JP2001311441A - brake disc - Google Patents
brake discInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブレーキングの熱応力に起因するディスクの
反りの発生を抑制することにより、ブレーキ時にディス
クの締結穴部及び締結部材に負荷される応力を低減さ
せ、ディスク及び締結部材を長寿命化する。また、ブレ
ーキングによりディスクの締結穴部及び締結部材に繰返
し負荷される応力集中を抑制し、ディスク及び締結部材
を長寿命化する。
【解決手段】 ブレーキディスク1の摺動面4を有する
摺動部に締結穴5を設ける。また、被締結部材に設けた
凸部と嵌合する凹部11をブレーキディスク1の締結面
に設ける。
PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the stress applied to a fastening hole portion and a fastening member of a disc during braking by suppressing the occurrence of the warpage of the disc due to the thermal stress of braking, and to improve the disc and fastening. Prolong the life of the member. Further, the concentration of stress that is repeatedly applied to the fastening hole and the fastening member of the disc due to the braking is suppressed, and the life of the disc and the fastening member is prolonged. A sliding portion having a sliding surface of a brake disk is provided with a fastening hole. In addition, a concave portion 11 that fits with the convex portion provided on the member to be fastened is provided on the fastening surface of the brake disc 1.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として鉄道車両
用ブレーキディスクに関し、ボルト穴等の締結穴の周辺
部(以下、締結穴の周辺部を締結穴部ともいい、ボルト
穴の周辺部をボルト穴部ともいう)及びボルト等の締結
部材に作用する応力を低減することにより、ブレーキデ
ィスクの締結穴部からの疲労破壊及び締結部材の疲労破
壊を抑制し、長期間の使用に耐え得るブレーキディスク
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake disc for railway vehicles, and more particularly to a peripheral portion of a fastening hole such as a bolt hole (hereinafter, a peripheral portion of the fastening hole is also referred to as a fastening hole portion, and a peripheral portion of the bolt hole is a bolt). Brake disk that can withstand long-term use by reducing the stress acting on the fastening members such as holes) and bolts, thereby suppressing the fatigue failure from the fastening holes of the brake disk and the fatigue failure of the fastening members. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】鉄道車両、自動車及び自動二輪車等の機
械式制動装置として、ブロックブレーキ、ドラムブレー
キ、ディスクブレーキなどが使用されている。近年で
は、車両の高速化、大型化にともないディスクブレーキ
が多用されるようになってきた。2. Description of the Related Art Block brakes, drum brakes, disc brakes, and the like are used as mechanical braking devices for railway vehicles, automobiles, motorcycles, and the like. In recent years, disk brakes have come to be used heavily as vehicles have become faster and larger.
【0003】ディスクブレーキとは、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得る装置
のことであり、通常、ボルトにより車軸または車輪に取
り付けたドーナツ形の円盤状ディスクの摺動面に、ブレ
ーキライニングを押し付けて制動力を得ることにより、
車軸または車輪の回転を制動して車両の速度を制御する
装置である。この摺動面を有する円盤状のディスクをブ
レーキディスクと称する。A disc brake is a device that obtains a braking force by friction between a brake disc and a brake lining. Usually, a brake is provided on a sliding surface of a donut-shaped disc-shaped disc attached to an axle or a wheel with bolts. By pressing the lining to obtain the braking force,
This device controls the speed of the vehicle by braking the rotation of the axle or wheels. The disc having the sliding surface is referred to as a brake disc.
【0004】これらの中で、鉄道車両用ブレーキディス
クには、側ディスクと軸マウントディスクとがある。側
ディスクとは、車輪の側面に締結されるブレーキディス
クのことであり、軸マウントディスクとは車軸に締結さ
れるブレーキディスクのことである。以下、側ディスク
および軸マウントディスクのことをブレーキディスクと
いい、単にディスクともいう。[0004] Among them, the brake discs for railway vehicles include side discs and shaft mount discs. The side disc is a brake disc fastened to the side surface of the wheel, and the axle mount disc is a brake disc fastened to the axle. Hereinafter, the side disk and the shaft mount disk are referred to as a brake disk, or simply as a disk.
【0005】図1は、従来型の鉄道車両用ブレーキディ
スクの形状を示し、同図(a)は、鉄道車両用ブレーキ
ディスクの1/4を示す部分平面図であり、同図(b)
は、同図(a)のA−A断面を示す部分断面図である。FIG. 1 shows the shape of a conventional brake disk for a railway vehicle. FIG. 1A is a partial plan view showing a quarter of the brake disk for a railway vehicle, and FIG.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the AA cross section of FIG.
【0006】同図に示すように、ブレーキディスク1
は、一般に、摺動面4を含む外周部2と車輪等へ締結す
るための締結穴部であるボルト穴5の周辺部を有する内
周部3とから構成されている。[0006] As shown in FIG.
Generally comprises an outer peripheral portion 2 including a sliding surface 4 and an inner peripheral portion 3 having a peripheral portion of a bolt hole 5 which is a fastening hole for fastening to a wheel or the like.
【0007】図2は、従来型の鉄道車両用側ブレーキデ
ィスクが車輪へ取付けられた状態を模式的に示す断面図
である。同図に示すように、ブレーキディスク1、1は
車輪6の両側面に締結部材であるボルト7とナット8と
によって締結され、一体的に共回りするように取付けら
れている。ブレーキディスク1、1の摺動面4、4に対
向する位置には、摺動面方向に移動可能な図示しないブ
レーキライニングが夫々取付けられ、車両を停止させる
ために制動するときには、ブレーキライニングがブレー
キディスク側へ移動して車輪の両側面から強く挟圧し、
この摩擦力によって車輪を介して車軸の回転を制動して
車両を停止させる。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a conventional railway vehicle side brake disc is mounted on wheels. As shown in the figure, the brake discs 1 and 1 are fastened to both side surfaces of a wheel 6 by bolts 7 and nuts 8 as fastening members, and are mounted so as to integrally rotate. Brake linings (not shown) that are movable in the direction of the sliding surfaces are respectively attached to the positions of the brake disks 1 and 1 facing the sliding surfaces 4 and 4. When the brake is applied to stop the vehicle, the brake linings are used. Move to the disc side and press strongly from both sides of the wheel,
The frictional force brakes the rotation of the axle via the wheels to stop the vehicle.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】新幹線等の高速鉄道車
両では、ブレーキ負荷時のディスクの回転速度や車両の
慣性力が非常に大きいため、ディスクの温度上昇は他の
自動車及び自動二輪車用と比較して著しく大きい。その
ため、ディスクの摺動面を含む外周部では、温度上昇に
伴い非常に大きな熱膨張力が発生する。しかし、ボルト
穴部を有し外周部に比して低温である内周部により拘束
されるため、ディスク外周部では周方向に圧縮応力が生
じ、ディスク内周部では周方向に引張応力が生じる。デ
ィスク内周部のボルト穴部には前記引張応力が集中する
ため、ボルト穴部がディスク全体の中で最も危険な部位
となる場合がある。また、膨張するディスク外周部が内
周部に拘束されることにより、ディスク外周部の摺動面
側への変形(以下、反りともいう)が生じる場合があ
る。DISCLOSURE OF THE INVENTION In a high-speed railway vehicle such as a Shinkansen, the rotational speed of the disk and the inertia of the vehicle under a brake load are very large, so that the disk temperature rise is higher than that of other vehicles and motorcycles. And remarkably large. Therefore, in the outer peripheral portion including the sliding surface of the disk, an extremely large thermal expansion force is generated as the temperature rises. However, since it is constrained by the inner peripheral portion having a bolt hole portion and having a lower temperature than the outer peripheral portion, compressive stress is generated in the peripheral direction at the disk outer peripheral portion, and tensile stress is generated in the peripheral direction at the disk inner peripheral portion. . Since the tensile stress concentrates on the bolt hole in the inner peripheral portion of the disk, the bolt hole may be the most dangerous part in the entire disk. In addition, when the outer peripheral portion of the expanding disk is restricted by the inner peripheral portion, the outer peripheral portion of the disk may be deformed toward the sliding surface (hereinafter, also referred to as warpage).
【0009】図3は、反りが発生したディスクの状態を
模式的に示す断面図であり、破線は非ブレーキ時のディ
スクの状態を示し、実線はブレーキ時のディスクの状態
を示し、図中矢印にてブレーキ時にディスクとボルトに
作用する応力を示す。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the state of the disk in which warpage has occurred. The broken line shows the state of the disk during non-braking, the solid line shows the state of the disk during braking, and arrows in the figure. Indicates the stress acting on the disc and bolt during braking.
【0010】同図に示すように、ディスクの外周部で反
りが生じた場合には、ブレーキ時にブレーキライニング
とディスクとの接触が不均一となるため、摩擦力が不安
定となり、所期の制動特性が得られなくなる。また、ブ
レーキ時にはディスク1の外周部が車輪6側へ押付けら
れるため、ディスク1と車輪6とを締結しているボルト
7には引張応力及び曲げ応力が負荷され、ディスクのボ
ルト穴部には局所的応力が負荷される。このため、ブレ
ーキの繰返し(以下、ブレーキングともいう)により、
ディスクのボルト穴部には局所的応力が繰返し負荷さ
れ、ボルト穴部から疲労破壊が生じる場合がある。そこ
で、実際の使用にあたっては、ディスクの反り量を定期
的に監視し、その値が所定の値を超えた場合に交換を行
なうようにしている。したがって、反りの発生はディス
クの寿命を短縮することに繋がり、経済性の観点から好
ましくないことから、反りの発生を抑制してディスクを
長寿命化する技術が求められている。[0010] As shown in FIG. 1, when warpage occurs in the outer peripheral portion of the disk, the contact between the brake lining and the disk becomes uneven at the time of braking, so that the frictional force becomes unstable and the intended braking is performed. Characteristics cannot be obtained. Also, since the outer periphery of the disc 1 is pressed against the wheel 6 during braking, tensile stress and bending stress are applied to the bolts 7 that fasten the disc 1 and the wheel 6, and local stress is applied to the bolt holes of the disc. Stress is applied. For this reason, by repeated braking (hereinafter also referred to as braking),
Local stress is repeatedly applied to the bolt holes of the disk, and fatigue fracture may occur from the bolt holes. Therefore, in actual use, the amount of warpage of the disk is periodically monitored, and replacement is performed when the value exceeds a predetermined value. Therefore, the occurrence of warping leads to shortening of the life of the disk, which is not preferable from the viewpoint of economy. Therefore, a technique for suppressing the occurrence of warping and extending the life of the disk is required.
