JP3130577B2 - 車両用軌間調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、新幹線と在来
線のように異なる軌条を共通の車両で走行できるように
した車両用軌間調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】既に提案されているこの種の車両用軌間
調整手段は、例えば、広軌（軌間＝１６６８mm）と標準
軌（軌間＝１４３５mm）のように異なる軌条を共通の車
両で走行するために、車軸を固定軸とし、車輪には駆動
力を与えないで軸方向に摺動する手段で車両側の車輪の
軌間を変更して調整し、同じ車両で異なる軌間の軌条を
共通に走行できるようにしている。

【０００３】即ち、図１３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）におい
て、道床ａ上には、例えば、広軌（軌間Ｂ1 ＝１６６８
mm）と標準軌（軌間Ｂ2 ＝１４３５mm）のように異なる
軌間の軌条ｂとガイドレールｃとがその軌間を連続的に
変化するように連結して敷設されている。又、この軌条
ｂを走行する車両には、車両の車体を載置した台車ｄが
配設されており、この台車ｄの下部には、一対の軸支体
ｅが垂設されている。さらに、この各軸支体ｅには、車
軸ｆが固着されており、この車軸ｆには、各軌間調整体
ｈが軌条ｂの軌間Ｂ1 、Ｂ2 を調整するように車軸の軸
方向へ摺動できるように嵌装されている。さらに又、上
記各軌間調整体ｈの各外端部には、各車輪軸受ｉが設け
られており、この各車輪軸受ｉには、各車輪ｊが上記各
軌間調整体ｈの各外端部に対して転動し、且つ、上記各
軌条ｂ上を転動するように嵌装されている。又、上記各
軌間調整体ｈの各内端部には、複数（図では２個）の係
合溝ｋが形成されており、この各係合溝ｋの各内側係合
溝ｋ1 （図１３（Ｂ）参照）には、摺動係止体ｍが上記
台車ｄの下部に介装されたコイルばねｎの弾力により係
合するように設けられている。

【０００４】即ち、この摺動係止体ｍは略Ｔ字状を形成
しており、この摺動係止体ｍの各水平部には、複数（図
では２個）の係合凸部ｍ1 、ｍ2 が上記係合溝ｋの各係
合溝ｋ1 、ｋ2 へ選択的に係合するように形成されてい
る。

【０００５】又一方、軌条ｂの軌間変化部の道床ａに
は、調整レールｏが上記摺動係止体ｍを押し上げて上記
各軌間調整体ｈから離間させ、さらに、軌間変化部の前
後では上記摺動係止体ｍを降下させるように敷設されて
いる。つまり、この調整レールｏは上記摺動係止体ｍの
垂下回転輪部ｍ3 を上昇させ、さらに、軌間変化部の前
後では垂下回転輪部ｍ3 を降下させることにより、上記
摺動係止体ｍの各係合凸部ｍ1 、ｍ2 を上記係合溝ｋの
各内側調整溝ｋ1 、ｋ2 へ選択的に係合するように設け
られている。

【０００６】従って、上述した車両用軌間調整手段は、
例えば、広軌Ｂ1 （軌間＝１６６８mm）から標準軌Ｂ2
（軌間＝１４３５mm）のように異なる軌間をもつ軌条ｂ
へ共通の車両で走行するために、図１３（Ｂ）に示され
るように、軌間変化部の道床ａ側にその高さが高くなる
ように敷設された上記調整レールｏの作用により、上記
摺動係止体ｍはその垂下回転輪部ｍ3を調整レールｏで
上昇させられるから、上記摺動係止体ｍの係合凸部ｍ1
を上記係合溝ｋの各内側調整溝ｋ1 から離間し、しかる
後、車輪ｊは上記軸受ｉ及び軌条ｂの間を転動しながら
軌間の変化する軌条ｂ及びガイドレールｃに案内され、
上記各軌間調整体ｈは上記各車輪ｊと共に互いに内方へ
摺動する。

