(57)【要約】  鉄道走行車輪が車軸に結合された状態で測定を実行しながら、車輪が取付けられる車軸から半径方向外側へ車輪の直径を示す所定の距離だけ離間して車輪の面に機械加工された環状基準溝の測定値を判定するための鉄道走行車輪基準溝位置判定ゲージであって、第１の端部及び第２の端部を有する細長い部材（１８）と、細長い部材の第１の端部にあり細長い部材に沿った長さを示す指標（１６）と、細長い部材の第２の端部にあり、基準溝の直径を判定するために指標（１６）を使用できるように、細長い部材が第１の端部まで車輪の基準溝に隣接して半径方向に延出する状態で、車軸の回転軸に対してゲージを取外し自在に固着する装着要素（２２）とを具備するゲージ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道走行車輪が車軸に結合された状態で測定を実行しながら、前記車輪が取付けられる前記車軸から半径方向外側へ前記車輪の直径を示す所定の距離だけ離間して前記車輪の面に機械加工された環状基準溝の測定値を判定する鉄道走行車輪基準溝位置判定ゲージにおいて、
（ａ）第１の端部及び第２の端部を有する細長い部材と；
（ｂ）前記細長い部材の前記第１の端部にあり、前記細長い部材に沿った長さを示す指標と；
（ｃ）前記細長い部材の前記第２の端部にあり、前記基準溝の直径を判定するために前記指標を使用できるように、前記細長い部材が前記第１の端部まで前記車輪の前記基準溝に隣接して半径方向に延出する状態で、前記車軸の回転軸に対して前記ゲージを取外し自在に固着するための装着要素と
を具備するゲージ。
【請求項２】
前記指標に近接して前記細長い部材を貫通するように形成された開口部を更に具備する請求項１記載のゲージ。
【請求項３】
前記細長い部材の前記第１の端部に形成された取っ手を更に具備する請求項１記載のゲージ。
【請求項４】
前記装着要素は、一体となって前記装着要素の内側縁部の半円より大きいほぼ円形の形状を形成し、前記車軸の回転軸に対して配置された場合に前記車軸の回転軸に対して自己位置決めするために前記装着要素の動きを制限する第１の突出部分及び第２の突出部分を具備する請求項１記載のゲージ。
【請求項５】
前記車輪が前記車軸に結合された状態で実行される測定は、前記車軸が鉄道車両に取付けられている間に行われる請求項１記載のゲージ。
【請求項６】
前記車軸の回転軸に対して前記ゲージを取外し自在に固着することは、前記車軸に装着された軸受又は前記車軸に機械加工された複数の直径のうち１つのうち少なくとも１つに前記ゲージを取外し自在に固着することを含む請求項１記載のゲージ。
【請求項７】
鉄道車両に結合されている車軸に車輪が結合されている間に、車輪の面に機械加工された環状基準溝の測定値を判定するための鉄道走行車輪基準溝位置判定ゲージにおいて、
（ａ）第１の端部及び第２の端部を有する細長い部材と；
（ｂ）前記細長い部材を貫通して形成され、前記環状基準溝を見通すことができる開口部と；
（ｃ）前記細長い部材の前記第２の端部にあり、前記基準溝の直径を判定するために指標を使用できるように、前記細長い部材が前記第１の端部まで前記車輪の前記基準溝に隣接して半径方向に延出する状態で、前記車軸の回転軸に対して前記ゲージを取外し自在に固着するための装着要素とを具備するゲージ。
【請求項８】
前記開口部に近接し、前記細長い部材に沿った長さを示す指標を更に具備する請求項７記載のゲージ。
【請求項９】
前記細長い部材は、前記開口部内部に前記環状基準溝を見ることができるように複数の所定の距離に調整自在である請求項７記載のゲージ。
【請求項１０】
前記車軸の回転軸に対して前記ゲージを取外し自在に固着することは、前記車軸に装着された軸受又は前記車軸に機械加工された複数の直径のうち１つのうち少なくとも１つに前記ゲージを取外し自在に固着することを含む請求項７記載のゲージ。
【請求項１１】
前記装着要素は、一体となって前記装着要素の内側縁部の半円より大きいほぼ円形の形状を形成し、前記車軸の回転軸に対して配置された場合に前記車軸の回転軸に対して自己位置決めするために前記装着要素の動きを制限する第１の突出部分及び第２の突出部分を具備する請求項７記載のゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、鉄道輸送の分野に関し、特に、機関車車輪基準溝直径を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な列車は、複数の貨車を牽引する１つ以上の機関車を含む。列車の各車両は、列車が線路に沿って推進される際に金属レールに沿って転動する複数の鋼製車輪を含む。列車を安全且つ確実に効率よく動作させるためには、車輪とレールとが適正に相互作用することが重要である。
【０００３】
