JP2001010488A - 独立車輪駆動コンポーネント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道車両用の独立車輪駆動コンポーネントの
回転部分の慣性モーメントを小さくして電動機の回転制
御の応答性を向上させる。 【解決手段】 電動機１０３の電動機軸１０３ｄは中空
パイプ軸となっており、この中にドライブシャフト１１
１が挿通配置されている。電動機１０３の回転力は、減
速機１０８，撓み板１１２，ドライブシャフト１１１及
び撓み板１１３を介して車輪１０４に伝達され、車輪１
０４が回転する。撓み板１１２，１１３は薄いため慣性
モーメントは小さく、また、電動機軸１０３ｄ内にドラ
イブシャフト１１１を配置する構成により全体的に径方
向寸法を低減でき慣性モーメントを小さくできる。この
ため、回転部分の全体の慣性モーメントが低減し、電動
機の回転制御の応答性が向上する。更に、２枚の撓み板
１１２，１１３により車輪１０４の変位を分散して無理
なく吸収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用の独立
車輪駆動コンポーネントに関し、独立車輪駆動コンポー
ネントの回転部分の慣性モーメントを低減して電動機の
回転制御の応答性を向上させると共に、車輪のみをステ
アリング旋回させる構成としつつ車輪の変位を無理なく
吸収して駆動力の伝達ができるように工夫したものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】現在の多くの鉄道車両用の動力台車で
は、右側の車輪と左側の車輪とが車軸により連結された
一体型車輪を採用しており、台車に備えた電動機の駆動
力を、減速機により減速して、一体型車輪に伝達して走
行をしている。曲線軌道を走行する場合には、車輪の踏
面の勾配を利用したセルフステアリング効果により、曲
線走行が可能となっている。

【０００３】一方、最近では鉄道車両の床面を低くした
低床構造等を採用するために、独立車輪台車が開発され
ている。この独立車輪台車では、車軸を省略して右側の
車輪と左側の車輪とを個別・独立して回転する構成にす
ると共に、各車輪を個別の電動機により駆動している。
この独立車輪台車では車軸が無いため、鉄道車両の床面
を低くしても床面が車軸と干渉することがなく、低床化
が可能になるのである。低床型の鉄道車両では、線路面
からステップレスで乗降できるため、利便性が向上す
る。

【０００４】このような独立車輪台車では、ハブモータ
型の独立車輪駆動コンポーネントが採用されることがあ
る。この独立車輪駆動コンポーネントでは、電動機の外
周側に車輪を配置し、電動機回転力を減速機を介して車
輪に伝達するようになっており、電動機，車輪及び減速
機が一体的に組み込まれたコンポーネント構造となって
いる。

【０００５】１つの台車に４つの車輪を有するボギー台
車型の独立車輪台車では、１つの台車に４つの独立車輪
駆動コンポーネントを取り付けている。つまり、台車枠
の右側のフレームに２台の独立車輪駆動コンポーネント
を取り付け、台車枠の左側のフレームに２台の独立車輪
駆動コンポーネントを取り付けている。このボギー台車
型の独立車輪台車は、１軸型の独立車輪台車に比べて、
車輪スリップが発生しても脱輪の恐れがなく、しかも、
高速走行時の安定性が高いという利点がある。

【０００６】ここで従来のハブモータ型の独立車輪駆動
コンポーネントの具体例を説明する。図８に示す従来の
独立車輪駆動コンポーネント１０では、電動機１１の電
動機軸１１ａは中空のパイプ軸となっており、この電動
機軸１１ａ内にドライブシャフト１２が回転自在に挿通
配置されている。電動機１１の右端面に設置された減速
機１３は、電動機１１の回転力を減速してドライブシャ
フト１２に伝達し、このドライブシャフト１２の回転力
が車輪ハウジング１３に伝達される。電動機１１の左端
面側に配置されている車輪ハウジング１３は肉厚な部材
であり、電動機１１と略同じ程度の半径を有している。
この車輪ハウジング１３の外周面には、弾性部材１４を
介して、車輪１５が取り付けられている。弾性部材１４
は周方向に沿い環状に配置されており、車輪１５と共に
回転しつつ車輪振動を制振する。なお１６はブレーキで
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで図８に示す従
来技術では、肉厚で半径の大きな車輪ハウジング１３も
回転するため、回転部分（電動機回転子，電動機軸１１
ａ，ドライブシャフト１２，車輪ハウジング１３，車輪
１５等）全体の慣性モーメントが大きくなっていた。こ
のため、電動機１１の回転数制御の応答性が悪く、速度
制御に時間遅れを伴っていた。

