JP5256208B2 - 低床式鉄道車両用台車及びそれを備えた低床式鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、搭乗空間を有する車体を支持する低床式鉄道車両用台車及びそれを備えた低床式鉄道車両に関する。

路面電車等の鉄道車両の車体の床下には、車体を支持してレールに沿って走行するための台車がそれぞれ設けられている。一般的な台車は、台車枠の前後に一対の車軸が回転自在に取り付けられ、各車軸に左右一対の車輪が設けられた構成となっており、台車枠には、車体の振動を吸収する空気バネや、車軸を回転駆動する走行駆動用モータ等の各種装置が搭載されている。

このような台車を備えた車両では、乗客が搭乗する車体は台車の上に設けられているため、車体の床面の地上高さが高く配置され、車体の乗降口と地上との間に高低差が生じている。そこで近年の路面電車では、バリアフリーの観点から、高齢者や障害者等が乗降しやすいように乗降口が低い位置に設けられた低床式鉄道車両が現れている。

例えば、欧州特許第３４８３７８号公報に開示された台車では、左右の車輪を連結する車軸が廃止され、車輪が台車枠に対して直接回転自在に取り付けられていると共に、二対ある車輪のうち一対の車輪が大径で残りの一対が小径となっている。これにより、小径の車輪の上方に位置する車体の床面を低く配置することができると共に、大径の車輪の間には部品等を配置するスペースが形成可能になっている。

しかしながら、前記公報の台車では、左右の独立回転する車輪がカーブを通過しやすくなるように多数のリンク機構が設けられており、構造が非常に複雑になっている。鉄道車両では、線路の左右のレール間距離が一定であるため、左右の車輪間距離にも精度が求められるが、左右の車輪の間に複雑な機構が介設されていると、車軸の無い独立車輪の場合には、車輪間距離の精度が低下してしまうこととなる。

そこで本発明は、左右の車輪間距離の精度を向上させつつ車体の低床化を図ることを目的としている。

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る低床式鉄道車両用台車は、客室及び運転席の空間を有する鉄道車両の車体を空気バネを介して支持する台車枠と、前記台車枠の進行方向の前後において左右に延在するように配置される主車軸及び副車軸と、前記各車軸の左右両側に設けられた車輪と、前記各車軸の左右両側に設けられて前記車軸をそれぞれ支持する軸箱と、前記各軸箱と前記台車枠とを弾性結合して前記軸箱を支持する軸箱支持装置とを備え、前記主車軸に設けられた前記車輪は大径車輪で、前記副車軸に設けられた前記車輪は前記大径車輪よりも外径が小さい小径車輪であり、前記小径車輪の上端位置が、前記大径車輪の回転中心位置よりも低くなるように構成され、前記小径車輪は前記客室の下方に配置され、かつ、前記大径車輪及び前記空気バネは前記運転席の下方に配置される構成である。

前記構成によれば、進行方向の前側及び後側のいずれか一方に大径車輪を設け、いずれか他方に小径車輪を設けているので、大径車輪により走行安定性を維持しながらも、小径車輪の上方に位置する車体の床面を低床化することが可能となる。かつ、小径車輪が左右に延在する副車軸により連結されているので、左右の小径車輪の間の距離がレール間距離に合致するように精度良く保たれ、走行安定性を向上することもできる。

本発明の低床式鉄道車両は、車体と、前記車体を空気バネを介して支持する台車とを備え、前記台車は、台車枠と、前記車体の進行方向の端部側において左右に延在するように配置される主車軸と、前記主車軸に対して前記車体の進行方向の中央側において左右に延在するように配置される副車軸と、前記主車軸の左右両側に設けられた大径車輪と、前記副車軸の左右両側に設けられ、前記大径車輪よりも外径が小さい小径車輪と、前記各車軸の左右両側に設けられて前記車軸をそれぞれ支持する軸箱と、前記各軸箱と前記台車枠とを弾性結合して前記軸箱を支持する軸箱支持装置とを備え、前記車体は、その進行方向の端部側であって、前記大径車輪及び前記空気バネの上方に配置される運転席と、前記運転席よりも前記車体の中央側であって、前記小径車輪の上方に配置され、前記運転席の床面よりも低い床面を有する客室とを備え、前記小径車輪の上端位置が、前記大径車輪の回転中心位置よりも低くなるように構成されている。

