JPS598585B2 - １電動機２軸駆動方式台車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用の１電動機２軸駆動方式台車に関し、特
に駆動装置の歯車箱および歯車と車軸との結合方法に関
するものである。

従来の１電動機２軸駆動方式台車の構造を第１〜４図に
示す。

この構造は例えば特開昭５０＝７３ ３０９号公報の第
１図などにより公知となっている。

第１図は平面断面図を示し、台車の駆動手段として電動
機１０前後出力軸２，３に設けたピニオン４，５により
犬歯車６，７とこれに固着された中空軸８，９を回転さ
せる。

中空軸８，９は軸受１０，１１，１２，１３により歯車
箱１４，１５に支持され、ピニオン４，５と犬歯車６，
７の噛合を良好に維持する。

中空軸８，９の左右両端はゴム等を使用したたわみ継手
１６，１７，１８，１９を介して車軸２０，２１および
車輪２２ ，２３ ，２４ ，２５を回転させて車両を
走行させる。

軌道不整または各種外力に起因する各車輪の変位は、た
わみ継手１６，１７，１Ｂ，１９により自由度が付与さ
れている。

なお、３４はブレーキ装置の一例を示す。

第２図は第１図のｌ−Ａ断面図で台車各部の支持手段を
示す。

電動機１と歯車箱１４，１５は一体に結合されており、
電動機１および歯車箱１４，１５０自重ならびにトルク
反力を受持たせるため４個のたわみ継手１６，１７，１
８，１９を介して車軸２０，２１に支持されていろ。

すなわち、電動機１および歯車箱１４，１５は台車わ＜
３５により支持されるのではなく、車軸２０と２１の間
に架橋したようにして支持されている。

車軸２０，２１は軸受２６，２７，２８，２９および軸
ばね３０，３１，３２，３３により台車わく３５を支持
し、台車わく３５は枕ばね３６により車体３７を支持し
ている。

第３図および第４図は車輪および車軸の変位状態を示す
もので、第３図は第１図のＢ−Ｂ断面を示し、第４図は
第３図において車輪２２が軌道不整等により下方に変位
した状態を示している。

車輪が上方に変位する場合もこれと同様であり、かつ、
このように１輪が変位し得るということは他０３輪にお
いてもそれぞれ独立して変位し得ることを示している。

このような従来の構造の台車において、第４図に示す如
く車輪２２が他の３個の車輪に対してδの変位をした場
合、歯車箱１４は前後車軸の相対１ 変位角の一の傾きを生ずるので、歯車箱１４を基２ δ 準にした車輪２２の変位はーとなる。

このとき、２ 図に示す如くたわみ継手１６に生ずるせん断変位ｂ はε１＝−δ、たわみ継手１７に生ずるせん断変２Ｃ 位はε２−一δ となるが、これらのたわみ継手２Ｃ １６．１７は電動機と歯車箱の自重を支持しトルクを伝
達するために、ある程度の剛性が必要で、これによるせ
ん断ばね係数をｋとすると、車輪２２の上下変位に抵抗
する力は ε ・ｂ十ε ・ａ ｂ２＋ａ２Ｐ一（
） ｋ＋α一（−一一→δ・ｋ＋αＣ２Ｃ
２ となる。

ここで、αは車軸が歯車箱に対して傾斜することにより
たわみ継手の部分を折り曲げる変位を生ずることによる
抵抗力であるが、一般的にせん断変位に対し折れ曲げに
よる変位は小さく、その影響は小さいので、抵抗力とし
て付加されることのみ説明するにとどめ計算式は省略す
る。

このように、従来の構造においては車輪の変位に対して
たわみ継手による抵抗力が比較的大きく、軌道の不命に
対する車輪の追従性を悪くし輪重変動を大きくし、輪重
増加による軌道および台車の負担あるいは輪重抜けによ
る脱線の危険性が増加する欠点があり、かつ駆動系統に
中空軸２個所とゴム等を使用したたわみ継手４個所を必
要とするため構造が複雑となる欠点があった。

