(57)【要約】【課題】車軸端部に接地装置を取り付けた、油浴潤滑方式軸受を用いた鉄道車両用台車において、走行した際に集電環と接地ブラシの摩耗により生じる摩耗粉を強制的に軸箱外部に排出させることで、オイルシールへの摩耗粉付着を防止するとともに、軸箱からの油漏れを防ぐ。【解決手段】接地装置４０が備えられる軸箱３０に接続される接続管５４と、この接続管５４と交差する態様で備えられる通気管５６とから構成される摩耗粉排出装置５０が、軸箱３０に備えられている。通気管５６を走行風が通過する過程で、通気管５６の内部の圧力が下がり、軸箱３０の内部の空気が接続管５４を経て通気管５６から外へ排出される空気の流れが生成される。【選択図】図３
2014034304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪軸と、
前記輪軸を回動可能に保持する軸箱と、
前記軸箱に備えられる接地装置と、
前記軸箱の内部に潤滑油を留め置くオイルシールと
を有する鉄道車両用台車において、
前記接地装置から生じる摩耗粉を前記軸箱の外へ排出する摩耗粉排出装置を備えること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項２】
請求項１に記載される鉄道車両用台車において、
前記接地装置は、
前記輪軸をなす車軸に摺動する接地ブラシを備えており、
前記摩耗粉排出装置は、
走行風が通過する通気管と、
前記通気管の長手方向の中央部と前記軸箱とを接続する接続管と、
から構成されており、
前記接地ブラシと前記車軸とから生じる摩耗粉が前記接続管と前記通気管とを経て前記軸箱の外へ排出されること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項３】
請求項１に記載される鉄道車両用台車において、
前記軸箱の端面を閉鎖する蓋に、空気が前記軸箱の内部に流入できる開口部が備えられていること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項４】
請求項２に記載される鉄道車両用台車において、
前記摩耗粉排出装置の前記通気管は鉄道車両の走行方向に向けて前後に開放されており、その中央部には絞り部を備え、鉄道車両の走行により、この絞り部のベンチュリ効果により、前記軸箱内の空気を吸引して前記摩耗粉が前記軸箱の外へ排出されること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項５】
請求項４に記載される鉄道車両用台車において、
前記通気管の長手方向の両端部の内径が前記通気管の長手方向の中央部の内径より大きく、
前記通気管の一方の端部から前記中央部に向かって前記通気管の内径が小さくなっており、前記中央部から前記通気管の他方の端部に向けて前記通気管の内径が大きくなっており、
前記内径の小さい通気管の前記中央部を前記絞り部としたこと
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項６】
請求項２に記載される鉄道車両用台車において、
前記通気管は、前記車軸の軸方向に交差するとともに、レール方向に沿う態様で備えられていること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【請求項７】
請求項２に記載される鉄道車両用台車において、
前記接続管の内部に、前記軸箱から前記通気管に向かう空気の流れを抑制する逆止弁が備えられていること
を特徴とする鉄道車両用台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用台車に係り、特に、車軸端部に接地装置を備えるとともに油浴式潤滑軸受を備える台車であって、接地装置を構成する接地ブラシの摩耗に伴い生じる摩耗粉を軸箱の外に排出できる摩耗粉排出装置を備える鉄道車両用台車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の鉄道車両が連結されて編成された編成車両において、集電装置またはパンタグラフ（以下、集電装置と記す）を上昇させて架線に集電装置の集電部を構成する擦り板を接触した場合、あるいは、集電装置を下降させて擦り板を架線から離線した場合、あるいは、集電装置と主変圧器とを接続する回路に備えられる真空遮断器（ＶＣＢ）を入り切りした場合などに、瞬間的に非常に大きい電圧が発生するとともに、この大電圧に起因する電流（以下、サージ電流）が発生する場合がある。
【０００３】
このサージ電流が発生する時間は短時間であるものの、サージ電流は、鉄道車両に搭載される主変換装置、補助電源装置、空調装置などの電気機器を破壊したり、これら電気機器のリセット動作をさせたりする原因となることがある。このため、サージ電流から電気機器を保護するために、鉄道車両の構体と台車とを電気的に接続して、台車に備えられる輪軸（車軸の両端部に車輪を備えたもの）を介して軌道（線路）に接地する接地装置が備えられる。
【０００４】
特許文献１に、サージ電流ではないが鉄道車両に生じる迷走電流を軌道に接地して、輪軸の軸受の電蝕を抑制する技術が開示されている。その技術は、電車と併結運転する気動車であって、電車から気動車の車体に流入する迷走電流を、車体と台車とを接続する接地装置と、車軸と，車輪と、を介して軌道に接地することにより、車軸軸受へ迷走電流の流入を抑制するものである。この構成によって、車軸軸受に電蝕が生じたり、車軸軸受における断続的な接地に伴う放電が発生して電気機器の作動に支障をきたしたりすることを抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１０１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
