JP6913543B2 - Abrasion detector and friction member for brake - Google Patents
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Description
本発明は、摩耗検知装置及びブレーキ用摩擦部材に関する。 The present invention relates to a wear detection device and a friction member for a brake.
鉄道車両に用いられるブレーキ装置は、制輪子を車輪の踏面に接触して制動力を発生させる。このようなブレーキ装置では、所望の制動力を得るため、制輪子が摩耗した場合でも、制輪子と車輪の踏面との間の距離が一定となるように調整される。 Brake devices used in railroad vehicles bring brake shoes into contact with the treads of wheels to generate braking force. In such a braking device, in order to obtain a desired braking force, the distance between the brake shoe and the tread surface of the wheel is adjusted to be constant even when the brake shoe is worn.
また、制輪子の摩擦部材の摩耗限度を検知する摩耗検知装置が提案されている。例えば特許文献1には、制輪子の摩耗限度位置に沿って導電線が配設され、この導電線が制輪子の摩耗によって切断することによって摩耗限度を検知する摩耗検知装置が開示されている。 Further, a wear detection device for detecting the wear limit of the friction member of the brake shoe has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a wear detection device in which a conductive wire is arranged along a wear limit position of a brake shoe, and the wear limit is detected by cutting the conductive wire due to wear of the brake shoe.
ところで、上記特許文献1に記載の摩耗検知装置では、制輪子の摩耗を検知するために、導電線に常に通電する必要があり、電力の消費量が多い。なお、車輪の踏面に接触して制動力を発生させるブレーキ装置に限らず、被押圧部材に押し当てられるブレーキ用摩擦部材が摩耗するキャリパブレーキやレールブレーキ等のブレーキ装置でも同様の課題がある。 By the way, in the wear detection device described in Patent Document 1, in order to detect the wear of the brake shoes, it is necessary to constantly energize the conductive wire, which consumes a large amount of electric power. It should be noted that not only the brake device that generates a braking force by contacting the tread surface of the wheel, but also a brake device such as a caliper brake or a rail brake in which the friction member for braking pressed against the pressed member is worn has the same problem.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力の消費量を抑えつつ、ブレーキ用摩擦部材の摩耗を容易に検知することのできる摩耗検知装置及びブレーキ用摩擦部材を提供することにある。 The present invention has been made in view of these circumstances, and an object of the present invention is to provide a wear detection device and a brake friction member capable of easily detecting wear of a brake friction member while suppressing power consumption. To provide.
上記課題を解決する摩耗検知装置は、被押圧部材に押し当てられるブレーキ用摩擦部材の摩耗を検知する摩耗検知装置であって、前記ブレーキ用摩擦部材が摩耗により、前記ブレーキ用摩擦部材の表面に一部が露出することで前記被押圧部材と接触する接触子と、前記被押圧部材と前記接触子との接触によって、前記ブレーキ用摩擦部材が摩耗したことを通知するための通知部に電源からの電力を供給する給電部と、を備える。 The wear detection device that solves the above problems is a wear detection device that detects the wear of the friction member for the brake pressed against the pressed member, and the friction member for the brake is worn on the surface of the friction member for the brake. From the power supply to the notification unit for notifying that the contactor that comes into contact with the pressed member when a part of the brake member is exposed and that the friction member for the brake is worn due to the contact between the pressed member and the contactor. It is provided with a power feeding unit for supplying the power of the above.
上記構成によれば、ブレーキ用摩擦部材が摩耗したときに給電部から通知部に電力が供給されるようになり、同通知部によってブレーキ用摩擦部材の摩耗が通知される。よって、電力の消費量を抑えつつ、ブレーキ用摩擦部材の摩耗を容易に検知することができる。 According to the above configuration, when the brake friction member is worn, electric power is supplied from the power feeding unit to the notification unit, and the notification unit notifies the wear of the brake friction member. Therefore, it is possible to easily detect the wear of the friction member for the brake while suppressing the power consumption.
上記摩耗検知装置について、前記接触子は、前記被押圧部材との接触により生じる摩擦熱を前記給電部に伝達するものであり、前記給電部は、前記接触子から伝達された熱によって電力を供給するものであることが好ましい。 Regarding the wear detection device, the contactor transmits frictional heat generated by contact with the pressed member to the power feeding unit, and the power feeding unit supplies electric power by the heat transmitted from the contactor. It is preferable that the device is used.
上記構成によれば、ブレーキ用摩擦部材が摩耗すると接触子が被押圧部材と接触して摩擦熱が生じ、この熱を接触子が給電部に伝達することで給電部が電力を供給することができる。 According to the above configuration, when the friction member for the brake is worn, the contactor comes into contact with the pressed member to generate frictional heat, and the contactor transfers this heat to the power supply unit so that the power supply unit supplies electric power. can.
上記摩耗検知装置について、前記給電部は、前記通知部に電力を供給する導通位置と、前記通知部に電力を供給しない非導通位置との間で変位可能な可動子を含み、前記接触子は、前記被押圧部材との接触により変位して前記可動子と接触することで当該可動子を前記導通位置に駆動することが好ましい。 Regarding the wear detection device, the power feeding unit includes a mover that can be displaced between a conductive position that supplies power to the notification unit and a non-conducting position that does not supply power to the notification unit. It is preferable that the mover is driven to the conduction position by being displaced by the contact with the pressed member and coming into contact with the mover.
