JP4582897B2 - Pendulum cart for railway vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄道車両に関し、特に曲線路を高速走行する振子式の鉄道車両に使用される鉄道車両用振子台車に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉄道車両には、曲線路を走行するときに遠心力によって外側に押し出される力が作用するので、予め曲線路の外側レールを内側より高く敷設するカントを付けることによって車両を傾けて釣り合いをとっているが、車両が通過する速度には制約がある。
【0003】
この制限速度を超えて走行する曲線路通過速度向上のために、曲線路を走行する際に車体を更に曲線路の内側に傾斜させることが必要になり、車体を傾斜させる振子台車を有する鉄道車両が開発されている。
【0004】
振子台車を有する鉄道車両は、例えば特開昭63−43861号公報に開示され、かつ図10に概要を示すように線路上を走行する一対の車輪102を有する車軸103上に軸ばね104を介して台車枠105が搭載され、台車枠105の上面に設置された一対の支持コロ106の上に円弧状のコロ受部材107を有する振子梁108が搭載され、振子梁108の上に空気ばね109を介して車体110が載架されている。車両101が曲線路を走行するときは、車体110の振子中心より下方にある車体110の重心Gは遠心力を受けて外側に変位し、車体110に更に曲線路の内側に傾く傾斜が生じる。
【0005】
この結果、車体110に作用する遠心力は、車体110が振子中心で傾くことにより、この傾き角度による重力の分力だけ減少する。従って、車両101の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【0006】
更に、台車枠105と振子梁108との間に架設された空気シリンダ111の各空気室111a、111bに調圧した空気を供給することによって、直線走行時における車体110の左右の揺動、いわゆるふらつきを防止して乗り心地の向上を図っている。
【0007】
車両101の振子動作をさせるのは本来、曲線路上であるけれども台車枠105は車体110に対して偏倚している。しかし台車枠105と振子梁108は一緒に偏倚しているため車体110の前後に各々配置される台車枠105は車体110に対してハ字状になってしまい円滑な振子動作が妨げられることが懸念される。円滑な振子動作をするためには車体110に対して前後の振子梁108が直角に位置していることが好ましいが、この車両101は、実際は各空気ばね109をねじることによって振子動作を行っているので好ましくない。
【0008】
この対策として本特許出願人は特開平4−339072号公報において、図11に概要を示すように台車枠105上の両側に各空気ばね109を設け、この各空気ばね109上に枕梁111を跨って横設し、この枕梁111の両側上部に支持コロ106を転動自在に装着し、各支持コロ106上に下面が円弧状のコロ受部材107を設けた車体110を搭載することによって、曲線路を走行する際車体110の前後の各枕梁111を平行に、かつ車体110に対して直角をなすようにして円滑な振子動作を行い、かつ各空気ばね109の位置を振子動作しない台車枠105上に配置することにより各空気ばね109の間隔を広くしてローリング特性の向上が得られる振子台車を提案した。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平4−339072号公報により円滑な振子動作が得られ、かつローリング特性の向上が得られる。
【0010】
一方、上記特開平4−339072号公報によると枕梁111上に支持コロ106を設け、各支持コロ106上に下面が円弧状のコロ受部材107を設けた車体110を搭載することから振子装置全体の厚みが増大するおそれがある。その結果、車体110が高位置になり乗降ホームの高さと車両床面との高さに段差が発生することが懸念される。更に、枕梁111と車体110との間に牽引力を伝達する牽引装置を要することから、該部の構造が複雑になると共に台車構造の大型化を招くことが懸念されて、更に車体110の高位置化の要因となり、コンパクト化が望まれる。
【0011】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、振子動作を確保しつつ構造のコンパクト化が得られる鉄道車両用振子台車を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項1に記載の鉄道車両用振子台車の発明は、曲線路を走行する際に車体を曲線路の内側に振子動作により傾斜させる鉄道車両用振子台車において、前後方向に延在する一対の側梁及び該側梁間に架設された横梁を有する台車枠と、上記各側梁上に設けられた一対の枕ばねと、上記両枕ばね上に跨って横架されて上部中央部に車幅方向に延在して上方が開口する凹部が形成された枕梁と、上記凹部内の両側近傍に前後方向に延在する回転軸心を有して回転自在に支持された一対の転動体と、上記車体の下面両側に設けられて上記各転動体の転動面上に支持される円弧状の転動面を有する転動体受部材とを備え、上記各転動体受部材は、上部両側が車体の下面に取り付けられて車幅方向に延在する断面略逆ハット形状で、かつ下面に上記転動面が形成された下部は外方端に対し内方端が車体の下面からより離間するように傾斜し、更に、少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が枕梁に連結され他端が上記車体の下面と一方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に連結されて車体の振子動作を制御する振子制御シリンダと、少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が車体の下面と他方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に固定されて他端が枕梁に当接して車体の振子動作を抑止する振子抑止シリンダとを備えたことを特徴とする。
