JPH0138706B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ラツクピニオン駆動と粘着式駆動と
の組合せモードあるいは純粘着式駆動モードを行
うレール走行車両用のための駆動装置を提供する
ものであり、この駆動装置は、定トルク配分によ
り可変の速度を配分させる動力配分伝動装置と、
この動力配分伝動装置によつて互いに結合された
１個の駆動モータと２個の減速伝動装置とを有
し、１つの減速伝動装置が歯付きラツクと係合す
る駆動ピニオンと関連し、他方の減速伝動装置が
粘着車輪と結合された車両駆動車軸と関連する３
個の駆動分岐経路とを有するものに係る。

この種の駆動装置は例えばスイス特許第587738
号明細書によつて開示されている。この駆動装置
の欠点は、例えば氷、葉などが挟つて粘着車輪と
レール間の摩擦係数が減少すると、伝達される動
力は減少し、従つて、当然、歯付きラツクに伝達
されうる動力も同じ比率で減少する。そこで粘着
式車輪は空転またはスリツプし、車両は走行でき
ず停止してしまうことがある。

純粘着式車両の場合、例えば、粘着式車輪の角
加速度の異常上昇や、一台の車両の２個の車両駆
動装置のモータ電流の差を検知してスリツプの開
始を検知するとともに、スリツプする車輪に対し
砂まき、制動などの対策手段をとるようにするこ
とは知られている。

しかし、この種のスリツプ防止装置にはかなり
多くの欠点がある。例えば、摩擦係数がしばらく
して適正になつたかどうか確認するために、或る
時間の経過後、対策手段の作動を停止する必要が
ある。そして対策手段の作動を停止した場合にま
だスリツプが生じているならば、対策手段を再開
する必要がある。極端な場合においては、このサ
イクルは長時間に亘つて繰返される可能性があ
る。

もう一つの欠点は、検知器がスリツプ−即ちこ
の場合においては粘着式車輪の周速度と車両の走
行速度（駆動ピニオンの周速度と同義である）と
の差一を検知することが可能であるためには、通
常、スリツプはかなりの大きさを有するものでな
くてはならないことである。したがつて、対策手
段が効果を発揮するにはそれからまた時間がかか
る。対策手段が有効となつてくるまでにスリツプ
はかなり増加し、そして対策手段によりレールと
粘着式車輪との間の粘着が回復されるとき、大き
なジヤークが生じる。さらに別の欠点は、このよ
うなスリツプ防止対策が粘着式車輪の摩耗を著し
く促進させることである。

本発明の目的は、周速度とスリツプとを検知し
て対策手段のため前述の特別の装置を用いること
なしに、スリツプが特定最大値で自動的に制限さ
れ、レールと粘着式車輪との間の摩擦状態が通常
状態に復すると同時に、何らの検知手段を設ける
ことなしに、且つ、何らの特別の操作を施こすこ
となしに、自動的に所定の周速度が回復されるよ
うに駆動装置それ自体をくふうすることである。

したがつて、本発明に従えば、速度差の正負い
ずれもの値が駆動ピニオンと粘着式車輪との間の
スリツプ（周速度の差）に関係して駆動装置に生
じせしめる掛留装置が設けられる。なお所定最大
スリツプの絶対値は、零の速度差において生じる
こととなる。

したがつて、例えば、少なくとも同軸配列にお
いて、駆動ピニオンと同じ周速度で、しかしてそ
れよりも低速で回転する粘着式車輪は、索引時に
駆動装置の一部で両速度が等しくなるまで、ある
いは一方の速度が零となるまで、これすなわち駆
動装置部分で通常生じている速度差が零に落ちる
までは、駆動ピニオンよりも高い周速で回転する
ことが許容され得る。前記値に到達すると同時
に、掛留装置が作動して、速度差がそれ以上に変
化するのを阻止する。粘着式車輪は、掛留装置を
介して駆動ピニオンに剛的に即ち積極的に連結さ
れる従つて駆動ピニオンに比較して通常約３％の
通常最大スリツプを生じ、上限で概ね10％の絶対
値を有し得る。粘着式車輪とレールとの間の摩擦
状態が正常に復するとき、掛留装置は、駆動装置
の前記場所において前記速度差を自動的に完全に
回復させる、即ち、駆動ピニオンと粘着式車輪は
再び同じ角速度で回転し、従つて、スリツプは零
になる。

