JPH03186472A - 鉄道車両の輪重変動防止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、空気ばね付き台車を有する鉄道車。

両が緩和曲線で発生ずる輪重変動を防止するための輪重
変動防止方法およびその装置に関する。

従来技術 空気ばねを有する鉄道車両は、その時々の荷重に対応し
て圧縮空気量を自動的に調整１−で、車体の高さを一定
に保つためにリンクとレベリングバルブを組合せた自動
高さ調整装置を備えている。

また、左右の空気ばね内圧に大幅の差が生じた際に、左
右空気ばねの内圧を均等に保つための差圧調整弁が、左
右空気ばねの間に設けられている。

しかし、鉄道車両が曲線路の緩和曲線、すな和ちカント
逓減区間で停車した場合は、自動高さ調整装置の機能に
より、空気ばね高さを一定に保持しようとする。

このとき、第１１図に示すように、車体（８）の前部は
カント小の位置にいる後台車（１０）の影響を受けて時
計方向のモーメントが生じる。また、車体の後部は、カ
ント大の位置にいる前台車（９）の影響を受けて反時計
方向のモーメントが生じる。このように、前後の台車は
、車体を逆方向に回転させようとするが、車体のねじり
剛性が大きいため、前後台車で発生ずるモーメントのつ
り合う位置で車体は停止する。

この状態では、前台車と後台車の空気ばね高さは、いず
れも所υ御目標値からずれているため、自動高さ調整装
置の給排気は続いており、それによって車体の対角線上
にある空気ばねの内圧に差が生じる。

この対角線上にある空気ばね内圧の差により、各車輪が
負担する荷重が不均一となる。その結果一方の対角線上
にある空気ばねの内圧は高く、他方の対角線」二にある
空気ばねの内圧は低くなる。

そのため、輪重変動が発生１．、内圧の低い空気ばね側
にある車輪には、輪重法は現象が起こる。この輪重変動
が大きいと、車両の再起動時に脱線する恐れがある。

発明が解決しようとする課題 上記のごとく、従来の空気ばね付き台車を有する鉄道車
両は、台車に自動高さ調整装置と左右空気ばねの内圧を
均等に保つ差圧調整弁を有しており、各台車個別に左右
空気ばねの内圧を調整することはできるが、前後台車間
での内圧は調整できず、緩和曲線では車体の対角線上の
内圧差が発生するため、輪重変動を防止することはでき
なかった。

この発明は、緩和曲線における輪重変動の発生を防止し
、緩和曲線に停車した車両が再起動する際の脱線防止を
目的とした鉄道車両の輪重変動防止方法を提供するもの
である。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、この発明の鉄道車両の輪重変
動防止機構は、左右空気ばねの内圧差により開く差圧調
整弁を有する空気管で左右空気ばね間を接続した空気ば
ね付き台車を有する鉄道車両において、前後台車の同じ
側の前後空気ばねの内圧差が設定差圧を超えたとき開く
輪重変動防止弁を有する空気管で車両の左右側それぞれ
の前後空気ばね間を接続＋、、前後台車の一方の空気ば
ね内圧が他方の空気ばね内圧より高いどき上記輪重変動
防止弁が開き、前後台車の同じ側の前後空気ばねが連通
して空気ばねの内圧差を解消する。

また、鉄道車両の輪重変動防止装置としては、第１に両
側端面にコイルばねを介装して本体に平行して組込まれ
たスプールを有する弁のスプール側面に対向して、本体
に２つのポートを絹、とする２組のポートを設け、一方
の端面と１組のポートに通ずる通路を前台車の空気ばね
に、他方の端面と他の１絹のポートに通ずる通路を後台
車の空気ばねに、それぞれ接続した弁の２組を、それぞ
れの組において前台車に通ずるポートの組と後台車に通
じるポートの組とを接続してなり、前後台車の一方の空
気ばねの内圧が他方の空気ばねの内圧より高いとき左右
側それぞれの前後空気ばね間が連通ずるように構成する
。

