JPH10250574A - ２軸ボギー台車を持つ鉄道車両用台車 - Google Patents
２軸ボギー台車を持つ鉄道車両用台車Info
- Publication number
- JPH10250574A JPH10250574A JP5897697A JP5897697A JPH10250574A JP H10250574 A JPH10250574 A JP H10250574A JP 5897697 A JP5897697 A JP 5897697A JP 5897697 A JP5897697 A JP 5897697A JP H10250574 A JPH10250574 A JP H10250574A
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- JP
- Japan
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- bogie
- axle
- wheel
- diameter
- wheel set
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鉄道車両において、波状磨耗の発生あるいは成
長の抑制を図る。 【解決手段】鉄道車両において、車両1の前台車2aで
は、前輪軸に直径小さな輪軸3aを、後輪軸に直径の大き
な輪軸4aを配置する。一方、後台車2bでは、前輪軸に直
径の大きな輪軸4bを、後輪軸に直径の小さな輪軸(イ)3b
を配置する。即ち、一車両で見た場合、前後方向に関し
て外側に直径の小さな輪軸3a, 3bを、内側に輪軸(ロ)4
a, 4bを配置する。
長の抑制を図る。 【解決手段】鉄道車両において、車両1の前台車2aで
は、前輪軸に直径小さな輪軸3aを、後輪軸に直径の大き
な輪軸4aを配置する。一方、後台車2bでは、前輪軸に直
径の大きな輪軸4bを、後輪軸に直径の小さな輪軸(イ)3b
を配置する。即ち、一車両で見た場合、前後方向に関し
て外側に直径の小さな輪軸3a, 3bを、内側に輪軸(ロ)4
a, 4bを配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両あるいは
鉄道車両用２軸ボギー台車の輪軸の構成方法に係り、特
に波状磨耗の成長を抑制する効果を有する鉄道車両に関
する。
鉄道車両用２軸ボギー台車の輪軸の構成方法に係り、特
に波状磨耗の成長を抑制する効果を有する鉄道車両に関
する。
【０００２】
【従来の技術】レールの波状磨耗に関しては、「波状磨
耗発生メカニズム解析に関する研究調査報告書」（(財)
日本地下鉄協会発行、平成８年３月）において検討が行
われている。
耗発生メカニズム解析に関する研究調査報告書」（(財)
日本地下鉄協会発行、平成８年３月）において検討が行
われている。
【０００３】鉄道のレールにおける波状磨耗は、地下鉄
等の急曲線区間に多く発生し、乗り心地の悪化や騒音の
原因となる。レール波状磨耗の防止策として従来、波状
磨耗発生箇所のレール削正、硬頭レールへの交換、定置
式のレール塗油器による曲線内側への塗油等、主にレー
ル側での対策を実施しており、一応の効果が現れている
が抜本的な解決には至っていない。
等の急曲線区間に多く発生し、乗り心地の悪化や騒音の
原因となる。レール波状磨耗の防止策として従来、波状
磨耗発生箇所のレール削正、硬頭レールへの交換、定置
式のレール塗油器による曲線内側への塗油等、主にレー
ル側での対策を実施しており、一応の効果が現れている
が抜本的な解決には至っていない。
【０００４】また、従来の鉄道車両用２軸ボギー台車
は、車輪と車軸で構成した輪軸を軸箱及び軸ばねを介し
て台車枠に２本ずつ配置したものである。ここで車軸の
直径は一車両において全て等しくするのが一般的であ
り、異なる直径の輪軸を持つ車両あるいは台車は見られ
ない。
は、車輪と車軸で構成した輪軸を軸箱及び軸ばねを介し
て台車枠に２本ずつ配置したものである。ここで車軸の
直径は一車両において全て等しくするのが一般的であ
り、異なる直径の輪軸を持つ車両あるいは台車は見られ
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】「波状磨耗発生メカニ
ズム解析の関する研究調査報告書」（(財)日本地下鉄協
会発行、平成８年３月）において、いくつかの波状磨耗
の発生原因を挙げている。その１つとして、車輪・レー
ル間の過大なすべりにより発生する、車輪・車軸のねじ
りおよび曲げ振動系自励振動のスティック・スリップが
ある。
ズム解析の関する研究調査報告書」（(財)日本地下鉄協
会発行、平成８年３月）において、いくつかの波状磨耗
