CN113631458A - 铁道车辆用制动器摩擦衬片 - Google Patents

Abstract

制动器摩擦衬片(100)包括安装板(10)、滑动构件(20)以及弹性构件(40)。滑动构件(20)在安装板(10)的一个面上沿安装板(10)的宽度方向和长度方向排列，形成宽度方向列(21)和长度方向列(22)。弹性构件(40)与滑动构件(20)对应地设置。弹性构件(40)分别配置于对应的滑动构件(20)与安装板(10)之间。在相邻的宽度方向列(21)之间存在遍及宽度方向列(21)的全长的间隙(211)。在相邻的长度方向列(22)之间存在遍及长度方向列(22)的全长的间隙(221)。间隙(221)具有比间隙(211)的宽度(W1)小的宽度(W2)。

Description

铁道车辆用制动器摩擦衬片

技术领域

本公开涉及铁道车辆用的制动器摩擦衬片。

背景技术

以往，广泛使用盘式制动装置作为铁道车辆的制动装置。盘式制动装置包括环状的制动盘和制动器摩擦衬片。制动盘例如安装于铁道车辆的车轮，与车轮一起旋转。制动器摩擦衬片被按压于制动盘的滑动面。通过制动器摩擦衬片与制动盘的摩擦，车轮被制动。

如专利文献1所公开，铁道车辆用盘式制动装置的制动器摩擦衬片一般包括多个滑动构件。多个滑动构件经由安装板而安装于制动钳，与制动盘的滑动面相对。在专利文献1的制动器摩擦衬片中，正面观察时呈圆形或六边形的3个滑动构件由一片背板支承而构成组构件。在安装板上固定有多个组构件。

专利文献2公开了一种具备引导板的制动器摩擦衬片。在专利文献2中，具有多个引导孔的引导板被配置于安装板上。在各引导孔中***有支承圆板状的滑动构件的背板。在各背板与安装板之间以压缩状态配置有弹性构件。

专利文献3公开了一种具备正面观察时为椭圆轨道状的摩擦构造体的制动器摩擦衬片。各摩擦构造体具有一体形成的2个滑动构件和设于这些滑动构件之间的槽。支承各摩擦构造体的背板呈与摩擦构造体相同的椭圆轨道状。在各背板与安装板之间，与2个滑动构件对应地设有2个弹性构件。

在专利文献4所公开的制动器摩擦衬片中，沿着供该制动器摩擦衬片按压的制动盘的周向，多个滑动构件隔开间隙地排列。这些滑动构件中除了在制动盘的周向上位于两端的之外，具有沿周向延伸的槽。

在专利文献5所公开的制动器摩擦衬片中，沿着供该制动器摩擦衬片按压的制动盘的周向，多个滑动构件排列成2列。在位于制动盘的外周侧的滑动构件的列与位于制动盘的内周侧的滑动构件的列之间形成有间隙。滑动构件分别具有沿制动盘的周向延伸的槽。

在专利文献6所公开的制动器摩擦衬片中，正面观察时为多边形状的滑动构件配置于安装板上。滑动构件分别与相邻的滑动构件接触。各滑动构件由弹性构件弹性地支承。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平10-507250号公报

专利文献2：日本特许第5816043号公报

专利文献3：国际公开第2017/069140号公报

专利文献4：日本特开2011-214628号公报

专利文献5：日本特开2007-155107号公报

专利文献6：日本特表2018-517107号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

例如，在铁道车辆在暴雪地域行驶的情况下，在制动器摩擦衬片中有时雪侵入在滑动构件间形成的间隙。在侵入到滑动构件的间隙的雪不被排出而在该间隙长期停留的情况下，各滑动构件的动作被雪限制，各滑动构件相对于制动盘的追随性减低。由此，滑动构件局部地与制动盘接触，制动盘的温度局部地反复上升和下降。其结果，有可能产生制动盘的热疲劳损伤。

在专利文献1和2的制动器摩擦衬片中，存在由3个以上的滑动构件包围的间隙。进入到这样的间隙的雪，被包围间隙的滑动构件阻碍而不能从间隙脱出，因此长期停留在间隙内。在这种情况下，各滑动构件相对于制动盘的追随性因雪而降低，滑动构件局部地与制动盘接触而制动盘局部地反复升温和降温。因此，专利文献1和2的制动器摩擦衬片有可能引起制动盘的热疲劳损伤。

