JPH10273047A

JPH10273047A - 鉄道車両の潤滑装置および潤滑方法

Info

Publication number: JPH10273047A
Application number: JP8131597A
Authority: JP
Inventors: Takumi Ban; 巧伴; Kaoru Ono; 薫大野; Kosuke Hoshino; 光祐星野; Kozo Watanabe; 幸三渡辺
Original assignee: NITSUCHIYUU KK; Railway Technical Research Institute
Current assignee: NITSUCHIYUU KK; Railway Technical Research Institute
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】車輪の踏面とレールの頭頂面との接触部の粘
着力を低下させずに、フランジとレールとの接触部の十
分な潤滑性が得られる鉄道車両の潤滑装置および潤滑方
法を提供する。【解決手段】常温で固体で、かつ加熱により軟化する
媒質と、固体潤滑剤を含む潤滑剤を潤滑剤圧力タンク９
に充填し、この潤滑剤圧力タンク９から送り出された潤
滑剤と、制御空気タンク１から送られた圧縮空気とを混
合するとともに噴射ノズル１３，１３Ａのどちらか一方
に択一的に導入し、前記潤滑剤を加熱して軟化させ、さ
らに空気中に分散させながらノズル噴射口（先端部）か
ら高速で車輪１９のフランジ１９ｂとレール２０の側面
２０ｃとの接触部に噴出させ、前記接触部に付着させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輪のフランジと
レールとの接触部の摩耗を防ぐための鉄道車両の潤滑装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】急曲線（カーブ）を曲がっていく列車の
車輪のフランジとレールの側面は接触して激しく擦れ、
この結果、これらフランジとレールの側面は互いに激し
く摩耗する。これが直摩といわれる車輪のフランジの摩
耗と、側摩といわれるレールの側面の摩耗である。

【０００３】図６は列車がカーブを曲がる際の車輪とレ
ールの状態を示した説明図である。図６（ａ）は車輪と
レールを上方から見たもので、図６（ｂ）はフランジと
レールとの接触部を示した正面図である。つまり、車輪
１９がカーブを通過する際には、図６（ａ）に示すよう
に車輪１９は角度θ（アタック角とよぶ）をもってレー
ル２０と接触することになる。このとき、図６（ｂ）に
示すように、直線を走行するときのように頭頂面接触点
Ｐ1においてレール２０の頭頂面２０ａと車輪１９の踏
面１９ａとが接触しているだけでなく、側面接触点Ｐ2
においてレール２０の側面２０ｃとフランジ１９ｂの側
面１９ｃとの接触圧が大きくなることによって摩耗量が
増大する。この側面接触点Ｐ2はアタック角θが大きく
なるにしたがってレール２０の首部（下方）から頭頂面
２０ａの方向に移動する。図７は特にカーブにおける接
触によって摩耗した車輪とレールを示したもので、符号
１９ｄはフランジ摩耗部分、２０ｄはレール摩耗部分で
ある。このような摩耗が進行すると、車輪１９やレール
２０を取り替えたり、車輪１９を機械加工するなどの必
要が生じ、非常に手間がかかり、コストが上昇する。

