(57)【要約】  鉄道車両用台車は、右側の側ばり（１１）を含む第１枠体（１０）と、左側の側ばり（２１）を含む第２枠体（２０）と、各軸箱（３３Ａ〜３３Ｄ）から延び出すリンク（３４Ａ〜３４Ｄ）を有する軸箱支持装置と、を備える。両枠体（１０、２０）は弾性要素（３０）を介して結合される。右前側の軸箱（３３Ａ）を第１枠体（１０）の前端部（１１ａ）で支持し、リンク（３４Ａ）が第２枠体（２０）からの延出部（２３）に結合される。左前側の軸箱（３３Ｂ）を第２枠体（２０）の前端部（２１ａ）で支持し、リンク（３４Ｂ）が第１枠体（１０）からの延出部（１３）に結合される。右後側の軸箱（３３Ｃ）を第１枠体（１０）の後端部（１１ｂ）で支持し、リンク（３４Ｃ）が第１枠体（１０）の側ばり（１１）に結合される。左後側の軸箱（３３Ｄ）を第２枠体（２０）の後端部（２１ｂ）で支持し、リンク（３４Ｄ）が第２枠体（２０）の側ばり（２１）に結合される。
2016017103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に輪軸を備え、前記輪軸の自己操舵が可能な鉄道車両用台車であって、
前記台車は、
右側の側ばり及びこの右側の側ばりと一体の第１横ばりを含む第１枠体と、
左側の側ばり及びこの左側の側ばりと一体の第２横ばりを含む第２枠体と、
前記各輪軸の左右の各軸箱をそれぞれ弾性的に支持する軸箱支持装置であって、前記軸箱から前後方向に沿って延び出すリンクを有する軸箱支持装置と、
前記各輪軸の左右の各車輪にそれぞれ対応する踏面ブレーキ装置と、
前記各輪軸をそれぞれ駆動させる主電動機及び歯車装置と、を備え、
前記第１枠体と前記第２枠体は、弾性要素を介して結合され、
前記第１横ばりは、前記第２枠体の前記側ばりの前端部に向けて延び出す第１延出部を有し、
前記第２横ばりは、前記第１枠体の前記側ばりの前端部に向けて延び出す第２延出部を有し、
右前側の前記軸箱支持装置は、右前側の前記軸箱を前記第１枠体の前記側ばりの前端部によって支持するとともに、その右前側の前記軸箱の前記リンクが前記第２枠体の前記第２延出部に結合され、
左前側の前記軸箱支持装置は、左前側の前記軸箱を前記第２枠体の前記側ばりの前端部によって支持するとともに、その左前側の前記軸箱の前記リンクが前記第１枠体の前記第１延出部に結合され、
右後側の前記軸箱支持装置は、右後側の前記軸箱を前記第１枠体の前記側ばりの後端部によって支持するとともに、その右後側の前記軸箱の前記リンクが前記第１枠体の前記側ばりに結合され、
左後側の前記軸箱支持装置は、左後側の前記軸箱を前記第２枠体の前記側ばりの後端部によって支持するとともに、その左後側の前記軸箱の前記リンクが前記第２枠体の前記側ばりに結合され、
前記第１横ばりは、左前側及び右後側の前記各踏面ブレーキ装置を保持するとともに、前後の前記各主電動機及び前記各歯車装置を保持し、
前記第２横ばりは、右前側及び左後側の前記各踏面ブレーキ装置を保持する、鉄道車両用台車。
【請求項２】
請求項１に記載の台車であって、
前記第１枠体と前記第２枠体を結合する前記弾性要素がゴムである、鉄道車両用台車。
【請求項３】
請求項１に記載の台車であって、
前記第１枠体と前記第２枠体を結合する前記弾性要素が積層ゴムである、鉄道車両用台車。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の台車であって、
前記第１横ばりは、前記鉄道車両用台車の中央部まで延び出す第１突片部を有し、
前記第２横ばりは、前記第１突片部に重なるように延び出す第２突片部を有し、
前記第１枠体と前記第２枠体の前記弾性要素を介した結合箇所は、前記第１枠体の前記第１突片部と前記第２枠体の前記第２突片部との間の１点である、鉄道車両用台車。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の台車であって、
前記第１横ばりは、前記第２枠体の前記側ばりの上面に重なるように延び出す第１突片部を有し、
前記第２横ばりは、前記第１枠体の前記側ばりの上面に重なるように延び出す第２突片部を有し、
前記第１枠体と前記第２枠体の前記弾性要素を介した結合箇所は、前記第１枠体の前記第１突片部と前記第２枠体の前記側ばりとの間、及び前記第２枠体の前記第２突片部と前記第１枠体の前記側ばりとの間の２点である、鉄道車両用台車。
【請求項６】
請求項５に記載の台車であって、
前記第１突片部と前記第２突片部の前後方向の形成位置が左右で異なる、鉄道車両用台車。
【請求項７】
請求項５に記載の台車であって、
前記第１突片部と前記第２突片部の前後方向の形成位置が左右で一致する、鉄道車両用台車。
【請求項８】
請求項７に記載の台車であって、
前記第１突片部の形成位置が前記第１延出部の形成位置に近接し、前記第２突片部の形成位置が前記第２延出部の形成位置に近接する、鉄道車両用台車。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の台車であって、
前記第１横ばりは、前記第２横ばりの上面に重なるように延び出す第１突片部を有し、
前記第２横ばりは、前記第１横ばりの上面に重なるように延び出す第２突片部を有し、
前記第１枠体と前記第２枠体の前記弾性要素を介した結合箇所は、前記第１枠体の前記第１突片部と前記第２枠体の前記第２横ばりとの間、及び前記第２枠体の前記第２突片部と前記第１枠体の前記第１横ばりとの間の２点である、鉄道車両用台車。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の台車と車体とを備えた鉄道車両であって、
前記台車は、ボルスタレス台車であり、前記第１枠体の前記側ばり及び前記第２枠体の前記側ばりのそれぞれに配置された左右に一対の空気ばねを備え、
前記車体は、前記各空気ばねに結合されるとともに、前記第１枠体及び前記第２枠体のそれぞれに対し、前後方向に沿いつつ両端にゴムブッシュを有する左右に一対のリンクを介して結合される、鉄道車両。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の台車と車体とを備えた鉄道車両であって、
前記台車は、ボルスタレス台車であり、前記第１枠体の前記側ばり及び前記第２枠体の前記側ばりのそれぞれに配置された左右に一対の空気ばねを備え、
前記車体が前記各空気ばねに結合され、
前記車体の下面から突出する左右に一対の軸部材が、前記第１枠体及び前記第２枠体のそれぞれの上面に設置された円筒部材に挿入され、前記各軸部材と前記円筒部材が係合する、鉄道車両。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の台車と車体とを備えた鉄道車両であって、
前記台車は、ボルスタ付き台車であり、前記第１枠体の前記側ばり及び前記第２枠体の前記側ばりのそれぞれに配置された側受けと、前記各側受けによってスライド可能に支持されたボルスタと、前記ボルスタに配置された左右に一対の空気ばねと、を備え、
前記車体は、前記各空気ばねに結合され、前記ボルスタは、前記第１枠体及び前記第２枠体のそれぞれに対し、前後方向に沿いつつ両端にゴムブッシュを有する左右に一対のリンクを介して結合される、鉄道車両。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の台車と車体とを備えた鉄道車両であって、
