(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の独立回転車輪と、左右の独立回転車輪の駆動力を発生するモータと、このモータによって発生する駆動力を左右の独立回転車輪に分配するトルクリミッタとを備え、トルクリミッタによって、モータの出力が分配されて左右の独立回転車輪に伝達され、左右の独立回転車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると左右の独立回転車輪の駆動が分離され、連動を遮断した状態に切え換られる鉄道車両用独立車輪台車であって、
左右の独立回転車輪それぞれに装備された左右の制動装置と、
台車が走行している軌道についての情報を検出する軌道検出手段と、
前記軌道検出手段からの信号を受け、軌道の形状に応じて前記左右の制動装置による制動力を個別に制御する制御装置とを備えたこと
―を特徴とする鉄道車両用独立車輪台車。
【請求項２】
前記トルクリミッタとモータとの間に、減速機が配設されている請求項１記載の鉄道車両用独立輪台車。
【請求項３】
左右の独立回転車輪と、左右の独立回転車輪にそれぞれ駆動力を発生する左右のモータと、左右の独立回転車輪をトルクリミッタを介して連動する連動軸とを備え、トルクリミッタによって、モータの出力が分配されて左右の独立回転車輪に伝達され、左右の独立回転車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると左右の独立回転車輪の駆動が分離され、連動を遮断した状態に切え換られる鉄道車両用独立車輪台車であって、
左右の独立回転車輪それぞれに装備された左右の制動装置と、
台車が走行している軌道についての情報を検出する軌道検出手段と、
前記軌道検出手段からの信号を受け、軌道の形状に応じて前記左右のモータの回転数またはトルク、あるいは前記左右の制動装置による制動力を個別に制御する制御装置を備えたこと
―を特徴とする鉄道車両用独立車輪台車。
【請求項４】
前記制動装置は、前記車輪とトルクリミッタとの間に配設されており、前記制動装置とトルクリミッタの間、あるいは前記制動装置と車輪の間に、減速機が配設されている請求項１または３に記載の鉄道車両用独立車輪台車。
【請求項５】
前記軌道検出手段とともに、左右の車輪の回転数検出手段を備える請求項１〜４のいずれかに記載の鉄道車両用独立車輪台車。
【請求項６】
左右の車輪をそれぞれ独立して操舵可能に配備するとともに、操舵用連結シャフトで左右の車輪の操舵角を連動させる請求項１〜５のいずれかに記載の鉄道車両用独立車輪台車。
【請求項７】
左右の独立回転車輪と、左右の独立回転車輪の駆動力を発生するモータと、左右の独立回転車輪にトルクを分配するトルクリミッタとを備え、トルクリミッタによって、モータの出力が分配されて左右の独立回転車輪に伝達され、左右の独立回転車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると左右の独立回転車輪の駆動が分離され、連動を遮断した状態に切え換られる鉄道車両用独立車輪台車の制御方法であって、
台車が走行している軌道についての情報を検出し、前記モータを駆動しながら、前記軌道の形状に応じて前記左右の独立回転車輪を個々に制動することを特徴とする鉄道車両用独立車輪台車の制御方法。
【請求項８】
左右の独立回転車輪と、左右の独立回転車輪の駆動力を独立して発生する左右のモータと、左右の独立回転車輪間をトルクリミッタを介して連動する連動軸とを備え、トルクリミッタによって、モータの出力が分配されて左右の独立回転車輪に伝達され、左右の独立回転車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると左右の独立回転車輪の駆動が分離され、連動を遮断した状態に切え換られる鉄道車両用独立車輪台車の制御方法であって、
