WO2024224732A1

WO2024224732A1 - 台車

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Publication number: WO2024224732A1
Application number: PCT/JP2024/003231
Authority: WO
Inventors: 将弥河野; 利和林; 光史谷本; 雪秀矢延; 真史中窪
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2023-04-28
Filing date: 2024-02-01
Publication date: 2024-10-31
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: EP4610140A4; EP4610140A1; JP2024158744A

Abstract

モータが継手を介して車軸に直接接続される構造の台車におけるばね下重量の増大を抑制しつつ、継手部に要求される変位許容量を小さくする。台車フレームと、軸ばねを介して台車フレームを支持する非回転部を含む、車軸と、車軸が挿通された中空形状のモータと、モータを保持し、上方向に相対移動可能な状態で台車フレームに支持されたモータブラケットと、を含む、駆動部と、モータと車軸とを、動力伝達可能に連結する継手部と、非回転部に設けられ、台車フレームが車軸に対して所定量以上変位した場合に駆動部と当接して、駆動部の車軸に対する変位を規制するガイド部と、を備える。

Description

台車

　本開示は、台車に関するものである。

　鉄道車両の台車において、車軸を挿通した中空構造のモータが、継手を介して車軸を直接駆動する技術（いわゆるダイレクトドライブ方式）が知られている。このような技術を適用した台車は、例えば、下記特許文献１に記載されている。

　特許文献１には、主電動機（モータ）の中空のシャフトと、その中空のシャフト内を貫通し両端部に車輪が装着された車軸と、中空のシャフトと車軸とを接続する継手装置とを備えた台車が開示されている。主電動機は、継手装置を介して、車軸によって支持されている。継手装置は、中空のシャフトの中心軸線と車軸の中心軸線とに生じる位置ずれを調整可能な弾性継手により構成されている。

特開２００５－５９６１６号公報

　上記特許文献１のように、継手を介して車軸に接続されるモータの重量が車軸によって支持される構造の台車は、ばね下重量（軸ばねよりも下側の重量）が大きくなるという課題がある。そのため、モータを軸ばねよりも上側の台車フレームに取り付けることが考えられる。モータの荷重が軸ばねよりも上側の台車フレームに支持されれば、その分、ばね下荷重が小さくなる。

　しかし、モータを台車フレームに取り付ける場合などでは、台車フレームの車軸に対する相対変位によって、モータが車軸に対して相対変位することになり、相対変位を継手部によって吸収する必要が生じる。そのため、継手部に要求される変位許容量（許容される相対変位の大きさ）が過大となる。したがって、ダイレクトドライブ方式を採用した場合でも、ばね下重量の増大を抑制しつつ、継手部に要求される変位許容量を小さくすることが望まれている。

　本開示は、上述した課題を解決するものであり、モータが継手を介して車軸に直接接続される構造の台車におけるばね下重量の増大を抑制しつつ、継手部に要求される変位許容量を小さくすることが可能な台車を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するための本開示の台車は、台車フレームと、軸ばねを介して前記台車フレームを支持する非回転部を含む、車軸と、前記車軸が挿通された中空形状のモータと、前記モータを保持し、上方向に相対移動可能な状態で前記台車フレームに支持されたモータブラケットと、を含む、駆動部と、前記モータと前記車軸とを、動力伝達可能に連結する継手部と、前記非回転部に設けられ、前記台車フレームが前記車軸に対して所定量以上変位した場合に前記駆動部と当接して、前記駆動部の前記車軸に対する変位を規制するガイド部と、を備える。

　本開示の台車によれば、モータが継手を介して車軸に直接接続される構造の台車におけるばね下重量の増大を抑制しつつ、継手部に要求される変位許容量を小さくすることができる。

図１は、第１実施形態の台車を表す模式的な正面図である。図２は、図１の台車フレームが変位した状態を示した説明図である。図３は、ガイド部の上端部付近の構造例を示した模式図である。図４は、車軸の非回転部へのガイド部の第１取付例を示す説明図である。図５は、車軸の非回転部へのガイド部の第２取付例を示す説明図である。図６は、第２実施形態の台車におけるモータブラケットおよび台車フレームの構成を説明するための模式図である。図７は、図６の台車フレームが変位した状態を示した説明図である。図８は、第３実施形態の台車における台車フレームの構成を説明するための模式図である。図９は、図８の台車フレームが変位した状態を示した説明図である。図１０は、第１変形例による台車を示した模式図である。図１１は、第２変形例による台車を示した模式図である。

