(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする方法において、
前記一対の加工装置に設けられた一対の移動体の少なくとも一方の前記移動体と、前記車輪部を支持して昇降させるための昇降装置とを同期制御して接近させ、前記一対の移動体にそれぞれ設けられた計測手段で前記車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算し、
この直径差に基づいて、前記一方の車輪部の心出しを行ったのち前記他方の車輪部を移動させてこの他方の車輪部の心出しを行うことにより、
前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にしたことを特徴とする車輪旋盤における鉄道車両用車輪の心出し方法。
【請求項２】
対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする方法において、
前記一対の加工装置に設けられた一対の移動体のうち一方の前記移動体と、前記車輪部を支持して昇降させるための昇降装置とを同期制御して接近させ、前記一対の移動体にそれぞれ設けられた計測手段で前記一対の車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算し、
前記昇降装置の主リフターにより前記一方の車輪部の心出しを行った後、
前記主リフターの両側部に設けられ昇降移動自在に位置決めされる一対の補助リフターのうち一方の前記補助リフターの位置を、前記直径差に基づいて制御して前記他方の車輪部の心出しを行うことにより、
前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にしたことを特徴とする車輪旋盤における鉄道車両用車輪の心出し方法。
【請求項３】
対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする方法において、
前記一対の加工装置に設けられた一対の移動体と、主リフターおよびこの主リフターの一方の側部に設けられ昇降移動自在に位置決めされる補助リフターにより前記車輪部を支持して昇降させるための昇降装置とを同期制御して接近させ、前記一対の移動体にそれぞれ設けられた計測手段で前記一対の車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算するとともに前記主リフターにより前記一方の車輪部の心出しを行った後、
前記補助リフターの位置を前記直径差に基づいて制御して前記他方の車輪部の心出しを行うことにより、
前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にしたことを特徴とする車輪旋盤における鉄道車両用車輪の心出し方法。
【請求項４】
対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする装置において、
前記一対の加工装置に設けられて計測手段を有する一対の移動体と、
主リフターの両側部に昇降移動自在に設けられた一対の補助リフターにより、前記一対の車輪部をそれぞれ支持して位置決めするための昇降装置と、
一方の前記移動体と前記昇降装置とを同期制御して接近させ、前記計測手段で前記一対の車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算する制御部とを備え、
前記主リフターにより前記一方の車輪部の心出しを行った後、
前記一対の補助リフターのうち一方の前記補助リフターの位置を前記制御部で前記直径差に基づいて制御して前記他方の車輪部の心出しを行うことにより、
前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にしたことを特徴とする車輪旋盤における鉄道車両用車輪の心出し装置。
【請求項５】
対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする装置において、
前記一対の加工装置に設けられて計測手段を有する一対の移動体と、
主リフターの一方の側部に設けられた補助リフターが昇降移動自在に位置決めされ、前記主リフターおよび前記補助リフターにより前記一対の車輪部をそれぞれ支持して昇降させるための昇降装置と、
前記移動体と前記昇降装置とを同期制御して接近させ、前記計測手段で前記一対の車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算する制御部とを備え、
前記主リフターにより前記一方の車輪部の心出しを行った後、
前記補助リフターの位置を前記制御部で前記直径差に基づいて制御して前記他方の車輪部の心出しを行うことにより、
前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にしたことを特徴とする車輪旋盤における鉄道車両用車輪の心出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪旋盤における鉄道車両用車輪（以下、車輪と記載）を心出しする方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の鉄道車両の高速化，経済規模の拡大に伴う貨物輸送量の増加，都市部における通勤地獄解消のための客車の数の増加などにより、鉄道車両とその車輪は多くの場面で酷使されている。