【０００８】また車輪１５がステアリング旋回すること
ができないので、曲線軌道を円滑に走行することができ
なかった。

【０００９】本発明は、上記従来技術に鑑み、回転部分
の慣性モーメントを低減して電動機の回転制御の応答性
を向上させると共に、車輪のみをステアリング旋回させ
る構成としつつ車輪の変位を無理なく吸収して駆動力の
伝達ができる独立車輪駆動コンポーネントを提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、電動機軸が中空のパイプ軸となっている電
動機と、この電動機の外周側にて回転自在に配置された
車輪と、前記電動機の一端面に固定配置されており前記
電動機軸から伝達された回転力を減速する減速機と、前
記電動機軸内に挿通状態で配置されたドライブシャフト
と、このドライブシャフトの一端側と前記減速機の減速
出力部とを連結する第１の撓み継手と、前記ドライブシ
ャフトの他端側と前記車輪とを連結する第２の撓み継手
でなる動力伝達部材と、で構成されていることを特徴と
する。

【００１１】また本発明の構成は、電動機軸が中空のパ
イプ軸となっている電動機と、この電動機の外周側にて
回転自在に配置された車輪と、前記電動機の一端面に固
定配置されており前記電動機軸から伝達された回転力を
減速する減速機と、前記電動機軸内に挿通状態で配置さ
れたドライブシャフトと、このドライブシャフトの一端
側と前記減速機の減速出力部とを連結する第１の撓み継
手と、前記ドライブシャフトの他端側と前記車輪とを連
結する第２の撓み継手でなる動力伝達部材とを有してお
り、しかも、前記電動機のモータフレームの外周側に、
水平面内でステアリング旋回可能にステアリング板を配
置し、ステアリング板の外周面に転がり軸受を介して車
輪を回転自在に支持すると共に、前記ステアリング板の
内周面と前記モータフレームの外周面との間の空間うち
上周空間部分と下周空間部分に弾性部材を圧入・介装し
て構成されていることを特徴とする。

【００１２】また本発明の構成は、前記撓み継手は撓み
板で形成されていることを特徴とする。

【００１３】また本発明の構成は、前記減速機は、プラ
ネタリ型の遊星歯車減速機であることを特徴とする。

【００１４】また本発明の構成は、独立車輪駆動コンポ
ーネントは、台車の左右に配置されており、右側の独立
車輪駆動コンポーネントのステアリング板と左側の独立
車輪駆動コンポーネントのステアリング板とは、ステア
リング旋回角度が同一となるように、リンク機構により
連結されていることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１６】＜車両の全体構造の説明＞まず初めに、本
発明の独立車輪駆動コンポーネントを使用した鉄道車両
の一例を、図１を参照しつつ説明する。図１に示すよう
に、この例の鉄道車両では、１台の車体１に１台の独立
車輪操舵台車１００を取り付けている。前側の車体１と
後側の車体１とは、球面軸受型の連結器２により連結さ
れている。独立車輪操舵台車１００は、１つの台車に４
台の独立車輪駆動コンポーネント１０１を備えたボギー
台車型の台車である。

【００１７】曲線軌道を走行するときには、連結器２の
部分で前側の車体１と後側の車体１とが折れ曲がるよう
にしているため、車体１に対して独立車輪操舵台車１０
０は殆ど旋回（ヨーイング回転）しない構造となってい
る。つまり、台車回転変位角度をほぼ零とした移動心皿
機構となっている。このため通常の円軌道を走行する時
には、連結器２の部分で折れ曲がることにより、台車回
転変位角度が零となった状態で、曲線軌道の走行ができ
る。なお、Ｓの字状の曲線軌道の場合には、若干の台車
回転変位角度が生じて曲線軌道の走行をする。

【００１８】更に、詳細構造は後述するが、曲線軌道を
パーフェクトステアリングして旋回性能を向上させるた
め、独立車輪操舵台車１００に備えた独立車輪駆動コン
ポーネント１０１の各車輪は、１〜２度だけステアリン
グ旋回できるようになっている。しかも、独立車輪駆動
コンポーネント１０１のモータや減速機はステアリング
旋回することなく、車輪のみがステアリング旋回できる
ように、構造に工夫をしている。また、回転部分の慣性
モーメントを低減して、回転追従性を向上させて回転数
制御の応答性を向上させるような工夫もしている。

