JP4981004B2 - 鉄道端部車両の台車とそれを用いた鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の台車とそれを用いた鉄道車両に関し、詳しくは、前後の左右を４つの車輪によって、車輪の車軸とそれを軸受する軸箱、これら軸箱上の一次サスペンションを介し、左右の側梁の両端部で支持される台車枠を有し、前記側梁の両端部間に、車輪よりも低い低床通路部を持った車体を、この車体の車輪よりも高い高床非通路部で二次サスペンションを介し支持する車体支持部を備えた鉄道車両の台車と、この台車で支持した車両の２両が、先頭車両となって、支持する台車のない台車無し車両を吊持ち支持して連接した鉄道車両に関するものである。

このような鉄道車両の台車とそれを用いた鉄道車両は既に知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照。）。これら特許文献１、非特許文献１が開示している鉄道車両の台車とそれを用いた鉄道車両は、バリアフリーに対応するなどのために車体を低床化している。

そのために、特許文献１に開示のものは、前後左右の４つの車輪を個別のモータによってそれぞれ独立に駆動する方式を採用し、モータは側梁の外側に、車輪は側梁の内側に配置して、左右の車輪どうしは車軸で連結しない独立構造とすることにより、台車が支持する車両の床に、車輪間の幅を有して車輪の車軸の中心よりも低くなる低床通路部を設けられるようにし、この台車で支持した車両２両が、先頭車両となって、支持する台車のない台車無し車両を吊持ち支持して連接するのに併せ、台車無し車両を２両として、台車無し車両間を、前記台車で支持した中間車両にて吊持ち支持して連接し、全車輪を駆動輪にしている。

一方、非特許文献１に開示のものは、図４に示すように、特許文献１に開示の鉄道車両同様、台車ａ、ｂ、ｃで支持した先頭車両Ａ、Ｂ、中間車両Ｅと、先頭車両Ａ、中間車両Ｅ間に連接された台車無し車両Ｃと、中間車両Ｅ、先頭車両Ｂ間に連接された台車無し車両Ｄとを持った鉄道車両において、中間車両Ｅを支持する台車ｃが持つ前後左右の車輪ｃ１〜ｃ４を個別のモータｍ１〜ｍ４によって駆動する駆動輪とし、台車ａ、ｂの前後左右の車輪ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４は非駆動輪とし、台車ｃの車輪ｃ１〜ｃ４は左右の側梁ｃ５、ｃ６の内側に配し左右の車輪ｃ１、ｃ３間、ｃ２、ｃ４間を中間車両Ｅの低床通路部ｅ１とし、台車ａ、ｂの車輪ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４は左右の側梁ａ５、ａ６、ｂ５、ｂ６の外側に配し、左右の側梁ａ５、ａ６間、左右の側梁ｂ５、ｂ６間を先頭車両Ａ、Ｂの低床通路部Ａ１、Ｂ１としている。また、中間車両Ｅの低床通路部Ｅ１は各車輪ｃ１〜ｃ４に直結した各モータｍ１〜ｍ４の上に位置するので、車輪に邪魔されることはないが、各モータｍ１〜ｍ４の上の位置にならざるを得ず、これに他の先頭車両Ａ、Ｂ、台車無し車両Ｃ、Ｄの各低床通路部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１と同じ高さとし、先頭車両Ａ、Ｂの台車ａ、ｂの左右の車輪ａ１、ａ３どうし、ａ２、ａ４どうし、ｂ１、ｂ３どうし、ｂ２、ｂ４どうしは、それぞれ車軸ａ７、ａ８、ｂ７、ｂ８によって連結したものとしている。
特開平２００６−１４２９８７号公報 ＵＲＬ［ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｒｏｄｅｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｗｈａｔ／ｎｅｗ／ｐｄｆ／ｇｍ＿ｍａｘ＿ｐｒｅｓｓ＿２００４１１２２．ｐｄｆ］

しかし、特許文献１に開示のもののように先頭台車Ａ、Ｂの車輪を駆動輪とするのでは、配線を含めた全体の構造の複雑化、重量化を招き、結果として製造コスト、ランニングコストが高くつく。

