踏面清掃装置
【課題】摩耗が少ない案内機構を有する踏面清掃装置を提供する。
【解決手段】車輪の踏面清掃装置は、シリンダ（１）と、前記シリンダ（１）内に摺動自在に挿入され、前記シリンダ（１）内に導入された流体圧により移動可能なトルク受ロッド（２）と、前記トルク受ロッド（２）を付勢するリターンスプリング（４）と、前記トルク受ロッド（２）の端に取り付けられる研摩部（３）と、前記トルク受ロッドの移動を軸方向に制限する案内機構（２０）と、を備える。前記案内機構は、前記トルク受ロッド（２）の外周面において軸方向に延在する溝（３７）と、前記シリンダ（１）に回転可能に取付けられ前記溝に嵌合するピン（１２）と、を備える。
【解決手段】車輪の踏面清掃装置は、シリンダ（１）と、前記シリンダ（１）内に摺動自在に挿入され、前記シリンダ（１）内に導入された流体圧により移動可能なトルク受ロッド（２）と、前記トルク受ロッド（２）を付勢するリターンスプリング（４）と、前記トルク受ロッド（２）の端に取り付けられる研摩部（３）と、前記トルク受ロッドの移動を軸方向に制限する案内機構（２０）と、を備える。前記案内機構は、前記トルク受ロッド（２）の外周面において軸方向に延在する溝（３７）と、前記シリンダ（１）に回転可能に取付けられ前記溝に嵌合するピン（１２）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の踏面清掃装置、及び、その踏面清掃装置を備える鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に軌道上を走行する鉄道車両は長距離の走行中に車輪の踏面に錆、ゴミ、砂利等が付着し、これらのゴミ等が踏面と軌道間に介在することによって軌道を損傷し、異音を発生し、最悪の場合には脱線するおそれもある。
【０００３】
特許文献１は、鉄道車両の車体に組付けられ、鉄道車両の走行中に、踏面に付着しているゴミ等を取り除く従来の踏面清掃装置を開示する。この踏面清掃装置は、車輪の踏面に当接する研摩部が取り付けられたトルク受ロッドを有する。トルク受ロッドは、リターンスプリングにより付勢された状態で、空気圧によりシリンダ内を摺動する。また、踏面清掃装置は、トルク受ロッドの移動を軸方向内に制限して研摩部の回転を防止する案内機構を有する。この機構は、トルク受ロッドの外周に設けた溝と、シリンダに取付けられてこの溝に嵌合するピンとからなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２５９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の案内機構は、ピンがトルク受ロッドの溝に嵌合するため、ピンや溝の摩耗が大きく、寿命が短いという問題やトルク受ロッドの移動を軸方向内に制限できなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みて、摩耗が少ない案内機構を有する踏面清掃装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る踏面清掃装置は、シリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に挿入され、前記シリンダ内に導入された流体圧により移動可能なトルク受ロッドと、 前記トルク受ロッドを付勢するリターンスプリングと、前記トルク受ロッドの端に取り付けられる研摩部と、前記トルク受ロッドの移動を軸方向に制限する案内機構と、を備える。前記案内機構は、前記トルク受ロッドの外周面において軸方向に延在する溝と、前記シリンダに回転可能に取付けられ前記溝に嵌合するピンと、を備える。
【０００８】
さらに、前記案内機構は、前記ピンを前記シリンダに回転可能に支持するベアリングを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、踏面清掃装置において、案内機構のピンが回転可能に取付けられているため、案内機構のピンや溝の摩耗が減少する。また、案内機構の寿命が延び、踏面清掃装置において、案内機構を交換する回数が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】踏面清掃装置の側面図である。
【図２】踏面清掃装置の一部断面図である。
【図３】案内機構の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１と図２にもとづいて説明する。図１は、実施形態に係る踏面清掃装置の側面図である。図２は、実施形態に係る踏面清掃装置のシリンダの軸（図１のII-IIの方向）に沿った一部断面図である。
【００１２】
