JPH04121274A

JPH04121274A - 鉄道車両の軸箱支持装置

Info

Publication number: JPH04121274A
Application number: JP24099990A
Authority: JP
Inventors: Yukio Minowa; 箕輪　行雄
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1992-04-22
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2834295B2

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〕本発明は、鉄道車両の軸箱支持装置に係り、特に円滑な
曲線走行を可能とする鉄道車両の軸箱支持装置に関する
。

〔従来の技術〕

近年、都市部を中心として鉄道輸送力強化の要請かます
ます高まっており、これを背景として在来鉄道路線にお
いても鉄道車両の高速化が図られている。

鉄道車両の走行速度を上げる場合には、直線路不安定走
行と曲線路における車輪横圧の増大をいかにして解決す
るかが技術上の課題となる。

直線路不安定走行は、車両の走行速度か高速になるにつ
れて車輪のレールに対する踏面勾配に起因して車両が蛇
行するようになる現象である。従来、鉄道車両の台車に
あっては、軸箱を支持する軸ばねの弾性係数の値を調整
することによって不安定走行を防止している。

一方、曲線路における車輪の横圧の増大という現象は、
第９図に示されるように、鉄道車両が直線路から曲線路
３０にさしかかったときに、先行車輪３１のフランジに
横圧が作用する現象である。

すなわち、この曲線路３０がその延びる方向に対して鉄
道車両の進行方向のなす角、いわゆるアタック角を有す
るため、先行車輪３１はレールへ乗り上げようとする結
果、先行車輪３１のフランジに反力として横圧Ｑが作用
する。この横圧Ｑは、曲線路を比較的低速で通過する場
合にはそれ程問題にはならないが、曲線路の通過速度を
上げると横圧Ｑが増大する不都合がある。

そこで、先行車輪に作用する横圧を減少させるべく、先
行車輪を積極的に操舵することか行われている。この種
の従来技術として例えば、実開昭６０−３１６３号公報
、特開昭６０−７６４６５号公報、特開平１−１３２４
６３号公報に記載されているものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

操舵機能を有しない軸箱支持装置にあっては、直線路に
おける不安定走行の防止と曲線路通過のスピードアップ
とは二律背反する要請となる。すなわち、軸ばねを軟質
なものとすると車輪が線路の曲線に追従し、横圧の発生
が抑制されるので曲線路の通過速度を速くすることがで
きるが、直線路での蛇行が起き易くなる。逆に、軸ばね
を硬くすると直線路では安定した走行性が得られるが、
曲線路では、上述したように先行車輪に作用する横圧に
よって通過速度が制限されてしまうことになる。

一方、操舵機構を設けることは、上記の直線路の走行性
の安定に資するのみならず、曲線路での円滑な走行とそ
の速度向上を達成する上で有効である。

しかしながら、この種の操舵機構は、リンクを組み合わ
せた複雑な構造となり、これを台車の限られた設置スペ
ースに収まるように配置しなければならない難点がある
。

そこで、本発明は、上記従来技術の有する問題点を解消
し、車軸支持装置に実質的な自己操舵機能をもたせるよ
う構成することによって、直線路の安定した走行性を確
保するとともに、円滑かつ高速の曲線路走行を可能とす
る鉄道車両の軸箱支持装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、それぞれのボス
部に上記軸ばね軸が遊嵌する１対のリンクを各軸箱毎に
台車中心に向けて平行に設けるとともに、このリンクの
それぞれの端部を弾性部材を介して台車枠側に固着し、
上記１対のリンクが台車中心に関して点対称になるよう
に台車枠の前後左右に配置したことを特徴とするもので
ある。

また、本発明は各軸箱の軸ばね軸毎に、軸ばね軸に対し
て台車枠の長手方向後方にピストンロッドか位置する第
１のシリンダと、軸ばね軸に対して台車枠の幅方向内側
にピストンロッドが位置する第２のシリンダとをそれぞ
れ水平面上を揺動可能なように台車枠側に取り付けると
ともに、それぞれのピストンロッドの先端のボス部に上
記軸ばね軸を遊嵌し、上記第１シリンダと第２シリンダ
のそれぞれのロッド側のポートどうしおよびそれぞれの
ヘッド側のポートどうしをそれぞれ管路で接続したこと
を特徴としたものである。

