鉄道車両用ブレーキライニング及びディスクブレーキ
【課題】 ブレーキライニングやディスクブレーキ装置の重量、部品数を増加せず、ヒートスポットを軽減する。
【解決手段】 車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスク２の摺動面に、ブレーキキャリパによって押付けられる鉄道車両用のブレーキライニングである。ブレーキディスク２の摺動面に押付けられて接触する摩擦部材３と、摩擦部材３を支える裏板４と、裏板４の摩擦部材３と反対側に、ブレーキキャリパに取り付けるための案内板５を備える。たとえば裏板４のブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部たとえば溝７又は貫通孔８を設ける。
【効果】 重量や部品数を大幅な増加なしにブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧を低減でき、ヒートスポットの発生を軽減できる。これにより、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性が向上し、鉄道車両の高速化、大型化に対応できる。
【解決手段】 車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスク２の摺動面に、ブレーキキャリパによって押付けられる鉄道車両用のブレーキライニングである。ブレーキディスク２の摺動面に押付けられて接触する摩擦部材３と、摩擦部材３を支える裏板４と、裏板４の摩擦部材３と反対側に、ブレーキキャリパに取り付けるための案内板５を備える。たとえば裏板４のブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部たとえば溝７又は貫通孔８を設ける。
【効果】 重量や部品数を大幅な増加なしにブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧を低減でき、ヒートスポットの発生を軽減できる。これにより、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性が向上し、鉄道車両の高速化、大型化に対応できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として鉄道車両用のディスクブレーキにおいて、ヒートスポットと呼ばれるブレーキライニングとブレーキディスクの接触面における局所的な過大入熱を軽減し、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性向上を可能とするブレーキライニング及びディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や自動車及び自動二輪車等の陸上輸送機械では、車両の高速化や大型化に伴い、その制動装置としてディスクブレーキが多用されている。
ディスクブレーキは、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であり、車軸または車輪に取付けたブレーキディスクの摺動面に、ブレーキキャリパによってブレーキライニングを押し付けることで、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。
【０００３】
この制動時、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面では摩擦熱により温度が上昇するが、より高速に、或いは、より車両重量が大きくなるほどブレーキ負荷が大きくなるので、接触面での温度は高くなる傾向にある。
【０００４】
従来型の鉄道車両用ディスクブレーキにおけるブレーキライニングとブレーキディスクおよび油圧式ブレーキキャリパの一部を図６に示す。図６はブレーキライニング１の幅方向と板厚方向の断面を示した図である。
【０００５】
ブレーキライニング１は、ブレーキディスク２に接触する摩擦部材３と、この摩擦部材３を支えて取付けるための裏板４および案内板５とで構成されている。この裏板４の背面に取付けられる案内板５は、ブレーキライニング１をブレーキキャリパに取付けるためのもので、案内板５の幅方向（図６の紙面左右方向）を、ブレーキキャリパに設けた溝に嵌め込む等の手法により取付けられる。
【０００６】
前記案内板５を挟んで裏板４と反対側には、ブレーキキャリパを構成するピストン６が配置される。ピストン６の先端にはピストン６とほぼ同じ大きさの図示しない断熱板が取付けられており、この断熱板を介して案内板５に押付け力が付与される。案内板５の幅方向はピストン６よりやや大きくなっており、長手方向（図６の紙面前後方向）は裏板４とほぼ同じかやや小さくなっている。
【０００７】
ここでは図示しないが、シリンダに送り込まれる油圧によってピストン６がブレーキライニング１の板厚方向（図６の紙面下方向）に移動し、ブレーキライニング１をブレーキディスク２に押付けて制動力を得る。このとき、ブレーキライニング１に負荷される押付け力は、ブレーキライニング１の全体に均一に作用せず、ピストン６が配置された直下に集中する。
【０００８】
上記のように従来のディスクブレーキは、その構造上、ブレーキキャリパからの押付け力がブレーキライニングのピストン取付け部にのみ作用する。このため、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面では、接触面圧の分布が発生する。
【０００９】
このとき、ブレーキキャリパからの押付け力が作用するピストン直下においては、その他の部分に比べてより大きな力が作用するため、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧は高くなる傾向にある。接触面圧の高い部分では、減速するために必要なエネルギーがより多く投入されるため、特に新幹線などの高速車両では、ブレーキ中の温度上昇が過大となる可能性がある。
【００１０】
このように局所的に温度が高くなる現象をヒートスポットと呼んでいる。ヒートスポットは、ブレーキライニングとブレーキディスクの摩耗量増加、ブレーキディスクのき裂発生などの原因となることから、ブレーキライニング、ブレーキディスクの耐久性確保のため、ヒートスポットの発生を軽減することが重要である。
【００１１】
そこで、ブレーキライニングの裏板背面側に、長手方向に沿って補強部材を取付けることで、熱変形を抑制して偏摩耗すなわち局所的な摩耗を防止する技術が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２６８６４９号公報
【００１２】
また、摩擦部材を多くの小さな部材に分割してそれぞれが回転できるようにし、ブレーキキャリパからの押付け力がそれぞれの摩擦部材に均等に負荷される構造とすることで、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧を低減する技術が特許文献２に開示されている。
【特許文献２】特表平１０−５０７２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１で開示された方法によって、局所的に接触面圧が高くなるのを抑制するためには、高剛性の補強部材を使用する必要がある。そのため、補強部材に例えば鉄鋼材料を用いた場合は、補強部材の板厚、板幅が大きくなってしまい、非常に重量が増加する。一方、補強部材に例えば軽量高剛性のセラミックス系材料を用いると、補強部材の強度、特に破壊靱性の確保が困難になる。また、セラミックス系材料は非常に高価であるため、製造コストが大幅に増加する。