第２に本体に組込まれたピストンにより両側に形成され
た空気室の片方のコイルばねを介装してピストンを片側
へ抑圧するとともに、各空気室に通じる２つのポートと
、ピストンが移動した際に上記２つのポートを連通させ
る通路を本体に設けた弁の２個を組とした２紹がらなり
、左右同じ側の前後空気ばねに１組の弁を対応させ、片
方の弁のコイルばねを有する空気室に通じるポートと他
方の弁のコイルばねのない空気室に通じるボー　トとを
接続する空気管および片方の弁のコイルばねのない空気
室に通じるポートと他方の弁のコイルばねを有する空気
室に通じるポートとを接続する空気管を、前後空気ばね
にぞれぞれ接続してなり、前後台車の一方の空気ばねの
内圧が他方の空気ばねの内圧より高いとき、左右側それ
ぞれの前後空気ばね間が連通ずるように構成する。

第３に、本体内に張設したダイヤフラムに支持したロッ
ドの先端に定常時ばねにより弁座に押圧されて閉じた弁
を有し、ダイヤフラムの両側に形成した空気室に通じる
ポートを設け、それぞれのポートより流入する空気の圧
力が弁のない側のポートＡ＋が高く弁のある側のポート
Ａ！が低いとき開く弁Ｖ１、Ｖｚと弁のある側のポート
Ａ　４が高く弁のない側のポートＡＪが低いとき開く弁
Ｖ３、Ｖ４の４個の弁を組とした２組を左右側の前後空
気ばねに対応させ、弁ＶｉのポートＡ、と弁Ｖ３のポー
トＡ３を空気管により前台車の空気ばねに、他方の弁Ｖ
１のポートＡＩと弁Ｖ４のポート八３を空気管により後
台車の同じ側の空気ばねにそれぞれ接続し、弁Ｖ１と弁
Ｖ３のポートＡ２とＡ◆を空気管により後台車の空気ば
ねに、弁Ｖｔと弁Ｖ４のポートＡｔと八◆を空気管によ
り前台車の空気ばねにそれぞれ接続してなり、前後台車
の一方の空気ばねの内圧が他方の空気ばねの内圧より高
いとき、左右側それぞれの前後空気ばね間が連通ずるよ
うに構成する。

作　　　　用 この発明方法の実施による輪重変動防止装置を設けた鉄
道車両は、緩和曲線に停車して、車体の前部と後部に逆
向きのモーメントが働き、前後台車の一方の空気ばね内
圧が他方の空気ばね内圧より高い場合には、左右の輪重
変動防止弁がともに開き、同じ側の空気ばね間が連通し
内圧の高い空気ばね側から内圧の低い空気ばね側へ圧力
空気が流れ、前後および左右空気ばね間の内圧差が解ｙ
＋Ｔする。その結果、前後台車の各空気ばねの内圧は均
等となり、輪重変動は防止される。

実施例 この発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図〜第７図は、この発明を実施するための輪重変動
防止機構を有する前台車（９）の空気ばね（１）　（２
）と後台車（１０）の空気ばね（３）（４）と輪重変動
防止弁（５）および圧力空気の通路を示したものである
。

なお、前台車（９〉の空気ばね（１）　（２）および後
台車（１０）の空気ばね（３）（４）は、いずれも元空
気溜に配管で接続された給気弁（図面省略）と、他に排
気管に設けた排気弁（図面省略）および高さ調整弁（６
）が設けられている。また、左右空気ばねの内圧を均等
に保つため差圧調整弁（７）を有する空気管で左右空気
ばねの間を接続している。

そして、前台車（９）と後台車（１０）の同じ側にある
前後の空気ばね（１）と（３〉および（２）と（４）の
間に内圧差の発生を防止し輪重変動の発生を防止するた
めの輪重変動防止弁（５）を設は配管で接続する。

