JP5838780B2

JP5838780B2 - 鉄道車両用操舵台車の操舵装置

Info

Publication number: JP5838780B2
Application number: JP2011277377A
Authority: JP
Inventors: 嘉之下川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-12-19
Also published as: JP2013126835A

Description

本発明は、台車の輪軸を操舵する鉄道車両用操舵台車の操舵装置に関するものであり、特にモノリンク式軸箱支持の操舵台車における操舵装置に関するものである。

リンク式操舵装置１１は、図４に示すように、台車枠１に回転自由にピン支持された操舵てこ１２と、操舵てこ１２と軸箱２を結合する操舵リンク１３と、操舵てこ１２と例えばボルスタ３を結合する連結リンク１４の３つの部材を、球面ブッシュ、ゴムブッシュ等で結合した構成である。なお、図４中の４は空気ばね、５は車体、６は輪軸、７は軸ばねを示す。

このように操舵てこ、操舵リンク、連結リンクの３つの部材を結合する点は、特許文献１に開示された操舵装置も同じである。

このようなリンク式操舵装置を備えた操舵台車の場合、操舵しない台車と比較して軸箱と台車枠を前後、左右方向に適度な剛性で支持するための部品点数が多くなるという課題を有している。

しかしながら、特許文献１で開示された操舵装置は勿論、従来の何れのリンク式操舵装置も、操舵装置の部品点数の削減について考慮されたものは無かった。

特許第３４４８４４５号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のリンク式操舵装置では、操舵装置の部品点数の削減について考慮されたものは無かったという点である。

本発明は、リンク式操舵台車の部品点数を削減し、操舵台車をより低コストで実現することを目的としている。

すなわち、本発明の鉄道車両用操舵台車の操舵装置は、
一方端を台車枠に、他方端を操舵する輪軸を支持する軸箱に、それぞれ回転が自在なように連結したモノリンクを操舵リンクとして活用して前記輪軸を操舵可能に構成したモノリンク式操舵台車の操舵装置において、
一端側を車体又はボルスタ又は車体傾斜ばりに回転が自在なように連結した連結リンクの他端側を、軸箱の上部に突出状に設けた角部材の上端部に回転が自在なように連結したことを最も主要な特徴としている。

本発明の操舵台車の操舵装置は、軸箱体を操舵てことして使用するので、操舵てこを削減することができる。

本発明によれば、軸箱体を操舵てことして使用するので、操舵てこを削減することができ、軽量化に加えてコスト削減をも図れる。

本発明の操舵台車の操舵装置の第１の例の要部を示した概略構成図である。（ａ）は本発明の操舵台車の操舵装置の第２の例を示す図１と同様の図、（ｂ）は軸箱支持装置を構成する左右支持用弾性体を平面方向から見た図である。本発明の操舵台車の操舵装置の第３の例を示す図１と同様の図である。従来のリンク式操舵台車の操舵装置の概略構成図である。

本発明では、リンク式操舵台車の部品点数を削減するという目的を、軸箱体を操舵てことして使用することで実現した。

以下、本発明を実施するための形態例を、図１及び図２を用いて説明する。
図１及び図２は頂上ばね式軸箱支持装置を備えたモノリンク式操舵台車に本発明を適用した場合の図である。

先に説明したリンク式操舵装置を構成する操舵てこ、操舵リンク、連結リンクの主要３部材と、それらを結合する球面ブッシュ、ゴムブッシュ等は、輪軸を適切な操舵てこ比で操舵するためには欠かせない要素である。

ところで、モノリンク式軸箱支持装置の場合、車両の前後進方向（以下、前後方向という。）の荷重は、軸箱と台車枠を繋ぐモノリンクで伝えており、軸箱と台車の前後方向支持はモノリンクの取り付け位置で規定される。

従って、モノリンク式軸箱支持装置を有する操舵台車では、このモノリンクを操舵リンクとして活用している。このモノリンクを操舵リンクとして活用した操舵台車をモノリンク式操舵台車と称している。

一方、モノリンク式軸箱支持装置における車両幅方向（以下、左右方向という。）の荷重は、軸箱と台車枠ばね帽間に配置され、軸箱の上部に突出させた角部材の外周部に嵌め込んだ弾性体で負担している。

発明者は、モノリンク式軸箱支持装置の左右方向支持のための弾性体を外周部に嵌め込む角部材を操舵てことして使用することを考えた。この軸箱の上部に突出させた角部材を操舵てことして使用すれば、リンク式操舵装置の主要３要素のうちの一つを既存のモノリンク式軸箱支持装置の軸箱体に兼ねさせることができる。

