JP2024016569A - 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、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たモータと、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、台車フレームとモータとを接続する接続部と、台車フレームに対するモータの相対位置を固定する固定機構と、固定機構による固定を解除する解除機構と、を備え、接続部は、台車フレームに支持固定される第一支持部と、第一支持部の下端に設けられた中央ピンと、第一支持部に対して中央ピン回りに回転可能に接続され、上下方向に交差するように延びる第二支持部と、第二支持部の延在方向の一端に設けられてモータを懸架する懸架部と、第二支持部の延在方向の他端と台車フレームとを接続し、台車フレームにかかる重量に応じて第二支持部の延在方向の他端と台車フレームとの距離を調整する調整部と、を有する。【選択図】図２

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、車体を下方から支持する台車フレームと、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、前記台車フレームと前記モータとを接続する接続部と、前記台車フレームに対する前記モータの相対位置を固定する固定機構と、前記固定機構による固定を解除する解除機構と、を備え、前記接続部は、前記台車フレームに支持固定される第一支持部と、前記第一支持部の下端に設けられた中央ピンと、前記第一支持部に対して前記中央ピン回りに回転可能に接続され、上下方向に交差する一方向に延びる第二支持部と、前記第二支持部の延在方向の一端に設けられて前記モータを懸架する懸架部と、前記第二支持部の延在方向の他端と前記台車フレームとを接続し、前記台車フレームにかかる重量に応じて前記第二支持部の延在方向の他端と前記台車フレームとの距離を調整する調整部と、を有する。

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台車の要部の構成を示す図である。 本開示の第二実施形態に係る台車の要部の構成を示す図である。 本開示の第三実施形態に係る台車の要部の構成を示す図である。 本開示の第四実施形態に係る台車の要部の構成を示す図である。

＜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、図２を参照して説明する。

（車両）
図１、図２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、乗員が乗り降り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、接続部３０と、調整部４０と、固定機構５０と、解除機構６０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には、車体２が載置される。台車フレーム２０は、車体２内の乗員の重量を下方から支持する。台車フレーム２０は、台車フレーム本体２１と、取付孔２２と、取付ブラケット２３と、を備える。台車フレーム本体２１は、水平方向に延在する枠体である。取付孔２２は、台車フレーム本体２１に設けられ、台車フレーム本体２１を上下方向に貫通している。取付ブラケット２３は、取付孔２２に対応する位置に設けられている。取付ブラケット２３は、側壁部２４と、上壁部２５と、を有する。側壁部２４は、台車フレーム本体２１から立ち上がり、取付孔２２を囲うように設けられている。上壁部２５は、側壁部２４の上端に設けられている。上壁部２５は、取付孔２２を上方から覆うように設けられている。上壁部２５には、挿通孔２５ａが設けられている。挿通孔２５ａの中心軸線は、取付孔２２の中心軸線と一致している。

（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。

（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、第一軸受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。第一軸受１２ｂは、車軸１１と軸受箱１２ａとの間に設けられている。第一軸受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、台車フレーム本体２１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。

（接続部）
接続部３０は、台車フレーム２０とモータ１５とを相対変位可能に接続する。接続部３０は、天秤状に形成されている。接続部３０は、第一支持部３１と、中央ピン３２と、第二支持部３３と、懸架部３４と、を有する。第一支持部３１は、台車フレーム２０から下方に延び、台車フレーム２０に支持固定されている。中央ピン３２は、第一支持部３１の下端に設けられている。第二支持部３３は、中央ピン３２によって、第一支持部３１に接続されている。第二支持部３３は、第一支持部３１に対して中央ピン３２回りに回転可能に接続されている。第二支持部３３は、上下方向に交差する一方向に延びる棒状に形成されている。本実施形態では、第二支持部３３は、軸線Ｏに直交する方向に延びている。第二支持部３３は、長手方向の中央部で第一支持部３１に接続されている。懸架部３４は、第二支持部３３の延在方向の一端に設けられている。懸架部３４は、モータ１５の上部に接続されている。懸架部３４は、モータ１５を懸架する部材であり、本実施形態では、懸架部３４は、ピンジョイントである。

