CN108779819B - 铁道车辆用的制动衬片及采用该制动衬片的铁道车辆用盘形制动器 - Google Patents

铁道车辆用的制动衬片及采用该制动衬片的铁道车辆用盘形制动器 Download PDF

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Abstract

公开的制动衬片包含第1摩擦构件组块(21)和第2摩擦构件组块(22)、紧固构件(31)、配置于紧固构件(31)的弹簧构件(32)、以及基板(41)。包含摩擦构件(20)的第1摩擦构件组块(21)利用通过弹簧构件(32)和第1背衬(21a)的两个紧固构件(31)弹性地紧固于基板(41)。该两个紧固构件(31)沿着以车轴为中心的圆周配置。包含摩擦构件(20)的第2摩擦构件组块(22)利用通过弹簧构件(32)和第2背衬(22a)的3个紧固构件(31)弹性地紧固于基板(41)。第2摩擦构件组块(22)中的存在于两侧的两个紧固构件(31)沿着以车轴为中心的圆周配置。

Description

铁道车辆用的制动衬片及采用该制动衬片的铁道车辆用盘形 制动器
技术领域
本发明涉及铁道车辆用的制动衬片及采用该制动衬片的铁道车辆用盘形制动器。
背景技术
近年来，随着铁道车辆的高速化，铁道车辆的制动装置大多使用盘形制动器。盘形制动器是利用制动盘与制动衬片之间的摩擦而获得制动力的装置。
专利文献1(日本特开2012－251597号公报)公开了制动衬片的一个例子。具体地讲，专利文献1公开了一种制动衬片，其特征在于，将互相相邻的两个摩擦构件作为一组，这一组摩擦构件的背衬是一体的。在专利文献1中记载了，利用该制动衬片“能够使制动过程中的制动衬片与制动盘的接触面压的均匀化和这些制动衬片和制动盘之间的摩擦系数的稳定化同时成立，并且能够提高耐久性和可靠性。”。
在使用盘形制动器进行的制动过程中，在将制动衬片按压于制动盘时，存在制动盘振动而产生被称作制动噪声的噪音的情况。该制动噪声被认为是因在将制动衬片按压于制动盘时产生的自激振动而产生的。以往公开了用于抑制该制动噪声的技术。
专利文献2(日本特开2011－214629号公报)公开了包括摩擦构件和用于支承摩擦构件的背板的制动衬片。这些摩擦构件在制动盘的半径方向和圆周方向上被分割配置成多个。各个摩擦构件在其与背板之间夹设弹性构件而被支承。在专利文献2的制动衬片中，在将制动衬片设置于转向架的状态下，存在于衬片的除铅垂方向中心线H部之外的部分的所述摩擦构件的支承刚度大于存在于该中心线H部的摩擦构件的支承刚度。在专利文献2中记载了采用该结构减少了制动噪声。
在使用盘形制动器反复进行制动时，制动衬片的摩擦构件磨损。此时，存在仅有一部分摩擦构件集中地与制动盘接触而产生不均匀磨损的情况。若产生不均匀磨损，则制动性能和摩擦构件的寿命下降。为了防止该不均匀磨损，优选的是制动盘和制动衬片均匀地接触。并且，寻求一种能够有效地抑制制动噪声的新的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－251597号公报
专利文献2：日本特开2011－214629号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述的状况下，本发明的目的之一在于提供一种能够有效地抑制制动噪声和不均匀磨损的制动衬片及采用该制动衬片的盘形制动器。
用于解决问题的方案
