JP6709331B2 - Railway vehicle - Google Patents

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    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes

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Description

本発明は、軌道の曲線区間通過の際の、車体のロール振動を抑制して乗心地を向上させるアンチローリング装置を備える鉄道車両に関する。例えば、軌道の曲線区間を高速で通過するために車体を内軌側に傾ける車体傾斜装置にアンチローリング装置を併設する鉄道車両に関する。 The present invention relates to a railway vehicle including an anti-rolling device that suppresses roll vibration of a vehicle body when passing a curved section of a track to improve riding comfort. For example, the present invention relates to a railway vehicle in which an anti-rolling device is added to a vehicle body tilting device that tilts the vehicle body toward the inner track in order to pass through a curved section of the track at high speed.

鉄道車両が軌道の曲線区間を通過する際、鉄道車両の車体には遠心力が作用するため、鉄道車両が外軌側に傾斜する。通常、鉄道車両が軌道の曲線区間を通過する際、その車体が外軌側に傾かないように、外軌側の線路高さを内軌側のそれより大きくするカントを軌道面に施工して遠心力を重力で打ち消している。鉄道車両の曲線通過速度に対してカント量が適切に設定されていれば、遠心力と重力の分力が打消しあい、鉄道車両の乗客には見かけ上は遠心力が作用しない。 When the railway vehicle passes through the curved section of the track, centrifugal force acts on the vehicle body of the railway vehicle, so that the railway vehicle leans toward the outer gauge side. Normally, when a railroad vehicle passes through a curved section of the track, a cant is installed on the track surface to make the track height on the outer track side larger than that on the inner track side so that the car body does not lean toward the outer track side. Centrifugal force is canceled by gravity. If the cant amount is appropriately set with respect to the curve passing speed of the railway vehicle, the centrifugal force and the component force of gravity cancel each other out, and the centrifugal force apparently does not act on the passengers of the railway vehicle.

一方、遠心力と重力の分力が打消すことのできる均衡速度を超えた速度で軌道の曲線区間を鉄道車両が走行すると、鉄道車両にはカントで相殺できない超過遠心力が作用するため、乗客は曲線の外側に振られる感覚を有して乗心地が悪いと感じる。超過遠心力に伴う乗り心地の劣化を抑制するために、鉄道車両をカント量以上に、積極的に曲線の内軌側に傾ける車体傾斜装置を鉄道車両は備える。 On the other hand, when a railroad car travels on a curved section of the track at a speed exceeding the equilibrium speed at which centrifugal force and the component of gravity can be canceled out, the excess centrifugal force that cannot be offset by the cant acts on the railroad car, so passengers Has a sensation of being swung outside the curve and feels uncomfortable to ride. In order to suppress deterioration of riding comfort due to excessive centrifugal force, the rail vehicle is provided with a vehicle body tilting device that positively tilts the rail vehicle toward the inner track side of a curve by a cant amount or more.

他方、鉄道車両が軌道を高速で走行する場合、軌道不整等によって、鉄道車両がレール方向に沿う軸周りに振動するロール振動が生じる場合がある。このため、鉄道車両は、このロール振動を抑制するアンチローリング装置を備える場合がある。 On the other hand, when the railway vehicle travels on the track at a high speed, roll vibration may occur in which the railway vehicle vibrates around the axis along the rail direction due to track irregularity or the like. Therefore, the railway vehicle may be equipped with an anti-rolling device that suppresses this roll vibration.

アンチローリング装置は、車体と台車との間のロール方向の相対変位に対して、ばね要素として機能する。このため、車体傾斜装置が鉄道車両を軌道の曲線区間の曲線の内軌側に傾けようとすると、アンチローリング装置は、車体を傾斜させたい方向と反対の方向にモーメントを発生する。特許文献1に、ねじり棒を備えるアンチローリング装置を備える鉄道車両が開示されている。 The anti-rolling device functions as a spring element for relative displacement in the roll direction between the vehicle body and the bogie. Therefore, when the vehicle body tilting device tries to tilt the railway vehicle toward the inner side of the curve of the curved section of the track, the anti-rolling device generates a moment in the direction opposite to the direction in which the vehicle body is tilted. Patent Document 1 discloses a railway vehicle including an anti-rolling device including a torsion bar.

特開2005−238858号公報JP, 2005-238858, A

鉄道車両は、軌道の曲線区間の通過の際に、鉄道車両を軌道の内軌側に傾斜する車体傾斜装置を備える。この鉄道車両に、鉄道車両のローリング振動を抑制するアンチローリング装置を設置する場合、車体傾斜装置が鉄道車両を傾けようとするとアンチローリング装置は、その傾斜を阻害する方向に作用する。このため、車体傾斜装置とアンチローリング装置とを併設する鉄道車両において、車体傾斜装置の機能とアンチローリング装置の機能とを両立することが難しいという問題がある。 The railway vehicle includes a vehicle body tilting device that leans the railway vehicle toward the inner rail side of the track when passing through the curved section of the track. When an anti-rolling device that suppresses rolling vibration of the rail car is installed in this rail car, when the vehicle body tilting device tries to tilt the rail car, the anti-rolling device acts in a direction that hinders the tilt. Therefore, there is a problem that it is difficult to achieve both the function of the vehicle body tilting device and the function of the anti-rolling device in a railway vehicle that has both the vehicle body tilting device and the anti-rolling device.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、車体傾斜装置の機能を阻害しないアンチローリング装置を備える鉄道車両を提案しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to propose a railway vehicle including an anti-rolling device that does not hinder the function of the vehicle body tilting device.

