JP2024016566A - 台車 - Google Patents

Abstract

【課題】車軸に対するモータの相対変位を吸収することができる台車を提供する。【解決手段】台車は、台車フレームと、台車フレームの下方に位置し、水平方向に延びる車軸と、台車フレームに対して上下方向に相対変位可能に設けられ、車軸を車軸の軸線回りに回転させるモータと、車軸とモータの駆動軸とを同軸に連結する動力伝達継手と、モータの外面に設けられて、外面から突出して水平方向に延在するモータブラケットと、台車フレームとモータブラケットとを上下方向に接続し、台車フレームに対するモータブラケットの上下方向の位置を変更する接続部と、モータブラケットの上下方向の位置を変更する接続部の動作を規定する上下位置保持機構と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、台車に関する。

特許文献１には、モータのトルクを直接車軸に伝達する構造の鉄道車両用直接駆動式電動台車が開示されている。この台車は、モータを固定支持する台車フレームを備える。

特開平１１－３０１４７１号公報

ところで、例えば車両に乗員が乗降すると、台車フレームの重量が変化して、台車フレームが上下に変動する。特許文献１に記載の台車では、台車フレームの上下変動に伴ってモータが変位し、車軸に対するモータの相対変位が生じてしまう。車軸に対するモータの相対変位は、動力伝達効率の低下や、走行時の振動の増大等の原因となる。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、車軸に対するモータの相対変位を吸収することができる台車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る台車は、台車フレームと、前記台車フレームの下方に位置し、水平方向に延びる車軸と、前記台車フレームに対して上下方向に相対変位可能に設けられ、前記車軸を前記車軸の軸線回りに回転させるモータと、前記車軸と前記モータの駆動軸とを同軸に連結する動力伝達継手と、前記モータの外面に設けられて、前記外面から突出して水平方向に延在するモータブラケットと、前記台車フレームと前記モータブラケットとを上下方向に接続し、前記台車フレームに対する前記モータブラケットの上下方向の位置を変更する接続部と、前記モータブラケットの上下方向の位置を変更する前記接続部の動作を規定する上下位置保持機構と、を備える。

本開示の台車によれば、車軸に対するモータの相対変位を吸収することができる。

本開示の第一実施形態に係る台車の構成を示す図である。 本開示の第一実施形態に係る接続部及び上下位置保持機構の構成を示す図である。 本開示の第一実施形態に係る接続部及び上下位置保持機構の構成を示す図である。 本開示の第二実施形態に係る接続部及び上下位置保持機構の構成を示す図である。 本開示の第三実施形態に係る接続部及び上下位置保持機構の構成を示す図である。 本開示の第三実施形態に係る上下位置保持機構を下方から見た図である。

＜第一実施形態＞
以下、本開示の第一実施形態に係る台車１０について、図１から図３を参照して説明する。

（車両）
図１に示すように、本実施形態の台車１０が用いられる車両１は、例えば鉄道車両である。車両１は、車体２と、台車１０とを備える。車体２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。

以下では、鉛直上下方向を単に「上下方向」と称し、車両１の走行方向を単に「前後方向」と称する場合がある。

（台車）
台車１０は、車体２を下方から支持するともに、地面に沿うレールＬ上を走行する。レールＬは、一方向に延びている。レールＬは、レールＬの長手方向に直交する方向に対向して一対設けられている。台車１０は、台車フレーム２０と、車軸１１と、保持機構１２と、車輪１３と、軸ばね１４と、モータ１５と、動力伝達継手１６と、モータブラケット１９と、接続部３０と、上下位置保持機構４０とを備える。

（台車フレーム）
台車フレーム２０は、レールＬから上方に離間する位置に設けられている。台車フレーム２０は、車体２を下方から支持する。すなわち、台車フレーム２０は、乗員の重量を下方から支持する。台車フレーム２０は、水平方向に延在する枠体である。

（車軸）
車軸１１は、台車フレーム２０の下方に位置している。車軸１１は、水平方向に延びる円柱状に形成されている。
以下、車軸１１の軸線Ｏを単に「軸線Ｏ」と称し、軸線Ｏの径方向を単に「径方向」と称する場合がある。軸線Ｏ方向は、レールＬの長手方向と直交している。すなわち、軸線Ｏ方向は、前後方向と直交している。

（保持機構）
保持機構１２は、車軸１１を保持する部材である。保持機構１２は、モータ１５を挟んで軸線Ｏ方向両側に一対設けられている。各保持機構１２は、軸線Ｏ方向でモータ１５と車輪１３との間に設けられている。保持機構１２は、軸受箱１２ａと、軸受１２ｂと、を備える。軸受箱１２ａは、車軸１１を上下方向から挟み込むように設けられている。軸受１２ｂは、車軸１１と軸受箱１２ａとの間に設けられている。軸受１２ｂは、車軸１１を軸線Ｏ回りに回転可能に支持している。

