特開 2023-172733 グリス塗布方法及びブレーキディスク付き車輪の組立方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023172733

(43)【公開日】2023-12-06

(54)【発明の名称】グリス塗布方法及びブレーキディスク付き車輪の組立方法

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/12 20060101AFI20231129BHJP

   B61H 5/00 20060101ALI20231129BHJP

   G01N 29/07 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

F16D65/12 P

F16D65/12 X

B61H5/00

G01N29/07

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022084746

(22)【出願日】2022-05-24

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和４年２月１８日に、機械振興会館Ｂ２階大ホールで開催された令和３年度全国「車両と機械」研究発表会にて、グリス塗布方法及びブレーキディスク付き車輪の組立方法に関する研究について公開した。 令和４年３月３０日に、ＪＲ九州エンジニアリング株式会社 新幹線熊本車両事業所での竣工式にて、グリス塗布方法及びブレーキディスク付き車輪の組立方法について公開した。

(71)【出願人】

【識別番号】507293505

【氏名又は名称】ＪＲ九州エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080160

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 憲一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100149205

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 泰央

(72)【発明者】

【氏名】田辺 努

(72)【発明者】

【氏名】山本 将也

(72)【発明者】

【氏名】松岡 拓夢

【テーマコード（参考）】

2G047

3J058

【Ｆターム（参考）】

2G047AA06

2G047AC07

2G047BA03

2G047BB01

2G047BC18

3J058AA44

3J058AA47

3J058AA53

3J058AA62

3J058BA47

3J058BA61

3J058CB14

3J058DB23

3J058DD02

3J058FA21

(57)【要約】

【課題】所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を手作業の場合に比して更に安定化することのできるグリス塗布方法を提供する。また、安定した軸力を備え、輪軸の組立適性についてより正確に判断されたブレーキディスク付き車輪の組立方法についても提供する。
【解決手段】鉄道車輪の輪心部にブレーキディスクを締結するボルトの軸回りに対し定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿って定量的に載置する工程と、前記ボルトに螺合させたナットを螺進させて前記ねじ山に沿って載置したグリスを塗り広げる工程を有するグリス塗布方法とした。また、ボルトの自然長を計測する自然長測定工程と、グリスをボルトの軸回りに定量的に載置するグリス載置工程と、各ボルトに螺合させたナットを螺進させて前記グリスを塗り広げつつ締結しブレーキディスク付き車輪を構築するボルト締結工程と、自然長と締結状態のボルトの長さとを比較して各ボルトの軸力を算出する軸力確認工程を備えるブレーキディスク付き車輪の組立方法とした。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車輪の輪心部にブレーキディスクを締結するボルトの軸回りに対し定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿って定量的に載置する工程と、
前記ボルトに螺合させたナットを螺進させて前記ねじ山に沿って載置したグリスを塗り広げる工程を有することを特徴とするグリス塗布方法。

【請求項2】

前記ボルトのねじ部におけるグリスの載置領域は、前記ナットにより被締結物を所定の軸力で締結した際の螺合領域と略同じ領域としたことを特徴とする請求項１に記載のグリス塗布方法。

【請求項3】

前記グリスのねじ山に対する載置位置は、ねじ山の頂部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のグリス塗布方法。

【請求項4】

前記定量供給装置は、軸部軸線を回転軸として定速回転する前記ボルトのねじ山のピッチに同期して前記グリスが定量的に導出される前記ノズルを前記回転軸と並行に移動させつつ配置するものであって、
前記グリスの配置位置がねじ山の頂部となる位置に前記ノズルの位置を微調整するためのノズル位置調整手段を備えることを特徴とする請求項１～３いずれか１項に記載のグリス塗布方法。

【請求項5】

鉄道車輪の輪心部にブレーキディスクをボルト締結してなるブレーキディスク付き車輪の組立方法であって、
固有の識別子が付与された複数のボルトのそれぞれに探触子を接触させて超音波で自然長を計測する自然長測定工程と、
定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿って前記各ボルトの軸回りに定量的に載置するグリス載置工程と、
前記車輪の輪心部にブレーキディスクが配された仮組体の複数の締結孔にグリスが載置された前記ボルトをそれぞれ装着し、各ボルトに螺合させたナットを所定の着座トルクに至るまで螺進させて前記グリスを塗り広げ、更に角度法による本締めを行って前記車輪とブレーキディスクを締結しブレーキディスク付き車輪を構築するボルト締結工程と、
前記ブレーキディスク付き車輪にて締結状態のボルトの長さを前記探触子により超音波で計測し、前記識別子に基づいて同一のボルトにおける前記自然長と前記締結状態のボルトの長さとを比較して各ボルトの軸力を算出すると共に、所定の適正軸力範囲内にないボルトを含む場合には当該ブレーキディスク付き車輪を不適合品とする一方、所定の軸力範囲内にないボルトを含まない場合には適合品として輪軸組立に供する軸力確認工程を備えることを特徴とするブレーキディスク付き車輪の組立方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、グリス塗布方法及びブレーキディスク付き車輪の組立方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ボルトとナットの対にて構成される機械要素は、締結手段としてあらゆる箇所で広く使用されている。

【0003】

中でも、高い安全性や堅牢性が要求される箇所では、被締結部材に対し適切な締結圧力状態を維持するために、軸力による管理が行われている。

【0004】

このような軸力管理の具体例としては、例えば新幹線の如き高速鉄道のブレーキディスク付き車輪に用いられるディスクボルトが挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。

【0005】

ディスクボルトは車輪の輪心部とブレーキディスクとを締結する際に用いられるボルトであり、緩みや破断によるボルト又はブレーキディスクの脱落を防ぐためにも、大きすぎず、また小さすぎない適切な軸力範囲での締結が極めて重要である。

【0006】

一方、このような軸力管理対象であるボルトに対し、リアルタイムで軸力を測定しながらナットを螺進させつつ所望の軸力に至るまで締付けを行うことは通常は困難であることから、現在は所定のトルク値を目標とした締付作業が軸力の検査に先立って行われている。すなわち、トルク値は軸力と相関があることを利用し、適切な軸力範囲内になると推定される所定トルク値に至るまでナットを螺進させることで締結し、その後の軸力検査にて軸力を測定し締結状態の適否判断が行われる。

【0007】

また、トルク値と軸力との関係は、ボルトやナットの個体差、特にボルトとナットの間に働く摩擦力による影響を受けやすく、ねじ部の微妙な表面状態の違い等に由来して、一定のトルク値で締結したとしても軸力は各ボルトナット対によって個体差が生じる。

【0008】

そこで、所定のトルク値で締付けたときに生じる軸力の個体差（ばらつき）を小さくするために、締結前のボルトには予めグリスを塗布することとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１０－２５５６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

このように、上記従来のボルトに対するグリスの塗布作業により、一定のトルク値を目標とした適切な軸力範囲内での締結は実現されている。

【0011】

しかしながら、長年に亘り鉄道車両の整備に携わる本発明者らは、既に満たされていた適切な範囲内での軸力の発現に関し、更なる鋭意研究を重ねることで未だ残されていた改善の余地についての知見を得た。

【0012】

具体的には、グリスの塗布作業に関し、上記従来のグリスの塗布は塗布量の管理までしっかりと行われていたのであるが、塗布作業自体が手作業で行われていたことから作業者や塗布部位によって塗着量の微妙なムラが存在し、適切な軸力範囲内ではあるものの個体差に由来する軸力のばらつきを大きくしていることを見出した。

【0013】

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を手作業の場合に比して更に安定化することのできるグリス塗布方法を提供する。

【0014】

また本発明では、安定した軸力を備え、輪軸の組立適性についてより正確に判断されたブレーキディスク付き車輪の組立方法についても提供する。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記従来の課題を解決するために、本発明に係るグリス塗布方法では、（１）鉄道車輪の輪心部にブレーキディスクを締結するボルトの軸回りに対し定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿って定量的に載置する工程と、前記ボルトに螺合させたナットを螺進させて前記ねじ山に沿って載置したグリスを塗り広げる工程を有することとした。

