JP2001294156A - 車輪と車軸の組立て体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両が曲線区間のレール上を走行する時に車
輪のきしみ、滑り等を発生することなく、更にはこれが
原因で車輪のフランジがレールにこすれてせり上がりに
よる乗り上がり現象を起こすことなく、スムーズ且つ安
全に通過することができる実際の鉄道車両若しくは鉄道
模型車両における車輪と車軸の組立て体を提供するこ
と。 【解決手段】 左右に分割された２つの車軸部１１ａ、
１１ｂを、それぞれが独立して回転し得るように連結軸
受体１２で結合して１つの車軸１１とされ、輪体１３
ａ、１４ａの一側部にフランジ１３ｂ、１４ｂが設けら
れた鉄道車両用の車輪１３、１４を車軸１１の左右両端
部にそれぞれ取り付けて構成された車輪と車軸の組立て
体であって、実際の鉄道車両又は鉄道模型車両に使用さ
れることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は車輪と車軸の組立
て体に関し、詳しくは例えば実際の鉄道車両又は鉄道模
型車両における台車に回転可能に支持されている車輪と
車軸の組立て体、即ち１本の車軸の両端にそれぞれ左右
の車輪が取り付けられた組立て体に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２及び図３には、実際の鉄道車両にお
ける従来の車輪と車軸の組立て体１が示されている。従
来の車輪と車軸の組立て体１は、通常、１本の車軸２の
両端に左右の車輪３が固定されて構成されている。左右
の車輪３は、それぞれ所定の幅の周面を備える輪体３ａ
とその内側に形成されたフランジ３ｂとから構成されて
いる。

【０００３】輪体３ａの周面は、車輪３がレール４（図
４及び図５）上を走行する時の踏面であり、またフラン
ジ３ｂは、輪体３ａがレール上を走行している時の脱輪
防止のために設けられている。このような車輪と車軸の
組立て体１は、一般に、台車に設けられた軸箱が車軸２
を軸受する位置によって内軸箱式と外軸箱式とに大別さ
れている。

【０００４】内軸箱式とは、台車に設けられた軸箱が図
２において影線で示される位置５即ち車輪３の内側で車
軸２を軸受するタイプで、この形式は主に蒸気機関車等
における車輪と車軸の組立て体に採用されている。ま
た、外軸箱式とは、台車に設けられた軸箱が図３におい
て影線で示される位置５即ち車輪３の外側で車軸２の端
部を軸受するタイプで、この形式は主に旅客車や貨車等
における車輪と車軸の組立て体に採用されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の車輪と車軸の組立て体１では、左右の車
輪３が１本の車軸２の両端に固定されていることから、
直線区間のレール４上を走行する場合は勿論のこと、曲
線区間のレール４上を走行する場合でも内側車輪と外側
車輪の回転数は同じとなる。

【０００６】そのため、特に、車両が曲線区間のレール
４上を走行する時に種々の問題を発生していた。すなわ
ち、例えば図５に示されるように車両が曲線区間のレー
ル４上を走行する時には内側レール４ａを走行する車輪
３は内輪差の関係で外側レール４ｂを走行する車輪３よ
りも少ない回転数で回転しなくてはならない。

【０００７】しかし、実際には、前述したように左右の
車輪３は、１本の車軸２で連結され、常に同じ回転数で
回転している。そのため、曲線区間のレール４上を車両
が走行する時にきしみ、滑り等が発生することがあっ
た。ただし、従来の車輪には、比較的に大きな曲率の曲
線区間を走行する場合に、車輪と車軸の組立て体が自然
にカーブ方向に曲がるように工夫が施されてはいる。

【０００８】この点について簡単に説明すると、鉄道車
両における車輪３は、輪体３ａの踏面にテーパーが付け
られている。すなわち、従来の車輪３の輪体３ａは、円
錐体の一部をその中心軸線に対して直交する方向に輪切
りにしたような形に形成されている。従って、円錐体を
転がした時と同じように、一回転する時（言い換えれ
ば、単位時間では）直径の大きい側が長い距離を移動す
ることになる。