【０００７】摺動動作が終了した位置で、図１３（ｃ）
に示されるように、上記調整レールｏは低くなるように
敷設されているので、上記摺動係止体ｍは降下し、その
各係合凸部ｍ1 、ｍ2 は上記摺動調整溝ｋの各内側調整
溝ｋ1 、ｋ2 へ選択的に係合することになり、車両側の
車輪ｊの軌間の変更を完了して、同じ車両で異なる軌条
ｂを共通に走行できるようにしている。（図１３（Ｃ）
参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た車両用軌間調整手段においては、上記車輪ｊは、軸受
ｉによって車軸ｆと隔てられているため、車両に搭載し
た原動機によって車輪を駆動することができないため、
自ら走行する車両には使用できない欠点があり、また、
車輪ｊ及び軌間調整体ｈが車軸ｆ上を摺動する場合に乗
客も含めた全車両重量が負荷されているため、円滑に軌
間変更が行なわれない欠点があった。

【０００９】又一方、上述した他の車両用軌間調整手段
には、“異なる軌間のためのボギー車”（特開昭５４−
４７２２１号）が既に提案されているけれども、これは
車両用軌間調整手段を台車のフレームに設けられたラッ
クと歯車（ピニオン）とで操作するようにしているた
め、上述した車両用軌間調整手段と同じように車体の下
部中央部に駆動装置や変速装置等を組込んだ車両には、
これをそのまま使用することは困難である。

【００１０】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであって、車体の下部中央部に駆動装置や変速装置
等を組込んだ車両にも適用できるようにすると共に、軌
間変更時には車体の各空気ばねの圧縮空気を昇降装置に
利用して車両全体を自由に何処でも昇降して、可動部に
車両重量が掛らないようにすると共に、例えば、標準軌
としての新幹線と狭軌としての在来線のように異なる軌
条を共通の車両で走行するようにし、道床側に何等の昇
降手段を設置することなく、車両の軌間変更動作によっ
て同じ車両を異なる軌条で共通に走行できるようにした
車両用軌間調整装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、車体を載置す
る台枠車の各空気ばねの直下に各昇降装置を空気ばねに
用いる圧縮空気を利用して上記車体を昇降するように設
け、台車枠の両側梁の前後部に各一対の軸梁を回動自在
に枢着し、この各軸梁の中程に各車軸を軸装し、この各
車軸に各車輪を軸方向へ摺動するも車軸と一体に回転す
るように軸装し、この各車輪のボス部に各車輪軸受を設
け、この各車輪軸受の上位の上記台車枠に各一対のばね
支持梁を一体に設け、この各一対のばね支持梁の下部に
各一対の板ばねを上記各車軸と並行したアクチェータで
軸方向へ上記各車輪軸受と共に一定の距離を摺動するよ
うに設けたものである。

【００１２】

【作用】本発明は、標準軌としての新幹線から狭軌とし
ての在来線の軌条へ軌間を変更するとき、車体の各空気
ばねに用いる圧縮空気を昇降装置に利用して車両の車体
及び台車枠を上昇し、しかる後、上記各一対の板ばねを
上記各車軸と並行して設けられたアクチェータで軸方向
へ上記各車輪軸受と共に一定の距離を摺動して在来線の
軌条へ変更して、これを固定した後、昇降装置の圧縮空
気を排気して降下し、車輪を在来線の軌条上へ転動する
ように載置し、標準軌としての新幹線から狭軌としての
在来線の軌条へ共通の車両で走行するようにし、道床側
に何等の昇降手段を設置することなく、車両の軌間変更
動作で同じ車両を異なる軌条で共通に走行できるように
したものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図示のー実施例について説明
する。

