JP2016016838A - 固体の摩擦調整材アプリケータ - Google Patents

Abstract

【課題】固体の摩擦調整材アプリケータのインサート部材をなくすことで、固体の摩擦調整材補給のための作業スペースの縮小を図り、また金属板どうしの接触をなくして、騒音等の発生や充填されている固体の摩擦調整材の破損も防止できる固体の摩擦調整材アプリケータを提供する。
【解決手段】有底で長方形状断面の中空柱状の金属ケース２に、金属ケース２の長方形状断面の長辺側に金属ケース長手方向に沿う直線状の溝３と、長方形状断面の短辺側でかつ金属ケース２の有底側に摩擦調整材Ｍの補給口４と、補給口４の対向する短辺側内面に沿って摩擦調整材Ｍに押圧を付加する鋼板を渦巻状にした押えバネ５を備え、押えバネ５の始点は、金属ケース開放端内面に固定されていることを特徴とする固体の摩擦調整材アプリケータ１。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車輪の車輪フランジ又は車輪踏面に固形潤滑剤を含む固体摩擦調整材を押し付けて塗布するための装置に関するものである。

鉄道車両は、曲線区間を通過する際は、車輪フランジが外軌道レール頭部側面と接触して、横圧を受け曲線を曲がる仕組みになっている。この際、車輪とレールが擦れ合い、きしり音という擦り音や車輪フランジ、車輪踏面及びレール頭頂面の摩耗が生ずる。このような摩耗が生ずると車輪やレールを取り替えたり、車輪の機械加工やレール削正などが必要になり、多大の手間とコストが上昇する。

きしり音は、輪軸が横に押し戻される距離と前進する距離との比であるクリープ率と車輪が横に押し戻されるときに車輪踏面とレール頭頂面間に発生する横方向の接線力であるクリープ力の関係から解析されている。クリープ率が小さい場合、クリープ力はクリープ率増加に伴い徐々に増大し、最大となったあと、減少していく。このクリープ率増加に伴い、クリープ力が減少する現象をネガティブクリープと言い、この領域では、車輪とレール間でのスリップによる振動が発生して、きしり音の原因になっている。

上記の摩耗やきしり音の発生を減らすため、摩擦調整材を車輪フランジとレール間又は車輪踏面とレール間とに塗布することにより、ネガティブクリープ領域を消失させて、ポジティブに変化させることが可能であり、ネガティブクリープによって引き起こされる車輪とレール間の諸問題を解決することができる。

摩擦調整材はレジンで固められた固体の摩擦調整材と水又は油系の液体の摩擦調整材に大別される。固体の摩擦調整材の場合は、車上から車輪フランジ又は車輪踏面に塗布され、液体の摩擦調整材の場合は、車上から車輪又はレールに、地上からレールにそれぞれ塗布される。車上からの液体の摩擦調整材の塗布装置は、塗布の時間や場所等、細かく設定できるが、そのために液体タンク、ポンプ、ノズル、制御機器、配管、電気配線等が必要であり、車両の大幅な改造が必要となり、コストが掛かる。

一方、固体の摩擦調整材の塗布装置は、アプリケータと言い、車両にアプリケータを取り付けるだけの取り付け治具のみで済み、車両の大幅な改造の必要がなく、コストを大幅に低減することができる。アプリケータ内部には固体の摩擦調整材が複数充填されて、バネで車輪に押し付けられるようになっている。摩擦調整材は、直方体状の形状に後部にはみ出し部がついた形状で、前部には、後部のはみ出し部がはまり込むための空隙が形成されている。このように嵌め合うことで、アプリケータの先端と車輪との間隙から固体の摩擦調整材がこぼれ落ちないようになっている。

従来の固体の摩擦調整材アプリケータ１００は、図４に示すように、角鋼管からなる外部ケース１１０と外部ケース１１０に挿入するインサート部材１２０、両者を固定するロックピン１４０から構成されている。インサート部材１２０には固体の摩擦調整材Ｍに押圧を掛ける押えバネ１３０が備えられている。外部ケース１１０に、互いに嵌り合う固体の摩擦調整材Ｍを複数入れ、インサート部材１２０を入れ込むと鋼板を渦巻状にした押えバネ１３０が固体の摩擦調整材Ｍの長さに対応して伸びながら、固体の摩擦調整材Ｍを押し出す応力を生ずる。ロックピン１４０は反力の掛かったインサート部材１２０が飛び出ないようにインサート部材１２０と外部ケース１１０とを固定するものである。

