【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄道車両用台車に関し、より詳しくは、車軸に取り付けた駆動用モータによって車輪を直接回転駆動する、いわゆるＤＤＭ駆動形式を採用する鉄道車両用台車に好適に用いることができる車軸支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示した従来の鉄道車両用台車１においては、車輪２を回転駆動する駆動用モータ３は台車枠４に取り付けられている。そして、駆動用モータ３が出力する駆動力は歯車箱５を介して車軸６に伝達され、車軸６に固着された車輪２を回転駆動する。これにより、駆動用モータ３が車輪６を回転駆動する駆動力の反力は、台車枠４によって直接受け止められる。
【０００３】
一方、車軸に取り付けた駆動用モータによって車輪を直接回転駆動する、いわゆるＤＤＭ駆動形式の鉄道車両用台車の開発が進められている。このＤＤＭ駆動形式の鉄道車両用台車においては、例えば特開平５−１６８００号広報に記載されているように、車軸と車輪との間に軸受が介装され、車輪は車軸に対して回転自在に支持される。また、車輪を回転駆動する駆動用モータの電機子が車軸に固定されるとともに、回転子は車輪に接続されて車輪と一体に回転する。これにより、駆動用モータの回転子の回転によって車輪を直接回転駆動することができるが、駆動用モータが車輪を回転駆動する駆動力の反力を受け止めるために、車軸を回転不能に固定する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、左右一対の軸箱によって単に車軸を回転不能に固定したのでは、種々の問題点が発生する。例えば、図９に示した軸梁式台車１０においては、車体１１のローリングに伴って台車枠１２がローリングすると、左右一対の軸梁１３Ｌ，１３Ｒを台車枠１２にそれぞれ軸支する軸支点１４Ｌ，１４Ｒ間に軌条１５に対する高低差Ｈが生じるため、左右一対の軸箱１６Ｌ，１６Ｒ間に側面視の角度差θが生じてしまう。これにより、左右一対の軸箱１６Ｌ，１６Ｒに車軸１７の両端部を単に固定したのでは、車体がローリングするたびに車軸１７に大きなねじりトルクが負荷され、車軸１７を軸箱１６Ｌ，１６Ｒに固定する部分が破損してしまう。
【０００５】
また、走行時に車輪および車軸に生じる振動や衝撃の台車枠への伝達を最小限に抑えるためには、車軸および軸箱回りのバネ下重量をできるだけ軽量化する必要がある。特に、ＤＤＭ駆動方式においては車軸に取り付けた駆動用モータによってバネ下重量が増加するので、特に軽量な車軸支持構造が求められる。
【０００６】
しかしながら、前述した特開平５−１６８００号広報には、ＤＤＭ駆動方式を採用する鉄道車両用台車に好適に用いることができる車軸支持構造については、記載も示唆もなされていない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、車軸に取り付けた駆動用モータによって車輪を直接回転駆動する方式（ＤＤＭ駆動方式）の鉄道車両用台車に好適に用いることができる車軸支持構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の鉄道車両用台車の車軸支持構造は、鉄道車両の車体を支持する台車枠と、この台車枠に基端が軸支されて揺動可能とされ、かつその揺動端に軸箱が設けられた軸梁と、前記軸箱によって回動自在に支持された車軸と、この車軸に軸受を介して回転自在に支持された車輪と、前記車軸に固定された電機子および前記車輪と一体に回転する回転子を有する、前記車輪を直接回転駆動する駆動用モータと、前記車軸の軸線に対して半径方向外側に延び、かつ前記車軸と一体に回動するトルクアームと、前記駆動用モータの駆動反力を前記トルクアームから前記軸梁に弾性変形しつつ伝達する、前記トルクアームと前記軸梁との間に介装された駆動反力伝達部材とを備える。
【０００９】