かかる課題を解決するため本発明においては、鉄道車両において、車体と、車体を支持する台車を構成する台車枠と、車体と台車枠との間に跨って設けられ、車体の相対ロール変位を抑制するアンチローリング装置と、アンチローリング装置に車体の幅方向に沿って設けられたねじり棒と、ねじり棒の両端部から車体の長手方向に沿って延伸するアームと、アームの先端部から車体の上下方向に延びるロッドと、ロッドの先端部に備えられる接続部と、接続部に設けられ、ロッドに接続する環状部材と、環状部材の内側に充填される第1の弾性体と、環状部材の軸に沿うとともに第1の弾性体に支持される連結棒と、連結棒の高さ方向の変位を規制する規制部材とを備えるようにした。 In order to solve such a problem, according to the present invention, in a railway vehicle, a vehicle body, a bogie frame that constitutes a bogie that supports the vehicle body, and a vehicle body and the bogie frame are provided so as to straddle relative roll displacement of the vehicle body. Anti-rolling device, a torsion rod provided in the anti-rolling device along the width direction of the vehicle body, arms extending from both ends of the torsion rod along the longitudinal direction of the vehicle body, and a tip of the arm from above and below the vehicle body. A rod extending in the direction, a connecting portion provided at the tip of the rod, an annular member provided at the connecting portion and connected to the rod, a first elastic body filled inside the annular member, and a shaft of the annular member. A connecting rod that is supported along with the first elastic body and that restricts displacement of the connecting rod in the height direction is provided.

本発明によれば、車体傾斜装置の機能を阻害しないアンチローリング装置を備える鉄道車両を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a railway vehicle including an anti-rolling device that does not hinder the function of the vehicle body tilting device.

第1、第2及び第3の実施の形態によるアンチローリング装置を備える鉄道車両の側面図である。It is a side view of a rail vehicle provided with an anti-rolling device by a 1st, 2nd, and 3rd embodiment. 第1、第2及び第3の実施の形態によるアンチローリング装置を備える鉄道車両の上面図である(図1視A−視A)。It is a top view of the rail vehicle provided with the anti-rolling apparatus by 1st, 2nd, and 3rd embodiment (FIG. 1 A-view A). 第1、第2及び第3の実施の形態によるアンチローリング装置のロッドの下端部と台車枠とを接続する下部接続部の正面図である。It is a front view of the lower connection part which connects the lower end part of the rod and the bogie frame of the anti-rolling device by 1st, 2nd, and 3rd embodiment. 第1の実施の形態によるアンチローリング装置のロッドの下端部と台車枠とを接続する下部接続部の中心部断面図である(図3B−B断面図)。It is a central part sectional view of the lower connection part which connects the lower end part of the rod of the anti-rolling apparatus by 1st Embodiment, and a bogie frame (FIG. 3B-B sectional drawing). 第1の実施の形態によるアンチローリング装置のロッドの下端部と台車枠とを接続する下部接続部の中心部から離れた断面図である(図3C−C断面図)。FIG. 3 is a cross-sectional view of the anti-rolling device according to the first embodiment, which is away from the center of a lower connecting portion that connects a lower end portion of a rod and a bogie frame (cross-sectional view in FIG. 3C-C). 車体の高さ方向の変位量に対応する下部接続部の高さ方向のばね剛性の変化を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a change in spring rigidity of the lower connecting portion in the height direction corresponding to a displacement amount of the vehicle body in the height direction. 小さいロール変位が生じたときの第1の実施の形態によるアンチローリング装置の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows operation|movement of the anti-rolling apparatus by 1st Embodiment when a small roll displacement arises. 小さいロール変位が生じたときの第1の実施の形態によるアンチローリング装置を構成する一方(A側)の下部接続部の変位の様子を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a state of displacement of one (A side) lower connecting portion which constitutes the anti-rolling device according to the first embodiment when a small roll displacement occurs. 小さいロール変位が生じたときの第1の実施の形態によるアンチローリング装置を構成する他方(B側)の下部接続部の変位の様子を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a state of displacement of the other (B side) lower connecting portion which constitutes the anti-rolling device according to the first embodiment when a small roll displacement occurs. 大きいロール変位が生じたときの第1の実施の形態によるアンチローリング装置の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows operation|movement of the anti-rolling apparatus by 1st Embodiment when a big roll displacement arises. 大きいロール変位が生じたときの第1の実施の形態によるアンチローリング装置を構成する一方(A側)の下部接続部の変位の様子を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a state of displacement of one (A side) lower connecting portion which constitutes the anti-rolling device according to the first embodiment when a large roll displacement occurs. 大きいロール変位が生じたときの第1の実施の形態によるアンチローリング装置を構成する他方(B側)の下部接続部の変位の様子を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a state of displacement of the other (B side) lower connecting portion which constitutes the anti-rolling device according to the first embodiment when a large roll displacement occurs. 第2の実施の形態によるアンチローリング装置の下部接続部の側面図である。It is a side view of the lower connection part of the anti-rolling device by 2nd Embodiment. 第3の実施の形態によるアンチローリング装置の下部接続部の側面図である。It is a side view of the lower connection part of the anti-rolling apparatus by 3rd Embodiment.

以下、図について、本発明の一実施の形態を詳述する。まず、説明に供する各方向を定義する。鉄道車両の長手方向(レール方向)をX方向、鉄道車両の幅方向(枕木方向)をY方向、鉄道車両の高さ方向をZ方向と定義する。以下、単に、X方向、Y方向、Z方向と記す場合がある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, each direction used for explanation is defined. The longitudinal direction of the railway vehicle (rail direction) is defined as the X direction, the width direction of the railway vehicle (sleeper direction) is defined as the Y direction, and the height direction of the railway vehicle is defined as the Z direction. Hereinafter, they may be simply referred to as the X direction, the Y direction, and the Z direction.

(1)第1の実施の形態
図1は本実施の形態によるアンチローリング装置3を備える鉄道車両の側面図であり図2は本実施の形態によるアンチローリング装置3を備える鉄道車両の上面図である(図1視A−視A)。鉄道車両の車体1は、台車枠4、輪軸6、軸箱体7、軸箱体7を台車枠4に接続する軸箱支持装置5などからなる台車にX方向の両端部を、空気ばね2を介して支持される。
(1) First Embodiment FIG. 1 is a side view of a railway vehicle including an anti-rolling device 3 according to this embodiment, and FIG. 2 is a top view of a railway vehicle including an anti-rolling device 3 according to this embodiment. Yes (view A-view A in FIG. 1). A vehicle body 1 of a railway vehicle includes a bogie frame 4, a wheel axle 6, an axle box body 7, an axle box support device 5 that connects the axle box body 7 to the bogie frame 4, and the like. Supported through.

