WO2020121829A1 - ブレーキディスクの取付け構造、及びブレーキディスク付き鉄道車輪 - Google Patents

Abstract

鉄道車両におけるブレーキディスクの取付け構造は、鉄道車輪（１）と、ブレーキディスク（２）と、ボルト（３）と、止め輪（４）と、を備える。鉄道車輪（１）は、鉄道車両の車軸と一体にされる。ブレーキディスク（２）は、自身の表面から裏面に貫通する座ぐり穴（２４）を有する。ボルト（３）は、座ぐり穴（２４）に挿入されてブレーキディスク（２）を鉄道車輪（１）に固定する。止め輪（４）は、座ぐり穴（２４）に嵌め込まれてブレーキディスク（２）の表面の摩耗限界を示す。ボルト（３）の頭部（３１）の端面（３１ａ）に凸部（３３）が設けられ、凸部（３３）の端面（３３ａ）が止め輪（４）の内側開口（４ａ）に位置する。

Description

ブレーキディスクの取付け構造、及びブレーキディスク付き鉄道車輪

　本発明は、鉄道車両におけるブレーキディスクの取付け構造、及びその取付け構造を含むブレーキディスク付き鉄道車輪に関する。

　鉄道車両の高速化及び大型化に伴い、鉄道車両の制動装置としてディスクブレーキ装置が多用される。ディスクブレーキ装置は、ブレーキディスクとブレーキライニングとの摩擦により制動力を生む装置である。ブレーキディスクは、車軸と一体にされる鉄道車輪に取り付けられる。鉄道車両の走行中、ブレーキキャリパの作動によってブレーキライニングがブレーキディスクの表面に押し付けられ、ブレーキディスクに制動力が与えられる。このとき、ブレーキディスクの表面は摺動面となる。これにより、車軸と一体で回転する車輪が減速し、鉄道車両が減速する。

　制動時、ブレーキディスクに摩擦熱が生じる。摩擦熱の放熱のため、一般に、ブレーキディスクのディスク本体の裏面にブレーキディスクの半径方向に延びる複数の縦フィンが設けられる。これにより、ブレーキディスクのディスク本体と鉄道車輪の車輪板部との間に空間が形成される。ブレーキディスクの回転により、ディスク本体の内周側から上記の空間に空気が導入され、その空気はその空間を流れてディスク本体の外周側から排出される。このようなブレーキディスクの裏面側におけるブレーキディスクの半径方向の気流により、ブレーキディスクに生じた摩擦熱の放熱が促進される。

　しかしながら、このブレーキディスクの場合、鉄道車両が高速で走行するとき、ブレーキディスクの高速回転に伴って、大量の空気がディスク本体と車輪板部との間の空間を流れる。これにより、大きな騒音が発生する。

　このような騒音に対し、特開２００７－２０５４２８号公報（特許文献１）に記載の技術では、ブレーキディスクのディスク本体の裏面に、ブレーキディスクの周方向に延びる複数の横リブが設けられる。横リブは、相互に隣接する縦フィンに接続され、ブレーキディスクの裏面側におけるブレーキディスクの半径方向の気流に通気抵抗を与える。つまり、横リブにより、ディスク本体と車輪板部との間の空間の最小断面積が調整され、その空間を流れる空気の流量が抑えられる。これにより、騒音が低減される。

　このように、特許文献１に記載の技術によれば、ブレーキディスクの裏面側における気流に起因する騒音を有効に低減できる。ただし、鉄道車両が高速で走行するとき、ブレーキディスクの高速回転に伴って、ブレーキディスクの表面（摺動面）側でブレーキディスクの周方向に沿う気流が発生する。この気流が騒音をもたらすおそれがある。

　ここで、ブレーキディスク（ディスク本体）の表面には、複数の貫通穴（座ぐり穴）が開口している。複数の座ぐり穴は、ブレーキディスクの中心軸周りで同一円周上に配列される。座ぐり穴の各々にボルトが挿入され、このボルトの締付けによってブレーキディスクが鉄道車輪に固定される。つまり、座ぐり穴は、ボルトによる鉄道車輪へのブレーキディスクの取付けに不可欠なものである。ブレーキディスクの表面側における気流は座ぐり穴の開口付近で乱れる。そのため、座ぐり穴からの騒音が問題となる。

