JP6256185B2 - 鉄道車両における傾き規制装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両が、例えば、曲線区間走行中の傾斜制御が所定以上になることや、直線区間走行中にローリング方向の傾きが所定以上になることを規制する装置に関するものである。

鉄道車両が曲線区間を通過する際、走行速度が速すぎると、車体に作用する遠心力の影響で乗り心地が悪化するため、車体を支持する左右の空気ばねに空気を給排気して左右の空気ばねを昇降させることで車体を傾斜させる車体傾斜制御がある（特許文献１）。

この特許文献１で開示された車体傾斜制御は、空気ばねへの空気の給排気により車体を内軌側に傾斜させることで、遠心力と重力の合力が車体床面に垂直に働くようにし、乗客が遠心力を感じないようにして乗り心地の悪化を防いでいる。

前記特許文献１で開示された車体傾斜制御は、安全な高速走行と乗り心地向上を図ろうとするものである。

しかしながら、特許文献１で開示された車体傾斜制御の場合、空気の給排気による車体の傾斜制御が大きくなって、車体上部に搭載したパンタグラフの偏倚量が大きくなると、架線がパンタグラフの摺り板から外れる場合も起こり得る。

特開平１１−３４８６８号公報

本発明が解決しようとする課題は、特許文献１で開示された鉄道車両の場合、車体の傾斜制御を機械的に規制していないという点である。

本発明の鉄道車両における傾き規制装置は、
曲線区間走行時の車体傾斜制御や、直線区間走行時のローリングを機械的に規制するために、
外筒と、
この外筒内の中央部分所定範囲を移動が自在なように挿入した内筒と、
この内筒内を移動が自在なように挿入したピストンと、
このピストンに基端側を連結し、先端側は前記内筒及び前記外筒の一方端を貫通して外部に突出したロッドを備え、
前記外筒内の両端側の空間にオイルを満たしたダンパーを、
鉄道車両の台車と車体間における幅方向両側に対称配置し、
これらダンパーのうちの一方のダンパーのロッドが突出する側の前記オイルを満たした空間を、他方のダンパーのロッドが突出しない側の前記オイルを満たした空間に接続する一方、前記一方のダンパーのロッドが突出しない側の前記オイルを満たした空間は、他方のダンパーのロッドが突出する側の前記オイルを満たした空間に接続したことを最も主要な特徴としている。

本発明の鉄道車両における傾き規制装置は、例えば直線区間走行時における通常の上下動では外筒の空間内のオイルが内筒の動きを妨げないので、鉄道車両の幅方向両側の対称位置に設置した両ダンパーのロッドは同じ量だけ出退動する。

一方、例えば曲線区間の走行中に車体を傾斜制御した場合は、鉄道車両の幅方向両側に対称配置したダンパーのうち、外軌側のダンパーはロッドが突出しようとする一方、内軌側のダンパーはロッドが退入しようとする。

しかしながら、ロッドの出退量が内筒内の移動範囲を超えると、ピストンと共に内筒が移動してこの内筒の移動により押し出されるオイルが他方のダンパーの内筒の移動を抑制するので、両ダンパーのロッドの出退量の差が拡大しなくなって車体の傾斜制御を規制する。

本発明によれば、曲線区間走行中の傾斜制御が所定以上になることを規制することができるので、架線がパンタグラフの摺り板から外れることがない。また、直線区間走行中にローリング方向の傾きが想定量以上になることを規制することができるので、より安全性が高くなる。

本発明の鉄道車両における傾き規制装置の鉄道車両への設置状態を説明する概略図である。 本発明の鉄道車両における傾き規制装置を構成するダンパーの構造を説明する図である。 直線区間走行中の通常の上下動時における本発明の鉄道車両における傾き規制装置の両ダンパーの動きを説明する図であり、（ａ）は基準位置、（ｂ）は突出限位置、（ｃ）は退入限位置を示す。 曲線区間走行中の車体傾斜時における本発明の鉄道車両における傾き規制装置の両ダンパーの動きを説明する図で、（ａ）は基準位置、（ｂ）は車体傾斜限位置を示す。

