JPS6021105B2 - 機関車構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はＩＡ−Ｂ−ＡＩ方式の軸重制御機構を有した機
関車構造に関する。 すでに、椿願和５２一３１９７０（特開昭５３一１２８
８１３号）に於いてＩＡ−Ｂ−Ｂ−ＡＩ方式の機関車の
軸重移動防止機構についての提案がなされ、この提案を
基礎にしたＩＡ−Ｂ−ＡＩ方式の機関車の軸重移動防止
機構についても先に提案している。 しかしこのＩＡ−Ｂ−ＡＩ方式のものは遊軸を有する機
関車である事から、出来れば遊軸軸重を制御して動軸軸
重を切換え、軽奉由車線区にも入れる機関車とすればそ
れだけ使用用途が拡がり、好都合な事は云う迄もなく、
Ｂ−２−Ｂ方式の一般の国鉄の機関車に比して勤軸重移
動が皆無で軸重制御が出来ればはるかに勝れた機関車に
なり得る事は云う迄もない。ここで本発明の目的はＩＡ
−Ｂ−ＡＩ方式の完全軸車移動防止台車をもつ機関車に
適合可能な車由軍制御を行なわせる為の機構を有するも
のを提供する事にある。 まず第１図は先の提案のＩＡ−Ｂ−ＡＩ機関車の概念図
を示す説明図で、ｈニ２日（２〆，一Ｌ，十−）
……

【１）２夕，十Ｌ２を満足させることによ
り軸重移動は前後の遊軸にのみ生じ、動軸の軸重移動は
完全に防止されるようになっている。 ここで軸重移動に対し車中車の大小が‘１ー式に全く関
係の無い事から、動軸重を変タ吏させても上記軸重移動
防止機関車は成立する事がわかる。第２図は本発明の一
実施例を示す説明図であり、図中１は車体、２，４は両
端台車、３は中間台車、５，１０は遊軸、６，７，８，
９は勤軸、１１，１３は両端台車２，４に対する枕ばね
、１２は中間台車３に対する枕ばねを示す。 また１４は中間台車３の軸重移動防止牽引力伝達機構を
示し、１５，１６は両端台車２，４の低心皿の牽引力伝
達機構を示している。なお、１７は連結器、１８，１９
，２０ａ，２０ｂは各台車の枕ばね１１，１３及び１２
に並列に配された空気‘まねを示している。ここで、上
記両端台車２，４の空気ばね１８，１９の各受圧面積を
Ａ，、中間台車３の空気ばね２０ａ，２０ｂの合計受圧
面積をんとし、空気ばね１８，１９の内圧をＰ，、２０
ａ，２０ｂの内圧をＰ２として、それぞれの空気ばね１
８，１ ９，２０ａ，２０ｂの内圧を上昇させると、動
軸６、７，８，９の軸重は増加するが、遊離５，１０の
藤軍は機関車重量が変化しないので勤軸重増加分に相当
する分だけ軸重が軽くなる。 しかし軸重が増加する勤軸数が４軸であるのに対し藤車
が軽くなる遊離は２軸であるので、遊軸の軸重変化は勤
軸に比して２倍生じる事が容易に推定出来る。そこで上
記内圧Ｐ，，Ｐ２の空気圧力の制御であるが、今日多く
の膜板式圧力制御弁等を使用して何段階かの圧力を一定
に保持する機構はすでに公知の実用例が多数であり、Ｂ
−２−Ｂ方式の機関車の中央の遊軸台車の空気ばね圧力
制御などにも使用されている実績が有る事から詳細な説
明は省略するが何段階かの一定圧力制御が行なわれるも
のとして説明を進める。なお一般的にはＰ，＝Ｐ２にす
れば制御弁の数を１つで処理出来るのでＰ，とＰ２を区
別する必要は無いが、特別な何等かの理由でもあって圧
力を等しく出来ない場合についても本機関車の軸重制御
が可能な事を示す為にＰ，，Ｐ２と区別して説明を行な
う。しかして空気ばね１８，１９，２０ａ，２０ｂの圧
力を上昇させると、動軸６，７，８，９の軸重が増加す
る。 しかし、空気はね１８，１９，２０ａ，２０ｂの圧力を
