TWI477414B - Rail vehicles for steering vehicles - Google Patents

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TWI477414B TW101141578A TW101141578A TWI477414B TW I477414 B TWI477414 B TW I477414B TW 101141578 A TW101141578 A TW 101141578A TW 101141578 A TW101141578 A TW 101141578A TW I477414 B TWI477414 B TW I477414B
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Description

軌道車輛用轉向車架
本發明係關於將車架的輪軸予以轉向之軌道車輛用轉向車架，特別是關於在通過曲線區間時，能將用來抑制摩耗的潤滑材以最佳狀態塗布於車輪之凸緣喉部之轉向車架。
當軌道車輛通過曲線半徑小的曲線區間時，有較大横向荷重會作用於車輪和軌道之間。因此，在急彎曲線區間，排頭車軸之外軌側車輪的凸緣部會發生摩耗，另一方面在軌道側會發生側摩耗。
於是，藉由將固態潤滑材緊壓而將潤滑材塗布於車輪之凸緣喉部，以改善車輪之凸緣部和軌道的接觸部之潤滑狀況，並抑制車輪之凸緣部的摩耗的技術已被開發出(例如專利文獻1、非專利文獻1)。
例如在非專利文獻1揭示出，從車上將固態潤滑材塗布於車輪之凸緣部，對於抑制車輪之凸緣喉部的摩耗是有效的。
然而，非專利文獻1僅在其第3圖揭示將固態潤滑材緊壓於車輪之凸緣部的相片，但完全沒有記載為了將固態潤滑材緊壓於車輪之凸緣部的具體構造。
假使是在將固態潤滑材藉由彈簧緊壓於車輪之凸緣部的定壓按壓式的情況，由於始終將固態潤滑材緊壓於車輪 之凸緣部，而有高價潤滑材之消耗量變多的課題。
特別是轉向車架，不論是行走於直線區間時(第3(a)圖)、通過曲線區間時(第3(b)(c)圖)，固態潤滑材都被按壓於車輪之凸緣部。因此，當將固態潤滑材設置於車架框之行進方向外側的情況，在通過曲線區間時之靠近車輪的外軌側(第3(b)圖)，相較於通常車架的情況，朝車輪凸緣部之按壓力變大而使固態潤滑材的摩耗更大。
又第3圖中的符號1表示車架框，2表示車輪2a和車軸2b所構成的輪軸，3表示在車架框1的行進方向外側安裝成相對於車輪2a之凸緣2aa可接近或離開地移動自如之固態潤滑材。此外，符號4表示將固態潤滑材3按壓於車輪2a之凸緣2aa的彈簧，5表示軸箱，6表示軸彈簧，R表示軌道。
另一方面，在專利文獻1揭示一種可動式的技術，將固態潤滑材與煞車塊一體化，在煞車作用時將潤滑材轉移至車輪之凸緣喉部以改善車輪之凸緣喉部的表面性狀，藉此抑制車輪的凸緣摩耗。
然而，專利文獻1所揭示的技術的情況，朝車輪之凸緣喉部實施之潤滑材的轉移限定於煞車作用的期間，相較於始終將潤滑材緊壓的情況雖可抑制潤滑材的消耗量，但存在著潤滑性能不足的課題。
[專利文獻1]日本特開昭63-259231號公報
[非專利文獻1]JR EAST Technical Review-No.25「關 於維修技術之研究開發的途徑」、p5~8