【００１４】
また、特許文献２で開示された方法では、構造が複雑となるために、非常に重量が増加する。また、部品数が大幅に増えるため、長期間の使用に対する耐久性が問題となる可能性がある。さらに、構造が複雑で、部品数が多いことから、製造コストが増加する。
【００１５】
本発明が解決しようとする問題点は、ディスクブレーキにおいて、ブレーキライニングとブレーキディスクの局所的な接触面圧の増加を抑制してヒートスポットを軽減するためには、ブレーキライニングやディスクブレーキ装置の重量、部品数が増加するという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
ブレーキキャリパからブレーキライニングへ押付け力が負荷される直下において、押付け力を伝達しない空間が存在すると、その部分で押付け力が分散される。従って、押付け力直下のブレーキライニングとブレーキディスクの接触面で接触面圧が高くなるのを抑制することができる。
【００１７】
そこで、前記着想に基づき、発明者らは以下のような本発明を成立させた。
すなわち、本発明の鉄道車両用ブレーキライニングは、
ブレーキライニングやディスクブレーキ装置の重量、部品数を増加することなく、ブレーキライニングとブレーキディスクの局所的な接触面圧の増加を抑制して前記ヒートスポットを軽減するために、
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、ブレーキキャリパによって押付けられる鉄道車両用のブレーキライニングであって、
１）前記ブレーキディスクの摺動面に押付けられて接触する摩擦部材と、
この摩擦部材を支えると共にブレーキキャリパに取り付けるための裏板を備え、
前記裏板の、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部を設けたこと、
或いは、
２）前記ブレーキディスクの摺動面に押付けられて接触する摩擦部材と、
この摩擦部材を支える裏板と、
この裏板の前記摩擦部材と反対側に、ブレーキキャリパに取り付けるための案内板を備え、
この案内板または前記裏板の少なくともどちらか一方の、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部を設けたこと、
を最も主要な特徴としている。
【００１８】
本発明の鉄道車両用ブレーキライニングにおいて、伝達抑制部とは、ブレーキキャリパからブレーキライニングへ負荷される押付け力の伝達が抑制される部分をいう。例えば裏板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側、或いは、案内板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側に設けられた溝、裏板や案内板に設けられた貫通孔などの空間のみならず、密度の低い物質を充填した場合でも良い。
【００１９】
また、後述する発明者らの有限要素解析によれば、ブレーキライニングとブレーキディスクの局所的な接触面圧の増加を効果的に抑制するためには、前記伝達抑制部を、前記ブレーキライニングの長手方向と幅方向の平面に投影してできる外形線と、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線と前記ブレーキライニングの長手方向と幅方向の平面との交点である中心位置との最短距離をｄとしたとき、ｄが１０mm以上であるようにすること、さらに、前記外形線のブレーキライニングの長手方向長さをＬ、幅方向長さをＷとしたとき、Ｌ／Ｗが０．３〜３．０の範囲内となすことが望ましい。
【００２０】
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、前記本発明のブレーキライニングをブレーキキャリパにより押し付けて制動力を得る本発明の鉄道車両用ディスクブレーキでは、ヒートスポットが軽減でき、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性が向上する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、重量や部品数を大幅に増加することなく、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧を低減することができ、ブレーキによるヒートスポットの発生を軽減することが可能となる。これにより、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性が向上し、鉄道車両の高速化、大型化に対応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、着想から課題解決に至るまでの経過と共に、図１〜図３を用いて説明する。
ブレーキキャリパによる押付け力直下で、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧が高くなるのは、押付け力が作用する部分に力が集中するためである。
【００２３】
従って、前記のように押付け力直下に伝達抑制部を存在させれば、押付け力は伝達抑制部で抑制される。また、伝達抑制部が空間の場合は、押付け力は空間を伝わることができず、その周りに分散される。その結果、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触部において力が集中せずに、接触面圧が低減される。押付け力が抑制或いは分散して接触面圧が低減されれば、局所的に入熱が大きくならず、ヒートスポットの発生を抑制することができる。
【００２４】
しかしながら、このような押付け力の伝達抑制、或いは、押付け力を伝達しない空間を作り出すために、新たな部品を追加すれば、ブレーキライニングの重量増につながってしまう。
【００２５】
そこで、発明者らは、従来のブレーキライニングから重量および部品数をできるだけ増やすことなく押付け力の伝達を抑制し、或いは、押付け力を伝達しない空間を作ることを考えた。
【００２６】
その結果、発明者らは、ブレーキライニングを構成する部品のうち、ブレーキキャリパにブレーキライニングを取り付けるための案内板、または、摩擦部材を取付けるための裏板（案内板と一体に形成する場合は、案内板の作用を兼ねる）、或いは、案内板および裏板に前記の伝達抑制部を設けることが最適であることを知見した。
【００２７】
すなわち、本発明は、たとえば図１や図２に示すように、裏板４または案内板５の表面或いは背面の、ブレーキキャリパによる押付け力の作用線Ｌ上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部、たとえば溝７または貫通孔８といった空間を部分的に設けたのである。なお、図１および図２は本発明の鉄道車両用ブレーキライニングの、押付け力を与える位置における幅方向と板厚方向の断面図である。
【００２８】