すなわち、本発明の鉄道車両用台車の車軸支持構造においては、車軸が軸箱によって回動自在に支持されているので、台車枠がローリングしても車軸にねじりトルクが負荷されることはない。また、駆動用モータが車輪を回転駆動する駆動力の反力は、車軸からトルクアーム、駆動反力伝達部材および軸梁を介して台車枠に伝達される。このとき、駆動反力伝達部材は弾性変形して、トルクアームと軸梁との間の相対変位を吸収する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による鉄道車両用台車の車軸支持構造の一実施形態を、図１乃至図７を参照して詳細に説明する。
ここで、図１は本発明を適用する鉄道車両用台車の全体平面図、図２は図１に示した鉄道車両用台車の全体側面図、図３は図２に示した鉄道車両用台車の要部拡大側面図、図４は図１中に示したＡ−Ａ矢視線に沿った断面図、図５は図３中に示したＢ−Ｂ矢視線に沿った断面図、図６は図５中に示した駆動反力伝達部材を拡大して示す断面図、図７は図６中に示したＣ−Ｃ矢視線に沿った駆動反力伝達部材の断面図である。
【００１１】
図１に示したように本発明を適用する鉄道車両用台車１００は、鋼材を組み合わせて平面視でＨ字形に形成された台車枠２０を有している。この台車枠２０の左右一対の側梁２１，２２上には車体を支持する左右一対の空気ばね２３，２４が取り付けられている。また、前記側梁２１，２２の下面には、図２に示したように、後述する軸梁３０を軸支するための支持部材２５がそれぞれ突設されている。また前記側梁２１，２２の両端部には、それぞれ軸ばね２６上に被装されるばね帽２７が固着されている。
【００１２】
図２乃至図５に示したように、前記軸梁３０は、後述する車軸４０を支持してその前後方向の位置を定める部材で、前記側梁２１，２２の下面に取り付けられた前記支持部材２５によってその基端３１が揺動自在に軸支されている。また、この軸梁３０の揺動端側には軸箱３２が一体に成形されている。前記軸箱３２の上面には軸ばね防振ゴム３３を介して前記軸ばね２６が載置されている。また軸箱３２内には、前記車軸４０を回動自在に軸支する車軸支持ブッシュ３４が嵌着されている。なお、軸箱３２と前記車軸支持ブッシュ３４との間には厚板円環状のスリ板３５が介装され、車軸支持ブッシュ３４の端面摩耗を防止している。
【００１３】
図４乃至図５に示したように、前記車軸４０は、前記軸箱３２内の車軸支持ブッシュ３４によって軸箱３２に対して回動自在に支持されている。また、車軸４０の段差部４１に嵌着された左右一対の軸受４２によって、左右一対の車輪５０がそれぞれ車軸４０に対して回転自在に支持されている。なお、前記軸受４２と前記車軸支持ブッシュ３４との間にはスペーサ４３が介装され、軸受４２を位置決めしている。
【００１４】
さらに、前記車軸４０には車輪５０を回転駆動する駆動用モータ６０が取り付けられている。前記駆動用モータ６０の鉄心６１およびコイル６２から構成される電機子はキー６３によって車軸４０に固着され、車軸４０と一体に回転するようにされている。これに対して、駆動用モータ６０のハウジング６４および永久磁石６５から構成される回転子は車輪５０と一体に回転するようにされている。すなわち、前記ハウジング６４の一端はモータ軸受６６を介して車軸４０に支持されるとともに、その他端は車輪５０のウェブ５１に螺着されている。
これにより、駆動用モータ６０に通電すると、駆動用モータ６０のハウジング６４が回転して車輪５０が回転駆動されるとともに、その駆動反力が電機子を介して車軸４０に伝達される。
【００１５】
また、前記車軸４０の両端部には、左右一対のトルクアーム７０がそれぞれ嵌着されている。このトルクアーム７０は、車軸４０に嵌合する円筒状部分７１と、この円筒状部分７１の外周面から車軸４０の軸線に対して半径方向外側に延びるアーム部分７２とを有している。そして、前記円筒状部分７１と車軸４０との間にはキー４４が介装され、このトルクアーム７０は車軸４０と一体に回動するようにされている。また、前記アーム部分７２の先端部分には、図５に示したように、前記軸梁３０に貫設されて車軸４０の軸線と平行に延びる挿通孔３６内に挿通されるストッパピン７３が螺着されている。なお、トルクアーム７０は、車軸４０の端部に設けられた雄ねじ部に螺合する締め付けナット４５によって車軸４０に固定されている。そして、前記締め付けナット４５は回り止め４６によって回り止めされている。
【００１６】