前記台車は、ボルスタ付き台車であり、前記第１枠体の前記側ばり及び前記第２枠体の前記側ばりのそれぞれに配置された側受けと、前記各側受けによってスライド可能に支持されたボルスタと、前記ボルスタに配置された左右に一対の空気ばねと、を備え、
前記車体は、前記各空気ばねに結合され、
前記ボルスタは、前記第１枠体及び前記第２枠体のそれぞれに対し、前記各枠体の上面に設置された左右に一対の下心皿と、前記ボルスタの下面から突出して前記下心皿に接する上心皿とによって支持される、鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用台車に関し、特に、前後の輪軸の自己操舵が可能な台車、及びその台車と車体とを備えた鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両は、車体と台車から構成され、レール上を走行する。鉄道車両が曲線路を通過する際、車輪がレールを左右方向に押す力、いわゆる横圧が発生する。横圧が大きくなると脱線の危険性が高まるため、横圧を低く抑えることが望ましい。また、車輪がレールを鉛直方向に押す力、いわゆる輪重について、軌道がねじれた区間、特に曲線路の出口緩和曲線の区間では、外軌側の車輪の輪重が小さくなる。輪重が極端に小さくなると脱線の危険性が高まるため、軌道のねじれに追従して左右の輪重のバランスを保つことが望ましい。【０００３】
曲線路で横圧を低減する技術として、例えば、実開昭６１−１０５２６８号公報（特許文献１）に開示されるように、曲線路のレールの曲率に応じて前後の輪軸を自己操舵することができる台車（以下、「操舵台車」ともいう）がある。従来の操舵台車は、前後の輪軸それぞれの左右に備わる軸箱をクロスアンカーリンクでたすき掛けに結合した構成である。【０００４】
従来の操舵台車では、輪軸の操舵に伴い、輪軸が台車枠に対して傾くため、台車枠と車輪との間で相対的な前後方向の変位が生じる。このため、各車輪に対して踏面ブレーキ装置を備える操舵台車の場合、各車輪と各踏面ブレーキ装置との前後方向の距離が常時変わらないようにする工夫が不可欠である。その工夫として、踏面ブレーキ装置そのものの構成を変更する場合、その構成が複雑になり、製造コストが上昇する。このため、汎用の踏面ブレーキ装置を利用することが望ましい。同様に、輪軸を駆動させるための主電動機及び歯車装置（継手を含む）も汎用のものを利用することが望ましい。【０００５】
汎用の踏面ブレーキ装置を利用する場合の工夫として、例えば、前記特許文献１及び特開平８−１１７１７号公報（特許文献２）は、輪軸の操舵に追従する踏面ブレーキ装置専用のリンク機構を付加した台車を開示する。しかし、この操舵台車は、操舵機能をもたらす上記クロスアンカーリンクとは別に、格別なリンク機構が必要となる。【０００６】
一方、輪重の変動を抑制する技術として、例えば、特開昭５６−１３５５６７号公報（特許文献３）及び特許第５５２４６３４号公報（特許文献４）は、台車枠を左右に分割した台車であって、左右の各側ばりが相対的に上下方向のみに移動又は回転を許容するように結合した台車を開示する。この台車は操舵機能を持たない。このため、特許文献３及び４に開示される台車は、曲線路での横圧を低減できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６１−１０５２６８号公報
【特許文献２】特開平８−１１７１７号公報
【特許文献３】特開昭５６−１３５５６７号公報
【特許文献４】特許第５５２４６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、下記の特性を有する自己操舵が可能な鉄道車両用台車及び鉄道車両を提供することである：
・汎用の踏面ブレーキ装置を利用でき、しかも、主電動機及び歯車装置（継手を含む）も汎用のものを利用できること；
・曲線路での横圧を低減できると同時に、輪重の変動を抑制できること。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（Ｉ）本発明の実施形態による鉄道車両用台車は、前後に輪軸を備え、前記輪軸の自己操舵が可能な鉄道車両用台車である。
前記台車は、
右側の側ばり及びこの右側の側ばりと一体の第１横ばりを含む第１枠体と、
左側の側ばり及びこの左側の側ばりと一体の第２横ばりを含む第２枠体と、
前記各輪軸の左右の各軸箱をそれぞれ弾性的に支持する軸箱支持装置であって、前記軸箱から前後方向に沿って延び出すリンクを有する軸箱支持装置と、
前記各輪軸の左右の各車輪にそれぞれ対応する踏面ブレーキ装置と、
前記各輪軸をそれぞれ駆動させる主電動機及び歯車装置と、を備える。
前記第１枠体と前記第２枠体は、弾性要素を介して結合される。
前記第１横ばりは、前記第２枠体の前記側ばりの前端部に向けて延び出す第１延出部を有し、
前記第２横ばりは、前記第１枠体の前記側ばりの前端部に向けて延び出す第２延出部を有する。
右前側の前記軸箱支持装置は、右前側の前記軸箱を前記第１枠体の前記側ばりの前端部によって支持するとともに、その右前側の前記軸箱の前記リンクが前記第２枠体の前記第２延出部に結合される。
左前側の前記軸箱支持装置は、左前側の前記軸箱を前記第２枠体の前記側ばりの前端部によって支持するとともに、その左前側の前記軸箱の前記リンクが前記第１枠体の前記第１延出部に結合される。
右後側の前記軸箱支持装置は、右後側の前記軸箱を前記第１枠体の前記側ばりの後端部によって支持するとともに、その右後側の前記軸箱の前記リンクが前記第１枠体の前記側ばりに結合される。
左後側の前記軸箱支持装置は、左後側の前記軸箱を前記第２枠体の前記側ばりの後端部によって支持するとともに、その左後側の前記軸箱の前記リンクが前記第２枠体の前記側ばりに結合される。
前記第１横ばりは、左前側及び右後側の前記各踏面ブレーキ装置を保持するとともに、前後の前記各主電動機及び前記各歯車装置を保持し、
前記第２横ばりは、右前側及び左後側の前記各踏面ブレーキ装置を保持する。【００１０】
上記の台車において、
前記第１枠体と前記第２枠体を結合する前記弾性要素がゴム、特に積層ゴムであることが好ましい。【００１１】
また、上記の台車において、
前記第１横ばりは、前記鉄道車両用台車の中央部まで延び出す第１突片部を有し、
前記第２横ばりは、前記第１突片部に重なるように延び出す第２突片部を有し、
前記第１枠体と前記第２枠体の前記弾性要素を介した結合箇所は、前記第１枠体の前記第１突片部と前記第２枠体の前記第２突片部との間の１点である構成とすることができる。【００１２】
また、上記の台車において、
前記第１横ばりは、前記第２枠体の前記側ばりの上面に重なるように延び出す第１突片部を有し、
前記第２横ばりは、前記第１枠体の前記側ばりの上面に重なるように延び出す第２突片部を有し、
前記第１枠体と前記第２枠体の前記弾性要素を介した結合箇所は、前記第１枠体の前記第１突片部と前記第２枠体の前記側ばりとの間、及び前記第２枠体の前記第２突片部と前記第１枠体の前記側ばりとの間の２点である構成としてもよい。【００１３】
この台車の場合、
前記第１突片部と前記第２突片部の前後方向の形成位置が左右で異なる構成であってもよいし、
前記第１突片部と前記第２突片部の前後方向の形成位置が左右で一致する構成であってもよい。【００１４】
後者の台車では、前記第１突片部の形成位置が前記第１延出部の形成位置に近接し、前記第２突片部の形成位置が前記第２延出部の形成位置に近接する構成であることが好ましい。【００１５】
また、上記の台車において、
