JPH1030661A - 鉄道車両用制輪子およびその製造方法 - Google Patents
鉄道車両用制輪子およびその製造方法Info
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- JPH1030661A JPH1030661A JP20305496A JP20305496A JPH1030661A JP H1030661 A JPH1030661 A JP H1030661A JP 20305496 A JP20305496 A JP 20305496A JP 20305496 A JP20305496 A JP 20305496A JP H1030661 A JPH1030661 A JP H1030661A
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- brake
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D2069/002—Combination of different friction materials
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造が容易で量産性に優れており、製造コス
トも低減することができる。またセラミックスブロック
が実質的に均一に分散しているの熱亀裂もなく、制動性
に優れている鉄道車両用制輪子およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】 制輪子１は制動摩擦面２Ａを有する鋳鉄
製の制輪子本体２と、制輪子本体２に鋳ぐるまれて一体
化したバックメタル３および無数の連通した気孔４Ａが
形成されている一対のセラミックスブロック４、４とか
ら構成してある。各セラミックスブロック４は気孔４Ａ
内にまで鋳鉄が充填した状態で鋳ぐるまれている。セラ
ミックスブロック４は鋳型内で溶融鋳鉄との比重差によ
り浮上することにより、その一面４Ｂは制動摩擦面２Ａ
に露出した状態になっている。
トも低減することができる。またセラミックスブロック
が実質的に均一に分散しているの熱亀裂もなく、制動性
に優れている鉄道車両用制輪子およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】 制輪子１は制動摩擦面２Ａを有する鋳鉄
製の制輪子本体２と、制輪子本体２に鋳ぐるまれて一体
化したバックメタル３および無数の連通した気孔４Ａが
形成されている一対のセラミックスブロック４、４とか
ら構成してある。各セラミックスブロック４は気孔４Ａ
内にまで鋳鉄が充填した状態で鋳ぐるまれている。セラ
ミックスブロック４は鋳型内で溶融鋳鉄との比重差によ
り浮上することにより、その一面４Ｂは制動摩擦面２Ａ
に露出した状態になっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の制動装
置を構成する鉄道車両用制輪子およびその製造方法に関
する。
置を構成する鉄道車両用制輪子およびその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳鉄制輪子のブレーキ性能を向上
させる方法として、鋳鉄の成分配合を変える方法の他
に、制輪子本体にセラミックスブロックを鋳込む方法が
ある。この方法に関しては、例えば特開平７−１０３２
６７号公報に、セラミックスブロックを軟鋼板からなる
バックメタルにボルトで固定した状態にして制輪子本体
と一体に鋳ぐるんだ制輪子が開示されており、制動時に
車輪と制輪子の摩擦界面へセラミックスを供給すること
が有効であることが立証されている。
させる方法として、鋳鉄の成分配合を変える方法の他
に、制輪子本体にセラミックスブロックを鋳込む方法が
ある。この方法に関しては、例えば特開平７−１０３２
６７号公報に、セラミックスブロックを軟鋼板からなる
バックメタルにボルトで固定した状態にして制輪子本体
