JP2006347349A

JP2006347349A - ２輪軸動力伝達装置

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Publication number: JP2006347349A
Application number: JP2005175710A
Authority: JP
Inventors: Tatsuna Kato; 達名加藤
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】前後の車輪が車輪径差を有することによって生ずる弊害を抑制して、車輪径差を管理するための負担を軽減することができる２輪軸動力伝達装置を提供すること。
【解決手段】車輪１０５ｂと車輪１０６ｂとの車輪径に差がある場合には、差動歯車機構３によって、車輪径が小さい方の車輪が車輪径が大きい方の車輪に比べて速く回転するので、どちらかの車輪に滑りが発生し、減速機を構成する歯車に過大な荷重がかかり、減速機が破損するとういう弊害が発生するのが抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、前後の車輪が車輪径差を有することによって生ずる弊害を抑制して、車輪径差を管理するための負担を軽減することができる２輪軸動力伝達装置に関する。

従来より、１の車体を各台車毎に２組の輪軸を備えた２台の台車によって支持して構成されるディーゼル動車が知られている。このタイプのディーゼル動車では、力行時の車輪の空転を防止するために１車両合計４組の輪軸のうち２組以上の輪軸を駆動する必要があった。

２組以上の輪軸を駆動する方法としては、各台車の１輪軸だけを駆動する１輪軸駆動方式と、１の台車の２輪軸を駆動する２輪軸駆動方式とがある。１輪軸駆動方式はエンジンを含む動力装置が１車両につき２組使用され、２輪軸駆動方式は動力装置が１車両につき１組使用される。そのため、２輪軸駆動方式は、１輪軸駆動方式に比べ、エンジン出力を大きくとる必要はあるものの動力装置が１組だけですむので製造コストやメンテナンスコストを低減することができ、また、床下スペースにも余裕が出来るので、メンテナンス時のアクセススペースとして利用することができるという有利な点があった。

この２輪軸駆動方式は、例えば、次の特許文献１に開示されているように、車体に取付けられた１つのエンジンから第１推進軸、第１減速機を介して第１輪軸に回転力が伝達されるとともに、第１減速機に連結されている第２推進軸、第２減速機を介して第２輪軸に回転力が伝達される。

一方、２輪軸駆動方式では、第１減速機を介して第１輪軸に伝達される回転数と、第２減速機を介して第２輪軸に伝達される回転数とは同じになるように構成されているので、２組の輪軸のうち一方の輪軸の車輪径と他方の輪軸の車輪径とに差がある場合には、どちらかの車輪に滑りが発生し、この滑りが大きくなると減速機を構成する歯車に過大な荷重がかかり、場合によっては破損に至る恐れがあった。そこで、車輪の車輪径差については特別に管理することが要求されており、日本では、一般的に車輪径差が１ｍｍ以内になるように管理されている。
特開平９−３２３６４８号公報（第２頁，図５，図６，図７等）

しかしながら、２輪軸駆動方式を採用する上で、上述したように車輪径差を管理するのはメンテナンスにかかる負担を増大させるという問題点があった。尚、海外の鉄道会社では車輪径差を管理することが受け入れられない場合もあり、かかる場合には２輪軸駆動方式を採用することができず１輪軸駆動方式を採用せざるを得えないという状況があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、前後の車輪が車輪径差を有することによって生ずる弊害を抑制して、車輪径差を管理するための負担を軽減することができる２輪軸動力伝達装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の２輪軸動力伝達装置は、１つの原動機から出力される回転力を１台の台車に備えられている第１輪軸と第２輪軸とに伝達するものであって、前記第１輪軸と連結され回転速度を減じて前記第１輪軸に回転力を伝達する第１減速機と、前記第２輪軸と連結され前記第１減速機と同じ減速比で回転速度を減じて前記第２輪軸に回転力を伝達する第２減速機と、前記第１輪軸の車輪径と前記第２輪軸の車輪径とに差がある場合に小さい方の車輪が大きい方の車輪よりも速く回転するように前記第１減速機構と前記第２減速機構とに回転力を分配して伝達する差動歯車機構とを備えていることを特徴とする２輪軸動力伝達装置。

請求項２記載の２輪軸動力伝達装置は、請求項１記載の２輪軸動力伝達装置において、前記差動歯車機構は、前記第１減速機を収容する収容ケース内に一緒に収容されている。

請求項３記載の２輪軸動力伝達装置は、請求項１記載の２輪軸動力伝達装置において、前記台車には、台車枠と、台車枠と車体とに挟まれる第１緩衝部材と、台車枠と前記第１、第２輪軸とに挟まれる第２緩衝部材とが備えられており、前記差動歯車機構は、前記第１減速機と前記第２減速機とは別に前記台車枠に支持されている収容ケース内に収容されいる。