台車が走行している軌道についての情報を検出し、前記軌道の形状に応じて前記左右の独立回転車輪を個々に駆動または制動することを特徴とする鉄道車両用独立車輪台車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両用独立車輪台車とその制御方法に関し、特に、急曲線を通過するＬＲＶ（Light Rail Vehicle）用の独立車輪台車およびその制御方法に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の先行技術として、例えば米国特許第４９４１４０９号明細書及び図面に記載されるように、一つのモータで左右の両輪を駆動し、原則として左右輪の速度を同一に保つ２軸台車が知られている。この台車では、トルクリミッタを用い、片側の車輪に大きな走行抵抗が存在するときにのみ、反対側の車輪の速度をより大きくさせるようにしているので、急曲線においては外軌側の車輪の速度は内軌側の車輪の速度より大きくなり、曲線通過が容易となる。
【０００３】
また、例えば特開平８−２６８２７７号公報に記載されるように、左右の独立車輪の回転数差をセンサにより検出し、それが０となるように左右輪を独立に回転数制御またはトルク制御するものや、例えば特開平７−１３２８２３号公報に記載されるように、車輪の軌道（レール）における法線方向への偏位量およびアタック角（車輪の回転方向と軌道の接線とのなす角度）をセンサにより検出し、左右輪を独立にトルク制御するものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記米国特許第４９４１４０９号明細書及び図面に記載の技術では、曲線においては軌道から受ける力を利用して左右輪の速度を変化させるので、車輪・軌道間にすべりが発生し、磨耗のおそれがある。
【０００５】
また、特開平８−２６８２７７号公報や、特開平７−１３２８２３号公報の技術では、電気系統あるいは通信系統のトラブルにより、モータが所望の回転数またはトルクを発生できなかった場合、スムースな通過ができないおそれがある。また、左右の車輪が機械装置によって結合されていないため、通常台車に比べ直線時の安定性が劣る。
【０００６】
ところで、ＬＲＶと称される路面電車のように急曲線を走行する台車の場合、左右の軌道長の差を吸収してすべりのない走行を行うためには、独立車輪を採用することが望ましい。しかし、独立車輪の採用は、直線での安定を確保するという観点においては、左右輪で速度差を生じ易くデメリットとなる。
【０００７】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、左右の車輪の回転数を制御することで、スムーズな曲線通過と直線での走行安定性とを両立させられる鉄道車両用独立車輪台車とその制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、
ａ）左右の独立回転車輪と、左右の独立回転車輪の駆動力を発生するモータと、このモータによって発生する駆動力を左右の独立回転車輪に分配するトルクリミッタとを備え、トルクリミッタによって、モータの出力が分配されて左右の独立回転車輪に伝達され、左右の独立回転車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると左右の独立回転車輪の駆動が分離され、連動を遮断した状態に切え換られる鉄道車両用独立車輪台車であって、
ｂ）左右の独立回転車輪それぞれに装備された左右の制動装置と、
ｃ）台車が走行している軌道についての情報を検出する軌道検出手段と、
ｄ）前記軌道検出手段からの信号を受け、軌道の形状に応じて前記左右の制動装置による制動力を個別に制御する制御装置と
を備えている。
【０００９】
上記の構成を有する請求項１に係る発明は、たとえば直線軌道や緩やかな曲線軌道を走行する際は、左右の制動装置を個々に制御することは行わず共通の一つのモータからの駆動力を左右の車輪にトルクリミッタを介して等分に分配し伝達することにより、左右の車輪を同一の回転速度で走行させる。このとき、緩やかな曲線軌道では、車輪の踏面勾配により速度差を生じて直線軌道と同様に安定した走行が期待される。
【００１０】
一方、たとえば急な曲線軌道に差し掛かると、軌道検出手段が軌道についての情報を検出し、制動装置により左右の独立回転車輪に対し個々に制動作用を与え、また状況に応じてモータを適切なトルクまたは速度で駆動する。通常は曲線軌道の内軌側の軌道を走行する車輪に対する制動力を外軌側の車輪のそれよりも大きくする。またモータを二つ有する場合、通常は内軌側の軌道を走行する車輪に対する駆動力を外軌側の車輪のそれと同じか、より小さくする。いずれにせよ、曲線軌道の内軌側と外軌側とで大きなトルク差を与えることにより、トルクリミッタが作用していわゆる連動を遮断した状態に切り替わり、左右の回転速度の外軌側の車輪の回転数（正確には回転速度）に比べて内軌側の車輪を走行する車輪の回転数（正確には回転速度）は小さくなる。こうして、急な曲線軌道では外軌側の車輪の回転数が内軌側のそれよりも速くなって車両は適正にかつスムーズに旋回しながら走行する。
