【手続補正書】
【提出日】平成17年6月16日(2005.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  列車を編成する鉄道車両において、車体の車長方向の端部と、この端部に連結する隣の車体の車長方向の端部との連結部に、連結する車体間の相対変位を抑制するように構成した相対変位抑制機構を備えたことを特徴とする列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置。
【請求項２】  相対変位抑制機構を、連結する車体間に引張力を及ぼすように構成したことを特徴とする請求項１記載の列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置。
【請求項３】  相対変位抑制機構に、その相対変位に連動するようにしたダンパーを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置。
【請求項４】  相対変位抑制機構に、その相対変位を抑制するようにしたアクチュエータを設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置。
【請求項５】  相対変位抑制機構に、その相対変位を抑制するようにしたストッパを設けたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置。
【請求項６】  相対変位抑制機構に、連結する車体間の連結及び連結解除時に、共に分離、及び再結合できるようにした接続具を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置に関し、特に、車体の車長方向の端部と、この端部に連結する隣の車体の車長方向の端部との相対変位を抑制するようにすることにより、車両の揺れと、曲線路上での車両の所定の傾きからの傾きとを抑制し、車両が安定して走行できるようにした列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両の構造において、車両の安定性能を増強するために、種々の方法が採用されてきた。
例えば、従来の技術としては、
１）左右の車輪間隔を広くする、所謂軌間を広く設定する方法
２）車両の重心を低くする方法
３）車体を振り子式台車によって支持することにより、曲線路上で車体を曲心に向けて傾けることができるようにする方法
等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の鉄道車両の安定性を増すための方法において、
１）左右の車輪間隔を広くする、所謂軌間を広く設定する方法においては、軌間を広く設定するほど曲線路上を通過する車両の内外輪の走行距離の差が増大するので、曲線半径（曲率半径）が小さい曲線路上では車輪と軌条との摩耗損傷が生じやすくなり、さらに騒音も発生する等の不具合が増加するようになる。このため敷設する曲線路に規定する最小曲線半径を大きくする必要があるという問題があった。
２）車両の重心を低くする方法においては、車両の構造上や強度上の事情により重心を低くするにも限度があるという問題があった。
３）車体を振り子式台車によって支持することにより、曲線路上で車体を曲心に向けて傾けることができるようにした方法においては、車両の構造が複雑になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の鉄道車両の安定性を増すための方法に有する問題点に鑑み、車体の車長方向の端部と、この端部に連結する隣の車体の車長方向の端部との相対変位を抑制するようにすることにより、車両の揺れと、曲線路上での車両の所定の傾きからの傾きとを抑制し、車両が安定して走行できるようにした列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置は、列車を編成する鉄道車両において、車体の車長方向の端部と、この端部に連結する隣の車体の車長方向の端部との連結部に、連結する車体間の相対変位を抑制するように構成した相対変位抑制機構を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置は、連結する車体間の相対変位を抑制するようにしているので、線路の不整や車輪の蛇行により車両が揺れることにより生じる連結する車体間の相対変位を抑制することができるため、これにより車両の揺れを抑制し、車両の安定性が向上し、乗り心地の良い車両とすることができる。
