(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪が車軸又はそれに代わる構成部材に支持されており、この車軸又はそれに代わる構成部材を保持する台車枠が４つの枕ばねにて車体を支持する鉄道車両用１軸台車であって、前記台車枠の前後部分が車体に対し、それぞれ前側及び後側リンク機構を介して連結され、前記各リンク機構が、前記台車枠側に比べて車体側の幅方向の間隔が広くなるように平面視略ハの字状に配置され、かつ平面視における軸線の延長線の交点が車体の幅方向の中心軸線上に位置する左右のリンク部材を備え、前記左右のリンク部材の軸線の延長線の交点を仮想旋回中心として旋回可能に構成され、前記リンク部材は、側面視において、その軸線の延長線が左右の車輪とレールとの接触点を通過する構成とされ、
前記前側および後側のリンク機構のうち、左側または右側の前後２つのリンク部材が、それぞれトーションバーで結合されていることを特徴とする鉄道車両用１軸台車。
【請求項２】
車輪が車軸又はそれに代わる構成部材に支持されており、この車軸又はそれに代わる構成部材を保持する台車枠が４つの枕ばねにて車体を支持する鉄道車両用１軸台車であって、前記台車枠の前後部分が車体に対し、それぞれ前側及び後側リンク機構を介して連結され、前記各リンク機構が、前記台車枠側に比べて車体側の幅方向の間隔が広くなるように平面視略ハの字状に配置され、かつ平面視における軸線の延長線の交点が車体の幅方向の中心軸線上に位置する左右のリンク部材を備え、前記左右のリンク部材の軸線の延長線の交点を仮想旋回中心として旋回可能に構成され、前記リンク部材は、側面視において、その軸線の延長線が左右の車輪とレールとの接触点を通過する構成とされ、
前記各リンク部材は、少なくとも一部に板層とゴム層とが交互に配置されてなる積層ゴム部を有する複合リンク部材であることを特徴とする鉄道車両用１軸台車。
【請求項３】
前記台車枠は、前記左右の車輪の中心位置よりも下方に位置する部分を有し、その部分に前記左右のリンク部材が連結されている請求項１または２記載の鉄道車両用１軸台車。
【請求項４】
前記各リンク部材の一端部又は両端部は、弾性部材を介して結合され、あるいはリンク部材のリンク長さが伸縮可能であるように構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の鉄道車両用１軸台車。
【請求項５】
車輪が車軸又はそれに代わる構成部材に支持されており、この車軸又はそれに代わる構成部材を保持する台車枠が４つの枕ばねにて車体を支持する鉄道車両用１軸台車であって、
左右方向に回転可能に車体又は台車枠に基端部が軸支された第１のヒンジ部材と、上下方向に回転可能に台車枠又は車体に基端部が軸支された第２のヒンジ部材と、第１及び第２のヒンジ部材の先端部を、左右方向及び上下方向に回転可能に結合する十字形部材とを備えることを特徴とする鉄道車両用１軸台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両用１軸台車、特に鉄道車両のうち低床式路面電車に適する一軸台車（台車枠に一つの車軸を備えた）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギー、低公害およびバリアフリーなどの特性を有することから、ＬＲＶ（Light Rail Vehicle）と称される路面電車が再評価され、欧米をはじめ各都市で導入が進んでいる。この種の路面電車は、車両重量が軽く、軌道上を走行する台車部分を一軸台車で構成することができる。一軸台車は周知のように、台車枠には左右に車輪を備えた車軸を一つしか設けていないことから、台車がピッチングしやすいという欠点がある。
【０００３】
そこで、たとえば車両の床面が軌道上からかなり高い位置（８００ｍｍ〜１１００ｍｍ）に位置している高床式の一軸台車では、台車枠の前後に上下一対のラジアスロッドを配置して、これらのロッドの踏ん張りによってピッチングを防止するようにした、ＤＳＢ（DanskeStadsBanen）と称される構造の台車が提案されている。
【０００４】
その他の先行技術として、特開平１０−２５０５７３号公報に記載の一軸台車がある。この台車は、１本の輪軸の両端を台車枠に支持し、この台車枠と車体との間に複数個の枕ばねを介して車体を支持し、前記台車枠と前記車体とを前後方向の相対的な移動を規制する牽引機構により連結した構造からなっている。
【０００５】
また、特許第２７８８０４７号掲載公報に記載の台車がある。この台車は台車枠に対し前後２つの車軸の中央部が軸受手段を介してハの字形リンクにより支持されるとともに、スリ板を介して台車の旋回時に車軸の前後方向および左右方向の摺動が可能なように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のＤＳＢ台車および上記の２件の公報に記載の台車では、次のような点で不都合がある。
【０００７】
すなわち、車両の床面の高さが軌道から３００ｍｍ程度しかない低床式の路面電車に適用しようとすると、台車が配置される位置の床面をかなり高くする必要があり、床面に凹凸が生じる。いいかえれば、１００％低床式の路面電車には適用できない。
【０００８】
また、２両編成の車両において車両の連結（連接）部間に配置される連接台車として適用することも、構造的に困難である。
