JP3893187B2

JP3893187B2 - Rail vehicle variable gauge truck

Info

Publication number: JP3893187B2
Application number: JP11745397A
Authority: JP
Inventors: 勲岡本
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: EP0873929A3; DE69815931T2; JPH10297487A; EP0873929A2; DE69815931D1; ES2201366T3; EP0873929B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右のレールの間隔（軌間）の異なる複数種の軌道を走行可能な鉄道車両用軌間可変台車に関する。特には、駆動台車にも適用可能で、軸バネの下の装置重量（バネ下重量）を軽減した軌間可変台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道の軌道巾、いわゆる軌間（左右のレールの頭頂部内側の間隔）には、いくつかの規格がある。日本の新幹線の軌道は標準軌（軌間１，４３５mm）と呼ばれるものである。日本のＪＲ在来線の軌道は狭軌（軌間１，０６７mm）と呼ばれるものである。この他に、広軌（軌間１，５２４mm、１，６６８mm）や狭軌（軌間１，０００mm）もある。
ヨーロッパにおいては、国際列車等では、軌間の異なる複数種の軌道の線区に渡って運行する列車もあるので、軌間可変台車へのニーズが生じた。
【０００３】
現時点で、軌間可変台車としてただ一つ実用化されているものは、タルゴ車と呼ばれる軽量、連接車両用台車である。なお、このタルゴ車用台車は、電気機関車等に牽引され自身では駆動力を有しない車両用の、いわゆる付随台車である。
【０００４】
軌間可変の駆動台車としてもいくつかの方式が提案されている。
図５は、車輪直接駆動・独立車輪方式（ＤＤＭ方式）の軌間可変台車の車軸周りの構造を示す正面断面図である。なお、同図において地上側設備は二点鎖線で示されている（以下同じ）。
図中には、左右のレール１４３の上にのった左右の車輪１４１が示されている。車輪１４１は軸受１４０を介して外筒１３５に対して回転自在に取り付けられている。外筒１３５は非回転で、同じく非回転の車軸１３１の外側に、左右摺動可能に嵌挿されている。なお、外筒１３５は、左右の車輪に対応して、左右一対設けられており、左右の外筒１３５は相互に独立に摺動する。
【０００５】
左右各々の車輪１４１の内側には、それぞれ別個のモーター１６２が取り付けられている。モーター１６２は、そのケ−シング１６２ａ及びローター１６２ｂが、車輪１４１に対して固定されており、ステーター１６２ｃが外筒１３５に対して固定されている。なお、ケ−シング１６２ａの内側端は、軸受１６２ｄで外筒１３５に対して回転自在に保持されている。このモーター１６２は、通常のモーターとは逆に、ローター１６２ｂが周辺部にあり、ステーター１６２ｃが中心部にある。そして、ローター１６２ｂ及びケ−シング１６２ａを回転駆動することにより、車輪１４１を回転駆動する。
【０００６】
図５のＤＤＭ方式の台車では、車軸１３１上を、外筒１３５を車輪１４１及びモーター１６２ごと左右に摺動させることにより軌間変更を行う。すなわち、軌間変更時には、軸箱１１９及びその上の台車枠１１１並びに車体（図示されず）を、その下のサポートローラー１５１、サポート台１５３で支えておいて、車軸１３１や車輪１４１、モーター１６２一式を下に下げる（レール１４３が下がる、あるいはサポート台１５３が上がる）。このとき外筒１３５の端部に固定されているロッキングブロック１２８も一緒に下がり、ロッキングブロック１２８の上側の突起１２８ｂが軸箱本体１２１の穴１２１ｆから抜ける。この状態で外筒１３５は左右に摺動可能となる。
【０００７】
そこで、台車１０１（車両ごと）を進行方向（図５の紙面垂直方向）に進め、その際レール１４３及びガイドレール１４５が徐々に外側に開くようにしておけば、外筒１３５及び車輪・モーター一式は、車軸１３１上を左右に開くように移動する。そして、開き終ったところで、車輪１４１を上げ（レール１４３を上げ）ればロッキングブロック１２８の内側突起１２８ａがロック穴１２１ｆに入り込んで外筒１３５が左右に位置決めされる。これで、軌間可変完了である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の独立車輪でＤＤＭ方式の軌間可変台車は、直線軌道での高速安定性は良いのであるが、曲線軌道での操舵性が乏しいという課題がある。というのは、通常の左右一体車輪駆動では、曲線区間においては、遠心力と車輪踏面の勾配の影響によって、曲線外側と内側の車輪の直径差によって車輪の走行距離に差が出るため、輪軸が自然と曲線にならうという特性が期待できるのであるが、独立車輪・ＤＤＭ方式では左右の車輪が独立に駆動されるため、そのような操舵特性を期待することができない。
