JP2021081037A - Railroad vehicle disk brake device - Google Patents

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由衣子 塩谷
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裕 野上
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隆一 西村
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Abstract

To reduce a load of a control member, mounted on a railroad vehicle disk brake device, to control a ventilation volume of a ventilation passage.SOLUTION: A disk brake device (100) comprises a rotary member (10), a brake disk (20) and a control member (30). The brake disk (20) has a disk body (21) and fins (22). The fin (22) has a concave section (222) on a top surface (221) thereof. The control member (30) has a base plate (31) and protrusion sections (32). The base plate (31) is arranged in the concave section (222) between the rotary member (10) and the fin (22). The protrusion section (32) is protruded from the base plate (31) toward the disk body (21) and positioned between the fins (22). A gap (G1) is formed between an inner edge (313) of the base plate (31) and an inner edge (222a) of the concave section (222).SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、鉄道車両用のディスクブレーキ装置に関する。 The present disclosure relates to disc brake devices for railway vehicles.

鉄道車両の制動装置として、ディスクブレーキ装置が広く使用されている。ディスクブレーキ装置は、環状のブレーキディスクと、ブレーキライニングと、を備える。ブレーキディスクは、例えば、車輪に締結され、車輪とともに回転する。ブレーキディスクには、ブレーキライニングが押し付けられる。ブレーキライニングとブレーキディスクとの摩擦により、ブレーキディスク及び車輪が制動される。 Disc brake devices are widely used as braking devices for railway vehicles. The disc brake device includes an annular brake disc and a brake lining. The brake disc is fastened to, for example, a wheel and rotates with the wheel. Brake linings are pressed against the brake discs. The friction between the brake lining and the brake disc brakes the brake disc and wheels.

鉄道車両に用いられるディスクブレーキ装置のブレーキディスクには、その耐久性を確保する観点から、十分な冷却性能が要求される。制動時における冷却性能を確保するため、一般に、ブレーキディスクの裏面には、複数のフィンが放射状に形成されている。各フィンは、車輪に接触し、ブレーキディスクの裏面と車輪との間に通気路を形成する。当該通気路は、ブレーキディスクが車輪とともに回転するとき、ブレーキディスクの内周側から外周側に向かって空気を通過させる。通気路内を流れる空気により、ブレーキディスクが冷却される。 Brake discs of disc brake devices used in railway vehicles are required to have sufficient cooling performance from the viewpoint of ensuring their durability. In general, a plurality of fins are radially formed on the back surface of the brake disc in order to ensure cooling performance during braking. Each fin contacts the wheel and forms a vent between the back of the brake disc and the wheel. The air passage allows air to pass from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the brake disc when the brake disc rotates with the wheels. The air flowing through the air passage cools the brake disc.

しかしながら、鉄道車両の走行中、ブレーキディスクと車輪との間の通気路内を空気が流れることにより、空力音が発生する。特に、鉄道車両が高速で走行する場合、通気路内の通気量が増加して大きな空力音が発生する。 However, while the railroad vehicle is running, aerodynamic noise is generated due to the flow of air in the ventilation path between the brake disc and the wheels. In particular, when a railroad vehicle travels at high speed, the amount of ventilation in the ventilation path increases and a loud aerodynamic noise is generated.

これに対して、特許文献１には、周方向に隣り合うフィン同士を連結部で連結したディスクブレーキ装置が開示されている。このディスクブレーキ装置では、連結部により、フィン間の通気路各々において断面積が最小となる部分が形成される。特許文献１によれば、通気路の最小断面積の総和を１８０００ｍｍ２とすることで、高速走行時における空力音を低減することができる。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a disc brake device in which fins adjacent to each other in the circumferential direction are connected by a connecting portion. In this disc brake device, the connecting portion forms a portion having a minimum cross-sectional area in each of the air passages between the fins. According to Patent Document 1, by setting the total minimum cross-sectional area of the ventilation path to 18000 mm 2 , the aerodynamic noise during high-speed traveling can be reduced.

特許文献１において、空力音を低減するための連結部は、ブレーキディスクのディスク本体及びフィンと一体的に形成されている。そのため、ブレーキディスクのうち、連結部の近傍部分の剛性が他の部分の剛性と比較して大きくなっている。よって、制動時においてブレーキライニングがブレーキディスクに対して摺動し、摩擦熱が発生したとき、連結部の近傍部分が他の部分よりも熱変形しにくく、ブレーキディスクに反りが発生する。その結果、ブレーキディスクを車輪に締結するボルトへの負荷が増大する。 In Patent Document 1, the connecting portion for reducing aerodynamic noise is integrally formed with the disc body and fins of the brake disc. Therefore, in the brake disc, the rigidity of the portion near the connecting portion is larger than the rigidity of the other portion. Therefore, when the brake lining slides with respect to the brake disc during braking and frictional heat is generated, the portion near the connecting portion is less likely to be thermally deformed than the other portions, and the brake disc is warped. As a result, the load on the bolts that fasten the brake discs to the wheels increases.

そこで、特許文献２では、ブレーキディスクとは別体の空力音低減部材（制御部材）をディスクブレーキ装置に設ける技術が提案されている。特許文献２によれば、制御部材に設けられた突出部によって通気路の一部を塞ぐことで、通気路内の空気の流れを抑制し、鉄道車両の走行中に発生する空力音を低減することができる。また、ブレーキディスクと制御部材とが別個の部品であるため、制御部材の突出部がブレーキディスクの剛性に影響しない。 Therefore, Patent Document 2 proposes a technique of providing a disc brake device with an aerodynamic noise reducing member (control member) separate from the brake disc. According to Patent Document 2, by blocking a part of the ventilation path by a protruding portion provided on the control member, the flow of air in the ventilation path is suppressed and the aerodynamic noise generated during the running of the railway vehicle is reduced. be able to. Further, since the brake disc and the control member are separate parts, the protruding portion of the control member does not affect the rigidity of the brake disc.

特開２００７−２０５４２８号公報JP-A-2007-205428 国際公開第２０１９／１９４２０３号International Publication No. 2019/194203

ところで、特許文献２のディスクブレーキ装置において、制御部材は、車輪等の回転部材とブレーキディスクのフィンとの間に配置される。制御部材は、各フィンに形成された凹部に嵌め込まれている。このディスクブレーキ装置によって回転部材を制動する際、ブレーキディスクとブレーキライニングとの摩擦熱により、ブレーキディスクに熱変形が発生する。ブレーキディスクは、まず軸方向の外側（ブレーキライニング側）に熱膨張し、制動開始からある程度時間が経過すると径方向の外側にも熱膨張する。一方、制動部材は、ブレーキディスクとブレーキライニングとの摺動部から離れているため、ほとんど熱変形しない。そのため、ブレーキディスクが径方向の外側に熱膨張したとき、フィンの凹部の内端縁が制動部材に強く干渉し、制御部材に過大な負荷がかかる可能性がある。 By the way, in the disc brake device of Patent Document 2, the control member is arranged between the rotating member such as a wheel and the fin of the brake disc. The control member is fitted in a recess formed in each fin. When the rotating member is braked by this disc brake device, the brake disc is thermally deformed due to the frictional heat between the brake disc and the brake lining. The brake disc first thermally expands to the outside in the axial direction (brake lining side), and then thermally expands to the outside in the radial direction after a certain time has passed from the start of braking. On the other hand, since the braking member is separated from the sliding portion between the brake disc and the brake lining, the braking member hardly deforms due to heat. Therefore, when the brake disc is thermally expanded outward in the radial direction, the inner edge of the recess of the fin may strongly interfere with the braking member, and an excessive load may be applied to the control member.

