(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体が支持する台車枠と、
車軸及び一対の車輪を有する輪軸と、
前記車軸の軸線方向両側の部分を夫々支持する一対の軸受と、
前記一対の軸受を夫々収容する一対の軸箱と、
前記一対の軸箱を前記台車枠に夫々取り付ける一対の軸箱支持装置と、
前記一対の軸受に対して夫々配置され、流体の給排に応じて前記軸受を前記台車枠に対して前記車体の長手方向に相対移動させる一対のアクチュエータと、
前記一対のアクチュエータの各々に接続され、前記一対の軸受の各々が互いに前記長手方向の異なる方向に相対移動するように前記一対のアクチュエータの各々に流体を給排する流体給排装置と、を備え、
前記流体給排装置は、前記車輪が走行するレールの曲り具合に応じて前記一対のアクチュエータの各々に対して流体を直接給排するように構成されており、
前記一対のアクチュエータの各々は、前記流体給排装置からの流体の給排によって前記長手方向に伸縮して前記軸受を前記長手方向に移動させる第１単動シリンダ及び第２単動シリンダを有し、
前記流体給排装置は、前記第１単動シリンダ及び第２単動シリンダのうちの一方に流体を供給し且つ前記第１単動シリンダ及び前記第２単動シリンダのうち他方から流体を排出させて前記第１単動シリンダ及び第２単動シリンダを伸縮させ、
前記第１単動シリンダ及び第２単動シリンダは、前記一対の軸受の各々に対して長手方向両側に夫々配置され、
前記一対のアクチュエータにおける前記第１単動シリンダは、前記車軸を挟んで前記長手方向両側に夫々配置されている、操舵台車。
【請求項２】
前記台車枠は、前記車体を回動可能に支持し、
前記流体給排装置は、前記台車枠に対する前記車体の回動角に応じて前記一対のアクチュエータの各々に流体を給排する、請求項１に記載の操舵台車。
【請求項３】
前記台車枠に回動可能に設けられている枕はりを備え、
前記車体は、前記枕はりに回動不能に連結され、且つ前記枕はりを介して前記台車枠に支持され、
前記流体給排装置は、前記枕はりの回動に連動して伸縮し、前記台車枠に対する前記枕はりの回動角に応じた量の流体を吐出及び吸引するシリンダ型ポンプによって構成され、
前記シリンダ型ポンプは、前記枕はりが周方向一方に回動すると一方のポートから流体を吐出させ且つ他方のポートから流体を吸引し、前記枕はりが周方向他方に回動すると前記他方のポートから流体を吐出させ且つ他方のポートから流体を吸引し、
前記第１単動シリンダ及び第２単動シリンダは、前記シリンダ型ポンプによって流体が給排されて作動するようになっている、請求項２に記載の操舵台車。
【請求項４】
前記輪軸、前記一対の軸受、前記一対の軸箱、前記一対の軸箱支持装置、及び前記一対のアクチュエータによって夫々構成され、前記台車枠において前記長手方向に離して設けられている第１操舵機構及び第２操舵機構を備え、
前記第１操舵機構及び前記第２操舵機構は、前記第１操舵機構の前記第１単動シリンダ及び第２単動シリンダと前記第２操舵機構の前記第１単動シリンダ及び第２単動シリンダとが互いに鏡面対称に位置するように配置されている、請求項１乃至３の何れか１つに記載の操舵台車。
【請求項５】
前記第１操舵機構及び前記第２操舵機構が有する前記第１単動シリンダに夫々接続される第１油通路と、
前記第１操舵機構及び前記第２操舵機構が有する前記第２単動シリンダに夫々接続される第２油通路と、
前記第１油通路に接続され、前記流体給排装置から供給される流体を蓄圧する第１アキュムレータと、
前記第２油通路に接続され、前記流体給排装置から供給される流体を蓄圧する第２アキュムレータと、を備え、
前記流体給排装置は、前記第１油通路を介して前記第１単動シリンダに対して流体を給排し、且つ前記第２油通路を介して前記第２単動シリンダに対して流体の給排を行うようになっている、請求項４に記載の操舵台車。
【請求項６】
前記車輪が走行するレールの曲り具合に応じた指令を出力する制御装置を備え、
前記流体給排装置は、前記制御装置からの指令に応じた量の流体を前記一対のアクチュエータの各々に給排する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の操舵台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪軸の向きを変えることができる操舵台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の台車において、ヨーイング方向における輪軸の向きを変えることができる操舵台車があり、そのような操舵台車として例えば特許文献１のような操舵台車が知られている。特許文献１の操舵台車は、曲線路を走行する際に車体が台車に対して相対旋回するようになっている。また、操舵台車は、複数のリンク及び複数のレバーによって構成されるリンク機構を有しており、リンク機構によって車体と輪軸とが連結されている。このように構成される操舵台車は、台車に対して車体が相対旋回すると、相対旋回角度に応じて輪軸の向きを変えるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−８７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の操舵台車では、リンク機構によって軸箱を動かすと輪軸の向きが変わるようになっている。リンク機構は、前述の通り複数の部品によって構成され、且つ各部品に関して加工精度及び組立精度が要求される。それ故、操舵機構の構成が複雑となるので、簡素な構造の操舵台車が望まれている。
【０００５】