【００１１】
しかも、上記した米国特許第４９４１４０９号の場合と違って車輪が軌道から受ける抵抗力によってトルクリミッタが制御されず、いいかえれば制動装置により作用させる制動力によってトルクリミッタを制御することになるために、車輪が軌道との摩擦力で摩耗するおそれは極めて少ない。このため、長期間にわたり使用しても車輪の摩耗量が小さいので、たとえば回転数検出手段で車輪の速度を検出する場合の実速度と測定速度との差が小さい。
【００１２】
また、台車を小型化および軽量化することができ、とくに台車の設置スペースが制限された低床式路面電車に適用するのに好適であり、コストダウンも図れ、経済的である。
【００１３】
なお、上記ｃ）の軌道検出手段は、車輪が曲線軌道に差し掛かる直前に軌道の曲線形状を検出して制動装置を作動させるが、接触式のほか、赤外線や超音波などを照射してその受信波で形状を検出する非接触式、走行位置・速度または加速度を用いて軌道形状を演算する装置、あるいは通信を利用して軌道形状のデータを上記ｄ）の制御装置に送る装置などを使用できる。
【００１４】
上記ｄ）の制御装置には、軌道検出手段からの情報（横変位量・アタック角など）が入力される一方、モータから回転数や回転トルクがフィードバックされると同時に、左右の車輪からも回転数や回転トルクがフィードバックされ、これらの全てのデータに基づいて演算されてあらかじめ設定された処理データにより制動装置へ制動力をモータへ回転数またはトルクをそれぞれ制御する信号を出力する。
【００１５】
請求項１の発明は、基本的にはモータからの駆動力をトルクリミッタを介して左右の車輪に伝達して車両を走行させ、この状態の下にとくに急な曲線軌道において制動装置による制動作用で左右車輪に適切な速度差を生じさせるものである。したがって、仮に制御に誤動作が生じても制御していない状態に戻すことにより、モータからの駆動力をトルクリミッタを介して左右の車輪に伝達して車両を走行させる元の状態になるので、安定した走行を確保できる。
【００１６】
また、減速機は必ずしも必要ないが、請求項２に記載のように、前記トルクリミッタとモータとの間に、前記減速機を配設するようにしてもよい。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、
Ａ）左右の独立回転車輪と、左右の独立回転車輪にそれぞれ駆動力を発生する左右のモータと、左右の独立回転車輪をトルクリミッタを介して連動する連動軸とを備え、トルクリミッタによって、モータの出力が分配されて左右の独立回転車輪に伝達され、左右の独立回転車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると左右の独立回転車輪の駆動が分離され、連動を遮断した状態に切え換られる鉄道車両用独立車輪台車であって、
Ｂ）左右の独立回転車輪それぞれに装備された左右の制動装置と、
Ｃ）台車が走行している軌道についての情報を検出する軌道検出手段と、
Ｄ）前記軌道検出手段からの信号を受け、軌道の形状に応じて前記左右の制動装置による制動力を個別に制御する制御装置と
を備えている。
【００１８】
上記の構成を有する請求項３記載の発明が、請求項１の発明と相違するところは、モータからの駆動力を車輪に伝達して車両を走行させ、この状態の下にとくに急な曲線軌道においてモータによる駆動作用または制動装置による制動作用のいずれか片方または両方を用いて左右車輪に適切な速度差を生じさせるものである。
【００１９】
請求項３においては、前記左右のモータを左右の車輪に対応してそれぞれ設け、トルクリミッタおよび連動軸を介して左右の車輪を連動させるから、トルクリミッタの作用が状況に応じて下記のように変化する。
【００２０】
すなわち、直線軌道においては左右車輪はほぼ同一回転速度でトルク差のない状態で走行しているから、トルクリミッタは連動軸とともに同期して回転する一方、曲線軌道においてモータによる駆動作用または制動装置による制動作用が生じ、左右車輪のトルクの差が発生すると、トルクリミッタは左右車輪のトルク差が発生すると駆動を分離し、いわゆる連動を遮断した状態に切り換わる。これにより、左右車輪は対応する個々のモータにより独立して駆動され、かつ制動装置による最小限の制動作用を受けて曲線軌道を円滑に走行することになる。
