KR20190122734A - 철도 차량용 브레이크 디스크 - Google Patents

철도 차량용 브레이크 디스크 Download PDF

Info

Publication number
KR20190122734A
KR20190122734A KR1020197027818A KR20197027818A KR20190122734A KR 20190122734 A KR20190122734 A KR 20190122734A KR 1020197027818 A KR1020197027818 A KR 1020197027818A KR 20197027818 A KR20197027818 A KR 20197027818A KR 20190122734 A KR20190122734 A KR 20190122734A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inclined surface
hole
plate portion
disk plate
opening
Prior art date
Application number
KR1020197027818A
Other languages
English (en)
Inventor
노부오 시라이시
유스케 와카바야시
다케시 구리타
아쓰시 사카구치
다카히로 후지모토
히로시 노가미
다카노리 가토
유키 이치카와
Original Assignee
닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 filed Critical 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Publication of KR20190122734A publication Critical patent/KR20190122734A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/123—Discs; Drums for disc brakes comprising an annular disc secured to a hub member; Discs characterised by means for mounting
    • F16D65/124—Discs; Drums for disc brakes comprising an annular disc secured to a hub member; Discs characterised by means for mounting adapted for mounting on the wheel of a railway vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
    • B61H5/00—Applications or arrangements of brakes with substantially radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/2245—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members in which the common actuating member acts on two levers carrying the braking members, e.g. tong-type brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/0006—Noise or vibration control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/183—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with force-transmitting members arranged side by side acting on a spot type force-applying member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304—Structure
    • F16D2065/1308—Structure one-part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304—Structure
    • F16D2065/1328—Structure internal cavities, e.g. cooling channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304—Structure
    • F16D2065/1332—Structure external ribs, e.g. for cooling or reinforcement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/02—Fluid pressure
    • F16D2121/08—Fluid pressure acting on a membrane-type actuator, e.g. for gas pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/128—Discs; Drums for disc brakes characterised by means for cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

이 브레이크 디스크(10)는, 표면에 슬라이딩부를 가지는 디스크판부(10a)와, 디스크판부의 표면에서 이면으로 관통하여, 디스크판부와 철도 차량의 차륜을 체결하기 위한 볼트가 통과되는 관통 구멍(12)을 구비하고, 디스크판부의 표면측에 있어서의 관통 구멍의 개구부의 가장자리부에는, 디스크판부의 반경 방향보다 디스크판부의 둘레 방향으로 크게 확장되는 경사면이 설치되어 있다.

