JPH10203364A - 鉄道車両用台車の操舵装置 - Google Patents
鉄道車両用台車の操舵装置Info
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- JPH10203364A JPH10203364A JP1772897A JP1772897A JPH10203364A JP H10203364 A JPH10203364 A JP H10203364A JP 1772897 A JP1772897 A JP 1772897A JP 1772897 A JP1772897 A JP 1772897A JP H10203364 A JPH10203364 A JP H10203364A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車輪軸が迅速かつ十分に軌道曲線の曲率中心
を向くように改良を加えた鉄道車両用台車の操舵装置を
提供する。 【解決手段】 鉄道車両用台車の操舵装置６は、台車枠
２に対してある角度回動可能に設けられた前後２本の車
輪軸３を、台車に対して対称的に回動させるものであ
る。同装置６は、車体１に対する台車枠２の相対回動角
度（α、図３）をとらえ、台車枠２に対する車輪軸３の
相対回動角度（β、図３）をもたらす。そして、理論的
相対回動角度の２０〜３５％増しの回動を車輪軸に与え
るべく操舵装置６が動作するように構成されている。ま
た、操舵装置６のリンク機構を水平配置としたので、台
車の前後の車輪軸に同等な操舵操作を与える。
を向くように改良を加えた鉄道車両用台車の操舵装置を
提供する。 【解決手段】 鉄道車両用台車の操舵装置６は、台車枠
２に対してある角度回動可能に設けられた前後２本の車
輪軸３を、台車に対して対称的に回動させるものであ
る。同装置６は、車体１に対する台車枠２の相対回動角
度（α、図３）をとらえ、台車枠２に対する車輪軸３の
相対回動角度（β、図３）をもたらす。そして、理論的
相対回動角度の２０〜３５％増しの回動を車輪軸に与え
るべく操舵装置６が動作するように構成されている。ま
た、操舵装置６のリンク機構を水平配置としたので、台
車の前後の車輪軸に同等な操舵操作を与える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用の台車
枠に対して輪軸組立体を意図的に回動させる操舵装置に
関する。特には、車輪軸が迅速かつ十分に軌道曲線の曲
率中心を向くように改良を加えた鉄道車両用台車の操舵
装置に関する。
枠に対して輪軸組立体を意図的に回動させる操舵装置に
関する。特には、車輪軸が迅速かつ十分に軌道曲線の曲
率中心を向くように改良を加えた鉄道車両用台車の操舵
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、実用化されている大部分の鉄道車
両用台車では、台車枠に対して前後に配置された車輪軸
が、それぞれ単独に、前後方向（車両の進行方向）及び
左右方向に比較的強固に弾性結合されている。このよう
な台車は、非かじ取り台車と呼ばれている。この種の台
車では、車輪軸の前後方向支持剛性が大きいため、曲線
通過時に過大な横圧が車輪フランジ及びレールに作用
し、両者の摩耗を促進させたり、横圧増加によるきしみ
音の発生、さらには乗上げ脱線の恐れがあり、曲線路に
おける走行安全性及び速度向上を阻害する欠点があっ
た。
両用台車では、台車枠に対して前後に配置された車輪軸
が、それぞれ単独に、前後方向（車両の進行方向）及び
左右方向に比較的強固に弾性結合されている。このよう
な台車は、非かじ取り台車と呼ばれている。この種の台
車では、車輪軸の前後方向支持剛性が大きいため、曲線
通過時に過大な横圧が車輪フランジ及びレールに作用
し、両者の摩耗を促進させたり、横圧増加によるきしみ
音の発生、さらには乗上げ脱線の恐れがあり、曲線路に
おける走行安全性及び速度向上を阻害する欠点があっ
た。
【０００３】鉄道車両が曲線を走行する際、輪軸が遠心
力で軌道中心より外軌側に寄ると、車輪踏面の勾配によ
り１軸の左右の車輪に直径差が生じ、輪軸が自然に曲率
中心に向かい、車輪が曲線の接線方向に転走するように
なるが、実際は、車輪踏面の勾配が十分でなかったり、
種々の抵抗で輪軸が理想的に曲率中心に向かうことはな
い。そのため、曲線外軌側の車輪がレールに外向き横方
向に与える力（以下、「横圧」と言う）が大きくなり、
車輪フランジやレール側面の摩耗が増え、極端な場合
は、走行安全性が問題となることもあり、車輪やレール
保守費が増大し、速度向上を阻害することが問題となっ
ていた。
力で軌道中心より外軌側に寄ると、車輪踏面の勾配によ
り１軸の左右の車輪に直径差が生じ、輪軸が自然に曲率
中心に向かい、車輪が曲線の接線方向に転走するように
なるが、実際は、車輪踏面の勾配が十分でなかったり、
種々の抵抗で輪軸が理想的に曲率中心に向かうことはな
い。そのため、曲線外軌側の車輪がレールに外向き横方
向に与える力（以下、「横圧」と言う）が大きくなり、
車輪フランジやレール側面の摩耗が増え、極端な場合
は、走行安全性が問題となることもあり、車輪やレール
保守費が増大し、速度向上を阻害することが問題となっ
ていた。
【０００４】そこで、曲線通過性能の改善を図るため、
車輪軸の前後方向支持剛性を低減し、かつ、二対の車輪