本開示は、通気路内の通気量を制御するための制御部材が設けられた鉄道車両用ディスクブレーキ装置において、制御部材に対する負荷を低減することを課題とする。 An object of the present disclosure is to reduce a load on a control member in a disc brake device for a railway vehicle provided with a control member for controlling the amount of airflow in the ventilation path.

本開示に係るディスクブレーキ装置は、鉄道車両用のディスクブレーキ装置である。ディスクブレーキ装置は、回転部材と、ブレーキディスクと、制御部材と、を備える。回転部材は、鉄道車両の車軸に取り付けられる。ブレーキディスクは、環状のディスク本体と、複数のフィンと、を含む。ディスク本体は、回転部材に対向する裏面を有する。複数のフィンは、ディスク本体の裏面上に放射状に配置される。フィンの各々の頂面には、当該頂面をディスク本体の周方向に横断する凹部が形成されている。制御部材は、ベースプレートと、突出部と、を含む。ベースプレートは、回転部材とフィンとの間において凹部内に配置される。突出部は、ベースプレートからディスク本体に向かって突出して、ディスク本体の周方向において隣り合うフィンの間に位置付けられる。制御部材は、隣り合うフィンの間の通気量を制御する。ベースプレートの内端縁と凹部の内端縁との間には、第１隙間が形成される。ベースプレートの内端縁は、ディスク本体の径方向におけるベースプレートの両端縁のうち、内側に位置する端縁である。凹部の内端縁は、ディスク本体の径方向における凹部の両端縁のうち、内側に位置する端縁である。 The disc brake device according to the present disclosure is a disc brake device for railway vehicles. The disc brake device includes a rotating member, a brake disc, and a control member. The rotating member is attached to the axle of a railroad vehicle. The brake disc includes an annular disc body and a plurality of fins. The disk body has a back surface facing the rotating member. The plurality of fins are arranged radially on the back surface of the disc body. Each top surface of the fin is formed with a recess that crosses the top surface in the circumferential direction of the disc body. The control member includes a base plate and a protrusion. The base plate is arranged in the recess between the rotating member and the fins. The protrusion protrudes from the base plate toward the disc body and is positioned between adjacent fins in the circumferential direction of the disc body. The control member controls the amount of airflow between adjacent fins. A first gap is formed between the inner edge of the base plate and the inner edge of the recess. The inner edge of the base plate is the inner edge of both ends of the base plate in the radial direction of the disc body. The inner edge of the recess is the edge located inside among the edges of both ends of the recess in the radial direction of the disk body.

本開示によれば、通気路内の通気量を制御するための制御部材が設けられた鉄道車両用ディスクブレーキ装置において、制御部材の強度を確保することができる。 According to the present disclosure, it is possible to secure the strength of the control member in a disc brake device for a railway vehicle provided with a control member for controlling the amount of airflow in the ventilation path.

図１は、実施形態に係る鉄道車両用ディスクブレーキ装置の概略構成を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a disc brake device for a railway vehicle according to an embodiment. 図２は、図１に示すディスクブレーキ装置に含まれるブレーキディスクの裏面図である。FIG. 2 is a back view of a brake disc included in the disc brake device shown in FIG. 図３は、図１に示すディスクブレーキ装置に含まれる制御部材の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a control member included in the disc brake device shown in FIG. 図４は、図１に示すディスクブレーキ装置の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of the disc brake device shown in FIG. 図５は、図４の部分拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG.

実施形態に係るディスクブレーキ装置は、鉄道車両用のディスクブレーキ装置である。ディスクブレーキ装置は、回転部材と、ブレーキディスクと、制御部材と、を備える。回転部材は、鉄道車両の車軸に取り付けられる。ブレーキディスクは、環状のディスク本体と、複数のフィンと、を含む。ディスク本体は、回転部材に対向する裏面を有する。複数のフィンは、ディスク本体の裏面上に放射状に配置される。フィンの各々の頂面には、当該頂面をディスク本体の周方向に横断する凹部が形成されている。制御部材は、ベースプレートと、突出部と、を含む。ベースプレートは、回転部材とフィンとの間において凹部内に配置される。突出部は、ベースプレートからディスク本体に向かって突出して、ディスク本体の周方向において隣り合うフィンの間に位置付けられる。制御部材は、隣り合うフィンの間の通気量を制御する。ベースプレートの内端縁と凹部の内端縁との間には、第１隙間が形成される。ベースプレートの内端縁は、ディスク本体の径方向におけるベースプレートの両端縁のうち、内側に位置する端縁である。凹部の内端縁は、ディスク本体の径方向における凹部の両端縁のうち、内側に位置する端縁である（第１の構成）。 The disc brake device according to the embodiment is a disc brake device for a railway vehicle. The disc brake device includes a rotating member, a brake disc, and a control member. The rotating member is attached to the axle of a railroad vehicle. The brake disc includes an annular disc body and a plurality of fins. The disk body has a back surface facing the rotating member. The plurality of fins are arranged radially on the back surface of the disc body. Each top surface of the fin is formed with a recess that crosses the top surface in the circumferential direction of the disc body. The control member includes a base plate and a protrusion. The base plate is arranged in the recess between the rotating member and the fins. The protrusion protrudes from the base plate toward the disc body and is positioned between adjacent fins in the circumferential direction of the disc body. The control member controls the amount of airflow between adjacent fins. A first gap is formed between the inner edge of the base plate and the inner edge of the recess. The inner edge of the base plate is the inner edge of both ends of the base plate in the radial direction of the disc body. The inner edge of the recess is the edge located inside among the edges of both ends of the recess in the radial direction of the disk body (first configuration).

第１の構成に係るディスクブレーキ装置によれば、制御部材により、ブレーキディスクのディスク本体の裏面上で周方向に隣り合うフィンの間の通気量を制御することができる。すなわち、上記ディスクブレーキ装置では、隣り合うフィンの間に制御部材の突出部が位置付けられているため、これらのフィンがディスク本体及び回転部材とともに形成する通気路の開口面積が部分的に小さくなる。これにより、通気路内の通気量を制限することができ、鉄道車両の走行時に発生する空力音を低減することができる。 According to the disc brake device according to the first configuration, the control member can control the amount of airflow between the fins adjacent to each other in the circumferential direction on the back surface of the disc body of the brake disc. That is, in the disc brake device, since the protruding portion of the control member is positioned between the adjacent fins, the opening area of the ventilation path formed by these fins together with the disc body and the rotating member is partially reduced. As a result, the amount of ventilation in the ventilation path can be limited, and the aerodynamic noise generated when the railway vehicle is running can be reduced.

第１の構成において、制御部材のベースプレートは、フィンの頂面に形成された凹部内に配置されている。ただし、ベースプレートの内端縁と凹部の内端縁との間には、予め第１隙間が形成されている。そのため、制動時においてブレーキディスクが径方向の外側に熱膨張し、これに伴ってフィンが径方向の外側に移動したとしても、フィンの移動量が第１隙間の量を超えるまでは、凹部の内端縁がベースプレートの内端縁に干渉しない。よって、制御部材に対する負荷を低減することができる。 In the first configuration, the base plate of the control member is arranged in a recess formed on the top surface of the fin. However, a first gap is formed in advance between the inner edge of the base plate and the inner edge of the recess. Therefore, even if the brake disc thermally expands radially outward during braking and the fins move radially outward, the recesses remain until the amount of movement of the fins exceeds the amount of the first gap. The inner edge does not interfere with the inner edge of the base plate. Therefore, the load on the control member can be reduced.

