JP2001018797A - 摩擦管理ブレーキシュー - Google Patents
摩擦管理ブレーキシューInfo
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 摩擦管理ブレーキシューは、フランジ部
材を備えた裏当てプレートを有している。ブレーキライ
ニングが裏当てプレートに取り付けられており、鉄道車
両の車輪踏み面に係合可能なブレーキ表面を備えてい
る。ブレーキライニングは、車輪踏み面とレール軌道と
の間に列車を停止させるために必要な摩擦レベルを生じ
る固体高度正摩擦改質剤及び固形超高度正摩擦改質剤の
少なくとも一方を含有する第１摩擦合成材料を含む。ブ
レーキシューはまた、裏当てプレートのフランジ部材に
取り付けられたフランジ部分を有しており、このフラン
ジ部分は鉄道車両の車輪の車輪フランジに係合可能な摩
擦表面を備えている。フランジ部分は、車輪フランジ及
びレール軌道間の接合面に約０．０８ないし０．１５の
摩擦レベルを生じる固体低摩擦係数改質剤を含有する第
２摩擦材料を含む。
材を備えた裏当てプレートを有している。ブレーキライ
ニングが裏当てプレートに取り付けられており、鉄道車
両の車輪踏み面に係合可能なブレーキ表面を備えてい
る。ブレーキライニングは、車輪踏み面とレール軌道と
の間に列車を停止させるために必要な摩擦レベルを生じ
る固体高度正摩擦改質剤及び固形超高度正摩擦改質剤の
少なくとも一方を含有する第１摩擦合成材料を含む。ブ
レーキシューはまた、裏当てプレートのフランジ部材に
取り付けられたフランジ部分を有しており、このフラン
ジ部分は鉄道車両の車輪の車輪フランジに係合可能な摩
擦表面を備えている。フランジ部分は、車輪フランジ及
びレール軌道間の接合面に約０．０８ないし０．１５の
摩擦レベルを生じる固体低摩擦係数改質剤を含有する第
２摩擦材料を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願は、１９９８年７月３
０日に出願されて現在は放棄されている係属中の米国特
許出願第０９／１２６，４７６号の一部継続出願であ
る。本発明は、包括的には車両型ブレーキ装置に関し、
特に鉄道型車両ブレーキシステムに使用される合成型ブ
レーキブロック部材に、さらに特定すれば、必要なブレ
ーキレベルを達成すると共に、車輪及びレール間にほぼ
最適な摩擦レベルを生じる固体摩擦改質剤薄膜を車輪及
びレールに塗布する新しいブレーキシュー及びブレーキ
シュー摩擦材料の開発に関する。
０日に出願されて現在は放棄されている係属中の米国特
許出願第０９／１２６，４７６号の一部継続出願であ
る。本発明は、包括的には車両型ブレーキ装置に関し、
特に鉄道型車両ブレーキシステムに使用される合成型ブ
レーキブロック部材に、さらに特定すれば、必要なブレ
ーキレベルを達成すると共に、車輪及びレール間にほぼ
最適な摩擦レベルを生じる固体摩擦改質剤薄膜を車輪及
びレールに塗布する新しいブレーキシュー及びブレーキ
シュー摩擦材料の開発に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの鉄道機関車及び車両は、ブレーキ
シュー摩擦合成材料を鋼製車輪の踏み面に押しつけるこ
とによってブレーキ力を与える踏み面ブレーキを使用し
ている。ブレーキシューと車輪踏み面との係合によって
摩擦が発生し、これは運動量エネルギを熱の形で消散さ
せる。そのようなブレーキを作動させるためには、車輪
の回転が必要である。車輪にブレーキを掛ける時、車輪
踏み面とレールとの間の摩擦による粘着力がそのような
車輪の回転を維持しようとする。
シュー摩擦合成材料を鋼製車輪の踏み面に押しつけるこ
とによってブレーキ力を与える踏み面ブレーキを使用し
ている。ブレーキシューと車輪踏み面との係合によって
摩擦が発生し、これは運動量エネルギを熱の形で消散さ
せる。そのようなブレーキを作動させるためには、車輪
の回転が必要である。車輪にブレーキを掛ける時、車輪
踏み面とレールとの間の摩擦による粘着力がそのような
車輪の回転を維持しようとする。
【０００３】過大な車輪の摩耗及びブレーキシューのへ
たり（change-out）が冬季に周期的に高くなることがわ
かっている。１つの理論は、冬季には高湿度接触のため
にブレーキシューが車輪に加えるクリーニング効果が顕
著になることがこれの少なくとも１つの原因であるとし
ている。そのようなクリーニング作用は接触摩擦を増加
させる傾向がある、すなわち、車輪及びレール間の粘着
力で増加する接触応力が車輪内に発生するからである。
そのような接触応力は、特に軌道カーブに出会った時の
車輪群の案内及び操縦動作中に特に高くなる。
たり（change-out）が冬季に周期的に高くなることがわ
かっている。１つの理論は、冬季には高湿度接触のため
にブレーキシューが車輪に加えるクリーニング効果が顕
著になることがこれの少なくとも１つの原因であるとし
ている。そのようなクリーニング作用は接触摩擦を増加
させる傾向がある、すなわち、車輪及びレール間の粘着
力で増加する接触応力が車輪内に発生するからである。
そのような接触応力は、特に軌道カーブに出会った時の
車輪群の案内及び操縦動作中に特に高くなる。
【０００４】ブレーキシュー及び車輪踏み面の表面間の
摩擦によるブレーキ力と車輪及びレール間の粘着力との
組み合わせが車輪の熱及び接触応力に変化し、このため
に車輪が破損する場合が多い。大きい熱及び接触応力
は、スポーリングとして知られる状態のために車輪踏み
面の微細不良を生じることがわかっている。
摩擦によるブレーキ力と車輪及びレール間の粘着力との
組み合わせが車輪の熱及び接触応力に変化し、このため
に車輪が破損する場合が多い。大きい熱及び接触応力
は、スポーリングとして知られる状態のために車輪踏み
面の微細不良を生じることがわかっている。
【０００５】高レベルの減速を必要とする一部の鉄道で