その結果、鉄道車両工場で行われている車輪の整備は、従来にも増して自動化を進め高能率化することが要求されている。
【０００３】
車輪には狭軌用から広軌用まで各種のものがあり、その直径もたとえば約６００ｍｍから約１２００ｍｍまである。車輪は鋼製であり、鉄道車両が走行することにより、線路との接触による摩耗や剥離現象，鉄道車両の発進や停止による摩耗，および線路の継ぎ目の衝撃などによって次第に変形していく。車輪の踏面（線路と接触する外周面）の変形は、騒音を大きくし乗り心地を悪くする。
したがって、車輪がある程度変形したら、車輪旋盤により車輪の外周を再切削加工して所定の形状にし、再び車輪として復元しなければならない。なお、車輪旋盤で車輪を切削加工することを「削正」ともいう。
【０００４】
車輪旋盤は、対向配置された一対の加工装置を有しており、この加工装置で車輪の左右の車輪部を切削加工する際に車輪を支持するために、車輪旋盤には車輪を昇降させ、かつ心出し（センタリング）するリフターが設けられている。
このリフターは、一対の加工装置の間に配置されており、一台のサーボモータにより昇降動作を行っている。一つの車輪に関して両方の車輪部がほぼ同じ直径であれば、車輪の車軸の軸線は常にほぼ水平方向を向いているので、リフターで車輪を持ち上げて所定位置に位置決めすれば、車輪の心出しができる。
特開平８−２６７３０２号公報には、車輪旋盤において、左右の車輪部の直径がほぼ等しい場合の自動心出し方法（検芯方法）およびその装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車輪部の損耗が進み、踏面の直径が修正削り（削正）の限界に達すると、車軸を残して両方の車輪部を交換することになる。
両車輪部は、新品で同じ踏面直径のものに交換するのが一般的であるが、時には、保管してある中古の車輪部の中から、車軸の軸径に合うものを選んで交換することがある。
この場合、なるべく踏面直径の近い車輪部を選択するのであるが、どうしても１０〜１５ｍｍ程度の直径差が生じてしまうことがある。
【０００６】
このような、車輪部に直径差がある車輪を車輪旋盤で切削加工する場合に、従来のリフターで車輪をそのまま持ち上げると、車輪の車軸軸線が傾いた状態になる。
両車輪部に１０〜１５ｍｍ程度の直径差があっても、センタ部材を車軸の両端のセンタ穴に強引に押し込むことで、車軸軸線は見かけ上は水平になるので自動での切削は可能であるが、踏面の加工精度が低下する恐れがあった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、鉄道車両用車輪の一対の車輪部に大きな直径差がある場合に、車輪の車軸の中心軸線を加工装置の主軸の中心軸線に自動的に合わせて心出しすることができる車輪旋盤における鉄道車両用車輪の心出し方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる車輪旋盤における鉄道車両用車輪の心出し方法は、対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする方法において、前記一対の加工装置に設けられた一対の移動体の少なくとも一方の前記移動体と、前記車輪部を支持して昇降させるための昇降装置とを同期制御して接近させ、前記一対の移動体にそれぞれ設けられた計測手段で前記車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算し、この直径差に基づいて、前記一方の車輪部の心出しを行ったのち前記他方の車輪部を移動させてこの他方の車輪部の心出しを行うことにより、前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にした。
【０００９】
本発明の心出し方法は、対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする方法において、前記一対の加工装置に設けられた一対の移動体のうち一方の前記移動体と、前記車輪部を支持して昇降させるための昇降装置とを同期制御して接近させ、前記一対の移動体にそれぞれ設けられた計測手段で前記一対の車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算し、前記昇降装置の主リフターにより前記一方の車輪部の心出しを行った後、前記主リフターの両側部に設けられ昇降移動自在に位置決めされる一対の補助リフターのうち一方の前記補助リフターの位置を、前記直径差に基づいて制御して前記他方の車輪部の心出しを行うことにより、前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にするのが好ましい。
【００１０】
