(57)【要約】【課題】走行方向による操舵機能の変化及び鉄道車両のコスト増を抑制しつつ、操舵機能を有する平行カルダン駆動方式の駆動台車を実現する。【解決手段】平行カルダン駆動方式の操舵台車３は、台車枠７と、車両長手方向の前方及び後方において車幅方向に沿って配置された第１及び第２車軸９と、台車枠７に対して第１及び第２車軸９の両方を回動させて操舵する操舵機構３０と、台車枠７に支持された状態で車両長手方向の前方及び後方に夫々配置され、非操舵時において第１及び第２車軸９に平行な第１及び第２出力軸２８を夫々有する第１及び第２電動機１２と、第１及び第２車軸９に夫々接続された第１及び第２減速機１３と、第１及び第２出力軸２８を第１及び第２減速機１３に夫々連結し、操舵時における第１及び第２車軸９の回動に追従させて第１及び第２出力軸２８と第１及び第２減速機１３とを相対変位させる第１及び第２等速ボールジョイント１５とを備える。【選択図】図２
2014172437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両用の平行カルダン駆動方式の操舵台車であって、
鉄道車両の車体を支持するための台車枠と、
車両長手方向の前方及び後方において車幅方向に沿って配置された第１及び第２車軸と、
前記台車枠に対して前記第１及び第２車軸の両方を回動させて操舵する操舵機構と、
前記台車枠に支持された状態で車両長手方向の前方及び後方に夫々配置され、非操舵時において前記第１及び第２車軸に平行な第１及び第２出力軸を夫々有する第１及び第２電動機と、
前記第１及び第２車軸に夫々接続された第１及び第２減速機と、
前記第１及び第２出力軸を前記第１及び第２減速機に夫々連結し、操舵時における前記第１及び第２車軸の回動に追従させて、前記第１及び第２出力軸と前記第１及び第２減速機とを相対変位させる第１及び第２等速ボールジョイントと、を備えている、平行カルダン駆動方式の操舵台車。
【請求項２】
前記第１及び第２等速ボールジョイントは、軸線方向に延びる溝部が形成された外周面を有する内筒と、軸線方向に延びる溝部が形成された内周面を有する外筒と、前記内筒の前記溝部と前記外筒の前記溝部とで挟持されたボールと、前記内筒と前記外筒との間に配置されて前記ボールを保持するボールリテーナとを有し、
前記内筒の前記溝部と前記外筒の前記溝部とは、同一方向に延びている、請求項１に記載の平行カルダン駆動方式の操舵台車。
【請求項３】
前記第１及び第２車軸を前記台車枠に接続するサスペンションを更に備え、
前記第１及び第２減速機と前記第１及び第２電動機との間の前記サスペンションによる鉛直方向の許容変位量をδz、前記第１及び第２減速機と前記第１及び第２電動機との間の前記サスペンションによる車両長手方向の許容変位量をδx、前記第１及び第２減速機と前記第１及び第２電動機との間の前記サスペンションによる車幅方向の許容変位量をδy、前記第１及び第２減速機と前記第１及び第２電動機との間の前記操舵機構による車両長手方向の許容変位量をδsx,、前記第１及び第２減速機と前記第１及び第２電動機との間の前記操舵機構による車幅方向の許容変位量をδsyとすると、
前記第１及び第２出力軸の軸線方向に直交する方向における前記第１及び第２等速ボールジョイントの許容偏位量δrは、
δr ＞（δz2＋（δx＋δsx）2）1/2
に設定されており、
前記第１及び第２出力軸の軸線方向における前記第１及び第２等速ボールジョイントの許容偏位量δaは、
δa ＞δy＋δsy
に設定されている、請求項１又は２に記載の平行カルダン駆動方式の操舵台車。
【請求項４】
前記第１及び第２出力軸の軸線方向に直交する方向における前記第１及び第２等速ボールジョイントの許容偏位量δrは、１７ｍｍ以上２０ｍｍ以下の値に設定されており、
前記第１及び第２出力軸の軸線方向における前記第１及び第２等速ボールジョイントの許容偏位量δaは、１５ｍｍ以上１７ｍｍ以下の値に設定されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の平行カルダン駆動方式の操舵台車。
