JP4229493B2 - 保線車両用絶縁車輪の導通装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保線車両に使用される絶縁車輪の輪心（ボスともいう）と外輪の間を電気的に導通させる保線車両用絶縁車輪の導通装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
保線車両が踏切を通過するときに警報機が作動するのを阻止することを目的として、保線車両には、輪心の外側に絶縁体を介して外輪を嵌合した絶縁車輪が設けられている。しかし、一方では信号機を作動させることも必要である。このため、保線車両の絶縁車輪は、輪心と外輪の間を電気的に導通させる導通装置と組み合わされ、必要に応じてこの間の絶縁状態を導通状態へ切り替えることができる構成になっている。
【０００３】
この導通装置として、本出願人は先に誘導マグネット方式の非接触型装置を開発した（実公平７−１６５３４号公報）。この導通装置は、図６（ａ）に示すように、絶縁車輪１０の車軸２０に対向して車体側に固定された一対の一次コイル３０，３０と、車軸２０の側に導線を巻回して形成された二次コイル４０と、二次コイル４０と共に車軸２０の側に設けられたリレー５０とを備えている。
【０００４】
車軸２０の軸方向に並ぶ一次コイル３０，３０は、ヨーク３９により磁気的に結合され、車軸２０の側の二次コイル４０に対向する一方、車体側の電源部６０に接続されている。二次コイル４０はリレー５０のコイル部５１に接続され、そのリレー５０の接点部５２は、絶縁車輪１０の輪心１１と外輪１２の間に接続されている。なお、１３は輪心１１と外輪１２の間に介在する絶縁体である。
【０００５】
一次コイル３０，３０に通電を行わない場合、リレー５０の接点部５２はオフ状態にある。このため、絶縁車輪１０の輪心１１と外輪１２の間は絶縁体１３により電気的に絶縁され、警報機は作動しない。電源部６０を操作して一次コイル３０，３０に通電を行うと、二次コイル４０に誘導電流が流れ、リレー５０の接点部５２はオン状態に切り替わる。これにより、絶縁車輪１０の輪心１１と外輪１２の間は短絡して導通状態になり、警報機は作動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の導通装置は、車体側の電源部６０の操作により、絶縁車輪１０を意図的に導通状態に切り替えることができる。また、導通装置の車体側と車軸側が非接触であるため、耐久性及び信頼性に優れる。しかしながら、一次側に２つの一次コイル３０，３０が使用され、しかもこれらが車軸２０の軸方向に並ぶため、コイル部の車軸方向寸法が本質的に大きい。このため、図６（ａ）に示すように、車軸２０の軸受２１が絶縁車輪１０の外側にあり、且つ絶縁車輪１０の内側にギヤボックスのような障害物がない場合は取り付けが可能であるが、図６（ｂ）に示すように、車軸２０の軸受２１が絶縁車輪１０の外側にあっても、絶縁車輪１０の内側にギヤボックス７０のような大きな障害物が存在する場合は取り付けが不可能となる。
【０００７】
また、図６（ｃ）に示すように、車軸２０の軸受２１が絶縁車輪１０の内側にある場合は、車軸２０を絶縁車輪１０の外側に延長することにより、一応は取り付けが可能であるが、その延長により車軸２０が外側に大きく突出することになり、いずれにしても、コイル部の車軸方向寸法が大きいことによる取り付け上の制約は避けられない。
【０００８】
本発明の目的は、コイル部の車軸方向寸法が小さく、取り付けの自由度が大きい保線車両用絶縁車輪の導通装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の導通装置は、絶縁車輪を備える保線車両の車体側に設けられた電源部と、保線車両の車軸を包囲して車体側に固定され、電源部により励磁されて車軸に磁束を通過させる一次側の単巻コイルと、一次側の単巻コイルに接近して車軸の外周面に固定され、一次側の単巻コイルとの間で車軸を共通鉄心とする同心コイルを形成する二次側の単巻コイルと、二次側の単巻コイルと共に車軸の側に固定され、その単巻コイルにコイル部が接続されると共に、接点部が絶縁車輪の輪心と外輪の間に接続されたリレーとを具備している。
【００１０】
本発明の導通装置では、車体側の一次コイルと車軸側の二次コイルが共に単巻コイルからなり、且つ車軸を共通の鉄心とする同心コイルを形成するので、コイル部の車軸方向寸法が小さく抑制され、なおかつ誘導性能も高い。
【００１１】
一次側の単巻コイルと二次側の単巻コイルは、軸方向寸法を抑制する点からは車軸の半径方向に同心円状に配置するのが好ましいが、二次側の単巻コイルが一次側の単巻コイルよりも外側の車輪側に位置するように、車軸方向に並列配置しても車軸方向寸法は以前として小さく抑制される。そして、このように車軸方向に並列配置した場合は径方向の厚みが抑制される点から取付けの自由度が上がり、且つ組立や調整が容易となる。