固体の摩擦調整材アプリケータ１００は、図５に示すように、台車（図示せず）に取り付けられたブラケットＢにより固体の摩擦調整材アプリケータ１００の先端と車輪Ｗとの間隔が１ｃｍ〜２ｃｍ程度になるように外部ケース１１０が固定されて、この隙間に固体の摩擦調整材Ｍがインサート部材１２０に備えられた押えバネ１３０により押し出されて、車輪Ｗの車輪フランジＦ又は車輪踏面Ｔに塗布されることになる。

従来の固体の摩擦調整材アプリケータ１００は、外部ケース１１０と外部ケース１１０に挿入するインサート部材１２０が主要部品であり、インサート部材１２０に備えられた押えバネ１３０によって固体の摩擦調整材Ｍに押圧を加えていた。そのため固定の摩擦調整材Ｍの補給のためには、インサート部材１２０を外部ケース１１０から引き抜く必要があり、インサート部材１２０の長さが外部ケース１１０とほぼ同じ長さであるため、作業スペースとして外部ケース１１０の長さの２倍以上が必要であり、機器が密集する台車周辺に取り付けるための場所の確保や取り付け角度の設定が困難になる場合があった。また外部ケース１１０とインサート部材１２０の金属板どうしが振動によって接触し、騒音が発生する可能性や、振動の衝撃で、固体の摩擦調整材Ｍが破損する可能性があった。

特開平１０−２７３０４７号公報

本発明の目的は、固体の摩擦調整材アプリケータのインサート部材をなくすことで、固体の摩擦調整材補給のための作業スペースの縮小を図り、また金属板どうしの接触をなくして、騒音等の発生や充填されている固体の摩擦調整材の破損も防止できる固体の摩擦調整材アプリケータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の固体の摩擦調整材アプリケータは、有底で長方形状断面の中空柱状の金属ケースに、前記金属ケースの長方形状断面の長辺側に金属ケース長手方向に沿う直線状の溝と、長方形状断面の短辺側でかつ金属ケースの有底側に摩擦調整材の補給口と、前記補給口の対向する短辺側内面に沿って前記摩擦調整材に押圧を付加する鋼板を渦巻状にした押えバネを備え、前記押えバネの始点は、前記金属ケース開放端内面に固定されていることを特徴としている。

本発明の固体の摩擦調整材アプリケータでは、インサート部材を省略している。その代わりに、インサート部材が担っていた蓋の役割、摩擦調整材の補給の役割、押えバネによる摩擦調整材に押圧を付加する役割をケースに担わせる必要がある。

蓋の役割として、有底で長方形状断面の中空柱状の金属ケースからなっている。車輪に摩擦調整材が押し当てられる開放側の反対側の金属ケースを有底にして、固体の摩擦調整材が飛び出さないようにしている。

摩擦調整材の補給の役割として、金属ケースの長方形状断面の短辺側でかつ金属ケースの有底側に摩擦調整材の補給口を備えている。つまり、金属ケースの長方形状断面の短辺側で、かつ金属ケースの開放端側の反対側に対応する有底側に補給口を設けて、そこから摩擦調整材を補給することにしている。

摩擦調整材に押圧を付加する役割として、補給口の対向する短辺側内面に沿って摩擦調整材に押圧を付加する鋼板を渦巻状にした押えバネを備え、押えバネの始点は、金属ケース開放端側の内面に固定されていることを構成としている。金属ケース開放端内面に押えバネの始点を固定し、補給口の対向する短辺側の内面に沿って摩擦調整材によって鋼板を渦巻状にした押えバネが伸ばされると、その縮もうとする力により摩擦調整材を開放端側に押し出そうとする力を及ぼす。

また、本発明の固体の摩擦調整材アプリケータでは、補給された摩擦調整材に渦巻状にした押えバネによる押圧を付加する工程のため金属ケースの長方形状断面の長辺側に金属ケース長手方向に沿う直線状の溝を構成としている。補給前には、渦巻状にした押えバネは、開放端側に丸まって短くなっているのが直線状の溝から確認できるので、この溝から渦巻状のバネ中心にドライバー等を差し込んで、有底側にバネを引き伸ばす。この後、補給口から固体の摩擦調整材を補給して、充填後に溝からドライバー等を引き抜くと、渦巻状のバネは開放されて縮み、補給充填された固体の摩擦調整材に押圧を付加することになる。

更に、前記補給口は、前記有底側にヒンジと補給口開閉手段とを有することによって、前記金属ケースに固定又は解除可能となることを特徴とする摩擦調整材アプリケータである。

本構成の補給口は、有底側にヒンジと補給口開閉手段とを有するので、ヒンジ部分を中心に補給口開閉手段を回転でき、また開閉手段により、補給口開閉手段を金属ケースに固定又は解除可能にできるので補給口が、固体の摩擦調整材の補給時以外に開いたりしないため、内部の摩擦調整材が金属ケースの外に飛び出す恐れがなくなる。