アンチローリング装置3は、車体1の下面にX方向に沿って備えられるねじり棒9と、ねじり棒9の両端部からY方向に延伸するアーム11と、アーム11のX方向の端部からZ方向に垂下するロッド12とから構成される。 The anti-rolling device 3 includes a torsion bar 9 provided on the lower surface of the vehicle body 1 along the X direction, an arm 11 extending from both ends of the torsion bar 9 in the Y direction, and an Z direction from an end of the arm 11 in the X direction. And a rod 12 that hangs down.

ねじり棒9の両端部には、車体1の下面のX方向の両端部に隔置される一対の受け台10がねじり棒9の軸周りに回動可能に備えられる。ねじり棒9の両端部はアーム11の一方の端部に圧入等によって接続される。アーム11の他方の端部とロッド12とは球面軸受などを介して回動可能に接続される。ロッド12の下端部に備えられる下部接続部31を構成する連結棒32が、台車枠4の側面に備えられる接続部受け15に固定される。 At both ends of the torsion bar 9, a pair of pedestals 10 are provided at both ends of the lower surface of the vehicle body 1 in the X direction so as to be rotatable around the axis of the torsion bar 9. Both ends of the torsion bar 9 are connected to one end of the arm 11 by press fitting or the like. The other end of the arm 11 and the rod 12 are rotatably connected via a spherical bearing or the like. The connecting rod 32, which constitutes the lower connecting portion 31 provided at the lower end of the rod 12, is fixed to the connecting portion receiver 15 provided at the side surface of the bogie frame 4.

アンチローリング装置3は車体1と台車枠4との間に、比較的大きな相対ロール変位が生じた場合に、一方のロッド12がZ方向に上昇してアーム11の他方の端部を持ち上げるとともに他方のロッド12がZ方向に下降してアーム11の他方の端部を押し下げるときにねじり棒9がねじり変形する。このねじり棒9のねじり変形に抗する作用が、左右一対のロッド12の上昇および下降動作を抑制して、車体1と台車枠4との相対ロール変位を小さくするアンチローリング作用が生じる。 When a relatively large relative roll displacement occurs between the vehicle body 1 and the bogie frame 4, the anti-rolling device 3 lifts one rod 12 in the Z direction to lift the other end of the arm 11 and the other. When the rod 12 goes down in the Z direction and pushes down the other end of the arm 11, the torsion bar 9 is twisted and deformed. The action against the torsional deformation of the torsion bar 9 suppresses the ascending and descending motions of the pair of left and right rods 12 and produces an anti-rolling action that reduces the relative roll displacement between the vehicle body 1 and the bogie frame 4.

図3は、アンチローリング装置3のロッド12の下端部と台車枠4とを接続する下部接続部31の正面図である。図4はアンチローリング装置3のロッド12の下端部と台車枠4とを接続する下部接続部31の中心部断面図であり(図3B−B断面図)、図5はアンチローリング装置3のロッド12の下端部と台車枠4とを接続する下部接続部31の中心部から離れた断面図である(図3C−C断面図)。 FIG. 3 is a front view of the lower connecting portion 31 that connects the lower end portion of the rod 12 of the anti-rolling device 3 and the bogie frame 4. 4 is a central sectional view of a lower connecting portion 31 that connects the lower end portion of the rod 12 of the anti-rolling device 3 and the bogie frame 4 (sectional view of FIG. 3B-B), and FIG. 5 is a rod of the anti-rolling device 3. 12 is a cross-sectional view of the lower connecting portion 31 connecting the lower end portion of 12 and the bogie frame 4 away from the central portion (cross-sectional view in FIG. 3C-C).

下部接続部31は、ロッド12の下端部に溶接等で接続されるとともにY方向に沿う軸を有するパイプ状の外環状部材36と、外環状部材36の内側に備えられる環状の第2の弾性体35と、第2の弾性体35の内側に備えられる内環状部材34と、内環状部材34の内側に備えられる第1の弾性体33とから構成される。第1の弾性体33の中央部には、角柱状の連結棒32が備えられる。 The lower connecting portion 31 is connected to the lower end portion of the rod 12 by welding or the like, and has a pipe-shaped outer annular member 36 having an axis along the Y direction, and an annular second elastic member provided inside the outer annular member 36. A body 35, an inner annular member 34 provided inside the second elastic body 35, and a first elastic body 33 provided inside the inner annular member 34. A prismatic connecting rod 32 is provided at the center of the first elastic body 33.

連結棒32のY方向の寸法は下部接続部31のY方向の寸法より大きく、連結棒32のY方向の両端部は下部接続部31のY方向の両端面から突出する。 The dimension of the connecting rod 32 in the Y direction is larger than the dimension of the lower connecting portion 31 in the Y direction, and both ends of the connecting rod 32 in the Y direction protrude from both end faces of the lower connecting portion 31 in the Y direction.

内環状部材34のZ方向の両端部からY方向(内環状部材34の軸方向)に突出する形態で延伸部34aが接続されており、延伸部34aの連結棒32の側の面にはストッパゴム38が載置されるストッパゴム載置部37が備えられる。延伸部34aおよびストッパゴム載置部37は、内環状部材34から一体に機械加工で削り出してもよいし、内環状部材34とは別部品で準備した後に内環状部材34に溶接等で固定してもよい。 The extending portion 34a is connected to the inner annular member 34 from both ends in the Z direction in the Y direction (the axial direction of the inner annular member 34), and the stopper is provided on the surface of the extending portion 34a on the connecting rod 32 side. A stopper rubber mounting portion 37 on which the rubber 38 is mounted is provided. The extending portion 34a and the stopper rubber mounting portion 37 may be machined integrally from the inner annular member 34, or may be separately prepared from the inner annular member 34 and then fixed to the inner annular member 34 by welding or the like. You may.

連結棒32のY方向の両端部は、台車枠4の側面に固定される接続部受け15のY方向の両端部の上面にボルト50で固定される。このように固定されることによって、アンチローリング装置3を構成するロッド12の下端部は台車枠4に固定される。 Both ends in the Y direction of the connecting rod 32 are fixed to the upper surfaces of both ends in the Y direction of the connecting portion receiver 15 fixed to the side surface of the bogie frame 4 with bolts 50. By being fixed in this way, the lower end of the rod 12 constituting the anti-rolling device 3 is fixed to the bogie frame 4.