第１図に示す輪重変動防止弁（５）は、両側端面にコイ
ルばね（１７）を弁装置２て本体（１８）に平行して組
込まれたスプール（１９）を有する弁のスプール側面に
対向して、本体（１８）に２つのポートを組とする１組
のポートＢ、、！：Ｂ２およびＢ！とＢ４を設け、一方
の端面Ｂ６と１組のポートＢ１とＢ、に通じる通路（２
０）を前台車の空気ばね（１）または（２）に、他方の
端面１３ｇと他の１組のボー１−　Ｂ　、とＢ４に通じ
る通路（２１）を後台車の空気ばね（３〉または（４）
にそれぞれ接続し、スプール（１９）が移動したときス
プールに設けた環溝を介してポートＢＩとＢｓまたはポ
ートＢ哀とＢ４を空気管で接続してなる２組の弁（１１
）　（１２）よりなる。

前台車（９）の空気ばね（１）　（２）と後台車（１０
）の空気ばね（３）（４）のそれぞれの内圧をＰｉ、Ｐ
茸、Ｐｉ、Ｐ４としたとき、第１１図に示すように、カ
ント逓減区間において前台車（９）と後台車（１０）に
互いに逆向きのモーメントが働けば、その際の各空気ば
ねの内圧は、例えば第８図に示すように、Ｐ＋とＰ◆が
低く、ＰｚとＰｓが高い。この場合、同じ側の前後空気
ばね間の差圧（Ｐｉ−ＰＬ）および（Ｐｚ−Ｐ４）が設
定差圧を超えれば、弁（１１）のスプール（１９）は端
面Ｂｓから流入する高圧側の圧力空気に押されて端面Ｂ
６側へ移動し、ポート　Ｂ　ｒとＢｊが連通し圧力空気
は高圧側の空気ばね（３Ｈ１ｌ］から低圧側の空気ばね
（１）へ流れる。　また、弁（１２）のスプール（１９
）は端面Ｂｓから流入する高圧側の圧力空気に押されて
端面Ｂ６側へ移動し、ポートＢ！とＢ４が連通し、圧力
空気は高圧側の空気ばね（２）から低圧側の空気ばね（
４）へ流れる。

そして、前後空気ば＃ａ（１）と〈３）および（２）と
（４）との差圧が設定差圧内に納まれば、両端のコイル
ばね（１７）のばね力が均衡を保ち、スプール（１９）
は元の位置に復帰し弁は閉じる。

また、上記とは逆に、空気ばねの内圧がＰｚとＰｉが低
く　Ｐ　ＩとＰ４が高い場合は、第２図に弁（１１）の
スプール〈１９）の動きを示したように、端面Ｂｓから
高圧側の圧力空気の押圧力が加わってスプール（１９）
は端面Ｂ６側へ移動し、ポートＢ意とＢ４が連通し、圧
力空気は高圧側の空気ばね（１）から低圧側の空気ばね
（３）へ流れる。

同様に弁（１２）において、端面Ｂ６側に流入する高圧
側の圧力空気の押圧力が加わってスプール（１９）は端
面Ｂ６側へ移動し、圧力空気は高圧側の空気ばね（４ン
側から低圧側の空気ばね（２）側へ流れる。

そして、上記と同様に、前後空気ばね間の差圧が設定差
圧内に納まれば、スプール（１９）は元の位置に復帰し
て弁は閉じる。

第３図に示す輪重変動防止弁（５〉　は、本体（２２）
に組込まれたピストン（２３）により両側に形成された
空気室（２４）　（２５）の片方の空気室（２５）にコ
イルばね〈２８）を介装してピストンを片側へ押圧する
とともに各空気室に通じる２つのポートＣ，，Ｃ，と、
ピストンが移動した際に上記２つのポートＣＩとＣ寥を
連通させる通路（２７〉を本体内に設けた弁の２個を組
とした２組（１３−１）　（１３−２）と（１４−１）
　（１４−２）からなり、左右同じ側の前後空気ばね（
１）　（３）と（２）（４）にそれぞれ１組の弁を対応
させ、片方の弁（１３−１）または（１４−１）のコイ
ルばねのない空気室（２４）に通じるポートＣＩと他方
の弁（１３−２）または（１４−２）のコイルばね（２
８）のある空気室（２５）に通じるポートＣ！とを接続
する空気管（２９〉または（３０）を空気ばね（１）ま
たは（２）に接続する。

