JPH01500259A - レール車両用機械式制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レール車両用機械式制御装置 本発明は、少なくとも１つの輪軸に対して動揺・横方向傾斜時に車体の相対位置 を変化させるためのレール車両用機械式制御装置に関する。

レール車両においてカーブ走行時に電気・ぐルスを介して、レール車両縦軸線を 中心としてカーブ曲線内軟側へ該レール車両を能動的に傾けることによって、乗 客に作用する遠心力を減少させようとする制御装置は公知である。

西独国特許出願公開第２２０５８５８号明細書において開示されたこのような解 決策では車体傾斜の制御は、軌道状態を検知する機器によって行われ、該検知機 器は、軌道カー・プ部分に対する進入・進出時にそれ相応の／ぐルスをサーボ機 構へ送出するようになっている。

またレール車両の車体支持に関連して、西独国特許第１２０６９４１号明細書に 開示された複数のばねステー材が公知になっておシ、該ばねステー材の作用線は 上方へ向って収斂するように傾斜されておりかつ車体重心点よシ上位で交わって いる。この場合は、耐動揺支柱とレール車両の二次段における垂直ばねとの組合 せにほかならない。

また動揺に関連してボギ一台車に対する車体のガイド方式が西独国特許第２８３ ９９０４号明細書に開示されている。

前記の解決手段はすべて、レール車両のカーブ走行速度を高めることを目的とす るものであり、しかも最後に述べた２つの解決手段は、レール車両の二次段に配 置された適当な装置を介して偏えにレール車両の動揺特性を純機械式に改善しよ うとするものである。しかしながらこの場合、カントのつけられた軌道における カーブ走行に基づいてシステムに起因して生じる車輪荷重の変動に対する選定手 段の影響は全く考慮されていない。これに関連し前述の諸解決方式には具体的な 限界が画され、該限界は特に、最近車両の重心位置が著しく高くなり車体の捩り 剛さが大きくなっていることに基づくところの、レール車両の車体のための制御 装置に対する諸要求から極めて明白である。

また、カーブ部分における走行速度を高めるために役立つ制御装置も公知である が、しかしながら該制御装置はこの場合もっばらボギ一台車の輪軸の半径方向調 整を生ぜしめるにすぎない。このために両車輪対は相互間で連結されていると共 にリンク−レバー系を介して車体ど直結されており、これは輪軸の車体側強制制 御を生ぜしめる。相殺されない遠心加速度を伴うカーブ走行時には、この制御装 置は車体の横方向移動距離によって作動されはするが、これは輪軸の半径方向調 整を部分的に補償する。しかも特に遠心加速度が相殺されない場合のカーブ走行 のために、動揺又は横方内傾斜に関連した車体位置の変化はこの場合考慮されて いない（ＥＰ−Ａ　０１６５７５２号）。

更に又、相互自動制御システムとして構成されていて輪軸の横揺れに対する最適 の安定性をもっばら得ようとする制御装置も先行技術として公知になっている。

しかしながら該制御装置は傾斜係数の減少に関してはカーブ走行時は働かない。

それというのは該制御装置は曲線内軌道側への車体の横方向傾斜を許さず、軌道 曲線部分で停車する車体に対する起立効果も有していないからである（　ＧＢ− Ｂ　１４４９２４９号）。

また文献″Ｒａｉ１ｗａｙ　Ｇａｚｅｔｔｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　” 　（Ｖｏｌ。

１３３、　Ａ４．　Ａｐｒｉｌ　１９７７　）には車体側の強制制御システムと して構成された制御装置が開示されておシ、該制御装置はカーブ走行時の輪軸の 半径方向調整をチェックしつつ制御しようとするものである。しかしながらこの 場合も、ボギ一台車と車体との間でもっばら部位りに意識的に組込まれた縦方向 ばね機構は直線部分における横揺れを許そうとするものである。これによって経 験から見てカーブ走行時の制御効果は低下することになる。

