JPH10230848A - 鉄道車両用台車 - Google Patents
鉄道車両用台車Info
- Publication number
- JPH10230848A JPH10230848A JP3456697A JP3456697A JPH10230848A JP H10230848 A JPH10230848 A JP H10230848A JP 3456697 A JP3456697 A JP 3456697A JP 3456697 A JP3456697 A JP 3456697A JP H10230848 A JPH10230848 A JP H10230848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bogie
- axle box
- bogie frame
- shaft
- damping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軌道不整によって発生する曲線通過時の横圧
を低減し、同時に蛇行動の安定性を満足する鉄道車両用
軸梁式台車を提供する。 【解決手段】 軸箱５と台車枠１との間の左右相対変位
速度に対して作用する減衰手段１１と、軸箱５の前後方
向を支持する弾性手段１３、および左右方向を支持する
弾性手段９とを軸梁７に設ける。これにより、最大横圧
発生の主原因である輪軸３の左右振動の振動伝達率を小
さくするとともに、弾性手段によって輪軸３の左右の固
有振動数を低下させ、実軌道不整の加振周波数との共振
を避けることができる。
を低減し、同時に蛇行動の安定性を満足する鉄道車両用
軸梁式台車を提供する。 【解決手段】 軸箱５と台車枠１との間の左右相対変位
速度に対して作用する減衰手段１１と、軸箱５の前後方
向を支持する弾性手段１３、および左右方向を支持する
弾性手段９とを軸梁７に設ける。これにより、最大横圧
発生の主原因である輪軸３の左右振動の振動伝達率を小
さくするとともに、弾性手段によって輪軸３の左右の固
有振動数を低下させ、実軌道不整の加振周波数との共振
を避けることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軸梁式軸箱方式の鉄
道車両用台車に係り、特に、高速で走行するときの車両
の蛇行動と横圧とを軽減するのに好適な鉄道車両用台車
に関する。
道車両用台車に係り、特に、高速で走行するときの車両
の蛇行動と横圧とを軽減するのに好適な鉄道車両用台車
に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両にとって、速度向上は常なる課
題であり、鉄道車両の速度向上のためには、直線路で最
高速度を向上すると同時に、曲線路を安全に、乗り心地
良く、かつレールの損傷、破壊が無いような速度で通過
することが必要である。ただし、直線路の最高速度向上
には、車両の不安定挙動である蛇行動、曲線路の速度向
上には車輪とレールに加わる横圧の問題がある。
題であり、鉄道車両の速度向上のためには、直線路で最
高速度を向上すると同時に、曲線路を安全に、乗り心地
良く、かつレールの損傷、破壊が無いような速度で通過
することが必要である。ただし、直線路の最高速度向上
には、車両の不安定挙動である蛇行動、曲線路の速度向
上には車輪とレールに加わる横圧の問題がある。
【０００３】従来の鉄道車両用台車は、軸箱を弾性体の
みで支持することが一般的であり、蛇行動の抑制と横圧
低減という要求を同時に満足することは容易ではない。
台車枠と軸箱との間の軸箱支持手段の、前後左右の剛性
を適切に選ぶことにより、蛇行動安定性と曲線通過時の
定常的な横圧を低減することは、例えば特開昭５８−９
３６６４号公報に示されている。また、曲線路の曲線半
径に対応して、レールに対するアタック角を小さくする
ように輪軸を回転させる輪軸強制操舵方式の例として
は、特開平６−８７４４６号公報がある。
みで支持することが一般的であり、蛇行動の抑制と横圧
低減という要求を同時に満足することは容易ではない。
台車枠と軸箱との間の軸箱支持手段の、前後左右の剛性
を適切に選ぶことにより、蛇行動安定性と曲線通過時の
定常的な横圧を低減することは、例えば特開昭５８−９
３６６４号公報に示されている。また、曲線路の曲線半
径に対応して、レールに対するアタック角を小さくする
ように輪軸を回転させる輪軸強制操舵方式の例として
は、特開平６−８７４４６号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記軸箱支持手段の前
後左右の剛性を適切に選ぶ例や、曲線路の曲線半径に応
じて、レールに対するアタック角を小さくするように輪
軸を回転させる輪軸強制操舵の例は、蛇行動の抑制と、
円曲線を仮定した曲線を通過する場合の定常的な横圧を
低減することはできるが、実際の軌道に必ず存在する左
右狂いや、上下狂いなどの不整を考慮した場合には、そ
の効果が必ずしも十分ではなかった。
後左右の剛性を適切に選ぶ例や、曲線路の曲線半径に応
じて、レールに対するアタック角を小さくするように輪
軸を回転させる輪軸強制操舵の例は、蛇行動の抑制と、
円曲線を仮定した曲線を通過する場合の定常的な横圧を