そこで本発明は、簡素な構造の操舵台車を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の操舵台車は、車体が支持する台車枠と、車軸及び一対の車輪を有する輪軸と、前記車軸の軸線方向両側の部分を夫々支持する一対の軸受と、前記一対の軸受を夫々収容する一対の軸箱と、前記一対の軸箱を前記台車枠に夫々取り付ける一対の軸箱支持装置と、前記一対の軸受に対して夫々配置され、流体の給排に応じて前記軸受を前記台車枠に対して前記車体の長手方向に相対移動させる一対のアクチュエータと、前記一対のアクチュエータの各々に接続され、前記一対の軸受の各々が互いに前記長手方向の異なる方向に相対移動するように前記一対のアクチュエータの各々に流体を給排する流体給排装置と、を備え、前記流体給排装置は、前記車輪が走行するレールの曲り具合に応じて前記一対のアクチュエータの各々に対して流体を直接給排するものである。
【０００７】
本発明に従えば、一対のアクチュエータに対して流体を給排し、輪軸の向きを変えることができる。このように一対のアクチュエータに対して作動油を給排することによって操舵台車の操舵を行うことができるので、簡単な構造で操舵台車１を実現することができる。
【０００８】
また、本発明では、流体給排装置から一対のアクチュエータに流体が直接給排されるので、一対のアクチュエータと流体給排装置とを繋ぐ通路の長さを均等にすることができる、これにより、各アクチュエータに供給される流体の圧力損失の差を小さくすることができ、ボギー角の変化に対する輪軸の動きの応答性を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、操舵台車を簡素な構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の操舵台車を備える鉄道車両の一部分を側方から見た側面図である。
【図２】図１の操舵台車の軸箱を切断して見た断面図である。
【図３】図１の操舵台車の軸箱を切断線III−IIIで切断して見た断面図である。
【図４】操舵台車が曲線走行している際の操舵台車の各構成の動きを示す図である。
【図５】操舵台車が直線走行している際の操舵台車の各構成の動きを示す図である。
【図６】図１の操舵台車の構成を示す油圧回路図である。
【図７】第２実施形態の操舵台車の構成を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、第１及び第２実施形態の操舵台車１、１Ａについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、操舵台車１、１Ａは、本発明の例示に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１に示す鉄道車両２は、地面等に敷設されたレール３を走行するようになっており、車体４と操舵台車１とを備えている。車体４は、レール方向に長い大略箱状に形成されており、その中に乗客又は荷役等を収容するようになっている。車体４の下方には、操舵台車１が配置されており、操舵台車１は、空気ばね５を介して車体４を下方から支持している。
【００１３】
＜操舵台車＞
第１実施形態の操舵台車１は、レール３を走行するようになっており、台車枠１１、及び前後一対の輪軸１２を備えている。台車枠１１は、一対の側ばり２１と、横ばり２２（後述する図４及び５参照）とを有している。一対の側ばり２１は、車体４の長手方向（以下、「長手方向」という）に延在する部材であり、平行且つ車体４の車幅方向（以下、「車幅方向」という）に離して配置されている。横ばり２２は、一対の側ばり２１の中央部分に架け渡すように一体的に設けられており、台車枠１１は、平面視でＨ字状に形成されている（後述する図４及び５参照）。また、台車枠１１の横ばり２２の車幅方向中央には、心皿１８が設けられ、心皿１８の上に枕はり１９が載置されている。
【００１４】
枕はり１９は、車幅方向に延在する平面視矩形状の箱部材であり、中心ピン１９ａを有している。中心ピン１９ａは、枕はり１９の車幅方向中央に位置し且つ上下方向に延在している。中心ピン１９ａは、心皿１８に挿通されており、枕はり１９は、心皿１８に対して中心ピン１９ａを中心に回動するようになっている。また、枕はり１９には、空気ばね５を介して車体４が設けられており、車体４と枕はり１９とは、ボルスタアンカ２０によって相対回動不能に連結されている。これにより、車体４は、枕はり１９及び空気ばね５を介して台車枠１１によって回動可能に支持されている。このようなに構成されている台車枠１１には、一対の輪軸１２，１２が長手方向に離れ且つ平行に配置されている。
【００１５】
各輪軸１２は、レール３上で回転しながら走行するようになっており、輪軸１２は、車軸１６と、一対の車輪１７，１７とを有している。車軸１６は、車幅方向に延在する棒状の部材である。車軸１６には、一対の車輪１７，１７が軸線方向に互いに離した状態で一体的に設けられており、各車輪１７，１７は、レール３上で回転しながら走行するようになっている。また、操舵台車１は、輪軸１２毎に一対の軸受１３，１３と、一対の軸箱１４，１４と、一対の軸箱支持装置１５，１５とを備えており、一対の輪軸１２，１２は、これらの構成によって台車枠１１に取付けられている。
【００１６】
詳細に説明すると、輪軸１２の車軸１６には、その軸線方向両側の部分に一対の軸受１３，１３が夫々設けられている。軸受１３は、例えばジャーナル軸受であり、車軸１６の軸線方向両側の部分を相対回転可能に支持している。また、車軸１６の軸線方向両側の部分には、軸箱１４が１つずつ配置されており、各軸受１３は、一対の軸箱１４に相対回転不能に夫々収容されている。これら一対の軸箱１４，１４には、一対の軸箱支持装置１５，１５が夫々設けられており、各軸箱１４は、軸箱支持装置１５によって台車枠１１に取り付けられている。
