特許 5864415 鉄道台車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5864415

(24)【登録日】2016年1月8日

(45)【発行日】2016年2月17日

(54)【発明の名称】鉄道台車

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/40 20060101AFI20160204BHJP

   B61F 5/38 20060101ALI20160204BHJP

   B61D 13/00 20060101ALI20160204BHJP

【ＦＩ】

   B61F5/40

   B61F5/38 A

   B61D13/00

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-516447(P2012-516447)

(86)(22)【出願日】2010年6月25日

(65)【公表番号】特表2012-530638(P2012-530638A)

(43)【公表日】2012年12月6日

(86)【国際出願番号】CA2010000958

(87)【国際公開番号】WO2010148495

(87)【国際公開日】20101229

【審査請求日】2013年6月25日

(31)【優先権主張番号】2,668,966

(32)【優先日】2009年6月26日

(33)【優先権主張国】CA

(73)【特許権者】

【識別番号】511314463

【氏名又は名称】ランザ プロジェクト コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＮＺＡ ＰＲＯＪＥＣＴＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100068618

【弁理士】

【氏名又は名称】萼 経夫

(74)【代理人】

【識別番号】100104145

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 嘉夫

(74)【代理人】

【識別番号】100109690

【弁理士】

【氏名又は名称】小野塚 薫

(74)【代理人】

【識別番号】100135035

【弁理士】

【氏名又は名称】田上 明夫

(74)【代理人】

【識別番号】100131266

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼ 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】エリゾンド、フアン、カルロス

【審査官】 志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−１９７２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第０３２２１７５５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０１６３７４２５（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 米国特許第００９８６１８５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特公昭５８−０４８３８３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特公昭５９−０５０５４６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭６０−１２１１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２４７９６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｆ ５／３８ − ５／５０

Ｂ６１Ｆ ５／０２ − ５／２４

Ｂ６１Ｆ ３／００ − ３／０４

Ｂ６１Ｆ ３／０８

Ｂ６１Ｄ １／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが、車軸の両端に隣接する少なくとも１つの左右の車輪を有し、それぞれの前記左右の車輪は、共通の線路に沿って追従可能であり、
それぞれの前記車軸は、それぞれの前記左右の車輪に隣接する各ベアリングにより車軸の軸線周りに回転可能に支持され、それぞれの前記ベアリングは、各ベアリングサポートで支持される第１及び第２ホイールセットと、
前記第１ホイールセットの左車輪に隣接する前記ベアリングサポートと前記第２ホイールセットの右車輪に隣接する前記ベアリングサポートとの間に延び、前記車軸の軸線に直交する軸周りに回動可能に前記ベアリングサポートに結合される第１フレーム部材と、
前記第２ホイールセットの左車輪に隣接する前記ベアリングサポートと前記第１ホイールセットの右車輪に隣接する前記ベアリングサポートとの間に延び、前記車軸の軸線に直交する軸周りに回動可能に前記ベアリングサポートに結合される第２フレーム部材と、を備え、
前記第１及び第２フレーム部材は、互いに干渉することなく自由に移動して、前記左車輪と前記右車輪との反対方向の移動に応答して、前記左車輪及び右車輪がそれぞれ互いに向かう方向又は離れる方向に移動し、前記第１及び第２ホイールセットのいずれかの回動方向の変化に応答して台車を操舵し、
更に、前記第１及び第２フレーム部材の１つは、その上に鉄道車両を回動可能に支持するためのベアリング部材を有し、
前記第１及び第２ホイールセットのそれぞれは、前記左右の車輪の中間に前記車軸に取付けられた中間車輪を有し、前記中間車輪は、レール係合車輪であり、前記左右の車輪は、道路に接触する車輪であり、
前記レール係合車輪は、モノレール軌道をまたぐように構成され、前記ホイールセットを案内して前記台車を案内することを特徴とする鉄道車両を回動可能に支持するための鉄道台車。

