WO2018043010A1 - 鉄道車両用台車、鉄道車両及び列車 - Google Patents

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truck
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恭宏 砂田
雅典 澤田
将明 水野
武大 角中
哲範 炭▲崎▼
慎太郎 片岡
拓自 中居
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新日鐵住金株式会社
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    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
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    • B61F19/06—Nets, catchers, or the like for catching obstacles or removing them from the track
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/14—Types of bogies specially modified for reducing air resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50—Other details

Definitions

  • the present invention is a railway car bogie capable of reducing noise generated from wheels, brake disks, and bogies during traveling, and reducing adhesion of snow on a truck to the bogie during the winter season, and the railway car
  • the present invention relates to a railway vehicle provided with a truck and a train formed of the railway vehicle.
  • the term "rail car" in the present specification includes not only a rail car alone but also a rail car formed.
  • Environmental noise generated from railway vehicles while traveling is classified into the following three. (1) Aerodynamic noise, spark noise, sliding noise generated from pantograph. (2) Aerodynamic noise generated from the upper part of the vehicle body. (3) Noise generated from the lower part of the vehicle body.
  • the environmental noise increases as the speed of railway vehicles increases.
  • aerodynamic noise and the like generated from the pantograph in (1) are currently reduced by the development of a low noise pantograph and the like.
  • the aerodynamic noise generated from the upper part of the vehicle body in (2) is also improved by the development of the vehicle body shape.
  • the proportion of the environmental noise is relatively large in the noise generated from the lower part of the vehicle body of (3).
  • the following four noises are generated from the lower part of the vehicle body of (3). a) Rolling noise generated from the wheels. b) Wind noise generated from the brake disc. c) Aerodynamic noise generated from the dolly. d) Gear meshing noise generated from the drive device. Among these, measures have been sequentially considered for the meshing noise of the gear in d).
  • the inventors of the present invention are, among noises generated from the lower part of the vehicle body of (3), particularly rolling noise generated from the wheels of a), wind noise generated from the brake disc of b), and c)
  • the countermeasure was considered for the aerodynamic noise generated from the truck.
  • Patent Document 2 to the outside of the rolling noise generated around the contact point between the wheel and the rail, by controlling the vertical movement of the soundproof cover installed at the lower part of the outer plate of the vehicle body both sides of the railway vehicle. Describes a technique for suppressing the leakage of H.sub.2 and preventing its diffusion.
  • Patent Document 3 describes a technology for improving the sound absorption characteristics and reducing the rolling noise radiated around the rails by installing a sound absorbing material between the floor of the vehicle body and the rails.
  • Patent Literature 3 shows a diagram in which a floor lower side plate attached to a vehicle body covers the underfloor side surface of the vehicle body excluding the wheel portion (see FIGS. 2, 5 and 6 of Patent Document 3).
  • Patent Document 4 also provides excellent sound absorption characteristics even in a low temperature range by installing sound absorbing materials in the side skirt portion, the front and rear closing portions, and the bottom closing portion, which form a closed underfloor space in the lower part of the vehicle body. A technique for obtaining an improved vehicle body structure is described. Patent Document 4 describes that the side surface of a dolly is covered with a dolly cover (see paragraph 0033 and FIGS. 1A and 1B).
  • Patent Document 5 describes a technology for reducing noise generated by a truck by concentrating the noise generated by the bogie on barriers disposed on both sides of the track by covering the wheels from the outside with a case disposed on the vehicle body. .
  • a bogie and a vehicle body In a railway vehicle, it is general to connect a bogie and a vehicle body with a yaw damper in order to achieve both the stability during straight section traveling and the passing performance during curved section traveling. At that time, in order to ensure a sound operation even when the yaw damper fails and to ensure further safety, a plurality of yaw dampers may be installed on both sides of the vehicle.
  • the axle box accommodating the bearings, and the axle box supporting device for supporting the axle box, securing their safety is the most important issue.
  • the dimensions of the bearing, the axle box, and the axle box support device may be larger than in the prior art.
  • Patent Documents 1 to 5 when the techniques described in Patent Documents 1 to 5 are applied to reduce rolling noise generated from wheels, wind noise generated from a brake disk, and aerodynamic noise generated from a bogie, the following problems occur. Exists.
  • the high speed stability of the vehicle, the passing performance when traveling on a curved section, and the safety are sacrificed.
  • a vehicle traveling on a conventional line section is more prominently restricted because the cross section of the vehicle is small.
