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WO2018096699A1 - 鉄道車両用台車 - Google Patents

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Publication number
WO2018096699A1
WO2018096699A1 PCT/JP2017/010190 JP2017010190W WO2018096699A1 WO 2018096699 A1 WO2018096699 A1 WO 2018096699A1 JP 2017010190 W JP2017010190 W JP 2017010190W WO 2018096699 A1 WO2018096699 A1 WO 2018096699A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axle box
bracket
axle
carriage
current collecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/010190
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
與志 佐藤
武宏 西村
圭市郎 加村
紘一 村田
フランソワオリヴィエ 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd, Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to US16/463,894 priority Critical patent/US20190291583A1/en
Priority to CN201780072030.5A priority patent/CN109963762B/zh
Publication of WO2018096699A1 publication Critical patent/WO2018096699A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/38Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles for collecting current from conductor rails
    • B60L5/39Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles for collecting current from conductor rails from third rail
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/26Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
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    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/26Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/301Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes incorporating metal springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/44Adjustment controlled by movements of vehicle body
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50Other details
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50Other details
    • B61F5/52Bogie frames
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/38Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/087Units comprising several springs made of plastics or the like material
    • F16F3/0873Units comprising several springs made of plastics or the like material of the same material or the material not being specified
    • F16F3/0876Units comprising several springs made of plastics or the like material of the same material or the material not being specified and of the same shape

Definitions

  • the present invention relates to a railway vehicle carriage provided with a third rail type current collector.
  • a third rail (power supply rail) is laid in parallel with the pair of traveling rails, and the current collector shoes of the current collector provided on the carriage are in contact with and slide on the third rail. Is done.
  • a current collecting beam is bridged between a pair of front and rear axle boxes, and a current collecting device is attached to the current collecting beam.
  • a link having an elastic bush is provided between a pair of front and rear axle boxes and a current collector beam, and a current collector is attached to the current collector beam.
  • a current collector is attached to the cart frame.
  • the current collector is attached to only one of the pair of front and rear axle boxes.
  • both vibrations of the pair of axle boxes, which are unsprung masses, are transmitted to the current collecting beam, and the current collecting device vibrates more.
  • the current collecting beam cannot follow the relative displacement when the pair of front and rear axle boxes are relatively displaced by the steering so as to be close to / separated from each other.
  • the current collecting beam can follow the relative displacement of the pair of front and rear axle boxes by the link having the elastic bush.
  • the relative displacement increases at the time of steering, the angular displacement in the elastic bush increases, and the elastic Bush life is shortened.
  • an object of the present invention is to simultaneously realize the reduction of the vibration of the current collector of the third rail system and the prevention of the deterioration of passenger riding comfort.
  • a railcar bogie includes a bogie frame, a first axle box and a second axle box that respectively accommodate a first bearing and a second bearing that respectively support a first axle and a second axle, A support device connected to the cart frame and the first axle box to which the unsprung vibration is transmitted or a member provided in the first axle box, and a third rail type current collector attached to the support device An apparatus.
  • the vibration of the second axle box which is unsprung mass, is generated in the support device. Direct transmission is prevented. And since a support apparatus is connected to the bogie frame which is a sprung mass, the vibration of the support apparatus accompanying the vibration of a 1st axle box is also suppressed. Therefore, the vibration transmitted to the current collector can be reduced as compared with the case where the support device is connected to the first axle box and the second axle box.
  • the support device is connected not only to the cart frame but also to the first axle box, the vertical displacement of the current collector when the cart frame is displaced up and down by the expansion and contraction of the spring is suppressed. Therefore, the necessity of increasing the spring constant of the spring so that the vertical displacement of the current collector relative to the third rail does not exceed the allowable amount is reduced, and deterioration of passenger riding comfort can be prevented.
  • the present invention it is possible to simultaneously reduce the vibration of the current collector of the third rail system and prevent the passenger's riding comfort from deteriorating.
  • FIG. 1 is a side view of a bogie of a railway vehicle according to the first embodiment.
  • 2A is a cross-sectional view of the axle box bracket shown in FIG. 1 and its vicinity as seen from the vehicle width direction
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIb-IIb of FIG. 2A.
  • 3A is a cross-sectional view of the bogie frame bracket shown in FIG. 1 and its vicinity as seen from the vehicle width direction
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb of FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a schematic diagram of the support device on the inner track side during steering
  • FIG. 4B is a schematic diagram of the support device on the outer track side during steering.
  • FIG. 5 is a drawing corresponding to FIG. 2 (A) of a railcar bogie according to the second embodiment.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of the axle box bracket of the bogie of the railway vehicle according to the third embodiment and its vicinity as seen from the vehicle width direction
  • FIG. 6B is VIb-VIb of FIG. 6A. It is line sectional drawing.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the bogie frame bracket of the bogie shown in FIG. 6 and its vicinity as seen from the vehicle width direction.
  • FIG. 8 is a side view of a railcar bogie according to the fourth embodiment.
  • the direction in which the railway vehicle travels and the direction in which the vehicle body extends is defined as the vehicle longitudinal direction, and the lateral direction perpendicular thereto is defined as the vehicle width direction.
  • the longitudinal direction of the vehicle can also be referred to as the front-rear direction, and the vehicle width direction can also be referred to as the left-right direction.
  • FIG. 1 is a side view of a carriage 2 of a railway vehicle 1 according to the first embodiment.
  • the carriage 2 is a steering carriage.
  • the carriage 2 supports the vehicle body 3 of the railway vehicle 1 from below.
  • the carriage 2 includes a bolster 5 that supports the vehicle body 3 via an air spring 4.
  • the bolster 5 is connected to the bracket 3 a of the vehicle body 3 by a bolster anchor 6.
  • the bolster 5 is connected to the carriage frame 7 via a turning guide mechanism (for example, a center pin and a center plate) arranged at the center of the carriage. That is, the bogie frame 7 supports the bolster 5 from below so as to be rotatable in the yawing direction with respect to the vehicle body 3 and the bolster 5.
  • a turning guide mechanism for example, a center pin and a center plate
  • the bogie frame 7 has a horizontal beam (not shown) extending in the vehicle width direction below the bolster 5 and a pair of side beams 7a connected to both ends of the horizontal beam in the vehicle width direction and extending in the vehicle longitudinal direction.
  • a first axle 8 extending along the vehicle width direction is arranged on one side in the vehicle longitudinal direction of the carriage frame 7, and a second axle 9 extending along the vehicle width direction on the other side in the vehicle longitudinal direction of the carriage frame 7. Is arranged.
  • a first wheel 10 and a second wheel 11 are provided on both sides of the first axle 8 and the second axle 9 in the vehicle width direction, respectively.
