JP6845765B2 - On-board child support device for railway vehicles and a bogie unit equipped with it - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両の車体の下方かつ台車の前方に配置される車上子を支持する装置及びそれを備えた台車ユニットに関する。 The present invention relates to a device for supporting an on-vehicle element arranged below the vehicle body of a railroad vehicle and in front of the bogie, and a bogie unit provided with the device.
鉄道車両の先頭車には、運転席の下方辺りにATS(Automatic Train Stop)装置の車上子等が設けられることがある。ATS装置は、地上のレール間の所定の位置(例えば、レール中央等)に設置された地上子からの制御信号を車上子が無線で受信することにより、運転士に対して注意喚起したり自動的にブレーキを制動させて車両を停止させる(特許文献1参照)。 The leading car of a railroad vehicle may be provided with an on-board child of an ATS (Automatic Train Stop) device or the like near the lower part of the driver's seat. The ATS device alerts the driver by wirelessly receiving a control signal from the ground element installed at a predetermined position between the rails on the ground (for example, the center of the rail). The brake is automatically braked to stop the vehicle (see Patent Document 1).
ところで、車両が曲線区間を通過する際には、車体の前端部の左右方向中心がレール間の中心から外れて外軌側に偏倚するように挙動する。そのため、曲線区間又はその近傍に地上子が設置された路線を走行する車両において車上子を車体に取り付けた場合、車両の曲線通過時に地上子に対して車上子が外軌側に位置ズレしてしまう。そうすると、地上子と車上子との間の通信が不安定になり正常な情報伝送が行えない可能性がある。また、もし地上子を広角な通信エリアを有するものに置き換えるとすれば、地上子の置き換え作業が必要になると共に、導入コストも増加してしまう。 By the way, when the vehicle passes through the curved section, the center of the front end portion of the vehicle body in the left-right direction deviates from the center between the rails and behaves as if it deviates to the outer rail side. Therefore, when the on-board element is attached to the vehicle body in a vehicle traveling on a route in which a ground element is installed in or near a curved section, the on-board element is displaced to the outer track side with respect to the ground element when the vehicle passes the curve. Resulting in. Then, the communication between the ground element and the on-board element may become unstable and normal information transmission may not be possible. Further, if the ground element is replaced with one having a wide-angle communication area, the ground element needs to be replaced and the introduction cost increases.
他方、車上子を台車に取り付けた場合には、車両の曲線通過時に台車も曲線に沿って旋回するため、地上子に対して車上子が外軌側に位置ズレすることが防止される。しかし、車上子及びその支持装置の重量を台車が負担するため、台車の前端部側に偏荷重が掛かると共に、車上子支持装置が連結される部分における台車の強度を上げる必要もある。 On the other hand, when the on-board child is attached to the bogie, the bogie also turns along the curve when the vehicle passes the curve, so that the on-board child is prevented from being displaced toward the outer track side with respect to the ground element. .. However, since the bogie bears the weight of the on-board child and its support device, an eccentric load is applied to the front end side of the bogie, and it is also necessary to increase the strength of the bogie at the portion to which the on-board child support device is connected.
そこで本発明は、鉄道車両の曲線通過時における車上子と地上子との位置ズレを防止しながら、台車に掛かる偏荷重を低減すると共に台車の強度要求も緩和することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the eccentric load applied to the bogie and alleviate the strength requirement of the bogie while preventing the positional deviation between the on-board element and the ground element when the railroad vehicle passes a curve.
本発明の一態様に係る鉄道車両の車上子支持装置は、鉄道車両の車体の下方かつ台車の前方に配置される車上子を支持する装置であって、前記車上子が取り付けられる車上子取付部と、前記台車に連結される少なくとも1つの台車連結部を有し、前記車上子取付部を前記台車に接続する台車側支持部材と、前記車体に連結される車体連結部を有し、前記車上子取付部を前記車体に接続する少なくとも1つの車体側支持部材と、前記台車側支持部材に前記車体側支持部材を角変位可能に結合する結合器と、を備える。 The on-board child support device for a railroad vehicle according to one aspect of the present invention is a device for supporting the on-board child placed below the vehicle body of the railroad vehicle and in front of the bogie, and is a vehicle to which the on-board child is attached. A bogie-side support member having an upper child mounting portion and at least one bogie connecting portion connected to the bogie, and connecting the bogie mounting portion to the bogie, and a car body connecting portion connected to the car body. It includes at least one vehicle body side support member that connects the vehicle body child mounting portion to the vehicle body, and a coupler that connects the vehicle body side support member to the bogie side support member so as to be angularly displaceable.
