JPS5941428B2 - 鉄道車輛用傾斜システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ｍ斜コントロールシステムは、各々、反対方向に回転す
る２個の部材を有するロールバー（ｒｏｌｌｂａｒ）構
造からなり、車体の両側底部に固定して、車体とボルス
タの間に装着されている。

一対のレバーアームによって回転部材の両端がボルスタ
に連結される。

その回転部材を個別に回転せしめる手段を講じることで
、レバーアームは反対方向に作動し、その結果、車体は
ボルスタに対して横方向に傾斜せしめられる。

鉄道車輌がカーブを比較的高速で通過する際、乗客に快
適な乗心地を右えるべく、鉄道車輌を傾斜させる多様な
システムが適用されてきた。

そのようなシステムとして振子懸架式（Ｓｗｉｎｇ ｈ
ａｎｇｅｒ）、傾斜リンク式（１ｎｃｌ １ｎｅｄ ｌ
１ｎｋｓ） 、わん細路ローラ式（ｒｏｌ １ｅｒｓ
ｏｎ ｃｕｒｖｅｄ ｗａｙｓ）や鋏型リンク式（ｓ
ｃｉｓｓｏｒｓ １ｉｎｋｓ）などがあげられる。

これまで用いられてきたいくつかの傾斜システムには、
第２次スプリングの下に設けられた機構が含すれる。

このような配置では、車体は逆方向に傾斜することが可
能であり、車体を望ましい程度に傾斜させるために、そ
の機構は必要以上の傾斜を起すことが必要となる。

これらのシステムでは、旋回による遠心力が、望ましい
傾斜を打消してしまう傾向がある。

前述の諸システムは、一般的に言って、車輌とそれに応
じたボルスタの基本設計の一部でなければならない。

従って、既存の鉄道車輌には、大巾な改修なくして、そ
れらを適用することは困難である。

既存のシステムのいくつかにはロールバー構造いられて
いる。

そのようなロールバーは、車体の両側底部に固定して、
車体とボルスタの間に装着されている。

それらは過度の横ゆれや車体の片側が他の側に対して傾
くことを防ぐように設計されている。

本発明の目的は、車体を選択的に傾斜せしめる改良され
た傾斜システムを提供することである。

本発明の更なる目的は、鉄道車輌に２けるロールバー及
び選択傾斜の両利点を組合わせた改良されたシステムを
提供することである。

本発明の更なる目的は、コントロール可能な傾斜操作に
際して、不要な横ゆれを回避するためのシステムを提供
することである。

本発明の更なる目的は、車体をプログラムされた度合い
で傾斜せしめる改良されたシステムを提供することであ
る。

本発明によれば、台車の上に支持された鉄道車体の傾斜
システムが提供される。

２個の回転部材からなるロールバー構造が車体の両側底
部に固定され、車体とボルスタの間に装着される。

一対のレバーアームにより、２個の回転部材の端がボル
スタ上の素子に連結される。

その回転部材を、独立に、反対方向に回転せしめる手段
が講ぜられる。

回転部材の回転により、レバーアーム及びリンクが動き
、ボルスタに対して車体は横方向に傾斜するが、その際
、傾斜角はプログラム或はコントロールすることが出来
る。

本発明の他の目的及び利点は、当業者にとっては、以下
の説明及び特許請求の範囲を図面と関連させて読解する
ことにより、明白であり、自ずと示唆されるであろう。

図１に関して、通常の鉄道車輌１０は、その下に位置す
る台車アセンブリ１２を含む。

台車アセンブリは、通常の部品であるボルスタ１４、サ
イドフレーム１６及び車輪１８などを含む。

別の図面で詳述されるように、傾斜機構２０は、車体１
０の底側面とボルスタ１４との間に適当に連結されてい
る。

図２から図７に関して、図１とともに、一対の回転部材
２２及び２４は、車体１０に固定装置されたブラケット
２６と２８の中で回転できるようになっている。

回転部材２２及び２４は、ブラケット２６及び２８の中
で、自由回転できる。

回転部材２２及び２４の配置は、回転していなイ時、前
システムのロールバーと同じ状態である。

基本的には、回転部材２２及び２４は、車輌の傾斜を必
要としない状態では、一つのユニット又はロールバーと
考えてよい。

回転部材２２．２４と通常ロールバーの違いは、部材２
２と２４の両端が自由に回転することで、後述の如く、
車輌１０を台車１２に対して傾斜させる作用が烏えられ
ることである。