  • Patent Documents 1 to 3 do not describe or suggest suppression of the aerodynamic noise generated by the air entering the carriage portion colliding with the component parts of the carriage.
  • the technology described in Patent Document 5 reduces the noise in cooperation with barriers placed on both sides of the track. Therefore, the effect of reducing the noise can not be expected only by covering the wheels from the outside with the case disposed on the vehicle body.
  • Patent Document 6 discloses a railway vehicle truck that has been
  • Patent Document 6 does not take into consideration the aerodynamic noise generated from the truck of (3) c).
  • Patent Document 7 describes a technique for protecting the components of a bogie by covering the front and sides of the front end of the bogie with a guard plate having a front plate and a side plate.
  • the guard plate is considered to be effective in suppressing noise generated from the truck.
  • Japanese Patent Application Publication No. 2005-262962 Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-132462 JP, 2001-26267, A JP, 2006-290054, A JP-A-8-268274 JP, 2015-166238, A Patent No. 5256208 gazette
  • Patent Documents 1 to 5 are greatly restricted in the dimensions and arrangement of the main components (bearings, axle boxes, axle box supporting devices) of the carriage and the yaw dampers. It is a point.
  • the technique disclosed by patent document 6 is a point that it did not consider about the aerodynamic noise which generate
  • the technique described in patent document 7 is a point that the same subject as the case where a side plate part is attached to a vehicle body exists.
  • the present invention aims to effectively reduce the adherence of aerodynamic noise generated from a truck and snow accumulated on a track in winter to the truck.
  • the present invention A trolley for a railway vehicle, comprising: a bogie frame, an axle box supported by the bogie frame, and a wheel axle supported by the axle box
  • a cover that covers both ends of the wheelset inside the bogie frame and covers the front end or the front and rear ends of the bogie in the traveling direction of the vehicle is the most main feature.
  • the cover since the cover is attached to the carriage, the major components of the carriage (bearings, axle box, axle box supporting device) and the dimensions and arrangement of the yaw damper connecting the carriage and the vehicle are not greatly restricted.
  • the cover covers both ends of the wheelset inside the bogie frame, it is possible to effectively shield the rolling noise of the wheels and the wind noise radiated from the brake disc to reduce the environmental noise.
  • the cover since the front end or the front and rear ends of the carriage in the traveling direction of the carriage are covered with the cover, it is possible to suppress air colliding with components of the carriage and reduce aerodynamic noise generated from the carriage.
  • the cover can also reduce the adhesion of snow accumulated on the track in winter to the carriage.
  • the configuration of the cover can be simplified if the portions of the cover covering both ends of the wheelset also serve as the mounting portions of the cover to the carriage.
  • the cover when the cover is divided in the width direction of the carriage, the workability at the time of attaching the cover can be improved.
  • the present invention is generated from the wheel while securing stability during normal traveling and high-speed traveling, passing performance during traveling along a curved section, and safety without imposing restrictions on dimensions and arrangement of component parts of the bogie. Rolling noise and wind noise emitted from the brake disc can be reduced.
  • the object of the present invention is to add to the rolling noise generated from the wheels and the wind noise generated from the brake disc while securing the stability at the time of normal traveling and high speed traveling, the passing performance at the time of curved section traveling, and safety. , Aerodynamic noise generated from the truck, to reduce the adhesion of snow on the truck to the track.
  • FIGS. 1 to 6 are views for explaining the first present invention
  • FIGS. 1 to 3 are views of a carriage for a railway vehicle and a railway vehicle provided with the carriage
  • FIGS. 4 and 5 are attachment of a cover to the carriage
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of the attachment portion of the cover to the carriage.
  • Reference numeral 1 denotes a railway car carriage, in which wheel sets 3 are disposed on the front and rear sides of the carriage frame 2 in the traveling direction of the vehicle.
  • the wheelset 3 is rotatably supported at both ends of an axle 3a constituting the wheelset 3 by bearings provided in the inside of the axle box 4 and rotates forward and reverse via the main motor 5 and the gear reduction device 6, respectively. Is configured as.
  • the axle box 4 is attached to the carriage frame 2 via an axle spring 7 and an axle box support device 8.
  • the bogie frame 2 is provided with a brake device 9 for applying a braking force to the wheels 3b constituting the wheel shaft 3, a yaw damper 10 for preventing snake action, and widthwise both sides of the vehicle traveling direction center portion to support the vehicle body 11.
  • the air spring 12 and so on are also arranged.
  • One of the yaw dampers 10 is attached to the vehicle body 11.
