KR20180097675A - 철도 차량용 브레이크 라이닝 및 그것을 구비한 디스크 브레이크 - Google Patents

철도 차량용 브레이크 라이닝 및 그것을 구비한 디스크 브레이크 Download PDF

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Abstract

철도 차량의 차륜 또는 차축에 고정된 브레이크 디스크의 슬라이딩면에 눌러지는 브레이크 라이닝(2). 이 브레이크 라이닝(2)은, 각각의 표면이 브레이크 디스크의 슬라이딩면과 대향하고, 각각이 서로 간극을 두고 배열된 복수의 마찰 부재(3)와, 각 마찰 부재(3)의 이면에 고착된 이면판(4)과, 각 마찰 부재(3)를, 각 마찰 부재(3)의 중심부를 포함하는 영역에 있어서 지지함과 더불어, 각 마찰 부재(3)의 이면측의 이면판(4)과의 사이에 스프링 부재가 설치된 기판(6)을 구비하고 있다. 서로 인접하는 2개의 마찰 부재(3)를 1세트로 하고, 이 1세트의 마찰 부재(3)에 고착된 이면판(4)은 일체이며, 1세트의 마찰 부재(3)에 있어서의 마찰 부재(3)끼리의 간극에서의 이면판(4)의 폭은, 마찰 부재(3)의 폭보다 크다. 이 브레이크 라이닝에 의해, 브레이크 스퀼을 저감할 수 있다. 이 브레이크 라이닝은, 기존 차량에 적용하는 것이 용이하며, 제조 관리가 용이하다.

Description

철도 차량용 브레이크 라이닝 및 그것을 구비한 디스크 브레이크
본 발명은, 철도 차량의 제동 장치로서 이용되는 디스크 브레이크에 관한 것이며, 특히, 차륜 또는 차축에 고정된 브레이크 디스크의 슬라이딩면에 눌러지는 철도 차량용 브레이크 라이닝, 및 그것을 구비한 철도 차량용 디스크 브레이크에 관한 것이다.
근년, 철도 차량, 자동차, 자동 이륜차 등의 육상 운송 차량의 제동 장치로는, 차량의 고속화 및 대형화에 따라, 디스크 브레이크가 이용되는 일이 많아지고 있다. 디스크 브레이크는, 브레이크 디스크와 브레이크 라이닝의 슬라이딩에 의한 마찰에 의해 제동력을 얻는 장치이다.
철도 차량용 디스크 브레이크의 경우, 도너츠형 원반형상의 브레이크 디스크를 차륜 또는 차축에 부착하여 고정하고, 이 브레이크 디스크의 슬라이딩면에, 브레이크 캘리퍼에 의해서 브레이크 라이닝을 누름으로써 제동력을 발생시킨다. 이에 의해, 차륜 또는 차축의 회전을 제동하여, 움직이고 있는 차량을 감속한다.
디스크 브레이크에서는, 제동시에 브레이크 디스크가 진동하여 「브레이크 스퀼」이라 불리는 소음이 발생한다. 브레이크 스퀼은, 브레이크 유닛 전체가 「자려 진동」이라 불리는 불안정한 진동을 일으키기 위해서 발생한다고 생각되고 있다. 이러한 진동은, 제동시에 브레이크 라이닝을 브레이크 디스크에 눌렀을 때의 마찰력에 의해 발생한다. 자려 진동이란, 외부로부터의 정상적인 에너지를 계의 내부에서 가진(加振) 에너지로 바꿔, 자신을 가진함으로써 진폭이 증대하는 진동이다. 브레이크 스퀼을 저감하려면, 제동시의 마찰력에 의해 발생하는 자려 진동을 억제할 필요가 있다.