【0011】また、上述したように、ディスク外周部の
膨張を拘束するディスク内周部のボルト穴部には引張応
力が集中し、ブレーキ時には回転方向の応力をボルトか
ら繰返し受けるため、ボルト穴部は疲労破壊が発生し易
い危険部となる場合がある。したがって、ボルト穴部へ
負荷されるこれらの応力を低減することにより、ディス
クを長寿命化する技術が求められている。Further, as described above, the tensile stress concentrates on the bolt holes in the inner peripheral portion of the disk that restrains the expansion of the outer peripheral portion of the disk, and the rotational stress is repeatedly received from the bolts during braking. May be a dangerous part where fatigue fracture is likely to occur. Accordingly, there is a need for a technique for reducing the stress applied to the bolt hole to extend the life of the disk.
【0012】一方、ボルトには、ディスクと車輪とを締
結するために常に負荷されている引張応力の他、ディス
クの回転を拘束するために負荷される回転方向への曲げ
応力と、外周部の熱膨張により内周部が外周部側への引
張応力を受けることにより負荷される半径方向への曲げ
応力とが、ブレーキングにより繰返し発生する。さら
に、ディスクに反りが生じた場合には、上述したように
ブレーキングにより引張応力及び半径方向への曲げ応力
が繰返し負荷される。これらの応力を平均した応力及び
繰返し負荷される応力は、ボルトの疲労破壊を引き起こ
す可能性がある。そこで、実際の使用にあたっては、ボ
ルトについてもディスクと同様に定期的に検査を行い、
疲労破壊に至る前に交換を行なうようにしている。した
がって、上記応力を低減することによりボルトを長寿命
化する技術が求められている。On the other hand, in addition to the tensile stress always applied to fasten the disk and the wheel, the bolt has a bending stress in the rotating direction applied to restrain the rotation of the disk, and the bolt has an outer peripheral portion. The bending stress in the radial direction, which is applied when the inner peripheral portion receives the tensile stress toward the outer peripheral portion due to the thermal expansion, is repeatedly generated by the braking. Further, when the disk is warped, the tensile stress and the bending stress in the radial direction are repeatedly applied by the breaking as described above. Stresses averaged over these stresses and stresses that are repeatedly applied may cause fatigue fracture of the bolt. Therefore, in actual use, bolts should be regularly inspected in the same way as discs.
Exchanges are made before fatigue failure occurs. Therefore, there is a need for a technique for extending the life of a bolt by reducing the stress.
【0013】これらの問題の解決を試みたものとして、
特開平10−318304号公報には、外リングと内リ
ングからなるブレーキディスクであって、外リングの内
周面と内リングの外周面が、半径方向に余裕を以って嵌
合し、円周方向にも嵌合するようになしてあるブレーキ
ディスクが提案されている。As an attempt to solve these problems,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-318304 discloses a brake disc comprising an outer ring and an inner ring, wherein an inner peripheral surface of the outer ring and an outer peripheral surface of the inner ring are fitted with a margin in a radial direction to form a circle. A brake disc adapted to be fitted also in the circumferential direction has been proposed.
【0014】上記ブレーキディスクを適用することによ
り、摺動面を有する外リングに発生した熱応力が、外リ
ングと内リングとの間に設けた隙間により吸収されるた
め、内リングのボルト穴部への応力集中を緩和すること
ができる。By applying the above-mentioned brake disc, the thermal stress generated in the outer ring having the sliding surface is absorbed by the gap provided between the outer ring and the inner ring. Stress concentration on the substrate can be reduced.
【0015】しかしながら、外リングと内リングとを嵌
合させるには、円周方向にもある程度の隙間を設ける必
要があるが、隙間を小さくすると作業性が悪化し、隙間
を大きくするとガタが発生し、ブレーキの制動特性が不
安定となり好ましくない。また、嵌合部にはブレーキン
グによる繰返し応力が作用するため、嵌合部に疲労破壊
が生じる可能性もある。さらに、嵌合部に過大な応力が
作用した場合には、外リングが内リングから外れること
により予期せぬ事故を招く可能性がある。[0015] However, in order to fit the outer ring and the inner ring, it is necessary to provide a certain gap in the circumferential direction. However, the braking characteristics of the brake become unstable, which is not preferable. Further, since repeated stress due to braking acts on the fitting portion, there is a possibility that fatigue fracture may occur in the fitting portion. Further, when an excessive stress is applied to the fitting portion, the outer ring may come off from the inner ring, which may cause an unexpected accident.
【0016】上述したように、特に鉄道車両用ディスク
においては、ブレーキングによりディスク及びボルト
が、苛酷な熱応力、引張応力及び曲げ応力を繰り返し受
けるため、ディスク及びボルトを現状以上に長寿命化す
ることが困難であった。As described above, especially in a disk for a railway vehicle, the disk and the bolt are repeatedly subjected to severe thermal stress, tensile stress and bending stress due to braking, so that the life of the disk and the bolt is longer than the current life. It was difficult.
【0017】本発明は、上記問題点に鑑み、一体型のデ
ィスクにおいて形状を適正化することにより、ブレーキ
ングによりディスクのボルト穴部等の締結穴部及びボル
ト等の締結部材に作用する応力を低減させ、締結穴部か
らの疲労破壊及び締結部材の疲労破壊の発生を抑制し、
ディスク及び締結部材を長寿命化することを目的とす
る。In view of the above problems, the present invention optimizes the shape of an integrated disk to reduce the stress acting on a fastening hole such as a bolt hole of a disk and a fastening member such as a bolt by braking. Reduce the occurrence of fatigue fracture from the fastening hole and fatigue fracture of the fastening member,
An object of the present invention is to extend the life of a disk and a fastening member.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ディスク
のボルト穴部等の締結穴部に生じる応力の発生を抑制す
るために好適な締結穴の位置を検討した。また、締結穴
部に生じる応力集中を分散させるために、締結穴以外の
部位によりディスクを拘束することを検討した。その結
果、以下の知見を得た。Means for Solving the Problems The present inventors have studied the position of a fastening hole suitable for suppressing the generation of stress generated in a fastening hole such as a bolt hole of a disk. In addition, in order to disperse the stress concentration generated in the fastening hole, it was studied to restrain the disk by a portion other than the fastening hole. As a result, the following findings were obtained.
【0019】(A)締結穴を摺動部に設けることによ
り、ディスクを摺動部で拘束することになり、従来高温
となった外周部を比較的低温である内周部により拘束し
ていたことによって生じていた反りを抑制することがで
きる。また、反りを外周側と内周側とに分散することが
可能となり、ブレーキ時にブレーキライニングによりデ
ィスクが車輪側へ押付けられた場合でも、締結穴部及び
ボルト等の締結部材に作用する引張応力及び曲げ応力を
著しく低減することが可能となる。また、摺動部では他
の部位を拘束するための周方向の引張応力が生じないの
で、締結穴部における引張応力の集中を抑制することが
可能となる。さらに、従来締結穴部を確保するために設
けていた内周部を省略することが可能となり、ディスク
を軽量化することが可能となる。(A) By providing a fastening hole in the sliding portion, the disk is restrained by the sliding portion, and the outer peripheral portion, which has conventionally become high in temperature, has been restrained by the inner peripheral portion, which has a relatively low temperature. The warpage caused by the above can be suppressed. Further, it is possible to distribute the warp to the outer peripheral side and the inner peripheral side, and even when the disc is pressed against the wheel side by the brake lining during braking, the tensile stress and the tensile force acting on the fastening members such as the fastening holes and bolts are increased. Bending stress can be significantly reduced. Further, since a tensile stress in the circumferential direction for restraining other parts is not generated in the sliding portion, it is possible to suppress the concentration of the tensile stress in the fastening hole. Further, it is possible to omit the inner peripheral portion provided for securing the fastening hole portion in the related art, and it is possible to reduce the weight of the disc.
【0020】ここで、締結穴部とは、締結部材により車
輪等の被締結部材へ締結するためにディスクに設けた締
結穴の周辺部のことであり、締結部材がボルトである場
合にはボルト穴部であり、締結部材がネジである場合に
はネジ穴部のことである。また、摺動部とは摺動面の内
周と外周とで囲まれるディスクの環状の部分であり、摺
動面が同心円状に複数の環状の部分に分割されている場
合には、最内周に位置する環状の摺動面の内周と最外周
に位置する摺動面の外周とで囲まれる環状の部分をい
う。また、摺動面とは、ブレーキ時にディスクとブレー
キライニングが当接する面のことである。Here, the fastening hole portion is a peripheral portion of a fastening hole provided in a disc for fastening to a member to be fastened such as a wheel by a fastening member, and when the fastening member is a bolt, the bolt is used. It is a hole, and when the fastening member is a screw, it is a screw hole. The sliding portion is an annular portion of the disk surrounded by the inner and outer circumferences of the sliding surface. When the sliding surface is divided concentrically into a plurality of annular portions, the innermost portion is the innermost portion. It refers to an annular portion surrounded by the inner periphery of the annular sliding surface located at the periphery and the outer periphery of the sliding surface located at the outermost periphery. The sliding surface is a surface where the disc and the brake lining come into contact during braking.
