JP6603968B2 - Simulated snowfall equipment in railway bench test equipment - Google Patents

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Description

本発明は、降雪を模擬した試験環境下において、鉄道用ブレーキ摩擦材(制輪子、ライニング)の性能を評価することができる、鉄道用台上試験装置における模擬降雪装置及び模擬降雪方法に関する。   The present invention relates to a simulated snowfall device and a simulated snowfall method in a railway bench test apparatus capable of evaluating the performance of a railway brake friction material (brake, lining) in a test environment simulating snowfall.

一般に、鉄道車両のブレーキ性能は、ブレーキ摩擦材(制輪子、ライニング)の性能を台上試験で評価し、次に、実際の車両を用いた走行試験によって評価される。
鉄道用台上試験はJIS規格(例えばJIS-E-4309)に準拠して行われ、供試体(車輪またはディスク摩擦面)の制動開始温度を60℃以下とした条件の下、乾燥条件のみで実施されることが多い。ただし、予め定めた規定に基づき、散水量を200ml/minとした湿潤条件とし、乾燥条件に対する摩擦係数のダウン率を20%以内であると定めることもある。
In general, the braking performance of a railway vehicle is evaluated by a bench test after evaluating the performance of a brake friction material (brake, lining), and then by a running test using an actual vehicle.
The railway bench test is conducted in accordance with JIS standards (for example, JIS-E-4309), and the test specimen (wheel or disk friction surface) has a braking start temperature of 60 ° C. or less, and only under dry conditions. Often implemented. However, based on a pre-determined rule, the wet condition may be set to 200 ml / min, and the friction coefficient down rate with respect to the dry condition may be determined to be within 20%.

しかしながら、冬期の降雪条件に対する試験規格や評価基準は定められておらず、降雪時に適したブレーキ摩擦材の選定も、湿潤条件での試験結果に基づき行っていた。こうした背景から、定量的な評価を目的として降雪時を模擬した台上試験が行われた例はあるが、供試体の温度を氷点下にできない点の他に、高価で危険な液体を取り扱う必要があるなどの課題がある。   However, there are no test standards or evaluation standards for winter snowfall conditions, and selection of brake friction materials suitable for snowfall has been made based on test results under wet conditions. Against this background, there are examples of bench tests that simulate snowfall for quantitative evaluation, but in addition to the fact that the temperature of the specimen cannot be below freezing, it is necessary to handle expensive and dangerous liquids. There are some issues.

例えば、試験方法として、液体窒素を寒材とした人工雪の生成手法が用いられていたが、雪質や量が一定にならず、装置が大型で試験状況を外部から監視できず、コストや手間に課題があった。
また、液体窒素は極低温冷媒のため、安全性の観点からも好ましくないものであり、このため、これらの課題点を見直し、車輪・制輪子の冷却方法にドライアイスを用いた手法も提供されている。
For example, a method for generating artificial snow using liquid nitrogen as a cold material was used as a test method, but the snow quality and quantity are not constant, the device is large, and the test status cannot be monitored from the outside, and costs and There was a problem.
In addition, liquid nitrogen is a cryogenic refrigerant, which is not preferable from the viewpoint of safety.Therefore, these issues have been reviewed and a method using dry ice as a cooling method for wheels and control wheels is also provided. ing.

例えば、特許文献1に示される、鉄道用台上試験装置における回転体冷却治具では、開口が鉄道用車輪の外周面に臨むように支持されて、該開口の上方にビーズ状をなすドライアイスが収容される冷却剤収容部を備えた構成とされる。
そして、この回転体冷却治具では、開口を通じて、ビーズ状のドライアイスにより鉄道用車輪の外周面を冷却し、該鉄道用車輪の外周面及びその周辺を、寒冷地の氷結層を生成可能な状態まで冷却する。
For example, in the rotating body cooling jig in the railway bench test apparatus shown in Patent Document 1, dry ice is supported in such a manner that the opening faces the outer peripheral surface of the railway wheel and forms a bead shape above the opening. It is set as the structure provided with the coolant accommodating part in which is accommodated.
In this rotating body cooling jig, the outer peripheral surface of the railway wheel can be cooled by bead-like dry ice through the opening, and the outer peripheral surface of the railway wheel and its periphery can generate an ice layer in a cold region. Cool to state.

