(57)【要約】      （修正有）【課題】車体の初期ねじれによって発生する前後各台車の静的輪重アンバランスを容易に緩和するため、車体に対して、前台車と後台車とが車幅方向の同方向へ共に傾斜するのを規制し、かつ、異方向へ傾斜するのを許容することのできる車体支持装置、及び該車体支持装置を提供する。【解決手段】進行方向における前台車１１及び後台車１２と車体との間にそれぞれ設置され、各台車に対して車体を支持する支持機構１１０を備えた鉄道車両の車体支持装置であって、支持機構は、第１アンチローリングバー１１１と、第２アンチローリングバー１１２と、反転機構１１３とを備え、前台車１１及び後台車１２が、車体に対して、車幅方向の同方向へ共に傾斜するのを規制し、かつ、前台車と後台車とがそれぞれ車幅方向の異方向へ傾斜するのを許容する。【選択図】図２
2014240273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行方向における前台車及び後台車と車体との間にそれぞれ設置され、各台車に対して車体を支持する支持機構を備えた鉄道車両の車体支持装置であって、
上記支持機構は、上記鉄道車両の曲線通過時において、上記前台車及び上記後台車が、車体に対して、車幅方向の同方向へ共に傾斜するのを規制し、かつ、上記前台車と上記後台車とがそれぞれ車幅方向の異方向へ傾斜するのを許容する、
ことを特徴とする車体支持装置。
【請求項２】
上記支持機構は、
車体下方に設けられ、前台車側から車長方向に延在する第１アンチローリングバーと、
車体下方に設けられ、後台車側から車長方向に延在する第２アンチローリングバーと、
第１及び第２アンチローリングバーにおけるそれぞれの反台車側端部同士を連結し、上記第１及び第２アンチローリングバーにおけるそれぞれの軸周り回転方向を反転させる反転機構と、
を備えた請求項１に記載の車体支持装置。
【請求項３】
上記前及び後台車のそれぞれは、車幅方向両側の上面に空気ばねが設けられる台車枠を有し、
上記支持機構は、
上記前台車及び上記後台車に対応して上記空気ばねと上記車体との間にそれぞれ設ける傾斜梁であって、各傾斜梁は、車幅方向に延在し、車幅方向中央にてローリング可能に車体に支持される、前傾斜梁及び後傾斜梁と、
上記前傾斜梁と上記第１アンチローリングバーとを連結して、上記前傾斜梁のローリングに応じて第１アンチローリングバーを捩る前側連結支持機構と、
上記後傾斜梁と上記第２アンチローリングバーとを連結して、上記後傾斜梁のローリングに応じて第２アンチローリングバーを捩る後側連結支持機構と、
をさらに備える、請求項２に記載の車体支持装置。
【請求項４】
上記前及び後台車のそれぞれは、車幅方向両側の上面に空気ばねが設けられる台車枠を有し、
上記支持機構は、
上記第１アンチローリングバーと上記前台車とを連結して、前台車のローリングに応じて第１アンチローリングバーを捩る前側連結支持機構と、
上記第２アンチローリングバーと上記後台車とを連結して、後台車のローリングに応じて第２アンチローリングバーを捩る後側連結支持機構と、
上記前及び後台車のそれぞれにおいて、車幅方向両側の空気ばねを連通するそれぞれの連結配管と、
上記前及び後台車のそれぞれにおいて、車幅方向両側の上記空気ばねの吸排気を行い空気ばねの高さ調整を行うそれぞれのレベリング装置と、
をさらに備える、請求項２に記載の車体支持装置。
【請求項５】
上記車体は、上記前及び後台車に対応する各位置に、下方に延びる中心ピンをさらに有し、
上記前及び後台車のそれぞれは、台車枠と、車幅方向中央に心皿を含み上記台車枠の上部に設けられるボルスタと、を有し、
それぞれの上記ボルスタは、上記心皿を中心に上記車体に対してローリング可能であり、
上記支持機構は、
上記前台車のボルスタと上記第１アンチローリングバーとを連結して、上記前台車のボルスタのローリングに応じて第１アンチローリングバーを捩る前側連結支持機構と、
上記後台車のボルスタと上記第２アンチローリングバーとを連結して、上記後台車のボルスタのローリングに応じて第２アンチローリングバーを捩る後側連結支持機構と、
をさらに備える、請求項２に記載の車体支持装置。
【請求項６】
上記反転機構は、上記第１及び第２アンチローリングバーにおける各回転方向を反転させるリンク機構である、請求項２から５のいずれかに記載の車体支持装置。
【請求項７】
上記反転機構は、上記第１及び第２アンチローリングバーにおける各回転方向を反転させる歯車を有する、請求項２から５のいずれかに記載の車体支持装置。
【請求項８】
上記前及び後台車のそれぞれは、車幅方向両側の上面に空気ばねが設けられる台車枠を有し、
上記支持機構は、
上記前台車及び上記後台車に対応して上記空気ばねと上記車体との間にそれぞれ設ける傾斜梁であって、各傾斜梁は、車幅方向に延在し、車幅方向中央にてローリング可能に車体に支持される、前傾斜梁及び後傾斜梁と、
それぞれの上記傾斜梁の車幅方向端部にて傾斜梁と車体との間にそれぞれ設けられる油圧シリンダと、
車幅方向において同側に配置された前台車の上記油圧シリンダと後台車の上記油圧シリンダとを連通し、内部に非圧縮性流体を封じ込めた封じ込め配管と、
を有する、請求項１に記載の車体支持装置。
【請求項９】
上記前及び後台車のそれぞれは、台車枠と、車幅方向中央に設けた心皿及び車幅方向両側に設けた側受を含み上記台車枠の上部に設けられるボルスタと、を有し、
それぞれの上記ボルスタは、上記心皿を中心に上記前及び後台車の各台車枠に対してローリング可能であり、
上記支持機構は、
それぞれの上記ボルスタにおける上記側受の上部に設けられた各油圧シリンダと、
車幅方向において同側に配置された前台車の上記油圧シリンダと後台車の上記油圧シリンダとを連通し、内部に非圧縮性流体を封じ込めた封じ込め配管と、
を有する、請求項１に記載の車体支持装置。
【請求項１０】
それぞれの上記封じ込め配管に接続して、配管内の異常圧力を補償する補償部をさらに有する、請求項８又は９に記載の車体支持装置。
【請求項１１】
上記支持機構は、車体下方にて車幅方向の両側に一対設置され、それぞれの支持機構は、前台車に対応して設けられる前側てこ部材と、後台車に対応して設けられる後側てこ部材と、前側てこ部材及び後側てこ部材を接続する接続機構とを備え、
上記前側てこ部材は、屈曲形状を有しその一端部と他端部との間に位置する支点を中心に揺動して上記一端部を前台車に接続し、上記他端部を上記接続機構に接続した部材であり、
上記後側てこ部材は、屈曲形状を有しその一端部と他端部との間に位置する支点を中心に揺動して上記一端部を後台車に接続し、上記他端部を上記接続機構に接続した部材である、
請求項１に記載の車体支持装置。
【請求項１２】
上記前側てこ部材の一端部と上記前台車との間に、及び、上記後側てこ部材の一端部と上記後台車との間にそれぞれ設けられ、各てこ部材から各台車への付勢力を付加する弾性部材をさらに備えた、請求項１１に記載の車体支持装置。
【請求項１３】
上記前台車及び上記後台車は、それぞれ、ボルスタ及び、台車枠と上記ボルスタとの間に二次サスペンションを有したインダイレクトマウント式の台車であり、上記前側てこ部材及び上記後側てこ部材の各支点は、車体に支持される、請求項１１又は１２に記載の車体支持装置。
【請求項１４】
上記前台車及び上記後台車は、それぞれ、ボルスタ及び、車体と上記ボルスタとの間に二次サスペンションを有したダイレクトマウント式の台車であり、上記前側てこ部材及び上記後側てこ部材の各支点は、上記ボルスタに支持され、
上記前側てこ部材及び上記後側てこ部材の各他端部と上記接続機構との間に設けられ、ボルスタと車体との間の上下変位を吸収する吸収機構をさらに備えた、請求項１１又は１２に記載の車体支持装置。
【請求項１５】
上記前台車及び上記後台車は、それぞれボルスタレス台車であり、
前台車側において、車幅方向の両側に配置された一対の上記前側てこ部材におけるそれぞれの一端部と上記前台車とを連結して、前台車のローリングに応じてそれぞれの上記前側てこ部材を揺動させる前側連結支持機構と、
後台車側において、車幅方向の両側に配置された一対の上記後側てこ部材におけるそれぞれの一端部と上記後台車とを連結して、後台車のローリングに応じてそれぞれの上記後側てこ部材を揺動させる後側連結支持機構と、
をさらに有する請求項１１に記載の車体支持装置。
【請求項１６】
上記接続機構は、１本の棒鋼部材から構成される、請求項１１から１５のいずれかに記載の車体支持装置。
【請求項１７】
上記接続機構は、前側油圧シリンダと、後側油圧シリンダと、これらの油圧シリンダ間を連通し、内部に非圧縮性流体を封じ込めた封じ込め配管とを有する、請求項１１から１５のいずれかに記載の車体支持装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれかに記載の車体支持装置を備えたことを特徴とする鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両における輪重の変動を抑制するための車体支持装置、及びこの車体支持装置を備えた鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両では、車両重量は各車輪を通じてレールに作用するが、車輪一輪にかかる垂直方向の荷重は「輪重」と呼ばれる。また、各車輪間での輪重のバランスが変動し、ある車輪における輪重が極端に小さくなる状態を「輪重抜け」と呼ぶ。
【０００３】
一方、図２６に示すように軌道曲線への出入り口部分（緩和曲線部分）では、軌道が平面状態からカント状態に、距離とともに変化する為、車体から見ると、軌道がねじれた状態となる。このような曲線カント逓減区間を、既存の剛な車体を通常のサスペンションを介して台車で支持した鉄道車両が走行した場合、上記軌道ねじれによって、特に曲線出口部において先頭外軌側の車輪（図２６に示す３ｂ部分）にて輪重抜けが発生する可能性がある。
【０００４】
この対策として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されるように、車体と台車との間に設置されて車体を支持する空気ばねの高さ、つまり空気ばね内の圧力を制御することで輪重抜けの発生を抑制する装置が提案されている。
【０００５】
また貨車では、いわゆるインダイレクトマウント式の台車が通常使用されており、車体は、側受及び心皿を介してボルスタに支持されている。ボルスタは、枕ばねを介して台車枠に支持され、ローリング方向の力を枕ばねで支えている。また貨車では、空車状態と積載状態とで台車に作用する荷重が大きく変化するという特殊性がある。
【０００６】
また、車体の前後台車支持点間で初期ねじれがある場合に、これにより、主に前後各台車の枕ばね支持高さのアンバランスが発生し、前後各台車の静的左右輪重アンバランスが生じる場合がある。かかる静的左右輪重アンバランスは、曲線通過時に輪重抜けを助長する可能性がある。
【０００７】
この対策として、例えば特許文献３及び４は、前後各台車の枕ばね支持部分にライナーを挿入することにより、車体の初期ねじれに対応して、前後各台車の枕ばね支持高さの均一化を図る技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１７３３５４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６９０７６号公報
【特許文献３】特開２００２−３４７６１９号公報
【特許文献４】特開２０１０−７６６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の技術では、上述のように、積極的に空気ばね内圧力を制御することで輪重抜けを抑制していることから、例えば制御不能に陥る等の、制御動作そのものに問題が発生したときには、もはや輪重抜け抑制動作は実行できず、車体に対する軌道ねじれ変位を吸収することはできない。このように従来の技術は、輪重抜け防止に対して小手先の改善に留まるもので、車体に対する軌道ねじれ変位を吸収する抜本的な解決には至っていない。
