JP5254058B2 - Shaft box support device - Google Patents

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JP5254058B2 JP2009010313A JP2009010313A JP5254058B2 JP 5254058 B2 JP5254058 B2 JP 5254058B2 JP 2009010313 A JP2009010313 A JP 2009010313A JP 2009010313 A JP2009010313 A JP 2009010313A JP 5254058 B2 JP5254058 B2 JP 5254058B2
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Description

本発明は、鉄道車両の車体を支持してレール上を走行する鉄道車両用台車の軸箱支持装置に関する。   The present invention relates to an axle box support device for a railway vehicle carriage that supports the vehicle body of the railway vehicle and travels on the rail.

鉄道車両が曲線を通過する場合、外軌側車輪においては車輪直径の大きな部分がレール上を接触回転するとともに内軌側車輪においては車輪直径の小さな部分がレール上を接触回転し、この車輪直径差によって外軌と内軌とのレール長短差を補っている。
ところが、このような曲線走行時においては車輪の転走方向が曲線の接触方向と一致しておらず、このため車輪フランジとレールの車輪フランジ接触面との間にはアタックアングルと称する角度が生じ、これに起因する応力と車両の遠心力のため車輪とレール間には横圧が発生する。
When the railway vehicle passes through a curve, a portion with a large wheel diameter rotates on the rail on the outer gauge side wheel, and a portion with a small wheel diameter rotates on the rail on the inner gauge side wheel. The difference compensates for the rail length difference between the outer and inner gauges.
However, during such a curved run, the rolling direction of the wheel does not coincide with the contact direction of the curved line, so that an angle called an attack angle occurs between the wheel flange and the wheel flange contact surface of the rail. Lateral pressure is generated between the wheel and the rail due to the stress caused by this and the centrifugal force of the vehicle.

上記のような横圧が生じるとレールが押し広げられたり磨耗の進行が早まることでメンテナンスコストが増大し、さらに車輪とレール間のキシミ音が発生するという問題が生じる。また、この横圧は曲線走行時の速度が大きいほど顕著となる一方、目的地までの到達時間短縮のためには曲線走行速度の向上が望まれている。   When the lateral pressure as described above is generated, the rail is pushed and the progress of wear increases, so that the maintenance cost is increased, and further, a squeak noise between the wheel and the rail is generated. In addition, the lateral pressure becomes more pronounced as the speed at the time of curve traveling increases, while improvement of the curve traveling speed is desired in order to shorten the arrival time to the destination.

これに対応すべく、特許文献1には、車両に搭載された制御装置によって制御されるシリンダー等の移動装置が軸箱を車両進行方向前方あるいは後方に移動させる鉄道車両用車輪操舵装置が提案されている。
この装置においては、車両の曲線走行時に、外軌側の軸箱の移動装置には前輪‐後輪間の距離を伸張させる操舵指令が入力され、内軌側の軸箱の移動装置には前輪‐後輪間の距離を短縮させる操舵指令が入力される。これによって車輪の転向方向が曲線の接線方向に接近して横圧の低減を図ることができる。
In order to cope with this, Patent Document 1 proposes a wheel steering device for a railway vehicle in which a moving device such as a cylinder controlled by a control device mounted on the vehicle moves the axle box forward or backward in the vehicle traveling direction. ing.
In this device, when the vehicle is traveling in a curved line, a steering command for extending the distance between the front wheels and the rear wheels is input to the outer rail-side axle box moving device, and the inner-rail side axle box moving device receives the front wheel. -A steering command for shortening the distance between the rear wheels is input. As a result, the turning direction of the wheel approaches the tangential direction of the curve, and the lateral pressure can be reduced.

また、特許文献2には、軸箱側に連結される軸箱側部材と台車側に連結される台車側部材とを車両進行方向に相対変位可能に接続して連結手段を構成するとともに、軸箱側部材と台車側部材との距離を短縮する方向に付勢する戻しバネ及び伸張する方向に付勢する空気バネとを設け、さらに、車両の曲線通過時に空気バネの内圧を増大する制御手段を設けた軸箱支持装置が提案されている。
この軸箱支持装置によれば、車両の直線走行時においては戻しバネにより軸箱側部材と台車側部材とが接近して引張荷重に対する剛性が増大し、走行安定性の向上が図られる。また、車両の曲線走行時においては外軌側の空気バネの内圧を増大させる操舵指令が制御手段より入力されることで、軸箱側部材と台車側部材との距離が離間して輪軸の操舵を行うことができる。さらにこの際、連結手段の剛性が低下することで該連結手段がより伸張し易くなるため、輪軸の操舵を一層円滑に行うことができ、曲線通過性能を向上させることが可能となる。
Further, in Patent Literature 2, a shaft box side member connected to the shaft box side and a cart side member connected to the cart side are connected so as to be relatively displaceable in the vehicle traveling direction to constitute a coupling means, and the shaft Control means for providing a return spring for biasing in a direction for shortening the distance between the box side member and the carriage side member and an air spring for biasing in a direction for extending, and further increasing the internal pressure of the air spring when passing through the curve of the vehicle An axle box support device provided with the above has been proposed.
According to this axle box support device, when the vehicle travels in a straight line, the axle box side member and the carriage side member approach each other by the return spring, and the rigidity against the tensile load increases, thereby improving running stability. In addition, when the vehicle is traveling in a curved line, a steering command for increasing the internal pressure of the air spring on the outer gauge side is input from the control means, so that the distance between the axle box side member and the carriage side member is increased and the wheel shaft is steered. It can be performed. Further, at this time, since the rigidity of the connecting means is reduced, the connecting means is more easily extended. Therefore, the wheel shaft can be steered more smoothly, and the curve passing performance can be improved.

特開平1−132463号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-132463 特開2008−247173号公報JP 2008-247173 A

ところで、上記従来の技術においては、制御装置による右曲がりもしくは左曲がりのいずれかの操舵指令によって、これら操舵指令に対応した曲がり方向への曲線通過性能が向上させられる。しかしながら、万一、逆操舵の指令が入力された場合、即ち、右曲がりにもかかわらず左曲がりの操舵指令がなされ、もしくは左曲がりにもかかわらず右曲がりの操舵指令がなされた場合、アタックアングルが大きくなり横圧が増加してしまうという問題がある。   By the way, in the above conventional technique, the curve passing performance in the bending direction corresponding to these steering commands is improved by the steering command of either the right turn or the left turn by the control device. However, if a reverse steering command is input, that is, if a left turn steering command is made despite a right turn, or if a right turn steering command is made despite a left turn, the attack angle There is a problem that the lateral pressure increases due to an increase in the pressure.

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、逆操舵の指令が入力された場合であっても横圧の増加を抑制し、安定した曲線通過性能を実現することが可能な軸箱支持装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and even when a reverse steering command is input, an increase in lateral pressure can be suppressed and stable curve passing performance can be realized. An object is to provide a shaft box support device.

前記課題を解決するために以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る軸箱支持装置は、鉄道車両用台車の前輪及び後輪の輪軸両端部に設けられる軸箱を、車両の進行方向に沿って延在する連結手段によって該台車の台車枠に対してそれぞれ支持する軸箱支持装置であって、前記連結手段は、前記軸箱に取り付けられる軸箱側部材と、前記台車枠に取り付けられ、前記軸箱側部材に対して前記車両の進行方向に相対変位可能に接続された台車側部材と、前記軸箱側部材と前記台車側部材との間に設けられ、これら軸箱側部材と台車側部材とを接近させる圧縮力Fsを発生する戻しバネと、前記軸箱側部材と前記台車側部材との間に設けられ、供給される内圧に応じてこれら軸箱側部材と台車側部材とを離間させる伸張力Fpを発生する空気バネと、前記車両の曲線走行時に、少なくとも外軌側の前記空気バネに所定の内圧を供給して該空気バネの伸張力Fpを増大する空気バネ制御手段とを備え、該空気バネ制御手段が、内軌側を走行する前輪がレールから受ける車両進行方向に沿った外力Finに対して、

Figure 0005254058
の関係が成り立つように、前輪側における外軌側及び内軌側のそれぞれの前記空気バネに供給する前記内圧を制限し、前記空気バネによる伸張力Fpが後輪側に比べて前輪側において小さくなるように、前記空気バネに前記内圧を供給する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the following means are proposed.
In other words, the axle box support device according to the present invention provides a carriage frame of the carriage by connecting means extending along the traveling direction of the axle boxes provided at both ends of the axles of the front and rear wheels of the railway vehicle carriage. And the connecting means is attached to the axle box side member attached to the axle box and the bogie frame, and the vehicle travels relative to the axle box side member. A cart-side member connected to be capable of relative displacement in a direction, and a compression force Fs provided between the axle box-side member and the cart-side member and causing the axle box-side member and the cart-side member to approach each other. A return spring, an air spring that is provided between the axle box side member and the carriage side member and generates an extension force Fp that separates the axle box side member and the carriage side member according to the supplied internal pressure; , At least when the vehicle is traveling in a curved line An air spring control means for supplying a predetermined internal pressure to the air spring to increase the extension force Fp of the air spring, and the air spring control means receives the front wheel traveling on the inner track side from the rail in the vehicle traveling direction For external force Fin along
Figure 0005254058
So that the internal pressure supplied to the air springs on the outer race side and the inner race side on the front wheel side is limited, and the extension force Fp by the air spring is smaller on the front wheel side than on the rear wheel side. As described above, the internal pressure is supplied to the air spring .