　以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態の台車を表す模式的な正面図、図２は、台車フレームが変位した状態を示した説明図である。なお、以下の説明にて、鉛直方向を台車１０の上下方向とし、台車１０の走行方向を前後方向とし、水平面内で走行方向と直交する方向を台車１０の幅方向として説明する。

　第１実施形態の台車１０は、例えば鉄道車両用の台車（走行装置）である。台車１０は、鉄道の線路を構成する一対のレールＲＡ上を走行する。台車１０は、鉄道車両の車体１００（二点鎖線部参照）の下部に配置され、車体１００を下方から支持する。車体１００の内部には、乗員が乗降するためのスペースが設けられている。

＜台車の構成＞
　台車１０は、台車フレーム２０と、車軸３０と、駆動部４０と、継手部５０と、ガイド部６０と、を備える。

　台車フレーム２０は、台車１０の各構成部材が組付けられる枠体である。台車フレーム２０は、例えば、一対の側梁２１と、一対の側梁２１をつなぐ横梁２２とを含む。一対の側梁２１は、前後方向に沿って延びるとともに、幅方向に間隔を隔てて配置されている。横梁２２は、幅方向に延びて、両端が一対の側梁２１のそれぞれに接続している。台車フレーム２０は、主として水平方向に延びるように形成されている。台車フレーム２０は、枕ばね等の車体支持部２３を上面側に有し、車体支持部２３を介して車体１００を支持する。

　車軸３０は、台車フレーム２０の下方に配置され、幅方向に延びる回転軸部材である。車軸３０の両端には、それぞれ車輪３１が設けられている。台車１０は、車軸３０の回転に伴い各車輪３１がレールＲＡ上を回転することによって、走行する。

　車軸３０は、台車フレーム２０を下方から支持している。具体的には、車軸３０は、軸ばね３３を介して台車フレーム２０を支持する非回転部３２を含む。非回転部３２は、車軸３０を回転支持するベアリングを収容したベアリングハウジングである。非回転部３２は、車軸３０の両端部付近に１つずつ、一対設けられていて、車軸３０が挿通されている。各非回転部３２の上部に軸ばね３３が設けられ、軸ばね３３上に台車フレーム２０が支持されている。なお、図示しないが、車軸３０は、台車フレーム２０の前後方向に少なくとも１つずつ設けられている。

　軸ばね３３は、上下方向に弾性変形可能な弾性部材であり、例えば圧縮コイルばねである。軸ばね３３は、台車フレーム２０と車軸３０との上下方向の相対振動を緩和する。乗員の乗降によって車体１００の重量が変化すると、荷重に応じて軸ばね３３が弾性変形する。これにより、台車フレーム２０は車軸３０に対して上下に変位する。また、台車１０の走行中、レールＲＡの起伏に追従して車輪３１および車軸３０が上下に変位し、変位に応じて軸ばね３３が弾性変形する。

　駆動部４０は、モータ４１と、モータブラケット４２とを含む。図１では、便宜的に、モータ４１の内部構造を断面で示している。

　モータ４１は、台車フレーム２０の下方であって、車軸３０の両端間の位置に設けられている。モータ４１は、中空形状を有し、中空部に車軸３０が挿通されている。モータ４１は、いわゆるダイレクトドライブ方式のモータであり、減速機を介さずに、継手部５０を介して車軸３０を直接駆動する。

　モータ４１は、ステータ４１ａと、ロータ４１ｂと、軸受４１ｃとを有する。ステータ４１ａは、中心軸線が車軸３０の軸線に沿う円筒状に形成されている。ロータ４１ｂは、ステータ４１ａの径方向内側に設けられている。ロータ４１ｂは、ステータ４１ａと同様に、中心軸線が車軸３０の軸線に沿う円筒状に形成されている。ロータ４１ｂは、軸受４１ｃにより中心軸線周りに回転自在に設けられている。ロータ４１ｂは、軸方向端部において継手部５０に接続されている。モータ４１は、電力供給に応じて、ロータ４１ｂを中心軸線周りに回転させる。