制動の場合には、状態は逆である。制動に際し
て掛留装置は、粘着式車輪が駆動ピニオンよりも
遅い周速度を以て回転し得るように設定される。
制動間に生じる粘着式車輪とレールとの間の摩擦
係数の異常な減少に際して、粘着式車輪はピニオ
ンに対してそれが完全に停止するに至るまで、即
ちレール上を単に摺動するに至るまで遅れる。し
かし、駆動装置の前記部分における通常の速度差
が零にまで減じるとき、掛留装置が働いて、速度
差のそれ以上の変化を阻止する。前の場合と同様
に、粘着式車輪は駆動ピニオンに積極的に連結さ
れ、スリツプはその通常の最大値、この場合は負
の値、即ち概ね−３％になる。

スリツプの開始と、掛留装置によるその除去は
ほとんど感知されない。満足される粘着が粘着式
車輪において回復され、従つて、それに供給され
る周方向力が伝達され得るとき、掛留装置は直ち
に解放され、通常状態が実質的にジヤークを生じ
ることなしに回復される。以上の作動は、必要な
摩擦が回復されたかどうか確認するトライアルな
検知操作を何ら必要とすることなく完全に自動的
に生じる。

駆動分岐経路に関連する２個の駆動出力側の速
度間の差が、速度差として使用され得る。この特
色の利点はそれによつて掛留装置の配列が比較的
簡単化されることである。

本発明のもう一つの特色に従えば、異る分岐駆
動装置と組合わされた２個の駆動出力側の速度か
ら得られる別の速度と、第３の駆動分岐経路また
は固定伝動装置ケーシングと関連した駆動出力側
の速度との差が速度差として使用され得る。この
特色の利点は、掛留装置が非回転型にされ得るこ
とである。

牽引および制動のための別々の速度差は同じ走
行方向に対して形成され得、個々の掛留装置は各
速度差と組合わされる。

掛留装置は、一方において、駆動ピニオンに関
連し、そして異る速度で回転する２個の駆動出力
側と、他方において、粘着式車輪と組合わされた
共通の第３の駆動出力側との間で働らき得る。こ
の特色は、牽引および制動のための各個の速度差
を生じせしめることをきわめて簡単にする。

もう一つの速度は駆動出力側と組合わされた動
力配分差動伝動装置によつて形成され得る。動力
配分伝動装置または差動伝動装置としては、３個
の駆動分岐経路を有し、それらのうち２個が任意
の速度で作動し得る任意の伝動装置が考えられ
る。

