KR101325392B1

KR101325392B1 - 궤도계 차량용 대차

Info

Publication number: KR101325392B1
Application number: KR1020117022427A
Authority: KR
Inventors: 미호꼬 시로야마; 요시끼 오오꾸보; 고오스께 가따히라
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2013-11-08
Also published as: US8561547B2; TW201034882A; HK1163619A1; TWI385088B; US20120012028A1; CN102361788A; KR20110120971A; SG174556A1; JP5291507B2; JP2010221949A; WO2010109691A1; CN102361788B

Abstract

주행륜을 가이드 레일을 따르도록 조타 가능하게 하면서, 그 구조를 심플하게 함으로써, 차량의 메인터넌스 작업을 용이하게 하고, 또한 비용 절감을 가능하게 한 궤도계 차량용 대차를 제공한다. 주행륜(5)의 차폭 방향 내측에서 차량 전후 방향을 따라 배치되고, 또한 너클(6)에 고정된 안내 프레임(7)과, 차폭 방향을 따라 차량 전후 방향의 중앙측에 배치되고, 또한 각각의 안내 프레임(7)을 연동시키도록 구성한 타이로드(10)와, 주행륜(5)의 축선(5a)에 대해 차량 단부측 및 중앙측에서 안내 프레임(7)으로부터 차폭 방향 내측을 향해 배치되는 안내 베어링(11)과, 차폭 방향을 따라 배치되고, 또한 그 양단부를 킹핀(8)에 장착함으로써, 주행륜(5), 너클(6) 및 안내 프레임(7)이 회전 가능하게 구성되는 스티어링 차축(9)을 구비하고, 안내륜(12)이 안내 베어링(11)의 차폭 방향 내측의 선단부에 장착되어 있는 궤도계 차량용 대차.

Description

궤도계 차량용 대차{TRACK GUIDED VEHICLE WHEEL TRUCK}

본 발명은, 궤도 상을 주행하는 궤도계 차량용 대차에 관한 것이다.

일반적으로, 지하철이나 신교통 시스템 등의 궤도계 차량(이하, 「차량」이라 함)은, 궤도를 따라 설치된 가이드 레일로 안내되면서 궤도 상을 주행하는 구성으로 되어 있다. 이러한 차량의 대차에 있어서는, 곡선 주행시에 주행륜을 가이드 레일을 따르도록 기울어지게 하기 위해, 주행륜을 조타하는 스티어링 기구 등이 설치되어 있다. 또한, 종래의 차량에서는, 가이드 레일을 차량의 차폭 방향 외측에 배치한 사이드 가이드 방식이 주류였지만, 궤도 구조의 콤팩트화 등의 요구로부터, 최근의 차량에서는 가이드 레일을 차량의 차폭 방향 중앙에 배치한 센터 가이드 방식이 널리 채용되어 있다.

이러한 스티어링 기구를 갖는 센터 가이드 방식의 차량의 일례는, 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에서는, 한 쌍의 주행륜이 차축에 의해 연결되고, 이 차축에 대해 차량의 전방측 및 후방측에 한 쌍의 안내륜이 각각 설치되어 있고, 안내륜을 지지하기 위한 안내 아암이 차량 전후 방향을 따라 배치된 구성으로 되어 있다. 이 안내 아암의 일단부는 주행륜의 차축에 회전 가능하게 장착되고, 안내 아암의 타단부는 안내륜을 회전 가능하게 장착한 구성으로 되어 있다. 또한, 안내 아암의 중간부와 차축의 차폭 방향의 단부 사이에는, 복수의 아암에 의해 안내 아암과 차축을 연동 가능하게 구성한 링크 기구가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 차량이 곡선의 가이드 레일에 진입할 때에, 안내륜이 가이드 레일로부터 받는 힘에 의해 이동하면, 안내륜과 연동되는 주행륜이 곡선의 가이드 레일에 대응하여 후방부의 안내륜과 가이드 레일의 간극분만큼 조타되게 된다.

또한, 액추에이터에 의해 제어 가능한 스티어링 기구를 갖는 센터 가이드 방식의 차량의 일례가, 특허 문헌 2에 개시되어 있다. 특허 문헌 2에서는, 동일 축선 상의 한 쌍의 주행륜이, 킹핀에 의해 회전 가능하게 구성되는 동시에, 차폭 방향으로 연장되는 차축에 의해 연결되고, 또한 차폭 방향을 따라 배치되는 타이로드에 의해 서로 연동 가능하게 구성되어 있다. 한편, 가이드 레일에 안내되는 안내륜이 안내 프레임에 장착되어 있고, 이 안내 프레임은 차축에 대해 한 쌍의 주행륜 사이 중앙을 중심으로 선회 가능하게 되어 있다. 또한, 한 쌍의 주행륜 중 한쪽과 안내 프레임을 조타 가능하게 연결하는 조타 로드가, 차폭 방향을 따라 배치되어 있고, 이 조타 로드의 일단부가, 한 쌍의 주행륜 중 한쪽을 조타하기 위한 스티어링 아암에 장착되고, 조타 로드의 타단부가, 차량 전후 방향으로 이동 가능하게 안내 프레임에 장착되어 있다. 덧붙여 말하면, 안내 프레임에는 차량 전후 방향으로 신축 가능한 액추에이터가 설치되어 있고, 조타 로드의 안내 프레임측의 타단부는 액추에이터에 장착되어 있다. 이 액추에이터 동작에 수반되는 조타 로드의 타단부의 이동에 의해, 이 조타 로드의 타단부와 안내 프레임의 선회 중심(또는 차축)의 거리가 조타 로드의 주행륜측의 일단부와 차축의 거리에 대해 변경되게 되어, 조타 로드는 차축에 대해 기울어진 자세로 된다. 그 결과, 조타 로드의 이동에 수반하여 스티어링 아암이 이동하는 양이 변화되어, 스티어링 아암에 의해 주행륜이 조타되게 된다.