軸のヨーイング（Yawing）運動が逆位相となるように、
リンク機構により二対の車輪軸を連結したかじ取り装置
を有する鉄道車両用台車が提案された（特開平３−１９
７２９号公報等）。
車輪軸の前後方向支持剛性を低減し、かつ、二対の車輪
軸のヨーイング（Yawing）運動が逆位相となるように、
リンク機構により二対の車輪軸を連結したかじ取り装置
を有する鉄道車両用台車が提案された（特開平３−１９
７２９号公報等）。
【０００５】ここで、特開平８−１０４２３３号に開示
されている操舵式の台車を例にとって、鉄道車両の操舵
メカニズムの基本について説明する。図４は、特開平８
−１０４２３３号に開示されている操舵式の台車の基本
的な操舵メカニズムを説明するための模式的平面図であ
る。図４に示すように、車両が曲線軌道Ｒを通過する際
には、車体２０１と台車枠２０２との間には台車回転中
心Ｑまわりに相対ヨーイング運動が発生し、相対変位角
αが発生する。相対変位角αが、かじ取り駆動装置２１
０を介してかじ取り装置２０６の垂直リンク２０８に伝
達され、垂直リンク２０８を回転中心Ｏを中心に回動さ
せる。この回動量は捩り軸２０９によってかじ取り装置
２０６′にも伝達される。それと同時に、垂直リンク２
０８が回動すると垂直リンク２０８に回動可能に取り付
けられた水平リンク２０７ａ、２０７ｂが回動し、車輪
軸２０３ａ、２０３ｂを曲線のラジアル方向に変位角β
だけ回動させ、車輪軸２０３ａ、２０３ｂは曲線軌道に
自動整合される。
されている操舵式の台車を例にとって、鉄道車両の操舵
メカニズムの基本について説明する。図４は、特開平８
−１０４２３３号に開示されている操舵式の台車の基本
的な操舵メカニズムを説明するための模式的平面図であ
る。図４に示すように、車両が曲線軌道Ｒを通過する際
には、車体２０１と台車枠２０２との間には台車回転中
心Ｑまわりに相対ヨーイング運動が発生し、相対変位角
αが発生する。相対変位角αが、かじ取り駆動装置２１
０を介してかじ取り装置２０６の垂直リンク２０８に伝
達され、垂直リンク２０８を回転中心Ｏを中心に回動さ
せる。この回動量は捩り軸２０９によってかじ取り装置
２０６′にも伝達される。それと同時に、垂直リンク２
０８が回動すると垂直リンク２０８に回動可能に取り付
けられた水平リンク２０７ａ、２０７ｂが回動し、車輪
軸２０３ａ、２０３ｂを曲線のラジアル方向に変位角β
だけ回動させ、車輪軸２０３ａ、２０３ｂは曲線軌道に
自動整合される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４の従来の操舵装置
では、かじ取り駆動装置２１０の動きを水平リンク２０
７（連結棒）に伝える“テコ”として縦テコ（鉛直面内
で回動するテコ、垂直リンク２０８）を用いている。そ
のため、台車２０２の前後の車輪軸２０３を操舵する場
合における各々のテコ比が実質的に変ってくる。そのた
め、曲線走行時に、１台の台車２０２内の前後２本の車
輪軸２０３が曲線の曲率中心から見て逆ハの字に同量、
対称には変位しない。
では、かじ取り駆動装置２１０の動きを水平リンク２０
７（連結棒）に伝える“テコ”として縦テコ（鉛直面内
で回動するテコ、垂直リンク２０８）を用いている。そ
のため、台車２０２の前後の車輪軸２０３を操舵する場
合における各々のテコ比が実質的に変ってくる。そのた
め、曲線走行時に、１台の台車２０２内の前後２本の車
輪軸２０３が曲線の曲率中心から見て逆ハの字に同量、
対称には変位しない。
【０００７】また、テコ比として、従来は、曲線におけ
る台車の理想的な操舵角と輪軸の理想的な操舵角の比を
採用しているが、これでは、車体や台車の回動に対する
抵抗（滑り摩擦やヨーダンバーの抵抗）の分だけ操舵角
が不足して、車輪軸が軌道曲線の曲率中心まで向ききら
ない。すなわち、アンダーステア（操舵不足）となって
いた。
る台車の理想的な操舵角と輪軸の理想的な操舵角の比を
採用しているが、これでは、車体や台車の回動に対する
抵抗（滑り摩擦やヨーダンバーの抵抗）の分だけ操舵角
が不足して、車輪軸が軌道曲線の曲率中心まで向ききら
ない。すなわち、アンダーステア（操舵不足）となって
いた。
【０００８】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであって、鉄道車両用台車枠に対して輪軸組立体を
意図的に回動させる操舵装置であって、車輪軸が迅速か
つ十分に軌道曲線の曲率中心を向くように改良を加えた
鉄道車両用台車の操舵装置を提供することを目的とす
る。
ものであって、鉄道車両用台車枠に対して輪軸組立体を
意図的に回動させる操舵装置であって、車輪軸が迅速か
つ十分に軌道曲線の曲率中心を向くように改良を加えた
鉄道車両用台車の操舵装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１態様の鉄道車両用台車の操舵装置は、
台車枠に対して鉛直軸回りにある角度回動可能に設けら
れた前後２組の輪軸組立体と、 前後２本の車輪軸を台
車の前後方向中心線に対して対称に回動させる操舵機構
と、 を備えた鉄道車両用台車の操舵装置であって；
上記操舵機構は、車体に対する台車枠の相対回動角度α
をとらえ、この角度αに対応する、台車枠に対する車輪
軸の相対回動角度βをもたらすべく車輪軸に回動を与え