請求項４記載の２輪軸動力伝達装置は、請求項１から３のいずれかに記載の２輪軸動力伝達装置において、前記１つの原動機から出力される回転力を前記差動歯車機構に伝達する第１推進軸を備え、前記差動歯車機構は、前記第１推進軸と連結され前記第１推進軸から伝達される回転力を入力する入力軸と、前記第１減速機に伝達される回転力を出力する第１出力軸と、その第１出力軸が延出する方向とは反対方向に延出して前記第２減速機に伝達される回転力を出力する第２出力軸とを備え、前記第１出力軸と前記第２出力軸とが前記第１推進軸と略平行になるように配置されている。

請求項１記載の２輪軸動力伝達装置によれば、第１輪軸の車輪径と第２輪軸の車輪径とに差がある場合、差動歯車機構によって、車輪径が小さい方の車輪が車輪径が大きい方の車輪よりも速く回転するので、たとえ車輪径差を有する場合であっても、どちらかの車輪に滑りが発生し、減速機を構成する歯車に過大な荷重がかかり、減速機が破損するとういう弊害が発生するのを抑制することができる。また、かかる弊害を抑制できる結果、車輪径差を厳密に管理する必要はなく、車輪径差に対する管理負担を軽減することができるという効果がある。

請求項２記載の２輪軸動力伝達装置によれば、請求項１記載の２輪軸動力伝達装置の奏する効果に加え、差動歯車機構は、第１減速機を収容する収容ケース内に一緒に収容されているので、第１減速機と差動歯車機構とを別々の収容ケースに収容する場合に比べ、部品点数を減少させることができ、装置の製造コストを低減することができるという効果がある。

請求項３記載の２輪軸動力伝達装置によれば、請求項１記載の２輪軸動力伝達装置の奏する効果に加え、差動歯車機構は第１減速機や第２減速機とは別に台車枠に支持されている収容ケース内に収容されいるので、差動歯車機構に係る衝撃を低減することができるという効果がある。第１緩衝部材と第２緩衝部材との間の所謂バネ間の部品である台車枠と、第１緩衝部材と第２緩衝部材とよりも下方の所謂バネ下の部品である第１輪軸、第２輪軸とでは、第１輪軸、第２輪軸の方に大きな衝撃がかかる。よって、差動歯車機構を第１減速機や第２減速機とは別に台車枠に支持されている収容ケース内に収容することで、第１減速機や第２減速機を介して差動歯車機構に大きな衝撃が加わるのを抑制することができるという効果がある。

請求項４記載の２輪軸動力伝達装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の２輪軸動力伝達装置の奏する効果に加え、差動歯車機構は、第１出力軸と第２出力軸とが第１推進軸と略平行になるように配置されているので、第１推進軸が延びる方向と交差する方向に本装置が大型化するのを抑制することができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、本発明の２輪軸動力伝達装置に関する第１実施例を図１乃至図４を参照して説明する。図１（ａ）はディーゼル動車１００の外観を簡略化して示す側面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視における平面図である。

ディーゼル動車１００は、ディーゼルエンジン１０１の出力を動力として走行する動車であり、主に、車体１０２と、車体１０２を支持する２台の台車１０３，１０４とを備えている。台車１０３は、第１輪軸１０５（第１車軸１０５ａおよび一対の第１車輪１０５ｂ）と、第２輪軸１０６（第２車軸１０６ａおよび一対の第２車輪１０６ｂ）と、第１車軸１０５ａと第２車軸１０６ａとが架け渡されている一対の側梁１０７（台車枠の一部）とを備えている。

また、ディーゼル動車１００は、ディーゼルエンジン１０１の出力を第１輪軸１０５と、第２輪軸１０６とに伝達する動力伝達機構として、ディーゼルエンジン１０１と連結される液体変速機１０８と、液体変速機１０８と連結される第１推進軸２を含む２輪軸動力伝達装置１Ａとを備えている。

即ち、２輪軸動力伝達装置１Ａは、ディーゼルエンジン１０１から液体変速機１０８を介して伝達される回転力を１台の台車１０３に備えられている第１輪軸１０５と第２輪軸１０６とに伝達する装置であり、特に、第１車輪１０５ｂと第２車輪１０６ｂとが車輪径差を有することによって生ずる弊害を抑制して、車輪径差を管理するための負担を軽減することができる装置である。

次に、図２を参照して、２輪軸動力伝達装置１Ａの主な構成について説明する。図２は２輪軸動力伝達１Ａを模式的に示す斜視図である。２輪軸動力伝達装置１Ａは、液体変速機１０８（図１参照）と連結される第１推進軸２と、第１推進軸２と連結される差動歯車機構３と、差動歯車機構３の第１出力軸１０と連結される第１減速機４と、差動歯車機構３の第２出力軸１１と連結される第２推進軸６と、第２推進軸６と連結される第２減速機７とを備えている。尚、差動歯車機構３と第１減速機４とは第１収容ケース８内に一緒に収容されており、第２減速機７は単独で第２収容ケース９に収容されている。

