(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後２台のボギー台車と、
該台車上に中心ピンを介して回動可能に支持されている車体と、
を備える鉄道車両であって、
前記台車を前記車体に対して前記中心ピンの周りに回転駆動する空気圧駆動アクチュエータを含む台車操舵機構と、
前記台車と車体間の回動角又は角速度を検知するセンサと、
故障時に前記アクチュエータの空気圧が大気開放されるフェールセーフ機構とをさらに備え、
前記アクチュエータが、前記回動角等に対応した回転駆動力を発するとともに、
前記アクチュエータを制御するコントローラが、前記アクチュエータへの指令作動方向と実際の回転角とが異なる場合に誤作動と判断して、前記フェールセーフ機構を作動させることを特徴とする台車操舵式鉄道車両。
【請求項２】
前記アクチュエータが、曲線軌道において前記台車と車体間にかかる回動抵抗を打ち消すことを特徴とする請求項１記載の台車操舵式鉄道車両。
【請求項３】
前記鉄道車両の速度に対応して、低速走行時には前記アクチュエータの駆動力を上げることを特徴とする請求項１又は２記載の台車操舵式鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボギー台車を車体に対して回動させる台車操舵式鉄道車両に関する。特には、簡単な構造で故障時のフェールセーフ機能を実現できる等の利点を有する台車操舵式鉄道車両に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、鉄道車両における操舵台車は、１台の台車の前後の輪軸を台車に対して操舵する（角度を変える）ものである。車両の曲線軌道通過時に輪軸が曲線軌道の中心方向に向くように操舵して、車輪の軌道に対するアタック角を小さくすることができる。アタック角を小さくすると、曲線軌道通過時に車両に働く横圧を低減でき、車両の脱線係数Ｑ／Ｐ（横圧（Q）÷輪重（P））を下げるとともに、車輪がレールに擦れて発生する騒音（スキール音）も小さくできる。
【０００３】
現状の鉄道車両の台車は、一部の貨物車等を除くほとんどが、いわゆるボギー形式となっている。このようなボギー形式の台車に適用される操舵台車の代表的なものの１つは、リンク式操舵台車である。
このリンク式操舵台車は、台車枠に対して輪軸が回動可能となっており、これら台車枠と輪軸間にリンク機構が設けられた構成を有する。このリンク式操舵台車は、車両の曲線軌道通過時に、リンク機構を介して輪軸を強制的に回動し、輪軸を曲線軌道に沿わせる。なお、このようなリンク式操舵台車の一例は、特開平８−１４２８６２号公報に開示されている。
【０００４】
前述のリンク式操舵台車の他に、油圧封じ切り方式の誘導操舵台車も知られている。
この誘導操舵台車には、台車枠と軸箱間に油圧シリンダが設けられている。この誘導操舵台車は、車両の曲線軌道通過時に、油圧シリンダを駆動して輪軸を台車に対して強制的に回動し、車輪を曲線軌道に沿わせる。
【０００５】
前述のリンク式操舵台車及び油圧封じ切り方式の誘導操舵台車の操舵機構は、かなり複雑で重量が嵩む。
本発明は、簡単な構造で故障時のフェールセーフ機能を実現できる等の利点を有する台車操舵式鉄道車両を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の台車操舵式鉄道車両は、前後２台のボギー台車と、  該台車上に中心ピンを介して回動可能に支持されている車体と、  を備える鉄道車両であって、  前記台車を前記車体に対して前記中心ピンの周りに回転駆動する空気圧駆動アクチュエータを含む台車操舵機構と、前記台車と車体間の回動角又は角速度を検知するセンサと、故障時に前記アクチュエータの空気圧が大気開放されるフェールセーフ機構とをさらに備え、前記アクチュエータが、前記回動角等に対応した回転駆動力を発するとともに、前記アクチュエータを制御するコントローラが、前記アクチュエータへの指令作動方向と実際の回転角とが異なる場合に誤作動と判断して、前記フェールセーフ機構を作動させることを特徴とする。
この場合、例えばボルスタレス台車でダイヤフラム型空気ばねを用いた台車においては、空気ばねの復元力（台車旋回抵抗）をアクチュエータの駆動力で相殺し、急曲線軌道通過時の車体の横圧を低減することができる。なお、急曲線が介在する線区においては、センサが急曲線を検知する毎に、その曲率に応じた操舵を行うこともできる。
【０００７】
