車輪用旋盤装置
【課題】車輪を削正するチップの長寿命化を図るとともに、１つの車輪を削正する時間を短縮化させる車輪用旋盤装置を提供する。
【解決手段】削正手段は、前記踏面を荒削りする第１削正部と、前記第１削正部により荒削りされた前記踏面を仕上げ削りする第２削正部とを有し、前記制御部は、前記第１削正部による荒削り中に、前記第２削正部による仕上げ削りを開始させる制御を行うので、１つの車輪を削正する削正時間を短縮できるとともに、削正精度を向上することができる。
【解決手段】削正手段は、前記踏面を荒削りする第１削正部と、前記第１削正部により荒削りされた前記踏面を仕上げ削りする第２削正部とを有し、前記制御部は、前記第１削正部による荒削り中に、前記第２削正部による仕上げ削りを開始させる制御を行うので、１つの車輪を削正する削正時間を短縮できるとともに、削正精度を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車輪用旋盤装置、詳しくは床置式の鉄道車輪用旋盤装置の機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、床置式の鉄道車輪用旋盤装置は、鉄道車両から取り外した車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段により回転させている前記車輪の踏面を削正する削正手段と、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備え、前記車輪の踏面を削正することにより、前記踏面を基本形状に戻すものである。
【０００３】
従来の床置式の車輪用旋盤装置では、刃物台に配設された１個のチップで車輪の踏面およびフランジ面を削正していた。しかし、同じチップを使用して長時間削正すると、チップが磨耗または破損してしまい、車輪の踏面およびフランジ面の仕上り精度が向上しないことがあった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に記載の発明のように、刃物台にチップを２つ備えた車輪用旋盤装置が開示されている。すなわち、一方のチップで踏面を削正し、他方のチップでフランジを削正することにより、チップの長寿命化を図る技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２２５２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の発明では、一方のチップで踏面を削正した後、フランジを削正していたため、踏面を削正する削正時間とフランジを削正する削正時間との和の削正時間を要していた。これにより、削正による車輪を基本形状に戻す作業効率を悪化させていた。
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、車輪を削正するチップの長寿命化を図るとともに、１つの車輪を削正する削正時間を短縮化することができる車輪用旋盤装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明では、鉄道車両から取り外した車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段により回転させている前記車輪の踏面およびフランジ面を削正する削正手段と、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備え、前記踏面および前記フランジ面を削正することにより基本形状に戻す車輪用旋盤装置において、前記削正手段は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする第１削正部と、前記第１削正部により荒削りされた前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする第２削正部とを有し、前記制御部は、前記第１削正部による荒削り中に、前記第２削正部による仕上げ削りを開始させる制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
（２）本発明では、前記（１）に記載の車輪用旋盤装置において、前記第１削正部は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする荒削用バイトを有し、前記第２削正部は、前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする仕上げ用バイトを有し、前記仕上げ用バイトは、削正の際、前記荒削用バイトと前記踏面および前記フランジ面との当接位置よりも上方で、かつ、前記踏面および前記フランジ面と当接する位置に設けたことを特徴とする。
【０００９】
（３）本発明では、前記（２）に記載の車輪用旋盤装置において、前記荒削用バイトおよび前記仕上げ用バイトは、踏面からフランジ面の一部までを削正する踏面用チップと、前記フランジ面の一部以外のフランジ面を削正するフランジ用チップとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
（４）本発明では、前記（３）に記載の車輪用旋盤装置において、前記踏面用チップおよび前記フランジ用チップは長円形を有し、前記踏面用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して平行に配設され、前記フランジ用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して垂直に配設されたことを特徴とする。
【００１１】
（５）本発明では、上記（１）〜（４）に記載の車輪用旋盤装置において、前記車輪を支持する車軸の軸心位置と、前記車輪及び前記踏面および前記フランジ面の形状を測定する非接触型のセンサを複数備え、前記制御部は、前記第１削正部及び前記第２削正部に、前記非接触センサの測定結果に基づいて、前記踏面および前記フランジ面の削正を行わせることを特徴とする。
【００１２】
（６）本発明では、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の車輪用旋盤装置において、当該車輪用旋盤装置へ搬入した前記車輪を前記削正手段による削正位置に位置合わせする車輪昇降部を備え、前記車輪昇降部は、前記車輪を支持する車軸に回動自在に配設されている駆動機構及び／又は減速機構を支持する機構支持部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、削正手段は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする第１削正部と、前記第１削正部により荒削りされた前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする第２削正部とを有し、前記制御部は、前記第１削正部による荒削り中に、前記第２削正部による仕上げ削りを開始させる制御を行うので、１つの車輪を削正する削正時間を短縮できるとともに、削正精度を向上することができる。すなわち、第１削正部での荒削りの後に、追従しながら第２削正部での仕上げ削りを行うので、第１削正部での荒削りの開始から第２削正部での仕上げ削りの完了までの削正時間の短縮化が図れる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、前記第１削正部は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする荒削用バイトを有し、前記第２削正部は、前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする仕上げ用バイトを有し、前記仕上げ用バイトは、削正の際、前記荒削用バイトと前記踏面および前記フランジ面との当接位置よりも上方で、かつ、前記踏面および前記フランジ面と当接する位置に設けているので、仕上げ用バイトより削正量が大きく、削正時に力を要する荒削用バイトを下方に配置することにより、荒削用刃物台を床上に設置することができる。