JP2002512143A - 改良された減衰特性を有する鉄道車両用車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 鉄道車両用車輪は、ハブ（２）およびフランジ（６）を有するタイヤ（３）を含み、該ハブおよびタイヤは、ディスク（１３）または多数のスポークにより相互に接続されている。タイヤ（３）は、鉄道車両用車輪と鉄道線路との接触から生じる振動を放散するための薄い粘弾性層を含む。前記粘弾性層は、円形でタイヤ（３）に同心である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、ハブおよびフランジを付与されたタイヤを含む鉄道車両用車輪であ
って、該ハブおよびタイヤは、ディスクまたは多数のスポークにより相互に接続
されている鉄道車両用車輪に関する。

【０００２】 使用の際、レールと鉄道車両用車輪の間の接触は、車輪軸に伝達される振動の
源を構成する。したがって、これら振動は、軸受に、また、最終的には、列車の
台車あるいは機関車の上部構造にも加えられる。これら振動は、乗客および列車
乗務員により不快なものとして感ぜられ、さらに、車輪および軸の鋼材の疲労が
、これら振動により悪化する場合もある。

【０００３】 US-A-5183306以来、ハブと車輪のタイヤの間に存在するゴム製リングを含む鉄
道車両用車輪は、既知である。前記リングは、半径方向横断面において、U字形
を有し、ゴム材料の半径方向の剪断応力を生じる。リングは、タイヤと同じオー
ダーの、大きな厚さを有する。

【０００４】 この既知の鉄道車両用車輪の欠点は、そのどちらかと言えば大きな半径方向の
弾性、および連接リングとボルトが別になった複雑な構造である。

【０００５】 本発明の目的は、改良された減衰特性を有する一方、その剛性を維持する鉄道
車両用車輪を提供することである。この目的は、タイヤが、鉄道線路との接触か
ら生じる振動を放散するための薄い粘弾性層を含むことで達成される。

【０００６】 本発明による鉄道用車輪においては、剪断応力下でエネルギーを放散する粘弾
性材料層が使用されている。したがって、特に、振動エネルギーは、層の厚さの
小ささにもかかわらず、急速に減衰する。前記厚さは、タイヤの厚さより小さな
オーダーの厚さである。

【０００７】 本発明によれば、粘弾性層は、円周（もしくは接線）方向における剪断応力下
で荷重が掛かり、その結果、ゴム層に所要の相対変位が生じて、所望の減衰特性
が得られる。

【０００８】 望ましくは、粘弾性層は、円形かつタイヤと同心である。したがって、該層は
、簡単で直截的な設計であり、これは、問題の車両の製造工程を比較的安価かつ
容易にするものである。

【０００９】 減衰を最適化するためには、粘弾性層は、タイヤに最大の剪断応力が生じる深
さからある距離に配置され、前記剪断応力は、車輪の線路上の転動運動下におけ
るタイヤと鉄道線路の間の接触から生じる。選択すべき位置は、車輪に掛かる荷
重で決まり、これは、各深さにおける剪断応力、および粘弾性材料の疲れ強さを
定義する。

【００１０】 前記深さは、該層の有効寿命、および必要なエネルギー放散の量の間の折衷案
として選択する。前記放散および疲労は、粘弾性層に掛かる剪断応力により左右
される。したがって、減衰は、応用対象の分野により、寿命と振動低減の間の折
衷案として調整可能である。

【００１１】 特に、粘弾性層からタイヤの転動面までの距離は、タイヤに最大の剪断応力が
生じる深さより小さくしてよい。

【００１２】 信頼できる構造は、タイヤが、フランジを有するメインリング体、並びに同心
リング体を含み、粘弾性層が、メインリング体と同心リング体の間に介在する場
合に、得られる。

【００１３】 前記同心リング体は、フランジとは反対側において、固定手段により、メイン
リング体から外れないよう保持されている。粘弾性層が、損傷された場合でも、
問題の鉄道車両用車輪の保全性は、依然として保証され、使用中、所要の安全性
が得られるようになっている。

【００１４】 該固定手段は、メインリング体に取り付けられた固定リングである。前記固定
リングは、締まりばめでメインリング体に取り付けてよい。

【００１５】 ボルトあるいは接着剤等、他の取付手段を用いてもよい。

【００１６】 さらに、少なくとも２層の粘弾性材料を用い、前記層のそれぞれを同心リング
体で囲んでもよい。

【００１７】 粘弾性層の厚さは、タイヤの厚さより小さいオーダーの厚さである。

【００１８】 さらに、少なくとも２層の粘弾性材料を用いることが可能である。

【００１９】 以下、図に示した本発明による鉄道車両用車輪の一例を参照して、本発明をさ
らに説明する。

【００２０】 図１は、本発明による鉄道車両用車輪の半径方向横断面図を示す。

【００２１】 図２は、図１による車輪の一部の軸方向図を示す。

【００２２】 図１に示した鉄道車両用車輪１は、連接ディスク１３により相互接続されたハ
ブ２およびタイヤ３を含む。タイヤ３は、内方に突出したリム４を有し、該リム
は、締め付けリング５と協働して、前記タイヤ３と連接ディスク１３の間に所要
の接続を与える。

