JPH1094112A - 鉄道車両用ｄｄｍ駆動方式台車 - Google Patents
鉄道車両用ｄｄｍ駆動方式台車Info
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- JPH1094112A JPH1094112A JP8247528A JP24752896A JPH1094112A JP H1094112 A JPH1094112 A JP H1094112A JP 8247528 A JP8247528 A JP 8247528A JP 24752896 A JP24752896 A JP 24752896A JP H1094112 A JPH1094112 A JP H1094112A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】鉄道車両用ＤＤＭ駆動方式台車において、車輪
単位のＤＤＭ駆動軸を持つ台車の直線走行時の中立位置
への復帰を容易にさせると共に、車輪軸のアタック角を
減少させる操舵制御により曲線走行性能を向上させる。 【解決手段】２本の車輪軸を備えた鉄道車両用台車につ
いて、台車枠２の前後に配置する車輪軸３，４は、それ
ぞれ回転を拘束した固定軸とし、左右車輪５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄの車輪軸回りに独立した回転が可能な構造で
ある。左右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、ＤＤＭ（ダ
イレクト・ドライブ・モータ）と結合している。ここ
で、台車の一方の車輪軸３では車輪単位ＤＤＭ８ａ，８
ｂを装架し、他方の車輪軸４では軸単位ＤＤＭ９を装架
し、それぞれ左右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに継手６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを介して結合されている。
単位のＤＤＭ駆動軸を持つ台車の直線走行時の中立位置
への復帰を容易にさせると共に、車輪軸のアタック角を
減少させる操舵制御により曲線走行性能を向上させる。 【解決手段】２本の車輪軸を備えた鉄道車両用台車につ
いて、台車枠２の前後に配置する車輪軸３，４は、それ
ぞれ回転を拘束した固定軸とし、左右車輪５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄの車輪軸回りに独立した回転が可能な構造で
ある。左右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、ＤＤＭ（ダ
イレクト・ドライブ・モータ）と結合している。ここ
で、台車の一方の車輪軸３では車輪単位ＤＤＭ８ａ，８
ｂを装架し、他方の車輪軸４では軸単位ＤＤＭ９を装架
し、それぞれ左右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに継手６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを介して結合されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用台車の
駆動方式に係り、特に減速器を介さず車輪をモータで直
接駆動する方式（以下、ＤＤＭ駆動方式と称する）にお
いて高い曲線走行性能を実現する鉄道車両用ＤＤＭ駆動
方式台車に関する。
駆動方式に係り、特に減速器を介さず車輪をモータで直
接駆動する方式（以下、ＤＤＭ駆動方式と称する）にお
いて高い曲線走行性能を実現する鉄道車両用ＤＤＭ駆動
方式台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＤＭ駆動方式は、減速器を介さずに輪
軸をモータで直接駆動し、台車構造の簡略化と低騒音化
に有効とされ現在開発が進められている。ＤＤＭ駆動方
式には、左右の車輪を１つのモータで駆動する軸単位の
ＤＤＭ駆動方式と、左右の車輪を別々のモータで駆動す
る車輪単位のＤＤＭ駆動方式の２つの方式がある。
軸をモータで直接駆動し、台車構造の簡略化と低騒音化
に有効とされ現在開発が進められている。ＤＤＭ駆動方
式には、左右の車輪を１つのモータで駆動する軸単位の
ＤＤＭ駆動方式と、左右の車輪を別々のモータで駆動す
る車輪単位のＤＤＭ駆動方式の２つの方式がある。
【０００３】左右独立に回転・駆動する車輪を有する車
両の走行制御という観点から見て、特開昭55−153204号
公報において、曲線通過時の外軌側車輪と内軌側車輪の