本发明的一个技术方案的制动衬片是被制动钳按压于与铁道车辆的车轮的车轴一同旋转的制动盘的滑动面的铁道车辆用的制动衬片。该制动衬片包含至少1个第1摩擦构件组块、至少1个第2摩擦构件组块、多个紧固构件、分别配置于所述多个紧固构件的弹簧构件、以及安装于所述制动钳的基板。所述第1摩擦构件组块包含至少1个第1摩擦构件和所述至少1个第1摩擦构件的背面所固着的第1背衬。所述第1摩擦构件组块利用通过所述弹簧构件和所述第1背衬的两个所述紧固构件弹性地紧固于所述基板。所述第1摩擦构件组块所包含的两个所述紧固构件沿着以所述车轴为中心的圆周配置。所述第2摩擦构件组块包含至少1个第2摩擦构件和所述至少1个第2摩擦构件的背面所固着的第2背衬。所述第2摩擦构件组块利用通过所述弹簧构件和所述第2背衬的3个所述紧固构件弹性地紧固于所述基板。所述第2摩擦构件组块中的存在于两侧的两个所述紧固构件沿着以所述车轴为中心的圆周配置。
本发明的一个技术方案的铁道车辆用盘形制动器包含与铁道车辆的车轮的车轴一同旋转的制动盘、制动钳、以及安装于所述制动钳的本发明的制动衬片。
发明的效果
根据本发明，能得到能够有效地抑制制动噪声和不均匀磨损的制动衬片及采用该制动衬片的盘形制动器。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的制动衬片的一个例子的主视图。
图2是示意性地表示图1所示的制动衬片的一部分截面的图。
图3是对本发明的制动衬片的摩擦构件组块的配置的一个例子进行说明的图。
图4A是实施方式1的制动衬片的主视图。
图4B是实施方式1的制动衬片的后视图。
图4C是实施方式1的制动衬片的右视图。
图4D是实施方式1的制动衬片的左视图。
图4E是实施方式1的制动衬片的俯视图。
图4F是实施方式1的制动衬片的仰视图。
图4G是实施方式1的制动衬片的立体图。
图5A是实施方式2的制动衬片的主视图。
图5B是实施方式2的制动衬片的后视图。
图5C是实施方式2的制动衬片的右视图。
图5D是实施方式2的制动衬片的左视图。
图5E是实施方式2的制动衬片的俯视图。
图5F是实施方式2的制动衬片的仰视图。
图5G是实施方式2的制动衬片的立体图。
图6A是实施方式3的制动衬片的主视图。
图6B是实施方式3的制动衬片的后视图。
图6C是实施方式3的制动衬片的右视图。
图6D是实施方式3的制动衬片的左视图。
图6E是实施方式3的制动衬片的俯视图。
图6F是实施方式3的制动衬片的仰视图。
图6G是实施方式3的制动衬片的立体图。
图7A是示意性地表示发明例1的制动衬片的摩擦构件组块的配置的图。
图7B是示意性地表示比较例1的制动衬片的摩擦构件组块的配置的图。
图7C是示意性地表示比较例2的制动衬片的摩擦构件组块的配置的图。
图8是表示实施例的制动噪声的评价结果的图表。
具体实施方式
基于深入研究的结果，本申请发明人等发现通过使用以特定的结构配置有多个紧固构件的特定的制动衬片能够到达上述目的。本发明是基于该新的见解而完成的。
以下，说明本发明的实施方式。另外，在以下的说明中，举例说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于以下说明的例子。在以下的说明中，存在例示具体的数值、材料的情况，但只要能获得本发明的效果，就也可以应用其他的数值、材料。
(制动衬片)
本发明的制动衬片是铁道车辆用的制动衬片。该制动衬片被制动钳按压于与铁道车辆的车轮的车轴一同旋转的制动盘的滑动面。该制动衬片包含至少1个第1摩擦构件组块、该至少1个第2摩擦构件组块、多个紧固构件、分别配置于多个紧固构件的弹簧构件、以及安装于制动钳的基板。基板既可以直接安装于制动钳，也可以借助其他的构件安装于制动钳。制动衬片所包含的第1摩擦构件组块和第2摩擦构件组块的数量没有限定，也可以分别处于例如1～6的范围。
