JPH04191170A - 鉄道車両用振子台車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、レール（軌道）の曲線走行路を高速安定走行
する鉄道車両用振子台車に関する。

（従来の技術） 一般に、通常のレール（軌道）上を走行する鉄道車両が
曲線走行路を走行する速度は、その鉄道車両の遠心力に
よって生じる左右方向の加速度を一定値以下にするため
に、上記曲線走行路の曲率半径の大きさやカントに応し
た制限速度が決められている。

一方、鉄道車両用振子台車は、レールの曲線走行路を高
速安定走行するために提案されており、この鉄道車両用
振子台車は、レールの曲線走行路で台車に対して車体を
振子のように内側へ傾斜させることにより、車体の左右
方向の加速度を互いに打消して曲線走行速度の高速化を
図っている。

特に、上述した鉄道車両用振子台車は、曲線走行路で車
体を振子のように内側へ傾斜させることにより、車体及
びその乗客に対する左右方向の加速度を低減しても、車
両全体の遠心力は低減されないので、曲線走行路の走行
速度の高速化に伴う脱線に対する安定性や安全性及び乗
り心地の確保のためには、上記車両全体の重心を低くす
ることが亜要視されている。

又一方、上述した鉄道車両用振子台車の振子手段には、
１ｏ　コロ手段、２．リンク手段、３．空気ばね手段等
が既に提案されているけれども、車体の復元力による安
定性や安全性等の見地から、コロ手段が実際に多く採用
されている。又、上述した鉄道車両用振子台車における
車体の傾斜の制御手段としては、ａ、自然振子式のもの
と、ｂ。

強制振子式のものとがあり、さらに、上記両者の欠点を
互いに補う手段して制御装置付き自然振子式のものがあ
る。

即ち、この制御装置付き自然振子式のものは、曲線走行
路で車体を自然振子式に傾斜する時に、例えば、エアシ
リダ−装置のようにアクチュエータで傾斜動作を強制的
に幇助して、制御が誤動作した場合でも、自然振子の作
動力を利用すると共に自然振子の場合の動作の遅れを解
消して、曲線走行路の走行速度の向上に伴う脱線に対す
る安定性や安全性及び乗り心地の向上を確保するように
している。

既に提案されているこの種の鉄道車両用振子台車は、第
３図に示されるように構成されている（特開平２−３８
１７７号参照）。

即ち、第３図において、レール１の曲線走行路１ａを高
速走行する台車２の下部には、車軸３ａと一体の車輪３
が各軸ばね４を介して設けられており、上記台車２の上
面の両側には、各ブラケット５か付設されている。又、
この各ブラケ・ソト５には、各コロ（ローラ）６が各支
軸７で回転自在に軸装されており、この各コロ（ローラ
）６上には、凸面の円弧状をなす振子梁８の振子円弧部
８ａが接触して設けられている。さらに、この振子粱８
の中程には、軸受９が垂直にして設けられており、この
軸受９には、車体１０の下部中央部に垂設された芯軸１
１が軸装されている。さらに又、上記振子梁８の両側上
部には、上記車体１０と一体をなす積層した弾性体１２
及び各空気ばね１３が介装されており、上記車体１０の
重心Ｇは上記芯軸１１の軸心の仮想軸心上にあって、上
記車体１０の振子回転中心Ｏは、重心Ｇの位置する上記
芯軸１１の軸心の仮想軸心上と上記車体１０が傾斜角度
θだけ傾斜したときの交点上にある。

従って、上述した鉄道車両用振子台車は、レール１の曲
線走行路１ａを高速走行するとき、カントを形成した曲
線走行路１ａ上の台車２は車輪３と共に傾斜するけれど
も、この台車２の各コロ６に当接している上記車体１０
と実質的に一体の振子梁８はその振子円弧部８ａに倣っ
て左右に転動する。

即ち、上記車体１０の遠心力Ｆによってこれと実質的に
一体の振子梁８が、振子回転中心Ｏを中心にして振子円
弧部８ａに倣って内側に転勤して傾斜し、これによって
、上記曲線走行路１ａで上記車体１０を振子のように内
側へ傾斜させることにより、速度向上時の上記車体１０
及びその乗客に対する左右方向の加速度の増加を乗客に
許される許容値まで低減し、車両全体の遠心力Ｆは低減
されなくても、曲線走行路１ａの走行速度の向上に伴う
脱線に対する安定性や安全性の保たれる速度範囲におい
て乗り心地を確保するようになっている。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、上述した鉄道車両用振子台車は、上記車
体１０に遠心力Ｆが作用すると、自然に振子動作を行い
、レール１の直線走行路に戻ったとき、自然に復元力に
より、上記車体１０は中立の位置に復動するけれども、
Ｎ３図からも明らかなように、上記台車２の上面の両側
に各コロ（ローラ）６を各支軸７で回転自在に軸装した
り、この各コロ６上に凸面の円弧状をなす振子粱８の振
子円弧部８ａが接触して設けている関係上、上記車体１
０の重心Ｇが高くなり、曲線走行路１ａの走行速度の高
速化に伴う脱線に対する安定性や安全性及び乗り心地の
向上に限度がある。