Description

철도 차량용 브레이크 디스크
본 발명은, 철도 차량의 차륜에 체결되어, 슬라이딩 접촉 부재가 눌러짐으로써 제동력을 발생시키는 철도 차량용 브레이크 디스크에 관한 것이다.
이전부터, 철도 차량의 차륜에 브레이크 디스크를 체결하고, 브레이크 디스크에 슬라이딩 접촉 부재를 누름으로써 차륜에 제동력을 발생시키는 브레이크 시스템이 있다. 철도 차량의 주행 시, 브레이크 디스크의 주변에 있어서 비교적으로 큰 소음이 발생하는 것을 알고 있다.
특허 문헌 1에는, 본 발명에 관련된 기술로서, 철도 차량의 주행 시에 브레이크 디스크로부터 발생하는 소음을 저감하는 기술이 나타나 있다. 특허 문헌 1의 기술은, 브레이크 디스크의 이면에 설치된 냉각용의 공기의 유로의 개구 면적을 조정하여, 이 사이를 흐르는 공기의 양을 억제함으로써, 소음의 저감을 도모하고 있다.
일본 특허공개 2007-205428호 공보
특허 문헌 1의 브레이크 디스크는, 이면에 설치된 냉각용의 공기의 유로에 있어서의 소음을 저감할 수 있다. 그러나, 특허 문헌 1의 브레이크 디스크를 채용해도, 아직도, 브레이크 디스크의 주변으로부터 발생하는 소음은 큰 것이었다. 이 때문에, 현재, 브레이크 디스크의 주변으로부터 발생하는 소음을 더 저감하는 것이 요망되고 있다.
본 발명자들이 시험을 행했더니, 브레이크 디스크의 표면에 설치된, 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 개구부가, 소음의 발생원의 하나가 되고 있는 것을 알수 있었다. 관통 구멍은 브레이크 디스크를 철도 차량의 차륜에 체결하기 위해 설치되어 있다.
한편, 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 개구부는, 슬라이딩 접촉 부재가 눌러지는 브레이크 디스크의 표면에 있다. 따라서, 개구부의 크기 또는 형상을 바꾸면, 브레이크 디스크와 슬라이딩 접촉 부재의 접촉 면적이 변화하여, 브레이크 디스크의 제동 특성에 영향이 발생한다는 과제가 있다.
본 발명은, 제동 능력의 저하를 억제하면서, 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍이 원인이 되는 소음을 저감할 수 있는 브레이크 디스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해,
표면에 슬라이딩부를 가지는 디스크판부와,
상기 디스크판부의 표면에서 이면으로 관통하여, 상기 디스크판부와 철도 차량의 차륜을 체결하기 위한 볼트가 통과되는 관통 구멍을 구비하고,
상기 디스크판부의 표면측에 있어서의 상기 관통 구멍의 개구부의 가장자리부에는, 상기 디스크판부의 반경 방향보다 상기 디스크판부의 둘레 방향으로 크게 확장되는 경사면이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 브레이크 디스크로 했다.
이 구성에 의하면, 관통 구멍의 개구부의 가장자리부에 설치된 경사면에 의해, 브레이크 디스크의 회전 시에 관통 구멍의 개구부에서 발생하는 기류의 흐트러짐이 억제되어, 개구부에서 발생하는 소음을 저감할 수 있다. 또, 일반적으로, 개구부에서는, 브레이크 디스크의 회전 방향에 대해 직교하는 방향의 가장자리부는 기류의 흐트러짐이 발생하기 쉽기 때문에 소음이 발생하기 쉽고, 회전 방향과 평행한 방향의 가장자리부는 기류의 흐트러짐이 발생하기 어렵기 때문에 소음이 발생하기 어렵다. 이 때문에, 경사면을 디스크판부의 반경 방향보다 디스크판부의 둘레 방향으로 크게 확장되도록 설치함으로써, 디스크판부와 슬라이딩 접촉 부재의 접촉 면적을 불필요하게 작게 하지 않고, 효율적으로 소음을 저감할 수 있다.
여기서, 상기 경사면 중 상기 개구부의 중심으로부터 상기 디스크판부의 둘레 방향의 위치에 있는 부위는 4mm 이상 또한 24mm 이하의 C면 또는 R면이면 된다.
이와 같은 경사면에 의해 개구부에서 발생하는 소음을 현저하게 저감할 수 있다.
또, 상기 경사면 중 상기 개구부의 중심으로부터 상기 디스크판부의 둘레 방향의 위치에 있는 부위는 6mm±15%의 C면 또는 R면이면 더 좋다.
이와 같은 경사면에 의해 개구부에서 발생하는 소음을 현저하게 저감할 수 있다.
또한, 상기 개구부 중 상기 개구부의 중심으로부터 상기 디스크판부의 반경 방향의 위치에 있는 부위에는 경사면이 없거나, 2mm 이하의 C면 또는 R면인 경사면이 설치되어 있으면 된다.
