JPS583863B2 - 台車駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、台車の走行軌道に沿って配設される駆動軸の
外周面に、台車上に設けた上記駆動軸の軸線に直交する
面に対して、わずかに傾斜した摩擦円板を、押接して台
車走行させる台車駆動装置に関する。

上記台車駆動装置に於ける台車の推進力と走行速度は、
上記摩擦円板の中心点と摩擦円板の駆動軸接触点の位置
関係によって変化し、上記推進力と走行速度は互いに相
関関係を示し、埋論的には，上記両位置を結ぶ線が駆動
軸の軸線に対し、９０度変位に近接する程、台車の推進
力は小さくなり、逆に速度は大きくなる。

また零度変位に近接する程、台車の推進力は大きくなり
、逆に速度は小さくなる。

即ち、第１図ないし第２図に示す推進力の原理図におい
て、摩擦円板の駆動軸接触点Ｐと摩擦円板中心点Ｏを通
る面が駆動軸の軸線に対し角度θ変位する場合、駆動軸
に回転トルクＴが付与されると、上記接触点Ｐと円板中
心点Ｏ間に力Ｒが作用し、該力ＲとトルクＴの合力Ｆが
駆動軸に作用する。

この時、駆動軸には、台車の進行方向、即ち、矢印Ａ方
向に対し、逆進行方向に作用するが、駆動軸は位置固定
されているため、その反作用として台車に合力Ｆに等し
い力Ｆ１が台車の進行方向に作用する。

従って、上記力Ｆが推進力となって台車走行することに
なる。

即ち、 であるから、上記■、■より、 となる。

更に第２図示の如く、台車走行中に台車上に設けた摩擦
円板に連動するカムローラｒが、地上側に設けたカム板
Ｋに当接すると、カム板Ｋの勾配に沿って摩擦円板が駆
動軸側へ移動し、上記関係式からも解かるように摩擦円
板の移動に伴って、前記変位角θが小さくなり、推進力
Ｆが増加することになる。

第３図ないし、第４図には、台車走行速度の原理図が示
され、上述した推進力と同条件において、駆動軸の回転
数をＮ、駆動軸の直径をＤとした場合、円板中心点Ｏと
接触点Ｐを通る面に対して直交する方向に速度Ｖが作用
し、該速度Ｖの分力である速度Ｖａが駆動軸線方向に作
用する。

従って、上記速度Ｖａにより矢印Ｂ方向に台車走行する
ことになる。

即ち、駆動軸外周面における周速度をＶｂとすると、Ｖ
ｂ＝π・Ｄ・Ｎ（πは円周率）であるから となり、■、■より、 あるいは、Ｖａ＝π・Ｄ・Ｎｔａｎθとなる。

従って、走行速度Ｖａは、変位角θが大きくなる程、速
くなり、逆に変位角θが小さくなる程遅くなる。

更に、第４図示の如く、台車上のカムローラｒがカム板
Ｋに当接すると、前述したと同様、カム板Ｋの勾配に沿
って摩擦円板が駆動軸側へ移動し、上記関係式から解る
ように摩擦円板の移動に伴って、変位角θが小さくなり
、走行速度Ｖａも徐々に減小する。

尚、摩擦円板中心点Ｏが駆動軸線上に完全に一致した時
点、即ち、変位角θが零度となった時点で台車は完全に
走行停止することになる。

本発明は、上述した原理に基き、走行する台車駆動装置
を提供するものである。

以下、本発明を実施例に基いて詳述する。

第５図は、台車駆動装置の概略図を示すもので、台車Ｔ
１は、車輪２及び３を介して軌道１上に支持され、該軌
道１に沿って図示しない駆動モータによって回転する駆
動軸４が配設されている。

この時、台車Ｔ１は、上記車輪３のガイドにより軌道上
に走行する。

上記台車Ｔ１下面には、フレーム５が固着され、該フレ
ーム５に垂下固着されたブラケット６の側板６ａ，６ｂ
間に摺動ロツド７が、駆動軸４の軸線に直交する面に対
し傾斜して固定されている。

上記ロツド７の傾斜における詳細は第６図に示され、駆
動軸４に直交する面に対して、角度β傾斜して固定され
る。

該傾斜角βは、前述した摩擦円板の変位角θの略１／２
が最も好ましいとされる。

即ち、第８図ないし第９図において、第８図は摩擦円板
を駆動軸４に対し直交する方向に移動させて変位角θを
変位させる実施例を示すもので、変位角θにおける摩擦
円板接触点Ｐは、変位角θが小さくなるに従い接触点Ｐ
からＰ１まで移動する。

