制动盘摩擦块.pdf

一种制动盘摩擦块，即使制动衬片升温，与靠近制动衬片的弹性部件也能够保持弹性。该制动盘摩擦块包括：弹性部件(40)，其配置在基板(12)和制动衬片(14)之间，通过向制动盘的按压可使制动衬片(14)倾斜位移，同时能够使制动衬片(14)向接近基板(12)的方向移动；抑制导热部件(44)，其配置在弹性部件(40)和制动衬片(14)之间。铆钉(30)的主体部(34)具有与基板(12)抵接的抵接部(34a)和配置在该抵接部(34a)与头部(32)之间并且直径小于抵接部(34a)的中间部(34b)。铆钉(30)的抵接部(34a)与筒状部(26)之间的间隙宽度(S1)形成得小于铆钉(30)的头部(32)与制动衬片(14)之间的间隙宽度(S2)。

权利要求书
1.  一种制动盘摩擦块，其在基板上组装制动衬片而成，其特征在于，包括：
弹性部件，其配置在所述基板和所述制动衬片之间，通过向制动盘的按压可使所述制动衬片倾斜位移，同时能够使所述制动衬片向接近所述基板的方向移动；
抑制导热部件，其配置在所述弹性部件和所述制动衬片之间。

2.  如权利要求1所述的制动盘摩擦块，其特征在于，在所述抑制导热部件上设有通过所述弹性部件而向所述制动衬片按压的接触部和从所述制动衬片离开并从所述接触部延伸出的延伸部。

3.  如权利要求1所述的制动盘摩擦块，其特征在于，所述制动衬片和弹性部件分别设置多个，所述抑制导热部件跨越所述各制动衬片而设置。

4.  如权利要求1所述的制动盘摩擦块，其特征在于，在所述制动衬片上设置具有台阶部的通孔，并且设置具有可与所述台阶部卡合的形状的头部的保持部件，所述制动衬片通过利用所述弹性部件的弹力向离开所述基板的方向按压，同时所述通孔的台阶部与所述保持部件的头部抵接，由此保持在被止脱的状态下。

5.  如权利要求4所述的制动盘摩擦块，其特征在于，在所述基板上形成凹状的曲面座，将固定有所述保持部件的部位包围，在所述制动衬片上设有与所述曲座面相对配置的带有凸状的前端面的筒状部，所述制动衬片在所述筒状部与所述曲面座之间具有间隙并且被所述保持部件保持。

6.  如权利要求5所述的制动盘摩擦块，其特征在于，所述保持部件具有直径比所述头部小的主体部，所述主体部具有与所述基板抵接的抵接部和配置在该抵接部与所述头部之间并且直径小于所述抵接部的中间部，所述保持部件的抵接部与所述筒状部之间的间隙宽度形成得小于所述保持部件的头部与所述制动衬片之间的间隙宽度。