また、曲線路のカントや遠心力により、曲線路上で車両が傾くことによって生じる曲線路上の車両と連結車両間の相対変位を抑制することができることから、曲線路上での車両の所定の傾きからの傾きを抑制することができる。
【０００７】
この場合、相対変位抑制機構を、連結する車体間に引張力を及ぼすように構成することができる。
この引張力を及ぼすものとして「ばね」を含むものとする。
【０００８】
これにより、連結する車体間に引張力を及ぼすようにしていることから、車両が揺れることによって生じる連結する車体間の相対変位を抑制し、車両の揺れを抑制することができる。
また、列車が曲線路上を通過する時に、曲線路上の車両と、隣の車両とが隣接部で屈折することにより、曲線路上の車両の隣接する車両を有する車体の車長方向の端部に曲心に向かう分力を含有する引張力を及ぼすようになるから、遠心力により、曲線路上の車両が反曲心に向かって傾くことによって生じる曲線路上の車両と、この車両と連結する車両との相対変位が抑制されるので、曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きを抑制することができる。
なお、列車が通過する曲線路の曲線半径が小さいほど曲線路上の車両と隣の車両とが隣接部で大きく屈折するので、曲線路上の車両の隣接する車両を有する車体の車長方向の端部に曲心に向かう分力の含有率が大きい引張力を及ぼすようになるから、曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きを抑制する作用の度合いを大きくするようにすることができる。
また、車両が傾くことによって生じる相対変位が大きく現れる車体の車長方向の端部と、この端部に隣接する隣の車体の車長方向の端部との車幅方向の端の方の、かつ上の方の部位の間に引張力を及ぼすようにするほど、車両のローリングの揺れと曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きとを抑制する作用の度合いを大きくするようにすることができる。
【０００９】
また、この場合、相対変位抑制機構に、その相対変位に連動するようにしたダンパーを設けることができる。
ここで言う「ダンパー」には空気式及び油式のものを含むものとする。
【００１０】
これにより、連結する車体間の相対変位に連動するようにしたダンパーを設けているから、車両の揺れの運動エネルギが減衰するようにすることができるので、車両の揺れを抑制することができる。
なお、車両が傾くことによって生じる相対変位が大きく現れる車体の車長方向の端部と、この端部に隣接する隣の車体の車長方向の端部との車幅方向の端の方の、かつ上の方の部位の相対変位に連動するダンパーを設けるようにするほど、車両のローリングの揺れの運動エネルギが多量に減衰するようになるので、車両のローリングの揺れを抑制する作用の度合いを大きくすることができる。
【００１１】
また、この場合、相対変位抑制機構に、その相対変位を抑制するようにしたアクチュエータを設けることができる。
【００１２】
これにより、連結する車体間の相対変位を抑制するようにしたアクチュエータを設けているので、連結する車体間に引張力を及ぼすようにすることができるから、車両の揺れと、曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きとを抑制することができる。
また、車両と車両とを連結したり、この連結を解除したりする時に、相対変位抑制機構の接続具に引張力を及ぼさないようにすることにより、接続具による連接と連接の解除とをする作業を容易に行えるようにすることができる。
【００１３】
また、この場合、相対変位抑制機構に、その相対変位を抑制するようにしたストッパを設けることができる。
【００１４】
これにより、連結する車体間の相対変位を抑制するストッパを設けるようにしているから、列車が暴走したり、線路の分岐器が誤動作したりした時の曲線路上の車両の過度のカント不足による過度の反曲心に向かう傾きと、列車が徐行したり、停止したりした時の多量のカントを付けた曲線路上の車両の過度のカント超過による過度の曲心に向かう傾きとによって生じる車体の車長方向の端部と、この端部に隣接する隣の車体の車長方向の端部との過度の相対変位を抑制するようにすることができるから、曲線路上での車両の反曲心に向かう過度の傾きと曲心に向かう過度の傾きとを抑制するようにすることができる。
