JP6899134B2 - Brake shoes for railroad cars - Google Patents
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Description
本発明は鉄道車両用制輪子に関する。とくに塵埃などの付着物を除去しやすい鉄道車両用制輪子に関する。 The present invention relates to a brake shoe for a railway vehicle. In particular, it relates to a brake shoe for railway vehicles that easily removes deposits such as dust.
従来から、鉄道車両用摩擦ブレーキの機構には、踏面方式とディスク方式があり、在来線には踏面方式が多く採用されている。前記踏面方式は、鉄道車輪の車輪踏面に制輪子の摩擦面を押付けることで、ブレーキ力を発生させるものである。前記制輪子には、鋳鉄制輪子や焼結制輪子等の金属素材からなる摺動材で構成されるものがあるが、鋳鉄制輪子では制輪子寿命が短く取り換え頻度が多いことや、焼結制輪子では高価になる等、デメリットが存する事等があることから、比較的長寿命で安価な材質である合成樹脂を結合材とし、これに炭素粉、鉄粉等の摩擦調整材を混合して成形した摩擦体を有する合成制輪子が用いられている。 Conventionally, there are two types of friction brake mechanisms for railway vehicles, the tread system and the disc system, and the tread system is often used for conventional lines. In the tread method, a braking force is generated by pressing the friction surface of the brake shoe against the wheel tread of the railway wheel. Some of the brake shoes are made of a sliding material made of a metal material such as a cast iron brake shoe or a sintered brake shoe. However, the cast iron brake shoe has a short life of the brake shoe and is frequently replaced, and is sintered. Brake shoes have disadvantages such as being expensive, so synthetic resin, which is a relatively long-life and inexpensive material, is used as a binder, and friction adjusting materials such as carbon powder and iron powder are mixed with this. A synthetic brake shoe having a friction body formed by the above is used.
特許文献1には、金属ブロック挿入型合成制輪子が記載されている。特許文献2〜4には中央の幅方向に溝部を有する制輪子が提案されている。本出願人は特許文献5において、制輪子本体の両端部及び溝部の両側に傾斜面を有する制輪子を提案した。
Patent Document 1 describes a metal block insertion type synthetic brake shoe. Patent Documents 2 to 4 propose a brake shoe having a groove in the central width direction. In
しかし、従来の鉄道車両用制輪子は、幅方向(車両の進行方向と直交する方向)は面一であり、水、雪、グリス等の付着物は制輪子と車輪踏面との間に入りやすいという問題があった。水、雪、グリス等の付着物は制輪子と車両踏面との間に入ってしまうと、ブレーキ性能は低下する。また、制輪子の前面を傾斜面にすることも考えられるが、前面全部を傾斜面にすると先端部分の強度は低下し、耐久性の問題が発生する。さらに、雪や水、油などを制輪子本体(シュー)側面に流すために制輪子本体の両端部分には砂埃、摩耗粉、オイル、グリス等が混ざった塵埃がこびり付き易く、これを除去するため掃除が必要であるが、特許文献5の制輪子は、部分的傾斜面16a,16bの台金(背面板)部分が邪魔となり、制輪子本体(シュー)が摩耗してきたときに除去しにくいという問題があり、改良が求められていた。
However, conventional brake shoes for rolling stock are flush in the width direction (direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle), and deposits such as water, snow, and grease easily enter between the brake shoes and the wheel treads. There was a problem. If deposits such as water, snow, and grease get between the brake shoes and the tread of the vehicle, the braking performance will deteriorate. Further, it is conceivable that the front surface of the brake shoe is an inclined surface, but if the entire front surface is an inclined surface, the strength of the tip portion is lowered and a problem of durability occurs. Furthermore, in order to allow snow, water, oil, etc. to flow to the side of the brake shoe body (shoe), dust mixed with dust, wear powder, oil, grease, etc. tends to stick to both ends of the brake shoe body, and this is to be removed. Cleaning is required, but it is said that the brake shoes of
本発明は前記従来の問題を解決するため、砂埃、摩耗粉、オイル、グリス等が混ざった塵埃がこびり付いても除去しやすい鉄道車両用制輪子を提供する。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a railroad vehicle brake shoe that is easy to remove even if dust mixed with dust, abrasion powder, oil, grease, etc. sticks to it.
