JP7368211B2 - ブレーキディスク - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両などの車両に用いるブレーキディスクに関する。

この種のブレーキディスクでは、例えば、特許文献１のように、表面側を摺動面とするドーナツ形円盤状の板部と、この板部の裏面に放射状に突設された複数のフィン部とを備え、この板部が車輪に締結される鉄道車両用ブレーキディスクが知られている。この鉄道車両用ブレーキディスクでは、隣り合うフィン部の間にリブを設け、このリブの円周方向の中間部に、リブの車輪側端部から板部の裏面に向かう方向のスリットを設けている。

特許第５１５８２０９号公報

このように、上記特許文献１のブレーキディスクでは、フィン間に空気の流れを発生させるようにしている。

そうすると、空気が流れるのに合わせて異物もフィン間を通過することが予想されるが、従来はこの異物混入についてあまり考慮されていなかった。フィン間に異物が混入して付着すると、メンテナンス時に異物を取り除く手間が発生してしまう。

本発明は、上記の問題に着目し、車輪の回転時の異物の混入を防ぐことを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明では、複数のフィン部間に円周方向に延びるリブ部を、板部の内周側端部から所定位置に限って設けた。

具体的には、第１の発明では、
表面側を摺動面とするドーナツ形円板状の板部と、
上記板部の裏面に円周方向に互いに間隔を空けて放射状に延びるように突設された複数のフィン部と、
上記フィン部を隣り合うフィン部に接続する円周方向に延びるリブ部とを備え、
上記リブ部は、軸方向から見た、該リブ部の内周側端部と、上記板部の内周側端部との距離が０以上６ｍｍ以下である。

上記の構成によると、複数のフィン部間において円周方向に延びるリブ部を板部の内周側端部から近い０以上６ｍｍ以下の範囲に限定して配置することで、複数のフィン間への異物の侵入を防ぐことができる。なお「裏面」とは、摺動面と反対側を意味する。

以上説明したように、本発明によれば、板部の裏面に設けた複数のフィン部間を接続するリブ部を、その軸方向から見た内周側端部と板部の内周側端部との距離が０以上６ｍｍ以下となるように配置したことにより、複数のフィン間への異物の侵入を防いで、メンテナンスを容易にすることができる。

図４のＩ部拡大正面図である。 本発明の実施形態に係るブレーキディスクが締結された車輪を示す正面図である。 図２のIII－III線断面図である。 本発明の実施形態に係るブレーキディスクの裏面を示す背面図である。 リブ部の位置を変化させたときの異物吸い込み量を試験する様子を示す側面図である。 リブ部の位置を変化させたときの紙の吸い込み量の変化を示す表である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１～図４は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用のブレーキディスク１を示し、このブレーキディスク１は、鉄道車両の車輪２０の円板部２０ａの表裏両面に、例えば締結用ボルト２１及び締結用ナット２２によってそれぞれ着脱可能に取り付けられるものである。ブレーキディスク１は、例えば鋳鋼よりなる。

ブレーキディスク１は、表面側（外側面側）を摺動面とする、中央に円形開口が設けられたドーナツ形板状の板部１ａを備えている。この板部１ａの裏面（内側面）には、円周方向に互いに間隔を空けて複数のボルト締結用フィン部２が一体に突設されている。各ボルト締結用フィン部２の長手方向中間に設けたボルト挿通孔２ａに締結用ボルト２１を挿通して締結することで、ブレーキディスク１が車輪２０に締結されるようになっている。本実施形態では、３０°ずつ間隔を空けて合計１２本のボルト締結用フィン部２が設けられている。なお、この本数は、１２本に必ずしも限定されず、多くても少なくてもよい。

本実施形態では、一対のボルト締結用フィン部２の間に例えば１本ずつ、合計１２本の放射状フィン部３が放射状に延びるように円板部２０ａに一体に突設されている。放射状フィン部３の太さは、ボルト締結用フィン部２の太さと同等としているが、ボルト締結用フィン部よりも細くても太くてもよい。また、その本数は本実施形態に必ずしも限定されず、多くても少なくてもよく、場合によっては放射状フィン部３はなくてもよい。