見られる別の関連問題として車輪の滑りがあり、これに
よって車輪の踏み面のフラットスポットが発生する。そ
のようなフラットスポットは、大きい振動及び騒音を発
生させるために装置、貨物及び乗客に悪影響を与える。
そのような破損車輪の修理には、車輪を取り外してから
車輪踏み面を機械加工してフラットスポットを除去する
ことが必要である。
見られる別の関連問題として車輪の滑りがあり、これに
よって車輪の踏み面のフラットスポットが発生する。そ
のようなフラットスポットは、大きい振動及び騒音を発
生させるために装置、貨物及び乗客に悪影響を与える。
そのような破損車輪の修理には、車輪を取り外してから
車輪踏み面を機械加工してフラットスポットを除去する
ことが必要である。
【０００６】さらに、軌間面または車輪フランジの潤滑
によって大きな利点が得られることが一般的によく知ら
れている。これらの利点は、燃料の節約とレール及びフ
ランジの摩耗の減少の両方にある。しかし、所望の潤滑
を行うためには別の潤滑装置を使用する必要がある。こ
の装置は、車輪フランジを潤滑する搭載型で機関車に取
り付けられた装置、及び軌道がカーブする領域のレール
に潤滑剤を塗布する従来の沿線潤滑装置のいずれの形で
もよい。沿線潤滑装置は長年にわたって鉄道設備の一部
であった。レール及び車輪フランジの摩耗を軽減する
（場合によっては金属音を低減する）ために湾曲領域に
配置されたカーブ給油器は、燃料効率の点で決して実際
には評価されなかった。近年では、カーブ軌道と共に接
触軌道を潤滑するように構成された搭載型装置が重視さ
れるようになっている。この重視点は、転がり抵抗の低
減と、それによる燃料消費量の減少とにある。
によって大きな利点が得られることが一般的によく知ら
れている。これらの利点は、燃料の節約とレール及びフ
ランジの摩耗の減少の両方にある。しかし、所望の潤滑
を行うためには別の潤滑装置を使用する必要がある。こ
の装置は、車輪フランジを潤滑する搭載型で機関車に取
り付けられた装置、及び軌道がカーブする領域のレール
に潤滑剤を塗布する従来の沿線潤滑装置のいずれの形で
もよい。沿線潤滑装置は長年にわたって鉄道設備の一部
であった。レール及び車輪フランジの摩耗を軽減する
（場合によっては金属音を低減する）ために湾曲領域に
配置されたカーブ給油器は、燃料効率の点で決して実際
には評価されなかった。近年では、カーブ軌道と共に接
触軌道を潤滑するように構成された搭載型装置が重視さ
れるようになっている。この重視点は、転がり抵抗の低
減と、それによる燃料消費量の減少とにある。
【０００７】単一の装置、特にブレーキシューが十分な
制動を行うための必要な摩擦を与えるだけでなく、同時
にレール及びフランジのための潤滑及び摩擦改質剤を与
えるならば、鉄道産業に非常に好都合であろう。
制動を行うための必要な摩擦を与えるだけでなく、同時
にレール及びフランジのための潤滑及び摩擦改質剤を与
えるならば、鉄道産業に非常に好都合であろう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第１
の目的は、物質を車輪に移すと共に十分な制動を与える
合成物を調製することである。本発明の別の目的は、車
輪の踏み面だけでなく車輪フランジとも接触する新式の
ブレーキシューを構成することである。本発明のさらに
別の目的は、鉄道車輪の有効寿命を延ばすブレーキシュ
ーを提供することである。本発明のさらに別の目的は、
固体摩擦改質剤薄膜を車輪及びレールに塗布するブレー
キシューを提供することである。本発明のさらなる別の
目的は、エネルギ消費量を減少させるブレーキシューを
提供することである。本発明のさらに別の目的は、レー
ル／車輪接合面に発生する騒音を低減させるブレーキシ
ューを提供することである。以上にある程度具体的に詳
細に記載されている本発明の様々な目的及び利点に加え
て、関連のブレーキシュー摩擦技術の専門家には、特に
添付の図面及び特許請求の範囲を参照しながら、以下の
詳細な説明を読めば様々な別の目的及び利点が明らかに
なるであろう。
の目的は、物質を車輪に移すと共に十分な制動を与える
合成物を調製することである。本発明の別の目的は、車
輪の踏み面だけでなく車輪フランジとも接触する新式の
ブレーキシューを構成することである。本発明のさらに
別の目的は、鉄道車輪の有効寿命を延ばすブレーキシュ
ーを提供することである。本発明のさらに別の目的は、
固体摩擦改質剤薄膜を車輪及びレールに塗布するブレー
キシューを提供することである。本発明のさらなる別の
目的は、エネルギ消費量を減少させるブレーキシューを
提供することである。本発明のさらに別の目的は、レー
ル／車輪接合面に発生する騒音を低減させるブレーキシ
ューを提供することである。以上にある程度具体的に詳
細に記載されている本発明の様々な目的及び利点に加え
て、関連のブレーキシュー摩擦技術の専門家には、特に
添付の図面及び特許請求の範囲を参照しながら、以下の
詳細な説明を読めば様々な別の目的及び利点が明らかに
なるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉄道車両をレ
ール軌道上に案内可能に支持する鉄道車両の車輪の踏み
面及びフランジに係合する摩擦管理ブレーキシューを提
供している。摩擦管理ブレーキシューは、フランジ部材
を備えた裏当てプレートを有している。ブレーキライニ
ングが裏当てプレートに取り付けられており、鉄道車両
の車輪踏み面に係合可能なブレーキ表面を備えている。
ブレーキライニングは、車輪踏み面とレール軌道との間
に列車を停止させるために必要な摩擦レベルを生じる固
体高度正摩擦改質剤及び固形超高度正摩擦改質剤の少な
くとも一方を含有する第１摩擦合成材料を含む。ブレー
キシューはまた、裏当てプレートのフランジ部材に取り
付けられたフランジ部分を有しており、このフランジ部
