(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（１１’）と、
前記回転軸（１１’）の車軸に固定可能な支持ディスク（１１）と、
それぞれの周面（１２）において前記支持ディスク（１１）と連結可能なホイールリム（１３）であって、レール上で回転するよう構成されている前記ホイールリム（１３）と、
前記支持ディスク（１１）に対する前記ホイールリム（１３）の減衰手段（２０）と、
を備える鉄道用車輪であって、
前記減衰手段（２０）は、当該車輪（１０）の中心面（１０’）の側方で、前記支持ディスク（１１）と前記ホイールリム（１３）との間に配置される複数の弾性要素（２５）を含み、それぞれの弾性要素（２５）は幾何学的軸（２６）を有しており、
それぞれの弾性要素（２５）は、当該車輪（１０）の中心面（１０’）に面する第一面（２５ａ）と、前記第一面（２５ａ）と対向し、当該車輪の中心面（１０’）に対する反対側の部分に面する第二面（２５ｂ）と、を有し、前記弾性要素（２５）は、二つの面（２５ａ，２５ｂ）の間を厚さとして延び、
前記幾何学的軸（２６）を含んでいる任意の面における断面を見たとき、それぞれの弾性要素（２５）の前記第一面（２５ａ）および前記第二面（２５ｂ）は、同じ向きの凹形状又は凸形状である、
鉄道用車輪（１０）。
【請求項２】
回転軸（１１’）と、
前記回転軸（１１’）の車軸に固定可能な支持ディスク（１１）と、
それぞれの周面（１２）において前記支持ディスク（１１）と連結可能なホイールリム（１３）であって、レール上で回転するよう構成されている前記ホイールリム（１３）と、
前記支持ディスク（１１）に対する前記ホイールリム（１３）の減衰手段（２０）と、
を備える鉄道用車輪であって、
前記減衰手段（２０）は、当該車輪（１０）の中心面（１０’）の側方で、前記支持ディスク（１１）と前記ホイールリム（１３）との間に配置される複数の弾性要素（２５）を含み、それぞれの弾性要素（２５）は幾何学的軸（２６）を有しており、
前記弾性要素（２５）は、当該車輪（１０）の中心面（１０’）の両側方にそれぞれ複数配置され、
それぞれの弾性要素（２５）は、当該車輪（１０）の中心面（１０’）に面する第一面（２５ａ）と、前記第一面（２５ａ）と対向し、当該車輪の中心面（１０’）に対する反対側の部分に面する第二面（２５ｂ）と、を有し、前記弾性要素（２５）は、二つの面（２５ａ，２５ｂ）の間を厚さとして延び、
前記幾何学的軸（２６）を含んでいる任意の面における断面を見たとき、それぞれの弾性要素（２５）の前記第一面（２５ａ）および前記第二面（２５ｂ）は、同じ向きの凹形状又は凸形状である、
鉄道用車輪（１０）。
【請求項３】
前記幾何学的軸（２６）は、前記回転軸（１１’）と平行である、又は、前記回転軸（１１’）に対して傾斜している、
請求項１又は２に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項４】
前記幾何学的軸（２６）は、各弾性要素（２５）の対称軸である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項５】
前記複数の弾性要素（２５）は、互いに別体であり、相互に独立である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項６】
前記弾性要素（２５）は、前記支持ディスク（１１）の周囲に、又は、前記ホイールリム（１３）の内側に、周方向に分散配置されている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項７】
前記弾性要素（２５）は、弾性材料で形成されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項８】
それぞれの前記弾性要素（２５）は、前記幾何学的軸（２６）に対して軸対称である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項９】
各弾性要素（２５）の前記二つの面（２５ａ、２５ｂ）の曲率半径（Ｒi，Ｒe）は同一、又は、相違し、
前記弾性要素（２５）の前記厚さは、それぞれの径方向周縁部において減少する、
請求項８に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１０】
前記弾性要素（２５）は円錐形状、又は、釣鐘形状、又は、半球形状を有する、
請求項８に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１１】
それぞれの前記幾何学的軸（２６）を含んでいる面における断面を見たとき、それぞれの前記弾性要素（２５）の輪郭は、楕円の一部である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１２】
