JP4231456B2

JP4231456B2 - 鉄道車両の車輪踏面清掃装置

Info

Publication number: JP4231456B2
Application number: JP2004157583A
Authority: JP
Inventors: 芳弘佐崎; 堅一松葉; 保志中村; 康弘立神
Original assignee: 近畿車輌株式会社
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: JP2005335559A

Description

本発明は、鉄道車両の走行中に車輪踏面に研摩子を押し当てて付着しているごみ等を除去し、また、研磨により車輪踏面とレールとの粘着を高めて、滑走やフラットの発生を防止する鉄道車両の車輪踏面清掃装置に関するものである。

ところで、鉄道車両に採用される機械的な基礎ブレーキ装置には、車輪の踏面に制輪子を押し付ける踏面ブレーキと、ブレーキディスクを制輪子により両側から挟みつけるディスクブレーキとがある（例えば、非特許文献１参照。）。踏面ブレーキは制動を掛ける都度、車輪の踏面を清掃、研磨することができる。しかし、ディスクブレーキではそのような踏面清掃機能は得られない。そこで、車輪踏面清掃装置が別途設けられる（例えば、特許文献１参照。）。

一方、非特許文献１に記載されているように、新幹線車両では車輪の両側にブレーキディスクを設けて制輪子を働かせる方式のディスクブレーキが採用されている。このため、１つの車輪まわりにディスクブレーキ装置と車輪踏面清掃装置とが設けられることになる。当然そのいずれも台車側に支持することになるが、従来、例えば図９、図１０に示すような例が知られている。この例では、台車ｎの側梁ａ間に渡した横梁ｂに溶接付けなどして固定したブラケットｃによってディスクブレーキ装置ｄを支持し、このディスクブレーキ装置ｄの直上に車輪踏面清掃装置ｆを設けて前記ブラケットｃの最上部に上方からボルトｐにより取り付け、研摩子ｇの進退軸線ｈが車輪ｊの軸線ｋをほぼ通る向きにしてある。これにより、車輪ｊがどちらの側に回転しても研摩子ｇはぶれ負荷少なく安定して踏面に働く。また、ディスクブレーキ装置ｄもその上下の対称軸ｍがほぼ水平でかつ車輪ｊの軸線ｋをほぼ通る向きにしてあり、これによって台車ｎと車輪ｊとが上下に相対移動してもずれ少なく安定して働く。
伊原一夫著「鉄道車両メカニズム図鑑」グランプリ出版１９８７年９月１０日発行特開２０００−２２５９４５号公報

しかし、前記従来のように車輪踏面清掃装置ｆを配置するのでは、台車ｎと車輪ｊとが上下に相対移動すると、研摩子ｇと車輪ｊとの隙間が変動するので、その時々で研摩子ｇの車輪ｊの踏面への押し付け力が変動し、研摩子ｇが不安定になる。この不安定には研摩子ｇを別の補助支持機構ｑにより吊持って対応してはいるが、踏面清掃機能に過不足が生じる。過剰な清掃機能は車輪踏面の摩耗が促進され、清掃機能の不足は車輪踏面とレールとの粘着不足となり滑走やフラットの発生を招く。

これを解消するのに車輪踏面清掃装置ｆとディスクブレーキ装置ｄとを車輪ｊの前後に配置して、それらの進退軸線ｈおよび対称軸ｍが水平で車輪ｊの軸線ｋを通る向きとすることが考えられる。しかし、それでは取り付けブラケットがもう１つ増加する上、台車まわりの艤装のかさ張りが増大する。

本発明の目的は、艤装のかさ張りが小さく、車輪踏面清掃機能も安定した鉄道車両の車輪踏面清掃装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の鉄道車両の車輪踏面清掃装置は、車輪の両側面に設けられた左右一対のブレーキディスク部と、台車上に支持されて車輪のブレーキディスク部両側に延びたＵ字支持枠上で、アクチュエータによって開閉される制輪子間で前記ブレーキディスク部を挟み付けることにより制動を掛けるディスクブレーキ装置を備えた鉄道車両の車輪踏面清掃装置において、前記ディスクブレーキ装置の車輪の軸線を通る制動子の上下対称軸上に設けた機器配置用の空洞に、車輪踏面清掃具をその研摩子の進退軸線が前記上下対称軸にほぼ沿う向きに配置して、前記Ｕ字支持枠またはそれを台車に支持しているブラケットに取り付け、前記研摩子を、前記空洞を通じ車輪の踏面に対向させたことを主たる特徴としている。

このような構成では、車輪の両側面にブレーキディスクを持ったディスクブレーキ装置と車輪踏面清掃具とを台車に設けるのに、車輪踏面清掃具をディスクブレーキ装置の車輪の軸線を通る制動子の上下対称軸上に設けた機器配置用の空洞に配して、ディスクブレーキ装置における制輪子の支持部材またはそれを台車に支持するブラケットに取り付けることにより、車輪踏面清掃具単独の取り付けブラケットおよび艤装スペースが不要となる。しかも、空洞は制動子の進退軸線がディスクブレーキ装置の上下対称軸が輪軸の軸線をほぼ通る設置条件を満足して、それを邪魔することなく、車輪踏面清掃具の研摩子の進退軸線がほぼ水平でかつ輪軸の軸線をほぼ通る向きに働かせることができる。