分は鉄道車両の車輪の車輪フランジに係合可能な摩擦表
面を備えている。フランジ部分は、車輪フランジ及び鉄
道軌道間の接合面に約０．０８ないし０．１５の摩擦レ
ベルを生じる固体低摩擦係数改質剤を含有する第２摩擦
材料を含む。
ール軌道上に案内可能に支持する鉄道車両の車輪の踏み
面及びフランジに係合する摩擦管理ブレーキシューを提
供している。摩擦管理ブレーキシューは、フランジ部材
を備えた裏当てプレートを有している。ブレーキライニ
ングが裏当てプレートに取り付けられており、鉄道車両
の車輪踏み面に係合可能なブレーキ表面を備えている。
ブレーキライニングは、車輪踏み面とレール軌道との間
に列車を停止させるために必要な摩擦レベルを生じる固
体高度正摩擦改質剤及び固形超高度正摩擦改質剤の少な
くとも一方を含有する第１摩擦合成材料を含む。ブレー
キシューはまた、裏当てプレートのフランジ部材に取り
付けられたフランジ部分を有しており、このフランジ部
分は鉄道車両の車輪の車輪フランジに係合可能な摩擦表
面を備えている。フランジ部分は、車輪フランジ及び鉄
道軌道間の接合面に約０．０８ないし０．１５の摩擦レ
ベルを生じる固体低摩擦係数改質剤を含有する第２摩擦
材料を含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明をさらに詳細に説明する前
に、本発明を理解する際にわかりやすくするために、全
図面を通して同一機能を有する同一部材を同一の参照番
号で示していることに注意されたい。特に図１、図２及
び図３を参照する。裏当てプレート２を有するブレーキ
シューが全体的に１０で示されており、ブレーキシュー
１０をブレーキシューキー（図示せず）などの従来の手
段でブレーキヘッド（図示せず）に取り付けるためのキ
ーブリッジ４を備えている。そのような裏当てプレート
２に成形ブレーキブロック６が取り付けられている。本
発明の裏当てプレート２は、裏当てプレート２の一部と
してフランジ部材８を備えている点で、ほとんどの従来
形裏当てプレートと異なっている。
に、本発明を理解する際にわかりやすくするために、全
図面を通して同一機能を有する同一部材を同一の参照番
号で示していることに注意されたい。特に図１、図２及
び図３を参照する。裏当てプレート２を有するブレーキ
シューが全体的に１０で示されており、ブレーキシュー
１０をブレーキシューキー（図示せず）などの従来の手
段でブレーキヘッド（図示せず）に取り付けるためのキ
ーブリッジ４を備えている。そのような裏当てプレート
２に成形ブレーキブロック６が取り付けられている。本
発明の裏当てプレート２は、裏当てプレート２の一部と
してフランジ部材８を備えている点で、ほとんどの従来
形裏当てプレートと異なっている。
【００１１】ブレーキブロック６の説明を続ける前に、
摩擦特性の基本は、相対接触している物体間に作用する
接線摩擦力と垂直摩擦力との比である「摩擦係数」であ
ることを思い出す必要がある。また、静止している表面
に静摩擦があり、移動中の表面に動摩擦がある。摩擦が
速度に伴って増加する時、正摩擦を有すると特徴付けら
れ、それが速度に伴って減少する時、負摩擦特性を有す
ることがわかる。以降の説明で、「正摩擦」とは、摺動
速度に伴って摩擦係数が増加することを意味し、「高」
摩擦係数は０．１０より大きい。
摩擦特性の基本は、相対接触している物体間に作用する
接線摩擦力と垂直摩擦力との比である「摩擦係数」であ
ることを思い出す必要がある。また、静止している表面
に静摩擦があり、移動中の表面に動摩擦がある。摩擦が
速度に伴って増加する時、正摩擦を有すると特徴付けら
れ、それが速度に伴って減少する時、負摩擦特性を有す
ることがわかる。以降の説明で、「正摩擦」とは、摺動
速度に伴って摩擦係数が増加することを意味し、「高」
摩擦係数は０．１０より大きい。
【００１２】ブレーキブロック６は成形合成摩擦材料で
ある。合成摩擦材料は、高度正摩擦（ＨＰＦ）固体摩擦
改質剤を含有している。そのような高度正摩擦改質剤を
ブレーキブロック６の組成物に加えることによって、鉄
道車両の車輪踏み面とレールの上部との間に所定の摩擦
レベルを生じることができる。そのような摩擦増加剤は
好ましくは粉末鉱物であり、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、ケイ酸マグネシウム、ベントナイト、炭じ
ん、硫酸バリウム、アスベスト、ケイ酸アルミニウム、
ケイ石粉（非晶質、合成または天然）、スレート粉、ケ
イ藻土、粉砕水晶、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ア
ルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化アンチモン、ドロ
マイト、炭酸鉛、硫酸カルシウム、ナフタレンシネマイ
ト及び粉末ポリエチレン繊維またはそれらの結合体から
成る群から選択できる。
ある。合成摩擦材料は、高度正摩擦（ＨＰＦ）固体摩擦
改質剤を含有している。そのような高度正摩擦改質剤を
ブレーキブロック６の組成物に加えることによって、鉄
道車両の車輪踏み面とレールの上部との間に所定の摩擦
レベルを生じることができる。そのような摩擦増加剤は
好ましくは粉末鉱物であり、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、ケイ酸マグネシウム、ベントナイト、炭じ
ん、硫酸バリウム、アスベスト、ケイ酸アルミニウム、
ケイ石粉（非晶質、合成または天然）、スレート粉、ケ
イ藻土、粉砕水晶、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ア
ルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化アンチモン、ドロ
マイト、炭酸鉛、硫酸カルシウム、ナフタレンシネマイ