また、軸箱１１９と台車枠１１１の側はり１１５との間に装備されている軸バネ１１７より下側の重量（バネ下重量）がモーター１６２の分だけ重くなる。そのため、軌道（レールや枕木、道床）に与える負担が大きくなるという課題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、操舵性を確保しつつバネ下重量増を抑制することのできる鉄道車両用軌間可変台車を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の鉄道車両用軌間可変台車は、車両の左右方向に延びる回転する車軸と、この車軸の左右外周に装着された、車軸と同期回転するとともに左右方向に摺動可能な一対の外筒と、一対の外筒の各々の外周の左右方向中央寄りに固定された左右一対の車輪と、一対の外筒の各々の外周の左右方向外側寄りに固定された、ラジアル・スラスト両荷重を受ける左右一対の外筒軸受と、車軸のスラストを受ける車軸軸受と、それらの軸受を収める左右一対の軸箱であって、外筒軸受を、軸箱内で左右方向に２カ所で固定する固定部、及び、外筒軸受が該軸箱内の複数の固定部を移動可能な構造を有し、かつ、車軸軸受を上下方向に案内する車軸軸受溝を有する軸箱と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
すなわち、車軸は通常の駆動台車同様に、いわゆるカルダン方式等の駆動方式によって回転駆動できるよう、回転式とする。この回転する車軸上で、車輪と外筒及び外筒軸受が左右に摺動して軌間変更を行う。車両の荷重や車輪にかかるスラスト荷重は、外筒軸受が受け持って外筒と軸箱の間を伝える。車軸は、回転方向には、外筒及び外筒軸受を介して軸箱に支持される。スラスト方向には、車軸軸受によって支持される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の１実施例に係る軌間可変台車の車軸周りの構成を示す正面断面図である。
図２は、図１の実施例の台車の軸箱周辺部の詳細を示す正面断面図である。
図３は、図１の実施例の台車における軌間可変時の動作を説明するための一連の正面断面図である。
この実施例の台車１は、台車枠１１、軸バネ１７、軸箱１９、車軸３１、車輪４１、モーター６１及び減速機６７等を備える。
【００１３】
台車枠１１は、台車の主たる構造体であって、左右の側はり１５と、側はり１５を連結する横はり１３からなり、左右前後の４個の軸箱１９によって支持される。なお、本明細書では、通常の鉄道車両の技術におけると同様に、レールの長手方向（車両の進行方向）を前後方向、軌道面におけるレール長手方向と直角の方向を左右方向、軌道面に垂直な方向を上下方向と呼ぶ。台車枠１１の上には、回転支点を介して車体（いずれも図示されず）が乗る。また、台車と車体間には、台車の推進力及びブレーキ力を車体に伝える牽引装置や、車体と台車間の相対的ヨーイング運動を抑制するヨーダンパー等（いずれも公知、図示されず）も、必要により装備される。
【００１４】
側はり１５の下には、軸バネ１７を介して軸箱１９が配置されている。軸バネ１７は、車輪４１や車軸３１の振動を吸収するためのものである。側はり１５と軸箱間には、図示省略してあるが、公知の軸箱支持装置やダンパー等も配置される。
【００１５】
軸箱１９（組立体）は、車軸３１を支える外筒軸受２５及び車軸軸受２３を収納する箱である。ここで、外筒軸受２５は、この車輪４１、車軸３１にかかる主たる荷重及びスラスト力を、外筒３５を介して受ける。車軸軸受２３は、車軸３１の両軸端に装着されており、車軸３１にかかるスラスト力を受ける。
【００１６】
車軸軸受２３の外輪は、図２に詳細に示されているように、軸箱本体２１の外側部２１ａの溝２１ｂに、その両端面を保持されている。軸箱本体外側部２１ａには、図２（Ｂ）の矢視Ｂ−Ｂに示すように、倒立Ｕ字形の窓２１ｈが開いており、溝２１ｂは、この窓２１ｈの側縁に沿って掘り込まれている。この溝２１ｂには、車軸軸受２３の外輪が上下摺動可能にはまり込んでいる。なお、溝２１ｂの上面は、車軸軸受２３の上部外周面から逃げた深い位置まで掘り込まれており、ラジアル荷重が車軸軸受２３にかからないようになっている。なお、窓２１ｈは、内側の対応部も含めて、図示せぬフタあるいは蛇腹によってフタをされる。
【００１７】