특허 문헌 1에는, 브레이크 디스크에, 피스톤을 통해 패드를 누르도록 구성된 디스크 브레이크가 개시되어 있다. 이 디스크 브레이크에서는, 패드가, 브레이크 디스크에 압압(押壓)될 때의 마찰력에 의해, 브레이크 디스크의 회전 방향 하류측인 트레일링측(접촉 종료측)으로 이동한다. 이에 의해, 피스톤의 패드로의 접촉 면적이, 트레일링측에서, 브레이크 디스크의 회전 방향 상류측인 리딩측보다 커진다. 이에 의해, 자려 진동을 억제하여, 브레이크 스퀼을 억제할 수 있다고 되어 있다.
도 1은, 특허 문헌 2에 개시된 브레이크 라이닝의 평면도이다. 브레이크 라이닝(11)은, 기판(13)과, 브레이크 디스크의 둘레방향 및 반경방향으로 분할 배치된 복수의 마찰 부재(12)를 구비하고 있다. 각 마찰 부재(12)는, 탄성 부재(도시하지 않음)를 통해 기판(13)에 부착되어 있다. 탄성 부재의 지지 강성은, 기판(13) 상의 마찰 부재(12)의 위치에 따라서 상이하도록 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 브레이크 스퀼을 억제할 수 있다고 되어 있다.
특허 문헌 3에는, 특허 문헌 2에 개시된 것과 동일한 구조를 갖고, 인접하는 2개의 마찰 부재가, 판상의 부재로 연결된 브레이크 라이닝이 개시되어 있다.
일본국 특허 공개 2002-340056호 공보 일본국 특허 공개 2011-214629호 공보 일본국 특허 공개 2012-251597호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 개시된 기술을, 기존의 차량에 적용하려면, 브레이크 라이닝뿐만 아니라, 이것에 누름력을 부여하는 브레이크 캘리퍼까지 바꿀 필요가 있어, 디스크 브레이크 전체의 설계에 영향이 미친다. 이 때문에, 이 기술을 기존의 차량에 적용하는 것은 매우 곤란하다.
또, 특허 문헌 2의 브레이크 라이닝의 구성에서는, 탄성 부재의 지지 강성을, 이면판 상의 위치에 따라서 변경할 필요가 있으므로, 그 제조 관리가 번잡해진다.
특허 문헌 3의 브레이크 라이닝에서 2개의 마찰 부재가 판상의 부재에 의해 연결되어 있는 것은, 각 마찰 부재의 회전, 및 개개의 마찰 부재의 마찰 계수의 변동을 억제하는 것이 목적이다. 특허 문헌 3에서는, 브레이크 스퀼을 저감하기 위한 검토는, 이루어져 있지 않다.
그래서, 이 발명의 목적은, 브레이크 스퀼을 저감할 수 있는 브레이크 라이닝으로서, 기존의 차량에 적용하는 것이 용이하며, 제조 관리가 용이한 브레이크 라이닝, 및 그러한 브레이크 라이닝을 구비한 디스크 브레이크를 제공하는 것이다.
본 실시형태에 의한 브레이크 라이닝은, 철도 차량의 차륜 또는 차축에 고정된 브레이크 디스크의 슬라이딩면에 눌러지는 브레이크 라이닝으로서,
각각의 표면이 브레이크 디스크의 슬라이딩면과 대향하고, 각각이 서로 간극을 두고 배열된 복수의 마찰 부재와,
각 마찰 부재의 이면에 고착된 이면판과,
각 마찰 부재를, 각 마찰 부재의 중심부를 포함하는 영역에 있어서 지지함과 더불어, 각 마찰 부재의 이면측의 상기 이면판과의 사이에 스프링 부재가 설치된 기판을 구비하고,
서로 인접하는 2개의 상기 마찰 부재를 1세트로 하고, 이 1세트의 마찰 부재에 고착된 상기 이면판이 일체이며,
상기 1세트의 마찰 부재에 있어서의 상기 마찰 부재끼리의 간극에서의 상기 이면판의 폭이, 상기 마찰 부재의 폭보다 큰, 철도 차량용 브레이크 라이닝이다.