低減することはできるが、実際の軌道に必ず存在する左
右狂いや、上下狂いなどの不整を考慮した場合には、そ
の効果が必ずしも十分ではなかった。
【０００５】本発明者らは、スーパーコンピュータを用
いて、曲線路通過時横圧と直線路通過時蛇行動の解析を
行った。本解析では、車両を構成する部材を、質量、慣
性質量、ばね、ダンパ（減衰係数）の各要素として振動
解析モデルを作成し、各要素の値は実際の車両の数値を
用いた。その上で、実際に測定した軌道の不整のあるデ
ータを入力し、曲線走行、直線走行の時刻歴の各部の値
を求めている。そして、最終的に輪軸、台車、車体の変
位、速度、加速度の応答を求め、車輪〜レール間に作用
するレール方向に直角な水平力を横圧としている。前記
解析を行った結果、不整のある実際の軌道の曲線を走行
する場合に、発生する最大横圧があまり低減されないこ
とが分かっている。さらに、最大横圧を低減するような
軸箱支持剛性を選ぶと、直線路での蛇行動の安定性が低
下することが分かっている。
いて、曲線路通過時横圧と直線路通過時蛇行動の解析を
行った。本解析では、車両を構成する部材を、質量、慣
性質量、ばね、ダンパ（減衰係数）の各要素として振動
解析モデルを作成し、各要素の値は実際の車両の数値を
用いた。その上で、実際に測定した軌道の不整のあるデ
ータを入力し、曲線走行、直線走行の時刻歴の各部の値
を求めている。そして、最終的に輪軸、台車、車体の変
位、速度、加速度の応答を求め、車輪〜レール間に作用
するレール方向に直角な水平力を横圧としている。前記
解析を行った結果、不整のある実際の軌道の曲線を走行
する場合に、発生する最大横圧があまり低減されないこ
とが分かっている。さらに、最大横圧を低減するような
軸箱支持剛性を選ぶと、直線路での蛇行動の安定性が低
下することが分かっている。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、実際の軌道には必ず存在する軌道不整によって発
生する曲線通過時の横圧を低減し、同時に蛇行動の安定
性を満足する軸梁式軸箱方式の鉄道車両用台車を提供す
ることにある。
決し、実際の軌道には必ず存在する軌道不整によって発
生する曲線通過時の横圧を低減し、同時に蛇行動の安定
性を満足する軸梁式軸箱方式の鉄道車両用台車を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下のよう
に解決される。請求項１記載発明は、軸梁式軸箱で支持
された車輪により、レール上を走行する鉄道車両用台車
において、前記車輪の横振動による振動伝達率を低減す
る振動減衰手段と、前記車輪の横方向の固有振動数を低
下する弾性手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。そのため、振動減衰手段によって、直線走行時の蛇
行動が防止され、曲線走行時の横圧が低減するととも
に、弾性手段によって、車輪とレールとの固有振動数が
シフトされ、曲線走行時の横圧を低減できる。また、請
求項２記載発明は、台車枠と、該台車枠に対して複数配
置される輪軸と、該輪軸に設けられる軸箱と、該軸箱と
剛に結合された軸梁とを備え、該軸梁を用いて前記台車
枠に対して前記軸箱が支持されている鉄道車両用台車に
おいて、前記軸箱と前記台車枠との間の左右相対変位速
度に対する減衰手段と、前記軸箱の前後および左右方向
を支持する弾性手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。そのため、不整のある実軌道曲線において、最大
横圧発生の主原因である輪軸の左右振動を、減衰手段に
よって、振動伝達率を小さくし、実軌道不整の加振周波
数との共振を避けることができる。よって、最大横圧の
大幅な低減を実現することができる。また、請求項３記
載発明は、前記減衰手段として、前記軸梁と前記台車枠
との間に設けられ、両者の相対変位速度に主として減衰
効果として作用するオイルダンパを備え、前記弾性手段
として、前記軸箱の前後および左右方向を支持する積層
ゴムを備えたことを特徴とするので、輪軸を支持するば
ねの、左右／前後比を、大きな値に設定することが可能
になる。また、請求項４記載発明は、前記軸梁と前記台
車枠との間に、前記減衰手段および前記弾性手段を一体
化したダンパ一体型積層ゴムが設けられ、前記弾性手段
は、前記軸梁に支持され、アウター板とセンター板との
間に、複数の本体ゴムを前後方向に積層板を介在させて
接着して構成され、前記減衰手段は、前記弾性手段の内
部に形成した空間内に高粘性液体を封入し、前記高粘性
液体内に円盤および心棒を設けることにより構成され、
前記心棒を左右方向に延在させて前記台車枠に取り付け
たことを特徴とするものである。そのため、減衰手段と
弾性手段を一体化させることにより、小型化、軽量化が
可能となる。また、請求項５記載発明は、前記減衰手段
として、前記軸梁と前記台車枠との間に設けられ、両者
の相対変位速度に主として減衰効果として作用するオイ
ルダンパを備え、前記弾性手段として、前記軸箱の前後
および左右方向を支持する防振ゴムを備えたことを特徴
とするので、弾性手段の部材構造が単純化され、メンテ
ナンス向上、コスト低減などが有利となる。