【００１９】＜独立車輪操舵台車の説明＞次に、独立車
輪操舵台車１００について説明をする。図２に示すよう
に、独立車輪操舵台車１００の台車枠１０２には、４つ
の独立車輪駆動コンポーネント１０１を取り付けてい
る。つまり、台車枠１０２の右側のフレーム１０２ａに
２台の独立車輪駆動コンポーネント１０１を前後方向に
ずらして取り付け、台車枠１０２の左側のフレーム１０
２ａに２台の独立車輪駆動コンポーネント１０１を前後
方向にずらして取り付けている。

【００２０】各独立車輪駆動コンポーネント１０１で
は、電動機１０３の外周側に回転自在に車輪１０４を配
置し、電動機１０３の回転力を減速機（図２では見えて
いない）を介して車輪１０４に伝達するようになってお
り、電動機１０３，車輪１０４及び減速機等が一体的に
組み込まれたコンポーネント構造となっている。

【００２１】詳細は、後述する「独立車輪駆動コンポー
ネントの説明」の欄で再度説明するが、車輪１０４は、
旋回中心ピン１０５を車輪ヨーイング回転中心（ステア
リング旋回中心）として、１〜２度だけステアリング旋
回できるようになっている。しかも、車輪１０４のステ
アリング旋回に伴ってステアリング板１０６がステアリ
ング旋回する構成となっている。左右のステアリング板
１０６はステアリングアーム１０６ａ及びステアリング
リンク１０７により連結されている。この結果、左右の
車輪１０４のステアリング旋回角度は、同一となる。な
お、電動機１０３及び減速機は台車枠１０２に固定され
ており、ステアリング旋回することはない。

【００２２】この独立車輪操舵台車１００では、車輪１
０４がステアリング旋回するため、回転半径の小さい急
な小曲線軌道を走行する場合であっても、パーフェクト
ステアリングして安定した旋回走行をすることができ
る。

【００２３】＜独立車輪駆動コンポーネントの説明＞次
に、独立車輪駆動コンポーネント１０１について説明を
する。全体構成を概説すると、この独立車輪駆動コンポ
ーネント１０１は、図３（図２のIII-III 断面図）に示
すように、電動機１０３と、減速機１０８と、ディスク
ブレーキ１０９と、ドライブシャフト１１１や撓み板１
１２，１１３等の動力伝達部材と、車輪１０４と、弾性
部材１１６やステアリング板１０６等のステアリング許
容部材を主要部材とし、これら部材を一体的に組み立て
たコンポーネント構造となっている。この独立車輪駆動
コンポーネント１０１は台車枠１０２に取り付けられ
る。

【００２４】電動機１０３の回転力は、減速機１０８に
て減速され、撓み板１１２，ドライブシャフト１１１及
び撓み板１１３を介して車輪１０４に伝達され、車輪１
０４が回転する。曲線走行時には弾性部材１１６が弾性
変形することにより、旋回中心ピン１０５を旋回中心と
した車輪１０４のステアリング旋回を許容するようにし
ている（詳細は後述）。電動機１０３や減速機１０８等
はステアリング旋回しないようになっている。

【００２５】以下に、独立車輪駆動コンポーネント１０
１の各部分の詳細構造ならびに作用・動作を説明する。

【００２６】図３に示すように、電動機１０３のモータ
フレーム１０３ａの内周面には固定子鉄心１０３ｂが配
置されており、回転子鉄心１０３ｃは電動機軸１０３ｄ
に備えられている。電動機軸１０３ｄは中空のパイプ軸
となっており、両端は回転軸１０３ｅにより回転自在に
支持されている。

【００２７】減速機１０８は、電動機１０３の一端面側
（図３では左端面側）に固定配置されており、電動機軸
１０３ｄから入力された回転力を減速して出力する。こ
の減速機１０８は、減速機ケース１０８ａ内にプラネタ
リ型の遊星歯車減速機構を内蔵して構成されている。即
ち、減速機出力部となるキャリア１０８ｂは軸受１０８
ｃにより回転自在に支持されており、遊星歯車１０８ｄ
は軸受１０８ｅを介してキャリア１０８ｂに取り付けら
れている。遊星歯車１０８ｄは、電動機軸１０４ｄに固
設した太陽歯車１０８ｆに噛合すると共に、減速機ケー
ス１０８ａの内周面に固設した内歯車１０８ｇに噛合し
ている。