本発明は、従来の操舵台車のように台車枠に対して輪軸を強制的に回動する方式とは異なり、台車操舵機構の空気圧駆動アクチュエータの作動によって、台車を車体に対して中心ピンの周りに回転駆動する。この際、アクチュエータの空気圧は、ボギー台車が本来有する回動性能をサポートする役割を果たす。
空気圧駆動アクチュエータは、例えば既存の車両の台車ヨーダンパに併設する等、従来の特別な装備を持たない台車に対して、比較的容易に追加改造して設置することができる利点がある。
【０００８】
なお、操舵台車とは別に、ラジアル台車等と呼ばれる台車操舵も知られているが、本発明はこの種の操舵形式とは異なる。あるいは、操舵台車には、本来の輪軸の転向性を活かすために、軸箱の前後支持を比較的柔軟な支持状態にしたもの等が存在するが、ボギー台車内にこの方式を加えることで、一層の転向性能の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明の台車操舵式鉄道車両においては、前記アクチュエータが、曲線軌道において前記台車と車体間にかかる回動抵抗を打ち消すものとすることができる。この場合、台車と車体間にかかる回動抵抗を打ち消すことで、車両の急曲線部通過時の台車転向横圧を低減し、安定した走行性能を実現することができる。
【００１０】
また、本発明の台車操舵式鉄道車両においては、故障時に前記アクチュエータの空気圧が大気開放されるフェールセーフ機構をさらに備えることを特徴とする。この場合、故障時にアクチュエータの空気圧を大気開放すると、台車操舵機構が無装着であるのと同じ状態となり、フェールセーフ機能が実現できる。
【００１２】
また、本発明の台車操舵式鉄道車両においては、前記鉄道車両の速度に対応して、低速走行時には前記アクチュエータの駆動力を上げるものとすることができる。
鉄道車両が低速でカント（バンク）付き曲線軌道を走行する場合は、遠心力があまり作用しないので、鉄道車両の重心が内側軌道に移動し、外側軌道の脱線係数が大きくなる状況が生じる。このような場合、車両の低速度に対応してアクチュエータの駆動力を上げると、外軌側車輪の横圧を低減して低速走行時の安全性を向上することができる。
【００１３】
このように、回動角や角速度、あるいは、車両の走行速度に応じてアクチュエータの駆動力をコントロールすることで、車両の横圧を低減して安全性を向上するとともに、車両の曲線軌道の通過速度を速くすることができる。さらに、車両の曲線軌道走行性能が安定化することで、車輪のフランジとレールの摩耗低減効果や、スキール音低減効果も期待できる。
【００１４】
さらに、本発明の台車操舵式鉄道車両においては、前記アクチュエータを制御するコントローラが、前記アクチュエータへの指令作動方向と実際の回転角とが異なる場合に誤作動と判断して、前記フェールセーフ機構を作動させることを特徴とする。この場合、アクチュエータの誤作動確認機能をもたせることができ、フェールセーフ機構を適切に動作させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
[第１実施例]
図１は、本発明の第１実施例に係る台車操舵式鉄道車両の台車部分を示す側面図である。
図２は、同台車操舵式鉄道車両の台車操舵機構の空気圧駆動アクチュエータ（左右個別状態）を示す斜視図である。（Ａ）はシリンダ本体を右側、ロッドを左側に配置した図であり、（Ｂ）はシリンダ本体を左側、ロッドを右側に配置した図である。
図３は、同台車操舵式鉄道車両の台車操舵機構の空気圧駆動アクチュエータ（左右連結状態）を示す斜視図である。
なお、以下の説明では、特に断らない限り、レールの長手方向（車両の進行方向）を前後方向、軌道面におけるレール長手方向と直角の方向を左右方向、軌道面に垂直な方向を上下方向と呼ぶ。
【００１６】
図１に示す鉄道車両は、車体１０を備えている。この車体１０の下面には、ブラケット１２を介して中心ピン１４が固定されている。中心ピン１４は、車体１０の下面から垂下している。この中心ピン１４は、ボギー台車１１（以下、単に台車と呼ぶ）の中心部に回動可能に嵌合している。車体１０の左右側部には、車体下面から下方に延びるアンカー２８が設けられている。左右の各アンカー２８の下端には、後述するアクチュエータ２０の端部のユニバーサルジョイントが取り付けられる。
【００１７】
台車１１は、台車枠１３を備えている。台車枠１３の下部の前後には、車輪１５と車軸１６からなる輪軸１７が一組ずつ組み込まれている。車輪１５は、車軸１６の両側に圧入されて固定されている。両車輪１５の外側において、車軸１６の両端部には軸箱１８が外嵌されている。台車枠１３と各軸箱１８上面間には、軸ばね１９が取り付けられている。
