(57)【要約】【課題】  摩擦体３と制輪子支え２が一体に構成されているいわゆる甲型の鉄道車両用合成制輪子において、リサイクル容易な構成を提供する。【解決手段】  前記摩擦体３が一体成形される、凸部４ａ及び凹部４ｂが形成された背板４と、この背板４を前記制輪子支え２へ固定するボルト５と、を有する。前記背板４を前記制輪子支え２から取り外すために力が加えられる前記ボルト５の作用部（頭部）が、前記摩擦体３に埋め込まれている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦体と制輪子支えが一体に構成されている鉄道車両用合成制輪子であって、
前記摩擦体が一体成形される、凸部又は凹部の少なくとも一方が形成された取付部材と、
この取付部材を前記制輪子支えへ固定する固定部材と、を有し、
前記取付部材を前記制輪子支えから取り外すために力が加えられる前記固定部材の作用部が、前記摩擦体に埋め込まれていることを特徴とする、鉄道車両用合成制輪子。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道車両用合成制輪子であって、
前記固定部材は車輪側から前記制輪子支えに対し取り付けられることを特徴とする、鉄道車両用合成制輪子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の鉄道車両用合成制輪子であって、
前記固定部材の前記摩擦体に埋め込まれていない部分は、前記制輪子支えの内部に埋め込まれていることを特徴とする、鉄道車両用合成制輪子。
【請求項４】
請求項３に記載の鉄道車両用合成制輪子であって、
前記制輪子支えは、その厚肉部が前記摩擦体の周方向ほぼ全体に対して対向するように設けられており、当該厚肉部に前記固定部材が突入していることを特徴とする、鉄道車両用合成制輪子。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の鉄道車両用合成制輪子であって、
前記制輪子支えは凹部を有しており、前記取付部材には、この凹部に入り込む凸部が形成されていることを特徴とする、鉄道車両用合成制輪子。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の鉄道車両用合成制輪子の再生方法であって、
使用済みとなった前記合成制輪子の摩擦体を削り、前記固定部材の作用部を露出させる第１工程と、
前記露出された作用部に力を加えて固定部材を取り外し、前記取付部材を前記制輪子支えから分離する第２工程と、
を含むことを特徴とする、鉄道車両用合成制輪子の再生方法。
【請求項７】
摩擦体と制輪子支えが一体に構成されている鉄道車両用合成制輪子の製造方法であって、
凸部又は凹部の少なくとも一方が形成された取付部材を固定部材によって制輪子支えへ固定する第１工程と、
前記取付部材が固定された状態の制輪子支えを金型にセットし、当該取付部材に対し摩擦体を一体成形する第２工程と、を含み、
前記第２工程では、前記取付部材を前記制輪子支えから取り外すために力が加えられる前記固定部材の作用部を、前記摩擦体の内部に埋め込むように成形することを特徴とする、鉄道車両用合成制輪子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪に対して制動作用を及ぼす合成樹脂製の制輪子摩擦体とそのホルダー（制輪子支え）とが一体不可分に構成されている、鉄道車両用のいわゆる甲型の合成制輪子に関する。
【背景技術】
【０００２】
甲型の合成樹脂制輪子（以下、「合成制輪子」）は、鉄道車両用として長年にわたって利用されてきており、例えば特許文献１は、合成制輪子を用いた簡易で軽量な甲型制輪子を提案している。この特許文献１では、ホルダー（制輪子支え）を収納可能とする合成制輪子の成型金型内に鋳鉄成型品たるホルダーと合成制輪子の成型材料たる樹脂粉末とを収納して同時に直接熱圧成型し、両者を密着させて一体に形成できる旨を開示する。
【０００３】
また上記特許文献１は、合成制輪子（摩擦体）とホルダーとを金属製の背板を介して一体に形成した構成も開示しており、背板とホルダーとは、溶接で一体としたり、ボルト締めにより一体とすることができるとしている。例えば特許文献１の第５図では、厚肉状に形成したホルダーから基板を溶接により周方向に突設させるように設け、その基板をボルトで背板に対し（反車輪側から）ボルト締めする構成になっている。
