JPH09323648A - 振り子装置を備えた鉄道車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１機関で１台車を駆動する自然式の振り子装置
を有する気動車を得る。 【解決手段】台車１の第１車軸２には第１減速機４が、
第２車軸３には第２減速機10がある。第１減速機４は、
第１車軸２に連動する動力伝達機構５と、第１車軸２に
連動しない支持伝達機構６を有する。車体に設けられた
機関16は、回転方向が逆の第１出力部18と第２出力部19
を有する。第１出力部18と第１減速機４の動力伝達機構
５は第１推進軸20で連結される。第２出力部19と第１減
速機４の支持伝達機構６は第２推進軸21で連結され、支
持伝達機構６と第２減速機10は第３推進軸22で連結され
る。回転方向が逆向きの２つの回転力を第１減速機４に
同時に入力すると、２回転力に起因する２反力は相殺さ
れ、台車１には反力が生じない。台車１と車体の間に反
力は生じない。減速機の構成を変えれば第３推進軸２２
の位置を台車１内で自由に設定でき、台車１内の空間を
有効に利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振り子装置を備え
た曲線通過速度が大きい気動車等の鉄道車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５〜図８は、従来の振り子式でない気
動車の構造を示す。図５に示す気動車５０は、２台の台
車５１，５２上に車体５３を取り付けた構造とされてい
る。機関５４は車体５３に取付けられており、機関５４
と台車５１は１本の推進軸５５で連結されている。即
ち、図６及び図８に示すように、機関５４には変速機５
６が設けられており、台車５１は第１第減速機５７を有
する第１車軸５８と第２減速機５９を有する第２車軸６
０を有している。そして機関５４の変速機５６は推進軸
５５を介して第１減速機５７に連結され、第１減速機５
７は第２推進軸６１を介して第２減速機５９に連結され
ている。図７及び図８に示すように、第１減速機５７に
おいては、前記第１推進軸５５に連結された入力軸６２
が一対の平歯車６３を介して駆動軸６４を回転させる。
駆動軸６４の一端にあるピニオン６５は第１車軸５８の
傘歯車６６にかみ合い、駆動軸６４の他端は前記第２推
進軸６１の第２減速機５９に連結される。従って、機関
５４が駆動されれば、推進軸５５が第１減速機５７の入
力軸６２を駆動し、入力軸６２に連動して駆動軸６４が
駆動される。駆動軸６４が駆動されれば、第１車軸５８
と第２車軸６０が共に駆動される。

【０００３】ここで、前記推進軸５５は機関５４と第１
減速機５７の間で変位自在となるように構成されている
ため、機関５４が推進軸５５に与える駆動力によって第
１減速機５７の入力部分には反力が発生する。振り子式
でない従来の気動車では、この反力を台車５１と車体５
３の間で受ける構成になっていた。

【０００４】従来の振り子装置を備えた気動車は、２台
の台車上にそれぞれ振り子装置を介して車体が支持され
た構造であり、車体は進行方向に直交する面内において
所定角度範囲で揺動可能となっている。従って、この気
動車が曲線を通過する時には、車体に遠心力が作用し、
車体は台車に対して傾斜する。しかしながら、動力伝達
機構が図８に示すような前述した構造であると、気動車
の加速時と減速時とでは動力伝達機構に発生する反力の
方向が逆となり、振り子装置の作用を不安定にしてしま
う。

【０００５】そこで、このような問題を解決するため
に、自然式の振り子装置を備えた気動車においては図９
に示すような動力伝達機構が採用されることがあった。
これは、１台の台車７０の２本の車軸７１，７２の一方
を１台の機関７３で駆動する駆動機構を２組設け、２台
の台車７０，７０には進行方向について互いに逆となる
回転を伝える。このようにすれば、各台車７０，７０と
車体７４の間にはそれぞれ反力が発生するが、その方向
は互いに逆であり、反力を受ける車体７４が共通なので
車体７４の有する剛性によって反力は打ち消される。

【０００６】また、前記問題を解決する他の方法とし
て、駆動力で振り子機構を作動させる強制的な振り子装
置も提案されている。これは、台車上に振り子装置を介
して載せられた車体を、駆動シリンダ等の駆動力付与手
段で強制的に傾けるものであり、車体と台車の間に発生
する反力を強制的に押さえ込んで車体を傾けることがで
きるので、１機関で１台車を駆動することが可能であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】自然式の振り子装置で
は、２系統の動力伝達が必要となるため、構成が複雑化
し、重量、スペース、価格面で不利であった。