【0016】

また、本発明に係るグリス塗布方法では、以下の点にも特徴を有する。
（２）前記ボルトのねじ部におけるグリスの載置領域は、前記ナットにより被締結物を所定の軸力で締結した際の螺合領域と略同じ領域としたこと。
（３）前記グリスのねじ山に対する載置位置は、ねじ山の頂部であること。
（４）前記定量供給装置は、軸部軸線を回転軸として定速回転する前記ボルトのねじ山のピッチに同期して前記グリスが定量的に導出される前記ノズルを前記回転軸と並行に移動させつつ配置するものであって、前記グリスの配置位置がねじ山の頂部となる位置に前記ノズルの位置を微調整するためのノズル位置調整手段を備えること。

【0017】

また、本発明に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法では、（５）鉄道車輪の輪心部にブレーキディスクをボルト締結してなるブレーキディスク付き車輪の組立方法であって、固有の識別子が付与された複数のボルトのそれぞれに探触子を接触させて超音波で自然長を計測する自然長測定工程と、定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿って前記各ボルトの軸回りに定量的に載置するグリス載置工程と、前記車輪の輪心部にブレーキディスクが配された仮組体の複数の締結孔にグリスが載置された前記ボルトをそれぞれ装着し、各ボルトに螺合させたナットを所定の着座トルクに至るまで螺進させて前記グリスを塗り広げ、更に角度法による本締めを行って前記車輪とブレーキディスクを締結しブレーキディスク付き車輪を構築するボルト締結工程と、前記ブレーキディスク付き車輪にて締結状態のボルトの長さを前記探触子により超音波で計測し、前記識別子に基づいて同一のボルトにおける前記自然長と前記締結状態のボルトの長さとを比較して各ボルトの軸力を算出すると共に、所定の適正軸力範囲内にないボルトを含む場合には当該ブレーキディスク付き車輪を不適合品とする一方、所定の軸力範囲内にないボルトを含まない場合には適合品として輪軸組立に供する軸力確認工程を備えることとした。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係るグリス塗布方法によれば、鉄道車輪の輪心部にブレーキディスクを締結するボルトの軸回りに対し定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿って定量的に載置する工程と、前記ボルトに螺合させたナットを螺進させて前記ねじ山に沿って載置したグリスを塗り広げる工程を有することとしたため、所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を手作業の場合に比して更に安定化することが可能なグリス塗布方法を提供することができる。

【0019】

また、本発明に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法によれば、鉄道車輪の輪心部にブレーキディスクをボルト締結してなるブレーキディスク付き車輪の組立方法であって、固有の識別子が付与された複数のボルトのそれぞれに探触子を接触させて超音波で自然長を計測する自然長測定工程と、定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿って前記各ボルトの軸回りに定量的に載置するグリス載置工程と、前記車輪の輪心部にブレーキディスクが配された仮組体の複数の締結孔にグリスが載置された前記ボルトをそれぞれ装着し、各ボルトに螺合させたナットを所定の着座トルクに至るまで螺進させて前記グリスを塗り広げ、更に角度法による本締めを行って前記車輪とブレーキディスクを締結しブレーキディスク付き車輪を構築するボルト締結工程と、前記ブレーキディスク付き車輪にて締結状態のボルトの長さを前記探触子により超音波で計測し、前記識別子に基づいて同一のボルトにおける前記自然長と前記締結状態のボルトの長さとを比較して各ボルトの軸力を算出すると共に、所定の適正軸力範囲内にないボルトを含む場合には当該ブレーキディスク付き車輪を不適合品とする一方、所定の軸力範囲内にないボルトを含まない場合には適合品として輪軸組立に供する軸力確認工程を備えることとしたため、安定した軸力を備え、輪軸の組立適性についてより正確に判断されたブレーキディスク付き車輪の組立方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】ブレーキディスク付き車輪の一般的構成を模式的に示した説明図である。

【図2】ブレーキディスク付き車輪の組立作業場の構成を平面視にて示した説明図である。

【図3】矢視Ｇ２における作業場の構成を示す説明図である。

【図4】ブレーキディスク付き車輪の組立工程の一連の流れを示したフローである。

【図5】グリス載置装置の構成を示す正面図である。

【図6】装置本体部を右側面側から臨んだ状態を示す説明図である。

【図7】ねじ部におけるグリスの状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明はボルトとナットの対にて構成された締結手段に対するグリス塗布方法を提供するものであり、より具体的には、所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を手作業の場合に比して更に安定化することのできるグリス塗布方法を提供する。

【0022】

前述の如く、例えばブレーキディスク付きの鉄道車輪に用いられるディスクボルトの場合、従来のグリスの塗布では、まず刷毛先に耐熱性グリス（例えば、モリブデングリス）を付着させ、一方の手で把持したボルトを軸回りに回転させつつ他方の手で刷毛先をボルトのねじ部の所定位置に擦り付けることで作業が行われていた。すなわち、ボルトのねじ部に対するグリスの配置作業と、配置したグリスの塗り広げの作業とがワンステップにて同時に手作業で行われていた。

【0023】

これに対し、本実施形態に係るグリス塗布方法の特徴としては、グリス載置工程と、グリス塗り広げ工程とのツーステップの工程を有する点が挙げられる。

【0024】

グリス載置工程は定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿ってボルトの軸回りに定量的に載置する工程であり、グリス塗り広げ工程はボルトに螺合させたナットを螺進させてねじ山に沿って載置したグリスを塗り広げる工程である。

【0025】

定量供給装置は、ノズルより吐出した際にその形状を維持できる程度のペースト状（半固形状）のグリスを、ボルトのねじ山に沿った周回りの単位長さあたり所定量ずつ供給できる機能を有するものであり、例えば、ボルトの軸部軸線を回転軸として定速回転する前記ボルトのねじ山のピッチに同期してグリスが定量的に導出されるノズルを回転軸と並行に移動させつつ配置するものであったり、ねじ山のピッチに同期させつつ回転速度に応じて平行移動速度を変化させるものなどを利用することができる。

【0026】

また、グリスの定量的な載置は、手作業によるグリス塗布作業に比して所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を安定化できる程度の定量性で行われれば特に限定されるものではないが、例えば、ピッチが1.5～2.0mm程度のボルトであれば、ネジ山に沿った周回り方向の長さ1cmあたり0.5～5.0mg程度の範囲で載置するのが望ましい。なお、本実施形態にて使用する後述のグリス載置装置１５は、1cmあたり1mgを載置分けできる精度か、これよりも高い精度でグリスの吐出量（載置量）の調節が可能なものを使用している。

【0027】

また、定量供給装置のノズルの形状は、ボルトのピッチやねじ山の大きさに対し、少なくとも隣の山と区別可能な程度の正確性でアプライできるノズル形状、より好ましくは、ねじ山の頂部やフランク部に対し載置分けできる程度のノズル形状とすることができる。

【0028】

グリスは、手作業によるグリス塗布作業に比して所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を安定化できるグリスを採用すべきであり、また、締結部の環境に適したグリス、ブレーキディスク締結のためのボルトの場合は、例えば耐熱性に優れたモリブデングリス等を使用するのが望ましい。

【0029】

グリスの載置に関しねじ山に沿って載置とは、ねじ山のピッチと同期させながら軸回りにらせん状にグリスを載置することを意味しており、ねじ山の頂部に載置する態様やフランク部に載置する態様のほか、これら両者に跨がりながら載置する態様も含んでいる。

【0030】

螺合させたナットの螺進によるグリスの塗り広げは、締付けにより行われるのが好ましい。例えば、グリス塗り広げのためにナットの螺合と螺脱を行い、その後再びナットを螺合させて締付を行う場合の如く、締付けに先立って別個に塗り広げの工程が行われると、往路→復路→往路と複数回にわたり異方向へ塗り広げが行われることとなり、ねじ部におけるグリスの塗布ムラが生じやすいため好ましくない。

【0031】

そして、このような構成とすることにより、ねじ部へのグリス配置（載置）の際の量的なムラを排除すると共に、塗り広げの時の広げ方や力加減によるムラを防止して、ボルトやナットの個体差を緩衝すべきグリスの塗布のばらつきに由来する緩衝ムラを抑制し、所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を手作業の場合（刷毛による塗り広げの場合）に比して更に安定化することが可能となる。