일본 실용신안 공고 소01-027492호 공보 미국 특허 제6477963호 명세서

여기서, 특히 지하철이나 신교통 시스템 등의 승객 수송용 차량에서는, 장시간 연속으로 반복하여 사용되므로, 그 대차의 메인터넌스 작업을 간단하고 또한 단시간에 행하는 것이 필요해지고 있다. 그로 인해, 주로 메인터넌스 작업의 현장에서는, 차량의 대차의 구조를 심플하게 하여, 메인터넌스 작업을 쉽게 하고자 한다는 요망이 있다.

그러나 특허 문헌 1의 대차에서는, 복수의 아암에 의해 복잡한 동작을 하는 링크 기구 등이 사용되어, 그 구조가 복잡하게 되어 있다. 또한, 특허 문헌 2의 대차에 있어서도, 안내륜을 장착한 안내 프레임을 차축에 대해 선회시키는 구조와 액추에이터에 의해 조타 로드를 제어하여 주행륜을 조타하는 구조가 조합되어 있어, 그 구조가 복잡하게 되어 있다. 이러한 복잡한 구조의 대차에서는, 메인터넌스 작업이 어려워지고, 또한 단시간의 작업도 곤란해지는 결과, 메인터넌스 비용의 비용 상승으로 연결되어 문제이다. 또한, 차량 구조의 복잡화는, 차량의 제조 비용의 비용 상승으로도 연결되어 문제이다.

본 발명은, 이러한 실정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 주행륜을 가이드 레일을 따르게 하는 조타를 가능하게 하면서, 그 구조를 심플하게 함으로써, 차량의 메인터넌스 작업을 용이하게 하고, 또한 비용 절감을 가능하게 한 궤도계 차량용 대차를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위해 본 발명의 궤도계 차량용 대차는, 동일 축선 상에 설치되는 한 쌍의 주행륜과, 킹핀에 의해 회전 가능하게 구성되고, 또한 상기 한 쌍의 주행륜을 장착한 너클과, 주행 궤도 상에서 상기 한 쌍의 주행륜에 대해 차폭 방향 중간에 위치하는 센터 가이드의 차폭 방향 측면을 따라 구름 이동하는 안내륜을 구비하고 있는 궤도계 차량용 대차에 있어서, 상기 주행륜의 차폭 방향 내측에서 차량 전후 방향을 따라 배치되고, 또한 상기 너클에 고정된 안내 프레임과, 차폭 방향을 따라 차량 전후 방향의 중앙측에 배치되고, 또한 각각의 안내 프레임을 연동시키도록 구성한 타이로드와, 상기 주행륜의 축선에 대해 차량 단부측 및 중앙측에서 상기 안내 프레임으로부터 차폭 방향 내측을 향해 배치되는 안내 베어링과, 차폭 방향을 따라 배치되고, 또한 그 양단부를 상기 킹핀에 장착함으로써, 상기 주행륜, 상기 너클 및 상기 안내 프레임이 회전 가능하게 구성되는 스티어링 차축을 구비하고, 상기 안내륜이 상기 안내 베어링의 차폭 방향 내측의 선단부에 장착되어 있다.

본 발명의 궤도계 차량용 대차에서는, 상기 안내 베어링이 상기 안내 프레임에 회전 가능하게 장착되어 있다.

본 발명의 궤도계 차량용 대차에서는, 차폭 방향을 따라 복원 로드가 설치되고, 상기 복원 로드의 일단부가 상기 안내 프레임에 장착되고, 상기 복원 로드의 타단부가 상기 스티어링 차축에 장착되고, 차폭 방향을 따라 수평 댐퍼가 설치되고, 상기 수평 댐퍼의 일단부가 상기 안내 프레임에 장착되고, 상기 수평 댐퍼의 타단부가 상기 스티어링 차축에 장착되어 있다.

본 발명의 궤도계 차량용 대차에서는, 상기 스티어링 차축과 차량 단부측의 안내륜의 회전축의 거리가, 상기 스티어링 차축과 중앙측의 상기 안내륜의 회전축의 거리보다도 길게 되어 있다.

