JPH10250575A - 鉄道車両の軌間可変台車及びその軌間可変方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の軌間と第２の軌間との間で相互に切り
換わる場合は、確実に車輪間の間隔を変更して、円滑な
第１の軌間と第２の軌間との間への移行を実行すること
ができる鉄道車両の軌間可変台車及びその軌間可変方法
を提供する。 【解決手段】 鉄道車両の軌間可変台車において、車両
の両外側に配置される第１の車輪１２３と、この第１の
車輪１２３を昇降可能な昇降機構と、この昇降機構の昇
降位置における前記第１の車輪１２３の保持機構と、前
記第１の車輪１２３の内側に配置され、前記第１の車輪
１２３の上昇に伴いレール１０５に接触可能な一対の第
１の軌間とは異なる第２の軌間の車輪１０４とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、標準軌間と狭軌間
との間など、異なった軌間のレールを直通運転するため
の鉄道車両の軌間可変台車及びその軌間可変方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、標準軌間から狭軌間に切り換わる
場合は、車両を変えて、乗客に乗換てもらったり、車両
を変えない可変台車の場合には、本願出願人によって既
に提出された特願平７−１３９５１０号に示すように、
共通の車軸に取り付けられる車輪間の間隔をロック装置
を用いて、一々調整するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の可変台車の場合には、ロック装置を用いて、車
輪毎に一々車輪間の間隔を調整する必要があり、その間
車両重量を車輪以外の別の保持機構で支えて車輪荷重を
なくすための特別な軌道や設備を必要としたり、変更し
た車輪間隔の精度を高く要求し、機構の複雑化を招来す
るといった問題があった。

【０００４】また、車輪に取り付けた軌間変換機構は全
てバネ下重量となり、軌道へ与える動的荷重が大きくな
り、線路の保守量が増大したり、乗り心地に悪い影響を
与える不利な面があった。本発明は、上記問題点を除去
し、第１の軌間と第２の軌間との間で相互に切り換わる
場合は、確実に車輪間の間隔を変更して、円滑な第１の
軌間と第２の軌間との間への移行を実行することができ
る鉄道車両の軌間可変台車及びその軌間可変方法を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕鉄道車両の軌間可変台車において、台車の両外側
に配置される標準軌間を走行する第１の車輪と、この第
１の車輪を昇降可能な昇降機構と、この昇降機構の昇降
位置における前記第１の車輪の保持機構と、前記第１の
車輪の内側に配置され、前記第１の車輪の上昇に伴いレ
ールに接触可能な一対の狭軌間を走行する第２の車輪と
を設けるようにしたものである。

【０００６】〔２〕上記〔１〕記載の鉄道車両の軌間可
変台車において、前記昇降機構は、第１の車輪の駆動機
構と、第１の車輪軸バネ・緩衝器と、この第１の車輪バ
ネ・緩衝器の先端に設けられる第１の車輪軸バネ用電動
アクチュエータと、このアクチュエータが係合する円弧
状のガイド溝と、第１の車輪上下駆動用アクチュエータ
とを設けるようにしたものである。

【０００７】〔３〕鉄道車両の軌間可変台車において、
前記第１の車輪と第２の車輪とを駆動する単一の主電動
機を用い、かつ第１の軌間と第２の軌間で運転速度や必
要駆動トルクが異なった運用をする場合、それぞれの運
用に適したギア比の歯車を車輪駆動装置に設定するよう
にしたものである。 〔４〕鉄道車両の軌間可変台車を用いた軌間可変方法に
おいて、台車の両外側に配置される第１の軌間の走行が
可能な第１の車輪と、この第１の車輪を昇降可能な昇降
機構と、この昇降機構の昇降位置における前記第１の車
輪の保持機構と、前記第１の車輪の内側に配置され、前
記第１の車輪の上昇に伴いレールに接触可能な一対の第
２の軌間の走行が可能な第２の車輪とを設け、前記第１
の車輪がレールに接触している場合、前記第２の車輪は
浮上させて車両の荷重を無負荷にし、前記第２の車輪の
レールへの接触により、前記第１の車輪への車両の荷重
を無負荷にし、この無負荷の状態で第１の車輪を上昇さ
せて保持するようにしたものである。