特開2011−7527号公報JP 2011-7527 A

しかしながら、特許文献1に示される回転体冷却治具では、車輪・制輪子表面に付着した霜によって低温環境を模擬したものであるために、実車におけるブレーキ距離の延伸現象とは異なる試験結果となっていた。
このため、鉄道用台上試験装置において、実際の降雪状況に近い環境を再現して、冬期に発生するブレーキ距離の延伸する現象に関して、定性的な現象の把握ができる技術の提供が期待されていた。
However, the rotating body cooling jig shown in Patent Document 1 simulates a low-temperature environment by frost adhering to the surface of the wheel / brake, and therefore the test results are different from the brake distance extension phenomenon in an actual vehicle. It was.
For this reason, it is expected to provide a technology that can reproduce the environment close to the actual snowfall situation and understand the qualitative phenomenon regarding the phenomenon of extending the brake distance that occurs in winter in the on-rail test equipment for railways. It was.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、実際の降雪状況に近い環境を実現して、冬期に発生するブレーキ距離の延伸する現象に関して、定性的な現象の把握と解明が可能となる、鉄道用台上試験装置における模擬降雪装置及び模擬降雪方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and realizes an environment close to an actual snowfall situation, and grasps and elucidates a qualitative phenomenon regarding a phenomenon in which a brake distance extending in winter occurs. An object of the present invention is to provide a simulated snowfall device and a simulated snowfall method in a railway bench test apparatus.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、鉄道用車輪のブレーキ性能試験を行う鉄道用台上試験装置であって、氷塊を貯留するホッパーと、該ホッパーから供給された氷塊を砕く削氷機と、該削氷機から排出された削氷を前記鉄道用車輪に案内する案内板と、を有し、前記案内板は、前記制輪子と該制輪子が接する前記鉄道用車輪の踏面との間に、前記削氷機から排出された削氷を案内することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention relates to a railway bench test apparatus for performing a braking performance test on railway wheels, a hopper for storing ice blocks, an ice breaker for breaking ice blocks supplied from the hopper, and discharging from the ice breaker A guide plate that guides the cut ice to the railway wheel, the guide plate from the ice cutter between the control wheel and the tread of the rail wheel that the control wheel contacts. It is characterized by guiding the discharged ice.

そして、本発明によれば、ホッパーに貯留された氷塊が削氷機に供給され、該削氷機にて削氷される。その後、削氷機から排出された削氷は、案内板を経て、制輪子と該制輪子が接する鉄道用車輪の踏面との間に供給される。これによって鉄道用車輪の踏面に付着した氷により制輪子による制動が妨げられるという、実際の降雪状況に近い環境を実現することができ、冬期に発生するブレーキ距離の延伸する現象に関して、定性的な現象の把握と解明を可能とすることができる。   And according to this invention, the ice block stored by the hopper is supplied to an ice maker, and it ices with this ice maker. After that, the icing ice discharged from the icing machine is supplied through the guide plate between the control wheel and the tread of the railway wheel with which the control wheel contacts. As a result, it is possible to realize an environment close to the actual snowfall situation in which braking by the control is hindered by ice adhering to the tread of the railway wheel, and qualitatively regarding the phenomenon that the brake distance is extended in winter. It is possible to understand and elucidate the phenomenon.

また、本発明の模擬降雪装置では、前記案内板は、前記鉄道用車輪の踏面の接線方向に沿って前記削氷機から排出された削氷を落下させるように位置設定されていることを特徴とする。   Further, in the simulated snowfall device of the present invention, the guide plate is positioned so as to drop the icing ice discharged from the icing machine along a tangential direction of the tread surface of the railway wheel. And

そして、本発明によれば、鉄道用車輪の踏面の接線方向に沿って削氷機から排出された削氷を落下させるように、案内板が位置設定されているので、該案内板によって、車輪の回転に伴う気流によって氷が吹き飛ばされる現象を最小限に防止して、鉄道用車輪の踏面と制輪子との間に削氷を円滑に供給することができる。   And according to the present invention, the guide plate is positioned so as to drop the raked ice discharged from the icing machine along the tangential direction of the tread surface of the railway wheel. The phenomenon that ice is blown off by the air flow accompanying the rotation of the wheel can be prevented to a minimum, and ice cutting can be smoothly supplied between the tread of the railway wheel and the control wheel.

また、本発明の模擬降雪装置では、前記案内板の先端部に、前記鉄道用車輪の踏面を囲む凹状部を有していることを特徴とする。   In the simulated snowfall device of the present invention, the guide plate has a concave portion surrounding the tread surface of the railway wheel at the tip of the guide plate.

そして、本発明によれば、案内板の先端部が鉄道用車輪の踏面を囲む凹状部を有する形状であるので、案内板を鉄道用車輪の踏面周囲に近接配置することができ、該案内板によって、車輪の回転に伴う気流によって氷が吹き飛ばされる現象を最小限に防止して、鉄道用車輪の踏面の周囲に削氷を円滑に供給することができる。   According to the present invention, since the leading end of the guide plate has a concave portion surrounding the tread surface of the railway wheel, the guide plate can be disposed close to the periphery of the tread surface of the railway wheel. Thus, it is possible to minimize the phenomenon of ice being blown off by the air flow accompanying the rotation of the wheel, and to smoothly supply the icing around the tread of the railway wheel.

また、本発明の模擬降雪装置では、前記ホッパーに、所定量の氷塊を前記削氷機に供給するためのシャッタ機構が設けられていることを特徴とする。   The simulated snowfall device of the present invention is characterized in that the hopper is provided with a shutter mechanism for supplying a predetermined amount of ice blocks to the ice cutter.

