鉄道車両用ブレーキディスク付車輪
【課題】両ブレーキディスク２ａ、２ａと鉄道車両用車輪３とを結合固定する為のボルト１０の軸力の低下を抑える。更に、このボルト１０の軸力を確保できなくても、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａと前記鉄道車両用車輪３との支持強度を確保可能にする。
【解決手段】これら両ブレーキディスク２ａ、２ａを軸方向両側から挟む位置に一対の環状座板１６、１６を、補強筒１７、１７と第二ボルト２１とナット２２とにより固定する。そして、前記ボルト１０の両端部を、前記両環状座板１６、１６に形成した通孔１９、１９に、変位を阻止した状態で挿通する。この構成により、前記ボルト１０の姿勢を安定させると共に、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの固定に寄与する摩擦面積を広くして、上記課題を解決する。
【解決手段】これら両ブレーキディスク２ａ、２ａを軸方向両側から挟む位置に一対の環状座板１６、１６を、補強筒１７、１７と第二ボルト２１とナット２２とにより固定する。そして、前記ボルト１０の両端部を、前記両環状座板１６、１６に形成した通孔１９、１９に、変位を阻止した状態で挿通する。この構成により、前記ボルト１０の姿勢を安定させると共に、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの固定に寄与する摩擦面積を広くして、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば新幹線の様な高速鉄道車両の制動装置を構成する鉄道車両用ブレーキディスク付車輪の改良に関する。具体的には、制動及び制動解除に伴うブレーキディスクの熱膨張・熱収縮の繰り返しに拘らず、このブレーキディスクと車輪とを結合固定しているボルトに無理な力が加わる事を防止できる構造の実現を意図している。更には、必要に応じて、前記ブレーキディスクを、降伏応力の小さな材料により造った場合でも、このブレーキディスクと車輪との結合強度を向上させられる構造の実現も可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
新幹線等の高速鉄道車両のディスクブレーキを構成する、鉄道車両用ブレーキディスク付車輪として従来から、例えば特許文献１〜９に記載された構造が知られている。これら特許文献１〜９に記載される等により従来から知られている鉄道車両用ブレーキディスク付車輪は、鉄道車両用車輪の両側に一対のブレーキディスクを、ボルト等の締結部材により結合して成る。図３２〜３３は、前記各特許文献に記載された鉄道車両用ブレーキディスク付車輪のうち、特許文献７に記載された従来構造従来構造の第１例を示している。
【０００３】
鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１は、一対のブレーキディスク２、２により、鉄道車両用車輪３をサンドイッチ状に挟持している。そして、これら両ブレーキディスク２、２の円周方向複数箇所に形成した第一取付孔４、４と、前記鉄道車両用車輪３の一部でこれら各第一取付孔４、４に整合する複数箇所に形成した第二取付孔５、５とに、軸方向全長に亙りスリットを有する、欠円筒状のスプリングピン６、６を挿通している。又、前記両ブレーキディスク２、２の両側面のうちの外側面（前記鉄道車両用車輪３と反対側の片面。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）の外径側半部は、制動時に摩擦材を押し付ける為の摩擦面７、７としている。
【０００４】
そして、前記両ブレーキディスク２、２の外側面で前記各スプリングピン６、６の軸方向両端部に整合する位置に、それぞれワッシャ８、８と皿板ばね９、９とを配置した状態で、これら各部材６、８、９の内側にボルト１０、１０を挿通し、これら各ボルト１０、１０の先端部にナット１１、１１を螺合し更に締め付けている。そして、これら各ボルト１０、１０の頭部とこれらナット１１、１１との間で、前記各部材２、３、６、８、９を挟持する事により、前記両ブレーキディスク２、２を前記鉄道車両用車輪３の両側面に結合固定している。尚、制動時にこの鉄道車両用車輪３と前記両ブレーキディスク２、２との間に加わるブレーキトルクのうちで、これら両ブレーキディスク２、２と前記鉄道車両用車輪３の側面との当接部の摩擦力により支承し切れない部分は、前記各スプリングピン６、６が支承する。従って、制動時に前記各ボルト１０、１０に剪断方向の力が加わる事はない。
【０００５】
又、特許文献９には、図３４〜３７に示す様な鉄道車両用ブレーキディスク付車輪が開示されている。この従来構造の第２例の構造は、鉄道車両用車輪を強度及び剛性を確保し易い鉄系合金により、ブレーキディスクを軽量なアルミニウム系合金により、それぞれ造る事に伴って、制動時にブレーキディスクが鉄道車両用車輪よりも大きく熱膨張した場合でも、ボルトに作用する引っ張り方向の力（ボルト軸力）を軽減し、強度の低いアルミニウム合金製の取付座の陥没等の損傷を抑えて、このボルトの軸力低下を抑える事を意図したものである。
