JPH11509161A - 軌道ガイド式車両のための二輪式の台車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 牽引助成式の操舵装置と車輪支持体とが設けられた、軌道ガイド式車両のための二輪式の台車では、共通の車輪支持体（３）に設けられた２つの車輪（４，４′）が、単個車輪軸間の、車輪周囲に対して垂直な仮想の結合線上に、互いにほぼ平行に方向付けられていて、かつ互いにほぼ等間隔を置いて配置されている。前記車輪支持体（３）は、車輪支持点の外側に設けられた択一的に使用可能な鉛直方向の２つの旋回軸（２，２′）を有していて、これらの旋回軸（２，２′）がレールカーブの曲率に関連して水平に位置調整可能およびロック可能であり、しかも前記車輪支持体（３）は、その都度調整されずに中央位置にありかつロックされた軸を中心として操舵可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 軌道ガイド式車両のための二輪式の台車 本発明は、軌道ガイド式車両のための二輪式の台車であって、牽引助成式の操 舵装置と、車輪支持体とが設けられている形式のものに関する。 高速交通機関、地域交通機関および都市交通機関のための、軌道走行式、特に レールガイド式の車両がもっぱらボギー台車を備え付けられるようになってから 、今日ではいわゆる単個車輪台車も使用されている。ボギー台車は２つ以上の輪 軸、または４つ以上のいわゆる単個車輪を有していて、従って極めて重いが、こ れに対して単個車輪台車は２つの単個車輪を有し、もしくは単個輪軸台車は１つ の輪軸を有している。 レールカーブでは、ボギー台車は、先行する輪軸もしくは先行する単個車輪に よって操舵される。少ない軸間距離もしくは車輪間隔によって、ノイズおよび摩 耗の少ない、車輪のカーブ走行が生じ、また、車体の下に２つ以上のボギー台車 が設けられていることによって、直線軌道での高速時の安定したガイドが得られ る。ボギー台車の複数の輪軸もしくは複数の単個車輪の付加的な操舵が、２つの 輪軸の相互の対角線の連結によって、または先行の車体と後続の車体との角度運 動を利用することによって達成される。 二輪式の単個車輪台車は、殊に都市交通機関および地域交通機関において普及 している。この場合、単個車輪は、車体の床を地上高さ約３００ｍｍのレベルに 下げることにより、いわゆる低床車両として乗り降りし易い構造を可能にする。 それぞれカーブ内側およびカーブ外側の車輪に対するほぼ等しい転動速度および 周速度によって特徴付けられるいわゆる転動条件と、車輪平面を走行レールの円 弧に対して接線方向へ調整すること、もしくは車輪軸線を前記円弧に対して半径 方向へ調整することを意味する調整条件とを維持することによって、事実上、物 理学的に理想的な摩耗減小およびノイズ減小が生ぜしめられ、ひいては高い快適 性が得られる。このような理想的な軌道ガイドを実現するために、種々異なる技 術が用いられる。 「Nahverkehrs-Praxis（近距離輸送の応用）」という名称の印刷物（１９９２ 年１１月号、第４０２頁以下）により、車体毎に２つの単個車輪台車を備えた、 ３部分から成る連結車両が公知である。１つの車輪支持体には２つの単個車輪が 配置されており、車体毎に２つの車輪支持体が、それぞれ鉛直方向軸線を中心と して旋回可能に、車体の台車枠内に支承されている。旋回軸のための鉛直方向の 回転ピンは、車輪支持体に設けられた２つの車輪の間の中央で車両の対象平面内 に設けられている。両車輪支持体の、カーブに基づく旋回もしくは操舵は、軸の ないヒンジの付加的な操舵 ロッドによって行われる。操舵ロッドはこの際、２つの車体間にカーブに関連し て生じる折れ角に基づき運動せしめられるので、車輪支持体をほぼ、このカーブ の半径方向へ向けて調節することができる。またオーストリア国では、それぞれ ２つの単個車輪を備えかつ１つの門形のヒンジ構造を有する単個車輪台車の類似 の強制操舵装置が開発されている（「ＺＥＶ＋ＤＥＴ Ｇｌａｓ．年鑑１１６」 （１９９２年）第８／９号、第３３３頁以下、参照）。 自動制御式の複数の単個車輪を備えた単個車輪台車がドイツ連邦共和国特許出 願公開第３４０９１０３号明細書およびドイツ連邦共和国特許３７４４９８３号 明細書に記載してある。この場合、各単個車輪が、鉛直方向の固有の１つの旋回 軸を中心として操舵可能である。互いに向かい合って位置する、カーブ内側の単 個車輪支持体とカーブ外側の単個車輪支持体とが、軌道ロッドによって結合され ている。