ブレーキディスクの締結構造
【課題】締結用部品をブレーキディスクに食い込ませることなく、ブレーキディスクを安定して締付けることができるブレーキディスクの締結構造を提供することである。
【解決手段】鉄道用車輪１に一対のアルミニウム基複合材製ブレーキディスク２を締結するボルト３の先端側に設けた段差３ｂの先に、ナット４を螺着する小径部３ｃを設け、この段差３ｂでナット４の締付け側への移動を規制することにより、皿ばね座金１０の弾性復元力によって、各平座金８ａ、８ｂを介してブレーキディスク２を一定の締付け力で締付け、各平座金８ａ、８ｂをブレーキディスク２に食い込ませることなく、ブレーキディスク２を安定して締付けることができるようにした。
【解決手段】鉄道用車輪１に一対のアルミニウム基複合材製ブレーキディスク２を締結するボルト３の先端側に設けた段差３ｂの先に、ナット４を螺着する小径部３ｃを設け、この段差３ｂでナット４の締付け側への移動を規制することにより、皿ばね座金１０の弾性復元力によって、各平座金８ａ、８ｂを介してブレーキディスク２を一定の締付け力で締付け、各平座金８ａ、８ｂをブレーキディスク２に食い込ませることなく、ブレーキディスク２を安定して締付けることができるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道用車輪へのブレーキディスクの締結構造に関し、特にアルミニウム基複合材製ブレーキディスクに好適な締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用車輪には、車輪側面の空間を利用して、両側に一対のブレーキディスクをボルトとナットで締結したブレーキディスクの締結構造が多く採用され、ブレーキディスクとしては、軽量で摺動特性の優れたアルミニウム基複合材製のものの採用比率が増加すると考えられる。アルミニウム基複合材は、アルミニウム合金にＳｉＣセラミック等の粒子や繊維を分散させたものである。
【０００３】
このアルミニウム基複合材製ブレーキディスクは、軽量で優れた摺動特性を有するが、締結に使用されるボルト、ナット、座金等の鋼製の締結用部品よりも軟らかいので、これらの締結用部品がブレーキディスクのボルト孔縁部に食い込んで段差ができ、この段差ができたボルト孔縁部に、摩擦発熱に起因する熱応力等によって応力集中が生じ、クラックが発生しやすくなる問題があった。
【０００４】
このブレーキディスクへの締結用部品の食い込みを防止するブレーキディスクの締結構造としては、位置合わせした鉄道用車輪と一対のブレーキディスクの各ボルト孔にカラーを通し、このカラーの両端を鉄道用車輪の両側に重ね合わせたブレーキディスクから突出させて、カラーにボルトを挿入し、ボルトの頭部側とボルトの先端部に螺着されるナット側とで、それぞれブレーキディスクとの間に弾性復元力を有する座金を介装することにより、ナットの締付け側への移動をカラーで規制して、弾性復元力を有する座金でブレーキディスクを一定の締付け力で締結する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４０６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたブレーキディスクの締結構造は、上述したブレーキディスクへの締結用部品の食い込みは防止できるが、肉厚の薄い筒状のカラーがナットの締付け力で座屈しやすくなる。ブレーキディスクの熱膨張による拡径を考慮して、ボルト孔をディスク半径方向にやや長い長孔とする場合は、カラーがより座屈しやすくなる。このカラーの座屈は外部からの確認が困難であるので、過度の締付けによりブレーキディスクに段差が発生する恐れがある。
【０００７】
なお、カラーの座屈を防止するためには、カラーの肉厚を厚くすればよいが、カラーの肉厚を厚くするとブレーキディスクのボルト孔が大きくなり、ブレーキディスクの強度が低下する。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、締結用部品をブレーキディスクに食い込ませることなく、ブレーキディスクを安定して締付けることができるブレーキディスクの締結構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、鉄道用車輪の両側に、一対のアルミニウム基複合材製ブレーキディスクをボルトとボルトの先端側に螺着されるナットで締結し、ナットとブレーキディスクとの間に弾性復元力を有する座金を介装したブレーキディスクの締結構造において、前記ナットが螺着されるボルトの先端側を小径部とする段差を設け、この段差で前記ナットの締付け側への移動を規制する構成を採用した。