前記もう一つの速度は、駆動出力側と組合わさ
れた遊星伝動装置であつて動力配分差動伝動装置
として働らくものを介して形成されることがきわ
めて便利である。

この場合において、掛留装置は遊星伝動装置の
内歯付き環状歯車と、固定伝動装置ケーシングに
対して作用し得ることが有利である。

牽引および制動のための各速度差を生ぜしめる
ため２個の遊星伝動装置が互いに隣接して同軸に
配置され得る。

爪・ラチエツト機構が掛留装置として配設され
うる。

爪・ラチエツト機構は複動式にされ得、そして
走行方向の変更に応じて逆転され得ることが有利
である。

フリーホイールが掛留装置として配設され得
る。

本発明のもう一つの有利な特色に従つて、掛留
装置は、純粘着式運転においては作用しないよう
にされ得る。

以下、本発明は添付図面に示される実施例に関
連してさらに詳細に説明される。

第１図を参照して、融動装置は、動力配分伝動
装置として働き、三つの駆動分岐経路を相互に接
続させる遊星伝動装置１０を有するものである。
上記三つの駆動分岐径路は、その第１のものが駆
動モータ２８を有し、第２のものは、レールに施
設した歯付きラツクに係合しうる駆動ピニオン４
６を駆動するため歯車３８，４２を含む減速伝動
装置を有し、さらに第３のものは、粘着式車輪７
４，７６に結合された動力車軸４０を駆動するた
めの歯車７０，７２を有する別の減速伝動装置を
有する。遊星伝動装置１０は、環状歯車１８の内
歯に遊星歯車１４，１６を介して係合する太陽歯
車１２を有する。遊星歯車１４，１６のスピンド
ル２０，２２はスパイダ２４とクラツチ２６とを
介して駆動モータ２８と結合される。環状歯車１
８の中空軸３２はケーシング３０に装架され、歯
車３４を担持する。歯車３４は、スピンドル３６
に配された歯車３８を介して歯車４２と係合す
る。歯車４２は動力側４０に取付けられ、ケーシ
ング３０に装架された中空のハブ４４を有する。
ハブ４４は駆動ピニオン４６を担持し、それと一
体的に回転する。第２図に示されるごとく、ラチ
エツト歯４８を有する歯車３４は、共通の軸５０
に取付けられた２個の歯車５２，５４を介して歯
車５８と係合する。歯車５８は太陽歯車１２の軸
５６に回転可能に取付けられ、前記ラチエツト歯
４８に対向して位置されるラチエツト歯６０を有
する。ピニオン６２は軸５６と一体的に回転し、
スピンドル６４及び互いに反対の方向に面する爪
６６，６８によつてラチエツト歯４８，６０と係
合し、さらに、スピンドル３７に取付けられた歯
車７０を介して歯車７２と係合する。歯車７２
は、２個の粘着式車輪７４，７６を保持して軸箱
７８，８０に装架された動力車輪４０と一体的に
回転する。ピニオン６２は動力車輪４０−即ち、
粘着式車輪７４，７６−と関連する駆動アウトプ
ツトであり、一方、歯車３４，３８はおのおの駆
動ピニオン４６と関連する動力アウトプツトであ
る。スピンドル３６，３７はブリツジ３９によつ
てたがいに結合されている。第２図から明らかで
あるように、うず巻ばね８２は爪６６をラチエツ
ト歯４８に向けて矢印８４によつて示される方向
に押圧する。ラチエツト歯４８は、歯車３４が矢
印８６によつて示される方向にのみ回転し得るよ
うに指向されている。軸５６の回転方向は矢印８
８によつて示されている。ラチエツト歯６０と爪
６８は、第２図に示されるそれとは反対の方向に
延びている。

以上説明された駆動装置がどのように働らくか
を一例を以て説明するため、走行速度は、牽引の
場合と制動の場合とにおいて同じであり、伝動比
は、794rpmのモータ速度において駆動ピニオン
４６は200rpmで回動し、粘着式車輪７４，７６
は160rpmで回転し、粘着式車輪７４，７６は
1000mmの直径を有し、駆動ピニオン４６は800mm
の直径を有し、周速は走行速度と同等であると仮
定する。太陽歯車１２と遊星歯車１４，１６はお
のおの20個の歯を有し、環状歯車１８は60個の歯
を有し、歯車３４は24個の歯を有し、歯車４２は
96個の歯を有する。歯車５２，５４，４８はそれ
ぞれ47個の歯を有し、歯車５８は25個の歯を有す
る。ピニオン６２は20個の歯を有し、歯車７２は
97個の歯を有する。歯車３４は800rpmで回転し、
ピニオン６２は776rpmで回転し、歯車５８は
752rpmで回転する。牽引力の約75％は駆動ピニ
オン４６に供給され、約25％は粘着車輪に供給さ
れる。第２図から判断されるように、歯車３４は
ピニオン６２より速く自在に回転し、一方、ピニ
オン６２は歯車３４と同じ速度に達したとき、即
ち速度差が零のとき、歯車３４と積極的に係合す
る。もし、牽引時に、粘着式車輪７４，７６が、
車輪対レールの摩擦が損われたことを理由として
スリツプし始めるならば、ピニオン６２は歯車３
４と同じ速度まで加速し得るに過ぎない。即ち、
最後にそれらは800rpmの同速度で回転し、速度
差は零になり、概ね＋３％の最大通常スリツプが
得られる。逆に制動時においては、歯車５８のラ
チエツト歯６０は爪６８と協働し、ピニオン６２
は歯車５８よりも速く自在に回転する。しかし、
ピニオン６２が粘着式車輪とレールとの間の摩擦
の劣化を理由として速度を減じ、速度差零で
752rpmを以て回転するときは、爪６８はラチエ
ツト歯６０と積極的に係合するとともにピニオン
６２の速度が歯車５８に相対してさらに変化する
のを阻止する。この場合における最大スリツプは
概ね−３％である。