図１のように、本実施形態に係る車輪の踏面清掃装置は、ブラケット３６を介して鉄道車両の台車に取付けられ、研摩部３を車輪の踏面に摺接させて研摩し、踏面の外面に付着したゴミ、砂利等を取り除いて清掃する。
【００１３】
図２のように、踏面清掃装置は、シリンダ１と、トルク受ロッド２と、研摩部３と、リターンスプリング４と、案内機構２０とを備える。水平なシリンダ１は図１のように、ブラケット３６に結合する。ピストンロッド型のトルク受ロッド２は、シール１６を介してシリンダ１内に摺動自在に挿入される。トルク受ロッド２は、シリンダ１内に常に水平方向に案内されて摺動し、研摩部３から受ける車輪の接線方向の力はトルク受ロッド２を介してシリンダ１が担持している。シリンダ１は、トルク受ロッド２との気密性を保ちつつ滑らかに往復するために耐摩耗性のライナー部１ｂを有する。トルク受ロッド２は、研摩部３側の一端に蓋部２ａと外端フランジ２ｂとを有する。シリンダ１の基端部１ａとトルク受ロッド２の外端フランジ２ｂとの間には、ダストの侵入を防止するブーツ１４が取付けられている。
【００１４】
研摩部３は、トルク受ロッド２の外端フランシ２ｂに着脱自在に結合した研摩子受け３ａと、研摩子受け３ａの端部に着脱自在に取付けた研摩子３ｂと、を備える。研摩子３ｂの弯曲面３ｃは、車輪の踏面に摺接する。
【００１５】
キャップ（蓋）６は、シリンダ１の後端部に対してＯリング等を介して結合される。キャップ６は中空に形成されると共に、流体圧の一種としての空気圧を供給するコネクタ３０が取付けられている。なお、流体圧として、油圧を使用することもできる。
【００１６】
支持桿５は、シリンダ１に設けたキャップ６に取付けられ、トルク受ロッド２内を通過して延びる。なお、トルク受ロッド２は中空に形成されている。リターンスプリング４は、トルク受ロッド２の内周に設けたシート２４と、支持桿５の端部に設けた座部１０との間に介装される。リターンスプリング４は、トルク受ロッド２をシリンダ１内に引き込む方向に付勢する。
【００１７】
コネクタ３０から供給された空気圧は、キャップ６内を通してトルク受ロッド２の端面とリターンスプリング４の端部に作用し、リターンスプリング４を圧縮しながらトルク受ロッド２をシリンダ１の外部に押し出し車輪方向に伸長させる。トルク受ロッド２が伸長すると、研摩部３が移動し、研摩部３の弯曲面３ｃが走行中の回転する車輪の踏面に摺接する。研摩部３によるゴミ等の除去が終了し空気圧の供給が停止されると、トルク受ロッド２は、リターンスプリング４の復元力によって、トルク受ロッド２と研摩部３と共に後退して元の位置（空気圧を供給する前の位置）に戻る。
【００１８】
案内機構２０は、トルク受ロッド２の移動を軸方向に制限して案内し、これによりトルク受ロッド２と研摩部３の軸方向の周りでの回転を防止している。案内機構２０は、トルク受ロッド２の外周面においてロッド軸方向に延在する軸方向溝３７と、シリンダ１に回転可能に取付けられ軸方向溝３７に嵌合するピン１２からなる。本実施形態において、ピン１２は円柱状の形状を有する柱状部材である。ピン１２は、ベアリング１３を介してシリンダ１に取り付けられ、ベアリング１３は、ピン１２をシリンダ１に対して回転可能に支持する。本実施形態において、ベアリング１３として、複数の円柱状のニードル（針部）１３ａを有するニードルベアリングが好ましいが、他のベアリングとして、ボールベアリング、プレーンベアリング等も使用できる。ピン１２とベアリング１３は、シリンダ１にねじ込めるボルト２５と一体化されており、シリンダ１に対して着脱でき容易に交換可能である。
【００１９】
また、トルク受ロッド２は外周に外周溝３８を備える。トルク受ロッド２の外周溝３８内には、外周に多数ののこぎり歯状の溝を備えたラッチ受け８が、トルク受ロッド２の軸方向（又はシリンダ１の軸方向）に関して移動自在に挿入されている。ラッチ７の先端が歯状の溝のいずれかと選択的に係合する。
【００２０】
ロッド状のラッチ７は、シリンダ１に設けられ、ラッチ受け８と選択的に係合する。シリンダ１には、直径方向に向けてガイド筒３９が起立し、ガイド筒３９の中央において、ラッチ７が移動できるように挿入される。ラッチ７は、通常、スプリング１９で押されてその先端がラッチ受け８と係合する。ラッチ７の外端を指でスプリング１９に抗して引き出した場合、ラッチ受け８との係合が解消されて、ラッチ受け８が移動する。
【００２１】
ラッチ受け８は、トルク受ロッド２の後退ストロークを規制する。例えば、研摩部３の弯曲面３ｃが摩耗した場合、その摩耗した肉厚分の距離だけトルク受ロッド２とラッチ受け８は押し出される。トルク受ロッド２が後退しないように、ラッチ受け８は、押し出された量に応じてトルク受ロッド２の位置を規制する。これによって研摩部３が摩耗しても、研摩部３と車輪の踏面との距離を常にある一定の範囲に保持できる。