図６に拡大して示したように、前記ストッパピン７３のフランジ部７４には、駆動反力伝達部材８０が一体に成形されている。この駆動反力伝達部材８０は、前記フランジ部７４に加硫接着された円環状のゴム部材８１に、同一形状のゴム部材８２をスペーサ８３を介して加硫接着することにより積層したものである。また、図７に示したように、前記ゴム部材８２に加硫接着された基板８４は、ボルト８５により軸梁３０の縦壁面に螺着されるようになっている。
なお、このトルクアーム７０から軸梁３０への駆動反力の伝達は、軸箱の任意の部分に支持部材を固設しても行うことが可能であるが、ばね下荷重を小さくするためには、車軸４と基端３１との間の軸梁の中間部分で、さらには基端３１に近接した部分で行うのがよい。
【００１７】
次に、上述のように構成された本実施形態の鉄道車両用台車１００の作動について説明する。
車輪５０を回転駆動するために駆動用モータ６０に通電すると、駆動用モータ６０のハウジング６４および永久磁石６５から構成される回転子は車輪５０と一体に回転し、車輪５０を回転駆動する。このとき、駆動用モータの鉄心６１およびコイル６２から構成される電機子と一体に回動する車軸４０には、駆動用モータ６０が車輪５０を回転駆動する駆動力の反力が作用する。これにより、車軸４０は、車輪５０の回転方向とは反対方向に回転するように付勢される。
【００１８】
車軸４０は軸箱３２内の車軸支持ブッシュ３４によって軸箱３２に対して回動自在に支持されているので、車軸４０は上述した駆動反力によって軸箱３２、すなわち軸梁３０に対して相対回動させられる。これにより、車軸４０と一体に回動するトルクアーム７０と軸梁３０との間に相対変位が生じるので、駆動反力伝達部材８０を構成する互いに積層された一対の円環状ゴム部材８１，８２は剪断変形させられる。そして、これらのゴム部材８１，８２の剪断変形に対する抵抗力と車軸４０に負荷される駆動反力とが釣り合うことにより、車軸４０の回動が止められる。さらに、車軸４０に負荷された駆動反力は、トルクアーム７０、駆動反力伝達部材８０および軸梁３０を介して台車枠２０に伝達される。
したがって、駆動反力伝達部材８０は、軸梁３０を台車枠２０に軸支する支持部材２５にできるだけ接近させて配置した方が、軸梁３０に負荷される曲げモーメントを低減させることができて好ましい。
なお、軸梁３０とトルクアーム７０とが大きく相対変位した場合には、軸梁３０に貫設された挿通孔３６の内面にストッパピン７３が当接し、それ以上の相対変位を止めるので、駆動反力伝達部材８０が大変形して破損することはない。
【００１９】
一方、鉄道車両の車体のローリングに伴って台車枠２０がローリングした際には、図９を用いて説明したように左右一対の軸梁３０間に側面視で角度差が生じる。しかしながら、本実施形態の鉄道車両用台車１００においては、軸梁３０と車軸４０とが相対回動可能に構成されているので、左右一対の軸梁３０によって車軸４０に大きなねじりトルクが負荷されることはない。そして、軸梁３０とトルクアーム７０との相対変位は、駆動反力伝達手段８０の変形によって吸収されるので、車軸４０とトルクアーム７０とを一体に固定するキー４４等が破損することはない。
【００２０】
すなわち、本実施形態の鉄道車両用台車の車軸支持構造は、軸梁３０に設けた軸箱３２により車軸４０を回動可能に支持するとともに、車軸４０と一体に回動するトルクアーム７０と軸梁３０との間に介装した駆動反力伝達部材８０を用いて、トルクアーム７０と軸梁３０との間の相対変位を吸収しながら、車軸４０に負荷される駆動反力を台車枠２０に伝達するように構成したものである。
これにより、従来用いられている軸梁式台車にＤＤＭ駆動方式を適用した、新規な鉄道車両用台車を構成することができる。
また、車体のローリングに伴って台車枠２０がローリングしても、左右一対の軸梁間の角度差に起因する大きなねじりトルクが車軸に負荷されることがないから、駆動反力によって車軸４０が回転することを止める機構部分が破損するおそれがない。
また、従来用いられている軸梁式台車にトルクアーム７０および駆動反力伝達手段８０のみを追加した構成とされているので、バネ下重量の増加を最小限に抑えることができ、台車から車体に伝達される振動や騒音のレベルを低減させることができる。