に解決される。請求項１記載発明は、軸梁式軸箱で支持
された車輪により、レール上を走行する鉄道車両用台車
において、前記車輪の横振動による振動伝達率を低減す
る振動減衰手段と、前記車輪の横方向の固有振動数を低
下する弾性手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。そのため、振動減衰手段によって、直線走行時の蛇
行動が防止され、曲線走行時の横圧が低減するととも
に、弾性手段によって、車輪とレールとの固有振動数が
シフトされ、曲線走行時の横圧を低減できる。また、請
求項２記載発明は、台車枠と、該台車枠に対して複数配
置される輪軸と、該輪軸に設けられる軸箱と、該軸箱と
剛に結合された軸梁とを備え、該軸梁を用いて前記台車
枠に対して前記軸箱が支持されている鉄道車両用台車に
おいて、前記軸箱と前記台車枠との間の左右相対変位速
度に対する減衰手段と、前記軸箱の前後および左右方向
を支持する弾性手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。そのため、不整のある実軌道曲線において、最大
横圧発生の主原因である輪軸の左右振動を、減衰手段に
よって、振動伝達率を小さくし、実軌道不整の加振周波
数との共振を避けることができる。よって、最大横圧の
大幅な低減を実現することができる。また、請求項３記
載発明は、前記減衰手段として、前記軸梁と前記台車枠
との間に設けられ、両者の相対変位速度に主として減衰
効果として作用するオイルダンパを備え、前記弾性手段
として、前記軸箱の前後および左右方向を支持する積層
ゴムを備えたことを特徴とするので、輪軸を支持するば
ねの、左右／前後比を、大きな値に設定することが可能
になる。また、請求項４記載発明は、前記軸梁と前記台
車枠との間に、前記減衰手段および前記弾性手段を一体
化したダンパ一体型積層ゴムが設けられ、前記弾性手段
は、前記軸梁に支持され、アウター板とセンター板との
間に、複数の本体ゴムを前後方向に積層板を介在させて
接着して構成され、前記減衰手段は、前記弾性手段の内
部に形成した空間内に高粘性液体を封入し、前記高粘性
液体内に円盤および心棒を設けることにより構成され、
前記心棒を左右方向に延在させて前記台車枠に取り付け
たことを特徴とするものである。そのため、減衰手段と
弾性手段を一体化させることにより、小型化、軽量化が
可能となる。また、請求項５記載発明は、前記減衰手段
として、前記軸梁と前記台車枠との間に設けられ、両者
の相対変位速度に主として減衰効果として作用するオイ
ルダンパを備え、前記弾性手段として、前記軸箱の前後
および左右方向を支持する防振ゴムを備えたことを特徴
とするので、弾性手段の部材構造が単純化され、メンテ
ナンス向上、コスト低減などが有利となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】まず、本発明の実施形態を説明す
る前に、従来の台車の性能評価を説明する。本発明者ら
は、スーパーコンピュータを用いて、曲線路通過時の横
圧と、直線路通過時の蛇行動の解析を行った。解析を行
った台車構造は、軸箱の前後左右について、ばねで支持
する従来方式（Ａ方式）、および、Ａ方式と同様の軸箱
支持方式で、曲線路の曲線半径に応じて、レールに対す
るアタック角を小さくするように、輪軸を回転させる輪
軸強制操舵方式（Ｂ方式）の２種類の台車形式である。
る前に、従来の台車の性能評価を説明する。本発明者ら
は、スーパーコンピュータを用いて、曲線路通過時の横
圧と、直線路通過時の蛇行動の解析を行った。解析を行
った台車構造は、軸箱の前後左右について、ばねで支持
する従来方式（Ａ方式）、および、Ａ方式と同様の軸箱
支持方式で、曲線路の曲線半径に応じて、レールに対す
るアタック角を小さくするように、輪軸を回転させる輪
軸強制操舵方式（Ｂ方式）の２種類の台車形式である。
【０００９】曲線路通過時の横圧解析を行った結果を説
明する。半径４００ｍ程度の曲線を１２０ｋｍ／ｈで高
速走行する場合を、曲線の実軌道データを用いてシミュ
レーションを行った。シミュレーションの結果による
と、Ａ方式のレール外軌側に作用する最大横圧は、Ｂ方
式のレール外軌側に作用する最大横圧より大きい。例え
ば、ある構成の車両の場合には、Ａ方式のレール外軌側
に作用する最大横圧が約４.５ｔとなるのに対して、Ｂ
方式のレール外軌側に作用する最大横圧は約３.８ｔと
なった。この結果より次のことがわかる。Ａ方式は、台
車枠と輪軸の相対左右変位方向の弾性が十分でないの
で、最大横圧が十分に低減されない。Ｂ方式は、アタッ
ク角を小さくしているために、最大横圧はある程度低減
されるが、Ａ方式と同様の理由により、最大横圧の大幅
な低減は見込めない。
明する。半径４００ｍ程度の曲線を１２０ｋｍ／ｈで高
速走行する場合を、曲線の実軌道データを用いてシミュ
レーションを行った。シミュレーションの結果による
と、Ａ方式のレール外軌側に作用する最大横圧は、Ｂ方
式のレール外軌側に作用する最大横圧より大きい。例え
ば、ある構成の車両の場合には、Ａ方式のレール外軌側
に作用する最大横圧が約４.５ｔとなるのに対して、Ｂ
方式のレール外軌側に作用する最大横圧は約３.８ｔと
なった。この結果より次のことがわかる。Ａ方式は、台