【００２８】プラネタリ型の遊星減速機１０８は、スタ
ー型の遊星減速機に比べて減速比が大きい。このため電
動機１０３として高速型の電動機を用いることができ
る。高速型の電動機は小型であるため、独立車輪駆動コ
ンポーネント１０１の小型化に寄与することができる。
また小型の電動機１０３を採用することができるので、
回転部分の慣性モーメントを小さくすることができ、回
転制御の応答性を向上させることができる。

【００２９】ディスクブレーキ１０９は、ブレーキ用ブ
ラケット１０９ａを介して、電動機１０３の一端面側
（図３では左端面側）に配置されている。このディスク
ブレーキ１０９は、電動機１０３よりも外側位置に配置
されている。ディスクブレーキ１０９のブレーキディス
ク１０９ｂは減速機１０８のキャリア１０８ｂに連結し
て形成されている。

【００３０】前記電動機１０３，減速機１０８及びディ
スクブレーキ１０９は、ボルト１１０により台車枠１０
２に締結されている。

【００３１】ドライブシャフト１１１は、電動機軸１０
３ｄの内部に挿通状態で配置されている。このドライブ
シャフト１１１の一端側（図３では左端側）にはフラン
ジ１１１ａが固定されている。このフランジ１１１ａ
は、変位吸収部材である撓み板１１２を介してブレーキ
ディスク１０９ｂに連結されている。

【００３２】ドライブシャフト１１１の他端側（図３で
は右端側）には、図４（図２のＩＶ矢視図）にも示すよ
うに、ドライブシャフトアーム１１１ｂが形成されてい
る。このドライブシャフトアーム１１１ｂは、変位吸収
部材である撓み板１１３を介して車輪１０４に連結され
ている。

【００３３】上記構成となっているため、電動機１０３
の回転力は、電動機軸１０３ｄ→減速機１０８→ブレー
キディスク１０９ｂ→撓み板１１２→ドライブシャフト
１１１→撓み板１１３という部材を経て、車輪１０４に
伝達され車輪１０４が回転する。また、ディスクブレー
キ１０９により発生した制動力は、ブレーキディスク１
０９ｂ→撓み板１１２→ドライブシャフト１１１→撓み
板１１３という部材を経て、車輪１０４に伝達され車輪
１０４が制動される。

【００３４】また、上述したように、電動機軸１０３ｄ
を中空のパイプ軸として、この中にドライブシャフト１
１１を配置する構造としたため、回転部分の半径が全体
的に小さくなり、回転部分の慣性モーメントを小さくす
ることができる。このため回転数制御の応答性を向上さ
せることができる。

【００３５】更に、２枚の撓み板１１２，１１３を採用
しているため、車輪１０４の上下変位，横変位，ステア
リング角変位を無理なく吸収して、駆動力を伝達するこ
とができる。つまり２枚の撓み板１１２，１１３により
変位を分散して吸収するため、変位吸収を無理なく行な
うことができ、車輪１０４のステアリング旋回をスムー
ズに行なうことができる。更に、撓み板１１２，１１３
は薄い板材であるため、その慣性モーメントは小さく、
回転部分の慣性モーメントを小さくすることができる。
なお撓み板１１２，１１３の代わりに、回転力の伝達を
しつつ変位吸収のできる他のタイプの撓み継手を採用す
ることもできる。

【００３６】一方、モータフレーム１０３ａの外周側に
はステアリング板１０６が配置されている。ステアリン
グ板１０６は、ゴムブッシュ１１４を介して旋回中心ピ
ン１０５に連結されており、この旋回中心ピン１０５を
旋回中心として水平面内でステアリング旋回できるよう
になっている。この例では、旋回中心ピン１０５は、車
輪１０４の軸方向に関して車輪１０４よりも内側に配置
されるように、モータフレーム１０３ａに固定されてい
る。

【００３７】ステアリング板１０６の外周面と車輪１０
４の内周面との間には、転がり軸受１１５が介在されて
いる。即ち、ステアリング板１０６の外周面に転がり軸
受１１５を介して車輪１０４を回転自在に支持してい
る。このため、車輪１０４が回転できると共に、車輪１
０４と転がり軸受１１５とステアリング板１０６が一体
となって、旋回中心ピン１０５を旋回中心としてステア
リング旋回することができる。ステアリング板１０６に
はステアリングアーム１０６ａが一体的に取り付けられ
ている。

【００３８】ステアリング板１０６の内周面とモータフ
レーム１０３ａの外周面との間には、弾性部材１１６が
圧入・介装されている。この弾性部材１１６は、図４に
も示すように、ステアリング板１０６の内周面とモータ
フレーム１０３ａの外周面との間の空間のうち、上周空
間部分と下周空間部分に配置されており、前側空間部分
と後側空間部分には配置されていない。