【０００９】比較的に大きな曲率の曲線区間では、外側
のレールが内側のレールより僅かに高く敷設され、その
ため車両がこの曲線区間を通過する時には内側に傾く。
そして、車両に加わる遠心力によって外側のレール上を
走行する車輪はフランジに近い大径の踏面がレール上を
走行する。

【００１０】他方、内側のレールを走行する車輪は、そ
の踏面の全幅がレール上面に密着して回転するため、円
錐体を転がした時のような状態となり、その結果車輪と
車軸の組立て体は、自然とカーブ方向にその向きを変え
ながら進行し、これにより車両はスムーズにカーブを高
速で走行することができるのである。

【００１１】しかし、都市部の地下鉄のように、地上道
路に沿って路線が建設されている場合には、非常に曲率
半径の小さな曲線区間が存在する。このような曲線区間
では、前述したような車輪の輪体踏面に形成されたテー
パーによって自然に発生する方向変更力では間に合わ
ず、その結果図５からも明らかなように外側の車輪３の
フランジ３ｂが外側レール４ｂの側面に強く当たって摩
擦抵抗が高まり、その結果せり上り現象が生じて、脱線
を起こす危険性があった。

【００１２】そのようなことから、曲率半径が規定以下
の曲線区間では、図４に示されるように車輪の脱線を防
止するため、特にカーブに対して内側レール４ａの内側
にガード即ち護輪軌条６を設けることになっている。し
かしながら、このような護輪軌条６が設けられていない
比較的に緩やかな曲率の曲線区間でも、他の要因が加わ
った、いわゆる競合脱線を起こす危険性は完全に解消さ
れてはいない。

【００１３】このような曲線区間での脱線の本来的な原
因は、左右の車輪が１本の車軸に固定され、基本的に同
じ回転数で回転するようになっていることにあり、も
し、独立して回転し得るようになっていればほとんど起
こらない、と考えられる。しかし、鉄道車両において車
輪と車軸の組立て体の構造は、輪体の踏面がテーパー状
になっていてカーブ走行を補助しているためか、特に問
題視されることはなかった。

【００１４】この発明の目的は、かかる従来の問題点を
解決するためになされたもので、車両が曲線区間のレー
ル上を走行する時に車輪のきしみ、滑り等を発生するこ
となく、更にはこれが原因で車輪のフランジがレールに
こすれてせり上がりによる乗り上がり現象を起こすこと
なく、スムーズ且つ安全に通過することができる実際の
鉄道車両若しくは鉄道模型車両における車輪と車軸の組
立て体を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の車輪と車軸の
組立て体は、左右に分割された２つの車軸部を、それぞ
れが独立して回転し得るように連結軸受体で結合して１
つの車軸とされ、輪体の一側部にフランジが設けられた
鉄道車両用の車輪を前記車軸の左右両端部にそれぞれ取
り付けて構成されてなる、実際の鉄道車両に使用される
ことを特徴とする。

【００１６】また、この発明の車輪と車軸の組立て体で
は、これを鉄道模型車両において使用することもでき
る。更に、この発明の車輪と車軸の組立て体では、連結
軸受体がスリーブに２つの軸受をそれぞれ両側から嵌入
して取り付けて構成され、各車軸部の結合側端部がこの
連結軸受体の両側端からスリーブ内部に配置されている
各軸受のインナーレースに圧入して固定され、これによ
り各車軸部を結合したことを特徴とする。

【００１７】この発明の車輪と車軸の組立て体による
と、一端にそれぞれ左右の車輪を取り付けた２つの車軸
部の他端が、連結軸受体を介して連結されて１本の車軸
とされ、これにより左右の車輪が独立して回転するた
め、曲線区間のレール上を車両が走行する場合でも、各
車輪はそれぞれが走行するレールの長さに応じて適正な
回転をして走行する。

【００１８】このようなことから、車輪の滑りやきしみ
音の発生がなく、非常にスムーズに曲線区間の走行をす
ることができる。また、この発明の車輪と車軸の組立て
体では、曲線区間における曲率が比較的に小さい場合、
即ち急なカーブであっても左右の車輪がそれぞれ独立し
て回転するため、カーブに沿った車両の方向性が非常に
よくなる。

