JP3000291B2 - 車輪フランジ摩耗防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば鉄道車両の車輪フランジおよびレ
ールの側面摩耗防止に用いる車輪フランジ摩耗防止装置
に関する。

（従来の技術） 車輪フランジ摩耗防止装置として、車輪フランジに常
時塗油されることによる過剰給油に起因するスリップ防
止と塗油量低減の目的で、曲線部など車輪フランジへの
油噴射が必要な地点に到達したとき、この地点に設けて
ある地上側地点検知器を車両側地点検知器にて検知して
制御器とアクチューエタの作用により油を車輪フランジ
へ噴射させる車輪フランジ塗油が、特開昭60−203574号
公報で知られている。

油の如き液体潤滑剤は塗油が有害であるレール踏面に
流出し易いので、かかる流出を防止するため、固体潤滑
材を用いている技術として、制輪子本体の車輪フランジ
面の側に固形減摩材を取付けた車輪フランジ減摩材付制
輪子が、特公昭49−40594号公報として開示されてい
る。

また、筒状ケース内に摺動可能に挿入した固体潤滑部
材を、ケースに一端を固定した渦巻ばねの内端渦巻回部
によって固体潤滑部材の前端方向へ押動するようにし
て、その残存長さの長短に拘り無く一定力で車輪フラン
ジ面に押圧する構造の乾式フランジ防摩器が、実開昭55
−43958号で知られている。

そして、車輪フランジに対する所定位置での保持と、
摩耗に伴う固形潤滑剤の人手による交換を容易化するた
めに、左右と下位のガイドレールとで枠形の固形潤滑剤
ケースを作り、このケース内にスライド可能に挿入した
スライダーに、前記スライド方向に直交する支点ピン廻
りに上下に起伏回動できるようにしたクリップを設けて
このクリップに固形潤滑剤を保持させ、移動用スプリン
グによってスライダーを前端方向へ押動するようにした
固形潤滑剤ホルダーが、実開昭59−13358号として知ら
れている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の技術は、油の如き液体潤滑剤に代えて固体
潤滑材を用いてレール踏面への潤滑剤流出を防止し、摩
耗に伴う固形潤滑剤の交換を容易化している。しかし、
鉄道車両のように列車を構成している一編成多数の車両
の多数個所の車輪フランジ面に夫々設けてある固体潤滑
材を、車体床下の狭い車輪フランジ面付近で人手によっ
て残存長さをチエックし交換するためには、極めて面倒
で長い時間のかかる作業が必要である。

この発明は、上記従来の技術によっては解決出来ない
課題である、人手による固体潤滑材残存長さのチエック
と交換作業を無くすためのものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するためこの発明は、先端部が車輪フ
ランジ２に押圧される塗布位置、非塗布の所定の後退位
置間にわたって固形潤滑材１をガイドできると共に、摩
耗損耗して使用限度の長さとなった廃棄されるべき固形
潤滑材1aが後退位置で自然落下される落下孔16を底部に
明けてある保持体15と、上下に積み重ねられた新品の固
形潤滑材１、１、…、を収納できると共にこの積み重ね
られた新品の固形潤滑材１、１、…、の最下位のものが
保持体15内に落入できる落下口13を有する収納箱５と、
上記最下位の固形潤滑材１の左右側部を挾持し、または
この挾持を解除する挾持体17と、固形潤滑材１の後端部
の係合部８が上記後退位置にて上下方向にのみ通り抜け
できる係合頭部９を有していて、上記塗布位置、上記後
退位置間にわたって固形潤滑材１を出入動作する出入動
作機構４と、上記塗布位置における使用限度の長さとな
った固形潤滑材1aを検知動作する使用限度スイッチLS₁
と、鉄道車両の運転に伴う指令によって出入動作機構４
を上記塗布位置に制御すると共に、使用限度スイッチLS
₁の上記検知動作によって出入動作機構４を上記後退位
置に制御し、かつ、この後退位置に制御されたとき挾持
体17の解除動作を行うと共に、上記最下位の固形潤滑材
１が保持体15内に落入したとき新たに最下位となった固
形潤滑材１の挾持体17による挾持動作を行うように、出
入動作機構４と挾持体17とを制御することを特徴として
いる。

