(57)【要約】【課題】メンテナンスフリーで小型・長寿命のピン駆動方式の鉄道車両用速度発電装置を提供。【解決手段】車軸２の一端２ａより軸中心４から偏心５ｃして連結軸５を設け、速度発電機７の軸中心と同心の回転軸６に固定された円板８のＵ字溝９と、連結軸を転がり軸受１０を介して連結する。転がり軸受の内輪１２と外輪１３は軸方向には相対移動を規制され、Ｕ字溝に外輪の外周部３１を嵌挿させ、連結軸を内輪の内周部２１に嵌挿固定する。外輪の外周に外周溝３２を設けＯリング１８を嵌挿する。転がり軸受をシール１８付きの軸受とし、潤滑剤を封入する。【選択図】        図１
2007076500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸と、車軸の一端より車軸の軸中心から偏心して軸方向に延出する連結軸と、前記連結軸に対向して前記車軸の軸中心と軸心が一致するように配置された回転軸を備えた速度発電機と、前記回転軸に固定された円板と、前記円板の中心に向かって形成された略Ｕ字状のＵ字溝と、を備え、前記連結軸と前記円板とは転がり軸受を介して連結されており、前記転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内外輪間を転動する転動体と、前記転動体を保持する保持器と、を有し、前記内輪と外輪は軸方向には相対移動を規制されており、前記略Ｕ字溝に前記外輪の外周部が嵌挿され、前記連結軸が前記内輪の内周部に嵌挿固定されていることを特徴とする鉄道車両用速度発電装置。
【請求項２】
前記軸受の外輪と、前記Ｕ字溝との接触部に弾性体を有していることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用速度発電装置。
【請求項３】
前記弾性体は外輪に設けられた外周溝と、前記外周溝に嵌挿されたＯリングであることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用速度発電装置。
【請求項４】
前記転がり軸受は、前記内輪及び外輪の両端近傍にリング状のシールが設けられ、前記内輪と、前記外輪と、前記両端近傍のシールと、で形成される空間に潤滑剤が封入されていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の鉄道車両用速度発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両用速度発電装置に関し、特に鉄道車両の車軸の中心から偏心して軸方向に延出する連結軸により、発電機の回転軸の円板に設けられたＵ字溝を介して発電機の回転軸を回転させる（以下ピン駆動方式という）鉄道車両用速度発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピン駆動方式の鉄道車両用速度発電装置５１は図３に示すように、鉄道車両の台車にテーパころ軸受３を介して回転可能に設けられた車軸２の一端２ａより車軸の軸中心４から偏心５ｃして軸方向に延出する連結軸５５が設けられている。また、速度発電機の回転軸６が連結軸５５に対向して車軸２の軸中心４と軸心６ａが一致するように速度発電機７が配置されている。また、回転軸６には円板５８が固定されており、円板には円板の中心に向かってＵ字状のＵ字溝５９が二個設けられている。
【０００３】
このＵ字溝５９に連結軸５５の先端５５ａを嵌合させて、円板５８を回転させ速度発電機７の回転軸６を回転させ電圧を発生させ、速度・方向・距離を測定するというものである（例えば特許文献１の図２、段落００１６，００１７）。
【特許文献１】特開平４−３４４１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来のものは、連結軸５５の先端５５ａと円板５８のＵ字溝５９が直接接触（５７）しているため、回転による滑り摩擦により連結軸あるいは円板が摩耗する。そこで、連結軸と円板の接触部をグリース塗布または油浴で潤滑している。しかし、グリース塗布にあっては定期的にグリース補給等のメンテナンスが必要である上、グリース補給の際に分解、再組み付け作業が大変であり、またグリース補給のための特別な装置を要するという問題があった。一方、油浴潤滑にあっては装置全体が複雑、大きくなるという問題があった。さらに、円板又は連結軸の摩耗も皆無ではないという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、前述した問題点に鑑みてメンテナンス作業も少なく、特別な装置を用いず容易であり、また装置全体を大きくしないピン駆動方式の鉄道車両用速度発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、車軸と、車軸の一端より車軸の軸中心から偏心して軸方向に延出する連結軸と、前記連結軸に対向して前記車軸の軸中心と軸心が一致するように配置された回転軸を備えた速度発電機と、前記回転軸に固定された円板と、前記円板の中心に向かって形成された略Ｕ字状のＵ字溝と、を備え、前記連結軸と前記円板とは転がり軸受を介して連結されており、前記転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内外輪間を転動する転動体と、前記転動体を保持する保持器と、を有し、前記内輪と外輪は軸方向には相対移動を規制されており、前記略Ｕ字溝に前記外輪の外周部が嵌挿され、前記連結軸が前記内輪の内周部に嵌挿固定されている鉄道車両用速度発電装置を提供することにより前述した課題を解決した。
