JP3695488B2

JP3695488B2 - Rail vehicle variable gauge truck

Info

Publication number: JP3695488B2
Application number: JP12591396A
Authority: JP
Inventors: 井正勝酒; 岡孝一松; 田憲暁徳; 木信行八; 輪行雄箕
Original assignee: Toshiba Corp; Railway Technical Research Institute; Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Toshiba Corp; Railway Technical Research Institute; Subaru Corp
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JPH09301169A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば新幹線と在来線のように軌間寸法が異なるレール上を走行するために、車輪間隔を変化させることができる鉄道車両用軌間可変台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば新幹線等に使用されている軌間寸法１４３５ｍｍの広軌と、在来線等に使用されている軌間寸法１０６７ｍｍの狭軌とを同一の車両で走行することができる、軌間可変台車が種々提案されているが、このような軌間可変台車のなかには、駆動用電動機で車輪を直接回転駆動する、いわゆるダイレクト・ドライブモータ（以下ＤＤモータと略称する）を用いた駆動台車がある。
【０００３】
この駆動台車のＤＤモータ廻りの構造を、本願の出願人らが先に出願した特開平７−９９９３号公報に記載された駆動台車を例にとって説明すると、図７に示すように、駆動台車の図示されない台車枠の側梁に懸架された軸箱１には、段付円柱状の固定車軸２の小径部２ａが保持されている。また、固定車軸２の大径部２ｂには、円筒状の車軸外筒３が固定車軸２の軸線方向に摺動自在に嵌装されている。一方、車軸外筒３には、車輪４を回転自在に支持する車輪軸受５の内輪５ａと、車輪４を直接回転駆動するＤＤモータ６の固定子７が固着されている。さらにＤＤモータ６の円筒状の電動機フレーム８は、その図示右側の端部が車輪４のウェブ４ａに螺着され、かつ図示左端側の端部が電動機軸受９を介して車軸外筒３に支持されている。そして、ＤＤモータ６の回転子１０は、電動機フレーム８の内周面に、固定子７と対向するように配設されている。
【０００４】
そして、車軸外筒３が軸箱１側に変位し、その端面３ａが軸箱１に当接した状態でロックされると広軌対応状態となり、かつ車軸外筒３が軸箱１とは反対側に変位し、その端面３ｂが固定車軸２の長手方向中央部に突設された突出部２ｃに当接した状態でロックされると狭軌対応状態となる。
【０００５】
一方、車軸外筒３の軸箱１とは反対側の端部に取り付けられた環状のエアダクト１１には、図示されない送風機が接続されている。そして、この送風機から供給される冷却風は、ＤＤモータ６内に流入した後、電動機フレーム８に形成された冷却風排出口８ａから排出され、ＤＤモータ６を冷却するようにされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、駆動台車をメンテナンスする際には、磨耗部品である車輪や軸受等の交換が容易でなければならない。
しかしながら、上述した駆動台車は、車軸外筒３を固定車軸２から引抜いた後、ＤＤモータ６をすべて分解しないと車輪軸受５を車軸外筒３から分離することができない構造となっている。
【０００７】
また、鉄道車両を高速化するためにはＤＤモータを大型化する必要があるが、直径の増大は車両限界に抵触するので、固定車軸の軸線方向に幅を広げざるを得ない。また、ＤＤモータの大型化に伴って冷却風量を増大させる必要がある。しかしながら、上述した駆動台車においては、狭軌上を走行する際にはＤＤモータ６同士の間隔が狭まるため、エアダクト１１を大型化することができず、冷却風量を確保することが困難である。
【０００８】
さらに、上述した駆動台車においては、固定車軸２上を車軸外筒３が摺動するが、固定車軸２が露出する部分に塵埃が付着すると、車軸外筒３の摺動の妨げとなったり固定車軸２の磨耗が促進したりする。そこで、固定車軸２にカバーを取り付けることが考えられるが、単に固定車軸にカバーを取り付けたのでは、一対のＤＤモータ６の大型化の妨げとなる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、従来の技術が有する問題点を解消し、メンテナンスの際に車輪や軸受を容易に交換することができるとともに、ＤＤモータの大型化を妨げることなく冷却風量を確保することができ、かつ固定車軸が露出しないように保護することができる鉄道車両用軌間可変台車を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の鉄道車両用軌間可変台車においては、車輪軸受の内輪が軸箱側から車軸外筒の外周面に摺動自在に嵌装され、かつ駆動用電動機の固定子が軸箱とは反対側から車軸外筒の外周面に摺動自在に嵌装される。また、車輪軸受の内輪および駆動用電動機の固定子は、固定手段により車軸外筒に固定され、車軸外筒の軸線方向に変位不能とされる。さらに、駆動用電動機の回転子が電動機フレームを介して前記車輪に螺着される。
したがって、車軸外筒を固定車軸から抜き取った後、駆動用電動機の電動機フレームと車輪とを分離し、さらに固定手段による車輪軸受内輪の車軸外筒に対する固定を解除すれば、駆動用電動機を分解することなく車輪を車輪軸受と一体に車軸外筒から取り外すことができる。同様に、固定手段による固定子の車軸外筒に対する固定を解除すれば、容易に固定子を車輪軸受から分離できる。
【００１１】