  • a first bearing 12 and a second bearing 13 that rotatably support the first axle 8 and the second axle 9 are respectively provided at both ends of the first axle 8 and the second axle 9 in the vehicle width direction. Yes.
  • the first bearing 12 and the second bearing 13 are accommodated in a first axle box 14 and a second axle box 15, respectively.
  • the first axle box 14 and the second axle box 15 are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the vehicle, and are elastically connected to the carriage frame 7 by the first axle box support device 16 and the second axle box support device 17, respectively.
  • the first axle box support device 16 includes a first axle spring 18 (coil spring) interposed between the side beam 7a and the first axle box 14, and the first axle box 14 from the first axle box 14 toward the center of the carriage. And a first axial beam 20 protruding in the longitudinal direction of the vehicle and connected to the side beam 7a.
  • the second axle box support device 17 includes a second axle spring 19 (coil spring) interposed between the side beam 7 a and the second axle box 15, and toward the center of the carriage from the second axle box 15 in a side view.
  • the carriage frame 7 includes a first receiving seat 22 that protrudes from the side beam 7 a toward the first axial beam 20, and a second receiving seat 23 that protrudes from the side beam 7 a toward the second axial beam 21.
  • the distal ends of the first and second axial beams 20 and 21 are elastically coupled to the first and second receiving seats 22 and 23 via elastic bushes (not shown), respectively. That is, the first axle box support device 16 and the second axle box support device 17 are so-called axial beam systems.
  • the carriage 2 includes a steering mechanism 24 that steers the first axle 8 and the second axle 9 in the yawing direction with respect to the carriage frame 7.
  • the steering mechanism 24 includes a steering lever 25 disposed on the outer side of the carriage frame 7 in the vehicle width direction.
  • the steering lever 25 has a fulcrum 26, a force point 27, a first action point 28, and a second action point 29.
  • the first action point 28 is arranged on one side of the fulcrum 26, and the second action point 29 is arranged on the other side of the fulcrum 26.
  • the steering lever 25 is supported by the carriage frame 7 so as to be rotatable around an axis extending in the vehicle width direction at the fulcrum 26.
  • the steering lever 25 is connected to the bolster 5 via a connecting link 30 at a force point 27.
  • the steering lever 25 is connected to the first axle box 14 via the first steering link 31 (and the first shaft beam 20) at the first action point 28, and at the second action point 29, the second steering link 32 ( And the second axial box 21).
  • the steering mechanism 24 operates in conjunction with the relative rotation around the vertical axis of the carriage frame 7 with respect to the vehicle body 3 and the bolster 5, so that the steering lever 25 is centered on the fulcrum 26.
  • the first axle box 14 and the second axle box 15 are rotated in the vertical plane so that the first axle box 14 and the second axle box 15 are displaced relative to the carriage frame 7 in the longitudinal direction of the vehicle, and the first wheel 10 and the second wheel 11 are steered along a curve. Is done.
  • the carriage 2 includes a support device 34 to which a third rail type current collector 33 is attached.
  • the support device 34 is connected to the bogie frame 7 that is the sprung member and the first axle box 14 that is the unsprung member, but is not connected to the second axle box 15 that is the unsprung member. That is, the movement of the first axle box 14 such as unsprung vibration is transmitted to the support device 34, but the movement of the second axle box 15 is not transmitted to the support device 34.
  • the support device 34 includes an axle box bracket 35 provided on the first axle box 14, a carriage frame bracket 36 provided on the carriage frame 7, and a current collecting link connected to the axle box bracket 35 and the carriage frame bracket 36. And a mechanism 37.
  • the axle box bracket 35 protrudes downward from the lower end of the first axle box 14.
  • the axle box bracket 35 may be fixed to the first axle box 14 by a fastening member, welding, or the like, or may be formed continuously with the first axle box 14.
  • the cart frame bracket 36 protrudes downward from the cart frame 7 (for example, the side beam 7a).
  • the bogie frame bracket 36 is disposed closer to the second axle box 15 than the center of the bogie frame 7.
  • the current collecting link mechanism 37 includes a current collecting beam 38, an arm 39, and first to third elastic bushes 41 to 43 (see FIGS. 2A and 2B) described later.
  • the current collecting beam 38 extends in the longitudinal direction of the vehicle, and the current collecting device 33 is attached thereto. In the present embodiment, the current collector 33 is attached to a position shifted from the center of the current collector beam 38 in the longitudinal direction (for example, the first axle box 14 side).
  • One end 38 a of the current collecting beam 38 is rotatably connected to the axle box bracket 35.
  • the arm 39 extends in the vertical direction.
  • One end portion 39 a (upper end portion) of the arm 39 is rotatably connected to the carriage frame bracket 36.
  • the other end 38 b of the current collecting beam 38 is rotatably connected to the other end 39 b (lower end) of the arm 39.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of the axle box bracket 35 shown in FIG. 1 and its vicinity as seen from the vehicle width direction
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIb-IIb of FIG. 2A.
  • a first elastic bush 41 is interposed between the one end 38 a of the current collecting beam 38 and the axle box bracket 35.
  • the axle box bracket 35 has a pair of walls facing in the vehicle width direction, and the first elastic bush 41 is disposed between the pair of walls.
  • the first elastic bush 41 includes an inner cylinder 44, an outer cylinder 45, and a first elastic body 46 (for example, rubber) interposed between the inner cylinder 44 and the outer cylinder 45.
  • the first elastic bush 41 is arranged with its axis line directed in the vehicle width direction.
  • a pin 47 having an axis oriented in the vehicle width direction is attached to the axle box bracket 35, and an inner cylinder 44 is fitted on the pin 47.
  • One end portion 38 a of the current collecting beam 38 has a cylindrical shape and is fitted on the outer cylinder 45.
  • the pin 47 is retained by a pin retaining member 48 that is detachably fixed to the axle box bracket 35.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the carriage frame bracket 36 shown in FIG. 1 and its vicinity as seen from the vehicle width direction
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb of FIG. 3A.
  • a second elastic bushing 42 is interposed between the one end 39 a of the arm 39 and the carriage frame bracket 36.
  • a third elastic bush 43 is interposed between the other end 38 b of the current collecting beam 38 and the other end 39 b of the arm 39.
  • Each of the second elastic bushing 42 and the third elastic bushing 43 has the same structure as the first elastic bushing 41.
  • the second elastic bush 42 and the third elastic bush 43 include inner cylinders 49 and 52, outer cylinders 50 and 53, and second and third elastic bodies 51 and 54 (for example, rubber), respectively.
  • the 2nd elastic bush 42 and the 3rd elastic bush 43 are arrange
  • the cart frame bracket 36 has a pair of walls facing in the vehicle width direction, and the second elastic bushing 42 is disposed between the pair of walls.