前記構成によれば、車体の進行方向の端部に配置された台車において、車体の進行方向の端部側に大径車輪が配置され、車体の進行方向の中央側に小径車輪が配置されるので、大径車輪により走行安定性を維持しながらも、車体の床面を車体中央位置から小径車輪の上方位置まで低床化すること可能となる。かつ、小径車輪が左右に延在する副車軸により連結されているので、左右の小径車輪の間の距離がレール間距離に合致するように精度良く保たれ、走行安定性を向上することもできる。

本発明の第１実施形態に係る低床式鉄道車両用台車の平面図である。 図１に示す台車の側面図である。 左半分が図２のIIIa方向から見た背面図、右半分が図２のIIIb方向から見た背面図である。 図１に示す台車のコイルバネの断面図である。 図４に示すコイルバネに用いる線材を説明する図面である。 本発明の第２実施形態に係る低床式鉄道車両用台車の平面図である。 図６に示す台車の側面図である。 左半分が図７のVIIIa方向から見た背面図、右半分が図２のVIIIb方向から見た背面図である。 図６に示す小径車輪の揺動を説明する要部背面図である。 本発明の第３実施形態に係る低床式鉄道車両用台車の平面図である。 図１０に示す台車の側面図である。 各実施形態に係る台車を適用した低床式鉄道車両の一部透視側面図である。 図１２のXIII−XIII線断面図である。 図１２のXIV−XIV線断面図である。 各実施形態に係る台車を適用した他の低床式鉄道車両の一部透視側面図である。 左半分が図１６のXVIa−XVIa線断面図、右半分が図１６のXVIb−XVIb線断面図である。 図１６のXVII−XVII線断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る低床式鉄道車両用台車１の平面図である。図２は図１に示す台車１の側面図である。図３は左半分が図２のIIIa方向から見た背面図、右半分が図２のIIIb方向から見た背面図である。なお、図１における左側を進行方向の前側、右側を後側、上側を右側、下側を左側として説明する。図１乃至３に示すように、本実施形態の台車１は、車体２１を支持する台車枠３を有し、その台車枠３の前後に主車軸６及び副車軸８が回転自在に設けられており、主車軸６の左右両側に一対の大径車輪７が設けられ、副車軸８の左右両側に一対の小径車輪９が設けられている。

台車枠３は、平面視略Ｈ形状であり、進行方向に延在する左右一対の側梁部３ａと、左右の側梁部３ａの中央やや後寄り部分に左右に架設された横梁部３ｂとを有している。側梁部３ａの中央やや前寄り部分には、左右に延在する主車軸６が軸受１０を有する軸箱２３に回転自在に支持されており、軸箱２３がバネを有する軸箱支持装置２５により台車枠３に対して弾性的に接続されている。主車軸６の左右両側には、各側梁部３ａの左右方向内側において大径車輪７が一体的に固定されている。主車軸６には、歯車装置及び可撓継ぎ手を有する駆動装置１１が設けられており、横梁部３ｂには駆動装置１１に動力伝達可能に接続された電動機１２が取り付けられている。即ち、電動機１２による回転動力が駆動装置１１を介して主車軸６に伝達されている。また、側梁部３ａの前端部には左右に伸びる端梁部１３が垂設されている。また、主車軸６又は大径車輪７にはブレーキ装置（図示せず）が設けられている。なお、小径車輪７側にもブレーキ装置を設けてもよい。

側梁部３ａの後端部には、平面視で後方に向けて２つに分岐した二股部３ｃが形成されている。二股部３ｃには軸箱支持装置２６が接続され、その軸箱支持装置２６により副車軸８を軸受１５により回転自在に支持する軸箱２４が支持される。二股部３ｃには、左右方向を軸線とする軸穴３ｄが形成されている。また、二股部３ｃには、軸穴３ｄよりも前方において左右方向外方に向けて突出した下側バネ受部３ｅが設けられている。二股部３ｃで挟まれた空間には、軸箱支持装置２６を構成する支持部材４の前端部４ａが配置されている。支持部材４の前端部４ａの二股部３ｃの軸穴３ｄに対応する位置には同一軸線を有する軸穴４ｂが形成されている。そして、二股部３ｃの軸穴３ｄと副枠４の軸穴４ｂとに連結ピン１４が回転自在に挿入されている。即ち、左右方向に軸線を有する連結ピン１４の軸線を揺動軸線として、支持部材４が台車枠３に対して上下に揺動自在となっている。