ト及び粉末ポリエチレン繊維またはそれらの結合体から
成る群から選択できる。
【００１３】そのような鉄道車両の車輪踏み面は、その
ようなＨＰＦ固体摩擦改質剤を含有するブレーキブロッ
ク６に係合する。ここで使用する鉄道車両とは、旅客及
び貨物機関車、動力部がない鉄道車両及び一定の整備用
車両を含むものとする。旅客列車用の機関車などの動力
車軸を有する鉄道車両、及び実質的に機関車以外の鉄道
車両である非動力車軸を有する鉄道車両のいずれでも、
ＨＰＦ固体摩擦改質剤を含むそのようなブレーキブロッ
ク６は車輪踏み面を固体高度正摩擦調節剤で処理して、
車輪踏み面及びレールの上部間に約０．３０ないし約
０．４０の摩擦レベルが得られるようにする。旅客列車
用機関車及び非動力車軸を有する鉄道車両に使用される
本発明の現時点で好適な実施例では、そのような摩擦レ
ベルが約０．３２ないし約０．３８である。
ようなＨＰＦ固体摩擦改質剤を含有するブレーキブロッ
ク６に係合する。ここで使用する鉄道車両とは、旅客及
び貨物機関車、動力部がない鉄道車両及び一定の整備用
車両を含むものとする。旅客列車用の機関車などの動力
車軸を有する鉄道車両、及び実質的に機関車以外の鉄道
車両である非動力車軸を有する鉄道車両のいずれでも、
ＨＰＦ固体摩擦改質剤を含むそのようなブレーキブロッ
ク６は車輪踏み面を固体高度正摩擦調節剤で処理して、
車輪踏み面及びレールの上部間に約０．３０ないし約
０．４０の摩擦レベルが得られるようにする。旅客列車
用機関車及び非動力車軸を有する鉄道車両に使用される
本発明の現時点で好適な実施例では、そのような摩擦レ
ベルが約０．３２ないし約０．３８である。
【００１４】貨車用機関車用機関車などの動力車軸で
は、利用可能な引張り力を最大限に利用するために最大
粘着力が望まれる。このため、ブレーキブロック６は超
高度正摩擦（ＶＨＰＦ）固体摩擦改質剤を含有してい
る。そのようなＶＨＰＦ材料は車両踏み面をそのような
固体摩擦改質剤で処理して、車輪踏み面及びレールの上
部間に約０．４０ないし約０．５０の摩擦レベルが得ら
れるようにする。貨車用機関車などの動力車軸に使用さ
れる本発明の現時点で好適な実施例では、そのような摩
擦レベルが約０．４２ないし約０．４８である。そのよ
うなＶＨＰＦ摩擦改質剤も好ましくは粉末鉱物であり、
上記の正摩擦増加剤と同じ群から選択することができ
る。
は、利用可能な引張り力を最大限に利用するために最大
粘着力が望まれる。このため、ブレーキブロック６は超
高度正摩擦（ＶＨＰＦ）固体摩擦改質剤を含有してい
る。そのようなＶＨＰＦ材料は車両踏み面をそのような
固体摩擦改質剤で処理して、車輪踏み面及びレールの上
部間に約０．４０ないし約０．５０の摩擦レベルが得ら
れるようにする。貨車用機関車などの動力車軸に使用さ
れる本発明の現時点で好適な実施例では、そのような摩
擦レベルが約０．４２ないし約０．４８である。そのよ
うなＶＨＰＦ摩擦改質剤も好ましくは粉末鉱物であり、
上記の正摩擦増加剤と同じ群から選択することができ
る。
【００１５】次に、特に図４及び図５を参照しながら説
明する。ブレーキブロック６と全フランジ部材８及びそ
のような全フランジ部材８に取り付けられた第２摩擦材
料１２とを示すブレーキシュー１０の断面図が示されて
いる。そのような第２摩擦材料１２は、低摩擦係数（Ｌ
ＣＦ）の固体摩擦改質剤を含有している。そのようなＬ
ＣＦ固体摩擦改質剤は、二硫化モリブデン及びグラファ
イトまたはその結合体から成る群から選択され得る。
明する。ブレーキブロック６と全フランジ部材８及びそ
のような全フランジ部材８に取り付けられた第２摩擦材
料１２とを示すブレーキシュー１０の断面図が示されて
いる。そのような第２摩擦材料１２は、低摩擦係数（Ｌ
ＣＦ）の固体摩擦改質剤を含有している。そのようなＬ
ＣＦ固体摩擦改質剤は、二硫化モリブデン及びグラファ
イトまたはその結合体から成る群から選択され得る。
【００１６】ＬＣＦ固体摩擦改質剤を含有する第２摩擦
材料１２は、レールに隣接した鉄道車輪のフランジ部分
に係合する。車輪のフランジ部分と、車輪からの移りに
よってレール軌道の軌間面もそのようなＬＣＦ固体摩擦
改質剤で処理されて、車輪フランジ及び軌間面の接合面
に約０．０８ないし約０．１５の低摩擦レベルが得られ
る。好適な実施例では、ＬＣＦ固体摩擦改質剤を含むそ
のような第２摩擦材によって車輪フランジ及び軌間面の
接合面に約０．０９ないし約０．１２の摩擦レベルが得
られる。
材料１２は、レールに隣接した鉄道車輪のフランジ部分
に係合する。車輪のフランジ部分と、車輪からの移りに
よってレール軌道の軌間面もそのようなＬＣＦ固体摩擦
改質剤で処理されて、車輪フランジ及び軌間面の接合面
に約０．０８ないし約０．１５の低摩擦レベルが得られ
る。好適な実施例では、ＬＣＦ固体摩擦改質剤を含むそ
のような第２摩擦材によって車輪フランジ及び軌間面の
接合面に約０．０９ないし約０．１２の摩擦レベルが得
られる。
【００１７】ブレーキシュー１０の構造は、車輪フラン
ジと接触しているＬＣＦ固体摩擦改質剤含有摩擦材料１
２と、ブレーキシュー１０の踏み面接触領域のＨＰＦ及
びＶＨＰＦ固体摩擦改質剤含有合成摩擦材料６とを含ん
でいる。正確なシューの形式及び形状は用途に応じて決
められるが、様々な材料が一体成形され、作動中の鉄道
で必要とされる特別なブレーキ要件及び摩擦管理レベル
に適合するように特に配合される。
ジと接触しているＬＣＦ固体摩擦改質剤含有摩擦材料１
２と、ブレーキシュー１０の踏み面接触領域のＨＰＦ及
びＶＨＰＦ固体摩擦改質剤含有合成摩擦材料６とを含ん
でいる。正確なシューの形式及び形状は用途に応じて決
められるが、様々な材料が一体成形され、作動中の鉄道
で必要とされる特別なブレーキ要件及び摩擦管理レベル
に適合するように特に配合される。
【００１８】次に、図６、図７及び図８を参照する。そ
れらには本発明の変更実施例が示されている。ブレーキ
