JP3265153B2

JP3265153B2 - 鉄道車両の軌間可変台車

Info

Publication number: JP3265153B2
Application number: JP13950995A
Authority: JP
Inventors: 正夫小河原; 生寛治若; 田憲曉徳; 輪行雄箕; 邉晃秀渡
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Subaru Corp
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 2002-03-11
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: JPH08332950A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の軌間可変台
車に係り、特に、例えば新幹線と在来線のような軌間が
異なるレールを走行するために車輪間隔を自動的に調整
することができる鉄道車両の軌間可変台車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば新幹線等に使用されている
レールゲージ１４３５ｍｍの標準軌と、在来線等に使用
されているレールゲージ１０６７ｍｍの狭軌とを共通の
車両で走行することができる鉄道車両の軌間可変台車が
種々提案されている。例えば、特開平６−４０３３５号
公報に開示される鉄道車両の軌間可変台車は、回転しな
い車軸にブッシング状のスライド軸を外挿し、このブッ
シング状のスライド軸に軸受を介して車輪を取付けると
共に、駆動用電動機の固定子をブッシング状のスライド
軸に固定し、駆動用電動機の回転子を車輪に接続して、
スライド軸の摺動によって車輪と駆動用電動機との両方
を移動させて軌間変更を行う。車輪間隔の固定、即ち車
輪位置のロックは、動力によって作動されるロックピン
を設けると共に、軸箱（車軸受け）と車軸とスライド軸
とに夫々ピン貫通穴を穿孔し、ロックピンを軸箱と車軸
とスライド軸とのピン貫通穴に挿入して、軸箱と車軸と
スライド軸とを一体的に係止することによって行われ
る。このような車輪位置のロックによって、軌間可変台
車走行中の左右方向の車輪の動きが係止され、軌間が一
定に保持される。

【０００３】特開平５−２４６３２９公報に開示される
鉄道車両の軌間可変台車は、独立車輪の車軸を支持する
軸箱を、輪軸枠に平行リンクを介して懸架すると共に、
軌道切換部分の軌道に沿って車両支持台を設置し、車両
が低速度でこの軌道切換部分に進入すると、この車両支
持台で車体重量を受けて車輪に掛かる重量をフリーにし
て、平行リンクの回転変位によって軌間変更を行う。車
輪位置のロックは、平行リンクの両端にあるピン穴に支
持ピンを挿入することによって行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平６−
４０３３５号公報に開示された鉄道車両の軌間可変台車
は、車両の停止中に車両昇降装置によって列車の全車両
を同時に持上げた状態で軌間変更を行うため、軌間変更
に多くの時間を要すると共に、長編成の列車の場合には
多数のまたは長大な車両昇降装置を必要とするといった
問題がある。

【０００５】更に、車輪位置をロックする際に、ロック
ピンをピン貫通穴へスムーズに挿入するためには、ピン
貫通穴の内径がロックピンの外径よりも多少大径でなけ
ればならず、このため、車輪位置のロック機構にはガタ
が存在し、このガタのために軌間可変台車の走行中に左
右の車輪が左右方向に別個の動きを行い、軌間が常時微
小変動する。このような軌間の微小変動によって高速走
行になると蛇行動が顕著になり、乗り心地の悪化を招来
するといった走行性能上の問題がある。

【０００６】また、台車が急カーブや走行レールのポイ
ントを通過する際に非常に大きな横力が衝撃的に作用す
るため、上述の車輪位置ロック機構のガタは、ロック機
構等の変形や破損や摩耗の発生といった台車構造の短寿
命化の問題を発生させる。更に、軸箱は固定されている
のではなく、軸ばねによって台車枠に弾性的に懸架され
ているので、軸箱のピン貫通穴を車軸及びスライド軸の
ピン貫通穴に一致させるために特別な手段を必要とする
といった問題もある。

【０００７】また、特開平５−２４６３２９公報に開示
された鉄道車両の軌間可変台車は、軌間変更時に平行リ
ンクの回転変位によって車輪を移動するため、平行リン
クが水平に近くなるにつれて、車輪や車軸や軸箱などの
自重によって大きな力が車軸案内用の長尺部材に作用
し、長尺部材の変形や破損が起こり易く信頼性に欠ける
といった問題がある。

