JP3514933B2 - 鉄道車両用の軌間可変台車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両用の軌間可変
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用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。しかしながら、これまでに提案さ
れている或る種の鉄道車両用の軌間可変台車は、軌間変
更を行うためには車両を停止させて車両昇降装置によっ
て列車の全車両を同時に持上げる必要があり、このた
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
するものであった。

【０００３】また、別の公知の鉄道車両用の軌間可変台
車は、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共に、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
が発生するものであった。

【０００４】そこで、本出願人は、このような種々の問
題を解決した鉄道車両用の軌間可変台車を発明し、特願
平７−１３９５０９号として特許出願を行った。図１０
乃至図１６は、この特願平７−１３９５０９号に開示さ
れた鉄道車両用の軌間可変台車及び軌道側の軌間変更装
置を示したものである。

【０００５】図１０（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。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。図１０及び図１１
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、特開平６−
４０３３５号公報に開示されている。

【０００６】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が固着されている。止めナット
１４はロッキングブロック１３を軸方向に車軸外筒１０
に固定する。また、ロッキングブロック１３の上面には
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、互
いに軸方向に所定距離だけ離間され、この円錐状突起１
５Ａ、１５Ｂの軸方向離間距離、正確には両突起１５
Ａ、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１４３５ｍｍで、狭い軌間が狭軌
１０６７ｍｍである場合には、両突起１５Ａ、１５Ｂの
中心間の距離は（１４３５−１０６７）÷２＝１８４ｍ
ｍに定められている。

【０００７】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。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、１５Ｂ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１１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。嵌合穴１６の周囲には防振
ユニット１８が装着され、この防振ユニット１８は、嵌
合穴１６に係合した突起１５Ａ、１５Ｂに密着し、嵌合
穴１６と突起１５Ａ、１５Ｂとの間のガタに起因する走
行時の衝撃を吸収する。

【０００８】図１２及び図１３において、軸端ストッパ
ー８にはその両側部にブラケット１９が夫々突設され、
各ブラケット１９からは垂直方向に被案内ピン２０が突
設されている。軸箱４には案内孔２１が穿孔され、この
案内孔２１は被案内ピン２０の上下移動を案内する。

【０００９】次に、軌道側の装置について説明する。図
１４（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２２と一部のみ示された標準軌の走
行レール２３とは、軌間変更走行レール２４によって接
続され、この軌間変更走行レール２４は狭軌の走行レー
ル２２に接続された一端部から、標準軌の走行レール２
３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２２、２３は、軌
間変更走行レール２４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２４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。

【００１０】各軌間変更走行レール２４の両側には、軌
間変更走行レール２４の全長にわたってガイドレール２
５が敷設され、更に、このガイドレール２５は、軌間変
更走行レール２４の近傍の狭軌及び標準軌の走行レール
２２、２３にも同様に敷設されている。このガイドレー
ル２５は、スプリング２６によって車輪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
２２、２３、２４の外側には車体支持レール２７が夫々
敷設され、これらの車体支持レール２７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２７
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。

【００１１】車両が狭軌の走行レール２２から標準軌の
走行レール２３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２２を走行中は、円錐状突
起１５Ａが嵌合穴１６に嵌合し、被案内ピン２０が案内
孔２１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。

【００１２】軌間可変台車が狭軌の走行レール２２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２７に当接する。その
後、軸箱４は車体支持レール２７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１２及び図１３に示した被案内ピン２０が案
内孔２１に案内されて降下すると同時に、円錐状突起１
５Ａ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。

【００１３】その後に、軌間可変台車が軌間変更走行レ
ール２４に進入し、軌間が徐々に広がると、車輪１２
は、スプリング２６によって付勢されたガイドレール２
５に案内されて軌間変更走行レール２４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２４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２７
は軌間可変台車が軌間変更走行レール２４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２４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。

【００１４】この状態で、軌間可変台車が軌間変更走行
レール２４から標準軌の走行レール２３に進入し、走行
レール２３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１２及び図１３に示した被案内ピン２０が
案内孔２１に案内されて上昇すると同時に、円錐状突起
１５Ｂ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。これらの嵌
合によって、車軸外筒１０はその軸方向移動が係止さ
れ、車輪１２の間隔が標準軌の軌間に固定される。な
お、車両が標準軌の走行レール２３から狭軌の走行レー
ル２２に走行する場合の作用は、上述の逆である。