【0013】
請求項1の発明によると、枕ばね上に横架された枕梁に車幅方向に延在して形成された凹部内の両側近傍に一対の転動体を設け、車体の下面両側に転動体上に載置支持される転動体受部材を配設することから、枕梁と車体の下面との間の間隙の減少が可能になり、振子動作を確保しつつ振子台車の高さが抑制できてコンパクト化が得られる。更に、振子制御シリンダ及び振子抑止シリンダが枕梁に形成された凹部内に進入可能でかつ各シリンダの端部が車体と転動体受との間に進入して連結されることから、車体を高くすることなく振子制御シリンダ及び振子抑止シリンダを配設することができる。
【0014】
また、この上方が開口する凹部を枕梁の中央部に車幅方向に延在して形成することによって、枕梁には、前後縁に沿って延在する前後の壁部及び側縁に沿って壁部が形成され、これら壁部によって十分な剛性強度を維持しつつ、凹部による軽量化がもたらされる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1の鉄道車両用振子台車において、上記枕梁は、上記凹部内の車幅方向中央部に立設すると共に前後に延在するステーを有し、上記振子制御シリンダは、一端が上記ステーに連結され他端が車体下面または転動体受部材に連結され、上記振子抑止シリンダは、一端が車体の下面と他方の転動受部材の下部との間に進入して固定されて他端が上記ステーに当接することを特徴とする。
【0016】
請求項2の発明によると、凹部中央部に立設して前後に延在するステーを有することにより枕梁の剛性強度の向上が得られ、かつステーは振子制御シリンダの作用腕及び振子抑止シリンダのストッパとして機能する兼用部材となり、構成の簡素化が得られる。
【0017】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2の鉄道車両用振子台車において、上記振子制御シリンダは、車体の振子動作を許容する低圧力と車体の振子動作を抑止する高圧力とに切り換えられて作動制御されることを特徴とする。
【0018】
請求項3の発明によると、振子制御シリンダを低圧力により制御することによって車体の振子動作を制御する一方、高圧力により制御することにより振子抑止シリンダとして機能し、振子抑止シリンダの数を減少することが可能になり構造の簡素化及びコンパクト化が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による鉄道車両用振子台車の実施の形態を図1乃至図9によって説明する。
【0020】
図1は本実施の形態の概要を示す振子台車1の断面図であり、図2は図1の側面図、図3は図2の平面図、図4は図1のI−I線断面図である。なお、矢印Ftは前方方向を示し、図1、図5、図6及び図8乃至図11は進行方向を前として後方から見た図である。
【0021】
振子台車1は、両側に沿って前後方向に延在して中央部が低位置となるように湾曲する左右一対の側梁3と、左右の側梁3の略中央部を連結する一対の横梁4とを備えた平面視略H形状の台車枠2を有している。各側梁3の前部及び後部には、一対の車輪5を有する車軸6の両側端を支える軸受を収めている軸箱7が軸梁8及び軸ばね9によって支持されている。各側梁3の前後方向中央部に空気ばね等からなる枕ばね10が設けられ、各左右の枕ばね10上に振子装置20を構成する枕梁21が跨って横設されている。
【0022】
枕梁21は平面視車幅方向に延在する略矩形の底部22と、この底部22の前後縁に沿って各々対向して車幅方向に延在する前後の壁部23及び左右の側縁に沿って延在する左右の壁部24を有し、これら壁部23及び24によって枕梁21の上部中央部に車幅方向に延在して上方が開口する凹部25が形成されている。このように形成された枕梁21は、前後縁に沿って延在する前後の壁部23及び側縁に沿って形成された壁部24によって断面係数が確保されて十分な剛性強度が得られ、かつ凹部25の形成によって軽量化がもたらされる。
【0023】
凹部25内の左右両側近傍に前後の壁部23に架設された支軸27に前後方向に延在する回転軸心を有して回転自在に軸支された転動体となる支持コロ28が配設されている。支持コロ28は図4にその断面を示すように中央部に大径の転動面28aが形成され、該転動面28aの側縁に沿って形成された端面28bを介して小径部28cが形成された段付き形状に形成されている。
【0024】
一方、車体60の下面両側に転動体受部材となるコロ受部材29が設けられ、支持コロ28上にコロ受部材29を介して車体60が載架されている。コロ受部材29は、図1及び図4に示すように上部両側29aが車体60の下面に取り付けられて車幅方向に延在する断面略逆ハット形状で、両側部29bの幅が車幅外方に移行するに従って減少し、かつ下部29cは外方端が車体60の下面に当接すると共に内方端が車体60の下面からより離間するように傾斜し、下部29cの下面に支持コロ28の転動面28a上に載置支持される円弧状の転動面30が形成され、転動面30の両側に沿って支持コロ28の各側面28bに対峙して摺接或いは近接する一対のフランジ30aが形成されている。この対峙する端面28bとフランジ30aによって前後方向の相対移動を規制すると共に、前後方向の荷重伝達可能な係合手段を形成している。
【0025】