前記第１横ばりは、前記第２横ばりの上面に重なるように延び出す第１突片部を有し、
前記第２横ばりは、前記第１横ばりの上面に重なるように延び出す第２突片部を有し、
前記第１枠体と前記第２枠体の前記弾性要素を介した結合箇所は、前記第１枠体の前記第１突片部と前記第２枠体の前記第２横ばりとの間、及び前記第２枠体の前記第２突片部と前記第１枠体の前記第１横ばりとの間の２点である構成とすることができる。【００１６】
（II）本発明の実施形態による鉄道車両は、上記の台車と車体とを備えた鉄道車両である。前記台車は、ボルスタレス台車であっても、ボルスタ付き台車であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の鉄道車両用台車及び鉄道車両は、自己操舵が可能であり、下記の顕著な効果を有する：
・汎用の踏面ブレーキ装置を利用でき、しかも、主電動機及び歯車装置（継手を含む）も汎用のものを利用できること；
・曲線路での横圧を低減できると同時に、輪重の変動を抑制できること。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による鉄道車両用台車の一例を模式的に示す上面図である。
【図２】図２は、図１に示す鉄道車両用台車に用いられる台車枠の具体例を示す上面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１に示す鉄道車両用台車の右側面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１に示す鉄道車両用台車の左側面図である。
【図４】図４は、図２に示す鉄道車両用台車のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、図１に示す鉄道車両用台車を備えた鉄道車両の一例を模式的に示す上面図である。
【図６】図６は、図５に示す鉄道車両の正面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図５に示す鉄道車両が左旋回の曲線路を走行する際の状況を模式的に示す上面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図５に示す鉄道車両が右旋回の曲線路を走行する際の状況を模式的に示す上面図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態による鉄道車両用台車の一例を模式的に示す上面図である。
【図９】図９は、図８に示す鉄道車両用台車に用いられる台車枠の具体例を示す上面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図８に示す鉄道車両用台車の右側面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図８に示す鉄道車両用台車の左側面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３実施形態による鉄道車両用台車の一例を模式的に示す上面図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す鉄道車両用台車に用いられる台車枠の具体例を示す上面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４実施形態による鉄道車両用台車の一例を模式的に示す上面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す鉄道車両用台車に用いられる台車枠の具体例を示す上面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図１４に示す鉄道車両用台車のＢ−Ｂ断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１４に示す鉄道車両用台車のＣ−Ｃ断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第５実施形態による鉄道車両の一例を模式的に示す正面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第６実施形態による鉄道車両の一例を模式的に示す正面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第７実施形態による鉄道車両の一例を模式的に示す正面図である。
【図１９】図１９は、実施例での解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の鉄道車両用台車及び鉄道車両について、その実施形態を詳述する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による鉄道車両用台車の一例を模式的に示す上面図である。図２は、図１に示す鉄道車両用台車に用いられる台車枠の具体例を示す上面図である。図３Ａは、図１に示す鉄道車両用台車の右側面図であり、図３Ｂは、その台車の左側面図である。図４は、図２に示す鉄道車両用台車のＡ−Ａ断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、第１実施形態の台車は、台車枠として、互いに別個独立した第１枠体１０と第２枠体２０とを備える。台車枠は、第１枠体１０と第２枠体２０を組み合わせてなる。図１では、第１枠体１０と第２枠体２０の構成の理解を容易にするため、第１枠体１０の構成要素は太い実線で示し、第２枠体２０の構成要素は太い点線で示す。
【００２２】
第１枠体１０は、右側の側ばり１１と第１横ばり１２とを含む。右側の側ばり１１と第１横ばり１２は、溶接によって強固に接合され一体化されている。一方、第２枠体２０は、左側の側ばり２１と第２横ばり２２とを含む。左側の側ばり２１と第２横ばり２２は、溶接によって強固に接合され一体化されている。
【００２３】
第１枠体１０の第１横ばり１２は、第２枠体２０の側ばり２１の前端部２１ａに向けて延び出す第１延出部１３を備える（図１、図２及び図３Ｂ参照）。第１延出部１３は、第２枠体２０の側ばり２１の下に回り込み、その側ばり２１の前端部２１ａの後方に配置される。すなわち、右側の側ばり１１と一体の第１横ばり１２から延び出す第１延出部１３は、その反対側の左側の側ばり２１の位置まで達する。一方、第２枠体２０の第２横ばり２２は、第１枠体１０の側ばり１１の前端部１１ａに向けて延び出す第２延出部２３を備える（図１、図２及び図３Ａ参照）。第２延出部２３は、第１枠体１０の側ばり１１の下に回り込み、その側ばり１１の前端部１１ａの後方に配置される。すなわち、左側の側ばり２１と一体の第２横ばり２２から延び出す第２延出部２３は、その反対側の右側の側ばり１１の位置まで達する。
【００２４】
第１枠体１０と第２枠体２０は、弾性要素３０を介して結合される。具体的には、図１、図２及び図４に示すように、第１横ばり１２は、鉄道車両用台車の中央部まで延び出す第１突片部１４を有する。一方、第２横ばり２２は、その第１突片部１４に重なるように延び出す第２突片部２４を有する。第１突片部１４と第２突片部２４の重なり部分の各々は水平である。この重なり部分では、第１突片部１４と第２突片部２４のどちらが上でも構わない。図４は、第１突片部１４が第２突片部２４の上に重なる場合を示す。
【００２５】