【００１５】円錐状突起１５Ａ、１５Ｂは台車枠の自重
によって嵌合穴１６に嵌合するため、その嵌合が台車に
作用する衝撃等によって外れることがない。また、円錐
状突起１５Ａ、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、防振ユニット１８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。

【００１６】また、軸端ストッパー８から突設された被
案内ピン２０は軸箱４に形成された案内孔２０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１５Ａ、１５Ｂは確実に嵌合穴１６に
嵌合することができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の先願
に係る鉄道車両用の軌間可変台車は、車軸６と軸端スト
ッパー８とは回止めナット９によって強固に固着され、
かつブラケット１９を介して車軸６に固着された２本の
被案内ピン２０は軸箱４の案内孔２１に嵌合されている
ため、車軸６と軸箱４とは、実質的に互いに一体化され
ている。従って、軌間可変台車が走行レールのカーブ部
分のような傾斜箇所を通過する時や車両に比較的大きな
動揺等が生じた時のように車体が傾斜した場合には、車
軸と軸箱との一体化のために、車軸を捩じるような外力
が左右の軸箱から車軸に作用するので、このような外力
の作用の強い箇所では、補強のために大型化するといっ
た問題がある。

【００１８】これを図面を参照して更に詳述する。前述
の図１０乃至図１３に示した先願に係る鉄道車両用の軌
間可変台車はウイングバネ方式の軸箱支持構造であった
が、図１５及び図１６は、軸梁式の軸箱支持構造の鉄道
車両用の軌間可変台車を示したもので、車体Ｂが左右に
相対傾斜して左右で高低差δが生じると、左右の軸梁２
８の台車支持点Ｓ１、Ｓ２でも高低差が発生し、左右の
軸箱４に角変位θが生じる。これによって、車軸６に捩
じれが発生し破損の原因になる。

【００１９】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、車体の傾斜時にも車
軸に無理な捩じりが発生することを防止する鉄道車両の
軌間可変台車を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１に記載された発明は、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
架された軸箱と、上記軸箱内に上下方向に移動可能に支
持され、軌間変更時に上記軸箱に対して上下方向に相対
移動する車軸と、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
車軸に外挿された車軸外筒と、上記車軸外筒に軸受を介
して回転可能に取付けられた車輪と、上記車軸外筒に支
持され上記車軸を回転駆動する駆動用電動機と、上記車
軸外筒の外周に形成された外筒側の係止部材と、上記軸
箱に形成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外筒側の係止部
材に係合して上記車軸外筒の軸方向移動を係止し、上記
軌間変更時に上記車軸が上記軸箱に対して上下方向に相
対移動した時に上記外筒側の係止部材との係合を解除さ
れる軸箱側の係止部材と、上記車軸の端部に設けられた
球面軸受手段と、上記軸箱に取付けられ上記球面軸受手
段を介して上記車軸を上下方向に貫通して上記車軸の上
下方向相対移動を案内する案内部材とを具備することを
特徴とするものである。

【００２１】軌間変更時に車軸が軸箱に対して上下方向
に相対移動した時に案内部材は車軸の上下方向相対移動
を案内する。案内部材は球面軸受手段を介して車軸に対
して回動可能であるため、軌間可変台車が左右方向に傾
斜した時に、軸箱は車軸に対して回動し、従って軸箱か
ら車軸に捩じり力が作用することを防止することができ
る。

【００２２】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載の鉄道車両用の軌間可変台車において、上記球面軸
受手段は上記車軸の端部に設けられた球面軸受と、上記
球面軸受を上下方向に貫通し上記球面軸受によって支持
された筒体とを有し、上記案内部材は上記筒体の内部に
軸方向に相対移動可能に支持された案内ピンであること
を特徴とするものである。

【００２３】請求項３に記載された発明は、請求項１に
記載の鉄道車両用の軌間可変台車において、上記筒体の
外周部に当接するように上記軸箱に取付けられた防振ユ
ニットを更に具備することを特徴とするものである。防
振ユニットは筒体と軸箱との間のガタに起因する振動を
防止する。

【００２４】請求項４に記載された発明は、請求項３に
記載の鉄道車両用の軌間可変台車において、上記筒体の
外周部は傾斜面を有し、上記防振ユニットは上記軸箱に
固定された外リングと上記外リングの内面に固定された
防振ゴムと上記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筒体の外周部の傾斜
面に当接していることを特徴とするものである。

