(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体下部の振子梁と台車枠の横梁との間に配設したボールネジシリンダにより車体を傾斜させる鉄道車両の車体傾斜装置において、前記ボールネジシリンダは、ナット部材と該ナット部材に螺合するボルト部材とで構成され、前記振子梁の前面又は後面のいずれか一面に配置され、前記ナット部材を、前記台車枠の横梁に上下方向に回動可能に設けるとともに、前記ボルト部材を、前記振子梁の前面又は後面のいずれか一面に上下方向に回動可能に設けられている筒部材に回転可能に支持し、前記筒部材は、一対のスラスト軸受を介して前記ボルト部材の頭部側軸部を支持し、該ボルト部材の頭部側軸部のスラスト軸受間にはベベルギアが固設され、該ベベルギアには、前記頭部側軸部に直交して車体前後方向に設けられた入力軸のベベルギアが噛み合っており、前記振子梁の前記ボールネジシリンダの取付側面とは反対側の面に、該ボールネジシリンダの電動駆動源と変速装置とを設け、該変速装置は、前記筒部材の取付位置に対応して設けて、前記変速装置の出力軸を中間スプライン付ユニバーサルジョイントを介して前記筒部材の入力軸のベベルギアに接続され、前記電動駆動源の出力軸は、入出力方向変換装置に接続され、該入出力方向変換装置と前記変速装置とは、両端にユニバーサルジョイントを備えたシャフトで接続され、該シャフトの先端を前記変速装置から突出させて、故障時の手動アクセス部としたことを特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が曲線軌道を乗り心地を損なわずに高速走行するために、車体を傾斜させる鉄道車両の車体傾斜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体傾斜装置として、車体重心よりも高い位置に振子中心を置き、曲線軌道を走行する際に車体重心に作用する遠心力を利用して、振子中心回りに車体を回転させて車体重心を外軌側に移動させる自然振子式がある。この自然振子式としては、例えば、図９に示されるように、車体１下部の振子梁２と台車枠３との間に左右一対の円柱状のコロ４，４を配設し、このコロ４，４上に振子梁２の円弧面を転動させる構成のものや、実用新案登録第２５５６３１２号公報に示されるように、振子運動の軌跡に沿って形成したガイドレールと、該ガイドレールの振子方向のみの動きを許容するガイド部を備えたガイドブロックと、ガイドレール及びガイド部にそれぞれ設けたボール転動溝間に配設した多数の転動ボールとで構成したもの等がある。また、この動きを補助するために、図１０に示されるように、振子梁２と台車枠３との間に空気圧シリンダ５を配設し、該空気圧シリンダ５の伸縮により車体傾斜を行うものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の構造でさらに高速で曲線軌道を走行させようとすると、振子中心を車体重心の近くに位置させねばならないが、振子中心を低くすると、車体重心に作用する遠心力は車体傾斜を行いたい方向の大きなモーメントとならないため、空気圧シリンダは形状的に大きくなってスペース面での制約を受ける。そこで油圧シリンダを採用すると、油圧ポンプや油圧配管を含めた油圧システムと油圧制御の電気システムを構築するため、重量やコスト面で不利であり、また、油圧システムは、油圧が上昇するまでのタイムラグがあるので、車体傾斜制御の遅れが懸念される。さらに、作動油のコンタミネーション（ゴミ混入）に注意する必要があり、メンテナンス面で大変煩わしい。
【０００４】
そこで本発明は、電気システムで作動し、油圧システムに比較して、重量が軽くてコストも安く、正確な位置制御及び応答の早い制御が可能で、メンテナンスも容易な鉄道車両の車体傾斜装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明は、車体下部の振子梁と台車枠の横梁との間に配設したボールネジシリンダにより車体を傾斜させる鉄道車両の車体傾斜装置において、前記ボールネジシリンダは、ナット部材と該ナット部材に螺合するボルト部材とで構成され、前記振子梁の前面又は後面のいずれか一面に配置され、前記ナット部材を、前記台車枠の横梁に上下方向に回動可能に設けるとともに、前記ボルト部材を、前記振子梁の前面又は後面のいずれか一面に上下方向に回動可能に設けられている筒部材に回転可能に支持し、前記筒部材は、一対のスラスト軸受を介して前記ボルト部材の頭部側軸部を支持し、該ボルト部材の頭部側軸部のスラスト軸受間にはベベルギアが固設され、該ベベルギアには、前記頭部側軸部に直交して車体前後方向に設けられた入力軸のベベルギアが噛み合っており、前記振子梁の前記ボールネジシリンダの取付側面とは反対側の面に、該ボールネジシリンダの電動駆動源と変速装置とを設け、該変速装置は、前記筒部材の取付位置に対応して設けて、前記変速装置の出力軸を中間スプライン付ユニバーサルジョイントを介して前記筒部材の入力軸のベベルギアに接続され、前記電動駆動源の出力軸は、入出力方向変換装置に接続され、該入出力方向変換装置と前記変速装置とは、両端にユニバーサルジョイントを備えたシャフトで接続され、該シャフトの先端を前記変速装置から突出させて、故障時の手動アクセス部としたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１乃至図８に示す実施形態例に基づいて、さらに詳細に説明する。図１乃至図６は本発明の第１実施形態例を示すもので、本実施形態例の振子装置は、車体１０下部の振子梁１１の前面及び後面にそれぞれ配設される左右一対のガイドレール１２，１２と、該ガイドレール１２，１２に対応して台車枠１３に固設される左右一対のガイドブロック１４，１４とで構成されている。ガイドレール１２，１２は、振子運動の軌跡に沿って形成され、ガイドブロック１４，１４は、ガイドレール１２，１２の振子方向のみの動きを許容するガイド部を備え、ガイドレール１２，１２及びガイド部にそれぞれ設けたボール転動溝間に多数の転動ボールを配設している。
