JPH1191554A - 鉄道車両用駆動装置 - Google Patents

鉄道車両用駆動装置

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JPH1191554A
JPH1191554A JP25329497A JP25329497A JPH1191554A JP H1191554 A JPH1191554 A JP H1191554A JP 25329497 A JP25329497 A JP 25329497A JP 25329497 A JP25329497 A JP 25329497A JP H1191554 A JPH1191554 A JP H1191554A
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JP
Japan
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axle
constant velocity
velocity joint
driving force
drive motor
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JP25329497A
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English (en)
Inventor
Noriaki Tokuda
田 憲 曉 徳
Yuji Kowada
勇 司 小和田
Toru Sato
藤 徹 佐
Yukio Minowa
輪 行 雄 箕
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Railway Technical Research Institute
Subaru Corp
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Fuji Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バネ下重量を軽減することができるととも
に、構造が簡単なDDM方式の鉄道車両用駆動装置を提
供する。 【解決手段】 本発明の鉄道車両用駆動装置100は、
台車枠に取り付けられるとともに駆動力を出力する回転
軸が中空とされる駆動モータ20と、左右一対の車輪が
その両端部にそれぞれ取り付けられるとともに駆動モー
タの筒状回転軸内に挿通される車軸と、筒状回転軸と車
軸との間に介装される駆動力伝達手段とを備える。そし
て、駆動力伝達手段は、筒状回転軸に同軸に接続されて
一体に回転する環状の第1の等速継手と、車軸と同軸に
接続されて一体に回転する環状の第2の等速継手と、一
端が第1の等速継手に同軸に接続されるとともに他端が
第2の等速継手に同軸に接続され、かつその内部に車軸
が挿通される駆動力伝達筒とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄道車両の車軸を回
転駆動する駆動装置に関し、より詳しくは減速ギヤ等を
介さずに駆動モータによって車軸を直接回転駆動する、
いわゆるDDM方式の鉄道車両用駆動装置に関する。
【0002】従来、鉄道車両の車軸を回転駆動する駆動
装置は、一般に、駆動モータと、この駆動モータが出力
する回転駆動力を減速して車軸に伝達する減速ギヤとを
組み合わせた構造とされている。しかしながら、近年、
減速ギヤを介さずに駆動モータによって車軸を直接回転
駆動する、いわゆるDDM方式(ダイレクト・ドライブ
・モータ方式)の駆動装置が提案されている。(特開平
6−40335号公報、特開平8−332951号公報
等)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のDDM方式の駆動装置を採用した鉄道車両にお
いては、駆動モータの重量がバネ下に負荷されるため、
バネ下重量が増加して軌道を傷めるおそれがある。ま
た、特開平6−40335号公報に記載されているよう
に、左右一対の車輪をそれぞれ別個の駆動モータによっ
て回転駆動する構造の駆動装置においては、左右の車輪
の回転数の制御が難しい。一方、左右一対の車輪を一本
の車軸により一体に回転駆動すれば、車輪の踏面の傾斜
に基づく自己操舵機能を活用することができる。
【0004】そこで、本発明の目的は、従来のDDM方
式の駆動装置が有する問題点を解決し、バネ下重量を軽
減することができるとともに、構造が簡単で、かつ左右
一対の車輪を一体に回転駆動することができる鉄道車両
用駆動装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の鉄道車両用駆動装置は、鉄道車両の車体を
支持する台車枠に取り付けられ、かつ駆動力を出力する
回転軸が中空とされる駆動モータと、左右一対の車輪が
その両端部にそれぞれ取り付けられ、かつ前記回転軸内
