JPH09207002A - 鉄道車両用車輪の切削方法及び車輪旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 床下型車輪旋盤で車輪を切削する場合に、工
具の摩耗により頻繁に工具を交換する必要があるので、
床下の狭いスペースでの交換作業が困難で、車輪切削の
能率も悪かった。 【解決手段】 鉄道車両に組込まれた鉄道車両用車輪１
を回転させながら切削する車輪の切削方法であって、ケ
ーシング４１に設けられて旋回割出しをする割出し機構
９に、ボルトを介して着脱自在に締結される工具ホルダ
２２を設け、この工具ホルダに車輪１の異なる加工部位
Ｗａ，Ｗｂを切削加工するための一対のチップ２０，２
１を取付けるとともに、この一対のチップのうち少なく
ともどちらか一方のチップを二個以上取付け、ケーシン
グ４１を車輪１の前記加工部位に対して所要の位置に移
動させるとともに、工具ホルダ２２を割出し、所要のチ
ップを加工位置に位置させて車輪１の切削加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用車輪
（以下、車輪と記載）を切削する方法及び車輪旋盤に係
り、特に、鉄道車両に組込まれた状態の車輪を切削する
方法及び床下型車輪旋盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の鉄道車両の高速化，経済規模の拡
大に伴う貨車輸送量の増加，都市部における通勤地獄解
消のための客車の数の増加などにより、鉄道車両とその
車輪は多くの場面で酷使されている。その結果、鉄道車
両工場で行われている車輪の整備も、従来にも増して高
能率化が要求されている。

【０００３】車輪には狭軌用から広軌用まで各種のもの
があり、その直径も例えば約６００ｍｍから約１６００
ｍｍまである。車輪は鋼製であり、鉄道車両が走行する
ことにより、線路との接触による摩耗や剥離現象，鉄道
車両の発進や停止による摩耗，線路の継ぎ目の衝撃など
によって、次第に円形を失って変形していく。車輪の踏
面（線路と接触する表面）の変形は、騒音を大きくし乗
り心地を悪くする。そのため、車輪がある程度変形した
ら、車輪旋盤により車輪の外周を再切削加工して正しい
円形にし、再び車輪として復元しなければならない。な
お、車輪旋盤で車輪を切削加工することを「削正」とも
いう。

【０００４】車輪旋盤には、鉄道車両から取外した状態
の車輪を切削するタイプの旋盤と、鉄道車両に組込まれ
た状態の車輪を切削する「床下型車輪旋盤」とが知られ
ている。床下型車輪旋盤の場合には、車輪の取外し，取
付けの作業が不要で、車輪の整備の時間を大幅に短縮で
きるという利点があるので広く用いられている。特公昭
６１−４６２４１号公報，特公昭６１−４６２４２号公
報，特開平１−２７１１０３号公報，特開平５−２２０
６０３号公報及び“「車両と機械」Vol.５，Ｎo.２，第
２５頁乃至第３０頁：平成３年２月発行”などには、床
下型車輪旋盤に関する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】床下型車輪旋盤は、旋
盤が鉄道車両の床下に配置された状態で駆動ローラによ
り車輪を回転させながら、複数のボルトで固定された互
いに刃部の向きが異なる一対の工具（バイト）により車
輪の各加工部位を切削する。この工具は鉄道車両の床下
の加工領域にあり、しかも、駆動ローラに近接した状態
で車輪を切削するので、工具周囲のスペースは狭い。

【０００６】この工具は刃部の摩耗により工具交換をす
る必要があり、その度に床下の狭いスペースで、複数の
ボルトをゆるめ、工具の取外し及び取付けをし、ボルト
で締付けて工具を交換しなければならなかった。したが
って、車輪の実切削時間が短くなって車輪切削の能率が
悪くなり、また、メンテナンス作業の大部分が、狭いス
ペースでの面倒な工具の交換作業に当てられていた。

【０００７】前記各従来技術のうち、特開平１−２７１
１０３号公報及び特開平５−２２０６０３号公報には、
互いに刃部の向きが異なる工具により車輪を切削する構
成が開示されているが、容易且つ迅速に工具を交換する
ための構成については開示されていない。