【請求項５】
前記第１及び第２電動機は、ケーシングを夫々有し、
前記ケーシングは、その車幅方向の中間領域に位置する中間部と、前記中間部に対して車幅方向の外側領域に位置する外側部とを有し、
前記外側部の前記車軸に近接する表面は、前記中間部の前記車軸に近接する表面よりも前記車軸から離隔した位置に設けられ、  
前記操舵機構は、前記外側部の前記車軸に近接する表面と前記車軸との間に隙間が確保された状態で、平面視において、前記中間部の前記車軸に近接する表面の車幅方向の仮想延長線に前記車軸が交差可能となるように前記車軸を操舵する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の平行カルダン駆動方式の操舵台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用の平行カルダン駆動方式の操舵台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両の台車において、ヨーイング方向における車軸の角度を曲線路に沿って変化させる操舵台車が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。これによれば、台車が曲線を通過する際に車輪に作用する横圧（旋回抵抗力）が低減されるので、急曲線通過時における走行安定性が向上するとともに、車輪と線路との間の摩擦音が低減されて、車輪の摩耗等も低減できることとなる。
【０００３】
しかし、仮に平行カルダン駆動方式の駆動台車に操舵機構を設けるとすると、台車旋回時において操舵された車軸がヨーイング方向に大きく変位し、減速機と電動機とを接続するＷＮ継手の許容偏位を超過してしまう。ＷＮ継手は、外筒の内歯と内筒の外歯との間に形成されるバックラッシにより偏位を許容しているが、内歯と外歯との適正な噛み合いを保つ必要があることから、バックラッシを大きくすることには限界がある。そのため、平行カルダン駆動方式の駆動台車に操舵機能を設けたものは存在しないのが現状である。
【０００４】
このような現状に対し、特許文献５では、一方の車軸を駆動軸とし他方の車軸を付随軸とし、付随軸のみに操舵機能を持たせた操舵台車が提案されている。これによれば、電動機、継手及び減速機を要しない付随軸のみが操舵するため、操舵による継手の偏位限界を考慮せずに済む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１３５３３０号公報
【特許文献２】特開平１０−２０３３６４号公報
【特許文献３】国際公開２００９／０３８０６８号公報
【特許文献４】特開２０１０−１６７８３５号公報
【特許文献５】特開２０１０−５８６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前後一対の車軸のうち１つのみを操舵させるため、走行する方向によって車輪への横圧の低減効果が変わってしまう。また、一対の車軸を有する駆動台車に駆動軸が１つしか設けられないため、複数の車両が連結されてなる編成車両において、駆動台車を必要とする車両（駆動車両）が増加することになり、駆動のための機器（変圧装置、変換装置、電力ケーブル等）を装備しない車両（非駆動車両）が減少し、コストアップ等を招いてしまう。
【０００７】
そこで本発明は、走行方向による操舵機能の変化及び鉄道車両のコストアップを抑制しつつ、操舵機能を有する平行カルダン駆動方式の駆動台車を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る鉄道車両用の平行カルダン駆動方式の操舵台車は、鉄道車両の車体を支持するための台車枠と、車両長手方向の前方及び後方において車幅方向に沿って配置された第１及び第２車軸と、前記台車枠に対して前記第１及び第２車軸の両方を回動させて操舵する操舵機構と、前記台車枠に支持された状態で車両長手方向の前方及び後方に夫々配置され、非操舵時において前記第１及び第２車軸に平行な第１及び第２出力軸を夫々有する第１及び第２電動機と、前記第１及び第２車軸に夫々接続された第１及び第２減速機と、前記第１及び第２出力軸を前記第１及び第２減速機に夫々連結し、操舵時における前記第１及び第２車軸の回動に追従させて、前記第１及び第２出力軸と前記第１及び第２減速機とを相対変位させる第１及び第２等速ボールジョイントと、を備えている。