【0021】(B)下記の条件(a)を充足するように
前記締結穴を配置することにより、ブレーキ時に熱膨張
してディスク摺動面側に変形しようとするディスクの内
周側および外周側の両部位を、双方に対して近接した位
置で締結部材により拘束することができるので、さらに
反りの程度を抑制することができる。また、反りを外周
側と内周側とにより均等に分散することができ、ブレー
キ時にブレーキライニングによりディスクが車輪側へ押
付けられた場合において締結穴部及びボルト等の締結部
材に作用する引張応力及び曲げ応力をさらに低減するこ
とが可能となる。(B) By arranging the fastening holes so as to satisfy the following condition (a), the inner peripheral side and the outer peripheral side of the disk which is thermally expanded at the time of braking and is deformed toward the disk sliding surface side Can be restrained by the fastening member at a position close to both, so that the degree of warpage can be further suppressed. In addition, the warpage can be evenly distributed between the outer peripheral side and the inner peripheral side, and when the disc is pressed against the wheel side by the brake lining during braking, the tensile stress and the tensile stress acting on the fastening members such as the fastening holes and bolts are increased. Bending stress can be further reduced.
【0022】 −0.12≦r/R≦0.20 (a) ここで、 r:ブレーキディスクの同一半径方向において、摺動部
の幅方向中心を基準とした締結穴の中心までの距離(締
結穴の中心が内周側方向に位置する場合には負、外周側
方向に位置する場合には正とする) R:摺動部の幅 である。-0.12 ≦ r / R ≦ 0.20 (a) where, r: distance to the center of the fastening hole based on the center in the width direction of the sliding portion in the same radial direction of the brake disk ( Negative when the center of the fastening hole is located in the inner peripheral direction, and positive when it is located in the outer peripheral direction.) R: Width of the sliding portion.
【0023】ここで、摺動部の幅とは、ディスクの半径
方向における摺動部の幅であり、摺動部の幅方向中心と
は、前記摺動部の幅の中心である。図4は、rおよびR
の定義を示す説明図であり、同図(a)はrが正である
場合を、同図(b)はrが負である場合を示す。また、
一点鎖線にて摺動部の幅方向中心の集合からなる円弧
を、破線にて締結穴の中心を通る円弧を、それぞれ示
す。Here, the width of the sliding portion is the width of the sliding portion in the radial direction of the disk, and the center in the width direction of the sliding portion is the center of the width of the sliding portion. FIG. 4 shows that r and R
(A) shows a case where r is positive, and FIG. (B) shows a case where r is negative. Also,
An alternate long and short dash line indicates an arc composed of a set of centers of the sliding portions in the width direction, and a broken line indicates an arc passing through the center of the fastening hole.
【0024】(C)ディスクと被締結部材とを埋め込み
型の締結様式で締結した後に、摺動面を構成する蓋を締
結穴に装着することにより、ディスク回転時にボルト穴
が描く領域におけるディスクとブレーキライニングとの
摺動を連続的とすることができるので、ディスク回転時
に締結穴が描く環状の領域をも摺動面として充分機能さ
せることができ、さらなるディスクの軽量化が可能とな
る。(C) After the disc and the member to be fastened are fastened in a recessed fastening mode, a lid constituting a sliding surface is attached to the fastening hole, so that the disc in the area where the bolt hole is drawn during rotation of the disc is removed. Since the sliding with the brake lining can be made continuous, the annular area drawn by the fastening hole when the disk rotates can also function sufficiently as a sliding surface, and the weight of the disk can be further reduced.
【0025】また、締結部材自体に前記蓋としての機能
を兼備せしめても同様の効果が得られる。すなわち、例
えば締結部材がネジである場合、ディスクと被締結部材
とを締結した状態においてそのネジの頭部が摺動面を構
成するようにしてもよい。The same effect can be obtained even when the fastening member itself has the function of the lid. That is, for example, when the fastening member is a screw, the head of the screw may constitute a sliding surface when the disk and the member to be fastened are fastened.
【0026】したがって、ここで蓋とは、締結部材から
独立した蓋に限らず、締結部材に蓋としての機能を兼備
せしめた場合にはその締結部材をも包含する概念であ
る。 (D)被締結部材の凸部又は凹部と互いに嵌合する凹部
又は凸部をディスクの締結面に設けることにより、締結
穴部への応力集中を分散させることが可能となり、締結
穴部からの疲労破壊及び締結部材の疲労破壊の発生を抑
制することが可能となる。Therefore, the lid is not limited to the lid independent of the fastening member, but is a concept that includes the fastening member when the fastening member also has a function as a lid. (D) By providing a concave portion or a convex portion that fits with the convex portion or the concave portion of the member to be fastened on the fastening surface of the disk, it is possible to disperse the stress concentration on the fastening hole portion, It is possible to suppress the occurrence of fatigue fracture and fatigue fracture of the fastening member.
【0027】ここで、被締結部材とは、締結部材により
ディスクと締結される部材であり、例えば、車輪に直接
締結する側ディスクの場合には車輪であり、軸マウント
ディスクの場合においてディスク体を介して締結する場
合にはディスク体である。但し、車輪等に嵌合部形成部
材を装着してディスクと嵌合せしめる場合には、車輪等
には当該嵌合部形成部材が含まれ、これらを一体のもの
として被締結部材という。また、締結面とはディスクを
被締結部材に締結した時に、被締結部材と相対する面で
ある。Here, the member to be fastened is a member fastened to the disk by the fastening member, for example, a wheel in the case of a side disk fastened directly to a wheel, and a disk body in the case of a shaft mounted disk. When fastened through a disk, it is a disk body. However, when the fitting portion forming member is mounted on the wheel or the like and fitted with the disc, the wheel or the like includes the fitting portion forming member, and these are integrally referred to as a member to be fastened. The fastening surface is a surface facing the member to be fastened when the disk is fastened to the member to be fastened.
【0028】本発明は、上記知見に基づいて完成させた
ものであり、その要旨は以下のとおりである。 (1)ブレーキディスクの環状部分として規定される摺
動部に締結穴を有することを特徴とするブレーキディス
ク。The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is as follows. (1) A brake disc having a fastening hole in a sliding portion defined as an annular portion of the brake disc.
【0029】(2)前記締結穴の位置が下記の条件
(a)を充足することを特徴とする(1)項に記載のブ
レーキディスク。 −0.12≦r/R≦0.20 (a) ここで、 r:ブレーキディスクの同一半径方向において、摺動部
の幅方向中心を基準とした締結穴の中心までの距離(締
結穴の中心が内周側方向に位置する場合には負、外周側
方向に位置する場合には正とする) R:摺動部の幅 である。(2) The brake disc according to item (1), wherein the position of the fastening hole satisfies the following condition (a). -0.12 ≦ r / R ≦ 0.20 (a) where, r: distance to the center of the fastening hole with respect to the center in the width direction of the sliding portion in the same radial direction of the brake disc (the Negative when the center is located in the inner peripheral direction, and positive when the center is located in the outer peripheral direction.) R: Width of the sliding portion.
【0030】(3)前記締結穴に装着する蓋を有し、前
記蓋が摺動面を構成することを特徴とする(1)項また
は(2)項に記載のブレーキディスク。 (4)ブレーキディスクの締結面に嵌合用の凹部又は凸
部を有することを特徴とするブレーキディスク。(3) The brake disc according to the above mode (1) or (2), further comprising a lid attached to the fastening hole, wherein the lid forms a sliding surface. (4) A brake disc characterized by having a recess or a projection for fitting on a fastening surface of the brake disc.
【0031】(5)ブレーキディスクの締結面に嵌合用
の凹部又は凸部を有することを特徴とする(1)〜
(3)項の何れかに記載のブレーキディスク。(5) The brake disk has a concave or convex portion for fitting on the fastening surface of the brake disk.
The brake disc according to any one of the above items (3).
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】図5は、本発明の一実施態様であ
るブレーキディスクの1/4を示す部分平面図である。
同図において、点線は締結面の形状を示し、符号11は
被締結部材の凸部と互いに嵌合する凹部を示し、図1と
同一の要素については同一の符号を用いて示す。FIG. 5 is a partial plan view showing a quarter of a brake disk according to an embodiment of the present invention.
In the figure, the dotted line indicates the shape of the fastening surface, reference numeral 11 indicates a concave portion that fits with the convex portion of the member to be fastened, and the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0033】同図に示すように、摺動面4を有する摺動
部に締結穴であるボルト穴5が設けられている。また、
点線で示すように、締結面には被締結部材の凸部と互い
に嵌合する凹部11が設けられている。As shown in the drawing, a sliding portion having a sliding surface 4 is provided with a bolt hole 5 as a fastening hole. Also,
As shown by the dotted line, the fastening surface is provided with a concave portion 11 that fits with the convex portion of the member to be fastened.
【0034】図6は、図5に示すブレーキディスクが車
輪に取付けられた状態の断面を模式的に示す部分断面図
であり、同図(a)は図5のB−B断面に相当する部位
の部分断面図、同図(b)は図5のC−C断面に相当す
る部位の部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view schematically showing a cross section in a state where the brake disc shown in FIG. 5 is mounted on the wheel. FIG. 6A is a view corresponding to a cross section taken along the line BB in FIG. 5 (b) is a partial sectional view of a portion corresponding to a section taken along line CC of FIG.