【０００４】
また、特許文献２は、甲型ではなく乙型の合成制輪子に関するものではあるが、制輪子（摩擦体）を一体化する台金に爪部のような凸部等を設けて樹脂を回り込ませ、台金と制輪子とを機械的に強固に一体化して、台金からの制輪子の剥離を防止する工夫を開示している。
【特許文献１】実開昭５６−１７２４６２号公報（第（５）頁第９行〜第１４行、第（６）頁第１１行〜第（７）頁第１行、第（７）頁第５行〜第１３行）
【特許文献２】実開昭６２−５９３３５（第３図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような甲型の合成制輪子は、いったん使用済となると、その廃棄の際のコストが問題となる。特に甲型の合成制輪子に対して前述の特許文献２のような一体化の工夫がされていた場合、使用時は制輪子（摩擦体）の剥離を防止できる点で有利である一方、使用後の廃棄段階で、鋳鉄製のホルダー（制輪子支え）と合成樹脂製の制輪子（摩擦体）とを分離することが極めて困難である。
【０００６】
環境意識が高まっている昨今、甲型の合成制輪子についても廃棄の際の環境への負荷をできるだけ減らすことが求められているが、特許文献１のような構成において特許文献２のような一体化の工夫を適用しようとすると、廃棄の際の材料ごとの分離・分別が極めて困難であり、そのまま埋立て等で廃棄されることも多く、環境への負荷軽減という観点からは改善の余地が残されていた。また制輪子は相当な重量物であって、廃棄の際の輸送コストや処分コストも小さくなかった。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
◆本発明の第１の観点によれば、以下のように構成する、摩擦体と制輪子支えが一体に構成されている鉄道車両用合成制輪子が提供される。前記摩擦体が一体成形される、凸部又は凹部の少なくとも一方が形成された取付部材と、この取付部材を前記制輪子支えへ固定する固定部材と、を有する。前記取付部材を前記制輪子支えから取り外すために力が加えられる前記固定部材の作用部が、前記摩擦体に埋め込まれている。
【０００９】
この構成では、取付部材に凸部又は凹部が形成されていることにより摩擦体と取付部材とが機械的に強固に結合され、また、固定部材の作用部が摩擦体の樹脂によって強固に弛み止めされているので、使用時に摩擦体や取付部材が制輪子支えから外れることが確実に防止される。一方、使用後は、摩擦体を削ることによって固定部材の作用部を露出させ、固定部材の固定を解除することで取付部材を簡単に制輪子支えから分離できる。従って、制輪子支えの部分を容易に再利用でき、環境への負荷の低減及び廃棄コストの低減が実現される。
【００１０】
◆前記の鉄道車両用合成制輪子においては、前記固定部材は車輪側から前記制輪子支えに対し取り付けられることが好ましい。
【００１１】
これにより、固定部材の抜脱が前記摩擦体によって阻止されることとなるから、使用時に取付部材が制輪子支えから外れることをより確実に防止できる。
【００１２】
◆前記の鉄道車両用合成制輪子においては、前記固定部材の前記摩擦体に埋め込まれていない部分は、前記制輪子支えの内部に埋め込まれていることが好ましい。
【００１３】
これにより、使用時において固定部材が弛むことを一層確実に防止できる。
【００１４】
◆前記の鉄道車両用合成制輪子においては、前記制輪子支えは、その厚肉部が前記摩擦体の周方向ほぼ全体に対して対向するように設けられており、当該厚肉部に前記固定部材が突入していることが好ましい。
【００１５】
これにより、ブレーキ時に車輪側から摩擦体へ加わるブレーキ反力を、制輪子支えの強度の高い厚肉部で広面積にわたって受け止めることができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００１６】
◆前記の鉄道車両用合成制輪子においては、前記制輪子支えは凹部を有しており、前記取付部材には、この凹部に入り込む凸部が形成されていることが好ましい。
【００１７】
これにより、ブレーキ時に発生する反力（摩擦体を周方向へ移動させようとする反力）を凹部と凸部との嵌合部分でサポートでき、耐久性に優れたものとできる。
【００１８】
