(57)【要約】【課題】障害物との衝突時等のような過大な前後荷重が負荷された場合にも、車体と台車とが分離しないようにして、安全性を向上させた鉄道車両用振り子台車及びそれを備えた鉄道車両を提供する。【解決手段】台車枠１５０側に設けられたコロ保持部１４４にはコロ１４０が回転自在に保持されている。振り子梁１２０は、コロ１４０と接触しているコロ受け１３０がコロ１４０を回転させながら移動することで、車体幅方向に揺動可能である。コロ保持部１４４には、コロ受け１３０に対して、受けとなるストッパ１４５が設けられている。ストッパ１４５は、コロ受け１３０との間で車体前後方向に隙間１７３以上の相対的な動きを制限するので、障害物等との衝突の際に車体長手方向への衝撃が働いて過大な前後荷重が負荷されたときにも、車体側のコロ受け１３０と、台車側の台車枠１５０とが分離することを抑制できる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車を構成する台車枠と、
前記台車枠と前記車体との間に備えられるとともに、前記車体をその幅方向に揺動可能に支持する振り子機構とを備える鉄道車両用振り子台車であって、
前記振り子機構は、
前記台車枠に回転自在に保持されたコロと、
前記車体側に保持されており前記コロにころがり接触するコロ受けを備える振り子梁と、
前記コロ受けの端部に転がり接触するとともに、前記台車と前記車体との間の前記車体の長手方向の力を伝達する前後力伝達コロと、
を有する鉄道車両用振り子台車において、
前記コロ受けの端部に対して前記車体の長手方向に隙間を置いて配置されるとともに、前記台車と前記コロ受けとの分離を抑制する受けを備えること、
を特徴とする鉄道車両用振り子台車。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道車両用振り子台車において、
前記振り子機構は、前記台車枠に取り付けられるとともに、前記コロを回転自在に保持するコロ保持部を備えており、
前記受けは、前記コロ保持部に取り付けられていること、
を特徴とする鉄道車両用振り子台車。
【請求項３】
請求項２に記載の鉄道車両用振り子台車において、
前記コロ保持部は、軸受けを介して前記コロを回転自在に支持する支持軸を保持する軸保持部と、当該軸保持部から一体的に前記コロから離れる方向に延びる延長部とを備えており、前記コロ保持部は、前記延長部において前記受けを取り付けていること、
を特徴とする鉄道車両用振り子台車。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の鉄道車両用振り子台車において、
前記受けは、前記コロ受けが前記コロから離れる方向への動きを拘束する係合部を備えていること、
を特徴とする鉄道車両用振り子台車。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の鉄道車両用振り子台車において、
前記台車枠は、車体幅方向に離置される二本の側梁と当該両側梁を接続する横梁とを備えており、
前記コロ保持部は、前記横梁の両端部と当該端部に対応する前記側梁との接続部の上面に取り付けられていること、
を特徴とする鉄道車両用振り子台車。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の鉄道車両用振り子台車と、当該鉄道車両用振り子台車に支持された車体とを備えていること
を特徴とする鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体を揺動可能にして曲線軌道を高速で通過することを可能とした鉄道車両用振り子台車及びそれを備えた鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄道車両用台車においては、台車枠上に配置された回転自在のコロの上に振り子梁を載せており、曲線部において振り子梁がコロ上を揺動することにより、振り子梁上に配置された空気バネを介して支持される車体を傾斜させて遠心力を減少させることで、曲線を高速で通過することを可能とした振り子式台車がある（特許文献１参照）。
【０００３】
従来の振り子式鉄道車両では、車体が傾斜する構造上、振り子梁はコロ上に載せられているのみであり、台車に固定されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−２０１６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の鉄道車両用振り子台車では、上記のように、台車と車体間が振り子機構によって車体幅方向に揺動可能に構成されているので、台車と車体間の前後力（車体長手方向に作用する力）の伝達は、台車枠に取り付けられた前後力を伝達する前後力伝達コロを介して振り子梁に伝えられる。しかしながら、基本的に振り子梁は台車に固定されていないので、従来の構造では、衝突等の予期せぬ過大な前後力が作用した場合、振り子梁が台車から分離してしまう懸念があった。