在专利文献3的制动器摩擦衬片中，以各种方向配置有正面观察时为椭圆轨道状的摩擦构造体。在摩擦构造体中，也存在配置为相对于铁道车辆的行驶方向交叉的摩擦构造体。因此，侵入到摩擦构造体间的间隙的雪即使受到伴随铁道车辆的行驶的风压，与行驶方向交叉的摩擦构造体也会阻碍雪的排出，有时雪停留在间隙内。因此，在专利文献3的制动器摩擦衬片中，由于雪，各滑动构件相对于制动盘的追随性也降低。在这种情况下，滑动构件局部地与制动盘接触，在制动盘中反复产生局部的升温和降温。其结果，制动盘的热疲劳损伤有可能被引起。

相对于此，在专利文献4的制动器摩擦衬片中，在滑动构件之间形成沿制动盘的半径方向延伸的间隙。该间隙在将制动器摩擦衬片安装于制动钳的状态下与铁道车辆的行驶方向大致平行。因此，侵入到间隙的雪因伴随铁道车辆的行驶的风压而容易地排出。

在侵入到滑动构件的间隙的雪融化而变成水，该水附着于制动盘及/或滑动构件的情况下，制动盘与滑动构件的摩擦系数降低。如果摩擦系数降低，则通过盘式制动装置被制动的铁道车辆的停止距离延伸。因此，需要极力防止水附着到制动盘和滑动构件。

在专利文献4中，在大部分滑动构件上形成槽。这些槽在将制动器摩擦衬片安装于制动钳的状态下，大致沿上下方向延伸。因此，附着于滑动构件的水沿着槽落下。但是，在专利文献4中，在上端及下端的滑动构件上未形成槽。因此，沿着各滑动构件的水被下端的滑动构件阻挡，有可能附着于滑动构件。在滑动构件附着有水的情况下，制动盘与滑动构件的摩擦系数降低。

在专利文献5的制动器摩擦衬片中，在位于制动盘的外周侧的滑动构件的列与位于制动盘的内周侧的滑动构件的列之间形成间隙。间隙在将制动器摩擦衬片安装于制动钳的状态下，从上端的滑动构件延伸到下端的滑动构件。该间隙能够引导水从上端的滑动构件落下到下端的滑动构件。

但是，在专利文献5中，沿上下方向延伸的滑动构件的间隙具有较大的宽度。因此，雪容易侵入该间隙。由于雪的粘合力比水的粘合力大，因此侵入到间隙的雪比水难以落下，有可能滞留在间隙内。在这种情况下，与专利文献1～3的制动器摩擦衬片同样，各滑动构件相对于制动盘的追随性降低。另外，由于滞留的雪，在间隙中流动的水被阻挡，从而水容易附着于各滑动构件。因此，制动盘与滑动构件的摩擦系数有可能降低。

在专利文献6的制动器摩擦衬片中，在滑动构件间不存在间隙。因此，不存在因雪向间隙的侵入而引起的滑动构件的追随性降低的情况。但是，在专利文献6中，相邻的滑动构件彼此接触地配置。因此，各滑动构件被其他滑动构件限制动作，不能追随在车轮的制动时热变形的制动器摩擦衬片。即，在专利文献6中，滑动构件相对于制动盘的等压性本来就不被确保，滑动构件与制动盘局部地接触。因此，专利文献6的制动器摩擦衬片与专利文献1～3同样，有可能产生制动盘的热疲劳损伤。

本公开的技术问题在于，提供一种防止制动盘与滑动构件的摩擦系数的降低，并且能够确保滑动构件相对于制动盘的等压性的铁道车辆用制动器摩擦衬片。

用于解决技术问题的技术方案

本公开涉及的制动器摩擦衬片是铁道车辆用的制动器摩擦衬片。制动器摩擦衬片包括安装板、多个滑动构件以及多个弹性构件。多个滑动构件在安装板的一个面上沿安装板的宽度方向和长度方向排列，形成多个宽度方向列和多个长度方向列。多个弹性构件与多个滑动构件对应地设置。多个弹性构件分别配置于对应的滑动构件与安装板之间。在相邻的宽度方向列之间存在遍及宽度方向列的全长的第1间隙。在相邻的长度方向列之间存在遍及长度方向列的全长的第2间隙。第2间隙具有比第1间隙的宽度小的宽度。