一方、本発明の請求項３に記載の鉄道車両用軌間可変台車においては、カバーと左右一対の隔壁とがエアダクトを形成する。そして、このエアダクト内に送風機から供給された冷却風は、左右一対の駆動用電動機内に入り込んで駆動用電動機を冷却する。この時、筒状のカバーは駆動用電動機の外周面に沿って伸縮するように配設されているので、左右一対の駆動用電動機の間にカバーを配設する場合のように、駆動用電動機の大型化の妨げになったり冷却風の送風スペースを十分に確保できなくなったりすることがない。さらに、カバーは左右一対の車軸外筒の間で露出する固定車軸を覆って保護する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による鉄道車両用軌間可変台車の一実施形態を、図１乃至図６を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１および図２に示したように、本実施形態の鉄道車両用軌間可変台車１００においては、台車枠２０の左右の側梁２１に、それぞれ軸ばね２２を介して４個の軸箱２３が懸架されている。そして、これらの軸箱２３間に２本の円柱状の固定車軸２４が架設されている。
【００１４】
前記固定車軸２４には、図３に示したように左右対称形状の一対の車軸外筒３０が摺動自在に外嵌されている。この車軸外筒３０の軸箱２３側の端部３１の外周面には、スプライン３１ａが形成されている。そして、このスプライン３１ａが軸箱２３と係合することにより、車軸外筒３０は回転することなく固定車軸２４上を摺動することができる。また、車軸外筒３０の前記端部３１には、一対の貫通孔３１ｂ、３１ｃが軸線方向に間隔をあけて配設されている。そして、軸箱２３に取り付けられたロック手段２５のピン２６が、前記貫通孔３１ｂ、３１ｃのいずれかと係合すると、車軸外筒３０は固定車軸２４の軸線方向に変位しないように固定される。
【００１５】
車軸外筒３０の長手方向中央部には、円周方向の全周にわたって延びる突出部３２が突設されている。そして、この突出部３２と前記スプライン３１ａとの間の部分には、スプライン３１ａの外径よりは大きいが、前記突出部３２の外径よりは小さい外径を有する円柱状の車輪取付面３３が形成されている。また、突出部３２を挟んで前記車輪取付面３３とは反対側の部分には、円柱状の電動機取付面３４が形成されている。
【００１６】
一方、車輪４１の中心部に設けられたボス４１ａには、軸受取付孔４１ｂが凹設されている。そして、この軸受取付孔４１ｂ内に内嵌された車輪軸受４２は、ボス４１ａの側面に螺着された環状のリテーナ４３により抜け止めされている。
また、前記車輪軸受４２の内輪４２ａの内径は、固定車軸２４の前記車輪取付面３３の外径よりもわずかに大きく設定されている。これにより、車輪４１と車輪軸受４２とが一体に組み立てられた車輪組立体４０を、固定車軸２４の車輪取付面３３に摺動自在に嵌装できるようにされている。
【００１７】
車軸外筒３０の車輪取付面３３に嵌装された車輪組立体４０は、車輪取付面３３に嵌装された円筒状のスペーサ４５と、車輪取付面３３の軸箱２３側の端部に形成された雄ねじ３３ａに螺合するリングナット４６とにより、車軸外筒３０の突出部３２に向かって押圧され、軸線方向に変位不能に固定されている。
【００１８】
また、前記リテーナ４３には、前記スペーサ４５の外周面に摺接するオイルシール４３ａが取り付けられている。また、車輪ボス４１ａの反対側の側面には、環状のリテーナ４４が螺着されている。そして、このリテーナ４４には、車軸外筒３０の突出部３２の外周面に摺接するオイルシール４４ａが取り付けられている。これにより、車輪軸受４２は一対のオイルシール４３ａ、４４ａにより保護されて、潤滑が保たれるとともに塵埃の侵入が防止されている。
【００１９】
一方、車軸外筒３０の電動機取付面３４には、駆動用電動機５０の固定子５１が、スペーサ５２および軸受支持部材５３により挟装された状態で摺動自在に嵌装されている。そして、電動機取付面３４の端部に螺設された雄ねじ３４ａに螺合するリングナット５４が、車軸外筒３０の突出部３２と共に、スペーサ５２と軸受支持部材５３、および固定子５１を挟持して固定している。
また、固定子５１は、図示されないキーにより車軸外筒３０に対して係止され、車軸外筒３０の廻りに回転することがないようにされている。
【００２０】
前記軸受支持部材５３の固定子５１とは反対側の端部には、フランジ５３ａが垂設されている。そして、このフランジ５３ａの先端に設けられたハウジング５３ｂ内に収容された軸受５５により、円筒状の電動機フレーム５６の一端が回転自在に支持されている。また、前記電動機フレーム５６の他端は車輪４１のウェブ４１ｃに螺着されて、車輪４１と一体に回転するようになっている。さらに、この電動機フレーム５６の内周面には、回転子５７が固定子５１と対向するように取り付けられている。さらに、電動機フレーム５６の外周面には、ディスクブレーキの円環状ロータ５８が取り付けられている。
【００２１】
次に、上述のように組み付けられた本実施形態の軌間可変台車１００のメンテナンスに際して、車輪組立体４０および駆動用電動機５０を車軸外筒３０から取り外す手順について説明する。
【００２２】
まず、軸箱２３から固定車軸２４を取り外した後、車輪組立体４０および駆動用電動機５０が組み付けられた状態の車軸外筒３０を固定車軸２４から抜き取る。
次いで、車軸外筒３０を固定するとともに、駆動用電動機５０の電動機フレーム５６を支持した状態で電動機フレーム５６と車輪４１との螺着を解除する。さらに、車輪組立体４０を固定しているリングナット４６を緩めると、前述のように車輪軸受４２の内輪４２ａが車輪取付面３３に対して摺動自在に嵌装されているので、車輪組立体４０を車軸外筒３０から容易に取り外すことができる。そして、車輪ボス４１ａの両側面に取り付けられているリテーナ４３、４４を取り外せば、車輪軸受４２を車輪４１から容易に取り外すことができる。
【００２３】
上述のように車輪組立体４０を車軸外筒３０から取り外した後、駆動用電動機５０を車軸外筒３０から取り外すには、まず電動機フレーム５６に軸受５５を係止している図示されないスナップリングを取り外す。ついで、リングナット５４を緩めると、上述のように軸受支持部材５３２と固定子５１およびスペーサ５２は車軸外筒３０の電動機取付面３４に摺動自在に嵌装されているので、これらの部品を容易に車軸外筒３０から取り外すことができる。
【００２４】
