JP2006275067A

JP2006275067A - 鉄道車輌用制輪子

Info

Publication number: JP2006275067A
Application number: JP2005090334A
Authority: JP
Inventors: Touru Miyauchi; 瞳畄宮内; Kazuyuki Handa; 和行半田; Junichi Nakayama; 淳一中山; Kiyoto Kon; 清人今; Junji Watari; 純二渡
Original assignee: SAPPORO KOEI KK; Railway Technical Research Institute; Hokkaido Railway Co
Current assignee: SAPPORO KOEI KK; Railway Technical Research Institute; Hokkaido Railway Co
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】ブレーキ性能を増すとともに、転動音を低下させることのできる鉄道車輌用制輪子を提供する。
【解決手段】弾性を有する裏板１１と、この裏板上に複数のブロック１３ａ、１３ｂを相互に隙間１２を有して固定したので、車輪への制輪子の追従性が増し、接触面積が増加してブレーキ性能を向上するとともに、転動音を低下させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車輌の制動装置に使用される鉄道車輌用制輪子に関するものである。

従来の鉄道車輌用制輪子においては、ブレーキ性能を向上させるために制動ブロックを構成する鋳鉄合金の成分を変えたり、気孔を有するセラミックスブロックを鋳込む方法が行われている（特許文献１、２）。例えば、図７に示すようにセラミックスブロック１等を鋳込んで構成した制輪子２は、剛性が高く車輪３に当接する際に弾性変形することは殆どない。また、鋳鉄製制輪子は、車輪踏面に鋳鉄粉が付着することにより車輪踏面の粗さが増加し、車輪とレールとの間の摩擦係数を高めることができる。他方、車輪踏面に鋳鉄粉が付着することにより、車輪と鋳鉄製制輪子との接触を妨げ、摩擦係数が低下し、ブレーキ距離が増加する。また、車輪踏面にうねりが発生し、転動音を増加させる原因となっていた。
特許第２８７３５６９号公報特許第３２６１４７８号公報

しかし、このような従来の剛性の高い鉄道車輌用制輪子では、車輪に当接する際にどうしても、満遍なく全範囲で接触するのが難しい場合がある。この為にブレーキ性能の向上に限界があった。また、車輪踏面に鋳鉄粉が付着することにより、車輪踏面にうねりが発生し、これが転動音の増加を引き起こすという問題があった。

この発明は、上記に鑑み提案されたもので、弾性を有する裏板を使用することにより車輪への密着性を向上し、ブレーキ性能を増すとともに、粘着係数を保持しつつ、転動音を低下させることのできる鉄道車輌用制輪子を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する為に、本発明の鉄道車輌用制輪子は、弾性を有する裏板と、この裏板上に複数の鋳鉄ブロックを相互に隙間を有して固定したことを特徴としている。

また、本発明において、前記鋳鉄ブロックは、裏板上に対称に２個配設したことを特徴とする。

また、本発明の制輪子は、鋳鉄合金からなり、車輪の踏面に対応して湾曲して形成された制輪子本体と、該制輪子本体の円周方向中央に埋め込まれた焼結合金とからなることを特徴とする。

本発明では、弾性を有する裏板と、この裏板上に複数のブロックを相互に隙間を有して固定したので、裏板の曲げ弾性により制輪子の車輪踏面への追随性が増し、車輪との接触面積が増加する。この結果、ブレーキ距離を短縮することができる。

また、本発明では、鋳鉄製制輪子の中央に焼結合金を埋め込んだので、車輪がいずれの方向に回転しても車輪踏面に鋳鉄粉が付着して、レールとの間の高い摩擦係数を確保することができる。また、中央の焼結合金が車輪踏面に付着した鋳鉄粉をある程度取り除くので、ブレーキ距離の増加を防止し、転動音を低下させることができる。

弾性を有する裏板上に複数のブロックを相互に隙間を有して固定することにより、裏板の曲げ弾性で制輪子の車輪への追随性を増してブレーキ性能の向上という目的が達成できる。

