JP7319550B2 - 鉄道車両用のリンク装置及び台車 - Google Patents

Description

本開示は、鉄道車両用のリンク装置及び台車に関する。

鉄道車両用の台車は、前後の輪軸と、台車枠とを備えている。各輪軸は、左右の車輪及び車軸で構成され、軸箱支持装置によって台車枠に弾性的に支持される。すなわち、軸箱支持装置により、台車枠と、各輪軸の車軸を軸受によって回転可能に支持する軸箱との間に作用する各方向の荷重が支持される。

軸箱支持装置の１種として、モノリンク式の軸箱支持装置が知られている。例えば、特許文献１に開示されるように、モノリンク式の軸箱支持装置では、台車の前後方向に延びるリンクにより、台車枠の側梁と軸箱とが連結される。リンクの両端部には、ゴムブッシュが設けられている。これらのゴムブッシュには、台車枠の側梁及び軸箱にそれぞれ取り付けられる取付軸が嵌入される。このリンクにより、台車枠と軸箱との間に作用する前後方向の荷重が適度な剛性で支持される。上下方向及び左右方向の荷重は、例えば、軸箱の上方に設けられたコイルばね及びロールゴムによって支持される。

ところで、鉄道車両用の台車には、前後の輪軸が平行状態を維持し、輪軸間の距離が変化しない通常台車の他、鉄道車両が曲線を通過する際、前後の輪軸間の距離が外軌側で長く、内軌側で短くなるように輪軸を操舵し、輪軸の向きを曲線の向きに合わせて走行する操舵台車が存在する。

例えば、特許文献２の図４及び特許文献３の図４には、モノリンク式の軸箱支持装置を用いた従来の操舵台車が開示されている。これらの操舵台車は、操舵リンク、連結リンク、及び操舵てこによって構成されるリンク機構を有する。すなわち、台車枠の側梁によって回転可能に支持された操舵てこに対し、操舵リンクの一端部及び連結リンクの一端部がゴムブッシュ又は球面ブッシュを介して接続されている。操舵リンクの他端部は、ゴムブッシュ又は球面ブッシュを介して軸箱に接続されている。連結リンクの他端部は、ゴムブッシュ又は球面ブッシュを介し、例えばボルスタに接続されている。

特許第５７７２３１７号公報 特許第５６６８６２８号公報 特許第５８３８７８０号公報

既存の通常台車を操舵台車に変更する場合、例えば特許文献２及び３に開示されるように、操舵リンク、連結リンク、及び操舵てこからなるリンク機構を台車に設ける必要がある。しかしながら、操舵台車において操舵てこや操舵リンクが取り付けられる位置は、通常台車においてリンクが取り付けられる位置と異なる。そのため、既存の通常台車を操舵台車に変更する場合には、当該通常台車におけるリンクの取付部を取り外し、リンク機構用の取付部を新たに形成する必要がある。すなわち、既存の通常台車のリンクを操舵台車用のリンク機構に単純に交換するだけでは、通常台車を操舵台車に変更することはできない。

本開示は、鉄道車両用の通常台車を操舵台車に容易に変更することができるリンク装置、及びこれを用いた台車を提供することを課題とする。

本開示に係るリンク装置は、鉄道車両の台車に用いられる。リンク装置は、第１リンク部材と、第２リンク部材と、てこ部材と、を備える。第１リンク部材は、第１アーム部と、筒状の第１ボス部と、筒状の第１弾性体と、を含む。第１ボス部は、第１アーム部の一端に連結される。第１弾性体は、第１ボス部内に配置される。第１弾性体には、第１取付軸が嵌入される。第１取付軸は、台車の台車枠及び軸箱の一方に取り付けられる。第２リンク部材は、第２アーム部と、筒状の第２ボス部と、筒状の第２弾性体と、を含む。第２アーム部は、第１アーム部と重なるように配置される。第２ボス部は、第１ボス部と並列に配置される。第２ボス部は、第２アーム部の一端に連結される。第２弾性体は、第２ボス部内に配置される。第２弾性体には、第２取付軸が嵌入される。第２取付軸は、台車枠及び軸箱の他方に取り付けられる。てこ部材は、第１アーム部と第２アーム部との間から台車の幅方向（左右方向）において外側に延びて突出する。