◆本発明の第２の観点によれば、使用済みとなった前記合成制輪子の摩擦体を削り、前記固定部材の作用部を露出させる第１工程と、前記露出された作用部に力を加えて固定部材を取り外し、前記取付部材を前記制輪子支えから分離する第２工程と、を含む再生方法が提供される。
【００１９】
これにより、簡単な方法で合成制輪子を再生でき、環境への負荷を低減できるとともに、廃棄コストも削減できる。
【００２０】
◆本発明の第３の観点によれば、以下のような、鉄道車両用合成制輪子の製造方法が提供される。摩擦体と制輪子支えが一体に構成されている。凸部又は凹部の少なくとも一方が形成された取付部材を固定部材によって制輪子支えへ固定する第１工程と、取付部材が固定された状態の制輪子支えを金型にセットし、当該取付部材に対し摩擦体を一体成形する第２工程と、を含む。前記第２工程では、前記取付部材を前記制輪子支えから取り外すために力が加えられる前記固定部材の作用部を、前記摩擦体の内部に埋め込むように成形する。
【００２１】
これにより製造された合成制輪子は、その使用時には固定部材の作用部が摩擦体の樹脂によって強固に弛み止めされ、取付部材が制輪子支えから外れることが確実に防止される。一方、使用後は、摩擦体を削ることによって固定部材の作用部を露出させ、固定部材の固定を解除することで取付部材を簡単に制輪子支えから分離できる。従って、制輪子支えの部分を容易に再利用でき、環境への負荷の低減及び廃棄コストの低減が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態を図１〜図３を参照して説明する。図１は第１実施形態の甲型合成制輪子の全体的な構成を示した一部断面図、図２は甲型合成制輪子の車輪側からみた様子を一部破断して示した図、図３は甲型合成制輪子の分解図一部断面図である。
【００２３】
図１に示す第１実施形態の甲型合成制輪子１ｘは、鋳鉄製でブロック状の制輪子支え２と、合成樹脂製の摩擦体３が一体成形された背板（取付部材）４と、この背板４を前記制輪子支え２へ固定する複数のボルト（固定部材）５と、を有している。摩擦体３の内側の面には、鉄道車両の車輪（図略）に接触して制動力を付与するブレーキ面３ａが形成されている。
【００２４】
前記背板４は鉄製で一様な厚みの円弧板状とされるとともに、摩擦体３側に向かって環状に突出する凸部４ａと、その内側に形成された円形の貫通孔（凹部）４ｂと、が複数形成されている。図１右側の一部断面で示すように、この貫通孔４ｂの内部には前記摩擦体３を構成する樹脂が入り込んでおり、背板４と摩擦体３とが機械的に強固に一体化されている。
【００２５】
なお、前記ボルト５の本数は限定するものではないが、６本以上であることが好ましい。例えば本実施形態では図２に示すように８本使用されており、この結果、背板４と制輪子支え２との密着が良好となり、ブレーキ時のブレーキ力を確実にサポートすることができる。
【００２６】
前記制輪子支え２は、その厚肉部２ｄが前記摩擦体３の周方向ほぼ全体に対して対向するように設けられており、ブレーキ時に車輪側から摩擦体３へ加わるブレーキ反力を強度の高い部分で広面積にわたって受け止めることができ、制輪子１ｘの良好な耐久性が実現されている。なお、本明細書において「厚肉部」とは、ボルト５の軸部（言い換えれば、固定部材の制輪子支え２に対し突入する部分）の長さ全体を許容し得る厚みを有する部分を意味する。
【００２７】
また、前記制輪子支え２の内面は円弧面とされ、その周方向中央には若干の深さの段差状の凹部２ｃが形成される一方、前記背板４には、上記凹部２ｃに入り込むように突出する凸部４ｃが形成されている。
【００２８】
この甲型合成制輪子１ｘの製造方法としては、図３に示すように、鋳鉄製の前記制輪子支え２に対し、車輪側から適宜の深さのボルト孔２ａを径方向に形成しておく。また、背板４の上記ボルト孔２ａに対応する位置には、ボルト５の軸部を挿通可能な貫通孔４ｄを形成しておく。次に、背板４を前記制輪子支え２の内側面に（凹部２ｃと凸部４ｃとが嵌まり合うように）重ね、車輪側（摩擦体３側）から、バネ座金６を挿通した状態の複数のボルト５を組み付けて、それぞれのボルト５の軸部を背板４の貫通孔４ｄに挿通させ、更に前記ボルト孔２ａに螺合させる。この結果、背板４と制輪子支え２とが互いに固着されるとともに、ボルト５の頭部（作用部）が背板４から内側へ突出した状態となる。
【００２９】