【0032】

また従来の手作業による塗布作業の後は、グリスが付着したボルトを10mg単位まで正確に測定できる天秤に乗せて付着前の重量と比較することで、所定量のグリスが塗布されていることの確認を行っていたのであるが、定量供給によるグリスの載置でボルト・ナット対ごとのばらつきが低減され、グリス量の確認作業を省略することも可能となり作業効率を向上させることもできる。

【0033】

また本実施形態に係るグリス塗布方法では、ボルトのねじ部におけるグリスの載置領域は、ナットにより被締結物を所定の軸力で締結した際の螺合領域と略同じ領域としても良い。

【0034】

換言すれば、被締結物を所定の軸力で締結した際のナットの螺合領域と略同じボルトのねじ部上の領域をグリス塗布領域とする一方、同グリス塗布領域よりも先端側や基端側（頭部側）はグリスを塗布しない非塗布領域としている。

【0035】

そしてこのような構成によれば、余剰グリスによる塗布ムラの発生を抑制して軸力の安定化を図ることができる。また、グリスの使用量を節約することができる。

【0036】

また本実施形態に係るグリス塗布方法では、前記グリスのねじ山に対する載置位置は、ねじ山の頂部としても良い。

【0037】

ここでねじ山の頂部とは、ねじ山の頂の他に頂の近傍となるフランクの上部も含まれる。すなわち、載置したグリス条をねじ山の頂のみに載置することは実質的に困難なのであって、ねじ山の頂部にグリスを載置するとは、頂と接触する位置にグリス条を載置する程度の意味合いである。

【0038】

またねじ山のフランク部にグリスを載置するとは、頂と接触しないフランク面にグリス条を載置することを意味している。

【0039】

なお、頂部に載置する場合とフランク部に載置する場合とのいずれの場合においても、グリス条の全長全部に亘って完全に頂部載置状態やフランク部載置状態が実現されている必要はなく、本発明者らの経験上、大凡９割程度が所望する載置状態となっていれば、安定した軸力を発現させることができる。

【0040】

そして、グリスのねじ山に対する載置位置をねじ山の頂部とすれば、前記ノズルとの距離が適度となるため、的確にグリスを塗布することができる。

【0041】

また本実施形態に係るグリス塗布方法では、前記定量供給装置は、軸部軸線を回転軸として定速回転する前記ボルトのねじ山のピッチに同期して前記グリスが定量的に導出される前記ノズルを前記回転軸と並行に移動させつつ配置するものであって、前記グリスの配置位置がねじ山の頂部となる位置に前記ノズルの位置を微調整するためのノズル位置調整手段を備えることとしても良い。

【0042】

特に、ノズル位置調整手段は、電気的な制御の下で自動的にねじ山の頂部位置を検出してノズルの位置を調整するものであっても良く、また、マイクロメーターの如く例えば大きな回動動作を微小な直線的動作に変換する機構などを介して目視と手動によりノズル位置の調整を行うものであっても良い。

【0043】

そして、このようなノズル位置調整手段を備えることにより、個体差によりねじ山の位置が異なるボルトに対しても、グリスの配置位置がねじ山の頂部となる位置にノズルの位置を微調整することができる。

【0044】

また本願では、安定した軸力を備え、輪軸の組立適性についてより正確に判断されたブレーキディスク付き車輪の組立方法についても提供する。

【0045】

特に本実施形態に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法では、ボルトの自然長を計測する自然長測定工程と、グリスをボルトの軸回りに定量的に載置するグリス載置工程と、各ボルトに螺合させたナットを螺進させて前記グリスを塗り広げつつ締結しブレーキディスク付き車輪を構築するボルト締結工程と、自然長と締結状態のボルトの長さとを比較して各ボルトの軸力を算出する軸力確認工程を備える点で特徴的である。

【0046】

各工程についてより詳細に説明すると、自然長測定工程は、固有の識別子が付与された複数のボルトのそれぞれに探触子を接触させて、ブレーキディスク付き車輪の組立に使用される前の状態のボルトの軸方向への長さである自然長を超音波で計測する工程である。

【0047】

この工程によれば、超音波を利用した測定により正確な自然長が計測され、軸力測定の精度を向上することができる。

【0048】

グリス載置工程は、定量供給装置のノズルより押し出された半固形状のグリスをねじ山に沿って前記各ボルトの軸回りに定量的に載置する工程であり、その内容は先の説明と略同様である。

【0049】

ボルト締結工程は、前記車輪の輪心部にブレーキディスクが配された仮組体の複数の締結孔にグリスが載置された前記ボルトをそれぞれ装着し、各ボルトに螺合させたナットを所定の着座トルクに至るまで螺進させて前記グリスを塗り広げ、更に角度法による本締めを行って前記車輪とブレーキディスクを締結しブレーキディスク付き車輪を構築する工程である。

【0050】

また軸力確認工程は、ブレーキディスク付き車輪にて締結状態のボルトの長さを前記探触子により超音波で計測し、前記識別子に基づいて同一のボルトにおける前記自然長と前記締結状態のボルトの長さとを比較して各ボルトの軸力を算出すると共に、所定の適正軸力範囲内にないボルトを含む場合には当該ブレーキディスク付き車輪を不適合品とする一方、所定の軸力範囲内にないボルトを含まない場合には適合品として輪軸組立に供する工程である。

【0051】

そして、本実施形態に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法では、これらの工程を備えることにより、安定した軸力を備え、輪軸の組立適性についてより正確に判断されたブレーキディスク付き車輪の組立方法を提供することができる。

【0052】

また本実施形態に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法では、必要に応じてフィードバック工程（キャリブレーション工程）を備えるようにしても良い。

【0053】

すなわち、同フィードバック工程は、軸力確認工程にて得た所定のボルトの軸力と、所定の軸力範囲内にて更に規定される理想的な軸力や軸力範囲とを比較して、その差に応じて差が小さくなるよう前記ボルト締結工程での前記着座トルク又は前記本締めの際の締め角度の増減を行うフィードバック工程（キャリブレーション工程）を備えることとすれば、作業環境温度の変化に対しても安定した軸力を実現することができる。

【0054】

以下、本実施形態に係るグリス塗布方法やブレーキディスク付き車輪の組立方法に関し、図面を参照しながら更に具体的に説明する。なお以下の説明では、まずブレーキディスク付き車輪の構成について簡単に説明し、次に本実施形態に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法について一連の流れを説明しつつ、本実施形態に係るグリス塗布方法についても併せて説明する。

【0055】

図１は、ブレーキディスク付き車輪の一般的構成を模式的に示した説明図であり、図１（ａ）はブレーキディスク付き車輪の平面視（内側面）における説明図、図１（ｂ）は側面視における説明図である。

【0056】

ブレーキディスク付き車輪Ｗは、図１（ａ）において網掛けで示すように、車輪本体１にブレーキディスク２が配された車輪であって、ディスクブレーキが採用された鉄道車両の輪軸に用いられる車輪である。特に本実施形態では、高速鉄道に用いられる車輪、中でも新幹線車両に用いられる車輪を示している。図中、符号３はボス部３、符号４はフランジ部４を示している。

【0057】

ブレーキディスク付き車輪Ｗを構成するブレーキディスク２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ディスクボルト５とナット６により、車輪本体１に対して締結固定されている。

【0058】

ここで、図１（ｃ）を参照しつつ、締結構造について具体的に説明する。図１（ｃ）は図１（ａ）のＧ１－Ｇ１断面における分解説明図であり、図中上方（車輪本体１の内面側）に示すブレーキディスク２は車輪本体１から取り外された状態を示しており、もう一方の車輪本体１の外面側のブレーキディスク２は車輪本体１に装着された状態にて端面のみ示している。

【0059】

図１（ｃ）に示すように、ブレーキディスク２にはディスクボルト５を挿通させるためのボルト挿通孔２ａが、輪軸構成時の車軸軸線７を中心とする等しい半径Ｒにて周方向へ等間隔で複数（図１（ａ）参照。ここでは30度毎に計１２カ所。）穿設されている。