これに対し、非特許文献１に開示のものはそのような問題はないし、台車ｃは、中間車両Ｅ１の低床通路部ｅ１の幅を左右の車輪ｃ１、ｃ２間、車輪ｃ３、ｃ４間に対応した大きさにできるが、側梁ｃ５、ｃ６間に２つの車輪ｃ１、ｃ３と、それらの駆動モータｍ１、ｍ３、および２つの車輪ｃ２、ｃ４と、それらの駆動モータｍ２、ｍ４を配置しなければならないので、台車幅が大きくなり重量化もする。また、台車ａ、ｂは、元来そうであったように車輪ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４の全てが側梁の内側に位置しているので、台車ａ、ｂの幅は拡大しないが、先頭車両Ａ、Ｂの低床通路部Ａ１、Ｂ１の幅は車輪ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４の内側に位置する左右の側梁Ａ５、Ａ６間に制限され小さくなる。従って、先頭車両Ａ、Ｂには運転席Ａ２、Ｂ２が左右の一方、一般には進行方向の右側に偏って乗降通路Ａ４、Ｂ４を残すように設けられ、その反対側に乗降口Ａ３、Ｂ３が設けられて、低床通路部Ａ１、Ｂ１が同じ高さで運転席Ａ２、Ｂ２側の乗降通路Ａ４、Ｂ４に繋がって乗降口Ａ３、Ｂ３に通じるが、低床通路部Ａ１、Ｂ１が狭く乗降の妨げになる。さらに、先頭車両Ａ、Ｂは図５に示すように先頭車両Ａ、Ｂ間に１つの台車無し車両Ｃを連接するタイプの鉄道車両とすれば駆動輪が無く走行できないし、先頭車両Ａ、Ｂの一方に台車ｃを採用して対応するのでは、台車ｃでの支持車両側に走行する場合は安定するが、逆方向への走行は不安定になる。これを先頭車両Ａ、Ｂの双方に台車ｃを採用するのでは特許文献１に開示する問題ある技術に近づいてしまう。

本発明の目的は、台車の大型化、重量化を抑えて、車両の３連接、５連接の別に関わらず正逆方向共に走行が安定し、先頭車両の運転席側の乗降通路Ａに繋がり乗降口に通じる低床通路部幅を大きくできる鉄道車両を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の鉄道車両の台車は、前後の左右を４つの車輪によって、当該４つの車輪のそれぞれと軸線を共有して延在する車軸を軸受する軸箱、当該軸箱上の一次サスペンションを介し、左右の側梁の両端部で支持される台車枠を有し、前記各側梁の両端部間に、車輪の中心よりも低い低床通路部を持った車体を、当該車体の車輪の中心よりも高い高床非通路部で二次サスペンションを介し支持する車体支持部を備えた鉄道車両の台車において、前記４つの車輪のうち前記前後の内の一方の２つの車輪を非駆動輪とし、他方の２つの車輪を駆動輪とし、前記駆動輪は、前記側梁の外側に配され、当該側梁の外側の駆動輪近くに前記軸線に直角な向きで横設されたモータに、前記車軸と前記側梁の外側で伝動機構を介しそれぞれ連結され、前記非駆動輪は前記側梁の内側に配されたことを特徴としている。

このような構成では、鉄道車両の台車が、台車枠の左右の側梁の両端部で前後左右の車輪によって、車軸、軸箱、一次サスペンションを介し支持されて、側梁の両端部間で二次サスペンションを介し車輪よりも低い低床通路部を持った車体を、この車体の車輪の中心よりも高い高床非通路部で支持し駆動車とするのに、前後方向の一方の左右の車輪を駆動輪とするが、他方の左右の車輪を非駆動輪とするので、構造の複雑さ、大きさ、重量が低減して、しかも、この台車で車体を支持して先頭車両とし、この先頭車両とした２両間に１つの台車無し車両を連接した３連接、２つの台車無し車両とそれらの間を連接する台車で支持した中間車両を連接した５連接、といった連接数にかかわらず、前後方向のどちらにも一方の先頭車による牽引と他方の先頭車による押動との組み合わせで安定走行させられ、両先頭車両の台車の駆動輪と非駆動輪を前後方向で対称配置にすると、走行の前後方向の違いによる安定走行の差を無くせる。また、左右の駆動輪、左右のモータ、左右の側梁の配置につき、非特許文献１に開示された図４に示す中間車両Ｅの台車ｃでの配置例を踏襲して駆動輪が非駆動輪よりも先頭車両の先端側に位置するように用いることで、先頭車両の低床通路部が左右の側梁間に対応する大きな幅で、左右方向で偏った運転席側から反運転席側の乗降口に通じた乗降通路に繋がるようにすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、駆動輪およびモータが側梁の外側に前後に並んで位置して、これら三者が左右方向に重ならないので、台車の左右幅を低減でき、左右駆動輪の内側に位置した側梁間が狭くなるのを抑えやすく、モータはもとより車軸なしにもすることができ、低床通路部幅を小さくせず、また低くするのに好適である。また、モータと駆動輪とを伝動機構を介し連結するので、伝動機構により動作向きを変換するのに加え、回転数の増減速、側梁に固定したモータに対する駆動輪の上下変動の吸収などができる。併せ、標準軌で駆動輪間を車軸で連結することなく邪魔モーメントを打ち消すことができるし、左右駆動輪の駆動に差を持たせるのにも好都合である。