【００２３】 タイヤ３は、レール７に対する鉄道車両用車輪の案内のためのフランジ６を有
する。

【００２４】 本発明によれば、タイヤ３は、その転動面９からある距離に、粘弾性材料の薄
層８を有する。

【００２５】 図示の実施例においては、粘弾性層８は、鋼製リング１０により被覆されてお
り、これは、その一つの側面が、フランジ６の対向面１１に当接している。

【００２６】 鋼製リング１０およびタイヤ３のメインリング体１５は、固定リング１４によ
り、共に確実に保持されている。前記固定リング１５は、メインリング体１５に
、締まりばめで取り付けられており、したがって、粘弾性層８並びに鋼製リング
１０は、前記固定リング１４とフランジ６の間に捕捉的に保持されている。

【００２７】 図２の軸方向図においては、固定リング１４は、明瞭さのため省略してあり、
該鉄道車両用車輪の一部が、鉄道線路７の一部と共に示してある。また、転動面
９から始まる車輪の厚さ内の剪断応力の分布の図式表示１２が、示してある。深
さｄ１においては、剪断応力は、最高であるが、粘土弾性層８は、距離ｄ２に位
置している。

【００２８】 位置ｄ２においては、剪断応力は、幾分より低く、したがって、剪断応力によ
る粘弾性層８の変形から生じる減衰効果は、幾分より低い。他方、粘弾性層８に
は、より低い剪断荷重が加えられ、これは、より長い使用寿命に有利である。

【００２９】 したがって、粘弾性材料の層８が存在する深さｄ２は、最適化された減衰と疲
れ寿命の間の折衷案として選択した。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年５月３日（２０００．５．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 ヴィットマイヤー，ヘニング，ハンス オランダ国、エヌエル 1217 エヌピー ヒルベルサム、アルベルタス ペルクシュ トラート 101

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハブ（２）およびフランジ（６）を付与されたタイヤ（３）
   を含み、該ハブ（２）およびタイヤ（３）は、ディスク（１３）または多数のス
   ポークにより相互に接続されている鉄道車両用車輪（１）において、タイヤ（３
   ）は、鉄道車両用車輪（１）と鉄道線路（７）との接触から生じる振動を放散す
   るための薄い粘弾性層（８）を含むことを特徴とする鉄道車両用車輪。
2. 【請求項２】 粘弾性層（８）は、円形かつタイヤ（３）と同心であること
   とする請求項１に記載の鉄道車両用車輪。
3. 【請求項３】 粘弾性層（８）は、タイヤに最大の剪断応力が生じる深さか
   らある距離に配置され、前記剪断応力は、車輪（１）の線路（７）上の転動運動
   下におけるタイヤ（３）と鉄道線路（７）の間の接触から生じることとする請求
   項１または請求項２に記載の鉄道車両用車輪。
4. 【請求項４】 粘弾性層（８）からタイヤの転動面（９）までの距離は、タ
   イヤ（３）に最大の剪断応力が生じる深さより小さいこととする請求項３に記載
   の鉄道車両用車輪。
5. 【請求項５】 粘弾性層（８）からタイヤの転動面（９）までの距離は、車
   輪の荷重により選択されることとする請求項３または請求項４に記載の鉄道車両
   用車輪。
6. 【請求項６】 粘弾性層（８）からタイヤの転動面（９）までの距離は、粘
   弾性材料の疲れ強さにより選択されることとする請求項３、または請求項４また
   は請求項５に記載の鉄道車両用車輪。
7. 【請求項７】 タイヤ（３）は、フランジ（６）を有するメインリング体（
   １５）、並びに同心リング体（１０）を含み、粘弾性層が、メインリング体（１
   ５）と同心リング体（１０）の間に介在することとする上記請求項のいずれか一
   つに記載の鉄道車両用車輪。
8. 【請求項８】 同心リング体（１０）は、フランジ（６）とは反対側おいて
   、固定手段（１４）により、メインリング体（１５）から外れないよう保持され
   ていることとする請求項７に記載の鉄道車両用車輪。
9. 【請求項９】 固定手段は、メインリング体（１５）に取り付けられた固定
   リング（１４）であることとする請求項８に記載の鉄道車両用車輪。
10. 【請求項１０】 固定リング（１４）は、締まりばめでメインリング体（１
    ４）に取り付けられることとする請求項９に記載の鉄道車両用車輪。
11. 【請求項１１】 少なくとも２層の粘弾性材料が用いられ、前記層のそれぞ
    れは同心リング体で囲まれていることとする上記請求項のいずれか一つに記載の
    鉄道車両用車輪。
12. 【請求項１２】 粘弾性層（８）の厚さは、タイヤ（３）の厚さより小さい
    オーダーの厚さであることとする上記請求項のいずれか一つに記載の鉄道車両用
    車輪。