（車輪）
車輪１３は、車軸１１の軸線Ｏ方向両端に１つずつ設けられている。車輪１３は、円板状に形成されている。車輪１３の板厚方向は、軸線Ｏ方向と一致する。車輪１３は、中央部で車軸１１の端部と連結されている。車輪１３は、車軸１１に固定され、車軸１１と一体に回転する。車輪１３は、レールＬ上を回転移動する。

（軸ばね）
軸ばね１４は、台車フレーム２０と保持機構１２との間に設けられている。軸ばね１４は、台車フレーム２０と軸受箱１２ａとを上下方向に接続している。軸ばね１４は、上下方向に延びるコイルばねであり、上下方向の振動を吸収する。軸ばね１４は、台車フレーム２０を下方から支持している。このため、乗員の乗降によって重量が変化すると、台車フレーム２０は上下に変動する。

（モータ）
モータ１５は、台車フレーム２０の下方であって、軸線Ｏ方向で一対の車輪１３の中間位置に設けられている。モータ１５は、台車フレーム２０に対して上下方向に相対変位可能に設けられている。モータ１５は、車軸１１を軸線Ｏ回りに回転させる。モータ１５は、ダイレクトドライブ方式のモータ１５である。モータ１５は、ステータ１５ａと、ロータ１５ｂと、駆動軸１５ｃと、を有する。ステータ１５ａは、中心軸線が車軸１１の軸線Ｏに沿う円筒状に形成されている。ロータ１５ｂは、ステータ１５ａの径方向内側に設けられている。ロータ１５ｂは、ステータ１５ａと同様に、中心軸線が車軸１１の軸線Ｏに沿う円筒状に形成されている。ロータ１５ｂは、ステータ１５ａに挿通され、軸線Ｏ回りに回転する。駆動軸１５ｃは、ステータ１５ａと同様に、中心軸線が車軸１１の軸線Ｏに沿う円筒状に形成された中空軸である。駆動軸１５ｃは、ロータ１５ｂに挿通され、ロータ１５ｂの内周面に固定されている。駆動軸１５ｃは、ロータ１５ｂと一体に軸線Ｏ回りに回転可能に設けられている。駆動軸１５ｃの軸線Ｏ方向両端部のうち一方の端部には、動力伝達継手１６が設けられている。

（動力伝達継手）
動力伝達継手１６は、軸線Ｏ方向でモータ１５と保持機構１２との間に設けられている。動力伝達継手１６は、車軸１１とモータ１５の駆動軸１５ｃとを同軸に連結し、モータ１５の動力を車軸１１に伝達する。動力伝達継手１６は、モータ側継手部材１６ａと、車軸側継手部材１６ｂと、カップリング１６ｃと、を備える。モータ側継手部材１６ａは、駆動軸１５ｃの外周面から径方向から張り出すフランジ状に形成されている。モータ側継手部材１６ａは、駆動軸１５ｃに固定され、駆動軸１５ｃと一体に軸線Ｏ回りに回転する。車軸側継手部材１６ｂは、車軸１１の外周面に固定されている。車軸側継手部材１６ｂは、筒部１７と、フランジ部１８と、を有する。筒部１７には、車軸１１が圧入されている。フランジ部１８は、筒部１７の外周面から径方向に張り出している。フランジ部１８は、筒部１７と一体に形成されている。カップリング１６ｃは、モータ側継手部材１６ａと、車軸側継手部材１６ｂとの間に設けられている。カップリング１６ｃは、モータ側継手部材１６ａと、車軸側継手部材１６ｂとを接続している。カップリング１６ｃは、弾性変形可能に形成されている。動力伝達継手１６は、カップリング１６ｃを変形させることにより、車軸１１に対するモータ１５の相対変位を吸収する。

（モータブラケット）
図２、図３に示すように、モータブラケット１９は、モータ１５と一体に設けられている。モータブラケット１９は、モータ１５の外面１５ｄに設けられている。モータブラケット１９は、軸線Ｏを挟んで前後方向に２つずつ設けられている。軸線Ｏを挟んで同じ側に設けられた２つのモータブラケット１９は、ステータ１５ａの軸線Ｏ方向の中央を基準として、軸線Ｏ方向に対称に設けられている。また、軸線Ｏを挟んで前側に位置する２つのモータブラケット１９は、軸線Ｏを挟んで後側に位置する２つのモータブラケット１９と前後方向に対称な位置に設けられている。モータブラケット１９は、外面１５ｄから突出して水平方向に延在している。

（接続部）
接続部３０は、台車フレーム２０とモータブラケット１９とを上下方向に接続している。接続部３０は、モータブラケット１９の上下方向の位置を変更する。接続部３０は、モータブラケット１９毎に設けられている。接続部３０は、各モータブラケット１９の軸線Ｏ方向でステータ１５ａの中央側の端部設けられている。本実施形態では、接続部３０は、上下方向に弾性変形可能な弾性部材３０ａである。接続部３０は、例えば上下方向に伸縮するコイルばねである。