枕梁21と車体60の下面との間に振子動作を制御する振子アクチュエータ31が設けられている。アクチュエータ31は、図1及び図1のII−II線断面図、即ち車体60を省略した平面図を図5に示すように、枕梁21の凹部25内中央において底部22上に立設して両端が前後の各側壁23に連結されたステー26の上端と一方のコロ受部材29との間に架設された振子制御シリンダ33を有している。振子制御シリンダ33は流体シリンダ、本実施の形態では複動エアシリンダによって形成されてシリンダ本体33aの一端がコロ受部材29内に進入してコロ受部材29の底部29cに揺動自在に結合され、かつピストンロッド33bがステー26の上端に揺動自在に連結されている。振子制御シリンダ33の一端をコロ受部材29内に進入させることによってシリンダ長を確保している。また、このシリンダ本体33aの一端は車体60の下面に連結することもできる。更に、振子制御シリンダ33に沿って振子制御シリンダ33の伸縮状態を検知することによって枕梁21に対する車体60の傾倒量を検出する振子変位計35が設けられている。
【0026】
他方のコロ受部材29は車体60の下面にシリンダ本体36aが支持されてピストンロッド36bがステー26の基端部近傍に向かって出没して当接可能な振子抑止シリンダ36が設けられ、振子抑止シリンダ36は流体シリンダ、本実施の形態では複動エアシリンダによって形成されている。
【0027】
従って、枕梁21の底部22上に立設され、かつ前後に延在して前後の側壁23に架設されたステー26は枕梁21の剛性強度の向上を図ると共に、振子制御シリンダ33の作用腕として機能し、かつ振子抑止シリンダ36のストッパとして機能する兼用部材となり、構造の簡素化を図っている。
【0028】
更に、支持コロ28が凹部25内に配設されてコロ受部材29の下部部分が凹部25内に進入可能に配置され、かつ振子制御シリンダ33、振子抑止シリンダ36及び振子変位計35は凹部25内に少なくとも一部が進入可能に配置されて枕梁21と車体60の下面との間の間隙の減少が可能になり、特に、後述するように振子制御シリンダ33を低圧力により制御することによって車体60の振子動作を制御する一方、高圧力により制御することにより振子抑止シリンダとして機能する。この結果、振子抑止シリンダの数を減少することが可能になり、振子制御シリンダ33及び振子抑止シリンダ36を各1本の複動シリンダによって振子アクチュエータ31が構成することによってアクチュエータ31の設置スペースを極めて小さく抑制することができる。
【0029】
図6は、振子制御シリンダ33及び振子抑止シリンダ36等の振子アクチュエータ31の作動を制御するアクチュエータ空圧回路40である。振子アクチュエータ空圧回路40は、弱圧空気源41、強圧空気源42、弱空気源41の弱空気圧力を振子制御シリンダ33の伸長側圧力室33d或いは縮小側圧力室33eに切換供給するためのサーボ弁43を有し、かつ強圧空気源42の強空気圧力を振子抑止シリンダ36の伸長側圧力室36d或いは縮小側圧力室36eに切換供給及び開放する振子抑止シリンダ制御弁44、サーボ弁43を介して供給される弱空気圧力を振子制御シリンダ33の伸長側圧力室33dや縮小側圧力室33eへの弱空気圧力供給維持或いは強圧空気源42の強空気圧力を振子制御シリンダ33の伸長側圧力室33dに供給し、かつ縮小側圧力室33eを大気開放状態に切り換える振子抑止シリンダ制御弁45を有している。
【0030】
更に予め記憶された走行線区の曲線データ及び走行中の車軸速度発電機のパルス信号やATS信号から車両の走行位置での振子制御モード等の制御データ及び振り子変位計35や振子抑止シリンダ36からのフィードバック等に基づいてサーボ弁43、振子抑止シリンダ制御弁44、振子制御シリンダ制御弁45等の作動を制御する自動制御装置46を備えている。
【0031】
なお、弱空気圧力による振子制御シリンダ33の伸縮動作は車体傾斜を支援するものであって遠心力による車体60の振子動作に影響を与えない大きさに設定されている。また、通常は弱空気圧力による振子制御シリンダ33の伸縮によって車体傾斜を支援するが、自動制御装置46から遠心力による車体60の振子動作に逆らった指示をした場合には、誤動作として振子動作が優先する。更に自動制御装置46をマニュアル指令により制御することもできる。
【0032】
更に、台車枠2の横梁4と枕梁21の間には牽引力を伝達する牽引装置50が架設されている。牽引装置50は、図1、図4及び図7に要部破断説明図を示すように、枕梁21の中央部下面に設けられた心皿51の下面に取り付けられたリンクブラケット52と、横梁4の中央部に立設されたブラケット53と、前後方向に延在して前端及び後端が各々緩衝部材となる防振ゴムブッシュ55を介してリンクブラケット52とブラケット53に連結する棒状のリンク54とを備えている。
【0033】
また、横梁4の上面にはリンクブラケット52を介して対向する一対のストッパ支持ブラケット57が立設し、ストッパ支持ブラケット57の上端にリンクブラケット52との間に間隙を有して緩衝部材となるストッパゴム58が設けられている。このストッパ支持ブラケット57に設けられたストッパゴム58とリンクブラケット52の当接によって台車枠2と枕梁21の相対的な左右方向の揺動が規制される。
【0034】
次に、このように構成された振子台車1の作動について説明する。
【0035】
この振子台車1は、曲線路走行においては遠心力により車体60を振子動作させて車両の許容走行速度を高めることを可能にする一方、直線走行中や停車中は車体60が左右に揺動する振子動作が生じると乗客に不快感を与えることになるので車体60の振子動作を防止するように、予め記憶された走行区間の曲線データや車両の走行位置での振子制御モード等の制御データに基づく自動制御装置46からの指示によって振子装置20のサーボ弁43、振子抑止シリンダ作動制御弁44、振子制御シリンダ制御弁45等を制御して振子制御シリンダ33及び振子抑止シリンダ36の作動を制御する。
