明 細 書 Specification
連接車輛 Articulated vehicle
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、 2つの車輛を前後に連接した連接車輛に関する。 The present invention relates to an articulated vehicle in which two vehicles are articulated back and forth.
背景技術 Background art
[0002] 前後に連接された 2つの車輛の連接箇所に台車を配置した構成は、特許文献 1に おいて提案されている。この特許文献 1の図 6とその関連箇所には、前後の車輛の連 接部に台車を配置し、この台車の台車枠と前後の車輛間にそれぞれァクチユエータ を介設し、このァクチユエータを駆動することで自己操舵の補助を行うことが記載され ている。 [0002] Patent Document 1 proposes a configuration in which a bogie is arranged at a connection point between two vehicles connected in front and rear. In FIG. 6 of Patent Document 1 and related parts, a bogie is arranged at a connection portion of the front and rear vehicles, an actuator is interposed between the bogie frame of the bogie and the front and rear vehicles, and the actuator is driven. It is described that assisting self-steering is provided by this.
[0003] また、特許文献 2には前後に連接された 2つの車輛の連接箇所ではないが、一方 の車輛の端部に一軸台車を配置し、この一軸台車と他方の車輛とをリンクで連結す るとともに、台車の軸受箱と車体間に台車の左右動を抑制するダンパを設け、車体と 輪軸との過大な左右方向の変位を防止することが開示されている。 [0003] Furthermore, Patent Document 2 does not refer to a connection point between two vehicles connected to each other back and forth, but a single-axle truck is arranged at an end of one vehicle, and the single-axle truck and the other vehicle are connected by a link. In addition, it discloses that a damper is provided between the bearing housing of the bogie and the vehicle body to suppress the lateral movement of the bogie, thereby preventing excessive lateral displacement between the vehicle body and the wheel set.
[0004] 更に、特許文献 3には車両用のダンパとして、電磁ダンパを提案している。この電磁 ダンパは内部に DC (直流)モータを組み込み、シリンダの直線動またはアームの揺 動によりモータを構成するロータまたはステータを回転させ、電磁誘導によってソレノ イドに発生した起電力を減衰力に変換する構成とされてレ、る。 [0004] Further, Patent Document 3 proposes an electromagnetic damper as a damper for a vehicle. This electromagnetic damper incorporates a DC (direct current) motor inside, rotates the rotor or stator that constitutes the motor by linear motion of the cylinder or swing of the arm, and converts the electromotive force generated in the solenoid by electromagnetic induction into damping force. It is configured to do.
[0005] 特許文献 1 :特開 2002—87262号公報 [0012]、図 6 Patent Document 1: JP-A-2002-87262 [0012], FIG.
特許文献 2:特開 2001— 63567号公報 [0019] [0024] Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-63567
特許文献 3:特開 2003— 227543号公報 [0001] [0002] Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-227543
発明の開示 Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention
[0006] 鉄道車輛には、走行安定性と曲線旋回能が要求される。し力、しながら、高速走行で の走行安定性と低速走行での急曲線旋回能の両立は困難で、今後とも継続する課 題である。 [0006] Railway vehicles are required to have running stability and curve turning ability. However, it is difficult to achieve both running stability at high speeds and the ability to turn sharply at low speeds, and this problem will continue.
[0007] 例えば、特許文献 1では車輛連接部の台車をァクチユエータを駆動することで自己
操舵せしめることが可能であるが、車輛間のョーイングに対する減衰効果を発揮する ことができず、逆にァクチユエータの代わりにダンパを設けると、急曲線通過時に横 圧増大を招いてしまう。 [0007] For example, in Patent Document 1, the bogie of the vehicle connecting portion is driven by an actuator so that It is possible to steer, but it cannot exert the damping effect on jogging between vehicles. Conversely, if a damper is provided instead of the actuator, the lateral pressure will increase when passing a sharp curve.
[0008] また、特許文献 2に開示されるように台車の左右動を抑制するダンパを設けても、 2 つの車輛間のョーイングに対する減衰効果を発揮することはできず、同様に特許文 献 3では連接車輛にっレヽては何ら記載されてレ、なレ、。 [0008] Furthermore, even if a damper for suppressing the lateral movement of the bogie is provided as disclosed in Patent Document 2, the damping effect for the joing between the two vehicles cannot be exerted. Then, what is described in the connection vehicle?