回転数に差が生じても、台車中心の速度は変わらないよ
うに左右の車輪の電動機を別個に制御する方法が提案さ
れている。同じく、特開昭56−153904号公報において、
左右の独立車輪をそれぞれ独立して駆動する誘導電動機
をそれぞれ別個のインバータで駆動し、各誘導電動機の
回転数に対応した回転周波数よりもインバータの出力周
波数を高くすることにより左右車輪に生ずるトルク差を
防止する方法が提案されている。
両の走行制御という観点から見て、特開昭55−153204号
公報において、曲線通過時の外軌側車輪と内軌側車輪の
回転数に差が生じても、台車中心の速度は変わらないよ
うに左右の車輪の電動機を別個に制御する方法が提案さ
れている。同じく、特開昭56−153904号公報において、
左右の独立車輪をそれぞれ独立して駆動する誘導電動機
をそれぞれ別個のインバータで駆動し、各誘導電動機の
回転数に対応した回転周波数よりもインバータの出力周
波数を高くすることにより左右車輪に生ずるトルク差を
防止する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の一般的な鉄道車
両用台車は、車輪と車輪軸を一体化した一体輪軸を減速
器を介してモータ等の駆動力源で駆動するため、複雑な
構造を有する。また減速器自体から発生する騒音も問題
点の一つである。
両用台車は、車輪と車輪軸を一体化した一体輪軸を減速
器を介してモータ等の駆動力源で駆動するため、複雑な
構造を有する。また減速器自体から発生する騒音も問題
点の一つである。
【０００５】これに対し、ＤＤＭ駆動方式の台車は、減
速器を介さず車輪をモータで直接駆動するため、台車構
造の簡略化と低騒音化が実現できる。特に車輪単位のＤ
ＤＭ駆動方式は、曲線走行時のきしみ音の低減，軌道狂
いの影響が少ない等の効果が期待できる。しかし車輪単
位のＤＤＭ駆動方式の場合、一体輪軸や軸単位のDDM駆
動方式に比べ、車輪軸の自己操舵性が極端に小さいた
め、直進性に乏しい上、曲線走行時は曲線の外軌側の横
圧が増加するという問題点がある。これらの問題点に対
して、特開昭55−153204号公報，特開昭56−153904号公
報は、根本的解決策を示すものではない。
速器を介さず車輪をモータで直接駆動するため、台車構
造の簡略化と低騒音化が実現できる。特に車輪単位のＤ
ＤＭ駆動方式は、曲線走行時のきしみ音の低減，軌道狂
いの影響が少ない等の効果が期待できる。しかし車輪単
位のＤＤＭ駆動方式の場合、一体輪軸や軸単位のDDM駆
動方式に比べ、車輪軸の自己操舵性が極端に小さいた
め、直進性に乏しい上、曲線走行時は曲線の外軌側の横
圧が増加するという問題点がある。これらの問題点に対
して、特開昭55−153204号公報，特開昭56−153904号公
報は、根本的解決策を示すものではない。
【０００６】本発明は、鉄道車両用ＤＤＭ駆動方式台車
に対して、自己操舵性を確保と、車輪単位のＤＤＭ駆動
方式車両の特徴を両立する鉄道車両用ＤＤＭ駆動方式台
車の軸構成を提供し、さらに高い曲線走行性能の実現方
法を提供することである。
に対して、自己操舵性を確保と、車輪単位のＤＤＭ駆動
方式車両の特徴を両立する鉄道車両用ＤＤＭ駆動方式台
車の軸構成を提供し、さらに高い曲線走行性能の実現方
法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の鉄道車両用ＤＤ
Ｍ方式台車は、一方の軸を車輪単位のＤＤＭ駆動方式、
他方の軸を軸単位のＤＤＭ駆動方式で構成している。
Ｍ方式台車は、一方の軸を車輪単位のＤＤＭ駆動方式、
他方の軸を軸単位のＤＤＭ駆動方式で構成している。
【０００８】また、本発明の鉄道車両用ＤＤＭ方式台車
は一車両の各台車の一方の軸を車輪単位のＤＤＭ駆動方
式，他方の軸を軸単位のＤＤＭ駆動方式で構成し、車輪
単位のＤＤＭ駆動方式の左右の車輪を駆動するモータに
曲線走行性能が向上するようにトルク差を設ける。
は一車両の各台車の一方の軸を車輪単位のＤＤＭ駆動方
式，他方の軸を軸単位のＤＤＭ駆動方式で構成し、車輪
単位のＤＤＭ駆動方式の左右の車輪を駆動するモータに
曲線走行性能が向上するようにトルク差を設ける。
【０００９】さらに、各台車の軸構成を車両の走行方向
に対して各台車の前軸は車輪単位のＤＤＭ駆動方式とし
て曲線走行性能が向上するようなトルク差を与え、後軸
は軸単位のＤＤＭ駆動方式とする車輪軸構成により理想
的な曲線走行性能を実現する。
に対して各台車の前軸は車輪単位のＤＤＭ駆動方式とし
て曲線走行性能が向上するようなトルク差を与え、後軸
は軸単位のＤＤＭ駆動方式とする車輪軸構成により理想