この案内板５または裏板４の表面或いは背面に、部分的に溝７または貫通孔８を設けることで、押付け力を伝達しない空間を作ることが可能となる。これにより、押付け力が空間の周りに分散され、押付け力直下において接触面圧が高くなるのを抑制し、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面で生じるヒートスポットを軽減することができる。このような例の場合、裏板４を大きくする必要はなく、当然部品を新たに追加する必要もないため、重量が増加することはない。むしろ空間ができる分、重量は減少する。ただし、案内板５は、通常、裏板４に比べて幅方向の長さは小さいため、案内板５に設けることができる溝７または貫通孔８の大きさは、裏板４のそれに比べて限定されてしまう。したがって、押付け力の分散をより効果的に行うには、溝７または貫通孔８を裏板４にのみ設けるのが好ましい。
【００２９】
ところで、裏板４または案内板５に設ける溝７または貫通孔８などの空間の形状は、ブレーキライニング１の長手方向と幅方向平面において、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような円形、長円形、正方形の他、楕円や長方形など様々な形状が適用できる。
【００３０】
そして、その形状はブレーキライニング１の板厚方向に必ずしも一様でなくて良く、テーパ状や太鼓状であっても良い。ただし、空間の形状を複雑にし過ぎると、加工が困難になり、またブレーキ中に応力集中が生じてき裂が発生する可能性があるため、できるだけ単純な形状とすることが望ましい。
【００３１】
さらに前記空間は、図１や図２の（ａ）図のように裏板４または案内板５の摩擦部材側に、或いは、図１や図２の（ｂ）図のように裏板４または案内板５の背面側に、部分的に溝７を設けたものでも、図１や図２の（ｃ）図のように裏板４または案内板５に貫通孔８を設けたものでも同様な効果が得られる。
【００３２】
ただし、溝７を設ける場合は、溝７を深くし過ぎると、その部分の裏板４または案内板５が薄くなり過ぎてき裂が発生する可能性があるため、板厚が１mm以上確保できるように、溝７の深さを設定することが望ましい。また、溝７を浅くし過ぎると、押付け力が作用したときに空間が潰れてしまって力が分散できない可能性があるため、溝７の深さは１mm以上とすることが望ましい。
【００３３】
以上説明した本発明の効果をより発揮、すなわち十分に押付け力を分散するためには、溝７や貫通孔８などの空間のサイズを適正な値とすることが望ましい。たとえば図４に示したように、ブレーキキャリパからブレーキライニングへの押付け力が作用する中心位置９と裏板４に設けた溝７や貫通孔８を、それぞれブレーキライニングの長手方向と幅方向平面に投影したときに、前記中心位置９と外形線までの最小距離ｄを１０mm以上とすることが好ましい。ただし、空間が大き過ぎると裏板４や案内板５の剛性が不足するため、前記の押付け力中心位置９と空間の外形線までの最大距離は７０mm以下とするのが好ましい。
【００３４】
また、ブレーキライニングの長手方向と幅方向平面に投影した空間の外形線の長手方向長さをＬ、幅方向長さをＷとすると、図５に示したように，十分に押付け力を分散するためには、Ｌ／Ｗを０．３〜３．０とすることが望ましい。より望ましくは０．５〜２．０とするのが良い。Ｌ／Ｗが小さいと押付け力の長手方向への分散が小さくなる一方、Ｌ／Ｗが大きいと押付け力の幅方向への分散が小さくなるからである。
【００３５】
上記本発明のブレーキライニングを、ブレーキキャリパにより車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に押し付けて制動力を得るディスクブレーキでは、ヒートスポットが軽減でき、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性が向上する。これが本発明の鉄道車両用ディスクブレーキである。
【００３６】
なお、本発明のブレーキライニング用摩擦部材には、一般的に使用される焼結系材料、樹脂系材料が適用できる。裏板には、強度、剛性、加工性の観点から、鉄鋼材料を用いるのが適当であるが、これらの性能を満足できるものであれば、非鉄金属材料、非金属材料を用いても良い。また、本発明に適用するブレーキキャリパは、油圧式キャリパに限らず、その他の方式、例えば空圧式のものでも良い。
【実施例】
【００３７】
以下、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧を評価するため、発明者らが有限要素解析を行った結果について説明する。有限要素解析では、ブレーキライニングとブレーキディスクを弾性体でモデル化し、ブレーキライニングの背面からブレーキキャリパからの押付け力相当の荷重を与えた。
【００３８】
ブレーキキャリパは油圧式キャリパを想定して、押付け力をピストン配置位置に与えた。解析では、裏板の一部に溝や貫通孔など押付け力を伝達しない空間を設け、その形状を数種類変化させて実施した。また、比較として、（１）図６に示した従来型のブレーキライニング、（２）特許文献１で開示されたブレーキライニング、（３）特許文献２で開示されたブレーキライニングについても解析を行った。
【００３９】
下記表１に、評価したブレーキライニングをまとめて示す。
本発明例では、前記最小距離ｄ、前記ブレーキライニング長手方向長さＬ、前記板幅方向長さＷの値をそれぞれ変化させた。また、溝を設けたブレーキライニングでは、溝の深さを２mmとし、溝、貫通孔の板厚方向の形状は一様とした。
【００４０】
比較例１は、図６に示した従来型のブレーキライニングであり，裏板に押付け力を伝達しない空間が存在しないものである。
比較例２，３は、裏板背面に補強部材を用いた特許文献１に開示されたブレーキライニングである。補強部材は鉄鋼材料で、補強部材のブレーキライニング長手方向長さを２８０mm、幅方向長さを７０mm、板厚を５mmと１０mmにした。補強部材の配置は、補強部材の長手方向中心位置とブレーキライニングの長手方向中心位置が一致するように、補強部材の板幅方向中心位置とピストン中心位置が一致するようにした。なお、補強部材は案内板と裏板の間に設けている。
【００４１】
比較例４は、摩擦部材を多くの小さな部材に分割した特許文献２に開示されたブレーキライニングであり、摩擦部材の個数を１８として、それぞれの摩擦部材に押付け力が均等に負荷されるようにした。
なお、比較例４以外の摩擦部材は、従来の摩擦部材と同様とし、４個に分割されたものを用い、それぞれの摩擦部材は裏板に直接取付ける構造とした。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１のすべてのブレーキライニングは新幹線用ブレーキライニングを対象とし、ブレーキライニングの長手方向長さは４００mm、幅方向長さは１３０mm、裏板の板厚は５mmとした。ブレーキライニングを構成する材料は、裏板が鉄鋼材料、摩擦部材が銅焼結合金とした。ブレーキ条件は２７０km／hからの非常ブレーキ相当であり、押付け力は２０kNとした。ブレーキディスクは鍛鋼製ブレーキディスクであり、ブレーキライニングと接触する摺動面の外径が７２０mm、内径が４６５mmである。
【００４４】
本発明の目的はブレーキ中のヒートスポット、すなわち局所的な温度上昇を抑制することにある。局所的な温度上昇は、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧が高いほど大きくなるため、ここでは、有限要素解析で求めた最大接触面圧で評価することとした。
【００４５】
