(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車輪を有する二つの車軸を有し、該二つの車軸が各々個別の電動機及び個別の駆動歯車装置によって駆動される車両用台車において、前記二つ電動機の間に中間軸及び中間歯車を設け、該二つの電動機は同一の電力変換装置で制御され該中間軸及び該中間歯車を介して機械的に結合されることを特徴とする車両用台車。
【請求項２】
前記二つの電動機の軸は進行方向に対し直交方向であり一方の電動機ともう一方の電動機が逆方向に回転出力軸を有することを特徴とする請求項１記載の車両用台車。
【請求項３】
前記中間軸が車軸に対して斜めに設置されたことを特徴とする請求項２記載の車両用台車。
【請求項４】
前記電動機と前記駆動歯車装置の間に各々継手と電動機中間歯車を有し、前記電動機中間歯車と前記中間歯車がかみあわされており、前記二つの電動機、前記二つの電動機中間歯車、前記中間軸及び前記中間歯車が台車に装荷されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の車両用台車。
【請求項５】
走行車輪を有する二つの車軸を有し、該二つの車軸に各々直結された二つの直結電動機によって駆動される車両用台車において、前記二つの車軸の間に中間軸及び中間歯車を設け、該二つの直結電動機は同一の電力変換装置で制御され、前記二つの車軸は該中間軸と該中間歯車を介して機械的に結合されることを特徴とする車両用台車。
【請求項６】
前記二つの電動機のうち一方の電動機ともう一方の電動機のトルク特性が異なることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の車両用台車もしくは、前記二つの直結電動機のうち一方の直結電動機ともう一方の直結電動機のトルク特性が異なることを特徴とする請求項５に記載の車両用台車。
【請求項７】
前記二つの電動機もしくは前記二つの直結電動機のうち一方の電動機もしくは直結電動機ともう一方の電動機もしくは直結電動機の電動機の電流を流さない際に発生するトルクが異なることを特徴とする請求項６記載の車両用台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用台車内の二台の同期電動機を一台の電力変換装置で駆動するための技術である。
【背景技術】
【０００２】
図７に一例として従来の技術による車両用台車の構成図を示し、この図に基づいて従来の技術を説明する。
【０００３】
走行車輪を有する第一車軸１及び第二車軸２は、台車枠３に軸受け及びばねを介して支持される。
【０００４】
第一車軸１に第一車軸歯車４が第二車軸２に第二車軸歯車５が結合されている。
【０００５】
第一電動機６の回転部には第一電動機歯車８が結合され、第一車軸歯車４と第一電動機歯車８は歯車がかみ合って動力伝達が可能となっている。同様に第二電動機７の回転部には第二電動機歯車９が結合され、第二車軸歯車５と第二電動機歯車９は歯車がかみ合って動力伝達が可能となっている。
【０００６】
上記構成により、第一車軸１は第一電動機６によって、第二車軸２は第二電動機７によって駆動される。
[特許文献１]特開平６−６４５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第一電動機６及び第二電動機７に同期電動機を用い両者を一台の電力変換装置で駆動した場合、回転速度や回転角に差が出ると第一電動機６と第二電動機７を同時に制御することができなくなる。
【０００８】
第一電動機６及び第二電動機７に同期電動機を用いた場合、図８のように第一電動機６と第二電動機７を異なる電力変換装置によって駆動することにより両者を制御可能となるが、電力変換装置が二台になるため車体重量の増加やコスト増加へとつながる。
【０００９】
本発明は第一電動機６及び第二電動機７に同期電動機を用いた場合でも両者を一台の電力変換装置で駆動し制御可能にするためのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明によれば、走行車輪を有する二つの車軸を有し、該二つの車軸が各々個別の電動機及び個別の駆動歯車装置によって駆動される車両用台車において、前記二つ電動機の間に中間軸及び中間歯車を設け、該二つの電動機は同一の電力変換装置で制御され該中間軸及び該中間歯車を介して機械的に結合されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明によれば、前記二つの電動機の軸は進行方向に対し直交方向であり一方の電動機ともう一方の電動機が逆方向に回転出力軸を有することを特徴とする請求項１記載の車両用台車。
【００１２】
請求項３の発明によれば、前記中間軸が車軸に対して斜めに設置されたことを特徴とする請求項２記載の車両用台車。
【００１３】
