(57)【要約】    【課題】鉄道動力車両の加速時および減速時の慣性力（牽引荷重等）による軸重抜けの発生を防止して、駆動力や制動力の低減を抑制するための軸重補償機構を提供する。    【解決手段】鉄道車両の２軸ボギー台車を有する鉄道動力車両用軸重補償機構において、前後の軸梁の台車側にリンクアーム６，１４と、前後のリンクアーム６，１４の先端に連結される結合・切断機構２１とを備え、台車１の浮き上がりにより１位側の輪重を支持する軸バネ７が伸張すると、前記結合・切断機構２１を作用させ、２位側の輪重を支持する軸バネ１５を収縮させることにより、１位側の軸バネ７を押さえ、輪重移動を低減する。【選択図】図１
2005280518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２軸ボギー台車を有する鉄道動力車両用軸重補償機構において、
（ａ）前後の軸梁の台車側に配置されるリンクアームと、
（ｂ）該前後のリンクアームの先端に連結される結合・切断機構とを備え、
（ｃ）台車の浮き上がりにより１位側の輪重を支持する軸バネが伸張すると、前記結合・切断機構を作用させ、２位側の輪重を支持する軸バネを収縮させることにより、１位側の軸バネを押さえ、輪重移動を低減することを特徴とする鉄道動力車両用軸重補償機構。
【請求項２】
請求項１記載の鉄道動力車両用軸重補償機構において、前記バネの伸長を検出するセンサを設け、該センサからの情報に基づいて前記結合・切断機構を作用させることを特徴とする鉄道動力車両用軸重補償機構。
【請求項３】
請求項１記載の鉄道動力車両用軸重補償機構において、前記結合・切断機構が電磁クラッチであることを特徴とする鉄道動力車両用軸重補償機構。
【請求項４】
請求項３記載の鉄道動力車両用軸重補償機構において、前記電磁クラッチが電磁石吸着式クラッチであることを特徴とする鉄道動力車両用軸重補償機構。
【請求項５】
請求項１記載の鉄道動力車両用軸重補償機構において、前記結合・切断機構が圧電ゴムクラッチであることを特徴とする鉄道動力車両用軸重補償機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道動力車両用軸重補償機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機関車、ディーゼル機関車、電車、気動車等の動力を有する、鉄道動力車両には、例えば、通常の電気機関車の場合、車軸毎に１６．８ｔの荷重がかかる。
【０００３】
そのため、鉄道車両の加速時および減速時には台車や車体の慣性力（牽引荷重等）により軸重抜けが発生する。
【特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は鉄道車両の力行時の挙動を示す模式図、図７は図６のＡ部拡大図である。
【０００５】
この図において、１０１は鉄道動力車両、１０２は前方の台車、１０３は後方の台車、１０４は前方の前輪、１０５は前方の後輪、１０６は後方の前輪、１０７は後方の後輪、１０８は後続の従属車である。
【０００６】
このような鉄道動力車両１０１の力行時には軸重が移動して前方の前輪１０４が浮き上がり、駆動力や制動力の低減が起きる。また、登坂の場合は、前方の前輪１０４が、降坂の場合は後方の後輪１０７が浮き上がる。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みて、鉄道動力車両の加速時および減速時の慣性力（牽引荷重等）による軸重抜けの発生を防止して、駆動力や制動力の低減を抑制するための軸重補償機構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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕２軸ボギー台車を有する鉄道動力車両用軸重補償機構において、前後の軸梁の台車側に配置されるリンクアームと、その前後のリンクアームの先端に連結される結合・切断機構とを備え、台車の浮き上がりにより１位側の輪重を支持する軸バネが伸張すると、前記結合・切断機構を作用させ、２位側の輪重を支持する軸バネを収縮させることにより、１位側の軸バネを押さえ、輪重移動を低減することを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載の鉄道動力車両用軸重補償機構において、前記バネの伸長を検出するセンサを設け、このセンサからの情報に基づいて前記結合・切断機構を作用させることを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔１〕記載の鉄道動力車両用軸重補償機構において、前記結合・切断機構が電磁クラッチであることを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔３〕記載の鉄道動力車両用軸重補償機構において、前記電磁クラッチが電磁石吸着式クラッチであることを特徴とする。