【０００６】
この従来構造の第２例の場合、一対のブレーキディスク２ａ、２ａとして、アルミニウム合金製の本体部１２、１２の外側面外径寄り部分に、アルミニウム合金基複合材料製の表層部１３、１３を設けたものを使用している。そして、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを、それぞれボルト１０ａ、１０ａとナット１１ａ、１１ａとにより、鉄道車両用車輪３の両側面に、互いに独立して結合固定している。この為に、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に、切り欠き部１４、１４と取付部１５、１５とを、円周方向に関して交互に設けている。そして、これら各取付部１５、１５の中央部に、それぞれ第一取付孔４、４を形成している。
【０００７】
それぞれが上述の様な構成を有する、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａは、それぞれの表層部１３、１３を反対側に向けた状態で、且つ、円周方向に関する位相を前記各切り欠き１４、１４及び前記各取付部１５、１５のピッチの１／２だけずらせた状態で、前記鉄道車両用車輪３の両側面に突き合わせている。そして、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａをこの鉄道車両用車輪３に対して、それぞれの取付部１５、１５に形成した第一取付孔４、４と、この鉄道車両用車輪３に形成した第二取付孔５、５とを挿通した前記各ボルト１０ａ、１０ａと前記各ナット１１ａ、１１ａとにより、結合固定している。スプリングピン６ａ、６ａに関しては、図３２〜３３に記載した従来構造に比べて短くしている。又、ワッシャ８、８及び皿板ばね９、９に関しては、前記各ナット１１ａ、１１ａと前記鉄道車両用車輪３の側面との間に設けている。前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部と前記各取付部１５、１５との間には、ワッシャ８のみを設けている。
【０００８】
上述の様に構成する従来構造の第２例の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１ａの場合、制動に伴って前記両ブレーキディスク２ａ、２ａが熱膨張した場合でも、前記各ボルト１０ａ、１０ａに作用する引っ張り方向の力を軽減できる。即ち、これら各ボルト１０ａ、１０ａ及び前記鉄道車両用車輪３を構成する鉄系合金に比べて線膨張係数が大きい、アルミニウム合金製の前記両ブレーキディスク２ａ、２ａのうち、各ボルト１０ａ、１０ａが挿通される部分の枚数を少なくする（１枚だけに抑える）事により、熱膨張に伴って、これら各ボルト１０ａ、１０ａに加わる引っ張り応力を抑えている。この為、これら各ボルト１０ａ、１０ａのへたり（伸長方向への塑性変形）を抑えて、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの支持強度が低下する事を抑えられる。又、前記各皿板ばね９、９及び前記各ナット１１ａ、１１ａ等を前記各切り欠き１４、１４内に納めて前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの側面から突出しない様にできる。この結果、前記鉄道車両ブレーキディスク付車輪１ａを車両に組み付けた状態で、前記各皿板ばね９、９及び前記各ナット１１ａ、１１ａ等と、キャリパ等の他の部材とが干渉しにくい構造を実現できる。
【０００９】
前述の図３２〜３３に示した従来構造の第１例にしても、上述の図３４〜３７に示した従来構造の第２例にしても、前記鉄道車両用車輪３の熱膨張量と、前記各ブレーキディスク２、２ａの熱膨張量との差に基づいて、前記各ボルト１０、１０ａの軸力が低下する事を抑える面から、改良の余地がある。即ち、制動に伴って前記各ブレーキディスク２、２ａが温度上昇した場合には、これら各ブレーキディスク２、２ａは、厚さ方向だけでなく、径方向にも熱膨張する。そして、これら各ブレーキディスク２、２ａの外側面と前記各ボルト１０、１０ａの頭部又は前記各ナット１１、１１ａとの間に挟持された前記各ワッシャ８、８及び前記各皿板ばね９、９が、前記各ブレーキディスク２、２ａの外側面との間に作用する大きな摩擦力により、径方向に関して外側に変位する（これら各ブレーキディスク２、２ａにより外径側に引っ張られる）。この結果、前記従来構造の第１〜２例は、次の様な機構により、前記各ボルト１０、１０ａの軸力が低下する可能性がある。
【００１０】
