JPS5943322B2 - 車輪踏面の増粘着用摺動子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輪踏面の増粘着用摺動子に関し、特にその材
料を改良したものである。

車輪とレールとの粘着力（摩擦力）を利用する鉄道車両
は、ゴムタイヤを用いる自動車等に比してその粘着力が
低いため、これを増強して車輪の空転や滑走の防Ｉ）：
、を図る必要がある。

このために従来、機関車では車輪の空転又は滑走時に車
輪とレールの間に撒砂する方法が採用されており、また
新幹線等の高速車両や一部の気動車では、ブレーキ作動
時に回転する車輪の踏面にレジン系或いは焼結合金系の
材料から成る増粘着用摺動子を摺動させこれにより車輪
踏面の錆、油脂、異物の清掃と伴せて摺動子の摩耗粉を
車輪とレール間に介在させることによって粘着力の増強
を図っている。

しかしながら、撒砂方法は砂の消費量が多く砂の不足を
来たすこと、撒砂を避けたい特殊環境における車両運転
なども予測されることから好ましい方法とは言えない。

更に、レンジ系等の摺動子を摺動する方法は撒砂と同等
或いはそれ以上の粘着力増強効果が得られないため、高
速化が要求される鉄道車両においては未だ満足し得るも
のではなく、事故防止、安全確保の面から粘着力増強効
果の向上が希求されている。

本発明は上記の事情に鑑みて為されたものであり、その
主たる目的は粘着力増強効果を顕著に向上した車輪踏面
の摺動子を提供することにある。

更に本発明の他の目的は撒砂方法に代って高速車両に有
効に適用される車輪踏面の摺動子を提供することにある
。

本発明の増粘着用摺動子は多孔質セラミック体により構
成されたことを特徴とするものであり、走行中に絶えず
車輪の踏面にブレーキ力さならない押圧力で圧接させて
おく形式、或いはブレーキ作動特等必要時にのみ車輪の
踏面に圧接させる形式のいずれの車輪踏面摺動装置にも
適用される。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明が適用される車輪踏面摺動装置の一例で
あり、車軸１に取付けられた車輪２の踏面に装着体３に
固定された増粘着用摺動子４が圧接された状態を示して
いる。

該装着体３は軸５により支持杆６に軸着されており、該
支持杆６は図示されていないが車両台枠の所定位置に回
動可能に雨垂され、必要時に車輪２の踏面に圧接させる
。

前記摺動子４をブレーキ作動時にのみ車輪２の踏面に圧
接させる場合には図示されていないが摺動子４を通常は
圧接しない位置に待機させておき、ブレーキ作動時にブ
レーキ用制輪子と連動して摺動子４を圧接位置に移動さ
せる周知の機構が採用される。

本発明においては、前記摺動子４の材料として多孔質セ
ラミック体を用いることが重要である。

セラミック材料としては、アルミナ等の酸化物系、窒化
珪素や炭化珪素等の非酸化物系のいずれも使用すること
が可能であるが、通常の緻密質セラミック体では吸水率
が５係以下であり、耐摩耗性が非常に優れているため、
摺動時に逆に車輪踏面を摩耗させてしまうという理由か
ら本発明の摺動子の材料から除外される。

そこで、本発明では多孔質セラミック体、即ち吸水率が
５係り上、好ましくは２０係乃至３０％のセラミック体
を使用する。

これにより摺動子４が車輪踏面との摺動時に摺動子自体
が摩耗し、その摩耗粉が車輪とレール間に挾み込まれて
効果的な増粘着作用が行われることを実験上確認した。

多孔質セラミック体の摩耗により発生する粉体が粗大粒
子である場合には、その粒子が車輪踏面又はレールを摩
耗させる恐れがあるため、セラミック体の結晶粒径が０
．１乃至２０μの範囲となるように使用原料の粒度、焼
成温度等を調整することが好ましい。

また、本発明の摺動子４は多孔質セラミック体により構
成されていることに起因して機械的強度が緻密質セラミ
ック体に比して小さくなるため、これを高速走行する車
両用に使用した際に欠け、割れ等が発生する恐れがある
場合には、車輪踏面と摺動する面以外をアルミニウム、
アルミニウム合金等適当な金属でモールドするか或いは
把持するような補強部材７を設けることが好ましい。

以下、アルミナを主成分とし、平均結晶粒径が３μ、吸
収率が２５係の多孔質セラミック体により構成した摺動
子を用いた性能試験について述べる。

性能試験機は第２図にその基本構成を示す通り、車輪用
試験片２ａとレール用試験片Ｒが矢印方向に回転し、車
輪用試験片２ａを常にレール用試験片Ｒの処女面へ螺線
状に転走させるために車輪用試験片２ａを横方向に移動
（車輪用試験片１９回転につき５圏移動）するように構
成されている。

従ってこの試験機による結果は、車輪とレールの接触が
一過性である鉄道車両における結果に実質上適合するも
のである。

そして、試験条件は接触荷重２００Ｋｆ、両試験片の回
転速度５５ｒｐｌ、滑り率を１０．４係とした。

上記の試験結果は、第３図に示す通り摺動子４を圧接す
ることなく車輪用試験片２ａとレール用試験片Ｒとの間
が乾燥状態のときの粘着係数は約０．２２であったが、
次いで清水を散布し水潤滑状態にすると粘着係数は約０
６１８、即ち乾燥状態を１として計算すると約０．８３
にまで低下した。

次に、その水潤滑状態で摺動子４を車輪用試験片２ａの
踏面に押付は圧力ＩＫｙ／ｃＪで圧接すると、車輪用試
験片２ａが４〜５回転する間に粘着係数が増大し約０．
３３で安定した。

この値は乾燥状態の約１．５倍であり、従来の増粘着用
摺動子では得られない急速な立上り特性並びに優れた増
粘着効果を示している。

ちなみに従来のＡ７合金の鋳物による摺動子の場合には
水潤滑状態で摺動子を車輪に圧接すると乾燥状態時の粘
着係数にまで増大されるに留まるものであった。

更に、本発明の摺動子によれば粘着係数が増大した後一
定の高い粘着係数を維持しており、従来の撒砂方法に比
べて増粘着作用が安定していることを示している。

以上の通り、本発明は多孔質セラミック体により増粘着
用摺動子を構成したことにより、粘着力増大効果が顕著
となり従来の撒砂や増粘着用摺動子に代って高速車両に
有効に適用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の摺動子が適用される車輪踏面摺動装置
の一例を示す側面図、第２図は摺動子の性能試験機の基
本構成を示す斜視図、第３図は本発明の摺動子の性能試
験結果を示す図である。 ２・・・・・・車輪、４・・・・・・摺動子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸収率２０〜３００１）、結晶粒径０．１〜２０μ
   の多孔質セラミック体により構成されたことを特徴とす
   る車輪踏面の増粘着用摺動子。