【００１８】
台車枠１３の幅方向左右側面には、空気圧駆動アクチュエータ２０（以下、単にアクチュエータと呼ぶ）がそれぞれ配置されている。左右のアクチュエータ２０は、中心ピン１４を中心として、左右点対称に配置されている（図１には左側面のアクチュエータ２０のみが示されている）。本実施例のアクチュエータ２０は、図２及び図３に分かり易く示すように、シリンダ室２１とピストンロッド２３を備えている。シリンダ室２１の内部は、ピストンロッド２３の先端の円盤２４で２つの空気室２１Ａ、２１Ｂに仕切られている。シリンダ室２１の外面には、各空気室２１Ａ、２１Ｂに対応して、２つの送排気口２１ａ、２１ｂが形成されている。
【００１９】
シリンダ室２１のロッド側端部には、センサ２９が設けられている。このセンサ２９は、シリンダ室２１に対するピストンロッド２３の位置（すなわちピストンロッド２３の進退量）を検出し、この検出値信号を後述するコントローラ３３に送出する。シリンダ室２１の端面とピストンロッド２３の端部には、それぞれジョイント（ユニバーサルジョイント）２５、２６が取り付けられている。
【００２０】
アクチュエータ２０は、台車枠１３の右側面においては、本体側のジョイント２５が台車枠１３の側面に取り付けられ、ピストンロッド側のジョイント２６がアンカー２８に取り付けられている（図２（Ａ）及び図３参照）。一方、図１に示す台車枠１３の左側面においては、本体側のジョイント２５が台車枠１３の側面に取り付けられ、ピストンロッド側のジョイント２６がアンカー２８に取り付けられている（図２（Ｂ）及び図３参照）。そのため、図３において、左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒが縮んだ場合は、台車１１が車体１０に対して反時計回り（上から見て）に回動し、逆に左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒが伸びた場合は、台車１１が車体１０に対して時計回り（上から見て）に回動する。
【００２１】
図３に示すように、左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒは、各空気室２１Ａの送気口間が連結パイプ３５Ａで繋がれており、各空気室２１Ｂの送気口間が連結パイプ３５Ｂで繋がれている。右のアクチュエータ２０Ｒの各空気室２１Ａ、２１Ｂには、供給パイプ３６Ａ、３６Ｂが接続されている。これら供給パイプ３６Ａ、３６Ｂは、図１に示すように、エアバルブ３８を介して元空気溜め３１に接続されている。左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒは、各空気室２１Ａ、２１Ｂに個別に送排気可能な複室式空気アクチュエータである。
【００２２】
図１に示すように、車体１０の下面には、元空気溜め３１、コンプレッサ３２及びコントローラ３３が取り付けられている。元空気溜め３１には、前述したように、供給パイプ３６Ａ、３６Ｂがエアバルブ３８を介して接続されている。エアバルブ３８及びコンプレッサ３２は、コントローラ３３の制御に基づき作動するようになっている。
【００２３】
このコントローラ３３は、左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒ（図２及び図３参照）のセンサ２９が検出したピストンロッド位置を照らし合わせて、台車１１の回動角を算出する。そして、算出した回動角から曲線軌道の曲率半径を割り出し、この曲率半径に応じてエアバルブ３８及びコンプレッサ３２を作動して、元空気溜め３１から左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒへの送排気をコントロールする。
【００２４】
コントローラ３３の制御に伴うエアーの供給系統は、以下の通りである。
（１）台車１１を上から見て時計回りに回動する場合
この場合は、左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒが伸びる。そのため、空気室２１Ａを送気、空気室２１Ｂを排気とするようエアバルブ３８を切り換える。このとき、元空気溜め３１内のエアーは、供給パイプ３６Ａ→右アクチュエータ２０Ｒの空気室２１Ａ→連結パイプ３５Ａ→左アクチュエータ２０Ｌの空気室２１Ａに供給され、空気室２１Ｂ内のエアーは、連結パイプ３５Ｂ及び供給パイプ３６Ｂを介して排気される。
【００２５】