先ず、図３２〜３３に示した従来構造の第１例の場合には、前記各ワッシャ８、８及び前記各皿板ばね９、９が前記鉄道車両用車輪３に対し、前記両ブレーキディスク２、２の熱膨張に伴って径方向外側に変位し、冷却に伴って径方向内側に変位する事を繰り返す。この様にして行われる、前記各ワッシャ８、８及び前記各皿板ばね９、９の径方向移動は、前記各ボルト１０、１０毎に互いに独立して行われる。そして、この様な繰り返しに伴って、互いに重ね合わされた各皿板ばね９、９がずれる等により、これら各皿板ばね９、９の弾力が変化（低下）し、前記各ボルト１０、１０の軸力が低下して、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２、２の支持強度が低下する可能性がある。
【００１１】
又、図３４〜３７に示した従来構造の第２例の場合には、制動に伴う温度上昇時に、前記各ボルト１０ａ、１０ａの両端部のうち、頭部側（図３７の左側）部分のみが、前記鉄道車両用車輪３に対し外径側に変位する。ナット１１ａ、１１ａを螺着した先端側（図３７の右側）部分は、そのままの位置に止まる。この結果、前記各ボルト１０ａ、１０ａの中心軸と前記鉄道車両用車輪３の中心軸とが非平行になり、これら各ボルト１０ａ、１０ａに曲げ方向の力が加わる。そして、この力によってこれら各ボルト１０ａ、１０ａにへたり（曲げ方向の塑性変形）が発生し、これら各ボルト１０ａ、１０ａの軸力が低下して、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの支持強度が低下する可能性がある。更に、前記各ボルト１０ａ、１０ａに曲げ方向に力が加わる事に伴って、これら各ボルト１０ａ、１０ａに、中心軸が傾斜する動きが発生する。この様な動きは、前記各ナット１１ａ、１１ａの回転緩みを誘発し、前記各ボルト１０ａ、１０ａの軸力の低下を誘発する可能性もある。
【００１２】
更に、前記従来構造１〜２の何れも、前記各ブレーキディスク２、２ａをアルミニウム合金製とした場合には、上述した理由に加え、次の様な理由によっても、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２、２ａの支持強度を確保する事が難しくなる。即ち、アルミニウム合金は、前記鉄道車両用車輪３や前記各ボルト１０、１０ａを構成する鉄系合金に比べて、軽量である代わりに強度が弱い。具体的には、降伏応力が低く、大きな圧縮応力を受けた場合に塑性変形し易い。従って、前記鉄道車両用車輪３に前記両ブレーキディスク２、２ａを支持固定する為の前記各ボルト１０、１０ａと前記各ナット１１、１１ａとの締め付け力をあまり大きくできない。
【００１３】
この為、前記鉄道車両用車輪３に前記両ブレーキディスク２、２ａを支持固定する力となる、前記各ボルト１０、１０ａの軸力をあまり大きくできない。具体的には、鉄系合金製のブレーキディスクを鉄系合金製の鉄道車両用車輪３に支持固定する場合には、前記各ボルト１０、１０ａの軸力を１００ｋＮ以上にする事も可能であるのに対して、アルミニウム合金製のブレーキディスクを鉄系合金製の鉄道車両用車輪３に支持固定する場合には、前記各ボルト１０、１０ａの軸力を１００ｋＮよりも相当に低く抑えざるを得ない。この為、制動時に前記鉄道車両用車輪３と前記両ブレーキディスク２、２ａとの間に加わるブレーキトルクのうちで、これら両ブレーキディスク２、２ａと前記鉄道車両用車輪３の側面との当接部の摩擦力により支承し切れない割合が増える。この結果、前記各スプリングピン６、６ａの負担が大きくなって、これら各スプリングピン６、６ａがへたる可能性を生じる。そして、これら各スプリングピン６、６ａがへたった場合には、制動作業に伴って、前記各ボルト１０、１０ａに剪断方向の力が加わる可能性を生じ、これら各ボルト１０、１０ａの耐久性確保の面から不利になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、一対のブレーキディスクと鉄道車両用車輪とを結合固定する為の複数本のボルトの軸力の低下を抑えて、これら両ブレーキディスクと鉄道車両用車輪との結合強度を長期間に亙って十分に確保できる構造を実現すべく発明したものである。更に、必要に応じて、アルミニウム合金製のブレーキディスクと鉄系合金製の鉄道車両用車輪との支持強度を十分に確保できる構造の実現も意図している。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪は、前述した従来の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪と同様に、鉄道車両用車輪と、一対のブレーキディスクと、複数組のボルト及びナットとを備える。
このうちの鉄道車両用車輪は、鉄系合金製である。
又、前記両ブレーキディスクは、アルミニウム合金等、線膨張係数が鉄系合金と異なる材料により造られて、前記鉄道車両用車輪の両側に配置されたもので、それぞれの外側面を制動用摩擦面としている。