なお、心出し方法は、対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする方法において、前記一対の加工装置に設けられた一対の移動体と、主リフターおよびこの主リフターの一方の側部に設けられ昇降移動自在に位置決めされる補助リフターにより前記車輪部を支持して昇降させるための昇降装置とを同期制御して接近させ、前記一対の移動体にそれぞれ設けられた計測手段で前記一対の車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算するとともに前記主リフターにより前記一方の車輪部の心出しを行った後、前記補助リフターの位置を前記直径差に基づいて制御して前記他方の車輪部の心出しを行うことにより、前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にしてもよい。
【００１１】
上述の各心出し方法において、前記一方の車輪部と前記他方の車輪部との直径差を演算する時点までは、前記車輪を支持する左右の前記リフターを同一高さで維持している。これにより、前記車輪が直径差以上に左右に大きく傾くことがないようにしている。
【００１２】
前記方法を実施する上で好適な車輪旋盤における鉄道車両用車輪の心出し装置は、対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする装置において、前記一対の加工装置に設けられて計測手段を有する一対の移動体と、主リフターの両側部に昇降移動自在に設けられた一対の補助リフターにより、前記一対の車輪部をそれぞれ支持して位置決めするための昇降装置と、一方の前記移動体と前記昇降装置とを同期制御して接近させ、前記計測手段で前記一対の車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算する制御部とを備え、前記主リフターにより前記一方の車輪部の心出しを行った後、前記一対の補助リフターのうち一方の前記補助リフターの位置を前記制御部で前記直径差に基づいて制御して前記他方の車輪部の心出しを行うことにより、前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にした。
【００１３】
なお、本発明の心出し装置は、対向配置された一対の加工装置により鉄道車両用車輪の一対の車輪部を切削加工する車輪旋盤における前記車輪を心出しする装置において、前記一対の加工装置に設けられて計測手段を有する一対の移動体と、主リフターの一方の側部に設けられた補助リフターが昇降移動自在に位置決めされ、前記主リフターおよび前記補助リフターにより前記一対の車輪部をそれぞれ支持して昇降させるための昇降装置と、前記移動体と前記昇降装置とを同期制御して接近させ、前記計測手段で前記一対の車輪部を計測することにより一方の前記車輪部と他方の前記車輪部との直径差を演算する制御部とを備え、前記主リフターにより前記一方の車輪部の心出しを行った後、記補助リフターの位置を前記制御部で前記直径差に基づいて制御して前記他方の車輪部の心出しを行うことにより、前記直径差のある前記車輪の心出しを可能にしてもよい。
【００１４】
上述の各心出し装置において、前記一方の車輪部と前記他方の車輪部との直径差を演算する時点までは、前記車輪を支持する左右の前記リフターを同一高さで維持している。これにより、前記車輪が直径差以上に左右に大きく傾くことがないようにしている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態の一例を図１から図６を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１から図４は本発明の第１の実施形態を示す図である。図１は車輪の心出し装置を含む車輪旋盤の一部を示す正面図、図２は心出し装置の昇降装置の平面図、図３は左側の車輪部の直径が小さい車輪を心出し（センタリング）する手順を示す説明図、図４は右側の車輪部の直径が小さい車輪を心出しする手順を示す説明図である。
【００１６】
図１および図２において、長時間の走行により変形し鉄道車両から取外された車輪（鉄道車両用車輪）１は、所定の形状に復元するために車輪旋盤２により切削加工される。
車輪旋盤２は、数値制御装置（以下、ＮＣ装置と記載）により数値制御される。ＮＣ装置は、車輪１を心出しして切削加工するためのＮＣ加工プログラムを加工プログラムメモリに記憶させておき、切削作業をする場合には、必要なＮＣ加工プログラムを加工プログラムメモリから呼び出して車輪旋盤２の加工動作を制御する。
【００１７】
車輪旋盤２は、対向配置された一対の加工装置６ａ，６ｂにより、車輪１の一対の車輪部７ａ，７ｂをほぼ同時に切削加工する。
一対の加工装置６ａ，６ｂは、加工位置にある車輪１の車軸３の中心軸線Ｃ１ と平行な方向（たとえば、図１における左右方向であり、Ｚ軸方向）に左右対称に並設されており、左右の主軸台４ａ，４ｂと左右の移動体としての刃物台５ａ，５ｂとを有している。なお、加工装置に設けられた移動体は刃物台以外のものであってもよい。
【００１８】
図示する車輪旋盤２は、車輪１が中央部を通り抜ける門形構造タイプの車輪旋盤である。このタイプの車輪旋盤２では、ベッド（図示せず）が床面に埋設され、門形のコラム（図示せず）がベッドに立設され、加工装置６ａ，６ｂはベッドとコラムに取付けられている。
