TWI772028B

TWI772028B - 鐵道車輛用碟煞裝置

Info

Publication number: TWI772028B
Application number: TW110118013A
Authority: TW
Inventors: 藤本裕; 塩谷由衣子; 加藤孝憲; 野上裕; 市川雄基; 宮部成央
Original assignee: 日商日本製鐵股份有限公司
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2022-07-21
Also published as: TW202246669A

Abstract

碟煞裝置(100)，具備轉動構件(10)、煞車碟盤(20)、控制構件(30)、連結構件(40)。煞車碟盤(20)，含有環狀的碟盤本體(21)、複數個鰭片(22)。控制構件(30)，含有基座板(31)、突出部(32)，用來控制相鄰的鰭片(22)之間的通氣量。鰭片(22)的至少其中1個，具有「含有小徑部(222b)」的連結孔(222)。基座板(31)具有貫穿孔(311)。連結構件(40)的軸部(42)穿過小徑部(222b)及貫穿孔(311)。貫穿孔(311)的周緣，配置在小徑部(222b)之周緣的外周側。

Description

鐵道車輛用碟煞裝置

本發明關於鐵道車輛用的碟煞裝置。

碟煞裝置廣泛地作為鐵道車輛的制動裝置使用。碟煞裝置，具備環狀的煞車碟盤、煞車襯。煞車碟盤，譬如連結於車輪，而與車輪一起轉動。將煞車襯壓附於煞車碟盤。藉由煞車襯與煞車碟盤之間的摩擦，使煞車碟盤及車輪受到制動。

鐵道車輛所使用之碟煞裝置的煞車碟盤，根據確保其耐久性的觀點，而要求充分的冷卻性能。為了確保制動時的冷卻性能，一般而言，在煞車碟盤的背面，複數個鰭片形成放射狀。各鰭片接觸於車輪，而在煞車碟盤的背面與車輪之間形成通氣路徑。該通氣路徑，當煞車碟盤與車輪一起轉動時，使空氣從煞車碟盤的內周側朝外周側通過。藉由流動於通氣路徑內的空氣，使煞車碟盤受到冷卻。

然而，鐵道車輛行駛中，由於空氣流動於煞車碟盤與車輪之間通氣路徑內，而產生氣動聲(aerodynamic sound)。特別是鐵道車輛以高速行駛的場合，通氣路徑內的通氣量增加而產生大量的氣動聲。

相對於此，在專利文獻1中，提出一種：以連結部將「於周方向上相鄰鰭片彼此」連結的碟煞裝置。該碟煞裝置，藉由連結部，在鰭片間的各個通氣路徑，形成「剖面積形成最小」的部分。根據專利文獻1，藉由使通氣路徑之最小剖面積的總和形成18000mm ²以下，可降低高速行駛時的氣動聲。

在專利文獻1中，用來降低氣動聲的連結部，與煞車碟盤的碟盤本體及鰭片形成一體。因此，煞車碟盤之中，連結部之附近部分的剛性，相較於其他部分的剛性，形成更大。據此，在制動期間，煞車襯對煞車碟盤形成滑動，當摩擦熱已產生時，連結部的附近部分，相較於其他部分更不容易形成熱變形，並在煞車碟盤產生翹曲。其結果，對「將煞車碟盤連結於車輪的連結構件」的負荷將增加。

有鑑於此，在專利文獻2中，提出一種：將和煞車碟盤不同個體的氣動聲降低構件(控制構件)設於碟煞裝置的技術。根據專利文獻2，藉由設於控制構件的突出部將通氣路徑的局部封閉，藉此可抑制通氣路徑內之空氣的流動，能降低鐵道車輛行駛中所產生的氣動聲。此外，由於煞車碟盤與控制構件為不同的零件，因此控制構件的突出部不會影響煞車碟盤的剛性。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2007-205428號公報 [專利文獻2]國際公開第2019/194203號公報

[發明欲解決之問題]