（２）台車１１を上から見て反時計回りに回動する場合
この場合は、（１）とは逆に、左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒが縮む。そのため、空気室２１Ｂを送気、空気室２１Ａを排気とするようエアバルブ３８を切り換える。このとき、元空気溜め３１内のエアーは、供給パイプ３６Ｂ→右アクチュエータ２０Ｒの空気室２１Ｂ→連結パイプ３５Ｂ→左アクチュエータ２０Ｌの空気室２１Ｂに供給され、空気室２１Ａ内のエアーは、連結パイプ３５Ａ及び供給パイプ３６Ａを介して排気される。
【００２６】
（３）故障時にフェールセーフ機構を作動させる場合
この場合は、（１）あるいは（２）の制御後に、アクチュエータのセンサ２９が検出したピストンロッド位置がおかしいとき、すなわち、アクチュエータの指令作動方向と実際の台車１１の回転角とが異なるとき、誤作動と判断する。そして、左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒの両空気室２１Ａ、２１Ｂの空気圧が大気開放されるようエアバルブ３８を切り換える。このとき、台車１１は、実質的にアクチュエータ無装着状態と等しくなる。
【００２７】
ここで、車体側から曲線軌道を判断してコントロールする方法は、コントローラ３３においてセンサ２９の検出値から曲率半径を割り出す方法の他に、以下の方法を用いることもできる。
（ａ）コントローラ３３に予め地点情報を入力し、この地点情報に基づいてアクチュエータの作動指令を行う。これは、例えば車両がいわゆる振り子台車を備える場合には、振り子シリンダをアクチュエータとして流用することもでき、振り子のための曲線検知機構をそのまま活用できる。
【００２８】
（ｂ）車両の先頭の台車にセンサを配置し、このセンサで曲線軌道への先頭車両の進入を検知する。そして、適切な時間後に、順次後続車両の台車のアクチュエータを制御する。なお、この場合は、前述のアクチュエータの誤作動判断は、先頭車両において行うのが好ましい。
【００２９】
（ｃ）ジャイロを用いて車両の遠心力を検知し、この遠心力を照らし合わせて左右のアクチュエータを制御する。この場合は、曲線軌道のカント（バンク）や台車の前後４点を支持する空気ばねの高さを別のセンサで検知し、これに基づいて曲率を割り出すことができる。なお、空気ばねの高さを検知するセンサとしては、例えばＫＹＯＷＡ社製、『ＤＴＪ−Ａ−２００』変位変換器を用いることができる。この変位変換器は、測定変位量が２００ｍｍ、出力が５ｍＶ／Ｖ（１００００×１０-6ひずみ）、非直線性±０．３％の緒元を有し、変位量を直視するスケールを備える、温度特性が優れる等の特徴をもつ。
【００３０】
次に、上記の構成からなる台車操舵式鉄道車両の作用について説明する。
図４は、車両の曲線軌道通過時の操舵力制御を説明するための図である。（Ａ）は軌道を区間Ａ〜Ｅに分割した状態を模式的に示す図であり、（Ｂ）は外側軌道の横圧の変化を示すグラフである。
【００３１】
図４（Ａ）に示す軌道は、直線軌道Ａ→直線から緩曲線になる軌道（直→緩軌道）Ｂ→急曲線軌道Ｃ→緩曲線から直線になる軌道(緩→直軌道)Ｄ→直線軌道Ｅ、の各区間を有する。この例では、車両は左に曲がって曲線軌道を通過する。
なお、以下の説明においては、コントローラ３３には前記（ａ）で述べたように予め軌道の地点情報が入力されているものとする。
【００３２】
・ボルスタレス台車の場合
台車１１は、車体１０に対する一定の旋回抵抗が与えられている。例えば、車体１０と台車１１間に摺動摩擦部の少ないボルスタレス台車においては、揺れ枕はりを取り去ってダイヤフラム型空気ばねが設けられており、この空気ばねの復元力（空気ばねが捩じられる抵抗力）が台車旋回抵抗となる。この空気ばねの復元力は、直線軌道（図４（Ａ）の区間Ａ、Ｅ）において台車１１の蛇行動を抑える役割を果たす。
【００３３】
一方、ボルスタレス台車は、曲線軌道の曲率変化点(図４（Ａ）の区間Ｂ、Ｄ)や急曲線軌道（図４（Ａ）の区間Ｃ）を通過する際等に、空気ばねの復元力が台車１１の旋回抵抗となって外軌横圧として作用し、脱線係数Ｑ／Ｐ（横圧（Q）÷輪重（P））が大きくなる傾向がある。そのため、図４（Ｂ）に示すように、曲線軌道Ｂ〜Ｄを通過する際には外軌横圧が円曲線となり、脱線係数Ｑ／Ｐが大きくなって車両が脱線しやすい状況が生じる。
【００３４】