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0009] 本発明は、車体間のョーイングを考慮しなければならない連接車輛について、走行 安定性と急曲線旋回能の両立を図ることを目的とする。 [0009] It is an object of the present invention to achieve both running stability and sharp curve turning ability for a connected vehicle in which the joing between the vehicle bodies must be considered.
[0010] 斯カる課題を解決するため本発明は、高速走行時または直線走行時は連接部で の剛性を高く設定し、低速走行時または曲線走行時は連接部での剛性を低く設定し た電磁ダンパを前後の車輛の連接部に配置した。 [0010] In order to solve such a problem, the present invention sets a high rigidity at the connecting portion during high-speed running or straight running, and sets a low rigidity at the connecting portion during low-speed running or curved running. The electromagnetic damper was placed at the connection between the front and rear vehicles.
また本発明は、前後に連接される 2つの車輛の連接箇所に台車を配置した連接車 輛であって、前記台車の台車枠またはボルスタと各車輛との間にはそれぞれ電磁ダ ンパが設けられ、これら電磁ダンバには DCモータなどのモータが組み込まれ、これら モータは電磁誘導により発生した起電力を熱エネルギー(運動減衰力)へ変換する ための独立した外部回路と共通した外部回路に切り替え可能に接続された構成とし た。 The present invention also relates to a connected vehicle in which a bogie is arranged at a connecting portion of two vehicles connected to each other in front and rear, and an electromagnetic damper is provided between the bogie frame or bolster of the bogie and each vehicle. These electromagnetic dampers incorporate motors such as DC motors, and these motors can be switched to an independent external circuit for converting the electromotive force generated by electromagnetic induction into thermal energy (kinetic damping force) and an external circuit common to them It was configured to be connected to.
[0011] 上記構成において、各電磁ダンバ内のモータをそれぞれ独立した熱エネルギーへ の変換回路に接続することで、各電磁ダンバは個別に減衰機能を発揮する。また各 電磁ダンパ内のモータを共通した外部回路に直列に接続した場合、各モータが同一 方向に回転するときには起電力が発生せず、反対方向に回転するときには起電力が 発生し、電流が流れて熱エネルギーに変換される。 [0011] In the above configuration, by connecting the motors in the respective electromagnetic dampers to independent heat energy conversion circuits, the respective electromagnetic dampers individually exhibit an attenuation function. When the motors in each electromagnetic damper are connected in series to a common external circuit, no electromotive force is generated when each motor rotates in the same direction, and no electromotive force is generated when each motor rotates in the opposite direction, and current flows. Is converted to heat energy.
[0012] 上記の回路の切り替えは、例えば、高速走行時または直線走行時に前記各モータ を独立した外部回路に接続し、低速走行時または急曲線走行時に前記各モータを 共通した外部回路に接続する。 [0012] The switching of the circuit is performed, for example, by connecting the motors to an independent external circuit during high-speed running or straight-line running, and connecting the motors to a common external circuit during low-speed running or sharp-curve running. .
[0013] 前記台車としては一軸台車、一輪独立回転台車のいずれでもよぐまた電磁ダンパ の形態としては直動型ダンパまたは回転型ダンパのレ、ずれでもよレ、。
発明の効果 [0013] The bogie may be a single-axle bogie or a single-wheel independent rotary bogie. The form of the electromagnetic damper may be a direct-acting damper or a rotary damper, or may be shifted. The invention's effect
[0014] 本発明によれば、 2つの車輛の連接箇所に設ける台車の台車枠またはボルスタと、 各車輛を電磁ダンバでそれぞれ結合し、これら電磁ダンパ内に組み込まれるモータ が接続される回路として、モータが回転せしめられることで発生した起電力を熱エネ ルギ一へ変換するための独立した外部回路と同じく熱エネルギーへ変換するための 共通した外部回路に選択的に切り替え可能としたので、必要なときにのみダンバとし て作用させることができる。 According to the present invention, a bogie frame or a bolster of a bogie provided at a connection point of two vehicles and each vehicle are connected by an electromagnetic damper, and a circuit to which a motor incorporated in these electromagnetic dampers is connected is as follows. Since the motor can be selectively switched to an independent external circuit for converting the electromotive force generated by rotating the motor to thermal energy, as well as to a common external circuit for converting it to thermal energy, Only when it can act as a damper.