そして、前記両ブレーキディスクと前記鉄道車両用車輪との互いに整合する複数箇所位置に形成した第一、第二各取付孔を挿通した前記各ボルトと前記各ナットとを螺合し更に締め付ける事により、前記両ブレーキディスクを前記鉄道車両用車輪の両側面に結合固定して成る。
【００１６】
特に、本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪に於いては、それぞれが前記鉄道車両用車輪の周方向に連続する閉鎖環状であって、前記各ボルトの設置位置に対応する部分にこれら各ボルトを挿通する為の通孔を形成した、それぞれが鉄系合金製である一対の環状座板を備える。そして、これら両環状座板を、前記各ボルトの頭部又は前記ナットと前記両ブレーキディスクの側面との間に挟持している。
この様な本発明を実施する場合に、例えば請求項１０に記載した発明の様に、前記各ボルトの頭部及び前記各ナットと前記両環状座板との間に皿板ばねを挟持する。
【００１７】
又、上述の様な本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記両ブレーキディスクの内周縁部に、複数の切り欠きと、それぞれに前記各ボルトを挿通する為の第一取付孔を形成した複数の取付部とを、円周方向に関して交互に設ける。又、前記各切り欠きの内側部分（円周方向に隣り合う取付部同士の間部分）で、前記両環状座板と前記鉄道車両用車輪の側面との間に補強筒を挟持する。この補強筒は、鉄系合金の様に、降伏応力が十分に大きな金属材料製とする。更に、前記両環状座板に、前記各取付部に整合する部分に加えて前記各切り欠きに整合する部分にも通孔を形成する。そして、これら各通孔と前記各補強筒とを挿通した第二ボルトと第二ナットとを螺合し、更に締め付ける。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に更に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記両ブレーキディスクの内周縁部に設けた各取付部の厚さ方向中間部に形成されたスリットに、前記各補強筒の外周面から前記鉄道車両用車輪の周方向に延びた板部を挟持する。
【００１８】
又、前述の様な本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前述の図３２〜３３に記載した従来構造と同様に、前記両ブレーキディスクに形成した第一取付孔と前記鉄道車両用車輪に形成した第二取付孔とを挿通した、前記各ボルトの頭部と前記各ナットとにより、この鉄道車両用車輪と前記両ブレーキディスクとを軸方向両側から挟持する。
この様な請求項４に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記両環状座板の内側面の円周方向複数箇所に、位置決めピンの軸方向端部を結合固定する。そして、これら各位置決めピンの他の部分を、前記鉄道車両用車輪に形成した位置決め孔に内嵌する。
【００１９】
或は、前述の様な本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪を実施する場合に、請求項６に記載した発明の様に、前述の図３４〜３７に示した従来構造の第２例と同様に、前記各ボルトのうち、複数の第一ボルトにより、前記両ブレーキディスクのうちの第一ブレーキディスクと前記鉄道車両用車輪とを結合する。又、残りの複数の第二ボルトにより、第二ブレーキディスクとこの鉄道車両用車輪とを結合する。そして、これら第一、第二各ボルトを、前記鉄道車両用車輪の円周方向に関して交互に配置する。
この様な請求項６に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項７に記載した発明の様に、前記両ブレーキディスクの内周縁部に、複数の切り欠きと、それぞれに前記各ボルトを挿通する為の第一取付孔を形成した複数の取付部とを、円周方向に関して交互に設ける。そして、前記両環状座板を、前記第一、第二両ブレーキディスクの取付部の軸方向両側面のうちで前記鉄道車両用車輪と反対側の面に添設する。
この様な請求項７に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項８に記載した発明の様に、前記両環状座板を全周に亙って平坦とする。そして、これら両環状座板のうちで前記第一、第二両ブレーキディスクの切り欠きに整合する部分に、前記各ボルトと前記各ナットとを締め付ける為の工具を挿通可能な第二通孔を設ける。
或は、上述の様な請求項７に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項９に記載した発明の様に、前記両環状座板を、前記第一、第二両ブレーキディスクに設けた複数の取付部の外側面に当接する複数の第一平板部と、前記鉄道車両用車輪の側面に当接する複数の第二平板部と、これら第一、第二各平板部同士を連結する連結板部とを備えた波形とする。そして、これら第一、第二各平板部毎に、前記各ボルトを挿通する為の通孔を形成する。