それぞれの前記弾性要素（２５）は、前記凹形状又は凸形状の面（２５ａ，２５ｂ）から径方向に延びる平面状の延設部（２７ｄ，２７ｅ；２７’）を有する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１３】
各弾性要素（２５）は、当該弾性要素（２５）の前記幾何学的軸（２６）に沿って互いに対向している第一支持要素（４）と第二支持要素（５）との間に配置され、減衰プラグ（１５）を形成する、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１４】
前記第一支持要素（４）は、対応する前記弾性要素（２５）の前記第一面（２５ａ）と連結される第一外面（６）を有し、前記第一連結外面（６）は、形状連結のため、前記弾性要素（２５）の前記第一面（２５ａ）に対して相補的な形状を有し、
前記第二支持要素（５）は、前記弾性要素（２５）の前記第二面（２５ｂ）と連結される第二外面（７）を有し、前記第二連結外面（７）は、前記弾性要素（２５）の前記第二面（２５ｂ）に対して相補的な形状を有している、
請求項１３に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１５】
前記弾性要素（２５）は、前記第一支持要素（４）および前記第二支持要素（５）の前記連結外面（６，７）で直接加硫処理されたゴムで形成されている、
請求項１４に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１６】
それぞれの前記減衰プラグ（１５）は、円柱形状を有する、
請求項１３から１５のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１７】
二つの隣接する前記減衰プラグ（１５）間のピッチ（Ｐ）は、前記回転軸（１１’）の中心に対し中心角度で１２°〜２０°に対応している、
請求項１３から１６のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１８】
前記ホイールリム（１３）は、前記回転軸（１１’）に向かって径方向に延びる前縁部（１４）を有し、
前記減衰プラグ（１５）は、前記前縁部（１４）の少なくとも一方の側部（１４ａ）に配置される、
請求項１３から１７のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項１９】
前記減衰プラグ（１５）は、前記ホイールリム（１３）の前記前縁部（１４）に拘束されており、同じ前記前縁部（１４）に対して対向する部分から二つずつ対向配置されている
請求項１８に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項２０】
それぞれの前記減衰プラグ（１５）の前記第一支持要素（４）及び前記第二支持要素（５）は、前記ホイールリム（１３）の前記前縁部（１４）に形成された対応する止まり孔又は貫通孔（２３）と係合する第一ピン（１８）と、前記減衰プラグ（１５）の前記幾何学的軸（２６）に沿って前記第一ピンに対向し、前記支持ディスク（１１）に形成された対応する止まり孔又は貫通孔（２３ａ，２３ｂ）と係合する第二ピン（１９）と、を有する、
請求項１８又は１９に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項２１】
前記支持ディスク（１１）は、取り外し可能な取付手段（１７）により互いに連結可能な第一ディスク部（２１）および第二ディスク部（２２）を有し、
二つの連結された前記ディスク部（２１，２２）は、前記減衰プラグ（１５）を介して前記ホイールリム（１３）の前記前縁部（１４）を少なくとも部分的に取り囲む、
請求項１８から２０のいずれか１項に記載の鉄道用車輪（１０）。
【請求項２２】
鉄道用車輪（１０）の、中央支持ディスク（１１）とホイールリム（１３）との間に配置可能な弾性要素であって、
当該弾性要素（２５）は、幾何学的軸（２６）を有するとともに、前記幾何学的軸（２６）に沿って第一面（２５ａ）と第二面（２５ｂ）との間を延び、
前記幾何学的軸（２６）を含んでいる任意の面における断面を見たとき、前記第一面及び前記第二面は、同じ向きの凹形状又は凸形状である、
弾性要素（２５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば路面電車（トラム）や地下鉄等の軽量軌道車両（ライトレールウェイ・ビークル）の分野に関し、特に鉄道用回転部材の鉄道用車輪に関する。
【０００２】
また、本発明は、その鉄道用車輪用の減衰要素に関する。
【背景技術】
【０００３】
よく知られているように、鉄道車両の鉄道用車輪は、構造的には、輪心（ホイールセンタ）とも呼ばれる中央支持ディスクと、ホイールリムと、の二つの主要要素を有する。ホイールリムは、通常、支持ディスクを周方向に覆うようキー止めされ、レールと接触する要素として機能する。
【０００４】
具体的には、同軸の車輪は、車軸を用いて中央支持ディスクにおいてそれぞれ互いに強く連結され、いわゆるホイールセットを形成する。