曲線走行時の際には、外軌側の前輪に対して、車両進行方向前方へ向かっての外力Fout、即ち、前輪を台車側部材から離間させる方向への外力Foutがレールから与えられる。一方、内軌側の前輪に対しては、車両進行方向後方へ向かっての外力Fin、即ち、前輪を台車側部材に接近させる外力Finがレールから与えられる。
本発明の支軸箱支持装置においては、前輪側における外軌側及び内軌側のそれぞれの空気バネの伸張力Fが、戻しバネによる圧縮力Fと内軌側の前輪がレールから受ける外力Finとの和以下となるように、それぞれの空気バネに供給される内圧が制限されることから、逆操舵の指令が入力された場合であっても前輪側の連結手段が上記圧縮力に逆らって伸張することはない。よって、逆操舵の場合における横圧の発生を防止することができる。
During the time of cornering, to the front of the outer rail side, the external force F out of toward the vehicle forward traveling direction, i.e., the external force F out in the direction to separate the front wheel from the carriage member is provided from the rail . On the other hand, an external force F in toward the rear in the vehicle traveling direction, that is, an external force F in causing the front wheel to approach the carriage side member is applied to the front wheel on the inner track side from the rail.
In the support box support device of the present invention, the extension force F p of the air spring on the outer track side and the inner track side on the front wheel side is received by the compression force F s by the return spring and the front wheel on the inner track side from the rail. to be equal to or less than the sum of the external force F in, since the internal pressure supplied to each of the air springs is limited, even if the command for reverse steering has been input connecting means of the front wheel side the compression force It will not stretch against it. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of lateral pressure in the case of reverse steering.

車両の曲線走行時においては、上述のように、外軌側の前輪には車両進行方向前方へ向かっての外力Foutが与えられる。よって、外軌側の前輪においては空気バネによる伸張力Fが小さくとも上記外力Foutのサポートを受けることにより容易に伸張してアタックアングルを小さくすることができる。
これを踏まえて、本発明の軸箱支持装置においては、前輪側の空気バネによる伸張力Fが後輪側に比べて小さくされていることから、その分だけ供給する内圧を低減させてエネルギーの効率化を図ることができる。
When the vehicle is traveling in a curved line, as described above, the front wheel on the outer track side is given an external force F out forward in the vehicle traveling direction. Therefore, in front of the curve outside it can be easily stretched to reduce the attack angle by receiving support stretching force F p with small the external force F out by the air spring.
In light of this, in the axle box support device of the present invention, since the stretching force F p by the front wheel side of the air spring is smaller than the rear wheel side reduces the pressure supplied by that amount energy Can be made more efficient.

本発明に係る軸箱支持装置によれば、空気バネに供給される内圧を一定量以下に制限することにより、逆操舵の指令が入力された場合であっても連結部が伸張することがない。したがって、逆操舵の場合であっても横圧の増加を抑制し、安定した曲線通過性能を実現することが可能となる。   According to the axle box support device of the present invention, the internal pressure supplied to the air spring is limited to a certain amount or less, so that the connecting portion does not expand even when a reverse steering command is input. . Therefore, even in the case of reverse steering, it is possible to suppress an increase in lateral pressure and realize a stable curve passing performance.

実施形態に係る軸箱支持装置を備えた鉄道車両用台車の側面図である。It is a side view of the railcar bogie provided with the axle box support device concerning an embodiment. 実施形態に係る軸箱支持装置の側断面図である。It is a sectional side view of the axle box support device concerning an embodiment. 曲線走行時の際にレールより各車輪に与えられる外力を説明する平面図である。It is a top view explaining the external force given to each wheel from a rail at the time of curve running. 軸箱支持装置の動作を説明する側断面図である。It is a sectional side view explaining operation | movement of an axle box support apparatus. 空気バネ制御装置の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation | movement of an air spring control apparatus. 外軌側前輪及び内軌側前輪を操舵する場合における(a)空気バネに供給される内圧、(b)連結手段の伸び、(c)横圧である。(A) the internal pressure supplied to the air spring, (b) the extension of the connecting means, and (c) the lateral pressure when steering the outer gauge side front wheel and the inner gauge side front wheel. 外軌側前輪及び外軌側後輪を操舵する場合における(a)空気バネに供給される内圧、(b)連結手段の伸び、(c)横圧である。(A) the internal pressure supplied to the air spring, (b) the extension of the connecting means, and (c) the lateral pressure when steering the outer gauge side front wheel and the outer gauge side rear wheel.

以下、本発明に係る軸箱支持装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は実施形態に係る軸箱支持装置を備えた鉄道車両用台車の側面図、図2は実施形態に係る軸箱支持装置の側断面図である。
なお、以下の説明では、通常の鉄道車両技術と同様に、レールの長手方向(車両の進行方向)を前後方向、軌道面におけるレール長手方向と直交する方向を左右方向(車幅方向)、軌道面に垂直な鉛直方向を上下方向と称する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an axle box support device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view of a railcar bogie equipped with an axle box support device according to the embodiment, and FIG. 2 is a side sectional view of the axle box support device according to the embodiment.
In the following description, the rail longitudinal direction (vehicle traveling direction) is the front-rear direction, the direction perpendicular to the rail longitudinal direction on the track surface is the left-right direction (vehicle width direction), and the track A vertical direction perpendicular to the surface is referred to as an up-down direction.

図1に示すように、台車1は、台車枠10と、台車空気バネ20と、輪軸30と、軸箱40と、軸箱支持装置50とから概略構成されている。   As shown in FIG. 1, the carriage 1 is schematically configured by a carriage frame 10, a carriage air spring 20, a wheel shaft 30, a shaft box 40, and a shaft box support device 50.

台車枠10は、台車1のベースとなる構造部材であって、左右一対の側ばり、これら側ばりを中央に接続する横ばり等から構成されている。該台車枠10上には、台車空気バネ20及び牽引装置等の車体支持装置を介して車体(図示省略)が取り付けられる。   The bogie frame 10 is a structural member serving as a base of the bogie 1, and includes a pair of left and right side beams, a side beam that connects these side beams to the center, and the like. A vehicle body (not shown) is mounted on the vehicle frame 10 via a vehicle body support device such as a vehicle air spring 20 and a traction device.

台車空気バネ20は、上記台車枠10と車体との間に設けられて該車体を弾性支持するものである。この台車空気バネ20は、台車1の左右に例えば一対が設けられ、台車枠10の左右の側ばりの上部にそれぞれ固定支持されている。   The carriage air spring 20 is provided between the carriage frame 10 and the vehicle body and elastically supports the vehicle body. For example, a pair of carriage air springs 20 are provided on the left and right sides of the carriage 1 and are fixedly supported on upper portions of left and right side beams of the carriage frame 10.

輪軸30は、略円盤状をなす2枚の車輪31を車軸32に圧入して組み立てたものであって、台車1の前部及び後部に互いに車軸32が平行となるように一対が設けられている。
また、軸箱40は、輪軸30の車軸32の両端部にそれぞれ設けられて該輪軸30を回動可能に支持するものであって、車軸32をその軸線回りに回転可能に支持する軸受、該軸受を収容する軸箱体、及び潤滑装置等を備えて構成されている。
The wheel shaft 30 is assembled by press-fitting two substantially disc-shaped wheels 31 into an axle 32, and a pair is provided at the front and rear portions of the carriage 1 so that the axles 32 are parallel to each other. Yes.
The axle box 40 is provided at each end of the axle 32 of the wheel axle 30 to support the axle 30 so as to be rotatable, and the bearing supports the axle 32 so as to be rotatable about its axis. A shaft box body that accommodates the bearing, a lubrication device, and the like are provided.