一対の搬送用レール１２が、昇降装置１０のベース８に取付けられている。車輪１は、この搬送用レール１２により搬入方向から搬出方向に向かって車輪旋盤２に対して搬入，搬出される。
【００１９】
左主軸台４ａ，右主軸台４ｂは、ベッドの上面にＺ軸方向に移動可能に対向配置されている。左右の主軸台４ａ，４ｂには、主軸が回転可能にそれぞれ軸支されており、左主軸台４ａの主軸の中心軸線Ｃ２ と右主軸台４ｂの主軸の中心軸線Ｃ２ は、同一直線上にあってＺ軸と平行になっている。
左右の主軸台４ａ，４ｂの間には、昇降装置１０がベッド上に設けられている。昇降装置１０は、ＮＣ装置の制御部１１に制御されて、車輪１を上下方向（Ｚ軸と直交するＸ軸と平行な方向）に昇降させ、かつ心出しする。
【００２０】
左主軸台４ａと右主軸台４ｂには、左面板１３ａと右面板１３ｂがそれぞれ設けられている。左右の面板１３ａ，１３ｂは、左主軸台４ａと右主軸台４ｂに軸支された前記主軸を介して、左右一対の主軸駆動モータ（図示せず）によって駆動されてそれぞれ回転する。
車輪１に無理なねじれ力が加わらないように、左右の主軸および左面板１３ａ，右面板１３ｂは同期して回転するように制御されている。
左右の面板１３ａ，１３ｂの中心部には、車輪１の車軸３の左右両端面のセンタ穴１４ａ，１４ｂをそれぞれ係止するための左右のセンタ部材１５ａ，１５ｂが設けられている。左右のセンタ部材１５ａ，１５ｂは、駆動体（図示せず）によりＺ軸方向に進退移動可能になっている。
【００２１】
左右のセンタ部材１５ａ，１５ｂの半径方向外方の面板１３ａ，１３ｂには、左右の車輪部７ａ，７ｂに圧接して車輪１を駆動するためのジョー機構（図示せず）が設けられている。
左右のセンタ部材１５ａ，１５ｂが、車軸３のセンタ穴１４ａ，１４ｂをそれぞれ係止することにより、車輪１はセンタ部材１５ａ，１５ｂに支持される。ジョー機構で車輪部７ａ，７ｂを両側から挟持して主軸駆動モータを駆動すると、車輪１は、センタ部材１５ａ，１５ｂに支持された状態で左右の面板１３ａ，１３ｂと一体的に回転する。
【００２２】
左右の刃物台５ａ，５ｂは、加工位置にある車輪１の上方に位置して移動自在にコラムに取付けられており、左右対称な同一の構造を有している。刃物台５ａ，５ｂには複数の工具が放射状に取付けられている。
刃物台５ａ，５ｂは、Ｘ軸サーボモータ１６ａ，１６ｂとＺ軸サーボモータ（図示せず）により、Ｘ軸およびＺ軸方向の所要位置にそれぞれ移動して車輪部７ａ，７ｂを切削加工する。
車輪１が切削加工される加工領域は、ベッドおよびコラムに取付けられて開閉自在なスプラッシュガードにより遮蔽可能になっているので、切削加工により発生する切屑は機械周囲に飛散しない。
【００２３】
次に、車輪１を切削加工するために、車輪旋盤２に車輪１を心出ししてセットする心出し装置２０について説明する。
図１から図３に示すように、心出し装置２０は、一対の計測手段２１ａ，２１ｂを有する一対の刃物台５ａ，５ｂと、昇降装置１０と、心出し装置２０を制御する制御部１１とを備えている。
心出し装置２０は、左右の車輪部７ａ，７ｂに直径差のある車輪１であっても心出しができるような機能を有している。
【００２４】
左右の計測手段２１ａ，２１ｂには、たとえばタッチセンサが使用されており、タッチセンサの接触子２２ａ，２２ｂが車輪部７ａ，７ｂに接触した時に信号を出力する。
昇降装置１０は、昇降移動自在な主リフター２３と、主リフター２３の両側部に配置されて主リフター２３に昇降移動自在に設けられた一対の補助リフター２４ａ，２４ｂとを備えている。左右の補助リフター２４ａ，２４ｂは、それぞれ車輪部７ａ，７ｂを支持して位置決めするように昇降移動する。
【００２５】
ベース８はベッドに取付けられ、ベース８の側面９には、主リフター用スライド本体１７，１７が左右に設けられてＸ軸と平行な方向を向いている。主リフター２３の側面１８には、Ｘ軸と平行な方向に、一対の主リフター用ガイドレール２５，２５が取付けられている。
主リフター２３は、スライド本体１７，１７とこれに移動自在に係合する主リフター用ガイドレール２５，２５とを介して、ベース８に対してＸ軸方向に昇降移動自在に支持されている。スライド本体１７および主リフター用ガイドレール２５は、直動転がり案内を構成している。
なお、スライド本体１７を主リフター２３に取付け、ガイドレール２５をベース８に取付けてもよい。
【００２６】
ベース８には、ベース８に固定された支持部材２６を介して主リフター用サーボモータ２７が取付けられている。主リフター用サーボモータ２７の出力軸に設けられた歯付プーリ２８は、歯付ベルト２９を介して被駆動側の歯付プーリ２９ａに接続されている。歯付プーリ２９ａは、主リフター用ボールねじ３０のねじ軸３１に直結されている。
主リフター用サーボモータ２７の回転力は、歯付プーリ２８，歯付ベルト２９，歯付プーリ２９ａを介してねじ軸３１に伝達され、ねじ軸３１が中心軸線Ｂ１  まわりに正逆方向に回転する。
なお、主リフター用サーボモータ２７の出力軸とねじ軸３１を、直結または歯車列などによって連結して回転力を伝達してもよい。
【００２７】
主リフター２３にはブラケット３９が固定され、ブラケット３９にはナット３２が取付けられている。主リフター用ボールねじ３０のねじ軸３１がナット３２にねじ込まれている。
