JPH03186469A - 鉄道車両用台車とその歯車装置 - 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台車とその歯車装置に関するもので
、特に高速鉄道車両用として好適なものである。

（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。これらの各部のうち、輪軸な
どの如く直接レールに負荷し軸ばねにさえも支持されて
いない部分をばね下質量と呼び、台車枠やこれに取付け
られた主電動機など軸ばねに支持されている部分をばね
間質量、車体など枕ばねに支持されている部分をばね上
質量と呼んでいる。

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確保のた
めに望ましいので、ばね下質量を軽減することが行われ
ている。

即ち、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ばね下質量が
大きかったが、現在の我が国では主電動機は台車に装架
してばね間質量とすることが一般に行われている。

然し、高速鉄道車両では、更に主電動を車体に装架する
などして、ばね間質量を軽減することが振動乗心地や高
速安定性の面から望ましく、従来より各種の主電動機車
体装架方式が検討されているが、−例として、主電動機
を車体から吊り下げる方式について、第２図により説明
する。第２図は電動機装架部の要部を示す図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。

第２図において、主電動機１は台車側と車体側とへ支持
されるように両側への支持腕を持ち、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、車体側へは主電動機ｌの支持腕に固定
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６に軸受１７によっ
て支承されるピン１５にゴムブツシュ１６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１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ている。

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て
いる。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へ伝達され、更にそこ
から車軸１４へ伝達される。歯車装置１２はその大歯車
部を車軸１４に支承され、反対側を吊り装置１８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。

〔発明が解決しようとする課題］ 従来の鉄道車両用台車は前述の如く歯車装置の一方を吊
り装置により台車枠で支持しているために、台車と車体
間の枕ばねの撓み等の相対上下運動によって、主電動機
の出力軸と歯車装置の人力軸であるピニオン軸との芯違
い量が増大し、従来主電動機を台車に装架していた場合
に使用していたたわみ継手の許容偏角内に押えるために
は、たわみ継手の軸方向寸法を長くする必要がある。

又、主電動機の質量を車体で負荷する割合を多くするた
めに、車体に懸架する位置を主電動機の中心に近付ける
程、主電動機の出力軸と歯車装置のピニオン軸との上下
方向の芯違い量が大きくなり、これに伴ってたわみ継手
のためのスペースが極端に長くなり過ぎて、動力伝達装
置が車輪のバックゲージ内に収まらな（なる欠点があっ
た。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は前述の欠点を解消するために、歯車装置の車軸
と反対側を主電動機により懸架することにより、主電動
機の出力軸と歯車装置のピニオン軸との芯違い量を小さ
くし、たわみ継手の軸方向寸法を短縮しようとするもの
である。

即ち、本発明による鉄道車両用台車は、鉄道車両用主電
動機を一方では側部で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、他方では軸芯を含む鉛直面
付近で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如く構成
すると共に、歯車装置の吊り装置を前記主電動機で支持
するよう構成したことを特徴とするものである。

又、本発明による鉄道車両用歯車装置は、該歯車装置の
吊り装置の歯車装置側の吊り受部をピニオン軸中心に設
けたことを特徴とするものである。

そのために、歯車装置の大歯車部を車軸に支承し、反対
側を吊り装置により主電動機で支持するように、主電動
機枠又は端蓋から歯車装置のピニオン軸の真上まで伸ば
した吊り受部を構成し、且つ主電動機枠の軸中心に近い
位置を、両端部が球面軸受等で回転自在なリンクで車体
から懸架するよう構成する。

又、歯車装置の吊り装置の歯車装置側の支持部は、回転
自在な球面軸受等によりピニオン軸中心部に構成する。

〔作　用〕

本発明による鉄道車両用台車は前述の如く、歯車装置の
ピニオン軸中心を主電動機から吊るように構成されてい
るため、車体及び台車の上下運動による主電動機の出力
軸中心の上下動と、歯車装置のピニオン軸中心の上下動
とはほぼ同し値になり、上下方向の芯違い量は僅かの値
ですむ。

従って、主電動機の出力軸中心と歯車装置のピニオン軸
中心との芯違い量は、トルク伝達時の歯車装置の吊り装
置の吊りゴムの撓みと、主電動機が車体上下動時に台車
側支持部を中心に回転することにより台車方向に前後に
若干移動するのに対し、歯車装置が主電動機の上下動に
より車軸を中心に回転しピニオン軸が車軸方向に前後に
若干移動することによる前後方向の芯すれと、車軸が台
車枠に対し７て動く前後動静の芯ずれと、及び前述の上
下方向の僅かな芯すれとの合成値となり、芯違い量は従
来に較べて大幅に小さくなる。

そのため、たわみ継手の軸方向寸法が短くても許容偏角
内に収めることができる。

又、主電動機を車体に懸架する位置を主電動機の真上に
近付けても、主電動機の出力軸と歯車装置のピニオン軸
との芯違い量はほとんど増加しないので、主電動機の軸
芯を含む鉛直面付近で主電動機を車体に懸架して、主電
動機質量の大部分をばね上化すると共に、従来歯車装置
を吊り装置で台車枠に懸架して歯車装置質量の一部をば
ね間化していたものが、本発明による鉄道車両用台車の
場合にはばねと化される効果がある。