の発生原因を挙げている。その１つとして、車輪・レー
ル間の過大なすべりにより発生する、車輪・車軸のねじ
りおよび曲げ振動系自励振動のスティック・スリップが
ある。
【０００６】すなわち車両が急曲線を走行時に、台車内
の後輪軸での車輪・レール間のすべりが過大となる。そ
の時発生するスティック・スリップの振動数は、左右車
輪を質量、車軸をねじりおよび曲げのばねとした振動系
の固有振動数で発生することが知られている（以降、こ
れを輪軸ねじり振動および輪軸曲げ振動の固有振動数と
称する）。このことは例えば、土木学会論文集第４２５
号／IV-14（1991年１月）９９ページ掲載の論文「急曲
線区間における過剰磨耗の生成過程について」（角・松
本他２名）において述べられている。従来の鉄道車両は
一車両における車軸の直径は等しく、どの軸がスティッ
ク・スリップを発生してもその振動数は等しいので波状
磨耗が発生しやすいという問題点があった。
の後輪軸での車輪・レール間のすべりが過大となる。そ
の時発生するスティック・スリップの振動数は、左右車
輪を質量、車軸をねじりおよび曲げのばねとした振動系
の固有振動数で発生することが知られている（以降、こ
れを輪軸ねじり振動および輪軸曲げ振動の固有振動数と
称する）。このことは例えば、土木学会論文集第４２５
号／IV-14（1991年１月）９９ページ掲載の論文「急曲
線区間における過剰磨耗の生成過程について」（角・松
本他２名）において述べられている。従来の鉄道車両は
一車両における車軸の直径は等しく、どの軸がスティッ
ク・スリップを発生してもその振動数は等しいので波状
磨耗が発生しやすいという問題点があった。
【０００７】本発明は鉄道車両において、輪軸ねじり振
動および輪軸曲げ振動の固有振動数を効果的にずらすこ
とでレールの波状磨耗の発生あるいは成長を抑制するよ
うな鉄道車両あるいは鉄道車両用２軸ボギー台車の輪軸
構成を提供するものである。
動および輪軸曲げ振動の固有振動数を効果的にずらすこ
とでレールの波状磨耗の発生あるいは成長を抑制するよ
うな鉄道車両あるいは鉄道車両用２軸ボギー台車の輪軸
構成を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉄道車両用２
軸ボギー台車を持つ鉄道車両において、前台車の前輪軸
の直径と後台車の前輪軸の直径，および前台車の後輪軸
の直径と後台車の後輪軸の直径がそれぞれ異なるような
輪軸配置とするものである。
軸ボギー台車を持つ鉄道車両において、前台車の前輪軸
の直径と後台車の前輪軸の直径，および前台車の後輪軸
の直径と後台車の後輪軸の直径がそれぞれ異なるような
輪軸配置とするものである。
【０００９】また上記鉄道車両において、各台車の２本
の輪軸が異なる直径を持つ構成とするものである。な
お、輪軸の直径は、中実の場合はその外径であり、中空
の場合は内径あるいは外径を示す。
の輪軸が異なる直径を持つ構成とするものである。な
お、輪軸の直径は、中実の場合はその外径であり、中空
の場合は内径あるいは外径を示す。
【００１０】本発明によれば、前台車の前輪軸と後台車
の前輪軸，および前台車の後輪軸と後台車の後輪軸の直
径を変えることにより、輪軸のねじりばね定数および曲
げのばね定数が異なることになり、輪軸ねじり振動およ
び輪軸曲げ振動の固有振動数が相違する。これにより、
輪軸ねじり振動および輪軸曲げ振動に関してそれぞれ少
なくとも２種類の固有振動数が存在し、輪軸の直径を効
果的に選ぶことで波状磨耗の発生あるいは成長を抑制で
きる。
の前輪軸，および前台車の後輪軸と後台車の後輪軸の直
径を変えることにより、輪軸のねじりばね定数および曲
げのばね定数が異なることになり、輪軸ねじり振動およ
び輪軸曲げ振動の固有振動数が相違する。これにより、
輪軸ねじり振動および輪軸曲げ振動に関してそれぞれ少
なくとも２種類の固有振動数が存在し、輪軸の直径を効
果的に選ぶことで波状磨耗の発生あるいは成長を抑制で
きる。
【００１１】軸配置としては、各台車２本の輪軸は異な
る直径とし、前台車の前輪軸と後台車の後輪軸の直径を
等しく、前台車の後輪軸と後台車の前輪軸の直径を等し
くする。このような軸配置により一車両で見た場合、進
行方向に左右されない対称性を持たせることができる。
また、２種類の直径の選び方としては、例えば対応する
固有振動数が互いに素となる関係とすればよい。このこ
とにより、波状磨耗の発生を抑制し、たとえ波状磨耗が
発生しても磨耗の周期性が低くなり、波状磨耗成長を抑
制できると考えられる。
る直径とし、前台車の前輪軸と後台車の後輪軸の直径を
等しく、前台車の後輪軸と後台車の前輪軸の直径を等し