【0060】

また、車輪本体１の輪心部８には、ブレーキディスク２を装着した際のボルト挿通孔２ａの対向位置に、それぞれボルト挿通孔８ａが穿設されている。

【0061】

そして、車輪本体１の輪心部８の内面側と外面側の両方にブレーキディスク２が装着され、内面側ブレーキディスク２のボルト挿通孔２ａと、輪心部８のボルト挿通孔８ａと、外面側ブレーキディスク２のボルト挿通孔２ａとが連通することで、図１（ｂ）に示す如く締結孔９が形成される。

【0062】

これにディスクボルト５を挿通させ、ナット６を螺合させて締付けを行うことで、２つのブレーキディスク２が車輪本体１の輪心部８に締結されたブレーキディスク付き車輪Ｗが組み立てられている。なお、図１では新幹線車両に用いられる車輪の中でも、締結孔９までの半径Ｒが小さく比較的ボス部３に近い位置で締結される内周締結ブレーキディスク付き車輪を図示しつつ説明したが、これはブレーキディスク付き車輪の一般的構成の説明のために代表例として示したものである。以下も同様に内周締結ブレーキディスク付き車輪を参照しつつ説明するが、これは何ら本願発明を限定するものではなく、例えば中央締結ブレーキディスク付き車輪をはじめ、その他のブレーキディスク付き車輪について本実施形態に係るグリス塗布方法やブレーキディスク付き車輪の組立方法を適用できるのは言うまでもない。

【0063】

次に、ブレーキディスク付き車輪の組立方法の一連の流れについて説明する。図２は、ブレーキディスク付き車輪Ｗの組立作業場Ｆの構成を平面視にて示した説明図であり、図３は図２の矢視Ｇ２における同作業場の構成を示す説明図である。図２及び図３に示すように、ブレーキディスク付き車輪Ｗの組立作業場Ｆには、各種装置類を配置することでブレーキディスク付き車輪の組立ラインＡが構築されている。

【0064】

組立ラインＡは、図１に示すように、コンベア１１と、識別子付与作業部１３と、軸力測定装置１４と、グリス載置装置１５と、ナット締付装置１６とで構成している。

【0065】

コンベア１１は、図２や図３において紙面左右方向へ伸延させて配置されたロールコンベアであり、重量物であるブレーキディスク付き車輪Ｗを搬送するためのコンベアである。このコンベア１１の上には、コンベア１１に載置されたブレーキディスク付き車輪Ｗに対し、軸力測定装置１４により軸力の測定が行われる際のブレーキディスク付き車輪Ｗの定位置となる測定作業定置領域Ｅ３としている。

【0066】

識別子付与作業部１３は、ディスクボルト５の先端平面に固有の識別子としてボルト番号を付与するための部位である。この識別子付与作業部１３でのボルト番号の付与は、本実施形態ではマーカーペン１３ａにより手書きで記入することとしているが、他の公知手段を用いて機械的に付与することも可能である。

【0067】

軸力測定装置１４は、超音波計測装置１７と制御装置１８で構成された装置であり、識別子付与作業部１３にてボルト番号が付与されたディスクボルト５の自然長を測定したり、ブレーキディスク付き車輪Ｗのディスクボルト５の締結状態における長さ（以下、締結時長さともいう。）を測定して軸力を算出（軸力測定）するための装置である。なお、制御装置１８は超音波計測装置１７の他に、組立ラインＡを構成する各装置との間で通信したり制御を行う役割も有している。

【0068】

グリス載置装置１５は、自然長が測定されたディスクボルト５の所定位置に対しグリスを載置するための装置であり、作業台１５ａの上に配置されている。

【0069】

ナット締付装置１６は、コンベア１１の延長線上、本実施形態ではコンベア１１の一側端部近傍（紙面右側端部近傍）に配設した装置であり、仮組体Ｗａのナット６の締付を行ってブレーキディスク付き車輪Ｗを構築するための装置である。ナット締付装置１６は、複数のナットランナー部（図示せず）を備えており、仮組体Ｗａ上の複数のナット６の締付を同時に行えるよう構成している。コンベア１１の端部はナット締付装置１６内に望ませており、仮組体Ｗａをコンベア１１からナット締付装置１６に導入したり、また締付を終えたブレーキディスク付き車輪Ｗをコンベア１１へ導出できるよう構成している。なお、本実施形態においてナット締付装置１６は６つのナットランナー部を備えており、仮組体Ｗａのディスクボルト５に螺合する１２個のナット６のうち、１つおきに６個のナット６を同時に締付できる。

【0070】

このように、ブレーキディスク付き車輪Ｗの組立ラインＡは、効率的な組立作業が可能な各装置の配置構造を備えている。

【0071】

図４は、本実施形態に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法が実施されるブレーキディスク付き車輪の組立工程の一連の流れを示したフローである。次に、このフローに沿って、各工程での作業について詳説する。

【0072】

〔１．識別子付与工程〕
ブレーキディスク付き車輪の組立作業では、まず、ブレーキディスク付き車輪Ｗの構築に使用される複数のディスクボルト５のそれぞれに対し、固有の識別子としてボルト番号を付与する識別子付与工程を行う（ステップＳ１０）。

【0073】

識別子付与工程は、複数のディスクボルト５の精確な軸力測定を行うための測定準備工程であり、ボルト番号記入ステップＳ１０ａとボルト収容ステップＳ１０ｂと、の２つの作業ステップで構成している。

【0074】

ボルト番号記入ステップＳ１０ａは、ディスクボルト５のボルト先端の平面部（以下、ボルト先端面５ａという。）にボルト番号を記入するステップであり、一のディスクボルト５を他のディスクボルト５と互いに識別可能な文字、数字、記号等よりなる識別符号をそれぞれのディスクボルト５にボルト番号として割り当てる。

【0075】

ボルト収容ステップＳ１０ｂは、ボルト番号が付与されたディスクボルト５を後述の自然長の計測対象としてラック１０７に収納設置するステップである。

【0076】

図２に示すように、識別子付与作業部１３の近傍に規定されたワーク配置領域Ｅ１にはラック１０７が配されており、作業者は識別子付与作業部１３にてボルト番号が付与されたディスクボルト５を、ラック１０７に倒立状態（先端を上に頭部を下にした状態）で収容する。

【0077】

なお、ボルト番号記入ステップＳ１０ａとボルト収容ステップＳ１０ｂは、入れ替え可能であり、例えば、ボルト収容ステップＳ１０ｂを経て上方へ向けた各ボルト先端面５ａのそれぞれに対し、ボルト番号記入ステップＳ１０ａとして識別子付与作業部１３にてボルト番号を付与してもよい。

【0078】

ディスクボルト５が収容されたラック１０７は、図２に示す如く軸力測定装置１４の近傍に設定された自然長測定用のワーク配置領域Ｅ２に配置される。

【0079】

〔２．自然長測定工程〕
次に、ブレーキディスク付き車輪の組み立て工程では、自然長測定工程が行われる（ステップＳ１１）。本自然長測定工程Ｓ１１は、ディスクボルト５の自然長の測定における媒質馴染ませ操作や探触子当接操作、測定値取得操作などの軸力測定装置１４を中心とした各種操作を行い、制御装置１８に測定値を保存する工程であり、ボルト番号読み取りステップＳ１１ａ、接触媒質塗布ステップＳ１１ｂ、探触子当接ステップＳ１１ｃ、媒質馴染ませステップＳ１１ｄ、測定値取得ステップＳ１１ｅ、データ保存ステップＳ１１ｆの６つの作業ステップで構成している。

【0080】

ここではまず、本工程において自然長測定装置として機能する軸力測定装置１４の構成について説明し、その後ボルト番号読み取りステップＳ１１ａからデータ保存ステップＳ１１ｆまでの各ステップについて説明する。なお、軸力測定装置１４は自然長の測定装置としても、軸力の測定装置としても機能するものであり、多くの操作は本自然長測定工程Ｓ１１と後述の軸力確認工程Ｓ１４とで共通することから、以下では自然長測定時に関連する構成や動作と共に軸力測定時に関連する操作についても一部言及する。