第１隙間は、ディスク本体の径方向において３．０ｍｍ以上の大きさを有することが好ましい（第２の構成）。 The first gap preferably has a size of 3.0 mm or more in the radial direction of the disc body (second configuration).

ブレーキディスクの熱膨張に伴うフィンの径方向の外側への移動量は、通常、３．０ｍｍ未満である。これに対して、第２の構成では、制御部材のベースプレートの内端縁とフィンの凹部の内端縁との間の第１隙間の量（径方向の大きさ）が３．０ｍｍ以上に設定されている。そのため、フィンの凹部の内端縁がベースプレートの内端縁に干渉するのをより確実に防止することができる。よって、制御部材に対する負荷をより低減することができる。 The amount of radial movement of the fins due to thermal expansion of the brake disc is usually less than 3.0 mm. On the other hand, in the second configuration, the amount of the first gap (diameter size) between the inner edge of the base plate of the control member and the inner edge of the recess of the fin is set to 3.0 mm or more. Has been done. Therefore, it is possible to more reliably prevent the inner edge of the recess of the fin from interfering with the inner edge of the base plate. Therefore, the load on the control member can be further reduced.

ベースプレートの外端縁と凹部の外端縁との間には、第２隙間が形成されていてもよい。ベースプレートの外端縁は、ベースプレートの両端縁のうち、ディスク本体の径方向において外側に位置する端縁である。凹部の外端縁は、凹部の両端縁のうち、ディスク本体の径方向において外側に位置する端縁である（第３の構成）。 A second gap may be formed between the outer edge of the base plate and the outer edge of the recess. The outer edge of the base plate is the edge of both ends of the base plate that is located on the outer side in the radial direction of the disc body. The outer edge of the recess is one of the edges of both ends of the recess that is located on the outer side in the radial direction of the disk body (third configuration).

第３の構成によれば、制御部材のベースプレートの外端縁と、フィンの凹部の外端縁との間に第２隙間が形成されている。これにより、制動時において、ブレーキディスクの熱が制御部材に伝達されるのを抑制することができる。よって、制御部材の熱負荷を低減することができる。 According to the third configuration, a second gap is formed between the outer edge of the base plate of the control member and the outer edge of the recess of the fin. As a result, it is possible to suppress the heat of the brake disc from being transferred to the control member during braking. Therefore, the heat load of the control member can be reduced.

フィンのうち少なくとも一部のフィンは、締結部材を通すための締結孔を含むことができる。締結部材は、ブレーキディスクを回転部材に締結する。締結孔は、フィンの頂面のうち凹部の内側の部分に開口する。フィンの頂面側の締結孔の端部には、締結部材を支持する底部が設けられていてもよい（第４の構成）。 At least some of the fins may include fastening holes for passing fastening members. The fastening member fastens the brake disc to the rotating member. The fastening hole opens in the inner portion of the recess on the top surface of the fin. A bottom portion for supporting the fastening member may be provided at the end of the fastening hole on the top surface side of the fin (fourth configuration).

締結孔の底部は、１．０ｍｍ以上の厚みを有することが好ましい（第５の構成）。 The bottom of the fastening hole preferably has a thickness of 1.0 mm or more (fifth configuration).

第５の構成によれば、ブレーキディスクの締結孔において、締結部材を支持する底部の強度を確保することができる。 According to the fifth configuration, the strength of the bottom portion that supports the fastening member can be ensured in the fastening hole of the brake disc.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or equivalent configurations are designated by the same reference numerals, and the same description is not repeated.

［ディスクブレーキ装置の構成］
図１は、本実施形態に係る鉄道車両用ディスクブレーキ装置１００の概略構成を示す縦断面図である。縦断面とは、中心軸Ｘを含む平面でディスクブレーキ装置１００を切断した断面をいう。中心軸Ｘは、鉄道車両の車軸２００の軸心である。以下、中心軸Ｘが延びる方向を軸方向という。 [Configuration of disc brake device]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a disc brake device 100 for a railway vehicle according to the present embodiment. The vertical cross section means a cross section obtained by cutting the disc brake device 100 on a plane including the central axis X. The central axis X is the axis of the axle 200 of the railway vehicle. Hereinafter, the direction in which the central axis X extends is referred to as an axial direction.

図１に示すように、ディスクブレーキ装置１００は、回転部材１０と、ブレーキディスク２０と、制御部材３０と、を備える。 As shown in FIG. 1, the disc brake device 100 includes a rotating member 10, a brake disc 20, and a control member 30.

回転部材１０は、車軸２００に取り付けられ、車軸２００と一体で中心軸Ｘ周りに回転する。本実施形態の例では、回転部材１０は、鉄道車両の車輪であり、板部１１を有する。ただし、回転部材１０は、車輪以外のディスク体であってもよい。 The rotating member 10 is attached to the axle 200 and rotates around the central axis X integrally with the axle 200. In the example of this embodiment, the rotating member 10 is a wheel of a railway vehicle and has a plate portion 11. However, the rotating member 10 may be a disc body other than the wheels.

ブレーキディスク２０は、ディスク状の回転部材１０の両面に設けられている。これらのブレーキディスク２０は、例えば、ボルト及びナットで構成される締結部材４０により、回転部材１０の板部１１に締結される。軸方向において各ブレーキディスク２０の外側には、ブレーキライニング５０が設けられる。制御部材３０は、回転部材１０と各ブレーキディスク２０との間に配置されている。 The brake disc 20 is provided on both sides of the disc-shaped rotating member 10. These brake discs 20 are fastened to the plate portion 11 of the rotating member 10 by, for example, a fastening member 40 composed of bolts and nuts. A brake lining 50 is provided on the outside of each brake disc 20 in the axial direction. The control member 30 is arranged between the rotating member 10 and each brake disc 20.

図２は、回転部材１０の両面上に配置されたブレーキディスク２０の一方を回転部材１０側から見た図（裏面図）である。図２では、ブレーキディスク２０の１／４周部分を示す。図２では、ブレーキディスク２０（実線）に加え、制御部材３０を破線で示している。 FIG. 2 is a view (back view) of one of the brake discs 20 arranged on both sides of the rotating member 10 as viewed from the rotating member 10 side. FIG. 2 shows a quarter circumference portion of the brake disc 20. In FIG. 2, in addition to the brake disc 20 (solid line), the control member 30 is shown by a broken line.

図２を参照して、ブレーキディスク２０は、ディスク本体２１と、複数のフィン２２と、を含む。 With reference to FIG. 2, the brake disc 20 includes a disc body 21 and a plurality of fins 22.