以上のことから本発明が設定する課題は、カーブ走行速度を高めることができる 一方、カーブ走行時に所定の限界値を超える横方向加速度に乗客が曝されるのを 防止するような、レール車両の車体用制御装置を提供することである。

本発明の制御装置の構成手段は請求の範囲に記載した通シである。

更に本発明の制御装置は、カーブの曲率中心の方に向ってボギ一台車の輪軸を半 径方向に調整することができ、かつその際、カントのつけられた軌道におけるカ ーブ走行によって、先行ボギ一台車のその都度曲線少する。それのみならず本発 明の制御装置は、同じボギ一台車の曲線外軌の後続車輪が脱線するのを防止する ために、そこで同時に発生する車輪荷重軽減成分をシフトする。

これらすべての手段によって、本発明の制御装置を装備したレール車両には、カ ーブの多い路線区で走行速度を高めることができると共に走行快適性を改善しレ ールの摩耗を低下させかつ騒音の少ない走行を可能にするという顕著な利点が得 られる。

本発明の制御装置は、図示の手段のごく部分的適用にも適しかつそれによって特 定の効果を生ぜしめるように単純な連桿の形で案出されている。

次に図面に基づいて本発明の構成と夫々の機能態様を説明する。

なお理解を助けるために斜視図で示した図面では本発明の制御装置は夫々二車軸 式ボギ一台車に組込まれている。この場合相応した制御装置は縦中心平面に対し て対称的にがギ一台車に配置されており、かつ図示を簡単にするために実線での み示されているが、但し外部からボギ一台車で認知できる接続点だけが図示され ているにすぎない。

第１図は慣用の二車軸式ボギ一台車の両輪軸に作用する制御装置の全体斜視図、 第２図は第１図に示した制御装置の側面図、第３図は第２図の１−１線に沿つ・ た第１図の制御装置の断面図、第４図は慣用の二車軸式ボギ一台車に使用されカ ーブ走行時に車体を傾斜及び起立させるように一方の輪軸に片側適用する場合の 制御装置の斜視図、第５図は第４図に示した制御装置の側面図、第６図は慣用の 二車軸式ボギ一台車に使用されカーブ走行時に車体の傾度に作用する別の制御装 置の斜視図、第７図は第６図に示した制御装置の側面図、第８図は第７図の■− ■線に沿った第６図の制御装置の断面図、第９図は慣用の二車軸式ボギ一台車に 使用されカーブ走行時に車体を傾斜させるように一方の輪軸に片側適用する場合 の制御装置の斜視図、第１０図は第９図に示した制御装置の側面図である。

第１図〜第３図に示した制御装置１は、車体１２と？ギ一台車１３の輪軸９，９ ′との間で両側に配置されたリンク−レバー系２，２′と、該リンク−レバー系 に枢支懸架された２つのＣ形制御フレーム１０　、１０’とを主体としている。

両Ｃ形制御フレームは例えば実質的に水平平面内に位置するように夫々１つの輪 軸９゜９′をコの字形に囲んでいる。両Ｃ形制徂フレームは対応した車軸軸受部 ８，８′と結合されている一方、ボギ一台車中心の方に向いた夫々１つの連結支 持体１９゜１９′を有し、該連結支持体は、ボギ一台車中心に配置されていて垂 直軸線を中心とＩ〜で旋回可能なビゲット軸受６において互いに連結されている 。各リンク−レバー系２．２′は、第２図及び第３図に示したように立体的に斜 め上方に向いた制御レバー３，３′から成り、該制御レバーは上位枢支点１５　 、１５’で車体１２に懸着されており、該制御レバーの中位枢支点１６　、１６ ’はＣ形制御フレーム１０′に係合し、かつ該制御レバーの下位枢支点１７　、 １７’はリンクレバー４，４′を介して対向配置されたＣ形制御フレーム１０に 取付けられている。この場合制御装置１の全枢着連結部位は、実質的に水平な軸 線を有すると共に保守の必要のない弾性的な軸受５を有するように構成されてい るのが有利である。該軸受５は例えば球面状のゴムエレメントとして構成するこ とができる。