また、上記とは逆に、弁（１３−２）または（１４−２
）のポートＣ，と弁（１３−１）または（１４−１）の
ポートＣ，とを接続する空気管（３１）または（３２）
を空気ばね（３）または（４〉に接続する。

この弁の動きは、例えば第４図に弁（１３−１）につい
て示したように、空気室（２４）に通じるポートＣ１に
接続された空気ばねの内圧が高いとき、その押圧力がコ
イルばね（２８）のばね力に打勝ってピストンはコイル
ばねを圧縮する方向に動きポートＣＩ−通路（２７）−
ポートＣ霊が連通ずる。すなわち、上記は対角線上にあ
る空気ばね（１）と（４）の内圧が高く、他方の空気ば
ね（２）と（３）の円圧が低い場合であり、弁（１３−
１）と（１４−２）が開き、前後の空気ばね（１）と（
３〉および（２）と（４）が連通し、前後空気ばね間の
内圧差が解消する。

また、逆に空気ばね（２）と（３）の内圧が高く空気ば
ね（１）と（４）が低い場合は、弁（１３−２）と（１
，４−１）が開き空気ばね（１）と（３）および空気ば
ね（２）と（４）が連通し、前後空気ばね間の内圧差が
解消する。

第５図に示ず輪重変動防止弁（５）は、本体内に張設し
たダイヤフラム（３３）に支持したロンドの先端に定常
時ばねにより弁座に押圧されて閉じた弁（３４）を有し
、ダイヤフラム（３３）の両側に形成された空気室に通
じるポートを設け、それぞれのポートより流入する空気
の圧力が、第６図ａに示すように、弁（３４）のない側
のポート　Ａ　＋が高く、弁（３４）のある側のポート
Ａ　ｔが低いとき開く弁Ｖ、、Ｖ。

と、第６図すに示すように、弁（３４）のある側のポー
トＡ４が高く、弁（３４〉のない側のポートＡ３が低い
とき開く弁Ｖ工、■４の４個の弁を組とした２組を左右
側それぞれの前後空気ばね（］）と（３）および（２）
と（４）に対応させる。

そして、弁■五のポートＡ　＋と弁■３のボー１−Ａ　
ｓを空気管（３５）または（３６）により前台車の空気
ばね（１）または（２）に接続する。また、他方の弁Ｖ
ｘのボー１−Ａ　＋と弁■◆のポートＡ、を空気管（３
７）または（３８）により後台車の同じ側の空気ばね（
３）または（４）に接続する。

さらに、弁ＶｚのポートＡ２と弁Ｖ４のポートＡ４を空
気管（３９）と（３５）または（４０）と（３６）を経
て空気ばね（］）または（２）に接続し、弁’Ｖ＋のポ
ートＡｔと弁Ｖ３のポートＡ４を空気管（４１）と（３
７）または（４２）と（３８）を経て空気ばね（３）ま
たは（４）に接続する。

また、弁Ｖｌの弁開口（４５）と弁Ｖ４の弁開口（４６
）の間を空気管（４３）で接続し、弁Ｖｚの弁開口（４
５）と弁Ｖ３の弁開口（４６）の間を空気管（４４）で
接続してなる。

今、鉄道車両がカント逓減区間にあって、前後台車の対
角線上にある空気ばね（１）と〈４）の内圧が低く、他
方の空気ばね（２〉と（３）が高い場合には、空気ばね
（２）の高い内圧は空気管（３６）＜４０）を経て各弁
に作用するが、弁Ｖ宜とＶ４が開き、空気管（３６）、
（４０）−弁■◆−空気管（４３）−弁Ｖｌ−空気管（
４２）　（３８）を経て空気ばね（２）と（４）が連通
ずる。