前記構成によれば、車両の曲線通過時には台車と共に台車側支持部材も曲線に沿って旋回するため、車両の曲線通過時において車上子取付部に取り付けられた車上子が地上子に対して外軌側へ位置ズレすることを防止できる。また、車上子及び台車側支持部材は、車体側支持部材を介して車体に支持されるので、台車による重量負担が軽減される。そして、車体側支持部材は台車側支持部材に対して角変位可能に結合されるので、車両の曲線通過時における車体前端部の外軌側への変位に車体側支持部材が追従でき、装置に無理な応力が掛かることも防止される。よって、鉄道車両の曲線通過時における車上子と地上子との位置ズレを防止しながら、台車に掛かる偏荷重を低減できると共に台車の強度要求も緩和できる。 According to the above configuration, when the vehicle passes the curve, the bogie and the support member on the bogie side also turn along the curve. Therefore, when the vehicle passes the curve, the on-board element attached to the on-board element mounting portion is attached to the ground element. It is possible to prevent the position from shifting to the outer track side. Further, since the on-vehicle element and the bogie side support member are supported by the vehicle body via the vehicle body side support member, the weight burden due to the bogie is reduced. Since the vehicle body side support member is angularly displaced with respect to the bogie side support member, the vehicle body side support member can follow the displacement of the front end portion of the vehicle body to the outer rail side when the vehicle passes a curve, and the device can be fitted with the device. Unreasonable stress is also prevented. Therefore, it is possible to reduce the eccentric load applied to the bogie and relax the strength requirement of the bogie while preventing the position shift between the on-board element and the ground element when the railroad vehicle passes the curve.
本発明によれば、鉄道車両の曲線通過時における車上子と地上子との位置ズレを防止しながら、台車に掛かる偏荷重を低減できると共に台車の強度要求も緩和できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the eccentric load applied to the bogie and relax the strength requirement of the bogie while preventing the position shift between the on-board element and the ground element when the railroad vehicle passes the curve.
以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両の先頭側を前方とし、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向を前後方向とし、それに直交する車幅方向を左右方向とする。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, the front side of the railcar is the front, the direction in which the railcar travels and the vehicle body extends is the front-rear direction, and the vehicle width direction orthogonal to the direction is the left-right direction.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る鉄道車両1の側面図である。図1に示すように、鉄道車両1は、台車2と、台車2により下方から支持される車体3とを備える。台車2は、二次サスペンションとしての空気バネ4を介して車体3を支持する台車枠5を備える。台車枠5は、左右方向に延びる横梁5aを備えるが、横梁5aの左右方向両端部から前後方向に延びる側梁を備えていない。横梁5aの前後方向両側に、一対の輪軸6が配置される。輪軸6は、左右方向に沿って延びる車軸6aと、車軸6aの左右方向両側の部分に設けられた一対の車輪6bとを有する。車軸6aの左右方向両側の端部には、車輪6bよりも左右方向外側にて車軸6aを回転自在に支持する軸受7が設けられ、軸受7が軸箱8に収容されることで、軸箱8が車軸6aの端部を回転自在に支持する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a side view of the