본 실시형태에 의한 디스크 브레이크는, 철도 차량의 차륜 또는 차축에 고정된 브레이크 디스크와,
상기 브레이크 디스크의 슬라이딩면에 눌러지는, 상기 브레이크 라이닝을 구비한, 디스크 브레이크이다.
본 발명의 브레이크 라이닝 및 디스크 브레이크는, 브레이크 스퀼을 저감할 수 있고, 기존의 차량에 적용하는 것이 용이하며, 제조 관리가 용이하다.
도 1은, 종래의 브레이크 라이닝의 평면도이다.
도 2a는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 브레이크 라이닝의 평면도이다.
도 2b는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다.
도 2c는, 도 2a의 B-B단면도이다.
도 2d는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다.
도 2e는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다.
도 3a는, 본 발명의 실시예(W/D=1.32)의 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다.
도 3b는, 비교예(W/D=0.40)의 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다.
도 3c는, 비교예(W/D=0.55)의 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다.
도 3d는, 비교예(W/D=0.67)의 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다.
도 3e는, 비교예(W/D=1)의 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다.
도 4a는, W/D와 스퀼 지표의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4b는, 굽힘 강성과 스퀼 지표의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5a는, 본 발명의 실시예의 브레이크 라이닝에 대해서 제동시의 진폭의 분포를 나타내는 사시도이다.
도 5b는, W/D=0.55의 비교예의 브레이크 라이닝에 대해서 제동시의 진폭의 분포를 나타내는 사시도이다.
이하에, 본 발명의 철도 차량용 브레이크 라이닝 및 디스크 브레이크에 대해서, 그 실시형태를 상세하게 기술한다.
도 2a~도 2c는, 본 발명의 철도 차량용 디스크 브레이크의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2a에 브레이크 라이닝의 평면도를, 도 2b에 1세트의 마찰 부재의 평면도를, 도 2c에 도 2a의 B-B단면도를, 각각 나타낸다. 도 2a 및 도 2b는, 각각, 브레이크 라이닝, 1세트의 마찰 부재를, 표면측이 되는 브레이크 디스크측에서 본 상태를 나타내고 있다.
본 발명의 디스크 브레이크는, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 브레이크 디스크(1)와, 브레이크 라이닝(2)을 구비하고 있다. 브레이크 라이닝(2)은, 도시하지 않은 브레이크 캘리퍼에 부착되어 있다. 브레이크 디스크(1)는 도너츠형 원반형상이며, 도시하지 않은 차륜 또는 차축에 볼트 등에 의해서 부착되어, 강고하게 고정되어 있다. 브레이크 캘리퍼는, 제동시에 작동하며, 브레이크 라이닝(2)을 브레이크 디스크(1)의 슬라이딩면(1a)에 누른다. 이에 의해, 브레이크 디스크(1)와 브레이크 라이닝(2) 사이에 슬라이딩에 의한 마찰이 발생해, 제동력이 발생한다. 이렇게 하여, 디스크 브레이크는, 차륜 또는 차축의 회전을 제동해, 움직이고 있는 차량을 감속한다.
도 2a~도 2c에 나타낸 브레이크 라이닝(2)은, 복수의 마찰 부재(3)와, 이면판(4)과, 스프링 부재(5)와, 이들 전체를 유지하는 기판(6)을 포함한다. 마찰 부재(3)는, 각각의 표면이 브레이크 디스크(1)의 슬라이딩면(1a)과 대향하고, 각각이 서로 간극을 두고 배열되어 있다. 마찰 부재(3)의 구체적인 배열, 및 개수는 특별히 한정되지 않는다.