【００１０】
また、貨車では上述の特殊性から、その枕ばねは、広範囲な荷重へ対応し、かつ上下変位の制約を満たさねばならないことから、余り柔らかく設定ができない。その結果、特に空車状態では、車両前後におけるねじれ方向の剛性が相対的に増し、例えば急曲線の軌道ねじれ区間では、前、後台車間における輪重抜けが増す傾向にある。したがって貨車においても車体に対する軌道ねじれ変位を吸収する必要がある。
【００１１】
また、上述のように、車体の前後台車支持点間で初期ねじれがある場合、前後各台車の枕ばね支持高さの均一化を図るために、ライナー調整が必要であったため、その調整作業の負担が大きいという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、積極的な制御動作を行なうことなく車体に対する軌道ねじれ変位を吸収可能な車体支持装置、及び該車体支持装置を有する鉄道車両を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、車体の初期ねじれによって発生する前後各台車の静的輪重アンバランスを容易に緩和することのできる車体支持装置、及び該車体支持装置を有する鉄道車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様における車体支持装置は、進行方向における前台車及び後台車と車体との間にそれぞれ設置され、各台車に対して車体を支持する支持機構を備えた鉄道車両の車体支持装置であって、
上記支持機構は、上記鉄道車両の曲線通過時において、上記前台車及び上記後台車が、車体に対して、車幅方向の同方向へ共に傾斜するのを規制し、かつ、上記前台車と上記後台車とがそれぞれ車幅方向の異方向へ傾斜するのを許容する、ことを特徴とする。
【００１５】
このように構成したことで、鉄道車両の曲線通過時において、前、後の台車における軌道のカントが異なる場合には、支持機構によって、前台車と後台車とが車体に対して車幅方向における異方向への傾斜が許容される。したがって、車両が曲線カント逓減区間を通過するときでも、輪重抜けの発生を防止することができる。また、当該支持機構は、従来のような電気的制御を含む輪重抜け防止策ではないことから、その信頼性は、従来に比べて非常に高くなる。
【００１６】
また、本発明の第２態様における鉄道車両は、上記第１態様における車体支持装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上述した第１態様における車体支持装置及び第２態様における鉄道車両によれば、積極的な制御動作を行なうことなく車体に対する軌道ねじれ変位を吸収可能な車体支持装置、及び該車体支持装置を有する鉄道車両を提供することができる。
【００１８】
上述した車体支持装置及び鉄道車両によれば、車体の初期ねじれによって発生する前後各台車の静的輪重アンバランスを、ライナー調整等を行わずに、容易に緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】実施形態における車体支持装置の作用を概念的に説明する斜視図であり、前後の台車におけるカントが同じである場合を示す図である。
【図１Ｂ】実施形態における車体支持装置の作用を概念的に説明する斜視図であり、前後の台車がカント逓減区間にある場合を示す図である。
【図２】実施の形態１における車体支持装置の作用を概念的に説明する斜視図である。
【図３】実施の形態２における車体支持装置の構成を示す正面図である。
【図４】図３に示す車体支持装置の構成を示す側面図である。
【図５】図３に示す車体支持装置に備わる支持機構の構成を示す平面図である。
【図６】図３に示す車体支持装置に備わる傾斜梁の具体的形態の一例を示す平面図である。
【図７】図６に示す傾斜梁の正面図である。
【図８Ａ】図３に示す車体支持装置に備わる支持機構に含まれる反転機構の変形例を示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す変形例をＡ方向から見た図である。
【図９】実施の形態３における車体支持装置の構成を示す正面図である。
【図１０】図９に示す車体支持装置の構成を示す平面図である。
【図１１】図９に示す車体支持装置に備わる車体上下動吸収機構を示す斜視図である。
【図１２】図９に示す車体支持装置の構成を示す側面図である。
【図１３】実施の形態４における車体支持装置の構成を示す正面図である。
【図１４】図１３に示す車体支持装置の構成を示す側面図である。
【図１５】実施の形態５における車体支持装置の構成を示す斜視図である。
【図１６】実施の形態６における車体支持装置の構成を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示す車体支持装置に備わるボルスタ及び台車枠における各心皿の変形例を示す図である。
【図１８Ａ】実施の形態７における車体支持装置の構成を示す側面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａに示す矢印Ａ―Ａ方向を見た図である。
【図１９Ａ】図１８Ａに示す車体支持装置の動作を説明するための図である。
【図１９Ｂ】図１８Ａに示す車体支持装置の変形例における動作を説明するための図である。
【図２０Ａ】実施の形態８における車体支持装置の構成を示す側面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａに示す矢印Ｂ―Ｂ方向を見た図である。
【図２１】実施の形態９における車体支持装置の構成を示す側面図である。
【図２２】実施の形態１０における車体支持装置の構成を示す側面図である。
【図２３】実施の形態１１における車体支持装置の構成を示す斜視図である。
【図２４】図２３に示す車体支持装置の側面図である。
【図２５】図２３に示す車体支持装置の変形例における側面図である。
【図２６】従来の鉄道車両がカント逓減区間を通過するときの状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施形態である車体支持装置、及びこの車体支持装置を備えた鉄道車両について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、各図は、構成の概念を模式的に図示したものであり、各部分の形状、大きさ及び尺度は、実際の構成部分に対応するものではない。また、同一又は同様の構成部分同士において図示の形状、大きさ、形態の相異がある場合でも、それらは意図的なものではない。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００２１】
また、上記実施形態における車体支持装置は、鉄道車両における台車内の一輪の輪重抜けを防止する装置ではなく、車両一両における前、後台車間における輪重抜け防止を図る装置であり、支持機構を備える。この支持機構は、前台車及び後台車と車体との間にそれぞれ設置され、各台車に対して車体を支持する機構である。本実施の形態における車体支持装置は、特に、曲線通過時において前台車及び後台車が車体に対して車幅方向の同方向へ共に傾斜するのを規制し、かつ異方向に傾斜するのを許容する点に特徴を有している。詳しく説明すると、前台車における軌道のカントと、後台車におけるカントとが同方向、同角度での傾斜である場合には、支持機構は、前台車及び後台車が、車体に対して、車幅方向の同方向へ共に傾斜するのを規制し、一方、両カントが異なる傾斜である場合には、異方向へ傾斜するのを許容するように作用する。
【００２２】
例えば図１Ａに示す状態では、前台車１１におけるカントと、後台車１２におけるカントとが同じである。この場合には、支持機構は、前台車１１及び後台車１２が、車体２０に対して、車幅方向２１の同方向へ共にさらに傾斜するのを規制するように作用する。これにより、前台車１１及び後台車１２が共に「ａ」側（傾斜谷側）へ大きく傾くことはない。
【００２３】
一方、図１Ｂに示す状態では、前台車１１におけるカントと、後台車１２におけるカントとは異なっている。このような状況では、支持機構は、前台車１１と後台車１２とがそれぞれ車幅方向２１の異方向へ傾斜するのを許容するように作用する。これにより、後台車１２は、「ａ」側へ傾くことができ、車体２０は後台車１２がカント区間に位置するため「ａ」側へ傾斜するにも拘わらず、前台車１１は「ｂ」側への傾斜が可能である。
換言すると、上述の支持機構を備えることで、一車両の前台車１１及び後台車１２と車体とは、ねじり方向（つまり異方向への回転）には互いに回転可能であるが、ローリング方向（つまり同方向への回転）には剛性を有する構造となる。
【００２４】
このように本実施形態である車体支持装置は、上述の支持機構を備えることで、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。このような車体支持装置は、特に例えば地下鉄路線のような急曲線でのカント逓減区間における前、後台車両方における輪重抜け防止が可能となる。
また貨車のように、積載の有無により大きな荷重変化に起因して二次サスペンション（例えば枕ばね）の特性が限定される車両にあっても、例えば急曲線の軌道ねじれ区間における前、後台車間での輪重抜けを抑制することが可能となる。
このような支持機構の具体的な構成例について、以下に順次、説明を行う。
【００２５】
実施の形態１．
図１Ａ及び図１Ｂを参照して概念を説明した上記支持機構の具体的構成例の一つについて、図２を参照して説明する。
本実施の形態１における車体支持装置１０１における支持機構１１０は、第１アンチローリングバー１１１と、第２アンチローリングバー１１２と、反転機構１１３とを備える。
【００２６】
第１アンチローリングバー１１１は、例えば鋼製等の金属製のねじり棒で構成され、前台車１１側から車長方向２２に延在する。第１アンチローリングバー１１１は、その軸周り方向に回転可能であり、その両端が車体下方に軸受で支持される。
第２アンチローリングバー１１２も第１アンチローリングバー１１１と同様に例えばねじり棒で構成され、後台車１２側から車長方向２２に延在する。第２アンチローリングバー１１２は、その軸周り方向に回転可能であり、その両端が車体下方に軸受で支持される。尚、本実施の形態において、第１アンチローリングバー１１１及び第２アンチローリングバー１１２は、ねじり棒等の棒状部材としているが、これに限られず、同様の機能を有するものを用いてもよい。
【００２７】
反転機構１１３は、第１アンチローリングバー１１１における反台車側端部１１１ｂと、第２アンチローリングバー１１２における反台車側端部１１２ｂとを連結し、第１アンチローリングバー１１１の軸周り方向における回転方向と、第２アンチローリングバー１１２の軸周り方向における回転方向とを反転させる機構である。例えば、第１アンチローリングバー１１１が「ｃ」方向へ捩られている場合、反転機構１１３は、第２アンチローリングバー１１２を「ｄ」方向へ回転させるが、同方向の「ｃ」方向への回転を規制する。
【００２８】
このような動作を行う反転機構１１３の一例として、歯車が使用可能である。つまり反転機構１１３は、第１アンチローリングバー１１１の反台車側端部１１１ｂに設けた第１歯車と、第２アンチローリングバー１１２の反台車側端部１１２ｂに設けた第２歯車とを有し、これらを係合させる構成を有する。
【００２９】
このように構成した車体支持装置１０１によれば、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明した上述の動作を達成することができ、車両一両における前、後台車単位での輪重抜け防止を図ることができる。
