JPH0790775B2 - 車両用台車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ボルスタを備えていない、いわゆるボルスタ
レス台車などに適用され、強制操舵を行う車両用台車に
関する。

従来の技術 強制操舵を行う台車では、曲線路を走行する際に、旋回
可能に車体を支持している台車の車軸の軸線の延長上
が、曲線路の曲線半径中心を通るように、車軸の操舵を
行い、これによつて車両は、曲線路を円滑に走行するこ
とができる。すなわち操舵台車の目的は、直線路上にお
いては走行安定性を確保するとともに、曲線路上におい
ては車軸を操舵して車軸の軸線を、曲線路の曲線半径中
心に向けることによつて、車輪の向きとレールとのなす
角度、すなわちアタツクアングルを小さくし、このアタ
ツクアングルによつて生じるレールへの横圧を低減し、
曲線路の通過性能を向上しようとするものである。

ボルスタ付きの操舵台車は、たとえば特開昭61−241259
に開示され、また実開昭64−10458および実開昭64−118
80にも開示されているけれども、ボルスタを用いないで
構成を簡略化し、軽量化を図り、メンテナンスを容易に
し、しかも強制操舵を行つて曲線路の通過性能を向上す
ることが望まれている。

発明が解決すべき課題 本発明の目的は、構成を簡略化し、しかも強制操舵を行
つて曲線路の通過性能を向上することができるようにし
た車両用台車を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、車体が載置される台車枠の前後に、一対の各
車軸が軸箱を介して保持される車両用台車において、 各車軸の軸線方向両端部付近で、軸箱に一端部が角変位
自在にそれぞれ結合され、台車枠の前後方向に延びる各
車軸毎の第１および第２リンク18,19;26,27と、 第１レバー28,29であつて、その軸線方向の中間の第１
支持部30,31で台車枠の両側部に角変位自在に支持され
て台車枠の前後方向の軸箱間にそれぞれ設けられ、上下
方向に延び、各第１レバー28,29には、前記第１支持部3
0,31に関して軸線方向一方側で、第１リンク18,19の他
端部が角変位自在に支持され、前記第１支持部30,31に
関して軸線方向他方側で、第２リンク26,27の他端部が
角変位自在に支持される第１レバー28,29と、 第２レバー40,41であつて、その軸線方向の中間の第２
支持部42,43で台車枠の両側部に角変位自在に支持さ
れ、台車枠の幅方向に延び、各第２レバー40,41には、
前記第２支持部42,43に関して前記幅方向内方の一端部
に、第１および第２リンク18,19;26,27の前記他端部よ
りも上方で前記第１レバー28,29の上端部が角変位自在
に結合される第２レバー40,41と、 各第２レバー40,41の前記第２支持部42,43に関して前記
幅方向外方の他端部に、一端部が角変位自在に結合さ
れ、台車枠の前後方向に沿つて第２リンク26,27とは反
対方向にほぼ水平に延びる操作リンク47,48と、 車体の幅方向に延びて軸線まわりに角変位自在にしてか
つ軸線方向に車体との変位が阻止されて車体に設けられ
る作動軸51と、 この作動軸51に基端部に固定され、遊端部が各操作リン
ク47,48の他端部に角変位自在に結合される一対のアー
ム54,55とを含むことを特徴とする車両用台車である。

また本発明は、車体が載置される台車枠の前後に、一対
の各車軸が軸箱を介して保持される車両用台車におい
て、 各車軸の軸線方向両端部付近で、軸箱に一端部が角変位
自在にそれぞれ結合され、台車枠の前後方向に延びる各
車軸毎の第１および第２リンク18,19;26,27と、 レバー28,29であつて、その軸線方向の中間の支持部30
で台車枠の両側部に角変位自在に支持されて台車枠の前
後方向の軸箱間にそれぞれ設けられ、上下方向に延び、
各レバー28,29には、前記支持部30に関して軸線方向一
方側で、第１リンク18,19の他端部が角変位自在に支持
され、前記支持部30に関して軸線方向他方側で、第２リ
ンク26,27の他端部が角変位自在に支持されるレバー28,
29と、 各レバー28,29に、第１および第２リンク18,19;26,27の
前記他端部よりも上方で一端部が角変位自在に結合さ
れ、台車枠の前後方向に沿つて第２リンク26,27とは反
対側にほぼ水平に延びる操作リンク47,48と、 車体の幅方向に延びて軸線まわりに角変位自在にかつ軸
線方向に車体との変位が阻止されて車体に設けられる作
動軸51と、 この作動軸51に基端部が固定され、遊端部が各操作リン
ク47,48の他端部に角変位自在に結合される一対のアー
ム54,55とを含むことを特徴とする車両用台車である。