本發明所要解決的課題包含，當藉由彈簧將固態潤滑材緊壓於車輪之凸緣部的情況，不僅通過曲線區間時連行走於直線區間時也會將潤滑材始終緊壓，而使潤滑材的消耗量變多。另一方面，當將固態潤滑材與煞車塊一體化而在煞車作用時潤滑材轉移於車輪之凸緣喉部的情況，朝車輪之凸緣喉部實施之潤滑材的轉移限定於煞車作用的期間而使潤滑性能不足。
本發明的目的，是為了同時確保所需充分的潤滑作用並抑制潤滑材消耗量。為了達成此目的，雖是將固態潤滑材藉由彈簧按壓之定壓按壓式，但活用轉向車架特有的輪軸於車輛行進方向的前後動作，僅在通過曲線區間時成為外軌側之軸位將固態潤滑材緊壓而進行塗布。
亦即，本發明之軌道車輛用轉向車架，是構成為能將車架的輪軸予以轉向之轉向車架，其最主要特徵在於，在前述轉向車架的車架框之與輪軸的車輛行進方向外側部分之車輪凸緣部相對的位置，配置有固態潤滑材塗布裝置，該固態潤滑材塗布裝置係具有固態潤滑材、按壓用彈簧以及制動件；該固態潤滑材，安裝成相對於車輪凸緣部可接近或離開地移動自如；該按壓用彈簧，用來將該固態潤滑材朝車輪凸緣部側 彈壓；該制動件，用來拘束前述固態潤滑材朝車輪凸緣部之接近移動，在通過曲線區間時，藉由轉向所產生之輪軸於車輛行進方向之前後動作，僅在靠近車輪的外軌側接觸，在通過曲線區間時之遠離車輪的內軌側及行走於直線區間時則不接觸。
本發明的轉向車架，在通過曲線區間時，藉由轉向所產生之輪軸於車輛行進方向之前後動作，僅在靠近車輪的外軌側之車輪凸緣部將固態潤滑材按壓，因此可確保所需充分的潤滑作用並抑制潤滑材的摩耗。
在本發明，利用轉向車架特有的在曲線區間之輪軸於車輛行進方向之前後移動，僅在車輪凸緣部與軌道側部接觸之通過曲線時在外軌側車輪的凸緣喉部將固態潤滑材按壓而塗布所需量。因此，可確保所需充分的潤滑作用並抑制潤滑材的摩耗。
此外，本發明由於是定壓按壓式的固態潤滑材塗布裝置，比起可動式的固態潤滑材塗布裝置可降低製作成本。
在本發明，為了實現可確保所需充分的潤滑作用並抑制潤滑材的摩耗之目的，僅在通過曲線區間時之靠近車輪凸緣部的外軌側接觸，在通過曲線區間時之遠離車輪凸緣部的內軌側及行走於直線區間時則不接觸。
[實施例]
以下，使用第1圖及第2圖來說明實施本發明之形態例。
第1圖係行走於直線區間時之本發明的轉向車架之主要部分說明圖，第2圖係通過曲線區間時之本發明的轉向車架之主要部分說明圖。
11表示在通過曲線區間時藉由轉向裝置使輪軸2朝車輛行進方向的前後移動之本發明的轉向車架，例如在車架框1之與車輪2a的凸緣2aa相對的位置，安裝有相對於凸緣2aa可接近或離開地移動自如之固態潤滑材3。
在本發明，如第1(b)圖所示般，以從車輪2a之凸緣2aa的側面2aaa到喉部2aab的範圍可塗布潤滑材的方式，在車架框1之車輛行進方向外側部分設置固態潤滑材3。
在本發明，以從車輪2a之凸緣2aa的側面2aaa到喉部2aab的範圍可塗布潤滑材的方式設置固態潤滑材3，是根據日本平成16年(2004年)軌道技術聯合研討會的發表論文「修正圓弧觸軌面與軌道的相互摩耗所產生之車輪半徑差特性調查」。
亦即，依據前述發表論文，記載著在半徑400m的曲線區間於凸緣喉部會發生摩耗，可知在半徑未達400m的曲線區間凸緣喉部會發生摩耗。以下將半徑未達400m的曲線區間稱為急彎曲線區間。
