CN117337365A - 铁路车辆用盘式制动器装置 - Google Patents

Abstract

盘式制动器装置(100)包括旋转构件(10)、制动盘(20、20A)、以及控制构件(30、30A)。制动盘(20、20A)包含环状的盘主体(21)和翅片(22)。控制构件(30、30A)对沿制动盘(20、20A)的周向相邻的翅片(22)之间的通气量进行控制。控制构件(30、30A)包含基板(31)和突出部(32)。突出部(32)从基板(31)向盘主体(21)突出。在各翅片(22)的顶面(221)，形成有凹部(222)。突出部(32)从相邻的翅片(22)中的一者到另一者，从凹部(222)通过而沿周向延伸。

Description

铁路车辆用盘式制动器装置

技术领域

本公开涉及一种铁路车辆用盘式制动器装置。

背景技术

作为铁路车辆的制动装置，广泛使用盘式制动器装置。盘式制动器装置包括环状的制动盘、以及制动器摩擦衬片。制动盘例如被紧固于车轮，并与车轮一同旋转。制动器摩擦衬片被按压于制动盘。通过制动器摩擦衬片与制动盘的摩擦，制动盘及车轮被制动。

对于被用于铁路车辆的盘式制动器装置的制动盘，从确保其耐久性的观点出发，需要足够的冷却性能。为了确保制动时的冷却性能，一般地，在制动盘的背面，放射状地形成有多个翅片。各翅片与车轮接触，在制动盘的背面与车轮之间形成通气路。该通气路在制动盘与车轮一同旋转时，使空气从制动盘的内周侧向外周侧通过。由于在通气路内流动的空气，制动盘被冷却。

然而，在铁路车辆的行驶中，空气会在制动盘与车轮之间的通气路内流动，由此会产生气动噪声。尤其是，在铁路车辆高速地行驶的情况下，通气路内的通气量会増加而产生较大的气动噪声。

对此，在专利文献1中，公开了一种盘式制动器装置，该盘式制动器装置沿周向将相邻的翅片彼此以连结部来连结。在该盘式制动器装置中，通过连结部，形成有在翅片间的各通气路中截面积最小的部分。根据专利文献1，通过将通气路的最小截面积的总和设为18000mm²以下，能够降低高速行驶时的气动噪声。

在专利文献1中，用于降低气动噪声的连结部被与制动盘的盘主体及翅片一体地形成。因此，制动盘中的、连结部的附近部分的刚性与其他部分的刚性相比较大。因此，在制动时，制动衬片会相对于制动盘而滑动，在产生了摩擦热时，连结部的附近部分与其他部分相比难以热变形，制动盘会产生翘曲。结果，对将制动盘紧固于车轮的螺栓的负荷会増大。

因此，在专利文献2中，提出了一种技术，其将与制动盘分体的气动噪声降低构件(控制构件)设置于盘式制动器装置。控制构件具有板状的支撑部，以及从该支撑部突出的多个突出部。根据专利文献2，能够通过控制构件的各突出部来封闭通气路的一部分，由此抑制通气路内的空气的流动，降低在铁路车辆的行驶中产生的气动噪声。此外，制动盘与控制构件为独立的部件，因此控制构件的突出部不会影响制动盘的刚性。因此，能够防止以下情况：制动盘因突出部而发生翘曲。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-205428号公报

专利文献2：国际公开第2019/194203号

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献2的盘制动器盘装置中，为了降低气动噪声，使用与制动盘分体的控制构件。控制构件主要由板状的支撑部及多个突出部构成。作为制造该控制构件的方法，例如可举出将板状的支撑部与多个突出部分别成形，并以焊接等将它们接合的方法、或是对金属的薄壁材料进行冲压加工，将支撑部及突出部一体成形的方法等。但是，不论采用那种方法，都应当考虑制动盘的复杂形状。即，需要将突出部准确地配置在支撑部上，以不干扰到被设置于盘主体的背面的大量翅片。因此，针对控制构件的加工的劳力及成本可能会增加。

本公开的目的在于，在一种包含用于对通气路内的通气量进行控制的控制构件的铁路车辆用盘式制动器装置中，将控制构件的制造简化。

解决技术问题的手段

本公开的盘式制动器装置为一种铁路车辆用的盘式制动器装置。盘式制动器装置包括旋转构件、制动盘、以及控制构件。旋转构件被安装于铁路车辆的车轴。制动盘包含环状的盘主体和多个翅片。盘主体具有与旋转构件相对的背面。多个翅片被放射状地配置在该背面上。控制构件对多个翅片中的、在制动盘的周向上相邻的翅片之间的通气量进行控制。控制构件包含基板和突出部。基板被夹在旋转构件与翅片之间。突出部从基板向盘主体突出。在相邻的翅片各自的顶面，形成有沿周向横穿该翅片的凹部。突出部从相邻的翅片中的一者向另一者，通过凹部沿周向延伸。