このような構成では、上記に加え、さらに、非駆動輪が側梁の内側に位置していることにより、非駆動輪を駆動輪よりも台車が支持した先頭車両の先端側に位置するように用いることで、先頭車両の低床通路部を側梁分だけの台車枠幅の拡張に抑えて非駆動輪間に対応した大きな幅で、左右方向で偏った運転席側から反運転席側の乗降口に通じた乗降通路に繋がるようにすることができる。

本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限りにおいて種々な組合せで複合して採用することができる。

本発明の鉄道車両の台車によれば、台車枠の左右の側梁の両端部で前後左右の車輪によって一次サスペンションを介し支持され、側梁の両端部間で二次サスペンションを介し車輪の中心よりも低い低床通路部を持った車体を車輪よりも高い高床非通路部で支持して自走できる駆動車とするのを、前後一方の左右の車輪を駆動輪として実現し、他方の左右の車輪を非駆動輪とすることで構造の複雑さ、大きさ、重量、製造・ランニング両コストが低減して、しかも、この台車で車体を支持した先頭車両２両間に１つの台車無し車両を連接した３連接、２つの台車無し車両とそれらの間を連接する台車で支持した中間車両を連接した５連接、といった連接数の別なく、前後方向のどちらにも一方の先頭車による牽引と他方の先頭車による押動との組み合わせで安定走行させられる。また、左右の駆動輪、左右のモータ、左右の側梁の配置につき、非特許文献１に開示された図４に示す中間車両Ｅの台車ｃでの配置例を踏襲して駆動輪が非駆動輪よりも先頭車両の先端側に位置するように用いることで、先頭車両の低床通路部が左右の側梁間に対応する大きな幅で、左右方向で偏った運転席側から反運転席側の乗降口に通じた乗降通路に繋がるようにして、乗降がスムーズに行われるようにすることができる。

上記に加え、さらに、駆動輪およびモータが側梁の外側に前後に並んで位置して三者が左右方向に重ならないようにすることで、台車の左右幅を低減して、大型化を抑えながら左右駆動輪の内側の位置する側梁間が狭くならず、かつ、モータはもとより車軸も邪魔しないものとして、車体の低床通路部を小さくせず、かつより低くできる。また、モータと駆動輪との伝動機構を介した連結で動作向きの変換、増減速、側梁上固定モータに対する駆動輪の上下変動の吸収ができ、設計自由度が高まるし、標準軌で駆動輪間を車軸で連結することなく邪魔モーメントを打ち消すことができ左右駆動輪の駆動に差を持たせてカーブなどに対応するのにも好都合である。

上記に加え、さらに、非駆動輪が側梁の内側に位置し、非駆動輪を駆動輪よりも台車が支持した先頭車両の先端側に位置することで、台車幅を特に大きくすることなく先頭車両の低床通路部を側梁分だけの台車枠幅の拡張に抑えて非駆動輪間に対応した大きな幅で、左右方向で偏った運転席側から反運転席側の乗降口に通じた乗降通路に繋がり、乗降をスムーズすることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る鉄道車両の台車とこれを用いた鉄道車両について図１〜図３を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明および図示は、本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載内容を限定するものではない。

図１、図２に示す例、図３に示す例のように、本実施の形態の鉄道車両の台車１０は、前後の左右を４つの車輪１２〜１５によって、それぞれの車軸１６とそれらを軸受する軸箱１７、これら軸箱１７上の一次サスペンション１８を介し、左右の側梁１９、２０の両端部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂで支持される台車枠２１を有している。また、各側梁１９、２０の両端部１９ａ、２０ａ間、１９ｂ、２０ｂ間に、車輪１２〜１５の中心よりも低い低床通路部２２ａを持った車体２２を、この車体２２の車輪１２〜１５よりも高い高床非通路部２２ｂで二次サスペンション２３を介し支持する車体支持部１９ｃ、２０ｃを備え、支持した車体２２と併せ鉄道車両２４を構成している。特に、台車１０において、前後方向の一方の左右の車輪１４、１５を非駆動輪、他方の左右の車輪１２、１３を駆動輪とし、駆動輪は個別のモータ２６、２７に連結したものとしている。なお、一次サスペンション１８、二次サスペンション２３共に、その構造や数は特に限定されない。サスペンション構造としては既に知られるものでよく、代表的にはゴム、空気、コイルばねの単独方式、それらの複合方式がある。