回転部材２２及び２４は、必要ならば、同じ長さであっ
てもよいが、その場合、傾斜システムのコントロールが
、車輌の中心側でなされることになる。

しかしながら、好ましい実施態様では、図示される如く
、一方の部材２４は部材２２よりずっと短かく、かくし
て、傾斜機構配置において、作動機構を車輌の側端に装
備することが容易となる。

部材２２及び２４の端は、各々、レバーアーム３０及び
３２に連結される。

レバーアーム３０及び３２は、傾斜操作時動作できるよ
う、回転部材２２及び２４の両端に装着、或はピボット
結合されている。

レバ一丁−ム３０．３２の他の一端は、一対のリンク３
４及び３７（図７Ａ）に連結されるが、リンク３４につ
いては、図２に図示されている。

リンク３４及び３７は、レバーアーム３０゜３２と、ス
チールプレー１−３６．３９との間でピボット結合され
ている（図ＩＡ）。

スチールプレート３６．３９はボルスタ１４に適当な装
着手段で安全に固定されている。

図２でわが乙ように、ねじ３８．４０は線部材４２．４
４に取付けられている。

プレート３９も、同様に、適当な装着手段でボルスタに
固定されている０図７Ａ）。

スチールプレー１・３６はボルスタ１４に固定されてい
るので、リンク３４はボルスタ１４と直接連結している
と実質的には考えらイ’Ｌる。

このことは、リンク３７についても同じである。

従って、レバーアーム３０及び３２が回転すると、レバ
ーアームの一端は車輌１０に対して固定的であるのに対
し、他端は傾斜方向によって上下し、リンク３４及び３
γを通して車輌をボルスタに対し昇降せしめる。

本発明では、レバーアーム３０．３２は反対力向に動く
よう設計され、従って、対応するリンク３４．３γは、
車＠１０の両側を反対力向に上下させて傾斜せしめる。

一対のアーム４６と４８は、図５に詳細な連結が示され
るように、各々、部材２２と２４に安全に固定されてい
る。

回転部材２２はアーム４８で回転せしめられるよう連結
され、回転部材２４はアーム４６で回転せしめられるよ
う連結されている。

アーム４６及び４８は、適当な軸受に装着されており、
部材２２及び２４の軸廻りをピボット回転するようはめ
込まれている。

ボールベアリングスクリューアクチュエータ（ｂａｌ
ｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｃｒｅｗａｃｔｕａｔｏｒ）、
或は、他の適当な手段５０がアーム４６及び４８の自由
端の間に連結されている。

伸縮できる種々の水圧式、空気式、或は機械的工夫が、
ボールスクリューアクチュエーシヨン（ｂａｌｌｓｃｒ
ｅｗ ａｃｔｕａｔｉｏｎ）の代替として採用できる。

ボールベアリングスクリューアクチュエータ５０は、そ
れに与えられる信号に応じて伸縮させられる。

図２では、実線で示したアーム４６及び４８は、非傾斜
状態でのアームの位置を示す。

破線で示したアーム４６及び４８は、傾斜操作時の状態
で、ボールスクリューアクチュエータ５０が伸張した状
態を示す。

図７Ａ及びγＢも又、これら２つの状態を図示している
。

ユニット５２は、適当な手段で回転部材２２に取付けら
れる。

そのユニットには、姿勢センサー、モータブレーキ（ｍ
ｏｔｏｒ ｂｒａｋｅ）、直流サーボモータ（Ｄ、Ｃ、
５ｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒ）及びギヤボックスが含まれる
。