【０００７】
即ち、ピン駆動方式の鉄道車両用速度発電機の連結軸と円板との間に転がり軸受を介在させることにより、滑り接触を無くし転がり接触としたので、摩擦は激減し、摩耗も非常に少なく、回転も円滑で寿命も延びるものとなった。また、連結軸と内輪とは固定され、内輪と外輪とは軸方向には相対移動を微少な範囲で規制され、Ｕ字溝に外輪外周部が嵌挿されているので、外輪はＵ字溝内に保持される。なお、かかる構成の為には、連結軸、外輪、Ｕ字溝の関係は外輪がＵ字溝内から半径方向に外れ出ないように、また、Ｕ字溝の軸方向幅は規制された範囲内及び軸方向の車軸の動きに対しても外輪が外れないような寸法にされていることはいうまでもない。
【０００８】
回転軸、円板、車軸とは必ずしも理想的な同芯ではないので、Ｕ字溝と外輪とは完全固定ではなく、微少の隙間が必要である。かかる場合は振動や微動摩耗の原因となる。そこで、請求項２に記載の発明においては、前記軸受の外輪と、前記Ｕ字溝との接触部に弾性体を有した鉄道車両用速度発電装置とした。接触部の弾性体により、加工、組み付け誤差を吸収し、振動を激減する。
【０００９】
かかる弾性体をＵ字溝の接触部近傍等に設けることは加工が困難である。そこで、請求項３に記載の発明においては、前記弾性体は外輪に設けられた外周溝と、前記外周溝に嵌挿されたＯリングである鉄道車両用速度発電装置とした。外周溝はＵ字溝の幅内であれば、よく、１本から数本配置する。この加工は外輪の外周溝加工であり容易に行える。
【００１０】
滑り接触を転がり接触に代替することにより、摩擦、摩耗低減が可能であるが、より好ましくは潤滑剤を与えることである。そこで、請求項４に記載の発明においては、前記転がり軸受は、前記内輪及び外輪の両端近傍にリング状のシールが設けられ、前記内輪と、前記外輪と、前記両端近傍のシールと、で形成される空間に潤滑剤が封入されている鉄道車両用速度発電装置とした。かかるシール付転がり軸受は、小型であり、容易に入手あるいは製作可能であり、さらに良好な潤滑を長時間保持できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べたように、本発明においては、連結軸と円板との間を転がり接触とし、摩擦を激減させ、摩耗も非常に少なく、回転も円滑で寿命も延びるので、メンテナンス作業が少ない、あるいはメンテナンスとメンテナンスの間が長くなりメンテナンスが容易になった。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明においては、外輪とＵ字溝の接触部に弾性体を設けて加工、組み付け誤差を吸収し、振動を激減したので、さらに長寿命となり、車両特有の振動が直接Ｕ字溝に伝わらず、また軸受のクリープ発生を防止でき、軸受も継続使用できるという効果を奏するものとなった。さらには発電機へ与える振動も少なく検出精度も高いものとなった。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明においては、弾性体を外輪外周溝にＯリングをはめ込むようにしたので、加工も容易であり、コストも少なくＵ字溝への外輪の装着、離脱も簡単で取扱いの容易なものとなった。
【００１４】
さらにまた、請求項４に記載の発明においては、小型、入手又は製作し易く、良好な潤滑を長時間保持できるシール付転がり軸受としたので、メンテナンスフリーとでき、軸箱を大きくしたり、複雑にすることがなく、小型で特別な装置の不要な鉄道車両用速度発電装置を提供するものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。各図面において、図１（ａ）は本発明の実施の形態を示す鉄道車両用速度発電装置の部分断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図、図２は本発明の実施の形態を示す鉄道車両用速度発電装置に使用する転がり軸受の断面図である。なお、前述した従来例である図３と同様の部分については同じ符号を付し説明の一部を省略する。図１に示すように、本鉄道車両用速度発電装置１は車軸２の一端２ａより車軸の軸中心４から偏心５ｃして軸方向に連結軸５が延び出ている。連結軸５は車軸２に空けられたねじ穴２ｂに螺着されている。連結軸５はテーパ状にされ先端５ａが細くなっており、先端に単列の密封形深溝玉軸受１０の内輪１２が圧入され、内輪１２と連結軸５が一体に固定されている。連結軸５には段部５ｂが設けられ内輪が先端より車軸側（図で見て右方向）に移動しないようにされている。より好ましくは段部とは反対側に内輪の反車軸方向（図でみて左方向）への移動を阻止するため止め輪等を設けるとよい。