台車に対して車体1が相対ロール変位すると、まず、第1の弾性体33が変形して連結棒32が、延伸部34aにストッパゴム載置部37を介して保持されるストッパゴム38に当接する。さらに、相対ロール変位が大きくなると、第2の弾性体35は、連結棒32がストッパゴム38に当接した時の衝撃を緩和しながら変形する。 When the vehicle body 1 is roll-displaced relative to the carriage, first, the first elastic body 33 is deformed so that the connecting rod 32 comes into contact with the stopper rubber 38 held by the extending portion 34a through the stopper rubber placing portion 37. Contact. Further, when the relative roll displacement increases, the second elastic body 35 deforms while absorbing the impact when the connecting rod 32 contacts the stopper rubber 38.

ストッパゴム38は、第1の弾性体33が許容される変形量を超過して第1の弾性体33の信頼性が著しく損なわれることを抑制するために備えられるものであるので、必ずしもゴムなどの弾性体である必要はなく、テフロン(登録商標)板等のでもよい。 The stopper rubber 38 is provided in order to prevent the reliability of the first elastic body 33 from being significantly impaired by exceeding the allowable deformation amount of the first elastic body 33. The elastic body need not be an elastic body, but a Teflon (registered trademark) plate or the like may be used.

連結棒32の上面(下面)とストッパゴム38との間にはZ方向寸法Z0の隙間が備えられる。連結棒32がZ方向に寸法Z0分変位した場合に、連結棒32とストッパゴム38が当接するため、この寸法Z0は、車体傾斜装置の目標傾斜角度θTをW寸法(図2参照)で除した寸法(θT/W)と同等もしくはより大きい寸法とすることが望ましい。 A gap having a dimension Z0 in the Z direction is provided between the upper surface (lower surface) of the connecting rod 32 and the stopper rubber 38. When the connecting rod 32 is displaced by the dimension Z0 in the Z direction, the connecting rod 32 and the stopper rubber 38 come into contact with each other. Therefore, the dimension Z0 is obtained by dividing the target inclination angle θT of the vehicle body tilting device by the W dimension (see FIG. 2). It is desirable that the dimension be equal to or larger than the dimension (θT/W).

図6は、車体の高さ方向の変位量に対応する下部接続部の高さ方向のばね剛性の変化を示す模式図である。上述した構成を備える下部接続部31がZ方向に変位した場合、下部接続部31のばね剛性は、連結棒32の上面あるいは下面からZ方向変位量がZ0寸法よりも小さい場合、主に第1の弾性体33が変形するため第1の弾性体33の剛性となる。 FIG. 6 is a schematic diagram showing changes in the spring rigidity of the lower connecting portion in the height direction corresponding to the amount of displacement of the vehicle body in the height direction. When the lower connecting portion 31 having the above-described configuration is displaced in the Z direction, the spring rigidity of the lower connecting portion 31 is mainly the first when the displacement amount in the Z direction from the upper surface or the lower surface of the connecting rod 32 is smaller than the Z0 dimension. Since the elastic body 33 is deformed, the rigidity of the first elastic body 33 is obtained.

一方、連結棒32の上面あるいは下面からZ方向変位量がZ0寸法よりも大きい場合、連結棒32はストッパゴム38に当接して内環状部材34と一体となってZ方向に変位する。このため、第2の弾性体35が主に変形するため、下部接続部31のばね剛性は第2の弾性体35のばね剛性となる。 On the other hand, when the displacement amount in the Z direction from the upper surface or the lower surface of the connecting rod 32 is larger than the Z0 dimension, the connecting rod 32 comes into contact with the stopper rubber 38 and is displaced in the Z direction together with the inner annular member 34. Therefore, since the second elastic body 35 is mainly deformed, the spring rigidity of the lower connecting portion 31 becomes the spring rigidity of the second elastic body 35.

つまり、下部接続部31は、剛性の小さい第1の弾性体33と剛性の大きい第2の弾性体35とを備えるため、連結棒32のZ方向の変位がZ0より小さい場合は、連結棒32は容易にZ方向に変位するが、連結棒32のZ方向の変位がZ0より大きい場合には、連結棒32はZ方向に変位しにくい性質を備える。 That is, since the lower connecting portion 31 includes the first elastic body 33 having low rigidity and the second elastic body 35 having high rigidity, when the displacement of the connecting rod 32 in the Z direction is smaller than Z0, the connecting rod 32 is provided. Is easily displaced in the Z direction, but when the displacement of the connecting rod 32 in the Z direction is larger than Z0, the connecting rod 32 has a property of being less likely to be displaced in the Z direction.

また、剛性の異なる2種類の第1の弾性体33と第2の弾性体35とを備える。このため、剛性の小さい第1の弾性体33が容易に変位して連結棒32がストッパゴム38に勢いよく当接する場合であっても、第2の弾性体35は連結棒32がストッパゴム38に当接する衝撃を緩和できる。このように、第2の弾性体35が連結棒32及びストッパゴム38の当接の際の衝撃を緩和するため、アンチローリング装置3の信頼性を損なうことはない。 Further, it is provided with two types of first elastic bodies 33 and second elastic bodies 35 having different rigidity. Therefore, even when the first elastic body 33 having low rigidity is easily displaced and the connecting rod 32 comes into contact with the stopper rubber 38 vigorously, the second elastic body 35 causes the connecting rod 32 to stop. It is possible to reduce the impact that comes into contact with. In this way, the second elastic body 35 absorbs the impact when the connecting rod 32 and the stopper rubber 38 come into contact with each other, so that the reliability of the anti-rolling device 3 is not impaired.

図7は、小さいロール変位が生じたときのアンチローリング装置3の動作を示す模式図である。図8は小さいロール変位が生じたときのアンチローリング装置3を構成する一方(A側)の下部接続部31の変位の様子を示す模式図であり、図9は小さいロール変位が生じたときのアンチローリング装置3を構成する他方(B側)の下部接続部31の変位の様子を示す模式図である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the operation of the anti-rolling device 3 when a small roll displacement occurs. FIG. 8 is a schematic diagram showing a state of displacement of one (A side) lower connecting portion 31 constituting the anti-rolling device 3 when a small roll displacement occurs, and FIG. 9 shows a state when a small roll displacement occurs. It is a schematic diagram which shows the mode of displacement of the other (B side) lower connection part 31 which comprises the anti-rolling apparatus 3.