【０００８】更に、車輪位置のロックは平行リンクの両
端にあるピン穴に支持ピンを挿入して行うため、ピン穴
と支持ピンとの間に多少のガタを必要し、このガタに起
因した上述と同様の走行性能上の問題及び台車構造の短
寿命化の問題が存在する。そこで、本発明の目的は、走
行しながら軌間変更を行うことができると共に、車輪位
置ロック機構のガタの発生を防止することができ、かつ
安全性や信頼性が高い鉄道車両の軌間可変台車を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、広い軌間の走行レールと狭い軌間の走行レ
ールとを接続する軌間変更走行レールを走行中に車輪間
隔を自動的に変更する鉄道車両の軌間可変台車におい
て、台車枠の側梁に弾性体を介して懸架され、嵌合穴が
上面に穿設された左右一対の軸箱と、上記軸箱の下端面
に形成され、車輪間隔の変更時に車体を支持する車体支
持部と、両端部が夫々上記一対の軸箱内に収容され、上
記軸箱に対して上下方向に相対移動可能な車軸と、上記
広い軌間と上記狭い軌間とに夫々対応する位置に移動す
るように軸方向に移動可能に上記車軸に外挿された左右
一対の車軸外筒と、上記車軸外筒の各々に軸受を介して
回転可能に取付けられた左右一対の車輪と、上記一対の
車軸外筒の外周に夫々取付けられ、上記軸箱を介して車
両重量を受ける荷重支持上面と上記車軸の上記相対移動
時に上記軸箱内部の摺動案内用の側面に案内される摺動
側面とを夫々有する左右一対のロッキングブロックと、
上記ロッキングブロックの各々の上記荷重支持上面に突
設され、上記車軸外筒が上記広い軌間と上記狭い軌間と
に夫々対応する位置にある時に上記軸箱の上記嵌合穴に
嵌合可能な二個の円錐状突起と、上記嵌合穴の周囲に設
置され、上記嵌合された円錐状突起の周囲に弾性的に当
接する突起用の防振ユニットとを具備することを特徴と
するものである。

【００１０】この構成にあっては、上記車軸の中央部に
突設され、上記車軸外筒が上記狭い軌間に対応する位置
を越えて車軸中央方向へ移動することを阻止する中央ス
トッパーと、上記車軸の両端部付近に突設され、上記車
軸外筒が上記広い軌間に対応する位置を越えて車軸端部
方向へ移動することを阻止する軸端ストッパーと、上記
軸端ストッパーの両側部に突設され、上端部が錐状に形
成された被案内部材と、上記軸箱に形成され、上記被案
内部材の上下方向移動を案内する案内空洞と、上記案内
空洞の上部に設置され、上記被案内部材の錐状上端部の
周囲に弾性的に当接する被案内部材用の防振ユニットと
を更に具備することが望ましい。

【００１１】また、上記円錐状突起はほぼ同一径の所定
高さの円柱部と、この円柱部の先端に連接された先細り
の円錐部とから構成され、上記嵌合穴は上記円柱部とほ
ぼ同径であって上記円柱部に当接可能な下部穴と、上記
下部穴よりも十分に大径な上部穴とから構成され、上記
突起用の防振ユニットは上記上部穴の周囲に取付けら
れ、上記円錐部の周囲に弾性的に当接することが好まし
い。また、上記突起用の防振ユニットは上記嵌合穴の上
記上部穴の周囲に固定された外リングと、この外リング
の内面に固定された防振ゴムと、この防振ゴムの内面に
固定された内リングとから構成され、上記内リングは上
記嵌合穴への上記円錐状突起の嵌合時に上記円錐状突起
の円錐部によって移動されて上記防振ゴムを変形させる
ことが望ましい。また、上記突起用の防振ユニットは縦
断面がＶ字形状のリング状板ばねであることが好まし
い。

【００１２】また、上記突起用の防振ユニットは上記嵌
合穴の上記上部穴の周囲に取付けられた楔形状リング
と、上記上部穴に被覆された蓋と、上記楔形状リングの
上面と上記蓋との間に配置され上記楔形状リングを下方
に付勢する弾性材とから構成され、上記嵌合穴への上記
円錐状突起の嵌合時に上記円錐状突起の上記円錐部は上
記楔形状リングの内周面に嵌合することが望ましい。ま
た、上記被案内部材は上記軸端ストッパーの両側部の外
方への延長部として形成され、上記案内空洞は上記軸箱
の両側面に刻設されたスライド溝であることが好まし
い。

【００１３】また、上記被案内部材用の防振ユニットは
上記軸箱の両側部に夫々形成された開口部に着脱可能に
装着され上記軸箱内部側に凹部を有する箱体と、上記箱
体の凹部に沿って取付けられた防振ゴムと、上記防振ゴ
ムに固定され、上記被案内部材の錐状上端部に当接する
ライナーとから構成されることが望ましい。また、上記
被案内部材用の防振ユニットは上記被案内部材の錐状上
端部の先端面及び両側面を夫々弾性付勢する縦断面がＶ
字形状の板ばねであることが好ましい。

【００１４】また、上記被案内部材は上記軸端ストッパ
ーの両側部に突出したブラケットから上方に突設された
ピンであり、上記案内空洞は上記軸箱に穿設された上下
方向の貫通孔であることが望ましい。また、上記被案内
部材用の防振ユニットは上記案内空洞の上部に固定され
た外リングと、この外リングの内面に固定された防振ゴ
ムと、この防振ゴムの内面に固定された内リングとから
構成され、上記内リングは上記案内空洞への上記被案内
部材の挿入時に上記案内部材の錐状上端部によって移動
されて上記防振ゴムを変形させることが好ましい。