【００３０】
以下の実施の形態２から実施の形態４では、上述した第１アンチローリングバー１１１、第２アンチローリングバー１１２、及び反転機構１１３を有する支持機構１１０を備えた車体支持装置の構成例について、さらに説明する。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態２における車体支持装置１０２について、図３から図７を参照して説明する。この車体支持装置１０２に含まれる前台車１１及び後台車１２は、ボルスタレス台車であり、例えば図３に示すように、台車枠１３、輪軸１４、軸箱１５、軸ばね１６、及び空気ばね１７を有する。空気ばね１７は、車幅方向２１における台車枠１３の両側上面にそれぞれ設置されている。また、図３に示すように、車体支持装置１０２は、上述の反転機構１１３として第１歯車１１３１及び第２歯車１１３２を有している。
【００３２】
本実施の形態２の車体支持装置１０２では、上述した支持機構１１０は、さらに傾斜梁１２０と、連結支持機構１３０とを有し、これらを含めた支持機構を図示上、支持機構１１０−２とする。
傾斜梁１２０は、鋼製等の例えば金属製であり、前台車１１に対応して設ける前傾斜梁１２１、及び、後台車１２に対応して設ける後傾斜梁１２２であり、それぞれ車体下方に設けられる。各傾斜梁１２０は、車幅方向２１へほぼ車幅分にて延在し、車幅方向中央にてローリング可能に車体２０に軸受４０で支持される。また、各傾斜梁１２０は、各台車１１，１２における車幅方向２１の両側の各空気ばね１７と車体２０との間に設けられ、各空気ばね１７にて下面側から支持される。
【００３３】
図３から図５では図示を省略しているが、上述のように前台車１１及び後台車１２はボルスタレス台車であり、また、傾斜梁１２０ではけん引力を支持できないため、実際には図６及び図７に示すように、傾斜梁１２０は、その中央部に、車体２０から各台車１１，１２に至るけん引装置５０を貫通可能とする貫通穴１２８を有する。尚、図６及び図７は貫通穴１２８の概念を説明するための図であり、貫通穴１２８の形状は、図示のものに限定する意図ではない。
【００３４】
また、傾斜梁１２０は、カント逓減区間における軌道ねじれ分のみ、車体２０に対してローリングできればよい。したがって、傾斜梁１２０が過剰にローリング変位するのを防止するため、図７に示すように、車体下面に傾斜梁１２０との間に隙間δを介してストッパ１２９を設けてもよい。ここで隙間δは、上記軌道ねじれ分に余裕代を加えた距離である。
【００３５】
連結支持機構１３０は、前台車１１に対応した前傾斜梁１２１と第１アンチローリングバー１１１とを連結支持する機構（前側連結支持機構）と、後台車１２に対応した後傾斜梁１２２と第２アンチローリングバー１１２とを連結支持する機構（後側連結支持機構）と、を有する。前台車１１側及び後台車１２側における前側及び後側の各連結支持機構１３０は、同じ機構で構成され、連結部材１３１と、この連結部材１３１に継手を介して連結される支持部材１３２とを有する。連結部材１３１は、例えば金属製で棒鋼等の部材で傾斜梁１２０と支持部材１３２とを連結する部材であり、支持部材１３２は、例えば金属製で棒鋼等の部材で第１アンチローリングバー１１１及び第２アンチローリングバー１１２を捩る部材である。例えば前台車１１側では、前傾斜梁１２１の車幅方向２１における右又は左端部に、前側の連結部材１３１の一端が回動可能に接続され、この前側連結部材１３１に継手を介して前側の支持部材１３２の一端が連結され、この前側支持部材１３２の他端が第１アンチローリングバー１１１の台車側端部１１１ａに固定される。これと同様に、後台車１２側では、後傾斜梁１２２の右又は左端部に、後側の連結部材１３１の一端が回動可能に接続され、この後側連結部材１３１に継手を介して後側の支持部材１３２の一端が連結され、この後側支持部材１３２の他端が第２アンチローリングバー１１２の台車側端部１１２ａに固定される。
【００３６】
尚、本実施形態では、図５に示すように、第１アンチローリングバー１１１及び第２アンチローリングバー１１２は、支持部材１３２と反転機構１１３との間において自在継手４１を用いて、その延在方向を偏向させている。しかしながら、これは車体床下機器の配置に関係するものであり、図示構成に限定する意図ではない。
【００３７】
また、連結支持機構１３０の取付作業性等を向上させる観点から、連結部材１３１は、一例として、車両の上下方向における長さを調整可能とする長さ調整機構を有することができる。
【００３８】
以上のように構成した、本実施の形態２の車体支持装置１０２は、以下のように動作する。
即ち、前台車１１と前傾斜梁１２１、及び、後台車１２と後傾斜梁１２２は、それぞれ、空気ばね１７を介して互いに支持されており、軌道のカントに応じた車幅方向２１における前台車１１及び後台車１２の各傾斜は、前傾斜梁１２１及び後傾斜梁１２２にそれぞれ独立してローリング力を作用させる。したがって、例えば図１Ｂに示すようなカント逓減区間の場合、後台車１２の後傾斜梁１２２は、傾斜谷側の「ａ」へローリングする力を受け、この力は、後台車１２側の連結支持機構１３０を介して第２アンチローリングバー１１２を捩る。この第２アンチローリングバー１１２の捩り方向は、反転機構１１３にて反転され、第１アンチローリングバー１１１が捩られる。この第１アンチローリングバー１１１の捩り力は、前台車１１側の連結支持機構１３０を介して前傾斜梁１２１に対して「ｂ」側へローリングさせる力として作用する。前傾斜梁１２１におけるこのローリング力は、前台車１１の外軌側（「ｂ」側）が浮き上がるのに対抗する力となる。その結果、前台車１１の外軌側における輪重抜け防止を図ることができる。
【００３９】
また、図１Ａに示すようなカント付き曲線区間では、前台車１１の前傾斜梁１２１、及び、後台車１２の後傾斜梁１２２は、共に、内軌側（傾斜谷側の「ａ」側）へローリングする力を受けることから、第１アンチローリングバー１１１及び第２アンチローリングバー１１２は、共に同方向へ捩られる。しかしながら同方向ゆえ、反転機構１１３によって、第１アンチローリングバー１１１及び第２アンチローリングバー１１２は、共に捩りが制限される。したがって、前傾斜梁１２１及び後傾斜梁１２２は、共に、内軌側（傾斜谷側の「ａ」側）へのローリングが規制される。この結果、前台車１１及び後台車１２が内軌側へ傾斜しようとする力に対する対抗力が強くなる。
【００４０】
このように、本実施の形態２の車体支持装置１０２によっても、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることが可能となる。
【００４１】
また、実施の形態１、２では、反転機構１１３として、歯車を用いた構成を例に説明した。しかしながら、その構成は、歯車を用いることに限定するものではなく、上述した「反転」動作機能を有する構成であればよい。例えば、第１アンチローリングバー１１１及び第２アンチローリングバー１１２の各回転角度は僅かであることから、歯車を用いる必要もない。よって、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第１アンチローリングバー１１１及び第２アンチローリングバー１１２にそれぞれ固定した各アーム１１４ａを継手４２を介して連結部材１１４ｂで連結したリンク機構１１５にて反転機構１１３を構成してもよい。尚、アーム１１４ａ及び連結部材１１４ｂは、例えば金属製で棒鋼等の部材で形成される。また図８Ｂに示す各矢印は、第１アンチローリングバー１１１が例えば反時計回りに捩られた場合における連結部材１１４ｂ等の各移動方向を示しており、例えば第１アンチローリングバー１１１が時計回りに捩られた場合には、各移動方向は逆転する。
【００４２】
実施の形態３．
次に、実施の形態３における車体支持装置１０３について、図９から図１２を参照して説明する。実施の形態３における車体支持装置１０３は、実施の形態２の車体支持装置１０２と異なり、傾斜梁１２０を省略した点で異なり、車両重量を低減することができる。
本実施の形態３における車体支持装置１０３でも、前台車１１及び後台車１２は、ボルスタレス台車であり、前傾斜梁１２１及び後傾斜梁１２２を削除したことで、車体２０の荷重は、前台車１１及び後台車１２のそれぞれにおいて、車幅方向両側の各空気ばね１７を介して各台車枠１３に伝わる。つまり、一般的なボルスタレス台車と車体との間に、当該車体支持装置１０３を追加する。
【００４３】
車体支持装置１０３では、第１アンチローリングバー１１１等を有する支持機構１１０は、上述の連結支持機構１３０に加えて、さらに車体上下動吸収機構１４０と、連結配管１５０と、レベリング装置１６０とを有する。このような支持機構を、図示上、支持機構１１０−３と記す。また車体支持装置１０３では、連結支持機構１３０は、以下に説明するように車体上下動吸収機構１４０をも含んだ構成をなす。
【００４４】
支持機構１１０の構成、及び、車体上下動吸収機構１４０を除いた連結支持機構１３０の構成は、既に説明した構成であり、ここでの詳しい説明は省略するが、以下の点で上述の構成と相異する。即ち、上述した実施形態２の車体支持装置１０２では、支持機構１１０及び連結支持機構１３０は、車幅方向２１における車体下方の右側又は左側の一方に配置したが、本実施形態３では、左右両側に配置する。これは、傾斜梁１２０を削除したことに伴う構成である。即ち、本車体支持装置１０３では、車体２０は、左右の空気ばね１７の吸排気に伴いローリングし、よってその回転中心が車幅方向２１における中央から外れる場合があり、両側配置はこれを補償するための構成である。しかしながら、上記回転中心の中央外れが無視可能な場合には、実施の形態２の場合と同様に、支持機構１１０及び連結支持機構１３０は、右側又は左側のいずれか一方に配置してもよい。
【００４５】
また、傾斜梁１２０を設けていないため、各台車１１，１２に対する車体２０の上下剛性が高くなり、乗り心地が低下する可能性がある。そこで、本実施の形態における車体支持装置１０３は、車体上下動吸収機構１４０を備えている。車体上下動吸収機構１４０は、例えば金属製で例えばねじり棒等の棒状部材１４１を有する。図１１に示すように、棒状部材１４１は、台車枠１３の横梁に沿って車幅方向２１に延在し、その軸周り方向に回転可能に軸受４０にて台車枠１３に支持される。この棒状部材１４１の両端には各アーム１４２が固定され、棒状部材１４１及びアーム１４２によってコ字形状を形成する。各アーム１４２の先端は、上述した連結支持機構１３０の各連結部材１３１にそれぞれ連結される。尚、本実施の形態では、棒状部材１４１とアーム１４２とは別部材としたが、一体に形成してもよい。
【００４６】
このように、車体上下動吸収機構１４０と連結支持機構１３０とが連結されることで、前台車１１及び後台車１２における車幅方向２１における傾き動作が、上述した支持機構１１０に作用することが可能となる。
【００４７】
このように車体支持装置１０３では、連結支持機構１３０は、車体上下動吸収機構１４０をも含む構成部分であるが、上述の乗り心地低下がさほど問題にならない場合には、車体上下動吸収機構１４０は設けなくてもよい。この場合、連結支持機構１３０の前側及び後側の各連結部材１３１の一端が台車１１，１２の各台車枠１３に連結される。
【００４８】
連結配管１５０は、前台車１１及び後台車１２のそれぞれにおいて車幅方向両側の空気ばね１７を連通する配管である。連結配管１５０には、左右両側の空気ばね１７間での空気の流れを抑制や減速する、バルブ等の絞り部材１５１を取り付けても良い。
【００４９】
