JP4306517B2 - 鉄道用台車及び鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、空気ばねを用いて車体傾斜制御を行う鉄道車両において、例えば制御がフェールしてばね高さが異常に上昇した時に作用する上昇ストッパーを備えた鉄道用台車、及び、鉄道車両に関するものである。

例えば空気ばねを備えた鉄道車両では、空気ばねがパンクした時に車体が急激に降下するのを規制して、安全を確保するための下降ストッパーと、車体と台車の間に過大な左右方向相対変位を生じて車体が車両限界を超えてはみ出すことがないようにするための左右ストッパーと、空気ばねの異常上昇を回避するための上昇ストッパーが設置されている。

このうち、下降ストッパー１は、例えば図８に示したように、台車２の左右に設置した空気ばね３の空気室３ａの下部に設けたストッパーゴムにその役目を担わせている。また、左右ストッパー４は、同じく図８に示したように、車両の幅方向中心部における台車２と車体５との間に設けられている。また、上昇ストッパー６は、図９に示したように、ほぼ台車２の進行方向中央部における幅方向中心部に設けられたけん引装置８近傍の例えば台車側に１か所設けられている。なお、図９中の２ａは横梁を示す。
特開２００２−１２０７２２号公報 特開平６‐３１６２６５号公報

前述のストッパーのうち、下降ストッパーや左右ストッパーについては、前記の特許文献１や特許文献２に記載されているように、その機能の改善がなされている。しかしながら、従来の上昇ストッパーは、ただ単に左右の両側に設けた空気ばねに同時に給気された状態での異常上昇を回避することのみが目的で、特に空気ばねを用いた車体傾斜制御において、制御がフェールする等して片側の空気ばねに通常以上の給排気が行われた場合については考慮されていなかった。

従って、従来の台車では、例えば車体傾斜のための許容変位が＋１００ｍｍの空気ばねの場合、通常は台車２の幅方向中心近傍に、前記空気ばねの高さが１００ｍｍ上昇した時点で規制する上昇ストッパー６が１つ設けられている。その場合、例えば片側の空気ばね３の内圧が低下するなどして４０ｍｍ下降変位した状態では、上昇側の空気ばね３の上昇可能量は、＋２４０ｍｍとなって、許容変位を超過してしまうことになる（図１０参照）。

空気ばね３が、図１１（ａ）に示した通常状態から、同図（ｂ）に示したように、その高さが許容変位を超えて異常に上昇した場合には、空気ばね３のシールが外れ、分解する危険性がある。また、車体が異常傾斜することにより車両限界から外れる可能性もある。特に、空気ばねによる車体傾斜制御を導入している台車の場合は、給気量を制御するために、その制御がフェールした場合には異常上昇することが懸念される。

本発明が解決しようとする問題点は、従来の上昇ストッパーでは、空気ばねを用いた車体傾斜制御時における上昇可能範囲を超えた異常上昇については全く考慮されていなかったという点である。

本発明に係る鉄道用台車やこの鉄道用台車を備えた鉄道車両は、
空気ばねを用いた車体傾斜制御時、空気ばねが許容変位を超えて異常に上昇してシールが外れ、分解することがないようにするため、また、車体が車両限界から外れることがないようにするため、
空気ばねを用いて車体傾斜制御を行う鉄道用台車であって、
回転が自在なように前記台車に取り付けられたトーションバーと、このトーションバーと一体化されて捩れるアームと、このアームと回転が自在なように連結されたロッドを介して車体に連結され、車体のローリングを防止するアンチローリング装置を備えた鉄道用台車において、
台車に対する車体の異常上昇を規制するための上昇ストッパーを、台車の進行方向中央部における幅方向左右両側の台車枠に設け、
台車に対する車体の上昇時、
前記アームが、前記上昇ストッパーに当接して、空気ばねの異常上昇を規制するようにしたことを最も主要な特徴としている。

本発明において上昇ストッパーを配置する位置は、台車の進行方向の中心位置が望ましいことは言うまでもないが、台車枠の構成上、進行方向中心位置に上昇ストッパーを配置できない場合がある。従って、本発明における台車の進行方向中央部とは、進行方向の中心に近い位置という意味で用いるものとする。

車体のローリングを防止するアンチローリング装置を備えた本発明の鉄道用台車やこの鉄道用台車を備えた鉄道車両にあっては、
前記上昇ストッパーを台車枠に設けるのに代えて、アンチローリング装置のトーションバーと一体化されて捩じれるアームと回転が自在なように連結されたロッドに設けてもよい。

このような構成によれば、台車に対する車体の上昇時、前者では、台車に回転が自在なように取り付けたアンチローリング装置のアームが前記上昇ストッパーに当接して、また、後者では、前記上昇ストッパーが前記アームに当接して、空気ばねの異常上昇を規制することになる。