【０００９】
前記構成によれば、出力軸と減速機との間を接続する継手を等速ボールジョイントとしたので、従来のＷＮ継手のようにバックラッシを設ける必要がなく、ボールによる球面案内によって大きな偏位を許容することが可能となる。よって、台車が曲線を通過して車軸が操舵されたときに、台車枠に支持された電動機に対して車軸がヨーイング方向に大きく相対変位しても、当該変位に等速ボールジョイントが追従することが可能となる。そして、等速ボールジョイントが車軸の操舵に追従可能であるために、第１及び第２車軸の両方を操舵可能な駆動軸とすることが実現されている。その結果、走行方向による操舵機能の変化及び鉄道車両のコストアップを抑制できる平行カルダン駆動方式の操舵台車を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、走行方向による操舵機能の変化及び鉄道車両のコストアップを抑制できる平行カルダン駆動方式の操舵台車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る平行カルダン駆動方式の操舵台車を示す側面図である。
【図２】図１に示す平行カルダン駆動方式の操舵台車の平面図である。
【図３】図２に示す操舵台車の等速ボールジョイントの断面図である。
【図４】図３に示す等速ボールジョイントの溝部を説明する要部平面図である。
【図５】図１に示す平行カルダン駆動方式の操舵台車を搭載した鉄道車両の曲線通過時における平面模式図である。
【図６】図２に示す平行カルダン駆動方式の操舵台車の要部拡大図である。
【図７】（ａ）は、電動機と減速機との間のサスペンションに起因する車両長手方向変位を説明する模式図、（ｂ）は、電動機と減速機との間のサスペンションに起因する車幅方向変位を説明する模式図、（ｃ）は、電動機と減速機との間のサスペンションに起因する鉛直方向変位を説明する模式図である。
【図８】（ａ）は、非操舵状態における電動機と減速機の位置関係を示す模式図、（ｂ）は、操舵機構により車軸が一方向に操舵した状態を示す模式図、（ｃ）は、操舵機構により車軸が他方向に操舵した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、実施形態に係る平行カルダン駆動方式の操舵台車３を示す側面図である。図２は、図１に示す平行カルダン駆動方式の操舵台車３の平面図である。以下の説明では、鉄道車両１が進行する方向であって車体２が延びる長さ方向を車両長手方向とし、それに直交する横方向を車幅方向として定義する（なお、本実施の形態においては、車両長手方向は前後方向とも称し、車幅方向は左右方向とも称す。）。また、図面中において同一の構成については同一符号を付している。
【００１４】
図１及び２に示すように、本実施の形態の台車３は、鉄道車両１の車体２を下方から支持する台車であり、平面視において台車中心から見て点対称に構成されている。台車３は、空気バネ４を介して車体２を支持するための車幅方向に延びるボルスタ５を備えている。ボルスタ５は、車体２のブラケット２ａにボルスタアンカ１６により接続されている。ボルスタ５は、平面視で台車中心に配置された旋回案内機構６（例えば、中心ピン及び心皿）を介して台車枠７に接続されている。即ち、台車枠７は、ボルスタ５に対して水平旋回可能なようにボルスタ５を下方から摺動可能に支持している。
【００１５】