すなわち、本実施形態の軌間可変台車１００においては、車輪軸受４２の内輪４２ａが車軸外筒３０の車輪取付面３３に摺動自在に嵌装されているとともに、リングナット４６を締め付けることにより車軸外筒３０に固定され、かつ車輪４１と電動機フレーム５６とが螺着されている。これにより、駆動用電動機５０を分解することなく車輪組立体４０を車軸外筒３０から容易に取り外すことができるので、メンテナンスに際して車輪４１および車輪軸受４２を容易に交換することができる。また、車輪軸受４２をシールするオイルシール４３ａ、４４ａも車輪組立体４０と一体に取り外すことができるから、これらの部品の交換も容易に行うことができる。
【００２５】
次に、本実施形態の軌間可変台車１００における、駆動用電動機５０の冷却構造について説明すると、図３に示したように、駆動用電動機５０内に冷却風を供給するエアダクトＡは、第１および第２の隔壁６０、７０と、蛇腹状のカバー８０とにより形成されている。
【００２６】
前記第１の隔壁６０は、鋼板をプレス加工することにより環状に成形されたもので、その半径方向内側の部分６１は、駆動用電動機５０の軸線に対して垂直に延びる板状とされるとともに、図示右側の軸受ハウジング５３ｂに取り付けられ、かつ電動機フレーム５６の端部に近接して配設されている。また、その外周部分６２は、図示左側の駆動用電動機５０に向かって開口するコ字形断面形状に成形され、かつ図示右側の駆動用電動機５０の外周面５６ａに対して、半径方向外側に位置するように配設されている。
また、前記外周部分６２の先端には、図４に示すように狭軌対応状態となって左右一対の駆動用電動機５０が互いに接近した時に、前記カバー８０を前記第２の隔壁７０の内部に押さえ込む押さえ板６３が取り付けられている。
さらに、図２に示したように、前記外周部分６２に形成された開口６５には、図１に示したように送風機６６がベローズ６７を介して取り付けられている。
【００２７】
同様に、図示左側の軸受ハウジング５２ｂには、鋼板をプレス加工することにより環状に成形された第２の隔壁７０が取り付けられている。この第２の隔壁７０の半径方向内側の部分７１は、駆動用電動機５０の軸線に対して垂直に延びる板状とされ、かつ電動機フレーム５６の端部に近接して配設されている。また、この第２の隔壁７０の半径方向外側の部分７２は、図示右側の駆動用電動機５０に向かって開口するコ字形断面形状に成形され、かつ電動機フレーム５６の外周面５６ａに対して、半径方向外側に位置するように配設されている。
【００２８】
図３に示したように、前記第１および第２の隔壁６０、７０間には、駆動用電動機５０と同軸な筒状のカバー８０が架設されている。このカバー８０の内径は電動機フレーム５６の外径よりも大きくされ、かつ蛇腹状に折り畳まれて駆動用電動機フレーム５６の外周面に沿って伸縮可能とされている。
そして、このカバー８０の両端部は、それぞれ全周にわたって第１および第２の隔壁６０、７０に固着され、第１および第２の隔壁６０、７０と共にエアダクトＡを形成している。
【００２９】
一方、図３に示したように、前記第１および第２の隔壁６０、７０の上端部間にはカバー懸架装置９０が架設されている。このカバー懸架装置９０は、第１の隔壁６０の上端に基端部が固着された円柱状の棒材９１と、第２の隔壁７０の上端に基端部が固着され、かつ前記棒材９１に摺動自在に外嵌する円筒９２と、これらの棒材９１および円筒９２に嵌装された複数の円環９３と、これらの円環９３にそれぞれ取り付けられた複数の連結具９４とを有している。そして、これらの連結具９４がカバー８０の蛇腹の各頂点にそれぞれ取り付けられることにより、カバー８０はカバー懸架装置９０により懸架され、自身の重量により垂れ下がることがないように支持されている。
【００３０】
すなわち、本実施形態の軌間可変台車１００においては、送風機６６から供給される冷却風は、第１および第２の隔壁６０、７０とカバー８０とにより形成されるエアダクトＡと、軸受支持部材５３のフランジ５３ａに形成された貫通孔５３ｃとを介して左右一対の駆動用電動機５０の内部に吹き込まれた後、電動機フレーム５６に形成された開口５６ａから外界に放出されて、駆動用電動機５０を冷却する。
【００３１】
この時、筒状のカバー８０を支持する第１および第２の隔壁６０、７０の半径方向内側部分６１、７１が、駆動用電動機５０の軸線に対して垂直に延びる板状に形成され、かつ電動機フレームの端部に近接して配設されている。これにより、左右一対の駆動用電動機５０の間の隙間のほとんどすべてをエアダクトＡのスペースとして活用することができるから、狭軌対応状態となって左右一対の駆動用電動機５０が互いに接近しても、駆動用電動機５０を冷却する冷却風の風量を十分に確保することができる。また、駆動用電動機５０を大型化するために駆動用電動機５０の軸線方向の幅を広げる場合にも、エアダクトＡが妨げとなることがない。
【００３２】
さらに、第１および第２の隔壁６０、７０とカバー８０とにより形成されるエアダクトＡは、左右一対の車軸外筒３０の間で露出する固定車軸２４を覆って保護するので、固定車軸２４の表面に塵埃が付着したり錆が生じたりして、車軸外筒３０の摺動を妨げることがない。
【００３３】
なお、本発明の鉄道車両用軌間可変台車は、上述した実施形態によって限定されるものではなく、本発明の主旨に基づいて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、第１の隔壁６０と第２の隔壁７０との間にカバー８０が架設されている。これに対して、図５および図６に示したように、固定車軸２４の外周面に突設した突出部２４ａに第１の隔壁１１０を取り付けるとともに、左右一対の車軸外筒３０にそれぞれ第２の隔壁１２０および第３の隔壁１３０を取り付け、さらに第１の隔壁１１０と第２および第３の隔壁１２０、１３０との間に、それぞれ左右一対のカバー１４０、１５０を架設することとすれば、カバー１４０、１５０の軸線方向長さを短縮することができ、図３および図４に示したようなカバー懸架装置９０を不要とすることができる。
【００３４】
【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軌間可変台車によれば、駆動用電動機を分解することなく車輪組立体を車軸外筒から取り外すことができるから、メンテナンスの際に車輪や車輪軸受、オイルシール等をきわめて容易に交換することができるばかりでなく、組み立ても容易に行うことができる。