发明的效果

根据本公开，能够在包含用于对通气路内的通气量进行控制的控制构件的铁路车辆用盘式制动器装置中，将控制构件的制造简化。

附图说明

图1是表示第1实施方式的铁路车辆用盘式制动器装置的大致构成的纵剖视图。

图2是图1所示的盘式制动器装置中包含的制动盘的后视图。

图3是图1所示的盘式制动器装置中包含的控制构件的俯视图。

图4是图3的IV－IV剖视图。

图5是表示第2实施方式的铁路车辆用盘式制动器装置的一部分的纵剖视图。

具体实施方式

实施方式的盘式制动器装置为一种铁路车辆用的盘式制动器装置。盘式制动器装置包括旋转构件、制动盘、以及控制构件。旋转构件被安装于铁路车辆的车轴。制动盘包含环状的盘主体和多个翅片。盘主体具有与旋转构件相对的背面。多个翅片被放射状地配置在该背面上。控制构件对多个翅片中的、在制动盘的周向上相邻的翅片之间的通气量进行控制。控制构件包含基板和突出部。基板被夹在旋转构件与翅片之间。突出部从基板向盘主体突出。在相邻的翅片各自的顶面，形成有沿周向横穿该翅片的凹部。突出部从相邻的翅片中的一者向另一者，从凹部通过而沿周向延伸(第1构成)。

根据第1构成的盘式制动器装置，能够通过控制构件，对在制动盘的盘主体的背面上沿周向相邻的翅片之间的通气量进行控制。即，在该盘式制动器装置中，通气路由被设置于控制构件的突出部部分地封闭，该通气路由沿周向相邻的翅片与盘主体及旋转构件一同形成。由此，能够限制通气路内的通气量，并能够降低铁路车辆的行驶时产生的气动噪声。

在第1构成的盘式制动器装置中，在制动盘的周向上相邻的翅片分别在其顶面具有沿周向横穿该翅片的凹部。控制构件的突出部从翅片的凹部通过，沿周向延伸。即，能够将沿周向延伸的突出部中的、与翅片对应的部分收容于翅片的凹部。因此，在制造控制构件时，考虑到被设置在盘主体的背面上的各翅片的位置，无需将突出部配置为避开翅片。因此，能够比较简单地进行控制构件的制造，并能够减少针对控制构件的加工的劳力及成本。

优选的是，控制构件的突出部被定位于制动盘的内周侧(第2构成)。

例如，在除去由旋转构件和制动盘形成的通气路内的异物时，不用将盘式制动器装置解体，而是从制动盘的内周侧向通气路内进行送风。与此不同，在第2构成中，控制构件的突出部被定位于制动盘的内周侧。因此，即使在部分地封闭通气路的控制构件的突起部与制动盘之间堵塞有垃圾或泥等异物，也能够容易地除去该异物。因此，能够提高盘式制动器装置的维护性。

也可以是，控制构件的突出部被定位于制动盘的外周侧(第3构成)。

以下，针对本公开的实施方式，参照附图进行说明。在各图中，针对相同或相当的构成，标注相同的附图标记，且不会重复相同的说明。

[第1实施方式]

(整体构成)

图1是表示本实施方式的铁路车辆用盘式制动器装置100的大致构成的纵剖视图。所谓纵截面，是指以包含中心轴X的平面来切断盘式制动器装置100得到的截面。中心轴X为铁路车辆的车轴200的轴心。以下，将中心轴X所延伸的方向称为轴向。

如图1所示，盘式制动器装置100包括旋转构件10、制动盘20、以及控制构件30。

旋转构件10被安装于车轴200，并与车轴200一体地围绕中心轴X旋转。在本实施方式的例子中，旋转构件10为铁路车辆的车轮。但是，旋转构件10也可以是车轮以外的盘体。图1所示的旋转构件10具有轮毂部11、轮辋部12、以及板部13。板部13将轮毂部11与轮辋部12连结，该轮毂部11插入有车轴200，该轮辋部12构成车轮的外周部。在旋转构件10的纵剖视下，板部13的内周缘介由圆弧状的曲线部14而连接于轮毂部11。在旋转构件10的纵剖视下，板部13的外周缘介由圆弧状的曲线部15而连接于轮辋部12。