　このような騒音に対し、国際公開ＷＯ２０１７／０９９０７４号パンフレット（特許文献２）に記載の技術では、ブレーキディスクのディスク本体の表面に、ブレーキディスクの周方向に延びる複数の溝が形成される。溝は、相互に隣接する座ぐり穴を結ぶ。溝により、座ぐり穴の開口付近の気流が整流される。これにより、ブレーキディスクの表面側におけるブレーキディスクの周方向の気流に起因する騒音であって、ボルト用の座ぐり穴を音源とする騒音が低減される。

特開２００７－２０５４２８号公報 国際公開ＷＯ２０１７／０９９０７４号パンフレット

　上述のとおり、特許文献２に記載の技術によれば、ボルト用の座ぐり穴を音源とする騒音を低減できる。しかしながら、特許文献２に記載の技術では、ブレーキディスクのディスク本体の表面に溝が形成されている。この場合、溝の存在によってディスク本体の強度が低下するかもしれない。またこの場合、ブレーキディスクとブレーキライニングとの接触面積が小さくなる。そのため、制動力が低下するかもしれないし、ブレーキディスクの表面（摺動面）が早期に摩耗するかもしれない。要するに、従来の技術では、ボルト用の座ぐり穴を音源とする騒音を低減する上で、ブレーキディスクの特性及びディスクブレーキ装置の性能が低下するかもしれない。

　本発明は上記の実情に鑑みてなされたものである。本発明の一つの目的は、ブレーキディスクの特性及びディスクブレーキ装置の性能を維持しつつ、ボルト用の座ぐり穴を音源とする騒音を低減できる、鉄道車両におけるブレーキディスクの取付け構造、及びブレーキディスク付き鉄道車輪を提供することである。

　本発明の実施形態によるブレーキディスクの取付け構造は、鉄道車両の車軸と一体にされるディスク部材と、自身の表面から裏面に貫通する座ぐり穴を有するブレーキディスクと、座ぐり穴に挿入されてブレーキディスクをディスク部材に固定するボルトと、座ぐり穴に嵌め込まれてブレーキディスクの表面の摩耗限界を示す止め輪と、を備える。ボルトの頭部の端面に凸部が設けられ、凸部の端面が止め輪の内側開口に位置する。

　本発明の実施形態によるブレーキディスク付き鉄道車輪は、上記のブレーキディスクの取付け構造を含み、ディスク部材が鉄道車輪である。

　本発明の実施形態による鉄道車両におけるブレーキディスクの取付け構造、及びブレーキディスク付き鉄道車輪は、ブレーキディスクの特性及びディスクブレーキ装置の性能を維持しつつ、ボルト用の座ぐり穴を音源とする騒音を低減できる。

図１は、ブレーキディスク付き鉄道車輪を示す平面図である。 図２は、ブレーキディスク付き鉄道車輪における座ぐり穴付近の平面図である。 図３は、図１の線III－IIIにおける断面図である。 図４は、図１の線IV－IVにおける断面図である。 図５は、ブレーキディスク単体を表面側から見たときの平面図である。 図６は、ブレーキディスク単体を裏面側から見たときの平面図である。 図７は、ブレーキディスク付き鉄道車輪における座ぐり穴付近の断面図である。 図８は、本実施形態のブレーキディスク付き鉄道車輪における座ぐり穴付近の平面図である。 図９は、本実施形態のブレーキディスク付き鉄道車輪における座ぐり穴付近の断面図である。 図１０は、本実施形態のブレーキディスク付き鉄道車輪におけるナットを収容した座ぐり穴付近の平面図である。 図１１は、図１０に示す座ぐり穴付近の断面図である。 図１２は、模擬試験で用いた試験体を示す断面図である。 図１３は、模擬試験の結果をまとめた図である。

　上記の課題を解決するため、本発明者らは、鉄道車両の車軸と一体にされるディスク部材へのブレーキディスクの取付け構造を改めて確認した。ここでは、その代表格として、ディスク部材が鉄道車輪である場合の構造を確認した。その結果、下記の知見を得た。