【００２１】
また、２つのモータのうちの一方のモータが故障して空転状態になったときには、上記した請求項１の発明と全く同一の状態になり、車両の走行に支障を来すことがない。よって、請求項３の発明は、モータが２つになって、小型化・軽量化を図るうえでは不利である反面、一方のモータが故障しても支障なく走行できるという有利な面がある。
【００２２】
請求項３の発明も、減速機は必ずしも必要ないが、請求項４に記載のように、前記制動装置は、前記車輪とトルクリミッタとの間に配設され、前記制動装置とトルクリミッタの間、あるいは前記制動装置と車輪の間に、減速機が配設されるようにすることができる。
【００２３】
この構成により、本発明に係る台車を設置する車両の下面の装置のレイアウトや設置スペースに応じて制動装置の位置を変更することができ、とくに低床式路面電車などの床面下の限られたスペースにも無理なく容易に台車を設置できる。
【００２４】
請求項５に記載のように、前記軌道検出手段とともに、左右の車輪の回転数検出手段を備えることが好ましい。
【００２５】
この構成により、回転数検出手段で検出した左右各車輪の回転数に応じ、曲線路等における各車輪に対する駆動作用または制動作用を的確に実行できる。
【００２６】
請求項６に記載のように、左右の車輪をそれぞれ独立して操舵可能に配備するとともに、操舵用連結シャフトで左右の車輪の操舵角を連動させるようにしてもよい。
【００２７】
この構成を備えた発明によると、とくに低床式路面電車の軌道のように回転半径が３０ｍ以下の急カーブを走行する際にも、左右の車輪が軌道の曲線路に沿って操舵され、スムーズに旋回して走行でき、また、左右の車輪が連動軸により機械的に連動して操舵される。したがって、車輪の操舵角を検出することによっても駆動作用または制動作用をより的確に制御でき、急な曲線路でのスムーズな走行を可能にする。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、左右の独立回転車輪と、左右の独立回転車輪の両方の駆動力を発生するモータと、左右の独立回転車輪にトルクを分配するトルクリミッタとを備え、トルクリミッタによって、モータの出力が分配されて左右の独立回転車輪に伝達され、左右の独立回転車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると左右の独立回転車輪の駆動が分離され、連動を遮断した状態に切え換られる鉄道車両用独立車輪台車の制御方法であって、
台車が走行している軌道についての情報を検出し、前記モータを駆動しながら、前記軌道の形状に応じて前記左右の独立回転車輪を個々に制動することを特徴としている。
【００２９】
請求項７の発明に係る制御方法は、基本的には請求項１の発明と同様にモータからの駆動力をトルクリミッタを介して左右の車輪に伝達して車両を走行させ、この状態下にとくに急な曲線軌道において制動装置により制動作用で左右の車輪に曲線軌道の内外差に適切な速度差を生じさせるものである。よって、仮に制御に誤動作が生じても制御していない状態に戻すことにより、モータからの駆動力をトルクリミッタを介して左右の車輪に伝達して車両を走行させる元の状態になり、安定した走行が確保される。そのほか、請求項１の発明について上記したのと同様に、直線軌道や緩やかな曲線軌道の走行においては、左右車輪に対する個別の制御を中止し一つのモータからの駆動力を左右車輪にトルクリミッタを介して等分に分配し伝達することにより、左右車輪を同一の回転速度で走行させて安定した走行が期待される。一方、急な曲線軌道の走行では、制動作用により外軌側の車輪の回転数が内軌側の車輪のそれよりも速くなって車両は適正にかつスムーズに旋回しながら走行する。また、制動装置により作用させる制動力によってトルクリミッタを制御するため、車輪が軌道との摩擦力で摩耗するおそれは極めて少なく、長期間にわたり使用しても車輪の摩耗量が小さいので、たとえば回転数検出手段で車輪の速度を検出する場合の実速度と測定速度との差が小さい。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、左右の独立回転車輪と、左右の独立回転車輪の駆動力を独立して発生する左右のモータと、左右の独立回転車輪間をトルクリミッタを介して連動する連動軸とを備え、トルクリミッタによって、モータの出力が分配されて左右の独立回転車輪に伝達され、左右の独立回転車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると左右の独立回転車輪の駆動が分離され、連動を遮断した状態に切え換られる鉄道車両用独立車輪台車の制御方法であって、