車枠と輪軸の相対左右変位方向の弾性が十分でないの
で、最大横圧が十分に低減されない。Ｂ方式は、アタッ
ク角を小さくしているために、最大横圧はある程度低減
されるが、Ａ方式と同様の理由により、最大横圧の大幅
な低減は見込めない。
【００１０】つぎに、本発明による一実施形態を、図１
〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の鉄道車両
用の軸梁式台車の振動系モデルの平面図であり、図２
は、その側面図である。輪軸３は軸箱５に支持されてお
り、軸箱５の矢印Ａで示す左右方向は、剛に結合された
軸梁７を介して、台車枠１に対して軸箱支持左右ばね９
とオイルダンパ１１とによって支持されている。矢印Ｂ
で示す前後方向は、台車枠１に対して軸箱支持前後ばね
１３によって支持されており、矢印Ｃで示す上下方向
は、軸ばね１５によって支持されている。
〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の鉄道車両
用の軸梁式台車の振動系モデルの平面図であり、図２
は、その側面図である。輪軸３は軸箱５に支持されてお
り、軸箱５の矢印Ａで示す左右方向は、剛に結合された
軸梁７を介して、台車枠１に対して軸箱支持左右ばね９
とオイルダンパ１１とによって支持されている。矢印Ｂ
で示す前後方向は、台車枠１に対して軸箱支持前後ばね
１３によって支持されており、矢印Ｃで示す上下方向
は、軸ばね１５によって支持されている。
【００１１】図３は、軸箱と台車枠の相対変位速度に対
して減衰力を発生させるオイルダンパ、および軸箱の前
後左右を支持する積層ゴムの詳細を示す平面図である。
振動減衰手段の役割をするオイルダンパ１１は、オイル
１１ａを封入したシリンダ１１ｂと、シリンダ１１ｂに
対して、矢印Ａ方向に相対的に変位可能なピストン１１
ｃにより構成される。シリンダ１１ｂとピストン１１ｃ
との間に相対的な変位速度が生じると、オイルダンパ１
１はＡ方向の減衰力を発生する。シリンダ１１ｂは、軸
梁７に対してボルト１８と座金１６により固定され、ピ
ストン１１ｃは、固定板２１にナット１９と座金１７に
よって固定されている。
して減衰力を発生させるオイルダンパ、および軸箱の前
後左右を支持する積層ゴムの詳細を示す平面図である。
振動減衰手段の役割をするオイルダンパ１１は、オイル
１１ａを封入したシリンダ１１ｂと、シリンダ１１ｂに
対して、矢印Ａ方向に相対的に変位可能なピストン１１
ｃにより構成される。シリンダ１１ｂとピストン１１ｃ
との間に相対的な変位速度が生じると、オイルダンパ１
１はＡ方向の減衰力を発生する。シリンダ１１ｂは、軸
梁７に対してボルト１８と座金１６により固定され、ピ
ストン１１ｃは、固定板２１にナット１９と座金１７に
よって固定されている。
【００１２】弾性体の役割をする積層ゴム８は、金属製
のアウター板８ａ、積層板８ｃおよびセンター板８ｄの
間に、本体ゴム８ｂが接着されている。積層ゴム８のア
ウター板８ａは軸梁７に圧入され、センター板８ｄが心
棒２３に圧入されている。心棒２３は、台車枠１に対し
て、ボルト２５、座金２７によって固定されており、固
定板２１に対しては、固定部ゴム３３を介して固定され
ている。
のアウター板８ａ、積層板８ｃおよびセンター板８ｄの
間に、本体ゴム８ｂが接着されている。積層ゴム８のア
ウター板８ａは軸梁７に圧入され、センター板８ｄが心
棒２３に圧入されている。心棒２３は、台車枠１に対し
て、ボルト２５、座金２７によって固定されており、固
定板２１に対しては、固定部ゴム３３を介して固定され
ている。
【００１３】輪軸３が左右方向に変位すると、軸箱５お
よび軸梁７は一体となって左右方向に変位する。このと
き、減衰力は、軸梁７と固定板２１との間の相対変位速
度に対して、オイルダンパ１１が発生する。同時にばね
力は、アウター板８ａ、積層板８ｃ、センター板８ｄ
が、矢印Ａで示す心棒２３の軸方向に相対的に変位し、
本体ゴム８ｂが剪断変形することによって発生させるこ
とができる。
よび軸梁７は一体となって左右方向に変位する。このと
き、減衰力は、軸梁７と固定板２１との間の相対変位速
度に対して、オイルダンパ１１が発生する。同時にばね
力は、アウター板８ａ、積層板８ｃ、センター板８ｄ
が、矢印Ａで示す心棒２３の軸方向に相対的に変位し、
本体ゴム８ｂが剪断変形することによって発生させるこ
とができる。
【００１４】上記構成の鉄道車両用台車について、スー
パーコンピュータを用いて、曲線走行時の横圧と直線走
行時の蛇行動を解析した結果を、図４〜図６を用いて説
明する。図４は、上記実施形態による本発明方式と、Ａ
方式およびＢ方式について、軌道に不整がある場合の曲
線通過時の最大横圧の比較を示す図である。
パーコンピュータを用いて、曲線走行時の横圧と直線走
行時の蛇行動を解析した結果を、図４〜図６を用いて説
明する。図４は、上記実施形態による本発明方式と、Ａ
方式およびＢ方式について、軌道に不整がある場合の曲
線通過時の最大横圧の比較を示す図である。
【００１５】Ａ方式は、操舵をしておらず、台車枠と輪
軸の相対左右変位方向の弾性も十分ではないので、最大
横圧が十分に低減されない。Ｂ方式は、Ａ方式とは異な