従って前記の構成によって、輪軸９′に対向配設された制御レバー３，３′は中 位枢支点１６　、１６’の相互間隔を底辺としてＣ形制御フレーム１０′にトー ションバー状に支持されており、かつ車体の動揺及びパンクに関して四辺形リン ク機構として該Ｃ形制御フレーム１０と作用結合されている。

第１図〜第３図に示した制御装置１では両制御レバー３と３′は上方へ向って互 いに接近する方向に傾斜して、面制御レバーの作用線は車体重心点２０よシ上位 の交点３０で交わっている。カントのつけられた軌道でのカーブ走行時に遠心力 過剰に基づいてボギ一台車１３と車体１２との間で曲線外軌寄シの横方向シフト が生じると、制御レバー３．３′を第３図のように配置したことによって車体１ ２は曲線内軌寄シに傾斜する。

この場合、制御装置１は、第２図の１−１線に沿った断面平面で見て四辺形リン ク機構として作用する。その際、曲線のラジアンに応じて曲線外軌寄りの制御レ バー３′は一層起上シかつ曲線内軌寄りの制御レバー３は一層沈み、しかも車体 １２は、面制御レバー３，３′の作用線の交点３０を中心として曲線内軟の方に 傾斜する。カントのつけられた軌道カーブで車両が停車した場合、傾斜に対向し て車体１２の起立が生じ、しかも制御装置１は、第２図の１−１線に沿った断面 平面で見てやはシ四辺形リンク機構として作用する。この場合は曲線のラジアン に応じて曲線外軌寄りの制御レバー３′は一層沈み、かつ曲線内軌寄りの制御レ バー３は一層起上シ、しかも車体１２は面制御レバー３，３′の作用線の交点３ ０を中心として曲線外軌の方に起立する。

また、カントのつけられてい危い軌道でもカーブ走行時に、第２図に示した方向 での面制御レバー３．３′の同時傾斜によって車体１２は曲線内軟の方に傾斜せ しめられる。これは、ボギ一台車１３と車体１２との間の相対回動運動と、その 結果生じる両制例レバー３゜３′の逆向きの運動とに基づいて行われる。

面制御レバー３，３′とＣ形制御フレーム１０’との組合せとによって同時に動 揺に対する直接的な突張りが生じ、この突張シは、車体１２間において二次段１ ８と一次段１４との橋渡しによって、二方向車両の場合にボギ一台車１３のその 都度車体中心寄シの内位に位置する輪軸９′に直接作用する。これによって、カ ントのついた軌道におけるカーブ走行時には車輪荷重変動の分布が積極的に影響 を受ける。

上軸受６において枢着結合すると共に車軸軸受部８゜８′に装着したことによっ て、両輪軸９．９′の車体側の強制制御が得られ、こうして両輪軸はカーブ走行 時にカーブ曲率中心に向って半径方向に調整される。

前記の全構成手段によってカーブ部分におけるレール車両速度を高めることが可 能になり、その場合乗客が高い横方向加速度に曝されることはない。この場合、 カントのついた軌道におけるカーブ走行に基づいて先後続輪軸９′又は９の曲線 外軌側車輪に対する脱線防止のために、同時に発生する車輪荷重軽減成分がシフ トされる。また輪軸９．９′の半径方向調整可能性にょってカーブ走行時の良好 かつ摩耗のないレールトレースが保証される。

第４図及び第５図には、一方の輪軸に片側適用する場合の、よシ単純・より低廉 な制御装置１１が示されており、該制御装置は、二方向車両の場合にボギ一台車 １３のその都度車体中心寄りの内位に位置する輪軸９′と車体１２との間に直接 配置されている。この場合２つの制御レバー２３　、２３’は上位枢支点２５　 、２５’で以て車体１２に恩着されている。