第1摩擦构件组块包含至少1个第1摩擦构件和该至少1个第1摩擦构件的背面所固着的第1背衬。在第1摩擦构件组块包含多个第1摩擦构件的情况下，这些摩擦构件的背面固着于1个第1背衬。第1摩擦构件组块利用通过弹簧构件和第1背衬的两个紧固构件弹性地紧固于基板。第1摩擦构件组块所包含的两个紧固构件沿着以车轴为中心的圆周配置。换言之，以第1摩擦构件组块所包含的两个紧固构件沿着以车轴为中心的圆周配置的方式配置第1摩擦构件组块。
第2摩擦构件组块包含至少1个第2摩擦构件和该至少1个第2摩擦构件的背面所固着的第2背衬。在第2摩擦构件组块包含多个第2摩擦构件的情况下，这些摩擦构件的背面固着于1个第2背衬。第2摩擦构件组块利用通过弹簧构件和第2背衬的3个紧固构件弹性地紧固于基板。在第2摩擦构件组块中，3个紧固构件通常是空开间隔地配置在直线上(或者大致直线上)。在第2摩擦构件组块中存在于两侧的两个紧固构件沿着以车轴为中心的圆周配置。换言之，以在第2摩擦构件组块中存在于两侧的两个紧固构件沿着以车轴为中心的圆周配置的方式配置第2摩擦构件组块。
紧固构件并没有特别的限定，也可以使用铆钉。弹簧构件并没有特别的限定，也可以使用碟形弹簧、板簧或者螺旋弹簧。基板并没有特别的限定，也可以使用金属板。
第1摩擦构件组块和第2摩擦构件组块各自包含以与制动盘的滑动面相对的方式配置的摩擦构件。摩擦构件(第1摩擦构件和第2摩擦构件)并没有特别的限定，也可以使用公知的摩擦构件。摩擦构件的材料的例子包含铜类的烧结材料、树脂类材料。摩擦构件的平面形状没有限定。摩擦构件的平面形状的例子包含圆形、椭圆形及多边形(四边形和六边形等)。另外，第1摩擦构件和第2摩擦构件也可以各自具有多个摩擦构件连结而成的形状。例如，第1摩擦构件也可以具有两个摩擦构件(圆板状等形状的摩擦构件)连结而成的形状，第2摩擦构件也可以具有3个摩擦构件(圆板状等形状的摩擦构件)连结而成的形状。在本发明的制动衬片的典型性的一个例子中，包含摩擦构件的构成要素仅是第1摩擦构件组块和第2摩擦构件组块。
在1个第1摩擦构件组块中，在多个第1摩擦构件分离的情况下，第1背衬的平面形状没有特别的限定。例如第1背衬中的、与相邻的摩擦构件之间相当的部分也可以缩得较细。此外，第1背衬中的、与相邻的摩擦构件之间相当的部分既可以是恒定宽度的带状，也可以膨胀。
在将摩擦构件组块和基板紧固的紧固构件分别配置有弹簧构件。此外，紧固构件将摩擦构件组块以能够移动的方式紧固于基板。采用该结构，能够将摩擦构件组块弹性地安装于基板。在该结构中，由于摩擦构件与制动盘的表面相应地进行移动，因此在制动时能够抑制制动盘和制动衬片的接触面压的偏差。
在1个观点中，本发明的制动衬片包含将摩擦构件组块弹性地紧固于基板的弹性紧固构件。弹性紧固构件包含紧固构件和弹簧构件。第1摩擦构件组块利用两个弹性紧固构件弹性地紧固于基板，第2摩擦构件组块利用3个弹性紧固构件弹性地紧固于基板。
多个摩擦构件组块各自的成为配置基准的圆周既可以相同，也可以不同。例如，多个摩擦构件组块的紧固构件既可以沿着不同的圆周配置，也可以沿着1个圆周配置。
在此，对“两个紧固构件沿着圆周配置”这样的意义进行说明。将两个紧固构件中的一个紧固构件的中心设为点A，将另一个紧固构件的中心设为点B，假定连结这些点A和点B的线AB及该线AB的中点M。并且，假定以车轴的中心C为中心且通过中点M的圆R，假定圆R在中点M处的切线S。然后，将线AB和切线S所成的角度(在不是90°的情况下是锐角的角度)设为角度α。在本说明书中，“两个紧固构件沿着圆周配置”意味着角度α处于0°～30°的范围(例如0°～20°、0°～10°或者0°～5°的范围)。另外，角度α为0°意味着线AB与切线S平行。在典型的一个例子中，点A和点B这两者配置在以车轴为中心的1个圆的圆周上。在该情况下，角度α成为0°。在图3中对角度α的具体例进行说明。