台車が走行している軌道についての情報を検出し、前記軌道の形状に応じて前記左右の独立回転車輪を個々に制動または制動することを特徴としている。
【００３１】
請求項８の発明に係る制御方法は、基本的には請求項１の発明と同様に仮に制御に誤動作が生じても制御していない状態に戻すことにより、左右のモータからの駆動力を左右の車輪に独立して伝達して車両を走行させる元の状態になるから、安定した走行を確保できる。そして、請求項２の発明と同様に、直線軌道においては左右の車輪はほぼ同地角回転速度でトルクに差のない状態で走行しているから、トルクリミッタは連動軸とともに同期して回転する一方、曲線軌道等において外軌側の軌道を走行する車輪と内側を走行する車輪にモータによる駆動作用または制動装置による制動作用が生じ、左右の車輪の回転速度の差およびトルクの差が発生すると、トルクリミッタは左右の車輪の駆動を分離し、いわゆる連動を遮断した状態に切り換わることより、左右の車輪は対応する個々のモータにより独立して駆動され、かつ制動装置による最小限の制動作用を受けて曲線軌道を円滑に走行することになる。しかも、左右のモータのうちの一方のモータが故障した場合でも、上記した請求項７の発明と全く同一の状態になり、車両の走行に支障を来すことがない。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００３３】
図１は本発明に係る鉄道車両用独立車輪台車を示す模式図である。
【００３４】
台車１は、枕バネ２Ｌ，２Ｒを介して車体（図示せず）を支持する台車枠３を備え、独立駆動車輪である左右車輪４Ｌ，４Ｒは、台車枠３に1次ばね要素（図示せず）を介して、水平軸回りに回転可能に低床フレーム５が取り付けられている。
【００３５】
前記左右車輪４Ｌ，４Ｒを回転駆動するための一台のモータ６からの出力は、トルクリミッタ７（デファレンシャル装置）によって２つ（左右）に分配され、左側は直接に減速機８Ｌを介して左車輪４Ｌに伝達される一方、右側はねじり軸９（連動軸）を経て、減速機８Ｒを介して右車輪４Ｒに伝達され、それらを回転駆動するようになっている。
【００３６】
前記トルクリミッタ７は、原則として左右輪４Ｌ，４Ｒに同一の速度を出力するように構成されている。但し、左右いずれかの出力軸に、ある一定以上の大きな回転抵抗がある場合は、その反対側の速度がより大きくなるように出力する。
【００３７】
左右車輪４Ｌ，４Ｒにはそれぞれ独立に制御可能な左右制動装置１１Ｌ，１１Ｒが取り付けられている。台車１には、台車枠３に取り付けられ軌道に近接または接触して前記軌道と左右車輪４Ｌ，４Ｒの相対位置から横変位あるいはアタック角を検知する軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒが設けられている。軌道センサは１個または複数個配置してもよい。なお、前記軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒに代えて、左右車輪４Ｌ，４Ｒの速度を測定する速度センサを設けるようにしてもよいし、それらを両方備えるようにしてもよい。
【００３８】
前記軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒの測定値（横変位、アタック角）から軌道形状（軌道の曲線半径および軌道間隔）を演算し、速度センサが示す値に応じて左右制動装置１１Ｌ，１１Ｒおよびモータ６に独立に動作指令を送信する制御装置１３（軌道検出手段）を有する。また、前記車輪４Ｌ，４Ｒの回転数を検出する回転数センサ１４Ｌ，１４Ｒ（回転数検出手段）からの信号も、回転数センサ１４Ｌ，１４Ｒで検出した左右車輪４Ｌ，４Ｒの回転数に応じ、曲線路等における左右車輪４Ｌ，４Ｒに対する制動作用を的確に実行できるように、制御装置１３に入力されるようになっている。