るように構成されており、 ここで該相対回動角度β
は、理論的には、 β＝ｓｉｎ-1（ｘｓｉｎα／Ｌ）、 ｘ：台車における前後車輪軸中心間距離の半分 Ｌ：車体における前後台車中心間距離の半分 であり、 上記操舵機構が、上記相対回動角度βの２０
〜３５％増しの回動を車輪軸に与えるべく動作するよう
に構成されていることを特徴とする。
め、本発明の第１態様の鉄道車両用台車の操舵装置は、
台車枠に対して鉛直軸回りにある角度回動可能に設けら
れた前後２組の輪軸組立体と、 前後２本の車輪軸を台
車の前後方向中心線に対して対称に回動させる操舵機構
と、 を備えた鉄道車両用台車の操舵装置であって；
上記操舵機構は、車体に対する台車枠の相対回動角度α
をとらえ、この角度αに対応する、台車枠に対する車輪
軸の相対回動角度βをもたらすべく車輪軸に回動を与え
るように構成されており、 ここで該相対回動角度β
は、理論的には、 β＝ｓｉｎ-1（ｘｓｉｎα／Ｌ）、 ｘ：台車における前後車輪軸中心間距離の半分 Ｌ：車体における前後台車中心間距離の半分 であり、 上記操舵機構が、上記相対回動角度βの２０
〜３５％増しの回動を車輪軸に与えるべく動作するよう
に構成されていることを特徴とする。
【００１０】車体と台車間や操舵装置、軸箱支持装置等
の各部の抵抗に起因する操舵角不足を、２０〜３５％の
オーバーステアリングにより補ってやり、速やかにかつ
確実に車輪軸の操舵を行えるようにした。
の各部の抵抗に起因する操舵角不足を、２０〜３５％の
オーバーステアリングにより補ってやり、速やかにかつ
確実に車輪軸の操舵を行えるようにした。
【００１１】また、本発明の第２態様の鉄道車両用台車
の操舵装置は、 台車枠に対して鉛直軸回りにある角度
回動可能に設けられた前後２組の輪軸組立体と、 前後
２本の車輪軸を台車の前後方向中心線に対して対称に回
動させる操舵機構と、 を備えた鉄道車両用台車の操舵
装置であって； 上記操舵機構は、車体に対する台車枠
の相対回動角度αをとらえ、この角度αに対応する、台
車枠に対する車輪軸の相対回動角度βをもたらすべく車
輪軸に回動を与えるようにリンク機構により構成されて
おり、 該リンク機構を、軌道面に対して水平な面内に
配置したことを特徴とする。
の操舵装置は、 台車枠に対して鉛直軸回りにある角度
回動可能に設けられた前後２組の輪軸組立体と、 前後
２本の車輪軸を台車の前後方向中心線に対して対称に回
動させる操舵機構と、 を備えた鉄道車両用台車の操舵
装置であって； 上記操舵機構は、車体に対する台車枠
の相対回動角度αをとらえ、この角度αに対応する、台
車枠に対する車輪軸の相対回動角度βをもたらすべく車
輪軸に回動を与えるようにリンク機構により構成されて
おり、 該リンク機構を、軌道面に対して水平な面内に
配置したことを特徴とする。
【００１２】リンク機構を水平配置としたので、台車の
前後の車輪軸に平等な操舵操作を与えてやることができ
る。
前後の車輪軸に平等な操舵操作を与えてやることができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第１態様の鉄道車両用台
車の操舵装置における１実施形態は、 台車枠に対して
鉛直軸回りにある角度回動可能に設けられた前後２組の
輪軸組立体と、 前後２本の車輪軸を台車の前後方向中
心線に対して対称に回動させる操舵機構と、 を備えた
鉄道車両用台車の操舵装置であって； 上記操舵機構
が、 台車枠の回転中心と同心の回転軸を有し、曲線軌
道における回転運動は車体と同じ動きをする操舵はり
と、 台車枠の左右の側はり前後方向中央付近に各々回
転中心を持つ台車枠左右の一対の水平テコと、 上記の
操舵はりと水平テコを連結するリンクと、 該水平テコ
の回転中心から左右に等距離の点と、当該台車の左右同
じ側の前後の軸箱体とを、軸箱体に取り付けた緩衝ゴム
を介して連結する連結棒と、を含み； 該水平テコのテ
コ比を、曲線軌道における台車の理論的な回動角αと輪
軸の理想的な操舵角βから決まるテコ比の２０〜３５％
増しとし、 曲線軌道で輪軸の自己操舵性の効果として
台車が車体に対して転向して相対回動角を生じ、 該台
車の相対回動角を上記の操舵はり〜リンク〜水平テコ〜
連結棒〜緩衝ゴム〜軸箱体を介して１台車内の前後２本
の輪軸に伝え、 曲線走行時に１台車内の前後２本の輪
軸を曲線の曲率中心から見て逆ハの字に同量、対称に変
位させて各輪軸の軸心を曲線の曲率中心に強制的に向か
せるようにしたことを特徴とする。
車の操舵装置における１実施形態は、 台車枠に対して
鉛直軸回りにある角度回動可能に設けられた前後２組の
輪軸組立体と、 前後２本の車輪軸を台車の前後方向中
心線に対して対称に回動させる操舵機構と、 を備えた
鉄道車両用台車の操舵装置であって； 上記操舵機構
が、 台車枠の回転中心と同心の回転軸を有し、曲線軌
道における回転運動は車体と同じ動きをする操舵はり
と、 台車枠の左右の側はり前後方向中央付近に各々回
転中心を持つ台車枠左右の一対の水平テコと、 上記の
操舵はりと水平テコを連結するリンクと、 該水平テコ
の回転中心から左右に等距離の点と、当該台車の左右同
じ側の前後の軸箱体とを、軸箱体に取り付けた緩衝ゴム
を介して連結する連結棒と、を含み； 該水平テコのテ
コ比を、曲線軌道における台車の理論的な回動角αと輪
軸の理想的な操舵角βから決まるテコ比の２０〜３５％