順帶一提，在專利文獻2的碟煞裝置中，控制構件，被配置於車輪等的轉動構件與煞車碟盤之間，並藉由連結構件而與煞車碟盤一起連結於轉動構件。連結構件的軸部，透過設於控制構件的貫穿孔，從煞車碟盤朝向轉動構件延伸。當藉由該碟煞裝置對轉動構件形成制動時，因煞車碟盤與煞車襯之間的摩擦熱，使煞車碟盤產生熱變形。煞車碟盤，首先在軸方向的外側(煞車襯側)形成熱膨脹，一旦開始制動後經過一定程度的時間，在徑向的外側也形成熱膨脹。另外，控制構件，由於從煞車碟盤與煞車襯之間的滑動部分離，故幾乎不會熱變形。因此，當連結構件伴隨著煞車碟盤的熱膨脹而形成移動時，連結構件的軸部對控制構件之貫穿孔的周緣形成干涉，而存在對控制構件作用過大負荷的可能性。

本發明課題在於：在設有「用來控制通氣路徑內之通氣量的控制構件」的鐵道車輛用碟煞裝置中，降低對控制構件的負荷。 [解決問題之手段]

本發明的碟煞裝置，是鐵道車輛用的碟煞裝置。碟煞裝置，具備轉動構件、煞車碟盤、控制構件、連結構件。轉動構件安裝於鐵道車輛的車軸。煞車碟盤，含有環狀的碟盤本體、複數個鰭片。碟盤本體，具有與轉動構件相對向背面。鰭片，在該背面上配置成放射狀。控制構件，含有基座板、突出部。基座板，被挾持於轉動構件與鰭片之間。突出部，從基座板朝向碟盤本體突出，並位於：鰭片中，在煞車碟盤的周方向上相鄰的鰭片之間。控制構件，用來控制相鄰的鰭片之間的通氣量。連結構件，將煞車碟盤及控制構件連結於轉動構件。鰭片的至少其中1個，具有的第1連結孔。第1連結孔，含有大徑部、小徑部。在大徑部，配置有連結構件的頭部。小徑部，具有比大徑部的直徑更小的直徑。連結構件的軸部穿過小徑部。基座板具有貫穿孔。貫穿孔，對應於第1連結孔而設在基座板。連結構件的軸部穿過貫穿孔。貫穿孔的周緣，配置在第1連結孔的小徑部之周緣的外周側。 [發明的效果]

根據本發明，在設有「用來控制通氣路徑內之通氣量的控制構件」的鐵道車輛用碟煞裝置中，能降低對控制構件的負荷。

實施形態的碟煞裝置，是鐵道車輛用的碟煞裝置。碟煞裝置，具備轉動構件、煞車碟盤、控制構件、連結構件。轉動構件安裝於鐵道車輛的車軸。煞車碟盤，含有環狀的碟盤本體、複數個鰭片。碟盤本體，具有與轉動構件相對向的背面。鰭片，在該背面上配置成放射狀。控制構件，含有基座板、突出部。基座板，被挾持於轉動構件與鰭片之間。突出部，從基座板朝向碟盤本體突出，並位於：鰭片中，在煞車碟盤的周方向上相鄰的鰭片之間。控制構件，用來控制相鄰的鰭片之間的通氣量。連結構件，將煞車碟盤及控制構件連結於轉動構件。鰭片的至少其中1個，具有的第1連結孔。第1連結孔，含有大徑部、小徑部。在大徑部，配置有連結構件的頭部。小徑部，具有比大徑部的直徑更小的直徑。連結構件的軸部穿過小徑部。基座板具有貫穿孔。貫穿孔，對應於第1連結孔而設在基座板。連結構件的軸部穿過貫穿孔。貫穿孔的周緣，配置在第1連結孔的小徑部之周緣的外周側(第1構造)。

根據第1構造的碟煞裝置，可由控制構件，在煞車碟盤之碟盤本體的背面上，控制在周方向上相鄰的鰭片之間的通氣量。亦即，在上述的碟煞裝置中，由於控制構件的突出部位在相鄰的鰭片之間，這些鰭片與碟盤本體及轉動構件一起形成之通氣路徑的開口面積，局部地變小。如此一來，可限制通氣路徑內的通氣量，能降低鐵道車輛行駛時所產生的氣動聲。