【0081】

（２－１．軸力測定装置の構成）
図２や図３に示すように、軸力測定装置１４は超音波計測装置１７と制御装置１８を備えている。

【0082】

超音波計測装置１７は、計測本体部５０と探触子１０２とをケーブル５０ａにて接続して構成している。

【0083】

探触子１０２は、超音波の発信部と、同発信部より発信された超音波の反射波を捉える受信部とが備えられている。

【0084】

計測本体部５０は、探触子１０２に対し超音波発信の制御を行うと共に、探触子１０２の受信部にて受信した反射波の信号を受けて、発信と受信のタイミングの差から測定対象であるディスクボルト５の長さを計測する。

【0085】

また計測本体部５０には、図示しない入力操作部が設けられており、ボルト番号を入力可能に構成している。計測本体部５０は制御装置１８と通信可能に接続されており、計測したディスクボルト５の長さの情報（例えば、自然長や締付後長さの情報）を作業者が入力したボルト番号と共に制御装置１８へ送信し記憶させる。

【0086】

制御装置１８は、各種装置の稼働制御を行うプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）機能と、計測本体部５０からのディスクボルト５の個々の長さ（自然長や締付後長さ）に関する情報を受信して記憶したり、これら長さに基づいて算出した軸力情報等の保存管理を行う管理ＰＣ機能を果たす。

【0087】

（２－２．自然長測定工程における各ステップの説明）
次に、上述した軸力測定装置１４の構成等を踏まえ、図２のブレーキディスク付き車輪の組立工程のフローにおける自然長測定工程Ｓ１１の各ステップ、すなわちボルト番号読み取りステップＳ１１ａからデータ保存ステップＳ１１ｆまでについて説明する。

【0088】

ボルト番号読み取りステップＳ１１ａは、ディスクボルト５に付与されているボルト番号を作業者が読み取り、超音波計測装置１７の入力部を介してボルト番号の入力を行うステップである。

【0089】

超音波計測装置１７に一時的に記録されたボルト番号は、後述するデータ保存ステップＳ１１ｆにて取得されたディスクボルト５の長さの情報と共に制御装置１８へ送信される。

【0090】

接触媒質塗布ステップＳ１１ｂは、各ボルト先端面５ａに接触媒質を塗布するステップである。基本的には、作業者が、適量の接触媒質としてのグリセリンペーストを各ディスクボルト５のボルト先端面５ａに塗布して行う。

【0091】

探触子当接ステップＳ１１ｃは、図２にて破線で示す探触子１０２ａの如く、ラック１０７に倒立状態で整列させたディスクボルト５のボルト先端面５ａに探触子１０２を当接（接触）させるステップである。

【0092】

媒質馴染ませステップＳ１１ｄは、ボルト先端面５ａに塗布された接触媒質を作業者が探触子１０２にて押し広げて馴染ませるステップである。この探触子１０２の媒質馴染ませ動作により、探触子１０２とボルト先端面５ａとの間を接触媒質で埋めて超音波の伝達性を向上させる。

【0093】

測定値取得ステップＳ１１ｅは、媒質馴染ませステップＳ１１ｄの後に接触媒質を静置させて超音波が落ち着くのを見計らい、軸方向長さ（自然長）の測定値を取得するステップである。

【0094】

これにより、探触子１０２で送受信する超音波が落ち着く最適なタイミングでの測定値を取得することができ、各ディスクボルト５で測定値にバラつきが発生しづらくなる。

【0095】

データ保存ステップＳ１１ｆは、測定値取得ステップＳ１１ｅにより得られたディスクボルト５の自然長の測定値を、ボルト番号読み取りステップＳ１１ａにて入力されたボルト番号と共に制御装置１８へ送信し保存するステップである。すなわち、ボルト番号に基づく１個のディスクボルト５について、自然長の測定値を割り当て保存する。なおボルト番号は、この他にも後述の軸力確認工程Ｓ１４や適正軸力判定ステップＳ１４ｇでディスクボルト５の測定値、例えば自然長や締結時長さであったり、軸力などのデータ割り振りをする際に照会され使用される。

【0096】

自然長測定工程Ｓ１１を経たディスクボルト５が収容されたラック１０７は、グリス載置装置１５の近傍に設定されたグリス載置作業用のワーク配置領域（図示せず）に配置される。

【0097】

〔３．グリス載置工程〕
図４に示すように、自然長測定工程Ｓ１１を終えると、ブレーキディスク付き車輪の組み立て工程では次に、グリス載置工程Ｓ１２が行われる。

【0098】

グリス載置工程Ｓ１２において作業者は、グリス載置作業用のワーク配置領域（図示せず）に配置されたラック１０７内から自然長の測定が完了したディスクボルト５を取出してグリス載置装置１５にセットする。ここで本工程の説明に関し、まずはグリス載置装置１５の構成について説明し、その後本工程の実施内容について説明する。

【0099】

（３－１．グリス載置装置の構成）
図５はグリス載置装置１５の構成を示す正面図であり、図６はグリス載置装置１５のうち装置本体部２２を右側面側から臨んだ状態を示す説明図である。なお、以下の説明において、図５中の紙面左右方向をＸ軸方向、左方向を正のＸ軸方向、右方向を負のＸ軸方向と称し、紙面上下方向をＺ軸方向、下方向を正のＺ軸方向、上方向を負のＺ軸方向と称し、紙面手前奥行方向、すなわち、図６における紙面左右方向をＹ軸方向、右方向（図５における紙面奥行方向）を正のＹ軸方向、左方向（図５における紙面手前方向）を負のＹ軸方向と称する場合がある。

【0100】

図５に示すようにグリス載置装置１５は、吐出量制御部２０と、駆動制御部２１と、装置本体部２２とで構成している。

【0101】

吐出量制御部２０は、装置本体部２２に設けられたノズル４０より吐出されるグリスの吐出量を制御する装置である。同吐出量制御部２０の前面には操作部２０ａが配されており、作用者は操作部２０ａにて所定の吐出量等を入力することにより、装置本体部２２に配されたノズル４０から吐出されるグリスの量を調節することができる。

【0102】

駆動制御部２１は、装置本体部２２に配された各駆動部の動きを制御するための装置であり、装置本体部２２と電気的に通信可能に構成している。

【0103】

装置本体部２２は、作業者がセットしたディスクボルト５に対してグリスを載置する装置である。この装置本体部２２を含めグリス載置装置１５は、ディスクボルト５に対してグリスを載置するものの、塗布、すなわち塗り広げは行わない点で特徴的であると言える。

【0104】

装置本体部２２は大別すると、基台部３０と、ボルト回転部３１と、ノズル移動部３２とで構成している。

【0105】

基台部３０は、ボルト回転部３１やノズル移動部３２の基台として機能する部位であり、図６に示すように基台の手前側（負のＹ軸方向寄り）にボルト回転部３１が配され、基台の奥側（正のＹ軸方向より）の支柱部３６を介してノズル移動部３２が基台部３０やボルト回転部３１に対しオーバーハング状に配されている。

【0106】

また基台部３０は、その表面にＹ軸移動ステージ３３を備えている。このＹ軸移動ステージ３３は基台部３０の内部に設置されたＹ軸移動機構（図示せず）によりＹ軸方向へ移動する板状体であり、このＹ軸移動ステージ３３上にボルト回転部３１を固定することで基台部３０に対しボルト回転部３１を図６にて長破線で示す如くＹ軸方向に移動可能としている。

【0107】

ボルト回転部３１は、図５に示す如くＹ軸移動ステージ３３に固定配置したベース板３１ａの上にチャック部３４と先端支持部３５とを配することで構成している。チャック部３４は、作業者によりディスクボルト５の頭部を回転可能な状態で嵌着固定可能な構成としており、ディスクボルト５の軸部軸線５ｃをＸ軸方向へ指向させた状態で支持できるようにしている。

【0108】

またチャック部３４には図示しないモータが内蔵されており、駆動制御部２１の制御により所定の速度で軸部軸線５ｃ周りに回動可能（ここでは、正のＸ軸方向視にて反時計回り方向に回動可能）としている。

【0109】

先端支持部３５は、チャック部３４への頭部嵌着により支持させたディスクボルト５の先端部を支持するための部位であり、回転中にブレることを防止しつつも回転に追従できるようベアリングを配して構成している。