掛留装置は、車両の走行方向が逆転するとき、
切換え即ち逆転されなくてはならない。第３図は
この種の切換掛留装置の一例を示している。

この場合において、軸５６ａは移動可能に取付
けられた双端型の爪９０を有し、該爪９０は歯車
３４ａに形成された対応する非方向性対称型のラ
チエツト歯９２と係合する。爪９０は空気ピスト
ン９４，９６によつて作用される。ピストン９
４，９６は円筒形の孔９８，１００内で運動し、
引張ばね１０２，１０４に結合されている。軸方
向に互いに平行した吸気孔１０６，１０８回転継
手（図示されていない）及び複数個の弁とによつ
て、孔９８，１００は交互に圧縮空気を供給さ
れ、爪９０は左側の歯１１０によつて、または、
第３図に示されるごとく、右側の歯１１２によつ
て、ラチエツト歯９２と係合する。

動力分配伝動装置として働らく第４図に示され
る遊星伝動装置１１４においては、太陽歯車１２
がモータ軸１１６と一体的に回転する。さらに、
駆動モータに関連する駆動アウトプツトとして、
２個の他の遊星伝動装置１２２，１２４の太陽歯
車１１８，１２０がモータ軸１１６と一体的に回
転する。遊星伝動装置１２２，１２４は遊星歯車
１２６，１２８と１３０，１３２をそれぞれ有
し、そして内歯付き環状歯車１３４，１３６と係
合している。環状歯車１３４，１３６はそれらの
外側に非方向性対称型のラチエツト歯１３８，１
４０をそれぞれ有する。ケーシング３１にはラチ
エツト爪１３８，１４０と協働する爪１４２，１
４４が結合されている。遊星歯車１４，１２６，
１３０は共通のスピンドル１４６に装架され、遊
星歯車１６，１２８，１３２は共通のスピンドル
１４８に装架されている、スピンドル１４６，１
４８は共通のスパイダ１５０によつて互いに結合
され、スパイダ１５０の軸５７は中空軸３２内に
装架され、ピニオン６３と一体的に回転する。ピ
ニオン６３はピボツト１５２に支持された歯車１
５４を介して歯車４２と係合する。ピボツト１５
６，１５８に装架された歯車１６０，１６２によ
つて、環状歯車１８のピニオン３５は歯車７２と
係合する。スピンドル１４６，１４８上の遊星歯
車１２６，１２８と、前記同じスピンドル１４
６，１４８上の遊星歯車１３０，１３２は駆動ピ
ニオン４６に関連する駆動出力側を形成する。環
状歯車１３４，１３６によつて、もう一つの速度
が前記駆動出力側の速度から形成される。ピボツ
ト１５２，１５６，１５８はスパイダ１６４によ
つて互いに結合される。第５図に示されるごと
く、爪１４２は空気ピストン９４，９６によつて
作動される。空気ピストン９４，９６はケーシン
グ３１に形成された孔１６６，１６８内に配置さ
れ、孔１６６，１６８は空気管と弁（図示されて
いない）とに接続されている。

