JPS6225541B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は鉄道車両用駆動システムに関する。

＜従来技術及びその問題点＞ 従来の鉄道車両用駆動手段には種々様々な形態
のものがあるが、その多くは例えば第３のレール
からの外部電力源に依存していた。他のタイプの
車両にはヂーゼルエンジンが用いられ、何等の外
部動力源なしに自己推進される。この後者のタイ
プの鉄道車両に於いて、台車組立体又は原動機組
立体の一方を他方に変更を加えることなく取り替
えることがしばしば望まれる。

比較的長距離を走行することが要求される列車
においては、定期券乗車客運送の如き比較的短距
離を走行する列車よりも、より速い最高速度を一
般に要求されることが知られている。高い最高速
度と低い最高速度との両方に使用できる列車を低
コストで製造するために、両方のタイプの車両に
共用できる同一の基本部分を採用し、速度変更の
ために要する互換部分は最小とすることが望まれ
る。

近時の鉄道車両に於いては、空調設備及び暖房
システムのために多くのスペースが必要とされて
いる。これらの装置に関連した構成部分の多くを
収容するために、一般に車両の床の直下に比較的
大きいスペースが必要となる。駆動手段及び台車
もまた車両の床の直下に配置されるので、これら
の配置のためのスペースの他に更に空調設備や暖
房システムのためのスペースを確保することは困
難である。

従つて、本発明の一目的は、鉄道車両用の改良
された駆動システムを提供することである。

本発明の別の目的は、駆動手段と被駆動手段と
が互いに容易に取り外せるような鉄道車両用の改
良された駆動システムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、所要スペースの量を
最小にして、車両の床の直下のスペースを他の装
置のために利用できるようにした、鉄道車両用の
改良された駆動手段を提供することである。

＜問題点を解決する手段＞ 上記目的の下に従来技術の有する問題点を解決
せんとして創案された本発明によれば、サイドフ
レームと該サイドフレームから内側に向かつて延
びる構造アーム部材とを有している、鉄道車両用
の車体を支持する台車と、上記台車に保持されて
いる第一と第二の車軸と、上記第一と第二の車軸
に夫々装着された第一と第二のギア機構と、上記
第一の車軸によつて支持され、上記第一と第二の
車軸間に接続された速度制御ギア機構と、上記車
体に接続された原動機、トルクコンバータ及びト
ランスミツシヨン・ギア組立体を有する駆動手段
と、上記トランスミツシヨン・ギア組立体を上記
速度制御ギア機構に接続している出力シヤフト
と、上記速度制御ギア機構を上記第一のギア機構
に接続して上記第一の車軸を駆動する手段と、上
記速度制御ギア機構から上記構造アーム部材の下
を通つて上記第二のギア機構に延長しており、上
記第二の車軸を駆動する駆動シヤフトと、を有す
ることを特徴とする鉄道車両用駆動システムが提
供される。

＜実施例＞ 以下添付図面に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。

第１図を特に参照して、鉄道車両１０は、一対
の台車１４及び１６上に装着された車体１２を含
んでいる。一対の駆動手段１８及び２０は、夫々
台車１４及び１６上の駆動機構に接続されてい
る。該駆動手段１８及び２０は台車１４及び１６
に比較的接近しており、それ故該車両の床の直下
に於いてそれらの間に比較的大きいスペースを残
していることに留意されたい。該駆動手段が該台
車により近接して配置されているので、該車両の
冷暖房装置及びその他の装置を収容するより大き
いスペースを確保することができる。

駆動手段１８及び２０は一対の原動機、例えば
夫々ヂーゼルエンジン２２及び２４を含むことが
できる。これらのヂーゼルエンジン２２及び２４
からの出力は一対のトルクコンバータ２６及び２
８に夫々与えられる。トルクコンバータ２６及び
２８は夫々一対のトランスミツシヨン・ギアボツ
クス（トランスミツシヨン・ギア組立体）３０及
び３２に接続されている。

該トルクコンバータは従来公知のものであつ
て、列車の速度を変えるためのギア切替に関係す
る機構を含むことができ、ロツク・アツプ機能そ
の他本発明には直接関係のない他の特徴を含んで
いる。

トランスミツシヨン・ギアボツクス３０及び３
２には多数のギアが含まれている。これらは所望
の出力速度を得ること並びに出力シヤフト３４及
び３６に関して所望の高さで出力作動力を与える
ことのために用いられ、それらの位置は該車両に
於ける他の構成部分の位置を考慮して決められな
ければならない。