　図１～図４は、ブレーキディスク付き鉄道車輪を示す図である。これらの図のうち、図１は、ブレーキディスク２付き鉄道車輪１をブレーキディスク２の中心軸に沿って見たときの平面図である。図２は、座ぐり穴２４付近の平面図である。図２には、ボルト３の頭部３１が収容される方の座ぐり穴２４付近が示される。図３は、図１の線III－IIIにおける断面図である。図４は、図１の線IV－IVにおける断面図である。図３及び図４に示される断面は、ブレーキディスク２の半径方向に沿った断面である。図３には、縦フィン２２及びボルト３を含む部分の断面が示される。図４には、横リブ２３を含む部分の断面が示される。

　さらに図５及び図６は、ブレーキディスク単体を示す図である。これらの図のうち、図５は、ブレーキディスク２を表面側から見たときの平面図である。図６は、ブレーキディスク２を裏面側から見たときの平面図である。なお、本明細書において、特に断りがない限り、「半径方向」は「ブレーキディスクの半径方向」を意味する。「周方向」は「ブレーキディスクの周方向」を意味する。

　図１～図６を参照して、ブレーキディスク２は、環状のディスク本体２１を備える。ディスク本体２１の表面２１ａが摺動面となる。ディスク本体２１の裏面２１ｂには、半径方向に延びる複数の縦フィン２２が設けられる。これらの複数の縦フィン２２は周方向で等間隔に配置される。

　ディスク本体２１の裏面２１ｂには、周方向に延びる複数の横リブ２３が設けられる。横リブ２３は、相互に隣接する縦フィン２２に接続される。これらの複数の横リブ２３は、例えば、縦フィン２２の半径方向外寄りの位置に配置される。

　縦フィン２２の幾つかには、半径方向のほぼ中央の位置に、ボルト３用の座ぐり穴２４が形成されている。座ぐり穴２４は、ディスク本体２１の表面２１ａから縦フィン２２の頂面２２ａに貫通する。つまり、座ぐり穴２４は、ブレーキディスク２の表面２１ａから裏面に貫通する。これらの複数の座ぐり穴２４は、ブレーキディスク２の中心軸周りで同一円周上に配列される。

　座ぐり穴２４は大径部２５と小径部２６とを含む。大径部２５はディスク本体２１（ブレーキディスク２）の表面２１ａに開口する。鉄道車輪１へのブレーキディスク２の取付け時、大径部２５には、ボルト３の頭部３１又はナット５が収容される。小径部２６には、ボルト３の軸部３２（ねじ部を含む）が通される。

　大径部２５の開口寄りの位置に円周溝２７が形成されている。鉄道車輪１へのブレーキディスク２の取付け時、円周溝２７に止め輪４が嵌め込まれる。止め輪４は、ディスク本体２１（ブレーキディスク２）の表面２１ａ（摺動面）の摩耗限界を示すためのものである。また止め輪４は、ボルト３が不用意に破断したときにボルト３又はナット５の脱落を防止するためのものである。

　鉄道車輪１は、ボス１１、リム１２、及びこれらを結合する車輪板部１３を含む。ボス１１には、車軸（図示省略）が圧入される。これにより、鉄道車輪１が車軸と一体にされる。リム１２は、鉄道車両が走行するときにレールと接触する部分である。車輪板部１３には、複数の貫通穴１４が形成されている。貫通穴１４は、ブレーキディスク２の座ぐり穴２４に対応する位置に配置される。つまり、これらの複数の貫通穴１４は、鉄道車輪１の中心軸周りで同一円周上に配列される。

　図１～図４を参照して、ブレーキディスク２付き鉄道車輪１は、２つのブレーキディスク２と１つの鉄道車輪１を備える。鉄道車輪１へのブレーキディスク２の取付け時、２つのブレーキディスク２は、各々の表面２１ａを外向きにした状態で鉄道車輪１の車輪板部１３を挟む。２つのブレーキディスク２のうちの１つ目のブレーキディスク２の座ぐり穴２４からボルト３が挿入される。ボルト３は車輪板部１３の貫通穴１４を通じて２つ目のブレーキディスク２の座ぐり穴２４に挿入される。２つ目のブレーキディスク２の座ぐり穴２４の大径部２５にはナット５が収容されており、ボルト３はそのナット５にねじ込まれる。ナット５に対するボルト３の締付けによって、ブレーキディスク２が鉄道車輪１に固定される。このとき、１つ目のブレーキディスク２の座ぐり穴２４の大径部２５にはボルト３の頭部３１が収容される。