と一体に鋳ぐるんだ制輪子が開示されており、制動時に
車輪と制輪子の摩擦界面へセラミックスを供給すること
が有効であることが立証されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術にあっては、セラミックスブロックをバックメタル
にボルトで固定した状態にして鋳ぐるむために、製造工
数が多く製造コストが嵩むという問題がある。また、セ
ラミックスブロックと鋳鉄は収縮率が異なるが、セラミ
ックスブロックは上述の如くバックメタルにボルトで固
定した状態になっているため、約１，４００度の溶融鋳
鉄を注いだ後の冷却時の収縮率の相違から、制輪子本体
あるいはセラミックスブロック自体に亀裂が発生する場
合があり、製品の歩留まりが悪く量産性に問題がある。
技術にあっては、セラミックスブロックをバックメタル
にボルトで固定した状態にして鋳ぐるむために、製造工
数が多く製造コストが嵩むという問題がある。また、セ
ラミックスブロックと鋳鉄は収縮率が異なるが、セラミ
ックスブロックは上述の如くバックメタルにボルトで固
定した状態になっているため、約１，４００度の溶融鋳
鉄を注いだ後の冷却時の収縮率の相違から、制輪子本体
あるいはセラミックスブロック自体に亀裂が発生する場
合があり、製品の歩留まりが悪く量産性に問題がある。
【０００４】更に、冷却時にセラミックスブロックに亀
裂が入った場合には、ブレーキ作用時にセラミックスブ
ロックの一部が欠落してしまい、逐次定量的にセラミッ
クスが供給されないために安定したブレーキ性能が得ら
れないという未解決の問題がある。
裂が入った場合には、ブレーキ作用時にセラミックスブ
ロックの一部が欠落してしまい、逐次定量的にセラミッ
クスが供給されないために安定したブレーキ性能が得ら
れないという未解決の問題がある。
【０００５】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
なされたもので、製造が容易で量産性に優れており、製
造コストも低減することができ、また制動ブロックが実
質的に均一に分散しているので制動性に優れている鉄道
車両用制輪子およびその製造方法を提供することを目的
とする。
なされたもので、製造が容易で量産性に優れており、製
造コストも低減することができ、また制動ブロックが実
質的に均一に分散しているので制動性に優れている鉄道
車両用制輪子およびその製造方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために構成された本発明の手段は、制動摩擦面を有する
鋳鉄製の制輪子本体と、該制輪子本体より硬質の材料か
らなり、複数の空隙が実質的に均一に形成されている制
動ブロックと、該制動ブロックの後方に位置して前記制
輪子本体に鋳ぐるまれるバックメタルとから構成し、前
記制動ブロックはその一部を前記制輪子本体の制動摩擦
面に露出した状態で前記多数の空隙内を含む全体を鋳ぐ
るむことにより、前記制輪子本体と一体化したものから
なる。
ために構成された本発明の手段は、制動摩擦面を有する
鋳鉄製の制輪子本体と、該制輪子本体より硬質の材料か
らなり、複数の空隙が実質的に均一に形成されている制
動ブロックと、該制動ブロックの後方に位置して前記制
輪子本体に鋳ぐるまれるバックメタルとから構成し、前
記制動ブロックはその一部を前記制輪子本体の制動摩擦
面に露出した状態で前記多数の空隙内を含む全体を鋳ぐ
るむことにより、前記制輪子本体と一体化したものから
なる。
【０００７】前記制動ブロックには無数の連通気孔が形
成されている発泡体状セラミックスブロックを用いると
よい。
成されている発泡体状セラミックスブロックを用いると
よい。
【０００８】また、制動ブロックはクロム合金あるいは
チタン合金により成形してもよい。
チタン合金により成形してもよい。
【０００９】本発明による製造方法の手段は、下鋳型内
にバックメタルを配置し、複数の空隙が実質的に均一に