至少1个第1摩擦构件和至少1个第2摩擦构件既可以是相同的摩擦构件，也可以是不同的摩擦构件。例如，也可以是，制动衬片所包含的所有摩擦构件的材质和形状相同。第1摩擦构件和第2摩擦构件以与制动盘的滑动面相对的方式配置。在第1摩擦构件组块和第2摩擦构件组块中的至少一者包含多个摩擦构件的情况下，该多个摩擦构件以互相空开间隔的方式配置。
本发明的制动衬片既可以具有以下的结构(1)和(2)，也可以具有结构(1)～(4)，也可以具有结构(1)～(5)。
(1)第1摩擦构件组块所包含的第1摩擦构件的数量是2个。两个第1摩擦构件空开间隔地配置。
(2)第2摩擦构件组块所包含的第2摩擦构件的数量是3个。3个第2摩擦构件通常是空开间隔地配置在直线上(或者大致直线上)。
(3)在第1摩擦构件组块所包含的两个第1摩擦构件各自的中心部配置有紧固构件。另外，在摩擦构件不是圆形的情况下，摩擦构件的中心部意味着其平面形状的重心的位置。
(4)在第2摩擦构件组块所包含的3个第2摩擦构件各自的中心部配置有紧固构件。
(5)第1摩擦构件和第2摩擦构件是圆板状的摩擦构件。
结构(1)的第1摩擦构件组块包含弹性地紧固于基板且独立地移动的两个摩擦构件。结构(2)的第2摩擦构件组块包含弹性地紧固于基板且独立地移动的3个摩擦构件。在结构(1)和结构(2)中，由于多个摩擦构件各自与制动盘接触，因此在制动时能够特别抑制制动盘和制动衬片的接触面压的偏差。采用结构(3)～结构(5)，能够防止摩擦构件的不均匀磨损，并且能够抑制摩擦构件的旋转的影响。
在本发明的制动衬片的一个例子(以下存在称作“例子(A)”的情况)中，至少1个第1摩擦构件组块和至少1个第2摩擦构件组块将以车轴为中心的圆的径向的线(连结基板的圆周方向的中心和车轴的中心的线)作为对称轴地呈轴对称配置。也就是说，摩擦构件组块的排列以将配置有所有摩擦构件组块的区域的圆周方向的中心和车轴的中心连结的直线为对称轴而呈左右对称(轴对称)。采用该结构，由于制动衬片的组装变简单，因此能够减少组装时的工时。并且，在车轮正转时和反转时能够提供相同的制动性能。
在上述的例子(A)的制动衬片中，也可以将第2摩擦构件组块配置在中央，并以隔着该第2摩擦构件组块的方式配置第1摩擦构件组块。例如也可以是，两个第2摩擦构件组块和以隔着该两个第2摩擦构件组块的方式配置的4个第1摩擦构件组块将上述径向的线作为对称轴地呈轴对称配置。此外，在上述的例子(A)的制动衬片中，也可以将第1摩擦构件组块配置在中央，并以隔着该第1摩擦构件组块的方式配置第2摩擦构件组块。此外，在上述的例子(A)的制动衬片中，也可以在上述径向的外侧的中央配置1个第2摩擦构件组块，在上述径向的内侧的中央配置1个第1摩擦构件组块。在该情况下，也可以以隔着上述外侧的1个第2摩擦构件组块的方式配置两个第1摩擦构件组块，以隔着上述内侧的1个第1摩擦构件组块的方式配置两个第1摩擦构件组块。
(盘形制动器)
本发明的盘形制动器是铁道车辆用的盘形制动器。该盘形制动器包含与铁道车辆的车轮的车轴一同旋转的制动盘、制动钳以及安装于制动钳的本发明的制动衬片。制动钳和制动盘并没有特别的限定，也可以使用公知的部件。制动钳利用液压或者气压等将制动衬片按压于制动盘，由此对车轮进行制动。制动盘是随着铁道车辆的车轮的车轴的旋转而旋转的盘。制动盘通常固定于车轮或者车轴。制动盘的中心与车轴的中心一致。因此，在该说明书中，可以将“以主轴为中心的圆周”换称作“以制动盘的中心为中心的圆周”。
(实施方式)
以下，对本发明的实施方式的一个例子进行说明。在本实施方式中，对第1摩擦构件组块包含两个摩擦构件且第2摩擦构件组块包含3个摩擦构件的一个例子进行说明。图1表示本实施方式的制动衬片10。图1是从制动盘侧观察制动衬片10时的主视图。此外，在图2中示意性地表示第1摩擦构件组块21的沿图1的线II－II的剖视图。另外，在图2示出制动盘100的配置。