り、輪軸を操舵して、車輪のレールに対するアタック角
を小さくしているために、最大横圧はある程度低減され
るが、軌道の不整によって発生する局所的な横圧のピー
ク値を、大幅に低減することは見込めない。一方、本発
明方式では、輪軸を支持する左右方向の剛性を十分低く
するとともに、輪軸を支持する左右方向にダンパを設け
ることで、実際の軌道の不整によって発生する最大横圧
を、十分に低減することが可能である。例えば、ある車
両が半径４００ｍ程度の曲線を１２０ｋｍ／ｈで走行す
る場合のシミュレーションでは、Ａ方式とＢ方式のレー
ル外軌側に作用する最大横圧は、それぞれ約４.５ｔ、
約３.８となる。これに対して、本発明の台車方式で
は、レール外軌側に作用する最大横圧は約３.５ｔとな
り、１.０ｔ程度の良好な横圧低減が可能である。
軸の相対左右変位方向の弾性も十分ではないので、最大
横圧が十分に低減されない。Ｂ方式は、Ａ方式とは異な
り、輪軸を操舵して、車輪のレールに対するアタック角
を小さくしているために、最大横圧はある程度低減され
るが、軌道の不整によって発生する局所的な横圧のピー
ク値を、大幅に低減することは見込めない。一方、本発
明方式では、輪軸を支持する左右方向の剛性を十分低く
するとともに、輪軸を支持する左右方向にダンパを設け
ることで、実際の軌道の不整によって発生する最大横圧
を、十分に低減することが可能である。例えば、ある車
両が半径４００ｍ程度の曲線を１２０ｋｍ／ｈで走行す
る場合のシミュレーションでは、Ａ方式とＢ方式のレー
ル外軌側に作用する最大横圧は、それぞれ約４.５ｔ、
約３.８となる。これに対して、本発明の台車方式で
は、レール外軌側に作用する最大横圧は約３.５ｔとな
り、１.０ｔ程度の良好な横圧低減が可能である。
【００１６】このことは、以下の理由による。不整のあ
る実際の軌道曲線において、最大横圧発生の主原因は、
輪軸の左右振動である。この輪軸の左右振動に対して、
本発明方式では、軸箱を支持する左右方向のダンパ１１
を設けることにより、実際の曲線軌道の不整の振動伝達
率を小さくすることができると同時に、軸箱を支持する
左右方向の剛性を十分に小さくすることで、実軌道不整
の加振周波数との共振を避けることができる。その結果
として最大横圧が低減できるわけである。
る実際の軌道曲線において、最大横圧発生の主原因は、
輪軸の左右振動である。この輪軸の左右振動に対して、
本発明方式では、軸箱を支持する左右方向のダンパ１１
を設けることにより、実際の曲線軌道の不整の振動伝達
率を小さくすることができると同時に、軸箱を支持する
左右方向の剛性を十分に小さくすることで、実軌道不整
の加振周波数との共振を避けることができる。その結果
として最大横圧が低減できるわけである。
【００１７】図５は、本発明方式、Ａ方式およびＢ方式
の直線通過時の蛇行動発生速度を示す図である。本発明
方式は、軸箱を支持する左右方向にダンパ１１を設ける
ことによって、輪軸の左右振動が低減して、Ａ方式とＢ
方式に比べて蛇行動の発生速度が上がる。例えば、ある
車両の直線走行のシミュレーションでは、Ａ方式とＢ方
式は、約４１５ｋｍ／ｈで蛇行動が発生した。これらに
対して、本発明方式の台車では、約４２５ｋｍ／ｈで蛇
行動が発生する。この理由は、軸箱を支持する左右ダン
パ１１によって、輪軸の左右方向の振動を減衰させる効
果があるためである。
の直線通過時の蛇行動発生速度を示す図である。本発明
方式は、軸箱を支持する左右方向にダンパ１１を設ける
ことによって、輪軸の左右振動が低減して、Ａ方式とＢ
方式に比べて蛇行動の発生速度が上がる。例えば、ある
車両の直線走行のシミュレーションでは、Ａ方式とＢ方
式は、約４１５ｋｍ／ｈで蛇行動が発生した。これらに
対して、本発明方式の台車では、約４２５ｋｍ／ｈで蛇
行動が発生する。この理由は、軸箱を支持する左右ダン
パ１１によって、輪軸の左右方向の振動を減衰させる効
果があるためである。
【００１８】また、実用的に横圧を低減し、蛇行動を安
定にするためには、１軸箱当たりの軸箱支持左右ばね９
のばね定数を、０.５〜１.５ＭＮ／ｍとし、１軸箱当た
りの軸箱支持左右減衰定数を、６〜７０ｋＮ・ｓ／ｍの
範囲とすることが好ましい。また、減衰手段を特に設け
なくても、台車枠〜軸箱間の締結部に一般に用いられる
防振ゴムには減衰機能があるが、その減衰定数は、１０
０Ｎ・ｓ／ｍ程度以下と非常に小さく、車両に対して問
題となる値ではなく、本発明方式の減衰手段の減衰定数
の値の範囲外である。また、弾性体９は、前後左右を支
持する役割をもち、一般に用いられる前後支持ばね係数
は、２〜１０ＭＮ／ｍであるため、左右ばねとの比が４
倍以上となる場合がある。この場合、積層ゴムはその長
手方向と円周方向との、剛性の比を比較的大きく設定す
ることができるために、軸箱を支持する前後／左右ばね
比を大きく設定することが可能である。
定にするためには、１軸箱当たりの軸箱支持左右ばね９
のばね定数を、０.５〜１.５ＭＮ／ｍとし、１軸箱当た
りの軸箱支持左右減衰定数を、６〜７０ｋＮ・ｓ／ｍの
範囲とすることが好ましい。また、減衰手段を特に設け
なくても、台車枠〜軸箱間の締結部に一般に用いられる
防振ゴムには減衰機能があるが、その減衰定数は、１０
０Ｎ・ｓ／ｍ程度以下と非常に小さく、車両に対して問