【０００５】
鉄道車両において、ホイールセットは、通常、振動減衰を受ける。つまり、車軸とそれぞれの車両との間に減衰器（ダンパ）が配置され、経路の凸凹によって生じる振動を減衰させるよう構成される。ダンパの大きさは無視できず、したがって、対応するハウジング収容部を車両とそれぞれのホイールセットとの間に配置しなければならず、そのため、レールと車両との間の隙間（クリアランス）が一般的に大きい。
【０００６】
しかしながら、ある環境においては、そのようなクリアランスを最小化すること、つまり乗客が乗り降りをしやすいように車両を地面に出来る限り近づけること、また、歩行者プラットフォームからもできる限り近づけること、が必要である。そのような環境は、例えば地下鉄や路面電車の場合である。
【０００７】
車両が低く設定されて配置される分野において、ダンパのハウジング収容部は最小化されている。これらの環境において用いられるダンパは、多くの場合、通常より小さく、そして、車両には更なる減衰システムが設けられている。
【０００８】
既知の解決法の一つは、減衰システムを設けた同じ車輪を配置することである。例えば、「弾性車輪（エラスティック・ホイール）」は、支持ディスクとホイールリムとの間に適切な減衰手段を有する鉄道用車輪を意味する。一般的に、このような手段は、レール上を転がるときに発生する振動を吸収するための、例えば硬質ゴムで形成された弾性要素（エラスティック・エレメント）によって代表される。
【０００９】
より具体的には、弾性要素は、支持ディスクとホイールリムとの間に配置され、受ける応力を減衰する境界部（インターフェース）を形成する。
【００１０】
このような解決法では、弾性要素に生じる摩耗が速いという技術的問題があることがよく知られており、過度な摩耗により、期間内の正常な信頼性のある動作に支障を来たし、中央支持ディスクに対するホイールリムの支持が不十分となる。したがって、この欠点は、ホイールリムおよび車輪の他の部材の摩耗自体に影響する。その結果、過度な摩耗は正常な車輪とレールとの係合に支障をきたすおそれがあるので、過度なホイールリムの摩耗を確実に回避しなければならない。もちろん、ホイールリムを早期に取り外して取り換えることは、車両の維持費に悪影響を及ぼす。
【００１１】
具体的な弾性要素の種々の形状も知られている。
【００１２】
例えば、ＧＢ３７４８１９に、円形の形状を有する弾性要素を備え、実質的に圧縮荷重のみを減衰させるよう構成された鉄道用車輪が記載されている。弾性車輪のさらなる例が、ＵＳ１０６７６２８およびＥＰ１３６２７１５に記載されている。
【００１３】
この構成においては、弾性要素は摩擦を受け、過熱してしまう。時間の経過につれて、ゴムはその機械的特徴を失う、つまり、潰れて、その減衰機能を発揮することができなくなる。
【００１４】
他の構成においては、弾性要素はほとんど曲げ応力のみを減衰するよう構成されている。例えば、ＧＢ８８８００４には、弾性要素が実質的に平坦で支持ディスクに対して接線方向にある、車輪が記載されている。
【００１５】
さらなる類型として、弾性要素は剪断応力を減衰するよう構成されている。例えば、ＵＳ２５５５０２３には、放射状の薄片で形成された弾性要素を備える車輪が記載されている。
【００１６】
したがって、上述の解決法においては、弾性要素は、所定の荷重形式（圧縮、曲げ又は剪断）に対して特定の減衰機能を発揮する。したがって、設計されたものとは異なる荷重方向に沿った弾性要素の摩耗は早くなることがわかる。
【００１７】
種々の荷重を減衰できる弾性要素を備える車輪もさらに提案されている。一例がＥＰ７４５４９３に記載されている。弾性要素は、実質的に、支持ディスクに面したホイールリムの内側縁部を跨ぐ凹形状を有するコードとして形成されている。この解決法では、圧縮荷重および剪断荷重の両方を減衰できるが、複雑になる。特に、このように形成された弾性要素の取り付けや取り替えは面倒になる。さらなる例はＵＳ５１８３３０６に記載されている。
【００１８】
一方、種々の減衰システムを有する技術において既知の他のホイールは、例えばＤＥ３２４５７７５のように、多数の関節「機構」からなるフレキシブル要素を用いている。しかしながら、これらの解決法は複雑である。
【００１９】
ＤＥ８４５９６１には、車輪の回転軸の車軸に取り付け可能である支持ディスクと、各周面において支持ディスクに連結可能なホイールリムと、を備える鉄道用車輪であって、ホイールリムがレール上で回転するよう構成されている鉄道用車輪が記載されている。支持ディスクは二つの別々の部分（図における参照符号３，４）に分割されており、その間に減衰支持のための弾性要素（参照符号８）が配置されている。弾性要素は周方向に間隔を空けて配置されており、それぞれの弾性要素は、鉄道用車輪の中心面で対向している二つのゴムリングを備えている。ゴムリングは、車輪の回転軸と平行な幾何学的主軸を有する。それぞれの幾何学的主軸を通過する面で弾性要素を切断することにより得られる仮想的な断面を考えると、つまりＤＥ８４５９６１の図１に示された断面を見ると、それぞれのゴムリングは二つの対向する側面を有しており、その両方はリング自体の内側に向かっている（面１９ならびにそれぞれの対向面、および面２０ならびにそれぞれの対向面）。言い換えれば、それぞれのゴムリングの側面の一方は凹状であるとともに、他方は凸状であり、したがって、リングの内側に向かっている。