第１リンク部材は、さらに、筒状の第３ボス部と、筒状の第３弾性体と、を含む。第３ボス部は、台車の幅方向において第１ボス部及び第２ボス部よりも外側に位置付けられるとともに、第２ボス部と直列に配置される。第３ボス部は、第１アーム部の他端に連結される。第３弾性体は、第３ボス部内に配置される。第３弾性体には、第２取付軸が嵌入される。第２リンク部材は、さらに、筒状の第４ボス部と、筒状の第４弾性体と、を含む。第４ボス部は、台車の幅方向において第１ボス部及び第２ボス部よりも外側に位置付けられるとともに、第１ボス部と直列に配置される。第４ボス部は、第２アーム部の他端に連結される。第４弾性体は、第４ボス部内に配置される。第４弾性体には、第１取付軸が嵌入される。てこ部材は、第１リンク部材に対して、第１支軸周りに回転可能に接続される。第１支軸は、第１アーム部、てこ部材、及び第２アーム部の積層方向（上下方向）に延びる。てこ部材は、第２リンク部材に対して、第２支軸周りに回転可能に接続される。第２支軸は、第１支軸よりもてこ部材の突出端から離れて配置され、上記積層方向に延びる。

本開示に係るリンク装置によれば、鉄道車両用の通常台車を操舵台車に容易に変更することができる。

図１は、本実施形態に係る鉄道車両用台車の側面図である。 図２は、図１に示す台車に用いられるリンク装置の斜視図である。 図３は、図２に示すリンク装置の分解斜視図である。 図４は、図２に示すリンク装置の動作を説明するための図である。 図５は、図２に示すリンク装置の動作を説明するための別の図である。

実施形態に係るリンク装置は、鉄道車両の台車に用いられる。リンク装置は、第１リンク部材と、第２リンク部材と、てこ部材と、を備える。第１リンク部材は、第１アーム部と、筒状の第１ボス部と、筒状の第１弾性体と、を含む。第１ボス部は、第１アーム部の一端に連結される。第１弾性体は、第１ボス部内に配置される。第１弾性体には、第１取付軸が嵌入される。第１取付軸は、台車の台車枠及び軸箱の一方に取り付けられる。第２リンク部材は、第２アーム部と、筒状の第２ボス部と、筒状の第２弾性体と、を含む。第２アーム部は、第１アーム部と重なるように配置される。第２ボス部は、第１ボス部と並列に配置される。第２ボス部は、第２アーム部の一端に連結される。第２弾性体は、第２ボス部内に配置される。第２弾性体には、第２取付軸が嵌入される。第２取付軸は、台車枠及び軸箱の他方に取り付けられる。てこ部材は、第１アーム部と第２アーム部との間から台車の幅方向（左右方向）において外側に延びて突出する。

第１リンク部材は、さらに、筒状の第３ボス部と、筒状の第３弾性体と、を含む。第３ボス部は、台車の幅方向において第１ボス部及び第２ボス部よりも外側に位置付けられるとともに、第２ボス部と直列に配置される。第３ボス部は、第１アーム部の他端に連結される。第３弾性体は、第３ボス部内に配置される。第３弾性体には、第２取付軸が嵌入される。第２リンク部材は、さらに、筒状の第４ボス部と、筒状の第４弾性体と、を含む。第４ボス部は、台車の幅方向において第１ボス部及び第２ボス部よりも外側に位置付けられるとともに、第１ボス部と直列に配置される。第４ボス部は、第２アーム部の他端に連結される。第４弾性体は、第４ボス部内に配置される。第４弾性体には、第１取付軸が嵌入される。てこ部材は、第１リンク部材に対して、第１支軸周りに回転可能に接続される。第１支軸は、第１アーム部、てこ部材、及び第２アーム部の積層方向（上下方向）に延びる。てこ部材は、第２リンク部材に対して、第２支軸周りに回転可能に接続される。第２支軸は、第１支軸よりもてこ部材の突出端から離れて配置され、上記積層方向に延びる（第１の構成）。

第１の構成に係るリンク装置は、第１リンク部材及び第２リンク部材を備えている。このリンク装置では、第１リンク部材の第１ボス部と第２リンク部材の第２ボス部とが並列に配置され、これらのボス部の間において、第１リンク部材の第１アーム部、てこ部材、及び第２リンク部材の第２アーム部が積層されている。また、第１リンク部材には、第２リンク部材の第２ボス部と直列に配置される第３ボス部が設けられている。第２リンク部材には、第１リンク部材の第１ボス部と直列に配置される第４ボス部が設けられている。第３ボス部及び第４ボス部は、台車の幅方向において、第１ボス部及び第２ボス部よりも外側に位置付けられている。

