[发明专利]铁道车辆用制动盘

说明书

技术领域

本发明涉及作为铁道车辆的制动装置的主要部件的制动盘，特别涉及利用螺栓将构成滑动面的圆板部紧固于车轮的铁道车辆用制动盘。

背景技术

随着车辆的高速化、大型化，大多使用制动性优良的盘形制动器作为铁道车辆的制动装置。在盘形制动器中，利用螺栓紧固将制动盘安装于车轮，通过将制动蹄用摩擦衬片按压于该制动盘的滑动面而产生利用摩擦阻力所带来的制动力，从而制动车轮的旋转而控制车辆的速度。

图1是示意性地表示一般的铁道车辆用制动盘的安装于车轮的安装构造的图，图1的(a)表示从表面观察1/4圆部分而得到的俯视图，图1的(b)表示沿着半圆部分的径向而得到的剖视图。图2是表示以往的铁道车辆用制动盘的结构的示意图，图2的(a)表示从背面侧看到的局部立体图，图2的(b)表示从背面观察而得到的局部俯视图，图2的(c)表示沿着径向而得到的局部剖视图。

如图1和图2所示，制动盘1包括将表面2a侧作为滑动面的环形的圆板部2。在该圆板部2的背面2b呈放射状突出设置有多个翼部3。在多个翼部3中的几个翼部3的径向上的大致中央位置形成有贯通至圆板部2的螺栓孔4。

车轮10由如下部分构成：毂部11，其压入有车轴；轮圈部12，其包括与轨道接触的接地面；板部13，其用于连结毂部11和轮圈部12。制动盘1被配置为、以两个为一组且各表面2a均朝向外侧的状态夹持车轮10的板部13，使螺栓15贯穿各螺栓孔4，并在各螺栓15上紧固螺母16。由此，制动盘1以翼部3的顶端面3a在径向的整个范围内压接于车轮10的板部13的状态安装于车轮10。

在此，在以超过时速300km的速度行驶的新干线等那样的高速铁道车辆的情况下，在行驶时，制动盘1与车轮10一体地进行高速旋转。伴随于此，制动盘1周边的空气被从内周侧吸入制动盘1与车轮10之间、即由制动盘1的圆板部2、翼部3和车轮10的板部13所包围的空间，并从外周侧放出(参照图2中的实线箭头)。总而言之，在铁道车辆的行驶中，在制动盘1与车轮10之间产生空气的气体流动。在超过时速300km的高速行驶状态下，该气体流动明显，引起被称作空气动力噪音的噪音。因此，从保护环境的角度出发，需要降低空气动力噪音。

作为该要求的对策，例如在专利文献1中公开了一种在相邻的翼部之间沿着圆周方向增设肋、利用该肋抑制气体流动的制动盘。采用该专利文献1所公开的制动盘，能够将空气动力噪音降低至期望的级别。然而，随着利用肋的对气体流动进行的抑制，在制动时制动盘的冷却性能降低这样的问题趋向于明显化。

另外，在从高速行驶状态施加紧急制动的情况下，例如如专利文献2、3所记载的那样，制动盘的随着热膨胀而发生的变形以及因此而作用于紧固用螺栓的应力负荷增大，而难以确保制动盘和螺栓的耐久性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－205428号公报

专利文献2：日本特开2006－9862号公报

专利文献3：国际公开WO2010/071169号小册子

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于所述问题而做成的，其目的在于提供如下一种铁道车辆用制动盘：能够降低高速行驶中的空气动力噪音，并且能够提高制动时的冷却性能，而且能够提高包括紧固用螺栓在内的耐久性。

用于解决问题的方案

为了达到所述目的，本发明人作为制动盘以所述图2所示的制动盘为前提实施了各种实验和分析并反复进行了认真研究，结果得到下述的(a)～(d)的见解，图2所示的制动盘、即包括：圆板部，其将表面侧作为滑动面；多个翼部，其突出设置于该圆板部的背面；螺栓孔，其贯通圆板部和翼部，利用贯穿于螺栓孔的螺栓进行紧固，而以翼部压接于车轮的板部的状态将圆板部安装于车轮。

(a)如所述专利文献3中记载的那样，在由制动盘的圆板部、翼部和车轮的板部所包围的空间内流动的空气的通气量与空气动力噪音的级别之间存在较强的相关性。在此提及的通气量能够通过热流体分析得到，空气动力噪音的级别能够通过实验得到。通气量与空气动力噪音级别之间存在较强的相关性，因此能够以通气量为指标进行空气动力噪音级别的评价，在要降低空气动力噪音时，只要降低通气量即可。并且，在要降低通气量时，增加气体流动的压力损失是有效的，因此，需要在发生气体流动的空间内设置容易产生压力损失的角部或与气体流动方向相对的面。