마찰 부재(3)는, 구리 소결재, 수지계 재료 등으로 이루어진다. 마찰 부재(3)는, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 평면 형상이 원형이며, 그 중심부에 소구멍(3a)이 형성되어 있다. 이 소구멍(3a)에는, 리벳(7)이 삽입되어, 이 리벳(7)에 의해, 마찰 부재(3)는 기판(6)에 부착되어 있다. 마찰 부재(3)의 평면 형상은, 원 형으로 한정되지 않고, 예를 들어, 사각형, 육각형 등의 다각형이어도 된다.
각 마찰 부재(3)의 이면에는, 그 강도 및 강성을 유지하기 위해, 강 등의 얇은 금속판으로 이루어지는 이면판(4)이 고착되어 있다. 서로 인접하는 2개의 마찰 부재(3)를 1세트로 하고, 이 1세트의 마찰 부재(3)에 대해, 1개의 이면판(4)이 설치되어 있다. 이면판(4)은, 이 1세트의 마찰 부재(3)의 양자에 걸쳐서 일체의 것이다. 이에 의해, 1세트의 마찰 부재(3)는, 이면판(4)으로 연결된 상태로 되어 있다.
이면판(4)은, 이 실시형태에서는, 타원형이다. 1세트의 마찰 부재(3)의 각각에 있어서, 양 마찰 부재(3)의 대향부와는 반대측의 부분에서는, 이면판(4)은, 마찰 부재(3)와 거의 동일한 곡률 반경을 갖고, 마찰 부재(3)의 가장자리부와 이면판(4)의 가장자리부는, 거의 겹쳐진다. 이면판(4)으로 연결하는 1세트의 마찰 부재(3)의 배열 방향은, 특별히 한정되지 않고, 브레이크 디스크(1)의 경방향으로 배열하는 것이어도, 둘레방향으로 배열하는 것이어도, 그들 이외의 방향으로 배열하는 것이어도 된다.
각 마찰 부재(3)는, 이면판(4)과 함께, 개개의 마찰 부재(3)의 중심부의 소구멍(3a)을 삽입 통과하는 리벳(7)에 의해서 기판(6)에 부착되어 있다. 즉, 각 마찰 부재(3)는, 각 마찰 부재(3)의 중심부를 포함하는 영역에 있어서, 리벳(7)에 의해, 기판(6)에 지지되어 있다. 각 마찰 부재(3)의 이면측의 이면판(4)과 기판(6) 사이에는, 스프링 부재(5)가 설치되어 있다. 이에 의해, 복수의 마찰 부재(3)는, 개개로 탄성적으로 지지된 상태로 되어 있다. 또한, 스프링 부재(5)로는, 도 2c에서는, 접시 스프링을 예시하고 있는데, 판 스프링이나 코일 스프링을 채용해도 된다.
이러한 구성의 브레이크 라이닝(2)을 구비한 디스크 브레이크에 의하면, 각 마찰 부재(3)는, 개개로 가동한다. 이 때문에, 제동중의 브레이크 라이닝(2)과 브레이크 디스크(1)의 접촉면압을 균일화할 수 있다.
또, 1세트의 마찰 부재(3)가 일체의 이면판(4)으로 연결된 상태로 되어 있음으로써, 이면판으로 연결되어 있지 않은 경우에 비해, 그 움직임이 구속되게 된다. 이 때문에, 제동 개시 시점의 주행 속도에 상관없이, 브레이크 디스크(1)와 브레이크 라이닝(2) 사이의 마찰 계수를 안정화할 수 있다.
게다가, 1세트의 마찰 부재(3)는, 체결 부재로서 2개의 리벳(7)으로 기판(6)에 체결되어 있으므로, 제동중에 그 자리에서 회전하는 일은 없고, 기판(6)과의 체결부에 느슨함이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 만일, 그들 체결부에 느슨함이 발생한 경우에도, 2개소의 체결부가 동시에 파손되지 않는 한, 마찰 부재(3)가 즉시 탈락하여 소실되는 일은 없다. 따라서, 디스크 브레이크의 충분한 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
다만, 각 마찰 부재(3)는, 그 중심부 직하의 리벳(7)의 위치를 지점으로 하여 탄성 지지되어 있으므로, 제동중에 브레이크 디스크(1)와 접촉해 가동해도 크게 기우는 일은 없고, 그 접촉면이 전역에 걸쳐서 균일하게 마모되어, 편마모가 발생하는 일은 없다.
