(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車の輪軸を操舵可能に構成した操舵台車であって、
前記操舵台車の台車枠における輪軸の車両進行方向外側部分の車輪フランジ部と相対する位置に、
車輪フランジ部への接離移動自在に取り付けた固形潤滑材と、
この固形潤滑材を車輪フランジ部側に付勢する押し付け用ばねと、
曲線区間通過時に、操舵による輪軸の車両進行方向の前後動作によって、車輪が近づく外軌側のみ接触し、曲線区間通過時に車輪が遠ざかる内軌側及び直線区間走行時は接触しないように、前記固形潤滑材の車輪フランジ部への接近移動を拘束するストッパと、
を有する固形潤滑材塗布装置を配置したことを特徴とする鉄道車両用操舵台車。
【請求項２】
前記固形潤滑材は、可能な限り、軌道と高さ方向に平行な水平状で、車軸の中心に近い高さ位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用操舵台車。
【請求項３】
前記固形潤滑材と車輪フランジ部の隙間は、車輪の径差だけでは旋回できず、先頭軸の外軌側の車輪と軌道の接触部が、当該車輪のフランジに達する急曲線でのみ、車輪フランジ部に固形潤滑材が接触するように定められていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用操舵台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、台車の輪軸を操舵する鉄道車両用操舵台車に関するものであり、特に曲線通過時、摩耗を抑制するための潤滑材を車輪のフランジのど部に最適の状態で塗布可能な操舵台車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両が急曲線区間を通過するときには、車輪と軌道間に大きな横方向荷重が作用する。そのため、急曲線区間では、先頭車軸における外軌側車輪のフランジ部が摩耗する一方、軌道側には側摩耗が発生する。
【０００３】
そこで、固形潤滑材を押し当てて車輪のフランジのど部に潤滑材を塗布することで、車輪のフランジ部と軌道との接触部の潤滑状況を改善し、車輪のフランジ部の摩耗を抑制する技術が開発されている（例えば特許文献１、非特許文献１）。
【０００４】
例えば非特許文献１には、車上から車輪のフランジ部に固形潤滑材を塗布することが、車輪のフランジのど部の摩耗抑制に有効であることが開示されている。
【０００５】
しかしながら、非特許文献１には、固形潤滑材を車輪のフランジ部に押し当てている写真がその図３に示されているだけで、固形潤滑材を車輪のフランジ部に押し当てるための具体的な構成については記載されていない。
【０００６】
仮に、固形潤滑材をばねによって車輪のフランジ部に押し当てる定圧押し付け式の場合は、常に固形潤滑材を車輪のフランジ部に押し当てることになるので、高価な潤滑材の消費量が多くなるという課題がある。
【０００７】
特に操舵台車では、直線区間走行時（図３（ａ））、曲線区間通過時（図３（ｂ）（ｃ））の何れも固形潤滑材が車輪のフランジ部に押し付けられるので、固形潤滑材を台車枠の進行方向外側に設置した場合は、曲線区間通過時に車輪が近づく外軌側（図３（ｂ））は、通常台車の場合よりも車輪フランジ部ヘの押し付け力が大きくなって固形潤滑材の摩耗がより大きくなる。
【０００８】
なお、図３中の１は台車枠、２は車輪２ａと車軸２ｂからなる輪軸、３は台車枠１の進行方向外側に車輪２ａのフランジ２ａａ部に接離移動自在に取付けられた固形潤滑材、４は固形潤滑材３を車輪２ａのフランジ２ａａ部に押し付けるばね、５は軸箱、６は軸ばね、Ｒは軌道を示す。
【０００９】
一方、特許文献１には、固形潤滑材をブレーキ制輪子と一体化し、ブレーキ作用時に車輪のフランジのど部に潤滑材を転写することで車輪のフランジのど部の表面性状を改質し、車輪のフランジ摩耗を抑制する可動式の技術が開示されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１で開示された技術の場合、車輪のフランジのど部への潤滑材の転写は、ブレーキが作用している間に限定されるので、常に潤滑材を押し当てる場合と比較して潤滑材の消費量は抑制されるものの、潤滑性能が十分でないという課題が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−２５９２３１号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】JR EAST Technical Revew-No.25「メンテナンス技術に関わる研究開発の取組み」、p5〜8