作 用 本発明に従えば、たとえば直線路の走行中において、車
体と台車枠とが横方向に、または上下方向に相互に変位
したときには、第２レバーの前記他端部が変位すること
なく、その第２レバーの前記他端部と操作リンクの一端
部との結合位置を中心として操作リンクが角変位し、こ
のとき車体に、その車体の幅方向に延びて設けられてい
る作動軸が、その作動軸の軸線まわりに角変位し、これ
に応じて一対のアームが相互に捩れることなしに、角変
位し、こうして操作リンクの前記角変位が許容される。
したがつて第１および第２リンクと、第１レバーと、第
２レバーとは車体と台車との横方向および上下方向の相
対的な変位に拘わらず、変位せず、したがつて軸箱、お
よび車軸に前述の横方向および上下方向の相対的な変位
に起因する力が作用することはなく、直線路の走行安定
性が向上される。

また本発明に従えば、車両が曲線路を走行する際には、
車体と台車枠との相対的な角変位が生じ、これによつて
作動軸にその作動軸の軸線まわりの捩れ力が作用し、こ
の作動軸の剛性を大きく選ぶことによつて、アームおよ
び操作リンクを介して、台車枠に角変位自在に支持され
ている第２レバーが、角変位し、これに応じて、第１レ
バーが角変位し、また第１および第２リンクが変位し、
こうして軸箱、したがつて一対の車軸が変位して操舵さ
れる。これによつて車軸の軸線の延長上が、曲線路の曲
線半径中心を通り、車両は円滑に曲線路を走行すること
が可能となる。この曲線路の走行中に、車体と台車枠と
が横方向および上下方向に相対的に変位しても、このよ
うな変位によつて軸箱、したがつて車軸に力が作用する
ことがないことは、前述の直線路の走行時と同様であ
る。

本発明では、前記第２レバーを省略し、操作リンクを第
１レバーに連結してもよい。

実施例 第１図は本発明の一実施例の直線走行時の状態をスケル
トンで示す斜視図であり、第２図はその実施例の簡略化
した平面図であり、第３図はその実施例の側面図であ
る。これらの図面を参照して、車両の車体１は台車２に
よつて支持される。地上の走行経路に沿つて設けられた
一対の軌条３間には、リニアモータを構成する地上子４
が設けられる。この地上子４に対向して台車２には、車
上子５が装着され、本件鉄道車両が走行する推進力が得
られる。レール３の上方で、大略的にＨ字状の台車枠６
が配置され、この台車枠６の一対の両側梁７の走行方向
中央位置付近には枕ばね８を介して、車体１が支持され
る。この台車枠６の横梁９の幅方向中央には、推力伝達
装置83を設ける。推力伝達装置83は中心ピン84および弾
性体等を持ち、車体１−台車枠６間の相対横変位および
相対旋回を可能としながら、車体１−台車枠６間の前後
方向力（推力や制動力）を伝達するもので、中心ピン84
はボルト81で車体１に固定され中心ピン84の軸線は第３
図において参照符64で示される。

第４図は、第２図の切断面線IV−IVから見た簡略化した
断面図である。一対の車輪10aが固定されている車軸11
は、軸受12によつて細長い軸箱13aに支持され、この軸
箱13aの軸線方向中央には上方に突出した心棒14aが形成
されている。この心棒14aは、取付部材15に形成された
孔16に挿通される。この取付部材15には、車上子５が固
定されている。側梁７は、すり板およびゴムなどの弾性
片17aなどを介して軸受箱13aの軸受12付近に取付けられ
る。車輪10bは、前述の車輪10aと同様にして、台車枠６
に筒状の軸箱13bを介して支持され、その他の構成は、
前述の構成と同様であり、対応する部分には同一の参照
符に添え字ｂを付して示す。車上子５の推力は、取付部
材15、推力伝達手段82、台車枠６、推力伝達装置83およ
び中心ピン84を経て、車体１に伝達される。