【0110】

ノズル移動部３２は、ボルト回転部３１にて回転可能に支持されたディスクボルト５のねじ部５ｂに対し、グリスが吐出されるノズル４０を所望の位置に配置するための部位であり、支柱部３６とＸ軸梁体３７とＸ軸移動体３８と吐出ユニット３９とで構成している。

【0111】

支柱部３６は、ボルト回転部３１に対してノズル４０を上方に配置すべく高さを得るための部位である。基台部３０の奥側に立設した２本の支柱部３６間には、Ｘ軸梁体３７が架設されている。

【0112】

Ｘ軸梁体３７は、図５において長破線で示したＸ軸移動体３８の如く、Ｘ軸梁体３７に沿ってＸ軸移動体３８を移動させるための梁である。Ｘ軸梁体３７の内部には図示しないＸ軸移動機構が配設されており、Ｘ軸梁体３７とＸ軸移動体３８との間に架設された連結アーム（図示せず）を介してＸ軸移動体３８をＸ軸梁体３７に対しＸ軸方向へ移動可能としている。

【0113】

Ｘ軸移動体３８は、自身はＸ軸梁体３７に沿ってＸ軸方向へ移動可能であると共に、正面側に配設したＺ軸移動プレート４１（図６参照）を図示しないＺ軸移動機構によってＸ軸移動体３８に対し長破線にて示す如くＺ軸方向へ移動させる部材である。

【0114】

Ｚ軸移動プレート４１には吐出ユニット３９が固定されており、駆動制御部２１の制御によるＺ軸移動プレート４１の移動に伴い、図５や図６において長破線で示した吐出ユニット３９の如くＸ軸移動体３８に対してＺ軸方向に移動するよう構成している。なお、上述した基台部３０のＹ軸移動機構やＸ軸梁体３７のＸ軸移動機構、Ｘ軸移動体３８のＺ軸移動機構（以下、各軸移動機構と総称する。）は、いずれも各軸方向に対して0.1mm程度の精度にて極めて正確にノズル４０を配置できる性能を有している。

【0115】

吐出ユニット３９は、図示しないグリスタンクに貯留されているモリブデングリスをポンプの如き所定の送給手段を介してノズル４０へ供給するためのユニットである。なお、送給手段は特に限定されるものではないが、例えばモーノポンプを採用することができる。

【0116】

また吐出ユニット３９には、ノズル４０のＸ軸方向における位置の微調整を手動で行えるノズル位置調整手段としての微調整装置（図示せず）が備えられている。この微調整装置は、精密な微調整ねじ構造よりなるマイクロメーター機構が備えられており、微調整ねじの回転角に変位を置き換えることによって、ディスクボルト５に対するノズル４０のＸ軸方向への精密な配置位置の調整（例えば、ねじ山の頂部やフランク部に対し載置分けできる程度の微調整）が可能な微調整装置が実現されている。

【0117】

また送給手段は吐出量制御部２０に接続されており、作業者が予め吐出量制御部２０に対し所定のプログラム等を入力しておくことで、チャック部３４の回転速度やＸ軸移動体３８の移動速度に応じてねじ部５ｂのピッチに同期させつつ定量供給可能に構成されている。特に本実施形態では、ノズル接近動作プログラムと、ボルト回転動作プログラムと、吐出動作プログラムと、ボルト停止動作プログラムと、ノズル退避動作プログラムとが少なくとも予め入力されている。

【0118】

ノズル接近動作プログラムでは、各軸移動機構を主に正のＹ軸方向や正のＺ軸方向へ（Ｘ軸方向は適宜調節しつつ）駆動して、ディスクボルト５のねじ部５ｂに形成された約２０のねじ山よりなる完全ねじ部にて頭部側から先端側へ約４番目のねじ山近傍の上部位置（吐出開始位置）にノズル４０を配置する動作が規定されている。

【0119】

ボルト回転動作プログラムでは、チャック部３４のモータを所定の速さで駆動して、ディスクボルト５を定速回転させる動作が規定されている。

【0120】

吐出動作プログラムでは、ディスクボルト５の回転速度に応じたＸ軸方向における見かけ上のねじ山の移動速度に同期してＸ軸梁体３７のＸ軸移動機構に対しＸ軸移動体３８を頭部側から先端側へ約４番目のねじ山近傍から約１１番目のねじ山近傍まで約８山分にわたりノズル４０を正のＸ軸方向へ定速移動させると共に、吐出量制御部２０を介しノズル４０より所定量のグリスを定量吐出させ、約１１番目のねじ山近傍位置（吐出終了位置）にノズルが達した際にグリスの吐出を停止させる動作が規定されている。

【0121】

ボルト停止動作プログラムでは、チャック部３４のモータを停止させて、ディスクボルト５の回転を止める動作が規定されている。

【0122】

ノズル退避動作プログラムでは、作業者がグリス載置装置１５からディスクボルト５を取り外すにあたり、作業の邪魔にならない位置にノズル４０が配置されるよう、各軸移動機構を駆動する動作が規定されている。

【0123】

なお、上述の各プログラム（総称して、グリス載置動作プログラムともいう。）は、それぞれ別個のプログラムとして入力されていても良いし、一部又は全部のプログラムが纏まった状態で入力されていても良く、更に別の動作を規定するプログラムが実装されていても良いのは言うまでも無い。また、ボルト回転動作プログラムは、吐出動作プログラムの実行開始と略同時に実行されていても良いし、予め実行されていても良い。またボルト停止動作プログラムについても、グリスの吐出停止動作と略同時に実行されても良いが、吐出動作プログラムの実行終了後にボルト停止動作プログラムを実行することもできる。

【0124】

（３－２．本グリス載置工程の実施内容）
そしてグリス載置工程Ｓ１２では、このように構成されたグリス載置装置１５に対して作業者がディスクボルト５をセットし、グリス載置装置１５を稼働させる。

【0125】

するとグリス載置装置１５は、各軸移動機構が駆動制御部２１による制御下で精密に駆動し、ノズル４０をＸ、Ｙ（主に正のＹ軸方向）、Ｚ軸方向（主に正のＺ軸方向）へ自在に移動させながら吐出開始位置に接近させつつ配置する。

【0126】

次いで、グリス載置装置１５は、ボルト回転動作プログラムや吐出動作プログラムを実行し、定速回転するディスクボルト５のねじ山のピッチに同期してノズル４０を回転軸と並行に正のＸ軸方向へ定速移動させる。

【0127】

またこのとき、図７（ａ）に示すように、ノズル４０より押し出された半固形状のモリブデングリス４０ａが、ねじ山５ｄに沿ってディスクボルト５の軸回りに定量的に載置される。

【0128】

また本実施形態に係るグリス塗布方法に特徴的な点として、ディスクボルト５のねじ部５ｂにおけるモリブデングリスの載置領域は、前述のグリス載置動作プログラムを実行する駆動制御部２１の制御により、後述のボルト締結工程Ｓ１３にてナットによりブレーキディスク２を輪軸組立に使用可能なブレーキディスク付き車輪Ｗとして適正な軸力で締結した際の螺合領域と略同じ領域（本実施形態ではディスクボルト５の頭部側から約４番目のねじ山近傍から約１１番目のねじ山近傍まで約８山分の領域）としている。

【0129】

従って、余剰のモリブデングリスによる塗布ムラの発生を抑制して、締結状態にあるディスクボルト５の軸力の安定化を図ることができる。また、グリスの使用量を節約することもできる。

【0130】

ノズル４０が吐出終了位置に達してディスクボルト５の軸回りに対しグリスの載置を終えると、グリス載置装置１５はボルト停止動作プログラムやノズル退避動作プログラムを実行し、ノズル４０を主に負のＺ軸方向や負のＹ軸方向（Ｘ軸方向は適宜）へ移動してノズル４０とディスクボルト５との間を離隔させながら、作業者がグリス載置装置１５からディスクボルト５を取り外し可能な状態とする。

