JP7108520B2 - 踏面清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、踏面清掃装置に関する。

一般に、軌道上を走行する鉄道車両では、走行中に車輪の踏面にゴミ、砂利などが付着する。これらのゴミなどが車輪の踏面と軌道との間に介在すると、軌道や車輪が損傷したり、異音が発生するおそれがある。

特許文献１には、鉄道車両の走行中に車輪の踏面に研摩子を押し当てて付着しているゴミなどを除去する踏面清掃装置が開示されている。特許文献１に記載された踏面清掃装置には、シリンダとトルク受ロッドとの間をシールするブーツが設けられている。

特開２００２－３３１９３３号公報

ブーツを備える踏面清掃装置では、ブーツの損傷を防止するために、ロッドの摺動に応じてブーツの内部に空気を導いたり、ブーツの内部から空気を排出したりする必要がある。しかしながら、ブーツに空気を導く際、ブーツの内部に異物が混入すると、シリンダとロッドの摺動面が損傷するおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブーツの内部への異物の混入に起因したシリンダとロッドの摺動面の損傷を防止することを目的とする。

第１の発明は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるロッドと、ロッドの先端に設けられる研摩子と、シリンダから突出するロッドを覆う筒状のブーツと、ロッドに設けられ、シリンダに対するロッドの相対移動に伴って、ブーツの内部に空気を導くと共に、ブーツの内部から空気を排出する給排路と、給排路に設けられ、ブーツの外部から内部に異物が混入することを防止するフィルタと、を備え、ロッドは、シリンダから突出する端部に、ブーツの一端部が固定される固定部を有し、固定部は、フィルタを収容する収容部を有し、フィルタは、ブーツによって、収容部から径方向外方に抜け出ることが防止されることを特徴とする踏面清掃装置である。

第１の発明では、ブーツの外部から内部に向かって導かれる空気に混入する異物が、フィルタによって捕捉される。これにより、ブーツの内部への異物の混入に起因したシリンダとロッドの摺動面の損傷を防止することができる。また、収容部に収容されるフィルタの脱落を効果的に防止することができる。

第２の発明は、固定部には、ブーツの一端部が嵌入する環状溝が設けられ、収容部は、環状溝の底面に設けられる凹部であり、フィルタは、ブーツの一端部の端面によって、収容部から径方向外方に抜け出ることが防止されることを特徴とする。

第２の発明では、環状溝に嵌入するブーツの一端部の端面によって、フィルタが径方向外方に移動することを規制できるので、簡易な構成で、フィルタが凹部から脱落することを防止できる。

第３の発明は、環状溝を区画する一対の側壁のそれぞれには、外周面から収容部に亘って径方向に延びる溝が設けられることを特徴とする。

第３の発明では、溝と収容部の加工を同時に行うことにより加工効率を向上できるので、踏面清掃装置の製造コストを低減することができる。

第４の発明は、収容部の底部には、一対の側壁の一方の溝を通じて収容部に導かれる空気を一対の側壁の他方の溝に向けて案内する案内部が形成されることを特徴とする。

第４の発明では、案内部によって空気の流れが折り返されるので、空気の流れをスムーズにすることができる。

本発明によれば、ブーツの内部への異物の混入に起因したシリンダとロッドの摺動面の損傷を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る踏面清掃装置を備える鉄道車両の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る踏面清掃装置の正面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う部分断面図である。 本発明の第１実施形態に係る踏面清掃装置におけるブーツ及びブーツを固定するブーツ固定部を示す部分断面図である。 図４のＶ部拡大図であり、ブーツの内外を連通する給排路を示す。 図４のＶＩ－ＶＩ線に沿うトルク受ロッドの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る踏面清掃装置におけるブーツ及びブーツを固定するブーツ固定部を示す拡大部分断面図であり、ブーツの内外を連通する給排路を示す。 本発明の第２実施形態に係る踏面清掃装置におけるトルク受ロッドの断面図である。 図７のＩＸ方向から見たトルク受ロッドの部分平面図である。 本発明の第３実施形態に係る踏面清掃装置におけるブーツ及びブーツを固定するブーツ固定部を示す拡大部分断面図であり、ブーツの内外を連通する給排路を示す。 本発明の第４実施形態に係る踏面清掃装置におけるブーツ及びブーツを固定するブーツ固定部を示す拡大部分断面図であり、ブーツの内外を連通する給排路を示す。 本発明の第５実施形態に係る踏面清掃装置におけるブーツ及びブーツを固定するブーツ固定部を示す拡大部分断面図であり、ブーツの内外を連通する給排路を示す。 図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、図１～図６を参照して、本発明の第１実施形態の踏面清掃装置１０について説明する。

図１は、踏面清掃装置１０を備える鉄道車両（車両）９０の模式図である。図１に示すように、踏面清掃装置１０は、シリンダ１に設けられたブラケット３６を介して鉄道車両９０の台車９１などに取り付けられる。踏面清掃装置１０は、研摩部３を車輪９２の踏面９２ａに摺接させて研摩し、踏面９２ａに付着したゴミ、砂利などを取り除いて清掃する。踏面清掃装置１０は、軌道９３に対して略平行となるように設定される。

