JP4297567B2 - 鉄道車両用一軸台車 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両用一軸台車に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車体間を、それぞれの車体に一端を枢支した対を成すリンクと、これらのリンクの他端にその端部をそれぞれ枢支されたてこによって結合し、このてこの中央部にピンを介して軸受箱を連結した一軸台車としては、図13に示したような、タルゴ社製の一軸台車がある。なお、図13中の1a,1bは車体、2a,2bは対を成すリンク、3はてこ、4はてこ3の中央部に枢着されたピン、5は軸受箱、6は車輪を示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したタルゴ社製の一軸台車にあっては、車体1aと1b間を連結するリンク2a,2bの他端に枢支されたてこ3に、ピン4を介して結合されている車輪6は、左右独立回転式であるため、曲線路の走行時には、左右の車輪の踏面勾配によって生じる左右車輪の直径差によって、輪軸を左右レールの中央に戻す作用を奏する自己操舵作用は存在しないことになる。
【0004】
そのため、このような構成のタルゴ社製の一軸台車にあっては、曲線路の走行時には、車輪が外軌道側に片寄った状態で走行するという問題が存在する。また、タルゴ社製の一軸台車にあっては、軸受箱の上に、左右独立回転車輪を結合する台車枠が存在するので、ばね下重量が重たくなり、軌道に悪い影響を及ぼすという問題もある。
【0005】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、曲線路を走行する際に、車輪が外軌道側に片寄るのを防止すると共に、台車枠を省略してばね下重量を軽減することで軌道への悪影響を低減できる鉄道車両用一軸台車を提供することを目的としている。
【0006】
【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に、本発明の鉄道車両用一軸台車は、一体輪軸の左右の両端に取付けた軸受箱に載置した軸ばねにより車体荷重を直接支持するように成すと共に、軸受箱には、車軸の軸方向と平行に弾性ピンを設置して、この弾性ピンにより中央部を回転自在に弾性支持され、両端が上下に位置するてこを設け、このてこの両端部に、それぞれ軸と直角方向の回転が自在なピンを介してリンクの一端側を結合し、一方のリンクの他端側は、車体荷重を支持している車体に、また、他方のリンクの他端側は、前記車体と隣接する車体に結合し、さらに、少なくとも一方の軸受箱と車体間には左右動を抑制する左右動ダンパー及びストッパー装置を設置することとしている。そして、このようにすることで、曲線路を走行する際の、車輪の外軌側への片寄りを防止できると共に、ばね下重量が軽減されて軌道への悪影響を防止することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の鉄道車両用一軸台車は、車軸に左右の車輪が一体に嵌着された輪軸における左右両端の車軸ジャーナル部に取付けた軸受箱に軸ばねを載置し、この軸ばねにより車体荷重を直接支持するように成すと共に、前記軸受箱には、車軸の軸方向と平行に弾性ピンを設置して、この弾性ピンにより中央部を回転自在に弾性支持され、両端が上下に位置するてこを設け、このてこの両端部には、それぞれ軸と直角方向の回転が自在なピンを介してリンクの一端側を結合し、かつ、これらリンクのうちの、一方のリンクの他端側は、車体荷重を支持している車体に、また、他方のリンクの他端側は、前記車体と隣接する車体に結合し、さらに、少なくとも一方の軸受箱と車体間には左右動を抑制する左右動ダンパー及びストッパー装置を設置したものである。
【0008】
本発明の鉄道車両用一軸台車では、車軸に左右の車輪が一体に嵌着された輪軸に、車体間を結合する対を成すリンクを結合するので、曲線路を走行する際、車輪踏面の勾配によって車軸が遠心力で外軌道側に変位しても、図10に示すように、外軌道側の車輪6の直径2Rout は、前記外軌道側への横変位によってレール8との接触点では大きくなり、逆に内軌道側では車輪6の直径2Rinが小さくなって、自己作用として輪軸が軌道中心に戻ることになる。これによって、独立回転車輪の場合に発生していた外軌道側への片寄りが防止できることになる。このことにより、鉄道車両用一軸台車に対する操舵作用を保持したままで、曲線路走行時における外軌道側への片寄りを防止することができるようになる。
【0009】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車では、車軸に左右の車輪が一体に嵌着された輪軸の左右両端の車軸ジャーナル部に取付けた軸受箱に軸ばねを載置し、この軸ばねによって車体荷重を直接支持するようにしたので、台車枠が省略できて、ばね下重量は軸受箱と先に説明したリンク及びてこのみとなり、ばね下重量を大幅に軽減することができる。これにより、軌道への悪影響が軽減できる。