본 발명에 따르면, 이하의 효과를 얻을 수 있다. 본 발명의 궤도계 차량용 대차는, 동일 축선 상에 설치되는 한 쌍의 주행륜과, 킹핀에 의해 회전 가능하게 구성되고, 또한 상기 한 쌍의 주행륜을 장착한 너클과, 주행 궤도 상에서 상기 한 쌍의 주행륜에 대해 차폭 방향 중간에 위치하는 센터 가이드의 차폭 방향 측면을 따라 구름 이동하는 안내륜을 구비하고 있는 궤도계 차량용 대차에 있어서, 상기 주행륜의 차폭 방향 내측에서 차량 전후 방향을 따라 배치되고, 또한 상기 너클에 고정된 안내 프레임과, 차폭 방향을 따라 차량 전후 방향의 중앙측에 배치되고, 또한 각각의 안내 프레임을 연동시키도록 구성한 타이로드와, 상기 주행륜의 축선에 대해 차량 단부측 및 중앙측에서 상기 안내 프레임으로부터 차폭 방향 내측을 향해 배치되는 안내 베어링과, 차폭 방향을 따라 배치되고, 또한 그 양단부를 상기 킹핀에 장착함으로써, 상기 주행륜, 상기 너클 및 상기 안내 프레임이 회전 가능하게 구성되는 스티어링 차축을 구비하고, 상기 안내륜이 상기 안내 베어링의 차폭 방향 내측의 선단부에 장착되어 있다.

그로 인해, 이러한 심플한 구조를 구비하는 상기 궤도계 차량용 대차가, 차량의 전방측 및 후방측에 설치된 경우에는, 각각 이하와 같은 작용 및 효과가 얻어진다.

진행 방향측에 있는 전방측의 상기 궤도계 차량용 대차에 있어서는, 차량이 곡선의 센터 가이드에 진입하였을 때, 곡선의 내궤측(內軌側)에 있는 상기 안내륜이, 곡선에 대해 외측을 향해 이동하여, 센터 가이드와 접촉한다. 이때, 센터 가이드로부터 내궤측의 상기 안내륜에 대해 곡선의 내측을 향하는 반력이 작용하게 된다. 내궤측에 있어서는, 이러한 반력이 상기 안내륜으로부터 상기 안내 베어링 및 상기 안내 프레임에 작용하여, 상기 안내 베어링 및 상기 안내 프레임이 곡선에 대응하여 내궤측으로 선회하는 동시에, 상기 주행륜이 곡선에 대응하여 내궤측으로 기울어지게 된다. 또한, 내궤측의 상기 안내 프레임의 선회에 의해 상기 타이로드가 이동하고, 외궤측(外軌側)의 상기 안내 프레임이 내궤측의 안내 프레임과 연동하여 마찬가지로 선회하는 동시에, 외궤측의 상기 주행륜도 또한 곡선에 대응하여 내궤측으로 기울어지게 된다. 따라서, 상기 한 쌍의 주행륜이 센터 가이드를 따라 기울어지도록 조타되게 된다.

한편, 후방측의 상기 궤도계 차량용 대차에 있어서는, 차량이 곡선의 센터 가이드에 진입하였을 때, 곡선의 외궤측에 있는 상기 안내륜이, 곡선에 대해 내측을 향해 이동하여, 센터 가이드와 접촉한다. 이때, 센터 가이드로부터 외궤측의 상기 안내륜에 대해 곡선의 외측을 향하는 반력이 작용하게 된다. 외궤측에 있어서는, 이러한 반력이 상기 안내륜으로부터 상기 안내 베어링 및 상기 안내 프레임에 작용하여, 상기 안내 베어링 및 상기 안내 프레임이 곡선에 대응하여 외궤측으로 선회하는 동시에, 상기 주행륜이 곡선에 대응하여 외궤측으로 기울어지게 된다. 또한, 외궤측의 상기 안내 프레임의 선회에 의해 상기 타이로드가 이동하고, 내궤측의 상기 안내 프레임이 외궤측의 안내 프레임과 연동하여 마찬가지로 선회하는 동시에, 내궤측의 상기 주행륜도 또한 곡선에 대응하여 외궤측으로 기울어지게 된다. 따라서, 상기 한 쌍의 주행륜이 센터 가이드를 따라 기울어지도록 조타되게 된다.

이상과 같이 상기 궤도계 차량용 대차는, 상기 주행륜을 센터 가이드를 따르도록 조타 가능하게 하면서, 심플한 구조로 구성되어 있다. 이러한 심플한 구조에 의해, 차량의 제조 비용의 비용 절감을 도모할 수 있고, 차량의 메인터넌스 작업이 용이해지고, 나아가서는 메인터넌스 비용의 비용 절감을 도모할 수 있다.

본 발명의 궤도계 차량용 대차에서는, 상기 안내 베어링이 상기 안내 프레임에 회전 가능하게 장착되어 있고, 상기 안내륜이 센터 가이드 방식 및 사이드 가이드 방식의 가이드 레일 중 어느 것에나 대응하여 전환 가능한 구성으로 되어 있다. 그로 인해, 센터 가이드 방식 및 사이드 가이드 방식의 각각에 대응하여 차량을 분류하여 제작할 필요가 없어져, 차량 제조 비용의 비용 절감을 더욱 도모할 수 있다. 또한, 예를 들어 통상 주행 노선에서는, 센터 가이드에 의해 상기 궤도계 차량용 대차를 안내하는 한편, 차고 내에서는 사이드 가이드에 의해 상기 궤도계 차량용 대차를 안내하는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 장거리에 걸친 통상 주행 노선에서는, 센터 가이드 방식이 넓은 설치 공간을 필요로 하지 않으므로, 가이드의 설치 비용의 비용 절감을 도모할 수 있다. 한편, 차고 내에서는, 차량의 중앙 바로 아래를 전후 방향을 따라 설치되는 센터 가이드가 불필요해져, 상기 안내륜 및 상기 안내 베어링이 대차 하부로부터 차폭 방향 외측에 위치하게 된다. 따라서, 작업원이 차체의 하부에서 메인터넌스 작업을 행할 때에, 상기 안내륜 및 상기 안내 베어링이 작업의 방해가 되기 어려워진다. 그 결과, 메인터넌스 작업이 더욱 용이해져, 메인터넌스 비용의 비용 절감이 도모되게 된다.