的な曲線走行性能を実現する。
【００１０】本発明によれば、自己操舵性の小さい車輪
単位のＤＤＭ駆動方式と、自己操舵性の大きい軸単位の
ＤＤＭ駆動方式を組み合わせることで、台車の直進性を
確保することができる。車輪軸の操舵は、例えば各車両
の両端の２軸を車輪単位のＤＤＭ駆動方式、中心側の２
軸を軸単位のＤＤＭ駆動方式というような構成において
実施した。この場合、車輪単位のＤＤＭ駆動方式は曲線
形状に応じて外軌側のモータ駆動トルクを増加、内軌側
のモータ駆動トルクを減少させることで、左右車輪・レ
ール間に縦クリープ力に差が生じ、車輪軸に回転モーメ
ントが発生する。この回転モーメントで車輪軸のアタッ
ク角が減少することで横圧が低減され、曲線走行性能の
向上が図れる。
単位のＤＤＭ駆動方式と、自己操舵性の大きい軸単位の
ＤＤＭ駆動方式を組み合わせることで、台車の直進性を
確保することができる。車輪軸の操舵は、例えば各車両
の両端の２軸を車輪単位のＤＤＭ駆動方式、中心側の２
軸を軸単位のＤＤＭ駆動方式というような構成において
実施した。この場合、車輪単位のＤＤＭ駆動方式は曲線
形状に応じて外軌側のモータ駆動トルクを増加、内軌側
のモータ駆動トルクを減少させることで、左右車輪・レ
ール間に縦クリープ力に差が生じ、車輪軸に回転モーメ
ントが発生する。この回転モーメントで車輪軸のアタッ
ク角が減少することで横圧が低減され、曲線走行性能の
向上が図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の鉄道車両用ＤＤＭ
駆動方式台車の一実施例を図面に基づいて説明する。
駆動方式台車の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１２】図１に示すように、２本の車軸を備えた鉄
道車両用台車について、台車枠２の前後に配置する車輪
軸３，４は、それぞれ回転を拘束した固定軸であり、左
右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは軸受１０１ａ，１０１
ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを介して車輪軸に装架し、車輪
軸回りに独立した回転が可能な構造である。左右車輪５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、ＤＤＭ（ダイレクト・ドライ
ブ・モータ）と結合している。ここで、台車の一方の車
輪軸３では車輪単位ＤＤＭ８ａ，８ｂを装架し、他方の
車輪軸４では軸単位ＤＤＭ９を装架し、それぞれ左右車
輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに継手６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄを介して結合されている。車輪単位ＤＤＭ８ａの回転
子１０３ａは、一方の端部を車輪軸３に軸受１０２ａを
介して装架し、他方の端部を車輪５ａに継手６ａを介し
て装架している。車輪単位DDM８ａもこれと同様の構造
である。車輪単位ＤＤＭ８ａで車輪５ａを、車輪単位Ｄ
ＤＭ８ｂで車輪５ｂをそれぞれ独立に駆動する。一方、
軸単位ＤＤＭ９の回転子１０４は、継手６ｃ，６ｄを介
して車輪５ｃ，５ｄに装架している。すなわち軸単位Ｄ
ＤＭ９により左右車輪５ｃ，５ｄを駆動し、さらに左右
車輪５ｃ，５ｄを継手６ｃ，６ｄと回転子１０４で結合
しているので、一体車輪と同様に車輪軸の自己操舵性を
有する。
道車両用台車について、台車枠２の前後に配置する車輪
軸３，４は、それぞれ回転を拘束した固定軸であり、左
右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは軸受１０１ａ，１０１
ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを介して車輪軸に装架し、車輪
軸回りに独立した回転が可能な構造である。左右車輪５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、ＤＤＭ（ダイレクト・ドライ
ブ・モータ）と結合している。ここで、台車の一方の車
輪軸３では車輪単位ＤＤＭ８ａ，８ｂを装架し、他方の
車輪軸４では軸単位ＤＤＭ９を装架し、それぞれ左右車
輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに継手６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄを介して結合されている。車輪単位ＤＤＭ８ａの回転