【００３９】
この制御装置１３は、図２に示すように、軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒよりの信号を受け軌道の形状（線路の形状）を検出する。その軌道の形状に応じて、モータ６や制動装置１１Ｌ，１１Ｒに制御信号としての速度／トルク信号や制動力信号を送り、それらを制御する。制動装置１１Ｌ，１１Ｒは、制動力信号に基づいて車輪４Ｌ，４Ｒに制動力を付与し、トルク制御する。速度／トルク制御されたモータ６の出力は、制御装置１３にフィードバックされると共に、トルクリミッタ７を経て、左右の車輪４Ｌ，４Ｒのトルクが制御される。左右の車輪４Ｌ，４Ｒについての位置／速度／トルクについての情報も制御装置１３にフィードバックされる。
【００４０】
このような構成によれば、台車１が直線区間や緩やかな曲線区間を走行する場合においては、左右いずれかの車輪４Ｌ，４Ｒに大きな回転抵抗が生じることはないため、制動装置１１Ｌ，１１Ｒによる制動作用を中止して共通の一つのモータ６からの駆動力を左右車輪４Ｌ，４Ｒにトルクリミッタ７を介して等分に分配し伝達することにより、左右車輪４Ｌ，４Ｒには同一の速度が提供される。したがって、直線区間や緩やかな曲線区間においては、台車１は輪軸が単一の剛体で構成される通常の高速鉄道用台車と同等の安定性を示す。
【００４１】
一方、制御装置１３が、軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒからの信号にて、例えば左回りの急曲線区間を走行中であると判断すると、軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒよりの信号に基づき、制御装置１３は軌道についての情報を検出し、曲線区間の内軌側に設置されている左制動装置１１Ｌをより強く作動させる。よって、曲線区間の外軌側の右車輪４Ｒの回転速度に比べて内軌側の左車輪４Ｌの回転速度を低下させるので、内軌側の左車輪４Ｌに対する回転抵抗が外軌側の右車輪４Ｒのそれよりも大きくなり、こうして、急な曲線区間では外軌側の左車輪４Ｌの回転数が内軌側の右車輪４Ｒのそれよりも速くなって車両は適正にかつスムーズに旋回しながら走行する。この場合、内軌側の左車輪４Ｌに回転抵抗が生じるため、トルクリミッタ７の差動効果により外軌側の右車輪４Ｒには内軌側の左車輪４Ｌよりも大きな速度が作用し、外軌側の右車輪４Ｒの走行距離が内軌側の左車輪４Ｌよりも大きくなって、左右車輪４Ｌ，４Ｒおよび軌道を磨耗させることなく曲線を通過することができる。
【００４２】
なお、状況に応じてモータ６を適切なトルクまたは速度で駆動するようにしてもよい。
【００４３】
また、台車１を小型化および軽量化することができ、とくに台車１の設置スペースが制限された低床式路面電車に適用するのに好適である。さらに、コストダウンも図れ、経済的である。
【００４４】
前記実施の形態においては、１つのモータ６を台車１の外に配置しているが、例えば図４および図５に示すように、片側または両側の車輪４Ｌ，４Ｒのトルクリミッタ７と車輪４Ｌ，４Ｒとの間に２つのモータ６Ｌ，６Ｒ（左右のモータ）を配置して、左右のモータ４Ｌ，４Ｒの駆動力に差をつけて制御する台車を構成することもできる。
【００４５】
このようにすれば、直線軌道においては左右車輪４Ｌ，４Ｒはほぼ同一回転速度でトルク差のない状態で走行しているから、トルクリミッタ７は連動軸としてのねじり軸９とともに同期して回転する一方、曲線軌道において制動装置１１Ｌ，１１Ｒによる制動作用が生じ、左右車輪４Ｌ，４Ｒの回転速度の差およびトルクの差が発生すると、トルクリミッタ７は左右車輪４Ｌ，４Ｒの駆動を分離し、いわゆる連動を遮断した状態に切り換わる。これにより、左右車輪４Ｌ，４Ｒは対応する個々のモータ６Ｌ，６Ｒにより独立して駆動され、かつ制動装置１１Ｌ，１１Ｒによる最小限の制動作用を受けて曲線軌道を円滑に走行することになる。よって、左右のトルクの差の発生のさせ方が異なるだけで、トルクリミッタ７の作用などは全く同じになる。
【００４６】