外筒軸受２５の外輪は、リテーナー２７内に固定されている。なお、リテーナー２７は一部が組み立て式となっている。リテーナー２７はおおむねリング状であるが、図２（Ｃ）にも示すように、上部外周面に円周方向に帯状に延びる断面台形のロック突部２７ａが突設されている。このロック突部は、軸箱本体２１の内面の天井２１ｃに掘り込まれている外筒軸受溝２１ｆ又は２１ｄの中に入り込んで、リテーナー２７及び外筒軸受２５さらには外筒３５、車輪４１を左右方向に固定する働きをする。なお、リテーナーロック突部２７ａが内側の溝２１ｆにあるときは、車輪４１が内側に寄って狭軌の状態であり、ロック突部２７ａが外側の溝２１ｄにあるときは、車輪４１が外側に寄って標準軌の状態である。したがって、溝２１ｆと２１ｄとの中心間隔は、軌間可変間隔の半分（一例１８４mm）である。
【００１８】
軸箱本体２１の底部２１ｇは、平板の閉構造となっている。この底部２１ｇの下面を、図１に示すように、軌道側設備であるサポート台５３上のサポートローラー５１で受けて、軌間可変動作中における台車及び車体の重量を支える。なお、軌道側設備（レール４３、ガイドレール４５等も含む）については、別途図４を参照しつつ説明する。
【００１９】
外筒３５は、車軸３１に対して相対回転不能かつ左右方向摺動可能に嵌装されている。車輪４１は、この外筒３５の外周に、ラジアル方向にもスラスト方向にも固定されている。外筒３５と車軸３１との間には、ボールスプライン又はスプライン３７からなるスライド式トルク伝達機構が設けられている。このボールスプライン又はスプライン３７は、回転方向のトルクを車軸３１から外筒３５に伝達する。外筒３５の端部外面には、前述の外筒軸受２５の内輪が固定されている。外筒３５は、軌間可変時には、車軸３１や車輪４１と共に下がった後に、車軸３１上を左右にスライドする（図３参照）。なお、外筒３５が側方に移動したときに、ボールスプライン３７が外部環境に露出しないよう、外筒３５の端部に蛇腹４０が取り付けられている。
【００２０】
次に、車輪の駆動機構について図１を参照しつつ説明する。
モーター６１は、横はり１３の中央部にしっかりと固定されている。モーター６１の回転を減速して車軸３１に伝える減速機６７は、公知のカルダン方式と呼ばれる方式で、横はり１３に対して弾性的に保持されている。より具体的には、減速機６７のケ−シング６８は、ピニオン軸６９を有するが、このピニオン軸６９の近辺においてゴムを介して横はり１３に保持されており、ケ−シング６８はその保持点を中心にして、車軸３１の動きに合わせてスイングする。
【００２１】
モーター６１の出力軸と減速機６７のピニオン軸６９とをつなぐ継手６３は、軸芯のズレに対する許容度のあるユニバーサルジョイントである。減速機６７は、この例では、ピニオン７１とギア７３を備えた一段減速機である。ギア７３は、車軸３１にしっかりと固定されており、トルクを車軸３１に伝達する。
【００２２】
次に、図４を参照しつつ軌道側の設備について説明する。
図４は、本実施例の軌間可変台車を軌間変更させるための軌道側の設備を示す図である。（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）はＢ−Ｂ矢視の側面図である。
図４（Ａ）に示されているように、軌道の左右両側に、２本のサポート台５３が前後方向に延びている。なお、サポート台５３上には、多数のサポートローラー５１が並べられているが図示は省略してある。
【００２３】
サポート台５３の内側には、両側をガイドレール４５′にはさまれたレール４３、４３′、４３″が敷設されている。このガイドレール４５′は、軌間可変中に車輪４１を左右に押し拡げる（あるいは狭める）役割をする。
【００２４】
レール４３は、図４の下部が、狭軌（間隔１，０６７mm）であり、中段部のレール４３′が軌間変更部で徐々に幅が変わるテーパー状をしており、上部が標準軌４３″（間隔１，４３５mm）である。車両がこの軌道区間を通過する際に、軌間可変が行われる。
【００２５】
図４（Ｂ）のように軌道を側面から見ると、サポート台５３は、軌道のどこでも同じ高さであるのに対して、レール４３は高さが変化している。すなわち、両側部の狭軌レール４３、標準軌レール４３″に対して、中央部の軌間可変部レール４３′は図のＨだけ下に下がっている。そして、両者の間に、長さＬの傾斜区間が設けられている。これは、軌間可変区間を車両が通る際に、車輪４１及び車軸３１を下げて、車輪４１の左右方向ロックを外すためである。そして、車輪４１等が下がっている間に、ガイドレール４５′で車輪４１の左右幅を変える。
【００２６】
次に、図３を参照しつつ本実施例の軌間可変台車の動作を総合的に説明する。
図３（Ａ）は既に説明した狭軌の状態である。外筒３５、車輪４１、外筒軸受２７は内側に寄っており、外筒軸受のロック突部２７ａは、内側の溝２１ｆに入っている。軸箱１９の下にはサポートローラー５１が来ており、軸箱１９から上の重量をサポートローラー５１で受けつつ、台車１は図４の軌間可変区間を進行する。
【００２７】