【０００４】この摩耗を低減することを目的として、側
面接触点Ｐ2の滑りをよくするために、列車がカーブを
通過する際にレール２０の側面２０ｃに潤滑油を供給し
たり、カーブを走行中の列車のフランジ１９ｂの側面１
９ｃに車両側から潤滑油を供給したり、運転区所や車両
所構内などのカーブ部分に潤滑油を塗布する方法などが
採用されている。しかしながら、これらの潤滑油を用い
る方法においては潤滑油は側面接触点Ｐ2に留まらず、
車輪１９の踏面１９ａやレール２０の頭頂面２０ａ、す
なわち頭頂面接触点Ｐ1にも広がってしまうという問題
がある。このようになると、車輪１９の踏面１９ａとレ
ール２０の頭頂面２０ａの粘着力が低下し、車輪１９の
空転がおこりやすくなるなどの問題が発生する。前記粘
着力とは、車輪１９の踏面１９ａとレール２０の頭頂面
２０ａとの摩擦による抗力のことである。また、レール
２０の表面に残った潤滑油に砂や埃などが付着すると、
非常にまれにではあるがレール２０を流れる信号電流の
不短絡の原因となることがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情に鑑
みてなされたもので、車輪の踏面とレールの頭頂面との
接触部の粘着力を低下させずに、フランジとレールとの
接触部の十分な潤滑性が得られる鉄道車両の潤滑装置お
よび潤滑方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、以下
のような解決手段を提案する。第１の発明は、常温で固
体の潤滑材を加熱して軟化させる加熱手段と、軟化され
た潤滑材を車輪のフランジとレールとの接触部に吹き付
ける噴出手段とからなることを特徴とする鉄道車両の潤
滑装置である。第２の発明は、前記潤滑材は、常温で固
体でかつ加熱により軟化する媒質中に、固体潤滑材を分
散させてなることを特徴とする第１の発明に記載の鉄道
車両の潤滑装置である。第３の発明は、前記潤滑材は、
常温で固体でかつ加熱により軟化する媒質からなる粒子
の表面に、粉状の固体潤滑材が付着されてなることを特
徴とする第１の発明の鉄道車両の潤滑装置である。第４
の発明は、粒状の潤滑材を収容する収容部と、この収容
部に収容された潤滑材を下方へ案内する案内手段と、こ
の案内手段によって供給された潤滑材を加熱するととも
に、空気中に分散させながら噴出させる噴出手段とから
なることを特徴とする鉄道車両の潤滑装置である。第５
の発明は、前記噴出手段は、高温の空気を導入すること
によって前記粒状空気とともに外部へ噴出させることを
特徴とする第４の発明に記載の鉄道車両の潤滑装置であ
る。第６の発明は、前記噴出手段が、車輪の走行方向の
前後に設けられていることを特徴とする第１〜５の発明
のいずれかに記載の鉄道車両の潤滑装置である。第７の
発明は、前記噴出手段が、車輪が急曲線にさしかかった
ときに発生する信号と車輪の走行方向の判断結果によっ
て、択一的に作動するように制御されていることを特徴
とする第６の発明に記載の鉄道車両の潤滑装置である。
第８の発明は、常温で固体の潤滑材を軟化させる工程
と、軟化した潤滑材を車輪のフランジとレールとの接触
部に吹き付ける工程とからなることを特徴とする鉄道車
両の潤滑方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明における大きな特徴は、常
温で固体で、かつ加熱により軟化する媒質と、好ましく
は固体潤滑材を含む潤滑材を用い、この潤滑材（媒質）
を加熱して軟化させて必要位置（フランジとレールとの
接触部）に付着させる点である。なお潤滑材（媒質）を
軟化させるとは、軟化と液化の両方を含むものとする。
すなわち、潤滑材が必要位置に付着しやすい状態とすれ
ばよい。軟化とは媒質の軟化点以上に加熱することと
し、液化とは媒質の融点以上に加熱することとする。す
なわち、潤滑材を加熱してこれに含まれる媒質を軟化さ
せると、フランジとレールとの接触部（以下単に接触部
と記すことがある）への付着性が向上する。このため必
要十分な量の潤滑材を無駄なく付着させることができ、
確実に潤滑性を得ることができる。また、軟化して付着
した潤滑材（媒質）は直ちに常温にまで冷却されて固体
となる。つまり、前記接触部に付着した媒質は固体潤滑
材とともに留まって、車輪の踏面やレールの頭頂面に回
りこんで粘着性の低下などを招くことがない。また、潤
滑材は固体なので砂や埃などが付着して、レールに流れ
る信号電流の不短絡など誘発する心配も少ない。

【０００８】本発明で用いる潤滑材は、以下の３つのタ
イプを含むものとする。（１）常温で固体でかつ加熱により軟化する媒質単独
からなるもの。（２）前記媒質中に、固体潤滑材を分散させてなるも
の。（３）前記媒質からなる粒子の表面に、粉状の固体潤
滑材が付着されてなるもの。

【０００９】媒質としては、加熱して軟化させると車輪
やレールに付着しやすいものが用いられる。また、それ
自身が潤滑性を有するものが好ましく、高級脂肪酸、あ
るいはワックスなどの高級脂肪酸誘導体などが好適であ
る。前記（１）のタイプの潤滑材では自己潤滑性を有す
ることが必須条件である。

【００１０】また、媒質は常温で固体のものである。常
温とは、実際の使用環境の温度を示すものとする。した
がって、使用時期によって媒質の選択条件が変化するこ
とになる。冬季に使用する場合には融点の下限値が２０
℃以上、さらにはレールの温度が３０〜４０℃程度にな
ることもあるため、６０℃以上のものがさらに好まし
い。夏季に使用する場合には、融点の下限値が４０℃以
上、さらにはレールの温度が６０℃以上に上昇すること
があるため、７０℃以上、好ましくは８０℃以上のもの
がさらに望ましい。ここで融点の下限値としたのは、媒
質として例示されているワックスなどは通常複数の化合
物の混合物であり、その融点や軟化点は温度範囲で示さ
れる場合が多いためである。また、前記融点の条件を満
足し、かつ１２０℃以下、さらに好ましくは１００℃以
下で軟化するか液化するものを選択する。この温度が高
すぎると、加熱に時間とエネルギーがかかりすぎるため
である。具体的には、パラフィン系ワックスクス、フィ
ッシャー・トロプシュ・ワックスなどが冬季、夏季を問
わずに使用でき、かつ自己潤滑性が高く、好ましい。例
えばフィッシャー・トロプシュ・ワックス（製品名サ
ゾールワックスＨ１、サゾール社製）の融点は９７〜９
８℃であり、９０以上℃に加熱することによって軟化す
ることができる。