ディスク本体２１は、環状をなす。ディスク本体２１は、実質的に、中心軸Ｘを軸心とする円環板状を有する。ディスク本体２１は、摺動面２１１及び裏面２１２を有する。摺動面２１１は、ディスク本体２１において軸方向の一方側に設けられた面である。摺動面２１１には、制動力を発生させるためにブレーキライニング５０（図１）が押し付けられる。裏面２１２は、ディスク本体２１において軸方向の他方側に設けられた面であり、回転部材１０（図１）に対向する。以下、ディスク本体２１の周方向及び径方向を単に周方向及び径方向という。 The disk body 21 forms an annular shape. The disc body 21 has a substantially annular plate shape with the central axis X as the axis. The disk body 21 has a sliding surface 211 and a back surface 212. The sliding surface 211 is a surface provided on one side in the axial direction of the disk body 21. A brake lining 50 (FIG. 1) is pressed against the sliding surface 211 in order to generate a braking force. The back surface 212 is a surface provided on the other side of the disk body 21 in the axial direction and faces the rotating member 10 (FIG. 1). Hereinafter, the circumferential direction and the radial direction of the disk body 21 are simply referred to as the circumferential direction and the radial direction.

複数のフィン２２は、ディスク本体２１の裏面２１２上に放射状に配置されている。これらのフィン２２は、ディスク本体２１の内周側から外周側に延びている。各フィン２２は、裏面２１２から回転部材１０（図１）側に突出する。これにより、回転部材１０と、周方向において隣り合うフィン２２と、ディスク本体２１との間に空間が形成される。これらの空間は、ブレーキディスク２０が回転部材１０とともに回転する際に空気が通過する通気路となる。フィン２２各々の頂面２２１には、頂面２２１を周方向に横断する凹部２２２が形成されている。 The plurality of fins 22 are arranged radially on the back surface 212 of the disc body 21. These fins 22 extend from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the disc body 21. Each fin 22 projects from the back surface 212 toward the rotating member 10 (FIG. 1). As a result, a space is formed between the rotating member 10, the fins 22 adjacent to each other in the circumferential direction, and the disk body 21. These spaces serve as ventilation passages through which air passes when the brake disc 20 rotates together with the rotating member 10. The top surface 221 of each of the fins 22 is formed with a recess 222 that crosses the top surface 221 in the circumferential direction.

ディスク本体２１に設けられた複数のフィン２２のうち、一部のフィン２２は、締結部材４０（図１）を通すための締結孔２２３を含む。各締結孔２２３は、ディスク本体２１及びフィン２２を貫通する。その他のフィン２２の頂面２２１には、凹状のキー溝２２４が形成されている。キー溝２２４には、ブレーキディスク２０と回転部材１０（図１）との相対回転を規制するためのキー（図示略）が嵌め込まれる。フィン２２の数、締結孔２２３の数、及びキー溝２２４の数は、適宜設定することができる。本実施形態の例では、全てのフィン２２に締結孔２２３又はキー溝２２４が形成されているが、締結孔２２３及びキー溝２２４が形成されていないフィン２２が存在してもよい。 Of the plurality of fins 22 provided on the disk body 21, some of the fins 22 include a fastening hole 223 for passing the fastening member 40 (FIG. 1). Each fastening hole 223 penetrates the disc body 21 and the fin 22. A concave key groove 224 is formed on the top surface 221 of the other fins 22. A key (not shown) for regulating the relative rotation between the brake disc 20 and the rotating member 10 (FIG. 1) is fitted in the key groove 224. The number of fins 22, the number of fastening holes 223, and the number of keyways 224 can be appropriately set. In the example of this embodiment, there may be fins 22 in which fastening holes 223 or key grooves 224 are formed in all fins 22, but fastening holes 223 and key grooves 224 are not formed.

図３は、制御部材３０をブレーキディスク２０側から見た図（平面図）である。図３では、制御部材３０の１／４周部分を示す。図３では、説明の便宜上、制御部材３０（実線）に加え、ブレーキディスク２０を破線で示す。 FIG. 3 is a view (plan view) of the control member 30 as viewed from the brake disc 20 side. FIG. 3 shows a quarter circumference portion of the control member 30. In FIG. 3, for convenience of explanation, the brake disc 20 is shown by a broken line in addition to the control member 30 (solid line).

図３を参照して、制御部材３０は、ブレーキディスク２０とは別の部材である。制御部材３０は、周方向に隣り合うフィン２２の間の通気量を制御する。制御部材３０は、ベースプレート３１と、複数の突出部３２と、を含んでいる。 With reference to FIG. 3, the control member 30 is a member different from the brake disc 20. The control member 30 controls the amount of airflow between the fins 22 adjacent to each other in the circumferential direction. The control member 30 includes a base plate 31 and a plurality of protrusions 32.

ベースプレート３１は、概略円環板状をなし、ディスク本体２１と実質的に同軸に配置されている。ベースプレート３１は、フィン２２の頂面２２１上に配置される。より具体的には、ベースプレート３１は、各フィン２２の頂面２２１に設けられた凹部２２２内に配置されている。したがって、径方向におけるベースプレート３１の長さは、径方向におけるフィン２２の頂面２２１の長さよりも短い。 The base plate 31 has a substantially annular plate shape and is arranged substantially coaxially with the disc body 21. The base plate 31 is arranged on the top surface 221 of the fins 22. More specifically, the base plate 31 is arranged in the recess 222 provided on the top surface 221 of each fin 22. Therefore, the length of the base plate 31 in the radial direction is shorter than the length of the top surface 221 of the fin 22 in the radial direction.

ベースプレート３１には、締結部材４０（図１）を挿通させるため、ブレーキディスク２０の締結孔２２３に対応して複数の開口３１１が形成されている。また、ベースプレート３１には、上述したキー（図示略）を挿通させるため、ブレーキディスク２０のキー溝２２４に対応して複数の開口３１２が形成されている。 A plurality of openings 311 are formed in the base plate 31 corresponding to the fastening holes 223 of the brake disc 20 in order to insert the fastening member 40 (FIG. 1). Further, in order to insert the above-mentioned key (not shown) into the base plate 31, a plurality of openings 312 are formed corresponding to the key groove 224 of the brake disc 20.

ベースプレート３１の両面のうち、ブレーキディスク２０側の面には、複数の突出部３２が形成されている。突出部３２は、周方向に間隔を空けて設けられている。突出部３２の各々は、ベースプレート３１からディスク本体２１に向かって突出して、周方向に隣り合うフィン２２の間に位置付けられる。すなわち、周方向において隣り合うフィン２２の間に、突出部３２が１つずつ配置される。 A plurality of protrusions 32 are formed on the surface of the base plate 31 on the brake disc 20 side. The protruding portions 32 are provided at intervals in the circumferential direction. Each of the projecting portions 32 projects from the base plate 31 toward the disc body 21 and is positioned between the fins 22 adjacent to each other in the circumferential direction. That is, one protruding portion 32 is arranged between the adjacent fins 22 in the circumferential direction.

以下、図４及び図５を参照して、ブレーキディスク２０及び制御部材３０の各部の寸法及び位置関係について詳細に説明する。図４は、図１に示すディスクブレーキ装置１００の部分拡大図である。図５は、図４に示すディスクブレーキ装置１００の一部をさらに拡大した図である。なお、図１、図４、及び図５では、説明の便宜上、ブレーキディスク２０及び制御部材３０をそれぞれ異なる平面で切断した断面で示している。図１、図４、及び図５において、ブレーキディスク２０の断面は、締結部材４０の軸心を含む平面で切断した断面であり、制御部材３０の断面は、突出部３２の径方向中央部を通る平面で切断した断面である。 Hereinafter, the dimensions and positional relationship of each part of the brake disc 20 and the control member 30 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a partially enlarged view of the disc brake device 100 shown in FIG. FIG. 5 is a further enlarged view of a part of the disc brake device 100 shown in FIG. Note that, in FIGS. 1, 4, and 5, for convenience of explanation, the brake disc 20 and the control member 30 are shown in cross sections cut by different planes. In FIGS. 1, 4, and 5, the cross section of the brake disc 20 is a cross section cut along a plane including the axial center of the fastening member 40, and the cross section of the control member 30 is a radial center portion of the protruding portion 32. It is a cross section cut by a plane through which it passes.

