KR101297938B1

KR101297938B1 - 궤도계 차량용 대차

Info

Publication number: KR101297938B1
Application number: KR1020117018570A
Authority: KR
Inventors: 히로키 구라하시; 노부유키 후지오; 히로유키 고노; 유키히데 야노부; 아키히사 가와우치; 고우스케 가타히라
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2013-08-19
Also published as: CN102307770A; HK1161713A1; SG173443A1; WO2010097973A1; KR20110103462A; US8356559B2; TW201031547A; JP2010195310A; US20110271868A1; JP5107280B2; CN102307770B

Abstract

본 발명은, 미리 정해진 궤도 (3) 상을 주행하는 궤도계 차량 (1) 용의 대차 (2) 이다. 본 발명은, 조타 가능한 주행륜 (6) 을 장착한 차축 (5) 과, 차축 (5) 의 하방에 배치된 안내 프레임 (10) 과, 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 과, 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜 (16) 과, 차축 (5) 에 장착됨과 함께 차축 (5) 으로부터 차량 중앙측으로 연장되도록 형성된 한 쌍의 타이로드 아암 (18) 과, 안내 프레임 (10) 과 한 쌍의 타이로드 아암 (18) 의 각각을 연결하는 한 쌍의 타이로드 (19) 를 구비하고 있다.

Description

궤도계 차량용 대차 {BOGIE FOR TRACK-GUIDED VEHICLE}

본 발명은, 미리 정해진 궤도 상을 주행하는 궤도계 차량에 관한 것으로, 상세하게는, 궤도 상에 형성된 안내 궤조로 안내되어 조타되도록 구성된 궤도계 차량용 대차에 관한 것이다.

종래부터, 안내륜를 사용한 조타 기구를 형성함으로써 궤도 상에 형성된 안내 궤조를 따라 주행하도록 구성된 궤도계 차량용 대차가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2).

도 10 은, 종래의 궤도계 차량용 대차의 일례를 나타내고 있고, 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도를 나타내고 있다.

도 10 에 나타내는 바와 같이, 궤도계 차량 (51) 의 대차 (52) 는, 궤도 상에 형성된 안내 궤조 (53) 를 따라 주행하는 것으로, 평면에서 보았을 때 직사각형 형상으로 형성된 안내 프레임 (54) 을 구비하고 있다. 안내 프레임 (54) 의 차량 단부측 부분 (54a) 에는, 한 쌍의 안내륜 (55) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 한편, 안내 프레임 (54) 의 차량 중앙측 부분 (54b) 에도, 한 쌍의 안내륜 (56) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 이들 안내륜 (55, 56) 은, 안내 궤조 (53) 의 측면에 접촉하면서 회전하게 되어 있다.

또, 대차 (52) 는, 좌우 한 쌍의 주행륜 (57) 을 구비하고 있다. 차량 진행 방향에 대해 좌측의 주행륜 (57) 에는, 주행륜 (57) 으로부터 차량 단부측으로 연장되는 스티어링 레버 (58) 와, 주행륜 (57) 으로부터 차량 중앙측으로 연장되는 제 1 링크 레버 (59) 가 설치되어 있다. 그리고, 스티어링 레버 (58) 의 차량 중앙측의 단부 (58a) 와 제 1 링크 레버 (59) 의 차량 단부측의 단부 (59a) 는 회전 운동축 (60) 을 개재하여 주행륜 (57) 에 연결되어 있다.

한편, 차량 진행 방향에 대해 우측의 주행륜 (57) 에는, 주행륜 (57) 으로부터 차량 중앙측으로 연장되는 제 2 링크 레버 (61) 가 형성되어 있다. 제 2 링크 레버 (61) 의 차량 단부측의 단부 (61a) 는, 회전 운동축 (62) 을 개재하여 주행륜 (57) 에 연결되어 있다. 또, 제 1 링크 레버 (59) 의 차량 중앙측의 단부 (59b) 와 제 2 링크 레버 (61) 의 차량 중앙측의 단부 (61b) 는 차폭 방향으로 연장되는 타이로드 (63) 로 연결되어 있다.

그리고, 대차 (52) 의 안내 프레임 (54) 에는, 액추에이터 (64) 가 설치되어 있고, 이 액추에이터 (64) 가 스티어링 로드 (65) 를 개재하여 스티어링 레버 (58) 의 차량 단부측의 단부 (58b) 에 연결되어 있다.

이상의 구성으로부터, 종래의 대차 (52) 에서는, 안내 프레임 (54) 의 중심에서 액추에이터 (64) 와 스티어링 로드 (65) 의 결합 위치까지의 거리 (L) 를 액추에이터 (64) 가 변화시킴으로써, 좌우 한 쌍의 주행륜 (57) 이 안내 프레임 (54) 의 선회각 이상으로 조타되게 되어 있다.

미국 특허 제6477963호 일본 공개특허공보 평11-321635호

그러나, 상기 서술한 종래의 구성에서는, 대차 (52) 가 안내 궤조 (53) 의 곡선 부분을 주행할 때에 이하와 같은 문제가 발생한다.

예를 들어, 진행 방향에 대해 좌측의 주행륜 (57) 을 예를 들어 설명하면, 안내 궤조 (53) 의 곡선 부분의 곡률 반경이 동일해도, 오른쪽 커브의 경우에서는 좌측의 주행륜 (57) 이 곡선 부분의 외측에 위치하고, 왼쪽 커브의 경우에서는 좌측의 주행륜 (57) 이 곡선 부분의 내측에 위치하게 된다. 여기서, 좌우 어느 쪽의 커브의 경우에 있어서도 액추에이터 (64) 가 동일한 제어를 실시하면, 좌측의 주행륜 (57) 이 곡선 부분의 내측에 있는 경우에도 외측에 있는 경우에도 동일하게 조타되어 버린다. 요컨대, 좌우 어느 쪽의 커브의 경우에도 액추에이터 (64) 가 동일한 제어를 실시하면, 곡선 부분의 내측에 위치하는 주행륜 (57) 의 조타각과 외측에 위치하는 주행륜 (57) 의 조타각이, 오른쪽 커브의 경우와 왼쪽 커브의 경우에서 동일해지지 않고, 그 결과, 주행륜 (57) 의 타이어 등이 편마모되어버릴 우려가 있었다.

게다가 상기 서술한 종래의 구성에서는, 액추에이터 (64) 가 좌측의 주행륜 (57) 에 연결된 스티어링 로드 (65) 만을 제어하므로, 우측의 주행륜 (57) 도 동일하게 제어하기 위해서는, 타이로드 (63) 에서 좌우 한 쌍의 주행륜 (57) 을 서로 연결해야만 하기 때문에, 대차 (52) 에 구조 상 큰 스페이스를 확보해야 했다.

본 발명은 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 좌우 어느 쪽의 커브의 경우에도 주행륜의 조타각을 동일하게 하는 것이 가능하고 또한 종래와 비교하여 보다 컴팩트한 구성의 궤도계 차량용 대차를 제공하는 것이다.