さらに、特許第２７８８０４７号掲載公報に記載の台車は二軸台車であり、また各車軸は左右の車輪を直接結合して回転するいわゆる串軸であるから、一軸台車を対象とし、左右の車輪を別々に支持する、いわゆる独立車輪を用いる本発明の台車には適用することができない。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、構造が簡単で軽量で、一軸でピッチングを防止することができ、乗り心地が良好で、低床式の路面電車にも適用可能である鉄道車両用一軸台車を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車輪が車軸又はそれに代わる構成部材に支持されており、この車軸又はそれに代わる構成部材を保持する台車枠が４つの枕ばねにて車体を支持する鉄道車両用１軸台車であって、前記台車枠の前後部分が車体に対し、それぞれ前側及び後側リンク機構を介して連結され、前記各リンク機構が、前記台車枠側に比べて車体側の幅方向の間隔が広くなるように平面視略ハの字状に配置され、かつ平面視における軸線の延長線の交点が車体の幅方向の中心軸線上に位置する左右のリンク部材を備え、前記左右のリンク部材の軸線の延長線の交点を仮想旋回中心として旋回可能に構成され、前記リンク部材は、側面視において、その軸線の延長線が左右の車輪とレールとの接触点を通過する構成とされ、前記前側および後側のリンク機構のうち、左側または右側の前後２つのリンク部材が、それぞれトーションバーで結合されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、前側および後側リンク機構を介して台車枠の前後部分が車体に支持され、左右いずれの側においても前後に位置するリンク部材によって台車枠が支持される。そして、その前後に位置するリンク部材の軸線の延長線が、車輪とレールとの接触点を通過するように傾斜して配置されているので、例えば図１に示すように、車輪１３に作用する駆動力Ｆ１は、側面視で台車枠１１の前後を支持するリンク部材１４Ａ，１４Ｃの軸線の延長線の方向の力ＦＡと力ＦＢとに分解されることとなる（ＦＡ＝ＦＢ＝Ｆ１／２cosα）。この力ＦＡ，ＦＢが作用する方向は、いずれもリンク部材１４Ａ，１４Ｃの軸線方向と一致しているため、ピッチングモーメントは生じないことになる。なお、図１において、３は車体、１５は軸箱守り部材、１６は軸箱、１７は軸ばね、１８は枕ばねである。
【００１２】
さらに、前側あるいは後側のリンク機構を構成する左右のリンク部材は、平面視で略ハの字状に配置され、かつ平面視における軸線の延長線がほぼ車体の幅方向の中心軸線上（ほぼ車両の幅方向の中心軸線）で交差するから、この交点を一軸台車の仮想旋回中心として旋回する。この構成により、台車旋回用の中心ピンを設ける必要がなくなり、台車枠の側はり付近にリンク部材の連結箇所を設けることができる。よって、車体と台車との間での力の受け渡しを、側はり付近で行なうことができるようになり、その力の受け渡しを車体の幅方向の中心軸線上付近で行なうよりも、台車枠の強度面からは有利とされる。車体についても、台車からの力が左右の側はり付近に伝達されることになるので、車体の台枠を構成する上で有利である。
【００１３】
さらに、台車旋回用の中心ピンを設ける場合は、中央の１カ所で荷重を負担するのに対して、前後側リンク機構を用いて、平面視略ハの字状に配置された左右のリンク部材で台車枠の前後部分を支持する場合には、４カ所（４つのリンク部材）に荷重を分散して支持できるようになるので、台車枠および車体の台枠の荷重負担が軽減される。
また、左側または右側の前後の２つのリンク部材が同位相で上下方向に変位する場合（上下の並進またはローリングに相当）にはトーションバーは一緒に変位し抵抗にならないが、前記前後の２つのリンク部材が逆位相で上下方向に変位する場合（ピッチングに相当）には、トーションバーがねじれ、その変位に対し抵抗となり、ピッチングが規制される。
請求項１の発明においては、台車枠を車体に連結するのに通常のリンク部材を用いているが、請求項２の発明に記載のように、請求項１のリンク部材に代えて、少なくとも一部に板層とゴム層とが交互に配置されてなる積層ゴム部を有する複合リンク部材を用いるようにすることもできる。即ち、請求項２の発明は、車輪が車軸又はそれに代わる構成部材に支持されており、この車軸又はそれに代わる構成部材を保持する台車枠が４つの枕ばねにて車体を支持する鉄道車両用１軸台車であって、前記台車枠の前後部分が車体に対し、それぞれ前側及び後側リンク機構を介して連結され、前記各リンク機構が、前記台車枠側に比べて車体側の幅方向の間隔が広くなるように平面視略ハの字状に配置され、かつ平面視における軸線の延長線の交点が車体の幅方向の中心軸線上に位置する左右のリンク部材を備え、前記左右のリンク部材の軸線の延長線の交点を仮想旋回中心として旋回可能に構成され、前記リンク部材は、側面視において、その軸線の延長線が左右の車輪とレールとの接触点を通過する構成とされ、前記各リンク部材は、少なくとも一部に板層とゴム層とが交互に配置されてなる積層ゴム部を有する複合リンク部材であることを特徴とする。