【0131】

作業者は、グリスが載置されたディスクボルト５をグリス載置装置１５から取出し、図２に示すワーク配置領域Ｅ４に配置されたコンテナ１０８に収容する。

【0132】

グリス載置工程Ｓ１２を経たディスクボルト５が収容されたコンテナ１０８は、ボルト締結作業用のワーク配置領域（図示せず）に移動し配置される。

【0133】

〔４．ボルト締結工程〕
図４に示すように、グリス載置工程Ｓ１２を終えると、ブレーキディスク付き車輪の組み立て工程では次に、ボルト締結工程Ｓ１３が行われる。

【0134】

ボルト締結工程Ｓ１３において作業者は、ボルト締結作業用のワーク配置領域（図示せず）に配置されたコンテナ１０８内からグリスの載置が完了したディスクボルト５を取出して、車輪本体１の内外面にブレーキディスク２は配されているがディスクボルト５等は未だ装着されていない構成体の各締結孔９に対し座金と共に挿入し、ナット６を螺合させて仮組体Ｗａを構築する。

【0135】

次に作業者は、着座する位置までナット６を螺進させる。このとき、図７（ｂ）に示すように、先のグリス載置工程Ｓ１２にてねじ部５ｂのねじ山５ｄに沿って載置したモリブデングリス４０ａの塗り広げが行われる。なお、この際のナット６の螺進はナットランナー等で機械的に行うのが好ましいが、手で螺進させてもよい。すなわち、ナットは手作業の際の刷毛の動きと比較して相当に動きが規制されており、手で螺進させた場合であっても塗り広げムラを飛躍的に抑制することができるからである。

【0136】

これにより、先のグリス載置装置１５の使用によりねじ部へのグリス配置（載置）の際の量的なムラが排除されるのと相俟って、塗り広げの時の広げ方や力加減によるムラが防止され、ディスクボルト５やナット６の個体差を緩衝すべきモリブデングリス４０ａの塗布のばらつきに由来する緩衝ムラが抑制され、所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を手作業の場合に比して更に安定化することが可能となる。

【0137】

また本実施形態では、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ねじ山５ｄに対するモリブデングリス４０ａの載置位置は、ねじ山５ｄの頂部５ｅとしている。

【0138】

従って、図７（ｂ）に示すようにモリブデングリス４０ａがナット６の螺進により頂部５ｅから頭部側のフランク面にかけて均一になだれるように塗布が行われ、また谷部に至ったグリスがナット６の螺進によりすくい上げられるように先端側フランク面に均一に塗布されることとなるため、一様なムラのないグリスの塗布を実現することができる。

【0139】

またこのような、ねじ山５ｄの頂部５ｅに対するモリブデングリス４０ａの載置を堅実に実現すべく、前述の如くグリス載置装置１５ではノズル位置調整手段としての微調整装置を備えている。

【0140】

従って、個体差によりねじ山５ｄの位置が異なるディスクボルト５に対しても、モリブデングリス４０ａの配置位置がねじ山５ｄの頂部５ｅとなる位置にノズル４０の位置を容易に微調整することができる。

【0141】

次に作業者は、図２に示すように第２コンベア１２上にて仮組体Ｗａを移動させてナット締付装置１６内に導入し、ナットランナーにてナット６の締付を行う。

【0142】

具体的には、まず、ディスクボルト５に螺合させたナット６をナットランナーにより、所定の着座トルクに至るまで螺進させる。なお着座トルクは、ナットを所定角度だけ締付回動させる動作（本締め動作）を行えば所望する所定の軸力（予め規定された軸力）の発生が見込める状態、とすることのできる締付トルク値である。

【0143】

そして、このように着座トルク値でのナット６の仮締めが行われた時点のディスクボルト５は、モリブデングリス４０ａの理想的な塗布がなされており、また、この理想的なグリスの塗布により、引き続き本締め動作すれば生じるであろう軸力の安定化が図られた状態（以下、軸力ばらつき抑制可能状態という。）である。

【0144】

そこで次に、このように所定の着座トルク値での締付けにて仮締めされた状態のナット６に対し、ナットを所定角度だけ締付回動させる動作、すなわち角度法による本締め動作を行って、所望する所定の軸力（予め規定された軸力）が発生していると推定される状態とし、車輪本体１とブレーキディスク２を締結することでブレーキディスク付き車輪Ｗを構築する。

【0145】

このように、軸力ばらつき抑制可能状態にあるディスクボルト５に対し、ナット６を角度法により本締め動作することで、本締め後に発生する軸力の堅実な安定化を図ることができる。

【0146】

ボルト締結工程Ｓ１３を経て構築されたブレーキディスク付き車輪Ｗは、コンベア１１の上を移動させて測定作業定置領域Ｅ３に配置される。

【0147】

〔５．軸力確認工程〕
図４に示すように、ボルト締結工程Ｓ１３を終えると、ブレーキディスク付き車輪の組み立て工程では次に、軸力確認工程Ｓ１４が行われる。

【0148】

本軸力確認工程Ｓ１４は、締結後のブレーキディスク付き車輪Ｗのディスクボルト５の軸力測定を行い、その軸力が予め制御装置１８に設定されている適正範囲にあるかの判定を行う工程であり、測定作業定置領域Ｅ３に配置されているブレーキディスク付き車輪Ｗの個々のディスクボルト５毎に、一連の軸力確認作業、すなわち軸力測定装置１４による先述の媒質馴染ませ操作や探触子当接操作、測定値取得操作などの探触子１０２を中心とした各種探査動作を行う。

【0149】

具体的には、本軸力確認工程Ｓ１４では、自然長測定工程Ｓ１１と同様に、ブレーキディスク付き車輪Ｗが有する複数（12本）のディスクボルト５の中から測定対象となる未測定の１本を定め、その１本に対してボルト番号読み取りステップＳ１４ａ、接触媒質塗布ステップＳ１４ｂ、探触子当接ステップＳ１４ｃ、媒質馴染ませステップＳ１４ｄ、測定値取得ステップＳ１４ｅ、データ保存ステップＳ１４ｆの６つの作業ステップを行い、加えて、適正軸力判定ステップＳ１４ｇを行うこととしており、更にこれらのステップを複数（12本）分繰り返す動作が行われる。これらボルト番号読み取りステップＳ１４ａからデータ保存ステップＳ１４ｆの６つの作業ステップは自然長測定工程Ｓ１１と概ね同様であり、ここでは大部分についての説明を省略するが、例えば探触子当接ステップＳ１４ｃでは、図２にて破線で示す探触子１０２ｂの如く、ブレーキディスク付き車輪Ｗに組み付けられた締結状態のディスクボルト５ボルト先端面５ａに探触子１０２を当接（接触）させる作業が行われる。

【0150】

また、データ保存ステップＳ１４ｆにおいて超音波計測装置１７は、先の自然長測定工程Ｓ１１と同様に、測定値取得ステップＳ１４ｅにて得た締結時長さを、ボルト番号読み取りステップＳ１４ａにて作業者により入力されたボルト番号と共に制御装置１８へ送信する。これらデータを受信した制御装置１８は、制御装置１８が備える記録媒体の所定の記憶領域に記憶されているボルト情報のうち当該ボルト番号に対応するボルト情報、特に先のステップにて取得された自然長に関する情報と対応させて測定値取得ステップＳ１４ｅにて得た締結時長さを記憶する。

【0151】

適正軸力判定ステップＳ１４ｇは、この記憶動作に引き続いて制御装置１８が、現在測定中のディスクボルト５の締結時長さと自然長の差分からディスクボルト５の伸び量を算出し、同算出値から軸力演算し、さらにその軸力が予め制御装置１８に設定されている適正範囲、すなわち、所望する所定の軸力（予め規定された軸力）として容認できる所定の適正軸力範囲内にあるかの判定を行う工程である。

【0152】

ここでは、自然長と締結時長さの差に軸力換算定数を自動で乗じて軸力を算出する。算出されたディスクボルト５の軸力が、適性軸力範囲内にある場合にはそのディスクボルト５は正常として判断され、適性軸力範囲を逸脱している場合にはそのディスクボルト５は異常として判断される。そして、異常と判断されたディスクボルト５を含むブレーキディスク付き車輪Ｗは輪軸組立にあたり不適合品として判定される一方、異常と判断されたディスクボルト５を含まないブレーキディスク付き車輪Ｗは適合品として輪軸組立に供されることとなる。