即ち、駆動軸線から摩擦円板中心Ｏ間距離を１、駆動軸
線上における摩擦円板中心Ｏから接触点Ｐ間距離をＬ１
、摩擦円板中心Ｏと接触点Ｐ間距離をＬ２、とすると、 あるいはＬ１＝Ｌ２ｃｏｓθと なる。

この時、変位角θは、であるから となる。

従つて、変位角θが０°〜θ°の範囲で変位する場合に
おいて接触点Ｐ〜Ｐ１の移動距離Φは、Ｌ２−Ｌ２ｃｏ
ｓθ、あるいは、 と なる。

尚、上記変位角θは、前述した如く、埋論的には０°〜
９０°の範囲で変位可能とされるが実際には、駆動源と
なる駆動モータの効率等を考慮し、０°〜略４５°の範
囲が最も好ましいとされる。

上述した摩擦円板の変位手段に於いては、接触点Ｐが変
位角θの変位によって移動するため摩擦円板に摩耗が生
じ、あるいは、接触点Ｐが移動しない場合は摩擦円板中
心Ｏ、即ち台車自体が移動Φすることになる。

然るに、本発明は、上述した接触点Ｐの移動を基本的に
はゼロとなるようにしたものである。

即ち、第９図において、変位角θが変位する場合、接触
点Ｐを基点に摩擦円板中心Ｏ間距離Ｌ２を曲率半径とし
て円板中心Ｏが移動Ｏ１するように構成される。

この時、上記円板中心Ｏ〜Ｏ１の軌跡に沿って移動させ
ることが最も好ましいとされるが、装置が非常に複雑と
なるため、上記軌跡に最も近似する円板中心Ｏ〜Ｏ１を
通る直線移動となるように構成される。

従って、上記円板中心Ｏ〜Ｏ１を通る直線が駆動軸線に
直交する面に対して、摩擦円板中心Ｏを支点に反時計針
方向に角度β傾斜させて摺動可能に摺動ロツド７が固着
される。

上記傾斜角βは、変位角θの１／２が最も好ましいとさ
れる。

即ち、円板中心Ｏ〜Ｏ１を通る直線と接触点Ｐとの垂線
の交点をＭ、摩擦円板中心Ｏ，Ｏ１線上の交点をＱとす
ると、△ＯＰＭと△ＯＱ１Ｑは互いに相似となる。

この時、∠ＯＰＭはθ／２であるからβ＝θ／２となる
。

尚、実際において、上記傾斜角βはカム板Ｋとの関係に
おいて増減されることもあり得る。

更に、第７図において、摺動ロツド７には摺動自在、か
つ旋回可能に支持ガイド８が嵌合され、該支持ガイド８
と一体のベアリングハウジング９に図示しないベアリン
グによって回転自在に回転軸１０が支持され、該回転軸
１０下端に形成した一体固定の円盤体１１の下面に、回
転軸１０の軸線に直交してリング状の摩擦円板１２が固
着されている。

尚、上記摩擦円板１１の材質は耐摩耗、弾性度、伝達能
力等の点からウレタンゴム、ネオブレンゴム、合成ゴム
等が最良とされる。

上記回転軸１０の軸線は、駆動軸４の軸線に直交する面
に対してわずかの角度α傾斜し、摩擦円板１２が常時一
個所で駆動軸４の外周面に接触するように構成される。

尚、上記わずかの傾斜角αは、基本的に零度以上であれ
ば可能とされるが、実際には摩擦円板１２の弾性変形、
タワミ等を考慮し、摩擦円板１２０両端が駆動軸４に接
することなく回転可能な角度あれば十分とされる。

又、上記摩擦円板１２の接触面、１２ａは、支持ガイド
８上面に突設した支持ブロック１３に軸支１４され、か
つ先端に回転自在のローラー５を有する支持アーム１６
と、前記ベアリングハウジング９の前側部に突設するブ
ラケツト１７に螺着された調節可能なプレート１８間に
付勢されるスプリング１９によって摩擦円板１２の接触
面１２ａが、駆動軸４の外周面に押接するように構成さ
れる。

更に、第５図において、ベアリングハウジング９の側部
に突設したブラケット２０に固定されるピン２１と台車
Ｔ１下面に突設した固定ピン２２間にスプリング２３付
勢され、摩擦円板１２を間接的に支持する支持ガイド８
の側面が常時、ブラケット６の側板６ｂに当接して摩擦
円板１２が位置制御される。