第１推進軸２は、液体変速機１０８（図１参照）から伝達される回転力を差動歯車機構３に伝達するものである。差動歯車機構３は、第１車輪１０５ｂと第２車輪１０６ｂとの車輪径に差がある場合に小さい方の車輪が大きい方の車輪よりも速く回転するように第１推進軸２から伝達される回転力を第１減速機構４と第２減速機構７とに分配して伝達するものである。第１減速機４は、回転速度を減じて差動歯車機構３の第１出力軸１０から伝達される回転力を第１輪軸１０５に伝達するものである。第２推進軸６は、差動歯車機構３の第２出力軸１１から伝達される回転力を第２減速機７に伝達するものである。第２減速機７は、第１減速機４と同じ減速比で回転速度を減じて第２推進軸６から伝達される回転力を第２輪軸１０６に伝達するものである。

次に、図３および図４を参照して、２輪軸動力伝達装置１Ａについて具体的に説明する。図３（ａ）は、２輪軸動力伝達装置１Ａの外観を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第１収容ケース８の内部構成を拡大して示す拡大平面図である。図４（ａ）は、図３（ａ）に示す矢印ＩＶａ方向視における側面図であり、図４（ｂ）は図３（ａ）に示す断面線ＩＶｂ−ＩＶｂの断面図である。尚、図４（ｂ）では車体１０２（図１参照）の枕梁１２０を２点鎖線で示している。

まず、２輪軸動力伝達装置１Ａを囲む台車１０３について略述する。台車１０３は、上述した第１輪軸１０５と、第２輪軸１０６と、一対の側梁１０７（台車枠の一部）との他に次の構成を備えてる。

第１車軸１０５ａと第２車軸１０６ａとの間に側梁１０７，１０７に架け渡される２本の横梁１１０（台車枠の一部）と、２本の横梁１１０の間であって側梁１０７に架け渡されて支持されている枕梁１１１と、枕梁１１１の両端に配置されている枕バネ１１３とを備えている。また、第１輪軸１０５と第２輪軸１０６とは軸受けを内包した軸箱１１４で支持され、軸バネ１１５を介して側梁１０７と係合されている。

上述した台車１０３に対し、差動歯車機構３と第１減速機４とを収容する第１収容ケース８は、平面視において第２収容ケース９との間に枕梁１１１を挟んで配置されており、横梁１１０から突出するブラケット１１６に支持棒１１７を介して支持されている。第２推進軸６は、側梁１０７と略平行に枕梁１１１を貫通して配置されている。第２減速機７を収容する第２収容ケース９は、第１収容ケース８と同様に、横梁１１０から突出するブラケット１１８に支持棒１１９を介して支持されている。

次に、差動歯車機構３と、第１減速機４と、第２減速機７とについて具体的に説明する。差動歯車機構３は、主に、図３（ｂ）に示すように、第１減速機４に伝達される回転力を出力する第１出力軸１０と、第１出力軸１０と同軸線上であって第１出力軸１０とは反対方向に延出して第２減速機７に伝達される回転力を出力する第２出力軸１１と、第１出力軸１０と第２出力軸１１との各々に固設されて相互に対向する一対の第１傘歯車１２，１２と、第１推進軸２から伝達される回転力を入力する入力軸１３と、入力軸１３に固設される第１平歯車１４と、第１平歯車１４と噛み合い第１出力軸１０と第２出力軸１１との中心軸線上を回転中心として第１出力軸１０と第２出力軸１１とに対して回転する第２平歯車１５と、第２歯車１５と一体に回転する差動ケース１６と、差動ケース１６に自転可能に支持される自転軸１７と、自転軸１７に対して回転可能に固設された一対の第１傘歯車１２と噛み合う一対の第２傘歯車１８，１８とを備えている。

尚、平歯車１４が固設されている側とは反対側の入力軸１３の端部には第１推進軸２が連結され、第１傘歯車１２が固設されている側とは反対側の第２出力軸１１の端部には第２推進軸６が連結される。

第１減速機４は、主に、図４（ａ）に示すように、第１傘歯車１２が固設されている側とは反対側の第１出力軸１０の端部に固設されている第１平歯車１９と、第１平歯車１９と噛み合う第２平歯車２０と、第２平歯車２０が固設されている側とは反対側の軸２１の端部に固設されている小傘歯車２２と、小傘歯車２２と噛み合って車軸１０５ｂに固設されている大傘歯車２３（図３（ｂ）、図４（ｂ））とを備えている。

第２減速機７は、第１減速機４と同様に構成されているため具体的な図示は省略するが、図２において模式的に示すように、第２推進軸６と連結される軸２６に固設されている第１平歯車２７と、第１平歯車２７と噛み合う第２平歯車２８と、第２平歯車２８が固設されている軸２９の反対側端部に固設されている小傘歯車３０と、小傘歯車３０と噛み合って車軸１０６ａに固設されている大傘歯車３１とを備えている。

上述したように構成された２輪軸動力伝達装置１Ａによれば、図２に示すように、第１推進軸２から伝達される回転力によって入力軸１３、第１平歯車１４が回転すると、第１平歯車１４と噛み合っている第２平歯車１５が回転する。