子１０３ａは、一方の端部を車輪軸３に軸受１０２ａを
介して装架し、他方の端部を車輪５ａに継手６ａを介し
て装架している。車輪単位DDM８ａもこれと同様の構造
である。車輪単位ＤＤＭ８ａで車輪５ａを、車輪単位Ｄ
ＤＭ８ｂで車輪５ｂをそれぞれ独立に駆動する。一方、
軸単位ＤＤＭ９の回転子１０４は、継手６ｃ，６ｄを介
して車輪５ｃ，５ｄに装架している。すなわち軸単位Ｄ
ＤＭ９により左右車輪５ｃ，５ｄを駆動し、さらに左右
車輪５ｃ，５ｄを継手６ｃ，６ｄと回転子１０４で結合
しているので、一体車輪と同様に車輪軸の自己操舵性を
有する。
【００１３】このように一台車を車輪単位ＤＤＭ駆動軸
３と軸単位ＤＤＭ駆動軸４とで構成することで直線走行
時において中立位置に容易に復帰することができる。ま
た、車輪軸３，４の両端部は、軸ばね（図示なし）によ
り上下・左右方向に対しては従来の台車と同様に適切な
支持剛性で台車枠２と接続し、前後方向に対しては従来
よりも柔らかい支持剛性で台車枠２と接続し、台車枠２
に対する前後方向の移動量を大きくとれる構成とする。
３と軸単位ＤＤＭ駆動軸４とで構成することで直線走行
時において中立位置に容易に復帰することができる。ま
た、車輪軸３，４の両端部は、軸ばね（図示なし）によ
り上下・左右方向に対しては従来の台車と同様に適切な
支持剛性で台車枠２と接続し、前後方向に対しては従来
よりも柔らかい支持剛性で台車枠２と接続し、台車枠２
に対する前後方向の移動量を大きくとれる構成とする。
【００１４】図２に図１における鉄道車両用台車の一車
両での構成の実施例を示す。
両での構成の実施例を示す。
【００１５】車両１の前台車２ａでは、前軸に車輪単位
ＤＤＭ駆動軸３ａを、後軸に軸単位ＤＤＭ駆動軸４ａを
配置する。一方、後台車２ｂでは、前軸に軸単位ＤＤＭ
駆動軸４ｂを、後軸に車輪単位ＤＤＭ駆動軸３ｂを配置
する。即ち、一車両で見た場合、前後方向に関して外側
に車輪単位ＤＤＭ駆動軸３ａ，３ｂを、内側に軸単位Ｄ
ＤＭ駆動軸４ａ，４ｂを配置することになる。一般に曲
線通過時は、各台車の前軸の外軌側車輪で横圧が大きく
なり、特に前台車の前軸の外軌側車輪で最大となる。し
たがって、前台車の前軸の外軌側車輪の横圧を低減する
ことが、曲線走行性能向上の必要条件となる。前記車輪
軸配置においては、進行方向に対して先頭軸が車輪単位
ＤＤＭ駆動軸３ａ，３ｂとなり、この先頭軸を後述する
操舵制御することで、曲線走行性能が向上する。
ＤＤＭ駆動軸３ａを、後軸に軸単位ＤＤＭ駆動軸４ａを
配置する。一方、後台車２ｂでは、前軸に軸単位ＤＤＭ
駆動軸４ｂを、後軸に車輪単位ＤＤＭ駆動軸３ｂを配置
する。即ち、一車両で見た場合、前後方向に関して外側
に車輪単位ＤＤＭ駆動軸３ａ，３ｂを、内側に軸単位Ｄ
ＤＭ駆動軸４ａ，４ｂを配置することになる。一般に曲
線通過時は、各台車の前軸の外軌側車輪で横圧が大きく
なり、特に前台車の前軸の外軌側車輪で最大となる。し
たがって、前台車の前軸の外軌側車輪の横圧を低減する
ことが、曲線走行性能向上の必要条件となる。前記車輪
軸配置においては、進行方向に対して先頭軸が車輪単位
ＤＤＭ駆動軸３ａ，３ｂとなり、この先頭軸を後述する
操舵制御することで、曲線走行性能が向上する。
【００１６】図３に操舵制御の実施例を示す。図は進行
方向に対して右カーブにおける走行状態を表している。
方向に対して右カーブにおける走行状態を表している。
【００１７】一車両の先頭軸に配置された車輪単位ＤＤ
Ｍ駆動軸３において、左右車輪５ａ，５ｂを駆動するモ
ータのトルク値Ｔに関し、外軌側の車輪単位ＤＤＭ８ａ
に対してΔＴのトルク増分を与え、内軌側の車輪単位Ｄ
ＤＭ８ｂに対して−ΔＴのトルク増分を与える。ここ
で、車輪とレール間に発生する縦クリープ力１７ａ，１
７ｂにより、車輪軸に回転モーメント１８が作用する。
この回転モーメント１８を利用して、曲線のラジアル方
向と車輪軸がなす角であるアタック角α（図示なし）を
理想的な状態すなわちα＝０に近づけることが操舵制御
の目的となる。
Ｍ駆動軸３において、左右車輪５ａ，５ｂを駆動するモ
ータのトルク値Ｔに関し、外軌側の車輪単位ＤＤＭ８ａ
に対してΔＴのトルク増分を与え、内軌側の車輪単位Ｄ
ＤＭ８ｂに対して−ΔＴのトルク増分を与える。ここ
で、車輪とレール間に発生する縦クリープ力１７ａ，１
７ｂにより、車輪軸に回転モーメント１８が作用する。
この回転モーメント１８を利用して、曲線のラジアル方
向と車輪軸がなす角であるアタック角α（図示なし）を
理想的な状態すなわちα＝０に近づけることが操舵制御
の目的となる。