そこで、曲線軌道Ｂ〜Ｄ間を走行する際には、コントローラ３３でアクチュエータ２０を制御し、空気ばねの復元力を相殺するような台車回転力を加える。すなわち、図４（Ａ）のような左カーブの曲線軌道Ｂ〜Ｄを走行する際に、前記（２）のように、左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒの空気室２１Ｂを送気、空気室２１Ａを排気とするようエアバルブ３８を切り換える。すると、左アクチュエータ２０Ｌは、図３においてピストンロッド２３が左側に移動するとともに、右アクチュエータ２０Ｒは、図３においてピストンロッド２３が右側に移動し、双方が縮んだ状態となる。このような両アクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒの動作は、車体１０のアンカー２８を支点として、台車１１の反時計方向（上から見て）への回動をサポートする力となって作用する。
【００３５】
この際、コントローラ３３は、予め入力されている地点情報に基づき、直→緩軌道Ｂでは徐々に送気量を増やし、急曲線軌道Ｃではより送気量を多くし、緩→直軌道Ｄでは徐々に送気量を減らすようコンプレッサ３２を作動し、曲線軌道の進入・通過・進出を連続的にコントロールする。このとき、各車両のそれぞれの台車について横圧変化に応じた旋回力を加え、理想的に全地点での横圧をゼロに近づける制御を車両ごとに個別に行う。この制御は、あるいは車両の速度から逆算した時間差に基づいて行ってもよい。このような制御によって、曲線通過性能や通過速度を向上させることができ、車両の横圧を低減して安全性を向上することができる。
【００３６】
なお、コントローラ３３がアクチュエータ２０の誤作動を検知した場合は、前記（３）のように、左右のアクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒの両空気室２１Ａ、２１Ｂの空気圧を大気開放してフェールセーフとする。この場合、アクチュエータ２０からは台車旋回力が付与されないので、脱線を引き起こす危険性を低減できる。
【００３７】
・非ボルスタレス台車の場合
摺動摩擦のある非ボルスタレス台車においては、前述のボルスタレス台車とは挙動が異なる。この場合は、曲線軌道の曲率半径が変化する際に、摺動摩擦力が台車旋回抵抗となって横圧に付与されるため、これにより発生する横圧成分は、急曲線軌道Ｃにおいても曲率によらずほぼ同じである。しかしながら、直→緩軌道Ｂの曲線進入部においては、曲率変化による摺動摩擦力に伴い、大きい値の横圧が発生する場合がある。
【００３８】
そこで、曲線進入部においては、車体１０と台車１１間にかかる回動抵抗（摺動摩擦力）を打ち消すように、コントローラ３３でアクチュエータ２０の作動を制御する。このとき、コントローラ３３内の地点情報に基づき、曲線軌道の前方からコントロールを開始すると、曲線進入部における曲率変化点の通過走行が安定になる。一方、曲線進出部においては、台車１１を復元するようにアクチュエータ２０の作動をコントロールすることで、脱線の可能性を低減できる。
【００３９】
・振り子台車の場合
車両がいわゆる振り子台車を備える場合には、車体の重心移動で外側への輪重移動が顕著となる。この場合は、台車を復元せず、むしろ積極的に内向するようにアクチュエータへの送気量を増やし、外側軌道の負荷を低減するようにコントロールすることも可能である。
【００４０】
なお、鉄道車両が低速でカント（バンク）付き曲線軌道を走行するような場合は、遠心力があまり作用しないので、鉄道車両の重心が内側軌道に移動し、外側軌道の脱線係数が大きくなる状況が生じる。このような場合、車両の速度から低速状態を検知し、外側軌道に対応したアクチュエータへの送気量を増やす。こうすると、外側軌道の脱線の可能性を低減でき、低速走行時の安全性を向上することができる。
【００４１】
[第２実施例]
以下、本発明の第２実施例について説明する。この第２実施例は、高速用の鉄道車両に適したアクチュエータの例である。
図５は、本発明の第２実施例に係る台車操舵式鉄道車両のアクチュエータのエアー供給系統を示す図である。
図６は、同アクチュエータの他の例（複列式）を示す斜視図である。（Ａ）はシリンダ本体を右側、ロッドを左側に配置した図であり、（Ｂ）はシリンダ本体を左側、ロッドを右側に配置した図である。
図７は、同アクチュエータの他の例（異径式）を示す斜視図である。
図８は、本発明の第２実施例に係る台車操舵式鉄道車両の台車部分を示す側面図である。
【００４２】
まず、図５のアクチュエータについて説明する。