  • a pin 55 having an axis oriented in the vehicle width direction is attached to the carriage frame bracket 36, and the inner cylinder 49 of the second elastic bush 42 is fitted on the pin 55.
  • One end 39 a of the arm 39 has a cylindrical shape and is fitted on the outer cylinder 50 of the second elastic bush 42.
  • the pin 55 is retained by a pin retaining member 56 that is detachably fixed to the carriage frame bracket 36.
  • the other end 39b of the arm 39 has a pair of walls facing in the vehicle width direction, and a third elastic bush 43 is disposed between the pair of walls.
  • a pin 57 having an axis line in the vehicle width direction is attached to the other end portion 39 b of the arm 39, and the inner cylinder 52 of the third elastic bush 43 is fitted on the pin 57.
  • the other end 38 b of the current collecting beam 38 has a cylindrical shape and is fitted on the outer cylinder 53 of the third elastic bush 43.
  • the pin 57 is prevented from coming off by a pinning member 58 detachably fixed to the arm 39.
  • FIG. 4A is a schematic view of the support device 34 when the shaft spring is extended on the inner track side during steering
  • FIG. 4B is a support device 34 when the shaft spring is compressed on the outer track side during steering.
  • FIG. 4A when the vehicle passes a curve, the first axle box 14 and the second axle box 15 on the inner rail side are displaced so as to be close to each other by steering, and the vehicle body is centrifuged. Due to the load movement caused by the force, the inner rail side portion of the carriage frame 7 is displaced upward. As a result, on the inner track side, the operating angle ⁇ 1 of the first elastic bush 41 is smaller than both the operating angle ⁇ 2 of the second elastic bush 42 and the operating angle ⁇ 3 of the third elastic bush 43.
  • the first axle box 14 and the second axle box 15 on the outer track side are displaced so as to be separated from each other by steering, and the vehicle body is centrifuged.
  • the portion on the outer track side of the carriage frame 7 is displaced downward by the load movement caused by the force.
  • the operating angle ⁇ 1 of the first elastic bush 41 is smaller than both the operating angle ⁇ 2 of the second elastic bush 42 and the operating angle ⁇ 3 of the third elastic bush 43.
  • the support device 34 since the support device 34 is connected to the first axle box 14 and the carriage frame 7, vibration of the second axle box 15 that is an unsprung mass can be directly transmitted to the support device 34. Is prevented.
  • the support device 34 since the support device 34 is connected to the carriage frame 7 that is the sprung mass, the vibration of the support device 34 accompanying the vibration of the first axle box 14 is also suppressed. Therefore, the vibration transmitted to the current collector 33 can be reduced compared to the case where the support device 34 is connected to the first axle box 14 and the second axle box 15.
  • the support device 34 is connected not only to the carriage frame 7 but also to the first axle box 14, the current collector when the carriage frame 7 is displaced up and down by the expansion and contraction of the first axle spring 18 and the second axle spring 19.
  • the vertical displacement of 33 is suppressed. Therefore, the necessity of increasing the spring constants of the first shaft spring 18 and the second shaft spring 19 is reduced so that the vertical displacement of the current collector 33 with respect to the third rail does not exceed the allowable amount, and the ride comfort of the passenger is deteriorated. Can be prevented.
  • the support device 34 has the current collection link mechanism 37, even if a relative displacement occurs between the first axle box 14 and the carriage frame 7, the support device 34 is moved by the movement of the current collection link mechanism 37. Can follow smoothly. Moreover, since the displacement of the second axle box 15 does not affect the support device 34, the first to third elasticities of the current collecting link mechanism 37 when the first axle box 14 and the second axle box 15 are relatively displaced relative to each other. An increase in the amount of deformation of the bodies 46, 51, 54 can be suppressed, and the life of the first to third elastic bodies 46, 51, 54 can be extended.
  • the current collecting beam 38 is rotatably connected to the axle box bracket 35
  • the arm 39 is rotatably connected to the carriage frame bracket 36
  • the current collecting link mechanism 37 has only three turning points.
  • the current collecting link mechanism 37 is simplified, and an increase in cart weight can be suppressed.
  • the axle boxes 14 and 15 having the unsprung mass have greater vibration during traveling than the cart frame 7 having the sprung mass, and the shaft springs 18 and 19 expand and contract to move the cart frame 7 up and down.
  • the rotation of the arm 39 becomes larger than that of the current collecting beam 38.
  • the shaft box bracket 35 having a large vibration is connected to a current collecting beam 38 having a small rotation
  • the arm 39 having a large rotation is connected to a cart frame bracket 36 having a small vibration. Therefore, both the vibration and rotation of the first elastic body 46 interposed between the current collecting beam 38 and the axle box bracket 35 are prevented from increasing, and the first elastic body 46 is deteriorated quickly. Can be prevented.
  • the effect of preventing the deterioration of the first elastic body 46 is particularly remarkable in a steering cart.
  • the operating angles ⁇ 1 and ⁇ 1 of the first elastic bush 41 are the second elastic bush 42 on both the inner and outer rail sides.
  • the operating angles ⁇ 2 and ⁇ 2 and the operating angles ⁇ 3 and ⁇ 3 of the third elastic bush 43 are significantly smaller. Therefore, the first elastic bushing 41, which has the largest vibration by being closest to the first axle box 14 among the first to third elastic bushings, is kept in a small operating angle range, thereby extending the life of the elastic body 46. it can.
  • FIG. 5 is a drawing corresponding to FIG. 2 (A) of the carriage 102 of the railway vehicle according to the second embodiment.
  • the axle box bracket 135 is provided on the first axle beam 20 provided integrally with the first axle box 14. That is, the axle box bracket 135 is arranged closer to the center of the carriage than the first axle box 14 in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • the lower end of the first shaft beam 20 is located above the lower end of the first axle box 14.
  • One end portion 38 a of the current collecting beam 38 is rotatably connected to the axle box bracket 135 via the first elastic bush 41.
  • the current collector beam 38 can be arranged higher in the cart 102 of the second embodiment than in the cart 2 of the first embodiment. Therefore, when the vehicle limit in the vicinity of the current collecting beam 38 is severe, the degree of freedom in design can be increased.
  • the member provided with the axle box bracket may not be an axial beam.
  • the support device to which the current collector 33 is attached may be any other device as long as it is indirectly connected to the first axle box 14 by being connected to a member provided integrally with the first axle box 14. But you can.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of the axle box bracket 235 of the bogie 202 of the railway vehicle according to the third embodiment and its vicinity as seen from the vehicle width direction
  • FIG. 6B is a VIb of FIG. 6A. -VIb line sectional view
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the carriage frame bracket 236 of the carriage 202 shown in FIG.