制御レバー２３　、２３’の下位枢支点２７　、２７’においてＣ形制御フレー ム１０’が枢着支承されておシ、該制御フレームは殊に有利には実質的に水平平 面内に位置するように輪軸９′を囲み両方の車軸軸受部８′と連結されている。

制御装置１の全枢着連結部位は、保守の必要のない弾性的な軸受５を有するよう に構成されているのが有利である。核軸受５は例えば球面状のゴムエレメントと して構成することができる。

この片側に配置された制御装置１１０作用は、面制御レバー２３　、２３’の傾 斜態様に関連しかつ二方向車両の場合その都度、車体中心寄シの内位に位置する 輪軸９′に係る。従って、第３図に示した横断面平面内で面制御レバー２３　、 ２３′を専ら傾斜させるように第４図の制御装置１１を構成することによって、 カントのついた軌道におけるカーブ走行時には、遠心力過剰によってボギ一台車 １３と車体１２との間で曲線外軌寄シの横方向シフトが発生する場合に、曲鯨内 軌の方へ車体１２が傾斜せしめられる。

カントのついた軌道カーブで車両が停車した場合、面制御レバー２３　、２３’ によって、傾斜に対抗して車体１２は起立せしめられる。

第５図に示した縦方向平面内だけでの面制御レバー２３　、２３’の傾斜は、カ ントのついていない軌道においてもカーブ走行時に車体１２を曲線内軟の方へ傾 かせ、その場合この傾斜は、ボギ一台車１３と車体１２との間の相対回動運動に よる面制御１／パー２３　、２３’の逆向きの運動に基づいて生じる。

第４図に示したように面制御レバー２３　、２３’を斜め上方に立体的に配置す ることによって、すでに述べた２つの単独効果の組合せが生じ、その場合二方向 車両における制御装置１１の片側配置は、ボギ一台車１３の、車体中心寄りの内 位に位置する輪軸９′に作用させることを意図するものである。前記の構成手段 は全体として、軌道カーブ部分における走行速度を高めかつ脱線防止手段を改善 するのに著しく寄与する。

輪軸９，９′との間に直接配置された制御装置２１が示さｊ、ている。この場合 は夫々２つの制御し・６−２３　。

２３’　；　２４　、２４’が夫々上位枢支点２５．２５’；２６゜２６′で以 て車体１２に垂直に恩着されている。

制御レバー２３　、２３′；　２４　、２４’の下位枢支点２７　、２７’　； 　２８　、２８’においてＣ形制御フレーム１０　、１０’が天質的に水平平面 内に位置するように枢着支承されておシ、該Ｃ形制御フレームは夫々所属の輪軸 ９．９′を囲みかつ車軸軸受部８．８′と連結さＣている。制御装置２１の全枢 着連結部位は、保守の必要のない弾性的な軸受５を有するように構成されている のが有利である。該軸受５は例えば球面状のゴムエし／シフトとして構成するこ とができる。

第６図〜第８図に示したような制御装置電工２１の作用は、制御レバー２３　、 ２３′及び２４　、２４’を垂直に配置したことによって、車体１２と輪軸９， ９′との間の直接的な耐動揺支柱に匹敵する。この−合二次段１８も一次段１４ も橋渡しされる。カーブ走行時の相殺されない横方向加速度の減少はその結果で あり、このことは個々の構成手段としてカーブ部分における走行速度を高めるの に寄与することを表わしている。

第９図及び＄１０図には、一方の輪軸に片側適用しまた場合の、よシ単純かうよ シ低廉な制御装［１３１が示されており、該制御装置は、二方向車両の場合のボ ギ一台車１３の、その都度重含中心寄りの内位に位置する輪軸９′と車台１２と の間で直接作用しかつ二次ばね段１８並びに−次段１４を橋渡しする。