【００２２】
次に、本実施形態の効果について述べる。本実施形態によると、踏面清掃装置は、トルク受ロッド２の移動を軸方向に制限する案内機構２０を有する。案内機構２０は、トルク受ロッド２の外周面に軸方向に延在する溝３７と、回転可能にシリンダ１に取付けられて溝３７に嵌合するピン１２と、を備える。これにより、トルク受ロッド２が、空気圧の供給と停止の繰り返しにより、繰り返し往復移動をする場合でも、案内機構２０のピン１２又は溝３７の摩耗が防止できる。さらに、トルク受ロッド２の移動が軸方向に好適に制限され、研摩部の回転が防止され、踏面清掃装置の良好な清掃動作が維持される。また、この踏面清掃装置を備える鉄道車両は、車輪の踏面が好適に清掃される。
【００２３】
例えば、図３のように、溝３７の長さ方向のある位置において、溝３７の一方の壁面３７ａの摩擦係数が他方の壁面３７ｂの摩擦係数より大きい場合、ピン１２に対してトルク受ロッド２（ひいては溝３７の壁面３７ａ）が移動しても、ピン１２は回転するため、摩擦係数の大きい壁面３７ａによるピン１２の摩耗が防止できる。逆に、溝３７の長さ方向のある位置において、溝３７の一方の壁面３７ａの摩擦係数が他方の壁面３７ｂの摩擦係数より小さい場合、ピン１２に対してトルク受ロッド２（ひいては溝３７の壁面３７ｂ）が移動しても、ピン１２は図３とは逆方向に回転するため、摩擦係数の大きい壁面３７ｂによるピン１２の摩耗が防止できる。
【００２４】
また、案内機構２０は、ピン１２をシリンダ１に対して回転可能に支持するベアリング１３を備えてよい。ベアリング１３により、簡便にピン１２を回転させることができる。
【００２５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００２６】
１ シリンダ
２ トルク受ロッド
３ 研摩部
４ リターンスプリング
１２ ピン
１３ ベアリング
２０ 案内機構
３７ 溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の踏面清掃装置、及び、その踏面清掃装置を備える鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に軌道上を走行する鉄道車両は長距離の走行中に車輪の踏面に錆、ゴミ、砂利等が付着し、これらのゴミ等が踏面と軌道間に介在することによって軌道を損傷し、異音を発生し、最悪の場合には脱線するおそれもある。
【０００３】
特許文献１は、鉄道車両の車体に組付けられ、鉄道車両の走行中に、踏面に付着しているゴミ等を取り除く従来の踏面清掃装置を開示する。この踏面清掃装置は、車輪の踏面に当接する研摩部が取り付けられたトルク受ロッドを有する。トルク受ロッドは、リターンスプリングにより付勢された状態で、空気圧によりシリンダ内を摺動する。また、踏面清掃装置は、トルク受ロッドの移動を軸方向内に制限して研摩部の回転を防止する案内機構を有する。この機構は、トルク受ロッドの外周に設けた溝と、シリンダに取付けられてこの溝に嵌合するピンとからなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２５９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の案内機構は、ピンがトルク受ロッドの溝に嵌合するため、ピンや溝の摩耗が大きく、寿命が短いという問題やトルク受ロッドの移動を軸方向内に制限できなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みて、摩耗が少ない案内機構を有する踏面清掃装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る踏面清掃装置は、シリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に挿入され、前記シリンダ内に導入された流体圧により移動可能なトルク受ロッドと、 前記トルク受ロッドを付勢するリターンスプリングと、前記トルク受ロッドの端に取り付けられる研摩部と、前記トルク受ロッドの移動を軸方向に制限する案内機構と、を備える。前記案内機構は、前記トルク受ロッドの外周面において軸方向に延在する溝と、前記シリンダに回転可能に取付けられ前記溝に嵌合するピンと、を備える。
【０００８】
さらに、前記案内機構は、前記ピンを前記シリンダに回転可能に支持するベアリングを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、踏面清掃装置において、案内機構のピンが回転可能に取付けられているため、案内機構のピンや溝の摩耗が減少する。また、案内機構の寿命が延び、踏面清掃装置において、案内機構を交換する回数が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】踏面清掃装置の側面図である。