形成されている制動ブロックを該バックメタル上に配置
し、制動摩擦面成形面を有する上鋳型を前記下鋳型に衝
合して制輪子本体成形鋳型を構成し、該鋳型内に溶融鋳
鉄を注湯することにより、前記制動ブロックを比重差に
より前記制動摩擦面形成面まで浮上させてその一面を制
動摩擦面に露出させると共に、前記空隙内を含む全体を
鋳ぐるんだ状態で制輪子本体を成形するようにしたもの
である。
にバックメタルを配置し、複数の空隙が実質的に均一に
形成されている制動ブロックを該バックメタル上に配置
し、制動摩擦面成形面を有する上鋳型を前記下鋳型に衝
合して制輪子本体成形鋳型を構成し、該鋳型内に溶融鋳
鉄を注湯することにより、前記制動ブロックを比重差に
より前記制動摩擦面形成面まで浮上させてその一面を制
動摩擦面に露出させると共に、前記空隙内を含む全体を
鋳ぐるんだ状態で制輪子本体を成形するようにしたもの
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による鉄道車両用制
輪子およびその製造方法の実施の形態を図面に基づき詳
述する。図１および図２において、１は鉄道車両用制輪
子（以下制輪子１という）を示す。２は該制輪子１を構
成する鋳鉄製の制輪子本体で、該制輪子本体２は凹状に
湾曲した前側面が制動摩擦面２Ａになり、凸状に湾曲し
た後面２Ｂの長手方向中央には略台形状のコッタ部２Ｃ
が突出した縦長の湾曲角柱状をなしている。そして、制
輪子本体２は耐熱性、耐摩耗性等を考慮してニッケル、
クロム等の合金元素を添加した合金鋳鉄により成形して
ある。
輪子およびその製造方法の実施の形態を図面に基づき詳
述する。図１および図２において、１は鉄道車両用制輪
子（以下制輪子１という）を示す。２は該制輪子１を構
成する鋳鉄製の制輪子本体で、該制輪子本体２は凹状に
湾曲した前側面が制動摩擦面２Ａになり、凸状に湾曲し
た後面２Ｂの長手方向中央には略台形状のコッタ部２Ｃ
が突出した縦長の湾曲角柱状をなしている。そして、制
輪子本体２は耐熱性、耐摩耗性等を考慮してニッケル、
クロム等の合金元素を添加した合金鋳鉄により成形して
ある。
【００１１】３は前記制輪子本体２に鋳ぐるまれて制輪
子１を構成するバックメタルを示す。該バックメタル３
は例えば軟鋼板を制輪子本体２の後面２Ｂ側に制輪子本
体２とほぼ同様の曲率に湾曲させて形成した縦長矩形状
の板体３Ａと、該板体３Ａの後部中央に一体に突出形成
され、制輪子本体２のコッタ部２Ｃに位置する略口型の
連結環３Ｂとから構成してある。
子１を構成するバックメタルを示す。該バックメタル３
は例えば軟鋼板を制輪子本体２の後面２Ｂ側に制輪子本
体２とほぼ同様の曲率に湾曲させて形成した縦長矩形状
の板体３Ａと、該板体３Ａの後部中央に一体に突出形成
され、制輪子本体２のコッタ部２Ｃに位置する略口型の
連結環３Ｂとから構成してある。
【００１２】４、４は制動ブロックとしての一対のセラ
ミックスブロックを示す。該各セラミックスブロック４
は炭化ケイ素粉体を燒結し、全体に無数の気孔４Ａ、４
Ａ、・・・が連通した状態で形成されている発泡体状の
立方体からなっており、その開孔率は８０〜８３％であ
る。そして、一対のセラミックスブロック４、４は一側
面４Ｂ、４Ｂを制輪子本体２の制動摩擦面２Ａに露出さ
せた状態で、その全体が鋳鉄により鋳ぐるまれており、
無数の気孔４Ａ、４Ａ、・・・内にも鋳鉄が充填した状
態になっている（図６参照）。
ミックスブロックを示す。該各セラミックスブロック４
は炭化ケイ素粉体を燒結し、全体に無数の気孔４Ａ、４
Ａ、・・・が連通した状態で形成されている発泡体状の
立方体からなっており、その開孔率は８０〜８３％であ
る。そして、一対のセラミックスブロック４、４は一側
面４Ｂ、４Ｂを制輪子本体２の制動摩擦面２Ａに露出さ
せた状態で、その全体が鋳鉄により鋳ぐるまれており、
無数の気孔４Ａ、４Ａ、・・・内にも鋳鉄が充填した状
態になっている（図６参照）。
【００１３】本実施の形態に係る制輪子１は上述の構成