【００３９】この弾性部材１１６は、車輪１０４から電
動機１０３側に伝わる上下方向振動による圧縮荷重を受
けて、圧縮・伸縮して制振をする。この弾性部材１１６
は、回転しないので、回転による繰り返し荷重が作用す
ることがなく、弾性部材１１６の耐久性は向上する。

【００４０】また車輪１０４に発生する左右方向振動
は、転がり軸受１１５及びステアリング板１０６を介し
てゴムブッシュ１１４に伝わり、このゴムブッシュ１１
４により制振される。

【００４１】曲線軌道を走行するときには、軌道側から
車輪１０４側に外力が加わり、車輪１０４がステアリン
グ旋回する。このとき車輪１０４と共に転がり軸受１１
５及びステアリング板１０６もステアリング旋回する。
弾性部材１１６は、ステアリング旋回するステアリング
板１０６とステアリング旋回しないモータフレーム１０
３ａとの間に介在されているため、車輪１０４ａがステ
アリング旋回する際に弾性変形（捩じれ変位）する。こ
のように弾性部材１１６が弾性変形することにより、車
輪１０４は１〜２度だけステアリング旋回することがで
きる。

【００４２】なお、ステアリング板１０６の内周面とモ
ータフレーム１０３ａの外周面との間の空間のうち、前
側空間部分と後側空間部分には、弾性部材を配置してい
ないため、車輪１０４ａがステアリング旋回する際に、
弾性部材１１６の弾性変形が可能となる。仮に、ステア
リング板１０６の内周面とモータフレーム１０３ａの外
周面との間の空間の全周に弾性部材を圧入・介装したと
すると、捩じれ変形が殆どできず、車輪１０４のステア
リング旋回が不可能になってしまう。

【００４３】このように弾性部材１１６が弾性変形する
ことにより、車輪１０４のステアリング旋回が許容され
る。このとき、弾性部材１１６は、車輪１０４がステア
リング旋回しようとする場合には、このステアリング旋
回を抑制するダンピング作用を発生する。また、１〜２
度だけステアリング旋回してしまった車輪１０４に対し
ては、元の位置（ステアリング角度が零の位置）に復帰
させる復元力を車輪１０４に付与する。このように、弾
性部材１１６が、車輪１０４のステアリング旋回に対し
て、ダンピング作用と復元作用を与えるため、ステアリ
ング動作を安定化させ高速走行時の安定走行を実現する
ことができる。

【００４４】しかも、図２に示すように、右側のステア
リング板１０６に一体的に取り付けられたステアリング
アーム１０６ａと、左側のステアリング板１０６に一体
的に取り付けられたステアリングアーム１０６ａとを、
ステアリングリンク１０７により連結して、左右のステ
アリング板１０６のステアリング旋回角度ひいては左右
の車輪１０４のステアリング角度を一致させているた
め、高速安定性能が更に高まっている。

【００４５】また車輪１０４のステアリング旋回を、弾
性材１１６の弾性変形により可能としているため、電動
機１０３や減速機１０８等は台車枠１０２に固定設置す
ることができ、ステアリング旋回する構成部材を少なく
することができ、コンポーネントの部材を削減すること
ができる。この結果、ステアリング慣性が小さくなり、
良好なステアリング走行ができる。また、構成部材が少
なくなるため車室側に突出する部分がなくなり、車室内
の通路幅を広くとることができる。

【００４６】結局、弾性部材１１６は、 車輪１０４から電動機１０３側に伝わる上下方向振動
を制振して電動機１０３を保護する機能と、 弾性変形して車輪１０４のステアリング旋回を許容す
る機能と、 車輪１０４がステアリング旋回する際にダンピング作
用を付与する機能と、 ステアリング旋回してしまった車輪１０４を元の位置
に戻す復元力を付与する機能を、併せ持っている。

【００４７】また上記構成の独立車輪駆動コンポーネン
ト１０１では、 中空パイプ軸である電動機軸１０３ｄの内部にドライ
ブシャフト１１１を配置することにより、回転部分の半
径を全体的に小さくし、 減速比の大きなプラネタリ型の減速機を採用すること
により、電動機１０３として高速型の電動機を採用して
電動機半径を小さくし、 薄い撓み板１１２，１１３を採用することにより、独
立車輪駆動コンポーネント１０１の回転部分全体の慣性
モーメントを小さくすることができる。つまり、従来技
術における車輪ハウジング１３（図８参照）のような肉
厚で大径な回転部材を用いず、回転部材を全体的に小径
で薄肉としたため、回転部分全体の慣性モーメントを小
さくすることができ、この結果、電動機の回転制御の応
答性を向上させることができるのである。