したがって、高速での直線走行での安定性と急曲線走行時の追従性の両方を同時 に満足することができる。 Therefore, it is possible to simultaneously satisfy both stability in straight running at high speed and followability in sharp running.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0015] [図 1]本発明に係る連接車輛の側面図 FIG. 1 is a side view of an articulated vehicle according to the present invention.
[図 2]連接台車と前後の車輛との結合部の拡大側面図 [Figure 2] Enlarged side view of the joint between the articulated bogie and the front and rear vehicles
[図 3]図 2の構造を簡略化して示した図 FIG. 3 is a simplified view of the structure of FIG. 2
[図 4]直動型電磁ダンバの断面図 [Figure 4] Cross-sectional view of linear motion type electromagnetic damper
[図 5]別実施例を示した図 3と同様の図 FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 showing another embodiment.
[図 6]別実施例を示した図 3と同様の図 FIG. 6 is a view similar to FIG. 3 showing another embodiment.
[図 7]別実施例を示した図 3と同様の図 FIG. 7 is a view similar to FIG. 3 showing another embodiment.
[図 8]別実施例を示した図 3と同様の図 FIG. 8 is a view similar to FIG. 3 showing another embodiment.
[図 9]別実施例を示した図 3と同様の図 FIG. 9 is a view similar to FIG. 3 showing another embodiment.
[図 10] (a)一(c)は走行条件を異ならせた時の連接車輛の平面図 [Fig.10] (a)-(c) is a plan view of the articulated vehicle with different running conditions
[図 11] (a)は 2つの電磁ダンパ内のモータを独立した熱エネルギーへの変換回路に 接続した状態を示す図、(b)は 2つの電磁ダンパ内のモータを共通した熱エネルギ 一への変換回路に直列に接続した状態を示す図 [Fig. 11] (a) shows the state in which the motors in the two electromagnetic dampers are connected to independent heat energy conversion circuits, and (b) shows the state in which the motors in the two electromagnetic dampers are connected to the same thermal energy. Figure showing the state of being connected in series to the conversion circuit of
[図 12] (a)は図 11 (b)の接続状態で、 2つのモータが互いに同一方向に回転せしめ られた場合の回路を説明した図、(b)は図 1 1 (b)の接続状態で、 2つのモータが互い に反対方向に回転せしめられた場合の回路を説明した図 [FIG. 12] (a) is a diagram illustrating a circuit when two motors are rotated in the same direction as each other in the connection state of FIG. 11 (b), and (b) is a connection diagram of FIG. 11 (b). Diagram illustrating the circuit when two motors are rotated in opposite directions in a state
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0016] 以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図 1は本発明に係る
連接車輛としての中間連接三軸車輛の側面図、図 2は連接台車と前後の車輛との結 合部の拡大側面図、図 3は図 2の構造を簡略化して示した図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the present invention. FIG. 2 is a side view of an intermediate articulated three-axle vehicle as an articulated vehicle, FIG. 2 is an enlarged side view of a connecting portion between an articulated vehicle and a front and rear vehicle, and FIG. 3 is a simplified view of the structure of FIG.