  • the carriage frame 2, the wheel shaft 3, the axle box 4, the main motor 5, the gear reduction gear 6, the axle spring 7, the axle box support device 8, the brake device 9, the yaw damper 10, the air spring 12 can
  • the first feature is to prevent the Therefore, in the first example, the front and rear end portions of the carriage 1 in the vehicle traveling direction are covered with the cover 13.
  • the lower end of the height of the cover 13 is a vehicle limit.
  • the vehicle limit generally means the upper, lower, left, and right limits that the outer contours of the cross-sectional shape of the railcar 14 installed in a horizontal straight track should not exceed. However, in the present invention, it means the distance from the lower limit in the vertical direction to the trajectory 15. The specific numerical values differ depending on the railway vehicle 14 to be applied.
  • the shape of the cover 13 viewed from the side of the carriage 1 is not particularly limited, but it is desirable that the shape is such that air resistance during traveling does not increase, for example, a streamlined shape.
  • Figs. 1 to 6 as a shape that changes the air flow direction so that the air does not hit the components 2 to 10, 12 of the carriage 1 while traveling, in Figs. An example is shown. However, as long as the air flow direction can be changed so that the air does not hit the component parts 2 to 10, 12 of the carriage 1, the shape is not limited to the one shown in FIGS.
  • the shape of the cover 13 as viewed from above the carriage 1 is not particularly limited, but it is desirable that the shape is such that the air resistance during traveling does not increase, for example, a streamlined shape.
  • the central portion in the width direction of the carriage 1 from the carriage 1 to the vehicle rather than both sides as a shape that changes the air flow direction so that the air does not hit the components 2 to 10 and 12 of the carriage 1 It shows what is made to project forward and backward in the direction of travel and air flows in the lateral direction in the width direction.
  • the shape is not limited to the one shown in the first example.
  • the second feature of the present invention is that the cover 13 further covers both ends of the wheelset 3 inside the bogie frame 2 with the cover 13.
  • the cover 13 covers both ends of the wheelset 3 inside the bogie frame 2 with the cover 13.
  • the plate portions of the left and right wheels 3b and the vicinity of the brake disc 9a installed on the wheels 3b are covered from the outside in the width direction of the truck 1. It is needless to say that only the plate portion of the wheel is covered by the cover 13 when the brake disc is not installed on the wheel.
  • the portion of the cover 13 which doubles as the attachment portion 13a to the carriage 1 is a portion covering the vicinity of the plate portion of the left and right wheels 3b and the brake disc 9a from the outside in the width direction of the carriage 1.
  • the cover 13 may be attached to the rear lid 4a of the axle box 4 (See Figures 2, 4 and 6).
  • the rolling stock 14 provided with the bogie 1 of the present invention and the train forming the rolling stock 14 are rolling noises and brakes generated from the wheels which increase as the speed of the rolling stock increases. Wind noise generated from the disc and aerodynamic noise generated from the truck can be effectively reduced.
  • the cover 13 can also reduce adhesion of snow accumulated on the track 15 to the carriage 1.
  • the covers 13 are attached to both the front end and the rear end in the vehicle traveling direction, but as in the second example shown in FIG. 7 and FIG. Even if the cover 13 is attached only to the front end portion of the second embodiment, the corresponding effect can be obtained.
  • both the bogies 1 attach the cover 13 to the front end portion in the vehicle traveling direction.
  • the cover 13 is provided only at the end of the rail vehicle 14 at the front and rear ends, and the cover 13 is not provided at the center of the rail vehicle 14.
  • the cover 13 formed integrally is shown, but as shown in FIG. 10, if the configuration is divided in the width direction of the carriage 1, the workability when attaching the cover 13 to the carriage 1 Improve.
  • the cover 13 may be formed of a material having a sound absorption effect.
  • a sound absorbing material may be provided on the inner surface of the cover 13.
  • the inner surface of the cover 13 may be formed in a concavo-convex shape, and noise may be scattered and diffusely reflected to be attenuated. In this way, a further noise reduction effect can be expected.
  • the cover 13 covers the plate portion of the wheel 3 b and the vicinity of the brake disc 9 a or the vicinity of the plate portion of the wheel 3 b from the outside in the width direction of the carriage 1.