請求項２の発明によれば、台車の前後方向に作用する駆動力は、積層ゴム部が圧縮されることで複合リンク部材により車体に伝達され、その場合複合リンク部材の圧縮に対する剛性は高いため、無駄なく車体側に伝達される。一方、複合リンク部材のせん断変形に対する剛性は低く、積層ゴム部の部位でせん断方向に変形しやすいため台車の旋回、左右方向の並進については、このせん断変形によって無理なく吸収される。よって、通常のリンク部材を用いる場合のように、連結端部に弾性体を設けるなどの工夫をしなくても、積層ゴム部を有する複合リンク部材が、連結端部に弾性体を設けるなどの工夫をした場合のリンク部材と同様に機能し、ピッチングが防止される。
【００１４】
請求項３に記載のように、前記台車枠が、前記左右の車輪の中心位置よりも下方に位置する部分を有し、その部分に前記左右のリンク部材が連結されているようにすることが望ましい。この場合、前記左右のリンク部材の台車枠への連結点が、レール踏面から１００ｍｍ〜３００ｍｍの高さに位置するようにすることが望ましい。
【００１５】
請求項３の発明によれば、前記台車枠の、前記左右の車輪の中心位置よりも下方に位置する部分に、車体牽引のための前記左右のリンク部材が連結され、リンク部材の台車枠への連結点が従来の台車に比べて低くなるので、ピッチングモーメントが小さくなる。よって、前側および後側のリンク機構において左右のリンク部材の台車枠への連結点の高さを低くすることで、ピッチングの低減と低床化の両立が図れる。
【００１６】
前述したように、前側および後側のリンク機構を用いて台車枠を支持するようにすると、上下方向に作用する力も前後のリンク部材の軸線方向と一致する成分に分解され、その上下方向の運動に対する剛性が高くなるおそれがあるので、請求項４に記載のように、前記各リンク部材の一端部又は両端部が、弾性部材を介して結合され、あるいはリンク部材のリンク長さが伸縮可能であるように構成されることが望ましい。
【００１７】
請求項４の発明によれば、弾性部材の弾性変形やリンク部材の伸縮動作によって、各リンク部材の左右方向及び上下方向変位が許容され、台車が上下方向において運動しやすくなる。
【００２４】
さらに、請求項５に記載のように、左右方向に回転可能に車体又は台車枠に基端部が軸支された第１のヒンジ部材と、上下方向に回転可能に台車枠又は車体に基端部が軸支された第２のヒンジ部材と、第１及び第２のヒンジ部材の先端部を、左右方向及び上下方向に回転可能に結合する十字形部材とを備えるようにすることもできる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、台車枠がピッチングしようとすると、台車枠に基端部が軸支された第２又は第１のヒンジ部材を傾けることになるが、十字形部材を介して連結される第１又は第２のヒンジ部材によってその動きが規制され、結局、傾かないことになる。よって、ピッチングが防止される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２７】
図２は本発明の実施の形態に係る一軸台車を適用した１００％低床式単一車両を示す側面図、図３は本発明の実施の形態に係る一軸台車を適用した１００％低床式２両編成の連接車両を示す側面図である。
【００２８】
図２および図３に示すように、本発明に係る各路面電車である単一車両１および連接車両１’は、床面２が軌道としてのレール９から３００ｍｍ若しくは３３０ｍｍの高さに位置する１００％低床式に構成され、台車は全て一軸台車１０からなり、床面２は一軸台車１０の位置で幅がやや狭くなっているが、車体３の全長にわたり平坦な床面とされている。
【００２９】
図４〜図６（ａ）（ｂ）に示すように、連接車両１の右端および単一車両１の左端および連接車両１’の左端の一軸台車１０は、同一の構成で、平面視矩形状の台車枠１１、車軸又はそれに代わる構成部材としてのＵ字形状の非回転式の車軸部材１２、車輪１３および前側および後側のリンク機構１４，１４’を備え、左右の車輪１３は車軸１３ａに取り付けられ、この車軸１３ａを、軸箱１６および軸ばね１７を介して、台車枠１１が保持するようになっている。
【００３０】
前記台車枠１１は、平面視で幅方向に長い矩形状の基部１１ａと、その基部１１ａの左右両側部に設けられ中央位置に略ロの字形状の軸箱守り部材１５を両側から支持する、略Ｌ字形状の支持部１１ｂとにより形成されている。前記軸箱守り部材１５内には、車輪１３の車軸１３ａを支持する軸箱１６が上下方向に移動可能に設けられ、軸箱守り部材１５の上辺部１５ａと軸箱１６との間に、１次系サスペンションを構成する積層ゴムや圧縮スプリングなどの弾性体からなる軸ばね１７が介設されている。
【００３１】
前記台車枠１１の支持部１１ｂの前後端部付近には、空気ばね、ゴムばね、コイルばねなどの弾性体からなる４つの枕ばね１８が設置され、この４つの枕ばね１８上にて車体３を台車枠１１に支持させることで、２次系サスペンションを構成している。
【００３２】
左右の一対の車輪１３が後方より見て上向きに凹状の非回転式の車軸部材１２の両側に、軸受（図示せず）を介して左右独立して回転可能に支持されており（図６（ｂ）参照）、このように構成される車輪１３の車軸１３ａは、左右の軸箱１６を支持している。
【００３３】
