(57)【要約】 【課題】  たわみ軸継手のラジアル変位の抑制と、歯車箱の質量及び構成の小型化を図る。【解決手段】  吊りリンク１５を介して台車枠６に取り付けられる歯車装置１１である。歯車装置１１の大歯車１３と小歯車１４の噛み合いを保って収納する歯車箱１２を、大歯車１３の軸中心と、吊りリンク１５による吊り位置との距離をＡ、大歯車１３の軸中心と小歯車１４の軸中心との距離をＢとした場合、Ａ／Ｂが０．８８〜１．１４を満足する位置にて、少なくとも一方の側に積層ゴム１６を介在させて吊りリンク１５によって締結する。歯車箱１２に設けられた大歯車収納用開口１２ｂ面に傾斜をつける。【効果】  歯車箱の質量及び構成の小型化が図れ、ひいては台車や鉄道車両全体の小型化、軽量化が図れ、更なる乗り心地の向上や安全な高速走行が可能になる。【選択図】  図１
2005193880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊りリンクを介して台車枠に取り付けられる歯車装置であって、
この歯車装置の大歯車と小歯車の噛み合いを保って収納する歯車箱を、前記大歯車の軸中心と、前記吊りリンクによる吊り位置との距離をＡ、前記大歯車の軸中心と前記小歯車の軸中心との距離をＢとした場合、Ａ／Ｂが０．８８〜１．１４を満足する位置にて、少なくとも一方の側に弾性体を介在させて前記吊りリンクによって締結することを特徴とする鉄道車両用歯車装置。
【請求項２】
前記歯車箱に設けられた大歯車収納用開口面に傾斜をつけたことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用歯車装置。
【請求項３】
前記Ａ／Ｂが０．９〜１．１であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用歯車装置。
【請求項４】
前記Ａ／Ｂが１．０であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用歯車装置。
【請求項５】
前記開口面の下端が、前記大歯車の軸中心より上方であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の鉄道車両用歯車装置。
【請求項６】
前記吊りリンクが複数に分割されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の鉄道車両用歯車装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の鉄道車両用歯車装置を搭載したことを特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項８】
前記吊りリンクと前記台車枠の取付け部の少なくとも１箇所を、凹凸嵌合構造としたことを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両用台車。
【請求項９】
前記取付け部の凹凸嵌合が上下方向であることを特徴とする請求項８に記載の鉄道車両用台車。
【請求項１０】
前記取付け部が、前記歯車装置が車軸を中心として回転が可能なように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の鉄道車両用台車。
【請求項１１】
前記歯車装置が車軸を中心とする回転可能な前記取付け部が、
前記凹凸嵌合が台車枠側に対して吊りリンク側が下方に位置する１面で行われたものであることを特徴とする請求項１０に記載の鉄道車両用台車。
【請求項１２】
前記歯車装置が車軸を中心とする回転可能な前記取付け部が、
前記凹凸嵌合が台車枠側に対して吊りリンク側が下方に位置すると共に、
台車枠の最上部に位置する前記凹凸嵌合部以外の取付け部は、この最上部に位置する吊りリンク側の凹凸嵌合部の台車幅方向の長さよりも大きな間隔を確保した位置に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の鉄道車両用台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両のモータと歯車装置間に設けられたたわみ軸継手への作用変位の低減を可能にすると共に、油漏れに対する信頼性の向上を図ることができる鉄道車両用歯車装置、及び、この歯車装置を搭載した鉄道車両用台車、特に組立て精度の向上と分解・組立て性を容易にした鉄道車両用台車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１に示すように、モータ１による回転を、たわみ軸継手２を介して車軸３に伝える歯車装置４は、吊り装置５によって台車枠６に取り付けられている。この吊り装置５を用いた構造では、モータ１とたわみ軸継手２を介して連結される小歯車軸から離れた場所で台車枠６と歯車装置４が締結されている。
