專利名稱：鐵道車輛用制動襯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種主要是在鐵道車輛用的盤式制動器中能夠有效地使由制動盤與制動襯片之間的摩擦產(chǎn)生的熱能分散而提高耐久性的鉄道車輛用制動襯片。
背景技術(shù)：
在鉄道車輛、汽車及機(jī)動兩輪車等陸路輸送機(jī)械中，伴隨著車輛的高速化、大型化，其制動裝置多采用盤式制動器。以下，以鐵道車輛用的盤式制動器為一個例子進(jìn)行說明。盤式制動器是利用制動盤與制動襯片之間的摩擦獲得制動カ的裝置，將制動襯片按壓在安裝于車軸或車輪上的制動盤的滑動面上而獲得制動力，對車軸或車輪的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行制動而控制車輛的速度。此時，由于摩擦熱，制動襯片與制動盤之間的接觸面的溫度上升，但是由于速度越快或車輛重量越大制動載荷越大，因此存在有上述接觸面的溫度升高的傾向。因而，為了提高制動盤的耐久性，需要盡可能地使制動中的制動襯片與制動盤之間的接觸均勻化，減少所產(chǎn)生的摩擦熱。圖3中示出了以往類型的鐵道車輛用盤式制動器的制動襯片及制動盤。圖3的(a)是從制動襯片的摩擦構(gòu)件側(cè)看到的俯視圖，圖3的(b)是圖3的(a)的B-B剖視圖。制動襯片I是安裝在制動鉗(省略圖示)上、并利用鉚釘(省略圖示)將與制動盤2的滑動面2a相接觸的摩擦構(gòu)件Ia安裝在制動襯片I的背板Ib上的結(jié)構(gòu)。制動鉗是用于將制動襯片按壓在制動盤上而獲得制動カ的裝置，存在有液壓式、氣壓式的制動鉗等。在安裝部的構(gòu)造方面，從制動鉗施加到制動襯片上的按壓カ集中作用于按壓力起作用的正下方而未作用在制動襯片整體上。這樣，在構(gòu)造方面，以往的盤式制動器的來自制動鉗的按壓カ僅作用在制動襯片的一部分上。因而，在制動襯片與制動盤之間的接觸面上，接觸面壓カ較高的部分與接觸面壓カ較低的部分之差變大，在來自制動鉗的按壓カ起作用的正下方，存在有制動襯片與制動盤之間的接觸面壓カ升高的傾向。在接觸面壓カ較高的部分，由于由摩擦產(chǎn)生的熱能進(jìn)ー步增多，因此特別是在新干線等高速車輛中，制動中的溫度有可能上升過大。若接觸面壓カ升高且溫度上升，則能夠成為制動襯片與制動盤之間的磨損量增加、制動盤產(chǎn)生龜裂等的原因。因而，為了確保制動襯片、制動盤的耐久性，高效地使由制動中的兩者之間的摩擦產(chǎn)生的熱能分散是很重要的。近年來，針對這種問題，公開了以使制動襯片與制動盤之間的接觸均勻化(等面壓化)為目的的制動襯片的構(gòu)造(例如專利文獻(xiàn)I 3)。這些專利文獻(xiàn)I 3所公開的制動襯片中，摩擦構(gòu)件被分割為多個，各個摩擦構(gòu)件能夠利用彈簧構(gòu)件、球面座(spherical seat)而各自旋轉(zhuǎn)。通過設(shè)為這種構(gòu)造,能夠使制動襯片與制動盤之間的接觸等面壓化。但是，另一方面由于各個摩擦構(gòu)件變小，因此摩擦構(gòu)件因與制動盤之間的摩擦在、設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)而在摩擦構(gòu)件與背板的連接部產(chǎn)生松動，有可能最終丟失。因而，在專利文獻(xiàn)2、3所公開的制動襯片上設(shè)有止轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。但是，在該專利文獻(xiàn)2、3所公開的止轉(zhuǎn)件中，需要有用于等面壓化的制動襯片所需的、除摩擦構(gòu)件、彈簧構(gòu)件或球面構(gòu)件、背板、鉚釘?shù)冗B接元件以外的新的元件。因而，導(dǎo)致重量増加、生產(chǎn)率降低。另夕卜，在該專利文獻(xiàn)2、3的構(gòu)造中，由于在止轉(zhuǎn)用的元件上作用有轉(zhuǎn)矩載荷，因此有可能不能夠充分地確保元件的耐久性。專利文獻(xiàn)I :日本特開2008-151188號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2006-207625號公報專利文獻(xiàn)3 :日本特開2008-133928號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題點在于，在以往技術(shù)的情況下，需要有使制動襯片與制動盤之間的接觸面壓カ均等而抑制局部的溫度上升所需的新的元件，因而導(dǎo)致重量増加、生產(chǎn)率降低這一點。