さらに、板部１ａの裏面には、ボルト締結用フィン部２と放射状フィン部３と接続する円周方向に延びるリブ部４がそれぞれ突設されている。

そして、一対のブレーキディスク１は、図３に示すように、車輪２０の円板部２０ａを、その厚さ方向両側から挟み込んだ状態で、ボルト挿通孔２ａに挿通した締結用ボルト２１に締結用ナット２２を締結することで、車輪２０に脱着可能に固定されるようになっている。

本実施形態では、図１にも拡大して示すように、リブ部４は、軸方向から見た内周側端部と、板部１ａの内周側端部との距離ｘが０以上６ｍｍ以下の位置に設けられている（０≦ｘ≦６）。リブ部４の厚さ自体は、例えば３ｍｍ程度あるが、ここでいう距離ｘは、リブ部４の幅方向中心からの距離という意味ではなく、リブ部４の内周側端部と板部１ａの内周側端部との距離を意味する。

－異物混入試験－
次いで、円周方向に延びるリブ部４の板部１ａの内周側端部からの距離ｘを変えて行った異物混入試験について説明する。

まず、上記実施形態のブレーキディスク１を締結した外径８６０ｍｍの車輪２０を用意する。ブレーキディスク１の形状は、外周径７２４ｍｍ、内周径４７６ｍｍ、板厚４５ｍｍのものを用いた。図５に示すように、この車輪２０を図示しない車軸につなぐ。

そして、車軸中心から上方向に約５０ｍｍ、摺動面から５００ｍｍ離れた異物載置台３０の平坦な上面位置に異物を想定した大きさの紙（１０ｍｍ×５０ｍｍ×０．０７ｍｍ）を６～１０枚配置する。これらの紙は、固定せずに異物載置台３０の所定範囲内に並べて置く。

次いで、加速度約２ｋｍ／h／sで、０ｋｍ／hから加速し、最高速度３００ｋｍ／hまで加速した後、６０秒の間、一定速度で回転し、その後、減速度約２ｋｍ／h／sで、０ｋｍ／hに減速するように、車輪２０を回転させた。

リブ部４の位置は、ｘ＝６ｍｍ、５６ｍｍ、８１ｍｍ、９４ｍｍの場合と、リブ部４無しの場合の５通りについて試験した結果を図６に示す。なお、図６における％表示は、異物混入率であり、ブレーキディスク１と車輪２０との間に形成された空間に混入した紙の枚数／配置した全紙枚数×１００である。

図６を見てもわかるように、板部１ａの内周端から６ｍｍの位置にボルト締結用フィン部２及び放射状フィン部３と同じ高さのリブ部４を配置すると、異物混入しないことを確認できた。ｘ＝５６ｍｍのように、板部１ａのほぼ径方向中間位置に設けると、最も異物が詰まりやすく、また、壁が全くない場合もある程度詰まることがわかった。

なお、ブレーキディスク１の内周径又は外周径の大きさが変化した場合、ｘ＝６ｍｍの位置に影響を及ぼすことが想定されるが、流入量は回転数に大きく依存されるので、径の大きさが変わっても影響は小さいと考えられる。

したがって、本実施形態では、複数のフィン２，３間での異物の侵入を防いで、メンテナンスを容易にすることができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ ブレーキディスク
１ａ 板部
２ ボルト締結用フィン部（フィン部）
２ａ ボルト挿通孔
３ 放射状フィン部（フィン部）
４ リブ部
２０ 車輪
２０ａ 円板部
２１ 締結用ボルト
２２ 締結用ナット
３０ 異物載置台

Claims (1)

1. 表面側を摺動面とするドーナツ形円板状の板部と、
   上記板部の裏面に円周方向に互いに間隔を空けて放射状に延びるように突設された複数のフィン部と、
   上記板部の裏面に突設され、上記フィン部を、隣り合うフィン部とスリットなく連続して車輪の円板部に接するように接続し、上記フィン部の間への異物の侵入を防ぐ、円周方向に延びるリブ部とを備え、
   上記リブ部は、軸方向から見た該リブ部の内周側端部と、上記板部の内周側端部との距離が０以上６ｍｍ以下である
   ことを特徴とするブレーキディスク。

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