完全に０に迄下げる事は、この空気ばねと並列に金属製
ばねなどによる枕ばねが置かれて居るので、上下面板を
車体１及び台車に固定し、空気ばねが負圧になった時に
空気ばねべローが外れない様なセルフシール形以外のべ
ローが使用されればよいが、一般には空気ばねべローは
ただ面板にはめただけで圧力保持が出来るセルフシール
形を使用するのが普通であるので、実走行時には動藤車
が最小の時でも空気ばね１８，１９，２０ａ，２０ｂの
内圧は０にはしないのが普通である。この時の空気ばね
１８，１９の内圧をＰ．仇空気ばね２０ａ，２０ｂの内
圧をＰ２。とする。この場合勤軸６，７，８，９の軸重
はずべて等しくなる様に調整されているものとする。こ
こで或る指定圧になった時つまり空気ばね１８，１９の
内圧がＰ，ａ、空気ばね２０ａ，２０ｂの内圧がＰ２ａ
になった時にも各勤軸６，７，８，９が同一軸重を保持
しなければならない。先ず両端台車２，４の枕ばね１１
，１３のばね常数をｋ，、中間台車３の枕ばね１２のば
ね常数をｋ２とし、この場合の両端台車２，４の動軸軸
重は、△Ｗ，＝Ａ，そ３び，ａ−Ｐ，ｏ）２そ， ４２十２そ，一Ｌ，）△ｈｋ， ………■２〆，
但し、△ｈは空気ばね圧による車体の上昇分である。 次に中間台車３の勤軸軸車は、 △Ｗ２＝Ａ２（Ｐ２をＰ脚）△夢２ ‐‐‐‐‐‐‘
３｝ここで車体１の上昇分△ｈは、△ｈ＝泌，びね−Ｐ
． Ｑ）十Ａ２の２ａ−Ｐ２２ ……■２ｋ，十ｋ２
ここで‘２），‘３｝式に示される動鞠６，９及び７，
８の軸重が等しくなる必要がある事から、△Ｗ．＝△Ｗ
２＝Ａ，そ３（Ｐ，ａ−Ｐ，。 ）２ク，４２十２そ，−Ｌ，）△ｈｋ， ２〆． 〜企偽−Ｐ２ｏ）△ｈｋ２ ２ ２ 上式をへ，Ａ２でくくると、 Ａ，〔と鯉三ａ−Ｐ】。 ２雄２十２ぞ・−地山ａ−Ｐ・０Ｚ十５２堤党１０）〕
２夕， ２〆，（２ｋ，十ｋ２）＝ふ〔び松
享ｐ２Ｑ）−ｋ参隻暴三裏翁乎十（−＋２髪亥三表号竺
宅手−ｐが〕＝Ａ，〔そ３び．Ｑ−Ｐ，。 Ｘ２ｋ，十ｋ２）−２ｋ．（Ｌ＋２そ．−Ｌ）び，．一
Ｐ山）十２〆」ｋ２（Ａ３−Ｐ．ｏ）〕２そ，（２ｋ．
十ｋ２）＝ん〔びね‐Ｐ２ｏ）ぞ，（２ｋ，十ｋ２）‐
ｋ２夕，び２‐Ｐ２ｏ）＋（Ｌ＋２そ，−Ｌ）ｋ．（Ｐ
２ａ−Ｐ２ｏ）〕２〆．（２ｋ．十ｋ２）両辺に２〆，
（２ｋ，十ｋ２）を掛けて、Ａ，〔そ３（Ｐ，ａ一Ｐ，
。 ）（２ｋ，十ｋ２）一水，（Ｌ＋２夕，一Ｌ，）（Ｐ，
ａ一Ｐ，。）十２夕，ｋ２（Ｐ“−Ｐ，。）〕＝ん〔（
Ｐ２ａ一Ｐ２。）夕，（２ｋ，十ｋ２）一ｋ２〆，（Ｐ
２３一Ｐ幻）十（Ｌ２十２〆．一Ｌ，）ｋ，（Ｐね−Ｐ
２０）〕ここで（Ｐ，ａ一Ｐ，。）＝△Ｐ，，（Ｐ２ａ
一Ｐ幼）＝△Ｐ２とすると、上式は、Ａ，〔夕３ △Ｐ
，（２ｋ，十ｋ２）−水，（Ｌ＋２〆，一Ｌ）△Ｐ，十
２〆，ｋ２△Ｐ，〕＝Ａ，△Ｐ，〔そ３（２ｋ，十ｋ２
）一２ｋ，（Ｌ十２〆，一Ｌ）＋２〆，ｋ２〕＝ん〔△
Ｐ２〆，（２ｋ，十ｋ２）−ｋ２そ，ＡＰ２十（Ｌ十２
そ，−Ｌ）ｋ，△Ｐ２〕＝ん△Ｐ２〔夕，（２ｋ，十ｋ
２）−ｋ２そ，十（Ｌ＋２夕，一Ｌ）ｋ，〕上式を整理
すると、Ａ，△Ｐ．〔ｋ．（２〆３ −−−２そ．十Ｌ
．）十ｋ２（そ３ 十２そ．）〕＝ん△Ｐ２〔ｋ，（２
そ，十Ｌ−２〆，十Ｌ，）＋ｋ２（そ，十そ，）〕故に
、Ａ，△Ｐ．〔ｋ，（Ｌ−Ｌ２−２夕．十２そ３ ）十
ｋ２（２夕．十夕３ ）〕＝〜△Ｐ２〔ｋ．（セ−Ｌ．
十４〆．）〕
……

【６１故に‘６）式を満足する様な関
係を満足する様にすれば勤軸６，７，８，９の軸重は等
しくなる。 この時に両端台車２，４の枕ばねと空気ばねの間隙Ｚ３