【００１９】これにより、車輪のフランジが外側レール
にこすれる度合いが軽減されて摩擦が低下し、せり上が
りなどの現象が起こり難く、その結果乗り上げなどによ
る脱線の危険性を低下させることができる。このような
車輪と車軸の組立て体は、実際の鉄道車両や鉄道模型車
両のいずれの場合でもほとんど同じであることから両方
の車両に同様に適用することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、この発明の車輪と車軸の組
立て体を図に示される実施形態について更に詳細に説明
する。図１にはこの発明の一実施形態に係る実際の鉄道
車両における車輪と車軸の組立て体１０が示されてい
る。図１に示される実施形態は、外軸箱式の、車輪と車
軸の組立て体１０である。

【００２１】この車輪と車軸の組立て体１０は、左右に
分割された２つの車軸部１１ａ、１１ｂを、それぞれが
独立して回転し得るように連結軸受体１２で結合した１
つの車軸１１を備えている。これら各車軸部１１ａ、１
１ｂの相互結合側端部とは反対側の端部にそれぞれ車輪
１３、１４が取り付けられている。

【００２２】これらの車輪１３、１４は、従来の実際の
鉄道車両若しくは鉄道模型車両における車輪とまったく
同じものであり、円錐体の一部を輪切りにしたような形
状の輪体１３ａ、１４ａと、この輪体１３ａ、１４ａの
一側面に設けられたフランジ１３ｂ、１４ｂから構成さ
れている。

【００２３】２つの車軸部１１ａ、１１ｂの結合側端部
を連結して１本の車軸１１に形成する連結軸受体１２
は、筒状体のスリーブ１５を備え、その軸方向ほぼ中間
部における内周面には左右の仕切り用として径方向内方
に張り出したフランジ部１６が形成されている。

【００２４】このスリーブ１５には、その両端部の開口
からそれぞれボール軸受１７、１８が圧入嵌合されて配
置されている。すなわち、各ボール軸受１７、１８のア
ウターレース１７ａ、１８ａの側面が仕切り用のフラン
ジ部１６の側面に当接するまでスリーブ１５の各開放端
から、当該アウターレース１７ａ、１８ａの外周面がス
リーブの内周面に緊密に嵌め合わせられるように挿入さ
れて取付けられる。

【００２５】他方、各車軸部１１ａ、１１ｂの結合側端
部は、スリーブ１５に圧入嵌合された各ボール軸受１
７、１８におけるインナーレース１７ｂ、１８ｂに緊密
に嵌め込み可能な軸径と嵌め込み長さとに形成され、こ
れによりこの結合側端部は各ボール軸受１７、１８のイ
ンナーレース１７ｂ、１８ｂに圧入嵌合されている。

【００２６】このようにして各車軸部１１ａ、１１ｂは
一軸線上に並んで相互に結合され、その結果、左右端に
それぞれ車輪１３、１４を取り付けた１本の車軸１１と
して機能する。このようにして構成された車輪と車軸の
組立て体１０は、従来と同様に台車に取り付けられる。

【００２７】前述した実施形態の車輪と車軸の組立て体
１０では、外軸箱式であるので、台車に取り付けられた
軸箱は、車輪と車軸の組立て体１０における各車輪の外
側に突出している車軸の端部（図１に影線で示される位
置５）を軸受して支持する。

【００２８】このように構成された車輪と車軸の組立て
体１０によると、左右の車輪１３、１４をそれぞれ一端
に取り付けた２つの車軸部１１ａ、１１ｂの他端が、連
結軸受体１２を介して連結されて１本の車軸１１とされ
ていることにより、左右の車輪１３、１４が独立して回
転する。そのため、曲線区間のレール上を車両が走行す
る場合でも、各車輪１３、１４はそれぞれが走行するレ
ールの長さに応じて適正な回転をして走行する。

【００２９】このようなことから、車輪１３、１４のレ
ールに対する滑りやきしみ音の発生がなく、非常にスム
ーズに曲線区間の走行をすることができる。また、この
実施形態に係る車輪と車軸の組立て体１０では、曲線区
間における曲率が比較的に小さい場合、即ち急なカーブ
であっても左右の車輪１３、１４がそれぞれ独立して回
転するため、台車の方向性がカーブに常に沿い、その結
果車両の方向性が非常によくなる。

