JPS6369445A - 車両駆動装置 - 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］ この発明は、電気鉄道の台車部における動力駆動装置に
関する。

［従来の技術］ 第４図に従来の動力駆動装置を示している。電動機１は
、適当な支持部材２により車両の台車２０の枠に固定的
に支持されていて、電動８！１のロータ１ａで得られる
動力はギヤー３を介して車軸４に伝達されるようになっ
ている。そして、車輪５に所定の回転速度が得られるよ
うに前記ギヤー３のギヤー比を選定している。

ところで、電動機に誘導電動機を用い、この誘導電動機
に供給する電源装置に適当な周波数を出力することので
きるインバータを採用すれば、誘導電動機の回忙軸に車
軸を直結しても所定の回転速度及び所要トルクを得るこ
とが可能となり、特公昭４４−１５３２５号のごとく、
既に第５図に示すようなアウターロータ式電動機で輪軸
を構成する直接駆動方式が提案されている。

第５図で、車輪５は、電動機６のロータ６ａを含む節体
の外枠の両端面に固定され、一方、車軸７となるステー
タ６ｂの紬は、車軸５の中心部に設けられた軸受８に回
転可能に挿通される。更に、この車軸７の一端側７ａは
、台車２０にスプリング９を介して設けられた車軸上１
０によって保持され、車軸７の他の一方は、他方の車軸
上１０を貫通した後、更に上方向に折曲され、この折曲
された端８′ｌｓ　７　ｂは台ｊ１１．２０の側面に例
えば保持装置１１を介して係止され、電動機６のロータ
ー６８の回転に伴なって生じる反トルクを打消している
。

このような直接駆動方式とすれば、左右の車輪５間の空
間部に電動機６を収容することができるので省スペース
性に優れ、又、伝達ギヤーが不要となるので動力の伝達
ロスがなくなり、更には構成の簡略化により駆動部が軽
量化され省エネルギー化が達成される。

［発明が解決しようとする問題点１ ところが、上述したような直接駆動方式では以下に述べ
るような問題点があった。

台車と阜紬止１０間に設けたスプリング９は、車輪５及
び車軸７を介したレールからの振動が台車及び車体に直
接伝わるのを防いでいる。ここで、振動の伝達メカニズ
ムを考える上において、通常は、スプリング９より上部
の台車及び車体部分と、スプリング９より下部の車輪５
．車軸７及び車軸上１０等の部分とに分けて考える。前
者をバネ上質量と呼び、後者をバネ上質量と呼ぶとすれ
ば、バネ上質量が小さい程、輪重変動が小さく、横圧も
小さくなるので、走行安定性が向上することはよく知ら
れている。

さて、第４図の駆動装置では、電動８！１はギヤー３に
よって１１１輸５を駆動していて、電動機１自体の質量
は台車に支持されているので電動１幾１とギヤー３の一
部はバネ上質量に含まれる。一方、第５図の駆動装置に
おいては、電動機６は車輪５及び車軸７と一体となって
いて、電動機６はバネ上質量となる。このように、直接
駆動方式ではバネ上質量が大きく、輪重変動が大きく、
横圧も大５くなるので、走行安定性が低下し、又、レー
ルの継ぎ目で大きい荷重！！音を発したりして、レール
池軌道に与える損傷も大きくなる。更に、電動機自体が
受ける振動ら大きくなる。

第５図のような直接駆動方式であれば、車輪５からの振
動が直接に電動機６のロータ６ａ及びステータ６ｂに伝
わるので、電気的及ｔｊ機械的な問題が生じ易く、電動
機６自体の設計が困難になるといった問題点もあった。

１問題点を解決するだめの手段１ この発明の車両駆動装置は、アウターロータ式電動機の
ロータを車輪に直結し、かつ前記車輪に回転自在に挿通
した電動機のステータ軸が回転しないよう保持した車両
駆動装置において、該電動機のロータ部と、車輪との開
に弾性体のｌ衝打を設けている。

［作用１ このような緩衝材を設けることにより、車輪からの振動
が直接にロータ部に伝わらなくなるとともに、緩衝材が
バネの役割を果たしてロータ部はバネ上７７量になＩ）
、上述したような車両の走行安定性ならびに電動機本体
に伴う諸問題が解消される。

［実施例１ 第３図はこの発明の車両駆動装置を示していて、電動機
６のロータ６ａを含む枠体の両側の側面部と車軸５との
間に弾性体からなる緩衝材１２を設けている。

以下、この発明の１実施例を第１図により更に詳細に説
明する。尚、第３図の装置と同一部分については同一の
符号を付していて、又、電動８１６自体は公知であるの
でその説明は省略する。

電動機６のステータ６ｂの袖である車軸７は、車輪５に
設けた軸受８に挿通されていて、更に、この車軸７の一
方の端部７ａは、スプリング９を介して設けられた車軸
上１０により保持され、車軸７の他の一方は、他方の車
軸上１０を貫通した後、上方向にＬ字型に折曲されてい
て、この折曲された端部７ｂは台車２０の側面の所定部
に保持装置１１を介して係止される。

次に、電動機６のロータ６ａを含む枠体６ｄの側面にお
ける車輪５との結合を第２図（Ａ）〜（Ｄ）により説明
する。

第２図（Ａ）に示すように車輪５の中央部には車軸７を
通す軸受８が嵌め込まれていて、更に、車輪５の周辺部
には等間隔に複数の孔Ｍ（直径＝、）が放射状に設けら
れる。一方、第２図（Ｂ）に示すように、枠体６ｄの両
側面には、前記車輪５の孔Ｍの位置に対応するように、
同数の突設部Ｓが突設され、そして、この突設部Ｓには
前記孔Ｍと中心が一致し、かつ孔Ｍより小さい孔Ｄ（直
径＝ｄ）がそれぞれ設けられている。