前記台車枠１１の前側および後側部分は、それぞれ前側および後側のリンク機構１４，１４’を介して車体３に結合されているが、このリンク機構１４，１４’は、それぞれ、前記台車枠１１側に比べて車体３側の幅方向の間隔が広くなるように平面視略ハの字状に配置された一対のリンク部材１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを備えている。このリンク部材１４Ａ〜１４Ｄは、一端部１４Ａａ，１４Ｂａ，１４Ｃａ，１４Ｄａ（先端側）が台車枠１１に球面軸受（図示せず）により全方向に揺動自在に結合されている（図５参照）。このリンク部材１４Ａ〜１４Ｄの一端部１４Ａａ〜１４Ｄａは、弾性部材（例えばゴムブッシュ）を介して結合され、台車１０が上下方向に移動できるようにされている。なお、このような台車１０の上下方向の動きを許容できるするため、他端部１４Ａｂ〜１４Ｄｂも弾性部材を介して結合するようにしてもよいし、他端部１４Ａｂ〜１４Ｄｂのみ弾性部材を介して結合するようにしてもよい。さらには、弾性部材を介して結合するのに代えて、リンク部材１４Ａ〜１４Ｄを、リンク長さが伸縮可能であるように構成するようにしてもよい。
【００３４】
また、前記台車枠１１全体が、前記左右の車輪１３の中心位置（軸芯位置）よりも下方に位置している。そして、前記台車枠１１の前後側部分に前記左右のリンク部材１４Ａ〜１４Ｄの一端部１４Ａａ〜１４Ｄａを連結し、前記左右のリンク部材１４Ａ〜１４Ｄの台車枠１１への連結点が、前記左右の車輪１３の回転中心位置よりも下方に位置するようにしている。具体的には、左右のリンク部材１４Ａ〜１４Ｄの台車枠１１への連結点が、レール踏面から１００ｍｍ〜３００ｍｍの高さに位置するようにされる。
【００３５】
一方、リンク部材１４Ａ〜１４Ｄの他端部１４Ａｂ，１４Ｂｂ，１４Ｃｂ，１４Ｄｂ（基端側）は車体３に対し、ブラケット２０を介して、垂直方向の上端側が下端側に比べて車軸部材１２の中心側へ傾斜した傾斜軸回りに（または垂直軸回りに）回転可能に軸支（連結）されている。また、リンク部材１４Ａ〜１４Ｄの他端部１４Ａｂ〜１４Ｄｂは車体３に軸支されているが、一端部１４Ａａ〜１４Ｄａよりも上方に位置し、かつ一端部１４Ａａ〜１４Ｄａよりも車両外方側に位置するように傾斜するように配設されている。そして、前記リンク部材１４Ａ，１４Ｃは、側面視において、リンク部材１４Ａ，１４Ｃ（１４Ｂ，１４Ｄ）の軸線の延長線ＰＡ，ＰＣが車輪１３の踏面とレール９との接触点を通過するように構成されている（図４参照）。前記リンク部材１４Ｂ，１４Ｄについても同様である。
【００３６】
また、各リンク部材１４Ａ〜１４Ｄは、平面視において前後の両端部１４Ａａ，１４Ｂａ，１４Ｃａ，１４Ｄａ，１４Ａｂ，１４Ｂｂ，１４Ｃｂ，１４Ｄｂを結ぶ直線である軸線を延ばした延長線ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤが、車軸部材１２の近傍で、車体幅方向の中心位置を前後方向に通過する中心軸線ＣＬと交差して、交点Ｏになる（図５参照）。
【００３７】
なお、前記リンク部材１４Ａ〜１４Ｄの一端部１４Ａａ〜１４Ｄａと台車枠１１との結合部分における球面軸受に代えて、ユニバーサルジョイント又はゴムなどの弾性体を用いて全方向の揺動を許容するように連結することもできるのはいうまでもない。
【００３８】
このようにして一軸台車１０が構成されるが、単一車両１の右端および連接車両１’の右端の一軸台車１０’についても構成は共通している。また、連接車両１’の連接箇所に配置される一軸台車１０”は、一軸台車１０と共通のものを使用することができるが、図７および図８に示すように、一方の車体３’から他方の台車側に、先端に半球面状の受け部２１ａを有するアーム部２１が延ばされる一方、他方の台車の車体３”から前記一方の台車側に、前記受け部２１ａに揺動可能に係合する係合凸部２２ａを有する別のアーム部２２が延ばされ、前記受け部２１ａに係合凸部２２ａが係合することで、連接部分が１つの一軸台車１０”によって支持されるようになっている。
【００３９】
このように構成すれば、側面視において、前後に位置するリンク部材１４Ａ〜１４Ｄの車体３に対する結合位置と台車枠１１に対する結合位置とを結ぶ作用線に一致する軸線の延長線ＰＡ〜ＰＤが、車輪１３とレール９との接触点付近を通過するように、前記リンク部材１４Ａ〜１４Ｄを傾斜させて配置しているから、レール９と車輪１３の踏面との接触点に前後方向の接線力（具体的には駆動力や制動力）が作用しても、その接線力はリンク部材１４Ａ（１４Ｂ）およびリンク部材１４Ｃ（１４Ｄ）の軸線の延長線の方向の成分に分解され、ピッチングモーメントを生じないこととなり、台車１０をピッチングさせることがない（図１参照）。
【００４０】
この場合、前側および後側のリンク機構１４，１４’を用いて台車枠１１を支持するようにしていることから、上下方向に作用する力も前後のリンク部材１４Ａ，１４Ｂおよび１４Ｃ，１４Ｄの軸線方向と一致する成分に分解され、その上下方向の運動が拘束される傾向となるが、前記各リンク部材１４Ａ〜１４Ｄの一端部１４Ａａ〜１４Ｄａが弾性部材を介して結合されるようにしているので、多少の伸縮が可能とされ、台車１０（台車枠１１）が上下に移動可能となる。
【００４１】
