(57)【要約】【課題】  高速鉄道の制動によって生じる高温化においてもカジリ現象等を生じさせない鉄道車両用清掃増粘着子の実現。【解決手段】  フ糊、漆喰、セメント、ポリウレア樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等常温硬化樹脂、若しくはケイ酸ソーダのうちいずれか１若しくは２以上から選択されてなる結合剤、並びに金属粉、無機繊維、及び炭素粉の混合物を成型させて乾燥固化してなるパッド状本体からなり、前記結合剤が、前記混合物１００重量部に対して１０〜６０重量部であることを特徴とする鉄道車両用制輪子を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フ糊、漆喰、セメント、ポリウレア樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等常温硬化樹脂、若しくはケイ酸ソーダのうちいずれか１若しくは２以上から選択されてなる結合剤、並びに金属粉、無機繊維、及び炭素粉の混合物が成型されて乾燥固化してなるパッド状本体を備え、
前記結合剤が、前記混合物１００重量部に対して１０〜６０重量部である
ことを特徴とする鉄道車両用清掃増粘着子。
【請求項２】
前記結合剤がセメントである
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用清掃増粘着子。
【請求項３】
請求項１もしくは２に係る鉄道車両用清掃増粘着子が、鉄道車両用清掃増粘着子であると共に鉄道用車輪の制動に用いられてなることを特徴とする鉄道車両用制輪子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の車輪とレールとの摩擦力を適正に保持する清掃増粘着子に関し、また、当該清掃増粘着子を兼ねる鉄道車両用制輪子に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両は、金属製のレールの上を、金属製の車輪を回転させて走行する輸送手段である。しかし、車輪に何らの措置も施さずに走行を継続すると、鉄道車両の発車時や、走行中にブレーキを作動させた際に、車輪がレール上で空転したり滑走したりすることがある。これは、車輪とレール間との間の粘着力（摩擦力）が低い場合に車輪からレールへの伝達力が低下することにより生じる現象である。
【０００３】
このような現象が生じると、車輪の踏面に傷が生じる他、踏面の一部分にのみ削れが生じるため、鉄道車両の乗り心地が悪くなるだけでなく、周囲に対しての騒音の発生や車輪割れの原因ともなる。車輪の粘着力の低下の原因としては、車輪に付着する錆や埃が挙げられる。
【０００４】
そこで従来技術において、車輪の粘着力の低下を防止するため、車輪の踏面を研磨して適度な粗さを付加しながら、車輪に付着した錆や埃を取り除く研磨子が用いられていた。さらに研磨子は、車輪との摩擦により研磨子自身から発生する金属粉を踏面とレールとの間に入り込ませることで、車輪の粘着力の低下を防止した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、研磨子を回転する車輪の踏面に押し当てる際には熱が発生するため、研磨した車輪から離脱した金属片等が、研磨子に取り付くカジリ現象を生じることで車輪の踏面にリング状の傷（段磨）を形成するという問題があった。
【０００７】
また、カジリ現象によって研磨子に取り付いた金属片が研磨子から剥がれ落ち、レールのポイント部分に落下した場合には脱線事故につながるという問題もあった。
【０００８】