図５に示すアクチュエータ５０は、シリンダ室５１とピストンロッド５３を備えている。シリンダ室５１の内部は、ピストンロッド５３の先端の円盤５４で２つの空気室５１Ａ、５１Ｂに仕切られている。本体５１のロッド側端部には、センサ５９が設けられている。このセンサ５９は、第１実施例のセンサ２９と同様に、本体５１に対するピストンロッド５３の位置を検出する。
【００４３】
本体５１の端面には、オイルダンパ室５１Ｃが連設されている。このオイルダンパ室５１Ｃには、非動作バイパス回路（バイパス弁を含む）５２と、油圧センサ６６が設けられている。オイルダンパ室５１Ｃの端面とピストンロッド５３の端部には、それぞれジョイント（ユニバーサルジョイント）５５、５６が取り付けられている。
【００４４】
本体５１の外面には、各空気室５１Ａ、５１Ｂに対応して、２つの供給パイプ５１ａ、５１ｂが接続されている。これら供給パイプ５１ａ、５１ｂには、それぞれ圧力検知器６１が組み込まれている。両供給パイプ５１ａ、５１ｂの端部は、圧力調整装置６３に接続されている。この圧力調整装置６３は、接続パイプ６２を介して制御弁６５に接続されている。この制御弁６５は、コントローラ３３とエアー供給源ＭＲに接続されている。圧力検知器６１、圧力調整装置６３及び制御弁６５は、第１実施例におけるエアバルブと同様の役割を果たす。エアー供給源ＭＲは、第１実施例における元空気溜め３１及びコンプレッサ３２と同様の役割を果たす。
【００４５】
次に、図６のアクチュエータについて説明する。
図６に示すアクチュエータ４０は、複列式のアクチュエータである。このアクチュエータ４０の本体４１の内部には、並列に配置されたダンパ室４１Ａとシリンダ室４１Ｂが形成されている。この本体４１には、ダンパ室４１Ａ、シリンダ室４１Ｂのそれぞれに対応したロッド４３Ａ、４３Ｂを有する二股状のピストンロッド４３が組み込まれている。本体４１のロッド側端部には、センサ４９が設けられている。このセンサ４９は、前述のセンサ２９、５９と同様に、本体４１に対するピストンロッド４３の位置を検出する。本体４１の端面とピストンロッド４３の基部部には、それぞれジョイント（ユニバーサルジョイント）４５、４６が取り付けられている。
【００４６】
次に、図７のアクチュエータについて説明する。
図７に示すアクチュエータ７０は、異径式のアクチュエータである。このアクチュエータ７０は、大径で長尺のシリンダ室７１を備えている。このシリンダ室７１の端面には、小径で短尺のオイルダンパ室７２が同心状に連設されている。これらシリンダ室７１及びオイルダンパ室７２には、ピストンロッド７３が組み込まれている。このピストンロッド７３は、先端に小円盤７４ａが設けられており、途中に大円盤７３ａが設けられている。小円盤７４ａがオイルダンパ室７２内に配置され、大円盤７３ａはシリンダ室７１内に配置されている。
【００４７】
シリンダ室７１内は、大円盤７３ａで２つの空気室７１Ａ、７１Ｂに仕切られている。シリンダ室７１のピストンロッド７３側端部には、センサ７９が設けられている。このセンサ７９は、前述のセンサ２９、５９、４９と同様に、シリンダ室７１に対するピストンロッド７３の位置を検出する。オイルダンパ室７２の端面とピストンロッド７３の端部には、それぞれジョイント（ユニバーサルジョイント）７５、７６が取り付けられている。
【００４８】
これらのアクチュエータは、基本的に第１実施例のアクチュエータと同様に用いることができる。第２実施例の各アクチュエータは、オイルダンパ機能を有することによって、車両の高速走行時の蛇行動や動揺を抑えることができるという効果がある。なお、台車操舵の際には、左右空気室の圧力差で操舵力が決まる。このとき、一方を大気圧にする場合と、両方を大気圧以上にする場合とが可能である。
【００４９】
さらに、これらのアクチュエータは、第１実施例と同様に、台車の左右側面に装着することが好ましいが、片方の側面にのみ装着することも可能である。又は、これらのアクチュエータは、第１実施例と同様に、車体のアンカーと台車枠の側面間に取り付けるのが効果的だが、台車の内側において取り付けることもできる。あるいは、図８に示すように、車体１０のアンカー２８を挟んで両側に、２台のアクチュエータ（図８においては図７のアクチュエータ７０を示す）を装着することも可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、故障時のフェールセーフ機能を実現できる等の利点を有する台車操舵式鉄道車両を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る台車操舵式鉄道車両の台車部分を示す側面図である。