一方、仕上げ用バイトは、荒削り用バイトよりも上方に配置しているので、車輪の上方に仕上げ用バイトを配置することができ、スペースの有効化を図ることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、前記荒削用バイトおよび前記仕上げ用バイトは、踏面からフランジ面の一部までを削正する踏面用チップと、前記フランジ面の一部以外のフランジ面を削正するフランジ用チップとを備えているので、１つのバイトで踏面からフランジの終端まで削正する場合に比べて、踏面用バイトおよびフランジ用バイトの長寿命化が図れる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、前記踏面用チップおよび前記フランジ用チップは長円形を有し、前記踏面用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して平行に配設され、前記フランジ用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して垂直に配設されているので、踏面用バイトその短辺側で削正することができ、フランジ用バイトはその短辺側でフランジ部のバック部分を削正することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、前記車輪を支持する車軸の軸心位置と、前記車輪及び前記踏面および前記フランジ面の形状とを測定する非接触型のセンサを複数備え、前記制御部は、前記第１削正部及び前記第２削正部に、前記非接触センサの測定結果に基づいて、前記踏面および前記フランジ面の削正を行わせるので、従来接触計測していた接触子の磨耗やその磨耗の修正などの問題が生じない。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、当該車輪用旋盤装置へ搬入した前記車輪を前記削正手段による削正位置に位置合わせする車輪昇降部を備え、前記車輪昇降部は、前記車輪を支持する車軸に回動自在に配設されている駆動機構及び／又は減速機構を支持する機構支持部を有しているので、前記駆動機構、前記減速機構などを分解せずに車輪を削正することができ、削正時間の短縮化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本実施形態における車輪用旋盤装置は、鉄道車両から取り外した車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段により回転させている前記車輪の踏面を削正する削正手段と、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備えたものである。
【００２０】
本実施形態における車輪用旋盤装置は、踏面およびフランジ面を、削正することにより基本形状に戻すものである。ここで、基本形状に戻すとは、前記踏面および前記フランジ面を所定の表面粗さにして、鉄道が安定走行できる状態に戻すことをいう。
【００２１】
本実施形態における車輪用旋盤装置で削正される鉄道車両の車輪は、駆動機構、減速装置などを備えたものでもよい。本実施形態における車輪用旋盤装置は、駆動機構、減速装置などを備えたものでも、その駆動機構、減速装置を分解することなく、踏面を削正することができる。もちろん、本実施形態における車輪用旋盤装置は、減速機なしの車輪部のみを有するものでも削正できる。
【００２２】
また、削正される鉄道の車輪の大きさ、車輪の間隔は限定されない。また、削正する車輪の踏面の幅、フランジ面の幅、踏面に対するフランジ頂上部の高さは限定されない。
【００２３】
前記削正手段は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする第１削正部と、前記第１削正部により荒削りされた前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする第２削正部とを有している。第１削正部での前記踏面および前記フランジ面を荒削りする削り量は限定されない。また、第１削正部での前記踏面および前記フランジ面を荒削りするときの送り速度は限定されない。
【００２４】
一方、仕上げ削りをする第２削正部は、第１削正部での荒削りに追従しながら踏面およびフランジ面を削正する。その第２削正部での前記踏面および前記フランジ面を荒削りする削り量は限定されない。また、第２削正部での前記踏面および前記フランジ面を荒削りするときの送り速度は限定されない。
【００２５】
さらに、本実施形態における車輪用旋盤装置は、第１削正部による荒削り中に、第２削正部での仕上げ削りを開始するように制御部において制御されている。すなわち、第１削正部での荒削りの直後に、追従しながら第２削正部での仕上げ削りを行うことができ、これにより、削正時間の短縮化を図ることができる。また、第１削正部での荒削りの状況を見て、第２削正部による仕上げ削りを開始することもできる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながらより具体的に説明する。図１は本実施形態における床置式の車輪用旋盤装置の全体構成を示す正面図、図２は本実施形態における床置式の車輪用旋盤装置の全体構成を示す平面図、図３は本実施形態における床置式の車輪用旋盤装置の全体構成を示す側面図である。
【００２７】
まず、本実施形態における車輪用旋盤装置１０の全体構成について図１〜図３を参照して説明する。
【００２８】
本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、図１〜図３に示すように、床置式のもので、左右の車輪１１を同時に削正する門型のタイプである。したがって、左右の車輪１１を削正する削正手段などは左右対称に配設されている。その門型の車輪用旋盤装置１０の前方には一対のレール３３が敷設され、そのレール３３上に鉄道車両から取り外した車輪１１を載置して、その載置した車輪１１を前記門型の中央部において削正する。
【００２９】
本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、装置全体を固定する本体部２０を備えている。また、車輪用旋盤装置１０は、鉄道車両から取り外した車輪１１を削正箇所において回転駆動する駆動手段１２と、前記駆動手段１２により回転させている前記車輪１１の踏面１００を削正する削正手段と、前記駆動手段１２及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備えている。さらに、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、削正箇所まで車輪１１を搬送させる搬送手段１０３と、車輪１１を削正箇所まで昇降させる昇降手段１０４とを備えている。
【００３０】
本体部２０は、装置全体の基台となるベット２１を床下に配設している。ベット２１の両端部には、架台２４がベット２１上から上方に延設されている。さらに、その両端部の架台２４の上部に、一本の略直方体状のクロスレール２５が配設されている。主軸ベース体２２と前記クロスレール２５との間には、クロスレール受け２６が配設されている。そして、ベット２１上には、鉄道車両から取り外した車輪１１を削正箇所において回転駆動する駆動手段１２を備えている。
【００３１】
駆動手段１２は、削正する際に車輪１１を固定する回転主軸２３を備えた主軸ベース体２２が各左右に配設されている。主軸ベース体２２の間隔は、左右の車輪１１の間隔に対応して、架台２４の下部に設けられた主軸ベース体移動用モータ４２により変更可能に設けられている。
【００３２】
回転主軸２３は、略円柱形状を有し、車輪１１を削正する際、車輪１１を支持しながら回転させるものである。回転主軸２３は、前記クロスレール受け２６の背面に配設された主軸用モータ３９により、伝動ベルト６０を介して回転自在に設けられている。また、回転主軸２３は、車輪１１を固定する複数個のチャック２７を配設している。図１に示すように、回転主軸２３から車輪１１の方向に突出して配設されてチャック２７が所定間隔、すなわち、１８０度間隔を有して３つのチャック２７が配設されている。図３に示すように、回転主軸２３に対する各チャック２７の位置を放射状に変更することにより、車輪１１の直径の大きさに対応することができる。また、各チャック２７の先端には、車輪１１側に配設された溝（図示せず）に掛止する爪２８が配設されている。爪２８の先端は車輪１１への固定を確実にするために、複数個の凹凸部が刻まれている。
【００３３】
削正手段は、前記駆動手段で車輪１１を回転させながら車輪１１の踏面１００を削正するものである。削正手段は、左右対称に配設されているので、ここでは、左右の一方について説明する。削正手段は、車輪１１の踏面１００およびフランジ面１０１を荒削りする第１削正部１３と、仕上げ削りする第２削正部１４とを有している。
【００３４】
図４は、荒削りを行う第１削正部１３の構成を示す平面図である。図５は、仕上げ削正を行う第２削正部１４の構成を示す正面図である。
【００３５】
第１削正部１３は、図４に示すように、第１削正用刃物台５６を備え、その第１削正用刃物台５６は旋盤箇所に対して車輪１１の搬送手段１０３とは反対側に配設されている。第１削正用刃物台５６は、水平方向であって、縦送り用モータにより車輪１１の方向に移動可能に設けられている。第１削正用刃物台５６の荒削り用縦送りモータ７１は、第１削正用刃物台５６の後端部に配設されている。また、図３に示すように、第１削正用刃物台５６は、主軸ベース体２２の下部に配置された荒削り用横送りモータ７２により、車輪１１の幅方向に移動可能に設けられている。