また、本発明の鉄道車両用軌間可変台車においては、駆動用電動機に冷却風を供給するエアダクトを、左右一対の車軸外筒にそれぞれ取り付けた第１および第２の隔壁と、駆動用電動機の外径よりも大きな内径を有する筒状のカバーとにより形成した。これにより、左右一対の駆動用電動機の間の隙間のほとんどすべてをエアダクトのスペースとして活用することができ、駆動用電動機を冷却する冷却風の風量を十分に確保することができるばかりでなく、駆動用電動機の大型化により駆動用電動機の軸線方向長さを伸ばす場合にも、その妨げとなることがない。さらに、第１および第２の隔壁とカバーとにより形成されたエアダクトが、左右一対の車軸外筒の間で露出する固定車軸を覆って保護するので、固定車軸の表面に塵埃が付着したり錆が生じたりして、車軸外筒の摺動を妨げることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施形態の軌間可変台車の全体側面図。
【図２】図１に示す軌間可変台車の全体平面図。
【図３】図２中に示すIII−III矢視線に沿った車軸の縦断面図。
【図４】図２中に示すIV−IV矢視線に沿った車軸の縦断面図。
【図５】本発明による他の実施形態の軌間可変台車の車軸の縦断面図。
【図６】本発明による他の実施形態の軌間可変台車の車軸の縦断面図。
【図７】特開平７−９９９３号公報に記載された駆動台車の車軸の縦断面図。
【符号の説明】
２０台車枠
２１側梁
２３軸箱
２４固定車軸
３０車軸外筒
３１端部
３２突出部
３３車輪取付面
３４電動機取付面
４０車輪組立体
４１車輪
４２車輪軸受
４３、４４リテーナ
４５スペーサ
４６リングナット
５０駆動用電動機
５１固定子
５２スペーサ
５３軸受支持部材
５４リングナット
５５軸受
５６電動機フレーム
５７回転子
６０第１の隔壁
６５開口
６６送風機
６７ベローズ
７０第２の隔壁
８０カバー
９０カバー懸架装置
１００本発明による一実施形態の軌間可変台車
１１０第１の隔壁
１２０第２の隔壁
１３０第３の隔壁
１４０カバー
１５０カバー
２００他の実施形態の軌間可変台車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a railcar variable carriage for a railway vehicle that can change a wheel interval in order to travel on rails having different gauge dimensions such as a Shinkansen and a conventional line.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various variable-gauge trucks have been proposed that can travel, for example, a wide gauge with a gauge size of 1435 mm used for Shinkansen and the like and a narrow gauge with a gauge size of 1067 mm used for conventional lines etc. on the same vehicle. However, among such variable-gauge trolleys, there is a drive trolley using a so-called direct drive motor (hereinafter abbreviated as a DD motor) in which wheels are directly rotated by a drive motor.
[0003]
The structure of the drive carriage around the DD motor will be described by taking as an example the drive carriage described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-9993 filed earlier by the applicants of the present application. As shown in FIG. A small diameter portion 2a of a stepped columnar fixed axle 2 is held in an axle box 1 suspended on a side beam of a bogie frame (not shown). A cylindrical axle outer cylinder 3 is fitted to the large diameter portion 2 b of the fixed axle 2 so as to be slidable in the axial direction of the stationary axle 2. On the other hand, to the axle outer cylinder 3, an inner ring 5a of a wheel bearing 5 that rotatably supports the wheel 4 and a stator 7 of a DD motor 6 that directly rotates the wheel 4 are fixed. Further, the cylindrical motor frame 8 of the DD motor 6 is screwed at the right end in the figure to the web 4a of the wheel 4 and the left end in the figure is supported by the axle outer cylinder 3 via the motor bearing 9. Has been. The rotor 10 of the DD motor 6 is disposed on the inner peripheral surface of the electric motor frame 8 so as to face the stator 7.