制动衬片10包括4个第1摩擦构件组块21、两个第2摩擦构件组块22、多个紧固构件(铆钉)31、多个弹簧构件(碟形弹簧)32以及1块基板41。基板41的形状是横长的大致长方形。
第1摩擦构件组块21包括圆板状的两个摩擦构件(第1摩擦构件)20和1块背衬21a。两个摩擦构件20的背面固着于背衬21a。在背衬21a形成有供紧固构件31通过的两个贯通孔。背衬21a中的、与相邻的摩擦构件20之间相当的部分缩得较细。在摩擦构件20各自的中心部配置有通过背衬21a的贯通孔和弹簧构件32的紧固构件31。第1摩擦构件组块21和紧固构件31未固定，摩擦构件组块21利用紧固构件31和弹簧构件32弹性地紧固于基板41。
第2摩擦构件组块22包括圆板状的3个摩擦构件(第2摩擦构件)20和1块背衬22a。在本实施方式中，对第2摩擦构件组块22所包含的摩擦构件20和第2摩擦构件组块21所包含的摩擦构件20相同的一个例子进行说明。在摩擦构件组块22中，3个摩擦构件20空开恒定的间隔地配置在1条直线上。同样，3个紧固构件31空开恒定的间隔地配置在1条直线上。在背衬22a形成有供紧固构件31通过的3个贯通孔。背衬22a中的、与相邻的摩擦构件20之间相当的部分缩得较细。在摩擦构件20各自的中心部配置有通过背衬22a的贯通孔和弹簧构件32的紧固构件31。第2摩擦构件组块22和紧固构件31未固定，摩擦构件组块22利用紧固构件31和弹簧构件32弹性地紧固于基板41。通过使用利用3个紧固构件31弹性地紧固于基板的第2摩擦构件组块22，从而能够特别抑制制动噪声。
如图1和图2所示，摩擦构件20互相空开间隔地配置。此外，摩擦构件20以与制动盘100的滑动面100a相对的方式配置。在一个例子中，制动衬片10的基板41借助引导板(未图示)安装于制动钳(未图示)。本发明的盘形制动器包含制动衬片10、制动钳及制动盘100。在图1所示的制动衬片10中，在中央配置有两个第2摩擦构件组块22，以隔着这两个第2摩擦构件组块22的方式配置有4个第1摩擦构件组块21。这4个摩擦构件组块21和两个摩擦构件组块22将以车轴为中心的圆的径向的线T作为对称轴地呈对称(轴对称)配置。
图3表示摩擦组块的配置的一个例子。在图3所示的一个例子中，作为第1摩擦构件组块的第1摩擦构件组块121a自以车轴为中心的圆周略微倾斜地配置。此外，作为第2摩擦构件组块的第2摩擦构件组块122a以上述角度α为0°的方式配置。
对第1摩擦构件组块121a的配置进行说明。将第1摩擦构件组块121a的两个紧固构件31中的一个紧固构件31的中心设为点A1，将另一个紧固构件31的中心设为点B1。将连结点A1和点B1的线A1B1的中点设为中点M1。将以车轴的中心C为中心且通过中点M1的圆设为圆R1。并且，将圆R1在中点M1处的切线设为切线S1。线A1B1和切线S1所成的角度α1成为上述的角度α。角度α1(角度α)处于上述的范围。在点A1和点B1均存在于以车轴为中心的1个圆的圆周上的情况下，角度α1成为0°。另外，在本实施方式中，紧固构件31的中心与摩擦构件20的中心一致。因此，本实施方式的制动衬片10具有上述结构(1)～(5)。
图3所示的第2摩擦构件组块122a以角度α为0°的方式配置。关于第2摩擦构件组块122a的3个紧固构件31中的存在于两侧的两个紧固构件31，将一端的紧固构件31的中心设为点A2，将另一端的紧固构件31的中心设为点B2。将连结点A2和点B2的线A2B2的中点设为中点M2。将以车轴的中心C为中心且通过中点M2的圆设为圆R2。并且，将圆R2在中点M2处的切线设为切线S2。在图3的例子中，线A2B2和切线S2重合。因此，上述的角度α为0°。