上記構成によれば、ブレーキ用摩擦部材が摩耗すると接触子が被押圧部材と接触して可動子を非導通位置から導通位置に変位させることで給電部が電力を供給することができる。 According to the above configuration, when the friction member for the brake is worn, the contactor comes into contact with the pressed member and displaces the mover from the non-conducting position to the conductive position, so that the power feeding unit can supply electric power.
上記摩耗検知装置について、前記給電部は、前記接触子と前記被押圧部材との接触状態にかかわらず、給電を一度開始したら、給電を継続するものであることが好ましい。
上記構成によれば、通知部への給電が継続されるため、制動が解除されても、摩耗検知の通知を継続することができる。
With respect to the wear detection device, it is preferable that the power feeding unit continues the power feeding once the power feeding is started regardless of the contact state between the contactor and the pressed member.
According to the above configuration, since the power supply to the notification unit is continued, the wear detection notification can be continued even if the braking is released.
上記摩耗検知装置は、前記通知部を備えることが好ましい。
上記構成によれば、ブレーキ用摩擦部材が摩耗したことを摩耗検知装置自らが通知することができる。
The wear detection device preferably includes the notification unit.
According to the above configuration, the wear detection device itself can notify that the friction member for the brake has been worn.
上記摩耗検知装置について、前記通知部は、前記ブレーキ用摩擦部材が摩耗した旨の情報を無線受信機に送信する無線送信部であることが好ましい。
上記構成によれば、摩耗検知の通知を無線で受信することができるため、離れた場所でも摩耗したことを把握することができる。
Regarding the wear detection device, it is preferable that the notification unit is a wireless transmission unit that transmits information to the effect that the brake friction member is worn to the wireless receiver.
According to the above configuration, since the wear detection notification can be received wirelessly, it is possible to grasp that the wear has been performed even at a remote place.
上記課題を解決するブレーキ用摩擦部材は、上記の摩耗検知装置を備える。
上記構成によれば、電力の消費量を抑えつつ、ブレーキ用摩擦部材の摩耗を容易に検知することができる。
The friction member for a brake that solves the above problems includes the above wear detection device.
According to the above configuration, it is possible to easily detect the wear of the friction member for the brake while suppressing the consumption of electric power.
本発明によれば、電力の消費量を抑えつつ、ブレーキ用摩擦部材の摩耗を容易に検知することができる。 According to the present invention, wear of the friction member for a brake can be easily detected while suppressing power consumption.
(第1の実施形態)
以下、図1〜図9を参照して、摩耗検知装置を備えた制輪子の第1の実施形態について説明する。本実施形態では、摩耗検知装置を鉄道車両のブレーキ装置の制輪子に適用している。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the brake shoe provided with the wear detection device will be described with reference to FIGS. 1 to 9. In this embodiment, the wear detection device is applied to the brake shoes of the brake device of a railway vehicle.
図1に示すように、鉄道車両1は、台車2の上に車体3が保持されている。台車2は、1両あたり2個設けられている。台車2には、2軸設けられ、4個の車輪4が設けられている。台車2には、車輪4の踏面に押し当てて制動力を発生させる押当部材である制輪子5を有する図示しないブレーキ装置が設けられている。ブレーキ装置は、空圧等によって駆動する駆動機構を介して制輪子5を車輪4の踏面に圧接したり、車輪4の踏面から離間させたりすることで制動を行う。各制輪子5には、車輪4の踏面に接触する制輪子5の摩耗を検知する摩耗検知装置20が設置されている。なお、制輪子5がブレーキ用摩擦部材に相当し、車輪4が被押圧部材に相当する。
As shown in FIG. 1, in the railway vehicle 1, the
