鐵道車輛用制動(dòng)盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及作為鐵道車輛的制動(dòng)裝置的主要部件的制動(dòng)盤，特別涉及利用螺栓將 構(gòu)成滑動(dòng)面的圓板部緊固于車輪的鐵道車輛用制動(dòng)盤。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著車輛的高速化、大型化，大多使用制動(dòng)性優(yōu)良的盤形制動(dòng)器作為鐵道車輛的 制動(dòng)裝置。在盤形制動(dòng)器中，利用螺栓緊固將制動(dòng)盤安裝于車輪，通過將制動(dòng)蹄用摩擦襯片 按壓于該制動(dòng)盤的滑動(dòng)面而產(chǎn)生利用摩擦阻力所帶來的制動(dòng)力，從而制動(dòng)車輪的旋轉(zhuǎn)而控 制車輛的速度。
[0003]圖1是示意性地表示一般的鐵道車輛用制動(dòng)盤的安裝于車輪的安裝構(gòu)造的圖，圖 1的（a)表示從表面觀察1/4圓部分而得到的俯視圖，圖1的（b)表示沿著半圓部分的徑向 而得到的剖視圖。圖2是表示以往的鐵道車輛用制動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2的（a)表示 從背面?zhèn)瓤吹降木植苛Ⅲw圖，圖2的（b)表示從背面觀察而得到的局部俯視圖，圖2的（c) 表示沿著徑向而得到的局部剖視圖。
[0004] 如圖1和圖2所示，制動(dòng)盤1包括將表面2a側(cè)作為滑動(dòng)面的環(huán)形的圓板部2。在 該圓板部2的背面2b呈放射狀突出設(shè)置有多個(gè)翼部3。在多個(gè)翼部3中的幾個(gè)翼部3的徑 向上的大致中央位置形成有貫通至圓板部2的螺栓孔4。
[0005] 車輪10由如下部分構(gòu)成：轂部11，其壓入有車軸；輪圈部12,其包括與軌道接觸 的接地面；板部13,其用于連結(jié)轂部11和輪圈部12。制動(dòng)盤1被配置為、以兩個(gè)為一組且 各表面2a均朝向外側(cè)的狀態(tài)夾持車輪10的板部13,使螺栓15貫穿各螺栓孔4,并在各螺 栓15上緊固螺母16。由此，制動(dòng)盤1以翼部3的頂端面3a在徑向的整個(gè)范圍內(nèi)壓接于車 輪10的板部13的狀態(tài)安裝于車輪10。
[0006] 在此，在以超過時(shí)速300km的速度行駛的新干線等那樣的高速鐵道車輛的情況 下，在行駛時(shí)，制動(dòng)盤1與車輪10 -體地進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)。伴隨于此，制動(dòng)盤1周邊的空氣被 從內(nèi)周側(cè)吸入制動(dòng)盤1與車輪10之間、即由制動(dòng)盤1的圓板部2、翼部3和車輪10的板部 13所包圍的空間，并從外周側(cè)放出（參照?qǐng)D2中的實(shí)線箭頭）?？偠灾阼F道車輛的行 駛中，在制動(dòng)盤1與車輪10之間產(chǎn)生空氣的氣體流動(dòng)。在超過時(shí)速300km的高速行駛狀態(tài) 下，該氣體流動(dòng)明顯，引起被稱作空氣動(dòng)力噪音的噪音。因此，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，需要 降低空氣動(dòng)力噪音。
[0007]作為該要求的對(duì)策，例如在專利文獻(xiàn)1中公開了一種在相鄰的翼部之間沿著圓周 方向增設(shè)肋、利用該肋抑制氣體流動(dòng)的制動(dòng)盤。采用該專利文獻(xiàn)1所公開的制動(dòng)盤，能夠?qū)?空氣動(dòng)力噪音降低至期望的級(jí)別。然而，隨著利用肋的對(duì)氣體流動(dòng)進(jìn)行的抑制，在制動(dòng)時(shí)制 動(dòng)盤的冷卻性能降低這樣的問題趨向于明顯化。