상기 종래 기술이 갖는 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 실시양태에 의하면, 미리 정해진 궤도 상을 주행할 때에 상기 궤도 상에 형성된 안내 궤조로 안내되어 조타되도록 구성된 궤도계 차량용 대차에 있어서, 한 쌍의 주행륜이 조타 가능하게 양 단에 장착된 차축과, 그 차축의 하방에 배치되고, 상기 차축에 베어링을 개재하여 자유롭게 선회할 수 있도록 장착됨과 함께 차량 전후 방향으로 연장되도록 형성된 안내 프레임과, 상기 안내 궤조에 접촉하도록 차축 방향으로 서로 인접하여 배치되고, 상기 안내 프레임의 차량 전후 방향에 있어서의 차량 단부측 부분에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜과, 상기 안내 궤조에 접촉하도록 차축 방향으로 서로 인접하여 배치되고, 상기 안내 프레임의 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측 부분에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜과, 상기 안내 프레임을 사이에 두고 서로 대향하여 배치되고, 상기 차축에 장착됨과 함께 상기 차축으로부터 차량 중앙측으로 연장되도록 형성된 한 쌍의 타이로드 아암과, 상기 안내 프레임과 상기 한 쌍의 타이로드 아암의 각각을 연결하는 한 쌍의 타이로드로서, 그 타이로드의 일단이 상기 타이로드 아암에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고, 상기 타이로드의 타단이 상기 안내 프레임에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있는, 한 쌍의 타이로드를 구비하고 있다.

또, 본 발명의 다른 실시양태에 의하면, 상기 안내 프레임과 상기 차축 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 안내 프레임의 선회 동작을 억제하도록 구성된 선회 댐퍼와, 상기 안내 프레임과 상기 차축 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 안내 프레임의 선회 동작 후에 상기 안내 프레임을 직진 상태로 복원하도록 구성된 복원 로드를 구비하고 있다.

또, 본 발명의 다른 실시양태에 의하면, 상기 차축의 중심축을 상기 안내 프레임의 선회 중심축에 대해 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측에 오프셋하여 배치되어 있다.

또, 본 발명의 다른 실시양태에 의하면, 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜의 각각은, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이의 각각을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에 장착되고, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이 완충 로드로 연결되어 있고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜의 각각은, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이의 각각을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에 장착되고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이 완충 로드로 연결되어 있다.

또, 본 발명의 다른 실시양태에 의하면, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이, 제 1 안내륜 지지 부재로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 1 의 한 쌍의 판 스프링이 설치되고, 상기 제 1 안내륜 지지 부재가, 상기 제 1 의 한 쌍의 판 스프링을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에 장착되어 있고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이, 제 2 안내륜 지지 부재로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 2 의 한 쌍의 판 스프링이 설치되고, 상기 제 2 안내륜 지지 부재가 상기 제 2 의 한 쌍의 판 스프링을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에 장착되어 있다.

또, 본 발명의 다른 실시양태에 의하면, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이, 상기 안내 궤조에 대해 경사지게 배치된 제 1 링크로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차량 전후 방향에 있어서의 차량 단부측으로 연장되는 제 1 링크 받이가 형성되고, 상기 제 1 링크가, 복원 기능을 갖는 제 1 완충 기구를 개재하여 상기 제 1 링크 받이에 회전 가능하게 장착되어 있고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이, 상기 안내 궤조에 대해 경사지게 배치된 제 2 링크로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측으로 연장되는 제 2 링크 받이가 형성되고, 상기 제 2 링크가, 복원 기능을 갖는 제 2 완충 기구를 개재하여 상기 제 2 링크 받이에 회전 가능하게 장착되어 있다.

또, 본 발명에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 미리 정해진 궤도 상을 주행할 때에 상기 궤도 상에 형성된 안내 궤조로 안내되어 조타되도록 구성된 궤도계 차량용 대차에 있어서, 한 쌍의 주행륜이 조타 가능하게 양 단에 장착된 차축과, 그 차축의 하방에 배치되고, 상기 차축에 베어링을 개재하여 자유롭게 선회할 수 있도록 장착됨과 함께 차량 전후 방향으로 연장되도록 형성된 안내 프레임과, 상기 안내 궤조에 접촉하도록 차축 방향으로 서로 인접하여 배치되고, 상기 안내 프레임의 차량 전후 방향에 있어서의 차량 단부측 부분에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜과, 상기 안내 궤조에 접촉하도록 차축 방향으로 서로 인접하여 배치되고, 상기 안내 프레임의 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측 부분에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜과, 상기 안내 프레임을 사이에 두고 서로 대향하여 배치되고, 상기 차축에 장착됨과 함께 상기 차축으로부터 차량 중앙측으로 연장되도록 형성된 한 쌍의 타이로드 아암과, 상기 안내 프레임과 상기 한 쌍의 타이로드 아암의 각각을 연결하는 한 쌍의 타이로드로서, 그 타이로드의 일단이 상기 타이로드 아암에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고, 상기 타이로드의 타단이 상기 안내 프레임에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있는, 한 쌍의 타이로드를 구비하고 있으므로, 대차가 안내 궤조의 곡선 부분을 통과할 때, 차축과 안내 프레임이 한 쌍의 타이로드 및 한 쌍의 타이로드 아암을 개재하여 연동하여 선회하게 된다. 이로써, 좌우 어느 쪽의 커브의 경우에도, 차축과 안내 프레임이 동일하게 선회하여, 주행륜의 조타각이 동일해지므로, 타이어가 편마모되는 것을 방지할 수 있다.

또, 종래와 같은 한 쌍의 주행륜 사이를 연결하는 것과 같은 큰 타이로드를 형성할 필요가 없어, 타이로드는 한 쌍의 타이로드 아암과 안내 프레임을 연결하는 것과 같은 크기로 형성하면 되므로, 종래에 비해 대차 상에 확보하는 스페이스가 작아지고, 그 결과, 대차의 컴팩트화를 도모할 수 있다. 추가로, 종래와 같이 대차 상에 액추에이터나 스티어링 로드를 설치할 필요가 없기 때문에, 대차의 구조가 보다 심플해진다.

또, 본 발명에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 상기 안내 프레임과 상기 차축 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 안내 프레임의 선회 동작을 억제하도록 구성된 선회 댐퍼와, 상기 안내 프레임과 상기 차축 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 안내 프레임의 선회 동작 후에 상기 안내 프레임을 직진 상태로 복원하도록 구성된 복원 로드를 구비하고 있으므로, 대차가 안내 궤조의 곡선 부분을 통과할 때, 차축과 안내 프레임의 급격한 선회가 선회 댐퍼에 의해 억제되게 되어, 그 결과, 대차가 안내 궤조의 곡선 부분을 통과할 때에 진동하는 것을 방지할 수 있다. 추가로, 대차가 안내 궤조의 곡선 부분을 통과한 후에, 안내 프레임이 복원 로드에 의해 곧바로 직진 상태로 복원되게 되어, 안내 궤조가 곡선에서 직선으로 변화하는 부분에 있어서 대차가 안정적으로 주행할 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 상기 차축의 중심축을 상기 안내 프레임의 선회 중심축에 대해 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측에 오프셋하여 배치되어 있으므로, 예를 들어, 차량의 전측의 대차가 안내 궤조의 곡선 부분을 통과할 때, 주행륜의 위치에 있어서의 곡선 접선 방향에 대해 주행륜이 곡선의 내측을 향해 소정 각도 (슬립 앵글) 만큼 선회하게 되고, 이로써, 주행륜의 타이어에 코너링 포스가 곡선의 내측을 향해 발생하게 된다. 요컨대, 대차가 안내 궤조의 곡선 부분을 통과할 때에, 대차에 작용하는 원심력에 대해 역방향의 코너링 포스가 발생하게 되므로, 제 1 및 제 2 안내륜에 작용하는 하중이 작아지고, 그 결과, 제 1 및 제 2 안내륜의 내구 수명을 보다 길게 할 수 있다.