レベリング装置１６０は、前台車１１及び後台車１２のそれぞれにおいて、車幅方向両側の空気ばね１７の吸排気を行い、各空気ばね１７の高さ調整を行う装置である。レベリング装置１６０は、レベリングバルブ１６１と、このレベリングバルブ１６１と左右の各空気ばね１７とをそれぞれ連通する配管１６２と、台車１１，１２に対する車体２０の高さを検知するため、前台車１１及び後台車１２のそれぞれと連結される検知部材１６３とを有する。
【００５０】
このように構成されるレベリング装置１６０は、前台車１１及び後台車１２のそれぞれにおいて、既知の動作を行う。簡単に説明すると、前台車１１及び後台車１２において、各検知部材１６３を介して車体２０の規定高さに対する変位が検出されたときには、各レベリングバルブ１６１が左右の各空気ばね１７の吸気又は排気を行うことで、車体２０が規定高さへ設定される。
【００５１】
以上のように構成した、本実施の形態３の車体支持装置１０３は、以下のように動作する。
即ち、前台車１１及び後台車１２のそれぞれにおいて、車幅方向２１の左右両側の２つの空気ばね１７を連結配管１５０で連通し、かつ、左右両側の２つの空気ばね１７に対してレベリングバルブ１６１を一つ設けることで、上下方向には適度な剛性で車体２０が支持されるが、一方、車体２０は自由にローリング可能となる。
【００５２】
これに対して、車体上下動吸収機構１４０、連結支持機構１３０、及び支持機構１１０を設け、これらが連結されていることで、特に支持機構１１０の既に説明した作用によって自由なローリング動作は防止される。即ち、一車両の前台車１１及び後台車１２と車体２０とは、ねじり方向（つまり異方向への回転）には互いに回転可能であるが、ローリング方向（つまり同方向への回転）には剛性を有する構造となる。
【００５３】
したがって、本実施の形態３の車体支持装置１０３によっても、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。
さらに、本車体支持装置１０３では、実施の形態２の車体支持装置１０２と比べて傾斜梁１２０を設けないことから、車体床下の台車周りのスペースに余裕ができるとともに、車両の軽量化を図ることができるという利点がある。
【００５４】
尚、図９及び図１０では、支持機構１１０における反転機構１１３は、歯車を用いた構成を示すが、図８Ａ及び図８Ｂを参照して上述した、リンク機構１１５にて構成してもよい。
【００５５】
実施の形態４．
次に、実施の形態４における車体支持装置１０４について、図１３及び図１４を参照して説明する。
上述した実施の形態２、３における車体支持装置は、ボルスタレス台車に適用した場合について説明したが、本実施の形態４ではボルスタ付台車に適用した点で異なる。本車体支持装置１０４は、ボルスタ付台車に対して、実施の形態２、３で説明した支持機構１１０及び連結支持機構１３０を連結した構成を有する。また、本車体支持装置１０４では、支持機構１１０及び連結支持機構１３０は、実施の形態３における図１０に示すように、車幅方向２１において車体下方の左右両側に設置している。尚、ボルスタ付台車の心皿は隙間が大きく、ガタツキが生じる場合があるため、本実施の形態では動作の安定化を図るために、車体支持装置１０４は車体下方の両側に設定している。しかしながら、片側に配置しても輪重抜け防止の機能は実現可能である。
【００５６】
詳しく説明すると、上述した実施の形態２の車体支持装置１０２では、ボルスタレス台車に対して傾斜梁１２０を有する構成を示したが、本実施の形態４の車体支持装置１０４では、台車のボルスタ１７０を傾斜梁１２０としても用いる。
また、本実施の形態では、ボルスタ付台車の一例として、いわゆるインダイレクトマウント方式としている。図１３及び図１４に示すように、車体２０は、前台車１１及び後台車１２に対応する各位置に、車幅方向２１の中央にて車体床に突設した中心ピン２５を有する。また、前台車１１及び後台車１２のそれぞれは、各台車枠１３の上方に設けられるボルスタ１７０を有し、各ボルスタ１７０は、中心ピン２５と係合する心皿１７１を有する。また、前台車１１及び後台車１２のそれぞれにおいて、ボルスタ１７０と台車枠１３とは、ボルスタアンカー１８によって連結され、ボルスタ１７０と台車枠１３との間には、車幅方向２１における両側端部に空気ばね１７がそれぞれ設置されている。
【００５７】
尚、心皿１７１は、球面の先端を有する中心ピン２５に対して、例えば球面状の面を有しており、例えば積層ゴムで支持している。このような構成により、ボルスタ１７０を傾斜梁１２０として作用させることができ、ボルスタ１７０は、中心ピン２５に対してローリング変位及びヨーイング変位が可能である。
【００５８】
また、各ボルスタ１７０の車幅方向２１における両側端にそれぞれ対応して車体下面との間には、側受１７５を設置する。各側受１７５は、本実施形態では、ボルスタ１７０の両側端にそれぞれ載置した台座１７５１と、台座１７５１を車体２０側から支持するコイルバネ１７５２とを有する構成である。尚、車体床下面に突設されコイルバネ１７５２を収納するバネ箱１７５３と台座１７５１とは、隙間を介して当接可能であり、ストッパとして機能する。この隙間は、軌道ねじれ分に余裕代を加えた距離である。
【００５９】
このように構成された各ボルスタ１７０に対して、連結支持機構１３０の連結部材１３１の一端が接続され、さらに連結支持機構１３０に支持機構１１０が接続される。連結支持機構１３０及び支持機構１１０は、実施の形態２で説明した構成に同じであり、ここでの説明は省略する。
【００６０】
以上のように構成した、本実施の形態４の車体支持装置１０４は、実施の形態２の車体支持装置１０２における動作説明内の傾斜梁１２０（前傾斜梁１２１、後傾斜梁１２２）に関する説明をボルスタ１７０に読み替えた動作を行う。
概説すると、例えば図１Ｂに示すようなカント逓減区間では、後台車１２におけるボルスタ１７０の傾きに応じて後台車１２側の連結支持機構１３０を介して支持機構１１０の第２アンチローリングバー１１２が捩られる。この第２アンチローリングバー１１２の捩れは、その方向が反転機構１１３にて反転されて第１アンチローリングバー１１１を捩り、前台車１１側の連結支持機構１３０を介して前台車１１のボルスタ１７０に対して外軌側へローリングさせる力として作用する。このローリング力は、前台車１１の外軌側が浮き上がるのに対抗する力となり、前台車１１の外軌側における輪重抜け防止を図ることができる。
また、図１Ａに示すようなカント付き曲線区間では、支持機構１１０の作用により連結支持機構１３０を介して前台車１１及び後台車１２の各ボルスタ１７０は、共に、内軌側へのローリングが規制される。これにより、前台車１１及び後台車１２が内軌側へ傾斜しようとすることに対する対抗力が強くなる。
【００６１】
このように、本実施の形態４の車体支持装置１０４によっても、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。
また、実施の形態２の車体支持装置１０２と比べて傾斜梁１２０を設けないことから、車体支持装置１０４は、車体床下の台車周りのスペースに余裕を生成するとともに、車両の軽量化を図ることができるという利点がある。
【００６２】
尚、図１３では、支持機構１１０における反転機構１１３は、歯車を用いた構成を示すが、図８Ａ及び図８Ｂを参照して上述した、リンク機構１１５にて構成してもよい。
【００６３】
実施の形態５．
上述した実施の形態２から４では、車体支持装置に備わる支持機構として、第１アンチローリングバー１１１、第２アンチローリングバー１１２、及び反転機構１１３を有する支持機構１１０を用いた構成について説明した。これに対し、本実施の形態５及び次の実施の形態６では、支持機構は、支持機構１１０とは異なる構成を有する。
【００６４】
まず、本実施の形態５における車体支持装置１０５について、図１５を参照して説明する。
本車体支持装置１０５は、支持機構１１０とは異なる構成を有する支持機構２１０と、傾斜梁１２０とを備える。支持機構２１０は、油圧シリンダ２１１と、封じ込め配管２１５とを有する。また、本車体支持装置１０５を備えた鉄道車両の台車は、ボルスタレス台車である。
【００６５】
傾斜梁１２０は、実施の形態２の車体支持装置１０２に備わる傾斜梁１２０と同じであり、前台車１１に対応して設ける前傾斜梁１２１、及び、後台車１２に対応して設ける後傾斜梁１２２であり、それぞれ車体下方に設けられる。また、各台車１１，１２における形状、機能、作用も実施形態２の傾斜梁１２０と同じであり、ここでの詳しい説明は省略する。
【００６６】
油圧シリンダ２１１は、車幅方向２１における前傾斜梁１２１の両端、及び後傾斜梁１２２の両端にそれぞれ対応した計４箇所にて、各傾斜梁１２１、１２２と車体下面との間に配置されるシリンダである。各油圧シリンダ２１１のピストンロッドは、前傾斜梁１２１及び後傾斜梁１２２の各両端に連結する。
【００６７】
封じ込め配管２１５は、車体２０の車幅方向２１における左右両側のそれぞれにて、車長方向２２に延在する配管であり、車幅方向２１において同側に配置した２つの油圧シリンダ２１１間を連通し、非圧縮性の液体を封じ込めた配管である。非圧縮性液体として本実施形態では鉱物油を用いる。
【００６８】
以上のように構成された本車体支持装置１０５は、以下のように動作する。
軌道のカントに応じた車幅方向２１における前台車１１及び後台車１２の各傾斜は、前傾斜梁１２１及び後傾斜梁１２２にそれぞれ独立してローリング力を作用する。したがって、例えば図１Ｂに示すようなカント逓減区間の場合、後台車１２の後傾斜梁１２２は、内軌側（傾斜谷側）へローリングする力を受け、この力は、後台車１２の外軌側（ｂ側）に配置した油圧シリンダ２１１を圧縮するように作用する。よって、車体２０の外軌側に配置した封じ込め配管２１５内の流体を介して前台車１１の外軌側（ｂ側）に配置した油圧シリンダ２１１のピストンロッドを伸長するように作用する。これにより、前台車１１における前傾斜梁１２１には、外軌側へ傾斜するローリング力が作用する。この力は、空気ばね１７を介して前台車１１の外軌側（ｂ側）に作用し、前台車１１の外軌側が浮き上がるのに対抗する力となる。その結果、前台車１１の外軌側における輪重抜け防止を図ることができる。
【００６９】
一方内軌側では、上述のように後傾斜梁１２２が内軌側へローリングする力を受けることから、後台車１２の内軌側（ａ側）に配置した油圧シリンダ２１１のピストンロッドを伸長するように作用する。その結果、車体２０の内軌側における封じ込め配管２１５内の流体を介して前台車１１の内軌側（ａ側）の油圧シリンダ２１１が圧縮されるように作用する。つまり前台車１１における前傾斜梁１２１の外軌側へのローリングを妨げないように作用する。
【００７０】
また、図１Ａに示すようなカント付き曲線区間では、前台車１１の前傾斜梁１２１、及び、後台車１２の後傾斜梁１２２は、共に、同方向へ同程度の傾斜となる。よって、車体２０の内軌側に配置した前、後２つの油圧シリンダ２１１、及び外軌側に配置した前、後２つの油圧シリンダ２１１は、それぞれ圧縮も伸長も行わない。したがって、前傾斜梁１２１及び後傾斜梁１２２は、共に、内軌側（傾斜谷側の「ａ」側）へのローリングが規制される。この結果、前台車１１及び後台車１２が内軌側へ傾斜しようとする力に対する対抗力が強くなる。
【００７１】
このように、本実施の形態５の車体支持装置１０５によっても、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。
また、支持機構２１０は、上述した支持機構１１０に比べて部品点数の減少、及び構造の簡素化を図ることができる。
【００７２】
実施の形態６．
次に、実施の形態６における車体支持装置１０６について、図１６及び図１７を参照して説明する。本車体支持装置１０６は、上述の実施の形態５の車体支持装置１０５の変形例に相当し、支持機構２１０を備える。支持機構２１０は、実施形態５で説明したように、油圧シリンダ２１１と封じ込め配管２１５とを有し、実施形態５の場合と同様に機能する。但し、以下に説明するように本実施形態６では、台車形態が実施形態５の場合と異なることに起因して油圧シリンダ２１１の設置形態が相異する。