このリンク装置において、例えば、第１アーム部と第２アーム部との間から台車の幅方向において外側に突出するてこ部材の突出端が第２及び第３ボス部側に引っ張られた場合、てこの原理により、第１及び第４ボス部と、その内部に保持された第１取付軸とが第２及び第３ボス部内の第２取付軸に接近する。そのため、第１取付軸と第２取付軸との距離が短くなり、リンク装置が全体として収縮する。一方、てこ部材の突出端が反対側、つまり第１及び第４ボス部側に引っ張られた場合、てこの原理により、第１及び第４ボス部内の第１取付軸は、第２及び第３ボス部内の第２取付軸から離間する。そのため、第１取付軸と第２取付軸との距離が短くなり、リンク装置が全体として伸長する。

このように、第１の構成によれば、リンク装置自身が伸縮することができる。そのため、既存の通常台車を操舵台車に変更する際には、モノリンク式軸箱支持装置のリンクを当該リンク装置に交換するだけでよく、操舵リンク、連結リンク、及び操舵てこからなるリンク機構を設けるために台車を加工する必要はない。すなわち、通常台車の既存のモノリンクを第１の構成に係るリンク装置に付け替えるだけで、リンク装置の伸縮によって前後の輪軸間の距離を変化させられるようになる。よって、通常台車を操舵台車に容易に変更することができる。

第３弾性体及び第４弾性体は、それぞれ、上記積層方向における剛性及び台車の幅方向における剛性よりも、台車の前後方向における剛性が小さくなるように構成されることが好ましい（第２の構成）。

台車の前後方向における第３弾性体の両端部のうち少なくとも一方と、第３ボス部の内周面との間には、隙間が設けられることが好ましい（第３の構成）。

第３の構成によれば、第３ボス部内の第３弾性体のうち前後方向の一端部又は両端部と、第３ボス部の内周面との間に隙間が設けられている。第３ボス部内の第２取付軸は、実質上、この隙間分を超えて移動することはできない。よって、例えば、鉄道車両の走行中にてこ部材が破断したとしても、第２取付軸の移動が制限され、前後の輪軸間の距離が必要以上に変化するのを防止することができる。

台車の前後方向における第４弾性体の両端部のうち少なくとも一方と、第４ボス部の内周面との間には、隙間が設けられることが好ましい（第４の構成）。

第４の構成によれば、第４ボス部内の第４弾性体のうち前後方向の一端部又は両端部と、第４ボス部の内周面との間に隙間が設けられている。第４ボス部内の第１取付軸は、実質上、この隙間分を超えて移動することはできない。よって、例えば、鉄道車両の走行中にてこ部材が破断したとしても、第１取付軸の移動が制限され、前後の輪軸間の距離が必要以上に変化するのを防止することができる。

第１支軸及び第２支軸は、台車の前後方向に位置をずらして配置されていてもよい（第５の構成）。

第５の構成において、第１リンク部材の第１アーム部をてこ部材に接続する第１支軸、及び第２リンク部材の第２アーム部をてこ部材に接続する第２支軸は、台車の前後方向に位置をずらして配置される。これにより、第１取付軸と第２取付軸との接近量及び離間量を異ならせることができる。すなわち、外軌側を通過する場合に輪軸間の距離が伸長する量と、内軌側を通過する際に輪軸間の距離が短縮する量とを互いに異ならせることができる。

実施形態に係る台車は、鉄道車両の車体を支持する。台車は、台車枠と、輪軸と、軸箱と、上記リンク装置と、を備える。輪軸は、車軸と、車軸に固定される一対の車輪とを含む。輪軸は、台車枠に支持される。軸箱は、車軸の端部を支持する。リンク装置は、第１取付軸及び第２取付軸を介して台車枠及び軸箱に取り付けられる。てこ部材の突出端は、車体又は台車に取り付けられる（第６の構成）。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。

［台車の構成］
図１は、本実施形態に係る鉄道車両用台車１０の側面図である。図１を参照して、台車１０は、輪軸１ａ，１ｂと、軸箱２と、台車枠３と、リンク装置４と、を備える。台車１０は、リンク装置４を除き、公知の台車と同様に構成されている。そのため、本実施形態では、台車１０の構成のうちリンク装置４以外の構成については、説明を省略又は簡略化する。