【００４８】＜駐車ブレーキの説明＞次に、独立車輪駆
動コンポーネント１０１に備えた駐車ブレーキ１２０に
ついて説明する。駐車ブレーキ１２０のライニングディ
スク１２０ａは、スプライン等によりキャリア１０８ｂ
の外周面に結合しており、キャリア１０８ａと一緒に同
期回転すると共に、軸方向にスライド移動自在となって
いる。このライニングディスク１２０ａの一端面（左端
面）は、減速機ケース１０８ａの内壁に接触すると共
に、その他端面（右端面）にはディスクプレート１２０
ｂが固定されている。バックプレート１２０ｃは減速機
ケース１０８ａの内周面に固定設置されている。ピスト
ン１２０ｄは、軸方向にスライド移動自在に配置されて
おり、内歯車１０８ｇ内に備えたブレーキバネ１２０ｅ
により、ライニングディスク１２０ａ側に付勢されてい
る。

【００４９】エアー供給管１２０ｆには電磁弁１２０ｇ
が介装されている。電磁弁１２０ｇは、駐車時には消磁
されて閉状態となり、非駐車時には励磁されて開状態と
なる。電磁弁１２０ｇが開状態となると、圧縮空気がエ
アー供給管１２０ｆを介して、ピストン１２０ｄとバッ
クプレート１２０ｃとの間に供給されるようになってい
る。

【００５０】非駐車時には電磁弁１２０ｇが開状態とな
り、圧縮空気がピストン１２０ｄとバックプレート１２
０ｃとの間に供給されるため、ピストン１２０ｄは空気
圧により内歯車１０８ｇ側に押され、ブレーキバネ１２
０ｅのバネ力に打ち勝って内歯車１０８ｇに接触する。
このためピストン１２０ｄはディスクプレート１２０ｂ
から離れる。この結果、駐車ブレーキが非制動状態とな
る。

【００５１】駐車時には電磁弁１２０ｇが閉状態とな
り、ピストン１２０ｄとバックプレート１２０ｃとの間
の圧縮空気が抜けるため、ピストン１２０ｄはブレーキ
バネ１２０ｅのバネ力によりディスクプレート１２０ｂ
側に押され、ディスクプレート１２０ｂに接触する。こ
のためピストン１２０ｄはディスクプレート１２０ｂを
介してライニングディスク１２０ａを押しつけ、摩擦抵
抗力により制動力を発生させ、駐車ブレーキが制動状態
となる。

【００５２】この駐車ブレーキ１２０は、車両が走行時
には制動動作させず、車両が駐車したときに制動動作さ
せている。なお、非常ブレーキを必要とする緊急事態が
発生したときには、通常のブレーキ（ディスクブレーキ
１０９等）の他に、この駐車ブレーキ１２０の制動動作
を追加するようにしても良い。

【００５３】駐車ブレーキ１２０は、上述したように、
減速機１０８内に配置したため、駐車ブレーキ１２０の
ために特別な設置スペースを必要とせず、省スペースと
なる。またこの駐車ブレーキ１２０は、減速機１０８の
潤滑油内に配置されているため、動作（摺動動作）がス
ムーズであり錆も発生せず信頼性が高い。

【００５４】＜冷却構造の説明＞次に冷却構造について
説明する。図２に示すように、台車枠１０２の左右のフ
レーム１０２ａの中央部には、それぞれファン１３０が
設置されている。また左右のフレーム１０２ａは、中空
となっており、図２及び図３に示すように、内部に風道
１３１が形成されている。しかも、図５（図２のＶ矢視
図）に示すように、フレーム１０２ａの前後の端部は、
電動機１０３のモータフレーム１０３ａの上周面を覆う
状態で湾曲している。つまり、風道１３１がモータフレ
ーム１０３ａの上周面を覆う状態で配置されている。