【0036】
直線走行や例えば曲線半径1200m以上の緩やかなカーブ或いは50km/h以下の低速走行及び停止中等においては、車体50の振子動作は不要であることから無用の車体50の動揺を避けるため振子動作を抑止する。このような振子動作をさせない場合には、自動制御装置46からに指令によって振子抑止シリンダ制御弁44を切り換えて強圧空気源42からの強空気圧力を振子抑止シリンダ36の伸長側圧力室36dに供給して伸長させてピストン36bの先端をステー26の基端部に当接させる。振子抑止シリンダ36が所定位置まで伸長すると、振子抑止シリンダ36からのストロークフィードバック信号に基づいて自動制御装置46からの指示により振子制御シリンダ制御弁45が切り換えられて強圧空気源42から強空気圧力が振子制御シリンダ33の伸長側圧力室33dに供給され、かつ縮小側圧力室33eが大気開放されて振子制御シリンダ33によってステー26が押圧され、振子制御シリンダ33が振子抑止シリンダとして機能する。このように振子抑止シリンダ36及び振子制御シリンダ33によってステー26には左右両側から強力な付勢力が付与されて枕梁21に対する車体60の揺動、即ち振子動作を防止して図1に示すように中立位置を維持する。
【0037】
予め記憶された走行線区の曲線データ及び走行位置での振子制御モード等の制御データに基づいて、車両の走行位置が所定速度以上でかつ所定曲線半径以上のカーブ、例えば左カーブに入る直前に達したと判断されると、自動制御装置46からの指示により振子制御シリンダ制御弁45が図6に示すように切り換えられて振子制御シリンダ33への強圧空気源42からの強空気圧力の供給が停止すると共に、振子抑止シリンダ制御弁44が切り換えられて強空気圧力が縮小側圧力室36eに供給され振子抑止シリンダ36が縮小する一方、サーボ弁43を介して振子制御シリンダ33の伸長側圧力室33dに徐々に弱圧空気源41から弱空気圧力が供給されて徐々に振子制御シリンダ33が伸長して支持コロ28を転動させつつコロ受部材29が右側に移動して車体60が若干左下がりに傾斜する。
【0038】
車両が左カーブに入り曲線路を走行すると振子中心より下方にある車体60の重心Gが遠心力を受けて外側、即ち右側に変位し、図9に示すように車体60は更に曲線路の内側に傾き、左下がりに傾斜する。この結果、車体60に作用する遠心力は、車体60の傾き角度による重力の分力だけ減少し、車両の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【0039】
しかる後、車両が曲線路を通過すると、その通過に伴って車体60に作用する遠心力が減少して車体60が次第に起立し、かつ制御データに従う自動制御装置46からの指示によりサーボ弁43による振子制御シリンダ33の伸長側圧力室36dへの弱空気圧力の供給が停止されると共に、振子抑止シリンダ制御弁44を切り換えて強圧空気源42からの強空気圧力を振子抑止シリンダ36の伸長側圧力室36dに供給して伸長させてピストンロッド36bの先端をステー26の基端部に当接する。一方、振子制御シリンダ制御弁45が切り換えられて強圧空気源42から強空気圧力を振子制御シリンダ33の伸長側圧力室33dに供給して振子制御シリンダ33によってステー26を押圧することによって車体60の揺動、即ち振子動作を防止して図1に示すように中立位置に維持する。
【0040】
また、車体60の振子動作が防止された図1に示す中立位置に維持された状態で、車両の走行位置が所定速度以上でかつ所定曲線半径以上の右カーブに入る直前に達すると、自動制御装置46からの指示により振子制御シリンダ制御弁45が切り換えられて振子制御シリンダ33への強空気圧力の供給が停止し、かつ振子抑止シリンダ制御弁44が切り換えられて強空気圧力が縮小側圧力室36eに供給され振子抑止シリンダ36が縮小する一方、サーボ弁43を介して振子制御シリンダ33の縮小側圧力室33eに徐々に弱空気圧力が供給されて徐々に振子制御シリンダ33が縮小して支持コロ28を転動させつつコロ受部材29が外側、即ち左側に移動して車体60が若干右下がりに傾斜する。
【0041】
車両が右カーブに入り曲線路を走行すると振子中心より下方にある車体60の重心Gが遠心力を受けて外側、即ち左側に変位し、図8に示すように車体60は更に左下がりに傾斜する。この結果、車体60に作用する遠心力が車体60の傾き角度による重力の分力だけ減少し、車両の曲線路上の許容走行速度を高めることができる。
【0042】
車両が曲線路を通過すると、その通過に伴って車体60に作用する遠心力が減少して車体60が次第に起立し、かつ制御データに従う自動制御装置46からの指示によりサーボ弁43による振子制御シリンダ33の伸長側圧力室33dへの弱空気圧力の供給が停止されると共に、振子抑止シリンダ制御弁44を切り換えて強空気圧力を振子抑止シリンダ36の伸長側圧力室36dに供給して伸長させてピストンロッド36bの先端をステー26の基端部に当接する。しかる後、振子制御シリンダ制御弁45が切り換えられて強空気圧力を振子制御シリンダ33の伸長側圧力室33dに供給して振子制御シリンダ33によってステー26を押圧することによって車体60の振子動作を防止して図1に示すように中立位置に維持する。
【0043】
従って、曲線路に入る直前に予め振子制御シリンダ33の伸長或いは縮小によって車体60を傾斜させる、いわゆる振子動作による車体60の傾斜を支援することによって車体60の傾斜が制御されて、緩和曲線長さが短い場合やS字カーブにおいて曲線路入口で車体60の傾斜が遅れて緩和曲線に入ってから車体60が急激に傾斜したり、緩和曲線入口付近で揺れ戻しが発生して乗り心地の悪化が発生する懸念を有効的に回避することができる。