发明效果

根据本公开的铁道车辆用制动器摩擦衬片，能够防止制动盘与滑动构件的摩擦系数的降低，能够确保滑动构件相对于制动盘的等压性。

附图说明

图1是表示实施方式的铁道车辆用制动器摩擦衬片的概略结构的主视图。

图2是图1所示的制动器摩擦衬片的II-II截面图。

图3是图1所示的制动器摩擦衬片的部分放大图。

图4A是实施方式的铁道车辆用制动器摩擦衬片的主视图。

图4B是图4A所示的制动器摩擦衬片的后视图。

图4C是图4A所示的制动器摩擦衬片的左侧视图。

图4D是图4A所示的制动器摩擦衬片的右侧视图。

图4E是图4A所示的制动器摩擦衬片的俯视图。

图4F是图4A所示的制动器摩擦衬片的仰视图。

具体实施方式

实施方式的制动器摩擦衬片是铁道车辆用的制动器摩擦衬片。制动器摩擦衬片包括安装板、多个滑动构件以及多个弹性构件。多个滑动构件在安装板的一个面上沿安装板的宽度方向和长度方向排列，形成多个宽度方向列和多个长度方向列。多个弹性构件与多个滑动构件对应地设置。多个弹性构件分别配置于对应的滑动构件与安装板之间。在相邻的宽度方向列之间存在遍及宽度方向列的全长的第1间隙。在相邻的长度方向列之间存在遍及长度方向列的全长的第2间隙。第2间隙具有比第1间隙的宽度小的宽度(第1结构)。

根据第1构成，通过多个滑动构件沿安装板的宽度方向和长度方向排列，滑动构件的宽度方向列和长度方向列各形成有多个。在相邻的宽度方向列之间设有遍及宽度方向列的全长的第1间隙，在相邻的长度方向列之间设有遍及长度方向列的全长的第2间隙。铁道车辆用制动器摩擦衬片一般以安装板的长度方向成为大致上下方向的方式安装于制动钳。因此，在将制动器摩擦衬片安装到制动钳的状态下，长度方向列间的第2间隙从滑动构件组的上端延伸到下端。通过该第2间隙，能够将雪融化产生的水从滑动构件组的上端引导至下端，能够最终排出到滑动构件组外。因此，能够防止水相对于滑动构件的附着，能够维持制动盘与滑动构件的摩擦系数。

在将制动器摩擦衬片安装于制动钳的状态下，宽度方向列间的第1间隙与铁道车辆的行驶方向大致平行地延伸。因此，即使雪侵入第1间隙，该雪也会受到伴随铁道车辆的行驶的风压而沿着第1间隙被吹飞到滑动构件组外。由此，能够防止雪滞留在滑动构件间。因此，各滑动构件对制动盘的追随不会被雪阻碍，滑动构件相对于制动盘的等压性被确保。通过滑动构件的高等压性，制动盘与滑动构件的接触面积扩大，能够防止制动盘的局部的温度上升。其结果，能够防止制动盘的热疲劳损伤的产生。

根据第1结构，滑动构件的长度方向列间的第2间隙的宽度比滑动构件的宽度方向列间的第1间隙的宽度小。雪难以侵入宽度狭小的第2间隙。因此，第2间隙内的水的流动不会被雪阻碍，能够可靠地进行从第2间隙的排水。因此，水向滑动构件的附着被更可靠地防止，能够防止制动盘与滑动构件的摩擦系数的降低。

宽度方向列隔开第1间隙地配置，并且长度方向列隔开第2间隙地配置，由此，各滑动构件与其他滑动构件不接触。另外，各滑动构件由弹性构件弹性地支承。因此，各滑动构件不会与其他滑动构件干扰，能够追随在制动时热变形的制动盘。因此，能够确保滑动构件的等压性。

沿长度方向排列的滑动构件优选具有相同的形状和大小(第2结构)。

在第2结构中，沿安装板的长度方向排列的滑动构件全部具有相同的形状和大小。因此，能够减少在制动器摩擦衬片的制造时所准备的滑动构件的种类，能够削减制造成本和工时。

以下，对于本公开的实施方式，参照附图来说明。在各附图中对相同或相当的构成标注相同附图标记，不重复相同的说明。

[制动器摩擦衬片的结构]