に挿通される車軸と、前記回転軸と前記車軸との間に介
装される駆動力伝達手段とを備える。
【0006】好ましくは、前記駆動力伝達手段は、前記
回転軸に同軸に接続されて一体に回転する環状の第1の
等速継手と、前記車軸と同軸に接続されて一体に回転す
る環状の第2の等速継手と、一端が前記第1の等速継手
に同軸に接続されるとともに他端が前記第2の等速継手
に同軸に接続される駆動力伝達筒とを有する。そして、
前記車軸は、前記第1および第2の等速継手と前記駆動
力伝達筒内に挿通される。また、前記第1若しくは第2
の等速継手の少なくとも一方が、前記車軸の軸線方向の
変位を吸収可能な摺動形等速継手とされる。
【0007】すなわち、本発明の鉄道車両用駆動装置に
おいては、駆動モータが台車枠に取り付けられるので、
車軸には駆動モータの重量が負荷されず、バネ下重量を
低減することができる。また、一本の車軸により左右一
対の車輪を回転駆動するので、車輪踏面の傾斜に基づく
自己操舵機能を活用することができる。また、駆動モー
タを車軸とほぼ同軸に配置することができるので、駆動
モータを車軸の側方に配置する従来構造の駆動装置に比
較して、駆動モータの設置スペースを十分に大きく取る
ことができる。さらに、減速ギヤ等の複雑な機構を用い
ないので、構造を簡素化することができるばかりでな
く、メンテナンスを容易なものとすることができる。
【0008】一方、駆動モータに対する車軸の半径方向
の変位は、第1および第2の等速継手の屈曲角度の変化
により吸収される。また、車軸が台車枠に対してその軸
線方向に変位可能な場合には、駆動モータに対する車軸
の軸線方向の変位は、第1若しくは第2の等速継手の少
なくとも一方を摺動形等速継手とすることにより吸収す
ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明による鉄道車両用駆
動装置の一実施形態を、図1および図2を参照して詳細
に説明する。ここで、図1は本発明の鉄道車両用駆動装
置を軌間可変台車に適用した状態で示す正面断面図、図
2は図1の要部を拡大した図である。なお、以下の説明
において車軸回りの部品の左右を区別する際には、左側
の部品には符号Lを付すとともに、右側の部品には符号
にRを付す。
【0010】図1および図2に示した本実施形態の鉄道
車両用駆動装置100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連続して走行可能な軌
間可変台車10に適用されている。前記軌間可変台車1
0の車軸11の両端部には、左右一対の車軸外筒12
L,12Rが、標準軌に対応する位置(図面の右側半分
に示した位置)と狭軌に対応する位置(図面の左側半分
に示した位置)との間で往復スライド自在に嵌装されて
いる。そして、これらの車軸外筒12L,12Rには、
左右一対の車輪13L,13Rがそれぞれ一体に回転す
るように取り付けられている。さらに、車軸11の両端
部には、筒状の車軸アダプタ14L,14Rがそれぞれ
スプライン嵌合されている。そして、車軸アダプタ14
L,14Rの外周面に形成された雄スプラインと、車軸
外筒12L,12Rの内周面に形成された雌スプライン
とが嵌合することにより、車軸外筒12L,12Rは車
軸11と一体に回転する。したがって、車軸11を回転
駆動することにより、左右一対の車輪13L,13Rを
一体に回転させることができる。
【0011】また、前記車軸外筒12L,12Rには、
それぞれ軸受15L,15Rを介してロッキングブロッ
ク16L,16Rが取り付けられている。そして、これ
らのロッキングブロック16L,16Rが軸箱17L,
17Rにそれぞれ係合することにより、車軸11は軸箱
17L,17Rに対して回転自在に支持される。また、
前記軸箱17L,17Rは、図示されない軸ばねを介し
てやはり図示されない台車枠に支持される。なお、図1
中に描かれている鎖線は、それぞれ軌条Rおよび車両限
界線Lを表している。
【0012】一方、本実施形態の鉄道車両用駆動装置1
00は、駆動モータ20と、この駆動モータが出力する
回転駆動力を車軸11に伝達する駆動力伝達手段30と
を備えている。
【0013】前記駆動モータ20は、図示されない台車
枠に固定される略円筒状のケーシング21と、このケー
シング21の内側に軸受22を介して回転自在に支持さ
れた略円筒状のインナロータ23とを有している。そし
て、前記ケーシング21の内周面に鉄心24およびコイ
ル25が装着されるとともに、前記インナロータ23の
外周面に磁石26が取り付けられている。これにより、
前記コイル25に通電すると前記インナロータ23が回
転し、回転駆動力を発生するようになっている。
【0014】前記駆動力伝達手段30は、駆動モータ2
0の前記インナロータ23に取り付けられて一体に回転
する、環状に構成された第1の等速継手31と、車軸1
1に取り付けられて一体に回転する、環状に構成された
第2の等速継手32と、両端部が前記第1および第2の