制动盘20被设置于盘状的旋转构件10的两面。这些制动盘20例如由紧固构件40紧固于旋转构件10的板部13，该紧固构件40由螺栓及螺母构成。在轴向上，在各制动盘20的外侧，设置有制动器摩擦衬片50。控制构件30被配置在旋转构件10与各制动盘20之间。

(细节的构成)

图2是从旋转构件10侧观察被配置在旋转构件10的两面上的制动盘20中的一个制动盘20而得到的图(后视图)。在图2中，示出制动盘20的1/4周部分。以下，将制动盘20的周向及径向简称为周向及径向。

参照图2，制动盘20包含盘主体21和多个翅片22。

盘主体21呈环状。盘主体21实质上具有以中心轴X为轴心的圆环板状。盘主体21具有滑动面211及背面212。滑动面211为在盘主体21中被设置于轴向的一侧的面。制动器摩擦衬片50(图1)被向滑动面211按压，以产生制动力。背面212为在盘主体21中被设置于轴向的另一侧的面，与旋转构件10(图1)相对。

多个翅片22被放射状地配置在盘主体21的背面212上。这些翅片22从盘主体21的内周侧延伸到外周侧。各翅片22从背面212向旋转构件10(图1)侧突出。由此，在旋转构件10、在周向上相邻的翅片22、以及盘主体21之间，形成有空间。这些空间在制动盘20与旋转构件10一同旋转时，会成为供空气通过的通气路。

在本实施方式中，在一部分翅片22，形成有紧固孔23，该紧固孔23贯穿该翅片22及盘主体21。在其他翅片22的顶面221，形成有凹状的键槽24。在各紧固孔23，插入有紧固构件40(图1)。在各键槽24，嵌入有键(图示略)，该键用于限制制动盘20与旋转构件10(图1)的相对旋转。翅片22的数量、紧固孔23的数量、以及键槽24的数量能够适当设定。在本实施方式的例子中，在全部翅片22形成有紧固孔23或键槽24，但也可以存在未形成有紧固孔24及键槽24的翅片22。

在各翅片22的顶面221，形成有凹部222。各凹部222沿周向横穿设置有该凹部222的翅片22。凹部222被配置于制动盘20的内周侧。这些凹部222例如在制动盘20的后视下，被排列在与盘主体21同心的虚拟圆C上。

在本实施方式的例子中，具有键槽24的翅片22的凹部222被配置于在径向上比键槽24靠内侧处，以不与键槽24重叠。但是，若被嵌入到键槽24中的键(图示略)不会干扰到凹部222，则凹部222的一部分与键槽24的一部分也可以重叠。具有紧固孔23的翅片22的凹部222被配置于在径向上比紧固孔23靠内侧处，以不与紧固孔23重叠。

如图2所示，关于径向上的键槽24的长度，典型地，比紧固孔23的直径更大。因此，与多个翅片22对应的多个凹部222的径向的位置通常以键槽24及键(图示略)为基准来确定。但是，在紧固孔23的直径大于径向上的键槽24的长度的情况下，能够以紧固孔23为基准来确定凹部222的径向的位置。

图3是从制动盘20侧观察控制构件30得到的图(俯视图)。在图3中，示出控制构件30的1/4周部分。在图3中，除了控制构件30(实线)以外，还以双点划线示出了制动盘20。

控制构件30是与制动盘20不同的构件。控制构件30对沿周向相邻的翅片22之间的通气量进行控制。控制构件30包含基板31和突出部32。

基板31呈大致圆环板状，被与盘主体21实质上同轴地配置。基板31被夹在旋转构件10(图1)与多个翅片22之间。即，旋转构件10与基板31的一个面接触，翅片22的顶面221与基板31的另一个面接触。

在本实施方式的例子中，基板31的径向的长度比盘主体21的径向的长度略短。但是，基板31的径向的长度既可以比盘主体21的径向的长度更长，也可以与盘主体21的径向的长度相等。基板31的径向的长度能够在从旋转构件10的板部13(图1)的内周缘到外周缘的范围内适当设定。

在基板31，为了使紧固构件40(图1)插过，与制动盘20的紧固孔23对应地形成有多个开口311。此外，在基板31上，为了使上述的键(图示略)插过，与制动盘20的键槽24对应地，形成有多个开口312。