【０００８】〔５〕鉄道車両の軌間可変台車を用いた軌
間可変方法において、台車の両外側に配置される第１の
車輪走行が可能な第１の車輪と、この第１の車輪を昇降
可能な昇降機構と、この昇降機構の昇降位置における前
記第１の車輪の保持機構と、前記第１の車輪の内側に配
置され、前記第１の車輪の上昇に伴いレールに接触可能
な一対の第２の軌間を走行可能な第２の車輪とを設け、
前記第２の車輪がレールに接触している場合、前記第１
の車輪は上昇させて車両の荷重を無負荷にし、保持した
状態に置き、軌間変換領域に至ると、前記第１の車輪の
下降準備位置にセットし、前記第１の車輪のレールへの
接触により、前記第２の車輪を前記第１の車輪に対して
相対的に上昇させて、前記第２の車輪への車両の荷重を
無負荷にするようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例
を示す鉄道車両の軌間可変台車の正面図、図２はその鉄
道車両の軌間可変台車の平面図、図３はその鉄道車両の
軌間可変台車の側面図、図４及び図５はその軌間可変台
車の軌間可変方法の説明図である。なお、図１〜図３に
おいて、左半分は狭い側の軌間（第２の車輪）走行、右
半分は広い側の軌間（第１の車輪）走行の場合をそれぞ
れ示している。

【００１０】これらの図から明らかなように、狭い側の
軌間の走行時には、レール１０５に第２の車輪１０４を
接触させて走行し、その場合、第１の車輪１２３は第２
の車輪１０４より外側であって、上昇した位置に保持さ
れる。一方、広い側の軌間の走行時には、第１の車輪１
２３をレール（標準軌間）１５１に接触させて走行し、
その場合、第２の車輪１０４は第１の車輪１２３に比べ
て相対的に上昇した位置に保持される。

【００１１】以下、本発明の実施例を示す鉄道車両の軌
間可変台車の動作について説明する。 〔Ａ〕まず、狭い側の軌間（第２の軌間）の走行におい
ては、図１〜図３（左半分参照）に示すように、 （１）駆動力（トルク）は、駆動モータ１０１からの動
力は減速歯車１０２−車軸１０３−第２の車輪１０４へ
と伝達され、更に、第２の軌間のレール（狭軌間）１０
５へ伝えられて駆動力を得ることができる。

【００１２】（２）前後の力は、レール１０５から第２
の車輪１０４−車輪軸受け箱１０６−軸バリ１０７−台
車枠１０８−けん引装置１０９から車体（図示なし）へ
と伝えられる。 （３）上下の力は、レール１０５から第２の車輪１０４
−車輪軸受け箱１０６−軸バネ１１０−台車枠１０８−
空気バネ１１１−車体（図示なし）へと伝えられる。

【００１３】〔Ｂ〕次に、広い側の軌間（第１の軌間）
の走行においては、図１〜図３（右半分参照）に示すよ
うに、 （１）駆動力（トルク）は、駆動モータ１０１からの動
力は、減速歯車１０２−車軸１０３−第１の車輪駆動装
置１２１−車軸１２２−第１の車輪１２３に伝達され、
第１の軌間レール１５１へ伝達される。

【００１４】（２）前後の力は、レール１５１−第１の
車輪１２３−車軸１２２−第１の車輪駆動装置１２１の
外箱−車軸１０３−車輪車軸受け箱１０６−軸バリ１０
７−台車枠１０８−けん引装置１０９−車体（図示な
し）へと伝達される。 （３）上下力は、レール１５１−車軸１２２−第１の車
輪軸受け１２４−第１の車輪軸バネ・緩衡器１２５−台
車枠１０８−けん引装置１０９から車体（図示なし）へ
と伝達される。