本発明の操舵台車の操舵装置は、発明者の上記考えに基づいてなされたものであり、例えば図１に示すような構成である。

２１は操舵リンクとしての作用をも奏するモノリンクであり、一方端は台車枠１に他方端はその上部に角部材２ａを突出状に設けた軸箱２に、球面ブッシュ、ゴムブッシュ等を介して夫々回転自在に連結されている。

本発明では、台車枠１と軸箱２間を前後方向に結合する前記モノリンク２１を、図１に示すように車軸６ａに対して例えば下方向にオフセットして取り付ける。このオフセット量Ｌ1やオフセットの向きは、目標とする操舵てこ比（Ｌ2：Ｌ1、図１参照）によって決定する。

また、本発明では、前記角部材２ａの上端を台車枠１のばね帽１ａより突出させ、この突出させた上端部に、例えばボルスタ３に一端側を回転自在に連結した連結リンク２２の他端側を回転自在に連結し、軸箱２の上部に突出させた角部材を操舵てことして作用するように構成している。なお、この連結リンク２２の両端の回転自在な連結部は、モノリンク２１の両端部と同様、球面ブッシュ、ゴムブッシュ等が介在されている。

上記構成の本発明の操舵装置では、操舵装置をスムーズに動作させるため、軸箱２の角部材２ａと台車枠１間の前後方向を柔らかく支持することが望ましい。そのためには、軸箱２と台車枠１の支持を上下荷重用の軸ばね７（コイルスプリング）のみで行い、前後方向及び左右方向の支持は軸ばね７自体が有するばね作用で行うことで実現できる。

この場合、分岐器通過等で生じる過大な荷重が作用しても干渉等が生じないように、前後方向及び左右方向にストッパを設けるのが望ましい。このストッパとして、図１では、ばね帽１ａの下端内周と軸箱２の上端外周間に隙間ｄを設けておき、前後方向及び左右方向に過大な荷重が作用した場合にこれらばね帽１ａの下端内周と軸箱２の上端外周が当接することでそれ以上移動しないものを示している。

しかしながら、前記のようなストッパを設けただけでは、操舵装置が何らかの異常状態により破断した場合は、軸箱２の前後方向の支持剛性が確保されず限界速度が低下する可能性がある。

従って、限界速度が課題となる比較的高速で走行する車両に本発明を適用する場合は、操舵装置が破断した場合の軸箱２の前後方向の支持剛性を確保するため、図２（ａ）に示すように、軸箱２と台車枠１の間の前後方向に適正剛性を確保するための弾性体２３を設置することが望ましい。

そのためには、この弾性体２３を、例えば図２（ｂ）に示すように、中心部から左右方向外周側にいくほど前後方向の長さが長くなるようなゴムを積層した構造のものとすれば良い。

上記構成の本発明の鉄道車両用操舵台車の操舵装置では、軸箱２を操舵てことして使用するので、操舵てこを削減することができ、軽量化に加えてコスト削減をも図ることができる。

加えて、従来の操舵装置を有する操舵台車では車体５の質量による軸ばね７のたわみによって操舵装置自体が上下に移動するが、本発明では操舵装置がばね下に設置されるので車体５の質量が変化しても操舵装置自体の高さは変化しない。

本発明は上記の例に限らず、請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば、図１及び図２の例では、連結リンク２２の一方端部をボルスタ３に結合した例を示したが、図３に示すように、車体５に結合しても良い。また、図示省略したが、車体傾斜車両の車体傾斜ばりに結合しても良い。

また、本発明の操舵装置の操舵方式は、アクティブ強制操舵方式、半強制操舵方式の何れの方式にも適用可能である。なお、アクティブ強制操舵方式とは、空圧、油圧或いは電動方式のアクチュエータを使用し、外部からエネルギーを投入して制御しながら能動的に輪軸を操舵する方式である。一方、半強制操舵方式とは、車体・台車・輪軸をリンクなどの機械的機構で繋いで、曲線通過時に車体・台車間に発生するボギー変位を駆動力とする方式である。

１台車枠
２軸箱
３ボルスタ
５車体
６輪軸
７軸ばね
２１モノリンク
２２連結リンク
２３弾性体

Claims

一方端を台車枠に、他方端を操舵する輪軸を支持する軸箱に、それぞれ回転が自在なように連結したモノリンクを操舵リンクとして活用して前記輪軸を操舵可能に構成したモノリンク式操舵台車の操舵装置において、
一端側を車体又はボルスタ又は車体傾斜ばりに回転が自在なように連結した連結リンクの他端側を、軸箱の上部に突出状に設けた角部材の上端部に回転が自在なように連結したことを特徴とする鉄道車両用操舵台車の操舵装置。