軸箱支持装置50は、軸箱40を台車枠10に対して位置決めして弾性支持する装置である。この軸箱支持装置50は、軸バネ51、ダンパ52及び連結手段60を備えており、本実施形態においては連結手段60としてモノリンク式のものが採用されている。   The axle box support device 50 is an apparatus for positioning and elastically supporting the axle box 40 with respect to the carriage frame 10. The shaft box support device 50 includes a shaft spring 51, a damper 52, and a connecting means 60. In this embodiment, a monolink type is adopted as the connecting means 60.

軸バネ51は、軸箱40の上部と台車枠10の下部とにわたって設けられており、上下方向の荷重を支持している。
また、ダンパ52は、軸箱40の側部と台車枠10との間に設けられており、軸箱40が台車枠10に対して上下方向に変位した際に減衰力を発生させて振動を低減させるものである。
The shaft spring 51 is provided across the upper part of the axle box 40 and the lower part of the carriage frame 10 and supports a load in the vertical direction.
The damper 52 is provided between the side portion of the axle box 40 and the carriage frame 10, and generates a damping force and vibrates when the axle box 40 is displaced in the vertical direction with respect to the carriage frame 10. It is to reduce.

そして、連結手段60は、台車枠10と軸箱40との間に前後方向に沿って設けられており、これら台車枠10及び軸箱40に対して両端部がそれぞれピン継手によって揺動可能に接続されている。上記台車枠10における連結手段60との接続部11は、軸箱40に対して台車枠10の前後方向における略中央部よりの位置に配置されている。この連結手段60は、その一端部がこの接続部11に連結されるとともに、他端部が軸箱40の接続部41に連結されている。   And the connection means 60 is provided along the front-back direction between the trolley frame 10 and the axle box 40, and both ends can be rocked by pin joints with respect to the trolley frame 10 and the axle box 40, respectively. It is connected. The connection part 11 with the connection means 60 in the cart frame 10 is disposed at a position from the substantially central part in the front-rear direction of the cart frame 10 with respect to the axle box 40. One end of the connecting means 60 is connected to the connecting portion 11, and the other end is connected to the connecting portion 41 of the axle box 40.

連結手段60は、詳しくは図2に示すように、軸箱40側に接続される軸箱側部材70と、台車枠10側に接続されて軸箱側部材70に対して連結手段60を伸縮させる方向(即ち、前後方向)に相対移動する台車側部材80と、円筒ゴムブッシュ90と、戻しバネ100と、空気バネ110とを備えている。   As shown in FIG. 2 in detail, the connecting means 60 is connected to the axle box side member 70 connected to the axle box 40 side, and is connected to the carriage frame 10 side to extend and contract the connecting means 60 relative to the axle box side member 70. A carriage side member 80, a cylindrical rubber bush 90, a return spring 100, and an air spring 110 that are relatively moved in the direction of movement (ie, the front-rear direction) are provided.

上記軸箱側部材70は、軸部71、フランジ72、ブッシュ保持部73、軸箱側ブッシュ74、ストッパ75、ナット部76を備えている。   The axle box side member 70 includes an axis portion 71, a flange 72, a bush holding portion 73, an axle box side bush 74, a stopper 75, and a nut portion 76.

軸部71は、連結手段60の長手方向に沿って延在する円柱状の部材であって、その軸箱40側(図2における左側)の端部には、該軸部71の軸線Oを中心として径方向外側に鍔状に張り出す円盤状のフランジ72が設けられている。   The shaft portion 71 is a cylindrical member extending along the longitudinal direction of the connecting means 60, and the axis O of the shaft portion 71 is provided at the end of the shaft box 40 side (left side in FIG. 2). A disk-shaped flange 72 is provided as a center and projects in the shape of a bowl outward in the radial direction.

このフランジ72の軸箱40側を向く面には、この面から突き出すようにしてブッシュ保持部73が形成されており、該ブッシュ保持部73の側面には軌道面において上記軸線Oと直交する方向、即ち車軸32の延在方向と平行な方向に向けて貫通孔73aが形成されている。   A bush holding portion 73 is formed on the surface of the flange 72 facing the axle box 40 so as to protrude from the surface, and the side surface of the bush holding portion 73 is in a direction perpendicular to the axis O on the raceway surface. That is, a through hole 73 a is formed in a direction parallel to the extending direction of the axle 32.

そして、この貫通孔73aには、ブッシュ保持部73に対して軸箱40を弾性支持する軸箱側ブッシュ74が圧入されている。この軸箱側ブッシュ74は、略円筒状をなして上記貫通孔73aに圧入される外筒と、この外筒の内径側に配置され円環状をなす弾性体(ゴム等)とから構成されている。そして、この弾性体の内径側に軸箱40の接続部41に支持されるピンを挿入することによって、軸箱側ブッシュ74が軸箱40に対してピン回りに回転可能に連結されている。   A shaft box-side bush 74 that elastically supports the shaft box 40 with respect to the bush holding portion 73 is press-fitted into the through hole 73a. The axle box-side bush 74 is composed of an outer cylinder that is substantially cylindrical and press-fitted into the through hole 73a, and an elastic body (rubber or the like) that is disposed on the inner diameter side of the outer cylinder and forms an annular shape. Yes. Then, by inserting a pin supported by the connection portion 41 of the axle box 40 on the inner diameter side of the elastic body, the axle box side bush 74 is connected to the axle box 40 so as to be rotatable around the pin.

ストッパ75は、軸部71の台車枠10側(図2における右側)の端部に固定され、軸部71の外周面よりも外径側につば状に張り出した円盤状をなしている。このストッパ75によって、軸部71が後述する台車側部材80の外筒81に対して相対移動するストロークを規制するものである。このストロークは、車両が走行する路線の曲線における曲率や、連結手段60の幾何学的配置に応じて適宜設定される。   The stopper 75 is fixed to an end portion of the shaft portion 71 on the cart frame 10 side (right side in FIG. 2), and has a disk shape projecting in a flange shape on the outer diameter side from the outer peripheral surface of the shaft portion 71. The stopper 75 restricts the stroke in which the shaft portion 71 moves relative to the outer cylinder 81 of the carriage side member 80 described later. This stroke is appropriately set according to the curvature of the curve of the route on which the vehicle travels and the geometric arrangement of the connecting means 60.

ナット部76は、フランジ72の台車枠10側の面部に固定された部材であって、後述する戻しバネ100の保持ボルト101の先端部が挿入されるとともにネジ結合される。   The nut portion 76 is a member fixed to the surface portion of the flange 72 on the cart frame 10 side, and a distal end portion of a holding bolt 101 of a return spring 100 described later is inserted and screwed together.

台車側部材80は、外筒81、フランジ82、ブッシュ保持部83、台車枠側ブッシュ84、戻しバネ座85、空気供給孔86を備えている。   The cart side member 80 includes an outer cylinder 81, a flange 82, a bush holding portion 83, a cart frame side bush 84, a return spring seat 85, and an air supply hole 86.

外筒81は、上述した軸部71とほぼ同心、即ち軸線Oを中心として形成された円筒状をなし、その内径が軸部71よりも大きく形成されるとともにこの内径側に軸部71が挿入される。また、外筒81は、軸部71に対して、軸線方向Oに沿って、即ち前後方向に相対移動可能とされている。また、この外筒81の台車枠10側の端部には、その外周面から外径側につば状に張り出して円盤状をなすフランジ82が形成されている。   The outer cylinder 81 is substantially concentric with the shaft portion 71 described above, that is, has a cylindrical shape with the axis O as the center, and has an inner diameter larger than the shaft portion 71 and the shaft portion 71 is inserted on the inner diameter side. Is done. The outer cylinder 81 is movable relative to the shaft portion 71 along the axial direction O, that is, in the front-rear direction. Further, a flange 82 is formed at the end of the outer cylinder 81 on the cart frame 10 side so as to project from the outer peripheral surface to the outer diameter side in a collar shape.