（上下位置保持機構）
上下位置保持機構４０は、モータブラケット１９の上下方向の位置を変更する接続部３０の動作を規定することにより、モータ１５の上下方向の位置を保持する。本実施形態では、上下位置保持機構４０は、油圧シリンダ４１と、回路４２と、油圧電磁弁４３とを備える。
なお、図３では、軸線Ｏ方向で動力伝達継手１６とは反対側の接続部３０と上下位置保持機構４０とが図示されている。

（油圧シリンダ）
油圧シリンダ４１は、台車フレーム２０とモータブラケット１９とを上下方向に接続する。油圧シリンダ４１は、モータブラケット１９毎に設けられている。油圧シリンダ４１は、各モータブラケット１９の軸線Ｏ方向でステータ１５ａの中央側とは反対側の端部に設けられている。油圧シリンダ４１は、チューブ４４と、ピストン４５と、ロッド４６とを有する。チューブ４４は、上下方向に延びる円筒状に形成されている。チューブ４４内には、油が充填されている。ピストン４５は、チューブ４４内に設けられている。ピストン４５は、円板状に形成されている。ピストン４５の中心軸線は、チューブ４４の中心軸線と一致している。ピストン４５は、チューブ４４内の油圧によって、チューブ４４内を上下方向に移動可能となっている。ロッド４６は、ピストン４５の上面から上方に延びる柱状に形成されている。ロッド４６は、ピストン４５の上面と台車フレーム２０とを接続している。油圧シリンダ４１は、チューブ４４内の油圧によって上下方向に伸縮可能となっている。

（回路）
回路４２には、油圧シリンダ４１の油が流れる。回路４２は、チューブ４４に油を供給するとともにチューブ４４内から油を排出し、チューブ４４内の油の量を調整するために用いられる。

（油圧電磁弁）
油圧電磁弁４３は、油圧シリンダ４１の油が流れる回路４２の開閉を制御する。油圧電磁弁４３は、外部のインバータ等から台車１０の停車信号を受信し、台車停車信号の有無に応じて、回路４２の開閉を制御する。台車停車時には、油圧電磁弁４３が回路４２を開き、台車走行時には油圧電磁弁４３が回路４２を閉じる。

（作用効果）
以下、本実施形態の台車１０の作用について、図２、図３を参照して説明する。
例えば、乗員の乗車によって台車１０の重量が増加すると、台車フレーム２０に下向きの荷重がかかり、台車フレーム２０が下降する。これに対し、モータ１５には、車軸１１を介して地面から上向きの反力が作用する。弾性部材３０ａは上下方向に縮み、上向きの荷重と下向きの反力が吸収される。これにより、モータ１５の高さが維持される。

反対に、例えば乗員の降車によって台車１０の重量が減少すると、台車フレーム２０にかかる下向きの荷重が減少し、台車フレーム２０が上昇する。弾性部材３０ａが上方に引っ張られて、上下方向に延びる。これにより、台車フレーム２０の上向きの変位が吸収されて、モータ１５の高さが維持される。

また、弾性部材３０ａの伸縮長は、油圧シリンダ４１によって規定される。台車停車時には、油圧電磁弁４３がインバータ等から台車１０の停車信号を受信して、油圧シリンダ４１の油の回路４２を開き、油圧シリンダ４１が伸縮可能となる。これにより、台車停車時には、弾性部材３０ａが上下方向に伸縮可能となり、接続部３０は、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を調整することができる。さらに、台車走行時には油圧電磁弁４３が油の回路４２を閉じて油圧シリンダ４１内の油の量が一定となる。これにより、台車走行時には、弾性部材３０ａの上下方向の伸縮が抑制され、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置が固定される。

以下、本実施形態の台車１０の利点について説明する。
本実施形態では、台車１０は、モータブラケット１９と、接続部３０と、上下位置保持機構４０と、を備える。モータブラケット１９は、モータ１５の外面１５ｄに設けられて、外面１５ｄから突出して水平方向に延在している。接続部３０は、台車フレーム２０とモータブラケット１９とを上下方向に接続し、台車フレーム２０に対するモータブラケット１９の上下方向の位置を変更する。上下位置保持機構４０は、モータブラケット１９の上下方向の位置を変更する接続部３０の動作を規定する。