在第1構造中，設於煞車碟盤的鰭片之中的至少1個，具有的第1連結孔。第1連結孔，含有可供連結構件的軸部穿過小徑部。另外，在控制構件的基座板，形成有可供連結構件的軸部穿過的貫穿孔。該貫穿孔的周緣，配置在第1連結孔的小徑部之周緣的外周側。亦即，控制構件之貫穿孔的周緣，相較於煞車碟盤的第1連結孔之小徑部的周緣，配置成從連結構件的軸部分離。如此一來，當連結構件伴隨著制動時的煞車碟盤的熱膨脹而形成移動時，可預防連結構件的軸部對控制構件的貫穿孔之周緣形成干涉。據此，能降低對控制構件的負荷。

轉動構件可具有第2連結孔。第2連結孔，對應於煞車碟盤的第1連結孔及控制構件的貫穿孔而設在轉動構件。連結構件的軸部穿過第2連結孔。貫穿孔的周緣，最好配置在第2連結孔之周緣的外周側(第2構造)。

根據第2構造，形成於控制構件的基座板之貫穿孔的周緣，配置在形成於轉動構件的第2連結孔之小徑部的周緣的外周側。如此一來，控制構件的基座板中，貫穿孔的附近部分，被轉動構件與鰭片所挾持。因此，在控制構件的基座板中，可藉由來自連結構件的頭部之軸方向的負荷等，抑制貫穿孔的附近部分落入轉動構件的第2連結孔內。亦即，能降低控制構件之軸方向的位移。

貫穿孔的周緣、與第2連結孔的周緣之間的距離，最好大於2.0mm(第3構造)。

根據第3構造，控制構件之貫穿孔的周緣，從轉動構件之第2連結孔的周緣分離超過2.0mm。如此一來，在控制構件的基座板中，能更確實地抑制貫穿孔的附近部分落入轉動構件的第2連結孔內。

煞車碟盤之周方向的貫穿孔的寬度，最好小於「具有第1連結孔的鰭片」之頂面的最大寬度(第4構造)。

根據第4構造，形成於控制構件的基座板之貫穿孔的寬度，小於鰭片之頂面的最大寬度。如此一來，可以防止「鰭片落入控制構件的貫穿孔內而產生變形」。

以下，參考圖面說明本發明的實施形態。對於各圖面中相同或者相當的構造標示相同的圖號，其說明不再重複敘述。

[整體構造] 圖1為顯示本實施形態的鐵道車輛用碟煞裝置100之概略構造的縱剖面圖。所謂的縱剖面，是以包含中心軸X的平面，將碟煞裝置100切斷的剖面。中心軸X，是鐵道車輛之車軸200的軸心。以下，將中心軸X所延伸的方向稱為軸方向。

如圖1所示，碟煞裝置100，具備轉動構件10、煞車碟盤20、控制構件30、連結構件40。

轉動構件10安裝於車軸200，並與車軸200一體地繞著中心軸X轉動。在本實施形態的例子中，轉動構件10為鐵道車輛的車輪，具有板部11。但是，轉動構件10，也可以是車輪以外的碟盤體。轉動構件10，具有可供連結構件40通過的連結孔12。連結孔12，轉動構件10朝軸方向貫穿。

煞車碟盤20，設於碟盤狀之轉動構件10的兩側面。控制構件30，配置於轉動構件10與各煞車碟盤20之間。這些煞車碟盤20及控制構件30，藉由連結構件40而連結於轉動構件10的板部11。連結構件40，通常是由螺栓及螺帽所構成。在軸方向上，於各煞車碟盤20的外側，設有煞車襯50。

[重要部分的構造] 圖2，是從轉動構件10側，觀看配置於轉動構件10之兩側面上的煞車碟盤20及控制構件30中之其中一個煞車碟盤20及控制構件30的圖(背面圖)。在圖2中，顯示煞車碟盤20及控制構件30的1/4周部分。以下，將煞車碟盤20的周方向及徑向，簡稱為周方向及徑向。