第１突片部１４と第２突片部２４の重なり部分は、両者の間に弾性要素３０が配置され、この弾性要素３０を介して結合される。これにより、第１枠体１０と第２枠体２０は、第１枠体１０の第１突片部１４と第２枠体２０の第２突片部２４との間の１点で、弾性要素３０を介して結合された状態になる。弾性要素３０は前後左右上下のあらゆる方向への弾性変形を許容する。厳密には、弾性要素３０の弾性は、上下方向には硬く、前後方向には操舵機能を得るために軟らかく、ローリング方向及びピッチング方向の回転に対しては、軌道の変化に追従できるようにある程度軟らかい。弾性要素３０としては、天然ゴムや合成ゴム等のようなゴムを単体で適用したり、薄いゴムシートと鋼板を交互に積層した積層ゴムを適用したりすることができる。実用的には、積層ゴムが好ましい。
【００２６】
このような第１枠体１０及び第２枠体２０を組み合わせて成る台車枠は、前後にそれぞれ輪軸３１Ａ、３１Ｂを備える。各輪軸３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ左右に車輪３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄを備える。また、各輪軸３１Ａ、３１Ｂの左右の両端部には、それぞれ軸箱３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄが取り付けられる。各軸箱３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄは、台車枠（第１枠体１０及び第２枠体２０）に対し、軸箱支持装置によって弾性的に支持される。
【００２７】
各軸箱支持装置は、汎用品であり、図１、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、各軸箱３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄから前後方向に沿って延び出すリンク３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄを有する。図３Ａ及び図３Ｂに示す軸箱支持装置は、いわゆるモノリンク式の軸箱支持装置である。モノリンク式とは、両端部にゴムブッシュを挿入した１本のリンクによって軸箱と台車枠を結合する形式である。
【００２８】
右前側の軸箱支持装置は、特に図３Ａに示すように、右前側の軸箱３３Ａを第１枠体１０の側ばり１１の前端部１１ａによって支持する。その軸箱３３Ａとその側ばり１１の前端部１１ａとの間には、コイルスプリング３５が配置される。コイルスプリング３５に加え、又はコイルスプリング３５に代えて、積層ゴムが配置されてもよい。その軸箱支持装置のリンク３４Ａは、前後の両端部にゴムブッシュ３６ａ、３６ｂを有する。リンク３４Ａの前端部がゴムブッシュ３６ａを介して軸箱３３Ａに連結され、リンク３４Ａの後端部がゴムブッシュ３６ｂを介して第２枠体２０の第２延出部２３に連結される。
【００２９】
一方、左前側の軸箱支持装置は、特に図３Ｂに示すように、左前側の軸箱３３Ｂを第２枠体２０の側ばり２１の前端部２１ａによって支持する。その側ばり２１の前端部２１ａによる軸箱３３Ｂの支持構造は、上記した右前側の軸箱支持装置の場合と同様である。左前側の軸箱支持装置のリンク３４Ｂは、前後の両端部にゴムブッシュ３６ａ、３６ｂを有する。リンク３４Ｂの前端部がゴムブッシュ３６ａを介して軸箱３３Ｂに連結され、リンク３４Ｂの後端部がゴムブッシュ３６ｂを介して第１枠体１０の第１延出部１３に連結される。
【００３０】
また、右後側の軸箱支持装置は、特に図３Ａに示すように、右後側の軸箱３３Ｃを第１枠体１０の側ばり１１の後端部１１ｂによって支持する。その側ばり１１の後端部１１ｂによる軸箱３３Ｃの支持構造は、上記した右前側の軸箱支持装置の場合と同様である。ここで、第１枠体１０の側ばり１１の下面には、第１突起部１５が設けられている。この第１突起部１５は、その側ばり１１の後端部１１ｂの前方の位置から突出する。右後側の軸箱支持装置のリンク３４Ｃは、前後の両端部にゴムブッシュ３６ａ、３６ｂを有する。リンク３４Ｃの後端部がゴムブッシュ３６ａを介して軸箱３３Ｃに連結され、リンク３４Ｃの前端部がゴムブッシュ３６ｂを介して第１枠体１０の第１突起部１５に連結される。
【００３１】
一方、左後側の軸箱支持装置は、特に図３Ｂに示すように、左後側の軸箱３３Ｄを第２枠体２０の側ばり２１の後端部２１ｂによって支持する。その側ばり２１の後端部２１ｂによる軸箱３３Ｄの支持構造は、上記した右前側の軸箱支持装置の場合と同様である。ここで、第２枠体２０の側ばり２１の下面には、第２突起部２５が設けられている。この第２突起部２５は、その側ばり２１の後端部２１ｂの前方の位置から突出する。左後側の軸箱支持装置のリンク３４Ｄは、前後の両端部にゴムブッシュ３６ａ、３６ｂを有する。リンク３４Ｄの後端部がゴムブッシュ３６ａを介して軸箱３３Ｄに連結され、リンク３４Ｄの前端部がゴムブッシュ３６ｂを介して第２枠体２０の第２突起部２５に連結される。
【００３２】
図１に示すように、上記の台車枠（第１枠体１０及び第２枠体２０）は、各輪軸３１Ａ、３１Ｂの左右の各車輪３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄにそれぞれ対応する踏面ブレーキ装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを備える。各踏面ブレーキ装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄは、各車輪３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄの踏面に対向するブレーキシューを有する。
【００３３】
右前側の踏面ブレーキ装置４０Ａは、右前側の車輪３２Ａの直ぐ後方で、第２枠体２０の第２横ばり２２によって保持される。左前側の踏面ブレーキ装置４０Ｂは、左前側の車輪３２Ｂの直ぐ後方で、第１枠体１０の第１横ばり１２によって保持される。右後側の踏面ブレーキ装置４０Ｃは、右後側の車輪３２Ｃの直ぐ前方で、第１枠体１０の第１横ばり１２によって保持される。左後側の踏面ブレーキ装置４０Ｄは、左後側の車輪３２Ｄの直ぐ前方で、第２枠体２０の第２横ばり２２によって保持される。
【００３４】
実際には、図２に示すように、右前側及び左後側の各踏面ブレーキ装置４０Ａ、４０Ｄは、それぞれ第２枠体２０の第２横ばり２２に形成されたブレーキ装置用座２８ａ、２８ｂに固定される。左前側及び右後側の踏面ブレーキ装置４０Ｂ、４０Ｃは、それぞれ第１枠体１０の第１横ばり１２に形成されたブレーキ装置用座１８ａ、１８ｂに固定される。
【００３５】
図１に示すように、上記の台車枠（第１枠体１０及び第２枠体２０）は、各輪軸３１Ａ、３１Ｂをそれぞれ駆動させるために、主電動機４１Ａ、４１Ｂ、歯車装置４２Ａ、４２Ｂ及び継手４３Ａ、４３Ｂを備える。これらの主電動機４１Ａ、４１Ｂ、歯車装置４２Ａ、４２Ｂ及び継手４３Ａ、４３Ｂは、いずれも汎用品である。歯車装置４２Ａ、４２Ｂは、輪軸３１Ａ、３１Ｂの車軸に嵌め込まれた大歯車と、この大歯車に噛み合う小歯車を有する。継手４３Ａ、４３Ｂは、歯車形継手又はたわみ板形継手であり、主電動機４１Ａ、４１Ｂの主軸と歯車装置４２Ａ、４２Ｂの小歯車軸とを接続し、主電動機４１Ａ、４１Ｂの主軸の回転トルクを歯車装置４２Ａ、４２Ｂの小歯車軸に伝達する。更に、継手４３Ａ、４３Ｂは、主電動機４１Ａ、４１Ｂの主軸と歯車装置４２Ａ、４２Ｂの小歯車軸との間の相対変位を吸収する。