【００２０】
先の解決法と同様な解決法がＵＳ２，５１１，２７９に記載されている。またこの場合、弾性要素（図１における参照符号１）は、車輪の中心面で対向しているゴムディスク（参照符号１，２）を備える。それぞれのゴムディスクは、その結果、二つの対向する側面（参照符号３，４）を有する。二つの対向する側面の両方はディスクの内側に向かって曲面状である、つまり、一方は凹状であり、他方は凸状である。
【００２１】
ＦＲ２１５０５３２には、弾性要素のそれぞれが、鉄道用車輪の中心面で対向している二つのゴムディスクを備えている解決法が記載されている。二つのディスクは、鉄道用車輪の回転軸と平行な同じ主軸上に取り付けられている。鉄道用車輪のホイールリムに作用する力を可能な限り多くを吸収して支持ディスクに伝達しないために、それぞれのゴムディスクの外面は、バネとして、ディスク自身が収縮・拡張できるよう波形に形成されている。図２および図３は、それぞれ、ゴムディスクの一方の圧縮状態および拡張状態を示している。圧縮状態においては、それぞれのゴムディスクの側面（参照符号８）は主軸に向かって集まる。この解決法では、ゴムディスクの側面は凹部と見なすことができない。ゴムディスクの凹状の側面が、ディスク自体の圧縮および拡張を支援する機能を有する意図的な波形面であり、したがって、図１における静止条件に示されている実質的に平坦な側面と考えられるからである。
【００２２】
ＵＳ２，９１１，２５２には、周方向に間隔を空けて配置された複数の別々の弾性要素ではなく、一つの弾性要素が鉄道用車輪の支持ディスクとホイールリムとの間に配置された従来の弾性車輪が記載されている。
【００２３】
総じて、過度に摩耗することなく種々の荷重を支持することができ、同時に、実施、設置、および必要であれば交換が容易である弾性要素を備える車輪の提供が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
したがって、本発明は、種々の荷重を効果的に支持することができ、つまり、レール上を通過することにより車両が受ける応力を効果的に減衰でき、最大限の耐摩耗性を与え、実施および交換が容易な減衰要素、を備える鉄道用車輪を提供することを目的とする。
【００２５】
また、本発明は、減衰弾性要素を備え、車輪が受けるひずみに応じて荷重を一様に分散させるよう構成された鉄道用車輪を提供することを目的とする。
【００２６】
本発明は、用途および使用される車両のタイプの関数として剛性パラメータを調整又は修正できる鉄道用車輪構造を提供することを更なる目的とする。
【００２７】
本発明は、例えば保守作業のための、分解および組み立てが容易な鉄道用車輪構造を提供することを更なる目的とする。
【００２８】
本発明は、鉄道／路面電車車両における騒音の発生を低減できる鉄道用車輪構造を提供することを更なる目的とする。
【００２９】
本発明は、すぐに劣化することなく、騒音の発生およびホイール振動を低減できる（前記の鉄道用車輪構造に挿入されるよう構成される）減衰要素を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
これらの目的および他の目的は、以下の鉄道用車輪によって達成される。
【００３１】
鉄道用車輪は、
回転軸と、
前記回転軸の車軸に取り付け可能な支持ディスクと、
それぞれの周面において支持ディスクと連結可能なホイールリムであって、前記ホイールリムがレール上で回転するよう構成されているホイールリムと、
支持ディスクに対するホイールリムの減衰手段と、
を備える鉄道用車輪であって、
前記減衰手段は、車輪の中心面の側方で、支持ディスクとホイールリムとの間に配置される複数の弾性要素を含む。
【００３２】
それぞれの弾性要素は、幾何学的軸を有し、車輪の中心面に面する第一面、および、第一面と対向し、車輪の中心面に対する反対側の部分に面する第二面を有し、それゆえ、弾性要素は二つの面の間に厚さを有する。
【００３３】
前記幾何学的軸を含んでいる任意の面における断面で見たとき、それぞれの弾性要素の第一面および第二面は、同じ向きの凹形状又は凸形状である。
【００３４】
言いかえれば、既知の技術に係る上述の解決法の側面に対応する、弾性要素の二つの面は、既知の技術において備えられるような一方が他方と反対の凹部を有するのではなく、同じく凹形状、又は、同じく凸形状を有する。
【００３５】
好ましくは、幾何学的軸は回転軸と実質的に平行である。または、代わりに、幾何学的軸は回転軸に対して常に傾斜していてもよい。
【００３６】
より好ましくは、幾何学的軸は弾性要素の対称軸である。
【００３７】
