(57)【要約】【課題】  けい素鋼板をより確実に固定しうる鉄道車両速度検出用回転子を提供する。【解決手段】  車軸２に取り付けられ当該車軸２と一体回転する鉄道車両速度検出用回転子１である。段差部４ｄとともにけい素鋼板ｋの軸方向への移動を防止するつば輪５は、積層されたけい素鋼板ｋの軸方向内側であって且つ径方向フランジ部４ｂの外周面に配置されている。【選択図】      図１
2007053875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に取り付けられ当該車軸と一体回転する鉄道車両速度検出用回転子であって、
軸方向に複数枚積層され且つ外周縁に一定間隔で歯が形成された環状のけい素鋼板と、
前記けい素鋼板が外周面に配置された円筒部と、
前記円筒部の軸方向外側縁部から径方向外側に延び前記けい素鋼板の軸方向外側への移動を防止する段差部と、
前記円筒部の軸方向内側縁部から径方向内側に延びる径方向フランジ部と、
前記積層されたけい素鋼板の軸方向内側であって且つ前記径方向フランジ部の外周面に配置され、前記けい素鋼板の軸方向内側への移動を防止するつば輪と、
前記径方向フランジ部よりも軸方向内側の部分を構成し前記つば輪の軸方向内側からの装着を許容する車軸側取り付け部と、
を有することを特徴とする鉄道車両速度検出用回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両速度検出用回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両には、車輪の回転速度を検出するための回転速度検出装置として速度発電機が取り付けられている。この速度発電機は、車軸端に取り付けられ、車輪（車軸）の回転速度に比例した周波数の電力を発生させる。
【０００３】
速度発電機は接触式（ピン駆動式）と非接触式とに大別される。このうち、旧来から使用されている接触式の速度発電機は、駆動ピンにより車軸の回転を速度発電機に伝達している。図４は、接触式の速度発電機５３を有する鉄道車両用軸受装置ｐの一例を示す断面図である。同図に示すように、接触式の速度発電機では、車軸５１の回転が、当該車軸５１の端面に取り付けられた駆動ピン５０及びリンク棒や円板等の回転伝達部材５２を介して速度発電機５３の回転軸５４に伝達される（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照。）。
【０００４】
しかしながら、かかる接触式の速度発電機では、駆動ピン５０が回転伝達部材５２との摩擦により摩耗したり、駆動ピン５０が折れたりといった問題が生じる。そこで、車軸とともに回転する回転子と、この回転子と非接触で近接する検出部材とを用いた非接触式の速度発電機が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】日本国有鉄道  車両設計事務所編、「車両共通図面  コロ軸箱  ２／３  １９６８」昭和４３年２月、ｐ．４−２−４３
【非特許文献２】大山忠夫・平山弘太郎共著「鉄道車両用軸受の変遷」レールアンドテック出版、１９９７年３月２５日、ｐ．８
【特許文献１】特許第３０００７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非接触式の速度発電機は、接触式（ピン駆動式）の速度発電機と比較して出力が低くなりやすい。そのため、接触式の速度発電機用の外部装置（信号処理装置等）を非接触式の速度発電機に転用することができないという問題が生じる。
この問題を解決するための手法として、回転子にけい素鋼板の積層体を装着することが考えられる。けい素鋼板は、低損失で飽和磁束密度が高いという特性があることが知られており、このけい素鋼板の積層板を回転子に用いることで渦電流損が低減され出力を増大させることができる。よって、けい素鋼板を用いることにより、非接触式の速度発電機であっても、接触式の速度発電機用の外部装置（信号処理装置等）を流用することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、けい素鋼板を用いる場合、通常の鋼材等よりなる円環状部材（基体部）の外周にけい素鋼板を固定する必要が生じる。よって、上記特許文献１に記載の回転子（誘導子）のような一体物の回転子とすることができず、けい素鋼板が脱落するという問題が生じる。
【０００８】