【0035】同図(a)に示すように、ブレーキディス
ク1、1は車輪6の両側面に締結部材であるボルト7と
ナット8とによって締結され、一体的に共回りするよう
に取付けられている。また、同図(b)に示すように、
ブレーキディスク1、1は、車輪6に装着したピン9の
凸部10に嵌合する凹部11を締結面に有している。As shown in FIG. 1A, the brake discs 1 and 1 are fastened to both side surfaces of the wheel 6 by bolts 7 and nuts 8 as fastening members, and are attached so as to integrally rotate together. I have. Also, as shown in FIG.
The brake discs 1 and 1 each have a concave portion 11 on a fastening surface to be fitted to the convex portion 10 of the pin 9 mounted on the wheel 6.
【0036】上述したように、例えば図1に示す従来型
のディスクでは、ブレーキングにより発生する熱応力に
より、ディスク内周部のボルト穴部には著しい応力集中
が生じて局所的な塑性変形を生じる場合がある。さら
に、ブレーキングにより発生する熱応力によりディスク
に反りが生じた場合には、安定した制動特性を得ること
が困難となり、また、ブレーキングによりディスク内周
部のボルト穴部及びボルトに著しい応力が繰返し作用す
ることによって疲労破壊に至る場合がある。また、ブレ
ーキ時には、回転方向の変位を拘束するために、ボルト
穴部及びボルトには著しい曲げ応力が回転方向に作用し
ている。As described above, for example, in the conventional disk shown in FIG. 1, due to the thermal stress generated by the braking, a remarkable stress concentration occurs in the bolt holes on the inner peripheral portion of the disk, causing local plastic deformation. May occur. Further, when the disk is warped due to the thermal stress generated by the braking, it becomes difficult to obtain a stable braking characteristic, and remarkable stress is applied to the bolt holes and the bolts in the inner peripheral portion of the disk by the braking. Repeated action may lead to fatigue failure. At the time of braking, a remarkable bending stress acts on the bolt hole and the bolt in the rotation direction in order to restrain the displacement in the rotation direction.
【0037】これに対し、本実施態様のディスクでは、
図5及び図6に示すように、ディスクの摺動部に締結穴
を設けることにより、反りの発生を抑制することが可能
となるため、ブレーキ時に安定した制動特性が得ること
ができ、また、ディスクの反りに起因して締結穴部及び
締結部材へ繰返し負荷される応力を低減することによ
り、疲労破壊を抑制することができる。On the other hand, in the disk of this embodiment,
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, by providing a fastening hole in the sliding portion of the disk, it becomes possible to suppress the occurrence of warpage, so that a stable braking characteristic can be obtained at the time of braking. Fatigue failure can be suppressed by reducing the stress repeatedly applied to the fastening hole and the fastening member due to the warpage of the disk.
【0038】ここで、下記の条件(a)を充足するよう
に締結穴を配置することが望ましい。 −0.12≦r/R≦0.20 (a) ここで、 r:ブレーキディスクの同一半径方向において、摺動部
の幅方向中心を基準とした締結穴の中心までの距離(締
結穴の中心が内周側方向に位置する場合には負、外周側
方向に位置する場合には正とする) R:摺動部の幅 である。Here, it is desirable to arrange the fastening holes so as to satisfy the following condition (a). -0.12 ≦ r / R ≦ 0.20 (a) where, r: distance to the center of the fastening hole with respect to the center in the width direction of the sliding portion in the same radial direction of the brake disc (the Negative when the center is located in the inner peripheral direction, and positive when the center is located in the outer peripheral direction.) R: Width of the sliding portion.
【0039】上記条件(a)を充足するように締結穴を
配置することにより、ブレーキ時に熱膨張してディスク
摺動面側に変形しようとするディスクの内周側および外
周側の両部位を、双方に対して近接した位置で締結部材
により拘束し、さらに反りの程度を抑制することができ
る。また、反りを外周側と内周側とにより均等に分散す
ることができ、ブレーキ時にブレーキライニングにより
ディスクが車輪側へ押付けられた場合において締結穴部
及びボルト等の締結部材に作用する引張応力及び曲げ応
力をさらに低減することが可能となる。By arranging the fastening holes so as to satisfy the above condition (a), both the inner circumferential side and the outer circumferential side of the disk, which are thermally expanded during braking and are likely to be deformed toward the disk sliding surface side, It can be restrained by the fastening member at a position close to both, and the degree of warpage can be further suppressed. In addition, the warpage can be evenly distributed between the outer peripheral side and the inner peripheral side, and when the disc is pressed against the wheel side by the brake lining during braking, the tensile stress and the tensile stress acting on the fastening members such as the fastening holes and bolts are increased. Bending stress can be further reduced.
【0040】また、本実施態様のディスクは、被締結部
材である車輪6に装着したピン9の凸部10に嵌合する
凹部11を締結面に有しているので、ブレーキ時に回転
方向の変位を拘束するために負荷される回転方向の応力
を前記凹部周辺部へ分散させることが可能となる。ま
た、熱膨張による半径方向への変位を拘束するために締
結穴部及び締結部材へ負荷される応力についても、前記
凹部周辺部へ分散させることが可能となる。この結果、
締結穴部及び締結部材への応力集中を抑制することが可
能となり、締結穴部及び締結部材からの疲労破壊を抑制
することができる。Further, since the disc of the present embodiment has a concave portion 11 on the fastening surface which fits into the convex portion 10 of the pin 9 mounted on the wheel 6 as the member to be fastened, the disc can be displaced in the rotational direction during braking. Can be distributed to the periphery of the concave portion in the rotational direction, which is applied to restrain the rotation. Further, the stress applied to the fastening hole and the fastening member for restraining displacement in the radial direction due to thermal expansion can be dispersed to the periphery of the recess. As a result,
Stress concentration on the fastening hole and the fastening member can be suppressed, and fatigue fracture from the fastening hole and the fastening member can be suppressed.
【0041】図7は、車輪等へ装着するピン9の一例を
示し、同図(a)は平面図、同図(b)は正面図、同図
(c)は側面図である。図8は、図7に示すピン9とデ
ィスク1との嵌合状態を示し、同図(a)は、嵌合部に
ついてのディスクの周方向断面図であり、同図(b)
は、嵌合部についてのディスクの半径方向断面図であ
る。FIGS. 7A and 7B show an example of a pin 9 mounted on a wheel or the like. FIG. 7A is a plan view, FIG. 7B is a front view, and FIG. 7C is a side view. FIG. 8 shows a fitting state of the pin 9 and the disk 1 shown in FIG. 7, and FIG. 8A is a sectional view of the fitting portion in the circumferential direction of the disk, and FIG.
FIG. 4 is a radial cross-sectional view of the disk with respect to the fitting portion.
【0042】図5及び図8に示すピンは、円盤状の基部
に凸部を設けたものであり、図8に示すように、ディス
ク1と車輪6とを締結した状態において、車輪6に装着
したピン9の凸部10とディスク1の締結面の凹部11
とが嵌合するようになしてある。The pin shown in FIGS. 5 and 8 has a disk-shaped base provided with a convex portion, and is mounted on the wheel 6 in a state where the disc 1 and the wheel 6 are fastened as shown in FIG. Convex portion 10 of pin 9 and concave portion 11 of the fastening surface of disk 1
Are fitted to each other.
【0043】ここで、ピンの凸部高さH及びディスクの
凹部深さDは、鉄道車両用のブレーキディスクとして適
用する場合には、5〜25mmとするのが好ましい。ピ
ンの凸部高さH又はディスクの凹部深さDが5mm未満
では、ディスクに反りが生じた場合に回転方向のディス
クの変位を拘束する効果が得られなくなる可能性があ
る。また、ピンの凸部高さH又はディスクの凹部深さD
が25mm超では、ディスクの強度が低下し不十分とな
る可能性がある。Here, the height H of the convex portion of the pin and the depth D of the concave portion of the disk are preferably 5 to 25 mm when applied as a brake disk for a railway vehicle. If the height H of the protrusion of the pin or the depth D of the recess of the disc is less than 5 mm, the effect of restraining the displacement of the disc in the rotation direction when the disc warps may not be obtained. The height H of the convex portion of the pin or the depth D of the concave portion of the disk
If it exceeds 25 mm, the strength of the disc may decrease and become insufficient.
【0044】またピンの凸部幅Wp及びディスクの凹部
幅Wdは、10〜80mmとするのが好ましい。ピンの
凸部幅Wp又はディスクの凹部幅Wdが10mm未満で
は、凸部の強度が不足して十分な変位の拘束力を得るこ
とができなくなる可能性がある。また、ピンの凸部幅W
p又はディスクの凹部幅Wdが80mm超では、ディス
クの強度が不足する可能性がある。The width Wp of the convex portion of the pin and the width Wd of the concave portion of the disk are preferably set to 10 to 80 mm. If the width Wp of the convex portion of the pin or the width Wd of the concave portion of the disk is less than 10 mm, the strength of the convex portion may be insufficient, and it may not be possible to obtain a sufficient displacement restraining force. In addition, the convex portion width W of the pin
If p or the recess width Wd of the disc exceeds 80 mm, the strength of the disc may be insufficient.
【0045】また、ピンの凸部高さHとディスクの凹部
深さDは、同一とすることが好ましいが、加工精度の観
点から嵌合時に0.3〜1.0mmのギャップを形成す
るようにするとよい。ピンの凸部幅Wpとディスクの凹
部幅Wdとのギャップ及びピンの凸部長さLpとディス
クの凹部長さLdとのギャップは、加工精度、締結作業
時の作業性及び焼付き抑制の観点から、0.1〜1.5
mmとするのが好ましく、さらに0.1〜0.7mmと
するのがより好ましい。The height H of the convex portion of the pin and the depth D of the concave portion of the disk are preferably the same. However, from the viewpoint of processing accuracy, a gap of 0.3 to 1.0 mm is formed at the time of fitting. It is good to The gap between the convex portion width Wp of the pin and the concave portion width Wd of the disk and the gap between the convex portion length Lp of the pin and the concave portion length Ld of the disk are determined from the viewpoint of machining accuracy, workability during fastening work, and suppression of image sticking. , 0.1-1.5
mm, more preferably 0.1 to 0.7 mm.