支持部材４の後端部４ｃには、左右に延在する副車軸８を軸受１５を介して回転自在に支持する軸箱２４が設けられている。副車軸８の左右両側には、各支持部材４の左右方向内側において大径車輪７よりも外径が小さい小径車輪９が一体的に固定されている。具体的には、小径車輪９の外径は大径車輪７の外径の１／２未満となっており、例えば、大径車輪７の外径が５００〜７５０ｍｍで、小径車輪９の外径が２００〜３５０ｍｍとなっている。また、小径車輪９の静止状態における上端位置が大径車輪７の回転中心位置よりも低くなっている。さらに、支持部材４の小径車輪９に対応する位置における上端部は、小径車輪９の静止状態における上端部よりも低く配置されている。そして、支持部材４の小径車輪９に対応する位置における上端部の地面からの高さは、例えば３００〜４００ｍｍであり、好ましくは３５０ｍｍ以下となっている。なお、小径車輪９の外径は大径車輪７の外径の１／２未満でなくても車体２１の床面が十分に低くなる場合には、１／２以上であってもよい。

支持部材４の進行方向の中央部分には、左右方向外側に向けて突出する平面視略Ｌ形状の上側バネ受部４ｄが設けられている。上側バネ受部４ｄは、台車枠３の下側バネ受部３ｅの上方位置に向けて前方に延在しており、上側バネ受部４ｄと下側バネ受部３ｅとの間に上下に伸縮するコイルバネ１６（弾性体）が圧縮状態で介設されている。即ち、揺動軸線となる連結ピン１４よりも前方において、コイルバネ１６により上側バネ受部４ｄが下側バネ受部３ｅに対して上向きに付勢されることで、連結ピン１４よりも後方にある小径車輪９が下向きに付勢されている。

台車枠３の上方には枕梁５が左右方向に延在しており、枕梁５は接続装置１７（心ざら）を介して台車枠３に接続されることで、枕梁５が台車枠３に対して水平旋回可能となっている。枕梁５の上面の左右両側には空気バネ１８が設けられており、この空気バネ１８の上端部により車体２１が支持される構成となっている。さらに、枕梁５には、後方に向けて台車側ブラケット１９が突出しており、その台車側ブラケット１９にボルスタアンカ２０の前端部が連結されている。

接続装置１７の旋回中心Ｃ１と大径車輪７の回転中心Ｃ２との間の進行方向の距離をＬ１とし、接続装置１７の旋回中心Ｃ１と小径車輪９の回転中心Ｃ３との間の進行方向の距離をＬ２とすると、Ｌ２はＬ１よりも大きくなっている。具体的には、Ｌ２はＬ１の略２倍の長さに設定されており、主車軸６及び大径車輪７で車体２１から台車１にかかる荷重の約２／３を負担し、副車軸８及び小径車輪９で前記荷重の約１／３を負担している。

車体２１は、主に台車枠３の上方位置にある高床面２１ａと、小径車輪９の上方位置にある低床面２１ｃと、高床面２１ａの後端と低床面２１ｃの前端とを連続する垂直面２１ｂとを有している。高床面２１ａは、空気バネ１８で下方から支持されている。低床面２１ｃは、小径車輪９と若干のクリアランスをあけた状態で近接配置されている。垂直面２１ｂには前方に突出する車体側ブラケット２２が設けられており、ボルスタアンカ２０の後端部が車体側ブラケット２２に連結されることで、台車側ブラケット１９と車体側ブラケット２２とが接続される。

図４は図１に示す台車１のコイルバネ１６の断面図である。図５は図４に示すコイルバネ１６に用いる線材１６´を説明する図面である。図４及び５に示すように、コイルバネ１６は、断面積が一定でない線材１６´を螺旋状に曲げ加工することで形成されている。図５に示すように、線材１６´は、その長さ方向の中央部分にあり断面積が一定である太棒部１６ａと、太棒部１６ａの両側に連続して先端に向けて縮径するテーパ棒部１６ｂ，１６ｃとを有している。図４に示すように、この線材１６´により形成されたコイルバネ１６は、その上側バネ受部４ｄ及び下側バネ受部３ｅに接続される上下両側部分が、上下方向の中央部分よりも断面積が小さくなっている。これにより、コイルバネ１６は、伸縮量に対して非線形となるバネ定数を有することとなる。