第２図（Ｃ）は、既述した緩衝材１２に相当する弾性体
１２を示していて、外径がｍで、内径がｎの貫通孔１２
ｂを有する筒長ｌの筒体であり、この筒体の一方の側面
には、前記外径随よりも径の大きいフランジ部１２ａが
形成されている。＃Ｊ艮ｌは、車輪５の孔Ｍにおける厚
さにほぼ等しい。この筒部は、主に車軸５と枠体６ｄと
の中心軸を中心とする放射状方向の動きに対し、圧縮作
用で効果を生じ、中心輪方向の動きに対してはせん断作
用で効果を生じる。また、フランジ部は、主に前記放射
状方向の動きに対しせん断作用で効果を生じ、中心輪方
向の動きに対しては圧縮作用で効果を生じる。

この弾性体１２の材質は耐熱性のある硬質ゴムであり、
−例としてＪＩＳのゴム硬さが５５度でバネ定数はおよ
そ３０００　Ｋｇ／＋Ｉ１ｍである。

７９２図（Ｄ）は、結合のために用いるリベット状のビ
ン１３であり、７ランジ１３ａの一方側には前記弾性体
１２に挿入される径がｎの軸部１３ｂを備え、７ランジ
１３ａ側の面には、前記枠体６ｄの孔りを介してボルト
１４が係合するネジ穴１３ｃが設けられる。

次に第１図により車輪５と枠体６ｄとの構成を説明する
が、この図では二つの結合例を示している。

最初に第１図中の左側の構造について説明する。

まず、各ビン１３のネジ穴１３ｃと枠体６ｄの突設部Ｓ
の孔りとを対応させ、ビン１３のネジ穴１３Ｃにボルト
１４をネジ込む。次に弾性体１２を車輪５のそれぞれの
孔Ｍに車輪の内側方向（図中右方向）から挿入し、更に
、この弾性体１２の貫通孔１２ｂに車輪５の内側方向か
ら枠体６ｄに取り付けたビン１３の軸部１３ｂを挿入す
る。　ｆ５１図における右側の構造は、別の実施例を示
している。

車輪５の取り付けには、ｐｔＳ２図（Ｃ）における弾性
体１２の筒長！を、車輪５の孔Ｍ部の厚さの約半分とし
た弾性体１２°を２個対向して配置する。

同様にピンの方も弾性体１２゛の分割箇所で２分割した
ピン１３゛を２個対向して配置する。ピン１３゛の軸部
にはボルト孔１３０′が設けられており、枠体６ｄ側の
ビン１３゛１弾性体１２゛をボルト１５で固定した状態
で車輪５をセットし、その後、もう一方の弾性体１２゛
とピン１３゛を挿入してボルト１５をナツト１６で固定
する。

これにより、電動機６のロータ６ａは、弾性体１２．１
２’により車輪５から振動的に遮断され、バネ上質量と
なるので、スプリング９以下のバネ上質量がロータ６ａ
の分だけ軽減される。この結果、車両の走行によって走
行安定性が低下することなく、レールと車輪間で発生す
る荷重騒音も軽減されレールへの影響力も小さくなる。

又、ロータ６ａに伝わるレールからの振動も軽減するの
で、電動８！６に要求される防振構造が緩和される。

［発明の効果１ この発明によれば、レールからの振動が直接に伝わる車
輪に対し、弾性体の緩衝材を介してロータ部を保持する
ようにしたので、１）輪重変動が小さくなり、この結果
、輪軸に発生する振動や騒音ならびに軌道破壊が軽減さ
れる。２）横圧が低下して走行安定性が向上する。３）
バネ上質量軽減の作用と、防振用の緩衝材との相乗効果
とにより、電動機のロータ部に加わる振動が軽減され、
電動機の設計条件が緩和され信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の車両駆動装置の１実施例である一部
破断した正面図、第２図（Ａ）〜（Ｄ＞はそれぞれ第１
図における構成部品を示す図、第３図はこの発明による
駆動装置を示す概略図、第・を図及び第５図は、従来の
駆動装置を示す図である。 ５・・・車輪、６・・・電動磯、６ａ・・・ロータ、６
ｂ・・・ステータ、６ｄ・・・枠体、７・・・車輪、８
・・・輪受、９・・・スプリング、１０・・・車軸上、
１１・・・保持装置、１２．１２’・・・弾性体、ｉ　
３，１３°・・・ビン、１４，１５・・・ボルト、１６
・・・ナツト。 特許出願人　　川崎重工業株式会社　外１名代　理　人
　　弁理士　背巾　葆　　外２名第２図（Ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）アウターロータ式電動機のロータを車輪に直結し
   、かつ前記車輪に回転自在に挿通した電動機のステータ
   軸が回転しないよう保持した車両駆動装置において、該
   電動機のロータ部と、車輪との間に弾性体の緩衝材を設
   けたことを特徴とする車両駆動装置。
2. （２）上記緩衝材は、フランジ部を有する中空筒体弾性
   体である特許請求の範囲第１項に記載の車両駆動装置。
3. （３）前記緩衝材を車輪に設けた孔に挿入し、該緩衝材
   の孔にロータ部に設けたピンを挿入した特許請求の範囲
   第２項に記載の車両駆動装置。
4. （４）２分割した緩衝材を車輪に設けた孔の両側から挿
   入し、該緩衝材の孔にピンを両側から挿入してロータ部
   と締結した特許請求の範囲第２項に記載の車両駆動装置
   。