直角 카르團 驅動方式
붉은 部分이 카르團 조인트
유니버설 조인트
카르團 驅動方式
(cardan jointed drive)은
電動車
驅動方式의 一種이다.
電動機
를
龍鬚鐵
位(通常은
貸借
)에 固定하여, 여기에
카르團 조인트
를 介入하여 車軸을 驅動하는 方式의 總稱이다.
카르團이라는 이름은 이탈리아의 數學者 제로니모 카르다노(Geronimo Cardano, 1501-1576)가 考案한
조인트
를 使用하기 때문에 생긴 것이다. U 조인트, 스파이서 조인트, 훅스 조인트라는 別名도 있다. 카르團 조인트는 角速度의 變化가 있어 完全한 등속 조인트(Constant Velocity Universal Joint = CVJ)는 아니지만, 鐵道車輛의 驅動 시스템은 自動車의 前輪驅動機構 等과는 달리 角度 變化가 그다지 크지 않아 이 程度의 不等速은 重大한 問題가 되지 않는다.
넓은 意味로는 龍鬚鐵上(上) 가장(架?)電動機 方式을 가리키며, 카르斷食 조인트(WN 드라이브 等)를 利用한 것도 카르斷食으로 불린다(엄밀한 意味로는 誤謬로 여겨진다).
長短點
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舊式인
兆卦 驅動方式
과 比較하면, 長點·短點은 아래와 같다.
長點
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- 高速走行에 적합하다. 走行裝置의
스프링下 質量
이 작기 때문에, 高速走行時라도 線路·車輛에의 衝擊이 작다. 騷音이나 乘車感도 改善된다.
- 電動機 自體에의 衝擊도 작기 때문에 굳이 過度하게 튼튼한 大型 모터를 利用할 必要가 없다. 小型에 高速回轉이 可能한 電動機를 使用할 수 있기 때문에 效率이 높다.
- 點檢이 容易하다. 兆卦式 驅動方式에 비해 磨耗部分이 적고, 衝擊에 依한 消耗도 적다. 카르團 驅動 電動車의 點檢 週期는 組卦式 驅動 電動車의 3倍나 되는 境遇도 있다.
短點
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- 構造가 若干 複雜하고, 製造 費用도 높다.
- 線路의 피칭이나 롤링 等에 依한 車軸의 上下動에 對應하기 위한 部品이 必要하게 된다.
- 大出力 모터에 利用할 때 카르團 조인트의 限界强度를 考慮할 必要가 있다.
- 孔津(共振)에 依한 振動을 避하는 設計가 必要하다.
- 조인트나 輜車의 部品 加工에 높은 精密度가 要求된다.
歷史
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1887年
以後, 電動車의 驅動方式은 조괘식이 一般的이었다. 이 方式은 當時에는 뛰어난 方式이었지만, 모터가 스프링下質量(unsprung mass)李 되기 때문에 모터에 車輪에서 온 衝擊이 加해지거나,
기어
의 치면(齒面)형상이나 有間으로 인해 큰 舊動音이 發生하는 等 몇 個의 根源的인 問題를 떠안고 있었다.
이 問題를 解決하려면 龍鬚鐵 위의 貸借에 모터를 固定하여 어떠한 方法으로 車軸에 動力을 傳達하는 方式으로의 轉換이 必要하다. 兆卦 驅動方式이 登場하기 以前에는 체인에 依한 傳達도 試圖되었지만 이것은 信賴性이 낮아, 自動車 産業이 發展되어 유니버설 조인트에 依한 動力傳達이 可能하게 된 것을 契機로 實用化되었다.
最初로 登場한 것은 베벨 기어와 유니버설 조인트를 組合한
直角 카르團 驅動方式
으로, 2輪 段車(單車)路面電車用으로
1910年代
에 獨逸에서 使用되었으며
1920年代
의 파리의 路面 電車에서는 主流가 되었다. 軸距가 짧은
보기 貸借
龍은 1920年代에 美國에서 開發되어 웜 기어와 유니버설 조인트와의 編成으로 改良된 것이, 路面電車 車輛으로의 테스트를 마친 後
1930年代
中期에 本格的으로 製造된 PCC카의 驅動方式으로 採用되었다.
貸借龍 카르團 驅動裝置의 開發과 竝行하여 WN드라이브도 開發되었다. 直角 카르團 驅動과 같이 路面電車用으로 테스트된 後
1941年
시카고 北海岸善意 일렉트로 라이너型 高速 急行電鐵에 採用되어
第2次 世界大戰
以後 뉴욕 地下鐵等에서 本格的으로 採用되게 되었다.
또 同時期에 스위스의 브라운 보베리(BBC) 社가 BBC 디스크 드라이버로서
中空軸 平行카르團 驅動方式
을 開發하고 있다.
유럽에서는 이탈리아의 ETR200型 特級 電動車에 採用된 것이 本格的인 長距離 電動車에 採用된 最初의 事例다.
같이 보기
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