なお、車両が傾くことによって生じる相対変位が大きく現れる車体の車長方向の端部と、この端部に隣接する隣の車体の車長方向の端部との車幅方向の端の方の、かつ上の方の部位の相対変位を抑制するようにしたストッパを設けるようにするほど、曲線路上での車両の過度の傾きを抑制する作用の度合いを大きくするようにすることができる。
【００１５】
また、この場合、相対変位抑制機構に、連結する車体間の連結及び連結解除時に、共に分離及び再結合できるようにした接続具を設けることができる。
【００１６】
これにより、車両と車両との連結及び連結解除を行う時に、連結する車体間に取り付けた相対変位抑制機構をも、共に分離及び再結合することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置の実施の形態を図１〜図９に示す実施例の図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に、本発明の相対変位抑制機構７Ａの第１実施例を示す。
この相対変位抑制機構７Ａは、ばね４を内蔵した空気式或いは油式ダンパー５と、自在継手８Ａ，８Ａと、自在継手のホルダー部８Ｂ，８Ｂとによって、図示のように構成したものである。
これにより、図５〜図９に示す連結する車体１，１間に引張力を及ぼすことができるとともに、連結する車体１，１間の相対変位に連動して、空気式或いは油式ダンパー５が作動するので、車両の揺れと曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きとを抑制することができる。
【００１９】
図２に、本発明の相対変位抑制機構７Ａの第２実施例を示す。
この相対変位抑制機構７Ａは、ばね４を内蔵した空気式或いは油式ダンパー５，５と自在継手８Ａ，８Ａと、自在継手のホルダー部８Ｂ，８Ｂと、接続具９Ａとによって、図示のように構成したものである。
これにより、車両の揺れと曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きとを抑制することができるとともに、接続具９Ａを備えているので、車両と車両との連結及び連結解除時に、この相対変位抑制機構７Ａをも、共に分離及び再結合することができる。
（Ａ）は、空気式或いは油式ダンパー５，５内のばね４，４により、この相対変位抑制機構７Ａが連結する車体１，１間に引張力を及ぼしている時の状態を示す図である。
（Ｂ）は、列車が暴走したり線路の分岐器が誤作動したりして、曲線路上で車両が反曲心に向かって過度に傾いた時に、ばね４，４が縮み切って、この相対変位抑制機構７Ａが、車両の反曲心に向かう過度の傾きを抑制するストッパの作用を行う時の状態を示す図である。
（Ｃ）は、列車が、多量のカントを付けた曲線路上で停止して、車両が曲心に向かって過度に傾いた時に、ばね４，４が伸び切って、この相対変位抑制機構７Ａが、連結する車体１，１間に、引張力を及ぼさないようになった時の状態を示す図である。
この相対変位抑制機構が（Ｃ）に示す状態になることにより、多量のカントを付けた曲線路上で停止している時の車両の曲心に向かう傾きの量を、その曲線路のカントによる曲心に向かう傾きの量だけにすることができる。
【００２０】
図３に、本発明の相対変位抑制機構７Ａの第３実施例を示す。
この相対変位抑制機構７Ａは、ばね４を内蔵した空気式ダンパー兼空気式アクチュエータ６Ａと、自在継手８Ａ，８Ａと、自在継手のホルダー部８Ｂ，８Ｂとによって、図示のように構成したものである。
これにより、ばね４と圧搾空気とにより、連結する車体１，１間に引張力を及ぼすことができるとともに、連結する車体１，１間の相対変位に連動する空気式ダンパーの機能を持たせるようにすることができる。
【００２１】
図４に、本発明の相対変位抑制機構７Ａの第４実施例を示す。
この相対変位抑制機構７Ａは、ばね４を内蔵した油式ダンパー兼油式アクチュエータ６Ｂと、自在継手８Ａ，８Ａと、自在継手のホルダー部８Ｂ，８Ｂと、外部に設けられた圧力容器１０と、フレキシブルチューブ１１とによって、図示のように構成したものである。
これにより、圧力容器１０内で空気圧を油圧に変換した作動油により、フレキシブルチューブ１１を介して、油式ダンパー兼油式アクチュエータ６Ｂを作動させることができるので、ばね４と圧搾空気とにより、連結する車体１，１間に引張力を及ぼすことができるとともに、連結する車体１，１間の相対変位に連動する油式ダンパーの機能を持たせるようにすることができる。