【００３６】
第１削正用刃物台５６は、その端部に、略直方体の形状を有する荒削り用バイト５８をねじで固定している。荒削り用バイト５８としては、矩形状の刃物の先端に長円形のチップが配設されている。チップの素材は、炭素鋼である。チップは、略長円形状を有するもので、刃物の先端部において所定間隔を有して２個配設されている。一方は踏面１００からフランジ面１０１の一部までを削正する踏面用チップ１８であり、他方の荒削り用バイト５８は前記フランジ面１０１の一部以外を削正するフランジ用バイトである。そして、図１０に示すように、踏面用バイトはその短辺側が前記踏面１００に対して平行に配設され、前記フランジ用バイトはその短辺側が前記踏面１００に対して垂直に配設されている。
【００３７】
また、第１削正用刃物台５６には、車輪１１に配設されたブレーキディスク３７を削正するディスク用チップ５０が配設されている。すなわち、第１削正用刃物台５６上であって、前記荒削り用バイト５８とは所定距離を有して、ディスク用刃物台３５上に配設された前記ディスク用チップ５０が配設されている。ディスク用刃物台３５は、車輪１１の方向に移動可能に配設されている。
【００３８】
第２削正部１４は、図５に示すように、前記第１削正部１３より上方に位置に配設され、車輪１１の踏面１００およびフランジ面１０１の仕上げ削りを行う。第２削正部１４は、第２削正用刃物台５７を備えている。第２削正用刃物台５７は、垂直方向であって、仕上げ用縦送りモータ７３により車輪１１の方向に移動可能に設けられている。仕上げ用縦送りモータ７３は、第２削正用刃物台５７の上部に配設されている。第２削正用刃物台５７は、水平方向であって、仕上げ用横送りモータ７４により車輪１１の幅方向に移動可能に設けられている。仕上げ用横送りモータ７４は、クロスレール２５上に配設されている。そして、第２削正用刃物台５７の下部には仕上げ用バイト５９がねじで固設されている。
【００３９】
仕上げ用バイト５９は、矩形状の刃物の先端に長円形のチップが配設されている。チップの素材は、炭素鋼である。チップは、図１０に示すように、略長円形状を有し、２つ配設されている。すなわち、踏面１００からフランジ面１０１の一部までを削正する踏面用チップ１８と、前記フランジ面１０１の一部以外を削正するフランジ用チップ１９とを備えている。そして、踏面用チップ１８はその短辺側が前記踏面１００に対して平行に配設され、前記フランジ用チップ１９はその短辺側が前記踏面１００に対して垂直に配設されている。
【００４０】
制御部は、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する。具体的には、制御部は、前記第１削正部１３による荒削り中に、前記第２削正部１４による仕上げ削りを開始させる制御を行う。制御部は、ＣＰＵを主体に、ＲＯＭ記憶媒体などを備えている。その記録媒体には、踏面１００およびフランジ面１０１の削正量や刃物台の送り速度の情報が織り込まれたＮＣ制御プログラムが格納されている。制御部の操作は、旋盤箇所の横部に設置された制御ボックス（図示せず）により行うことができる。
【００４１】
次に、搬送手段１０３および昇降手段１０４について図６〜図７を参照して説明する。図６は、搬送前の搬送手段１０３の構成、昇降前の昇降手段の構成を説明する説明図、図７は搬送後の搬送手段１０３の構成、昇降後の昇降手段の構成を説明する説明図である。
【００４２】
搬送手段１０３は、図６に示すように、旋盤箇所に車輪１１を搬送する一対のレール３３が床上に敷設されている。そして、床下内には一組のスプロケット４１が配設され、そのスプロケット４１にチェーン４０が巻回されている。チェーン４０の一部は、レール３３の左右側であって、床面に沿って延設されている。また、チェーン４０の上部に車輪１１を載せて搬送させる板材４４が配設されている。板材４４は、側面視して複数個の凹凸を有するものが配設されている。そして、その凹凸を有する板材４４には、搬送時に車輪１１が板材４４から脱落するのを防止する車輪止め６４が配設されている。
【００４３】
また、車輪用旋盤装置１０は、減速機１６付きの車輪１１であっても削正できるように、減速機載置台３４が床４３上を移動可能に配設されている。すなわち、一対のレール３３間に、平板状の減速機載置台３４が減速機載置用レール３６上を移動可能に配設されている。そして、減速機１６とともに車輪１１を旋盤装置内に投入すれば、減速機１６付き車輪１１でも削正を行うことができる。
【００４４】
さらに、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、車輪１１を回転部に昇降させる昇降手段１０４を備えている。昇降手段１０４は、車輪１１本体を上方に昇降させる本体用昇降手段１０５と、車輪１１本体と同時に減速機１６を昇降させる減速機昇降手段１０６とを有している。
【００４５】
本体用昇降手段１０５は、車輪用旋盤装置１０の下方の床下内に配設されている。すなわち、図６に示すように、本体用昇降手段１０５は、一対の車輪１１を床下から支持しながら上方に昇降させる車輪載置台３０が配設される。車輪載置台３０の両端部には、車輪１１のフランジ面１０１を掛止する掛止部４７が設けられている。車輪載置台３０の下部には、昇降シリンダ３２が配設されている。すなわち、昇降シリンダ３２のロッド３１を上下に進退させることにより、車輪載置台３０を上下に昇降させることができる。これにより、車輪１１を上方に昇降させ、回転主軸２３に固定することができる。
【００４６】
減速機昇降手段は、図７に示すように、前記搬送手段１０３を昇降させる昇降用モータなどが床下内に配設されている。すなわち、昇降用モータ６５を駆動することにより、昇降アーム６６を垂直方向に伸縮することができる。これにより、減速機昇降手段は、車輪１１に配設された減速機１６とともに、減速機１６を削正位置まで搬送させる搬送手段１０３を昇降させることができる。
【００４７】
また、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、車軸３８の位置を位置決めする位置決めセンサを備えている。具体的には、図２に示すように、正面視して右側主軸の前方から旋盤位置に横設された棒状のセンサ支持部材４６が配設され、そのセンサ支持部材４６の先端には、車輪１１の軸部の位置を検出する位置決めセンサ４５が配設される。その位置決めセンサ４５は、赤外線レーザを下方に照射して、その下方からの反射光を検出することにより、車軸３８の位置および高さを検出する。
【００４８】
さらに、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、車輪１１の形状や寸法を測定する測定手段１５を備えている。すなわち、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、複数個の赤外線センサを用いた非接触式の測定手段１５を有している。具体的には、図８に示すように、仕上げ用刃物台には、センサ固定部材４８が回動軸部材４９を軸に垂直に回動自在に配設されている。センサ固定部材４８の先端部には、赤外線レーザ光を照射し、その反射光を受光する光センサを備えた測定手段１５が配設されている。
【００４９】
具体的には、測定手段１５は、図９に示すように、踏面１００までの距離をセンシングする第１センサ部５１と、フランジ面のＲ部分の形状をセンシングする第２センサ部５２と、フランジまでの高さを測定する第３センサ部５３および第４センサ部５４と、フランジ面のバック部までの距離をセンシングする第５センサ部５５を有している。
【００５０】
次に、本実施形態における車輪用旋盤装置１０での具体的な旋盤方法について説明する。
【００５１】
まず、鉄道から取り外した車輪１１を、車輪置用レール６２に載置する。次いで、図２に示すように、削正する車輪１１を、方向変更板６３により、車輪用旋盤装置１０の前方に配設されているレール３３に載置する。そして、レール３３の左右側に配設された板材４４を旋盤位置に向かって搬送する。これにより、板材４４の上に配設された車輪止めが前方に押し出され、車輪１１が旋盤位置の方向に搬送される。また、減速機１６付きの車輪１１では、減速機１６を一対のレール３３間に設けられた減速機載置台３４に載置した状態で搬送する。
【００５２】
そして、車輪１１を車輪載置台３０の車輪固定位置まで搬送し、位置決めセンサ４５で車軸位置を確認しながら車輪１１を旋盤位置に固定する。次いで、車輪１１を回転主軸２３に固着できるまで載置台を上昇させる。すなわち、図７に示すように、床下に配設されたシリンダのロッド３１を伸延することにより、車輪載置台３０とともに車輪１１を上昇することができる。また、同時に、減速機載置台３４も前記車輪載置台３０とともに昇降するので、減速機１６付きの車輪１１を上昇することができる。したがって、車輪１１から減速機１６を分解することなく、減速機１６付きの車輪１１を昇降することができる。