図４を参照して、上述したように、ブレーキディスク２０のフィン２２の頂面２２１には、凹部２２２が形成されている。凹部２２２は、内端縁２２２ａ及び外端縁２２２ｂを有する。内端縁２２２ａは、径方向における凹部２２２の両端縁のうち、内側に位置する端縁である。外端縁２２２ｂは、径方向における凹部２２２の両端縁のうち、外側に位置する端縁である。 With reference to FIG. 4, as described above, the recess 222 is formed on the top surface 221 of the fin 22 of the brake disc 20. The recess 222 has an inner edge 222a and an outer edge 222b. The inner edge 222a is an edge located inside the both end edges of the recess 222 in the radial direction. The outer edge 222b is an edge located on the outer side of both end edges of the recess 222 in the radial direction.

フィン２２の頂面２２１の内端縁２２１ａから凹部２２２の内端縁２２２ａまでの径方向における距離Ｌｉ１は、例えば、１．０ｍｍ〜１４．０ｍｍとすることができる。凹部２２２の内端縁２２２ａから締結孔２２３の内端までの径方向における距離Ｌｉ２は、例えば、２０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍとすることができる。 Distance L i1 in the radial direction from the inner edge 221a of the top surface 221 to the inner edge 222a of the recess 222 of the fin 22, for example, it is a 1.0Mm～14.0Mm. Distance in a radial direction from the inner edge 222a of the recess 222 to the inner end of the fastening holes 223 L i2, for example, be a 20.0Mm～30.0Mm.

凹部２２２の外端縁２２２ｂからフィン２２の頂面２２１の外端縁２２１ｂまでの径方向における距離Ｌｅ１は、例えば、１．０ｍｍ〜１４．０ｍｍとすることができる。締結孔２２３の外端から凹部２２２の外端縁２２２ｂまでの径方向における距離Ｌｅ２は、例えば、１３．０ｍｍ〜２３．０ｍｍとすることができる。 Distance L e1 in the radial direction to the outer edge 221b of the top surface 221 of the fin 22 from the outer edge 222b of the recess 222, for example, be a 1.0Mm～14.0Mm. Distance L e2 in the radial direction to the outer edge 222b of the recess 222 from the outer end of the fastening hole 223 may be, for example, a 13.0Mm～23.0Mm.

フィン２２の頂面２２１のうち凹部２２２の内側の部分には、締結部材４０を通す締結孔２２３が開口している。締結孔２２３は、大径部２２３ａと、小径部２２３ｂとを有する。大径部２２３ａの直径は、小径部２２３ｂの直径よりも大きい。小径部２２３ｂは、締結孔２２３において、フィン２２の頂面２２１側の端部を構成する。大径部２２３ａと小径部２２３ｂとの径差により、小径部２２３ｂの周囲に環状の底部２２５が形成されている。 A fastening hole 223 through which the fastening member 40 is passed is opened in the inner portion of the recess 222 in the top surface 221 of the fin 22. The fastening hole 223 has a large diameter portion 223a and a small diameter portion 223b. The diameter of the large diameter portion 223a is larger than the diameter of the small diameter portion 223b. The small diameter portion 223b constitutes an end portion of the fin 22 on the top surface 221 side in the fastening hole 223. Due to the diameter difference between the large diameter portion 223a and the small diameter portion 223b, an annular bottom portion 225 is formed around the small diameter portion 223b.

大径部２２３ａ内には、締結部材４０の頭部４１が収容される。頭部４１は、ボルトの頭部又はナットである。大径部２２３ａ内の頭部４１は、底部２２５によって直接又は間接的に支持される。本実施形態の例では、頭部４１と底部２２５との間に、１枚以上の皿ばね６０が配置されている。すなわち、頭部４１は、皿ばね６０を介して底部２２５に支持されている。底部２２５の厚み（軸方向の長さ）ｔは、強度確保の観点から、１．０ｍｍ以上であることが好ましく、２．０ｍｍ以上であることがより好ましい。底部２２５の厚みｔは、例えば、６．０ｍｍ以下である。 The head 41 of the fastening member 40 is housed in the large diameter portion 223a. The head 41 is the head or nut of a bolt. The head 41 in the large diameter portion 223a is directly or indirectly supported by the bottom 225. In the example of this embodiment, one or more disc springs 60 are arranged between the head 41 and the bottom 225. That is, the head 41 is supported by the bottom 225 via a disc spring 60. The thickness (length in the axial direction) t of the bottom portion 225 is preferably 1.0 mm or more, and more preferably 2.0 mm or more, from the viewpoint of ensuring strength. The thickness t of the bottom portion 225 is, for example, 6.0 mm or less.

小径部２２３ｂには、締結部材４０のうち、ボルトの軸部４２が挿入される。軸部４２は、頭部４１から軸方向に延び、小径部２２３ｂ、制御部材３０の開口３１１、及び回転部材１０の締結孔１２を通過する。 Of the fastening members 40, the shaft portion 42 of the bolt is inserted into the small diameter portion 223b. The shaft portion 42 extends axially from the head portion 41 and passes through the small diameter portion 223b, the opening 311 of the control member 30, and the fastening hole 12 of the rotating member 10.

図５を参照して、制御部材３０は、締結部材４０により、ブレーキディスク２０とともに回転部材１０に締結されている。制御部材３０のうち、ベースプレート３１は、回転部材１０とフィン２２との間において、このフィン２２の頂面２２１に設けられた凹部２２２内に配置されている。ベースプレート３１の厚み（軸方向の長さ）は、凹部２２２の深さ（軸方向の長さ）以下となっている。 With reference to FIG. 5, the control member 30 is fastened to the rotating member 10 together with the brake disc 20 by the fastening member 40. Among the control members 30, the base plate 31 is arranged between the rotating member 10 and the fins 22 in the recess 222 provided on the top surface 221 of the fins 22. The thickness of the base plate 31 (length in the axial direction) is equal to or less than the depth of the recess 222 (length in the axial direction).

ベースプレート３１は、内端縁３１３及び外端縁３１４を有する。内端縁３１３は、径方向におけるベースプレート３１の両端縁のうち、内側に位置する端縁である。外端縁３１４は、径方向におけるベースプレート３１の両端縁のうち、外側に位置する端縁である。ディスクブレーキ装置１００の縦断面視で、ベースプレート３１の内端縁３１３は、凹部２２２の内端縁２２２ａと、締結孔２２３の内端との間に配置されている。ディスクブレーキ装置１００の縦断面視で、ベースプレート３１の外端縁３１４は、凹部２２２の外端縁２２２ｂと、締結孔２２３の外端との間に配置されている。締結孔２２３の内端及び外端は、ディスクブレーキ装置１００の縦断面視で、締結孔２２３の大径部２２３ａの内周面と、締結部材４０の頭部４１の座面となる底部２２５の表面とが交差する点である。 The base plate 31 has an inner edge 313 and an outer edge 314. The inner edge 313 is an edge located inside of both end edges of the base plate 31 in the radial direction. The outer edge 314 is an edge located on the outer side of both end edges of the base plate 31 in the radial direction. In a vertical cross-sectional view of the disc brake device 100, the inner end edge 313 of the base plate 31 is arranged between the inner end edge 222a of the recess 222 and the inner end of the fastening hole 223. In a vertical cross-sectional view of the disc brake device 100, the outer edge 314 of the base plate 31 is arranged between the outer edge 222b of the recess 222 and the outer edge of the fastening hole 223. The inner and outer ends of the fastening hole 223 are the inner peripheral surface of the large diameter portion 223a of the fastening hole 223 and the bottom portion 225 which is the seating surface of the head 41 of the fastening member 40 in a vertical cross-sectional view of the disc brake device 100. This is the point where the surface intersects.