このように、モータ６Ｌ，６Ｒを、左右車輪４Ｌ，４Ｒのトルクリミッタ７と左右車輪４Ｌ，４Ｒとの間に配置すれば、制御装置１３が、軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒよりの信号に基づき軌道の形状を検出し、例えば左旋回の急曲線を走行中であることを検知すると、制御装置１３は外軌側のモータ６Ｒをトルクまたは回転数が内軌側より大きくなるように駆動すると同時に、内軌側の制動装置１１Ｌを外軌側より強く作動させるようになる。
【００４８】
上記に本発明に係る台車の一実施の形態について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、以下に示すように種々の変更が可能である。なお、以下の説明において、同一の構成要素については同一の符号を用い、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
（１）前記実施の形態においては、制動装置１１Ｌ，１１Ｒを減速機８Ｌ，８Ｒと車輪４Ｌ，４Ｒの間に配置しているが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば図３に示すように、制動装置１１Ｌを、減速機８Ｌに対しトルクリミッタ７とは反対側に配置することもできる。また、減速機８Ｌを、図４および図５に示すように、モータ６Ｌとトルクリミッタ７との間に配置するか、または減速機を省略して、台車１Ａを構成するようにしてもよい。
【００５０】
（２）前記実施の形態においては、独立して操舵可能に配備された左右車輪４Ｌ，４Ｒを、低床フレーム５に一次ばね要素を介して取り付けているが、本発明はそれに限定されるものではなく、図６に示すように、左右車輪４Ｌ，４Ｒを操舵用連結シャフト２１で左右車輪４Ｌ，４Ｒの操舵角を連動させるように結合し、左右車軸４Ｌ，４Ｒの延長線が一致しないようにシャフト２１を配置して、台車を構成することもできる。
【００５１】
この場合は、軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒは、台車枠３と連動するもの、操舵用連結シャフト２１と連動するもののうちいずれか一方または両方を配置するものとする。加えて、軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒを補完するために、左右車輪４Ｌ，４Ｒの台車３に対する旋回角度を測定するセンサを配置するようにしてもよい。
【００５２】
（３）前記実施の形態においては、台車１，１Ａは１軸を有するだけであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、２軸を有するようにしてもよい。その場合には、一方の軸は、前述した実施の形態と同様な構造を持ち、他方の軸は、独立車輪台車としても、通常の左右輪が結合した輪軸としてもよいし、前述した実施の形態と同様な構造を持つものとしてもよい。
【００５３】
（４）前記実施の形態においては、軌道に近接または接触して軌道と車輪の相対位置を検知する軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒと、その軌道センサ１２Ｌ，１２Ｒからの信号に基づき軌道形状（線路形状）を演算する制御装置１３とを用いているが、それに限定されるものではなく、
▲１▼当該台車より前方に配置された独立車輪台車の左右車輪の速度を測定するセンサと、その速度差から軌道の形状についての情報を演算する装置を用いたり、
▲２▼車体または台車に作用する遠心力を測定するセンサの出力と、車両の速度から軌道の形状についての情報を演算する装置を用いたり、
▲３▼車輪の走行距離、速度または加速度を測定するセンサの出力と、あらかじめ記憶させた地図情報から軌道の形状についての情報を演算する装置（自走式）を用いたり、
▲４▼通信を利用して車両の現在位置を取得し、あらかじめ記憶させた地図情報から軌道の形状についての情報を取得する装置（ＧＰＳ、地上子の利用）を用いたり、
▲５▼地上に配置された電波発信装置との通信を利用して軌道の形状についての情報を取得する装置（地上子から直接、曲線の半径を伝える方式）を用いたりするようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
この発明は、以上に説明したように実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【００５５】