本発明の鉄道車両用制輪子は、鉄道車両の車輪踏面に摺接して前記車輪にブレーキをかけるための制輪子であって、制輪子本体の中央部の幅方向には溝部が形成され、前記制輪子本体の両端部及び前記溝部の両側は、車両の進行方向又は逆行方向と直交する方向の面と、前記車輪の非フランジ側に傾斜する傾斜面があり、前記制輪子本体の両端部の傾斜面は、前記制輪子本体と一体化されている台金まで延びていることを特徴とする。 The brake shoe for a railroad vehicle of the present invention is a brake shoe for sliding contact with the wheel tread of a railroad vehicle to apply a brake to the wheel, and a groove is formed in the width direction of the central portion of the brake shoe main body. Both ends of the brake shoe body and both sides of the groove have a surface in a direction orthogonal to the traveling direction or the reverse direction of the vehicle and an inclined surface inclined to the non-flange side of the wheel, and both ends of the brake shoe body. The inclined surface is characterized in that it extends to a base metal integrated with the brake shoe main body.
本発明の鉄道車両用制輪子は、制輪子本体の車両の進行方向又は逆行方向と直交する方向の面及び傾斜面と、台金の車両の進行方向又は逆行方向と直交する方向の面及び傾斜面とが、各々、面一となっていることにより、砂埃、摩耗粉、オイル、グリス等が混ざった塵埃がこびり付いても除去するための掃除がしやすい鉄道車両用制輪子を提供できる。 The railcar brake shoe of the present invention has a surface and an inclined surface in a direction orthogonal to the traveling direction or a retrograde direction of the vehicle of the brake shoe main body, and a surface and an inclination in a direction orthogonal to the traveling direction or the retrograde direction of the base metal vehicle. Since the surfaces are flush with each other, it is possible to provide a brake shoe for railroad vehicles that is easy to clean in order to remove dust mixed with dust, abrasion powder, oil, grease, etc. even if it sticks to the surface.
本発明の制輪子は、鉄道車両の車輪踏面に摺接して車輪にブレーキをかけるための制輪子である。この制輪子の材料には特に限定はなく、任意のものを使用できる。例えば、フェノール樹脂などの合成樹脂を結合材とし、これに炭素粉、鉄粉等の摩擦調整材を混合して成形した摩擦体を有する合成制輪子を用いることができる。さらに金属ブロックやセラミックスブロックを挿入させたハイブリッド型制輪子であっても良い。 The brake shoe of the present invention is a brake shoe for braking the wheels by sliding on the treads of the wheels of a railway vehicle. The material of this brake shoe is not particularly limited, and any material can be used. For example, a synthetic brake shoe having a friction body formed by using a synthetic resin such as a phenol resin as a binder and mixing a friction adjusting material such as carbon powder or iron powder with the binder can be used. Further, a hybrid type brake shoe in which a metal block or a ceramic block is inserted may be used.
本発明の制輪子の両端部及び溝部両側には、車両の進行方向又は逆行方向と直交する方向の面(以下「直交面」ともいう。)と、前記車輪の非フランジ側に傾斜する面(以下「傾斜面」ともいう。)を備えており、制輪子本体の両端部の傾斜面は、制輪子本体と一体化されている台金(背面板)まで延びている。すなわち、台金(背面板)も傾斜面とする。好ましくは、制輪子本体の両端部の傾斜面と、台金(背面板)の傾斜面とは面一にする。これにより、砂埃、摩耗粉、オイル、グリス等が混ざった塵埃がこびり付いても除去しやすい。 On both ends and both sides of the groove of the brake shoe of the present invention, a surface in a direction orthogonal to the traveling direction or the retrograde direction of the vehicle (hereinafter, also referred to as an "orthogonal surface") and a surface inclined toward the non-flange side of the wheel (hereinafter, also referred to as "orthogonal surface") Hereinafter, it is also referred to as an “inclined surface”), and the inclined surfaces at both ends of the brake shoe main body extend to a base metal (back plate) integrated with the brake shoe main body. That is, the base metal (back plate) is also an inclined surface. Preferably, the inclined surfaces at both ends of the brake shoe body and the inclined surfaces of the base metal (back plate) are flush with each other. As a result, even if dust mixed with dust, abrasion powder, oil, grease, etc. sticks, it can be easily removed.
制輪子の中央部の幅方向に溝部が形成されている。溝部があると応力集中を防ぐことができ、たわみを持たせて破損を防止できる。 A groove is formed in the width direction of the central portion of the brake shoe. If there is a groove, stress concentration can be prevented, and bending can be provided to prevent damage.