ここで、車輪１０５ｂと車輪１０６ｂとの車輪径が同じ（差がない）場合には、第１出力軸１０と第２出力軸１１とには同じ荷重がかかるので、差動ケース１６内の１対の第１傘歯車１２，１２と、第２小傘歯車１８，１８とは噛み合ったまま一体化して第２平歯車１５と差動ケース１６と共に回転する。即ち、第１出力軸１０と第２出力軸１１とは同じ速度で回転することになる。

一方、車輪１０５ｂと車輪１０６ｂとの車輪径に差がある場合には、どちらかの車輪が大きな抵抗を受けるので、第１出力軸１０と第２出力軸１１とにかかる荷重が異なり、差動ケース１６内の１対の第１傘歯車１２，１２と、第２小傘歯車１８，１８との噛み合い点で力の差が生じ、第２小傘歯車１８，１８は自転軸１７を中心軸として自転するため第１小傘歯車１２，１２は互いに反対方向に回転し、第１出力軸１０と第２出力軸１１とは互いに反対方向に回転して、結果的に、車輪径が小さい方の車輪が車輪径が大きい方の車輪に比べて速く回転することになる。

このように第１出力軸１０が回転すると、第１出力軸１０を介して第１減速機４に回転力が伝達され、第１平歯車１９、第２平歯車２０、軸２１、小傘歯車２２が回転し、小傘歯車２２と噛み合う大傘歯車２３によって減速されて第１輪軸１０５が駆動する。

一方、上述したように第２出力軸１１が回転すると、第２出力軸１１を介して第２減速機７に回転力が伝達され、第１平歯車２７、第２平歯車２８、軸２９、小傘歯車３０が回転し、小傘歯車３０と噛み合う大傘歯車３１によって減速されて第２輪軸１０６が駆動する。

上述したように、第１実施例の２輪軸動力伝達装置１Ａによれば、車輪１０５ｂと車輪１０６ｂとの車輪径に差がある場合、差動歯車機構３によって、車輪径が小さい方の車輪が車輪径が大きい方の車輪に比べて速く回転することになるので、どちらかの車輪に滑りが発生し、減速機を構成する歯車に過大な荷重がかかり、減速機が破損するとういう弊害が発生するのを抑制することができる。

次に、図５乃至図９を参照して第２実施例の２輪軸動力伝達装置１Ｂについて説明する。尚、上述した構成と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図５（ａ）はディーゼル動車１００の外観を簡略化して示す側面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の矢印Ｖｂ方向視における平面図である。

第２実施例の２輪軸動力伝達装置１Ｂは、第１実施例の２輪軸動力伝達装置１Ａと同様に、ディーゼルエンジン１０１から液体変速機１０８を介して伝達される回転力を１台の台車１０３に備えられている第１輪軸１０５と第２輪軸１０６とに伝達する装置であり、特に、第１車輪１０５ｂと第２車輪１０６ｂとが車輪径差を有することによって生ずる弊害を抑制して、車輪径差を管理するための負担を軽減することができる装置である。

両者の主な相違点は、第１実施例の２輪軸動力伝達装置１Ａでは、差動歯車機構３を第１減速機４と一緒に第１収容ケース８に収容し、その第１収容ケース８を台車１０３の横梁１１０で支持していたのに対し、第２実施例の２輪軸動力伝達装置１Ｂは、車体１０２の底面に第１収容ケース４０を取付け、その第１収容ケース４０内に差動歯車機構３を収容したものである。

車体１０２に係る衝撃は第１輪軸１０５を構成する部材に係る衝撃より小さいので、差動歯車機構３を収容ケース４０を介して車体１０２に懸架させることで、第１輪軸１０５を構成する部材に差動歯車機構３を支持させる場合に比べて差動歯車機構３にかかる衝撃を緩和させることができる。

次に、図６を参照して、２輪軸動力伝達装置１Ｂの主な構成について説明する。図６は２輪軸動力伝達１Ｂを模式的に示す斜視図である。２輪軸動力伝達装置１Ｂは、液体変速機１０８（図５参照）と連結される第１推進軸２と、第１推進軸２と連結される差動歯車機構３と、差動歯車機構３の第１出力軸１０と連結される第１中継歯車機構４１と、第１中継歯車機構４１と連結される第２推進軸４２と、第２推進軸４２と連結される第１減速機４と、差動歯車機構３の第２出力軸１１と連結される第２中継歯車機構４３と、第２中継歯車機構４３と連結される推進軸機構（第３推進軸４４、中継継手４６、第４推進軸４５）と、第４推進軸４５と連結される第２減速機７とを備えている。

尚、差動歯車機構３と第１中継歯車機構４１と第２中継歯車機構４３とは第１収容ケース４０内に一緒に収容されており、第１減速機４と第２減速機７とは各々単独に第２収容ケース４７、第３収容ケース４８に収容されている。