ベースプレート３１の内端縁３１３は、径方向において、凹部２２２の内端縁２２２ａよりも外側に配置されている。よって、ベースプレート３１の内端縁３１３と、凹部２２２の内端縁２２２ａとの間には隙間Ｇ１が形成されている。すなわち、ベースプレート３１の内端縁３１３は、凹部２２２の内端縁２２２ａに接触していない。 The inner edge 313 of the base plate 31 is arranged outside the inner edge 222a of the recess 222 in the radial direction. Therefore, a gap G1 is formed between the inner edge 313 of the base plate 31 and the inner edge 222a of the recess 222. That is, the inner edge 313 of the base plate 31 is not in contact with the inner edge 222a of the recess 222.

隙間Ｇ１は、例えば、径方向において３．０ｍｍ以上の大きさを有する。径方向における隙間Ｇ１の大きさが周方向に沿って変動する場合は、隙間Ｇ１の大きさの最小値が３．０ｍｍ以上であることが好ましい。なお、隙間Ｇ１の大きさとは、非制動状態、つまりブレーキディスク２０の熱変形が生じていない状態での大きさである。 The gap G1 has a size of, for example, 3.0 mm or more in the radial direction. When the size of the gap G1 in the radial direction fluctuates along the circumferential direction, the minimum value of the size of the gap G1 is preferably 3.0 mm or more. The size of the gap G1 is the size in the non-braking state, that is, in the state where the brake disc 20 is not thermally deformed.

本実施形態において、ベースプレート３１の外端縁３１４は、径方向において、凹部２２２の外端縁２２２ｂよりも内側に配置されている。そのため、ベースプレート３１の外端縁３１４と、凹部２２２の外端縁２２２ｂとの間には隙間Ｇ２が形成されている。すなわち、ベースプレート３１の外端縁３１４は、凹部２２２の外端縁２２２ｂに接触していない。 In the present embodiment, the outer edge 314 of the base plate 31 is arranged inside the outer edge 222b of the recess 222 in the radial direction. Therefore, a gap G2 is formed between the outer edge 314 of the base plate 31 and the outer edge 222b of the recess 222. That is, the outer edge 314 of the base plate 31 is not in contact with the outer edge 222b of the recess 222.

本実施形態の例では、ベースプレート３１と凹部２２２との間の外周側の隙間Ｇ２は、内周側の隙間Ｇ１よりも小さい（Ｇ１＞Ｇ２）。ただし、隙間Ｇ１，Ｇ２の大きさが同程度であってもよい。あるいは、ベースプレート３１の内端縁３１３と凹部２２２の内端縁２２２ａとが非接触である一方、ベースプレート３１の外端縁３１４は、凹部２２２の外端縁２２２ｂに接触していてもよい（Ｇ１＞０、且つＧ２＝０）。 In the example of this embodiment, the gap G2 on the outer peripheral side between the base plate 31 and the recess 222 is smaller than the gap G1 on the inner peripheral side (G1> G2). However, the sizes of the gaps G1 and G2 may be about the same. Alternatively, the inner edge 313 of the base plate 31 and the inner edge 222a of the recess 222 may be in non-contact, while the outer edge 314 of the base plate 31 may be in contact with the outer edge 222b of the recess 222 (G1). > 0 and G2 = 0).

制御部材３０において、突出部３２は、ベースプレート３１からディスク本体２１の裏面２１２に向かって突出する。突出部３２の先端は、ディスク本体２１の裏面２１２には接触しない。また、突出部３２の両側縁は、フィン２２の側面２２６に接触しない。そのため、突出部３２とブレーキディスク２０との間には、径方向視で概略Ｕ字状の空間が形成されている。 In the control member 30, the protruding portion 32 projects from the base plate 31 toward the back surface 212 of the disc body 21. The tip of the protrusion 32 does not come into contact with the back surface 212 of the disc body 21. Further, both side edges of the protruding portion 32 do not come into contact with the side surface 226 of the fin 22. Therefore, a substantially U-shaped space is formed between the protrusion 32 and the brake disc 20 in the radial direction.

各突出部３２とブレーキディスク２０との間に形成される概略Ｕ字状の空間の断面積の総和は、例えば、１８０００ｍｍ２以下とすることができる。当該断面積の総和は、例えば、２５００ｍｍ２以上とすることができる。概略Ｕ字状の空間の断面積とは、各突出部３２とブレーキディスク２０との間に形成される概略Ｕ字状の空間の周方向に沿った断面の最小面積である。断面積の総和とは、各空間の断面積を周方向に全て足し合わせて算出した値である。 The total cross-sectional area of the substantially U-shaped space formed between each protrusion 32 and the brake disc 20 can be, for example, 18000 mm 2 or less. The total cross-sectional area can be, for example, 2500 mm 2 or more. The cross-sectional area of the roughly U-shaped space is the minimum area of the cross section formed between each protrusion 32 and the brake disc 20 along the circumferential direction of the roughly U-shaped space. The total cross-sectional area is a value calculated by adding all the cross-sectional areas of each space in the circumferential direction.

本実施形態において、突出部３２は、概略三角形状の縦断面（径方向に沿った断面）を有する。すなわち、ブレーキディスク２０の内周側における突出部３２の表面は、径方向で外側に向かうにつれてディスク本体２１に近づくように傾倒する。ただし、突出部３２の形状は、これに限定されるものではない。突出部３２は、中空に形成されていてもよいし、中実に形成されていてもよい。通気路内の空気を円滑に案内する観点から、突出部３２の表面は、角部を有しない滑らかな形状であることが好ましい。 In the present embodiment, the protruding portion 32 has a substantially triangular vertical cross section (cross section along the radial direction). That is, the surface of the protruding portion 32 on the inner peripheral side of the brake disc 20 tilts toward the disc body 21 as it goes outward in the radial direction. However, the shape of the protruding portion 32 is not limited to this. The protrusion 32 may be formed hollow or solid. From the viewpoint of smoothly guiding the air in the air passage, the surface of the protruding portion 32 preferably has a smooth shape having no corners.

［効果］
本実施形態に係るディスクブレーキ装置１００では、周方向において隣り合う各フィン２２の間に、制御部材３０の突出部３２が配置されている。これにより、回転部材１０と、フィン２２と、ディスク本体２１とで画定される各通気路の断面積が部分的に小さくなる。よって、通気路内の通気量を制限することができ、鉄道車両の走行時に発生する空力音を低減することができる。 [effect]
In the disc brake device 100 according to the present embodiment, the protruding portion 32 of the control member 30 is arranged between the fins 22 adjacent to each other in the circumferential direction. As a result, the cross-sectional area of each air passage defined by the rotating member 10, the fins 22, and the disk body 21 is partially reduced. Therefore, the amount of ventilation in the ventilation path can be limited, and the aerodynamic noise generated when the railway vehicle travels can be reduced.

