JPH0455041Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、都市内交通機関、例えば市街電車用
等にも適用される各種の鉄道車両曲線用レールに
関するものである。

（従来の技術） 従来の前記鉄道車両曲線用レールにおける曲線
走行機能について説明すると、第２図に示すよう
に内、外軌道側曲線レール１ａ，１ｂのレール側
踏面３ａ，３ｂに接触して案内され走行する鉄道
車両の車輪５ａ，５ｂは、同一車軸４の両端部に
固着され外側が小径になつている所定の幅方向テ
ーパ角度αの車輪側踏面６ａ，６ｂを有し、比較
的に小曲率半径Ｒの内、外軌側曲線レール１ａ，
１ｂ上を鉄道車両が曲線走行に関する際に、第２
図Ｂに示すように車輪５ａ，５ｂが外軌側（図示
右側）へ移動して、車輪５ａ，５ｂの接触点半径
は、直線走行中の接触点Ｐ半径ｒに対し、曲線走
行中の内側車輪５ａの接触点Po半径riが減少し、
外側車輪５ｂ接触点Pi半径roが増大して、鉄道車
両の曲線走行時に接触点Ｐ移動により生じる車輪
５ａと５ｂの接触点半径差ro−ri，つまり回転半
径差によつて、同一車軸に嵌着、固定されている
両車輪が敷設されている曲線用レールの曲率半径
に応じてころがり状態で走行できる構造になつて
おり、前記両車輪の接触点位置における前記半径
差にはro−ri＝2br／Ｒの関係が成り立ち、ｒは
riとroの平均値で直線走行中の接触点半径にほぼ
等しく、ｂはその時の接触点間隔の1/2に相当し、
この関係があらゆる曲率半径Ｒに成立すれば、両
車輪は完全なころがり状態を保ち安定した曲線走
行となる。

前記ころがり状態を保つ手段としては、通常、
）車輪踏面勾配を大きくすること、）車輪と
曲線レール間に移動隙間（スラツク）を設ける、
）曲線レールを軌道中心寄りに傾斜させて敷設
する等の方法があるが、これらは通常の走行安定
性等により適切に選定されねばならず、一方で
は、走行中に車輪の接触位置が変化しても接触面
圧が過度にならないように車輪踏面の形状を決定
する必要があつて、これらを考慮すると、従来の
前記方式のものは、第２図Ｂに示すようにレール
頭部２ａ，２ｂのレール側踏面３ａ，３ｂの形状
的制約に起因して車輪側踏面６ａ，６ｂの接触点
の幅方向変化量を多くとれず、従つて、回転半径
差が小さく前記両車輪の走行距離差を大きくする
のに自ら限界があり、以上の理由によりレールの
曲率半径Ｒは最小100m位が限界であつて、さら
に小さな曲線で車両を通過させる場合は、車輪の
クリープによつて吸収することが必要となつて、
その限度を超すと車輪とレールの接触面間に滑り
が生じ、レール、車輪とともに無理が生じて走行
の円滑性が損われる。

（考案が解決しようとする問題点） 従来の前記鉄道車両曲線用レールにおいて、従
来方式では、車輪と曲線レールの相対関係におい
て曲線走行時に内、外軌側接触点における車輪の
回転半径差が大きくとれず、回転移動する両車輪
の走行距離差が少なくて小曲線走行の場合にころ
がり状態を維持することが困難である。

つまり、曲率半径100m以下の曲線用レールに
おける車両の安定通過は難しく、無理に通過させ
ると、接触点における圧力の増大、曲線レールお
よび車輪フランジ部の異常な摩耗、キシミ音によ
る騒音公害の発生など種々、様々な問題が生じ
て、車両走行時の安定性が著しく損われるなどの
問題点がある。

（問題点の解決手段） 本考案は、前記のような問題点に対処するため
に開発された鉄道車両曲線用レールであつて、内
軌側曲線レールにおけるレール頭部のレール側踏
面を軌道中心側寄りに次第に低く削除した形状に
して、前記レール側踏面に車輪側踏面の接触点を
軌道外側に移動させる勾配踏面を設けたことによ
り、車両曲線走行時における内、外側の両車輪に
おける回転半径差を大きくして、比較的に小曲率
半径の曲線用レールにおける車輪のころがり移動
性能、車両走行性能を向上させている。

（作用） 内軌側曲線レールにおけるレール頭部のレール
側踏面を軌道中心側寄りに次第に低く削除した形
状にして、該レール側踏面に設けられ車輪側踏面
の接触点を軌道外側に移動させる勾配踏面によ
り、鉄道車両の曲線走行時に内、外側両車輪の接
触点間隔が増大され、両車輪の接触点半径差、即
ち回転半径差が大きくなつて、比較的に小曲率半
径の曲線用レール上においても両車輪の完全なこ
ろがり移動状態が確保され鉄道車両が安定走行と
なる。