特に、鉄道車両においては、けい素鋼板の脱落が発生しやすい特殊事情がある。すなわち、鉄道車両の場合、車輪がゴム製のタイヤではなく鉄輪であるため、車軸の振動が極めて激しくなるという事情がある。また、鉄道車両の回転子は、乗用車用の回転子などと比較して大型であるため、けい素鋼板自体やけい素鋼板を固定する固定部材（つば輪など）も比較的大型で重くなり、車軸振動に起因する慣性力が大きくなって外れやすいという事情もある。
【０００９】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、けい素鋼板をより確実に固定しうる鉄道車両速度検出用回転子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、車軸に取り付けられ当該車軸と一体回転する鉄道車両速度検出用回転子であって、軸方向に複数枚積層され且つ外周縁に一定間隔で歯が形成された環状のけい素鋼板と、前記けい素鋼板が外周面に配置された円筒部と、前記円筒部の軸方向外側縁部から径方向外側に延び前記けい素鋼板の軸方向外側への移動を防止する段差部と、前記円筒部の軸方向内側縁部から径方向内側に延びる径方向フランジ部と、前記積層されたけい素鋼板の軸方向内側であって且つ前記径方向フランジ部の外周面に配置され、前記けい素鋼板の軸方向内側への移動を防止するつば輪と、前記径方向フランジ部よりも軸方向内側の部分を構成し前記つば輪の軸方向内側からの装着を許容する車軸側取り付け部とを有することを特徴とする鉄道車両速度検出用回転子である。
【００１１】
本発明の回転子では、段差部とともにけい素鋼板の軸方向への移動を防止するつば輪は、当該けい素鋼板が配置された円筒部の外周面ではなく、径方向フランジ部の外周面に配置されている。円筒部は径方向フランジ部の外側縁部に位置しているので、円筒部の内径（中空径）は径方向フランジ部の内径（中空径）よりも大きくなる。よって、径方向フランジ部は円筒部よりも縮径方向の圧縮力に対する剛性が高い。したがって、この径方向フランジ部の外周面につば輪を配置することで、小さなしめしろでも十分なつば輪の把握力を確保することができる。また、つば輪はけい素鋼板の軸方向内側に配置されているため、万一つば輪が外れた場合でも、当該つば輪及びけい素鋼板は車軸側取り付け部側（内側）に落ち込むのみであり飛散することがない。そして車軸側取り付け部は回転子の軸方向内側からつば輪を装着することを許容しているので、つば輪をけい素鋼板の軸方向内側に配置することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の鉄道車両速度検出用回転子によれば、けい素鋼板を固定するためのつば輪の配置を工夫したので、けい素鋼板をより確実に固定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である鉄道車両速度検出用回転子（以下、単に回転子ともいう）１が装着された鉄道車両用軸受装置ｔの断面図であり、図２は回転子１単体の断面図である。この鉄道車両用軸受装置ｔは、図示しない鉄製の車輪（鉄輪）と一体的に回転する車軸２と、図示しない台車に対して車軸２を回動自在に保持する複列円すいころ軸受３とを有している。回転子１は、車軸２の軸方向外側端部に車軸２と同軸で取り付けられている。そして、この回転子１は、図示しない非接触型の速度発電機の一部を構成している。
【００１４】
鉄道車両速度検出用回転子１は、汎用の鋼材よりなる基体部４と、基体部４とは別体の環状のけい素鋼板ｋと、やはり基体部４とは別体でありけい素鋼板ｋを固定するためのつば輪５とを有している。けい素鋼板ｋは、例えば厚さ０．３〜０．５ｍｍ程度の薄板であり、表面が絶縁されるとともに、軸方向に複数枚が積層されてけい素鋼板積層体ｋｓを構成している。
【００１５】
図３は、図２の鉄道車両速度検出用回転子１の正面図（軸方向外側からみた図）である。同図に示すように、けい素鋼板ｋの外周縁には、周方向に一定間隔で歯車状の歯ｋ１が全周に亘って設けられている。積層された全てのけい素鋼板ｋは歯車状の歯ｋ１を有する同一形状をなし、けい素鋼板ｋはこれら歯車状の歯ｋ１の位置（位相）を一致させつつ積層されている。よって、けい素鋼板積層体ｋｓとしても歯車状の歯を有する構成となっている。図３に示すように、歯車状の歯ｋ１の最大外径は段差部４ｄの外径よりも若干大きくされており、歯車状の歯ｋ１の先端部は段差部４ｄよりも径方向外側に突出している。この歯車状の歯ｋ１の径方向外側に所定のギャップを介して検出部（図示省略）を近接配置することにより、車軸２の回転速度に比例した周波数の電力を取り出すことができる。