　モータブラケット４２は、モータ４１を保持する保持部材であり、モータ４１の外周面（上面）に接続されている。モータブラケット４２は、上方向に相対移動可能な状態で台車フレーム２０に支持されている。モータブラケット４２は、水平方向に延びる支持板部４３と、支持板部４３の下面から下向きに延びてモータ４１に連結された連結部４４とを含む。支持板部４３は、台車フレーム２０の支持面ＳＦ上に載置されている。図１の例では、支持面ＳＦは、台車フレーム２０の上面（側梁２１の上面）である。すなわち、モータブラケット４２は、支持板部４３の幅方向両端部において、台車フレーム２０（側梁２１）により下方から支持されている。連結部４４は、台車フレーム２０の一対の側梁２１の間の空間を通過して、モータ４１に連結されている。モータブラケット４２（支持板部４３）は、上方向に移動可能であり、台車フレーム２０の上面上から離れることができる。

　このように、第１実施形態では、モータ４１は、モータブラケット４２を介して、台車フレーム２０に吊り下げられた状態で支持されている。モータブラケット４２が台車フレーム２０の上面から離れずに接触している状態では、モータ４１は、車軸３０に対して、台車フレーム２０と一体的に上下方向に相対変位する。

　継手部５０は、モータ４１と車軸３０とを、動力伝達可能に連結している。継手部５０は、幅方向において、モータ４１と、一方（図１の右側）の非回転部３２との間に配置されている。継手部５０は、円環形状の車軸側部材５１と、カップリング５２とを含む。車軸側部材５１は、内周側に車軸３０が挿通された状態で車軸３０に固定されている。車軸側部材５１の外周部は、ロータ４１ｂの端面と中心軸線方向（台車１０の幅方向）に対向し、カップリング５２を介してロータ４１ｂと接続されている。これにより、継手部５０は、ロータ４１ｂの回転を車軸３０に伝達する。

　カップリング５２は、弾性変形可能に形成されている。継手部５０は、カップリング５２を弾性変形させることにより、車軸３０に対する駆動部４０（モータ４１）の相対変位を吸収することができる。つまり、継手部５０は、モータ４１の中心軸線位置が車軸３０の中心軸線位置から変位した状態でも、動力伝達が可能である。第１実施形態では、車軸３０に対する駆動部４０（モータ４１）の相対変位が、継手部５０の変位許容量を超えないように、ガイド部６０が設けられている。なお、継手部５０の変位許容量とは、上下方向における、モータ４１の中心軸線位置と車軸３０の中心軸線位置とのずれの大きさの許容値を意味する。

　ガイド部６０は、車軸３０の非回転部３２に設けられている。ガイド部６０は、台車フレーム２０が車軸３０に対して所定量ＰＡ以上変位した場合に駆動部４０と当接して、駆動部４０の車軸３０に対する変位を規制する。

　ガイド部６０は、非回転部３２の各々に設けられている。各ガイド部６０の構成は同一である。ガイド部６０は、各非回転部３２のうち、台車１０の幅方向中央側（モータ４１側）の側面に設けられている。ガイド部６０は、非回転部３２から上向きに延びる、柱状または板状部材である。ガイド部６０は、台車フレーム２０の一対の側梁２１の内側を通って、モータブラケット４２（支持板部４３）の下面近傍の所定位置まで延びている。つまり、ガイド部６０は、ガイド部６０の上端部６１と、モータブラケット４２（支持板部４３）との間の上下方向の間隔が、所定量ＰＡとなるように設けられている。

　これにより、ガイド部６０は、例えば乗員の搭乗により、台車フレーム２０が車軸３０に対して所定量ＰＡを超えて下方に変位する場合に、台車フレーム２０上のモータブラケット４２（支持板部４３）の下面と当接して、モータブラケット４２の下方変位を規制（阻止）する。その結果、台車フレーム２０が所定量ＰＡを超えて下方に変位した状態では、図２に示すように、ガイド部６０がモータブラケット４２を含む駆動部４０の全体を下方から支持し、モータブラケット４２の支持板部４３は台車フレーム２０の支持面ＳＦから間隔ＣＬだけ離れる。このため、ガイド部６０は、台車フレーム２０の変位量に関わらず、駆動部４０（モータブラケット４２およびモータ４１）の車軸３０に対する上下方向の相対変位を、図１の所定量ＰＡ以内に制限する。