[0017] 中間連接三軸車輛は前後の車輛 A, Bの連接部に 1軸台車 1を配置し、更に各車 輛 A, Bに 1軸台車 2, 3を配置している。連接部の 1軸台車 1は車軸 10に左右一対の 車輪 11を取付けて輪軸を構成し、また車軸 10の両端は軸箱 12で回転自在に支持 され、この軸箱 12上に高剛性の防振ゴム 13を介して台車枠 14が支持され、この台 車枠 14上には枕ばね 15を介してボルスタ 16が支持され、ボルスタ 16と前記車輛 A とがボルスタアンカ 17で連結され、車輛 Aと車輛 Bとはセンターピン 18で連結されて いる。 [0017] In the intermediate articulated three-axle vehicle, a single-axle truck 1 is arranged at a joint between vehicles A and B in front and behind, and single-axle carts 2 and 3 are arranged in each of the vehicles A and B. The one-axle bogie 1 of the connecting part forms a wheel axle by attaching a pair of left and right wheels 11 to an axle 10, and both ends of the axle 10 are rotatably supported by an axle box 12. A bogie frame 14 is supported via a vibration rubber 13, and a bolster 16 is supported on the bogie frame 14 via a pillow spring 15. The bolster 16 and the vehicle A are connected by a bolster anchor 17, and the vehicle A is connected to the vehicle A. It is connected to vehicle B by a center pin 18.
[0018] また、台車枠 14とボルスタ 16とは、ピン 19を介して回動可能に連結されている。こ のピン 19の代わりに平行リンク機構を介して台車枠 14とボルスタ 16とを連結してもよ レ、。 The bogie frame 14 and the bolster 16 are rotatably connected via pins 19. Instead of the pins 19, the bogie frame 14 and the bolster 16 may be connected via a parallel link mechanism.
[0019] また、前記台車枠 14と前後の車輛 A, Bとの間にはそれぞれ電磁ダンパ 21 , 22が 介設されている。また、前記 1軸台車 2, 3の台車枠と各車輛 A, Bとの間にも電磁ダン パ 23, 24を設けている。このように、台車枠 14はボルスタ 16に対し相対的に回動可 能で且つ電磁ダンパ 21, 22で車輛に連結されているので、電磁ダンバの伸縮動に よる回転方向の減衰力を得て、蛇行動が抑制される。 [0019] Electromagnetic dampers 21 and 22 are interposed between the bogie frame 14 and the front and rear vehicles A and B, respectively. Electromagnetic dampers 23 and 24 are also provided between the bogie frames of the one-axis bogies 2 and 3 and each of the vehicles A and B. As described above, since the bogie frame 14 is rotatable relative to the bolster 16 and is connected to the vehicle by the electromagnetic dampers 21 and 22, the damping force in the rotational direction due to the expansion and contraction of the electromagnetic damper is obtained. , Snake behavior is suppressed.
[0020] 前記電磁ダンパ 21— 24の構造は、図 4に示すように、シリンダ 30内にピストン 31が 摺動自在に揷着され、シリンダ 30内には DCモータ 32、減速ギヤ 33、ボールネジ 34 、ナット 35が組み込まれ、またシリンダ 30とピストン 31の端部には連結部 36, 37が設 けられ、電磁ダンパ 21 , 22にあっては連結部 36が車輛 Aまたは Bに、連結部 37が 台車枠 14にそれぞれ連結されている。 As shown in FIG. 4, the structure of the electromagnetic dampers 21-24 has a piston 31 slidably mounted in a cylinder 30, and a DC motor 32, a reduction gear 33, and a ball screw 34 in the cylinder 30. , A nut 35 is incorporated, and connecting portions 36 and 37 are provided at the ends of the cylinder 30 and the piston 31. In the electromagnetic dampers 21 and 22, the connecting portion 36 is connected to the vehicle A or B, and the connecting portion 37 is provided. Are connected to the bogie frame 14, respectively.
[0021] 図 5—図 9は別実施例を示した図 3と同様の図であり、図 5に示す実施例にあっては 、前後の車輛 A, Bを通常の連結器 25で連結するとともに、車輛 A, Bのそれぞれを ボノレスタ 16によって 2点支持してレ、る。 FIG. 5 to FIG. 9 are similar to FIG. 3 showing another embodiment. In the embodiment shown in FIG. 5, the front and rear vehicles A and B are connected by a normal coupler 25. At the same time, each of vehicles A and B is supported by Bonoresta 16 at two points.
