JPH08290701A

JPH08290701A - 両輪両フランジ車輪

Info

Publication number: JPH08290701A
Application number: JP7118990A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nishitani; 正西谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1996-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】高速走行時の走行安定性が高い、蛇行動の起
きない車輪を得る。【構成】両側の車輪１０の両側にフランジ１２が形成
されており、車輪踏面１４およびレール踏面２２の枕木
方向断面形状が水平且つ直線とされている。車輪１０の
フランジ寄り外周の両側に磁化装置２４が固着され、ま
たは作用するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粘着式高速鉄道で用い
る車輪に関する。

【０００２】

【従来の技術】普通鉄道において現用される車輪はすべ
て片フランジ車輪である。普通鉄道以外においては、交
走式ケーブルカーで片輪両フランジ車輪が現用されてい
る。レールおよび輪軸が木製であった草創期である１６
世紀頃のヨーロッパの鉱山軌道では、レールに跨る凹形
踏面の車輪が用いられたと伝えられているが、これは丸
木状レールから脱輪しないよう作られた非常に原始的な
溝形車輪であって、近代的な意味での両フランジ車輪と
の間には技術的連続性はない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】軌間には、保守限度を
考慮して、公差すなわち公認される誤差が定められてお
り、日本の１０６７mm軌間の直線区間における公差は＋
７mm、−４mmであるから、実際に敷設されている軌間は
１０６３〜１０７４mmとなっており、フランジとレール
との間には公差に対応する若干のあきが存在している。
さらに、車両が軌道中心に定位するように、車輪踏面に
は傾斜がつけられていて、車輪は大きく見れば円錐柱を
輪切りにした形状をなしている。これらの結果、輪軸お
よび台車は蛇行動と呼ばれる正弦波走行を繰り返しなが
ら走行している。この蛇行動は、低速においては安全上
の問題とはならないが、高速走行においては脱線の原因
ともなり非常に危険である（東日本旅客鉄道会社編『鉄
道ルネッサンス』丸善、１９９１年、２８２頁参
照。）。このため新幹線では、車輪踏面の傾斜を在来線
の半分の４０分の１勾配とし、さらに、フランジと水平
面とがなす角度であるフランジ角を在来線より約１１°
大きい７０°として、安全性の向上をはかっているが、
超高速走行にふさわしい車輪としては、不十分である。

【０００４】本発明は、上記される現状を踏まえ、超高
速走行における高い走行安定性の得られる車輪を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の両輪両フランジ車輪においては、車輪踏面
およびレール踏面の両方の枕木方向断面形状を水平且つ
直線とする（ただし、すでに敷設されているレール上を
走行する場合には、車輪踏面の勾配はレール踏面の勾配
と同一または若干上回るものとされるものであってもよ
い。）。これによって、車輪踏面の傾斜による蛇行動を
なからしめる。

【０００６】さらに、車輪の両側にフランジを設ける。
前記の交走式ケーブルカーにおいては、左側レール上の
両フランジ車輪と右側レール上のフランジなし車輪とを
有する車両と、逆の構成である各車輪を有する車両と
が、坂の途中に設けられた複線部分で、それぞれの車両
が両フランジ車輪の側に分岐してすれ違う構成となって
いるが、本発明においては、両輪とも両フランジ車輪と
した。

【０００７】交走式ケーブルカーにみられるように、両
フランジ車輪は、独立した１本のレール上でなければ走
行できない。このことは、引き戸の溝形戸車および前記
した草創期の溝形車輪の場合も同様である（草創期の鉱
山軌道においては、坑内と外部とを結ぶ単線軌道で用い
られたと考えられる。その後、分岐器の出現により、丸
木状レールと溝形車輪とからなる方式は廃され、フラン
ジ付きレールと馬車などと同じフランジなし車輪、もし
くは今も現用されているフランジなしレールと片フラン
ジ車輪に移行した。フランジをレールに付けるか、車輪
に付けるかが確定したのは、蒸気機関車発明後まもない
１９世紀前半であった。）。現用分岐器においては、ク
ロッシング部で基準線の長ノーズレールと分岐線の短ノ
ーズレールが一体化され、分岐線（基準線）のウイング
レールが延設されて基準線（分岐線）のガードレールに
なっており、さらに、ポイント前端では基準線（分岐
線）の基本レールと分岐線（基準線）のトングレールと
が接触開閉する仕組みになっており（以上の構成はもっ
とも一般的分岐器である片開き分岐器の場合であるが、
他の分岐器についてもほぼ同様なことがいえる。）、基
準線側レールと分岐線側レールとが、接触または一体化
されており、このような分岐器においては、本発明の両
輪両フランジ車輪は脱線してしまう。したがって、本発
明の実施にあたっては、両輪両フランジ車輪用分岐器の
開発が必要不可欠となる。

【０００８】

【作用】本発明の両輪両フランジ車輪の車輪踏面は水平
であり、内側と外側の径は等しいので、車輪踏面の形状
に由来する蛇行動は発生しない。

【０００９】また、フランジが両輪の両側にあり、１輪
軸当たりフランジ数が、現用される普通鉄道用片フラン
ジ車輪および交走式ケーブルカー用片輪両フランジ車輪
の２倍であるから、脱線の可能性は現用例に比べ非常に
小さいものとなる。