【００１４】図１乃至図８において、符号１は、車両に
おける車体２の下部に各空気ばね３を介して設けられた
台車の台車枠であって、この各空気ばね３の直下の台車
枠１には、例えば、空気シリンダー装置のような各昇降
装置（リフター）４が各空気ばね３の圧縮空気を利用し
て上記台車枠１とともに上記車体２を昇降するように設
けられている。又、図６乃至図８に示されるように、上
記台車枠１の両側梁１ａの前後部には、各一対の耳片１
ｂが付設されており、この各耳片１ｂには、各一対の軸
梁５が各支軸６で制振ゴム７を介して回動自在に枢着さ
れている（図７参照）。さらに、上記各一対の軸梁５の
一端部５ａには、ガイドピン８が垂直に植設されてお
り、このガイドピン８の上部には、同心円状をなす積層
した制振ゴム９が抜け落ちないように嵌装されている。
さらに又、図７及び図８に示されるように、上記制振ゴ
ム９の外側に位置する上記台車枠１の両側梁１ａの前後
部には、各案内筒体１０が各制振ゴム９を囲むようにし
て設けられており、この各案内筒体１０の内底１０ａと
上記制振ゴム９の外側上部との間には、間隙ｓが形成さ
れており、この間隙ｓは、車両の走行時、ｓ＝０になる
ように選定されている。又、図７に示されるように、上
記各軸梁５の中程には、各軸受１１が設けられており、
この各軸受１１には、各車軸１２の各端部が軸装されて
いる。さらに、図５に示されるように、この各車軸１２
の中程には、軌条（レール）１４上を転動する各車輪１
３が、例えば、滑りキー若しくはスプライン１５のよう
に軸方向へ摺動するも車軸１２と一体に回転するように
軸装されており、この各車輪１３のボス部１３ａの両側
には、各車輪軸受１７が設けられている。さらに又、こ
の各車輪軸受１７の上位の上記台車枠１には、図１及び
図３に示されるように、各一対のばね支持梁１ｃが一体
に設けられており、この各一対のばね支持梁１ｃの下部
には、各一対の板ばね１６が上記車軸１２の軸方向へ摺
動自在に設けられており、この各板ばね１６の中程に位
置する上記各車輪軸受１７は上記各車輪１３のボス部１
３ａに軸装されると共に、各車輪軸受１７の中程に形成
された係合部１７ａが上記各板ばね１６の中程を係止し
ている（図３参照）。又、図１及び図７に示されるよう
に、上記板ばね１６を係止している上記一方の車輪軸受
１７の中程と上記各軸梁５との間には、例えば、空気シ
リンダー装置のようなアクチェータ１８が連結されてい
る。

【００１５】即ち、このアクチェータ１８は上記一方の
板ばね１６に係止している各軸受１７の係合部１７ａと
共に上記各車輪１３のボス部１３ａを上記車軸１２の軸
方向へ摺動するように設けられている。つまり、図７に
示されるように、上記アクチェータ１８のシリンダー本
体１８ａは上記各軸梁５に上記車軸１２に並行して設け
られており、上記アクチェータ１８の出力軸１８ｂは上
記一方の板ばね１６に係止している係合部１７ａにピン
１８ｃで連結されている。

【００１６】従って、上記車体２及び台車枠１の垂直荷
重は、各一対のばね支持梁１ｃ−各板ばね１６−車輪軸
受１７−各車輪１３の順で伝達されており、上記車軸１
２には、垂直荷重が作用しないように構成されている。

【００１７】又一方、軌間の変更時、上記アクチェータ
１８を駆動することにより、このアクチェータ１８は上
記一方の板ばね１６に係止している各軸受１７の係合部
１７ａと共に上記各車輪１３のボス部１３ａを上記車軸
１２の軸方向へ一定の距離だけ摺動するようになってい
る。

【００１８】他方、図１に示されるように、上記各車軸
１２には、夫々中程に位置して、第１変速機１９及び第
２変速機２０がそれぞれ設置されており、この第１変速
機１９の入力軸１９ａには、車体２の下部に架装された
駆動モータ２１が第１推進軸２２を介して連結されてい
る。又、第１変速機１９の出力軸１９ｂと、上記第２変
速機２０の入力軸２０ａとは第２推進軸２３を介して連
結されており、上記第１変速機１９と上記第２変速機２
０には、出力軸として上記各車軸１２が１９ａ、２０ａ
に直交して嵌装されている。さらに、図５に示されるよ
うに、上記各車輪軸受１７の両側には、各係合周溝２４
ａ、２４ｂが形成されており、この各係合周溝２４ａ、
２４ｂの近傍の上記軸梁５には、図６及び図７に示され
るように、例えば、空気シリンダー装置のようなアクチ
ェータ２５が設けられている。

【００１９】即ち、このアクチェータ２５のシリンダー
本体２５ａは上記各軸梁５にピン軸２５ｃで連結されて
おり、上記アクチェータ２５の出力軸２５ｂは上記各係
合周溝２４ａ、２４ｂへ選択的に係合するストッパ２６
の支軸２７に連結されている。