題となる値ではなく、本発明方式の減衰手段の減衰定数
の値の範囲外である。また、弾性体９は、前後左右を支
持する役割をもち、一般に用いられる前後支持ばね係数
は、２〜１０ＭＮ／ｍであるため、左右ばねとの比が４
倍以上となる場合がある。この場合、積層ゴムはその長
手方向と円周方向との、剛性の比を比較的大きく設定す
ることができるために、軸箱を支持する前後／左右ばね
比を大きく設定することが可能である。
【００１９】図６は、本発明方式およびＡ方式におい
て、曲線走行速度と横圧との関係のシミュレーション結
果を示す図である。軌道の不整の加振周波数は、走行速
度によって変化するため、最高速度１２０ｋｍ／ｈ以下
の走行速度領域での、走行速度と最大横圧との関係につ
いても検討した。ある車両において、半径４００ｍでの
基本速度７０ｋｍ／ｈ〜最高速度１２０ｋｍ／ｈの速度
域において解析した結果では、図に示すように、全ての
速度領域において、本発明方式がＡ方式よりも最大横圧
を小さくすることができる。
て、曲線走行速度と横圧との関係のシミュレーション結
果を示す図である。軌道の不整の加振周波数は、走行速
度によって変化するため、最高速度１２０ｋｍ／ｈ以下
の走行速度領域での、走行速度と最大横圧との関係につ
いても検討した。ある車両において、半径４００ｍでの
基本速度７０ｋｍ／ｈ〜最高速度１２０ｋｍ／ｈの速度
域において解析した結果では、図に示すように、全ての
速度領域において、本発明方式がＡ方式よりも最大横圧
を小さくすることができる。
【００２０】また、図３において、オイルダンパ１１を
軸梁７の矢印Ｅで示す側に配置しても良い。この場合に
は、オイルダンパ１１が台車枠１の重心の近くに配置さ
れるので、オイルダンパ１１が車両限界を侵害する可能
性が少なく、鉄道車両の運行の安全性向上に有効であ
る。さらに、積層ゴム８の代わりに、アウター板８ａ、
本体ゴム８ｂ、センター板８ｄによって構成される防振
ゴムを用いても良い。この場合には、ゴムの構造が簡単
になるため、メンテナンス向上、コスト低減に有効であ
る。
軸梁７の矢印Ｅで示す側に配置しても良い。この場合に
は、オイルダンパ１１が台車枠１の重心の近くに配置さ
れるので、オイルダンパ１１が車両限界を侵害する可能
性が少なく、鉄道車両の運行の安全性向上に有効であ
る。さらに、積層ゴム８の代わりに、アウター板８ａ、
本体ゴム８ｂ、センター板８ｄによって構成される防振
ゴムを用いても良い。この場合には、ゴムの構造が簡単
になるため、メンテナンス向上、コスト低減に有効であ
る。
【００２１】つぎに、図７を用いて、他の実施形態を説
明する。図７は、鉄道車両用台車の減衰手段と弾性手段
を一体化した構造を示す平面図である。軸箱５は、剛に
結合された軸梁７を介して、前後左右方向は、ダンパ一
体型積層ゴム１０によって台車枠１に支持されている。
また、心棒２３はボルト２５および座金２７によって台
車枠１に固定されている。減衰手段と弾性体の役割をす
るダンパ一体型積層ゴム１０は、アウター板１０ａ、積
層板１０ｃおよびセンター板１０ｄの間に本体ゴム１０
ｂが接着され、円盤金具１０ｅは、心棒１０ｇに固定さ
れている。また、アウター板１０ａ、積層板１０ｃ、本
体ゴム１０ｂ、センター板１０ｄ、心棒１０ｇおよび円
盤金具１０ｅで構成された空間内に、高粘性液体１０ｆ
が封入されている。その他の構成は、図３に示した実施
形態の場合と同様である。
明する。図７は、鉄道車両用台車の減衰手段と弾性手段
を一体化した構造を示す平面図である。軸箱５は、剛に
結合された軸梁７を介して、前後左右方向は、ダンパ一
体型積層ゴム１０によって台車枠１に支持されている。
また、心棒２３はボルト２５および座金２７によって台
車枠１に固定されている。減衰手段と弾性体の役割をす
るダンパ一体型積層ゴム１０は、アウター板１０ａ、積
層板１０ｃおよびセンター板１０ｄの間に本体ゴム１０
ｂが接着され、円盤金具１０ｅは、心棒１０ｇに固定さ
れている。また、アウター板１０ａ、積層板１０ｃ、本
体ゴム１０ｂ、センター板１０ｄ、心棒１０ｇおよび円
盤金具１０ｅで構成された空間内に、高粘性液体１０ｆ
が封入されている。その他の構成は、図３に示した実施
形態の場合と同様である。
【００２２】このような構成で、輪軸３が矢印のＡで示
す左右方向に変位すると、軸箱５と軸梁７が一体となっ
て左右方向に変位する。このとき、ばね力は、ダンパ一
体型積層ゴム１０の、アウター板１０ａ、積層板１０
ｃ、本体ゴム１０ｂ、センター板１０ｄ、心棒１０ｇ等
が、矢印Ａで示す心棒１０ｇの軸方向に相対的に変位す
ることで発生する。同時に減衰力は、心棒１０ｇに固定
された円盤金具１０ｅが、高粘性液体１０ｆ中で、矢印
Ａで示す心棒１０ｇの軸方向に変位することで発生させ
ることができる。本実施形態では、減衰手段と弾性体を
一体とすることで、軸箱左右方向のみに理想的に減衰力
とばね力を与えることが可能であり、小型化および軽量
化に有効である。
す左右方向に変位すると、軸箱５と軸梁７が一体となっ
て左右方向に変位する。このとき、ばね力は、ダンパ一
体型積層ゴム１０の、アウター板１０ａ、積層板１０
ｃ、本体ゴム１０ｂ、センター板１０ｄ、心棒１０ｇ等
が、矢印Ａで示す心棒１０ｇの軸方向に相対的に変位す