前記制輪子の摺接面は、前記溝部の中心線を中心とする対称の関係にあることが好ましい。鉄道車両は双方向に走行するので、対称であればどちらの方向に走行しても同様な作用効果が得られる。 It is preferable that the sliding contact surfaces of the brake shoes have a symmetrical relationship with the center line of the groove portion as the center. Since the railroad vehicle travels in both directions, the same effect can be obtained regardless of which direction the railroad vehicle travels as long as it is symmetrical.
前記直交面の長さは摺接面において、前記制輪子の全体の幅の40%以上90%以下が好ましいく、より好ましくは45%以上75%以下である。前記の範囲であれば、本発明の効果をより高くすることができる。 The length of the orthogonal plane is preferably 40% or more and 90% or less, and more preferably 45% or more and 75% or less of the total width of the brake shoes on the sliding contact surface. Within the above range, the effect of the present invention can be further enhanced.
前記制輪子の両端部の直交面からの傾斜面の角度(θ1)は10〜60°、前記溝部の両側の直交面からの傾斜面の角度(θ2)は10〜40°であり、θ1>θ2の関係であるのが好ましい。さらに好ましいθ1は20〜50°であり、より好ましくは30〜40°である。θ2は、さらに好ましくは15〜35°であり、より好ましくは20〜30°である。前記の範囲であればより効率よく水、雪、グリス等の物質を排除しやすい。また、θ1>θ2が好ましいのは、制輪子の直交面には、溝内に比べてより多くの水、雪、グリス等の物質が当たるため、これを排除するためである。 The angle (θ1) of the inclined surface from the orthogonal planes at both ends of the brake shoe is 10 to 60 °, and the angle (θ2) of the inclined surface from the orthogonal planes on both sides of the groove portion is 10 to 40 °, θ1>. The relationship is preferably θ2. A more preferable θ1 is 20 to 50 °, and a more preferably 30 to 40 °. θ2 is more preferably 15 to 35 °, more preferably 20 to 30 °. Within the above range, substances such as water, snow, and grease can be easily removed more efficiently. Further, θ1> θ2 is preferable because more substances such as water, snow, and grease hit the orthogonal plane of the brake shoe than in the groove, and this is eliminated.
前記溝部は、前記溝部の両側の直交面同士の間隔は、車輪摺接面から見て10〜25mmであることが好ましく、さらに好ましくは15〜20mmである。このようにすると、傾斜面を入れることによって摺動面積は少なくなるが、溝の幅を狭くし、その分摺動面積を広げることができ、傾斜面のないものとほぼ同等の摺動面積を確保できる。これにより、乾燥時におけるブレーキの作用効果を傾斜面のないものとほぼ同等に保持できる。 The distance between the orthogonal surfaces on both sides of the groove is preferably 10 to 25 mm, more preferably 15 to 20 mm when viewed from the wheel sliding contact surface. In this way, the sliding area is reduced by inserting the inclined surface, but the width of the groove can be narrowed and the sliding area can be increased by that amount, and the sliding area is almost the same as that without the inclined surface. Can be secured. As a result, the effect of the brake during drying can be maintained almost the same as that without an inclined surface.
前記制輪子の非フランジ側の側面には車輪踏面から離れる方向にスリット及び/又はリブが形成されているのが好ましい。このようにすると、制輪子の傾斜面から排除される水、雪、グリス等の物質が再度溝内に入る割合を減らすことができる。 It is preferable that slits and / or ribs are formed on the side surface of the brake shoe on the non-flange side in a direction away from the wheel tread. By doing so, it is possible to reduce the proportion of substances such as water, snow, and grease that are excluded from the inclined surface of the brake shoe and enter the groove again.
前記制輪子本体の少なくとも両端部には、撥水・撥油塗料がコーティングされているのが好ましい。前記制輪子本体の側部、両端部及び溝部の両側部には撥水・撥油塗料がコーティングされているのがさらに好ましい。これにより、さらに塵埃は溜まりにくく、溜まっても除去が容易となる。撥水・撥油塗料としては、例えば市販のフッ素系塗料を使用できる。 It is preferable that at least both ends of the brake shoe body are coated with a water-repellent / oil-repellent paint. It is more preferable that the side portion, both end portions, and both side portions of the groove portion of the brake shoe main body are coated with a water-repellent / oil-repellent paint. As a result, dust is less likely to accumulate, and even if it accumulates, it can be easily removed. As the water-repellent / oil-repellent paint, for example, a commercially available fluorine-based paint can be used.