下記表２に、表１に示した各ブレーキライニングについて有限要素解析で求めた最大接触面圧と重量をそれぞれ示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
表２より、本発明例はいずれも押付け力直下に力を伝達しない空間があり、その部分で押付け力が分散されるため、空間の形状によらず従来型のブレーキライニングである比較例１と比べて最大接触面圧が低くなり、ヒートスポットが軽減されることが分かる。
【００４８】
また、本発明例の重量はいずれも従来型の比較例１と同等であることが分かる。
図４に本発明例１〜４について、最大接触面圧と押付け力中心位置からの最小距離ｄの関係を示すが、図４より、ｄが大きくなるに従って最大接触面圧は低減され、より効果が大きいことが分かる。ただし、ｄが１０mm以上になると、ｄを大きくしてもその低減効果は比較的小さいことが分かる。
【００４９】
図５に本発明例３および本発明例５〜８について、最大接触面圧と溝のアスペクト比Ｌ／Ｗの関係を示す。図５より、最大接触面圧はＬ／Ｗが１近傍で最小となり、より効果が大きいことが分かる。
【００５０】
比較例２，３は、ブレーキライニングの背面に補強部材を設けているが，比較例２は補強部材の剛性が十分ではなく、最大接触面圧は従来型の比較例１に比べてわずかしか低減できていない。一方、比較例３は、補強部材の剛性が比較的高いため、最大接触面圧は低減されているものの、ブレーキライニングの重量が従来型である比較例１に比べ約３０％も増加している。
【００５１】
比較例４は、１８個に分割した摩擦部材に均等に押付け力が負荷される構造となっているため、最大接触面圧は大幅に低減している。しかしながら、重量は従来型の比較例１に比べ約２０％も増加している。さらに、比較例４は構造が非常に複雑であるため、従来型の比較例１や本発明例に比べると、長期間の使用に対する耐久性、信頼性は劣る可能性がある。
【００５２】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００５３】
例えば、上記の各例では、伝達抑制部として、溝や貫通孔といった空間を設けたものについて説明したが、若干重量は増加するが、このような空間に押付け力を伝達し難い材料を充填したものでも良いなどである。
【００５４】
また、上記の各例では、裏板または案内板の何れか一方のみに空間を設けたものを示したが、裏板と案内板の両方に伝達抑制部を設けたものでも良い。
さらに、裏板と案内板を一体に形成したものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上の本発明は、鉄道車両用のブレーキディスクに限らず、自動車や自動二輪車等のブレーキディスクであっても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の鉄道車両用ブレーキライニングの、押付け力を与える位置における幅方向と板厚方向の断面図で、（ａ）は裏板の摩擦部材側に溝を設けた例、（ｂ）は裏板のブレーキキャリパ側に溝を設けた例、（ｃ）は裏板に貫通孔を設けた例である。
【図２】本発明の鉄道車両用ブレーキライニングの、押付け力を与える位置における幅方向と板厚方向の断面図で、（ａ）は案内板の摩擦部材側に溝を設けた例、（ｂ）は案内板のブレーキキャリパ側に溝を設けた例、（ｃ）は案内板に貫通孔を設けた例である。
【図３】本発明の鉄道車両用ブレーキライニングの、溝、貫通孔が存在する位置における長手方向と幅方向の断面図で、（ａ）は溝、貫通孔の形状を円形とした例、（ｂ）は溝、貫通孔の形状を長円形とした例、（ｃ）は溝、貫通孔の形状を正方形とした例である。
【図４】本発明例において、有限要素解析で得られた最大接触面圧と押付け力中心位置、溝あるいは貫通孔をそれぞれブレーキライニングの長手方向−幅方向平面に投影してできる点と外形線の最小距離ｄの関係を表した図である。
【図５】本発明例において、有限要素解析で得られた最大接触面圧と溝あるいは貫通孔をブレーキライニングの長手方向−幅方向平面に投影してできる外形線のアスペクト比Ｌ／Ｗの関係を表した図である。
【図６】従来型のブレーキライニングとブレーキディスクおよびブレーキキャリパの一部を示した、ブレーキライニングの幅方向と板厚方向の断面を示した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ ブレーキライニング
２ ブレーキディスク
３ 摩擦部材
４ 裏板
５ 案内板
６ ピストン
７ 溝
８ 貫通孔
９ 中心位置
Ｌ 作用線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として鉄道車両用のディスクブレーキにおいて、ヒートスポットと呼ばれるブレーキライニングとブレーキディスクの接触面における局所的な過大入熱を軽減し、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性向上を可能とするブレーキライニング及びディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や自動車及び自動二輪車等の陸上輸送機械では、車両の高速化や大型化に伴い、その制動装置としてディスクブレーキが多用されている。
ディスクブレーキは、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であり、車軸または車輪に取付けたブレーキディスクの摺動面に、ブレーキキャリパによってブレーキライニングを押し付けることで、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。
【０００３】
この制動時、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面では摩擦熱により温度が上昇するが、より高速に、或いは、より車両重量が大きくなるほどブレーキ負荷が大きくなるので、接触面での温度は高くなる傾向にある。
【０００４】
従来型の鉄道車両用ディスクブレーキにおけるブレーキライニングとブレーキディスクおよび油圧式ブレーキキャリパの一部を図６に示す。図６はブレーキライニング１の幅方向と板厚方向の断面を示した図である。
【０００５】
ブレーキライニング１は、ブレーキディスク２に接触する摩擦部材３と、この摩擦部材３を支えて取付けるための裏板４および案内板５とで構成されている。この裏板４の背面に取付けられる案内板５は、ブレーキライニング１をブレーキキャリパに取付けるためのもので、案内板５の幅方向（図６の紙面左右方向）を、ブレーキキャリパに設けた溝に嵌め込む等の手法により取付けられる。
【０００６】
前記案内板５を挟んで裏板４と反対側には、ブレーキキャリパを構成するピストン６が配置される。ピストン６の先端にはピストン６とほぼ同じ大きさの図示しない断熱板が取付けられており、この断熱板を介して案内板５に押付け力が付与される。案内板５の幅方向はピストン６よりやや大きくなっており、長手方向（図６の紙面前後方向）は裏板４とほぼ同じかやや小さくなっている。
【０００７】
ここでは図示しないが、シリンダに送り込まれる油圧によってピストン６がブレーキライニング１の板厚方向（図６の紙面下方向）に移動し、ブレーキライニング１をブレーキディスク２に押付けて制動力を得る。このとき、ブレーキライニング１に負荷される押付け力は、ブレーキライニング１の全体に均一に作用せず、ピストン６が配置された直下に集中する。