そして、本発明によれば、ホッパーに所定量の氷塊を削氷機に供給するためのシャッタ機構が設けられているので、該シャッタ機構の開閉動作により、例えば1駅間に相当する約10分間の模擬降雪を実施することができ、実際の降雪状況に近い環境を実現することが可能となる。   According to the present invention, the hopper is provided with a shutter mechanism for supplying a predetermined amount of ice blocks to the ice cutter, so that the shutter mechanism opens and closes for about 10 minutes corresponding to one station, for example. Therefore, it is possible to realize an environment close to the actual snowfall situation.

また、本発明の模擬降雪装置では、前記ホッパーには内部の氷塊を振動させるための加振機が設けられていることを特徴とする。   In the simulated snowfall device of the present invention, the hopper is provided with a vibration exciter for vibrating an ice block inside.

そして、本発明によれば、ホッパーに内部の氷塊を振動させるための加振機が設けられているので、該加振機による振動によって、ホッパーに貯留された氷塊が融けて互いに結合し合うという現象発生を防止することができ、削氷機への氷塊の供給を円滑に行うことができる。   According to the present invention, since the hopper is provided with a vibration exciter for vibrating the ice pieces inside, the ice pieces stored in the hopper are melted and combined with each other by the vibration of the shaker. Occurrence of the phenomenon can be prevented, and the ice block can be smoothly supplied to the ice cutter.

また、本発明の模擬降雪装置では、前記ホッパーは少なくとも側部に位置する壁部が透明板により構成されていることを特徴とする。   In the simulated snowfall device of the present invention, the hopper includes at least a wall portion located on a side portion made of a transparent plate.

そして、本発明によれば、ホッパーは少なくとも側部に位置する壁部が透明板により構成されているので、該透明板を通じてホッパー内の氷塊の貯留状況を外部から確認することができる。   And according to this invention, since the wall part located in a side part at least is comprised by the transparent board, the storage condition of the ice block in a hopper can be confirmed from the outside through this transparent board.

また、本発明の模擬降雪装置では、前記鉄道用車輪及び制輪子にこれらを氷点下まで冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とする。   In the simulated snowfall device of the present invention, the railway wheel and the brake are provided with cooling means for cooling them to below freezing point.

そして、本発明によれば、鉄道用車輪及び制輪子にこれらを氷点下まで冷却する冷却手段がさらに設けられているので、該冷却手段を介した鉄道用車輪及び制輪子の冷却により、実際に近い寒冷地域での降雪環境を実現することができる。   According to the present invention, the railway wheel and the control are further provided with cooling means for cooling them to below the freezing point. A snowfall environment can be realized in cold regions.

また、本発明の模擬降雪方法では、鉄道用車輪の踏面に制輪子を接触させることによりブレーキ性能試験を行う鉄道用台上試験装置において、所定量の氷塊を供給する第1工程と、該第1工程で供給された氷塊を砕く第2工程と、該第2工程で得た削氷を前記鉄道用車輪に案内する第3工程と、を有し、前記第3工程では、前記制輪子と該制輪子が接する前記鉄道用車輪の踏面との間に、前記削氷を案内することを特徴とする。   Further, in the simulated snowfall method of the present invention, a first step of supplying a predetermined amount of ice blocks in a railway bench test apparatus that performs a brake performance test by bringing a control device into contact with a tread surface of a railway wheel; A second step of crushing the ice block supplied in one step, and a third step of guiding the cutting ice obtained in the second step to the railway wheel. In the third step, The icing is guided between the rail wheel and the tread surface of the railway wheel that is in contact with the control wheel.

そして、本発明によれば、ホッパーに貯留された氷塊が削氷機に供給され(第1工程)、該削氷機にて削氷される(第2工程)。その後、削氷機から排出された削氷は、案内板を経て、制輪子と該制輪子が接する鉄道用車輪の踏面との間に供給される(第3工程)。これによって鉄道用車輪の踏面に付着した氷により制輪子による制動が妨げられるという、実際の降雪状況に近い環境を実現することができ、冬期に発生するブレーキ距離の延伸する現象に関して、定性的な現象の把握と解明を可能とすることができる。   According to the present invention, the ice blocks stored in the hopper are supplied to the ice cutter (first step), and the ice slicer is sliced by the ice cutter (second step). Thereafter, the ice cutting discharged from the ice machine is supplied through the guide plate between the control wheel and the tread surface of the railway wheel with which the control wheel contacts (third step). As a result, it is possible to realize an environment close to the actual snowfall situation in which braking by the control is hindered by ice adhering to the tread of the railway wheel, and qualitatively regarding the phenomenon that the brake distance is extended in winter. It is possible to understand and elucidate the phenomenon.

本発明によれば、実際の降雪状況に近い環境を実現することができ、冬期に発生するブレーキ距離の延伸する現象に関して、定性的な現象の把握と解明を可能とすることができる。   According to the present invention, it is possible to realize an environment close to an actual snowfall situation, and it is possible to grasp and elucidate a qualitative phenomenon regarding a phenomenon in which a brake distance is extended in winter.