추가로, 예를 들어, 전측의 대차의 경우, 전방측의 제 1 안내륜에서 차축 중심까지의 거리가 후방측의 제 2 안내륜에서 차축 중심까지의 거리보다 커지므로, 지레비의 관계로 제 1 안내륜에 작용하는 하중이 작아지고, 그 결과, 제 1 안내륜의 내구 수명을 보다 길게 할 수 있다.

또, 예를 들어, 전측의 대차의 경우, 안내 프레임의 선회 중심축이 차축의 중심 위치보다 전방에 배치되게 되므로, 안내 프레임이 차축보다 약간 앞서 안내 궤조에 의해 안내되게 되고, 이로써, 차축이 안내 프레임에 추종하여 조타하기 쉬워지는 것과 같은 트레이링 효과가 발생하여, 대차의 주행시의 안정성이 보다 향상된다.

또, 본 발명에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜의 각각은, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이의 각각을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에 장착되고, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이 완충 로드로 연결되어 있고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜의 각각은, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이의 각각을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에 장착되고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이 완충 로드로 연결되어 있으므로, 대차가 안내 궤조의 곡선 부분이나 안내 궤조의 이음매 등을 주행할 때에, 제 1 및 제 2 안내륜이 받는 충격이 완충 로드에 의해 흡수되어, 안내 프레임 및 대차에 충격이 전달되는 것이 억제된다. 이로써, 대차의 주행시의 안정성이 향상되어, 차량의 승객의 승차감도 향상시킬 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 안내륜 자체에 대한 충격도 완충 로드에 의해 작아지므로, 제 1 및 제 2 안내륜의 수명을 길게 할 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이, 제 1 안내륜 지지 부재로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 1 의 한 쌍의 판 스프링이 설치되고, 상기 제 1 안내륜 지지 부재가, 상기 제 1 의 한 쌍의 판 스프링을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에 장착되어 있고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이, 제 2 안내륜 지지 부재로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 2 의 한 쌍의 판 스프링이 설치되고, 상기 제 2 안내륜 지지 부재가 상기 제 2 의 한 쌍의 판 스프링을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에 장착되어 있으므로, 대차가 안내 궤조의 곡선 부분이나 안내 궤조의 이음매 등을 주행할 때에, 제 1 및 제 2 안내륜이 받는 충격이 판 스프링에 의해 흡수되어, 안내 프레임 및 대차에 충격이 전달되는 것이 억제된다. 이로써, 대차의 주행시의 안정성이 향상되어, 차량의 승객의 승차감도 향상시킬 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 안내륜 자체에 대한 충격도 판 스프링에 의해 작아지므로, 제 1 및 제 2 안내륜의 수명을 길게 할 수 있다.

또한, 안내륜 지지 부재와 안내 프레임을 연결하는 데에 마모 부품이 아닌 판 스프링을 사용하고 있으므로, 교환할 때까지의 기간이 보다 길어져, 메인터넌스성도 향상된다.

또, 본 발명에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이, 상기 안내 궤조에 대해 경사지게 배치된 제 1 링크로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차량 전후 방향에 있어서의 차량 단부측으로 연장되는 제 1 링크 받이가 형성되고, 상기 제 1 링크가, 복원 기능을 갖는 제 1 완충 기구를 개재하여 상기 제 1 링크 받이에 회전 가능하게 장착되어 있고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이, 상기 안내 궤조에 대해 경사지게 배치된 제 2 링크로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측으로 연장되는 제 2 링크 받이가 형성되고, 상기 제 2 링크가, 복원 기능을 갖는 제 2 완충 기구를 개재하여 상기 제 2 링크 받이에 회전 가능하게 장착되어 있으므로, 대차가 안내 궤조의 곡선 부분이나 안내 궤조의 이음매 등을 주행할 때에, 제 1 및 제 2 안내륜이 받는 충격이 제 1 및 제 2 링크가 회전함으로써 흡수되어, 안내 프레임 및 대차에 충격이 전달되는 것이 억제된다. 이로써, 대차의 주행시의 안정성이 향상되어, 차량의 승객의 승차감도 향상시킬 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 안내륜 자체에 대한 충격도, 제 1 및 제 2 링크가 회전함에 따라 작아지므로, 제 1 및 제 2 안내륜의 수명을 길게 할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 대차를 차량 단부측에서 본 정면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다.
도 4 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 궤도계 차량이 안내 궤조의 곡선 부분을 통과할 때의 각 대차 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다.
도 7 은 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다.
도 8 은 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다.
도 9 는 본 발명에 관련된 궤도계 차량의 안내 궤조의 변형예를 나타낸 도면으로, 도 9(a) 가 안내 궤조의 평면도이고, 도 9(b) 가 안내 궤조의 단면도이다.
도 10 은 종래의 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다.

[제 1 실시형태]

이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이고, 도 2 는, 도 1 의 대차를 차량 단부측에서 본 정면도이다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 차량 (1) 은, 차량 전후 방향에 있어서의 전후 부분 (후부분은 도시 생략) 에 각각 대차 (2) 를 구비하고 있고, 미리 정해진 궤도 (3) 상을 주행하는 것이다. 이 궤도 (3) 의 차폭 방향의 대략 중앙부에는, 단면 형상이 H 자 형상인 안내 궤조 (4) 가 부설되어 있다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 대차 (2) 는, 차폭 방향으로 연장되는 차축 (5) 을 구비하고 있고, 이 차축 (5) 의 차폭 방향에 있어서의 양 단부에는, 한 쌍의 주행륜 (6) 이 조타 가능하게 장착되어 있다. 또, 차축 (5) 의 하면 (5a) 에는, 안내 궤조 (4) 를 사이에 두고 대향하는 위치에 한 쌍의 지지 부재 (7) 가 형성되어 있고, 각 지지 부재 (7) 의 하단 (7a) 에는, 차량 내측을 향해 연장되는 판 형상의 프레임 (8) 이 형성되어 있다. 그리고, 각 프레임 (8) 의 상면 (8a) 에는, 원호 형상의 베어링 (9) (예를 들어, R 가이드) 이 배치되어 있다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 안내 궤조 (4) 와 차축 (5) 사이에는, 안내 프레임 (10) 이 형성되어 있다. 안내 프레임 (10) 은, 평면에서 보았을 때 직사각형상으로 형성되어 있고, 차량 전후 방향으로 연장되는 2 개의 세로 프레임 (11) 과, 2 개의 세로 프레임 (11) 의 차량 전후 방향에 있어서의 양 단부를 연결하는 2 개의 가로 프레임 (12) 으로 구성되어 있다. 각 세로 프레임 (11) 에는, 차축 (5) 에 대응하는 위치에 있어서 차량 외측을 향해 연장되는 베어링 유지 부재 (13) 가 형성되어 있고, 각 베어링 유지 부재 (13) 의 하면 (13a) 이, 프레임 (8) 상의 베어링 (9) 을 유지하고 있다. 이로써, 안내 프레임 (10) 은, 안내 프레임 중심 (O₁) 을 회전 중심으로 하여 차축 (5) 에 대해 이점쇄선 (도 1 참조) 을 따라 선회 가능하게 되어 있다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 안내 프레임 (10) 의 차량 전후 방향에 있어서의 차량 단부측 부분 (10a) 에는, 안내 궤조 (4) 를 사이에 두고 서로 대향하도록 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 이 형성되어 있다. 각 제 1 안내륜 (14) 은, 안내 궤조 (4) 의 외측 측면 (4a) 에 접촉하도록 가로 방향으로 배치되고, 중심 부분이 회전 운동축 (15) 을 개재하여 안내 프레임 (10) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다.