請求項４の発明によれば、前記電動機と前記駆動歯車装置の間に各々継手と電動機中間歯車を有し、前記電動機中間歯車と前記中間歯車がかみあわされており、前記二つの電動機、前記二つの電動機中間歯車、前記中間軸及び前記中間歯車が台車に装荷されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の車両用台車。
【００１４】
請求項５の発明によれば、走行車輪を有する二つの車軸を有し、該二つの車軸に各々直結された二つの直結電動機によって駆動される車両用台車において、前記二つの車軸の間に中間軸及び中間歯車を設け、該二つの直結電動機は同一の電力変換装置で制御され、前記二つの車軸は該中間軸と該中間歯車を介して機械的に結合されることを特徴とする車両用台車。
【００１５】
請求項６の発明によれば、前記二つの電動機のうち一方の電動機ともう一方の電動機のトルク特性が異なることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の車両用台車もしくは、前記二つの直結電動機のうち一方の直結電動機ともう一方の直結電動機のトルク特性が異なることを特徴とする請求項５に記載の車両用台車。
【００１６】
請求項７の発明によれば、前記二つの電動機もしくは前記二つの直結電動機のうち一方の電動機もしくは直結電動機ともう一方の電動機もしくは直結電動機の電動機の電流を流さない際に発生するトルクが異なることを特徴とする請求項６記載の車両用台車。
【００１７】
すなわち、走行車輪を有する二つの車軸を有し、前記二つの車軸が各々個別の電動機及び個別の駆動歯車装置によって駆動される車両用台車において、前記二つ電動機の間に中間軸及び中間歯車を設け、前記二つの電動機は同一の電力変換装置で制御され前記中間軸を及び前記中間歯車を介して機械的に結合することを特徴とする車両用台車により上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、小型化高効率化に有利な電動機を用いて一台の電力変換装置で制御可能となるため、小型で低コストの車両用台車が構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は請求項１の発明の一実施例である。図１に従い請求項１の車両用台車について説明するが、従来例と同一部分は省略する
【実施例１】
【００２０】
中間軸１０は車軸と平行に設置される。中間軸１０には中間歯車１１が結合される。中間歯車１１は、第一電動機歯車８及び第二電動機歯車９と歯車がかみあった状態となる。
【００２１】
上記構成により、第一電動機６と第二電動機７の回転速度と回転角が一致するため、第一電動機６と第二電動機７に同期電動機を用いても図９のように一台の電力変換装置で第一電動機６と第二電動機７の両方の制御が可能となる。
【実施例２】
【００２２】
図２は請求項２の発明の一実施例である。図２に従い請求項２の車両用台車について説明するが、実施例１と同一部分は省略する
【００２３】
第一電動機６と第二電動機７の出力軸は反対方向とする。
【００２４】
中間軸１０の一端に第一中間歯車１２、もう一端に第二中間歯車１３が結合される。第一中間歯車１２は第一電動機歯車８とかみ合った状態、第二中間歯車１３は第二電動機歯車９と歯車がかみあった状態とする。
【００２５】
上記構成により、実施例１と同様に第一電動機と第二電動機の回転速度及び回転角度を一致させることが可能であるため、第一電動機６と第二電動機７に同期電動機を用いても図９のように一台の電力変換装置で第一電動機６と第二電動機７の両方の制御が可能となり、なおかつ台車が前後左右ともに重量配分が対称となり、安定した特性の車両用台車を実現できる。
【実施例３】
【００２６】
図３は請求項３の発明の一実施例である。図３に従い請求項３の車両用台車について説明するが、実施例２と同一部分は省略する
【００２７】
中間軸は車軸に対し斜めに設置する。
【００２８】
上記構成により、台車構造上台車中央部に車軸に平行な中間軸の設置が困難な台車においても、実施例２と同様な効果が得られる。
【実施例４】
【００２９】
図４及び図５は請求項４の発明の一実施例である。以下に図４及び図５に従い請求項４の車両用台車について説明するが、実施例１もしくは実施例２と同一部分は省略する
【００３０】
第一電動機６と第一電動機歯車８の間に、第一継手１４と第一電動機中間歯車１６をはさみ、第二電動機７と第二電動機歯車９の間に第二継手１５と第二電動機中間歯車１７を挟む。図４の例では中間歯車１１と第一電動機中間歯車１６及び第二電動機中間歯車１７の歯車がかみあわされている。図５の例では第一中間歯車１２と第一電動機中間歯車１６の歯車がかみあわされ第二中間歯車１３と第二電動機中間歯車１５の歯車がかみあわされている。
【００３１】
実施例３と同様に中間軸１０が車軸１及び車軸２に対して平行でなくてもよい。
【００３２】
図４及び図５では省略しているが第一電動機６と第一電動機中間歯車１６と第二電動機７と第二電動機中間歯車１７と中間軸１０と中間歯車１１もしくは第一中間歯車１２及び第二中間歯車１３の荷重は台車枠に直接かかるようにする。
【００３３】
第一継手１４と第二継手１５は回転伝達を行うが相対変位を許容するものとする。  
