JPS62163855A - 鉄道車両用輪軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、鉄道車両用輪軸に係り、特に高速で走行する
鉄道車両に好適な鉄道車両用輪軸に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の鉄道車両用輪軸を第５図によって説明する。同図
において、ｌは車軸、２は該車軸１の両端に剛に嵌合さ
れている車輪である。該車軸２の踏面３には、円錐形状
を成す踏面勾配が形成されている。４はＩ配路面３の車
軸ｌ中央側部に形成されたフランジ、５は前記輪軸が走
行するレールで図中左側が曲線部における外航側に相当
している。なお、図示の状態は鉄道車両が曲線軌道部を
走行している時の該輪軸の状態を示している。このよう
な構成において、輪軸は曲線走行の際、踏面３の摩擦力
により外軌側（中図左側）へ移動し、レール５との接触
点が変化する。この時、外軌側のレール５と車軸２との
接触点大における該車輪２の径をＤ１１内軌側のレール
５との接触点Ｂにおける該車輪２の径をＤ２とすると、
ＤＩ＞Ｄ２となり、該輪軸における内軟側の車輪２の進
み距離が外航側の車輪２のそれよりも短く、曲線軌道の
通過を容易に行なわせることができる。しかしながら、
高速で走行する鉄道車両においては、前記車輪２の踏面
勾配によって種々な不具合の原因となる蛇行動が発生す
ることが知られている。このため、比較的走行速度が遅
い車両においては踏面勾配を一程度としているのに対し
、高速走行す加 くしているものが多い。ただし、前記高速走行を行なう
車両においては、曲線通過性能が低下するため、フラン
ジ４の摩耗が増大するという欠点があった。

前述のフラン：、＞摩耗の対策として考えられたものと
して特開昭５５−６３９６５号公報に記載されているも
のが公知である。本件の要旨を第６図によって説明する
。同図において、輪軸の左右に配置された車輪７は互に
独立して回転するものであり、その間に磁気カップリン
グ９が設けられている。このような構成において、該輪
軸を有した車両が低速走行する場合には左右の車輪７を
一体に結合して踏面勾配の作用によって、小曲線を通過
し、一方、前記車両が高速で走行する場合には左右の車
輪７の結合を解除して独立回転させることにより蛇行動
の発生を防止するものである。

ところが、このような独立回転車輪は、従台車すなわち
駆′ＩＩｈ源を有しない台車については適用可能である
が、駆動台車すなわち駆動源を有する台車については自
＠ｉｌ卓等に用いる差動歯車装麗を駆動系に設けなけれ
ばならず、構成が複雑になるとともにコスト面において
も高価となるという欠点があった。また、前述の構成に
おいて車輪７を独立して回転させる場合には、該輪軸自
体のセルフステアリング機能かまった（ないため、台車
作成時の寸法のわずかな狂いでも、該輪軸が片寄って走
行し、フランジ摩耗を増大させてしまう恐れがあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、軌道条件あるいは走行速
度に応じて車輪の踏面勾配を変化させ得る構成とし、曲
線通過性能および高速走行安定性の向上を図り得る鉄道
車両用輪軸を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、輪軸を構成する車輪をレールに対して傾斜さ
せ得る構成とし、車両の走行状態あるいは軌道条件に対
応させて１Ｉｔｌ記輪軸を傾斜させることを特徴とする
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図によりて
説明する。同図において、１０は円錐形に踏面勾配を形
成した車輪で、内部に円弧状の内歯歯車ｎが形成されて
いる。１１は前記車輪１０の嵌合部にＩｌａｌ自記歯車
ごと噛合う外歯歯車４が形成されている車軸である。上
記車輪１０は、１４１軸１１に嵌合した状態で車軸１１
の軸まわりの回転は伝えるが、垂直軸に対する傾きすな
わちレール１９に対する傾きは許容するように構成され
ている。また、該車輪ｌＯの両端には、ベアリング１８
を介して軸箱１６が設けられている。１５はｆｆｌ前記
軸箱１６を揺動可能に連結し、他端を台車砕く図示省略
）に揺動可能に連結したリンクで、該リンク巧は車輪１
０の両側に逆ハの字状に配置され、その下方へ延長した
それぞの軸線は該車軸１０の踏面近傍で交差しており、
該交点Ｏを仮想中心として傾斜させ得るように車輪１０
を支持するものである。１７は前記リンク１５と台車枠
との間に設けられたアクチュエータで、その伸縮により
前記リンク巧の揺動を制御し、車輪１０の傾斜角を調整
するものである。すなわち％前記アクチュエータ１７コ
よって車輪１０の傾きを制御することによって、該車輪
１０のレール１９に対する踏面勾配を変化させるもので
ある。ところで、前記構成における車輪ｌＯの踏面勾配
は、第１図に示すように車軸１１の中心線ＥＦに対する
該車輪ｌＯの踏面の直線ＣＤの傾きで表わされる。すな
わち、第１図の状態は、踏面勾配Ｏの状態を示すもので
ある。