【００１７】
軸箱支持装置１５は、例えば軸はり式の軸箱支持装置であり、軸はり２３と、軸ばね２４とを有している。軸はり２３は、長手方向に延在する部材であり、その一端部２３ａが軸箱１４に繋がっている。また、軸はり２３の他端部２３ｂは、台車枠１１に上下方向及び車幅方向に揺動可能に連結されている。更に詳細に説明すると、台車枠１１は、側ばり２１の下面に受け座２１ａを有しており、受け座２１ａにはゴムブッシュが外装された心棒２５が締結されている。軸はり２３の他端部２３ｂは、ゴムブッシュが外装された心棒２５を介して受け座２１ａに連結されており、ゴムブッシュによって上下及び車幅方向に揺動できるようになっている。これにより、軸箱１４の上下方向及び車幅方向の動きが許容されている。また、軸箱１４には、その上端部に軸ばね２４が設けられている。軸ばね２４は、台車枠１１の側ばり２１における軸箱１４の直上部分と軸箱１４との間に介在している。これにより、軸はり２３によって支持された軸箱１４が軸ばね２４を介して側ばり２１を支持するようになっている。
【００１８】
このように構成されている操舵台車１では、軸箱１４が以下のように構成されている。即ち、軸箱１４は、図２に示すように外ケース３１及び内ケース３２を有している。外ケース３１は、鋼又はアルミニウム合金等の金属材料から成り且つ大略断面矩形の筒状のケース部材であり、軸はり２３の一端部２３ａに一体的に設けられている。外ケース３１は、車幅方向に貫通する貫通孔３１ａを有しており、貫通孔３１ａ（即ち、外ケース３１内）に内ケース３２が収容されている。
【００１９】
内ケース３２は、断面Ｕ字状のケース部材であり、開口を下側に向けて外ケース３１内に配置されている。また、内ケース３２は、車幅方向に延びる貫通溝３２ａを有しており、貫通溝３２ａ（即ち、内ケース３２内）に軸受１３が収容されている。このようにして内ケース３２が軸受１３を介して車軸１６の軸線方向両側の部分に夫々取付けられ、輪軸１２が外ケース３１に対して相対移動できるようになっている。
【００２０】
このように構成される内ケース３２は、外ケース３１の内面に対して長手方向において隙間を有しており、外ケース３１内で長手方向に移動できるようになっている。また、外ケース３１は、図３に示すように車幅方向の両側の開口端部に内側に向かって突出するフランジ部３１ｂを夫々有し、内ケース３２は、上部に摺動部３２ｂを有している。摺動部３２ｂは、長手方向に延在し且つ上方に突出しており、平面視矩形状に形成されている。摺動部３２ｂは、外ケース３１の一対のフランジ部３１ｂ（規制部）の間に挟まるように介在している。これにより、内ケース３２は、一対のフランジ部３１ｂによって車幅方向の動きが規制されて長手方向に案内されるようになっている。
【００２１】
また、摺動部３２ｂは、その上面と外ケース３１の天井面との間、及びその両側面と外ケース３１の一対のフランジ部３１ｂとの間に隙間が夫々空くように形成されている。各隙間には、すり板３３，３４が配置されている。すり板３３，３４は、外ケース３１よりも耐摩耗性を有し且つ摩擦係数の低い金属材料の板、例えばステンレス鋼板等によって構成されている。すり板３３は、外ケース３１の天井面に固定されており、摺動部３２ｂがすり板３３上を摺動するようになっている。また、すり板３４は、一対のフランジ部３１ｂの車幅方向内側の面に固定されており、摺動部３２ｂの側面がすり板３４上を摺動するようになっている。
【００２２】
このように、外ケース３１と摺動部３２ｂとの間にすり板３３，３４を介在させることにより、外ケース３１が摩耗することを抑えることができ、また摺動部３２ｂの滑りを向上させることができる。また、すり板３３，３４を外ケース３１の別部材とすることによって、すり板３３，３４が摩耗した際に外ケース３１からすり板３３，３４を外して交換することができる。それ故、すり板３３，３４が摩耗した際の部品交換が容易である。
【００２３】
また、軸箱１４では、内ケース３２が断面Ｕ字状に形成されているため、軸受１３の下側部分が内ケース３２から突出している。軸受１３の下側部分は、外ケース３１の底面に対向しており、外ケース３１は、その底面に支持部３５を有している。支持部３５は、外ケースの３１の残余の部分に対して隆起し、軸受１３の下側部分に向かって突出している。支持部３５と軸受１３との間には、通常、即ち走行時等において隙間が空いており、支持部３５と軸受１３とが接触しないようになっている。他方、メンテナンス等で操舵台車１を吊り上げる際には、支持部３５が軸受１３と線接触して軸受１３を支持するようになっている。支持部３５が軸受１３を支持することで、輪軸１２と台車枠１１とが一体で吊り上げられる。なお、支持部３５と軸受１３の隙間は、操舵台車１を吊り上げ際に軸受１３が貫通溝３２ａから脱落せず、かつ、摺動部３２ｂがフランジ部３１ｂから脱落しない寸法になっている。
【００２４】
このように構成される一対の軸箱１４では、内ケース３２を外ケース３１に対して相対移動させることによって、内ケース３２に収納される軸受１３を台車枠１１に対して長手方向に相対移動させることができる。これにより、図４に示すように輪軸１２がレール３の曲線区間３ａ（即ち、曲線レール）を走行する際、台車枠１１に対する輪軸１２の向きを変えるべく（図４の矢符Ａ１，Ａ２及び矢符Ｂ参照）、一対の軸箱１４，１４の内ケース３２を長手方向において互いに異なる方向（即ち、長手方向一方及び他方）に相対移動させることができる（図４の距離α及びβ参照）。これにより、曲線区間３ａの曲り具合（曲率）に合せて輪軸１２の向きを変えて輪軸１２のアタック角を減少させることができる。なお、図４における矢符Ａ１，Ａ２（実線）は、各輪軸１２の向きを示し、矢符Ｂ（二点鎖線）は、台車枠１１の向きを示している。また、図４において二点鎖線で示す内ケース３２は、直線区間３ｂを走行する際における内ケース３２の位置（即ち、基準位置）を示しており、距離α及びβは、これらの位置から移動した距離を示している。