【００３４】
上記構成により、第一電動機６と第一電動機中間歯車１６と第二電動機７と第二電動機中間歯車１７と中間軸１０と中間歯車１１もしくは第一中間歯車１２及び第二中間歯車１３の荷重が車軸に直接かかることがないため、振動により軌道の悪化や乗り心地の悪化を防ぎ、なおかつ第一電動機６と第二電動機７の回転速度及び回転角度が一致可能であるため、第一電動機６と第二電動機７に同期電動機を用いても図９のように一台の電力変換装置で第一電動機６と第二電動機７の両方の制御が可能となる。
【実施例５】
【００３５】
図６は請求項５の発明の一実施例である。以下に請求項５の車両用台車について説明するが、実施例１と同一部分は省略する
【００３６】
第一直結電動機１８は第一車軸１に第二直結電動機１９は第二車軸２に直接結合される。
【００３７】
中間歯車１１は第一車軸歯車４および第二車軸歯車５と歯車がかみあった状態とする。実施例２のように第一中間歯車１２と第二中間歯車１３を具備し、実施例３のように中間軸１０を斜めにしても良い。
【００３８】
上記構成より、直接駆動の台車においても、第一直結電動機１８と第二直結電動機１９の回転速度及び回転角度を一致可能であり、同期電動機を用いても一台の電力変換装置で制御可能である。
【実施例６】
【００３９】
以下に請求項６の一実施例車両用台車について説明するが、実施例１から実施例５と同一部分は省略する
【００４０】
第一電動機６と第二電動機７もしくは第一直結電動機１８と第二直結電動機１９のトルク特性が異なるようにする。
【００４１】
第一電動機６と第二電動機７の間もしくは第一直結電動機１８と第二直結電動機１９の間の回転を同一にするための各歯車のかみ合いにバックラッシが存在する場合、歯車装置にかかるトルクの方向が変化すると騒音や振動の原因となる。
【００４２】
第一電動機６と第二電動機７もしくは第一直結電動機１８と第二直結電動機１９は同一回転数で同一電力変換装置により駆動されるため、ほぼ同一のトルクが発生するため、中間軸１０を介して働くトルクは微小である。そのため、僅かなトルク変化や振動によって、トルクの方向が変化しバックラッシの影響により騒音や振動が発生する。
【００４３】
第一電動機６と第二電動機７もしくは第一直結電動機１８と第二直結電動機１９のトルク特性が異なるようにすることにより、力行もしくは回生を継続している間は歯車装置に常に同一方向のトルクが発生するため、バックラッシがあっても騒音や振動の原因とはならない。
【実施例７】
【００４４】
以下に請求項７の車両用台車について説明するが、実施例６と同一部分は省略する
【００４５】
第一電動機６と第二電動機７もしくは第一直結電動機１８と第二直結電動機１９に電流を流さない場合、第一電動機６と第二電動機７もしくは第一直結電動機１８と第二直結電動機１９は殆どトルクを発生しないが、損失により僅かにトルクを発生する。本実施例では、このトルクの特性が第一電動機６と第二電動機７もしくは第一直結電動機１８と第二直結電動機１９において異なるようにする。
【００４６】
以上より、電動機に電流を流さない、すなわち力行も回生も行わない場合においても、同一方向のトルクが発生するため、バックラッシがあっても騒音や振動の原因とはならない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】請求項１の一実施例を表した構成図である。
【図２】請求項２の一実施例を表した構成図である。
【図３】請求項３の一実施例を表した構成図である。
【図４】請求項４の一実施例を表した構成図である。
【図５】請求項４の他の実施例を表した構成図である。
【図６】請求項５の一実施例を表した構成図である。
【図７】従来の技術による車両用台車の構成図である。
【図８】二台の電動機を異なる電力変換装置で駆動する例である。
【図９】二台の電動機を一台の電力変換装置で駆動する例である。
【符号の説明】
【００４８】
１    第一車軸
２    第二車軸
３    台車
４    第一車軸歯車
５    第二車軸歯車
６    第一電動機
７    第二電動機
８    第一電動機歯車
９    第二電動機歯車
１０    中間軸
１１    中間歯車
１２    第一中間歯車
１３    第二中間歯車
１４    第一継手
１５    第二継手
１６    第一電動機中間歯車
１７    第二電動機中間歯車
１８    第一直結電動機
１９    第二直結電動機
２０    第一電力変換装置
２１    第二電力変換装置
【図１】
0005030749.tif 000002
【図２】
0005030749.tif 000003
【図３】
0005030749.tif 000004
【図４】
0005030749.tif 000005
【図５】
0005030749.tif 000006
【図６】
0005030749.tif 000007
【図７】
0005030749.tif 000008
【図８】
0005030749.tif 000009
【図９】
0005030749.tif 000010