이와 같은 경사면에 의해, 디스크판부와 슬라이딩 접촉 부재의 접촉 면적을 불필요하게 작게 하지 않고, 효율적으로 소음을 저감할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제동 능력의 저하를 억제하면서, 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 개구부에서 발생하는 소음을 저감할 수 있는 브레이크 디스크를 제공할 수 있다.
도 1은 철도 차량에 있어서의 브레이크 시스템의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 브레이크 디스크의 표면측을 나타내는 평면도이다.
도 3a는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제1예를 나타내는 평면도이다.
도 3b는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제1예를 나타내는 도이며, 도 3a의 A-A선 단면도이다.
도 3c는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제1예를 나타내는 도이며, 도 3a의 B-B선 단면도이다.
도 3d는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제1예를 나타내는 도이며, 도 3a의 C-C선 단면도이다.
도 4a는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제2예를 나타내는 평면도이다.
도 4b는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제2예를 나타내는 도이며, 도 4a의 A-A선 단면도이다.
도 4c는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제2예를 나타내는 도이며, 도 4a의 B-B선 단면도이다.
도 4d는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제2예를 나타내는 도이며, 도 4a의 C-C선 단면도이다.
도 5a는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제3예를 나타내는 평면도이다.
도 5b는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제4예를 나타내는 평면도이다.
도 5c는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제5예를 나타내는 평면도이다.
도 5d는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제6예를 나타내는 평면도이다.
도 5e는 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제7예를 나타내는 평면도이다.
도 6은 소음 시험의 결과를 나타내는 주파수 특성 그래프이다.
도 7은 소음 시험의 결과를 나타내는 막대 그래프이다.
도 8은 경사면의 사이즈와 피크 소음 레벨의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 각 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 철도 차량에 있어서의 브레이크 시스템의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 2는, 실시 형태에 따른 철도 차량용의 브레이크 디스크의 표면측을 나타내는 평면도이다.
본 발명의 제1 실시의 형태의 브레이크 시스템은, 고속 철도에 탑재된다. 이 브레이크 시스템은, 철도 차량의 차륜(100)의 측부에 체결된 브레이크 디스크(10)와, 브레이크 디스크(10)에 접촉하여 제동력을 발생시키는 슬라이딩 접촉 부재(200)와, 슬라이딩 접촉 부재(200)를 브레이크 디스크(10)에 누름 가능한 가동부(210)를 구비한다. 브레이크 디스크(10)와 슬라이딩 접촉 부재(200)는, 특별히 제한되지 않지만, 1개의 차륜(100)의 양쪽의 측면에 각각 설치되어, 가동부(210)는 2개의 슬라이딩 접촉 부재(200) 사이에 차륜(100)을 끼워 넣도록 구성된다.
브레이크 디스크(10)는, 환형의 디스크이며, 디스크판부(10a)의 표면(10f)이 슬라이딩부이다. 디스크판부(10a)의 이면에는, 도시 생략한 복수의 세로 핀 및 가로 핀이 설치되며, 이들에 의해 냉각용의 공기를 통과시키는 통로가 형성되어 있다. 브레이크 디스크(10) 중, 세로 핀 및 가로 리브를 제외한 판형의 부분을 디스크판부(10a)라고 칭한다.