等速継手31,32にそれぞれ接続された駆動力伝達筒
33とを有している。
【0015】前記第1の等速継手31は、そのアウタレ
ース31aとインナレース31bとが回転軸線方向に相
対変位することができない固定型の等速継手、例えばバ
ーフィールドジョイント若しくはツェッパジョイントと
されている。また、前記アウタレース31aは、インナ
ロータ23の図示左端部に同軸にフランジ結合され、イ
ンナロータ23と一体に回転するようにされている。ま
た、前記インナレース31bの内周面には、前記駆動力
伝達筒33の図示左端部33aがスプライン結合してい
る。これにより、駆動力伝達筒33は、その図示左端部
33aがインナロータ23に対して第1の等速継手31
の中心A回りに揺動可能に支持された状態で、インナロ
ータ23と一体かつ等速に回転する。
【0016】前記第2の等速継手32は、そのアウタレ
ース32aとインナレース32bとが回転軸線方向に相
対変位可能な摺動形の等速継手、例えばダブルオフセッ
トジョイント、若しくはトリポートジョイントとされて
いる。前記アウタレース32aは、車軸11に嵌着され
て一体に回転する車軸フランジ34にフランジ結合さ
れ、車軸11と一体に回転するようにされている。ま
た、前記インナレース32bの内周面には、駆動力伝達
筒33の図示右端部33bがスプライン結合している。
これにより、駆動力伝達筒33は、その図示右端部33
bが車軸11に対して第2の等速継手32の中心B回り
に揺動可能に、かつ車軸11の軸線方向に変位可能に支
持された状態で、車軸11と一体かつ等速に回転する。
【0017】一方、車軸11は、駆動モータ20の筒状
に形成されたインナロータ23、環状に形成された第1
および第2の等速継手31,32、駆動力伝達筒33の
内側に挿通されている。
【0018】次に、上述のように構成された本実施形態
の鉄道車両用駆動装置100の作動について説明する。
まず、駆動モータ20に通電するとインナロータ23が
回転し、回転駆動力を発生させる。すると、駆動力伝達
筒33は第1の等速継手31を介してインナロータに接
続されているので、インナロータ23と駆動力伝達筒3
3とは一体にかつ等速に回転する。また、駆動力伝達筒
33は第2の等速継手32を介して車軸11に接続され
ているので、車軸11は駆動力伝達筒33、すなわち駆
動モータ20のインナロータ23と一体にかつ等速に回
転する。これにより、本実施形態の鉄道車両用駆動装置
100においては、駆動モータ20により車軸11を回
転駆動することができる。このとき、車軸11と左右一
対の車輪13L,13Rとは一体に回転するので、車輪
踏面の傾斜に基づく自己操舵機能を活用することができ
る。
【0019】一方、駆動モータ20が台車枠に直接取り
付けられているのに対して、車軸11は軸ばねを介して
台車枠に支持された軸箱17L,17Rに支持されてい
る。これにより、本実施形態の駆動装置100を適用す
る軌間可変台車10が走行すると、車軸11は台車枠す
なわち駆動モータ20に対して揺動する。このとき、車
軸11がその半径方向に変位してインナロータ23の内
周面に接近すると、駆動力伝達筒33の図示右端部33
bもまたインナロータ23の内周面に接近する。これに
より、駆動力伝達筒33はインナロータ23の内側で揺
動する。しかしながら、駆動力伝達筒33の図示左端部
33aが第1の等速継手31を介してインナロータ23
に取り付けられていることにより、駆動力伝達筒33の
揺動は第1の等速継手31により吸収され、インナロー
タ23と駆動力伝達筒33との間の駆動力の伝達には何
ら支障を来すことはない。同様に、駆動力伝達筒33の
図示右端部33bが第2の等速継手32を介して車軸1
1に取り付けられていることにより、駆動力伝達筒33
の揺動は第2の等速継手32により吸収される。また、
第2の等速継手32は摺動形とされているので、車軸1
1と駆動力伝達筒33との間の軸線方向の相対変位も第
2の等速継手32により吸収される。これにより、駆動
力伝達筒33から車軸11に対する駆動力の伝達には何
ら支障を来すことはない。
【0020】すなわち、本実施形態の鉄道車両用駆動装
置100においては、駆動モータ20が図示されない台
車枠に直接取り付けられるので、車軸11には駆動モー
タ20の重量が負荷されない。これにより、従来のDD
M方式の駆動装置に比較してバネ下重量を大幅に低減す
ることができるから、軌道を傷めるおそれもない。ま
た、一本の車軸11により左右一対の車輪13L,13
Rを回転駆動するので、車輪踏面の傾斜に基づく自己操
舵機能を活用することができる。また、駆動モータ20
の筒状のインナロータ23内に車軸11を挿通する構造
としたので、車軸11の側方に駆動モータ20を配置す
る従来の駆動装置に比較し、駆動モータ20の設置スペ
ースを十分に大きく取ることができる。これにより、駆
動モータ20を大型化して高出力なものとすることがで
きるから、新幹線等の高速走行にも十分に対応すること