このようにして、同じ側の前後空気ばね間が連通して内
圧差が解消する。

上記とは逆に対角線上にある空気ばね（１）と（４）の
内圧が高く、空気ばね（２）と（３）が低い場合も上記
と同様の働きにより同じ側の前後空気ばね間が連通して
内圧差が解消する。

なお、カント区間においては、前後台車の対角線上にあ
る空気ばね間には内圧差が生じないため、輪重変動防止
弁（５）は作用しない。

しかし、車両がカント区間に停車した際は、第１０図ａ
、ｂに示すように、前台車（９〉と後台車（１０）は、
ともに同じ方向のモーメントが生じ、例えば第９図に示
すように、内軟側の空気ばね（１）（３）の内圧Ｐ＋、
Ｐ３は高く、外軌側の空気ばね（２）（４）の内圧Ｐ１
、Ｐ４は小さくなる。この際は、差圧調整弁（７）が開
き、左右空気ばねの内圧が均等になるように内圧調整が
行われる。

発明の効果 この発明は、鉄道車両の前後台車の同じ側にある前後空
気ばね間を輪重変動防止弁を有する空気管で接続し、鉄
道車両がカント逓減区間にあり、前後台車の一方の空気
ばねの内圧が他方の空気ばねに比べて高くなり、同じ側
の前後空気ばね間に基準以上の内圧差が生じたとき、上
記輪重変動防止弁が開き、前後空気ばねの内圧が均等に
なるように、圧力空気が移動するから、輪重変動の発生
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における前後台車の空気ば
ねと輪重変動防止弁および圧力空気の通路を示す説明図
、第２図は同」二の輪重変動防止弁の一部の動作を示す
説明図、第３図はこの発明の第２の実施例における前後
台車の空気ばねと輪重変動防止弁および圧力空気の通路
を示す説明図、第４図は第３図の輪重変動防止弁の一部
の動作を示す説明図、第５図はこの発明の第３の実施例
における前後台車の空気ばねと輪重変動防止弁および圧
力空気の通路を示す説明図、第６図は第５図の輪重変動
防止弁を構成している単位弁の詳細を示す断面図で、ａ
図は弁Ｖ＋、Ｖｚ、ｂ図は弁Ｖ１、■４である、第７図
は第５図の輪重変動防止弁を拡大１７て示す説明図、第
８図は鉄道車両がカント逓減区間にある際の空気ばね内
圧の高低を示す説明図、第９図は鉄道車両がカント区間
にある際の空気ばね内圧の高低を示す説明図、第１０図
は鉄道車両がカント区間にある際の前台車（ａ図）と後
台車（ｂ図）に働くモーメントを示す説明図、第１１図
は鉄道車両がカント逓減区間にある際、車体の前部と後
部に発生ずるモーメントを示す説明図であり、ａ図はカ
ント逓減区間と車体との関係を、ｂ図は車体前部のモー
メントを、Ｃ図は車体後部のモーメントを、それぞれ示
す。 １．２．３．４・・・空気ばね ５・・・輪重変動防止弁　　　６・・・高さ調整弁７・
・・差圧調整弁　　　　　８・・・本体９・・・前台車
　　　　　　　１０・・・後台車１１、１２・・・弁 １．３−１．１３−２．１４−１．１４−２・・・弁１
５−１．１５−２．１６−１．１６−２・・・弁１７・
・・コイルばね　　　　　１８・・・車体１９・・・ス
プール　　　　　　２０．２１．２７・・・通路２２・
・・本体２３・・・ピストン ２４．２５・・・空気室　　　　　２８・・・コイルば
ね２９．３０．３１．３２・・・空気管 ３３・・・ダイヤフラム　　　　３４・・・弁３５．３
６．３７．３８．３９・・・空気管４０．４１．４２．
４３・・・空気管 ４５．４６・・弁開口 回 ■ 第７ １ 第８図 第９図 第昆図 （０） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　左右空気ばねの内圧差が設定差圧を超えたとき開く