【０００６】
そこで、台車が振り子台車である場合、振り子梁を台車に対して車体幅方向に揺動可能にしつつ、衝突等の過大な前後力に起因して振り子梁が台車から分離する方向に力が作用する場合であっても、振り子梁が台車から分離するのを抑制する点で解決すべき課題がある。
本発明の目的は、障害物との衝突時等のような過大な前後荷重が負荷された場合など、車体と台車とが分離する方向に力が作用する場合であっても、車体と台車とが分離しにくく、安全性を向上させた鉄道車両用振り子台車及びそれを備えた鉄道車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による鉄道車両用振り子台車は、台車を構成する台車枠と、前記台車枠と前記車体との間に備えられるとともに、前記車体をその幅方向に揺動可能に支持する振り子機構とを備える鉄道車両用振り子台車であって、前記振り子機構は、前記台車枠に回転自在に保持されたコロと、前記車体側に保持されており前記コロにころがり接触するコロ受けを備える振り子梁と、前記コロ受けの端部に転がり接触するとともに、前記台車と前記車体との間の前記車体の長手方向の力を伝達する前後力伝達コロと、を有する鉄道車両用振り子台車において、前記コロ受けの端部に対して前記車体の長手方向に隙間を置いて配置されるとともに、前記台車と前記コロ受けとの分離を抑制する受けを備えること、を特徴としている。
【０００８】
この鉄道車両用振り子台車によれば、振り子梁に備わるコロ受けの端部に対して車体長手方向に隙間を設けるように、台車枠側に配置されている受けは、コロ受けとの隙間以上の車体長手方向への相対動きを制限するストッパの作用を奏する。したがって、障害物等との衝突などの際に車体長手方向に過大な前後荷重が負荷されたときにも、コロ受けと台車枠との間で生じようとする車体長手方向の相対変位は、受けが奏するストッパの作用で制限され、車体と台車とが分離することはない。
【０００９】
また、この発明は、鉄道車両用振り子台車が適用された鉄道車両、即ち、当該鉄道車両用振り子台車に支持された車体を備えていることを特徴とする鉄道車両に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車体に備えられる振り子梁を台車に対して車体幅方向に揺動可能に保持しつつ、衝突等の過大な前後力に起因して振り子梁（車体）が台車から分離する方向に力が作用する場合であっても、振り子梁が台車から分離することを抑制できる高い安全性を備える鉄道車両用振り子台車及びそれを備えた鉄道車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による鉄道車両用振り子台車が適用される鉄道車両の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示す鉄道車両のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１、図２に示す鉄道車両に用いられる振り子機構の断面図である。
【図４】図３に示す振子装置の動作時を示す断面図である。
【図５】図２〜図４に示す鉄道車両用振り子台車のＣ部を拡大して示す詳細図である。
【図６】図５に示す鉄道車両用振り子台車のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】図５に示す鉄道車両用振り子台車のＥ−Ｅ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による鉄道車両用振り子台車の実施例を、図を参照しつつ説明する。図１は本発明による鉄道車両用振り子台車が適用された振子式鉄道車両の一例を示す側面図であり、図２は図１に示す鉄道車両のＡ−Ａ断面図（台車中央位置で車体を横断して切断したときの断面図）である。
【００１３】
図１に示すように、鉄道車両１０は、先頭に乗務員室を備える先頭車両である。鉄道車両１０は、車体１１と、当該車体１１の長手方向の両端部近傍の下部に設けられており車体１１を支持し且つ軌道１を走行可能な台車（振り子式台車）１００，１００とを備えている。
【００１４】