次に、背板４が取り付けられた状態の制輪子支え２を図示しない成形金型内にセットし、内部に樹脂粉末を収納した状態で直接熱圧成形することで、ボルト５の頭部を鋳ぐるむようにして内部に埋め込んだ摩擦体３が図１のように成形される。このとき、樹脂粉末は前記の背板４に形成した凸部４ａの近傍に回り込んだり、貫通孔４ｂに入り込んだりすることで、摩擦体３を構成する合成樹脂の背板４に対する結合強度が増大し、摩擦体３と背板４との機械的な堅固な結合が実現されている。また、摩擦体３のうち前記ボルト５の頭部の周囲の部分が、前記バネ座金６と相まって弛み止め作用を行い、背板４の制輪子支え２からの剥離が確実に防止される。
【００３０】
なお、上記の甲型合成制輪子１ｘを貨車等に所定期間使用した後は、上記の摩擦体３の部分をタガネ等を用いて崩して前記ボルト５の頭部を掘り出し、ボルト５の頭部にスパナを嵌合させて回転力を作用させることで、ボルト５を弛めて取り外し、背板４の側面を例えばハンマー等で叩くことで、背板４を制輪子支え２から簡単に分離することができる。前記貫通孔４ｂに入り込んでいた摩擦体３の合成樹脂が制輪子支え２側に付着して残る場合があるが、それはタガネ等を用いて簡単に除去できる。こうして、少なくとも制輪子支え２については簡単に再利用しながら新しい甲型合成制輪子１ｘを製造でき、環境への負荷を軽減できるとともに廃棄コストを低減できる。
【００３１】
以上に示すように本実施形態の甲型合成制輪子１ｘは、前記摩擦体３が一体成形される、凸部４ａ及び貫通孔４ｂが形成された背板４と、この背板４を前記制輪子支え２へ固定するボルト５と、を有する。そして、前記ボルト５を前記制輪子支え２から取り外すために力が加えられる前記ボルト５の作用部（頭部）が、前記摩擦体３に埋め込まれている。
【００３２】
従って、背板４に凸部４ａ及び貫通孔４ｂが形成されていることにより、摩擦体３と背板４とが機械的に強固に結合され、また、ボルト５の頭部が摩擦体３の樹脂によって強固に弛み止めされる。従って、使用時に摩擦体３や背板４が制輪子支え２から外れることが確実に防止される。一方、使用後は、摩擦体３を削ることによってボルト５の頭部を露出させ、ボルト５を取り外すことで背板４を簡単に制輪子支え２から分離できる。従って、制輪子支え２の部分を容易に再利用でき、環境への負荷の低減及び廃棄コストの低減が実現される。
【００３３】
また、前記ボルト５は車輪側から前記制輪子支え２に対し取り付けられている。従って、使用時においてボルト５の抜脱が前記摩擦体３によって阻止されることとなるから、使用時に背板４が制輪子支え２から外れることをより確実に防止できる。。
【００３４】
また、前記ボルト５において前記摩擦体３に埋め込まれていない部分（頭部以外の軸部の部分）は、前記制輪子支え２の内部に埋め込まれている。これにより、使用時においてボルト５が弛むことを一層確実に防止できる。
【００３５】
更に、前記制輪子支え２は、その厚肉部２ｄが前記摩擦体３の周方向ほぼ全体に対して対向するような一体物のブロック状に構成されており、当該厚肉部２ｄに前記ボルト５の軸部が突入している。従って、ブレーキ時に車輪側から摩擦体３へ加わるブレーキ反力を、制輪子支え２の強度の高い厚肉部２ｄで広面積にわたって受け止めることができ、耐久性の向上を図ることができる。。
【００３６】
また、前記制輪子支え２は凹部２ｃを有しており、前記背板４には、この凹部２ｃに入り込む凸部４ｃが形成されている。従って、ブレーキ時に発生する反力（摩擦体３を周方向へ移動させようとする反力）を凹部２ｃと凸部４ｃとの嵌合部分でサポートでき、耐久性に優れたものとできる。特に本実施形態のようにボルト５を径方向に向けて配置した場合、前記反力がボルト５に対して剪断方向に加わり、ボルト５の耐久性の点で問題を生じ易いが、本実施形態ではそのような力を凹部２ｃと凸部４ｃの嵌合部分でも支持することで、ボルト５の耐久性を向上できる。
【００３７】
また、本実施形態の甲型合成制輪子１ｘは、使用済となった後、以下の方法で再生することができる。前記摩擦体３を削り、前記ボルト５の作用部（頭部）を露出させる。次に、前記露出された作用部に力を加えてボルト５を取り外し、前記背板４を前記制輪子支え２から分離する。
【００３８】
これにより、簡単な方法で合成制輪子１ｘを再生でき、環境への負荷を低減できるとともに、廃棄コストも削減できる。
【００３９】