また、従来の研磨子に用いられた、耐熱性熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を混合して加熱加圧成型する際には２００℃以上の高温処理が必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記課題を解決する手段として本発明に係る鉄道車両用清掃増粘着子は、フ糊、漆喰、セメント、ポリウレア樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等常温硬化樹脂、若しくはケイ酸ソーダのうちいずれか１若しくは２以上から選択されてなる結合剤、並びに金属粉、無機繊維、及び炭素粉の混合物が成型されて乾燥固化してなるパッド状本体を備え、前記結合剤が、前記混合物１００重量部に対して１０〜６０重量部であることを特徴とする。結合剤が１０重量部より少ない場合は結合剤としての機能が果たせず、混合物を一体に固化させることができない。一方、結合剤が６０重量部よりも多い場合には、清掃増粘着子として使用した場合に割れやすくなるよう問題が生じる。結合剤としては、セメントがより好ましい。なお、結合剤にフ糊、又はケイ酸ソーダを使用した場合には、フ糊又はケイ酸ソーダ１００重量部に対して、水を１００〜１５０重量部程度混合してから成型し、乾燥させるのが良い。また、漆喰、セメントを使用する場合には、漆喰又はセメント１００重量部に対して水を５０〜２００重量部混合してから成型し、乾燥させるのが良い。また、ポリウレア樹脂を使用する場合には、イソシアネートと所定の硬化剤を混合してから成型し、乾燥させるのが良い。エポキシ樹脂、シリコン樹脂等常温硬化樹脂は補強材として用いる。
【００１０】
また、前記鉄道車両用清掃増粘着子が、鉄道車両用清掃増粘着子であると共に鉄道用車輪の制動に用いられてなる鉄道車両用制輪子であってもよい。この場合、例えば、保持具に取り付けられた鉄道車両用清掃増粘着子を、圧縮空気や油圧、スプリング等の押圧器具によって鉄道用車輪の踏面に対して適切な押圧力で押当てることで、鉄道用車輪の回転を制動することができる。
【００１１】
金属粉としては、鉄粉、銅粉、真鍮粉、マグネシウム合金粉、及びマンガン合金粉から一以上を選択して用いることができる。本発明によれば、車輪との摩擦により増粘着子に混合された金属粉が適度にレールと車輪との間に入り込み、車輪の粘着力の低下を防止することができる。金属粉は、前記混合物１００重量部に対して１〜５０重量部混合することが好ましい。
【００１２】
炭素粉としては、カーボンブラック、若しくは黒鉛のうちいずれか、又は両方を組み合わせて使用することができる。炭素粉は、特に前記混合物１００重量部に対して１〜１０重量部混合することが好ましい。炭素粉を混合することによって、耐摩耗性を向上させることができる。
【００１３】
無機繊維としては、ガラス繊維、岩綿、鉄繊維、銅繊維、及び真鍮繊維から一以上を選択して用いることができる。無機繊維を混合することで増粘着子の強度を向上させることができる。無機繊物は、前記混合物１００重量部に対して１〜１５重量部混合することが好ましい。１５重量部よりも多く混合すると、混合物の混練り作業の作業性が低下する。
【００１４】
また、前記混合物を構成するもののほか、残部をカシュウ粉、菱粉、砂、石、スラグ塊、ガラス塊、及びシリカ粉から一以上を選択して混合することが好ましい。増粘着剤としての機能を維持しつつ、所望の大きさに成形することができる。なお、スラグ塊とは鉱滓塊ともよばれるものである。
【００１５】
本発明は、前記金属粉、無機繊維、炭素粉、及び結合剤を型に投入して混合し、常温又は、１００℃以下の低温加熱によって、加圧力２０〜１００Ｋｇ／ｃｍ２で成型することができる。さらに、成型後は、常温又は１００℃以下の加熱乾燥によって固化させ、製造することができる。これにより、従来よりも成型時の加熱温度を十分に低い温度とすることができ、製造装置のコストを低減することができる。特に結合剤にセメントを使用した場合は、成型時の加熱温度は常温とすることができると共に、成型後の乾燥工程も常温で行うことができるため、製造装置に加熱装置を必要としない。なお、前記型はプラスチック型、木型若しくは金型のいずれを用いることもできる。また、通常のコンクリートの促進養生も利用することが可能である。
【００１６】