寸法は下記の如くあたえられる。夕３ ＝Ａ，△Ｐ，び
．（Ｌ−Ｌ，十２夕，）＋ｋ２２夕，）＋Ａ２△Ｐ２ｋ
，０２−Ｌ，十４夕，） ……
｛７｝Ａ，△Ｐ，（２ｋ，十ｋ２）一般には△Ｐ，＝△
Ｐ２にとるので‘７｝式は通常下記の如く示される。 〆３ ＝Ａ，小，（Ｌ−Ｌ，十２と，）＋ｋ２２ぞ，）
＋Ａ２ｋ，（Ｌ２−Ｌ，十４そ，）
……■Ａ，（２ｋ，十ｋ２）故に一般
には‘８｝式を満足する様にど３寸法を選定すれば、第
２図に示した機関車は勤軸６，７，８，９の軸重移動が
全く生ぜず、しかも空気ばね１８，１９，２０ａ，２０
ｂの内圧を制御する事により動軸車を自由に変化させ強
軌道上又は弱軌道上で許容し得る軸重をとり強力な牽引
力を発揮する事が出釆る様になり、従来得られなかった
強力高性能機関車とする事が可能である。 この場合の空気ばね内圧と動軸軸重、遊轍軸重の関係を
第３図に示して居り、縦軸は軸重、機軸は空気ばね圧力
とした場合で、空気ばね内圧をＰ，，Ｐ２共に等しいと
し、Ｐｏ，Ｐａ，Ｐｂと変えた時勤鰍酪垂が２１の実線
に示す様に１４，１５，ｌａｏｎと変動したとすると、
遊軸軸重が】３．５，１１．５，９．５ｔｏｎと変化す
る事を示している。 この勤軸の値自体は仮の値で示したものでそれぞれの鉄
道で許容される軸重に自由に選定する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す機関車の概略図、第２図はこの発
明の一実施例を示す機関車の概略図、第３図は第２図に
示した機関車の空気ばね内圧と動軸軸重及び遊軸軸重の
変化を示す説明図である。 １・・・・・・車体、２，４・…・・両端台車、３・・
・・・・中間台車、５，１０・・・・・・遊軸、６，７
，８，９・・・・・・動軸、１１，１２，１３・・・…
枕ばね、１４・・・・・・軸車移動防止牽引機構、１５
，１６…・・・低０皿牽引力伝達機構、１７・・・・・
・連結器、１８，１９…・・・両端台車用空気ばね、２
０ａ，２０ｂ・・・・・・中間台車用空気ばね。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １Ａ−Ｂ−Ａ１の軸配置を有する機関車で、中間台
   車は軸重移動防止機構を有し両端台車は低心皿機構を有
   することにより、遊軸に軸重移動を生じさせるようにし
   た機関車構造において、両端台車では枕ばねより前後方
   向にずれた位置に、中間台車では台車中心線上に作用力
   を与えるように空気ばねをそれぞれ設けると共に、これ
   ら空気ばねの内圧を制御することにより動軸軸重を変化
   し得るよう構成したことを特徴とする機関車構造。 ２ 各台車の枕ばねを金属製ばねから構成し、且つ両端
   台車の枕ばねのばね常数をｋ＿１、中間台車の枕ばねの
   ばね常数をｋ＿２、両端台車の空気ばねの受圧面積をＡ
   ＿１、同内圧変化をΔＰ＿１、中間台車の空気ばねの受
   圧面積をＡ＿２、同内圧変化ΔＰ＿２、両端台車の枕ば
   ね間隙を２Ｌ＿１、両端台車動軸間隙を２Ｌ＿２、両端
   台車の各軸距を２ｌ＿１とした場合に、両端台車の枕ば
   ねと空気ばねとの間隙ｌ＿３を、ｌ＿３＝｛Ａ＿１ΔＰ
   〔ｋ＿１（Ｌ＿２−Ｌ＿１＋２ｌ＿１）＋ｋ・２ｌ＿１
   〕＋Ａ＿２ΔＰ＿２ｋ＿１（Ｌ＿２−Ｌ＿１＋４ｌ＿１
   ）｝／｛Ａ＿１ΔＰ＿１（２ｋ＿１＋ｋ＿２）｝をほぼ
   満足する寸法としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の機関車構造。