JPH09264355A - 摩擦材及びその製造方法、並びに制輪子 - Google Patents
摩擦材及びその製造方法、並びに制輪子Info
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- JPH09264355A JPH09264355A JP7047796A JP7047796A JPH09264355A JP H09264355 A JPH09264355 A JP H09264355A JP 7047796 A JP7047796 A JP 7047796A JP 7047796 A JP7047796 A JP 7047796A JP H09264355 A JPH09264355 A JP H09264355A
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- Japan
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- ceramic
- cast iron
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- brake shoe
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックの分布を均一化させて、安定した
摩擦係数の確保を図る。 【解決手段】 セラミックの三次元網目構造体１０を形
成し、これを砂型１５内にセットして鋳鉄で鋳ぐるむこ
とにより、セラミックの三次元網目構造体１０を埋め込
んだ構造の鋳鉄系制輪子を得る。
摩擦係数の確保を図る。 【解決手段】 セラミックの三次元網目構造体１０を形
成し、これを砂型１５内にセットして鋳鉄で鋳ぐるむこ
とにより、セラミックの三次元網目構造体１０を埋め込
んだ構造の鋳鉄系制輪子を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高速鉄道車
両の制輪子に用いて好適な摩擦材及びその製造方法、並
びにその摩擦材を用いた鋳鉄系制輪子に関する。
両の制輪子に用いて好適な摩擦材及びその製造方法、並
びにその摩擦材を用いた鋳鉄系制輪子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳鉄系制輪子は比較的優れた耐摩
耗性と安定した摩擦係数が得られるため、鉄道車両のブ
レーキ用として広く使用されている。また、鋳鉄にニッ
ケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）等
の合金元素を添加することで、耐熱性や耐摩耗性の向上
を図ることが行われている。しかし、車両の高速化に伴
う高速制動下での耐摩耗性や摩擦係数の確保は必ずしも
十分とは言えず、その対応策が各種試みられている。
耗性と安定した摩擦係数が得られるため、鉄道車両のブ
レーキ用として広く使用されている。また、鋳鉄にニッ
ケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）等
の合金元素を添加することで、耐熱性や耐摩耗性の向上
を図ることが行われている。しかし、車両の高速化に伴
う高速制動下での耐摩耗性や摩擦係数の確保は必ずしも
十分とは言えず、その対応策が各種試みられている。
【０００３】その試みの一つとして、例えば、特開平７
−１０３２６７号公報に記載の車両ブレーキ用制輪子で
は、セラミック粒子をブロック状に成形して鋳鉄中に埋
め込んだものが提案されている。
−１０３２６７号公報に記載の車両ブレーキ用制輪子で
は、セラミック粒子をブロック状に成形して鋳鉄中に埋
め込んだものが提案されている。
【０００４】図３はその制輪子１を示す。この制輪子１
は、車輪に押付けられる摩擦面２を含む鋳鉄製の制輪子
本体３と、この制輪子本体３に埋め込まれ一部が前記摩
擦面２に露出するセラミックブロック４とを備えてい
る。この制輪子１では、セラミックブロック４が、ブレ
ーキ作動時にセラミック粒子を摩擦面２に供給する働き
をなし、それにより摩擦係数を上昇させている。あるい
は、ＳｉＣ粒子（セラミックス）を銅焼結して形成した
ブロックを鋳鉄製の制輪子に埋め込んだものが検討され
ている。
は、車輪に押付けられる摩擦面２を含む鋳鉄製の制輪子
本体３と、この制輪子本体３に埋め込まれ一部が前記摩
擦面２に露出するセラミックブロック４とを備えてい
る。この制輪子１では、セラミックブロック４が、ブレ
ーキ作動時にセラミック粒子を摩擦面２に供給する働き
をなし、それにより摩擦係数を上昇させている。あるい
は、ＳｉＣ粒子（セラミックス）を銅焼結して形成した
ブロックを鋳鉄製の制輪子に埋め込んだものが検討され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のいずれ