【特許文献１】特開平１０−６９８３号公報
【０００３】
この吊り装置５は、図１２（ａ）に示すような垂直吊り構造のものが多く採用されているが、この垂直吊り構造では、車軸３すなわち大歯車４ｂの軸中心Ｏ１と、吊り装置５の構成要素である吊りリンク５ａによる吊り位置との距離をＡ、大歯車４ｂの軸中心Ｏ１と小歯車軸４ｃａすなわち小歯車４ｃの軸中心Ｏ２との距離をＢとした場合、Ａ／Ｂが大きくなってたわみ軸継手に作用するラジアル変位が大きくなる。従って、この大きなラジアル変位を吸収するために、吊りリンク５ａの台車枠６との取付け部６ａと、歯車箱４との取付け部４ｅの２箇所にゴム部材５ｂを介在させていた。
【０００４】
ここで、ラジアル変位とは、台車軸ばねの変位により、台車に取り付けられたモータの出力軸と、歯車装置の小歯車軸との間に発生する、上下方向、前後（レール）方向の変位を合成した、たわみ軸継手の半径方向の変位をいう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、前記ラジアル変位を小さくするために、前記Ａ／Ｂを小さくして１に近づけるべく、図１２（ｂ）のような斜め吊り構造としたものも提案されているが、この斜め吊り構造でも前記Ａ／Ｂは１．１５よりも大きく、ラジアル変位の低減という点では、まだ不十分であった。従って、その構造上、前記ラジアル変位を吸収するゴム部材５ｂを前記取付け部６ａの１箇所にしか取り付けることができない斜め吊り構造では、垂直吊り構造と同じ大きさのゴム部材５ｂではラジアル変位を吸収することができなかった。なお、斜め吊り構造における吊り位置は、図１２（ｂ）に示すように、歯車装置４と吊りリンク５ａの締結部と、吊りリンク５ａの他方の締結部を結んだ線と、大歯車４ｂの軸中心Ｏ１を通る水平線との交点を指すものとする。
【特許文献２】実開昭６１−１６９６７０号公報
【０００６】
このように、従来の吊り装置構造では、モータと歯車装置間に設けられたたわみ軸継手に作用するラジアル変位が大きくなるという問題があった。このたわみ軸継手に作用するラジアル変位が大きいという問題は、近年の高速化に伴う乗り心地の向上を図るために、軸ばね剛性を小さくすることによって、より顕著になってきている。
【０００７】
また、歯車装置４は、図１２に示すように、歯車箱４ａの中に大歯車４ｂと小歯車４ｃが収納されて大歯車４ｂと小歯車４ｃの噛み合いが保たれているが、この歯車箱４ａには大歯車４ｂを歯車箱４ａに収納するために大きな開口４ａａが設けられ、この開口４ａａに蓋４ｄを取り付けて密閉するようになっている。
【０００８】
前記の特許文献２には、大歯車側を下がり傾斜させた蓋の取り付け面構造が記載されているが、このように、大歯車の軸中心はおろか、歯車箱内の潤滑油面以下の位置まで蓋との合わせ面がくるように開口を傾斜させた場合には、シール剤が劣化した時や施工不具合時に、前記合わせ面から潤滑油の漏れる可能性が高くなり、信頼性が低くなる。
【０００９】
さらに、図１２に示したようなねじ締結のみによって台車枠６に取り付ける従来の吊り装置５では、台車枠６との取付けはレール面に対して鉛直な面で接している。従って、前後（レール）方向は台車枠６の取付け面が基準となるが、上下方向にはゴム部材５ｂが介在されており、ゴム締付け高さにより高さ位置を決めているので組立精度が悪い。
【００１０】
解決しようとする問題点は、従来の鉄道用歯車装置では、斜め吊り構造の場合でも、前記のＡ／Ｂが１．１５を超えるので、図４に示したように、たわみ軸継手のラジアル変位が大きくなり、また、歯車箱の質量及び構成の小型化を図ろうとした場合には油漏れに対する信頼性が低くなるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の鉄道車両用歯車装置は、たわみ軸継手のラジアル変位を可及的に小さくするため、
吊りリンクを介して台車枠に取り付けられる歯車装置の、大歯車と小歯車の噛み合いを保って収納する歯車箱を、前記大歯車の軸中心と、前記吊りリンクによる吊り位置との距離をＡ、前記大歯車の軸中心と前記小歯車の軸中心との距離をＢとした場合、Ａ／Ｂが０．８８〜１．１４で望ましくは０．９〜１．１、最も望ましくは１．０を満足する位置にて、少なくとも一方の側に弾性体を介在させて前記吊りリンクによって締結する点を最も主要な特徴としている。