【００５３】
この後、車輪１１を所定の高さ位置まで上昇させ、左右の回転主軸２３に配設されたチャック２７の爪２８を車輪１１の掛止孔に掛止する。車輪１１をチャック２７で掛止した後、左右の回転主軸２３で挟み込んで車輪１１を固定する。そして、主軸モータにより回転主軸２３を回転させて、その回転主軸２３に固定された車輪１１を所定回転数で回転させる。
【００５４】
また、図９に示すように、測定手段１５を用いて、車輪１１の直径、踏面１００の幅、フランジの高さ、フランジの厚さ、踏面１００振れ、車輪内面距離、車輪幅などを自動的に測定する。車輪１１の直径は、踏面１００での距離と、車軸３８までの位置とを制御部において演算することにより測定することができる。
【００５５】
さらに、水平方向から左右の第１削正用刃物台５６を車輪１１に近づけ、垂直方向から左右の第２削正用刃物台５７を車輪１１に向かって降下させる。また、図１１に示すように、踏面１００に、荒削り用バイト５８の先端に配設された踏面用チップ１８を当接させる。そして、フランジとは反対側の踏面１００の端部から荒削りの削正を開始させる。
【００５６】
荒削り削正は、前記踏面１００およびフランジ面１０１のトップ部分を経て、フランジのバック部分まで行われる。また、踏面１００からフランジ面１０１までの一部を、荒削り用バイト５８の先端に縦向きに配設された踏面用チップ１８で削正し、前記フランジ面１０１以外のフランジ面１０１（フランジのバック部分）を横向きに配設されたフランジ用チップ１９で削正する。
【００５７】
また、仕上げ用バイト５９を車輪１１の踏面１００に当接させ、荒削り用バイト５８で荒削り中に、仕上げ用バイト５９で仕上げ削正を行う。仕上げ削正は、荒削り用バイト５８の後を仕上げ用バイト５９が追従動作するように制御部において制御する。また、荒削りの場合と同様に、踏面１００とフランジ面１０１の一部までを仕上げ用バイト５９の先端に縦向きに配設された踏面用チップ１８で削正する。
【００５８】
前記荒削り用バイト５８により、車輪１１の踏面１００を削正する削正量は、１〜１５ｍｍである。また、荒削り用バイト５８の削正時の速度は、０．５〜１．６ｍｍ／ｍｉｎである。
【００５９】
一方、前記仕上げ用バイト５９により、車輪１１の踏面１００を削正する削正量は１〜１０ｍｍである。また、仕上げ用バイト５９の削正時の速度は、０．７〜１．６ｍｍ／ｍｉｎである。
【００６０】
このように、第１削正部１３による荒削り中に、前記第２削正部１４による仕上げ削りを開始させるので、第１削正部１３および第２削正部１４での削正時間の短縮と、削正精度の向上を実現することができる。
【００６１】
前記第１削正部１３での荒削り、前記第２削正での仕上げ削りを完了した後は、前記昇降手段により、車輪１１を減速機１６とともに床上まで降下させる。その後、車輪１１をレール３３上に配置し、レール３３横に配設された搬送手段１０３で、車輪１１を投入口まで戻して、一連の削正工程を完了させる。
【００６２】
図１２は、車輪の踏面およびフランジ面の表面粗さの状態を示す説明図である。走行前の車輪は、磨耗がない基本形状を有している。所定距離を走行した車輪には、車輪踏面磨耗ｄやフランジ面磨耗ｅが生じる。そこで、第１削正部１３での荒削りを行うと、車輪の踏面１００およびフランジ面１０１は、荒削りｂの状態になる。そして、第２削正部１４での荒削りを行うと、車輪の踏面１００およびフランジ面１０１は、仕上げｃの状態になり、車輪は基本形状に相似した形状に削正されるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態における車輪用旋盤装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】本実施形態における車輪用旋盤装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】本実施形態における車輪用旋盤装置の全体構成を示す側面図である。
【図４】本実施形態における車輪用旋盤装置の第１削正部の刃物台の構成を示す平面図である。
【図５】本実施形態における車輪用旋盤装置の第２削正部の刃物台の構成を示す平面図である。
【図６】本実施形態における車輪用旋盤装置の搬送前の搬送手段の構成および上昇前の昇降手段の構成を示し、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図７】本実施形態における車輪用旋盤装置の搬送後の搬送手段の構成および上昇後の昇降手段の構成を示し、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図８】本実施形態における車輪用旋盤装置の測定手段の構成を示し、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図９】本実施形態における車輪用旋盤装置の測定手段のセンサ部の構成を示す正面図である。
【図１０】本実施形態における車輪用旋盤装置の削正時の刃物の動作状態を示す正面図である。
【図１１】本実施形態における車輪用旋盤装置の第１削正部および第２削正部の動作状態を示す斜視図である。
【図１２】本実施形態における車輪用旋盤装置での削正した車輪の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 車輪用旋盤装置、
１１ 荒削部
１２ 仕上げ部
１３ 荒削用バイト
１４ 仕上げ用バイト
【技術分野】
【０００１】
この発明は車輪用旋盤装置、詳しくは床置式の鉄道車輪用旋盤装置の機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、床置式の鉄道車輪用旋盤装置は、鉄道車両から取り外した車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段により回転させている前記車輪の踏面を削正する削正手段と、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備え、前記車輪の踏面を削正することにより、前記踏面を基本形状に戻すものである。
【０００３】
従来の床置式の車輪用旋盤装置では、刃物台に配設された１個のチップで車輪の踏面およびフランジ面を削正していた。しかし、同じチップを使用して長時間削正すると、チップが磨耗または破損してしまい、車輪の踏面およびフランジ面の仕上り精度が向上しないことがあった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に記載の発明のように、刃物台にチップを２つ備えた車輪用旋盤装置が開示されている。すなわち、一方のチップで踏面を削正し、他方のチップでフランジを削正することにより、チップの長寿命化を図る技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２２５２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の発明では、一方のチップで踏面を削正した後、フランジを削正していたため、踏面を削正する削正時間とフランジを削正する削正時間との和の削正時間を要していた。これにより、削正による車輪を基本形状に戻す作業効率を悪化させていた。
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、車輪を削正するチップの長寿命化を図るとともに、１つの車輪を削正する削正時間を短縮化することができる車輪用旋盤装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明では、鉄道車両から取り外した車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段により回転させている前記車輪の踏面およびフランジ面を削正する削正手段と、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備え、前記踏面および前記フランジ面を削正することにより基本形状に戻す車輪用旋盤装置において、前記削正手段は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする第１削正部と、前記第１削正部により荒削りされた前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする第２削正部とを有し、前記制御部は、前記第１削正部による荒削り中に、前記第２削正部による仕上げ削りを開始させる制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