【００１８】受信器１０は、線路に設置されたＡＴＳ
（自動列車制御装置）地上子（図示なし）からの信号を
受信し、軌道上を車両が通過したことを検知し、この検
知信号を走行距離演算装置１２に出力する。走行距離演
算装置１２は、受信器１０からの信号を入力したときに
地上子の設置地点を車両の走行距離の起算点とし、車両
側に設置された速度計１１から得られた車両速度信号に
基づいて走行距離を算出し、算出結果を操舵トルク演算
手段１３に出力する。操舵トルク演算手段１３,走行距
離演算装置１２により得られた算出値に従って曲線情報
記憶手段１４に蓄えられている曲線位置までの距離を表
す曲線位置データと曲線軌道の曲線データを検索する。
また、操舵トルク演算手段１３には、曲線形状に応じて
最適な操舵が行われる駆動トルク増分ΔＴの算出式を読
み込ませておき、曲線位置データ,曲線データ、および
速度計１１から得られた車両速度信号を参照して、駆動
トルク増分ΔＴを決定し、指令信号を駆動制御装置１５
ａ，１５ｂに送る。さらに、駆動制御装置１５ａ，１５
ｂは、前記駆動トルク増分指令信号と駆動トルク指令信
号１６を合成し、外軌側の車輪単位ＤＤＭ８ａにはＴ＋
ΔＴ、内軌側の車輪単位ＤＤＭ８ｂにはＴ−ΔＴのトル
クが発生するように駆動トルクの制御を行う。前記の操
舵制御の実施例の他に、次のような方法が考えられる。
（自動列車制御装置）地上子（図示なし）からの信号を
受信し、軌道上を車両が通過したことを検知し、この検
知信号を走行距離演算装置１２に出力する。走行距離演
算装置１２は、受信器１０からの信号を入力したときに
地上子の設置地点を車両の走行距離の起算点とし、車両
側に設置された速度計１１から得られた車両速度信号に
基づいて走行距離を算出し、算出結果を操舵トルク演算
手段１３に出力する。操舵トルク演算手段１３,走行距
離演算装置１２により得られた算出値に従って曲線情報
記憶手段１４に蓄えられている曲線位置までの距離を表
す曲線位置データと曲線軌道の曲線データを検索する。
また、操舵トルク演算手段１３には、曲線形状に応じて
最適な操舵が行われる駆動トルク増分ΔＴの算出式を読
み込ませておき、曲線位置データ,曲線データ、および
速度計１１から得られた車両速度信号を参照して、駆動
トルク増分ΔＴを決定し、指令信号を駆動制御装置１５
ａ，１５ｂに送る。さらに、駆動制御装置１５ａ，１５
ｂは、前記駆動トルク増分指令信号と駆動トルク指令信
号１６を合成し、外軌側の車輪単位ＤＤＭ８ａにはＴ＋
ΔＴ、内軌側の車輪単位ＤＤＭ８ｂにはＴ−ΔＴのトル
クが発生するように駆動トルクの制御を行う。前記の操
舵制御の実施例の他に、次のような方法が考えられる。
【００１９】(1）遠心力，ボギー角等の曲線走行状態の
情報をリアルタイムあるいはプレビュー方式等で計測
し、操舵制御に必要な駆動トルク増分ΔＴを演算する。
情報をリアルタイムあるいはプレビュー方式等で計測
し、操舵制御に必要な駆動トルク増分ΔＴを演算する。
【００２０】(2）曲線軌道の状態を車両の前方映像の画
像処理等で判断して操舵制御に必要な操舵トルク増分Δ
Ｔを演算する。
像処理等で判断して操舵制御に必要な操舵トルク増分Δ
Ｔを演算する。
【００２１】図４に図１における台車２の一車両におけ
る他の構成方法を示す。
る他の構成方法を示す。
【００２２】車両１の前台車２ａでは、前軸に車輪単位
ＤＤＭ駆動軸３ａを、後軸に軸単位ＤＤＭ駆動軸４ａを
配置する。一方、後台車２ｂにおいても、前軸に車輪単
位ＤＤＭ駆動軸３ｂを、後軸に軸単位ＤＤＭ駆動軸４ｂ
を配置する。即ち、一車両で見た場合、前後台車とも前
軸に車輪単位ＤＤＭ駆動軸３ａ，３ｂを、後軸に軸単位
ＤＤＭ駆動軸４ａ，４ｂを配置することになる。一般に
曲線通過時は、各台車の前軸の外軌側車輪で横圧が大き
くなり、特に前台車の前軸の外軌側車輪で最大となるこ
とは前述したが、この２軸の外軌側車輪の横圧を低減す
ることで、理想的な曲線通過が可能となる。この場合、
車輪単位ＤＤＭ駆動軸３ａ，３ｂである各台車の前軸
を、前記操舵制御することで、曲線走行性能向上が実現
する。しかしながら、この車輪軸配置では、車両の進行
方向が反転した場合、前後台車とも前軸に軸単位ＤＤＭ
駆動軸４ａ，４ｂを、後軸に車輪単位ＤＤＭ駆動軸３
ａ，３ｂを配置することになり、操舵制御による、曲線
走行性能向上が不可能となる。
ＤＤＭ駆動軸３ａを、後軸に軸単位ＤＤＭ駆動軸４ａを
配置する。一方、後台車２ｂにおいても、前軸に車輪単
位ＤＤＭ駆動軸３ｂを、後軸に軸単位ＤＤＭ駆動軸４ｂ
を配置する。即ち、一車両で見た場合、前後台車とも前
軸に車輪単位ＤＤＭ駆動軸３ａ，３ｂを、後軸に軸単位