【０００８】
上記のように従来のディスクブレーキは、その構造上、ブレーキキャリパからの押付け力がブレーキライニングのピストン取付け部にのみ作用する。このため、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面では、接触面圧の分布が発生する。
【０００９】
このとき、ブレーキキャリパからの押付け力が作用するピストン直下においては、その他の部分に比べてより大きな力が作用するため、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧は高くなる傾向にある。接触面圧の高い部分では、減速するために必要なエネルギーがより多く投入されるため、特に新幹線などの高速車両では、ブレーキ中の温度上昇が過大となる可能性がある。
【００１０】
このように局所的に温度が高くなる現象をヒートスポットと呼んでいる。ヒートスポットは、ブレーキライニングとブレーキディスクの摩耗量増加、ブレーキディスクのき裂発生などの原因となることから、ブレーキライニング、ブレーキディスクの耐久性確保のため、ヒートスポットの発生を軽減することが重要である。
【００１１】
そこで、ブレーキライニングの裏板背面側に、長手方向に沿って補強部材を取付けることで、熱変形を抑制して偏摩耗すなわち局所的な摩耗を防止する技術が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２６８６４９号公報
【００１２】
また、摩擦部材を多くの小さな部材に分割してそれぞれが回転できるようにし、ブレーキキャリパからの押付け力がそれぞれの摩擦部材に均等に負荷される構造とすることで、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧を低減する技術が特許文献２に開示されている。
【特許文献２】特表平１０−５０７２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１で開示された方法によって、局所的に接触面圧が高くなるのを抑制するためには、高剛性の補強部材を使用する必要がある。そのため、補強部材に例えば鉄鋼材料を用いた場合は、補強部材の板厚、板幅が大きくなってしまい、非常に重量が増加する。一方、補強部材に例えば軽量高剛性のセラミックス系材料を用いると、補強部材の強度、特に破壊靱性の確保が困難になる。また、セラミックス系材料は非常に高価であるため、製造コストが大幅に増加する。
【００１４】
また、特許文献２で開示された方法では、構造が複雑となるために、非常に重量が増加する。また、部品数が大幅に増えるため、長期間の使用に対する耐久性が問題となる可能性がある。さらに、構造が複雑で、部品数が多いことから、製造コストが増加する。
【００１５】
本発明が解決しようとする問題点は、ディスクブレーキにおいて、ブレーキライニングとブレーキディスクの局所的な接触面圧の増加を抑制してヒートスポットを軽減するためには、ブレーキライニングやディスクブレーキ装置の重量、部品数が増加するという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
ブレーキキャリパからブレーキライニングへ押付け力が負荷される直下において、押付け力を伝達しない空間が存在すると、その部分で押付け力が分散される。従って、押付け力直下のブレーキライニングとブレーキディスクの接触面で接触面圧が高くなるのを抑制することができる。
【００１７】
そこで、前記着想に基づき、発明者らは以下のような本発明を成立させた。
すなわち、本発明の鉄道車両用ブレーキライニングは、
ブレーキライニングやディスクブレーキ装置の重量、部品数を増加することなく、ブレーキライニングとブレーキディスクの局所的な接触面圧の増加を抑制して前記ヒートスポットを軽減するために、
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、ブレーキキャリパによって押付けられる鉄道車両用のブレーキライニングであって、
１）前記ブレーキディスクの摺動面に押付けられて接触する摩擦部材と、
この摩擦部材を支えると共にブレーキキャリパに取り付けるための裏板を備え、
前記裏板の、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部を設けたこと、
或いは、
２）前記ブレーキディスクの摺動面に押付けられて接触する摩擦部材と、
この摩擦部材を支える裏板と、
この裏板の前記摩擦部材と反対側に、ブレーキキャリパに取り付けるための案内板を備え、
この案内板または前記裏板の少なくともどちらか一方の、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部を設けたこと、
を最も主要な特徴としている。
【００１８】
本発明の鉄道車両用ブレーキライニングにおいて、伝達抑制部とは、ブレーキキャリパからブレーキライニングへ負荷される押付け力の伝達が抑制される部分をいう。例えば裏板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側、或いは、案内板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側に設けられた溝、裏板や案内板に設けられた貫通孔などの空間のみならず、密度の低い物質を充填した場合でも良い。
【００１９】
また、後述する発明者らの有限要素解析によれば、ブレーキライニングとブレーキディスクの局所的な接触面圧の増加を効果的に抑制するためには、前記伝達抑制部を、前記ブレーキライニングの長手方向と幅方向の平面に投影してできる外形線と、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線と前記ブレーキライニングの長手方向と幅方向の平面との交点である中心位置との最短距離をｄとしたとき、ｄが１０mm以上であるようにすること、さらに、前記外形線のブレーキライニングの長手方向長さをＬ、幅方向長さをＷとしたとき、Ｌ／Ｗが０．３〜３．０の範囲内となすことが望ましい。
【００２０】
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、前記本発明のブレーキライニングをブレーキキャリパにより押し付けて制動力を得る本発明の鉄道車両用ディスクブレーキでは、ヒートスポットが軽減でき、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性が向上する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、重量や部品数を大幅に増加することなく、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧を低減することができ、ブレーキによるヒートスポットの発生を軽減することが可能となる。これにより、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性が向上し、鉄道車両の高速化、大型化に対応できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、着想から課題解決に至るまでの経過と共に、図１〜図３を用いて説明する。