車体1が、X方向に沿う軸周りにロール角度θで回動する場合(車体1と台車枠4との間に相対ロール角度θが生じる)場合を考える。台車枠4のY方向の一方の側(A側)に位置する連結棒32は、上述した軸から+Y方向にW寸法離れた位置にあり、台車枠4のY方向の他方の側(B側)に位置する連結棒32は、上述した軸から−Y方向にW寸法離れた位置にある(図2参照)。 Consider a case where the vehicle body 1 rotates about an axis along the X direction at a roll angle θ (a relative roll angle θ occurs between the vehicle body 1 and the bogie frame 4). The connecting rod 32 located on one side (A side) in the Y direction of the bogie frame 4 is located at a position separated from the above-described axis by W dimension in the +Y direction, and the other side (B side) of the bogie frame 4 in the Y direction. The connecting rod 32 located at () is located at a position separated from the above-described axis by W dimension in the −Y direction (see FIG. 2 ).

このため、A側の連結棒32は、Z方向の上方にW寸法にロール角度θを乗じた変位量(W×θ)だけ変位する(図8参照)。同様に、B側の連結棒32はZ方向の下方にW寸法にロール角度θを乗じた変位量(W×θ)だけ変位する(図9参照)。 Therefore, the A-side connecting rod 32 is displaced upward in the Z direction by a displacement amount (W×θ) obtained by multiplying the W dimension by the roll angle θ (see FIG. 8 ). Similarly, the connecting rod 32 on the B side is displaced downward in the Z direction by a displacement amount (W×θ) obtained by multiplying the W dimension by the roll angle θ (see FIG. 9).

例えば、車体傾斜装置は、鉄道車両が軌道の曲線区間を通過する際に、台車枠4の上面に載置される一対の空気ばね2の内圧を調整して、車体1の台車枠4に対する小さい相対ロール角度θを付与する装置である。 For example, the vehicle body tilting device adjusts the internal pressure of the pair of air springs 2 mounted on the upper surface of the bogie frame 4 when the railroad vehicle passes through the curved section of the track, so that the vehicle body 1 is small relative to the bogie frame 4. This is a device for providing a relative roll angle θ.

図10は、大きいロール変位が生じたときのアンチローリング装置3の動作を示す模式図である。図11は大きいロール変位が生じたときのアンチローリング装置3を構成する一方(A側)の下部接続部31の変位の様子を示す模式図であり、図12は大きいロール変位が生じたときのアンチローリング装置3を構成する他方(B側)の下部接続部31の変位の様子を示す模式図である。 FIG. 10 is a schematic diagram showing the operation of the anti-rolling device 3 when a large roll displacement occurs. FIG. 11 is a schematic view showing a state of displacement of one (A side) lower connecting portion 31 constituting the anti-rolling device 3 when a large roll displacement occurs, and FIG. 12 shows a state when a large roll displacement occurs. It is a schematic diagram which shows the mode of displacement of the other (B side) lower connection part 31 which comprises the anti-rolling apparatus 3.

車体1が、X方向に沿う軸周りにロール角度2θで回動する場合を考える。台車枠4のY方向の一方の側(A側)に位置する連結棒32は、上述した軸から+Y方向にW寸法離れた位置にあり、台車枠4のY方向の他方の側(B側)に位置する連結棒32は、上述した軸から−Y方向にW寸法離れた位置にある。 Consider a case where the vehicle body 1 rotates around an axis along the X direction at a roll angle 2θ. The connecting rod 32 located on one side (A side) in the Y direction of the bogie frame 4 is located at a position separated from the above-described axis by W dimension in the +Y direction, and the other side (B side) of the bogie frame 4 in the Y direction. ), the connecting rod 32 is located at a position separated from the above-described axis by W dimension in the −Y direction.

このため、A側の連結棒32は、Z方向の上方にW寸法にロール角度θを乗じた変位量(W×2θ)だけ変位する(図11参照)。同様に、B側の連結棒32はZ方向の下方にW寸法にロール角度θを乗じた変位量(W×2θ)だけ変位する(図12参照)。 Therefore, the connecting rod 32 on the A side is displaced upward in the Z direction by a displacement amount (W×2θ) obtained by multiplying the W dimension by the roll angle θ (see FIG. 11 ). Similarly, the connecting rod 32 on the B side is displaced downward in the Z direction by a displacement amount (W×2θ) obtained by multiplying the W dimension by the roll angle θ (see FIG. 12).

連結棒32のZ方向の変位量W×2θは、初期(相対変位角度0°)の位置の場合の連結棒32の上面および下面からストッパゴム38までのZ方向寸法Z0(図5参照)より大きい。このため、相対ロール角度がZ0/Wを超えたとき、連結棒32は第1の弾性体33を変形させてストッパゴム38に当接する。さらに、連結棒32は、ストッパゴム38を支持する内環状部材34を引き連れて、第2の弾性体35を変形させて、初期位置(相対ロール角度0°の位置)からZ方向にW×2θの位置まで変位する。 The displacement amount W×2θ in the Z direction of the connecting rod 32 is calculated from the Z direction dimension Z0 (see FIG. 5) from the upper surface and the lower surface of the connecting rod 32 to the stopper rubber 38 at the initial position (relative displacement angle 0°). large. Therefore, when the relative roll angle exceeds Z0/W, the connecting rod 32 deforms the first elastic body 33 and contacts the stopper rubber 38. Further, the connecting rod 32 deforms the second elastic body 35 along with the inner annular member 34 supporting the stopper rubber 38, and W×2θ in the Z direction from the initial position (position of relative roll angle 0°). Displace to the position of.