台車枠７は、ボルスタ５の下方において車幅方向に延びる横ばり７ａと、横ばり７ａの車幅方向の両端部に接続されて車両長手方向に延びる一対の側ばり７ｂとを有しており、平面視でＨ形状を呈している。横ばり７ａの前方及び後方には、それぞれ車幅方向に沿って延びる第１及び第２車軸９が配置されている。車軸９の左右両側にはそれぞれ車輪８が設けられている。車軸９の車幅方向の両端部には、車輪８よりも車幅方向外側において車軸９を回転自在に支持する軸受１０が設けられ、その軸受１０は軸箱１１に収容されている。軸箱１１は、コイルバネ（軸バネ）を有する軸箱支持装置１７（サスペンション）によって側ばり７ｂに弾性結合されて懸架されている。この軸箱支持装置１７には、公知の軸はり式などの種々のタイプのものが利用可能である。
【００１６】
横ばり７ａの前方及び後方には、それぞれ第１及び第２電動機１２が配置されている。第１及び第２電動機１２は、車軸９には取り付けられずに車軸９との間に空隙を設けた状態で台車枠７に固定されている。第１及び第２車軸９には、それぞれ第１及び第２減速機１３が接続されている。第１及び第２減速機１３は、側面視において、それぞれ第１及び第２車軸９回りに回動可能であり、減速機１３の横ばり７ａ側の端部は支持機構１４により横ばり７ａに弾性結合されている。即ち、第１及び第２減速機１３は、台車枠７に対して上下、前後及び左右に相対変位しうる。
【００１７】
第１及び第２電動機１２の出力軸２８は、第１及び第２減速機１３の入力軸２９に等速ボールジョイント１５を介してそれぞれ接続されている。第１及び第２電動機１２の出力軸２８、及び、第１及び第２減速機１３の入力軸２９は、後述する操舵機構３０が非操舵状態のときに第１及び第２車軸９と平行に車幅方向に延びている。電動機１２と減速機１３とは、側面視において互いに重なるように車幅方向に並んで配置されている。即ち、本実施の形態の台車３は、いわゆる平行カルダン駆動方式の駆動台車である。
【００１８】
台車３には、台車枠７に対して第１及び第２車軸９の両方をヨーイング方向に回動させて操舵する操舵機構３０が設けられている。操舵機構３０は、横ばり７ａの車幅方向外側において鉛直方向に延びるように配置された揺動レバー１８を備えている。揺動レバー１８の上部は、ボルスタ５又はボルスタアンカ１６にリンク１９ａを介して支点１９にて回動可能に取り付けられている。揺動レバー１８の支点１９より下方の部分は、台車枠７の側面に支点２０にて回動可能に取り付けられている。揺動レバー１８の支点１９と支点２０との間の部分は、連結棒２４の一端部に支点２１にて回動可能に取り付けられ、その連結棒２４の他端部が車両長手方向の一方側の軸箱１１に回動可能に連結されている。
【００１９】
揺動レバー１８の支点２０よりも下方の部分は、連結棒２５の一端部に支点２２にて回動可能に取り付けられ、その連結棒２５の他端部が車両長手方向の他方側の軸箱１１に回動可能に連結されている。各支点１９〜２２は、２つの部材同士を回転自在に接続する接続具（例えば、ピン等）により構成される。このようにすることで、台車３が曲線を通過する際に、揺動レバー１８が支点１９を中心として鉛直平面内で揺動して前後の車軸９の両方が操舵可能となる。そして、操舵時には、等速ボールジョイント１５が車軸９の回動にフレキシブルに追従して偏位することで、電動機１２の出力軸２８と減速機１３の入力軸２９とが相対変位するのを許容している。
【００２０】
図３は、図２に示す操舵台車３の等速ボールジョイント１５の断面図である。図４は、図３に示す等速ボールジョイント１５の溝部３１ｂ，３６ａ（３２ｂ，３７ａ）を説明する要部平面図である。図３及び４に示すように、等速ボールジョイント１５は、電動機１２の出力軸２８がスプライン結合される挿入穴３１ａを有する第１内筒３１と、減速機１３の入力軸２９がスプライン結合される挿入穴３２ａを有する第２内筒３２とを備えている。第１内筒３１と第２内筒３２とは互いに離隔している。内筒３１，３２の外周面には、出力軸２８及び入力軸２９の軸線方向に延びる溝部３１ｂ，３２ｂが周方向に等間隔をあけて複数形成されている。
【００２１】