【００７３】
上述した実施の形態５における車体支持装置１０５は、ボルスタレス台車を備えた鉄道車両に対して適用する構成であるが、本車体支持装置１０６は、ダイレクトマウント式のボルスタ付台車の鉄道車両に適用する。よって図１６に示すように、前台車１１及び後台車１２において、各ボルスタ１８０の車幅方向２１の両端部に対応した位置に、各ボルスタ１８０と車体床下面との間に空気ばね１７が設けられ、また、各空気ばね１７に対応して空気ばね用レベリングバルブ１６１が設けられている。また、各ボルスタ１８０は、下面中央にて突出する先端球面のボルスタ心皿（中心ピン）１８１を有する。一方、各ボルスタ１８０のボルスタ心皿１８１に対応して、前台車１１及び後台車１２の各台車枠１３は、例えば凹状で球面形状に形成した台車心皿１３ａを有する。この形態を、図１６の前台車１１にて図示している。このようなボルスタ心皿１８１及び台車心皿１３ａによって、車体２０及びボルスタ１８０に対して、各台車枠１３がヨーイング変位及びローリング変位することができる。
【００７４】
尚、ボルスタ心皿１８１及び台車心皿１３ａの構成は、上記球面形状に限定するものではなく、図１６の後台車１２にて図示するように、積層ゴムを用いた構成や、図１７に示すように適切な隙間を設けた構成等、を採ることができる。図１６では図示簡略化のため、前台車１１と後台車１２とで異なる心皿構成を図示するが、勿論、各台車１１，１２間では同一の心皿構成を採用する。
【００７５】
さらに各ボルスタ１８０の車幅方向２１における両端部には、側受１８２をそれぞれ設けるとともに、各側受１８２に対応して油圧シリンダ２１１がボルスタ１８０に埋設される。各油圧シリンダ２１１のピストンロッドは、側受１８２を介して前、後台車１１，１２の各台車枠１３に対向するよう配置され、各台車枠１３側には摺動板１８３が取り付けられている。ここで、側受１８２と摺動板１８３とは連結されていない。
【００７６】
このような各油圧シリンダ２１１について、車幅方向２１において同側に配置した２つの油圧シリンダ２１１同士が封じ込め配管２１５にて連通される。
【００７７】
以上のように構成された本車体支持装置１０６は、上述した車体支持装置１０５と同様に動作する。
例えば図１Ｂに示すようなカント逓減区間の場合、後台車１２のボルスタ１８０における外軌側（ｂ側）に配置した油圧シリンダ２１１は、後台車１２の台車枠１３から圧縮力を受ける。これにより、車体２０の外軌側に配置した封じ込め配管２１５内の流体を介して前台車１１のボルスタ１８０の外軌側に配置した油圧シリンダ２１１のピストンロッドが伸長するように動作する。この動作は、前台車１１の台車枠１３の外軌側（ｂ側）に作用し、前台車１１の外軌側が浮き上がるのに対抗する力となる。その結果、前台車１１の外軌側における輪重抜け防止を図ることができる。
【００７８】
一方、後台車１２の内軌側では、台車枠１３から油圧シリンダ２１１に作用する力は、外軌側に比べて弱くなる。また、油圧シリンダ２１１のピストンロッド先端の側受１８２と、台車枠１３側の摺動板１８３とは連結されていない。よって、車体２０の内軌側における封じ込め配管２１５内の流体は、前台車１１の内軌側（ａ側）の油圧シリンダ２１１に対して積極的に作用することはない。
【００７９】
また、図１Ａに示すようなカント付き曲線区間では、前台車１１のボルスタ１８０、及び、後台車１２のボルスタ１８０は、共に、同方向へ同程度の傾斜となる。よって、車体２０の内軌側に配置した前、後２つの油圧シリンダ２１１、及び外軌側に配置した前、後２つの油圧シリンダ２１１は、それぞれ圧縮も伸長も行わない。したがって、前台車１１のボルスタ１８０、及び、後台車１２のボルスタ１８０は、共に、内軌側（傾斜谷側の「ａ」側）へのローリングが規制される。この結果、前台車１１及び後台車１２が内軌側へ傾斜しようとする力に対する対抗力が強くなる。
【００８０】
このように、本実施の形態６の車体支持装置１０６によっても、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。
また、上述した、実施の形態５の車体支持装置１０５と比べると、前傾斜梁１２１及び後傾斜梁１２２を削除できることから、車体支持装置１０６では、車体床下の台車周りのスペースに余裕ができるとともに、車両の軽量化を図ることができるという利点がある。
【００８１】
また、本実施形態６の車体支持装置１０６、並びに実施の形態５の車体支持装置１０５において、支持機構２１０は、封じ込め配管２１５に対して、さらに油圧補償部２１６を有してもよい。この油圧補償部２１６は、封じ込め配管２１５内の油圧が異常上昇あるいは異常下降したときに、管内油圧を規定範囲に設定する構成部分であり、封じ込め配管２１５にチェック弁２１６１及びリリーフ弁２１６２を介してアキュムレータ２１６３を接続した構成を有する。
このような油圧補償部２１６を備えることで、支持機構２１０の動作信頼性を向上させることができる。
【００８２】
次に、以下に記載する実施の形態７から実施の形態１０では、上述した実施の形態１〜４の車体支持装置１０１〜１０４における支持機構の構造に比べて簡易な構造を有し、例えば、コンテナ車及びタンク車等の貨車にも適用可能である車体支持装置について説明する。即ち、車体支持装置１０１〜１０４では、反転機構１１３を必須の構成としているが、以下の実施の形態７から実施の形態１０における車体支持装置は、反転機構１１３を省略した簡易構造を提供する。
【００８３】
実施の形態７．
実施の形態７における車体支持装置１０７について、図１８Ａ、図１８Ｂ、及び図１９Ａを参照して説明する。尚、実施の形態７〜１０の構成を示す各図においても、各構成部分は簡略して図示しており、必ずしも実際の形状及び大きさに対応するものではなく、また、図示の形状に限定する意図でもない。
【００８４】
まず、車体支持装置１０７に含まれる前台車１１及び後台車１２周りの構成を簡単に説明する。図１８Ａ、図１８Ｂ、及び図１９Ａでは、貨車に車体支持装置１０７を適用した場合を図示している。ここで当該車体支持装置１０７に含まれる前台車１１及び後台車１２のそれぞれは、一例としてボルスタ付台車であり、図１３及び図１４を参照して説明したような、いわゆるインダイレクトマウント方式の台車を例に採っている。前台車１１及び後台車１２における各ボルスタ１７０は、車体２０側の中心ピン２５と係合する心皿１７１を有し、前台車１１及び後台車１２の各台車枠１３とボルスタアンカー１８によって連結されている。また、ボルスタ１７０と台車枠１３との間には、二次サスペンションの一例に相当する枕ばね１７２が、また、上下動ダンパ１７３及び左右動ダンパ１７４が取り付けられている。尚、前台車１１及び後台車１２周りの上述のような構成は、現在の例えばコンテナ貨車用の台車における構成に同じである。
【００８５】
また、図１８Ａ及び図１８Ｂは、便宜上、前台車１１のみを図示するが、台車は車両前後で対称配置であるので、後台車１２も同じ構成を有する。よって図１８Ａ及び図１８Ｂでは、前台車１１用、及び後台車１２用としてそれぞれ設けられる構成部分（例えば下記の前側てこ部材及び後側てこ部材）については、２つの符号を記載している。
【００８６】
次に、前台車１１及び後台車１２が上述の構成を採る車体支持装置１０７に備わる支持機構３１０について説明する。支持機構３１０は、上述したように反転機構１１３を有しないことから実施形態２〜４の支持機構１１０とは相違し、また、実施形態５〜６の支持機構２１０とも相違する。
このような支持機構３１０は、例えば貨車の車体２０の下方にて車幅方向２１の両側に一対設置される。それぞれの支持機構３１０は、前台車１１に対応して設けられる前側てこ部材３１１１と、後台車１２に対応して設けられる後側てこ部材３１１２と、接続機構の一例に相当する１本の棒鋼部材３１２とを有する。尚、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２を総称して、てこ部材３１１と記す場合もある。
【００８７】
前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２は、例えば「く」字形に屈曲した形状で鋼板製の部材であり、その一端部３１１ａと他端部３１１ｂとの間に位置する支点３１１ｃを中心に揺動する。本実施形態では、支点３１１ｃは、車体２０に支持されている。てこ部材３１１の屈曲角度は、通常、図示するような鈍角であるが、車両構造等に応じて適宜設定すればよく、直角あるいは鋭角であっても良い。
【００８８】
前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２におけるそれぞれの一端部３１１ａは、各ボルスタ１７０の車幅方向２１における両側端にそれぞれ設置されている側受１７５に対応して位置し、てこ部材３１１の揺動に応じて前台車１１及び後台車１２を押圧する。また、支持機構３１０は、各一端部３１１ａと各側受１７５との間に、各てこ部材３１１から各台車１１，１２へ付勢力を付加する弾性部材３１３を有する。本実施形態では、弾性部材３１３の一例としてゴム材を使用している。また、このように配置される弾性部材３１３は、前後一対の支持機構３１０と、前台車１１及び後台車１２との間の据付（設置）調整を行う部分としても機能する。即ち、本実施の形態ではゴム材の厚みを変更することで、上記据付調整が可能である。その結果として、一車両の前台車１１及び後台車１２と車体２０とにおけるローリング方向（つまり同方向への回転）及びねじり方向（つまり異方向への回転）に対する剛性を適正に調整することが可能となる。
このように弾性部材３１３は、調整用部材として用いることもでき、支持機構３１０において必須の部材ではない。
尚、台車１１，１２と共に各ボルスタ１７０は、車体２０に対して中心ピン２５を中心としてボギー回転し、かつ、本実施形態ではてこ部材３１１が車体２０に支持されていることから、側受１７５と弾性部材３１３とは、いわゆるスリ板と呼ばれる金属板を介して摺動するように構成している。
【００８９】
前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２におけるそれぞれの他端部３１１ｂは、車体２０に支持され車長方向２２に沿って延在する１本の棒鋼部材３１２、例えばパイプ材、によって連結されている。尚、てこ部材３１１は支点３１１ｃを中心に揺動可能であるので、各他端部３１１ｂは、棒鋼部材３１２に対して回転可能に取り付けられている。
このように、各てこ部材３１１は棒鋼部材３１２を介して連結されており、かつ棒鋼部材３１２は車長方向２２に沿って移動可能であることから、前側てこ部材３１１１と後側てこ部材３１１２とは、揺動方向が同じ動きをする。
【００９０】
以上のように構成される支持機構３１０を有する本実施の形態７の車体支持装置１０７の動作について、図１９Ａを参照して以下に説明する。
車両が、例えば図１Ｂに示すような曲線のカント逓減区間を走行する場合、軌道ねじれにより前台車１１と後台車１２のボルスタ１７０は、枕ばね１７２を介して逆のローリング方向に回転することになり、一車両として見ると、ねじり変位を受けることになる。
このねじり変位に対して、紙面手前側に位置する支持機構（図１９Ａでは便宜上「３１０Ｆ」と記す）では、後台車１２における紙面手前側の側受１７５は、後側てこ部材３１１２の一端部３１１ａを上方向に変位させる。よって、当該後側てこ部材３１１２の支点３１１ｃを介した他端部３１１ｂは、棒鋼部材３１２を前台車１１側へ押すように変位する。その結果、前台車１１側の前側てこ部材３１１１では、支点３１１ｃを介して当該前側てこ部材３１１１の一端部３１１ａを下方へ押すように変位し、前台車１１の手前側の側受１７５は下方に変位する。