在基板31的两面中的、制动盘20侧的面，形成有突出部32。突出部32从基板31向盘主体21突出。突出部32在径向上，被配置于翅片22的凹部222所对应的位置。在本实施方式中，凹部222被配置于制动盘20的内周侧，因此突出部32也被定位于制动盘20的内周侧。所谓制动盘20的内周侧，例如是指制动盘20中的、比紧固孔23的轴心在径向上靠内侧的区域。制动盘20中的、比紧固孔23的轴心在径向上靠外侧的区域为制动盘20的外周侧。

突出部32沿周向从相邻的翅片22中的一者到另一者，从凹部222通过而沿周向延伸。在本实施方式的例子中，突出部32从所有翅片22的凹部222通过，沿周向延伸。即，突出部32在控制构件30的俯视下呈大致圆环状。

控制构件30能够由具有1.0mm～3.0mm的板厚的金属的薄壁材料构成。控制构件30例如通过对该薄壁材料进行冲压加工来成形。在该情况下，基板31与突出部32被一体地形成。但是，也能够在将基板31与突出部32分体地形成后，以焊接等将突出部32相对于基板31而固定。

以下，参照图4，对制动盘20与控制构件30的关系更详细地进行说明。图4是图3的IV－IV剖视图。在图4中，为了便于说明，也与制动盘20及控制构件30一同示出了旋转构件10。

参照图4，在制动盘20中，凹部222是从翅片22的顶面221陷入到盘主体21侧的部分。但是，为了确保盘主体21的热容量，凹部222不会侵入到盘主体21中。即，凹部222的底面222b与盘主体21的背面212实质上处于同一平面上，或是位于比背面212靠翅片22的顶面221侧。

在本实施方式的例子中，凹部222在制动盘20的纵剖视下，呈大致“L”字状。凹部222由底面222b、以及键槽24侧的侧面222s来界定。

控制构件30的突出部32从基板31向盘主体21的背面212突出。该突出部32中的、与翅片22对应的部分被配置在凹部222内。突出部32的前端不与盘主体21的背面212及凹部222的底面222b接触。即，在突出部32的前端与制动盘20之间，形成有用于使空气通过的间隙。从突出部32的前端到盘主体21的背面212的轴向的距离例如为0.5mm～4.5mm。

突出部32的径向外侧的表面既可以与凹部222的侧面222s接触，也可以不接触。在预先使突出部32与凹部222的侧面222s接触的情况下，在控制构件30与旋转构件10及制动盘20一同旋转时，能够抑制突出部32的变形。此外，在将控制构件30组装于制动盘20时，能够容易地进行控制构件30的定位。

突出部32的形状能够适当确定。突出部32既可以被形成为中空，也可以被形成为实心。关于突出部32的表面，从平滑地引导通气路内的空气的观点出发，优选的是，为不具有角部的光滑的形状。突出部32中的、位于与基板31的分界的部分例如在控制构件30的纵剖视下呈大致圆弧状。突出部32的内端32i为径向内侧处的与基板31的分界部分的倒角结束，突出部32的外端32e为径向外侧处的与基板31的分界部分的倒角结束。

突出部32的内端32i及外端32e的位置，即突出部32的位置及范围能够适当确定。在本实施方式的例子中，内端32i被配置于在径向上比盘主体21的内周缘略靠外侧处。但是，也可以是，当突出部32的前端处于盘主体21的范围内时，内端32i被配置于比盘主体21的内周缘靠径向内侧处。外端32e被配置于在径向上比键槽24的内端24i略靠内侧处。

(效果)

在本实施方式的盘式制动器装置100中，控制构件30的突出部32向盘主体21侧突出，部分地封闭了由旋转构件10、以及制动盘20的盘主体21及翅片22划定的通气路。由此，能够限制通气路内的通气量，并能够降低铁路车辆的行驶时产生的气动噪声。

在本实施方式的盘式制动器装置100中，制动盘20的各翅片22在顶面221具有沿轴线横穿自身的凹部222。控制构件30的突出部32从翅片22的凹部222通过，遍及多个翅片22地沿周向延伸。即，沿周向延伸的突出部32中的、与翅片22对应的部分被收容于凹部222。因此，在制造控制构件30时，考虑到各翅片22的位置，无需避开翅片22而形成突出部32。因此，能够简单地制造控制构件30，并能够减少针对控制构件30的加工的劳力及成本。

在本实施方式中，控制构件30的突出部32被定位于制动盘20的内周侧。因此，能够通过从制动盘20的内周侧向通气路内送风，从而比较容易地除去在突出部32与制动盘20之间堵塞的异物。因此，能够提高盘式制动器装置100的维护性。