　そして、２つのブレーキディスク２の座ぐり穴２４のいずれにも、止め輪４が嵌め込まれる。止め輪４は弾性変形が可能な板片であり、Ｃ字状の平面形状を有する（図２参照）。

　図３及び図４を参照して、ブレーキディスク２付き鉄道車輪１では、縦フィン２２の頂面２２ａが車輪板部１３に接触している。つまり、ディスク本体２１の裏面２１ｂは車輪板部１３に接触していない。横リブ２３の頂面２３ａも車輪板部１３に接触していない。そのため、ディスク本体２１と車輪板部１３との間に空間が形成される。この空間は、横リブ２３によって狭められる。

　このようなブレーキディスク２付き鉄道車輪１を備えた鉄道車両が高速で走行するとき、車軸と一体の鉄道車輪１及びブレーキディスク２が高速で回転する。ブレーキディスク２の裏面側では、ディスク本体２１と車輪板部１３との間の空間を空気が流れる。これにより、ブレーキディスク２に生じた摩擦熱の放熱が促進される。この場合、横リブ２３により、その空間を流れる空気の流量が抑えられる。その結果、ブレーキディスク２の裏面側における半径方向の気流に起因する騒音を低減することができる。

　一方、ブレーキディスク２の表面２１ａ側では、以下のような状況が起こる。

　図７は、ブレーキディスク付き鉄道車輪における座ぐり穴付近の断面図である。図７に示される断面は、ブレーキディスク２の周方向に沿った断面である。図７を参照して、ブレーキディスク２の表面２１ａ側では、ブレーキディスク２の周方向に沿う気流が発生する（図７中の実線矢印参照）。座ぐり穴２４の無い領域では、空気はブレーキディスク２の表面２１ａに沿ってスムーズに流れる。

　しかしながら、座ぐり穴２４（大径部２５）の開口付近では、気流が乱れる。具体的には、図７中の点線矢印で示されるように、ブレーキディスク２の表面２１ａに沿って流れる空気の一部は、座ぐり穴２４の大径部２５の開口から大径部２５に流入する。大径部２５に流入した空気は、止め輪４の内側開口４ａを通じ、ボルト３の頭部３１が存在する大径部２５の奥深くまで流入する。つまり、大径部２５に流入した空気は、スムーズに大径部２５から流出しないで、大径部２５の内部で乱れる。これにより、座ぐり穴２４から騒音が発生する。

　以上のことから、ブレーキディスク２の表面２１ａ側における周方向の気流に起因する騒音であって、ボルト３用の座ぐり穴２４を音源とする騒音を低減するには、座ぐり穴２４の大径部２５に流入した空気がスムーズに大径部２５から流出できればよい、と言える。したがって、大径部２５に流入した空気が止め輪４の内側開口４ａを越えないような構成にすればよい。

　本発明は上記の知見に基づいて完成されたものである。

　本発明の実施形態によるブレーキディスクの取付け構造は、ディスク部材と、ブレーキディスクと、ボルトと、止め輪と、を備える。ディスク部材は、鉄道車両の車軸と一体にされる。ブレーキディスクは、自身の表面から裏面に貫通する座ぐり穴を有する。ボルトは、座ぐり穴に挿入されてブレーキディスクをディスク部材に固定する。止め輪は、座ぐり穴に嵌め込まれてブレーキディスクの表面の摩耗限界を示す。そして、ボルトの頭部の端面に凸部が設けられ、凸部の端面が止め輪の内側開口に位置する。

　典型的な例では、ディスク部材は鉄道車輪である。ただし、ディスク部材は、車軸と一体にされてブレーキディスクを支持するものである限り特に限定されない。例えばディスク部材は、鉄道車輪とは別個で車軸と一体にされるものであってもよい。

　本実施形態のブレーキディスクの取付け構造を備えた鉄道車両が高速で走行するとき、車軸と一体のディスク部材及びブレーキディスクが高速で回転する。そのため、ブレーキディスクの表面側では、ブレーキディスクの周方向に沿う気流が発生する。ここで、座ぐり穴の開口付近では、ブレーキディスクの表面に沿って流れる空気の一部は、座ぐり穴の開口から座ぐり穴に流入する。座ぐり穴に流入した空気は、ボルトの頭部の端面に設けられた凸部の端面で反射し、座ぐり穴から流出する。つまり、座ぐり穴に流入した空気は、止め輪の内側開口を越えることなく、スムーズに座ぐり穴から流出する。これにより、ボルト用の座ぐり穴を音源とする騒音を低減することができる。