【００１６】
基体部４は、車軸２と同軸で車軸２の外側端部に取り付けられ、車軸２の軸方向外側端部に外嵌して回転子１を車軸２に取り付ける小径円筒部４ａと、小径円筒部４ａの軸方向外側縁部から径方向外側に延びる径方向フランジ部４ｂと、径方向フランジ部４ｂの外周縁部から軸方向外側に延びる円筒状の円筒部４ｃと、円筒部４ｃの軸方向外側縁部から径方向外側に突出する段差部４ｄとを有している。段差部４ｄは、けい素鋼板ｋの軸方向外側への移動を防止している。径方向フランジ部４ｂは、円筒部４ｃの軸方向内側縁部から径方向内側に延びている。また、小径円筒部４ａは、径方向フランジ部４ｂよりも軸方向内側の部分を構成する車軸側取り付け部の一部を構成している。基体部４は全体として一体的に形成されている。つまり、基体部４は全体として一体成形されるか、もしくは溶接等により各部が接合されて一体的に形成されている。
【００１７】
図１に示すように、基体部４の小径円筒部４ａは車軸２の軸方向外側端部に外嵌している。また、小径円筒部４ａの軸方向内側縁部から径方向に延び小径円筒部４ａとともに車軸側取り付け部を構成する取り付けフランジ４ｅには、周方向３カ所にボルト挿通穴ｈ１が設けられ、このボルト挿通穴ｈ１を挿通するボルトｂにより基体部４が車軸２側に固定されている。なお、ボルト挿通穴ｈ１へのボルトｂの締結作業を容易とするため、径方向フランジ部４ｂには、ボルト挿通穴ｈ１と対応した周方向位置に貫通孔ｈ２が設けられている。
【００１８】
環状のけい素鋼板ｋの内径は基体部４の円筒部４ｃの外径と略同一とされ、この円筒部４ｃの外周面にけい素鋼板ｋが外嵌装着されているが、けい素鋼板ｋは軸方向内側（図２における右側）から円筒部４ｃに装着される。けい素鋼板ｋの内径よりも大きい外径を有する段差部４ｄの存在により、けい素鋼板ｋは軸方向外側（図２における左側）からは装着することはできない。一方、基体部４は、円筒部４ｃよりも軸方向内側（図２における右側）からけい素鋼板ｋを装着できるような形状とされている。つまり径方向フランジ部４ｂよりも軸方向内側の部分であり小径円筒部４ａと取り付けフランジ４ｅとから構成される車軸側取り付け部は、円筒部４ｃよりも外径が小さくされている。よって、上述したようにけい素鋼板ｋは基体部４の軸方向内側から円筒部４ｃの外周面４ｃ１に装着することができる。
【００１９】
けい素鋼板ｋと同様の理由で、つば輪５も基体部４の軸方向内側から装着することができる。小径円筒部４ａの外径及び取り付けフランジ４ｅの外径は、円筒部４ｃよりも外径が小さくされている。よって、小径円筒部４ａと取り付けフランジ４ｅとからなる車軸側取り付け部は、つば輪５の軸方向内側からの装着を許容している。つば輪５の内径は径方向フランジ部４ｂの外径に略等しく、つば輪５の外径はけい素鋼板ｋの内径よりも大きくなっている。このつば輪５は、円筒部４ｃの外周面４ｃ１ではなく、径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１に配置されている。そして、円筒部４ｃの外周面４ｃ１と径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１とは同径で両外周面４ｃ１，４ｂ１は同一の円周面を構成しており、けい素鋼板ｋの多くは円筒部４ｃの外周面４ｃ１に配置され、残りのけい素鋼板ｋは径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１に連続して配置されている。また、径方向フランジ部４ｂの肉厚（軸方向厚み）Ｔ１は、つば輪５の肉厚（軸方向厚み）Ｔ２よりも厚くなっており、且つ、つば輪５は全幅に亘って径方向フランジ部４ｂの軸方向厚み幅内に収まっている。つまり、つば輪５の内周面の全てが径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１と当接している。なお、つば輪５は焼き嵌めによって装着されている。
【００２０】
そして、けい素鋼板積層体ｋｓは、けい素鋼板積層体ｋｓの軸方向内側で且つ径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１に配置されたつば輪５と、けい素鋼板積層体ｋｓの軸方向外側に配置された段差部４ｄとで挟持されている。かかる配置関係とするために、円筒部４ｃの軸方向幅及び段差部４ｄの軸方向厚みと、けい素鋼板積層体ｋｓの軸方向厚みとが調整されている。すなわち、必要なけい素鋼板積層体ｋｓの厚みに応じて円筒部４ｃの軸方向幅等が設計される。