増しとし、 曲線軌道で輪軸の自己操舵性の効果として
台車が車体に対して転向して相対回動角を生じ、 該台
車の相対回動角を上記の操舵はり〜リンク〜水平テコ〜
連結棒〜緩衝ゴム〜軸箱体を介して１台車内の前後２本
の輪軸に伝え、 曲線走行時に１台車内の前後２本の輪
軸を曲線の曲率中心から見て逆ハの字に同量、対称に変
位させて各輪軸の軸心を曲線の曲率中心に強制的に向か
せるようにしたことを特徴とする。
【００１４】また、本発明の第２態様の鉄道車両用台車
の操舵装置における１実施形態は、台車枠に対して鉛直
軸回りにある角度回動可能に設けられた前後２組の輪軸
組立体と、 前後２本の車輪軸を台車の前後方向中心線
に対して対称に回動させる操舵機構と、 を備えた鉄道
車両用台車の操舵装置であって； 上記操舵機構は、車
体に対する台車枠の相対回動角度αをとらえ、この角度
αに対応する、台車枠に対する車輪軸の相対回動角度β
をもたらすべく車輪軸に回動を与えるようにリンク機構
により構成されており、 上記操舵機構が、 台車枠の
回転中心と同心の回転軸を有し、曲線軌道における回転
運動は車体と同じ動きをする操舵はりと、 台車枠の左
右の側はり前後方向中央付近に各々回転中心を持つ台車
枠左右の一対の水平テコと、 上記の操舵はりと水平テ
コを連結するリンクと、 該水平テコの回転中心から左
右に等距離の点と、当該台車の左右同じ側の前後の軸箱
体とを、軸箱体に取り付けた緩衝ゴムを介して連結する
連結棒と、を含み； 上記各操舵機構の部材の中心線が
レール面から同一高さとなるように構成されていること
を特徴とする。
の操舵装置における１実施形態は、台車枠に対して鉛直
軸回りにある角度回動可能に設けられた前後２組の輪軸
組立体と、 前後２本の車輪軸を台車の前後方向中心線
に対して対称に回動させる操舵機構と、 を備えた鉄道
車両用台車の操舵装置であって； 上記操舵機構は、車
体に対する台車枠の相対回動角度αをとらえ、この角度
αに対応する、台車枠に対する車輪軸の相対回動角度β
をもたらすべく車輪軸に回動を与えるようにリンク機構
により構成されており、 上記操舵機構が、 台車枠の
回転中心と同心の回転軸を有し、曲線軌道における回転
運動は車体と同じ動きをする操舵はりと、 台車枠の左
右の側はり前後方向中央付近に各々回転中心を持つ台車
枠左右の一対の水平テコと、 上記の操舵はりと水平テ
コを連結するリンクと、 該水平テコの回転中心から左
右に等距離の点と、当該台車の左右同じ側の前後の軸箱
体とを、軸箱体に取り付けた緩衝ゴムを介して連結する
連結棒と、を含み； 上記各操舵機構の部材の中心線が
レール面から同一高さとなるように構成されていること
を特徴とする。
【００１５】以下、図面を参照しつつより詳しく説明す
る。図１は、本発明の１実施例に係る鉄道車両用台車の
操舵装置の構成を示す図である。（Ａ）は平面図であ
り、（Ｂ）は側面図である。図２は、図１の鉄道車両用
台車の全体構成を示す斜視図である。図３は、図１の操
舵装置を含む鉄道車両における幾何学的関係を示す模式
的平面図である。図中には、車体１（図１（Ｂ））、振
子はり１０、台車枠（側はり）２、軸箱支持装置２１、
車輪２０等が示されている。
る。図１は、本発明の１実施例に係る鉄道車両用台車の
操舵装置の構成を示す図である。（Ａ）は平面図であ
り、（Ｂ）は側面図である。図２は、図１の鉄道車両用
台車の全体構成を示す斜視図である。図３は、図１の操
舵装置を含む鉄道車両における幾何学的関係を示す模式
的平面図である。図中には、車体１（図１（Ｂ））、振
子はり１０、台車枠（側はり）２、軸箱支持装置２１、
車輪２０等が示されている。
【００１６】車体１は、図１（Ｂ）に示すように、枕バ
ネ５を介して振子はり１０上に置かれている。枕バネ５
は車両の乗り心地を改善する。振子はり１０は、曲線軌
道において、車体１を曲線の内側に傾けて、乗客が感じ
る遠心力を打ち消すためのものである。振子はり１０は
操舵はり９上に置かれている。操舵はり９は、台車中心
Ｏ2 を中心として、車体１と同じ角度で回動する。な
お、曲線軌道における、操舵はり９（車体）の台車２′
に対する回動角度は、図３に示すαである。操舵はり９
や、水平テコ８、連結棒７等の操舵装置の詳細について
は後述する。
ネ５を介して振子はり１０上に置かれている。枕バネ５
は車両の乗り心地を改善する。振子はり１０は、曲線軌
道において、車体１を曲線の内側に傾けて、乗客が感じ
る遠心力を打ち消すためのものである。振子はり１０は
操舵はり９上に置かれている。操舵はり９は、台車中心
Ｏ2 を中心として、車体１と同じ角度で回動する。な
お、曲線軌道における、操舵はり９（車体）の台車２′
に対する回動角度は、図３に示すαである。操舵はり９
や、水平テコ８、連結棒７等の操舵装置の詳細について
は後述する。
【００１７】操舵はり９は、図１（Ａ）及び図２に示す
ように、左右の側はり２をつなぐ横はり１３の中央に設
けた中心ピン１２（ピン穴１５）、横はり１３上の側受
１４などにより、台車枠に対して摺動可能に載置されて
いる。台車枠側はり２と横はり１３は、台車枠の基本的
な強度部材であって、台車にかかる車体１の荷重を前後
の車輪２０に伝える役割をする。すなわち、台車枠側は
り２の前後は、軸ばね座２５及び軸バネ２７を介して軸
箱４により保持されている。軸箱４内には、車輪軸３を