【００２２】
図５に、連結する車体１，１間に配設する相対変位抑制機構７Ａ，７Ａの配設の仕方の一実施例を示す。
これにより、連結する車体１，１間に引張力を及ぼすようにすることができるとともに、連結する車体１，１間の相対変位に連動してダンパーが作動し、車両の揺れの運動エネルギを減衰させるようにすることができるので、車両の揺れと曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きとを抑制することができる。
【００２３】
図６に、相対変位抑制機構７Ａ，７Ａの異なる配設の仕方の一実施例を示す。これによっても、図５に示した実施例と同じような効果を得ることができる。
【００２４】
図７に、相対変位抑制機構７Ａ，７Ａ，７Ａ，７Ａと、接続具９Ｂ，９Ｂとの配設の仕方の一実施例を示す。
これにより、連結する車体１，１間に引張力を及ぼすようにすることができるとともに、連結する車体１，１間の左右動の相対変位に連動するダンパーの作動工程量を大きくするようにすることができるので、車両のローリングとヨーイングと左右動との揺れを抑制する作用の度合いを大きくすることができる。
【００２５】
図８に、相対変位抑制機構７Ａ，７Ａ，７Ａ，７Ａと相対変位抑制ストッパ（チェイン）７Ｂ，７Ｂと、接続具９Ｃ，９Ｃとの配設の仕方の一実施例を示す。
これにより、連結する車体１，１間に引張力を及ぼすことができるとともに、連結する車体１，１間の相対変位に連動してダンパーが作動し、車両の揺れの運動エネルギを減衰させることができるので、車両の揺れと曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きとを抑制することができる。
更に、列車が暴走したり、線路の分岐器が誤作動したりして、曲線路上で車両が反曲心に向かって過度に傾いた時に、反曲心側の相対変位抑制ストッパ（チェイン）７Ｂが直線状に伸び切るようにするか、或いは、反曲心側の相対変位抑制機構７Ａ，７Ａが伸び切るようにすることにより、曲線路上での車両の反曲心に向かう過度の傾きを抑制することができる。
【００２６】
図９に、相対変位抑制機構７Ａと、相対変位抑制ストッパ（弾性体）７Ｃ，７Ｃ，７Ｃ，７Ｃとの配設の仕方の一実施例を示す。
これにより、車両の揺れと曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きとを抑制することができるとともに、列車が多量のカントを付けた曲線路上で徐行や停止して、連結する車体１，１が曲心に向かって過度に傾いた時に、曲心側の相対変位抑制ストッパ（弾性体）７Ｃ，７Ｃ が近接圧接して、多量のカントを付けた曲線路上での車両の曲心に向かう過度の傾きを抑制するようにすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、車体の車長方向の端部と、この端部に連結する隣の車体の車長方向の端部との連結部に、連結する車体間の相対変位を抑制する機構を備え、連結する車体間の相対変位を抑制するようにしているので、線路の不整や車輪の蛇行により車両が揺れることにより生じる車体間の相対変位を抑制できるため、これにより車両の揺れを抑制し、車両の安定性を向上し、乗り心地の良い車両とすることができる。
また、曲線路のカントや遠心力により、曲線路上で車両が傾くことによって生じる曲線路上の車両と連結車両間の相対変位を抑制することができることから、曲線路上での車両の所定の傾きからの傾きを抑制することができる。
【００２８】
また、請求項２記載の発明によれば、連結する車体間に配設する相対変位抑制機構を、連結する車体間に引張力を及ぼすようにしていることから、車両が揺れることによって生じる連結する車体間の相対変位を抑制し、車両の揺れを抑制することができる。
また、列車が曲線路上を通過する時に、曲線路上の車両と、隣の車両とが隣接部で屈折することにより、曲線路上の車両の隣接する車両を有する車体の車長方向の端部に曲心に向かう分力を含有する引張力を及ぼすようになるから、遠心力により、曲線路上の車両が反曲心に向かって傾くことによって生じる曲線路上の車両と、この車両と連結する車両との相対変位を抑制し、曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きを抑制することができる。