【００１５】

【作用】台車は広い軌間または狭い軌間の走行レールか
ら軌間変更走行レールに進入する際に、軸箱が車体支持
部によって車軸外筒に対して相対的に上方に持上げられ
る。これによって、円錐状突起と嵌合穴との嵌合が解除
され、車軸外筒が車軸に対して軸方向に移動可能にな
る。台車は軌間変更走行レールを走行中に、車軸外筒が
その軌間変更走行レールの軌間に応じて軸方向に移動
し、これによって車輪間隔が自動的に変更される。

【００１６】台車が軌間変更走行レールから広い軌間ま
たは狭い軌間の走行レールに入ると、車体支持部による
軸箱の持上げがなくなる。これにより、台車枠の自重に
よって、円錐状突起が嵌合穴に嵌合して、車軸外筒の軸
方向の移動を係止する。このように、円錐状突起は台車
枠の自重によって嵌合穴に嵌合するため、その嵌合が不
用意に外れることがない。円錐状突起は円錐形状である
ため、嵌合穴に確実に嵌合される。また、突起用の防振
ユニットは嵌合された円錐状突起の周囲に弾性的に当接
し、これによって、円錐状突起と嵌合穴との間のガタに
起因する走行時の衝撃などを吸収して摩耗防止及び高い
走行安定性を得ることができる。更に、突起用の防振ユ
ニットの弾性当接は、ガタに起因する軸箱と車軸外筒と
の相対動を抑制することができる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明による鉄道車両の軌間可変台車
の一実施例を図１乃至図１８を参照して説明する。最初
に、鉄道車両の軌間可変台車の構造について説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）において、台車枠１の左右の側梁
２には、弾性体として働く軸ばね３を介して軸箱４が懸
架されている。これらの軸ばね３としては、コイルばね
や空気ばねやゴムなどのばね作用を有するものを使用す
ることができる。各軸箱４の下面には平面状の車体支持
部５が形成されている。

【００１８】図１及び図２に示したように、左右一対の
軸箱４には、回転しない車軸６の両端部が収容され、こ
の車軸６には、その中心位置に位置決め用の車軸中央ス
トッパー７が突設されていると共に、両端部に位置決め
用の板状の軸端ストッパー８が突設されている。この軸
端ストッパー８は回り止め付のナット９によって車軸６
に固着されている。また、車軸６の外周には左右一対の
車軸外筒１０が外挿され、各車軸外筒１０は車軸６に対
して、軸方向に摺動可能であるが回転できないように装
着される。車軸外筒１０のほぼ中央位置には、車輪ベア
リング、具体的にはテーパーローラーベアリング１１を
介して車輪１２が回転可能に取付けられ、これらの車輪
１２は車軸外筒１０に支持された図示を省略した駆動用
の電動機によって回転駆動される。なお、この駆動用の
電動機の一例は、前述した特開平６−４０３３５号公報
に開示されている。

【００１９】図２、図３、図４及び図５に示したよう
に、車軸外筒１０の車軸端部側には、筒形状のロッキン
グブロック１３が車軸外筒１０と一体になるように固着
されている。これを詳述すると、図５に明示したように
車軸外筒１０の一部の外周にはスプラインが刻設され、
ロッキングブロック１３はこの車軸外筒１０のスプライ
ンに係合する溝が刻設されているので、車軸外筒１０と
ロッキングブロック１３とは回転方向に一体である。な
お、ロッキングブロック１３は後述のように軸箱４によ
って回転不能に支持されているので、車軸外筒１０も回
転不能である。また、ロッキングブロック１３は図２に
示した止めナット１４によって軸方向に車軸外筒１０に
固定されている。

【００２０】ロッキングブロック１３は軸箱４内に位置
し、図５に示したように軸箱４を介して台車枠１の重量
を支持するために軸箱４の上面に当接する水平な荷重支
持上面１３ａと、軸箱４の摺動案内側面に当接する摺動
側面１３ｂとを有する。また、ロッキングブロック１３
の上面には図２及び図４に示したように同一形状の一対
の円錐状の突起１５Ａ、１５Ｂが突設されている。これ
らの円錐状の突起１５Ａ、１５Ｂは、軸方向に所定距離
だけ離間され、この円錐状突起１５Ａ、１５Ｂの軸方向
離間距離、正確には両突起１５Ａ、１５Ｂの中心間の距
離は、広い軌間と狭い軌間との差の半分に等しくなるよ
うに定められている。具体的には、広い軌間が標準軌１
４３５ｍｍで、狭い軌間が狭軌１０６７ｍｍである本実
施例の場合には、両突起１５Ａ、１５Ｂの中心間の距離
は（１４３５−１０６７）÷２＝１８４ｍｍに定められ
ている。