次に、図３（Ｂ）に進んで、軸箱１９は、サポートローラー５１に支えられているが、レール４３′が図４の軌間可変区間の中央部に入って下がって、車輪４１や車軸３１が下がっている。そのため、外筒軸受２５やリテーナー２７も下がり、ロック突部２７ａが狭軌用溝２１ｆから下に抜けている。この状態では、外筒３５や車輪４１は、車軸３１上を左右に摺動可能である。この時に、ガイドレール４５や車輪のフランジによって車輪４１が左右に押されると、車輪４１等は車軸３１上を左右に移動する。ここで、レール４３やガイドレール４５′は図４のように配置されているので、軌間可変区間を通過する際に、狭軌から標準軌へ、標準軌から狭軌へと軌間可変される。
【００２８】
図３（Ｃ）は、車輪４１、車軸３１、外筒３５、外筒軸受２５等が外側に寄って、さらに、車輪４１、車軸３１や外筒３５、外筒軸受２５、リテーナー２７等が上に上がった状態（標準軌状態）を示す。このとき、リテーナー２７のロック突部２７ａは、外側の標準軌用溝２１ｄに入り込んで、外筒３５や車輪４１をスラスト方向に固定している。これで狭軌から標準軌への軌間可変完了である。標準軌から狭軌への軌間可変は、上述の逆の動作である。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、操舵性を確保しつつバネ下重量増を抑制することのできる鉄道車両用軌間可変台車を提供することができる。また、本発明の台車は、駆動装置として、従来より実績のあるカルダン方式を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係る軌間可変台車の車軸周りの構成を示す正面断面図である。
【図２】図１の実施例の台車の軸箱周辺部の詳細を示す正面断面図である。
【図３】図１の実施例の台車における軌間可変時の動作を説明するための一連の正面断面図である。
【図４】本実施例の軌間可変台車を軌間可変させるための軌道側の設備を示す図である。（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）はＢ−Ｂ矢視の側面図である。
【図５】車輪直接駆動・独立車輪方式（ＤＤＭ方式）の軌間可変台車の車軸周りの構造を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１軌間可変台車１１台車枠
１３横はり１５側はり
１７軸バネ１９軸箱
２１軸箱本体２１ａ軸箱の外側部
２１ｂ軸箱の車軸軸受溝２１ｃ軸箱の天井
２１ｄ軸箱の標準軌用外筒軸受溝２１ｆ軸箱の狭軌用外筒軸受溝
２１ｇ軸箱の底部２１ｈ軸箱の窓
２３車軸軸受２５外筒軸受
２７リテーナー２７ａロック突部
３１車軸３３エンドプレート
３５外筒３７ボールスプライン又はスプライン
４０ジャバラ４１車輪
４３レール４５ガイドレール
５１サポートローラー５３サポート台
６１モーター６３継手
６５減速機保持部材６７減速機
６８ケ−シング６９ピニオン軸
７１ピニオン７３ギア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable rail bogie for a railway vehicle capable of traveling on a plurality of types of tracks having different intervals (gauges) between left and right rails. More particularly, the present invention relates to a variable gauge carriage that can be applied to a drive carriage and that reduces the weight of the device under the shaft spring (unsprung weight).
[0002]
[Prior art]
There are several standards for the rail track width, the so-called gap (the distance between the tops of the left and right rails). The track of the Japanese Shinkansen is called a standard gauge (gauge 1,435 mm). Japan's JR conventional track is called narrow gauge (gauge 1,067 mm). In addition, there are wide gauge (gauge 1,524 mm, 1,668 mm) and narrow gauge (gauge 1,000 mm).