車輪とレールとの接点に生じる力が、車輪支持点の外側に位置する鉛直 方向の旋回軸によって利用されて、車輪平面が走行レールの円弧に対する接線方 向に戻される。その結果、車輪とレールとの間の摩耗が著しく減じられる。 ヨーロッパ特許第０２９５４６２号明細書により公知の、調整装置を備えた単 個車輪台車構造では、１つの車輪支持体に２つの単個車輪が配置されていて、２ つの車輪支持体が、それぞれ鉛直軸線を中心として旋 回可能に１つの台車枠内に支承されている。この鉛直軸線の旋回軸を構造的に実 現する回転ピンは、１つの車輪支持体の２つの車輪の間の中央で台車枠の対象平 面内に設けられている。車輪支持体の、カーブに基づく旋回が、各車輪支持体の ための調整装置によって生ぜしめられる。この調整装置は台車枠に支持されてい て、車体にヒンジ結合された隣接の車体に関連して、車輪支持体の中央に位置す る不動の回転ポールを中心として各車輪支持体を旋回させる。 車体間折れ角に関連して行われる、単個車輪のためのカーブ制御では、この車 体間折れ角が増すとともに、カーブに適合させた調整の調整誤差も増大し、さら に移行カーブでは、単個車輪平面を接線方向に正確に調整することが不可能であ る。操舵ロッドの多数のヒンジおよび連結部には、少なからぬ保守整備費および 調整費が要求される。 単独に駆動可能な自動制御式の単個車輪を備えた単個車輪台車では、牽引力の 、操舵特性への影響が、不所望な車両運動を生ぜしめる。走行用モータ間の差駆 動トルクが製作技術的および熱的に避けられず、差牽引力を生ぜしめることにな り、この差牽引力が不所望な操舵を生ぜしめることになる。このような差牽引力 は、駆動単個車輪の走行円半径の製作誤差もしくは横方向移動に関連した変化に よっても生じる。さらに、前記形式で操舵される単個車輪の間の軌間寸法が、極 めて小さいレール曲率半径および大きな軸間距離の場合は、減小してしまう。 鉛直方向の軸線を中心として回転可能な車輪支持体の旋回運動がハイドロリッ ク式の調整部材によって行われる場合には、少なからぬ所要スペースおよびエネ ルギーが必要である。なぜならば、操舵運動に抗して作用する車輪・レール接触 力が、前記調整部材によって克服されねばならないからである。カーブ走行では 、ハイドロリック式調整部材の故障が走行安全性を損なう。また、牽引力の、軌 道ガイドへの影響が排除されていない場合には、ハイドロリック式の調整部材が 付加的に牽引力差を補償しなければならない。 従って本発明の課題は、制御される操舵装置を有する軌道ガイド式車両のため の単個車輪駆動装置を備えた二輪式の台車を提供して、この台車が最小の摩耗、 高い安全性および簡単な構造で、小さいレールカーブを走行できると同時に、直 線レールでの高い速度を達成できるようにすることである。 このような課題は、本発明によれば請求項１の特徴部に記載の構成により解決 された。本発明のさらに有利な構成が請求項２項以下に記載されている。本発明 に基づく構成により、上記欠点が回避される。 前述の公知の台車とは対照的に、本発明に基づき構成された台車は、２つの単 個車輪を有する車輪支持体毎に、中央に位置する鉛直方向の旋回軸を有している のではなく、それぞれ車輪支持点の外側に設けられた２つの鉛直方向の旋回軸を 有している。この場合、車輪支持体は交互に（カーブ外側の旋回軸の位置をロッ クした状態で）正確にこの軸を中心として旋回させられる。この際、車輪支持体 は、差牽引力を意図的に形成して、走行レールの円弧に対して接線方向に調整さ れ、個別のロック装置によって所望の操舵角度に保持される。この所望の操舵角 度は、例えば軌道状態測定装置（Spurlagemessung）によって検出され、差牽引 力は調整アルゴリズムもしくは制御アルゴリズムによって予め規定される。 回転ピンが、旋回軸を構造的に実現している。車輪支持体は、レールカーブ半 径に関連して、外側の旋回軸ピンの水平方向の移動をロックして、同時に該旋回 軸ピンを中心として側方へ操舵される。この旋回運動は積極的に、例えばニュー マチック式またはハイドロリック式の旋回装置によって、もしくは差牽引力を意 図的に作用させることによって生ぜしめられ、かつ同時に車輪とレールとの間の 接触力によって助成される。緩やかなカーブもしくは直線的な軌道では両旋回軸 はロックされ、その結果、高速時の良好な安定性が得られ、製作誤差に起因する 牽引力差の影響が小さく、あるいは非操舵式の台車に匹敵する。操舵およびロッ クは、ばね・ダンパ複合体を適当に配置することによって助成され、従って走行 用モータの故障時に安全性 を損なうような恐れはない。 