ができる。また、第2の等速継手32を摺動形の等速継
手としたので、駆動モータ20と車軸11との軸線方向
の位置ずれを吸収することができ、軌間可変台車10の
組立を容易に行うことができる。さらに、本実施形態の
鉄道車両用駆動装置100は、従来の駆動装置のように
構造の複雑な減速ギヤを用いないので、構造を簡素化
し、メンテナンスを容易なものとすることができる。
【0021】以上、本発明に係る鉄道車両用駆動装置の
一実施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した
実施形態によって限定されるものではなく、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の等速継手31が固定型とさ
れるとともに第2の等速継手32が摺動形とされている
が、第1および第2の等速継手の両方を摺動形とすれ
ば、駆動モータ20に対する車軸11の軸線方向の変位
許容量をより大きく設定することができる。また、駆動
力伝達手段として、種々の形式の撓み継手や、歯車式継
手等を用いることもできる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の鉄道車両用駆動装置においては、駆動モータが台車枠
に直接取り付けられるので、車軸には駆動モータの重量
が負荷されない。これにより、従来のDDM方式の駆動
装置に比較してバネ下重量を大幅に低減することができ
るから、軌道を傷めるおそれもない。また、一本の車軸
により左右一対の車輪回転駆動するので、車輪踏面の傾
斜に基づく自己操舵機能を活用することができる。ま
た、駆動モータの筒状に構成された回転軸内に車軸を挿
通する構造としたので、車軸の側方に駆動モータを配置
する従来の駆動装置に比較し、駆動モータの設置スペー
スを十分に大きく取ることができる。これにより、駆動
モータを大型化して高出力なものとすることができるか
ら、新幹線等の高速走行にも十分に余裕をもって対応す
ることができる。さらに、従来の駆動装置のように構造
の複雑な減速ギヤを用いないので、構造を簡素化し、メ
ンテナンスを容易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車輪が標準軌に対応した状態を左半分に、かつ
車輪が狭軌に対応した状態を右半分に示した、本発明に
係る鉄道車両用駆動装置の要部破断正面図。
【図2】図1の要部を拡大して示した断面図。
【符号の説明】
A 第1の等速継手の中心 B 第2の等速継手の中心 L 車両限界 R 軌条 10 軌間可変台車 11 車軸 12 車軸外筒 13 車輪 14 車軸アダプタ 15 軸受 16 ロッキングブロック 17 軸箱 20 駆動モータ 21 ケーシング 22 軸受 23 インナロータ 24 鉄心 25 コイル 26 磁石 30 駆動力伝達手段 31 第1の等速継手 32 第2の等速継手 33 駆動力伝達筒 34 車軸フランジ 100 本発明による鉄道車両用駆動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐 藤 徹 東京都三鷹市大沢三丁目9番6号 株式会 社スバル研究所内 (72)発明者 箕 輪 行 雄 東京都三鷹市大沢三丁目9番6号 株式会 社スバル研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄道車両の車体を支持する台車枠に取り付
    けられ、かつ駆動力を出力する回転軸が中空とされる駆
    動モータと、左右一対の車輪がその両端部にそれぞれ取
    り付けられ、かつ前記回転軸内に挿通される車軸と、前
    記回転軸と前記車軸との間に介装される駆動力伝達手段
    とを備えることを特徴とする鉄道車両用駆動装置。
  2. 【請求項2】前記駆動力伝達手段は、前記回転軸に同軸
    に接続されて一体に回転する環状の第1の等速継手と、
    前記車軸と同軸に接続されて一体に回転する環状の第2
    の等速継手と、一端が前記第1の等速継手に同軸に接続
    されるとともに他端が前記第2の等速継手に同軸に接続
    される駆動力伝達筒とを有し、前記車軸は、前記第1お
    よび第2の等速継手と前記駆動力伝達筒内に挿通される
    ことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用駆動装
    置。
  3. 【請求項3】前記第1若しくは第2の等速継手の少なく
    とも一方が前記車軸の軸線方向の変位を吸収可能な摺動
    形等速継手とされることを特徴とする請求項2に記載の
    鉄道車両用駆動装置。
JP25329497A 1997-09-18 1997-09-18 鉄道車両用駆動装置 Pending JPH1191554A (ja)

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