上述した構成の内、第１中継歯車機構４１は、差動歯車機構３の第１出力軸１０から出力される回転力を第２推進軸４２に伝達する歯車機構である。第２中継歯車機構４３は、差動歯車機構３の第２出力軸１１から出力される回転力を第３推進軸４４に伝達する歯車機構である。

また、推進軸機構としての第３推進軸４４は、第２中継歯車機構４３と連結され第２中継歯車機構４３から伝達される回転力を第２減速機７側に伝達するものであり、第４推進軸４５は、第２減速機７と連結され第３推進軸４４側から伝達される回転力を第２減速機７に伝達するものであり、中継継手４６は、第３推進軸４４と第４推進軸４５とに連結され第３推進軸４４から伝達される回転力を第４推進軸４５に伝達するものである。尚、その他の構成は、上述したのと同様に構成されている。

次に、図７乃至図９を参照して、２輪軸動力伝達装置１Ｂの各構成を具体的に説明する。図７は、２輪軸動力伝達装置１Ｂの外観を示す平面図である。図８（ａ）は、図７に示す矢印ＶＩＩＩａ方向視における側面図であり、図８（ｂ）は図７に示す断面線ＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂの断面図である。図８（ｃ）は図７に示す断面線ＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃの断面図である。図９（ａ）は第１収容ケース４０の内部構成を展開して示す展開平面図である。図９（ｂ）は、図７の矢印ＩＸｂ方向視における第１収容ケース４０の側面図である。

尚、図７、図８（ａ）、図９（ａ）に示すＡ−Ａ線は、第１収容ケース４０に収容されている同軸上にある差動歯車機構３の第１出力軸１０と第２出力軸１１との中心軸を示している。また、図８（ｂ）では車体側の枕梁１２０を一点鎖線で示している。

第１収容ケース４０は、第３収容ケース４８との間に第２収容ケース４７を挟むように台車１０３と重複しない位置に配置されている。即ち、第１収容ケース４０に収容されている差動歯車機構３は、台車１０３と重複しない位置に配置されているので、差動歯車機構３を台車１０３と重複する位置に配置する場合に比べてスペース的な余裕ができ、差動歯車機構３を配置する位置の設計の自由度を向上させることができる。また、差動歯車機構３は第１出力軸１０と第２出力軸１１との軸芯Ａ−Ａ（図７参照）が第１車軸１０５ａと第２車軸１０６ｂとに略直交するように配置されている。

第２収容ケース４７は、枕梁１１１と第１収容ケース４０との間に配置されている。第２推進軸４２は、第１収容ケース４０と第２収容ケース４７との間で延び、第２推進軸４２の中心軸は、図７に示す平面視において、第１出力軸１０と第２出力軸１１との中心軸Ａ−Ａに対して横方にズレ、図８（ａ）に示す高さ方向においても第２推進軸４２の中心軸の方が第１出力軸１０と第２出力軸１１との中心軸Ａ−Ａよりも下方になるよう配置されている。

このようにして、第２推進軸４２の中心軸の高さ位置を、第２収容ケース４７に収容されている第１減速機４の入力軸１９ａ（図６参照）の中心軸の高さ位置と合わせることができ、また、第１推進軸２に連結される第１収容ケース４０に収容されている差動歯車機構３の入力軸１３の高さを高くすることができる。

第３収容ケース４８は、第２収容ケース４７との間に枕梁１１１を挟んで配置されている。第３推進軸４４と第４推進軸４５とは中継継手４６を介して略直線状に連結されており、第１収容ケース４０と第３収容ケース４８との間を、第２推進軸４２と略平行（図７参照）に同じ高さで延びている。また、第３推進軸４４と第４推進軸４５とは、図７に示す平面視において、第２推進軸４２との間に第１出力軸１０と第２出力軸１１との中心軸Ａ−Ａを挟むように配置されている。尚、第４推進軸４５は枕梁１１１を貫通して配置されている。

中継継手４６は、図７に示すように枕梁１１１と第３収容ケース４８（第２減速機７）との間に配置されている。また、図８（ｃ）に示すように、中継継手４６は、第３推進軸４４と第４推進軸４５とに連結された回転軸４６ａと、回転軸４６ａを回転可能に支持する継手ケース４６ｂとを備え、継手ケース４６ｂは、横梁１１０から突出するブラケット１１６に固定されている。このように第３推進軸４４と第４推進軸４５とを連結する中継継手４６をブラケット１１６を介して横梁１１０に固定することで、中継継手４６と第４４推進軸４５との横梁１１０に対する上下、左右の相対変位を規制することができる。その結果、第４推進軸４５を貫通させるために枕梁１１１に空ける穴の大きさを小さくすることができ、台車１０３の本来の構成が崩れるのを抑制することができる。

次に、主に、図９を参照して、第１収容ケース４０に収容されている差動歯車機構３と、第１中継歯車機構４１と、第２中継歯車機構４３との構成について説明する。尚、差動歯車機構３は、第１実施例で説明したのと略同様に構成されているので略述する。

