(57)【要約】【課題】  製造工程が簡素でグルービングを発生させることのない増粘着制輪子、その製造方法及びその製造に用いる成形型を提供すること。【解決手段】  流動材料を成形してなる本体部２０とこの本体部に埋め込まれたブロック１２とを有する。前記ブロックの車輪に対する接触面１２ｘを本体部に形成された摺動面２５に使用時において露出させる。使用時における車軸方向に交差する本体部の基準側面２１と同位置又はその基準側面２１よりも外側位置にブロック側端面１２ｓを配置する。そして、このブロック側端面を覆う位置に流動材料よりなる突出部２２を形成する。この増粘着制輪子の製造に用いる成形型では、流動材料を充填する主凹部において、基準側面２１よりも外側に突出部２２を形成してある。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動材料を成形してなる本体部とこの本体部に埋め込まれたブロックとを有し、前記ブロックの車輪に対する接触面を本体部に形成された摺動面に使用時において露出させる増粘着制輪子であって、使用時における車軸方向に交差する本体部の基準側面と同位置又はその基準側面よりも外側位置にブロック側端面を配置し、このブロック側端面を覆う位置に流動材料よりなる突出部を形成してなる増粘着制輪子。
【請求項２】
車軸方向に対する直交方向に対し位置を隔てて前記ブロックを少なくとも一対配置し、これら少なくとも一対のブロックを前記ブロック底面に交差するブロック上下方向軸が互いに並行となる関係に配置したことを特徴とする請求項１記載の増粘着制輪子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の増粘着制輪子の製造方法であって、前記流動材料を充填する主凹部内において前記基準側面よりも外側に前記突出部を形成する凹部を有する成形型に前記流動材料を充填し、この凹部対応位置に前記ブロック側端面が位置するように前記ブロックを配置し、前記凹部と前記ブロック側端面との間に前記流動材料を充填させた状態で主凹部内の流動材料を固化させることを特徴とする増粘着制輪子の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の増粘着制輪子の製造に用いる成形型であって、前記流動材料を充填する主凹部において、前記基準側面よりも外側に前記突出部を形成する凹部を有することを特徴とする成形型。
【請求項５】
複数の前記凹部における凹部の長手方向に沿った軸が互いに平行となるように前記各凹部を配置したことを特徴とする請求項４記載の成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両等の車輪踏面と接触して車輪の制動を行う増粘着制輪子、その製造方法及びその製造に用いる成形型に関する。さらに詳しくは、流動材料を成形してなる本体部とこの本体部に埋め込まれたブロックとを有し、前記ブロックの車輪に対する接触面を本体部に形成された摺動面に使用時において露出させる増粘着制輪子、その製造方法及びその製造に用いる成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記ブロックはその底面を車輪表面（踏面）に接触させて、車輪とレールとの粘着性を向上させると共に、車輪表面の水膜や油膜を除去する散水性能を向上させることを目的としている。そして、従来、ブロック入りの増粘着制輪子では、成形圧力の低下及び成形型の傷付き防止のためにブロックと成形型との接触を避けるという成形の都合上、粉末材料による本体部の幅よりもブロック部分の幅を狭くしていた。係る構造によれば、ブロックの介在しない本体部の両側近傍部は車輪との接触で滑らかな滑面となり、制動時等に生じるカジリ片と呼ばれる金属粉末が付着し易い。そして、この付着した金属粉末により側近傍部に接触する車輪表面が局所的に車輪周面に沿って削られるというグルービング現象が発生していた。
【０００３】
一方、このようなグルービング現象を防ぐため、次の特許文献１の如く、ブロックを本体部の成形後に挿入する製造方法が知られている。
【特許文献１】特開２０００−２３０５８９号
【０００４】
しかし、ブロックを挿入する工程が別途必要で、製造コストを十分に削減することは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、製造工程が簡素でグルービングを発生させることのない増粘着制輪子、その製造方法及びその製造に用いる成形型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る増粘着制輪子の特徴は、流動材料を成形してなる本体部とこの本体部に埋め込まれたブロックとを有し、前記ブロックの車輪に対する接触面を本体部に形成された摺動面に使用時において露出させる構成であって、使用時における車軸方向に交差する本体部の基準側面と同位置又はその基準側面よりも外側位置にブロック側端面を配置し、このブロック側端面を覆う位置に流動材料よりなる突出部を形成したことにある。
【０００７】
加えて、車軸方向に対する直交方向に対し位置を隔てて前記ブロックを少なくとも一対配置し、これら少なくとも一対のブロックを前記接触面に交差するブロック上下方向軸が互いに並行となる関係に配置してもよい。
【０００８】
一方、上述の増粘着制輪子の製造方法の特徴は、前記流動材料を充填する主凹部内において前記基準側面よりも外側に前記突出部を形成する凹部を有する成形型に前記流動材料を充填し、この凹部対応位置に前記ブロック側端面が位置するように前記ブロックを配置し、前記凹部と前記ブロック側端面との間に前記流動材料を充填させた状態で主凹部内の流動材料を固化させることにある。