（調整部）
調整部４０は、第二支持部３３の延在方向の他端と台車フレーム２０とを接続する。調整部４０は、台車フレーム２０にかかる重量に応じて第二支持部３３の延在方向の他端と台車フレーム２０との距離を調整する。調整部４０は、ナット４１と、ボルト４２と、第二軸受４３と、を備える。

（ナット）
ナット４１は、第二支持部３３の延在方向の他端に設けられている。ナット４１は、第二支持部３３に対してナット４１の中心軸線回りに回転可能に設けられている。

（ボルト）
ボルト４２は、ナット４１に回転可能に係合して上下方向に延びている。ボルト４２は、台車フレーム２０に対して回転可能に支持されている。ボルト４２は、ボルト本体４２ａと、ヘッド部４２ｂと、を有する。ボルト本体４２ａは、上下方向に延びてナット４１に挿通されている。ボルト本体４２ａには、ナット４１と回転可能に係合するねじ山（不図示）が形成されている。このため、ナット４１は、ボルト４２の回転によって上下方向に変位する。ボルト本体４２ａは、台車フレーム２０の取付孔２２に挿通されている。ボルト本体４２ａは、側面視で台車フレーム２０から下方に突出するように延びている。ボルト本体４２ａの上端部は、取付ブラケット２３の内部に位置している。ヘッド部４２ｂは、ボルト本体４２ａの上端部に設けられている。ヘッド部４２ｂは、取付ブラケット２３の内部に位置している。ヘッド部４２ｂは、台車フレーム２０の取付孔２２及び挿通孔２５ａよりも大径に形成されている。ヘッド部４２ｂと取付ブラケット２３の上壁部２５との間には、第二軸受４３が配置されている。

（第二軸受）
第二軸受４３は、円環状に形成されている。第二軸受４３は、中心軸線が挿通孔２５ａの中心軸線に沿うように配置されている。第二軸受４３の外径は、挿通孔２５ａの内径よりも大きい。

（固定機構）
固定機構５０は、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を固定する。固定機構５０は、ワンウェイクラッチ５１を有する。ワンウェイクラッチ５１は、ボルト４２の回転方向をナット４１が下降する向きに規定する。ワンウェイクラッチ５１は、第一クラッチ部材５２と、第二クラッチ部材５３と、を有する。第一クラッチ部材５２は、ボルト４２のヘッド部４２ｂに取り付けられている。第一クラッチ部材５２は、ヘッド部４２ｂから上方に延び、取付ブラケット２３の挿通孔２５ａに挿通されている。第一クラッチ部材５２は、ボルト４２と一体に回転する。第二クラッチ部材５３は、取付ブラケット２３の上壁部２５の上面に取り付けられている。第二クラッチ部材５３は、第一クラッチ部材５２の上端を囲うように設けられている。第二クラッチ部材５３は、第一クラッチ部材５２と係合して、ナット４１が上昇する向きにボルト４２が回転することを禁止する。

（解除機構）
解除機構６０は、固定機構５０による固定を解除する。解除機構６０は、リリース部６１と、連動機構６２と、を有する。

（リリース部）
本実施形態では、リリース部６１は、台車フレーム２０に設けられ、台車フレーム２０から下方に露出している。リリース部６１は、ワンウェイクラッチ５１に接続されており、ボルト４２をワンウェイクラッチ５１から解放する。本実施形態のリリース部６１は、外部からの荷重により稼動する。

（連動機構）
連動機構６２は、重量の減少による台車フレーム２０とモータ１５との相対位置の変化と連動してリリース部６１を稼動させる。連動機構６２は、モータ側ピン６３と、挿通ピン６４と、車軸側ピン６５と、稼動レバー６６と、を有する。