回転自在に支承するベアリング（図示されず）が設けら
れている。軸箱４にかかる荷重は、このベアリング、車
輪軸３を介して、最終的には車輪２０で受けもたれる。
ように、左右の側はり２をつなぐ横はり１３の中央に設
けた中心ピン１２（ピン穴１５）、横はり１３上の側受
１４などにより、台車枠に対して摺動可能に載置されて
いる。台車枠側はり２と横はり１３は、台車枠の基本的
な強度部材であって、台車にかかる車体１の荷重を前後
の車輪２０に伝える役割をする。すなわち、台車枠側は
り２の前後は、軸ばね座２５及び軸バネ２７を介して軸
箱４により保持されている。軸箱４内には、車輪軸３を
回転自在に支承するベアリング（図示されず）が設けら
れている。軸箱４にかかる荷重は、このベアリング、車
輪軸３を介して、最終的には車輪２０で受けもたれる。
【００１８】軸箱４は、軸箱支持装置２１によって、台
車前後方向及び左右方向に弾性的に支持されている。す
なわち、軸箱４から横に支持軸２４が出ており、この支
持軸２４の周囲には、緩衝ゴム２２が嵌め込まれてお
り、この緩衝ゴム２２はケーシング（軸箱支持装置２１
本体）に収められている。この緩衝ゴム２２は、ゴム層
と鉄板とが交互に積層された積層構造を有し、前後方向
（支持軸の軸方向）に十分に変形できる特性を有する。
車前後方向及び左右方向に弾性的に支持されている。す
なわち、軸箱４から横に支持軸２４が出ており、この支
持軸２４の周囲には、緩衝ゴム２２が嵌め込まれてお
り、この緩衝ゴム２２はケーシング（軸箱支持装置２１
本体）に収められている。この緩衝ゴム２２は、ゴム層
と鉄板とが交互に積層された積層構造を有し、前後方向
（支持軸の軸方向）に十分に変形できる特性を有する。
【００１９】軸箱支持装置２１の本体ケーシングは、リ
ブ状の取付部２３によって台車枠側はり２の側面に固定
されている。したがって、軸箱４は、台車枠側はり２に
対して前後にかなり移動できるように弾性支持されてい
ることとなる。そのため、適当な機構により、軸箱４を
台車の前後方向に動かしてやれば、車輪軸３を操舵する
ことができる。
ブ状の取付部２３によって台車枠側はり２の側面に固定
されている。したがって、軸箱４は、台車枠側はり２に
対して前後にかなり移動できるように弾性支持されてい
ることとなる。そのため、適当な機構により、軸箱４を
台車の前後方向に動かしてやれば、車輪軸３を操舵する
ことができる。
【００２０】操舵装置６の詳細について説明する。図１
（Ａ）に示されているように、操舵はり９の左端部（右
端部も同様）には、ヨーク４１が突出している。このヨ
ーク４１の先端には移動回転支点４３が設けられてお
り、この移動回転支点４３の先には、リンクプレート４
５の前端が連結されている。リンクプレート４５の後端
にも移動回転支点４７が設けられており、この移動回転
支点４７には、水平テコ８の内側端が連結されている。
水平テコ８は、台車枠側はり２の前後方向中央付近の固
定回転支点５１を中心に回動自在である。固定回転支点
５１は、台車枠側はり２の側方外側に突設されている水
平テコ取付けブラケット２ａ上に上方に延びるように植
設されている。
（Ａ）に示されているように、操舵はり９の左端部（右
端部も同様）には、ヨーク４１が突出している。このヨ
ーク４１の先端には移動回転支点４３が設けられてお
り、この移動回転支点４３の先には、リンクプレート４
５の前端が連結されている。リンクプレート４５の後端
にも移動回転支点４７が設けられており、この移動回転
支点４７には、水平テコ８の内側端が連結されている。
水平テコ８は、台車枠側はり２の前後方向中央付近の固
定回転支点５１を中心に回動自在である。固定回転支点
５１は、台車枠側はり２の側方外側に突設されている水
平テコ取付けブラケット２ａ上に上方に延びるように植
設されている。
【００２１】水平テコ８には、固定回転支点５１を中心
として左右に等距離の点に、移動回転支点４９と５３と
が設けられている。これらの移動回転支点４９、５３に
は、各々、前後方向に延びる連結棒７（７−１、７−
２）の中央側の端部が連結されている。各連結棒７−
１、７−２は、前後方向にほぼ水平に延びて、前後の軸
箱支持装置２１−１、２１−２に達している。連結棒７
−１、７−２の前後方向端にも回転支点６１−１、６１
−２が設けられている。これらの回転支点６１−１、６
１−２は、各々軸箱４−１、４−２に固定されているリ
ブ６３−１、６３−２に連結棒７の先端の緩衝ゴム（図
示されず）を介して連結されている。
として左右に等距離の点に、移動回転支点４９と５３と
が設けられている。これらの移動回転支点４９、５３に
は、各々、前後方向に延びる連結棒７（７−１、７−
２）の中央側の端部が連結されている。各連結棒７−
１、７−２は、前後方向にほぼ水平に延びて、前後の軸
箱支持装置２１−１、２１−２に達している。連結棒７
−１、７−２の前後方向端にも回転支点６１−１、６１
−２が設けられている。これらの回転支点６１−１、６
１−２は、各々軸箱４−１、４−２に固定されているリ
ブ６３−１、６３−２に連結棒７の先端の緩衝ゴム（図
示されず）を介して連結されている。
【００２２】ここで、車両が曲線軌道に入った場面を、
図３を参照しつつ考える。図３では、車体１が、曲率半
径Ｒの曲線軌道を走行中である。台車２′は車体１に対
して角度α回転しており、台車２′の中心Ｏ2 から延ば