車輪10aの車軸11の軸線方向両端部付近で、軸箱13aに
は、第１リンク18,19の一端部が結合部20,21で結合され
る。

第５図は、軸箱13aと第１リンク18の一端部とを結合す
る結合部20付近の断面図である。軸箱13aのブラケツト2
2には、参照符23のゴムなどの弾性片あるいは球面軸受
で、これらを介してピン24によつて、角変位自在に結合
される。ピン24の軸線は、車軸11の軸線に、自然状態
で、平行である。もう１つの結合部21に関しても同様な
構成となつている。参照符23にゴムのような弾性体ある
いは球面軸受を使用する目的は、リンク18と軸箱13a間
の角変位を許容しながら軸箱13aを操舵するための変位
を与えるものであり、ゴムのような弾性体を用いる場合
でも第１リンク18と同じく第２リンク19の間隔および軸
箱の前後、左右方向の指示剛性にも左右されるが、500
〜1000kgf/mm程度の硬いばね常数の弾性体を用いて走行
安定性を確保する。

本発明の他の実施例として、軸箱13aと第１リンク18の
一端部とを、第６図に示される結合部20aによつて結合
するようにしてもよい。軸箱13aの外周には弾性片25を
介して、第１リンク18の一端部が設けられる。

もう１つの車輪10bの軸箱13bに関しても同様にして第２
リンク26,27の一端部が結合部35,36で角変位自在にそれ
ぞれ結合される。

第１レバー28,29は、第１図および第３図の上下に細長
く延びる。第１レバー28の軸線方向の途中である中間の
支持部30は、第３図に示されるピン32によつて台車枠６
に、角変位自在に支持される。もう１つの第１レバー29
もまた、同様にして支持部31において台車枠６に角変位
自在に支持される。これらの第１レバー28,29は台車枠
６の両端部にそれぞれ設けられる。支持部30,31は第１
レバー28,29の下方寄りに配置される。一方の第１リン
ク18の他端部は、第１レバー28と、結合部33において、
第３図のピン33pで示されるようにして角変位自在に結
合される。また同様にして他方の第１リンク19の他端部
もまた結合部34において第１レバー29と角変位自在に結
合される。

第２リンク26,27の前記一端部は結合部35,36では軸箱13
bに角変位自在に支持されており、その他端部は結合部3
7,38において、第１レバー28,29に、支持部30,31に関し
て結合部33,34とは反対側で角変位自在に支持される。

第２レバー40,41は、その軸線方向の中間の支持部42,43
において、ピンによつて台車枠６の両側部に、角変位自
在に支持される。これらの第２レバー40,41の一端部
は、第１レバー28,29に、球面軸受などの結合部45,46に
よつて、角変位自在に結合される。第２レバー40,41の
他端部には、操作リンク47,48の一端部が球面軸受など
の結合部49,50によつて角変位自在に結合される。操作
リンク47,48は、車体のローリング変位を考慮して、ほ
ぼ水平に配置する。

作動軸51は、車体１の幅方向（第２図の上下方向）に延
びて配置される。この作動軸51の両端部は、車体１に固
定されたブラケツト52,53によつて、その作動軸51の軸
線まわりに角変位自在に、しかも軸線方向に車体１との
相互の変位が阻止されて設けられる。作動軸51の両端部
付近には、一対のアーム54,55の基端部が固定される。
アーム54,55の遊端部は、接合部56,57において球面軸受
などによつて、操作リンク47,48の他端部に角変位自在
に結合される。

レール３が直線路であるとき、車体１が台車枠６に対し
て第１図の仮想線58で示されるように横方向に移動した
場合を想定する。このときには、第２レバー40,41は静
止したままで、操作リンク47,48が第１図の実線の状態
から、仮想線で示されるように、角度α１だけ結合部4
9,50を中心にして角変位し、このとき操作リンク47とア
ーム54との結合部56は、参照符56aで示されるように、
距離d1だけ走行方向に変位し、これに応じて、アーム54
および作動軸51が角変位する。操作リンク48についても
同様で、結合部57の走行方向移動距離はd1となる。した
がつて第２レバー40,41には、このような横方向の移動
による力が作用せず、直線路を安定に走行することがで
きる。