【００２５】請求項５に記載された発明は、請求項１に
記載の鉄道車両用の軌間可変台車において、上記車軸
は、上記車軸外筒が外挿された車軸本体と上記車軸本体
の端部に固着された軸端ピボットとから構成され、上記
球面軸受は上記軸端ピボットに設けられたことを特徴と
するものである。

【００２６】請求項６に記載された発明は、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
を介して懸架された軸箱と、上記軸箱内に上下方向に移
動可能に支持され、軌間変更時に上記軸箱に対して上下
方向に相対移動する車軸と、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車軸外筒と、上記車軸外筒
に軸受を介して回転可能に取付けられた車輪と、上記車
軸外筒に支持され上記車軸を回転駆動する駆動用電動機
と、上記車軸外筒の外周に形成された外筒側の係止部材
と、上記軸箱に形成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外筒
側の係止部材に係合して上記車軸外筒の軸方向移動を係
止し、上記軌間変更時に上記車軸が上記軸箱に対して上
下方向に相対移動した時に上記外筒側の係止部材との係
合を解除される軸箱側の係止部材と、中央開口と内側及
び外側の案内面とを有し、上記車軸の端部が上記開口を
貫通した状態で上記軸箱に固着された案内板手段と、上
記案内板手段を挟むように上記車軸の端部の外周に突設
され、上記案内板手段の上記両案内面に接触する滑り面
を有する第１及び第２の被案内リングとを具備し、上記
案内板手段の開口は上記車軸の上記上下方向相対移動を
妨げないように上記車軸の端部の外径よりも大きく定め
られていることを特徴とするものである。

【００２７】軌間変更時に車軸が軸箱に対して上下方向
に相対移動した時に案内板手段は、車軸の上下方向相対
移動を案内する。案内板手段はその中央開口によって車
軸に対して回動可能であるため、軌間可変台車が左右方
向に傾斜した時に、軸箱は車軸に対して回動し、従って
軸箱から車軸に捩じり力が作用することを防止すること
ができる。

【００２８】請求項７に記載された発明は、請求項６に
記載の鉄道車両用の軌間可変台車において、上記案内板
手段は、上記軸箱に固着された案内板ブラケットと、上
記案内板ブラケットの一方の面に取付けられ上記第１の
被案内リングの滑り面に接触する上記案内面を有する第
１の防振ユニットと、上記案内板ブラケットの他方の面
に取付けられ上記第２の被案内リングの滑り面に接触す
る上記案内面を有する第２の防振ユニットとから構成さ
れることを特徴とするものである。第１及び第２の防振
ユニットは案内板ブラケットと車軸との間のガタに起因
する振動を防止する。

【００２９】請求項８に記載された発明は、請求項６に
記載の鉄道車両用の軌間可変台車において、上記車軸
は、上記車軸外筒が外挿された車軸本体と上記車軸本体
の端部に固着された端軸とから構成され、上記第１及び
第２の被案内リングは端軸に設けられたことを特徴とす
るものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】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１０乃至図１６と同部分には
同一符号を付して示した図１乃至図９を参照して説明す
る。図１乃至図４は本発明の鉄道車両の軌間可変台車の
第１の実施例を示したものである。

【００３１】図１乃至図４において、特に図３に明示し
たように、軸箱４は台車枠１に軸ばね３及び軸梁２８を
介して支持され、この軸梁２８は台車枠１の軸梁支持点
２８ａに回転可能に連結されている。また、軸箱４の下
部にはピン２９によって滑走部材３０が取付けられてい
る。この滑走部材３０は軌間変更時に車体支持レール２
７（図１４）に設置された車体支持ローラ３１に当接す
る。

【００３２】図１に示したように、車軸６は中空軸から
構成され、回転不能に軸箱４によって支持されている。
この車軸６には車軸外筒１０が外挿され、この車軸外筒
１０は車軸６に対して軸方向に摺動可能であるが、回転
は不可能である。車軸外筒１０には車輪１２が不図示の
軸受を介して回転可能に支持され、これらの車輪１２は
車軸外筒１０に支持された不図示の駆動用電動機によっ
て回転駆動される。また、車軸外筒１０にはロッキング
ブロック１３が固着され、このロッキングブロック１３
は上面に一対の突起１５Ａと１５Ｂが突設されている。
軸箱４には、突起１５Ａと１５Ｂが嵌合可能な嵌合穴１
６が穿孔され、この嵌合穴１６には防振ユニット１８が
取付けられ、この防振ユニット１８は嵌合した突起１５
Ａ、１５Ｂの振動を吸収する。