  • the plate portion of the wheel 3b and the vicinity of the brake disc 9a or the plate portion of the wheel 3b may be covered from the widthwise inner side. In this way, a further noise reduction effect can be expected.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

台車の構成部品の寸法や配置に制約を課さず、走行時の安定性、曲線区間走行時の通過性能、安全性を確保しつつ、車輪転動音とブレーキディスクから放射される風切り音に加えて、台車から発生する空力音や冬季に軌道上に積もった雪が台車に付着することも低減する。　台車枠２、台車枠２に支持される軸箱４、及び軸箱４に支持される輪軸３を含む鉄道車両用台車１である。例えば、台車１に、台車枠２の内側で輪軸３の両端を覆い、かつ、台車１の車両進行方向の前後端部を覆うカバー１３を取付ける。

Description

鉄道車両用台車、鉄道車両及び列車
　本発明は、走行中に、車輪、ブレーキディスク、及び台車から発生する騒音の低減、及び、冬季に、軌道上の積雪の台車への付着の低減が可能な鉄道車両用台車、及びこの鉄道車両用台車を備えた鉄道車両、及び当該鉄道車両を編成した列車に関するものである。以下、本明細書における「鉄道車両」の言葉は、鉄道車両単体のみならず編成した鉄道車両をも含むものである。
　走行中に鉄道車両から発生する環境騒音は、以下の３つに分類される。
(1)パンタグラフから発生する空力音、スパーク音、摺動音。
(2)車体の上部から発生する空力音。
(3)車体の下部から発生する騒音。
　前記環境騒音は鉄道車両の高速化に伴って増大する。しかしながら、(1)のパンタグラフから発生する空力音等は低騒音パンタグラフの開発等によって現状では低減されている。また、(2)の車体の上部から発生する空力音も車体形状の開発によって改善されている。
　そのため、前記環境騒音は、相対的に(3)の車体の下部から発生する騒音の占める割合が大きくなり、近年、その対策が求められている。
　(3)の車体の下部から発生する騒音には、以下の４つがある。
a)車輪から発生する転動音。
b)ブレーキディスクから発生する風切り音。
c)台車から発生する空力音。
d)駆動装置から発生する歯車の噛み合い騒音。
　このうち、d)の歯車の噛み合い騒音については順次対策が検討されている。
　従って、発明者らは、(3)の車体の下部から発生する騒音のうち、特に、a)の車輪から発生する転動音、b)のブレーキディスクから発生する風切り音、及び、c)の台車から発生する空力音を対象として、その対策を考えた。
　前記(3)a)～c)の環境騒音を改善する技術として、車体に網状部材や側板部材を設置して空力騒音を抑制する方法、車体に設置したパネルやカバーの吸音特性を向上させる、或いは吸音面積を拡大する方法が一般的に採用されている（例えば特許文献１～４）。
　特許文献１には、車体に取付けた網状部材で台車の前方及び後方を覆い、車体に取付けた側板部材で台車の側方を覆うことにより、台車付近から発生する風切音等の空力騒音を抑制する技術が記載されている。
　また、特許文献２には、鉄道車両の車体両側面の外板下部に設置する防音カバーの上下移動を制御することにより、車輪とレールとの接触点を中心に発生する転動音の外部への漏洩を抑制してその拡散を防止する技術が記載されている。
　また、特許文献３には、車体の床下とレールの間に吸音材を設置することにより、吸音特性を向上させてレールの周囲に放射される転動音を低減する技術が記載されている。特許文献３には、車体に取付けた床下側板で車輪部分を除く車体の床下側面を覆っている図が示されている（特許文献３の図２，５，６参照）。
　また、特許文献４には、車体の下部に閉鎖された床下空間を形成する、側スカート部、前後塞ぎ部、底塞ぎ部にそれぞれ吸音材を設置することにより、低温領域においても吸音特性の優れた車体構造を得る技術が記載されている。特許文献４には、台車の側面を台車カバーで覆うことが記載されている（段落００３３、図１（Ａ）（Ｂ）参照）。
　また、特許文献５には、車体に配置したケースで車輪を外側から覆うことにより、台車で発生した騒音を軌道の両側に配置した障壁に集中させ、前記騒音を減少させる技術が記載されている。