の場合でも、セラミックブロックを鋳鉄中に埋め込んだ
制輪子では、局部的に埋め込むセラミックの分布が不均
一となるため、安定した摩擦係数の確保ができないとい
う問題がある。また、前者の場合は、セラミックスが脆
いため破損し易く、これを解決しようとする後者の場合
は、焼結工程が入るため製作コストが上昇するという問
題がある。
の場合でも、セラミックブロックを鋳鉄中に埋め込んだ
制輪子では、局部的に埋め込むセラミックの分布が不均
一となるため、安定した摩擦係数の確保ができないとい
う問題がある。また、前者の場合は、セラミックスが脆
いため破損し易く、これを解決しようとする後者の場合
は、焼結工程が入るため製作コストが上昇するという問
題がある。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、セラミックの分布を均一にでき、それにより、高速
制動での耐摩耗性が向上すると共に、安定した摩擦係数
の確保が図れる摩擦材及びその製造方法、並びにその摩
擦材を用いた制輪子を提供することを目的とする。
で、セラミックの分布を均一にでき、それにより、高速
制動での耐摩耗性が向上すると共に、安定した摩擦係数
の確保が図れる摩擦材及びその製造方法、並びにその摩
擦材を用いた制輪子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る摩擦材は、鋳鉄の内部にセラミックの三
次元網目構造体を埋め込んだことを特徴とするものであ
る。
の本発明に係る摩擦材は、鋳鉄の内部にセラミックの三
次元網目構造体を埋め込んだことを特徴とするものであ
る。
【０００８】あるいは、上記目的を達成するための本発
明に係る摩擦材は、セラミックの三次元網目構造体を鋳
鉄で鋳ぐるんだことを特徴とする。
明に係る摩擦材は、セラミックの三次元網目構造体を鋳
鉄で鋳ぐるんだことを特徴とする。
【０００９】あるいは、上記目的を達成するための本発
明に係る摩擦材の製造方法は、樹脂の発泡体からなる三
次元網目構造の骨格を成形し、この骨格の周囲にセラミ
ック原料粉末の流動懸濁液を被覆させ、これを乾燥後に
樹脂の炭化除去を行い、次いでこれを焼結することによ
りセラミックの三次元網目構造体を形成し、該セラミッ
クの三次元網目構造体を鋳型にセットして、鋳鉄で鋳ぐ
るむことにより前記摩擦材を得ることを特徴とする。
明に係る摩擦材の製造方法は、樹脂の発泡体からなる三
次元網目構造の骨格を成形し、この骨格の周囲にセラミ
ック原料粉末の流動懸濁液を被覆させ、これを乾燥後に
樹脂の炭化除去を行い、次いでこれを焼結することによ
りセラミックの三次元網目構造体を形成し、該セラミッ
クの三次元網目構造体を鋳型にセットして、鋳鉄で鋳ぐ
るむことにより前記摩擦材を得ることを特徴とする。
【００１０】あるいは、上記目的を達成するための本発
明に係る制輪子は、請求項１又は２記載の摩擦材を車輪
と接触する部位に配したことを特徴とするものである。
明に係る制輪子は、請求項１又は２記載の摩擦材を車輪
と接触する部位に配したことを特徴とするものである。
【００１１】そして、この摩擦材では、セラミックスを
三次元網目構造体の形で鋳鉄内部に埋め込んでいるの
で、言い換えれば、セラミックスの三次元網目構造体の
空孔内に鋳鉄を注入して凝固させているので、セラミッ
クスが鋳鉄中に均一に分布する。また、製造工程とし
て、予め準備した三次元網目構造のセラミックスを鋳鉄
中に鋳ぐるむ（埋め込む）方法を採っているから、従来
の製造工程がそのまま使用できる。さらに、上記摩擦材
及びその製造方法により製作される鋳鉄系制輪子は、高
速制動での耐摩耗性に優れ、安定した摩擦係数の制輪子
が比較的安価に、且つ安定して得られる。
三次元網目構造体の形で鋳鉄内部に埋め込んでいるの
で、言い換えれば、セラミックスの三次元網目構造体の
空孔内に鋳鉄を注入して凝固させているので、セラミッ
クスが鋳鉄中に均一に分布する。また、製造工程とし
て、予め準備した三次元網目構造のセラミックスを鋳鉄
中に鋳ぐるむ（埋め込む）方法を採っているから、従来
の製造工程がそのまま使用できる。さらに、上記摩擦材
及びその製造方法により製作される鋳鉄系制輪子は、高
速制動での耐摩耗性に優れ、安定した摩擦係数の制輪子
が比較的安価に、且つ安定して得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る摩擦材の実施
の形態を、摩擦材の製造方法に基づいて図面により詳細
に説明する。図１は本発明による摩擦材の骨格となるセ
ラミックスの三次元構造体の外観図、図２は前記セラミ
ックスの三次元構造体をセットした砂型（鋳型）の断面
図である。まず、この実施形態の摩擦材を得るには、樹
