(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車体を支持する軸箱と、
この軸箱内において車輪と一体に上下方向および車軸の軸線方向に変位可能なロッキングブロックと、
前記軸箱に対して前記ロッキングブロックが所定位置まで上昇したときには前記ロッキングブロックを前記軸箱に対して車軸軸線方向に相対変位不能に固定して前記車輪を標準軌対応位置若しくは狭軌対応位置でそれぞれ軌間変更不能に固定するが、前記軸箱に対して前記ロッキングブロックが所定位置まで降下したときには前記ロッキングブロックの前記軸箱に対する車軸軸線方向の相対変位を許容して前記車輪の軌間変更を可能とする、第１および第２の軌間変更ロック手段と、を備え、
前記第１の軌間変更ロック手段は、前記ロッキングブロックの上面に設けられた係合部と前記軸箱の前記上面に対向する部分に設けられた被係合部とを有し、
前記第２の軌間変更ロック手段は、前記ロッキングブロックの上下方向および車軸軸線方向に延びる側面に設けられた係合部と前記軸箱の前記側面に対向する内壁面に設けられた被係合部とを有し、
前記第１の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部とが係合するときには、前記第２の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部が係合し、
前記第１の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部とが係合しないときには、前記第２の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部とが係合しない、
ことを特徴とする鉄道車両用軌間可変台車。
【請求項２】
前記第１の軌間変更ロック手段の前記係合部と前記被係合部とが係合したときに、前記第２の軌間変更ロック手段の前記係合部と前記被係合部との間に隙間が生じていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用軌間可変台車。
【請求項３】
前記第１の軌間変更ロック手段は、前記ロッキングブロックの上面に設けられた第１の係合突起と前記軸箱の前記上面に対向する部分に設けられた係合孔とを有し、
前記第２の軌間変更ロック手段は、前記ロッキングブロックの上下方向および車軸軸線方向に延びる側面に凹設されて上方に開口する係合溝と前記軸箱の前記側面に対向する内壁面に設けられた第２の係合突起とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両用軌間可変台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば新幹線と在来線のように軌間寸法が異なるレール上を連続して走行するために車輪間隔を変化させることができる鉄道車両用軌間可変台車に関し、より詳しくは車輪を軌間変更不能に固定する軌間変更ロック装置に関する。
【０００２】
日本の鉄道においては、例えば新幹線等に使用されている軌間寸法１４３５ｍｍの標準軌と、在来線等に使用されている軌間寸法１０６７ｍｍの狭軌とが併用用されているが、これらの軌間の異なる軌道上を連続して走行し得る鉄道車両を開発すれば、乗客の利便性や、到達時間の短縮、鉄道建設費の低減等、そのメリットは極めて大きい。そこで、本願の出願人は種々の鉄道車両用軌間可変台車を開発し先に出願している。（特開平８−３３２９５０号公報他参照）
【０００３】
このような鉄道車両用軌間可変台車の構造の概略を図６を参照して説明すると、軸箱１に対して上下方向に昇降可能に支持された車軸２には、車軸外筒３が車軸２の軸線方向にスライド自在に嵌装されている。そしてこの車軸外筒３には、軸受４を介して車輪５が相対回転自在に支持されている。
一方、前記車軸外筒３の端部に固着されたロッキングブロック６の上面には、一対の係合突起７，８が車軸２の軸線方向に所定の間隔をあけて並置されている。他方、前記軸箱１には、前記係合突起７，８とそれぞれ係合可能な係合孔９と逃げ孔１０とがそれぞれ貫設されている。
【０００４】
これにより、図６中に実線で示したように、図示左側の係合突起７と係合孔９とが係合した状態では、ロッキングブロック６すなわち車輪５は狭軌対応状態で軌間変更不能にロックされる。これに対して、図６中に想像線で示したように、図示右側の係合突起８と係合孔９とが係合した状態では、車輪５は標準軌対応状態で軌間変更不能にロックされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した鉄道車両用軌間可変台車においては、ロッキングブロック６に設けた係合突起７，８と軸箱１に設けた係合孔９との係合によって、車輪５を標準軌対応位置若しくは狭軌対応位置に固定している。
これにより、例えば金属疲労や材質欠陥、若しくは係合孔９との固渋によって予想外に大きい外力が係合突起７，８に作用する等の理由により、万が一係合突起７，８が切損すると車輪５を所定位置に固定することができなくなり、車輪５が軌道１２から脱線してしまう。