본 발명의 궤도계 차량용 대차에서는, 차폭 방향을 따라 복원 로드가 설치되고, 상기 복원 로드의 일단부가 상기 안내 프레임에 장착되고, 상기 복원 로드의 타단부가 상기 스티어링 차축에 장착되고, 차폭 방향을 따라 수평 댐퍼가 설치되고, 상기 수평 댐퍼의 일단부가 상기 안내 프레임에 장착되고, 상기 수평 댐퍼의 타단부가 상기 스티어링 차축에 장착되어 있고, 직선 주행시에, 상기 복원 로드 및 상기 수평 댐퍼에 의해, 서로 연동하는 좌우 한 쌍의 상기 안내 프레임의 선회가 억제되는 동시에, 상기 주행륜의 선회도 억제된다. 그로 인해, 차량의 직진성이 향상되어, 차량에 발생하는 진동이 억제되게 된다.

본 발명의 궤도계 차량용 대차에서는, 상기 스티어링 차축과 차량 단부측의 안내륜의 회전축의 거리가, 상기 스티어링 차축과 중앙측의 상기 안내륜의 회전축의 거리보다도 길게 되어 있어, 곡선 주행시에, 상기 주행륜은 슬립 앵글을 발생한 상태에서 기울어지게 된다. 따라서, 이러한 심플한 구조의 상기 궤도계 차량용 대차에 있어서도, 곡선 주행시에, 상기 한 쌍의 주행륜에 발생하는 코너링 포스에 의해, 상기 안내륜의 가이드 레일을 향하는 안내륜 작용력을 저감할 수 있어, 상기 안내륜과 가이드 레일의 접촉 압력을 저감할 수 있다. 따라서, 상기 안내륜과 가이드 레일의 마모나 열화를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 직선 주행시의 궤도계 차량의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 곡선 주행시의 궤도계 차량의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서 직선 주행시의 궤도계 차량의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서 직선 주행시의 궤도계 차량의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 직선 주행시의 궤도계 차량의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 곡선 주행시의 궤도계 차량의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서 직선 주행시의 궤도계 차량의 개략을 도시하는 평면도이다.

본 발명의 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태의 궤도계 차량(이하, 「차량」이라 함)에 사용되는 대차에 대해 이하에 설명한다. 본 발명의 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태에서는, 차량의 일례로서, 차량 전방측 및 후방측에 대차를 설치한 차량을 사용하여 설명하는 것으로 하고, 차량의 진행 방향을 차량 전방으로 하여 설명한다.

[제1 실시 형태]

본 발명의 제1 실시 형태의 차량용 대차에 대해 이하에 설명한다. 도 1을 참조하면, 화살표 A의 방향으로 진행하는 차량에 있어서, 센터 가이드(1)가, 차량의 차폭 방향 중간에서 차량의 궤도 경로를 따라 배치되어 있고, 차량은, 이 센터 가이드(1)를 따라 안내되면서 주행하는 구성으로 되어 있다. 이러한 차량에 있어서, 차체(2)의 하부에는, 차량의 전방측의 전방측 대차(3) 및 후방측의 후방측 대차(4)가 각각 배치되어 있다. 전방측의 전방측 대차(3) 및 후방측의 후방측 대차(4)[이하,「대차(3, 4)」라 함]에는, 한 쌍의 주행륜(5)이 설치되어 있다. 이 주행륜(5)의 일례로서, 주로 지하철 및 신교통 시스템 등의 차량에서는, 고무 타이어가 사용되고 있다. 또한, 주행륜(5)의 다른 예로서, 철제의 차륜 등의 다른 소재로 제작되는 차륜이 사용되어도 된다. 이러한 한 쌍의 주행륜(5)은, 동일 축선(5a)을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성되는 동시에, 서로 차폭 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.

주행륜(5)의 차폭 방향 내측에는, 한 쌍의 주행륜(5)을 대차(3, 4)에 장착하기 위한 너클(6)이, 주행륜(5)의 축선(5a) 상에 배치되어 있다. 대차(3, 4)에는, 차폭 방향으로 좌우 한 쌍의 안내 프레임(7)이 설치되어 있다. 이 안내 프레임(7)은, 주행륜(5) 및 너클(6)의 차폭 방향 내측에서 차량 전후 방향을 따라 배치되어 있다. 안내 프레임(7)에는, 너클(6)이 장착되어 있고, 너클(6)과 안내 프레임(7)의 장착부에는 킹핀(8)이 배치되어 있다.