第１内筒３１及び第２内筒３２の径方向外方には、第１外筒３６及び第２外筒３７が設けられている。第１外筒３６と第２外筒３７とは、仕切板３３を介して互いに連結されている。外筒３６，３７の内周面には、出力軸２８及び入力軸２９の軸線方向に延びる溝部３６ａ，３７ａが周方向に等間隔をあけて複数形成されている。そして、内筒３１，３２の溝部３１ｂ，３２ｂと外筒３６，３７の溝部３６ａ，３７ａとの間にボール３４，３５が摺動自在に挟持されている。内筒３１，３２と外筒３６，３７との間には、内筒３１，３２に係止された環状のボールリテーナ３８，３９が配置されている。ボールリテーナ３８，３９には、個々のボール３４，３５を摺動自在に保持する複数のボール穴が周方向に等間隔をあけて形成されている。そして、内筒３１，３２の溝部３１ｂ，３２ｂ及び外筒３６，３７の溝部３６ａ，３７ａは、出力軸２８及び入力軸２９の軸線方向に沿った同一方向に延びている。
【００２２】
図５は、図１に示す平行カルダン駆動方式の操舵台車３を搭載した鉄道車両１の曲線通過時における平面模式図である。図５では、軌道線１００は、一対のレール（図示せず）の間を通る中心線を示す曲線となっている。曲線通過時の鉄道車両１では、台車３の車輪８にレールから加わる横圧によって操舵機構３０（図１及び２参照）が動作し、車軸９が軌道線１００に対して略直交する方向に向くように自己操舵する。ここで、台車３の車軸間距離の半分をＬ、軌道線１００の曲率半径をＲ、操舵割増係数をλとすると、操舵角θsは、以下の数式１で表される。
【００２３】
【数１】
2014172437.tif 000003
【００２４】
図６は、図２に示す平行カルダン駆動方式の操舵台車３の要部拡大図である。図６に示すように、電動機１２は、車軸９の操舵中心Ｏを通る車両長手方向の仮想線ＳＬ上に配置されている。電動機１２は、ロータ及びステータを収容するケーシング２７を有している。ケーシング２７は、その車幅方向の中間領域に位置する中間部２７ａと、中間部２７ａに対して車幅方向の外側領域に位置する外側部２７ｂとを有している。即ち、外側部２７ｂは、中間部２７ａよりも仮想線ＳＬから車幅方向に離れた位置に設けられている。
【００２５】
外側部２７ｂの車軸９に近接する表面２７ｂａは、中間部２７ａの車軸９に近接する表面２７ａａよりも車軸９から離隔した位置に設けられている。具体的には、外側部２７ｂの表面２７ｂａは、その車軸９に対する車両長手方向の距離が車幅方向外方に向かうにつれて大きくなるように傾斜している。本実施の形態では、外側部２７ｂの表面２７ｂａは、テーパ形状であるが、円弧状としてもよい。なお、図６のケーシング２７は車幅方向に略対称な形状としているが、対称でなくてもよい。
【００２６】
図６の破線で示すように、操舵機構３０（図１及び２参照）により車軸９が操舵すると、車軸９のうち車幅方向外側の部分が電動機１２に近づくように移動しうる。しかし、電動機１２のケーシング２７を上述した形状としているため、ケーシング２７の外側部２７ｂの表面２７ｂａと車軸９との間に隙間が確保された状態で、平面視において、中間部２７ａの表面２７ａａの車幅方向の仮想延長線ＶＬに車軸９が交差可能となっている。
【００２７】
図７（ａ）は、電動機１２と減速機１３との間の軸箱支持装置１７に起因する車両長手方向変位を説明する模式図、図７（ｂ）は、電動機１２と減速機１３との間の軸箱支持装置１７に起因する車幅方向変位を説明する模式図、図７（ｃ）は、電動機１２と減速機１３との間の軸箱支持装置１７に起因する鉛直方向変位を説明する模式図である。台車３の軸箱支持装置１７（図１参照）は、上下、前後及び左右方向にフレキシビリティを有している。そのため、台車枠７側に取り付けられた電動機１２と車軸９側に取り付けられた減速機１３との間には、軸箱支持装置１７に起因した前後方向の相対変位（図７（ａ））、軸箱支持装置１７に起因した左右方向の相対変位（図７（ｂ））、及び、軸箱支持装置１７に起因した上下方向の相対変位（図７（ｃ））がそれぞれ生じ得る。
【００２８】