另外，本發(fā)明要解決的問題點在于，在止轉(zhuǎn)用的元件上作用有轉(zhuǎn)矩載荷而有可能不能夠充分地確保元件的耐久性這一點。本發(fā)明的鉄道車輛用制動襯片為了即使不追加新的元件，也能防止摩擦構(gòu)件在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)，而具有如下結(jié)構(gòu)，該鐵道車輛用制動襯片被制動鉗按壓在制動盤的滑動面上，其最主要的特征在于，該鐵道車輛用制動襯片具有摩擦構(gòu)件，其被按壓在制動盤的上述滑動面上；背板，其為了支承該摩擦構(gòu)件而安裝在上述制動鉗上；上述摩擦構(gòu)件在上述制動盤的半徑方向及圓周方向上被分割配置為兩個以上，并且該各個摩擦構(gòu)件由與制動盤的上述滑動面相接觸的滑動件和固定在該滑動件的上述背板側(cè)的背襯構(gòu)成，上述背襯在上述背板側(cè)形成有突起，另ー方面在上述背板的摩擦構(gòu)件側(cè)形成有與形成在上述背襯上的突起相接觸的槽，并且，在上述各個摩擦構(gòu)件的背襯與上述背板之間夾設(shè)有彈性構(gòu)件或球面座。本發(fā)明在固定在與制動盤的滑動面相接觸的滑動件的背板側(cè)的背襯的上述背板側(cè)形成了突起，另ー方面在背板的摩擦構(gòu)件側(cè)形成了與上述突起相接觸的槽。而且，通過該突起與槽之間的接觸來進(jìn)行背襯的止轉(zhuǎn)。因而，即使不追加新的元件，也能夠防止摩擦構(gòu)件在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，由于在背襯的背板側(cè)形成突起，另ー方面在背板的摩擦構(gòu)件側(cè)形成與上述突起相接觸的槽，通過該突起與槽之間的接觸而具有止轉(zhuǎn)的功能，因此即使不追加新的元件，也能夠防止摩擦構(gòu)件在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)。


圖I的(a)是從摩擦構(gòu)件側(cè)觀察本發(fā)明的制動襯片的第I個例子的俯視圖，圖I的(b)是圖I的(a)的A-A放大剖視圖，圖I的(C)是從背板側(cè)觀察背襯的俯視圖。圖2是表示本發(fā)明的制動襯片的第2個例子的與圖I的(b)相同的圖。
圖3的(a)是從摩擦構(gòu)件側(cè)觀察以往的制動襯片的俯視圖，圖3的(b)是圖3的(a)的B-B放大剖視圖。
具體實施例方式在本發(fā)明中，通過在背襯的背板側(cè)形成突起，另ー方面在背板的摩擦構(gòu)件側(cè)形成與上述突起相接觸的槽，并使該突起與槽相接觸來實現(xiàn)即使不追加新的元件也能防止摩擦構(gòu)件在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)這樣的目的。實施例以下，說明從本發(fā)明的構(gòu)思直到解決問題的過程和用于實施本發(fā)明的最佳方式。摩擦構(gòu)件通常使用銅基燒結(jié)材料、樹脂類的材料，為了保證強(qiáng)度、剛性，在背板側(cè)的面上粘接有被稱作背襯的鋼制的較薄的板。發(fā)明人認(rèn)為，在使該背襯具有止轉(zhuǎn)的功能的情況下，即使不追加新的元件，也能夠防止摩擦構(gòu)件在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)，能夠抑制摩擦構(gòu)件與 背板的連接部的松動。本發(fā)明的鉄道車輛用制動襯片是發(fā)明人基于上述想法在反復(fù)討論的結(jié)果上成立的。S卩，本發(fā)明的鉄道車輛用制動襯片例如被制動鉗按壓在安裝在車軸上的盤體或用螺栓連接在車輪上的制動盤的滑動面上，采用了以下結(jié)構(gòu)。在圖I中，11是按壓在制動盤的上述滑動面上的摩擦構(gòu)件。該摩擦構(gòu)件11通過在與背板12之間隔著盤形彈簧14例如利用鉚釘13連接在安裝在上述制動鉗上的背板12上而進(jìn)行弾性支承。另外，夾設(shè)在摩擦構(gòu)件11與背板12之間的彈性構(gòu)件也可以取代盤形彈簧14而使用螺旋彈簧。