【００２０】なお、上記第１変速機１９及び第２変速機
２０の傍らには、図１に示されるように、上記アクチェ
ータ２５と同じ構成の他のアクチェータが内蔵されてお
り、このアクチェータのシリンダー本体は上記各変速機
のケースにピン軸で連結されており、上記アクチェータ
の出力軸は他のストッパ２８の支軸に連結されている。
又、この各ストッパ２８は、軌間の変更の際、上記アク
チェータを駆動することにより、このアクチェータの出
力軸は上記ストッパ２８を支軸の周りに回動するから、
上記一方の係合周溝２４ａの係合を解除するようになっ
ている。

【００２１】他方、軌間の変更の際、上記アクチェータ
２５を駆動することにより、このアクチェータ２５の出
力軸２５ｂは上記ストッパ２６を支軸２７の周りに回動
することにより、軌間の変更後、上記ストッパ２６を上
記他方の係合周溝２４ｂへ係合して固定するようになっ
ている。

【００２２】以下、本発明の作用について説明する。

【００２３】従って、今、標準軌としての新幹線から狭
軌としての在来線の軌条１４へ変更するとき、車体２の
各空気ばねに用いる圧縮空気を昇降装置４に利用して車
両の車体２と台車の台車枠１全体を上昇する。この時、
上記車両における車体２及び台車の台車枠１の垂直荷重
は、各一対のばね支持梁１ｃ−各板ばね１６−車輪軸受
１７−各車輪１３の順で伝達されており、上記車軸１２
には、垂直荷重が作用しないように構成されている。

【００２４】一方、図１に示されるように、上記第１変
速機１９及び第２変速機２０の傍らの上記各アクチェー
タを駆動することにより、この各アクチェータの出力軸
は上記ストッパ２８を支軸の周りに回動することによ
り、上記一方の係合周溝２４ａの係合を解除する。

【００２５】次に、上記アクチェータ１８を駆動するこ
とにより、このアクチェータ１８は上記一方の板ばね１
６を係止している各軸受１７の係合部１７ａと共に上記
各車輪１３のボス部１３ａを上記車軸１２の軸方向へ一
定の距離摺動して停止することにより、在来線のような
狭軌条から新幹線のような標準軌の軌条１４へ変更し、
しかる後、上記アクチェータ２５を駆動することによ
り、このアクチェータ２５の出力軸２５ｂは上記ストッ
パ２６を支軸２７の周りに回動し、軌間の変更後、上記
ストッパ２６を上記他方の係合周溝２４ｂへ係合して固
定した後、上記昇降装置４の圧縮空気を排気して車体２
及び台車枠１を降下して各車輪１３を軌条１４上に載置
する。

【００２６】これにより、狭軌としての在来線の軌条か
ら広軌としての新幹線へ共通の車両で走行するようにし
ている。

【００２７】このようにして、道床側に何等の昇降手段
を設置することなく、車両の軌間変更動作によって同じ
車両を異なる軌条で共通に走行できる。

【００２８】次に、図９乃至図１２に示される本発明の
他の実施例は、台車枠１を昇降装置４で上昇して各板ば
ね１６を軸方向へ移動して、上記台車枠１を降ろしたと
きに各板ばね１６を軸方向へ移動しないように固定（ロ
ック）するようにしたものである。

【００２９】即ち、図９乃至図１２において、一方の板
ばね支持梁１ｃには、止子（ストッパ）３０ａを有する
ブラケット３０が設けられており、このブラケット３０
には、コ字状のスライドリンク３１が支軸３２で枢着さ
れている。又、このスライドリンク３１の自由端部に
は、上記板ばね１６の一端部がピン３３で連結されてお
り、この板ばね１６の他端部は上記他の板ばね支持梁１
ｃに僅かに移動できるように当接している。さらに、上
記板ばね１６の中程に位置する各車輪軸受１７は上記各
車輪１３のボス部１３ａに軸装されると共に、上記各車
輪軸受１７の係合部１７ａは上記各板ばね１６の中程を
係止している（図３参照）。

【００３０】従って、本発明の他の実施例は、前述した
ように、台車の台枠１を昇降装置４で上昇して各板ばね
１６を軸方向へ移動し、上記台車枠１を降ろしたときに
各板ばね１６を軸方向へ移動しないように、上記ブラケ
ット３０の止子（ストッパ）３０ａにスライドリンク３
１が嵌り込み自動的に係止して固定するようにしたもの
である。