【0044】
また、支持コロ28が中央部に大径の転動面28aを有しかつ転動面28aの両側部に端面28bが形成される一方、支持コロ28の転動面28a上に当接するコロ受部材29の転動面30の両側に沿って各端面28bに対峙して摺接或いは近接する一対のフランジ30aを形成することによって、支持コロ28にコロ受部材29が嵌合した状態で車体60が誘導案内されて振子動作することから円滑かつ安定した状態で車体60の振子動作を確保することができる。
【0045】
更に、枕梁21に設けられた支持コロ28と車体60の下面に設けられたコロ受29が前後方向の荷重伝達可能に側面28bとフランジ30aが係合することから、台車枠2と枕梁21の間には牽引力を伝達する牽引装置50を架設することによって、台車枠2からの牽引力を牽引装置50を介して枕梁21に、更に枕梁21から支持コロ28及びコロ受部材29を介して車体60に伝達することが可能になり、枕梁21と車体60との間に別途牽引手段を設ける必要がなく、該部の構造の簡素化が得られる。この結果、枕梁21と車体60の隙間の減少が容易になると共に、台車枠2と枕梁21とを連結する連結装置50が前後方向に延在する一本の棒状のリンク54と、リンク54を枕梁21及び台車枠2に連結するリンクブラケット52及びブラケット53による簡単でかつコンパクトな構成によって形成されることと相俟って振子台車1の高さの抑制がもたらされる。
【0046】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では支持コロ28とコロ受部材29の前後方向の相対移動を規制する係合手段を、支持コロ28の転動面28aの端縁に沿って形成された端面28bと、支持コロ受部材29の転動面30の端縁に沿って端面28bと対峙して形成されたフランジ30aによって構成したが、逆に、コロ受部材29の転動面30の端縁に沿って端面を形成し、支持コロ28の転動面28aの端縁に沿って支持コロ受29の端面と対峙するフランジを形成して構成することも可能である。
【0047】
【発明の効果】
以上説明した本発明の鉄道車両用振子台車によると、枕ばね上に横架された枕梁に車幅方向に延在して形成された凹部内の両側近傍に一対の転動体を設け、車体の下面両側に転動体上に載置支持される転動体受部材を配設することから、枕梁と車体の下面との間の間隙の減少が可能になり、振子動作を確保しつつ振子台車の高さが抑制できてコンパクト化が得られる。また、上方が開口する凹部を枕梁の中央部に車幅方向に延在して形成することによって、枕梁には、前後縁に沿って延在する前後の壁部及び側縁に沿って壁部が形成され、これら壁部によって十分な剛性強度を維持しつつ、凹部による軽量化がもたらされて振子台車の軽量化が得られる。
【0048】
更に、枕梁に支持された転動体と車体下面に設けられた転動体受部材が前後方向の相対移動を規制する係合手段を備えることによって、嵌合手段に案内されて転動体上を転動体受部材が移動し、円滑かつ安定した状態での振子動作が確保される。また、転動体及び転動体受部材それ自体により前後方向の荷重伝達可能になり、枕梁から転動体及び転動体受部材を介して車体に荷重伝達され、枕梁と車体との間に別途牽引手段を設ける必要がなく該部の構造の簡素化が得られ、かつより枕梁と車体の隙間の減少が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による鉄道車両用振子台車の実施の形態の概要を示す断面図である。
【図2】同じく、図1の側面図である。
【図3】同じく、図2の平面図である。
【図4】同じく、図1のI−I線断面図である。
【図5】同じく、図1のII−II線断面図である。
【図6】同じく、振子アクチュエータの空圧回路図である。
【図7】同じく、牽引装置の概要を示す枕梁の要部破断説明図である。
【図8】同じく、振子動作に説明図であり、右傾斜状態を示す要部断面図である。
【図9】同じく、振子動作に説明図であり、左傾斜状態を示す要部断面図である。
【図10】従来の鉄道車両用振子台車の概要を示す断面図である。
【図11】同じく、 従来の鉄道車両用振子台車の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
1 振子台車
2 台車枠
3 側梁
4 横梁
6 車軸
10 枕ばね
20 振子装置
21 枕梁
25 凹部
26 ステー
28 支持コロ(転動体)
28a 転動面
28b 端面(係合手段)
29 コロ受部材(転動体受部材)
29b 側部
29c 下部
30 転動面
30a フランジ(係合手段)
31 振子アクチュエータ
33 振子制御シリンダ
36 振子抑止シリンダ
40 振子アクチュエータ空圧回路
41 弱圧空気源
42 強圧空気源
43 サーボ弁
44 振子抑止シリンダ制御弁
45 振子制御シリンダ制御弁
46 自動制御装置
50 牽引装置
52 リンクブラケット
53 ブラケット
54 リンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a railway vehicle, and more particularly to a pendulum carriage for a railway vehicle used in a pendulum type railway vehicle that travels at a high speed on a curved road.
[0002]
[Prior art]