脂の発泡体（連続発泡体）からなる三次元網目構造の骨
格を成形する。次いで、この骨格の周囲にセラミック原
料粉末（例えば炭化珪素、アルミナ等）の流動懸濁液を
被覆させ、これを乾燥させる。その後、例えば加熱する
ことで樹脂の炭化除去を行い、次にこれを焼結すること
により、図１に示すようなセラミックの三次元網目構造
体１０を得る。
の形態を、摩擦材の製造方法に基づいて図面により詳細
に説明する。図１は本発明による摩擦材の骨格となるセ
ラミックスの三次元構造体の外観図、図２は前記セラミ
ックスの三次元構造体をセットした砂型（鋳型）の断面
図である。まず、この実施形態の摩擦材を得るには、樹
脂の発泡体（連続発泡体）からなる三次元網目構造の骨
格を成形する。次いで、この骨格の周囲にセラミック原
料粉末（例えば炭化珪素、アルミナ等）の流動懸濁液を
被覆させ、これを乾燥させる。その後、例えば加熱する
ことで樹脂の炭化除去を行い、次にこれを焼結すること
により、図１に示すようなセラミックの三次元網目構造
体１０を得る。
【００１３】この場合の三次元網目構造体１０は、骨格
１１と気孔１２とを有し、気孔率が５０〜９５％、好ま
しくは７０〜９０％を有するものである。この三次元網
目構造体１０を、図２に示すように、所定の制輪子用摩
擦材形状のキャビティを有した砂型（鋳型）１５の内部
にセットし、湯口１６から砂型１５に鋳鉄溶湯を注入し
凝固させる。これにより、セラミックの三次元網目構造
体１０を鋳鉄で鋳ぐるんだ構造の制輪子用摩擦材が得ら
れる。
１１と気孔１２とを有し、気孔率が５０〜９５％、好ま
しくは７０〜９０％を有するものである。この三次元網
目構造体１０を、図２に示すように、所定の制輪子用摩
擦材形状のキャビティを有した砂型（鋳型）１５の内部
にセットし、湯口１６から砂型１５に鋳鉄溶湯を注入し
凝固させる。これにより、セラミックの三次元網目構造
体１０を鋳鉄で鋳ぐるんだ構造の制輪子用摩擦材が得ら
れる。
【００１４】このようにして得られた摩擦材は、鋳鉄の
中にセラミックが三次元網目構造体の形で均一な分散状
態で存在することになる。従って、耐摩耗性が向上する
ことはもちろん、安定した摩擦係数が確保されることに
なる。以降は通常の制輪子を製造する工程と同様の工程
を経ることにより、摩擦材を車輪と接触する部位に配し
た鋳鉄系制輪子を完成させる。これにより、高速制動下
での性能の高い制輪子を提供することができる。
中にセラミックが三次元網目構造体の形で均一な分散状
態で存在することになる。従って、耐摩耗性が向上する
ことはもちろん、安定した摩擦係数が確保されることに
なる。以降は通常の制輪子を製造する工程と同様の工程
を経ることにより、摩擦材を車輪と接触する部位に配し
た鋳鉄系制輪子を完成させる。これにより、高速制動下
での性能の高い制輪子を提供することができる。
【００１５】前記鋳鉄制輪子を慣性型ブレーキ試験機を
用いて、最高１６５ｋｍ／ｈの高速制動試験を実施した
ところ、従来の鋳鉄系制輪子に比較して耐摩耗性および
摩擦係数の安定性は格段に優れていることが確認でき
た。なお、三次元網目構造体１０の気孔率やセラミック
の材質、あるいは鋳鉄の成分等は、適用する制輪子の傾
向、要求特性、製造コスト等を考慮して適宜設定するの
がよい。
用いて、最高１６５ｋｍ／ｈの高速制動試験を実施した
ところ、従来の鋳鉄系制輪子に比較して耐摩耗性および
摩擦係数の安定性は格段に優れていることが確認でき
た。なお、三次元網目構造体１０の気孔率やセラミック
の材質、あるいは鋳鉄の成分等は、適用する制輪子の傾
向、要求特性、製造コスト等を考慮して適宜設定するの
がよい。
【００１６】また、上記実施形態では、セラミックの三
次元網目構造体１０を砂型１５内にセットして鋳鉄で鋳
ぐるむようにしているが、鋳鉄内に三次元網目構造体１
０を埋め込むことができれば、別の方法を採用しても構
わない。
次元網目構造体１０を砂型１５内にセットして鋳鉄で鋳
ぐるむようにしているが、鋳鉄内に三次元網目構造体１
０を埋め込むことができれば、別の方法を採用しても構
わない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋳鉄の内部にセラミックを三次元網目構造体の形で埋め
込むようにしたので、鋳鉄中のセラミックの分布を均一
にすることができ、それにより高速制動下での耐摩耗性
の向上と安定した摩擦係数の確保を図ることができ、品
質のばらつきを少なくすることができる。
鋳鉄の内部にセラミックを三次元網目構造体の形で埋め
込むようにしたので、鋳鉄中のセラミックの分布を均一
にすることができ、それにより高速制動下での耐摩耗性
の向上と安定した摩擦係数の確保を図ることができ、品
質のばらつきを少なくすることができる。
【図１】本発明の摩擦材の骨格となるセラミックの三次