또한, 한 쌍의 안내 프레임(7)을 연결하는 스티어링 차축(9)이, 차폭 방향을 따라 배치되어 있고, 스티어링 차축(9)의 양단부는, 각각 킹핀(8)에 장착되어 있다. 그로 인해, 스티어링 차축(9)은, 주행륜(5), 너클(6) 및 안내 프레임(7)에 대해 회전 가능하게 되어 있다. 대차(3, 4)에는, 한 쌍의 안내 프레임(7)을 연동시키기 위한 타이로드(10)가 설치되어 있다. 타이로드(10)는, 스티어링 차축(9)에 대해 차량 중앙측에서 차폭 방향을 따라 배치되어 있고, 타이로드(10)의 양단부(10a)는, 한 쌍의 안내 프레임(7)에 각각 회전 가능하게 장착되어 있다.

안내 프레임(7)의 전후 방향의 단부(7a)에는, 각각 안내 베어링(11)이 설치되어 있다. 안내 베어링(11)은, 안내 프레임(7)의 전후 방향의 단부(7a)에 장착되어, 이 단부(7a)로부터 차폭 방향 내측을 향해 배치되어 있다. 한편, 안내 베어링(11)의 차폭 방향 내측의 선단부에는, 안내륜(12)이, 회전축(12a)을 중심으로 가이드 프레임(1)을 따라 구름 이동 가능하게 장착되어 있다. 그로 인해, 안내륜(12)이, 가이드 프레임(1)을 따라 안내되게 된다. 여기서, 차량 전후 방향의 차량 단부측에 있는 한 쌍의 안내륜(12)의 회전축(12a)은, 스티어링 차축(9)으로부터 차량 단부측으로 거리 d1 이동한 축선(12b) 상에 위치하고, 차량 전후 방향의 중앙측에 있는 한 쌍의 안내륜(12)의 회전축(12a)은, 스티어링 차축(9)으로부터 중앙측으로 거리 d2 이동한 축선(12c) 상에 위치하고 있다. 또한, 거리 d1과 거리 d2는, 동등하게 되어 있다(d1＝d2).

이러한 제1 실시 형태의 대차(3, 4)에 대해, 도 2를 참조하면서, 곡선 주행시의 동작을 설명한다.

진행 방향측에 있는 전방측 대차(3)에 있어서는, 차량이 곡선의 센터 가이드(1)에 진입하였을 때, 곡선의 내궤측에 있는 안내륜(12)이, 차량에 작용하는 원심력(화살표 S로 나타냄) 등의 영향에 의해, 곡선에 대해 외측을 향해 이동하여, 내궤측의 센터 가이드(1)와 접촉한다. 이때, 센터 가이드(1)로부터 차량 단부측의 안내륜(12) 및 중앙측의 안내륜(12)에 대해, 곡선의 내측을 향하는 반력이 작용하게 된다. 내궤측에 있어서는, 이러한 반력이 안내륜(12)으로부터 안내 베어링(11) 및 안내 프레임(7)에 작용하여, 안내 베어링(11) 및 안내 프레임(7)이 곡선에 대응하여 내궤측으로 선회하는 동시에, 주행륜(5)이 곡선에 대응하여 내궤측으로 기울어지게 된다. 또한, 내궤측의 안내 프레임(7)의 선회에 의해 타이로드(10)가 이동하고, 외궤측의 안내 프레임(7)이 내궤측의 안내 프레임(7)과 연동하여 마찬가지로 선회하는 동시에, 외궤측의 주행륜(5)도 또한 곡선에 대응하여 내궤측으로 기울어지게 된다. 따라서, 한 쌍의 주행륜(5)이 센터 가이드(1)를 따라 기울어지도록 조타되게 된다.

한편, 후방측 대차(4)에 있어서는, 차량이 곡선의 센터 가이드(1)에 진입하였을 때, 곡선의 외궤측에 있는 안내륜(12)이, 차량에 작용하는 원심력(화살표 S로 나타냄) 등의 영향에 의해, 곡선에 대해 내측을 향해 이동하여, 센터 가이드(1)와 접촉한다. 이때, 센터 가이드(1)로부터 차량 단부측의 안내륜(12) 및 중앙측의 안내륜(12)에 대해, 곡선의 외측을 향하는 반력이 작용하게 된다. 외궤측에 있어서는, 이러한 반력이 안내륜(12)으로부터 안내 베어링(11) 및 안내 프레임(7)에 작용하여, 안내 베어링(11) 및 안내 프레임(7)이 곡선에 대응하여 외궤측으로 선회하는 동시에, 주행륜(5)이 곡선에 대응하여 외궤측으로 기울어지게 된다. 또한, 외궤측의 안내 프레임(7)의 선회에 의해 타이로드(10)가 이동하고, 내궤측의 안내 프레임(7)이 외궤측의 안내 프레임(7)과 연동하여 마찬가지로 선회하는 동시에, 내궤측의 주행륜(5)도 또한 곡선에 대응하여 외궤측으로 기울어지게 된다. 따라서, 한 쌍의 주행륜(5)이 센터 가이드(1)를 따라 기울어지도록 조타되게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따르면, 대차(3, 4)는, 그 주행륜(5)을 센터 가이드(1)를 따라 조타 가능하게 하면서, 심플한 구조로 구성되어 있다. 이러한 심플한 구조에 의해, 차량의 제조 비용의 비용 절감을 도모할 수 있고, 차량의 메인터넌스 작업이 용이해지고, 나아가서는 메인터넌스 비용의 비용 절감을 도모할 수 있다.