した、台車前後方向の中心線は、曲線軌道の中心Ｏ3 を
通る。この台車２′の車体１に対する角度をα、車体中
心Ｏ1 と台車中心Ｏ2 との距離をＬとすると、ｓｉｎα
＝Ｌ／Ｒとなる。
図３を参照しつつ考える。図３では、車体１が、曲率半
径Ｒの曲線軌道を走行中である。台車２′は車体１に対
して角度α回転しており、台車２′の中心Ｏ2 から延ば
した、台車前後方向の中心線は、曲線軌道の中心Ｏ3 を
通る。この台車２′の車体１に対する角度をα、車体中
心Ｏ1 と台車中心Ｏ2 との距離をＬとすると、ｓｉｎα
＝Ｌ／Ｒとなる。
【００２３】そして、車輪軸３が理想的に操舵されてい
る場合を考えると、車輪軸３は、軌道の中心Ｏ3 を向
く。したがって、車輪軸３の操舵角をβ、台車中心Ｏ2
と車輪軸中心との距離をｘとすると、ｓｉｎβ＝ｘ／Ｒ
となる。したがって、理想的（理論的）な操舵状態で
は、以下となる。 β＝ｓｉｎ-1（ｘ／Ｒ）＝ｓｉｎ-1（ｘ／Ｌ／ｓｉｎα） ＝ｓｉｎ-1（ｘｓｉｎα／Ｌ）
る場合を考えると、車輪軸３は、軌道の中心Ｏ3 を向
く。したがって、車輪軸３の操舵角をβ、台車中心Ｏ2
と車輪軸中心との距離をｘとすると、ｓｉｎβ＝ｘ／Ｒ
となる。したがって、理想的（理論的）な操舵状態で
は、以下となる。 β＝ｓｉｎ-1（ｘ／Ｒ）＝ｓｉｎ-1（ｘ／Ｌ／ｓｉｎα） ＝ｓｉｎ-1（ｘｓｉｎα／Ｌ）
【００２４】図１（Ａ）にもどって具体的な操舵装置の
作用を説明する。車両が曲線軌道に入ると、上述のよう
に車体と台車との間に角度αが生じる。したがって、車
体と一体に回動する操舵はり９に対して台車枠側はり２
は角度αだけ回動する。ただし、説明しやすくするため
に、台車枠側はりに対して操舵はりが角度αだけ回動し
たとしても同じである。
作用を説明する。車両が曲線軌道に入ると、上述のよう
に車体と台車との間に角度αが生じる。したがって、車
体と一体に回動する操舵はり９に対して台車枠側はり２
は角度αだけ回動する。ただし、説明しやすくするため
に、台車枠側はりに対して操舵はりが角度αだけ回動し
たとしても同じである。
【００２５】すなわち、操舵はり９の左右端のヨーク４
１が前後方向に動き、リンクプレート４５や移動回転支
点４３、４７を介して水平テコ８を固定回転支点５１回
りに回動させる。水平テコ８が回動すると、移動回転支
点４９、５３を介して、各連結棒７を動かす。すなわ
ち、水平テコ８が時計回りに回ると、各連結棒７を前後
方向に押して前後の軸箱４同士の間隔を広げ、水平テコ
８が反時計回りに回ると、各連結棒８を引っ張って前後
の軸箱４同士の間隔を狭める。
１が前後方向に動き、リンクプレート４５や移動回転支
点４３、４７を介して水平テコ８を固定回転支点５１回
りに回動させる。水平テコ８が回動すると、移動回転支
点４９、５３を介して、各連結棒７を動かす。すなわ
ち、水平テコ８が時計回りに回ると、各連結棒７を前後
方向に押して前後の軸箱４同士の間隔を広げ、水平テコ
８が反時計回りに回ると、各連結棒８を引っ張って前後
の軸箱４同士の間隔を狭める。
【００２６】一方、図示は省略されているが、左右方向
の反対側にも同様の操舵装置が存在しており、操舵はり
９によって反対方向に駆動される。結局、操舵はり９の
回動により、左右片側の車輪軸間隔は狭まり、反対側の
車輪軸間隔は広がって、車輪軸の操舵が行われる。ここ
で、車体と台車との回動角αと車輪軸の操舵角の関係
は、水平テコのテコ比によって定められる。ここで、支
点５１と支点４７との距離をｌ1 、支点５１と支点４９
及び５３との距離をｌ0 とした場合、テコ比は（ｌ0 ／
ｌ1 ）である。
の反対側にも同様の操舵装置が存在しており、操舵はり
９によって反対方向に駆動される。結局、操舵はり９の
回動により、左右片側の車輪軸間隔は狭まり、反対側の
車輪軸間隔は広がって、車輪軸の操舵が行われる。ここ
で、車体と台車との回動角αと車輪軸の操舵角の関係
は、水平テコのテコ比によって定められる。ここで、支
点５１と支点４７との距離をｌ1 、支点５１と支点４９
及び５３との距離をｌ0 とした場合、テコ比は（ｌ0 ／
ｌ1 ）である。
【００２７】本発明においては、水平テコのテコ比（ｌ
0 ／ｌ1 ）が、理論的な操舵角βの２０〜３５％増しの
オーバーステアリング特性を有することとしている。こ
こで、より好ましいオーバーステアリング率の範囲は３
０〜３５％である。それによって、車体と台車間や、操
舵装置、軸箱支持装置等の各部の抵抗に起因する操舵角
不足を補い、迅速かつ確実に車輪軸が曲線軌道中心方向
を向くようにしている。
0 ／ｌ1 ）が、理論的な操舵角βの２０〜３５％増しの
オーバーステアリング特性を有することとしている。こ
こで、より好ましいオーバーステアリング率の範囲は３
０〜３５％である。それによって、車体と台車間や、操
舵装置、軸箱支持装置等の各部の抵抗に起因する操舵角
不足を補い、迅速かつ確実に車輪軸が曲線軌道中心方向
を向くようにしている。
【００２８】また、本実施例の台車の操舵装置は、上記
各操舵機構の部材の中心線がレール面から同一高さとな
るように構成されている。したがって、１台車の前後２
本の車輪軸を同量、均等に操舵することができる。
各操舵機構の部材の中心線がレール面から同一高さとな
るように構成されている。したがって、１台車の前後２
本の車輪軸を同量、均等に操舵することができる。
【００２９】本発明の、操舵装置を装架した台車を試作