他方、上述した鉄道車両用振子台車の問題点を解消する
手段として、車体の下部両側の各空気ばねをあらかじめ
通常の高さよりカント不足を補う分だけ高くしておき、
曲線走行路１ａの走行する際に一方の空気ばねの空気を
排気し、上記曲線走行路１ａの通過と共に、他方の空気
ばねに空気を排気するようにしたものも提案されている
（特開昭５８−７６３６０号参照）けれども、傾斜した
車体の復元力がないばかりでなく、各空気ばねの空気圧
を変えてしまうので、乗り心地を阻害すると共に、左右
の空気ばねの各圧力差が大きいために、車輪の輪重差を
大きくして安定走行に悪影響を及ぼし、さらに、短時間
に高い圧力の空気を各空気ばねへ供給するには大容量の
空気源を設置しなければならない等の問題がある。

又一方、上述した他の鉄道車両用振子台車には、第４図
に示されるように、上記台車２と凸面の円弧状をなす振
子梁８とをエアシリンダー装置１４で連結した構成のも
のもある（特開昭６１−８５２６２号参照）。

即ち、このエアシリンダー装置１４を備えた鉄道車両用
振子台車は、曲線走行路１ａで車体１０を自然振子式に
傾斜する時に、エアシリダ−装置１４で傾斜動作を強制
的に幇助して、制御が誤動作した場合でも、自然振子の
作動力を利用すると共に、自然振子の動作の遅れを解消
して、曲線走行路の走行速度の向上に伴う脱線に対する
安定性や安全性の確保をするようにしているけれども、
これも前述した鉄道車両用振子台車と同じように、上記
台車２の上面の両側に各コロ６を各支軸７て回転自在に
軸装したり、この各コロ６上に凸面の円弧状をなす振子
梁８の振子円弧部８ａか接触して設けている関係上、上
記車体１０の重心Ｇが高くなり、曲線走行路１ａの走行
速度の高速化に伴う脱線に対する安定性や安全性及び乗
り心地の向上に問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、台車の上面の両側に各コロを設けることなく、凸面の
円弧状をなす振子梁を省略して、車体の下部の両側に設
けられた各空気ばねの横移動（横変位）により、車体の
振子運動をするようにすると共に、車体の重心を大幅に
低くして、曲線走行路の走行速度の高速化に伴う脱線に
対する安定性や安全性及び乗り心地の向上を図るように
した鉄道車両用振子台車を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、車体が車体の振子回転中心を中心に台車に対
して振子運動をする鉄道車両用振子台車において、上記
台車の上面の両側に各台車円弧面を振子回転中心を中心
にして形成し、この各円弧面上に各上空気ばね、各弾性
体、各中間リング部材及び各上空気ばねを積層して設け
、この各中間リング部材を連結梁で互いに連結し、上記
各上空気ばねの上面に位置した上記車体の下面両側に各
車体円弧面を上記振子回転中心を中心にして形成したも
のである。

（作　用） 本発明は、レールの曲線走行路を高速走行するとき、カ
ントを形成した曲線走行路上の台車が車輪と共に傾斜す
るけれども、車体の下部の両側に設けられた各空気ばね
の横変位により、車体が振子運動をするようにすると共
に、台車の上面の両側に各コロを設けることなく、凸面
の円弧状をなす振子梁を省略して、車体の重心を大幅に
低くして、曲線走行路の走行速度の高速化に伴う脱線に
対する安定性や安全性及び乗り心地の向上を図るように
し、併せて、構成部品を低減してメンテナンスの向上を
図るようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。

なお、本発明は、上述した具体例と同一構成部材には、
同じ符号を付して説明する。

第１図及び第２図において、符号１は、レール（軌条）
であって、このレール１の曲線走行路１ａを高速走行す
る台車枠２０の下部には、車軸３ａと一体の車輪３が各
軸ばね４を介して設けられており、上記台車枠２０の上
面の両側には、凹面形をなす各台車円弧面２１が車体２
２の振子回転中心Ｏを中心にして形成されて、いる。又
、この凹面形をなす各台車円弧面２１上には、各空気ば
ね装置２９が設けられており、この各空気ばね装置２９
は、例えば、ベローズのような各上空気ばね２３、積層
した各弾性体２４ｍ、各中間リング部材２５、積層した
各弾性体２４ｂ及びベローズのような各上空気ばね２６
か下から順に積層して設けて構成されている。さらに、
この各中間リング部材２５の各内端部は連結梁２７で左
右の間隔を一定に保持するように互に連結されており、
上記各上空気ばね２６の上面に位置した上記車体２２の
下面両側には、凸面形をなす各車体円弧面２８が上記振
子回転中心Ｏを中心にして形成されている。