【００１５】次に、本発明の鉄道車両の軌間可変台車の
広い側の軌間から狭い側の軌間への変換、つまり第１の
車輪走行から第２の車輪走行への切り換え方法につい
て、図４を参照しながら説明する。 （１）図４（ａ）においては、第１の軌間走行区間にお
いて、第１の車輪１２３がレール１５１に接触してい
る、つまり第１の車輪１２３での走行状態であり、第２
の車輪１０４は第１の車輪１２３とは相対的に上方に上
がっており、浮いた位置にあり無負荷であり、第１の車
輪１２３が車両（図示なし）を支持している。すなわ
ち、上下力は、第１の車輪バネ・緩衡器１２５で受けら
れている。ここで、第１の車輪バネ・緩衡器１２５の先
端には第１の車輪軸バネ用電動アクチュエータ１２６が
設けられており、その第１の車輪バネ用電動アクチュエ
ータ１２６の回転軸が固定部に形成された円弧状のガイ
ド溝１５０に係合するように構成されており、ここで
は、円弧状のガイド溝１５０の左端に保持されている。
また、軸バリ１０７と第１の車輪駆動装置１２１間には
第１の車輪上下駆動用アクチェータ１２８が配置されて
いる。

【００１６】（２）次いで、図４（ｂ）に示すように、
第２の車輪走行に入ると、第２の車輪１０４がレール１
０５に接触している、つまり第２の車輪１０４の走行状
態であり、第１の車輪１２３は無負荷となり、第１の車
輪１２３及びバネ・緩衝器１２５はそのままで、車両荷
重は第２の車輪１０４で支持するように、レール１０５
が上昇し、レール１５１が下降する（変換ステップ
１）。

【００１７】（３）次に、図４（ｃ）に示すように、第
２の車輪１０４が車体を支持し、第１の車輪１２３は無
負荷であり、第１の車輪バネ・緩衡器１２５が負担力を
なくした状態で、第１の車輪軸バネ用電動アクチュエー
タ１２６が駆動されて、第１の車輪バネ用電動アクチュ
エータ１２６の回転軸が円弧状のガイド溝１５０を移動
して、ガイド溝１５０の右端に保持され、第１の車輪軸
１２２の上昇準備位置（第１の車輪軸１２２の下降準備
位置でもある）になる。

【００１８】（４）次に、図４（ｄ）に示すように、軸
バリ１０７と第１の車輪駆動装置１２１間に配置されて
いる第１の車輪上下駆動用アクチェータ１２８が駆動し
て、第２の車輪車軸受け箱１０６を支点として、第１の
車輪駆動装置１２１が回転して、第１の車輪１２３が上
昇する。その第１の車輪１２３の上昇した位置では、円
弧状のガイド溝１５０の右端−第１の車輪バネ・緩衡器
１２５−第１の車輪１２２−第１の車輪駆動装置１２１
−第１の車輪上下駆動用アクチェータ１２８で確実にそ
の上昇位置が保持される。

【００１９】次に、上記とは逆の狭い側の軌間走行から
広い側の軌間走行、つまり第２の軌間から第１の軌間へ
の切り換え方法について、図５を参照しながら説明す
る。 （１）図５（ａ）においては、狭い軌間（第２の軌間）
の走行区間において、第２の車輪１０４がレール１０５
に接触している、つまり、第２の車輪走行状態であり、
第１の車輪１２３は浮いた位置にあり無負荷であり、第
１の車輪１０４が車両（図示なし）を支持している。

【００２０】すなわち、軸バリ１０７と第１の車輪駆動
装置１２１間に配置されている第１の車輪上下駆動用ア
クチェータ１２８が駆動されており、第２の車輪車軸受
け箱１０６を支点として、第１の車輪駆動装置１２１が
回転して、第１の車輪１２３が上昇している。その第１
の車輪１２３の上昇した位置では、円弧状のガイド溝１
５０の右端−第１の車輪バネ・緩衡器１２５−第１の車
輪１２２−第１の車輪駆動装置１２１−第１の車輪上下
駆動用アクチェータ１２８で確実にその上昇位置が保持
されている。