【0153】

また、この工程におけるディスクボルト５の正常・異常に関する判断結果や、ブレーキディスク付き車輪Ｗの適不適の判定結果は、最終的に制御装置１８が備えるモニタ部１６１（図３参照）に反映される。また、ブレーキディスク付き車輪Ｗのディスクボルト５のうち１つでも軸力が適正範囲内にない場合（不適合品の場合）には、異常と判断されたディスクボルト５を作業者が特定できる情報、例えばボルト番号をモニタ部１６１に表示させる。

【0154】

この場合、作業者は、異常と判断されたディスクボルト５をブレーキディスク付き車輪Ｗから取り外し、自然長測定工程Ｓ１１で測定されグリス載置工程Ｓ１２に供された他のディスクボルト５に交換して、先のボルト締結工程Ｓ１３と同様の手順により締付作業を行う。このようにディスクボルト５が新たに交換されたブレーキディスク付き車輪Ｗは、再び軸力確認工程Ｓ１４に供される。以下、この作業を再構築作業という。

【0155】

このように、ボルト番号基づいて同一のディスクボルト５における自然長と締結時長さとを比較して各ボルトの軸力を算出すると共に、所定の適正軸力範囲内にない異常と判断されたディスクボルト５を含む場合には当該ブレーキディスク付き車輪Ｗを不適合品とする一方、異常と判断されたディスクボルト５を含まない場合には適合品として輪軸組立に供することで、「車輪本体１とブレーキディスク２とが、高軸力で複数のディスクボルト５により締結されている」との被締結部材同士の締結性を保証することができ、締結物の堅牢性及び信頼性についての要求が満たされる。

【0156】

また、軸力測定装置１４を用いたディスクボルト５の如き締結ボルトの軸力測定方法との観点において、車輪本体１とブレーキディスク２の如き被締結部材同士の締結前の前記締結ボルトの自然長の測定値と、前記被締結部材同士の締結後の前記締結ボルトの締結時長さの測定値と、を比較してその差に基づき前記締結ボルトの軸力を算出して当該軸力の適正を判断するにあたり、超音波計測により得られた測定値を用いることとしたため、安定した軸力を備え、輪軸の組立適性についてより正確に判断されたブレーキディスク付き車輪の組立方法について提供できる。

【0157】

特に、ラック１０７に収容された状態の組み付け前のディスクボルト５と、ブレーキディスク付き車輪Ｗに組み付けられた後のディスクボルト５とを、同一の軸力測定装置１４にて効率的に測定を行えるよう、ワーク配置領域Ｅ２と測定作業定置領域Ｅ３の両者を軸力測定装置１４の近傍に設定したことにより、軸力測定結果にバラつきが生じず、また評価検査結果に応じた再構築作業についても即座に対応でき、検査作業の省力化及び効率化を図ることができる。

【0158】

〔６．軸力測定の安定化確認試験〕
次に、本実施形態に係るグリス塗布方法により、手作業によるグリス塗布の場合に比して軸力を安定化できることについて確認すべく試験を行った。

【0159】

ここでは、複数本のボルトについて手塗り（刷毛塗り）にてグリスの塗布を行った場合と、グリス載置装置１５及びナット締付装置１６を用いてグリスの載置及び塗布を行った場合（本実施形態に係るグリス塗布方法の場合）との軸力の平均値やその標準偏差を確認することで、安定性について検証した。

【0160】

その結果、本実施形態に係るグリス塗布方法の場合は、手塗りで行った場合に比して標準偏差の値が小さく軸力のばらつきが少ないこと、すなわち、所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を手作業の場合に比して更に安定化することのできるグリス塗布方法であることが示された。

【0161】

またこのことは、軸力測定装置１４によりボルトの自然長を計測する自然長測定工程と、グリスをボルトの軸回りに定量的に載置するグリス載置工程と、各ボルトに螺合させたナットを螺進させて前記グリスを塗り広げつつ締結しブレーキディスク付き車輪を構築するボルト締結工程と、自然長と締結状態のボルトの長さとを比較して各ボルトの軸力を算出する軸力確認工程を備える本実施形態に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法は、安定した軸力を備え、輪軸の組立適性についてより正確に判断されたブレーキディスク付き車輪の組立方法を提供可能であることを示している。

【0162】

上述してきたように、本実施形態に係るグリス塗布方法によれば、鉄道車輪（例えば、車輪本体１）の輪心部（例えば、輪心部８）にブレーキディスク（例えば、ブレーキディスク２）を締結するボルト（例えば、ディスクボルト５）の軸回りに対し定量供給装置（例えば、グリス載置装置１５）のノズル（例えば、ノズル４０）より押し出された半固形状のグリス（例えば、モリブデングリス４０ａ）をねじ山（例えば、ねじ山５ｄ）に沿って定量的に載置する工程（例えば、グリス載置工程Ｓ１２）と、前記ボルトに螺合させたナット（例えば、ナット６）を螺進させて前記ねじ山に沿って載置したグリスを塗り広げる工程（例えば、ボルト締結工程Ｓ１３）を有することとしたため、所定のトルク値での締付けに対して生じる軸力を手作業の場合に比して更に安定化することが可能なグリス塗布方法を提供することができる。

【0163】

また、本実施形態に係るブレーキディスク付き車輪の組立方法によれば、鉄道車輪（例えば、車輪本体１）の輪心部（例えば、輪心部８）にブレーキディスク（例えば、ブレーキディスク２）をボルト締結（例えば、ディスクボルト５及びナット６）してなるブレーキディスク付き車輪（例えば、ブレーキディスク付き車輪Ｗ）の組立方法であって、固有の識別子（例えば、ボルト番号）が付与された複数のボルト（例えば、ディスクボルト５）のそれぞれに探触子（例えば、探触子１０２）を接触させて超音波で自然長を計測する自然長測定工程（例えば、自然長測定工程Ｓ１１）と、定量供給装置（例えば、グリス載置装置１５）のノズル（例えば、ノズル４０）より押し出された半固形状のグリス（例えば、モリブデングリス４０ａ）をねじ山（例えば、ねじ山５ｄ）に沿って前記各ボルトの軸回りに定量的に載置するグリス載置工程（例えば、グリス載置工程Ｓ１２）と、前記車輪の輪心部にブレーキディスクが配された仮組体（例えば、仮組体Ｗａ）の複数の締結孔（例えば、締結孔９）にグリスが載置された前記ボルトをそれぞれ装着し、各ボルトに螺合させたナット（例えば、ナット６）を所定の着座トルクに至るまで螺進させて前記グリスを塗り広げ、更に角度法による本締めを行って前記車輪とブレーキディスクを締結しブレーキディスク付き車輪（例えば、ブレーキディスク付き車輪Ｗ）を構築するボルト締結工程（例えば、ボルト締結工程Ｓ１３）と、前記ブレーキディスク付き車輪にて締結状態のボルトの長さを前記探触子により超音波で計測し、前記識別子に基づいて同一のボルトにおける前記自然長と前記締結状態のボルトの長さ（例えば、締結時長さ）とを比較して各ボルトの軸力を算出すると共に、所定の適正軸力範囲内にないボルトを含む場合には当該ブレーキディスク付き車輪を不適合品とする一方、所定の軸力範囲内にないボルトを含まない場合には適合品として輪軸組立に供する軸力確認工程（例えば、軸力確認工程Ｓ１４）と、を備えることとしたため、安定した軸力を備え、輪軸の組立適性についてより正確に判断されたブレーキディスク付き車輪の組立方法を提供することができる。

【0164】

最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0165】

１ 車輪本体
２ ブレーキディスク
５ ディスクボルト
５ａ ボルト先端面
５ｄ ねじ山
５ｅ 頂部
６ ナット
８ 輪心部
９ 締結孔
１３ 識別子付与作業部
１４ 軸力測定装置
１５ グリス載置装置
１６ ナット締付装置
１７ 超音波計測装置
１８ 制御装置
４０ ノズル
４０ａ モリブデングリス
１０２ 探触子
Ａ 組立ライン
Ｓ１０ａ ボルト番号記入ステップ
Ｓ１１ 自然長測定工程
Ｓ１２ グリス載置工程
Ｓ１３ ボルト締結工程
Ｓ１４ 軸力確認工程
Ｗ ブレーキディスク付き車輪
Ｗａ 仮組体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】