【００１１】また、前記（２）（３）のタイプの潤滑材
は、媒質とともに固体潤滑材を含み、潤滑効果がさらに
高められているものである。固体潤滑材とは固体の状態
で潤滑作用を呈する単体物質である。本発明に好適なも
のとしては、その作用から層状物質、軟質物質に分類す
ることができる。層状物質としては、例えば二硫化モリ
ブデン、タルク、雲母、ＰＴＦＥ（テフロン）などがあ
げられる。これらの物質は結晶構造が層状になってお
り、層内の結合力に比較して層間の結合力が極端に小さ
くなっている。したがってフランジとレールとの間にこ
れらの層状物質が入りこむと、これらの物質を構成する
層間にすべりが発生して潤滑作用を呈する。軟質物質と
しては、例えば鉛、一酸化鉛、酸化亜鉛などがあげら
れ、これらは非常に塑性変形しやすい特性を有するもの
である。すなわち、これらの物質が簡単にフランジとレ
ールとの間に入りこみ、これらの直接の接触を妨げるこ
とによって潤滑作用が得られる。

【００１２】前記（２）（３）のタイプの潤滑材におい
て、固体潤滑材の割合は、潤滑材全体重量に対して５〜
３０重量％、好ましくは１５〜３０重量％とされる。５
重量％未満であると固体潤滑材を混合しない場合と差が
なく、３０重量％を越えると、潤滑材の付着性が低下す
るためである。

【００１３】また、潤滑材の形状は特に限定しないが潤
滑装置への充填、装置内での移動、軟化させた後の噴出
などが容易であるので、前記（１）（２）のタイプは、
常法により粒子状（好ましくは平均粒径０．５〜２ｍｍ
の粒子状）に成形したものを用いると望ましい。前記
（３）のタイプは、媒質からなる粒子（好ましくは平均
粒径０．５〜２ｍｍ）の表面に、粉状（特に好ましくは
平均粒径５μｍ以下の微粉状）の固体潤滑材を付着させ
たものが望ましい。前記（２）のタイプは、例えば加熱
して溶融（液化）した媒質中に固体潤滑材を添加し、混
合して分散し、これを所定の形状、好ましくは粒状に成
形することによって得られる。前記（３）のタイプは、
例えば粒状に成形した媒質（以下媒質粒子とよぶ）と粉
体状の固体潤滑材とを粉体混合し、前記媒質粒子の表面
に前記粉状の固体潤滑材を付着させることによって得ら
れる。このものは、加熱により媒質粒子を軟化させると
媒質と固体潤滑材が混ざり、媒質とともに固体潤滑材を
フランジとレールとの接触部に付着させることができ
る。また、媒質表面に付着された固体潤滑材が媒質粒子
どうしの凝集を防ぎ、また媒質粒子の流動性を向上させ
る作用を呈するため好ましい。さらに、媒質粒子と粉状
の固体潤滑材を粉体混合するだけなので、製造が簡便で
ある。

【００１４】上述の固体潤滑材として例示されるものの
うちでは、タルク（層状物質）、一酸化鉛（軟質物質）
の効果が高いことが実験的に確認されている。特にタル
クは比較的安価で、また環境汚染の心配がないため好ま
しい。

【００１５】つぎに、これらの潤滑材を用いた本発明の
鉄道車両の潤滑装置について説明する。以下、３つの実
施例を例示して説明するが、いずれにおいても前記
（１）〜（３）のタイプの潤滑材を適宜選択して使用す
ることができる。図１、図２は、本発明の鉄道車両の潤
滑装置の第１実施例を示したもので、ここでは加圧式噴
出装置が用いられている。図１は装置全体の概略図、図
２は潤滑材を噴出する噴出ノズルと、車輪、レールとの
位置関係を示した斜視図である。図中符号１は、圧縮空
気を供給するための圧縮空気タンク、２は圧縮空気を導
く圧縮空気配管、３は噴出装置元締切コック、４は逆止
弁、５，１５は噴出締切コック、６は圧縮空気を適当な
圧力に減圧するための噴出減圧弁、７は噴出電磁弁、
８，８Ａは噴出逆止弁、９は潤滑材を充填して加圧する
ための潤滑材圧力タンク、１０，１０Ａは噴出する潤滑
材の流量を制御するための潤滑材流量規制装置、１１，
１１Ａは潤滑材と圧縮空気を混合するための潤滑材混合
装置、１２，１２Ａは噴出と噴出量を調節するための噴
出規制ピンチ弁、１８，１８Ａは潤滑材をノズルへ送り
出す送出管、１３，１３Ａはフランジ１９ｂの側面１９
ｃとレール２０の側面２０ｃとの接触部に、空気ととも
に潤滑材を噴出するための噴出ノズルである。

【００１６】この装置においては、空気供給源として、
予め車両に備え付けられているブレーキなどに使用する
圧縮空気タンク１、圧縮空気配管２を利用する。すなわ
ち、圧縮空気タンク１から供給される圧縮空気は、圧縮
空気配管２を通り、噴出装置元締切コック３および逆止
弁４を経て噴出制御装置に導入されるようになってい
る。この逆止弁４の出口からは圧縮空気を２系列に切り
換えるために２つに分岐して、一方は噴出締切コック
５、噴出減圧弁６、噴出電磁弁７と配管接続されてい
る。この噴出電磁弁７からさらに噴出逆止弁８，８Ａの
２つに分岐し、噴出逆止弁８の出口に接続された配管は
さらに２つに分岐し、一方は潤滑材混合装置１１、噴出
規制ピンチ弁１２、送出管１８を通り、噴出ノズル１３
に接続されている。また、他方は潤滑材混合装置１１
Ａ、噴出規制ピンチ弁１２Ａ、送出管１８Ａを通り、噴
出ノズル１３Ａまで別途に配管接続されている。