（実施例） 第１図に本考案の一実施例を示し、図中１ａは
内軌側曲線レール、１ｂは外軌側曲線レール、５
ａ，５ｂは鉄道車両の車輪であつて、両車輪５
ａ，５ｂは同一車軸４の両端部に嵌着、固定さ
れ、該車輪５ａ，５ｂの車輪踏面６ａ，６ｂは外
側が小径となる所定のテーパ角度αに形成されて
いるとともに、外軌側曲線レール１ｂにおけるレ
ール頭部２ｂのレール側踏面３ｂは従来と同様に
なつており、本考案においては、内軌側曲線レー
ル１ａにおけるレール頭部２ａのレール側踏面３
ａを軌道中心側寄りに次第に低く切削加工等の手
段により削除した形状にして（第１図Ａの鎖線参
照）、レール側踏面３ａに車輪側踏面６ａの接触
点を軌道外側に移動させる（車輪側踏面６ａより
も少し大きい幅方向テーパ角度β）勾配踏面１０
ａを設けた構成になつている。

本考案の実施例は、前記のような構成になつて
おり作用について説明すると、前記勾配踏面１０
ａを有する内軌側曲線レール１ａと外軌側曲線レ
ール１ｂ上で鉄道車両が曲線走行する際に外軌側
に移動して（第１図Ａの矢印方向）、第１図Ｂに
示すように外軌側曲線レール１ｂと外側の車輪５
ｂとの接触点P_Lは従来と同様であり、内軌側曲
線レール１ａと内側の車輪５ａは、従来の接触点
P_pから外側へ大きく移動した接触点P_sとなつて、
接触点Ｐに対応した車輪の回転半径ｒに対し、従
来の接触点P_p時の回転半径r_pから接触点P_Lの回転
半径r_sとなり、接触点P_pとP_sを詳細に比較する
と、第１図Ａに示すように車輪５ａの車輪踏面６
ａのテーパ角度αと内軌側曲線レール１ａの勾配
踏面１０ａのテーパ角度βとの関係で、従来、接
触点P_pでしか接触し得なかつたものを軌道外側
（つまり曲率中心側寄り）の接触点P_sまで大きく
移動せしめ、即ち、内軌側曲線レール１ａにおけ
るレール側踏面３ａのテーパ角度β線を、前記勾
配踏面１０ａによつて車輪側踏面６ａのテーパ角
度α線よりも低く形成したことにより前記接触点
の移動P_p→P_sを可能にし、その結果、r_s＜r_iとな
り内、外側の車輪５ａ，５ｂの回転半径差はr_p−
r_i＜r_p−ｒｓとなつて、両車輪５ａ，５ｂの回転
半径差が増大され、内軌側曲線レール１ａ側の回
転半径が著しく小さくなつて両車輪のころがり接
触が保たれる。即ち、r_p−r_s＝2br／Ｒによりr_p−
r_sを大きくすると曲線レールの曲率半径Ｒを小さ
く設定できる。

本考案の特徴は、レール頭部のレール側踏面の
形状を修正して車輪踏面の接触点を移動させ、両
車輪の接触点の対応した回転半径（車輪周長）の
差を大きく設定することにあり、修正加工の方法
に関しては、前記実施例に限定されるものではな
く、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において
種々設計変更可能である。

前記車輪回転半径差を得る方法としては、前記
以外に車輪側踏面のテーパ角度を大きくする、
内、外軌側曲線レールの敷設ピツチを広くする、
内軌側曲線レールを外軌側曲線レール側へ傾斜さ
せて車輪側踏面の軌道外側で接触させる等の
種々、多様な方式が考えられるが、車両走行の安
定性、レール側接触点圧力の増大、レール敷設工
事の困難等の多くの欠点があつて実用性が問題と
なるのに対し、本考案の前記構成では、これらの
欠点が解消され、レールの曲率半径30m程度の小
曲線でも鉄道車両が安定して通過でき都市内交通
機関用などにおける地理的制御に広く対処可能に
なつている。

（考案の効果） 本考案は、前記のような構成になつており、内
軌側曲線レールにおけるレール頭部のレール側踏
面に設けられた車輪側踏面の接触点を軌道外側に
移動させる勾配踏面により、鉄道車両の曲線走行
時に内、外側の両車輪の接触点間隔が増大され、
両車輪の接触点半径差、即ち回転半径差が大きく
なつて、比較的に小曲率半径の曲線レール上にお
いても両車輪の完全なころがり移動状態が確保さ
れ、安定した走行となり、鉄道車両の走行性能が
著しく向上され、汎用性が高められている。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本考案の一実施例を示す内軌側曲線
レールの縦断面図、第１図Ｂは第１図Ａを敷設し
た状態の全体配置を示す縦断面図、第２図Ａ，Ｂ
は従来例を示す内軌側曲線レールの縦断面図と敷
設した状態の全体配置を示す縦断面図である。 １ａ……内軌側曲線レール、２ａ……レール頭
部、３ａ……レール側踏面、６ａ……車輪側踏
面、１０ａ……勾配踏面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内軌側曲線レールにおけるレール頭部のレール
   側踏面を軌道中心側寄りに次第に低く削除した形
   状にして、前記レール側踏面に車輪側踏面の接触
   点を軌道外側に移動させる勾配踏面を設けたこと
   を特徴とする鉄道車両曲線用レール。