【００１２】
上記の本発明の鉄道車両用歯車装置において、Ａ／Ｂを０．８８〜１．１４としたのは、図４に示したように、Ａ／Ｂが０．８８〜１．１４の範囲ならば、ラジアル変位の許容範囲である、従来技術のＡ／Ｂ＝１．１５の場合よりも継手ラジアル変位を減少できるからである。
【００１３】
鉄道車両用歯車装置の歯車箱内には潤滑油が入っており、大歯車の回転に伴って、前記潤滑油が汲み上げられて小歯車との噛み合い部に供給される。従って、大歯車の回転数が増加するに従って、潤滑油が歯車箱の上部にまで跳ね上げられることになる。かかる点から、油漏れに対する信頼性を向上するためには、上記の本発明においては、歯車箱に設けられた大歯車収納用開口面に傾斜をつけることが望ましく、さらに望ましくは、歯車箱の前記開口面の下端が、大歯車の軸中心より上方となるようにする。
【００１４】
また、上記の本発明において、前記吊りリンクを複数に分割した場合には、組立て時の作業性が良くなる。
【００１５】
上記の本発明に係る鉄道車両用歯車装置を搭載した鉄道車両用台車にあっては、歯車装置の構成スペースを小さくできることから、台車の小型化、軽量化が図れるようになる。
【００１６】
そして、この鉄道車両用台車において、
前記吊りリンクと前記台車枠の取付け部の少なくとも１箇所を、凹凸嵌合構造とした場合には、前後（レール）方向のみならず、上下方向位置もこの凹凸嵌合によって位置決めされるので、組立て精度が向上する。また、吊りリンクに作用する大歯車と小歯車の噛み合い反力をこの凹凸嵌合部で負担できるので、信頼性も向上する。その際、前記取付け部の凹凸嵌合を上下方向とした場合には、組立てが容易になる。
【００１７】
また、前記歯車装置が車軸を中心として回転が可能なように、前記取付け部を形成すれば、台車枠から輪軸を分解しないで、輪軸を装着した状態で吊り装置部を取り外し、小歯車軸側を下部に移動することが可能になる。
【００１８】
この車軸を中心とする歯車装置の回転が可能な取付け部の構造としては、
前記凹凸嵌合が台車枠側に対して吊りリンク側が下方に位置する１面で行われたものや、
前記凹凸嵌合が台車枠側に対して吊りリンク側が下方に位置すると共に、台車枠の最上部に位置する前記凹凸嵌合部以外の取付け部は、この最上部に位置する吊りリンク側の凹凸嵌合部の台車幅方向の長さよりも大きな間隔を確保した位置に設けられている構造がある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、たわみ軸継手のラジアル変位を可及的に小さくできるので、歯車箱の質量及び構成の小型化が図れ、ひいては台車や鉄道車両全体の小型化、軽量化が図れ、更なる乗り心地の向上や安全な高速走行が可能になる。
【００２０】
また、本発明の鉄道車両用台車では、前後（レール）方向のみならず、上下方向位置も位置決めの基準ができるので、組立て精度が向上すると共に、吊りリンクに作用する歯車の噛み合い反力を負担できるので、信頼性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の鉄道車両用歯車装置を実施するための形態について図１及び図２を用いて説明する。
図１は本発明の鉄道車両用歯車装置の一例を説明する図、図２は本発明の歯車装置のゴム部材の取付け状態を説明する図である。
【００２２】
図１において、１１は本発明の鉄道車両用歯車装置の一例を示した概略図であり、歯車箱１２に、車軸と一体的に固定された大歯車１３と小歯車１４が噛み合いを保って、図示省略したが、軸受によりそれぞれが回転自在に収納されている。
【００２３】
本発明では、上記の歯車装置１１を吊りリンク１５を介して台車枠に取り付けるに際し、図１（ａ）に示したように、吊りリンク１５による吊り位置が、例えば小歯車１４の軸中心Ｏ14と一致するように、すなわち、大歯車１３の軸中心Ｏ13と、吊りリンク１５による吊り位置との距離をＡ、大歯車１３の軸中心Ｏ13と小歯車１４の軸中心Ｏ14との距離をＢとした場合、Ａ／Ｂが１．０となる位置にて締結しているのである。
【００２４】
本発明では、歯車装置１１の台車枠への取り付けを前記の位置とすることで、たわみ軸継手のラジアル変位を可及的に小さくすることができるようになる。
【００２５】
ところで、図１に示した例では、歯車箱１２の小歯車収納側の外側上下に取付け部１２ａを形成し、これら上下の取付け部１２ａと吊りリンク１５間に、それぞれ弾性体である例えば積層ゴム１６をボルトによって取付けることで、図１（ｂ）に示したように、前記ラジアル変位を吸収するものを示している。