本発明に係る鉄道車両用清掃増粘着子は、角型のパッド状本体として成型されて、鉄道用車輪の踏面に押当て可能な保持具に取り付けられて使用されることが好ましい。この場合、パッド状本体は、直方体の一面が前記踏面の曲面に合わせて両端縁から中央に向かって滑らかな凹面形状に形成されてなることが好ましい。踏面に対する接地面積を最大化して、車輪の粘着力の向上効果を有する金属粉を放出させて、踏面とレールとの間に当該金属粉を入り込ませることが可能となる。また、本発明を鉄道車両用制輪子としても使用する際に、制動力の向上を図ることができる。
【００１７】
さらに、前記パッド状本体を背板と一体の状態で成型しても好ましい。背板は、一端面が開口された箱状であり、パッド状本体の底面と周面を囲うように取り付けられてなることが好ましい。また、背板はパッド状本体の踏面との接地面部分が背板１０ａの開口端よりも突設した状態で成型された態様で設けられても好ましい。このような態様であれば、背板の形状を単純化することができるため、製造コストの軽減を図ることができる。パッド状本体に背板が設けられてなることによって、パッド状本体の周面を補強でき、使用中の破損の発生を低減することができる。なお、背板を設けた場合には、パッド状本体を背板と共に前記保持具に取り付けることとなる。
【００１８】
また、パッド状本体の踏面と背板の開口端面とが同一面となる状態で成型されても好ましい。このような態様であれば、パッド状本体の側周面が接地面と同じ高さまで背板に保持されることによって、踏面に押し付けられた際のパッド状本体の欠けの発生を防止することができる。
【００１９】
ここで、背板は、鉄板、鋳鋼、ダクタイル鋳鉄、アルミニウム鋳物によって成型されたものが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に使用される結合剤を含む鉄道車両用清掃増粘着子は、これまでに存在せず、従来の課題であった耐熱性を改善することができる。また、これにより、カジリ現象を従来よりもさらに抑制することができる。
【００２１】
また、従来の合成樹脂を用いた研磨子においては製造時に熱硬化性樹脂を硬化させるために２５０℃以上の加熱処理する必要であったところ、本発明によれば成型時に加熱処理を１００℃以下の低温で行うことができるため、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】鉄道車両用清掃増粘着子１の斜視図である。紙面正面に見えている面が鉄道用車輪３の踏面６と接する面である。
【図２】鉄道車両用清掃増粘着子１を背板１０と共に成型された状態において、鉄道車両用清掃増粘着子１が踏面６と接する接地面を上向きとした状態を示す斜視図である。（ａ）は鉄道車両用清掃増粘着子１が背板１０ａの開口端よりも突設した状態で成型された態様を示し、（ｂ）は鉄道車両用清掃増粘着子１が背板１０ｂの開口端面と同一面となる状態で成型された態様を示す。
【図３】鉄道車両用清掃増粘着子１を保持具２に取り付けて、鉄道用車輪３の鉄道車両用清掃増粘着子１として使用する様子を鉄道車輪３の回転軸方向から示す図である。鉄道車両用清掃増粘着子１には図２で示した背板１０が取り付けられていてもよい。なお、鉄道用車輪は右上側四半部のみが一点鎖線を境界線として示されている。また、保持具２に取り付けられてなる鉄道車両用清掃増粘着子１及びシリンダー４は鉄道車輪３の回転軸に対して垂直方向に切断された縦断面が示されると共に、シリンダー４の内部に設けられたロッド５の様子が見えるように示されている。保持具２に重ねて示されている一点鎖線は保持具２の中心線である。（ａ）は鉄道車両用清掃増粘着子１が鉄道車輪３の踏面６に接する前の状態を示し、（ｂ）は鉄道車両用清掃増粘着子１が鉄道車輪３の踏面６に押し付けられている状態を示す。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例を示す。
【００２４】
〔製造方法〕
（１）原料の混合
以下に示す原料Ａ〜Ｅを撹拌機内で混合した。
Ａ  鉄粉                      １０重量部
Ｂ  金属合金粉                ２０重量部
Ｃ  ガラス繊維                  ５重量部
Ｄ  シリカ粉                  １５重量部
Ｅ  カーボンブラック          １０重量部
Ｆ  セメント                  ４０重量部