（作用） 保持体15内の使用限度に至っていない固形潤滑材１
は、固形潤滑材１の後端部の係合部８が出入動作機構４
の係合頭部９に係合していて鉄道車両の運転に伴う指令
によって出入動作機構４により塗布位置に制御されて、
保持体15にガイドされつつ、固形潤滑材１の先端部が車
輪フランジ２に押圧され、車輪フランジ２の摩耗防止が
行われる。

摩耗損耗して使用限度の長さとなり、廃棄されるべき
固形潤滑材1aは、使用限度スイッチLS₁により検知され
て、この検知動作により出入動作機構４が制御されてこ
の使用限度の固形潤滑材1aは後退位置となって保持体15
の底部の落下孔16の上にくる。

後退位置では、この出入動作機構４の係合頭部９に係
合していた使用限度の固形潤滑材1aの係合部８が上下方
向にのみ通り抜けできるので、使用限度の固形潤滑材1a
の係合部８は出入動作機構４の係合頭部９から外れて保
持体15から落下する。

また後退位置に出入動作機構４が制御されたとき、使
用限度スイッチLS₁の上記検知動作により、挾持体17の
解除動作が行われて収納箱５内最下位の新品の固形潤滑
材１が収納箱５の落下口13から保持体15内に落入し、こ
の落入に伴い新たに収納箱５内最下位となった固形潤滑
材１は、挾持体17によって挾持される。保持体15内に落
入した新品の固形潤滑材１は、その後端部の係合部８が
出入動作機構４の係合頭部９に係合する。

上記係合した保持体15内の固形潤滑材１は、鉄道車両
の運転に伴う指令により制御される出入動作機構４によ
ってその先端部が車輪フランジ２に押圧されて塗布位置
となる。このようにして出入動作機構４の係合頭部９に
係合した新品の固形潤滑材１により車輪フランジ２の塗
布は自動的に継続される。

このように、摩耗損耗して使用限度の長さとなった廃
棄されるべき固形潤滑材1aは、保持体15から自動的に落
下し、新品の固形潤滑材１が収納箱５から保持体15に供
給されて、出入動作機構４にこの固形潤滑材１は自動的
に係合し、さらに出入動作機構４により塗布位置に自動
的に制御されるので、摩耗損耗に起因する固形潤滑材1a
の新品固形潤滑材１との交換には、全く人手を要せず省
力化されている。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図にもとづき説明する。

第１図はこの発明の車輪フランジ摩耗防止装置の一実
施例を示す斜視図であり、第３図はその側面図、第４図
はその平面図、第６図は制御回路図である。

固形潤滑材１を保持して車輪フランジ２の所定個所に
その先端部を押圧し、或いは後退させる潤滑材動作装置
３は、出入動作機構４と、新しい固形潤滑材１を複数
個、積重ねて収納する収納箱５と、後退位置で出入動作
機構４から使用済の固形潤滑材1aを落下させると共に収
納箱５から新しい固形潤滑材１を出入動作機構４に供給
するための供給機構６とによって構成されている。

例示した出入動作機構４は、固形潤滑材１の後部に設
けられた係合部８に係合する係合頭部９と、係合頭部９
を出入動作させるための例えばメインシリンダ10からな
る動作部とによって構成されている。

第２図に分解斜視図で示すように係合部８は、剛体で
作られて平面視がＩ型であって固形潤滑材１の本体とに
対し一体に造型され、係合頭部９は平面視が形でメイ
ンシリンダ10のピストンロッド11に取付けられている。