ここで、図７（ａ）に示すように、台車３における電動機１２と減速機１３との間の軸箱支持装置１７に起因する前後方向の許容変位量をδxとする。また、図７（ｂ）に示すように、台車３における電動機１２と減速機１３との間の軸箱支持装置１７に起因する車幅方向の許容変位量をδyとする。また、図７（ｃ）に示すように、台車３における電動機１２と減速機１３との間の軸箱支持装置１７に起因する上下方向の許容変位量をδzとする。これら許容変位量δx，δy，δzは、電動機１２の出力軸２８（図２参照）の軸線と減速機１３の入力軸２９（図２参照）の軸線とが一致して且つ左右方向において車軸９の中心が台車枠７（図２参照）の中心に一致した中立状態を基準とした、電動機１２と減速機１３との間の相対変位量の上限値を意味し、その値は軸箱支持装置１７を含む台車３の構造等に依存する。
【００２９】
図８（ａ）は、非操舵状態における電動機１２と減速機１３との位置関係を示す模式図、図８（ｂ）は、操舵機構３０により車軸９が一方向に操舵した状態を示す模式図、図８（ｃ）は、操舵機構３０により車軸９が他方向に操舵した状態を示す模式図である。操舵台車３には、車軸９をヨーイング方向に回動可能とする操舵機構３０が設けられているため、台車枠７側に取り付けられた電動機１２と車軸９側に取り付けられた減速機１３との間には、操舵機構３０に起因した前後及び左右方向の相対変位（図８（ｂ）（ｃ））が生じ得る。
【００３０】
ここで、図８（ａ）は、非操舵状態における電動機１２と減速機１３との位置関係を示し、平面視における操舵中心点Ｏ（０，０）を基点とした平面座標系において、非操舵状態での等速ボールジョイント１５の中心をＢ（ｘ，ｙ）としている。なお、非操舵状態とは、車軸９が横ばり７ａと平行な状態であり、前側の車軸９と後側の車軸９とが平行な状態をいう。図８（ｂ）に示すように、操舵機構３０（図１参照）により車軸９が一方向に操舵したときの等速ボールジョイント１５の中心をＢ1（ｘ1，ｙ1）とし、図８（ｃ）に示すように、操舵機構３０（図１参照）により車軸９が他方向に操舵したときの等速ボールジョイント１５の中心をＢ2（ｘ2，ｙ2）とすると、それらの値は、以下の数式２及び３で表される。なお、数式２における操舵角θsは、操舵角の上限である許容操舵角を意味し、その値は操舵機構３０を含む台車３の構造や軌道の最大曲率等に依存する。
【００３１】
【数２】
2014172437.tif 000004
【００３２】
【数３】
2014172437.tif 000005
【００３３】
そして、電動機１２と減速機１３との間の操舵機構３０による前後方向の許容変位量をδsxとし、電動機１２と減速機１３との間の操舵機構３０による左右方向の許容変位量をδsyとすると、それら許容変位量δsx，δsyは、以下の数式４及び５で表される。
【００３４】
【数４】
2014172437.tif 000006
【００３５】
【数５】
2014172437.tif 000007
【００３６】
上記のような構成において、本実施の形態の操舵台車３では、電動機１２の出力軸２８（図２参照）の軸線方向に直交する方向における等速ボールジョイント１５の許容偏位量δrは、以下の数式６の条件を満たすように設定している。
【００３７】
【数６】
2014172437.tif 000008
【００３８】
そして、本実施の形態の操舵台車３では、電動機１２の出力軸２８の軸線方向における等速ボールジョイント１５の許容偏位量δaは、以下の数式７の条件を満たすように設定している。
【００３９】
【数７】
2014172437.tif 000009
【００４０】
具体的には、電動機１２の出力軸２８の軸線方向に直交する方向における等速ボールジョイント１５の許容偏位量δrは、１７ｍｍ以上２０ｍｍ以下の値に設定しており、電動機１２の出力軸２８の軸線方向における等速ボールジョイント１５の許容偏位量δaは、１５ｍｍ以上１７ｍｍ以下の値に設定している。
【００４１】