另外，也可以取代彈性構(gòu)件而夾設(shè)如圖2所示的球面座15。該摩擦構(gòu)件11例如如圖I的(a)所示在制動盤的半徑方向上分割為兩排。而且，在其圓周方向外周側(cè)分割為8個,在圓周方向內(nèi)周側(cè)分割為6個,共計分割為14個大致圓形，以背板12的圓周方向中央線12a為軸對稱地配置。在本發(fā)明中，在構(gòu)成上述分割出的各個摩擦構(gòu)件11的背襯I Ib的、背板12側(cè)的例如外周部的兩個位置形成有突起llba。上述背襯Ilb固定在與制動盤的滑動面相接觸的滑動件Ila的上述背板12側(cè)。另ー方面，在背板12的摩擦構(gòu)件11側(cè)的與上述突起Ilba相対的位置，形成有供形成在上述背襯Ilb上的突起Ilba嵌入，并與突起Ilba的外周面相接觸的槽12b。該槽12b只要能夠確保與上述突起Ilba的外周面之間的接觸面積，就可以是任意形狀。但是，由于要使摩擦構(gòu)件11在與制動盤的滑動面垂直的方向(制動盤的軸向)上可動，因此期望在充分地發(fā)揮止轉(zhuǎn)作用的范圍內(nèi)在突起Ilba與槽12b之間預(yù)先設(shè)置微小的間隙。期望該突起Ilba與槽12b之間的間隙設(shè)為Imm以內(nèi)的程度。如果設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，則在制動時，即使在將摩擦構(gòu)件11按壓在了制動盤的滑動面上的情況下，由于突起Ilba的外周面與槽12b之間的接觸阻力，不會出現(xiàn)分割的摩擦構(gòu)件11在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)的情況。因而，難以在摩擦構(gòu)件11與背板12的連接部(鉚釘13)上產(chǎn)生松動，摩擦構(gòu)件11丟失的可能性也減少。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，由于由突起Ilba導(dǎo)致的重量增加與由槽12b導(dǎo)致的重量減少相抵消，因此能夠抑制整體的重量増加。但是，上述突起Ilba與槽12b期望以突起Ilba的外周面與槽12b之間的接觸面的法線如圖I的(a)所示位于制動盤的例如半徑方向上的方式確定突起Ilba與槽12b的
設(shè)置位置。如果在這樣的位置設(shè)置突起Ilba與槽12b，則當(dāng)使制動盤的旋轉(zhuǎn)停止時，作用在制動盤的圓周方向上的制動轉(zhuǎn)矩不會直接施加在突起Ilba或槽12b上。因而，能夠抑制對兩者作用過大的カ而耐久性降低的情況。根據(jù)發(fā)明人的調(diào)查可知，突起Ilba與槽12b兩者相接觸的面的法線未必在制動盤的半徑方向上，只要處于半徑方向±10°以內(nèi)的范圍內(nèi)即可。另外根據(jù)調(diào)查明確了，只要在該范圍內(nèi)，就會由鉚釘13與背板12承受作用在制動 盤的圓周方向上的制動轉(zhuǎn)矩，從而能夠確保充分的耐久性。另ー方面，若以突起Ilba的外周面與槽12b相接觸的面的法線位于制動盤的圓周方向上的方式設(shè)置突起Ilba與槽12b，則由于制動轉(zhuǎn)矩直接作用在突起Ilba上，因此不能夠確保突起12ba的耐久性。為了確保止轉(zhuǎn)的充分效果與突起Ilba的耐久性，期望突起Ilba的外周面與槽12b之間的接觸面積設(shè)為每ー個摩擦構(gòu)件10mm2以上。以下，為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，說明為了評價制動中的摩擦構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行的有限元分析的結(jié)果。在有限元分析中，使用了利用弾性體對圖I、圖2所示的形狀 構(gòu)造的、長度方向的長度為400_、寬度方向的長度為130_的制動襯片與新干線所使用的、內(nèi)徑為305_、外徑為720_的大致圓盤狀的制動盤進(jìn)行模型化而成的裝置。在有限元分析中，從制動襯片的背面?zhèn)仁┘优c來自制動鉗的按壓カ相當(dāng)?shù)妮d荷(IOkN)，使制動盤旋轉(zhuǎn)。此時，與制動襯片相接觸的滑動面位于制動盤的外周側(cè)，其半徑方向的長度設(shè)為127. 5mm。另外，制動襯片(摩擦構(gòu)件的滑動部為銅基燒結(jié)材料，除此以外為鋼鐵材料)與制動盤之間的接觸面的摩擦系數(shù)設(shè)為0. 3。評價此時各個摩擦構(gòu)件是否旋轉(zhuǎn)。在分析中，以圖I、圖2所示的在摩擦構(gòu)件的背襯上具有突起的情況(突起與槽相接觸的區(qū)域的尺寸在制動盤的圓周方向上為10mm，在軸向上為Imm)和在背襯上沒有突起的情況進(jìn)行比較(參照下述表I)。表I