　なお、所定量ＰＡは、継手部５０の上下方向の変位許容量よりも小さい。このため、台車フレーム２０と車軸３０との相対変位に伴ってモータ４１が上下に変位する場合でも、車軸３０の中心軸線に対するモータ４１の中心軸線の変位量は、継手部５０の変位許容量未満の所定量ＰＡに制限される。

　所定量ＰＡは、ゼロでもよい。この場合、ガイド部６０の上端部６１は、図１に示す基準状態の台車フレーム２０の支持面ＳＦ（上面）とほぼ同じ高さ位置に配置される。この場合、ガイド部６０の上端部６１は、変位していないモータブラケット４２と接触した状態で設けられうる。ここで、台車フレーム２０の基準状態とは、例えば、台車１０が鉄道車両に組付けられて、乗員以外の車体１００の重量が台車フレーム２０に作用する状態（乗員が搭乗していない状態）とする。台車フレーム２０の変位量は、この基準状態からの変位量とし、基準状態ではゼロである。

　第１実施形態では、所定量ＰＡは非ゼロである。ガイド部６０は、台車フレーム２０の車軸３０に対する変位が所定量ＰＡ未満の場合に、駆動部４０（モータブラケット４２の支持板部４３）と非接触となる位置に設けられている。つまり、ガイド部６０の上端部６１とモータブラケット４２との間に所定量ＰＡの隙間（図１参照）が設けられる。

　このような構成により、図１に示した基準状態では、駆動部４０（モータブラケット４２およびモータ４１）の重量が、台車フレーム２０、軸ばね３３を介して車軸３０に作用する。つまり、駆動部４０の重量が、軸ばね３３よりも下側の重量である「ばね下重量」から除外されるため、例えば駆動部４０を車軸３０によって直接支持する場合と比べて、ばね下重量が低減される。

　なお、図２に示したようにガイド部６０がモータブラケット４２（駆動部４０）を支持する状態では、駆動部４０の重量が、ガイド部６０を介して（軸ばね３３を介さずに）車軸３０によって支持されるので、駆動部４０の重量がばね下重量に含まれることになる。

＜ガイド部の詳細構造＞
　図３は、ガイド部６０の上端部６１付近の構造例を示した模式図である。

　図３に示すように、ガイド部６０は、任意方向に傾斜自在に設けられた当接部材６２を有していてもよい。具体的には、ガイド部６０には、球面状（半球面状）の摺動部６３が設けられてもよい。当接部材６２は、摺動部６３に嵌合する球面座（球面状凹部）６４を有する。当接部材６２は、球面座６４と摺動部６３との摺動によって、任意方向に傾斜する。これにより、モータブラケット４２（支持板部４３）がガイド部６０に対して傾斜して当接する場合でも、モータブラケット４２の傾斜に合わせて当接部材６２が傾斜して面接触できるので、安定した接触状態が確保できる。

　また、図３の構造例のように、台車フレーム２０は、ガイド部６０と台車フレーム２０との相対変位を案内する案内部材２４を有していてもよい。案内部材２４は、例えば、台車フレーム２０の側梁２１に固定されている。案内部材２４は、上下方向に向いた筒状形状を有し、内側にガイド部６０が摺動可能に挿通されている。案内部材２４は、台車フレーム２０とガイド部６０（車軸３０）との相対的な上下変位を許容しつつ、ガイド部６０が水平方向に位置ずれまたは傾斜しないように支持する。

　この他、非回転部３２、台車フレーム２０およびモータブラケット４２には、ガイド部６０をサポートするブッシュ、案内溝などを設けてもよい。

　図４は、車軸３０の非回転部３２へのガイド部６０の第１取付例を示す説明図である。図５は、車軸３０の非回転部３２へのガイド部６０の第２取付例を示す説明図である。

　図４の例では、１つの非回転部３２に対して、１つのガイド部６０が取り付けられている。ガイド部６０は、非回転部３２のハウジング３２ａの軸方向側面に、下端部が固定されている。非回転部３２は、ガイド部６０を、車軸３０の直上位置（車軸３０の中心軸線を通る鉛直線上）で支持する。