(A)本発明の実施形態に係る鉄道用台上試験装置に設置された模擬降雪装置を示す側面図であり、(B)は(A)を矢印(B)方向から見た図である。(A) It is a side view which shows the simulated snowfall apparatus installed in the railway bench test apparatus which concerns on embodiment of this invention, (B) is the figure which looked at (A) from the arrow (B) direction. シャッタ機構を示す図である。It is a figure which shows a shutter mechanism. 模擬降雪装置の動作1を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 1 of a simulated snowfall apparatus. 模擬降雪装置の動作2を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 2 of a simulated snowfall apparatus. 模擬降雪装置の動作3を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 3 of a simulated snowfall apparatus. 案内板を正面から見た図である。It is the figure which looked at the guide plate from the front. 模擬降雪装置の操作スイッチを説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the operation switch of a simulated snowfall apparatus.

本発明の実施形態について図1〜図7を参照して説明する。
図1に符号100で示すものは、鉄道用車輪W(以下、車輪Wという)の踏面1に制輪子2を接触させることによりブレーキ性能試験を行う鉄道用台上試験装置であって、この鉄道用台上試験装置100上には模擬降雪装置101が設置されている。
また、これら車輪W及び制輪子2には、寒冷地域での降雪環境を実現するために氷点下まで冷却する冷却手段が設けられているが、図面では省略されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
What is denoted by reference numeral 100 in FIG. 1 is a railway bench test apparatus for performing a brake performance test by bringing a control wheel 2 into contact with a tread surface 1 of a railway wheel W (hereinafter referred to as a wheel W). A simulated snowfall device 101 is installed on the bench test apparatus 100.
The wheels W and the control device 2 are provided with cooling means for cooling to below freezing point in order to realize a snowfall environment in a cold region, which is omitted in the drawing.

模擬降雪装置101は、鉄道用台上試験装置100上に固定されたアルミ製のフレーム10と、該フレーム10の上部に支持されて内部に氷塊M1を貯留可能とするホッパー11と、該ホッパー11から供給された氷塊M1を砕く(あるいは削る)削氷機12と、該削氷機12から排出された削氷M2を車輪Wに案内する案内板13と、を有している。   The simulated snowfall device 101 includes an aluminum frame 10 fixed on a railway bench test device 100, a hopper 11 supported on the upper portion of the frame 10 and capable of storing an ice mass M1 therein, and the hopper 11 The ice breaker 12 that crushes (or cuts) the ice block M1 supplied from the vehicle and the guide plate 13 that guides the ice breaker M2 discharged from the ice breaker 12 to the wheels W.

ホッパー11は透明なアクリル板20により構成されたものであって、その内部に氷塊M1を貯留するための収容空間21を有し、かつ全体が傾斜した状態となるようにフレーム10上に保持されている。
上記ホッパー11では、透明なアクリル板20を通じて、内部の収容空間21内に収容されている氷塊M1の量を外部から目視確認することができる。なお、このホッパー11は全面を透明なアクリル板20で形成することに限定されず、少なくとも側部に位置する壁部の一部を透明とすれば良い。
The hopper 11 is constituted by a transparent acrylic plate 20, and has an accommodation space 21 for storing the ice mass M1 therein, and is held on the frame 10 so as to be inclined as a whole. ing.
In the hopper 11, the amount of the ice block M <b> 1 stored in the internal storage space 21 can be visually confirmed from the outside through the transparent acrylic plate 20. In addition, this hopper 11 is not limited to forming the whole surface with the transparent acrylic board 20, What is necessary is just to make a part of wall part located in a side part transparent.

また、ホッパー11の直下には内部の氷塊M1を振動させるための加振機22が設けられている。そして、この加振機22により振動を加えることによって、ホッパー11に貯留された氷塊M1が互いに結合して大きな氷塊となって供給が妨げられる現象を防止することができ、削氷機12への氷塊M1の供給を円滑に行うことができる。   A vibrator 22 for vibrating the internal ice mass M1 is provided immediately below the hopper 11. Further, by applying vibration by the vibration exciter 22, it is possible to prevent a phenomenon in which the ice blocks M1 stored in the hopper 11 are combined with each other to become large ice blocks and the supply is hindered. The ice block M1 can be supplied smoothly.

なお、ホッパー11とそれ以外の部分は、防振ゴムにより接続されているため、加振機22による振動のホッパー以外の部分への影響は最小限に減衰される。
また、ホッパー11の下部はシュート部14となっており、該シュート部14を通じて氷塊M1が削氷機12に供給される。
また、削氷機12の周囲に設置されているものは、氷塊M1の飛散を防止しかつ氷塊M1を所定方向に案内するためのカバー15である。
In addition, since the hopper 11 and other parts are connected by vibration-proof rubber, the influence of the vibration by the vibration exciter 22 on the parts other than the hopper is attenuated to the minimum.
Further, a lower portion of the hopper 11 is a chute portion 14, and the ice block M <b> 1 is supplied to the ice cutter 12 through the chute portion 14.
What is installed around the ice cutter 12 is a cover 15 for preventing the ice block M1 from scattering and guiding the ice block M1 in a predetermined direction.