【００１０】
すなわち、ナットが螺着されるボルトの先端側を小径部とする段差を設け、この段差でナットの締付け側への移動を規制することにより、弾性復元力を有する座金によってブレーキディスクを一定の締付け力で締付けて、締結用部品をブレーキディスクに食い込ませることなく、ブレーキディスクを安定して締付けることができるようにした。弾性復元力を有する座金としては、ばね座金や皿ばね座金等を用いることができる。
【００１１】
前記弾性復元力を有する座金とブレーキディスクとの間に平座金を介装することにより、ばね座金や皿ばね座金等の弾性復元力を有する座金のブレーキディスクへの当たりを均等に分散させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のブレーキディスクの締結構造は、ナットが螺着されるボルトの先端側を小径部とする段差を設け、この段差でナットの締付け側への移動を規制するようにしたので、弾性復元力を有する座金によってブレーキディスクを一定の締付け力で締付けて、締結用部品をブレーキディスクに食い込ませることなく、ブレーキディスクを安定して締付けることができる。
【００１３】
前記弾性復元力を有する座金とブレーキディスクとの間に平座金を介装することにより、ばね座金や皿ばね座金等の弾性復元力を有する座金のブレーキディスクへの当たりを均等に分散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このブレーキディスクの締結構造は、図１に示すように、鉄道用車輪１の両側に、一対のアルミニウム基複合材製ブレーキディスク２をボルト３とナット４で締結したものである。各ディスク２の表面側には平坦な摺動面５が、裏面側には放熱用のフィン６が設けられ、ブレーキパッド７が両側から各摺動面５に押し付けられるようになっている。
【００１５】
前記ボルト３は、その頭部３ａと一方のディスク２との間に平座金８ａを介装して、鉄道用車輪１と各ブレーキディスク２のボルト孔１ａ、２ａに嵌挿され、その先端側に螺着されたナット４と他方のディスク２との間に、平座金９、弾性復元力を有する座金としての複数の皿ばね座金１０および平座金８ｂが介装されている。各ディスク２のボルト孔２ａは、ディスク２の熱膨張による拡径を考慮して、その半径方向にやや長い長孔とされている。
【００１６】
図２に拡大して示すように、ナット４はボルト３の先端側に設けられた段差３ｂの先の小径部３ｃに螺着され、平座金９を介してこの段差３ｂによって締付け側への移動を規制されている。したがって、各ディスク２は皿ばね座金１０の弾性復元力によって、各平座金８ａ、８ｂを介して一定の締付け力で安定して締付けられる。なお、各平座金８ａ、８ｂの厚みは、締付け時にブレーキディスク２の表面からボルト３の段差３ｂまでの距離を測定し、その測定値に応じて調整することができる。
【００１７】
また、上述した実施形態では、ナット側にのみ弾性復元力を有する皿ばね座金を介装したが、ボルトの頭部側にも皿ばね座金を介装してもよい。また、弾性復元力を有する座金としては、ばね座金等の他の種類のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ブレーキディスクの締結構造の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の要部を拡大して示す断面図
【符号の説明】
【００１９】
１ 鉄道用車輪
１ａ ボルト孔
２ ブレーキディスク
２ａ ボルト孔
３ ボルト
３ａ 頭部
３ｂ 段差
３ｃ 小径部
４ ナット
５ 摺動面
６ フィン
７ ブレーキパッド
８ａ、８ｂ、９ 平座金
１０ 皿ばね座金
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道用車輪へのブレーキディスクの締結構造に関し、特にアルミニウム基複合材製ブレーキディスクに好適な締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用車輪には、車輪側面の空間を利用して、両側に一対のブレーキディスクをボルトとナットで締結したブレーキディスクの締結構造が多く採用され、ブレーキディスクとしては、軽量で摺動特性の優れたアルミニウム基複合材製のものの採用比率が増加すると考えられる。アルミニウム基複合材は、アルミニウム合金にＳｉＣセラミック等の粒子や繊維を分散させたものである。