【発明の効果】
【００２０】
上述の様に構成する本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪によれば、一対のブレーキディスクと鉄道車両用車輪とを結合固定する為の複数本のボルトの軸力の低下を抑えて、これら両ブレーキディスクと鉄道車両用車輪との結合強度を長期間に亙って十分に確保できる。更に、必要に応じて、アルミニウム合金製のブレーキディスクと鉄系合金製の鉄道車両用車輪との支持強度を十分に確保できる構造も実現できる。
【００２１】
先ず、本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪の場合には、前記各ボルトの両端部を、それぞれが鉄系合金製である一対の環状座板により束ねている。これら両環状座板の線膨張係数は鉄道車両用車輪の線膨張係数とほぼ同じであるから、制動及び解除に伴って、前記両ブレーキディスクが熱膨張と熱収縮とを繰り返しても、前記両環状座板が前記鉄道車両用車輪に対し径方向に変位する事はない。この為、これら両環状座板にそれぞれの両端部を支持された前記各ボルトの姿勢を安定させて、これら各ボルトの中心軸と前記鉄道車両用車輪の中心軸とを平行のままに保持できる。
この為、請求項１０に記載した発明の様に、皿板ばねを設けた場合にも、この皿板ばねがずれ動きにくくなり、前記各ボルトの軸力の低下を抑えて、前記両ブレーキディスクと鉄道車両用車輪との結合強度を長期間に亙って十分に確保できる。
【００２２】
又、請求項２に記載した発明の構造によれば、第二ボルトと第二ナットとにより、前記両環状座板と各補強筒と前記鉄道車両用車輪とを軸方向両側から強く挟持する事により、この鉄道車両用車輪に対する前記両環状座板の支持強度を確保できる。そして、これら両環状座板にそれぞれの両端部を挿通した前記各ボルトにより前記鉄道車両用車輪に支持された、前記両ブレーキディスクの支持強度を向上させられる。又、前記鉄道車両用車輪に対して前記両環状座板が径方向にずれ動く事をより確実に防止できて、前記各ボルトの軸力低下をより確実に抑えられる。
更に、請求項３に記載した発明の構造によれば、前記各補強筒と前記両ブレーキディスクとを直接結合する状態となるので、これら両ブレーキディスクの支持強度を、より一層向上させられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の第１例の全体構成を、鉄道車両の幅方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図２】同じく鉄道車両の幅方向外側から見た正投影図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】同Ｂ−Ｂ断面図。
【図５】同拡大Ｃ−Ｃ断面図。
【図６】補強筒の斜視図。
【図７】図２のＤ−Ｄ線で切断した状態で示す斜視図。
【図８】同Ｅ−Ｅ線で切断した状態で示す斜視図。
【図９】本発明の実施の形態の第２例を示す、図５と同様の図。
【図１０】同じく補強筒の斜視図。
【図１１】同じく図７と同様の図。
【図１２】同じく図８と同様の図。
【図１３】本発明の実施の形態の第３例を示す、図５と同様の図。
【図１４】同じく補強筒の斜視図。
【図１５】同じく図７と同様の図。
【図１６】同じく図８と同様の図。
【図１７】本発明の実施の形態の第４例を示す、図１と同様の図。
【図１８】同じく図２と同様の図。
【図１９】図１８のＦ−Ｆ断面図。
【図２０】同拡大Ｇ−Ｇ断面図。
【図２１】環状座板の斜視図。
【図２２】本発明の実施の形態の第５例を示す、図１と同様の図。
【図２３】同じく図２と同様の図。
【図２４】図２３のＨ−Ｈ断面図。
【図２５】同拡大Ｉ−Ｉ断面図。
【図２６】環状座板の斜視図。
【図２７】本発明の実施の形態の第６例を示す、図２と同様の図。
【図２８】図２７のＪ−Ｊ断面図。
【図２９】図２８の上部拡大図。
【図３０】同下部拡大図。
【図３１】環状座板の斜視図。
【図３２】従来構造の第１例を示す、図３と同様の図。
【図３３】図３２のＫ部拡大図。
【図３４】従来構造の第２例を示す、図１と同様の図。
【図３５】同じく図２と同様の図。
【図３６】図３５の拡大Ｌ−Ｌ断面図。
【図３７】図３６の上部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［実施の形態の第１例］