出力シヤフト３４及び３６は、駆動手段１８及
び２０を台車１４及び１６上の装置に接続して、
車軸３８，４０，４２及び４４を後述する如くに
駆動する。アンカー・ロツド又はステイバー４３
及び４５は車体及びボルスタの間に公知の態様で
接続されている。

以下の説明においては台車１６とそれに関連し
た部分のみが記述されるが、台車１４とそれに関
連した部分についても同様に動作するものと了解
されたい。

第２図を特に参照して、ヂーゼルエンジンの如
き原動機２４は、水圧利用のタイプであり得ると
ころの一つのトルクコンバータ２８に接続されて
おり、該トルクコンバータ２８は多数のギア配列
を有するトランスミツシヨン・ギアボツクス３２
を駆動すべく接続されている。出力シヤフト３６
はトランスミツシヨン・ギアボツクス３２を互換
可能な速度制御ギア機構４６に接続している。該
速度制御ギア機構４６は相互に噛合する一対のギ
ア４３及び４５を含む。ギア４５はバベルギア・
トレイン４７と車軸４２とを駆動すべく接続され
ている。

多くの場合に、速度制御ギア機構４６を、車軸
４２の駆動機構から分離させることが望ましい。
該速度制御ギア機構は、バベルギア４７と同一の
ハウジング内又は別のハウジング内に入れること
ができる。この理由は、鉄道車両に於ける同一の
基本部分を別の高速列車に利用することが望まれ
る場合があり得るからである。互換性のある速度
制御ギア機構の特徴を用いるならば、異なつた駆
動比率を有するギア機構４６を挿入するだけで所
望の異なつた速度を得ることができる。

速度制御ギア機構４６は車軸４２及び４４の間
に介在して接続されていることに留意されたい。
この配列は、ヂーゼルエンジン２４、トルクコン
バータ２８及びトランスミツシヨン・ギアボツク
ス３２を含む駆動手段２０の組立体が、台車組立
体１６に近接して配置されるのを許している。該
速度制御ギア機構４６が駆動手段２０と台車組立
体１６との間に配設されたならば、駆動手段２０
は台車組立体１６から更に隔てられた位置に設置
されなければならず、このことは空調設備や暖房
システムの関連装置等のために用いられるべき車
体１２の直下の床下スペースを大幅に削減してし
まう。

駆動シヤフト４８は車軸４４を駆動すべく、速
度制御ギア機構４６のギア４５からバベルギア・
トレイン４９に接続されている。第３図乃至第５
図に関連して後述するように、このシヤフト４８
は、車軸４４を駆動するバベルギア・トレイン４
９と速度制御ギア機構４６との間に直接に接続さ
れることが望ましい。このことは、関連する機械
部品の構成を簡略化し、その保守又は点検を便な
らしめる。このために、台車のサイドフレーム間
の構造は、該速度制御ギア機構４６とバベルギ
ア・トレイン４９を収容するギアボツクスとの間
の通路を妨げることのないよう配慮して定めなけ
ればならない。

第３図乃至第５図を参照して、台車１６は一対
のサイドフレーム５０及び５２を有し、これらサ
イドフレームからはアーム５４，５６，５８及び
６０が延長して蜘蛛状構造を形成している。この
蜘蛛状構造を有する台車については1959年10月13
日にW.B.Deanに対して発行された米国特許第
2908230号に記述されている。

一対のギアボツクス６２及び６４が車軸４２及
び４４に装着され、車軸４２及び４４を夫々駆動
するためのバベルギア４７及び４９（第２図）を
収容している。互換性のある速度制御ギア機構４
６は、ギアボツクス６２内においてバベルギア４
７を駆動すべく接続されている。場合によつて
は、速度制御ギア機構４６はバベルギア４７と同
一のボツクス内に配置されていてもよい。

一対のトルクアーム６６及び６８がギアボツク
ス６２及び６４間に接続されている。該トルクア
ームは、推進及びエンジン制動の負荷からもたら
される反作用を処理するのに必要である。

車軸４２及び４４は、通常の態様でサイドフレ
ーム５０及び５２の両端に配置されたベアリング
７０，７２，７４及び７６内に適切に装着されて
いる。

車輪７８及び８０は車軸４２に適切に装着さ
れ、また車輪８２及び８４車軸４４に適切に装着
されている。ブレーキユニツト８６がサイドフレ
ームの外側に装着され、ブレーキ動作の間車輪７
８，８０，８２及び８４と係合するよう働く。