또, 안내 프레임 (10) 의 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측 부분 (10b) 에는, 안내 궤조 (4) 를 사이에 두고 서로 대향하도록 제 2 의 한 쌍의 안내륜 (16) 이 형성되어 있다. 각 제 2 안내륜 (16) 은, 안내 궤조 (4) 의 외측 측면 (4a) 에 접촉하도록 가로 방향으로 배치되고, 중심 부분이 회전 운동축 (17) 을 개재하여 안내 프레임 (10) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다.

본 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 차축 (5) 에 있어서의 주행륜 근방 부분 (5b) 에는, 차량 중앙측으로 연장되도록 형성된 한 쌍의 타이로드 아암 (18) 이 형성되어 있다. 그리고, 각 타이로드 아암 (18) 의 차량 중앙측 단부 (18a) 와 안내 프레임 (10) 의 세로 프레임 (11) 의 차량 중앙측 부분 (11a) 은, 차폭 방향으로 연장되도록 형성된 한 쌍의 타이로드 (19) 로 연결되어 있다. 여기서, 각 타이로드 (19) 의 차량 외측 단부 (19a) 는, 타이로드 아암 (18) 의 차량 중앙측 단부 (18a) 에 조인트 (20) 를 개재하여 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 또, 각 타이로드 (19) 의 차량 내측 단부 (19b) 는, 안내 프레임 (10) 의 세로 프레임 (11) 의 차량 중앙측 부분 (11a) 에 조인트 (21) 를 개재하여 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다.

또한, 도시되어 있지 않지만, 본 실시형태에서는, 차량 (1) 의 후측의 대차에 대해서도 상기 서술한 실시형태와 동일한 구성으로 되어 있다.

본 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 한 쌍의 주행륜 (6) 이 조타 가능하게 양 단에 장착된 차축 (5) 과, 차축 (5) 의 프레임 (8) 에 베어링 (9) 을 개재하여 자유롭게 선회할 수 있도록 장착됨과 함께 차량 전후 방향으로 연장되도록 형성된 안내 프레임 (10) 과, 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 과, 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜 (16) 과, 차축 (5) 에 장착됨과 함께 차축 (5) 으로부터 차량 중앙측으로 연장되도록 형성된 한 쌍의 타이로드 아암 (18) 과, 안내 프레임 (10) 의 세로 프레임 (11) 의 차량 중앙측 부분 (11a) 과 한 쌍의 타이로드 아암 (18) 의 차량 중앙측 부분 (18a) 의 각각을 연결하는 한 쌍의 타이로드 (19) 로서, 각 타이로드 (19) 의 차량 외측 단부 (19a) 가 타이로드 아암 (18) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고, 타이로드 (19) 의 차량 내측 단부 (19b) 가 안내 프레임 (10) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있는, 한 쌍의 타이로드 (19) 를 구비하고 있으므로, 대차 (2) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과할 때, 차축 (5) 과 안내 프레임 (10) 이 한 쌍의 타이로드 (19) 및 한 쌍의 타이로드 아암 (18) 을 개재하여 연동하여 선회하게 된다. 이로써, 안내 궤조 (4) 가 좌우 어느 쪽의 커브의 경우에도, 차축 (5) 과 안내 프레임 (10) 이 동일하게 선회하여, 주행륜 (6) 의 조타각이 동일해지므로, 주행륜 (6) 에 있어서의 타이어 등이 편마모되는 것을 방지할 수 있다.

또, 종래와 같은 한 쌍의 주행륜 사이를 연결하는 것과 같은 큰 타이로드를 형성할 필요가 없고, 타이로드 (19) 는 한 쌍의 타이로드 아암 (18) 과 안내 프레임 (10) 을 연결하는 것과 같은 크기로 형성하면 되므로, 종래에 비해 대차 (2) 상에 확보하는 스페이스가 작아지고, 그 결과, 대차 (2) 의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

또한, 종래와 같이 대차 (2) 상에 액추에이터나 스티어링 로드를 설치할 필요가 없으므로, 대차 (2) 의 구조가 보다 심플해진다. 또, 베어링 (9) 으로서 R 가이드를 사용함으로써, 대차 (2) 의 구조가 보다 컴팩트해진다.

[제 2 실시형태]

이하, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다. 또한, 전술한 실시형태에서 설명한 것과 동일한 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 차축 (5) 의 각 프레임 (8) 에는, 차량 단부측에 연장되도록 형성된 한 쌍의 아암 (22) 이 형성되어 있다. 차량 진행 방향에 대해 우측의 아암 (22) 의 차량 단부측의 단부 (22a) 와 안내 프레임 (10) 의 세로 프레임 (11) 의 차량 단부측 부분 (11b) 은, 차폭 방향으로 연장되는 선회 댐퍼 (23) 로 연결되어 있고, 선회 댐퍼 (23) 는, 차량 (1) 이 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분 (도시 생략) 을 통과할 때에 안내 프레임 (10) 의 급격한 선회 동작을 억제하게 되어 있다.

또, 차량 진행 방향에 대해 좌측의 아암 (22) 의 차량 단부측의 단부 (22a) 와 안내 프레임 (10) 의 세로 프레임 (11) 의 차량 단부측 부분 (11b) 은, 차폭 방향으로 연장되는 복원 로드 (24) 로 연결되어 있고, 복원 로드 (24) 는, 안내 프레임 (10) 의 선회 동작 후 (차량 (1) 이 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과 후) 에 안내 프레임 (10) 을 직진 상태로 복원하게 되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 안내 프레임 (10) 의 세로 프레임 (11) 의 차량 단부측 부분 (11b) 과 차축 (5) 의 프레임 (8) 에 형성된 아암 (22) 사이를 연결하도록 배치되고, 안내 프레임 (10) 의 선회 동작을 억제하도록 구성된 선회 댐퍼 (23) 와, 안내 프레임 (10) 의 세로 프레임 (11) 의 차량 단부측 부분 (11b) 과 차축 (5) 의 프레임 (8) 에 형성된 아암 (22) 사이를 연결하도록 배치되고, 안내 프레임 (10) 의 선회 동작 후에 안내 프레임 (10) 을 직진 상태로 복원하도록 구성된 복원 로드 (24) 를 구비하고 있으므로, 대차 (2) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과할 때, 차축 (5) 과 안내 프레임 (10) 의 급격한 선회가 선회 댐퍼 (23) 에 의해 억제되게 되어, 그 결과, 대차 (2) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과할 때에 진동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 대차 (2) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과한 후에, 안내 프레임 (10) 이 복원 로드 (24) 에 의해 곧바로 직진 상태로 복원되게 되어, 안내 궤조 (4) 가 곡선에서 직선으로 변화하는 부분에 있어서 대차 (2) 가 안정적으로 주행할 수 있다.