からなるが、次にその製造方法を図３ないし図５を参照
しつつ説明する。１１は制輪子１を成形する鋳型で、該
鋳型１１は下鋳型１２と上鋳型１３とから構成してあ
る。そして、下鋳型１２には制輪子本体２の後面２Ｂお
よびコッタ部２Ｃ側を成形する後側成形部１２Ａが凹状
に形成してあり、上鋳型１３には制輪子本体２の制動摩
擦面２Ａ側を成形する前側成形部１３Ａが凹状に形成し
てある。先ず、下鋳型１２の後側成形部１２Ａ内にバッ
クメタル３を配置し、このバックメタル３上に一対のセ
ラミックスブロック４、４を載置する（図４参照）。
からなるが、次にその製造方法を図３ないし図５を参照
しつつ説明する。１１は制輪子１を成形する鋳型で、該
鋳型１１は下鋳型１２と上鋳型１３とから構成してあ
る。そして、下鋳型１２には制輪子本体２の後面２Ｂお
よびコッタ部２Ｃ側を成形する後側成形部１２Ａが凹状
に形成してあり、上鋳型１３には制輪子本体２の制動摩
擦面２Ａ側を成形する前側成形部１３Ａが凹状に形成し
てある。先ず、下鋳型１２の後側成形部１２Ａ内にバッ
クメタル３を配置し、このバックメタル３上に一対のセ
ラミックスブロック４、４を載置する（図４参照）。
【００１４】次に、図５に示すように下鋳型１２の上に
上鋳型１３を衝合して鋳型１１とし、この鋳型１１内に
溶融鋳鉄を注湯する。すると、溶融鋳鉄との比重差によ
って各セラミックスブロック４は浮き上がり、その一側
面４Ａが前側成形部１３Ａに当接した状態になる。この
状態で溶融鋳鉄はセラミックスブロック４の気孔４Ａ、
４Ａ、・・・内にまで流入し、セラミックスブロック４
と一体化する。そして、溶融鋳鉄が冷却することによ
り、バックメタル３およびセラミックスブロク４を鋳ぐ
るんだ状態で制輪子本体２が固化形成され、制輪子１が
製造される。
上鋳型１３を衝合して鋳型１１とし、この鋳型１１内に
溶融鋳鉄を注湯する。すると、溶融鋳鉄との比重差によ
って各セラミックスブロック４は浮き上がり、その一側
面４Ａが前側成形部１３Ａに当接した状態になる。この
状態で溶融鋳鉄はセラミックスブロック４の気孔４Ａ、
４Ａ、・・・内にまで流入し、セラミックスブロック４
と一体化する。そして、溶融鋳鉄が冷却することによ
り、バックメタル３およびセラミックスブロク４を鋳ぐ
るんだ状態で制輪子本体２が固化形成され、制輪子１が
製造される。
【００１５】本実施の形態による制輪子１は上述した構
成からなり、また上記の製造方法により製造することに
よって、各気孔４Ａ内に鋳鉄が充填された状態でセラミ
ックスブロック４を制輪子本体２と一体化することがで
きる（図６参照）。従って、制輪子１の制動摩擦面２Ａ
にはセラミックスブロック４が鋳鉄と一体化した状態で
実質的に均一に分散した状態で露出するから、制輪子１
が車輪に押圧された場合セラミックスブロック４は車輪
に平均に圧接することができ、セラミックスは車輪との
摩擦境界面に逐次定量的に供給される。
成からなり、また上記の製造方法により製造することに
よって、各気孔４Ａ内に鋳鉄が充填された状態でセラミ
ックスブロック４を制輪子本体２と一体化することがで
きる（図６参照）。従って、制輪子１の制動摩擦面２Ａ
にはセラミックスブロック４が鋳鉄と一体化した状態で
実質的に均一に分散した状態で露出するから、制輪子１
が車輪に押圧された場合セラミックスブロック４は車輪
に平均に圧接することができ、セラミックスは車輪との
摩擦境界面に逐次定量的に供給される。
【００１６】図７は、本実施の形態に係る制輪子１と従
来の合金鋳鉄製制輪子のブレーキ性能を実際の車両の慣
性モーメントを持つ実物大ブレーキ試験機により行なっ
た試験結果を示す。図から明らかなように、４０〜１２
０Ｋｍ／ｈの低速域での制動においては両制輪子にブレ
ーキ性能に実質上の差はない。しかし、１２０Ｋｍ／ｈ
を越えた高速域での制動では従来の制輪子はブレーキ性
能が低下していくのに対し、本実施の形態に係る制輪子
１は逆にブレーキ性能が上昇しており、車両の高速化に
対応したブレーキ性能を有する制輪子であることが検証