くする。このような軸配置により一車両で見た場合、進
行方向に左右されない対称性を持たせることができる。
また、２種類の直径の選び方としては、例えば対応する
固有振動数が互いに素となる関係とすればよい。このこ
とにより、波状磨耗の発生を抑制し、たとえ波状磨耗が
発生しても磨耗の周期性が低くなり、波状磨耗成長を抑
制できると考えられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１３】図１に示すように、２本の輪軸を備えた鉄
道車両用台車において、台車枠2の前後に二本の輪軸
３、４を配置する。輪軸3は左右の車輪5a, 5bと一体で
あり、輪軸4は左右の車輪 5c, 5dと一体である。
道車両用台車において、台車枠2の前後に二本の輪軸
３、４を配置する。輪軸3は左右の車輪5a, 5bと一体で
あり、輪軸4は左右の車輪 5c, 5dと一体である。
【００１４】輪軸3は軸受（図示していない）を有する
軸箱6a、6bを介して台車枠２と結合し、同様に輪軸4は
軸箱6c、6dを介して台車枠２と結合している。ここで、
輪軸３の代表的な直径をｄ、輪軸4の代表的な直径をDと
し、dとDは別々に設定することを可能とするが、便宜上
d＜Dを満たすものとする。例えば、輪軸３の直径ｄは、
１００ｍｍ，輪軸４の直径Ｄは１１０ｍｍである。
軸箱6a、6bを介して台車枠２と結合し、同様に輪軸4は
軸箱6c、6dを介して台車枠２と結合している。ここで、
輪軸３の代表的な直径をｄ、輪軸4の代表的な直径をDと
し、dとDは別々に設定することを可能とするが、便宜上
d＜Dを満たすものとする。例えば、輪軸３の直径ｄは、
１００ｍｍ，輪軸４の直径Ｄは１１０ｍｍである。
【００１５】図２に輪軸ねじり振動の概念図を示す。
【００１６】輪軸3あるいは輪軸4は車輪5と一体であ
る。ここで、輪軸3あるいは輪軸4を中空軸として代表的
な外径をD1、内径をD2（中実軸の場合はD2=0とすればよ
い）、せん断弾性係数をG、軸長をa、車輪5の慣性モー
メントをIとすると、輪軸3あるいは4の断面２次モーメ
ントJpは次式で表される。
る。ここで、輪軸3あるいは輪軸4を中空軸として代表的
な外径をD1、内径をD2（中実軸の場合はD2=0とすればよ
い）、せん断弾性係数をG、軸長をa、車輪5の慣性モー
メントをIとすると、輪軸3あるいは4の断面２次モーメ
ントJpは次式で表される。
【００１７】
【数１】
【００１８】このとき、輪軸のねじりばね定数k'は式
(２)で表される。
(２)で表される。
【００１９】
【数２】
【００２０】したがって、輪軸3あるいは輪軸4のねじり
振動の固有振動数f'nは次式（３）のようになる。
振動の固有振動数f'nは次式（３）のようになる。
【００２１】
【数３】
【００２２】式(3)から、輪軸3あるいは4の直径D1,
D2、せん断弾性係数G、慣性モーメントI、軸長aのいず
れかを変えることにより、輪軸ねじり振動の固有振動数
f'nが変化することが分かる。また、輪軸曲げ振動に関
しても上記と同様に固有振動が変化する。臨時区 図３は、本発明を鉄道車両用台車の一車両に適用した本
発明の一実施例を示す構成図である。車両1の前台車2a
では、前輪軸に直径ｄをもつ輪軸3aを、後輪軸に直径Ｄ
をもつ輪軸4aを配置する。一方、後台車2bでは、前輪軸
に直径Ｄをもつ輪軸4bを、後輪軸に直径ｄをもつ輪軸3b
を配置する。直径ｄとＤとの間にはｄ＜Ｄの関係に設定
する。
D2、せん断弾性係数G、慣性モーメントI、軸長aのいず
れかを変えることにより、輪軸ねじり振動の固有振動数
f'nが変化することが分かる。また、輪軸曲げ振動に関
しても上記と同様に固有振動が変化する。臨時区 図３は、本発明を鉄道車両用台車の一車両に適用した本
発明の一実施例を示す構成図である。車両1の前台車2a
では、前輪軸に直径ｄをもつ輪軸3aを、後輪軸に直径Ｄ
をもつ輪軸4aを配置する。一方、後台車2bでは、前輪軸
に直径Ｄをもつ輪軸4bを、後輪軸に直径ｄをもつ輪軸3b
を配置する。直径ｄとＤとの間にはｄ＜Ｄの関係に設定
する。
【００２３】一車両で見た場合、前後方向に関して外側
に直径ｄの小さい輪軸3a, 3bを、内側に直径Ｄの大きな
輪軸4a, 4bを配置する。この輪軸配置により、前後台車
の前輪軸、前後台車の後輪軸それぞれの組で直径の異な
る輪軸3と輪軸4の両方を有し、前述の波状磨耗抑制効果
が生じる。また、輪軸配置が対称的であり、進行方向が
一方向でない鉄道車両に適した輪軸配置となる。
に直径ｄの小さい輪軸3a, 3bを、内側に直径Ｄの大きな
輪軸4a, 4bを配置する。この輪軸配置により、前後台車
の前輪軸、前後台車の後輪軸それぞれの組で直径の異な