【００２６】
しかしながら、本発明では、従来の歯車装置に比べてラジアル変位を可及的に小さくできるので、ゴム部材を一方の側に取付けることで対応してもよい。
【００２７】
また、本発明では、吊りリンク１５による吊り位置を、例えば小歯車１４の軸中心Ｏ14と一致させたので、吊りリンク１５における前記積層ゴム１６の取付け部１５ａが、大歯車１３側に寄ることになる。従って、歯車箱１２に設ける大歯車１３の収納用開口１２ｂを歯車箱１２の上側に水平に設けると、図３に示したように、歯車箱１２の大歯車１３側を大きく張り出させる（図３のメッシュ部）必要があり、質量が約１０％も増加し、また、構成スペースも増加する。
【００２８】
そこで、本発明では、図１（ａ）に示したように、大歯車１３の前記収納用開口１２ｂを、傾斜αをつけて設けることにしている。このように傾斜αをつけることで、歯車箱１２をコンパクトに形成できるようになる。なお、図１中の１２ｃは前記開口１２ｂを密閉する蓋である。
【００２９】
この開口１２ｂの傾斜αは、大歯車１３の収納時の作業性や、油漏れの信頼性向上のためには、図１（ａ）に示したように、開口１２ｂの下端が、大歯車１３の軸中心Ｏ13より上方に位置するようにすることが望ましい。
【００３０】
また、図１（ｃ）は前記吊りリンク１５を上下に２分割に構成し、それぞれをボルトで一体化するようにしたものである。このような構成を採用した場合、積層ゴム１６を組み込む際の作業性が良くなる。
【００３１】
ちなみに、図１（ａ）に示した吊りリンクを２分割にしない場合と、図１（ｃ）に示した吊りリンクを２分割にした場合の組み立て作業工程を下記表１に示すが、２分割構成した場合には、２分割した吊りリンクの締結作業は必要になるものの、図２に示したような、積層ゴム１６の予圧縮と、組立て後の圧縮開放作業を省略できることになって作業性が良くなることが明らかである。
【００３２】
【表１】
2005193880.tif 000003
【００３３】
以上説明した本発明に係る歯車装置では、歯車箱の軽量化及び構成の小型化を図れるので、この歯車装置を搭載する鉄道車両用台車も、更なる小型化および軽量化が図れる。
【００３４】
そして、この本発明の鉄道車両用台車において、前記吊りリンク１５と台車枠１７の取付け部の構造を次のように構成した場合には、組立て精度が向上すると共に信頼性も向上する。以下、本発明の吊りリンク１５と台車枠１７の取付け部１８の構造を備えた本発明の鉄道車両用台車について、図５〜図１０を用いて説明する。
【００３５】
すなわち、図５及び図６に示した例では、上下に設けた前記取付け部１８の内の上方に位置する取付け部１８を凹凸嵌合構造とし、下方に位置する取付け部１８を従来と同様のボルトにより締結するようにしたものである。
【００３６】
例えば図５は、吊りリンク１５の台車枠１７との当接部に、台車枠１７に向いた嵌合凸部１８ａを台車の幅方向に設けると共に、台車枠１７の前記嵌合凸部１８ａと相対する面に嵌合凹部１８ｂを設けたものを示している。また、図６は、上方に向いた嵌合凹部１８ｂを台車の幅方向に設けると共に、台車枠１７の前記嵌合凹部１８ｂと相対する面に嵌合凸部１８ａを設けたものを示している。
【００３７】
このように、前記取付け部１８のうちの少なくとも１箇所を凹凸嵌合構造とすれば、前後（レール）方向と上下方向もこの凹凸嵌合が位置決め基準となり、組立て精度が向上する。また、吊りリンク１５に作用する歯車の噛み合い反力をこの凹凸嵌合構造で負担でき、信頼性も向上する。
【００３８】
その際、前記取付け部１８の凹凸嵌合構造を、図６に示したように、凹凸嵌合が台車枠１７側に対して吊りリンク１５側が下方に位置するような上下方向とした場合には、容易に組立てが行えるようになる。
【００３９】
加えて、この吊りリンク１５と台車枠１７の取付け部の少なくとも１箇所を、前記のような凹凸嵌合構造となした本発明の鉄道車両用台車において、前記歯車装置１１が車軸を中心として回転が可能なように、前記取付け部１８を形成すれば、台車枠１７から輪軸を分解しないで、輪軸を装着した状態で吊り装置部を取り外し、小歯車軸側を下部に移動することが可能になり、従来の図１２と同レベルとなる。
【００４０】
前記歯車装置１１が車軸を中心とする回転が可能な取付け部１８の構造としては、例えば図７に示したように、前記凹凸嵌合構造が台車枠１７側に対して吊りリンク１５側が下方に位置する１面で行われたものがある。この図７では、吊りリンク１５に設けた嵌合凹部１８ｂの前後をボルトで締結するものを示している。