In Europe, international trains, etc., have trains that run over multiple types of track tracks with different gauges, creating a need for variable gauge carriages.
[0003]
At present, the only one that has been put to practical use as a variable gauge carriage is a lightweight, articulated vehicle carriage called a Targo car. The trolley car trolley is a so-called accompanying trolley for vehicles that are pulled by an electric locomotive or the like and have no driving force by themselves.
[0004]
Several systems have also been proposed as variable-gauge drive carts.
FIG. 5 is a front sectional view showing a structure around an axle of a wheel direct drive / independent wheel system (DDM system) variable-gauge vehicle. In the figure, the ground-side equipment is indicated by a two-dot chain line (the same applies hereinafter).
In the figure, left and right wheels 141 on the left and right rails 143 are shown. The wheel 141 is rotatably attached to the outer cylinder 135 via the bearing 140. The outer cylinder 135 is non-rotating and is fitted on the outer side of the non-rotating axle 131 so as to be slidable left and right. A pair of left and right outer cylinders 135 are provided corresponding to the left and right wheels, and the left and right outer cylinders 135 slide independently of each other.
[0005]
A separate motor 162 is attached to the inside of each of the left and right wheels 141. The motor 162 has a casing 162 a and a rotor 162 b fixed to the wheel 141, and a stator 162 c fixed to the outer cylinder 135. The inner end of the casing 162a is rotatably held with respect to the outer cylinder 135 by a bearing 162d. In contrast to a normal motor, the motor 162 has a rotor 162b in the peripheral portion and a stator 162c in the central portion. And the wheel 141 is rotationally driven by rotationally driving the rotor 162b and the casing 162a.
[0006]
In the DDM cart shown in FIG. 5, the gauge change is performed by sliding the outer cylinder 135 to the left and right together with the wheel 141 and the motor 162 on the axle 131. That is, when changing the gauge distance, the axle box 119, the carriage frame 111 and the vehicle body (not shown) thereon are supported by the support roller 151 and the support stand 153 below, and the axle 131, the wheels 141, and the motor 162 set. Is lowered (the rail 143 is lowered or the support base 153 is raised). At this time, the locking block 128 fixed to the end of the outer cylinder 135 is also lowered, and the protrusion 128b on the upper side of the locking block 128 comes out of the hole 121f of the axle box main body 121. In this state, the outer cylinder 135 can slide left and right.
[0007]
Therefore, if the carriage 101 (for each vehicle) is advanced in the traveling direction (perpendicular to the plane of FIG. 5), and the rail 143 and the guide rail 145 are gradually opened outwardly, the outer cylinder 135 and the wheel / motor set Moves to open left and right on the axle 131. When the wheel 141 is raised (the rail 143 is raised) when the opening is completed, the inner protrusion 128a of the locking block 128 enters the lock hole 121f, and the outer cylinder 135 is positioned left and right. This completes the gauge variable completion.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the above-described independent wheel and DDM gauge variable carriage has good high-speed stability on a straight track, it has a problem of poor steering performance on a curved track. This is because in the normal left and right integrated wheel drive, in the curved section, due to the influence of the centrifugal force and the gradient of the wheel tread, the wheel travel distance varies due to the difference in the diameter of the wheel outside and inside the curve. Although the characteristic of following a curve naturally can be expected, since the left and right wheels are driven independently in the independent wheel / DDM system, such a steering characteristic cannot be expected.
Further, the weight below the shaft spring 117 (unsprung weight) provided between the axle box 119 and the side beam 115 of the carriage frame 111 is increased by the amount of the motor 162. Therefore, there is a problem that the burden on the track (rails, sleepers, road bed) increases.
[0009]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a railcar variable bogie for a railway vehicle that can suppress an increase in unsprung weight while ensuring steering performance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a railcar variable bogie according to the present invention includes a rotating axle extending in the left-right direction of the vehicle, and rotating in synchronization with the axle and sliding in the left-right direction mounted on the left and right outer periphery of the axle. A pair of possible outer cylinders, a pair of left and right wheels fixed to the center in the left-right direction on the outer circumference of each of the pair of outer cylinders, and a radial fixed to the outer sides in the left-right direction on the outer circumference of each of the pair of outer cylinders A pair of left and right outer cylinder bearings that receive both thrust loads, an axle bearing that receives axle thrust, and a pair of left and right axle boxes that house these bearings. A fixed portion that is fixed at a location, and a shaft box having a structure in which an outer cylinder bearing can move a plurality of fixed portions in the shaft box, and an axle bearing groove that guides the axle bearing in the vertical direction; It is characterized by comprising.