詳しくは、上側バネ受部４ｄと下側バネ受部３ｅとを近接させる外力が作用する際には、コイルバネ１６は、剛性の高い太棒部１６ａよりも剛性の低いテーパ棒部１６ｂ，１６ｃが優先して縮み始める。そうすると、コイルバネ１６の収縮量が小さいうちは、コイルバネ１６のバネ定数は小さくなる。そして、コイルバネ１６の収縮量が大きくなると、テーパ棒部１６ｂ，１６ｃの収縮スペースが減ることにより、主に太棒部１６ａによる収縮が始まる。このようにコイルバネ１６の収縮量が大きくなると、コイルバネ１６のバネ定数は大きくなる。よって、連結ピン１４を支点とした台車枠３に対する支持部材４の上下方向の揺動変位量が大きくなるにつれてバネ定数が大きくなるようになっている。

以上に説明した構成によれば、進行方向の前側に大径車輪７を設け、後側に小径車輪９を設けているので、大径車輪７により走行安定性を維持しながらも、小径車輪９の上方に位置する車体２１の床面を低床化することができる。しかも、軸箱支持装置２６の小径車輪９に対応する位置における上端部が小径車輪９の上端部の位置よりも低く、かつ、小径車輪９の上端位置が大径車輪７の回転中心位置よりも低いので、小径車輪９付近の上方に充分なスペースを確保することができ、車体２１の小径車輪９の上方に位置する部分を大幅に低床化することができる。さらに、小径車輪９が左右に延在する副車軸８により連結されているので、左右の小径車輪９の間の距離がレール間距離に合致するように精度良く保たれ、走行安定性を向上することもできる。

また、車体からの荷重を受ける割合の大きい大径車輪７を支持する台車枠３に対して小径車輪９がコイルバネ１６により支持部材４を介して下向きに付勢されるので、重量の小さい小径車輪９のレールに対する密着度を高めることができる。しかも、台車枠３に対する支持部材４の上下方向の揺動変位量が小さいときにはコイルバネ１６のバネ定数が小さくなるため、小径車輪９が大径車輪７に対して柔軟に上下相対変位することができ、小径車輪９がレールに沿ってスムーズに追従することが可能となる。かつ、台車枠３に対する支持部材４の上下方向の揺動変位量が大きくなるとコイルバネ１６のバネ定数が大きくなるため、小径車輪９は上下方向に変位し難くなり、小径車輪９が車体２１の低床部２１ｃに接触することも防止することができる。

なお、本実施形態では弾性体としてコイルバネ１６が用いられているが、付勢力を発揮するものであればこれに限定されず、例えばゴム等からなる弾性材や板バネなどを用いてもよい。

（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態に係る低床式鉄道車両用台車３１の平面図である。図７は図６に示す台車３１の側面図である。図８は左半分が図７のVIIIa方向から見た背面図、右半分が図２のVIIIb方向から見た背面図である。なお、図６における左側を進行方向の前側、右側を後側、上側を右側、下側を左側として説明する。また、第１実施形態と同一の構成要素には、第１実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略している。

図６乃至８に示すように、本実施形態の台車３１は、車体２１を支持する台車枠３を有し、その台車枠３に主車軸６及び副車軸８が回転自在に設けられており、主車軸６の左右両側に一対の大径車輪７が設けられ、副車軸８の左右両側に一対の小径車輪９が設けられている。

台車枠３２は、進行方向の前側に配置された第１枠部材３３と、第１枠部材３３の後側に連結された第２枠部材４０とを備えている。第１枠部材３３は、進行方向に延在する左右一対の側梁部３３ａと、左右の側梁部３３ａの後端部分に左右に架設された横梁部３３ｂと、横梁部３３ｂの左右方向の中央部より若干後方に突出した軸固定部３３ｃとを有している。側梁部３３ａの中央やや前寄り部分には、左右に延在する主車軸６が軸受１０を有する軸箱２３により回転自在に支持されており、軸箱２３がバネを有する軸箱支持装置２５により第１枠部材３３に対して弾性的に接続されている。主車軸６の左右両側には、各側梁部３３ａの左右方向内側において大径車輪７が一体的に固定されている。また、軸固定部３３ｃには、後方に突出する支軸４３の前端部分が圧入固定されており、その支軸４３は後方から見て左右の小径車輪９の間の中央に位置されている。