して試験を行った結果、小さな半径の曲線においても、
車輪とレールとの間の横圧が、車輪軸操舵装置の無い台
車に較べて１／２から１／３以下に低減できることが判
明した。
して試験を行った結果、小さな半径の曲線においても、
車輪とレールとの間の横圧が、車輪軸操舵装置の無い台
車に較べて１／２から１／３以下に低減できることが判
明した。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果を発揮する。 車体と台車間や操舵装置、軸箱支持装置等の各部の
抵抗に起因する操舵角不足を、２０〜３５％のオーバー
ステアリングにより補ってやり、速やかにかつ確実に車
輪軸の操舵を行うことができる。 リンク機構を水平配置として、台車の前後の車輪軸
に同等な操舵操作を与えてやることができる。
は以下の効果を発揮する。 車体と台車間や操舵装置、軸箱支持装置等の各部の
抵抗に起因する操舵角不足を、２０〜３５％のオーバー
ステアリングにより補ってやり、速やかにかつ確実に車
輪軸の操舵を行うことができる。 リンク機構を水平配置として、台車の前後の車輪軸
に同等な操舵操作を与えてやることができる。
【図１】本発明の１実施例に係る鉄道車両用台車の操舵
装置の構成を示す図である。（Ａ）は平面図であり、
（Ｂ）は側面図である。
装置の構成を示す図である。（Ａ）は平面図であり、
（Ｂ）は側面図である。
【図３】図１の操舵装置を含む鉄道車両における幾何学
的関係を示す模式的平面図である。
的関係を示す模式的平面図である。
【図４】特開平８−１０４２３３号に開示されている操
舵式台車の基本的な操舵メカニズムを説明するための模
式的平面図である。
舵式台車の基本的な操舵メカニズムを説明するための模
式的平面図である。
１ 車体 ２ 台車枠側はり ２ａ 水平テコ取付けブラケット ３ 車輪軸 ４ 軸箱 ５ 枕バネ ６ 操舵装置 ７ 連結棒 ８ 水平テコ ９ 操舵はり １０ 振子はり １１ リンク １２ 中心ピン １３ 横はり １４ 側受 ２０ 車輪 ２１ 軸箱支持装
置 ２２ 緩衝ゴム ２３ 取付部 ２４ 支持軸 ２５ 軸バネ座 ２７ 軸バネ ４１ ヨーク ４３、４７、４９、５３ 移動回転支点 ４５ リンクプレート ５１ 台車固定回
転支点 ６１ 回転支点 ６３ リブ
置 ２２ 緩衝ゴム ２３ 取付部 ２４ 支持軸 ２５ 軸バネ座 ２７ 軸バネ ４１ ヨーク ４３、４７、４９、５３ 移動回転支点 ４５ リンクプレート ５１ 台車固定回
転支点 ６１ 回転支点 ６３ リブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係る鉄道車両用台車の操舵
装置の構成を示す図である。（Ａ）は平面図であり、
（Ｂ）は側面図である。
装置の構成を示す図である。（Ａ）は平面図であり、
（Ｂ）は側面図である。
【図２】図１の鉄道車両用台車の全体構成を示す斜視図
である。
である。
【図３】図１の操舵装置を含む鉄道車両における幾何学
的関係を示す模式的平面図である。
的関係を示す模式的平面図である。
【図４】特開平８−１０４２３３号に開示されている操
舵式台車の基本的な操舵メカニズムを説明するための模
式的平面図である。
舵式台車の基本的な操舵メカニズムを説明するための模
式的平面図である。
【符号の説明】 １ 車体 ２ 台車枠側はり ２ａ 水平テコ取付けブラケット ３ 車輪軸 ４ 軸箱 ５ 枕バネ ６ 操舵装置 ７ 連結棒 ８ 水平テコ ９ 操舵はり １０ 振子はり １１ リンク １２ 中心ピン １３ 横はり １４ 側受 ２０ 車輪 ２１ 軸箱支持装
置 ２２ 緩衝ゴム ２３ 取付部 ２４ 支持軸 ２５ 軸バネ座 ２７ 軸バネ ４１ ヨーク ４３、４７、４９、５３ 移動回転支点 ４５ リンクプレート ５１ 台車固定回
転支点 ６１ 回転支点 ６３ リブ
置 ２２ 緩衝ゴム ２３ 取付部 ２４ 支持軸 ２５ 軸バネ座 ２７ 軸バネ ４１ ヨーク ４３、４７、４９、５３ 移動回転支点 ４５ リンクプレート ５１ 台車固定回
転支点 ６１ 回転支点 ６３ リブ
Claims (4)
- 【請求項１】 台車枠に対して鉛直軸回りにある角度回
動可能に設けられた前後２組の輪軸組立体と、 前後２
本の車輪軸を台車の前後方向中心線に対して対称に回動
させる操舵機構と、 を備えた鉄道車両用台車の操舵装
置であって；上記操舵機構は、車体に対する台車枠の相
対回動角度αをとらえ、この角度αに対応する、台車枠
に対する車輪軸の相対回動角度βをもたらすべく車輪軸
に回動を与えるように構成されており、 ここで該相対回動角度βは、理論的には、 β＝ｓｉｎ-1（ｘｓｉｎα／Ｌ）、 ｘ：台車における前後車輪軸中心間距離の半分 Ｌ：車体における前後台車中心間距離の半分 であり、 上記操舵機構が、上記相対回動角度βの２０〜３５％増
しの回動を車輪軸に与えるべく動作するように構成され
ていることを特徴とする鉄道車両用台車の操舵装置。 - 【請求項２】 台車枠に対して鉛直軸回りにある角度回
動可能に設けられた前後２組の輪軸組立体と、 前後２
本の車輪軸を台車の前後方向中心線に対して対称に回動
させる操舵機構と、 を備えた鉄道車両用台車の操舵装
置であって；上記操舵機構は、車体に対する台車枠の相
対回動角度αをとらえ、この角度αに対応する、台車枠
に対する車輪軸の相対回動角度βをもたらすべく車輪軸