主リフター用サーボモータ２７に駆動されてねじ軸３１が回転すれば、ナット３２とブラケット３９を介して、主リフター２３がガイドレール２５とスライド本体１７に案内されてＸ軸方向に昇降移動する。
【００２８】
主リフター２３の両側部の前面（または、側面）には、一対の補助リフター用ガイドレール３３，３３がＸ軸と平行に取付けられている。補助リフター２４ａ，２４ｂには、スライド本体３４，３４がＸ軸と平行に取付けられている。
補助リフター２４ａ，２４ｂは、補助リフター用ガイドレール３３，３３とこれに移動自在に係合するスライド本体３４，３４とを介して、主リフター２３に対してＸ軸方向に昇降移動自在に支持されている。
補助リフター用ガイドレール３３およびスライド本体３４は直動転がり案内を構成している。
【００２９】
補助リフター２４ａ，２４ｂの下部は、主リフター２３の両側にそれぞれ取付けられた昇降駆動源としての流体圧シリンダ３５ａ，３５ｂのピストンロッド上端にそれぞれ連結されている。
流体圧シリンダ３５ａ，３５ｂには、圧力油を用いた油圧シリンダが使用されているが、昇降駆動源には、他の流体圧を使用するシリンダ、または電動モータなどを使用してもよい。
【００３０】
左の補助リフター２４ａの上部には、車輪部７ａのフランジ部３８ａを支持するガイド４３ａ，４４ａが設けられている。右の補助リフター２４ｂの上部には、車輪部７ｂのフランジ部３８ｂを支持するガイド４３ｂ，４４ｂが設けられている。
ガイド４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂは、車輪部７ａ，７ｂが車軸中心軸線Ｃ１  方向に関して動かないように規制している。
【００３１】
制御部１１は、刃物台５ａ，５ｂと昇降装置１０とを同期制御して接近させ、計測手段で車輪部を計測することにより一方の車輪部と他方の車輪部との直径差Ｄを演算している。
すなわち、少なくとも一方の刃物台（たとえば、右刃物台５ｂ）と主リフター２３とは、一方の刃物台のＸ軸用サーボモータと主リフター用サーボモータ２７を制御部１１で制御することにより、主軸の中心軸線Ｃ２ を中心として同期して互いに接近，離反するようになっている。
【００３２】
左右の車輪部７ａ，７ｂの直径がほぼ同じ車輪１の場合、主リフター２３に対して左右の補助リフター２４ａ，２４ｂを最も下方に位置決めする。車輪部７ａ，７ｂを左右の補助リフター２４ａ，２４ｂで支持した状態で、右刃物台５ｂと昇降装置１０とを制御部１１により同期制御して互いに接近させる。
右のタッチセンサ２１ｂの接触子２２ｂが、右側の車輪部７ｂのフランジ部３８ｂの頂点に接触した時に、車輪１の車軸中心軸線Ｃ１ が右主軸台４ｂの主軸中心軸線Ｃ２ にほぼ一致するようになっている。これにより、車軸３の右のセンタ穴１４ｂが、右のセンタ部材１５ｂに対向して心出しされる。
【００３３】
この場合、車輪１の左右の車輪部７ａ，７ｂの直径がほぼ同じなので、車輪１の車軸中心軸線Ｃ１ は常にＺ軸と平行（すなわち、水平方向）な姿勢を保っている。
その結果、車軸３の右側が心出しされれば、車軸３の左側のセンタ穴１４ａも左のセンタ部材１５ａに対向して心出しされるので、車輪１の心出しは容易になされる。
【００３４】
ところが、図３（Ａ）に示すように、左側の車輪部７ａの直径Ｄ１ と右側の車輪部７ｂの直径Ｄ２ とが大きく異なっている場合には、補助リフター２４ａ，２４ｂを同一高さにして車輪１を支持すると、車軸３が傾いた状態になる。
そのため、たとえば右側の車輪部７ｂの車軸中心軸線Ｃ１ を、右主軸台４ｂの主軸中心軸線Ｃ２ にほぼ一致させても、左側の車輪部７ａの車軸中心軸線Ｃ１ は、左主軸台４ａの主軸中心軸線Ｃ２ に一致しない。
【００３５】
そこで、本実施形態では、一対の刃物台５ａ，５ｂのうち一方の刃物台と昇降装置１０とを同期制御して接近させ、刃物台５ａ，５ｂにそれぞれ設けられたタッチセンサ２１ａ，２１ｂで車輪部７ａ，７ｂを計測することにより一方の車輪部７ｂと他方の車輪部７ａとの直径差Ｄを制御部１１で演算する。
なお、刃物台５ａ，５ｂとは別体でＸ，Ｚ軸方向に移動する一対の移動体に、タッチセンサ２１ａ，２１ｂをそれぞれ取付け、このタッチセンサ２１ａ，２１ｂが付いた移動体を昇降装置１０と同期制御してもよい。
そして、主リフター２３により一方の車輪部の心出しを行った後、一対の補助リフター２４ａ，２４ｂのうち一方の補助リフターの位置を、制御部１１で直径差Ｄ（Ｄ＝Ｄ２ −Ｄ１ ，またはＤ＝Ｄ１ −Ｄ２ ）に基づいて制御して他方の車輪部の心出しを行うことにより、直径差Ｄのある車輪１の心出しを可能にしている。
また、本実施形態では、左側の車輪部７ａと右側の車輪部７ｂとの直径差Ｄを演算する時点までは、車輪１を支持する左右の補助リフター２４ａ，２４ｂを同一高さで維持しているので、車輪１が直径差Ｄ以上に左右に大きく傾くことはない。
【００３６】
次に、図３に示すように、左側の車輪部７ａの直径Ｄ１ が右側の車輪部７ｂの直径Ｄ２ より小さい車輪１を心出しする手順について説明する。
切削加工作業を始める時は、まず最初に、刃物台５ａ，５ｂが所定の退避位置にあり、主軸台４ａ，４ｂも所定の退避位置にあることを確認する。これにより、搬入される車輪１と、刃物台５ａ，５ｂのバイトや工具等とが干渉することを防止し、また、車輪１と、主軸台４ａ，４ｂのセンタ部材１５ａ，１５ｂ等とが干渉することを防止している。