【図２】踏面清掃装置の一部断面図である。
【図３】案内機構の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１と図２にもとづいて説明する。図１は、実施形態に係る踏面清掃装置の側面図である。図２は、実施形態に係る踏面清掃装置のシリンダの軸（図１のII-IIの方向）に沿った一部断面図である。
【００１２】
図１のように、本実施形態に係る車輪の踏面清掃装置は、ブラケット３６を介して鉄道車両の台車に取付けられ、研摩部３を車輪の踏面に摺接させて研摩し、踏面の外面に付着したゴミ、砂利等を取り除いて清掃する。
【００１３】
図２のように、踏面清掃装置は、シリンダ１と、トルク受ロッド２と、研摩部３と、リターンスプリング４と、案内機構２０とを備える。水平なシリンダ１は図１のように、ブラケット３６に結合する。ピストンロッド型のトルク受ロッド２は、シール１６を介してシリンダ１内に摺動自在に挿入される。トルク受ロッド２は、シリンダ１内に常に水平方向に案内されて摺動し、研摩部３から受ける車輪の接線方向の力はトルク受ロッド２を介してシリンダ１が担持している。シリンダ１は、トルク受ロッド２との気密性を保ちつつ滑らかに往復するために耐摩耗性のライナー部１ｂを有する。トルク受ロッド２は、研摩部３側の一端に蓋部２ａと外端フランジ２ｂとを有する。シリンダ１の基端部１ａとトルク受ロッド２の外端フランジ２ｂとの間には、ダストの侵入を防止するブーツ１４が取付けられている。
【００１４】
研摩部３は、トルク受ロッド２の外端フランシ２ｂに着脱自在に結合した研摩子受け３ａと、研摩子受け３ａの端部に着脱自在に取付けた研摩子３ｂと、を備える。研摩子３ｂの弯曲面３ｃは、車輪の踏面に摺接する。
【００１５】
キャップ（蓋）６は、シリンダ１の後端部に対してＯリング等を介して結合される。キャップ６は中空に形成されると共に、流体圧の一種としての空気圧を供給するコネクタ３０が取付けられている。なお、流体圧として、油圧を使用することもできる。
【００１６】
支持桿５は、シリンダ１に設けたキャップ６に取付けられ、トルク受ロッド２内を通過して延びる。なお、トルク受ロッド２は中空に形成されている。リターンスプリング４は、トルク受ロッド２の内周に設けたシート２４と、支持桿５の端部に設けた座部１０との間に介装される。リターンスプリング４は、トルク受ロッド２をシリンダ１内に引き込む方向に付勢する。
【００１７】
コネクタ３０から供給された空気圧は、キャップ６内を通してトルク受ロッド２の端面とリターンスプリング４の端部に作用し、リターンスプリング４を圧縮しながらトルク受ロッド２をシリンダ１の外部に押し出し車輪方向に伸長させる。トルク受ロッド２が伸長すると、研摩部３が移動し、研摩部３の弯曲面３ｃが走行中の回転する車輪の踏面に摺接する。研摩部３によるゴミ等の除去が終了し空気圧の供給が停止されると、トルク受ロッド２は、リターンスプリング４の復元力によって、トルク受ロッド２と研摩部３と共に後退して元の位置（空気圧を供給する前の位置）に戻る。
【００１８】
案内機構２０は、トルク受ロッド２の移動を軸方向に制限して案内し、これによりトルク受ロッド２と研摩部３の軸方向の周りでの回転を防止している。案内機構２０は、トルク受ロッド２の外周面においてロッド軸方向に延在する軸方向溝３７と、シリンダ１に回転可能に取付けられ軸方向溝３７に嵌合するピン１２からなる。本実施形態において、ピン１２は円柱状の形状を有する柱状部材である。ピン１２は、ベアリング１３を介してシリンダ１に取り付けられ、ベアリング１３は、ピン１２をシリンダ１に対して回転可能に支持する。本実施形態において、ベアリング１３として、複数の円柱状のニードル（針部）１３ａを有するニードルベアリングが好ましいが、他のベアリングとして、ボールベアリング、プレーンベアリング等も使用できる。ピン１２とベアリング１３は、シリンダ１にねじ込めるボルト２５と一体化されており、シリンダ１に対して着脱でき容易に交換可能である。
【００１９】
また、トルク受ロッド２は外周に外周溝３８を備える。トルク受ロッド２の外周溝３８内には、外周に多数ののこぎり歯状の溝を備えたラッチ受け８が、トルク受ロッド２の軸方向（又はシリンダ１の軸方向）に関して移動自在に挿入されている。ラッチ７の先端が歯状の溝のいずれかと選択的に係合する。
【００２０】