された。
来の合金鋳鉄製制輪子のブレーキ性能を実際の車両の慣
性モーメントを持つ実物大ブレーキ試験機により行なっ
た試験結果を示す。図から明らかなように、４０〜１２
０Ｋｍ／ｈの低速域での制動においては両制輪子にブレ
ーキ性能に実質上の差はない。しかし、１２０Ｋｍ／ｈ
を越えた高速域での制動では従来の制輪子はブレーキ性
能が低下していくのに対し、本実施の形態に係る制輪子
１は逆にブレーキ性能が上昇しており、車両の高速化に
対応したブレーキ性能を有する制輪子であることが検証
された。
【００１７】図８および図９は、本実施の形態に係る制
輪子１について、速度１６０Ｋｍ／ｈから制動試験を１
０回繰り返し行なった後の制動摩擦面を示す。一般的
に、この程度の試験を行なうと制動摩擦面に熱亀裂が発
生するが、熱亀裂が極めて僅少である。これは、セラミ
ックスブロック４の無数の連通した気孔４Ａ内に鋳鉄が
流入することにより、制輪子本体２も制動摩擦面２Ａの
部分が多孔状になる結果、熱変化による膨張収縮が吸収
され易くなったことによる。
輪子１について、速度１６０Ｋｍ／ｈから制動試験を１
０回繰り返し行なった後の制動摩擦面を示す。一般的
に、この程度の試験を行なうと制動摩擦面に熱亀裂が発
生するが、熱亀裂が極めて僅少である。これは、セラミ
ックスブロック４の無数の連通した気孔４Ａ内に鋳鉄が
流入することにより、制輪子本体２も制動摩擦面２Ａの
部分が多孔状になる結果、熱変化による膨張収縮が吸収
され易くなったことによる。
【００１８】なお、本発明の制動ブロックには上述した
セラミックスブロック４の外に、制輪子本体２より硬質
のクロム合金やチタン合金により多孔ブロックに成形し
たものを用いることができる。
セラミックスブロック４の外に、制輪子本体２より硬質
のクロム合金やチタン合金により多孔ブロックに成形し
たものを用いることができる。
【００１９】更に、図１０ないし図１３は他の実施の形
態に係る制動ブロックを示す。これら制動ブロック２１
ないし２４はセラミックス、または鋳鉄より硬質の合金
により形成してある。先ず、図１０に示す制動ブロック
２１は多数本の円柱体２１Ａ、２１Ａ、・・・を縦横に
交差させ、かつ多層に積重した構造体に構成したものか
らなる。この制動ブロック２１は、円柱体２１Ａ間に連
通した状態で形成される各空隙Ａに鋳鉄が充填された状
態で制輪子本体２と一体化されるものである。
態に係る制動ブロックを示す。これら制動ブロック２１
ないし２４はセラミックス、または鋳鉄より硬質の合金
により形成してある。先ず、図１０に示す制動ブロック
２１は多数本の円柱体２１Ａ、２１Ａ、・・・を縦横に
交差させ、かつ多層に積重した構造体に構成したものか
らなる。この制動ブロック２１は、円柱体２１Ａ間に連
通した状態で形成される各空隙Ａに鋳鉄が充填された状
態で制輪子本体２と一体化されるものである。
【００２０】図１１に示す制動ブロック２２は基板２２
Ａの上に厚板からなる複数枚の制動板２２Ｂ、２２Ｂ、
・・・を列設した構造体に構成したもので、隣接する制
動板２２Ｂ、２２Ｂ間の各空隙Ａに鋳鉄が充填された状
態で制動ブロック２２は制輪子本体２と一体化されるも
のである。
Ａの上に厚板からなる複数枚の制動板２２Ｂ、２２Ｂ、
・・・を列設した構造体に構成したもので、隣接する制
動板２２Ｂ、２２Ｂ間の各空隙Ａに鋳鉄が充填された状
態で制動ブロック２２は制輪子本体２と一体化されるも
のである。
【００２１】また、図１２に示す制動ブロック２３は立
方体からなる基体２３Ａに複数の貫通穴２３Ｂ、２３
Ｂ、・・・を縦横に形成して連通させた構造体に構成し
たものからなる。この制動ブロック２３は、各貫通穴２
３Ｂに鋳鉄が充填された状態で制輪子本体２と一体化さ
れるものである。
方体からなる基体２３Ａに複数の貫通穴２３Ｂ、２３
Ｂ、・・・を縦横に形成して連通させた構造体に構成し
たものからなる。この制動ブロック２３は、各貫通穴２
３Ｂに鋳鉄が充填された状態で制輪子本体２と一体化さ
れるものである。