図２は、踏面清掃装置１０の正面図であり、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う部分断面図である。図２及び図３に示すように、踏面清掃装置１０は、鉄道車両９０に取り付けられるシリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入され、シリンダ１内に導かれる流体圧により移動可能なロッドであるトルク受ロッド２と、トルク受ロッド２の先端に取り付けられる研摩部３と、シリンダ１から突出するトルク受ロッド２を覆う筒状のブーツ１８と、を備える。本明細書では、シリンダ１に対してトルク受ロッド２が相対的に移動する方向、すなわちシリンダ１及びトルク受ロッド２の中心軸に沿う方向を軸方向と記す。

図３に示すように、シリンダ１は、トルク受ロッド２が摺動する円筒状のシリンダ部１ａと、シリンダ部１ａの一端側の開口を塞ぐロッド側キャップ部材１ｂと、他端側の開口を塞ぐピストン側キャップ部材１ｃと、を備える。ロッド側キャップ部材１ｂの端部には、ブーツ１８が固定されるブーツ固定部１ｄが設けられる。ピストン側キャップ部材１ｃは、シリンダ１の後端部にＯリングなどを介して結合される。ピストン側キャップ部材１ｃは中空状に形成され、中空部に流体圧としての空気圧を供給するコネクタ６が取り付けられる。なお、流体圧として、油圧を使用することもできる。

トルク受ロッド２は、外周にシリンダ１の内周面との間をシールするシール１６が設けられる円環状のピストン部２ａと、ピストン部２ａと一体に形成されロッド側キャップ部材１ｂを貫通するように延びる円筒状のロッド部２ｂと、ロッド部２ｂのピストン部２ａとは反対側の開口を塞ぐ蓋部２ｃと、ロッド部２ｂの先端に蓋部２ｃを覆うように取り付けられたブーツ固定部２ｄと、を備える。ピストン部２ａの内周には、円環状のシート１２が設けられる。

ブーツ１８は、シリンダ１とトルク受ロッド２の摺動面にダストが侵入することを防止するために設けられる。ブーツ１８は、その一端部がシリンダ１から突出するトルク受ロッド２の端部に設けられるブーツ固定部２ｄに固定され、他端部がシリンダ１のロッド側キャップ部材１ｂに設けられるブーツ固定部１ｄに固定される。つまり、ブーツ固定部２ｄは、ブーツ１８の一端部を固定するためにトルク受ロッド２に設けられた固定部であり、ブーツ固定部１ｄは、ブーツ１８の他端部を固定するためにシリンダ１に設けられた固定部である。このように、ブーツ１８は、シリンダ１とトルク受ロッド２に亘って設けられ、シリンダ１とトルク受ロッド２の相対移動に伴って伸縮する。

研摩部３は、トルク受ロッド２のブーツ固定部２ｄから突出するブラケット２ｅにボルト９によって着脱自在に結合された研摩子受け４０と、研摩子受け４０の端部に連結機構８０によって着脱自在に連結された研摩子５０と、を備える。

シリンダ１のピストン側キャップ部材１ｃには、トルク受ロッド２のピストン部２ａ及びロッド部２ｂの中空部分内に位置するように支持桿５が支持される。支持桿５の端部に設けた座部１７とシート１２との間には、リターンスプリング４が設けられる。リターンスプリング４は、研摩子５０が車輪９２の踏面９２ａから離れる方向、すなわち、トルク受ロッド２をシリンダ１内に引き込む方向（踏面清掃装置１０を収縮させる方向）にトルク受ロッド２を付勢する。

コネクタ６からピストン側キャップ部材１ｃ内を通じてシリンダ部１ａ内に空気が供給されると、トルク受ロッド２のピストン部２ａの端面及び蓋部２ｃの端面に所定の空気圧が作用する。これにより、トルク受ロッド２は、リターンスプリング４を圧縮しながらシリンダ１の外部（車輪方向）に向かって押し出され、踏面清掃装置１０が伸長する。トルク受ロッド２が押し出されると、研摩部３も車輪９２に向かって移動する。研摩子５０の湾曲面５３は、走行中の鉄道車両９０において回転する車輪９２の踏面９２ａに押し当てられ、踏面９２ａと摺接する。これにより、車輪９２の踏面９２ａに付着したゴミや砂利などの異物が除去される。なお、研摩子５０が車輪９２に摺接すると、研摩部３には車輪９２の接線方向の力が作用するが、この接線方向の力は、トルク受ロッド２を介してシリンダ１によって担持される。

研摩部３によるゴミや砂利などの異物の除去が終了すると、コネクタ６から供給された空気が排出される。これにより、トルク受ロッド２は、リターンスプリング４の復元力によって後退し、元の位置（空気を供給する前の位置）に戻る。これにより、研摩子５０の湾曲面５３は車輪９２の踏面９２ａから離間する。

踏面清掃装置１０は、トルク受ロッド２の移動を軸方向に制限して案内する案内機構１１をさらに備える。案内機構１１は、シリンダ１の軸方向周りでのトルク受ロッド２及び研摩部３の回転を防止する。案内機構１１は、トルク受ロッド２の外周面に形成され軸方向に延在する軸方向溝３７と、シリンダ１に取り付けられ軸方向溝３７に嵌合するピン１５と、を備える。