また、ホッパー11の途中には所定量の氷塊M1を削氷機12に供給するためのシャッタ機構23が設けられている。
このシャッタ機構23は、図2に示されるように、ホッパー11の収容空間21を横断するように上下方向に移動自在に配置された開閉板24と、該開閉板24を閉鎖する方向に付勢する引張ばね25と、該引張ばね25の付勢力に抗して開閉板24を下方に移動させるシリンダ機構26と、を有する構成である。
A shutter mechanism 23 for supplying a predetermined amount of ice block M1 to the ice cutter 12 is provided in the middle of the hopper 11.
As shown in FIG. 2, the shutter mechanism 23 includes an opening / closing plate 24 movably arranged in the vertical direction so as to cross the accommodation space 21 of the hopper 11, and an urging force in a direction to close the opening / closing plate 24. And a cylinder mechanism 26 that moves the open / close plate 24 downward against the urging force of the tension spring 25.

そして、上記シャッタ機構23では、シリンダ機構26が駆動された場合に、図3〜図4に示されるように、開閉板24が下方(図2に矢印(イ)で示す方向)に移動して、ホッパー11の収容空間21が開放状態となる。これによってホッパー11に収容された氷塊M1が削氷機12に供給される。
また、シャッタ機構23では、シリンダ機構26の駆動が解除されたされた場合に図4〜図5に示されるように、該引張ばね25の付勢力により、開閉板24が上方(図2に矢印(ロ)で示す方向)に引き上げられて、ホッパー11の収容空間21が閉鎖状態となる。これによってホッパー11に収容された氷塊M1が、削氷機12へ供給されることが停止される。
そして、以上のようなシャッタ機構23の開閉板24の開閉動作によって、例えば1駅間に相当する約10分間の降雪に相当する氷塊M1を、削氷機12へ瞬時に供給することができ、実際の降雪状況に近い模擬環境を実現することが可能となる。
In the shutter mechanism 23, when the cylinder mechanism 26 is driven, the opening / closing plate 24 moves downward (in the direction indicated by the arrow (A) in FIG. 2) as shown in FIGS. The accommodation space 21 of the hopper 11 is opened. Thereby, the ice block M1 accommodated in the hopper 11 is supplied to the ice cutter 12.
Further, in the shutter mechanism 23, when the driving of the cylinder mechanism 26 is released, as shown in FIGS. 4 to 5, the opening / closing plate 24 is moved upward (arrow in FIG. 2) by the urging force of the tension spring 25. In the direction indicated by (B), the accommodation space 21 of the hopper 11 is closed. As a result, the supply of the ice block M1 accommodated in the hopper 11 to the ice cutter 12 is stopped.
Then, by the opening / closing operation of the opening / closing plate 24 of the shutter mechanism 23 as described above, for example, ice blocks M1 corresponding to about 10 minutes of snowfall corresponding to one station can be instantaneously supplied to the ice cutter 12, It becomes possible to realize a simulated environment close to the actual snowfall situation.

案内板13は、図1及び図5に矢印aで示されるように、制輪子2と該制輪子2が接する車輪Wの踏面1との間に、削氷機12から排出された削氷M2を案内する。より具体的には、案内板13は、車輪Wの踏面1の接線方向(符号Tで示す)に沿って、削氷機12の排出口12Aから矢印a方向に排出された削氷M2を落下させるように、位置設定されている。
そして、このような案内板13の位置設定によって、車輪Wの踏面1の接線方向Tに沿って削氷機12から排出された削氷M2を落下させ、車輪Wの回転に伴う気流によって氷が吹き飛ばされる現象発生を防止する。
As shown by arrows a in FIGS. 1 and 5, the guide plate 13 is disposed between the control device 2 and the tread surface 1 of the wheel W with which the control device 2 is in contact with the ice cutting M2 discharged from the ice cutter 12. To guide you. More specifically, the guide plate 13 drops the ice cutting M2 discharged in the direction of arrow a from the discharge port 12A of the ice cutting machine 12 along the tangential direction (indicated by the symbol T) of the tread surface 1 of the wheel W. The position is set so that
Then, by such position setting of the guide plate 13, the ice cutting M2 discharged from the ice cutter 12 is dropped along the tangential direction T of the tread surface 1 of the wheel W, and the ice is caused by the air flow accompanying the rotation of the wheel W. Prevents the phenomenon of being blown away.

また、案内板13の先端部は、図1(B)及び図6に示されるように車輪Wの踏面1を囲む凹状部16を有している。
そして、このような案内板13の先端部に、車輪Wの踏面1を囲む凹状部16を設けることにより、車輪Wの踏面1の周囲に案内板13を近接配置することができ、車輪Wの回転に伴う気流によって氷が吹き飛ばされる現象を防止することができる。
Moreover, the front-end | tip part of the guide plate 13 has the recessed part 16 surrounding the tread surface 1 of the wheel W, as FIG.1 (B) and FIG.6 show.
And by providing the concave part 16 surrounding the tread surface 1 of the wheel W at the front end portion of such a guide plate 13, the guide plate 13 can be disposed close to the periphery of the tread surface 1 of the wheel W. It is possible to prevent a phenomenon in which ice is blown off by an air flow accompanying rotation.