輪軸１ａは、台車１０において、前後方向の一方側に配置されている。輪軸１ｂは、台車１０において、前後方向の他方側に配置されている。前後方向は、台車１０が設けられる鉄道車両の走行方向（双方向）である。この前後方向及び上下方向に垂直な方向を左右方向又は幅方向という。左右方向（幅方向）は、図１の紙面に直交する方向である。

輪軸１ａ，１ｂの各々は、車軸１１と、一対の車輪１２とを有する。車軸１１は、台車１０の左右方向に延びている。車軸１１には、一対の車輪１２が固定されている。車軸１１の各端部は、軸箱２内に設けられた軸受（図示略）によって回転可能に支持される。

台車枠３は、輪軸１ａ，１ｂを支持している。台車枠３は、一対の側梁３１を含む。一対の側梁３１は、台車１０の前後方向に延び、実質的に平行に配置されている。側梁３１の各々には、ばね帽５を介し、各輪軸１ａ，１ｂの車軸１１を支持する軸箱２が取り付けられている。ばね帽５には、例えば、図示しないコイルばね及びロールゴムが収容されている。

リンク装置４は、輪軸１ｂを支持する軸箱２から台車１０の前後方向内側に向かって延びている。リンク装置４の一端は、軸箱２に取り付けられる。リンク装置４の他端は、台車枠３の側梁３１に取り付けられる。本実施形態では、輪軸１ｂ側にリンク装置４が設けられている。しかしながら、リンク装置４は、輪軸１ａ側に設けられていてもよいし、輪軸１ａ，１ｂの双方に設けられていてもよい。本実施形態では、鉄道車両の走行方向において輪軸１ａ側を前方、リンク装置４が設けられている輪軸１ｂ側を後ろ側と仮定する。

［リンク装置の構成］
次に、図２を参照し、リンク装置４の構成について詳細に説明する。図２は、リンク装置４の斜視図である。図２に示すように、リンク装置４は、リンク部材４１，４２と、てこ部材４３と、を備えている。リンク装置４には、筒状のボス部４０１ａ，４０１ｂ，４０１ｃ，４０１ｄと、これらに対応する筒状の弾性体４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄとが設けられている。

リンク部材４１は、筒状のボス部４０１ａ，４０１ｃと、筒状の弾性体４０２ａ，４０２ｃと、アーム部４０３と、を含む。

ボス部４０１ａ，４０１ｃは、実質的に円筒状をなす。ボス部４０１ａ，４０１ｃの中心軸Ｘ１，Ｘ２は、それぞれ左右方向に延びている。ボス部４０１ａ，４０１ｃは、前後左右に位置をずらして配置されている。ボス部４０１ｃは、ボス部４０１ａよりも前方（台車１０の内側）、且つ幅方向において外側に位置付けられている。ボス部４０１ａ，４０１ｃ内には、それぞれ、弾性体４０２ａ，４０２ｃが配置される。弾性体４０２ａ，４０２ｃは、典型的にはゴムブッシュである。

弾性体４０２ａは、実質的に円筒状をなす。弾性体４０２ａの外周面は、全体にわたり、ボス部４０１ａの内周面と接触している。この弾性体４０２ｃの中央部には、取付軸４４１が嵌入される。取付軸４４１は、台車１０の軸箱２（図１）に取り付けられる。取付軸４４１は、左右方向に延びている。

弾性体４０２ｃは、実質的に円筒状をなす。ただし、弾性体４０２ｃの前後端側の一部分は、上下方向に沿って切り落とされている。これにより、弾性体４０２ｃの前後方向の肉厚は、上下方向の肉厚及び左右方向の肉厚よりも小さくなる。すなわち、弾性体４０２ｃは、上下方向における剛性及び左右方向における剛性よりも、前後方向における剛性の方が小さくなるように構成されている。

弾性体４０２ｃの前後方向の両端部と、ボス部４０１ｃの内周面との間には隙間ｇ１が形成されている。一方、弾性体４０２ｃのその他の部分は、ボス部４０１ｃの内周面に接触する。この弾性体４０２ｃの中央部には、取付軸４４２が嵌入される。取付軸４４２は、台車枠３の側梁３１（図１）に取り付けられる。取付軸４４２は、左右方向に延びている。

アーム部４０３は、板状をなす。アーム部４０３は、一方のボス部４０１ａから他方のボス部４０１ｃに向かって延びている。アーム部４０３の前後方向の一端は、ボス部４０１ａに連結されている。アーム部４０３の前後方向の他端は、ボス部４０１ｃに連結されている。アーム部４０３は、例えば、リンク部材４１の平面視で概略Ｓ字状をなすように形成されている。