図 6に示す実施例にあっては、車輛 Aとボルスタ 16とがボルスタアンカ 17で連結さ れ、ボルスタ 16と台車枠 14との間に電磁ダンパ 21を介設し、車輛 Bと台車枠 14との 間に電磁ダンバ 22を介設してレ、る。
上記図 5および図 6に示した実施例は、台車枠 14の上に直接ボルスタ 16を設けた ダイレクトマウント方式である力 図 7に示すインダイレクト方式の実施例にあっては、 台車枠 14とボルスタ 16との間にボルスタアンカ 17を介設し、ボルスタ 16と車輛 Aとの 間に電磁ダンバ 21を設け、ボルスタ 16と車輛 Bとの間に電磁ダンパ 22を設けている 図 8に示す実施例も図 7と同様にインダイレクト方式であり、この実施例では台車枠 14と車輛 Aとの間に電磁ダンバ 21を設け、台車枠 14と車輛 Bとの間に電磁ダンバ 2 2を設けている。 In the embodiment shown in FIG. 6, the vehicle A and the bolster 16 are connected by a bolster anchor 17, an electromagnetic damper 21 is interposed between the bolster 16 and the bogie frame 14, and the vehicle B and the bogie frame 14 are connected. An electromagnetic damper 22 is interposed between them. The embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is a direct mount type in which the bolster 16 is provided directly on the bogie frame 14. In the indirect type embodiment shown in FIG. A bolster anchor 17 is interposed between the bolster 16, an electromagnetic damper 21 is provided between the bolster 16 and the vehicle A, and an electromagnetic damper 22 is provided between the bolster 16 and the vehicle B. The example is also an indirect system as in FIG. 7, and in this embodiment, an electromagnetic damper 21 is provided between the bogie frame 14 and the vehicle A, and an electromagnetic damper 22 is provided between the bogie frame 14 and the vehicle B. I have.
図 9に示す実施例にあっては、台車枠 14と車輛 Aとの間に電磁ダンパ 21を設け、 ボルスタ 16と車輛 Bとの間に電磁ダンバ 22を設けている。 In the embodiment shown in FIG. 9, an electromagnetic damper 21 is provided between the bogie frame 14 and the vehicle A, and an electromagnetic damper 22 is provided between the bolster 16 and the vehicle B.
[0022] 図 10 (a)は直線走行時の連接車輛の平面図であり、この状態では電磁ダンパ 21, 22とも伸縮しなレ、。また図 10 (b)は曲線走行時の連接車輛の平面図であり、この状 態では電磁ダンパ 21 , 22とも同時に伸張または圧縮せしめられる。図 10 (c)は台車 が蛇行動を起こしている状態の平面図であり、この状態では一方の電磁ダンパ 21は 伸張し、他方の電磁ダンパは圧縮する。 [0022] Fig. 10 (a) is a plan view of the articulated vehicle during straight running. In this state, the electromagnetic dampers 21 and 22 do not expand or contract. FIG. 10B is a plan view of the articulated vehicle when traveling on a curve. In this state, the electromagnetic dampers 21 and 22 are simultaneously extended or compressed. FIG. 10 (c) is a plan view showing a state in which the bogie is performing a snake action. In this state, one electromagnetic damper 21 is extended, and the other electromagnetic damper is compressed.
[0023] 次に、上記電磁ダンパ 21 , 22の作用について説明する。図 11 (a)は 2つの電磁ダ ンパ内のモータを独立した熱エネルギーへの変換回路に接続した状態を示す図、( b)は 2つの電磁ダンパ内のモータを共通した熱エネルギーへの変換回路に直列に 接続した状態を示す図、更に、図 12 (a)は図 11 (b)の接続状態で、 2つのモータが 互いに同一方向に回転せしめられた場合の回路を説明した図、(b)は図 11 (b)の接 続状態で、 2つのモータが互いに反対方向に回転せしめられた場合の回路を説明し た図である。 Next, the operation of the electromagnetic dampers 21 and 22 will be described. Fig. 11 (a) shows the state in which the motors in the two electromagnetic dampers are connected to independent thermal energy conversion circuits, and (b) shows the state in which the motors in the two electromagnetic dampers are converted to common thermal energy. FIG. 12 (a) is a diagram illustrating a state in which the two motors are rotated in the same direction, and FIG. 12 (a) is a diagram illustrating a circuit in which the two motors are rotated in the same direction. 12B is a diagram illustrating a circuit in a case where two motors are rotated in opposite directions in the connection state of FIG. 11B.