【００２１】
けい素鋼板積層体ｋｓを固定するためのつば輪５がけい素鋼板積層体ｋｓの軸方向外側に配置されている場合、つば輪５が外れると当該つば輪５のみならずけい素鋼板ｋも径方向外側に移動して回転子１から脱落し、車両走行中であればこれらつば輪５やけい素鋼板ｋは飛散することになる。しかしながら鉄道車両速度検出用回転子１では、万一つば輪５が外れてもつば輪５やけい素鋼板ｋが脱落したり飛散したりすることはない。すなわち、万一つば輪５が外周面４ｂ１から外れた場合でも、つば輪５やけい素鋼板ｋは軸方向内側すなわち小径円筒部４ａ側（車軸２側）に移動するのみであり、けい素鋼板ｋやつば輪５は環状形状（無端形状）を維持する限り車体から脱落することはない。また、円筒部４ｃと一体をなす段差部４ｄの存在により、けい素鋼板ｋが軸方向外側に移動して脱落することもない。
【００２２】
円筒部４ｃは、径方向フランジ部４ｂの外周縁部から軸方向外側に延びている。そして、径方向フランジ部４ｂの内径（中空径）ｄ１は、円筒部４ｃの内径（中空径）ｄ２よりも小さい。その結果、径方向フランジ部４ｂの径方向厚みは円筒部４ｃの径方向厚みよりも厚くなっている。したがって、径方向フランジ部４ｂは、円筒部４ｃよりも縮径方向の圧縮力に対する剛性が高い。換言すれば、径方向フランジ部４ｂは円筒部４ｃよりも縮径変形しにくい。したがって、この径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１につば輪５を配置すると、円筒部４ｃの外周面４ｃ１に配置する場合と比較して、小さなしめしろでもつば輪５の把握力を高めることができる。また、しめしろが小さくて済むので、つば輪５を装着しやすくなり、鉄道車両速度検出用回転子１の組み立て性が向上している。
【００２３】
なお、上記実施形態では、上述の如く、つば輪５の内周面の全てが径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１と当接していたが、本発明ではつば輪５の内周面の少なくとも一部が径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１と当接していればよく、例えばつば輪５の内周面の一部は円筒部４ｃの外周面４ｃ１と当接していてもよい。しかしながら、上述したつば輪５の把握力の効果を高めるには、つば輪５の内周面の全てが径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１と当接しているのが好ましい。
また上記実施形態では、径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１と円筒部４ｃの外周面４ｃ１とが同一の円周面を構成していたが、例えば円筒部４ｃの外周面４ｃ１よりも径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１のほうが小径とされ、当該外周面４ｃ１と４ｂ１との間に段差があり、円筒部４ｃの外周面４ｃ１にけい素鋼板積層体ｋｓを配置し、けい素鋼板ｋの内径よりも大きい外径を有するつば輪５を径方向フランジ部４ｂの外周面４ｂ１に配置し、けい素鋼板積層体ｋｓをつば輪５と段差部４ｄとで挟持した構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態である鉄道車両速度検出用回転子が装着された鉄道車両用軸受装置の断面図である。
【図２】図１の鉄道車両用軸受装置に装着された鉄道車両速度検出用回転子の断面図である。
【図３】図２の鉄道車両速度検出用回転子の正面図である。
【図４】駆動ピンを有する従来の鉄道車両用軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      鉄道車両速度検出用回転子
２      車軸
４ａ    小径円筒部（車軸側取り付け部）
４ｂ    径方向フランジ部
４ｂ１  径方向フランジ部の外周面
４ｃ    円筒部
４ｃ１  円筒部の外周面
４ｄ    段差部
４ｅ    取り付けフランジ（車軸側取り付け部）
５      つば輪
【図１】
2007053875.tif 000003
【図２】
2007053875.tif 000004
【図３】
2007053875.tif 000005
【図４】
2007053875.tif 000006