디스크판부(10a)에는, 볼트를 통과시키기 위해 표면에서 이면으로 관통된 복수의 관통 구멍(12)이 설치되어 있다. 복수의 관통 구멍(12)은, 디스크판부(10a)의 동일 직경 상에 설치되며, 또한, 디스크판부(10a)의 둘레 방향으로 등간격으로 늘어서 있다.
도 3a는, 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제1예를 나타내는 평면도이며, 도 3b는 그 A-A선 단면도, 도 3c는 그 B-B선 단면도, 도 3d는 그 C-C선 단면도이다.
도 4a는, 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제2예를 나타내는 평면도이며, 도 4b는 그 A-A선 단면도, 도 4c는 그 B-B선 단면도, 도 4d는 그 C-C선 단면도이다.
관통 구멍(12)은, 볼트의 축부를 통과시키는 직경이 작은 소경부(12t)와, 볼트의 머리부 또는 너트가 배치되는 직경이 큰 대경부(12w)를 가지고, 대경부(12w)가 디스크판부(10a)의 표면(10f)과 교차하는 부분을 개구부라고 칭한다. 또, 관통 구멍(12)의 중심축이 디스크판부(10a)의 표면(10f)과 교차하는 부분을 개구부의 중심(12c)이라고 칭한다. 도 3b, 도 3c, 도 3d, 또 도 4b, 도 4c, 도 4d에 있어서, 볼트의 머리 꼭대기부의 위치를 2점 쇄선으로 나타낸다.
디스크판부(10a)의 표면측에 있어서, 관통 구멍(12)의 개구부의 가장자리부에는, 디스크판부(10a)의 반경 방향보다 디스크판부(10a)의 둘레 방향으로 크게 확장되는 경사면(12x)이 설치되어 있다. 보다 구체적으로는, 경사면(12x)은, 관통 구멍(12)의 개구부의 가장자리부에 설치되며, 디스크판부(10a)의 표면(10f)에 가까운 위치에서 이면측을 향할 수록, 관통 구멍(12)의 중심축에 가까워지는 방향으로 경사져 있다. 디스크판부(10a)의 반경 방향보다 디스크판부(10a)의 둘레 방향으로 크게 확장되는 경사면(12x)은, 바꾸어 말하면, 다음의 형태를 나타낸다. 즉, 디스크판부(10a)의 회전축 방향으로 봐서, 관통 구멍(12)의 개구부의 중심(12c)을 통과하여 디스크판부(10a)의 둘레 방향으로 연장되는 직선과 경사면(12x)이 겹치는 범위가, 관통 구멍(12)의 개구부의 중심(12c)을 통과하여 디스크판부(10a)의 반경 방향으로 연장되는 직선과 경사면(12x)이 겹치는 범위보다 큰 형태이다. 디스크판부(10a)의 회전축 방향으로 봐서, 관통 구멍(12)의 개구부의 중심(12c)을 통과하여 디스크판부(10a)의 반경 방향으로 연장되는 직선과 경사면(12x)이 겹치는 범위는, 제로여도 된다.
경사면(12x)은, 도 3b, 도 3c, 도 3d에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(12)의 개구부의 가장자리부에 형성된 모따기부이며, R면이다. 또, 경사면(12x)은, 도 4b, 도 4c, 도 4d에 나타내는 바와 같이, C면이어도 된다.
또한, 경사면(12x)은, 절삭 가공 등의 모따기 가공에 의해 형성된 것이어도 되고, 몰드 성형에 의해 형성된 것이어도 된다. 본 명세서에서는, 경사면(12x)이 몰드 성형에 의해 형성된 경우에도, 경사면(12x)을 모따기부, R면 또는 C면이라고도 부른다. 이하, Xmm의 R면 또는 C면이란, 도 3b, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 디스크판부(10a)의 표면(10f)을 따른 방향의 길이의 최대부(L1)와, 디스크판부(10a)의 축방향을 따른 길이의 최대부(L2)가, 거의 Xmm인 R면 또는 C면을 의미한다.
도 3a~d의 제1예 및 도 4a~d의 제2예에 있어서, 경사면(12x)은, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 둘레 방향의 위치에 있는 부위가 가장 크고, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 반경 방향의 위치에 있는 부위에 걸쳐 연속적으로 작아진다. 개구부의 가장자리부에 있어서, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 반경 방향의 위치에 있는 부위에는, 경사면(12x)은 형성되어 있지 않다.
도 5a~도 5e는, 볼트를 삽입하기 위한 관통 구멍의 제3예~제7예를 나타내는 평면도이다.
관통 구멍(12)의 경사면(12x)은, 도 5a~도 5e와 같이 변형해도 된다. 도 5a~도 5e의 관통 구멍(12)의 대경부(12w)의 직경은 36mm이다.