【請求項2】

前記レール係合車輪は、前記左右の車輪の直径と同じ大きさ又はより大きい直径を有し、前記道路の路面に少なくとも部分的に埋め込まれている前記モノレール軌道に係合することを特徴とする請求項１に記載の鉄道台車。

【請求項3】

前記第１及び第２フレーム部材の少なくとも一方は、これらが互いに干渉しないで交差するように曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道台車。

【請求項4】

前記左右の車輪は、ゴム製のタイヤが装着されたリムを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鉄道台車。

【請求項5】

前記レール係合車輪は、それぞれが、フランジ面と非フランジ面との間にその周囲に延びる軌道接触面を有し、前記非フランジ面で結合し溝を形成して、前記モノレール軌道を受けて、その上を走行し、前記フランジを前記モノレール軌道の両側に係合させて前記軌道接触面を前記モノレール軌道上で保持する一対の鉄道車輪を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の鉄道台車。

【請求項6】

その両端部に配置された請求項１乃至５にいずれかに記載された鉄道台車と、
前記鉄道台車によって回動可能に支持される路面電車の車体と、
少なくとも１つの前記ホイールセットに連結され、前記ホイールセットを駆動する少なくとも１つのモータと、
前記モータに接続して、前記モータによる前記ホイールセットの駆動を制御するモータ制御手段と、
電源から電力を受けるパワーレセプタが取付けられ、前記パワーレセプタは、前記モータ制御手段を介して少なくとも１つの前記モータに電気的に接続されることを特徴とする路面電車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に鉄道輸送に関する。より具体的には、本発明は、鉄道車両を支持する鉄道台車（「ボギー」）に関する。

【背景技術】

【0002】

路面電車及び地下鉄を含む鉄道車両は、一般的に、一対の平行レール上を走行する。これらのレールは、鉄道台車の各車輪に係合される。

【0003】

一般的な鉄道台車は、横に延びるボルスターにより結合される略平行の一対のサイドフレームを含む。ボルスターは、載置した鉄道車両を支持する。

【0004】

一般的な鉄道車両において、車輪は、「ホイールセット」と呼ばれるアセンブリの車軸の両端に堅く固定される。鉄道台車は、一般に略平行の一対のホイールセットを有し、この鉄道台車は、略平行配置にホイールセットを支持する。

【0005】

従来の鉄道車両の第１の欠点は、略平行に離間した関係で保持された一対のレールを必要とすることである。この装置は、大きな資本と労働力を必要とする。

【0006】

従来の鉄道車両の更なる欠点は、ホイールセットが各車軸を略平行に支持して操舵できないことである。鉄道台車は、載置した鉄道車両に対して回動できるが、ホイールセットは固定配置のままである。その結果、車輪は、コーナーで鉄道台車と整合せず、車輪と軌道との間で滑りが生じてコーナー通るとき、地下鉄及び路面電車に特有のスキール音を引き起し、更に、この滑りから軌道に損傷が生じる。

【0007】

本発明は、従来の鉄道車両及び鉄道システムに対して上述したいくつかの問題を少なくとも解消する鉄道台車及び鉄道システムを提供することを目的とする。

【発明の概要】

【0008】

本発明の一様態によれば、鉄道台車は、第１及び第２ホイールセットを備え、各ホイールセットは、車軸の両端に隣接する少なくとも左右の車輪を有し、第１及び第２ホイールセットの左右の車輪は、それぞれ共通の線路に沿って追従可能である。それぞれの車軸は、左右の車輪に隣接する各ベアリングにより車軸の軸線周りに回転可能に支持される。それぞれのベアリングは、各ベアリングサポートで保持される。第１フレーム部材は、第１ホイールセットの左車輪に隣接するベアリングサポートと第２ホイールセットの右車輪に隣接するベアリングサポートとの間に延びる。第１フレーム部材は、車軸の軸線に直交する軸周りに回動可能にベアリングサポートに結合される。第２フレーム部材は、第２ホイールセットの左車輪に隣接するベアリングサポートと第１ホイールセットの右車輪に隣接するベアリングサポートとの間に延びる。第２フレーム部材は、車軸の軸線に直交する軸周りに回動可能にベアリングサポートに結合される。第１及び第２フレーム部材は、互いに干渉することなく自由に移動して、左車輪と右車輪との反対方向の移動に応答して、左右の車輪がそれぞれ互いに向かう方向又は離れる方向に移動し、第１及び第２ホイールセットのいずれかの回動方向の変化に応答して台車を操舵する。