シュー１０は、先行実施例と同様に裏当てプレート２及
びキーブリッジ４を有しているが、本実施例は、ブレー
キシュー１０の一部として全フランジ部材８ではなく部
分フランジ部材１４だけが設けられている点で変更され
ている。
れらには本発明の変更実施例が示されている。ブレーキ
シュー１０は、先行実施例と同様に裏当てプレート２及
びキーブリッジ４を有しているが、本実施例は、ブレー
キシュー１０の一部として全フランジ部材８ではなく部
分フランジ部材１４だけが設けられている点で変更され
ている。
【００１９】次に図９及び図１０を参照する。それらに
は、部分フランジ部材１４を備えたブレーキシュー１０
の断面図が示されている。基本的に、この実施例の唯一
の相違点は、ＬＣＦ摩擦材料１２及び部分フランジ部材
１４が切頭形であり、摩擦材料１２が鉄道車輪の車輪フ
ランジのわずかな部分だけに係合することである。両方
のフランジの実施例で、同様なＬＣＦ摩擦改質剤がその
ような第２摩擦合成材料１２に含まれている。そのよう
な部分フランジ部材１４は、そのような裏当てプレート
２の長手方向に直交する方向に見た形状が直線的でも弓
形でもよい。
は、部分フランジ部材１４を備えたブレーキシュー１０
の断面図が示されている。基本的に、この実施例の唯一
の相違点は、ＬＣＦ摩擦材料１２及び部分フランジ部材
１４が切頭形であり、摩擦材料１２が鉄道車輪の車輪フ
ランジのわずかな部分だけに係合することである。両方
のフランジの実施例で、同様なＬＣＦ摩擦改質剤がその
ような第２摩擦合成材料１２に含まれている。そのよう
な部分フランジ部材１４は、そのような裏当てプレート
２の長手方向に直交する方向に見た形状が直線的でも弓
形でもよい。
【００２０】本発明の摩擦管理ブレーキシューは、合成
ブレーキシューの認められている利点と共に、車輪及び
レールの一括摩擦管理の利点を与える。これは、作動中
の鉄道が、新しい装置またはブラケットを追加しないで
摩擦管理を実施できると共に、維持作業を追加しないで
レールの摩擦管理を継続することができ、古いシューが
摩耗した時のブレーキシューの交換を継続するだけでよ
いことを意味する。もちろん、搭載型潤滑装置または沿
線形潤滑装置などの追加装置の維持（すなわち、購入、
在庫調査、交換作業及び継続的な装置のメンテナンス）
も必要なくなるであろう。
ブレーキシューの認められている利点と共に、車輪及び
レールの一括摩擦管理の利点を与える。これは、作動中
の鉄道が、新しい装置またはブラケットを追加しないで
摩擦管理を実施できると共に、維持作業を追加しないで
レールの摩擦管理を継続することができ、古いシューが
摩耗した時のブレーキシューの交換を継続するだけでよ
いことを意味する。もちろん、搭載型潤滑装置または沿
線形潤滑装置などの追加装置の維持（すなわち、購入、
在庫調査、交換作業及び継続的な装置のメンテナンス）
も必要なくなるであろう。
【００２１】摩擦管理の一般的な利点は、車輪寿命が延
びること、エネルギ消費量の減少、騒音レベルの低下、
及びレール寿命が延びることである。そのようなＶＨＲ
Ｆ固体摩擦改質剤を動力機関車車軸に取り付けられた車
輪に塗布することによって、引張り力が向上し、おそら
くは搭載型砂まき装置をなくすことができるであろう。
列車の非動力車軸及び旅客列車用機関車の動力車軸に取
り付けられたすべての車輪にそのようなＨＰＦ固体摩擦
改質剤を塗布することによって、車輪及びレールの上部
間の摩擦が最適化されて、エネルギの節約、車輪及びレ
ールの摩耗の減少、車輪の滑り発生の減少、車輪のシェ
リング及びスポーリングの減少、カーブでの横圧すなわ
ちＬ／Ｖ比の減少、及び騒音レベルの低下が得られる。
びること、エネルギ消費量の減少、騒音レベルの低下、
及びレール寿命が延びることである。そのようなＶＨＲ
Ｆ固体摩擦改質剤を動力機関車車軸に取り付けられた車
輪に塗布することによって、引張り力が向上し、おそら
くは搭載型砂まき装置をなくすことができるであろう。
列車の非動力車軸及び旅客列車用機関車の動力車軸に取
り付けられたすべての車輪にそのようなＨＰＦ固体摩擦
改質剤を塗布することによって、車輪及びレールの上部
間の摩擦が最適化されて、エネルギの節約、車輪及びレ
ールの摩耗の減少、車輪の滑り発生の減少、車輪のシェ
リング及びスポーリングの減少、カーブでの横圧すなわ
ちＬ／Ｖ比の減少、及び騒音レベルの低下が得られる。
【００２２】ＬＣＦ摩擦改質剤を車輪フランジに塗布
し、結果的に軌間面に移すことによって、車輪及びレー
ルの摩耗が減少し、エネルギ消費量が減少し、騒音レベ
ルが低下し、レールのクライム傾向が減少する。ＬＣＰ
摩擦改質剤の塗布によってそのような利点が得られると
共に、搭載型フランジ潤滑（グリース）装置または沿線
形軌道潤滑（グリース）装置の必要性をなくすことがで
きる。グリース形潤滑剤及び砂かけは共に現在使用され
ているが、グリース形潤滑剤の代用及び砂かけの排除
は、非常に好適な環境影響を有するであろう。
し、結果的に軌間面に移すことによって、車輪及びレー
ルの摩耗が減少し、エネルギ消費量が減少し、騒音レベ
ルが低下し、レールのクライム傾向が減少する。ＬＣＰ
摩擦改質剤の塗布によってそのような利点が得られると
共に、搭載型フランジ潤滑（グリース）装置または沿線
形軌道潤滑（グリース）装置の必要性をなくすことがで
きる。グリース形潤滑剤及び砂かけは共に現在使用され
ているが、グリース形潤滑剤の代用及び砂かけの排除
は、非常に好適な環境影響を有するであろう。
【００２３】本発明の現時点で好適な実施例及び変更実
施例の両方を以上に詳細に説明したが、ブレーキシュー
の関連技術分野の専門家であれば、本発明の精神または
添付の特許請求の範囲のいずれからも逸脱することな
く、本発明の他の様々な応用及び変更を考えることがで
きることを理解されたい。
施例の両方を以上に詳細に説明したが、ブレーキシュー