また、上述したシャッタ開閉機構23、加振機22及び削氷機12は、図7に示されるように制御部30に接続されており、操作スイッチ31からの操作信号に基づき駆動される。そして、このような操作スイッチ31により、シャッタ開閉機構23、加振機22及び削氷機12を有線(又は無線)で遠隔操作することが可能となる。   Further, the shutter opening / closing mechanism 23, the vibration exciter 22, and the ice cutter 12 described above are connected to the control unit 30 as shown in FIG. 7 and driven based on an operation signal from the operation switch 31. Such an operation switch 31 makes it possible to remotely operate the shutter opening / closing mechanism 23, the vibration exciter 22, and the ice cutter 12 by wire (or wireless).

なお、上述した模擬降雪装置101の具体的設定では、削氷機12の下面が、車輪Wの踏面1から約100mmの高さになるよう調整し、かつ案内板13と車輪Wとの隙間が50mmとなるよう調整することが好ましい。案内板13からの削氷片の投下位置は、制輪子2の侵入端から踏面1の円周方向に約300mm離れた箇所とすることが好ましい。これにより、回転する車輪Wの周囲に発生する境界層の流れを抑制することができ、車輪Wの踏面1に安定した降雪を可能とする。   In the specific setting of the simulated snowfall device 101 described above, the bottom surface of the ice machine 12 is adjusted to be about 100 mm from the tread surface 1 of the wheel W, and the gap between the guide plate 13 and the wheel W is adjusted. It is preferable to adjust so that it may be set to 50 mm. It is preferable that the dropping position of the ice cutting piece from the guide plate 13 is a location about 300 mm away from the intrusion end of the control wheel 2 in the circumferential direction of the tread surface 1. Thereby, the flow of the boundary layer generated around the rotating wheel W can be suppressed, and stable snowfall can be performed on the tread surface 1 of the wheel W.

そして、以上のように構成された鉄道用台上試験装置100における模擬降雪装置101によれば、図3〜図4に示されるように、シリンダ機構26の駆動によりシャッタ機構23の開閉板24が開放された場合に、ホッパー11に貯留された氷塊M1が削氷機12に供給され、該削氷機12にて削氷M2される。
その後、削氷機12の排出口12Aから排出された削氷M2は、図4〜図5に示されるように、案内板13を経て、制輪子2と該制輪子2が接する車輪Wの踏面1との間に供給される。これによって車輪Wの踏面1に付着した氷により制輪子2による制動が妨げられるという、実際の降雪状況に近い環境を実現することができ、冬期に発生するブレーキ距離の延伸する現象に関して、定性的な現象の把握と解明を可能とすることができる。
具体的には、削氷機12により、従来に比べて安定した量(2000g/min)と比重 (0.45)の削氷M2による降雪環境を実現することができる。
また、冷凍庫により冷却した氷を削氷M2することで安価で安全に大量の削氷M2を生成可能である。
さらに実際の鉄道用台上試験装置100に、上述した模擬降雪装置101を適用した実験においては、実車におけるブレーキ距離の延伸現象と類似した試験結果を得ることが確認されている。
Then, according to the simulated snowfall device 101 in the railway bench test apparatus 100 configured as described above, the opening / closing plate 24 of the shutter mechanism 23 is driven by the driving of the cylinder mechanism 26 as shown in FIGS. When released, the ice block M1 stored in the hopper 11 is supplied to the ice cutter 12, and the ice cutter M2 cuts the ice.
Thereafter, the ice cutting M2 discharged from the discharge port 12A of the ice cutter 12 passes through the guide plate 13 as shown in FIGS. 4 to 5 and the tread surface of the wheel controller 2 and the wheel W with which the controller element 2 comes into contact. 1 is supplied. As a result, it is possible to realize an environment close to the actual snowfall situation in which braking by the control device 2 is hindered by ice adhering to the tread surface 1 of the wheel W, and qualitatively regarding a phenomenon in which the brake distance extending in winter occurs. It is possible to understand and elucidate various phenomena.
Specifically, with the ice cutter 12, it is possible to realize a snowfall environment by the ice cutting M2 having a stable amount (2000 g / min) and specific gravity (0.45) compared to the conventional one.
Further, by cutting the ice cooled by the freezer into the ice cutting M2, a large amount of the ice cutting M2 can be generated safely at low cost.
Furthermore, in an experiment in which the above-described simulated snowfall device 101 is applied to an actual railway bench test apparatus 100, it has been confirmed that a test result similar to the brake distance extension phenomenon in an actual vehicle is obtained.

また、上記模擬降雪装置101によれば、車輪Wの踏面1の接線方向Tに沿って削氷機12から排出された削氷M2を落下させるように、案内板13が位置設定されているので、該案内板13によって、車輪Wの回転に伴う気流によって氷が吹き飛ばされる現象を最小限に防止して、車輪Wの踏面1と制輪子2との間に削氷M2を円滑に供給することができる。   Further, according to the simulated snowfall device 101, the guide plate 13 is positioned so as to drop the ice removal M2 discharged from the ice machine 12 along the tangential direction T of the tread surface 1 of the wheel W. The guide plate 13 minimizes the phenomenon of ice being blown off by the air flow accompanying the rotation of the wheel W, and smoothly supplies the ice cutting M2 between the tread surface 1 and the control wheel 2 of the wheel W. Can do.