ブレーキキャリパによる押付け力直下で、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧が高くなるのは、押付け力が作用する部分に力が集中するためである。
【００２３】
従って、前記のように押付け力直下に伝達抑制部を存在させれば、押付け力は伝達抑制部で抑制される。また、伝達抑制部が空間の場合は、押付け力は空間を伝わることができず、その周りに分散される。その結果、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触部において力が集中せずに、接触面圧が低減される。押付け力が抑制或いは分散して接触面圧が低減されれば、局所的に入熱が大きくならず、ヒートスポットの発生を抑制することができる。
【００２４】
しかしながら、このような押付け力の伝達抑制、或いは、押付け力を伝達しない空間を作り出すために、新たな部品を追加すれば、ブレーキライニングの重量増につながってしまう。
【００２５】
そこで、発明者らは、従来のブレーキライニングから重量および部品数をできるだけ増やすことなく押付け力の伝達を抑制し、或いは、押付け力を伝達しない空間を作ることを考えた。
【００２６】
その結果、発明者らは、ブレーキライニングを構成する部品のうち、ブレーキキャリパにブレーキライニングを取り付けるための案内板、または、摩擦部材を取付けるための裏板（案内板と一体に形成する場合は、案内板の作用を兼ねる）、或いは、案内板および裏板に前記の伝達抑制部を設けることが最適であることを知見した。
【００２７】
すなわち、本発明は、たとえば図１や図２に示すように、裏板４または案内板５の表面或いは背面の、ブレーキキャリパによる押付け力の作用線Ｌ上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部、たとえば溝７または貫通孔８といった空間を部分的に設けたのである。なお、図１および図２は本発明の鉄道車両用ブレーキライニングの、押付け力を与える位置における幅方向と板厚方向の断面図である。
【００２８】
この案内板５または裏板４の表面或いは背面に、部分的に溝７または貫通孔８を設けることで、押付け力を伝達しない空間を作ることが可能となる。これにより、押付け力が空間の周りに分散され、押付け力直下において接触面圧が高くなるのを抑制し、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面で生じるヒートスポットを軽減することができる。このような例の場合、裏板４を大きくする必要はなく、当然部品を新たに追加する必要もないため、重量が増加することはない。むしろ空間ができる分、重量は減少する。ただし、案内板５は、通常、裏板４に比べて幅方向の長さは小さいため、案内板５に設けることができる溝７または貫通孔８の大きさは、裏板４のそれに比べて限定されてしまう。したがって、押付け力の分散をより効果的に行うには、溝７または貫通孔８を裏板４にのみ設けるのが好ましい。
【００２９】
ところで、裏板４または案内板５に設ける溝７または貫通孔８などの空間の形状は、ブレーキライニング１の長手方向と幅方向平面において、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような円形、長円形、正方形の他、楕円や長方形など様々な形状が適用できる。
【００３０】
そして、その形状はブレーキライニング１の板厚方向に必ずしも一様でなくて良く、テーパ状や太鼓状であっても良い。ただし、空間の形状を複雑にし過ぎると、加工が困難になり、またブレーキ中に応力集中が生じてき裂が発生する可能性があるため、できるだけ単純な形状とすることが望ましい。
【００３１】
さらに前記空間は、図１や図２の（ａ）図のように裏板４または案内板５の摩擦部材側に、或いは、図１や図２の（ｂ）図のように裏板４または案内板５の背面側に、部分的に溝７を設けたものでも、図１や図２の（ｃ）図のように裏板４または案内板５に貫通孔８を設けたものでも同様な効果が得られる。
【００３２】
ただし、溝７を設ける場合は、溝７を深くし過ぎると、その部分の裏板４または案内板５が薄くなり過ぎてき裂が発生する可能性があるため、板厚が１mm以上確保できるように、溝７の深さを設定することが望ましい。また、溝７を浅くし過ぎると、押付け力が作用したときに空間が潰れてしまって力が分散できない可能性があるため、溝７の深さは１mm以上とすることが望ましい。
【００３３】
以上説明した本発明の効果をより発揮、すなわち十分に押付け力を分散するためには、溝７や貫通孔８などの空間のサイズを適正な値とすることが望ましい。たとえば図４に示したように、ブレーキキャリパからブレーキライニングへの押付け力が作用する中心位置９と裏板４に設けた溝７や貫通孔８を、それぞれブレーキライニングの長手方向と幅方向平面に投影したときに、前記中心位置９と外形線までの最小距離ｄを１０mm以上とすることが好ましい。ただし、空間が大き過ぎると裏板４や案内板５の剛性が不足するため、前記の押付け力中心位置９と空間の外形線までの最大距離は７０mm以下とするのが好ましい。
【００３４】
また、ブレーキライニングの長手方向と幅方向平面に投影した空間の外形線の長手方向長さをＬ、幅方向長さをＷとすると、図５に示したように，十分に押付け力を分散するためには、Ｌ／Ｗを０．３〜３．０とすることが望ましい。より望ましくは０．５〜２．０とするのが良い。Ｌ／Ｗが小さいと押付け力の長手方向への分散が小さくなる一方、Ｌ／Ｗが大きいと押付け力の幅方向への分散が小さくなるからである。
【００３５】
上記本発明のブレーキライニングを、ブレーキキャリパにより車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に押し付けて制動力を得るディスクブレーキでは、ヒートスポットが軽減でき、ブレーキライニングとブレーキディスクの耐久性が向上する。これが本発明の鉄道車両用ディスクブレーキである。
【００３６】
なお、本発明のブレーキライニング用摩擦部材には、一般的に使用される焼結系材料、樹脂系材料が適用できる。裏板には、強度、剛性、加工性の観点から、鉄鋼材料を用いるのが適当であるが、これらの性能を満足できるものであれば、非鉄金属材料、非金属材料を用いても良い。また、本発明に適用するブレーキキャリパは、油圧式キャリパに限らず、その他の方式、例えば空圧式のものでも良い。
【実施例】
【００３７】
以下、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧を評価するため、発明者らが有限要素解析を行った結果について説明する。有限要素解析では、ブレーキライニングとブレーキディスクを弾性体でモデル化し、ブレーキライニングの背面からブレーキキャリパからの押付け力相当の荷重を与えた。
【００３８】
ブレーキキャリパは油圧式キャリパを想定して、押付け力をピストン配置位置に与えた。解析では、裏板の一部に溝や貫通孔など押付け力を伝達しない空間を設け、その形状を数種類変化させて実施した。また、比較として、（１）図６に示した従来型のブレーキライニング、（２）特許文献１で開示されたブレーキライニング、（３）特許文献２で開示されたブレーキライニングについても解析を行った。
【００３９】
下記表１に、評価したブレーキライニングをまとめて示す。