（２）本発明では、前記（１）に記載の車輪用旋盤装置において、前記第１削正部は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする荒削用バイトを有し、前記第２削正部は、前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする仕上げ用バイトを有し、前記仕上げ用バイトは、削正の際、前記荒削用バイトと前記踏面および前記フランジ面との当接位置よりも上方で、かつ、前記踏面および前記フランジ面と当接する位置に設けたことを特徴とする。
【０００９】
（３）本発明では、前記（２）に記載の車輪用旋盤装置において、前記荒削用バイトおよび前記仕上げ用バイトは、踏面からフランジ面の一部までを削正する踏面用チップと、前記フランジ面の一部以外のフランジ面を削正するフランジ用チップとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
（４）本発明では、前記（３）に記載の車輪用旋盤装置において、前記踏面用チップおよび前記フランジ用チップは長円形を有し、前記踏面用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して平行に配設され、前記フランジ用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して垂直に配設されたことを特徴とする。
【００１１】
（５）本発明では、上記（１）〜（４）に記載の車輪用旋盤装置において、前記車輪を支持する車軸の軸心位置と、前記車輪及び前記踏面および前記フランジ面の形状を測定する非接触型のセンサを複数備え、前記制御部は、前記第１削正部及び前記第２削正部に、前記非接触センサの測定結果に基づいて、前記踏面および前記フランジ面の削正を行わせることを特徴とする。
【００１２】
（６）本発明では、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の車輪用旋盤装置において、当該車輪用旋盤装置へ搬入した前記車輪を前記削正手段による削正位置に位置合わせする車輪昇降部を備え、前記車輪昇降部は、前記車輪を支持する車軸に回動自在に配設されている駆動機構及び／又は減速機構を支持する機構支持部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、削正手段は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする第１削正部と、前記第１削正部により荒削りされた前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする第２削正部とを有し、前記制御部は、前記第１削正部による荒削り中に、前記第２削正部による仕上げ削りを開始させる制御を行うので、１つの車輪を削正する削正時間を短縮できるとともに、削正精度を向上することができる。すなわち、第１削正部での荒削りの後に、追従しながら第２削正部での仕上げ削りを行うので、第１削正部での荒削りの開始から第２削正部での仕上げ削りの完了までの削正時間の短縮化が図れる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、前記第１削正部は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする荒削用バイトを有し、前記第２削正部は、前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする仕上げ用バイトを有し、前記仕上げ用バイトは、削正の際、前記荒削用バイトと前記踏面および前記フランジ面との当接位置よりも上方で、かつ、前記踏面および前記フランジ面と当接する位置に設けているので、仕上げ用バイトより削正量が大きく、削正時に力を要する荒削用バイトを下方に配置することにより、荒削用刃物台を床上に設置することができる。一方、仕上げ用バイトは、荒削り用バイトよりも上方に配置しているので、車輪の上方に仕上げ用バイトを配置することができ、スペースの有効化を図ることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、前記荒削用バイトおよび前記仕上げ用バイトは、踏面からフランジ面の一部までを削正する踏面用チップと、前記フランジ面の一部以外のフランジ面を削正するフランジ用チップとを備えているので、１つのバイトで踏面からフランジの終端まで削正する場合に比べて、踏面用バイトおよびフランジ用バイトの長寿命化が図れる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、前記踏面用チップおよび前記フランジ用チップは長円形を有し、前記踏面用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して平行に配設され、前記フランジ用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して垂直に配設されているので、踏面用バイトその短辺側で削正することができ、フランジ用バイトはその短辺側でフランジ部のバック部分を削正することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、前記車輪を支持する車軸の軸心位置と、前記車輪及び前記踏面および前記フランジ面の形状とを測定する非接触型のセンサを複数備え、前記制御部は、前記第１削正部及び前記第２削正部に、前記非接触センサの測定結果に基づいて、前記踏面および前記フランジ面の削正を行わせるので、従来接触計測していた接触子の磨耗やその磨耗の修正などの問題が生じない。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、当該車輪用旋盤装置へ搬入した前記車輪を前記削正手段による削正位置に位置合わせする車輪昇降部を備え、前記車輪昇降部は、前記車輪を支持する車軸に回動自在に配設されている駆動機構及び／又は減速機構を支持する機構支持部を有しているので、前記駆動機構、前記減速機構などを分解せずに車輪を削正することができ、削正時間の短縮化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本実施形態における車輪用旋盤装置は、鉄道車両から取り外した車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段により回転させている前記車輪の踏面を削正する削正手段と、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備えたものである。
【００２０】
本実施形態における車輪用旋盤装置は、踏面およびフランジ面を、削正することにより基本形状に戻すものである。ここで、基本形状に戻すとは、前記踏面および前記フランジ面を所定の表面粗さにして、鉄道が安定走行できる状態に戻すことをいう。
【００２１】
本実施形態における車輪用旋盤装置で削正される鉄道車両の車輪は、駆動機構、減速装置などを備えたものでもよい。本実施形態における車輪用旋盤装置は、駆動機構、減速装置などを備えたものでも、その駆動機構、減速装置を分解することなく、踏面を削正することができる。もちろん、本実施形態における車輪用旋盤装置は、減速機なしの車輪部のみを有するものでも削正できる。
【００２２】
また、削正される鉄道の車輪の大きさ、車輪の間隔は限定されない。また、削正する車輪の踏面の幅、フランジ面の幅、踏面に対するフランジ頂上部の高さは限定されない。
【００２３】
前記削正手段は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする第１削正部と、前記第１削正部により荒削りされた前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする第２削正部とを有している。第１削正部での前記踏面および前記フランジ面を荒削りする削り量は限定されない。また、第１削正部での前記踏面および前記フランジ面を荒削りするときの送り速度は限定されない。
【００２４】
一方、仕上げ削りをする第２削正部は、第１削正部での荒削りに追従しながら踏面およびフランジ面を削正する。その第２削正部での前記踏面および前記フランジ面を荒削りする削り量は限定されない。また、第２削正部での前記踏面および前記フランジ面を荒削りするときの送り速度は限定されない。
【００２５】