【００１６】
密封形深溝玉軸受１０は、例えば、外径２６ｍｍ、内径１０ｍｍ、幅８ｍｍ程度のものであり、図２に示すように、外周１２ａにボール溝１２ｂが設けられた内輪１２、内周１３ａにボール溝１３ｂが設けられた外輪１３、内外輪のボール溝間を転動する複数のボール１４を有しており、ボール１４は保持器１５によりボール同士が一定間隔になるように保持されている。ボール溝１２ｂ、１３ｂとボール１４により、内輪１２と外輪１３は軸方向には相対移動を規制される。外輪１３の外周３１には二個のＯリング溝３２が設けられており、それぞれＯリング１８の外周が外輪外周より突出するようにＯリングがはめ込まれている。外輪１３の内周１３ａの両端３３にシール溝３３ａが設けられリング状のゴムシール１９の外周１９ａがシール溝にはめ込まれている。ゴムシール１９の内周には舌部１９ｂが設けられ、内輪１２の外周１２ａの両端２３に形成された摺接部２３ａとでラビリンスシールを形成している。内輪外周１２ａ、外輪内周１３ａ、両端のゴムシール１９とで形成された空間に潤滑剤２０が封入されている。
【００１７】
図１において、車軸２と反対側（図で見て左側）に速度発電機７が設けられている。速度発電機７は車軸の軸中心４と速度発電機の回転軸６の軸心６ａが一致するように配置されている。回転軸６の先端には円板８がそのボス部８ａでキー２５、ナット２６、ピン２７等を用いて一体に固定されている。円板８には円板の中心６ａに向かって略Ｕ字状のＵ字溝９が形成されている。少なくとも一つのＵ字溝９の幅は軸受１０の外輪１３より僅かに大きくされ、かつ外輪外周３１に取り付けられたＯリング１８を潰して、弾性的に外輪１３を支持できる寸法にされている。Ｕ字溝９の底部９ａの半径も同様であるが、円板８と車軸２との同心がずれても問題ないような隙間を有するようにされる。
【００１８】
かかるＵ字溝９に軸受１０の外輪１３がはめ込まれる位置になるように、連結軸５及び円板８，回転軸６を配置する。これにより、車輪２の回転は、連結軸５、内輪１２、ボール１４を経て、外輪１３、Ｕ字溝９、円板８、回転軸６と伝わり、速度発電機７で電圧を発生させることができる。内輪外輪１２，１３はそれぞれ連結軸５、円板８に固定又はほぼ固定されるが、内外輪は転がり伝達となるので、摩擦も少なく、摩耗少ない。また、潤滑剤２０による潤滑も行えるので、長寿命でメンテナンスフリーも可能なものとなる。また、Ｕ字溝９と外輪１３とはＯリング１８により弾性的に保持されているので、フレッチング摩耗やクリープの発生が少なく、また、振動が少なく、さらには軸心ずれ等による誤差を吸収できる。
【００１９】
なお、円板８の対角線上に設けたＵ字溝は同形状でもよいが、図１（ｂ）に示すように、他方のＵ字溝３９は、軸受がない場合に合わせて、従来と同様に軸受を外した連結軸５の先端５ａの径に合わせた寸法にするとよい。また、Ｕ字溝を旧来と同様の連結軸５５に合わせたＵ字溝５９と同じ寸法にして、連結軸を従来の連結軸５５に交換して従来と同様の構造とできるようにすることも可能である。また、Ｕ字溝は２カ所に限らずさらに多く設けても良い。また、従来の鉄道車両用速度発電装置の連結軸、円板を交換し、軸受を追加すればよく、保守や改善も容易である。
【００２０】
また、転がり軸受に代えて滑り軸受も考えられるが、この場合は滑り軸受部の潤滑が必須で、潤滑構造、シール構造が複雑になってしまう。また、滑り摩耗や摩擦が残る。また、転動体はボール（玉）が好ましいが、コロやニードル軸受であってもよい。内輪と外輪の軸方向の規制は、ボールの場合は深溝タイプや多点接触タイプであれば十分である。コロやニードルタイプでは、内外輪に鍔を設けたり、保持器を内外輪でガイドする。また、単列でなく復列タイプでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態を示す鉄道車両用速度発電装置の部分断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す鉄道車両用速度発電装置に使用する転がり軸受の断面図である。
【図３】（ａ）は従来のピン駆動方式の鉄道車両用速度発電装置の部分断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    鉄道車両用速度発電装置
２    車軸
２ａ  車軸の一端
４    車軸の軸中心
５    連結軸
６    回転軸
６ａ  回転軸軸心
７    速度発電機
８    円板
９    Ｕ字溝
１０  転がり軸受
１２  内輪
１３  外輪
１４  転動体
１５  保持器
１７  接触部
１８  弾性体（Ｏリング）
１９  シール
２０  潤滑剤
２１  内輪の内周部
２３  内輪端
３１  外輪の外周部
３２  外周溝
３３  外輪端
【図１】
2007076500.tif 000003
【図２】
2007076500.tif 000004
【図３】
2007076500.tif 000005