以上のように、台車１０が、台車枠２１の左右の側梁１９、２０の両端部１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂで前後左右の車輪１２〜１５によって、軸箱１７、一次サスペンション１８を介し支持されて、側梁１９、２０の両端部１９ａ、１９ｂとの間、２０ａ、２０ｂとの間で二次サスペンション２３を介し車輪１２〜１５の中心よりも低い低床通路部２２ａを持った車体２２を、この車体２２の車輪１２〜１５よりも高い高床非通路部２２ｂで支持して構成した車両２４を駆動車とすることができる。特に、前後方向の一方の左右の車輪１２、１３を駆動輪としてこのように車両２４を駆動車とすることを実現しながら、他方の左右の車輪１４、１５を非駆動輪とするので、構造の複雑さ、大きさ、重量が低減して、製造・ランニング両コストも抑えられる上、この台車１０で車体２２を支持して図３の例で示すような先頭車両Ａ、Ｂとし、この先頭車両Ａ、Ｂとした２両間に１つの台車無し車両Ｃを連接した３連接、２つの台車無し車両とそれらの間を連接する台車で支持した中間車両を連接した５連接、といった連接数にかかわらず、前後方向のどちらにも一方の先頭車ＡまたはＢによる牽引と他方の先頭車ＢまたはＡによる押動との組み合わせで安定走行させられる。この場合、両先頭車両Ａ、Ｂの台車の駆動輪１２、１３と非駆動輪１４、１５を図３に示すように前後方向で対称配置にすると、走行の前後方向の違いによる安定走行の差を無くせる。また、左右の駆動輪１２、１３、左右のモータ２６、２７、左右の側梁１９、２０の配置につき、非特許文献１に開示された図４に示す中間車両Ｅの台車ｃでの配置例を踏襲して、図３に示す例のように駆動輪１２、１３が非駆動輪１４、１５よりも先頭車両Ａ、Ｂの先端側に位置するように用いることで、先頭車両Ａ、Ｂの低床通路部３１が左右の側梁１９、２０間に対応する大きな幅で、左右方向で偏った運転席３２側から反運転席側の乗降口３３に通じた乗降通路３４に繋がるようになり、乗降をスムーズにすることができる。

図１、図２に示す例では、また、駆動輪１２、１３は、側梁１９、２０の外側に配し、モータ２６、２７は、側梁の外側の駆動輪１２、１３近くにその軸線に直角な向きで横設されて、駆動輪１２、１３から側梁１９、２０の外側に突出した車軸１６と伝動機構２５を介し連結している。このようにすると駆動輪１２、１３およびモータ２６、２７が側梁１９、２０の外側に位置して前後方向に並び、これら三者が左右方向に重ならないので、台車１０の左右幅を低減でき、図１に示すように左右駆動輪１２、１３の内側に位置した側梁１９、２０間が狭くなるのを抑えやすく、モータ２６、２７はもとより、車軸１６も連結部なしにすることができ、低床通路部２２ａを大きく、また低くするのに好適で、車軸１６による駆動輪１２、１３の連結の省略でそれら車輪１２、１３の中心よりも低くすることができる。また、モータ２６、２７と駆動輪１２、１３とを伝動機構２５を介し連結するので、伝動機構２５により動作向きを変換するのに加え、回転数の増減速、側梁１９、２０に固定したモータ２６、２７に対する駆動輪１２、１３の上下変動の吸収などができる。併せ、標準軌で駆動輪１２、１３間を車軸１６で連結することなく邪魔モーメントを打ち消すことができるし、左右駆動輪１２、１３の駆動に差を持たせてカーブに対応した走行をするのにも好都合である。

図１、図２に示す例では、さらに、非駆動輪１４、１５は側梁１９、２０の内側に配し、側梁１９、２０の駆動輪１２、１３側の車体支持部１９ｃ１、２０ｃ１は、モータ２６、２７の上に被さって設け、側梁１９、２０の非駆動輪１４、１５側の車体支持部１９ｃ２、２０ｃ２は、駆動輪１２、１３側の車体支持部１９ｃ、２０ｃと非駆動輪１４、１５側の端部１９ｂ、２０ｂとの間に車輪１２〜１５よりも低い高さで設けたものとしてある。このように、非駆動輪１４、１５が側梁１９、２０の内側に位置していることにより、図１に示すように非駆動輪１４、１５を駆動輪１２、１３よりも台車１０が支持した先頭車両２４の先端側に位置するように用いることで、先頭車両２４の低床通路部２２ａを側梁１９、２０分だけの台車枠幅の拡張に抑えて非駆動輪１４、１５間に対応した大きな幅で、左右方向で偏った運転席３２側から反運転席３２側の乗降口３３に通じた乗降通路３４に繋がるようにして、乗降をスムーズにすることができる。