【０００８】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、チップが取付けられた工具ボデーの割出
し及び工具ボデーの交換が容易且つ迅速にでき、また、
一つの工具ボデーでの加工時間を延ばして工具ボデー交
換の頻度を少なくすることにより、高能率で車輪を切削
することができる車輪の切削方法及び車輪旋盤を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係る方法は、鉄道車両に組込まれた鉄道車
両用車輪を回転させながら切削加工する鉄道車両用車輪
の切削方法であって、刃物台本体に設けられて旋回割出
しをする割出し機構に、締結部材を介して着脱自在に締
結される工具ボデーを設け、この工具ボデーに前記鉄道
車両用車輪の異なる加工部位を切削加工するための一対
のチップを取付けるとともに、この一対のチップのうち
少なくともどちらか一方のチップを二個以上取付け、前
記刃物台本体を前記鉄道車両用車輪の前記加工部位に対
して所要の位置に移動させるとともに、前記工具ボデー
を割出し、所要のチップを加工位置に位置させて前記鉄
道車両用車輪の切削加工を行う。

【００１０】前記方法を実現するための車輪旋盤は、鉄
道車両に組込まれた鉄道車両用車輪を回転させながら切
削加工する車輪旋盤であって、この車輪旋盤の刃物台に
は、刃物台本体と、前記鉄道車両用車輪の異なる加工部
位を切削加工するための一対のチップが取付けられると
ともに、この一対のチップのうち少なくともどちらか一
方のチップが二個以上取付けられる工具ボデーと、前記
刃物台本体に設けられ前記工具ボデーの前記チップを加
工位置に割出す割出し機構と、この割出し機構に対して
前記工具ボデーを着脱自在に締結する締結部材とを設け
ている。

【００１１】好ましくは、前記割出し機構は、前記刃物
台本体を構成して内部に貫通孔が形成されたケーシング
と、前記貫通孔に嵌合して軸線方向に進退移動するとと
もに、内部に嵌合孔が形成された進退移動部材と、前記
嵌合孔に前記軸線方向に進退移動自在に且つ回動自在に
嵌合し、前記進退移動部材に押圧されて前記軸線方向に
進退移動して位置決めされる割出し軸と、前記ケーシン
グの後端に位置し、前記割出し軸の後端部に係合すると
ともにこの割出し軸が前進した時にこの割出し軸を所要
角度だけ回動させる回動手段と、前記ケーシングの前端
と前記割出し軸との間に設けられ、前記割出し軸が前進
したとき噛み合いを解除した前記割出し軸を回動自在に
するとともに、前記割出し軸が後退したとき噛み合って
前記割出し軸の軸線の周り方向の位置決めを行う割出し
位置決め手段とを備えている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態の
一例を図１乃至図６を参照して説明する。図１は床下型
車輪旋盤の部分拡大正面図、図２は図１のII−II線平面
図、図３は図１のIII−III線底面図である。図１乃至図
３において、長時間の走行により変形した車輪（鉄道車
両用車輪）１は、鉄道車両に組込まれた状態で床下型車
輪旋盤など車輪旋盤（以下、旋盤と記載）２により切削
加工される。

【００１３】旋盤２は数値制御装置（以下、ＮＣ装置と
記載）により制御される。ＮＣ装置は、車輪１の切削加
工をするためのＮＣプログラムを加工プログラムメモリ
に記憶させておき、切削作業をする場合には必要なＮＣ
プログラムを加工プログラムメモリから呼び出して加工
動作を制御する。旋盤２において、加工位置にある車輪
１の中心軸方向（例えば、図１における左右方向）に並
設されて対向するとともに車輪駆動部（図示せず）と左
右一対の刃物台３とにより車輪１を切削する。刃物台３
は、加工位置にある車輪１の下部に位置している。な
お、加工装置は、刃物台３の左右中心の面Ｃに対して左
右対称な構造なので、図１乃至図３では右側に位置する
右刃物台３を示している。加工装置を左右対称の構成に
したのは、車輪１の車軸の両端に取付けられた左右一対
の車輪部を同時に切削するためである。

【００１４】車輪駆動部は、車輪１を心出し（センタリ
ング）し且つ回転させるための駆動ローラ４を有してい
る。旋盤２の転入方向から転出方向に向かって車輪１を
転入，転出させるための搬送用レール５が、床面上に敷
設されている。矢印Ｄの如く回転する駆動ローラ４は、
一つの車輪部につき二個ずつ合計四個設けられており、
車輪１を搬送用レール５から持ち上げた状態で車輪１を
回転駆動する。