ギヤボックスからの出力はアーム５４に伝達される。

アーム５４はソース（ｓｏｕｒｃｅ） ５３からの傾
斜操作命令信号に従って回転させられる。

ユニットを作動するソース５３からの傾斜信号は種々の
方法で発信される。

例えば、旋回が起きていることを示す機関車の運動から
信号を発することも出来る。

傾斜機構を作動せしめる信号は手動或は自動のいづれで
も行なうことが出来る。

角方向旋回の検知手段は周知であり、本発明にとって付
随的なものなので詳細説明を省く。

アーム５４の機械的出力はギヤボックス５６に伝達され
第２のアーム５８を回転させる。

アーム５４．５８及びギヤボックス５６の連結点では適
当なジヨイントが使われる。

アーム５８は傾斜動作に従って、ボールベアリングアク
チュエータスクリュー５０を作動するように回転させら
れる。

例えば、アーム５８が、反時計方向に動くとボールスク
リューアクチュエータ５０を伸長するようにする。

同様に、アーク５８がそれと反対力向に動くトボールス
クリューアクチュエータ５０を短縮する。

ボールスクリューアクチュエータ５０の伸縮はアーム４
６及び４８の長さを増減せしめる。

そのようなボールスクリューアクチュエータは当業者に
は周知であり、従って詳細説明はさける。

アーム４６及び４８が間隔が広がる方向に動いていると
きは、車輌の傾斜が起っていることを示し、回転部材２
４は反時計方向に動いている。

同時にアーム４６は回転部材２２を時計方向に動かす。

これらの方向は、図２、図７Ａ及び図７８に示された視
野に関して述べたものである。

アーム４８が下方に動いて部材２４を反時計方向に動か
すとき、リンク３４に固定されたレバーアーム３２は車
輌の片側を下向に下げる。

この理由は、部材２４の端がブラケット２６を下に動か
すからである。

同時に、反時計方向に動いているアーム４８は部材２２
を回転させ、ブラケット２８を含む車体の側面を上向に
持ち上げる。

ソース５３からユニット５２の姿勢センサーに送られた
信号が上記と逆であれば、反対の作動が起る。

この場合は、ボールスクリューアクチュエーク５０は短
縮し、アーム４６及び４８は近づくように動く。

アーム４８は回転部材２４の端を時計方向に回転せしめ
る。

アーム４６は回転部材２２を反時計方向に回転させる。

この場合は、ブラケット２６が装着された車輌の側は下
向に動き、ブラケット２８の車輌側は上向に動く。

図８は傾斜操作が行われていない時の車輌背面を示す。

図９は傾斜操作が行われた時の車輌背面で車輌の左側が
上向に右側が下向に動いた状態である。

逆の傾斜操作も可能であることが理解される。

その場合は図９で車輌の右側が上がり左側が下がること
になる。

図８及び９ではコイルスプリング８４及び８６が図示さ
れている。

他の図面の実施態様では空気ばねが示されている。

本発明はいづれのタイプのばねを装備しても有効である
が、空気ばねの場合、傾斜操作でばね同志での空気の出
入が生ずる結果傾斜がより容易となる。

図３には、本発明と直接の関係はないが、台車に関した
種々の他の特徴が示されている。

図に示すように、台車１２には、適当な蜘蛛状構造で連
結されたサイドフレーム１６及び１７が含まれる。

ボルスタ１４は、サイドフレーム１６及び１７に固定さ
れている。

ボルスタの端は、適当な空気ばね６０．６２が装備でき
るよう設計されている。

種々のショックアブソーバ６４を採用することも出来る
。

台車に関するそのような特徴は周知でもあり、従って詳
述しない。

図５に関して、回転部材２２及び２５が種々の軸受素子
と共に示され、それら部材の結合具合もわかるようにな
っている。

アーム４６は回転素子２４に適当に溶接されている。

回転素子２４は溶接又は他の方法で連結部材６６に連結
される。

連結部材６６は第２の連結部材６８に固定されそれはさ
らに、軸受７１にはめ込まれた低摩擦軸受７０の中に回
転出来るようにはめ込まれている。

部材６８と軸受７０の間にはウオッシャ７２が使われる
。

回転部材２４と内側の連結部材７６の間に軸受７４が配
置されている。

アーム４６が作動すると、回転部材２４も回転し、レバ
ー３２を昇降せしめて車輌の傾斜運動を起させる。

アーム４６、回転部材２４及びそれに付属するレバー３
２は、アーム４８の運動操作から独立しており、アーム
４８は他の回転部材２２を回転せしめるために使用され
ている。