横梁5aの左右方向の端部は、軸梁式の軸箱支持装置9によって軸箱8に連結される。軸箱支持装置9は、軸箱8から前後方向に横梁5a側に向けて延びた軸梁10を備える。台車枠5には、横梁5aから軸梁10に向けて突出して且つ左右方向に互いに間隔をあけた一対の受け座11が設けられている。軸梁10は、受け座11に弾性的に結合されている。具体的には、軸梁10は、その先端において左右方向に軸線を有する筒状部を有し、当該筒状部には、弾性ブッシュ13(例えば、ゴムブッシュ)を介して心棒12が挿入され、当該心棒12の両端部が、受け座11に固定されている。即ち、軸箱8は、弾性ブッシュ13の弾性変形により台車枠5に対して変位可能に、かつ、車軸6a周りに角変位可能に台車枠5に連結されている。
The left-right end of the
軸箱8と台車枠5との間には、一次サスペンションとして前後方向に延びた板バネ14が介在している。板バネ14は、一対の受け座11の間の空間を通過する。板バネ14の長手方向の中央部14aは、板バネ14の長手方向両側の端部14bよりも低く配置されている。板バネ14は、台車側面視で下方に凸な弓形状を有する。前後方向に離間した一対の軸箱8は、板バネ14の端部14bをそれぞれ下方から支持する。板バネ14の中央部14aは、横梁5aの左右方向の端部を下方から支持する。これにより、横梁5aは、板バネ14を介して軸箱8に支持される。即ち、板バネ14は、一次サスペンションの機能と従来の側梁の機能とを兼ねる。
A
板バネ14は、例えば、繊維強化樹脂により形成される。横梁5aの左右方向端部の下部には、下方に凸な円弧状の下面を有する押圧部材15が設けられ、押圧部材15が板バネ14の中央部14aに上方から載せられて離間可能に接触する。即ち、押圧部材15は、固定具により板バネ14に固定されることなく、横梁5aからの重力による下方荷重とそれに対する板バネ14の反力とによる接触圧によって板バネ14の上面との接触が保たれている。
The
軸箱8の上端部にはバネ座16が取り付けられ、板バネ14の端部14bはバネ座16を介して軸箱8に下方から支持される。バネ座16の上面は、台車側面視で台車中央側に向けて傾斜している。板バネ14の端部14bも、バネ座16に対して固定されない状態でバネ座16に上方から載せられる。バネ座16は、軸箱8の上に設置されたベース部材17(例えば、防振ゴム)と、ベース部材17の上に設置されてベース部材17に位置決めされた受部材18とを有する。受部材18は、上方及び台車中央側に向けて開放された凹部を有し、当該凹部に板バネ14の端部14bが収容されている。
A
鉄道車両1のうち先頭車の台車2の前方かつ車体3の下方には車上子40が配置される。車上子40は、ATS(Automatic Train Stop)装置又はATC(Automatic Train Control)装置の機器として、予め定められた位置で地上子41(図3参照)からの無線信号を受信するものである。なお、本実施形態では車上子40及び地上子41の各々は1つとしているが複数でもよい。車上子40は、車上子支持装置20を介して台車2及び車体3に支持される。車上子支持装置20及びそれが連結された台車2が台車ユニット50を構成する。
The on-
図2は、図1に示す車上子支持装置20及びその近傍の斜視図である。図1及び2に示すように、車上子支持装置20は、台車側支持部材21と、一対の車体側支持部材22とを備える。台車側支持部材21は、台車2の前方で左右方向に延びた支持梁部30と、支持梁部30の両端部から台車2に向けて前後方向に延びた一対のアーム部31と、一対のアーム部31の台車側の先端部に設けられた一対の台車連結部32とを有する。支持梁部30の左右方向の中央部には、車上子40が取り付けられる車上子取付部24が設けられている。
FIG. 2 is a perspective view of the on-board
一対のアーム部31は、支持梁部30から台車2に向かうにつれて上方に向かうように傾斜している。一対の台車連結部32は、互いに左右方向に離間しており、台車2の左右方向に離間した一対のバネ座16に夫々連結されている。具体的には、台車連結部32は、バネ座16の受部材18に連結されている。なお、台車連結部32は、軸箱8に連結されてもよい。台車連結部32は、台車2に対して台車側支持部材21を左右方向の軸線X1周りに回動可能に連結する。一例として、台車連結部32は、左右方向の軸線X1を有するゴムブッシュ部とすることができる。台車連結部32は、左右方向の軸線X1周りの角変位に対する抵抗が左右方向の揺動変位に対する抵抗よりも小さくなるように構成されている。
The pair of
また、一対のアーム部31のうち支持梁部30側の端部には、支持梁連結部33が設けられている。支持梁連結部33は、車体連結部34と同様に、支持梁部30に対してアーム部31を左右方向の軸線X2周りに回動可能に連結する。一例として、支持梁連結部33は、左右方向の軸線X2を有するゴムブッシュ部とすることができる。なお、一対の支持梁連結部33のうち一方は、支持梁部30に対してアーム部31を回動不能に接続するものとしてもよい。
Further, a support
一対の車体側支持部材22は、アーム状であり、鉄道車両1の直線走行時において鉛直方向に延びている。なお、車体側支持部材22の延在方向は、台車側支持部材21のアーム部31の延在方向よりも鉛直方向に近い角度の非鉛直方向であってもよい。一対の車体側支持部材22は、その上端部に車体連結部34を有する。一対の車体連結部34は、互いに左右方向に離間しており、車体3の床下に設けられたブラケット3aに対して車体側支持部材22を少なくとも前後方向の軸線X3,X4周りに回動可能に連結する。一例として、車体連結部34は、球面軸受部とすることができる。
The pair of vehicle body
一対の車体側支持部材22は、車上子取付部24の左右方向両側に配置されている。一対の車体側支持部材22の下端部には、中継結合部23(結合器)が設けられている。車体側支持部材22は、一対の中継結合部23により台車側支持部材21にそれぞれ角変位可能に結合されている。一対の中継結合部23は、互いに左右方向に離間しており、支持梁部30に対して車体側支持部材22の下端部を少なくとも前後方向の軸線X5,X6周りに回動可能に連結する。一例として、中継結合部23は、球面軸受部とすることができる。
The pair of vehicle body