【００３６】
前側の輪軸３１Ａには、左前側の車輪３２Ｂに隣接して前側の歯車装置４２Ａが配置される。第１枠体１０の第１横ばり１２には、左前側の踏面ブレーキ装置４０Ｂに隣接して吊り具４４Ａが設けられる。前側の歯車装置４２Ａは、その吊り具４４Ａによって吊り下げられ、揺動可能に保持される。後側の輪軸３１Ｂには、右後側の車輪３２Ｃに隣接して後側の歯車装置４２Ｂが配置される。第１枠体１０の第１横ばり１２には、右後側の踏面ブレーキ装置４０Ｃに隣接して吊り具４４Ｂが設けられる。後側の歯車装置４２Ｂは、その吊り具４４Ｂによって吊り下げられ、揺動可能に保持される。
【００３７】
実際には、図２に示すように、前側の歯車装置４２Ａは、第１枠体１０の第１横ばり１２から前方に延び出す吊り具用座１７ａに吊り具４４Ａを介して取り付けられる。後側の歯車装置４２Ｂは、第１枠体１０の第１横ばり１２から後方に延び出す吊り具用座１７ｂに吊り具４４Ｂを介して取り付けられる。
【００３８】
第１枠体１０の第１横ばり１２には、前側の吊り具４４Ａに隣接して主電動機４１Ａが保持され、後側の吊り具４４Ｂに隣接して主電動機４１Ｂが保持される。実際には、図２に示すように、前側の主電動機４１Ａは、第１枠体１０の第１横ばり１２から前方に延び出す主電動機用座１６ａに取り付けられる。後側の主電動機４１Ｂは、第１枠体１０の第１横ばり１２から後方に延び出す主電動機用座１６ｂに取り付けられる。
【００３９】
図５は、図１に示す鉄道車両用台車を備えた鉄道車両の一例を模式的に示す上面図である。図６は、図５に示す鉄道車両の正面図である。図７Ａ及び図７Ｂは、図５に示す鉄道車両が曲線路を走行する際の状況を模式的に示す上面図である。これらの図のうち、図７Ａは、左旋回の曲線路の場合を示し、図７Ｂは、右旋回の曲線路の場合を示す。
【００４０】
図５〜図７Ｂに示す鉄道車両は、車両と台車との間にボルスタを有しないボルスタレス台車を用いた鉄道車両である。この鉄道車両は、車体５０の前後に上記の台車を１台ずつ備える。図５〜図７Ｂでは、便宜上、後側の台車を省略するとともに、前記図１と同様に、第１枠体１０の構成要素は太い実線で示し、第２枠体２０の構成要素は太い点線で示す。図６では、便宜上、輪軸も省略する。
【００４１】
図５及び図６に示すように、台車枠を構成する第１枠体１０の側ばり１１及び第２枠体２０の側ばり２１の各上面に空気ばね５１、５１が設置される。車体５０は、それらの左右に一対の空気ばね５１、５１によって台車枠（第１枠体１０の側ばり１１及び第２枠体２０の側ばり２１）に結合される。
【００４２】
ここで、図５及び図６に示すように、車体５０と台車との間には、左右に一対のリンク５２Ａ、５２Ｂが配置される。各リンク５２Ａ、５２Ｂは、前後方向に沿って延び、前後の両端部にゴムブッシュ５３ａ、５３ｂ有する。右側のリンク５２Ａは、その前端部がゴムブッシュ５３ａを介して第１枠体１０の第１横ばり１２に連結され、後端部がゴムブッシュ５３ｂを介して車体５０に連結される。左側のリンク５２Ｂは、その後端部がゴムブッシュ５３ａを介して第２枠体２０の第２横ばり２２に連結され、前端部がゴムブッシュ５３ｂを介して車体５０に連結される。
【００４３】
各空気ばね５１、５１は、車体５０の重量を負担する。車体５０と台車を結合する左右の各リンク５２Ａ、５２Ｂのゴムブッシュ５３ａ、５３ｂは、上下左右の方向の変位を許容する。
【００４４】
このような構成の鉄道車両が曲線路を走行する際の各構成要素の挙動は、下記のとおりである。曲線路では、車体５０と台車との間に相対的なヨーイング変位が発生する。例えば、左旋回の曲線路では、図７Ａに示すように、車体５０は、台車に対し、すなわち車両の進行方向に対し、右向きにヨーイングする様相になる。それとは逆に右旋回の曲線路では、図７Ｂに示すように、車体５０は、台車に対し、左向きにヨーイングする様相になる。
【００４５】
先ず、図７Ａを参照し、左旋回の曲線路の場合について説明する。上記のとおり、車体５０は、右側のリンク５２Ａを介して第１枠体１０（第１横ばり１２）に結合され、左側のリンク５２Ｂを介して第２枠体２０（第２横ばり２２）に結合されている。このため、車体５０が右向きにヨーイングすることにより、第１枠体１０には右側のリンク５２Ａを通じて後方に向く力が作用し、第２枠体２０には左側のリンク５２Ｂを通じて前方に向く力が作用する。すなわち、第１枠体１０と第２枠体２０には、前後方向で互いに逆向きの力が作用する。
【００４６】
その際、上記のとおり、第１枠体１０と第２枠体２０は、弾性要素３０を介して結合されている。このため、第１枠体１０と第２枠体２０に個々に上記の力が作用することにより、弾性要素３０が弾性変形し、その結果として、第１枠体１０は後方に移動し、第２枠体２０は前方に移動する。要するに、第１枠体１０と第２枠体２０の相対的な前後運動が生じる。
【００４７】
これにより、第１枠体１０の側ばり１１の前後端部１１ａ、１１ｂにそれぞれ弾性的に支持された軸箱３３Ａ、３３Ｃは、以下の挙動を取る。右前側の軸箱３３Ａは、第１枠体１０に支持されるとともに、第１枠体１０とは異なる第２枠体２０の第２延出部２３にリンク３４Ａを介して結合されている。このため、右前側の軸箱３３Ａは、そのリンク３４Ａを通じ、第１枠体１０の移動方向とは逆方向の前方に向く力を受け、前方に移動する。一方、右後側の軸箱３３Ｃは、第１枠体１０に支持されるとともに、同じ第１枠体１０の第１突起部１５にリンク３４Ｃを介して結合されている。このため、右後側の軸箱３３Ｃは、第１枠体１０と一緒に後方に移動する。
【００４８】
これに対し、第２枠体２０の側ばり２１の前後端部２１ａ、２１ｂにそれぞれ弾性的に支持された軸箱３３Ｂ、３３Ｄは、以下の挙動を取る。左前側の軸箱３３Ｂは、第２枠体２０に支持されるとともに、第２枠体２０とは異なる第１枠体１０の第１延出部１３にリンク３４Ｂを介して結合されている。このため、左前側の軸箱３３Ｂは、そのリンク３４Ｂを通じ、第２枠体２０の移動方向とは逆方向の後方に向く力を受け、後方に移動する。一方、左後側の軸箱３３Ｄは、第２枠体２０に支持されるとともに、同じ第２枠体２０の第２突起部２５にリンク３４Ｄを介して結合されている。このため、左後側の軸箱３３Ｄは、第２枠体２０と一緒に前方に移動する。
【００４９】
そうすると、右前側の軸箱３３Ａの前方への移動、及び左前側の軸箱３３Ｂの後方への移動により、前側の輪軸３１Ａは、右側が前方に左側が後方に変位し、その軸が左旋回の曲線路の曲率中心に向くように自己操舵される。一方、右後側の軸箱３３Ｃの後方への移動、及び左後側の軸箱３３Ｄの前方への移動により、後側の輪軸３１Ｂは、右側が後方に左側が前方に変位し、その軸が左旋回の曲線路の曲率中心に向くように自己操舵される。このように、左旋回の曲線路に従って車体５０と台車との間に相対的なヨーイング変位が発生することにより、第１枠体１０と第２枠体２０の相対的な前後運動が生じ、これに連動して前後の輪軸３１Ａ、３１Ｂが自己操舵される。
【００５０】
このとき、前側の踏面ブレーキ装置４０Ａ、４０Ｂのうち、右前側の踏面ブレーキ装置４０Ａは、第２枠体２０の第２横ばり２２に保持されているので、第２枠体２０と一緒に前方に移動する。左前側の踏面ブレーキ装置４０Ｂは、第１枠体１０の第１横ばり１２に保持されているので、第１枠体１０と一緒に後方に移動する。これに対し、上記のとおりに前側の輪軸３１Ａが変位することに伴い、右前側の車輪３２Ａは前方に移動し、左前側の車輪３２Ｂは後方に移動する。ここで、右前側の踏面ブレーキ装置４０Ａと車輪３２Ａの前方への移動量はほぼ同じである。左前側の踏面ブレーキ装置４０Ｂと車輪３２Ｂの後方への移動量はほぼ同じである。これらのことから、前側の各車輪３２Ａ、３２Ｂと各踏面ブレーキ装置４０Ａ、４０Ｂとの前後方向の距離は、操舵にかかわらず一定になる。