リンク部材４２は、概ね、もう一方のリンク部材４１を前後反転した構成を有する。リンク部材４２は、リンク部材４１と同様、筒状のボス部４０１ｂ，４０１ｄと、筒状の弾性体４０２ｂ，４０２ｄと、アーム部４０４と、を含む。

ボス部４０１ｂ，４０１ｄは、実質的に円筒状をなす。ボス部４０１ｂ，４０１ｄは、前後左右に位置をずらして配置されている。ボス部４０１ｄは、ボス部４０１ｂよりも後方（台車１０の端側）、且つ幅方向において外側に位置付けられている。ボス部４０１ｂは、もう一方のリンク部材４１のボス部４０１ａと並列に配置される。また、ボス部４０１ｂは、リンク部材４１のボス部４０１ｃと直列に配置される。ここで、本開示において「２つのボス部が並列である」とは、一方のボス部の中心軸が他方のボス部の中心軸の前方又は後方に位置付けられることをいい、「２つのボス部が直列である」とは、２つのボス部が中心軸を共有するか、一方のボス部の中心軸と他方のボス部の中心軸とが左右方向において概ね直線状に並んでいることをいう。すなわち、ボス部４０１ｂは、ボス部４０１ａの中心軸Ｘ１の前方に位置付けられた中心軸Ｘ２を有し、この中心軸Ｘ２をボス部４０１ｃと共有する円筒である。

ボス部４０１ｄは、もう一方のリンク部材４１のボス部４０１ｃと並列に配置される。また、ボス部４０１ｄは、リンク部材４１のボス部４０１ａと直列に配置される。すなわち、ボス部４０１ｄは、ボス部４０１ｃの中心軸Ｘ２の後方に位置付けられた中心軸Ｘ１を有し、この中心軸Ｘ１をボス部４０１ａと共有する円筒である。

ボス部４０１ｂ，４０１ｄ内には、それぞれ、弾性体４０２ｂ，４０２ｄが配置される。弾性体４０２ｂ，４０２ｄは、典型的にはゴムブッシュである。

弾性体４０２ｂは、実質的に円筒状をなす。弾性体４０２ｂの外周面は、全体にわたり、ボス部４０１ｂの内周面と接触している。この弾性体４０２ｂの中央部には、側梁３１側（図１）の取付軸４４２が嵌入される。取付軸４４２は、リンク部材４２の弾性体４０２ｂ及びリンク部材４１の弾性体４０２ｃを貫通している。

弾性体４０２ｄは、実質的に円筒状をなす。ただし、弾性体４０２ｄの前後端側の一部分は、上下方向に沿って切り落とされている。これにより、弾性体４０２ｄの前後方向の肉厚は、上下方向の肉厚及び左右方向の肉厚よりも小さくなる。すなわち、弾性体４０２ｄは、上下方向における剛性及び幅方向における剛性よりも、前後方向における剛性の方が小さくなるように構成されている。

弾性体４０２ｄの前後方向の両端部と、ボス部４０１ｄの内周面との間には隙間ｇ２が形成されている。一方、弾性体４０２ｄのその他の部分は、ボス部４０１ｄの内周面に接触する。この弾性体４０２ｄの中央部には、軸箱２側（図１）の取付軸４４１が嵌入される。取付軸４４１は、リンク部材４１の弾性体４０２ａ及びリンク部材４２の弾性体４０２ｄを貫通している。

アーム部４０４は、板状をなす。アーム部４０４は、一方のボス部４０１ｂから他方のボス部４０１ｄに向かって延びている。アーム部４０４の前後方向の一端は、ボス部４０１ｂに連結されている。アーム部４０４の前後方向の他端は、ボス部４０１ｄに連結されている。アーム部４０４は、例えば、リンク部材４２の平面視で、実質的に、もう一方のリンク部材４１のアーム部４０３と逆のＳ字状に形成されている。アーム部４０４は、リンク部材４１のアーム部４０３と重なるように配置される。アーム部４０４は、平面視でアーム部４０３と交差する。本実施形態の例では、アーム部４０４がアーム部４０３の下方に配置されている。ただし、アーム部４０４がアーム部４０３の上方に配置されていてもよい。