  • the cart 202 of the third embodiment is a non-steering cart that does not include a steering mechanism.
  • the support device 234 to which the third rail type current collector is attached is connected to the carriage frame 7 and the first axle box 14, but the second axis. It is not connected to the box 15.
  • the support device 234 includes an axle box bracket 235, a carriage frame bracket 236, a current collecting beam 238, a pair of first elastic units 241A and 241B, and a pair of second elastic units 242A and 242B.
  • the axle box bracket 235 is provided in the first axle box 14 and protrudes downward from the first axle box 14.
  • the carriage frame bracket 236 is provided on the carriage frame 7 and protrudes downward from the carriage frame 7.
  • the current collecting beam 238 is connected to the axle box bracket 235 and the carriage frame bracket 236.
  • the pair of first elastic units 241A and 241B are interposed between the axle box bracket 235 and the current collector beam 238.
  • the pair of second elastic units 242A and 242B are interposed between the carriage frame bracket 236 and the current collecting beam 238.
  • the axle box bracket 235 includes an upper wall portion 235a, a lower wall portion 235b, and a side wall portion 235c that connects the upper wall portion 235a and the lower wall portion 235b.
  • First elastic units 241A and 241B are interposed between one end 238a and the upper wall 235a of the current collecting beam 238 and between one end 238a and the lower wall 235b of the current collecting beam 238, respectively. Yes.
  • Each of the first elastic units 241A and 241B includes an elastic body 246 (for example, rubber) and a pair of plates 244 and 245 that sandwich the elastic body 246 from above and below.
  • the one end 238a of the current collecting beam 238 and the plate 244 in contact with the one end 238a are positioned in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction by an uneven fitting structure.
  • a lid 240 that covers the first elastic units 241A and 241B is detachably fixed to the axle box bracket 235 from the side opposite to the side wall portion 235c.
  • the plate 245 that contacts the axle box bracket 235 is positioned in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction by the axle box bracket 235 and the lid 240.
  • the carriage frame bracket 236 has the same structure as the axle box bracket 235.
  • the second elastic units 242A and 242B have the same structure as the first elastic units 241A and 241B. That is, each of the second elastic units 242A and 242B includes an elastic body 246 (for example, rubber) and a pair of plates 244 and 245 that sandwich the elastic body 246 from above and below.
  • the other end 238b of the current collecting beam 238 and the plate 244 in contact with the other end 238b of the second elastic units 242A and 242B are positioned in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction by the concave-convex fitting structure. Yes.
  • the plate 245 that contacts the bogie frame bracket 236 of the second elastic units 242A and 242B is positioned by the bogie frame bracket 236 and the lid 240 in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction.
  • first elastic units 241A and 241B and the second elastic units 242A and 242B may be arranged on the left and right sides of the current collecting beam 238 instead of being arranged above and below the current collecting beam 238. You may arrange
  • FIG. 8 is a side view of the bogie 302 of the railway vehicle according to the fourth embodiment.
  • the cart 302 of the fourth embodiment is a single-axis steering cart. That is, the cart 302 includes a steering mechanism 324 that steers only the second axle box 15 without steering the first axle box 14.
  • the steering mechanism 324 has the same structure as the steering mechanism 24 of the first embodiment except that the first steering link 31 is not provided.
  • the steering mechanism 324 operates in conjunction with the relative rotation of the carriage frame 7 around the vertical axis with respect to the vehicle body 3, so that the second axle box 15 is moved relative to the carriage frame 7.
  • the vehicle is displaced in the longitudinal direction of the vehicle, and only the second wheel 11 is steered along a curve.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configuration can be changed, added, or deleted.
  • the above embodiments may be arbitrarily combined with each other. For example, some configurations in one embodiment may be applied to other embodiments, and some configurations in the embodiment are included in the embodiments. It can be arbitrarily extracted separately from the other components.
  • the current collecting link mechanism 37 may be configured such that the current collecting beam 38 is rotatably connected to the carriage frame bracket 36 and the arm 39 is rotatably connected to the axle box bracket 35.
  • the elastic body of the support device may be disposed only in the path from the first axle box to the current collector, or may be disposed in the path from the carriage frame to the current collector, and is elastic to the support device. It is not necessary to provide a body.
  • the steering mechanism may not be a link type, but may be operated by an actuator.
  • the form of the carriage is not particularly limited, and each configuration of the first to fourth embodiments can be applied to both a steering carriage and a non-steering carriage.
  • the shaft box support device may be other types instead of the shaft beam type.
  • the trolley may be a bolsterless trolley instead of the bolster.
  • the carriage may be configured to use a leaf spring instead of the side beam 7a and the coil springs 18 and 19. That is, the pair of front and rear axle boxes may support the end portions on both sides in the longitudinal direction of the leaf spring, and the center portion in the longitudinal direction of the leaf spring may support the cross beam.