鉄道車両1の直線走行時には、一対の車体側支持部材22と支持梁部30と車体3の下面とは、前後方向から見て長方形状(又は台形状)を呈する。鉄道車両1の曲線走行時には、台車2に対する車体3の左右方向変位に起因して中継結合部23及び車体連結部34において角変位が生じることで、一対の車体側支持部材22は、支持梁部30に対して外軌側に変位する。即ち、支持梁部30は、曲線走行時においても、車軸6aと平行に保たれた状態で車軸6aに対する左右方向の相対位置が維持される。
When the
図3は、図1に示す車上子40と無線通信する地上子41の通信エリアCを説明する図面である。図4は、図1に示す鉄道車両1の曲線通過時における台車2及び車体3の挙動を模式的に説明する平面図である。図3では、地上子41の通信エリアCが破線で示されている。また図4では、一対のレールRの間を通る中心線を示す仮想の軌道線Lが、図示されている。
FIG. 3 is a drawing for explaining the communication area C of the
図3及び4に示すように、線路の曲線区間又はその近傍において、一対のレールRの間の規定の位置に地上子41が設置されている。本実施形態の場合、地上子41が設置される規定の位置は、レールR間の中心Mであるが、仕様によってレールR間の中心以外の位置となる場合もある。鉄道車両1が曲線区間を通過する際には、車体3の前端部(運転室)の左右方向中心Pが軌道線Lから外軌側に偏倚する。しかし、車上子40は、車上子支持装置20の台車側支持部材21により台車2に連結されており、車両曲線通過時には台車2と共に台車側支持部材21も曲線に沿って旋回するため、車両曲線通過時における地上子41に対する車上子40の外軌側への位置ズレが防止される。よって、車両曲線通過時においても、車上子40は地上子41の通信エリアCに入ることができ、地上子41からの制御信号を車上子40が安定的に受信することができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、図1及び2に示すように、車上子40及び台車側支持部材21は、車体側支持部材22を介して車体3に支持されるので、台車2による重量負担が軽減される。そして、車体側支持部材22は台車側支持部材21に対して角変位可能に結合されるので、車両曲線通過時における車体3の前端部の外軌側への変位に車体側支持部材22が追従でき、車上子支持装置20に無理な応力が掛かることも防止される。よって、鉄道車両1の曲線通過時における地上子41に対する車上子40の位置ズレを防止しながら、台車2に掛かる偏荷重を低減できると共に台車2の強度要求も緩和できる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, since the
また、車体側支持部材22の延在方向は、直線走行時において鉛直方向(又はそれに近い角度を有する方向)であり、車体側支持部材22がその長手方向(引張方向)において車上子40及び台車側支持部材21を安定支持できるので、台車側支持部材21のアーム部31に生じる曲げ応力を抑制できる。また、車体側支持部材22が直線走行時において鉛直方向(又は鉛直方向に近い角度を有する方向)に延びているため、空気バネ4の伸縮により車体3が上下動しても車体側支持部材22の撓みによる振動が起こり難く、車上子40の上下振動を抑制できる。
Further, the extending direction of the vehicle body
また、一対の台車連結部32が左右方向に離間配置されて且つ一対の車体連結部34も左右方向に離間配置されるため、車上子40の支持が安定する。また、一対の車体側支持部材22が車上子取付部24の左右方向両側に配置されるので、隣接車両同士を連結する連結器(図示せず)を一対の車体側支持部材22の間に通過させることができる。
Further, since the pair of
また、車上子支持装置20及び車上子40は、台車2だけでなく車体3によって支持されているので、台車2のバネ間重量、即ち、一次サスペンション(板バネ14)と二次サスペンション(空気バネ4)との間の重量が低減され、乗客の乗り心地が向上する。
Further, since the on-board
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係る鉄道車両101の側面図である。なお、第1実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図5に示すように、鉄道車両101の台車102は、その台車枠105が平面視H形状を有する一般台車である。即ち、台車枠105は、左右方向に延びる横梁105aと、横梁105aの左右方向両端部からそれぞれ前後方向に延びた一対の側梁105bとを有する。側梁105bと軸箱8との間には、一次サスペンションとしてコイルバネ114が介設されている。車上子支持装置20の構成は、第1実施形態のものと同じである。車上子支持装置20の台車連結部32は、台車102の側梁105bに連結されて台車ユニット150が構成されている。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。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a side view of the
1,101 鉄道車両
2,102 台車
3 車体
5a,105a 横梁
6a 車軸
8 軸箱
14 板バネ
16 バネ座
20 車上子支持装置
21 台車側支持部材
22 車体側支持部材
23 中継結合部(結合器)
24 車上子取付部
30 支持梁部
31 アーム部
32 台車連結部
33 支持梁連結部
34 車体連結部
40 車上子
41 地上子
50,150 台車ユニット
1,101 Railroad vehicle 2,102
24 On-board
Claims (6)
前記車上子が取り付けられる車上子取付部と、
前記台車に連結される少なくとも1つの台車連結部を有し、前記車上子取付部を前記台車に接続する台車側支持部材と、
前記車体に連結される車体連結部を有し、前記車上子取付部を前記車体に接続する少なくとも1つの車体側支持部材と、
前記台車側支持部材に前記車体側支持部材を角変位可能に結合する結合器と、を備える、鉄道車両の車上子支持装置。 A device that supports an on-board child that is placed below the body of a railroad car and in front of the bogie.