[제2 실시 형태]

본 발명의 제2 실시 형태의 차량용 대차에 대해 이하에 설명한다. 제2 실시 형태의 차량의 기본적인 구성은, 제1 실시 형태의 차량의 구성과 마찬가지로 되어 있다. 제1 실시 형태와 마찬가지인 요소는, 제1 실시 형태와 마찬가지인 부호 및 명칭을 사용하여 설명한다. 여기서는, 제1 실시 형태와 다른 구성에 대해 설명한다.

도 3을 참조하면, 안내 베어링(11)의 차폭 방향 외측의 기단부가, 안내 프레임(7)의 전후 방향의 단부에 회전 가능하게 장착되어 있다. 그로 인해, 안내 베어링(11) 및 안내륜(12)이, 파선으로 나타낸 상태로부터 180도 회전하여 실선으로 나타낸 상태로 변경 가능하게 되어 있다. 또한, 차량에 대해 차폭 방향 외측에서 궤도 경로를 따라 사이드 가이드(21)가 배치되어 있고, 실선으로 나타낸 상태에서는, 안내륜(12)이, 사이드 가이드(12)를 따라 구름 이동 가능하게 되어 있다. 이 경우, 차량은 사이드 가이드(21)를 따라 안내되면서 주행할 수 있다. 한편, 파선으로 나타낸 상태에서는, 제1 실시 형태에서 나타낸 도 1과 마찬가지로, 안내륜(12)이, 센터 가이드(1)를 따라 구름 이동 가능하게 되어 있다. 이 경우도, 차량은 센터 가이드(1)를 따라 안내되면서 주행할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 따르면, 안내륜(12)이, 센터 가이드 방식 및 사이드 가이드 방식의 가이드 레일 중 어느 것에나 대응하여 전환 가능한 구성으로 되어 있다. 그로 인해, 센터 가이드 방식 및 사이드 가이드 방식의 각각에 대응하여 차량을 분류하여 제작할 필요가 없어져, 차량의 제조 비용의 비용 절감을 더욱 도모할 수 있다. 또한, 예를 들어 통상 주행 노선에서는, 센터 가이드(1)에 의해 차량용 대차를 안내하는 한편, 차고 내에서는 사이드 가이드(21)에 의해 차량용 대차를 안내하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 장거리에 걸친 통상 주행 노선에서는, 센터 가이드 방식은 넓은 설치 공간을 필요로 하지 않으므로, 가이드의 설치 비용의 비용 절감을 도모할 수 있다. 한편, 차고 내에서는, 차량의 중앙 바로 아래를 전후 방향을 따라 설치되는 센터 가이드가 불필요해져, 안내 베어링(11) 및 안내륜(12)이 대차(3, 4)의 하부로부터 차폭 방향 외측에 위치하게 된다. 따라서, 작업원이 차체(2)의 하부에서 메인터넌스 작업을 행할 때에, 안내 베어링(11) 및 안내륜(12)이 작업의 방해가 되기 어려워진다. 그 결과, 메인터넌스 작업이 더욱 용이해지고, 메인터넌스 비용의 비용 절감이 도모되게 된다.

[제3 실시 형태]

본 발명의 제3 실시 형태의 차량용 대차에 대해 이하에 설명한다. 제3 실시 형태의 차량의 기본적인 구성은, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태의 차량의 구성과 마찬가지로 되어 있다. 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지인 요소는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지인 부호 및 명칭을 사용하여 설명한다. 여기서는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 다른 구성에 대해 설명한다.

도 4를 참조하면, 대차(3, 4)에는, 복원 로드(31) 및 수평 댐퍼(32)가 각각 설치되어 있다. 복원 로드(31) 및 수평 댐퍼(32)는, 스티어링 차축(9)보다 차량 단부측에서, 차폭 방향으로 연장되는 동일 축선을 따라 배치되어 있다. 또한, 이러한 복원 로드(31) 및 수평 댐퍼(32)를 장착하기 위해서, 스티어링 차축(9)에는, 차량 단부측으로 연장되는 한 쌍의 장착 아암(33)이, 스티어링 차축(9)의 차폭 방향 중앙부를 끼우도록 차폭 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 복원 로드(31)의 일단부(31a)는, 한 쌍의 안내 프레임(7) 중 한쪽에 회전 가능하게 설치되고, 복원 로드(31)의 타단부(31b)는, 한 쌍의 안내 프레임(7)의 일측에 있는 장착 아암(33)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 수평 댐퍼(32)의 일단부(32a)는, 한 쌍의 안내 프레임(7) 중 다른 쪽에 회전 가능하게 장착되고, 수평 댐퍼(32)의 타단부(32b)는, 한 쌍의 안내 프레임(7)의 타측에 있는 장착 아암(33)에 회전 가능하게 장착되어 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제3 실시 형태에 따르면, 직선 주행시에, 복원 로드(31) 및 수평 댐퍼(32)에 의해, 서로 연동하는 좌우 한 쌍의 안내 프레임(7)의 선회가 억제되는 동시에, 주행륜(5)의 선회도 억제된다. 그로 인해, 차량의 직진성이 향상되어, 차량에 발생하는 진동이 억제되게 된다.