レール３が円形に湾曲した曲線路を走行するとき、第７
図に示されるように、一対のレール３間の中央の位置
は、円弧59を描き、その軌道の中心60から半径R1を有し
ている。車体１には台車２の他に、もう１つの台車が設
けられており、この台車２の中心ピン軸線と、もう１つ
の台車の中心ピン軸線との間の台車中心間距離はL1で示
されており、また車輪10a,10bの距離はl11で示される。
車体１の中心ピン間の垂直二等分線61と、台車２の中心
ピン軸線64と中心60とを結ぶ直線62とのなす角度α２だ
け、車体１と台車枠６とが、中心ピンの軸線64まわりに
旋回して角変位する。曲線通過性能を向上するために
は、車軸11の軸心延長線11aと直線62とは中心60付近で
交差することが必要で、幾何学的には直線62と軸心延長
線11aのなす角度α３に対し、軸箱13bの中に位置する車
軸68の軸心延長線68aと直線62のなす角度もα３とな
る。したがつて２つの軸心延長線11a,68aのなす角度は
２・α３となる。

第８図はこのような曲線路を車両が走行している状態
で、車体１と台車枠６とが横方向に距離d2だけ相対的に
変位してずれ、しかも角度α２だけ中心ピンの軸線64の
まわりに旋回したときの状態を示す。作動軸51は第８図
の実線で示される状態から仮想線65で示される状態とな
り、操作リンク47,48によつて第２レバー40,41が角変位
し、これに応じて第１レバー28,29が角変位し、そのた
め第１および第２リンク18,19;26,27が変位する。この
とき作動軸51には捩り力が作用する。作動軸51は、大き
な剛性を有しており、したがつて作動軸51の捩り変形は
無視できる。そのため、アーム54,55の角変位量は同一
である。第１レバー28、第２レバー40によるレバー比
は、車体１と台車枠６のなす相対旋回角度α２に対し台
車の直線62と車軸11の軸心延長線11aのなす角度α３を
得るように設定している。これによつて車輪10aの車軸1
1の軸線66およびもう１つの車輪10bの車軸の軸線67の延
長は、曲線路の中心60を通るように、車輪10a,10bの操
舵を行うことができる。これによつて車輪10a,10bとレ
ール３とのなすアタツクアングルを小さくし、したがつ
てレール３に作用する横圧を低減し、曲線路の半径を小
さくしても、その曲線路の通過性能を向上させることが
できる。

第３図において、鎖線位置の操作リンク47aは車体１と
台車枠６とが単に上下方向の相対変位をした状態の操作
リンク47の動きを示している。上下方向に相対変位した
場合、操作リンクの結合部56は前後方向にδ３だけ移動
する。また、操作リンク48の結合部57においても同様に
δ３だけ前後方向に移動することから車体１と台車枠６
とが横方向で相対的に変位した場合と同様に作動軸51が
角変位して、車体１と台車枠６との上下方向の相対変位
で車軸11が操舵するようなことがない。

このような実施例では、車体１と台車枠６とが横方向お
よび上下方向、ならびに角度α２だけ旋回したときにお
いて、車輪10aの車軸11の軸線と、車輪10bの車軸の軸線
68との間の軸距l11は変位せず、したがつて軸箱13a,13b
にリニアモータの車上子５を固定するための構成を簡略
化することができる。

構成をさらに述べる。第１および第２リンク18,19;26,2
7は、台車枠の前後方向に延びる。第１レバー28,29は、
台車枠６の前後方向の軸箱間に設けられ、上下に延び
る。この第１レバー28,29には、支持部30,31に関して軸
線方向一方側（第１図の上方）で、第１リンク18,19の
他端部が角変位自在に支持される。第１リンク18,19に
はまた、支持部30,31に関して軸線方向他方側（第１図
の下方）で、第２リンク26,27の他端部が角変位自在に
支持される。第２レバー40,41は、台車枠の幅方向に延
び、支持部42,43に関して幅方向内方の一端部には、第
１および第２リンク18,19;26,27の前記他端部である結
合部33,37よりも上方で第１レバー28,29の上端部が角変
位自在に結合部45で結合される。