【0009】

本発明の別の様態によれば、ここに定義されるように、その両端に配置される鉄道台車と、少なくとも１つのホイールセットに連結され、ホイールセットを駆動する少なくとも１つのモータと、モータによるホイールセットの駆動を制御するためのモータ制御手段と、路面電車に取付けられて電源から電力を受けるパワーレセプタとを構成する鉄道台車を備え、パワーレセプタは、モータ制御手段を介して少なくとも１つのモータに電気的に接続される路面電車が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本発明の詳細な説明は、添付図を参照して下記に示す。

【0011】

【図1】本発明に従う鉄道台車の平面図である。

【図2】図１に対応する側面図である。

【図3】図１に対応する端面図である。

【図4】本発明に従う鉄道台車の例示的な実施形態の平面図である。

【図5】本発明に従う鉄道台車の例示的な実施形態の平面図である。

【図6】本発明に従う２つのハウジングの斜視図である。

【図7】本発明に従う鉄道台車の端面図である。

【図8】本発明に従う鉄道台車に取付けられた路面電車の端面図である。

【図9】本発明に従う他の実施形態における鉄道台車に取付けられた路面電車の端面図である。

【図10】本発明に従う別の実施形態における鉄道台車に取付けられ路面電車の端面図である。

【図11】本発明に従う２つの鉄道台車に取付けられた路面電車の概略平面図である。

【図12】本発明の案内車輪の分解図である。

【図13】組立てられた案内車輪の端面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る鉄道台車は、添付図において全体として参照符号２０によって示される。鉄道台車２０は、第１ホイールセット３０及び第２ホイールセット５０を有する。第１及び第２ホイールセット３０，５０は、実質的に同じであるから、ここでは、これらの構成部分に対して共通の参照符号を使用する。第１及び第２ホイールセット３０，５０は、それぞれ車軸７４の両端に隣接する各左車輪７０及び右車輪７２を有する。左車輪７０及び右車輪７２は、下記に更に詳細に示すように、一般的な離間された一対の平行鉄道軌道又は単一のモノレール軌道９０により形成された共通の線路に沿って配置可能である。

【0013】

各車軸７４は、それぞれ左及び右車輪７０，７２のそれぞれに隣接する各ベアリング７８により車軸の軸線８２周りに回転可能に支持される。それぞれのベアリング７８は、各ベアリングサポート８０に支持される。

【0014】

第１フレーム部材１００は、第１ホイールセット３０の左車輪７０に隣接するベアリングサポート８０と第２ホイールセット５０の右車輪７２に隣接するベアリングサポート８０との間に延びる。ベアリングサポート８０は、左車輪７０及び右車輪７２がその周りを回転可能な車軸の軸線８２に直交する軸１０２（図３に破線で示す）に対して回動可能に第１フレーム部材１００に結合される。左車輪７０及び右車輪７２は、それぞれ路面９４に接触するためにゴム製又は他の適切な材料のタイヤが装着されたリムとしてもよい。

【0015】

同様に、第２フレーム部材１２０は、第２ホイールセット５０の左車輪７０に隣接するベアリングサポート８０と第１ホイールセット３０の右車輪７２に隣接するベアリングサポート８０との間に延びる。第２フレーム部材１２０は、車軸の軸線８２に直交する軸１０２に対して回動可能にベアリングサポート８０に結合される。車軸の軸線８２は、図１に破線として示される。第１及び第２フレーム部材の両方は、これらが互いに干渉しないで交差するように曲線状に形成されている。