アーム４８は部材７６に溶接され、それがさらに回転部
材２２の端に溶接されている。

アーム４８の運動が回転部材２２を回転せしめ、それが
次にレバー３０を昇降せしめる。

前述の如く、アーム４６と４８は反対力向に動くので、
部材２２と２４の回転力向も又逆方向である。

車輌の両側にあるレバー３０と３２も又、反対力向に動
かされる。

従って、傾斜操作が行われた場合、車輌の一方の側が昇
ると他力が下がり、−力が下がると他方が昇るという傾
向にある。

傾斜操作が行われていない時は、アーム４６と４８の相
対位置は一定のままである。

従って、回転部材２２と２４は相互に回転せずに一つの
ユニットとして働く。

その結果、傾斜作用は起らない。同時に、部材２２と２
４の連結はお互いに固定されたものと考えられる。

このことは部材２２と２４が、一本の通常のロールバー
として作動することを意味する。

このようにして、図示された装備により、傾斜を防ぐロ
ールバーの利点が与えられると同時に、命令により傾斜
操作も行なうことが出来る。

特に図６に関しては、リンクの１個である３４に関連し
た種々の機械部品の詳細が図示されている。

リンヤ３５はスチールプレー１・３６と適当なボルト装
備７４により連結されている。

リンク３４の自由端は、レバーアーム３２と適当なボル
ト装備７６で連結されている。

リンクの上下運動と横運動は傾斜動作、及び、車輌を支
える空気ばねの運動により生ずるボルスタに対する車体
の横方向運動の結果によって起る。

可撓性部材７８及び８０がプレート８２に連結されて、
プレートはさらにボルスタに連結されて空気はね８４を
支える。

支持部材７８と８０によってリンク３４の横方向運動が
許容される。

図７Ａと７Ｂは同じ角度からみた図で、本発明の傾斜操
作に含まれる主たる動作部品を示している。

図７Ａは、車輌１０が傾斜しない位置での種種の素子を
示す。

図７Ｂには、車輌が一方に傾斜させられた状態を示すが
、それは又、車輌が別の方向に傾斜させられたと考える
ことも出来る。

図７Ｂに関して、図７Ａとの関連で車輌の左側を昇げ右
側を下げようとしているとする。

この場合、ボールスクリューアクチュエータ５０は、ア
ーム４６と４８を拡張するために伸長するであろう。

レバーアーム４６が、矢印で示されるように上向に動く
と車輌の左側が昇る。

アーム４６が上向に動くとアーム４８は下向に動き、部
材２２はリンク３７を下方に押すように回転する。

車輌の右側の機械素子の装備は、リンク３７、スチール
プレート３９、装着手段４１及び４３を含み、それら全
てが、車輌の左側の素子と同様に操作するように設計さ
れている。