本実施形態によれば、乗員の乗車によって台車１０の重量が増加すると、台車フレーム２０に下向きの荷重がかかり、台車フレーム２０が下降する。これに対し、接続部３０が台車フレーム２０に対してモータ１５を上昇させる。これにより、モータ１５の高さが維持される。さらに、台車１０が走行を開始すると、上下位置保持機構４０が接続部３０の動作を規定する。これにより、台車１０の走行中においても、モータ１５の高さが維持される。また、反対に、乗員の降車によって台車１０の重量が減少すると、台車フレーム２０にかかる下向きの荷重が減少し、台車フレーム２０が上昇する。この場合は、接続部３０が台車フレーム２０に対してモータブラケット１９が下降するように動作する。これにより、台車フレーム２０の上方の変位が吸収されて、モータ１５の高さが維持される。したがって、乗員の乗降によって台車１０が上下に変動したとしても、本実施形態の台車１０によれば、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を調整し、車軸１１に対するモータ１５の相対変位を吸収することができる。よって、動力伝達継手１６が吸収すべき変位量が少なくなり、動力伝達継手１６の設計の自由度が増大する。さらに、動力伝達継手１６の応力振幅が小さくなるので、動力伝達継手１６の長寿命化を達成することができる。

また、モータ１５には、ダイレクトドライブ方式が採用されており、モータ１５と車軸１１とが動力伝達継手１６を介して直結されている。このため、モータ１５と車軸１１とが例えばギヤボックスを介して接続される場合と比較して、台車１０の重量と体積が低減される。さらに、モータ１５は接続部３０を介して台車フレーム２０に吊り下げられる。これにより、モータ１５の重量の少なくとも一部が台車フレーム２０によって負担されるため、車輪１３及び車軸１１の重量が低減される。よって、レールダメージの低減が可能となる。

本実施形態では、接続部３０は、上下方向に弾性変形可能な弾性部材３０ａである。

本実施形態によれば、乗員の乗車によって台車１０の重量が増加すると、台車フレーム２０に下向きの荷重がかり、台車フレーム２０が下降する。これに対し、モータ１５には、車軸１１を介して地面から上向きの反力が作用する。弾性部材３０ａは上下方向に縮み、上向きの荷重と下向きの反力が吸収される。これにより、モータ１５の高さが維持される。また反対に、乗員の降車によって台車１０の重量が減少すると、台車フレーム２０にかかる下向きの荷重が減少し、台車フレーム２０が上昇する。弾性部材３０ａが上方に引っ張られて、上下方向に延びる。これにより、台車フレーム２０の上向きの変位が吸収されて、モータ１５の高さが維持される。したがって、乗員の乗降によって台車１０が上下に変動したとしても、本実施形態の台車１０によれば、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を調整し、車軸１１に対するモータ１５の相対変位を吸収することができる。

本実施形態では、上下位置保持機構４０は、油圧シリンダ４１と、回路４２と、油圧電磁弁４３と、を有する。油圧シリンダ４１は、台車フレーム２０とモータブラケット１９とを上下方向に接続し、上下方向に伸縮可能である。回路４２には、油圧シリンダ４１の油が流れる。油圧電磁弁４３は、回路４２の開閉を制御する。

本実施形態によれば、台車停車時には油圧電磁弁４３が油の回路４２を開き、油圧シリンダ４１が伸縮可能となる。これにより、台車停車時には、弾性部材３０ａが上下方向に伸縮可能となり、接続部３０は、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を調整することができる。さらに、台車走行時には油圧電磁弁４３が油の回路４２を閉じて油圧シリンダ４１の伸縮が抑制される。これにより、台車走行時には、弾性部材３０ａの上下方向の伸縮が抑制され、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置が固定される。このように、本実施形態よれば、油圧シリンダ４１の伸縮によって弾性部材３０ａの上下方向の伸縮を規定して、台車停車時には台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を調整しつつ、台車走行時には台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を固定して台車１０の走行にともなって発生する振動を抑制・減衰することができる。

＜第二実施形態＞
以下、本開示の第二実施形態に係る台車２１０について、図４を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。

図４に示すように、上下位置保持機構２４０は、ラチェット機構２４１と、電磁アクチュエータ２４２とを有する。ラチェット機構２４１は、第一ラチェット部材２４３と、第二ラチェット部材２４４とを有する。

第一ラチェット部材２４３は、モータブラケット１９から上方に延びている。なお、第一ラチェット部材２４３は、モータブラケット１９から下方に延びていてもよい。本実施形態では、第一ラチェット部材２４３は、モータ１５に対して後方に位置するモータブラケット１９に設けられている。第一ラチェット部材２４３は、上下方向に延在する板状に形成されている。第一ラチェット部材２４３には、モータ１５とは反対側に面する側面に、第一係合溝２４３ａが形成されている。

第二ラチェット部材２４４は、第一ラチェット部材２４３と係合可能に設けられている。第二ラチェット部材２４４は、第一ラチェット部材２４３との係合によって第一ラチェット部材２４３の上下方向の変位を固定する。本実施形態では、第二ラチェット部材２４４は、上下方向に延在する板状に形成されている。第二ラチェット部材２４４は、第一ラチェット部材２４３と対向するように、第一ラチェット部材２４３を挟んでモータ１５とは反対側に配置されている。