【００５５】モータフレーム１０３ａの上周面には、図
３及び図６に示すように、モータフレーム１０３ａの周
方向に沿い複数の給気口１３２が形成されている。また
図３に示すように、電動機１０３の端面（ブラケット）
のうち、減速機１０８が配置されている端面と反対側の
端面には、排気口１３３が形成されている。この排気口
１３３は、車室側に向いているため、雨滴などがこの排
気口１３３から入り込む恐れは無い。また減速機１０８
やディスクブレーキ１０９は外側（車室と反対側）に位
置しているため、減速機１０８やディスクブレーキ１０
９に走行風が当り易くなり、減速機１０８やディスクブ
レーキ１０９の自然冷却が良好に行なわれる。

【００５６】ファン１３０から送り出された空気は、風
道１３１を通り給気口１３２から電動機１０３内に吹き
込まれる。給気口１３２から取り込まれた空気は、電動
機１０３内を流通し、排気口１３３から外部に排気され
る。このように、空気を電動機１０３内に強制流通させ
ているため、電動機１０３を効果的に強制的に空気冷却
することができる。しかも、給気口１３２をモータフレ
ーム１０３ａの周方向に複数形成しているため、電動機
１０３の各部分に効果的に均一に空気を送り込むことが
でき、冷却効率が高くなっている。

【００５７】更に、モータフレーム１０３ａの外周面
に、走行風が直接当たるため、電動機１０３の放熱性が
よく、電動機の自然放熱冷却も効果的にできる。つま
り、モータフレーム１０３ａの外周面のうち、弾性部材
１１６が配置されている部分を除く周面が、露出して外
気に触れるようになっているため、走行風がモータフレ
ーム１０３ａに当り、電動機１０３の自然冷却が良好に
行なわれるのである。

【００５８】なお、図２に示すように、独立車輪操舵台
車１００には４台の独立車輪駆動コンポーネント１０１
を備えているが、ファン１３０は２台のみ設置するだけ
で良いため構成が簡略化できる。つまり、左右のフレー
ム１０２ａを風道１３１として利用しているため、１台
のファン１３０により送給した空気を、風道１３１によ
り２分岐して、２台の電動機１０３へ空気を供給するこ
とができるのである。

【００５９】＜独立車輪操舵台車の変形例＞次に独立車
輪操舵台車の変形例を図７を参照して説明する。図７に
示すように、この例では、旋回中心ピン１０５は、車輪
１０４の軸方向に関して車輪１０４よりも外側に配置さ
れるように、モータフレーム１０３ａに固定されてい
る。このため、旋回中心ピン１０５を中心としてステア
リング旋回することができる。

【００６０】他の部分の構成は、図２に示す例と同じで
ある。つまり、旋回中心ピン１０５を、軸方向に関して
車輪１０４よりも内側に配置するか（図２の例）、外側
に配置するか（図７の例）が異なるだけであり、他の部
分の構成は同様である。何れにしろ、車輪１０４とステ
アリング板１０６に取り付けたステアリングアーム１０
６ａとステアリングリンク１０７により、ステアリング
旋回した車輪１０４を軌道中心側に復帰させるステアリ
ングリンケージが形成されれば良い。

【００６１】

【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように本発明では、電動機軸が中空のパイプ軸となって
いる電動機と、この電動機の外周側にて回転自在に配置
された車輪と、前記電動機の一端面に固定配置されてお
り前記電動機軸から伝達された回転力を減速する減速機
と、前記電動機軸内に挿通状態で配置されたドライブシ
ャフトと、このドライブシャフトの一端側と前記減速機
の減速出力部とを連結する第１の撓み継手と、前記ドラ
イブシャフトの他端側と前記車輪とを連結する第２の撓
み継手でなる動力伝達部材とで構成した。

【００６２】かかる構成としたため本発明では、回転部
分の慣性モーメントを低減して電動機の回転制御の応答
性を向上させることができる。

【００６３】また本発明では、電動機軸が中空のパイプ
軸となっている電動機と、この電動機の外周側にて回転
自在に配置された車輪と、前記電動機の一端面に固定配
置されており前記電動機軸から伝達された回転力を減速
する減速機と、前記電動機軸内に挿通状態で配置された
ドライブシャフトと、このドライブシャフトの一端側と
前記減速機の減速出力部とを連結する第１の撓み継手
と、前記ドライブシャフトの他端側と前記車輪とを連結
する第２の撓み継手でなる動力伝達部材とを有してお
り、しかも、前記電動機のモータフレームの外周側に、
水平面内でステアリング旋回可能にステアリング板を配
置し、ステアリング板の外周面に転がり軸受を介して車
輪を回転自在に支持すると共に、前記ステアリング板の
内周面と前記モータフレームの外周面との間の空間うち
上周空間部分と下周空間部分に弾性部材を圧入・介装し
た構成とした。

