JP3498258B2 - 鉄道車両用2軸台車 - Google Patents

鉄道車両用2軸台車

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JP3498258B2
JP3498258B2 JP20677198A JP20677198A JP3498258B2 JP 3498258 B2 JP3498258 B2 JP 3498258B2 JP 20677198 A JP20677198 A JP 20677198A JP 20677198 A JP20677198 A JP 20677198A JP 3498258 B2 JP3498258 B2 JP 3498258B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用2軸
車に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な鉄道車両用台車は、レール方向
に延びる一対の側梁と枕木方向の横梁とで台車枠を構成
し、輪軸の両端を回転可能に支承する各軸箱と台車枠と
の間に軸バネ装置を配設し、車体と台車枠との間に枕バ
ネ装置を配設している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の構造
では、軸バネ装置と枕バネ装置とを支持する台車枠は強
度上大きな質量が必要となり、構成上でも複雑な形状と
なっている。このため、台車枠を簡素化し、質量低減を
図る目的からフレームのない構造の台車が種々研究され
ている。しかし、このフレームのない構造の台車は、走
行性能上、輪軸の平行度やホイールアライメントを確保
するために、複雑な構造をしており、製作加工等の製作
工数が大きかった。また、軸箱と車体とをバネ装置で直
接結合することにより、台車枠を簡素化することができ
るが、これに伴うバネ装置に必要な台車旋回のための水
平変位を確保するとともに、曲線通過性能上旋回剛性を
低減しなければならない。さらに、曲線通過性能の向上
のためには輪軸操舵機能を付与しなければならない。し
かも、バネ下重量を規定値以下に低減する等の技術的に
解決が困難な問題がある。
【0004】そこで本発明は、構成部品を簡素化して台
車の走行性能に必要な輪軸の平行度やホイールアライメ
ントの確保が極めて精度よくできる鉄道車両用2軸台車
を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の鉄道車両用2軸台車は、車体前後方向に
間隔を空けて2本の輪軸を配置し、各輪軸の両端をそれ
ぞれ回転可能に支承する各軸箱と車体とをバネ装置で直
接結合し、各軸箱からレール方向に対向してそれぞれ
はりを延出し、台車中央部で対向する軸はりの先端と車
体の下面左右からそれぞれ吊下した垂直方向のリンクと
を結合し、左右の軸はりの中間部を、ブレーキ装置を支
持する枕木方向の支持はりにて結合し、かつ、前記軸は
りと前記リンクとの結合及び前記軸はりと前記支持はり
との結合に緩衝材を介在したことを特徴としている。
た、台車中央部で対向する前記支持はりは、レール方向
の連結はりで結合され、一方の支持はりと車体との間に
左右動ダンパを、連結はりと車体との間に左右剛性調整
バネをそれぞれ設け、一方の支持はりと車体の中心ピン
とを牽引力伝達リンクで連結し、連結はりに左右動スト
ッパゴムをそれぞれ設けたことを特徴とし、さらに、前
記支持はりは、輪軸駆動用の主電動機を支持しているこ
とを特徴としている
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態例に基づいて、さらに詳細に説明する。図1乃至図
3は本発明の第1実施形態例を示すもので、鉄道車両用
台車1は、2軸台車で、車体2の前後方向に間隔を空け
て2本の輪軸3,3を配置し、各輪軸3の両端をそれぞ
れ回転可能に支承する各軸箱4と車体2とをバネ装置5
で直接結合し、前記各軸箱4からレール方向に対向して
それぞれ軸はり6を延出し、台車中央部で対向する軸は
り6,6の先端と車体2の下面左右からそれぞれ吊下し