したがって、万が一係合突起７，８が切損した場合でも車輪５を標準軌対応位置若しくは狭軌対応位置にそれぞれ固定する補完機能を持たせれば、軌間可変台車の信頼性をより一層向上させることができる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した先願に係る鉄道車両用軌間可変台車をさらに改良し、万が一の場合にも車輪を標準軌対応位置若しくは狭軌対応位置に確実に固定することができる、より一層高い信頼性を有した鉄道車両用軌間可変台車を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の鉄道車両用軌間可変台車は、
鉄道車両の車体を支持する軸箱と、
この軸箱内において車輪と一体に上下方向および車軸の軸線方向に変位可能なロッキングブロックと、
前記軸箱に対して前記ロッキングブロックが所定位置まで上昇したときには前記ロッキングブロックを前記軸箱に対して車軸軸線方向に相対変位不能に固定して前記車輪を標準軌対応位置若しくは狭軌対応位置でそれぞれ軌間変更不能に固定するが、前記軸箱に対して前記ロッキングブロックが所定位置まで降下したときには前記ロッキングブロックの前記軸箱に対する車軸軸線方向の相対変位を許容して前記車輪の軌間変更を可能とする、第１および第２の軌間変更ロック手段と、を備え、
前記第１の軌間変更ロック手段は、前記ロッキングブロックの上面に設けられた係合部と前記軸箱の前記上面に対向する部分に設けられた被係合部とを有し、
前記第２の軌間変更ロック手段は、前記ロッキングブロックの上下方向および車軸軸線方向に延びる側面に設けられた係合部と前記軸箱の前記側面に対向する内壁面に設けられた被係合部とを有し、
前記第１の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部とが係合するときには、前記第２の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部とが係合し、
前記第１の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部とが係合しないときには、前記第２の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部とが係合しないことを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記第１の軌間変更ロック手段の前記係合部と前記被係合部とが係合したときに、前記第２の軌間変更ロック手段の前記係合部と前記被係合部との間には隙間が生じているようにする。
また、前記第１の軌間変更ロック手段が、前記ロッキングブロックの上面に設けられた第１の係合突起と前記軸箱の前記上面に対向する部分に設けられた係合孔とを有し、
前記第２の軌間変更ロック手段が、前記ロッキングブロックの上下方向および車軸軸線方向に延びる側面に凹設されて上方に開口する係合溝と前記軸箱の前記側面に対向する内壁面に設けられた第２の係合突起とを有するようにする。
【０００９】
すなわち、本発明の鉄道車両用軌間可変台車は、第１および第２の軌間変更ロック手段を有するから、一方の軌間変更ロック手段の係合部若しくは被係合部が破損しても、第２の軌間変更ロック手段によって車輪を標準軌対応位置若しくは狭軌対応位置に固定することができる。
また、第１の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部とが係合したときに、第２の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部との間に隙間が生じているので、第２の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部との間に摩擦や固渋が生じることはなく、第１の軌間変更ロック手段の係合部と被係合部との間の係合の解除を妨げることがない。
また、第１の軌間変更ロック手段をロッキングブロックの上面側に設けるとともに、第２の軌間可変ロック手段をロッキングブロックの上下方向および車軸の軸線方向に延びる側面、すなわちロッキングブロックの前側側面若しくは後側側面に設けることができるから、第１および第２の軌間変更ロック手段をロッキングブロックおよび軸箱に容易に設けることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鉄道車両用軌間可変台車の一実施形態を、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。
ここで、図１は本発明に係る鉄道車両用軌間可変台車の一実施形態をロック解除前の狭軌対応状態で示す要部破断正面図、図２は図１に示した鉄道車両用軌間可変台車の要部側面図、図３は図１に示したロッキングブロックの全体斜視図、図４は図１中のＩＶ−ＩＶ破断線に沿った軸箱およびロッキングブロックの断面図、図５は図１に示した鉄道車両用軌間可変台車をロック解除状態で示す要部破断正面図である。
なお、以下の説明においては、上述した従来技術と同一の部分には同じ参照符号を用いるとともに、地上に対する鉛直方向を上下方向と、また鉄道車両の車体幅方向すなわち車軸軸線方向を左右方向と、鉄道車両の進行方向を前後方向と呼ぶ。