【０００８】強制的な振り子装置では、発生する反力に
振り子傾斜力を加えた大きな力を発生しうる駆動力付与
手段が必要であり、これが構成を複雑化し、重量、スペ
ース、価格面でも自然式の振り子装置と同様に不利であ
った。

【０００９】本発明は、台車と車体間で反力が発生しな
いため自然式の振り子装置でも１機関で１台車を駆動で
き、しかも台車と車体の間に設ける振り子装置等の配置
空間に大きな自由度が得られる構成の簡単な振り子装置
を備えた鉄道車両を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された鉄
道車両は、台車上に振り子装置を介して車体が支持され
た振り子装置を備えた鉄道車両において、第１車軸と第
２車軸を有する台車と、回転方向が互いに逆向きとなる
第１の出力部と第２の出力部を有する機関と、前記機関
の前記第１の出力部と前記第１車軸を連結する第１の推
進機構と、前記機関の前記第２の出力部と前記第２車軸
を連結する第２の推進機構とを有している。

【００１１】請求項２に記載された鉄道車両は、台車上
に振り子装置を介して車体が支持された振り子装置を備
えた鉄道車両において、第１車軸と第２車軸を有する台
車と、前記第１車軸に連動する動力伝達機構と前記第１
車軸に連動しない支持伝達機構を有する第１減速機と、
前記第２車軸に連動する第２減速機と、回転方向が互い
に逆向きとなる第１の出力部と第２の出力部を有する機
関と、前記機関の前記第１の出力部と前記第１減速機の
前記動力伝達機構を連結する第１推進軸と、前記機関の
前記第２の出力部と前記第１減速機の前記支持伝達機構
を連結する第２推進軸と、前記第１減速機の前記支持伝
達機構と前記第２減速機を連結する第３推進軸とを有し
ている。

【００１２】請求項３に記載された鉄道車両は、請求項
２記載の振り子装置を備えた鉄道車両において、前記第
２推進軸と前記第３推進軸が、実質的に同一軸線上に配
置されないように前記支持伝達機構が構成されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１を参照して本発明の実施の形
態の第１の例を説明する。図１は、本例の振り子装置を
備えた気動車における動力伝達機構の構成を模式的に示
したものである。この気動車は、２台の台車上にそれぞ
れ自然式の振り子装置を介して車体が支持された構造で
あり、１台の機関を有する。この機関は、２台の台車の
一方を２軸駆動するので、他方の台車は従台車でよい。

【００１４】台車１は第１車軸２と第２車軸３を有して
いる。図示しないが、各車軸２，３の各両端には車輪が
固定されている。第１車軸２には第１減速機４が設けら
れている。第１減速機４は、第１車軸２に連動する動力
伝達機構５と、第１車軸２に連動しない支持伝達機構６
を有している。動力伝達機構５は、駆動軸７と、第１車
軸２に取り付けられて駆動軸７のピニオン８にかみ合う
傘歯車９とを有する。支持伝達機構６は、入力された回
転をそのまま出力する機構である。動力伝達機構５と支
持伝達機構６は連結されていない。

【００１５】第２車軸３には第２減速機１０が設けられ
ている。第２減速機１０は、入力軸１１と、駆動軸１２
と、入力軸１１と駆動軸１２を連動させる歯車１３と、
第２車軸３に取り付けられて駆動軸１２のピニオン１４
にかみ合う傘歯車１５とを有する。

【００１６】機関１６は図示しない車体に設けられてい
る。機関１６の出力軸に連結された変速機１７は、内部
でかみ合う歯車機構を有しており、この歯車機構は回転
方向が互いに逆向きとなる第１の出力部１８と第２の出
力部１９を有している。

【００１７】機関１６の第１の出力部１８と、第１減速
機４の動力伝達機構５の駆動軸７は、第１推進軸２０に
よって連結されている。機関１６の第２の出力部１９と
第１減速機４の支持伝達機構６は、第２推進軸２１によ
って連結されている。

【００１８】第１減速機４の支持伝達機構６と第２減速
機１０の入力軸１１は、第３推進軸２２によって連結さ
れている。

【００１９】この気動車の駆動機構の作用を説明する。
機関１６が駆動されると、第１の出力部１８と第２の出
力部１９は互いに逆向きに回転する。第１の出力部１８
の駆動力は、第１推進軸２０を介して第１減速機４の動
力伝達機構５に伝達され、第１車軸２を駆動する。第１
の出力部１８とは回転方向が逆である第２の出力部１９
の駆動力は、第２推進軸２１を介して第１減速機４の支
持伝達機構６に伝達され、さらに第３推進軸２２を介し
て第２減速機１０に伝達され、第２車軸３を駆動する。
即ち、前記第１減速機４の支持伝達機構６の機能は、機
関１６からの回転力を第１減速機４を介して第２減速機
１０に伝達するだけである。