이러한 본 발명의 브레이크 라이닝(2)에 있어서, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 이면판(4)은, 이것에 고착된 1세트의 마찰 부재(3)끼리의 간극에 상당하는 부분(즉, 마찰 부재(3)끼리의 연결 부분)(4a)의 폭(이하, 「연결부 폭」이라 한다.) W는, 마찰 부재(3)의 폭 D보다 크다. 즉, 1＜W/D이다. 이 실시형태에서는, 마찰 부재(3)의 폭 D는, 마찰 부재(3)의 직경과 동일하다. 여기서, 「폭」이란, 1세트의 마찰 부재(3)의 배열 방향으로 수직인 방향의 길이를 말한다.
1＜W/D로 함으로써, 이면판(4)의 굽힘 강성은 높아져, 1세트의 마찰 부재(3)는 개개로 독립적으로 움직이기 어려워진다. 그 결과, 브레이크 라이닝의 자려 진동은 억제되어, 브레이크 스퀼이 저감한다. 이러한 효과를 충분히 발휘하기 위해서는, 1.1≤W/D인 것이 바람직하고, 1.2≤W/D인 것이 보다 바람직하다. 또, 개개의 마찰 부재(3)가, 그 중심부를 포함하는 영역에 있어서 지지되어 있음으로써, 예를 들어, 1세트의 마찰 부재가 그 중간부에서만 이면판을 통해 지지되어 있는 경우에 비해, 브레이크 라이닝의 자려 진동은 억제되어, 브레이크 스퀼이 저감된다.
이 브레이크 라이닝의 구성을 기존의 차량에 적용하는 경우에는, 예를 들어, 이면판(백 메탈)만을 변경하면 충분하며, 브레이크 캘리퍼 등을 변경할 필요는 없다. 또, 이 브레이크 라이닝에서는, 스프링 부재(5)의 지지 강성은, 기판(6) 상의 위치에 따라서 변경할 필요는 없다. 따라서, 이 브레이크 라이닝(2)은, 기존의 차량에 적용하는 것이 용이함과 동시에, 제조 관리가 용이하다.
마찰 부재(3)의 폭 D에 비해, 이면판(4)의 연결부 폭 W가 너무 크면, 인접하는 세트의 마찰 부재(3)의 각각에 부착된 이면판(4)의 간섭을 피하기 위해서, 기판(6)을 크게 할 필요가 발생한다. 이 때문에, 마찰 부재(3)의 폭 D에 대한 이면판(4)의 연결부 폭 W의 비는, 2 이하(1＜W/D≤2)인 것이 바람직하고, 1.5 이하(1＜W/D≤1.5)인 것이, 보다 바람직하다.
이면판의 가장자리부는, 매끄럽게 연속하는 것이 바람직하다. 여기서, 「매끄럽게 연속한다」라는 것은, 접선 방향이 급격하게 변화하지 않는 것을 말한다. 예를 들어, 이면판의 가장자리부에, 절결 등, 매끄럽게 연속하지 않는 부분이 있으면, 강성이 낮아지고, 또, 절결 등의 부분에 응력이 집중되므로, 바람직하지 않다. 이면판 가장자리부의 형상은, 곡선만으로 되어 있어도 되고, 부분적으로 직선형이어도 된다.
도 2d 및 도 2e는, 본 발명의 다른 실시형태 및 또 다른 실시형태에 따른 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다. 도 2d 및 도 2e의 실시형태에서는, 각각, 도 2b에 나타낸 이면판(4) 대신에, 이면판(4A) 및 이면판(4B)이 구비되어 있다.