【0046】また、ピンの凸部及びディスクの凹部のコ
ーナーには、0.3〜2.0mmの面取りを施すことが
好ましい。また、ディスクの凹部は、ディスクの周方向
に均等に配列し、その個数は3〜16とするのがよい。
また、図5に示すように、締結穴と凹部とがディスクの
周方向に交互に配列するのがよい。It is preferable that the corners of the convex portion of the pin and the concave portion of the disk are chamfered by 0.3 to 2.0 mm. Further, it is preferable that the concave portions of the disk are uniformly arranged in the circumferential direction of the disk, and the number thereof is 3 to 16.
Further, as shown in FIG. 5, it is preferable that the fastening holes and the concave portions are alternately arranged in the circumferential direction of the disk.
【0047】本実施態様のように、車輪に装着したピン
とディスクとを嵌合させる場合、ピンの基部の形状は適
宜決定することができる。基部を円盤とする場合には、
基部の直径を20〜80mmとするのがよい。20mm
未満ではピンの強度が小さくなり、80mm超では車輪
の強度が小さくなる可能性がある。その他の形状とする
場合にも同程度の大きさとするのがよい。When fitting the pin mounted on the wheel and the disk as in this embodiment, the shape of the base of the pin can be appropriately determined. If the base is a disk,
The diameter of the base is preferably between 20 and 80 mm. 20mm
If it is less than 80 mm, the strength of the pin may be small, and if it is more than 80 mm, the strength of the wheel may be small. In the case of other shapes, it is preferable to have the same size.
【0048】図9は、摺動部に設けた締結穴に摺動面を
構成する蓋を装着した実施態様例を示し、同図(a)
は、ボルトとナットにより埋め込み型の締結様式で締結
した後に摺動面を構成する蓋を装着した状態を示す断面
図、同図(b)は、ネジにより埋め込み型の締結様式で
締結した後に摺動面を構成する蓋を装着した状態を示す
断面図、同図(c)は、頭部が摺動面を構成する蓋の機
能を兼備したネジにより締結した状態を示す断面図であ
る。FIG. 9 shows an embodiment in which a lid constituting a sliding surface is attached to a fastening hole provided in the sliding portion, and FIG.
Is a sectional view showing a state in which a lid that constitutes a sliding surface is mounted after fastening with a bolt and nut in an embedded fastening mode, and FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view showing a state in which a lid constituting a moving surface is mounted, and FIG. 4C is a cross-sectional view showing a state in which the head is fastened with a screw having a function of a lid constituting a sliding surface.
【0049】同図(a)に示す例では、ディスク1、1
は車輪6の両側面に締結部材であるボルト7とナット8
とによって埋め込み型の締結様式で締結されており、一
面が摺動面4を構成する蓋12が双方のディスクの締結
穴に装着されている。In the example shown in FIG.
Are bolts 7 and nuts 8 as fastening members on both sides of the wheel 6.
, And a lid 12 having one surface constituting the sliding surface 4 is mounted in a fastening hole of both disks.
【0050】同図に示すように、ディスク1、1を埋め
込み型の締結様式で締結した後に、締結穴に摺動面4を
構成する蓋12を装着することにより、ディスク回転時
にボルト穴が描く領域におけるディスクとブレーキライ
ニングとの摺動を連続的とすることができるので、ディ
スク回転時に締結穴が描く環状の領域をも摺動面として
充分機能させることが可能となるので、摺動面積を確保
するための重量増加を抑制し、ディスクの軽量化が可能
となる。As shown in the figure, after the discs 1 and 1 are fastened in a recessed fastening mode, a lid 12 constituting the sliding surface 4 is attached to the fastening hole, so that a bolt hole is drawn when the disc is rotated. Since the sliding between the disc and the brake lining in the area can be continuous, the annular area drawn by the fastening hole when the disc rotates can also function sufficiently as a sliding surface. It is possible to suppress an increase in weight for securing the disk and reduce the weight of the disk.
【0051】同図(b)に示す例では、ディスク1、1
は車輪6の両側面に締結部材であるネジ13によって埋
め込み型の締結様式で締結されており、一面が摺動面4
を構成する蓋12が一方のディスクの締結穴に装着され
ている。In the example shown in FIG.
Are fixed to both sides of the wheel 6 by screws 13 serving as a fastening member in an embedded fastening manner.
Is attached to the fastening hole of one of the disks.
【0052】同図に示すように、ディスク1、1を埋め
込み型の締結様式でネジ13により締結した後に、締結
穴に摺動面4を構成する蓋12を装着することにより、
前記効果に加えて、締結作業がより簡易となり作業性が
向上する。As shown in the drawing, after the disks 1 and 1 are fastened by screws 13 in a recessed fastening manner, a lid 12 constituting the sliding surface 4 is attached to the fastening hole.
In addition to the above-mentioned effects, the fastening operation is simplified and the workability is improved.
【0053】同図(c)に示す例では、ディスク1、1
は車輪6の両側面に締結部材であるネジ13によって締
結されており、前記ネジ13の頭部は摺動面4を構成す
るようになっている。In the example shown in FIG.
Are fastened to both sides of the wheel 6 by screws 13 serving as fastening members, and the heads of the screws 13 constitute the sliding surface 4.
【0054】同図に示すように、ディスク1、1を頭部
が摺動面4を構成するネジ13により締結することによ
り、締結作業がさらに簡易となり作業性が向上する。な
お、本実施態様では、従来の内周部に相当する部位を有
しないディスクについて、摺動部の締結面に凹部を設け
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、図1に
示すような従来形状のディスクにおいて、内周部の締結
面に凹部を設けてもよく、外周部と内周部の両方に跨っ
て或いは各々に独立して設けてもよい。As shown in the figure, by fastening the disks 1 and 1 with the screws 13 whose heads constitute the sliding surface 4, the fastening operation is further simplified and the workability is improved. In the present embodiment, a concave portion is provided on the fastening surface of the sliding portion for a conventional disc having no portion corresponding to the inner peripheral portion. However, the present invention is not limited to this, and FIG. In a conventional disk as shown, a concave portion may be provided on the fastening surface of the inner peripheral portion, or may be provided over both the outer peripheral portion and the inner peripheral portion or independently of each other.
【0055】また、本実施態様では、被締結部材の凸部
に嵌合する凹部をディスクの締結面に設けたが、被締結
部材に凹部を設け、当該凹部に嵌合する凸部をディスク
の締結面に設けてもよい。Further, in this embodiment, the concave portion for fitting to the convex portion of the member to be fastened is provided on the fastening surface of the disk. However, the concave portion is provided for the member to be fastened, and the convex portion for fitting to the concave portion is provided for the disk. It may be provided on the fastening surface.
【0056】また、本実施態様では、車輪に装着したピ
ンの凸部とディスクの締結面の凹部を嵌合するようにし
たが、車輪自体に凸部または凹部を設け、当該凸部また
は凹部と互いに嵌合する凹部または凸部をディスクの締
結面に設けてもよい。また、ディスクと車輪とにキー溝
を設けて、ディスクの凹部であるキー溝が車輪のキー溝
に嵌合したキーと嵌合するようにしてもよい。In this embodiment, the projection of the pin mounted on the wheel and the recess of the fastening surface of the disk are fitted. However, the projection or recess is provided on the wheel itself, and the projection or recess is fitted to the wheel. Recesses or projections that fit together may be provided on the fastening surface of the disc. Alternatively, a key groove may be provided in the disk and the wheel, and the key groove, which is a concave portion of the disk, may be fitted to a key fitted in the key groove of the wheel.
【0057】また、本実施態様では、被締結部材の凸部
に嵌合する凹部をディスクの締結面に設けることによ
り、ディスクの回転方向及び半径方向の変位を拘束する
ようにしたが、ディスクの回転方向若しくは半径方向の
何れか一方の変位のみを拘束するようにしても構わな
い。本実施態様のように、ディスクの回転方向及び半径
方向の変位を拘束するようにした方が、締結穴部及び締
結部材への応力集中をより分散できるので好ましい。Further, in this embodiment, the concave portion which fits into the convex portion of the member to be fastened is provided on the fastening surface of the disk so as to restrain the rotational and radial displacement of the disk. Only one of the displacement in the rotation direction and the radius direction may be restricted. It is preferable to restrict the displacement in the rotation direction and the radial direction of the disk as in the present embodiment, since the stress concentration on the fastening holes and the fastening members can be more dispersed.
【0058】また、本実施態様では、ディスクの締結穴
部及び締結面の凹部のみを増肉させたが、ディスク全体
を一様な肉厚としてもよい。本実施態様のように締結穴
部及び締結面の凹部のみを増肉させた方が、ディスクを
より軽量化できるので好ましい。Further, in this embodiment, only the fastening holes and the recesses of the fastening surfaces of the disc are increased in thickness, but the entire disc may be made uniform in thickness. It is preferable to increase the thickness of only the fastening holes and the recesses of the fastening surface as in the present embodiment, because the disk can be further reduced in weight.