【００３３】図２乃至図４において、中空の車軸６の端
部には軸端ピボット３２がボルト３３によって固着さ
れ、この軸端ピボット３２内には球面軸受３４がきつく
嵌合され、この球面軸受３４の内輪にはテーパ筒３５が
圧入嵌合されている。こうして、テーパ筒３５は球面軸
受３４によって、軸端ピボット３２に対して回転可能に
支持されている。また、軸箱４の側面には上部ブラケッ
ト３６と下部ブラケット３７とが夫々ボルト３８、３９
によって固着されている。これらの上部及び下部のブラ
ケット３６、３７には夫々上下方向の貫通孔が穿孔さ
れ、これらのブラケット３６、３７の上下方向貫通孔と
テーパ筒３５とは連通し、そこには案内ピン４０が挿通
されている。この案内ピン４０は、テーパ筒３５に対し
て軸方向に摺動可能であるが、上部及び下部のブラケッ
ト３６、３７には固定されている。

【００３４】上部及び下部のブラケット３６、３７に対
する案内ピン４０の固定について、以下に詳述する。図
２に示したように、案内ピン４０は上部ブラケット３６
から上方に突出し、この突出部に大径円板４０ａを有
し、この大径円板４０ａは上部ブラケット３６の上下方
向貫通孔よりも大きくなるように選定されている。ま
た、案内ピン４０の下端は下部ブラケット３７の貫通孔
から突出し、この突出した案内ピン４０の下端には締付
けナット４１が螺合されている。こうして、案内ピン４
０は、テーパ筒３５に対して軸方向に相対的に摺動可能
に上下ブラケット３６、３７に固定されている。

【００３５】テーパ筒３５の上部外周には傾斜面３５ａ
が形成され、この傾斜面３５ａに対向する上部ブラケッ
ト３６には内部空間が形成され、この上部ブラケット３
６の内部空間には防振ユニット４２が収容され、この防
振ユニット４２はテーパ筒３５の傾斜面３５ａに当接し
て、テーパ筒３５の振動を抑制する。なお、防振ユニッ
ト４２は図２に示したように、防振ユニット１８の構造
と同様に、外リング４２ａと防振ゴム４２ｂと内リング
４２ｃとから構成され、この内リング４２ｃがテーパ筒
３５の傾斜面３５ａに圧接する。

【００３６】こうして、案内ピン４０は、上部及び下部
のブラケット３６と３７を介して軸箱４に固着され、テ
ーパ筒３５に対して軸方向に摺動可能であるため、軸箱
４は、軸端ピボット３２及び車軸６に対して球面軸受３
４とテーパ筒３５とによって、上下方向に摺動可能かつ
車軸６を中心として回動可能である。軌道側の軌間変更
装置は、図３に示した車体支持ローラ３１を車体支持レ
ール２７に設置した点を除き、図１４に示した先願に係
る軌道側の軌間変更装置と同一である。

【００３７】次に、第１の実施例の作用を説明する。図
１において、軌間可変台車は、狭軌の走行レールを走行
している時はロッキングブロック１３の突起１５Ａが軸
箱４の嵌合穴１６に係合し、これによって車輪１２が実
線で示した位置に係止され、標準軌の走行レールを走行
している時はロッキングブロック１３の突起１５Ｂが軸
箱４の嵌合穴１６に係合し、車輪１２が破線で示した位
置に係止される。これらの突起１５Ａ、１５Ｂは嵌合穴
１６に係合した時には、防振ユニット１８によって圧接
され、これによって突起１５Ａ、１５Ｂと嵌合穴１６と
の間のガタが無くなり、上記のガタに起因する振動が抑
制される。

【００３８】軸端ピボット３２に取付けられた球面軸受
３４とテーパ筒３５は、軸箱４に固着された案内ピン４
０に係合しているため、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、車軸外筒の突
起１５Ａ、１５Ｂは確実に嵌合穴１６に嵌合することが
できる。また、テーパ筒３５も防振ユニット４２によっ
て圧接されているため、軸箱４と車軸６との間に軸方向
にガタが発生しない。