〔実施例〕

第１図は本発明による鉄道車両用台車と歯車装置の一実
施例の図で、（ａ）は平面図、（１））は進行方向から
見て要部を断面した正面図、（Ｃ）は側面図であって、
第２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ｌ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主電動機１を支持する２本の
支持腕１ａと、歯車装置１２の吊り装置１３を懸架する
ために主電動機枠１ｂから歯車装置１２のピニオン軸の
真上まで突き出した支基１ｃとを具えている。

又、主電動機１をリンク５により車体から懸架するため
に、リンク５の両端にそれぞれ球面軸受７が装入され、
これらの球面軸受７はそれぞれピン４を介して一方は支
基１ｃの主電動機軸中心線上に装着され、他方は緩衝ゴ
ム８を介して車体に取付けられた支持台６に装着される
。かくして、リンク５は両端に装入された球面軸受７に
より、車体と主電動機１との間でどの方向にも回転する
自由度が与えられる。

更に、吊り装置１３の一端は球面軸受９を介して歯車装
置１２のピニオン軸中心位置に装着され、他端はこの球
面軸受９の真上の位置で緩衝ゴム１０を介して前記の支
基ＩＣに取付けられて、大歯車部を第２図の歯車装置と
同しく車軸１４に支承されている歯車装置１２が、車軸
１４の周りで回転可能なようにピニオン軸中心で吊り装
置１３により主電動機１に懸架される。

このようにして、主電動機ｌは台車に対しては相対し下
運動が可能で、台車の舵取りによる回転運動は台車と同
し動きをするように台車と車体とによって支持され、主
電動機１の動力はたわみ継手１１を介して歯車装Ｗ１２
へ伝達され、更に歯車装置１２から車軸１４へ伝達され
る。

吊り装置１３により主電動機１へ伝えられる歯車装置１
２のトルク反力は、吊り装置１３とリンク５とがいずれ
もほぼ主電動機１の軸芯上にあるため、そのままりンク
５を介して車体に伝えられて車体によって支持される。

なお、吊り装置１３とリンク５との主電動機軸芯上の位
置がずれているため、トルク反力を受けた時に主電動機
１にモーメントが発生するが、２本の支持腕１ａにより
台車枠２でこのモーメントを受は止める。このことから
、リンク５は吊り装置１３にできる限り近付けた位置に
設置することにより、このモーメントを小さくできるこ
とは自明である。

本発明による鉄道車両用台車においては、台車が舵取り
運動する際にもリンク５の両端に装着された球面軸受７
の自在結合によって、リンク５が主電動機ｌ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ｌ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との距離に変位を生じないことは従来と同じであ
るが、主電動機ｌをリンク５によって車体から懸架する
位置が、第２図に示した従来のものより台車の回転中心
位置に近くなっているので、リンク５の両端のずれは少
なくてすむ。

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、前述のリンク５の機能とビン３の機能とに
よって、主電動ｍ１は車体と台車枠の両者によって支障
なく支持されるが、歯車装置１２がピニオン軸芯を主電
動機１の軸の中心線上で吊り装置１３により懸架されて
いるので、主電動機１の上下動に伴ってピニオン軸の中
心がほぼ同じ量だけ上下動する。このため、主電動機ｌ
の出力軸中心と歯車装置１２のピニオン軸中心との上下
方向の芯違い量は極く僅かとなり、軸方向寸法の短いた
わみ板継手１１でも充分この芯違い量を吸収できる。

又、主電動機軸中心線上をリンク５により車体に懸架し
ているため、主電動機質量のほとんどの部分が車体に負
荷されると共に、歯車装置１２も主電動機１で懸架して
いるため、従来台車に負荷されていた歯車装置１２のば
ね量分質量も車体に負荷することができる。

尚、吊り装置の歯車装置側は本実施例の如くピニオン軸
中心部で支持せず、ピニオン軸の真下部付近で支持して
も同一の効果が得られるが、吊り装置が長くなって重量
が増加するなどの欠点を生じる。本実施例の如くピニオ
ン軸中心に支持点を構成すれば、ピニオン軸下部のスペ
ースを、例えば歯車装置内に封入された潤滑油のうち回
転中には余分となる部分を貯えるための小室を設け、大
歯車による撹拌により発生する発熱損失を低減する等、
有効に活用することができる。

［発明の効果］ 本発明による鉄道車両用台車によれば、たわみ継手の軸
方向寸法を短くすることができ、台車が小形・軽量化で
きると共に、従来の主電動機台車装架の場合に比べて、
主電動機質量のほとんどと歯車装置質量の約１７４をば
ね間質量から減少させて、ばね上質量に移行させること
が可能になる。

従って、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図は本発明による鉄道車両用台車と歯車装置の一実
施例の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は進行方向から見
て要部を断面した正面図、（Ｃ）は側面図である。 第２図は従来の鉄道車両用台車と歯車装置の一例の図で
、（ａ）は平面図、（１））は正面図、（Ｃ）は側面図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄道車両用主電動機を一方では側部で相対上下運動
   のみを吸収できる手段により台車に支持せしめ、他方で
   は軸芯を含む鉛直面付近で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
   持せしめる如く構成すると共に、歯車装置の吊り装置を
   前記主電動機で支持するよう構成したことを特徴とする
   鉄道車両用台車。 ２、特許請求の範囲第１項記載の歯車装置において、歯
   車装置の吊り装置の歯車装置側の吊り受部をピニオン軸
   中心に設けたことを特徴とする鉄道車両用歯車装置。