言いかえれば、それぞれの弾性要素は、圧縮、曲げ、剪断、およびそれらのそれぞれの組み合わせの効果的な減衰が得られると考えられる特定の幾何学的形状に沿って展開する。このような幾何学的形状により、幾何学的軸、すなわち、後述する車輪の回転軸と平行な対称軸、に対する対称性が得られる。弾性要素の対称軸を含んでいる一連の面を考え、そして、これらの面のそれぞれによる弾性要素の切断を考えれば、すべての断面において、弾性要素は凹状又は凸状である。例えば、一実施形態において、弾性要素は、釣鐘型のフード状に形成される。
【００３８】
上述の構成により得られる前記力の効果的な減衰により、ノイズ現象および振動を減少でき、車輪の動きをより快適にでき、就いてはレール上における鉄道車両／路面電車車両の動きをより快適にできる。さらに、このような構成により、弾性要素のそれぞれの寿命を延ばすことができ、就いては車輪自体の特にホイールリムの寿命を延ばすことができ、その結果、コストおよび予定される保守作業を低減できる。
【００３９】
さらに、弾性要素の上述の構成では、以下に記載する特に有用なレイアウトで複数の弾性要素を組み合わせることができる。
【００４０】
弾性要素は、互いに離間しており、独立している。好ましくは、弾性要素は、支持ディスクの周囲に、又は、ホイールリムの内側に、周方向に分散配置されており、より好ましくは弾性要素間のピッチが一定である。
【００４１】
弾性要素は弾性材料で、例えばゴムで形成されている。好ましくは、弾性要素はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）ゴムで形成される。
【００４２】
弾性要素の曲率および厚さを変更することによって、又は、異なる弾性モジュールを有する材料を採用することにより、その結果として車輪の剛性を変更できる利点がある。このようにして、車輪を、車輪を使用する特定の応用分野に適応させることができる。
【００４３】
好ましくは、各弾性要素は、幾何学的軸に対して軸対称である。実際的応用では、二つの面を両方とも凹形状、又は、両方とも凸形状とすること、つまり両方の面において凹み方向を同じとすることができる。他の実施形態においては、二つ面の一方は凹状また凸状であり、他方は大部分が実質的に平坦である。
【００４４】
二つの面の曲率半径は、同じでも、又は、異なってもよい。第一の状況においては、弾性要素の厚さは実質的に一定である。第二の状況においては、弾性要素の厚さは、それぞれの周縁部において減少又は増加する。
【００４５】
せいぜい、弾性要素は実質的に円錐形状を有することができる。
【００４６】
本発明の好ましい態様においては、対称軸を含んでいる面で切断すると、どの場合でも、それぞれの弾性要素の輪郭は楕円状である。
【００４７】
一実施形態においては、それぞれの弾性要素は、前記二つの面から径方向に延びる平面状の追加部を備える。
【００４８】
それぞれの弾性要素が、好ましくは金属で形成された、前記弾性要素の対称軸に沿って互いに対向している第一支持要素と第二支持要素との間に配置され、減衰プラグを形成することには利点がある。
【００４９】
好ましくは、第一支持要素は、対応する弾性要素の第一面と連結される第一外面を有する。第一連結外面は、形状連結のため、弾性要素の第一面に対して相補的な形状を有する。同様に、第二支持要素は、弾性要素の第二面と連結される第二外面を有する。第二連結外面は、弾性要素の第二面に対して相補的な形状を有する。
【００５０】
好ましくは、支持要素は鋼で形成されている。
【００５１】
好ましくは、第一連結外面および第二連結外面は、弾性要素の対応する第一面および第二面と直接接触する。より好ましくは、弾性要素は支持要素上で直接加硫処理（バルカナイズ）されたゴムで形成される。
【００５２】
構造的には、好ましい態様では、それぞれの減衰プラグは実質的に円柱形状を有する。具体的には、減衰プラグは、好ましくは、高さ１５ｍｍ〜４０ｍｍ、半径１０ｍｍ〜４０ｍｍの、より好ましくは高さ約２５ｍｍ、半径約２０ｍｍの、直円柱形状を有する。
【００５３】
好ましくは、プラグ間のピッチは最小である。つまり、プラグは互いに隣接して支持ディスクの周囲に沿って最小限の隙間で配置され、二つの隣接するプラグによって定義される中心角度は、好ましくは１２°〜２０°である。
【００５４】
この構成により、すべてのプラグ間で荷重を均等に分配できるという利点がある。例えば、それぞれの車両の重量により車輪に作用する垂直荷重、つまり圧縮荷重は、車輪自体の回転軸に対する相対的な位置に関わらず、すべてのプラグに均等に分配される。このことは、曲げ荷重および剪断荷重にも当てはまる。つまり、ホイールプラグの数がｎである場合、それぞれのプラグによって支持される圧縮荷重および／又は曲げ荷重および／又は剪断荷重は１／ｎに相当する。
【００５５】
特に、ホイールリムは、回転軸に向かって、つまり支持ディスクの周面に向かって、径方向に延びる前縁部を備える。減衰プラグは、前縁部の少なくとも一方の側部に、好ましくは両側部、つまり同じホイールセットの他方の車輪に面する側部と鉄道車両の外部に面する側部とに、予め配置される。