제3예의 관통 구멍(12)은, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 제1예 또는 제2예의 관통 구멍(12)보다 작은 경사면(12x)을 가진다. 제3예의 경사면(12x)의 최대의 부위는, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 둘레 방향의 위치에 설치된, 6mm의 R면 또는 C면이다. 제3예의 관통 구멍(12)에 있어서, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 반경 방향의 부위에는, 경사면(12x)은 형성되어 있지 않다. 경사면(12x)은, 최대의 부위로부터 최소의 부위에 걸쳐 연속적으로 작아지도록 형성되어 있다.
제4예의 관통 구멍(12)은, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 제1예 또는 제2예의 관통 구멍(12)보다 큰 경사면(12x)을 가진다. 제4예의 경사면(12x)의 최대의 부위는, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 둘레 방향의 위치에 설치된, 24mm의 R면 또는 C면이다. 제4예의 관통 구멍(12)에 있어서, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 반경 방향의 부위에는, 경사면(12x)은 형성되어 있지 않다. 경사면(12x)은, 최대의 부위로부터 최소의 부위에 걸쳐 연속적으로 작아지도록 형성되어 있다. 24mm의 R면 또는 C면이란, R면 또는 C면이 볼트의 머리 꼭대기부의 위치에 도달하는 크기이다.
제5예의 관통 구멍(12)은, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 경사면(12x)의 최대 부위 및 최소 부위의 위치를, 개구부의 중심축을 중심으로 회전시킨 예이며, 그 외의 형태는, 제1예~제4예의 경사면(12x)의 형태가 채용된다. 이 경우에도, 경사면(12x)의 최대의 부위는, 관통 구멍(12)을 디스크판부(10a)의 반경 방향으로 등간격으로 3분할한 범위(e1~e3) 중, 중앙의 범위(e2)에 위치하면 된다.
제6예의 관통 구멍(12)은, 도 5d에 나타내는 바와 같이, 경사면(12x)의 형태를 개구부의 중심(12c)을 통과하는 둘레 방향의 직선에 대칭인 형태로부터, 비대칭인 형태로 변화시킨 것이며, 그 외의 형태는, 제1예~제4예의 형태가 채용된다. 이 경우에도, 경사면(12x)의 최대 부위는, 관통 구멍(12)을 디스크판부(10a)의 반경 방향으로 등간격으로 3분할한 범위(e1~e3) 중, 중앙의 범위(e2)에 위치하면 된다.
제7예의 관통 구멍(12)은, 도 5e에 나타내는 바와 같이, 경사면(12x)이 개구부의 전체 둘레에 설치된 예이다. 제7예에 있어서, 경사면(12x)의 최대의 부위는, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 둘레 방향의 위치에 설치된다. 또, 경사면(12x)의 최소의 부위는, 개구부의 중심(12c)으로부터 디스크판부(10a)의 반경 방향의 위치에 설치된다. 경사면(12x)은, 최대의 부위로부터 최소의 부위에 걸쳐 연속적으로 작아지도록 형성되며, 경사면(12x)의 최소의 부위는 2mm 이하의 R면 또는 C면으로 하면 된다. 또한, 제7예의 경사면(12x)의 형태에, 제5예 또는 제6예에 나타낸 변형을 적용해도 된다.
상술한 제1예 내지 제7예의 관통 구멍(12)에 의하면, 그 개구부의 가장자리부에, 디스크판부(10a)의 반경 방향보다 디스크판부(10a)의 둘레 방향으로 크게 확장되는 경사면(12x)을 가진다. 이것에 의해, 관통 구멍(12)의 개구부에서 발생하는 기류의 흐트러짐이 억제되어, 개구부에서 발생하는 소음을 저감할 수 있다. 또, 일반적으로, 개구부의 가장자리부의 전체 둘레 중, 브레이크 디스크(10)의 회전 방향에 대해 직교하는 방향을 향한 부위는 기류가 흐트러지기 쉽기 때문에 소음이 발생하기 쉽고, 회전 방향과 평행한 방향을 향한 부위는 기류가 흐트러지기 어렵기 때문에 소음이 발생하기 어렵다. 이 때문에, 상기의 경사면(12x)의 형태에 의해, 디스크판부(10a)와 슬라이딩 접촉 부재의 접촉 면적을 불필요하게 작게 하지 않고, 효율적으로 소음을 저감할 수 있다. 따라서, 브레이크 디스크(10)의 제동 능력이 저하되는 것을 억제하면서, 철도 차량의 주행 시에 있어서 브레이크 디스크(10)로부터 발생하는 소음을 저감할 수 있다.