[0004]
When the axle outer cylinder 3 is displaced toward the axle box 1 and is locked in a state where the end surface 3a is in contact with the axle box 1, the axle outer cylinder 3 is in a state corresponding to a wide gauge, and the axle outer cylinder 3 is opposite to the axle box 1. And the end face 3b is locked in a state where it abuts against a projecting portion 2c projecting from the central portion in the longitudinal direction of the fixed axle 2 to be in a state corresponding to a narrow gauge.
[0005]
On the other hand, a blower (not shown) is connected to an annular air duct 11 attached to the end of the axle outer cylinder 3 opposite to the axle box 1. The cooling air supplied from the blower flows into the DD motor 6 and is then discharged from the cooling air discharge port 8 a formed in the electric motor frame 8 to cool the DD motor 6.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the drive carriage is maintained, it is necessary to easily replace the worn parts such as wheels and bearings.
However, the drive bogie described above has a structure in which the wheel bearing 5 cannot be separated from the axle outer cylinder 3 unless the DD motor 6 is completely disassembled after the axle outer cylinder 3 is pulled out from the fixed axle 2.
[0007]
Further, in order to increase the speed of the railway vehicle, it is necessary to increase the size of the DD motor. However, since the increase in diameter violates the vehicle limit, the width must be increased in the axial direction of the fixed axle. Moreover, it is necessary to increase the amount of cooling air as the DD motor becomes larger. However, in the above-described drive bogie, the distance between the DD motors 6 is narrowed when traveling on a narrow gauge, so that the air duct 11 cannot be enlarged and it is difficult to ensure the cooling air volume.
[0008]
Further, in the above-described drive bogie, the axle outer cylinder 3 slides on the fixed axle 2. However, if dust adheres to a portion where the fixed axle 2 is exposed, the axle outer cylinder 3 is prevented from sliding or fixed. The wear of the axle 2 is promoted. Therefore, it is conceivable to attach a cover to the fixed axle 2. However, simply attaching a cover to the fixed axle will hinder the enlargement of the pair of DD motors 6.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, to easily replace wheels and bearings during maintenance, and to secure a cooling air volume without hindering the enlargement of the DD motor. An object of the present invention is to provide a railcar variable bogie that can protect a fixed axle from being exposed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to claim 1 of the present invention, there is provided a variable-gauge vehicle for railcars in which an inner ring of a wheel bearing is slidably fitted from an axle box side to an outer peripheral surface of an axle outer cylinder, and a stator of a driving motor is provided. It is slidably fitted to the outer peripheral surface of the axle outer cylinder from the side opposite to the axle box. Further, the inner ring of the wheel bearing and the stator of the driving motor are fixed to the axle outer cylinder by the fixing means, and cannot be displaced in the axial direction of the axle outer cylinder. Further, the rotor of the driving motor is screwed to the wheel via the motor frame.
Therefore, after the axle outer cylinder is removed from the fixed axle, the motor frame and the wheel of the driving motor are separated, and the fixing of the wheel bearing inner ring to the axle outer cylinder by releasing the fixing means disassembles the driving motor. The wheel can be removed from the axle outer cylinder integrally with the wheel bearing without any problem. Similarly, if the fixing of the stator to the axle outer cylinder by the fixing means is released, the stator can be easily separated from the wheel bearing.
[0011]
On the other hand, in the rail vehicle variable rail car according to claim 3 of the present invention, the cover and the pair of left and right partition walls form an air duct. The cooling air supplied from the blower into the air duct enters the pair of left and right drive motors and cools the drive motor. At this time, since the cylindrical cover is disposed so as to expand and contract along the outer peripheral surface of the driving motor, the driving motor is provided as in the case where the cover is disposed between the pair of left and right driving motors. This does not hinder the increase in size of the projector or prevent the cooling air from being sufficiently secured. Further, the cover covers and protects the fixed axle that is exposed between the pair of left and right axle outer cylinders.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a variable rail bogie for a railway vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
[0013]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the railcar variable bogie 100 of the present embodiment, four axle boxes 23 are respectively attached to the left and right side beams 21 of the carriage frame 20 via shaft springs 22. Suspended. Two columnar fixed axles 24 are installed between these axle boxes 23.
[0014]
As shown in FIG. 3, a pair of left and right axle outer cylinders 30 are slidably fitted onto the fixed axle 24 so as to be slidable. A spline 31 a is formed on the outer peripheral surface of the end 31 on the axle box 23 side of the axle outer cylinder 30. The spline 31a is engaged with the axle box 23, so that the axle outer cylinder 30 can slide on the fixed axle 24 without rotating. Further, a pair of through holes 31b and 31c are disposed in the end portion 31 of the axle outer cylinder 30 with an interval in the axial direction. When the pin 26 of the locking means 25 attached to the axle box 23 is engaged with either of the through holes 31b and 31c, the axle outer cylinder 30 is fixed so as not to be displaced in the axial direction of the fixed axle 24.
[0015]
A projecting portion 32 is provided at the center portion in the longitudinal direction of the axle outer cylinder 30 so as to extend over the entire circumference in the circumferential direction. A cylindrical wheel mounting surface 33 having an outer diameter that is larger than the outer diameter of the spline 31a but smaller than the outer diameter of the protruding part 32 is formed in a portion between the protruding portion 32 and the spline 31a. Is formed. A cylindrical motor mounting surface 34 is formed on the opposite side of the wheel mounting surface 33 with the protrusion 32 interposed therebetween.