　鉄道車両は、直線区間走行時の安定性と曲線区間走行時の通過性能を両立させるため、台車と車体をヨーダンパで繋ぐことが一般的である。その際、ヨーダンパが故障した場合にも健全な動作を保証してさらなる安全性を確保するため、車両の両側にそれぞれ複数のヨーダンパを設置する場合がある。
　また、車軸は、軸受と、軸受を収納した軸箱、及び軸箱を支持する軸箱支持装置を介して台車に取付けられるので、これらの安全性を確保することが最重要課題である。さらに、高速走行時の走行安定性を確保するために、軸受、軸箱、軸箱支持装置の寸法が従来と比較して大きくなる場合がある。
　従って、特許文献１～５に記載された技術を、車輪から発生する転動音、及びブレーキディスクから発生する風切り音、台車から発生する空力音を低減するために適用した場合、以下の課題が存在する。
　すなわち、特許文献１に記載された網状部材及び側板部材、特許文献２に記載された防音カバー、特許文献３に記載された床下側板、特許文献４に記載された台車カバー、特許文献５に記載されたケースは何れも車体に設置されている。
　そのため、網状部材、側板部材、防音カバー、床下側板、台車カバー、ケースの内側に位置する台車の主要構成部品（軸受、軸箱、軸箱支持装置）や、台車と車体を繋ぐヨーダンパの寸法や配置に大きな制約を受ける。従って、車両の高速安定性、曲線区間走行時の通過性能、さらには安全性が犠牲になる。特に、在来線区間を走行する車両は車両の横断面が小さいため、より顕著な制約になる。
　加えて、特許文献１～３には、台車部に進入する空気が台車の構成部品に衝突して発生する空力音を抑制することについての記載や示唆はない。また、特許文献５に記載された技術は、軌道の両側に配置した障壁と協力して前記騒音を減少させるものである。従って、車体に配置したケースで車輪を外側から覆うだけでは、前記騒音を減少させる効果を期待することはできない。
　そこで、出願人は、台車の構成部品の寸法及び配置に制約が課されず、通常走行時や高速走行時の安定性、曲線区間走行時の通過性能、安全性を確保できる騒音低減対策を施した鉄道車両用台車を特許文献６で開示した。
　しかしながら、出願人が特許文献６で開示した技術は、前記(3)c)の台車から発生する空力音について、考慮をしていない。
　特許文献７には、台車の前端部の前方及び側方を、前板部及び側板部を有するガードプレートで覆い、台車の構成機器を保護する技術が記載されている。このガードプレートは、台車から発生する騒音の抑制にも効果を有すると考えられる。
　しかしながら、この特許文献７は路面電車を対象とした技術であるため、台車枠に取付けられたガードプレートの側板部は、枕梁の両側端面と略同じ位置に設けられている（図１０参照）。従って、車体に側板部を取付ける場合と同様の課題が存在することになる。
特開２００５－２６２９６２号公報 特開平１－１３２４６２号公報 特開２００１－２６２６７号公報 特開２００６－２９００５４号公報 特開平８－２６８２７４号公報 特開２０１５－１６６２３８号公報 特許第５２５６２０８号公報
　本発明が解決しようとする課題は、特許文献１～５に記載された技術は、台車の主要構成部品（軸受、軸箱、軸箱支持装置）やヨーダンパの寸法や配置に大きな制約を受けるという点である。また、特許文献６で開示した技術は、台車から発生する空力音について考慮をしていなかったという点である。また、特許文献７に記載された技術も、車体に側板部を取付ける場合と同様の課題が存在するという点である。
　本発明は、特許文献６で開示した技術が奏する効果に加えて、台車から発生する空力音や冬季に軌道上に積もった雪が台車に付着するのを効果的に低減することを目的としている。
　本発明は、
　台車枠、前記台車枠に支持される軸箱及び前記軸箱に支持される輪軸を含む鉄道車両用台車において、
　前記台車枠の内側で前記輪軸の両端を覆い、かつ、台車の車両進行方向の前端部又は前後端部を覆うカバーを取付けたことを最も主要な特徴としている。
　上記本発明では、台車にカバーを取付けるので、台車の主要構成部品（軸受、軸箱、軸箱支持装置）や、台車と車体を繋ぐヨーダンパの寸法や配置に大きな制約を受けることがない。
　また、カバーによって台車枠の内側で輪軸の両端を覆うので、車輪の転動音やブレーキディスクから放射される風切り音を効果的に遮蔽して環境騒音を低減することができる。
　加えて、台車の車両進行方向の前端部又は前後端部をカバーで覆うので、台車の構成部品に衝突する空気を抑制して台車から発生する空力音を低減することができる。また、前記カバーによって、冬季に軌道上に積もった雪が台車に付着することを低減することもできる。