本実施形態に係るディスクブレーキ装置１００において、制御部材３０のベースプレート３１は、フィン２２の頂面２２１に形成された凹部２２２内に配置されている。ただし、ベースプレート３１の内端縁３１３と凹部２２２の内端縁２２２ａとの間には、非制動状態で隙間Ｇ１が形成されている。そのため、制動時においてブレーキディスク２０が径方向の外側に熱膨張し、フィン２２が径方向の外側に移動したとしても、フィン２２の移動量が隙間Ｇ１を超えるまでは、凹部２２２の内端縁２２２ａがベースプレート３１の内端縁３１３に干渉しない。よって、ブレーキディスク２０から制御部材３０に過大な負荷がかかるのを防止することができる。 In the disc brake device 100 according to the present embodiment, the base plate 31 of the control member 30 is arranged in the recess 222 formed in the top surface 221 of the fin 22. However, a gap G1 is formed between the inner end edge 313 of the base plate 31 and the inner end edge 222a of the recess 222 in a non-braking state. Therefore, even if the brake disc 20 thermally expands to the outside in the radial direction during braking and the fins 22 move to the outside in the radial direction, the inner edge of the recess 222 is maintained until the amount of movement of the fins 22 exceeds the gap G1. 222a does not interfere with the inner edge 313 of the base plate 31. Therefore, it is possible to prevent an excessive load from being applied from the brake disc 20 to the control member 30.

本実施形態において、ベースプレート３１の内端縁３１３と凹部２２２の内端縁２２２ａとの間の隙間Ｇ１の径方向の大きさは、３．０ｍｍ以上に設定されている。これにより、制動時におけるブレーキディスク２０の熱膨張に伴い、凹部２２２の内端縁２２２ａがベースプレート３１の内端縁３１３に干渉するのをより確実に防止することができる。よって、制御部材３０に対する負荷を低減することができる。 In the present embodiment, the radial size of the gap G1 between the inner edge 313 of the base plate 31 and the inner edge 222a of the recess 222 is set to 3.0 mm or more. As a result, it is possible to more reliably prevent the inner end edge 222a of the recess 222 from interfering with the inner end edge 313 of the base plate 31 due to the thermal expansion of the brake disc 20 during braking. Therefore, the load on the control member 30 can be reduced.

本実施形態では、ベースプレート３１の外端縁３１４と凹部２２２の外端縁２２２ｂとの間にも、隙間Ｇ２が形成されている。そのため、制動時に発生するブレーキディスク２０の熱が制御部材３０に伝達されるのを抑制することができる。よって、制御部材３０の熱負荷を低減することができる。 In the present embodiment, a gap G2 is also formed between the outer edge 314 of the base plate 31 and the outer edge 222b of the recess 222. Therefore, it is possible to suppress the heat of the brake disc 20 generated during braking from being transmitted to the control member 30. Therefore, the heat load of the control member 30 can be reduced.

本実施形態では、フィン２２において、締結孔２２３の底部２２５の厚みｔが好ましくは１．０以上、より好ましくは２．０ｍｍ以上に設定されている。これにより、締結部材４０の頭部４１を支持する底部２２５の強度を確保することができる。そのため、制動時における底部２２５の熱変形を低減することができ、制御部材３０が底部２２５から過大な負荷を受けるのを回避することができる。 In the present embodiment, in the fin 22, the thickness t of the bottom portion 225 of the fastening hole 223 is preferably set to 1.0 or more, more preferably 2.0 mm or more. As a result, the strength of the bottom portion 225 that supports the head 41 of the fastening member 40 can be ensured. Therefore, it is possible to reduce the thermal deformation of the bottom portion 225 during braking, and it is possible to prevent the control member 30 from receiving an excessive load from the bottom portion 225.

以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the embodiment according to the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various changes can be made as long as the purpose is not deviated.

例えば、上記実施形態では、ディスク本体２１の径方向において中央付近に制御部材３０の突出部３２が配置されているが、突出部３２の位置はこれに限定されるものではない。突出部３２は、ディスク本体２１の外周側に配置されていてもよいし、ディスク本体２１の内周側に配置されていてもよい。 For example, in the above embodiment, the protruding portion 32 of the control member 30 is arranged near the center in the radial direction of the disk body 21, but the position of the protruding portion 32 is not limited to this. The protruding portion 32 may be arranged on the outer peripheral side of the disc main body 21, or may be arranged on the inner peripheral side of the disc main body 21.

上記実施形態において、制御部材３０のベースプレート３１は、実質的に円環板状をなす。しかしながら、ベースプレート３１は、周方向において複数に分割されていてもよい。すなわち、複数の円弧状部品によってベースプレート３１が構成されていてもよい。これらの円弧状部品は、回転部材１０とブレーキディスク２０との間において、互いに接触して又は間隔を空けて周方向に配列される。円弧状部品は、それぞれ、複数の突出部３２を有することが好ましい。 In the above embodiment, the base plate 31 of the control member 30 has a substantially annular plate shape. However, the base plate 31 may be divided into a plurality of parts in the circumferential direction. That is, the base plate 31 may be composed of a plurality of arcuate parts. These arcuate parts are arranged in the circumferential direction between the rotating member 10 and the brake disc 20 in contact with each other or at intervals. It is preferable that each of the arcuate parts has a plurality of protrusions 32.

以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail by way of examples. However, the present disclosure is not limited to the following examples.

制御部材３０のベースプレート３１の内端縁３１３と、フィン２２の頂面２２１に設けられた凹部２２２の内端縁２２２ａとの間の隙間Ｇ１について、適切な大きさを検証するため、汎用の解析ソフトウェア（ＡＢＡＱＵＳ，Ｖｅｒｓｉｏｎ ６．１４−３、ダッソー・システムズ社製）を用い、有限要素法による数値解析を実施した。 A general-purpose analysis for verifying an appropriate size of the gap G1 between the inner edge 313 of the base plate 31 of the control member 30 and the inner edge 222a of the recess 222 provided on the top surface 221 of the fin 22. Numerical analysis by the finite element method was performed using software (ABAQUS, Version 6.13-3, manufactured by Dassault Systèmes).

解析では、周方向の対称性を考慮し、回転部材（車輪）１０、ブレーキディスク２０、制御部材３０、締結部材４０、及び皿ばね６０を含むディスクブレーキ装置１００の１５°領域をモデル化した。制御部材３０は、ベースプレート３１が回転部材１０とフィン２２の頂面２２１との間に単純に挟み込まれる形態とした。材料は、ブレーキディスク２０を弾塑性体、その他を弾性体とし、材料物性値として実験で予め測定されたデータを与えた。ただし、制御部材３０については、一般構造用鋼の材料物性値を使用した。 In the analysis, the 15 ° region of the disc brake device 100 including the rotating member (wheel) 10, the brake disc 20, the control member 30, the fastening member 40, and the disc spring 60 was modeled in consideration of the symmetry in the circumferential direction. The control member 30 has a form in which the base plate 31 is simply sandwiched between the rotating member 10 and the top surface 221 of the fin 22. As the material, the brake disc 20 was made of an elasto-plastic body and the others were made of an elastic body, and data measured in advance in an experiment was given as a material physical property value. However, for the control member 30, the material property values of general structural steel were used.