これにより係合部８は、係合頭部９に対し上下方向に
は通り抜けができ、ピストンロッド11の長手方向では係
合頭部９と係合したまま一体に出入動作することにな
る。

例示した収納箱５は、固形潤滑材１の新品での長さＬ
と幅Ｗに対し、わずかな寸法αとβだけその内のり寸法
を大きくしてガタツキが少なく、固形潤滑材１を複数
個、積重ねて収納できる形とし、上端に固形潤滑材１の
投入口12を、下端には固形潤滑材１の落下口13を、左右
側板の下部には孔14、14を、それぞれ設けている。

例示した供給機構６は、係合頭部９に係合部８が係合
した姿勢に固形潤滑材１を保持するための長方形筒形の
保持体15と、第５図に示した後退位置で使用限度に達し
た短かい固形潤滑材1aを係合頭部９から落下させるため
の落下孔16と、収納箱５から固形潤滑材１を係合頭部９
に向って落し込むとき以外は収納箱５内の最下位の固形
潤滑材１を挾持する挾持体17とによって構成されてい
る。

保持体15は、第２図のように固形潤滑材１をほぼガタ
ツキなくその長手方向に移動できる内のり寸法の筒形に
形成され、前後両端に開口部18と19が設けられ、その底
板20には落下孔15が設けられ、上面板には落し込み孔21
が形成されている。

この保持体15は収納箱５の下端に連接され、収納箱５
内の固形潤滑材１が落下孔13から落し込み孔21を通り抜
けて保持体15の底板20に支承されるようにしている。

例示した挾持体17は、左右の孔14、14から収納箱５内
にその挾持爪22、22がのぞくように設けられた左右の挾
持アーム23、23と、この挾持アーム23、23を平行姿勢の
まま開閉移動する挾持シリンダ24とにより構成されてい
る。

保持体15の底板20には、使用限度の固形潤滑材1aを収
容できる長方形筒形の回収箱25が取付けられ、その上端
開口部26は落下孔16に連通し、下端開口部27の直上には
抜き差し自在な受け板28を備えている。

そして収納箱５、保持体15、回収箱25およびメインシ
リンダ10、挾持シリンダ24は、装置フレーム29に取付け
られ、この装置フレーム29の取付ブラケット30、31は、
適宜な取付具50、51を介し、車両の台車52に取付けられ
ている。

次に第６図に例示した制御回路を説明する。

メインシリンダ10と挾持シリンダ24は、何れも圧力空
気を動作源とし、それぞれの制御は、空気作動式の第１
切換弁34と第２切換弁35によって行われるようにし、電
空式のメモリ素子36、37、OR素子38、および、AND素子3
9を使用している。

このように空気作動タイプの切換弁34、35や電空式の
論理素子36、37等を用いたのは、一般的な電磁式切換弁
や電子素子等を用いると、台車52の図示しない走行電動
機から出る電気ノイズにより影響されやすいと言う欠点
を除去するためであり、従って使用状態によっては、通
常の電磁式切換弁や、マイクロコンピュータによる制御
を用いることもできる。

メインシリンダ10には、そのピストンロッド11の突出
長さに応じてそれぞれ動作するリミットスイッチLS₁とL
S₂を設け、固形潤滑材1aが使用限度に達したときはリミ
ットスイッチLS₁が検知動作し、係止頭部９が第５図で
示すように保持体15の後端附近の後退位置に戻ったとき
はリミットスイッチLS₂が検知動作をするように、それ
ぞれ位置設定している。