次に、他の公知例として特開昭５０−７３３０９号公報
の第２図および第３図のものがある。

この両者は基本的には同じ構成であり、電動機と歯車箱
は一体に結合され、かつ、これらは台車わくにより支持
されている。

歯車箱からの出力軸は車軸と同心の中空軸になっており
、これの一端にたわみ継手を設け、更にもう一つの中空
軸とたわみ継手を介して車軸に結合されている。

すなわち、歯車箱からの出力軸はカルダン軸を介して車
軸に結合されている。

第２図と第３図の違いは、中空のカルダン軸が前者にあ
っては車軸と中空出力軸の間に同心に設けられ、その長
さは左右車輪間を広く利用して充分長くとれるのに対し
、後者にあっては歯車箱と車輪の間の狭い空間軸に車軸
と同心に設けられているため、その長さを充分長くとる
ことができないということである。

従来のこのような構成のものでは、歯車箱の出力軸と車
軸との間をカルダン軸で結合しているので、電動機と歯
車箱の質量を第１図に示すもののごく車軸で支持するこ
とができず台車わくで支持せざるを得なくなっている。

このことは、カルダン軸駆動であるために車輪と電動機
（歯車箱を含む）との間の相対的運動が容易であり、車
輪の上下動および前後車軸の傾斜動に対し抵抗が少ない
反面、電動機が台車わくに支持固定され、かつ、その中
空出力軸内に車軸があるため、台車わくに対する車輪の
上下動の大きさが著しく制約されるという欠点がある。

ちなみに、第１図のごとく電動機を前後車軸間に架橋し
たように支持したものにおいては、車軸の上下動に応じ
て電動機も上下動するので車軸が中空出力軸内にあって
も中空軸内スペースに制約されることなく、車輪は充分
大きく上下動することができる。

本発明は上記欠点を除去し、車輪の変位にもとづくたわ
み継手のせん断抵抗をなくして軌道の不整に対する車輪
の追従性を良くし、かつ駆動系統の中空軸とたわみ継手
の数を減らして構造を簡易化することな目的としたもの
である。

以下、本発明を図面にもとづいて説明する。

第５図は本発明の第１の実施例における平面断面図を示
１、電動機１の一方の出力軸２およびピニオン４によっ
て回転させられる犬歯車６は車軸２０に固着せしめこれ
を回転せしめる。

歯車箱１４は軸受１０，１１により車軸２０に支持せし
め、ピニオン４と大歯車６とを噛合を維持せしめる。

電動機１の他方の出力軸３およびピニオン５により回転
させられる犬歯車７は中空軸９に固着し、中空軸９は軸
受１２，１３により歯車箱１５に支持せしめ、かつ一端
はゴム等を使用したたわみ継手１８を介して車軸２１に
結合し、これを回転せしめる。

電動機１と歯車箱１４，１５は一体に結合されており、
一端は軸受１０，１１により車軸２０に懸架し、他端は
たわみ継手１８を介して車軸２１に懸架してその自重を
支持し、かつ電動機１のケーシングに発生するトルク反
力は、軸受１０と１１を十分な間隔をもって配設するこ
とにより車軸２０および車輪２２，２３により支持せし
める。

したがって、電動機１および歯車箱１４，１５は前後の
車軸２０，２１に対して３点支持となる。

第６図および第７図は、車輪および車軸の変位状態を示
すそれぞれ第５図のＣ−Ｃ断面図およびＤ−Ｄ断面図を
示している。

第６図は車輪２２が他の３個の車輪に対して下方にδの
変位をした状態を示しており、この場合電動機および歯
車箱は前後車軸に対して３点支持となっており、歯車箱
１４は車輪２２，車軸２０と一体となって変位するが、
第７図に示す他方の車軸２１に対しては歯車箱１５がた
わみ継手１８の中心点で回転し得るので車輪２２の上下
変位が支障なく行われる。

他の車輪の変位も同様にして可能である。

車輪の変位に対する抵抗力としては、たわみ継手１８の
折れ曲げ回転によるものがあり、第４図の説明における
抵抗力の式中のαに相当するものであるが、前述の如く
この抵抗力は従来のものにも存在し、かつ大きさは比較
的小さい。