【００３９】軌間可変台車が狭軌の走行レールまたは標
準軌の走行レールを走行している時に、軌間可変台車が
左右方向に傾斜した場合には、台車枠１の左右の軸梁支
持点２８ａは相対的に一方が上昇し他方が下降する。軸
箱４とこれに固着された案内ピン４０とテーパ筒３５と
は一体に球面軸受３４によって車軸６に対して回動可能
であるため、左右の軸梁支持点２８ａの相対的上下動に
よって、図３に示したように左右の軸梁２８が球面軸受
３４によって矢印Ｐの方向に、軸端ピボット３２、即ち
車軸６を中心にして回動する。

【００４０】こうして、走行レールのカーブ部を走行時
の軌間可変台車は、左右に傾斜しても、左右の軸箱４は
夫々の球面軸受３４によって車軸６に対して回動するた
め、車軸６に捩じれ力が作用することがない。鉄道車両
用の軌間可変台車が軌間変更走行レールによって軌間変
更される時の作用は、軸箱４と車軸６との相対的な上下
方向移動の際に案内ピン４０がテーパ筒３５に対して相
対的に上下動する点を除いて、図１０乃至図１４に示し
た先願の場合と実質的に同一である。

【００４１】なお、この第１の実施例にあっては、軸端
ピボット３２を車軸本体６の両端部に固着してこの軸端
ピボット３２に球面軸受３４などを取付けたが、しかし
ながら、本発明はこれに限らず、軸端ピボット３２を使
用せずに車軸本体６の両端部を延長してこの延長部に球
面軸受３４などを取付けることもできる。

【００４２】次に、図５乃至図９に示した本発明の第２
の実施例を説明する。この第２の実施例は、第１の実施
例の球面軸受３４及び案内ピン４０等の代りに、案内板
ブラケットを使用したものである。図５乃至図９におい
て、中空の車軸６の両端部には端軸４３が固着され、こ
の端軸４３の固着は、その先端ネジ部４３ａを車軸６に
螺合することによって行われる。端軸４３は第１の被案
内リングとして機能するフランジ部４４を有し、このフ
ランジ部４４は滑り面４４ａを有する。第１の防振ユニ
ット４５と案内板ブラケット４６と第２の防振ユニット
４７とは、図５に明示したように夫々中央に開口４５
ｈ、４６ｈ、４７ｈを有し、これらの中央開口４５ｈ、
４６ｈ、４７ｈによって端軸４３に挿通している。な
お、中央開口４５ｈ、４６ｈ、４７ｈは、軌間可変台車
の左右方向傾斜時に第１及び第２の防振ユニット４５、
４７と案内板ブラケット４６が端軸４３の回りを回動可
能なように、端軸４３の外径よりも大きく定められてい
る。

【００４３】第１及び第２の防振ユニット４５、４７
は、互いに同一構造であり、図６乃至図８に示したよう
に外リング４５ａ、４７ａと防振ゴム４５ｂ、４７ｂと
内リング４５ｃ、４７ｃとから構成される。図７及び図
９に示したように、案内板ブラケット４６はボルト４８
によって軸箱４に固着され、第１及び第２の防振ユニッ
ト４５、４７は段付きボルト４９によって案内板ブラケ
ット４６に取付けられている。

【００４４】第２の被案内リングとして機能する挟みリ
ング５０は、滑り面５０ａを有し、第２の防振ユニット
４７の外リング４７ａに当接するように端軸４３に挿通
され、締付けナット５１によって端軸４３に固着され
る。これを詳述すると、図６に示したように挟みリング
５０はその先端が端軸４３の段差部４３ｂに当接するよ
うに、締付けナット５１によって締付けられる。これに
よって、端軸４３のフランジ部４４の滑り面４４ａと挟
みリング５０の滑り面５０ａとが、所定の間隔になり、
滑り面４４ａと防振ユニット４５との間の摩擦力及び滑
り面５０ａと防振ユニット４７との間の摩擦力を夫々所
望の値に選定することができる。

【００４５】なお、第１の防振ユニット４５と案内板ブ
ラケット４６と第２の防振ユニット４７との各開口４５
ｈ、４６ｈ、４７ｈの大きさは、また軌間可変時の車軸
６と軸箱４との上下方向の相対移動を妨げないように、
選定されている。同様に、挟みリング５０の滑り面５０
ａとフランジ部４４の滑り面４４ａとの間隔は、上述の
車軸６と軸箱４との上下方向の相対移動に対して滑り面
４４ａ及び５０ａにおいて大きな摩擦力を発生しないよ
うに、選定されている。