【図２】同台車操舵式鉄道車両の台車操舵機構の空気圧駆動アクチュエータ（左右個別状態）を示す斜視図である。（Ａ）はシリンダ本体を右側、ロッドを左側に配置した図であり、（Ｂ）はシリンダ本体を左側、ロッドを右側に配置した図である。
【図３】同台車操舵式鉄道車両の台車操舵機構の空気圧駆動アクチュエータ（左右連結状態）を示す斜視図である。
【図４】車両の曲線軌道通過時の操舵力制御を説明するための図である。（Ａ）は軌道を区間Ａ〜Ｅに分割した状態を模式的に示す図であり、（Ｂ）は外側軌道の横圧の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施例に係る台車操舵式鉄道車両のアクチュエータのエアー供給系統を示す図である。
【図６】同アクチュエータの他の例（複列式）を示す斜視図である。（Ａ）はシリンダ本体を右側、ロッドを左側に配置した図であり、（Ｂ）はシリンダ本体を左側、ロッドを右側に配置した図である。
【図７】同アクチュエータの他の例（異径式）を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る台車操舵式鉄道車両の台車部分を示す側面図である。
【符号の説明】
１０  車体                                １１  台車
１２  ブラケット                          １３  台車枠
１４  中心ピン                            １５  車輪
１６  車軸                                １７  輪軸
１８  軸箱                                １９  軸ばね
２０（２０Ｌ、２０Ｒ）  アクチュエータ
２１  シリンダ室                          ２１Ａ、２１Ｂ  空気室
２１ａ、２１ｂ  送排気口                  ２３  ピストンロッド
２４  円盤                                ２５、２６  ジョイント
２８  アンカー                            ２９  センサ
３１  元空気溜め                          ３２  コンプレッサ
３３  コントローラ                        ３５Ａ、３５Ｂ  連結パイプ
３６Ａ、３６Ｂ  供給パイプ                ３８  エアバルブ
４０  アクチュエータ
４１  本体                                ４１Ａ  ダンパ室
４１Ｂ  シリンダ室                        ４３  ピストンロッド
４３Ａ、４３Ｂ  ロッド                    ４５、４６  ジョイント
４９  センサ
５０  アクチュエータ
５１  シリンダ室                          ５１Ａ、５１Ｂ  空気室
５１Ｃ  オイルダンパ室                    ５１ａ、５１ｂ  供給パイプ
５２  非動作バイパス回路                  ５３  ピストンロッド
５４  円盤                                ５５、５６  ジョイント
５９  センサ                              ６１  圧力検知器
６２  接続パイプ                          ６３  圧力調整装置
６５  制御弁                              ６６  油圧センサ
ＭＲ  エアー供給源
７０  アクチュエータ
７１  シリンダ室                          ７１Ａ、７１Ｂ  空気室
７２  オイルダンパ室                      ７３  ピストンロッド
７３ａ  大円盤                            ７４ａ  小円盤
７５、７６  ジョイント                    ７９  センサ
【図１】
0004160741.tif 000002
【図２】
0004160741.tif 000003
【図３】
0004160741.tif 000004
【図４】
0004160741.tif 000005
【図５】
0004160741.tif 000006
【図６】
0004160741.tif 000007
【図７】
0004160741.tif 000008
【図８】
0004160741.tif 000009