[0024] 図 10の各走行状態に戻って、図 10 (a)に示した高速で直線走行する場合には、図 11 (a)に示すように、 2つの電磁ダンバ内のモータを独立した熱エネルギーへの変 換回路に接続する。このようにすることで、電磁ダンバ 21 , 22は独立したダンパとし て作用する。 Returning to each running state in FIG. 10, when traveling straight at the high speed shown in FIG. 10 (a), as shown in FIG. 11 (a), the motors in the two electromagnetic dampers are independent. Connect to heat energy conversion circuit. By doing so, the electromagnetic dampers 21 and 22 act as independent dampers.
[0025] 一方、低速で急曲線を走行する場合には、図 11 (b)に示すように、 2つの電磁ダン パ内のモータを共通した熱エネルギーへの変換回路に直列に接続する。そして、こ
の状態で線路に沿って車輛が走行すると図 10 (b)に示すように車輛 A, B間にョーィ ングが発生する。このとき電磁ダンパ 21, 22は等量だけ圧縮 (伸張)するため、モー タは同一方向に回転する。 2つのモータが同一方向に回転した場合には、図 12 (a) に示すように電流は流れないので減衰力は生じなレ、。その結果、ョーイングに対する 抵抗はなく自由にョーイングが行われる。 On the other hand, when the vehicle travels on a sharp curve at low speed, as shown in FIG. 11 (b), the motors in the two electromagnetic dampers are connected in series to a common heat energy conversion circuit. And this When the vehicle travels along the railroad in the state described above, joing occurs between vehicles A and B as shown in Fig. 10 (b). At this time, since the electromagnetic dampers 21 and 22 compress (expand) by the same amount, the motor rotates in the same direction. When the two motors rotate in the same direction, no current flows and no damping force is generated, as shown in Fig. 12 (a). As a result, there is no resistance to joing, and joing can be performed freely.
[0026] また、低速で急曲線を走行する場合には、図 11 (c)に示すように、蛇行動が生じ易 レ、。この場合には、電磁ダンパ 21, 22の一方は圧縮し他方は伸張するため、モータ は互いに反対方向に回転する。 2つのモータが互いに反対方向に回転した場合に は、図 12 (b)に示すように回路に電流が流れ熱エネルギーに変換され減衰力が生じ る。その結果、蛇行動は抑制される。 [0026] When the vehicle travels on a sharp curve at a low speed, snake behavior is likely to occur as shown in Fig. 11 (c). In this case, one of the electromagnetic dampers 21 and 22 compresses and the other expands, so that the motors rotate in opposite directions. When the two motors rotate in opposite directions, a current flows in the circuit as shown in Fig. 12 (b), which is converted into thermal energy and a damping force is generated. As a result, the snake behavior is suppressed.
[0027] 図示例では、電磁ダンパ 21, 22を一側に配置した力 左右に分けて配置してもよ レ、。この場合は曲線通過時に電磁ダンパ 21 , 22の伸縮方向が逆になるので、回路 の組み方を変更する必要がある。いずれにしても台車の蛇行時に減衰力を発揮し、 車輛間のョーイングに対しては減衰力が生じないようにすればよい。 [0027] In the illustrated example, the electromagnetic dampers 21 and 22 are arranged on one side. In this case, since the directions of expansion and contraction of the electromagnetic dampers 21 and 22 are reversed when passing through the curve, it is necessary to change the method of assembling the circuit. In any case, the damping force should be exerted when the bogie is meandering, and no damping force should be generated for the jogging between vehicles.
[0028] また、電磁ダンバの配置レイアウトについては、片側 2本のみとする配置或いは片 側 1本づっ(点対称)としてもよい。更に、実施例では電磁ダンパを台車枠または車 両との間に直接的または間接的に設けているが、車両と車両との間に設けるようにし てもよい。
[0028] Further, the layout of the electromagnetic dampers may be arranged with only two wires on one side or one wire on one side (point symmetry). Further, in the embodiment, the electromagnetic damper is provided directly or indirectly between the bogie frame and the vehicle, but may be provided between the vehicles.