이면판(4A 및 4B)의 형상은, 대략적으로는, 도 2b에 나타낸 이면판(4)과 마찬가지로 타원형이다. 그러나, 도 2d에 나타낸 이면판(4A)에서는, 폭방향의 단부 부근은, 직선형으로 연장되어 있다. 이에 의해, 이면판(4A)은 도 2b에 나타낸 이면판(4)에 비해 측방으로의 돌출량이 억제되어 있으며, 인접하는 이면판(4A)끼리의 간섭을 피하기 쉽게 되어 있다. 또, 도 2e에 나타낸 이면판(4B)에서는, 측부 중 길이 방향 중간부 부근과 길이 방향의 단부 부근 사이의 부분은, 직선형으로 연장되어 있다. 이 실시형태에서도, 윤곽이 직선형인 부분에서, 도 2b에 나타낸 이면판(4)에 비해 돌출량이 억제되어 있으며, 인접하는 이면판(4A)끼리의 간섭을 피하기 쉽게 되어 있다.
실시예
마찰 부재의 폭 D를 일정하게 하고, 이면판의 연결부 폭 W를 변화시켰을 때의 브레이크 라이닝의 스퀼 지표를, FEM(유한 요소법)에 의한 해석에 의해서 구했다. 「스퀼 지표」란, FEM 복소 고유치 해석으로 구한 덤핑 중, 음의 값인 것, 즉, 불안정한 것을, 1/3 옥타브 밴드의 주파수 폭으로 합계해, 그 절대치를 구하고, 각 밴드의 값으로부터 추출한 최대의 것이다. 스퀼 지표의 값이 작을수록, 브레이크 스퀼음이 작은 것을 의미한다.
도 3a~도 3e는, 해석의 대상으로 한 각 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판의 평면도이다. 도 3a~도 3e의 각각에 있어서, 마찰 부재의 폭 D를 세선의 양 화살표로 나타내고 있으며, 이면판의 연결부 폭 W를 태선의 양 화살표로 나타내고 있다.
도 3a에, 본 발명의 실시예인 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판을 나타낸다. 이 브레이크 라이닝에서는, 1＜W/D(W/D=1.32)이며, 이면판은, 마찰 부재끼리의 연결 부분에 있어서, 측방으로 돌출하고 있다. 도 3a에 나타낸 형상의 이면판 이외에도, W/D가 1.1, 1.2, 및 1.5의 타원형의 이면판이 구비된 브레이크 라이닝도, 본 발명의 실시예로서 준비했다.
도 3b~도 3e에, 비교예인 브레이크 라이닝에 구비된 1세트의 마찰 부재 및 이면판을 나타낸다. 도 3b~도 3d의 브레이크 라이닝에서는, W/D＜1이며, 이면판은, 마찰 부재끼리의 연결 부분에 있어서, 잘록해져 있다. 도 3e의 브레이크 라이닝에서는, W/D=1이며, 이면판의 가장자리부는, 마찰 부재끼리의 연결 부분에 있어서, 직선형이다.
도 4a에, W/D와 스퀼 지표의 관계를 나타낸다. 도 4b에, 이면판의 굽힘 강성과 스퀼 지표의 관계를 나타낸다. 도 4a 및 도 4b 에 있어서, 검은색 동그라미는, 본 발명의 실시예의 데이터를 나타내고, 흰색의 사각은, 비교예의 데이터를 나타낸다.
도 4a로부터, 대체로 W/D가 커질수록 스퀼 지표의 값이 작아지는 것을 알 수 있다. W/D=1의 브레이크 라이닝(도 3e 참조)의 스퀼 지표는, W/D=0.67의 브레이크 라이닝(도 3d 참조)의 스퀼 지표와 동등하다. 보다 저감된 스퀼 지표를 얻으려면, 1＜W/D(도 3a 참조)로 할 필요가 있다. 바꿔 말하면, 1세트의 마찰 부재에 있어서의 마찰 부재끼리의 간극에서 이면판이 잘록해져 있는 경우에 비해, 스퀼 지표를 저감하기 위해서는, 이면판의 잘록해짐을 없애 이면판의 측부를 직선형으로 하는 것 만으로는 부족하며, 이면판이 측방으로 돌출하고 있을 필요가 있다.