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、固形潤滑材をばねによって車輪のフランジ部に押し当てる場合は、曲線通過時だけでなく直線走行時においても常に押し当てることになるので、潤滑材の消費量が多くなるというという点である。一方、固形潤滑材をブレーキ制輪子と一体化し、ブレーキ作用時に車輪のフランジのど部に潤滑材を転写する場合は、車輪のフランジのど部への潤滑材の転写は、ブレーキが作用している間に限定されるので、潤滑性能が十分でないという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、固形潤滑材をばねで押し付ける定圧押し付け式でありながら、操舵台車特有の輪軸の前後動きを活用して曲線通過時に外軌側となる軸位のみに固形潤滑材を押し当てて塗布することで、必要十分な潤滑作用と潤滑材消費量の抑制を両立することを目的としている。
【００１５】
すなわち、本発明の鉄道車両用操舵台車は、
台車の輪軸を操舵可能に構成した操舵台車であって、
前記操舵台車の台車枠における輪軸の車両進行方向外側部分の車輪フランジ部と相対する位置に、
車輪フランジ部への接離移動自在に取り付けた固形潤滑材と、
この固形潤滑材を車輪フランジ部側に付勢する押し付け用ばねと、
曲線区間通過時に、操舵による輪軸の車両進行方向の前後動作によって、車輪が近づく外軌側のみ接触し、曲線区間通過時に車輪が遠ざかる内軌側及び直線区間走行時は接触しないように、前記固形潤滑材の車輪フランジ部への接近移動を拘束するストッパと、
を有する固形潤滑材塗布装置を配置したことを最も主要な特徴としている。
【００１６】
本発明の操舵台車は、曲線区間通過時に、操舵による輪軸の車両進行方向の前後動作によって、車輪が近づく外軌側の車輪フランジ部にのみ固形潤滑材を押し付けるので、必要十分な潤滑作用を保ちつつ、潤滑材の摩耗を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、操舵台車特有の曲線区間での輪軸の前後動きにより、車輪フランジ部と軌道側部が接触する曲線通過時にのみ外軌側車輪のフランジのど部に固形潤滑材を押し付けて所要量を塗布するので、必要十分な潤滑作用を保ちつつ、潤滑材の摩耗を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明は、定圧押し付け式の固形潤滑材塗布装置であるため、可動式の固形潤滑材塗布装置に比べて製作コストが安くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は直線区間走行時における本発明の操舵台車の要部説明図、（ｂ）は車輪のフランジ部に対する固形潤滑材の押し付け状態を説明する図である。
【図２】曲線区間通過時における本発明の操舵台車の要部説明図で、（ａ）は車輪が台車枠の進行方向外側に近づく外軌側の図、（ｂ）は車輪が台車枠の進行方向外側から遠ざかる内軌側の図である。
【図３】従来の定圧ばね式の固形潤滑材押し付け装置を備えた操舵台車の要部説明図で、（ａ）は直線区間走行時、（ｂ）は曲線区間通過時に車輪が台車枠の進行方向外側に近づく外軌側の図、（ｃ）は曲線区間走行時に車輪が台車枠の進行方向外側から遠ざかる内軌側の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明では、必要十分な潤滑作用を保ちつつ、潤滑材の摩耗を抑制するという目的を、曲線区間通過時に、車輪フランジ部が近づく外軌側のみが接触し、曲線区間通過時に車輪フランジ部が遠ざかる内軌側や直線区間走行時は接触しないようにすることで実現した。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態例を、図１及び図２を用いて説明する。
図１は直線区間走行時における本発明の操舵台車の要部説明図、図２は曲線区間通過時における本発明の操舵台車の要部説明図である。
【００２２】
１１は、曲線通過時、操舵装置によって輪軸２を車両進行方向の前後に移動させる本発明の操舵台車であり、例えば台車枠１の、車輪２ａのフランジ２ａａと相対する位置に、フランジ２ａａ部への接離移動自在に固定潤滑材３を取り付けている。
【００２３】
本発明では、図１（ｂ）に示すように、車輪２ａのフランジ２ａａの側面２ａａａからのど部２ａａｂ至る範囲に潤滑材を塗布可能なように、台車枠１の車両進行方向外側部分に固定潤滑材３を設けている。
【００２４】
本発明において、車輪２ａのフランジ２ａａの側面２ａａａからのど部２ａａｂ至る範囲に潤滑材を塗布できるように固定潤滑材３を設置するのは、平成１６年鉄道技術連合シンポジウムの発表論文「修正円弧踏面とレールの相互摩耗による車輪半径差特性調査」に基づくものである。
【００２５】
すなわち、前記発表論文によると、半径が４００mの曲線でフランジのど部に摩耗が発生していることが記載されていることから、半径が４００m未満の急曲線ではフランジのど部が摩耗することは明らかだからである。
【００２６】
そして、前記位置に取り付けた固形潤滑材３を、押し付け用ばね４で車輪２ａのフランジ２ａａ部に向けて常時付勢するようにしている。すなわち、本発明では、固形潤滑材塗布装置として、製作コスト上有利な定圧押し付け式のものを採用している。
【００２７】
しかしながら、ただ単に操舵台車１１に定圧押し付け式の固形潤滑材塗布装置を設置した場合は、曲線通過時、車輪２ａが近づく側の固形潤滑材２のフランジ２ａａ部ヘの押し付け力が、通常台車の場合よりも大きくなって、摩耗し易くなる。