　図５は、１つの非回転部３２に対して、複数（２つ）のガイド部６０が取り付けられる例を示している。図５の例では、非回転部３２は、ハウジング３２ａから前方および後方にそれぞれ突出した一対の取付部３２ｂおよび３２ｃを有する。そして、取付部３２ｂおよび３２ｃは、それぞれ１つのガイド部６０の下端部を支持している。

［第２実施形態］
　図６は、第２実施形態の台車１０Ａにおけるモータブラケット４２Ａおよび台車フレーム２０Ａの構成を説明するための模式図である。図７は、図６の台車フレーム２０Ａが変位した状態を示した説明図である。なお、第２実施形態において、モータブラケット４２Ａおよび台車フレーム２０Ａの構造以外は、上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

　第２実施形態に係る台車１０Ａは、駆動部４０とガイド部６０とが当接した状態で、駆動部４０をガイド部６０に向けて付勢する第１付勢部材７０をさらに備える。

　第１付勢部材７０は、図６では圧縮コイルばねである。第１付勢部材７０は、ゴムやクッションなどの弾性体でもよい。第１付勢部材７０は、固定用ボルト７１の頭部とモータブラケット４２Ａの上面との間に、圧縮状態で設けられている。図６では、第１付勢部材７０は、幅方向における台車フレーム２０Ａの両側（つまり、両方の側梁２１）にそれぞれ設けられている。

　固定用ボルト７１は、第１付勢部材７０の内側に挿通されている。固定用ボルト７１は、モータブラケット４２Ａに形成された貫通孔４５を通過して、台車フレーム２０Ａの支持面ＳＦに形成されたねじ穴２５に係合することにより、台車フレーム２０Ａに固定されている。貫通孔４５は、支持板部４３を上下方向に貫通している。貫通孔４５の内径は、固定用ボルト７１の軸部の外径よりも大きく、固定用ボルト７１の頭部の外形より小さい。そのため、モータブラケット４２Ａは、台車フレーム２０Ａの上面である支持面ＳＦと、固定用ボルト７１の頭部との間で、上下方向に変位可能である。なお、貫通孔４５の内周面と固定用ボルト７１の軸部の外周面との間には、摺動性および耐摩耗性が高いブッシュなどを設けてもよい。

　第１付勢部材７０は、駆動部４０（モータブラケット４２Ａ）を台車フレーム２０Ａの支持面ＳＦに向けて下方向に付勢している。第１付勢部材７０は、モータブラケット４２Ａに対して、台車フレーム２０Ａの支持面ＳＦに向かう下方向の付勢力Ｆ１を作用させる。第１付勢部材７０は、台車１０Ａの走行中の振動に対して、付勢力Ｆ１によってモータブラケット４２Ａが台車フレーム２０Ａの支持面ＳＦから離れることを抑制する。第１付勢部材７０とモータブラケット４２Ａとの間にスペーサを設けて、第１付勢部材７０の圧縮量を大きくしてもよい。

　ここで、図７に示すように、台車フレーム２０Ａが車軸３０（図１参照）に対して、所定量ＰＡ以上、下向きに変位したと仮定する。モータブラケット４２Ａがガイド部６０と当接することにより、駆動部４０（モータブラケット４２Ａおよびモータ４１）の変位が規制される。第１付勢部材７０は、駆動部４０がガイド部６０により支持（規制）された状態で、駆動部４０をガイド部６０に向けて下方向に付勢する。

　すなわち、台車フレーム２０Ａが下方向へ変位したとき、ガイド部６０によって、モータブラケット４２Ａと台車フレーム２０Ａの支持面ＳＦとの間に間隔ＣＬが形成される。第１付勢部材７０は、この間隔ＣＬに応じて圧縮され、圧縮量に応じた付勢力Ｆ２で、モータブラケット４２Ａをガイド部６０に対して付勢する。第１付勢部材７０は、台車１０Ａの走行中に車輪３１から伝わる振動によってガイド部６０が上下に振動する場合でも、付勢力Ｆ２によってモータブラケット４２Ａがガイド部６０から離れることを抑制する。これにより、第１付勢部材７０は、モータ４１が車軸３０に対して振動することを抑制する。