の関連技術分野の専門家であれば、本発明の精神または
添付の特許請求の範囲のいずれからも逸脱することな
く、本発明の他の様々な応用及び変更を考えることがで
きることを理解されたい。
【図１】 全フランジ形摩擦管理ブレーキシューの裏側
の平面図であって、ブレーキシューを鉄道車両に取り付
けるための鋼製裏当てプレートを示している。
の平面図であって、ブレーキシューを鉄道車両に取り付
けるための鋼製裏当てプレートを示している。
【図２】 図１に示されている全フランジ形摩擦管理ブ
レーキシューの側面図である。
レーキシューの側面図である。
【図３】 図１に示されている全フランジ形摩擦管理ブ
レーキシューのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であ
る。
レーキシューのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であ
る。
【図４】 図１に示されている全フランジ形摩擦管理ブ
レーキシューのＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
レーキシューのＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】 図２に示されている全フランジ形摩擦管理ブ
レーキシューのＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
レーキシューのＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】 部分フランジ形摩擦管理ブレーキシューの裏
側の平面図であって、ブレーキシューを鉄道車両に取り
付けるための鋼製裏当てプレートの変更実施例を示して
いる。
側の平面図であって、ブレーキシューを鉄道車両に取り
付けるための鋼製裏当てプレートの変更実施例を示して
いる。
【図７】 図６に示されている部分フランジ形摩擦管理
ブレーキシューの側面図である。
ブレーキシューの側面図である。
【図８】 図６に示されている部分フランジ形摩擦管理
ブレーキシューのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図
である。
ブレーキシューのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図
である。
【図９】 図６に示されている部分フランジ形摩擦管理
ブレーキシューのＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
ブレーキシューのＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】 図７に示されている部分フランジ形摩擦管
理ブレーキシューのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
理ブレーキシューのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
フロントページの続き (71)出願人 599116720 ケルサン・テクノロジーズ・コーポレイシ ョン ＫＥＬＳＡＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ カナダ国、ヴィ７ピー・１エム９、ブリテ ィッシュ・コロンビア、ノース・バンクー バー、ウエスト・フィフティーンス・スト リート ナンバー1140 ＃1140 Ｗｅｓｔ 15ｔｈ Ｓｔｒｅｅ ｔ， Ｎｏｒｔｈ Ｖａｎｃｏｕｖｅｒ, Ｂ．Ｃ．， Ｖ７Ｐ １Ｍ９， Ｃａｎ ａｄａ (72)発明者 ブルース・ダブリュ・シュート アメリカ合衆国、ノース・カロライナ州、 ウエスト・エンド、セブン・レイクス・ノ ース 506 (72)発明者 ジョゼフ・エフ・フォーモロ アメリカ合衆国、ノース・カロライナ州、 ローリンバーグ、ウエスト・スコッツデイ ル・ロード 911 (72)発明者 ケルビン・エス・チディック カナダ国、ヴィ７エヌ・２エス６、ブリテ ィッシュ・コロンビア、ノース・バンクー バー、ケンシントン・クレセント 211 Ｆターム(参考） 3J058 AA03 AA06 AA13 AA17 AA37 BA01 BA21 BA46 BA73 CA02 CD38 GA25 GA28 GA32 GA34 GA35 GA36 GA37 GA38 GA92 GA95
Claims (31)
- 【請求項１】 鉄道車両をレール軌道上に案内可能に支
持する鉄道車両の車輪の踏み面及びフランジの各々に係
合する摩擦管理ブレーキシューであって、 （ａ）フレーム部材を備えた裏当てプレートと、 （ｂ）該裏当てプレートに取り付けられており、鉄道車
両の車輪踏み面に係合可能なブレーキ表面を備えたブレ
ーキライニングとを有しており、該ブレーキライニング
は、車輪踏み面とレール軌道との間に鉄道車両を停止さ
せるための所定の必要摩擦レベルを生じる固体高度正摩
擦改質剤及び固形超高度正摩擦改質剤の少なくとも一方
を含有する第１摩擦合成材料を含み、さらに、 （ｃ）前記裏当てプレートの前記フランジ部材に取り付
けられており、鉄道車両の車輪フランジに係合可能な摩
擦表面を備えたフランジ部分を有しており、該フランジ
部分は、車輪フランジ及びレール軌道間の接合面に約
０．０８ないし０．１５の摩擦レベルを生じる固体低摩
擦係数改質剤を含有する第２摩擦合成材料を含むことを
特徴とする摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項２】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体高度
摩擦改質剤を含有しており、旅客列車の機関車の動力車
軸及び他の鉄道車両の非動力車軸の一方の車輪踏み面に
係合して、車輪踏み面及びレール軌道間に前記所定の必