參考圖2，煞車碟盤20含有碟盤本體21、複數個鰭片22。

碟盤本體21成為環狀。碟盤本體21，實質上具有以中心軸X作為軸心的圓環板狀。碟盤本體21，具有滑動面211及背面212。滑動面211，是在碟盤本體21中設於軸方向其中一側的面。為了產生制動力，將煞車襯50(圖1)按壓於滑動面211。背面212，是在碟盤本體21中設於軸方向另一側的面，面向轉動構件10(圖1)。

複數個鰭片22，在碟盤本體21的背面212上配置成放射狀。這些鰭片22，在徑向中從碟盤本體21的內側朝外側延伸。各鰭片22，從背面212朝轉動構件10（圖1）側突出。因此，在轉動構件10、於周方向相鄰的鰭片22、碟盤本體21之間形成有空間。這些空間，當煞車碟盤20與轉動構件10一起轉動時，成為可供空氣通過的通氣路徑。

設於碟盤本體21的複數個鰭片22之中，部分的鰭片22具有可供連結構件40(圖1)通過的連結孔222。各連結孔222，對應於轉動構件10的連結孔12(圖1)而設置。各連結孔222，貫穿碟盤本體21及鰭片22。在其他鰭片22的頂面221，形成有凹陷狀的鍵槽223。在鍵槽223嵌入有：用來限制煞車碟盤20與轉動構件10(圖1)間之相對轉動的鍵(圖示省略)。鰭片22的數量、連結孔222的數量及鍵槽223的數量，可適當地設定。在本實施形態的例子中，雖然在全部的鰭片22形成有連結孔222或者鍵槽223，但亦可存在未形成有連結孔222及鍵槽223的鰭片22。

如圖2所示，控制構件30，是和煞車碟盤20不同的構件。控制構件30，用來控制於周方向上相鄰的鰭片22之間的通氣量。控制構件30，含有基座板31、複數個突出部32。

基座板31略呈圓環板狀，與碟盤本體21實質上配置成同軸。基座板31，被挾持於轉動構件10(圖1)與複數個鰭片22之間。亦即，轉動構件10接觸於基座板31的其中一側面，鰭片22的頂面221接觸於基座板31的另一側面。

在本實施形態的例子中，基座板31於徑向的長度，大概與「鰭片22的頂面221於徑向的長度」相等。但是，基座板31於徑向的長度，亦可比鰭片22之頂面221的長度更長、或亦可比鰭片22之頂面221的長度更短。在「基座板31於徑向的長度」比「鰭片22之頂面221的長度」短的場合中，在鰭片22的頂面221，亦可形成用來收容基座板31的凹部。

在基座板31，為了使連結構件40(圖1)穿過，對應於轉動構件10的連結孔12(圖1)及煞車碟盤20的連結孔222，形成有複數個貫穿孔311。此外，在基座板31，為了使上述鍵(圖示省略)穿過，對應於煞車碟盤20的鍵槽223，形成有複數個開口312。

每個貫穿孔311，具有周方向的寬度W。貫穿孔311的寬度W，小於「具有連結孔222的鰭片22」之頂面221的最大寬度W_F。寬度W，是各貫穿孔311中連結周方向之端部彼此的直線的長度。最大寬度W_F，是連結鰭片22之頂面221的兩側緣，並且正交於徑向的直線之長度的最大值。鰭片22的頂面221，舉例來說，在連結孔222形成開口的領域中，具有最大寬度W_F。

鰭片的最大寬度W_F與貫穿孔311的寬度W之間的差，最好是大於3.0mm(W_F-W>3.0mm)，大於4.0mm更好(W_F-W>4.0mm)。雖然沒有特別限定，貫穿孔311的寬度W，舉例來說，未滿47.0mm，最好未滿44.0mm，未滿43.0mm更好。

貫穿孔311，可以形成各種形狀。在本實施形態的例子中，貫穿孔311，在控制構件30的俯視視角或者背面視角，形成圓形。貫穿孔311為圓形的場合，貫穿孔311的寬度W，為貫穿孔311的直徑。但是，貫穿孔311，在控制構件30的俯視視角或者背面視角中，譬如也可以是橢圓形。貫穿孔311為「在徑向具有長軸的橢圓形」的場合，貫穿孔311的寬度W，成為貫穿孔311的短徑。貫穿孔311為「在徑向具有短軸的橢圓形」的場合，貫穿孔311的寬度W，成為貫穿孔311的長徑。