また、上記模擬降雪装置101によれば、案内板13の先端部が車輪Wの踏面1を囲む凹状部16を有する形状であるので、案内板13を車輪Wの踏面1周囲に近接配置することができ、該案内板13によって、車輪Wの回転に伴う気流によって氷が吹き飛ばされる現象を最小限に防止して、車輪Wの踏面1の周囲に削氷M2を円滑に供給することができる。   Further, according to the simulated snowfall device 101, the guide plate 13 is disposed in the vicinity of the tread surface 1 of the wheel W because the tip end portion of the guide plate 13 has the concave portion 16 surrounding the tread surface 1 of the wheel W. The guide plate 13 can prevent the phenomenon that ice is blown off by the air flow accompanying the rotation of the wheel W, and can smoothly supply the ice cutting M2 around the tread 1 of the wheel W.

また、上記模擬降雪装置101によれば、ホッパー11に所定量の氷塊M1を削氷機12に供給するためのシャッタ機構23が設けられているので、該シャッタ機構23の開閉動作により(図3〜図5参照)、瞬間的な削氷機12への氷塊M1の供給が可能となる。さらに、シャッタ機構25を介した削氷機12への氷塊M1の供給により、例えば1駅間に相当する約10分間の模擬降雪を実施することができ、実際の降雪状況に近い環境を実現することが可能となる。   Further, according to the simulated snowfall device 101, since the shutter mechanism 23 for supplying a predetermined amount of ice blocks M1 to the ice cutter 12 is provided in the hopper 11, the opening and closing operation of the shutter mechanism 23 (FIG. 3). ˜see FIG. 5), it is possible to supply the ice block M1 to the ice cutter 12 instantaneously. Further, by supplying the ice block M1 to the ice cutter 12 via the shutter mechanism 25, for example, simulated snowfall of about 10 minutes corresponding to one station can be performed, and an environment close to the actual snowfall situation is realized. It becomes possible.

また、上記模擬降雪装置101によれば、ホッパー11に内部の氷塊M1を振動させるための加振機22が設けられているので、該加振機22による振動によって、ホッパー11に貯留された氷塊M1が融けて互いに結合し合うという現象発生を防止することができ、削氷機12への氷塊M1の供給を円滑に行うことができる。   Further, according to the simulated snowfall device 101, the hopper 11 is provided with the vibration exciter 22 for vibrating the internal ice mass M1, so that the ice mass stored in the hopper 11 by the vibration of the vibration exciter 22 is provided. Occurrence of the phenomenon that M1 melts and bonds with each other can be prevented, and the ice block M1 can be smoothly supplied to the ice cutter 12.

また、上記模擬降雪装置101によれば、ホッパー11は少なくとも側部に位置する壁部が透明なアクリル板20により構成されているので、該透明なアクリル板20を通じてホッパー11内の氷塊M1の貯留状況を外部から確認することができる。   Further, according to the simulated snowfall device 101, since the hopper 11 is constituted by the transparent acrylic plate 20 at least at the side wall, the ice block M1 in the hopper 11 is stored through the transparent acrylic plate 20. The situation can be confirmed from the outside.

また、上記模擬降雪装置101によれば、車輪W及び制輪子2にこれらを氷点下まで冷却する冷却手段(図示略)がさらに設けられているので、該冷却手段を介した車輪W及び制輪子2の冷却により、実際に近い寒冷地域での降雪環境を実現することができる。   Further, according to the simulated snowfall device 101, the wheel W and the brake 2 are further provided with cooling means (not shown) for cooling them to below the freezing point. Therefore, the wheel W and the brake 2 via the cooling means are provided. With this cooling, it is possible to realize a snowfall environment in a cold region that is close to the actual situation.