Railcars have a force that pushes them outward due to centrifugal force when traveling on curved roads, so that the cantilever that lays the outer rails of the curved road higher than the inner side in advance can be tilted and balanced. However, the speed at which the vehicle passes is limited.
[0003]
In order to improve the passing speed of a curved road that travels beyond the speed limit, it is necessary to further incline the vehicle body inside the curved road when traveling on a curved road, and the railway vehicle has a pendulum carriage that inclines the vehicle body. Has been developed.
[0004]
A railway vehicle having a pendulum bogie is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-43861, and an
[0005]
As a result, the centrifugal force acting on the
[0006]
Furthermore, by supplying regulated air to the
[0007]
Although the pendulum operation of the
[0008]
As a countermeasure against this, the applicant of the present patent application disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-339072 provided
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
JP-A-4-33907 2 According to the publication, smooth pendulum operation can be obtained and rolling characteristics can be improved.
[0010]
On the other hand, the above-mentioned JP-A-4-33907. 2 According to the publication, the
[0011]
Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to provide a pendulum carriage for a railway vehicle that can achieve a compact structure while ensuring a pendulum operation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention of the pendulum trolley for a railway vehicle according to
[0013]
According to the first aspect of the present invention, the pair of rolling elements is provided in the vicinity of both sides in the concave portion formed by extending in the vehicle width direction on the pillow beam horizontally mounted on the pillow spring, and the rolling elements are provided on both sides of the lower surface of the vehicle body. Since the rolling element receiving member mounted and supported on the top is arranged, the gap between the pillow beam and the lower surface of the vehicle body can be reduced, and the height of the pendulum carriage can be suppressed while ensuring the pendulum operation. Can be made compact. Furthermore, since the pendulum control cylinder and the pendulum suppression cylinder can enter the recess formed in the pillow beam, and the end of each cylinder enters and is connected between the vehicle body and the rolling element receiver, The pendulum control cylinder and the pendulum suppression cylinder can be arranged without doing so.