以上説明された駆動装置がどのように働らくか
を示す一例において、再び、次ぎのように仮定さ
れる。走行速度は牽引の場合と制動の場合とにお
いて同じであり、伝動比は、2800rpmのモータ速
度において、駆動ピニオン４６と粘着式車輪７
４，７６（これらのすべては第１図を参照して説
明された例の場合と同じ寸法である）が同一の周
速を以て且つ不変の角速度を以て回転するように
選ばれる。太陽歯車１２，１１８，１２０は、40
個、20個、19個の歯をそれぞれ有し、遊星歯車１
６，１２８，１３２は30個、27個、25個の歯をそ
れぞれ有し、環状歯車１３４，１３６は74個、69
個の歯をそれぞれ有し、環状歯車１８は100個の
歯を有し、ピニオン３５は56個の歯を有し、歯車
７２は98個の歯を有する。ピニオン６３は32個の
歯を有し、歯車４２は96個の歯を有する。ピニオ
ン３５は−280rpmで回転し、ピニオン６３は＋
600rpmで回転する。環状歯車１３４は＋5.4rpm
で回転し、環状歯車１３６は−5.8rpmで回転す
る。牽引力の分配と最大スリツプは前述した例に
おけるそれらと同じである。

運転時において、環状歯車１３６は第５図に矢
印、１７０によつて示される方向に回転し、この
とき、爪１４２は図示位置に保たれ、環状歯車１
３４は爪１４４を反対位置に保つて反対方向に回
転する。例えば牽引時に車輪対レールの摩擦の損
われた状態の故に粘着式車輪がスリツプし始めた
とき、環状歯車１３６と伝動装置ケーシング３１
との間の通常負の速度差は零に落ち、爪は速度差
のそれ以上の変化または環状歯車１３６の回転方
向の逆転を阻止する。粘着式車輪と駆動ピニオン
との間のスリツプはその最大である＋３％に保た
れ、それ以上変化し得ない。逆に、この種のスリ
ツプが制動時に生じる場合は、環状歯車１３４と
ケーシング３０との間の通常正の速度差は零に落
ち、その結果、爪１４４は速度差のそれ以上の変
化または環状部材１３４の回転方向の逆転を阻止
する。このとき、スリツプはその最低値である−
３％に保たれる。

スイス特許第587738号に開示されるごとく、粘
着だけの部分において動力配分伝動装置１０，１
１４は駆動ピニオンの制動によつて異る伝動比を
有する固定伝動装置に変換され得る。そのような
場合においては、掛留装置は困難を生じさせるお
それがあり、したがつて、それらを作動から切り
離すことが可能でなくてはならない。第６図には
一相当例が示されている。