【００１５】搬送用レール５上を転がって搬送されてき
た車輪１を図示しない転入装置により転入位置にセット
すると、車輪１は自動的に旋盤２に呼び込まれて駆動ロ
ーラ４により僅かに持ち上げられて回転しながら切削さ
れる。車輪１は、切削が完了すると再び搬送用レール５
に載せられ、図示しない転出装置により自動的に転出位
置に転出されたのち送り出される。なお、車輪１の輪軸
軸線方向をＺ軸方向（図１の左右方向）とし、このＺ軸
と直交するとともに、刃物台３の工具が径方向に切込む
方向である上下方向をＸ軸（上下軸）とし、Ｘ軸，Ｚ軸
に直交する方向をＹ軸とする。説明の便宜上、右刃物台
３において図１の上方を前方とし、下方を後方とする。

【００１６】加工位置にある車輪１の下部には、水平方
向に延びたガイドレール６が取付けられている。ガイド
レール６は旋盤２のＺ軸方向中央部にＺ軸方向に向けて
配設され、Ｚ軸方向の長さは車輪１の軸方向長さより長
い寸法を有している。ガイドレール６には左右一対のサ
ドル７ａ，７ｂが摺動自在に設けられており、右サドル
７ａと左サドル７ｂは、各サドル７ａ，７ｂに設けられ
たＺ軸用サーボモータ（図示せず）によりボールねじ
（図示せず）を介してＺ軸方向にそれぞれ往復移動す
る。

【００１７】右サドル７ａには右クロススライド８ａ
が、左サドル７ｂには左クロススライド８ｂがそれぞれ
摺動自在に係合しており、右クロススライド８ａには、
右刃物台３の割出し機構９が割出し軸軸線を上下方向に
向けて取付けられている。ガイドレール６の前面の上部
と下部にそれぞれ水平方向に向けて平行に形成された一
対の凸状案内面１０と、サドル７ａ，７ｂに水平方向に
向けて形成された平行な一対の凹状案内部１１とが係合
することにより、サドル７ａ，７ｂはガイドレール６に
案内されて左右方向に往復移動する。

【００１８】サドル７ａ，７ｂの前面１２側には、左右
一対でダブテール案内面を構成するガイドレール１３が
上下方向に向けて平行に固定されており、クロススライ
ド８ａ，８ｂの裏面１４側に平行に且つ上下方向に向け
て形成された一対の凹状案内部（ダブテール案内溝部）
１５が各ガイドレール１３に係合している。なお、符号
１３ａはテーパギブであり、符号１３ｂはギブ押しボル
トである。右サドル７ａに取付けられたＸ軸用サーボモ
ータ１６を駆動することにより、右クロススライド８ａ
は、右サドル７ａに対して上下方向にボールねじ１６ａ
を介して往復移動する。右刃物台３は右クロススライド
８ａの右端に、左刃物台（図示せず）は左クロススライ
ド８ｂの左端に、それぞれ設けられている。左右のクロ
ススライド８ａ，８ｂを左右，上下に移動させれば、左
右の刃物台３は、Ｘ軸，Ｚ軸方向の所要位置に移動し
て、車輪１の左右の車輪部を切削することになる。

【００１９】次に、刃物台３の割出し機構９について説
明する。左右の刃物台３は対称な同一の構造を有してい
るので、右側の右刃物台３の割出し機構９を例にとって
説明する。図４は図１の部分拡大断面図であり、割出し
機構９の構造と動作を説明するための図でクランプ状態
を示している。図５は図４相当の部分拡大断面図であ
り、割出し機構９の動作を説明するための図でアンクラ
ンプ状態を示している。

【００２０】図１，図２及び図４に示すように、割出し
機構９は右クロススライド８ａの右側端部の刃物台３の
内部に設けられている。割出し機構９の前端部には、車
輪１の第１の加工部位Ｗａを加工する工具としての第１
のスローアウェイチップ又はチップ（以下、チップと記
載）２０，２０ａ，２０ｂと、第２の加工部位Ｗｂを加
工する工具としての第２のチップ２１，２１ａ，２１ｂ
とが、刃部の向きを異なるように装着されている。複数
組（例えば、二組）のチップ２０，２１は工具ホルダ
（工具ボデー）２２に取付けられており、工具ホルダ２
２は、締結部材としてのボルト２４を介して割出し機構
９の割出し軸４６に着脱可能に設けられている。図２中
のＺ軸方向に並んだ一対のチップ２０ａ，２１ａが、現
在車輪１を加工するために使用されているチップであ
り、Ｙ軸方向に並んだ一対のチップ２０ｂ，２１ｂは、
予備工具としてのチップである場合を示している。