図2に示すように、制輪子5は、長手方向、言い換えれば上下方向に延出する台板11と、車輪4の踏面4Aと接触する摩擦材12とを備えている。摩擦材12は、台板11の正面11A側に固定されている。台板11の摩擦材12が固定されていない面、背面11Bには、側面視においてU字状の取付板13と、背面視(図3参照)においてU字状の2個の止め板14,15が突出した状態で固定されている。取付板13は、台板11の背面11Bの長手方向、言い換えれば上下方向において中央に設けられている。止め板14,15は、台板11の背面11Bの上部寄りと下部寄りとにそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 2, the
制輪子5は、ブレーキ装置の駆動機構の先端に設けられた制輪子頭6に取り付けられる。制輪子5と制輪子頭6とは、制輪子コッター7と呼ばれる板材によって固定されている。取付板13には、制輪子コッター7が貫通する貫通孔13Aが形成されている。制輪子頭6は、制輪子5の上側の止め板14と取付板13との間、及び下側の止め板15と取付板13との間において接触するように設けられている。制輪子頭6の制輪子5の取付板13が位置する部分は、凹部6Aとなっている。
The
摩耗検知装置20は、制輪子5の台板11と取付板13とによって形成される空間A内に設置されている。すなわち、摩耗検知装置20は、直方体状のケース21に収容されている。ケース21には、両側方に突出する取付部21Aが設けられている。ケース21が空間Aに設置された状態で、取付部21Aが制輪子5の台板11の背面11Bに固定されている。このように、元々あった空間Aに摩耗検知装置20を設置するため、摩耗検知装置20を制輪子5に設置するために新たなスペースが不要であり、制輪子5の設計変更が不要である。
The
摩耗検知装置20は、制輪子5が所定量X以上摩耗したときに、車輪4の踏面4Aと接触する接触子22を備えている。接触子22は、丸棒状の部材であって、径の異なる段付き部材である。接触子22は、例えば鋳鉄系の金属からなる。接触子22は、ケース21の外側に突出した状態で設けられ、制輪子5が所定量X以上摩耗したときに、制輪子5の表面に一部が露出することで踏面4Aと接触する。ケース21は制輪子5の台板11の背面11Bに固定されるので、接触子22は制輪子5の台板11を貫通して、摩擦材12内に挿入されている。接触子22の長さは、接触子22の先端の位置が摩擦材12の摩耗を検知したい所定量Xの位置となるように設定される。所定量Xは、例えば摩擦材12の残り厚さが15〜20mmとなる長さである。なお、接触子22の材料は、摩擦材12の材料よりも熱伝導率が高い。また、接触子22は、車輪4との摩擦によって接触子22自体が摩耗する材料で構成されていてもよく、被押当部材である車輪4が摩耗するような材料で構成されていてもよく、被押当部材と同じ材料で構成されていてもよい。このうち、交換の容易さの観点では、接触子22自体が摩耗する材料が好ましい。
The
図3に示すように、摩耗検知装置20は、装置の制御を行う制御部24と、車輪4の踏面4Aと接触子22との接触に基づいて導通状態となることで電気回路を閉じる検知スイッチ23と、制輪子5の摩擦材12が摩耗したことを外部に通知する通知部とを備えている。接触子22は、車輪4の踏面4Aとの接触による摩擦熱によって温度が上昇し、検知スイッチ23に接触子22の熱を伝達する。検知スイッチ23は、熱によって非導通状態から導通状態に切り替わる感熱式のスイッチであって、例えばバイメタルスイッチ、セラミックサーモスタット等である。コネクタ26は、ノートパソコンやタブレット端末等が接続される。
As shown in FIG. 3, the
摩耗検知装置20は、電源として電力を供給する電池25と、外部と接続するコネクタ26とを備える。制御部24は、情報を記憶する記憶部(図示略)を有している。電池25は、例えばボタン電池や釣り浮き用電池が用いられる。摩耗検知装置20は、コネクタ26にノートパソコンやタブレット端末等が接続されることで、製造時には製造日、製造ロット番号等が制御部24の記憶部に記憶される。摩耗検知装置20は、取付時には取付位置を示す車両番号、台車位置、車輪位置、取付日が制御部24の記憶部に記憶される。また、摩耗検知装置20は、コネクタに26にノートパソコンやタブレット端末等が接続されることで、電池25の残量が確認される。また、制御部24の記憶部に制輪子5毎に個別IDを記憶させ、この個別IDによって制輪子5を特定するようにしてもよい。この場合、制御部24の記憶部には、個別IDのみ記憶させ、製造日、製造ロット番号、取付位置を示す車両番号、台車位置、車輪位置、取付日等は、外部の装置に、個別IDと紐付けて記憶させておけばよくなる。また、摩耗検知装置20は、摩耗時にコネクタ26にノートパソコンやタブレット端末等が接続されることで、制輪子5の摩耗期間の長短から台車2を含めたブレーキ装置の調整不良等を推測することができるようになる。
The
図4に示すように、摩耗検知装置20は、通知部として、第1発光部31と、第2発光部32と、スピーカ33と、無線送信部34とを備えている。第1発光部31及び第2発光部32は、例えば発光ダイオード(LED)や電球であって、制御部24によって点灯が制御される。スピーカ33は、制御部24によってビープ音等の音の通知が制御される。無線送信部34は、無線によって制輪子5の摩耗を示す摩耗検知情報を無線信号として間欠的に送信し、制御部24によって送信が制御される。間欠周期は、例えば3秒に1回等である。無線送信部34は、取付位置を示す車両、台車、車輪と、取付日又は使用開始日と、製造日と、製造ロット番号と等を含む摩耗検知情報を送信する。ケース21には、検知スイッチ23と、制御部24と、電池25と、コネクタ26と、第1発光部31と、第2発光部32と、スピーカ33と、無線送信部34とが収容されている。
As shown in FIG. 4, the
摩耗検知装置20は、車輪4の踏面4Aと接触子22との接触によって通知部に電池25からの電力を供給する給電部を備えている。すなわち、給電部は、検知スイッチ23と、電池25と、制御部24と、各通知部に接続される電気回路27とによって機能する。
The
そして、制御部24には、電池25が電気的に接続されている。検知スイッチ23、第1発光部31及び第2発光部32、スピーカ33、無線送信部34は、電気回路27において電池25に電気的に接続されるとともに、制御部24に電気的にそれぞれ接続されている。第1発光部31及び第2発光部32は、直列に接続されている。制御部24には、コネクタ26が接続されている。
A
ケース21の底面には、検知スイッチ23を露出させる開口部21Bが形成されている。接触子22は、検知スイッチ23の底面に接触して設置されている。これにより、接触子22が車輪4と接触することで発生した熱が検知スイッチ23に伝達される。接触子22を介して熱が検知スイッチ23に伝達されると、検知スイッチ23が導通状態となる。
An
制御部24は、制御部24に検知スイッチ23から電流が流れることで起動し、摩耗を検知する。制御部24は、摩耗を検知すると、第1発光部31及び第2発光部32を点灯させ、スピーカ33から音を通知させ、無線送信部34から無線信号を送信させる。制御部24は、接触子22と車輪4との接触がなくなり、検知スイッチ23の非導通状態となっても、これら通知部の動作を電池25の電力がなくなるまで継続する。言い換えれば、給電部は制御部24によって接触子22と車輪4との接触状態にかかわらず、給電を一度開始したら、給電を継続する。なお、通知の継続期間は、鉄道車両1を運用から外さずに行う検査である仕業検査の周期(例えば3日)の間は最低でも継続することが望ましい。