　さらに本実施形態のブレーキディスクの取付け構造では、ブレーキディスクの形状が特別に変更されるわけではない。したがって、ブレーキディスクの特性及びディスクブレーキ装置の性能を維持することができる。

　ここで、ボルトの頭部の端面に設けられた凸部の形状は特に限定されない。典型的な例では、凸部は、ボルトの軸を中心とする円柱形状を有する。この場合、凸部の端面の形状は円形である。凸部は、ボルトの軸を中心とする角柱形状を有してもよい。この場合、凸部の端面の形状は、止め輪の内側開口の輪郭に沿うような多角形である。典型的な例では、凸部の端面はボルトの軸に垂直な平面である。凸部の端面は凹曲面であってもよい。凹曲面は例えば球面である。この場合、凹曲面の端面によって、座ぐり穴に流入した空気をより有効に外部に向けて導くことができる。

　上記した本実施形態のブレーキディスクの取付け構造において、止め輪の内側開口の面積がＡ１であり、凸部の端面の面積がＡ２であるとき、Ａ２／Ａ１が０．４９以上であることが好ましい。Ａ２／Ａ１は、止め輪の内側開口の面積に対する凸部の端面の面積の比である。Ａ２／Ａ１が０．４９以上であれば、座ぐり穴に流入した空気に対する反射面（凸部の端面）が有効に存在する。そのため、凸部が無い場合と比較して、ボルト用の座ぐり穴を音源とする騒音を有効に低減することができる。Ａ２／Ａ１の下限は、好ましくは０．５９であり、さらに好ましくは０．７７である。

　一方、Ａ２／Ａ１の上限は特に限定されない。Ａ２／Ａ１の最も好ましい上限は、１．００である。ただし、Ａ２／Ａ１が１．００である場合、止め輪の内側開口が凸部によって完全に塞がれた状態になる。この場合、実際には止め輪の着脱が困難になる。したがって、止め輪の着脱の容易性を踏まえて、Ａ２／Ａ１の上限は１．００よりも小さい値に設定すればよい。

　本発明の実施形態によるブレーキディスク付き鉄道車輪は、上記した本実施形態のブレーキディスクの取付け構造を含み、ディスク部材が鉄道車輪である。したがって、本実施形態のブレーキディスク付き鉄道車輪によれば、上記した本実施形態のブレーキディスクの取付け構造による効果と同様の効果を得ることができる。

　典型的な例では、上記した本実施形態の鉄道車輪は、第２のブレーキディスクと、ナットと、第２の止め輪と、を備える。第２のブレーキディスクは、上記の取付け構造を有するブレーキディスクとともに鉄道車輪の車輪板部を挟む。第２のブレーキディスクは、自身の表面から裏面に貫通する第２の座ぐり穴を有する。ナットは、第２の座ぐり穴に挿入される。ナットは、上記のボルトがねじ込まれて第２のブレーキディスクを鉄道車輪に固定する。第２の止め輪は、第２の座ぐり穴に嵌め込まれて第２のブレーキディスクの表面の摩耗限界を示す。そして、ボルトの軸部の開放端面が第２の止め輪の内側開口に位置する。

　この場合、ナットを収容した座ぐり穴の開口付近では、ブレーキディスクの表面に沿って流れる空気の一部は、座ぐり穴の開口から座ぐり穴に流入する。座ぐり穴に流入した空気は、ボルトの軸部の開放端面で反射し、座ぐり穴から流出する。つまり、座ぐり穴に流入した空気は、止め輪の内側開口を越えることなく、スムーズに座ぐり穴から流出する。これにより、ナットを収容するボルト用の座ぐり穴を音源とする騒音を低減することができる。

　典型的な例では、ボルトの軸部の開放端面はボルトの軸に垂直な平面である。開放端面は凹曲面であってもよい。凹曲面は例えば球面である。この場合、凹曲面の開放端面によって、座ぐり穴に流入した空気をより有効に外部に向けて導くことができる。