以下図面を用いて説明する。以下の図面において、同一符号は同一部品又は同一物を示す。図1は本発明の一実施例における制輪子10の車輪摺接面2a,2bから見た斜視図である。制輪子10は制輪子本体1と台金(背面板)8と取付板9で構成されている。制輪子本体1は、両端には直交面3a,3bと、傾斜面4a,4bがあり、溝部5にも直交面6a,6bと、傾斜面7a,7bがある。制輪子本体の両端部の傾斜面4a,4bは、制輪子本体と一体化されている台金(背面板)8まで延びている。すなわち、台金(背面板)8も傾斜面であり、制輪子本体の両端部の傾斜面4a,4bと、台金(背面板)の傾斜面とは面一である。
車両進行方向に運転時を例にとると、水、雪、グリス等の物質は、まず直交面3aに当たり、次いで傾斜面4aで非フランジ側に排除され、そのまま脱落してしまうものもあるが、一部は制輪子10の非フランジ側側面を伝わって溝部5に入るので、これは傾斜面7bから排除される。逆行方向の場合は逆の傾斜面が同じ作用を発揮する。また、制輪子本体の両端部の直交面3a,3bと、傾斜面4a,4bに砂埃、摩耗粉、オイル、グリス等が混ざった塵埃がこびり付いても除去しやすい。
This will be described below with reference to the drawings. In the drawings below, the same reference numerals indicate the same parts or the same objects. FIG. 1 is a perspective view of the
Taking the example of driving in the vehicle traveling direction, substances such as water, snow, and grease first hit the
図2は同制輪子10の側面の非フランジ面側から見た側面図、図3は同制輪子10の車輪摺接面から見た平面図である。図3から明らかなとおり、車輪摺接面2a,2bは変形した6角形状をしており、両端の傾斜面4a,4bの傾斜角(θ1)は溝部5の傾斜面7a,7bの傾斜角(θ2)より、角度が高い。これは両端に当たる水、雪、グリス等の物質の量が相対的に多いため、排除量も多くするためである。また、溝部5の幅は、図2〜3の例では車輪摺接面から見て10〜25mmである。これにより、摺動面積を広げている。図2の11は受金である。図3の一点鎖線100は左右対称の線である。
FIG. 2 is a side view seen from the non-flange surface side of the side surface of the
図4は同制輪子の雨天時における水の排除方向を示す説明図である。図4は走行試験における水の挙動を高速度カメラで撮影した写真を観察して作成したものである。まず、水12aは先端の直交面3aにあたり、傾斜面4aに排除され(水12b)、非フランジ側側面を伝わって流れて溝部5に入り(水12c)、この水は傾斜面7bから排除され(水12d)、再度非フランジ側側面を伝わって流れ落ちる(水12e)。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the water removal direction of the brake shoe in rainy weather. FIG. 4 was created by observing a photograph taken with a high-speed camera of the behavior of water in a running test. First, the
図5Aは同制輪子のグリス等付着物が付着する状態を示す説明図、図5Bは同降雪時の雪が排除される状態を示す説明図である。通常の鉄道車両はグリス等を車輪に供給しながら運転走行している。これはレールと車輪の異音や摩擦量を減少するためである。したがって、車輪踏面にはグリス等が付着しやすい。本発明の制輪子は、グリス等14が車輪踏面13aに付着しても図5Aに示すように直交面3aと傾斜面4aで捕捉する。加えて、図5Bに示すように降雪時に雪が付着しても、傾斜面4aから排除する。13bは車輪のフランジである。
FIG. 5A is an explanatory diagram showing a state in which deposits such as grease of the brake shoe adhere, and FIG. 5B is an explanatory diagram showing a state in which snow is removed during the same snowfall. Ordinary railroad vehicles are driven while supplying grease or the like to the wheels. This is to reduce the noise and friction between the rail and the wheel. Therefore, grease or the like tends to adhere to the wheel tread. In the brake shoe of the present invention, even if grease or the like 14 adheres to the
これに対して従来の制輪子17は、図6に示すとおりであり、部分的傾斜面16a,16bの台金(背面板)部分が邪魔となり、制輪子本体(シュー)が摩耗してきたときに除去しにくいという問題がある。
On the other hand, in the
図7Aは本発明の一実施例における制輪子の背面図であり、図7Bは従来の制輪子の背面図である。本発明の一実施例における制輪子は、台金(背面板)8の右下と左下部分(制輪子本体の両端部の傾斜面4a,4bに相当する部分)がカットされているが、従来の制輪子の右下と左下部分(制輪子本体の部分的系斜面16a,16bに相当する部分)はカットされていない。
FIG. 7A is a rear view of the brake shoe according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a rear view of the conventional brake shoe. In the brake shoe according to the embodiment of the present invention, the lower right and lower left portions of the base metal (back plate) 8 (the portions corresponding to the
以下実施例を用いて本発明を説明する。本発明は以下の実施例に限定して解釈されるものではない。 The present invention will be described below with reference to examples. The present invention is not construed as being limited to the following examples.