【００１１】
まず最初に図１および図２を参照し、本実施形態の軌間可変台車の構造を概説すると、軸箱２０に対して上下方向に昇降可能に支持された車軸２には、車軸外筒３が車軸２の軸線方向にスライド自在に嵌装されている。そして、この車軸外筒３には、図示されない軸受を介して車輪５が相対回転自在に支持されている。
【００１２】
前記車軸外筒３の端部に固着されたロッキングブロック３０の上面には、一対の係合突起７，８が車軸２の軸線方向に所定の間隔をあけて並置されている。また、前記軸箱２０のロッキングブロック３０の上面と対向する部分には、前記係合突起７，８とそれぞれ係合可能な係合孔９と逃げ孔１０とがそれぞれ貫設されている。すなわち、これらの係合突起７，８と係合孔９とが第１の軌間変更ロック手段を形成している。
【００１３】
図１中に実線で示したように、図示左側の係合突起７と係合孔９とが係合した状態では、ロッキングブロック３０すなわち車輪５は狭軌対応状態で軌間変更不能にロックされる。これに対して図示右側の係合突起８と係合孔９とが係合する状態では、図１中に想像線で示したように、車輪５は標準軌対応状態で軌間変更不能にロックされる。
【００１４】
一方、図１乃至図５に示したように、軸箱２０のロッキングブロック３０を昇降自在に収納する内側空間２１の前側内壁面２２には、ロッキングブロック３０の前側側面３１に向かって突出する円柱状の係合突起２４が突設されている。同様に、前記内側空間２１の後側内壁面２３には、ロッキングブロック３０の後側側面３２に向かって突出する円柱状の係合突起２５が、前記係合突起２４と同軸に突設されている。
【００１５】
他方、ロッキングブロック３０の前側側面３１には、図１および図５中に点線で示したように、前記係合突起２４を受け入れる係合溝３３，３４が上方に開口するように凹設されている。
同様に、ロッキングブロック３０の後側側面３２には、図３に示したように、前記係合突起２５を受け入れる係合溝３５，３６が上方に開口するように凹設されている。
これらの凹溝のうち軸端側の係合溝３３，３５は、車輪５が狭軌対応状態で軌間変更不能にロックされるときに係合突起２４，２５をそれぞれ受け入れる位置に凹設されている。
これに対して車輪５側の係合溝３４，３６は、車輪５が標準軌対応状態で軌間変更不能にロックされるときに、係合突起２４，２５をそれぞれ受け入れる位置に凹設されている。
すなわち、これらの係合突起２４，２５と係合溝３４，３５，３６，３７が、第２の軌間変更ロック手段を形成している。
【００１６】
ところで、係合突起２４，２５の外周面と係合溝３３，３４，３５，３６の内壁面との間の隙間は、係合突起７，８の外周面と係合孔９の内壁面との間の隙間よりも大きく設定されている。
これにより、車輪５に車軸軸線方向の外力が作用して係合突起７，８の外周面が係合孔９の内壁面に接触しても、係合突起２４，２５の外周面が係合溝３３，３４，３５，３６の内壁面に接触することはない。
したがって、車輪５に作用する車軸軸線方向の外力は、係合突起７，８と係合孔９との係合によって受け止められて軸箱２０に伝達される。
そして、万が一係合突起７，８が切損したときに初めて、係合突起２４，２５の外周面が係合溝３３，３４，３５，３６の内壁面に接触する。
すなわち、第２の軌間変更ロック手段は、万が一係合突起７，８が切損したときに車輪５を軌間変更不能にロックするためのバックアップ手段として形成されている。
【００１７】
次に、上述のように構成された本実施形態の軌間可変台車の作動を、図１および図５を参照して説明する。
【００１８】
軌間可変台車の軌間変更は、軌道１２に対して車体支持レール４０、車体案内レール５０、ロック解除レール６０が並設された軌間変更区間を、軌間可変台車が通過することによって自動的に行われる。
前記車体支持レール４０は軌間変更区間の全体において水平に延びている。
これに対して、軌道１２と車体案内レール５０およびロック解除レール６０は、軌間変更区間の前半部分において軌間可変台車の進行方向前方に向かって下り勾配を有しているが、軌間変更区間の中間部分においては水平に延び、かつ軌間変更区間の後半部分においては上り勾配を有している。
【００１９】
軌間可変台車が軌間変更区間の前端部分にさしかかると、図１に示したように、軸箱２０の下端に水平軸４１によって揺動自在に支持されたそり４２が、車体支持レール４０の内部に支軸４３によって回転自在に支持された車体支持ローラ４４上に載り、軸箱２０すなわち鉄道車両の車体は車体支持レール４０によって支持される。
この時点では係合突起７と係合孔９とが係合しているので、車輪５は狭軌対応状態において軌間変更不能にロックされている。
そして、軸箱２０に設けた一対の係合突起２４，２５は、ロッキングブロック３０に設けた軸端側の係合溝３３，３５内にそれぞれ入り込んでいる。
【００２０】
軌間可変台車が軌間変更区間の前半部分を通過する際、ロッキングブロック３０は車軸２および車輪５と共に軸箱２０の内側空間２１内を徐々に降下する。係合突起７と係合孔９との固渋等によって、ロッキングブロック３０が軸箱２０の内側空間２１内を降下できないときには、ロック解除レール６０と軸端梁７０に設けた係合部材８０とが係合することにより、ロッキングブロック３０は強制的に降下させられる。