本発明は、前述のような、トーションバーが台車に対して回転が自在なように取り付けられた構成のアンチローリング装置を備えたものに限らないことは言うまでもない。トーションバーが車体に対して回転が自在なように取り付けられた構成のアンチローリング装置を備えた、空気ばねを用いて車体傾斜制御を行う鉄道車両では、
上昇ストッパーを、車体の、前記台車の進行方向中央部に相当する位置における幅方向左右両側か、アンチローリング装置における前記ロッドに設ければよい。

このような構成によれば、台車に対する車体の上昇時、前者では、車体に回転が自在なように取り付けたアンチローリング装置のアームが前記上昇ストッパーに当接して、また、後者では、前記上昇ストッパーが前記アームに当接して、空気ばねの異常上昇を規制することになる。

前記上昇ストッパーを設けた場合、従来の上昇ストッパーは不要であるが、従来の上昇ストッパーと併用することは任意である。

本発明では、台車の進行方向中央部における幅方向左右両側に、上昇ストッパーを配置するので、空気ばねを用いた車体傾斜制御時、制御がフェールした場合にも、空気ばねが許容変位を超えて異常に上昇することがなく、空気ばねのシールが外れて分解することもない。また、車体が異常傾斜することにより車両限界から外れることもない。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
図１〜図４は、図５に示したような、台車２の幅方向左右両側に対をなして設けた空気ばね３に空気を給排することで車体５の傾斜制御を行う鉄道車両に本発明を適用したものである。

そして、図１及び図２は、前記鉄道車両に付加するアンチローリング装置７（図６参照）を構成するトーションバー７ａが、図５に示したように、ブラケット５ａにより台車２に回転が自在なように取り付けられ、アーム７ｂ、ロッド７ｃを介して車体５に連結された構成のものである。

図１は本発明の第１の例を示す説明図であり、この第１の例は、上昇ストッパー１１を台車２の例えば横梁２ａに設けたものである。この横梁２ａに設ける位置は、台車２に対して車体５が上昇した時に、台車２に回転が自在なように取り付けた前記アンチローリング装置７のアーム７ｂに、前記上昇ストッパー１１が当接するものであれば良い。通常は、前記アーム７ｂと相対する位置に取り付けるのが一般的である。

この図１に示した第１の例では、（ａ）図に示した通常状態から、例えば車体傾斜制御時に制御がフェールして、片側の空気ばね３に通常以上の給気がなされても、車体５が上昇してアーム７ｂとロッド７ｃとでなす角度αが大きくなると、（ｂ）図に示したようにアーム７ｂが上昇ストッパー１１に当接して、空気ばね３の異常上昇を規制し、空気ばね３のシール外れや分解を防止する。

また、図２は本発明の第２の例を示す説明図であり、この第２の例は、前記上昇ストッパー１１を、図１のように台車２の横梁２ａに設置するのではなく、アンチローリング装置７のロッド７ｃに設けたものである。

このロッド７ｃに上昇ストッパー１１を設ける場合は、台車２に対して車体５が上昇した時に上昇ストッパー１１が当接する位置は、図２（ｂ）に示したように、前記アーム７ｂの図１に示した第１の例と反対側、すなわち、前記角度αの反対側から上昇ストッパー１１が当接して、空気ばね３の異常上昇を規制するので、上昇ストッパー１１は図２に示したように、コ字状の形状となる。

これらの図１及び図２に示した第１，２の例に対して、図３及び図４に示した第３，４の例は、図５に示したものとは異なり、トーションバー７ａが車体５に回転が自在なように取り付けられ、アーム７ｂ、ロッド７ｃを介して台車２に連結された構成のものについて示している。

図３は本発明の第３の例を示す説明図であり、この第３の例は、上昇ストッパー１１を車体５の、前記台車２の進行方向中央部に相当する位置におけるアンチローリング装置７の近傍の、幅方向左右両側に設けたものである。この車体５に設ける位置は、台車２に対して車体５が上昇した時に、車体５に回転が自在なように取り付けた前記アンチローリング装置７のアーム７ｂに、前記上昇ストッパー１１が当接するものであれば良い。通常は、車体５の上昇によって前記アーム７ｂが回動してくる側の位置に上昇ストッパー１１を取り付けるのが一般的である。

この図３に示した第３の例では、（ａ）図に示した通常状態から、例えば車体傾斜制御がフェールして、片側の空気ばね３に通常以上の給気がなされても、車体５が上昇してアーム７ｂとロッド７ｃとでなす角度αが大きくなると、（ｂ）図に示したようにアーム７ｂが上昇ストッパー１１に当接して、空気ばね３の異常上昇を規制し、空気ばね３のシール外れや分解を防止する。

また、図４は本発明の第４の例を示す説明図であり、この第４の例は、前記上昇ストッパー１１を、図３のように車体５に設置するのではなく、アンチローリング装置７のロッド７ｃに設けたものである。但し、この第４の例では、上昇ストッパー１１がロッド７ｃとアーム７ｂの連結部を回り込むことになるので、図４（ａ）に示したように、上昇ストッパー１１を設置する位置の車体５の下面に窪み５ｂを設けるなどの配慮が必要である。