図１〜８は、請求項１、２、４、１０に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１ｂの特徴は、一対のブレーキディスク２ａ、２ａをアルミニウム合金製とし、更に、一対の環状座板１６、１６と複数個の補強筒１７、１７とを設けた点にある。これら両環状座板１６、１６は、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを軸方向両側から挟む位置に、前記各補強筒１７、１７は、鉄道車両用車輪３の両側面と前記両環状座板１６、１６の内側面との間部分に、それぞれ配置している。そして、これら各補強筒１７、１７及び両環状座板１６、１６を設ける事により、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを鉄道車両用車輪３に結合固定する為の各ボルト１０、１０の姿勢の安定化と、これら両ブレーキディスク２ａ、２ａと鉄道車両用車輪３との結合強度の向上とを図っている。以下、本例の構造に就いて、詳細に説明する。
【００２５】
本例の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１ｂを構成する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部には、前述の図３４〜３７に示した従来構造の第２例を構成するブレーキディスク２ａ、２ａと同様に、切り欠き部１４、１４と取付部１５、１５とを、円周方向に関して交互に設けている。そして、これら各取付部１５、１５の中央部に、それぞれ第一取付孔４、４を形成している。本例の構造では、前記従来構造の第２例とは異なり、上述の様なブレーキディスク２ａ、２ａを前記鉄道車両用車輪３の両側に、前記切り欠き部１４、１４及び取付部１５、１５の位相を互いに一致させた状態で配置している。この状態で前記各第一取付孔４、４に整合する、前記鉄道車両用車輪３の一部に、それぞれ第二取付孔５、５（図４、５、７参照）を形成している。又、この鉄道車両用車輪３の残部で、前記状態で前記各切り欠き部１４、１４の中央部に整合する部分に、それぞれ第三取付孔１８、１８（図３、５、８参照）を形成している。本例の場合、これら各第三取付孔１８、１８と前記各第二取付孔５、５とは、円周方向に関して等間隔に配置されている。
【００２６】
又、前記両環状座板１６、１６はそれぞれ、例えばステンレス鋼板等の鉄系合金製の素材に打ち抜き加工或は削り加工を施す等により、平坦な閉鎖環状（円輪状）に造られたもので、円周方向等間隔複数箇所に、それぞれ通孔１９、１９を形成している。これら各通孔１９、１９の数は、前記両環状座板１６、１６毎に、前記各第三取付孔１８、１８と前記各第二取付孔５、５とを合計した数（図示の例では１２個）としている。更に、前記各補強筒１７、１７は、それぞれステンレス鋼等の鉄系合金製の素材に、鍛造加工等の塑性加工、或は旋削等の削り加工を施す事により全体を円筒状に形成して成る。この様な前記各補強筒１７、１７の軸方向長さＬ（図５、６参照）は、前記各取付部１５、１５の厚さＴ（図５参照）と同じ（Ｌ＝Ｔ）としている。
【００２７】
上述の様な各部材２ａ、３、１６、１７を組み合わせるには、図示の様に、前記鉄道車両用車輪３の両側面に前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを配置すると共に、これら両ブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部の切り欠き部１４、１４の内側に前記各補強筒１７、１７を配置する。更に、これら鉄道車両用車輪３と、両ブレーキディスク２ａ、２ａと、各補強筒１７、１７とを、前記両環状座板１６、１６により、軸方向両側から挟持した状態に組み合わせる。又、この様に前記各部材２ａ、３、１６、１７を組み合わせた状態で、前記両環状座板１６、１６に形成した各通孔１９、１９のうちの半分の通孔１９、１９と、前記各第一、第二取付孔４、５とを、図５に示す様に整合させる。又、残り半分の通孔１９、１９と、前記各補強筒１７、１７の中心孔及び前記各第三取付孔１８とを、同じく図５に示す様に整合させる。尚、前記各第一、第二取付孔４、５同士の間、及び、前記各補強筒１７、１７の中心孔と前記各第三取付孔１８との間に、それぞれスプリングピン６、６を掛け渡しておく。
【００２８】
そして、前記半分の通孔１９、１９と前記各第一、第二取付孔４、５と（に掛け渡したスプリングピン６の内側）に挿通したボルト１０、１０とナット１１、１１とを螺合し、更に締め付ける。これら各ボルト１０、１０の杆部２０、２０の外径は、前記各通孔１９、１９の内径と同じか、この内径よりも僅かに小さい。従って、前記各ボルト１０、１０は、前記両環状座板１６、１６に対し面方向（径方向及び周方向）に変位する事はない。尚、前記各ボルト１０、１０の頭部及び前記各ナット１１、１１と前記両環状座板１６、１６の外側面との間には、それぞれ皿板ばね９、９を挟持しておく。前記各ナット１１、１１は、これら各皿板ばね９、９を十分に大きなスラスト力で、但し、完全には押し潰さない程度に圧縮変形させるまで締め付ける。この状態で前記各ボルト１０、１０には、前記各皿板ばね９、９の弾力に応じた軸力が加わり、この軸力に伴って前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に形成した各取付部１５、１５に応力が生じる。この状態での応力が、これら両ブレーキディスク２ａ、２ａを構成するアルミニウム合金の降伏応力よりも小さくなる様に、前記各ナット９、９の締め付けトルクを規制する。