[제4 실시 형태]

본 발명의 제4 실시 형태의 차량용 대차에 대해 이하에 설명한다. 제4 실시 형태의 차량의 기본적인 구성은, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태의 차량의 구성과 마찬가지로 되어 있다. 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지인 요소는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지인 부호 및 명칭을 사용하여 설명한다. 여기서는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 다른 구성에 대해 설명한다.

도 5를 참조하면, 스티어링 차축(9)의 차량 단부측에 배치된 한 쌍의 안내륜(12)은, 차폭 방향으로 연장되는 축선(12b)을 따라 배치되어 있고, 스티어링 차축(9)의 중앙측에 배치된 한 쌍의 안내륜(12)은, 차폭 방향으로 연장되는 축선(12c)을 따라 배치되어 있다. 스티어링 차축(9)으로부터 차량 단부측의 안내륜(12)의 축선(12b)까지의 거리 d3은, 스티어링 차축(9)으로부터 중앙측의 안내륜(12)의 축선(12c)까지의 거리 d4보다도 길게 되어 있다(d3＞d4).

이러한 구성에 의해, 전방측 대차(3)의 차량의 곡선 주행시에 있어서는, 도 6에 도시하는 바와 같이 주행륜(5)에는 슬립 앵글 α1이 발생하게 된다. 그로 인해, 주행륜(5)의 코너링 포스(화살표 CF1로 나타냄)가 증가하여, 내궤측에 있어서 차량 단부측의 안내륜(12)의 센터 가이드(1)를 향하는 안내륜 작용력(화살표 F1로 나타냄)이 저감되게 되고, 마찬가지로 중앙측의 안내륜(12)의 센터 가이드(1)를 향하는 안내륜 작용력(화살표 F2로 나타냄)이 저감되게 된다.

여기서, 전방측 대차(3)에 있어서의 안내륜 작용력에 대해 설명한다. 차량 단부측 또한 내궤측의 안내륜(12)에 있어서, 직진 상태로 복귀하려고 하는 힘에 대항하는 힘의 크기를 rf1로 하고, 차량에 작용하는 원심력의 크기를 s로 하고, 한 쌍의 주행륜(5)에 작용하는 코너링 포스의 크기를 cf1로 한 경우, 안내륜 작용력의 크기 f1은, f1＝rf1＋s/4－2ㆍcf1ㆍd4/(d3＋d4)로 된다. 또한, 중앙측 또한 내궤측의 안내륜(12)에 있어서, 직진 상태로 복귀하려고 하는 힘에 대항하는 힘의 크기를 rf2로 하고, 차량에 작용하는 원심력의 크기를 s로 하고, 한 쌍의 주행륜(5)에 작용하는 코너링 포스의 크기를 cf2로 한 경우, 안내륜 작용력의 크기 f2는, f2＝rf2＋s/4-2ㆍcf2ㆍd3/(d3＋d4)로 된다.

후방측 대차(4)의 차량의 곡선 주행시에 있어서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 주행륜(5)에는 슬립 앵글 α2가 발생하게 된다. 그로 인해, 주행륜(5)의 코너링 포스(화살표 CF2로 나타냄)가 증가하여, 외궤측에 있어서 차량 단부측의 안내륜(12)의 센터 가이드(1)를 향하는 안내륜 작용력(화살표 F3으로 나타냄)이 저감되게 되고, 마찬가지로 중앙측의 안내륜(12)의 센터 가이드(1)를 향하는 안내륜 작용력(화살표 F4로 나타냄)이 저감되게 된다.

또한, 후방측 대차(4)에 있어서의 안내륜 작용력에 대해 설명한다. 차량 단부측 또한 외궤측의 안내륜(12)에 있어서, 직진 상태로 복귀하려고 하는 힘에 대항하는 힘의 크기를 rf3으로 하고, 차량에 작용하는 원심력의 크기를 s로 하고, 한 쌍의 주행륜(5)에 작용하는 코너링 포스의 크기를 cf2로 한 경우, 안내륜 작용력의 크기 f3은, f3＝rf3－s/4－2ㆍcf2ㆍd4/(d3＋d4)로 된다. 또한, 중앙측 또한 외궤측의 안내륜(12)에 있어서, 직진 상태로 복귀하려고 하는 힘에 대항하는 힘의 크기를 rf4로 하고, 차량에 작용하는 원심력의 크기를 s로 하고, 한 쌍의 주행륜(5)에 작용하는 코너링 포스의 크기를 cf4로 한 경우, 안내륜 작용력의 크기 f4는, f4＝rf4－s/4－2ㆍcf2ㆍd3/(d3＋d4)로 된다.

이상과 같이, 본 발명의 제4 실시 형태에 따르면, 차량 단부측의 안내륜(12)의 축선(12b)으로부터 스티어링 차축(9)까지의 거리 d3이, 중앙측의 안내륜(12)의 축선(12c)으로부터 스티어링 차축(9)까지의 거리 d4보다도 길게 되어 있어, 곡선 주행시에, 주행륜(5)은 슬립 앵글을 발생한 상태에서 기울어지게 된다. 따라서, 이러한 심플한 구조의 대차(3, 4)에 있어서도, 곡선 주행시에, 한 쌍의 주행륜(5)에 발생하는 코너링 포스에 의해, 안내륜(12)의 센터 가이드(1)를 향하는 안내륜 작용력을 저감할 수 있어, 센터 가이드(1)와 안내륜(12)의 접촉 압력을 더욱 저감할 수 있다. 따라서, 센터 가이드(1)와 안내륜(12)의 마모나 열화를 저감할 수 있다.