リミットスイッチLS₁、LS₂は、近接スイッチ或いは、
マイクロスイッチなどを用いている。

リミットスイッチLS₁、LS₂は、それぞれの検知動作に
よって第１リレーR₁と第２リレーR₂の常開接点R₁a,R₂a
をそれぞれ閉路する。

これらの常開接点R₁a、R₂aは、電磁式の第３切換弁40
と第４切換弁41を切換動作してAND素子39、メモリ素子3
7に圧力空気による信号を与える。

AND素子39の出力は、わづかな遅れ時間後に第２切換
弁35の開きポートb₂への圧力空気供給を断つためのオフ
ディレータイマ42に入力される。

メインシリンダ10のピストンロッド11の突出動作指令
は、人手による突出釦43の押し操作により行うことがで
きる。

このほか、例えば車両のブレーキ指令等、運転中に出
される何らかの指令を検知し、或いは曲線通過を検知す
ることができる検知手段S₁を設けておいて、この検知手
段S₁の検知動作にもとづいてマイクロコンピュータなど
で構成された制御部45がピストンロッド11の突出動作を
指令し、上記検知出力のないとき、即ち、塗布の必要性
のないときでは、ピストンロッド11の後退動作を指令す
るよう、第６図の制御回路は構成されている。

検知手段S₁は、例えばブレーキ指令検知には、例えば
ブレーキ弁の動作を検知するリミットスイッチやブレー
キ管圧力を検知する圧力センサを用いることができ、
又、曲線通過検知には、車両の左右方向傾斜を検知する
傾斜センサを用いることができる。

次に上記制御回路の動作を説明する。

（１）車両のブレーキ指令等、運転中に発せられる何ら
かの指令や曲線通過を検知する検知手段S₁の検知出力又
は、人手による突出釦43の押し動作によってメモリ素子
36がセットされてコンプレッサ46の圧力空気はこのメモ
リ素子36から第１切換弁34の突出側パイロット部34aに
導入され、圧力空気は第１切換弁34の突出ポートa₁を経
てメインシリンダ10の突出側に供給されてピストンロッ
ド11は突出し、固形潤滑材１を車輪フランジ２に押しつ
け、潤滑材塗布が行われる。

これと同時にメモリ素子37はリセット状態となる。

この状態で突出釦43の押し操作を中止しても、メモリ
素子36はメモリ保持されているので上記突出状態は持続
する。

（２）車両のブレーキ指令等、運転中に発せられた何ら
かの指令が終ったとき、或いは曲線区間が終ったときな
ど検知手段S₁の検知出力がなくなることにより、或いは
戻し釦44を人手で押すことによってOR素子38を介してメ
モリ素子36はリセットされ、第１切換弁34の突出側パイ
ロット部34a内の圧力空気はメモリ素子36より排気さ
れ、第１切換弁34は第６図に示す中立ポートｎに戻り、
メインシリンダ10の突出側内の圧力空気は排気弁47から
大気中に排出されてピストンロッド11はフリー状態とな
る。

（３）そしてリミットスイッチLS₁が検知動作をするま
で、上記（１）の突出動作（潤滑材塗布動作）と上記
（２）のフリー状態とが繰返し行われ、車輪フランジ２
に押しつけられた固形潤滑材１は次第に短かくなる。

（４）固形潤滑材１が使用限度に達してリミットスイッ
チLS₁がオン動作すると第１リレーR₁の常開接点R₁aが閉
じ、第３切換弁40は励磁されて圧力空気は導通ポート40
aを経てメモリ素子37に導入され、突出釦43を押すとメ
モリ素子37はセット状態となり、このメモリ素子37によ
ってAND素子39の一方と第１切換弁34の後退側パイロッ
ト部34bに圧力空気が導入され、圧力空気は第１切換弁
４の後退ポートb₁を経てメインシリンダ10の後退側に供
給されてピストンロッド11は後退する。

（５）ピストンロッド11が後退位置まで戻ると使用限度
の固形潤滑材1aは保持体15の落下孔16の真上となり、係
合頭部９から係合部８が外れて固形潤滑材1aは落下孔16
を通り、回収箱25内に落下する。

同時にリミットスイッチLs₂がオン動作し、第２リレ
ーR₂の常開接点R₂aが閉じて第４切換弁41は励磁され、
圧力空気は導通ポート41aを経てAND素子39の他方に導入
される。

AND素子39の一方にはメモリ素子37により圧力空気が
導入されているのでこのAND素子39から出力がオフディ
レータイマ42に入力し、パイロットランプ48が点灯して
圧力空気はこのオフディレータイマ42から第２切換弁35
のパイロット部35aに導入され、開きポートa₂にコンプ
レッサ46の圧力空気が供給される。