【００５６】
好ましくは、プラグは、ホイールリムの前縁部に拘束されており、同じ前縁部に対して対向する部分から二つずつ対向配置されている。より好ましくは、プラグは、車輪の中心面に対して対称に予め配置される。
【００５７】
好ましくは、それぞれのプラグの支持要素は、ホイールリムの前縁部に形成された対応する止まり孔又は貫通孔と係合する第一ピンと、プラグの対称軸に沿って第一ピンに対向し、支持ディスクに形成された対応する止まり孔又は貫通孔と係合する第二ピンと、を有する。
【００５８】
他の実施形態において、ホイールリムの前縁部の側部に予め配置されたプラグは、前縁部の反対の側部に予め配置されたプラグに対してオフセットされた角度で配置される。
【００５９】
好ましくは、支持ディスクは、取り外し可能な取り付け手段、特に、ネジ、ピン、ネジ形成による直接連結等によって、例えば車輪の中心面で互いに連結される、例えば二つのハーフディスクである第一ディスクおよび第二ディスクを有する。二つの連結されたディスク部は、減衰プラグを介して、ホイールリムの前縁部を少なくとも部分的に取り囲む。
【００６０】
この解決法により、支持ディスクの二つのディスク部を連結する取り付け手段を単に取り外すことにより、減衰プラグを容易に交換できる。支持ディスクを分解することによって、実際、プラグにアクセスでき、必要に応じて個々にプラグの取り外しや交換を行うことができる。
【００６１】
本発明の他の独立した観点は、鉄道用車輪の中央支持ディスクとホイールリムとの間に配置可能な弾性要素に関する。弾性要素は、幾何学的軸、好ましくは対応する車輪の回転軸と実質的に平行な対称軸を有し、幾何学的軸を含んでいる任意の面で見たとき、少なくとも一部が、その断面が凹形状又は凸形状である。
【００６２】
本発明の更なる特徴および利点は、添付図面を参照すると共に、好ましい、ただし他の態様を排除するものではなく、例示の目的のみであって限定するものではない実施形態の以下の説明から、より明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明にかかる、支持ディスクとホイールリムとの間に予め配置された複数の弾性要素を備える鉄道用車輪の斜視部分断面図を示す。
【図１Ａ】少なくとも一つの凹状部又は凸状部を有する弾性要素の幾何学的構造を強調した、図１の鉄道用車輪の正面部分断面図を示す。
【図１Ｂ】本発明にかかる鉄道用車輪の変形例の正面部分断面図を示す。
【図２】弾性要素の他の取り得る変形例の断面図を概略的に示す。
【図２Ａ】弾性要素の他の取り得る変形例の断面図を概略的に示す。
【図２Ｂ】弾性要素の他の取り得る変形例の断面図を概略的に示す。
【図２Ｃ】弾性要素の他の取り得る変形例の断面図を概略的に示す。
【図２Ｄ】弾性要素の他の取り得る変形例の断面図を概略的に示す。
【図２Ｅ】弾性要素の他の取り得る変形例の断面図を概略的に示す。
【図２Ｆ】弾性要素の他の取り得る変形例の断面図を概略的に示す。
【図３】本発明にかかる減衰プラグの詳細な断面図を示す。
【図３Ａ】本発明にかかる減衰プラグの詳細な断面図を示す。
【図３Ｂ】図３および図３Ａに示したプラグの平面図を示す。
【図４】図１に示した鉄道用車輪の分解斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図１、図１Ａおよび図４を参照すると、車輪１０は、鉄道車両用、具体的には例えば地下鉄や路面電車等の軽量車両（ライト・ビークル）用である。
【００６５】
鉄道用車輪１０は、回転軸１１’と、回転軸１１’の車軸（図示せず）に取り付けできる、例えばキー止めできる、支持ディスクすなわち輪心１１と、を有する。具体的には、支持ディスク１１は、ホイールリム１３と連結可能な外周面１２（図４）を有する。ホイールリム１３は、レール（図示せず）と接触する要素として機能し、回転運動によりレール上を移動する。
【００６６】
支持ディスク１１に対するホイールリム１３の減衰手段２０が更に備えられる。
【００６７】
具体的には、減衰手段２０は、支持ディスク１１とホイールリム１３との間に配置される複数の弾性要素２５を有する。
【００６８】
図１Ａにおいて、それぞれの弾性要素２５は幾何学的軸２６を有する。このような幾何学的軸２６は、支持ディスク１１の回転軸１１’と実質的に平行である。あるいは、図示しないが、幾何学的軸２６は、回転軸１１’に対して傾斜していてもよい。
【００６９】
より具体的には、図１Ａからよくわかるように、それぞれの弾性要素２５の少なくとも一部２７、例えば中央部は、幾何学的軸２６を含んでいる任意の面の断面、例えば断面Ａ−Ａ又はＢ−Ｂ（図３および図３Ａ）で見て、曲面状の、凹状又は凸状の輪郭を有する。言いかえれば、それぞれの弾性要素２５は、応力が圧縮応力、曲げ応力、剪断応力又はそれらの組み合わせであろうが、あらゆる応力に対して効果的な減衰が得られると考えられる、少なくとも一つの凹状又は凸状部２７を有する。