【００３７】
次いで、搬送用レール１２上を搬送されてきた未加工の車輪１を心出し装置２０で心出しする。この場合、主リフター２３と補助リフター２４ａ，２４ｂは下方の退避位置に退避している。
車輪１が搬送用レール１２上を転がって昇降装置１０上にセットされると、制御部１１からの出力指令により主リフター用サーボモータ２７が駆動され、主リフター用ボールねじ３０を介して主リフター２３がＸ軸方向に上昇する。
補助リフター２４ａ，２４ｂも主リフター２３と一体的に上昇し、ガイド４３ａ，４４ａ，４３ｂ，４４ｂでフランジ部３８ａ，３８ｂを支持した状態で、車輪１を持ち上げる。このとき、車輪１を支持する左右の補助リフター２４ａ，２４ｂを同一高さで維持しているので、車輪１が直径差Ｄ以上に左右に大きく傾くことはない。
【００３８】
制御部１１は、主リフター用サーボモータ２７と右刃物台５ｂのＸ軸用サーボモータ１６ｂとを同期制御しているので、主リフター２３，左右の補助リフター２４ａ，２４ｂと、右刃物台５ｂとは同期制御されて、図３（Ａ）の矢印Ｆに示すように互いに接近する。
右刃物台５ｂの同期制御は、接触子２２ｂの下面と主軸中心軸線Ｃ２  との間のＸ軸方向の距離が、右側のガイド部４３ｂの上面と主軸中心軸線Ｃ２  との間のＸ軸方向の距離と同一になるまで、先行して右刃物台５ｂをＸ軸方向に移動させた後に行う。
【００３９】
やがて、右刃物台５ｂに設けられたタッチセンサ２１ｂの接触子２２ｂが、右側の車輪部７ｂのフランジ部頂点に接触すると、タッチセンサ２１ｂは信号を出力する。
同期制御により接触子２２ｂが右側の車輪部７ｂに接触している状態では、この車輪部７ｂの車軸中心軸線Ｃ１ は、右側のセンタ部材１５ｂの中心位置にほぼ一致して心出しがなされている。
制御部１１は、タッチセンサ２１ｂの信号に基づいて、主リフター用サーボモータ２７と右刃物台５ｂのＸ軸用サーボモータ１６ｂとを停止するとともに、この時の右刃物台５ｂのＸ軸方向の位置（たとえば、接触子２２ｂの下面の高さ位置Ｌ１ ）を検出し記憶しておく。
この接触子２２ｂの高さ位置Ｌ１ は、右側の車輪部７ｂのフランジ部頂点の高さ位置に相当する。
【００４０】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、左刃物台５ａを、矢印Ｇに示すようにＸ軸方向に下降させる。左刃物台５ａに設けられた左のタッチセンサ２１ａの接触子２２ａが、左側の車輪部７ａのフランジ部頂点に接触すると、タッチセンサ２１ａは信号を出力する。
制御部１１は、左のタッチセンサ２１ａの信号に基づいて、左刃物台５ａの下降動作を停止させるとともに、この時のＸ軸方向の位置（たとえば、接触子２２ａの下面の高さ位置Ｌ２ ）を検出し記憶しておく。
この接触子２２ａの高さ位置Ｌ２ は、左側の車輪部７ａのフランジ部頂点の高さ位置に相当する。
車輪部の直径差のために、車輪１の車軸中心軸線Ｃ１ は左方向が低くなるように傾いているので、車軸中心軸線Ｃ１ と左のセンタ部材１５ａの中心位置とは一致していない。
【００４１】
制御部１１は、検出された左右のフランジ部頂点の高さ位置Ｌ２ ，Ｌ１ の差から、次式によって車輪部７ａ，７ｂの直径差Ｄを演算する。
Ｄ＝Ｌ１ −Ｌ２
この演算式により、直径差Ｄのほか、直径差Ｄの値の正，負により左右どちらの車輪部の直径が小さいかが判別できる。図３に示す例では、Ｌ１ ＞Ｌ２ であり、Ｄ＞０になるので左側の車輪部７ａの直径が小さいことが分かる。
【００４２】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、左刃物台５ａを、矢印Ｈに示すように、高さ位置Ｌ２ から直径差Ｄの半分（すなわち、半径差でありＤ／２）だけＸ軸方向に上昇させてこの所定位置で待機させる。
制御部１１からの信号により左の流体圧シリンダ３５ａを駆動して、図３（Ｄ）の矢印Ｊに示すように、左の補助リフター２４ａを上昇させる。左側の車輪部７ａのフランジ部頂点が接触子２２ａに接触すると、タッチセンサ２１ａが信号を出力する。
【００４３】
この信号に基づいて、左の流体圧シリンダ３５ａを停止して、左の補助リフター２４ａを停止させる。これにより、左側の車輪部７ａは、右側の車輪部７ｂより半径差（Ｄ／２）分だけ上方に持ち上げられるので、左側の車輪部７ａの車軸中心軸線Ｃ１ は、左のセンタ部材１５ａの中心位置にほぼ一致して心出しがなされる。
したがって、車軸中心軸線Ｃ１ は左右の主軸台４ａ，４ｂの主軸中心軸線Ｃ２ とほぼ一致して水平になり、車輪１の心出しが完了する。
【００４４】
次に、図４に示すように、右側の車輪部７ｂの直径Ｄ２ が小さい車輪１を心出しする手順について説明する。
最初に、図４（Ａ）の矢印Ｆに示すように、右刃物台５ｂと昇降装置１０とを同期制御して接近させ、タッタセンサ２１ｂを右側の車輪部７ｂのフランジ部頂点に接触させて、右側の車輪部７ｂの心出しを行う。この手順は前記図３（Ａ）の手順と同じである。
なお、左側の車輪部７ａと右側の車輪部７ｂとの直径差Ｄを演算する時点までは、車輪１を支持する左右の補助リフター２４ａ，２４ｂを同一高さで維持しているので、車輪１が直径差Ｄ以上に左右に大きく傾くことはない。
【００４５】