また、駆動反力伝達手段８０は、互いに積層した一対のゴム部材８１，８２を剪断変形させる構成とされているので、軸梁３０に対するトルクアーム７０の相対角度の許容値を大きく取ることができる。
【００２１】
以上、本発明に係る鉄道車両用台車の車軸支持構造の一実施形態について詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態においては、駆動反力伝達手段としてゴム部材を使用するとともに、このゴム部材を剪断変形させる構成ととされているが、弾性変形しつつ駆動反力を伝達できるものであればいずれの形式の物でも良く、例えば金属製コイルばねを圧縮若しくは伸張させることにより駆動反力を伝達することもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の鉄道車両用台車の車軸支持構造は、軸梁に設けた軸箱により車軸を回動可能に支持するとともに、車軸と一体に回動するトルクアームと軸梁との間に介装した駆動反力伝達部材を用いて、トルクアームと軸梁との間の相対変位を吸収しながら、車軸に負荷される駆動反力を台車枠に伝達する構成とされている。
これにより、従来用いられている軸梁式台車にＤＤＭ駆動方式を適用した、新規な鉄道車両用台車を構成することができる。
また、車体のローリングに伴って台車枠がローリングしても、左右一対の軸梁間の角度差に起因する大きなねじりトルクが車軸に負荷されることがないから、駆動反力によって車軸が回転することを止める機構部分の破損を確実に防止することができる。
また、従来用いられている軸梁式台車にトルクアームおよび駆動反力伝達手段のみを追加した構成とされているので、バネ下重量の増加を最小限に抑えることができ、台車から車体に伝達される振動や騒音のレベルを低減させることができる。
したがって、本発明によれば、車軸に取り付けた駆動用モータによって車輪を直接回転駆動する方式（ＤＤＭ駆動方式）の鉄道車両用台車に好適に用いることができる車軸支持構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する鉄道車両用台車の全体平面図。
【図２】図１に示した鉄道車両用台車の全体側面図。
【図３】図２に示した鉄道車両用台車の要部拡大側面図。
【図４】図１中に示したＡ−Ａ矢視線に沿った断面図。
【図５】図３中に示したＢ−Ｂ矢視線に沿った断面図。
【図６】図５中に示した駆動反力伝達部材を拡大して示す断面図。
【図７】図６中に示したＣ−Ｃ矢視線に沿った駆動反力伝達部材の断面図。
【図８】従来の鉄道車両用台車の全体平面図。
【図９】軸梁式台車の要部を示した側面図。
【符号の説明】
１ 従来の鉄道車両用台車
２ 車輪
３ 駆動用モータ
４ 台車枠
５ 歯車箱
６ 車軸
１０ 軸梁式台車
１１ 車体
１２ 台車枠
１３Ｌ，１３Ｒ 軸梁
１４Ｌ，１４Ｒ 軸支点
１５ 軌条
１６Ｌ，１６Ｒ 軸箱
１７ 車軸
２０ 台車枠
２１，２２ 側梁
２３，２４ 空気ばね
２５ 支持部材
２６ 軸ばね
２７ ばね帽
３０ 軸梁
３１ 基端
３２ 軸箱
３３ 軸ばね防振ゴム材
３４ 車軸支持ブッシュ
３５ スリ板
３６ 挿通孔
４０ 車軸
４１ 段差部
４２ 軸受
４３ スペーサ
４４ キー
４５ 締め付けナット
４６ ナット回り止め
５０ 車輪
５１ ウェブ
６０ 駆動用モータ
６１ 鉄心
６２ コイル
６３ キー
６４ ハウジング
６５ 永久磁石
６６ モータ軸受
７０ トルクアーム
７１ 円筒部分
７２ アーム
７３ ストッパピン
８０ 駆動反力伝達部材
８１，８２ ゴム部材
８３ スペーサ
８４ 基板
８５ ボルト
１００ 本発明による鉄道車両用台車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a railcar bogie, and more particularly to an axle support structure that can be suitably used for a railcar bogie that employs a so-called DDM driving system in which wheels are directly rotated by a driving motor attached to an axle. .
