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制輪子(せいりんし)またはブレーキシュー()は、ブレーキ装置の一部で、自動車のドラムブレーキや鉄道車両の踏面ブレーキ、自転車のブレーキなどに用いられて、対象とする物体に押し当てて摩擦により制動力を得る部品である。ディスクブレーキにおいては、同様の部品をブレーキパッドという。

◆ 自動車のドラムブレーキ

ブレーキシューにはブレーキライニングが取り付けられている。ブレーキが掛かると、ブレーキシューが動いてドラムの内側にライニングを押し付ける。ドラムとライニングの間に働く摩擦力により制動力が得られ、エネルギーは熱となって捨てられる。

現代の自動車では、四輪ともディスクブレーキを備えているか、あるいはフロントにディスクブレーキ、リアにドラムブレーキを備えている。ディスクブレーキの利点は、ドラムブレーキに比べて熱を速く放散させることができて、過熱する恐れが少ないことである。

リアにドラムブレーキを使うことの理由は、パーキングブレーキとして用いる時にはディスクブレーキよりドラムブレーキの方が効果的だからである。

◆ 鉄道の踏面ブレーキ

鉄道の踏面ブレーキにおいては、ブレーキが掛かると車輪の踏面に制輪子が押し当てられる。これにより制動力を得るだけではなく、車輪の踏面をこすって綺麗に整える効果もある。

踏面ブレーキ用の制輪子は当初は木で作られていたが、現代では普通鋳鉄制輪子、合成制輪子、焼結合金制輪子などが用いられている。

普通鋳鉄制輪子は鋳鉄で作られており、安価でブレーキ効果に優れ、天候によるブレーキ効果の変化が少ないこともあって、広く用いられている。欠点としては、磨耗量が多く他の制輪子に比べて頻繁に交換が必要で、また制輪子そのものの重量が重い。磨耗量を減らすためにマンガンやクロムを添加した合金鋳鉄制輪子もある。これは高速域での摩擦特性が改善されており、高速鉄道や降雪地域などにおいて広く採用されている。

合成制輪子は、合成樹脂に金属粉末や黒鉛を混合して加熱整形したものである。普通鋳鉄制輪子の3分の1ほどと軽量で磨耗量が少なく、速度による摩擦係数の変化が少なく高速域にも対応する。一方、摩擦面の鏡面化や車輪とレールの間の粘着が低下するなどの問題がある。また雨天時にブレーキ力が落ちる傾向がある。これらの対策として、増粘着合成制輪子や耐雪形合成制輪子などが開発されている。

焼結合金制輪子は鉄粉、銅、黒鉛、金属酸化物などの混合物を加圧整形して焼結したものである。主に鉄系を基材とするものが在来線の高速車両などで用いられている。新幹線のディスクブレーキのブレーキパッドにも銅系を基材とするものが用いられている。

◆ 自転車のリムブレーキ

自転車のリムブレーキでは、制輪子はブレーキキャリパーに取り付けられた箱状の物体で、車輪のリムの部分をこすって減速させ停車させる。

◆ 参考文献

・ p.205

◆ 関連項目

・ ブレーキパッド

・ ドラムブレーキ

・ 踏面ブレーキ

・ キャリパーブレーキ

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