更に、前記有底で長方形状断面の中空柱状の金属ケース内面に防振材を更にラミネートしたことを特徴とする摩擦調整材アプリケータである。

本構成によれば、有底で長方形状断面の中空柱状の金属ケース内面に防振材を更にラミネートしているので、金属ケースと固体の摩擦調整材が直接接触せず、騒音の発生を抑えることができる。また振動が減衰するのでレジンで固められた固体の摩擦調整材の一部が欠損するという頻度も減少させることができる。

更に、前記直線状の溝が、前記金属ケースの長方形状断面の長辺側の両辺に形成されていることを特徴とする摩擦調整材アプリケータである。

本構成によれば、直線状の溝が、金属ケースの長方形状断面の長辺側の両辺に形成されているので、ブラケットに摩擦調整材アプリケータがどの向きに取り付けられていても、長辺側のどちらの面からも、渦巻状の押えバネの中心にドライバー等を差し込んで、有底側に押えバネを引き伸ばすことができるので、作業の自由度が増加する。

本発明の固体の摩擦調整材アプリケータは、従来のインサート部材をなくして、固体の摩擦調整材補給のための作業スペースを縮小することが可能になり、機器が密集する台車周辺に摩擦調整材アプリケータを取り付けるための場所や取り付け角度の自由度を広げることができる。また金属板どうしの接触がなくなったため、騒音等の発生や充填されている固体の摩擦調整材の破損も防止できる。

本発明の第１の実施形態を示す固体の摩擦調整材アプリケータである。 （ａ）側面図 （ｂ）Ａ-Ａでの断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す固体の摩擦調整材アプリケータである。 （ａ）側面図 （ｂ）Ａ’-Ａ’での断面図である。 本発明の補給口開閉手段のワイヤ金具による模式図である。 （ａ）側面図 （ｂ）平面図である。 従来の固体の摩擦調整材アプリケータの模式図である。 固体の摩擦調整材アプリケータを取り付ける概念図である。

以下、本発明の実施形態を図１、図２及び図３に基づいて説明する。

図１（ａ）は、本発明装置の第１実施例の側面図である。本実施例の固体の摩擦調整材アプリケータ１は、有底で長方形状断面の中空柱状の金属ケース２に、金属ケース２の長方形状断面の長辺側に、長手方向に沿って直線状の溝３が形成されている。また長方形状断面の短辺側でかつ金属ケース２の有底側には摩擦調整材Ｍの補給口４が開口されている。前記補給口４の対向する短辺側内面に沿って摩擦調整材Ｍに押圧を付加する鋼板を渦巻状にした押えバネ５が備えられ、押えバネ５の始点は、金属ケース２の開放端の内面にバネ固定ネジ５０により固定されている。なお、有底の金属ケース２とは、単に、長手方向の底が開放端になっていないと言う意味であり、底が金属を折り曲げて形成されていても良い。

本図面では、摩擦調整材Ｍが開放端から１ｃｍ〜２ｃｍ出て、車輪Ｗの表面で止められている場合の摩擦調整材Ｍの補給後の押えバネ５の状態を示しているが、摩擦調整材Ｍの補給が必要な際には、押えバネ５は、開放端に近い位置まで十分縮まって、摩擦調整材Ｍの後部を押圧している。

摩擦調整材Ｍの補給の際には、、直線状の溝３から押えバネ５を確認できるので、溝３から渦巻状の押えバネ５の中心にドライバー等を差し込んで、有底側に押えバネ５を引き伸ばす。押えバネ５を溝３の後端まで引き伸ばした後、補給口４から固体の摩擦調整材Ｍを必要数補給して、充填後に溝３からドライバー等を引き抜くと、渦巻状の押えバネ５は開放されて縮み、図１（ａ）に示すように補給充填された固体の摩擦調整材Ｍの後部に押圧を付加することになる。

図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ-Ａ断面図である。溝３は、金属ケース２の長方形状断面の長辺側の一方に形成されており、金属ケース２の補給口４に対向する長方形状断面の短辺側内面に押えバネ５が設置されていることが解る。押えバネ５の鋼板の上に、摩擦調整材Ｍが充填補給されるため、金属ケース２の長方形状断面の短辺側で、補給口４と押えバネ５は対向する面に位置することになる。

図２（ａ）は、本発明装置の第２実施例の側面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ’-Ａ’断面図である。本実施例は、第１実施例とは補給口４の構成と、金属ケース２の内面に防振材４０がラミネートされている構成と、溝３が金属ケース２の長方形状断面の長辺側の両方に形成されている構成で異なっている。

