(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体が載せられた傾斜梁と台車枠との間に前記傾斜梁を揺動可能に支持するリンク機構を設け、前記車体を揺動可能に支持する鉄道車両用振子装置において、
前記リンク機構は、前記傾斜梁の左右に揺動可能に連結された一対の垂直リンクと、前記台車枠の左右にそれぞれ支点ピンの廻りに揺動可能に支持されたＬ字状の一対の揺動リンクとを有すると共に、一対の前記垂直リンクと一対の前記揺動リンクとが左右対称位置に設けられ、更に、前記支点ピンに対して一対の前記揺動リンクの一端に一対の前記垂直リンクがそれぞれ揺動可能に連結され、かつ、前記支点ピンに対して一対の前記揺動リンクの他端に水平リンクがそれぞれ揺動可能に連結され、また、前記傾斜梁と前記水平リンク若しくは前記台車枠とが相対的な左右方向移動を規制し上下方向移動を許容して連結されたことを特徴とする鉄道車両用振子装置。
【請求項２】
一方に形成した長穴に他方に立設した規制ピンを摺動可能に挿入して、前記水平リンクと前記傾斜梁とが相対的な左右方向移動を規制し上下方向移動を許容して連結されたことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用振子装置。
【請求項３】
一方に形成した長穴に他方に立設した規制ピンを摺動可能に挿入して、前記台車枠と前記傾斜梁とが相対的な左右方向移動を規制し上下方向移動を許容して連結されたことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用振子装置。
【請求項４】
前記水平リンクは、それぞれ前記一対の揺動リンクに揺動可能に連結された一対の左右水平リンクからなり、該左右水平リンクをそれぞれ前記傾斜梁に弾性部材を介して支点ピン廻りに揺動可能に連結したことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用振子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両が曲線路を通過する際に、車体を曲線路の内側に傾斜させることができる鉄道車両用振子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車体を傾斜させる鉄道車両用振子装置として、コロ式とリンク式とが知られている。コロ式の振子装置は、車体と台車との間にコロと、コロが転動する曲線ガイドとを備えている。また、リンク式の振子装置は、図６に示すように、車体２００と台車２０２の間を結合する左右一対のリンク２０４，２０６を備えている（特開平６−２７０８０６）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のもの、例えば、コロ式の振子装置では、車体の傾斜中心を車体重心よりも低い位置にしようとすると、コロの曲線ガイドの曲率が小さなものとなってしまい、曲線ガイドを形成する上での制約があり、車体の傾斜中心位置を自由に選択できず、設計上の自由度が低いという問題があった。
【０００４】
アクチュエータにより車体２００を傾斜させる強制振子装置に図６に示すリンク式を用いた場合、車体２００が傾斜すると重心Ｇの位置が上下動し、リンク２０４，２０６の構成によっては大型のアクチュエータを必要とするという問題があった。また、図６に示す場合より更に傾斜中心Ｏを低くする場合は、リンクの「ハ」の字の角度が大きくなるため、リンクにかかる軸力が大きくなり、軸の強度を必要とし、設計上の自由度が低いという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、傾斜中心位置の設計上の自由度が高い鉄道車両用振子装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
車体が載せられた傾斜梁と台車枠との間に前記傾斜梁を揺動可能に支持するリンク機構を設け、前記車体を揺動可能に支持する鉄道車両用振子装置において、
前記リンク機構は、前記傾斜梁の左右に揺動可能に連結された一対の垂直リンクと、前記台車枠の左右にそれぞれ支点ピンの廻りに揺動可能に支持されたＬ字状の一対の揺動リンクとを有すると共に、一対の前記垂直リンクと一対の前記揺動リンクとが左右対称位置に設けられ、更に、前記支点ピンに対して一対の前記揺動リンクの一端に一対の前記垂直リンクがそれぞれ揺動可能に連結され、かつ、前記支点ピンに対して一対の前記揺動リンクの他端に水平リンクがそれぞれ揺動可能に連結され、また、前記傾斜梁と前記水平リンク若しくは前記台車枠とが相対的な左右方向移動を規制し上下方向移動を許容して連結されたことを特徴とする鉄道車両用振子装置がそれである。