【0016】

どちらか又は両方の第１及び第２フレーム部材１００，１２０は、載置した鉄道車両の一部を支持することができる。一般にある種のベアリングが、支持手段として第１及び第２フレーム部材１００，１２０のそれぞれと鉄道車両との間に介装されて、鉄道車両に対して鉄道台車２０を回動可能にする。

【0017】

左車輪７０及び右車輪７２は、路面９４を走行するために道路に接触する車輪であり、案内車輪１０４を有し、案内車輪１０４は、モノレール軌道９０をまたぐように構成されてホイールセット３０，５０を案内し、従って鉄道台車２０を案内するレール係合車輪である。案内車輪１０４は、モノレールに沿って走行し、更に、左車輪７０及び右車輪７２は、鉄道台車２０の左側及び右側を支持する。

【0018】

案内車輪１０４は、両フランジ１０６間のその周囲に延びる軌道接触面１０８を有する。これらのフランジ１０６は、間隔を有し、軌道接触面１０８を越えて半径方向外側に延び、軌道接触面１０８と共に軌道を受けるために溝を形成する。溝１０８は、モノレール軌道９０の両側に接触して軌道接触面１０８を保持するフランジ１０６と共にモノレール軌道９０に受けてその上を走行する。軌道接触面１０８は、望ましくは平坦面である。

【0019】

モノレール軌道９０が路面９４に埋め込まれたとき、案内車輪１０４がモノレール軌道９０に接触するように、案内車輪１０４は、左車輪７０及び右車輪７２の直径と同じ大きさ又はより大きい直径を有する。この実施形態において、案内車輪１０４（フランジ１０６を含む）の直径は、左車輪７０及び右車輪７２の直径より大きい。その結果、案内車輪１０４は、図２及び３に示すように、路面の下方に延びてモノレール９０に接触する。軌道接触面１０８は、モノレール９０の上面に接触する大きさであり、フランジ１０６は、案内車輪１０４をモノレール軌道９０上で保持する。

【0020】

地表面が例えば車などの他の車両と共通される場所では、モノレール軌道９０を地表面の中に埋め込むことが望まれる。この状態でない場合には、例えば図７〜１０に示すように、モノレール軌道９０は、地表面上に設置されて上方に延びてもよい。

【0021】

別の実施形態では、図４に示すように、第１ハウジング４０２は、左及び右車輪７０，７２の間の車軸に沿って第１ホイールセット３０に取付けられる。同様に、第２ハウジング４０４は、左及び右車輪７０，７２の間の車軸に沿って第２ホイールセット５０に取付けられる。略直線状のシザーバー（scissor bar）４０６は、第１ホイールセット３０の右車輪７２に近接する第１ハウジング４０２の上面４２２の部分から第２ホイールセット５０の左車輪７０に近接する第２ハウジング４０４の上面４２０の部分まで延びる。第１及び第２シザーバー４０６，４０８は、図１〜３の実施形態での第１及び第２フレーム部材１００，１２０にそれぞれ類似している。ハウジング４０２，４０４は、各ハウジングが２つのベアリングを支持し、それ故に、一対のベアリングサポートとして機能することを除いて、ベアリングサポート８０に類似している。

【0022】

同様に、略直線状の第２シザーバー４０８は、第２ホイールセット５０の左車輪７０に近接する第２ハウジング４０４の上面４２２の部分から第１ホイールセット３０の右車輪７２に近接する第１ハウジング４０２の上面４２０の部分まで延びる。

【0023】

第１シザーバー４０６は、第１ホイールセット３０の右車輪７２に近接する第１ハウジング４０２の上面４２２の部分に回動可能に取付けられる第１端４１０を有する。第１シザーバー４０６は、第２ホイールセット５０の左車輪７０に近接する第２ハウジング４０４の上面４２０の部分に回動可能に取付けられる第２端４１２を有する。

【0024】

同様に、第２シザーバー４０８は、第１ホイールセット３０の左車輪７０の近くで第１ハウジング４０２の上面４２２の部分に回動可能に取付けられる第１端４１４を有する。また、第２シザーバー４０８は、第２ホイールセット５０の右車輪７２に近接する第２ハウジング４０４の上面４２０の部分に回動可能に取付けられる第２端４１６を有する。