要摩擦レベルを生じる請求項１記載の摩擦管理ブレーキ
シュー。 - 【請求項３】 前記所定の必要摩擦レベルは、約０．３
０ないし約０．４０である請求項２記載の摩擦管理ブレ
ーキシュー。 - 【請求項４】 前記所定の必要摩擦レベルは、約０．３
２ないし約０．３８である請求項３記載の摩擦管理ブレ
ーキシュー。 - 【請求項５】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体超高
度摩擦改質剤を含有しており、貨物列車の機関車の動力
車軸の車輪踏み面に係合して車輪踏み面及びレール軌道
間に約０．４０ないし約０．５０の摩擦レベルを生じる
請求項１記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項６】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体超高
度摩擦改質剤を含有しており、貨物列車の機関車の動力
車軸の車輪踏み面に係合して車輪踏み面及びレール軌道
間に約０．４２ないし約０．４８の摩擦レベルを生じる
請求項５記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項７】 前記固体低摩擦係数改質剤を含有する前
記第２摩擦材料は、車輪フランジ及びレール軌道間の接
合面に約０．０９ないし０．１２の摩擦レベルを生じる
請求項１記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項８】 前記第１摩擦材料及び前記第２摩擦材料
は一体成形されている請求項１記載の摩擦管理ブレーキ
シュー。 - 【請求項９】 前記固体高度正摩擦改質剤及び前記固形
超高度正摩擦改質剤の前記少なくとも一方は、炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、ベン
トナイト、炭じん、硫酸バリウム、アスベスト、ケイ酸
アルミニウム、非晶質ケイ石粉、合成ケイ石粉、天然ケ
イ石粉、スレート粉、ケイ藻土、粉砕水晶、ステアリン
酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、酸化亜鉛、酸化
鉄、酸化アンチモン、ドロマイト、炭酸鉛、硫酸カルシ
ウム、ナフタレンシネマイト及び粉末ポリエチレン繊維
及びそれらの様々な結合体から成る群から選択される請
求項１記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項１０】 前記固体低摩擦係数改質剤は、二硫化
モリブデン及びグラファイト及びその結合体から成る群
から選択される請求項１記載の摩擦管理ブレーキシュ
ー。 - 【請求項１１】 鉄道車両をレール軌道上に案内可能に
支持する鉄道車両の車輪の踏み面及びフランジの各々に
係合する摩擦管理ブレーキシューであって、 （ａ）長手方向にほぼ凸形であって、該長手方向に直交
する方向にほぼ弓形の形状を有するフランジ部材を備え
た裏当てプレートと、 （ｂ）該裏当てプレートに取り付けられており、鉄道車
両の車輪踏み面に係合可能なブレーキ表面を備えたブレ
ーキライニングとを有しており、該ブレーキライニング
は、車輪踏み面とレール軌道との間に鉄道車両を停止さ
せるための所定の必要摩擦レベルを生じる固体高度正摩
擦改質剤及び固形超高度正摩擦改質剤の少なくとも一方
を含有する第１摩擦合成材料を含み、さらに、 （ｃ）長手方向にほぼ凸形であって、該長手方向に直交
する方向にほぼ弓形の形状を有するフランジ部分を有し
ており、該フランジ部分は、前記裏当てプレートの前記
フランジ部材に取り付けられ、鉄道車両の車輪フランジ
に係合可能な摩擦表面を備えており、前記フランジ部分
は、車輪フランジ及びレール軌道間の接合面に約０．０
８ないし０．１５の摩擦レベルを生じる固体低摩擦係数
改質剤を含有する第２摩擦合成材料を含むことを特徴と
する摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項１２】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体高
度摩擦改質剤を含有しており、旅客列車の機関車の動力
車軸及び他の鉄道車両の非動力車軸の一方の車輪踏み面
に係合して、車輪踏み面及びレール軌道間に前記所定の
必要摩擦レベルを生じる請求項１１記載の摩擦管理ブレ
ーキシュー。 - 【請求項１３】 前記所定の必要摩擦レベルは、約０．
３０ないし約０．４０である請求項１２記載の摩擦管理
ブレーキシュー。 - 【請求項１４】 前記所定の必要摩擦レベルは、約０．
３２ないし約０．３８である請求項１３記載の摩擦管理
ブレーキシュー。 - 【請求項１５】 前記裏当てプレートの前記フランジ部
材及び該フランジ部材に取り付けられた前記第２摩擦合
成材料の前記フランジ部分は切頭形である請求項１１記
載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項１６】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体超
高度摩擦改質剤を含有しており、貨物列車の機関車の動
力車軸の車輪踏み面に係合して車輪踏み面及びレール軌
道間に約０．４０ないし約０．５０の摩擦レベルを生じ
る請求項１１記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項１７】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体超
高度摩擦改質剤を含有しており、貨物列車の機関車の動
力車軸の車輪踏み面に係合して車輪踏み面及びレール軌
道間に約０．４２ないし約０．４８の摩擦レベルを生じ