【００５１】
一方、後側の踏面ブレーキ装置４０Ｃ、４０Ｄのうち、右後側の踏面ブレーキ装置４０Ｃは、第１枠体１０の第１横ばり１２に保持されているので、第１枠体１０と一緒に後方に移動する。左後側の踏面ブレーキ装置４０Ｄは、第２枠体２０の第２横ばり２２に保持されているので、第２枠体２０と一緒に前方に移動する。これに対し、上記のとおりに後側の輪軸３１Ｂが変位することに伴い、右後側の車輪３２Ｃは後方に移動し、左後側の車輪３２Ｄは前方に移動する。ここで、右後側の踏面ブレーキ装置４０Ｃと車輪３２Ｃの後方への移動量はほぼ同じである。左後側の踏面ブレーキ装置４０Ｄと車輪３２Ｄの前方への移動量はほぼ同じである。これらのことから、後側の各車輪３２Ｃ、３２Ｄと各踏面ブレーキ装置４０Ｃ、４０Ｄとの前後方向の距離は、操舵にかかわらず一定になる。
【００５２】
したがって、踏面ブレーキ装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄとして、汎用品を用いても、各車輪３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄと各踏面ブレーキ装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄとの前後方向の距離は、操舵にかかわらず一定になることから、十分にブレーキ性能を常時維持することができる。
【００５３】
また、前後の主電動機４１Ａ、４１Ｂは、第１枠体１０の第１横ばり１２に保持されているので、第１枠体１０と一緒に後方に移動する。これに対し、前側の歯車装置４２Ａは、左前側の車輪３２Ｂに隣接した位置で前側の輪軸３１Ａに取り付けられている。後側の歯車装置４２Ｂは、右後側の車輪３２Ｃに隣接した位置で後側の輪軸３１Ｂに取り付けられている。このため、上記のとおりに前後の各輪軸３１Ａ、３１Ｂが変位することに伴い、前後の各歯車装置４２Ａ、４２Ｂは後方に移動する。ここで、前後の各主電動機４１Ａ、４１Ｂと前後の各歯車装置４２Ａ、４２Ｂの後方への移動量は多少異なるが、それらを接続する前後の各継手（歯車形継手又はたわみ板形継手）４３Ａ、４３Ｂがその移動量の差を許容する。したがって、主電動機４１Ａ、４１Ｂ、歯車装置４２Ａ、４２Ｂ及び継手４３Ａ、４３Ｂとして、汎用品を用いても、各歯車装置４２Ａ、４２Ｂと各継手４３Ａ、４３Ｂとの前後方向の距離は、操舵にかかわらず一定になることから、各輪軸３１Ａ、３１Ｂの円滑な駆動を常時維持することができる。
【００５４】
次に、図７Ｂを参照し、右旋回の曲線路の場合について説明する。右旋回の曲線路では、車体５０は、台車に対し、上記した左旋回の曲線路の場合とは逆に、左向きにヨーイングする様相になる。車体５０が左向きにヨーイングすることにより、上記した左旋回の曲線路の場合とは逆に、第１枠体１０には右側のリンク５２Ａにより前方に向く力が作用し、第２枠体２０には左側のリンク５２Ｂにより後方に向く力が作用する。このため、第１枠体１０と第２枠体２０に生じる相対的な前後運動は、上記した左旋回の曲線路の場合とは逆になる。これにより、各構成要素の挙動は、上記した左旋回の曲線路の場合とは左右で逆になるだけである。
【００５５】
以上のとおり、本実施形態によれば、鉄道車両が曲線路を走行する際、曲線路に従って車体５０と台車との間に相対的なヨーイング変位が発生することにより、第１枠体１０と第２枠体２０の相対的な前後運動が生じ、これに連動して前後の輪軸３１Ａ、３１Ｂの自己操舵が可能になる。このため、線路での横圧を低減できる。
【００５６】
また、第１枠体１０及び第２枠体２０に対し、各軸箱３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄが軸箱支持装置によって弾性的に支持され、これと併せて第１枠体１０と第２枠体２０が弾性要素３０を介して結合されているので、軌道のねじれに伴って発生する前側の輪軸３１Ａと後側の輪軸３１Ｂの相対的なローリング変位を許容することが可能になる。このため、輪重の変動を抑制できる。
【００５７】
また、汎用の踏面ブレーキ装置を利用でき、しかも、主電動機及び歯車装置（継手を含む）も汎用のものを利用できる。
【００５８】
［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態による鉄道車両用台車の一例を模式的に示す上面図である。図９は、図８に示す鉄道車両用台車に用いられる台車枠の具体例を示す上面図である。図１０Ａは、図８に示す鉄道車両用台車の右側面図であり、図１０Ｂは、その台車の左側面図である。第２実施形態は、上記の第１実施形態の構成を基本としたものであり、第１実施形態と重複する説明は適宜省略する。後述する第３〜第７実施形態でも同様とする。図８では、前記図１と同様に、第１枠体１０の構成要素は太い実線で示し、第２枠体２０の構成要素は太い点線で示す。
【００５９】
第２実施形態では、図８、図９及び図１０Ｂに示すように、第１横ばり１２から延び出す第１突片部１４は、第２枠体２０の側ばり２１の上面に重なる。その重なり部分の位置は、第２枠体２０の側ばり２１の上面であれば、特に限定しない。ただし、設計の容易性から、第１突片部１４は、同じ第１横ばり１２から延び出す第１延出部１３の形成位置に近接するのが好ましい。
【００６０】
一方、図８、図９及び図１０Ａに示すように、第２横ばり２２から延び出す第２突片部２４は、第１枠体１０の側ばり１１の上面に重なる。その重なり部分の位置は、第１枠体１０の側ばり１１の上面であれば、特に限定しない。ただし、設計の容易性から、第２突片部２４は、同じ第２横ばり２２から延び出す第２延出部２３の形成位置に近接するのが好ましい。
【００６１】
第２実施形態は、第１突片部１４と第２突片部２４の前後方向の形成位置が左右で異なる態様である（図８及び図９参照）。
【００６２】
第１枠体１０の第１突片部１４と第２枠体２０の側ばり２１の重なり部分は、両者の間に弾性要素３０が配置され、この弾性要素３０を介して結合される（特に図１０Ｂ参照）。同様に、第２枠体２０の第２突片部２４と第１枠体１０の側ばり１１の重なり部分は、両者の間に弾性要素３０が配置され、この弾性要素３０を介して結合される（特に図１０Ａ参照）。これにより、第１枠体１０と第２枠体２０は、第１枠体１０の第１突片部１４と第２枠体２０の側ばり２１との間、及び第２枠体２０の第２突片部２４と第１枠体１０の側ばり１１との間の２点で、弾性要素３０を介して結合された状態になる。弾性要素３０は、上記の第１実施形態と同様に、前後左右上下のあらゆる方向への弾性変形を許容する。
【００６３】
第２実施形態でも、上記の第１実施形態と同様に、第１枠体１０と第２枠体２０が弾性要素３０を介して結合されていることに変わりはなく、それ以外の構成は上記の第１実施形態と同じである。したがって、第２実施形態でも、上記の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６４】
［第３実施形態］