第二ラチェット部材２４４には、第一ラチェット部材２４３と対向する側の側面に第二係合溝２４４ａが形成されている。第二係合溝２４４ａは、第一係合溝２４３ａと係合可能に形成されている。第二ラチェット部材２４４は、第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４とが係合する係合位置Ｐ１と、第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４との係合が解除される係合解除位置Ｐ２とに移動可能に設けられている。

電磁アクチュエータ２４２は、係合位置Ｐ１と、係合解除位置Ｐ２とに第二ラチェット部材２４４を移動させる。電磁アクチュエータ２４２は、外部のインバータ等から台車２１０の停車信号を受信し、台車２１０の停車信号の有無に応じて、第二ラチェット部材２４４を移動させる。台車走行時には電磁アクチュエータ２４２が第二ラチェット部材２４４を係合位置Ｐ１に移動させ、台車停車時には電磁アクチュエータ２４２が第二ラチェット部材２４４を係合解除位置Ｐ２に移動させる。

本実施形態では、上下位置保持機構２４０は、第一ラチェット部材２４３と、第二ラチェット部材２４４と、電磁アクチュエータ２４２とを有する。第一ラチェット部材２４３は、モータブラケット１９から上下方向に延びている。第二ラチェット部材２４４は、第一ラチェット部材２４３と係合可能に設けられ、第一ラチェット部材２４３との係合によって第一ラチェット部材２４３の上下方向の変位を固定する。電磁アクチュエータ２４２は、第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４とが係合する係合位置Ｐ１と、第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４との係合が解除される係合解除位置Ｐ２とに第二ラチェット部材２４４を移動させる。

本実施形態によれば、台車走行時には、接続部３０が電磁アクチュエータ２４２によって第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４とを係合させて、第一ラチェット部材２４３の上方の変位を抑制することができる。これにより、台車走行時には、弾性部材３０ａの伸縮が抑制される。さらに、台車停車時には、接続部３０が電磁アクチュエータ２４２によって第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４との係合を解除し、第一ラチェット部材２４３を上下方向に変位可能とする。これにより、台車停車時には、弾性部材３０ａが上下方向に伸縮可能となり、接続部３０は、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向の位置を調整することができる。このように、本実施形態よれば、第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４との係合によって弾性部材３０ａの上下方向の伸縮を規定して、台車停車時には台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を調整しつつ、台車走行時には台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を固定して台車２１０の走行にともなって発生する振動を抑制・減衰することができる。

＜第三実施形態＞
以下、本開示の第三実施形態に係る台車３１０について、図５、図６を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。

図５、図６に示すように、接続部３０は、ボールねじ３３１と、ベアリング３３２とを有する。ボールねじ３３１は、ねじ軸３３３と、動力源（不図示）とを有する。ねじ軸３３３は、台車フレーム２０を上下方向に貫通している。ねじ軸３３３は、ねじ軸３３３のねじ軸線Ｏ１回りに回転して上下方向に変位可能に設けられている。ねじ軸３３３の下端部は、モータブラケット１９に接続されている。動力源は、ねじ軸３３３をねじ軸線Ｏ１回りに回転させ、ねじ軸３３３を上下方向に変位させる。

ベアリング３３２は、台車フレーム２０に設けられている。ベアリング３３２は、ねじ軸３３３をねじ軸線Ｏ１回りに回転可能に保持する。ベアリング３３２は、内輪３３４と、外輪３３５と、を有する。内輪３３４は、ねじ軸３３３が挿入されている。内輪３３４は、ねじ軸３３３とともにねじ軸線Ｏ１回りに回転可能に設けられている。外輪３３５は、台車フレーム２０に固定されている。外輪３３５は、内輪３３４が挿入されて、内輪３３４の下端部が露出するように内輪３３４をねじ軸線Ｏ１回りに回転可能に保持する。外輪３３５の外周面には、ストッパ３３５ａが形成されている。ストッパ３３５ａは、外輪３３５の外周面から外側に張り出して台車フレーム２０と係合している。ストッパ３３５ａは、ボールねじ３３１及びベアリング３３２が台車フレーム２０から下方に脱落するのを防止する。

上下位置保持機構３４０は、位置保持機構本体３４１と、電磁アクチュエータ３４２と、を有する。位置保持機構本体３４１は、内輪３３４の下端部を外周側から囲うように配置されている。本実施形態は、位置保持機構本体３４１は、半円弧部３４１ａと、直線部３４１ｂと、を有する。半円弧部３４１ａは、上下方向から見て、ねじ軸３３３及び内輪３３４を外周側から囲う半円弧状に形成されている。直線部３４１ｂは、上下方向から見て、半円弧部３４１ａの端部からねじ軸３３３から離間する方向に直線状に延びている。直線部３４１ｂは、半円弧部３４１ａと一体に形成されている。直線部３４１ｂは、半円弧部３４１ａと電磁アクチュエータ３４２と接続している。