【００１２】
単巻コイルを保持する巻き環は、中心軸に直角な方向に分割可能であることが好ましい。新造車両に取り付けを行う場合は一体型でも問題はないが、既存車両に取り付けを行う場合は分割型の方が車輪等を取り外す必要がなく、その取り付け作業が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る導通装置を用いた保線車両の車軸部の平面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３は同導通装置に用いられている巻き環の側面図、図４は同巻き環の縦断正面図である。
【００１４】
本実施形態に係る導通装置は、図１に示すように、保線車両の車軸２０の外周側に左右対称に設けられた一次コイル３０，３０と、一次コイル３０，３０の軸方向外側（車輪側）に接近して設けられた二次コイル４０，４０とを備えている。車軸２０は軸方向中央部に取り付けられたギヤボックス７０により駆動され、両側の絶縁車輪１０，１０を回転させる。絶縁車輪１０は、輪心１１の外側に絶縁体１３を介して外輪１２を嵌合した構造になっている。
【００１５】
一次コイル３０，３０及び二次コイル４０，４０は、いずれも単巻コイルである。車体側に固定される一次コイル３０，３０は、車軸２０の外周側にあってギヤボックス７０の両側面に取り付けられ、車体側の電源部６０に直列接続されている。一方、車軸２０の側に固定される二次コイル４０，４０は、一次コイル３０，３０の軸方向外側（車輪側）に接近して配置され、二次コイル４０，４０と共に車軸側に設けられたリレー５０，５０の各コイル部５１に接続されている。リレー５０，５０の各接点部５２は、絶縁車輪１０の輪心１１と外輪１２の間に接続されている。
【００１６】
各一次コイル３０は、図２に示すように、ギヤボックス７０の側面のフランジ部７１にボルト止めされた巻き環３１に保持されている。一方、各二次コイル４０を保持する巻き環４１は、車軸２０に外嵌されたスリーブ４２に外嵌されている。
【００１７】
一次コイル３０を保持する巻き環３１は、図３及び図４に示すように、中心線を通る平面により２つの半円環体３１ａ，３１ｂに分割されている。半円環体３１ａ，３１ｂは、２本のボルト３２，３２により結合されている。
【００１８】
巻き環３１は又、軸方向外側（車輪側）に小径のコイル保持部３３を有し、軸方向内側（ギヤボックス側）に大径の取り付け部３５を有する。コイル保持部３３の外周面には、一次コイル３０が収容される周溝３４が形成されている。取り付け部３５には両端面を貫通する複数のボルト孔３６，３６・・が設けられている。取り付け部３５の外周面には、後述するカバー８０を取り付けるためのねじ孔３８，３８・・が設けられている。
【００１９】
そして、ボルト孔３６，３６・・を通して複数のボルト３７，３７・・をギヤボックス７０のフランジ部７１にねじ込むことにより、巻き環３１は車軸２０の外周側に僅かの隙間をあけて同心状に固定され、その固定された巻き環３１の周溝３４内に導線を巻回することにより、単巻コイルからなる一次コイル３０が形成される。
【００２０】
二次コイル４０を保持する巻き環４１は、外周面に設けられた周溝４３内に二次コイル４０を収容する。この巻き環４１は、上述したように、車軸２０に外嵌されたスリーブ４２に外嵌されている。スリーブ４２の外周面には、軸方向外側（車輪側）に位置して雄ねじ部４４が形成されている。雄ねじ部４４の軸方向内側（ギヤボックス側）には、内側に向かって外径が漸増するテーパ部４５が形成されており、巻き環４１の内面はこのテーパ部４５に対応するテーパ面になっている。
【００２１】
そして、車軸２０に外嵌されたスリーブ４２の外面側に、軸方向外側（車輪側）から巻き環４１を嵌め、雄ねじ部４４にリングナット４６をねじ込むことにより、巻き環４１が巻き環３１の外側に位置して車軸側に固定され、その固定された巻き環４１の周溝４３内に導線を巻回することにより、単巻コイルからなる二次コイル４０が形成される。
【００２２】
巻き環３１の外周面には、一次コイル３０及び二次コイル４０を覆う環状で断面がＬ字形のカバー８０がネジ止めされている。カバー８０は、一次コイル３０及び二次コイル４０からの磁束の漏洩を抑制することと保護を目的とした磁界補正兼保護カバーである。二次側（車軸側）の巻き環４１は一体構造になっているが、一次側（車体側）の巻き環３１と同様の分割型とすることも可能である。巻き環３１，４１及びカバー８０の材質は、車軸２０と同様に鉄系の磁性体からなる。
【００２３】
次に、本実施形態に係る導通装置の機能について説明する。
【００２４】
一次コイル３０，３０に通電を行わない場合は、リレー５０，５０の各接点部５２がオフ状態を維持する。このため、絶縁車輪１０，１０の輪心１１と外輪１２の間は絶縁状態を維持する。従って、当該保線車両が踏切を通過する際には、その踏切の警報機は作動しない。
