JP2021084469A

JP2021084469A - 車輪とその車輪を備えた台車

Info

Publication number: JP2021084469A
Application number: JP2019213057A
Authority: JP
Inventors: 知樹前田; Tomoki Maeda; 正利高松; Masatoshi Takamatsu
Original assignee: Taka Electronics Co Ltd; Toko Sangyo Co Ltd
Current assignee: Taka Electronics Co Ltd; Toko Sangyo Co Ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-06-03

Abstract

【課題】台車自体の軽量化と台車重心を下げて走行性能を向上させる。【解決手段】車輪２は、軌道Ｒを走行する台車３のブラケット８に取り付けられる。車輪２は、ホイール１０とモータ１５とを備えて構成される。モータ１５は、モータ本体１６と駆動軸１７とを備え、このホイール１０内に駆動軸１７をホイール１０の軸心と合致させて装着される。駆動軸１７の両端部１７Ａ、１７Ｂは、ブラケット８に締結具２７，２８で固定される。モータ本体１６は、保持部材２０、２１によりホイール１０に保持される。モータ１５が駆動されると、モータ本体１６とホイール１０が一体に回転駆動するようになっている。ホイール１０の円環部１１には、環状弾性部材１３が装着され、走行時の振動が抑制される。モータ本体１６の軸方向内側突出端部１６Ｇには、ブレーキディスク３２が設けられ、制動装置３０のブレーキパッド３１が圧接されるようになっている。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道等の軌道を走行する作業用の台車の車輪とその車輪を備えた台車に関するものである。

一般に、鉄道で用いられる作業用の自走台車は、作業用の人員や荷物を載せて作業現場に移動するのに用いられる。従来、台車には、エンジンを搭載し、このエンジンの回転駆動力を減速装置で減速して車輪の車軸に伝達するようにしていたが、近年、作業の静粛性が求められるようになり、駆動装置に電動機を用いた台車が提案されている。このような電動機を用いた台車として、例えば、電動機の外周を弾性体でくるみ、この弾性体の外側に鉄輪をかぶせるようにした車輪が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ホイールマウント内にモータを設け、このモータとホイールマウントの間に減速装置を設け、モータの駆動力を減速してホイールマウントに伝達する車輪が提案されている（例えば、特許文献２参照）

特開２００３−２２０９４４号公報中国実用新案登録２０７９３１７２０号公報

上記電動機と鉄輪の間に弾性体を設けた車輪では、車輪の直径を大きくして弾性体を配置する空隙を確保しなければならず、車輪の大径化が台車自体の重量化を招くという問題がある。また、モータとホイールマウントの間に減速装置を設けた車輪でも、車輪の大型化、重量化が避けられず、台車が重量化してしまうという問題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、車輪自体のコンパクト化を図るとともに、台車を軽量化するだけでなく重心位置を下げて走行性能を向上させることができる車輪とその車輪を備えた台車を提供することを目的としている。

本発明に係る車輪は、軌道を走行する台車に支持される車輪であって、軌道に載置されるホイールと、このホイール内に駆動軸をホイールの軸心と合致させて装着された電動機とを備え、駆動軸を台車側に固定し、電動機本体をホイールと一体に回転駆動させることを特徴としている。

本発明に係る車輪では、軌道を走行する台車に支持される車輪であって、軌道に載置されるホイールと、このホイール内に駆動軸をホイールの軸心と合致させて装着された電動機とを備え、駆動軸を台車側に固定し、電動機本体をホイールと一体に回転駆動させることにより、車輪を電動機の大きさに応じた径とすることができ、車輪を小型軽量化することができる。また、台車自体の軽量化を図る一方、車輪側には、電動機が設けられることにより、台車全体の重心を低くすることができるので走行時の安定性を向上させることができる。