本実施形態においては、ピン１５は円柱状に形成される。ピン１５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１５をシリンダ１に対して回転可能に支持する。

トルク受ロッド２は、外周面に軸方向に延在する外周溝３８を有する。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、軸方向に移動自在に挿入される。ラッチ受け８ののこぎり歯状の溝は、後述するラッチ７の先端と係合する。

シリンダ１には、径方向に向けてガイド筒３９が形成され、ガイド筒３９内にはロッド状のラッチ７が移動可能に挿入される。ラッチ７は、通常、ばね１９で付勢されてその先端がラッチ受け８と係合する。また、ラッチ７は、シリンダ１の外部に延出する外端を備えており、この外端をばね１９に抗すようにして引き出すと、ラッチ受け８との係合が解消されてラッチ受け８が移動することができる。

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、研摩子５０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が一定の距離以上後退しないように、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。これによって研摩子５０が摩耗しても、研摩子５０と車輪９２の踏面９２ａとの距離を常にある一定の範囲内に保持できる。

図４は、踏面清掃装置１０におけるブーツ１８及びブーツ１８を固定するブーツ固定部２ｄを示す部分断面図である。図３及び図４に示すように、ブーツ１８は、ゴムなどの弾性部材により形成される。ブーツ１８の軸方向一端部は、トルク受ロッド２のブーツ固定部２ｄに取り付けられるロッド側取付部１８１とされる。ブーツ１８の軸方向他端部は、シリンダ１のロッド側キャップ部材１ｂのブーツ固定部１ｄに取り付けられるシリンダ側取付部１８２とされる。ブーツ１８の軸方向中央部、すなわちロッド側取付部１８１とシリンダ側取付部１８２との間には、シリンダ１に対するトルク受ロッド２の相対移動に伴って伸縮する蛇腹状の蛇腹部１８０が設けられる。

ロッド側取付部１８１は、円環状であって、蛇腹部１８０の端部からトルク受ロッド２の径方向内方、すなわちトルク受ロッド２の中心軸に向かう方向に延在する。ロッド側取付部１８１の厚みは、蛇腹部１８０の厚みよりも厚い。

図５は、図４のＶ部拡大図であり、ブーツ１８の内外を連通する給排路１２８を示す。図５に示すように、ブーツ固定部２ｄには、その外周からトルク受ロッド２の径方向外方、すなわちトルク受ロッド２の中心軸から離れる方向に向かって突出する内側鍔部２１及び外側鍔部２２が設けられる。内側鍔部２１及び外側鍔部２２は、それぞれ円環状に形成される。外側鍔部２２は、内側鍔部２１よりも研摩子５０に近い側に配置される。外側鍔部２２の外径は、内側鍔部２１の外径よりも大きい。

内側鍔部２１と外側鍔部２２とにより、ブーツ固定部２ｄには、ロッド側取付部１８１が嵌入する環状溝２０が形成される。つまり、内側鍔部２１及び外側鍔部２２は、環状溝２０を区画する一対の側壁を構成する。環状溝２０は、トルク受ロッド２の径方向内方に向かって窪む凹部であり、ブーツ固定部２ｄの全周に亘って形成される。

環状溝２０の幅（一対の鍔部２１，２２間の軸方向長さ）は、ブーツ１８のロッド側取付部１８１の厚さ（軸方向長さ）よりも短い。このため、ロッド側取付部１８１は、環状溝２０に圧縮された状態で嵌入され、トルク受ロッド２に固定される。同様に、図３に示すシリンダ側取付部１８２は、シリンダ１のロッド側キャップ部材１ｂに設けられた環状溝２９に圧縮された状態で嵌入され、シリンダ１に固定される。

図５に示すように、トルク受ロッド２には、シリンダ１に対するトルク受ロッド２の相対移動に伴って、ブーツ１８の内部に空気を導くと共に、ブーツ１８の内部から空気を排出する給排路２８が設けられる。トルク受ロッド２の移動に応じて、給排路２８を通じて、ブーツ１８の内外に空気が給排されるので、トルク受ロッド２の移動に起因したブーツ１８の損傷が防止される。ここで、ブーツ１８の内部に空気が導かれるときに、給排路２８を通じてブーツ１８の内部に異物が混入すると、シリンダ１とトルク受ロッド２の摺動面が損傷するおそれがある。そこで、本実施形態では、ブーツ１８の外部から内部に異物が混入することを防止するフィルタ３０が、給排路２８に設けられる。

図５及び図６を参照して、ブーツ１８の内外を連通する給排路２８、及び給排路２８に設けられるフィルタ３０について詳しく説明する。図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線に沿うトルク受ロッド２の断面図である。