【００１２】
〔５〕上記〔１〕記載の鉄道動力車両用軸重補償機構において、前記結合・切断機構が圧電ゴムクラッチであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鉄道動力車両の加速時および減速時の慣性力（牽引荷重等）による軸重抜けの発生を防止して、駆動力や制動力の低減を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
前後の軸梁の台車側にリンクアームと、前後のリンクアームの先端に連結される結合・切断機構とを備え、台車の浮き上がりにより１位側の輪重を支持する軸バネが伸張すると、前記結合・切断機構を作用させ、２位側の輪重を支持する軸バネを収縮させることにより、１位側の軸バネを押さえ、輪重移動を低減する。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施例を示す軸梁リンク機構を有する軸重補償機構の台車の模式図、図２はその軸梁リンク機構の動作説明図である。
【００１７】
この図において、図１（ａ）は通常状態の台車を示しており、図１（ｂ）は力行時もしくは登坂時の台車を示している。
【００１８】
これらの図において、１は台車、２は台車１の前方の軸梁支部、３は前方（１位側）の車輪、４は前方の車輪３の軸箱、５は前方の車輪の軸箱４と台車の前方の軸梁支部２間を連結する軸梁、６は台車の前方の軸梁支部２に連結されるリンクアーム、７は台車１と軸箱４との間の軸ばね、１０は台車の後方の軸梁支部、１１は後方（２位側）の車輪、１２は後方の車輪１１の軸箱、１３は後方の車輪の軸箱１２と台車の後方の軸支部１０間を連結する軸梁、１４は台車の後方の軸梁支部１０に連結されるリンクアーム、１５は台車１と軸箱１２との間の軸ばね、１６は台車１の前後方向の中心点、２１はリンクアーム６と１４の結合と切断が可能な結合・切断機構である。
【００１９】
そこで、図１（ｂ）に示すように、前方の車輪３が浮き上がる方向に力を受けると、まず、結合・切断機構２１は結合される。台車１に支持された前方のリンクアーム６は矢印Ａのように反時計方向に回動し、結合・切断機構２１を介して、後方のリンクアーム１４も矢印Ｂのように反時計方向に回動し、さらに後方の軸梁１３もまた反時計方向に回動するので、後方の軸ばね１５に力が加わる。すると、台車１は台車１の前後方向の中心点１６を中心として、台車１に反時計方向に回動する力が働き、この力は前方（１位側）の車輪３を押さえる力となり、前方の車輪３の浮き上がりを抑えることにより、軸抜けを防止することができる。
【００２０】
また、結合・切断機構の動作は、あらかじめ勾配地点情報を受けると、結合・切断機構をスタンバイさせておき、台車と軸箱間の応力センサで検知して行わせることができる。
【００２１】
ここでは、鉄道動力車両の力行時・登坂時について説明したが、同様に降坂時の後輪の浮き上がりに抑制し、その軸抜けを防止できることは言うまでもない。
【００２２】
この実施例における結合・切断機構２１は、図２に示すように、鉄道動力車両に搭載される制御装置２２により制御され、この制御装置２２に入力される勾配地点情報２３に基づいて結合・切断機構２１の結合・切断を行うことができる。また、台車と車輪間のセンサからの情報に基づいて、制御装置２２により結合・切断機構２１の結合・切断を行うことができる。
【００２３】
図３はその軸梁リンク機構の連結部の斜視図であり、図３（ａ）はその第１態様の斜視図、図３（ｂ）はその第２態様の斜視図である。
【００２４】
図３（ａ）において、軸箱３１からは軸梁３２が延びており、その先端の支持部３３の両側の軸３４に台車の軸支部（図示なし）が固定される。その支持部３３の下方にアーム３５が追加され、そのアーム３５に又状の先端部を有する継ぎ手のアーム３６が連結されリンクアームが構成される。
【００２５】
図３（ｂ）において、軸箱３１からは軸梁３２が延びており、その先端の支持部４１の両側の軸４２に台車が固定される。その支持部４１の下方に二本のアーム４３が追加され、そのアーム４３に継ぎ手のアーム４４が連結されリンクアームが構成される。
【００２６】
ここで、アーム３５，４３と継ぎ手のアーム３６，４４の連結部には図示しないがゴムを挿入することにより、弾力性を持たせるように構成することが望ましい。
