「輪軸 (鉄道車両)」の版間の差分

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右の図は、曲線において外側レールと外側車輪のフランジが接触している状態を表したものである。レールはフランジと踏面との間で接触しており、走行中では、垂直方向からの輪重Pと水平方向からの横圧Qが掛かっている。フランジの踏面側と水平線との角度をフランジ角度と言い、タイヤコンタ{{refnest|group="注釈"|在来線に使用されているものであり、鉄道創業時のイギリスからの輸入のものを元に、使用実績と長年の研究により若干の修正を加えて、正式に制定されたものである。[[国際鉄道連合]]での標準規格や欧米て使用されている平均的なタイヤコンタに近いものである。}}でのフランジ角度の基本的な角度は59度である。脱線に対する安全性を高めるため、フランジ角度を大きくした場合、横圧が大きくても脱線が難くなるが、車輪の磨耗時に削正する場合において削正量が多くなり、レールとの接触圧力を小さくために接触面積を大きくすると、車輪の磨耗量が増えてしまう。そのため、理想的なタイヤコンタを見つけることは困難であり、特に横圧が大きくなると、フランジがレールを乗り越えてしまい、滑り上がり脱線や乗り上がり脱線が起きる。また、新幹線では高速走行時での脱線防止を優先するため、フランジ角度を大きくしている{{refnest|group="注釈"|フランジ角度は70度。}}。貨車では、脱線防止を優先しながら、[[蛇行動]]対策や摩耗防止などを考慮して、フランジ角度を大きくし、フランジ高さを可能なかぎり高くしたN踏面コンタ{{refnest|group="注釈"|フランジ角度は65度、フランジの高さは30mm(基本は26mm)。}}が採用されている。
 
車輪の走行による摩耗においては、フランジ部と踏面の内側が主に摩耗する。特にフランジ部は、曲線レールと接触するため摩耗が多く、摩耗を減らすためにフランジ部に[[焼き入れ]]を行って硬度を高めたり、電気機関車の最前位や最後位の車輪には走行に応じて自動的に油が塗布されるフランジ自動塗油器が装備されている。また、摩耗によりタイヤコンタが、当初の基本形状から変形して円滑な走行を阻害するため、磨耗量に応じて{{refnest|group="注釈"|走行距離にして、10万-30万kmの間で行うが、速度や線路の条件により左右される。}}専用の機械により削正されて基本形状に戻している。また、車輪自体の減耗は、走行による摩耗による減耗よりも、削正による減耗が量の方が量が多く、フランジ角度が大きいほど多くなる。
 
=== 車輪の種類 ===