JPH0260876A - 鉄道車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉄道車両用動力伝達装置に関するもので、特に
高速鉄道車両に用いて好適な効力伝達装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

一般に鉄道車両の車輪と車体との間の関係は、車輪を保
持する車軸が軸受に支承され、この車軸軸受を軸ばねを
介して台車が弾性的に保持し、この台車と車体との間に
は枕ばねが挿入されて、台車がこの枕ばねを介して車体
を弾性的に保持している。

高速鉄道車両においては、著しく大きい輪重や横圧を低
減することが軌道保守の軽減や列車走行の安全性確保の
ために望ましいので、ばね間型量を軽減することが行わ
れている。

すなわち、過去において鉄道車両が比較的低速で走行し
ていた時代には主電動機は車軸に懸架されていたが、現
在の我が国では主電動機を台車に装架することが一般的
に行われている。

台車装架式の場合は主電動機を台車に固着し、動力伝達
のために車軸との間に配設される歯車装置の小歯車軸と
主電動機の出力軸との間に軸ばねによって生じる変位を
、たわみ継手によって吸収していた。

最近の高速鉄道車両では、さらにばね間型量を軽減する
ために、従来から各種の方式が検討されているが、代表
例としてフランス国鉄ＴＧＶ用台車に見られる、主電動
機を車体に取付ける方式があり、これを簡略化して第３
図に示す。第３図（ａ）はＴＧＶ台車の平面図、第３図
（ｂ）は車軸側に配設された歯車装置の支持方法を示す
側面図である。

第３図において、主電動機１および歯車装置５１は共に
、図示してない車体に取付けられている。

主電動機１が発生する動力は、歯車装置５１および車軸
側に配設された第２の歯車装置５２を経て車軸３５に伝
達されるのであるが、この２つの歯車装置５１と５２と
の間に特殊な継手５３を介している。

この特殊な継手５３はトリポードと呼ばれ、台車の舵取
り変位（車両がカーブを通過する時などに車体中心線と
台車中心線との間に水平面内に生じる角度変位）によっ
て生じる歯車装置５１と５２出の間の軸方向変位を吸収
し、且つ車体と歯車装置５２との間の上下の変位すなわ
ち歯車装置５１の出力軸と歯車装置５２の人力軸との相
対上下変位を吸収して主電動機１の動力を伝達するもの
である。

歯車装置５２はその大歯車部を車軸３５により支承され
、反対側を吊り装置１３により台車枠２に支持されて動
力伝達時のトルク反力を受ける構造になっている。

歯車装置５２は一般の我が国の車両用歯車装置と同様に
、第４図に示すごとき構造になっている。

すなわち、はすば歯車で構成された小歯車２１′　と大
歯車２２とが各々円錐ころ軸受２３′　　と２５とによ
り支承され、これらの円錐ころ軸受はそれぞれ蓋２６′
および２６″と３６とによって外輪を保持され、これら
の蓋がボルト２９と３７および座金３０と３８により歯
車箱２７′　　に取付けられている。歯車箱２７′　と
蓋２６″および３６との間のシム３９および４０をそれ
ぞれ抜き差しすることにより、各円錐ころ軸受２３′　
および２５は初期適正すきまが与えられる。また、それ
ぞれの軸に対して油切り４１．４２を嵌着し、軸受およ
び歯車の潤滑に供する歯車箱２７′　内の潤滑油の流出
を防止している。歯車箱２７′　の小歯車側の外部に設
けられた取付は部９９が、第３図に示したごと（吊り装
置１３により台車枠２へ吊られる。このような構成では
、小歯車２１′　の部分で必要とする歯車装置の軸方向
寸法は、概略小歯車２１′　の歯幅と円錐ころ軸受２３
′２個分の幅および油切り４１．蓋２６’、２６″の軸
方向寸法を合計したものとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ＴＧＶ用台車では主電動機を車体に装架するため、動力
伝達装置中にトリポードなる特殊な継手を用いる必要が
あり、前述のようにこの継手が軸方向に伸縮可能な機能
を必要とするため、その部分の潤滑についても困難を生
じるという問題があった。