平面視略ハの字状に配置された一対のリンク部材１４Ａ，１４Ｂあるいは１４Ｃ，１４Ｄは、平面視でリンク部材１４Ａ〜１４Ｄの軸線の延長線ＰＡ〜ＰＤがほぼ車体の幅方向の中心軸線ＣＬ上（ほぼ車両の幅方向の中心）で交差するようにしているから、この交点Ｏを仮想旋回中心として一軸台車１０が旋回するようになる。この構成により、台車１０には台車旋回用の中心ピンを設ける必要がなく、台車枠１１の側部（側はり）付近にリンク部材１４Ａ〜１４Ｄの連結箇所を設けることができる。
【００４２】
このような構成とすることは、上記した低床式路面電車１，１’の場合には、特に有利である。これは、車体３の側部（側はり）に強度を持たす構造でないと、低床化に不利であることから、台車１０からの力の伝達が車体中央でなく、車体３の両側部（側はり）付近に力が伝達されることが、車体３の台枠の強度面から有利であるからである。それに加えて、台車旋回用の中心ピンを用いる場合は中央の１カ所で荷重を負担するのに対して、平面視略ハの字状に配置した４つのリンク部材１４Ａ〜１４Ｄを用いる場合は４カ所に分散して荷重を負担することになるので、台車枠１１および車体３の台枠の荷重負担を軽減することができる。
【００４３】
また、一軸台車１０は車軸部材１２に一対の車輪１３がそれぞれ回転自在に支持され、また軸箱守り部材１５に対し軸箱１６が上下方向に摺動可能に支持され、軸箱１６と軸箱守り部材１５との間の軸ばね１７により１次系のサスペンションが構成される。また、台車枠１１は、前述したリンク機構１４を介して車体３に結合され、この状態で台車枠１１は球面軸受（図示せず）を支点として上下方向に揺動可能に支持され、台車枠１１と車体３との枕ばね１８により２次系のサスペンションが構成される。車体３は、このように軸ばね１７による１次系のサスペンションと、枕ばね１８による２次系のサスペンションとの２つ系統のサスペンションで上下に揺動自在に支持されるために、乗り心地が良好である。
【００４４】
そして、図９及び図１０に示すように、一軸台車１０が車体３に対し相対的に左旋回した場合には、車軸部材１２の近傍に位置する前記交点Ｏを仮想旋回中心として、車軸１３ａおよび台車枠１１等が一体的に旋回する。このとき、各リンク部材１４Ａ〜１４Ｄは、図９に示す状態から図１０に示す状態に変位するとともに、枕ばね１８が変形する。このようにして、曲線状のレール９に沿って一軸台車１０が旋回し、レール９の直線部に進入すると元の状態に旋回して戻る。
【００４５】
また、図１１および図１２に示すように、平面視で略ハの字状に配置され台車枠１１に先端部が回転可能に連結された左右のリンク部材１４Ａ〜１４Ｄの基端部を、平行リンク機構を介して車体３に連結し、左右の並進運動能力を増加させるようにすることもできる。
【００４６】
具体的には、平面視略ハの字状に配置された左右のリンク部材１４Ａ，１４Ｂあるいは１４Ｃ，１４Ｄの基端部が、左右方向に延びるリンク部材４１Ａ，４１Ｂの左右端部に鉛直軸回りに回転可能に連結されるとともに、別のリンク部材４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの先端部に鉛直軸回りに回転可能に連結されている。別のリンク部材４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの基端部は、ブラケット４３Ａ〜４３Ｄを介して、車体３に鉛直軸回りに回転可能に連結されている。この場合、平行リンク機構４０，４０Ａは、車体３側に設けているが、台車枠１１側に設けるようにしてもよい。
【００４７】
このようにすれば、左右の並進運動能力が増加し、台車枠１１と車体３との間に生ずる車体幅方向の相対変位が、平行リンク機構４０，４０Ａによって、吸収緩和され、スムーズな走行が実現されるようになる。
【００４８】
また、トーションバーを用いて、図１３および図１４に示すように前後のリンク機構を構成し、ピッチングの防止を図ることも可能である。
【００４９】
すなわち、図１３および図１４に示すように、前記リンク部材１４Ａ〜１４Ｄのうち、左側における前後２つのリンク部材１４Ａ，１４Ｃがトーションバー５１によって結合されている。トーションバー５１は、車両の前後方向に延び前後端部がリンク部材１４Ａ，１４Ｃ付近まで延びるトーションバー基部５１ａと、このバー基部５１ａの前後端部より各リンク部材１４Ａ，１４Ｃに平行に車体内方側に延びる延長バー部５１ｂ，５１ｃとを備える。そして、バー基部５１ａは、一定間隔を存して配設された２つの取付部材５２（台車枠１１への取付部材５２）によって車体に回転可能に支持され、前記延長バー部５１ｂ，５１ｃの先端部がそれぞれリンク部材１４Ａ，１４Ｃに取付部材５３を介して支持されている。
【００５０】
このようにすれば、前後のリンク部材１４Ａ，１４Ｃが同位相で上下方向に変位する場合（上下の並進またはローリングに相当）にはトーションバー５１は抵抗にならないが、前後のリンク部材１４Ａ，１４Ｃが逆位相で上下方向に変位する場合（ピッチングに相当）には、トーションバー５１が抵抗となり、ピッチングが規制される。
【００５１】
その場合、トーションバー５１の動作は、図１５（ａ）〜（ｅ）に示すとおりである。すなわち、通常時には、図１５（ａ）に示す基準状態にある。前後のリンク部材１４Ａ，１４Ｃが共に上方に変位したり（図１５（ｂ）参照）、共に下方に変位したり（図１５（ｃ））した場合には、同位相の変位であり、トーションバー基部５１ａにはねじりが生じないので、その変位は許容される。その一方、図１５（ｄ）に示すように、前側のリンク部材１４Ａが上方に変位する一方、後側のリンク部材１４Ｃが下方に変位する場合には、トーションバー基部５１ａにねじりが生じ、その変位に対して抵抗となるように機能し、結果としてピッチングが防止される。また、図１５（ｅ）に示すように、前側のリンク部材１４Ａが下方に変位する一方、後側のリンク部材１４Ｃが上方に変位する場合も、同様である。