而且，將安裝於前述位置之固態潤滑材3，藉由按壓 用彈簧4朝向車輪2a之凸緣2aa始終彈壓。亦即，在本發明，作為固態潤滑材塗布裝置是採用製作成本上有利的定壓按壓式者。
然而，單純在轉向車架11設置定壓按壓式的固態潤滑材塗布裝置的情況，在通過曲線區間時靠近車輪2a側的固態潤滑材3朝凸緣2aa的按壓力變得比通常車架的情況更大而更容易摩耗。
在從車輪2a之凸緣2aa的側面2aaa到喉部2aab的範圍塗布潤滑材的目的，是為了改善車輪2a之凸緣2aa與軌道R的接觸部之潤滑狀況，藉此抑制從凸緣2aa到喉部2aab的範圍之摩耗。因此，只要僅在車輪2a之凸緣2aa與軌道R接觸之曲線區間的外軌側的車輪2a之凸緣2aa塗布潤滑材即可。
另一方面，轉向車架11，僅在通過曲線區間時，輪軸2會對應於曲線半徑而朝車輛行進方向的前後動作。因此，只要在通過曲線區間時當輪軸2朝車輛行進方向的前後動作時，僅於外軌側的車輪2a之凸緣部2aa將固態潤滑材3按壓即可。
於是，本發明是活用轉向車架特有的在曲線區間之輪軸2於車輛行進方向的前後動作，僅在通過曲線區間時之外軌側的車輪2a之凸緣2aa將固態潤滑材3按壓。
亦即，在本發明如第1圖所示般，設有拘束固態潤滑材3朝凸緣2aa的接近移動之制動件12，當行走於直線區間時，使前述固態潤滑材3不接觸車輪2a之凸緣 2aa。
例如第1圖及第2圖的例子，設有其基端側的位置固定且在前端安裝有固態潤滑材3之彈簧4，藉由制動件12在彈簧4的前端側阻止該彈簧4的伸長，藉此拘束固態潤滑材3朝凸緣2aa之接近移動。
這時，固態潤滑材3和車輪2a之凸緣2aa的間隙d較佳為設定成，僅在急彎曲線區間讓固態潤滑材3接觸車輪2a之凸緣2aa，於該急彎曲線區間，單純利用車輪2a的直徑差無法轉彎，且排頭的輪軸2之外軌側的車輪2a和軌道R的接觸部到達該車輪2a之凸緣2aa。
如此，在車輪2a之凸緣2aa按壓固態潤滑材3的動作僅限定於凸緣2aa之喉部2aab發生摩耗之通過急彎曲線區間時，因此可抑制固態潤滑材3的摩耗。
此外，前述固態潤滑材3的設置位置，能夠僅在通過曲線區間時之外軌側的車輪2a之凸緣2aa按壓固態潤滑材3的任何位置皆可，但基於維修的觀點，儘量以與軌道R在高度方向平行的水平狀設置在車軸2b的中心高度位置附近。
上述構造之本發明的轉向車架11，當行走於直線區間時，如第1圖所示般，在固態潤滑材3和車輪2a的凸緣2aa之間存在有間隙d，固態潤滑材3與凸緣2aa不會接觸。
另一方面，例如行走於急彎曲線區間時，藉由轉向所產生之輪軸2於車輛行進方向的前後動作，僅在靠近車輪 2a的凸緣2aa之外軌側接觸(第2(a)圖)，藉此僅在外軌側的車輪2a之凸緣2aa塗布潤滑材。這時，遠離車輪2a的內軌側則不接觸(第2(b)圖)。
亦即，本發明的轉向車架11，僅在通過急彎曲線區間時之位於外軌側的車輪2a之凸緣2aa將固態潤滑材3按壓而塗布潤滑材，在內軌側及行走於直線區間時的車輪2a之凸緣2aa則不讓固態潤滑材3接觸。因此，可有效抑制固態潤滑材3的摩耗。
而且，僅在通過前述急彎曲線區間時位於外軌側的車輪2a之凸緣2aa按壓固態潤滑材3的作用，也是活用轉向車架特有之輪軸2的移動來進行，不須使用另外設置的氣缸等，因此裝置本身構造簡單且維修容易。
本發明並不限定於上述例子，只要是各請求項所記載之技術思想範疇，當然也能改變成適當的實施方式。
