(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と連結器との間にダンパが介装される鉄道車両であって、
前記連結器は、先端側が前記車体に対して左右方向へ揺動可能な揺動部を有し、
前記揺動部と前記ダンパとの間に、前記ダンパのストロークを増幅させる増幅機構が設けられ、
前記増幅機構は、前記車体にピボットが定められたリンク機構によって構成され、
前記ピボットは、前記揺動部の先端の前方に位置することを特徴とする鉄道車両。
【請求項２】
前記連結器は、先頭車の先端に設けられることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接する前後の車両が連結器によって連結される鉄道車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車体と密着連結器との間にダンパを架設し、走行中に発生する車体のヨーイング振動を減衰させることにより乗り心地の向上が図られた鉄道車両が開示されている。ところで、新幹線においては、先頭車同士を連結して営業運転する場合等、高速で走行中のとき、変動空気力の影響により車体が左右に動揺し、乗り心地の悪化が問題となる。そこで、先頭車の車体と密着連結器との間にダンパを架設することが検討されたが、実施に際してレイアウト上の問題があった。すなわち、新幹線の先頭車のノーズ先端に装着されたカバー内にダンパを格納するのが困難であった。また、高速走行時に発生する車体の振動は振幅が比較的小さいことから、ダンパを有効に機能させるのが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３１０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、車体と連結器との間にダンパをコンパクトにレイアウトすることが可能な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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係る鉄道車両は、車体と連結器との間にダンパが介装される鉄道車両であって、前記連結器は、先端側が前記車体に対して左右方向へ揺動可能な揺動部を有し、前記揺動部と前記ダンパとの間に、前記ダンパのストロークを増幅させる増幅機構が設けられ、前記増幅機構は、前記車体にピボットが定められたリンク機構によって構成され、前記ピボットは、前記揺動部の先端の前方に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る鉄道車両によれば、車体と連結器との間にダンパをコンパクトにレイアウトすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態の概念図であって、鉄道車両が停止しているときの増幅機構を示す図である。
【図２】第１実施形態の概念図であって、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が右に位置するときの増幅機構を示す図である。
【図３】第１実施形態の概念図であって、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が左に位置するときの増幅機構を示す図である。
【図４】第２実施形態の概念図であって、鉄道車両が停止しているときの増幅機構を示す図である。
【図５】第２実施形態の概念図であって、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が右に位置するときの増幅機構を示す図である。
【図６】第２実施形態の概念図であって、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が左に位置するときの増幅機構を示す図である。
【図７】第３実施形態の概念図であって、鉄道車両が停止しているときの増幅機構を示す図である。
【図８】第３実施形態の概念図であって、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が右に位置するときの増幅機構を示す図である。
【図９】第３実施形態の概念図であって、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が左に位置するときの増幅機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。
ここで、第１実施形態における鉄道車両は、従来の鉄道車両に対して、車体、台車等を含む基本構造が同一である。そこで、明細書の記載を簡潔にすることを目的に、従来の鉄道車両と同一の構造についての詳細な説明を省略する。
なお、以下の説明において、図１〜図３における上下方向を前後方向、図１〜図３における視線方向を上下方向、および図１〜図３における左右方向をそのまま左右方向と称する。
【０００９】
図１は、第１実施形態の固有の構造である増幅機構２１を説明するための概念図である。また、図１は、鉄道車両が直線軌道上に位置する状態を示す。ここで、増幅機構２１は、車体（図示省略）と密着連結器１（以下「連結器１」と称する）との間に介装されたダンパ２のストロークを増幅させるものである。図１に示されるように、鉄道車両は、隣接する前後の車両（図示省略）を連結するための連結器１を備える。連結器１は、前端に連結面４が形成された連結部３を有する。連結部３は、連結面４から前方へ延びるガイドポスト５と、連結される鉄道車両の連結器１のガイドポスト５が嵌合される嵌合部６と、を有する。