尚、台車Ｔ１走行により、支持ガイド８の下面に突設し
たＬ型アーム２４の先端に設げた回転自在のカムローラ
２５が、地上側に設置した所定勾配を有するカム板Ｋに
当接すると、支持ガイド８は、スプリング２３に抗して
駆動軸４の軸線に近接する方向にロツド７に沿って移動
する。

この時、上記支持ガイド８の移動に連動して、第６図な
いし第７図示の支持アーム１６先端のローラ１５も台車
Ｔ１下面に固着されるガイドフレーム２６に案内されて
走行する。

即ち、上記支持ガイド８の側面がブラケットの側板６ｂ
に当接した状態で台車Ｔ１は通常走行し、該台車走行中
に、上記カム板Ｋにカムローラ２５が当接することによ
って、摩擦円板１２がスプリング２３に抗して駆動軸４
の軸線側へ移動１し、（第５図示）駆動軸４の軸線上に
摩擦円板中心が一致した時点、即ち、鎖線位置で完全に
走行停止することになる。

その他、第６図ないし第７図における支持ガイド８側部
に突設するブラケット２７に螺着される調節ボルト２８
は、台車走行中に駆動軸３の継ぎ目、切れ目等において
摩擦円板１２がロツド７を支点に不必要に旋回するのを
防止する。

以下、動作について詳述する。

第５図ないし第７図において、台車Ｔ１は、車輪２及び
３に支持されて走行軌道１上を走行する。

この時、摩擦円板１２はスプリング２３付勢によって、
上記走行軌道１に沿って配設される駆動軸４の軸線に対
し、最も離反した位置で駆動軸４の外周面に接している
。

即ち、上記状態が台車Ｔ１の通常走行状態であり、図示
しない駆動モータにより、駆動軸４が駆動、停止し、該
駆動軸４の駆動、停止に伴って台車Ｔ１は、走行及び停
止する。

更に、通常走行状態において、地上側に設置されるカム
板Ｋに摩擦円板１２と連動するカムローラ２５が当接す
ることにより、上記摩擦円板１２がスプリング２３に抗
して駆動軸４の軸線側へ移動ｌする。

この時、摩擦円板１２は、駆動軸４の軸線に直交する面
に対して傾斜βする摺動ロッド７に沿って移動するため
、摩擦円板１２の接触点はほとんど位置変化せず、走行
状態における接触点と摩擦円板中心が駆動軸の軸線上に
一致した状態、即ち走行停止状態における接触点にあっ
ては全く位置変化しない。

従って、台車Ｔ１のカムローラ２５がカム板Ｋに当接す
ることにより台車Ｔ１が制御距離以上に走行することは
なく、確実に設定位置で停止可能となる。

この時、駆動軸４は駆動状態にあるため、カム板Ｋをカ
ムローラ２５より触除することによって摩擦円板１２は
スプリング２３により元の位置、即ち通常走行状態に復
帰し、台車Ｔ１走行することになる。

以上のように本発明においては、台車Ｔ１の摩擦円板を
、駆動軸の軸線に対し、変位させた状態から、駆動軸の
軸線上に一致させる場合、駆動軸の軸線に直交する面に
対し、摩擦円板中心を支点に反時計方向に傾斜して設げ
た摺動ロッドに沿つて移動させるようにしたので、摩擦
円板の接触点がほとんど位置変化することがなく、従っ
て、台車の制動距離が確実で、かつ摩擦円板の摩耗等も
一段と減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は台車駆動装置の走行原理を示す説
明図、第５図は台車駆動装置の概略図第６図は同平面図
、第７図は第６図におけるＣ−Ｃ矢視図、第８図ないし
第９図は摩擦円板の移動手段を示す図である。 １・・・・・・軌道、４・・・・・・駆動軸、７・・・
・・・摺動ロツド、１０・・・・・・回転軸、１２・・
・・・・摩擦円板、Ｔ１・・・・・・台車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 台車の走行軌道に沿って駆動軸を配設し、該駆動軸
   の軸線に直交する面に対してわずかに傾斜した回転軸を
   回転自在に台車上に支持し、該回転軸先端に設けた摩擦
   円板が、駆動軸の軸線に直交する面に対して、上記摩擦
   円板中心を支点に反時計針方向に傾斜して設けた摺動ロ
   ツドに沿って移動するようにしたことを特徴とする台車
   駆動装置。