[0002]
[Prior art]
In the conventional railcar bogie 1 shown in FIG. 8, a drive motor 3 that rotationally drives the wheels 2 is attached to the bogie frame 4. Then, the driving force output from the driving motor 3 is transmitted to the axle 6 via the gear box 5 and rotationally drives the wheel 2 fixed to the axle 6. As a result, the reaction force of the driving force by which the driving motor 3 rotates the wheels 6 is directly received by the carriage frame 4.
[0003]
On the other hand, development of a so-called DDM drive type railway vehicle carriage in which wheels are directly rotated by a drive motor attached to an axle is underway. In this DDM drive type railway vehicle carriage, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-16800, a bearing is interposed between an axle and a wheel, and the wheel is rotatable with respect to the axle. Supported. In addition, an armature of a driving motor that rotates the wheel is fixed to the axle, and the rotor is connected to the wheel and rotates integrally with the wheel. As a result, the wheels can be directly driven to rotate by the rotation of the rotor of the driving motor, but the axle must be fixed to be non-rotatable in order to receive the reaction force of the driving force that drives the wheels to rotate. There is.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the axle is simply fixed in a non-rotatable manner by a pair of left and right axle boxes, various problems occur. For example, in the shaft beam type carriage 10 shown in FIG. 9, when the carriage frame 12 rolls along with the rolling of the vehicle body 11, the shaft support points 14 </ b> L that respectively pivotally support the pair of left and right shaft beams 13 </ b> L and 13 </ b> R on the carriage frame 12. Since the height difference H with respect to the rail 15 is generated between 14R, an angle difference θ in side view is generated between the pair of left and right axle boxes 16L and 16R. Thus, if both ends of the axle 17 are simply fixed to the pair of left and right axle boxes 16L and 16R, a large torsion torque is applied to the axle 17 each time the vehicle body rolls, and the axle 17 is fixed to the axle boxes 16L and 16R. The part to do will be damaged.
[0005]
Further, in order to minimize the transmission of vibrations and shocks generated on the wheels and axle during traveling to the carriage frame, it is necessary to reduce the unsprung weight around the axle and axle box as much as possible. In particular, in the DDM drive system, since the unsprung weight is increased by the drive motor attached to the axle, a particularly lightweight axle support structure is required.
[0006]
However, in the above-mentioned publication of Japanese Patent Laid-Open No. 5-16800, there is no description or suggestion of an axle support structure that can be suitably used for a railway vehicle carriage that adopts the DDM drive system.
[0007]
Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to be suitably used for a railway vehicle bogie of a system (DDM driving system) in which wheels are directly rotated by a driving motor attached to an axle. It is an object of the present invention to provide an axle support structure capable of supporting the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An axle support structure for a railway vehicle carriage according to the present invention that solves the above-described problems is a carriage frame that supports a vehicle body of a railway vehicle, a base end that is pivotally supported by the carriage frame, and can swing. A shaft beam provided with a shaft box at the moving end, an axle rotatably supported by the axle box, a wheel rotatably supported on the axle via a bearing, and an electric machine fixed to the axle A driving motor for directly rotating and driving the wheel, and a torque arm extending radially outward with respect to the axis of the axle and rotating integrally with the axle And a drive reaction force transmission member interposed between the torque arm and the shaft beam for transmitting the drive reaction force of the drive motor while being elastically deformed from the torque arm to the shaft beam.