【００１７】一方、噴出逆止弁８Ａの出口は潤滑材圧力
タンク９に接続されている。この潤滑材圧力タンク９の
下方は潤滑材の噴出量を調節するための潤滑材流量規制
装置１０，１０Ａを経て、潤滑材と圧縮空気を混合する
ための潤滑材混合装置１１，１１Ａに接続されている。
なお、潤滑材圧力タンク９には必要に応じて内圧を抜く
ための内圧抜きコック１４が設けられている。また、逆
止弁４の出口から分岐して噴出締切コック１５に接続さ
れた配管は、制御減圧弁１６を経て２つに分岐し、それ
ぞれ噴出方向電磁切替弁１７，１７Ａを経て噴出規制ピ
ンチ弁１２，１２Ａに接続されている。

【００１８】噴出方向電磁切替弁１７，１７Ａは、車両
がカーブにさしかかって、車輪１９の角度が変化したと
き（アタック角θが発生したとき）に発生する信号によ
って作動するように、かつ車輪１９の前進または後進を
命令する信号（エンド交換信号）などの車輪１９の走行
方向に基づいて噴出方向を決定する信号（車輪１９の走
行方向の判断結果）によって、噴出方向電磁切替弁１
７，１７Ａのどちらか一方が択一的に開放されるように
制御手段（図示せず）によって制御されている。すなわ
ち、車輪１９が噴出ノズル１３の方向に走行している場
合には噴出方向電磁切替弁１７が作動し、噴出規制ピン
チ弁１２によって噴出のタイミングと噴出量が調節され
て、噴出ノズル１３から車輪１９の走行方向前方から後
方に向かって潤滑材が必要な量だけ噴出される。また、
車輪１９が噴出ノズル１３Ａの方向に走行している場合
には噴出方向電磁切替弁１７Ａが作動し、同様に噴出規
制ピンチ弁１２Ａによって噴出のタイミングと噴出量が
調節されて、噴出ノズル１３Ａから車輪１９の走行方向
前方から後方に向かって潤滑材が噴出されるように制御
されている。また、噴出方向電磁切替弁１７，１７Ａは
車輪１９の角度が変化したとき（アタック角θが発生し
たとき）に発生する信号によって制御されているだけで
なく、運転室からの噴出指令やフランジ１９ｂの側面１
９ｃとレール２０の側面２０ｃとの摩擦の増大を感知し
た際に出される信号によっても作動するように制御さ
れ、カーブを走行しているとき以外にも必要に応じて潤
滑材を噴出することができるようになっていると好まし
い。

【００１９】前記潤滑材圧力タンク９は１０ｋｇ／ｃｍ
²程度の圧力に耐えられるものであればよい。噴出ノズ
ル１３，１３Ａはエアーブラストなどに用いるノズルを
使用することができ、図２に示すように、フランジ１９
ｂの側面１９ｃとレール２０の側面２０ｃとの接触部に
走行（進行）方向前方から後方に向けて正確に潤滑材を
噴出できるように、車輪１９の前方、後方にそれぞれ配
置される。ノズル噴出口（先端部）は、前記接触部の幅
にあわせた矩形あるいは円形、楕円形などの任意の形状
にすることができる。例えば円形とする場合には直径３
〜１２ｍｍ程度にすることができる。また、噴出ノズル
１３，１３Ａには、加熱ヒータ（図示せず）が取り付け
られており、これら噴出ノズル１３，１３Ａ内部に移動
した潤滑材を所定温度に加熱して軟化あるいは液化でき
るようになっている。このときの加熱温度は潤滑材に含
まれる媒質によって個々に設定する。この加熱ヒーター
は、噴出方向電磁切替弁１７，１７Ａとともに制御さ
れ、潤滑材の噴出にあわせて作動するようにすると好ま
しい。

【００２０】圧縮空気は通常１〜５ｋｇ／ｃｍ²程度の
圧力であればよい。また、圧縮空気の供給源は、車両に
予め設けられているブレーキ用のものに限定せず、コン
プレッサーなどの圧縮空気発生装置と圧縮空気タンクを
別に設け、その圧縮空気を使用するように構成してもよ
い。

【００２１】各部の取付位置は噴出ノズル１３，１３Ａ
を除く各部材（図１において２点鎖線で囲った部分）を
車両の床下あるいは台車に設置する。噴出ノズル１３，
１３Ａの取り付けはノズル噴出口（先端部）が、図２に
示すようにフランジ１９ｂの側面１９Ｃとレール２０の
側面２０ｃとの接触部に向くように、台車または軸箱に
接続する。この位置は車両の走行に支障のない位置であ
ればよい。