　また、本発明において、カバーの、前記輪軸の両端を覆う部分に前記カバーの台車への取付け部を兼ねさせれば、カバーの構成を簡略化することができる。
　その際、軸ばねの下方に配置する軸箱にカバーを取付けると、軸ばねによって上下移動が自在な台車枠にカバーを取付ける場合のような大きな上下変位が発生しない。従って、車両限界領域を広く使うことができて、車両の下部で覆うことができる。また、軸箱の後蓋にカバーを取付ける場合、既存の軸箱を使用することができる。
　また、本発明において、カバーを、台車の幅方向に分割した構成とすれば、カバーを取付けるときの作業性の向上を図ることができる。
　本発明によれば、台車の構成部品の寸法や配置に制約を課すことなく、通常走行時や高速走行時の安定性、曲線区間走行時の通過性能、安全性を確保しつつ、車輪から発生する転動音やブレーキディスクから放射される風切り音を低減することができる。
　また、本発明によれば、上記効果に加えて、台車から発生する空力音を低減することができる。さらに、冬季に軌道上に積もった雪が台車に付着することを低減することができる。
第１の本発明の鉄道車両用台車及びこの台車を備えた鉄道車両を上方から見た図である。 第１の本発明の鉄道車両用台車及びこの台車を備えた鉄道車両を側方から見た図である。 第１の本発明の鉄道車両用台車及びこの台車を備えた鉄道車両を前方から見た図である。 第１の本発明の鉄道車両用台車に取付けるカバーの台車への取付け部を斜め上方から示した詳細図である。 第１の本発明の鉄道車両用台車に取付けるカバーの台車への取付け部を上方から示した詳細図である。 第１の本発明の鉄道車両用台車に取付けるカバーの台車への取付け部分の拡大斜視図である。 第２の本発明の鉄道車両用台車及びこの台車を備えた鉄道車両を上方から見た図である。 第２の本発明の鉄道車両用台車及びこの台車を備えた鉄道車両を側方から見た図である。 本発明の鉄道車両を編成した本発明の列車の説明図で、（ａ）は全ての車両の全ての台車を本発明の鉄道車両用台車としたもの、（ｂ）は先頭車両の先頭台車及び後尾車両の後尾台車のみを本発明の鉄道車両用台車としたものである。 第３の本発明の鉄道車両用台車及びこの台車を備えた鉄道車両を上方から見た図である。
　本発明の目的は、通常走行時や高速走行時の安定性、曲線区間走行時の通過性能、安全性を確保しつつ、車輪から発生する転動音、ブレーキディスクから発生する風切り音に加えて、台車から発生する空力音、軌道上の積雪の台車への付着を低減することである。
　そして、前記目的を、前記台車枠の内側で前記輪軸の両端を覆い、かつ、台車の車両進行方向の前端部又は前後端部を覆うカバーを取付けることで実現した。
　以下、本発明を、添付図面を用いて説明する。
　図１～図６は第１の本発明を説明する図で、図１～図３は鉄道車両用台車及びこの台車を備えた鉄道車両の図、図４及び図５はカバーの台車への取付け部を示した詳細図、図６はカバーの台車への取付け部分の拡大斜視図である。
　１は鉄道車両用台車で、台車枠２における車両進行方向の前後に輪軸３を配置している。これら輪軸３は、軸箱４の内部に設けた軸受によって前記輪軸３を構成する車軸３ａの両端部を回転自在に支持され、それぞれ、主電動機５及び歯車減速装置６を介して正逆回転するように構成されている。前記軸箱４は軸ばね７と軸箱支持装置８を介して前記台車枠２に取付けられている。
　前記台車枠２には、前記輪軸３を構成する車輪３ｂに制動力を付与するブレーキ装置９、蛇行動を防止するヨーダンパ１０、車体１１を支持すべく車両進行方向中央部分の幅方向両側に配置された空気ばね１２等も配置されている。前記ヨーダンパ１０の一方は車体１１に取付けられている。
　本発明は、走行中、台車枠２、輪軸３、軸箱４、主電動機５、歯車減速装置６、軸ばね７、軸箱支持装置８、ブレーキ装置９、ヨーダンパ１０、空気ばね１２にできるだけ空気が当たらないようにすることが第１の特徴である。そのため、第１の例では、台車１の車両進行方向の前後両端部をカバー１３で覆っている。
　走行中に、台車１の前記構成部品２～１０，１２にできるだけ空気が当たらないようにするためには、台車１に取付けた際の前記カバー１３の上下方向の長さ（高さ）、及び左右方向の長さ（幅）を以下のように決定することが望ましい。
A)カバー１３の高さ（上端の位置）