図１１は、本発明の第３実施形態による鉄道車両用台車の一例を模式的に示す上面図である。図１２は、図１１に示す鉄道車両用台車に用いられる台車枠の具体例を示す上面図である。第３実施形態は、上記の第２実施形態の構成を変形したものである。図１１では、前記図１と同様に、第１枠体１０の構成要素は太い実線で示し、第２枠体２０の構成要素は太い点線で示す。
【００６５】
第３実施形態は、第１突片部１４と第２突片部２４の前後方向の形成位置が左右で一致する態様である。第１突片部１４と第２突片部２４の前後方向の形成位置は、左右で一致する限り、特に限定しない。ただし、設計の容易性から、第２突片部２４は、同じ第２横ばり２２から延び出す第２延出部２３の形成位置に近接するのが好ましい。第１突片部１４は、同じ第１横ばり１２から延び出す第１延出部１３の形成位置に近接するのが好ましい。
【００６６】
第３実施形態でも、上記の第１、第２実施形態と同様に、第１枠体１０と第２枠体２０が弾性要素３０を介して結合されていることに変わりはなく、それ以外の構成は上記の第１及び第２実施形態と同じである。したがって、第３実施形態でも、上記の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６７】
［第４実施形態］
図１３は、本発明の第４実施形態による鉄道車両用台車の一例を模式的に示す上面図である。図１４は、図１３に示す鉄道車両用台車に用いられる台車枠の具体例を示す上面図である。図１５Ａは、図１４に示す鉄道車両用台車のＢ−Ｂ断面図であり、図１５Ｂは、その台車のＣ−Ｃ断面図である。図１３では、前記図１と同様に、第１枠体１０の構成要素は太い実線で示し、第２枠体２０の構成要素は太い点線で示す。
【００６８】
第４実施形態では、図１３、図１４及び図１５Ｂに示すように、第１横ばり１２から延び出す第１突片部１４は、第２横ばり２２の上面に重なる。その重なり部分の位置は、第２横ばり２２の上面であれば、特に限定しない。一方、図１３、図１４及び図１５Ａに示すように、第２横ばり２２から延び出す第２突片部２４は、第１横ばり１２の上面に重なる。その重なり部分の位置は、第１横ばり１２の上面であれば、特に限定しない。
【００６９】
第１枠体１０の第１突片部１４と第２枠体２０の第２横ばり２２の重なり部分は、両者の間に弾性要素３０が配置され、この弾性要素３０を介して結合される（特に図１５Ｂ参照）。同様に第２枠体２０の第２突片部２４と第１枠体１０の第１横ばり１２の重なり部分は、両者の間に弾性要素３０が配置され、この弾性要素３０を介して結合される（特に図１５Ａ参照）。これにより、第１枠体１０と第２枠体２０は、第１枠体１０の第１突片部１４と第２枠体２０の第２横ばり２２との間、及び第２枠体２０の第２突片部２４と第１枠体１０の第１横ばり１２との間の２点で、弾性要素３０を介して結合された状態になる。弾性要素３０は、上記の第１実施形態と同様に、前後左右上下のあらゆる方向への弾性変形を許容する。
【００７０】
第４実施形態でも、上記の第１〜第３実施形態と同様に、第１枠体１０と第２枠体２０が弾性要素３０を介して結合されていることに変わりはなく、それ以外の構成は上記の第１〜第３実施形態と同じである。したがって、第４実施形態でも、上記の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００７１】
［第５実施形態］
図１６は、本発明の第５実施形態による鉄道車両の一例を模式的に示す正面図である。第５実施形態は、上記の第１〜第４実施形態における車体５０と台車とを支持する構成のうち、左右のリンク５２Ａ、５２Ｂに代わる構成を付加したものである。
【００７２】
図１６に示すように、車体５０の下面からは、左右に一対の軸部材５４Ａ、５４Ｂが突出する。第１枠体１０の第１横ばり１２の上面には、右側の軸部材５４Ａの位置に対応して円筒部材５５Ａが設置されている。一方、第２枠体２０の第２横ばり２２の上面には、左側の軸部材５４Ｂの位置に対応して円筒部材５５Ｂが設置されている。左右の各軸部材５４Ａ、５４Ｂは、それぞれ各円筒部材５５Ａ、５５Ｂに挿入される。これにより、各軸部材５４Ａ、５４Ｂと各円筒部材５５Ａ、５５Ｂは、それぞれ係合し、軸回転を許容する。それ以外の構成は上記の第１〜第４実施形態と同じである。
【００７３】
第５実施形態の場合、鉄道車両が曲線路を走行する際、車体５０と台車との間に発生した相対的なヨーイング変位は、互いに係合する車体５０の各軸部材５４Ａ、５４Ｂと各枠体１０、２０の円筒部材５５Ａ、５５Ｂにより、第１枠体１０と第２枠体２０に伝達される。その結果、上記の第１〜第４実施形態と同様に、第１枠体１０と第２枠体２０の相対的な前後運動を生じることができる。
【００７４】
したがって、第５実施形態でも、上記の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００７５】
［第６実施形態］
図１７は、本発明の第６実施形態による鉄道車両の一例を模式的に示す正面図である。第６実施形態は、上記の第１〜第４実施形態における台車として、ボルスタを有するボルスタ付き台車を適用したものである。
【００７６】
図１７に示すように、鉄道車両は、車体５０と台車との間に、左右に一対の側受け５７、５７と、ボルスタ５６を備える。側受け５７、５７は、第１枠体１０の側ばり１１及び第２枠体２０の側ばり２１のそれぞれに配置される。ボルスタ５６は、各側受け５７、５７によってスライド可能に支持される。このボルスタ５６の上面に左右に一対の空気ばね５１、５１が配置される。車体５０は、それらの空気ばね５１、５１によってボルスタ５６に結合される。
【００７７】
第６実施形態では、ボルスタ５６と台車との間に、上記の第１〜第４実施形態における左右に一対のリンク５２Ａ、５２Ｂが配置される。前後方向に沿う右側のリンク５２Ａは、その前端部がゴムブッシュ５３ａを介して第１枠体１０（右側の側ばり又は第１横ばり）に連結され、後端部がゴムブッシュ５３ｂを介してボルスタ５６に連結される。前後方向に沿う左側のリンク５２Ｂは、その後端部がゴムブッシュ５３ａを介して第２枠体２０（左側の側ばり又は第２横ばり）に連結され、前端部がゴムブッシュ５３ｂを介してボルスタ５６に連結される。
【００７８】
第６実施形態の場合、車体５０とボルスタ５６が一体であるから、鉄道車両が曲線路を走行する際、車体５０に一体化されたボルスタ５６と、台車と、の間に相対的なヨーイング変位が発生する。このヨーイング変位は、ボルスタ５６と台車を結合する左右の各リンク５２Ａ、５２Ｂにより、第１枠体１０と第２枠体２０に伝達される。その結果、上記の第１〜第４実施形態と同様に、第１枠体１０と第２枠体２０の相対的な前後運動を生じることができる。
【００７９】
したがって、第６実施形態でも、上記の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００８０】
［第７実施形態］
図１８は、本発明の第７実施形態による鉄道車両の一例を模式的に示す正面図である。第５実施形態は、上記の第６実施形態におけるボルスタ５６と台車とを支持する構成のうち、左右のリンク５２Ａ、５２Ｂに代わる構成を付加したものである。
【００８１】