る輪軸3と輪軸4の両方を有し、前述の波状磨耗抑制効果
が生じる。また、輪軸配置が対称的であり、進行方向が
一方向でない鉄道車両に適した輪軸配置となる。
【００２４】図４は、本発明の他の実施例を示す構成図
である。
である。
【００２５】車両1の前台車2aでは、前輪軸に直径の大
きな輪軸4aを、後輪軸に直径の小さい輪軸3aを配置す
る。一方、後台車2bでは、前輪軸に直径の小さな輪軸3b
を、後輪軸に直径の大きな輪軸4bを配置する。即ち一車
両で見た場合、前後方向に関して外側に直径の大きな輪
軸4a, 4bを、内側に直径の小さな輪軸3a, 3bを配置する
ことになる。
きな輪軸4aを、後輪軸に直径の小さい輪軸3aを配置す
る。一方、後台車2bでは、前輪軸に直径の小さな輪軸3b
を、後輪軸に直径の大きな輪軸4bを配置する。即ち一車
両で見た場合、前後方向に関して外側に直径の大きな輪
軸4a, 4bを、内側に直径の小さな輪軸3a, 3bを配置する
ことになる。
【００２６】このような輪軸配置により、図３で示した
実施例と同様、前後台車の前輪軸、前後台車の後輪軸そ
れぞれの組で直径の小さな輪軸3ａ、３ｂと直径の大き
な輪軸4ａ、４ｂの両方を有し、前述の波状磨耗抑制効
果が生じる。この場合も輪軸配置が対称的であり、進行
方向が一方向でない鉄道車両に適した輪軸配置となる。
実施例と同様、前後台車の前輪軸、前後台車の後輪軸そ
れぞれの組で直径の小さな輪軸3ａ、３ｂと直径の大き
な輪軸4ａ、４ｂの両方を有し、前述の波状磨耗抑制効
果が生じる。この場合も輪軸配置が対称的であり、進行
方向が一方向でない鉄道車両に適した輪軸配置となる。
【００２７】図５は、本発明の他の実施例を示す構成図
である。
である。
【００２８】車両1の前台車2aでは、前輪軸に直径の小
さな輪軸3aを、後輪軸に直径の小さな輪軸3bを配置す
る。一方、後台車2bでは、前輪軸に直径の大きな輪軸4a
を、後輪軸に直径の大きな輪軸4bを配置する。
さな輪軸3aを、後輪軸に直径の小さな輪軸3bを配置す
る。一方、後台車2bでは、前輪軸に直径の大きな輪軸4a
を、後輪軸に直径の大きな輪軸4bを配置する。
【００２９】即ち一車両で見た場合、進行方向に関して
前２軸に直径の小さな輪軸3a, 3bを、後ろ２軸に直径の
大きな輪軸4a, 4bを配置することになる。このような輪
軸配置により、前後台車の前輪軸、前後台車の後輪軸そ
れぞれの組において直径の小さな輪軸3と直径の大きな
輪軸4の両方を有し、前述の波状磨耗抑制効果が生じ
る。ただし、この実施例では輪軸配置が対称的がないた
め、一方向のみを走行する車両、あるいは輪軸配置の対
称性を要しない車両において実施できる。また、同様に
車両の前台車では、前輪軸に直径の大きな輪軸４ａを、
後輪軸に直径の大きな輪軸４ｂを配置し、一方、後台車
では、前輪軸に直径の小さな輪軸３ａを、後輪軸に直径
の小さな輪軸３ｂを配置することも可能である。
前２軸に直径の小さな輪軸3a, 3bを、後ろ２軸に直径の
大きな輪軸4a, 4bを配置することになる。このような輪
軸配置により、前後台車の前輪軸、前後台車の後輪軸そ
れぞれの組において直径の小さな輪軸3と直径の大きな
輪軸4の両方を有し、前述の波状磨耗抑制効果が生じ
る。ただし、この実施例では輪軸配置が対称的がないた
め、一方向のみを走行する車両、あるいは輪軸配置の対
称性を要しない車両において実施できる。また、同様に
車両の前台車では、前輪軸に直径の大きな輪軸４ａを、
後輪軸に直径の大きな輪軸４ｂを配置し、一方、後台車
では、前輪軸に直径の小さな輪軸３ａを、後輪軸に直径
の小さな輪軸３ｂを配置することも可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように本発明では、次のよう
な効果が期待できる。
な効果が期待できる。
【００３１】前台車の前輪軸と後台車の前輪軸、および
前台車の後輪軸と後台車の後輪軸の直径を変えること
で、両者の輪軸のねじりばね定数および曲げのばね定数
が変わり、輪軸ねじり振動および輪軸曲げ振動の固有振
動数が相違する。これにより、輪軸のねじり振動および
曲げ振動に関して少なくともそれぞれ２種類の固有振動
数が存在し、輪軸の直径を効果的に選ぶことで波状磨耗
発生を抑制、あるいは波状磨耗が発生した場合でも磨耗
の周期性が低くなり、波状磨耗成長を抑制できる。
前台車の後輪軸と後台車の後輪軸の直径を変えること
で、両者の輪軸のねじりばね定数および曲げのばね定数
が変わり、輪軸ねじり振動および輪軸曲げ振動の固有振
動数が相違する。これにより、輪軸のねじり振動および
曲げ振動に関して少なくともそれぞれ２種類の固有振動