［第３実施形態］
　図８は、第３実施形態の台車１０Ｂにおける台車フレーム２０Ｂの構成を説明するための模式図である。図９は、図８の台車フレーム２０Ｂが変位した状態を示した説明図である。なお、第３実施形態において、台車フレーム２０Ｂの構造以外は、上記第２実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、上述した第２実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

　第３実施形態に係る台車１０Ｂは、第２付勢部材８０をさらに備える。第２付勢部材８０は、台車フレーム２０Ｂとモータブラケット４２Ａとの間に設けられ、モータブラケット４２Ａを台車フレーム２０Ｂの支持面ＳＦから離れる上方向に付勢する。

　第２付勢部材８０は、図８では圧縮コイルばねである。第２付勢部材８０は、ゴムやクッションなどの弾性体でもよい。第２付勢部材８０は、モータブラケット４２Ａの下面と台車フレーム２０Ｂの上面との間に、圧縮状態で設けられている。図８では、第２付勢部材８０は、幅方向における台車フレーム２０Ｂの両側（両方の側梁２１）にそれぞれ設けられている。

　具体的には、台車フレーム２０Ｂの上面（支持面ＳＦ）には、第２付勢部材８０を収容する凹部２６が形成されている。第２付勢部材８０は、凹部２６内に配置され、内側に固定用ボルト７１の軸部が挿通されている。固定用ボルト７１を固定するためのねじ穴２５は、凹部２６の底面に形成されている。

　これにより、第２付勢部材８０は、モータブラケット４２Ａに対して、台車フレーム２０Ｂの支持面ＳＦから離れる上方向の付勢力Ｆ３を作用させる。図８に示す基準状態で、第２付勢部材８０の付勢力Ｆ３は、第１付勢部材７０の付勢力Ｆ１よりも小さい。付勢力Ｆ１とＦ３との差分に相当する大きさの下向きの付勢力によってモータブラケット４２Ａが支持面ＳＦに押圧されるので、台車フレーム２０Ｂが上下に振動する場合でも、モータブラケット４２Ａが支持面ＳＦから離れることが抑制される。

　図９に示すように、台車フレーム２０Ｂが車軸３０に対して下向きに変位し、ガイド部６０と当接したモータブラケット４２Ａと台車フレーム２０Ｂの支持面ＳＦとの間に間隔ＣＬが形成されたと仮定する。

　第３実施形態では、第２付勢部材８０は、モータブラケット４２Ａが台車フレーム２０Ｂの支持面ＳＦから離れてガイド部６０上に支持された状態でも、依然として、モータブラケット４２Ａを上方向に付勢する。言い換えると、基準状態（図８参照）において第２付勢部材８０が予め圧縮された予圧縮量が、モータブラケット４２Ａとガイド部６０とが当接するための所定量ＰＡよりも、大きい。第２付勢部材８０の付勢力Ｆ４は、台車フレーム２０Ｂがモータブラケット４２Ａを支持する支持力として働く。

　このため、第２付勢部材８０は、モータブラケット４２Ａからガイド部６０に作用する荷重を、付勢力Ｆ４の分だけ軽減する。上記の通り、ガイド部６０に作用する重量は、軸ばね３３よりも下側の「ばね下重量」に含まれる。一方、第２付勢部材８０の付勢力Ｆ４は、台車フレーム２０Ｂ、軸ばね３３を介して車軸３０の非回転部３２によって支持されるため、「ばね下重量」には含まれない。そのため、第３実施形態では、ガイド部６０によってモータブラケット４２Ａ（駆動部４０）の重量を支持する場合でも、付勢力Ｆ４の分だけばね下重量が低減される。