【００２１】軸箱４の上面には、円錐状の突起１５Ａ、
１５Ｂが嵌合可能な嵌合穴１６と逃げ穴１７とが夫々穿
孔され、これらの嵌合穴１６と逃げ穴１７は円錐状突起
１５Ａ、１５Ｂの離間距離と同一距離だけ車軸６の軸方
向に離間している。これらの円錐状突起１５Ａ、１５Ｂ
と嵌合穴１６は、互いに嵌合した時には車軸外筒１０の
軸方向移動を阻止する。また、円錐状突起１５Ａ、１５
Ｂ及び嵌合穴１６の位置関係は次のように定められてい
る。即ち、嵌合穴１６が突起１５Ａと係合した時には図
２に実線で示した左右の車輪１２の間隔が狭軌の軌間に
対応し、嵌合穴１６が突起１５Ｂと嵌合した時には、一
点鎖線で示した左右の車輪１２の間隔が標準軌の軌間に
対応するように定められている。逃げ穴１７は、突起１
５Ｂが嵌合穴１６に嵌合した時に、突起１５Ａが挿入さ
れるための穴であり、その内径は、突起１５Ａの直径よ
りも十分に大きく定められている。

【００２２】図６（ａ）及び（ｂ）において、円錐状突
起１５（円錐状突起１５は円錐状の突起１５Ａ、１５Ｂ
の両方を総称する）は、下方に位置する円柱部１５ａ
と、この円柱部１５ａの先端に連接された円錐部１５ｂ
とから構成され、この円柱部１５ａは高さｈにわたって
同一径を有し、円錐部１５ｂは上方に向かって先細りの
円錐形状である。軸箱４の嵌合穴１６は、高さｈの下部
穴１６ａと上部穴１６ｂとから構成され、この下部穴１
６ａの直径は円柱部１５ａよりも僅かに大径に、また上
部穴１６ｂの直径は下部穴１６ａの直径よりも十分に大
きく定められている。

【００２３】嵌合穴１６の上部穴１６ｂの周囲には突起
用の防振ユニット１８が装着されている。この突起用の
防振ユニット１８は、上部穴１６ｂの円周面に着脱可能
に固着された外リング１９と、この外リング１９の内周
面に固着されたリング状の防振ゴム２０と、この防振ゴ
ム２０の内周面に固着された内リング２１とから構成さ
れている。外リング１９は、内リング２１又は防振ゴム
２０のストッパーとして機能する内周側のフランジ部１
９ａと、外周側のフランジ部１９ｂとを有し、この外周
側のフランジ部１９ｂにおいて止めネジ２２によって軸
箱４に着脱可能に固定されている。突起用の防振ユニッ
ト１８は、自然状態の時、即ち円錐状突起１５が嵌合穴
１６に嵌合されていない状態の時には、図６（ｂ）に示
したように内リング２１又は防振ゴム２０と内周側のフ
ランジ部１９ａとの間に所定量の間隙δが発生してい
る。

【００２４】図７、図８及び図９において、車軸６の端
部に突設された軸端ストッパー８の両側部からは、車軸
６の軸方向に対して直角な方向へ被案内部材２３が夫々
延長され、この被案内部材２３の上端部２３ａは先細り
の錐状に形成されている。軸箱４の側壁４ａには図９に
示した開口部２４が穿設され、この開口部２４には被案
内部材用の防振ユニット２５が取付けられている。この
被案内部材用の防振ユニット２５は、上記開口部に着脱
可能に装着された箱体２６と、防振ゴム２７と、この防
振ゴム２７に固定されたライナー２８とから構成され
る。箱体２６には軸箱内部側に開口した凹部が形成さ
れ、防振ゴム２７はこの箱体２６の凹部の三つの内壁に
固着されている。

【００２５】軸箱４の側壁４ａには箱体２６の凹部に連
通したスライド溝２９が刻設され、このスライド溝２９
はその上端において箱体２６の凹部に接続している。ス
ライド溝２９には被案内部材２３が挿入され、被案内部
材２３の錐状上端部２３ａは、防振ユニット２５のライ
ナー２８に当接する。図９に示したように、開口部２４
の上面２４ａと下面２４ｂは夫々防振ユニット２５に対
する上部ストッパー面と下部ストッパー面として機能す
る。

【００２６】次に、軌道側の装置について説明する。

【００２７】図１０（ａ）及び（ｂ）に示したように、
一部のみ示された狭軌の走行レール３０と同様に一部の
み示された標準軌の走行レール３１とは、軌間変更走行
レール３２によって接続され、この軌間変更走行レール
３２は狭軌の走行レール３０に接続された一端部から、
標準軌の走行レール３１に接続された他端部まで軌間が
徐々に広がっている。これらの狭軌及び標準軌の走行レ
ール３０、３１は、軌間変更走行レール３２との接続部
よりも所定距離だけ手前の傾斜領域Ｌにおいて、軌間変
更走行レール３２に近付くにつれて降下し、この傾斜領
域Ｌの終了点では所定量Ｈだけ低くなる。

【００２８】各軌間変更走行レール３２の両側には、軌
間変更走行レール３２の全長にわたってガイドレール３
３が敷設され、更に、このガイドレール３３は、軌間変
更走行レール３２の近傍の狭軌及び標準軌の走行レール
３０、３１にも同様に敷設されている。このガイドレー
ル３３は、スプリング３４によって図１１に示したよう
に車輪１２の側面を押圧するように付勢されている。更
に、一対の走行レール３０、３１、３２の外側には車体
支持レール３５が夫々敷設され、これらの車体支持レー
ル３５は地上から所定の高さでほぼ水平に延在してい
る。車体支持レール３５は、軸箱４の車体支持部５の真
下に位置し、その高さは車体支持部５に当接するように
定められている。