さらに、本実施形態における車輪用旋盤装置は、第１削正部による荒削り中に、第２削正部での仕上げ削りを開始するように制御部において制御されている。すなわち、第１削正部での荒削りの直後に、追従しながら第２削正部での仕上げ削りを行うことができ、これにより、削正時間の短縮化を図ることができる。また、第１削正部での荒削りの状況を見て、第２削正部による仕上げ削りを開始することもできる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながらより具体的に説明する。図１は本実施形態における床置式の車輪用旋盤装置の全体構成を示す正面図、図２は本実施形態における床置式の車輪用旋盤装置の全体構成を示す平面図、図３は本実施形態における床置式の車輪用旋盤装置の全体構成を示す側面図である。
【００２７】
まず、本実施形態における車輪用旋盤装置１０の全体構成について図１〜図３を参照して説明する。
【００２８】
本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、図１〜図３に示すように、床置式のもので、左右の車輪１１を同時に削正する門型のタイプである。したがって、左右の車輪１１を削正する削正手段などは左右対称に配設されている。その門型の車輪用旋盤装置１０の前方には一対のレール３３が敷設され、そのレール３３上に鉄道車両から取り外した車輪１１を載置して、その載置した車輪１１を前記門型の中央部において削正する。
【００２９】
本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、装置全体を固定する本体部２０を備えている。また、車輪用旋盤装置１０は、鉄道車両から取り外した車輪１１を削正箇所において回転駆動する駆動手段１２と、前記駆動手段１２により回転させている前記車輪１１の踏面１００を削正する削正手段と、前記駆動手段１２及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備えている。さらに、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、削正箇所まで車輪１１を搬送させる搬送手段１０３と、車輪１１を削正箇所まで昇降させる昇降手段１０４とを備えている。
【００３０】
本体部２０は、装置全体の基台となるベット２１を床下に配設している。ベット２１の両端部には、架台２４がベット２１上から上方に延設されている。さらに、その両端部の架台２４の上部に、一本の略直方体状のクロスレール２５が配設されている。主軸ベース体２２と前記クロスレール２５との間には、クロスレール受け２６が配設されている。そして、ベット２１上には、鉄道車両から取り外した車輪１１を削正箇所において回転駆動する駆動手段１２を備えている。
【００３１】
駆動手段１２は、削正する際に車輪１１を固定する回転主軸２３を備えた主軸ベース体２２が各左右に配設されている。主軸ベース体２２の間隔は、左右の車輪１１の間隔に対応して、架台２４の下部に設けられた主軸ベース体移動用モータ４２により変更可能に設けられている。
【００３２】
回転主軸２３は、略円柱形状を有し、車輪１１を削正する際、車輪１１を支持しながら回転させるものである。回転主軸２３は、前記クロスレール受け２６の背面に配設された主軸用モータ３９により、伝動ベルト６０を介して回転自在に設けられている。また、回転主軸２３は、車輪１１を固定する複数個のチャック２７を配設している。図１に示すように、回転主軸２３から車輪１１の方向に突出して配設されてチャック２７が所定間隔、すなわち、１８０度間隔を有して３つのチャック２７が配設されている。図３に示すように、回転主軸２３に対する各チャック２７の位置を放射状に変更することにより、車輪１１の直径の大きさに対応することができる。また、各チャック２７の先端には、車輪１１側に配設された溝（図示せず）に掛止する爪２８が配設されている。爪２８の先端は車輪１１への固定を確実にするために、複数個の凹凸部が刻まれている。
【００３３】
削正手段は、前記駆動手段で車輪１１を回転させながら車輪１１の踏面１００を削正するものである。削正手段は、左右対称に配設されているので、ここでは、左右の一方について説明する。削正手段は、車輪１１の踏面１００およびフランジ面１０１を荒削りする第１削正部１３と、仕上げ削りする第２削正部１４とを有している。
【００３４】
図４は、荒削りを行う第１削正部１３の構成を示す平面図である。図５は、仕上げ削正を行う第２削正部１４の構成を示す正面図である。
【００３５】
第１削正部１３は、図４に示すように、第１削正用刃物台５６を備え、その第１削正用刃物台５６は旋盤箇所に対して車輪１１の搬送手段１０３とは反対側に配設されている。第１削正用刃物台５６は、水平方向であって、縦送り用モータにより車輪１１の方向に移動可能に設けられている。第１削正用刃物台５６の荒削り用縦送りモータ７１は、第１削正用刃物台５６の後端部に配設されている。また、図３に示すように、第１削正用刃物台５６は、主軸ベース体２２の下部に配置された荒削り用横送りモータ７２により、車輪１１の幅方向に移動可能に設けられている。
【００３６】
第１削正用刃物台５６は、その端部に、略直方体の形状を有する荒削り用バイト５８をねじで固定している。荒削り用バイト５８としては、矩形状の刃物の先端に長円形のチップが配設されている。チップの素材は、炭素鋼である。チップは、略長円形状を有するもので、刃物の先端部において所定間隔を有して２個配設されている。一方は踏面１００からフランジ面１０１の一部までを削正する踏面用チップ１８であり、他方の荒削り用バイト５８は前記フランジ面１０１の一部以外を削正するフランジ用バイトである。そして、図１０に示すように、踏面用バイトはその短辺側が前記踏面１００に対して平行に配設され、前記フランジ用バイトはその短辺側が前記踏面１００に対して垂直に配設されている。
【００３７】
また、第１削正用刃物台５６には、車輪１１に配設されたブレーキディスク３７を削正するディスク用チップ５０が配設されている。すなわち、第１削正用刃物台５６上であって、前記荒削り用バイト５８とは所定距離を有して、ディスク用刃物台３５上に配設された前記ディスク用チップ５０が配設されている。ディスク用刃物台３５は、車輪１１の方向に移動可能に配設されている。
【００３８】
第２削正部１４は、図５に示すように、前記第１削正部１３より上方に位置に配設され、車輪１１の踏面１００およびフランジ面１０１の仕上げ削りを行う。第２削正部１４は、第２削正用刃物台５７を備えている。第２削正用刃物台５７は、垂直方向であって、仕上げ用縦送りモータ７３により車輪１１の方向に移動可能に設けられている。仕上げ用縦送りモータ７３は、第２削正用刃物台５７の上部に配設されている。第２削正用刃物台５７は、水平方向であって、仕上げ用横送りモータ７４により車輪１１の幅方向に移動可能に設けられている。仕上げ用横送りモータ７４は、クロスレール２５上に配設されている。そして、第２削正用刃物台５７の下部には仕上げ用バイト５９がねじで固設されている。
【００３９】
仕上げ用バイト５９は、矩形状の刃物の先端に長円形のチップが配設されている。チップの素材は、炭素鋼である。チップは、図１０に示すように、略長円形状を有し、２つ配設されている。すなわち、踏面１００からフランジ面１０１の一部までを削正する踏面用チップ１８と、前記フランジ面１０１の一部以外を削正するフランジ用チップ１９とを備えている。そして、踏面用チップ１８はその短辺側が前記踏面１００に対して平行に配設され、前記フランジ用チップ１９はその短辺側が前記踏面１００に対して垂直に配設されている。
【００４０】
制御部は、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する。具体的には、制御部は、前記第１削正部１３による荒削り中に、前記第２削正部１４による仕上げ削りを開始させる制御を行う。制御部は、ＣＰＵを主体に、ＲＯＭ記憶媒体などを備えている。その記録媒体には、踏面１００およびフランジ面１０１の削正量や刃物台の送り速度の情報が織り込まれたＮＣ制御プログラムが格納されている。制御部の操作は、旋盤箇所の横部に設置された制御ボックス（図示せず）により行うことができる。
【００４１】
次に、搬送手段１０３および昇降手段１０４について図６〜図７を参照して説明する。図６は、搬送前の搬送手段１０３の構成、昇降前の昇降手段の構成を説明する説明図、図７は搬送後の搬送手段１０３の構成、昇降後の昇降手段の構成を説明する説明図である。
【００４２】
搬送手段１０３は、図６に示すように、旋盤箇所に車輪１１を搬送する一対のレール３３が床上に敷設されている。そして、床下内には一組のスプロケット４１が配設され、そのスプロケット４１にチェーン４０が巻回されている。チェーン４０の一部は、レール３３の左右側であって、床面に沿って延設されている。また、チェーン４０の上部に車輪１１を載せて搬送させる板材４４が配設されている。板材４４は、側面視して複数個の凹凸を有するものが配設されている。そして、その凹凸を有する板材４４には、搬送時に車輪１１が板材４４から脱落するのを防止する車輪止め６４が配設されている。