【００２１】刃物台３には、車輪１の摩耗量を自動的に
計測するためのタッチセンサやロータリーエンコーダな
どを有する車輪計測装置（図示せず）が設けられてい
る。ロータリーエンコーダは、車輪１の表面に接触する
接触ローラの回転数に対応して信号を出力するようにな
っており、この信号より車輪１の直径値を演算し、この
直径値等から削正寸法のデータを作成する。刃物台３
は、加工前寸法，加工後削正寸法等に基づいて、第１，
第２のチップ２０，２１により車輪１を切削することに
なる。

【００２２】車輪１の外周面のうち旋盤２で切削すべき
部分は、線路に接触する外周面である踏面２５，踏面２
５に連続するフランジ部２６，及びフランジ部２６に連
続する端面である内面２７である。踏面２５とフランジ
部２６の一部分が第１の加工部位Ｗａであり、フランジ
部２６の残り部分と内面２７が第２の加工部位Ｗｂにな
る。この加工部位２５乃至２７の全体を切削するため
に、取付け方向を変えて刃部の向きを異なるようにした
第１，第２のチップ２０，２１を、円柱形の工具ホルダ
２２に取付けている。第１のチップ２０ａはＰａ位置に
割出された状態が加工位置となり、第１のチップ２０ｂ
を使用する場合はＰａ位置に割出して切削を行う。第２
のチップ２１ａはＰｂ位置に割出された状態が加工位置
となり、第２のチップ２１ｂを使用する場合はＰｂ位置
に割出して切削を行う。第１のチップ２０は、工具ホル
ダ２２の前端外周部３０にビス３１を介して着脱可能に
取付けられている。第２のチップ２１は、工具ホルダ２
２の前端面３２にビス３３を介して着脱可能に設けられ
ている。

【００２３】一対の第１，第２のチップ２０，２１は、
工具ホルダ２２の回転中心Ｅに対して１８０度離れた反
対方向に配設されている。本実施形態では、工具ホルダ
２２に、前記一対の第１，第２のチップが二組、即ち、
チップ２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂが設けられてい
る。このように、工具ホルダ２２には第１，第２のチッ
プが二組（チップ２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ）設
けられ、各チップは同一の角度（例えば、９０度）をも
って工具ホルダ２２の周方向に均等に配置されており、
工具ホルダ２２を所定角度（例えば、９０度）毎に割出
すことができる割出し機構９になっている。狭いスペー
スに配置される割出し機構９は、外形寸法の小さいコン
パクトな構成である。

【００２４】なお、工具ホルダ２２には複数組の工具が
取付けられていればよいので、例えば、三組以上の第
１，第２のチップ２０，２１を設けてもよいが、一方の
チップ（例えば、第１のチップ２０）の摩耗が他方のチ
ップ（例えば、第２のチップ２１）に比べて激しい場合
は、前記一方のチップの数を多くした場合であってもよ
く、例えば、第１のチップ２０を三本とし、第２のチッ
プ２１を一本としてもよい。このようにすれば、一個の
工具ホルダ２２で加工できる総加工時間が延びるので好
ましい。また、第１のチップ２０，第２のチップ２１は
同じ種類のチップでも異なる種類のチップであってもよ
い。要するに、工具ホルダ２２に取付けた時に、第１の
加工部位Ｗａ，第２の加工部位Ｗｂを加工するのに好適
な位置に刃部が取付けられればよい。

【００２５】図４に示すように、割出し機構９は、刃物
台本体を構成するケーシング４１を有している。刃物台
３のケーシング４１は、クロススライド８ａに一体的に
設けられており、内部には貫通孔４０が形成されてい
る。貫通孔４０には円筒形の進退移動部材４３が嵌合し
ている。進退移動部材４３は、ケーシング４１に形成さ
れた流路４４又は４５を流れてケーシング４１内に供給
される圧力油や圧縮空気など圧力流体の切換えにより、
ケーシング４１内を割出し軸４６の軸線方向であるＦ方
向に進退移動する。

【００２６】進退移動部材４３の内部には嵌合孔４２が
形成されており、軸線Ｆ方向に延びた割出し軸４６が、
嵌合孔４２にＦ方向に進退移動自在に且つ矢印Ｇ（図
５）に示すように回動自在になっている。割出し軸４６
は、進退移動部材４３に押圧されて進退移動するように
なっている。ケーシング４１の後端には回動手段４７が
配置されており、回動手段４７は、割出し軸４６の後端
部４８に係合するとともに割出し軸４６が前進（上昇）
し、後述する割出し位置決め手段２３の噛み合いが解除
された時に、割出し軸４６を所要角度だけ回動させる機
能を有している。割出し位置決め手段２３はケーシング
４１の上端に位置し、割出し軸４６の前端部４９等に設
けられている。