The
図3に示すように、第1発光部31及び第2発光部32は、ケース21の左右両側面にそれぞれ露出して設置されている。このため、制輪子5が鉄道車両1に設置された状態において、摩耗検知装置20の第1発光部31及び第2発光部32が発光した際に、鉄道車両1の両側から目視することができるようになっている。また、コネクタ26も、ケース21の左側面に露出して設置されている。
As shown in FIG. 3, the first
次に、図5〜7を参照して、上記摩耗検知装置20の制輪子5への取り付けについて説明する。
図5に示すように、接触子22の長い方の径である大径D1の穴を形成することができる第1の錐G1と、接触子22の短い方の径である小径D2の穴を形成することができる第2の錐G2とを用いる。まず、第1の錐G1によって、制輪子5の取付板13に大径D1の貫通孔13Bを形成するとともに、制輪子5の台板11の背面11B側から途中まで大径D1の穴を形成する。台板11の穴の深さは、接触子22の大径D1の部分の長さと同じである。続いて、第2の錐G2によって、制輪子5の台板11の背面11B側から摩擦材12に小径D2の穴を形成する。台板11の背面11Bから摩擦材12の穴の底までの深さが接触子22の長さと同じである。第1の錐G1及び第2の錐G2によって形成された穴が接触子22を設置する設置穴16となる。
Next, the attachment of the
As shown in FIG. 5, a first cone G1 capable of forming a hole having a large diameter D1 which is the longer diameter of the
次に、図6に示すように、まず、接触子22を設置穴16に挿入する。このとき、接触子22を設置穴16の底まで挿入しなくてもよい。続いて、摩耗検知装置20のケース21を取付板13の側方から空間Aに挿入する。ケース21には、接触子22以外の部材が既に収容されている。
Next, as shown in FIG. 6, first, the
次に、図7に示すように、摩耗検知装置20のケース21を、接触子22の端部に当接させるとともに、台板11の背面11Bに当接させて、複数のリベットRによってケース21の取付部21Aを台板11に固定する。このとき、接触子22は、検知スイッチ23の底面に接触している。
Next, as shown in FIG. 7, the
次に、図1及び図9を参照して、摩耗検知装置20から送信された無線信号を受信する受信機について説明する。
図1及び図9に示すように、鉄道車両1の床下には、摩耗検知装置20の無線送信部34から送信された無線信号を受信することができる車両受信機41が設置されている。運転室Cには、車両受信機41から出力された信号を処理する検知制御部42と、検知結果を表示する表示部43とが設けられている。車両受信機41は、摩耗検知情報を含む無線信号を受信すると、検知制御部42に摩耗検知情報を出力する。検知制御部42は、摩耗検知情報に基づいて表示部43に検知結果を表示させる。表示部43は、取付位置を示す車両、台車、車輪を少なくとも表示する。
Next, a receiver that receives the radio signal transmitted from the
As shown in FIGS. 1 and 9, a
線路の脇には、摩耗検知装置20の無線送信部34から送信された無線信号を受信することができる地上受信機44が設置されている。地上受信機44は、摩耗検知情報を含む無線信号を受信すると、運行管理を行う管理センターや車両の保守を行う保守センター等に摩耗検知情報を出力する。
A
制輪子5の摩耗を点検する作業者は、摩耗検知装置20の無線送信部34から送信された無線信号を受信することができる携帯型受信機45を携帯する。携帯型受信機45には、検知結果を表示するモニタ45Aが設けられている。携帯型受信機45は、摩耗検知情報を含む無線信号を受信すると、モニタ45Aに摩耗検知情報を表示させる。
An operator who inspects the wear of the
次に、図8及び図9を参照して、上記のように構成された摩耗検知装置20の作用について説明する。
図8に示すように、制輪子5の摩擦材12が摩耗して、摩擦材12が所定量Xになると、車輪4に制輪子5を当接させたときに、摩耗検知装置20の接触子22の先端が車輪4の踏面4Aと接触する。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 8, when the
そして、接触子22の先端が車輪4と接触することで摩擦熱が発生すると、この熱が接触子22を介して検知スイッチ23に伝達される。接触子22を介して熱が検知スイッチ23に伝達されると、検知スイッチ23が導通状態となる。
Then, when frictional heat is generated by the tip of the
制御部24は、制御部24に検知スイッチ23から電流が流れることで摩耗を検知する。制御部24は、摩耗を検知すると、摩耗検知を通知する。すなわち、制御部24は、第1発光部31及び第2発光部32を点灯させ、スピーカ33から音を出力させ、無線送信部34から無線信号を送信させる。制御部24は、接触子22と車輪4との接触がなくなり、検知スイッチ23の非導通状態となっても、これら通知部の動作を電池25の電力がなくなるまで継続する。
The
上記のように摩耗検知が通知されている状態において、作業者は、鉄道車両1に近づくことで、第1発光部31及び第2発光部32の光を視認したり、スピーカ33から出力される音を認識したりすることで、摩耗している制輪子5があることを認識するとともに、摩耗している制輪子5を特定することができる。また、携帯型受信機45を携帯している作業者は、携帯型受信機45が摩耗検知情報を含む無線信号を受信することで、モニタ45Aに表示された摩耗検知情報から摩耗している制輪子5があることを認識するとともに、摩耗している制輪子5を特定することができる。
In the state where the wear detection is notified as described above, the operator approaches the railroad vehicle 1 to visually recognize the light of the first
また、上記のように摩耗検知が通知されている状態において、運転者は、運転室Cの表示部43に表示される検知結果によって摩耗している制輪子5があることを認識するとともに、摩耗している制輪子5を特定することができる。
Further, in the state where the wear detection is notified as described above, the driver recognizes that there is a