图1是表示本实施方式的铁道车辆用制动器摩擦衬片100的概略结构的主视图。图2是图1所示的制动器摩擦衬片100的II-II截面图。

制动器摩擦衬片100是铁道车辆的盘式制动装置的一部分。盘式制动装置在制动器摩擦衬片100之外，具备未图示的制动盘和制动钳。制动盘紧固于固定于车轴的盘体(例如车轮)。制动器摩擦衬片100以与制动盘相对的方式安装于制动钳。在图1中，示出安装于制动钳的姿态的制动器摩擦衬片100。

如图1和图2所示，制动器摩擦衬片100具备安装板10、多个滑动构件20、多个背衬30以及多个弹性构件40。

参照图1，安装板10直接或间接地安装于制动钳。在本实施方式中，安装板10正面观察时具有大致矩形状。在安装板10安装于制动钳的状态下，安装板10的侧缘11、12中的一个侧缘11与制动盘的内周侧相对，另一个侧缘12与制动盘的外周侧相对。以下，在制动器摩擦衬片100中，有时将侧缘11侧称为半径方向的内侧或内周侧，将侧缘12侧称为半径方向的外侧或外周侧。

在安装板10的正面观察时，纵中心线CL通过侧缘11和侧缘12的中间。在安装板10安装于制动钳的状态下，纵中心线CL沿上下方向延伸。纵中心线CL延伸的方向为安装板10的长度方向，与纵中心线CL正交的方向为安装板10的宽度方向。

滑动构件20分别为板状，正面观察时呈多边形在。更具体而言，滑动构件20分别呈大致四边形状或大致五边形状。滑动构件20支承于安装板的一个面。滑动构件20沿安装板10的宽度方向和长度方向排列，形成多个宽度方向列21和多个长度方向列22。滑动构件20不需要完全沿着安装板10的宽度方向和长度方向排列，只要实质上在宽度方向和长度方向上排列即可。在本实施方式中，滑动构件20实质上沿制动盘的半径方向和周向排列，形成多个宽度方向列21和多个长度方向列22。在宽度方向上相邻的滑动构件20之间设有间隙23。在长度方向上相邻的滑动构件20之间设有间隙24。因此，各滑动构件20与其他滑动构件20不接触。

宽度方向列21分别由在宽度方向上排列的多个滑动构件20构成。在本实施方式中，由2个滑动构件20构成1个宽度方向列21。在相邻的宽度方向列21之间存在间隙211。间隙211是在长度方向上相邻的滑动构件20之间的间隙24在宽度方向上相连而形成的。各间隙211遍及宽度方向列21的全长地延伸。即，各间隙211不间断地从配置于安装板10的多个滑动构件20的内周侧的端部延伸到外周侧的端部。在本实施方式中，间隙211实质上沿着制动盘的半径方向笔直地延伸。间隙211从内周侧向外周侧呈放射状地配置。

长度方向列22分别由在长度方向上排列的多个滑动构件20构成。在本实施方式中，由5个滑动构件20构成1个长度方向列22。在相邻的长度方向列22之间存在间隙221。间隙221是在宽度方向上相邻的滑动构件20之间的间隙23在长度方向上相连而形成的。间隙221遍及长度方向列22的全长地延伸。即，间隙221不间断地从配置于安装板10上的多个滑动构件20的上端延伸到下端。在本实施方式中，间隙221实质上沿着制动盘的周向弯曲地延伸。

长度方向列22分别由形状和大小相等的滑动构件20构成。即，在安装板10的长度方向上排列有具有相同的形状和大小的滑动构件20。更具体而言，在安装板10的内周侧，正面观察时为大致四边形状的滑动构件20在长度方向上排列。在安装板10的外周侧，正面观察时为大致五边形状的滑动构件20在长度方向上排列。即，在本实施方式的制动器摩擦衬片100中使用2种滑动构件20。