【０００９】
また、上記特徴に記載の増粘着制輪子の製造に用いる成形型の特徴は、前記流動材料を充填する主凹部において、前記基準側面よりも外側に前記突出部を形成する凹部を有することにある。この成形型において、複数の前記凹部における凹部の長手方向に沿った軸が互いに平行となるように前記各凹部を配置してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記本発明に係る増粘着制輪子、その製造方法及びその製造に用いる成形型の特徴によれば、成形型を傷付けることなく少なくとも基準側面の位置までブロックを延長させることができ、グルービングを防止することができるようになった。また、ブロック上下方向軸及び凹部の長手方向に沿った軸が互いに平行となるように配置することで、凹部の存在に拘わらず成型品を成形型から抜き取ることができる。
【００１１】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。本発明の明細書において、車軸方向Ｘは図２の車輪１００の回転軸に沿った方向、回転方向Ｙは車軸方向Ｘに直交する車軸回転方向、ブロック上下方向Ｚ１、Ｚ２は、接触面１２ｘに交差するブロック１２の上下方向に沿った軸である。なお、ここでの上下とは、説明の便宜のための方向で、例えば図１（ａ）における上下方向をいうものとし、絶対的な上下とは限らない。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、増粘着制輪子１は、フレーム１０と本体部２０とを備えている。フレーム１０は、車輪の円周面と軸心を共通にする円弧状に成形された基板１１と一対の鋳鉄製のブロック１２と、増粘着制輪子１を車両に取り付ける取付部１３と、車輪と接触する本体部２０と、本体部２０における均一な面で構成される基準側面２１と、本体部２０における基準側面２１より突出する突出部２２により構成される。
【００１４】
摺動面２５は車輪に対し摺動して制動を行うための制動面であり、図２（ａ）の断面図に示すように接触面１２ｘと共に傾斜している。一対の基準側面２１、２１は、車軸方向Ｘに直交交差しており、本体部２０の内部に一対のブロック１２が埋め込まれている。ブロック１２は略直方体を呈する鋳造物であり、その接触面１２ｘを車輪表面（踏面）に接触させて、車輪とレールとの粘着性を向上させると共に、車輪表面の水膜や油膜を除去する散水性能を向上させることを目的としている。また、一対の鋳鉄製のブロック１２，１２は先の回転方向に隔てられてブロック上下方向Ｚ１、Ｚ２が互いに平行となるように配置されている。本体部２０の材料となる流動性材料の一種である合成樹脂粉末には鉄粉、黒鉛粉等が適宜配合されており、加熱圧縮成型で固化させることが可能である。
【００１５】
図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、突出部２２は半球状に成形され基準側面２１より突出するブロック１２の側面であるブロック側端面１２ｓを鉛直方向に沿って覆っている。これより、成形物２に突出部２２を設けることで、同じブロック幅の増粘着制輪子を製造するのに、従来の本体部材料より減量することができる。
【００１６】
図２（ｂ）に示す従来の増粘着制輪子では、ブロック１２’の幅Ｗｂ２は、本体部２０’の幅Ｗｃより狭い。従って、本体のうち差分幅ｄの部分には図１（ｂ）に参考例示する全長Ｌａにわたりブロック１２’が介在しないため、差分幅ｄの部分に沿ってグルービングが生じる結果となる。しかし、図２（ａ）に示す本発明では、ブロック１２の幅Ｗｂ１は、周部の本体部２０の幅Ｗｃより広い。突出部２２は車輪の回転方向に対し僅かな幅である突出部分長Ｌｂしか有しないのでグルービングの原因とはならない。従って、本発明では上記差分幅ｄのような部分は生じず、グルービングの問題を解消することができる。
【００１７】
次に、本発明の増粘着制輪子１の製造方法を説明する。図３、図４に増粘着制輪子１の製造に用いるフレーム１０と成形型３を示す。図３（ａ）、図４（ａ）に示すようにフレーム１０は、増粘着制輪子１の本体部２０を固着させる基板１１と、ブロック１２と、増粘着制輪子１を車両に取り付ける取付部１３とを備えている。図３（ａ）で示される基板１１は、車輪の円周面とほぼ同一の円弧状に成形され、基板１１上部に取付部１３が溶着される。
【００１８】
図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す成形型３は、増粘着制輪子１の本体部２０となる材料を充填させる主凹部３０と、成形側面３１と、上記ブロック上下方向Ｚ１，Ｚ２に相当する上下に沿った溝状の凹部３２とを備えている。成形底面３３は、成型後増粘着制輪子１の本体部２０と車輪との摺動面となるため、大略車輪の傾斜に沿うよう形成され、ブロック１２の先端との間に僅かな隙間を残す。そして、本体部２０の底面は成形後に車輪の円周面と同一になるように削られる。一対の凹部３２，３２は、図４（ｂ）に示すように、ブロック１２の側面の先端近傍を覆うように半球状に成形され、互いに平行となるよう前記ブロック上下方向Ｚ１，Ｚ２に沿って鉛直方向に配向されている。成形型３の充填部には、本体部２０となる合成樹脂粉末を充填させ、フレーム１０を成形型３上部よりブロック１２の側面の先端が凹部３２に近接するよう鉛直方向に挿入し加圧成形する。凹部３２を形成していることにより、ブロック１２の側面の先端が成形型３の成形側面と接触することはないため、成形側面３１を傷付けることなく十分に加圧しながら成形を行うことができる。