また、上記本発明に係る車輪では、駆動軸は、台車に設けられた支持部材に連結されることが好ましい。このように構成することにより、駆動軸を確実に固定して本体の回転の安定化を図ることができる。しかも、駆動軸端は固定されているので、駆動軸端に外部から電力を導く電導線を接続することができる。さらに、ホイールの左右開口側には、電動機本体をホイールに保持する保持部材を設けるようにすることが好ましい。このように構成することにより、本体をホイールに確実かつ容易に保持することができる。また、保持部材は、ホイールに形成されたリブ部に係止されて電動機本体に取り付けられるようにすることが好ましい。このように構成することにより、電動機本体をホイールに確実に保持することができる。さらに、電動機本体の軸方向内側には、電動機本体と一体回動し、制動装置のブレーキパッドが圧接されるブレーキディスクを設けるようにすることが好ましい。このように構成することにより、制動装置をコンパクト化することができる。また、支持部材には、ブレーキパッドを進退動作させる制動装置の操作部が設けられるようにすることが好ましい。このように構成することにより、台車の下側の空間を有効に利用することができる。しかも、制動装置が台車の下側に配置されるので、台車全体の重心をより低くすることができ、走行性能がより安定化する。さらに、ホイールには、外周面に環状防振部材を装着することが好ましい。このように構成することにより、防振効果が得られる。

本発明に係る台車は、請求項１ないし７のうちいずれか１に記載の車輪を備えたことを特徴としている。

本発明に係る台車は、請求項１ないし７のうちいずれか１に記載の車輪を備えたことにより、車輪の径に応じた電動機を選択することができ、車輪を小型軽量化することができるので、台車を軽量化することができる。

本発明に係る車輪では、軌道を走行する台車に支持される車輪であって、軌道に載置されるホイールと、このホイール内に駆動軸をホイールの軸心と合致させて装着された電動機とを備え、駆動軸を台車側に固定し、電動機本体をホイールと一体に回転駆動させるようにしたので、車輪を小型軽量化することができ、台車の軽量化を図ることができる。また、台車自体の軽量化を図る一方、車輪側には、電動機が設けられることにより、台車全体の重心を低くすることができるので走行時の安定性を向上させることができる。

また、本発明に係る台車では、請求項１ないし７のうちいずれか１に記載の車輪を備えるようにしたので、車輪が小型軽量化され、台車も軽量化することができる。また、台車自体の軽量化を図る一方、車輪側には、電動機が設けられることにより、台車全体の重心を低くすることができるので走行時の安定性を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車輪を備えた台車を示す全体図である。図２は、本発明の一実施形態に係る車輪を示す断面図である。図３の（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図２の車輪の組み立て状態を示す分解斜視図および組み立て後の斜視図である。図４の（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、車輪のホイールを示す斜視図および保持部材を示す斜視図である。図５は、台車に図２の車輪が取り付けられた状態を示す斜視図である。図６は、台車に制動装置が取り付けられた状態を説明図である。

以下、図面に示す一実施形態により本発明を説明する。本発明の一実施形態に係る車輪２は、図１に示すように、鉄道等の軌道Ｒ上を自走する作業用台車３に設けられる。台車３は、枠体５と、枠体５の前後両端側にそれぞれ設けられた踏み板６と、枠体５に支持された座席７と、車輪２とを備えて構成される。車輪２は、図１および図２に示すように、枠体５の四辺角部下側に設けられたブラケット（支持部材）８に取り付けられる。車輪２は、図２および図３の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、金属製（本実施形態ではアルミ製）の円環状ホイール１０を備えて構成される。ホイール１０は、軌道上面に載置される中空の円環部１１と、この円環部１１に連続し軌間方向の軸方向内側に拡径して形成されるフランジ部１２とを有している。円環部１１の外周には、ゴム製の環状弾性部材（環状防振部材）１３が装着される。また、円環部１１とフランジ部１２のそれぞれの内周面１１Ａ、１２Ａには、周方向に所定の間隔を隔てて軸心方向に延びるリブ（リブ部）１４が形成される。

ホイール１０には、モータ（電動機）１５が装着される。モータ１５は、モータ本体（本体）１６とこのモータ本体１６から左右両側に突出する駆動軸１７とを備えて構成される。モータ１５は、モータ本体１６がホイール１０内に収容されると、ハウジング１６Ａの外側フランジ部１６Ｂに形成された折曲端部１６Ｃがリブ１４に当接するようになっている。ホイール１０に収容されたモータ本体１６は、ホイール１０の左右両開口側からそれぞれ金属製の保持部材２０、２１が嵌め入れられ、これら保持部材２０、２１によりホイール１０に保持されるようになっている。

