(57)【要約】【課題】制輪子両端部及び側面へのグリス、及びその他汚れの付着を抑止するとともに、付着したグリスをウエス等で拭い去る際、汚れが伸び広がることが無く、効率よく除去できる車両用制輪子を提供する。【解決手段】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車両用制輪子１であって、制輪子本体２の少なくとも両端部６ａ，６ｂ及び側面５には硬化した撥水・撥油塗膜が形成されている。制輪子本体２の中央部の幅方向には溝部７が形成されており、溝部７の両側壁７ａ，７ｂにも撥水・撥油塗膜が形成されているのが好ましい。撥水・撥油塗膜はフッ素系樹脂を含む塗料がコーティングされて形成されているのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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車両用制輪子であって、
制輪子本体の少なくとも両端部及び側面には硬化した撥水・撥油塗膜が形成されていることを特徴とする撥水・撥油性制輪子。
【請求項２】
前記制輪子本体の中央部の幅方向には溝部が形成されており、前記溝部の両側にも撥水・撥油塗膜が形成されている請求項１に記載の撥水・撥油性制輪子。
【請求項３】
前記制輪子本体の摩擦材部は、鋳鉄製、焼結金属製、合成樹脂製、及び合成樹脂と金属及び又はセラミックス併用系から選ばれる少なくとも一つである請求項１又は２に記載の撥水・撥油性制輪子。
【請求項４】
前記撥水・撥油塗膜は硬化性塗料がコーティングされて硬化されている請求項１〜３のいずれかに記載の撥水・撥油性制輪子。
【請求項５】
前記撥水・撥油塗膜はフッ素系樹脂を含む塗料がコーティングされて形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の撥水・撥油性制輪子。
【請求項６】
前記撥水・撥油塗膜の厚さは０．５〜１００μｍである請求項１〜５のいずれかに記載の撥水・撥油性制輪子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄道車両等に組み込む撥水・撥油性制輪子に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。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。
【０００３】
一部の鉄道事業者においては、車輪・レール間の摩擦による車輪フランジ部分の磨耗（垂直磨耗）を防止するため、また、摩擦による騒音（きしみ音）を防止する目的で、地上、または車上搭載の塗油器から車輪フランジ部に対して、グリス（油）を塗布している。塗布されたグリスの一部が車輪踏面（車輪とレールが接する部分）に介在すると、車輪・レール間の摩擦力を阻害し、制動距離の延伸を引き起こす恐れがある。車輪踏面に付着したグリスの一部は制動時（制輪子押し付け時）に制輪子にて拭い取られるが、一部のグリスは制輪子側面に付着したまま残る。この状態で再度制輪子を押し付けると、グリスが車輪踏面に再付着し、悪影響を及ぼす恐れがあるため、一部の鉄道事業者では、始業点検時に清掃（制輪子付着物の除去）を実施している。すなわち、制輪子側面に付着したグリスを主体とする汚れ（埃、砂等の混合物）を除去するため、ウエス等で拭い取る作業を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３０５８９号公報
【特許文献２】特許第２８３５１５１号公報
【特許文献３】特許第３１８５１３９号公報
【特許文献４】特開平７−１３３８３３号公報
【特許文献５】特開２０１６−１１８２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の鉄道車両用制輪子は、グリスを主体とする汚れを拭い取る際に、従来の塗装面では、汚れが伸び広がり、綺麗にはふき取れない、または手間がかかるといった問題があった。
【０００６】
本発明は前記従来の問題を解決するため、制輪子両端部及び側面へのグリス、及びその他汚れの付着を抑止するとともに、付着したグリスをウエス等で拭い去る際、汚れが伸び広がることが無く、効率よく除去できる車両用制輪子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撥水・撥油性制輪子は、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車両用制輪子であって、制輪子本体の少なくとも両端部及び側面には硬化した撥水・撥油塗膜が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の撥水・撥油性制輪子は、制輪子本体の少なくとも両端部及び側面には硬化した撥水・撥油塗膜が形成されていることにより、制輪子本体の両端部及び側面へのグリス、及びその他汚れの付着を抑止するとともに、付着した砂埃、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。また、付着したグリス等をウエス等で拭い去る際、汚れが伸び広がることが無く、効率よく除去できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の一実施形態における撥水・撥油性制輪子の側面図である。
