JP4403075B2 - 鉄道車両のための台車 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両のための台車に関する。

ヨーロッパ特許第０ ６２１ １６５号明細書（特許文献１）は、鉄道車両のための台車を記載しており、この台車の場合、台車枠が、一次ばねを介して車輪、もしくは輪軸によって担持され、且つ、この台車の上で、車体が二次ばねを介してのまくらばりを介して、または、この鉄道車両の車体が、直接的に支持されている。このまくらばり、または車体は、この台車枠に対して、垂直方向運動、および揺動運動を緩衝する緩衝器、および少なくとも１つの、揺動運動をばね緩衝する揺動支持体を介して結合されている。揺動支持体は、固定レバーを担持し、この固定レバーが、関節運動可能に軸受けされた振り子（Pendel）を介して、まくらばり、もしくは車体と結合されている。これら振り子内の１つの振り子は、その際、調節部材から成り、この調節部材が、このまくらばり、または車体の横方向端部の沈み込み、または持上げの際に、反対方向に作用可能である。この場合、まさしく、カーブ内における比較的に僅かな速度の際に、不都合に高い横方向加速度が生じることは、欠点である。このことを回避するために、この速度は、このカーブ内において、例えば同乗する人々のための走行時の快適性を低下させないために、抑制されねばならない。

一連の、更に別の公知の特許出願は、本発明による解決策のある程度多数の細目において、似ているかもしれないが、この本発明による解決策に対して、しかしながら明確な欠点を有している。これに関して、類例は以下の通りである。

ドイツ連邦共和国特許第２ １４５ ７３８号明細書（特許文献２）により、二次ばねを介しての傾斜機構が設けられており、その結果、この二次ばね装置内において、カーブ走行の際に、全ての横方向加速度が支えられ（unterstuetzt）ねばならない。更に、ここで、傾斜運動は、このカーブ走行の際に作用する遠心力によって支えられない。

ヨーロッパ特許第０ ２８７ ８２１号明細書（特許文献３）により、振り子が、二次ばね装置に対して平行に設けられており、このことは、ばね運動および傾斜の垂直方向の分離を誘起する。従って、通常のように、側方に設けられた空気ばねが、全ての傾斜運動を構成せねばならず、このことは、この空気ばねの相応する容積、およびこれと同時に現れる構造空間必要量、並びに、圧力調整装置を必要とする。

米国特許第３ ７１７ １０４号明細書（特許文献４）により、縦置きの振り子が設けられており、これら振り子が、付加的なばね要素もしくは能動的な調節要素を必要とする、原理的に不安定な配設を成している。更にここで、カーブ走行の際に、如何なる傾斜運動の支えも遠心力によって行われず、むしろ、アクチュエータが、逆に、この遠心力、並びに付加的に調心ばねに対して、作動しなければならない。更に、車両フロアの下側に位置する揺動の中心は、一般に、乗客によって不快として感じられる、座席列の高さにおける大きな横方向運動を、並びに、車体の強度に制限された車両両接触限界の必要性を誘起する。
ヨーロッパ特許第０ ６２１ １６５号明細書 ドイツ連邦共和国特許第２ １４５ ７３８号明細書 ヨーロッパ特許第０ ２８７ ８２１号明細書 米国特許第３ ７１７ １０４号明細書

従って、本発明の課題は、公知技術の上記された欠点を除去すること、および、特に、比較的に高い速度を曲線内において可能とする、鉄道車両のための台車を提案することである。更に、本発明の課題は、快適性を向上すること、および、既に存在する台車の装置交換性を可能とすることである。

この課題は、請求項１の特徴に従う、鉄道車両のための台車によって解決される。

本発明による解決策の利点は、カーブ内における車体の傾斜によって、乗客が、比較的に高い速度にもかかわらず、如何なる比較的に大きな横方向加速度も受けないことにある。このことは、改善された快適性を誘起する。本発明による解決策の場合、遠心力は、この車体の傾斜を生じさせる。従って、この傾斜を最適な度合いに調節することのために、ただ僅かの調節力だけが必要である。更なる利点は、既存の台車が僅かな経費でもって、装置交換され得ることにある。

本発明による台車の場合、台車枠における振り子の固定点が、垂直方向に配設された振り子とは異なり、内方へと位置ずれされており、従って、これら振り子の長手方向軸線が、傾斜されていない車体の場合に、下から上に傾斜して内方へと指向している。更に、少なくとも１つの、能動的な調節部材が、台車枠とばね担持体との間に、または、この台車枠とまくらばりとの間に設けられている。その際、この調節部材は、少なくとも部分的に、有利にはしかしながら主として、水平方向に整向されており、その際、この調節部材が遠心力の作用を支え、且つ、傾斜を最適な度合いに調節する。

有利には、これら振り子は、これら振り子の長手方向軸線が、特に傾斜されていない車体の場合に、少なくとも、おおよそ、車両重心の高さにおいて、または、この車両重心の上方で交差するように設けられている。このことによって、特に有利な傾斜特性が与えられる。

有利には、更に少なくとも１つの、受動的なまたは能動的な緩衝部材が、走行方向に対して横方向に設けられている。更に有利には、少なくとも１つの緩衝部材が、台車枠とまくらばりとの間に設けられており、この緩衝部材は、有利には、側方に作用し、車体横方向速度に依存する、動的に調節可能な緩衝器である。

簡単に組み立てられ且つ信頼性高く作動するという理由で、特別に有利な本発明による台車の変形の場合、少なくともそれぞれ１つの振り子が、鉄道車両の長手方向軸線の両方の側に設けられている。これら振り子は、その際、有利には、鉄道車両の長手方向軸線に対して対称的に設けられている。