The on-board child mounting part to which the on-board child is attached and
A bogie-side support member having at least one bogie connecting portion connected to the bogie and connecting the on-board child mounting portion to the bogie.
At least one vehicle body side support member having a vehicle body connecting portion connected to the vehicle body and connecting the on-vehicle child mounting portion to the vehicle body.
An on-vehicle child support device for a railway vehicle, comprising a coupler that connects the vehicle body side support member to the bogie side support member so as to be angularly displaceable.
前記車体側支持部材は、前記結合器から前記車体に向けて延びたアーム状であり、
前記車体側支持部材の延在方向は、鉛直方向である、又は、前記アーム部の延在方向よりも鉛直方向に近い角度の方向である、請求項1に記載の鉄道車両の車上子支持装置。 The bogie side support member has at least one arm portion provided with the bogie connecting portion and extending in the front-rear direction.
The vehicle body side support member has an arm shape extending from the coupler toward the vehicle body.
The on-board child support of a railway vehicle according to claim 1, wherein the extending direction of the vehicle body side support member is a vertical direction or a direction having an angle closer to the vertical direction than the extending direction of the arm portion. apparatus.
前記台車側支持部材は、前記台車の前方で左右方向に延び且つ前記車上子取付部が設けられた支持梁部を有し、
前記少なくとも1つのアーム部は、前記支持梁部の両端部から前記台車に向けて夫々延びた一対のアーム部を含み、
前記少なくとも1つの車体側支持部材は、前記車上子取付部の左右方向両側に配置される一対の車体側支持部材を含む、請求項2に記載の鉄道車両の車上子支持装置。 The at least one bogie connecting portion includes a pair of bogie connecting portions separated in the left-right direction.
The bogie-side support member has a support beam portion that extends in the left-right direction in front of the bogie and is provided with the on-board child mounting portion.
The at least one arm portion includes a pair of arm portions extending from both ends of the support beam portion toward the carriage.
The vehicle-mounted child support device for a railway vehicle according to claim 2, wherein the at least one vehicle-vehicle-side support member includes a pair of vehicle-body-side support members arranged on both sides of the vehicle-mounted child mounting portion in the left-right direction.
前記結合器は、前記台車側支持部材に対して前記車体側支持部材を少なくとも前後方向の軸線周りに回動可能に結合する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の鉄道車両の車上子支持装置。 The vehicle body connecting portion rotatably connects the vehicle body side support member to the vehicle body at least around an axis in the front-rear direction.
The vehicle of a railway vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the coupler rotatably connects the vehicle body side support member to the bogie side support member at least around an axis in the front-rear direction. Upper child support device.
前記台車は、左右方向に延びる横梁と、前後方向に離間して且つ一対の車軸の端部を夫々支持する一対の軸箱と、前記横梁の左右方向の端部を支持した状態で前後方向に延びて前記一対の軸箱に支持される板バネと、前記軸箱と前記板バネとの間に介在するバネ座と、を備え、
前記車上子支持装置の前記台車連結部は、前記バネ座又は前記軸箱に連結される、鉄道車両の台車ユニット。 A bogie unit including the on-board child support device according to any one of claims 1 to 5 and a bogie to which the on-board child support device is connected.
The trolley has a cross beam extending in the left-right direction, a pair of axle boxes separated in the front-rear direction and supporting the ends of the pair of axles, respectively, and a cross beam supporting the ends in the left-right direction in the front-rear direction. A leaf spring that extends and is supported by the pair of axle boxes, and a spring seat that is interposed between the axle box and the leaf springs are provided.
The bogie connecting portion of the on-board child support device is a bogie unit of a railroad vehicle connected to the spring seat or the axle box.
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