ＤＤＭ駆動軸４ａ，４ｂを配置することになる。一般に
曲線通過時は、各台車の前軸の外軌側車輪で横圧が大き
くなり、特に前台車の前軸の外軌側車輪で最大となるこ
とは前述したが、この２軸の外軌側車輪の横圧を低減す
ることで、理想的な曲線通過が可能となる。この場合、
車輪単位ＤＤＭ駆動軸３ａ，３ｂである各台車の前軸
を、前記操舵制御することで、曲線走行性能向上が実現
する。しかしながら、この車輪軸配置では、車両の進行
方向が反転した場合、前後台車とも前軸に軸単位ＤＤＭ
駆動軸４ａ，４ｂを、後軸に車輪単位ＤＤＭ駆動軸３
ａ，３ｂを配置することになり、操舵制御による、曲線
走行性能向上が不可能となる。
【００２３】図５に前記台車構成を可能にする構造の鉄
道車両用台車の実施例を示す。
道車両用台車の実施例を示す。
【００２４】図１と同様に、前後の車輪軸３ａ，３ｂは
それぞれ回転を拘束した固定軸とし、左右車輪５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄの車輪軸回りに独立した回転が可能な構
造であり、左右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはＤＤＭと
結合している。また、車輪軸３ａ，３ｂの両端部は、軸
ばね（図示なし）により上下・左右方向に対しては従来
の台車と同様に適切な支持剛性で台車枠２と接続し、前
後方向に対しては従来よりも柔らかい支持剛性で台車枠
２と接続するので、台車枠２に対する前後方向の移動量
を大きくとれる構成とする。ここで、台車の２本の車輪
軸３ａ，３ｂを装架し、左右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５
ｄに継手６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを介して結合されてい
る。ただし、各車輪軸に２個装架される車輪単位ＤＤＭ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、回転運動拘束手段１７ａ，
１７ｂによって相対回転運動を拘束し、一体となって回
転する状態を作り出すことができる。回転運動拘束手段
１７ａ，１７ｂとしては、磁気カップリング，クラッチ
等の接離自在の装置で構成する。この機構によって、車
両の走行方向に対し、各台車の前軸は回転運動拘束手段
１７ａ，１７ｂを解放して通常の車輪単位ＤＤＭ駆動軸
と同じ状態とし、後軸は回転運動拘束手段１７ａ，１７
ｂによって軸単位ＤＤＭ駆動軸と同じ状態とすることが
できる。即ち図４に示した車輪軸配置と同一となり、操
舵制御による曲線走行性能向上が実現する。
それぞれ回転を拘束した固定軸とし、左右車輪５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄの車輪軸回りに独立した回転が可能な構
造であり、左右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはＤＤＭと
結合している。また、車輪軸３ａ，３ｂの両端部は、軸
ばね（図示なし）により上下・左右方向に対しては従来
の台車と同様に適切な支持剛性で台車枠２と接続し、前
後方向に対しては従来よりも柔らかい支持剛性で台車枠
２と接続するので、台車枠２に対する前後方向の移動量
を大きくとれる構成とする。ここで、台車の２本の車輪
軸３ａ，３ｂを装架し、左右車輪５ａ，５ｂ，５ｃ，５
ｄに継手６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを介して結合されてい
る。ただし、各車輪軸に２個装架される車輪単位ＤＤＭ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、回転運動拘束手段１７ａ，
１７ｂによって相対回転運動を拘束し、一体となって回
転する状態を作り出すことができる。回転運動拘束手段
１７ａ，１７ｂとしては、磁気カップリング，クラッチ
等の接離自在の装置で構成する。この機構によって、車
両の走行方向に対し、各台車の前軸は回転運動拘束手段
１７ａ，１７ｂを解放して通常の車輪単位ＤＤＭ駆動軸
と同じ状態とし、後軸は回転運動拘束手段１７ａ，１７
ｂによって軸単位ＤＤＭ駆動軸と同じ状態とすることが
できる。即ち図４に示した車輪軸配置と同一となり、操
舵制御による曲線走行性能向上が実現する。
【００２５】図４の台車構成にする手段の、他の実施例
として次の方法が考えられる。
として次の方法が考えられる。
【００２６】(1）図１の構造の台車で、前後台車の車輪