てこ部材４３は、板状の部材である。てこ部材４３は、一方のリンク部材４１のアーム部４０３と、他方のリンク部材４２のアーム部４０４との間に配置される。すなわち、アーム部４０３、てこ部材４３、及びアーム部４０４は、下方に向かってこの順で積層されている。てこ部材４３は、アーム部４０３，４０４の間から中心軸Ｘ１，Ｘ２の方向、つまり台車１０（図１）の幅方向において外側に延びて突出する。てこ部材４３の突出端４３ｅは、幅方向においてリンク部材４１，４２よりも外側に配置される。てこ部材４３の突出端４３ｅは、鉄道車両の車体又は台車１０の構成部品により、上下方向及び左右方向に柔らかく、前後方向には剛性をもって支持される。てこ部材４３の突出端４３ｅは、例えば、球面ブッシュを介し、鉄道車両の車体又は台車１０の構成部品に取り付けられる。本実施形態の例では、てこ部材４３の突出端４３ｅは、前後方向に延びる連結部材６を介し、台車枠３に対するヨー角が車体と一致する揺れ枕のボルスタアンカ受け７に取り付けられている（図１）。突出端４３ｅは、例えば、連結部材６を介してボルスタアンカ８に取り付けられていてもよい。

図３は、リンク装置４の分解斜視図である。図３では、弾性体４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄ及び取付軸４４１，４４２が省略されている。

図３に示すように、一方のリンク部材４１は、アーム部４０３を上下方向に貫通する貫通孔４０３１を有する。他方のリンク部材４２は、アーム部４０４を上下方向に貫通する貫通孔４０４１を有する。貫通孔４０３１，４０４１は、左右方向にオフセットされている。すなわち、貫通孔４０４１の中心軸は、貫通孔４０３１の中心軸から左右方向にずれている。貫通孔４０３１，４０４１の直径は、互いに異なっていてもよいし、同一であってもよい。

てこ部材４３の上面には、一方のリンク部材４１のアーム部４０３に設けられた貫通孔４０３１に位置及び形状が一致するように、穴４３１が形成されている。貫通孔４０３１及び穴４３１には、支軸４５１が挿入される。これにより、てこ部材４３は、アーム部４０３に対し、支軸４５１周りに回転可能に接続される。支軸４５１は、例えば公知の支点ピンである。支軸４５１は、リンク部材４１又はてこ部材４３に対し、固定されていてもよい。

てこ部材４３の下面には、他方のリンク部材４２のアーム部４０４に設けられた貫通孔４０４１に位置及び形状が一致するように、穴４３２が形成されている。貫通孔４０４１及び穴４３２には、支軸４５２が挿入される。これにより、てこ部材４３は、アーム部４０４に対し、支軸４５２周りに回転可能に接続される。支軸４５２は、例えば、公知の支点ピンである。支軸４５２は、リンク部材４２又はてこ部材４３に対し、固定されていてもよい。支軸４５２は、支軸４５１よりもてこ部材４３の突出端４３ｅから離れて配置されている。すなわち、支軸４５１，４５２の位置は、てこ部材４３の長手方向にオフセットされている。

［リンク装置の動作］
リンク装置４は、鉄道車両が曲線を通過する際、ボギー角に応じ、前後方向に伸縮する。以下、リンク装置４の伸縮動作について説明する。

図４は、収縮状態のリンク装置４を示す斜視図である。リンク装置４は、当該リンク装置４側（図１において手前側）の車輪１２が内軌側を通過する場合に収縮する。すなわち、リンク装置４側で輪軸１ａ，１ｂ間の前後方向の距離が短くなるときには、てこ部材４３の突出端４３ｅが前方（台車１０の内側）に引っ張られる。これにより、ボス部４０１ａ，４０１ｄ側の取付軸４４１がボス部４０１ｂ，４０１ｃ側の取付軸４４２に接近する。そのため、取付軸４４１と取付軸４４２との前後方向の距離が短くなる。

図５は、伸長状態のリンク装置４を示す斜視図である。リンク装置４は、当該リンク装置４側（図１において手前側）の車輪１２が外軌側を通過する場合に伸長する。すなわち、リンク装置４側で輪軸１ａ，１ｂ間の前後方向の距離が長くなるときには、てこ部材４３の突出端４３ｅが後方（台車１０の端側）に引っ張られる。これにより、ボス部４０１ａ，４０１ｄ側の取付軸４４１がボス部４０１ｂ，４０１ｃ側の取付軸４４２から離間する。そのため、取付軸４４１と取付軸４４２との前後方向の距離が長くなる。