【００４３】
また、車輪用旋盤装置１０は、減速機１６付きの車輪１１であっても削正できるように、減速機載置台３４が床４３上を移動可能に配設されている。すなわち、一対のレール３３間に、平板状の減速機載置台３４が減速機載置用レール３６上を移動可能に配設されている。そして、減速機１６とともに車輪１１を旋盤装置内に投入すれば、減速機１６付き車輪１１でも削正を行うことができる。
【００４４】
さらに、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、車輪１１を回転部に昇降させる昇降手段１０４を備えている。昇降手段１０４は、車輪１１本体を上方に昇降させる本体用昇降手段１０５と、車輪１１本体と同時に減速機１６を昇降させる減速機昇降手段１０６とを有している。
【００４５】
本体用昇降手段１０５は、車輪用旋盤装置１０の下方の床下内に配設されている。すなわち、図６に示すように、本体用昇降手段１０５は、一対の車輪１１を床下から支持しながら上方に昇降させる車輪載置台３０が配設される。車輪載置台３０の両端部には、車輪１１のフランジ面１０１を掛止する掛止部４７が設けられている。車輪載置台３０の下部には、昇降シリンダ３２が配設されている。すなわち、昇降シリンダ３２のロッド３１を上下に進退させることにより、車輪載置台３０を上下に昇降させることができる。これにより、車輪１１を上方に昇降させ、回転主軸２３に固定することができる。
【００４６】
減速機昇降手段は、図７に示すように、前記搬送手段１０３を昇降させる昇降用モータなどが床下内に配設されている。すなわち、昇降用モータ６５を駆動することにより、昇降アーム６６を垂直方向に伸縮することができる。これにより、減速機昇降手段は、車輪１１に配設された減速機１６とともに、減速機１６を削正位置まで搬送させる搬送手段１０３を昇降させることができる。
【００４７】
また、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、車軸３８の位置を位置決めする位置決めセンサを備えている。具体的には、図２に示すように、正面視して右側主軸の前方から旋盤位置に横設された棒状のセンサ支持部材４６が配設され、そのセンサ支持部材４６の先端には、車輪１１の軸部の位置を検出する位置決めセンサ４５が配設される。その位置決めセンサ４５は、赤外線レーザを下方に照射して、その下方からの反射光を検出することにより、車軸３８の位置および高さを検出する。
【００４８】
さらに、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、車輪１１の形状や寸法を測定する測定手段１５を備えている。すなわち、本実施形態における車輪用旋盤装置１０は、複数個の赤外線センサを用いた非接触式の測定手段１５を有している。具体的には、図８に示すように、仕上げ用刃物台には、センサ固定部材４８が回動軸部材４９を軸に垂直に回動自在に配設されている。センサ固定部材４８の先端部には、赤外線レーザ光を照射し、その反射光を受光する光センサを備えた測定手段１５が配設されている。
【００４９】
具体的には、測定手段１５は、図９に示すように、踏面１００までの距離をセンシングする第１センサ部５１と、フランジ面のＲ部分の形状をセンシングする第２センサ部５２と、フランジまでの高さを測定する第３センサ部５３および第４センサ部５４と、フランジ面のバック部までの距離をセンシングする第５センサ部５５を有している。
【００５０】
次に、本実施形態における車輪用旋盤装置１０での具体的な旋盤方法について説明する。
【００５１】
まず、鉄道から取り外した車輪１１を、車輪置用レール６２に載置する。次いで、図２に示すように、削正する車輪１１を、方向変更板６３により、車輪用旋盤装置１０の前方に配設されているレール３３に載置する。そして、レール３３の左右側に配設された板材４４を旋盤位置に向かって搬送する。これにより、板材４４の上に配設された車輪止めが前方に押し出され、車輪１１が旋盤位置の方向に搬送される。また、減速機１６付きの車輪１１では、減速機１６を一対のレール３３間に設けられた減速機載置台３４に載置した状態で搬送する。
【００５２】
そして、車輪１１を車輪載置台３０の車輪固定位置まで搬送し、位置決めセンサ４５で車軸位置を確認しながら車輪１１を旋盤位置に固定する。次いで、車輪１１を回転主軸２３に固着できるまで載置台を上昇させる。すなわち、図７に示すように、床下に配設されたシリンダのロッド３１を伸延することにより、車輪載置台３０とともに車輪１１を上昇することができる。また、同時に、減速機載置台３４も前記車輪載置台３０とともに昇降するので、減速機１６付きの車輪１１を上昇することができる。したがって、車輪１１から減速機１６を分解することなく、減速機１６付きの車輪１１を昇降することができる。
【００５３】
この後、車輪１１を所定の高さ位置まで上昇させ、左右の回転主軸２３に配設されたチャック２７の爪２８を車輪１１の掛止孔に掛止する。車輪１１をチャック２７で掛止した後、左右の回転主軸２３で挟み込んで車輪１１を固定する。そして、主軸モータにより回転主軸２３を回転させて、その回転主軸２３に固定された車輪１１を所定回転数で回転させる。
【００５４】
また、図９に示すように、測定手段１５を用いて、車輪１１の直径、踏面１００の幅、フランジの高さ、フランジの厚さ、踏面１００振れ、車輪内面距離、車輪幅などを自動的に測定する。車輪１１の直径は、踏面１００での距離と、車軸３８までの位置とを制御部において演算することにより測定することができる。
【００５５】
さらに、水平方向から左右の第１削正用刃物台５６を車輪１１に近づけ、垂直方向から左右の第２削正用刃物台５７を車輪１１に向かって降下させる。また、図１１に示すように、踏面１００に、荒削り用バイト５８の先端に配設された踏面用チップ１８を当接させる。そして、フランジとは反対側の踏面１００の端部から荒削りの削正を開始させる。
【００５６】
荒削り削正は、前記踏面１００およびフランジ面１０１のトップ部分を経て、フランジのバック部分まで行われる。また、踏面１００からフランジ面１０１までの一部を、荒削り用バイト５８の先端に縦向きに配設された踏面用チップ１８で削正し、前記フランジ面１０１以外のフランジ面１０１（フランジのバック部分）を横向きに配設されたフランジ用チップ１９で削正する。
【００５７】
また、仕上げ用バイト５９を車輪１１の踏面１００に当接させ、荒削り用バイト５８で荒削り中に、仕上げ用バイト５９で仕上げ削正を行う。仕上げ削正は、荒削り用バイト５８の後を仕上げ用バイト５９が追従動作するように制御部において制御する。また、荒削りの場合と同様に、踏面１００とフランジ面１０１の一部までを仕上げ用バイト５９の先端に縦向きに配設された踏面用チップ１８で削正する。
【００５８】
前記荒削り用バイト５８により、車輪１１の踏面１００を削正する削正量は、１〜１５ｍｍである。また、荒削り用バイト５８の削正時の速度は、０．５〜１．６ｍｍ／ｍｉｎである。
【００５９】
一方、前記仕上げ用バイト５９により、車輪１１の踏面１００を削正する削正量は１〜１０ｍｍである。また、仕上げ用バイト５９の削正時の速度は、０．７〜１．６ｍｍ／ｍｉｎである。
【００６０】
このように、第１削正部１３による荒削り中に、前記第２削正部１４による仕上げ削りを開始させるので、第１削正部１３および第２削正部１４での削正時間の短縮と、削正精度の向上を実現することができる。
【００６１】
前記第１削正部１３での荒削り、前記第２削正での仕上げ削りを完了した後は、前記昇降手段により、車輪１１を減速機１６とともに床上まで降下させる。その後、車輪１１をレール３３上に配置し、レール３３横に配設された搬送手段１０３で、車輪１１を投入口まで戻して、一連の削正工程を完了させる。
【００６２】
図１２は、車輪の踏面およびフランジ面の表面粗さの状態を示す説明図である。走行前の車輪は、磨耗がない基本形状を有している。所定距離を走行した車輪には、車輪踏面磨耗ｄやフランジ面磨耗ｅが生じる。そこで、第１削正部１３での荒削りを行うと、車輪の踏面１００およびフランジ面１０１は、荒削りｂの状態になる。そして、第２削正部１４での荒削りを行うと、車輪の踏面１００およびフランジ面１０１は、仕上げｃの状態になり、車輪は基本形状に相似した形状に削正されるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態における車輪用旋盤装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】本実施形態における車輪用旋盤装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】本実施形態における車輪用旋盤装置の全体構成を示す側面図である。