た垂直方向のリンク7とを結合し、左右の軸はり6,6
の中間部を、ブレーキ装置8と主電動機9を支持する枕
木方向の支持はり10にて結合している。
【0007】前記バネ装置5は、空気バネ5aとコイル
バネ5bを直列に配置した構成で、空気バネ5aが車体
2側に、コイルバネ5bが軸箱4側にそれぞれ配置され
ている。また、車体2と各軸箱4との間には、バネ装置
5に隣接して上下動ダンパ11が配設されている。
【0008】前記軸はり6は、先端にリンク取付部6a
を、中間部に前記支持はり10の取付孔6bをそれぞれ
有している。台車中央部で対向する軸はり6,6は、一
方の軸はり6がリンク取付部6aをリンク7の車体外側
に、他方の軸はり6がリンク取付部6aをリンク7の車
体内側にそれぞれ延出して、リンク7下端の取付孔をリ
ンク取付部6a,6aで両側面から挟んで配置され、リ
ンク7下端の取付孔に挿通される緩衝材12を外嵌した
ピン13を介してリンク7と結合している。該リンク7
は、上端を車体2の下面に、緩衝材(図示せず)を介し
てレール方向及び枕木方向共に回動可能に取付けてられ
いる。
【0009】前記主電動機9は、輪軸2を直接駆動する
もので、外筒9aにブラケット9bを設けている。前記
支持はり10は、角材からなり、両端に設けた軸はり取
付用ブラケット10aを、前記軸はり6の取付孔6bに
緩衝材14を外嵌して挿通されるピン15を介して結合
している。また、支持はり10は、中央部に形成した電
動機支持用ブラケット10bと前記ブラケット9bとを
主電動機吊り16を介して結合し、電動機支持用ブラケ
ット10bの両側に前記ブレーキ装置8を取付けてい
る。
【0010】また、台車中央部で対向する支持はり1
0,10は、レール方向の連結はり17,17で結合さ
れ、一方の支持はり10と車体2との間に左右動ダンパ
18を、連結はり17,17と車体2との間に左右剛性
調整バネ19,19をそれぞれ設けている。さらに、一
方の支持はり10と車体2の中心ピン20とを牽引力伝
達リンク21で連結し、連結はり17,17に左右動ス
トッパゴム22をそれぞれ設けている。
【0011】このように構成することにより、各軸箱4
と車体2とをバネ装置5で直接結合したので、従来の台
車枠に相当する軸はり6、支持はり10が上下の荷重を
支持しなくてよいため、これら構成部品の質量を軽減し
て簡素化できる。また、台車中央部で対向する軸はり
6,6を車体2の下面から吊下したリンク7と結合し、
左右の軸はり6,6の中間部に、ブレーキ装置8と主電
動機9を支持する枕木方向の支持はり10を結合したの
で、前後の輪軸3,3に発生するブレーキ反力及び主電
動機反力をリンク7下部のピン13の位置で偶力として
相殺することができ、軸はり6や支持はり10に対する
強度要求を小さくすることができ、軸はり6及び支持は
り10の無理のない軽量化を図ることができる。
【0012】さらに、車体2から吊下したリンク7,7
にて各軸はり6及び支持はり10の重量を軸箱4側と分
担して支持することにより、リンク7にて吊り上げる重
量分をバネ上重量に変換することができるので、バネ下
重量の低減が図れ、走行による地盤振動を抑制し、鉄道
沿線の環境良化に貢献できる。
【0013】また、支持はり10の構成が簡素化されて
いるので、製作加工が容易で、加工精度が高く、加工費
も削減できるばかりでなく、さらに、軸はり6、リンク
7、支持はり10を緩衝材12、緩衝材14を介して弾
性結合することにより、実用上の台車の走行性能に必要
な輪軸3,3の平行度やホイールアライメントの確保が
極めて簡単に精度良くできる。しかも、緩衝材12、緩
衝材14を介する結合により、前後剛性、左右剛性の選
択が容易で選択肢を多くとることができ、車輪横圧の低
減や左右乗り心地の向上を図れる。また、対向する軸は
り6,6のリンク取付部6a,6aでリンク7下端の取
付孔を両側面から挟んで緩衝材12を介して弾性結合す
ることにより、平面視Z型の結合となって、対向する軸
はり6,6の先端が車体前後方向に移動可能となるか
ら、曲線通過時の輪軸操舵機能を付与することができ
る。
【0014】さらに、車体2と軸箱4との間のバネ装置