【００４１】
また、図６に示した構造の取付け部１８では、図８（ｂ）（ｃ）に示したように、台車枠１７の上方に位置する前記凹凸嵌合構造の取付け部１８の台車幅方向の長さをＬ1とした場合、下方の台車幅方向の両側に位置する取付け部１８の間隔Ｌ2が、前記Ｌ1よりも大きくなるような位置に、下方の取付け部１８を設けた構造となすことで可能である。
【００４２】
このような構造となせば、図９に示したように、歯車装置１１が車軸を中心として台車枠１７に干渉することなく回転することが可能となり、台車枠１７から輪軸を分解しないで、輪軸を装着した状態で吊り装置部を取り外し、図１０に示したように、小歯車軸側を下部に移動することが可能になって、たわみ軸継手の点検・交換、モータの点検、小歯車軸側の点検、部品交換が可能になる。
【００４３】
以上の本発明は、小歯車軸付近で歯車装置１１を支持するので、何れの構造の場合も取付け誤差による継手変位への影響は小さくなってシム調整は不要であるが、条件により必要な場合には、例えばボルトによる締結部にシムを設けることも可能である。
【００４４】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは、言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上の本発明は、鉄道車両用の歯車装置に限らず、出力軸側の変位によって入力軸側が変位する歯車装置であればどのような歯車装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の歯車装置を説明する図である。
【図２】本発明の歯車装置のゴム部材の取付け状態を説明する図である。
【図３】本発明の歯車装置の比較例について説明する図である。
【図４】歯車装置の吊り位置の変化とたわみ軸継手のラジアル変位の関係を示した図である。
【図５】（ａ）は本発明の鉄道車両用台車における吊りリンクと台車枠の取付け部構造の第１の例を説明する図、（ｂ）は台車枠側の嵌合凹部の説明図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ａ図である。
【図６】本発明の鉄道車両用台車における吊りリンクと台車枠の取付け部構造の第２の例を説明する凹凸嵌合前の図である。
【図７】本発明の鉄道車両用台車における吊りリンクと台車枠の取付け部構造の第３の例を説明する図である。
【図８】（ａ）は本発明の鉄道車両用台車における吊りリンクと台車枠の取付け部構造の第２の例を説明する凹凸嵌合後の図、（ｂ）は台車枠側の取付け部の説明図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ｂ図である。
【図９】第２の例において、歯車装置が車軸を中心として回転する状態を説明する図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は台車枠側の下方の取付け部と吊りリンク側の上方の取付け部の位置関係を上方から見た図である。
【図１０】第２の例において、小歯車軸側を下部に移動した状態を説明する図である。
【図１１】鉄道車両用の台車とこの台車に搭載された歯車装置を説明する図で、（ａ）は平面から見た図、（ｂ）は側面から見た図である。
【図１２】歯車装置の吊り構造を説明する図で、（ａ）は垂直吊り構造、（ｂ）は斜め吊り構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１    歯車装置
１２    歯車箱
１２ｂ    収納用開口
１３    大歯車
１４    小歯車
１５    吊りリンク
１６    積層ゴム
１７    台車枠
１８    取付け部
１８ａ    嵌合凸部
１８ｂ    嵌合凹部
【図１】
2005193880.tif 000004
【図２】
2005193880.tif 000005
【図３】
2005193880.tif 000006
【図４】
2005193880.tif 000007
【図５】
2005193880.tif 000008
【図６】
2005193880.tif 000009
【図７】
2005193880.tif 000010
【図８】
2005193880.tif 000011
【図９】
2005193880.tif 000012
【図１０】
2005193880.tif 000013
【図１１】
2005193880.tif 000014
【図１２】
2005193880.tif 000015