[제 3 실시형태]

이하, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 4 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다. 또한, 전술한 실시형태에서 설명한 것과 동일한 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 차축 (5) 의 중심축 (O₂) 을 안내 프레임 중심 (O₁) (안내 프레임의 선회 중심) 에 대해 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측에 오프셋하여 배치되어 있다. 또한, 도시되어 있지 않지만, 본 실시형태에서는, 차량 (1) 의 후측의 대차에 대해서도 상기 서술한 실시형태와 동일한 구성으로 되어 있다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차가 안내 궤조의 곡선 부분을 통과할 때에 대차에 작용하는 힘에 대해 설명한다. 도 5 는, 본 실시형태에 관련된 차량 (1) 이 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과할 때의 차량 (1) 의 전후의 대차 (2A, 2B) 상태를 나타낸 평면도이다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, A 는 안내 프레임 중심 (O₁) 에서 각 안내륜 (14, 16) 까지의 거리이고, O 는 차축 (5) 의 중심축 (O₂) 에서 안내 프레임 중심 (O₁) 까지의 거리이며, P 는 차량 (1) 이 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과할 때의 초과 원심 하중이다. 또, CF1 은 전측 대차 (2A) 의 주행륜 (6) 에 작용하는 코너링 포스이고, CF2 는 후측 대차 (2B) 의 주행륜 (6) 에 작용하는 코너링 포스이다. 또, αf 는 전측 대차 (2A) 의 주행륜 (6) 의 슬립 앵글이고, αr 은 후측 대차 (2B) 의 주행륜 (6) 의 슬립 앵글이다.

여기서, 전측 대차 (2A) 의 제 1 안내륜 (14) 에 작용하는 하중 (PA₁) 은 이하의 식으로 나타낸다.

PA₁ = (전측의 안내 하중) + (P/4) - (2 × CF1 × (A-O)/2A)

또, 전측 대차 (2A) 의 제 2 안내륜 (16) 에 작용하는 하중 (PA₂) 은 이하의 식으로 나타낸다.

PA₂ = (후측의 안내 하중) + (P/4) - (2 × CF1 × (A+O)/2A)

여기서, 안내 하중은 각 복원력에 저항하여 타이어를 조타하는 데에 필요한 하중이다.

또, 후측 대차 (2B) 의 제 2 안내륜 (16) 에 작용하는 하중 (PA₃) 은 이하의 식으로 나타낸다.

PA₃ = (전측의 안내 하중) - (P/4) - (2 × CF2 × (A+O)/2A)

또, 후측 대차 (2B) 의 제 1 안내륜 (14) 에 작용하는 하중 (PA₄) 은 이하의 식으로 나타낸다.

PA₄ = (후측의 안내 하중) - (P/4) - (2 × CF2 × (A-O)/2A)

이와 같이, 본 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 차축 (5) 의 중심축 (O₂) 을 안내 프레임 중심 (O₁) (안내 프레임의 선회 중심) 에 대해 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측에 오프셋하여 배치되어 있으므로, 예를 들어, 차량 (1) 의 전측 대차 (2A) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과할 때, 주행륜 (6) 의 위치에 있어서의 곡선 접선 방향에 대해 주행륜 (6) 이 곡선의 내측을 향해 소정 각도 (슬립 앵글) (αf) 만큼 선회하게 되고, 이로써, 주행륜 (6) 에 있어서의 타이어에 코너링 포스 (CF1) 가 곡선의 내측을 향해 발생하게 된다. 요컨대, 전측 대차 (2A) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분을 통과할 때에, 대차 (2A) 에 작용하는 원심력 (P) 에 대해 역방향의 코너링 포스 (CF1) 가 발생하게 되므로, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 에 작용하는 하중이 작아지고, 그 결과, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 의 내구 수명을 보다 길게 할 수 있다.

추가로, 예를 들어, 전측 대차 (2A) 의 경우, 전방측의 제 1 안내륜 (14) 에서 차축 (5) 의 중심축 (O₂) 까지의 거리가, 후방측의 제 2 안내륜 (16) 에서 차축 (5) 의 중심축 (O₂) 까지의 거리보다 커지므로, 지레비의 관계로 제 1 안내륜 (14) 에 작용하는 하중이 작아지고, 그 결과, 제 1 안내륜 (14) 의 내구 수명을 보다 길게 할 수 있다.

또, 예를 들어, 전측 대차 (2A) 의 경우, 안내 프레임 (10) 의 선회 중심축 (O₁) 이 차축 (5) 의 중심축 (O₂) 보다 전방에 배치되게 되므로, 안내 프레임 (10) 이 차축 (5) 보다 약간 앞서 안내 궤조 (4) 에 의해 안내되게 되고, 이로써, 차축 (5) 이 안내 프레임 (10) 에 추종하여 조타하기 쉬워지는 것과 같은 트레이 링 효과가 발생하여, 대차 (2A) 의 주행시의 안정성이 보다 향상된다.

[제 4 실시형태]

이하, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 6 은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다. 또한, 전술한 실시형태에서 설명한 것과 동일한 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에는, 안내 궤조 (4) 를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이 (25) 가 형성되어 있다. 각 제 1 안내륜 받이 (25) 는, 차량 전후 방향에 있어서의 차량 단부측으로 연장되도록 배치되어 있고, 각 제 1 안내륜 받이 (25) 의 차량 중앙측 부분 (25a) 은 회전 운동축 (26) 을 개재하여 안내 프레임 (10) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 또, 각 제 1 안내륜 받이 (25) 의 차량 단부측 부분 (25b) 에는, 회전 운동축 (15) 을 개재하여 제 1 안내륜 (14) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다.

본 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이 (25) 의 차량 단부측 부분 (25b) 이, 차폭 방향으로 연장되는 완충 로드 (27) 로 서로 연결되어 있다. 이 완충 로드 (27) 에는, 스토퍼 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 각 제 1 안내륜 받이 (25) 가 차량 내측을 향해 회전하지 않고, 각 제 1 안내륜 받이 (25) 사이의 간격이 좁아지지 않게 되어 있다. 요컨대, 완충 로드 (27) 는, 제 1 안내륜 (14) 으로부터 받는 차량 외측 방향의 힘에만 작용하여, 힘이 작용했을 때에 각 제 1 안내륜 받이 (25) 사이의 간격을 넓히게 되어 있다.