7.  如权利要求1～6中任一项所述的制动盘摩擦块，其特征在于，设置止转装置，其防止在向所述制动盘按压时所述制动衬片的转动。

说明书制动盘摩擦块
技术领域
本发明涉及高速铁路车辆的盘式制动器中使用的制动盘摩擦块。
背景技术
以往，作为铁路车辆的盘式制动器中使用的制动盘摩擦块，一般公知有如下述专利文献1所公开地，具有被按压到制动盘上的制动衬片和支承该制动衬片的基板的结构。该文献1所记载的，如图5所示，在基板82上形成有凹部83，在该凹部83上配置环状的弹性部件84，并且将制动衬片81嵌入到凹部83中，以将弹性部件84夹入到制动衬片81与基板82之间。在制动动作时制动衬片81按压到制动盘85上，则制动衬片81相对基板82位移。
专利文献1：德国专利第DE4301006C2号说明书
由于在高速铁路车辆中在制动动作时制动衬片81的温度到达约800℃，若与该制动衬片81接触的弹性部件84由铁钢材构成，则升温至接近淬火温度的温度。由此，在所述以往的装置中具有这样的问题，由于制动衬片81的升温，弹性部件84退火而变形，弹性部件84不能发挥弹性。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于，即使制动衬片升温，与制动衬片接近的弹性部件也能够保持弹性。
为实现上述目的，本发明的制动盘摩擦块以在基板上组装有制动衬片的制动盘摩擦块为前提，具有：弹性部件，其配置在所述基板和所述制动衬片之间，通过向制动盘的按压可使所述制动衬片倾斜位移，同时能够使所述制动衬片向接近所述基板的方向移动；抑制导热部件，其配置在所述弹性部件和所述制动衬片之间。
在该结构中，即使在制动动作时制动衬片由于与制动盘的摩擦而升温，也能够抑制该热量向弹性部件传递。其结果，由于能够使弹性部件难以升温，故可容易抑制弹性部件升温至丧失弹性的温度。并且，由于制动衬片可通过弹性部件而沿制动盘倾斜位移或移动，故能够降低制动衬片的局部面压上升，可提高制动衬片的寿命。
在此，也可以在所述抑制导热部件上设置通过弹性部件而向所述制动衬片按压的接触部和从所述制动衬片离开并从所述接触部延伸出的延伸部。
在该结构中，即使直接从制动衬片向延伸部传递热，其热传递也是微弱的，主要是由接触部进行热传递的。由此，抑制导热部件的接触部能够将从制动衬片直接受的热量向延伸部放出，能够抑制抑制导热部件的接触部的升温。结果，能够更加有效地抑制与接触部接触的弹性部件的升温。
另外，所述制动衬片和弹性部件也可以分别设置多个，所述抑制导热部件跨越所述各制动衬片而设置。
该结构能够降低抑制导热部件的安装工时。
另外，在所述制动衬片上设置具有台阶部的通孔，并且设置具有可与所述台阶部卡合的形状的头部的保持部件，在该情况下，所述制动衬片也可以构成为这样结构，即，通过利用所述弹性部件的弹力向离开所述基板的方向按压，同时所述通孔的台阶部与所述保持部件的头部抵接，由此保持在被止脱的状态下。
在该结构中，由于利用弹性部件按压制动衬片，另一方面通过使形成在制动衬片上的通孔的台阶部与保持部件的头部卡合而防止制动衬片的脱离，故能够利用弹性部件容许制动衬片的位移，并且利用该弹性部件的弹力使制动衬片不从基板脱离，而将基板和制动衬片可靠地结合。
另外，在所述基板上形成凹状的曲面座，将固定有所述保持部件的部位包围，在所述制动衬片上设有与所述曲座面相对配置的带有凸状的前端面的筒状部，所述制动衬片可以形成在所述筒状部与所述曲面座之间具有间隙并且被所述保持部件保持的结构。
在该结构中，在制动动作时制动衬片被按压到制动盘上并且向弹性部件作用大于或等于规定值的外力时，制动衬片的筒状部与基板的曲面座抵接。此时，由于制动衬片的前端面可沿曲面座移动，故在制动衬片的筒状部抵接到基板的曲面座上时，制动衬片可根据所受到的力而倾斜位移。并且，由于在制动动作时作用在制动衬片上的外力不仅由弹性部件分担，还由基板的曲面座分担，故能够降低弹性部件的负担。
另外，在所述保持部件具有直径比所述头部小的主体部，并且所述主体部具有与所述基板抵接的抵接部、和配置在该抵接部与所述头部之间并且直径小于所述抵接部的中间部的情况下，也可以使所述保持部件的抵接部与所述筒状部之间的间隙宽度小于所述保持部件的头部与所述制动衬片之间的间隙宽度。
在该结构中，制动衬片倾斜位移时，保持部件的抵接部与制动衬片地筒状部抵接。该抵接时，在抵接部上作用剪切应力和弯曲应力，但通过将该抵接部靠近基板设置，能够降低弯曲应力的影响。