リンク装置４の伸縮量は、適宜設定することができるが、例えば１０ｍｍ程度である。例えば、リンク装置４が収縮したときに車輪１２の踏面が踏面ブレーキの制輪子に接触しないように、リンク装置４の収縮量を設定することが好ましい。また、例えば、リンク装置４の伸長量は、制動時におけるユニットブレーキのスラックアジャスタの動作距離よりも小さくなるように設定することが好ましい。リンク部材４１及びてこ部材４３におけるてこ比、並びにリンク部材４２及びてこ部材４３におけるてこ比は、リンク装置４における所望の伸縮量を実現するように設定される。

［効果］
本実施形態に係るリンク装置４は、鉄道車両が曲線を通過する際、前後方向に伸縮することができる。そのため、既存の通常台車を操舵台車に変更する際には、モノリンク式軸箱支持装置のリンクをこのリンク装置４に交換するだけでよく、操舵リンク、連結リンク、及び操舵てこからなるリンク機構を設けるために台車を加工する必要はない。すなわち、既存の通常台車のリンクをリンク装置４に付け替えるだけで、リンク装置４の伸縮によって輪軸１ａ，１ｂ間の前後方向の距離が変化するようになる。よって、通常台車を操舵台車に容易に変更することができる。

本実施形態に係るリンク装置４において、取付軸４４１，４４２が嵌入される弾性体４０２ｃ，４０２ｄは、上下方向における剛性及び幅方向における剛性よりも前後方向における剛性の方が小さくなるように構成されている。そのため、リンク装置４の伸縮に際し、取付軸４４１，４４２は、実質的に上下左右には移動せず、前後方向にのみ移動することができる。

本実施形態では、ボス部４０１ａ，４０１ｃ及び取付軸４４１，４４２により、リンク部材４１のアーム部４０３の両端が支持されている。これにより、支軸４５１によってアーム部４０３に接続されるてこ部材４３の位置が安定するため、リンク装置４の伸縮動作が安定して行われる。また、アーム部４０３が両端からしっかりと支持されることにより、てこ部材４３に荷重が作用したときに、アーム部４０３が座屈するのを抑制することができる。

本実施形態では、リンク部材４２のアーム部４０４の両端も、ボス部４０１ｂ，４０１ｄ及び取付軸４４１，４４２によって支持されている。そのため、支軸４５１，４５２によってアーム部４０３，４０４に接続されるてこ部材４３の位置がより安定し、リンク装置４の伸縮動作をさらに安定して行うことができる。また、両方のリンク部材４１，４２のアーム部４０３，４０４を両端からしっかりと支持することにより、アーム部４０３，４０４の座屈の発生をより確実に抑制することができる。

本実施形態において、弾性体４０２ｃの前後端部と、ボス部４０１ｃの内周面との間には隙間ｇ１が形成されている。ボス部４０１ｃ内において、取付軸４４２は、実質的にこの隙間ｇ１分を超えて移動することはできない。そのため、例えば、鉄道車両の走行中に、輪軸１ａ，１ｂの操舵量が設計量を超え、てこ部材４３が破断したとしても、ボス部４０１ｃ内での取付軸４４２の移動を制限することができる。よって、輪軸１ａ，１ｂの間の距離が必要以上に変化するのを防止することができる。

本実施形態において、弾性体４０２ｄの前後端部と、ボス部４０１ｄの内周面との間には隙間ｇ２が形成されている。ボス部４０１ｄ内において、取付軸４４１は、実質的にこの隙間ｇ２分を超えて移動することはできない。そのため、例えば、鉄道車両の走行中に、輪軸１ａ，１ｂの操舵量が設計量を超え、てこ部材４３が破断したとしても、ボス部４０１ｄ内での取付軸４４１の移動を制限することができる。よって、輪軸１ａ，１ｂの間の距離が必要以上に変化するのを防止することができる。

以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態に係るリンク装置４において、支軸４５１，４５２は、てこ部材４３の長手方向にオフセットされている。しかしながら、てこ部材４３の幅方向にも、支軸４５１，４５２をオフセットすることができる。すなわち、リンク装置４において、支軸４５１，４５２は、台車１０の前後方向に位置をずらして配置されていてもよい。この場合、リンク装置４の伸長量が収縮量よりも大きくなるように、支軸４５１，４５２の位置が設定されることが好ましい。