ここに、本実施の形態の台車１０は、図１、図２に示す例や、図３に示す例で説明した各種構成を有して、これが支持した車両２４の２両が、先頭車両となって、支持する台車のない台車無し車両Ｃまたは、台車無し車両Ａ、Ｂ・・を吊持ち支持して連接する鉄道車両を提供する。図１、図２に示す例の台車１０では、それぞれの非駆動輪１４、１５は駆動輪１２、１３よりも車両先端側に位置し、各非駆動輪１４、１５間の前記低床通路部２２ａが、同じ高さで、各先頭車両２４における運転席３２側の乗降通路３４に繋がって、左右一方側に寄った運転席３２の反対の側に位置する乗降口３３に通じている構成の鉄道車両を提供する。あるいは、図３に示す例の台車１０では、それぞれの駆動輪１２、１３は非駆動輪１４、１５よりも車両先端側に位置し、各駆動輪１２、１３間の前記低床通路部３１が、同じ高さで、各先頭車両２４における運転席３２側の乗降通路３４に繋がって後、左右一方側に寄った運転席３２の反対の側に位置する乗降口３３に通じている鉄道車両を提供している。

本発明は鉄道車の台車およびこれを用いた鉄道車両に実用して、台車の構造、大きさ、重量、製造・ランニング両コストを低減して、しかも、台車が支持し先頭車両とする車体の左右の車輪間または側梁間により制限される低床通路部が運転席側の乗降通路により拡張した左右幅で繋がり乗降しやすくすることができる。

本発明の実施の形態に係る鉄道車両の台車とこれを用いた鉄道の先頭車両を示す概略平面図である。 図１の側面図である。 図１の台車の一部を図４の台車の踏襲技術で代替して先頭車両としたときの概略平面図である。 非特許文献１で知られる係る鉄道車両の台車とこれを用いた鉄道車両を示す概略平面図である。 図４に示す先頭車両の台車で車体を支持して先頭車両の２両間に１つの台車無し車両を連接した場合の鉄道車両例を示す概略平面図である。

符号の説明

１０ 台車
１２〜１５ 車輪
１６ 車軸
１７ 軸箱
１８ 一次サスペンション
１９、２０ 側梁
１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ 端部
１９ｃ、２０ｃ、１９ｃ１、１９ｃ２、２０ｃ１、２０ｃ２ 車体支持部
２１ 台車枠
２２ 車体
２２ａ 低床通路部
２２ｂ 高床非通路部
２３ 二次サスペンション
２４ 鉄道車両
２５ 伝動機構
２６、２７ モータ
２２ａ、３１ 低床通路部
３２ 運転席
３３ 乗降口
３４ 乗降通路

Claims (2)

1. 前後の左右を４つの車輪によって、当該４つの車輪のそれぞれと軸線を共有して延在する車軸を軸受する軸箱、当該軸箱上の一次サスペンションを介し、左右の側梁の両端部で支持される台車枠を有し、前記各側梁の両端部間に、車輪の中心よりも低い低床通路部を持った車体を、当該車体の車輪の中心よりも高い高床非通路部で二次サスペンションを介し支持する車体支持部を備えた鉄道車両の台車において、
   前記４つの車輪のうち前記前後の内の一方の２つの車輪を非駆動輪とし、他方の２つの車輪を駆動輪とし、
   前記駆動輪は、前記側梁の外側に配され、当該側梁の外側の駆動輪近くに前記軸線に直角な向きで横設されたモータに、前記車軸と前記側梁の外側で伝動機構を介しそれぞれ連結され、
   前記非駆動輪は前記側梁の内側に配されたことを特徴とする鉄道車両の台車。
2. 請求項１に記載の鉄道車両の台車で支持した車両の２両が、先頭車両となって、支持する台車のない台車無し車両を吊持ち支持して連接し、前記先頭車両それぞれの非駆動輪は駆動輪よりも車両先端側に位置し、各非駆動輪間の前記低床通路部が、同じ高さで、各先頭車両における運転席側の乗降通路に繋がって、左右一方側に寄った運転席の反対の側に位置する乗降口に通じていることを特徴とする鉄道車両。