＜소음의 저감 효과＞
도 6은, 소음 시험의 결과를 나타내는 주파수 특성 그래프이다. 도 7은, 소음 시험의 결과를 나타내는 막대 그래프이다. 이들 그래프는, 관통 구멍(12)의 개구부의 형태가 상이한 복수 종류의 브레이크 디스크(10)를 회전시켰을 때의 소음 레벨을 나타낸다. 「R24」란, 최대 부위가 24mm의 R면인 도 5b의 경사면(12x)이 관통 구멍(12)의 개구부에 형성된 구성을 나타낸다. 「C24」란, 최대 부위가 24mm의 C면인 도 5b의 경사면(12x)이 형성된 구성을 나타낸다. 「R6」이란, 최대 부위가 6mm의 R면인 도 5a의 경사면(12x)이 형성된 구성을 나타낸다. 「C6」이란, 최대 부위가 6mm의 C면인 도 5a의 경사면(12x)이 형성된 구성을 나타낸다. 「모따기 없음」은, 관통 구멍(12)의 표면측의 개구부에 경사가 없는 구성을 나타내고, 「전체 둘레(C2)」는, 관통 구멍(12)의 표면측의 개구부의 가장자리부의 전역에 2mm의 C면이 형성된 구성을 나타낸다. 도 6의 세로축은, 각 주파수 밴드의 소음 레벨을 나타내고, 도 6의 가로축은 1/3 옥타브 밴드의 중심 주파수를 나타낸다. 도 7에는, 피크 소음 레벨과, 관통 구멍이 원인이 되는 소음의 주요한 주파수 범위(1250Hz~5000Hz)의 소음 레벨의 오버 올을 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, R24 또는 C24의 경사면(12x)을 가지는 본 실시 형태의 브레이크 디스크(10)에 의하면, 모따기 없음의 구성, 혹은 전체 둘레(C2)의 구성을 채용한 브레이크 디스크와 비교해, 2500Hz 주변의 소음 레벨이 현저하게 저감하는 것이 확인되었다. 마찬가지로, R6 또는 C6의 경사면(12x)을 가지는 본 실시 형태의 브레이크 디스크(10)에 의하면, 2500Hz 주변의 소음 레벨이 보다 현저하게 저감하는 것이 확인되었다.
또, 도 7에 나타내는 바와 같이, R24 또는 C24의 경사면(12x)을 가지는 본 실시 형태의 브레이크 디스크(10)에 의하면, 모따기 없음의 구성, 혹은 전체 둘레(C2)의 구성을 채용한 브레이크 디스크와 비교해, 피크 소음 레벨이 현저하게 저감하는 것이 확인되었다. 또, R6 또는 C6의 경사면(12x)을 가지는 본 실시 형태의 브레이크 디스크(10)에 의하면, 모따기 없음의 구성, 혹은 전체 둘레(C2)의 구성을 채용한 브레이크 디스크와 비교해, 피크 소음 레벨과 관통 구멍이 원인이 되는 소음의 주요한 주파수 범위의 소음 레벨이 현저하게 저감하는 것이 확인되었다.
도 8은, 경사면의 사이즈와 피크 소음 레벨의 관계를 나타내는 그래프이다.
관통 구멍(12)의 개구부에서 발생하는 소음은, 개구부의 전체 둘레 중, 브레이크 디스크(10)의 회전 방향에 대해 직교하는 가장자리부에서 발생하는 소음이 지배적이 된다고 추측된다. 따라서, 이 부위에 있어서의 경사면(12x)의 사이즈가 소음 레벨에 상관한다고 추측된다. 이 부위의 경사면의 사이즈는, 「모따기 없음」의 구성에서는 제로, 「전체 둘레(C2)」의 구성에서는 2mm, 「R6」과 「C6」의 구성에서는 6mm, 「R24」와 「C24」의 구성에서는 24mm이다.
이와 같은 추측에 의거하여, 경사면(12x)의 사이즈와 피크 소음 레벨의 상관을 계산하면, 도 8에 나타내는 근사 곡선이 구해진다. 이 근사 곡선에 의하면, 경사면의 사이즈를 4mm 이상 또한 24mm 이하로 함으로써, 피크 소음 레벨이 현저하게 저감한다고 추측된다. 또, 경사면의 사이즈를 5mm 이상 또한 20mm 이하로 함으로써, 피크 소음 레벨이 보다 현저하게 저감한다고 추측된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 경사면(12x)으로서, 도 3b 및 도 4b에 나타내는 길이(L1)와 길이(L2)가 동일한 R면 또는 C면을 일례에 나타냈다. 그러나, 이 경사면(12x)은, 길이(L1)가 길이(L2)보다 큰 경사면으로 해도 되고, 길이(L1)가 길이(L2)보다 작은 경사면으로 해도 된다. 그 외에, 실시의 형태에서 나타낸 세부는, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명은, 철도 차량용의 브레이크 디스크에 이용할 수 있다.
10 브레이크 디스크 10a 디스크판부
10f 표면 12 관통 구멍
12t 소경부 12w 대경부
12x 경사면 12c 개구부의 중심