図５に示すように、ブーツ１８のロッド側取付部１８１は、凹状の環状溝２０の底面２０ａ及び一対の側面に密着した状態で固定される。

図５及び図６に示すように、ブーツ固定部２ｄには、図５中左方から右方に向けて軸方向にドリル加工が施されることにより、ドリル加工部２３が形成される。

内側鍔部２１には、ドリル加工部２３の一部を構成する円弧状の溝２４が形成される。外側鍔部２２には、ドリル加工部２３の一部を構成する円形状の円形凹部２６が形成される。円形凹部２６は、その中心軸が、トルク受ロッド２の中心軸と平行となるように形成される。円形凹部２６には、円柱状のフィルタ３０が圧縮された状態で嵌入されている。フィルタ３０は、例えば、多孔質高分子材料、金属網、織布、不織布等の材料により、円柱状に形成される。フィルタ３０は、径方向に圧縮された状態で円形凹部２６内に収容され、位置決めされる。

円形凹部２６は、一部が外側鍔部２２を貫通しており、円形凹部２６の底面２６ａに形成された開口部２２ａを通じて、ブーツ１８の外部から内部に空気が導かれたり、ブーツ１８の内部から外部に空気が排出されたりする。開口部２２ａは、通過抵抗の低減のため、所定の面積が必要となる。

フィルタ３０は、一端面が円形凹部２６の底面２６ａに当接し、他端面がブーツ１８のロッド側取付部１８１に当接する。つまり、フィルタ３０は、ブーツ１８とブーツ固定部２ｄとの間で、軸方向に挟まれた状態で保持される。フィルタ３０は、ブーツ１８によって、円形凹部２６内での軸方向移動が規制されるので、円形凹部２６からフィルタ３０が脱落することを抑制することができる。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

シリンダ１に対するトルク受ロッド２の相対移動に伴って、ブーツ１８の内部に空気を導くと共に、ブーツ１８の内部から空気を排出する給排路２８をトルク受ロッド２に設け、この給排路２８にブーツ１８の外部から内部に異物が混入することを防止するフィルタ３０を設けた。これにより、ブーツ１８の外部から内部に向かって導かれる空気に混入する異物が、フィルタ３０によって捕捉されるので、給排路２８からの異物の混入に起因したシリンダ１とトルク受ロッド２の摺動面の損傷を防止することができる。

＜第２実施形態＞
図７～図９を参照して、本発明の第２実施形態に係る踏面清掃装置１００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第１実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、本発明の第２実施形態に係る踏面清掃装置１００におけるブーツ１８及びブーツ１８を固定するブーツ固定部１０２ｄを示す拡大部分断面図であり、ブーツ１８の内外を連通する給排路１２８を示す。図８は、本発明の第２実施形態に係る踏面清掃装置１００におけるトルク受ロッド２の断面図である。図９は、図７のＩＸ方向から見たトルク受ロッド２の部分平面図である。

第２実施形態では、上記第１実施形態で説明したドリル加工部２３に代えて、ドリル加工部１２３が設けられ、このドリル加工部１２３にフィルタ１３０が収容される。以下、詳しく説明する。

図７及び図８に示すように、ブーツ固定部１０２ｄには、外方から径方向内方に向けてドリルにより、ドリル加工部１２３が形成される。

ドリル加工部１２３は、内側鍔部２１の外周面から環状溝２０の底面２０ａに亘って径方向に延びる円弧状の溝１２４と、外側鍔部２２の外周面から環状溝２０の底面２０ａに亘って径方向に延びる円弧状の溝１２５と、環状溝２０の底面２０ａから径方向内方に向かって窪む円形状の円形凹部１２６と、を有する。内側鍔部２１の溝１２４と円形凹部１２６の内周面とは連続して設けられ、外側鍔部２２の溝１２５と円形凹部１２６の内周面とは連続して設けられる。つまり、溝１２４，１２５及び円形凹部１２６は、同心同径に形成される。

このように、本実施形態では、環状溝２０を区画する一対の側壁（内側鍔部２１及び外側鍔部２２）のそれぞれに、外周面から円形凹部１２６に亘って径方向に延びる溝１２４，１２５を設けるようにした。したがって、ブーツ固定部１０２ｄの径方向外側からドリルによって径方向内方に向けて直線状に加工を施すことにより、溝１２４，１２５と円形凹部１２６を同時に形成することができる。溝１２４，１２５と円形凹部１２６の加工を同時に行うことにより加工効率を向上できるので、踏面清掃装置１００の製造コストを低減することができる。

図７に示すように、ブーツ１８のロッド側取付部１８１が環状溝２０に嵌入された状態では、ブーツ１８と内側鍔部２１の溝１２４とにより画成される内側流路１１１と、ブーツ１８と外側鍔部２２の溝１２５とにより画成される外側流路１１２と、内側流路１１１及び外側流路１１２に連続して設けられる中間流路１１３と、により給排路１２８が形成される。中間流路１１３は、円形凹部１２６の底面１２６ａ及び内周面によって形成される。

したがって、踏面清掃装置１００が伸長する際、溝１２５から導入された空気は、図中、破線の矢印Ｂで示すように、円形凹部１２６に導かれ、円形凹部１２６で折り返されて、溝１２４を通じてブーツ１８の内部に導かれる。一方、踏面清掃装置１００が収縮する際には、図中、破線の矢印Ａで示すように、ブーツ１８の内部の空気は、溝１２４、円形凹部１２６、溝１２５の順に流れ、ブーツ１８の外部に排出される。