【００２５】
このように軸箱１４を外ケース３１及び内ケース３２の二重構造にすることによって台車に操舵機能を持たせることができる。また、操舵台車１では、受け座２１ａに対して軸はり２３が車幅方向に揺動できるようになっており、輪軸１２がレール３上を走行する際、レール３の曲線区間３ａ（即ち、曲線レール）の曲り具合に合せて軸はり２３が車幅方向に揺動する（図４の角度γ参照）。これにより、外ケース３１に対して内ケース３２が車幅方向に相対移動しなくても長手方向に移動すれば輪軸１２の向きを変えることができ、また内ケース３２に係る車幅方向の荷重を抑えることができる。このような操舵機能を有する操舵台車１は、内ケースの３２の位置を調整すべく位置調整機構４１を備えている。
【００２６】
位置調整機構４１は、台車枠１１に対する車体４の回動角、即ちボギー角δに応じて各軸箱１４，１４の内ケース３２の位置を調整して輪軸１２の向きを変えるようになっている。このような機能を有する位置調整機構４１は、図６に示すように一対のシリンダ機構４２，４３を２組有している。一対のシリンダ機構４３は、一対のシリンダ機構４２と同じ構成を有しており、輪軸１２毎に対応させて設けられている。以下では、一対のシリンダ機構４３の構成に関する説明は、一対のシリンダ機構４２の構成の説明を参照し、その具体的な説明については省略する。
【００２７】
一対のシリンダ機構４２は、一対の軸箱１４，１４に夫々設けられており、シリンダ機構４２の各々は、２つのシリンダ４２ａ，４２ｂを有している。シリンダ４２ａ，４２ｂは、その間に内ケース３２が介在するように内ケース３２の長手方向両側に夫々配置され、外ケース３１に固定されている。このように配置されるシリンダ４２ａ，４２ｂは、いわゆる流体式の単動シリンダであり、流体である作動油が供給されると長手方向に伸長し、また長手方向に収縮することによって作動油を排出するようになっている。従って、第１シリンダ４２ａに作動油が供給されて伸長すると内ケース３２が相対移動し、それに伴って第２シリンダ４２ｂが収縮してそこから作動油が排出される。逆に、第２シリンダ４２ｂに作動油が供給されて伸長すると内ケース３２が相対移動し、それに伴って第１シリンダ４２ａが収縮してそこから作動油が排出される。
【００２８】
このような構成を有する一対のシリンダ機構４２，４３は、対応する輪軸１２、並びにこの輪軸１２に設けられている一対の軸受１３、一対の軸箱１４、及び一対の軸箱支持装置１５と共に第１及び第２操舵機構５１，５２を夫々構成している。第１及び第２操舵機構５１，５２は、長手方向に離して台車枠１１に配置されており、第１及び第２操舵機構５１，５２が夫々有する第１シリンダ４２ａ，４３ａ及び第２シリンダ４２ｂ，４３ｂが互いに鏡面対称に位置している。以下では、第１シリンダ４２ａ，４３ａ及び第２シリンダ４２ｂ，４３ｂの配置関係について更に詳しく説明する。
【００２９】
長手方向一方側にある一対のシリンダ機構４２では、第１シリンダ４２ａ及び第２シリンダ４２ｂの内ケース３２に対する長手方向の位置がシリンダ機構４２毎に入れ替えて配置されている。即ち、車幅方向の一方側にあるシリンダ機構４２Ｒでは、第１シリンダ４２ａが内ケース３２に対して長手方向一方側に配置され、且つ第２シリンダ４２ｂが内ケース３２に対して長手方向他方側に配置されている。他方、車幅方向の他方側にあるシリンダ機構４２Ｌでは、第１シリンダ４２ａが内ケース３２に対して長手方向他方側に配置され、且つ第２シリンダ４２ｂが内ケース３２に対して長手方向一方側に配置されている。即ち、２つの第１シリンダ４２ａ同士（及び２つの第２シリンダ４２ｂ同士）が車軸１６を挟んで長手方向反対側に夫々配置されている。それ故、２つの第１シリンダ４２ａに作動油を供給することによって輪軸１２を車幅方向他方側に向けることができ、また２つの第２シリンダ４２ｂに作動油を供給することによって輪軸１２を車幅方向一方側に向けることができる。
【００３０】
また、長手方向他方側にある一対のシリンダ機構４３では、第１シリンダ４３ａ及び第２シリンダ４３ｂの内ケース３２に対する長手方向の位置がシリンダ機構４３毎に入れ替えて配置されている。即ち、車幅方向の一方側にあるシリンダ機構４３Ｒでは、第１シリンダ４３ａが内ケース３２に対して長手方向他方側に配置され、且つ第２シリンダ４３ｂが内ケース３２に対して長手方向一方側に配置されている。他方、車幅方向の他方側にあるシリンダ機構４３Ｌでは、第１シリンダ４３ａが内ケース３２に対して長手方向一方側に配置され、且つ第２シリンダ４３ｂが内ケース３２に対して長手方向他方側に配置されている。即ち、２つの第１シリンダ４３ａ同士（及び２つの第２シリンダ４３ｂ同士）が車軸１６を挟んで長手方向反対側に夫々配置されている。それ故、２つの第１シリンダ４３ａに作動油を供給することによって輪軸１２を車幅方向一方側に向けることができ、また２つの第２シリンダ４３ｂに作動油を供給することによって輪軸１２を車幅方向他方側に向けることができる。
【００３１】
このように構成される第１操舵機構５１及び第２操舵機構５２では、第１シリンダ４２ａ，４３ａ同士、及び第２シリンダ４２ｂ，４３ｂ同士が長手方向において互いに鏡面対称に配置されている。このように配置される４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａは、第１油通路４４で互いに接続され、４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂは、第２油通路４５で互いに接続されている。また、位置調整機構４１は、流体給排装置４６を有しており、流体給排装置４６は、第１油通路４４及び第２油通路４５に接続されている。