次に、図４（Ｂ）の矢印Ｇに示すように、左刃物台５ａを下降させて、タッチセンサ２１ａを左側の車輪部７ａのフランジ部頂点に接触させる。制御部１１は、タッチセンサ２１ａ，２１ｂから出力される信号により、左右の刃物台５ａ，５ｂの位置すなわちフランジ部頂点の高さ位置Ｌ２ ，Ｌ１ を検出する。
次いで、この高さ位置Ｌ１ ，Ｌ２ を前記演算式に代入して直径差Ｄを演算する。この場合には、左側の車輪部７ａの直径Ｄ１ の方が右側の車輪部７ｂの直径Ｄ２ より大きいので、Ｌ１ ＜Ｌ２ となって、直径差Ｄの値が負（Ｄ＜０）になり、右側の車輪部７ｂの直径Ｄ２ が小さいことが分かる。なお、直径差Ｄが負の時は、絶対値に変換しておくのが好ましい。
【００４６】
次に、図４（Ｃ）の矢印Ｋに示すように、主リフター２３を補助リフター２４ａ，２４ｂと一緒に半径差（すなわち、Ｄ／２）だけ下降させる。車輪１は全体的に半径差分だけ下降するので、左側の車輪部７ａの車軸中心軸線Ｃ１ が、左のセンタ部材１５ａの中心位置にほぼ一致して心出しがなされる。
この時、右刃物台５ｂは、図４（Ｂ）に示す位置（すなわち、タッチセンサ２１ｂが右側の車輪部７ｂを検出した高さ位置Ｌ１ ）にそのまま待機させておく。
【００４７】
次いで、右側の流体圧シリンダ３５ｂを駆動して、図４（Ｄ）の矢印Ｍに示すように、右の補助リフター２４ｂを上昇させる。右のタッチセンサ２１ｂが右側の車輪部７ｂのフランジ部頂点に接触して信号を出力すると、制御部１１はこの信号により流体圧シリンダ３５ｂを停止させて、右の補助リフター２４ｂを停止させる。
【００４８】
その結果、右側の車輪部７ｂは、右の補助リフター２４ｂにより半径差（Ｄ／２）分だけ持ち上げられるので、右側の車輪部７ｂの車軸中心軸線Ｃ１ は、右側のセンタ部材１５ｂの中心位置にほぼ一致して心出しがなされる。
これにより、車軸中心軸線Ｃ１ は左右の主軸台４ａ，４ｂの主軸中心軸線Ｃ２ とほぼ一致して水平になり、車輪１の心出しが完了する。
【００４９】
次に、車輪旋盤２の全体の動作について説明する。
床面上の搬送用レール上を転がって搬送されてきた車輪１を、搬入装置（図示せず）によって、自動的に車輪旋盤２の昇降装置１０の搬送用レール１２上に搬入する。
次いで、心出し装置２０で上述の手順により車輪１の心出しがなされると、左右のセンタ部材１５ａ，１５ｂにより車軸３のセンタ穴１４ａ，１４ｂを係止し、ジョー機構により車輪１を挟持する。その後、主リフター２３と補助リフター２４ａ，２４ｂを退避位置まで下降させる。
次いで、車輪部７ａ，７ｂの計測などを行った後、左右の主軸台４ａ，４ｂで車輪１を所定の回転数で回転させ、刃物台５ａ，５ｂをＸ軸，Ｚ軸方向に移動させることにより、両方の車輪部７ａ，７ｂをほぼ同時に切削加工する。
【００５０】
切削加工作業が完了すると、刃物台５ａ，５ｂを退避位置に退避させた後、昇降装置１０を駆動して主リフター２３，補助リフター２４ａ，２４ｂを上昇させる。
加工済みの車輪部７ａ，７ｂを補助リフター２４ａ，２４ｂ上に載せた状態で、センタ部材１５ａ，１５ｂおよびジョー機構を後退させる。
次いで、車輪１を載せた補助リフター２４ａ，２４ｂおよび主リフター２３を一体的に下降させ、車輪１を搬出装置（図示せず）により自動的に搬出位置に搬出する。その後、車輪１は、床面上の搬送用レール上に搬出されて車輪旋盤２から送り出される。
車輪１の搬入，心出し，切削加工，搬出までの一連の動作は、制御部１１などを有するＮＣ装置により自動的に制御される。このようにして切削加工することにより、車輪１は所定の形状に復元する。
【００５１】
本実施形態では、主リフター２３の両側部に補助リフター２４ａ，２４ｂを設けたので、左右のタッチセンサ２１ａ，２１ｂで検出された信号により、制御部１１で流体圧シリンダ３５ａ，３５ｂをそれぞれオン・オフ制御して、補助リフター２４ａ，２４ｂを昇降移動させればよい。したがって、心出しのための制御が簡単である。
また、一台のサーボモータによりリフターを昇降動作させていた従来の構造の車輪旋盤に補助リフターを付加すればよいので、制御軸数が増加せず、簡単な設計変更で本発明を実現できる。
【００５２】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態にかかる心出し装置４０の概略構成図である。
なお、第２，第３の実施形態において、第１の実施形態と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
図５に示すように、車輪１を心出しする心出し装置４０は、対向配置された一対の加工装置により車輪１の車輪部７ａ，７ｂを切削加工する車輪旋盤に設けられている。
【００５３】
心出し装置４０は、タッチセンサ２１ａ，２１ｂをそれぞれ有する一対の刃物台５ａ，５ｂと、主リフター４５の一方の側部に設けられた補助リフター４１が昇降移動自在に位置決めされ、補助リフター４１および主リフター４５により車輪部７ａ，７ｂをそれぞれ支持して昇降させるための昇降装置４２と、刃物台５ａ，５ｂと昇降装置４２とを同期制御して接近させ、タッチセンサ２１ａ，２１ｂで車輪部７ａ，７ｂを計測することにより一方の車輪部と他方の車輪部との直径差を演算する制御部１１とを備えている。