ボルスタ８８はサイドフレーム５０及び５２上
に横方向に支持されている。摺動ベアリング９０
及び９２は、ボルスタ８８とサイドフレーム５０
及び５２上の摩耗板との間に夫々配置されてい
る。摺動ベアリング９０及び９２は、ボルスタ８
８が走行中に台車のサイドフレーム５０及び５２
に関して比較的僅かな角度だけ回転もしくは摺動
することを許容している。

横方向シヨツク・アブソーバ９６及び９８は車
体９４とボルスタ８８との間に接続されている。
垂直シヨツク・アブソーバ１００及び１０２もま
た、車体９４とボルスタ８８との間に接続されて
いる。車体底部構造９４は、一対のスプリング懸
架装置１０４及び１０６によつてボルスタ８８上
に支持されている。スプリング懸架装置１０４
は、一つの空気スプリング１０８と、一対の機械
的スプリング１１０及び１１２とを含んで構成さ
れている。スプリング懸架装置１０６も同様に、
一つの空気スプリング１１４と一対の機械的スプ
リング１１６及び１１８とを含んでいる。

一対のスプリング支持板９７及び９９は、ピボ
ツト・ロツド１０１及び１０３のピボツト接続の
まわりでボルスタ上に枢軸結合されている（第４
図）。該支持板９７及び９９は夫々板１０５及び
１０７に接続されており、それらは一対の機械的
スプリングと空気スプリングとの間に接続されて
いる。該支持板は比較的頑丈であつて、機械的ス
プリングが横方向に僅かに移動される間、空気ス
プリングの偏り方向を正確に制御する。

ボルスタ８８の底部はそれに装着されたセンタ
ー・ピン１２２を有し、それはアーム５４，５
６，５８及び６０の端部に設けられた概して円形
の孔１２４内に嵌装されるよう適合されている。
センター・ピン１２２は、それにボルト締めされ
た板状部材１２６によつて適所に保持される。

一対の横方向バンパ１２８及び１３０がボルス
タ８８に装着されており、車体の横方向運動を制
限している。停止部材１３２及び１３４が車体に
接続されており、それらが上記バンパ１２８及び
１３０の何れかと係接して車体の横方向運動が制
限される。

第４図図示の如く（第４図にはアーム５４及び
５６のみが示されているが）、アーム５４，５
６，５８及び６０は車体の底部又はボルスタに向
かつて上方に延長するよう形成されている。この
理由は、シヤフト４８が一つのギアボツクスから
他のギアボツクスへと延びることを可能ならし
め、その直接の通路を妨害しないようにする最大
限のスペースを確保することにある。比較的高い
位置に配置された構造アームはまたボルスタのセ
ンター・ピン１２２を台車に接続することを可能
にしている。この図示の構造とは異なつて、これ
らアームを非常に低い位置に配置してシヤフト４
８の通過を許容するようにすると、これらアーム
の端部における円形開孔内にセンターピンを接続
するための構造が複雑化する。

台車１６は、シヤフト３６を取り外すことによ
り駆動手段２０から容易に取り外すことができる
ことに留意されたい。このことは、駆動手段又は
台車内の諸機構の保守が必要とされる場合に、そ
の保守作業を円滑に行わしめることに大いに寄与
する。それに加えて、互換性のある速度制御ギア
機構４６は、駆動手段か台車自体かの何れかにお
ける最小限の変更を行うことにより、異なつた最
大速度を有する鉄道車両を提供することを可能に
している。従つて様々な速度用の鉄道車両を大量
生産することが可能となる。

速度制御ギア機構４６は車軸４２と４４との間
の領域内に設けられているので、駆動手段を台車
１６により接近して設けることが可能とされてい
る。従つて、駆動手段１８及び２０の間により大
きいスペースを与えることができ、車両１０内の
暖房や空調設備等の付加的な装置を該スペースに
設置することが可能である。

出力シヤフト３６が駆動手段と台車との間に直
接に接続されていることにも留意されたい。これ
は、出力シヤフト３６が互換性ある速度制御ギア
機構４６に直接に接続され、しかも全てが最小ス
ペース内に収納されることを可能にしている。

該シヤフト３６はその一端において、可撓性カ
ツプリング１３６を介して、駆動手段２０に接続
されている。該シヤフト３６の他端は可撓性カツ
プリング１３８を介して速度制御ギア機構４６に
接続されている。出力シヤフト３６はカードン・
タイプ（cardontype）のものであつてよく、そ
れはスプライン配列を有していて、素子１４０が
外匣１４２内で摺動的に出入することを許す。走
行中に二つの構成要素間の角度と距離の若干の変
動を許容するかかるタイプの可撓性カツプリング
は従来公知であり、詳細な説明は必要とされな
い。