また、上記模擬降雪装置101では、所定量の氷塊M1を供給する第1工程と、該第1工程で供給された氷塊M1を砕く第2工程と、該第2工程で得た削氷M2を車輪Wに案内する第3工程とを有し、第3工程では、制輪子2と該制輪子2が接する車輪Wの踏面1との間に削氷M2を案内する「模擬降雪方法」が採用されている。
そして、以上のような「模擬降雪方法」により、ホッパー11に貯留された氷塊M1が削氷機12に供給され(第1工程)、該削氷機12にて削氷M2される(第2工程)。その後、削氷機12から排出された削氷M2は、案内板13を経て、制輪子2と該制輪子2が接する車輪Wの踏面1との間に供給される(第3工程)。これによって車輪Wの踏面1に付着した氷により制輪子2による制動が妨げられるという、実際の降雪状況に近い環境を実現することができ、冬期に発生するブレーキ距離の延伸する現象に関して、定性的な現象の把握と解明を可能とすることができる。
なお本発明の降雪模擬装置は、車輪の踏面に制輪子を接触させる方式のブレーキのみならず、車輪と一体に回転するブレーキディスクに制動力を作用させるいわゆるディスクブレーキにより制動される車輪の降雪状態(車輪表面に氷雪が付着した状態)における制動状況の試験にも利用することができる。
Further, in the simulated snowfall device 101, the first step of supplying a predetermined amount of ice blocks M1, the second step of breaking the ice blocks M1 supplied in the first step, and the ice cutting M2 obtained in the second step. A third step of guiding to the wheel W, and in the third step, a “simulated snowfall method” is adopted in which the ice shave M2 is guided between the control device 2 and the tread surface 1 of the wheel W that the control device 2 contacts. Has been.
Then, by the “simulated snowfall method” as described above, the ice block M1 stored in the hopper 11 is supplied to the ice cutter 12 (first step), and the ice cutter M2 is used for ice removal M2 (second step). Process). After that, the ice cutting M2 discharged from the ice cutter 12 is supplied through the guide plate 13 between the control wheel 2 and the tread surface 1 of the wheel W with which the control wheel 2 contacts (third step). As a result, it is possible to realize an environment close to the actual snowfall situation in which braking by the control device 2 is hindered by ice adhering to the tread surface 1 of the wheel W, and qualitatively regarding a phenomenon in which the brake distance extending in winter occurs. It is possible to understand and elucidate various phenomena.
The snowfall simulation device according to the present invention is not limited to a brake of a type in which a control is brought into contact with the tread surface of a wheel, but a snowfall state of a wheel braked by a so-called disc brake that applies a braking force to a brake disc that rotates integrally with the wheel. It can also be used for testing the braking situation in a state where ice and snow are attached to the wheel surface.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

本発明は、降雪を模擬した試験環境下において、鉄道用ブレーキ摩擦材(制輪子、ライニング)の性能を評価することができる、鉄道用台上試験装置における模擬降雪装置及び模擬降雪方法に関する。   The present invention relates to a simulated snowfall device and a simulated snowfall method in a railway bench test apparatus capable of evaluating the performance of a railway brake friction material (brake, lining) in a test environment simulating snowfall.

1 踏面
2 制輪子
10 フレーム
11 ホッパー
12 削氷機
13 案内板
16 凹状部
20 アクリル板(透明板)
22 加振機
23 シャッタ機構
31 操作スイッチ
100 鉄道用台上試験装置
101 模擬降雪装置
M1 氷塊
M2 削氷
W 車輪
T 接線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tread 2 Control device 10 Frame 11 Hopper 12 Ice machine 13 Guide plate 16 Concave part 20 Acrylic plate
22 Exciter 23 Shutter mechanism 31 Operation switch 100 Railway bench test apparatus 101 Simulated snowfall device M1 Ice block M2 Ice removal W Wheel T Tangent

Claims (5)

鉄道用車輪のブレーキ性能試験を行う鉄道用台上試験装置であって、
氷塊を貯留するホッパーと、該ホッパーから供給された氷塊を砕く削氷機と、該削氷機から排出された削氷を前記鉄道用車輪に案内する案内板と、を有し、
前記案内板は、前記制輪子と該制輪子が接する前記鉄道用車輪の踏面との間に、前記削氷機から排出された削氷を案内し、
前記案内板は、前記鉄道用車輪の踏面の接線方向に沿って前記削氷機から排出された削氷を落下させるように位置設定され、
前記案内板の先端部は、前記鉄道用車輪の踏面を囲む凹状部を有していることを特徴とする模擬降雪装置。
A railway bench testing device for testing the braking performance of railway wheels,
A hopper for storing ice blocks, an ice cutter for breaking the ice blocks supplied from the hopper, and a guide plate for guiding the ice chips discharged from the ice cutter to the railway wheel,
The guide plate guides the icing discharged from the icing machine between the control wheel and the tread surface of the railway wheel that the control device contacts ,
The guide plate is positioned so as to drop the icing discharged from the icing machine along the tangential direction of the tread surface of the railway wheel,
The snowfall device according to claim 1, wherein a front end portion of the guide plate has a concave portion surrounding the tread surface of the railway wheel .
前記ホッパーには、所定量の氷塊を前記削氷機に供給するためのシャッタ機構が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の模擬降雪装置。 The simulated snowfall device according to claim 1 , wherein the hopper is provided with a shutter mechanism for supplying a predetermined amount of ice blocks to the ice cutter. 前記ホッパーには内部の氷塊を振動させるための加振機が設けられていることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の模擬降雪装置。 The simulated snowfall device according to claim 1, wherein the hopper is provided with a vibration exciter for vibrating an ice block inside. 前記ホッパーは少なくとも側部に位置する壁部が透明板により構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の模擬降雪装置。 The simulated snowfall device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the hopper has at least a side wall portion formed of a transparent plate. 前記鉄道用車輪及び制輪子には、これらを氷点下まで冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の模擬降雪装置。 The simulated snowfall device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the railway wheel and the control wheel are provided with cooling means for cooling them to below freezing point.
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