第２枠部材４０は、支軸４３が回転自在に挿通される筒状部４０ａと、筒状部４０ａから左右に延在する一対の第１横梁部４０ｂと、第１横梁部４０ｂから左右斜め前に延在する一対の第２横梁部４０ｃと、横梁部４０ｃから左右に延在する一対の第３横梁部４０ｄと、第３横梁部４０ｄから後方に向けて平面視で２つに分岐した二股部４０ｅとを備えている。つまり、第２枠部材４０が、筒状部４０ａから左右外方にいくにつれて前方に湾曲する形状であることにより、二股部４０ｅが筒状部４０ａの真横に位置して第１枠部材３３に近接配置されている。また、筒状部４０ａから後方に突出した支軸４３の後端外周面にはネジ部が形成されており、そのネジ部にナット４４が螺着されている。つまり、第２枠部材４０は、第１枠部材３３に対して支軸４３を回転軸線としたロール方向に回転自在に連結されている。

二股部４０ｅには軸箱支持装置３５が接続され、その軸箱支持装置３５により副車軸８を軸受１５により回転自在に支持する軸箱２４が支持される。二股部４０ｅには、左右方向を軸線とする軸穴４０ｇが形成されている。また、二股部４０ｅには、軸穴４０ｇより前方において左右方向外方に向けて突出した下側バネ受部４０ｆが設けられている。二股部４０ｅで挟まれた空間には、軸箱支持装置３５を構成する支持部材４１の前端部４１ａが配置されている。二股部４０ｅの軸穴４０ｇに対応する位置には同一軸線を有する軸穴４１ｂが形成されている。そして、二股部４０ｅの軸穴４０ｇと支持部材４１の軸穴４１ｂとに連結ピン１４が回転自在に挿入されている。即ち、左右方向に軸線を有する連結ピン１４を支点として、支持部材４１が第２枠部材４０に対して上下に揺動自在となっている。支持部材４１の後端部４１ｃには、左右に延在する副車軸８が軸受１５を介して回転自在に支持されている。副車軸８の左右両側には、各支持部材４１の左右方向内側において小径車輪９が一体的に固定されている。

支持部材４１の進行方向の中央部分には、左右方向外側に向けて突出する平面視略Ｌ形状の上側バネ受部４１ｄが設けられている。上側バネ受部４１ｄは、第２枠部材４０の下側バネ受部４０ｆの上方位置に向けて前方に延在しており、上側バネ受部４１ｄと下側バネ受部４０ｆとの間に上下に伸縮するコイルバネ１６（弾性体）が圧縮状態で介設されている。即ち、揺動支点となる連結ピン１４よりも前方において、コイルバネ１６により上側バネ受部４１ｄが下側バネ受部４０ｆに対して上向きに付勢されることで、連結ピン１４よりも後方にある小径車輪９が下向きに付勢されている。

第１枠部材３３の上方には枕梁５が左右方向に延在しており、枕梁５は接続装置１７を介して第１枠部材３３に接続されることで、枕梁５が第１枠部材３３に対して水平旋回可能となっている。また、接続装置１７の旋回中心Ｃ１と大径車輪７の回転中心Ｃ２との間の進行方向の距離をＬ１とし、接続装置１７の旋回中心Ｃ１と小径車輪９の回転中心Ｃ３との間の進行方向の距離をＬ２とすると、Ｌ２はＬ１よりも大きく、具体的にはＬ２はＬ１の略２倍の長さに設定されている。

図９は図６に示す小径車輪９の揺動を説明する要部背面図である。図９に示すように、小径車輪９を左右両側に有する副車軸８を支持するための軸箱２４を支持する支持部材４１は、支軸４３を支点として第１枠部材３３に対してロール方向に揺動自在となっている。よって、例えば、左右一方の小径車輪９に上方に向けた外力が作用した場合には、第２枠部材４０が軸箱支持装置３５と共に支軸４３を支点としてロール方向に揺動するため、他方の小径車輪９は下方に向けた力が作用することとなる。

以上の構成によれば、左右どちらか一方の小径車輪９のレールに対する重力方向の押圧力が大きくなるか又は小さくなった場合でも、第２枠部材４０がロール方向に回転することで、左右一対の小径車輪９の車体２１からの荷重を負担する割合が等しくなるように作用するので、走行安定性がより向上する。さらに、車体からの荷重を受ける割合の大きい大径車輪７を支持する第１枠部材３３に連結された第２枠部材４０に対して小径車輪９がコイルバネ１６により支持部材４１を介して下向きに付勢されるので、重量の小さい小径車輪９のレールに対する密着度を高めることができる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

（第３実施形態）
図１０は本発明の第３実施形態に係る低床式鉄道車両用台車５１の平面図である。図１１は図１０に示す台車５１の側面図である。なお、図１０における左側を進行方向の前側、右側を後側、上側を右側、下側を左側として説明する。また、第１実施形態と同一の構成要素には、第１実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略している。