モータ側ピン６３は、モータ１５のステータ１５ａのうち軸線Ｏ方向中間部に設けられている。挿通ピン６４は、ステータ１５ａの軸線Ｏ方向両端部のうち動力伝達継手１６側の端部に設けられている。挿通ピン６４には、レバー挿通孔６４ａが設けられている。車軸側ピン６５は、保持機構１２の軸受箱１２ａの上部に設けられている。モータ側ピン６３と、挿通ピン６４と、車軸側ピン６５とは、軸線Ｏ方向に並ぶように設けられている。モータ側ピン６３と挿通ピン６４とは、モータ１５に設けられているため、乗員の乗降により重量が変動するとモータ１５と一体に上下に変動する。車軸側ピン６５は、保持機構１２に設けられているため、保持機構１２を介して車軸１１及び車輪１３に支持されている。車軸１１及び車輪１３は、レールＬを介して地面から反力を受けるため、高さの変動がない。このため、乗員の乗降により重量が変動しても、車軸側ピン６５の高さは維持される。

稼動レバー６６は、軸線Ｏ方向に延びる部材であり、リリース部６１と、車軸側ピン６５とを接続している。稼動レバー６６には、モータ側ピン６３が上方からフックのように引っ掛けられるとともに、稼動レバー６６は、挿通ピン６４のレバー挿通孔６４ａに挿通されている。これにより、稼動レバー６６の両端がリリース部６１と車軸側ピン６５によって引っ張られ、稼動レバー６６の張力によってリリース部６１への力の伝達が可能となっている。

（作用効果）
以下、本実施形態の台車１０の作用について、図１、図２を参照して説明する。
例えば、乗員の乗車よって台車１０の重量が増加すると、台車フレーム２０が沈み込み、中央ピン３２、およびナット４１に下向きの荷重がかかる。一方、車軸１１を介して地面からの反力がモータ１５に加わるため、モータ１５の懸架部３４を支点にして、中央ピン３２が下降する。また、ナット４１にも下向きの荷重がかかることで、ボルト４２が回転してナット４１が下降する。このとき、ナット４１の高さは、中央ピン３２の高さよりも低くなる。これにより、第二支持部３３がナット４１側に傾き、車体２及び台車フレーム２０が下降するのに対して、第二支持部３３に懸架部３４を介して接続されているモータ１５の高さは、維持される。

ボルト４２が回転してナット４１が下降し終わると、ワンウェイクラッチ５１の第一クラッチ部材５２と第二クラッチ部材５３とが係合することにより、ナット４１が上昇する方向にボルト４２が回転することが禁止される。これにより、第二支持部３３のナット４１側が上下に変動することが抑制され、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置が固定される。このようにして、車両１の走行中は、モータ１５の高さが維持されることとなる。

その後車両１が停車すると、乗員が乗降して車両１の重量が変動する。車両１の重量が変動すると台車フレーム２０が上下に変動する。このため、再びモータ１５の高さを調整することが必要となり、解除機構６０が台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置の固定を解除する。

例えば、乗員の降車によって台車１０の重量が減少すると、モータ１５が台車フレーム２０とともに上昇する。モータ１５が上昇すると、モータ側ピン６３と挿通ピン６４とが上昇する。一方で、車軸側ピン６５は、モータ１５とは独立しているため、高さが維持される。これにより、稼動レバー６６が挿通ピン６４を中心に回転するように動き、稼動レバー６６のうち挿通ピン６４よりもモータ１５側が上昇する。すると、稼動レバー６６が引っ張られて、リリース部６１に、稼動レバー６６を介して下向きの荷重が加わる。リリース部６１は、稼動レバー６６からの荷重を受けて稼動し、ワンウェイクラッチ５１の第一クラッチ部材５２と第二クラッチ部材５３との係合を解除する。このようにして、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置の固定が解除され、モータ１５の高さの再調整が可能となる。

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、台車フレーム２０とモータ１５とを接続する接続部３０を備える。接続部３０は、台車フレーム２０に支持固定される第一支持部３１と、第一支持部３１の下端に設けられた中央ピン３２と、第一支持部３１に対して中央ピン３２回りに回転可能に接続され、上下方向に交差する一方向に延びる第二支持部３３と、第二支持部３３の延在方向の一端に設けられてモータ１５を懸架する懸架部３４と、第二支持部３３の延在方向の他端と台車フレーム２０とを接続し、台車フレーム２０にかかる重量に応じて第二支持部３３の延在方向の他端と台車フレーム２０との距離を調整する調整部４０と、を有する。さらに、台車１０は、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を固定する固定機構５０と、固定機構５０による固定を解除する解除機構６０と、を備える。