【００２２】噴出ノズル１３，１３Ａの取り付けは、ノ
ズル噴出口（先端部）を側面１９ｃと側面２０ｃとの接
触部により近い位置に設けると、車両の走行による風圧
に影響が小さくなり、潤滑材をより確実に必要箇所に付
着させることができるので好ましい。また、噴出ノズル
１３，１３Ａのノズル噴出口（先端部）は、フランジ１
９ｂの側面１９ｃとレール２０の側面２０の両方に潤滑
材を噴出できるように配置するのが好ましいが、あるい
はこれらの接触部において、フランジ１９ｂの側面１９
ｃとレール２０の側面２０ｃのどちらか一方に向かって
潤滑材を噴出し、付着させるように配置してもよい。

【００２３】図１においては、車輪１９の走行方向によ
って噴出ノズル１３，１３Ａのいずれか一方から、択一
的に車輪１９の走行方向の前方から後方に向けて潤滑材
が供給されるようになっている。さらには車輪１９とレ
ール２０の両方に潤滑材を付着させるため、噴出ノズル
１３，１３Ａはレール２０の近くに対称配置されてい
る。しかし、潤滑材は付着直後に固体となってその位置
に留まるので、フランジ１９ｂの側面１９ｃにのみ潤滑
材を付着させる場合には、地面（レール２０）に近い位
置に限らず、任意の位置に潤滑材を噴出し、付着させて
も潤滑効果が得られる。例えば、車輪１９の上方に噴出
ノズル１３，１３Ａを配置して、潤滑材を噴出し、付着
させてもよい。また、この場合には走行方向に関係なく
潤滑材を噴出することができるので、特にこれら噴出ノ
ズル１３，１３Ａの位置関係を限定することはなく、ま
た噴出ノズル１３，１３Ａのどちらか一方のみを設けて
もよいし、必要に応じて３つ以上設けてもよい。

【００２４】つぎに第１実施例の装置の作用について説
明する。まず、噴出装置元締切コック３を開くと圧縮空
気タンク１から圧縮空気配管２を通り、分岐して噴出締
切コック５，１５に送られる。噴出締切コック５に送ら
れた圧縮空気は、噴出減圧弁６を経てその圧力を適宜に
調節される。さらに噴出電磁弁７を経て２つに分岐した
一方が噴出逆止弁８Ａを通り、潤滑材圧力タンク９に入
って潤滑材圧力タンク９の内部を加圧状態とする。する
と潤滑材圧力タンク９内に充填されている潤滑材は潤滑
材流量規制装置１０，１０Ａに押し出され、潤滑材の噴
出量が制御された後にそれぞれ潤滑材混合装置１１，１
１Ａ内に入る。他方、噴出逆止弁８に送られた圧縮空気
は分岐し、それぞれ潤滑材混合装置１１，１１Ａに送ら
れ、ここで潤滑材と圧縮空気が混合される。また、噴出
締切コック１５に送られた圧縮空気は、制御減圧弁１６
を経て圧力が適宜に調節され、さらに２つに分岐してそ
れぞれ噴出方向電磁切替弁１７，１７Ａに入る。このと
き車輪１９の前進または後進を命令する信号などの車輪
１９の走行方向に基づいて噴出方向を決定する信号によ
って噴出方向電磁切替弁１７，１７Ａのどちらか一方が
開放される。

【００２５】噴出方向電磁切替弁１７が開放された場
合、噴出規制ピンチ弁１２に圧縮空気が送られる。そし
て、潤滑材混合装置１１において圧縮空気と混合された
潤滑材は、噴出規制ピンチ弁１２に導入された圧縮空気
とともに噴出量が調節され、噴出ノズル１３において、
加熱ヒータによって加熱されて軟化されつつ、フランジ
１９ｂの側面１９ｃとレール２０の側面２０ｃとの接触
部に、空気中に分散されながら高速で噴出されて付着す
る。噴出方向電磁切替弁１７Ａが開放された場合も、噴
出方向電磁切替弁１７と同様にして噴出ノズル１３Ａか
ら潤滑材が空気中に分散されながら高速で噴出される。
このようにして、前記側面１９ｃと側面２０ｃとの接触
部に軟化させた潤滑材を空気中に分散させながら高速で
噴出して付着させることによって、確実に潤滑材を前記
接触部に付着させることができる。

【００２６】この加圧式噴出装置を用いた場合に潤滑材
の噴出速度は、８０〜９０ｍ／ｓｅｃとなる。また潤滑
材混合装置１１，１１Ａ内部と潤滑材圧力タンク９内に
加わる圧力は同じになる。