ることで発生する。同時に減衰力は、心棒１０ｇに固定
された円盤金具１０ｅが、高粘性液体１０ｆ中で、矢印
Ａで示す心棒１０ｇの軸方向に変位することで発生させ
ることができる。本実施形態では、減衰手段と弾性体を
一体とすることで、軸箱左右方向のみに理想的に減衰力
とばね力を与えることが可能であり、小型化および軽量
化に有効である。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、実円曲線軌道を高速で
走行する場合に、軌道不整によって発生する最大横圧を
大幅に低減し、同時に、実直線軌道を高速で走行する場
合の、蛇行動安定性を向上させた鉄道車両用台車を提供
することができる。
走行する場合に、軌道不整によって発生する最大横圧を
大幅に低減し、同時に、実直線軌道を高速で走行する場
合の、蛇行動安定性を向上させた鉄道車両用台車を提供
することができる。
【図１】本発明の一実施形態による振動系モデルの平面
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施形態による振動系モデルの側面
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施形態によるオイルダンパおよび
積層ゴムの詳細を示す平面図である。
積層ゴムの詳細を示す平面図である。
【図４】曲線通過時の最大横圧の比較を示す図である。
【図５】直線通過時の蛇行動発生速度を示す図である。
【図６】曲線走行速度と横圧との関係のシミュレーショ
ン結果を示す図である。
ン結果を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態による減衰手段および弾
性手段の一体化構造を示す平面図である。
性手段の一体化構造を示す平面図である。
１ 台車枠 ３ 輪軸 ５ 軸箱 ７ 軸梁 ８ 積層ゴム ８ａ アウター板 ８ｂ 本体ゴム ８ｃ 積層板 ８ｄ センター板 ９ 軸箱支持左右ばね １０ ダンパ一体型積層ゴム １０ａ アウター板 １０ｂ 本体ゴム １０ｃ 積層板 １０ｄセンター板 １０ｅ 円盤金具 １０ｆ 高粘性液体 １０ｇ 心棒 １３ 軸箱支持前後ばね １５ 軸ばね １６、１７ 座金 １８ ボルト １９ ナット ２１ 固定板 ２３ 心棒 ２５ ボルト ２７ 座金 ３３ 固定部ゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野崎 博幸 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 軸梁式軸箱で支持された車輪により、レ
ール上を走行する鉄道車両用台車において、前記車輪の
横振動による振動伝達率を低減する振動減衰手段と、前
記車輪の横方向の固有振動数を低下する弾性手段とを備
えたことを特徴とする鉄道車両用台車。 - 【請求項２】 台車枠と、該台車枠に対して複数配置さ
れる輪軸と、該輪軸に設けられる軸箱と、該軸箱と剛に
結合された軸梁とを備え、該軸梁を用いて前記台車枠に
対して前記軸箱が支持されている鉄道車両用台車におい
て、前記軸箱と前記台車枠との間の左右相対変位速度に
対する減衰手段と、前記軸箱の前後および左右方向を支
持する弾性手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両用
台車。 - 【請求項３】 請求項２に記載の鉄道車両用台車におい
て、前記減衰手段として、前記軸梁と前記台車枠との間
に設けられ、両者の相対変位速度に主として減衰効果と
して作用するオイルダンパを備え、前記弾性手段とし
て、前記軸箱の前後および左右方向を支持する積層ゴム
を備えたことを特徴とする鉄道車両用台車。 - 【請求項４】 請求項２に記載の鉄道車両用台車におい
て、前記軸梁と前記台車枠との間に、前記減衰手段およ
び前記弾性手段を一体化したダンパ一体型積層ゴムが設
けられ、前記弾性手段は、前記軸梁に支持され、アウタ
ー板とセンター板との間に、複数の本体ゴムを前後方向
に積層板を介在させて接着して構成され、前記減衰手段
は、前記弾性手段の内部に形成した空間内に高粘性液体
を封入し、前記高粘性液体内に円盤および心棒を設ける
ことにより構成され、前記心棒を左右方向に延在させて
前記台車枠に取り付けたことを特徴とする鉄道車両用台
車。 - 【請求項５】 請求項２に記載の鉄道車両用台車におい
て、前記減衰手段として、前記軸梁と前記台車枠との間
に設けられ、両者の相対変位速度に主として減衰効果と
して作用するオイルダンパを備え、前記弾性手段とし
て、前記軸箱の前後および左右方向を支持する防振ゴム