[0014]
In addition, by forming a concave portion that opens upward in the center of the pillow beam in the vehicle width direction, the pillow beam has a front and rear wall portion and a side edge extending along the front and rear edges. Walls are formed, and these walls reduce the weight of the recesses while maintaining sufficient rigidity and strength. This The
[0015]
[0016]
[0017]
[0018]
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a railcar pendulum cart according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0020]
1 is a cross-sectional view of a
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
In the vicinity of the left and right sides in the
[0024]
On the other hand,
[0025]
A
[0026]
The other
[0027]
Therefore, the
[0028]
Further, the
[0029]
FIG. 6 shows an actuator
[0030]
Further, control data such as a pendulum control mode at the travel position of the vehicle, a
[0031]
Note that the expansion / contraction operation of the
[0032]
Further, a
[0033]
In addition, a pair of
[0034]
Next, the operation of the
[0035]
The
[0036]
During straight running, for example, a gentle curve with a curve radius of 1200 m or more, low speed running with 50 km / h or less, and stopping, the pendulum operation of the
[0037]
Based on pre-stored curve data of the travel line section and control data such as a pendulum control mode at the travel position, immediately before the vehicle travel position exceeds a predetermined speed and exceeds a predetermined curve radius, such as a left curve. When it is determined that the pendulum control
[0038]
When the vehicle enters a left curve and travels on a curved road, the center of gravity G of the
[0039]
Thereafter, when the vehicle passes through the curved road, the centrifugal force acting on the
[0040]
In addition, when the vehicle travel position reaches just before entering the right curve with a predetermined speed or more and a predetermined curve radius or more while maintaining the neutral position shown in FIG. In response to an instruction from the device 46, the pendulum control
[0041]
When the vehicle enters a right curve and travels on a curved road, the center of gravity G of the
[0042]
When the vehicle passes through the curved road, the centrifugal force acting on the
[0043]
Therefore, the inclination of the
[0044]
In addition, the
[0045]
Furthermore, since the
[0046]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of invention. For example, in the above-described embodiment, the engagement means for restricting the relative movement of the
[0047]
【The invention's effect】
According to the railcar pendulum carriage of the present invention described above, a pair of rolling elements is provided in the vicinity of both sides in the recess formed by extending in the vehicle width direction on the pillow beam horizontally mounted on the pillow spring, Since the rolling element receiving members that are placed and supported on the rolling element are disposed on both sides of the lower surface of the armature, the gap between the pillow beam and the lower surface of the vehicle body can be reduced, and the pendulum carriage is secured while ensuring the pendulum operation. The height can be suppressed and downsizing can be obtained. In addition, by forming a recess opening upward at the center of the pillow beam in the vehicle width direction, the pillow beam has a front and rear wall portion and a side edge extending along the front and rear edges. Wall portions are formed, and while maintaining sufficient rigidity and strength by these wall portions, weight reduction due to the concave portions is brought about and weight reduction of the pendulum carriage is obtained.
[0048]
Further, the rolling element supported by the pillow beam and the rolling element receiving member provided on the lower surface of the vehicle body are provided with engaging means for restricting relative movement in the front-rear direction, so that the rolling element is guided by the fitting means and rolled on the rolling element. The moving body receiving member moves, and the pendulum operation in a smooth and stable state is ensured. In addition, the rolling element and the rolling element receiving member itself can transmit a load in the front-rear direction, and the load is transmitted from the pillow beam to the vehicle body via the rolling element and the rolling element receiving member, and is separately pulled between the pillow beam and the vehicle body. There is no need to provide a means, the structure of the part can be simplified, and the gap between the pillow beam and the vehicle body can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. Ru It is sectional drawing which shows the outline | summary of embodiment of the pendulum trolley | bogie for rail vehicles.
FIG. 2 is also a side view of FIG. 1;
FIG. 3 is also a plan view of FIG. 2;
4 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
5 is also a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. Ah The
FIG. 6 is also a pneumatic circuit diagram of the pendulum actuator.
FIG. 7 is an explanatory view of a main part fracture of a pillow beam showing an outline of the pulling device.
FIG. 8 is also an explanatory view of the pendulum operation, and is a cross-sectional view of a main part showing a right-tilt state.
FIG. 9 is also an explanatory view of the pendulum operation, and is a cross-sectional view of a main part showing a left inclined state.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an outline of a conventional railcar pendulum cart.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a conventional railcar pendulum cart.