本発明は主電動機すべてを車体装架にはせず、半分だけ
を車体に装架し残りを台車に装架することにより、ＴＧ
Ｖ用台車では２個配設された歯車装置を従来通り１個と
し、且つトリポードなる特殊な継手を不要にしようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、鉄道車両用動力伝達装置において、鉄道車両
用主電動機の一方の側部を相対上下運動のみを吸収でき
る手段により台車に支持せしめ、他方の側部を相対上下
運動と共に台車の舵取りによる回転変位をも吸収できる
手段により車体に支持せしめるごとく構成したことを特
徴とするものである。

このように構成することにより、ＴＧＶ用台車のごとく
ばね間型量から主電動機全体の分を除去することはでき
ないが、従来の台車装架式のものに較べるとばね間型量
から主電動機の約半分をばね上に移すことができる。こ
れに伴って歯車装置の小歯車と主電動機の出力軸との間
に生じる変位が増大するため、ここに配設されているた
わみ継手の軸方向の長さを増大して変位吸収能力を増大
せしめるように構成する。

この目的で歯車装置の小歯車部分の軸方向寸法を縮小す
るために、本発明にかかる鉄道車両用動力伝達装置に使
用する歯車装置は、小歯車軸を支承する円錐ころ軸受の
構成を背面合わせ外輪回転方式とし、小歯車のリング部
分に軸受の外輪を嵌合し、内輪を歯車箱により保持する
構造としたことを特徴とするものである。

なお、ここで言う背面合わせ方式とは、円錐ころ軸受の
場合にはころの大径側を正面、小径側を背面と称するの
で、小径側を相対せしめて軸を支承するように２個の円
錐ころ軸受を配設する方式％式％ 前述のごとく主電動機の一方の側部を車体に、他方の側
部を台車枠に装架すると、ＴＧＶ用台用台上うな主電動
機車体装架方式に較べてばね間型量の低減効果は低下す
るが、動力伝達系にトリポードのような特殊な継手を用
いる必要がなくなる。

すなわち、車両のカーブ通過時に生じる舵取り変位に対
しては、主電動機も車軸に支承した歯車装置と共に変位
するため、両者間に動力を伝達する継手は軸方向に伸縮
する必要が無くなる。

しかし、主電動機が台車の舵取り変位に伴って変位する
ため、主電動機の車体側への支持は台車と車体との間の
舵取り変位を吸収すると共に、更に台車と車体との相対
上下運動をも吸収する必要があり、両端を球面軸受やゴ
ムブツシュ等で構成したリンク装置などで車体に装架さ
れる。

主電動機の台車側への支持は、車体と台車との間の相対
上下運動のみを吸収するように構成するため、ピン構造
などの簡単な構造でよい。

このような構成にすることにより、車軸に装架した歯車
装置の入力軸である小歯車軸と主電動機の出力軸との相
対変位は芯ちがいのみとなるが、車軸と台車との間の軸
ばねのたわみに起因する台車枠の上下動に加えて、台車
と車体との間の枕ばねのたわみや台車の車体に対するピ
ッチング運動（垂直方向の角度変動）に起因する台車と
車体の間の相対上下動の影響によって芯ちがいが比較的
大きくなる。従って、主電動機を台車枠に固定装架する
台車装架式の場合に従来使用していたたわみ継手では許
容偏角を超えてしまうことになる。

そこで、歯車装置の小歯車部分における幅寸法を狭くし
てたわみ継手の軸方向寸法をそれだけ大きくすることが
一つの対策となり、そのために小歯車軸受を小歯車の歯
部の内径側に没入させた。