る請求項１６記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項１８】 前記固体低摩擦係数改質剤を含有する
前記第２摩擦材料は、車輪フランジ及びレール軌道間の
接合面に約０．０９ないし０．１２の摩擦レベルを生じ
る請求項１１記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項１９】 前記第１摩擦材料及び前記第２摩擦材
料は一体成形されている請求項１１記載の摩擦管理ブレ
ーキシュー。 - 【請求項２０】 前記固体高度正摩擦改質剤及び前記固
形超高度正摩擦改質剤の前記少なくとも一方は、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、ベ
ントナイト、炭じん、硫酸バリウム、アスベスト、ケイ
酸アルミニウム、非晶質ケイ石粉、合成ケイ石粉、天然
ケイ石粉、スレート粉、ケイ藻土、粉砕水晶、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、酸化亜鉛、酸化
鉄、酸化アンチモン、ドロマイト、炭酸鉛、硫酸カルシ
ウム、ナフタレンシネマイト及び粉末ポリエチレン繊維
及びそれらの様々な結合体から成る群から選択される請
求項１１記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項２１】 前記固体低摩擦係数改質剤は、二硫化
モリブデン及びグラファイト及びその結合体から成る群
から選択される請求項１１記載の摩擦管理ブレーキシュ
ー。 - 【請求項２２】 鉄道車両をレール軌道上に案内可能に
支持する鉄道車両の車輪の踏み面及びフランジの各々に
係合する摩擦管理ブレーキシューであって、（ａ）長手
方向にほぼ凸形であって、該長手方向に直交する方向に
ほぼ直線的な形状を有するフランジ部材を備えた裏当て
プレートと、（ｂ）該裏当てプレートに取り付けられて
おり、鉄道車両の車輪踏み面に係合可能なブレーキ表面
を備えたブレーキライニングとを有しており、該ブレー
キライニングは、車輪踏み面とレール軌道との間に鉄道
車両を停止させるための所定の必要摩擦レベルを生じる
固体高度正摩擦改質剤及び固形超高度正摩擦改質剤の少
なくとも一方を含有する第１摩擦合成材料を含み、さら
に、（ｃ）長手方向にほぼ凸形であって、少なくとも該
長手方向に直交する方向にほぼ直線的な形状を有する潤
滑フランジ部分を有しており、該潤滑フランジ部分は、
前記フランジ部材に取り付けられ、鉄道車両の車輪フラ
ンジに係合可能な摩擦表面を備えており、前記潤滑フラ
ンジ部分は、車輪フランジ及びレール軌道間の接合面に
約０．０８ないし０．１５の摩擦レベルを生じる固体低
摩擦係数改質剤を含有する第２摩擦合成材料を含むこと
を特徴とする摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項２３】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体高
度摩擦改質剤を含有しており、旅客列車の機関車の動力
車軸及び他の鉄道車両の非動力車軸の一方の車輪踏み面
に係合して、車輪踏み面及びレール軌道間に前記所定の
必要摩擦レベルを生じる請求項２２記載の摩擦管理ブレ
ーキシュー。 - 【請求項２４】 前記所定の必要摩擦レベルは、約０．
３０ないし約０．４０である請求項２３記載の摩擦管理
ブレーキシュー。 - 【請求項２５】 前記所定の必要摩擦レベルは、約０．
３２ないし約０．３８である請求項２４記載の摩擦管理
ブレーキシュー。 - 【請求項２６】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体超
高度摩擦改質剤を含有しており、貨物列車の機関車の動
力車軸の車輪踏み面に係合して車輪踏み面及びレール軌
道間に約０．４０ないし約０．５０の摩擦レベルを生じ
る請求項２２記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項２７】 前記第１摩擦合成材料は、前記固体超
高度摩擦改質剤を含有しており、貨物列車の機関車の動
力車軸の車輪踏み面に係合して車輪踏み面及びレール軌
道間に約０．４２ないし約０．４８の摩擦レベルを生じ
る請求項２６記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項２８】 前記固体低摩擦係数改質剤を含有する
前記第２摩擦材料は、車輪フランジ及びレール軌道間の
接合面に約０．０９ないし０．１２の摩擦レベルを生じ
る請求項２２記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項２９】 前記第１摩擦材料及び前記第２摩擦材
料は一体成形されている請求項２２記載の摩擦管理ブレ
ーキシュー。 - 【請求項３０】 前記固体高度正摩擦改質剤及び前記固
形超高度正摩擦改質剤の前記少なくとも一方は、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、ベ
ントナイト、炭じん、硫酸バリウム、アスベスト、ケイ
酸アルミニウム、非晶質ケイ石粉、合成ケイ石粉、天然
ケイ石粉、スレート粉、ケイ藻土、粉砕水晶、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、酸化亜鉛、酸化
鉄、酸化アンチモン、ドロマイト、炭酸鉛、硫酸カルシ
ウム、ナフタレンシネマイト及び粉末ポリエチレン繊維
及びそれらの様々な結合体から成る群から選択される請
求項２２記載の摩擦管理ブレーキシュー。 - 【請求項３１】 前記固体低摩擦係数改質剤は、二硫化
モリブデン及びグラファイト及びその結合体から成る群
から選択される請求項２２記載の摩擦管理ブレーキシュ
ー。
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