【００９１】
この動作は、紙面奥側に位置する支持機構（図１９Ａでは便宜上「３１０Ｒ」と記す）では、逆方向に変位する。したがって、前台車１１及び後台車１２は、逆方向にローリング変位する。このため一車両として見ると、前台車１１及び後台車１２は、ねじり方向に自由に追従変位することが可能である。その結果、軌道ねじり方向に枕ばね１７２が撓むことはなく、本実施の形態７の車体支持装置１０７においても、軌道ねじれによる輪重の変動は僅少に抑えることができる。
【００９２】
一方、図１Ａに示すように円曲線等で車体２０が遠心力等により紙面手前側から紙面奥側へローリング力を受けた場合、図１９Ａにおける紙面奥側の支持機構３１０Ｒでは、前台車１１及び後台車１２の紙面奥側の各側受１７５は、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２の各一端部３１１ａを共に上方へ変位させ、棒鋼部材３１２には圧縮力が作用する。その結果、本実施の形態７の車体支持装置１０７においても、前、後台車１１，１２のそれぞれに均等に枕ばね１７２を押し下げるように力が作用し、ローリングに対して適正な剛性を確保することができる。
【００９３】
このとき、逆側つまり図１９Ａにおける紙面手前側の支持機構３１０Ｆでは、ボルスタ１７０と車体２０との隙間が大きくなることから、前、後台車１１，１２の両方において、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２のいずれも台車を押し下げる力が無くなることも懸念される。そこでこのような現象の発生を防止するため、本実施の形態７の車体支持装置１０７では、上述したように、てこ部材３１１の一端部３１１ａと側受１７５との間に弾性部材３１３を設置し、適正な予圧縮変位を与えている。これにより、ローリング時に支持機構３１０Ｆにおいても、各てこ部材３１１は、各台車１１，１２を押圧することが可能である。
また、弾性部材３１３によって、側受１７５を常に適正な力でボルスタ１７０を押下する方向に押圧することで、ヨーイング方向に適正な回転抵抗を各台車１１，１２に付与することができ、高速走行時の蛇行動発生を防止することも可能となる。
尚、上述したように弾性部材３１３は、支持機構３１０における必須の構成部材ではない。即ち、上述の、台車押下力低下等の現象は、軌道条件等に依存する事項であることから、弾性部材３１３を要しない場合も存在する。
【００９４】
以上詳述したように、本実施の形態７の車体支持装置１０７においても、上述の各実施の形態における車体支持装置と同様に、一車両の前台車１１及び後台車１２と車体とは、ねじり方向（つまり異方向への回転）には互いに回転可能であるが、ローリング方向（つまり同方向への回転）には剛性を有する構造となる。したがって、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。
【００９５】
さらに、本実施の形態７の車体支持装置１０７は、実施の形態１〜４の車体支持装置１０１〜１０４における支持機構の構造に比べて反転機構１１３を省略した簡易構造であることから、製造及びメンテナンスが容易であり、製造コストの低減を図ることができるという特有の効果を有する。また、この簡易構成に起因して、本実施の形態７の車体支持装置１０７は、例えばコンテナ車及びタンク車等の貨車にも適用することができるという効果も有する。特に、インダイレクトマウント式の車体支持構造を採用している貨車台車では、ボルスタ１７０から下の構成部分は、既存台車構造をそのまま使用可能で変更不要であることからも、製造及びメンテナンスが容易であり、製造コストの低減を図ることができるという特有の効果を有する。
【００９６】
一方、上述の実施の形態７では、図１８Ａ及び図１９Ａに示すように、てこ部材３１１は、その一端部３１１ａに対して他端部３１１ｂが支点３１１ｃを介して上側になるようにして配置しているが、車体支持装置１０７の変形例として、他端部３１１ｂを下側に配置してもよい。この構成においても、支点３１１ｃは車体２０に支持され、てこ部材３１１は支点３１１ｃを中心に揺動可能である。
【００９７】
このような変形例における車体支持装置１０７−１の動作について、図１９Ｂを参照して以下に説明する。
車両が例えば図１Ｂに示すような曲線のカント逓減区間を走行する場合には、図１９Ａを参照して説明した動作と同様に、前側てこ部材３１１１と後側てこ部材３１１２とは、それぞれの支点３１１ｃを中心に同方向に回転する。よって車体支持装置１０７−１は、前台車１１及び後台車１２がねじれ方向に追従変位するように機能する。その結果、車体支持装置１０７−１においても、軌道ねじれによる輪重の変動は僅少に抑えることができる。
【００９８】
一方、車両が同方向へ、例えば図１Ａに示すように傾斜谷側方向へローリングする場合、上述の車体支持装置１０７では、図１９Ａの紙面奥側の支持機構３１０Ｒにおいて、前側てこ部材３１１１と後側てこ部材３１１２とを連結する棒鋼部材３１２には、上述のように圧縮力が作用する。
これに対し変形例における車体支持装置１０７−１では、図１９Ｂに示す紙面奥側の支持機構３１０Ｒでは、棒鋼部材３１２には矢印で示すように引張力が作用する。これにより棒鋼部材３１２の設計において座屈を考慮する必要がなくなり、その断面２次モーメントを小さく設計することが可能となる。よって棒鋼部材３１２には、例えば高張力鋼あるいはＣＦＲＰ等の高張力材を用いることができ、大幅な軽量化が可能となる。
また、棒鋼部材３１２の断面２次モーメントを小さく設計可能なことで、棒鋼部材３１２の曲げ剛性を小さくできる。その結果、貨車のような曲げ剛性の低い車体において、その車長方向２２の中央部で棒鋼部材３１２を摺動可能に支持する場合、棒鋼部材３１２の弾性曲げ変形で車体の弾性撓みを吸収することも可能となる。
このように、変形例における車体支持装置１０７−１は、実施の形態７の車体支持装置１０７における上述した効果に加えて、特有の効果を奏することができる。
【００９９】
実施の形態８．
次に、実施の形態８における車体支持装置１０８について、図２０Ａ及び図２０Ｂを参照して説明する。
本実施の形態８における車体支持装置１０８の基本的な構成は、上述した実施の形態７における車体支持装置１０７の構成に同じであるが、次の点で相違する。即ち、実施の形態７では、前、後台車１１、１２はインダイレクトマウント式の台車であり、また、てこ部材３１１の他端部３１１ｂは棒鋼部材３１２に直接連結している。これに対し本実施の形態８では、前、後台車１１、１２はダイレクトマウント式の台車であり、また、てこ部材３１１の他端部３１１ｂと棒鋼部材３１２とは吸収機構３２１を介して連結する構成を採る。
【０１００】
これらの相違点について詳しく説明する。
前、後台車１１、１２は、ボルスタ１７０付きの台車であり、ボルスタ１７０の上面と車体２０との間には、車幅方向２１におけるボルスタ１７０の両側に、二次サスペンションの一例に相当する空気ばね１７が設置され、ダイレクトマウント式の台車を構成している。よって、ボルスタ１７０と車体２０との隙間は、上下方向に変動する。
また、車体支持装置１０７における支持機構３１０に相当する、本実施形態８の車体支持装置１０８における支持機構３２０は、上述した、てこ部材３１１、棒鋼部材３１２、及び弾性部材３１３を有し、さらに上記吸収機構３２１を有する。また、車体支持装置１０７では、てこ部材３１１は支点３１１ｃで車体２０に揺動可能に支持されているのに対し、車体支持装置１０８では、てこ部材３１１は支点３１１ｃでボルスタ１７０に揺動可能に支持されている。一方、棒鋼部材３１２は、車体支持装置１０８においても車長方向２２に移動可能として車体２０に支持される。
【０１０１】
吸収機構３２１は、てこ部材３１１の他端部３１１ｂと棒鋼部材３１２との間において、上述のボルスタ１７０と車体２０間の上下方向における変位を吸収する機構であり、その一例として本実施形態では、鋼製の棒材３２２の一端を、軸受け３２３を介して、てこ部材３１１の他端部３１１ｂに連結し、棒材３２２の他端を、例えば球面継手のような自在継手３２４を介して棒鋼部材３１２の端部に連結した構成を採る。勿論、吸収機構３２１の構成は、本例の構成に限定する意図ではなく、上記変位を吸収可能な当業者が想到する構成を採ることができる。
【０１０２】
以上のように構成した本実施の形態８における車体支持装置１０８は、その基本的構成が車体支持装置１０７の構成に同じであることから、車体支持装置１０７において上述した動作と同じ動作を行う。したがって、本実施の形態８の車体支持装置１０８においても、上述の実施の形態７における車体支持装置１０７と同じ効果を奏することができ、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。
また、吸収機構３２１を設けたことで、ボルスタ１７０と車体２０間の上下方向における変位を吸収することができ、ダイレクトマウント式の台車において支持機構３２０の適正な動作を保証することができる。
【０１０３】
実施の形態９．
次に、実施の形態９における車体支持装置１０９について、図２１を参照して説明する。本実施の形態９における車体支持装置１０９は、上述の実施形態７，８における棒鋼部材３１２を例とした接続機構とは異なる接続機構を有する支持機構３３０を備える。
この支持機構３３０は、前側てこ部材３１１１、後側てこ部材３１１２、及び接続機構に相当する油圧回路３４０を備え、また、弾性部材３１３及び吸収機構３２１も備えている。ここで、前側てこ部材３１１１、後側てこ部材３１１２、弾性部材３１３、及び吸収機構３２１は、上述の実施形態７、８にて説明した構成に同じであり、本実施形態９での説明を省略する。また、本実施の形態９の車体支持装置１０９に含まれる前、後台車１１，１２は、ボルスタ付きのダイレクトマウント式の台車であり、上述の実施形態８にて説明した構成に同じである。よって、前、後台車１１，１２周りの構成についても、ここでの説明を省略する。したがって以下では、支持機構３３０における油圧回路３４０について、詳しく説明する。
【０１０４】
接続機構の一例に相当する油圧回路３４０は、前台車１１側に設置される前側油圧シリンダ３４１と、後台車１２側に設置される後側油圧シリンダ３４２と、これらの油圧シリンダ３４１，３４２を連通する封じ込め配管３４３とを備える。前側油圧シリンダ３４１及び後側油圧シリンダ３４２は、一般に使用されている油圧シリンダであって車体２０に支持され、一方のシリンダ内をピストンが移動することで、封じ込め配管３４３内の非圧縮性媒体である例えば鉱物油によって、他方のシリンダ内のピストンを逆方向へ移動させる。また、前側油圧シリンダ３４１におけるピストンロッドは、車長方向２２に配向されており、継手を介して鋼製の棒材３４５の一端に接続される。同じく車長方向２２に延在する棒材３４５は、車長方向２２に移動可能なように軸受を介して車体２０に支持されており、その他端を吸収機構３２１の自在継手３２４に連結する。このように構成することで、前側てこ部材３１１１の支点３１１ｃを中心とした揺動動作にともない前側油圧シリンダ３４１におけるピストンを移動させることができる。
後側油圧シリンダ３４２に関しても前側油圧シリンダ３４１と同様に構成され、後側てこ部材３１１２の揺動動作にともない後側油圧シリンダ３４２におけるピストンを移動させることができる。
【０１０５】
したがって、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２の少なくとも一方の揺動動作に応じて、前側の吸収機構３２１及び棒材３４５、前側油圧シリンダ３４１、封じ込め配管３４３、後側の吸収機構３２１及び棒材３４５、並びに、後側油圧シリンダ３４２を介して、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２の少なくとも他方の揺動動作を行わせることができる。