【００５２】
また、図１６に示すように、図１３および図１４に示す場合とは逆に、延長バー部が車体外方側に延びるようにトーションバーを設けるようにしてもよい。この場合は、トーションバー５１’は、車両の前後方向に延び前後端部がリンク部材１４Ａ，１４Ｃ付近まで延びるトーションバー基部５１ａ’と、このバー基部５１ａ’の前後端部より各リンク部材１４Ａ，１４Ｃに平行に車体外方側に延びる延長バー部５１ｂ’，５１ｃ’とを備える。そして、バー基部５１ａ’は、一定間隔を存して配設された２つの取付部材５２’（台車枠１１への取付部材）によって回転可能に支持され、前記延長バー部５１ｂ’、５１ｃ’の先端部がそれぞれリンク部材５３’に支持されている。
【００５３】
図１７および図１８に示すように、積層ゴム部を有する複合リンク部材を、前述したリンク部材１４Ａ〜１４Ｄに代えて用いるようにしてもよい。
【００５４】
すなわち、台車枠１１の前側および後側部分が、積層ゴム部６１Ａａ〜６１Ｄａを有し平面視略ハの字状に配置された複合リンク部材６１Ａ〜６１Ｄでもって車体３に結合されている。積層ゴム部６１Ａａ〜６１Ｄａは、板（金属板）層とゴム層とが交互に配置されてなる部分を有する。複合リンク部材は、前記実施の形態のリンク部材と同様に、平面視における複合リンク部材の軸線の延長線の交点が車体の幅方向の中心軸線上に位置し、前記左右のリンク部材の軸線の延長線の交点を仮想旋回中心として旋回可能に構成され、その軸線の延長線が左右の車輪とレールとの接触点を通過するようになっている。
【００５５】
さらに、前述したような前側および後側リンク機構１４，１４’を用いることなく、図１９に示すような上下２段の平行リンク機構７１を用いて、台車のピッチングを防止するようにしてもよい。また、具体的に図示していないが、車軸部材１２との干渉を回避するために、平行リンク機構を前後に２組設けたり、あるいは車軸部材を前後に逃がすことも必要に応じて行われる。
【００５６】
前記車体３と台車枠１１とは、進行方向に沿った鉛直面内に配設された上下２段の平行リンク機構７１を介して結合されている。上下２段の平行リンク機構７１は、１対のリンク７２Ａ，７２Ｂおよび７３Ａ，７３Ｂが上下方向において屈曲可能に（水平軸回りに回転可能に）連結されてなる前側および後側リンク部材７２，７３を有し、リンク７２Ａ，７２Ｂおよび７３Ａ，７３Ｂの連結部分が、進行方向に延びる別のリンク７４の前後端部に水平軸回りに回転可能に連結されている。よって、リンク７４の進行方向における進退と各リンク部材７２，７３の屈曲とが関連づけられる。また、上側に位置するリンク７２Ａ，７３Ａの上端部が車体３に水平軸回りに回転可能に連結される一方、下側に位置するリンク７２Ｂ，７３Ｂの下端部が、台車枠１１から対向するように進行方向において突設された前側および後側ブラケット７５，７６に水平軸回りに回転可能に連結されている。
【００５７】
このようにすれば、車体３と台車枠１１との上下方向における相対変位は、上下２段の平行リンク機構７１の変位によって許容されるが、前後方向の変位は、平行リンク機構７１が変位できないので、車体と台車枠１１との間は平行が維持され、ピッチングが防止される。特に、１段の平行リンク機構では、上下動に前後動が連動するが、上下２段の平行リンク機構とすることで、上下動しても、前後動は生じないようにされる。なお、台車１０の旋回に対しては、平行リンク機構の面のねじれ変形で対応することとなる。
【００５８】
さらに、また、図２０および図２１に示すような２枚ヒンジ機構を用いて、台車のピッチングを防止するようにすることも可能である。
【００５９】
すなわち、鉛直軸回りに左右方向（枕木方向）に回転可能に車体３の突出部３ａに、先端部がＵ字形状とされた第１のヒンジ部材８１の基端部が軸支される一方、レール９と平行な軸回りに上下方向に回転可能に台車枠１１（ブラケット１１ｃ）に、先端部がＵ字形状とされた第２のヒンジ部材８２の基端部が軸支され、第１及び第２のヒンジ部材８１，８２のＵ字形状の先端部が十字形部材８３を介して、左右方向及び鉛直方向に回転可能に結合されている。十字形部材８３は、鉛直軸部８３ａと水平軸部８３ｂとが直交するように結合されてなり、鉛直軸部８３ａに第１のヒンジ部材８１の先端部が、水平軸部８３ｂに第２のヒンジ部材８２の先端部がそれぞれ回転可能に結合されている。
【００６０】
このようにすれば、台車枠１１がピッチングしようとすると、台車枠１１に基端部が軸支された第２のヒンジ部材８２を傾けることになるが、十字形部材８３を介して連結される第１のヒンジ部材８１によってその動きが規制され、結局傾かないことになる。よって、ピッチングが防止される。
【００６１】
また、他の実施の形態として、第１のヒンジ部材を左右方向に回転可能に台車枠１１に軸支し、第２のヒンジ部材を上下方向に回転可能に車体３に軸支する構成も可能である。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６２】