【図２】図２は本発明の別の実施形態例における撥水・撥油性制輪子の車輪摺接面側から見た斜視図である。
【図３】図３は本発明のさらに別の実施形態における撥水・撥油性制輪子の正面から見た部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の車両用制輪子は、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車両用制輪子であり、制輪子本体の少なくとも両端部及び側面には硬化した撥水・撥油塗膜が形成されている。制輪子本体の両端部及び側面は、グリスやオイルが混ざった塵埃が付着しやすく、この部分に撥水・撥油塗膜が形成されていると、塵埃の除去作業が容易となる。
【００１１】
制輪子本体の中央部の幅方向に溝部が形成されている場合は、溝部の両側にも撥水・撥油塗膜が形成されているのが好ましい。溝部の両側も塵埃が付着しやすく、この部分に撥水・撥油塗膜が形成されていると、塵埃の除去作業が容易となる。撥水・撥油塗膜は制輪子本体の車輪摺接面以外の全面に形成してもよい。車輪摺接面を除くのは、ブレーキ性能に影響を与えないためである。
【００１２】
制輪子本体の摩擦材部は、鋳鉄製、焼結金属製、合成樹脂製、及び合成樹脂と金属及び又はセラミックス併用系から選ばれる少なくとも一つに適用できる。とくに合成樹脂製又は合成樹脂と金属及び又はセラミックス併用系の制輪子本体に適用すると、ブレーキ作動時の摩擦熱によって加熱しにくいので、撥水・撥油塗膜の耐久性が発揮しやすい。これらに適用できる塗料としては、シリコーン（メタ）アクリレートやフルオロ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート基を含む樹脂塗料がある。他の塗料としては、フッ素系撥水剤とともにウレタン系架橋剤、アクリル系架橋剤等の架橋剤を使用して架橋させる塗料がある。鋳鉄製、焼結金属製の場合は、高温に対応できるフッ素含有シリコーン樹脂塗料、フッ素含有ポリイミド樹脂塗料などがある。これらの硬化性塗料を制輪子本体にコーティングし硬化させて撥水・撥油塗膜とする。とくに、フッ素系樹脂を含む塗料がコーティングされて硬化されているのが好ましい。硬化は常温硬化、加熱硬化又は焼き付け硬化を含む。これらの撥水・撥油塗料は、市販品を使用できる。主剤（Ａ液）と硬化剤（Ｂ液）の２液タイプを使用し、混合してからコーティングするのが好ましい。
【００１３】
本発明で好ましく適用できる合成樹脂製制輪子本体について説明すると、一例として、バインダー樹脂としてフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂２０〜３０体積％、摩擦材として黒鉛粒子２０〜３０体積％、ゴムダスト５〜１０体積％、硫酸バリウム等の無機粒子２０〜３０体積％、有機繊維５〜１０体積％、鉄粉３〜１０体積％を混合し、圧縮成形させながら加熱硬化させて成形する。この組成及び方法は従来から知られている。
【００１４】
撥水・撥油塗膜の厚さは、乾燥後の厚さで０．５〜１００μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜５０μｍである。前記の範囲であれば、ピンホールもなく、耐久性の高い撥水・撥油塗膜となる。
【００１５】
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は本発明の一実施形態における撥水・撥油性制輪子１の側面図である。制輪子１は制輪子本体２と台金（背面板）３と取付部４で構成されている。制輪子本体２は合成制輪子で作成されており、側部５、両端部６ａ，６ｂ、溝部７の壁面７ａ，７ｂに撥水・撥油塗膜が形成されている。撥水・撥油塗膜は、撥水・撥油塗料を刷毛塗り、ローラー塗り、スププレー塗装などが採用できる。車輪踏面８には撥水・撥油塗膜は形成されていない。ブレーキ性能に影響を与えないためである。
【００１６】
図２は本発明の別の実施形態例における撥水・撥油性制輪子１０の車輪摺接面側から見た斜視図である。この制輪子１０も合成制輪子本体１１と台金（背面板）１２と取付部１３で構成されている。制輪子本体１１の両端部は直交面１５ａと、傾斜面１５ｂがあり、溝部１６にも直交面１７ａ，１７ｂと、傾斜面１７ｃ，１７ｄがある。制輪子本体の両端部の傾斜面１５ｂは、制輪子本体と一体化されている台金（背面板）１２まで延びている。すなわち、台金（背面板）１２も傾斜面であり、制輪子本体の両端部の傾斜面１５ｂと、台金（背面板）の傾斜面とは面一である。車輪摺接面１８以外には撥水・撥油塗膜が形成されており、制輪子本体の両端部、側面及び溝部へのグリス、及びその他汚れの付着を抑止するとともに、付着した砂埃、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。