【００２９】次に、本実施例の作用を説明する。車両が
狭軌の走行レール３０から標準軌の走行レール３１に向
って走行する場合の作用を説明する。車両が狭軌の走行
レール３０を走行中は、軌間可変台車の各部材は図２、
図６、図７及び図８に示した状態にあり、円錐状突起１
５Ａが嵌合穴１６に嵌合し、被案内部材２３の上端部２
３ａが被案内部材用の防振ユニット２５に嵌合してい
る。図示を省略した駆動用の電動機が車輪１２を回転駆
動し、車両が走行する。軌間可変台車が狭軌の走行レー
ル３０の下降傾斜領域Ｌに進入し降下を開始すると直ち
に、軸箱４の車体支持部５が車体支持レール３５に当接
する。その後、軸箱４は車体支持レール３５によってほ
ぼ水平状態に保持されるが、車軸６及び車軸外筒１０
は、下降傾斜領域Ｌでの降下に応じて軸箱４に対して相
対的に降下するので、図７乃至図９に示した被案内部材
２３がスライド溝２９に案内されて降下すると同時に、
図２及び図６に示した円錐状突起１５Ａも嵌合穴１６か
ら降下する。これによって、円錐状突起１５Ａと嵌合穴
１６との嵌合が解除されて、車軸外筒１０の軸方向の摺
動が許容される。この車軸外筒１０の摺動許容は、遅く
とも下降傾斜領域Ｌの終端までに行われる。

【００３０】その後に、軌間可変台車が軌間変更走行レ
ール３２に進入し、軌間が徐々に広がると、車輪１２
は、スプリング３４によって付勢されたガイドレール３
３に案内されて軌間変更走行レール３２上を走行し、車
軸６上を外方に徐々に移動する。この車輪１２の移動に
よって車軸外筒１０も同方向に摺動し、軌間可変台車が
軌間変更走行レール３２の終端に達すると、車軸外筒１
０の先端部が軸端ストッパー８に当接して停止する。こ
の時に、車輪１２の間隔は標準軌の軌間に等しくなり、
ロッキングブロック１３の円錐状突起１５Ｂが軸箱４の
嵌合穴１６に対向すると共に、円錐状突起１５Ａが軸箱
４の逃げ穴１７に対向する。なお、車体支持レール３５
は軌間可変台車が軌間変更走行レール３２とその近傍上
を走行している間、軸箱４を介して台車１を支持するの
で、車輪１２及び車軸外筒１０等は負荷が小さく、軌間
変更走行レール３２の軌間変化に応じて容易に車軸６上
を摺動することができる。

【００３１】この状態で、軌間可変台車が軌間変更走行
レール３２から標準軌の走行レール３１に進入し、走行
レール３１の上昇傾斜領域Ｌに入ると、車軸６及び車軸
外筒１０は軸箱４に対して相対的に上昇する。この上昇
によって、図７乃至図９に示した被案内部材２３がスラ
イド溝２９に案内されて上昇して、錐状の上端部２３ａ
が防振ユニット２５に進入すると同時に、円錐状突起１
５Ｂも上昇して軸箱４の嵌合穴１６に嵌合し、円錐状突
起１５Ａも同様に逃げ穴１７に嵌合する。

【００３２】この円錐状突起１５Ｂの嵌合を詳述する
と、図６において、円錐状突起１５Ｂはその円錐部１５
ｂが嵌合穴１６の下部穴１６ａを通過して上部穴１６ｂ
に進入し、円錐部１５ｂの傾斜側面が突起用の防振ユニ
ット１８の内リング２１に当接して、この内リング２１
を上方に押上げる。この押上げによって、防振ゴム２０
は圧縮されるため、大きな反発力を円錐状突起１５Ｂの
側面に作用する。

【００３３】また、錐状の上端部２３ａが防振ユニット
２５に嵌合する動作も円錐状突起１５Ｂの場合と同様で
あり、錐状の上端部２３ａは上昇移動の際に、ライナー
２８を上方に押上げて防振ゴム２７を予め圧縮する。な
お、円錐状突起１５Ｂは、最初に突起１５Ｂの小径の円
錐部１５ｂが嵌合穴１６に挿入されるため、たとえ嵌合
穴１６と突起１５Ｂとの間に多少の位置ずれなどが存在
していても、嵌合穴１６に確実に嵌合される。