円形凹部１２６には、外気中の異物を捕捉するフィルタ１３０が収容される。

フィルタ１３０の外周面が円形凹部１２６の内周面に接することにより、フィルタ１３０のトルク受ロッド２における軸方向及び周方向の位置が規定される。フィルタ１３０の一端面（図示上端面）は、ブーツ１８のロッド側取付部１８１の端面に接し、フィルタ１３０の他端面（図示下端面）の外縁部は、円形凹部１２６の底面１２６ａに接している。つまり、フィルタ１３０は、ブーツ１８のロッド側取付部１８１の端面と円形凹部１２６の底面１２６ａとによって挟持されることにより、トルク受ロッド２における径方向の位置が規定される。

本第２実施形態では、フィルタ１３０を収容する円形凹部１２６が、ブーツ１８を固定する環状溝２０の底面２０ａに設けられている。これにより、フィルタ１３０の収容部である円形凹部１２６とブーツ１８を固定する環状溝２０の位置を集約することができるので、ブーツ固定部１０２ｄの形状を単純な構成とすることができる。

円形凹部１２６の底面１２６ａは、ドリルにより円錐形状に形成され、給排路１２８の空気の流れを入口側から出口側へと案内する案内部として機能する。踏面清掃装置１００が収縮する際、内側鍔部２１の溝１２４を通じて円形凹部１２６に導かれる空気を外側鍔部２２の溝１２５に向けて案内する（破線で示す矢印Ａ参照）。踏面清掃装置１００が伸長する際、外側鍔部２２の溝１２５を通じて円形凹部１２６に導かれる空気を内側鍔部２１の溝１２４に向けて案内する（破線で示す矢印Ｂ参照）。

このように、円形凹部１２６の底面１２６ａによって空気の流れが折り返されるので、空気の流れをスムーズにすることができる。

給排路１２８の位置は任意に設定することができるが、溝１２４，１２５及び円形凹部１２６の中心軸が軌道９３に対して直交するように、かつ、給排路１２８の出入口が軌道９３に対向するように、すなわち鉛直下方を向くように、給排路１２８の位置を設定することが好ましい。この場合、給排路１２８の出入口よりも鉛直上方にフィルタ１３０が配置される。このように、給排路１２８の位置を設定することにより、雨水等が給排路１２８に侵入することが抑制される。

このような第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。

シリンダ１から突出するトルク受ロッド２の端部に、ブーツ１８の一端部が固定されるブーツ固定部１０２ｄが設けられ、このブーツ固定部１０２ｄに、フィルタ１３０を収容する円形凹部１２６が設けられる。円形凹部１２６に収容されるフィルタ１３０は、ブーツ１８の一端部の端面に当接しており、円形凹部１２６内において径方向外方に移動することが規制される。つまり、ブーツ１８の一端部の端面によって、フィルタ１３０が円形凹部１２６から径方向外方に抜け出ることが防止される。

これにより、鉄道車両９０の走行中の走行風がフィルタ１３０に当たることにより、フィルタ１３０が脱落してしまったり、鉄道車両９０の清掃中に洗浄水がフィルタ１３０に当たることにより、フィルタ１３０が脱落してしまったりすることを効果的に防止することができる。フィルタ１３０の紛失を防止できるので、長期に亘って、ブーツ１８の内部に異物が混入することを防止できる。また、環状溝２０に嵌入するブーツ１８の一端部の端面によって、フィルタ１３０が径方向外方に移動することを規制できるので、簡易な構成で、フィルタ１３０が円形凹部１２６から脱落することを防止できる。

＜第３実施形態＞
図１０を参照して、本発明の第３実施形態に係る踏面清掃装置２００について説明する。以下では、上記第２実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第２実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図１０は、踏面清掃装置２００におけるブーツ２１８及びブーツ２１８を固定するブーツ固定部２０２ｄを示す拡大部分断面図であり、ブーツ２１８の内外を連通する給排路２２８を示す。

上記第２実施形態では、溝１２４，１２５が内側鍔部２１及び外側鍔部２２の外周面から円形凹部１２６に亘って設けられる例について説明した（図７参照）。これに対して、第３実施形態では、上記溝１２４，１２５に代えて、ブーツ２１８のロッド側取付部２８１に径方向に延在する溝２２４，２２５が形成される。

溝２２４は、ロッド側取付部２８１の端面及び内側鍔部２１に当接する面に開口して設けられる。溝２２５は、ロッド側取付部２８１の端面及び外側鍔部２２に当接する面に開口して設けられる。径方向に延在する溝２２４，２２５の断面形状は任意に設定することができる。溝２２４，２２５の断面形状は、例えば、矩形状、円弧状である。

第３実施形態に係る給排路２２８は、溝２２４と内側鍔部２１とによって画成される流路と、溝２２５と外側鍔部２２とによって画成される流路と、フィルタ２３０が収容される円形凹部２２６によって形成される流路と、によって構成される。