ヽ\、 有無背襯的突起使摩擦構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)摩擦構(gòu)件的個數(shù)
_發(fā)明例I__有__盤形彈簧__14個_
發(fā)明例2有球面座14個
比較例無盤形彈簧14令本發(fā)明的目的在于防止制動襯片的各個摩擦構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，因此評價當(dāng)在將制動襯片按壓在制動盤上的狀態(tài)下使制動盤旋轉(zhuǎn)時、各個摩擦構(gòu)件是否在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)。
在下述表2中示出了各個制動襯片的、產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)的摩擦構(gòu)件的個數(shù)。表權(quán)利要求
1.一種鐵道車輛用制動襯片，其被制動鉗按壓在制動盤的滑動面上，其特征在于，該鐵道車輛用制動襯片具有 摩擦構(gòu)件，其按壓在制動盤的上述滑動面上； 背板，其為了支承該摩擦構(gòu)件而安裝在上述制動鉗上； 上述摩擦構(gòu)件在上述制動盤的半徑方向及圓周方向上被分割配置為兩個以上，并且該各個摩擦構(gòu)件由與制動盤的上述滑動面相接觸的滑動件和固定在該滑動件的上述背板側(cè)的背襯構(gòu)成， 上述背襯在上述背板側(cè)形成有突起，另ー方面，在上述背板的摩擦構(gòu)件側(cè)形成有與形成在上述背襯上的突起相接觸的槽， 并且，在上述各個摩擦構(gòu)件的背襯與上述背板之間夾設(shè)有彈性構(gòu)件或球面座。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵道車輛用制動襯片，其特征在干， 上述突起與槽形成為兩者相接觸的面的法線處于制動盤的半徑方向±10°以內(nèi)的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鐵道車輛用制動襯片，其特征在干， 上述突起與槽之間的接觸面積為每ー個摩擦構(gòu)件10mm2以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鐵道車輛用制動襯片。防止摩擦構(gòu)件在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)。是一種被制動鉗按壓在制動盤的滑動面上的鐵道車輛用制動襯片。具有摩擦構(gòu)件(11)，其按壓在制動盤的滑動面上；背板(12)，其為了支承該摩擦構(gòu)件(11)而安裝在制動鉗上。將摩擦構(gòu)件(11)在制動盤的半徑方向及圓周方向上分割為兩個以上。各個摩擦構(gòu)件(11)由與制動盤的滑動面相接觸的滑動件(11a)和固定在滑動件(11a)的背板(12)側(cè)的背襯(11b)構(gòu)成。背襯(11b)在背板(12)側(cè)形成突起(11b a)。在背板(12)的摩擦構(gòu)件(11)側(cè)形成與形成在背襯(11b)上的突起(11b a)相接觸的槽(12b)。在各個摩擦構(gòu)件(11)的背襯(11b)與背板(12)之間夾設(shè)盤形彈簧(14)或球面座(15)。即使不追加新的元件，也能夠防止摩擦構(gòu)件在設(shè)置位置旋轉(zhuǎn)。
文檔編號B61H5/00GK102792047SQ201180013471
公開日2012年11月21日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者中野曉, 中野武, 前島隆, 加藤孝憲, 坂口篤司, 阿佐部和孝 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社