【0010】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車におけるリンク18a,18b,19a,19bは、曲線路を走行する際には、常に前後の車体14a,14b間の中間位置に輪軸を配置する作用を奏するので、図11に示すように、車輪の転がり方向は、常に軌道の進行方向に向くことになって、曲線路走行時におけるレールに対する車輪のアタック角が小さくなり、曲線路をスムーズに走行することができる。なお、図11中の12a,12bは軸受箱、1はてこを示す。
【0011】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車は、少なくとも一方の軸受箱と車体間に、左右動を抑制する左右動ダンパー及びストッパー装置を設置したので、車体と輪軸との過大な左右変位を防止することができる。
【0012】
上記した構成の本発明に係る鉄道車両用一軸台車を、前後の車体14a,14bのそれぞれの隣接する端部に設置し、他方のリンクの他端側を、隣接する車体に結合した場合には、図12に示したような、従来の連接台車7のように台車枠7a等が不要になるので、大幅な軽量化が図れることになる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の鉄道車両用一軸台車を図1〜図9に示す実施例に基づいて説明する。
図1〜図3は本発明の鉄道車両用一軸台車の第一実施例を示す図、図4〜図6は本発明の鉄道車両用一軸台車の第二実施例を示す図、図7〜図9は本発明の鉄道車両用一軸台車の第三実施例を示す図で、それぞれ図1、図4、図7は正面図、図2、図5、図8は平面図、図3、図6、図9は一部断面して示す側面図である。
【0014】
図1〜図9において、11は左右の車輪11aが車軸11bに対して一体に嵌着された輪軸であり、それぞれの両端の車軸ジャーナル部には軸受箱12a,12bが設けられている。
【0015】
13a,13bは前記した軸受箱12a,12bの上面に配置されて車体14aの荷重を直接支持する軸ばねであり、図1〜図3に示す第一実施例及び図7〜図9に示す第三実施例では空気ばねを採用したものが、また、図4〜図6に示す第二実施例ではコイルばねを採用したものが示されている。なお、図1〜図3に示す第一実施例では、軸受箱12a,12b上に載置されたばね取付け部24a,24bを介して軸ばね13a,13bを取付けたものを示している。
【0016】
15は前記した車軸11bの軸方向と平行に、軸受箱12a,12bに設置された、例えば外周にゴムを巻装したピン(以下、「弾性ピン」という)であり、この弾性ピン15によって、中央部を支持されたてこ16は、この弾性ピン15を中心として回転が自在なように弾性支持されている。
【0017】
このてこ16はその両端が上下に位置するように配置され、この上下に位置する両端部に、それぞれ軸と直角方向の回転が自在なピン17を介して、対を成すリンク18a,18b及びリンク19a,19bのそれぞれの一端側が結合されている。
【0018】
そして、これらのリンク18a,18b及びリンク19a,19bのうちの、一方のリンク18a,18bの他端側は、本発明の一軸台車が車体荷重を支持している車体14aに、軸と直角方向の回転が自在なピン20を介して結合され、また、他方のリンク19a,19bの他端側は、前記車体14aと隣接する車体14bに、同じく軸と直角方向の回転が自在なピン21を介して結合されている。
【0019】
上記した構成の本発明の鉄道車両用一軸台車では、車体14a,14bと軸受箱12a又は12b間の相対変位は、軸ばね13a,13bの上下及び水平方向の撓みによって許容するが、本発明の鉄道車両用一軸台車では、この内の左右動を抑制したり、左右動が設定値以上にならないように規制するために、一方の軸受箱12a又は12b(図1〜図3に示す第一実施例では、ばね取付け部24a,24b)と車体14a間に左右動ダンパー22を介設すると共に、両方の軸受箱12a,12bにストッパー装置23を設置している。
【0020】
図7〜図9に示した第三実施例は、上記した構成の本発明に係る鉄道車両用一軸台車を、前後の車体14a,14bのそれぞれの隣接する端部に設置し、他方のリンク19a,19bの他端側を、隣接する車体14b又は14aに結合したものであり、このようにした場合には、従来の連接台車と比較して台車枠等が不要になるので、大幅な軽量化が図れることになる。
【0021】
なお、図1〜図9中の25,26は軸ばね13a,13b(空気ばね)の高さ調整装置、27は連結器、28はブレーキ装置、29はストッパー受けを示す。
【0022】
上記した構成の本発明の鉄道車両用一軸台車では、曲線路を走行する際には、車輪11aの踏面の勾配によって車軸11bが遠心力で外軌道側に変位しても、外軌道側の車輪11aの直径は、外軌道側への横変位によってレールとの接触点では大きくなり、逆に内軌道側では車輪11aの直径が小さくなって、自己作用として輪軸が軌道中心に戻ることになるので、外軌道側への片寄りを防止することができる。すなわち、本発明の鉄道車両用一軸台車では、操舵作用を保持したままで、曲線路走行時における外軌道側への片寄りを防止することができるようになる。