差動歯車機構３は、第１出力軸１０と、第２出力軸１１と、一対の第１傘歯車１２，１２と、入力軸１３と、第１平歯車１４と、第２平歯車１５と、差動ケース１６と、自転軸１７と、一対の第２傘歯車１８，１８とを備えている。尚、図９（ｂ）に示すように、本来は、第１平歯車１４は第２平歯車１５の下方に配置されており、入力軸１３と、第１出力軸１０とは上下に並んで配置されている。

第１中継歯車機構４１は、差動歯車機構３の第１出力軸１０に固設されている第１平歯車５０と、第１平歯車５０と噛み合う第２平歯車５１と、第２平歯車５１を一端側に固設して第１出力軸１０と略平行に延びる第１軸５２と、第１軸５２に固設されている第３平歯車５３と、第３平歯車５３と噛み合う第４平歯車５４と、第４平歯車５４が固設される第２軸５５とを備えている。

また、図９（ｂ）からも判断できるように、第１中継歯車機構４１では、第１平歯車５０に対して第２平歯車５１が斜め上方位置で噛み合うように、第２平歯車５１の回転軸である第１軸５２が第１平歯車５０の回転軸である第１出力軸１０よりも上方に配置されている。また、第３平歯車５３に対して第４平歯車５４が斜め下方位置で噛み合うように、第４平歯車５４の回転軸である第２軸５５が第３平歯車５３の回転軸である５２よりも下方に配置されている。このように、第１中継歯車機構４１を構成することで、第１出力軸１０の中心軸と第２軸５５の中心軸との間隔を適正な位置に設計することができ、第２軸５５と連結される第２推進軸２２と差動歯車連結機構３との干渉を避けることができる。

第２中継歯車機構４３は、第２出力軸１１に固設されている第１平歯車６０と、第１平歯車６０と噛み合う第２平歯車６１と、第２平歯車６１と噛み合う第３平歯車６２と、第３平歯車６２が固設される第１軸６３とを備えている。

また、図９（ｂ）からも判断できるように、第２中継歯車機構４３では、第１平歯車６０に対して第２平歯車６１が斜め上方位置で噛み合うように、第２平歯車６１の回転軸が第１平歯車６０の回転軸である第２出力軸１１よりも上方に配置されている。また、第２平歯車６１に対して第３平歯車６２が斜め下方位置で噛み合うように第３平歯車６２の回転軸である第１軸６３が第２平歯車６１の回転軸よりも下方に配置されている。このように、第２中継歯車機構４３を構成することで、第２出力軸１０の中心軸と第１軸６３の中心軸との間隔を適正な位置に設計することができ、第１軸６３と連結される第３，第４推進軸４４，４５と差動歯車連結機構３との干渉を避けることができる。

結局、この第１中継歯車機構４１と、第２中継歯車機構４３とを上述したように構成することで、第1出力軸１０及び第2出力軸１１、第1推進軸２、第2推進軸４２、第３推進軸４４および第４推進軸４５（推進軸機構）の4本の異なる中心軸を各部の干渉を避け適切に配設することができ、差動歯車機構３に対する第1推進軸２の連結部の位置をレール方向で台車１０３寄りとし、一方、第2推進軸４２及び第３推進軸４４および第４推進軸４５（推進軸機構）の各々の連結部を反台車寄りとすることで、レール方向の装置全体の占有スペースを小さくすることができる。

上述したように構成された２輪軸動力伝達装置１Ｂによれば、図６に示すように、第１推進軸２から伝達される回転力が第１実施例で説明したのと同様に差動歯車機構３によって分配されて第１出力軸１０が回転すると、第１中継歯車機構４１に回転力が伝達され、第１平歯車５０、第２平歯車５１、第１軸５２、第３平歯車５３、第４平歯車５４、第２軸５５の経路を辿って回転力が伝達される。そして、第２推進軸４２を介して第１減速機４に回転力が伝達され、上述したのと同様に、回転速度が減速されて第１輪軸１０５が駆動する。

また、差動歯車機構３によって回転力が分配されて第２出力軸１１が回転すると、第１中継歯車機構４３に回転力が伝達され、第１平歯車６０、第２平歯車６１、第３平歯車６２、第１軸６３の経路を辿って回転力が伝達される。そして、第３推進軸４４，第４推進軸４５を介して第２減速機７に回転力が伝達され、上述したのと同様に、回転速度が減速されて第２輪軸１０６が駆動する。

よって、第２実施例の２輪軸動力伝達装置１Ｂについても、第１実施例で説明したのと同様に、差動歯車機構３によって、車輪径が小さい方の車輪が車輪径が大きい方の車輪よりも速く回転することになるので、どちらかの車輪に滑りが発生するのを抑制することができる。

次に、第３実施例の２輪軸動力伝達装置１Ｃについて説明する。図１０は２輪軸動力伝達１Ｃを模式的に示す斜視図である。尚、上述した構成と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