本発明例では、前記最小距離ｄ、前記ブレーキライニング長手方向長さＬ、前記板幅方向長さＷの値をそれぞれ変化させた。また、溝を設けたブレーキライニングでは、溝の深さを２mmとし、溝、貫通孔の板厚方向の形状は一様とした。
【００４０】
比較例１は、図６に示した従来型のブレーキライニングであり，裏板に押付け力を伝達しない空間が存在しないものである。
比較例２，３は、裏板背面に補強部材を用いた特許文献１に開示されたブレーキライニングである。補強部材は鉄鋼材料で、補強部材のブレーキライニング長手方向長さを２８０mm、幅方向長さを７０mm、板厚を５mmと１０mmにした。補強部材の配置は、補強部材の長手方向中心位置とブレーキライニングの長手方向中心位置が一致するように、補強部材の板幅方向中心位置とピストン中心位置が一致するようにした。なお、補強部材は案内板と裏板の間に設けている。
【００４１】
比較例４は、摩擦部材を多くの小さな部材に分割した特許文献２に開示されたブレーキライニングであり、摩擦部材の個数を１８として、それぞれの摩擦部材に押付け力が均等に負荷されるようにした。
なお、比較例４以外の摩擦部材は、従来の摩擦部材と同様とし、４個に分割されたものを用い、それぞれの摩擦部材は裏板に直接取付ける構造とした。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１のすべてのブレーキライニングは新幹線用ブレーキライニングを対象とし、ブレーキライニングの長手方向長さは４００mm、幅方向長さは１３０mm、裏板の板厚は５mmとした。ブレーキライニングを構成する材料は、裏板が鉄鋼材料、摩擦部材が銅焼結合金とした。ブレーキ条件は２７０km／hからの非常ブレーキ相当であり、押付け力は２０kNとした。ブレーキディスクは鍛鋼製ブレーキディスクであり、ブレーキライニングと接触する摺動面の外径が７２０mm、内径が４６５mmである。
【００４４】
本発明の目的はブレーキ中のヒートスポット、すなわち局所的な温度上昇を抑制することにある。局所的な温度上昇は、ブレーキライニングとブレーキディスクの接触面圧が高いほど大きくなるため、ここでは、有限要素解析で求めた最大接触面圧で評価することとした。
【００４５】
下記表２に、表１に示した各ブレーキライニングについて有限要素解析で求めた最大接触面圧と重量をそれぞれ示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
表２より、本発明例はいずれも押付け力直下に力を伝達しない空間があり、その部分で押付け力が分散されるため、空間の形状によらず従来型のブレーキライニングである比較例１と比べて最大接触面圧が低くなり、ヒートスポットが軽減されることが分かる。
【００４８】
また、本発明例の重量はいずれも従来型の比較例１と同等であることが分かる。
図４に本発明例１〜４について、最大接触面圧と押付け力中心位置からの最小距離ｄの関係を示すが、図４より、ｄが大きくなるに従って最大接触面圧は低減され、より効果が大きいことが分かる。ただし、ｄが１０mm以上になると、ｄを大きくしてもその低減効果は比較的小さいことが分かる。
【００４９】
図５に本発明例３および本発明例５〜８について、最大接触面圧と溝のアスペクト比Ｌ／Ｗの関係を示す。図５より、最大接触面圧はＬ／Ｗが１近傍で最小となり、より効果が大きいことが分かる。
【００５０】
比較例２，３は、ブレーキライニングの背面に補強部材を設けているが，比較例２は補強部材の剛性が十分ではなく、最大接触面圧は従来型の比較例１に比べてわずかしか低減できていない。一方、比較例３は、補強部材の剛性が比較的高いため、最大接触面圧は低減されているものの、ブレーキライニングの重量が従来型である比較例１に比べ約３０％も増加している。
【００５１】
比較例４は、１８個に分割した摩擦部材に均等に押付け力が負荷される構造となっているため、最大接触面圧は大幅に低減している。しかしながら、重量は従来型の比較例１に比べ約２０％も増加している。さらに、比較例４は構造が非常に複雑であるため、従来型の比較例１や本発明例に比べると、長期間の使用に対する耐久性、信頼性は劣る可能性がある。
【００５２】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００５３】
例えば、上記の各例では、伝達抑制部として、溝や貫通孔といった空間を設けたものについて説明したが、若干重量は増加するが、このような空間に押付け力を伝達し難い材料を充填したものでも良いなどである。
【００５４】
また、上記の各例では、裏板または案内板の何れか一方のみに空間を設けたものを示したが、裏板と案内板の両方に伝達抑制部を設けたものでも良い。
さらに、裏板と案内板を一体に形成したものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上の本発明は、鉄道車両用のブレーキディスクに限らず、自動車や自動二輪車等のブレーキディスクであっても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の鉄道車両用ブレーキライニングの、押付け力を与える位置における幅方向と板厚方向の断面図で、（ａ）は裏板の摩擦部材側に溝を設けた例、（ｂ）は裏板のブレーキキャリパ側に溝を設けた例、（ｃ）は裏板に貫通孔を設けた例である。
【図２】本発明の鉄道車両用ブレーキライニングの、押付け力を与える位置における幅方向と板厚方向の断面図で、（ａ）は案内板の摩擦部材側に溝を設けた例、（ｂ）は案内板のブレーキキャリパ側に溝を設けた例、（ｃ）は案内板に貫通孔を設けた例である。
【図３】本発明の鉄道車両用ブレーキライニングの、溝、貫通孔が存在する位置における長手方向と幅方向の断面図で、（ａ）は溝、貫通孔の形状を円形とした例、（ｂ）は溝、貫通孔の形状を長円形とした例、（ｃ）は溝、貫通孔の形状を正方形とした例である。
【図４】本発明例において、有限要素解析で得られた最大接触面圧と押付け力中心位置、溝あるいは貫通孔をそれぞれブレーキライニングの長手方向−幅方向平面に投影してできる点と外形線の最小距離ｄの関係を表した図である。
【図５】本発明例において、有限要素解析で得られた最大接触面圧と溝あるいは貫通孔をブレーキライニングの長手方向−幅方向平面に投影してできる外形線のアスペクト比Ｌ／Ｗの関係を表した図である。
【図６】従来型のブレーキライニングとブレーキディスクおよびブレーキキャリパの一部を示した、ブレーキライニングの幅方向と板厚方向の断面を示した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ ブレーキライニング
２ ブレーキディスク
３ 摩擦部材
４ 裏板
５ 案内板
６ ピストン
７ 溝
８ 貫通孔
９ 中心位置
Ｌ 作用線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、ブレーキキャリパによって押付けられる鉄道車両用のブレーキライニングであって、
前記ブレーキディスクの摺動面に押付けられて接触する摩擦部材と、
この摩擦部材を支えると共にブレーキキャリパに取り付けるための裏板を備え、
前記裏板の、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部を設けたことを特徴とする鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項２】