【００１０】前記した軌間公差は、本発明の場合も当然
あるので、フランジとレールとの間にはあきがある。し
たがって、本発明においては、車輪踏面の形状に由来す
る蛇行動は発生しないが、フランジとレールとの間に存
在するあきに由来する横ゆれは発生する。また、蛇行動
は、一面においては、車輪踏面およびレール踏面の均等
な磨耗をもたらしており、車輪踏面の幅がレール踏面の
幅と一致しない以上、車輪は規制的にレール上の横変位
がなされることが望ましい。そこで、本発明において
は、車輪のフランジ寄り外周の片側を磁化し、その側の
フランジとレールとを吸引させ、一定期間あるいは一定
距離走行後（前進後進の切り替え時点を含む。）、反対
側を磁化し、車輪踏面およびレール踏面が均等に磨耗す
るように構成するものとする。なお、車輪外周の磁化に
ついては、磁性高付着車輪（特願、平６−１８３０２
２。）請求項２〜９、および図１〜４、図７の構成を参
照されたい。

【００１１】

【実施例】実施例において、図面を参照しながら説明す
ると、図１に示される全体の縦断面図において、車輪１
０には両側にフランジ１２が形成されており、車輪踏面
１４の枕木方向断面形状は水平且つ直線とされている。
レール１６は、レール座面１８が水平な枕木２０（木製
枕木、コンクリート枕木、コンクリート道床軌道、金属
製枕木、スラブ軌道、その他の現用される枕木・軌道を
含む。）上に敷設されている。レール踏面２２の枕木方
向断面形状は水平且つ直線とされており、車輪踏面１４
とレール踏面２２とは線接触している。

【００１２】車輪１０のフランジ寄り外周には磁化装置
２４が固着（前記、特願、平６−１８３０２２、磁性高
付着車輪、請求項２〜６、および図１〜３、図７（ａ）
・（ｂ）参照。）され、もしくは作用（同前、請求項
７，８および図４参照。）する構成となっている。

【００１３】フランジ角２６は、新幹線で現用される７
０°±１０°程度とする。

【００１４】フランジ１２とレール１６との間にはあき
２８がある。前記したように、車輪１０に強制横変位を
起こし車輪踏面１４およびレール踏面２２を均等に磨耗
させるため、車輪１０に磁化装置を固着もしくは作用さ
せる。

【００１５】図２に示されるように、レールは、左側レ
ール３０および右側レール３２からなり、車輪は左輪車
輪３４および右側車輪３６からなっている。左側車輪３
４および右側車輪３６の両側にはフランジ１２が形成さ
れており、１輪軸当たり４つのフランジ１２が設けられ
ている。また、磁化装置は、左側車輪３４に固着される
磁化装置ａ３８および磁化装置ｂ４０、右側車輪３６に
固着される磁化装置ｃ４２および磁化装置ｄ４４からな
っている（図示しない実施例においては、前記の磁性高
付着車輪、請求項７、８、図４の構成からなる磁化装置
が車輪に作用するものでもよい。）。図２に示される実
施例においては、磁化装置ａ３８および磁化装置ｃ４２
が励磁されており、車輪は右側に寄せられている。一定
時間後あるいは一定距離走行後（前進後進の切り替え時
点を含む。）に磁化装置ｂ４０および磁化装置ｄ４４を
磁化し、車輪を左側に寄せることにより、車輪踏面１４
およびレール踏面２２を均等に磨耗させる。

【００１６】すでに敷設されているレール踏面が傾斜し
ているレール上を走行する際には、車輪踏面１４の枕木
方向断面形状は上記のように水平且つ直線であってもよ
く、あるいは図示しない第２の実施例においてはレール
踏面と同じ傾斜あるいは図示しない第３の実施例にあっ
てはレール踏面を若干上回る傾斜であってもよい。第１
の実施例においては蛇行動は発生しにくいが付着力が低
下する（付着力については、前記の特願、平６−１８３
０２２、磁性高付着車輪、段落番号０００５を参照され
たい。）。第２の実施例においては付着力は強いが蛇行
動は起きやすい。また、第３の実施例においては付着力
が弱く且つ蛇行動も起きやすい。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００１８】蛇行動がなくなるので、高速走行時の走行
安定性が向上する。

【００１９】蛇行動がなくなるので、フランジがレール
を押す横圧が減少し、通り軌道狂い（レールの横変
位。）が発生しにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縦断面図である。

【図２】作動方法を説明するための縦断面図である。

【符号の説明】

１０車輪１２フランジ１４車輪踏面１６レール１８レール座面２０枕木２２レール踏面２４磁化装置２６フランジ角２８あき３０左側レール３２右側レール３４左側車輪３６右側車輪３８磁化装置ａ４０磁化装置ｂ４２磁化装置ｃ４４磁化装置ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左右両方の車輪（１０）の両側にフラン
ジ（１２）が形成され、車輪踏面（１４）の枕木（２
０）方向断面形状が水平且つ直線であること、をもって
特徴とする両輪両フランジ車輪。
【請求項２】既設鉄道において、車輪踏面（１４）の
枕木方向断面が、レール踏面（２２）と同一勾配または
若干上回る勾配の傾斜であること、をもってなる請求項
１記載の両輪両フランジ車輪。
【請求項３】左右両方の車輪（１０、３４、３６）外
周の両側に磁化装置ａ（３８）、磁化装置ｂ（４０）、
磁化装置ｃ（４２）、磁化装置ｄ（４４）が固着または
作用する構成になっていること、をもって特徴とする請
求項１および２記載の両輪両フランジ車輪。
【請求項４】レール座面（１８）が水平である枕木
（２０）、およびレール（１６）のレール踏面（２２）
の枕木（２０）方向断面形状が水平且つ直線であるこ
と、をもって特徴とする請求項１および３記載の両輪両
フランジ車輪に用いる枕木およびレール。