このフランジ82の台車枠10側を向く面には、この面から突き出すようにしてブッシュ保持部83が形成されており、該ブッシュ保持部83の側面には軌道面において上記軸線Oと直交する方向、即ち車軸32の延在方向と平行な方向に向けて貫通孔83aが形成されている。   A bush holding portion 83 is formed on the surface of the flange 82 facing the carriage frame 10 so as to protrude from the surface, and the side surface of the bush holding portion 83 is in a direction perpendicular to the axis O on the raceway surface. That is, a through hole 83 a is formed in a direction parallel to the extending direction of the axle 32.

そして、この貫通孔83aには、ブッシュ保持部83に対して台車枠10を弾性支持する台車枠側ブッシュ84が圧入されている。この台車枠側ブッシュ84は、略円筒状をなし上記貫通孔83aに圧入される外筒と、この外筒の内径側に配置され円環状をなす弾性体(ゴム等)とから構成されている。そして、この弾性体の内径側に軸箱40の接続部41に支持されるピンを挿入することによって、台車枠側ブッシュ84が台車枠10に対してピン回りに回転可能に連結されている。   And the bogie frame side bush 84 which elastically supports the bogie frame 10 with respect to the bush holding | maintenance part 83 is press-fit in this through-hole 83a. The carriage frame side bush 84 is formed of a substantially cylindrical outer cylinder that is press-fitted into the through-hole 83a, and an annular elastic body (rubber or the like) that is disposed on the inner diameter side of the outer cylinder. . Then, by inserting a pin supported by the connection portion 41 of the axle box 40 on the inner diameter side of the elastic body, the carriage frame side bush 84 is connected to the carriage frame 10 so as to be rotatable around the pin.

なお、本実施形態において、連結手段60の長さ方向とは、軸箱側ブッシュ74と台車枠側ブッシュ84の中心間を結んだ直線の方向を指すものとする。   In the present embodiment, the length direction of the connecting means 60 indicates the direction of a straight line connecting the centers of the axle box side bush 74 and the carriage frame side bush 84.

戻しバネ座85は、戻しバネ100の軸箱40側の端部と当接するとともに戻しバネ100を保持する面部であって、外筒81の軸箱40側の端部における外周面から外径側へ突き出して形成されている。戻しバネ座85には、戻しバネ100の保持ボルト101が挿入される開口が形成されている。   The return spring seat 85 is a surface portion that comes into contact with the end portion of the return spring 100 on the axle box 40 side and holds the return spring 100, and is on the outer diameter side from the outer peripheral surface at the end portion of the outer cylinder 81 on the axle box 40 side. It is formed to protrude into. The return spring seat 85 is formed with an opening into which the holding bolt 101 of the return spring 100 is inserted.

また、空気供給孔86は、フランジ82の台車枠10側を向く面から該フランジ82内を経由して空気バネ110の気室内まで連通して形成されており、空気バネ110に圧縮空気、即ち内圧を供給する管路が接続されている。   The air supply hole 86 is formed so as to communicate from the surface of the flange 82 facing the carriage frame 10 to the air chamber of the air spring 110 through the flange 82. A pipe for supplying internal pressure is connected.

円筒ゴムブッシュ90は、軸箱側部材70の軸部71の外周面と、台車側部材80の外筒81の内周面との間の空間を満たすように配置されており、外筒81に対して軸部71を弾性支持している。
この円筒ゴムブッシュ90は、円筒状に形成された外筒及び内筒を備え、内筒は外筒の内径側に挿入されている。そして、外筒の内周面と内筒の外周面との間隔には、例えばゴム系の弾性材料が充填され、外筒及び内筒とそれぞれ加硫接着によって接合されている。そして、円筒ゴムブッシュ90の外筒が台車側部材80の外筒81の内径側に圧入されるとともに、該円筒ゴムブッシュ90の内筒に軸箱側部材70の軸部71が挿入されている。なお、本実施形態においてはこのような円筒ゴムブッシュ90が2つが軸線O方向に直列に並べて設けられている。
このようにして円筒ゴムブッシュ90は、主にゴム部が弾性変形することによって、軸箱側部材70の軸部71が台車側部材80の外筒81に対して軸線O方向、即ち前後方向に移動可能とされている。
The cylindrical rubber bushing 90 is arranged so as to fill a space between the outer peripheral surface of the shaft portion 71 of the axle box side member 70 and the inner peripheral surface of the outer cylinder 81 of the carriage side member 80. On the other hand, the shaft portion 71 is elastically supported.
The cylindrical rubber bush 90 includes an outer cylinder and an inner cylinder formed in a cylindrical shape, and the inner cylinder is inserted on the inner diameter side of the outer cylinder. The space between the inner peripheral surface of the outer cylinder and the outer peripheral surface of the inner cylinder is filled with, for example, a rubber-based elastic material, and is joined to the outer cylinder and the inner cylinder by vulcanization adhesion. The outer cylinder of the cylindrical rubber bush 90 is press-fitted into the inner diameter side of the outer cylinder 81 of the carriage side member 80, and the shaft portion 71 of the axle box side member 70 is inserted into the inner cylinder of the cylindrical rubber bush 90. . In the present embodiment, two such cylindrical rubber bushings 90 are provided in series in the axis O direction.
In this way, the cylindrical rubber bushing 90 mainly has the rubber part elastically deformed so that the shaft part 71 of the axle box side member 70 is in the axis O direction, that is, the front-rear direction with respect to the outer cylinder 81 of the carriage side member 80. It can be moved.

戻しバネ100は、軸箱側部材70に対して台車側部材80を連結部材の長さが短縮される方向に付勢する金属製コイルスプリングであって、その軸方向を連結手段60の伸縮方向と一致させて、かつ外筒81の外周面と隣接して配置されている。この戻しバネ100は、連結手段60に対してその長さ方向に予圧縮を与えており、これによって、連結手段60は引張方向の外力がある程度の大きさに達するまでは基本長を保つようになっている。なお、この戻しバネ100の内周側には該戻しバネ100を軸方向に貫くようにして保持ボルト101が配置されている。   The return spring 100 is a metal coil spring that urges the carriage-side member 80 in a direction in which the length of the connecting member is shortened with respect to the axle box-side member 70. And is arranged adjacent to the outer peripheral surface of the outer cylinder 81. The return spring 100 pre-compresses the connecting means 60 in the length direction thereof, so that the connecting means 60 maintains the basic length until the external force in the pulling direction reaches a certain level. It has become. A holding bolt 101 is disposed on the inner peripheral side of the return spring 100 so as to penetrate the return spring 100 in the axial direction.

この保持ボルト101は、軸箱側部材70のナット部76に対して、台車枠10側から挿入されてネジ結合されている。この際、保持ボルト101の中間部は、台車側部材80の戻しバネ座85に挿入され、この戻しバネ座85に対して軸方向に沿って移動可能となっている。
このようにして戻しバネ100は、その内径側に保持ボルト101が挿入され、一方の端部は戻しバネ座85と当接するとともに他方の端部は保持ボルト101の頭部に係止され、これらの間で圧縮状態で保持されている。
The holding bolt 101 is inserted and screwed into the nut portion 76 of the axle box side member 70 from the cart frame 10 side. At this time, the intermediate portion of the holding bolt 101 is inserted into the return spring seat 85 of the carriage side member 80 and is movable along the axial direction with respect to the return spring seat 85.
In this way, the return spring 100 has the holding bolt 101 inserted on the inner diameter side, one end abuts the return spring seat 85 and the other end is locked to the head of the holding bolt 101. In a compressed state.

空気バネ110は、軸箱側部材70に対して台車側部材80を連結手段60の長さが伸張される方向に付勢する部材であって、ベローズ111及び一対のベローズ保持部材112、113を備えている。   The air spring 110 is a member that urges the cart side member 80 against the axle box side member 70 in a direction in which the length of the connecting means 60 is extended, and includes the bellows 111 and the pair of bellows holding members 112 and 113. I have.

ベローズ111は、ゴム等の弾性体によって形成された円筒状の幕体であって、その内部には空気バネ110の気室が形成されている。このようなベローズ111の内部には、上述した軸部71、外筒81、戻しバネ100等が配置されている。   The bellows 111 is a cylindrical curtain body formed of an elastic body such as rubber, and an air chamber of an air spring 110 is formed therein. Inside the bellows 111, the above-described shaft portion 71, outer cylinder 81, return spring 100, and the like are arranged.