さらに、上記のように摩耗検知が通知されている状態において、管理センターや保守センター等にいる作業者は、地上受信機44から出力された摩耗検知情報によって摩耗している制輪子5があることを認識するとともに、摩耗している制輪子5を特定することができる。
Further, in the state where the wear detection is notified as described above, the worker in the management center, the maintenance center, or the like has a
例えば、ブレーキ装置の制動を解除したにも関わらず、制輪子5が車輪4から離れない制輪子固着が発生した場合には、制輪子5と車輪4との常時接触によって温度が上昇するため、摩耗検知装置20は温度の上昇によって制輪子固着を検知することも可能である。
For example, if the
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)制輪子5が摩耗したときに給電部から第1発光部31、第2発光部32、スピーカ33、無線送信部34に電力が供給されるようになり、これら通知部によって制輪子5の摩耗が通知される。よって、電力の消費量を抑えつつ、制輪子5の摩耗を容易に検知することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the
(2)制輪子5が摩耗すると接触子22が車輪4と接触して摩擦熱が生じ、この熱を接触子22が給電部に伝達することで給電部が電力を供給することができる。
(3)第1発光部31、第2発光部32、スピーカ33、無線送信部34への給電が継続されるため、制動が解除されても、第1発光部31、第2発光部32、スピーカ33、無線送信部34による通知を継続することができる。
(2) When the
(3) Since the power supply to the first
(4)摩耗検知の通知を無線で受信することができるため、離れた場所でも摩耗したことを把握することができる。
(5)制輪子固着が発生した場合には、制輪子5と車輪4との常時接触によって温度が上昇するため、摩耗検知装置20は温度の上昇によって制輪子固着を検知することも可能である。
(4) Since the wear detection notification can be received wirelessly, it is possible to grasp that the wear has been performed even at a remote place.
(5) When the brake shoe sticking occurs, the temperature rises due to the constant contact between the
(第2の実施形態)
以下、図10及び図11を参照して、摩耗検知装置を備えた制輪子の第2の実施形態について説明する。この実施形態の摩耗検知装置は、制輪子の摩耗を検知する接触子が変位することで検知スイッチが導通状態となる点が上記第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the brake shoe provided with the wear detection device will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The wear detection device of this embodiment is different from the first embodiment in that the detection switch becomes conductive when the contactor for detecting the wear of the brake shoe is displaced. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described.
図10及び図11に示すように、検知スイッチ53は、検知スイッチ53を導通状態とする導通位置と、非導通状態とする非導通位置との間で変位可能な可動子53Aを有する。可動子53Aは、ばね53Bによって開状態に保持されている。可動子53Aは、導通位置において通知部に電力を供給し、非導通位置において通知部に電力を供給しない。摩耗検知装置50は、制輪子5が所定量X以上摩耗したときに、車輪4の踏面4Aとの接触により変位して可動子53Aと接触することで可動子53Aを導通位置に駆動する接触子52を備えている。接触子52は、丸棒状の部材である。接触子52は、例えば鋳鉄系の金属からなる。接触子52は、制輪子5が所定量X以上摩耗したときに、制輪子5の表面に一部が露出することで踏面4Aと接触する。接触子52は、常開接点である検知スイッチ53に固着された状態で、ケース21の外側に設けられる。ケース21は制輪子5の台板11の背面に固定されるので、接触子52は制輪子5の台板11を貫通して、摩擦材12内に挿入されている。接触子52の長さは、検知スイッチ53の可動子53Aが閉じられた状態において、接触子52の先端の位置が摩擦材12の摩耗を検知したい所定量Xの位置となるように設定される。所定量Xは、例えば摩擦材12の残り厚さが15〜20mmとなる長さである。なお、接触子52の材料は、摩擦材12の材料よりも硬度が高い。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
次に、上記のように構成された摩耗検知装置50の作用について説明する。
制輪子5の摩擦材12が摩耗して、摩擦材12が所定量Xに近くなると、車輪4に制輪子5を当接させたときに、摩耗検知装置50の接触子52の先端が車輪4の踏面4Aと接触する。
Next, the operation of the
When the
そして、摩擦材12が所定量Xになると、接触子52がケース21に近づいて検知スイッチ53が導通状態となる。第1の実施形態と同様に、制御部24は、制御部24に検知スイッチ53から電流が流れることで起動し、摩耗を検知し、摩耗検知を通知する。制御部24は、接触子52と車輪4との接触がなくなり、検知スイッチ53が非導通状態となっても、これら通知部の動作を電池25の電力がなくなるまで継続する。
Then, when the
以上説明したように、本実施形態によれば、第1の実施形態の(1)、(3)、及び(4)の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
(5)制輪子5が摩耗すると接触子52が車輪4の踏面4Aと接触して可動子53Aを非導通位置から導通位置に変位させることで給電部が電力を供給することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of (1), (3), and (4) of the first embodiment.