第2の弾性体35の剛性は第1の弾性体33の剛性に比較して十分大きく設定しているので、第2の弾性体35はZ方向に変形しにくい。第2の弾性体35のこの性質(容易に変形しない性質)のため、下部接続部31に接続する一方のロッド12はZ方向に上昇するとともに他方のロッド12はZ方向に下降する。 Since the rigidity of the second elastic body 35 is set sufficiently higher than the rigidity of the first elastic body 33, the second elastic body 35 is less likely to be deformed in the Z direction. Due to this property of the second elastic body 35 (the property of not easily deforming), one rod 12 connected to the lower connecting portion 31 moves up in the Z direction and the other rod 12 moves down in the Z direction.

ロッド12の上端部にはアーム11の他方の端部が接続されているため、ねじり棒9の一方の端部(A側)はアーム11によって時計回りに捩じられるともに、ねじり棒9の他方の端部(B側)はアーム11によって反時計まわりに捩じられる。このようにねじられるため、アンチローリング装置3が車体1と台車枠4との間に生じる相対ロール角度が生じない方向に大きなアンチローリング作用が機能する。 Since the other end of the arm 11 is connected to the upper end of the rod 12, one end (A side) of the torsion bar 9 is twisted clockwise by the arm 11 and the other end of the torsion bar 9 is connected. The end portion (B side) of is twisted counterclockwise by the arm 11. Since the anti-rolling device 3 is twisted in this manner, a large anti-rolling action works in the direction in which the relative roll angle generated between the vehicle body 1 and the bogie frame 4 does not occur.

本発明によるアンチローリング装置3は、下部接続部31を構成する第1の弾性体33の剛性を小さく設定しているので、相対ロール角度θが小さい場合は第1の弾性体33が容易に変形して連結棒32のZ方向の変位を許容するとともにアンチローリング装置3のアンチローリング作用が生じないので、車体傾斜装置の動作をアンチローリング装置3が阻害することはない。 In the anti-rolling device 3 according to the present invention, since the rigidity of the first elastic body 33 that constitutes the lower connecting portion 31 is set to be small, the first elastic body 33 is easily deformed when the relative roll angle θ is small. Since the displacement of the connecting rod 32 in the Z direction is allowed and the anti-rolling action of the anti-rolling device 3 does not occur, the anti-rolling device 3 does not hinder the operation of the vehicle body tilting device.

また、車体1と台車枠4との間の相対ロール変位量が、車体傾斜装置による車体傾斜動作より大きい相対ロール変位量に至ると、一対の連結棒32がZ方向に反対向きに変位することによってアーム11を介してねじり棒9がねじれる。このため、強いアンチローリング作用が働き、車体1と台車枠4との間の相対ロール変位が拡大することを抑制することができる。したがって、車体傾斜装置の機能を阻害しないアンチローリング装置3を備える鉄道車両を提供することができる。 Further, when the relative roll displacement amount between the vehicle body 1 and the bogie frame 4 reaches the relative roll displacement amount larger than the vehicle body tilting operation by the vehicle body tilting device, the pair of connecting rods 32 are displaced in opposite directions in the Z direction. Causes the torsion bar 9 to be twisted via the arm 11. For this reason, a strong anti-rolling action works, and it is possible to prevent the relative roll displacement between the vehicle body 1 and the bogie frame 4 from increasing. Therefore, it is possible to provide the railway vehicle including the anti-rolling device 3 that does not hinder the function of the vehicle body tilting device.

内環状部材34に支持される延伸部34aに保持されるストッパゴム38が連結棒32の動きを制限する。この制限のため、剛性の小さい第1の弾性体33の一段目の剛性に続いて、剛性の大きい第2の弾性体35およびねじり棒9のねじり剛性からなる二段目の剛性を実現できる。このように、アンチローリング装置3は、車体傾斜装置の作用を阻害しない一段目の剛性域と、車体と台車枠との過大な相対ロール変位を抑制できる二段目の剛性域を有する。従って、本実施の形態によれば、車体傾斜装置の機能を阻害しないアンチローリング装置3を備える鉄道車両を提供することができる。 The stopper rubber 38 held by the extending portion 34 a supported by the inner annular member 34 limits the movement of the connecting rod 32. Due to this limitation, it is possible to realize the rigidity of the second step including the torsional rigidity of the second elastic body 35 and the torsion bar 9 having high rigidity, following the rigidity of the first step of the first elastic body 33 having low rigidity. As described above, the anti-rolling device 3 has a first-stage rigidity region that does not hinder the operation of the vehicle body tilting device and a second-stage rigidity region that can suppress excessive relative roll displacement between the vehicle body and the bogie frame. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the railway vehicle including the anti-rolling device 3 that does not hinder the function of the vehicle body leaning device.

なお、本実施の形態では、ねじり棒9を車体1の下面に固定した受け台10に回動可能に保持するとともにねじり棒9に接続するアーム11に接続するロッド12の下端部を台車枠4に固定した例を示した。この例に限らず、ねじり棒を台車枠の上面に備える受け台に回動可能に保持するとともにねじり棒9に接続するアーム11に接続するロッド12の上端部を車体1の床面に固定しても同様の効果を奏する(第2及び第3の実施の形態においても同様とする)。 In the present embodiment, the torsion bar 9 is rotatably held on the pedestal 10 fixed to the lower surface of the vehicle body 1, and the lower end portion of the rod 12 connected to the arm 11 connected to the torsion bar 9 is attached to the bogie frame 4. An example fixed at is shown. Not limited to this example, the torsion bar is rotatably held on the pedestal provided on the upper surface of the bogie frame, and the upper end of the rod 12 connected to the arm 11 connected to the torsion bar 9 is fixed to the floor surface of the vehicle body 1. However, the same effect is obtained (the same applies to the second and third embodiments).

(2)第2の実施の形態
図13は、第2の実施の形態によるアンチローリング装置40の下部接続部の側面図である。設計および製造工数を削減するために、内環状部材34を省略するとともに1種類の剛性が比較的小さい弾性体(第1の弾性体33)のみを採用して構造を簡素にした。
(2) Second Embodiment FIG. 13 is a side view of the lower connecting portion of the anti-rolling device 40 according to the second embodiment. In order to reduce the number of designing and manufacturing steps, the inner annular member 34 is omitted, and only one type of elastic body (first elastic body 33) having a relatively small rigidity is adopted to simplify the structure.