本実施形態によれば、乗員の乗車よって台車１０の重量が増加すると、台車フレーム２０が沈み込み、中央ピン３２に下向きの荷重がかかる。また、第二支持部３３の他端にも下向きの荷重がかかる。一方、モータ１５には車軸１１を介して地面からの上向きの反力がかかるため、中央ピン３２に対して第二支持部３３の他端が下降し、モータ１５が上昇する。このため、台車フレーム２０の沈み込みに対してモータ１５の高さが維持される。また、台車１０は、台車１０の走行中、固定機構５０によってモータ１５の高さを固定することができる。さらに、台車１０は、停車中に解除機構６０によって固定機構５０による固定を解除し、乗員の乗降による台車フレーム２０の上下変動に応じて台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を再調整することができる。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Ｌダメージの低減が可能となる。

本実施形態では、調整部４０は、第二支持部３３の延在方向の他端に設けられたナット４１と、ナット４１に回転可能に係合して上下方向に延び、台車フレーム２０に対して回転可能に支持されているボルト４２と、を有する。ナット４１は、ボルト４２の回転によって上下方向に変位する。

本実施形態によれば、乗員の乗降により台車フレーム２０が上下に変動すると、ナット４１に上下方向の荷重がかかり、ボルト４２が回転する。ナット４１は、ボルト４２を回転させながら上下に変動する。調整部４０は、ナット４１の上下変動によって、第二支持部３３の延在方向の他端と台車フレーム２０との距離を調整する。ナット４１はボルト４２と係合しながら回転するため、調整部４０は、距離調整を精密に行うことができる。これにより、台車１０は、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を精密に調整し、車軸１１に対するモータ１５の相対変位を良好に吸収することができる。

また、本実施形態では、台車フレーム２０と接続部３０の第二支持部３３の他端とがナット４１とボルト４２によって接続されることにより、台車フレーム２０と第二支持部３３の他端との接続にばねを用いる場合と比較して、台車１０と台車１０に載置される車体２とからなる系の固有振動数が低下する。これにより、共振による異常振動の発生が抑制される。

本実施形態では、固定機構５０は、ボルト４２の回転方向をナット４１が下降する向きに規定するワンウェイクラッチ５１を有する。解除機構６０は、ボルト４２をワンウェイクラッチ５１から解放するリリース部６１を有する。

本実施形態によれば、新たな乗員の乗車が完了し、台車１０の重量がこれ以上増加しない状態になると、自動的にナット４１の高さが固定される。さらに、乗員が降車して重量が減少したとき、リリース部６１がボルト４２をワンウェイクラッチ５１から解放して、ナット４１が上下変動可能となる。これにより、ワンウェイクラッチ５１という簡素な機構で、ボルト４２の高さ調整と固定が可能となる。

本実施形態では、解除機構６０は、重量の減少による台車フレーム２０とモータ１５との相対位置の変化と連動してリリース部６１を稼動させる連動機構６２を有する。

本実施形態によれば、連動機構６２は、乗員が降車して台車１０の重量が減少したと同時に、リリース部６１を稼動させることができる。これにより、台車１０の重量が減少した際、即座にリリース部６１がボルト４２をワンウェイクラッチ５１から解放し、ナット４１を上下変動可能とすることができる。これにより、乗員の乗降に応じて台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置の自動調整が可能となる。

＜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３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３に示すように、本実施形態では、解除機構２６０は、連動機構６２に代えて、アクチュエータ２６７を有する。アクチュエータ２６７は、例えば不図示の制御装置からの制御信号を受けて稼動し、リリース部６１を稼動させる。リリース部６１は、台車フレーム２０の下面から下方に突出しない位置に設けられている。リリース部６１は、例えば台車フレーム２０の上面に設けられ、ワンウェイクラッチ５１に隣接している。

本実施形態では、解除機構２６０は、リリース部６１を稼動させるアクチュエータ２６７を有する。

本実施形態によれば、解除機構２６０は、アクチュエータ２６７によって任意のタイミングで、リリース部６１を稼動させることができる。これにより、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を任意のタイミングで再調整することが可能となる。