これにより小歯車を支承する二個の軸受の間隔が狭くな
る。小歯車はけずば歯車で構成されているので動力伝達
時にスラストモーメントを生じるため、軸受として従来
から円錐ころ軸受を使用している。しかし、軸受の支点
間距離を狭くすると前記のスラストモーメントのために
軸受の寿命を短くしてしまう。そこで、円錐ころ軸受の
場合には同じ軸受間隔でも支点間距離が広くなる背面合
わせに構成し、その組み立て作業の必要性から外輪回転
方式としたもので、小歯車のリング部分に軸受の外輪を
嵌合し、内輪を歯車箱により保持する構造とした。

このように構成することにより、従来の歯車装置では小
歯車部分における軸方向寸法は、概略小歯車の歯幅と円
錐ころ軸受２個分の幅および油切りと蓋の軸方向寸法を
合計したものであったが、本発明にかかる歯車装置によ
れば円錐ころ軸受の幅の大部分を小歯車の歯幅の中に構
成させることが可能になり、少なくとも円錐ころ軸受の
幅程度は寸法を縮小することができる。

その分だけたわみ継手の軸方向寸法を増大することによ
り、このたわみ継手のみで小歯車軸と主電動機の出力軸
との間の増大した芯ちがいを吸収することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる鉄道車両用動力伝達装置の一実
施例の図で−１（ａ）は平面図、（ｂ）は進行方向から
（Ｃ）は側方から見たいずれも側面図であり、第３図と
同一の符号は同一機能を有する部分を示す。

主電動機１は台車側と車体側へ支持されるように両側方
への支持腕を持ち、台車側へは台車枠２にピン３を介し
てピン３の軸を中心として回転可能なように支持され、
車体側へは支持腕に固定されたピン４を介してリンク５
により車体に支持される。一端をピン４に球面軸受７に
より支承されたリンク５の他端は、車体に固定された支
持台９に軸受８によって支承されるピン６にゴムブツシ
ュ１０を介して結合される。かくして、リンク５は車体
と主電動機との間でピン４の軸を中心とした回転と共に
ピン４を含む平面上をある程度回転する自由度が与えら
れる。

このようにして、主電動機１は台車に対しては相対上下
運動のみが可能で、車体に対しては相対上下運動と共に
台車の舵取りによる回転運動も可能なように支持される
。

このように支持された主電動機１の動力は、たわみ継手
１１を介して歯車装置１２へ、更にそこから車軸３５へ
伝達される。歯車装置１２は第３図の歯車装置５２と同
じく、その大歯車部を車軸３５により支承され、反対側
を吊り装置１３により台車枠２に支持されて動力伝達時
のトルク反力を受ける構造になっている。

第２図はここに用いた歯車装置の一実施例を示し、第４
図と同一の符号は同一機能を有する部分を示す。小歯車
２１と大歯車２２とはそれぞれ円錐ころ軸受２３．２４
と２５とによって支承される。円錐ころ軸受２３．２４
は外輪を小歯車２１のリング部分の内側にその小径側を
内側にして嵌合して外輪が回転する。軸受２４の内輪は
蓋２６に嵌合され、この蓋２６は歯車箱２７に蓋２８と
共にボルト２９および座金３０よにって取付けられる。

軸受２３の内輪はリング３１に嵌合され、このリング３
１は蓋３１との間に歯車箱２７の一部を挟んで、蓋３２
と共に歯車箱２７ヘボルト３３および座金３４によって
取付けられる。大歯車２２が嵌合された車軸３５には、
大歯車２２の両側に円錐ころ軸受２５が正面合わせ方式
で取付けられ、この両円錐ころ軸受はそれぞれ蓋３６を
介してボルト３７および座金３８により歯車箱２７へ取
付けられる。

２３、２４　と２５はいずれも円錐ころ軸受であるから
シム３９と４０によってすきまを調整してそれぞれ初期
適正すきまが与えられる。また、各軸にはそれぞれ油切
り４１．４２が嵌合され、歯車箱２７内の歯車および軸
受潤滑用の潤滑油の流出を防止する。