また、本実施形態の甲型合成制輪子１ｘは、以下のような製造方法で製造されている。凸部４ａ及び貫通孔４ｂが形成された背板４をボルト５によって制輪子支え２へ固定する第１工程と、背板４が固定された状態の制輪子支え２を金型にセットし、背板４に対し摩擦体３を一体成形する第２工程と、を含む。前記第２工程では、背板４を前記制輪子支え２から取り外すために力が加えられる前記ボルト５の作用部（頭部）を、前記摩擦体３に埋め込むように成形する。
【００４０】
従って、背板４に凸部４ａ及び貫通孔４ｂが形成されていることにより、摩擦体３と背板４とが機械的に強固に結合され、また、ボルト５の頭部が摩擦体３の樹脂によって強固に弛み止めされる。従って、使用時に摩擦体３や背板４が制輪子支え２から外れることが確実に防止される。一方、使用後は、摩擦体３を削ることによってボルト５の頭部を露出させ、ボルト５を取り外すことで背板４を簡単に制輪子支え２から分離できる。従って、制輪子支え２の部分を容易に再利用でき、環境への負荷の低減及び廃棄コストの低減が実現される。
【００４１】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態を図４〜図６を参照して説明する。図４は第２実施形態の甲型合成制輪子の全体的な構成を示した一部断面図、図５は甲型合成制輪子の車輪側からみた様子を一部破断して示した図、図６は甲型合成制輪子の分解図一部断面図である。
【００４２】
図４に示す第２実施形態の甲型合成制輪子１ｙにおいて、前記制輪子支え２は、その車輪側を向く面が円弧面状ではなく水平面とされており、また、第１実施形態の背板４が省略され、代わりに、複数のフランジ状の座金４’がボルト５により前記制輪子支え２へ固定されている。この座金４’は１本のボルト５に対し１つ設けられている。座金４’の周縁の部分は、摩擦体３側（車輪側）に向かって環状に突出するように斜めに曲げられ、凸部４ａとされている。他の構成は実質的に、前述の第１実施形態と同様である。
【００４３】
この第２実施形態の構成においても、使用済の甲型合成制輪子１ｙについて、上記の摩擦体３の部分をタガネ等を用いて崩して前記ボルト５の頭部を掘り出し、露出したボルト５の頭部にスパナを嵌合させて回転力を作用させることで、ボルト５を弛めて取り外し、座金４’を制輪子支え２から簡単に分離することができる。制輪子支え２側に付着して残った合成樹脂は、例えばフライス加工により除去すればよい。こうして、少なくとも制輪子支え２については簡単に再利用して新しい甲型合成制輪子１ｙを製造でき、環境への負荷を軽減できるとともに廃棄コストを低減できる。
【００４４】
〔変形の可能性〕
以上に本発明の好ましい複数の実施形態を説明したが、上記の実施形態は例えば以下のように変更して実施することができる。
【００４５】
第１実施形態では制輪子支え２の車輪側を向く面は円弧面に、第２実施形態では平面に構成したが、これに限定されるものではなく、第１実施形態で平面、第２実施形態で円弧面、というように構成しても良い。
【００４６】
また、上記の実施形態ではボルト５の弛み止めのためにバネ座金を使用しているが、これに代えて皿バネを用いても良い。周方向に切れ目がない皿バネを用いると、ボルト５とボルト孔２ａとの間に入り込む樹脂を低減でき、再生作業時の手間を軽減できる点で有利である。
【００４７】
また、固定部材としては、ボルト５に限らず、他の固定部材を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態の甲型合成制輪子の全体的な構成を示した一部断面図。
【図２】甲型合成制輪子の車輪側からみた様子を一部破断して示した図。
【図３】甲型合成制輪子の分解図一部断面図。
【図４】第２実施形態の甲型合成制輪子の全体的な構成を示した一部断面図。
【図５】甲型合成制輪子の車輪側からみた様子を一部破断して示した図。
【図６】甲型合成制輪子の分解図一部断面図。
【符号の説明】
【００４９】
１ｘ，１ｙ  甲型合成制輪子
２  制輪子支え
２ａ  ボルト孔
３  摩擦体
４  背板（取付部材）
４ａ  凸部
４ｂ  貫通孔（凹部）
４’  フランジ（取付部材）
５  ボルト（固定部材）
６  バネ座金
【図１】
2006266355.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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