位置保持機構本体３４１は、内輪３３４と接触して内輪３３４の回転を抑制する接触位置Ｐ３と、内輪３３４から離間した非接触位置Ｐ４との間で移動可能である。
電磁アクチュエータ３４２は、位置保持機構本体３４１を、接触位置Ｐ３と非接触位置Ｐ４とに移動させる。電磁アクチュエータ３４２は、外部のインバータ等から台車３１０の停車信号を受信し、台車３１０の停車信号の有無に応じて、位置保持機構本体３４１を移動させる。台車走行時には電磁アクチュエータ３４２が位置保持機構本体３４１を接触位置Ｐ３に移動させ、台車停車時には電磁アクチュエータ３４２が位置保持機構本体３４１を非接触位置Ｐ４に移動させる。

本実施形態では、接続部３０は、台車フレーム２０を上下方向に貫通するねじ軸３３３を有するボールねじ３３１を有する。ねじ軸３３３は、ねじ軸３３３のねじ軸線Ｏ１回りに回転して上下方向に変位可能に設けられている。ねじ軸３３３の下端部は、モータブラケット１９に接続されている。

本実施形態によれば、台車停車時には、ボールねじ３３１がねじ軸３３３を回転させて、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を調整することができる。これにより、台車フレーム２０の上方の変位が吸収されて、モータ１５の高さが維持される。

本実施形態では、接続部３０は、ベアリング３３２を有する。ベアリング３３２は、台車フレーム２０に設けられて、ねじ軸３３３をねじ軸線Ｏ１回りに回転可能に保持する。ベアリング３３２は、内輪３３４と、外輪３３５とを有する。内輪３３４にはねじ軸３３３が挿入されている。内輪３３４は、ねじ軸３３３とともにねじ軸線Ｏ１回りに回転可能である。外輪３３５は、台車フレーム２０に固定されている。外輪３３５には、内輪３３４が挿入されている。外輪３３５は、内輪３３４の下端部が露出するように内輪３３４をねじ軸線Ｏ１回りに回転可能に保持する。上下位置保持機構３４０は、接触位置Ｐ３と、非接触位置Ｐ４との間で移動可能な位置保持機構本体３４１と、位置保持機構本体３４１を、接触位置Ｐ３と非接触位置Ｐ４とに移動させる電磁アクチュエータ３４２と、を有する。

本実施形態によれば、台車走行時には、上下位置保持機構３４０が位置保持機構本体３４１をベアリング３３２の内輪３３４と接触させて、ねじ軸３３３の回転を抑制することができる。これにより、台車走行時には、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向の変位を抑制することができる。したがって、台車走行時には、上下位置保持機構３４０が台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を固定して台車３１０の走行にともなって発生する振動を抑制・減衰することができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、上記実施形態では、上下位置保持機構４０，２４０，３４０の例として、上下位置保持機構４０が油圧シリンダ４１と油圧電磁弁４３を有する場合、上下位置保持機構２４０がラチェット機構２４１を有する場合、上下位置保持機構３４０がボールねじ３３１の回転を抑制する位置保持機構本体３４１を有する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、上下位置保持機構４０，２４０，３４０には、外部からアクチュエータで駆動するジャッキ機構や、リニアガイド等用いてもよい。

なお、上記実施形態では、台車１０，２１０，３１０が鉄道車両用台車である場合について説明したが、これに限られない。台車１０，２１０，３１０は、例えば、フォークリフトや人が重量物を運搬する際に手押しで用いる電動アシスト台車に用いられてもよい。

＜付記＞
各実施形態に記載の台車１０，２１０，３１０は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る台車１０，２１０，３１０は、台車フレーム２０と、前記台車フレーム２０の下方に位置し、水平方向に延びる車軸１１と、前記台車フレーム２０に対して上下方向に相対変位可能に設けられ、前記車軸１１を前記車軸１１の軸線Ｏ回りに回転させるモータ１５と、前記車軸１１と前記モータ１５の駆動軸１５ｃとを同軸に連結する動力伝達継手１６と、前記モータ１５の外面１５ｄに設けられて、前記外面１５ｄから突出して水平方向に延在するモータブラケット１９と、前記台車フレーム２０と前記モータブラケット１９とを上下方向に接続し、前記台車フレーム２０に対する前記モータブラケット１９の上下方向の位置を変更する接続部３０，３３０と、前記モータブラケット１９の上下方向の位置を変更する前記接続部３０，３３０の動作を規定する上下位置保持機構４０，２４０，３４０と、を備える。

本態様によれば、台車１０，２１０，３１０の重量が増加すると、台車フレーム２０に下向きの荷重がかかり、台車フレーム２０が下降する。これに対し、接続部３０，３３０が台車フレーム２０に対してモータ１５を上昇させる。これにより、モータ１５の高さが維持される。さらに、台車１０，２１０，３１０が走行を開始すると、上下位置保持機構４０，２４０，３４０が接続部３０，３３０の動作を規定する。これにより、台車１０，２１０，３１０の走行中においても、モータ１５の高さが維持される。