空洞はブラケットの反車輪側から車輪側に貫通している、さらなる構成では、
車輪踏面清掃具はディスクブレーキ装置のブラケットから前後にはみ出してよく、通常形態で車輪に働かせられる。

本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴はそれ単独で、あるいは可能な限り種々な組合せで複合して用いることができる。

本発明の鉄道車両の車輪踏面清掃装置の主たる特徴によれば、車輪踏面清掃具単独の取り付けブラケットおよび艤装スペースに加え、補助支持機構も不要となし得て、構造が簡略化すると共に、艤装のかさ張りが従来よりも小さくなる。しかも、ディスクブレーキ装置の必要設置条件はもとより、車輪踏面清掃具の研摩子の進退軸線がほぼ水平でかつ輪軸の軸線をほぼ通る最良の設置条件を満足して、ブレーキ機能および踏面清掃機能共に安定した信頼性の高いものとなる。

空洞はブラケットの反車輪側から車輪側に貫通している、さらなる構成によれば、車輪踏面清掃具が通常形態で車輪に働かせられ、特別な設計が不要となる。

以下、図１〜図８を参照して本発明に係る鉄道車両の車輪踏面清掃装置の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下に示す実施の形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施の形態の鉄道車両の車輪踏面清掃装置は、図１〜図３に１つの例を示すように車輪１の両側面に設けられた左右一対のブレーキディスク部２と、台車３上に支持され、かつ、アクチュエータ５によって開閉される一対の制輪子６を持ったＵ字支持枠７を有して、前記制輪子６間で前記ブレーキディスク部２を挟み付けることにより制動を掛けるディスクブレーキ装置１１と、を備えた鉄道車両に適用され、前記ディスクブレーキ装置１１に設けた空洞１２（以下ポケットという）を利用して、車輪踏面清掃具１３をディスクブレーキ装置１１に互いに干渉し合わないように配置し、車輪踏面清掃具１３は研摩子１４の進退軸線１５がほぼ水平でかつ車輪１の軸線１６をほぼ通る向きにて、ディスクブレーキ装置１１における制輪子６の支持部材としてのＵ字支持枠７を台車３に支持するブラケット４に取り付け、研摩子１４を車輪１の踏面１ａに対向させている。もっとも、制輪子６の支持部材はＵ字支持枠７に代えて図示しないアクチュエータによって制輪子を伴い開閉される一対のブレーキテコを採用したものでもよいのは勿論である。要するに、制輪子６の支持形態や開閉機構、支持部材の台車３への取り付け構造は特に問うものではない。車輪踏面清掃具１３は前記ブラケット４に限らずＵ字支持枠７などの支持部材に取り付けることもできるし、ブラケット４および支持部材の双方に亘って取り付けることもできる。場合によっては台車３にも跨って、または台車３自体に単独に取り付けることもできる。

ブラケット４は台車３の側梁２１間に、車軸２２に平行に架設した横梁２３に溶接などして固定され、制輪子６の上下対称軸２４が車輪１の軸線１６をほぼ通る位置に支持し、油圧シリンダなどのアクチュエータ５によって支持枠回転軸２５を中心に開閉するようにしている。ブラケット４は車軸２２よりもやや高い位置にある横梁２３から車輪１側に向け上面がほぼ水平で下面が斜め下方に傾斜した広がり形状を持って張り出したボックス形状をなし、横梁２３よりも下の部分の前後に窓２６、２７を有してブラケット４を前後に貫通しＵ字支持枠７の基部貫通窓２０から二股部間へと繋がったポケット１２を形成している。つまり、ディスクブレーキ装置１１の全体を前後に貫通するポケット１２を形成している。

車輪踏面清掃具１３は図４〜図６に示すように、取り付け部３１を有したシリンダ３２と、このシリンダ３２に伸縮できるよう挿入された研摩子受ロッド３３とを備え、この研摩子受ロッド３３のシリンダ３２からの突出端に研摩子１４を支持している。このトルク受ロッド３３にはシリンダ３２に内蔵した図示しない戻しばねが働かされている。給気口３６からシリンダ３２の図示しない空気室内に空気が送り込まれると、トルク受ロッド３３は戻しばねに抗し図１、図２、および図４、図６の左方に伸張され研摩子１４を車輪１の踏面１ａに押し当てて清掃を行う。前記空気室内の空気を開放するとトルク受ロッド３３は戻しばねの付勢によって研摩子１４を伴い復帰されて、研摩子１４を車輪１の踏面１ａから引き離す。なお、車輪踏面清掃具１３には図４、図５に示すような研摩子受ロッド３３の後退位置を規制するラッチ装置３８も設けられている。