【００２０】このように、回転方向が互いに逆向きであ
る２つの回転力を台車１の第１減速機４に同時に入力す
ることにより、２つの回転力に起因する２つの反力は相
殺されるので、機関１６の回転力が台車１の部分におい
て反力を発生させることはない。台車１において反力が
発生しなければ、台車１と車体の間においても反力が生
じない。

【００２１】図９に示した従来の気動車のように、２台
の台車７０，７０と車体７４の間ではそれぞれ反力が力
として実際に作用しているが、気動車全体としては打ち
消されるように構成したものよりも、本実施例の気動車
の方が実際に台車１に発生する反力を考慮しなくてよい
分だけ構成が容易になる。

【００２２】本例においては、第１車軸２の第１減速機
４において、機関１６の駆動力を第１車軸２に伝える動
力伝達機構５と、動力伝達機構５とは連動せずに機関１
６の駆動力をそのまま第２減速機１０へ伝達する支持伝
達機構６とが一体構造で設けられているので、台車１の
構成がコンパクトになる。

【００２３】第１減速機４内においては、第２減速機１
０へ駆動力を伝える支持伝達機構６を第１車軸２への動
力伝達機構５から分離し、また第２減速機１０において
は、入力軸１１とは別に入力軸１１と連動する駆動軸１
２を設けたので、第１減速機４と第２減速機１０を連結
する第３推進軸２２の位置を、台車１内において第１推
進軸２０の延長線上の位置以外の位置に設定できる。即
ち、本例においては、第３推進軸２２が連結される支持
伝達機構６の出力位置は入力位置のすぐ反対側であり、
この出力位置に合わせて第２減速機１０の入力軸１１を
配置している。従って、第３推進軸２２の台車１内での
位置は、軸方向に見て第２推進軸２１とほぼ同じ位置で
あり、第１推進軸２０とは異なる位置、例えば第１推進
軸２０よりも上方の位置となる。このようにすれば、第
１推進軸２０の軸線上にある台車１内の空間には余裕が
生まれ、これを利用して振り子装置の構成をより適切に
行うことができる。

【００２４】図２及び図３を参照して本発明の実施の形
態の第２の例を説明する。図２は、本例の振り子装置を
備えた気動車における駆動機構の構成を模式的に示した
ものであり、第１の例と機能上対応する部分には図１中
の符号と同一の符号を付して説明を省略する。図３は、
本例において用いられる第１減速機４ａの断面図であ
る。

【００２５】第１減速機４ａは、第１車軸２に連動する
動力伝達機構５と、第１車軸２に連動しない支持伝達機
構６ａを有している。動力伝達機構５の構成は第１の例
と同一である。支持伝達機構６ａは、入力された回転を
そのまま出力する機構である。本例の支持伝達機構６ａ
は、入力軸２３と、出力軸２４と、入力軸２３と出力軸
２４を連動させる歯車２５とを有している。動力伝達機
構５と支持伝達機構６ａは連結されていない。

【００２６】第２減速機１０ａは、駆動軸１２と、第２
車軸３に取り付けられて駆動軸１２のピニオン１４にか
み合う傘歯車１５とを有する。

【００２７】第１減速機４ａ内においては、支持伝達機
構６ａの出力軸２４を第１推進軸２０の延長線上の位置
に配置しており、このため、第３推進軸２２を第１の例
よりも下方の位置に配置することができる。このように
すれば、台車１内において第３推進軸２２の上方の空間
には余裕が生まれ、これを利用して振り子装置の構成を
適切に行うことができる。

【００２８】図４を参照して本発明の実施の形態の第３
の例を説明する。図４は、本例の振り子装置を備えた気
動車における駆動機構の構成を模式的に示したものであ
り、第１乃至第２の例と機能上対応する部分には図１乃
至図２中の符号と同一の記号を付して説明を省略する。

【００２９】第１減速機４ｂは、第１車軸２に連動する
動力伝達機構５と、第１車軸２に連動しない支持伝達機
構６ｂを有している。動力伝達機構５の構成は第１の例
と同一である。支持伝達機構６ｂは、入力された回転を
そのまま出力する機構である。本例の支持伝達機構６ｂ
は、入力軸２３と、中間軸２６と、出力軸２４と、入力
軸２３と中間軸２６と出力軸２４を連動させる歯車２５
とを有している。動力伝達機構５と支持伝達機構６ｂは
連結されていない。