（２）第２の態様の台車１０，２１０は、（１）の台車１０，２１０であって、前記接続部３０は、上下方向に弾性変形可能な弾性部材３０ａであってもよい。

本態様によれば、台車１０，２１０の重量が増加すると、台車フレーム２０に下向きの荷重がかり、台車フレーム２０が下降する。これに対し、モータ１５には、車軸１１を介して地面から上向きの反力が作用する。弾性部材３０ａは上下方向に縮み、上向きの荷重と下向きの反力が吸収される。これにより、モータ１５の高さが維持される。

（３）第３の態様の台車１０は、（２）の台車１０であって、前記上下位置保持機構４０は、前記台車フレーム２０と前記モータブラケット１９とを上下方向に接続し、上下方向に伸縮可能な油圧シリンダ４１と、前記油圧シリンダ４１の油が流れる回路４２と、前記回路４２の開閉を制御する油圧電磁弁４３と、を有してもよい。

本態様によれば、台車停車時には油圧電磁弁４３が油の回路４２を開き、油圧シリンダ４１が伸縮可能となる。これにより、台車停車時には、弾性部材３０ａが上下方向に伸縮可能となり、接続部３０は、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を調整することができる。さらに、台車走行時には油圧電磁弁４３が油の回路４２を閉じて油圧シリンダ４１の伸縮が抑制される。これにより、台車走行時には、弾性部材３０ａの上下方向の伸縮が抑制され、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置が固定される。

（４）第４の態様の台車２１０は、（２）の台車２１０であって、前記上下位置保持機構２４０は、前記モータブラケット１９から上下方向に延びる第一ラチェット部材２４３と、前記第一ラチェット部材２４３と係合可能に設けられ、前記第一ラチェット部材２４３との係合によって前記第一ラチェット部材２４３の上下方向の変位を固定する第二ラチェット部材２４４と、前記第一ラチェット部材２４３と前記第二ラチェット部材２４４とが係合する係合位置Ｐ１と、前記第一ラチェット部材２４３と前記第二ラチェット部材２４４との係合が解除される係合解除位置Ｐ２とに前記第二ラチェット部材２４４を移動させる電磁アクチュエータ２４２と、を有してもよい。

本態様によれば、台車走行時には、接続部３０が電磁アクチュエータ２４２によって第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４とを係合させて、第一ラチェット部材２４３の上方の変位を抑制することができる。これにより、台車走行時には、弾性部材３０ａの伸縮が抑制される。さらに、台車停車時には、接続部３０が電磁アクチュエータ２４２によって第一ラチェット部材２４３と第二ラチェット部材２４４との係合を解除し、第一ラチェット部材２４３を上下方向に変位可能とする。これにより、台車停車時には、弾性部材３０ａが上下方向に伸縮可能となり、接続部３０は、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向の位置を調整することができる。

（５）第５の態様の台車３１０は、（１）の台車３１０であって、前記接続部３３０は、前記台車フレーム２０を上下方向に貫通するねじ軸３３３を有するボールねじ３３１を有し、前記ねじ軸３３３は、前記ねじ軸３３３のねじ軸線Ｏ１回りに回転して上下方向に変位可能に設けられ、前記ねじ軸３３３の下端部は、前記モータブラケット１９に接続されていてもよい。

本態様によれば、台車停車時には、ボールねじ３３１がねじ軸３３３を回転させて、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向位置を調整することができる。

（６）第６の態様の台車３１０は、（５）の台車３１０であって、前記接続部３３０は、前記台車フレーム２０に設けられて、前記ねじ軸３３３を前記ねじ軸線Ｏ１回りに回転可能に保持するベアリング３３２を有し、前記ベアリング３３２は、前記ねじ軸３３３が挿入されて、前記ねじ軸３３３とともに前記ねじ軸線Ｏ１回りに回転可能な内輪３３４と、前記台車フレーム２０に固定されるとともに前記内輪３３４が挿入されて、前記内輪３３４の下端部が露出するように前記内輪３３４を前記ねじ軸線Ｏ１回りに回転可能に保持する外輪３３５と、を有し、前記上下位置保持機構４０は、前記内輪３３４の下端部を外周側から囲うように配置され、前記内輪３３４と接触して前記内輪３３４の回転を抑制する接触位置Ｐ３と、前記内輪３３４から離間した非接触位置Ｐ４との間で移動可能な位置保持機構本体３４１と、前記位置保持機構本体３４１を、前記接触位置Ｐ３と前記非接触位置Ｐ４とに移動させる電磁アクチュエータ３４２と、を有してもよい。