【００３１】なお、本発明は、上記各車輪軸受１７の両
側に各係合周溝２４ａ、２４ｂを形成し、この各係合周
溝２４ａ、２４ｂに各ストッパ２６、２８を選択的に係
合するように付設し、軌間調整後、車軸１２と車輪１３
とを各係合周溝２４ａ、２４ｂと各ストッパ２６、２８
とで選択的に係止して固定するように説明をしたけれど
も、例えば、上記アクチュエータ１８を不作動状態にロ
ックして一時的に固定することにより、上記各係合周溝
２４ａ、２４ｂと各ストッパ２６、２８とで係止するこ
とを省略することができるように設計変更することは自
由である。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、車体
を載置する台車枠の空気ばねの直下に各昇降装置を空気
ばねに用いる圧縮空気を利用して上記車体を扛上するよ
うに設け、上記台車枠の両側梁の前後部に各一対の軸梁
を回動自在に枢着し、この各軸梁の中程に各車軸を軸装
し、この各車軸に各車輪を軸方向へ摺動するも車軸と一
体に回転するように軸装し、この各車輪のボス部に各車
輪軸受を設け、この各車輪軸受の上位の上記台枠に各一
対のばね支持梁を一体的に設け、この各一対のばね支持
梁の下部に各一対の板ばねを上記各車軸と並行してアク
チェータで軸方向へ上記各車輪軸受と共に一定の距離を
摺動するように設けてあるので、駆動装置を持った車両
にも容易に適用できるばかりでなく、車体の各空気ばね
に用いる圧縮空気を昇降装置に利用して車両全体を自由
に何処でも昇降して、標準軌としての新幹線から狭軌と
しての在来線の軌条へ相互に軌間調整できると共に、作
動時には車両重量が可動部に負荷されないから、無理な
く確実に作動し、道床側に何等の昇降手段を設置するこ
となく、車両の軌間変更動作によって同じ車両を異なる
軌条で共通に走行できる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用軌間調整装置の平面図。

【図２】同上側面図。

【図３】第１図中の鎖線Ａ−Ａに沿う断面図。

【図４】第１図中の鎖線Ｂ−Ｂに沿う断面図。

【図５】本発明の車両用軌間調整装置の車輪の拡大断面
図。

【図６】同上側面図。

【図７】図６中の鎖線Ｃ−Ｃに沿う断面図。

【図８】図６中の鎖円Ｄの拡大断面図。

【図９】本発明の他の実施例を示す図。

【図１０】本発明の他の実施例を示す図。

【図１１】本発明の他の実施例を示す図。

【図１２】本発明の他の実施例を示す図。

【図１３】従来の車両用軌間調整装置の断面図。

【符号の説明】

１ 台車枠 ２ 車体 ３ 空気ばね ４ 昇降装置 ５ 軸梁 ８ ガイドピン ９ 制振ゴム １０ 案内筒体 １２ 車軸 １３ 車輪 １４ 軌条 １６ 板ばね １７ 車輪軸受 １８ アクチュエータ １９ 第１変速機 ２０ 第２変速機 ２４ａ 係合周溝 ２４ｂ 係合周溝 ２５ アクチュエータ ２６ ストッパ ２８ ストッパ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−195061（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−98668（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−43670（ＪＰ，Ｕ) 特許138904（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41F 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体の下部に各空気ばねを介して設けられ
   た台車の台車枠と、上記空気ばねの直下に空気ばねに用
   いる圧縮空気を利用して上記車体を昇降するように設け
   られた各昇降装置と、上記台車枠の両側梁の前後部に回
   動自在に枢着された各一対の軸梁と、この各軸梁の中程
   に軸装された各車軸と、この各車軸に軸方向へ摺動する
   も車軸と一体に回転するように軸装された各車輪と、こ
   の各車輪のボス部に設けられた各車輪軸受と、この各車
   輪軸受の上位の上記台車枠と一体に設けられた各一対の
   ばね支持梁と、この各一対のばね支持梁の下部に上記各
   車軸と並行したアクチェータで軸方向へ上記各車輪軸受
   と共に一定の距離を摺動するように設けられた各一対の
   板ばねとを具備したことを特徴とする車両用軌間調整装
   置。
2. 【請求項２】上記各車輪軸受の両側に形成された各係合
   周溝と、この各係合周溝に選択的に係合するように付設
   された各ストッパとを具備したことを特徴とする請求項
   １記載の車両用軌間調整装置。