【００３０】第２減速機１０ｂは、図１に示した第１の
例における第２減速機１０と略同様の構成であるが、入
力軸１１の位置が下方になっている。

【００３１】第１減速機４ｂにおいては、支持伝達機構
６ｂの出力軸２４を第２の例よりもさらに下方に設け、
第１推進軸２０よりも下方に配置している。また、第２
減速機１０ｂの入力軸１１を第２の例よりもさらに下方
に設けている。このため、第３推進軸２２は第２の例よ
りもさらに下方の位置に配置することができる。このよ
うにすれば、台車１内において第３推進軸２２の上方の
空間にはさらに余裕が生まれ、これを利用して振り子装
置の構成を適切に行うことができる。

【００３２】以上説明した各例においては、第１推進軸
２０と第２推進軸２１の位置関係と、第１推進軸２０に
対する第３推進軸２２の位置関係を、台車１内の空間に
おける上下位置関係で説明したが、各減速機を適宜に構
成することにより、各推進軸の相互位置関係は任意に設
定できる。例えば、第１推進軸２０と第３推進軸２２を
同一高さの平面内において軸線が一致しないような配
置、即ち左右方向の位置が異なる配置とすることもでき
る。即ち、本発明によれば台車１内の任意の位置に第３
推進軸２２を通すことができるので、台車１内における
振り子装置等の構成に大きな自由度が得られる等、台車
１付近の機構の構成を目的に応じて最も適切に構成する
ことが可能となる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、回転方向が互いに逆向
きとなる第１の出力部と第２の出力部を機関に設け、台
車の第１車軸を第１の出力部からの駆動力で駆動すると
ともに、台車の第２車軸を第２の出力部からの駆動力で
駆動するように構成したので、機関からの回転力が台車
で反力を発生させることがない。このため、自然式の振
り子装置でも１機関で１台車を駆動でき、しかも台車と
車体の間に設ける振り子装置等の配置空間に大きな自由
度が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１の例の全体構成を示
す模式図である。

【図２】本発明の実施の形態の第２の例の全体構成を示
す模式図である。

【図３】本発明の実施の形態の第２の例における第１減
速機の断面図である。

【図４】本発明の実施の形態の第３の例の全体構成を示
す模式図である。

【図５】従来の気動車の外観とその駆動機構の概略を示
す平面図及び側面図である。

【図６】従来の気動車の駆動機構を示す平面図及び側面
図である。

【図７】従来の気動車の第１減速機の断面図である。

【図８】従来の気動車の全体構成を示す模式図である。

【図９】従来の気動車の全体構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 台車 ２ 第１車軸 ３ 第２車軸 ４，４ａ，４ｂ 第１減速機 ５ 第１の推進機構を構成する動力伝達機構 ６ 第２の推進機構を構成する支持伝達機構 １０，１０ａ，１０ｂ 第２減速機 １６ 機関 １８ 第１の出力部 １９ 第２の出力部 ２０ 第１の推進機構を構成する第１推進軸 ２１ 第２の推進機構を構成する第２推進軸 ２２ 第２の推進機構を構成する第３推進軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車上に振り子装置を介して車体が支持
   された振り子装置を備えた鉄道車両において、 第１車軸と第２車軸を有する台車と、回転方向が互いに
   逆向きとなる第１の出力部と第２の出力部を有する機関
   と、前記機関の前記第１の出力部と前記第１車軸を連結
   する第１の推進機構と、前記機関の前記第２の出力部と
   前記第２車軸を連結する第２の推進機構とを有する振り
   子装置を備えた鉄道車両。
2. 【請求項２】 台車上に振り子装置を介して車体が支持
   された振り子装置を備えた鉄道車両において、 第１車軸と第２車軸を有する台車と、前記第１車軸に連
   動する動力伝達機構と前記第１車軸に連動しない支持伝
   達機構を有する第１減速機と、前記第２車軸に連動する
   第２減速機と、回転方向が互いに逆向きとなる第１の出
   力部と第２の出力部を有する機関と、前記機関の前記第
   １の出力部と前記第１減速機の前記動力伝達機構を連結
   する第１推進軸と、前記機関の前記第２の出力部と前記
   第１減速機の前記支持伝達機構を連結する第２推進軸
   と、前記第１減速機の前記支持伝達機構と前記第２減速
   機を連結する第３推進軸とを有する振り子装置を備えた
   鉄道車両。
3. 【請求項３】 前記第２推進軸と前記第３推進軸が、実
   質的に同一軸線上に配置されないように前記支持伝達機
   構が構成された請求項２記載の振り子装置を備えた鉄道
   車両。