以上に本発明に係る一軸台車の一実施の形態について説明したが、本発明は１００％低床式の車両に限られるものではなく、図２２に示す部分定床式の２両編成路面電車である連接車両１”にも適用することができる。この場合、連接車両１”は、車両１”の前部又は後部（端部）の床面２が他の部分に比べて高くされているため、連接部の台車１０”を除いて上記車両１，１’に限らず、左右の車輪間を回転式の車軸（部材）で連結した従来の一般的な台車（不図示）を使用することができる。
【００６３】
また、本発明は低床式路面電車に限らず、床の位置が高い一般的な路面電車や軽量化を図った鉄道車両に適用できることはいうまでもない。
【００６４】
さらに、前記実施の形態においては、低床式の非回転の車軸部材を用いているが、一般車両用の串軸を用いることができるのはもちろんである。
【００６５】
さらに、また、前記実施の形態においては、軸箱守方式を採用しているが、本発明はそれに限定されるものではなく、軸箱の支持方式にはかかわらず、他の方式（例えば、ペデスタル・ウイングばね式、ＩＳ式、板ばね式、リンク式、円錐積層ゴム式、軸はり式、円筒案内式、緩衝ゴム式）のものにも適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
この発明は、以上に説明したように実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【００６７】
請求項１の発明は、左右いずれの側においても前後に位置するリンク部材によって台車枠を支持し、その前後に位置するリンク部材の軸線の延長線が、側面視において、車輪とレールとの接触点を通過するように傾斜して配置しているので、車輪に作用する駆動力は、リンク部材の軸線方向と一致する力に分解されるため、ピッチングモーメントは生じないことになる。よって、ピッチングを防止することができる。
【００６８】
また、前側あるいは後側のリンク機構を構成する左右のリンク部材を、平面視で略ハの字状に配置し、リンク部材の軸線の延長線をほぼ車体の幅方向の中心軸線上（ほぼ車両の幅方向の中心）で交差させ、この交点を一軸台車の仮想旋回中心として旋回するようにしているので、台車旋回用の中心ピンを設ける必要がなくなる。また、台車枠の側はり付近にリンク部材の連結箇所を設けることができるので、車体と台車との力の受け渡しを側はり付近で行なうことができ、その力の受け渡しを車体の幅方向の中心軸線上で行なうよりも、台車枠の強度面から有利となる。また、車体についても、台車からの力が左右の側はり付近に伝達されることになるので、車体の台枠を構成する上で有利である。さらに、従来のように台車旋回用の中心ピンを設ける場合は、中央の１カ所で荷重を負担することになるが、請求項１の発明のように、平面視略ハの字状に配置された左右のリンク部材を前後に用いる場合には、４カ所に荷重を分散して負担することができるようになり、荷重負担の軽減の点で有利となる。
また、前記前側および後側のリンク機構のうち、左側または右側の前後２つのリンク部材を、それぞれトーションバーで結合するので、前記前後の２つのリンク部材が逆位相で上下方向に変位する場合（ピッチングに相当）には、トーションバーがねじれ、その変位に対し抵抗となり、ピッチングを規制することができる。
請求項２の発明は、請求項１のリンク部材に代えて、少なくとも一部に板層とゴム層とが交互に配置されてなる積層ゴム部を有する複合リンク部材を用いるようにすれば、複合リンク部材のせん断変形に対する剛性は、積層ゴム部の部位でせん断方向に変形するため低くなるので、台車の旋回、左右方向の並進については、このせん断変形によって吸収することができる。よって、台車のピッチングを防止しつつ、スムーズな旋回、並進が図れる。
【００６９】
請求項３に記載のように、前記台車枠の、前記左右の車輪の中心位置よりも下方に位置する部分に、前記左右のリンク部材を連結するようにすれば、車体牽引のためのリンク部材の台車枠への連結点が従来の台車に比べて低くなり、ピッチングモーメントを小さくすることができ、ピッチングの低減と低床化の両立が図れる。
【００７０】
請求項４に記載のように、前記各リンク部材の一端部又は両端部は、弾性部材を介して結合し、あるいはリンク部材のリンク長さが伸縮可能であるように構成すれば、前述したように台車枠の前後部分を前側および後側のリンク機構で支持する構成において、弾性部材の弾性変形あるいはリンク部材の伸縮動作によって、台車枠は上下に移動しやすくなる。
【００７４】
さらに、請求項５の発明は、左右方向に回転可能に車体または台車枠に基端部が軸支された第１のヒンジ部材と、上下方向に回転可能に台車枠または車体に基端部が軸支された第２のヒンジ部材とを、十字形部材を介して、左右方向及び上下方向に回転可能に結合すれば、台車枠がピッチングしようとすると、台車枠に基端部が軸支された第２または第１のヒンジ部材の先端部を傾けることになるが、十字形部材を介して連結される第１または第２のヒンジ部材によってその動きを規制するので、結局傾かないようにし、ピッチングを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄道車両用１軸台車に作用するピッチングモーメントの説明図である。
【図２】本発明に係る鉄道車両用一軸台車を適用した１００％低床式単一車両を示す側面図である。