【００１０】
連結器１は、前端部１０がピン８を介して連結部３の後端部７に連結される揺動部９を備える。ピン８は、左右両端が連結部３の後端部７によって支持される。揺動部９は、後端部１１がピン１２を介して基部１３に連結される。基部１３は、弾性緩衝器１４の前端に連結される。弾性緩衝器１４は、車体に取り付けられた枠体１５によって支持される。また、ピン１２は、上下両端が基部１３によって支持される。この構成により、揺動部９は、ピン１２を中心に基部１３に対して揺動可能である。換言すると、揺動部９は、前端部１０（先端）側が車体に対して左右方向へ揺動可能である。
【００１１】
（増幅機構）
図１に示されるように、揺動部９とダンパ２との間には、前述した増幅機構２１が設けられる。増幅機構２１は、直線形の第１リンク２２とＬ形の第２リンク２３とを含むリンク機構によって構成される。第１リンク２２は、一端がピボット２６を介して揺動部９に連結される。ピボット２６は、揺動部９に定められ、ピン１２に対して前方に、且つピン１２の軸線に直交する揺動部９の中心線L1に対して右方に偏倚して設けられる。
【００１２】
第２リンク２３は、角部がピボット２７を介して車体（図示省略）に連結される。ピボット２７は、車体に定められ、ピボット２６に対して右方に設けられる。第２リンク２３は、ピボット２７から左後方へ延びて端部がピボット２８を介して第１リンク２２の他端に連結される第１レバー２４と、ピボット２７から右後方へ延びてピボット２９を介してダンパ２のロッド先端に連結される第２レバー２５と、を有する。ピボット２７とピボット２８との間の距離は、ピボット２６とピボット２８との間の距離よりも長く設定される。また、ピボット２７とピボット２９との間の距離は、ピボット２７とピボット２８との間の距離よりも長く設定される。
【００１３】
なお、ダンパ２は、クレビスがピボット３０を介して車体（図示省略）に連結される。ピボット３０は、車体に定められ、図１に示される鉄道車両が直線軌道上に位置する状態で、ダンパ２の軸線L2が左右方向（枕木方向）へ沿って延びるように配置される。
【００１４】
（作用）
対象となる鉄道車両が高速で直線走行しているとき、変動空気力や線路からの振動により、前側の鉄道車両と後側の鉄道車両とは、連結部分で、Ｖ字状に折れ曲がるような挙動をする。図２では、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が右に位置するときの増幅機構２１の様子を示す。連結器１は、前端（先端）の連結面４側がピン１２を中心に左方向へ揺動する。これにより、揺動部９は、ピン１２を中心に図２における反時計回り方向へ揺動（回動）する。同時に、ピボット２６は、ピン１２を中心に図２における反時計回り方向へ回動する。これに連動して、第１リンク２２を介してピボット２６に連結されたピボット２８は、図２における左方向へ移動する。これにより、第２リンク２３は、ピボット２７を中心に図２における時計回り方向へ揺動（回動）する。
【００１５】
ここで、ピボット２６が描くピン１２を中心とする円弧形の軌跡は、ピボット２９が描くピボット２７を中心とする円弧形の軌跡に変換される。換言すると、増幅機構２１は、ピボット２６の左方向への移動距離を、ピボット２９の左方向への移動距離に増幅する。そして、ダンパ２は、ピボット３０を中心に図２における時計回り方向へ揺動（回動）しながらロッドを縮長させ、このときロッドの縮長速度に応じた減衰力を発生する。
【００１６】
一方、図３に示されるように、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が左に位置するとき、連結器１は、前端（先端）の連結面４側がピン１２を中心に右方向へ揺動する。これにより、揺動部９は、ピン１２を中心に図３における時計回り方向へ揺動（回動）する。同時に、ピボット２６は、ピン１２を中心に図３における時計回り方向へ回動する。これに連動して、第１リンク２２を介してピボット２６に連結されたピボット２８は、図３における右方向へ移動する。これにより、第２リンク２３は、ピボット２７を中心に図３における反時計回り方向へ揺動（回動）する。
【００１７】
ここで、ピボット２６が描くピン１２を中心とする円弧形の軌跡は、ピボット２９が描くピボット２７を中心とする円弧形の軌跡に変換される。換言すると、増幅機構２１は、ピボット２６の右方向への移動を、ピボット２９の右方向への移動距離に増幅する。そして、ダンパ２は、ピボット３０を中心に図３における反時計回り方向へ揺動（回動）しながらロッドを伸長させ、このときロッドの伸長速度に応じた減衰力を発生する。
【００１８】
（効果）
第１実施形態によれば、連結器１の揺動部９とダンパ２との間に増幅機構２１を設け、車体と連結器１との間に介装されたダンパ２のストロークを増幅したので、振幅が比較的小さい車両間の振動であっても、ダンパ２のストロークを確保することができる。これにより、ダンパ２を有効に機能させることが可能であり、鉄道車両の乗り心地を向上させることができる。