以上に説明した構成によれば、電動機１２の出力軸２８と減速機１３の入力軸２９との間を接続する継手を等速ボールジョイント１５としたので、従来のＷＮ継手のようにバックラッシを設ける必要がなく、ボール３４による球面案内によって大きな偏位を許容することが可能となる。よって、台車３が曲線を通過して車軸９が操舵されたときに、台車枠７に支持された電動機１２に対して車軸９がヨーイング方向に大きく相対変位しても、その変位に等速ボールジョイント１５が追従することが可能となる。そして、等速ボールジョイント１５が車軸９の操舵に追従可能であるために、前側の車軸９と後側の車軸９との両方を操舵可能な駆動軸とすることが実現されている。その結果、走行方向による操舵機能の変化及び鉄道車両１のコストアップを抑制できる平行カルダン駆動方式の操舵台車３を提供することができる。
【００４２】
また、等速ボールジョイント１５の外筒３６，３７の溝部３６ａ，３７ａの延在方向と内筒３１，３２の溝部３１ｂ，３２ｂの延在方向とが交差せずに同一方向を向いているため、それら溝部３１ｂ，３２ｂ，３６ａ，３７ａをボール３４，３５で案内してジョイント１５に偏位を生じさせる際に、ボール３４，３５と溝部３１ｂ，３２ｂ，３６ａ，３７ａとの間に生じる構造的な抵抗が低減され、急曲線通過時においても等速ボールジョイント１５を大きく偏位させて円滑に操舵させることが可能となる。
【００４３】
また、等速ボールジョイント１５の許容偏位量δr，δaが、上記数式６及び７の条件で設定され、軸箱支持装置１７及び操舵機構３０に起因した電動機１２と減速機１３との間の許容変位量よりも大きくなっているため、安定した操舵走行が可能な平行カルダン駆動方式の駆動台車を実現することができる。より具体的には、出力軸２８の軸線方向に直交する方向における等速ボールジョイント１５の許容偏位量δrを１７ｍｍ以上２０ｍｍ以下の値に設定し、出力軸２８の軸線方向における等速ボールジョイント１５の許容偏位量δaを１５ｍｍ以上１７ｍｍ以下の値に設定しているため、等速ボールジョイント１５が、従来のＷＮ継手に比べて約１．５倍の偏位を許容することになり、安定した操舵走行が可能な平行カルダン駆動方式の駆動台車を実現することができる。
【００４４】
さらに、操舵機構３０は、平面視において、電動機１２のケーシング２７の中間部２７ａの車軸９に近接する表面２７ａａの車幅方向の仮想延長線ＶＬに車軸９が交差可能となるように車軸９を操舵する構成としているため、操舵による車軸９と電動機１２との間の干渉を防ぎながらも、台車３に搭載する各機器を効率良くレイアウトすることができる。
【００４５】
なお、本発明は前述した実施形態に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でその構成を変更、追加、又は削除することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明に係る平行カルダン駆動方式の操舵台車は、上述した優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できる鉄道車両用台車に広く適用すると有益である。
【符号の説明】
【００４７】
１      鉄道車両
２      車体
３      操舵台車
７      台車枠
９      車軸
１２    電動機
１３    減速機
１５    等速ボールジョイント
１７    軸箱支持装置（サスペンション）
２７    ケーシング
２７ａ  中間部
２７ｂ  外側部
２８    出力軸
３０    操舵機構
３１，３２    内筒
３４，３５    ボール
３６，３７    外筒
３８，３９    リテーナ
３１ｂ，３２ｂ，３６ａ．３７ａ  溝部
ＶＬ    仮想延長線
【図１】
2014172437.tif 000010
【図２】
2014172437.tif 000011
【図３】
2014172437.tif 000012
【図４】
2014172437.tif 000013
【図５】
2014172437.tif 000014
【図６】
2014172437.tif 000015
【図７】
2014172437.tif 000016
【図８】
2014172437.tif 000017