請求項１の発明は、たとえば軌道の直線軌道や緩やかな曲線軌道を走行する際は、制動装置による制動作用を中止して共通の一つのモータからの駆動力を左右の車輪にトルクリミッタを介して等分に分配し伝達するようにしているので、左右の車輪を同一の回転速度で安定して走行させることができる。たとえば急な曲線軌道に差しかかると、軌道検出手段が軌道についての情報を検出し、制動装置により左右の車輪に対し個々に制動作用を与えるようにしているので、外軌側の車輪の回転数が内側車輪のそれよりも速くなって車両は適正にかつスムーズに旋回しながら走行させることができる。しかも、上記した米国特許の場合と違って車輪が軌道から受ける抵抗力によってトルクリミッタが制御されず、いいかえれば制動装置により作用させる制動力によってトルクリミッタを制御することになるために、車輪が軌道との摩擦力で摩耗するおそれは極めて少ない。
【００５６】
請求項２の発明は、前記トルクリミッタとモータとの間に減速機を配設するようにしているので、減速機を配設する場合には無理なく配設できる。
【００５７】
請求項３の発明は、左右のモータからの駆動力を左右の車輪に伝達して車両を走行させ、この状態下にとくに急な曲線軌道において制動装置により制動作用で左右の車輪に曲線軌道の内外差に適切な速度差を生じさせると同時に車両の走行速度を適正な速度に落とすことができる。加えて、左右２つのモータのうちの一方のモータが故障して空転状態になったときには、上記した請求項１の発明と全く同一の状態になり、車両の走行に支障を来すことがない。
【００５８】
請求項４に記載の位置に前記制動装置を配設すれば、本発明に係る台車を設置する車両の下面の装置のレイアウトや設置スペースに応じて制動装置の位置を変更することができ、とくに低床式路面電車などの床面下の限られたスペースにも無理なく容易に台車を設置できる。
【００５９】
請求項５に記載のように、前記軌道検出手段とともに、左右の車輪の回転数検出手段を備えれば、回転数検出手段で検出した左右各車輪の回転数に応じ、曲線路等における各車輪に対する制動作用を的確に実行できる。
【００６０】
請求項６に記載のように、左右の車輪をそれぞれ独立して操舵可能に配備するとともに、操舵用連結シャフトで左右の車輪の操舵角を連動させるようにすれば、回転半径が３０ｍ以下の急カーブを走行する際にも、左右の車輪を軌道の曲線路に沿って操舵し、スムーズに旋回して走行でき、また左右の車輪を連結シャフトにより機械的に連動して操舵できる。したがって、車輪の操舵角を検出することによっても制動装置の制動作用をより的確に制御でき、急な曲線路でのスムーズな走行を可能にする。
【００６１】
請求項７や請求項８に記載のようにすれば、請求項１の発明や請求項２の発明と同様に、たとえば急な曲線軌道では、制動装置により左右の車輪に対し個々に制動作用を与え、外軌側の車輪の回転数が内側車輪のそれよりも速くなって車両は適正にかつスムーズに旋回しながら走行させることができる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態である独立車輪を持つ鉄道車両用台車を示す模式図である。
【図２】前記鉄道車両用台車の制御系統を示すブロック図である。
【図３】第２の実施の形態を示す図１と同様の図である。
【図４】第３の実施の形態を示す図１と同様の図である。
【図５】第４の実施の形態を示す図１と同様の図である。
【図６】第５の実施の形態を示す図１と同様の図である。
【符号の説明】
１              台車
２Ｌ，２Ｒ      枕ばね
３              台車枠
４Ｌ，４Ｒ      車輪
５              低床フレーム
６              モータ
６Ｌ．６Ｒ      モータ
７              トルクリミッタ
８Ｒ，８Ｌ      減速機
９              ねじり軸
１１Ｌ，１１Ｒ  制動装置
１２Ｒ，１２Ｌ  軌道センサ
１３            制御装置
１４Ｌ，１４Ｒ  回転数センサ
２１            操舵用連結シャフト
【図１】
0005013634.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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