このロッド７ｃに上昇ストッパー１１を設ける場合は、台車２に対して車体５が上昇した時に上昇ストッパー１１が当接する位置は、図４（ｂ）に示したように、第２の例と同様、前記角度αの反対側から上昇ストッパー１１が当接して、空気ばね３の異常上昇を規制するので、上昇ストッパー１１は図４に示したようなコの字状の形状となる。

ちなみに、第１の例において、横梁２ａに設けた上昇ストッパー１１によって、空気ばね３の高さが１００ｍｍ上昇した時点で規制するようにした場合、図７に示したように、空気ばね３による車体傾斜において、上昇側の空気ばね３の上昇可能量は、＋１００ｍｍとなって、許容変位内に規制できるようになる。

上記の例は単なる一例であり、本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

以上の本発明は、空気ばねの異常上昇に伴う分解から空気ばねを保護するだけに限らず、車体傾斜制御時における過大傾斜抑制にも適用できる。また、空気ばねを備えた鉄道用台車や鉄道車両であれば、空気ばねを用いて車体傾斜制御を行わないものにも適用できる。

本発明の鉄道用台車における第１の例の要部を示す台車側面から見た図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は車体上昇時を示す。 本発明の鉄道用台車における第２の例の要部を示す台車側面から見た図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は車体上昇時を示す。 本発明の鉄道用台車における第３の例の要部を示す台車側面から見た図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は車体上昇時を示す。 本発明の鉄道用台車における第４の例の要部を示す台車側面から見た図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は車体上昇時を示す。 本発明を適用する空気ばねを用いて車体の傾斜制御を行う鉄道車両を示した図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は側面から見た図である。 図５に示した鉄道車両のアンチローリング装置の一例を拡大して示した図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は正面から見た図、（ｃ）は側面から見た図である。 空気ばねを用いた車体傾斜制御において、本発明を適用した場合には、空気ばねの変位が許容変位内で規制できることを説明する図である。 従来の下降ストッパーと左右ストッパーを説明する概略図である。 従来の上昇ストッパーを説明する図である。 空気ばねを用いた車体傾斜制御において、空気ばねの変位が許容変位を超えることを説明する図である。 空気ばねの概略説明図で、（ａ）は通常状態を示す図、（ｂ）は許容変位を超えた状態を示す図である。

符号の説明

２ 台車
２ａ 横梁
３ 空気ばね
５ 車体
７ アンチローリング装置
７ａ トーションバー
７ｂ アーム
７ｃ ロッド
１１ 上昇ストッパー

Claims (5)

1. 空気ばねを用いて車体傾斜制御を行う鉄道用台車であって、
   回転が自在なように前記台車に取り付けられたトーションバーと、このトーションバーと一体化されて捩れるアームと、このアームと回転が自在なように連結されたロッドを介して車体に連結され、車体のローリングを防止するアンチローリング装置を備えた鉄道用台車において、
   台車に対する車体の異常上昇を規制するための上昇ストッパーを、台車の進行方向中央部における幅方向左右両側の台車枠に設け、
   台車に対する車体の上昇時、
   前記アームが、前記上昇ストッパーに当接して、空気ばねの異常上昇を規制するようにしたことを特徴とする鉄道用台車。
2. 請求項１記載の鉄道用台車において、
   前記上昇ストッパーを、台車枠に代えて、前記アンチローリング装置のロッドに設け、
   台車に対する車体の上昇時、
   前記上昇ストッパーが、前記アンチローリング装置のアームに当接して空気ばねの異常上昇を規制するようにしたことを特徴とする鉄道用台車。
3. 請求項１又は２に記載の鉄道用台車を備えたことを特徴とする鉄道車両。
4. 空気ばねを用いて車体傾斜制御を行う鉄道車両であって、
   回転が自在なように車体に取り付けられたトーションバーと、このトーションバーと一体化されて捩れるアームと、このアームと回転が自在なように連結されたロッドを介して台車に連結され、車体のローリングを防止するアンチローリング装置を備えた鉄道車両において、
   台車に対する車体の異常上昇を規制するための上昇ストッパーを、車体の、前記台車の進行方向中央部に相当する位置における幅方向左右両側に設け、
   台車に対する車体の上昇時、
   前記アームが、前記上昇ストッパーに当接して、空気ばねの異常上昇を規制するようにしたことを特徴とする鉄道車両。
5. 請求項４記載の鉄道車両において、
   前記上昇ストッパーを、車体に代えて、前記アンチローリング装置のロッドに設け、
   台車に対する車体の上昇時、
   前記上昇ストッパーが、前記アンチローリング装置のアームに当接して、空気ばねの異常上昇を規制するようにしたことを特徴とする鉄道車両。

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