[0016]
On the other hand, a bearing mounting hole 41 b is recessed in a boss 41 a provided at the center of the wheel 41. The wheel bearing 42 fitted in the bearing mounting hole 41b is prevented from coming off by an annular retainer 43 screwed onto the side surface of the boss 41a.
The inner diameter of the inner ring 42 a of the wheel bearing 42 is set slightly larger than the outer diameter of the wheel mounting surface 33 of the fixed axle 24. Thereby, the wheel assembly 40 in which the wheel 41 and the wheel bearing 42 are integrally assembled can be slidably fitted to the wheel mounting surface 33 of the fixed axle 24.
[0017]
The wheel assembly 40 fitted to the wheel mounting surface 33 of the axle outer cylinder 30 is formed at the cylindrical spacer 45 fitted to the wheel mounting surface 33 and the end of the wheel mounting surface 33 on the axle box 23 side. The ring nut 46 that is screwed onto the male screw 33a is pressed toward the protruding portion 32 of the axle outer cylinder 30, and is fixed so as not to be displaced in the axial direction.
[0018]
The retainer 43 is provided with an oil seal 43 a that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the spacer 45. An annular retainer 44 is screwed on the side surface opposite to the wheel boss 41a. The retainer 44 is provided with an oil seal 44 a that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the protruding portion 32 of the axle outer cylinder 30. As a result, the wheel bearing 42 is protected by the pair of oil seals 43a and 44a so that the lubrication is maintained and the intrusion of dust is prevented.
[0019]
On the other hand, the stator 51 of the drive motor 50 is slidably fitted on the motor mounting surface 34 of the axle outer cylinder 30 in a state of being sandwiched by the spacer 52 and the bearing support member 53. A ring nut 54 that is screwed into a male screw 34 a that is screwed to an end portion of the motor mounting surface 34 sandwiches the spacer 52, the bearing support member 53, and the stator 51 together with the protruding portion 32 of the axle outer cylinder 30. Are fixed.
The stator 51 is locked to the axle outer cylinder 30 by a key (not shown) so that it does not rotate around the axle outer cylinder 30.
[0020]
A flange 53 a is suspended from the end of the bearing support member 53 opposite to the stator 51. Then, one end of a cylindrical motor frame 56 is rotatably supported by a bearing 55 housed in a housing 53b provided at the tip of the flange 53a. The other end of the electric motor frame 56 is screwed to the web 41c of the wheel 41 so as to rotate integrally with the wheel 41. Further, a rotor 57 is attached to the inner peripheral surface of the electric motor frame 56 so as to face the stator 51. Further, an annular rotor 58 of a disc brake is attached to the outer peripheral surface of the electric motor frame 56.
[0021]
Next, a procedure for removing the wheel assembly 40 and the driving motor 50 from the axle outer cylinder 30 during the maintenance of the variable gauge carriage 100 of the present embodiment assembled as described above will be described.
[0022]
First, after removing the fixed axle 24 from the axle box 23, the axle outer cylinder 30 in a state where the wheel assembly 40 and the drive motor 50 are assembled is extracted from the fixed axle 24.
Next, the axle outer cylinder 30 is fixed, and the screwing between the motor frame 56 and the wheels 41 is released while the motor frame 56 of the driving motor 50 is supported. Further, when the ring nut 46 that fixes the wheel assembly 40 is loosened, the inner ring 42a of the wheel bearing 42 is slidably fitted to the wheel mounting surface 33 as described above. 40 can be easily removed from the axle outer cylinder 30. And if the retainers 43 and 44 attached to the both side surfaces of the wheel boss 41a are removed, the wheel bearing 42 can be easily detached from the wheel 41.
[0023]
In order to remove the drive motor 50 from the axle outer cylinder 30 after the wheel assembly 40 is removed from the axle outer cylinder 30 as described above, first, a snap ring (not shown) locking the bearing 55 to the motor frame 56 is used. Remove. Next, when the ring nut 54 is loosened, the bearing support member 532, the stator 51, and the spacer 52 are slidably fitted to the motor mounting surface 34 of the axle outer cylinder 30 as described above. It can be easily removed from the axle outer cylinder 30.
[0024]
That is, in the variable gauge carriage 100 of the present embodiment, the inner ring 42a of the wheel bearing 42 is slidably fitted to the wheel mounting surface 33 of the axle outer cylinder 30, and the ring nut 46 is tightened to tighten the outer ring. The wheel 41 is fixed to the cylinder 30 and the electric motor frame 56 is screwed. Thus, the wheel assembly 40 can be easily detached from the axle outer cylinder 30 without disassembling the driving motor 50, so that the wheel 41 and the wheel bearing 42 can be easily replaced during maintenance. Further, since the oil seals 43a and 44a for sealing the wheel bearing 42 can be removed together with the wheel assembly 40, these parts can be easily replaced.
[0025]
Next, the cooling structure of the drive motor 50 in the variable gauge carriage 100 of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the air duct A that supplies cooling air into the drive motor 50 includes the first and The second partition walls 60 and 70 and the bellows-shaped cover 80 are formed.
[0026]
The first partition wall 60 is formed into an annular shape by pressing a steel plate, and the radially inner portion 61 is formed in a plate shape extending perpendicularly to the axis of the drive motor 50. , Attached to the bearing housing 53b on the right side of the figure, and disposed close to the end of the motor frame 56. In addition, the outer peripheral portion 62 is formed in a U-shaped cross-sectional shape that opens toward the driving motor 50 on the left side in the drawing, and is positioned radially outward with respect to the outer peripheral surface 56a of the driving motor 50 on the right side in the drawing. It is arranged like this.