図２に図１のＡ−Ａ断面図を示す。鉄道車両１０の車体１１は、車体の両側面を定めるように立設されており、窓や出入り口が形成された側構体１２，１２と、車体１１の幅方向両端側で側構体１２，１２の上端部に載置され且つ結合されて屋根構体１４と、車体１１の幅方向両端側で側構体１２，１２の下端部にそれぞれ結合されていて車体１１の床構造を構成する台枠１６とを備えている。側構体１２，１２、屋根構体１４及び台枠１６の各構体はそれぞれ車体１１の長手方向に延びており、図示はしないが、台枠１６の長手方向の端部に立設されて側構体１２，１２と台枠１６とに結合された妻構体（一方は、乗務員室）を備えていて、車体１１をボックス構造に構成している。台車１００，１００は、軌道１と台枠１６との間に配設されていて、車体１１の荷重を支持しながら軌道１を車輪で走行可能にしている。
【００１５】
図３は、図２における破線で囲んだ領域Ｂを拡大した鉄道車両用振り子式台車（振り子動作なし）の断面図である。図４は、図３に示す振り子式台車の振り子動作状態を示す断面図である。図３及び図４においては、台車は車輪を取り除いた状態で示されており、振り子梁とコロ受けとコロとを有する振り子装置を車両長手方向から見た態様で示されている。台車１００は、輪軸（図示せず）により支持された台車枠１５０と、台車枠１５０上に配置された振り子梁１２０と、振り子梁１２０上に配置され且つ車体１１を支持する一対の空気バネ１１０，１１０とを備えている。空気バネ１１０，１１０は、台車１００の長手方向中央部において、振り子梁１２０上の左右（車体１１の幅方向５００）に配置されており、車体１１は、空気バネ１１０，１１０を介して台車１００に支持されている。振り子機構は、台車枠１５０と振り子梁１２０との間に配設されている。
【００１６】
台車１００は、鉄道車両が走行する軌道１（図１、２参照）に沿って車体幅方向５００に離置される二本の側梁１５４，１５４と、当該両側梁１５４，１５４の長手方向中央部に配設されるとともに両側梁１５４，１５４を接続する横梁１５２とからなる台車枠１５０を備えている。台車１００は、また、図３及び図４には示さないが、側梁１５４の長手方向の両端部に回動可能に支持される輪軸（車軸の両端部に車輪を備えたもの、図２参照）を備えている。台車１００は、更に、振り子梁１２０と横梁１５２とを連結して車体１１の台車１００に対する傾斜を制御するシリンダ装置１６０を備えている。
【００１７】
横梁１５２の各端部と当該端部に対応する側梁１５４との接続部の上面には、コロ１４０を回転自在に保持するコロ保持部１４４が備えられており、コロ保持部１４４には、円筒形状のコロ１４０がその軸を軌道１（車体１１）の長手方向に沿って配置した態様で回転自在に保持されている。横梁１５２について車体１１の幅方向両端に備わる一対のコロ１４０，１４０の上方には、台車枠１５０をなす横梁１５２の長手方向に沿う態様で振り子梁１２０が配設されており、振り子梁１２０は、その両端部の下面に、コロ１４０，１４０がころがり接触する滑らかに形成された曲面を持つように構成されたコロ受け１３０，１３０を備えている。振り子梁１２０は、当該曲面がコロ１４０，１４０を回転させながら移動することで車体幅方向に揺動することができる。コロ受け１３０，１３０を備える振り子梁１２０は、下に向けて凸状の形態をなしている。
【００１８】
図４は、図３に示す振り子梁１２０とコロ受け１３０及びコロ１４０とを有する振り子機構が振り子動作した時の拡大図である。振り子機構は、車体１１をその長手方向に沿う軸周りに回転させて傾斜させるもので、車体１１を台車１００，１００上で回転傾斜させる時の軸を車体１１の床面の上方に設定するとともに、車体１１の重心をその軸の下方に設定している。こうした回転軸と重心との配置によって、車両１０（図１及び図２参照）が曲線軌道を通過する時に生じる遠心力又はシリンダ装置１６０の作動により、振り子梁１２０に備えられるコロ受け１３０，１３０がコロ１４０，１４０と接触し且つ回転させながら移動し、この振り子梁１２０の振り子動作によって車体１１が傾斜する。
【００１９】
図５は、図２及び図３において破線で囲んだ領域Ｃを拡大して、振り子機構の詳細を示す断面図である。また、図６は図５においてＤ−Ｄで示した切断面での断面図であり、図７は図５においてＥ−Ｅで示した切断面での断面図である。
【００２０】
各コロ１４０は、コロ保持部１４４により台車枠１５０の側梁１５４と横梁１５２との接続部の上面に取り付けられている。具体的には、コロ保持部１４４は、車両長手方向５１０（図６参照）に延びる支持軸１４７をその長手方向に離間した端部１４８，１４８で保持している。コロ１４０は、支持軸１４７に対して軸受１４９，１４９を介して回転自在に支持されている。車体１１は、車体側である振り子梁１２０に設けられているコロ受け１３０が回転自在なコロ１４０を介して支持されている。振り子梁１２０は、車体１１が円滑に傾斜するためにコロ１４０上に載せられている構造となっている。
【００２１】