【0023】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車では、台車枠が省略でき、ばね下重量は、軸受箱12a,12bと、対を成すリンク18a,18b及び19a,19bと、てこ16や弾性ピン15、ピン20,21のみとなるので、ばね下重量を大幅に軽減することができ、軌道への悪影響を大幅に軽減することができる。
【0024】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車は、少なくとも一方の軸受箱12a又は12b(ばね取付け部24a又は24b)と車体14a間に、左右動を抑制する左右動ダンパー22及びストッパー装置23を設置したので、車体14a,14bと輪軸11との過大な左右変位を効果的に防止することができる。
【0025】
また、本発明の鉄道車両用一軸台車では、曲線路を走行する際には、リンク18a,18b及び19a,19bが常に前後の車体14a,14b間の中間位置に輪軸11を配置する作用を奏するので、車輪11aの転がり方向は、常に軌道の進行方向に向くことになって、曲線路走行時におけるレールに対する車輪11aのアタック角が小さくなり、曲線路をスムーズに走行することができる。
【0026】
なお、本実施例では、軽量化を図るために、左右動ダンパー22を一方にのみ設置したものを示したが、両方に設置してもよいことは言うまでもない。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄道車両用一軸台車は、リンクの作用によって曲線路をスムーズに走行できることに加えて、以下に列挙するような効果を有する。
1) リンクと一体車輪を組合せたことにより、曲線路を走行する際に自己操舵力が作用し、曲線路走行時における外軌道側への片寄りを防止できて、曲線路の走行がさらにスムーズに行なえるようになる。
【0028】
2) 台車枠を省略したので、ばね下重量を大幅に軽減することができ、軌道への悪影響を大幅に軽減することができる。
3) 左右動ダンパー及びストッパー装置により、車体と輪軸との過大な左右変位を効果的に防止することができる。
4) 前後の車体の端部に本発明の鉄道車両用一軸台車を取付けることにより、従来の連接台車と比較して大幅な軽量化が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鉄道車両用一軸台車の第一実施例を示す正面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】一部断面して示す図1の側面図である。
【図4】本発明の鉄道車両用一軸台車の第二実施例を示す正面図である。
【図5】図4の平面図である。
【図6】一部断面して示す図4の側面図である。
【図7】本発明の鉄道車両用一軸台車の第三実施例を示す正面図である。
【図8】図7の平面図である。
【図9】一部断面して示す図7の要部側面図である。
【図10】一体輪軸の自己操舵性の説明図である。
【図11】本発明の鉄道車両用一軸台車におけるリンクの作用を説明する図である。
【図12】従来の連接台車の構造を説明する図である。
【図13】従来の鉄道車両用一軸台車の説明図である。
【符号の説明】
11 輪軸
11a 車輪
11b 車軸
12a 軸受箱
12b 軸受箱
13a 軸ばね
13b 軸ばね
14a 車体
14b 車体
15 弾性ピン
16 てこ
17 ピン
18a リンク
18b リンク
19a リンク
19b リンク
20 ピン
21 ピン
22 左右動ダンパー
23 ストッパー装置

Claims (2)

  1. 車軸に左右の車輪が一体に嵌着された輪軸における左右両端の車軸ジャーナル部に取付けた軸受箱に軸ばねを載置し、この軸ばねにより車体荷重を直接支持するように成すと共に、前記軸受箱には、車軸の軸方向と平行に弾性ピンを設置して、この弾性ピンにより中央部を回転自在に弾性支持され、両端が上下に位置するてこを設け、このてこの両端部には、それぞれ軸と直角方向の回転が自在なピンを介してリンクの一端側を結合し、かつ、これらリンクのうちの、一方のリンクの他端側は、車体荷重を支持している車体に、また、他方のリンクの他端側は、前記車体と隣接する車体に結合し、さらに、少なくとも一方の軸受箱と車体間には左右動を抑制する左右動ダンパー及びストッパー装置を設置したことを特徴とする鉄道車両用一軸台車。
  2. 請求項1記載の鉄道車両用一軸台車を、前後の車体のそれぞれの隣接する端部に設置し、他方のリンクの他端側を、隣接する車体に結合したことを特徴とする鉄道車両用一軸台車。
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