〔作　用〕

鉄道車両が曲線路を通過するときには、先行の車輪には
レールから横圧と前後力が作用し、これらの力は偶力と
してアタック角が減少する方向に車輪を転向させようと
する。

請求項１記載の本発明によれば、軸箱はリンクによって
任意の方向への動きができないように規制されており、
なおかつリンクを案内として回動変位のみが許容されて
いる。従って、上記偶力によって台車枠とリンクを結合
する弾性部材が撓むことによってこの弾性部材を支点と
して回動するリンクに案内されて軸箱が上記の方向へ回
動する。

このようにして、曲線路通過の際には車輪のフランジと
レールとの間が平行になる車輪の自己操舵機能が働くこ
とになる。

また、請求項２記載の本発明によれば、軸箱は直交する
２方向に配置されている第１シリンダ、第２シリンダに
よって任意の方向の動きができないように規制されてい
る。車両が曲線路を通過するときには、上記偶力の作用
によって第１シリンダ、第２シリンダが連動し、上記軸
箱がアタック角の減少する方向に回動できるようにそれ
ぞれのピストンロッドは進退動する。これによって、上
記の方向へ軸箱が回動し車輪のフランジとレールとの間
が平行となるように自己操舵機能が働く。

〔実施例〕

以下、本発明による鉄道車両の軸箱支持装置の一実施例
について、添付の図面を参照して説明する。

第１図および第２図において、符号１は２軸台車用の台
車枠を示す。この台車枠１の中央には空気ばね２が配設
され、この空気ばね２によって車体３が支持される。こ
の場合、台車枠１は中心ビン４を回動輪として車体３に
対して回動可能に構成されている。符号５は先行車輪を
示し、この先行車輪５．５の車軸６はその両端で軸箱７
．７によって支承されている。この軸箱７は二つで一組
の軸ばね８．８を介して台車枠１から支持されている。

同様に後行車輪９．９の車軸１０を支承する軸箱７は一
組の軸ばね８．８を介して台車枠１から支持されている
。

次に、第３図は軸ばね８の縦断面を示した図であり、第
４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線横断面図である。

この軸ばね８は、軸箱７の両端部と台車枠１の下面の間
に介装されるものである。この場合、円筒状のケース１
１の上底は台車枠１に固定されている。そして、上記ケ
ース１１の内部には、軸ばねゴム１２が収装され、この
軸ばねゴム１２によって軸ばね軸１３が弾性的に支持さ
れ、これによってこの軸ばね軸１３はその軸方向の鉛直
方向に沿って変位可能になっている。この軸ばね軸１３
の軸箱側の端部は軸箱７に固定されている。

また、軸箱７の動きを規制するためのリンク１４がケー
ス１１内部に設けられている。すなわち、このリンク１
４のボス部１４ａに軸ばね軸１３が遊嵌するように挿通
し、これによって、軸ばね軸１３の軸方向の変位が確保
されるようになっている。一方、このリンク１４の他端
部は弾性体１５を介して台車枠１の側に固着されている
。

この実施例では、ケース１１に対して着脱可能に取着さ
れた蓋体１６に、加硫したゴムからなる弾性体１５を介
してリンク１４が結合されるようになっている。

ここで、第２図に示されるように、各軸ばね８において
は、対をなすリンク１４．１４の軸方向か台車の中心す
なわち中心ビン４に指向する向きになっており、しかも
、各組の軸箱７毎に各リンク１４．１４は平行になって
いる。そして、これら対をなすリンク１４．１４が中心
にピン４に関して点対称となるように台車の前後左右に
配置される。

本実施例による鉄道車両の軸箱支持装置は、以上のよう
に構成されるものであり、次に、その作用について説明
する。

第５図において、曲線路をなすレール１７．１７に先行
車輪５．５がさしかかったときには、この先行車輪５．
５の向きとレール１７．１７の間にはアタック角αが存
在するために、先行車輪５．５には図に示されるように
、レール１７．１７から横圧Ｑと前後力Ｆが作用する。

これら横圧Ｑ、前後力Ｆによって次のようにして先行車
輪５．５の向きがレール１７．１７の曲がる方向に転向
する。すなわち、一般に、横圧Ｑは前後力Ｆよりも力の
大きさとしては大きいので、横圧Ｑは車輪５から軸箱７
を介して軸ばね軸１３に対して第５図においてＱ′で示
す図示の矢印の向きに作用し、先行車輪５．５を車軸６
の中心回りに転向させる偶力として作用する。