【0059】また、本実施態様では、ディスクの摺動部
に締結穴を有し、且つ、ディスクの締結面に嵌合用の凹
部を有するディスクを例にとって述べたが、何れか一方
のみを有するようにしてもよい。本実施態様のように、
ディスクの摺動部に締結穴を有し、且つ、締結面に嵌合
用の凹部または凸部を有するようにした方が、締結穴部
及び締結部材に作用する応力の発生を抑制し、締結穴部
及び締結部材への応力集中を分散できるので好ましい。Further, in this embodiment, a disk having a fastening hole in the sliding portion of the disk and a concave portion for fitting in the fastening surface of the disk has been described as an example. It may be. As in this embodiment,
Having a fastening hole in the sliding portion of the disk, and having a recess or projection for fitting on the fastening surface suppresses the generation of stress acting on the fastening hole and the fastening member, and This is preferable because stress concentration on the portion and the fastening member can be dispersed.
【0060】また、本実施態様では、鉄道車両用ブレー
キディスクを例にとって述べたが、本発明はこれに限定
されるものでなく、自動車及び自動二輪車等の機械式制
動装置にも適用される。Further, in this embodiment, a brake disc for a railway vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is also applicable to a mechanical braking device such as an automobile and a motorcycle.
【0061】[0061]
【実施例】(実施例1)本発明の効果を確認するため、
現在新幹線用に使用されている鍛鋼材を使用し、形状の
異なる5種類のディスクを製造し、ブレーキ試験を行な
った。EXAMPLES (Example 1) In order to confirm the effects of the present invention,
Using forged steel materials currently used for Shinkansen, five types of discs with different shapes were manufactured and brake tests were performed.
【0062】表1に試験に供したディスクの形状を示
す。また、試験材1〜3については、ディスクを車輪に
締結したときにディスクの締結面の凹部と嵌合する凸部
を形成するピンの形状を併せて示す。Table 1 shows the shapes of the disks subjected to the test. The test materials 1 to 3 also show the shapes of the pins that form the projections that fit into the recesses on the fastening surface of the disk when the disk is fastened to the wheel.
【0063】[0063]
【表1】 [Table 1]
【0064】試験材1〜3は、図5に示す形状のディス
クであり、試験材4は、図1に示す従来型形状のディス
クである。また、試験材5は、特開平10−31830
4号公報に記載された外リングと内リングとからなるデ
ィスクとし、外リングの内径を450mmとした。試験
材1〜3の質量は約45kgであり、試験材4及び5の
質量は約60kgであった。Test materials 1 to 3 are disks having the shape shown in FIG. 5, and test material 4 is a disk having the conventional shape shown in FIG. The test material 5 is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-31830.
No. 4 discloses a disk comprising an outer ring and an inner ring, and the inner diameter of the outer ring was 450 mm. The mass of the test materials 1 to 3 was about 45 kg, and the mass of the test materials 4 and 5 was about 60 kg.
【0065】また、ピンは図7に示す形状のものとし、
基部の円盤部の直径を50mmとした。表1に示す5種
類のディスクについて、JR新幹線の台車をモデルにし
た車輪試験機を用い、ディスクを2枚一組として、摺動
面を外側にして車輪の両面に取り付けてブレーキ試験を
行なった。ブレーキライニング材には、銅系焼結合金を
用い、初速度100km/hから2.5km/(h・
s)の一定減速度の条件で行なった。このとき、試験材
1〜3の温度は約110℃まで上昇し、試験材4及び5
の温度は約100℃まで上昇した。その後ディスクを放
冷し、ディスク温度が60℃まで低下したところで、再
度車輪を駆動させ、前記条件にてブレーキ試験を再度行
なった。この工程を100回繰り返し行った。The pins have the shape shown in FIG.
The diameter of the base disk was 50 mm. For the five types of discs shown in Table 1, using a wheel tester modeled on a bogie of the JR Shinkansen, a set of two discs was mounted on both sides of the wheel with the sliding surface outside, and a brake test was performed. . As the brake lining material, a copper-based sintered alloy is used, and the initial speed is 100 km / h to 2.5 km / (h ·
This was performed under the condition of constant deceleration in s). At this time, the temperature of the test materials 1 to 3 rose to about 110 ° C., and the test materials 4 and 5
Increased to about 100 ° C. Thereafter, the disk was allowed to cool, and when the disk temperature dropped to 60 ° C., the wheels were driven again, and the brake test was performed again under the above conditions. This step was repeated 100 times.
【0066】表2に、90〜100回目のブレーキにお
ける摩擦係数及び各締結ボルトに負荷される応力(以
下、ボルト負荷応力ともいう)及びブレーキ試験後の反
り量を示す。ここで、反り量とは、ブレーキ試験前のデ
ィスクの摺動面を基準面とした場合に、ブレーキ試験後
の摺動面と基準面との間の最大距離をいう。Table 2 shows the friction coefficient in the 90th to 100th brakes, the stress applied to each fastening bolt (hereinafter also referred to as bolt load stress), and the amount of warpage after the brake test. Here, the amount of warpage means the maximum distance between the sliding surface after the brake test and the reference surface, when the sliding surface of the disk before the brake test is used as the reference surface.
【0067】[0067]
【表2】 [Table 2]
【0068】ここで、摩擦係数の変動幅とは、ブレーキ
中における摩擦係数の変動幅であり、この値が小さいほ
ど安定した制動特性を得ることができ、制動性が優れて
いることを意味する。また、ボルト負荷応力の変動幅と
は、ブレーキ中においてボルトに負荷される応力の変動
幅であり、この値が小さいほど締結穴部及び締結部材に
負荷される繰返し応力が小さく、耐疲労破壊性に優れて
いることを意味する。Here, the fluctuation range of the friction coefficient is the fluctuation range of the friction coefficient during braking, and the smaller this value is, the more stable braking characteristics can be obtained and the more excellent the braking performance is. . In addition, the fluctuation range of the bolt load stress is the fluctuation range of the stress applied to the bolt during braking, and the smaller the value is, the smaller the repeated stress applied to the fastening hole and the fastening member is, and the fatigue fracture resistance is reduced. Means better.
【0069】表2に示すように、試験材4では、ブレー
キングによる熱応力により反りを生じたため、ボルト負
荷応力の変動幅が大きかった。また、試験材5は、外リ
ングと内リングとがディスクの半径方向に余裕を以って
嵌合しているため、外リングで発生した熱応力は前記嵌
合部で吸収され、試験材4にみられる大きな反りは発生
しなかった。しかし、外リングと内リングとが嵌合され
ているため、摩擦係数の変動幅及びボルト負荷応力の変
動幅が大きかった。また、ボルト負荷応力の平均値は若
干低減できたものの、従来型形状のディスクである試験
材4と余り変わらなかった。As shown in Table 2, in Test Material 4, warping was caused by thermal stress due to braking, so that the range of fluctuation in bolt load stress was large. Further, in the test material 5, since the outer ring and the inner ring are fitted with a margin in the radial direction of the disk, the thermal stress generated in the outer ring is absorbed by the fitting portion, and the test material 4 No large warpage was observed. However, since the outer ring and the inner ring are fitted, the fluctuation range of the friction coefficient and the fluctuation range of the bolt load stress are large. Further, although the average value of the bolt load stress could be slightly reduced, it was not much different from that of the test material 4 which was a disk having a conventional shape.
【0070】これに対し、試験材1〜3は、摺動部で車
輪と締結されているため、反りの程度が試験材5よりも
小さく良好であった。また、ディスクの締結面の凹部と
車輪に装着したピンの凸部とが嵌合して回転方向及び半
径方向の変位を拘束するため、ボルト本数が試験材4及
び5の半数であるにも拘らず、ボルト負荷応力の変動値
は試験材4及び5よりも小さく良好であった。On the other hand, since the test materials 1 to 3 were fastened to the wheels at the sliding portions, the degree of warpage was smaller than that of the test material 5 and was good. Further, since the concave portion of the fastening surface of the disc and the convex portion of the pin mounted on the wheel are fitted to restrain the displacement in the rotation direction and the radial direction, the number of bolts is half that of the test materials 4 and 5. However, the fluctuation value of the bolt load stress was smaller than that of the test materials 4 and 5 and was good.
【0071】(実施例2)次に、前記試験材1〜3を用
いて、初速度300km/hからブレーキ試験を行なっ
た。ブレーキ試験条件は、非常ブレーキ相当の条件とし
た。なお、ブレーキ後の試験材の温度は600℃であっ
た。(Example 2) Next, a brake test was carried out using the test materials 1 to 3 at an initial speed of 300 km / h. The brake test conditions were equivalent to those of an emergency brake. The temperature of the test material after braking was 600 ° C.
【0072】表3に、90〜100回目のブレーキにお
ける摩擦係数及びボルト負荷応力を示す。Table 3 shows the friction coefficient and the bolt load stress in the 90th to 100th brakes.
【0073】[0073]
【表3】 [Table 3]
【0074】表3に示すように、試験材1〜3の摩擦特
性は殆ど同一であったが、試験材2では凹部幅が10m
m未満であったためピンの凸部の強度が小さく、凸部が
変形したことによりディスクの拘束力が低下したため、
試験材1のボルト負荷応力の変動幅よりも大きかった。
また、試験材3では凹部深さが5mm未満と浅く、嵌合
部によるディスクの拘束力が小さかったため、試験材1
のボルト負荷応力の変動幅よりも大きかった。試験材1
は、嵌合部形状が好適範囲にあるため、ボルト負荷応力
の変動幅が小さくより好ましい値であった。As shown in Table 3, the friction characteristics of the test materials 1 to 3 were almost the same, but the width of the concave portion of the test material 2 was 10 m.
m, the strength of the protrusion of the pin was low, and the deformation of the protrusion reduced the binding force of the disk.
The variation width of the bolt load stress of the test material 1 was larger.
Further, in the test material 3, the depth of the concave portion was as small as less than 5 mm, and the disc binding force by the fitting portion was small.