【０１０６】
また、封じ込め配管３４３には、封じ込め配管３４３内の油圧が異常上昇あるいは異常下降したときに、管内油圧を規定範囲に設定する構成部分として、実施形態６の車体支持装置１０６にて説明した油圧補償部２１６を設けることができる。油圧補償部２１６は、チェック弁２１６１、リリーフ弁２１６２、及びアキュムレータ２１６３を有する。
【０１０７】
以上のように構成された本実施の形態９における車体支持装置１０９の動作について、以下に説明する。
車両が、例えば図１Ｂに示すような軌道ねじれを有する曲線のカント逓減区間を走行する場合、既に説明したように一車両として見るとねじり変位を受ける。このねじり変位に対して、実施の形態７で図１９Ａを参照して説明したように、後台車１２の紙面手前側では後側てこ部材３１１２の一端部３１１ａが上方向に変位し、支点３１１ｃを中心に後側てこ部材３１１２は揺動動作する。これにより、後側の吸収機構３２１及び棒材３４５を介して後側油圧シリンダ３４２のピストンは、シリンダ内へ挿入する方向に駆動され、封じ込め配管３４３を介した油圧動作によって、前側油圧シリンダ３４１のピストンをシリンダ外方向へ駆動する。前側油圧シリンダ３４１におけるこのピストン動作は、前側の棒材３４５及び吸収機構３２１を介して前側てこ部材３１１１を揺動させ、当該前側てこ部材３１１１の一端部３１１ａを下方へ押し下げるように変位させる。
この動作は、紙面奥側に位置する支持機構３４０では、逆方向に変位する。したがって、前台車１１及び後台車１２は、逆方向にローリング変位する。このため一車両として見ると、前台車１１及び後台車１２は、ねじり方向に自由に追従変位することが可能である。このように本実施の形態９の車体支持装置１０９においても、軌道ねじれによる輪重の変動は僅少に抑えることができる。
【０１０８】
また、図１Ａに示すように車体２０が紙面奥側へローリング力を受けた場合、紙面奥側に位置する支持機構３４０では、前台車１１及び後台車１２の紙面奥側の各側受１７５は、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２の各一端部３１１ａを共に上方へ変位させる。よって、前側油圧シリンダ３４１及び後側油圧シリンダ３４２では、共に各ピストンがシリンダ内へ挿入する方向へ駆動されるが、封じ込め配管３４３内の非圧縮性の鉱物油により、その駆動は禁止される。その結果、本実施の形態９の車体支持装置１０９においても、前、後台車１１，１２のそれぞれに均等に枕ばね１７２を押し下げるように力が作用し、ローリングに対して適正な剛性を確保することができる。
また、前台車１１及び後台車１２における図１Ａの紙面手前側においては、既に説明したように、弾性部材３１３による適正な予圧縮変位によって前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２は、各台車１１，１２を押圧することが可能である。
【０１０９】
以上詳述したように、本実施の形態９の車体支持装置１０９においても、上述の各実施の形態における車体支持装置と同様に、一車両の前台車１１及び後台車１２と車体とは、ねじり方向（つまり異方向への回転）には互いに回転可能であるが、ローリング方向（つまり同方向への回転）には剛性を有する構造となる。したがって、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。
【０１１０】
また、本実施の形態９の車体支持装置１０９では、前側油圧シリンダ３４１、後側油圧シリンダ３４２、封じ込め配管３４３、及び棒材３４５を含む油圧回路３４０は、車体２０に装荷され、吸収機構３２１を介して各台車１１，１２の変位を伝達する。このように構成することで、油圧回路３４０に作用する走行振動、特に前台車１１及び後台車１２からの走行振動を大幅に低減することができ、油圧回路３４０の信頼性の向上を図ることができる。
【０１１１】
尚、実施の形態７、８において、接続機構の一例としての棒鋼部材３１２に代えて、本実施の形態９の車体支持装置１０９に備わる油圧回路３４０に関する構成を設置することも可能である。
【０１１２】
実施の形態１０．
次に、実施の形態１０における車体支持装置について、図２２を参照して説明する。
本実施の形態１０における車体支持装置１０１０は、前台車１１及び後台車１２がボルスタレス台車であり、ボルスタレス台車に対して上述の実施の形態７〜９の構成を適用した形態である。このような車体支持装置１０１０に含まれ、ボルスタレス台車である前台車１１及び後台車１２は、例えば実施の形態２で説明したように、台車枠１３、輪軸１４、軸箱１５、軸ばね１６、及び空気ばね１７を有する。空気ばね１７は、車幅方向２１における台車枠１３の両側上面にそれぞれ設置されている。このような車体支持装置１０１０は、さらに、傾斜梁１２０と、例えば実施の形態７で説明した支持機構３１０とを備える。ここで傾斜梁１２０は、実施の形態２で説明した、前台車１１用の前傾斜梁１２１、及び後台車１２用の後傾斜梁１２２である。尚、傾斜梁１２０は、既に実施の形態２で説明した貫通穴１２８を有している。支持機構３１０は、傾斜梁１２０の車幅方向２１における両側に設置される。尚、支持機構３１０は、上述の吸収機構３２１を有しても良く、また、棒鋼部材３１２に代えて上述の油圧回路３４０を設置してもよい。さらにまた、実施の形態７の変形例における車体支持装置１０７−１のように、てこ部材３１１の他端部３１１ｂの向きを下側として、てこ部材３１１を配置してもよい。
【０１１３】
このように構成される車体支持装置１０１０の動作について簡単に説明する。
各傾斜梁１２０は、軌道カントに応じて軸受４０を中心にローリング変位する。これに対して支持機構３１０は、実施の形態７で説明したように、一車両の前台車１１及び後台車１２と車体とに対して、ねじり方向（つまり異方向への回転）には互いに回転可能となるように作用し、ローリング方向（つまり同方向への回転）には剛性を有するように作用する。したがって、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることができる。また、車幅方向２１へのローリングに対しても適正な剛性を確保することができる。
【０１１４】
実施の形態１１．
次に、実施の形態１１における車体支持装置について、図２３から図２５を参照して説明する。尚、図２３から図２５においても、各構成部分は一例を示し、また簡略して図示しており、必ずしも実際の形状及び大きさに対応するものではなく、また、図示の形状に限定する意図でもない。
【０１１５】
本実施の形態１１における車体支持装置１０１１は、主に客車へ採用可能であり、ボルスタレス台車に適用される車体支持装置であり、支持機構３５０を有する。この支持機構３５０は、実施の形態７にて説明した、反転機構１１３を省略した簡易構造の支持機構３１０の変形例に相当する。即ち、車体支持装置１０１１に備わる支持機構３５０は、ボルスタレス台車である前台車１１及び後台車１２に対して、実施の形態３で説明した車体上下動吸収機構１４０と、実施の形態７の支持機構３１０とを組み合わせた構成を有する。
上述した実施の形態１０における車体支持装置１０１０もボルスタレス台車に対する車体支持装置であるが、車体支持装置１０１０と比較した場合、本車体支持装置１０１１では傾斜梁１２０を使用しない。よって、前台車１１及び後台車１２は一般的なボルスタレス台車であり、車幅方向２１の左右両側にて、台車枠１３と車体２０との間に空気ばね１７が設けられている。この左右の空気ばね１７は、実施の形態３で説明したように、レベリング装置１６０が接続された連結配管１５０で互いに連通されている。
【０１１６】
支持機構３５０について以下に説明する。
支持機構３５０は、上述のように車体上下動吸収機構１４０と、支持機構３１０とを有し、さらに、両者を接続する連結部材３５１を備える。
【０１１７】
車体上下動吸収機構１４０は、実施の形態３で既に説明した機構であり、ここでは簡単に説明する。つまり車体上下動吸収機構１４０は、前台車１１及び後台車１２の各台車枠１３にそれぞれ設置され、棒状部材１４１とアーム１４２とを有する。棒状部材１４１は、車幅方向２１に配向され、その両端にアーム１４２がそれぞれ配置されている。棒状部材１４１及びアーム１４２にてコ字形状を形成している。また、各棒状部材１４１は、前台車１１及び後台車１２の各台車枠１３に軸受４０を介して回転可能に支持されている。
棒状部材１４１の両端の各アーム１４２の先端には、それぞれ、例えば金属製で棒鋼等の部材で形成した連結部材３５１が自在継手３５２を介して連結される。
尚、このように構成した車体上下動吸収機構１４０及び連結部材３５１が、前台車１１における前側連結支持機構、並びに後台車１２における後側連結支持機構にそれぞれ相当する。
また、実施の形態３で記載したように、車体上下動吸収機構１４０は、必須の構成ではなく、乗り心地低下が問題にならない場合には省略可能である。車体上下動吸収機構１４０を設けない場合、車幅方向２１の両側に配置される各連結部材３５１の一端部が前台車１１及び後台車１２の各台車枠１３に連結される。
【０１１８】
支持機構３１０は、実施の形態７で既に説明した機構であり、ここでは簡単に説明する。即ち支持機構３１０は、車体２０の下方にて車幅方向２１の両側に一対設置され、それぞれの支持機構３１０は、前側てこ部材３１１１と、後側てこ部材３１１２と、接続機構とを有する。この接続機構の一例として、ここでは棒鋼部材３１２、例えばパイプ材を採用する。
尚、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２について、実施の形態７と本実施の形態１１とでは、前台車１１及び後台車１２に対する接続構成が相違する。よって、本実施の形態１１における前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２の形状は、実施の形態７のものとは若干相違する。しかしながら、本実施の形態１１における前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２も、実施の形態７の場合と同様に、大略Ｌ字形形状であり、その機能も同じである。また、上述のように前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２を総称して、てこ部材３１１とする。また、各てこ部材３１１の支点３１１ｃは、車体２０に支持され、各てこ部材３１１は、支点３１１ｃを中心に揺動可能である。
【０１１９】
前台車１１側において、車幅方向２１の両側に配置される各前側てこ部材３１１１の一端部は、各連結部材３５１の他端部と自在継手３５２を介して連結される。また、後台車１２側において、車幅方向２１の両側に配置される各後側てこ部材３１１２の一端部も、各連結部材３５１の他端部と自在継手３５２を介して連結されている。
また、車幅方向２１における一方側に配置される、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２の各他端部は、一本の棒鋼部材３１２に対して回転可能に取り付けられる。車幅方向２１における他方側に配置される、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２の各他端部も、一本の棒鋼部材３１２に対して回転可能に取り付けられる。
【０１２０】
以上のように構成される支持機構３５０を有する車体支持装置１０１１の動作について以下に簡単に説明する。