【００７０】
好ましくは、幾何学的軸２６は対称軸であり、凹状又は凸状部２７が対称軸２６に対して軸対称となる。言いかえれば、このような幾何学的軸２６（図面で対称軸として表されている場合）を含んでいる一連の面を考え、これらの面のそれぞれで切断された弾性要素２５を考えれば、前述の部分２７は、すべての断面において凹状又は凸状となる。例えば、好ましい実施形態においては、以下に、より詳細に記載するように、弾性要素２５は、半球状の釣鐘型フード状（図３Ｂ）又は実質的にこれと同様なものとして形成される。
【００７１】
さらに、図１および図１Ａに示すように、弾性要素２５は、支持ディスク１１の周囲に又はホイールリム１３の内側に周方向に分散配置され、別体であり互いに独立している。特に、好ましい周方向分散配置では、弾性要素２５が、一定のピッチＰで互いから間隔をあけて配置される。
【００７２】
さらに、弾性要素２５の同構成では、以下に図４を参照して説明する特に有用なレイアウトで複数の弾性要素を組み合わせることができる。
【００７３】
好ましくは、弾性要素２５は、エチレンプロピレン系ゴムで形成される。
【００７４】
より具体的には、それぞれの弾性要素２５は、車輪１０の中心面１０’に面する第一面２５ａと、第一面２５ａに対向する第二面２５ｂと、の間で展開する。実際的応用では、二つの面２５ａ，２５ｂを両方とも凹状、又は、両方とも凸状とすること、つまり両方の面において、凹部方向を同じとすることができる。
【００７５】
あるいはまた、図１Ｂに示すように、弾性要素２５は、図１Ａに示したものとは反対方向に、つまり、第二面２５ｂは車輪の中心面１０’に面するとともに、第一面２５ａは第二面２５ｂに対して反対側の部分に面するように、予め配置される
異なる実施形態では、図２〜２Ｆに概略的に示すように、弾性要素２５を実現してもよい。すべての上述の実施形態において、弾性要素２５は、上で説明した通り、それ自体の対称軸２６に対して軸対称であり、対称軸２６を含んでいる任意の面によって得られる断面で表現されている。
【００７６】
図２の実施形態において、弾性要素２５では、両方の面２５ａ，２５ｂは実質的に曲面状、特に楕円状の輪郭を有し、凹状又は凸状部２７を形成する。二つの面２５ａ，２５ｂの曲率半径Ｒi，Ｒeは、等しくても、あるいは、異なってもよい（図３）。第一の状況においては、弾性要素２５の厚さｓは実質的に一定である。第二の状況においては、弾性要素の厚さは、それぞれの径方向周縁部において減少する。
【００７７】
あるいは、図２Ａに示すように、弾性要素２５は、実質的に多角形状の特に台形状の輪郭を有する。面２５ａ，２５ｂのそれぞれは、対応する三つの直線長２７ａ，２７ｂ，２７ｃを有し、互いから延びて、部分２７を形成している。
【００７８】
図２Ｂに示す、図２Ａから派生した他の例においては、弾性要素２５は、面２５ａ，２５ｂが、互いに対して傾斜している第一直線長２７ａおよび第二直線長２７ｃを有する三角形状の輪郭を有し、弾性要素２５は円錐形状の構成となる。
【００７９】
一方、図２Ｃにおいて、弾性要素２５は、平面状の延設部２７ｄ，２７ｅと連結される、図２のように楕円形状を有する凹状又は凸状部２７を有し、延設部２７ｄ，２７ｅは、凹状又は凸状部２７から径方向に延びる。
【００８０】
本実施形態のさらなる変形例においては、弾性要素２５は、凹状又は凸状中央部２７と、前記中央部２７から延びる追加凸状又は凹状ラジアル部２７’と、を有する。これにより特定される輪郭は、実質的に二重「Ｓ」字状であり、また同じく対称軸２６に対して軸対称である。
【００８１】
弾性要素２５のさらなる実施形態では、全体として軸対称となるよう、凹状又は凸状部２７を他の弾性部と組み合わせることから始めて発展させてもよい。
【００８２】
図３および図３Ａを参照して、具体的には、それぞれの弾性要素２５は、対称軸２６に沿って互いに対向している第一支持要素４と第二支持要素５との間に配置されて、減衰プラグ１５を形成している。
【００８３】
より具体的には、第一支持要素４および第二支持要素５は、それぞれ、弾性要素２５の第一面２５ａと連結される第一外面６および弾性要素の第二面２５ｂと連結される第二外面７を有する。好ましくは、第一連結外面６および第二連結外面７は、形状連結のため、弾性要素２５の第一面２５ａおよび第二面２５ｂに対して相補的な形状を有する。このように、第一連結外面６および第二連結外面７は、弾性要素２５の、対応する第一面２５ａおよび第二面２５ｂと、直接接触している。
【００８４】
上述の構成においては、支持部４，５は好ましくは金属部であり、特に、ステンレス鋼で形成されており、弾性要素２５は、支持要素４，５の連結外面６，７に直接加硫処理（バルカナイズ）されたゴムで形成される。
【００８５】
さらに、第一支持要素４と第二支持要素５との間に配置される弾性要素２５は、支持要素４，５との連結において弾性要素自体の耐疲労性を向上させるよう構成された周辺凹部３２を備える。図３Ｃに詳細に示すように、周辺凹部３２の連結は、支持要素４，５の外面へと漸近的になっている。