元網目構造体の外観図である。
元網目構造体の外観図である。
【図２】図１の三次元網目構造体をセットした砂型の断
面図である。
面図である。
【図３】従来の車両ブレーキ用制輪子を示す図で、
（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
１０ セラミックの三次元網目構造体 １１ 骨格 １２ 気孔 １５ 砂型（鋳型）
Claims (4)
- 【請求項１】 鋳鉄の内部にセラミックの三次元網目構
造体を埋め込んだことを特徴とする摩擦材。 - 【請求項２】 セラミックの三次元網目構造体を鋳鉄で
鋳ぐるんだことを特徴とする摩擦材。 - 【請求項３】 樹脂の発泡体からなる三次元網目構造の
骨格を成形し、この骨格の周囲にセラミック原料粉末の
流動懸濁液を被覆させ、これを乾燥後に樹脂の炭化除去
を行い、次いでこれを焼結することによりセラミックの
三次元網目構造体を形成し、該セラミックの三次元網目
構造体を鋳型にセットして、鋳鉄で鋳ぐるむことにより
摩擦材を得ることを特徴とする摩擦材の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載の摩擦材を車輪と接
触する部位に配したことを特徴とする鋳鉄系制輪子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7047796A JPH09264355A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 摩擦材及びその製造方法、並びに制輪子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7047796A JPH09264355A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 摩擦材及びその製造方法、並びに制輪子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264355A true JPH09264355A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13432654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7047796A Withdrawn JPH09264355A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 摩擦材及びその製造方法、並びに制輪子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09264355A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015165162A (ja) * | 2015-03-20 | 2015-09-17 | 北海道旅客鉄道株式会社 | 車両用制輪子及び摩擦材料 |
| CN106763356A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 北京天宜上佳新材料股份有限公司 | 摩擦体、闸瓦及摩擦体的加工方法 |
| WO2022004425A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | Ｋｙｂ株式会社 | リリーフ弁 |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP7047796A patent/JPH09264355A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015165162A (ja) * | 2015-03-20 | 2015-09-17 | 北海道旅客鉄道株式会社 | 車両用制輪子及び摩擦材料 |
| CN106763356A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 北京天宜上佳新材料股份有限公司 | 摩擦体、闸瓦及摩擦体的加工方法 |
| WO2022004425A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | Ｋｙｂ株式会社 | リリーフ弁 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050829 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060324 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060328 |