この場合２つの制御レバー２３．２３″は上位枢支点２５　、２５’で以て車体 １２に垂直に恩着されている。

制御レバー２３　、２３’の下位枢支点２７　、２７’においてＣ形制御フレー ム１０’は実質的に水平平面内に位置するように枢着支承されておシ、該Ｃ形制 御フレームは輪軸９′を囲みかつ両側の車軸軸受部８′と連結さ扛ている。制御 装置３１の全枢着連結部位は、保守の必要のない弾性的な軸受５を有するように 構成されているのが有利である。該軸受５は例えば球面状のゴムエレメントとし て構成することができる。

第８図に示すよって制御レバー２３　、２３’を垂直に配置すると共に第９図及 び紀１０図のように片側に配置された制御装置ｉ３１は、ボギ一台車１３の、車 体中心寄りの内位に位置する輪軸９′に意識的に作用させようとするものである 。カントのついた軌道におけるカーブ走行時に生じる車輪荷重の軽減成分は、後 続輪軸９′の曲線外軌側車輪に対する脱線防止のためにシフトされる。従って制 御装置３１の使用によるこのような個別手段によって脱線防止性能の改善が得ら する。

以上述べた機械式制御装置は、全体として或いは部分的にしか適用しない場合に も、前述の効果もしくは部分効果を生ぜしめうるように単純な連桿の形で案出さ ｎている。

図示の制御装置１，１１．２１．３１の別の顕著な利点は、図示の型式のモータ 駆動式ボギ一台車に、いかなる場合にも比較的僅かな経費で該制御装置を追加装 備できる点にある。この場合本発明の範囲では、前記ボギ一台車が慣用の輪軸を 装備しているか、そ扛とも単独輪もしくは遊転輪を有し７ているか否かは問題で はない。

従来慣用の二車軸式レール車両に本発明の制御装置１．２１を適用することも考 えられる。また、いわゆる単車軸式定行機構を備えたレール車両にも図示の制御 装ｆｉｌｌ又は３１を有利に装備することが可能である。

単一方向車両の場合には制御装置１１又は３１は、その都度運転室端部から見て 各ボギ一台車１３の後続輪軸に適用される。

要するに本発明の制御装置は、特に、相殺さｎない遠心加速度を伴うカーブ走行 時の動揺・横方向傾斜特性に関して、かつ発生する車輪荷重の軽減成分を考慮し て少なくとも一方の輪軸に対して相対的に車体姿勢を変化させるために、少なく とも１対の車輪を車体と直結せしめる連桿と着像すことができる。このために本 発明の制御装置は、実質的に対を成して配置さｎた少なくとも２つめ制御レバー を使用し、該制御し・り一を介して車体はＣ形制御フレーム上に直接トーション バー状に支持さｎ、かつ動揺と横方向傾斜に関しては四辺形リンク機構としてＣ 形制御フレームと作用結合されている。