Claims (4)

  1. 표면에 슬라이딩부를 가지는 디스크판부와,
    상기 디스크판부의 표면에서 이면으로 관통하여, 상기 디스크판부와 철도 차량의 차륜을 체결하기 위한 볼트가 통과되는 관통 구멍을 구비하고,
    상기 디스크판부의 표면측에 있어서의 상기 관통 구멍의 개구부의 가장자리부에는, 상기 디스크판부의 반경 방향보다 상기 디스크판부의 둘레 방향으로 크게 확장되는 경사면이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 브레이크 디스크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 경사면 중 상기 개구부의 중심으로부터 상기 디스크판부의 둘레 방향의 위치에 있는 부위는 4mm 이상 또한 24mm 이하의 C면 또는 R면인 것을 특징으로 하는 철도 차량용 브레이크 디스크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 경사면 중 상기 개구부의 중심으로부터 상기 디스크판부의 둘레 방향의 위치에 있는 부위는 6mm±15%의 C면 또는 R면인 것을 특징으로 하는 철도 차량용 브레이크 디스크.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구부 중 상기 개구부의 중심으로부터 상기 디스크판부의 반경 방향의 위치에 있는 부위에는 경사면이 없거나, 2mm 이하의 C면 또는 R면인 경사면이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 브레이크 디스크.
KR1020197027818A 2017-03-24 2018-03-14 철도 차량용 브레이크 디스크 KR20190122734A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017058310 2017-03-24
JPJP-P-2017-058310 2017-03-24
PCT/JP2018/009870 WO2018173869A1 (ja) 2017-03-24 2018-03-14 鉄道車両用ブレーキディスク