例如，在第1圖及第2圖所示的例子，為了拘束固態潤滑材3朝凸緣2aa之接近移動，是在其基端側的位置固定之彈簧4的前端側阻止彈簧4的伸長。然而，只要能夠拘束固態潤滑材3朝凸緣2aa之接近移動，不管採用什麼構造都可以。
此外，本發明所適用之轉向車架的轉向方式，可適用於主動強制轉向方式、半強制轉向方式之任一方式。又主動強制轉向方式是指，使用空壓、油壓或電動方式的致動器，從外部供應能量進行控制而主動地將輪軸轉向的方式。另一方面半強制轉向方式是指，將車體、車架、輪軸 藉由連桿等的機械機構連結，在通過曲線時以車體、車架間所產生的轉向車架移位作為驅動力的方式。
1‧‧‧車架框
2‧‧‧輪軸
2a‧‧‧車輪
2aa‧‧‧凸緣
2b‧‧‧車軸
3‧‧‧固態潤滑材
4‧‧‧彈簧
11‧‧‧轉向車架
12‧‧‧制動件
第1(a)圖係行走於直線區間時之本發明的轉向車架之主要部分說明圖，第1(b)圖係對於車輪之凸緣部的固態潤滑材按壓狀態之說明圖。
第2圖係通過曲線區間時之本發明的轉向車架之主要部分說明圖，第2(a)圖係車輪靠近車架框的行進方向外側之外軌側的圖，第2(b)圖係車輪遠離車架框的行進方向外側之內軌側的圖。
第3圖係習知的具備定壓彈簧式的固態潤滑材按壓裝置之轉向車架的主要部分說明圖，第3(a)圖係行走於直線區間時的圖，第3(b)圖係通過曲線區間時之車輪靠近車架框的行進方向外側之外軌側的圖，第3(c)圖係行走於曲線區間時之車輪遠離車架框的行進方向外側之內軌側的圖。
1‧‧‧車架框
2‧‧‧輪軸
2a‧‧‧車輪
2aa‧‧‧凸緣
2aaa‧‧‧側面
2aab‧‧‧喉部
2b‧‧‧車軸
3‧‧‧固態潤滑材
4‧‧‧彈簧
5‧‧‧軸箱
6‧‧‧軸彈簧
11‧‧‧轉向車架
12‧‧‧制動件
d‧‧‧間隙
R‧‧‧軌道

Claims (3)

  1. 一種軌道車輛用轉向車架，是構成為能將車架的輪軸予以轉向之轉向車架，其特徵在於，在前述轉向車架的車架框之與輪軸的車輛行進方向外側部分之車輪凸緣部相對的位置，配置有固態潤滑材塗布裝置，該固態潤滑材塗布裝置係具有固態潤滑材、按壓用彈簧以及制動件；該固態潤滑材，安裝成相對於車輪凸緣部可接近或離開地移動自如；該按壓用彈簧，用來將該固態潤滑材朝車輪凸緣部側彈壓；該制動件，用來拘束前述固態潤滑材朝車輪凸緣部之接近移動，在通過曲線區間時，藉由轉向所產生之輪軸於車輛行進方向之前後動作，僅在靠近車輪的外軌側接觸，在通過曲線區間時之遠離車輪的內軌側及行走於直線區間時則不接觸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之軌道車輛用轉向車架，其中，前述固態潤滑材，儘量以與軌道在高度方向平行的水平狀設置於車軸的中心之高度位置附近。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之軌道車輛用轉向車架，其中，前述固態潤滑材和車輪凸緣部之間隙設定成，僅在以 下曲線區間使固態潤滑材接觸車輪凸緣部，於該曲線區間，單純利用車輪的直徑差無法轉彎，且排頭輪軸的外軌側之車輪和軌道的接觸部到達該車輪之凸緣。
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