また、第１実施形態では、ダンパ２および増幅機構２１を、連結部３よりも後方に、且つコンパクトにレイアウトすることができる。これにより、ダンパ２および増幅機構２１を、例えば、新幹線の先頭車のノーズ先端に装着されたカバー内に格納することが可能であり、第１実施形態の構造を新幹線の先頭車に適用し、新幹線の先頭車同士を連結させた場合であっても、高速走行中の変動空気力に起因する車体の振動を効果的に抑制することができ、延いては、鉄道車両の乗り心地を向上させることができる。
また、左右動制振システムを備えた鉄道車両に第１実施形態の構造を適用することにより、乗り心地を維持しながら、左右動制振システムを、例えば、アクティブサスペンションからより簡易型のセミアクティブサスペンションへグレードダウンすることが可能であり、製造コストを削減することができる。
【００１９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、前述した第１実施形態に係る鉄道車両と同一または相当の構成要素については、同一の名称及び符号を付与するとともに詳細な説明を省略する。
図４に示されるように、揺動部９とダンパ２との間には、増幅機構３１が設けられる。増幅機構３１は、直線形の第１リンク２２と、全長（前後方向長さ）が揺動部９の全長よりも長い直線形の第３リンク３２と、を含むリンク機構によって構成される。第１リンク２２は、一端がピボット２６を介して揺動部９に連結される。ピボット２６は、揺動部９に定められ、ピン１２に対して前方に、且つ揺動部９の中心線L1上に設けられる。
【００２０】
第３リンク３２は、前端部３３がピボット２７を介して車体（図示省略）に連結される。ピボット２７は、車体に定められ、図４に示される鉄道車両が直線軌道上に位置する状態において揺動部９の中心線L1上に設けられる。また、第３リンク３２は、後端部３４がピボット２９を介してダンパ２のロッド先端に連結される。さらに、第３リンク３２は、中間部がピボット２８を介して第１リンク２２の他端に連結される。ピボット２８は、図４において揺動部９の中心線L1上に位置するとともに、ピン１２とピボット２６との間の中間位置に配置される。
【００２１】
ピボット２９は、ピン１２に対して後方に位置する。図４に示される鉄道車両が直線軌道上に位置する状態において、ピボット２８とピボット２９との間の距離は、ピボット２８とピボット２７との間の距離に略等しく設定される。なお、ダンパ２は、クレビスがピボット３０を介して車体（図示省略）に連結される。ピボット３０は、車体に定められ、図４に示される状態でダンパ２の軸線L2が左右方向（枕木方向）へ沿って延びるように配置される。
【００２２】
（作用）
対象となる鉄道車両が高速で直線走行しているとき、変動空気力や線路からの振動により、前側の鉄道車両と後側の鉄道車両とは、連結部分で、Ｖ字状に折れ曲がるような挙動をする。図５では、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が右に位置するときの増幅機構３１の様子を示す。図５に示されるように、連結器１は、前端（先端）の連結面４側がピン１２を中心に左方向へ揺動する。これにより、揺動部９は、ピン１２を中心に図５における反時計回り方向へ揺動する。同時に、ピボット２６は、ピン１２を中心に図５における反時計回り方向へ回動する。これに連動して、第１リンク２２を介してピボット２６に連結されたピボット２８は、図５における左方向へ移動する。これにより、第３リンク３２は、ピボット２７を中心に図５における時計回り方向へ揺動（回動）する。
【００２３】
ここで、ピボット２６が描くピン１２を中心とする円弧形の軌跡は、ピボット２９が描くピボット２７を中心とする円弧形の軌跡に変換される。換言すると、増幅機構３１は、ピボット２６の左方向への移動距離を、ピボット２９の左方向への移動距離に増幅する。そして、ダンパ２は、ピボット３０を中心に図５における反時計回り方向へ揺動（回動）しながらロッドを縮長させ、このときロッドの縮長速度に応じた減衰力を発生する。
【００２４】
一方、図６に示されるように、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が左に位置するとき、連結器１は、前端（先端）の連結面４側がピン１２を中心に右方向へ揺動する。これにより、揺動部９は、ピン１２を中心に図６における時計回り方向へ揺動する。同時に、ピボット２６は、ピン１２を中心に図６における時計回り方向へ回動する。これに連動して、第１リンク２２を介してピボット２６に連結されたピボット２８は、図６における右方向へ移動する。これにより、第３リンク３２は、ピボット２７を中心に図６における反時計回り方向へ揺動（回動）する。
【００２５】
ここで、ピボット２６が描くピン１２を中心とする円弧形の軌跡は、ピボット２９が描くピボット２７を中心とする円弧形の軌跡に変換される。換言すると、増幅機構３１は、ピボット２６の右方向への移動距離を、ピボット２９の右方向への移動距離に増幅する。そして、ダンパ２は、ピボット３０を中心に図６における反時計回り方向へ揺動（回動）しながらロッドを伸長させ、このときロッドの伸長速度に応じた減衰力を発生する。
【００２６】
（効果）
第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同等の効果を得ることができる。
また、第２実施形態では、図４に示される鉄道車両が停止している状態（あるいは非連結状態）において、増幅機構３１は、連結器１から左右に突き出る部分がないので、第１実施形態の増幅機構２１に対してよりコンパクト化（スリム化）することができる。