【００３４】この嵌合によって、車軸外筒１０の軸方向
の摺動が係止され、車輪１２の間隔が標準軌の軌間に固
定される。円錐状突起１５Ｂは台車枠の自重によって嵌
合穴１６に嵌合するため、その嵌合が不用意に外れるこ
とがない。また、円錐状突起１５Ｂと嵌合穴１６との間
のガタに起因する走行時の衝撃などは、防振ゴム２０に
よって吸収されるため、摩耗防止及び高い走行安定性を
得ることができる。特に、本実施例にあっては防振ゴム
２０は円錐状突起１５Ｂと嵌合穴１６との嵌合動作の際
に、予め弾性変形されて、大きな反発力を円錐状突起１
５Ｂに加えているため、上記のガタに起因する走行時の
衝撃などを極めて効果的に吸収することができると共
に、ガタに起因する軸箱４と車軸外筒１０との相対動を
十分に抑制することができる。

【００３５】更に、円錐状突起１５Ｂと嵌合穴１６との
嵌合時には、円柱部１５ａがほぼ同径の下部穴１６ａに
当接するため、円柱部１５ａの側面と下部穴１６ａの側
面との間で比較的大きな接触面積を得ることができ、強
度的に好都合である。また、円錐状突起１５と嵌合穴１
６との嵌合動作時及び嵌合解除時に、なんらかの原因に
よって円錐状突起１５の円錐部１５ｂが防振ユニット１
８の内リング２１に噛み込み、防振ゴム２０を過度に変
形させる恐れがある。そこで、本実施例では、この防振
ゴム２０の過度の変形を防止するために、防振ゴム２０
の上方に位置する外リング１９の内周フランジ１９ａを
上部ストッパーとし、防振ゴム２０の下方に位置する軸
箱４の壁面を下部ストッパーとして利用する。

【００３６】なお、軸端ストッパー８から突設された被
案内部材２３は軸箱４に形成されたスライド溝２９及び
防振ユニット２５に嵌合されているため、軸箱４と車軸
６との位置関係は常に一定であり、従って、軸箱４の嵌
合穴１６と車軸６との相対的な位置関係も常に一定とな
り、車軸外筒１０に固設された円錐状の突起１５は確実
に嵌合穴１６に嵌合することができる。

【００３７】車両が標準軌の走行レール３１から狭軌の
走行レール３０に走行する場合の作用は上述の作用の逆
であるので、省略する。上述の実施例では、車体支持レ
ール３５を全長にわたって同一高さ、即ち水平に設定し
て、軌間変更走行レール３２の近傍の狭軌及び標準軌の
走行レール３０、３１に傾斜領域Ｌを設けた。しかしな
がら、狭軌、標準軌及び軌間変更走行レール３０、３
１、３２を同一高さとし、車体支持レール３５の一部に
上昇傾斜領域を設けてもよい。

【００３８】上述の実施例では、スプリング３４により
付勢されたガイドレール３３によって車輪１２の側面を
案内しているので、車輪１２は極めてスムーズに軌間変
更走行レールの軌間変化に応じてその車輪間隔を調整す
ることができる。図１２は突起用の防振ユニット１８の
変形例を示したもので、突起用の防振ユニット３６は嵌
合穴１６の内周面に沿って配置されたリング状の板ばね
３７を有する。このリング状板ばね３７は縦断面がＶ字
形状に定められ、外側の一端３７ａにおいてネジ３８に
よって軸箱４に着脱可能に取付けられている。リング状
板ばね３７には縦方向にスリット３９が刻設され、また
嵌合穴１６にはリング状板ばね３７の弾性変形時の逃げ
溝４０が形成されている。

【００３９】このような構成であるので、リング状板ば
ね３７は、図６の防振ゴム２０と同様に、円錐状突起１
５の嵌合によって弾性変形し、反発力を円錐状突起１５
に作用する。このリング状板ばね３７を使用した突起用
の防振ユニット３６は、図６の防振ユニット１８に比べ
て構造が簡単になり、製作及び組立てが容易であり、か
つ耐久性に優れる。図１３は突起用の防振ユニット１８
の別の変形例を示したもので、軸箱４の嵌合穴１６には
蓋４１が被覆され、この蓋４１はネジ４２によって軸箱
４に着脱可能に取付けられている。嵌合穴１６の内周面
には楔リング４３が配置され、この楔リング４３と蓋４
１との間には皿ばね４４が介在されている。この皿ばね
４４は楔部材４３を下方に付勢している。なお、皿ばね
４４は単に楔リング４３に下方向の付勢力を付与するも
のであるので、皿ばね４４の代りにリング状の弾性ゴム
などを使用することもできる。

【００４０】円錐状突起１５は、嵌合穴１６に進入する
と楔リング４３に当接する。この楔リング４３は皿ばね
４４によって下方に付勢されているので、その楔作用に
よって円錐状突起１５に密着する。こうして円錐状突起
１５と嵌合穴１６との間のガタを実質的に無くすること
ができる。なお、楔リング４３は図１４に示したように
円周上の一箇所に割り、即ちスリット４５を刻設するこ
とによって、楔リング４３が伸縮可能となり、嵌合穴１
６の内周面への挿入が容易となる。