Was larger than the fluctuation range of the bolt load stress of Test material 1
Since the shape of the fitting portion was within the suitable range, the fluctuation width of the bolt load stress was small and a more preferable value.
【0075】(実施例3)次に、試験材1のディスクを
用いて、ディスクの締結面の凹部と嵌合する凸部を車輪
に形成したフィンとした場合と、ボルト穴に摺動面を構
成する蓋を装着した場合とについてブレーキ試験を行な
った。ブレーキ試験条件は実施例2と同一の条件とし
た。フィンの形状はピンの凸部形状と同一とした。ま
た、蓋はディスクと同一材質とし、ボルトとナットとに
よって締結した後に、蓋をボルト穴に螺合してディスク
の摺動面と同一レベルとなるようにして、図9(a)に
示すような形態とした。(Example 3) Next, using the disk of the test material 1 as a fin formed on the wheel with a convex portion that fits into the concave portion of the fastening surface of the disk, and a sliding surface in the bolt hole Brake tests were performed for the case where the constituent lid was attached. The brake test conditions were the same as in Example 2. The shape of the fin was the same as the shape of the projection of the pin. After the lid is made of the same material as the disk and fastened with bolts and nuts, the lid is screwed into the bolt holes so that it is at the same level as the sliding surface of the disk, as shown in FIG. It was a form.
【0076】表4に90〜100回目のブレーキにおけ
る摩擦係数及びボルト負荷応力と、凸部形成部材及び蓋
の有無を示す。Table 4 shows the friction coefficient and the bolt load stress in the 90th to 100th brakes, and the presence or absence of the protrusion forming member and the lid.
【0077】[0077]
【表4】 [Table 4]
【0078】表4に示すように、試験番号Bにおいて
は、車輪に直接形成したフィンがディスクの締結面の凹
部と嵌合するため、試験番号Aよりもボルト負荷応力の
変動幅が小さくなった。また、試験番号Cにおいては、
ボルト穴に摺動面を構成する蓋を装着したことにより、
ディスク回転時にボルト穴が描く領域におけるディスク
とブレーキライニングとの摺動を連続的とし、ディスク
回転時に締結穴が描く環状の領域をも摺動面として充分
機能させるようにしたため、試験番号Aよりも摩擦係数
の平均値が大きく、摩擦係数の変動幅が小さかった。As shown in Table 4, in Test No. B, since the fins formed directly on the wheel fit into the recesses on the fastening surface of the disk, the fluctuation range of the bolt load stress was smaller than in Test No. A. . In test number C,
By attaching the lid that constitutes the sliding surface to the bolt hole,
The disc and the brake lining slide continuously in the area where the bolt hole is drawn when the disc is rotating, and the annular area where the fastening hole is drawn when the disc is rotated is made to function sufficiently as a sliding surface. The average value of the friction coefficient was large, and the fluctuation range of the friction coefficient was small.
【0079】(実施例4)次に、Al基複合材を使用
し、砂型鋳造法により形状の異なる3種類のディスクを
製造し、ブレーキ試験を行なった。(Example 4) Next, three types of disks having different shapes were manufactured by sand casting using an Al-based composite material, and a brake test was performed.
【0080】表5に試験に供したディスクの形状を示
す。試験材6については、ディスクを車輪に締結したと
きにディスクの締結面の凹部と嵌合する凸部を形成する
ピンの形状を併せて示す。Table 5 shows the shapes of the disks subjected to the test. As for the test material 6, the shape of a pin forming a convex portion that fits into a concave portion of the fastening surface of the disk when the disk is fastened to the wheel is also shown.
【0081】[0081]
【表5】 [Table 5]
【0082】試験材6は、図5に示す形状のディスクで
あり、試験材7は、図1に示す従来型形状のディスクで
ある。また、試験材8は、特開平10−318304号
に記載された外リングと内リングとからなるディスクと
し、外リングの内径を450mmとした。また、試験材
8は、外リングのみにAl基複合材を使用し、内リング
には鍛鋼材を使用した。The test material 6 is a disk having the shape shown in FIG. 5, and the test material 7 is a disk having the conventional shape shown in FIG. The test material 8 was a disk having an outer ring and an inner ring described in JP-A-10-318304, and the inner diameter of the outer ring was 450 mm. In the test material 8, an Al-based composite material was used only for the outer ring, and a forged steel material was used for the inner ring.
【0083】また、ピンは図7に示す形状のものとし、
基部の円盤部の直径を50mmとした。ブレーキ試験条
件は実施例2のものと同一の条件とし、試験途中でボル
ト穴部から亀裂が発生した場合には、そこで試験を中止
した。The pins have the shape shown in FIG.
The diameter of the base disk was 50 mm. The brake test conditions were the same as those in Example 2, and if a crack occurred from the bolt hole during the test, the test was stopped there.
【0084】表6に、90〜100回目のブレーキにお
ける摩擦係数及びボルト負荷応力を示す。Table 6 shows the friction coefficient and the bolt load stress in the 90th to 100th brakes.
【0085】[0085]
【表6】 [Table 6]
【0086】表6に示すように、試験材7は、ボルト穴
部を摺動部に有していないため、ボルト穴部に応力が集
中し、ブレーキ負荷4回目にボルト穴部から亀裂が発生
した。As shown in Table 6, since the test material 7 does not have a bolt hole in the sliding portion, stress concentrates on the bolt hole, and a crack occurs from the bolt hole at the fourth brake load. did.
【0087】試験材8は、外リングと内リングとがディ
スクの半径方向に余裕を以って嵌合しているため、外リ
ングで発生した熱応力は前記嵌合部で吸収され、試験材
4にみられた大きな反りは発生せず、100回のブレー
キ負荷を行なってもボルト穴から亀裂が生じることはな
かった。しかし、外リングと内リングとが嵌合されてい
るため、摩擦係数の変動幅及びボルト負荷応力の変動幅
が大きかった。In the test material 8, since the outer ring and the inner ring are fitted with a margin in the radial direction of the disk, the thermal stress generated in the outer ring is absorbed by the fitting portion, No large warpage was observed in No. 4, and no crack was generated from the bolt hole even after 100 times of braking load. However, since the outer ring and the inner ring are fitted, the fluctuation range of the friction coefficient and the fluctuation range of the bolt load stress are large.
【0088】試験材6は、摺動部で車輪と締結している
ため、試験材4にみられた大きな反りは発生せず、10
0回のブレーキ負荷を行なってもボルト穴から亀裂が生
じることはなかった。また、ディスクの締結面の凹部と
車輪に装着したピンの凸部とが嵌合して回転方向及び半
径方向の変位を拘束するため、ボルト本数が試験材8の
半数であるにも拘らず、摩擦係数の変動幅及びボルト負
荷応力の変動幅は試験材8よりも小さく良好であった。Since the test material 6 is fastened to the wheel at the sliding portion, the large warpage observed in the test material 4 does not occur, and
No crack was generated from the bolt hole even when the brake load was applied 0 times. Further, since the concave portion of the fastening surface of the disc and the convex portion of the pin mounted on the wheel are fitted to restrain the displacement in the rotation direction and the radial direction, the number of bolts is half of the test material 8, The variation width of the coefficient of friction and the variation width of the bolt load stress were smaller and better than those of the test material 8.
【0089】(実施例5)次に、ボルト穴の位置と反り
量との関係をFEM解析により求めた。図10は、FE
M解析において行った有限要素分割方法を示す説明図で
ある。Example 5 Next, the relationship between the position of the bolt hole and the amount of warpage was determined by FEM analysis. FIG.
It is explanatory drawing which shows the finite element division method performed in M analysis.
【0090】同図に示すように、本例のFEM解析にお
いては、周方向に均等に12個のボルトで締結されたデ
ィスクにブレーキを負荷した場合を想定し、ディスクの
対称性を考慮して、ボルト穴の中心を通る位置から前記
ボルト穴と隣り合うボルト穴との中間位置までの1/2
4(中心角にして15°の範囲)の部位について有限要
素分割を行った。ここに、A点とB点とは、それぞれボ
ルト穴の中心を通る半径方向についての内周の部位と外
周の部位に対応する。また、C点とD点とは、それぞれ
前記ボルト穴の中心を通る半径方向と15°の中心角を
なす半径方向についての内周の部位と外周の部位に対応
する。As shown in the figure, in the FEM analysis of the present example, it is assumed that a brake is applied to a disk fastened with 12 bolts evenly in the circumferential direction, and the symmetry of the disk is taken into consideration. 1/2 from the position passing through the center of the bolt hole to the intermediate position between the bolt hole and the adjacent bolt hole.
A finite element division was performed on a portion of 4 (a range of 15 ° as a central angle). Here, the points A and B correspond to the inner peripheral portion and the outer peripheral portion in the radial direction passing through the center of the bolt hole, respectively. The points C and D correspond to the inner and outer peripheral portions in the radial direction passing through the center of the bolt hole and forming a central angle of 15 ° with the radial direction, respectively.
【0091】摺動面幅を134mmとし、ブレーキ条件
を300km/hからの非常ブレーキに相当する条件と
して、繰り返し3回のブレーキを負荷して室温まで冷却
した後のA〜D点(図10参照)の各部の反り量を求め
た。ここで、各部の反り量とは、ブレーキ負荷前のディ
スクの摺動面を基準面としたブレーキ負荷後のA〜D点
までの距離を、摺動面側を正として表したものである。
なお、本例のブレーキ条件では、ディスクはブレーキ負
荷後90秒で停止した。そして本例におけるディスクの
最高到達温度は約630℃であった。また、各有限要素
には、現在新幹線用に使用されている鍛鋼材の材料定数
を使用した。Assuming that the sliding surface width is 134 mm and the braking conditions are equivalent to the emergency braking from 300 km / h, points A to D after cooling to room temperature by repeatedly applying the brake three times (see FIG. 10) The amount of warpage of each part was determined. Here, the amount of warpage of each part indicates a distance from the sliding surface of the disk before the brake load as a reference surface to points A to D after the brake load, with the sliding surface side being positive.