ロッド状のラッチ７は、シリンダ１に設けられ、ラッチ受け８と選択的に係合する。シリンダ１には、直径方向に向けてガイド筒３９が起立し、ガイド筒３９の中央において、ラッチ７が移動できるように挿入される。ラッチ７は、通常、スプリング１９で押されてその先端がラッチ受け８と係合する。ラッチ７の外端を指でスプリング１９に抗して引き出した場合、ラッチ受け８との係合が解消されて、ラッチ受け８が移動する。
【００２１】
ラッチ受け８は、トルク受ロッド２の後退ストロークを規制する。例えば、研摩部３の弯曲面３ｃが摩耗した場合、その摩耗した肉厚分の距離だけトルク受ロッド２とラッチ受け８は押し出される。トルク受ロッド２が後退しないように、ラッチ受け８は、押し出された量に応じてトルク受ロッド２の位置を規制する。これによって研摩部３が摩耗しても、研摩部３と車輪の踏面との距離を常にある一定の範囲に保持できる。
【００２２】
次に、本実施形態の効果について述べる。本実施形態によると、踏面清掃装置は、トルク受ロッド２の移動を軸方向に制限する案内機構２０を有する。案内機構２０は、トルク受ロッド２の外周面に軸方向に延在する溝３７と、回転可能にシリンダ１に取付けられて溝３７に嵌合するピン１２と、を備える。これにより、トルク受ロッド２が、空気圧の供給と停止の繰り返しにより、繰り返し往復移動をする場合でも、案内機構２０のピン１２又は溝３７の摩耗が防止できる。さらに、トルク受ロッド２の移動が軸方向に好適に制限され、研摩部の回転が防止され、踏面清掃装置の良好な清掃動作が維持される。また、この踏面清掃装置を備える鉄道車両は、車輪の踏面が好適に清掃される。
【００２３】
例えば、図３のように、溝３７の長さ方向のある位置において、溝３７の一方の壁面３７ａの摩擦係数が他方の壁面３７ｂの摩擦係数より大きい場合、ピン１２に対してトルク受ロッド２（ひいては溝３７の壁面３７ａ）が移動しても、ピン１２は回転するため、摩擦係数の大きい壁面３７ａによるピン１２の摩耗が防止できる。逆に、溝３７の長さ方向のある位置において、溝３７の一方の壁面３７ａの摩擦係数が他方の壁面３７ｂの摩擦係数より小さい場合、ピン１２に対してトルク受ロッド２（ひいては溝３７の壁面３７ｂ）が移動しても、ピン１２は図３とは逆方向に回転するため、摩擦係数の大きい壁面３７ｂによるピン１２の摩耗が防止できる。
【００２４】
また、案内機構２０は、ピン１２をシリンダ１に対して回転可能に支持するベアリング１３を備えてよい。ベアリング１３により、簡便にピン１２を回転させることができる。
【００２５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００２６】
１ シリンダ
２ トルク受ロッド
３ 研摩部
４ リターンスプリング
１２ ピン
１３ ベアリング
２０ 案内機構
３７ 溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内に摺動自在に挿入され、前記シリンダ内に導入された流体圧により移動可能なトルク受ロッドと、
前記トルク受ロッドを付勢するリターンスプリングと、
前記トルク受ロッドの端に取り付けられる研摩部と、
前記トルク受ロッドの移動を軸方向に制限する案内機構と、を備え、
前記案内機構は、前記トルク受ロッドの外周面において軸方向に延在する溝と、前記シリンダに回転可能に取付けられ前記溝に嵌合するピンと、を備えることを特徴とする車輪の踏面清掃装置。
【請求項２】
前記案内機構は、前記ピンを前記シリンダに対して回転可能に支持するベアリングを備えることを特徴とする請求項１に記載の踏面清掃装置。
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内に摺動自在に挿入され、前記シリンダ内に導入された流体圧により移動可能なトルク受ロッドと、
前記トルク受ロッドを付勢するリターンスプリングと、
前記トルク受ロッドの端に取り付けられる研摩部と、
前記トルク受ロッドの移動を軸方向に制限する案内機構と、を備え、
前記案内機構は、前記トルク受ロッドの外周面において軸方向に延在する溝と、前記シリンダに回転可能に取付けられ前記溝に嵌合するピンと、を備えることを特徴とする車輪の踏面清掃装置。
【請求項２】
前記案内機構は、前記ピンを前記シリンダに対して回転可能に支持するベアリングを備えることを特徴とする請求項１に記載の踏面清掃装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１８３９１２（Ｐ２０１２−１８３９１２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８０８５（Ｐ２０１１−４８０８５）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
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