【００２７】割出し機構９は、ケーシング４１，進退移
動部材４３，割出し軸４６，回動手段４７及び割出し位
置決め手段２３を含んでいる。ケーシング４１はクロス
スライド８ａの右側縁に一体的に形成されており、その
上下方向の長さもクロススライド８ａと略同じである。
ケーシング４１の前部には、上側支持部材５０が位置決
めキー５０ａで位置決めされるとともにボルト５１によ
りケーシング４１に固定されている。上側支持部材５０
の前端のフランジ部５２と、割出し軸前端部４９の下面
にボルト５３を介して固定されたカップリング部材５４
との間は、所定形状のカップリング歯が形成された連結
部であるカップリング部５６になっており、所定の旋回
角度位置で噛み合って割出し位置決めされるようになっ
ている。

【００２８】カップリング部材５４は、位置決めピン５
５によって割出し軸４６に対して正確に位置決めされて
いる。割出し軸４６の前端部４９，カップリング部材５
４，フランジ部５２及びカップリング部５６により、割
出し位置決め手段２３が構成されている。割出し軸４６
の前端部４９の外周面４９ａには、この外周面４９ａか
らフランジ部５２の外周面までを覆うカバー５７が取付
けられている。カバー５７は、カップリング部材５４の
カップリング歯とフランジ部５２のカップリング歯との
間のカップリング部５６を覆うことにより、カップリン
グ部５６のカップリング歯への切屑等の侵入を防止して
いる。

【００２９】上側支持部材５０は、フランジ部５２と一
体化して後方に延びた円筒部５８を有している。円筒部
５８の外周面５９は貫通孔４０に密着し、円筒部内周面
６０には、割出し軸４６の大径部６１がシールされた状
態で軸線Ｆ方向に進退移動自在に且つ回動自在に嵌合し
ている。割出し軸４６の前端部４９の前面には、ピン２
２ａが立設されるとともにキー溝（図示せず）が形成さ
れ、工具ホルダ２２にもピン穴２２ｂ及び位置決めキー
２２ｄが形成されている。ピン２２ａとピン穴２２ｂで
挿入方向が規制されるとともに周方向の位置決めがされ
た工具ホルダ２２が、一本のボルト（締結部材）２４に
より容易に着脱できるように締結固定されている。

【００３０】工具ホルダ２２にはテーパ軸部２２ｃが、
前端部４９にはテーパ穴部４９ｂがそれぞれ形成されて
おり、ボルト２４を締付けることにより、割出し軸４６
と工具ホルダ２２との中心は一致する。なお、締結部材
はこの方式に限定されることはなく、割出し軸４６に工
具ホルダ２２が容易に着脱できるものであればよい。割
出し軸４６には、大径部６１に連続する後方位置の中径
部６３と、中径部６３に連続する後方位置の小径部６４
とが形成されている。小径部６４の途中にはねじ６５が
形成されており、ねじ６５に連続する後端部４８には、
キー６６に係合するキー溝が形成されている。

【００３１】ケーシング４１の後部には、ボルト６７を
介して下側支持部材６８が締結固定されており、下側支
持部材６８の小径部の外周面６９は、ケーシング貫通孔
４０に密着している。下側支持部材６８の後端部には、
油圧など圧力流体や電気などにより駆動されるトルクア
クチュエータ７０がボルト７１により固定されている。
トルクアクチュエータ７０の出力軸７２には、円筒形の
連結部材７３がキー７３ａ，回り止めボルト７３ｂを介
して固定されている。連結部材７３は、キー６６を介し
て割出し軸後端部４８と連結している。後端部４８は、
連結部材７３に対して軸線Ｆ方向に摺動自在に且つ連結
部材７３と一体的に回動可能である。

【００３２】中径部６３より外周の直径が大きいスリー
ブ７４が小径部６４の外周面６４ａに係合し、ねじ６５
にねじ込まれたナット７５により位置決め固定されてい
る。ケーシング貫通孔４０内に嵌合する進退移動部材４
３は、矢印Ｇに示すように、軸線Ｆ方向に進退移動自在
になっている。進退移動部材４３の上側外周端面７６よ
り前方には、小径の上側環状部７７が一体的に形成され
ている。上側外周端面７６は上側支持部材５０の下端面
７８に当接可能である。上側環状部７７は、上側支持部
材５０の内周面６０と割出し軸４６の中径部６３との間
に、軸線Ｆ方向に進退移動自在に嵌合しており、割出し
軸４６の上側段部７８ａを前方に所定距離押し出すこと
ができるようになっている。