Under the brake conditions of this example, the disc stopped 90 seconds after the brake load. The maximum temperature of the disk in this example was about 630 ° C. For each finite element, the material constant of a forged steel material currently used for Shinkansen was used.
【0092】図11は、FEM解析により求めた各部の
反り量とボルト穴の位置との関係を示すグラフである。
同図に示すように、ボルト穴の位置が摺動面幅の中心位
置よりも内周側に位置する場合には外周部であるC点及
びD点の反り量が大きくなり、ボルト穴の位置が摺動面
幅の中心位置よりも外周側に位置する場合には内周部で
あるA点及びB点の反り量が大きくなる傾向を示す。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the amount of warpage of each part determined by FEM analysis and the position of a bolt hole.
As shown in the figure, when the position of the bolt hole is located on the inner peripheral side of the center position of the sliding surface width, the amount of warp at points C and D, which are the outer peripheral portions, increases, and the position of the bolt hole is increased. Is located on the outer peripheral side of the center position of the sliding surface width, the amount of warpage at points A and B, which are the inner peripheral parts, tends to increase.
【0093】そして、ボルト穴の位置が下記(a)を充
足する範囲にある場合には、A〜D点の各部における反
り量が全て0.012mm未満となり、効果的に反りの
発生を抑制できることを確認できた。When the position of the bolt hole is within the range satisfying the following (a), the warpage at each of the points A to D is less than 0.012 mm, and the occurrence of warpage can be effectively suppressed. Was confirmed.
【0094】 −0.12≦r/R≦0.20 (a)-0.12 ≦ r / R ≦ 0.20 (a)
【0095】[0095]
【発明の効果】本発明によれば、ブレーキングによる熱
応力に起因するディスクの反りの発生を抑制することに
より、ディスクの締結穴部及び締結部材に負荷される応
力を低減させることが可能となるので、ディスク及び締
結部材を長寿命化することができる。According to the present invention, it is possible to reduce the stress applied to the fastening holes and the fastening members of the disc by suppressing the occurrence of the warpage of the disc due to the thermal stress caused by the braking. Therefore, the life of the disk and the fastening member can be extended.
【0096】また、ディスクの変位を締結部以外の部位
で拘束することにより、ディスクの締結穴部及び締結部
材に負荷される応力を分散させることが可能となるの
で、ディスクの締結穴部及び締結部材の疲労破壊を抑制
することができ、ディスク及び締結部材を長寿命化する
ことができる。Also, by restricting the displacement of the disk at a portion other than the fastening portion, it is possible to disperse the stress applied to the fastening hole portion and the fastening member of the disk. Fatigue failure of the member can be suppressed, and the life of the disk and the fastening member can be extended.
【図1】従来型の鉄道車両用ブレーキディスクの形状を
示す図であり、図1(a)は、鉄道車両用ブレーキディ
スクの1/4を示す部分平面図であり、図1(b)は、
図1(a)のA−A断面を示す部分断面図である。FIG. 1 is a view showing a shape of a conventional railway vehicle brake disc, FIG. 1 (a) is a partial plan view showing a quarter of a railway vehicle brake disk, and FIG. ,
FIG. 2 is a partial sectional view showing an AA section in FIG.
【図2】従来型の鉄道車両用側ブレーキディスクが車輪
へ取付けられた状態を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a conventional railway vehicle side brake disc is mounted on wheels.
【図3】反りが発生したディスクの状態を模式的に示す
断面図であり、破線は非ブレーキ時のディスクの状態、
実線はブレーキ時のディスクの状態を示す。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a state of a disk in which warpage has occurred, in which a broken line indicates a state of the disk when no brake is applied;
The solid line shows the state of the disc during braking.
【図4】rおよびRの定義を示す説明図であり、図4
(a)はrが正である場合を、図4(b)はrが負であ
る場合を示す。FIG. 4 is an explanatory diagram showing definitions of r and R, and FIG.
4A shows a case where r is positive, and FIG. 4B shows a case where r is negative.
【図5】本発明の一実施態様であるブレーキディスクの
1/4を示す部分平面図である。FIG. 5 is a partial plan view showing a quarter of a brake disk according to an embodiment of the present invention.
【図6】図5に示すブレーキディスクが車輪に取付けら
れた状態の断面を模式的に示す部分断面図であり、図6
(a)は図5のB−B断面に相当する部位の部分断面
図、図6(b)は図5のC−C断面に相当する部位の部
分断面図である。6 is a partial cross-sectional view schematically showing a cross section in a state where the brake disc shown in FIG. 5 is attached to a wheel.
FIG. 6A is a partial cross-sectional view of a portion corresponding to a BB cross section in FIG. 5, and FIG. 6B is a partial cross-sectional view of a portion corresponding to a CC cross section in FIG.
【図7】車輪等へ装着するピンの一例を示す図であり、
図7(a)は平面図、図7(b)は正面図、図7(c)
は側面図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a pin mounted on a wheel or the like;
7A is a plan view, FIG. 7B is a front view, and FIG.
Is a side view.
【図8】図7に示すピンとディスクとの嵌合状態を示す
断面図であり、図8(a)は、嵌合部についてのディス
クの周方向断面図であり、図8(b)は、嵌合部につい
てのディスクの半径方向断面図である。8 is a sectional view showing a fitting state between the pin and the disk shown in FIG. 7, FIG. 8 (a) is a circumferential sectional view of the disk about a fitting portion, and FIG. 8 (b) is FIG. 4 is a radial cross-sectional view of the disc with respect to the fitting portion.
【図9】摺動部に設けた締結穴に摺動面を構成する蓋を
装着した実施態様例を示す断面図であり、図9(a)
は、ボルトとナットにより埋め込み型の締結様式で締結
した後に摺動面を構成する蓋を装着した状態を示す断面
図、図9(b)は、ネジにより埋め込み型の締結様式で
締結した後に摺動面を構成する蓋を装着した状態を示す
断面図、図9(c)は、頭部が摺動面を構成する蓋の機
能を兼備したネジにより締結した状態を示す断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view showing an embodiment in which a lid constituting a sliding surface is attached to a fastening hole provided in a sliding portion, and FIG.
FIG. 9B is a cross-sectional view showing a state in which a lid constituting a sliding surface is attached after fastening with a bolt and nut in an embedded fastening mode, and FIG. FIG. 9C is a cross-sectional view illustrating a state in which a lid that forms a moving surface is mounted, and FIG. 9C is a cross-sectional view illustrating a state in which the head is fastened with a screw that also has a function of a lid that forms a sliding surface.
【図10】FEM解析において行った有限要素分割方法
を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a finite element division method performed in FEM analysis.
【図11】FEM解析により求めた各部の反り量とボル
ト穴の位置との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the amount of warpage of each part determined by FEM analysis and the position of a bolt hole.
1 :ブレーキディスク 2:外周部 3 :内周部 4:摺動面 5 :ボルト穴 6:車輪 7 :ボルト 8:ナット 9 :ピン 10:凸部 11:凹部 12:蓋 13:ネジ 1: brake disc 2: outer peripheral part 3: inner peripheral part 4: sliding surface 5: bolt hole 6: wheel 7: bolt 8: nut 9: pin 10: convex part 11: concave part 12: lid 13: screw
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三澤 泰久 大阪府大阪市此花区島屋5丁目1番109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品 事業所内 (72)発明者 牧野 泰三 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 Fターム(参考) 3J058 AA44 AA47 AA53 AA58 BA32 CB12 CB14 CB22 CB24 CB27 FA21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuhisa Misawa 5-1-1109 Shimaya, Konohana-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries, Ltd. Kansai Works Steelmaking Products Office (72) Inventor Taizo Makino, Osaka-shi, Osaka 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. F-term (reference) 3J058 AA44 AA47 AA53 AA58 BA32 CB12 CB14 CB22 CB24 CB27 FA21
Claims (5)
される摺動部に締結穴を有することを特徴とするブレー
キディスク。1. A brake disc having a fastening hole in a sliding portion defined as an annular portion of the brake disc.
充足することを特徴とする請求項1に記載のブレーキデ
ィスク。 −0.12≦r/R≦0.20 (a) ここで、 r:ブレーキディスクの同一半径方向において、摺動部
の幅方向中心を基準とした締結穴の中心までの距離(締
結穴の中心が内周側方向に位置する場合には負、外周側
方向に位置する場合には正とする) R:摺動部の幅 である。2. The brake disc according to claim 1, wherein the position of the fastening hole satisfies the following condition (a). -0.12 ≦ r / R ≦ 0.20 (a) where, r: distance to the center of the fastening hole with respect to the center in the width direction of the sliding portion in the same radial direction of the brake disc (the Negative when the center is located in the inner peripheral direction, and positive when the center is located in the outer peripheral direction.) R: Width of the sliding portion.
が摺動面を構成することを特徴とする請求項1または請
求項2に記載のブレーキディスク。3. The brake disc according to claim 1, further comprising a lid attached to the fastening hole, wherein the lid forms a sliding surface.
部又は凸部を有することを特徴とするブレーキディス
ク。4. A brake disc having a recess or a projection for fitting on a fastening surface of the brake disc.
部又は凸部を有することを特徴とする請求項1〜3の何
れかに記載のブレーキディスク。5. The brake disk according to claim 1, further comprising a concave portion or a convex portion for fitting on a fastening surface of the brake disk.
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