【００２７】図３は本発明の鉄道車両の潤滑装置の第２
実施例を示した概略図で、ここではサクション式の噴出
装置が用いられている。図３（ａ）は装置全体の概略図
であり、図３（ｂ）は噴出ノズルの構造を示した断面図
である。図３において図１と同様のものについては同符
号が付与され、簡略化されている。この鉄道車両の潤滑
装置においても、第１実施例と同様に、車両に予め備え
付けられている圧縮空気タンク１と圧縮空気配管２が利
用されており、これに噴出装置元締切コック３、逆止弁
４が接続されて圧縮空気が噴出制御装置に導入されるよ
うになっている。さらにこの逆止弁４には、噴出減圧弁
６、噴出電磁弁７、噴出方向電磁切替弁１７Ｂが接続さ
れ、噴出方向電磁切替弁１７Ｂから２つに分岐して先端
に噴出ノズル２，２５Ａが接続されて、これら噴出ノズ
ル２５，２５Ａ内に圧縮空気が導入されるようになって
いる。一方、これら噴出ノズル２５，２５Ａには潤滑材
タンク２６の下部に分岐して設けられた送出管１８，１
８Ａがそれぞれ接続されており、さらに潤滑材が導入さ
れるようになっている。また、前記噴出方向電磁切替弁
１７Ｂは、図１に示した噴出方向電磁切替弁１７，１７
Ａと同様に車輪１９の角度が変化したとき（アタック角
θが発生したとき）に発生する信号によって作動するよ
うになっている。また車輪１９の前進または後進を命令
する信号（エンド交換信号）によって制御されており、
車輪１９の走行方向に基づいて車輪１９の走行方向側の
噴出ノズル２５，２５Ａのどちらか一方から、択一的に
潤滑材を噴出する信号が送られるように制御されてい
る。

【００２８】噴出ノズル２５，２５Ａは、図３（ｂ）に
示すように誘導室２１と、空気導入管２２と、送出管１
８あるいは１８Ａに接続された潤滑材供給口２３と、潤
滑材供給口２３内に取り付けられた開閉自在の供給弁２
３ａと、圧縮空気とともに潤滑材を噴出するためのノズ
ル噴出口２４から構成されている。その作用について詳
しくは後述するが、供給弁２３ａは誘導室２１内が負圧
となると開放され、送出管１８から潤滑材供給口２３を
経て誘導室２１内に潤滑材が流れ込むようになってい
る。そして、誘導室２１内の圧力が安定すると供給弁２
３ａが閉じられ、必要以上の潤滑材が誘導室２１内に供
給されないようになっている。また、潤滑材を加熱して
軟化するために、誘導室２１に加熱ヒーター（図示せ
ず）を設けて誘導室２１内に導入した潤滑材を加熱して
軟化させ、空気導入管２２から導入する圧縮空気ととも
に噴出してもよい。あるいは、噴出方向電磁切替弁１７
Ｂから噴出ノズル２５，２５Ａにいたるまでの間に適当
な位置に加熱ヒーターを設け、圧縮空気を加熱すること
によって熱風とし、この熱風によって、誘導室２１内の
潤滑材を加熱して軟化するとともにこれら潤滑材と熱風
（圧縮空気）を、ともにノズル噴出口２４から噴出する
ようにしてもよい。これらの潤滑材を軟化させるための
加熱手段は、前記噴出方向電磁切替弁１７Ｂとともに作
動するように制御されていると好ましい。

【００２９】この第２実施例において噴出ノズル２５，
２５Ａの配置位置などは第１実施例と同様で、比較的自
由に変更することもできる。また、このの潤滑装置は、
図３において２点鎖線で囲まれた部分を車両の床下ある
いは台車に設置する。また、噴出ノズル２５，２５Ａ
は、台車または軸箱に接続する。

【００３０】つぎに第２実施例の作用について説明す
る。すなわち車輪１９の角度が変化して（アタック角θ
が発生して）に信号が発生すると、噴出方向電磁切替弁
１７Ｂが作動し、圧縮空気タンク１から送りだされた圧
縮空気は、噴出方向電磁切替弁１７Ｂを経て噴出ノズル
２５，２５Ａのどちらか一方に送られる。噴出ノズル２
５，２５Ａのどちらに圧縮空気が送られるかは、車輪１
９の走行方向を示す信号に従い、この走行方向側に位置
する方に圧縮空気が送られる。このとき、噴出方向電磁
切替弁１７Ｂから噴出ノズル２５，２５Ａに至るまでの
間に圧縮空気は加熱されて熱風となる。この熱風は、空
気導入管２２から高速で噴出され、この結果ベルヌーイ
の定理により、誘導室２１内に負圧が生じる。一方、潤
滑材タンク２６に接続された潤滑材供給口２３において
は、誘導室２１内部に生じた負圧によって供給弁２３ａ
が開放され、潤滑材が吸引される。誘導室２１内に入っ
た潤滑材は、空気導入管２２からの熱風によって加熱、
軟化されるとともに加速され、ノズル噴出口２４から空
気中に分散されつつ噴出される。このとき空気導入管２
２からの熱風の導入を停止し、誘導室２１内の圧力が安
定すると供給弁２３ａが閉じ、潤滑材の供給が停止す
る。この場合圧縮空気の圧力は１．５〜５ｋｇ／ｃｍ³
であり、噴出速度は約４０〜５０ｍ／ｓｅｃとなる。こ
のようにサクション式の噴出装置を用いた場合には、第
１実施例の加圧式の装置と比べて噴出速度は比較的低い
が、タンクとして加圧容器を必要とせず、簡単な装置構
成とすることができるという利点がある。