車輪踏面清掃具１３の取り付け部３１は、シリンダ３２の外周面から図６に破線で示すようなＨ型断面をなして立ち上がるように脚部３１ａを溶接付けしてあり、この脚部３１ａの先端にほぼ四角形な取り付け座３１ｂを当てがい溶接付けし、この取り付け座３１ｂには取り付け穴３１ｃを設けてある。これによって、ディスクブレーキ装置１１のポケット１２内に配した車輪踏面清掃具１３の取り付け部３１の取り付け座３１ｂを、ディスクブレーキ装置１１のブラケット４の底部に図１、図２に示すように上方より当てがい、前記取り付け穴３１ｃとボルト３７とによって締結し取り付けている。

本実施の形態では、以上のように車輪１の両側面にブレーキディスク部２を持ったディスクブレーキ装置１１と車輪踏面清掃具１３とを台車３に設けるのに、車輪踏面清掃具１３をディスクブレーキ装置１１内のポケット１２内に配してディスクブレーキ装置１１のブラケット４に取り付けることにより、車輪踏面清掃具１３単独の取り付けブラケットおよび艤装スペースに加え、補助支持機構が不要となる。従って、支持構造が簡略化し、艤装のかさ張りが従来よりも小さくなる。しかも、ディスクブレーキ装置１１の上下対称軸２４が車輪１の軸線１６をほぼ通る設置条件を邪魔することなく、車輪踏面清掃具１３の研摩子１４の進退軸線１５がほぼ水平でかつ車輪１の軸線１６をほぼ通る向きに働かせることができる。従って、ディスクブレーキ装置１１の必要設置条件はもとより、車輪踏面清掃具１３の最良の設置条件を満足して、ブレーキ機能および踏面清掃機能共に安定した信頼性の高いものとなる。

また、ポケット１２がディスクブレーキ装置１１をその反車輪１側から車輪１側に貫通していることにより、車輪踏面清掃具１３はディスクブレーキ装置１１のブラケット４から図１に示すように前後にはみ出してよく、通常形態で車輪１に働かせられる。従って、車輪踏面清掃具１３自体は取り付け座３１ｂをブラケット４に合わせるぐらいで、特別な設計変更が不要となる。

図７、図８に示す今１つの例では、車輪踏面清掃具１３は制輪子６の支持部材であるＵ字支持枠７に取付けてある。具体的には、車輪踏面清掃具１３のシリンダ３２に有した取り付け部３１をＵ字支持枠７の基部貫通窓２０の底部壁２０ａにボルト３７によりボルト止めしている。他の構造は先の例と特に変わるところはなく、共通する部材には同一の符号を付し重複する説明は省略する。

本発明は車輪の表面、裏面にブレーキディスクを設けてディスクブレーキを働かせる車両に実用でき、踏面清掃機能を高められる。

本発明の実施の形態に係る鉄道車両の車輪踏面清掃装置の１つの例を示す側面図である。図１の装置の背面図である。図１の装置の平面図である。図１の装置の車輪踏面清掃具を示す側面図である。図４の車輪踏面清掃具の背面図である。図４の車輪踏面清掃具の平面図である。本発明の実施の形態に係る鉄道車両の車輪踏面清掃装置の別つの例を示す側面図である。図７の装置の平面図である。従来の車輪踏面清掃装置を示す側面図である。図７の車輪踏面清掃装置を示す平面図である。

符号の説明

１車輪
２ブレーキディスク部
３台車
４ブラケット
５アクチュエータ
６制輪子
７Ｕ字支持枠
１１ディスクブレーキ装置
１２空洞（ポケット）
１３車輪踏面清掃具
１４研摩子
１５研摩子の進退軸線
１６輪軸の軸線
２１側梁
２２車軸
２３横梁
２４ディスクブレーキの上下対称軸
２６、２７窓
３１取り付け部
３１ｂ取り付け座
３７ボルト

Claims

車輪の両側面に設けられた左右一対のブレーキディスク部と、台車上に支持されて車輪のブレーキディスク部両側に延びたＵ字支持枠上で、アクチュエータによって開閉される制輪子間で前記ブレーキディスク部を挟み付けることにより制動を掛けるディスクブレーキ装置を備えた鉄道車両の車輪踏面清掃装置において、
前記ディスクブレーキ装置の車輪の軸線を通る制動子の上下対称軸上に設けた機器配置用の空洞に、車輪踏面清掃具をその研摩子の進退軸線が前記上下対称軸にほぼ沿う向きに配置して、前記Ｕ字支持枠またはそれを台車に支持しているブラケットに取り付け、前記研摩子を、前記空洞を通じ車輪の踏面に対向させたことを特徴とする鉄道車両の車輪踏面清掃装置。
空洞はブラケットの反車輪側から車輪側に貫通している請求項１に記載の鉄道車両の車輪踏面清掃装置。