【００３３】進退移動部材４３の後端部に形成された小
径の下側環状部７９は、下側支持部材６８の内周面８０
と割出し軸中径部６３との間に、軸線Ｆ方向に往復移動
自在に嵌合している。下側外周端面８１は下側支持部材
６８の上端面８２に当接可能になっており、下側環状部
７９の下端面７９ａはスリーブ７４に当接するようにな
っている。

【００３４】ケーシング４１内の空間は、進退移動部材
４３により上側の前室８３と下側の後室８４とに仕切ら
れており、前室８３，後室８４は流路４４，４５にそれ
ぞれ連通している。したがって、図４の矢印Ｂ₁ のよう
に、流路４４を介して前室８３に圧力油を供給し後室８
４を大気圧に解放すれば、進退移動部材４３は後方に強
い力で付勢される。これにより、下側環状部７９の下端
面７９ａがスリーブ７４を後方に押し付けるので、ナッ
ト７５を介して割出し軸４６は後方に引っ張られること
になり、割出し軸４６を下方に引っ張り、割出し位置決
め手段２３が噛み合う。そして、割出し軸４６にボルト
２４で固定されている工具ホルダ２２はクランプ状態に
なる。このクランプ状態で第１のチップ２０ａ及び第２
のチップ２１ａは車輪１を切削する。

【００３５】チップ２０ｂ，２１ｂを割出す場合には、
図５の矢印Ｂ₂ に示すように、圧力油を流路４５を介し
て後室８４に供給し、前室８３を大気圧に解放する。す
ると、進退移動部材４３が前方に付勢されるので、上側
外周端面７６が上側支持部材５０の下端面７８に当接す
るまで上側環状部７７が割出し軸４６の上側段部７８ａ
を前方に押し付ける。これにより、割出し軸４６は所定
のストロークだけ前方に移動するので、カップリング部
５６のカップリング歯の噛み合いが解除されることにな
り、割出し軸４６及び工具ホルダ２２が回動可能になっ
て、工具ホルダ２２はアンクランプ状態になる。次い
で、トルクアクチュエータ７０を駆動して、出力軸７
２，連結部材７３及びキー６６を介して割出し軸後端部
４８を所定角度だけ回転させる。すると、割出し軸４
６，カップリング部材５４及び工具ホルダ２２が、一体
的に矢印Ｇの如く回転する旋回割出し動作を行って位置
決めされる。

【００３６】その後、図４に示すように、圧力油の供給
を矢印Ｂ₁ のように前室８３側に切換えれば、進退移動
部材４３は後方に付勢される。これにより、前記動作と
同様にして割出し軸４６が後退してカップリング部５６
のカップリング歯が噛み合い状態になって、割出し軸４
６が位置決めされ且つ後方に付勢されてクランプされ
る。このように、圧力油の切換え及びトルクアクチュエ
ータ７０の駆動により、クランプ動作，アンクランプ動
作，旋回割出し動作及びクランプ動作を順に繰り返す。

【００３７】次に、車輪１を切削する方法について、図
６のフローチャートを参照して説明する。本発明に係る
方法は、鉄道車両に組込まれた状態の車輪１を、駆動ロ
ーラ４で回転させながら、第１，第２のチップ２０，２
１により切削加工する方法であって、刃物台３のケーシ
ング４１に設けられて旋回割出しをする割出し機構９に
一本のボルト２４など締結部材を介して着脱自在に締結
される工具ホルダ２２を設け、この工具ホルダ２２に車
輪１の異なる加工部位Ｗａ，Ｗｂを切削加工するための
一対の第１，第２のチップ２０，２１を取付けるととも
に、この一対のチップ２０，２１のうち少なくともどち
らか一方のチップ２０，２１を二個以上取付ける。そし
て、クロススライドを車輪１の加工部位Ｗａ，Ｗｂに対
して動かして、刃物台３を所要位置に移動させるととも
に、工具ホルダ２２を割出し、第１のチップ２０をその
加工位置Ｐａに位置させて第１の加工部位Ｗａを切削
し、次いで、第２のチップ２１をその加工位置Ｐｂに位
置させて第２の加工部位Ｗｂを切削加工する。

【００３８】第１，第２のチップ２０，２１が摩耗など
により工具寿命に達した時は、予備のチップを順次割出
して車輪１を切削する。車輪１を切削する手順のＮＣプ
ログラムは加工プログラムメモリに予め記憶されてい
る。ＮＣ装置は、必要なＮＣプログラムを加工プログラ
ムメモリから呼び出して旋盤２の加工動作を制御する。