(其他的实施方式)
以下，表示其他的实施方式1～3的制动衬片。
图4A～4G表示实施方式1的制动衬片10。图4A是从制动盘侧观察制动衬片10时的主视图。图4B是后视图。图4C是右视图。图4D是左视图。图4E是俯视图。图4F是仰视图。图4G是从制动盘侧沿斜向观察制动衬片10时的立体图。
实施方式1的制动衬片10与图1和图2所示的制动衬片10相比较在以下的方面有所不同。参照图4A～图4G，制动衬片10包含5个第1摩擦构件组块21和1个第2摩擦构件组块22。
在实施方式1的制动衬片10中，在中央配置有1个第1摩擦构件组块21和1个第2摩擦构件组块22。该1个第2摩擦构件组块22配置在以车轴为中心的圆的径向的外侧。该1个第1摩擦构件组块21配置在上述径向的内侧。以隔着上述外侧的1个第2摩擦构件组块22的方式配置两个第1摩擦构件组块21。以隔着上述内侧的1个第1摩擦构件组块21的方式配置两个第1摩擦构件组块21。这5个摩擦构件组块21和1个摩擦构件组块22将上述径向的线T作为对称轴地呈对称(轴对称)配置。
第1摩擦构件组块21的背衬21a中的、与相邻的摩擦构件20之间相当的部分缩得细于摩擦构件20的宽度。第2摩擦构件组块22的背衬22a中的、与相邻的摩擦构件20之间相当的部分缩得细于摩擦构件20的宽度。
图5A～图5G表示实施方式2的制动衬片10。图5A是从制动盘侧观察制动衬片10时的主视图。图5B是后视图。图5C是右视图。图5D是左视图。图5E是俯视图。图5F是仰视图。图5G是从制动盘侧沿斜向观察制动衬片10时的立体图。
实施方式2的制动衬片10与图4A～图4G所示的实施方式1的制动衬片10相比较在以下的方面有所不同。参照图5A～图5G，第1摩擦构件组块21的背衬21a中的、与相邻的摩擦构件20之间相当的部分是与摩擦构件20的宽度相同的恒定宽度的带状。第2摩擦构件组块22的背衬22a中的、与相邻的摩擦构件20之间相当的部分是与摩擦构件20的宽度相同的恒定宽度的带状。
图6A～图6G表示实施方式3的制动衬片10。图6A是从制动盘侧观察制动衬片10时的主视图。图6B是后视图。图6C是右视图。图6D是左视图。图6E是俯视图。图6F是仰视图。图6G是从制动盘侧沿斜向观察制动衬片10时的立体图。
实施方式3的制动衬片10与图4A～4G所示的实施方式1的制动衬片10相比较在以下的方面有所不同。参照图6A～图6G，第1摩擦构件组块21的背衬21a中的、与相邻的摩擦构件20之间相当的部分膨胀得粗于摩擦构件20的宽度。第2摩擦构件组块22的背衬22a中的、与相邻的摩擦构件20之间相当的部分膨胀得粗于摩擦构件20的宽度。
【实施例】
利用实施例更详细地说明本发明。在以下的实施例中，利用有限元分析对本发明和比较例的制动衬片进行了评价。在分析中，将新干线(注册商标)所使用的盘形制动器作为模型。
在该分析中，对制动盘使用新品的盘、具有弯曲形状的盘、热变形的盘这3种盘的情况进行了分析。新品的盘是滑动面是平面的盘。具有弯曲形状的盘是因反复施加制动的负荷而盘的外周部分朝向制动衬片侧弯曲的盘。热变形的盘是再现了在制动过程中盘中央部的区域朝向制动衬片侧鼓起的状态的盘。
图7A表示发明例1的制动衬片的摩擦构件组块的配置，图7B表示比较例1的制动衬片的摩擦构件组块的配置，图7C表示比较例2的制动衬片的摩擦构件组块的配置。在图7A～图7C所示的发明例和比较例的制动衬片中，摩擦构件组块(第1摩擦构件组块和第2摩擦构件组块)以径向的线为中心地呈轴对称配置。第1摩擦构件组块和第2摩擦构件组块各自具有在上述实施方式中说明的第1摩擦构件组块的结构和第2摩擦构件组块的结构。发明例和比较例除了摩擦构件组块的个数和配置不同之外是相同的。