＜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、本実施形態では、台車３１０は、空気ばね３７０をさらに備える。空気ばね３７０は、重量の変動に応じて内部の空気圧を加減して、台車３１０が支持する車体２の高さを維持する。空気ばね３７０は、空気ばね本体３７１と、スイッチ３７２と、を有する。空気ばね本体３７１には、圧縮空気が充填されている。スイッチ３７２は、重量の変動に応じて空気ばね本体３７１内部の空気を出し入れする。

本実施形態のリリース部３６１は、連動機構６２ではなく、空気ばねの空気を放出する際のスイッチ３７２の入力を利用して稼動する。

本実施形態では、台車３１０は、重量の変動に応じて内部の空気圧を加減して、台車３１０が支持する車体２の高さを維持する空気ばね３７０をさらに備える。空気ばね３７０は、重量の変動に応じて内部の空気を出し入れするためのスイッチ３７２を有する。リリース部３６１は、空気ばね３７０の空気を放出する際のスイッチ３７２の入力を利用して稼動する。

本実施形態によれば、空気ばね３７０の機構を、リリース部３６１の稼動に適用することができる。これにより、リリース部３６１を稼動させるための機構を別途設ける必要がなくなり、台車３１０の重量と体積がより一層低減される。

＜第四実施形態＞
以下、本開示の第四実施形態に係る台車４１０について、図５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に示すように、本実施形態では、固定機構４５０は、ボルト４２の回転を直接固定する。固定機構４５０は、ワンウェイクラッチ５１に代えて、例えば固定爪４５４を有する。固定爪４５４は、例えば取付孔２２内に、設けられている。固定爪４５４は、例えば不図示の制御装置によって稼動され、ボルト本体４２ａを挟み込む。これにより、ボルト４２の回転が固定されるので、ナット４１の高さが固定されて第二支持部３３の傾きが一定となる。よって、モータ１５の高さが維持される。

解除機構４６０は、停車中のみ固定機構４５０による固定を解除する。すなわち、解除機構４６０は、停車中のみ固定爪４５４によるボルト本体４２ａの挟み込みを解除させる。これにより、台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を再調整可能となる。

本実施形態では、固定機構４５０は、ボルト４２の回転を直接固定し、解除機構４６０は、停車中のみ固定機構４５０による固定を解除する。

本実施形態によれば、固定機構４５０及び解除機構４６０を簡素な構成するとともに、固定機構４５０による固定をより強固にすることができる。これにより、台車４１０は、重量と体積をより一層低減しつつ、台車フレーム２０に対するモータ１５の高さを調整後、モータ１５の位置を良好に維持することができる。

（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、接続部３０の第二支持部３３が、軸線Ｏに直交する方向に延びる場合について説明したが、これに限るものではない。第二支持部３３は、軸線Ｏ方向に延びていてもよい。

なお、上記実施形態では、連動機構６２の稼動レバー６６が、軸線Ｏ方向に延びる場合について説明したが、これに限るものではない。稼動レバー６６は、水平方向かつ軸線Ｏに直交する方向に延びていてもよい。

なお、上記実施形態では、台車１０，２１０，３１０，４１０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１０，２１０，３１０，４１０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１０，２１０，３１０，４１０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１０，２１０，３１０，４１０は、車体２を下方から支持する台車フレーム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、前記台車フレーム２０と前記モータ１５とを接続する接続部３０と、前記台車フレーム２０に対する前記モータ１５の相対位置を固定する固定機構５０，４５０と、前記固定機構５０，４５０による固定を解除する解除機構６０，２６０，４６０と、を備え、前記接続部３０は、前記台車フレーム２０に支持固定される第一支持部３１と、前記第一支持部３１の下端に設けられた中央ピン３２と、前記第一支持部３１に対して前記中央ピン３２回りに回転可能に接続され、上下方向に交差する一方向に延びる第二支持部３３と、前記第二支持部３３の延在方向の一端に設けられて前記モータ１５を懸架する懸架部３４と、前記第二支持部３３の延在方向の他端と前記台車フレーム２０とを接続し、前記台車フレーム２０にかかる重量に応じて前記第二支持部３３の延在方向の他端と前記台車フレーム２０との距離を調整する調整部４０と、を有する。