この場合、軸ばね軸１３は、軸箱７に連結したリンク１
４によって規制されて任意の動きはできないようになっ
ている。一方、リンク１４は弾性体１５を介して蓋体１
６に結合しているので、弾性体１５が撓むことによって
この結合部位を支点としてこのリンク１４は回動できる
ように構成されている。従って、上記横圧Ｑの作用によ
って第５図に破線で図示されるように、各軸ばね１３は
リンク１４を案内として反時計回りに回動し、この結果
、軸箱７は曲線の内側斜前力に変位する。

また、第５図には図示されていない反対側の軸箱７も同
様に斜後方に変位する。この様にして車軸６がその中心
回りに回転して先行車輪５．５のフランジとレール１７
．１７が平行に近づきアタック角αが減少するように先
行車輪５．５が転向する。この結果、曲線路の通過速度
を上げても先行車輪５．５には過大な大きさの横圧Ｑが
作用することがなく、円滑かつ安全な曲線路の走行が確
保される。

次に、直線路の走行では、上記リンク１４は、この軸ば
ね軸１３が任意の方向に傾動しないように拘束するので
、軸箱７の向きがぐらつかないようにし、蛇行防止する
上で効果を発揮する。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

この場合、上記第１実施例と同一の構成要素には同一の
符号を付してその詳細な説明は省略する。

この実施例では、上述した第１実施例と同様に先行車輪
５．５および後行車輪９．９の各車軸６．１０がそれぞ
れ軸箱７．７によって支承され、この軸箱７がその両端
部でそれぞれ一組の軸ばね８．８を介して台車枠１から
下方に支持されるように構成され、しかもこれら各組の
軸ばね８．８は台車の中心、この場合、中心ピン４に関
して点対称の位置に配置されている。

一方、この実施例では、第６図および第７図に示される
ように、上記第１実施例のリンク１４に代替して軸ばね
８の回りに二つのシリンダ２０．２１を直交する向きに
配設し、これらシリンダ２０．２１を軸ばね軸１３に連
結している。上記第１シリンダ２０は、そのピストンロ
ッド２２が軸ばね軸１３に対して台車枠１の長手方向後
方になるように配置される。第１シリンダ２０としては
、トラニオン型のシリンダが用いられ、ピボット２０ａ
を回転軸として水平面に沿って揺動可能なように台車枠
１の側、この場合、ケース１１に取り付けられている。

また、このシリンダ２０のピストンロッド２２の先端部
にはボス部２２ａが形成され、このボス部２２ａに軸ば
ね軸１３が遊嵌することによってピストンロッド２２と
軸ばね軸１３が連結されている。一方、第２シリンダ２
１はそのピストンロッド２３が軸ばね軸１３に対して台
車枠１の幅方向内側になるように配置される。この第２
シリンダ２１は第１シリンダと同様図示しないピボット
を中心に水平面に沿って揺動可能なようにケース１１に
取り付けられている。そして、この第２シリンダ２１の
ピストンロッド２３の先端部のボス部２３ａに軸ばね軸
１３が遊嵌する。

第８図は、このような第１シリンダ２０、第２シリンダ
２１の間に接続される油圧配管が示されている。すなわ
ち、第１シリンダ２０と第２シリンダ２１とは可撓性の
配管２４．２５によって接続されることで互いに連動す
るようになっている。

上記配管２４は、第１シリンダ２０と第２シリンダ２１
のそれぞれのロッド側のポートを結ぶように接続されて
いる。これに対して、配管２５は、第１シリンダ２０、
第２シリンダ２１のヘッド側のポートに接続されている
。

次に、以上のように構成される実施例の作用について説
明する。曲線路をなすレール１７．１７を通過するとき
には、先行車輪５．５には上述したように、横圧Ｑと前
後力Ｆが作用する。これらの力は、第１実施例で説明し
たように、アタック角αを減少させる方向に図において
反時計回りに先行車輪５．５を転向させる偶力として作
用する。