Further, at the tip of the outer peripheral portion 62, the cover 80 is pressed into the second partition wall 70 when the pair of left and right drive motors 50 approach each other as shown in FIG. A pressing plate 63 is attached.
Further, as shown in FIG. 2, a blower 66 is attached to the opening 65 formed in the outer peripheral portion 62 via a bellows 67 as shown in FIG. 1.
[0027]
Similarly, a second partition wall 70 formed in an annular shape by pressing a steel plate is attached to the left bearing housing 52b. A radially inner portion 71 of the second partition wall 70 has a plate shape extending perpendicularly to the axis of the drive motor 50 and is disposed close to the end of the motor frame 56. Further, a radially outer portion 72 of the second partition wall 70 is formed in a U-shaped cross-sectional shape that opens toward the driving motor 50 on the right side of the drawing, and has a radius with respect to the outer peripheral surface 56 a of the motor frame 56. It arrange | positions so that it may be located in the direction outer side.
[0028]
As shown in FIG. 3, a cylindrical cover 80 coaxial with the driving motor 50 is installed between the first and second partition walls 60 and 70. The inner diameter of the cover 80 is larger than the outer diameter of the electric motor frame 56 and is folded in a bellows shape so that it can be expanded and contracted along the outer peripheral surface of the driving electric motor frame 56.
Then, both end portions of the cover 80 are fixed to the first and second partition walls 60 and 70 over the entire circumference, and form the air duct A together with the first and second partition walls 60 and 70.
[0029]
On the other hand, as shown in FIG. 3, a cover suspension device 90 is installed between the upper ends of the first and second partition walls 60 and 70. The cover suspension device 90 includes a columnar bar 91 having a base end fixed to the upper end of the first partition wall 60 and a base end fixed to the upper end of the second partition 70, and the bar 91. A cylinder 92 that is slidably fitted to the cylinder, a plurality of rings 91 that are fitted to the rod 91 and the cylinder 92, and a plurality of connectors 94 that are respectively attached to the rings 93. are doing. Then, by attaching these connecting tools 94 to the apexes of the bellows of the cover 80, the cover 80 is suspended by the cover suspension device 90 and supported so as not to hang down due to its own weight.
[0030]
That is, in the variable gauge carriage 100 of the present embodiment, the cooling air supplied from the blower 66 is generated by the air duct A formed by the first and second partition walls 60, 70 and the cover 80, and the bearing support member 53. After being blown into the pair of left and right drive motors 50 through the through holes 53c formed in the flange 53a, the air is discharged to the outside through the openings 56a formed in the motor frame 56 to cool the drive motor 50. To do.
[0031]
At this time, the radially inner portions 61 and 71 of the first and second partition walls 60 and 70 supporting the cylindrical cover 80 are formed in a plate shape extending perpendicularly to the axis of the driving motor 50, and It is arranged close to the end of the motor frame. Thereby, since almost all the gaps between the pair of left and right drive motors 50 can be utilized as the space of the air duct A, even if the pair of left and right drive motors 50 approach each other in a narrow gauge state, A sufficient amount of cooling air for cooling the drive motor 50 can be secured. Further, when the width of the driving motor 50 in the axial direction is increased in order to increase the size of the driving motor 50, the air duct A is not hindered.
[0032]
Further, the air duct A formed by the first and second partition walls 60 and 70 and the cover 80 covers and protects the fixed axle 24 exposed between the pair of left and right axle outer cylinders 30. Dust adheres to the surface or rust is generated, and sliding of the axle outer cylinder 30 is not hindered.
[0033]
It should be noted that the rail-to-rail variable carriage for the railway vehicle of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made based on the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the cover 80 is provided between the first partition wall 60 and the second partition wall 70. On the other hand, as shown in FIGS. 5 and 6, the first partition 110 is attached to the protruding portion 24 a protruding from the outer peripheral surface of the fixed axle 24, and the second axle outer cylinder 30 is provided with a second one respectively. And a pair of left and right covers 140, 150 are installed between the first partition 110 and the second and third partitions 120, 130, respectively. The length in the axial direction of the covers 140 and 150 can be shortened, and the cover suspension device 90 as shown in FIGS. 3 and 4 can be dispensed with.
[0034]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the rail vehicle variable rail carriage of the present invention, the wheel assembly can be removed from the axle outer cylinder without disassembling the drive motor. Not only can wheel bearings, oil seals, etc. be replaced very easily, but also assembly can be performed easily.
Further, in the rail vehicle variable rail car of the present invention, the air duct for supplying cooling air to the drive motor is provided with first and second partition walls respectively attached to the pair of left and right axle outer cylinders, and the outside of the drive motor. And a cylindrical cover having an inner diameter larger than the diameter. As a result, almost all of the gaps between the pair of left and right drive motors can be used as the space for the air duct, and not only can a sufficient amount of cooling air be used to cool the drive motor, but also the drive. Even when the axial length of the drive motor is increased by increasing the size of the drive motor, there is no hindrance. Further, since the air duct formed by the first and second partition walls and the cover covers and protects the fixed axle exposed between the pair of left and right axle outer cylinders, dust adheres to the surface of the fixed axle or rusts. Does not interfere with the sliding of the axle outer cylinder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall side view of a variable gauge carriage according to a first embodiment of the present invention.
2 is an overall plan view of the variable gauge carriage shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an axle along the line III-III shown in FIG.
4 is a longitudinal sectional view of an axle along the line IV-IV indicated in FIG. 2;
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an axle of a variable gauge truck according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an axle of a variable gauge carriage according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an axle of a drive carriage described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-9993.