【００１７】
図３は本発明のさらに別の実施形態における撥水・撥油性制輪子の部分断面図である。この撥水・撥油性制輪子２０は、台金（背板）２２の前面に摺動材本体（摩擦材層）２８及び防振材２９が配置され、台金２２の後面の一部には防振パッド２９ａ，２９ｂが配置され、防振パッド２９ａ，２９ｂと防振材２９は台金２２の一部に開けた孔（貫通穴部）３０の部分で連続している。摺動材本体（摩擦材層）２８と防振材２９及び防振パッド２９ａ，２９ｂは、台金２２に対して一体成形されている。２３は取付部である。摺動材本体（摩擦材層）２８と防振材２９は合成制輪子を構成しており、側部２４、両端部２５ａ，２５ｂ、溝部２６の壁面２７ａ，２ｂに撥水・撥油塗膜が形成されている。９は撥水・撥油性塗膜である。車輪摺接面３１には撥水・撥油塗膜は形成されていない。
【実施例】
【００１８】
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。
【００１９】
（実施例１）
図１に示す合成制輪子を製作した。全体の大きさは、側面から見た直線長さ３５０ｍｍ，幅７９ｍｍ、塗布面積約２００ｃｍ2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。その後、全体に下塗り塗料をコーティングした。この合成制輪子本体の両端部、側面及び溝面に、上塗り塗料として、撥水・撥油塗料をコーティングした。撥水・撥油塗料は、大日本塗料社製、商品番号４２１１、商品名“マジックアート”（特殊シリコーン変性フッ素樹脂クリヤー塗料）、２液タイプを混合し、刷毛塗りによりコーティングし、５〜１０℃（冬季）で一昼夜放置（１６時間）し、乾燥及び硬化をさせた。夏季の場合も一昼夜放置で乾燥及び硬化する。時間短縮が必要な場合は、ヒーターを用いて４０℃、５時間で乾燥及び硬化する。硬化後の撥水・撥油塗膜の平均膜厚は約２μｍであった。
得られた撥水・撥油性制輪子の側面に、鉄道車両で使用するグリスを数滴付着させ、ウエスで拭ったところ、汚れが伸び広がることは無く、効率よく除去できることが確認できた。
【００２０】
（比較例１）
上塗り塗料として、撥水・撥油塗料をコーティングしなかった以外は実施例と同一の合成制輪子を製作した。この合成制輪子に鉄道車両で使用するグリスを数滴付着させ、ウエスで拭ったところ、汚れが伸び広がり、綺麗にはふき取れず、手間がかかる問題があった。
【００２１】
（実施例２）
図２に示す合成制輪子本体の両端部、側面及び溝面に、上塗り塗料として、撥水・撥油塗料をコーティングした。撥水・撥油塗料は、大日本塗料社製、商品番号４２１１、商品名“マジックアート”（特殊シリコーン変性フッ素樹脂クリヤー塗料）、２液タイプを混合し、ローラー塗りによりコーティングし、５〜１０℃（冬季）で一昼夜放置（１６時間）し、乾燥及び硬化をさせた。夏季の場合も一昼夜放置で乾燥及び硬化する。硬化後の撥水・撥油塗膜の平均膜厚は約２μｍであった。
得られた撥水・撥油性制輪子の側面に、鉄道車両で使用するグリスを数滴付着させ、ウエスで拭ったところ、汚れが伸び広がることは無く、効率よく除去できることが確認できた。
【００２２】
（実施例３）
図３に示す合成制輪子本体の両端部、側面及び溝面に、上塗り塗料として、撥水・撥油塗料をコーティングした。撥水・撥油塗料は、大日本塗料社製、商品番号４２１１、商品名“マジックアート”（特殊シリコーン変性フッ素樹脂クリヤー塗料）、２液タイプを混合し、エアレス塗装によりコーティングし、５〜１０℃（冬季）で一昼夜放置（１６時間）し、乾燥及び硬化をさせた。夏季の場合も一昼夜放置で乾燥及び硬化する。硬化後の撥水・撥油塗膜の平均膜厚は約１５μｍであった。
得られた撥水・撥油性制輪子の側面に、鉄道車両で使用するグリスを数滴付着させ、ウエスで拭ったところ、汚れが伸び広がることは無く、効率よく除去できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の撥水・撥油性制輪子は、製造コストが安いことから、高速鉄道や通常の鉄道車両に好適なほか、地下鉄車両や路面電車車両などにも好適である。
【符号の説明】
【００２４】
１,１０,２０ 撥水・撥油性制輪子
２,１１，２１  制輪子本体
３，１２，２２  台金（背面板）
４，１３，２３  取付部
５，１４，２４  側部
６ａ，６ｂ，２５ａ，２５ｂ  両端部
７，１１，２６  溝部
７ａ，７ｂ，１７ａ−１７ｄ，２７ａ，２７ｂ  溝部の壁面
８，１８，２４  車輪摺接面
９  撥水・撥油性塗膜
１５ａ  制輪子本体両端部の直交面
１５ｂ  制輪子本体両端部の傾斜面
２８  摺動材本体（摩擦材層）
２９  防振材
２９ａ，２９ｂ  防振パッド
３０  孔（貫通穴部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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