これにより挾持シリンダ24の開き側に圧力空気が供給
されて挾持アーム23、23は開かれ、収納箱５内の最下位
の固形潤滑材１は挾持爪22、22から外れて落下口13と落
ち込み孔21を落下して保持体15の底板20に乗り、後退位
置にある係合頭部９にこの固形潤滑材１の係合部８が係
合する。

最下位の固形潤滑材１が保持体15に乗ると、次位の固
形潤滑材１が今度は最下位となりこの固形潤滑材１が落
下して収納箱５の下端附近に達するとき、オフディレー
タイマ42の動作により微小時間後にパイロット部35aの
圧力空気は排出され、閉じポートb₂を介し挾持シリンダ
24の挾持側に圧力空気が供給されて挾持アーム23、23は
閉じ、挾持爪22、22によって上記の新たに収納箱５の最
下位となった固形潤滑材１の左右側面が挾持される。

このとき、収納箱５の最下位の固形潤滑材１の下面
は、係合頭部９に係合している保持体15内の固形潤滑材
１の上面から離れるように、前記オフディレータイマ42
の前記微小時間はセットされている。

このようにして使用限度の固形潤滑材1aは係合頭部９
から自動的に外れ、新しい固形潤滑材１が係合頭部９に
自動的に係合することになって固形潤滑材１の補給は切
れ目なく行われる。

（６）固形潤滑材１のこの補給動作修了後は、オフディ
レータイマ42のオフ動作に伴うパイロットランプ48の消
灯を確認して突出釦43を押すことになる。

以上の潤滑材塗布動作は、車両のブレーキ指令等、運
転中に発せられる或る指令がでたとき、或いは、曲線通
過のときなどのみに行われるので、固形潤滑材が過剰に
摩耗することはなくなり、車輪フランジ２以外に流出し
てスリップ事故をひき起すことはなくなった。

そして短かくなった固形潤滑材1aは供給部６の作用に
よって出入動作機構４から落下し、新しい固形潤滑材１
が出入動作機構４に供給されるので、固形潤滑材１の補
給は自動的に切れ目なく行われてメンテナンスは不要と
なり、極めて便利となった。

なお、前記係合部８、係合頭部９は図示以外の形状で
あってもよく、動作部10は例えば電磁ソレノイドであっ
てもよく、供給機構６や挾持体17等も図示例の構造に限
られず、この発明の前記目的に沿う限り、種々の構造の
ものを使用することができる。

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、摩耗損耗して使用限
度の長さとなった廃棄されるべき固形潤滑材1aは、使用
限度スイッチLS₁により検知され、出入動作機構４が制
御されて保持体15の底部の落下孔16の上に後退し、使用
限度の固形潤滑材1aの係合部８は出入動作機構４の係合
頭部９から外れてこの外れた固形潤滑材1aは落下孔16か
ら落下する。

後退位置に出入動作機構４が制御されると、使用限度
スイッチLS₁の上記検知動作により挾持体17の解除動作
が行われて収容箱５内最下位の新品の固形潤滑材１が保
持体15内に落入し、この落入に伴い新たに収納箱５内最
下位となった固形潤滑材１は、挾持体17によつて挾持さ
れる。保持体15内に落入した新品の固形潤滑材１は、そ
の後端部の係合部８が出入動作機構４の係合頭部９に係
合する。

このようにして使用限度の長さとなった廃棄されるべ
き固形潤滑材1aが使用限度スイッチLS₁により自動検知
されると、この検知された固形潤滑材1aは出入動作機構
４の係合頭部９から外れて落下し、そして、新品の固形
潤滑材１が収納箱５から保持体15に供給されて、出入動
作機構４にこの新品の固形潤滑材１は自動的に係合し、
さらに出入動作機構４により塗布位置に自動的に制御さ
れるので、摩耗損耗に起因する使用限度長さの固形潤滑
材1aの新品固形潤滑材１との交換には、全く人手を要せ
ず省力化された。