基座板31的兩面之中，於煞車碟盤20側的面形成有複數個突出部32。突出部32，保持間隔地設於周方向。每個突出部32，從基座板31朝向碟盤本體21突出，並位於：在周方向上相鄰的鰭片22之間。亦即，在周方向上相鄰的鰭片22之間，逐一配置1個突出部32。

圖3為圖2的III-III剖面圖。如圖3所示，每個突出部32，從基座板31朝向碟盤本體21的背面212突出。突出部32的前端，未接觸碟盤本體21的背面212。此外，突出部32的兩側緣，也未接觸鰭片22的側面225。因此，在突出部32與煞車碟盤20之間形成有：於徑向視角中略呈U字型的空間。

形成於各突出部32與煞車碟盤20間之略呈U字型的空間之剖面積的總和，譬如可形成18000mm²以下。該剖面積的總和，譬如可形成2500mm²以上。所謂略呈U字型的空間的剖面積，是沿著「形成於各突出部32與煞車碟盤20間之略呈U字型空間的周方向」之剖面的最小面積。所謂剖面積的總和，是將周方向上之各空間的剖面積全部相加所算出的值。

在本實施形態中，突出部32具有略呈三角形狀的縱剖面(沿著徑向的剖面)。亦即，突出部32之徑向內側的表面，以「隨著朝向碟盤本體21的外周側，而靠近碟盤本體21的背面212」的方式形成傾斜。然而，突出部32的形狀，並沒有特別的限制。突出部32亦可形成中空、或亦可形成實心。從滑順地導引通氣路徑內之空氣的觀點來看，突出部32的表面，最好是不具有角部的圓滑形狀。

控制構件30，能以具有1.0mm~3.0mm板厚之金屬的薄片材構成。控制構件30，舉例來說，藉由對該薄片材進行衝壓加工而成形。在該場合中，基座板31及複數個突出部32形成一體。但是，也能以不同的個體形成基座板31、突出部32後，利用焊接等將突出部32固定於基座板31。

以下參考圖4，更詳細地說明含有「轉動構件10、煞車碟盤20、控制構件30及連結構件40」的碟煞裝置100。圖4為圖1的局部放大圖。

如圖4所示，煞車碟盤20及控制構件30，藉由連結構件40而連結於轉動構件10。連結構件40插入：設於煞車碟盤20的連結孔222、設於控制構件30的貫穿孔311、及設於轉動構件10的連結孔12。

在煞車碟盤20，連結孔222含有大徑部222a、小徑部222b。小徑部222b，在連結孔222中，構成鰭片22之頂面221側的端部。小徑部222b，具有比大徑部222a的直徑D _BL更小的直徑D _BS。藉由大徑部222a與小徑部222b之間的徑差，在小徑部222b的周圍形成有環狀的底部224。

在大徑部222a，配置有連結構件40的頭部41。頭部41，是螺栓的頭部、或者螺帽。大徑部222a的頭部41，藉由底部224而直接或者間接地受到支承。在本實施形態的例子中，在頭部41與底部224之間，配置有1個以上的碟型彈簧60。亦即，頭部41隔著碟型彈簧60支承於底部224。底部224的厚度(軸方向的長度)，從確保強度的觀點來看，最好是1.0mm以上，2.0mm以上更好。底部224的厚度，譬如為6.0mm以下。

連結構件40之中，螺栓的軸部42穿過小徑部222b。軸部42，從大徑部222a內的頭部41朝軸方向延伸，並穿過小徑部222b、控制構件30的貫穿孔311、及轉動構件10的連結孔12。

在控制構件30中，設於基座板31的各貫穿孔311，具有最小跨越長度L。長度L為：在各貫穿孔311中連結周緣上的2點，並且通過該貫穿孔311之中心的直線之中，最短的直線的長度。在本實施形態的例子中，由於貫穿孔311為圓形，因此長度L為貫穿孔311的直徑，與寬度W(圖2)相等。在貫穿孔311為橢圓形的場合中，長度L為貫穿孔311的短徑。