ベローズ保持部材112,113は、ベローズ111の軸箱40側、台車枠10側の端部を、フランジ72、82に対してそれぞれ固定するものである。このベローズ保持部材112、113は、円環状のプレートの内縁部にベローズ111の端部に形成されたビード部と係合する凹凸部を形成したものであり、フランジ72,82に対してボルトによって締結されている。   The bellows holding members 112 and 113 fix the end portions of the bellows 111 on the axle box 40 side and the cart frame 10 side to the flanges 72 and 82, respectively. The bellows holding members 112 and 113 are formed by forming concave and convex portions that engage with the bead portions formed at the end portions of the bellows 111 on the inner edge of the annular plate. It is concluded.

また、このような軸箱支持装置50の空気バネ110には、以下のような空気バネ制御装置(図示省略)が搭載されている。   Further, the following air spring control device (not shown) is mounted on the air spring 110 of the axle box support device 50.

空気バネ制御装置は、車両の曲線走行時に空気バネ110に内圧を供給することによって該空気バネ110を伸張させる。これにより、軸箱側部材70と台車側部材80とを離間させるとともに該空気バネ110のバネ定数を増大させる。   The air spring control device extends the air spring 110 by supplying an internal pressure to the air spring 110 when the vehicle runs on a curve. As a result, the axle box side member 70 and the carriage side member 80 are separated from each other and the spring constant of the air spring 110 is increased.

車両の直線走行時においては、空気バネ制御装置が空気バネ110に対して内圧を供給することはない。よって、空気バネ110が伸張することはなく、また空気バネ110のバネ定数は極めて低いものとされ、バネ要素として作用することはほとんどない。
これによって、連結手段60に引張方向の外力が実質的に作用しない場合もしくは直線走行時の輪軸蛇行動等によって入力される程度の比較的小さな引張荷重が作用した場合には、外筒81の軸箱40側の端部がフランジ72と当接し、連結手段60の長さは最も圧縮された状態である基本長に維持される。即ち、戻しバネ100による圧縮方向の付勢力から空気バネ110による伸長方向の付勢力を減じた値は、直線走行時に作用する最大引張力よりも常に大きい状態となる。
したがって、直線走行時においては、連結手段60の引張荷重に対する剛性(輪軸30の前後方向支持剛性)を大きくして輪軸30の蛇行等を防止し、直線走行時の走行安定性を確保することが可能となる。
When the vehicle is traveling straight, the air spring control device does not supply the internal pressure to the air spring 110. Therefore, the air spring 110 does not expand, and the spring constant of the air spring 110 is extremely low, and hardly acts as a spring element.
As a result, when the external force in the pulling direction does not substantially act on the connecting means 60 or when a relatively small tensile load that is input by the wheel snake behavior or the like during linear running acts, the shaft of the outer cylinder 81 The end on the box 40 side abuts on the flange 72, and the length of the connecting means 60 is maintained at the basic length which is the most compressed state. In other words, the value obtained by subtracting the urging force in the extension direction by the air spring 110 from the urging force in the compression direction by the return spring 100 is always larger than the maximum tensile force acting during linear running.
Therefore, during straight running, the rigidity of the connecting means 60 with respect to the tensile load (supporting rigidity in the front-rear direction of the wheel shaft 30) can be increased to prevent meandering of the wheel shaft 30 and to ensure running stability during straight running. It becomes possible.

これに対し、車両の曲線走行時においては、空気バネ制御装置が外軌側の空気バネ110に内圧を供給する。これにより、空気バネ110が伸張し、また空気バネ110のバネ定数が戻しバネ100のバネ定数よりも大きなものとなる。なお、通常、曲線走行時に内軌側の空気バネ110に内圧が供給されることはなく、内軌側の連結手段60の長さは基本長に維持される。
このような内圧の供給は、例えば、車両の空気溜めから空気バネ110に圧縮空気を供給する管路の途中に、比例制御弁を設けることによって容易に実行することができる。
なお、車両の曲線走行の検出は、例えば、車体にヨーレートセンサや横Gセンサを設けて、その出力に基づいて行うことができる。このとき、これらの出力と車両の走行速度とに基づいて曲線の曲率を求め、曲率が小さくなるのに応じて空気バネ110の内圧の増加量を大きくしてもよい。また、車両が走行する路線の曲線データを予め保持し、自車の走行位置と曲線データを対比して曲線走行を検出するようにしてもよい。
On the other hand, when the vehicle is running on a curve, the air spring control device supplies the internal pressure to the air spring 110 on the outer gauge side. As a result, the air spring 110 is extended, and the spring constant of the air spring 110 is larger than the spring constant of the return spring 100. Normally, the internal pressure is not supplied to the air spring 110 on the inner gauge side during curve traveling, and the length of the connecting means 60 on the inner gauge side is maintained at the basic length.
Such supply of the internal pressure can be easily performed, for example, by providing a proportional control valve in the middle of a pipeline that supplies compressed air from the air reservoir of the vehicle to the air spring 110.
The vehicle can be detected on a curved line, for example, based on the output of a yaw rate sensor or a lateral G sensor provided on the vehicle body. At this time, the curvature of the curve may be obtained based on these outputs and the traveling speed of the vehicle, and the increase amount of the internal pressure of the air spring 110 may be increased as the curvature decreases. Alternatively, curve data of a route on which the vehicle travels may be stored in advance, and curve travel may be detected by comparing the travel position of the vehicle with the curve data.

ここで、曲線走行時に各車輪31にレールより与えられる外力について、図3について説明する。
曲線走行時において、4つの車輪31のうち外軌側の前輪31aには、車両進行方向前方へ向かっての外力Fout、即ち、前輪31aを台車側部材80から離間させる方向への外力Foutがレールから与えられる。
一方、内軌側の前輪31bには、車両進行方向後方へ向かっての外力Fin、即ち、前輪31bを台車側部材80に接近させる方向への外力Finがレールから与えられる。
Here, FIG. 3 will be described with respect to the external force applied from the rail to each wheel 31 when traveling along a curve.
During cornering, the four front wheels 31a of the inner outside rail side of the wheel 31, the external force F out of toward the vehicle forward traveling direction, i.e., the external force F out in the direction to separate the front wheel 31a from the carriage member 80 Is given from the rail.
On the other hand, the front wheels 31b of the inner rail side, the external force F in the toward the vehicle traveling direction rearward, i.e., an external force F in the direction to approach the front wheels 31b to carriage member 80 is provided from the rail.

これを踏まえて、曲線走行時の連結手段60に作用する力の関係について説明する。
外軌側の前輪31aについて図4(a)を参照して説明すると、この前輪31aに与えられた外力Foutは軸箱側部材70に対して同様の大きさの引張荷重として作用する。
また、戻しバネ100によって軸箱側部材70と台車側部材80とを接近させる圧縮力Fsが作用し、さらに、空気バネ110によって軸箱側部材70と台車側部材80とを離間させる伸張力Fpが作用する。そして、曲線走行時においては空気バネ制御装置の操舵指令により空気バネ110に内圧が供給されて、空気バネによる伸張力Fpが徐々に大きくなる。そして、

Figure 0005254058
の関係が成立した際、即ち、戻しバネ100による圧縮力よりもレールから前輪31aに与えられる外力Foutと空気バネ110による伸張力Fpとの和が大きくなった際に、軸箱側部材70と台車側部材80とが離間して連結手段60の長さが伸びることになる。 In light of this, that describes the relationship between the forces acting on the connecting means 60 at the time of cornering.
The front wheel 31a on the outer track side will be described with reference to FIG. 4A. The external force Fout applied to the front wheel 31a acts on the axle box side member 70 as a tensile load having the same magnitude.
In addition, a compression force Fs that causes the axle box side member 70 and the carriage side member 80 to approach each other by the return spring 100 acts, and further, an extension force Fp that causes the axle box side member 70 and the carriage side member 80 to be separated by the air spring 110. Works. When traveling on a curve, the internal pressure is supplied to the air spring 110 by the steering command of the air spring control device, and the extension force Fp by the air spring gradually increases. And
Figure 0005254058
That is, when the sum of the external force Fout applied from the rail to the front wheel 31a and the extension force Fp by the air spring 110 becomes larger than the compression force by the return spring 100, the axle box side member 70 and The length of the connecting means 60 is extended by separating from the cart side member 80.