レールは底部取付けフランジと、車両の車輪と接触する上部レールヘッドと、取付けフランジとレールヘッドとを互いに結合するフランジとを含む。車両の車輪は、車両の車軸に取付けられる中心ハブと、ハブから外側へ延出する板と、板を取囲みレールと接触する外側リムとを含む。リムは、平坦又はテーパ形状であってもよい外径トレッドと、トレッドの裏側から外側へ延出するフランジとを含む。車両の垂直方向の重量を支えるために、トレッドはレールヘッドの上面に沿ってレール上に乗る。車輪がレールヘッドの経路に沿って進めるように側方から支持するために、フランジはレールヘッドの側部に沿って延出し且つ側部と接触する。レールの内側に沿って各車輪の一方の側にのみフランジが設けられる。
【０００４】
レール又は鉄道を走る車両の車輪は、時間の経過に伴って、レールと接触することによる摩耗を受ける。特に、加速事象又は制動事象の間にレールに関して車輪が滑る場合に、トレッドはレールの上部との接触の結果として摩耗する。車輪のフランジは、特にカーブ及び転轍機を通過する際にレールヘッドの内側の面と接触することによって摩耗する。そこで、摩耗を生じた車輪の寸法が安全に使用し続けるのに十分であることを確認するためにレール走行車輪の摩耗を監視しなければならない。
【０００５】
従来、レール走行車輪の寸法は、連邦鉄道管理局（ＦＲＡ）認定機械ゲージを使用して定期的に測定されていた。更に最近になって、車輪上の適正な位置決めを判定し、リム厚さ、フランジ厚さ、フランジ高さ及び機関車車輪の基準溝（参考溝とも呼ばれる）からの距離などのレール走行車輪寸法を測定するために、機械ゲージに代わり、更に正確で再現性のあるレール走行車輪測定を実行する電子ゲージが使用されるようになった。機械ゲージ及び電子ゲージに共通して、レール走行車輪のその他の寸法を判定するために必要とされる重要な測定値は基準溝の直径である。これは、通常、基準溝からの距離の２倍を加算することにより車輪直径を判定する場合に、基準溝の直径が基準として使用されるからである。
【特許文献１】英国特許第 2406390A号明細書
【特許文献２】国際公開第01／35048号公報パンフレット
【特許文献３】米国特許第 5636026号明細書
【特許文献４】ドイツ特許第 475229号明細書
【発明の開示】
【０００６】
鉄道走行車輪基準溝位置判定ゲージが開示される。ゲージは、鉄道走行車輪が取付けられる車軸から車輪の直径を示す所定の距離だけ半径方向外側へ離間して車輪の面に機械加工された環状基準溝の測定値を決定する。測定は、車輪が車軸に結合された状態で実行される。ゲージは、第１の端部及び第２の端部を有する細長い部材と、細長い部材の第１の端部にあり細長い部材に沿った長さを示す指標とを具備する。細長い部材の第２の端部には装着要素も設けられる。装着要素は、基準溝の直径を決定するために指標を使用できるように、細長い部材が第１の端部まで車輪の基準溝に隣接して半径方向に延出する状態で、車軸の回転軸に対してゲージを取外し自在に固着するように操作自在である。
【０００７】
別の好適な実施形態においては、鉄道走行車輪基準溝位置判定ゲージが開示される。ゲージは、鉄道走行車輪が取付けられる車軸から車輪の直径を示す所定の距離だけ半径方向外側へ離間して車輪の面に機械加工された環状基準溝の測定値を決定する。測定は、鉄道車両に結合されている車軸に車輪が結合された状態で実行される。ゲージは、第１の端部及び第２の端部を有する細長い部材と、細長い部材を貫通して形成され且つ環状基準溝を見通すことができる開口部とを具備する。細長い部材の第２の端部には装着要素も設けられる。装着要素は、基準溝の直径を決定するために指標を使用できるように、細長い部材が第１の端部まで車輪の基準溝に隣接して半径方向に延出する状態で、車軸の回転軸に対してゲージを取外し自在に固着するように操作自在である。
【０００８】
本発明の特徴及び利点は、添付の図面と共に以下の本発明の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
種々の鉄道走行車輪の寸法を測定するために電子ゲージ及び機械ゲージの双方が存在するが、種々の車輪寸法を計算し且つ／又は測定する際に必要とされる重要な情報は基準溝の直径である。基準溝直径及び基準溝からの距離は、車輪直径を判定するために使用される。現在、基準溝直径は巻尺のような装置によって測定される。しかし、従来の技術においては、車輪の周囲に機器又は機械部品があるため車輪及び車軸の周囲のスペースが限定されてしまい、また、車軸上で測定可能な数多くの基準ポイントの大きさが様々に異なるため、基準溝直径の測定を実行することが困難であるので、正確な測定値を高い信頼性をもって得ることは保証されていない。
【００１０】
図１は、機関車車輪基準溝直径測定装置又はゲージ１０の一実施形態を示した図である。測定装置１０の一端部に取っ手１２が形成される。取っ手１２は、所期の目的のために測定装置１０を握って操作するために大人の片手が取っ手１２の中に嵌るような大きさである。取っ手１２のすぐ下方に窓部又は開口部１４がある。窓部１４の縁部を指し示すか又は窓部１４の中へ延出するポインタ１６が測定装置１０に設けられる。ポインタ１６は、基準溝直径を判定するために測定装置１０が位置決めされる特定の車輪３２の基準溝４０を指示するためのガイドとして設けられる。ポインタが付いた窓部を開示したが、以下に更に詳細に説明されるように、ポインタ又は指標を中間スパンに付けられることは当業者により容易に認識されるであろう。同様に、先に開示したような取っ手を含まずに本発明を実施することも可能である。