貫穿孔311的長度L，大於設在煞車碟盤20的連結孔222之小徑部222b的直徑D _BS。換言之，貫穿孔311的開口面積，大於小徑部222b的開口面積。因此，貫穿孔311的周緣，配置在小徑部222b之周緣的外周側。貫穿孔311的長度L與小徑部222b的直徑D _BS之間的差，最好為6.0mm以上(L-D _BS≧6.0mm)。小徑部222b的直徑D _BS，小於設在轉動構件10之連結孔12的直徑D _W。

不僅如此，貫穿孔311的長度L，大於轉動構件10之連結孔12的直徑D _W。換言之，貫穿孔311的開口面積，大於連結孔12的開口面積。因此，貫穿孔311的周緣，配置在連結孔12之周緣的外周側。貫穿孔311的長度L與連結孔12的直徑D _W之間的差，最好大於4.0mm(L-D _W＞4.0mm)。亦即，貫穿孔311的周緣、與連結孔12的周緣之間的距離d，最好大於2.0mm。

雖然沒有特別限定，貫穿孔311的長度L，舉例來說，大於18.5mm，且未滿47.0mm。長度L，最好為24.5mm以上，大於26.0mm更好。此外，長度L，最好是未滿44.0mm，未滿43.0mm更好。

[效果] 本實施形態的碟煞裝置100，在周方向上相鄰的各鰭片22之間，配置有控制構件30的突出部32。藉此，由轉動構件10、鰭片22、碟盤本體21所區劃之各通氣路徑的剖面積，局部性變小。據此，可限制通氣路徑內的通氣量，能降低鐵道車輛行駛時所產生的氣動聲。

在本實施形態的碟煞裝置100中，於控制構件30的基座板31，形成有可供連結構件40的軸部42穿過的貫穿孔311。該貫穿孔311的周緣，配置在設於煞車碟盤20之連結孔222的小徑部222b之周緣的外周側。亦即，貫穿孔311的周緣，相較於小徑部222b的周緣，配置成從連結構件40的軸部42分離。因此，當連結構件40伴隨著制動時之煞車碟盤20的熱膨脹而移動時，可預防連結構件40的軸部42對貫穿孔311之周緣的干涉。據此，能降低對控制構件30的負荷。

在本實施形態中，控制構件30之貫穿孔311的周緣，配置在設於轉動構件10之連結孔12的周緣的外周側。如此一來，控制構件30中貫穿孔311的附近部分，被轉動構件10的實體部分(連結孔12以外的部分)與鰭片22所挾持。因此，在制動時，舉例來說，即使煞車碟盤20之連結孔222的底部224隔著碟型彈簧60從連結構件40的頭部41承受了負載，控制構件30之貫穿孔311的附近部分，也由轉動構件10的實體部分所支承，不容易落入連結孔12內。據此，能降低控制構件30之軸方向的位移。

在本實施形態中，控制構件30之貫穿孔311的周緣、與連結孔12的周緣之間的距離d，最好大於2.0mm。如此一來，在控制構件30中，能更確實地抑制貫穿孔311的附近部分落入轉動構件10的連結孔12內。

在本實施形態中，控制構件30之貫穿孔311的寬度W，小於鰭片22之頂面221的最大寬度W _F。如此一來，可以防止「鰭片22落入控制構件30的貫穿孔311內而產生變形」。

以上，雖然說明了本發明的實施形態，但本發明並不侷限於上述實施形態，在不脫離本發明要旨的範圍內，能有各式各樣的變更。

舉例來說，雖然在上述實施形態中，在碟盤本體21之徑向的中央附近配置有控制構件30的突出部32，但突出部32的位置並不侷限於此。突出部32，亦可配置於朝碟盤本體21的外周附近、或亦可配置於碟盤本體21的內周附近。