【００２５】
（２）水の混合
次に、Ａ〜Ｆ混合体に次の水（Ｇ）を混合して型に流し込んだ。
Ｇ  水                        ３０重量部
【００２６】
（３）成型
型に流し込まれた状態のＡ〜Ｇ混合材に対して加圧成型を行った。加圧成型の条件は以下のとおりである。
成型温度        常温
加圧圧力        ２５Ｋｇ／ｃｍ２
【００２７】
（４）乾燥
成型終了後、型から取り出した上記Ａ〜Ｇ混合材を乾燥させて固化させた。
本実施例において、乾燥温度は常温とした。図１に作成した鉄道車両用清掃増粘着子１の斜視図を示す。角型に成型されたパッド状本体からなる鉄道車両用清掃増粘着子１を作製することができた。図１の紙面手前の面は踏面６に沿って当接できるように踏面６の曲面に合わせて両端縁から中央に向かって滑らかな凹面形状に形成されてなる
【００２８】
また、鉄道車両用清掃増粘着子１は前記成型段階において背板１０と共に型に流し込まれることによって、背板１０と一体の状態で成型しても好ましい。例えば第二の実施の形態として、背板は図２（ａ）に示す背板１０ａを使用することができる。この場合、鉄道車両用清掃増粘着子１が背板１０ａの開口端よりも突設した状態で成型された態様が示されている。図２（ａ）の態様であれば、背板１０ａの形状が単純であるため、製造コストの軽減を図ることができる。
【００２９】
さらに第三の実施の形態として、図２（ｂ）に示す背板１０ｂを使用することができる。この場合、鉄道車両用清掃増粘着子１が背板１０ｂの開口端面と同一面となる状態で成型された態様が示されている。図２（ｂ）の態様であれば、鉄道車両用清掃増粘着子１の側周面が、接地面となる上端面と同じ高さまで背板１０ｂに保持されることによって、踏面６に押し付けられた際の鉄道車両用清掃増粘着子１の欠けの発生を防止することができる。
【００３０】
ここで、背板１０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように一端面が開口した有底の箱状に形成され、鉄板、鋳鋼、ダクタイル鋳鉄、アルミニウム鋳物によって成型されたものが好ましい。特にセメントを結合剤として使用する際の鉄道車両用清掃増粘着子１の補強に優れている。なお、これらの金属材料で成型された背板１０によっては、鉄道車両用清掃増粘着子１の用途において鉄道車輪３の踏面６に対して鉄道車両の運行を阻害するような傷をつけることはない。
【００３１】
さらに、図３には、鉄道車両用清掃増粘着子１を、保持具２に取り付けて、鉄道用車輪３の鉄道車両用清掃増粘着子１として使用している様子を示す。図３（ａ）は保持具２の背面に設けられた圧縮空気や油圧、又はスプリングの作用によってシリンダー４の先端から突出して伸縮可能なロッド５によって、鉄道車両用清掃増粘着子１が鉄道用車輪３の踏面６から僅かに離れた位置に配置されている様子を示す。図３（ｂ）は、前記ロッド５の押圧力によって、鉄道車両用清掃増粘着子１が鉄道用車輪３の踏面６に押し付けられている状態を示す図である。なお、保持具２に取り付けられる鉄道車両用清掃増粘着子１が、前記背板１０（ａ），（ｂ）と共に成型されたものであっても好ましいことはいうまでもない。
【００３２】
本発明によれば、鉄道用車輪３の踏面６から発生した金属片を取り込むことがないので、カジリ現象、及び段磨の形成させない鉄道車両用清掃増粘着子を実現することができた。
【００３３】
また、圧縮空気、油圧、又はスプリング等の押圧力を適正に強めることで、鉄道車両用清掃増粘着子１であると共に鉄道用車輪の制動に用いられてなる鉄道車両用制輪子としても機能させることができる。
【００３４】
図３に示す通り、本発明は原材料に熱硬化性樹脂を用いずに鉄道車両用清掃増粘着子を実現することができた。
【符号の説明】
【００３５】
１  鉄道車両用清掃増粘着子
２  保持具
３  鉄道用車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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