【００６４】かかる構成としたため本発明では、車輪の
ステアリング旋回を実現しつつ、車輪の変位を無理なく
吸収でき、車輪のステアリング動作をスムーズに行なわ
せることができる。

【００６５】また本発明では、前記撓み継手を撓み板で
形成したり、前記減速機としてプラネタリ型の遊星歯車
減速機を採用することにより、慣性モーメントの低減を
更に図っている。

【００６６】また本発明では、台車の左右に配置されて
いる、右側の独立車輪駆動コンポーネントのステアリン
グ板と左側の独立車輪駆動コンポーネントのステアリン
グ板とを、ステアリング旋回角度が同一となるように、
リンク機構により連結することにより、車輪のステアリ
ング動作、ひいては曲線走行動作を円滑に行なわせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した鉄道車両の一例を示す構成
図。

【図２】本発明を適用した独立車輪操舵台車を示す平面
構成図。

【図３】本発明の独立車輪駆動コンポーネントを示す断
面図。

【図４】本発明の独立車輪駆動コンポーネントを示す端
面図。

【図５】台車枠の端部を示す構成図。

【図６】独立車輪駆動コンポーネント及び冷却構造を示
す構成図。

【図７】本発明を適用した独立車輪操舵台車の他の例を
示す平面構成図。

【図８】従来の独立車輪駆動コンポーネントを示す構成
図。

【符号の説明】

１ 車体 ２ 連結器 １００ 独立車輪操舵台車 １０１ 独立車輪駆動コンポーネント １０２ 台車枠 １０２ａ フレーム １０３ 電動機 １０３ａ モータフレーム １０３ｄ 電動機軸 １０４ 車輪 １０５ 旋回中心ピン １０６ ステアリング板 １０６ａ ステアリングアーム １０７ ステアリングリンク １０８ 減速機 １０９ ディスクブレーキ １１０ ボルト １１１ ドライブシャフト １１２，１１３ 撓み板 １１４ ゴムブッシュ １１５ 転がり軸受 １１６ 弾性部材 １２０ 駐車ブレーキ １３０ ファン １３１ 風道 １３２ 供給口 １３３ 排気口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機軸が中空のパイプ軸となっている
   電動機と、 この電動機の外周側にて回転自在に配置された車輪と、 前記電動機の一端面に固定配置されており前記電動機軸
   から伝達された回転力を減速する減速機と、 前記電動機軸内に挿通状態で配置されたドライブシャフ
   トと、このドライブシャフトの一端側と前記減速機の減
   速出力部とを連結する第１の撓み継手と、前記ドライブ
   シャフトの他端側と前記車輪とを連結する第２の撓み継
   手でなる動力伝達部材と、で構成されていることを特徴
   とする独立車輪駆動コンポーネント。
2. 【請求項２】 電動機軸が中空のパイプ軸となっている
   電動機と、 この電動機の外周側にて回転自在に配置された車輪と、 前記電動機の一端面に固定配置されており前記電動機軸
   から伝達された回転力を減速する減速機と、 前記電動機軸内に挿通状態で配置されたドライブシャフ
   トと、このドライブシャフトの一端側と前記減速機の減
   速出力部とを連結する第１の撓み継手と、前記ドライブ
   シャフトの他端側と前記車輪とを連結する第２の撓み継
   手でなる動力伝達部材とを有しており、 しかも、前記電動機のモータフレームの外周側に、水平
   面内でステアリング旋回可能にステアリング板を配置
   し、ステアリング板の外周面に転がり軸受を介して車輪
   を回転自在に支持すると共に、前記ステアリング板の内
   周面と前記モータフレームの外周面との間の空間うち上
   周空間部分と下周空間部分に弾性部材を圧入・介装して
   構成されていることを特徴とする独立車輪駆動コンポー
   ネント。
3. 【請求項３】 前記撓み継手は撓み板で形成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２の独立車輪駆
   動コンポーネント。
4. 【請求項４】 前記減速機は、プラネタリ型の遊星歯車
   減速機であることを特徴とする請求項１または請求項２
   または請求項３の独立車輪駆動コンポーネント。
5. 【請求項５】 請求項２の独立車輪駆動コンポーネント
   は、台車の左右に配置されており、右側の独立車輪駆動
   コンポーネントのステアリング板と左側の独立車輪駆動
   コンポーネントのステアリング板とは、ステアリング旋
   回角度が同一となるように、リンク機構により連結され
   ていることを特徴とする独立車輪駆動コンポーネント。