【００３０】これにより、車輪１３、１４のフランジ１
３ｂ、１４ｂが外側レールにこすれる度合いが軽減され
て摩擦が低下し、せり上がりなどの現象が起こり難く、
その結果乗り上げなどによる脱線の危険性を低下させる
ことができる。このような車輪と車軸の組立て体は、実
際の鉄道車両や鉄道模型車両のいずれの場合でもほとん
ど同じであることから両方の車両に同様に適用すること
ができる。

【００３１】前述した実施形態の車輪と車軸の組立て体
では、連結軸受体の内部にボール軸受を配置した例につ
いてのものであったが、この発明ではボール軸受に限定
されず、例えばローラ軸受又はプレーン軸受など、２つ
の車軸部の端部をスリーブ内で軸受できる公知のあらゆ
る軸受を使用することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の車輪と
車軸の組立て体によれば、一端にそれぞれ左右の車輪を
取り付けた２つの車軸部の他端が、連結軸受体を介して
連結されて１本の車軸とされ、これにより左右の車輪が
独立して回転するため、曲線区間のレール上を車両が走
行する場合でも、各車輪はそれぞれが走行するレールの
長さに応じて適正な回転をして走行する。

【００３３】このことから、車輪の滑りやきしみ音の発
生がなく、非常にスムーズに曲線区間の走行をすること
ができる。また、この発明の車輪と車軸の組立て体で
は、曲線区間における曲率が比較的に小さい場合、即ち
急なカーブであっても左右の車輪がそれぞれ独立して回
転するため、カーブに沿った車両の方向性が非常によく
なる。

【００３４】これにより、車輪のフランジが外側レール
にこすれる度合いが軽減されて摩擦が低下し、せり上が
りなどの現象が起こり難く、その結果乗り上げなどによ
る脱線の危険性を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る鉄道車両用の車輪
と車軸の組立て体を示す正面図である。

【図２】従来の鉄道車両用の車輪と車軸の組立て体の一
例を示す正面図である。

【図３】従来の鉄道車両用の車輪と車軸の組立て体の別
な例を示す正面図である。

【図４】鉄道線路において曲線区間に護輪軌条を設けた
レール上を走行する状態の従来の車輪と車軸の組立て体
を概略的に示す構成説明図である。

【図５】鉄道線路において曲線区間を車両が走行する際
の車輪と車軸の組立て体の状態を概略的に示す構成説明
図である。

【符号の説明】

１０ 車輪と車軸の組立て体 １１ 車軸 １１ａ 車軸部 １１ｂ 車軸部 １２ 連結軸受体 １３ 車輪 １３ａ 輪体 １３ｂ フランジ １４ 車輪 １４ａ 輪体 １４ｂ フランジ １５ スリーブ １６ 仕切り用のフランジ部 １７ ボール軸受 １７ａ アウターレース １７ｂ インナーレース １８ ボール軸受 １８ａ アウターレース １８ｂ インナーレース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右に分割された２つの車軸部を、それ
   ぞれが独立して回転し得るように連結軸受体で結合して
   １つの車軸とされ、輪体の一側部にフランジが設けられ
   た鉄道車両用の車輪を前記車軸の左右両端部にそれぞれ
   取り付けて構成されてなる、実際の鉄道車両に使用され
   ることを特徴とする車輪と車軸の組立て体。
2. 【請求項２】 左右に分割された２つの車軸部を、それ
   ぞれが独立して回転し得るように連結軸受体で結合して
   １つの車軸とされ、輪体一側部にフランジが設けられた
   鉄道車両用の車輪を前記車軸の左右両端部にそれぞれ取
   り付けて構成されてなる、鉄道模型車両に使用されるこ
   とを特徴とする車輪と車軸の組立て体。
3. 【請求項３】 前記連結軸受体がスリーブに２つの軸受
   をそれぞれ両側から嵌入して取り付けて構成され、前記
   各車軸部の結合側端部が前記連結軸受体の両側端から前
   記スリーブの内部に配置されている各軸受のインナーレ
   ースに圧入して固定され、これにより前記各車軸部を結
   合したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪と
   車軸の組立て体。