図１０及び１１に示すように、本実施形態の台車５１は、車体２１を支持する枕梁５３と台車枠５２を有し、その台車枠５２の前後に主車軸６及び副車軸６０が設けられており、主車軸６の左右両側に一対の大径車輪７が設けられ、副車軸６０の左右両側に一対の小径車輪６１が設けられている。

台車枠５２は、進行方向に延在する左右一対の前側梁部５２ａと、左右の前側梁部５２ａの後端部分に左右に架設された横梁部５２ｂと、左右の前側梁部５２ａの前端部分に左右に架設された端梁部５２ｃと、横梁部５２ｂの左右端部と中央部との間から後方に突出した後側梁部５２ｅとを有している。端梁部５２ｃの前端部にはガードプレート５７が垂設されている。ガードプレート５７は、前板部５７ａ及び側板部５７ｂを有する平面視で略馬蹄状に形成されており、台車枠５２の前端部から側端部にかけてカバーするように配置されている。前側梁部５２ａには左右外方に突出するブラケット７０が設けられており、ガードプレート５７の側板部５７ｂはブラケット７０に支持されている。

前側梁部５２ａの略中央部分には、左右に延在する主車軸６が軸受１０を介して回転自在に支持されており、その主車軸６の左右両側には、各前側梁部５２ａの左右方向内側において大径車輪７が一体的に固定されている。軸受１０には、シェブロンゴム式の軸バネ部材５６が設けられている。主車軸６には駆動装置５４が設けられており、端梁部５２ｃには駆動装置５４に動力伝達可能に接続された電動機５５が取り付けられている。

横梁部５２ｂの上方には枕梁５３が左右方向に延在しており、枕梁５３の上面の左右両側には空気バネ１８が設けられており、この空気バネ１８の上端部により車体２１が支持される構成となっている。さらに、枕梁５３には、車体２１と連結するためのボルスタアンカ６６の前端部が連結されており、そのボルスタアンカ６６の後端部が車体２１の低床部２１ｃに設けられた車体側ブラケット６５に連結されている。

後側梁部５２ｅの後端部５２ｆの下面には、軸箱支持装置６９を介して軸箱５８が取り付けられており、その軸箱５８には副車軸６０が挿通されている。軸箱支持装置６９は、軸箱５８にゴムブロック５９（弾性体）を介して接続される支持部材６４と、軸箱５８から前方に突出した軸梁６２とを備えており、その軸梁６２の前端部が後側梁部５２ｅの下面に突出したゴムブッシュ６３に軸支されている。副車軸６０の軸箱５８より左右外方に突出した端部には、一対の小径車輪６１がそれぞれ軸受６２を介して回転自在に取り付けられている。換言すれば、後側梁部５２ｅに設けられた軸箱支持装置６９は一対の小径車輪６１の間において軸箱５８を介して副車軸６０を支持しており、副車軸６０があまり回転しない状態で左右の小径車輪６１がそれぞれ独立して回転する構成となっている。

小径車輪６１の外径は大径車輪７の外径の１／２未満となっており、小径車輪６１の静止状態における上端位置が大径車輪７の回転中心位置よりも低くなっている。また、車体２１から枕梁５３に負荷される荷重中心Ｃ１と大径車輪７の回転中心Ｃ２との間の進行方向の距離をＬ１とし、荷重中心Ｃ１と小径車輪６１の回転中心Ｃ３との間の進行方向の距離をＬ２とすると、Ｌ２はＬ１よりも大きく、具体的にはＬ２はＬ１の略２倍の長さに設定されている。

以上の構成によれば、後側梁部５２ｅは各小径車輪６１の間で副車軸６０を支持し、各小径車輪６１の左右方向内側に配置されているため、各小径車輪６１の左右方向外側にスペースを空けることができ、他部品の配置スペースを確保することが可能となる。また、左右の小径車輪６１はそれぞれ独立して自在に回転するため、例えば、カーブ走行時において線路の曲率半径が小さい場合であっても、左右の小径車輪６１がそれぞれレール上をスムーズに転動することができる。さらに、台車枠５２の端梁部５２ｃに平面視馬蹄形状となるガードプレート５７が垂設されているので、前方及び側方からの障害物等から台車５１及び電動機やブレーキ装置等の台車５１を構成する機器を保護することができる。また、この台車５１が車両の最前部に配置される場合において、車体２１側にガードを設けることを不要にすることも可能となる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