(5) When the
(第3の実施形態)
以下、図12及び図13を参照して、摩耗検知装置を備えた制輪子の第3の実施形態について説明する。この実施形態の摩耗検知装置は、制輪子の摩擦材の中に設置される点が上記第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Third Embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the brake shoe provided with the wear detection device will be described with reference to FIGS. 12 and 13. The wear detection device of this embodiment is different from the first embodiment in that it is installed in the friction material of the brake shoe. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described.
図12及び図13に示すように、摩耗検知装置60は、制輪子5の摩擦材12内の上部寄りに設置されている。摩耗検知装置60は、直方体状のケース61に収容されている。ケース61は、台板11の正面11A側に固定されている。ケース61は、例えば鋳鉄系の金属からなる。ここで、摩擦材12が複合樹脂製の場合には、複合樹脂の硬化温度が約180℃であるためケース61を台板11に固定した状態で摩擦材12を成形可能である。一方、摩擦材12が焼結金属の場合には、焼結金属からなる成形ブロックを台板11に溶接するため台板11が高熱となり、摩擦材12が鋳鉄材の場合には、摩擦材12の鋳込み温度が1,400℃になるため台板11が高熱になる。そこで、台板11が高熱となる摩擦材12の成形方法の場合には、摩擦材12を台板11に成形した後に、台板11に開けた窓11Cからケース61を摩擦材12内に挿入して、窓11Cをろう付け接合によって塞ぐ。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
摩耗検知装置60は、制輪子5が所定量X以上摩耗したときに、車輪4の踏面4Aと接触する接触子62を備えている。接触子62は、丸棒状の部材である。接触子62は、例えば鋳鉄系の金属からなる。接触子62は、制輪子5が所定量X以上摩耗したときに、制輪子5の表面に一部が露出することで踏面4Aと接触する。接触子62は、ケース61の外側に突出した状態で設けられる。ケース61の上面側には、接触子62を挿通させる開口部61Aが形成されている。ケース61は制輪子5の台板11の正面11Aに固定されるので、接触子62はケース61の開口部61Aを貫通して、摩擦材12内に突出している。接触子62の長さは、接触子62の先端の位置が摩擦材12の摩耗を検知したい所定量Xの位置となるように設定される。所定量Xは、例えば摩擦材12の残り厚さが15〜20mmとなる長さである。
The
接触子62は、検知スイッチ23の上面に接触して設置されている。これにより、接触子62が車輪4の踏面4Aと接触することで発生した熱が検知スイッチ23に伝達される。接触子62を介して熱が検知スイッチ23に伝達されると、検知スイッチ23が導通状態となる。
The
なお、万一、接触子62が摩滅したり、脱落したりした場合には、ケース61自体が車輪4と接触することで摩擦熱が発生して、ケース61を介して伝達された熱によって検知スイッチ23が導通状態となる。
In the unlikely event that the
摩耗検知装置60は、通知部として、無線送信部34を備えている。無線送信部34は、ケース61内に収容されるが、アンテナ34Aのみ上側の止め板14よりも上側に引き出されている。このようにすることで、ケース61が摩擦材12内に覆われた状態であっても無線信号の送信が容易となる。
The
次に、上記のように構成された摩耗検知装置60の作用について説明する。
制輪子5の摩擦材12が摩耗して、摩擦材12が所定量Xになると、車輪4に制輪子5を当接させたときに、摩耗検知装置60の接触子62の先端が車輪4の踏面4Aと接触する。
Next, the operation of the
When the
そして、接触子62の先端が車輪4と接触することで摩擦熱が発生すると、この熱が接触子62を介して検知スイッチ23に伝達される。接触子22を介して熱が検知スイッチ23に伝達されると、検知スイッチ23が導通状態となる。制御部24は、制御部24に検知スイッチ23から電流が流れることで摩耗を検知し、摩耗検知を通知する。すなわち、制御部24は、無線送信部34から無線信号を送信させる。制御部24は、接触子62と車輪4との接触がなくなり、検知スイッチ23が非導通状態となっても、これら通知部の動作を電池25の電力がなくなるまで継続する。
Then, when frictional heat is generated by the tip of the
以上説明したように、本実施形態によれば、第1の実施形態の(1)〜(5)の効果と同様に、以下の効果を奏することができる。
(1)制輪子5が摩耗したときに給電部から無線送信部34に電力が供給されるようになり、無線送信部34によって制輪子5の摩耗が通知される。よって、電力の消費量を抑えつつ、制輪子5の摩耗を容易に検知することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained as in the effects of (1) to (5) of the first embodiment.