に回動を与えるようにリンク機構により構成されてお
り、 該リンク機構を、軌道面に対して水平な面内に配置した
ことを特徴とする鉄道車両用台車の操舵装置。 - 【請求項３】 台車枠に対して鉛直軸回りにある角度回
動可能に設けられた前後２組の輪軸組立体と、 前後２
本の車輪軸を台車の前後方向中心線に対して対称に回動
させる操舵機構と、 を備えた鉄道車両用台車の操舵装
置であって；上記操舵機構が、 台車枠の回転中心と同心の回転軸を有し、曲線軌道にお
ける回転運動は車体と同じ動きをする操舵はりと、 台車枠の左右の側はり前後方向中央付近に各々回転中心
を持つ台車枠左右の一対の水平テコと、 上記の操舵はりと水平テコを連結するリンクと、 該水平テコの回転中心から左右に等距離の点と、当該台
車の左右同じ側の前後の軸箱体とを、軸箱体に取り付け
た緩衝ゴムを介して連結する連結棒と、を含み；該水平
テコのテコ比を、曲線軌道における台車の理論的な回動
角αと輪軸の理論的な操舵角βから決まるテコ比の２０
〜３５％増しとし、 曲線軌道で輪軸の自己操舵性の効果として台車が車体に
対して転向して相対回動角を生じ、 該台車の相対回動角を上記の操舵はり〜リンク〜水平テ
コ〜連結棒〜緩衝ゴム〜軸箱体を介して１台車内の前後
２本の輪軸に伝え、 曲線走行時に１台車内の前後２本の輪軸を曲線の曲率中
心から見て逆ハの字に同量、対称に変位させて各輪軸の
軸心を曲線の曲率中心に強制的に向かせるようにしたこ
とを特徴とする鉄道車両用台車の操舵装置。 - 【請求項４】 台車枠に対して鉛直軸回りにある角度回
動可能に設けられた前後２組の輪軸組立体と、 前後２
本の車輪軸を台車の前後方向中心線に対して対称に回動
させる操舵機構と、 を備えた鉄道車両用台車の操舵装
置であって；上記操舵機構は、車体に対する台車枠の相
対回動角度αをとらえ、この角度αに対応する、台車枠
に対する車輪軸の相対回動角度βをもたらすべく車輪軸
に回動を与えるようにリンク機構により構成されてお
り、 上記操舵機構が、 台車枠の回転中心と同心の回転軸を有し、曲線軌道にお
ける回転運動は車体と同じ動きをする操舵はりと、 台車枠の左右の側はり前後方向中央付近に各々回転中心
を持つ台車枠左右の一対の水平テコと、 上記の操舵はりと水平テコを連結するリンクと、 該水平テコの回転中心から左右に等距離の点と、当該台
車の左右同じ側の前後の軸箱体とを、軸箱体に取り付け
た緩衝ゴムを介して連結する連結棒と、を含み；上記各
操舵機構の部材の中心線がレール面から同一高さとなる
ように構成されていることを特徴とする鉄道車両用台車
の操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01772897A JP3448445B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 鉄道車両用台車の操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01772897A JP3448445B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 鉄道車両用台車の操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10203364A true JPH10203364A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3448445B2 JP3448445B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=11951816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01772897A Expired - Lifetime JP3448445B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 鉄道車両用台車の操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448445B2 (ja) |
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| JP2007216815A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Railway Technical Res Inst | 鉄道車両用軸箱アシスト操舵台車 |
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| KR101040376B1 (ko) | 2008-12-26 | 2011-06-10 | 한국철도기술연구원 | 센터 피봇 요운동을 이용한 철도차량용 조향대차 |
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1997
- 1997-01-17 JP JP01772897A patent/JP3448445B2/ja not_active Expired - Lifetime
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