5として、空気バネ5aとコイルバネ5bとを直列に配
置したので、空気バネ5aで上下の振動絶縁性を得るこ
とができ、コイルバネ5bで台車旋回のための許容水平
変位を大きく確保できるとともに、台車旋回剛性を低減
できる。また、台車旋回剛性を低減すると水平方向の剛
性が低くなることを防ぐために、左右動ダンパ18、左
右剛性調整バネ19,19からなる左右剛性装置によ
り、旋回剛性は変えずに横剛性を上げて左右の乗り心地
を向上させている。したがって、滑らかな台車旋回と良
好な乗り心地を両立することができる。
【0015】図4及び図5は本発明の第2実施形態例を
示すものである。なお、以下の実施形態例の説明におい
て、前記第1実施形態例と同様の構成部品については同
一の符号を付してその説明を省略する。
【0016】鉄道車両用台車30は、前記第1実施形態
例の鉄道車両用台車の主電動機を搭載していないトレー
ラー台車に構成されている。また、前記軸はり6,6と
リンク7との結合を側面視Z型の弾性結合としている。
すなわち、前記軸はり6のリンク取付部6aを左右に開
いた二又状に形成し、台車中央部で対向する軸はり6,
6の一方の軸はり6のリンク取付部6aを、前記リンク
7下端の取付孔に挿通された緩衝材12を備えたピン1
3の上側に、他方の軸はり6のリンク取付部6aをピン
13の下側に配置して、軸はり6,6をリンク7に結合
している。この構成により、軸はり6に作用するブレー
キ反力は単純な曲げ作用となるので強度上有利であり、
また、軸はり6,6とリンク7との結合が側面視Z型の
弾性結合のため、内軌と外軌の輪距の変化を吸収する輪
軸操舵機能を付与している。
【0017】なお、この鉄道車両用台車30に、直角カ
ルダン方式又は平行カルダン方式等の動力伝達機構を介
して車体の原動機から動力を伝達して駆動台車とするこ
とができる。
【0018】図6は本発明の第3実施形態例を示すもの
である。本実施形態例は、前記第2実施形態例の鉄道車
両用台車30を連接2軸台車に適用したもので、連接車
両の一方の車体2に前記リンク7の取付部31を形成
し、該取付部31から吊下したリンク7と台車中央部で
対向する軸はり6,6とを弾性結合している。
【0019】図7及び図8は本発明の第4実施形態例を
示すものである。鉄道車両用台車40は、左右の軸はり
6,6の中間部に前記支持はり10を固定結合してい
る。この構成により、軌道の高低狂いにより、軌道から
左右の車輪に上下同相の不整が入力された場合、左右の
軸はり6,6には、捻れ変位が発生しないため、比較的
柔らかい剛性の前記バネ装置5のみにより、振動が吸収
され車体2の振動が大きくなることはない。
【0020】また、軌道の水準狂いにより、軌道から左
右の車輪に上下逆相の不整が入力された場合、あるいは
車体に左右方向の大きな力が働いた場合には、軸はり6
がトーションアーム、支持はり10がトーションバー、
リンク7がトーションリンクとして作用し、支持はり1
0にネジレ変位が発生しようとするから、台車構造全体
がアンチローリング装置としての役割を果たし、車体ロ
ーリング方向の車体支持剛性を適度に高めることができ
る。この際に、車体から力が支持はり10に伝わり、軸
はり6の曲げ剛性により軸箱4に伝えられ、輪軸3、車
輪、レールへと力が伝達される。
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の鉄道車両
用台車は、輪軸の両端をそれぞれ回転可能に支承する各
軸箱と車体とをバネ装置で直接結合し、前記各軸箱から
レール方向に沿って同方向にそれぞれ軸はりを延出し、
各軸はりの先端と車体の下面左右からそれぞれ吊下した
垂直方向のリンクとを結合し、各軸はりの中間部を、ブ
レーキ装置を支持する枕木方向の支持はりにて結合した
ので、従来の台車枠に相当する軸はり及び支持はりが上
下の荷重を支持しなくてよいため、これら構成部品の質
量を軽減して簡素化できる。しかも、軸はり、支持はり
などの構成部品が簡素化されるので、台車の走行性能に
必要な輪軸の平行度やホイールアライメントの精度が簡
単に確保できる。また、車体から吊下したリンクにて各