また、内軌側の前輪31bについて図4(b)を参照して説明すると、前輪31bに与えられた外力Finは軸箱側部材70に対して同様の大きさの圧縮荷重として作用する。また、戻しバネ100によって軸箱側部材70と台車側部材80とを接近させる圧縮力Fが作用し、さらに、空気バネ110によって軸箱側部材70と台車側部材80とを離間させる伸張力Fが作用する。また、内軌側においては空気バネ制御装置による操舵指令が入力されることはないため内圧が供給されることはない。よって、空気バネ110による伸張力Fは小さなものとなり、常に、

Figure 0005254058
の関係が成立する。したがって、軸箱側部材70と台車側部材80とが離間することはなく連結手段60の長さは基本長に維持される。 Also, when described with reference to FIG. 4 (b) for the front wheels 31b of the inner rail side, the external force F in a given front wheel 31b acts as a similarly sized compression load with respect to the axle box member 70. Also, the return compressive force F s to approach the axle box member 70 and the carriage member 80 is acted upon by a spring 100, further, stretching force to separate the axle box member 70 and the carriage-side member 80 by the air springs 110 F p is applied. In addition, since the steering command from the air spring control device is not input on the inner rail side, the internal pressure is not supplied. Therefore, the extension force F p by the air spring 110 is small, and always,
Figure 0005254058
The relationship is established. Therefore, the axle box side member 70 and the carriage side member 80 are not separated from each other, and the length of the connecting means 60 is maintained at the basic length.

このようにして、前輪31a、31b側の軸箱支持装置50においては、外軌側の連結手段60のみが伸張する。また、後輪31c、31dにおいても、曲線走行時に空気バネ制御装置の操舵指令により外輪側の空気バネ110に内圧が供給され、外軌側の連結手段60のみが伸張する。これによって、各車輪31の転向方向が曲線の接線方向と一致させられて横圧の低減が図られる。
さらに、空気バネ110が伸張することで該空気バネ110のバネ定数が大きくなると連結手段60の引張荷重に対する剛性が低下する。これによって、該連結手段60が伸張し易くなるため、輪軸30の操舵をより円滑に行って曲線通過性能を一層向上させることができる。
In this way, in the axle box support device 50 on the front wheels 31a, 31b side, only the connecting means 60 on the outer rail side extends. Also in the rear wheels 31c and 31d, the internal pressure is supplied to the air spring 110 on the outer wheel side by the steering command of the air spring control device during curve traveling, and only the connecting means 60 on the outer track side is expanded. As a result, the turning direction of each wheel 31 is matched with the tangential direction of the curve, and the lateral pressure is reduced.
Further, when the air spring 110 expands and the spring constant of the air spring 110 increases, the rigidity of the connecting means 60 with respect to the tensile load decreases. As a result, the connecting means 60 can be easily extended, so that the wheel shaft 30 can be steered more smoothly and the curve passing performance can be further improved.

ここで、空気バネ110に何らかのトラブルによって前輪31a、31bに逆操舵指令が入力された場合、即ち、外軌側ではなく内軌側の空気バネ110に内圧が供給された場合、あるいは外軌側と内軌側との両方の空気バネ110に内圧が供給された場合について検討する。
この場合、図4(b)に示すように、レールより車輪に与えられた外力Finに起因する圧縮荷重、戻しバネ100による圧縮力F、そして空気バネ110による伸張力Fが作用する。そして、空気バネ110による伸張力Fがレールより受ける外力Finと戻しバネ100による圧縮力Fとの和よりも大きくなった場合、即ち、

Figure 0005254058
の関係が成立した場合には、内軌側にも関わらず連結手段60が伸張することになるためアタックアングルの増大とともに横圧が極端に増加してしまう。 Here, when a reverse steering command is input to the front wheels 31a and 31b due to some trouble to the air spring 110, that is, when internal pressure is supplied to the air spring 110 on the inner gauge side instead of the outer gauge side, or on the outer gauge side The case where the internal pressure is supplied to the air springs 110 on both the inner and the inner rail sides will be considered.
In this case, as shown in FIG. 4B, a compressive load caused by the external force F in applied to the wheel from the rail, a compressive force F s by the return spring 100, and an extension force F p by the air spring 110 act. . When the stretching force F p by the air spring 110 is greater than the sum of the compressive force F s of the spring 100 back to the external force F in receiving from the rail, i.e.,
Figure 0005254058
When the above relationship is established, the connecting means 60 is extended regardless of the inner track side, so that the lateral pressure increases extremely as the attack angle increases.

このように内軌側の連結手段60が伸張することのないように、本実施形態の軸箱支持装置50においては、空気バネ110に供給される内圧により生じる伸張力Fの値が、

Figure 0005254058
の関係を満たすように、前輪31a、31b側の各空気バネ110内圧の供給量が制限されている。即ち、本実施形態においては、前輪31a、31b側の空気バネ110による伸張力Fの最大値が、内軌側の前輪31がレールより受ける外力Finと戻しバネ100による圧縮力Fとの和以下となるように制限されているのである。したがって、内軌側の連結手段60が伸張することがないため、逆操舵の場合における極端な横圧の増加を防止することができる。これにより、安定した曲線通過性能を実現することが可能となる。 In this way, in the axle box support device 50 of the present embodiment, the value of the extension force F p generated by the internal pressure supplied to the air spring 110 is such that the inner rail side connecting means 60 does not extend.
Figure 0005254058
The supply amount of the internal pressure of each air spring 110 on the front wheels 31a and 31b side is limited so as to satisfy the above relationship. That is, in the present embodiment, the maximum value of the extension force F p by the air spring 110 on the front wheels 31 a and 31 b side is the external force F in that the inner wheel side front wheel 31 receives from the rail and the compression force F s by the return spring 100. It is limited to be less than the sum of. Therefore, the connecting means 60 on the inner rail side does not expand, and therefore an extreme increase in lateral pressure in the case of reverse steering can be prevented. This makes it possible to achieve stable curve passing performance.

なお、内軌側前輪が受ける外力Finは曲線半径、走行速度、アタック角、横圧、輪重、車輪の左右振動、車輪踏面形状、レール断面形状、車輪およびレールの材質等の各パラメータに依存する。したがって、この空気バネ110による伸張力Fの最大値は上記各パラメータによって定められる。また、これらの情報から車両が走行するレールの曲線データを予め保持し、自車の走行位置と曲線データを対比して伸張力Fの最大値を定めるようにしてもよい。 Incidentally, the external force F in the curve inside wheels receive the curve radius, speed, angle of attack, lateral force, wheel load, lateral vibration of the wheels, wheel tread shape, rail cross section, each parameter of the material of the wheel and the rail Dependent. Therefore, the maximum value of the stretch force F p by the air spring 110 is defined by the above parameters. It is also possible to previously held the curve data of the rail vehicle from the information travels determines the maximum value of the stretch force F p by comparing running position and curve data of the vehicle.

以上のようにして操舵を行う空気バネ制御装置の動作手順について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、空気バネ制御装置は、車両が曲線走行である否か、即ち、車両が走行する軌道が曲線であるか直線であるかを検出する(ステップS1)。この検出方法は上述の通りである。
The operation procedure of the air spring control device that performs steering as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, the air spring control device detects whether or not the vehicle is traveling in a curved line, that is, whether or not the track on which the vehicle travels is a curved line or a straight line (step S1). This detection method is as described above.

そして、直線走行であると判断した場合、空気バネ制御装置は空気バネ110に内圧を供給することはなく、連結手段60は伸張することなく基準長さに維持される。これにより連結手段60の剛性が担保される。そして、制御状態が良好か否か、即ち、内圧が適切に非供給の状態になっているか否かが判断される。(ステップS4)。   When it is determined that the vehicle is traveling in a straight line, the air spring control device does not supply internal pressure to the air spring 110, and the connecting means 60 is maintained at the reference length without extending. Thereby, the rigidity of the connection means 60 is ensured. Then, it is determined whether or not the control state is good, that is, whether or not the internal pressure is appropriately in a non-supply state. (Step S4).

一方、曲線方向であると判断した場合、空気バネ110による伸張力Fの最大値、即ち、

Figure 0005254058
が満たされる伸張力Fを定め、この伸張力Fを発生することが可能な内圧を最大内圧として制限する(ステップS2)。 On the other hand, when it is determined that the curve direction, the maximum value of the stretch force F p by the air spring 110, namely,
Figure 0005254058
It defines the stretch force F p which is satisfied, to limit the maximum pressure the pressure that can be generated this stretching force F p (step S2).