[0009]
That is, in the axle support structure for a railcar bogie of the present invention, the axle is rotatably supported by the axle box, so that no torsional torque is applied to the axle even if the bogie frame rolls. Further, the reaction force of the driving force for driving the wheels to rotate by the driving motor is transmitted from the axle to the carriage frame via the torque arm, the driving reaction force transmitting member, and the shaft beam. At this time, the drive reaction force transmission member is elastically deformed and absorbs the relative displacement between the torque arm and the shaft beam.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an axle support structure for a railcar bogie according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
Here, FIG. 1 is an overall plan view of a railcar bogie to which the present invention is applied, FIG. 2 is an overall side view of the railcar bogie shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an illustration of the railcar bogie shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB shown in FIG. 3, and FIG. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the drive reaction force transmission member shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the drive reaction force transmission member taken along the line CC of FIG.
[0011]
As shown in FIG. 1, a railway vehicle bogie 100 to which the present invention is applied has a bogie frame 20 formed in an H shape in plan view by combining steel materials. On the pair of left and right side beams 21 and 22 of the carriage frame 20, a pair of left and right air springs 23 and 24 for supporting the vehicle body are attached. Further, as shown in FIG. 2, support members 25 for pivotally supporting a shaft beam 30 to be described later are provided on the lower surfaces of the side beams 21 and 22, respectively. In addition, spring caps 27 that are respectively mounted on the shaft springs 26 are fixed to both ends of the side beams 21 and 22.
[0012]
As shown in FIGS. 2 to 5, the shaft beam 30 is a member that supports an axle 40 to be described later and determines a position in the front-rear direction, and is attached to the lower surfaces of the side beams 21 and 22. The base end 31 is pivotally supported by 25. A shaft box 32 is integrally formed on the swing end side of the shaft beam 30. The shaft spring 26 is placed on the top surface of the shaft box 32 via a shaft spring vibration isolating rubber 33. An axle support bush 34 that pivotally supports the axle 40 is fitted in the axle box 32. A thick annular plate 35 is interposed between the axle box 32 and the axle support bush 34 to prevent end face wear of the axle support bush 34.
[0013]
As shown in FIGS. 4 to 5, the axle 40 is rotatably supported with respect to the axle box 32 by an axle support bush 34 in the axle box 32. A pair of left and right wheels 50 are rotatably supported with respect to the axle 40 by a pair of left and right bearings 42 fitted to the stepped portion 41 of the axle 40. A spacer 43 is interposed between the bearing 42 and the axle support bush 34 to position the bearing 42.
[0014]
Further, a drive motor 60 for rotating the wheel 50 is attached to the axle 40. The armature composed of the iron core 61 and the coil 62 of the driving motor 60 is fixed to the axle 40 by a key 63 and is rotated integrally with the axle 40. On the other hand, the rotor composed of the housing 64 and the permanent magnet 65 of the drive motor 60 is configured to rotate integrally with the wheel 50. That is, one end of the housing 64 is supported by the axle 40 via the motor bearing 66 and the other end is screwed to the web 51 of the wheel 50.
Thus, when the drive motor 60 is energized, the housing 64 of the drive motor 60 rotates and the wheels 50 are rotationally driven, and the driving reaction force is transmitted to the axle 40 via the armature.
[0015]
A pair of left and right torque arms 70 are fitted to both ends of the axle 40. The torque arm 70 includes a cylindrical portion 71 fitted to the axle 40 and an arm portion 72 extending radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 71 with respect to the axis of the axle 40. A key 44 is interposed between the cylindrical portion 71 and the axle 40, and the torque arm 70 is rotated integrally with the axle 40. Further, as shown in FIG. 5, a stopper pin 73 inserted through the insertion hole 36 extending through the shaft beam 30 and extending in parallel with the axis of the axle 40 is screwed at the distal end portion of the arm portion 72. It is worn. The torque arm 70 is fixed to the axle 40 by a fastening nut 45 that is screwed into a male screw portion provided at an end of the axle 40. The tightening nut 45 is locked by a rotation stopper 46.