(1) When the
(2)制輪子5が摩耗すると接触子62が車輪4と接触して摩擦熱が生じ、この熱を接触子62が給電部に伝達することで給電部が電力を供給することができる。
(3)無線送信部34への給電が継続されるため、制動が解除されても、無線送信部34による通知を継続することができる。なお、リーダーからの電波や磁界を電力に変換して動作するパッシブタグ等のトランスポンダと比較して、電力に変換する電波や磁界を送信する給電装置が不要であるため、給電装置がない場所でも受信機があれば検知することができる。また、制輪子5が摩耗した際に送信が遮断されるトランスポンダと比較して、制輪子5が摩耗していないときに送信が不要である。
(2) When the
(3) Since the power supply to the
(4)摩耗検知の通知を無線で受信することができるため、離れた場所でも摩耗したことを把握することができる。
(5)制輪子固着が発生した場合には、制輪子5と車輪4との常時接触によって温度が上昇するため、摩耗検知装置60は温度の上昇によって制輪子固着を検知することも可能である。
(4) Since the wear detection notification can be received wirelessly, it is possible to grasp that the wear has been performed even at a remote place.
(5) When the brake shoe sticking occurs, the temperature rises due to the constant contact between the
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第1,2の実施形態では、摩耗検知装置20,50を台板11の背面11Bの上下方向の中央に設置したが、摩耗検知装置を台板11の背面11Bの上下方向の中央以外に設置してもよい。
In addition, the said embodiment can also be carried out in the following embodiment which modified this as appropriate.
-In the first and second embodiments, the
・上記第3の実施形態では、摩耗検知装置60を台板11の正面11Aの摩擦材12内の上側に設置したが、摩耗検知装置を台板11の正面11Aの摩擦材12内の上側以外に設置してもよい。
In the third embodiment, the
・上記第1の実施形態では、第1の錐G1及び第2の錐G2によって接触子22を設置する設置穴16を形成したが、大径D1と小径D2とを一体に有する錐によって設置穴16を形成してもよい。
-In the first embodiment, the
・上記各実施形態の構成において、所定量の異なる接触子を複数備える構成を採用してもよい。すなわち、各接触子に対応した検知スイッチを設け、異なる所定量において検知スイッチが導通状態となることで複数の所定量の摩耗を検知する。 -In the configuration of each of the above embodiments, a configuration including a plurality of contacts having different predetermined amounts may be adopted. That is, a detection switch corresponding to each contact is provided, and the detection switches are in a conductive state at different predetermined amounts to detect a plurality of predetermined amounts of wear.
・上記各実施形態では、車両受信機41、地上受信機44、及び携帯型受信機45によって無線信号を受信したが、車両受信機41、地上受信機44、及び携帯型受信機45の少なくとも1つを用いてもよい。摩耗検知装置20(50,60)と、車両受信機41、地上受信機44、及び携帯型受信機45の少なくとも1つとを備える摩耗検知システムとしてもよい。
In each of the above embodiments, the radio signal is received by the
・上記第1,2の実施形態では、通知部として、第1発光部31と、第2発光部32と、スピーカ33と、無線送信部34とを備えたが、第1発光部31と、第2発光部32と、スピーカ33と、無線送信部34との少なくとも1つを備える構成としてもよい。
-In the first and second embodiments, the first
・また、摩耗検知装置20,50,60自らが通知部を備えず、摩耗検知装置20,50,60の外部に通知部を設けてもよい。
・上記各実施形態では、検知スイッチ23,53が導通状態になると、通知部への電力の供給を継続させたが、検知スイッチ23,53の導通状態と非導通状態との切替を数回行った後に通知部への電力の供給を継続するようにしてもよい。このようにすれば、取付前に行われる出荷検査や納品後の再検査を行うことが可能となる。
Further, the
-In each of the above embodiments, when the detection switches 23 and 53 are in the conductive state, the power supply to the notification unit is continued, but the detection switches 23 and 53 are switched between the conductive state and the non-conducting state several times. After that, the power supply to the notification unit may be continued. In this way, it is possible to perform a shipping inspection performed before mounting and a re-inspection performed after delivery.
・上記各実施形態では、検知スイッチ23,53が導通状態になった後、非導通状態となっても通知部の動作を制御部24が継続させたが、制御部24の制御によらず、通電されると通電状態に固定するリレー等の回路を設けてもよいし、機械的に通電状態を保持してもよい。
-In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態では、制御部24が通知部の通知を制御したが、制御部24の構成を省略してもよい。すなわち、通知部を電池25と直列に接続して、検知スイッチが導通状態となったときのみ通知部が通知する。
-In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態では、制輪子5が所定量X以上摩耗したときに接触子22,52,62が車輪4の踏面4Aと接触するようにしたが、所定量Xは任意に設定してもよい。
・上記各実施形態では、車輪4の踏面4Aに接触して制動力を発生させるブレーキ装置に適用したが、被押圧部材に押し当てられるブレーキ用摩擦部材が摩耗するキャリパブレーキやレールブレーキ等のブレーキ装置に適用してもよい。
-In each of the above embodiments, when the
-In each of the above embodiments, it is applied to a braking device that generates a braking force by contacting the
・上記各実施形態では、ブレーキ用摩擦部材の摩耗を検知する例について説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、例えば、クラッチ等の動力伝達装置又は動力伝達切替装置における摩擦部材の摩耗を検知することもできる。 -In each of the above embodiments, an example of detecting wear of a friction member for a brake has been described, but the present invention is not limited to the above, and for example, a friction member in a power transmission device such as a clutch or a power transmission switching device. It can also detect wear.