次に、この最大内圧以下の内圧を、曲線通過時の外軌側の前輪31aに対応する空気バネ110に供給して輪軸30の操舵を行う(ステップS3)。   Next, the internal pressure equal to or lower than the maximum internal pressure is supplied to the air spring 110 corresponding to the front wheel 31a on the outer track side when passing through the curve to steer the wheel shaft 30 (step S3).

続いて、制御状態が良好か否か、即ち、直線走行の場合には非操舵状態となっており曲線走行の場合は適正な操舵状態となっているか否かが判断される。(ステップS4)。
そして、制御状態が安定するまでステップS1〜S4が繰り返されることによって、曲線走行時の横圧の発生が防止されるとともに逆操舵時の極端な横圧の増加が防止される。
Subsequently, it is determined whether or not the control state is good, that is, whether or not the vehicle is in a non-steering state in the case of straight traveling and is in an appropriate steering state in the case of curved traveling. (Step S4).
Then, steps S1 to S4 are repeated until the control state is stabilized, thereby preventing the occurrence of lateral pressure during curve traveling and preventing an extreme increase in lateral pressure during reverse steering.

なお、本実施形態の軸箱支持装置50においては、空気バネ110による伸張力Fが後輪31c、31d側に比べて前輪31a、31b側において小さくなるように、空気バネ制御手段が空気バネ110に内圧を供給するものであることが好ましい。 Note that in the axle box support device 50 of this embodiment, the extensional force of the air spring 110 F p is the rear wheels 31c, the front wheels compared to 31d side 31a, so as to reduce the 31b side, the air spring air spring control means It is preferable that the internal pressure is supplied to 110.

上述のように車両の曲線走行時には、外軌側の前輪31aにレールから外力Fout与えられる。よって、外軌側の前輪31aにおいては空気バネ110による伸張力Fが小さくとも上記Foutのサポートを受けることにより容易に伸張することができ、横圧の抑制を図ることができる。
よって、本実施形態の軸箱支持装置50において、前輪31a、31b側の空気バネ110による伸張力Fを後輪31側に比べて小さくすることで、その分だけ供給する内圧を低減させてエネルギーの効率化を図ることができる。
As described above, when the vehicle is traveling in a curved line, the external force F out is applied from the rail to the front wheel 31a on the outer track side. Thus, the front wheels 31a of the curve outside can be easily stretched by receiving support stretching force F p is small with the F out by the air spring 110, it is possible to suppress the lateral pressure.
Therefore, the axle box support device 50 of the present embodiment, the front wheels 31a, by reducing as compared with the rear wheel 31 side stretching force F p by the air spring 110 31b side, thereby reducing the internal pressure supplied by that amount Energy efficiency can be improved.

以上、本発明の軸箱支持装置50の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施形態においては、逆操舵の場合であっても横圧の増加を防止することができる旨説明したが、これに限定されることはなく、例えば、より単純に、通常時から内軌側及び外軌側の空気バネ110に同時に内圧が供給される構成としてもよい。これによって、外軌側においては、レールから受ける外力Foutのサポートを受けて容易に伸張して操舵が行われる一方、内軌側においては、レールから受ける外力Finによって伸長が抑制されて連結手段60は圧縮状態が維持される。これによっても、横圧を極端に大きくすることなく、車両の曲線走行性を向上させることが可能となる。なお、この場合であっても空気バネ110による伸張力Fpの最大値を上記同様制限することが、横圧の極端な増加を防止するための必須の要件となる。
The embodiment of the axle box support device 50 of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
For example, in the embodiment, it has been described that an increase in lateral pressure can be prevented even in the case of reverse steering, but the present invention is not limited to this. It is good also as a structure by which an internal pressure is simultaneously supplied to the air spring 110 of a side and an outer track side. As a result, on the outer track side, the steering is easily performed by receiving the support of the external force Fout received from the rail, while on the inner track side, the extension is suppressed by the external force Fin received from the rail, and the connecting means 60. The compressed state is maintained. This also makes it possible to improve the curve running performance of the vehicle without excessively increasing the lateral pressure. Even in this case, limiting the maximum value of the extension force Fp by the air spring 110 in the same manner as described above is an essential requirement for preventing an extreme increase in lateral pressure.

操舵時及び逆操舵時における連結手段60の伸び及び車輪31に与えられる横圧を測定する試験を行った。
具体的には図3に示すような2つの輪軸30を備えて4つの車輪31(前輪31a、31b、後輪31c、31d)のそれぞれに軸箱支持装置50が搭載された台車1が、R400の左曲線を速度65km/hで走行する場合について、操舵、逆操舵の指令を入力した際の連結手段60の伸び及び横圧を測定した。
A test was conducted to measure the elongation of the connecting means 60 and the lateral pressure applied to the wheels 31 during steering and reverse steering.
Specifically, a carriage 1 having two wheel shafts 30 as shown in FIG. 3 and having a wheel box support device 50 mounted on each of four wheels 31 (front wheels 31a, 31b, rear wheels 31c, 31d) is R400. In the case of traveling at a speed of 65 km / h, the elongation and lateral pressure of the connecting means 60 when steering and reverse steering commands were input were measured.

図6に外軌側前輪31a、内軌側前輪31bを操舵した際の結果を示す。図6において、(a)は操舵時に空気バネに供給される内圧、(b)は連結手段の伸び、(c)は横圧をそれぞれ示しており、各グラフにおいて横軸は経過時間を示している。
まず、図6(a)の左側の山に示すように外軌側前輪31aのみを操舵した場合には、(b)に示すように供給内圧の増加とともに連結手段60の伸びが大きくなり内圧が500kPaの段階で最大となる。また、(c)に示すように供給内圧の増加及び連結手段60の伸びに伴って横圧が小さくなるが、内圧が300kPaの段階で横圧が最小となる。
よって、外軌側前輪31aのみを操舵した場合、比較的小さな内圧を空気バネ110に供給する動作をもって横圧を効果的に低減することが可能なことが分かった。
FIG. 6 shows the results when steering the outer track side front wheel 31a and the inner track side front wheel 31b. 6, (a) shows the internal pressure supplied to the air spring at the time of steering, (b) shows the extension of the connecting means, (c) shows the lateral pressure, and in each graph, the horizontal axis shows the elapsed time. Yes.
First, when only the outer gauge side front wheel 31a is steered as shown in the mountain on the left side of FIG. 6A, as shown in FIG. It becomes the maximum at the stage of 500 kPa. Further, as shown in (c), the lateral pressure is reduced as the supply internal pressure is increased and the connecting means 60 is extended, but the lateral pressure is minimized when the internal pressure is 300 kPa.
Therefore, it was found that when only the outer-gauge front wheel 31a is steered, the lateral pressure can be effectively reduced by the operation of supplying a relatively small internal pressure to the air spring 110.

次に、図6(a)の中央付近の山に示すように内軌側前輪31bのみを操舵した場合、即ち、逆操舵の場合には、(b)に示すように供給内圧が一定以上、本実施例では500kPaを超えるまでは内軌側の連結手段60が伸びることはない。また、(c)に示すように内圧が500kPaを超えて内軌側連結手段60に伸びが生じる段階まで横圧が増加することはない。したがって、本実施例の場合には、空気バネ110に供給される最大内圧を500kPa以下として制限すれば逆操舵の場合であっても横圧が極端に増加することを防止することができる。なお、上記のように空気バネに供給される内圧が300kPaの場合であっても、適正な操舵の際には十分に横圧を低減することができるため、エネルギーの効率化の観点からは、最大内圧を300kPaとすることが適当である。   Next, when only the inner track side front wheel 31b is steered as shown in the mountain near the center of FIG. 6A, that is, in the case of reverse steering, the supply internal pressure is more than a certain value as shown in FIG. In this embodiment, the connecting means 60 on the inner track side does not extend until it exceeds 500 kPa. Further, as shown in (c), the lateral pressure does not increase until the internal pressure exceeds 500 kPa and the inner rail side connecting means 60 is elongated. Therefore, in the case of the present embodiment, if the maximum internal pressure supplied to the air spring 110 is limited to 500 kPa or less, it is possible to prevent the lateral pressure from increasing extremely even in the case of reverse steering. In addition, even if the internal pressure supplied to the air spring is 300 kPa as described above, the lateral pressure can be sufficiently reduced during proper steering, so from the viewpoint of energy efficiency, It is appropriate to set the maximum internal pressure to 300 kPa.