【００３１】図４は本発明の第３実施例を示したもの
で、ブロアー式装置を用いた場合の概略図である。この
装置において図３に示した第２実施例と異なる点は、空
気供給源として圧縮空気タンク１のかわりに高圧ブロア
ー３１が用いられていることである。この高圧ブロアー
３１の吐出口には配管の管内の空気圧が設定値をこえる
と外部に放出するようになっている安全弁３２が設けら
れ、さらに三方向切替弁３３、噴出方向切替弁３４に配
管接続され、噴出制御装置に空気が導入されるようにな
っている。なお噴出方向切替弁３４から下流の構成は図
３に示した装置と同様である。また、噴出方向切替弁３
４は噴出方向電磁切替弁１７Ｂと同様にその動作が制御
されているものである。高圧ブロアー３１はモーターな
どの駆動装置によって駆動され、０．２〜０．５ｋｇ／
ｃｍ²の空気流を発生するものを使用することができ
る。

【００３２】この第３実施例においても噴出ノズル２
５，２５Ａの配置位置などは第１実施例と同様で、比較
的自由に変更することもできる。また、この第３実施例
の潤滑装置は、図４において２点鎖線で囲まれた部分を
車両の床下あるいは台車に設置する。また、噴出ノズル
２５，２５Ａは、台車または軸箱に接続する。

【００３３】第３実施例においては、高圧ブロアー３１
で発生した空気流は安全弁３２から三方向切替弁３３を
経て、車輪１９の角度が変化したとき（アタック角θが
発生したとき）に発生する信号、車輪１９の前進または
後進を命令する信号（エンド交換信号）などによって制
御されている噴出方向切替弁３４の動作によって噴出ノ
ズル２５，２５Ａのいずれか一方に送られる。以下、空
気供給源以外の噴出ノズル２５，２５Ａにおける作用な
どは第２実施例と同様である。このブロアー式の噴出装
置の場合、潤滑材の噴出スピードは４０〜６０ｍ／ｓｅ
ｃ程度であり、第１〜第２の実施例の加圧式やサクショ
ン式などの噴出装置と比較して、噴出速度が低いが、圧
縮空気タンクからの空気を必要とせず、また、簡単な装
置構成とすることができる。

【００３４】このように第１〜第３実施例の鉄道車両の
潤滑装置においては、潤滑材を加熱して軟化させ、空気
中に分散させて高速で噴出するので、フランジとレール
との接触部に確実に必要量の潤滑材を付着させて、潤滑
性を得ることができる。

【００３５】

【実施例】本発明に用いる潤滑材の効果を確認するため
に、以下のような材料を用いて潤滑材を作成した。媒質：フィッシャー・トロプシュ・ワックス（製品名サゾールワックスＨ１、サゾール社製）（融点９７〜９８℃）固体潤滑材：タルク（平均粒径５μｍ以下程度の微粉状
のもの）（製品名日本薬局方タルク、小堺製薬社製）一酸化鉛（粉状のもの）（製品名特級一酸化鉛（黄）、関東化学社製）セッケン（一般的な化粧セッケンをカッターで削ったもの）

【００３６】すなわち、媒質を１００〜１２０℃で溶融
し、これに固体潤滑材としてタルク、一酸化鉛、セッケ
ンをそれぞれ混合して媒質中に分散させた後に冷却して
固化し、固体潤滑材を２０重量％含む３種類の潤滑材を
得た。この潤滑材を２円筒型の試験機のレール試験片に
付着させ、車輪の走行距離（すべり距離）と摩擦係数の
関係を調べた。