以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る鉄道車輌用制輪子の平面図、図２は本発明の鉄道車輌用制輪子の側面図である。ここで、鉄道車輌用制輪子１０は、弾性を有する裏板１１と、この裏板上に中央に隙間１２を有して左右にブロック１３ａ、１３ｂを完全に二分割して溶接等によって固定している。

裏板１１は、鋼製等を使用することができ、ブロックには鋳鉄を使用することができる。鋳鉄は、湿潤時においても摩擦係数の低下がなく、乾燥持と同様のブレーキ性能を示すとともに、車輪踏面への熱負荷も低い。

図３は、本発明の鉄道車輌用制輪子と現行の制輪子との比較を示すブレーキ性能図である。実物大のブレーキ試験機を使用してブレーキ回数とブレーキ距離を比較したものである。試験条件は、ブレーキ初速度を１３５ｋｍ／ｈ、押付け力を両抱き式で５０ｋｇＮ、車輪の慣性モーメントを１０４７ｋｇｍ^２（等価輪重６．５ｔ相当）とした。試験結果から、何れのブレーキ回数においても現行制輪子に比べて、ブレーキ距離が短縮されている。裏板１１が弾性変形することによって制輪子の車輪への追随性が良くなり、車輪との接触面積が増加していることが観察できた。

図４、５は本発明の第２の実施例を示すものである。
符号３０は鋳鉄合金により構成された制輪子本体である。この制輪子本体３０の中央部には、焼結合金３１が埋め込まれている。この第２実施例の制輪子は、鋳鉄合金からなる制輪子本体３０の中央部に、機械加工、あるいは鋳造時に所定形状の鋳型を用いることにより凹部３０ａを設け、この凹部３０ａに焼結合金３１を嵌合させることによって形成される。また、焼結合金が鋳鉄より高融点の物性を有するものであれば、焼結合金３１を鋳型中に配置しておいて鋳鉄を鋳込むことによっても製造することができる。

この第２の実施例の制輪子にあっては、車輪と鋳鉄合金製の制輪子本体３０とが接触することにより、鋳鉄粉が車輪踏面に付着し、車輪とレール間に高い粘着係数を確保するとともに、焼結合金部が、車輪踏面に付着した鋳鉄粉をある程度取り除き、車輪と制輪子の接触を良好にし、ブレーキ距離の増加を防止するのを防ぐとともに、うねりの発生を防止して、転動音を低減することができる。

図６は、第２の実施例に係る鉄道車輌用制輪子と現行の制輪子との比較を示すブレーキ性能図である。試験条件は、図３に示す試験例と同じである。試験結果から、何れのブレーキ回数においても現行制輪子に比べて、ブレーキ距離が短縮されている。また、ブレーキ回数に関係なく、ブレーキ距離が短縮されていることがわかる。

なお、裏板に固定するブロックは、２個、３個、５個に限ることなく、その他の数であってもよい。また、前記第３実施例の如く一体構造とした場合であっても、車輪との接触面に溝を設けることにより、複数のブロックに分割された状態で車輪に接触することができる構造としてもよい。

図１は、本発明に係る鉄道車輌用制輪子の平面図である。図２は、同鉄道車輌用制輪子の側面図である。図３は、同鉄道車輌用制輪子と現行の制輪子との比較を示すブレーキ性能図である。図４は、本発明の第２の実施例を示す平面図である。図５は、同鉄道車両用制輪子の側面図である。図６は、同鉄道車輌用制輪子と現行の制輪子との比較を示すブレーキ性能図である。図７は、従来の鉄道車輌用制輪子の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０鉄道車輌用制輪子
１１裏板
１２隙間
１３ａ、１３ｂブロック

Claims

弾性を有する材料を円弧状に形成してなる裏板と、
この裏板上に相互に隙間を有して固定された複数の鋳鉄ブロックとからなることを特徴とする鉄道車両用制輪子。
前記鋳鉄ブロックは前記裏板上に対称に２個配設されたことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用制輪子。
鋳鉄合金からなり、車輪の踏面に対応して湾曲して形成された制輪子本体と、
該制輪子本体の円周方向中央に埋め込まれた焼結合金と、
からなることを特徴とする鉄道車両用制輪子。