本発明によって得られる利点が特に次の点にあり、すなわち操舵過程のために 、付加的なエネルギーを使用する調整装置を必要とするのではなく、単個車輪で 駆動される単個車輪台車の差牽引力が本来の調整装置のように操舵過程を少ない エネルギーで制御し、かつ車輪とレールとの間の接触力によって助成される。 以下に、本発明の実施例を図面につき説明する。 第１図は台車の原理を示す平面図であり、 第２図は、軸受けされている車輪支持体の平面図であり、 第３図は車輪支持体の正面図であり、 第４図は、ばね・ダンパ複合体の配置を示す図であり、 第５図は、スピンドル駆動部を備えた車輪支持体の部分的な図であり、 第６図は、ハイドロリック式の調整装置を示した図であり、 第７図は、歯車調整装置を示した図である。 第１図は、台車の原理を平面図で示している。先行する部分の図示されていな い台車枠１の移動方向が、矢印で示してある。鉛直軸線を中心として旋回可能な 車輪支持体３の回転軸線（回転ピン）２，２′により示されるように、図示の車 両位置では、カーブ外側の回転ピンを中心として回転が行われている。実際の操 舵回転半径は、両回転軸線間の間隔によって決まる。単個車輪４は理想的に軌道 上に位置しており、つまり、車輪軸線が瞬間の曲率半径の円弧に対して半径方向 であり、かつ車輪平面がこの円弧に対して接線方向に位置している。両回転ピン ２を中心とする、車輪支持体３の交互のガイドが、軸受リングセグメントによっ て行われる。この軸受リングセグメントの、台車枠に固定された方の部分５，５ ′が第１図に示されている。 第２図は、台車の原理を拡大平面図で示している。複数のばね６が台車枠を車 両上部構造体に対して弾性的に支持している。車輪支持体に固定された方の軸受 リングセグメント７は台車枠に対して回転ピン２を側方へガイドする。実施例の 側方のロック装置は、ばね・ダンパ複合体８として、調節可能な特性曲線（Kenn linie）を有している。 第３図は、台車の原理を正面図で示している。車体床の低い低床構造を得るた めに、台車枠はいわば槽状の枠として構成されている。車両上部構造体９のばね 装置が、前記正面図にも良好に示してある。台車枠に固定された方の軸受リング セグメント（部分）５（および５′）は、車輪支持体に固定された方の軸受リン グセグメント７および回転ピン２の相応のガイド部と同様に断面して図示されて いる。側方のロック装置８は枢着点によって示されている。 第４図、第５図、第６図および第７図には、種々異なるロックおよび調整装置 が平面図で図示されている。第４図に見ることのできるばね・ダンパ複合体８は 、重複的に４重の構造で車輪支持体の操舵に影響を及ぼす。調節可能な絞り横断 面（Drosselquerschnitt）によって、旋回軸のロックが行われる。 第５図は、ナット・スピンドル機構の実施例の台車の片側を図示している。回 転ピン２には軸１９が枢着されている。この軸１９のナット１０は台車枠１に枢 着されていて、電動モータ１１によって駆動される。 第６図には、ニューマチック式またはハイドロリック式の調整装置１２の実施 例が示されている。この調整装置１２は、回転ピン２と台車枠１とに枢着されて いる。 第７図は、歯車・歯列リング調整装置の実施例を示している。歯列リング１５ が台車枠１に固定されており、モータ１４が車輪支持体３に固定されている。車 輪支持体の作動は、歯車１３を介して台車枠に導入される。この作動は、ばね・ ダンパ複合体によって付加的に助成されてもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年８月６日 【補正内容】 請求の範囲 １．軌道ガイド式車両のための二輪式の台車であって、牽引助成式の操舵装置 と車輪支持体とが設けられている形式のものにおいて、 共通の車輪支持体（３）に設けられた２つの車輪（４，４′）が、単個車輪軸 間の、車輪周囲に対して垂直な（仮想の）結合線上に、互いに平行に方向付けら れていて、かつ互いに等しい間隔を置いて配置されており、前記車輪支持体（３ ）が、車輪支持点の外側に設けられた択一的に使用可能な鉛直方向の２つの旋回 軸（２，２）を有しており、前記車輪支持体（３）の各側にもっぱら１つの旋回 軸（２，２′）が配置されており、該旋回軸（２，２′）は、レールカーブの曲 率半径に関連して水平方向に位置調整可能およびロック可能であり、しかも前記 車輪支持体（３）が、その都度調整されずに中央位置にありかつロックされた、 