図１８に示すように、ボルスタ５６の下面からは、左右に一対の上心皿５８Ａ、５８Ｂが突出する。第１枠体１０（右側の側ばり又は第１横ばり）の上面には、右側の上心皿５８Ａの位置に対応して下心皿５９Ａが設置されている。一方、第２枠体２０（左側の側ばり又は第２横ばり）の上面には、左側の上心皿５８Ｂの位置に対応して下心皿５９Ｂが設置されている。左右の各上心皿５８Ａ、５８Ｂは、それぞれ各下心皿５９Ａ、５９Ｂに接し、各上心皿５８Ａ、５８Ｂと各下心皿５９Ａ、５９Ｂは、それぞれ係合して軸回転を許容する。ボルスタ５６は、第１枠体１０及び第２枠体２０のそれぞれに対し、各側受け５７、５７による支持に加え、各上心皿５８Ａ、５８Ｂと各下心皿５９Ａ、５９Ｂによって支持される。それ以外の構成は上記の第６実施形態と同じである。
【００８２】
第６実施形態の場合、鉄道車両が曲線路を走行する際、ボルスタ５６（車体５０）と台車との間に発生した相対的なヨーイング変位は、互いに係合するボルスタ５６の各上心皿５８Ａ、５８Ｂと各枠体１０、２０の下心皿５９Ａ、５９Ｂにより、第１枠体１０と第２枠体２０に伝達される。その結果、上記の第６実施形態と同様に、第１枠体１０と第２枠体２０の相対的な前後運動を生じることができる。
【００８３】
したがって、第７実施形態でも、上記の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００８４】
その他、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、軸箱支持装置としてモノリンク式の軸箱支持装置を採用しているが、いわゆる軸はり式の軸箱支持装置、又は支持板（片板ばね）式の軸箱支持装置を採用することもできる。軸はり式とは、軸箱と一体となって前後方向に延びる腕の先端部にゴムブッシュを挿入し、この腕を台車枠に結合する形式である。軸はり式を採用する場合、軸箱から延びる腕が上記の実施形態でいう軸箱支持装置のリンクに相当する。片板ばね式とは、前後方向に延びる平行な２枚の板ばねによって軸箱と台車枠を結合する形式である。片板ばね式を採用する場合、軸箱から延びる板ばねが上記の実施形態でいう軸箱支持装置のリンクに相当する。
【実施例】
【００８５】
本発明による効果を確認するため、数値シミュレーション解析を実施した。具体的には、前記図１に示す台車のモデルを作製し、このモデルを用いて直線路及び曲線路を走行する状況を幾何学的な数値解析により模擬した。モデルの主要な諸寸法は下記のとおりである。
・前後の輪軸間の距離：２１００［ｍｍ］
・左右の軸ばね（軸箱）中心間の間隔：１６００［ｍｍ］
・左右の踏面ブレーキ装置の間隔：１１４５［ｍｍ］
・台車中心から歯車装置吊り具までの枕木方向の距離：３８６［ｍｍ］【００８６】
数値解析では、曲線路の曲率半径を∞（直線路）及びＲ８００〜Ｒ８０［ｍ］（曲率：０〜０．０１２５［１／ｍ］）の範囲で変化させた。操舵量の条件は、曲線路内で前後の輪軸の進む方向が軌道の進む方向と一致する条件、すなわちアタック角が０°の条件で一律とした。【００８７】
変化させた曲線路の曲率半径ごとに、前後左右の各踏面ブレーキ装置と各車輪との間の長さ、前後の各歯車装置と各継手との間の長さ、及び第１枠体と第２枠体との間の長さを抽出した。いずれの長さも前後方向とし、初期長さ（直線路走行を想定した曲率０のときの長さ）に対する相対変位で評価した。【００８８】
図１９は、実施例での解析結果を示す図である。図１９中、曲率の「−（マイナス）」は曲線路が左旋回であることを示し、曲率の「＋（プラス）」は曲線路が右旋回であることを示す。【００８９】
図１９に示すように、いずれの曲率でも、各踏面ブレーキ装置と各車輪との間の相対変位、及び各歯車装置と各継手との間の相対変位は常にゼロであった。この結果から、主電動機、歯車装置及び継手として汎用品を使用しても全く問題が生じないといえる。【００９０】
また、曲率が最大の０．１２５［１／ｍ］（曲線半径：Ｒ８０［ｍ］）のとき、第１枠体と第２枠体との間の相対変位が最大の２１［ｍｍ］となった。この相対変位は、第１枠体と第２枠体を結合する弾性要素の弾性変形で許容できる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、あらゆる鉄道車両に利用することができ、特に、曲率半径の小さい曲線路を走行する地下鉄等の鉄道車両に有効に利用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１０：第１枠体、  １１：右側の側ばり、
１１ａ：前端部、  １１ｂ：後端部、
１２：第１横ばり、  １３：第１延出部、
１４：第１突片部、  １５：第１突起部、
１６ａ、１６ｂ：主電動機用座、  １７ａ、１７ｂ：吊り具用座、
１８ａ、１８ｂ：ブレーキ装置用座、
２０：第２枠体、  ２１：左側の側ばり、
２１ａ：前端部、  ２１ｂ：後端部、
２２：第２横ばり、  ２３：第２延出部、
２４：第２突片部、  ２５：第２突起部、
２８ａ、２８ｂ：ブレーキ装置用座、
３０：弾性要素、  ３１Ａ、３１Ｂ：輪軸、
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ：車輪、
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ：軸箱、
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ：軸箱のリンク、
３５：コイルスプリング、
３６ａ、３６ｂ：軸箱支持装置のゴムブッシュ、
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ：踏面ブレーキ装置、
４１Ａ、４１Ｂ：主電動機、  ４２Ａ、４２Ｂ：歯車装置、
４３Ａ、４３Ｂ：継手、  ４４Ａ、４４Ｂ：吊り具、
５０：車体、  ５１：空気ばね、
５２Ａ、５２Ｂ：リンク、  ５３ａ、５３ｂ：ゴムブッシュ、
５４Ａ、５４Ｂ：軸部材、  ５５Ａ、５５Ｂ：円筒部材、
５６：ボルスタ、  ５７：側受け、
５８Ａ、５８Ｂ：上心皿、  ５９Ａ、５９Ｂ：下心皿
【図１】
2016017103.tif 000003
【図２】
2016017103.tif 000004
【図３Ａ】
2016017103.tif 000005
【図３Ｂ】
2016017103.tif 000006
【図４】
2016017103.tif 000007
【図５】
2016017103.tif 000008
【図６】
2016017103.tif 000009
【図７Ａ】
2016017103.tif 000010
【図７Ｂ】
2016017103.tif 000011
【図８】
2016017103.tif 000012
【図９】
2016017103.tif 000013
【図１０Ａ】
2016017103.tif 000014
【図１０Ｂ】
2016017103.tif 000015
【図１１】
2016017103.tif 000016
【図１２】
2016017103.tif 000017
【図１３】
2016017103.tif 000018
【図１４】
2016017103.tif 000019
【図１５Ａ】
2016017103.tif 000020
【図１５Ｂ】
2016017103.tif 000021
【図１６】
2016017103.tif 000022
【図１７】
2016017103.tif 000023
【図１８】
2016017103.tif 000024
【図１９】
2016017103.tif 000025
【国際調査報告】
2016017103.tif 000026
2016017103.tif 000027
2016017103.tif 000028
2016017103.tif 000029