如图7A所示，发明例1的制动衬片包含4个第1摩擦构件组块(摩擦构件组块121a和摩擦构件组块121b以及与它们对称的摩擦构件组块)和两个第2摩擦构件组块(摩擦构件组块122a和摩擦构件组块122b)。摩擦构件组块122a的角度α和摩擦构件组块122b的角度α设为0°。摩擦构件组块121a的角度α设为2.5°，摩擦构件组块121b的角度α设为8.3°。即，发明例1的角度α均设为0°～30°的范围(更详细地讲是0°～10°的范围)。
如图7B所示，比较例1的制动衬片包含7个第1摩擦构件组块(摩擦构件组块121c、摩擦构件组块121d～121f以及与它们对称的摩擦构件组块)。摩擦构件组块121c的角度α设为90°，摩擦构件组块121d的角度α设为11.1°，摩擦构件组块121e的角度α设为47°，摩擦构件组块121f的角度α设为0.2°。
如图7C所示，比较例2的制动衬片包含6个第1摩擦构件组块(摩擦构件组块121g、121h、121i及121j以及与它们对称的摩擦构件组块)。摩擦构件组块121g的角度α设为0°，摩擦构件组块121h的角度α设为0°，摩擦构件组块121i的角度α设为1.6°，摩擦构件组块121j的角度α设为2.1°。
发明例1所包含的摩擦构件的总数(紧固构件的总数)设为14个，比较例1所包含的摩擦构件的总数(紧固构件的总数)设为14个，比较例2所包含的摩擦构件的总数(紧固构件的总数)设为12个。此外，发明例1所包含的摩擦构件的滑动面积(摩擦构件的制动盘侧的面的面积的合计)设为27552mm2，比较例1所包含的摩擦构件的滑动面积(摩擦构件的制动盘侧的面的面积的合计)设为27552mm2，比较例2所包含的摩擦构件的滑动面积(摩擦构件的制动盘侧的面的面积的合计)设为23616mm2。
在该分析中，利用制动钳从制动衬片的背面侧对制动衬片施加预定的载荷。具体地讲，在新品盘的情况下施加13.65kN的载荷，在弯曲形状盘的情况下施加6.8kN的载荷，在热变形盘的情况下施加6.2kN的载荷。然后，对由该载荷引起的制动噪声进行评价。此外，对由该载荷引起的接触面积(制动盘与摩擦构件的接触面积的合计)和最大接触面压进行评价。
图8表示关于制动噪声的评价结果。图8的图表的纵轴表示最大噪声指标。噪声指标利用将在比较例1的分析模型中产生的自激振动的衰减比设为1时的比来表示。根据图8可明确，与摩擦构件组块未沿着圆周配置的比较例1的制动衬片相比，在摩擦构件组块沿着圆周配置的发明例1和比较例2的制动衬片的情况下减少了制动噪声。特别是在第1摩擦构件组块21和第2摩擦构件组块22混合的发明例1的制动衬片的情况下，制动噪声的抑制效果极高。在图8所示的图表中，噪声指标下降0.1相当于声压下降50％。因此，图8的结果表示利用发明例1的制动衬片获得了极高的制动噪声抑制效果。
表1表示关于制动盘与摩擦构件的接触面积的分析结果。并且，表2表示关于制动盘与摩擦构件的最大接触面压的分析结果。接触面积较大意味着制动盘和摩擦构件均匀地接触，即摩擦构件的不均匀磨损较少。同样，最大接触面压较小意味着摩擦构件的不均匀磨损较少。
【表1】
表1
Figure BDA0001799361390000141
【表2】
表2
Figure BDA0001799361390000142
在表1中，新品盘的接触面积在发明例1和比较例1中不同是由制动钳的被活塞按压的位置与摩擦构件的配置之间的关系导致的。如表1所示，发明例1的制动衬片与摩擦构件的数量相同的比较例1的制动衬片相比较，接触面积大出1％～5％。此外，发明例1的制动衬片与比较例1和比较例2的制动衬片相比较，最大接触面压较小。该结果表示通过使用发明例1的制动衬片能够抑制摩擦构件的不均匀磨损。