另外，可以设置向所述制动盘按压时阻止所述制动衬片转动的止转装置。
在该结构中，能够避免随着制动衬片的转动，制动衬片与抑制导热部件的磨损。
如以上说明，根据本发明，由于在弹性部件与制动衬片之间配置抑制导热部件，故即使制动衬片升温，与该振动衬片接近配置的弹性部件也能够保持弹性。
附图说明
图1是本发明实施方式的制动盘摩擦块的正面图；
图2是图1的II-II线的剖面图；
图3是表示弹性部件的立体图；
图4是表示其他实施方式的制动盘摩承块的与图2相当的图；
图5是表示现有的制动盘摩擦块的剖面图。
附图标记的说明
12基板
14制动衬底
18曲面座
22通孔
22a台阶部
26筒状部
26a前端面
30铆钉(保持部件的一例)
32头部
34主体部
34a抵接部
34b中间部
40弹性部件
44抑制导热部件
44a接触部
44b延伸部
48止转装置
具体实施方式
以下参照附图详细说明用于实施本发明的最佳方式。
图1表示本发明实施方式的制动盘摩擦块10。该制动盘摩擦块10使用于高速铁路车辆的盘式制动器中，沿盘式制动器(省略图示)的旋转方向配置有多个。如图1所示，制动盘摩擦块10具有基板12、安装于该基板12上的制动衬片14。
所述基板12在平面看构成为具有沿规定方向延伸的细长形状的平板状，其长方向的两端部分别形成大致三角形。该基板12以其长方向沿制动盘旋转方向的姿态设置。
如图2所示，在基板12上设有多个沿板厚方向贯通的通孔16。该通孔16设于设置所述制动衬片14的部位上，并且通孔16以安装的制动衬片14的数量形成。各通孔16形成为其图2中的下端部被扩径的形状。
在配置制动衬片的基板12的正面(图2的上侧的面)的各通孔16的周围，分别形成有具有凹状弯曲面的曲面座18。该曲面座18平面看由圆形的凹部构成，其上面的弯曲面成为座面18a。在该曲面座18的中央分别形成所述通孔16。
如图1所示，所述制动衬片14除在基板12的长度方向的两端部，在宽度方向上排列两列，而在基板12的两端部上则各配置一个。各制动衬片14以相互分离的状态配置。另外，图例中表示为两列排列，也可以通过减小制动衬片14的直径而在宽度方向上配列三列。
如图1及图2所示，各制动衬片14形成为圆板状。省略图示，各制动衬片14，省略图示，可以形成三角形、五边形、六边形等多边形状，此时，也可以形成使顶角部圆滑的曲面状。
制动衬片14的正面(离开基板12一侧的端面)成为按压到制动盘上的按压面20。在这些各制动衬片14上分别形成有上下(板厚方向)贯通中央部的通孔22。该通孔22与基板12的通孔16相对。
各通孔22通过基板12侧形成为小径的带台阶孔的构成，隔着台阶部22a而形成小径部22b和大径部22c。小径部22b形成于台阶部22a的基板12侧，大径部22c形成于按压面20侧。
各制动衬片14具有形成大致一定厚度并且可与制动盘抵接而构成的主体部24和从该主体部24向基板12延伸的筒状部26。在主体部24上形成有所述通孔22，筒状部26包围所述通孔22而形成在主体部24的下端面，并且与所述曲面座18相对。
筒状部26的前端面(下端面)26a形成为与基板12的曲面座18的底面18a对应的凸状的弯曲面。换言之，筒状部26的前端面26a形成为筒状部26的轴心成为旋转中心的圆弧面。并且，制动衬片14在筒状部26的前端面26a与曲面座18的底面18a之间形成间隙。由此，筒状部26的前端面26a在抵接到曲面座18的底面18a上时能够以该抵接的状态沿曲面座18位移。
所述基板12和制动衬片14通过保持部件之一例的铆钉30而结合。该铆钉30具有用于止脱的头部32和直径小于该头部32的主体部34。铆钉30插通跨过所述基板12的通孔16和制动衬片14的通孔22。
头部32的直径小于制动衬片14的通孔22的大径部22c，并且具有比小径部22b的直径大的外径。头部32的下端面从上方抵接在制动衬片14的通孔22的台阶部22a的上面(抵接面)。由此，制动衬片14通过铆钉30而被止脱。
主体部34具有与基板12抵接的抵接部34a和配置于头部32与抵接部34a之间的中间部34b。
中间部34b具有直径比头部32和抵接部34a都小的外径。换言之，抵接部34a构成为比中间部34b大的直径。
抵接部34a具有直径比头部32小的外径，该抵接部34a的下端部与基板12的曲面座18抵接。