踏面清掃装置２００が伸長する際、溝２２５から導入された空気は、円形凹部２２６に導かれる。円形凹部２２６に導かれた空気は、折り返されて溝２２４を通じてブーツ２１８の内部に導かれる。このとき、外気に含まれる異物はフィルタ２３０によって捕捉される。一方、踏面清掃装置２００が収縮する際には、ブーツ２１８の内部の空気は、溝２２４、円形凹部２２６、溝２２５の順に流れ、ブーツ２１８の外部に排出される。

このような第３実施形態によれば、上記第２実施形態と同様の作用効果を奏する。

＜第４実施形態＞
図１１を参照して、本発明の第４実施形態に係る踏面清掃装置３００について説明する。以下では、上記第２実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第２実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、踏面清掃装置３００におけるブーツ１８及びブーツ１８を固定するブーツ固定部３０２ｄを示す拡大部分断面図であり、ブーツ１８の内外を連通する給排路３２８を示す。上記第２実施形態では、環状溝２０の底面２０ａに円形凹部１２６を形成し、円形凹部１２６にフィルタ１３０を収容する例について説明した（図７参照）。

これに対して、第４実施形態では、円形凹部１２６が設けられておらず、フィルタ３３０は、環状溝２０の底部に収容される。つまり、第４実施形態では、環状溝２０の底部が、フィルタ３３０を収容する収容部３２６とされる。フィルタ３３０は、円環状に形成される。円環状のフィルタ３３０は、一箇所が切断されており、環状溝２０の収容部３２６に径方向外方から装着することができるようになっている。

第４実施形態では、第２実施形態で説明した内側鍔部２１の溝１２４（図７参照）に代えて、内側鍔部２１を軸方向に貫通する円形状の内側貫通孔３２４が設けられる。内側貫通孔３２４は、ブーツ１８の内側と収容部３２６とを連通する。

また、第４実施形態では、第２実施形態で説明した外側鍔部２２の溝１２５（図７参照）に代えて、外側貫通孔３２５が設けられる。外側貫通孔３２５は、軸方向に延在する断面円形状の第１孔３２５ａと、第１孔３２５ａの端部から外側鍔部２２の基部に亘って延在する断面円形状の第２孔３２５ｂと、を有する。第１孔３２５ａは、内側貫通孔３２４と同心同径に形成される。外側貫通孔３２５は、第１孔３２５ａが収容部３２６に開口し、第２孔３２５ｂが外側鍔部２２の基部において開口している。つまり、外側貫通孔３２５は、踏面清掃装置３００の外側と収容部３２６とを連通する。

第４実施形態に係る給排路３２８は、内側貫通孔３２４、収容部３２６、及び外側貫通孔３２５によって形成される。

内側貫通孔３２４及び外側貫通孔３２５は、環状溝２０の周方向に所定の間隔で複数設けることにより、空気の流れの通過抵抗を低減することができる。

内側貫通孔３２４及び外側貫通孔３２５の第１孔３２５ａは、軸方向にドリル加工を施すことにより形成される。外側貫通孔３２５の第２孔３２５ｂは、外側鍔部２２の基部からトルク受ロッド２の中心軸に対して斜めにドリル加工を施すことにより形成される。

上記第２実施形態では、ブーツ１８のロッド側取付部１８１の端面が、フィルタ１３０に常時当接する例について説明した（図７参照）。これに対して、第４実施形態では、ブーツ１８のロッド側取付部１８１の端面と、環状のフィルタ３３０の外周面との間に隙間３８０が形成されている。このように、ブーツ１８とフィルタ３３０との間に隙間３８０が形成される場合であっても、フィルタ３３０が径方向外方にずれたときには、その径方向外方への移動がブーツ１８のロッド側取付部１８１によって規制されるので、フィルタ３３０が収容部３２６から抜け出ることが防止される。

踏面清掃装置３００が伸長する際、外側貫通孔３２５から導入された空気は、収容部３２６に導かれる。収容部３２６に導かれた空気は、内側貫通孔３２４を通じてブーツ１８の内部に導かれる。このとき、外気に含まれる異物はフィルタ３３０によって捕捉される。一方、踏面清掃装置３００が収縮する際には、ブーツ１８の内部の空気は、内側貫通孔３２４、収容部３２６、外側貫通孔３２５の順に流れ、ブーツ１８の外部に排出される。

このような第４実施形態によれば、第２実施形態と同様の作用効果を奏する。

＜第５実施形態＞
図１２及び図１３を参照して、本発明の第５実施形態に係る踏面清掃装置４００について説明する。以下では、上記第２実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第２実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図１２は、踏面清掃装置４００におけるブーツ４１８及びブーツ４１８を固定するブーツ固定部４０２ｄを示す部分断面拡大図であり、ブーツ４１８の内外を連通する給排路４２８を示す。図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。上記第２実施形態では、ブーツ１８のロッド側取付部１８１が環状溝２０に嵌入固定される例について説明した（図７参照）。