鉄道車両のように列車を構成している一編成多数の車
両の多数個所の車輪フランジ面に夫々設けてある固体潤
滑材を、車体床下の狭い車輪フランジ面付近で人手によ
って残存長さをチエックし交換するための面倒で時間の
かかる作業は、この発明によって解消され、省力面で優
れた車輪フランジ摩耗防止装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、第２
図は第１図における主要部分の分解斜視図、第３図は第
１図の側面図、第４図は第１図の平面図、第５図は固形
潤滑材の補給状態を示す縦断側面図、第６図は上記実施
例における制御回路図である。 １、1a……固形潤滑材、２……車輪フランジ ３……潤滑材動作装置、４……出入動作機構 ５……収納箱、６……供給機構 ８……係合部、９……係合頭部 10……メインシリンダ（動作部） 11……ピストンロッド、12……投入口 13……落下口、14……孔 15……保持体、16……落下孔 17……挾持体、18、19……開口部 20……底板、21……落し込み孔 22……挾持爪、23……挾持アーム 24……挾持シリンダ、25……回収箱 26……上端開口部、27……下端開口部 28……受け板、29……装置フレーム 30、31……取付ブラケット 34……第１切換弁 34a……突出側パイロット部 34b……後退側パイロット部 35……第２切換弁、35a……パイロット部 36、37……メモリ素子、38……OR素子 39……AND素子、40……第３切換弁 40a,41a……導通ポート 41……第４切換弁 42……オフディレータイマ 43……突出釦、44……戻し釦 45……制御部、46……コンプレッサ 48……パイロットランプ LS₁、LS₂……リミットスイッチ S₁……検知手段、a₁……突出ポート b₁……後退ポート、a₂……開きポート b₂……閉じポート、ｎ……中立ポート R₁、R₂……リレー R₁a、R₂a……常開接点

フロントページの続き (72)発明者 矢島 清和 東京都千代田区丸の内３丁目４番２号 日本交通機械株式会社内 (72)発明者 野本 正三 東京都千代田区丸の内３丁目４番２号 日本交通機械株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−203574（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−43958（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−86761（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−13358（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−40594（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61K 3/00 - 3/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部が車輪フランジ２に押圧される塗布
   位置、非塗布の所定の後退位置間にわたって固形潤滑材
   １をガイドできると共に、摩耗損耗して使用限度の長さ
   となった廃棄されるべき固形潤滑材1aが後退位置で自然
   落下される落下孔16を底部に明けてある保持体15と、上
   下に積み重ねられた新品の固形潤滑材１、１、…、を収
   納できると共にこの積み重ねられた新品の固形潤滑材
   １、１、…、の最下位のものが保持体15内に落入できる
   落下口13を有する収納箱５と、上記最下位の固形潤滑材
   １の左右側部を挾持し、またはこの挾持を解除する挾持
   体17と、固形潤滑材１の後端部の係合部８が上記後退位
   置にて上下方向にのみ通り抜けできる係合頭部９を有し
   ていて、上記塗布位置、上記後退位置間にわたって固形
   潤滑材１を出入動作する出入動作機構４と、上記塗布位
   置における使用限度の長さとなった固形潤滑材1aを検知
   動作する使用限度スイッチLS₁と、鉄道車両の運転に伴
   う指令によって出入動作機構４を上記塗布位置に制御す
   ると共に、使用限度スイッチLS₁の上記検知動作によっ
   て出入動作機構４を上記後退位置に制御し、かつ、この
   後退位置に制御されたとき挾持体17の解除動作を行うと
   共に、上記最下位の固形潤滑材１が保持体15内に落入し
   たとき新たに最下位となった固形潤滑材１の挾持体17に
   よる挾持動作を行うように、出入動作機構４と挾持体17
   とを制御することを特徴とする車輪フランジ摩耗防止装
   置。