1…鉄道車両、2…台車、3…車体、4…被押圧部材としての車輪、4A…踏面、5…ブレーキ用摩擦部材としての制輪子、6…制輪子頭、6A…凹部、7…制輪子コッター、11…台板、11A…正面、11B…背面、11C…窓、12…ブレーキ用摩擦部材としての摩擦材、13…取付板、13A…貫通孔、14…止め板、15…止め板、16…設置穴、20…摩耗検知装置、21…ケース、21A…取付部、21B…開口部、22…接触子、23…検知スイッチ、24…制御部、25…電池、26…コネクタ、27…電気回路、31…通知部としての第1発光部、32…通知部としての第2発光部、33…通知部としてのスピーカ、34…通知部としての無線送信部、41…車両受信機、42…検知制御部、43…表示部、44…地上受信機、45…携帯型受信機、45A…モニタ、50…摩耗検知装置、52…接触子、53…検知スイッチ、53A…可動子、53B…ばね、60…摩耗検知装置、61…ケース、61A…開口部、62…接触子、A…空間、C…運転室、G1,G2…錐、R…リベット、X…所定量。 1 ... Railway vehicle, 2 ... Cart, 3 ... Body, 4 ... Wheel as a pressed member, 4A ... Tread, 5 ... Brake shoe as a friction member for a brake, 6 ... Brake shoe head, 6A ... Recess, 7 ... Control Brake cotter, 11 ... base plate, 11A ... front, 11B ... back, 11C ... window, 12 ... friction material as a friction member for brakes, 13 ... mounting plate, 13A ... through hole, 14 ... stop plate, 15 ... stop plate , 16 ... Installation hole, 20 ... Wear detection device, 21 ... Case, 21A ... Mounting part, 21B ... Opening, 22 ... Contact, 23 ... Detection switch, 24 ... Control unit, 25 ... Battery, 26 ... Connector, 27 ... electric circuit, 31 ... first light emitting unit as notification unit, 32 ... second light emitting unit as notification unit, 33 ... speaker as notification unit, 34 ... wireless transmission unit as notification unit, 41 ... vehicle receiver, 42 ... Detection control unit, 43 ... Display unit, 44 ... Ground receiver, 45 ... Portable receiver, 45A ... Monitor, 50 ... Wear detection device, 52 ... Contact, 53 ... Detection switch, 53A ... Movable shoe, 53B ... spring, 60 ... wear detector, 61 ... case, 61A ... opening, 62 ... contact, A ... space, C ... cab, G1, G2 ... cone, R ... rivet, X ... predetermined amount.
Claims (7)
前記ブレーキ用摩擦部材が摩耗により、前記ブレーキ用摩擦部材の表面に一部が露出することで前記被押圧部材と接触する接触子と、
前記ブレーキ用摩擦部材が摩耗したことを通知するための通知部と、
前記被押圧部材と前記接触子との接触によって、前記通知部に電源からの電力を供給する給電部と、
前記給電部を収容し、前記接触子から前記給電部が受ける熱又は力によって前記給電部が電力を供給するように前記給電部を露出させる開口部を有するケースと、を備え、
前記通知部は、前記ケースに収容される
摩耗検知装置。 A wear detection device that detects the wear of the friction member for the brake that is pressed against the pressed member.
With a contactor that comes into contact with the pressed member due to a part of the brake friction member being exposed on the surface of the brake friction member due to wear.
A notification unit for notifying that the friction member for the brake has been worn, and
Wherein the contact between the pressing member and the contact, a power supply unit for supplying power from the power supply to said notification unit,
It comprises a case having an opening for accommodating the feeding portion and exposing the feeding portion so that the feeding portion supplies electric power by heat or force received from the contactor to the feeding portion.
The notification unit is a wear detection device housed in the case.
前記給電部は、前記接触子から伝達された熱によって電力を供給するものである
請求項1に記載の摩耗検知装置。 The contactor transfers frictional heat generated by contact with the pressed member to the feeding portion.
The wear detection device according to claim 1, wherein the power feeding unit supplies electric power by heat transmitted from the contactor.
前記接触子は、前記被押圧部材との接触により変位して前記可動子と接触することで当該可動子を前記導通位置に駆動する
請求項1に記載の摩耗検知装置。 The power feeding unit includes a mover that can be displaced between a conducting position that supplies power to the notification unit and a non-conducting position that does not supply power to the notification unit.
The wear detection device according to claim 1, wherein the contactor is displaced by contact with the pressed member and comes into contact with the mover to drive the mover to the conduction position.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の摩耗検知装置。 The wear detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power feeding unit continues power feeding once the power feeding is started regardless of the contact state between the contactor and the pressed member. ..
前記接触子は、前記台板を貫通して前記ブレーキ用摩擦部材に挿入される The contact is inserted into the brake friction member through the base plate.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の摩耗検知装置。 The wear detection device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の摩耗検知装置。 The wear detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the notification unit is a wireless transmission unit that transmits information to the effect that the brake friction member has been worn to a wireless receiver.
ブレーキ用摩擦部材。 A friction member for a brake including the wear detection device according to any one of claims 1 to 6.
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