【００２５】
電源部６０を操作して一次コイル３０，３０に通電を行うと、車軸２０中に軸方向の磁束が形成され、一次コイル３０，３０に隣接する二次コイル４０，４０に誘導電流が流れる。その結果、リレー５０，５０の各接点部５２がオン状態に切り替わり、絶縁車輪１０，１０の輪心１１と外輪１２の間が短絡し導通状態になる。従って、この状態では、当該保線車両が踏切を通過する際にその踏切の警報機が作動する。
【００２６】
このように、本実施形態に係る導通装置では、電源部６０の操作により、絶縁車輪１０，１０の輪心１１と外輪１２の間が意図的に導通され、警報機の作動・非作動の切り替えが可能になる。また、車体側の一次コイル３０と車軸側の二次コイル４０が非接触であるため、耐久性及び信頼性等が高い。
【００２７】
加えて、この導通装置では、車体側の一次コイル３０と車軸側の二次コイル４０が共に単巻コイルからなり、且つ車軸２０を共通の鉄心とする同心コイルを形成するので、コイル部の車軸方向寸法が小さく抑制され、なおかつ誘導性能も高い。このため、本実施形態のように、絶縁車輪１０，１０の内側にギヤボックス７０がある場合もその両側にコイル部の取り付けが可能となる。なお、軸受は絶縁車輪１０，１０の外側に設けられる。
【００２８】
また、軸受が絶縁車輪１０，１０の内側にあって、絶縁車輪１０，１０の外側にコイル部を取り付ける場合にあっても、車軸２０を両側に延長する必要がない。
【００２９】
このため、新造車両だけでなく、既存車両への取り付けも可能である。
【００３０】
更に、一次コイル３０の軸方向外側に二次コイル４０が配置されているために、コイル部の径方向寸法も小さく抑制され、極めて狭い場所への取付けも可能になる。また、コイル巻き作業を含む組立作業が容易になり、各種の調整作業も容易になる。
【００３１】
なお、一次コイル３０と二次コイル４０の位置関係については、図５に示すように、一次コイル３０の外周側に二次コイル４０を同心円状に配置することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明の保線車両用絶縁車輪の導通装置は、車体側の一次コイルと車軸側の二次コイルが共に単巻コイルからなり、且つ車軸を共通の鉄心とする同心コイルを形成するので、コイル部の車軸方向寸法が小さく抑制され、なおかつ誘導性能も高い。このため、取り付け位置の自由度が高く、新造車両はもとより、既存車両への取り付けも簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る導通装置を使用した保線車両の車軸部の平面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】同導通装置に用いられている巻き環の側面図である。
【図４】同巻き環の縦断正面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る導通装置を使用した保線車両の車軸部の概略平面図である。
【図６】従来の導通装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 絶縁車輪
１１ 輪心
１２ 外輪
１３ 絶縁体
２０ 車軸
２１ 軸受
３０ 一次コイル
３１ 巻き環（一次コイル用）
４０ 二次コイル
４１ 巻き環（二次コイル用）
５０ リレー
５１ コイル部
５２ 接点部
６０ 電源部
７０ ギヤボックス
８０ 磁界制御兼保護カバー

Claims (3)

1. 絶縁車輪を備える保線車両の車体側に設けられた電源部と、保線車両の車軸を包囲して車体側に固定され、電源部により励磁されて磁束を車軸に通過させる一次側の単巻コイルと、一次側の単巻コイルに接近して車軸の外周面に固定され、一次側の単巻コイルとの間で車軸を共通鉄心とする同心コイルを形成する二次側の単巻コイルと、二次側の単巻コイルと共に車軸の側に固定され、その単巻コイルにコイル部が接続されると共に、接点部が絶縁車輪の輪心と外輪の間に接続されたリレーとを具備することを特徴とする保線車両用絶縁車輪の導通装置。
2. 一次側の単巻コイルと二次側の単巻コイルは、二次側の単巻コイルが一次側の単巻コイルよりも外側の車輪側に位置するように、車軸の軸方向に並列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の保線車両用絶縁車輪の導通装置。
3. 単巻コイルを保持する巻き環は、中心軸に直角な方向に分割可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の保線車両用絶縁車輪の導通装置。

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