【００１９】
次に、図５〜８を参照しながら本発明に係る他の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態と同様の部材には同様の符号を付してある。
【００２０】
第二実施形態においては、図５（ｂ）、（ｃ）に示すようにブロック１２をフレーム１０正面に対し傾斜させ溶着させている。これより、第一実施形態と比較して、車輪と摺動する鋳鉄製のブロック１２の面積は、ブロックに対して長手方向に大きくなる。図５（ｄ）に示すように、摺動面２５がブロック１２より外側に突出しているため、グルービングの問題を解消することができる。
【００２１】
図６に示す第三実施形態において、第一、二実施形態と突出部２２の形状が異なる。成形物２の突出部２２ａは、略楕円形状である。係る形状により、突出部２２はブロック１２のブロック幅の変更に対しての対応代が大きいため、ブロック幅の変更に柔軟に対応でき、ブロック側端面１２ｓが突出部２２ａと当接することがない。また、図７に示す第四実施形態において、突出部２２ｂは矩形状であり、図８に示す第五実施形態においては、突出部２２ｃは台形状である。これらの第四、五実施形態は、凹部３２の加工費用が安価であるため、より一層安価に増粘着制輪子１を製造することが可能となる。
【００２２】
さらに、図９に示す第六実施形態においては、上記各実施形態とはブロック１２の本数が異なる。ブロック１２の本数を多くすることにより、雨天時等の悪天候に特化した制動性能を有する増粘着制輪子１を製造することができる。なお、図９に示す第六実施形態においては、各ブロック１２の全てを基準側面２１より突出させているが、全てのブロックを突出させる必要はなく、符号１２ａ１と１２ａ４のみ等、少なくとも片方で１以上のブロック１２が、基準側面２１より突出していれば、他のブロック１２ａ２、１２ａ３は突出しなくてもよい。また、ブロック１２ａ１〜ａ４はフレーム１０正面に対し底面視で傾斜させて溶着してもよい。
【００２３】
最後に、さらに他の実施形態について説明する。
上記各実施形態において、ブロックの本数及び突出部の数は、上記実施形態に限られず適宜配置しても構わない。また、フレーム１０は、基板１１とブロック１２とを其々作成して組み立てることや、基板１１とブロック１２とを一体成形しても構わない。
【００２４】
上記各実施形態においては、本発明を踏面ブレーキとして実施した。しかし、本発明はディスクをブレーキシューにて挟み込むディスクブレーキのブレーキシューとして用いることもできる。この場合、請求項１における「使用時における車軸方向に交差する本体部の基準側面２１」は、「使用時における車軸方向に沿った本体部の基準側面２１」と読み替えて解釈するものとする。
【００２５】
上記各実施形態において、本体部材料として合成樹脂製粉末を用いた。しかし、合成樹脂製粉末に限られるものではなく、制動性能を十分に発揮させる流動材料であればよく、例えばゲル状の樹脂、合金粉末、鋳物等であってもよい。また、ブロック１２も鋳鉄以外の車輪の表面を活性化可能な素材で構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、鉄道車両用増粘着制輪子として利用することができる。また、鉄道車両に限らず、自動車、二輪車等の制輪子としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は本発明の増粘着制輪子の正面図、（ｂ）は（ａ）の底面図、（ｃ）は（ａ）の平面図である。
【図２】（ａ）は本発明の成形物のＡ−Ａ拡大断面図、（ｂ）は従来の成形物のＡ−Ａ相当部における拡大断面図である。
【図３】（ａ）は増粘着制輪子のフレームの正面図、（ｂ）は成形型の正面図である。
【図４】（ａ）は増粘着制輪子のフレームの底面図、（ｂ）は成形型の平面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第二実施形態に係る成形物の正面図、（ｂ）は（ａ）の底面図、（ｃ）は（ａ）の平面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ部におけるＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る成形物の底面図の突出部近傍の部分拡大図である。
【図７】本発明の第四実施形態に係る成形物の底面図の突出部近傍の部分拡大図である。
【図８】本発明の第五実施形態に係る成形物の底面図の突出部近傍の部分拡大図である。
【図９】本発明の第六実施形態に係る成形物の底面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：増粘着制輪子、２：成形物、３：成形型、１０：フレーム、１１：基板、１２，１２ａ１〜４：ブロック、１２ｘ：接触面、１２ｓ：ブロック側端面、１３：取付部、２０：本体部、２１：基準側面、２２、２２ｂ１〜４，２２ａ〜２２ｃ：突出部、２５：摺動面、３１：成形側面、３２：凹部、３３：成形底面、１００：車軸、Ｌａ：全長，Ｌｂ：突出部長、Ｘ：車軸方向，Ｙ：回転方向，Ｚ１，Ｚ２：ブロック上下方向
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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