図6で説明したZ方向の2段階のばね特性を実現するために、外環状部材36のZ方向の両端部からY方向に延伸する延伸部36aを備え、延伸部36aにストッパゴム載置部37を固定するとともにストッパゴム載置部37にストッパゴム38を固定している。 In order to realize the two-step spring characteristics in the Z direction described with reference to FIG. 6, the outer annular member 36 is provided with extending portions 36a extending in the Y direction from both ends in the Z direction, and the stopper rubber mounting portion is provided on the extending portion 36a. 37 is fixed, and stopper rubber 38 is fixed to the stopper rubber mounting portion 37.

この構成によって、連結棒32がストッパゴム38に当接するまでは第1の弾性体33が弾性変形する一段目の弾性域を実現する。また、連結棒32がストッパゴム38に当接した後はロッド12およびアーム11を介してねじり棒9のねじり剛性による二段目の弾性域を実現することができる。 With this configuration, the first elastic region in which the first elastic body 33 elastically deforms is realized until the connecting rod 32 contacts the stopper rubber 38. Further, after the connecting rod 32 comes into contact with the stopper rubber 38, the second elastic region due to the torsional rigidity of the torsion rod 9 can be realized via the rod 12 and the arm 11.

一段目の弾性域における連結棒32の第1の弾性体33による支持剛性は小さいので、アンチローリング装置40は車体傾斜装置の機能を阻害することはない。二段目の弾性域では、アンチローリング装置40を構成するねじり棒9のねじり剛性が車体1と台車枠4との間の過大な相対ロール変位を抑制する。このため、車体傾斜装置の機能を阻害しないアンチローリング装置40を備える鉄道車両を提供することができる。 Since the support rigidity of the connecting rod 32 by the first elastic body 33 in the first elastic region is small, the anti-rolling device 40 does not hinder the function of the vehicle body tilting device. In the second elastic region, the torsional rigidity of the torsion bar 9 constituting the anti-rolling device 40 suppresses an excessive relative roll displacement between the vehicle body 1 and the bogie frame 4. Therefore, it is possible to provide a railway vehicle including the anti-rolling device 40 that does not hinder the function of the vehicle body tilting device.

さらに、上述した効果に加えて、下部接続部41を構成する弾性体および環状部材の種類が少ないため、設計および製造工数の小さいアンチローリング装置40を備える鉄道車両を提供することができる。 Further, in addition to the above-mentioned effects, since the types of the elastic body and the annular member forming the lower connection portion 41 are small, it is possible to provide the railway vehicle including the anti-rolling device 40 with a small design and manufacturing man-hours.

(3)第3の実施の形態
図14は、さらに第3の実施の形態によるアンチローリング装置45の下部接続部の側面図である。本実施の形態による下部接続部46の構成は、基本的に第1の実施の形態による下部接続部31のそれと同じ構成である。本実施の形態による下部接続部46は、内環状部材34の内側にZ方向に沿う一対の内壁34bを備えている。この内壁34bのX方向の隙間寸法を、連結棒32のX方向寸法より少し大きく設定することによって、連結棒32のX方向の変位を抑制しながら連結棒32のZ方向の変位を許容する点に特徴がある。
(3) Third Embodiment FIG. 14 is a side view of a lower connecting portion of an anti-rolling device 45 according to a third embodiment. The configuration of the lower connecting portion 46 according to the present embodiment is basically the same as that of the lower connecting portion 31 according to the first embodiment. The lower connecting portion 46 according to the present embodiment includes a pair of inner walls 34b along the Z direction inside the inner annular member 34. By setting the gap dimension of the inner wall 34b in the X direction to be slightly larger than the X dimension of the connecting rod 32, the displacement of the connecting rod 32 in the Z direction is allowed while suppressing the displacement of the connecting rod 32 in the X direction. It is characterized by

この構成によって、車体1が軌道の曲線等の区間を通過する際に、台車枠4が旋回した時、連結棒32がX方向に大きく変位したり、連結棒32がX−Z面内において微小回転したりすることを抑制できる。連結棒32を保持する第1の弾性体33の剛性は第2の弾性体35の剛性より小さく設定している。このため、連結棒32がX方向に大きく変位したりX−Z面内で回転したりすると、剛性の小さい第1の弾性体33が大きく変形して劣化が急速に進み、下部接続部46の信頼性が低下する懸念がある。 With this configuration, when the bogie frame 4 turns when the vehicle body 1 passes through a section such as a curve of the track, the connecting rod 32 is largely displaced in the X direction, or the connecting rod 32 is minute in the XZ plane. It can be suppressed from rotating. The rigidity of the first elastic body 33 holding the connecting rod 32 is set to be smaller than the rigidity of the second elastic body 35. Therefore, when the connecting rod 32 is largely displaced in the X direction or is rotated in the XZ plane, the first elastic body 33 having low rigidity is largely deformed and deterioration is rapidly progressed, and the lower connecting portion 46 is deteriorated. There is a concern that reliability will decrease.

この懸念を解消するために、本実施の形態では、内環状部材34にZ方向に沿う一対の内壁34bを備えるとともに、この対向する内壁34bの内部にZ方向の変位を許容される連結棒32を備える構成とした。この構成によって、第1の弾性体33にZ方向の変位のみを許容し、連結棒32に生じるX−Z面内の微小回転には第2の弾性体35の変位で対応することができる。 In order to eliminate this concern, in the present embodiment, the inner annular member 34 is provided with a pair of inner walls 34b along the Z direction, and the connecting rods 32 that are allowed to displace in the Z direction inside the opposing inner walls 34b. It is configured to include. With this configuration, only the displacement in the Z direction is allowed in the first elastic body 33, and the minute rotation in the XZ plane generated in the connecting rod 32 can be dealt with by the displacement of the second elastic body 35.

したがって、本実施の形態によれば、車体傾斜装置の機能を阻害しないアンチローリング装置45を備える鉄道車両を提供することができる。これに加えて、本実施の形態によれば、車体1が軌道の曲線区間を通過する際に台車枠4が旋回する場合であっても、第1の弾性体33の急速な劣化を抑制して、下部接続部46の信頼性の低下を抑制することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the railway vehicle including the anti-rolling device 45 that does not hinder the function of the vehicle body leaning device. In addition to this, according to the present embodiment, even when the bogie frame 4 turns when the vehicle body 1 passes through the curved section of the track, rapid deterioration of the first elastic body 33 is suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in reliability of the lower connecting portion 46.