[0011]
In other words, the axle is of a rotary type so that it can be driven to rotate by a driving system such as a so-called cardan system as in the case of a normal driving carriage. On this rotating axle, the wheel, outer cylinder, and outer cylinder bearing slide left and right to change the gauge. The load on the vehicle and the thrust load applied to the wheels are transferred to the outer cylinder bearing between the outer cylinder and the axle box. The axle is supported by the axle box in the rotational direction via an outer cylinder and an outer cylinder bearing. It is supported by an axle bearing in the thrust direction.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, it demonstrates, referring drawings.
FIG. 1 is a front sectional view showing a configuration around an axle of a variable gauge truck according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view showing details of the periphery of the axle box of the carriage of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a series of front cross-sectional views for explaining the operation of the truck of the embodiment of FIG.
The cart 1 of this embodiment includes a cart frame 11, a shaft spring 17, a shaft box 19, an axle 31, a wheel 41, a motor 61, a speed reducer 67, and the like.
[0013]
The bogie frame 11 is a main structure of the bogie, and includes a left and right side beam 15 and a horizontal beam 13 that connects the side beams 15, and is supported by four axle boxes 19 on the left and right sides. In this specification, the rail longitudinal direction (vehicle traveling direction) is the front-rear direction, the direction perpendicular to the rail longitudinal direction on the track surface is the left-right direction, and the track surface is perpendicular to the track surface, as in the ordinary railcar technology. This direction is called the vertical direction. A vehicle body (none of which is not shown) rides on the carriage frame 11 via a rotation fulcrum. In addition, between the carriage and the vehicle body, a traction device that transmits the propulsion and braking force of the carriage to the vehicle body, a yaw damper that suppresses relative yawing movement between the vehicle body and the carriage (both known and not shown), Equipped as necessary.
[0014]
A shaft box 19 is disposed under the side beam 15 via a shaft spring 17. The shaft spring 17 is for absorbing vibrations of the wheel 41 and the axle 31. Although not shown between the side beam 15 and the axle box, a known axle box support device, a damper and the like are also arranged.
[0015]
The axle box 19 (assembly) is a box that houses the outer cylinder bearing 25 and the axle bearing 23 that support the axle 31. Here, the outer cylinder bearing 25 receives the main load and thrust force applied to the wheel 41 and the axle 31 via the outer cylinder 35. The axle bearing 23 is attached to both shaft ends of the axle 31 and receives a thrust force applied to the axle 31.
[0016]
As shown in detail in FIG. 2, both ends of the outer ring of the axle bearing 23 are held in the groove 21 b of the outer portion 21 a of the axle box body 21. As shown in the arrow BB in FIG. 2B, an inverted U-shaped window 21h is opened in the outer side 21a of the axle box body, and the groove 21b is dug along the side edge of the window 21h. It is included. The outer ring of the axle bearing 23 is fitted in the groove 21b so that it can slide up and down. The upper surface of the groove 21 b is dug up to a deep position that escapes from the upper outer peripheral surface of the axle bearing 23, so that a radial load is not applied to the axle bearing 23. Note that the window 21h is covered with a lid or bellows (not shown), including the inner counterpart.
[0017]
The outer ring of the outer cylindrical bearing 25 is fixed in the retainer 27. The retainer 27 is partially assembled. The retainer 27 is generally ring-shaped, but as shown in FIG. 2C, a trapezoidal locking projection 27a having a trapezoidal cross section extending in a band shape in the circumferential direction is provided on the upper outer circumferential surface. The lock protrusion enters the outer cylinder bearing groove 21f or 21d dug in the ceiling 21c on the inner surface of the axle box body 21, and the retainer 27, the outer cylinder bearing 25, the outer cylinder 35, and the wheel 41 are connected. It works to fix in the horizontal direction. When the retainer lock protrusion 27a is in the inner groove 21f, the wheel 41 is in a narrow gauge state, and when the lock protrusion 27a is in the outer groove 21d, the wheel 41 is outward. The standard gauge state. Therefore, the center distance between the grooves 21f and 21d is half of the variable gauge distance (an example is 184 mm).
[0018]
The bottom 21g of the axle box body 21 has a flat plate closed structure. As shown in FIG. 1, the bottom surface of the bottom portion 21g is received by a support roller 51 on a support base 53 that is a track-side facility, and supports the weight of the carriage and the vehicle body during the variable-gauge operation. The track-side equipment (including the rail 43, the guide rail 45, etc.) will be described with reference to FIG. 4 separately.