本発明は、曲線区間走行時の車体傾斜制御や、直線区間走行時のローリングを機械的に規制するという目的を実現するものである。

そして、前記目的を、外筒内の所定範囲を移動自在な内筒内にピストンを移動自在に内装したダンパーを、台車と車体間の幅方向両側に対称配置し、これらダンパーの内筒の両側の外筒内のオイルを満たした空間を、たすき掛けに接続することで実現した。

以下、本発明の鉄道車両における傾き規制装置の一実施例を、添付図面を用いて説明する。

１は本発明の鉄道車両における傾き規制装置であり、鉄道車両２を構成する台車３と車体４の間をダンパー５ａ，５ｂで繋ぐことで、直線区間走行時のローリングや、曲線区間走行時の車体傾斜制御を機械的に規制するものである。本発明では、これら対をなすダンパー５ａ，５ｂを、以下の構成としている。

１１は外筒、１２はこの外筒１１の軸方向に移動が自在なように、外筒１１の内部に挿入された内筒である。本発明では、外筒１１の内部の軸方向両側にストッパー１３ａ，１３ｂを設け、これらストッパー１３ａ，１３ｂによって、外筒１１の軸方向中央部分の所定範囲だけを内筒１２が移動できるようにしている。

１４は前記内筒１２の軸方向への移動が自在なように、内筒１２の内部に挿入したピストンであり、このピストン１４に、先端側が前記内筒１２及び前記外筒１１の一方端を貫通して外部に突出するロッド１５の基端側を連結している。

そして、前記内筒１２を内部に挿入した外筒１１の内部の両端側の空間１１ａ，１１ｂにオイル１６を満たしている。

本発明は、上記構成のダンパー５ａ，５ｂを、鉄道車両２の台車３と車体４の間における幅方向両側の対称位置に配置するものであり、その際、両ダンパー５ａ，５ｂの外筒１１の内部の前記空間１１ａ，１１ｂを、たすき掛けに接続するのである。

すなわち、一方のダンパー５ａのロッド１５が突出する側の前記オイル１６を満たした空間１１ａと、他方のダンパー５ｂのロッド１５が突出しない側の前記オイル１６を満たした空間１１ｂを配管１７ａで接続する。また、一方のダンパー５ａのロッド１５が突出しない側のオイル１６を満たした空間１１ｂと、他方のダンパー５ｂのロッド１５が突出する側のオイル１６を満たした空間１１ａを配管１７ｂで接続するのである。

上記構成の本発明の場合、例えば両ダンパー５ａ，５ｂの内筒１２が、外筒１１のロッド１５の突出側に設けたストッパー１３ａに当接し、ピストン１４が内筒１２のロッド１５の反突出側端面に当接した位置を基準位置とする（図３（ａ）参照）。

そして、例えば直線区間走行時の振動により、車体４が台車３に対して上方に移動したときには、前記基準位置から、ピストン１４が内筒１２のロッド突出側端面に当接する位置（図３（ｂ）参照）までは、両ダンパー５ａ，５ｂのロッド１５は同じ長さ外筒１１から突出する。

内筒１２はストッパー１３ａによってロッド１５の突出方向への移動ができないので、ピストン１４が内筒１２のロッド突出側端面に当接した後は、車体４の台車３に対する上方への移動が規制される。

一方、直線区間走行時の振動により、車体４が台車３に対して下方に移動したときには、前記基準位置から、ピストン１４が内筒１２の反ロッド突出側端面に当接した状態で、内筒１２が外筒１１の反ロッド突出側に設けたストッパー１３ｂに当接する位置（図３（ｃ）参照）までは、両ダンパー５ａ，５ｂのロッド１５は同じ長さ外筒１１に退入する。

この時、対をなすダンパー５ａ，５ｂの外筒１１の反ロッド突出側の空間１１ｂ内のオイル１６は配管１７ａ，１７ｂを通ってそれぞれ対をなすダンパー５ａ，５ｂの外筒１１のロッド突出側の空間１１ａに押し出されるので、内筒１２の前記動きを妨げることはない。内筒１２が外筒１１のロッド１５の反突出側のストッパー１３ｂに当接した後は、車体４の台車３に対する下方への移動が規制される。