【００４１】図１５及び図１６は被案内部材用の防振ユ
ニット２５の変形例を示したもので、軸箱４の側面の開
口部２４には蓋４６が被覆され、この蓋４６は着脱可能
に軸箱４に取付けられる。蓋４６の内側にはコ字形状の
板ばね４７が装着され、この板ばね４７は図１６に示し
たように縦断面がＶ字形状に定められている。開口部２
４には図１２の逃げ溝４０と同様の逃げ溝４８が形成さ
れている。この板ばね４２を使用した被案内部材用の防
振ユニットの作用は、突起用の防振ユニット３６と実質
的に同一である。

【００４２】図１７及び図１８は被案内部材２３及び案
内空洞２９の変形例を示したもので、軸端ストッパー８
にはその両側部にブラケット４９が夫々突設され、各ブ
ラケット４９からは垂直上方に被案内ピン５０が突設さ
れている。この被案内ピン５０の先端部は先細りの円錐
形に定められている。軸箱４には、案内用の貫通孔５１
が穿孔され、この貫通孔５１は被案内ピン５０の上下移
動を案内する。貫通孔５１の上部は被案内部材用の防振
ユニット５２が設置され、この被案内部材用の防振ユニ
ット５２は図６に示した突起用の防振ユニット１８の構
成と全く同一であり、外リングと防振ゴムと内リングと
から構成される。もちろん、被案内部材用の防振ユニッ
ト５２は図１２に示したＶ字形状の板ばね３７などを使
用することもできる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、車輪の軌間変更を車両の停車を必要とすること
なく走行しながら行うことができると共に、車軸外筒の
軸方向移動係止を行う嵌合穴が車体自重によって円錐状
突起に係合するので、確実な嵌合が確保され、安全性及
び信頼性に優れた鉄道車両の軌間可変台車を得ることが
できる。また、円錐状突起はその円錐形状のため嵌合穴
へ確実に嵌合されると共に、円錐状突起の周囲には突起
用の防振ユニットが弾性的に当接するため、円錐状突起
と嵌合穴との間のガタに起因する走行時の衝撃などを吸
収して摩耗防止及び高い走行安定性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は夫々、本発明による鉄道車
両の軌間可変台車の一実施例の台車枠を概略的に示した
平面図及び側面図。

【図２】実施例の軌間可変台車の車軸付近を拡大して示
した断面図。

【図３】実施例の軌間可変台車の軸箱付近を拡大して示
した側面図。

【図４】実施例のロッキングブロックと軸箱との関係を
示した平面図。

【図５】図２の線Ｖ−Ｖに沿った断面図。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は夫々、実施例の嵌合穴と円
錐状の突起との関係を示した断面図。

【図７】実施例の被案内部材と被案内部材用の防振ユニ
ットとの関係を示した、図８の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿っ
た断面図。

【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った断面図。

【図９】図８の線ＩＸ−ＩＸに沿った断面図。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は夫々地上の走行レールと
軌間変更装置を示した平面図と側面図。