[Explanation of symbols]
20 Bogie Frame 21 Side Beam 23 Shaft Box 24 Fixed Axle 30 Axle Outer Tube 31 End 32 Projection 33 Wheel Mounting Surface 34 Motor Mounting Surface 40 Wheel Assembly 41 Wheel 42 Wheel Bearing 43, 44 Retainer 45 Spacer 46 Ring Nut 50 Drive Motor 51 Stator 52 Spacer 53 Bearing support member 54 Ring nut 55 Bearing 56 Motor frame 57 Rotor 60 First partition 65 Opening 66 Blower 67 Bellows 70 Second partition 80 Cover 90 Cover suspension device 100 One implementation according to the present invention Variable gauge carriage 110 in the form First partition 120 Second partition 130 Third partition 140 Cover 150 Cover 200 Variable gauge carriage in another embodiment

Claims

台車枠の左右の側梁にそれぞれ懸架された一対の軸箱間に架設された固定車軸と、
この固定車軸にそれぞれ支持され、かつ広い軌間に対応する位置と狭い軌間に対応する位置との間で前記固定車軸の軸線方向に変位可能な左右一対の車軸外筒と、
これらの車軸外筒にそれぞれ車輪軸受を介して回転可能に取り付けられた左右一対の車輪と、
この左右一対の車輪の間で前記一対の車軸外筒にそれぞれ取り付けられ、かつ前記一対の車輪をそれぞれ直接回転駆動する左右一対の駆動用電動機とを備え、
前記車輪軸受の内輪が、前記軸箱側から前記車軸外筒の外周面に摺動自在に嵌装可能とされているとともに、
前記駆動用電動機の固定子が、前記軸箱とは反対側から前記車軸外筒の外周面に摺動自在に嵌装可能とされており、
かつ前記内輪および前記固定子が、固定手段により前記車軸外筒に固定されて前記車軸外筒の軸線方向に変位不能とされ、
さらに、前記駆動用電動機の回転子が電動機フレームを介して前記車輪に螺着されていることを特徴とする鉄道車両用軌間可変台車。A fixed axle constructed between a pair of axle boxes respectively suspended on the left and right side beams of the carriage frame;
A pair of left and right axle outer cylinders that are respectively supported by the fixed axle and are displaceable in the axial direction of the fixed axle between a position corresponding to a wide gauge and a position corresponding to a narrow gauge;
A pair of left and right wheels rotatably mounted on these axle outer cylinders via wheel bearings,
A pair of left and right drive motors that are respectively attached to the pair of axle outer cylinders between the pair of left and right wheels and that directly rotate and drive the pair of wheels, respectively;
The inner ring of the wheel bearing is slidably fitted on the outer peripheral surface of the axle outer cylinder from the axle box side, and
The stator of the driving motor is slidably fitted to the outer peripheral surface of the axle outer cylinder from the side opposite to the axle box,
And the inner ring and the stator are fixed to the axle outer cylinder by fixing means, and cannot be displaced in the axial direction of the axle outer cylinder,
Further, the railcar variable carriage for railcars, wherein a rotor of the driving motor is screwed to the wheels via an electric motor frame.

前記固定手段が、
前記車軸外筒の外周面に突設された突出部と、
この突出部の左右両側において前記車軸外筒の外周面に螺設された左右一対の雄ねじと、これらの雄ねじに螺合して前記突出部とともに前記内輪および前記固定子をそれぞれ挟持する左右一対のリングナットとを有することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用軌間可変台車。The fixing means is
A projecting portion projecting from the outer peripheral surface of the axle outer cylinder;
A pair of left and right male screws screwed on the outer peripheral surface of the axle outer cylinder on both the left and right sides of the protruding portion, and a pair of left and right screws that are screwed into these male screws and sandwich the inner ring and the stator together with the protruding portion, respectively. It has a ring nut, The rail vehicle variable rail car of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

前記左右一対の駆動用電動機の外周面の外径よりも大きな内径を有する筒状とされ、かつ前記左右一対の駆動用電動機の外周面に沿って伸縮可能とされたカバーと、
前記左右一対の駆動用電動機の間で前記車軸外筒にそれぞれ支持されるとともに、前記左右一対の駆動用電動機の外周面の半径方向外側に位置するように配設された、前記カバーの両端部がそれぞれ全周にわたって固着される外周部分を有し、かつ前記カバーと共に前記左右一対の駆動用電動機の内部に冷却風を供給するエアダクトを形成する、環状に成形された左右一対の隔壁と、
前記エアダクト内に冷却風を供給する送風機とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用軌間可変台車。A cover than said outer diameter of the outer peripheral surfaces of the pair of left and right driving electric motor is a tubular having an inner diameter larger, and is stretchable and along the outer peripheral surface of the pair of left and right driving electric motor,
While being supported respectively on the axle outer tube between the pair of left and right driving electric motor, the disposed so as to be positioned radially outward of the outer peripheral surfaces of the pair of left and right driving electric motor, both ends of the cover A pair of left and right partition walls formed in an annular shape, each having an outer peripheral portion that is fixed over the entire circumference , and forming an air duct that supplies cooling air to the inside of the pair of left and right drive motors together with the cover;
The railcar variable railcar according to claim 1, further comprising a blower that supplies cooling air into the air duct.

前記カバーが、前記左右一対の隔壁にそれぞれ固着された懸架部材により懸架されていることを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両用軌間可変台車。4. The rail-to-rail variable trolley according to claim 3, wherein the cover is suspended by suspension members fixed to the pair of left and right partition walls. 5.