또, 본 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에는, 안내 궤조 (4) 를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이 (28) 가 형성되어 있다. 각 제 2 안내륜 받이 (28) 는, 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측으로 연장되도록 배치되어 있고, 각 제 2 안내륜 받이 (28) 의 차량 단부측 부분 (28a) 은 회전 운동축 (29) 을 개재하여 안내 프레임 (10) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 또, 각 제 2 안내륜 받이 (28) 의 차량 중앙측 부분 (28b) 에는, 회전 운동축 (17) 을 개재하여 제 2 안내륜 (16) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다.

또, 본 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이 (28) 의 차량 중앙측 부분 (28b) 이, 차폭 방향으로 연장되는 완충 로드 (30) 로 서로 연결되어 있다. 이 완충 로드 (30) 에는, 스토퍼 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 각 제 2 안내륜 받이 (28) 가 차량 내측을 향해 회전하지 않아, 각 제 2 안내륜 받이 (28) 사이의 간격이 좁아지지 않게 되어 있다. 요컨대, 완충 로드 (30) 는, 제 2 안내륜 (16) 으로부터 받는 차량 외측 방향의 힘에만 작용하여, 힘이 작용했을 때에 각 제 2 안내륜 받이 (28) 사이의 간격을 넓히게 되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이 (25) 가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 의 각각은, 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이 (25) 의 각각을 개재하여 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에 장착하여, 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 이, 완충 로드 (27) 로 서로 연결되어 있고, 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이 (28) 가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 제 2 의 한 쌍의 안내륜 (16) 의 각각은, 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이 (28) 의 각각을 개재하여 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에 장착하고, 제 2 의 한 쌍의 안내륜 (16) 이, 완충 로드 (30) 로 서로 연결되어 있으므로, 대차 (2) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분이나 안내 궤조 (4) 의 이음매 등을 주행할 때에, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 이 받는 충격이 완충 로드 (27, 30) 에 의해 흡수되어, 안내 프레임 (10) 및 대차 (2) 에 충격이 전달되는 것이 억제된다. 이로써, 대차 (2) 의 주행시의 안정성이 향상되어, 차량 (1) 의 승객의 승차감도 향상시킬 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 자체에 대한 충격도 완충 로드 (27, 30) 에 의해 작아지므로, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 의 수명을 길게 할 수 있다.

[제 5 실시형태]

이하, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 7 은, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다. 또한, 전술한 실시형태에서 설명한 것과 동일한 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시형태에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에는, 안내 궤조 (4) 를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된 제 1 의 한 쌍의 판 스프링 (31) 이 형성되어 있다. 제 1 의 한 쌍의 판 스프링 (31) 은, 차량 단부측을 향해 연장하도록 배치되어 있고, 제 1 의 한 쌍의 판 스프링 (31) 의 차량 단부측 부분 (31a) 에는, 제 1 분할식 안내륜 받이 (안내륜 지지 부재) (32) 가 장착되어 있다.

제 1 분할식 안내륜 받이 (32) 는, 차폭 방향 양 단부에 배치된 한 쌍의 안내륜 부착부 (33) 와, 각 안내륜 부착부 (33) 사이에 배치된 중간 지지부 (34) 를 구비하고 있다. 각 안내륜 부착부 (33) 에는, 회전 운동축 (15) 을 개재하여 제 1 안내륜 (14) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 또, 각 제 1 판 스프링 (31) 의 차량 단부측 부분 (31a) 은, 각 안내륜 부착부 (33) 와 중간 지지부 (34) 사이에서 협지되어 있다.

또, 본 실시형태에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에는, 안내 궤조 (4) 를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된 제 2 의 한 쌍의 판 스프링 (35) 이 형성되어 있다. 제 2 의 한 쌍의 판 스프링 (35) 은, 차량 중앙측을 향해 연장하도록 배치되어 있고, 제 2 의 한 쌍의 판 스프링 (35) 의 차량 중앙측 부분 (35a) 에는, 제 2 분할식 안내륜 받이 (안내륜 지지 부재) (36) 가 장착되어 있다.

제 2 분할식 안내륜 받이 (36) 는, 차폭 방향 양 단부에 배치된 한 쌍의 안내륜 부착부 (37) 와, 각 안내륜 부착부 (37) 사이에 배치된 중간 지지부 (38) 를 구비하고 있다. 각 안내륜 부착부 (37) 에는, 회전 운동축 (17) 을 개재하여 제 2 안내륜 (16) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 또, 각 제 2 판 스프링 (35) 의 차량 중앙측 부분 (35a) 은, 각 안내륜 부착부 (37) 와 중간 지지부 (38) 사이에서 협지되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 이, 제 1 분할식 안내륜 받이 (32) 로 지지되어, 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 1 의 한 쌍의 판 스프링 (31) 이 형성되고, 제 1 분할식 안내륜 받이 (32) 가, 제 1 의 한 쌍의 판 스프링 (31) 을 개재하여 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에 장착되어 있고, 제 2 의 한 쌍의 안내륜 (16) 이, 제 2 분할식 안내륜 받이 (36) 로 지지되어, 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 2 의 한 쌍의 판 스프링 (35) 이 형성되고, 제 2 분할식 안내륜 받이 (36) 가 제 2 의 한 쌍의 판 스프링 (35) 을 개재하여 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에 장착되어 있으므로, 대차 (2) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분이나 안내 궤조의 이음매 등을 주행할 때에, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 이 받는 충격이 제 1 및 제 2 판 스프링 (31, 35) 에 의해 흡수되어, 안내 프레임 (10) 및 대차 (2) 에 충격이 전달되는 것이 억제된다. 이로써, 대차 (2) 의 주행시의 안정성이 향상되어, 차량 (1) 의 승객의 승차감도 향상시킬 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 자체에 대한 충격도 제 1 및 제 2 판 스프링 (31, 35) 에 의해 작아지므로, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 의 수명을 길게 할 수 있다.

또한 제 1 및 제 2 분할식 안내륜 받이 (32, 36) 와 안내 프레임 (10) 을 연결하는 데에 마모 부품이 아닌 판 스프링을 사용하고 있으므로, 교환할 때까지의 기간이 보다 길어져, 메인터넌스성도 향상된다.

[제 6 실시형태]

이하, 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 8 은, 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 궤도계 차량의 차량 전후 방향에 있어서의 전측의 대차의 평면도이다. 또한, 전술한 실시형태에서 설명한 것과 동일한 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시형태에서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에는, 차량 단부측으로 연장되는 제 1 링크 받이 (39) 가 형성되어 있다. 제 1 링크 받이 (39) 는, 평면에서 보았을 때 사다리꼴 형상으로 형성되어 있고, 제 1 링크 받이 (39) 의 차량 단부측 부분 (39a) 에는, 제 1 링크 (40) 가 안내 궤조 (4) 에 대해 경사지도록 장착되어 있다.

제 1 링크 (40) 의 차폭 방향의 양 단부에는, 회전 운동축 (15) 을 개재하여 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 각 제 1 안내륜 (14) 은, 제 1 링크 (40) 가 안내 궤조 (4) 에 대해 경사진 상태에서 안내 궤조 (4) 의 외측 측면 (4a) (도 2 참조) 에 접촉하게 되어 있다.