【０００７】
また、一方に形成した長穴に他方に立設した規制ピンを摺動可能に挿入して、前記水平リンクと前記傾斜梁とが相対的な左右方向移動を規制し上下方向移動を許容して連結されてもよい。あるいは、一方に形成した長穴に他方に立設した規制ピンを摺動可能に挿入して、前記台車枠と前記傾斜梁とが相対的な左右方向移動を規制し上下方向移動を許容して連結されてもよい。
【０００８】
更に、前記水平リンクは、それぞれ前記一対の揺動リンクに揺動可能に連結された一対の左右水平リンクからなり、該左右水平リンクをそれぞれ前記傾斜梁に弾性部材を介して支点ピン廻りに揺動可能に連結した構成としてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は車体で、空気ばね２，４を介して傾斜梁６に載せられている。８は台車枠で、傾斜梁６と台車枠８との間にはリンク機構１０が設けられている。
【００１０】
リンク機構１０は、傾斜梁６の左右両端の対称位置に設けられた第１支点ピン１２，１４の廻りに揺動可能に連結された一対の垂直リンク１６，１８を備えている。また、台車枠８には一対の揺動リンク２０，２２が左右対称位置に設けられた一対の第２支点ピン２４，２６の廻りに揺動可能に支持されている。
【００１１】
本実施形態では一対の揺動リンク２０，２２はＬ字状に形成されており、一対の揺動リンク２０，２２の一端には、それぞれ垂直リンク１６，１８が、平行となるように第１連結ピン２８，３０により揺動可能に連結されている。一対の揺動リンク２０，２２の他端には、１本の水平リンク３２の両端がそれぞれ第２連結ピン３４，３６により揺動可能に連結されている。
【００１２】
尚、両垂直リンク１６，１８は互いに平行としたが、これに限らず、傾斜梁６が水平な状態のときに両垂直リンク１６，１８が多少「ハ」字状となるように配置、あるいは、多少逆「ハ」字状となるように配置しても実施可能である。程度の小さな「ハ」字、逆「ハ」字の状態では、垂直リンク１６，１８が平行で垂直な状態に較べて、多少車体重心位置の変動が大きいが、実用上問題がない。
【００１３】
水平リンク３２の中央には、規制ピン３８が立設されており、傾斜梁６は水平リンク３２に向かって突き出されて、規制ピン３８に対応して上下方向に長い長穴４０が傾斜梁６の中心線ａ上に形成されている。この長穴４０に規制ピン３８が長穴４０に沿って移動可能に挿入されている。
【００１４】
リンク機構１０を構成する傾斜梁６、垂直リンク１６，１８、揺動リンク２０，２２、水平リンク３２は、左右対称に形成されている。また、本実施形態では、揺動リンク２０，２２の第２支点ピン２４，２６と第２連結ピン３４，３６間の距離が短いので、車体１の重心Ｇに対して、リンク機構１０による傾斜梁６の傾斜中心Ｏは低い位置にあり、車体１を傾斜させるためには図示しないアクチュエータが必要である。強制的に車体１を傾斜させる場合、台車枠８とリンク機構１０または傾斜梁６との間にアクチュエータとしての強制シリンダを設けるが、揺動効率と収納スペースの関係の条件が満足すれば、どの位置に挿入してもよい。
【００１５】
次に、前述した本実施形態の鉄道車両用振子装置の作動について説明する。
図１に二点鎖線で示すように、図示しないアクチュエータにより傾斜梁６を傾斜させると、一対の揺動リンク２０，２２は第２支点ピン２４，２６の廻りに揺動する。そして、一対の揺動リンク２０，２２は水平リンク３２により連結されているので、同方向に同じ角度で平行に揺動する。
【００１６】
これにより、傾斜梁６は垂直リンク１６，１８を介して一方が引き下げられ他方が持ち上げられる。その際、傾斜梁６は、規制ピン３８により水平リンク３２に対して相対的な左右方向の移動は規制されるが、長穴４０に沿った上下方向の相対的な移動は許容される。
【００１７】
よって、傾斜梁６は揺動中心Ｏを中心として傾斜する。傾斜梁６は規制ピン３８により水平リンク３２に対して相対的な左右方向の移動が規制される。また、傾斜梁６の中心線ａは規制ピン３８の中心を通ると共に、揺動中心Ｏをも通る。従って、傾斜梁６の瞬間傾斜中心Ｏは一定位置となる。
【００１８】
更に、揺動中心Ｏの高さ位置は一対の揺動リンク２０，２２の第２支点ピン２４，２６と連結ピン３４，３６間の距離によって定まる。距離が短ければ、本実施形態のように、揺動中心Ｏを車体１の重心Ｇよりも低い位置になる。長くなれば、揺動中心Ｏの位置も高くなる。
【００１９】
次に、揺動中心Ｏを車体１の重心Ｇよりも高い位置にした第２実施形態について、図２によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。以下同様である。