[Explanation of symbols]
1 Pendulum cart
2 bogie frame
3 Side beams
4 Cross beams
6 axles
10 Pillow spring
20 Pendulum device
21 Pillow
25 recess
26 Stay
28 Support rollers (rolling elements)
28a Rolling surface
28b End face (engaging means)
29 Roller receiving member (rolling element receiving member)
29b side
29c bottom
30 Rolling surface
30a Flange (engaging means)
31 Pendulum actuator
33 Pendulum control cylinder
36 Pendulum suppression cylinder
40 Pendulum actuator pneumatic circuit
41 Low pressure air source
42 Strong pressure air source
43 Servo valve
44 Pendulum suppression cylinder control valve
45 Pendulum control cylinder control valve
46 Automatic control device
50 Traction equipment
52 Link bracket
53 Bracket
54 links
Claims (3)
前後方向に延在する一対の側梁及び該側梁間に架設された横梁を有する台車枠と、
上記各側梁上に設けられた一対の枕ばねと、
上記両枕ばね上に跨って横架されて上部中央部に車幅方向に延在して上方が開口する凹部が形成された枕梁と、
上記凹部内の両側近傍に前後方向に延在する回転軸心を有して回転自在に支持された一対の転動体と、
上記車体の下面両側に設けられて上記各転動体の転動面上に支持される円弧状の転動面を有する転動体受部材とを備え、
上記各転動体受部材は、
上部両側が車体の下面に取り付けられて車幅方向に延在する断面略逆ハット形状で、かつ下面に上記転動面が形成された下部は外方端に対し内方端が車体の下面からより離間するように傾斜し、
更に、少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が枕梁に連結され他端が上記車体の下面と一方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に連結されて車体の振子動作を制御する振子制御シリンダと、
少なくとも一部が枕梁の凹部内に進入可能で一端が車体の下面と他方の転動体受部材の下部との間に進入して車体下面または転動体受部材に固定されて他端が枕梁に当接して車体の振子動作を抑止する振子抑止シリンダとを備えた、
ことを特徴とする鉄道車両用振子台車。In a pendulum cart for a railway vehicle that tilts the vehicle body inside the curved road by a pendulum action when traveling on a curved road,
A carriage frame having a pair of side beams extending in the front-rear direction and a lateral beam laid between the side beams;
A pair of pillow springs provided on each side beam;
Pillow beams that are laid across the two pillow springs and that extend in the vehicle width direction in the upper central portion and have a recess that opens upward,
A pair of rolling elements rotatably supported with a rotation axis extending in the front-rear direction near both sides in the recess;
A rolling element receiving member provided on both sides of the lower surface of the vehicle body and having an arcuate rolling surface supported on the rolling surface of each rolling element;
Each rolling element receiving member is
The upper side is attached to the lower surface of the vehicle body and has a substantially inverted hat cross section extending in the vehicle width direction, and the lower surface in which the rolling surface is formed on the lower surface has an inner end from the lower surface of the vehicle body. Inclines to be more spaced apart,
Furthermore, at least a part can enter the recess of the pillow beam, one end is connected to the pillow beam, and the other end enters between the lower surface of the vehicle body and the lower portion of one of the rolling element receiving members to enter the lower surface of the vehicle body or the rolling element. A pendulum control cylinder connected to the receiving member to control the pendulum operation of the vehicle body;
At least a part can enter the recess of the pillow beam, one end enters between the lower surface of the vehicle body and the lower part of the other rolling element receiving member and is fixed to the lower surface of the vehicle body or the rolling element receiving member, and the other end is the pillow beam And a pendulum suppression cylinder that suppresses the pendulum movement of the vehicle body in contact with the
A pendulum trolley for railway vehicles.
上記凹部内の車幅方向中央部に立設すると共に前後に延在するステーを有し、
上記振子制御シリンダは、
一端が上記ステーに連結され他端が車体下面または転動体受部材に連結され、
上記振子抑止シリンダは、
一端が車体の下面と他方の転動体受部材の下部との間に進入して固定されて他端が上記ステーに当接することを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用振子台車。The above pillow beam
Having a stay standing in the vehicle width direction center in the recess and extending in the front-rear direction,
The pendulum control cylinder is
One end is connected to the stay and the other end is connected to the lower surface of the vehicle body or the rolling element receiving member.
The above pendulum suppression cylinder
Pendulum bogie for a railway vehicle according to claim 1 having one end and the other end is fixed to enter between the lower portion of the body of the lower surface and the other rolling element receiving member, characterized in that the contact to the stay.
車体の振子動作を許容する低圧力と車体の振子動作を抑止する高圧力とに切り換えられて作動制御されることを特徴とする請求項1または2に記載の鉄道車両用振子台車。The pendulum control cylinder is
The pendulum carriage for a railway vehicle according to claim 1 or 2 , wherein the operation is controlled by switching between a low pressure that allows the pendulum operation of the vehicle body and a high pressure that inhibits the pendulum operation of the vehicle body.
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