在上述實施形態中，控制構件30的基座板31，實質上形成圓環板狀。但是，基座板31亦可在周方向分割成複數個。亦即，亦可由複數個圓弧狀零件，構成基座板31。這些圓弧狀零件，在轉動構件10與煞車碟盤20之間，彼此接觸或者保持間隔地配列於周方向。圓弧狀零件，最好分別具有複數個突出部32。

[實施例]

以下，藉由實施例，更詳細地說明本發明。但是，本發明並不侷限於以下的實施例。

為了驗證「設於控制構件30之基座板31的貫穿孔311之適當大小」，使用泛用的分析軟體(ABAQUS,Version 6.14-3，DASSAULT SYSTEMS公司製)，變更貫穿孔311的最小跨越長度(直徑)L的同時，實施了基於有限元素法(finite element method)的數值分析。

在分析中，考慮周方向的對稱性，使含有「轉動構件(車輪)10、煞車碟盤20、控制構件30、連結構件40及碟型彈簧60」之碟煞裝置100的15°領域形成模型化。材料部分，煞車碟盤20採用彈塑性材料(elastic-plastic material)，其他採用彈性材料，並賦予「利用實驗所預先測量的資料」作為材料物理性質。但是，對於控制構件30，使用了一般結構用鋼的材料物理性質。

分析模型的主要尺寸條件如下所示。

●煞車碟盤的內徑：466.0mm

●煞車碟盤的外徑：720.0mm

●煞車碟盤的整體厚度：43.5mm

●碟盤本體的厚度：22.0mm

分析是以最嚴格的地震偵測煞車條件實施。亦即，是假設「鐵道車輛以360km/h行駛時，實施停止煞車」的場合，對控制構件30之每個貫穿孔311的直徑L，評估控制構件30與連結構件40之間的接觸、及控制構件30之軸方向的位移。表1顯示各分析模型中控制構件30之貫穿孔311的直徑L。

在控制構件30之貫穿孔311的直徑L，與煞車碟盤20的連結孔222之小徑部222b的直徑D_BS相等的場合(表1：No.1)中，連結構件40的軸部42於制動中接觸控制構件30，而在控制構件30產生了過大的應力。另外，在直徑L大於直徑D_BS的場合(表1：No.2~4)中，制動期間，控制構件30與連結構件40的軸部42之間的接觸並未發生。據此，藉由「L＞D _BS，且貫穿孔311的周緣配置在連結孔222的小徑部222b之周緣的外周側」，可避免控制構件30與連結構件40的軸部42之間的接觸，能降低控制構件30的負荷。

為了更確實地避免控制構件30與連結構件40的軸部42之間的接觸，有必要考慮：煞車碟盤20及連結構件40於制動期間之徑向的移動量。在分析中，從煞車開始起，在73.6秒後確認到2.9mm之徑向的移動量。根據該結果，貫穿孔311的周緣，最好是從小徑部222b的周緣起，分離3.0mm以上。亦即，貫穿孔311的直徑L與小徑部222b的直徑D _BS之間的差，最好為6.0mm以上(L-D _BS≧6.0mm)。

圖5及圖6，分別是針對表1的No.2及No.3的控制構件30，顯示徑向位置、與制動時的軸方向位移間之關係的圖表。如圖7所示，這裡的徑向位置，是將徑向中的貫穿孔311的內端作為原點(x=0)，並將徑向外側設為正。此外，在圖5及圖6中，軸方向位移，將轉動構件10側設為負，並將煞車碟盤20側設為正，而繪製同一個徑向位移的最小值(最朝負方向位移的點的值)。

如圖5所示，在控制構件30之貫穿孔311的直徑L與轉動構件10之連結孔12的直徑D _W相等的場合(表1：No.2)中，在x=22.0mm的位置，控制構件30朝軸方向大幅地位移。然而，一旦越過x=24.0mm，控制構件30的軸方向位移(絕對值)便成為0.1mm以內。另外，如圖6所示，在直徑L大於直徑D _W的場合(表1：No.3)中，控制構件30的軸方向位移幾乎沒有產生。但是，在貫穿孔311的直徑L(=寬度W)與鰭片22之頂面221的最大寬度W _F相等的場合(表1：No.4)中，發生了鰭片22落入貫穿孔311內的變形。