第２レバー40,41の支持部42,43に関して前記幅方向外方
の他端部には、操作リンク47,48の一端部が結合部49,50
で結合される。この操作リンク47,48は台車枠の前後方
向に沿つて第２リンク26,27とは反対方向（第１図では
左方）にほぼ水平に延びる。

前述の実施例では、結合部20では弾性片23が用いられ、
このような構成はもう１つの結合部21でもまた同様であ
つたけれども、本発明の他の実施例として、このような
弾性片23を介する結合は、その他の結合部33,34,35,36,
37,38などにおいて実施されてもよく、あるいはまたさ
らに球面軸受45,46,49,50において、また支持部30,31,4
2,43などにおいて実施されてもよい。

本発明の他の実施例を第９図〜第11図の振子式台車の場
合で示す。第９図は、自然振子あるいは強制振子台車に
おいて本発明を実施した台車2aの平面図で車体１と台車
枠６が相対的に角変位、横変位および振子作用した状態
を示す。第10図はその台車2aの側面図であり、第11図は
その台車2aの一部を示す断面図で車体１と台車枠６が相
対的に横変位するとともに振子作用をした状態を示す。
この実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分には
同一の参照符を付す。台車６の側梁７には、車輪10aの
車軸11と車輪10bの車軸68とをそれぞれ支持する軸箱69,
70が、軸ばね71,72を介して支持されている。第11図に
明らかに示されるように振子梁74には低横剛性の空気ば
ね75によつて車体１を支持する。台車枠６にはローラ76
が回転自在に設けられ、このローラ76上には振子梁74の
受け部77が乗せられ、こうしてローラ76上で振子梁74が
支持され、車体１の角度α４およびその逆方向の角度の
範囲内で振子作用が行われる。車体１の側に固定された
突部78は振子梁74に立設されたストツパ79によつて、横
変位量δ４が制限される。振子ストツパは別にある。こ
のような構成を有する振子台車においてもまた、本発明
が全く同様にして、実施され、対応する部分には同一の
参照符を付す。第１および第２リンク18,26および第１
レバー28との接合部33,37は、その第１レバー28の台車
枠６の支持部30に関して下方および上方に配置される。

この実施例の場合には、軸箱69の端部に第１リンク18を
配置していることから、第１レバー28の上端はほぼ車体
１の車側付近に位置することから、前述の第１図による
実施例では第２レバー40を設けているが、本実施例では
第２レバー40を設けなくても車体１と台車枠６の相対角
変位を大きな変位量として検出できるので、第２レバー
40を省略し、第１レバー28の上端の結合部45を球面軸受
などによつて操作リンク47の一端に角変位自在に結合
し、操作リンク47の他端とアーム54の結合部56を一端側
と同様に結合することで、本発明の効果を得ることがで
きる。この場合、前述の第１図による実施例で第１レバ
ー28および第２レバー40によつてそれぞれ設定していた
各レバー比は、本実施例の場合には第１レバー28のレバ
ー比のみで設定する。このことは、もう１つの第１レバ
ー29に関しても同様である。その他の構成は前述の実施
例と同様である。

本発明は、車体が台車枠に載置される構成がその他の構
成であつてもまた、同様に関連して実施することができ
る。さらに、揺れ枕または枕梁を備える台車に関連して
も実施される。

発明の効果 以上のように本発明によれば、直線路および曲線路など
の走行時に車体と台車枠とが横方向および上下方向に相
対的に変位しても、軸箱、したがつて車軸に力が作用す
ることはなく、曲線路の走行時などに、車体と台車枠と
が相対的に角変位したときに、作動時に捩れ力が作用
し、これによつて軸箱、したがつて車軸が強制操舵さ
れ、車軸の軸線の延長上が曲線路の中心を通ることがで
きるようになり、これによつて車両は直線路を円滑に走
行し、曲線路の通過性能の向上を図ることができる。