［実施形態の作用効果］
　第１の態様に係る台車は、台車フレーム２０と、軸ばね３３を介して台車フレーム２０を支持する非回転部３２を含む、車軸３０と、車軸３０が挿通された中空形状のモータ４１と、モータ４１を保持し、上方向に相対移動可能な状態で台車フレーム２０に支持されたモータブラケット４２と、を含む、駆動部４０と、モータ４１と車軸３０とを、動力伝達可能に連結する継手部５０と、非回転部３２に設けられ、台車フレーム２０が車軸３０に対して所定量ＰＡ以上変位した場合に駆動部４０と当接して、駆動部４０の車軸３０に対する変位を規制するガイド部６０と、を備える。

　第１の態様に係る台車は、上方向に相対移動可能な状態で駆動部４０を台車フレーム２０に支持させることにより、駆動部４０の重量が軸ばね３３よりも上側の台車フレーム２０に作用するので、駆動部４０を車軸３０によって直接支持する場合と比べて、ばね下重量を低減できる。そして、台車フレーム２０が所定量ＰＡ以上変位した場合には、ガイド部６０が駆動部４０と当接して駆動部４０（すなわち、モータ４１）の変位を規制するので、モータ４１の変位を所定量ＰＡの範囲内に抑制できる。これらにより、モータ４１が継手部５０を介して車軸３０に直接接続される構造の台車１０におけるばね下重量の増大を抑制しつつ、継手部５０に要求される変位許容量を小さくすることができる。その結果、継手部５０の要求設計仕様が緩和されるので、継手部５０の設計の自由度を高めることができる。また、継手部５０が吸収すべき相対変位量が制限されるので、継手部５０に作用する応力振幅が小さくなり、その結果、継手部５０の長寿命化を図ることができる。

　第２の態様に係る台車は、駆動部４０とガイド部６０とが当接した状態で、駆動部４０をガイド部６０に向けて付勢する第１付勢部材７０をさらに備える。これにより、台車フレーム２０Ａが所定量ＰＡ以上変位して、ガイド部６０が駆動部４０と当接した状態で、第１付勢部材７０により駆動部４０がガイド部６０に対して押圧される。そのため、台車１０Ａの走行中に車輪３１から伝わる振動によってガイド部６０が上下に振動する場合でも、付勢力によって駆動部４０がガイド部６０から離れることが抑制されるので、モータ４１が車軸３０に対して振動することを抑制することができる。

　第３の態様に係る台車は、台車フレーム２０Ｂとモータブラケット４２との間に設けられ、モータブラケット４２を台車フレーム２０Ｂの支持面ＳＦから離れる上方向に付勢する第２付勢部材８０をさらに備える。これにより、台車フレーム２０Ｂが所定量ＰＡ以上変位して、ガイド部６０が駆動部４０と当接した状態で、駆動部４０の重量を第２付勢部材８０の付勢力Ｆ４の分だけ台車フレーム２０Ｂ側（軸ばね３３よりも上側）に分担させることができるので、ばね下重量を低減することができる。

　第４の態様に係る台車では、所定量ＰＡは、継手部５０の上下方向の変位許容量よりも小さい。これにより、モータ４１の車軸３０に対する相対変位を、継手部５０が許容できる範囲内に収めることができる。言い換えると、モータ４１の車軸３０に対する相対変位を所定量ＰＡ以内に制限することによって、継手部５０が許容しなければならない変位量を小さくできるので、継手部５０の要求設計仕様を緩和でき、継手部５０の長寿命化を図ることができる。

　第５の態様に係る台車では、ガイド部６０は、台車フレーム２０の車軸３０に対する変位が所定量ＰＡ未満の場合に、駆動部４０と非接触となる位置に設けられている。これにより、台車フレーム２０の変位が所定量ＰＡ未満の場合には、駆動部４０の重量がガイド部６０を介して車軸３０に直接加わることがないので、ばね下重量を効果的に低減できる。

　なお、本明細書では、モータブラケット４２が図２等で示したように平行に相対変位するものとして説明したが、モータブラケット４２が片側だけ相対変位する場合（すなわち、車軸３０に対して、台車フレーム２０が傾く場合）でも、当該片側の変位量をガイド部６０によって制限できるので、上記と同じ効果を得ることができる。