本態様によれば、台車１０，２１０，３１０，４１０の重量が増加すると、台車フレーム２０が沈み込み、中央ピン３２に下向きの荷重がかかる。また、第二支持部３３の他端にも下向きの荷重がかかる。一方、モータ１５には車軸１１を介して地面からの上向きの反力がかかるため、中央ピン３２に対して第二支持部３３の他端が下降し、モータ１５が上昇する。このため、台車フレーム２０の沈み込みに対してモータ１５の高さが維持される。また、台車１０，２１０，３１０，４１０は、台車１０，２１０，３１０，４１０の走行中、固定機構５０，４５０によってモータ１５の高さを固定することができる。さらに、台車１０，２１０，３１０，４１０は、停車中に解除機構６０，２６０，４６０によって固定機構５０，４５０による固定を解除し、重量の変動による台車フレーム２０の上下変動に応じて台車フレーム２０に対するモータ１５の相対位置を再調整することができる。

（２）第２の態様の台車１０，２１０，３１０，４１０は、（１）の台車１０，２１０，３１０，４１０であって、前記調整部４０は、前記第二支持部３３の延在方向の他端に設けられたナット４１と、前記ナット４１に回転可能に係合して上下方向に延び、前記台車フレーム２０に対して回転可能に支持されているボルト４２と、を有し、前記ナット４１は、前記ボルト４２の回転によって上下方向に変位してもよい。

本態様によれば、台車フレーム２０が上下に変動すると、ナット４１に上下方向の荷重がかかり、ボルト４２が回転する。ナット４１は、ボルト４２を回転させながら上下に変動する。調整部４０は、ナット４１の上下変動によって、第二支持部３３の延在方向の他端と台車フレーム２０との距離を調整する。また、台車フレーム２０と第二支持部３３の他端との接続にばねを用いる場合と比較して、台車１０，２１０，３１０，４１０と台車１０，２１０，３１０，４１０に載置される車体２からなる系の固有振動数が低下する。

（３）第３の態様の台車１０，２１０，３１０は、（２）の台車１０，２１０，３１０であって、前記固定機構５０は、前記ボルト４２の回転方向を前記ナット４１が下降する向きに規定するワンウェイクラッチ５１を有し、前記解除機構６０，２６０は、前記ボルト４２を前記ワンウェイクラッチ５１から解放するリリース部６１を有してもよい。

本態様によれば、台車１０の重量がこれ以上増加しない状態になると、自動的にナット４１の高さが固定される。さらに、重量が減少したとき、リリース部６１がボルト４２をワンウェイクラッチ５１から解放して、ナット４１が上下変動可能となる。

（４）第４の態様の台車１０は、（３）の台車１０であって、前記解除機構６０は、重量の減少による前記台車フレーム２０と前記モータ１５との相対位置の変化と連動して前記リリース部６１を稼動させる連動機構６２を有してもよい。

本態様によれば、連動機構６２は、台車１０の重量が減少したと同時に、リリース部６１を稼動させることができる。これにより、台車１０の重量が減少した際、即座にリリース部６１がボルト４２をワンウェイクラッチ５１から解放し、ナット４１を上下変動可能とすることができる。

（５）第５の態様の台車２１０は、（３）の台車２１０であって、前記解除機構２６０は、前記リリース部６１を稼動させるアクチュエータ２６７を有してもよい。

本態様によれば、解除機構２６０は、アクチュエータ２６７によって任意のタイミングで、リリース部６１を稼動させることができる。

（６）第６の態様の台車１０は、（３）の台車３１０であって、重量の変動に応じて内部の空気圧を加減して、前記車体２の高さを維持する空気ばね３７０をさらに備え、前記空気ばね３７０は、重量の変動に応じて内部の空気を出し入れするためのスイッチ３７２を有し、前記リリース部３６１は、前記空気ばね３７０の空気を放出する際の前記スイッチ３７２の入力を利用して稼動してもよい。