第１図に示したような本発明にかかる鉄道車両用動力伝
達装置における台車が舵取り運動をする際のリンク５の
動作は次の如くである。車体側では軸受８の回転機能と
ゴムブッンユ１０の可撓機能によって、主電動機１側で
は球面軸受７の自在結合機能によって、リンク５が主電
動機１を台車の舵取り運動に追従して車体から懸架する
。この時、主電動機１は台車枠２と結合するピン３の機
能によって、舵取り運動による台車の回転変位に伴って
動くので、歯車装置１２との距離には変位を生じない。

車体が台車に対して上下運動あるいはピッチング運動を
行う場合も、リンク５の前述の機能とピン３０機能によ
って、主電動機１は車体と台車枠の両者に支承なく支持
される。

このようにして、主電動機１の重量のうち約半分が常に
車体に負荷され、歯車装置１２の小歯車軸と主電動機１
の軸との間の水平距離を、台車の舵取り変位によってほ
とんど変化させることなく、ばね間重量を主電動機１の
約１／２だけ減少させることができる。

また、第２図に示したごとき歯車装置を使用することに
より、たわみ継手１１の軸方向寸法を大きくすることが
できるので、本発明にかかる鉄道車両用動力伝達装置に
おいて従来より増大した歯車装置１２の小歯車軸と主電
動機１の軸との間の芯ちがいを、たわみ継手１１で充分
吸収できる。

〔発明の効果〕

本発明にかかる鉄道車両用動力伝達装置によれば、特殊
の継手などを使用することなく、はぼ従来の機器構成で
台車装架式の場合に較べて主電動機重量の約１／２をば
ね間重量から減少させることができるので、高速鉄道車
両に用いて大いに効果を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる鉄道車両用動力伝達装置の一実
施例の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は進行方向から（
Ｃ）は側方から見たいずれも側面図、 第２図は第１図の鉄道車両用動力伝達装置に使用する歯
車装置の一実施例の縦断面図、第３図はフランス国鉄Ｔ
ＧＶ用台車に見られる鉄道車両用動力伝達装置の一例の
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は車軸側に配設された歯
車装置の支持方法を示す側面図であり、 第４図は第３図の車軸側に配設された歯車装置の一例の
縦断面図を示す。 １・・・主電動機　　　　　２・・・台車枠３．４．６
・・・ピン　　　５・・・リンク７・・・球面軸受　　
　　　訃・・軸受９・・・支持台　　　　　　１０・・
・ゴムブツシュ１１・・・たわみ継手　　　　１２．５
１．５２・・・歯車装置１３・・・吊り装置　　　　　
２１．２１′・・・小歯車２２・・・大歯車 ２３、２３　′、　２４．２５・・・円錐ころ軸受２６
．２６’　　２６″、２８．３２３６・・・蓋２７．２
７’　　・・歯車箱　　　２９．３３．３７・・・ボル
ト３０、３４．３８・・・座金　　　　３１・・・リン
グ３５・・車軸　　　　　　　３９．４０・・・ンム４
１．４２・・・油切り　　　　５３・・・特殊な継手９
９・・・取付は部 第１図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄道車両用動力伝達装置において、鉄道車両用主電
   動機の一方の側部を相対上下運動のみを吸収できる手段
   により台車に支持せしめ、他方の側部を相対上下運動と
   共に台車の舵取りによる回転変位をも吸収できる手段に
   より車体に支持せしめるごとく構成したことを特徴とす
   る鉄道車両用動力伝達装置。 ２、鉄道車両用動力伝達装置において、小歯車軸を支持
   する円錐ころ軸受の構成を背面合わせ外輪回転方式とし
   、小歯車のリング部分に軸受の外輪を嵌合し、内輪を歯
   車箱により保持する構造としたことを特徴とする歯車装
   置。