[0008] 另外，在從高速行駛狀態(tài)施加緊急制動(dòng)的情況下，例如如專利文獻(xiàn)2、3所記載的 那樣，制動(dòng)盤的隨著熱膨脹而發(fā)生的變形以及因此而作用于緊固用螺栓的應(yīng)力負(fù)荷增大， 而難以確保制動(dòng)盤和螺栓的耐久性。
[0009] 現(xiàn)有摶術(shù)f獻(xiàn)
[0010] 專利f獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2007 - 205428號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006 - 9862號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)3 :國際公開TO2010/071169號(hào)小冊(cè)子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明要解決的問題
[0015] 本發(fā)明是鑒于所述問題而做成的，其目的在于提供如下一種鐵道車輛用制動(dòng)盤： 能夠降低尚速彳丁駛中的空氣動(dòng)力噪音，并且能夠提尚制動(dòng)時(shí)的冷卻性能，而且能夠提尚包 括緊固用螺栓在內(nèi)的耐久性。
[0016] 用于解決問題的方案
[0017] 為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明人作為制動(dòng)盤以所述圖2所示的制動(dòng)盤為前提實(shí)施了 各種實(shí)驗(yàn)和分析并反復(fù)進(jìn)行了認(rèn)真研宄，結(jié)果得到下述的（a)?（d)的見解，圖2所示的制 動(dòng)盤、即包括：圓板部，其將表面?zhèn)茸鳛榛瑒?dòng)面；多個(gè)翼部，其突出設(shè)置于該圓板部的背面； 螺栓孔，其貫通圓板部和翼部，利用貫穿于螺栓孔的螺栓進(jìn)行緊固，而以翼部壓接于車輪的 板部的狀態(tài)將圓板部安裝于車輪。
[0018] (a)如所述專利文獻(xiàn)3中記載的那樣，在由制動(dòng)盤的圓板部、翼部和車輪的板部所 包圍的空間內(nèi)流動(dòng)的空氣的通氣量與空氣動(dòng)力噪音的級(jí)別之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性。在此提 及的通氣量能夠通過熱流體分析得到，空氣動(dòng)力噪音的級(jí)別能夠通過實(shí)驗(yàn)得到。通氣量與 空氣動(dòng)力噪音級(jí)別之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，因此能夠以通氣量為指標(biāo)進(jìn)行空氣動(dòng)力噪音級(jí) 別的評(píng)價(jià)，在要降低空氣動(dòng)力噪音時(shí)，只要降低通氣量即可。并且，在要降低通氣量時(shí)，增加 氣體流動(dòng)的壓力損失是有效的，因此，需要在發(fā)生氣體流動(dòng)的空間內(nèi)設(shè)置容易產(chǎn)生壓力損 失的角部或與氣體流動(dòng)方向相對(duì)的面。
[0019] (b)為了提高冷卻性能，需要確保所述（a)所示的氣體流動(dòng)空間內(nèi)的壓力損失部 具有足夠的面積。這是因?yàn)椋谠搲毫p失部處與氣體之間的熱傳遞較高。
[0020] (C)圖3是示意性地夸大表示以往的制動(dòng)盤因制動(dòng)中的熱膨脹而發(fā)生的變形特性 的剖視圖。在制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)盤1因與制動(dòng)蹄用摩擦襯片之間的滑動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦而發(fā)熱，因 此圓板部2和翼部3成為欲沿徑向發(fā)生熱膨脹的狀態(tài)。但是，翼部3在徑向的整個(gè)范圍內(nèi) 與車輪10的板部13壓接，因此翼部3沿徑向的熱膨脹被束縛。因此，在以往的制動(dòng)盤1的 情況下，如圖3所示，制動(dòng)盤1以翼部3的頂端面3a的內(nèi)周側(cè)的端和外周側(cè)的端為支點(diǎn)變 形為弓狀。