また本発明によれば、操作リンク47,48は、台車枠の前
後方向に沿つてほぼ水平に延びるので、ローリング変位
が存在して、操舵に悪影響が及ぶことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の台車を簡略化してスケルト
ンで示す斜視図、第２図はその実施例の平面図、第３図
はその実施例の側面図、第４図は第２図の切断面線IV−
IVから見た断面図、第５図は結合部20付近の断面図、第
６図は本発明の他の実施例の結合部20aの断面図、第７
図は車両が曲線路を走行するときの状態を示す簡略化し
た平面図、第８図は曲線路を走行している状態における
スケルトンで示す斜視図、第９図は本発明の他の実施例
の振子台車2aの平面図、第10図は第９図に示される実施
例の側面図、第11図は第９図および第10図に示される実
施例の一部の断面図である。 １……車体、2,2a……台車、３……レール、６……台車
枠、７……側梁、８……枕ばね、18,19……第１リン
ク、26,27……第２リンク、28,29……第１レバー、40,4
1……第２レバー、47,48……操作リンク、51……作動
軸、54……アーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体が載置される台車枠の前後に、一対の
   各車軸が軸箱を介して保持される車両用台車において、 各車軸の軸線方向両端部付近で、軸箱に一端部が角変位
   自在にそれぞれ結合され、台車枠の前後方向に延びる各
   車軸毎の第１および第２リンク18,19;26,27と、 第１レバー28,29であつて、その軸線方向の中間の第１
   支持部30,31で台車枠の両側部に角変位自在に支持され
   て台車枠の前後方向の軸箱間にそれぞれ設けられ、上下
   方向に延び、各第１レバー28,29には、前記第１支持部3
   0,31に関して軸線方向一方側で、第１リンク18,19の他
   端部が角変位自在に支持され、前記第１支持部30,31に
   関して軸線方向他方側で、第２リンク26,27の他端部が
   角変位自在に支持される第１レバー28,29と、 第２レバー40,41であつて、その軸線方向の中間の第２
   支持部42,43で台車枠の両側部に角変位自在に支持さ
   れ、台車枠の幅方向に延び、各第２レバー40,41には、
   前記第２支持部42,43に関して前記幅方向内方の一端部
   に、第１および第２リンク18,19;26,27の前記他端部よ
   りも上方で前記第１レバー28,29の上端部が角変位自在
   に結合される第２レバー40,41と、 各第２レバー40,41の前記第２支持部42,43に関して前記
   幅方向外方の他端部に、一端部が角変位自在に結合さ
   れ、台車枠の前後方向に沿つて第２リンク26,27とは反
   対方向にほぼ水平に延びる操作リンク47,48と、 車体の幅方向に延びて軸線まわりに角変位自在にしてか
   つ軸線方向に車体との変位が阻止されて車体に設けられ
   る作動軸51と、 この作動軸51に基端部が固定され、遊端部が各操作リン
   ク47,48の他端部に角変位自在に結合される一対のアー
   ム54,55とを含むことを特徴とする車両用台車。
2. 【請求項２】車体が載置される台車枠の前後に、一対の
   各車軸が軸箱を介して保持される車両用台車において、 各車軸の軸線方向両端部付近で、軸箱に一端部が角変位
   自在にそれぞれ結合され、台車枠の前後方向に延びる各
   車軸毎の第１および第２リンク18,19;26,27と、 レバー28,29であつて、その軸線方向の中間の支持部30
   で台車枠の両側部に角変位自在に支持されて台車枠の前
   後方向の軸箱間にそれぞれ設けられ、上下方向に延び、
   各レバー28,29には、前記支持部30に関して軸線方向一
   方側で、第１リンク18,19の他端部が角変位自在に支持
   され、前記支持部30に関して軸線方向他方側で、第２リ
   ンク26,27の他端部が角変位自在に支持されるレバー28,
   29と、 各レバー28,29に、第１および第２リンク18,19;26,27の
   前記他端部よりも上方で一端部が角変位自在に結合さ
   れ、台車枠の前後方向に沿つて第２リンク26,27とは反
   対側にほぼ水平に延びる操作リンク47,48と、 車体の幅方向に延びて軸線まわりに角変位自在にかつ軸
   線方向に車体との変位が阻止されて車体に設けられる作
   動軸51と、 この作動軸51に基端部が固定され、遊端部が各操作リン
   ク47,48の他端部に角変位自在に結合される一対のアー
   ム54,55とを含むことを特徴とする車両用台車。