【００３７】このときのレール試験片に付着した潤滑材
の量は、タルクを含む潤滑材は８×１０^-3ｃｍ³、一酸
化鉛を含む潤滑材は１３．５×１０^-3ｃｍ³、セッケン
を含む潤滑材は９×１０^-3ｃｍ³であった。図５は、こ
の結果をすべり距離と摩擦係数の関係をグラフで示した
ものである。潤滑効果がなくなり、摩擦係数が急激に上
昇する点（摩擦係数にして０．２程度）までを潤滑材の
耐久時間とすると、図５より、タルクを含む潤滑材と一
酸化鉛を含む潤滑材は耐久時間が長く、効果が長続きす
ることがわかる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の鉄道車両の
潤滑方法および潤滑装置においては、常温で固体の潤滑
材を加熱して軟化させ、軟化された潤滑材を車輪のフラ
ンジとレールとの接触部に空気中に分散させながら高速
で噴出して吹き付けて付着させることを特徴とするもの
である。すなわち、常温で固体の潤滑材を加熱して軟化
させることによって、車輪のフランジやレールの側面に
潤滑材が十分に付着し、少量の噴出量で効率よく潤滑性
能を発揮させることができる。また、潤滑材は、常温で
固体なので付着位置から移動しにくく、従来の潤滑油を
用いた場合のように、車輪の踏面に潤滑油が移動するこ
とによって起こる粘着力の低下などを防止することがで
きる。また、潤滑油よりも砂、埃などが付着しにくいの
で、レールを流れる信号電流の不短絡の原因となる心配
が殆どない。このように、車輪のフランジとレールとの
接触部の潤滑性を確実に向上させることができるので、
レールと車輪の摩耗を防ぎ、大幅なコストダウンが期待
できる。また、車輪のフランジとレールとの接触部にお
ける騒音の発生を防止することができる。また、潤滑材
としては、常温で固体で、かつ加熱により軟化する媒質
中に、タルク、一酸化鉛などの固体潤滑材を分散させて
なるものあるいは、前記媒質からなる粒状成形品の表面
に、粉状の固体潤滑材が付着されてなるものを用いる
と、固体潤滑材の作用によって潤滑性能がさらに向上
し、好ましい。特に、前記媒質からなる粒子の表面に粉
状の固体潤滑材が付着されてなるものは、媒質からなる
粒子どうしの凝集を防ぎ、潤滑材の流動性を向上させる
ことができ、固体潤滑材と媒質からなる粒子を粉体混合
するだけでよいので製造が簡便である。さらに、潤滑材
の噴出手段が車輪の走行方向の前後に設けられ、これら
の噴出手段が車輪が急曲線にさしかかったときに発生す
る信号と車輪の走行方向の判断結果によって、択一的に
作動するように制御されている装置を構成することによ
り、潤滑材を必要なときに確実に噴出させることがで
き、また、車輪がどちらの方向に走行している場合に
も、その走行方向前方から後方に向かって潤滑材を噴出
することができるので、効果的な潤滑効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄道車両の潤滑装置の第１実施例を
示した装置全体の概略図である。

【図２】図１に示した装置において潤滑材を噴出する
噴出ノズルと車輪，レールとの位置関係を示した斜視図
である。

【図３】本発明の鉄道車両の潤滑装置の第２実施例を
示した概略図である。

【図４】本発明の鉄道車両の潤滑装置の第３実施例を
示した概略図である。

【図５】実施例の試験結果をすべり距離と摩擦係数の
関係で示したグラフである。

【図６】列車がカーブを曲がる際の車輪とレールの状
態を示した説明図であって、図６（ａ）はこのときの車
輪とレールの状態を上方から見た図で、図６（ｂ）はこ
のときの車輪とレールの要部を示した正面図である。

【図７】摩耗した車輪とレールを示した説明図であ
る。

【符号の説明】

１…圧縮空気タンク、９…潤滑材圧力タンク、１３，１
３Ａ…噴出ノズル、１８，１８Ａ…送出管、１９…車
輪、１９ｂ…フランジ、２０…レール、２０ｃ…側面、
２１…誘導室、２２…空気導入管、２３…潤滑材供給
口、２４…ノズル噴出口、２５，２５Ａ…噴出ノズル、
２６…潤滑材タンク、３１…高圧ブロアー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者星野光祐千葉県我孫子市青山17番地株式会社ニッチュー我孫子工場内 (72)発明者渡辺幸三千葉県我孫子市青山17番地株式会社ニッチュー我孫子工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】常温で固体の潤滑材を加熱して軟化させ
る加熱手段と、軟化された潤滑材を車輪のフランジとレ
ールとの接触部に吹き付ける噴出手段とからなることを
特徴とする鉄道車両の潤滑装置。
【請求項２】前記潤滑材は、常温で固体でかつ加熱に
より軟化する媒質中に、固体潤滑材を分散させてなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の潤滑装置。
【請求項３】前記潤滑材は、常温で固体でかつ加熱に
より軟化する媒質からなる粒子の表面に、粉状の固体潤
滑材が付着されてなることを特徴とする請求項１記載の
鉄道車両の潤滑装置。
【請求項４】粒状の潤滑材を収容する収容部と、この
収容部に収容された潤滑材を下方へ案内する案内手段
と、この案内手段によって供給された潤滑材を加熱する
とともに、空気中に分散させながら噴出させる噴出手段
とからなることを特徴とする鉄道車両の潤滑装置。
【請求項５】前記噴出手段は、高温の空気を導入する
ことによって前記粒状の潤滑材を加熱するとともに、こ
の空気とともに外部へ噴出させることを特徴とする請求
項４に記載の鉄道車両の潤滑装置。
【請求項６】前記噴出手段が、車輪の走行方向の前後
に設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれ
か一項に記載の鉄道車両の潤滑装置。
【請求項７】前記噴出手段が、車輪が急曲線にさしか
かったときに発生する信号と車輪の走行方向の判断結果
によって、択一的に作動するように制御されていること
を特徴とする請求項６に記載の鉄道車両の潤滑装置。
【請求項８】常温で固体の潤滑材を軟化させる工程
と、軟化した潤滑材を車輪のフランジとレールとの接触
部に吹き付ける工程とからなることを特徴とする鉄道車
両の潤滑方法。