　台車１に取付けたカバー１３を車両進行方向の前側から見た場合に、台車１の前記構成部品２～１０，１２がカバー１３によって隠れて見えないような高さとする。或いは、走行中、カバー１３に当たった空気の流れ方向が変化し、前記空気が台車１の前記構成部品２～１０，１２に当たらないような高さとする。
B)カバー１３の高さ（下端の位置）
　カバー１３の高さの下端は車両限界とする。車両限界とは、一般的には、水平な直線軌道に設置した鉄道車両１４の横断面形状の外郭線が越えてはならない上下、左右の限界を意味する。しかしながら、本願の発明では上下方向の下側の限界から軌道１５までの距離を意味する。その具体的な数値は適用する鉄道車両１４に応じて相違する。
　従って、軸ばね７の下方に位置する軸箱４にカバー１３を取付けると、軸ばね７によって上下移動が自在な台車枠２にカバー１３を取付ける場合のような大きな上下変位が発生しないので、車両限界領域を広く使うことができる。
　その際、前記カバー１３を、図２，４に示すように、軸箱４の後蓋（台車１の幅方向内側の蓋）４ａにボルトで取付ければ、既存の軸箱４を使用することができる。
　台車１の側方から見たカバー１３の形状は特に限定されないが、走行中の空気抵抗が大きくならない形状、例えば流線型とすることが望ましい。走行中、台車１の構成部品２～１０，１２に空気が当たらないように、空気の流れ方向を変化させる形状として、図１～６では、斜め上下方向に空気が流れるような湾曲面で形成した例を示している。しかしながら、台車１の構成部品２～１０，１２に空気が当たらないように、空気の流れ方向を変化させることができる形状であれば、図１～６に示した形状に限らない。
C)カバー１３の幅
　台車１に取付けたカバー１３を車両進行方向の前側から見た場合に、台車１の前記構成部品２～１０，１２がカバー１３によって隠れて見えないような幅にする。或いは、走行中、空気がカバー１３に当たって流れ方向が変化し、台車１の前記構成部品２～１０，１２に当たらないような幅とする。
　台車１の上方から見たカバー１３の形状は特に限定されないが、走行中の空気抵抗が大きくならない形状、例えば流線型とすることが望ましい。走行中、台車１の構成部品２～１０，１２に空気が当たらないように、空気の流れ方向を変化させる形状として、第１の例では、幅方向の中央部分を両側よりも台車１から車両進行方向の前後に突出させ、幅方向の左右に空気が流れるものを示している。しかしながら、台車１の構成部品２～１０，１２に空気が当たらないように、空気の流れ方向を変化できる形状であれば、第１の例に示した形状に限らない。
　また、本発明は、前記カバー１３で、さらに、台車枠２の内側で輪軸３の両端を覆うことが第２の特徴である。例えば第１の例では、左右両側の車輪３ｂの板部と、車輪３ｂに設置したブレーキディスク９ａの近傍を台車１の幅方向外側から覆っている。なお、車輪にブレーキディスクが設置されていない場合は、前記カバー１３で覆うのは、車輪の板部のみであることは言うまでもない。
　前記カバー１３の、輪軸３の両端を覆う部分が台車１への取付け部１３ａを兼ねる場合、台車１への取付け部１３ａを別途必要としないので、カバー１３の構成を簡略化することができる。第１の例では、前記カバー１３の、台車１への取付け部１３ａを兼ねる部分は、左右両側の車輪３ｂの板部とブレーキディスク９ａの近傍を台車１の幅方向外側から覆う部分である。
　第１の例のように、車輪３ｂの板部とブレーキディスク９ａの近傍を覆う部分が台車１への取付け部１３ａを兼ねる場合、例えば軸箱４の後蓋４ａにカバー１３を取付ければよい（図２，４，６参照）。
　前記カバー１３が輪軸３の両端を覆う範囲、例えば第１の例では車輪３ｂの板部とブレーキディスク９ａの近傍を覆う範囲は、車両限界より上部のうち、車輪３ｂの直径から車両限界を除いた範囲の７０％以上とすることが望ましい。この範囲であれば、車輪３ｂの板部とブレーキディスク９ａの全てを覆う場合と同等の防音効果を得ることができる（特許文献６参照）。
　上記本発明の台車１を備えた鉄道車両１４やこの鉄道車両１４を編成した列車（図９（ａ）参照）は、車両の高速化に伴って増大する、車輪から発生する転動音、ブレーキディスクから発生する風切り音、台車から発生する空力音を効果的に低減することができる。
　また、冬季に積雪する地域を走行する鉄道車両１４の場合は、カバー１３によって、軌道１５に積もった雪が台車１に付着することを低減することもできる。
　本発明は上記した実施例に限らないことは勿論であり、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