第２実施形態のリンク機構５０は、前述した実施形態とは主に揺動リンク２０，２２の第２支点ピン２４，２６と連結ピン３４，３６間の距離が異なり、一対の揺動リンク５１，５２の支点ピン５４，５６と連結ピン５８，６０間の距離が長い。これにより、傾斜梁６の揺動中心Ｏは車体１の重心Ｇよりも高い位置にあり、アクチュエータを用いることなく、自然振子装置として使用することができる。
【００２０】
また、揺動中心Ｏは前述した位置に限らず、図３に示す第３実施形態のリンク機構６０でも実施可能である。このリンク機構６０では、台車枠８に規制ピン６２を立設し、規制ピン６２を傾斜梁６に形成した長穴６４に移動可能に挿入している。このリンク機構６０では、傾斜梁６の揺動中心Ｏは規制ピン６２の中心と一致する。この場合でも、傾斜梁６が揺動しても、揺動中心Ｏは移動しない。
【００２１】
続いて、揺動中心が異なる第４実施形態について図４によって説明する。図４に示すように、第４実施形態のリンク機構７０は、一対の揺動リンク７２，７４と水平リンク７６とが、第２支点ピン２４，２６よりも上方で、連結ピン７８，８０により連結されている。そして、水平リンク７６の中央に立設された規制ピン８２が傾斜梁６に形成された長穴８４に移動可能に挿入されている。このリンク機構７０によると、傾斜梁６の揺動中心Ｏは車体１よりも下方になり、傾斜梁６の傾斜によって揺動中心Ｏは移動しない。
【００２２】
次に、前述した実施例とは異なる第５実施形態について図５によって説明する。
第５実施形態のリンク機構９０は、長穴４０を用いることなく、２本の左右水平リンク９２，９４の一端をそれぞれ一対の揺動リンク２０，２２に連結ピン３４，３６を介して揺動可能に連結している。そして、左右水平リンク９２，９４の他端がそれぞれ傾斜梁６に立設された規制ピン９６，９８にリング状の弾性部材１００，１０２を介して連結されている。
【００２３】
傾斜梁６が揺動した際、弾性部材１００，１０２が弾性変形して、傾斜梁６と両水平リンク９２，９４との上下方向の移動を許容する。長穴４０と規制ピン３８を用いた場合には、防塵を考慮する必要があるが、弾性部材１００，１０２を用いると防塵上有利になる。
【００２４】
前述した第１〜第４実施形態のように、車体１の重心Ｇの位置に対して、揺動中心Ｏの位置を、上下の任意の位置に設けることができる。また、車体１が揺動した際、揺動中心Ｏの上下移動が小さいので、良好な乗心地を得ることができる。
【００２５】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の鉄道車両用振子装置は、車両形式により車体重心位置が異なり、その車両に最適なリンク形式を選択することにより、揺動中心位置をその車両の車体重心位置の上下の任意の位置に設けることが可能となる。また、車体の揺動による車体の上下動が少なく良好な乗心地を得ることができる。従って、鉄道車両の仕様に応じた傾斜梁の揺動中心位置を自由に選択できると共に、傾斜梁を揺動させても揺動中心位置の変化が少ないので、設計が容易であり、設計上の自由度が高いという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
【図２】第２実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
【図３】第３実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
【図４】第４実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
【図５】第５実施形態としての鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
【図６】従来のリンク式の鉄道車両用振子装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１，２００…車体
２，４…空気ばね
６…傾斜梁
８…台車枠
１０，５０，６０，７０，９０…リンク機構
１６，１８…垂直リンク
２０，２２，５１，５２，７２，７４…揺動リンク
３２，７６…水平リンク
３８，６２，８２，９６，９８…規制ピン
４０，６４，８４…長穴
９２…左水平リンク
９４…右水平リンク
１００，１０２…弾性部材
【図１】
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【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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