【００２８】
ところで、車輪２ａのフランジ２ａａの側面２ａａａからのど部２ａａｂに至る範囲に潤滑材を塗布する目的は、車輪２ａのフランジ２ａａ部と軌道Ｒとの接触部の潤滑状況を改善し、フランジ２ａａ部からのど部２ａａｂに至る範囲の摩耗を抑制することである。従って、車輪２ａのフランジ２ａａ部と軌道Ｒが接触する曲線区間の外軌側の車輪２ａのフランジ２ａａ部のみに潤滑材を塗布すれば良いことになる。
【００２９】
一方、操舵台車１１は、曲線区間を通過する時のみ、輪軸２が曲線半径に応じて車両進行方向の前後に動作する。従って、曲線区間通過時、輪軸２が車両進行方向の前後に動作したときのみ、外軌側の車輪２ａのフランジ部２ａａに固形潤滑材３を押し付けるようにすれば良い。
【００３０】
そこで、本発明では、操舵台車特有の、曲線区間での輪軸２の車両進行方向の前後動作を活用することで、曲線区間通過時、外軌側の車輪２ａのフランジ２ａａ部にのみ固形潤滑材３を押し付けることとした。
【００３１】
すなわち、本発明では、図１に示すように、直線区間走行時に、車輪２ａのフランジ２ａａ部に前記固形潤滑材３が接触しないように、固形潤滑材３のフランジ２ａａ部への接近移動を拘束するストッパ１２を設けるのである。
【００３２】
例えば図１及び図２の例では、基端側の位置を固定し、先端に固形潤滑材３を取付けたばね４の伸長を、ストッパ１２によってばね４の先端側で阻止し、固形潤滑材３のフランジ２ａａ部への接近移動を拘束するものを示している。
【００３３】
この際、固形潤滑材３と車輪２ａのフランジ２ａａ部の隙間ｄは、車輪２ａの径差だけでは旋回できず、先頭の輪軸２の外軌側の車輪２ａと軌道Ｒの接触部が、当該車輪２ａのフランジ２ａａに達する半径が４００m未満の急曲線でのみ、車輪２ａのフランジ２ａａ部に固形潤滑材３が接触するように定めておくことが望ましい。
【００３４】
このようにすれば、車輪２ａのフランジ２ａａ部に固形潤滑材３が押し付けられるのは、フランジ２ａａののど部２ａａｂに摩耗が発生する急曲線を通過する時のみに限定することができるので、固形潤滑材３の摩耗を抑制することができる。
【００３５】
また、前記固形潤滑材３の設置位置は、曲線区間通過時、外軌側の車輪２ａのフランジ２ａａ部にのみ固形潤滑材３を押し付けることができればどのような位置でも良いが、可能な限り、軌道Ｒと高さ方向に平行な水平状で、車軸２ｂの中心高さ位置付近に設置することが、メンテナンスの観点からは望ましい。
【００３６】
上記構成の本発明の操舵台車１１では、直線区間を走行する時には、図１に示すように、固形潤滑材３と車輪２ａのフランジ２ａａ部の間には隙間ｄが存在し、固形潤滑材３とフランジ２ａａ部は接触していない。
【００３７】
一方、例えば急曲線を走行する時には、操舵による輪軸２の車両進行方向の前後動作によって、車輪２ａのフランジ２ａａ部が近づく外軌側のみ接触して（図２（ａ））、外軌側の車輪２ａのフランジ２ａａ部にのみ潤滑材を塗布する。この時、車輪２ａが遠ざかる内軌側は接触しない（図２（ｂ））。
【００３８】
つまり、本発明の操舵台車１１では、急曲線通過時の、外軌側に位置する車輪２ａのフランジ２ａａ部のみに固形潤滑材３を押し付けて潤滑材を塗布し、内軌側や直線区間走行時の車輪２ａのフランジ２ａａ部には固形潤滑材３が接触しないので、固形潤滑材３の摩耗を効果的に抑制することができる。
【００３９】
そして、前記急曲線通過時に、外軌側に位置する車輪２ａのフランジ２ａａ部にのみに固形潤滑材３を押し付ける作用も、操舵台車特有の輪軸２の動きを活用して行い、別途シリンダ等を使用しないので、装置自体の構成も簡易でメンテナンスも容易である。
【００４０】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００４１】
例えば、図１及び図２に示した例では、固形潤滑材３のフランジ２ａａ部への接近移動の拘束を、基端側の位置を固定したばね４の先端側で、ばね４の伸長を阻止することで行っているが、固形潤滑材３のフランジ２ａａ部への接近移動を拘束できるものであれば、どのような構造であっても良い。
【００４２】
また、本発明で適用する操舵台車の操舵方式は、アクティブ強制操舵方式、半強制操舵方式の何れの方式にも適用可能である。なお、アクティブ強制操舵方式とは、空圧、油圧或いは電動方式のアクチュエータを使用し、外部からエネルギーを投入して制御しながら能動的に輪軸を操舵する方式である。一方、半強制操舵方式とは、車体・台車・輪軸をリンクなどの機械的機構で繋いで、曲線通過時に車体・台車間に発生するボギー変位を駆動力とする方式である。
【符号の説明】
【００４３】
１    台車枠
２    輪軸
２ａ    車輪
２ａａ    フランジ
２ｂ    車軸
３    固定潤滑材
４    ばね
１１    操舵台車
１２    ストッパ
【図１】
0005708469.tif 000002
【図２】
0005708469.tif 000003
【図３】
0005708469.tif 000004