締付部材または締付ローラを有するフリーホイ
ールは言うまでもなく掛留装置として使用されう
る。

爪９０，１４２，１４４は油圧ピストンまたは
電磁装置によつて作動され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つた駆動装置の縦断面図；
第２図は第１図の−線に添つて取つた断面を
以て示される掛留装置の一実施例；第３図は掛留
装置の第２の実施例を示した断面図；第４図は本
発明に基く別形式の駆動装置の縦断面図；第５図
は第４図の−線に添つた断面を以て示された
掛留装置の第２の実施例；第６図は外されたとき
の第５図の掛留装置を示した断面図である。 図面上、１０は〓遊星伝動装置〓；１２は〓太
陽歯車〓；１４，１６は〓遊星歯車〓；１８は〓環
状歯車〓；２０，２２は〓スピンドル〓；２８は
〓駆動モータ〓；３０は〓ケーシング〓；４０は
〓動力軸〓；４６は〓駆動ピニオン〓；４８は〓ラ
チエツト歯〓；５６は〓軸〓；６０は〓ラチエツト
歯〓；６２は〓ピニオン〓；６６，６８は〓爪〓；
７０は〓歯車〓；７８，８０は〓軸箱〓；７４，７
６は〓粘着式車輪〓を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ラツクおよびピニオン駆動と粘着式駆動の組
   合せモードまたは純粘着式駆動モードを選択しう
   るレール走行車両の駆動装置であつて、定トルク
   配分をして可変速度配分を与える動力配分伝動装
   置と、該動力配分伝動装置によつて互いに結合さ
   れる、一個の駆動モータ２８を有する第１の駆動
   分岐経路と、レールに施設された歯付きラツクに
   係合可能の駆動ピニオン４６を駆動するための歯
   車３８，４２を含む減速伝動装置を有する第２の
   駆動分岐経路と、粘着式車輪７４，７６に結合さ
   れた動力車軸４０を駆動するための歯車７０，７
   ２を含む別の減速伝動装置を有する第３の駆動分
   岐経路との３つの駆動分岐経路とを包含する駆動
   装置において、前記駆動ピニオン４６と前記粘着
   式車輪７４，７６との間の周速度の差に相当する
   正または負の速度差を駆動装置に生じせしめる掛
   留装置４８，６６，６０，６８，９２，９０，１
   ３８，１４２，１４０，１４４が設けられている
   と共に、前記周速度差の最大絶対値がゼロ速度差
   において存在することを特徴とするレール走行車
   両の駆動装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の駆動装置におい
   て、異る駆動分岐経路に関連する２個の駆動の出
   力側４２，３４，３４ａ，６２，５８の速度の差
   を速度差として使用されることを特徴とする、レ
   ール走行車両のための駆動装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の駆動装置におい
   て、一方において、異る駆動分岐経路に関連する
   ２個の駆動出力側１１８，１２６，１４６，１２
   ８，１４８，１２０，１３０，１４６，１３２，
   １４８の速度から得られるもう一つの速度と、他
   方において、第３の駆動分岐径路または固定伝動
   装置ケーシング３１と組合わされた駆動出力側の
   速度との差が速度差として使用されることを特徴
   とする、レール走行車両のための駆動装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の駆動装置におい
   て、索引および制動のための別々の速度差が、同
   じ走行方向に対して形成され、個々の掛留装置４
   ８，６６，６０，６８，９２，９０，１３８，１
   ４２，１４０，１４４が各速度差と組合わされて
   いることを特徴とする、レール走行車両のための
   駆動装置。 ５ 特許請求の範囲第２項記載の駆動装置におい
   て、前記掛留装置４８，６６，６０，６８，９
   ２，９０が、一方において、駆動ピニオン４６と
   組合わされ、そして異る速度で作動する２個の駆
   動出力側３４，３４ａ，５８と、他方において、
   粘着車輪７４，７６と組合わされた共通の第３の
   駆動出力側６２との間で働らくことを特徴とす
   る、レール走行車両のための駆動装置。 ６ 特許請求の範囲第３項記載の駆動装置におい
   て、前記もう一つの速度が前記駆動出力側と組合
   わされた動力配分伝動装置または差動伝動装置に
   よつて生じせしめられることを特徴とする、レー
   ル走行車両のための駆動装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の駆動装置におい
   て、遊星伝動装置１２２，１２４が動力配分伝動
   装置または差動伝動装置として配設されることを
   特徴とする、レール走行車両のための駆動装置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の駆動装置におい
   て、前記掛留装置１４２，１４４が、遊星伝動装
   置１２２，１２４の内歯付き環状歯車１３４，１
   ３６と、固定伝動装置ケーシング３１に対して作
   用することを特徴とする、レール走行車両のため
   の駆動装置。 ９ 特許請求の範囲第４項または第７項記載の駆
   動装置において、２個の遊星伝動装置１２２，１
   ２４がたがいに隣接して同軸に配置されることを
   特徴とするレール走行車両のための駆動装置。 １０ 特許請求の範囲第１項記載の駆動装置にお
   いて、爪・ラチエツト機構が掛留装置４８，６
   ６，６０，６８，９２，９０，１３８，１４２，
   １４０，１４４として配設されることを特徴とす
   る、レール走行車両のための駆動装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載の駆動装置に
   おいて、前記爪・ラチエツト機構９２，９０，１
   ３８，１４２，１４０，１４４が複動式であり、
   走行方向の変化に応じて逆転され得ることを特徴
   とする、レール走行車両のための駆動装置。 １２ 特許請求の範囲第１項記載の駆動装置にお
   いて、フリーホイールが掛留装置として配設され
   ることを特徴とする、レール走行車両のための駆
   動装置。 １３ 特許請求の範囲第１項記載の駆動装置にお
   いて、前記掛留装置９２，９０，１３８，１４
   ２，１４０，１４４が純粘着運転においては働ら
   かないようにされることを特徴とする、レール走
   行車両のための駆動装置。