[0019]
The outer cylinder 35 is fitted so that it cannot rotate relative to the axle 31 and can slide in the left-right direction. The wheel 41 is fixed to the outer periphery of the outer cylinder 35 in both the radial direction and the thrust direction. Between the outer cylinder 35 and the axle 31, a sliding torque transmission mechanism including a ball spline or spline 37 is provided. The ball spline or spline 37 transmits torque in the rotational direction from the axle 31 to the outer cylinder 35. The inner ring of the outer cylinder bearing 25 described above is fixed to the outer surface of the end portion of the outer cylinder 35. The outer cylinder 35 slides left and right on the axle 31 after being lowered together with the axle 31 and the wheel 41 when the gauge is variable (see FIG. 3). A bellows 40 is attached to the end of the outer cylinder 35 so that the ball spline 37 is not exposed to the external environment when the outer cylinder 35 moves to the side.
[0020]
Next, the wheel drive mechanism will be described with reference to FIG.
The motor 61 is firmly fixed to the central portion of the lateral beam 13. The speed reducer 67 that decelerates the rotation of the motor 61 and transmits it to the axle 31 is elastically held with respect to the lateral beam 13 by a known cardan system. More specifically, the casing 68 of the speed reducer 67 has a pinion shaft 69, and is held by the lateral beam 13 through rubber in the vicinity of the pinion shaft 69, and the casing 68 is held there. Swing in accordance with the movement of the axle 31 centering on the point.
[0021]
A joint 63 that connects the output shaft of the motor 61 and the pinion shaft 69 of the speed reducer 67 is a universal joint that has a tolerance with respect to misalignment of the axis. In this example, the speed reducer 67 is a one-stage speed reducer including a pinion 71 and a gear 73. The gear 73 is firmly fixed to the axle 31 and transmits torque to the axle 31.
[0022]
Next, the track side equipment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a track-side facility for changing the gauge variable carriage of this embodiment. (A) is a top view, (B) is a side view of a BB arrow.
As shown in FIG. 4A, two support bases 53 extend in the front-rear direction on both the left and right sides of the track. A number of support rollers 51 are arranged on the support base 53, but the illustration is omitted.
[0023]
Rails 43, 43 ', 43 "sandwiched between guide rails 45' on both sides are laid inside the support base 53. This guide rail 45 'pushes the wheel 41 to the left and right while the gauge distance is variable. It plays the role of expanding (or narrowing).
[0024]
The lower portion of FIG. 4 has a narrow gauge (interval of 1067 mm), the middle rail 43 ′ has a taper shape whose width gradually changes at the gauge changing portion, and the upper portion of the rail 43 has a standard gauge 43 ″ ( (Distance 1,435 mm) Gauge variability is performed when the vehicle passes through this track section.
[0025]
When the track is viewed from the side as shown in FIG. 4B, the support platform 53 has the same height everywhere in the track, while the rail 43 has a different height. That is, with respect to the narrow gauge rail 43 and the standard gauge rail 43 ″ on both sides, the central gauge variable section rail 43 ′ is lowered downward by H in the figure. This is for lowering the wheels 41 and the axles 31 to release the left and right locks of the wheels 41 when the vehicle passes through the variable gauge section, and the wheels 41 are lowered. In the meantime, the lateral width of the wheel 41 is changed by the guide rail 45 '.
[0026]
Next, the operation of the variable gauge carriage of this embodiment will be described comprehensively with reference to FIG.
FIG. 3A shows the already described narrow gauge state. The outer cylinder 35, the wheel 41, and the outer cylinder bearing 27 are on the inner side, and the lock projection 27a of the outer cylinder bearing is in the inner groove 21f. A support roller 51 is provided below the axle box 19, and the carriage 1 travels through the gauge variable section of FIG. 4 while receiving the weight above the axle box 19 by the support roller 51.
[0027]
Next, proceeding to FIG. 3 (B), the axle box 19 is supported by the support roller 51, but the rail 43 'falls into the central portion of the gauge variable section in FIG. 31 is down. Therefore, the outer cylinder bearing 25 and the retainer 27 are also lowered, and the lock projection 27a is pulled out from the narrow gauge groove 21f. In this state, the outer cylinder 35 and the wheel 41 are slidable left and right on the axle 31. At this time, when the wheel 41 is pushed right and left by the guide rail 45 and the wheel flange, the wheel 41 and the like move left and right on the axle 31. Here, since the rail 43 and the guide rail 45 'are arranged as shown in FIG. 4, when passing through the gauge variable section, the gauge is changed from a narrow gauge to a standard gauge and from a standard gauge to a narrow gauge.