【００３２】
流体給排装置４６は、第１油通路４４及び第２油通路４５のうち一方から流体を吸引し且つ他方に流体を供給する装置である。流体給排装置４６は、本実施形態においてシリンダ型ポンプ（シリンジポンプ）によって構成されており、一対のポンプ用シリンダ５３Ｒ，５３Ｌを有している。ポンプ用シリンダ５３Ｒ，５３Ｌは、互いに車幅方向に離して配置されており、シリンダ部５３ａとピストン部５３ｂとを夫々有している。シリンダ部５３ａは、例えば台車枠１１の一対の側ばり２１に夫々固定されている。２つのシリンダ部５３ａは、第１ポート５４ａ及び第２ポート５４ｂを有しており、一方のシリンダ部５３ａは第１ポート５４ａを介して第１油通路４４に接続され、他方のシリンダ部５３ａは、第２ポート５４ｂを介して第２油通路４５に接続されている。
【００３３】
また、シリンダ部５３ａには、ピストン部５３ｂがシールされた状態で挿入され、ピストン部５３ｂは、シリンダ部５３ａ内を往復運動するようになっている。更にピストン部５３ｂは、枕はり１９に連結されており、枕はり１９の回動に連動して往復運動するようになっている。具体的には、車幅方向一方側にあるポンプ用シリンダ５３Ｒのピストン部５３ｂは、枕はり１９の車幅方向一方側の端部に連結され、車幅方向他方側にあるポンプ用シリンダ５３Ｌのピストン部５３ｂは、枕はり１９の車幅方向他方側の端部に連結されている。それ故、台車枠１１に対して枕はり１９が回動する、即ち台車枠１１に対して車体４が回動すると、回動方向に応じて流体が第１油通路４４及び第２油通路４５の一方に供給される。
【００３４】
例えば、流体給排装置４６では、車体４が台車枠１１に対して周方向一方に回動すると、ポンプ用シリンダ５３Ｒのピストン部５３ｂがシリンダ部５３ａ内に押し込まれ、ポンプ用シリンダ５３Ｌのピストン部５３ｂがシリンダ部４７ｂから引き出される。そうすることで、流体給排装置４６の第１ポート５４ａから作動油が吐出され、その作動油が第１油通路４４を介して第１シリンダ４２ａ，４３ａに作動油が供給される。これにより、第１シリンダ４２ａ，４３ａが伸長し、逆に第２シリンダ４２ｂ，４３ｂが収縮する。そうすると、第２シリンダ４２ｂ，４３ｂから第２油通路４５に作動油が排出され、その作動油が第２油通路４５を介して流体給排装置４６に導かれて吸引される。その結果、第１操舵機構５１の輪軸１２が車幅方向一方側に向き、第２操舵機構５２の輪軸１２が車幅方向他方側に向く。
【００３５】
他方、車体４が台車枠１１に対して周方向他方に回動すると、ポンプ用シリンダ５３Ｌのピストン部５３ｂがシリンダ部５３ａ内に押し込まれ、ポンプ用シリンダ５３Ｒのピストン部５３ｂがシリンダ部５３ａから引き出される。そうすることで、流体給排装置４６の第２ポート５４ｂから作動油が吐出され、その作動油が第２油通路４５を介して第２シリンダ４２ｂ，４３ｂに作動油が供給される。これにより、第２シリンダ４２ｂ，４３ｂが伸長し、逆に第１シリンダ４２ａ，４３ａが収縮する。そうすると、第１シリンダ４２ａから第１油通路４４に作動油が排出され、その作動油が第１油通路４４を介して流体給排装置４６に導かれて吸引される。その結果、第１操舵機構５１の輪軸１２が車幅方向他方側に向き、第２操舵機構５２の輪軸１２が車幅方向一方側に向く。
【００３６】
このように位置調整機構４１では、車体４の回動に連動して流体給排装置４６が第１油通路４４及び第２油通路４５の一方に作動油を吐出し且つ他方から作動油を吸引し、輪軸１２の向きを変えるようになっている。また、流体給排装置４６では、ピストン部５３ｂが台車枠１１に対する枕はり１９の相対回動角、即ち車体４のボギー角δに応じて移動する。即ち、流体給排装置４６は、ボギー角δに応じた量の作動油を各油通路４４，４５に吐出及び吸引するようになっている。これにより、４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａ及び４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂがボギー角δに応じた量で伸縮し、位置調整機構４１は、ボギー角δに応じた角度で第１及び第２操舵機構５１，５２の輪軸１２を夫々傾けることができる。
【００３７】
例えば、図４に示すように輪軸１２が走行するレール３が曲線区間３ａのように曲がっている場合、台車枠１１は、輪軸１２が曲線区間３ａに沿って走行するので、曲線区間３ａの曲り具合に応じて向きを変える。他方、車体４は、枕はり１９を介して回動可能に台車枠１１に支持されているので、走行時の慣性力に従って直進しようとする。それ故、車体４は、台車枠１１に対して相対回動し、車体のボギー角δが大きくなる。そのため、車体のボギー角δに応じた量の作動油が流体給排装置４６から第１及び第２油通路４４，４５に対して吐出及び吸引される。そうすると、４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａ及び４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂがボギー角δに応じた量で伸縮し、その結果各内ケース３２が曲線区間３ａの曲り具合に応じた位置に移動する。これにより、曲線区間３ａの曲り具合に応じて第１操舵機構５１及び第２操舵機構５２の輪軸１２の向きを変えることができ、レール３の曲線区間３ａの曲率半径の大きさに関わらず、アタック角を小さくすることができる。また、操舵台車１では、曲線区間３ａにおいて第１操舵機構５１及び第２操舵機構５２の輪軸１２の向きが互いに車幅方向において反対側に向くようになっている。これにより、操舵台車１がレール３に沿って曲線区間３ａを円滑に曲がることができる。