[0021] 于是，在緊固用螺栓15上作用有拉伸應(yīng)力，而且還作用有彎曲應(yīng)力。并且，隨著反 復(fù)的制動(dòng)，制動(dòng)盤1由于反復(fù)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)的熱膨脹和制動(dòng)后的冷卻所引起的收縮，而塑性 變形為翹曲狀態(tài)。
[0022] 為了減少這樣的制動(dòng)盤伴隨著熱膨脹的變形，需要緩和在制動(dòng)中對(duì)翼部的熱膨脹 的束縛，能夠允許翼部沿徑向的較大的熱伸縮。
[0023] ⑷根據(jù)所述（a)?（c)的見解，沒有新設(shè)置所述專利文獻(xiàn)1所公開的制動(dòng)盤那樣 的肋，在翼部的、在沿圓板部的徑向進(jìn)行觀察時(shí)比螺栓孔靠內(nèi)周側(cè)的區(qū)域和比螺栓孔靠外 周側(cè)的區(qū)域中的至少任一區(qū)域沿圓周方向形成有槽較好。而且，在內(nèi)周側(cè)的區(qū)域和外周側(cè) 的區(qū)域均沿圓周方向形成有槽較好。這是因?yàn)椋ㄟ^在翼部形成有槽，便順其自然地設(shè)置出 所述（a)、（b)所提出的那樣的壓力損失部，能夠允許所述（c)所提出的那樣的翼部沿徑向 的較大的熱伸縮。
[0024] 本發(fā)明是基于所述（a)?（d)所示的見解而完成的，其要旨在于下述鐵道車輛用 制動(dòng)盤。
[0025] 即、本發(fā)明的鐵道車輛用制動(dòng)盤包括：圓板部，其為環(huán)形，將表面?zhèn)茸鳛榛瑒?dòng)面； 多個(gè)翼部，其呈放射狀突出設(shè)置于所述圓板部的背面；以及螺栓孔，其貫通所述圓板部和所 述翼部，利用貫穿于所述螺栓孔的螺栓進(jìn)行緊固，而以所述翼部壓接于車輪的板部的狀態(tài) 將所述圓板部安裝于所述車輪，該鐵道車輛用制動(dòng)盤的特征在于，在所述翼部的、在沿所述 圓板部的徑向進(jìn)行觀察時(shí)比所述螺栓孔靠內(nèi)周側(cè)的區(qū)域和比所述螺栓孔靠外周側(cè)的區(qū)域 中的至少任一區(qū)域沿圓周方向形成有槽。
[0026] 在所述發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述槽的靠外周側(cè)的面為平面或凹面。
[0027]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，在所述翼部的靠所述內(nèi)周側(cè)的區(qū)域和靠所述外周側(cè) 的區(qū)域均沿圓周方向形成有所述槽。
[0028] 優(yōu)選的是，在所述制動(dòng)盤中，所述槽的深度h與所述翼部的高度H之比h/H在 0. 2?0. 8的范圍內(nèi)。
[0029] 另外，優(yōu)選的是，在所述制動(dòng)盤中，所述翼部的靠外周側(cè)的區(qū)域在圓周方向上的寬 度大于所述翼部的靠內(nèi)周側(cè)的區(qū)域在圓周方向上的寬度。
[0030] 另外，本發(fā)明的鐵道車輛用制動(dòng)盤包括：圓板部，其為環(huán)形，將表面?zhèn)茸鳛榛瑒?dòng)面； 多個(gè)翼部，其呈放射狀突出設(shè)置于該圓板部的背面；以及螺栓孔，其貫通所述圓板部和所述 翼部，利用貫穿于所述螺栓孔的螺栓進(jìn)行緊固，而以所述翼部壓接于車輪的板部的狀態(tài)將 所述圓板部安裝于所述車輪，該鐵道車輛用制動(dòng)盤的特征在于，在所述翼部的、彼此之間隔 有所述螺栓孔的徑向上的內(nèi)周側(cè)區(qū)域和外周側(cè)區(qū)域沿圓周方向形成有槽。
[0031] 發(fā)明的效果
[0032] 采用本發(fā)明的鐵道車輛用制動(dòng)盤，在形成有螺栓孔的翼部沿圓周方向形成有槽，