これに対して、第５実施形態に係るブーツ固定部４０２ｄには環状溝２０が設けられていない。ブーツ４１８は、蛇腹部１８０の端部から軸方向に延在する円筒部４８３と、蛇腹部１８０の端部から径方向内方に突出する凸部４８４と、を有する。円筒部４８３の内径は、ブーツ固定部４０２ｄの外径よりも小さい。円筒部４８３は、僅かに拡径された状態でブーツ固定部４０２ｄに嵌着される。円筒部４８３の外周には、円環状の固定具４７０が取り付けられることにより、ブーツ４１８の一端部がブーツ固定部４０２ｄに強固に固定される。

凸部４８４は、ブーツ固定部４０２ｄに設けられた円形状の円形凹部４２７に挿入される。円形凹部４２７の底部は、フィルタ４３０が収容される収容部４２６とされる。凸部４８４の頂面は、フィルタ４３０に当接する。

図１２及び図１３に示すように、凸部４８４は、円形凹部４２７のトルク受ロッド２における径方向外周側の空間を軸方向に区分する。円形凹部４２７の内周面と凸部４８４における研摩子５０側の端面と、フィルタ４３０とによって、外側隙間４２７ｂが画成される。円形凹部４２７の内周面と、凸部４８４における研摩子５０とは反対側の端面と、フィルタ４３０とによって、内側隙間４２７ａが画成される。

図１２に示すように、円筒部４８３の内周面には、軸方向に沿って溝４８３ａが形成される。溝４８３ａは、円筒部４８３の一端面と円筒部４８３の内周側に開口し、踏面清掃装置４００の外側と円形凹部４２７の外側隙間４２７ｂとを連通する。

第５実施形態に係る給排路４２８は、内側隙間４２７ａ、収容部４２６、外側隙間４２７ｂ、及び溝４８３ａによって形成される。踏面清掃装置４００が伸長する際、溝４８３ａから導入された空気は、外側隙間４２７ｂを通じて収容部４２６に導かれる。収容部４２６に導かれた空気は、折り返されて内側隙間４２７ａを通じてブーツ４１８の内部に導かれる。このとき、外気に含まれる異物はフィルタ４３０によって捕捉される。一方、踏面清掃装置４００が収縮する際には、ブーツ４１８の内部の空気は、内側隙間４２７ａ、収容部４２６、外側隙間４２７ｂ、溝４８３ａの順に流れ、ブーツ４１８の外部に排出される。

このような第５実施形態によれば、上記第２実施形態と同様の作用効果を奏する。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

＜変形例１＞
上記実施形態で説明した踏面清掃装置１０，１００，２００，３００，４００には、いわゆる踏面ブレーキ装置も含まれる。踏面ブレーキ装置は、ブレーキの機能を有していない踏面清掃装置に比べて、研摩子５０を踏面９２ａに押し当てる力が強い点で異なるが、上記実施形態で説明した構成を備える。

＜変形例２＞
上記第１及び第２実施形態では、フィルタ３０，１３０を収容する収容部（円形凹部２６，１２６）が円形状に形成される例について説明したが、収容部の断面形状は、多角形状や楕円形状であってもよい。

＜変形例３＞
上記第２実施形態では、案内部としての円形凹部１２６の底面１２６ａが円錐形状に形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。収容部の断面形状に応じて、適宜、変更することができる。案内部は、環状溝２０を区画する一対の側壁の一方の溝を通じて収容部に導かれる空気を一対の側壁の他方の溝に向けて案内することができればよく、例えば、湾曲状に形成してもよいし、複数の傾斜面を繋げることで形成してもよい。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

踏面清掃装置１０，１００，２００，３００，４００は、鉄道車両（車両）９０に取り付けられるシリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入され、シリンダ１内に導かれる流体圧により移動可能なトルク受ロッド（ロッド）２と、トルク受ロッド２の先端に設けられ、トルク受ロッド２が押し出されることにより車輪９２の踏面９２ａに押し当てられる研摩子５０と、シリンダ１から突出するトルク受ロッド２を覆う筒状のブーツ１８，２１８，４１８と、トルク受ロッド２に設けられ、シリンダ１に対するトルク受ロッド２の相対移動に伴って、ブーツ１８，２１８，４１８の内部に空気を導くと共に、ブーツ１８，２１８，４１８の内部から空気を排出する給排路２８，１２８，２２８，３２８，４２８と、給排路２８，１２８，２２８，３２８，４２８に設けられ、ブーツ１８，２１８，４１８の外部から内部に異物が混入することを防止するフィルタ３０，１３０，２３０，３３０，４３０と、を備え、トルク受ロッド２は、シリンダ１から突出する端部に、ブーツ１８，２１８，４１８の一端部が固定されるブーツ固定部（固定部）２ｄ，１０２ｄ，２０２ｄ，３０２ｄ，４０２ｄを有し、ブーツ固定部２ｄ，１０２ｄ，２０２ｄ，３０２ｄ，４０２ｄは、フィルタ３０，１３０，２３０，３３０，４３０を収容する収容部（円形凹部２６，１２６，２２６，収容部３２６，４２６）を有し、フィルタ３０，１３０，２３０，３３０，４３０は、ブーツ１８，２１８，４１８によって、収容部（円形凹部２６，１２６，２２６，収容部３２６，４２６）内での移動が規制される。