【図４】本実施形態における車輪用旋盤装置の第１削正部の刃物台の構成を示す平面図である。
【図５】本実施形態における車輪用旋盤装置の第２削正部の刃物台の構成を示す平面図である。
【図６】本実施形態における車輪用旋盤装置の搬送前の搬送手段の構成および上昇前の昇降手段の構成を示し、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図７】本実施形態における車輪用旋盤装置の搬送後の搬送手段の構成および上昇後の昇降手段の構成を示し、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図８】本実施形態における車輪用旋盤装置の測定手段の構成を示し、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図９】本実施形態における車輪用旋盤装置の測定手段のセンサ部の構成を示す正面図である。
【図１０】本実施形態における車輪用旋盤装置の削正時の刃物の動作状態を示す正面図である。
【図１１】本実施形態における車輪用旋盤装置の第１削正部および第２削正部の動作状態を示す斜視図である。
【図１２】本実施形態における車輪用旋盤装置での削正した車輪の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 車輪用旋盤装置、
１１ 荒削部
１２ 仕上げ部
１３ 荒削用バイト
１４ 仕上げ用バイト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両から取り外した車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段により回転させている前記車輪の踏面およびフランジ面を削正する削正手段と、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備え、
前記踏面および前記フランジ面を、削正することにより基本形状に戻す車輪用旋盤装置において、
前記削正手段は、
前記踏面および前記フランジ面を荒削りする第１削正部と、
前記第１削正部により荒削りされた前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする第２削正部とを有し、
前記制御部は、
前記第１削正部による荒削り中に、前記第２削正部による仕上げ削りを開始させる制御を行うことを特徴とする車輪用旋盤装置。
【請求項２】
前記第１削正部は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする荒削用バイトを有し、
前記第２削正部は、前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする仕上げ用バイトを有し、
前記仕上げ用バイトは、削正の際、前記荒削用バイトと前記踏面および前記フランジ面との当接位置よりも上方で、かつ、前記踏面および前記フランジ面と当接する位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項３】
前記荒削用バイトおよび前記仕上げ用バイトは、踏面からフランジ面の一部までを削正する踏面用チップと、前記フランジ面の一部以外のフランジ面を削正するフランジ用チップとを備えたことを特徴とする請求項２に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項４】
前記踏面用チップおよび前記フランジ用チップは長円形を有し、
前記踏面用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して平行に配設され、
前記フランジ用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して垂直に配設されたことを特徴とする請求項３に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項５】
前記車輪を支持する車軸の軸心位置と、前記車輪及び前記踏面および前記フランジ面の形状を測定する非接触型のセンサを複数備え、
前記制御部は、前記第１削正部及び前記第２削正部に、前記非接触センサの測定結果に基づいて、前記踏面および前記フランジ面の削正を行わせることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項６】
当該車輪用旋盤装置へ搬入した前記車輪を前記削正手段による削正位置に位置合わせする車輪昇降部を備え、
前記車輪昇降部は、前記車輪を支持する車軸に回動自在に配設されている駆動機構及び／又は減速機構を支持する機構支持部を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項１】
鉄道車両から取り外した車輪を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段により回転させている前記車輪の踏面およびフランジ面を削正する削正手段と、前記駆動手段及び前記削正手段の動作を制御する制御部とを備え、
前記踏面および前記フランジ面を、削正することにより基本形状に戻す車輪用旋盤装置において、
前記削正手段は、
前記踏面および前記フランジ面を荒削りする第１削正部と、
前記第１削正部により荒削りされた前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする第２削正部とを有し、
前記制御部は、
前記第１削正部による荒削り中に、前記第２削正部による仕上げ削りを開始させる制御を行うことを特徴とする車輪用旋盤装置。
【請求項２】
前記第１削正部は、前記踏面および前記フランジ面を荒削りする荒削用バイトを有し、
前記第２削正部は、前記踏面および前記フランジ面を仕上げ削りする仕上げ用バイトを有し、
前記仕上げ用バイトは、削正の際、前記荒削用バイトと前記踏面および前記フランジ面との当接位置よりも上方で、かつ、前記踏面および前記フランジ面と当接する位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項３】
前記荒削用バイトおよび前記仕上げ用バイトは、踏面からフランジ面の一部までを削正する踏面用チップと、前記フランジ面の一部以外のフランジ面を削正するフランジ用チップとを備えたことを特徴とする請求項２に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項４】
前記踏面用チップおよび前記フランジ用チップは長円形を有し、
前記踏面用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して平行に配設され、
前記フランジ用チップはその短辺側が前記踏面および前記フランジ面に対して垂直に配設されたことを特徴とする請求項３に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項５】
前記車輪を支持する車軸の軸心位置と、前記車輪及び前記踏面および前記フランジ面の形状を測定する非接触型のセンサを複数備え、
前記制御部は、前記第１削正部及び前記第２削正部に、前記非接触センサの測定結果に基づいて、前記踏面および前記フランジ面の削正を行わせることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車輪用旋盤装置。
【請求項６】
当該車輪用旋盤装置へ搬入した前記車輪を前記削正手段による削正位置に位置合わせする車輪昇降部を備え、
前記車輪昇降部は、前記車輪を支持する車軸に回動自在に配設されている駆動機構及び／又は減速機構を支持する機構支持部を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車輪用旋盤装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−５６５５０（Ｐ２００９−５６５５０Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２６００７（Ｐ２００７−２２６００７）
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（５０７２９３５０５）株式会社ケイ・エス・ケイ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（５０７２９３５０５）株式会社ケイ・エス・ケイ (2)
【Ｆターム（参考）】
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