軸はり及び支持はりの重量を軸箱側と分担して支持する
ことにより、リンクにて吊り上げる重量分をバネ上重量
に変換することができるので、バネ下重量の低減が図
れ、走行による地盤振動を抑制し、鉄道沿線の環境良化
に貢献できる。
【0026】また、輪軸を車体前後方向に間隔を空けて
2本配置し、各軸箱からそれぞれ延出して台車中央部で
対向する軸はりの先端とリンクとを結合することによ
り、2軸台車及び連接2軸台車を構成し、しかも、左右
の軸はりの中間部を、ブレーキ装置を支持する枕木方向
の支持はりにて結合することにより、前後の輪軸に発生
するブレーキ反力を偶力として相殺することができるの
で、軸はりや支持はりに対する強度要求を小さくするこ
とができ、軸はり及び支持はりの無理のない軽量化を図
ることができる。なお、輪軸駆動用の主電動機を支持は
りで支持した場合も、同様に主電動機反力を偶力として
相殺することができる
【0027】さらに、軸はりと支持はりを緩衝材を介し
て弾性結合することにより、対向する軸はりの先端が車
体前後方向に移動可能となるから、曲線通過時の輪軸操
舵機能を付与することができ、台車の走行性能に必要な
輪軸の平行度やホイールアライメントの確保が極めて簡
単に精度良くできる。しかも、緩衝材を介する結合によ
り、前後剛性、左右剛性の選択が容易で選択肢を多くと
ることができ、車輪横圧の低減や左右乗り心地の向上を
図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の鉄道車両用台車の第1実施形態例を
示す平面図である。
【図2】 第1実施形態例を示す側面図である。
【図3】 第1実施形態例を示す正面図である。
【図4】 第2実施形態例を示す平面図である。
【図5】 第2実施形態例を示す側面図である。
【図6】 第3実施形態例を示す側面図である。
【図7】 第4実施形態例を示す平面図である。
【図8】 第4実施形態例を示す側面図である。
【符号の説明】
1,30,40…鉄道車両用台車、2…車体、3…輪
軸、4…軸箱、5…バネ装置、6…軸はり、7…リン
ク、8…ブレーキ装置、9…主電動機、10…支持は
り、12,14…緩衝材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−156761(JP,A) 特開 昭57−99457(JP,A) 特開 平9−24826(JP,A) 実開 昭49−133305(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B61F 5/30 B61F 5/50 B61F 5/40 - 5/46

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体前後方向に間隔を空けて2本の輪軸
    を配置し、各輪軸の両端をそれぞれ回転可能に支承する
    各軸箱と車体とをバネ装置で直接結合し、各軸箱からレ
    ール方向に対向してそれぞれ軸はりを延出し、台車中央
    部で対向する軸はりの先端と車体の下面左右からそれぞ
    れ吊下した垂直方向のリンクとを結合し、左右の軸はり
    の中間部を、ブレーキ装置を支持する枕木方向の支持は
    りにて結合し、かつ、前記軸はりと前記リンクとの結合
    及び前記軸はりと前記支持はりとの結合に緩衝材を介在
    したことを特徴とする鉄道車両用2軸台車。
  2. 【請求項2】 台車中央部で対向する前記支持はりは、
    レール方向の連結はりで結合され、一方の支持はりと車
    体との間に左右動ダンパを、連結はりと車体との間に左
    右剛性調整バネをそれぞれ設け、一方の支持はりと車体
    の中心ピンとを牽引力伝達リンクで連結し、連結はりに
    左右動ストッパゴムをそれぞれ設けたことを特徴とする
    請求項1記載の鉄道車両用2軸台車。
  3. 【請求項3】 前記支持はりは、輪軸駆動用の主電動機
    を支持していることを特徴とする請求項1又は2記載の
    鉄道車両用2軸台車。
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