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

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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、逆方向へ走行不安定になる。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1、1が非駆動輪1、1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1、1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1、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。
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