接地装置は、車軸に備えられる環状部材と、この環状部材に摺動する接地ブラシとを有す。接地ブラシは環状部材に接触して常時摺動するため、摩擦によって接地ブラシや環状部材から摩耗粉が発生して軸受内部に浮遊する。
【０００７】
接地装置の近傍には、車軸の両端部に一対の車輪を備える輪軸を回動可能に支持する軸受が備えられる。一般に、接地装置と軸受とは共通の軸箱に備えられる。軸受が、軸箱内に滞留させる潤滑油に漬け置かれる油浴潤滑式軸受である場合、潤滑油が軸箱から漏れ出ないように、軸受の近傍に円環状のオイルシールが備えられる。オイルシールは、車軸の外筒面に油膜を介して当接されるとともに、回転する車軸の外筒面に対して摺動して、潤滑油が軸箱から漏れだすことを抑制している。
【０００８】
油浴潤滑式軸受に接地装置を併設する場合、接地装置から生じる摩耗粉が、オイルシールと車軸の外筒面との間に形成される油膜を壊したり、オイルシールの当接部の摩耗を促進したりするため、潤滑油が漏れだす原因となる場合がある。
このため、油浴潤滑式軸受に接地装置を併設する際に、軸箱からの潤滑油漏れを抑制する点において解決すべき課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、油浴潤滑方式軸受に接地装置を併設した鉄道車両用台車において、接地装置から生じる摩耗粉に起因する軸箱からの潤滑油漏れを抑制できる鉄道車両用台車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の鉄道車両用台車は、輪軸と、前記輪軸を回動可能に保持する軸箱と、前記軸箱に備えられる接地装置と、前記軸箱の内部に潤滑油を留め置くオイルシールとを有する鉄道車両用台車において、前記接地装置から生じる摩耗粉を前記軸箱の外へ排出する摩耗粉排出装置を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記接地装置は、前記輪軸をなす車軸に摺動する接地ブラシを備えており、前記摩耗粉排出装置は、走行風が通過する通気管と、前記通気管の長手方向の中央部と前記軸箱とを接続する接続管と、から構成されており、前記接地ブラシと前記車軸とから生じる摩耗粉が前記接続管と前記通気管とを経て前記軸箱の外へ排出されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の鉄道車両用台車は、前記軸箱の端面を閉鎖する蓋に、空気が前記軸箱の内部に流入できる開口部が備えられていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の鉄道車両用台車は、前記摩耗粉排出装置の前記通気管は鉄道車両の走行方向に向けて前後に開放されており、その中央部には絞り部を備え、鉄道車両の走行により、この絞り部のベンチュリ効果により、前記軸箱内の空気を吸引して前記摩耗粉が前記軸箱の外へ排出されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の鉄道車両用台車は、前記通気管の長手方向の両端部の内径が前記通気管の長手方向の中央部の内径より大きく、前記通気管の一方の端部から前記中央部に向かって前記通気管の内径が小さくなっており、前記中央部から前記通気管の他方の端部に向けて前記通気管の内径が大きくなっており、前記内径の小さい通気管の前記中央部を前記絞り部としたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の鉄道車両用台車は、前記通気管は、前記車軸の軸方向に交差するとともに、レール方向に沿う態様で備えられていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の鉄道車両用台車は、前記接続管の内部に、前記軸箱から前記通気管に向かう空気の流れを抑制する逆止弁が備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、油浴潤滑方式軸受に接地装置を併設した鉄道車両用台車において、接地装置から生じる摩耗粉に起因する軸箱からの潤滑油漏れを抑制できる鉄道車両用台車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例を示す車体を搭載した鉄道車両用台車の側面図である。
【図２】同上、鉄道車両用台車に備えられる軸箱の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図３】同上、軸箱に備えられる摩耗粉排出装置の断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による摩耗粉排出装置の好ましい実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、車体を搭載した鉄道車両用台車の側面図である。鉄道車両の車体１０は、長手方向の両端部を転動可能な台車２０に支持されている。台車２０は、レール方向に沿う態様で離れて配置される一対の側梁２２と、側梁２２の長手方向の中央部同士を接続する横梁（図示なし）とからなる台車枠と、車輪２８と車軸２９とからなる輪軸と、から構成される。輪軸は車軸２９の長手方向の両端部に一対の車輪２８を備えたものであり、側梁２２の長手方向の両端部の下方に空気ばね２６を介して接続される軸箱３０に回動可能に保持されている。
【００２１】
図２は鉄道車両用台車に備えられる軸箱３０の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）であり、図３は軸箱に備えられる摩耗粉排出装置５０の断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。