以下、前述した各実施形態の台車１，３１，５１を適用した低床式鉄道車両について説明する。なお、適用形態は何れの実施形態の台車１，３１，５１であっても同様であるため、以下は代表して第１実施形態の台車１の適用例について説明する。

図１２は第１実施形態に係る台車１を適用した低床式鉄道車両１００の一部透視側面図である。図１３は図１２のXIII−XIII線断面図である。図１４は図１２のXIV−XIV線断面図である。図１２乃至１４に示すように、本例の鉄道車両１００は、一両編成の路面電車であり、車体１２１の前端部及び後端部が台車１でそれぞれ支持されている。前方の台車１は、大径車輪７が車体１２１の前端部側に位置し、小径車輪９が車体１２１の進行方向の中央側に位置するように配置されている。後方の台車１は、大径車輪７が車体１２１の後端部側に位置し、小径車輪９が車体１２１の進行方向の中央側に位置するように配置されている。

車体１２１の前端部及び後端部にはそれぞれ運転席Ｄが設けられており、前後の運転席Ｄの間の搭乗空間が客室Ｐとなっている。運転席Ｄは大径車輪７の上方に位置し、運転席Ｄの床は高床部１２１ａとなっている。小径車輪９の上方は客室Ｐの一部になっており、客室Ｐの床は座席１２１ｄを除いて全面が低床部１２１ｃとなっている。客室Ｐには、運転席Ｄに隣接した車体１２１の側壁に乗降口１２１ｅが設けられている。つまり、小径車輪９の上方に乗降口１２１ｅが配置されている。

以上の構成によれば、車体１２１の進行方向の端部側に台車１の大径車輪７が配置され、車体１２１の進行方向の中央側に台車１の小径車輪９が配置されるので、大径車輪７により走行安定性を維持しながらも、車体１２１の車体中央位置から小径車輪９の上方位置まで低床部１２１ｃを設けることが可能となる。

図１５は第１実施形態に係る台車１を適用した他の低床式鉄道車両の一部透視側面図である。図１６は左半分が図１６のXVIa−XVIa線断面図、右半分が図１６のXVIb−XVIb線断面図である。図１７は図１５のXVII−XVII線断面図である。図１５乃至１７に示すように、本例の鉄道車両２００は、三両編成であり、客室Ｐ専用の車体２２３の前後に運転席Ｄ付きの車体２２１，２２２が連結されている。なお、車体２２１〜２２３の連結部分には連結通路を覆う幌２４０，２４１が設けられている。

先頭の車体２２１の前端部及び最後尾の車体２２２の後端部は台車１で支持されている。先頭の台車１は、大径車輪７が車体２２１の前端部側に位置し、小径車輪９が車体２２１の進行方向の中央側に位置するように配置されている。最後尾の台車１は、大径車輪７が車体２２２の後端部側に位置し、小径車輪９が車体２２２の進行方向の中央側に位置するように配置されている。

車体２２１の前端部及び車体２２２の後端部にはそれぞれ運転席Ｄが設けられており、前後の運転席Ｄの間の搭乗空間が客室Ｐとして連続している。運転席Ｄは大径車輪７の上方に位置し、運転席Ｄの床は高床部２２１ａ，２２２ａとなっている。小径車輪９の上方は客室Ｐの一部になっており、客室Ｐの床は座席２２１ｄ，２２２ｄ，２２３ｄを除いて全面が低床部２２１ｃ，２２２ｃ，２２３ｃとなっている。客室Ｐには、運転席Ｄに隣接した車体２２１，２２２の側壁に乗降口２２１ｅ，２２２ｅが設けられている。つまり、小径車輪９の上方に乗降口２２１ｅ，２２２ｅが配置されている。

中間の車体２２３は、低床部２２３ｃである通路を挟んで左右に座席２２３ｄが設けられている。座席２２３ｄは、進行方向に向かい合うように配置されており、座席２２３ｄの下は高床部２２３ｅとなっている。この高床部２２３ｅの下には枕バネ２５２を介して軸箱２５１が設けられ、軸箱２５１に独立車輪２５０が回転自在に支持されている。

以上の構成によれば、第１使用例と同様に、車体２２１，２２２の進行方向の端部側に台車１の大径車輪７が配置され、車体２２１，２２２の進行方向の中央側に台車１の小径車輪９が配置されるので、大径車輪７により走行安定性を維持しながらも、運転席Ｄ以外の搭乗空間に小径車輪９の上方位置まで低床部２２１ｃ，２２２ｃ，２２３ｃを形成することが可能となる。