第１実施例では、補給口４は、金属ケース２に開口された開放口であったが、第２実施例では、補給口４は、補給口蓋２０と補給口蓋２０を回転して開閉するための金属ケース２の有底側に形成されたヒンジ１０から構成されている。更に補給口蓋２０には、途中に湾曲した摘部が設けられており、この摘部を摘むことで、金属ケース２の内側に差し込まれて固定されている補給口蓋２０の先端を引き抜いて、補給口蓋２０を金属ケース２から解除し、ヒンジ１０を中心に回転させ、補給口４を開放して、摩擦調整材Ｍを補給することができる。

また、摩擦調整材Ｍを補給後は、補給口蓋２０をヒンジ１０を中心に回転させ、補給口蓋２０の湾曲した摘部を摘んで、補給蓋２０の先端を金属ケース２の内側に差し込むことで、補給蓋２０を金属ケース２に固定することができる。上記のように補給口蓋２０が開閉手段を有することによって、補給口開閉手段が構成され、補給口蓋２０は、金属ケース２に固定又は解除可能となる。

補給口開閉手段として、補給口蓋２０と補給口蓋２０の湾曲した摘部とは別の具体例として、図３に示すようにワイヤ金具３０による構成を示す。図３（ａ）は、固体の摩擦調整材アプリケータ１の金属ケース２の有底側のみの側面図、図３（ｂ）は、平面図を示したものである。本構成では、補給口開閉手段としてワイヤ金具３０と金属ケース２の長辺側にワイヤ金具３０の固定と解除を可能とする孔が設けられており、ヒンジ１０を中心にワイヤ金具３０が回転することができる。ワイヤ金具３０の先端部を摘むことで、ワイヤ金具３０が孔から解放されるので、補給口４を金属ケース２から解放でき、摩擦調整材Ｍが充填補給可能となる。また補給後は、ワイヤ金具３０を孔に固定することで、補給口４を金属ケース２に固定することができ、摩擦調整材Ｍが金属ケース２の外に飛び出す恐れがなくなる。

金属ケース２の内面には、図２（ｂ）に示すように防振材４０がラミネートされている。このラミネートフィルムにより、金属ケース２と固体の摩擦調整材Ｍが直接接触せず、騒音の発生を抑えることができる。また振動が減衰するのでレジンで固められた固体の摩擦調整材Ｍの一部が欠損するという頻度も減少させることができる。

図２（ｂ）には、直線状の溝３が金属ケース２の長方形状断面の長辺側の両方に形成されている構成が示されている。本構成ではブラケットＢに摩擦調整材アプリケータ１がどの向きに取り付けられていても、長辺側のどちらの面からも、渦巻状の押えバネ５の中心にドライバー等を差し込んで、有底側に押えバネ５を引き伸ばすことができるので、作業の自由度が増加する。

また、金属ケース２の開放端を開放端から直線状の溝までの長さで金属ケース２を外側から覆って補強する補強口金を取り付けても良い。さらにこの補強口金とブラケットＢとを接続しても良いし、金属ケース２の直線状の溝３を塞がないように補強口金の長さを延長して、この補強口金とブラケットＢとを接続するようにしても良い。

１ 固体の摩擦調整材アプリケータ
２ 金属ケース
３ 溝
４ 補給口
５ 押えバネ
１０ ヒンジ
２０ 補給口蓋
３０ ワイヤ金具
４０ 防振材
５０ バネ固定ネジ
１００ 従来の固体の摩擦調整材アプリケータ
１１０ 外部ケース
１２０ インサート部材
１３０ 押えバネ
１４０ ロックピン
Ｂ ブラケット
Ｆ 車輪フランジ
Ｍ 固体の摩擦調整材
Ｔ 車輪踏面
Ｗ 車輪

Claims (4)

1. 有底で長方形状断面の中空柱状の金属ケースに、前記金属ケースの長方形状断面の長辺側に金属ケース長手方向に沿う直線状の溝と、長方形状断面の短辺側でかつ金属ケースの有底側に摩擦調整材の補給口と、前記補給口の対向する短辺側内面に沿って前記摩擦調整材に押圧を付加する鋼板を渦巻状にした押えバネを備え、前記押えバネの始点は、前記金属ケース開放端内面に固定されていることを特徴とする固体の摩擦調整材アプリケータ。
2. 前記補給口は、前記有底側にヒンジと補給口開閉手段とを有することによって、前記金属ケースに固定又は解除可能となる請求項1に記載の固体の摩擦調整材アプリケータ。
3. 前記有底で長方形状断面の中空柱状の金属ケース内面に防振材を更にラミネートしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体の摩擦調整材アプリケータ。
4. 前記直線状の溝が、前記金属ケースの長方形状断面の長辺側の両辺に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体の摩擦調整材アプリケータ。

Images