[0028]
In FIG. 3C, the wheel 41, the axle 31, the outer cylinder 35, the outer cylinder bearing 25, etc. are on the outside, and the wheel 41, the axle 31, the outer cylinder 35, the outer cylinder bearing 25, the retainer 27, etc. are on the upper side. Shows the state (standard gauge state) raised. At this time, the lock protrusion 27a of the retainer 27 enters the outer standard gauge groove 21d and fixes the outer cylinder 35 and the wheel 41 in the thrust direction. This completes the change of the gauge distance from the narrow gauge to the standard gauge. Changing the distance from the standard gauge to the narrow gauge is the reverse operation described above.
[0029]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention can provide a railcar variable bogie that can suppress an increase in unsprung weight while ensuring steering performance. In addition, the cart of the present invention can employ a cardan system that has been proven in the past as a driving device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing a configuration around an axle of a variable gauge carriage according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front cross-sectional view showing details of the periphery of the axle box of the carriage of the embodiment of FIG. 1;
3 is a series of front cross-sectional views for explaining the operation when the gauge distance is changed in the carriage of the embodiment of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a track-side facility for changing the gauge distance of the gauge variable carriage according to the embodiment. (A) is a top view, (B) is a side view of a BB arrow.
FIG. 5 is a front cross-sectional view showing a structure around an axle of a wheel direct drive / independent wheel system (DDM system) variable gauge truck.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rail-changeable bogie 11 Bogie frame 13 Horizontal beam 15 Side beam 17 Shaft spring 19 Shaft box 21 Shaft box main body 21a Shaft box outer side 21b Shaft box axle bearing groove 21c Shaft box ceiling 21d Shaft box standard gauge outer cylinder Bearing groove 21f Narrow gauge outer cylinder bearing groove 21g Axis box bottom 21h Shaft box window 23 Axle bearing 25 Outer cylinder bearing 27 Retainer 27a Lock projection 31 Axle 33 End plate 35 Outer cylinder 37 Ball spline or spline 40 Bellows 41 Wheel 43 Rail 45 Guide rail 51 Support roller 53 Support base 61 Motor 63 Joint 65 Reducer holding member 67 Reducer 68 Casing 69 Pinion shaft 71 Pinion 73 Gear

Claims

A rotating axle extending in the left-right direction of the vehicle;
A pair of outer cylinders mounted on the left and right outer periphery of the axle, rotating synchronously with the axle and slidable in the left-right direction;
A pair of left and right wheels fixed toward the center in the left-right direction on the outer periphery of each of the pair of outer cylinders;
A pair of left and right outer cylinder bearings that receive both radial and thrust loads, fixed to the outer periphery of each of the pair of outer cylinders in the left-right direction ;
Axle bearings that receive axle thrust,
A pair of left and right axle boxes for housing these bearings, a fixed portion for fixing the outer cylindrical bearing at two locations in the left and right direction in the axial box, and an outer cylindrical bearing that includes a plurality of fixed portions in the axial box. An axle box having a movable structure and having an axle bearing groove for guiding the axle bearing in the vertical direction;
A rail-to-rail variable carriage for a railway vehicle comprising:

Furthermore, a drive device that rotationally drives the axle;
A sliding torque transmission mechanism provided between the axle and the outer cylinder, capable of sliding in the left-right direction and transmitting torque;
The railcar variable bogie for railcars according to claim 1, comprising:

The above drive device is a motor or prime mover (hereinafter referred to as a motor, etc.) operated on a bogie frame, and a decelerator that decelerates the rotation of this motor etc. and transmits it to the axle, and is held elastically with respect to the bogie frame. The rail-to-rail variable trolley for a railway vehicle according to claim 2, which is a so-called cardan system comprising a reduction gear that is provided.

The axle box is held from below by a holding force corresponding to the total weight of the vehicle body,
The outer cylinder bearing is released from the weight of the vehicle body, and the axle bearing can be lowered in the axle box while being guided by the axle bearing groove of the axle box,
By this descent, the fixing of the outer cylindrical bearing to the axle box is released,
4. The railcar variable bogie for a railcar according to claim 1, wherein the outer cylindrical bearing moves left and right in the axle box to change the gauge.