【図１１】軌間変更装置の一部を示した断面図。

【図１２】突起用の防振ユニットの変形例を示した断面
図。

【図１３】突起用の防振ユニットの別の変形例を示した
断面図。

【図１４】別の変形例の楔リングを示した平面図。

【図１５】被案内部材用の防振ユニットの変形例を示し
た平面断面図。

【図１６】被案内部材用の防振ユニットの変形例を示し
た側面断面図。

【図１７】被案内部材用の防振ユニットの別の変形例を
一部断面で示した側面図。

【図１８】被案内部材用の防振ユニットの別の変形例を
一部断面で示した平面図。

【符号の説明】

１台車枠２台車枠の側梁３軸ばね４軸箱５車体支持部６車軸１０車軸外筒１２車輪１３ロッキングブロック１３ａ荷重支持上面１３ｂ摺動側面１５Ａ円錐状の突起１５Ｂ円錐状の突起１６嵌合穴１８突起用の防振ユニット３０狭軌の走行レール３１標準軌の走行レール３２軌間変更走行レール３６突起用の防振ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者若生寛治東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者徳田憲曉東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者箕輪行雄東京都新宿区西新宿一丁目７番２号富士重工業株式会社内 (72)発明者渡邉晃秀東京都新宿区西新宿一丁目７番２号富士重工業株式会社内 (56)参考文献特開平５−246329（ＪＰ，Ａ) 特開平６−40335（ＪＰ，Ａ) 特開平６−206541（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61F 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】広い軌間の走行レールと狭い軌間の走行レ
ールとを接続する軌間変更走行レールを走行中に車輪間
隔を自動的に変更する鉄道車両の軌間可変台車におい
て、台車枠の側梁に弾性体を介して懸架され、嵌合穴が
上面に穿設された左右一対の軸箱と、上記軸箱の下端面
に形成され、車輪間隔の変更時に車体を支持する車体支
持部と、両端部が夫々上記一対の軸箱内に収容され、上
記軸箱に対して上下方向に相対移動可能な車軸と、上記
広い軌間と上記狭い軌間とに夫々対応する位置に移動す
るように軸方向に移動可能に上記車軸に外挿された左右
一対の車軸外筒と、上記車軸外筒の各々に軸受を介して
回転可能に取付けられた左右一対の車輪と、上記一対の
車軸外筒の外周に夫々取付けられ、上記軸箱を介して車
両重量を受ける荷重支持上面と上記車軸の上記相対移動
時に上記軸箱内部の摺動案内用の側面に案内される摺動
側面とを夫々有する左右一対のロッキングブロックと、
上記ロッキングブロックの各々の上記荷重支持上面に突
設され、上記車軸外筒が上記広い軌間と上記狭い軌間と
に夫々対応する位置にある時に上記軸箱の上記嵌合穴に
嵌合可能な二個の円錐状突起と、上記嵌合穴の周囲に設
置され、上記嵌合された円錐状突起の周囲に弾性的に当
接する突起用の防振ユニットとを具備することを特徴と
する鉄道車両の軌間可変台車。
【請求項２】上記車軸の中央部に突設され、上記車軸外
筒が上記狭い軌間に対応する位置を越えて車軸中央方向
へ移動することを阻止する中央ストッパーと、上記車軸
の両端部付近に突設され、上記車軸外筒が上記広い軌間
に対応する位置を越えて車軸端部方向へ移動することを
阻止する軸端ストッパーと、上記軸端ストッパーの両側
部に突設され、上端部が錐状に形成された被案内部材
と、上記軸箱に形成され、上記被案内部材の上下方向移
動を案内する案内空洞と、上記案内空洞の上部に設置さ
れ、上記被案内部材の錐状上端部の周囲に弾性的に当接
する被案内部材用の防振ユニットとを更に具備すること
を特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の軌間可変台
車。
【請求項３】上記円錐状突起はほぼ同一径の所定高さの
円柱部と、この円柱部の先端に連接された先細りの円錐
部とから構成され、上記嵌合穴は上記円柱部とほぼ同径
であって上記円柱部に当接可能な下部穴と、上記下部穴
よりも十分に大径な上部穴とから構成され、上記突起用
の防振ユニットは上記上部穴の周囲に取付けられ、上記
円錐部の周囲に弾性的に当接することを特徴とする請求
項２に記載の鉄道車両の軌間可変台車。
【請求項４】上記突起用の防振ユニットは上記嵌合穴の
上記上部穴の周囲に固定された外リングと、この外リン
グの内面に固定された防振ゴムと、この防振ゴムの内面
に固定された内リングとから構成され、上記内リングは
上記嵌合穴への上記円錐状突起の嵌合時に上記円錐状突
起の円錐部によって移動されて上記防振ゴムを変形させ
ることを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両の軌間可
変台車。
【請求項５】上記突起用の防振ユニットは縦断面がＶ字
形状のリング状板ばねであることを特徴とする請求項３
に記載の鉄道車両の軌間可変台車。
【請求項６】上記突起用の防振ユニットは上記嵌合穴の
上記上部穴の周囲に取付けられた楔形状リングと、上記
上部穴に被覆された蓋と、上記楔形状リングの上面と上
記蓋との間に配置され上記楔形状リングを下方に付勢す
る弾性材とから構成され、上記嵌合穴への上記円錐状突
起の嵌合時に上記円錐状突起の上記円錐部は上記楔形状
リングの内周面に嵌合することを特徴とする請求項３に
記載の鉄道車両の軌間可変台車。
【請求項７】上記被案内部材は上記軸端ストッパーの両
側部の外方への延長部として形成され、上記案内空洞は
上記軸箱の両側面に刻設されたスライド溝であることを
特徴とする請求項２に記載の鉄道車両の軌間可変台車。
【請求項８】上記被案内部材用の防振ユニットは上記軸
箱の両側部に夫々形成された開口部に着脱可能に装着さ
れ上記軸箱内部側に凹部を有する箱体と、上記箱体の凹
部に沿って取付けられた防振ゴムと、上記防振ゴムに固
定され、上記被案内部材の錐状上端部に当接するライナ
ーとから構成されることを特徴とする請求項７に記載の
鉄道車両の軌間可変台車。
【請求項９】上記被案内部材用の防振ユニットは上記被
案内部材の錐状上端部の先端面及び両側面を夫々弾性付
勢する縦断面がＶ字形状の板ばねであることを特徴とす
る請求項７に記載の鉄道車両の軌間可変台車。
【請求項１０】上記被案内部材は上記軸端ストッパーの
両側部に突出したブラケットから上方に突設されたピン
であり、上記案内空洞は上記軸箱に穿設された上下方向
の貫通孔であることを特徴とする請求項２に記載の鉄道
車両の軌間可変台車。
【請求項１１】上記被案内部材用の防振ユニットは上記
案内空洞の上部に固定された外リングと、この外リング
の内面に固定された防振ゴムと、この防振ゴムの内面に
固定された内リングとから構成され、上記内リングは上
記案内空洞への上記被案内部材の挿入時に上記案内部材
の錐状上端部によって移動されて上記防振ゴムを変形さ
せることを特徴とする請求項１０に記載の鉄道車両の軌
間可変台車。