上記実施形態に係るリンク装置４では、円筒状の弾性体４０２ｃ，４０２ｄの前後端側の一部分を上下方向に沿って切り落とすことにより、弾性体４０２ｃ，４０２ｄの前後方向における剛性を低下させている。しかしながら、弾性体４０２ｃ，４０２ｄの前後方向における剛性を低下させる手段はこれに限定されるものではない。また、弾性体４０２ｃ，４０２ｄは、上記実施形態における弾性体４０２ａ，４０２ｂと同様、全体にわたり均一な剛性を有していてもよい。あるいは、弾性体４０２ａ，４０２ｂを、上記実施形態における弾性体４０２ｃ，４０２ｄと同様、上下方向における剛性及び幅方向における剛性よりも前後方向における剛性の方が小さくなるように構成することもできる。

１０：台車
１ａ，１ｂ：輪軸
２：軸箱
３：台車枠
４：リンク装置
４１：リンク部材
４０１ａ，４０１ｃ：ボス部
４０２ａ，４０２ｃ：弾性体
４０３：アーム部
４２：リンク部材
４０１ｂ，４０１ｄ：ボス部
４０２ｂ，４０２ｄ：弾性体
４０４：アーム部
４３：てこ部材
４４１，４４２：取付軸
４５１，４５２：支軸

Claims (6)

1. 鉄道車両の台車に用いられるリンク装置であって、
   第１アーム部と、前記第１アーム部の一端に連結される筒状の第１ボス部と、前記第１ボス部内に配置され、前記台車の台車枠及び軸箱の一方に取り付けられる第１取付軸が嵌入される筒状の第１弾性体と、を含む第１リンク部材と、
   前記第１アーム部と重なるように配置される第２アーム部と、前記第１ボス部と並列に配置され、前記第２アーム部の一端に連結される筒状の第２ボス部と、前記第２ボス部内に配置され、前記台車枠及び前記軸箱の他方に取り付けられる第２取付軸が嵌入される筒状の第２弾性体と、を含む第２リンク部材と、
   前記第１アーム部と前記第２アーム部との間から前記台車の幅方向において外側に延びて突出するてこ部材と、
   を備え、
   前記第１リンク部材は、さらに、
   前記幅方向において前記第１ボス部及び前記第２ボス部よりも外側に位置付けられるとともに、前記第２ボス部と直列に配置され、前記第１アーム部の他端に連結される筒状の第３ボス部と、
   前記第３ボス部内に配置され、前記第２取付軸が嵌入される筒状の第３弾性体と、
   を含み、
   前記第２リンク部材は、さらに、
   前記幅方向において前記第１ボス部及び前記第２ボス部よりも外側に位置付けられるとともに、前記第１ボス部と直列に配置され、前記第２アーム部の他端に連結される筒状の第４ボス部と、
   前記第４ボス部内に配置され、前記第１取付軸が嵌入される筒状の第４弾性体と、
   を含み、
   前記てこ部材は、前記第１リンク部材に対して、前記第１アーム部、前記てこ部材、及び前記第２アーム部の積層方向に延びる第１支軸周りに回転可能に接続されるとともに、前記第２リンク部材に対し、前記第１支軸よりも前記てこ部材の突出端から離れて配置され前記積層方向に延びる第２支軸周りに回転可能に接続される、リンク装置。
2. 請求項１に記載のリンク装置であって、
   前記第３弾性体及び前記第４弾性体は、それぞれ、前記積層方向における剛性及び前記幅方向における剛性よりも、前記台車の前後方向における剛性が小さくなるように構成される、リンク装置。
3. 請求項２に記載のリンク装置であって、
   前記第３弾性体の前記前後方向における両端部のうち少なくとも一方と、前記第３ボス部の内周面との間には、隙間が設けられる、リンク装置。
4. 請求項２又は３に記載のリンク装置であって、
   前記第４弾性体の前記前後方向における両端部のうち少なくとも一方と、前記第４ボス部の内周面との間には、隙間が設けられる、リンク装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のリンク装置であって、
   前記第１支軸及び前記第２支軸は、前記台車の前後方向に位置をずらして配置される、リンク装置。
6. 鉄道車両の車体を支持する台車であって、
   台車枠と、
   車軸と、前記車軸に固定される一対の車輪とを含み、前記台車枠に支持される輪軸と、
   前記車軸の端部を支持する軸箱と、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のリンク装置と、
   を備え、
   前記リンク装置は、前記第１取付軸及び前記第２取付軸を介して前記台車枠及び前記軸箱に取り付けられ、
   前記てこ部材の前記突出端は、前記車体又は前記台車に取り付けられる、台車。

Images