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190122734A true KR20190122734A (ko) 2019-10-30

Family

ID=63584337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197027818A KR20190122734A (ko) 2017-03-24 2018-03-14 철도 차량용 브레이크 디스크

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20210199166A1 (ko)
EP (1) EP3604849A1 (ko)
JP (1) JP7109422B2 (ko)
KR (1) KR20190122734A (ko)
CN (1) CN110462248A (ko)
BR (1) BR112019018415A2 (ko)
TW (1) TWI659163B (ko)
WO (1) WO2018173869A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022158604A (ja) * 2021-04-02 2022-10-17 ナブテスコ株式会社 ブレーキディスク

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007205428A (ja) 2006-01-31 2007-08-16 Sumitomo Metal Ind Ltd 鉄道車両用ブレーキディスク

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1287967A (fr) * 1961-05-02 1962-03-16 Knorr Bremse Gmbh Disque de frein, en particulier pour véhicules sur rails
DE3413843A1 (de) * 1984-04-12 1985-10-17 Knorr-Bremse GmbH, 8000 München Befestigungsanordnung fuer bremsscheiben, insbesondere fuer schienenfahrzeuge
DE3818713A1 (de) * 1988-06-01 1989-12-07 Knorr Bremse Ag Radbremsscheibe fuer schienenfahrzeuge
US5101940A (en) * 1989-11-07 1992-04-07 Sab Sabco (Holdings) B.V. Vehicle braking disc secured with an assembly of pine and blocks
GB9005421D0 (en) * 1990-03-10 1990-05-09 Lucas Ind Plc Improvements relating to wheels incorporating brake discs
DE19709178B4 (de) * 1997-03-06 2008-10-02 Faiveley Transport Remscheid Gmbh Bremsscheibenbefestigung
JP3919061B2 (ja) 2000-06-23 2007-05-23 株式会社ジェイテクト 車軸用軸受装置
JP4595581B2 (ja) 2005-02-21 2010-12-08 株式会社ジェイテクト ハブユニット
JP4600194B2 (ja) * 2005-07-22 2010-12-15 住友金属工業株式会社 鉄道車両用ブレーキディスクの締結構造及び鉄道車両用車輪
DE102006043415A1 (de) * 2006-09-15 2008-04-03 Audi Ag Bremsscheibe und Verfahren zur Herstellung der Bremsscheibe
JP4677982B2 (ja) * 2006-12-26 2011-04-27 住友金属工業株式会社 鉄道車両用ブレーキディスク及びその締結構造
CN101216084A (zh) * 2008-01-21 2008-07-09 浙江大学 用于摩托车制动器的制动盘
CN203161922U (zh) * 2013-04-17 2013-08-28 孙德杰 一种新型刹车盘
SG10201501444XA (en) 2015-02-26 2016-09-29 Sunstar Singapore Pte Ltd Metal plate molded article, noise-reduction brake disc using the same, and manufacturing method of metal plate molded article

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007205428A (ja) 2006-01-31 2007-08-16 Sumitomo Metal Ind Ltd 鉄道車両用ブレーキディスク

Also Published As

Publication number Publication date
US20210199166A1 (en) 2021-07-01
CN110462248A (zh) 2019-11-15
EP3604849A1 (en) 2020-02-05
BR112019018415A2 (pt) 2020-04-14
JPWO2018173869A1 (ja) 2020-02-06
TW201840943A (zh) 2018-11-16
WO2018173869A1 (ja) 2018-09-27
JP7109422B2 (ja) 2022-07-29
TWI659163B (zh) 2019-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102102300B1 (ko) 철도 차량용 브레이크 디스크
WO2010071169A1 (ja) 鉄道車両用ブレーキディスク
TWI572790B (zh) 帶制動盤的鐵道車輪
US20060001279A1 (en) Bumper mounting structure
US11473608B2 (en) Fastening structure and fastened structural body
WO2014038621A1 (ja) 鉄道車両用ブレーキディスク
EP2682285A1 (en) Spike for tire
US11434964B2 (en) Brake lining for a railway vehicle and disk brake equipped with the same
KR20190122734A (ko) 철도 차량용 브레이크 디스크
US12031597B2 (en) Brake disk unit for railway vehicle
US10670094B2 (en) Brake lining for a railway vehicle and disc brake equipped with the same
KR102107642B1 (ko) 철도 차량용 브레이크 라이닝 및 그것을 구비한 디스크 브레이크
JP2018054013A (ja) ワッシャ及び車両構造体
KR101874216B1 (ko) 브레이크 디스크가 달린 철도 차륜
JP6447458B2 (ja) ダストカバー
US20240191762A1 (en) Disc brake device for railway vehicle
JP2020535362A (ja) 自動車用の円錐形ディスク式巻掛け変速機
JP2006063782A (ja) 鉄道用レール
JP6666584B2 (ja) シール構造
WO2019244714A1 (ja) 車両用ディスクホイールおよび車両用ホイールディスクの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
WITB Written withdrawal of application