【０００３】
このアルミニウム基複合材製ブレーキディスクは、軽量で優れた摺動特性を有するが、締結に使用されるボルト、ナット、座金等の鋼製の締結用部品よりも軟らかいので、これらの締結用部品がブレーキディスクのボルト孔縁部に食い込んで段差ができ、この段差ができたボルト孔縁部に、摩擦発熱に起因する熱応力等によって応力集中が生じ、クラックが発生しやすくなる問題があった。
【０００４】
このブレーキディスクへの締結用部品の食い込みを防止するブレーキディスクの締結構造としては、位置合わせした鉄道用車輪と一対のブレーキディスクの各ボルト孔にカラーを通し、このカラーの両端を鉄道用車輪の両側に重ね合わせたブレーキディスクから突出させて、カラーにボルトを挿入し、ボルトの頭部側とボルトの先端部に螺着されるナット側とで、それぞれブレーキディスクとの間に弾性復元力を有する座金を介装することにより、ナットの締付け側への移動をカラーで規制して、弾性復元力を有する座金でブレーキディスクを一定の締付け力で締結する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４０６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたブレーキディスクの締結構造は、上述したブレーキディスクへの締結用部品の食い込みは防止できるが、肉厚の薄い筒状のカラーがナットの締付け力で座屈しやすくなる。ブレーキディスクの熱膨張による拡径を考慮して、ボルト孔をディスク半径方向にやや長い長孔とする場合は、カラーがより座屈しやすくなる。このカラーの座屈は外部からの確認が困難であるので、過度の締付けによりブレーキディスクに段差が発生する恐れがある。
【０００７】
なお、カラーの座屈を防止するためには、カラーの肉厚を厚くすればよいが、カラーの肉厚を厚くするとブレーキディスクのボルト孔が大きくなり、ブレーキディスクの強度が低下する。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、締結用部品をブレーキディスクに食い込ませることなく、ブレーキディスクを安定して締付けることができるブレーキディスクの締結構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、鉄道用車輪の両側に、一対のアルミニウム基複合材製ブレーキディスクをボルトとボルトの先端側に螺着されるナットで締結し、ナットとブレーキディスクとの間に弾性復元力を有する座金を介装したブレーキディスクの締結構造において、前記ナットが螺着されるボルトの先端側を小径部とする段差を設け、この段差で前記ナットの締付け側への移動を規制する構成を採用した。
【００１０】
すなわち、ナットが螺着されるボルトの先端側を小径部とする段差を設け、この段差でナットの締付け側への移動を規制することにより、弾性復元力を有する座金によってブレーキディスクを一定の締付け力で締付けて、締結用部品をブレーキディスクに食い込ませることなく、ブレーキディスクを安定して締付けることができるようにした。弾性復元力を有する座金としては、ばね座金や皿ばね座金等を用いることができる。
【００１１】
前記弾性復元力を有する座金とブレーキディスクとの間に平座金を介装することにより、ばね座金や皿ばね座金等の弾性復元力を有する座金のブレーキディスクへの当たりを均等に分散させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のブレーキディスクの締結構造は、ナットが螺着されるボルトの先端側を小径部とする段差を設け、この段差でナットの締付け側への移動を規制するようにしたので、弾性復元力を有する座金によってブレーキディスクを一定の締付け力で締付けて、締結用部品をブレーキディスクに食い込ませることなく、ブレーキディスクを安定して締付けることができる。
【００１３】