そして軌間可変台車が軌間変更区間の中間部分に至ると、ロッキングブロック３０は軸箱２０の所定位置まで降下し、図５に示したように係合突起７と係合孔９との係合が解除されるので、車輪５は軌間変更可能状態となる。
同時に、軸箱２０に設けた一対の係合突起２４，２５はロッキングブロック３０に設けた軸端側の係合溝３３，３５の上方に抜け出る。このとき、係合突起２４，２５の外周面と係合溝３３，３５の内壁面との間には隙間が存在するので、両者の間に摩擦や固渋が生じることはなく、係合突起７と係合孔９との係合解除を妨げることはない。
【００２１】
そして、上述した軌間変更可能状態において、ロッキングブロック３０と車輪５とを一体に軸端側に変位させることにより、車輪５を狭軌対応状態から標準軌対応状態に変更することができる。
【００２２】
軌間可変台車が軌間変更区間の後半部分にさしかかると、ロッキングブロック３０は車軸２および車輪５と一体に軸箱２０の内側空間２１内を徐々に上昇する。そして、軌間可変台車が軌間変更区間の最終部分に至ると、今度は係合突起８が係合孔９と係合するので、車輪５は標準軌対応位置で軌間変更不能にロックされる。
このとき、軸箱２０に設けた一対の係合突起２４，２５は、ロッキングブロック３０の車輪５側の係合溝３４，３６内に入り込むが、係合突起２４，２５の外周面と係合溝３４，３６の内壁面との間には隙間が存在するので、両者の間に摩擦や固渋が生じることはなく、係合突起８と係合孔９との係合を妨げることはない。
【００２３】
本実施形態の鉄道車両用軌間可変台車においては、車輪５に作用する車軸軸線方向の外力は、ロッキングブロック３０の上面に設けた係合突起７，８と軸箱２０に設けた係合孔９との係合によって軸箱２０に伝達される。
これにより、例えば係合突起７と係合孔９とが係合している狭軌対応状態で係合突起７が切損すると、軸箱２０に設けた一対の係合突起２４，２５とロッキングブロック３０に設けた軸端側の係合溝３３，３５とが車軸軸線方向に係合し、車輪５を軌間変更不能状態にロックする。
そして、係合突起７の切損がセンサによって検出され、ロッキングブロック３０が交換されるまで、係合突起２４，２５と係合溝３３，３５との係合が車輪５を狭軌対応位置に固定する。
【００２４】
以上、本発明に係る鉄道車両用軌間可変台車の一実施形態について詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態においては、軸箱側に係合突起を突設するとともに、ロッキングブロック側に係合溝を凹設している。これに対して、軸箱側に係合溝を凹設するとともにロッキングブロック側に係合突起を突設できることは言うまでもない。
また、軸箱の前側内壁面とロッキングブロックの前側側面との間にのみ軌間変更ロック手段を設けることもできる。さらに、軸箱若しくはロッキングブロックに設ける係合突起を、別部材から形成することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明においては、軸箱とロッキングブロックとの間に第１および第２の軌間変更ロック手段を設けたので、いずれか一方の軌間変更ロック手段を構成する係合部若しくは被係合部が破損したときでも、他方の軌間変更ロック手段によって車輪を軌間変更不能にロックすることができる。
これにより、本発明によれば、鉄道車両用軌間可変台車において車輪を軌間変更不能に固定する機能の信頼性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る鉄道車両用軌間可変台車の一実施形態をロック解除前の狭軌対応状態で示す要部破断正面図。
【図２】  図１に示した鉄道車両用軌間可変台車の要部側面図。
【図３】  図１に示したロッキングブロックの全体斜視図。
【図４】  図１中のＩＶ−ＩＶ破断線に沿った軸箱およびロッキングブロックの断面図。
【図５】  図１に示した鉄道車両用軌間可変台車をロック解除状態で示す要部破断正面図。
【図６】  先願に係る鉄道車両用軌間可変台車を示した要部破断正面図。
【符号の説明】
１  軸箱
２  車軸
３  車軸外筒
４  軸受
５  車輪
６  ロッキングブロック
７，８  係合突起
９  係合孔
１０  逃げ孔
１１  車体支持レール
１２  軌道
２０  軸箱
２１  内側空間
２２，２３  内壁面
２４，２５  係合突起
３０  ロッキングブロック
３１，３２  側面
３３，３４，３５，３６  係合溝
４０  車体支持レール
４１  水平軸
４２  そり
４３  支軸
４４  車体支持ローラ
５０  車体案内レール
６０  ロック解除レール
７０  軸端梁
８０  係合部材
【図１】
0003652570.tif 000002
【図２】
0003652570.tif 000003
【図３】
0003652570.tif 000004
【図４】
0003652570.tif 000005
【図５】
0003652570.tif 000006
【図６】
0003652570.tif 000007