ここで、軸ばね軸１３に連結される第１シリンダ２０と
第２シリンダ２１とは互いに直交する向きに配設され、
これによって軸箱７は自由な動きができないように規制
されている。両シリンダ２０．２１において、それぞれ
ロッド側のポートどうしとヘッド側のボートどうしが連
通しているので、上記横圧Ｑが作用すると第１シリンダ
２０と第２シリンダ２１とは連動しそれぞれのピストン
ロッド２２．２３の進退方向が逆になる。また、このよ
うなピストンロッドの動きを可能ならしめるために、夫
々第１シリンダ２０、第２シリンダ２１はわずかに揺動
する。このため、第８図に示されるように、軸箱７．７
とともに車軸６が車軸６の中心回りに反時計回りに回動
するのが許容される。こうして、アタック角αが減少す
るように、先行車輪５．５が転向し、この自己操舵機能
によって車両は曲線路を円滑に通過することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、軸箱
を２軸台車枠に対して支持する軸ばねの軸ばね軸に、リ
ンクあるいはシリンダを連結して軸箱が一定の方向への
みの回動ができるように構成しているので、大掛かりな
操舵機構を用いることなく簡易安価な装置で曲線路通過
の際の自己操舵を可能としている。このため、曲線路の
通過の際に車輪に作用する横圧が減少するので、円滑で
かつ高速の曲線路通過が可能となる。一方、直線路走行
時には、軸箱がリンクまたシリンダによって自由な動き
が出来ないように拘束されているので、蛇行等の不安定
走行を防止することができる。

従って、このような本発明を鉄道車両に適用することに
よって鉄道車両の走行速度のスピードアップの達成に寄
与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鉄道車両の軸箱支持装置が適用さ
れる２軸台車の側面図、第２図は軸箱支持装置の配置を示した２軸台車の平面図
、第３図は軸箱支持装置の一部省略縦断面図、第４図は第
３図における■〜■線横線面断面図５図は曲線路走行時
における軸箱支持装置のの動作を説明する図、第６図は他の実施例による軸箱支持装置を示している一
部省略平面図、第７図は他の実施例による軸箱支持装置の一部省略縦断
面図、第８図は他の実施例による軸箱支持装置の曲線路走行時
における動作説明図、第９図は曲線路を走行する際に２軸台車の車輪に作用す
る力を示した模式図である。・・・台車枠、２・・・空気ばね、３・・・車体、４・
・・中心ビン、５・・・先行車輪、７・・・軸箱、８・
・・軸ばね、９・・・後行車輪、１１・・・ケース、１
２・・・軸ばねゴム、１３・・・軸ばね軸、１４川リン
ク、１４ａ・・・ボス部、１５・・・弾性体、１６・・
・蓋体、１７・・・レール、２０゜２１・・・シリンダ
、２２ａ、　２３ａ・・・ボス部、２４．２５・・・配
管。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄茶口第回第藺笛づ回第回

Claims

【特許請求の範囲】１、軸箱の両端部をそれぞれ軸ばねを介して２軸台車に
固定し、上記軸ばねの軸ばね軸の一端を軸箱に連結し他
端を台車枠側に弾性体を介して連結した鉄道車両の軸箱
支持装置において、それぞれのボス部に上記軸ばね軸が
遊嵌する１対のリンクを各軸箱毎に台車中心に向けて平
行に設けるとともに、このリンクのそれぞれの端部を弾
性部材を介して台車枠側に固着し、上記１対のリンクが
台車中心に関して点対称になるように台車枠の前後左右
に配置したことを特徴とする鉄道車両の軸箱支持装置。２、軸箱の両端部をそれぞれ軸ばねを介して２軸台車に
固定し、上記軸ばねの軸ばね軸の一端を軸箱に連結し他
端を台車枠側に弾性体を介して連結した鉄道車両の軸箱
支持装置において、各軸箱の軸ばね軸毎に、軸ばね軸に対して台車枠の長手
方向後方にピストンロッドが位置する第１のシリンダと
、軸ばね軸に対して台車枠の幅方向内側にピストンロッ
ドが位置する第２のシリンダとをそれぞれ水平面上を揺
動可能なように台車枠側に取り付けるとともに、それぞ
れのピストンロッドの先端のボス部に上記軸ばね軸を遊
嵌し、上記第１シリンダと第２シリンダのそれぞれのロ
ッド側のポートどうしおよびそれぞれのヘッド側のポー
トどうしをそれぞれ管路で接続したことを特徴とする鉄
道車両の軸箱支持装置。