【００３８】
他方、輪軸１２がレール３の曲線区間３ａから図５に示すような直線区間３ｂ（即ち、直線レール）に移る際、台車枠１１に対して相対回動していた車体４が空気ばね５により元の姿勢、即ちボギー角δが略ゼロとなる姿勢に戻される。この動きに合わせて流体給排装置４６は、第２油通路４５に作動油を吐出し、吐出された作動油が第２油通路４５を介して４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂに供給される。他方、４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａからは、第１油通路４４に作動油が排出され、排出された作動油を流体給排装置４６が吸引する。そうすると、４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａ及び４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂを元の位置、即ち初期位置の方に戻すことができる。即ち、第１操舵機構５１及び第２操舵機構５２の輪軸１２の向きを曲線区間３ａの曲り具合に合せながら真直ぐ（横ばり２２に対する輪軸１２の傾きがゼロとなる姿勢）に戻すことができ、輪軸１２が直線区間３ｂに移ることによって第１操舵機構５１及び第２操舵機構５２の輪軸１２の向きを真直ぐにすることができる。輪軸１２が直線区間３ｂを走行している間は、ボギー角δの変化が殆どないので、流体給排装置４６からの作動油の吐出が止まる。それ故、直線区間３ｂでは、内ケース３２の長手方向の動きが抑制され、輪軸１２の向きを真直ぐに維持することができる。これにより、輪軸１２は、蛇行動することを抑制でき、操舵台車１は、直線区間３ｂを安定して走行することができる。
【００３９】
このように、操舵台車１では、一対のシリンダ機構４２，４３に対して作動油を給排し、輪軸１２の向きを変えることができる。このように一対のシリンダ機構４２，４３に対して作動油を給排することによって操舵台車１の操舵を行うことができるので、簡単な構造で操舵台車１を実現することができる。また、レール３の曲り具合に応じて変化するボギー角δに応じて一対のシリンダ機構４２，４３に作動油を給排して輪軸１２の向きを変えることができるので、複雑な制御を行うことなくレール３の曲り具合に応じた操舵を操舵台車１にて実現することができる。更に、前後に配置される一対のシリンダ機構４２に対してレール３の曲り具合に応じた量の作動油が給排されるので、各内ケース３２の位置をレール３の曲り具合に応じて調整することができる、即ち台車枠１１に対する輪軸１２の傾きを曲線区間３ａの曲り具合に応じて調整することができる。
【００４０】
更に、操舵台車１では、流体給排装置４６と第１シリンダ４２ａ，４３ａの全てが第１油通路４４によって繋がり、且つ流体給排装置４６と第２シリンダ４２ｂ，４３ｂの全てとが第２油通路４５によって繋がっている。即ち、流体供給装置４６と一対のシリンダ機構４２，４３が並列的に接続され、流体給排装置４６から一対のシリンダ機構４２，４３に流体が直接給排される。これに対して、一対のシリンダ機構４２，４３を直列的に接続することも可能である。しかし、一対のシリンダ機構４２，４３が並列して接続することによって、各シリンダ４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂだけでなく、それらと流体給排装置４６とを繋ぐ流路もまた鏡面対称に配置することができる。それ故、各シリンダ４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂと流体給排装置４６とを繋ぐ通路の長さを均等にすることができる。これにより、各シリンダ４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂに供給される作動油の圧損差を小さくすることができ、前後の輪軸１２の動きの差を小さくすることができる。
【００４１】
また、流体給排装置４６では、シリンダ型ポンプが採用されており、シリンダ型ポンプがボギー角δに応じた量の作動油を吐出吸引している。それ故、一対のシリンダ機構４２，４３に過剰な量の流体が導かれることがなく、輪軸１２が必要以上(例えば、ボギー角δ以上)に傾くことを抑えることができる。
【００４２】
更に、位置調整機構４１では、粘性を有する作動油によって角シリンダ４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂを伸長させて各内ケース３２の位置を調整するので、各内ケース３２をゆっくりと動かすことができる、即ち輪軸１２の急激な移動を抑制することができる。これにより、図６のように輪軸１２がレール３の直線区間３ｂを走行する時において輪軸１２が蛇行動することを抑制できる。このように、位置調整機構４１は、直線走行時に輪軸１２が舵行動することを抑制しつつ、曲線走行時における操舵性能を維持又は向上させることができる。
【００４３】