[第2实施方式]

图5是表示第2实施方式的盘式制动器装置100A的一部分的纵剖视图。本实施方式的盘式制动器装置100A基本上与第1实施方式的盘式制动器装置100具有同一构成。但是，盘式制动器装置100A在控制构件30A的突出部32的位置处，与盘式制动器装置100不同。

如图5所示，控制构件30A的突出部32被定位于制动盘20A的外周侧。与此对应地，被设置于制动盘20A的各翅片22的凹部222也被定位于制动盘20A的外周侧。

在本实施方式的例子中，凹部222在制动盘20A的纵剖视下实质上呈矩形状。即，凹部222由底面222b、以及被配置于底面222b的两侧的侧面222s划定。

控制构件30A的突出部32与第1实施方式同样，从基板31向盘主体21的背面212突出。凹部222收容突出部32中的、与翅片22对应的部分。突出部32不与盘主体21的背面212及凹部222的底面222b接触。但是，也可以是，突出部32与凹部222的两侧面222s中的、至少一者接触。在使突出部32与凹部222的侧面222s中的一者或两者接触的情况下，旋转时的突出部32的变形被抑制。此外，能够容易地进行控制构件30A相对于制动盘20A的定位。

在本实施方式中，突出部32的内端32i被配置于在径向上比键槽24的外端24e略靠外侧处。突出部32的外端32e被配置于在径向上比盘主体21的外周缘靠内侧处。

在本实施方式的盘式制动器装置100A中，也通过控制构件30A的突出部32来部分地封闭通气路，该通气路由旋转构件10、以及制动盘20A的翅片22及盘主体21来划定。因此，能够限制通气路内的通气量，并能够降低铁路车辆的行驶时产生的气动噪声。

控制构件30A的突出部32与第1实施方式同样，能够从翅片22的凹部222通过，遍及多个翅片22地沿周向延伸。因此，在制造控制构件30A时，考虑到各翅片22的位置，无需避开翅片22来形成突出部32。因此，能够简单地进行控制构件30A的制造，并能够降低针对控制构件30A的加工的劳力及成本。

以上,针对本公开的实施方式进行了说明,但本公开并不被限定于上述实施方式,只要不脱离其主旨，就能够进行各种变更。

在上述第1实施方式中，控制构件30的突出部32被定位于制动盘20的内周侧。在上述第2实施方式中，控制构件30A的突出部32被定位于制动盘20A的外周侧。然而，突出部32的位置并不被限定于这些实施方式中示出的例子。例如，能够在从旋转构件10的板部13的内周缘到外周缘的范围内，使突出部32沿径向适当移动。即，能够将突出部32的内端32i及外端32e在从板部13的内周缘到外周缘的范围内配置于任意的位置。但是，突出部32被配置为不会干扰到键及紧固构件40。

在上述实施方式中，被设置于翅片22的凹部222在制动盘20、20A的纵剖视下，呈“L”字状或矩形状。然而，凹部222的形状并不被限定于此。也可以是，凹部222具有沿着控制构件30、30A的突出部32那样的形状。

在上述实施方式中，控制构件30、30A的基板31及突出部32在俯视下实质上呈圆环状。然而，也可以是，控制构件30、30A在周向上被分割为多个。控制构件30、30A例如既可以被沿周向二分割，也可以被四分割。

附图标记说明

100、100A：盘式制动器装置

10：旋转构件

20、20A：制动盘

21：盘主体

212：背面

22：翅片

221：顶面

222：凹部

30、30A：控制构件

31：基板

32：突出部。

Claims (3)

1.一种铁路车辆用的盘式制动器装置，包括：

旋转构件，其被安装于所述铁路车辆的车轴；

制动盘，其包含环状的盘主体和多个翅片，该环状的盘主体具有与所述旋转构件相对的背面，该多个翅片被放射状地配置在所述背面上；以及

控制构件，其对所述多个翅片中的、在所述制动盘的周向上相邻的翅片之间的通气量进行控制，并包括基板和突出部，该基板被夹在所述旋转构件与所述翅片之间，该突出部从所述基板向所述盘主体突出；

在相邻的所述翅片各自的顶面，形成有沿所述周向横穿该翅片的凹部；

所述突出部从相邻的所述翅片中的一者到另一者，从所述凹部通过而沿所述周向延伸。

2.如权利要求1所述的盘式制动器装置，其中，

所述突出部被定位于所述制动盘的内周侧。

3.如权利要求1所述的盘式制动器装置，其中，

所述突出部被定位于所述制动盘的外周侧。