(実施例1)
図1〜3に示す制輪子を製作した。全体の大きさは、側面から見た直線長さ350mm,幅79mmである。材料は従来品と同じフェノール樹脂などの合成樹脂を結合材とし、これに炭素粉、鉄粉等の摩擦調整材を混合して成形した。この制輪子を用いて、車両運転試験を行ったところ、制輪子本体の両端部の直交面3a,3bと、傾斜面4a,4bに砂埃、摩耗粉、オイル、グリス等が混ざった塵埃がこびり付いても除去しやすく、掃除も楽であった。
(Example 1)
The brake shoes shown in FIGS. 1 to 3 were manufactured. The overall size is a straight line length of 350 mm and a width of 79 mm when viewed from the side surface. The material used was a synthetic resin such as phenol resin, which is the same as the conventional product, and was molded by mixing it with a friction adjusting material such as carbon powder and iron powder. When a vehicle driving test was conducted using this brake shoe, dust mixed with dust, abrasion powder, oil, grease, etc. adhered to the
(比較例1)
図6に示す従来例の制輪子を用いて、降雪時に車両運転試験を行ったところ、部分的傾斜面16a,16bの台金(背面板)部分が邪魔となり、制輪子本体(シュー)が摩耗してきたときに除去しにくく、掃除に手間がかかった。
(Comparative Example 1)
When a vehicle driving test was conducted during snowfall using the conventional brake shoe shown in FIG. 6, the base metal (back plate) portion of the partially
(実施例2)
実施例1の制輪子本体の両端部の直交面3a,3bと、傾斜面4a,4bに、市販のフッ素系撥水・撥油塗料を刷毛塗りで塗装し、乾燥後、150℃、3分間の加熱硬化をしてコーティングした。この制輪子を用いて、車両運転試験を行ったところ、制輪子本体の両端部の直交面3a,3bと、傾斜面4a,4bに砂埃、摩耗粉、オイル、グリス等が混ざった塵埃がこびり付いても、実施例の制輪子に比べてさらに除去しやすく、掃除も楽であった。
(Example 2)
A commercially available fluorine-based water- and oil-repellent paint is applied to the
本発明の鉄道車両用制輪子は、砂埃、摩耗粉、オイル、グリス等が混ざった塵埃がこびり付いても除去しやすく、掃除も楽であることから、高速鉄道や通常の鉄道車両に好適なほか、地上を走行することが予定されている地下鉄車両や路面電車車両などにも好適である。 The brake shoes for railway vehicles of the present invention are suitable for high-speed railways and ordinary railway vehicles because they are easy to remove even if dust mixed with dust, abrasion powder, oil, grease, etc. sticks to them and are easy to clean. It is also suitable for subway cars and tram cars that are scheduled to run on the ground.
1,17 制輪子本体
2a,2b 車輪摺接面
3a,3b,6a,6b 直交面
4a,4b,7a,7b 傾斜面
5 溝部
8 台金(背面板)
9 取付板
10 制輪子
11 受金
12a〜12e 水の流れ方向
13a 車輪の踏面
13b 車輪のフランジ
14 グリス等
15 雪
16a,16b 部分的傾斜面
1,17
9 Mounting
Claims (5)
制輪子本体の中央部の幅方向には溝部が形成され、
前記制輪子本体の背面には台金が一体化され、
前記制輪子本体及び前記台金の両端部及び前記溝部の両側は、車両の進行方向又は逆行方向と直交する方向の面と、前記車輪の非フランジ側に傾斜する傾斜面があり、
前記制輪子本体の前記直交する方向の面及び前記傾斜面と、前記台金の前記直交する方向の面及び前記傾斜面とが、各々、面一となっている、鉄道車両用制輪子。 A brake shoe for braking the wheels by sliding on the treads of the wheels of a railway vehicle.
A groove is formed in the width direction of the central part of the brake shoe body,
A base metal is integrated on the back of the brake shoe body.
Both ends of the brake shoe body, the base metal , and both sides of the groove have a surface in a direction orthogonal to the traveling direction or the retrograde direction of the vehicle and an inclined surface inclined to the non-flange side of the wheel.
A brake shoe for a railroad vehicle in which the orthogonal surface and the inclined surface of the brake shoe main body and the orthogonal surface and the inclined surface of the base metal are flush with each other.
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