第３実施例の２輪軸動力伝達装置１Ｃは、上述した第１、第２実施例の２輪軸動力伝達装置１Ａ，１Ｂと同様に、第１車輪１０５ｂと第２車輪１０６ｂとが車輪径差を有することによって生ずる弊害を抑制して、車輪径差を管理するための負担を軽減することができる装置である。

第１実施例の２輪軸動力伝達装置１Ａでは、差動歯車機構３を第１減速機４と一緒に第１収容ケース８に収容し、その第１収容ケース８を台車１０３の横梁１１０で支持していたのに対し、第３実施例の２輪軸動力伝達装置１Ｃは、差動歯車機構３を第１減速機４と第２減速機７とは別に横梁１１０に支持されている収容ケース７０に収容したものである。

２輪軸動力伝達装置１Ｃは、主に、第１推進軸２と、第１推進軸２と連結される差動歯車機構３と、差動歯車機構３の第１出力軸１０側に連結される第１減速機４と、差動歯車機構３の第２出力軸１１側に連結される第２減速機７とを備えている。

差動歯車機構３と、差動歯車機構３の第１出力軸の端部に固設されている第１小傘歯車７１と、その第１小傘歯車７１と噛み合う第２小傘歯車７２と、差動歯車機構３の第２出力軸１１の端部に固設されている第３小傘歯車７３と、第３小傘歯車７３と噛み合う第４小傘歯車７４とが第１収容ケース７０内に収容されている。

第１減速機４は、第１車軸１０５ａに連結されている大平歯車７５と、大平歯車７５と噛み合う小平歯車７６とを備え、それらは第２収容ケース７８に収容されている。そして、小平歯車７６が固設されている軸と第２小傘歯車７２が固設されている軸とを自在継手７７で連結している。

第２減速機７は、第２車軸１０６ａに連結されている大平歯車７９と、大平歯車７９と噛み合う小平歯車８０とを備え、それらは第３収容ケース８２に収容されている。そして、小平歯車８０が固設されている軸と第４小傘歯車７４が固設されている軸とを自在継手８１で連結している。

上述したように構成された２輪軸動力伝達装置１Ｃによれば、第１推進軸２から伝達される回転力が第１実施例で説明したのと同様に差動歯車機構３によって分配されて第１出力軸１０が回転すると、第１小傘歯車７１、第２小傘歯車７２が回転し、回転力が自在継手７７を介して第１減速機４に伝達される。第１減速機４では、小平歯車７６を介して大平歯車７５が回転し、大平歯車７５によって回転速度が減速されて第１輪軸１０５が駆動する。

また、差動歯車機構３によって回転力が分配されて第２出力軸１１が回転すると、第３小傘歯車７３、第４小傘歯車７４が回転し、回転力が自在継手８１を介して第２減速機７に伝達される。第２減速機７では、小平歯車８０を介して大平歯車７９が回転し、大平歯車７９によって回転速度が減速されて第２輪軸１０６が駆動する。

このように、第３実施例の２輪軸動力伝達装置１Ｃについても、上述したのと同様に、差動歯車機構３によって、差動歯車機構３によって、車輪径が小さい方の車輪が車輪径が大きい方の車輪よりも速く回転することになるので、どちらかの車輪に滑りが発生するのを抑制することができる。

また、差動歯車機構３は、第１減速機４と第２減速機７とは別に横梁１１０に支持されている第１収容ケース７０内に収容されいるので、差動歯車機構３に係る衝撃を低減することができる。即ち、横梁１１０は、図４、図８に示すように、枕バネ１１３と軸バネ１１５との間の所謂バネ間の部品であり、軸バネ１１５よりも下の所謂バネ下の部品である第１輪軸１０５、第２輪軸１０６とでは、第１輪軸１０５、第２輪軸１０６の方が大きな衝撃がかかる。よって、差動歯車機構３を第１減速機４と第２減速機７とは別に横梁１１０に支持されている第１収容ケース７０内に収容することで、第１減速機４や第２減速機７を介して差動歯車機構３に大きな衝撃が加わるのを抑制することができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記第１実施例では、差動歯車機構３の第１出力軸１０と第２出力軸１１の回転中心軸を図２の位置から、第１減速機４の小傘歯車２１の回転中心軸及び第２減速機９の小傘歯車３０の回転中心軸と同軸となるように変更することで、第１減速機４の第１平歯車１９，第２平歯車２０及び軸２１、並びに第２減速機７の第１平歯車２７，第２平歯車２８及び軸２９を廃止し、差動歯車機構３の第１出力軸１０と小傘歯車２２を直接固設し、また差動歯車機構３の第２出力軸１１に連結される第２推進軸６にさらに連結される軸２６と小傘歯車３０を直接固設することで部品点数を減らしたシンプルな構成とすることもできる。ただしその場合は台車の横梁１１０と差動歯車機構３の干渉を避ける為、一般的には枕梁１１１を廃止して空いたスペースに横梁１１０を曲げて配設する必要がある。