【００２１】（２）次に、図５（ｂ）に示すように、軸
バリ１０７と第１の車輪駆動装置１２１間に配置されて
いる第１の車輪上下駆動用アクチェータ１２８の駆動が
解かれ、第１の車輪車軸受け箱１０６を支点として、第
１の車輪駆動装置１２１が回転して、第１の車輪軸１２
２の下降準備位置（第１の車輪軸１２２の上昇準備位置
でもある）になる。

【００２２】（３）次に、図５（ｃ）に示すように、第
１の車輪軸バネ用電動アクチュエータ１２６が駆動され
て、第１の車輪軸バネ用電動アクチュエータ１２６の回
転軸が円弧状のガイド溝１５０を移動して、ガイド溝１
５０の左端に保持され、第１の車輪軸１２２は下降して
レール１５１と接触可能になる。 （４）次に、図５（ｄ）に示すように、広い側の軌間
（第１の軌間）走行区間に入り、第１の車輪１２３がレ
ール１５１に接触する。つまり第１の車輪での走行状態
となり、第２の車輪１０４は第１の車輪１２３とは相対
的に上方に上がっており、浮いた位置にあり無負荷であ
り、第１の車輪１２３が車両（図示なし）を支持する。
すなわち、上下力は、第１の車輪バネ・緩衡器１２５で
受けられている。

【００２３】また、鉄道車両の軌間可変台車において、
前記第１の車輪１２３と第２の車輪１０４とを駆動する
単一の主電動機を用い、かつ第１の軌間と第２の軌間で
運転速度や必要駆動トルクが異なった運用をする場合、
それぞれの運用に適したギア比の歯車を車輪駆動装置１
２１に設定する。例えば、新幹線と在来線の場合、第１
の車輪の駆動装置１２３のギア比を増速キア、例えば、
１：２等にする。

【００２４】また、狭軌通勤線区と標準通勤線区の場合
は、同速のギア比１：１にする。更に、広軌の路面電車
と狭軌在来線を乗り入れる場合には、ギア比を減速ギア
比とする。なお、上記実施例の鉄道車両の軌間可変台車
においては、中心側より、第２の車輪、台車枠、第１の
車輪と外側に向かって配置されているが、このような配
置は適宜変更することができる。例えば、第１の軌間が
標準軌（１４３５ｍｍ）、第２の軌間が狭軌（１０６７
ｍｍ）の場合は、第１の車輪と台車枠との配置を入れ換
えて、中心側より第２の車輪、第１の車輪、台車枠と外
側に向かって配置することができる。

【００２５】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００２６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、軌間の異なる軌道が広い側と狭い側の相互に切
り換わる場合は、確実に車輪間の間隔を変更して、円滑
な軌間への移行を実行することができる鉄道車両の軌間
可変台車及びその軌間可変方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す鉄道車両の軌間可変台車
の正面図である。