　以下に、本実施形態のブレーキディスクの取付け構造について、ブレーキディスク付き鉄道車輪を例に挙げて詳述する。

　図８及び図９は、本実施形態のブレーキディスク２付き鉄道車輪１を示す図である。これらの図のうち、図８は、座ぐり穴２４付近の平面図である。図８には、ボルト３の頭部３１が収容される方の座ぐり穴２４付近が示される。図９は、座ぐり穴２４付近の断面図である。図９に示される断面は、ブレーキディスク２の周方向に沿った断面である。なお、図１～図６に示されるブレーキディスク２及びブレーキディスク２付き鉄道車輪１と共通する部分の説明は適宜省略する。

　図８及び図９を参照して、ボルト３の頭部３１の端面３１ａに凸部３３が設けられる。凸部３３は、ボルト３の軸を中心とする円柱形状を有する。凸部３３は、ボルト３の端面３１ａから止め輪４の内側開口４ａの位置まで延びる。つまり、凸部３３の端面３３ａが止め輪４の内側開口４ａに位置する。別の観点では、凸部３３の端面３３ａが止め輪４の厚みの範囲内に存在する。

　この場合、図９中の点線矢印で示されるように、座ぐり穴２４（大径部２５）の開口付近では、ブレーキディスク２の表面２１ａに沿って流れる空気の一部は、座ぐり穴２４の大径部２５の開口から大径部２５に流入する。大径部２５に流入した空気は、止め輪４の内側開口４ａに存在する凸部３３の端面３３ａで反射する。つまり、大径部２５に流入した空気は、止め輪４の内側開口４ａを越えることなく、スムーズに座ぐり穴２４（大径部２５）から流出する。したがって、ボルト３用の座ぐり穴２４を音源とする騒音が低減される。

　図１０及び図１１は、本実施形態のブレーキディスク２付き鉄道車輪１を示す図である。これらの図のうち、図１０は、ナット５が収容される方の座ぐり穴２４付近の平面図である。図１１は、図１０に示す座ぐり穴２４付近の、ブレーキディスク２の周方向に沿った断面図である。

　図１０及び図１１を参照して、座ぐり穴２４の大径部２５にナット５が収容されている。このナット５にボルト３がねじ込まれている。このボルト３は、上記の図８及び図９に示すボルト３と共通するものである。ボルト３の軸部３２は、ナット５から止め輪４の内側開口４ａの位置まで延び出ている。つまり、ボルト３の軸部３２の開放端面３２ａが止め輪４の内側開口４ａに位置する。別の観点では、ボルト３の軸部３２の開放端面３２ａが止め輪４の厚みの範囲内に存在する。

　この場合、図１１中の点線矢印で示されるように、ナット５を収容した座ぐり穴２４（大径部２５）の開口付近では、ブレーキディスク２の表面２１ａに沿って流れる空気の一部は、座ぐり穴２４の大径部２５の開口から大径部２５に流入する。大径部２５に流入した空気は、止め輪４の内側開口４ａに存在するボルト３の軸部３２の開放端面３２ａで反射する。つまり、大径部２５に流入した空気は、止め輪４の内側開口４ａを越えることなく、スムーズに座ぐり穴２４（大径部２５）から流出する。したがって、ナット５を収容するボルト３用の座ぐり穴２４を音源とする騒音が低減される。

　本実施形態による効果を確認するため、下記の模擬試験を実施した。

　模擬試験には２つのタイプの試験体を用いた。第１のタイプの試験体を図１２に示す。図１２を参照して、第１のタイプの試験体は、ブレーキディスクを想定した円板１０２、及びボルトの頭部を想定した円柱部材１３１で構成した。円板１０２の上端面に、止め輪の内側開口を想定した円形穴１０４を設けた。この円形穴１０４に、円柱部材１３１を挿入した。円柱部材１３１の上端面に、ボルト頭部の凸部を想定した円柱凸部１３３を設けた。

　円形穴１０４の直径は一定の２５ｍｍとした。つまり、円形穴１０４の面積Ａ１は一定とした。円柱凸部１３３の端面の面積Ａ２は種々変更した。つまり、Ａ２／Ａ１を種々変更した。なお、円板１０２の上端面から円柱凸部１３３の端面までの深さｄは一定の１０．５ｍｍとした。