[제5 실시 형태]

본 발명의 제5 실시 형태의 차량용 대차에 대해 이하에 설명한다. 제4 실시 형태의 차량의 기본적인 구성은, 제4 실시 형태의 차량의 구성과 마찬가지로 되어 있다. 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지인 요소는, 제4 실시 형태와 마찬가지인 부호 및 명칭을 사용하여 설명한다. 여기서는, 제4 실시 형태와 다른 구성에 대해 설명한다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 대차(3, 4)에는, 제3 실시 형태와 마찬가지로 구성된 복원 로드(31), 수평 댐퍼(32) 및 한 쌍의 장착 아암(33)이 설치되어 있다. 따라서, 제5 실시 형태에 있어서도, 제3 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

여기까지 본 발명의 실시 형태에 대해 서술하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 각종 변형 및 변경이 가능하다.

1 : 센터 가이드
2 : 차체
3 : 전방측 대차
4 : 후방측 대차
5 : 주행륜
5a : 축선
6 : 너클
7 : 안내 프레임
7a : 단부
8 : 킹핀
9 : 스티어링 차축
10 : 타이로드
10a : 단부
11 : 안내 베어링
12 : 안내륜
12a : 회전축
12b, 12c : 축선
21 : 사이드 가이드
31 : 복원 로드
31a : 일단부
31b : 타단부
32 : 수평 댐퍼
32a : 일단부
32b : 타단부
33 : 장착 아암
A, F1 내지 F4, CF1, CF2, S : 화살표
d1 내지 d4 : 거리
α1, α2 : 슬립 앵글

Claims

동일 축선 상에 설치되는 한 쌍의 주행륜과,
킹핀에 의해 회전 가능하게 구성되고, 또한 상기 한 쌍의 주행륜을 장착한 너클과,
주행 궤도 상에서 상기 한 쌍의 주행륜에 대해 차폭 방향 중간에 위치하는 센터 가이드의 차폭 방향 측면 또는 상기 한 쌍의 주행륜에 대해 차폭 방향 외측에 위치하는 사이드 가이드의 차폭 방향 측면을 따라 구름 이동하는 안내륜을 구비하고 있는 궤도계 차량용 대차에 있어서,
상기 주행륜의 차폭 방향 내측에서 차량 전후 방향을 따라 배치되고, 또한 상기 너클에 고정된 안내 프레임과,
차폭 방향을 따라 차량 전후 방향의 중앙측에 배치되고, 또한 각각의 안내 프레임을 연동시키도록 구성한 타이로드와,
상기 주행륜의 축선에 대해 차량 단부측 및 중앙측에서, 상기 안내 프레임으로부터 차폭 방향 내측 또는 차폭 방향 외측을 향해 배치되는 안내 베어링과,
차폭 방향을 따라 배치되고, 또한 그 양단부를 상기 킹핀에 장착함으로써, 상기 주행륜, 상기 너클 및 상기 안내 프레임이 회전 가능하게 구성되는 스티어링 차축을 구비하고,
상기 안내륜이 상기 안내 베어링의 선단부에 장착되고,
상기 한 쌍의 주행륜이, 상기 센터 가이드 또는 상기 사이드 가이드에 따른 조타만 행해지도록 구성되고,
상기 안내 베어링을 상기 안내 프레임에 대해 차폭 방향 내측에서 차폭 방향을 따라 배치함으로써 상기 안내륜을 상기 센터 가이드의 차폭 방향 측면을 따라 구름 이동 가능하게 하는 상태와, 상기 안내 베어링을 상기 안내 프레임에 대해 차폭 방향 외측에서 차폭 방향을 따라 배치함으로써 상기 안내륜을 상기 사이드 가이드의 차폭 방향 측면을 따라 구름 이동 가능하게 하는 상태의 각각으로 전환 가능하게 하도록, 상기 안내 베어링이 상기 안내 프레임에 장착되어 있는, 궤도계 차량용 대차.
제1항에 있어서, 상기 안내 베어링이 상기 안내 프레임에 회전 가능하게 장착되어 있는, 궤도계 차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서, 차폭 방향을 따라 복원 로드가 설치되고, 상기 복원 로드의 일단부가 상기 안내 프레임에 장착되고, 상기 복원 로드의 타단부가 상기 스티어링 차축에 장착되고, 차폭 방향을 따라 수평 댐퍼가 설치되고, 상기 수평 댐퍼의 일단부가 상기 안내 프레임에 장착되고, 상기 수평 댐퍼의 타단부가 상기 스티어링 차축에 장착되어 있는, 궤도계 차량용 대차.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스티어링 차축과 차량 단부측의 안내륜의 회전축의 거리가, 상기 스티어링 차축과 중앙측의 상기 안내륜의 회전축의 거리보다도 길게 되어 있는, 궤도계 차량용 대차.