【００３９】図６に示すように、切削作業を開始する時
は、まず最初に、刃物台３が待避位置にあることを検出
手段（図示せず）により確認する（ステップ１０１）。
次に、鉄道車両を搬入し、搬送用レール５上を転がって
きた切削前の車輪１を、転入装置（図示せず）により転
入させて転入位置にセットする。この時、駆動ローラ４
は下降位置にある（ステップ１０２）。駆動ローラ４を
上昇させて、搬送用レール５より車輪１を僅かに持ち上
げる（ステップ１０３）。

【００４０】次いで、左右両方の車輪部を同時に計測し
て摩耗量を測定する。この削前計測は、左右の刃物台３
にそれぞれ取付けられた図示しない車輪計測装置により
行う。例えば、刃物台３の上部に装着されたセンサによ
り、車輪直径等を自動的に計測する（ステップ１０
４）。ＮＣ装置は、こうして計測された車輪直径等のデ
ータに基づいて車輪部の削正寸法を決定する（ステップ
１０５）。

【００４１】次に、使用予定の第１，第２のチップ２
０，２１が使用可能な状態か否か、又は、使用累積時間
が工具寿命設定時間に達したか否かを判別する（ステッ
プ１０６）。使用可能な場合には、駆動ローラ４を駆動
することにより、車輪１を所定の回転数で回転させる。
さらに、Ｚ軸用サーボモータ及びＸ軸用サーボモータ１
６を駆動して、刃物台３をＺ軸，Ｘ軸方向にそれぞれ移
動させる。こうして、割出し機構９のチップ２０，２１
を所要位置に移動させることにより、両方の車輪部をほ
ぼ同時に切削する。車輪部を切削する場合には、通常は
一つの車輪１に対して、一回又は切込量を変えながら複
数回切削する（ステップ１０７）。

【００４２】ステップ１０６で、使用予定の第１，第２
のチップ２０ａ，２１ａのいずれか一方又は両方が使用
不可能な工具寿命に達した場合には、割出し機構９の上
述のアンクランプ動作，旋回割出し動作，クランプ動作
の順で工具ホルダ２２を旋回させて必要な予備のチップ
２０ｂ，２１ｂを割出してクランプした後、前述と同様
にして両方の車輪部を切削する（ステップ１０８）。切
削作業が終了すると、駆動ローラ４を停止して車輪１の
回転を止め、前記車輪計測装置により両方の車輪部を削
後計測して高精度な切削がなされたことを確認する（ス
テップ１０９）。

【００４３】次いで、刃物台３を待避位置に後退させた
後、駆動ローラ４を下降させる（ステップ１１０）。車
輪１を転出装置により転出位置に転出させ、次の車輪を
切削するか否かを入力データから判別する（ステップ１
１１）。切削する場合にはステップ１０１に戻るが、切
削しない場合にはその鉄道車両の全部の車輪の切削が終
了したと判断し、その鉄道車両を搬送用レール５を介し
て搬出することにより、その鉄道車両に関する一連の切
削手順を終了する（ステップ１１２）。鉄道車両に取付
けられた車輪１の転入，切削加工，転出までの一連の動
作は、ＮＣ装置により自動的に制御される。こうして、
鉄道車両の車輪１は正しい真円形状に復元される。

【００４４】従来の床下型車輪旋盤では、工具ホルダに
固定された複数のチップを割出す機能が設けられていな
かった。そのため、頻繁にバイトの交換が必要であり、
スペースの狭い床下での交換作業は煩雑で困難であっ
た。しかも、バイトの交換作業のために実切削時間が短
くなり、車輪切削の能率が悪かった。これに対して、本
発明では、二組以上の第１，第２のチップ２０，２１を
取付けた工具ホルダ２２を自動的に順次割出す構成にし
たので、本来の一対のチップ２０ａ，２１ａ以外のチッ
プが予備工具としての機能を持つことになる。したがっ
て、工具ホルダ２２の工具全体の総寿命が延び、工具ホ
ルダ２２の交換頻度は少ない。

【００４５】旋回割出しの機能を有する割出し機構９を
コンパクトな構成にできるので、スペースの狭い床下型
車輪旋盤であっても、刃物台３及び工具ホルダ２２が自
在にＺ軸，Ｘ軸方向に移動して車輪切削ができる。ま
た、一本のボルト２４のみにより工具ホルダ２２を割出
し軸４６の前端部４９に着脱させることができるので、
ボルト２４の操作のみにより容易且つ迅速に工具ホルダ
２２を交換することができ、しかも、工具ホルダ２２が
上方を向いているので交換作業も容易である。したがっ
て、工具交換作業が軽減且つ迅速化される。