【図２】本発明の実施例を示す鉄道車両の軌間可変台車
の平面図である。

【図３】本発明の実施例を示す鉄道車両の軌間可変台車
の側面図である。

【図４】本発明の実施例を示す鉄道車両の軌間可変台車
の第１の車輪走行から第２の車輪走行への切り換え方法
の説明図である。

【図５】本発明の実施例を示す鉄道車両の軌間可変台車
の第２の車輪走行から第１の車輪走行への切り換え方法
の説明図である。

【符号の説明】

１０１ 駆動モータ １０２ 減速歯車 １０３ 第２の車輪の車軸 １０４ 第２の車輪 １０５ レール（狭い側の軌間） １０６ 第２の車輪軸受け箱 １０７ 軸バリ １０８ 台車枠 １０９ けん引装置 １１０ 軸バネ １１１ 空気バネ １２１ 第１の車輪駆動装置 １２２ 第１の車輪軸 １２３ 第１の車輪 １２４ 第１の車輪軸受け １２５ 第１の車輪軸バネ・緩衡器 １２６ 第１の車輪軸バネ用電動アクチュエータ １２８ 第１の車輪上下駆動用アクチェータ １５０ 円弧状のガイド溝 １５１ レール（広い側の軌間）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道車両の軌間可変台車において、
   （ａ）台車の両外側に配置される第１の軌間を走行する
   第１の車輪と、（ｂ）該第１の車輪を昇降可能な昇降機
   構と、（ｃ）該昇降機構の昇降位置における前記第１の
   車輪の保持機構と、（ｄ）前記第１の車輪の内側に配置
   され、前記第１の車輪の上昇に伴いレールに接触可能な
   一対の第２の軌間を走行する第２の車輪とを具備するこ
   とを特徴とする鉄道車両の軌間可変台車。
2. 【請求項２】 請求項１記載の鉄道車両の軌間可変台車
   において、前記昇降機構は、第１の車輪の駆動機構と、
   第１の車輪軸バネ・緩衝器と、該第１の車輪バネ・緩衝
   器の先端に設けられる第１の車輪軸バネ用電動アクチュ
   エータと、該アクチュエータが係合する円弧状のガイド
   溝と、第１の車輪上下駆動用アクチュエータとを具備す
   る鉄道車両の軌間可変台車。
3. 【請求項３】 鉄道車両の軌間可変台車において、前記
   第１の車輪と第２の車輪とを駆動する単一の主電動機を
   用い、かつ第１の軌間と第２の軌間で運転速度や必要駆
   動トルクが異なった運用をする場合、それぞれの運用に
   適したギア比の歯車を車輪駆動装置に設定することを特
   徴とする鉄道車両の軌間可変台車。
4. 【請求項４】 鉄道車両の軌間可変台車を用いた軌間可
   変方法において、（ａ）台車の両外側に配置される第１
   の軌間の走行が可能な第１の車輪と、（ｂ）該第１の車
   輪を昇降可能な昇降機構と、（ｃ）該昇降機構の昇降位
   置における前記第１の車輪の保持機構と、（ｄ）前記第
   １の車輪の内側に配置され、前記第１の車輪の上昇に伴
   いレールに接触可能な一対の第２の軌間を走行が可能な
   第２の車輪とを設け、（ｅ）前記第１の車輪がレールに
   接触している場合、前記第２の車輪は浮上させて車両の
   荷重を無負荷にし、前記第２の車輪のレールへの接触に
   より、前記第１の車輪への車両の荷重を無負荷にし、該
   無負荷の状態で第１の車輪を上昇させて保持することを
   特徴とする鉄道車両の軌間可変台車を用いた軌間可変方
   法。
5. 【請求項５】 鉄道車両の軌間可変台車を用いた軌間可
   変方法において、（ａ）台車の両外側に配置される第１
   の軌間走行が可能な第１の車輪と、（ｂ）該第１の車輪
   を昇降可能な昇降機構と、（ｃ）該昇降機構の昇降位置
   における前記第１の車輪の保持機構と、（ｄ）前記第１
   の車輪の内側に配置され、前記第１の車輪の上昇に伴い
   レールに接触可能な一対の第２の軌間を走行可能な第２
   の車輪とを設け、（ｅ）前記第２の車輪がレールに接触
   している場合、前記第１の車輪は上昇させて車両の荷重
   を無負荷にし、保持した状態に置き、軌間変換領域に至
   ると、前記第１の車輪の下降準備位置にセットし、前記
   第１の車輪のレールへの接触により、前記第２の車輪を
   前記第１の車輪に対して相対的に上昇させて、前記第２
   の車輪への車両の荷重を無負荷にすることを特徴とする
   鉄道車両の軌間可変台車を用いた軌間可変方法。