[0016]
As shown in an enlarged view in FIG. 6, a drive reaction force transmission member 80 is integrally formed on the flange portion 74 of the stopper pin 73. This driving reaction force transmission member 80 is formed by laminating a rubber member 82 having the same shape to a circular rubber member 81 vulcanized and bonded to the flange portion 74 via a spacer 83. . As shown in FIG. 7, the substrate 84 vulcanized and bonded to the rubber member 82 is screwed to the vertical wall surface of the shaft beam 30 by bolts 85.
The transmission of the driving reaction force from the torque arm 70 to the shaft beam 30 can be performed even if a support member is fixed to an arbitrary part of the axle box, but in order to reduce the unsprung load. Is preferably performed at an intermediate portion of the shaft beam between the axle 4 and the base end 31 and further at a portion close to the base end 31.
[0017]
Next, the operation of the railway vehicle carriage 100 of the present embodiment configured as described above will be described.
When the drive motor 60 is energized to rotationally drive the wheels 50, the rotor composed of the housing 64 and the permanent magnets 65 of the drive motor 60 rotates integrally with the wheels 50, and the wheels 50 are driven to rotate. At this time, the reaction force of the driving force that the driving motor 60 drives to rotate the wheels 50 acts on the axle 40 that rotates integrally with the armature composed of the iron core 61 and the coil 62 of the driving motor. As a result, the axle 40 is biased so as to rotate in a direction opposite to the rotation direction of the wheel 50.
[0018]
Since the axle 40 is rotatably supported with respect to the axle box 32 by the axle support bush 34 in the axle box 32, the axle 40 is relative to the axle box 32, that is, the axle beam 30 by the driving reaction force described above. It can be rotated. As a result, a relative displacement occurs between the torque arm 70 that rotates integrally with the axle 40 and the shaft beam 30. Is shear deformed. Then, the resistance of the rubber members 81 and 82 to the shear deformation balances with the driving reaction force applied to the axle 40, whereby the rotation of the axle 40 is stopped. Further, the driving reaction force loaded on the axle 40 is transmitted to the carriage frame 20 via the torque arm 70, the driving reaction force transmitting member 80 and the shaft beam 30.
Therefore, the drive reaction force transmission member 80 can reduce the bending moment applied to the shaft beam 30 when the shaft beam 30 is arranged as close as possible to the support member 25 that pivotally supports the carriage frame 20. preferable.
When the shaft beam 30 and the torque arm 70 are largely displaced, the stopper pin 73 comes into contact with the inner surface of the insertion hole 36 penetrating the shaft beam 30 and stops further relative displacement. The reaction force transmission member 80 is not greatly deformed and damaged.
[0019]
On the other hand, when the bogie frame 20 rolls along with rolling of the vehicle body of the railway vehicle, an angle difference is generated in a side view between the pair of left and right shaft beams 30 as described with reference to FIG. However, in the railway vehicle bogie 100 of the present embodiment, the shaft beam 30 and the axle 40 are configured to be relatively rotatable, so that a large torsional torque is applied to the axle 40 by the pair of left and right shaft beams 30. There is nothing. Since the relative displacement between the shaft beam 30 and the torque arm 70 is absorbed by the deformation of the driving reaction force transmitting means 80, the key 44 and the like that integrally fix the axle 40 and the torque arm 70 are not damaged. .
[0020]
That is, the axle support structure of the railway vehicle bogie according to the present embodiment supports the axle 40 so as to be rotatable by the axle box 32 provided on the axle beam 30, and the torque arm 70 and the axle that rotate integrally with the axle 40. The drive reaction force applied to the axle 40 is absorbed by the truck frame 20 while absorbing the relative displacement between the torque arm 70 and the shaft beam 30 by using the drive reaction force transmission member 80 interposed between the beam 30 and the beam 30. It is comprised so that it may transmit.
As a result, it is possible to configure a new railcar bogie that applies the DDM drive system to a conventionally used shaft beam bogie.