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Abstract

鉄道車両用台車は、台車枠と、第1車軸及び第2車軸をそれぞれ支持する第1軸受及び第2軸受をそれぞれ収容する第1軸箱及び第2軸箱と、バネ下振動が伝達される前記第1軸箱又は前記第1軸箱に設けられた部材と前記台車枠とに接続された支持装置と、前記支持装置に取り付けられた第三軌条方式の集電装置と、を備える。

Description

鉄道車両用台車
 本発明は、第三軌条方式の集電装置を備える鉄道車両用台車に関する。
 鉄道車両が地上設備から集電する手段には複数の方式がある。第三軌条方式では、一対の走行レールに並行して第三軌条(給電レール)が敷設され、台車に設けられた集電装置の集電靴が第三軌条に接触摺動することで集電が行われる。
 特許文献1の台車では、前後一対の軸箱に集電梁が架け渡され、集電梁に集電装置が取り付けられる。特許文献2の台車では、前後一対の軸箱と集電梁との間に弾性ブッシュを有するリンクが設けられ、集電梁に集電装置が取り付けられる。特許文献3の台車では、台車枠に集電装置が取り付けられる。特許文献4の台車では、前後一対の軸箱の一方のみに集電装置が取り付けられる。
実開昭50-133607号公報 米国特許第6079335号公報 実開昭50-133608号公報 特開2012-130142号公報
 特許文献1及び2の台車では、バネ下質量である一対の軸箱の両方の振動が集電梁に伝達され、集電装置の振動が大きくなる。また、特許文献1の台車に操舵機構を設けた場合には、操舵により前後一対の軸箱が互いに近接/離間するように相対変位する際に、当該相対変位に集電梁が追従できない。特許文献2の台車では、弾性ブッシュを有するリンクにより集電梁が前後一対の軸箱の相対変位に追従できるが、操舵時には当該相対変位が大きくなるため、弾性ブッシュにおける角変位が大きくなり、弾性ブッシュの寿命が短くなる。
 特許文献3の台車では、台車に操舵機構を設けたとしても、集電装置が台車枠に取り付けられるため、操舵動作が集電装置に影響しない。しかし、走行振動や乗車率変動により軸バネが伸縮すると、台車枠の上下変位に伴って集電装置も上下変位する。そのため、集電装置が許容範囲を超えて上下変位しないように、軸バネのバネ定数を大きくせねばならず、乗客の乗り心地が悪化する。
 特許文献4の台車では、前後一対の軸箱の一方のみに集電装置が取り付けられるため、集電装置は操舵の影響を受けない。しかし、バネ下重量が増加してバネ下振動が大きくなるとともに、そのバネ下振動が集電装置に集中するため、集電装置を支持するゴムを柔らかくする必要が生じ、ゴムの寿命が短くなる。
 以上のように、台車における操舵機構の有無にかかわらず、第三軌条方式の集電装置の振動を低減することと、乗客の乗り心地の悪化を防止することを両立させるのは難しいのが現状である。
 そこで本発明は、第三軌条方式の集電装置の振動を低減することと、乗客の乗り心地の悪化を防止することとを同時に実現することを目的とする。
 本発明の一態様に係る鉄道車両用台車は、台車枠と、第1車軸及び第2車軸をそれぞれ支持する第1軸受及び第2軸受をそれぞれ収容する第1軸箱及び第2軸箱と、バネ下振動が伝達される前記第1軸箱又は前記第1軸箱に設けられた部材と前記台車枠とに接続された支持装置と、前記支持装置に取り付けられた第三軌条方式の集電装置と、を備える。
 前記構成によれば、支持装置が第1軸箱(又は第1軸箱に設けられた部材)と台車枠とに接続されるため、バネ下質量である第2軸箱の振動が支持装置に直接伝わることが防止される。かつ、バネ上質量である台車枠に支持装置が接続されるため、第1軸箱の振動に伴う支持装置の振動も抑制される。よって、支持装置が第1軸箱と第2軸箱とに接続された場合に比べ、集電装置に伝達される振動を低減できる。
 更に、支持装置が台車枠だけでなく第1軸箱に接続されているため、バネの伸縮により台車枠が上下変位したときの集電装置の上下変位が抑制される。よって、第三軌条に対する集電装置の上下変位が許容量を超えないようにバネのバネ定数を大きくする必要性が軽減され、乗客の乗り心地の悪化を防止できる。
 本発明によれば、第三軌条方式の集電装置の振動を低減することと、乗客の乗り心地の悪化を防止することとを同時に実現できる。
図1は、第1実施形態に係る鉄道車両の台車の側面図である。 図2(A)は、図1に示す軸箱ブラケット及びその近傍の車幅方向から見た断面図、図2(B)は、図2(A)のIIb-IIb線断面図である。 図3(A)は、図1に示す台車枠ブラケット及びその近傍の車幅方向から見た断面図、図3(B)は、図3(A)のIIIb-IIIb線断面図である。 図4(A)は、操舵時内軌側の支持装置の模式図、図4(B)は、操舵時外軌側の支持装置の模式図である。 図5は、第2実施形態に係る鉄道車両の台車の図2(A)相当の図面である。 図6(A)は、第3実施形態に係る鉄道車両の台車の軸箱ブラケット及びその近傍の車幅方向から見た断面図、図6(B)は、図6(A)のVIb-VIb線断面図である。 図7は、図6に示す台車の台車枠ブラケット及びその近傍の車幅方向から見た断面図である。 図8は、第4実施形態に係る鉄道車両の台車の側面図である。
 以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向を車両長手方向とし、それに直交する横方向を車幅方向として定義する。車両長手方向は前後方向とも称し、車幅方向は左右方向とも称しえる。
 (第1実施形態)
 図1は、第1実施形態に係る鉄道車両1の台車2の側面図である。図1に示すように、台車2は、操舵台車である。台車2は、鉄道車両1の車体3を下方から支持する。台車2は、空気バネ4を介して車体3を支持するボルスタ5を備える。ボルスタ5は、車体3のブラケット3aにボルスタアンカ6により接続される。ボルスタ5は、台車中心に配置された旋回案内機構(例えば、中心ピン及び心皿)を介して台車枠7に接続されている。即ち、台車枠7は、車体3及びボルスタ5に対してヨーイング方向に回動可能なようにボルスタ5を下方から支持する。
 台車枠7は、ボルスタ5の下方において車幅方向に延びる横梁(図示せず)と、当該横梁の車幅方向の両端部に接続されて車両長手方向に延びる一対の側梁7aとを有する。台車枠7の車両長手方向一方側には、車幅方向に沿って延びる第1車軸8が配置され、台車枠7の車両長手方向他方側には、車幅方向に沿って延びる第2車軸9が配置されている。第1車軸8及び第2車軸9の車幅方向両側の部分には、それぞれ第1車輪10及び第2車輪11が設けられている。第1車軸8及び第2車軸9の車幅方向両側の端部には、第1車軸8及び第2車軸9をそれぞれ回転自在に支持する第1軸受12及び第2軸受13がそれぞれ設けられている。第1軸受12及び第2軸受13は、それぞれ第1軸箱14及び第2軸箱15に収容されている。