この構成では、ブーツ１８，２１８，４１８の外部から内部に向かって導かれる空気に混入する異物が、フィルタ３０，１３０，２３０，３３０，４３０によって捕捉される。その結果、ブーツ１８，２１８，４１８の内部への異物の混入に起因したシリンダ１とトルク受ロッド２の摺動面の損傷を防止することができる。

踏面清掃装置１００，２００，３００，４００は、フィルタ１３０，２３０，３３０，４３０が、ブーツ１８，２１８，４１８によって、収容部（円形凹部１２６，２２６，収容部３２６，４２６）から径方向外方に抜け出ることが防止される。

この構成では、収容部（円形凹部１２６，２２６，収容部３２６，４２６）に収容されるフィルタ１３０，２３０，３３０，４３０の脱落を効果的に防止することができる。

踏面清掃装置１００，２００は、ブーツ固定部１０２ｄ，２０２ｄには、ブーツ１８，２１８の一端部が嵌入する環状溝２０が設けられ、上記収容部は、環状溝２０の底面２０ａに設けられる円形凹部１２６，２２６であり、フィルタ１３０，２３０は、ブーツ１８，２１８の一端部の端面によって、円形凹部１２６，２２６から径方向外方に抜け出ることが防止される。

この構成では、環状溝２０に嵌入するブーツ１８，２１８の一端部の端面によって、フィルタ１３０，２３０が径方向外方に移動することを規制できるので、簡易な構成で、フィルタ１３０，２３０が円形凹部１２６，２２６から脱落することを防止できる。

踏面清掃装置１００は、環状溝２０を区画する一対の側壁（内側鍔部２１及び外側鍔部２２）のそれぞれには、外周面から円形凹部１２６に亘って径方向に延びる溝１２４，１２５が設けられる。

この構成では、溝１２４，１２５と円形凹部１２６の加工を同時に行うことにより加工効率を向上できるので、踏面清掃装置１００の製造コストを低減することができる。

踏面清掃装置１００は、円形凹部１２６の底部に、一対の側壁（内側鍔部２１及び外側鍔部２２）の一方の溝１２４（または溝１２５）を通じて円形凹部１２６に導かれる空気を一対の側壁（内側鍔部２１及び外側鍔部２２）の他方の溝１２５（または溝１２４）に向けて案内する案内部としての底面１２６ａが形成される。

この構成では、案内部としての底面１２６ａによって空気の流れが折り返されるので、空気の流れをスムーズにすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１・・・シリンダ、２・・・トルク受ロッド（ロッド）、２ｄ，１０２ｄ，２０２ｄ，３０２ｄ，４０２ｄ・・・ブーツ固定部（固定部）、１８，２１８，４１８・・・ブーツ、５０・・・研摩子、９０・・・鉄道車両（車両）、９２・・・車輪、９２ａ・・・踏面、１０，１００，２００，３００，４００・・・踏面清掃装置、２８，１２８，２２８，３２８，４２８・・・給排路、２０・・・環状溝、２０ａ・・・底面、２１・・・内側鍔部（側壁）、２２・・・外側鍔部（側壁）、１２４，２２４・・・溝、１２５，２２５・・・溝、２６，１２６，２２６・・・円形凹部（収容部）、１２６ａ・・・底面（案内部）、３０，１３０，２３０，３３０，４３０・・・フィルタ、３２６，４２６・・・収容部

Claims (4)

1. 車両に取り付けられるシリンダと、
   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かれる流体圧により移動可能なロッドと、
   前記ロッドの先端に設けられ、前記ロッドが押し出されることにより車輪の踏面に押し当てられる研摩子と、
   前記シリンダから突出する前記ロッドを覆う筒状のブーツと、
   前記ロッドに設けられ、前記シリンダに対する前記ロッドの相対移動に伴って、前記ブーツの内部に空気を導くと共に、前記ブーツの内部から空気を排出する給排路と、
   前記給排路に設けられ、前記ブーツの外部から内部に異物が混入することを防止するフィルタと、を備え、
   前記ロッドは、前記シリンダから突出する端部に、前記ブーツの一端部が固定される固定部を有し、
   前記固定部は、前記フィルタを収容する収容部を有し、
   前記フィルタは、前記ブーツによって、前記収容部から径方向外方に抜け出ることが防止される
   ことを特徴とする踏面清掃装置。
2. 請求項１に記載の踏面清掃装置において、
   前記固定部には、前記ブーツの一端部が嵌入する環状溝が設けられ、
   前記収容部は、前記環状溝の底面に設けられる凹部であり、
   前記フィルタは、前記ブーツの一端部の端面によって、前記収容部から径方向外方に抜け出ることが防止される
   ことを特徴とする踏面清掃装置。
3. 請求項２に記載の踏面清掃装置において、
   前記環状溝を区画する一対の側壁のそれぞれには、外周面から前記収容部に亘って径方向に延びる溝が設けられる
   ことを特徴とする踏面清掃装置。
4. 請求項３に記載の踏面清掃装置において、
   前記収容部の底部には、前記一対の側壁の一方の前記溝を通じて前記収容部に導かれる空気を前記一対の側壁の他方の前記溝に向けて案内する案内部が形成される
   ことを特徴とする踏面清掃装置。

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