前記弾性復元力を有する座金とブレーキディスクとの間に平座金を介装することにより、ばね座金や皿ばね座金等の弾性復元力を有する座金のブレーキディスクへの当たりを均等に分散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このブレーキディスクの締結構造は、図１に示すように、鉄道用車輪１の両側に、一対のアルミニウム基複合材製ブレーキディスク２をボルト３とナット４で締結したものである。各ディスク２の表面側には平坦な摺動面５が、裏面側には放熱用のフィン６が設けられ、ブレーキパッド７が両側から各摺動面５に押し付けられるようになっている。
【００１５】
前記ボルト３は、その頭部３ａと一方のディスク２との間に平座金８ａを介装して、鉄道用車輪１と各ブレーキディスク２のボルト孔１ａ、２ａに嵌挿され、その先端側に螺着されたナット４と他方のディスク２との間に、平座金９、弾性復元力を有する座金としての複数の皿ばね座金１０および平座金８ｂが介装されている。各ディスク２のボルト孔２ａは、ディスク２の熱膨張による拡径を考慮して、その半径方向にやや長い長孔とされている。
【００１６】
図２に拡大して示すように、ナット４はボルト３の先端側に設けられた段差３ｂの先の小径部３ｃに螺着され、平座金９を介してこの段差３ｂによって締付け側への移動を規制されている。したがって、各ディスク２は皿ばね座金１０の弾性復元力によって、各平座金８ａ、８ｂを介して一定の締付け力で安定して締付けられる。なお、各平座金８ａ、８ｂの厚みは、締付け時にブレーキディスク２の表面からボルト３の段差３ｂまでの距離を測定し、その測定値に応じて調整することができる。
【００１７】
また、上述した実施形態では、ナット側にのみ弾性復元力を有する皿ばね座金を介装したが、ボルトの頭部側にも皿ばね座金を介装してもよい。また、弾性復元力を有する座金としては、ばね座金等の他の種類のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ブレーキディスクの締結構造の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の要部を拡大して示す断面図
【符号の説明】
【００１９】
１ 鉄道用車輪
１ａ ボルト孔
２ ブレーキディスク
２ａ ボルト孔
３ ボルト
３ａ 頭部
３ｂ 段差
３ｃ 小径部
４ ナット
５ 摺動面
６ フィン
７ ブレーキパッド
８ａ、８ｂ、９ 平座金
１０ 皿ばね座金
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道用車輪の両側に、一対のアルミニウム基複合材製ブレーキディスクをボルトとボルトの先端側に螺着されるナットで締結し、ナットとブレーキディスクとの間に弾性復元力を有する座金を介装したブレーキディスクの締結構造において、前記ナットが螺着されるボルトの先端側を小径部とする段差を設け、この段差で前記ナットの締付け側への移動を規制するようにしたことを特徴とするブレーキディスクの締結構造。
【請求項２】
前記弾性復元力を有する座金とブレーキディスクとの間に平座金を介装した請求項１に記載のブレーキディスクの締結構造。
【請求項１】
鉄道用車輪の両側に、一対のアルミニウム基複合材製ブレーキディスクをボルトとボルトの先端側に螺着されるナットで締結し、ナットとブレーキディスクとの間に弾性復元力を有する座金を介装したブレーキディスクの締結構造において、前記ナットが螺着されるボルトの先端側を小径部とする段差を設け、この段差で前記ナットの締付け側への移動を規制するようにしたことを特徴とするブレーキディスクの締結構造。
【請求項２】
前記弾性復元力を有する座金とブレーキディスクとの間に平座金を介装した請求項１に記載のブレーキディスクの締結構造。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１７７４０４（Ｐ２００６−１７７４０４Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６９３３３（Ｐ２００４−３６９３３３）
【出願日】平成１６年１２月２１日（２００４．１２．２１）
【出願人】（０００１４２５９５）株式会社栗本鐵工所 (566)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２１日（２００４．１２．２１）
【出願人】（０００１４２５９５）株式会社栗本鐵工所 (566)
【Ｆターム（参考）】
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