また、第１油通路４４及び第２油通路４５には、アキュムレータ４７，４８が夫々接続されている。アキュムレータ４７，４８は、その中に作動油を貯めておくことができ、必要に応じて作動油を各油通路４４，４５に供給したり、各油通路４４，４５を流れる作動油を引き抜いたりするようになっている。例えば、外気温の変化等によって作動油が膨張したり収縮したりすることがある。アキュムレータ４７，４８は、作動油が膨張すると油通路４４，４５から作動油を引き入れて貯め、作動油が収縮すると各油通路４４，４５に作動油を供給する。これにより、作動油の圧力が外気温の変化等によって変動することを抑えることができ、外気温の変化等に伴う操舵性能のバラつきを抑えることができる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の操舵台車１Ａは、第１実施形態の操舵台車１と構成が類似している。以下では、第２実施形態の操舵台車１Ａの構成について、第１実施形態の操舵台車１の構成と異なる構成について主に説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
第２実施形態の操舵台車１Ａは、図７に示すような位置調整機構４１Ａを備えており、位置調整機構４１Ａは、一対のシリンダ機構４２，４３、流体給排装置４６Ａ、電動機５５、及び制御装置６０を有している。流体給排装置４６Ａは、第１油通路４４及び第２油通路４５のうち一方から流体を吸引し且つ他方に流体を供給する装置であり、本実施形態においてギヤポンプ、ベーンポンプ、及び斜板ポンプ等の定量の作動油を吐出できる油圧ポンプ５３Ａによって構成されている。油圧ポンプ５３Ａは、入力軸５３ｃを有しており、入力軸５３ｃの回転に応じた量の作動油を吐出し且つ吸引するようになっている。
【００４６】
また、油圧ポンプ５３Ａは、第１及び第２ポート５４ａ，５４ｂを有し且つ双方向に吐出可能なポンプであり、入力軸５３ｃの回転方向に応じた方向に作動油を吐出するようになっている。即ち、入力軸５３ｃが正回転すると、油圧ポンプ５３Ａは、第１ポート５４ａから作動油を吐出し且つ第２ポート５４ｂから作動油を吸引する。他方、入力軸５３ｃが逆回転すると、油圧ポンプ５３Ａは、第２ポート５４ｂから作動油を吐出し且つ第１ポート５４ａから作動油を吸引するようになっている。第１及び第２ポート５４ａ，５４ｂは、第１及び第２油通路４４，４５に夫々つながっており、入力軸５３ｃの回転方向に応じて第１及び第２油通路４４，４５の一方に作動油が吐出され、他方から作動油が吸引されるようになっている。
【００４７】
このように構成される油圧ポンプ５３Ａでは、入力軸５３ｃを正回転させて第１ポート５４ａから第１油通路４４に作動油が吐出されると、４つの第１シリンダ４２ａ、４３ａが伸長し且つ４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂが収縮する。これにより、第１操舵機構５１の輪軸１２が車幅方向一方側に向き、且つ第２操舵機構５２の輪軸１２を車幅方向他方側に向く。他方、入力軸５３ｃを逆回転させて第２ポート５４ｂから第２油通路４５に作動油が吐出されると、４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂが伸長し且つ４つの第１シリンダ４２ａ、４３ａが収縮する。これにより、第１操舵機構５１の輪軸１２を車幅方向他方側に向き、且つ第２操舵機構５２の輪軸１２を車幅方向一方側に向く。このように動く油圧ポンプ５３Ａには、入力軸５３ｃを回転させるべく電動機５５が設けられている。
【００４８】
電動機５５は、例えばサーボモータであり、入力軸５３ｃに固定されている。電動機５５は、入力される操舵指令に応じた回転角（又は回転数）で入力軸５３ｃを回転させるようになっている。また、電動機５５は、制御装置６０に電気的に接続されており、制御装置６０は、操舵指令を電動機５５に出力して電動機５５の動きを制御するようになっている。
制御装置６０は、記憶部６０ａと駆動制御部６０ｂとを有しており、記憶部６０ａは、走行するレール３の形状を走行路線の全長に渡って記憶している。なお、記憶部６０ａは、必ずしもレール３の形状を走行路線の全長に渡って記憶している必要はなく、無線通信等によってレール３の所定の区間毎の形状を受信して記憶してもよい。また、駆動制御部６０ｂは、記憶部６０ａに記憶されるレール３の形状に基づいて操舵指令を生成し、生成された操舵指令を電動機５５に出力するようになっている。
【００４９】
このように構成される操舵台車１Ａでは、図４に示すように輪軸１２が走行するレール３が曲線区間３ａのように曲がっている場合、制御装置６０の駆動制御部６０ｂは、記憶部６０ａに記憶されるレール３の形状から曲線区間３ａの曲り具合を検知し、曲線区間３ａの曲り具合に応じた操舵指令を生成する。生成された操舵指令は、駆動制御部６０ｂから電動機５５に出力され、電動機５５は、操舵指令に応じた方向で且つ回転角（又は回転数）で入力軸５３ｃを回転させる。そうすると、油圧ポンプ５３Ａから４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａに作動油が供給され、４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａが伸長すると共に４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂが収縮する。これにより、第１操舵機構５１の輪軸１２が車幅方向他方側に向き、且つ第２操舵機構５２の輪軸１２が車幅方向一方側に向く。この際、油圧ポンプ５３Ａから４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａには、曲線区間３ａの曲り具合に応じた流量の作動油が供給されるので、曲線区間３ａの曲り具合に応じた角度に第１及び第２操舵機構５１，５２の輪軸１２が傾く。
【００５０】