このような構成において、鉄道車両が低速で走行する場
合εこは、第３図に示すように車軸１０をほぼ垂直に位
置させ、レール１９上面に対する踏面勾配αを設けた状
態とする１、この状態で走行すると、該輪軸のセルフス
テアリング作用で曲線走行時に輪軸が外軌側へ移動し、
外軌側車輪１０の進み距離が内航側Ｉμ輪１０の進み距
離よりも長くなり、該曲線軌道の通過を容易に行なわせ
ることができる。

また、踏面勾配による蛇行動については、低速走行であ
るため発生しない。すなわち、鉄道車両が曲線軌道に差
掛った時点では、必然的に速度を落すため、前記蛇行動
発生を防止できる。

一方、鉄道車両が高速で走行する場合には、第４図に示
すように車輪ｌＯをアクチュエータ１７を動作させリン
クルを介して傾斜させて、該車輪ｌＯの踏面の直線をレ
ール１９の上面と平行となるようにする。この状態で走
行すると、車輪１０にはレール１９に対して踏面勾配を
有しておらず、輪軸のセルフステアリング機能がないた
め、高速走行状態における蛇行動の発生がない。すなわ
ち、車輪１０の踏面勾配が設けられている場合、該輪軸
に軸方向の力が作用すると１輪軸は踏面勾配によって前
記力と反対方向の力が作用し、これらが原因となって蛇
行動が発生する。ところが、前述のように高速走行時に
車輪ｌＯのレール１９に対する踏面勾配がない場合には
１輪軸の軸方向力が作用しても、前述のような反力は発
生せず、前記軸方向力は減衰されるため、蛇行動を防と
できる。

このような構成によれば、低速走行時にはレール１９に
対する相対的な踏面勾配を設けて、低速で走行する曲線
軌道における曲線通過性能を向上することができ、車輪
１０の７ランジ摩耗を防止できる。また、高速走行時に
はレール１９に対する相対的な踏面勾配を小あるいはＯ
とすることにより、蛇行動の発生を抑制でき、走行安定
性を向上できる。さらに、前記輪軸においては車軸Ｈの
中間部に特別な部材を設ける必要がな畷、該車軸１１に
直接駆動装駈を設けることができ、駆動台車にも適用可
能である。また、前記のような構成によれば車輪１０の
レール１９に対する相対的な踏面勾配を任意に変えるこ
とができるため、直線走行時における片寄りについては
、該片寄りを防止し得る程度の踏面勾配を設けることで
防！Ｅできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、軌道条件あるいは
走行速度に応すて車輪の踏面勾配を変化させることがで
きるため、曲線通過性能および高速走行安定性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明Ｊこよる鉄道車両用輪軸の一実施例にお
ける車輪の断面図、第２図は第１図の車輪部分の斜視図
、！ｇ３図はｍ１図に示す輪軸の低速走行状態を示す正
面図、第４図は第１図に示す輪軸の高速走行状態を示す
正面図、第５図は従来の輪軸を示す正面図、第６図は他
の従来の輪軸を示す正面図である。 ｌＯ・・・・・・車輪、１１・・・・・・車軸、１５・
・・・・・リンク、１６・・・軸箱、１７・・・・・・
アクチュエータ、１８・・・・・・ベアリング、オ６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、台車枠を支持し、軸方向両側に車輪を有した鉄道車
   両用輪軸において、前記車輪の回転中心部に車軸との間
   で該車軸まわりの回転を伝達するとともに該車軸の傾斜
   を許容する結合手段を設け、前記車軸の車輪取付け位置
   に前記結合手段と嵌合する嵌合手段を設け、前記車輪の
   両側に軸受を介して設けられる軸箱と、該各軸箱と台車
   枠との間に逆ハの字状に配置されそれぞれの結合部を揺
   動可能に結合したリンクと、前記車輪の回転中心軸線の
   傾斜を制御する傾斜制御手段とから成ることを特徴とす
   る鉄道車両用輪軸。