【００２２】
軸箱３０は、車軸２９を回動可能に保持する軸受３２を備える軸箱体３１と、軸箱体３１の車軸２９の長手方向の端部側に備えられる前蓋３４と、軸箱体３１の車軸２９の長手方向の中央部側に備えられる後蓋３５と、前蓋３４の開口部を覆う蓋３６と、から構成される。蓋３６には開口部３７が備えられており、空気は開口部３７を経由して軸箱３０の内部に流入できる。
【００２３】
前蓋３４の内部には車軸２９の外筒面に当接される環状のオイルシール３８が備えられるとともに、車体１０（図１参照）に接続されてサージ電流等を車軸２９へ導く接地装置４０と、接地装置４０から生じる摩耗粉を軸箱３０の外へ排出する摩耗粉排出装置５０と、が備えられる。後蓋３５は軸受３２が浸漬される潤滑油が漏れないように、詳述はしないがラビリンス構造が備えらており、前蓋３４に備えられるオイルシール３８と後蓋３５とによって、軸受３２を潤滑する潤滑油が軸箱３０から漏洩することを抑制している。
【００２４】
接地装置４０は、車体１０（図１参照）とレールとを軸受３２を経由しないで電気的に接続する回路を構成するものであり、接地装置４０を備えることによって軸受３２に生じる電蝕を抑制している。接地装置４０は、前蓋３４に固定される取付け座４２と、取付け座４２に備えられるとともに車軸２９に摺動する接地ブラシ４４と、から構成される。取付け座４２には車体１０のアース端子から延びるケーブル６０が接続されている。接地ブラシ４４が摺動する車軸２９には、車軸２９の外筒面に備えられる環状部材４６が必要に応じて備えられる。
【００２５】
前蓋３４であって接地装置４０の下方には、軸箱３０の内部に生じる摩耗粉を軸箱３０の外へ排出する摩耗粉排出装置５０が備えられる。摩耗粉排出装置５０は前蓋３４の下部に備えられる取付け座５２と、取付け座５２を貫通する態様で備えられる接続管５４と、接続管５４の長手方向および車軸２９の軸方向に交差する態様で備えられる通気管５６と、接続管５４の内部に備えられる逆止弁５８と、から構成される。通気管５６の長手方向の両端部は、空気が流出入できるように開放されている。
【００２６】
通気管５６は、その長手方向をレール方向に沿うとともに車軸２９の軸方向に交差する態様で軸箱３０の下部に備えられており、軸箱３０の内部から取付け座５２と接続管５４とを経て、空気が通過できるように構成されている。
【００２７】
通気管５６の長手方向の両端部の内径は、通気管５６の長手方向の中央部の内径に比較して大きく、通気管５６の長手方向の一方の端部から中央部にかけて内径が緩やかに小さくなり、通気管５６の長手方向の中央部から他方の端部に渡って内径が緩やかに大きくなっている。これにより、通気管５６の長手方向の中央部に絞り部５７が形成され、この絞り部５７と接続管５４とが連通している。
【００２８】
鉄道車両の走行に伴い、通気管５６の軸方向に走行風７０が通過すると、その中央部の絞り部５７の内径が小さくなっているため空気の流速が増速するとともに圧力が低下する。通気管５６の絞り部５７の圧力が低下すると、絞り部５７と接続管５４を介して接続される軸箱３０の内部の圧力も低下する。このように、絞り部５７による圧力差によるベンチュリ効果によって、軸箱３０の内部の圧力が低下し、前蓋３４を閉鎖する蓋３６に設けられる開口部３７から空気が軸箱３０の内部に流入し、開口部３７から軸箱３０、接続管５４を経て通気管５６に至る空気の流れが生じる。
【００２９】
この軸箱３０を通過する空気の流れによって、接地装置４０を構成する接地ブラシ４４が環状部材４６を摺動する際に生じる摩耗粉は、軸箱３０から摩耗粉排出装置５０を経由して軸箱の３０の外へ排出される。摩耗粉が軸箱３０の内部に滞留することなく軸箱３０の外へ排出されるため、オイルシール３８と車軸２９との当接部に巻き込まれる摩耗粉が低減されるので、オイルシール３８から潤滑油が漏れ出すことを抑制することができる鉄道車両用台車を提供することができる。
【００３０】
摩耗粉排出装置５０を構成する接続管５４の内部には、通気管５６から軸箱３０に向かって流れる空気を閉鎖する逆止弁５８が備えられているので、鉄道車両がすれ違った際に、走行風７０が乱れたとしても、摩耗粉排出装置５０から軸箱３０の内部に外気が流れ込むことを抑制している。また、蓋３６に備えられる開口部３７には、必要に応じてフィルタを備え、外部の空気に含まれる塵埃等が軸箱３０の内部に流入することを抑制しても良い。
【符号の説明】
【００３１】
１０…車体                              ２０…台車
２２…側梁                              ２６…空気ばね
２８…車輪                              ２９…車軸
３０…軸箱                              ３１…軸箱体
３２…軸受                              ３４…前蓋
３６…蓋                                ３７…開口部
３８…オイルシール                      ４０…接地装置
４２…取付け座                          ４４…接地ブラシ
４６…環状部材                          ５０…摩耗粉排出装置
５２…取付け座                          ５４…接続管
５６…通気管                            ５７…絞り部
５８…逆止弁                            ６０…ケーブル
７０…走行風
【図１】
2014034304.tif 000003
【図２】
2014034304.tif 000004
【図３】
2014034304.tif 000005