   差圧調整弁を有する空気管で左右空気ばね間を接続した
   空気ばね付き台車を有する鉄道車両において、前後台車
   の同じ側の前後空気ばねの内圧差が設定差圧を超えたと
   き開く輪重変動防止弁を有する空気管で車両の左右側そ
   れぞれの前後空気ばね間を接続し、前後台車の一方の空
   気ばね内圧が他方の空気ばね内圧より高いとき上記輪重
   変動防止弁が開き、前後台車の同じ側の前後空気ばねが
   連通して空気ばね内圧差を解消する鉄道車両の輪重変動
   防止方法。 ２　両側端面にコイルばねを介装して本体に平行して組
   込まれたスプールを有する弁のスプール側面に対向して
   、本体に２つのポートを組とする２組のポートを設け、
   一方の端面と１組のポートに通ずる通路を前台車の空気
   ばねに、他方の端面と他の１組のポートに通ずる通路を
   後台車の空気ばねに、それぞれ接続した弁の２組を、そ
   れぞれの組において前台車に通ずるポートの組と後台車
   に通ずるポートの組とを接続してなり、前後台車の一方
   の空気ばねの内圧が他方の空気ばねの内圧より高いとき
   左右側それぞれの前後空気ばね間が連通するように構成
   した鉄道車両の輪重変動防止装置。 ３　本体に組込まれたピストンにより両側に形成された
   空気室の片方にコイルばねを介装してピストンを片側へ
   押圧するとともに、各空気室に通じる２つのポートと、
   ピストンが移動した際に上記２つのポートを連通させる
   通路を本体に設けた弁の２個を組とした２組からなり、
   左右同じ側の前後空気ばねに１組の弁を対応させ、片方
   の弁のコイルばねを有すね空気室に通じるポートと他方
   の弁のコイルばねのない空気室に通じるポートとを接続
   する空気管および片方の弁のコイルばねのない空気室に
   通じるポートと他方の弁のコイルばねを有する空気室に
   通じるポートとを接続する空気管を、前後空気ばねにそ
   れぞれ接続してなり、前後台車の一方の空気ばねの内圧
   が他方の空気ばねの内圧より高いとき、左右側それぞれ
   の前後空気ばね間が連通するように構成した鉄道車両の
   輪重変動防止装置。 ４　本体内に張設したダイヤフラムに支持したロッドの
   先端に定常時ばねにより弁座に押圧されて閉じた弁を有
   し、ダイヤフラムの両側に形成した空気室に通じるポー
   トを設け、それぞれのポートより流入する空気の圧力が
   弁のない側のポートＡ＿１が高く弁のある側のポートＡ
   ＿２が低いとき開く弁Ｖ＿１、Ｖ＿２と、弁のある側の
   ポートＡ＿４が高く弁のない側のポートＡ＿３が低いと
   き開く弁Ｖ＿３、Ｖ＿４の４個の弁を組とした２組を左
   右側それぞれの前後空気ばねに対応させ、弁Ｖ＿１のポ
   ートＡ＿１と弁Ｖ＿３のポートＡ＿３を空気管により前
   台車の空気ばねに、他方の弁Ｖ＿２のポートＡ＿１と弁
   Ｖ＿４のポートＡ＿３を空気管により後台車の同じ側の
   空気ばねにそれぞれ接続し、弁Ｖ＿１と弁Ｖ＿３のポー
   トＡ＿３とＡ＿４を空気管により後台車の空気ばねに、
   弁Ｖ＿２と弁Ｖ＿４のポートＡ＿２とＡ＿４を空気管に
   より前台車の空気ばねにそれぞれ接続し、弁Ｖ＿１と弁
   Ｖ＿４の弁開口間および弁Ｖ＿２と弁Ｖ＿３の弁開口間
   をそれぞれ空気管で接続してなり、前後台車の一方にあ
   る空気ばねの内圧が他方にある空気ばねの内圧より高い
   とき、左右側それぞれの前後空気ばね間が連通するよう
   に構成した鉄道車両の輪重変動防止方法。