実施の形態３にて既に説明したように、車体２０は、レベリング装置１６０によって制御された空気ばね１７を介して上下方向に適度な剛性で支持されている。また、前台車１１と後台車１２とは、車体上下動吸収機構１４０及び連結部材３５１で構成された前側連結支持機構及び後側連結支持機構、さらに、車幅方向２１の両側に設けた支持機構３１０つまり、前側てこ部材３１１１、棒鋼部材３１２、及び後側てこ部材３１１２を介して連結されている。
【０１２１】
一方、軌道カントに応じて前台車１１及び後台車１２は、車体２０に対してローリング方向あるいはねじれ方向に変位する。このときの力は、前台車１１の前側連結支持機構、及び後台車１２の後側連結支持機構からそれぞれの支持機構３１０に作用する。各支持機構３１０は、実施の形態７にて既に説明したように、一車両における前台車１１及び後台車１２が車体２０に対してねじり方向（つまり異方向への回転）には互いに回転可能となるように作用し、一方、ローリング方向（つまり同方向への回転）には剛性を有するように作用する。
【０１２２】
この作用の結果、車両一両における前、後台車１１，１２の両方において、輪重抜け防止を図ることができる。特に、曲線カント逓減区間における輪重抜け防止に有効である。
また、本実施の形態１１における車体支持装置１０１１においても、実施の形態１〜４の車体支持装置１０１〜１０４における反転機構１１３を省略した簡易構造であることから、実施の形態７の場合と同様に、製造及びメンテナンスが容易な構成であり、製造コストの低減を図ることができるという特有の効果を有する。
また、本実施形態の冒頭部分に記載したように、車体支持装置１０１１では傾斜梁１２０を使用していない。よって、空気ばね１７を使用したボルスタレス台車では、既存台車構造をそのまま使用して支持機構３５０を付加する構成を採ることができる。よってこの点からも製造コストの低減を図ることが可能である。
また、傾斜梁１２０を設けていないことから、車体床下の台車周りのスペースに余裕ができるとともに、車両の軽量化を図ることができるという利点もある。
【０１２３】
次に、上述の支持機構３５０を有する車体支持装置１０１１の変形例について、図２５を参照して以下に説明する。
即ち、車体支持装置１０１１の変形例である車体支持装置１０１２は、支持機構３６０を有する。この支持機構３６０では、支持機構３５０における上記接続機構の他例として、棒鋼部材３１２に代えて実施の形態９にて説明した油圧回路３４０を採用する。油圧回路３４０は、既に説明したように、前側油圧シリンダ３４１と、後側油圧シリンダ３４２と、封じ込め配管３４３とを備える。本支持機構３６０の油圧回路３４０では、前側油圧シリンダ３４１及び後側油圧シリンダ３４２における各ピストンロッドは、上下方向に配向され、自在継手３５２を介して連結部材３５１の他端部に連結される。前側油圧シリンダ３４１及び後側油圧シリンダ３４２の本体は、車体２０に固定されている。また、封じ込め配管３４３には、実施形態６にて説明した油圧補償部２１６を設けることができる。油圧補償部２１６は、チェック弁２１６１、リリーフ弁２１６２、及びアキュムレータ２１６３を有する。
【０１２４】
ここで前側油圧シリンダ３４１及び後側油圧シリンダ３４２の設置方向は、上述のものに限定されない。例えば、前側油圧シリンダ３４１及び後側油圧シリンダ３４２は、図２１に示すように、そのピストンロッドを車長方向２２に配向して車体２０に支持されてもよい。この構成では、図２３に示す棒鋼部材３１２に代えて、前側油圧シリンダ３４１、後側油圧シリンダ３４２、及び封じ込め配管３４３が設置され、前側てこ部材３１１１及び後側てこ部材３１１２の各他端部と、前側油圧シリンダ３４１及び後側油圧シリンダ３４２の各ピストンロッドとが回転可能に連結される。
【０１２５】
以上説明したように構成した支持機構３６０を有する車体支持装置１０１２においても、支持機構３５０を有する車体支持装置１０１１の場合と同様に、一車両における前台車１１及び後台車１２は、車体２０に対してねじり方向（つまり異方向への回転）には互いに回転可能となるように作用し、ローリング方向（つまり同方向への回転）には剛性を有するように作用する。
したがって、車両一両における前、後台車両方における輪重抜け防止を図ることが可能であり、特に曲線カント逓減区間における輪重抜け防止に有効となる。
また、車幅方向２１の車体両側にて、前台車１１と後台車１２との間に２本の棒鋼部材３１２を設置するスペースが確保できない場合に、当該油圧回路３４０は有効な手段となる。
さらにまた、実施の形態９における構成と同様に、前側油圧シリンダ３４１、後側油圧シリンダ３４２、及び封じ込め配管３４３を含む油圧回路３４０は、車体２０に装荷可能であり、連結部材３５１及び車体上下動吸収機構１４０を介して各台車１１，１２の変位を伝達する。このように構成することで、油圧回路３４０に作用する走行振動、特に前台車１１及び後台車１２からの走行振動は、車体上下動吸収機構１４０及び連結部材３５１によって大幅に低減することができ、油圧回路３４０の信頼性の向上を図ることができる。つまり、支持機構３６０における車体上下動吸収機構１４０及び連結部材３５１は、実施の形態９における吸収機構３２１に相当する。
【０１２６】
また、各実施形態１から１１において既に説明しているように、車体支持装置１０１〜１０９、１０１０〜１０１２を備えたそれぞれの鉄道車両を製造することができることは言うまでもない。このような車体支持装置１０１〜１０９、１０１０〜１０１２を備えた各鉄道車両では、輪重抜け防止対策として積極的な制御動作を行なうことなく車体２０に対する軌道ねじれ変位を吸収することができ、その結果、車両一両単位における前、後台車間における輪重抜け防止を図ることが可能である。
【０１２７】
また、各実施形態の車体支持装置及び鉄道車両は、車体に対する枕ばねの初期ねじれ変位を吸収し、前後各台車の静的輪重アンバランスを緩和することができるので、ライナー調整により枕ばね支持高さの均一化を図るための作業を必要としてないので作業効率性が向上する。
【０１２８】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するように構成することができる。
また、本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
また、２０１２年７月１３日に出願された、日本国特許出願Ｎｏ．特願２０１２−１５７８７７号、及び、２０１３年２月２６日に出願された、日本国特許出願Ｎｏ．特願２０１３−３５６０７号における、それぞれの明細書、図面、特許請求の範囲、及び要約書の開示内容の全ては、参考として本明細書中に編入されるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、鉄道車両における輪重の変動を抑制するための車体支持装置、及びこの車体支持装置を備えた鉄道車両に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１１…前台車、１２…後台車、１３…台車枠、１７…空気ばね、
２０…車体、２１…車幅方向、２２…車長方向、
１０１〜１０９、１０１０〜１０１２…車体支持装置、
１１０…支持機構、１１１…第１アンチローリングバー、
１１２…第２アンチローリングバー、１１３…反転機構、１１５…リンク機構、
１２０…傾斜梁、１２１…前傾斜梁、１２２…後傾斜梁、
１３０…連結支持機構、１３１…連結部材、１３２…支持部材、
１４０…車体上下動吸収機構、１５０…連結配管、
１６０…レベリング装置、１７０、１８０…ボルスタ、
２１０…支持機構、２１１…油圧シリンダ、２１５…封じ込め配管、
３１０，３２０，３３０、３５０、３６０…支持機構、
３１１…てこ部材、３１１ａ…一端部、
３１１ｂ…他端部、３１１ｃ…支点、３１２…棒鋼部材、３２１…吸収機構、
３４０…油圧回路、３４１…前側油圧シリンダ、３４２…後側油圧シリンダ、
３４３…封じ込め配管、
３１１１…前側てこ部材、３１１２…後側てこ部材。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月8日(2014.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行方向における前台車及び後台車と車体との間にそれぞれ設置され、各台車に対して車体を支持する支持機構を備えた鉄道車両の車体支持装置であって、
上記支持機構は、上記車体の車長方向に延在する支持部材と、上記支持部材の車長方向両端部のそれぞれと上記前台車及び上記後台車の車幅方向における同側端部とを接続し揺動可能に構成されたてこ部材と、を備え、上記鉄道車両の曲線通過時において、上記てこ部材の一方が揺動して上記支持部材に圧縮力又は引張力が作用することで上記前台車及び上記後台車が、車体に対して、車幅方向の同方向へ共に傾斜するのを規制すると同時に、上記前台車と後台車とがそれぞれ車幅方向の異方向へ傾斜するのを許容するよう構成されている、
ことを特徴とする車体支持装置。
【請求項２】
上記てこ部材は、
屈曲形状であって、その一端部が上記前台車に対応して設けられる一方、他端部が上記支持部材の車長方向前端部に接続され、上記一端部と上記他端部との間に位置する支点を中心に揺動可能に構成された前側てこ部材と、
屈曲形状であって、その一端部が上記後側台車に対応して設けられる一方、他端部が上記支持部材の車長方向後端部に接続され、上記一端部と上記他端部との間に位置する支点を中心に揺動可能に構成された後側てこ部材とを有し、
上記支持機構は、上記鉄道車両の曲線通過時において、上記前側てこ部材又は後側てこ部材の一方が上記支点を中心に揺動することで上記支持部材に圧縮力又は引張力が作用するよう構成されている、請求項１に記載の車体支持装置。
【請求項３】
上記前側てこ部材の一端部と上記前台車との間に、及び、上記後側てこ部材の一端部と上記後台車との間にそれぞれ設けられ、各てこ部材から各台車への付勢力を付加する弾性部材をさらに備えた、請求項２に記載の車体支持装置。
【請求項４】
上記前台車及び上記後台車は、それぞれ、ボルスタ及び、台車枠と上記ボルスタとの間に二次サスペンションを有したインダイレクトマウント式の台車であり、上記前側てこ部材及び上記後側てこ部材の各支点は、車体に支持される、請求項２又は３に記載の車体支持装置。
【請求項５】
上記前台車及び上記後台車は、それぞれ、ボルスタ及び、車体と上記ボルスタとの間に二次サスペンションを有したダイレクトマウント式の台車であり、上記前側てこ部材及び上記後側てこ部材の各支点は、上記ボルスタに支持され、
上記前側てこ部材及び上記後側てこ部材の各他端部と上記支持部材との間に設けられ、ボルスタと車体との間の上下変位を吸収する吸収機構をさらに備えた、請求項２又は３に記載の車体支持装置。
【請求項６】
上記前台車及び上記後台車は、それぞれボルスタレス台車であり、
上記前台車側において、車幅方向の両側に配置された一対の上記前側てこ部材におけるそれぞれの一端部と上記前台車とを連結して、該前台車のローリングに応じてそれぞれの上記前側てこ部材を揺動させる前側連結支持機構と、
上記後台車側において、車幅方向の両側に配置された一対の上記後側てこ部材におけるそれぞれの一端部と上記後台車とを連結して、後台車のローリングに応じてそれぞれの上記後側てこ部材を揺動させる後側連結支持機構と、
をさらに有する請求項２に記載の車体支持装置。
【請求項７】
上記支持部材は、１本の棒鋼部材から構成される、請求項２から６のいずれかに記載の車体支持装置。
【請求項８】
上記支持部材は、前側油圧シリンダと、後側油圧シリンダと、これらの油圧シリンダ間を連通し、内部に非圧縮性流体を封じ込めた封じ込め配管とを有する、請求項２から６のいずれかに記載の車体支持装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の車体支持装置を備えたことを特徴とする鉄道車両。