数が存在し、輪軸の直径を効果的に選ぶことで波状磨耗
発生を抑制、あるいは波状磨耗が発生した場合でも磨耗
の周期性が低くなり、波状磨耗成長を抑制できる。
【図１】本発明の概要を説明するための台車構造の平面
図である。
図である。
【図２】本発明における輪軸ねじり振動を説明する概念
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成図である。
1…車両、2…台車枠、3ａおよび３ｂ…輪軸、4ａおよび
４ｂ…輪軸、5…車輪、6…軸箱。
４ｂ…輪軸、5…車輪、6…軸箱。
Claims (3)
- 【請求項１】 ２軸ボギー台車を持つ鉄道車両用台車に
おいて、前台車の前輪軸の直径と後台車の前輪軸の直
径、および前台車の後輪軸の直径と後台車の後輪軸の直
径がそれぞれ異なる輪軸配置としたことを特徴とする２
軸ボギー台車を持つ鉄道車両用台車。 - 【請求項２】 請求項１において、各台車の２本の輪軸
が異なる直径を持つ２軸ボギー台車を持つ鉄道車両用台
車。 - 【請求項３】 請求項１、または２において、前記輪軸
の直径は、内径または外径である２軸ボギー台車を持つ
鉄道車両用台車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5897697A JPH10250574A (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | ２軸ボギー台車を持つ鉄道車両用台車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5897697A JPH10250574A (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | ２軸ボギー台車を持つ鉄道車両用台車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10250574A true JPH10250574A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13099893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5897697A Pending JPH10250574A (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | ２軸ボギー台車を持つ鉄道車両用台車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10250574A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009028415A1 (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 鉄道車両用二軸台車及び鉄道車両 |
-
1997
- 1997-03-13 JP JP5897697A patent/JPH10250574A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8418627B2 (en) | 2007-08-27 | 2013-04-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Two-axle truck for a railway car and a railway car |
| WO2009028415A1 (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 鉄道車両用二軸台車及び鉄道車両 |
| US7975619B2 (en) | 2007-08-28 | 2011-07-12 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Two-axle truck for a railway car and a railway car |
| KR101114717B1 (ko) | 2007-08-28 | 2012-04-17 | 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 | 철도 차량용 2축 대차 및 철도 차량 |
| CN101842247B (zh) | 2007-08-28 | 2012-07-25 | 住友金属工业株式会社 | 铁道车辆用两轴转向架及铁道车辆 |
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