【図３】本発明に係る鉄道車両用一軸台車を適用した１００％低床式２両編成の連接車両を示す側面図である。
【図４】本発明に係る鉄道車両用一軸台車の概略構成を示す側面図である。
【図５】同平面図である。
【図６】（ａ）は本発明に係る鉄道車両用一軸台車の背面図、（ｂ）はリンク部材を省略して示す背面図である。
【図７】本発明に係る鉄道車両用一軸台車を車両の連接部分に適用した例の平面図である。
【図８】同側面図である。
【図９】本発明に係るリンク部材の動きの説明図である。
【図１０】本発明に係るリンク部材の動きの説明図である。
【図１１】本発明に係る鉄道車両用一軸台車において平行リンク機構を適用した実施の形態の平面図である。
【図１２】同側面図である。
【図１３】トーションバーを用いた実施の形態の平面図である。
【図１４】同側面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれトーションバーの動きの説明図である。
【図１６】トーションバーを用いた別の実施の形態の平面図である。
【図１７】積層ゴム部を有する複合リンク部材を用いた実施の形態の平面図である。
【図１８】同側面図である。
【図１９】上下２段の平行リンク機構を利用した実施の形態の側面図である。
【図２０】２枚ヒンジ機構を利用した実施の形態の平面図である。
【図２１】同要部斜視図である。
【図２２】本発明の実施の形態に係る１軸台車を連接箇所に適用した部分低床式２両編成の連接車両を示す側面図である。
【符号の説明】
１                  単一車両
１’                連接車両
１”                連接車両
２                  床面
３                  車体
９                  レール
１０                １軸台車
１１                台車枠
１１ａ              台車枠の基部
１１ｂ              台車枠の支持部
１２                車軸部材
１３                車輪
１３ａ              車軸
１４、１４’        リンク機構
１４Ａ〜１４Ｄ      リンク部材
１４Ａａ〜１４Ｄａ  一端部
１４Ａｂ〜１４Ｄｂ  他端部
１５                軸箱守り部材
１５ａ              軸箱守り部材の上辺部
１６                軸箱
１７                軸ばね
１８                枕ばね
２０                ブラケット
４０，４０Ａ        平行リンク機構
４１Ａ，４１Ｂ      リンク部材
４２Ａ〜４２Ｄ      リンク部材
４３Ａ〜４３Ｄ      ブラケット
５１、５１’        トーションバー
５１ａ，５１ａ’    トーションバー基部
５１ｂ，５１ｂ’    延長バー部
５１ｃ，５１ｃ’    延長バー部
５２，５２’        取付部材
５３，５３’        取付部材
６１Ａ〜６１Ｄ      複合リンク部材
６１Ａａ〜６１Ｄａ  積層ゴム部
７１                上下２段の平行リンク機構
７２，７３          リンク部材
７２Ａ，７２Ｂ      リンク
７３Ａ，７３Ｂ      リンク
７４                リンク
７５                前側ブラケット
７６                後側ブラケット
８１                第１のヒンジ部材
８２                第２のヒンジ部材
８３                十字形部材
８３ａ              鉛直軸部
８３ｂ              水平軸部
【図１】
0004656738.tif 000002
【図２】
0004656738.tif 000003
【図３】
0004656738.tif 000004
【図４】
0004656738.tif 000005
【図５】
0004656738.tif 000006
【図６】
0004656738.tif 000007
【図７】
0004656738.tif 000008
【図８】
0004656738.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004656738.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0004656738.tif 000015
【図１５】
0004656738.tif 000016
【図１６】
0004656738.tif 000017
【図１７】
0004656738.tif 000018
【図１８】
0004656738.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
0004656738.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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