＜発明の効果＞ 本発明の鉄道車両用駆動システムによれば、原
動機を含む駆動手段と台車とを容易に取り外すこ
とが可能であり、保守・点検を容易ならしめる。
速度制御ギア機構は様々なギア比を有するものと
して互換性があるので、システムの基本構造を同
一にしながら様々な最高速度の鉄道車両を大量生
産することができる。本システムの駆動手段は台
車に近接して配置されているので、車両床下スペ
ースを十分に大きく確保することができ、暖房や
空調設備等のためのスペースとして活用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による駆動システムを設置した
鉄道車両を示す側面図、第２図は本発明による鉄
道車両用駆動システムの一型式を示す模式図、第
３図は第１図図示の台車の内の一つを示す側面
図、第４図は第３図４−４線による断面図、及び
第５図は第３図及び第４図図示の台車の平面図で
ある。 符号の説明、１０：鉄道車両、１２：車体、１
４，１６：台車、１８，２０：駆動手段、２２，
２４：原動機、２６，２８：トルクコンバータ、
３０，３２：トランスミツシヨン・ギアボツク
ス、３４，３６：出力シヤフト、３８，４０，４
２，４４：車軸、４６：速度制御ギア機構、４
８：駆動シヤフト、５０，５２：サイドフレー
ム、６２，６４：ギアボツクス、８８：ボルス
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サイドフレームと該サイドフレームから内側
   に向かつて延びる構造アーム部材とを有してい
   る、鉄道車両用の車体を支持する台車と、 上記台車に保持されている第一と第二の車軸
   と、 上記第一と第二の車軸に夫々装着された第一と
   第二のギア機構と、 上記第一の車軸によつて支持され、上記第一と
   第二の車軸間に接続された速度制御ギア機構と、 上記車体に接続された原動機、トルクコンバー
   タ及びトランスミツシヨン・ギア組立体を有する
   駆動手段と、 上記トランスミツシヨン・ギア組立体を上記速
   度制御ギア機構に接続している出力シヤフトと、 上記速度制御ギア機構を上記第一のギア機構に
   接続して上記第一の車軸を駆動する手段と、 上記速度制御ギア機構から上記構造アーム部材
   の下を通つて上記第二のギア機構に延長してお
   り、上記第二の車軸を駆動する駆動シヤフトと、 を有することを特徴とする、鉄道車両用駆動シ
   ステム。 ２ 上記第一のギア機構が、上記トランスミツシ
   ヨン・ギア組立体と上記速度制御ギア機構とを接
   続している上記出力シヤフトを保持した第一のギ
   アボツクス内に納められており、上記出力シヤフ
   トは上記第一のギアボツクス上に位置付けられて
   上記駆動手段を上記台車に比較的に接近して位置
   付けることを可能にしていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の鉄道車両用駆動シ
   ステム。 ３ 上記構造アーム部材が上記サイドフレームか
   ら上記車体の底部に向かつて上方に延びており、
   それらの端部に中央開孔を形成してその中にボル
   スタのセンターピンが受け入れられていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載の鉄道車両用駆動システム。 ４ 上記出力シヤフトが第一の可撓性カツプリン
   グを介して上記トランスミツシヨン・ギア組立体
   から上記速度制御ギア機構に直接に接続されてお
   り、上記駆動シヤフトは第二の可撓性カツプリン
   グを介して上記速度制御ギア機構から上記第二の
   ギア機構に直接に接続されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載の鉄道車両用駆動システム。 ５ 上記原動機が外部動力なしで上記鉄道車両を
   自己推進することのできるヂーゼルエンジンであ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項乃至
   第４項のいずれかに記載の鉄道車両用駆動システ
   ム。 ６ 上記速度制御ギア機構が互換性を有するもの
   であつて、上記鉄道車両の最大速度を変更するこ
   とを許容するよう構成されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
   に記載の鉄道車両用駆動システム。 ７ 上記出力シヤフトが上記トランスミツシヨ
   ン・ギア組立体及び上記速度制御ギア機構から取
   り外し可能であつて、上記台車を上記駆動手段と
   の接続から解除することを許容するよう構成され
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   乃至第６項のいずれかに記載の鉄道車両用駆動シ
   ステム。 ８ 上記トランスミツシヨン・ギア組立体は予定
   された高さにおいて上記出力シヤフトに出力作動
   力を与えるべく多数のギアを含み、上記出力シヤ
   フトが上記トランスミツシヨン・ギア組立体と上
   記速度制御ギア機構との間で実質上直線的に接続
   されるよう構成されていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載
   の鉄道車両用駆動システム。