軸配置が同一となるように、走行方向に応じて台車自体
を回転させ前後の車輪軸配置を変える。
軸配置が同一となるように、走行方向に応じて台車自体
を回転させ前後の車輪軸配置を変える。
【００２７】(2）台車の前後軸とも車輪単位のＤＤＭ駆
動方式として、走行方向に対して前軸は操舵制御を行
い、後軸は左右の車輪の回転数を同一にする制御を行
う。
動方式として、走行方向に対して前軸は操舵制御を行
い、後軸は左右の車輪の回転数を同一にする制御を行
う。
【００２８】図６に各車輪軸配置の違いによる台車の中
立位置への復帰の様子についてのシミュレーション結果
を示す。シミュレーション条件は、曲線半径６００ｍ，
入口・出口緩和曲線長および曲線長７０ｍ，カント０.
１０５ｍ の曲線を７５km／ｈで通過し、直線区間に入
るものとする。また、車輪踏面は在来線基本踏面（円錐
踏面）、レールは５０Ｎレールとする。比較する車輪軸
配置は以下の通りである。
立位置への復帰の様子についてのシミュレーション結果
を示す。シミュレーション条件は、曲線半径６００ｍ，
入口・出口緩和曲線長および曲線長７０ｍ，カント０.
１０５ｍ の曲線を７５km／ｈで通過し、直線区間に入
るものとする。また、車輪踏面は在来線基本踏面（円錐
踏面）、レールは５０Ｎレールとする。比較する車輪軸
配置は以下の通りである。
【００２９】(1）４軸を軸単位ＤＤＭ駆動軸のみで構成 (2）各台車を車輪単位ＤＤＭ駆動軸と軸単位ＤＤＭ駆動
軸で構成（図２の台車構成） (3）４軸とも車輪単位ＤＤＭ駆動軸のみで構成 各場合について、走行方向に対して先頭台車の前軸及び
後軸の外軌側車輪・レール間相対変位を図示する。
軸で構成（図２の台車構成） (3）４軸とも車輪単位ＤＤＭ駆動軸のみで構成 各場合について、走行方向に対して先頭台車の前軸及び
後軸の外軌側車輪・レール間相対変位を図示する。
【００３０】(1）の場合は、曲線通過後直線区間に入る
と直ちに中立位置に復帰し、一体車輪と同様に車輪軸の
自己操舵性を有している。また、(3）の場合は自己操舵
性がほとんどなく、曲線通過後直線区間に入っても中立
位置になかなか復帰しない。それに対して(2）の場合は
(1）に比べ多少の時間は要するが、問題なく中立位置に
復帰する。
と直ちに中立位置に復帰し、一体車輪と同様に車輪軸の
自己操舵性を有している。また、(3）の場合は自己操舵
性がほとんどなく、曲線通過後直線区間に入っても中立
位置になかなか復帰しない。それに対して(2）の場合は
(1）に比べ多少の時間は要するが、問題なく中立位置に
復帰する。
【００３１】
【発明の効果】以上より本発明では、次のような効果が
期待できる。
期待できる。
【００３２】(1）一台車を軸単位ＤＤＭ駆動軸と車輪単
位ＤＤＭ駆動軸を一組として構成することで台車の直線
走行時の中立位置へ容易に復帰する。
位ＤＤＭ駆動軸を一組として構成することで台車の直線
走行時の中立位置へ容易に復帰する。
【００３３】(2）台車前軸に配される車輪単位ＤＤＭ駆
動軸の左右トルクを曲線状態に応じて増減し車輪軸のア
タック角を減少させる操舵制御により、曲線通過中にお
ける車輪・レール間の横圧値が最大となる先頭軸外軌側
に対して、横圧低減が低減し、曲線走行性能が向上す
る。
動軸の左右トルクを曲線状態に応じて増減し車輪軸のア
タック角を減少させる操舵制御により、曲線通過中にお
ける車輪・レール間の横圧値が最大となる先頭軸外軌側
に対して、横圧低減が低減し、曲線走行性能が向上す
る。
【図１】本発明の台車構造を示す平面図。
【図２】本発明の台車の一車両における構成の一実施例
を示す平面図。
を示す平面図。
【図３】本発明の台車における操舵制御の一実施例を示
す平面図。
す平面図。
【図４】本発明の台車の一車両における構成の第２実施
例を示す平面図。
例を示す平面図。
【図５】一車両における構成の第２実施例を実現する台
車構造を示す平面図。
車構造を示す平面図。
【図６】台車の中立位置への復帰の様子を示すシミュレ
ーション結果。
ーション結果。
１…車両、２…台車枠、３，４…車輪軸、５…車輪、６
…継手、７…軸箱、８…車輪単位ＤＤＭ、９…軸単位Ｄ
ＤＭ、１０…受信器、１１…速度計、１２…走行距離演
算装置、１３…操舵トルク演算手段、１４…曲線情報記
憶手段、１５…駆動制御装置、１６…駆動トルク指令信
号、１７…車輪・レール間縦クリープ力、１８…車輪軸
の回転モーメント、１０１，１０２…軸受、１０３…車
軸単位ＤＤＭ回転子、１０４…軸単位ＤＤＭ回転子。
…継手、７…軸箱、８…車輪単位ＤＤＭ、９…軸単位Ｄ
ＤＭ、１０…受信器、１１…速度計、１２…走行距離演