【００２２】更に、図１３に示す制動ブロック２４は複
数枚の矩形状板からなる制動板２４Ａ、２４Ａ、・・・
を格子状に組合わせた構造体に構成したもので、隣接す
る矩形状板２４Ａ、２４Ａ間の各間隙Ａに鋳鉄が充填さ
れた状態で制動ブロック２４は制輪子本体２と一体化さ
れるものである。
数枚の矩形状板からなる制動板２４Ａ、２４Ａ、・・・
を格子状に組合わせた構造体に構成したもので、隣接す
る矩形状板２４Ａ、２４Ａ間の各間隙Ａに鋳鉄が充填さ
れた状態で制動ブロック２４は制輪子本体２と一体化さ
れるものである。
【００２３】上述の構成からなる制動ブロック２１ない
し２４は鋳型を用いて鋳込まれ、比重差により浮上して
その一部を制輪子本体２の制動摩擦面２Ａに露出した状
態で制輪子を構成する点は、セラミックスブロック４の
場合と同様である。
し２４は鋳型を用いて鋳込まれ、比重差により浮上して
その一部を制輪子本体２の制動摩擦面２Ａに露出した状
態で制輪子を構成する点は、セラミックスブロック４の
場合と同様である。
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上詳述した如く構成したか
ら、下記の諸効果を奏する。 （１）制輪子の制動摩擦面には制動ブロックが鋳鉄と一
体化した状態で実質的に均一に分散した状態で露出して
いるから、制動時に制動ブロックは車輪に対して平均的
に圧接することができるし、車輪との摩擦境界面に制動
ブロックの粒子が逐次定量的に供給されるので、優れた
ブレーキ性能を発揮することができる。 （２）制動ブロックの複数の空隙内に鋳鉄が流入固化す
ることにより、制輪子本体もこの部分では空隙状になる
結果、熱変化による膨張収縮が吸収され易くなり、制動
摩擦面に熱亀裂が発生することのない耐久性に優れた制
輪子として使用できる。 （３）制動ブロックに無数の連通した気孔を有するセラ
ミックスブロックを用いることにより、制動摩擦面には
鋳鉄とセラミックスとが密に一体化した状態で露出して
いるから、セラミックスが車輪との摩擦境界面に逐次定
量的に供給されるし、熱亀裂も殆ど発生することがな
く、優れたブレーキ性能を安定して発揮することができ
る。 （４）制輪子本体に鋳ぐるむ制動ブロックは鋳鉄との比
重差により制動摩擦面に露出させるようにしたから、従
来技術と比較して製造工程を少なくできるし部品点数も
減少することができる。従って、製造が容易であるし量
産性に優れており、製造コストの低減を図ることもでき
る。 （５）上記４に述べた様に、制動ブロックはバックメタ
ルにボルトで固定しないで鋳ぐるむ方法を採用したか
ら、収縮率の異なる鋳鉄と制動ブロックに亀裂が生じる
ことがなく、歩留りを向上できる。
ら、下記の諸効果を奏する。 （１）制輪子の制動摩擦面には制動ブロックが鋳鉄と一
体化した状態で実質的に均一に分散した状態で露出して
いるから、制動時に制動ブロックは車輪に対して平均的
に圧接することができるし、車輪との摩擦境界面に制動
ブロックの粒子が逐次定量的に供給されるので、優れた
ブレーキ性能を発揮することができる。 （２）制動ブロックの複数の空隙内に鋳鉄が流入固化す
ることにより、制輪子本体もこの部分では空隙状になる
結果、熱変化による膨張収縮が吸収され易くなり、制動
摩擦面に熱亀裂が発生することのない耐久性に優れた制
輪子として使用できる。 （３）制動ブロックに無数の連通した気孔を有するセラ
ミックスブロックを用いることにより、制動摩擦面には
鋳鉄とセラミックスとが密に一体化した状態で露出して
いるから、セラミックスが車輪との摩擦境界面に逐次定
量的に供給されるし、熱亀裂も殆ど発生することがな
く、優れたブレーキ性能を安定して発揮することができ
る。 （４）制輪子本体に鋳ぐるむ制動ブロックは鋳鉄との比
重差により制動摩擦面に露出させるようにしたから、従
来技術と比較して製造工程を少なくできるし部品点数も
減少することができる。従って、製造が容易であるし量
産性に優れており、製造コストの低減を図ることもでき