【００８６】
構造に関しては、それぞれの減衰プラグ１５は、好ましくは高さが１５ｍｍ〜４０ｍｍの大きさであり、好ましくは、半径が１０ｍｍ〜４０ｍｍの円柱形状である。図においては、減衰プラグ１５は、高さが約２５ｍｍで、半径が約２０ｍｍである。
【００８７】
図４を参照して、支持ディスク１１の周囲に周方向に分散配置された複数の減衰プラグ１５を備える車輪１０の好ましい実施形態を説明する。
【００８８】
好ましくは、それぞれのプラグが、対応する隣接するプラグ１５と実質的に接するよう、又は、対応する隣接するプラグ１５から最小限だけ離間するよう、減衰プラグ１５間のピッチＰは、それぞれのプラグ１５の外径と実質的に等しい、又は、多少大きい。図に示す実施形態においては、プラグ１５は３０組であり、したがって、ピッチＰは、二つの隣接するプラグ１５間の中心角１２°、と対応する。
【００８９】
上述の通り、この構成により、すべての減衰プラグ１５間の荷重を均等に分配できるという利点がある。
【００９０】
ホイールリム１３は、車輪の回転軸１１’に向かって、つまり支持ディスク１１の周面１２に向かって、径方向に延びる前縁部１４を有する。
【００９１】
減衰プラグ１５は、前縁部１４の少なくとも一方の側部に連結される。
【００９２】
図に示す実施形態においては、減衰プラグ１５は、前縁部１４の両側部、つまり同じホイールセットの他方の車輪に面する側部と鉄道車両の外部に面する側部とに、連結される。言いかえれば、第一系列の減衰プラグ１５と、第二系列の減衰プラグ１５と、に分けられる。
【００９３】
好ましくは、減衰プラグ１５は、ホイールリム１３の前縁部１４に拘束されており、同じ対称軸２６を共有するよう、同じ前縁部に対して対向する部分から二つずつ対向配置されている。より好ましくは、プラグ１５は、車輪１０の中心面１０’に対して対称に予め配置される。
【００９４】
具体的には、図３および図３Ａからよくわかるように、それぞれのプラグ１５の支持要素４，５は、ホイールリム１３の前縁部１４に形成された対応する孔２３と係合する第一ピン１８と、第一ピン１８に対向し、支持ディスク１１に形成された対応する止まり孔又は貫通孔２３ａ，２３ｂと係合する第二ピン１９と、を備えている。
【００９５】
このような減衰プラグ１５は、二つの対向する方向に無関心に配置でき、弾性要素２５の向きを前縁部１４に対して変えて配置される。これを行うために、第一ピン１８が支持ディスク１１の孔２３ａ，２３ｂに挿入されるとともに、第二ピン１９が前縁部１４の孔２３に挿入されよう、プラグを反転させてもよい。上述の構成の一例は、図１Ａおよび図１Ｂを参照することで示される。
【００９６】
具体的には、第一列１５ａおよび第二列１５ｂの減衰プラグ１５は、車輪１０の中心面１０’に関して対称に向けられた対応する弾性要素２５を有する（図１および図１Ａ）。
【００９７】
さらなる実施可能な配置では、第一列および第二列のプラグ１５は、例えば、車輪１０のバランスを最適とするよう、所定の角度で互いにオフセットされた角度で配置される。
【００９８】
一般的には、ホイールリム１３の全周に減衰プラグ１５が均等に配置され、減衰効果のバランスが保たれる。
【００９９】
さらに、図４に示すように、支持ディスク１１は、ネジ１７によって連結可能な第一部２１および第二部２２で構成される。
【０１００】
あるいは、二つのディスク部２１，２２は互いにネジ固定される。
【０１０１】
二つの連結されたディスク部２１，２２は、減衰プラグ１５が予め配置される隙間を空けて、ホイールリムの前縁部１４を少なくとも部分的に取り囲む。
【０１０２】
より具体的には、ディスク２１の第一部は、ホイールリム１３が装着される輪心を実質的に構成する、車輪１０の軸１１’に沿って延びる、所定長さの支持部２１’を有する。一方、逆に、ディスクの第二部は、支持ディスク１１を形成するよう上述の支持部２１’に連結される環状フランジ２２である。
【０１０３】
二つのディスク部は、減衰プラグ１５を互いに保持するよう形成される。ネジ１７は、それぞれの部分の連結縁部に周方向に分散配置され、減衰プラグ１５の下方に位置する（図１Ａ）。
【０１０４】
この解決法により、二つのディスク部２１，２２を結合するネジ１７を取り外すことにより、減衰プラグ１５を容易に交換できる。支持ディスクを分解することによって、実際、プラグ１５にアクセスでき、必要に応じて取り外しや交換を個々に行うこと、又は、逆に装着することができる。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
0005908659.tif 000009
【図２Ｅ】
0005908659.tif 000010
【図２Ｆ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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