示す説明図であり、その軸箱支持装置は図
5に示すウイングばね型式のものを装備しているが、図
には前台車1および後台車2ともに軸箱支持装置に設け
た操舵装置用の空気ばね5、6のみで示した。
【0020】図1において、前台車1および後台車2の
前軸3側の操舵装置用の空気ばね5、5を前軸側配管7
で接続し、同じく前台車1および後台車2の後軸4側の
操舵装置用の空気ばね6、6を後軸側配管8で接続す
る。そして、それぞれの配管途中において電磁弁9、1
0を有する配管15で元空気溜14に接続する。
【0021】上記電磁弁9、10は前後進切替えリレー
11に接続され、運転台に設けた切替えスイッチ(図面
省略)により切替えるように設ける。すなわち、前軸側
配管7の電磁弁9は前進用切替えリレー12に、後軸側
配管8の電磁弁10は後進用切替えリレー13に接続す
る。上記切替えリレー回路により、電磁弁9、10が励
磁状態の場合、元空気溜14より給気が行われ空気ばね
5、6すなわち図5に示す空気ばね30が膨張し、ピス
トン24はコイルばね29の復元力に抗して押し上げら
れ、テーパー孔20とテーパー部26の間に隙間が生
じ、軸箱前後方向支持は柔支持となる。また電磁弁9、
10が消磁状態の場合、空気ばね5、6は排気状態とな
り、図5においてコイルばね29の復元力によりピスト
ン24が押し上げられ軸箱前後方向支持は剛支持とな
る。
【0022】なお、電気系統にトラブルが生じた場合に
は、操舵装置用の各空気ばね5、6は排気状態に保たれ
軸箱前後方向支持は剛支持となるフェールセーフ機能を
有する。
【0023】次に、上記軸箱支持剛性制御装置を使っ
て、この発明による制御方法の実施例を図2〜図4に基
いて説明する。図2は、1車両中前台車1と後台車2の
前軸3側の軸箱支持を常時柔支持とし、前台車1と後台
車2の後軸4側の軸箱支持を常時剛支持とする場合の一
例である。車両に取付けられている主電動機前後切替え
リレー回路を操舵装置前後進切替えリレー回路に接続し
てなり、運転台に取付けられている前後進切替えスイッ
チを操作することにより、自動的に1車両中前台車と後
台車の前軸側は柔支持し、前台車と後台車の後軸側は剛
支持とする。
【0024】図3は、車両の走行中に曲線路を検知し、
曲線路通過時のみ1車両中前台車と後台車の前軸側を柔
支持とする場合の一例である。この場合の制御は、先頭
車両の前台車の車体上に取着されている角度計測用ジャ
イロより常時車体ローリング角を計測し、定値以上にな
った場合に、操舵装置の前後進切替えリレー回路が自動
的に作動し、1車両中前台車と後台車の前軸側は柔支持
し、前台車と後台車の後軸側は剛支持とする。
【0025】図4は、車両の走行中に車輪に作用する横
圧を検知し、曲線路通過時のみ1車両中前台車と後台車
の前軸側を柔支持する場合である。先頭車両の前台車の
前軸側に横圧測定用輪軸を取着し、常時横圧を測定し定
値以上になった場合に操舵装置前後切替えリレー回路の
前進切替えリレーが自動的に作動し、1車両前台車と後
台車の前軸側は柔支持し、前台車と後台車の後軸側は剛
支持とする。
【0026】
【発明の効果】この発明は、1車両中前台車と後台車の
前軸側の操舵装置用の空気ばねと後軸側の操舵装置用の
空気ばねをそれぞれ別個の配管で接続し、前後切替えリ
レー回路により作動する電磁弁を介して元空気溜に接続
するから、前後非対称剛性支持方式の操舵装置を有効に
作動させることができる。また、曲線路の検知をも含め
前後切替えリレーへの信号入力操作はすべて車上で行な
うため、軌道上の設備がいらない。そのため、簡易な構
造の制御機器により操舵装置を有効に作動できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施による鉄道車両用台車の軸箱
持剛性制御装置の要部を示す説明図である。
【図2】この発明の制御の一実施例で前後進切替えリレ
ーへの入力信号源を主電動機前後進切替えスイッチとし
た場合の制御方法の説明図である。
【図3】同じく前後進切替えリレーへの入力信号源を角
度計測用ジャイロとした場合の制御方法の説明図であ
る。
【図4】同じく前後進切替えリレーへの入力信号源を横
圧測定用輪軸とした場合の制御方法の説明図である。
【図5】この発明の実施対象となる鉄道車両用台車の軸
箱支持装置の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 前台車 2 後台車 3 前軸 4 後軸 5、6 操舵装置用の空気ばね 7 前軸側配管 8 後軸側配管 9、10 電磁弁 11 前後進切替えリレー 12 前進用切替えリレー 13 後進用切替えリレー 14 元空気溜 15 配管 16 軸箱 17 ばね座 18 軸ばね 19 ばね座 20 テーパー孔 21 積層ゴム 22 側ばり 23 支持枠 24 ピストン 25 案内筒 26 テーパー部 27 支持部材 28 ばね受座 29 コイルばね 30 操舵装置用の空気ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 目時 哲郎 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4 号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 日野 和明 大阪府大阪市此花区島屋5丁目1番109 号 住友金属工業株式会社 製鋼所内 (56)参考文献 特開 昭61−143256(JP,A) 特開 平2−127162(JP,A) 実開 昭60−67274(JP,U) 実開 平4−83874(JP,U) 実公 昭44−29927(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B61F 5/26 - 5/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸箱の前後に設けたばね座と側ばりとの
    間に、軸ばねと前後方向に柔らかいばね性を有する積層
    ゴムを組合せてなる軸箱支持装置の前後方向支持剛性を
    変化させるために、剛性を増加させる際の操作をコイル
    ばねで行い、剛性を減少させる際の操作を空気ばねで行
    う操舵装置において、1車両中前台車と後台車の前軸側
    空気ばねおよび前台車と後台車の後軸側空気ばねをそれ
    ぞれ別個の配管で接続し、かつ前後進切替えリレー回路
    により切替え自在の電磁弁を介して上記配管をそれぞれ
    元空気溜に接続した鉄道車両用台車の軸箱支持剛性制御
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の鉄道車両用台車の操舵装
    置において、軸箱支持前後剛性を1車両中、前台車と後
    台車の前軸側を常時柔支持とし、かつ前台車と後台車の
    後軸側を常時剛支持に制御することを特徴とする鉄道車
    両用台車の軸箱支持剛性制御方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の鉄道車両用台車の操舵装
    置において、車両の走行中に曲線路を検知し、曲線路通
    過時は軸箱支持前後剛性を1車両中、前台車と後台車の
    前軸側を柔支持とし、かつ前台車と後台車の後軸側を剛
    支持に制御し、直線路走行時は1車両中、すべての軸箱
    支持前後剛性を剛支持に制御することを特徴とする鉄道
    車両用台車の軸箱支持剛性制御方法。
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