そして、図6(a)の右側の山に示すように外軌側前輪31aと内軌側前輪31bとを同時に操舵した場合について見ると、(b)に示すように外軌側の連結手段60については内圧の増加とともに伸びが大きくなり、内軌側の連結手段60については内圧が500kPaを超えなければ伸びることはない。また、このように外軌側及び内軌側を同時に操舵した場合であっても横圧は低減され、内軌側の連結手段60に伸びが生じるまでは十分な横圧の低減作用を得ることができる。よって、空気バネ110に供給される最大内圧を500kPa以下に制限することによって、外軌側及び内軌側での同時操舵の場合であっても適切に横圧を低減することが可能となることが分かった。また、この場合も、空気バネに供給される内圧が300kPa際に十分に横圧を低減することができるため、エネルギーの効率化の観点からは、最大内圧を300kPaとすることが適当である。   Then, as shown in FIG. 6 (a), the outer gauge side front wheel 31a and the inner gauge side front wheel 31b are simultaneously steered, as shown in FIG. 6 (a). As for the inner rail, the elongation increases as the internal pressure increases, and the inner rail side connecting means 60 does not extend unless the internal pressure exceeds 500 kPa. Further, even when the outer rail side and the inner rail side are steered at the same time, the lateral pressure is reduced, and a sufficient lateral pressure reducing action is obtained until the inner rail side connecting means 60 is stretched. Can do. Therefore, by limiting the maximum internal pressure supplied to the air spring 110 to 500 kPa or less, it is possible to appropriately reduce the lateral pressure even in the case of simultaneous steering on the outer gauge side and the inner gauge side. I understood. Also in this case, since the lateral pressure can be sufficiently reduced when the internal pressure supplied to the air spring is 300 kPa, it is appropriate to set the maximum internal pressure to 300 kPa from the viewpoint of energy efficiency.

図7に外軌側前輪31a及び外軌側後輪31cを同時に操舵した際の結果を示す。図7においても図6と同様に、(a)は操舵時に空気バネに供給される内圧、(b)は連結手段の伸び、(c)は横圧をそれぞれ示しており、各グラフにおいて横軸は経過時間を示している。   FIG. 7 shows the results when the outer track side front wheel 31a and the outer track side rear wheel 31c are steered simultaneously. Also in FIG. 7, as in FIG. 6, (a) shows the internal pressure supplied to the air spring during steering, (b) shows the extension of the connecting means, and (c) shows the lateral pressure. Indicates the elapsed time.

曲線走行時には、外軌側の前輪31aにレールから外力Foutが与えられる。よって、外軌側の前輪31a側については空気バネ110に供給される内圧が後輪31c側に比べて小さくしたとしても外力のサポートを受けて十分に伸びることができるものと考えれる。図7はこのような知見に基づいて行われた試験の結果であり、具体的には、図7(a)に示すように外軌側前輪31aと外軌側後輪31cとを同時に操舵する際に、外軌側前輪31aの空気バネ110に供給される内圧が外軌側後輪31cの空気バネ110に供給される内圧に比べて小さくなるように操舵している。
この結果を見ると、図7(b)に示すように外軌側前輪31aの連結手段60と外軌側前輪31bの連結手段60とがともに内圧の増加とともに伸びており、この際の外軌側前輪31a及び内軌側前輪31bの横圧は、図7(c)に示すように大きく低減されている。
よって、外軌側の前輪31aと後輪31cとを同時に操舵することにより極めて高い横圧低減効果を得ることができ、さらにこの効果は外軌側の前輪31aの空気バネ110の内圧を低く設定した場合であっても得ることができることが確認された。これによって、内圧の供給エネルギーの低減を図ることができることがわかった。
During cornering, the external force F out is given from the rail to the front wheels 31a of the curve outside. Therefore, it can be considered that the front wheel 31a side on the outer track side can sufficiently extend with the support of the external force even if the internal pressure supplied to the air spring 110 is smaller than that on the rear wheel 31c side. FIG. 7 shows the results of a test conducted based on such knowledge. Specifically, as shown in FIG. 7A, the outer-gauge front wheel 31a and the outer-gauge side rear wheel 31c are steered simultaneously. At this time, the steering is performed so that the internal pressure supplied to the air spring 110 of the outer gauge side front wheel 31a is smaller than the internal pressure supplied to the air spring 110 of the outer gauge side rear wheel 31c.
When this result is seen, as shown in FIG.7 (b), both the connection means 60 of the outer gauge side front wheel 31a and the connection means 60 of the outer gauge side front wheel 31b are extended with the increase in internal pressure, and the outer gauge in this case The lateral pressure of the side front wheel 31a and the inner track side front wheel 31b is greatly reduced as shown in FIG.
Therefore, it is possible to obtain a very high lateral pressure reduction effect by simultaneously steering the front wheel 31a and the rear wheel 31c on the outer track side, and this effect sets the internal pressure of the air spring 110 of the front wheel 31a on the outer track side low. It was confirmed that it can be obtained even in the case of. Thus, it was found that the supply energy of the internal pressure can be reduced.

1 台車
10 台車枠
20 台車空気バネ
30 輪軸
31 車輪
31a 前輪
31b 前輪
31c 後輪
31d 後輪
32 車軸
40 軸箱
50 軸箱支持装置
60 連結手段
70 軸箱側部材
80 台車側部材
86 空気供給孔
100 戻しバネ
110 空気バネ
1 dolly
10 Bogie frame 20 Bogie air spring
30 wheel shaft 31 wheel 31a front wheel 31b front wheel 31c rear wheel 31d rear wheel 32 axle 40 axle box 50 axle box support device
60 connecting means
70 Axle box side member 80 Dolly side member 86 Air supply hole
100 Return spring
110 Air spring

Claims (1)

鉄道車両用台車の前輪及び後輪の輪軸両端部に設けられる軸箱を、車両の進行方向に沿って延在する連結手段によって該台車の台車枠に対してそれぞれ支持する軸箱支持装置であって、
前記連結手段は、
前記軸箱に取り付けられる軸箱側部材と、
前記台車枠に取り付けられ、前記軸箱側部材に対して前記車両の進行方向に相対変位可能に接続された台車側部材と、
前記軸箱側部材と前記台車側部材との間に設けられ、これら軸箱側部材と台車側部材とを接近させる圧縮力Fsを発生する戻しバネと、
前記軸箱側部材と前記台車側部材との間に設けられ、供給される内圧に応じてこれら軸箱側部材と台車側部材とを離間させる伸張力Fpを発生する空気バネと、
前記車両の曲線走行時に、少なくとも外軌側の前記空気バネに所定の内圧を供給して該空気バネの伸張力Fpを増大する空気バネ制御手段とを備え、
該空気バネ制御手段が、内軌側を走行する前輪がレールから受ける車両進行方向に沿った外力Finに対して、
Figure 0005254058
の関係が成り立つように、前輪側における外軌側及び内軌側のそれぞれの前記空気バネに供給する前記内圧を制限し、
前記空気バネによる伸張力Fpが後輪側に比べて前輪側において小さくなるように、前記空気バネに前記内圧を供給する、ことを特徴とする軸箱支持装置。
An axle box support device that supports axle boxes provided at both ends of the front and rear wheel axles of a railway vehicle carriage with respect to the carriage frame of the carriage by connecting means extending along the traveling direction of the vehicle. And
The connecting means includes
The axle box side member attached to the axle box,
A carriage side member attached to the carriage frame and connected to the axle box side member so as to be relatively displaceable in a traveling direction of the vehicle;
A return spring that is provided between the axle box side member and the cart side member, and generates a compression force Fs that causes the axle box side member and the cart side member to approach each other;
An air spring that is provided between the axle box side member and the carriage side member and generates an extension force Fp that separates the axle box side member and the carriage side member in accordance with the supplied internal pressure;
An air spring control means for supplying a predetermined internal pressure to at least the air spring on the outer track side to increase the extension force Fp of the air spring when the vehicle is running on a curve;
For the external force Fin along the vehicle traveling direction that the front wheel traveling on the inner rail side receives from the rail, the air spring control means,
Figure 0005254058
Relationship as is true, limits the pressure supplied to each of the air springs of the outer rail side and the curve inside the front wheel,
The axle box support device , wherein the internal pressure is supplied to the air spring so that the extension force Fp by the air spring is smaller on the front wheel side than on the rear wheel side .
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