また、上記第１実施例では、第１減速機４と、差動歯車機構３とを一緒に第１収容ケース８に収容する場合について説明したが、差動歯車機構３だけを専用の収容ケースに収容し、その収容した収容ケースを台車１０３と重複する車体１０２に懸架するようにしても良い。かかる場合には、差動歯車機構３にかかる衝撃を緩和することができる。また、台車１０３と重複する領域において車体１０２に懸架することで、台車１０３と重複しない部分を有効利用することができる。

また、上記第２実施例では、第１出力軸１０と第２出力軸１１との中心軸Ａ−Ａを挟んで第２推進軸４２と、第３、第４推進軸４４，４５とが延びているが、例えば、第１出力軸１０と第２出力軸１１との中心軸Ａ−Ａの延長線上の略真下に第２推進軸４２が延びるように第１減速機４を配置することで、第１出力軸１０と、第２推進軸４２とは、上述した第２実施例のように第１中継歯車機構４１によって幅方向と高さ方向とを調節する必要はなく、高さ方向だけを調節して連結することができ、第２実施例の場合に比べて部品点数を減らしたシンプルな構成とすることもできる。

また、上記第３実施例では、第１収容ケース７０を横梁１１０に支持する場合について説明したが、第１収容ケース７０を支持させる部位としては、横梁１１０に限定されるものではなく、例えば、側梁１０７等であっても良い。

（ａ）はディーゼル動車の外観を簡略化して示す側面図であり、（ｂ）は図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視における平面図である。第１実施例の２輪軸動力伝達を模式的に示す斜視図である。（ａ）は、２輪軸動力伝達装置の外観を示す平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示す第１収容ケースの内部構成を拡大して示す拡大平面図である。（ａ）は、図３（ａ）に示す矢印ＩＶａ方向視における側面図であり、（ｂ）は図３（ａ）に示す断面線ＩＶｂ−ＩＶｂの断面図である。（ａ）はディーゼル動車の外観を簡略化して示す側面図であり、（ｂ）は図５（ａ）の矢印Ｖｂ方向視における平面図である。第２実施例の２輪軸動力伝達を模式的に示す斜視図である。第２実施例の２輪軸動力伝達装置の外観を示す平面図である。（ａ）は、図７に示す矢印ＶＩＩＩａ方向視における側面図であり、（ｂ）は図７に示す断面線ＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂの断面図である。（ｃ）は図７に示す断面線ＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃの断面図である。（ａ）は第１収容ケースの内部構成を展開して示す展開平面図である。（ｂ）は、図７の矢印ＩＸｂ方向視における第１収容ケースの側面図である。第３実施例の２輪軸動力伝達を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｃ２輪軸動力伝達装置
２第１推進軸
３差動歯車機構
４第１減速機
６第２推進軸
７第２減速機
１０第１出力軸
１１第２出力軸
１３入力軸
１０１ディーゼルエンジン（原動機）
１０２車体
１０３台車
１０５第１輪軸
１０６第２輪軸
１０７側梁（台車枠の一部）
１１０横梁（台車枠の一部）
１１１枕梁
１１３枕バネ（第１緩衝部材）
１１５軸バネ（第２緩衝部材）

Claims

１つの原動機から出力される回転力を１台の台車に備えられている第１輪軸と第２輪軸とに伝達する２輪軸動力伝達装置において、
前記第１輪軸と連結され回転速度を減じて前記第１輪軸に回転力を伝達する第１減速機と、
前記第２輪軸と連結され前記第１減速機と同じ減速比で回転速度を減じて前記第２輪軸に回転力を伝達する第２減速機と、
前記第１輪軸の車輪径と前記第２輪軸の車輪径とに差がある場合に小さい方の車輪が大きい方の車輪よりも速く回転するように前記第１減速機構と前記第２減速機構とに回転力を分配して伝達する差動歯車機構とを備えていることを特徴とする２輪軸動力伝達装置。
前記差動歯車機構は、前記第１減速機を収容する収容ケース内に一緒に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の２輪軸動力伝達装置。
前記台車には、台車枠と、台車枠と車体とに挟まれる第１緩衝部材と、台車枠と前記第１、第２輪軸とに挟まれる第２緩衝部材とが備えられており、
前記差動歯車機構は、前記第１減速機と前記第２減速機とは別に前記台車枠に支持されている収容ケース内に収容されいることを特徴とする請求項１に記載の２輪軸動力伝達装置。
前記１つの原動機から出力される回転力を前記差動歯車機構に伝達する第１推進軸を備え、
前記差動歯車機構は、前記第１推進軸と連結され前記第１推進軸から伝達される回転力を入力する入力軸と、前記第１減速機に伝達される回転力を出力する第１出力軸と、その第１出力軸が延出する方向とは反対方向に延出して前記第２減速機に伝達される回転力を出力する第２出力軸とを備え、前記第１出力軸と前記第２出力軸とが前記第１推進軸と略平行になるように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の２輪軸動力伝達装置。