【0025】

別の実施形態では、図５に示すように、シザーバー４０６，４０８は、第１及び第２ハウジング４０２，４０４の下面に回動可能に連結されることを除いて上記実施形態のように回動可能に連結されてもよく、第１及び第２ハウジング４０２，４０４の下面は、上面４２２，４２０の反対側である。

【0026】

図５に示す実施形態では、第１ハウジング４０２の前端部５０６から左側第１拡張部材５０２及び右側第２拡張部材５０４が突出する。左側第１拡張部材５０２及び右側第２拡張部材５０４は、それらの間に突出する車軸（図示せず）を有している。前部の案内車輪１０４は、左側第１拡張部材５０２と右側第２拡張部材５０４との間に突出する車軸上に回転可能に取付けられる。前部の案内車輪１０４は、モノレール軌道９０上を走行するために第１ハウジング４０２の底面の案内車輪１０４に位置を合わせる。

【0027】

第１及び第２シザー部材４０６，４０８の回動可能な取付けにより、第１及び第２ホイールセット３０，５０は、互いに独立して回動することができる。第１ホイールセット３０が平面に沿って第２ホイールセット５０に対して回動するとき、例えば、シザー部材４０６，４０８は、それぞれ第１及び第２ハウジング４０２，４０４上で回動する。これにより、第１ハウジング４０２及び第１ホイールセット３０は、図５に示す完全回転位置と図４に示す直線位置との間で回動することができる。

【0028】

第１及び第２ハウジング４０２，４０４の拡大図を図６に示す。第１及び第２ハウジング４０２，４０４のそれぞれは、上部平坦面４２０，４２２を有するトッププレート６１０を含む主要部分を有し、上部平坦面４２０，４２２は、トッププレート６１０の両端から同方向に延びるサイドフランジ６１２を有し、サイドフランジ６１２は、トッププレート６１０に対して垂直である。サイドフランジ６１２のそれぞれは、車軸が左車輪７０及び右車輪７２に連結されるときに挿通される開口部６０２を有する。路面電車又はトラック等の荷重軸受装置から取付機構を受けるために第１ハウジング４０２の上部平坦面に単一の開口部６０４が貫通している。第２ハウジング４０４の上部平坦面は、荷重軸受装置の取付機構に摺動可能に係合するための長穴６０６を有する。

【0029】

第２ホイールセット５０の車軸７４に取付けた第２ハウジング４０４を図７に示す。図示のように、シザーバー４０８，４０６は、ハウジング４０４の下側にボルト及びナットによって回動可能に取付けられる。

【0030】

第２ハウジング４０４に取付けられた路面電車８０４を図８に示す。連結要素８１０は、路面電車８０４の底面８０６から延び、長穴６０６に摺動可能に係合している。第２ハウジング４０４の両側で路面電車８０４の底面８０６に当接及び係合する２つのサスペンションコイル８０２がある。サスペンションコイル８０２は、路面電車８０４を支持する。

【0031】

モータ（図示せず）は、案内車輪１０４に作動連結されてモノレール軌道９０に沿って路面電車８０４を運転する。

【0032】

更なる実施形態では、図９に示すように、第１ホイールセット３０は、左車輪７０から右車輪７２まで延びる車軸７４を有していなくてもよい。左車輪７０は、回転部材９０４によりハウジング４０４の一方のフランジ６１２に連結することができる。同様に、右車輪７２は、回転部材９０４によりハウジング４０４の他方のフランジ６１２に連結することができる。回転部材９０４は、ハウジング４０４と左車輪７０及び右車輪７２とに取付けられ、左車輪７０及び右車輪７２がそれぞれ中心軸の周りを回転できるようにする。同様に、モータ９０２は、ハウジング４０４の中心部から延び、案内車輪１０４が中心軸の周りを回転するように案内車輪１０４に回転結合する。