上記構造によれば、振り子式鉄道車両が曲線軌道を通過する際に受ける遠心力又はシリンダ装置１６０によって傾くとき、コロ受け１３０がコロ１４０を回転させつつコロ１４０と接触しながら移動することで振り子動作をする。したがって、振り子式鉄道車両は、コロ１４０上を振り子梁１２０が揺動することで、車体１１を円滑に傾斜することが可能である。また、前後方向の駆動力及びブレーキ力の伝達は、詳細は後述するが、前後力伝達コロ１４６にて行われる。
【００２２】
コロ受け１３０、コロ１４０及び前後力伝達コロ１４６の構造だけの振り子機構であると、障害物との衝突時など車両１０に予期せぬ過大な前後力が負荷された場合、後述するような前後力伝達コロ１４６のみで過大且つ衝撃的な前後力を支持することができず、またコロ受け１３０については、上下方向に拘束されていないことから、前後力と合わせて上下力（特に、台車１００を車体１１から引き離す方向の力）が負荷された場合、台車１００から車体１１が離脱してしまう懸念がある。
【００２３】
そこで、上記問題を解決する手段として、図５から図７に示す本発明による鉄道車両用振り子台車の実施例では、振り子梁１２０の長手方向の両下面に備えられるコロ受け１３０，１３０の長手方向（車体幅方向５００）に沿って、コロ受け１３０の幅方向（車体長手方向５１０）の端部と噛みあうように、受けとしてのストッパ１４５，１４５を配設している。なお、図５では、ストッパ１４５，１４５の間に１個の前後力伝達コロ１４６を備えているが、ストッパ１４５を３分割し、ストッパ１４５同士の間に２個の前後力伝達コロを備えても良い。
【００２４】
各コロ保持部１４４は、軸受１４９，１４９を介してコロ１４０を回転自在に支持する支持軸１４７を保持するために軸保持部１７０，１７０と、当該軸保持部１７０，１７０から一体的に且つコロ１４０から離れる方向（車体長手方向５１０の方向）に延びる延長部１７１，１７１とを備えている。各延長部１７１には、前後力伝達コロ１４６がボルトなどで回転自在に固定されている。車両１０が発車（加速）したり停車（減速）したりする際に生じる車体長手方向５１０に沿う前後方向の力が作用する場合には、延長部１７１に備えられる前後力伝達コロ１４６がコロ受け端部１３１に当接して、これらの力を台車１００から車体１１へと伝達する。車体１１が振り子動作する際には、前後力伝達コロ１４６はコロ受け１３０の幅方向（車体長手方向５１０に沿う方向）の端部のコロ受け端部１３１を回動可能に案内する。
【００２５】
振り子機構の組立て状態では、コロ受け端部１３１とストッパ１４５との間には車体長手方向５１０の方向に隙間１７３を設けた状態でストッパ１４５は延長部１７１に取付けボルト１７２で固定されている。このため、車両１０が振り子動作時にはコロ受け１３０が車体幅方向へ揺動する動作、即ち、車体の傾斜動作を阻害しない構造となっている。
【００２６】
ストッパ１４５は、コロ受け１３０のコロ受け端部１３１を上下方向に拘束する構造を備えている。即ち、ストッパ１４５は、例えばコロ受け１３０のコロ１４０と接触する側とは反対側において、コロ受け端部１３１に係合する係合部１７４を備えている。係合部１７４は、コロ受け１３０がコロ１４０から離れる方向への動きを拘束する。なお、係合部１７４は、コロ受け１３０を上下方向に拘束する機能を備えていれば良く、図示のような形状・構造に限られず、例えばコロ受け１３０内の溝に係合するなどの構造でもよい。本構造によれば、車両が障害物に衝突するなど、過大な前後力が負荷された場合においても、ストッパ１４５がコロ受け１３０との間で前後力を吸収すると同時に、係合部１７４がコロ受け１３０を上下方向にも拘束することから、台車１００と車体１１が分離することない。そのため、従来構造に対して衝突時等の予期せぬ過大な力が車体１１と台車１００との間に生じた場合であっても、車体１１と台車１００との分離を抑制することができるため安全性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１：軌道
１０：車両
１１：車体
１２；側構体
１４：屋根構体
１６：台枠
１００，１００：台車
１１０，１１０：空気バネ
１２０：振り子梁
１３０，１３０：コロ受け
１３１，１３１：コロ受け端部
１４０，１４０：コロ
１４４：コロ保持部
１４５：ストッパ（受け）
１４６：前後力伝達コロ
１５０：台車枠
１５２：横梁
１５４，１５４：側梁
１６０：シリンダ装置
１７０，１７０：軸保持部
１７１，１７１：延長部
１７２：取付けボルト
１７３：隙間
１７４：係合部
５００：車体幅方向
５１０：車体長手方向
【図１】
2012254683.tif 000003
【図２】
2012254683.tif 000004
【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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