　第２のタイプの試験体（図示省略）は、ブレーキディスクを想定した円板、ボルトの頭部を想定した円柱部材、及び止め輪で構成した。円板の上端面に座ぐり穴を想定した円形穴を設け、この円形穴に円柱部材を挿入した。また、円柱部材の上端面にボルト頭部の凸部を想定した円柱凸部を設け、この円柱凸部の上端面が止め輪の内側開口に位置するよう、止め輪を円形穴の内側に挿入した。なお、この試験体の場合、止め輪の内側開口の面積が試験体１００の円形穴１０４の面積Ａ１に相当する。つまり、第２の試験体は第１のタイプの試験体と実質的に同一である。以下、第２のタイプの試験体を止め輪付き試験体という。

　試験では、Ａ２／Ａ１を種々変更した各試験体１００及び各止め輪付き試験体を円板１０２の中心軸を中心に回転させた。そして、試験体１００から発せられる周波数が１２５０Ｈｚ～５０００Ｈｚの範囲の騒音レベル（単位：ｄＢ（Ａ））を調査した。

　図１３は、模擬試験の結果をまとめた図である。図１３において、横軸はＡ２／Ａ１を示し、縦軸は騒音レベルを示す。図１３から下記のことが示される。Ａ２／Ａ１が０．４９以上であれば、Ａ２／Ａ１が０（ゼロ）、すなわち凸部が無い場合と比較して、騒音レベルが低下した。Ａ２／Ａ１が０．５９以上であれば、より騒音レベルが低下した。Ａ２／Ａ１が０．７７以上であれば、より一層騒音レベルが低下した。Ａ２／Ａ１が１．００であるときに最も騒音レベルが低かった。なお、Ａ２／Ａ１が０．４９及び０．５９である試験結果が止め輪付き試験体を用いた場合の結果であり、残りの試験結果が試験体１００を用いた場合の結果である。

　その他、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

　本発明は、ディスクブレーキ装置を備える鉄道車両に有効に利用できる。

　　１　鉄道車輪
　　１３　車輪板部
　　１４　貫通穴
　　２　ブレーキディスク
　　２１　ディスク本体
　　２１ａ　表面
　　２１ｂ　裏面
　　２２　縦フィン
　　２３　横リブ
　　２４　座ぐり穴
　　２５　大径部
　　２６　小径部
　　２７　円周溝
　　３　ボルト
　　３１　頭部
　　３１ａ　端面
　　３２　軸部
　　３２ａ　開放端面
　　３３　凸部
　　３３ａ　端面
　　４　止め輪
　　４ａ　内側開口
　　５　ナット

Claims (4)

1. 　鉄道車両の車軸と一体にされるディスク部材と、
   　自身の表面から裏面に貫通する座ぐり穴を有するブレーキディスクと、
   　前記座ぐり穴に挿入されて前記ブレーキディスクを前記ディスク部材に固定するボルトと、
   　前記座ぐり穴に嵌め込まれて前記ブレーキディスクの前記表面の摩耗限界を示す止め輪と、を備え、
   　前記ボルトの頭部の端面に凸部が設けられ、前記凸部の端面が前記止め輪の内側開口に位置する、ブレーキディスクの取付け構造。
2. 　請求項１に記載のブレーキディスクの取付け構造であって、
   　前記止め輪の前記内側開口の面積がＡ１であり、前記凸部の前記端面の面積がＡ２であるとき、Ａ２／Ａ１が０．４９以上である、ブレーキディスクの取付け構造。
3. 　請求項１又は２に記載のブレーキディスクの取付け構造を含み、前記ディスク部材が鉄道車輪である、ブレーキディスク付き鉄道車輪。
4. 　請求項３に記載のブレーキディスク付き鉄道車輪であって、
   　前記鉄道車輪は、
   　前記取付け構造を有する前記ブレーキディスクとともに前記鉄道車輪の車輪板部を挟む第２のブレーキディスクであって、自身の表面から裏面に貫通する第２の座ぐり穴を有する前記第２のブレーキディスクと、
   　前記第２の座ぐり穴に挿入されたナットであって、前記ボルトがねじ込まれて前記第２のブレーキディスクを前記鉄道車輪に固定する前記ナットと、
   　前記第２の座ぐり穴に嵌め込まれて前記第２のブレーキディスクの前記表面の摩耗限界を示す第２の止め輪と、を備え、
   　前記ボルトの軸部の開放端面が前記第２の止め輪の内側開口に位置する、ブレーキディスク付き鉄道車輪。
    

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