を備えたことを特徴とする鉄道車両用台車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3456697A JPH10230848A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 鉄道車両用台車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3456697A JPH10230848A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 鉄道車両用台車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10230848A true JPH10230848A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12417879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3456697A Pending JPH10230848A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 鉄道車両用台車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10230848A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005328381A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 追尾機器 |
| JP2018012501A (ja) * | 2013-08-28 | 2018-01-25 | 新日鐵住金株式会社 | 鉄道車両の横圧低減方法 |
| CN111721489A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-29 | 安徽浦进轨道装备有限公司 | 一种轨道的抗震试验装置 |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP3456697A patent/JPH10230848A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005328381A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 追尾機器 |
| JP2018012501A (ja) * | 2013-08-28 | 2018-01-25 | 新日鐵住金株式会社 | 鉄道車両の横圧低減方法 |
| CN111721489A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-29 | 安徽浦进轨道装备有限公司 | 一种轨道的抗震试验装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Barak | Magic numbers in design of suspensions for passenger cars | |
| JP3445651B2 (ja) | 自動車 | |
| US5701969A (en) | Frame beaming reduction assembly | |
| JP3910001B2 (ja) | 自動車用ダンパー付きホイールとその製造方法 | |
| KR102304283B1 (ko) | 배터리에 의해 구동되는 철도차량용 대차 | |
| MXPA96001815A (en) | Frame beaming reduction assembly | |
| JPH10230848A (ja) | 鉄道車両用台車 | |
| JP2006518296A (ja) | 空気の入ったタイヤで走行する車輪用振動吸収機構 | |
| JP4086528B2 (ja) | 鉄道車両の軸箱支持装置 | |
| KR100993192B1 (ko) | 철도 차량용 윤축 조향 장치 | |
| JP3228110B2 (ja) | 鉄道車両用台車 | |
| JP2000052979A (ja) | モノレール車両用台車 | |
| JP2005178438A (ja) | 車両振動低減装置 | |
| KR100853921B1 (ko) | 차량용 커플드 토션빔 액슬 장치 | |
| KR100657621B1 (ko) | 철도차량용 견인링크장치 | |
| JP2001219848A (ja) | 鉄道車両 | |
| JP2006213179A (ja) | 電気自動車用吸振装置及び電気自動車 | |
| CN220220734U (zh) | 转向架及有轨电车 | |
| US2738985A (en) | Motor vehicle rear wheel suspension mechanism | |
| NL2020784B1 (en) | Engine Vibration Absorber | |
| JPS6369445A (ja) | 車両駆動装置 | |
| KR0140530Y1 (ko) | 철도차량용 1차 현가장치의 판스프링지지구조 | |
| RU29504U1 (ru) | Устройство для гашения линейных и крутильных колебаний в подвеске тягового электродвигателя с опорно-осевой подвеской | |
| JPH1178881A (ja) | 鉄道車両用車体間ダンパ装置 | |
| JP2005329908A (ja) | インホイールモータシステム |