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、ブレーキキャリパによって押付けられる鉄道車両用のブレーキライニングであって、
前記ブレーキディスクの摺動面に押付けられて接触する摩擦部材と、
この摩擦部材を支える裏板と、
この裏板の前記摩擦部材と反対側に、ブレーキキャリパに取り付けるための案内板を備え、
この案内板または前記裏板の少なくともどちらか一方の、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部を設けたことを特徴とする鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項３】
前記伝達抑制部が、前記裏板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側に設けられた溝であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項４】
前記伝達抑制部が、前記裏板に設けられた貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項５】
前記伝達抑制部が、前記裏板または前記案内板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側に設けられた溝、或いは、前記裏板および前記案内板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側に設けられた溝であることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項６】
前記伝達抑制部が、前記裏板または前記案内板に設けられた貫通孔、或いは、前記裏板および前記案内板に設けられた貫通孔であることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項７】
前記伝達抑制部は、
前記ブレーキライニングの長手方向と幅方向の平面に投影してできる外形線と、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線と前記ブレーキライニングの長手方向と幅方向の平面との交点である中心位置との最短距離をｄとしたとき、ｄが１０mm以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項８】
前記外形線のブレーキライニングの長手方向長さをＬ、幅方向長さをＷとしたとき、
Ｌ／Ｗが０．３〜３．０の範囲内にあることを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項９】
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、請求項１〜８の何れかに記載のブレーキライニングをブレーキキャリパにより押し付け、制動力を得ることを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキ。
【請求項１】
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、ブレーキキャリパによって押付けられる鉄道車両用のブレーキライニングであって、
前記ブレーキディスクの摺動面に押付けられて接触する摩擦部材と、
この摩擦部材を支えると共にブレーキキャリパに取り付けるための裏板を備え、
前記裏板の、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部を設けたことを特徴とする鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項２】
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、ブレーキキャリパによって押付けられる鉄道車両用のブレーキライニングであって、
前記ブレーキディスクの摺動面に押付けられて接触する摩擦部材と、
この摩擦部材を支える裏板と、
この裏板の前記摩擦部材と反対側に、ブレーキキャリパに取り付けるための案内板を備え、
この案内板または前記裏板の少なくともどちらか一方の、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線上に、当該押付け力の伝達を妨げる伝達抑制部を設けたことを特徴とする鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項３】
前記伝達抑制部が、前記裏板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側に設けられた溝であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項４】
前記伝達抑制部が、前記裏板に設けられた貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項５】
前記伝達抑制部が、前記裏板または前記案内板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側に設けられた溝、或いは、前記裏板および前記案内板の摩擦部材側またはブレーキキャリパ側に設けられた溝であることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項６】
前記伝達抑制部が、前記裏板または前記案内板に設けられた貫通孔、或いは、前記裏板および前記案内板に設けられた貫通孔であることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項７】
前記伝達抑制部は、
前記ブレーキライニングの長手方向と幅方向の平面に投影してできる外形線と、前記ブレーキキャリパによる押付け力の作用線と前記ブレーキライニングの長手方向と幅方向の平面との交点である中心位置との最短距離をｄとしたとき、ｄが１０mm以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項８】
前記外形線のブレーキライニングの長手方向長さをＬ、幅方向長さをＷとしたとき、
Ｌ／Ｗが０．３〜３．０の範囲内にあることを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両用ブレーキライニング。
【請求項９】
車輪または車軸に取り付けられたブレーキディスクの摺動面に、請求項１〜８の何れかに記載のブレーキライニングをブレーキキャリパにより押し付け、制動力を得ることを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１６８５８（Ｐ２００７−１６８５８Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９７８１５（Ｐ２００５−１９７８１５）
【出願日】平成１７年７月６日（２００５．７．６）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月６日（２００５．７．６）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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