如图8所示，为了抑制制动噪声，沿着圆周配置摩擦构件组块是重要的。在比较例2的制动衬片的情况下，第1摩擦构件组块21沿着圆周配置，但仅使用第1摩擦构件组块21来配置14个摩擦构件的做法在尺寸的关系上是很困难的。另一方面，为了仅使用第1摩擦构件组块21来增大接触面积，需要比较例1这样的配置。但是，若采用比较例1的配置，则如图8所示，制动噪声变大。相对于此，在组合摩擦构件组块21和摩擦构件组块22而成的发明例1的制动衬片的情况下，能够同时实现制动噪声的抑制和不均匀磨损的抑制。
产业上的可利用性
本发明能够应用于铁道车辆用的制动衬片和采用该制动衬片的铁道车辆用盘形制动器。
附图标记说明
10、制动衬片；20、摩擦构件(第1摩擦构件和第2摩擦构件)；21、121a～121j、第1摩擦构件组块；21a、第1背衬；22、122a、122b、第2摩擦构件组块；22a、第2背衬；31、紧固构件(铆钉)；32、弹簧构件(碟形弹簧)；41、基板；100、制动盘；100a、滑动面。

Claims (7)

1.一种制动衬片，其是被制动钳按压于与铁道车辆的车轮的车轴一同旋转的制动盘的滑动面的铁道车辆用的制动衬片，其中，
该制动衬片包含至少1个第1摩擦构件组块、至少1个第2摩擦构件组块、多个紧固构件、分别配置于所述多个紧固构件的弹簧构件、以及安装于所述制动钳的基板，
所述第1摩擦构件组块包含至少1个第1摩擦构件和所述至少1个第1摩擦构件的背面所固着的第1背衬，
所述第1摩擦构件组块利用通过所述弹簧构件和所述第1背衬的两个所述紧固构件弹性地紧固于所述基板，
所述第1摩擦构件组块所包含的两个所述紧固构件沿着以所述车轴为中心的圆周配置，
所述第2摩擦构件组块包含至少1个第2摩擦构件和所述至少1个第2摩擦构件的背面所固着的第2背衬，
所述第2摩擦构件组块利用通过所述弹簧构件和所述第2背衬的3个所述紧固构件弹性地紧固于所述基板，
所述第2摩擦构件组块中的存在于两侧的两个所述紧固构件沿着以所述车轴为中心的圆周配置。
2.根据权利要求1所述的制动衬片，其中，
所述至少1个第1摩擦构件和所述至少1个第2摩擦构件是相同的摩擦构件。
3.根据权利要求1或2所述的制动衬片，其中，
所述第1摩擦构件组块所包含的所述第1摩擦构件的数量是2个，
所述第2摩擦构件组块所包含的所述第2摩擦构件的数量是3个，
在所述第1摩擦构件组块所包含的两个所述第1摩擦构件各自的中心部配置有所述紧固构件，
在所述第2摩擦构件组块所包含的3个所述第2摩擦构件各自的中心部配置有所述紧固构件。
4.根据权利要求1所述的制动衬片，其中，
至少1个所述第1摩擦构件组块和至少1个所述第2摩擦构件组块将以所述车轴为中心的圆的径向的线作为对称轴地呈轴对称配置。
5.根据权利要求4所述的制动衬片，其中，
两个所述第2摩擦构件组块和以隔着这两个第2摩擦构件组块的方式配置的4个所述第1摩擦构件组块将所述径向的线作为对称轴地呈轴对称配置。
6.根据权利要求4所述的制动衬片，其中，
在所述径向的外侧的中央配置有1个所述第2摩擦构件组块，在所述径向的内侧的中央配置有1个所述第1摩擦构件组块，并且以隔着所述外侧的所述1个第2摩擦构件组块的方式配置有两个所述第1摩擦构件组块，以隔着所述内侧的所述1个第1摩擦构件组块的方式配置有两个所述第1摩擦构件组块。
7.一种铁道车辆用盘形制动器，其中，
该铁道车辆用盘形制动器包含：
与铁道车辆的车轮的车轴一同旋转的制动盘；
制动钳；以及
安装于所述制动钳的权利要求1所述的制动衬片。
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