【００１１】
窓部１４のすぐ下方に中間スパン又は細長い部材１８があり、この部分は約１．５フィートの長さである。好適な一実施形態においては、このスパン１８は一定の長さであるが、調整自在なスパンも利用可能であることは当業者により認識されるであろう。スパン１８の端部には二股の脚部又は装着要素２２がある。二股脚部２２の内側縁部２４は円形の形状を形成し、突出部分２５の長さは半円の長さを超えて延出する。言い換えれば、二股脚部２２は半円を形成しているように見えるが、突出部分２５の長さは半円を形成するために必要な長さを超えるということになる。二股脚部２２の内径は車軸３４の周囲に嵌合する長さである。
【００１２】
図２に示されるように、測定装置１０の二股脚部２２はジャーナル軸受バッカー３０と車輪３２の前側との間に嵌合する。２つの突出部分２５間の距離により、測定装置１０はジャーナル軸受バッカー３０に乗上げることはできず、測定装置１０は車軸機械加工部分３３又は車輪ハブ３５の半径に乗上げることもできない。その代わり、二股脚部２２の構成上、測定装置１０は厳密に車軸３４の上に必然的に自己位置決めされる。車軸上及び車軸の周囲の機器は様々に異なるため、装着要素は実際には車軸の回転軸に対して測定装置を取外し自在に固着するように構成されることが当業者には容易に認識されるであろう。この目的のために、装着要素は、車軸に機械加工された複数の直径のうち１つ及び／又は車軸に装着された軸受のいずれかに固着できるように構成される。
【００１３】
作業中、図３に示されるように、車軸及びそれに伴ってウェルがまだ機関車に結合されている間に、使用者は取っ手１２を使用して、測定装置１０の端部にある二股脚部２２をジャーナル軸受バッカー３０と車輪３２の前側との間に５時の位置又は７時の位置で位置決めする。測定装置１０を回す間に、車軸３４が二股脚部２２の内側に対して当接するように測定装置１０は自己位置決めされる。図４に示されるように、所定の位置に装着されたならば、車輪の基準溝４０を窓部１４から見ることができる。従って、基準溝４０は窓１４の中に見えてポインタ１６と整列しているか、窓１４から見えずポインタ１６と整列していないかのいずれかである。譲受人により製造されている機関車に関しては、車輪３２の寸法に基づいて３８インチ又は３６インチの基準溝が利用される。従って、測定装置１０が３８インチの基準溝直径に合わせて製造されており且つ窓部１４の中に基準線４０が見えている場合、使用者は基準溝の直径が３８インチであることがわかる。しかし、基準溝直径が窓部の中に見えず測定装置１０の外側に沿って窓部１４の下方に見えている場合、使用者は測定中の車輪が３６インチの基準溝を有することがわかる。
【００１４】
別の好適な実施形態においては、中間スパン１８は調整自在である。その場合、使用者は、３８インチ又は３６インチなどの測定する長さを設定できる。そこで、基準溝４０が見える場所に基づいて、すなわち、窓部１４の中に見えるか、窓部１４の下に見えるか又は窓部１４の上に見えるか（中間スパン１８に使用された設定により異なる）に基づいて、使用者は基準溝直径を知る。
【００１５】
測定装置１０の幾何学的構造は、耐久性を維持しつつ軽量である装置が得られるように構成される。この目的のために、測定装置１０は、装置が使用される周囲環境の中で破損することなく十分に作業できる耐久性を保ちつつ、使用者が使用しやすいような重量を有する。例えば、図示されるように、中間スパン１８は中実の材料片でなくてもよい。他の実施形態においては、金属から製造される部品は二股脚部２２のみであってもよく、その他の要素はより軽量であるが同様の耐久性を有する材料から製造されてもよい。
【００１６】
現時点で好適な実施形態であると考えられるものにより本発明を説明したが、数多くの変形及び変更が当業者には明らかであろう。従って、本発明は特定の実施形態に限定されてはならず、添付の特許請求の範囲の趣旨の範囲内で解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】機関車車輪基準溝直径測定装置の一実施形態を示した図である。
【図２】機関車車輪と共に使用される測定装置の一実施形態を示した図である。
【図３】軸受バッカーと車輪ハブとの間に装着された測定装置の一実施形態を示した図である。
【図４】基準溝直径を判定するために使用されている測定装置の窓部の一実施形態を示した図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０…機関車車輪基準溝直径測定装置、１２…取っ手、１４…窓部、１６…ポインタ、１８…中間スパン、２２…二股脚部、２５…突出部分、３２…車輪、３４…車軸、４０…基準溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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