内側の環状保持部材２０には、リブ１４に対応した切り欠き部２０Ａが形成される。保持部材２０は、内周面２０Ｂがハウジング１６Ａの内側フランジ部１６Ｄに形成された折曲端部外周面１６Ｅと合致して形成されるとともに、周方向にねじ穴２０Ｃが形成される。この保持部材２０は、ホイール１０内のモータ本体１６に取り付ける際、リブ１４に切り欠き部２０Ａを嵌め入れ、折曲端部外周面１６Ｅが内周面２０Ｂに当接されると、ねじ２５でモータ本体１６に固定されるようになっている。外側の保持部材２１は、環状部２３とこの環状部２３の外側に形成された蓋部２４をとを備えて構成される。環状部２３には、リブ１４に対応した切り欠き部２１Ａが形成される。蓋部２４は外縁が、ホイール１０の円環部１１の外端面１１Ｂを覆うようになっている。また、蓋部２４は中央にモータ本体１６の外側端部１６Ｆを露出させる円孔２４Ａが穿設されている。さらに、保持部材２１は、環状部２３側と蓋部２４側にそれぞれ、周方向にねじ穴２１Ｃが形成される。この保持部材２１は、モータ本体１６に取り付ける際、リブ１４に環状部２３の切り欠き部２１Ａを嵌め入れて蓋部２４の外周縁部が円環部１１の外端面１１Ｂを覆って当接されると、ねじ２６でモータ本体１６に固定されるようになっている。このように、ホイール１０にモータ１５を装着し、台車の内外側から、すなわち、ホイール１０の左右側から保持部材２０、２１をリブ１４に嵌め入れて、ねじ２５、２６でモータ本体１６に固定すると、モータ本体１６はホイール１０に確実に保持され、一体動するようになっている。

ところで、本実施形態に係る車輪２は、図１、図２および図５に示すように、駆動軸１７の左右方向両端部１７Ａ、１７Ｂが、台車３に設けられたブラケット８に連結されて固定される。すなわち、モータ本体１６側がホイール１０と一体に回動するようになっている。ブラケット８は、２片の左右各支持部８Ａ、８Ｂを連結して断面コ字状に形成される。駆動軸１７の左右両端部１７Ａ、１７Ｂは、各支持部８Ａ、８Ｂに形成された孔に差し入れられ、これら支持部８Ａ、８Ｂが連結されると、支持部８Ａ、８Ｂから外方に突出するようになっている。駆動軸１７の左右両端部１７Ａ、１７Ｂは、締結具２７、２８により支持部８Ａ、８Ｂに固定される。駆動軸１７の左右両端部１７Ａ、１７Ｂのうち、軌道Ｒの外方に突出する外側端部１７Ａからは電導線１８が延出され、台車３に搭載されたバッテリ（電力源）１９に接続されるようになっている。台車３には、バッテリ１９とともに車輪２の駆動を制御する制御装置（図示せず）が搭載される。つまり、車輪２の走行方向と走行速度は、台車３に乗車した作業員が制御装置を操作することにより行われるようになっている。

また、モータ本体１６の軸方向内側突出端部１６Ｇには、ブレーキディスク３２が設けられ、制動装置３０のブレーキパッド３１が圧接されるようになっている。制動装置３０は、台車３上のブレーキ操作桿（図示せず）と、この操作桿とワイヤを介して接続されたブレーキパッド操作具（操作部）３３と、このブレーキパッド操作具３３により進退動作されるブレーキパッド３１と、ブレーキパッド３１の進退動作によりブレーキパッド３１が圧接されるブレーキディスク３２とを備えて構成される。ブレーキパッド操作具３３は、図２および図６に示すように、ブラケット８の内側支持部８Ｂに取り付けられるようになっている。制動装置３０の操作は、台車３に乗車した作業員が図示しない操作桿を操作することにより行われる。