【００２９】
一方、前記残り半分の通孔１９、１９と前記各補強筒１７、１７の中心孔及び前記各第三取付孔１８と（に掛け渡したスプリングピン６の内側）に挿通した第二ボルト２１、２１とナット２２、２２とを螺合し更に締め付ける。これら各第二ボルト２１、２１の杆部２０ａの外径に関しても、前記各通孔１９、１９の内径と同じか、この内径よりも僅かに小さい。従って、前記両環状座板１６、１６は、前記各第二ボルト２１、２１に対し面方向に変位する事はない。又、これら各第二ボルト２１、２１の頭部及び前記各ナット２２、２２は、直接（皿板ばね９、９を介する事なく）、前記両環状座板１６、１６の外側面に突き当てている。そして、前記各ナット２２、２２を、十分に大きなトルクで締め付ける。前記各第二ボルト２１、２１の頭部と前記各ナット２２、２２との間で挟持される部材３、１６、１７は、何れも、降伏応力が大きな鉄系合金製である。従って、前記各ナット２２、２２を十分に大きなトルクで締め付ける事ができ、前記各第二ボルト２１、２１の軸力を十分に大きく（１００ｋＮ以上に）できる。この為、前記両環状座板１６、１６が前記鉄道車両用車輪３に対して面方向に変位する事を、十分に大きな力で阻止できる。
【００３０】
以上に述べた様に構成し組み立てる、本例の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１ｂによれば、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの結合強度を十分に大きくでき、しかも、この結合強度を長期間に亙り安定して保持できる。これらの理由に就いて、以下に説明する。
【００３１】
先ず、前記鉄系合金製の鉄道車両用車輪３に対する、前記アルミニウム合金製の両ブレーキディスク２ａ、２ａの結合強度を十分に大きくできる理由は、前記両環状座板１６、１６と、前記各補強筒１７、１７と、前記各第二ボルト２１及び前記ナット２２とを設けた事による。即ち、前記両環状座板１６、１６は前記鉄道車両用車輪３に対して、前記各補強筒１７、１７と、前記各第二ボルト２１、２１及び前記ナット２２、２２とにより結合固定される。これら各補強筒１７、１７は、大きな降伏応力を有する鉄系合金製である為、前記各第二ボルト２１、２１及び前記ナット２２、２２との締め付けトルク、延いてはこれら各第二ボルト２１、２１の軸力を十分に大きくできる。従って、前記両環状座板１６、１６は前記鉄道車両用車輪３に対し、十分に大きな結合力により結合固定される。
【００３２】
そして、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａは前記鉄道車両用車輪３に対して、この鉄道車両用車輪３の側面と前記各取付部１５、１５の内側面との当接部に作用する摩擦力に加えて、これら各取付部１５、１５の外側面と前記両環状座板１６、１６の内側面との当接部に作用する摩擦力によっても固定される。この様に、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの位置決め固定に寄与する摩擦面の数が多くなる（合計摩擦面積が広くなる）分、前記鉄道車両用車輪３に対するこれら両ブレーキディスク２ａ、２ａの結合強度が向上する。この為、アルミニウム合金製である、前記各取付部１５、１５を抑え付ける、前記各ボルト１０、１０の軸力（これら各ボルト１０、１０と前記各ナット１１、１１との締め付けトルク）を特に大きくしなくても、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの結合強度を確保できる。
【００３３】
又、前記各ボルト１０、１０の両端部は、それぞれ前記両環状座板１６、１６に形成した通孔１９、１９内に、これら各通孔１９、１９の径方向に関する変位を阻止された状態で挿通されており、前記両環状座板１６、１６は、上述の様に、前記各補強筒１７、１７を介して、前記鉄道車両用車輪３に対し、面方向への移動を阻止された状態で固定されている。又、この鉄道車両用車輪３と前記両環状座板１６、１６とは、何れも鉄系合金である為、温度変化に伴う寸法変化は、ほぼ同じである。この為、制動及び解除に伴って前記両ブレーキディスク２ａ、２ａが熱膨張・熱収縮しても、前記各ボルト１０、１０の姿勢は安定したまま、これら各ボルト１０、１０の中心軸と前記鉄道車両用車輪３の中心軸とが平行なままに維持される。この結果、これら各ボルト１０、１０に曲げ方向に力が作用してこれら各ボルト１０、１０が曲げ方向に塑性変形する事がなくなる。