他方、輪軸１２がレール３の曲線区間３ａから図５に示すような直線区間３ｂ（即ち、直線レール）に移る際、制御装置６０の駆動制御部６０ｂは、記憶部６０ａに記憶されるレール３の形状から曲線区間３ａから直線区間３ｂに移行することを検知し、曲線区間３ａから直線区間３ｂに移行するに当たっての曲線区間３ａの曲り具合に応じた操舵指令を生成する。曲線区間３ａの場合と同様に、生成された操舵指令は、駆動制御部６０ｂから電動機５５に出力され、電動機５５は、操舵指令に応じた方向で且つ回転角（又は回転数）で入力軸５３ｃを回転させる。そうすると、油圧ポンプ５３Ａから４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａに供給された作動油が油圧ポンプ５３Ａを介して４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂに戻され、４つの第１シリンダ４２ａ，４３ａ及び４つの第２シリンダ４２ｂ，４３ｂが初期位置に戻る。即ち、第１操舵機構５１及び第２操舵機構５２の輪軸１２の向きを曲線区間３ａの曲り具合に合せながら真直ぐ（輪軸１２を傾きがゼロとなる姿勢）に戻すことができ、輪軸１２が直線区間３ｂに移ることによって第１操舵機構５１及び第２操舵機構５２の輪軸１２の向きを真直ぐにすることができる。その後、直線区間３ｂに沿って輪軸１２を真直ぐ走行させることができる。
【００５１】
このように構成される操舵台車１Ａでは、レール３の曲り具合に応じて制御装置６０から操舵指令が出力され、その操舵指令に応じて流体給排装置４６Ａが作動油を一対のシリンダ機構４２，４３に供給することによって輪軸１２の向きをかえることができる。即ち、操舵台車１Ａでは、第１実施形態の操舵台車１が実施するようなパッシブ制御ではなく、アクティブ制御によってレール３の曲り具合に応じて輪軸１２の向きを変えることができる。
【００５２】
その他、第２実施形態の操舵台車１Ａは、第１実施形態の操舵台車１と同様の作用効果を奏する。
【００５３】
＜その他の形態について＞
第１及び第２実施形態の操舵台車１，１Ａでは、軸箱支持装置１５が軸はり式のものであったが、必ずしもそれに限定されない。軸箱支持装置１５は、例えば、軸箱守り式、板ばね式、リンク式等のものであってもよく、その方式は問わない。また、軸箱支持装置１５は、軸はり２３によって台車枠１１に対して車幅方向に揺動可能に構成されているが、必ずしも車幅方向に揺動可能に構成されている必要はない。
【００５４】
また、位置調整機構４１，４１Ａのシリンダ機構４２，４３は、２つの単動シリンダによって夫々構成されているが、複動シリンダによって構成してもよい。なお、単動シリンダによって構成することで、シリンダ機構４２の構成をコンパクトにすることができる。また、使用される流体も作動油に限定されず、空気等の気体であってもよい。更に、位置調整機構４１のアクチュエータとして油圧式のシリンダが採用されているが、電動式のアクチュエータ、例えばボールねじ機構を電動機で駆動させるような構成であってもよい。この場合、例えばレール３の曲線区間３ａの曲り度合、又はボギー角δ等を検出し、検出された度合いに応じて輪軸１２の傾きを変えるべく、制御装置６０が電動式のアクチュエータの動きを制御することで実現することができる。
【００５５】
更に、操舵台車１，１Ａでは、外ケース３１に対して内ケース３２を相対移動させることで台車枠１１に対して軸受１３を相対移動させるようになっているが、台車枠１１に対して軸受１３を相対移動させるために必ずしも軸箱１４を二重構造にする必要はない。例えば、軸箱１４自体が台車枠１１に対して長手方向に相対移動するように、軸箱支持装置１５に設けてもよく、また軸箱１４に対して軸受１３が長手方向に相対移動するように軸箱１４に軸受１３が収納されていてもよい。
【００５６】
更に、操舵台車１，１Ａの外ケース３１，３１Ａ及び内ケース３２，３２Ａの形状は、上述するようなものに限定されず、内ケース３２，３２Ａが外ケース３１，３１Ａに対して長手方向に相対移動可能な形状であればよい。また、内ケース３２，３２Ａは、外ケース３１，３１Ａに対する車幅方向の動きが規制されているが必ずしも規制する必要はなく、車幅方向に動くように構成されていてもよい。特に、輪軸１２の向きの変化に合わせて内ケース３２，３２Ａが外ケース３１，３１Ａに対してねじれるように構成されることによって、軸箱支持装置１５が台車枠１１に対して車幅方向に揺動しなくても輪軸１２の向きを変えることができる。
【００５７】
更に、操舵台車１，１Ａでは、外ケース３１，３１Ａとすり板３３とを別部材によって形成しているが、必ずしもすり板３３を別に設ける必要はない。即ち、摺動部３２ｂ，３２ｂが外ケース３１の天井面を摺動するようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ａ  操舵台車
３  レール
４  車体
１１  台車枠
１２  輪軸
１３  軸受
１４，１４Ａ  軸箱
１５  軸箱支持装置
１６  車軸
１７  車輪
１９  枕はり
４２，４３  シリンダ機構（アクチュエータ）
４２ａ，４３ａ  第１シリンダ（第１単動シリンダ）
４２ｂ，４３ｂ  第２シリンダ（第２単動シリンダ）
４４  第１油通路
４５  第２油通路
４６，４６Ａ  流体供給装置
４７，４８  アキュムレータ（第１及び第２アキュムレータ）
５１  第１操舵機構
５２  第２操舵機構
５３Ａ  油圧ポンプ
５３Ｒ，５３Ｌ  ポンプ用シリンダ
５４ａ  第１ポート
５４ｂ  第２ポート
６０  制御装置
【図１】
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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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