 第1軸箱14及び第2軸箱15は、互いに車両長手方向に離れて配置され、それぞれ第1軸箱支持装置16及び第2軸箱支持装置17によって台車枠7に弾性的に連結されている。第1軸箱支持装置16は、側梁7aと第1軸箱14との間に介設された第1軸バネ18(コイルバネ)と、第1軸箱14から側面視で台車中央側に向けて車両長手方向に突出して側梁7aに連結された第1軸梁20とを有する。第2軸箱支持装置17は、側梁7aと第2軸箱15との間に介設された第2軸バネ19(コイルバネ)と、第2軸箱15から側面視で台車中央側に向けて車両長手方向に突出して側梁7aに連結された第2軸梁21とを有する。台車枠7は、側梁7aから第1軸梁20に向けて突出した第1受け座22と、側梁7aから第2軸梁21に向けて突出した第2受け座23とを有する。第1軸梁20及び第2軸梁21の先端部は、それぞれ第1受け座22及び第2受け座23に弾性ブッシュ(図示せず)を介して弾性結合されている。即ち、第1軸箱支持装置16及び第2軸箱支持装置17は、いわゆる軸梁方式である。
 台車2は、台車枠7に対して第1車軸8及び第2車軸9をヨーイング方向に傾動させて操舵する操舵機構24を備える。操舵機構24は、台車枠7の車幅方向外側に配置された操舵テコ25を備える。操舵テコ25は、支点26、力点27、第1作用点28及び第2作用点29を有する。第1作用点28は支点26の一方側に配置され、第2作用点29は支点26の他方側に配置されている。操舵テコ25は、支点26において車幅方向に延びる軸線周りに回動自在に台車枠7に支持されている。操舵テコ25は、力点27において連結リンク30を介してボルスタ5に連結されている。
 操舵テコ25は、第1作用点28において第1操舵リンク31(及び第1軸梁20)を介して第1軸箱14に連結され、かつ、第2作用点29において第2操舵リンク32(及び第2軸梁21)を介して第2軸箱15に連結されている。台車2が曲線を通過する際には、車体3及びボルスタ5に対する台車枠7の鉛直軸回りの相対回動に連動して操舵機構24が動作することで、操舵テコ25が支点26を中心として鉛直平面内で回動して第1軸箱14及び第2軸箱15が台車枠7に対して車両長手方向に相対変位し、第1車輪10及び第2車輪11が曲線に沿うように操舵される。
 台車2は、第三軌条方式の集電装置33が取り付けられる支持装置34を備える。支持装置34は、バネ上部材である台車枠7及びバネ下部材である第1軸箱14に接続されるが、バネ下部材である第2軸箱15には接続されていない。即ち、バネ下振動等の第1軸箱14の動きは、支持装置34に伝達されるが、第2軸箱15の動きは、支持装置34に伝達されない。支持装置34は、第1軸箱14に設けられた軸箱ブラケット35と、台車枠7に設けられた台車枠ブラケット36と、軸箱ブラケット35と台車枠ブラケット36とに連結された集電リンク機構37とを備える。
 軸箱ブラケット35は、第1軸箱14の下端部から下方に突出している。軸箱ブラケット35は、第1軸箱14に締結部材又は溶接等によって固定されたものでもよいし、第1軸箱14と連続して形成されたものでもよい。台車枠ブラケット36は、台車枠7(例えば、側梁7a)から下方に突出している。本実施形態では、台車枠ブラケット36は、台車枠7の中心よりも第2軸箱15側に配置されている。
 集電リンク機構37は、集電梁38と、アーム39と、後述の第1~第3弾性ブッシュ41~43(図2(A)(B)参照)とを有する。集電梁38は、車両長手方向に延び、集電装置33が取り付けられる。本実施形態では、集電装置33は、集電梁38の中心から長手方向(例えば、第1軸箱14側)にずれた位置に取り付けられている。集電梁38の一端部38aは、軸箱ブラケット35に回動可能に連結されている。アーム39は、上下方向に延びている。アーム39の一端部39a(上端部)は、台車枠ブラケット36に回動可能に連結されている。集電梁38の他端部38bは、アーム39の他端部39b(下端部)に回動可能に連結されている。
 図2(A)は、図1に示す軸箱ブラケット35及びその近傍の車幅方向から見た断面図、図2(B)は、図2(A)のIIb-IIb線断面図である。図2(A)(B)に示すように、集電梁38の一端部38aと軸箱ブラケット35との間には、第1弾性ブッシュ41が介設されている。軸箱ブラケット35は、車幅方向に対向する一対の壁を有し、その一対の壁の間に第1弾性ブッシュ41が配置されている。第1弾性ブッシュ41は、内筒44と、外筒45と、内筒44と外筒45との間に介設された第1弾性体46(例えば、ゴム)とを備える。第1弾性ブッシュ41は、その軸線を車幅方向に向けた状態で配置される。軸箱ブラケット35には、車幅方向に向いた軸線を有するピン47が取り付けられ、ピン47に内筒44が外嵌されている。集電梁38の一端部38aは、円筒形状を有し、外筒45に外嵌されている。ピン47は、軸箱ブラケット35に着脱可能に固定されたピン止め部材48により抜け止めされている。
 図3(A)は、図1に示す台車枠ブラケット36及びその近傍の車幅方向から見た断面図、図3(B)は、図3(A)のIIIb-IIIb線断面図である。図3(A)(B)に示すように、アーム39の一端部39aと台車枠ブラケット36との間には、第2弾性ブッシュ42が介設されている。集電梁38の他端部38bとアーム39の他端部39bとの間には、第3弾性ブッシュ43が介設されている。第2弾性ブッシュ42及び第3弾性ブッシュ43の各々は、第1弾性ブッシュ41と同構造を有する。即ち、第2弾性ブッシュ42及び第3弾性ブッシュ43は、それぞれ、内筒49,52と、外筒50,53と、第2及び第3弾性体51,54(例えば、ゴム)とを備える。第2弾性ブッシュ42及び第3弾性ブッシュ43は、その軸線を車幅方向に向けた状態で配置される。
 台車枠ブラケット36は、車幅方向に対向する一対の壁を有し、その一対の壁の間に第2弾性ブッシュ42が配置されている。台車枠ブラケット36には、車幅方向に向いた軸線を有するピン55が取り付けられ、ピン55に第2弾性ブッシュ42の内筒49が外嵌されている。アーム39の一端部39aは、円筒形状を有し、第2弾性ブッシュ42の外筒50に外嵌されている。ピン55は、台車枠ブラケット36に着脱可能に固定されたピン止め部材56により抜け止めされている。
 アーム39の他端部39bは、車幅方向に対向する一対の壁を有し、その一対の壁の間に第3弾性ブッシュ43が配置されている。アーム39の他端部39bには、車幅方向に向いた軸線を有するピン57が取り付けられ、ピン57に第3弾性ブッシュ43の内筒52が外嵌されている。集電梁38の他端部38bは、円筒形状を有し、第3弾性ブッシュ43の外筒53に外嵌されている。ピン57は、アーム39に着脱可能に固定されたピン止め部材58により抜け止めされている。
 図4(A)は、操舵時内軌側で軸バネが伸長したときの支持装置34の模式図、図4(B)は、操舵時外軌側で軸バネが圧縮したときの支持装置34の模式図である。図4(A)に示すように、車両が曲線を通過する際、内軌側の第1軸箱14及び第2軸箱15は、操舵によって互いに近接するように変位し、かつ、車体の遠心力に起因する荷重移動によって台車枠7の内軌側の部分は、上方に変位する。その結果、内軌側において、第1弾性ブッシュ41の動作角度α1は、第2弾性ブッシュ42の動作角度α2及び第3弾性ブッシュ43の動作角度α3のどちらよりも小さくなる。