本発明との関連において、輪軸のそれ自体公知の早道カーブ部分における走行速 度を一層高める作用を助成することになる。

５ｃｈｎｉｔｔ　Ｉ−Ｉ Ｆｉｇ、３ 特表昭６４−５００２５９　（７） Ｓｃｈｎｉｔｔ　ＩＩ−ＩＩ Ｆｉｇ。８ 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＦ、Ｅ　ＩＮτＥ　ＲＪ’ｌ　Ａτｌ０ＮＡＬ　Ｓ二ＡＲ ＣＨ’ＦＬ三ＰＯＲτＯＮ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１つの輪軸に対して動揺・横方向傾斜時に車体の相対位置を変化 させるためのレール車両用機械式制御装置において、少なくとも１つの輪軸（９ ，９′）の車輪対が、もつばら少なくともほぼ水平方向の旋同軸線（１５〜１７ ）を有するばねのない夫夫１つの連桿（１，１１，２１，３１）を介して車体と 直結されており、しかも前記車輪対の２つの制御レバーが夫々トーシヨンバー状 にＣ形制御フレーム（１０，１０′）と連結され、かつ動揺と横方向傾斜に関し ては四辺形リンク機構として互いに作用結合している（第１図〜第１０図）こと を特徴とする、レール車両用機械式制御装置。
2. ２．連桿（１１，３１）が二方向車両の場合には、ボギー台車（１３）又は単車 軸式走行機構の、特に車体中心寄りの内位に位置する輪軸（９′）又は車輪対の 両車軸軸受部（８′）と連結されている（第４図，第５図，第９図及び第１０図 ）ことを特徴とする、請求の範囲第１項記載の制御装置。
3. ３．連桿（１）がリンクーレバー系（２，２′）として構成されており、該リン クーレバー系には２つのＣ形制御フレーム（１０，１０′）が懸着されており、 両Ｃ形制御フレームが実質的に水平平面に位置しつつ夫夫１つの輪軸（９，９′ ）を囲んで対応した車軸軸受部（８，８′）と連結されていると共に、ボギー台 車中心の方に向いた夫々１つの連結支持体（１９，１９′）を有し、両連結支持 体が、車体（１２）によって輪軸（９，９′）を半径方向に強制的に調整するた めに、ボギー台車中心に配置されていて垂直軸線を中心として旋回可能な１つの ピボット軸受（６）において互いに連結されている（第１図〜第３図）ことを特 徴とする、請求の範囲第１項記載の制御装置。
4. ４．各リンターレバー系（２，２′）が、車体（１２）の位置を変化させるため に、立体的に斜め上方に向いた制御レバー（３，３′）を有し、該制御レバーが 上位枢支点（１５，１５′）で以て車体（１２）に懸着されており、中位枢支点 （１６，１６′）で以てＣ形制御フレーム（１０′）に係合しかつ下位枢支点（ １７，１７′）て以てリンクレバー４，４′を介して、対向配置されたＣ形制御 フレーム（１０）に取付けられている（第１図〜第３図）ことを特徴とする、請 求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の制御装置。
5. ５．制御装置（１１）が、二方向車両の場合にボギー台車（１３）の、車体中心 寄りの内位に位置する輪軸（９′）に専ら作用するために配置されており、しか も各制御レバー（２３，２３′）が上位枢支点（２５，２５′）で以て車体（１ ２）に取付けられており、かつ前記制御レバーの下位枢支点（２７，２７′）に は、実質的に水平平面内に位置するＣ形制御フレーム（１０′）が設けられてお り、該Ｃ形制御フレームが前記輪軸（９′）を囲んで両方の車軸軸受部（８′） と連結されている（第４図及び第５図）ことを特徴とする、請求の範囲第１項か ら第４項までのいずれか１項記載の制御装置。
6. ６．制御装置（２１）が、車体（１２）と両車輪軸（９，９′）との間に動揺を 直接支えるために夫々２つの制御レバー（２３，２３′；２４，２４′）の上位 枢支点（２５，２５′；２６，２６′）で以て垂直に車体（１２）に懸着されて おり、前記制御レバーの下位枢支点（２７，２７′；２８，２８′）には、実質 的に水平平面内に位置する夫々１つのＣ形制御フレーム（１０，１０′）が枢着 されており、両Ｃ形制御フレームが、夫々１つの輪軸（９，９′）を囲んで車軸 軸受部（８，８′）と連結されている（第６図〜第８図）ことを特徴とする、請 求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の制御装置。
7. ７．直接的な耐動揺支柱として作用する制御装置（３１）が、二方向車両の場合 にボギー台車（１３）の、車体中心寄りの内位に位置する輪軸（９′）と車体（ １２）との間で、２つ制御レバー（２３，２３′）の上位枢支点（２５，２５′ ）で以て垂直に前記車体（１２）に懸着されており、前記制御レバーの下位枢支 点（２７，２７′）において、実質的に水平平面内に位置する１つのＣ形制御フ レーム（１０′）が枢着されており、該Ｃ形制御フレームが前記輪軸（９′）を 囲んで両方の車軸軸受部（８′）と連結されている（第９図及び第１０図）こと を特徴とする、請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の制御装置 。