そして、主リフター４５により一方の車輪部の心出しを行った後、制御部１１で直径差に基づいてサーボモータ２７ａを制御することにより補助リフター４１を昇降移動させて、他方の車輪部の心出しを行うことにより、直径差のある車輪１の心出しを可能にしている。
【００５４】
この心出し装置４０による心出し方法は、刃物台５ａ，５ｂと昇降装置４２とを同期制御して接近させる。そして、タッチセンサ２１ａ，２１ｂで一対の車輪部を計測することにより、一方の車輪部と他方の車輪部との直径差Ｄを演算するとともに主リフター４５により一方の車輪部の心出しを行った後、補助リフター４１の位置を直径差に基づいて制御（すなわち、左側の車輪部７ａの直径が小さい場合には、補助リフター４１を半径差分だけ上昇させ、左側の車輪部７ａの直径が大きい場合には、半径差分だけ下降させる。）して他方の車輪部の心出しを行うことにより、直径差のある前記車輪の心出しを可能にしている。
また、この第２の実施形態では、左側の車輪部７ａと右側の車輪部７ｂとの直径差Ｄを演算する時点までは、車輪１を支持する左の補助リフター４１と右の主リフター４５を同一高さで維持しているので、車輪１が直径差Ｄ以上に左右に大きく傾くことはない。
【００５５】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態にかかる心出し装置５０の概略構成図である。
図６に示すように、心出し装置５０は、一対の刃物台５ａ，５ｂと、一対の車輪部７ａ，７ｂをそれぞれ支持して昇降させるための一対の主リフター５１ａ，５１ｂと、一方の刃物台５ａと一方の主リフター５１ａとを同期制御して接近させ、他方の刃物台５ｂと他方の主リフター５１ｂとを同期制御して接近させる制御部１１とを備えている。
主リフター５１ａ，５１ｂは、制御部１１からの指令により、サーボモータ５２ａ，５２ｂに駆動されてそれぞれ独立して昇降移動する。
そして、制御部１１により制御される両方の主リフター５１ａ，５１ｂで、一方の車輪部７ａと他方の車輪部７ｂの心出しを行うことにより、直径差のある車輪１の心出しを可能にしている。
【００５６】
この心出し装置５０による心出し方法は、一方の刃物台５ａと一方の主リフター５１ａとを同期制御して接近させ、他方の刃物台５ｂと他方の主リフター５１ｂとを同期制御して接近させ、両方の主リフター５１ａ，５１ｂで一方の車輪部７ａと他方の車輪部７ｂの心出しを行うことにより、直径差のある車輪１の心出しを可能にしている。
【００５７】
第１から第３の実施形態で説明したように、本発明によれば、すでに従来から刃物台５ａ，５ｂに設けられているタッチセンサ２１ａ，２１ｂなど計測手段を流用して車輪１の心出しができるので、心出しのための新たな計測手段を設ける必要がない。
未加工の車輪１の車輪部７ａ，７ｂにおける直径差の有無にかかわらず、車軸３の両端のセンタ穴１４ａ，１４ｂを、対向するセンタ部材１５ａ，１５ｂの中心位置に自動的に一致させることができる。
したがって、高精度な心出しを自動的に行って、車輪旋盤による車輪１の加工を自動化するとともに、踏面を精度よく加工することができる。
【００５８】
本発明の第１の実施形態では、ＮＣ軸数や同期軸数を増やさないで、直径差のある車輪の自動心出しを行うことができる。
なお、各実施形態では、車輪部の踏面の直径を計測せずにフランジ部頂点の高さ位置から直径差を演算する場合を示したが、両方の車輪部の踏面の直径を計測することにより直径差を演算してもよい。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので、鉄道車両用車輪の一対の車輪部に大きな直径差がある場合に、車輪の車軸中心軸線を加工装置の主軸の中心軸線に自動的に合わせて心出しすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１から図４は本発明の第１の実施形態を示す図で、図１は鉄道車両用車輪の心出し装置を含む車輪旋盤の一部を示す正面図である。
【図２】  前記心出し装置の昇降装置の平面図である。
【図３】  左側の車輪部の直径が小さい車輪を心出しする手順を示す説明図である。
【図４】  右側の車輪部の直径が小さい車輪を心出しする手順を示す説明図である。
【図５】  本発明の第２の実施形態にかかる心出し装置の概略構成図である。
【図６】  本発明の第３の実施形態にかかる心出し装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１    鉄道車両用車輪
２    車輪旋盤
３    車軸
５ａ，５ｂ    刃物台（移動体）
６ａ，６ｂ    加工装置
７ａ，７ｂ    車輪部
１０，４２      昇降装置
１１    制御部
２０，４０，５０    心出し装置
２１ａ，２１ｂ  タッチセンサ（計測手段）
２３    主リフター
２４ａ，２４ｂ，４１    補助リフター
４５，５１ａ，５１ｂ    主リフター
Ｄ      直径差
【図１】
0004107708.tif 000002
【図２】
0004107708.tif 000003
【図３】
0004107708.tif 000004
【図４】
0004107708.tif 000005
【図５】
0004107708.tif 000006
【図６】
0004107708.tif 000007