 図4(B)に示すように、車両が曲線を通過する際、外軌側の第1軸箱14及び第2軸箱15は、操舵によって互いに離反するように変位し、かつ、車体の遠心力に起因する荷重移動によって台車枠7の外軌側の部分は、下方に変位する。外軌側においても、第1弾性ブッシュ41の動作角度β1は、第2弾性ブッシュ42の動作角度β2及び第3弾性ブッシュ43の動作角度β3のどちらよりも小さくなる。
 以上に説明した構成によれば、支持装置34が第1軸箱14と台車枠7とに接続されるため、バネ下質量である第2軸箱15の振動が支持装置34に直接伝わることが防止される。かつ、バネ上質量である台車枠7に支持装置34が接続されるため、第1軸箱14の振動に伴う支持装置34の振動も抑制される。よって、支持装置34が第1軸箱14と第2軸箱15とに接続された場合に比べ、集電装置33に伝達される振動を低減できる。
 更に、支持装置34が台車枠7だけでなく第1軸箱14に接続されているため、第1軸バネ18及び第2軸バネ19の伸縮により台車枠7が上下変位したときの集電装置33の上下変位が抑制される。よって、第三軌条に対する集電装置33の上下変位が許容量を超えないように第1軸バネ18及び第2軸バネ19のバネ定数を大きくする必要性が軽減され、乗客の乗り心地の悪化を防止できる。
 また、支持装置34が集電リンク機構37を有するため、第1軸箱14と台車枠7との間に相対変位が生じても、集電リンク機構37の動きにより支持装置34が当該相対変位に円滑に追従できる。しかも、第2軸箱15の変位が支持装置34に影響しないため、第1軸箱14と第2軸箱15とが互いに大きく相対変位したときに集電リンク機構37の第1~第3弾性体46,51,54の変形量が増大することを抑制でき、第1~第3弾性体46,51,54を長寿命化できる。
 また、集電梁38が軸箱ブラケット35に回動可能に連結され、アーム39が台車枠ブラケット36に回動可能に連結され、集電リンク機構37の回動点は3ヶ所で済むため、集電リンク機構37が簡素となり、台車重量の増加を抑制できる。また、支持装置34を第1軸箱14と台車枠7とに接続し、第2軸箱15に接続しないことで、操舵による第1軸箱14と第2軸箱15との間の相対変位の支持装置34への影響が抑制される。よって、操舵時に支持装置34に掛かる負荷が低減され、支持装置34を簡素化及び長寿命化できる。
 また、バネ上質量である台車枠7よりもバネ下質量である軸箱14,15の方が走行時の振動が大きくなり、かつ、軸バネ18,19が伸縮して台車枠7が上下動することで台車枠7と軸箱14,15との距離が変わる際には、集電梁38に比べてアーム39の回動が大きくなる。しかし、振動の大きい軸箱ブラケット35には、回動の少ない集電梁38が連結され、振動の小さい台車枠ブラケット36には、回動の大きいアーム39が連結される。よって、集電梁38と軸箱ブラケット35との間に介在する第1弾性体46において振動及び回動のいずれも大きくなることが防がれ、当該第1弾性体46が早く劣化することを防止できる。その第1弾性体46の劣化防止効果は、特に、操舵台車においては顕著となる。
 即ち、図4(A)(B)で示されたように、操舵時には、内軌側及び外軌側の何れにおいても、第1弾性ブッシュ41の動作角度α1,β1は、第2弾性ブッシュ42の動作角度α2,β2及び第3弾性ブッシュ43の動作角度α3,β3の何れよりも大幅に小さくなる。よって、第1~第3弾性ブッシュのうち第1軸箱14に最も近いことで振動が最も大きくなる第1弾性ブッシュ41は、その動作角度が小さい範囲に保たれ、弾性体46を長寿命化できる。
 (第2実施形態)
 図5は、第2実施形態に係る鉄道車両の台車102の図2(A)相当の図面である。図5に示すように、第2実施形態の台車102では、軸箱ブラケット135が第1軸箱14に一体に設けられた第1軸梁20に設けられている。即ち、軸箱ブラケット135は、第1軸箱14よりも車体長手方向において台車中心側に配置されている。第1軸梁20の下端は、第1軸箱14の下端よりも上方に位置している。軸箱ブラケット135には、集電梁38の一端部38aが第1弾性ブッシュ41を介して回動可能に連結されている。この構成により、第2実施形態の台車102では、第1実施形態の台車2に比べ、集電梁38を高く配置することが可能になる。よって、集電梁38の近傍における車両限界が厳しい場合において、設計自由度を高めることができる。
 なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。また、軸箱ブラケットが設けられる部材は、軸梁でなくてもよい。即ち、集電装置33が取り付けられる支持装置は、第1軸箱14に一体に設けられた部材に接続されることで間接的に第1軸箱14に接続されるものであれば他のものでもよい。
 (第3実施形態)
 図6(A)は、第3実施形態に係る鉄道車両の台車202の軸箱ブラケット235及びその近傍の車幅方向から見た断面図、図6(B)は、図6(A)のVIb-VIb線断面図である。図7は、図6に示す台車202の台車枠ブラケット236及びその近傍の車幅方向から見た断面図である。第3実施形態の台車202は、操舵機構を具備しない非操舵台車である。図6(A)(B)及び図7に示すように、第三軌条方式の集電装置が取り付けられる支持装置234は、台車枠7及び第1軸箱14に接続されるが、第2軸箱15には接続されていない。支持装置234は、軸箱ブラケット235、台車枠ブラケット236、集電梁238、一対の第1弾性ユニット241A,241B、及び、一対の第2弾性ユニット242A,242Bを備える。
 軸箱ブラケット235は、第1軸箱14に設けられ、第1軸箱14から下方に突出している。台車枠ブラケット236は、台車枠7に設けられ、台車枠7から下方に突出している。集電梁238は、軸箱ブラケット235と台車枠ブラケット236とに連結されている。一対の第1弾性ユニット241A,241Bは、軸箱ブラケット235と集電梁238との間に介設されている。一対の第2弾性ユニット242A,242Bは、台車枠ブラケット236と集電梁238との間に介設されている。
 図6(A)(B)に示すように、軸箱ブラケット235は、上壁部235aと、下壁部235bと、上壁部235aと下壁部235bとを連結する側壁部235cとを有する。集電梁238の一端部238aと上壁部235aとの間、及び、集電梁238の一端部238aと下壁部235bとの間に、それぞれ第1弾性ユニット241A,241Bが介設されている。第1弾性ユニット241A,241Bの各々は、弾性体246(例えば、ゴム)と、弾性体246を上下から挟む一対のプレート244,245を有する。集電梁238の一端部238aと、当該一端部238aに接触するプレート244とは、互いに凹凸嵌合構造により車両長手方向及び車幅方向に位置決めされている。軸箱ブラケット235には、側壁部235cとは反対側から第1弾性ユニット241A,241Bを覆う蓋240が着脱可能に固定されている。軸箱ブラケット235に接触するプレート245は、軸箱ブラケット235及び蓋240によって車両長手方向及び車幅方向に位置決めされている。