算装置、１３…操舵トルク演算手段、１４…曲線情報記
憶手段、１５…駆動制御装置、１６…駆動トルク指令信
号、１７…車輪・レール間縦クリープ力、１８…車輪軸
の回転モーメント、１０１，１０２…軸受、１０３…車
軸単位ＤＤＭ回転子、１０４…軸単位ＤＤＭ回転子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平石 元実 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (3)
- 【請求項１】車輪軸をＤＤＭ駆動方式（減速器を介さず
車輪をモータで直接駆動する方式）の機構とした鉄道車
両用台車において、一方の車輪軸は車輪単位のＤＤＭ駆
動方式とし、他方の車輪軸は軸単位のＤＤＭ駆動方式と
することを特徴とする、鉄道車両用ＤＤＭ駆動方式台
車。 - 【請求項２】請求項１において、前記車輪単位のＤＤＭ
駆動方式である左右の車輪を駆動するモータに、曲線走
行性能が向上する方向にトルク差を生じさせることを特
徴とする鉄道車両用ＤＤＭ駆動方式台車。 - 【請求項３】請求項１において、車両の走行方向に対し
て各台車の前軸は車輪単位のＤＤＭ駆動方式とし、後軸
は軸単位のＤＤＭ駆動方式とすることを特徴とする鉄道
車両用ＤＤＭ駆動方式台車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8247528A JPH1094112A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 鉄道車両用ｄｄｍ駆動方式台車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8247528A JPH1094112A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 鉄道車両用ｄｄｍ駆動方式台車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1094112A true JPH1094112A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17164844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8247528A Pending JPH1094112A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 鉄道車両用ｄｄｍ駆動方式台車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1094112A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6536993B2 (en) | 1998-05-16 | 2003-03-25 | Liberty Offshore, Ltd. | Pile and method for installing same |
| JP2012071703A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Kinki Sharyo Co Ltd | 鉄道車両の低床用台車 |
| JP2017043313A (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 幸徳 川本 | 鉄道車両の台車装置 |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP8247528A patent/JPH1094112A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6536993B2 (en) | 1998-05-16 | 2003-03-25 | Liberty Offshore, Ltd. | Pile and method for installing same |
| JP2012071703A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Kinki Sharyo Co Ltd | 鉄道車両の低床用台車 |
| JP2017043313A (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 幸徳 川本 | 鉄道車両の台車装置 |
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