カーブ内側またはカーブ外側の旋回軸（２；２′）を中心として操舵可能である ことを特徴とする、軌道ガイド式車両のための二輪式の台車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレアス タベルコフ ドイツ連邦共和国 フランクフルト ティ ロラー シュトラーセ 79 (72)発明者 ラルフ クラウゼ ドイツ連邦共和国 フランクフルト ノイ ヴィーゼンシュトラーセ ９ (72)発明者 ノルベルト オット ドイツ連邦共和国 ハーナウ ゼーリゲン シュテッターシュトラーセ 69 (72)発明者 ロルフ クロウツィレク ドイツ連邦共和国 ベルリン ラウバッハ ーシュトラーセ 31

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．軌道ガイド式車両のための二輪式の台車であって、牽引助成式の操舵装置 と車輪支持体とが設けられている形式のものにおいて、 共通の車輪支持体（３）に設けられた２つの車輪（４，４′）が、単個車輪軸 間の、車輪周囲に対して垂直な（仮想の）結合線上に、互いに平行に方向付けら れていて、かつ互いに等しい間隔を置いて配置されており、前記車輪支持体（３ ）が、車輪支持点の外側に設けられた択一的に使用可能な、鉛直方向の２つの旋 回軸（回転ピン２，２′）を有していて、これらの旋回軸（２，２′）がレール カーブの曲率に関連して水平方向に位置調整可能およびロック可能であり、しか も前記車輪支持体（３）が、その都度調整されずに中央位置にありかつロックさ れた軸を中心として操舵可能である、軌道ガイド式車両のための二輪式の台車。 ２．車輪支持体（３）の旋回軸（回転ピン２，２′）が、台車の、それぞれ側 方で台車枠（１）内に配置された円弧状の区分（部分５，５′）に沿って移動可 能である、請求項１記載の台車。 ３．鉛直方向の旋回軸が回転ピン（２，２′）によって形成されている、請求 項１または２記載の台車。 ４．操舵が仮想の鉛直方向の１つの旋回軸線を中心として行われるように、鉛 直方向の旋回軸が押しばね エレメントおよび／またはガイドリンクによって構成されている、請求項１から ３までのいずれか１項記載の台車。 ５．一方の旋回軸が、円弧状の台車区分（部分５，５′）の任意のあらゆる位 置で単独にロック可能であるのに対して、その都度他方の旋回軸はゼロ位置にあ る、請求項２から４までのいずれか１項記載の台車。 ６．車輪（単個車輪４，４′）が、延在するレールカーブに対して常に半径方 向に操舵および／またはガイドされるように、車輪支持体（３）が操舵される、 請求項１から５までのいずれか１項記載の台車。 ７．車輪支持体（３）の旋回軸（回転ピン２；２′）の、円弧状の台車区分に おけるロックが、ばね・ダンパ複合体の可変絞り横断面を閉じることによって、 生ぜしめられる、請求項２から６までのいずれか１項記載の台車。 ８．車輪支持体（３）の旋回軸（回転ピン２；２′）の、円弧状の台車区分（ 部分５；５′）におけるロックが、電磁式および／または機械式保持装置によっ て、生ぜしめられる、請求項２から７までのいずれか１項記載の台車。 ９．車輪支持体（３）の旋回軸の、円弧状の台車区分におけるロックが、電磁 式に駆動可能なナット・スピンドル機構によって生ぜしめられる、請求項２から ７までのいずれか１項記載の台車。 １０．車輪支持体（３）の旋回軸の、円弧状の台車区分に沿った移動が、単独 に駆動される車輪（４，４′）の差牽引力によって、生ぜしめられる、請求項２ から９までのいずれか１項記載の台車。 １１．車輪支持体（３）の旋回軸の、円弧状の台車区分に沿った移動が、ニュ ーマチック式および／またはハイドロリック式の調整装置によって、生ぜしめら れる、請求項２から１０までのいずれか１項記載の台車。 １２．車輪支持体（３）の旋回軸の、円弧状の台車区分に沿った移動が、電磁 式に駆動されるナット・スピンドル機構によって、生ぜしめられる、請求項２か ら１０までのいずれか１項記載の台車。 １３．車輪支持体（３）の旋回軸の、円弧状の台車区分に沿った移動が、電気 的におよび／またはモータで駆動される歯車によって行われ、該歯車が歯列リン グを円弧状の前記台車区分に沿って駆動させる、請求項２から１２までのいずれ か１項記載の台車。 １４．車輪支持体（３）が、その都度カーブ外側の軸線を中心として操舵可能 である、請求項１から１３までのいずれか１項記載の台車。 １５．車輪支持体（３）が、その都度カーブ内側の軸線を中心として操舵可能 である、請求項１から１３までのいずれか１項記載の台車。