 図7に示すように、台車枠ブラケット236は、軸箱ブラケット235と同構造を有する。第2弾性ユニット242A,242Bは、第1弾性ユニット241A,241Bと同構造を有する。即ち、第2弾性ユニット242A,242Bの各々は、弾性体246(例えば、ゴム)と、弾性体246を上下から挟む一対のプレート244,245を有する。集電梁238の他端部238bと、第2弾性ユニット242A,242Bのうち当該他端部238bに接触するプレート244とは、互いに凹凸嵌合構造により車両長手方向及び車幅方向に位置決めされている。そして、第2弾性ユニット242A,242Bのうち台車枠ブラケット236に接触するプレート245は、台車枠ブラケット236及び蓋240によって車両長手方向及び車幅方向に位置決めされている。
 なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。また、第1弾性ユニット241A,241B及び第2弾性ユニット242A,242Bは、集電梁238の上下に配置する代わりに、集電梁238の左右に配置してもよいし、集電梁238の上下左右の全てに配置してもよい。
 (第4実施形態)
 図8は、第4実施形態に係る鉄道車両の台車302の側面図である。図8に示すように、第4実施形態の台車302は、片軸操舵台車である。即ち、台車302は、第1軸箱14を操舵せず、第2軸箱15のみを操舵させる操舵機構324を備える。具体的には、操舵機構324は、第1操舵リンク31が無い以外は第1実施形態の操舵機構24と同じ構造を有する。台車302が曲線を通過する際には、車体3に対する台車枠7の鉛直軸回りの相対回動に連動して操舵機構324が動作することで、第2軸箱15が台車枠7に対して車両長手方向に変位し、第2車輪11のみが曲線に沿うように操舵される。
 この構成によれば、支持装置34が接続される第1軸箱14が操舵されないので、操舵による第1軸箱14及び第2軸箱15の相対変位の支持装置34への影響を無くすことができる。よって、円滑な操舵と支持装置34の簡素化及び長寿命化とを好適に両立できる。なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
 本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。前記各実施形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば1つの実施形態中の一部の構成を他の実施形態に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。集電リンク機構37は、集電梁38が台車枠ブラケット36に回動可能に連結され、アーム39が軸箱ブラケット35に回動可能に連結される構成としてもよい。支持装置の弾性体は、第1軸箱から集電装置までの経路中のみに配置されてもよいし、台車枠から集電装置までの経路中に配置されてもよいし、支持装置に弾性体を設けなくてもよい。
 操舵機構は、リンク式でなくてもよく、アクチュエータにより動作するものでもよい。台車の形態は特に限定されず、第1~第4実施形態の各構成は、操舵台車と非操舵台車のいずれにも適用可能である。軸箱支持装置は、軸梁方式でなく他の方式でもよい。台車は、ボルスタ付き台車の代わりにボルスタレス台車でもよい。台車は、側梁7a及びコイルバネ18,19の代わりに板バネを用いた構成としてもよい。即ち、前後一対の軸箱が板バネの長手方向両側の端部を夫々支持し、板バネの長手方向の中央部が横梁を支持する構成としてもよい。
 2,102,202,302 台車
 7 台車枠
 8 第1車軸
 9 第2車軸
 12 第1軸受
 13 第2軸受
 14 第1軸箱
 15 第2軸箱
 18 第1軸バネ
 19 第2軸バネ
 24,324 操舵機構
 33 集電装置
 34,234 支持装置
 35,135,235 軸箱ブラケット
 36,236 台車枠ブラケット
 37 集電リンク機構
 38,238 集電梁
 39 アーム
 46 第1弾性体
 51 第2弾性体
 54 第3弾性体
 246 弾性体

Claims (6)

  1.  台車枠と、
     第1車軸及び第2車軸をそれぞれ支持する第1軸受及び第2軸受をそれぞれ収容する第1軸箱及び第2軸箱と、
     バネ下振動が伝達される前記第1軸箱又は前記第1軸箱に設けられた部材と、前記台車枠と、に接続された支持装置と、
     前記支持装置に取り付けられた第三軌条方式の集電装置と、を備える、鉄道車両用台車。
  2.  前記支持装置は、少なくとも1つの弾性体を含み、
     前記少なくとも1つの弾性体は、少なくとも前記支持装置のうち前記第1軸箱から前記集電装置までの経路に含まれる部位に配置されている、請求項1に記載の鉄道車両用台車。
  3.  前記支持装置は、前記第1軸箱又は前記第1軸箱に設けられた部材に設けられた軸箱ブラケットと、前記台車枠に設けられた台車枠ブラケットと、前記軸箱ブラケットと前記台車枠ブラケットとに連結された集電リンク機構とを有し、
     前記集電リンク機構は、
      前記集電装置が取り付けられ、かつ、前記軸箱ブラケット又は前記台車枠ブラケットのいずれか一方に回動可能に連結された集電梁と、
      前記集電梁に回動可能に連結され、かつ、前記軸箱ブラケット又は前記台車枠ブラケットのいずれか他方に回動可能に連結されたアームと、
      前記軸箱ブラケット又は前記台車枠ブラケットのいずれか一方と前記集電梁との間、前記集電梁と前記アームとの間、及び、前記軸箱ブラケット又は前記台車枠ブラケットのいずれか他方と前記アームとの間のうち少なくとも1つに介在する前記少なくとも1つの弾性体と、を含む、請求項2に記載の鉄道車両用台車。
  4.  前記集電梁は、車両長手方向に延び、かつ、前記アームは、上下方向に延び、
     前記集電梁の一端部は、前記軸箱ブラケットに連結され、
     前記アームの一端部は、前記台車枠ブラケットに連結され、
     前記集電梁の他端部は、前記アームの他端部に連結され、
     前記少なくとも1つの弾性体は、前記集電梁と前記軸箱ブラケットとの間に介在する第1弾性体と、前記アームと前記台車枠ブラケットとの間に介在する第2弾性体と、前記集電梁と前記アームとの間に介在する第3弾性体とを含む、請求項3に記載の鉄道車両用台車。
  5.  前記第1車軸及び前記第2車軸の少なくとも一方を操舵させる操舵機構を更に備える、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の鉄道車両用台車。
  6.  前記操舵機構は、前記第2車軸のみを操舵させる、請求項5に記載の鉄道車両用台車。
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