1……車体、2……空気ばね、3,40,45……アンチローリング装置、4……台車枠、5……軸箱支持装置、6……輪軸、7……軸箱体、9……ねじり棒、10……受け台、11……アーム、12……ロッド、13……上部接続部、15……接続部受(台車)、16……軸ばね、31,41,46……下部接続部、32……連結棒、33……第1の弾性体、34……内環状部材、34a……延伸部、34b……内壁、35……第2の弾性体、36……外環状部材、36a……延伸部、37……ストッパゴム載置部、38……ストッパゴム、50……ボルト。
1... Car body, 2... Air spring, 3, 40, 45... Anti-rolling device, 4... Bogie frame, 5... Shaft box support device, 6... Wheel axle, 7... Shaft box body, 9... ... torsion bar, 10... pedestal, 11... arm, 12... rod, 13... upper connection part, 15... connection part receiver (carriage), 16... axial spring, 31, 41, 46... Lower connection part, 32... Connecting rod, 33... First elastic body, 34... Inner annular member, 34a... Extension part, 34b... Inner wall, 35... Second elastic body, 36... Outer Annular member, 36a... Extending part, 37... Stopper rubber mounting part, 38... Stopper rubber, 50... Bolt.

Claims (7)

鉄道車両において、
車体と、
前記車体を支持する台車を構成する台車枠と、
前記車体と前記台車枠との間に跨って設けられ、前記車体の相対ロール変位を抑制するアンチローリング装置と、
前記アンチローリング装置に前記車体の幅方向に沿って設けられたねじり棒と、
前記ねじり棒の両端部から前記車体の長手方向に沿って延伸するアームと、
前記アームの先端部から前記車体の上下方向に延びるロッドと、
前記ロッドの先端部に備えられる接続部と、
前記接続部に設けられ、前記ロッドに接続する環状部材と、
前記環状部材の内側に充填される第1の弾性体と、
前記環状部材の軸に沿うとともに前記第1の弾性体に支持される連結棒と、
前記連結棒の高さ方向の変位を規制する規制部材と
を備えることを特徴とする鉄道車両。
In railway cars,
The car body,
A bogie frame constituting a bogie for supporting the vehicle body,
An anti-rolling device that is provided across the vehicle body and the bogie frame and that suppresses relative roll displacement of the vehicle body,
A torsion bar provided along the width direction of the vehicle body in the anti-rolling device,
An arm extending from both ends of the torsion bar along the longitudinal direction of the vehicle body,
A rod extending in the vertical direction of the vehicle body from the tip of the arm,
A connecting portion provided at the tip of the rod,
An annular member provided in the connecting portion and connected to the rod,
A first elastic body filled inside the annular member,
A connecting rod along the axis of the annular member and supported by the first elastic body,
A railcar, comprising: a regulating member for regulating the displacement of the connecting rod in the height direction.
前記規制部材は、
前記環状部材の高さ方向の両端部から前記環状部材の軸方向に延伸する延伸部に備えられるストッパゴムであり、
前記ストッパゴムは、
前記相対ロール変位が生じたときに前記連結棒の前記第1の弾性体の変形を伴う高さ方向の変位を規制する
ことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両。
The restriction member is
A stopper rubber provided in an extending portion extending in the axial direction of the annular member from both ends in the height direction of the annular member,
The stopper rubber is
The railcar according to claim 1, wherein when the relative roll displacement occurs, the displacement of the connecting rod in the height direction accompanying the deformation of the first elastic body is restricted.
前記環状部材は、
前記ロッドに接続するとともに前記第1の弾性体が充填される外環状部材と、
前記第1の弾性体に支持されるとともに第2の弾性体が充填される内環状部材と、
であり、
前記連結棒は、
前記内環状部材に充填される前記第2の弾性体に支持されており、
前記規制部材は、
前記内環状部材の高さ方向の両端部から前記内環状部材の軸方向に延伸する延伸部に備えられるストッパゴムである
ことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両。
The annular member is
An outer annular member connected to the rod and filled with the first elastic body;
An inner annular member supported by the first elastic body and filled with a second elastic body;
And
The connecting rod is
Is supported by the second elastic body filled in the inner annular member,
The restriction member is
The railcar according to claim 1, wherein the railcar is a stopper rubber provided in an extending portion that extends in the axial direction of the inner annular member from both ends in the height direction of the inner annular member.
前記第1の弾性体の剛性が前記第2の弾性体の剛性より大きいこと
ことを特徴とする請求項3に記載の鉄道車両。
The railway vehicle according to claim 3, wherein the rigidity of the first elastic body is larger than the rigidity of the second elastic body.
前記内環状部材は、
前記内環状部材は内側に上下方向に沿って対向する一対の内壁を有しており、
前記連結棒は、
前記内壁に沿って高さ方向に変位する
ことを特徴とする請求項4に記載の鉄道車両。
The inner ring member,
The inner annular member has a pair of inner walls facing each other in the vertical direction inside,
The connecting rod is
The railcar according to claim 4, wherein the railcar is displaced in the height direction along the inner wall.
前記ねじり棒は、
前記ねじり棒の両端部が前記車体の幅方向の両端部の下面に回動可能に保持されており、
前記連結棒の両端部が前記台車枠に固定される
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の鉄道車両。
The torsion bar is
Both ends of the torsion bar are rotatably held on the lower surfaces of both ends in the width direction of the vehicle body,
The railcar according to any one of claims 1 to 5, wherein both ends of the connecting rod are fixed to the bogie frame.
前記ねじり棒は、
前記ねじり棒の両端部が前記台車枠の幅方向の上面に回動可能に保持されており、
前記連結棒の両端部が前記車体の幅方向の下面に固定されること、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の鉄道車両。
The torsion bar is
Both ends of the torsion bar are rotatably held on the widthwise upper surface of the bogie frame,
Both ends of the connecting rod are fixed to the lower surface in the width direction of the vehicle body,
The railway vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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