本態様によれば、台車走行時には、上下位置保持機構４０が位置保持機構本体３４１をベアリング３３２の内輪３３４と接触させて、ねじ軸３３３の回転を抑制することができる。これにより、台車走行時には、台車フレーム２０に対するモータ１５の上下方向の変位を抑制することができる。

１…車両 ２…車体 １０…台車 １１…車軸 １２…保持機構 １２ａ…軸受箱 １２ｂ…軸受 １３…車輪 １４…軸ばね １５…モータ １５ａ…ステータ １５ｂ…ロータ １５ｃ…駆動軸 １５ｄ…外面 １６…動力伝達継手 １６ａ…モータ側継手部材 １６ｂ…車軸側継手部材 １６ｃ…カップリング １７…筒部 １８…フランジ部 １９…モータブラケット ２０…台車フレーム ３０…接続部 ３０ａ…弾性部材 ４０…上下位置保持機構 ４１…油圧シリンダ ４２…回路 ４３…油圧電磁弁 ４４…チューブ ４５…ピストン ４６…ロッド ２１０…台車 ２４０…上下位置保持機構 ２４１…ラチェット機構 ２４２…電磁アクチュエータ ２４３…第一ラチェット部材 ２４３ａ…第一係合溝 ２４４…第二ラチェット部材 ２４４ａ…第二係合溝 ３１０…台車 ３３０…接続部 ３３１…ボールねじ ３３２…ベアリング ３３３…ねじ軸 ３３４…内輪 ３３５…外輪 ３３５ａ…ストッパ ３４０…上下位置保持機構 ３４１…位置保持機構本体 ３４１ａ…半円弧部 ３４１ｂ…直線部 ３４２…電磁アクチュエータ Ｌ…レール Ｏ…軸線 Ｏ１…ねじ軸線 Ｐ１…係合位置 Ｐ２…係合解除位置 Ｐ３…接触位置 Ｐ４…非接触位置

Claims (6)

1. 台車フレームと、
   前記台車フレームの下方に位置し、水平方向に延びる車軸と、
   前記台車フレームに対して上下方向に相対変位可能に設けられ、前記車軸を前記車軸の軸線回りに回転させるモータと、
   前記車軸と前記モータの駆動軸とを同軸に連結する動力伝達継手と、
   前記モータの外面に設けられて、前記外面から突出して水平方向に延在するモータブラケットと、
   前記台車フレームと前記モータブラケットとを上下方向に接続し、前記台車フレームに対する前記モータブラケットの上下方向の位置を変更する接続部と、
   前記モータブラケットの上下方向の位置を変更する前記接続部の動作を規定する上下位置保持機構と、
   を備える台車。
2. 前記接続部は、上下方向に弾性変形可能な弾性部材である、請求項１に記載の台車。
3. 前記上下位置保持機構は、
   前記台車フレームと前記モータブラケットとを上下方向に接続し、上下方向に伸縮可能な油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダの油が流れる回路と、
   前記回路の開閉を制御する油圧電磁弁と、
   を有する、
   請求項２に記載の台車。
4. 前記上下位置保持機構は、
   前記モータブラケットから上下方向に延びる第一ラチェット部材と、
   前記第一ラチェット部材と係合可能に設けられ、前記第一ラチェット部材との係合によって前記第一ラチェット部材の上下方向の変位を固定する第二ラチェット部材と、
   前記第一ラチェット部材と前記第二ラチェット部材とが係合する係合位置と、前記第一ラチェット部材と前記第二ラチェット部材との係合が解除される係合解除位置とに前記第二ラチェット部材を移動させる電磁アクチュエータと、
   を有する、請求項２に記載の台車。
5. 前記接続部は、前記台車フレームを上下方向に貫通するねじ軸を有するボールねじを有し、
   前記ねじ軸は、前記ねじ軸のねじ軸線回りに回転して上下方向に変位可能に設けられ、
   前記ねじ軸の下端部は、前記モータブラケットに接続されている、
   請求項１に記載の台車。
6. 前記接続部は、前記台車フレームに設けられて、前記ねじ軸を前記ねじ軸線回りに回転可能に保持するベアリングを有し、
   前記ベアリングは、
   前記ねじ軸が挿入されて、前記ねじ軸とともに前記ねじ軸線回りに回転可能な内輪と、
   前記台車フレームに固定されるとともに前記内輪が挿入されて、前記内輪の下端部が露出するように前記内輪を前記ねじ軸線回りに回転可能に保持する外輪と、
   を有し、
   前記上下位置保持機構は、
   前記内輪の下端部を外周側から囲うように配置され、前記内輪と接触して前記内輪の回転を抑制する接触位置と、前記内輪から離間した非接触位置との間で移動可能な位置保持機構本体と、
   前記位置保持機構本体を、前記接触位置と前記非接触位置とに移動させる電磁アクチュエータと、
   を有する、請求項５に記載の台車。

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