本態様によれば、空気ばね３７０の機構を、リリース部３６１の稼動に適用することができる。

（７）第７の態様の台車４１０は、（２）の台車４１０であって、前記固定機構４５０は、前記ボルト４２の回転を直接固定し、前記解除機構４６０は、停車中のみ前記固定機構４５０による固定を解除してもよい。

本態様によれば、固定機構４５０及び解除機構４６０を簡素な構成するとともに、固定機構４５０による固定をより強固にすることができる。

１…車両 ２…車体 １０…台車 １１…車軸 １２…保持機構 １２ａ…軸受箱 １２ｂ…第一軸受 １３…車輪 １４…軸ばね １５…モータ １５ａ…ステータ １５ｂ…ロータ １５ｃ…駆動軸 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 ２０…台車フレーム ２１…台車フレーム本体 ２２…取付孔 ２３…取付ブラケット ２４…側壁部 ２５…上壁部 ２５ａ…挿通孔 ３０…接続部 ３１…第一支持部 ３２…中央ピン ３３…第二支持部 ３４…懸架部 ４０…調整部 ４１…ナット ４２…ボルト ４２ａ…ボルト本体 ４２ｂ…ヘッド部 ４３…第二軸受 ５０…固定機構 ５１…ワンウェイクラッチ ５２…第一クラッチ部材 ５３…第二クラッチ部材 ６０…解除機構 ６１…リリース部 ６２…連動機構 ６３…モータ側ピン ６４…挿通ピン ６４ａ…レバー挿通孔 ６５…車軸側ピン ６６…稼動レバー ２１０…台車 ２６０…解除機構 ２６７…アクチュエータ ３１０…台車 ３６１…リリース部 ３７０…空気ばね ３７１…空気ばね本体 ３７２…スイッチ ４１０…台車 ４５０…固定機構 ４５４…固定爪 ４６０…解除機構 Ｌ…レール Ｏ…軸線

Claims (7)

1. 車体を下方から支持する台車フレームと、
   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、
   前記台車フレームと前記モータとを接続する接続部と、
   前記台車フレームに対する前記モータの相対位置を固定する固定機構と、
   前記固定機構による固定を解除する解除機構と、
   を備え、
   前記接続部は、
   前記台車フレームに支持固定される第一支持部と、
   前記第一支持部の下端に設けられた中央ピンと、
   前記第一支持部に対して前記中央ピン回りに回転可能に接続され、上下方向に交差する一方向に延びる第二支持部と、
   前記第二支持部の延在方向の一端に設けられて前記モータを懸架する懸架部と、
   前記第二支持部の延在方向の他端と前記台車フレームとを接続し、前記台車フレームにかかる重量に応じて前記第二支持部の延在方向の他端と前記台車フレームとの距離を調整する調整部と、
   を有する台車。
2. 前記調整部は、
   前記第二支持部の延在方向の他端に設けられたナットと、
   前記ナットに回転可能に係合して上下方向に延び、前記台車フレームに対して回転可能に支持されているボルトと、
   を有し、
   前記ナットは、前記ボルトの回転によって上下方向に変位する、請求項１に記載の台車。
3. 前記固定機構は、前記ボルトの回転方向を前記ナットが下降する向きに規定するワンウェイクラッチを有し、
   前記解除機構は、前記ボルトを前記ワンウェイクラッチから解放するリリース部を有する、請求項２に記載の台車。
4. 前記解除機構は、重量の減少による前記台車フレームと前記モータとの相対位置の変化と連動して前記リリース部を稼動させる連動機構を有する、請求項３に記載の台車。
5. 前記解除機構は、前記リリース部を稼動させるアクチュエータを有する、請求項３に記載の台車。
6. 重量の変動に応じて内部の空気圧を加減して、前記車体の高さを維持する空気ばねをさらに備え、
   前記空気ばねは、重量の変動に応じて内部の空気を出し入れするためのスイッチを有し、
   前記リリース部は、前記空気ばねの空気を放出する際の前記スイッチの入力を利用して稼動する、請求項３に記載の台車。
7. 前記固定機構は、前記ボルトの回転を直接固定し、
   前記解除機構は、停車中のみ前記固定機構による固定を解除する、請求項２に記載の台車。

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