【００４６】次に、この第２の実施例の作用を説明す
る。案内板ブラケット４６はボルト４８によって軸箱４
に固着され、また第１及び第２の防振ユニット４５、４
７はボルト４９によって案内板ブラケット４６に固着さ
れているため、軌間可変時に車軸６と軸箱４とが上下方
向に相対移動すると、車軸６は案内板ブラケット４６と
防振ユニット４５、４７に案内されて上下方向に相対移
動する。詳述すると、車軸６は、フランジ部４４の滑り
面４４ａと挟みリング５０の滑り面５０ａとが第１及び
第２の防振ユニット４６、４７の外リング４５ａ、４７
ａによって案内されて、上下方向に相対移動する。ま
た、第１及び第２の防振ユニット４６、４７は、車軸６
と軸箱４との間には軸方向のガタを吸収し、ガタに起因
する振動の発生を防止する。

【００４７】第１及び第２の防振ユニット４５、４７と
案内板ブラケット４６は端軸４３の回りを回動可能であ
るため、軌間可変台車が左右に傾斜した場合には、左右
の軸箱４は車軸６に対して回動する。従って、軸箱４が
車軸６に捩じれ力を加えることがない。なお、この第２
の実施例にあっても、端軸４３を使用せずに、車軸本体
６の両端部を延長し、この延長部に直接にフランジ部４
４や挟みリング５０等を設けることもできる。

【００４８】以上の実施例は、嵌合穴１６やテーパ筒３
５や案内ブラケット４６には防振ユニット１８、４２、
４５、４７が設けられているため、車軸６及び車軸外筒
１０と軸箱４との間のガタが吸収され、それに起因する
振動が防止されるので、有害な蛇行動の発生が抑制さ
れ、従って高速走行が達成される。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
に記載された発明によると、車両が走行しながら車輪の
軌間変更を行うことができると共に、案内部材は球面軸
受手段を介して車軸に対して回動可能であるため、軌間
可変台車が左右方向に傾斜した時に軸箱は車軸に対して
回動することができ、従って車軸に捩じり力が作用する
ことを防止することができる。

【００５０】また、請求項６に記載された発明による
と、車両が走行しながら車輪の軌間変更を行うことがで
きると共に、案内板手段は車軸に対して回動可能である
ため、軌間可変台車が左右方向に傾斜した時に軸箱は車
軸に対して回動することができ、従って車軸に捩じり力
が作用することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鉄道車両用の軌間可変台車の第１
の実施例を示した断面図。

【図２】図１の一部を拡大して示した断面図。

【図３】第１の実施例を示した側面図。

【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図。

【図５】本発明による鉄道車両用の軌間可変台車の第２
の実施例を示した断面図。

【図６】図５の一部を拡大して示した断面図。

【図７】第２の実施例の一部を拡大して示した断面図。

【図８】第２の実施例の防振ユニットを示した正面図。

【図９】第２の実施例を示した側面図。

【図１０】先願に係る発明の軌間可変台車の台車枠を示
した平面図及び側面図。

【図１１】図１０の軌間可変台車の車軸付近を拡大して
示した断面図。

【図１２】図１１の軌間可変台車の車軸と軸箱との上下
方向の相対移動を案内する案内機構を示した断面図。

【図１３】図１２の案内機構を示した平面図。

【図１４】先願に係る発明の地上の軌間変更装置を示し
た平面図。

【図１５】軌間可変台車が左右に傾斜した時の問題点を
示した説明図。

【図１６】軌間可変台車が左右に傾斜した時の問題点を
示した説明図。

【符号の説明】

１ 台車枠 ２ 側梁 ３ 軸バネ（弾性体） ４ 軸箱 ６ 車軸 １０ 車軸外筒 １２ 車輪 １５ 突起（外筒側の係止部材） １６ 嵌合穴（軸箱側の係止部材） ２２ 狭軌走行レール（狭い軌間の走行レール） ２３ 標準軌走行レール（広い軌間の走行レール） ２４ 軌間変更走行レール ３４ 球面軸受（球面軸受手段） ４０ 案内ピン（案内部材） ４４ フランジ部（第１の被案内リング） ４５ 第１の防振ユニット ４６ 案内板ブラケット（案内板手段） ４７ 第２の防振ユニット ５０ 挟みリング（第２の被案内リング）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐 藤 栄 作 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 石 毛 真 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 (56)参考文献 特開 平８−332950（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−40335（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−253147（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−167869（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61F 7/00 B61F 5/30 B60B 35/10