　上記第１の例は、車両進行方向の前端部と後端部の両方にカバー１３を取付けているが、図７及び図８に示した第２の例のように、台車１の車両進行方向の前端部にのみカバー１３を取付けても相応の効果を奏する。この際、例えば、２つの台車を有する鉄道車両１４では、鉄道車両が一方向にしか走行しない場合は、両台車１は共に車両進行方向の前端部にカバー１３を取付ける。一方、前後両方向に走行する場合は、鉄道車両１４の前後端側の端部にのみカバー１３を設け、鉄道車両１４の中央部側にはカバー１３を設けない。
　また、図９（ａ）に示した列車は、全ての台車１を本発明の台車１としているが、図９（ｂ）に示すように、先頭車両１４ａの先頭台車１ａ及び後尾車両１４ｂの後尾台車１ｂのみを本発明の台車１としてもよい。
　また、上記の例では、一体に形成したカバー１３を示しているが、図１０に示すように、台車１の幅方向に分割した構成とすれば、カバー１３を台車１に取付ける際の作業性が向上する。
　また、カバー１３の吸音特性を向上させるために、吸音効果を有する素材でカバー１３を形成してもよい。また、カバー１３の内面に吸音材を設けてもよい。また、カバー１３の内面を凹凸形状に形成し、騒音を散乱・乱反射させて減衰させるようにしてもよい。このようにすれば、より一層の騒音低減効果を期待できる。
　上記の例は、台車１の幅方向外側から車輪３ｂの板部とブレーキディスク９ａの近傍、或いは車輪３ｂの板部の近傍をカバー１３で覆っている。しかしながら、台車１の幅方向外側に加えて幅方向内側からも車輪３ｂの板部とブレーキディスク９ａの近傍、或いは車輪３ｂの板部の近傍を覆ってもよい。このようにすれば、騒音の更なる低減効果を期待できる。
　１　　台車
　２　　台車枠
　１ａ　　先頭台車
　１ｂ　　後尾台車
　３　　輪軸
　３ｂ　　車輪
　４　　軸箱
　４ａ　　後蓋
　９ａ　　ブレーキディスク
　１３　　カバー
　１３ａ　　取付け部
　１４　　鉄道車両
　１４ａ　　先頭車両
　１４ｂ　　後尾車両

Claims (13)

  1. 　台車枠、前記台車枠に支持される軸箱及び前記軸箱に支持される輪軸を含む鉄道車両用台車において、
    　前記台車枠の内側で前記輪軸の両端を覆い、かつ、台車の車両進行方向の前端部又は前後端部を覆うカバーを取付けたことを特徴とする鉄道車両用台車。
  2. 　前記カバーの前記輪軸の両端を覆う部分が前記カバーの台車への取付け部を兼ねていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の鉄道車両用台車。
  3. 　前記カバーは、
    　車両限界より上部を覆い、かつ、前記軸箱に取付けるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の鉄道車両用台車。
  4. 　前記カバーは、前記軸箱の後蓋に取付けられていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の鉄道車両用台車。
  5. 　前記カバーは、台車の幅方向に分割した構成であることを特徴とする請求の範囲第１項、第２項又は第４項の何れかに記載の鉄道車両用台車。
  6. 　前記カバーは、台車の幅方向に分割した構成であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の鉄道車両用台車。
  7. 　請求の範囲第１項、第２項、第４項、第６項の何れかに記載の鉄道車両用台車を備えたことを特徴とする鉄道車両。
  8. 　請求の範囲第３項に記載の鉄道車両用台車を備えたことを特徴とする鉄道車両。
  9. 　請求の範囲第５項に記載の鉄道車両用台車を備えたことを特徴とする鉄道車両。
  10. 　請求の範囲第７項に記載の鉄道車両を編成した列車において、先頭車両の先頭台車及び後尾車両の後尾台車のみを前記鉄道車両用台車としたことを特徴とする列車。
  11. 　請求の範囲第８項又は第９項に記載の鉄道車両を編成した列車において、先頭車両の先頭台車及び後尾車両の後尾台車のみを前記鉄道車両用台車としたことを特徴とする列車。
  12. 　請求の範囲第７項に記載の鉄道車両を編成した列車において、全ての車両の全ての台車を前記鉄道車両用台車としたことを特徴とする列車。
  13. 　請求の範囲第８項又は第９項に記載の鉄道車両を編成した列車において、全ての車両の全ての台車を前記鉄道車両用台車としたことを特徴とする列車。
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