なお、列車が通過する曲線路の曲線半径が小さいほど曲線路上の車両と隣の車両とが隣接部で大きく屈折するので、曲線路上の車両の隣接する車両を有する車体の車長方向の端部に曲心に向かう分力の含有率が大きい引張力を及ぼすようになるから、曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きを抑制する作用の度合いを大きくするようにすることができる。
【００２９】
また、請求項３記載の発明によれば、連結する車体間に配設する相対変位抑制機構に、その相対変位に連動するようにしたダンパーを設けているから、車両の揺れの運動エネルギが減衰するようにすることができ、車両の揺れを抑制することができる。
【００３０】
また、請求項４記載の発明によれば、連結する車体間に配設する相対変位抑制機構に、その相対変位を抑制するようにしたアクチュエータを設けているので、連結する車体間に引張力を及ぼすようにすることができるから、車両の揺れと、曲線路上での車両の反曲心に向かう傾きとを抑制することができる。
また、車両と車両とを連結したり、この連結を解除したりする時に、相対変位抑制機構の接続具に引張力を及ぼさないようにすることにより、接続具による連接と連接の解除とをする作業を容易に行えるようにすることができる。
【００３１】
また、請求項５記載の発明によれば、連結する車体間に配設する相対変位抑制機構に、その相対変位を抑制するようにしたストッパを設けているので、列車が暴走したり、線路の分岐器が誤動作したりした時の曲線路上の車両の過度のカント不足による過度の反曲心に向かう傾きと、列車が徐行したり、停止したりした時の多量のカントを付けた曲線路上の車両の過度のカント超過による過度の曲心に向かう傾きとによって生じる車体の車長方向の端部と、この端部に隣接する隣の車体の車長方向の端部との過度の相対変位を抑制するようにすることができるから、曲線路上での車両の反曲心に向かう過度の傾きと曲心に向かう過度の傾きとを抑制するようにすることができる。
【００３２】
また、請求項６記載の発明によれば、相対変位抑制機構に接続具を設けているので、車体と車体の連結及び連結解除を行う時に、連結する車体間に取り付けた相対変位抑制機構をも結合及び分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の列車を編成する鉄道車両の安定性能増強装置の相対変位抑制機構の第１実施例を示す一部破断した側面図である。
【図２】
本発明の相対変位抑制機構の第２実施例を示し、
（Ａ）は空気式或いは油式ダンパー内に内蔵したばねにより、この相対変位抑制機構が、連結する車体間に引張力を及ぼしている時の状態を示す一部破断した側面図である。
（Ｂ）は、ばねが縮み切った時の状態を示す一部破断した側面図である。
（Ｃ）は、ばねが伸び切った時の状態を示す一部破断した側面図である。
【図３】
本発明の相対変位抑制機構の第３実施例を示す一部破断した側面図である。
【図４】
本発明の相対変位抑制機構の第４実施例を示す一部破断した側面図である。
【図５】
本発明の相対変位抑制機構の配設の仕方の一実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図６】
本発明の相対変位抑制機構の異なる配設の仕方の一実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図７】
本発明の相対変位抑制機構と接続具との配設の仕方の一実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図８】
本発明の相対変位抑制機構と接続具と相対変位抑制ストッパ（チェイン）との配設の仕方の一実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図９】
本発明の相対変位抑制機構と相対変位抑制ストッパ（弾性体）との配設の仕方の一実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１    車体
２    台車
３    連結器
４    ばね
５    空気式或いは油式ダンパー
６Ａ  空気式ダンパー兼空気式アクチュエータ
６Ｂ  油式ダンパー兼油式アクチュエータ
７Ａ  相対変位抑制機構
７Ｂ  相対変位抑制ストッパ（チェイン）
７Ｃ  相対変位抑制ストッパ（弾性体）
８Ａ  自在継手
８Ｂ  自在継手のホルダー部
９Ａ  接続具
９Ｂ  接続具
９Ｃ  接続具
１０  圧力容器
１１  フレキシブルチューブ