【００４６】このように、本発明によれば、工具ホルダ
２２に取付けられた工具全体の総寿命を延ばして工具交
換の頻度を少なくできるので、実切削時間が長くなって
車輪切削の能率が大幅に向上する。なお、各図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。

【００４７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、容
易且つ迅速に工具ボデーを交換することができ、しか
も、一つの工具ボデーでの加工時間を延ばして工具ボデ
ー交換の頻度を少なくすることにより高能率で車輪を切
削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図６は本発明に係る実施形態の一例を
示す図で、図１は床下型車輪旋盤の部分拡大正面図であ
る。

【図２】図１のII−II線平面図である。

【図３】図１のIII−III線底面図である。

【図４】図１の部分拡大断面図で、割出し機構の構造と
クランプ時の動作を示す説明図である。

【図５】図４相当の部分拡大断面図で、割出し機構のア
ンクランプ時の動作を示す説明図である。

【図６】本発明に係る車輪の切削方法の一実施形態を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 鉄道車両用車輪 ２ 床下型車輪旋盤（車輪旋盤） ３ 刃物台 ９ 割出し機構 ２０，２０ａ，２０ｂ 第１のチップ ２１，２１ａ，２１ｂ 第２のチップ ２２ 工具ボデー（工具ホルダ） ２３ 割出し位置決め手段 ２４ ボルト（締結部材） ４０ 貫通孔 ４１ ケーシング（刃物台本体） ４２ 嵌合孔 ４３ 進退移動部材 ４６ 割出し軸 ４７ 回動手段 ４８ 割出し軸の後端部 Ｆ 軸線 Ｐａ 第１のチップの加工位置 Ｐｂ 第２のチップの加工位置 Ｗａ 第１の加工部位 Ｗｂ 第２の加工部位

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道車両に組込まれた鉄道車両用車輪を
   回転させながら切削加工する鉄道車両用車輪の切削方法
   であって、 刃物台本体に設けられて旋回割出しをする割出し機構
   に、締結部材を介して着脱自在に締結される工具ボデー
   を設け、 この工具ボデーに前記鉄道車両用車輪の異なる加工部位
   を切削加工するための一対のチップを取付けるととも
   に、この一対のチップのうち少なくともどちらか一方の
   チップを二個以上取付け、 前記刃物台本体を前記鉄道車両用車輪の前記加工部位に
   対して所要の位置に移動させるとともに、前記工具ボデ
   ーを割出し、所要のチップを加工位置に位置させて前記
   鉄道車両用車輪の切削加工を行うことを特徴とする鉄道
   車両用車輪の切削方法。
2. 【請求項２】 鉄道車両に組込まれた鉄道車両用車輪を
   回転させながら切削加工する車輪旋盤であって、 この車輪旋盤の刃物台には、刃物台本体と、前記鉄道車
   両用車輪の異なる加工部位を切削加工するための一対の
   チップが取付けられるとともに、この一対のチップのう
   ち少なくともどちらか一方のチップが二個以上取付けら
   れる工具ボデーと、前記刃物台本体に設けられ前記工具
   ボデーの前記チップを加工位置に割出す割出し機構と、
   この割出し機構に対して前記工具ボデーを着脱自在に締
   結する締結部材とを設けたことを特徴とする車輪旋盤。
3. 【請求項３】 前記割出し機構は、前記刃物台本体を構
   成して内部に貫通孔が形成されたケーシングと、 前記貫通孔に嵌合して軸線方向に進退移動するととも
   に、内部に嵌合孔が形成された進退移動部材と、 前記嵌合孔に前記軸線方向に進退移動自在に且つ回動自
   在に嵌合し、前記進退移動部材に押圧されて前記軸線方
   向に進退移動して位置決めされる割出し軸と、 前記ケーシングの後端に位置し、前記割出し軸の後端部
   に係合するとともにこの割出し軸が前進した時にこの割
   出し軸を所要角度だけ回動させる回動手段と、 前記ケーシングの前端と前記割出し軸との間に設けら
   れ、前記割出し軸が前進したとき噛み合いを解除した前
   記割出し軸を回動自在にするとともに、前記割出し軸が
   後退したとき噛み合って前記割出し軸の軸線の周り方向
   の位置決めを行う割出し位置決め手段とを備えたことを
   特徴とする請求項２に記載の車輪旋盤。