参照图2，在滑动构件20的安装板10侧的面(背面)固定有背衬30。在本实施方式中，每2个滑动构件固定有1个背衬30。更详细而言，与由2个滑动构件20构成的宽度方向列21对应地设有背衬30。背衬30的形状和大小没有特别限定。例如，背衬30可以具有在制动器摩擦衬片100的正面观察时与宽度方向列21的形状和大小大致相同的形状和大小。

在图2的示例中，固定于1个背衬30的2个滑动构件20是分体的。但是，这2个滑动构件20也可以在背衬30侧被一体化。即，在相对于1个背衬30固定有多个滑动构件20的情况下，这些滑动构件20只要维持间隙23就能够一体地形成。

弹性构件40与滑动构件20对应地设置。即，弹性构件40针对每个滑动构件20设置。各弹性构件40配置于固定于对应的滑动构件20的背衬30与安装板10之间。弹性构件40典型的是碟形弹簧，但也可以是板簧或螺旋弹簧等。滑动构件20、背衬30以及弹性构件40通过铆钉等紧固部件50而安装于安装板10。

图3是图1所示的制动器摩擦衬片100的部分放大图。参照图3，宽度方向列21间的间隙211具有宽度W1。宽度W1是相邻的宽度方向列21间的距离。宽度W1优选为2.0mm～5.0mm。

如上所述，宽度方向列21间的间隙211由在长度方向上相邻的滑动构件20间的间隙24连续而形成。例如，在制动器摩擦衬片100的正面观察时，在相邻的间隙24的位置偏移的情况下，在间隙24的边界，间隙211的宽度部分地变小。在这种情况下，将间隙24的边界位置的间隙211的宽度作为间隙211的宽度W1处理。即，间隙211的宽度W1是沿宽度方向延伸的间隙211的最小宽度。

长度方向列22间的间隙221具有宽度W2。宽度W2是相邻的长度方向列22间的距离。宽度W2优选为0.3mm～3.0mm。宽度W2比宽度方向列21间的间隙211的宽度W1小。宽度W1例如为宽度W2的1.5倍以上。

如上所述，长度方向列22间的间隙221由在宽度方向上相邻的滑动构件20间的间隙23连续而形成。例如，在制动器摩擦衬片100的正面观察时，在相邻的间隙23的位置偏移的情况下，在间隙23的边界，间隙221的宽度部分地变小。在这种情况下，将间隙23的边界位置的宽度作为间隙221的宽度W2处理。即，间隙221的宽度W2是沿长度方向延伸的间隙221的最小宽度。

[实施方式的效果]

在本实施方式的制动器摩擦衬片100被安装于制动钳时，安装板10的长度方向实质上为上下方向。因此，滑动构件20的长度方向列22间的间隙221遍及长度方向列22的全长地沿上下延伸。滑动构件20的宽度方向列21间的间隙211遍及宽度方向列21的全长地与铁道车辆的行驶方向大致平行地延伸。

例如，具备制动器摩擦衬片100的铁道车辆在暴雪地域行驶时，有时雪侵入滑动构件20之间。但是，该雪受到伴随铁道车辆的行驶的风压(图1)，通过间隙211被引导至后方而从滑动构件20间排出。因此，雪难以在滑动构件20之间停留，滑动构件20的动作难以被雪阻碍。因此，能够确保滑动构件20对制动盘的追随性。由此，由于制动盘与滑动构件20的接触面积扩大，因此能够防止制动盘的局部的温度上升。

侵入到滑动构件20之间并与滑动构件20接触的雪，融化而变成水。该水沿着间隙221落下，被排出到滑动构件20外。而且，沿上下方向延伸的间隙221的宽度W2比与铁道车辆的行驶方向大致平行的间隙211的宽度W1小。因此，雪比较难以入侵到间隙221中。因此，间隙221内的水的流动不会被雪阻碍，能够从间隙221顺畅地进行排水。其结果，能够防止水向滑动构件20的附着，能够维持制动盘与滑动构件20的摩擦系数。

在本实施方式中，各滑动构件20与其他滑动构件20不接触，而由弹性构件40弹性地支承。因此，各滑动构件20不会与其他滑动构件20干扰，能够追随在制动时热变形的制动盘。因此，能够确保滑动构件20的等压性。