解析モデルの主な寸法条件は、以下の通りである。
・ブレーキディスクの内径：４６６．０ｍｍ
・ブレーキディスクの外径：７２０．０ｍｍ
・ブレーキディスクの全厚み：４３．５ｍｍ
・ディスク本体の厚み：２２．０ｍｍ The main dimensional conditions of the analysis model are as follows.
-Brake disc inner diameter: 466.0 mm
・ Brake disc outer diameter: 720.0 mm
・ Overall thickness of brake disc: 43.5mm
-Disc body thickness: 22.0 mm

解析は、最も厳しい地震検知ブレーキ条件で実施した。すなわち、鉄道車両が３６０ｋｍ／ｈで走行しているときに停止ブレーキをかけた場合を想定して、ブレーキディスク２０の熱変形を評価した。 The analysis was performed under the strictest seismic detection braking conditions. That is, the thermal deformation of the brake disc 20 was evaluated on the assumption that the stop brake was applied while the railway vehicle was traveling at 360 km / h.

解析の結果、制動中のブレーキディスク２０において、軸方向の外側への熱膨張が発生した後、径方向の外側への熱膨張が発生することが確認された。ブレーキ開始から１５．３秒後において、ブレーキディスク２０の内周端の位置で測定された軸方向外側への移動量は０．５ｍｍであった。また、ブレーキ開始から７３．６秒後において、ブレーキディスク２０の外周端の位置で測定された径方向外側への移動量は２．９ｍｍであった。 As a result of the analysis, it was confirmed that in the brake disc 20 during braking, thermal expansion occurs outward in the axial direction and then thermal expansion occurs outward in the radial direction. After 15.3 seconds from the start of braking, the amount of movement outward in the axial direction measured at the position of the inner peripheral end of the brake disc 20 was 0.5 mm. Further, 73.6 seconds after the start of braking, the amount of movement to the outside in the radial direction measured at the position of the outer peripheral end of the brake disc 20 was 2.9 mm.

このように、最も厳しい地震検知ブレーキ条件で、ブレーキディスク２０の径方向外側への移動量が３．０ｍｍ未満であることが確認された。よって、制御部材３０のベースプレート３１の内端縁３１３と、フィン２２の頂面２２１に設けられた凹部２２２の内端縁２２２ａとの間に３．０ｍｍ以上の隙間Ｇ１を予め設けておけば、制動時において制御部材３０のベースプレート３１にフィン２２が接触せず、ブレーキディスク２０から制御部材３０への負荷をより確実に回避することができるといえる。 As described above, it was confirmed that the amount of movement of the brake disc 20 to the outside in the radial direction is less than 3.0 mm under the strictest earthquake detection braking conditions. Therefore, if a gap G1 of 3.0 mm or more is provided in advance between the inner end edge 313 of the base plate 31 of the control member 30 and the inner end edge 222a of the recess 222 provided on the top surface 221 of the fin 22, It can be said that the fins 22 do not come into contact with the base plate 31 of the control member 30 during braking, and the load from the brake disc 20 to the control member 30 can be more reliably avoided.

１００：ディスクブレーキ装置
１０：回転部材
２０：ブレーキディスク
２１：ディスク本体
２２：フィン
２２１：頂面
２２２：凹部
２２２ａ：内端縁
２２２ｂ：外端縁
２２３：締結孔
２２５：底部
３０：制御部材
３１：ベースプレート
３１３：内端縁
３１４：外端縁
３２：突出部
Ｇ１，Ｇ２：隙間
100: Disc brake device 10: Rotating member 20: Brake disc 21: Disc body 22: Fin 221: Top surface 222: Recessed portion 222a: Inner end edge 222b: Outer end edge 223: Fastening hole 225: Bottom 30: Control member 31: Base plate 313: Inner edge 314: Outer edge 32: Protruding parts G1, G2: Gap

Claims (5)

鉄道車両用のディスクブレーキ装置であって、
前記鉄道車両の車軸に取り付けられる回転部材と、
前記回転部材に対向する裏面を有する環状のディスク本体と、前記裏面上に放射状に配置される複数のフィンと、を含み、前記フィンの各々の頂面に、当該頂面を前記ディスク本体の周方向に横断する凹部が形成されたブレーキディスクと、
前記回転部材と前記フィンとの間において前記凹部内に配置されるベースプレートと、前記ベースプレートから前記ディスク本体に向かって突出して前記フィンのうち前記周方向において隣り合うフィンの間に位置付けられる突出部と、を含み、前記隣り合うフィンの間の通気量を制御する制御部材と、
を備え、
前記ディスク本体の径方向における前記ベースプレートの両端縁のうち内側に位置する端縁である前記ベースプレートの内端縁と、前記径方向における前記凹部の両端縁のうち内側に位置する端縁である前記凹部の内端縁との間に、第１隙間が形成される、ディスクブレーキ装置。 A disc brake device for railroad vehicles
The rotating member attached to the axle of the railway vehicle and
An annular disc body having a back surface facing the rotating member and a plurality of fins radially arranged on the back surface are included, and the top surface is provided on the top surface of each of the fins to be the circumference of the disk body. Brake discs with recesses that cross in the direction
A base plate arranged in the recess between the rotating member and the fin, and a protruding portion protruding from the base plate toward the disk body and positioned between the fins adjacent to each other in the circumferential direction. , A control member that controls the amount of airflow between the adjacent fins, and
With
The inner edge of the base plate, which is the inner edge of both ends of the base plate in the radial direction of the disk body, and the inner edge of the recess, which is the inner edge of both ends of the recess in the radial direction. A disc brake device in which a first gap is formed between the recess and the inner edge of the recess. 請求項１に記載のディスクブレーキ装置であって、
前記第１隙間は、前記径方向において３．０ｍｍ以上の大きさを有する、ディスクブレーキ装置。 The disc brake device according to claim 1.
The first gap is a disc brake device having a size of 3.0 mm or more in the radial direction. 請求項１又は２に記載のディスクブレーキ装置であって、
前記ベースプレートの前記両端縁のうち前記径方向において外側に位置する端縁である前記ベースプレートの外端縁と、前記凹部の前記両端縁のうち前記径方向において外側に位置する端縁である前記凹部の外端縁との間に、第２隙間が形成される、ディスクブレーキ装置。 The disc brake device according to claim 1 or 2.
The outer edge of the base plate, which is the outer edge of the both end edges of the base plate located outward in the radial direction, and the recess, which is the outer edge of the both end edges of the recess located outward in the radial direction. A disc brake device in which a second gap is formed with the outer edge of the disc brake. 請求項１から３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置であって、
前記フィンのうち少なくとも一部のフィンは、
前記ブレーキディスクを前記回転部材に締結する締結部材を通すための締結孔であって、前記頂面のうち前記凹部の内側の部分に開口する前記締結孔、
を含み、
前記締結孔の前記頂面側の端部には、前記締結部材を支持する底部が設けられる、ディスクブレーキ装置。 The disc brake device according to any one of claims 1 to 3.
At least some of the fins
A fastening hole for passing a fastening member for fastening the brake disc to the rotating member, which is an opening in the inner portion of the recess in the top surface.
Including
A disc brake device provided with a bottom portion for supporting the fastening member at an end portion of the fastening hole on the top surface side. 請求項４に記載のディスクブレーキ装置であって、
前記底部は、１．０ｍｍ以上の厚みを有する、ディスクブレーキ装置。
The disc brake device according to claim 4.
The bottom is a disc brake device having a thickness of 1.0 mm or more.
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