【００２７】
また、その結合・切断機構は機械式クラッチ、流体式クラッチや電磁式クラッチなどで構成することができる。
【００２８】
図４はその軸梁リンク機構の結合・切断機構（その１）の模式図である。
【００２９】
この図において、結合・切断機構５１は、両方のアーム５２，５３の先端部に吸着体５４と５５が同一軸上に配置され、それらの吸着体５４と５５の側部（または上下）に電磁コイル５８と５９を備えた吸着体５６と５７が配置されている。そこで、電磁コイル５８と５９の励磁により吸着体５４と５５に対し、吸着体５６と５７が互いに吸着されて、クラッチがオン状態となり、電磁コイル５８と５９の消磁により、吸着体５４と５５に対する吸着体５６と５７の吸着が解消し、クラッチがオフ状態となる。
【００３０】
このようなクラッチの構成とすることにより、制御装置からの指令により高速な結合・切断動作を行わせることができ、即応性がある。
【００３１】
なお、電磁クラッチとしては、これ以外にも、電磁粉末クラッチ、渦電流クラッチなどを用いることでできる。
【００３２】
図５はその軸梁リンク機構の結合・切断機構（その２）の模式図である。
【００３３】
この図において、結合・切断機構６１は、両方のアーム６２，６３の先端部に互いに突起体６４，６５を噛み合わせ、その空間部に圧電ゴム６６を装着する。そこで、圧電ゴム６６に電圧Ｖを印加すると、圧電ゴム６６の弾性率は高くなり、突起体６４，６５が固く結合して、クラッチがオン状態となり、電圧Ｖの印加を解くと、圧電ゴム６６の弾性率は低くなり、突起体６４と６５はそれぞれ自由にスライドできようになり、クラッチがオフ状態となる。なお、図５において、６７はリード線である。
【００３４】
このように構成すると、結合・切断機構６１は、結合・切断動作は高速であるとともに、結合時においても弾性的な結合を行わせることができ、アームリンクによるショックをやわらげることができる。
【００３５】
また、機械式クラッチ、流体式クラッチをも採用することができ、弾性体を適宜組み合わせることにより、アームリンクによるショックをやわらげることができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の軸重補償機構は、鉄道動力車両の車輪の浮き上がりを抑制可能であるため、鉄道動力車両へ好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例を示す軸梁リンク機構を有する軸重補償機構の台車の模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す軸梁リンク機構の動作説明図である。
【図３】本発明の実施例を示す軸梁リンク機構の連結部の斜視図である。
【図４】本発明の実施例を示す軸梁リンク機構の結合・切断機構（その１）の模式図である。
【図５】本発明の実施例を示す軸梁リンク機構の結合・切断機構（その２）の模式図である。
【図６】従来の鉄道車両の力行時の挙動を示す模式図である。
【図７】図６のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    台車
２    台車の前方の軸梁支部
３    前方（１位側）の車輪
４    前方の車輪の軸箱
５    前方の軸梁
６    前方のリンクアーム
７    前方の軸ばね
１０    台車の後方の軸梁支部
１１    後方（２位側）の車輪
１２    後方の車輪の軸箱
１３    後方の軸梁
１４    後方のリンクアーム
１５    後方の軸ばね
１６    台車の前後方向の中心点
２１，５１，６１    結合・切断機構
２２    制御装置
２３    勾配地点情報
３１    軸箱
３２    軸梁
３３，４１    支持部
３４，４２    両側の軸
３５，５２，５３，６２，６３    アーム
３６    又状の端部を有する継ぎ手のアーム
４３    二本のアーム
４４    継ぎ手のアーム
５４，５５    円板状吸着体
５６，５７    バネ
５８    電磁コイル
６４，６５    突起体
６６    圧電ゴム
６７    リード線
【図１】
2005280518.tif 000003
【図２】
2005280518.tif 000004
【図３】
2005280518.tif 000005
【図４】
2005280518.tif 000006
【図５】
2005280518.tif 000007
【図６】
2005280518.tif 000008
【図７】
2005280518.tif 000009