또, 제 1 링크 (40) 는, 복원 기능을 갖는 제 1 방진 고무 (완충 기구) (41) 를 개재하여 제 1 링크 받이 (39) 에 회전 가능하게 장착되어 있다. 이로써, 제 1 링크 (40) 는, 회전 후에 제 1 방진 고무 (41) 의 복원 기능에 의해 원래의 경사진 위치로 되돌려지게 되어 있다. 또, 제 1 링크 (40) 의 양 단부에 장착된 제 1 안내륜 (14) 의 내폭은, 제 1 링크 (40) 가 안내 궤조 (4) 에 대해 직각이 되었을 때가 최대폭이 되어, 구조적으로 그 이상 넓어지지 않게 되어 있다. 요컨대, 제 1 링크 (40) 를 회전 가능하게 제 1 링크 받이 (39) 에 장착하는 것과 같은 구조 자체가, 제 1 안내륜 (14) 의 내폭을 제한하는 것과 같은 스토퍼로서의 기능도 갖는 것이 된다.

또, 본 실시형태에서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에는, 차량 중앙측으로 연장되는 제 2 링크 받이 (42) 가 형성되어 있다. 제 2 링크 받이 (42) 는, 평면에서 보았을 때 사다리꼴 형상으로 형성되어 있고, 제 2 링크 받이 (42) 의 차량 중앙측 부분 (42a) 에는, 제 2 링크 (43) 가 안내 궤조 (4) 에 대해 경사지도록 장착되어 있다.

제 2 링크 (43) 의 차폭 방향의 양 단부에는, 회전 운동축 (17) 을 개재하여 제 2 안내륜 (16) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 각 제 2 안내륜 (16) 은, 제 2 링크 (43) 가 안내 궤조 (4) 에 대해 경사진 상태에서 안내 궤조 (4) 의 외측 측면 (4a) (도 2 참조) 에 접촉하게 되어 있다.

또, 제 2 링크 (43) 는, 복원 기능을 갖는 제 2 방진 고무 (완충 기구) (44) 를 개재하여 제 2 링크 받이 (42) 에 회전 가능하게 장착되어 있다. 이로써, 제 2 링크 (43) 는, 회전 후에 제 2 방진 고무 (44) 의 복원 기능에 의해 원래의 경사진 위치로 되돌려지게 되어 있다. 또, 제 2 링크 (43) 의 양 단부에 장착된 제 2 안내륜 (16) 의 내폭은, 제 2 링크 (43) 가 안내 궤조 (4) 에 대해 직각이 되었을 때가 최대폭이 되어, 구조적으로 그 이상 넓어지지 않게 되어 있다. 요컨대, 제 2 링크 (43) 를 회전 가능하게 제 2 링크 받이 (42) 에 장착하는 것과 같은 구조 자체가, 제 2 안내륜 (16) 의 내폭을 제한하는 것과 같은 스토퍼로서의 기능도 갖는 것이 된다.

이와 같이, 본 실시형태에 관련된 궤도계 차량용 대차에 의하면, 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 이, 안내 궤조 (4) 에 대해 경사지게 배치된 제 1 링크 (40) 로 연결되어, 안내 프레임 (10) 의 차량 단부측 부분 (10a) 에는, 차량 단부측을 향해 연장되는 제 1 링크 받이 (39) 가 형성되고, 제 1 링크 (40) 가, 복원 기능을 갖는 제 1 방진 고무 (41) 를 개재하여 제 1 링크 받이 (39) 에 회전 가능하게 장착되어 있고, 제 2 의 한 쌍의 안내륜 (16) 이, 안내 궤조 (4) 에 대해 경사지게 배치된 제 2 링크 (43) 로 연결되어, 안내 프레임 (10) 의 차량 중앙측 부분 (10b) 에는, 차량 중앙측을 향해 연장되는 제 2 링크 받이 (42) 가 형성되고, 제 2 링크 (43) 가, 복원 기능을 갖는 제 2 방진 고무 (44) 를 개재하여 제 2 링크 받이 (42) 에 회전 가능하게 장착되어 있으므로, 대차 (2) 가 안내 궤조 (4) 의 곡선 부분이나 안내 궤조 (4) 의 이음매 등을 주행할 때에, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 이 받는 충격이, 제 1 및 제 2 링크 (40, 43) 가 회전함으로써 흡수되어, 안내 프레임 (10) 및 대차 (2) 에 충격이 전달되는 것이 억제된다. 이로써, 대차 (2) 의 주행시의 안정성이 향상되어, 차량 (1) 의 승객의 승차감도 향상시킬 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 자체에 대한 충격도, 제 1 및 제 2 링크 (40, 43) 가 회전함에 따라 작아지므로, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 의 수명을 길게 할 수 있다.

또, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 에 비정상인 하중이 작용했더라도, 제 1 및 제 2 방진 고무 (41, 44) 를 사용함으로써, 제 1 및 제 2 링크 (40, 43) 를 보다 확실하게 원래의 경사진 위치로 되돌릴 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 링크 (40, 43) 의 양 단부에 장착된 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 의 내폭은, 제 1 및 제 2 링크 (40, 43) 가 안내 궤조 (4) 에 대해 직각이 되었을 때가 최대폭이 되어, 구조적으로 그 이상 넓어지지 않게 되어 있다. 요컨대, 제 1 및 제 2 링크 (40, 43) 를 회전 가능하게 제 1 및 제 2 링크 받이 (39, 42) 에 각각 장착하는 것과 같은 구조 자체가, 제 1 및 제 2 안내륜 (14, 16) 의 내폭을 제한하는 스토퍼로서의 기능도 갖는 것이 된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 서술했지만, 본 발명은 이미 서술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 각종 변형 및 변경이 가능하다.

상기 서술한 제 1 내지 제 6 실시형태에서는, 안내 궤조 (4) 는 단면 H 자 형상으로 형성되어 있는데, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 안내 궤조 (45) 를 단면 U 자 형상으로 형성해도 된다.

이 경우, 도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 의 한 쌍의 안내륜 (14) 은, 차축 방향으로 서로 인접하도록 안내 프레임 (10) 에 배치된다. 또, 제 2 의 한 쌍의 안내륜 (16) 도 동일하게, 차축 방향으로 서로 인접하도록 안내 프레임 (10) 에 배치된다. 그리고, 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 안내륜 (14) 및 제 2 안내륜 (16) 은 안내 궤조 (45) 의 내측 측면 (45a) 에 접촉하게 되어 있다.

상기 서술한 제 1 내지 제 6 실시형태에서는, 안내 프레임 (10) 이 프레임 (8) 을 사용하여 차축 (5) 에 장착되어 있는데, 프레임 (8) 을 사용하지 않고, 안내 프레임 (10) 을 베어링 (9) 을 개재하여 직접 차축 (5) 에 장착해도 된다.

상기 서술한 제 2 내지 제 6 실시형태에서는, 선회 댐퍼 (23) 및 복원 로드 (24) 를 장착하는 아암 (22) 이 프레임 (8) 에 형성되어 있는데, 프레임 (8) 을 사용하지 않고, 아암 (22) 을 차축 (5) 에 직접 장착해도 된다.