像这样，根据本实施方式的制动器摩擦衬片100，滑动构件20相对于制动盘的追随性难以因雪而降低，能够确保滑动构件20的等压性。其结果，由于滑动构件20与制动盘的局部的接触难以发生，因此能够防止伴随该局部的接触的制动盘的热疲劳损伤。另外，根据本实施方式的制动器摩擦衬片100，能够防止滑动构件20的摩擦系数因水的附着而降低。因此，能够抑制制动时的铁道车辆的停止距离的延伸。

在本实施方式中，考虑制动时的制动盘的变形量，在沿上下方向延伸的宽度狭小的间隙221中，优选确保0.3mm以上的宽度W2。在宽度狭小的间隙221的宽度W2为0.3mm以上的情况下，沿铁道车辆的行驶方向延伸的宽度宽大的间隙211的宽度W1当然比0.3mm大。像这样，只要滑动构件20隔开0.3mm以上的间隔地配置，则即使滑动构件20追随制动盘的变形，通常滑动构件20彼此也不会干扰。

在本实施方式中，在宽度宽大的间隙211中，优选确保2.0mm以上的宽度W1。考虑进入滑动构件20之间的雪的最大粒径为1.0mm左右，因此只要将宽度W1设为2.0mm以上而比雪的最大粒径足够大，则雪难以滞留在间隙211内，能够从间隙211顺畅地将雪排出。

在本实施方式的制动器摩擦衬片100中，沿长度方向排列的滑动构件20具有相同的形状和大小。在这种情况下，制动器摩擦衬片100中包含的滑动构件20的种类数可以为长度方向列22的数量以下。即，能够减少在制动器摩擦衬片100的制造时所准备的滑动构件20的种类。因此，能够减少制动器摩擦衬片100的制造成本和工时。

在本实施方式的制动器摩擦衬片100中，滑动构件20间的间隙211的宽度W1优选设定为5.0mm以下。滑动构件20间的间隙221的宽度W2优选设定为3.0mm以下。宽度W1、W2比一般的制动器摩擦衬片的滑动构件间的间隙的宽度小。因此，与盘式制动装置接触的滑动构件20的表面积扩大，能够使滑动构件20的磨损余量增加。因此，能够使制动器摩擦衬片100长寿命化。

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。

在上述实施方式中，安装板10在正面观察时具有大致矩形状。图4A～图4F分别是具有大致矩形状的安装板10的制动器摩擦衬片100的主视图、背面图、左侧面图、右侧面图、俯视图以及仰视图。但是，安装板10的形状不限定于此，例如，也可以是沿着制动盘的周向弯曲的形状等。

在上述实施方式中，宽度方向列21间的间隙211沿制动盘的半径方向延伸。但是，间隙211延伸的方向也可以是水平方向。间隙211不需要与安装板10的宽度方向完全平行地延伸，实质上沿宽度方向延伸即可。

在上述实施方式中，长度方向列22间的间隙221沿制动盘的周向延伸。但是，间隙221延伸的方向可以是铅垂方向，也可以是相对于铅垂方向稍微倾斜的方向。间隙221不需要与安装板10的长度方向完全平行地延伸，实质上沿长度方向延伸即可。

在各滑动构件20的表面也可以形成有沿安装板10的长度方向延伸的槽。为了较大地确保滑动构件20的表面积从而提高制动器摩擦衬片100的寿命，设于各滑动构件20的槽的数量优选为1个以下。

附图标记说明

100：制动器摩擦衬片

10：安装板

20：滑动构件

21：宽度方向列

211：间隙

W1：宽度

22：长度方向列

221：间隙

W2：宽度

40：弹性构件

Claims (2)

1.一种制动器摩擦衬片，其是铁道车辆用的制动器摩擦衬片，包括：

安装板，

多个滑动构件，其在所述安装板的一个面上沿所述安装板的宽度方向和长度方向排列，形成多个宽度方向列和多个长度方向列，以及

多个弹性构件，其与所述多个滑动构件对应地设置，并分别配置于对应的滑动构件与所述安装板之间；

在相邻的所述宽度方向列之间存在遍及所述宽度方向列的全长的第1间隙；

在相邻的所述长度方向列之间存在具有比所述第1间隙的宽度小的宽度且遍及所述长度方向列的全长的第2间隙。

2.如权利要求1所述的制动器摩擦衬片，其中，

沿所述长度方向排列的所述滑动构件具有相同的形状和大小。

Images