在主体部34上设有连接部36，其从抵接部34a的下端部向下方延伸而配置在基板12的通孔16内。该连接部36的下部被扩径，通过利用该连接部36的下部和抵接部34a夹入基板12，从而将铆钉30固定在基板12上。
从头部32的下端面到抵接部34a的下端面的距离比从台阶部22a的上面到筒状部26的前端的距离稍长。由此，在制动衬片14与基板12结合的状态下，在筒状部26的前端面26a与曲面座18的底面18a之间形成有微小的间隙。
抵接部34a与筒状部26之间的间隙宽度S1形成得小于头部32与通孔22的大径部22c的内周面之间的间隙宽度S2。这是由于，在制动衬片14倾斜时，在通孔22的内周面抵接到头部32的外周面上之前，筒状部26的内周面抵接到抵接部34a的外周面上。
在基板12与各制动衬片14之间分别设有弹性部件40。如图3所示，各弹性部件40分别由金属制的盘簧构成，是底面形成为开口部40a的盘状的部件。弹性部件40在筒状部26插通该开口部40a的状态下配置在基板12与制动衬片14之间。
弹性部件40沿使基板12和制动衬片14分离的方向向它们作用弹力。弹性部件40具有制动衬片14在被按压向制动盘的制动动作时弹性变形的弹性系数。由此，在制动衬片14按压制动盘时，通过经由制动衬片14向弹性部件40传递的按压力而弹性变形，由此，制动衬片14向上下方向位移或倾斜位移。
在制动衬片14与弹性部件40之间配置有抑制导热部件44。该抑制导热部件44通过平面看具有与基板12相同形状及大小的板材构成，该抑制导热部件44跨越各制动衬片14而设置。另外，由于在抑制导热部件44的背面配置有基板12，故图1中未直接表示基板12。
抑制导热部件44具有与各制动衬片14分别对应设置的接触部44a和设于这些接触部44a之间的延伸部44b。各接触部44a是形成为圆环形的部位，其具有直径稍大于筒状部26的内径，并且具有与弹性部件40的上端部大致相同直径的外径。抑制导热部件44以筒状部26插通其接触部44a的开口的状态配置在制动衬片14的下面。并且使接触部44a与制动衬片14接触。
延伸部44b是将各接触部44a相互连结起来而构成的部位，从各接触部44a阶梯状地延伸。由此，延伸部44b从制动衬片14的下面离开，在该状态下相对制动衬片14的下面在大致平行的方向上延伸。
抑制导热部件44由热传导率小于制动衬片14的材质构成。抑制导热部件44由例如通过热传导率比构成制动衬片14的基板12侧的部位(下端部)的铸铁低的不锈钢制的板材构成。
在本实施方式的制动盘摩擦块10中设有制动衬片14的止转装置48。该止转装置48由配置在基板12与制动衬片14之间的销49和设于制动衬片14上的卡合槽(凹部)50以及设于基板12上的卡合孔51构成。即，卡合槽50与卡合孔51相对配置，销49的上端部插入到卡合槽50内，而销49的下端部插入到卡合孔51内。由此，销49与卡合槽50的内周面及卡合孔51的内周面卡合，阻止制动衬片14的转动。
在抑制导热部件44上设有使所述销49插通的插通孔44c。由于抑制导热部件44配置于基板12与制动衬片14之间，故该插通孔44c能够使销49接合在基板12和制动衬垫14二者上而插通销49。
下面说明以上构成的制动盘摩擦块10的动作。
在本制动盘摩擦块10中，在制动衬片14未被按压到制动盘上的非制动动作时，制动衬片14通过弹性部件40的弹力而保持在筒状部26与基板12的曲面座18之间形成有间隙的状态。此时，制动衬片14的通孔22的台阶部22a与铆钉30的头部32卡合，故制动衬片14不从基板12脱离。
制动衬片14被按压到制动盘上时(制动动作时)，维持与非制动动作时的状态相同的状态，直到该按压力成为与弹性部件40的弹力同等的值，但若按压力变得大于弹性部件40的弹力，则弹性部件40弹性变形。通过该弹性部件40的弹性变形，制动衬片14向靠近基板12的方向移动。
在新产品时的制动衬片表面高度不均一的情况下，仅突出的制动衬片14被向制动盘按压，但通过使与该突出的制动衬片14对应的筒状部26与曲面座18抵接，能够防止该制动衬底14的弹性部件40因大的变形而发生塑性变形，并防止之后的弹性力的降低。由于通过抵接，筒状部26的前端面26a沿曲面座18的底面18a位移，由此制动衬片14倾斜位移。此时，由于抵接部34a与筒状部26之间的间隙宽度S1形成得小于头部21与制动衬片14的通孔22大径部22c的内周面之间的间隙宽度S2，故筒状部26的内周面与抵接部34a的外周面抵接，并维持该状态。另外，即使制动衬片14倾斜的情况下，由于台阶部22a与铆钉30的头部32卡合，制动衬片14也不进一步向上方(从基板12离开的方向)位移。在制动动作时，在制动衬片14与弹性部件40之间介有抑制导热部件44，故即使制动衬片14由于与制动盘的摩擦而升温，也能够抑制其热量向弹性部件40传递。