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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た軸箱と、
   上記軸箱内に上下方向に移動可能に支持され、軌間変更
   時に上記軸箱に対して上下方向に相対移動する車軸と、
   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
   車軸外筒と、上記車軸外筒に軸受を介して回転可能に取
   付けられた車輪と、上記車軸外筒に支持され上記車軸を
   回転駆動する駆動用電動機と、上記車軸外筒の外周に形
   成された外筒側の係止部材と、上記軸箱に形成され上記
   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外筒側の係止部材に係合して上記
   車軸外筒の軸方向移動を係止し、上記軌間変更時に上記
   車軸が上記軸箱に対して上下方向に相対移動した時に上
   記外筒側の係止部材との係合を解除される軸箱側の係止
   部材と、上記車軸の端部に設けられた球面軸受手段と、
   上記軸箱に取付けられ上記球面軸受手段を介して上記車
   軸を上下方向に貫通して上記車軸の上下方向相対移動を
   案内する案内部材とを具備することを特徴とする鉄道車
   両用の軌間可変台車。
2. 【請求項２】上記球面軸受手段は上記車軸の端部に設け
   られた球面軸受と、上記球面軸受を上下方向に貫通し上
   記球面軸受によって支持された筒体とを有し、上記案内
   部材は上記筒体の内部に軸方向に相対移動可能に支持さ
   れた案内ピンであることを特徴とする請求項１に記載の
   鉄道車両用の軌間可変台車。
3. 【請求項３】上記筒体の外周部に当接するように上記軸
   箱に取付けられた防振ユニットを更に具備することを特
   徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の軌間可変台車。
4. 【請求項４】上記筒体の外周部は傾斜面を有し、上記防
   振ユニットは上記軸箱に固定された外リングと上記外リ
   ングの内面に固定された防振ゴムと上記防振ゴムの内面
   に固定された内リングとを備え、上記内リングは上記筒
   体の外周部の傾斜面に当接していることを特徴とする請
   求項３に記載の鉄道車両用の軌間可変台車。
5. 【請求項５】上記車軸は、上記車軸外筒が外挿された車
   軸本体と上記車軸本体の端部に固着された軸端ピボット
   とを有し、上記球面軸受は上記軸端ピボットに設けられ
   たことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の軌間
   可変台車。
6. 【請求項６】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た軸箱と、
   上記軸箱内に上下方向に移動可能に支持され、軌間変更
   時に上記軸箱に対して上下方向に相対移動する車軸と、
   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
   車軸外筒と、上記車軸外筒に軸受を介して回転可能に取
   付けられた車輪と、上記車軸外筒に支持され上記車軸を
   回転駆動する駆動用電動機と、上記車軸外筒の外周に形
   成された外筒側の係止部材と、上記軸箱に形成され上記
   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外筒側の係止部材に係合して上記
   車軸外筒の軸方向移動を係止し、上記軌間変更時に上記
   車軸が上記軸箱に対して上下方向に相対移動した時に上
   記外筒側の係止部材との係合を解除される軸箱側の係止
   部材と、中央開口と内側及び外側の案内面とを有し、上
   記車軸の端部が上記開口を貫通した状態で上記軸箱に固
   着された案内板手段と、上記案内板手段を挟むように上
   記車軸の端部の外周に突設され、上記案内板手段の上記
   両案内面に接触する滑り面を有する第１及び第２の被案
   内リングとを具備し、上記案内板手段の開口は上記車軸
   の上記上下方向相対移動を妨げないように上記車軸の端
   部の外径よりも大きく定められていることを特徴とする
   鉄道車両用の軌間可変台車。
7. 【請求項７】上記案内板手段は、上記軸箱に固着された
   案内板ブラケットと、上記案内板ブラケットの一方の面
   に取付けられ上記第１の被案内リングの滑り面に接触す
   る上記案内面を有する第１の防振ユニットと、上記案内
   板ブラケットの他方の面に取付けられ上記第２の被案内
   リングの滑り面に接触する上記案内面を有する第２の防
   振ユニットとを具備することを特徴とする請求項６に記
   載の鉄道車両用の軌間可変台車。
8. 【請求項８】上記車軸は、上記車軸外筒が外挿された車
   軸本体と上記車軸本体の端部に固着された端軸とを有
   し、上記第１及び第２の被案内リングは端軸に設けられ
   たことを特徴とする請求項６に記載の鉄道車両用の軌間
   可変台車。