る。 （５）上記４に述べた様に、制動ブロックはバックメタ
ルにボルトで固定しないで鋳ぐるむ方法を採用したか
ら、収縮率の異なる鋳鉄と制動ブロックに亀裂が生じる
ことがなく、歩留りを向上できる。
【図１】図１および図２は本発明の実施の形態に係る鉄
道車両用制輪子を示し、図１は制輪子の正面図である。
道車両用制輪子を示し、図１は制輪子の正面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ矢示方向断面図である。
【図３】図３ないし図５は鉄道車両用制輪子の製造工程
を示し、図３は下鋳型、上鋳型、バックメタルおよびセ
ラミックスブロックの配置順序を示す説明図である。
を示し、図３は下鋳型、上鋳型、バックメタルおよびセ
ラミックスブロックの配置順序を示す説明図である。
【図４】下鋳型にバックメタル、セラミックスブロック
を配置した状態を示す説明図である。
を配置した状態を示す説明図である。
【図５】バックメタル、セラミックスブロックを配置し
た下鋳型に上鋳型を衝合して鋳型を形成した状態を示す
説明図である。
た下鋳型に上鋳型を衝合して鋳型を形成した状態を示す
説明図である。
【図６】本発明の実施方法により製造した鉄道車両用制
輪子の一部を縦方向に切断した切断面を示す写真であ
る。
輪子の一部を縦方向に切断した切断面を示す写真であ
る。
【図７】従来の制輪子と実施の形態に係る制輪子のブレ
ーキ性能を示すグラフである。
ーキ性能を示すグラフである。
【図８】ブレーキ試験後の制動摩擦面側を示す制輪子の
写真である。
写真である。
【図９】制輪子の制動摩擦面を拡大して示す写真であ
る。
る。
【図１０】図１０ないし図１３は他の実施の形態に係る
制動ブロックを示し、図１０は複数の円柱体から構成し
た制動ブロックの斜視図である。
制動ブロックを示し、図１０は複数の円柱体から構成し
た制動ブロックの斜視図である。
【図１１】基板と厚板からなる複数枚の制動板から構成
した制動ブロックの斜視図である。
した制動ブロックの斜視図である。
【図１２】立方体からなる基体に複数の貫通穴を形成し
た形状からなる制動ブロックの斜視図である。
た形状からなる制動ブロックの斜視図である。
【図１３】矩形状板からなる複数の制動板を格子状に構
成した制動ブロックの斜視図である。
成した制動ブロックの斜視図である。
１ 制輪子 ２ 制輪子本体 ２Ａ 制動摩擦面 ３ バックメタル ４ セラミックスブロック ４Ａ 気孔 １１ 鋳型 １２ 下鋳型 １３ 上鋳型 ２１、２２、２３、２４ 制動ブロック
Claims (4)
- 【請求項１】 制動摩擦面を有する鋳鉄製の制輪子本体
と、該制輪子本体より硬質の材料からなり、複数の空隙
が実質的に均一に形成されている制動ブロックと、該制
動ブロックの後方に位置して前記制輪子本体に鋳ぐるま
れるバックメタルとから構成し、前記制動ブロックはそ
の一面を前記制輪子本体の制動摩擦面に露出した状態で
前記複数の空隙内を含む全体を鋳ぐるむことにより、前
記制輪子本体と一体化してなる鉄道車両用制輪子。 - 【請求項２】 前記制動ブロックは無数の連通気孔が形
成されている発泡体状セラミックスブロックである請求
項１記載の鉄道車両用制輪子。 - 【請求項３】 前記制動ブロックはクロム合金あるいは
チタン合金により成形してある請求項１記載の鉄道車両
用制輪子。 - 【請求項４】 下鋳型内にバックメタルを配置し、複数
の空隙が実質的に均一に形成されている制動ブロックを
該バックメタル上に配置し、制動摩擦面成形面を有する
上鋳型を前記下鋳型に衝合して制輪子本体成形鋳型を構
成し、該鋳型内に溶融鋳鉄を注湯することにより、前記
制動ブロックを比重差により前記制動摩擦面形成面まで
浮上させてその一面を該制動摩擦面に露出させると共
に、前記空隙内を含む全体を鋳ぐるんだ状態で制輪子本
体を成形するようにしてなる鉄道車両用制輪子の製造方
法。
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