本発明による台車の更に有利な変形において、少なくとも１つの能動的な緩衝部材は、電気的な、液圧的なまたは空気圧的な調節駆動装置である。

本発明の更に有利な実施形態利点および詳細は、従属請求項、もしくは、有利な実施例の、添付された図に関連する以下の説明から与えられる。

図１から３までは、異なる眺望における、鉄道車両の台車を示している。この台車は、一次ばねを介して輪軸によって担持される台車枠１を備えている。この台車枠１に、ばね担持体２が、振り子３を用いて固定されている。このばね担持体２は、載置された車体５を備えるまくらばり４を、二次のコイルばね６を介して支持している。

軌道のカーブ内において、遠心力は、車体５、まくらばり４、および、二次のコイルばね６の横方向剛性を介して同様にばね担持体２の、横方向変位を生じさせる。

カーブ内における走行速度の増大は、乗客に対して作用する横方向加速度の増大を誘起する。この横方向加速度は、しかしながら、例えば、１．２ｍ／ｓ２ の限界値を超過してはならない。この限界値が、走行速度の増大にもかかわらず超過されないために、車体は、この限界値の下方に、横方向加速度の低減が行われるように、傾斜されるべきである。

この目的で、台車枠１における、懸吊状態の振り子３の上側の固定点は、垂直方向に配設された振り子とは異なり、内方へと位置ずれされている。このことは、これら振り子３の傾斜状態を誘起する。このことによって、載置された構成要素、即ちまくらばり４および車体５をも含めて、ばね担持体２のシステムは、傾斜される。これら傾斜した振り子３における懸架によって、このばね担持体２、および同時にこのまくらばり４、およびこの車体５も、これらの長手方向軸線を中心として回転される。従って、乗客に対して、比較的に高いカーブ速度にもかかわらず、如何なる比較的に大きな横方向加速度も作用しない。

一つまたは多数の、能動的な調節部材７が、遠心力の作用を支え、且つ、傾斜を、最適な度合いに調節する。これら能動的な調節部材７は、主として水平の方向において、台車枠１とばね担持体２との間にか、それとも、この台車枠１とまくらばり４との間に組み込まれている。この実施例において、主として、車体５の横方向加速度から結果として生じる、この車体５の最適な傾斜は、２つの、台車枠１とばね担持体２との間で側方に作用する能動的な調節部材７によって調節され、これら調節部材が、横方向加速度から結果として生じる傾斜に比して、適当な、付加的な、もしくは減少された車体５の傾斜を生じさせる。

能動的な調節部材７に対して付加的に、受動的な、または能動的な緩衝部材が、快適性の改善のために組み込まれ得る。例えば、台車枠１とまくらばり４との間に配設された、側方に作用し、車体横方向速度または車体横方向加速度に依存する、動的に調節可能な緩衝器の使用によって、快適性の向上に対して付加的に、車体横方向移動の動的な成分は緩衝される。

縮尺に従っていない状態での、側面図における、本発明による鉄道車両の台車の、有利な実施形態の概略的な図である。 縮尺に従っていない状態での、図１による台車の、断面Ａ−Ａの、概略的な断面図である。 縮尺に従っていない状態での、図１による台車の、断面Ｂ−Ｂの、概略的な断面図である。

Claims (9)

1. 鉄道車両のための台車において、
   − 台車枠（１）が、一次ばねを介して車輪、または輪軸の上で支持されており、
   この台車枠の上でまくらばり（４）を間挿した状態で、車体（５）が支持されており、
   − 台車枠（１）がばね担持体（２）とまくらばり（４）の間に配置されるように、まくらばり（４）が、この台車枠（１）に対して、二次ばねを介して、少なくとも１つのばね担持体（２）の上に支持されており、
   − このまくらばり（４）または車体（５）が、この台車枠（１）と、垂直方向運動と揺動運動またはこれらの運動の一方を緩衝する緩衝器を介して結合されており、
   − このばね担持体（２）が、振り子（３）を介して、懸吊状態でこの台車枠（１）に支承されており、
   − 台車枠（１）における振り子（３）の固定点が、垂直方向に配設された振り子とは異なり、これら振り子（３）の長手方向軸線が傾斜して指向するように内方へと位置ずれされており、
   − 少なくとも１つの、能動的な調節部材（７）が、少なくとも部分的に、水平方向に、この台車枠（１）とばね担持体（２）との間に、または、この台車枠（１）とまくらばり（４）との間に設けられていることにより、少なくとも１つの能動的な調節部材（７）が、遠心力の作用を支え、且つ、傾斜を最適な度合いに調節するように構成されていることを特徴とする台車。
2. 少なくとも１つの能動的な調節部材（７）が主として水平方向に台車枠（１）とばね担持体（２）との間にまたは台車枠（１）とまくらばり（４）の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の台車。
3. 振り子（３）は、これら振り子（３）の長手方向軸線が、少なくとも、おおよそ、車両重心の高さにおいて、または、この車両重心の上方で交差するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の台車。
4. 少なくとも１つの、受動的なまたは能動的な緩衝部材が、走行方向に対して横方向に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の台車。
5. 少なくとも１つの緩衝部材が、台車枠（１）とまくらばり（４）との間に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の台車。
6. 緩衝部材が、側方に作用し、車体横方向速度に依存して動的に調節可能な緩衝器であることを特徴とする請求項５に記載の台車。
7. 少なくともそれぞれ１つの振り子（３）が、鉄道車両の長手方向軸線の両方の側に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の台車。
8. 少なくともそれぞれ１つの振り子（３）が鉄道車両の長手方向軸線の両側に鉄道車両の長手方向軸線に対し対称的に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の台車。
9. 少なくとも１つの能動的な調節部材（７）は、電気的な、液圧的なまたは空気圧的な調節駆動装置であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の台車。

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