また、例えば曲線区間の走行中に車体４を傾斜制御した場合は、鉄道車両１の幅方向両側に対称配置したダンパー５ａ，５ｂのうち、外軌側のダンパー５ｂは前記基準位置からロッド１５が突出しようとする一方、内軌側のダンパー５ａは前記基準位置からロッド１５が退入しようとする。

この時、外軌側のダンパー５ｂは、ピストン１４が内筒１２のロッド突出側端面に当接する位置（図４（ｂ）参照）までは、ロッド１５は傾斜制御に追従して突出する。しかしながら、内筒１２は外筒１１のロッド突出側端部に形成したストッパー１３ａに当接して移動できないので、ピストン１４が内筒１２のロッド突出側端面に当接した後は、ロッド１５の突出は規制される。

一方、内軌側のダンパー５ａは、ピストン１４が内筒１２の反ロッド突出側端面に当接した状態で、内筒１２を外筒１１のロッド１５の反突出側に移動させてロッド１５を退入しようとする。しかしながら、外軌側のダンパー５ｂがロッド１５を突出させようとして外筒１１の空間１１ａ内のオイル１６を内軌側のダンパー５ａの外筒１１の空間１１ｂに押し出そうとしているので、内軌側のダンパー５ａのロッド１５の退入が抑制される。

すなわち、車体４の傾斜制御時、ピストン１４の移動が内筒１２の内部の移動範囲を超えると、ピストン１４と共に移動する内筒１２により押し出されたオイル１６が他方のダンパーの内筒１２の移動を抑制し、両ダンパー５ａ，５ｂのロッド１５の出退量の差が拡大しなくなって車体４の傾斜制御を規制する。

本発明は上記した実施例に限らないことは勿論であり、各請求項に記載の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。

上記の例では、両ダンパー５ａ，５ｂの内筒１２が、外筒１１のロッド突出側に設けたストッパー１３ａに当接し、ピストン１４が内筒１２のロッド１５の反突出側の端面に当接した位置を基準位置としたが、基準位置はこの位置に限らない。

例えば、両ダンパー５ａ，５ｂの内筒１２が、外筒１１のロッド１５の反突出側に設けたストッパー１３ｂに当接し、ピストン１４が内筒１２のロッド１５の突出側の端面に当接した位置を基準位置としてもよい。

１ 傾き規制装置
２ 鉄道車両
３ 台車
４ 車体
５ａ，５ｂ ダンパー
１１ 外筒
１１ａ，１１ｂ 空間
１２ 内筒
１３ａ，１３ｂ ストッパー
１４ ピストン
１５ ロッド
１６ オイル
１７ａ，１７ｂ 配管

Claims (3)

1. 外筒と、
   この外筒内の中央部分所定範囲を移動が自在なように挿入した内筒と、
   この内筒内を移動が自在なように挿入したピストンと、
   このピストンに基端側を連結し、先端側は前記内筒及び前記外筒の一方端を貫通して外部に突出したロッドを備え、
   前記外筒内の両端側の空間にオイルを満たしたダンパーを、
   鉄道車両の台車と車体間における幅方向両側に対称配置し、
   これらダンパーのうちの一方のダンパーのロッドが突出する側の前記オイルを満たした空間を、他方のダンパーのロッドが突出しない側の前記オイルを満たした空間に接続する一方、前記一方のダンパーのロッドが突出しない側の前記オイルを満たした空間は、他方のダンパーのロッドが突出する側の前記オイルを満たした空間に接続したことを特徴とする鉄道車両における傾き規制装置。
2. 曲線区間走行時における車体傾斜制御を、前記内筒内の前記ピストンの移動距離によって規制することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両における傾き規制装置。
3. 直線区間走行におけるローリングを、前記内筒内の前記ピストンの移動距離と、前記外筒内の前記内筒の移動距離を合わせた距離で規制することを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両における傾き規制装置。

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