根據該結果，藉由「L＞D _W，且貫穿孔311的周緣配置在連結孔12之周緣的外周側」，可抑制控制構件30的軸方向位移。特別是在「從連結孔12的周緣到貫穿孔311的周緣為止的距離d，大於2.0mm」的場合中，能更確實地抑制控制構件30的軸方向位移。

此外，只要使貫穿孔311的寬度W小於鰭片22之頂面221的最大寬度W _F(W _F＞W)，便能抑制鰭片22落入貫穿孔311內的變形。為了更確實地抑制該變形，考慮到煞車碟盤20於制動期間之徑向的移動量，最好是形成W _F-W＞3.0mm，形成W _F-W＞4.0mm更好。

100:碟煞裝置 10:轉動構件 12:連結孔 20:煞車碟盤 21:碟盤本體 212:背面 22:鰭片 221:頂面 222:連結孔 222a:大徑部 222b:小徑部 30:控制構件 31:基座板 311:貫穿孔 32:突出部 40:連結構件 41:頭部 42:軸部

[圖1]圖1為顯示實施形態的鐵道車輛用碟煞裝置之概略構造的縱剖面圖。 [圖2]圖2為圖1顯示之碟煞裝置所含有的煞車碟盤及控制構件的背面圖。 [圖3]圖3為圖2的III-III剖面圖。 [圖4]圖4為圖1所示之碟煞裝置的局部放大圖。 [圖5]圖5是針對一種實施例的控制構件，顯示徑向位置、與制動時的軸方向位移間之關係的圖表。 [圖6]圖6是針對另一種實施例的控制構件，顯示徑向位置、與制動時的軸方向位移間之關係的圖表。 [圖7]圖7為示意地顯示各實施例所採用的分析模型之控制構件的立體圖。

d:距離

D_BL:直徑

D_BS:直徑

D_W:直徑

L:長度

10:轉動構件

12:連結孔

20:煞車碟盤

21:碟盤本體

22:鰭片

30:控制構件

31:基座板

40:連結構件

41:頭部

42:軸部

60:碟型彈簧

100:碟煞裝置

211:滑動面

212:背面

221:頂面

222:連結孔

222a:大徑部

222b:小徑部

224:底部

311:貫穿孔

Claims

一種碟煞裝置，是鐵道車輛用的碟煞裝置，具備：轉動構件，安裝於前述鐵道車輛的車軸；煞車碟盤，含有：環狀的碟盤本體，具有與前述轉動構件相對向的背面；複數個鰭片，在前述背面上配置成放射狀；控制構件，用來控制前述相鄰鰭片間的通氣量，並且含有：基座板，被挾持於前述轉動構件與前述鰭片之間；突出部，從前述基座板朝前述碟盤本體突出，並位於前述鰭片之中在前述煞車碟盤的周方向上相鄰的鰭片之間；連結構件，用來將前述煞車碟盤及前述控制構件連結於前述轉動構件，前述鰭片的至少其中1個，具有第1連結孔，該第1連結孔含有：可供前述連結構件的頭部配置的大徑部；具有比前述大徑部的直徑小的直徑，且可供前述連結構件的軸部穿過的小徑部，前述基座板具有：對應於前述第1連結孔而設置，可供前述軸部穿過的貫穿孔，前述貫穿孔的周緣，配置在前述第1連結孔的前述小徑部之周緣的外周側。
如請求項1所記載的碟煞裝置，其中前述轉動構件具有：對應於前述第1連結孔及前述貫穿孔而設置，可供前述軸部穿過的第2連結孔，前述貫穿孔的前述周緣，配置在前述第2連結孔之周緣的外周側。
如請求項2所記載的碟煞裝置，其中前述貫穿孔的前述周緣、與前述第2連結孔的前述周緣之間的距離，大於2.0mm。
如請求項1至請求項3之其中任1項所記載的碟煞裝置，其中前述周方向的前述貫穿孔的寬度小於：具有前述第1連結孔的前述鰭片之頂面的最大寬度。