なお、上記各空気ばね装置２９には、圧縮空気の各吸気
口２９ａ１排気口２９ｂが穿設されており、この各吸気
口２９ａ１排気口２９ｂは、図示されない高さ調整弁を
介して圧縮空気源へ接続されており、上記各空気ばね装
置２９は、圧縮空気源からの圧縮空気で各空気ばね２３
．２６の高さを高さ調整弁を介して一定の高さを保持す
るようになっている。

一方、上記車体２２の重心Ｇは車体２２の中心の仮想軸
心上にあって、上記車体２２の振子回転中心Ｏは上記重
心Ｇの位置する車体２２の中心の仮想軸心上と上記車体
２２が傾斜角度θ（第３図参照）だけ傾斜したときの交
点上にある。

以下、本発明の作用について説明する。

従って、今、車両がレール１の曲線走行路１ａを高速走
行するとき、カントを形成した曲線走行路１ａ上の台車
枠２０は車輪３と共に傾斜するけれども、上記車体２２
の重心Ｇには遠心力Ｆに基づく横力が生じて、上記各上
空気ばね２３、各弾性体２４ａ１各中間リング部材２５
、各弾性体２４ｂ及び各上空気ばね２６で構成された上
記各空気ばね装置２９の横剛性に逆らって、この各空気
ばね装置２９を横変位させ、この各空気ばね装置２９は
その上記各上空気ばね２３と各上空気ばね２６との各円
弧面（支持面）に案内されて横変位し、しかも、上記車
体２２の重心Ｇは、振子回転中心Ｏを中心にして台車円
弧部２１、車体円弧部２８に倣って外側に横動し、これ
によって、上記曲線走行路１ａで上記車体２２を振子の
ように内側へ傾斜させることにより、この車体２２及び
その乗客に対する左右方向の加速度を低減し、車両全体
の遠心力Ｆは低減されなくても、重心Ｇの低下に基づい
て上記曲線走行路１ａの走行速度の高速化に伴う脱線に
対する安定性や安全性を確保すると同時に、上記各中間
リング部材２５及び連結梁２７が上記積層した各弾性体
２４ａ、２４ｂを妄りに移動しないように位置規制する
と共に、上記各空気ばね装置２９が圧縮空気源からの圧
縮空気で高さ調整弁を介して一定の高さを保持し、上記
車両が曲線走行路１ａの走行速度の向上に伴う乗り心地
の向上を図っている。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、上記台車の上面の両
側に各台車円弧面を振子回転中心を中心にして形成し、
この各円弧面上に各上空気ばね、各弾性体、各中間リン
グ部材及び各上空気ばねを積層して設け、この各中間リ
ング部材を連結梁で互いに連結し、上記各上空気ばねの
上面に位置した上記車体の下面両側に各車体円弧面を上
記振子回転中心を中心にして形成しであるので、台車の
上面の両側に各コロを設けることなく、凸面の円弧状を
なす振子梁を省略することにより、車体の重心を大幅に
低くして、曲線走行路の走行速度の＾連化に伴う脱線に
対する安定性や安全性及び乗り心地の向上を図ることが
できるばがりでなく、構成部品を少なくして組立て、調
整を容易にしてメンテナンスの向上を図ることができる
等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の鉄道車両用振子台車を線図的に示す
断面図、ｗ、２図は、本発明の要部を取出して示す拡大
断面図、第３図及び第４図は、従来の鉄道車両用振子台
車を線図的に示す各断面図である。 １・・・レール、３・・・車輪、２０・・・台車枠、２
１・・・台車円弧面、２２・・・車体、２３・・・上空
気ばね、２４ａ、２４ｂ・・・弾性体、２５・・・中間
リング部材、２６・・・上空気ばね、２７・・・連結梁
、２８・・・車体円弧面、２９・・・空気ばね装置。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体が車体の振子回転中心を中心に台車に対して振子運
   動をする鉄道車両用振子台車において、上記台車の上面
   の両側に振子回転中心を中心にして形成された各台車円
   弧面と、この各円弧面上に積層して設けられた各下空気
   ばね、各弾性体、各中間リング部材及び各上空気ばねと
   、この各中間リング部材を互いに連結した連結梁と、上
   記各上空気ばねの上面に位置した上記車体の下面両側に
   上記振子回転中心を中心にして形成された各車体円弧面
   とを具備したことを特徴とする鉄道車両用振子台車。