さらに、第２実施形態では、後端部３４がピボット２９を介してダンパ２のロッド先端に連結された第３リンク３２の先端部３３がピボット２７を介して車体に連結され、ピボット２７は、揺動部９の先端部１０の前方に位置するので、第１実施形態の増幅機構２１と比較して、増幅機構３１の増幅の度合いをより拡大することができる。
【００２７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、前述した第１実施形態および第２実施形態に係る鉄道車両と同一または相当の構成要素については、同一の名称及び符号を付与するとともに詳細な説明を省略する。
図７に示されるように、揺動部９とダンパ２との間には、増幅機構４１が設けられる。ここで、増幅機構４１は、前述した第２実施形態の増幅機構３１（図４参照）に対して、第１リンク２２およびピボット２８に代えてリニアガイド４２を有する点で相違する。リニアガイド４２は、揺動部９の上面に固定されるレール部４３と、レール部４３に沿ってスライド可能なスライド部４４と、を有する。レール部４３は、揺動部９の中心線L1上に設けられ、図７に示される鉄道車両が直線軌道上に位置する状態において前後方向へ延びる。スライド部４４は、ピボット２６を介して第３リンク３２の中間部に連結される。
【００２８】
（作用）
図８に示されるように、対象となる鉄道車両が高速で直線走行しているとき、変動空気力や線路からの振動により、前側の鉄道車両と後側の鉄道車両とは、連結部分で、Ｖ字状に折れ曲がるような挙動をする。図８では、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が右に位置するときの増幅機構４１の様子を示す。連結器１は、前端（先端）の連結面４側がピン１２を中心に左方向へ揺動する。これにより、揺動部９は、ピン１２を中心に図８における反時計回り方向へ揺動する。同時に、ピボット２６は、スライド部４４をレール部４３に対して下方向へ移動させながら、図８における左方向へ移動する。これにより、第３リンク３２は、ピボット２７を中心に図８における時計回り方向へ揺動（回動）する。
【００２９】
ここで、ピボット２６が描くピン１２を中心とする円弧形の軌跡は、ピボット２９が描くピボット２７を中心とする円弧形の軌跡に変換される。換言すると、増幅機構４１は、ピボット２６の左方向への移動距離を、ピボット２９の左方向への移動距離に増幅する。そして、ダンパ２は、ピボット３０を中心に図８における反時計回り方向へ揺動（回動）しながらロッドを縮長させ、このときロッドの縮長速度に応じた減衰力を発生する。
【００３０】
一方、図９に示されるように、前側の鉄道車両に対して後側の鉄道車両が左に位置するとき、連結器１は、前端（先端）の連結面４側がピン１２を中心に右方向へ揺動する。これにより、揺動部９は、ピン１２を中心に図９における時計回り方向へ揺動する。同時に、ピボット２６は、スライド部４４をレール部４３に対して上方向へ移動させながら、図９における右方向へ移動する。これにより、第３リンク３２は、ピボット２７を中心に図９における反時計回り方向へ揺動（回動）する。
【００３１】
ここで、ピボット２６が描くピン１２を中心とする円弧形の軌跡は、ピボット２９が描くピボット２７を中心とする円弧形の軌跡に変換される。換言すると、増幅機構４１は、ピボット２６の右方向への移動距離を、ピボット２９の右方向への移動距離に増幅する。そして、ダンパ２は、ピボット３０を中心に図９における反時計回り方向へ揺動（回動）しながらロッドを伸長させ、このときロッドの伸長速度に応じた減衰力を発生する。
【００３２】
（効果）
第３実施形態によれば、前述した第１実施形態および第２実施形態と同等の効果を得ることができる。
また、第３実施形態では、第２実施形態の増幅機構３１と比較して、増幅機構４１の増幅の度合いをより拡大することができる。
さらに、第３実施形態では、揺動部９と第３リンク３２とをリニアガイド４２を介して連結したことにより、揺動部９と第３リンク３２とをより円滑に連動させることができる。
本実施形態では、高速で直線走行しているとき、変動空気力や線路からの振動により、前側の鉄道車両と後側の鉄道車両とは、連結部分で、Ｖ字状に折れ曲がるような挙動をするときを例にあげて説明した。このように、高速で直線走行しているときに、本増幅機構２１，３１，４１は最も効果を発揮する。曲線軌道に進入するときは、前側と後側の車両に横方向の同じ向きの力が作用するため、連結器部分に前側と後側の車両の相対変位が生じにくいが、相対変位が生じたときには、本連結器１により振動を減衰させることができる。
また、本実施形態では、ダンパ２としてストローク全範囲において減衰力が作用するセミアクティブサスペンション等を例にあげて説明したが、急な曲線や分岐部分等、減衰力があると車両挙動を悪化させることを防止するため、ストロークが大きいときには減衰力を０に近づける変位依存型ダンパを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  連結器、２  ダンパ、９  揺動部、２１  増幅機構
【図１】
0006425603.tif 000002
【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】
0006425603.tif 000008
【図８】
0006425603.tif 000009
【図９】
0006425603.tif 000010