如以上说明，根据本发明，即使在制动动作时制动衬片14由于与制动擦的摩擦而升温，也能够抑制其热量向弹性部件40传递。其结果，能够使弹性部件40很难升温，由此可容易抑制弹性部件40退火而升温至丧失弹性的温度，能够防止弹性部件40丧失弹性。并且，由于制动衬片14可通过弹性部件40沿制动盘倾斜位移及移动，故能够降低局部的面压上升，可提高制动衬片14的寿命。
特别是在本实施方式中，为了难以直接从制动衬片14向延伸部44b导热，抑制导热部件44的接触部44a可将直接从制动衬片14受到的热量向延伸部44b放出，能够抑制抑制导热部件44的接触部44a的升温。其结果，能够有效抑制与接触部44a接触的弹性部件40的升温。
另外，在本实施方式中，只是抑制导热部件44作为整体设置了一个，能够降低抑制导热部件44的安装工时。并且，在本实施方式中，由于相邻的制动衬片14相互间隔配置，在该制动衬片14之间也配置有抑制导热部件44的延伸部44b，故在该延伸部44b中能够对来自制动衬片14的热量进行隔热及散热，能够更加有效地抑制弹性部件40的升温。
在本实施方式中，由于利用弹性部件40按压制动衬片14，另一方面通过使形成于制动衬片14上的通孔22的台阶部22a与铆钉30的头部32卡合，防止制动衬片14的脱离，故能够通过弹性部件容许制动衬片14的位移，同时通过该弹性部件40的弹力而使制动衬片14不从基板12脱离，而将基板12与制动衬片14可靠地接合。
在本实施方式中，由于在制动动作时仅向规定的制动衬片14作用过负荷的情况下，其制动衬片14的筒状部26与基板12的曲面座18抵接，故弹性部件40能够直至塑性变形区域都不发生变形，并且能够使制动衬片14根据所受到的力的作用方向而倾斜位移。
另外，在本实施方式中，通过将大的剪切应力和弯曲用力作用的铆钉30的抵接部34a靠近基板12设置，能够降低在铆钉30上产生的弯曲应力，由此能够谋求铆钉30的小径化。
另外，在本实施方式中，由于设有制动衬片14的止转装置，故能够避免制动衬片14和抑制导热部件44随着制动衬片14的转动而磨耗。
在本实施方式中，制动衬片14具有主体部24和筒状部26，也可以代替该结构，如图4所示，制动衬片14形成具有大致一定厚度的板状。在该结构中，在基板12上未设有曲面座18，弹性部件40在铆钉30直接插通其开口部40a的状态下配置于基板12与制动衬片14之间。
铆钉30具有用于止脱的头部32和与该头部32一体设置的圆筒状的主体部34。主体部34具有直径小于头部32的外径。
抑制导热部件44的接触部44a形成为这样的圆环状，其具有直径比铆钉30的主体部34稍大的内径，并且具有与弹性部件40的上端部大致同径的外径。将铆钉30直接插通在接触部44a上。
弹性部件40设定为具有在制动衬片14被向制动盘按压的制动动作时使抑制导热部件44与基板12不抵接的弹性系数。
在制动动作时，若按压力变得大于弹性部件40的弹力，则弹性部件40弹性变形。通过该弹性部件40的弹性变形，制动衬片14向靠近基板12的方向移动，或者制动衬片14倾斜。即，根据制动盘摩擦块10的安装状态和制动衬片14的磨损状态等，在制动衬片14的整个表面不均匀受力的情况下制动衬片14倾斜，在制动衬片14的整个表面均匀受力的情况下制动衬片14保持其姿势向基板12侧平行移动。此时，通过弹性部件40的弹力来承担制动衬片14的按压力。
在该变形例中，由于能够使弹性部件40很难升温，故可容易抑制弹性部件40升温至丧失弹性的温度。并且，由于制动衬片14通过弹性部件40沿制动盘倾斜位移及移动，故能够降低局部的面压上升，可提高制动衬片14的寿命。
在所述实施方式及变形例中，将抑制导热部件44形成为跨越各制动衬片14的一体结构，但也可以代替该结构，在各个制动衬片14上设置独立的抑制导热部件。
另外，在所述实施方式中，抑制导热部件44的延伸部44b从制动衬片14离开，但并不限定于此，延伸部44b也可以与制动衬片14接触。只是，在有效抑制延伸部44b的升温方面，延伸部44b最好从制动衬片14离开。