도 4b로부터, 대체로 굽힘 강성이 커질수록 스퀼 지표의 값이 작아지는 것을 알 수 있다. 굽힘 강성과 스퀼 지표의 관계는, W/D와 스퀼 지표의 관계와 동일한 경향을 나타낸다. 이에 따라, W/D를 크게 하면 스퀼 지표가 저감되는 것은, W/D를 크게 함으로써 굽힘 강성이 높아지기 때문이라고 생각된다.
도 5a 및 도 5b에, 제동시의 브레이크 라이닝에 발생하는 진폭의 분포를 나타낸다. 도 5a는, 본 발명의 상기 실시예 중 W/D=1.32인 것에 대한 것이며, 도 5b는, W/D=0.55의 비교예(도 3c 참조)에 대한 것이다. 도 5a 및 도 5b 중 어느 것에서나, 검정에 가까운(진한) 부분일수록, 진폭이 크다. 실시예의 브레이크 라이닝에서는, W/D=0.55의 비교예에 비해, 진폭이 큰 영역이 현저하게 적어져 있다.
도 3a~도 3e의 브레이크 라이닝의 각각에 대해서, FEM에 의한 해석에 의해서, 등압 성능(브레이크 디스크에 대한 마찰 부재의 접촉면 내의 압력의 균일성)을 구했다. 그 결과, W/D의 차이에 따라서는, 등압 성능은 거의 변화하지 않는 것이 판명되었다.
본 발명의 철도 차량용 브레이크 라이닝 및 디스크 브레이크는, 모든 철도 차량에 유효하게 이용할 수 있으며, 그 중에서도, 주행 속도가 저속에서부터 고속까지 광범위해지는 고속 철도 차량에 유용하다.
1:브레이크 디스크
1a:슬라이딩면
2:브레이크 라이닝
3:마찰 부재
4, 4A, 4B:이면판
4a:연결 부분
5:스프링 부재
6:기판
7:리벳

Claims (4)

  1. 철도 차량의 차륜 또는 차축에 고정된 브레이크 디스크의 슬라이딩면에 눌러지는 브레이크 라이닝으로서,
    각각의 표면이 브레이크 디스크의 슬라이딩면과 대향하고, 각각이 서로 간극을 두고 배열된 복수의 마찰 부재와,
    각 마찰 부재의 이면에 고착된 이면판과,
    각 마찰 부재를, 각 마찰 부재의 중심부를 포함하는 영역에 있어서 지지함과 더불어, 각 마찰 부재의 이면측의 상기 이면판과의 사이에 스프링 부재가 설치된 기판을 구비하고,
    서로 인접하는 2개의 상기 마찰 부재를 1세트로 하고, 이 1세트의 마찰 부재에 고착된 상기 이면판이 일체이며,
    상기 1세트의 마찰 부재에 있어서의 상기 마찰 부재끼리의 간극에서의 상기 이면판의 폭이, 상기 마찰 부재의 폭보다 큰, 철도 차량용 브레이크 라이닝.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰 부재의 폭에 대한 상기 이면판의 상기 폭의 비가 2 이하인, 브레이크 라이닝.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 마찰 부재의 폭에 대한 상기 이면판의 상기 폭의 비가 1.1 이상인, 브레이크 라이닝.
  4. 철도 차량의 차륜 또는 차축에 고정된 브레이크 디스크와,
    상기 브레이크 디스크의 슬라이딩면에 눌러지는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 브레이크 라이닝을 구비한, 디스크 브레이크.
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