［変形例］
　なお、上述した実施形態では、ガイド部６０が、駆動部４０のうち、モータブラケット４２（支持板部４３）の下面と当接して、駆動部４０の変位を規制する例を示したが、ガイド部６０は、駆動部４０のどの部位と当接してもよい。図１０は、第１変形例による台車１０Ｃを示した模式図である。図１０の例では、ガイド部６０が、モータブラケット４２の連結部４４に設けた当接片４６と当接することにより、駆動部４０の車軸３０に対する変位を規制する。この例では、ガイド部６０は、車軸３０の非回転部３２から上方に延びた後、上端部で幅方向内側に屈曲したＬ字状のブラケットにより構成されている。そして、当接片４６は、連結部４４の幅方向外側の側面から、ガイド部６０の上方位置まで、幅方向外側に向けて突出する。これにより、台車フレーム２０の下方変位に伴って駆動部４０が下方変位すると、ガイド部６０が当接片４６と当接して駆動部４０の変位を規制するとともに駆動部４０を支持する。この他、ガイド部６０は、例えばモータ４１のハウジングの一部、またはハウジングに設けた当接片と当接してもよい。

　また、ガイド部６０は、車軸３０の非回転部３２と別体で設けられていなくてもよい。つまり、ガイド部６０は、非回転部３２（ベアリングハウジング）に一体形成された突起などでもよい。

　また、上述した実施形態では、モータブラケット４２（支持板部４３）が、台車フレーム２０の上面上に載置される例（台車フレーム２０の上面が支持面ＳＦである例）を示したが、モータブラケット４２は台車フレーム２０の上面以外の部位に載置されてもよい。図１０の例では、モータブラケット４２は、台車フレーム２０の側梁２１の内側側面に設けられたＬ字状の支持ブラケット２７に支持されている。支持ブラケット２７の先端部の上面が、支持面ＳＦである。この他、モータブラケット４２は、ブラケット等により、台車フレーム２０（側梁２１）よりも下側位置で支持されていてもよい。

　また、上述した実施形態では、幅方向において、車軸３０の一対の車輪３１の内側に、非回転部３２、軸ばね３３およびガイド部６０が配置される例を示したが、これらの各部が一対の車輪３１の外側に配置されてもよい。図１１は、一対の車輪３１の外側に、非回転部３２、軸ばね３３およびガイド部６０が配置された第２変形例による台車１０Ｄを示した模式図である。

　また、上述した実施形態では、継手部５０が弾性変形可能なカップリング５２を有するたわみ継手である例を示したが、継手部５０の構造は特に限定されず、たわみ継手以外の継手であってもよい。

　１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ　台車
　２０、２０Ａ、２０Ｂ　台車フレーム
　３０　車軸
　３２　非回転部
　４０　駆動部
　４１　モータ
　４２、４２Ａ　モータブラケット
　５０　継手部
　６０　ガイド部
　７０　第１付勢部材
　８０　第２付勢部材
　ＰＡ　所定量
　ＳＦ　支持面

Claims

　台車フレームと、
　軸ばねを介して前記台車フレームを支持する非回転部を含む、車軸と、
　前記車軸が挿通された中空形状のモータと、前記モータを保持し、上方向に相対移動可能な状態で前記台車フレームに支持されたモータブラケットと、を含む、駆動部と、
　前記モータと前記車軸とを、動力伝達可能に連結する継手部と、
　前記非回転部に設けられ、前記台車フレームが前記車軸に対して所定量以上変位した場合に前記駆動部と当接して、前記駆動部の前記車軸に対する変位を規制するガイド部と、を備える、
　台車。
　前記駆動部と前記ガイド部とが当接した状態で、前記駆動部を前記ガイド部に向けて付勢する第１付勢部材をさらに備える、
　請求項１に記載の台車。
　前記台車フレームと前記モータブラケットとの間に設けられ、前記モータブラケットを前記台車フレームの支持面から離れる上方向に付勢する第２付勢部材をさらに備える、
　請求項２に記載の台車。
　前記所定量は、前記継手部の上下方向の変位許容量よりも小さい、
　請求項１～３のいずれか１項に記載の台車。
　前記ガイド部は、前記台車フレームの前記車軸に対する変位が前記所定量未満の場合に、前記駆動部と非接触となる位置に設けられている、
　請求項１～３のいずれか１項に記載の台車。