したがって前述した従来の第１図または特開昭５０−７
３３０９号公報の第１図の構造の台車と比較して車輪の
変位に対する抵抗力が小さ《、軌道の不整に対する車輪
の追従性が良《、輪重変動が小さくなり、輪重増加によ
る軌道および台車の負担あるいは輪重抜けによる脱線の
危険性を減少させる効果を有している。

また、第１図に示す従来の構造の台車の中空軸８、たわ
み継手１６．１７，’ｆ９が不要となって構造が簡易化
され、製作、保守が容易となる効果を有している。

更に、特開昭５０−７３３０９号公報の第２図および第
３図の構造の台車と比較して電動機および歯車箱が台車
わくに支持固定されていないので、台車わくに対して車
輪の変位な充分大きくとれ、柔い軸ばねを使用すること
が可能となるので、乗心地を良くすることができる効果
を有している。

第８図は本発明の第２の実施例における平面断面図、第
９図は第８図のＥ−Ｅ断面図を示し、電動機１の一方の
出力軸２の側は第１図に示す従来のものと同一構造であ
り、たわみ継手１６，１７により車軸２０に２点で懸架
されている。

しかし、他方の出力軸３の側は第５図に示す本発明の第
１の実施例と同一の構造であり、たわみ継手１８を介し
て車軸２１に１点で懸架され、電動機１と歯車箱１４，
１５は全体として前後の車軸２０，２１に３点支持にな
っている。

したがって第９図に示す如く車輪２２の変位δによる車
軸２０の傾斜に対して歯車箱１４も傾斜して追従するこ
とが可能であり、第１の実施例の場合と同一の効果を有
するものである。

ただし、構造の簡易化という点については第１の実施例
には及ばないが、その反面、高速で走行する際に車輪に
発生する振動、衝撃が歯車や軸受あるいは電動機に伝達
するのを防止し、また、電動機および歯車箱の慣性によ
る上下振動を緩和する等の効果を有している。

以上述べたように本発明によれば、軌道の不整に対する
車輪の追従性が良く輪重変動が小さくなり、柔い軸ばね
を使用して乗心地を良《することができ、かつ構造が簡
単になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の１電動機２軸駆動方式台車の平面断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図のＢ
一Ｂ断面図、第４図は第３図の一方の車輪が下方に変位
した状態を示す断面図、第５図は本発明の台車の第１の
実施例を示す平面断面図、第６図は第５図のＣ−Ｃ断面
図、第７図は第５図のＤ−Ｄ断面図、第８図は本発明の
台車の第２の実施例を示す平面断面図、第９図は第８図
のＥ−Ｅ断面図である。 １・・・・・・電動機、２，計・・・・・出力軸、４，
５・・・・・・ピニオン、６，７・・・・・・犬歯車、
８，９・・・・・・中空軸、１０，ＩＬ１２，１３・・
・・・・軸受、１４，１５・・・・・・歯車箱、１６，
１７，１８・・・・・・たわみ継手、２０，２１・・・
・・・車軸、２２，２３，２４，２５・・・・・・車輪
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電動機の前後両面に出力軸を取り出し、これを台車
   の前後車輪に歯車装置により連結し、電動機と前後車軸
   の歯車箱を一体として前後車軸に懸架するようにした台
   車において、一体とした電動機と歯車箱を一方の車軸に
   １点支持で他方の車軸に２点支持で懸架するようにした
   ことを特徴とする１電動機２軸駆動方式台車。 ２ 一方の歯車箱は２個所に配設された軸受により車軸
   に支持し、かつ上記出力軸で駆動される歯車を車軸に固
   着し、他方の歯車箱は一端なたわみ継手を介して車軸に
   結合した中空軸に軸受により支持し、かつ上記出力軸で
   駆動される歯車を中空軸に固着した特許請求の範囲第１
   項記載の１電動機２軸駆動方式台車。 ３ 前後歯車箱の出力軸を内部に車軸を貫通させた中空
   軸とし、一方の歯車箱においては中空軸の両端をたわみ
   継手を介して車軸に結合し、他方の歯車箱においては中
   空軸の一端をたわみ継手を介して車軸に結合した特許請
   求の範囲第１項記載の１電動機２軸駆動方式台車。