【0033】

路面電車８０４がハウジング４０４に取付けられ、ハウジング４０４の上面４２０に沿って置かれている更なる実施形態を図１０に示す。支持突起９１２は、回転部材９０４のそれぞれからフランジ６１２を介して内側に延びる。この構造において、回転部材９０４及びこれに取付けられたフランジは、ハウジング４０４のフランジ６１２に対して垂直に摺動可能である。路面電車８０４の下面８０５から２つのサスペンションブロック９１０が下向きに延びている。コイルバネ８０２は、２つの支持突起９１２の各々の上に置かれ、上方に延びてサスペンションブロック９１０に係合する。コイルバネ８０２は、支持突起９１２とサスペンションブロック９１０との間で作動する。

【0034】

図に示さないが、路面電車及び他の鉄道車両構造は、例えば、鉄道車両構造、すなわち、車体を支持して鉄道台車２０が車軸７４に対して略直交する軸周りに回動できるように、支持手段としてベアリング部材を第１フレーム部材１００の中間部に取付けることにより、図１〜３に示す鉄道台車構造に取付けることができる。

【0035】

図１１に示すように、第１対のホイールセット（すなわち、合体した第１ホイールセット３０及び第２ホイールセット５０）は、路面電車８０４の後部の下部に取付けることができ、第２対のホイールセットは、路面電車８０４の前部の下部に取付けることができる。図１１の路面電車８０４は、その外形のみによって示されている。

【0036】

長穴６０６は、路面電車８０４の下側８０６から延びる取付要素８１０が、ハウジング４０４（従って第２ホイールセット５０）に対して摺動できるようにし、ハウジング４０４は、第２ホイールセット５０が第１ホイールセット３０に対して独立して回動できるようにする。これにより、案内車輪１０４は、モノレール軌道がカーブしている間（図１１の後部に示すように）、モノレール軌道９０上を走行している状態を維持することができる。

【0037】

図１２を参照して、案内車輪１０４は、第１鉄道車輪１２６及び第２鉄道車輪１２８から構成されている。１つの鉄道車輪１３６，１２８の少なくとも一方は、フランジ面１４０と非フランジ面１４２との間にその周囲に延びる軌道接触面を有する。第１及び第２鉄道車輪１２６，１２８は、これらの非フランジ面で結合して、モノレール軌道９０の両側に接触するフランジ１０６によってモノレール軌道９０を受けて、その上を走行するための溝を形成して、軌道接触面をモノレール軌道９０上で保持する。

【0038】

図１２に示す実施形態では、第２鉄道車輪１２８は、雄ネジ部１２２を取囲む周辺フランジ１０６を有する。同様に、第１鉄道車輪１２６の部分は、雌ネジ部１２４を取囲む周辺フランジ１０６を有する。第２鉄道車輪１２８の雄ネジ部１２２は、第１鉄道車輪１２６の部分の雌ネジ部１２４によって受入れられて案内車輪１０４を形成する。２つのネジ１３０と、対応するボルト１３２と、ワッシャ１３４とは、第２鉄道車輪１２８の部分を第１鉄道車輪１２６に締結する。

【0039】

上記構造がホイールセットの車軸８２をモノレール軌道９０に対して略直交（上から見ると直角）するように保持することは理解されることであろう。

【0040】

モノレールシステムは、走行するタイヤに対して滑らかな表面が得られる状況において、容易に導入することができる。軌道を支持するために鉄道の枕木が使用される状況においては、モノレール軌道の両側の枕木の上面に適当なパッドを固定して、左右の車輪が走行する表面を設けることができる。

【0041】

本発明の特定の実施形態をここに説明してきたが、本発明の技術的思想又は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、それらの変更が可能であることは、当業者により理解されるであろう。例えば、本発明の好ましい実施形態は、モノレールシステムに関連して説明されているが、その構造は、中央の案内車輪を省略して、レールに係合する一般的な鉄道車輪を利用することによって、平行レールシステムに適用することができることが期待される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】