Further, even when the bogie frame 20 rolls as the vehicle body rolls, a large torsional torque caused by the angular difference between the pair of left and right shaft beams is not applied to the axle, so the axle 40 is rotated by the driving reaction force. There is no possibility of damaging the mechanism portion that stops the operation.
Further, since only the torque arm 70 and the driving reaction force transmission means 80 are added to the conventionally used shaft beam type carriage, an increase in unsprung weight can be suppressed to a minimum. The level of vibration and noise transmitted to the can be reduced.
Further, since the driving reaction force transmission means 80 is configured to shear and deform the pair of rubber members 81 and 82 that are stacked on each other, the allowable value of the relative angle of the torque arm 70 with respect to the shaft beam 30 can be increased. .
[0021]
As mentioned above, although one Embodiment of the axle shaft support structure of the bogie for railway vehicles which concerns on this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited by embodiment mentioned above and a various change is possible. .
For example, in the above-described embodiment, a rubber member is used as the driving reaction force transmitting means and the rubber member is configured to shear and deform. However, any member that can transmit the driving reaction force while being elastically deformed is used. Any type of device may be used, and for example, a driving reaction force can be transmitted by compressing or extending a metal coil spring.
[0022]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the axle support structure for a railway vehicle carriage according to the present invention includes a torque arm that rotatably supports the axle by a shaft box provided on the shaft beam and that rotates together with the axle. A structure in which a driving reaction force applied to the axle is transmitted to the carriage frame while absorbing a relative displacement between the torque arm and the shaft beam using a driving reaction force transmission member interposed between the shaft beam and the shaft beam. Has been.
As a result, it is possible to configure a new railcar bogie that applies the DDM drive system to a conventionally used shaft beam bogie.
In addition, even if the bogie frame rolls along with the rolling of the vehicle body, a large torsional torque caused by the angular difference between the pair of left and right shaft beams is not applied to the axle, so the axle is rotated by the driving reaction force. It is possible to reliably prevent damage to the mechanism portion that stops the operation.
In addition, since it is configured to add only a torque arm and drive reaction force transmission means to the conventionally used shaft beam type carriage, the increase in unsprung weight can be minimized, and transmission from the carriage to the vehicle body The level of vibration and noise generated can be reduced.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an axle support structure that can be suitably used for a railway vehicle bogie of a system (DDM drive system) in which wheels are directly driven to rotate by a drive motor attached to an axle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall plan view of a railway vehicle carriage to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an overall side view of the railcar bogie shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged side view of the main part of the railcar carriage shown in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 3;
6 is an enlarged cross-sectional view of the drive reaction force transmission member shown in FIG.
7 is a cross-sectional view of a drive reaction force transmission member taken along the line CC of FIG. 6;
FIG. 8 is an overall plan view of a conventional railcar carriage.
FIG. 9 is a side view showing the main part of a shaft beam type carriage.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conventional railcar bogie 2 Wheel 3 Drive motor 4 Bogie frame 5 Gear box 6 Axle 10 Axle beam type bogie 11 Car body 12 Bogie frame 13L, 13R Axle beam 14L, 14R Axis fulcrum 15 Rail 16L, 16R Axle box 17 Axle 20 Bogie frames 21 and 22 Side beams 23 and 24 Air spring 25 Support member 26 Axle spring 27 Spring cap 30 Axle beam 31 Base end 32 Axle box 33 Axle spring vibration isolating rubber material 34 Axle support bush 35 Slot plate 36 Insertion hole 40 Axle 41 Stepped portion 42 Bearing 43 Spacer 44 Key 45 Tightening nut 46 Nut detent 50 Wheel 51 Web 60 Driving motor 61 Iron core 62 Coil 63 Key 64 Housing 65 Permanent magnet 66 Motor bearing 70 Torque arm 71 Cylindrical portion 72 Arm 73 Stopper pin 80 Driving reaction force transmission member 81, 82 Rubber member 83 Spacer 84 Substrate 85 Bolt 1 00 Railway vehicle carriage according to the present invention