次に、上記実施形態に係る車輪２の動作について説明する。上記実施形態に係る車輪２は、台車３の枠体５の四辺角部下側に設けられたブラケット８に、モータ１５の駆動軸両端部１７Ａ、１７Ｂが連結され締結具２７、２８で固定され、モータ本体１６が保持部材２０、２１によりホイール１０に装着されるようになっている。このため、車輪２が駆動されると、回転駆動力は駆動軸１７を介してモータ本体１６に伝達され、モータ本体１６と一体にホイール１０が回転駆動されるようになっている。このように、台車の左右の車輪間を連結する車軸が不要となり、ホイール１０をモータ１５の径に応じた大きさとすることができ、車輪を小型軽量化することができ、台車自体の軽量化を図ることができる。しかも、台車下側の車輪側に、モータが設けられるので、台車全体の重心を低くすることができる。このため、走行時の走行安定性を向上させることができる。

また、ホイール１０の円環部１１に環状弾性部材１３が装着されているので、走行時の振動が抑制される。さらに、駆動軸２７は、ブラケット８に締結具２７、２８により固定されているので、固定を確実にしてモータ本体１６の回転の安定化を図ることができる。しかも、駆動軸端１７Ａ、１７Ｂは固定されているので、これら駆動軸端１７Ａ、１７Ｂの一方から外部からの電力を導く電導線を接続することができる。また、保持部材２０、２１によりホイールの左右開口からモータ本体１６をホイール１０に保持するようにしているので、モータ本体１６をホイール１０に確実かつ容易に装着して保持することができる。さらに、モータ本体１６の軸方向内側に、制動装置３０のブレーキディスク３２を設けているので、制動装置３０をコンパクト化することができる。さらに、ブレーキパッド操作具３３をブラケット８に設けているので、台車３の下側の空間を有効に利用することができる。しかも、台車３の下側に配置されるので、台車全体の重心をより低くすることができ、走行性能がより安定化する。

また、本発明の他の実施形態に係る台車３は、上記構成を備えた車輪２を備えて構成される。このため、車輪を小型軽量化することができ、台車自体の軽量化を図ることができる。しかも、台車下側の車輪側に、モータが設けられるので、台車全体の重心を低くすることができる。このため、走行時の走行安定性を向上させることができる。

なお、上記実施形態では、モータ本体１６を保持部材２０、２１によりホイール１０に保持させるようにしているがこれに限られるものではなく、モータ本体１６のハウジング１６がホイール１０に取り付けられていればよい。また、上記実施形態では、駆動軸１７を枠体５の下側に設けたブラケット８を介して台車３側に連結しているがこれに限られるものではなく、台車３の枠体５に取り付け、台車３の重心位置をより下げるようにしてもよい。さらに、電導線１８を駆動軸１７の外側端部１７Ａから引き出すようにしているがこれに限られるものではなく、駆動軸１７の内側端部１７Ｂから引き出すようにしてもよい。

２車輪
３台車
８ブラケット（支持部材）
１０ホイール（ホイール）
１５モータ（電動機）
１６モータ本体（電動機本体）
１７駆動軸

Claims

軌道を走行する台車に支持される車輪であって、
軌道に載置されるホイールと、このホイール内に駆動軸をホイールの軸心と合致させて装着された電動機とを備え、駆動軸を台車側に固定し、電動機本体をホイールと一体に回転駆動させることを特徴とする車輪。
駆動軸は、台車に設けられた支持部材に連結されることを特徴とする請求項１に記載の車輪。
ホイールの左右開口側には、電動機本体をホイールに保持する保持部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の車輪。
保持部材は、ホイールに形成されたリブ部に係止されて電動機本体に取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の車輪。
電動機本体の軸方向内側には、電動機本体と一体回動し、制動装置のブレーキパッドが圧接されるブレーキディスクを設けたことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１に記載の車輪。
支持部材には、ブレーキパッドを進退動作させる制動装置の操作部が設けられることを特徴とする請求項５に記載の車輪。
ホイールには、外周面に環状防振部材を装着したことを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１に記載の車輪。
請求項１ないし７のうちいずれか１に記載の車輪を備えたことを特徴とする台車。