なお、前述した実施形態では、道路に敷設された軌道を走行する路面電車（ＬＲＶ）について説明したが、それに限られず、他の鉄道車両にも適用可能である。

Claims (9)

1. 客室及び運転席の空間を有する鉄道車両の車体を空気バネを介して支持する台車枠と、
   前記台車枠の進行方向の前後において左右に延在するように配置される主車軸及び副車軸と、
   前記各車軸の左右両側に設けられた車輪と、
   前記各車軸の左右両側に設けられて前記車軸をそれぞれ支持する軸箱と、
   前記各軸箱と前記台車枠とを弾性結合して前記軸箱を支持する軸箱支持装置とを備え、
   前記主車軸に設けられた前記車輪は大径車輪で、前記副車軸に設けられた前記車輪は前記大径車輪よりも外径が小さい小径車輪であり、
   前記小径車輪の上端位置が、前記大径車輪の回転中心位置よりも低くなるように構成され、
   前記小径車輪は前記客室の下方に配置され、かつ、前記大径車輪及び前記空気バネは前記運転席の下方に配置される構成である、低床式鉄道車両用台車。
2. 前記軸箱支持装置は、前記軸箱を前記台車枠に対して弾性結合するための弾性体を有し、
   前記弾性体は、そのバネ定数が非線形であり、前記台車枠に対する前記軸箱の相対変位量が大きくなるにつれてバネ定数が大きくなるように構成されている請求項１に記載の低床式鉄道車両用台車。
3. 前記軸箱支持装置は、前記台車枠に対して上下揺動可能に取り付けられて揺動軸線の一方側で前記軸箱を支持する支持部材と、前記支持部材の揺動軸線の他方側を上方に付勢する弾性体とを有し、
   前記軸箱に支持された前記小径車輪が前記弾性体の付勢力により下向きに付勢される構成である請求項１に記載の低床式鉄道車両用台車。
4. 前記台車枠は、前記主車軸を支持する第１枠部材と、前記第１枠部材に連結されて前記軸箱支持装置が設けられた第２枠部材とを有し、
   前記第２枠部材は、前記第１枠部材に対して進行方向を回転軸線とするロール方向に回転可能に連結されている請求項１に記載の低床式鉄道車両用台車。
5. 前記主車軸は、前記一対の大径車輪の左右方向外側において前記軸箱を介して前記軸箱支持装置により支持されている一方、
   前記副車軸は、前記一対の小径車輪の左右方向内側において前記軸箱を介して前記軸箱支持装置により支持されている請求項１に記載の低床式鉄道車両用台車。
6. 前記小径車輪は、前記副車軸に対して軸受を介して回転自在に設けられている請求項１に記載の低床式鉄道車両用台車。
7. 前記台車枠の進行方向の前端部にガードプレートが垂設されており、前記ガードプレートは前記台車枠の前端部から側端部にかけてカバーするように形成されている請求項１に記載の低床式鉄道車両用台車。
8. 前記台車枠の上方に配置された枕梁と、前記枕梁に対して前記台車枠を水平旋回可能に接続する接続装置とをさらに備え、
   前記接続装置の旋回中心と前記大径車輪の回転中心との間の進行方向の距離が、前記接続装置の旋回中心と前記小径車輪の回転中心との間の進行方向の距離よりも小さい、請求項１に記載の低床式鉄道車両用台車。
9. 車体と、前記車体を空気バネを介して支持する台車とを備え、
   前記台車は、
   台車枠と、
   前記車体の進行方向の端部側において左右に延在するように配置される主車軸と、
   前記主車軸に対して前記車体の進行方向の中央側において左右に延在するように配置される副車軸と、
   前記主車軸の左右両側に設けられた大径車輪と、
   前記副車軸の左右両側に設けられ、前記大径車輪よりも外径が小さい小径車輪と、
   前記各車軸の左右両側に設けられて前記車軸をそれぞれ支持する軸箱と、
   前記各軸箱と前記台車枠とを弾性結合して前記軸箱を支持する軸箱支持装置とを備え、
   前記車体は、
   その進行方向の端部側であって、前記大径車輪及び前記空気バネの上方に配置される運転席と、
   前記運転席よりも前記車体の中央側であって、前記小径車輪の上方に配置され、前記運転席の床面よりも低い床面を有する客室とを備え、
   前記小径車輪の上端位置が、前記大径車輪の回転中心位置よりも低くなるように構成されている、低床式鉄道車両。

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