【０００７】
振子梁１１と台車枠１３との間には、ボールネジシリンダ１５が車体幅方向に配設されている。このボールネジシリンダ１５は、ナット部材１６と該ナット部材１６に螺合するボルト部材１７とで構成され、振子梁１１の前面又は後面のいずれか一面に配置されている。ナット部材１６は、振子梁１１の前面及び後面を挟むように配置された台車枠１３の横梁１８，１８の一方に基端をピン１９にて上下方向に回動可能に設けられている。ボルト部材１７は、振子梁１１に基端をピン２０にて上下方向に回動可能に設けられた筒部材２１に回転可能に支持されている。
【０００８】
筒部材２１は、スラスト軸受２２，２２を介してボルト部材１７の頭部側軸部を支持し、該ボルト部材１７の頭部側軸部のスラスト軸受２２，２２間にはベベルギア２３が固設され、該ベベルギア２３には、ボルト部材１７の頭部側軸部に直交して車体前後方向に設けられた入力軸２４のベベルギア２５が噛み合っている。
【０００９】
また、振子梁１１には、ボルト部材１７の取付側面と反対側の面に、電動駆動源であるサーボモータ２６と変速装置２７とが設けられている。変速装置２７は、筒部材２１の取付位置に車体前後方向に対応して設けられ、該変速装置２７の出力軸２８は、中間スプライン付ユニバーサルジョイント２９を介して前記筒部材２１の入力軸２４に接続されている。サーボモータ２６は、変速装置２７とは中心ピン３０を挟んで反対側の振子梁１１内に設けられ、該サーボモータ２６の出力軸３１は、入出力方向変換装置３２に接続され、該入出力方向変換装置３２と前記変速装置２７とは、両端にユニバーサルジョイントを備えたシャフト３３で接続されている。なお、シャフト３３の先端３３ａを変速装置２７から突出させることにより、故障時の手動アクセス部とすることができる。
【００１０】
この構成により、図５に示される静止状態から、サーボモータ２６の駆動でボルト部材１７を回転して、ボルト部材１７とナット部材１６の螺合位置を変え、ボールネジシリンダ１５の長さを変更することによって、図６に示される車体傾斜状態とすることができる。
【００１１】
したがって、電気システムで車体傾斜を制御でき、油圧システムに比較して、重量が軽くてコストも安く、正確な位置制御及び応答の早い制御が可能で、メンテナンスも容易である。また、振子梁１１の一面にボールネジシリンダ１５を配置し、他面にサーボモータ２６と変速装置２７とを配置したので、スペース的な制約が少ない。
【００１２】
図７は、サーボモータ２６を車体１０側に取り付けた参考例を示すもので、サーボモータ２６は、変速装置２７、中間スプライン付ユニバーサルジョイント２９、入出力方向変換装置３２を介してボルト部材１７を回転する。この構成は、振子梁１１内にサーボモータ２６を格納できない場合に有利である。また、図８は、台車枠１３にナット部材１６の軸方向に制約がある場合に、ナット部材１６の支持をトラニオンタイプとした本発明の第２実施形態例を示すものである。
【００１３】
なお、上記実施形態例では、振子装置をガイドレール１２とガイドブロック１４とで構成されるもので説明したが、コロ式の振子装置あるいはハの字リンク傾斜装置でも本発明は適用可能であり、また、台車枠１３にボルト部材１７を、振子梁１１にナット部材１６をそれぞれ設け、ナット部材１６を回転する構成でも良い。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、台車枠と振子梁との間に、ボールネジシリンダを配設し、振子梁又は車体に設けた電動駆動源により、ボールネジシリンダの長さを変更することによって車体傾斜状態とすることができるから、電気システムで車体傾斜を制御でき、油圧システムに比較して、重量が軽くてコストも安く、正確な位置制御及び応答の早い制御が可能で、メンテナンスも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態例を示す断面平面図
【図２】  同じく平面図
【図３】  図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】  同じく側面図
【図５】  静止状態の車体を示す正面図
【図６】  傾斜状態の車体を示す正面図
【図７】  参考例を示す断面側面図
【図８】  本発明の第２実施形態例を示す断面図
【図９】  従来のコロ式振子装置の概略図
【図１０】空気圧シリンダを用いた車体傾斜装置の概略図
【符号の説明】
１０…車体、１１…振子梁、１３…台車枠、１５…ボールネジシリンダ、１６…ナット部材、１７…ボルト部材、２１…筒部材、２６…サーボモータ、２７…変速装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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