상기 서술한 제 4 실시형태에서는, 완충 로드 (27, 30) 에 스토퍼를 형성하고 있는데, 스토퍼를 사용하지 않고, 제 1 및 제 2 안내륜 받이 (25, 28) 의 차량 내측에 대한 회전을 방지해도 된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 안내륜 받이 (25, 28) 가 차량 내측을 향해 회전하고자 하면, 제 1 및 제 2 안내륜 받이 (25, 28) 의 안내 프레임 (10) 측의 단부가 안내 프레임 (10) 에 접촉함으로써, 제 1 및 제 2 안내륜 받이 (25, 28) 가 차량 내측을 향해 회전하지 않게 구성해도 된다.

상기 서술한 제 6 실시형태에서는, 완충 기구로서 제 1 방진 고무 (41) 및 제 2 방진 고무 (44) 를 사용하고 있는데, 이것에 한정되지 않고, 제 1 링크 (40) 및 제 2 링크 (43) 가 회전했을 때에 원래의 경사진 위치로 돌아오면 되고, 비틀림 작용을 갖는 다른 부재, 예를 들어, 비틀림 스프링 등을 사용해도 된다.

1 차량
2, 2A, 2B 대차
3 궤도
4, 45 안내 궤조
4a, 45a 안내 궤조의 측면
5 차축
5a 차축의 하면
5b 차축의 주행륜 근방 부분
6 주행륜
7 지지 부재
7a 지지 부재의 하단
8 프레임
8a 프레임의 상면
9 베어링
10 안내 프레임
10a 안내 프레임의 차량 단부측 부분
10b 안내 프레임의 차량 중앙측 부분
11 세로 프레임
11a 세로 프레임의 차량 중앙측 부분
11b 세로 프레임의 차량 단부측 부분
12 가로 프레임
13 베어링 유지 부재
13a 베어링 유지 부재의 하면
14, 16 안내륜
15, 17, 26, 29 회전 운동축
18 타이로드 아암
18a 타이로드 아암의 차량 중앙측 단부
19 타이로드
19a 타이로드의 차량 외측 단부
20, 21 조인트
22 아암
22A 아암의 차량 단부측의 단부
23 선회 댐퍼
24 복원 로드
25, 28 안내륜 받이
25a 안내륜 받이의 차량 중앙측 부분
27, 30 완충 로드
28a 안내륜 받이의 차량 단부측 부분
31, 35 판 스프링
31a 판 스프링의 차량 단부측 부분
32, 36 분할식 안내륜 받이
33, 37 분할식 안내륜 받이의 안내륜 부착부
34, 38 분할식 안내륜 받이의 중간 지지부
35a 판 스프링의 차량 중앙측 부분
39, 42 링크 받이
40, 43 링크
41, 44 방진 고무
51 (종래) 궤도계 차량
52 (종래) 대차
53 (종래) 안내 궤조
54 (종래) 안내 프레임
55, 56 (종래) 안내륜
57 (종래) 주행륜
58 (종래) 스티어링 레버
59, 61 (종래) 링크 레버
60, 62 (종래) 회전 운동축
63 (종래) 타이로드
64 (종래) 액추에이터
65 (종래) 스티어링 로드
O 차축의 중심축에서 안내 프레임 중심까지의 거리
O₁ 안내 프레임 중심
O₂ 차축의 중심축
P 초과 원심 하중
CF1, CF2 주행륜에 작용하는 코너링 포스
αf, αr 주행륜의 슬립 앵글

Claims

미리 정해진 궤도 상을 주행할 때에 상기 궤도 상에 형성된 안내 궤조로 안내되어 조타되도록 구성된 궤도계 차량용 대차에 있어서,
한 쌍의 주행륜이 조타 가능하게 양 단에 장착된 차축과,
그 차축의 하방에 배치되고, 상기 차축에 베어링을 개재하여 자유롭게 선회할 수 있도록 장착됨과 함께 차량 전후 방향으로 연장되도록 형성된 안내 프레임과,
상기 안내 궤조에 접촉하도록 차축 방향으로 서로 인접하여 배치되고, 상기 안내 프레임의 차량 전후 방향에 있어서의 차량 단부측 부분에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜과,
상기 안내 궤조에 접촉하도록 차축 방향으로 서로 인접하여 배치되고, 상기 안내 프레임의 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측 부분에 자유롭게 회전할 수 있도록 설치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜과,
상기 안내 프레임을 사이에 두고 서로 대향하여 배치되고, 상기 차축에 장착됨과 함께 상기 차축으로부터 차량 중앙측으로 연장되도록 형성된 한 쌍의 타이로드 아암과,
상기 안내 프레임과 상기 한 쌍의 타이로드 아암의 각각을 연결하는 한 쌍의 타이로드로서, 그 타이로드의 일단이 상기 타이로드 아암에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고, 상기 타이로드의 타단이 상기 안내 프레임에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있는, 한 쌍의 타이로드를 구비하고,
상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜과 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이 서로 상기 안내 프레임의 선회 중심축을 기준으로 하여 차량 전후 방향에 대칭으로 배치되고,
상기 차축의 중심축에서 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜까지의 거리가, 상기 차축의 중심축에서 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜까지의 거리에 비해 커지도록, 상기 차축의 중심축을 상기 안내 프레임의 선회 중심축에 대해 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측에 배치한 것을 특징으로 하는 궤도계 차량용 대차.
제 1 항에 있어서,
상기 안내 프레임과 상기 차축 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 안내 프레임의 선회 동작을 억제하도록 구성된 선회 댐퍼와,
상기 안내 프레임과 상기 차축 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 안내 프레임의 선회 동작 후에 상기 안내 프레임을 직진 상태로 복원하도록 구성된 복원 로드를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량용 대차.
제 2 항에 있어서,
상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜의 각각은, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜 받이의 각각을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에 장착되고, 상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이 완충 로드로 연결되어 있고,
상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜의 각각은, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜 받이의 각각을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에 장착되고, 상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이 완충 로드로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량용 대차.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이, 제 1 안내륜 지지 부재로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 1 의 한 쌍의 판 스프링이 설치되고, 상기 제 1 안내륜 지지 부재가, 상기 제 1 의 한 쌍의 판 스프링을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에 장착되어 있고,
상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이, 제 2 안내륜 지지 부재로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차축 방향으로 서로 대향하여 배치된 제 2 의 한 쌍의 판 스프링이 설치되고, 상기 제 2 안내륜 지지 부재가 상기 제 2 의 한 쌍의 판 스프링을 개재하여 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량용 대차.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 의 한 쌍의 안내륜이, 상기 안내 궤조에 대해 경사지게 배치된 제 1 링크로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 단부측 부분에는, 차량 전후 방향에 있어서의 차량 단부측으로 연장되는 제 1 링크 받이가 형성되고, 상기 제 1 링크가, 복원 기능을 갖는 제 1 완충 기구를 개재하여 상기 제 1 링크 받이에 회전 가능하게 장착되어 있고,
상기 제 2 의 한 쌍의 안내륜이, 상기 안내 궤조에 대해 경사지게 배치된 제 2 링크로 연결되고, 상기 안내 프레임의 상기 차량 중앙측 부분에는, 차량 전후 방향에 있어서의 차량 중앙측으로 연장되는 제 2 링크 받이가 형성되고, 상기 제 2 링크가, 복원 기능을 갖는 제 2 완충 기구를 개재하여 상기 제 2 링크 받이에 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 궤도계 차량용 대차.
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