ボールスクリューアクチュエータ５０が短縮すると、ア
ーム４６及び４８は近ずくように動く。

回転部材２２と２４は、従って、前述とは逆の方向に作
動する。

この場合、車輌の左側を下げ、右側を昇げて傾斜せしめ
ることになる。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明により具体化、達成された、台車に支持
された鉄道車輌の側面図を部分的に示したものである。 図２は、本発明による車体の傾斜機構の拡大側面図であ
る。 図３は、図２の３−３線にそった平面図である。 図４は、図２の４−４線にそった図面で一部が断面で示
されている。 図５は、図２の５−５線にそった断面図である。 図６は、図２の６−６線にそった図面で、一部が断面で
示されている。 図γＡは、本発明による傾斜システムの無作動位置にお
ける等角図である。 図７Ｂは、本発明による傾斜システムの作動位置におけ
る等角図である。 図８は、本発明による鉄道車輌の非傾斜位置での背面図
である。 図９は、本発明による鉄道車輌の、傾斜位置での背面図
である。 符号の説明、１０・・・・・・鉄道車輌、１２・・・・
・一台車、１４・・・・・・ボルスタ、１６．１７・・
・・・・サイドフレーム、１８・・・・・・車輪、２０
・・・・・・傾斜機構、２２゜２４・・・・・一回転部
材、２６．２８・・・・・・ブラケット、３０．３２・
・・・−レバーアーム、３４．３７・・・・・・す”り
、３６．３９・・・・・・スチールプレート、３８゜４
０・・・・・・ねじ、４２．４４・・・・・一線部材、
４６゜４８・・−・・・アーム、５０・・・・・・ボー
ルベアリングスクリューアクチュエータ又は他の適轟な
手段、５２ユニツト、５３・・・・・ソース、５４．５
８・・・・・・アーム、５６・・・・・−ギアボックス
、８４．８６・・・・・・スプリング、６０．６２・・
・・・・空気ばね、６４・・・・・・ショックアブソー
バ、６６．６８・・・・・一連結部材、７０゜１１．７
４・・・・・・軸受、７２・・・・・・ウオッシャ、７
４゜７６・・・・・・ボルト、７８．８０・・・・・・
可撓性部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体と、ボルスタが台車の一対のサイドフレームに
   結合されている台車とに組合わせて用いられる傾斜制御
   装置に於て、 ａ）一対の回転部材を有し、それら回転部材の一方は他
   方より遥かに短かくなっており、それら回転部材は互い
   に他に関して回転可能に結合されて、上記車体と上記ボ
   ルスタとの間に於て上記車体の両側間で回転可能な一本
   のロールバーとして機能することができ、 ｂ） 一対のレバーアームを有し、それらレバーアー
   ムの一方は上記ロールバーの一端に近接して上記回転部
   材の一方に一端で固着されており、他方のレバーアーム
   は上記ロールバーの他端に近接して上記回転部材の他方
   に一端で固着されて２つ、それらレバーアームの他端は
   上記ボルスタの対向端部に作動連結されており、 Ｃ）一対の駆動アームを有し、それらの、駆動アームの
   一方は上記一対の回転部材の相互結合領域に近接して一
   方の回転部材に一端で固着されており、他方の駆動アー
   ムは上記相互結合された領域に近接して他方の回転部材
   に一端で固着されており、それらの駆動アームの他端は
   互いに離隔して位置づけられて２つ、 ｄ）可逆的駆動手段を有し、それは上記、駆動アームの
   他端間の距離を短縮したり増大したりさせるよう連結さ
   れており、 それによって上記可逆的駆動手段が何れかの方向に選択
   的に付勢されたとき、上記駆動アームを介して上記一対
   の回転部材とそれらに夫々固定された上記一対のレバー
   アームとを互いに反応方向に選択的に回転させて、上記
   レバーアームと上記ボルスタとの作動連結を支点として
   上記ロールバーの対向端部を互いに逆方向に上下動させ
   ることにより上記車体を上記台車に対して傾斜させる鉄
   道車輌用傾斜システム。 ２ 上記レバーアームの他端と上記ボルスタとの間の連
   結が、それらの間に配置された一対のリンクである特許
   請求の範囲第１項記載の傾斜システム０ ３ 上記一対のリンクは、上記ボルスタに弾力的に装着
   された一対のプレートを介して上記ボルスタと連結され
   ている特許請求の範囲第２項記載の傾斜システム。 ４ 上記可逆的駆動手段がボール・スクリュー・アクチ
   ュエータである特許請求の範囲第１項乃至第３項の内、
   何れか１項記載の傾斜システム。 ５ 上記ボール・スクリュー・アクチュエータを選択的
   に付勢する指令信号源が設けられている特許請求の範囲
   第４項記載の傾斜システム。 ６ 上記可逆的駆動手段が上記指令信号を受信するセン
   サーを含み、ギアボックスを介して上記ボール・スクリ
   ュー・アクチュエータに連結された一対の駆動アームを
   回転させる特許請求の範囲第５項記載の傾斜システム。