又、これら各ボルト１０、１０の頭部及び前記各ナット１１、１１と前記両環状座板１６、１６の外側面との間に配置した皿板ばね９、９の積層状態が不正規になる事もない。この結果、制動と解除との繰り返しにより、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの熱膨張・熱収縮が繰り返されても、前記各ボルト１０、１０の軸力が低下する事がなく、前述の様にして得られる大きな結合強度を、長期間に亙って安定して保持できる。尚、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの熱膨張・熱収縮に伴って、前記各ボルト１０、２１が前記鉄道車両用車輪３に対し変位する際、これら各ボルト１０、２１の杆部２０、２０ａは、第二、第三各取付孔５、１８の内側で径方向に変位する。
【００３４】
［実施の形態の第２例］
図９〜１２は、請求項１〜４、１０に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、一対のブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に形成した各取付部１５、１５の厚さ方向中間部、好ましくは厚さ方向中央部に、それぞれスリット２３、２３を形成している。これら各スリット２３、２３は、前記各取付部１５、１５のうちで、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの円周方向両側と径方向内側とに開口している。本例の場合も、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａはアルミニウム合金製であり、鉄道車両用車輪３は鉄系合金製である。
【００３５】
一方、鉄系合金製の補強筒１７ａ、１７ａの外周面に板部２４、２４を、前記鉄道車両用車輪３の周方向に延出する状態で、これら各補強筒１７ａ、１７ａと一体に設けている。前記各板部２４、２４は、これら各補強筒１７ａ、１７ａの中心軸に対し直角方向に存在する平板状である。又、前記各板部２４、２４の先端部に、ボルト１０、１０を挿通自在な透孔２５を形成している。又、これら各板部２４、２４の厚さと前記各スリット２３、２３の幅とは同じとして、これら各スリット２３、２３内に前記各板部２４、２４の先半部を、隙間なく差し込み可能としている。
【００３６】
本例の構造を組み立てるには、これら各板部２４、２４の先半部を前記各取付部１５、１５のスリット２３、２３に挿入し、前記各透孔２５と各第一取付孔４、４と各第二取付孔５、５と各通孔１９、１９とを整合させた状態で、これら各孔２５、４、５、１９にボルト１０を挿通する。そして、これら各ボルト１０の先端部にナット１１を螺合し更に締め付ける。これらボルト１０の頭部及びナット１１と両環状座板１６、１６との間には、前述した実施の形態の第１例と同様に、皿板ばね９、９を挟持する。前記ボルト１０と前記ナット１１との締め付けに伴って、前記各板部２４、２４の両面と前記各スリット２３、２３の内面とが強く摩擦係合する。
【００３７】
従って、前記各取付部１５、１５は、これら各面同士の間に作用する摩擦力によっても、前記各補強筒１７ａ、１７ａに対し結合固定される。又、これら各補強筒１７ａ、１７ａは、前述した実施の形態の第１例の場合と同様、第二ボルト２１、２１とナット２２、２２とを強く締め付ける事により、前記鉄道車両用車輪３に対し強固に支持固定されている。この結果、本例の構造によれば、この鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの支持強度を、前記各板部２４、２４の両面と前記各スリット２３、２３の内面との間に作用する摩擦力分だけ、大きくできる。
その他の部分の構造及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００３８】
［実施の形態の第３例］
図１３〜１６も、請求項１〜４、１０に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合も、一対のブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に形成した各取付部１５、１５の厚さ方向中間部（中央部）に、それぞれスリット２３、２３を形成している。一方、鉄系合金製の補強筒１７ｂ、１７ｂの外周面に、これら各補強筒１７ｂ、１７ｂ毎に一対ずつの板部２４ａ、２４ａを、前記鉄道車両用車輪３の周方向に延出する状態で、一体に設けている。又、これら各板部２４ａ、２４ａの先端部に、ボルト１０、１０の杆部２０との干渉を防止する為の、半円形の切り欠き２６、２６を形成している。
【００３９】
この様な本例の構造を組み立てるには、前記各取付部１５、１５のスリット２３、２３に、それぞれ円周方向に関して両側に存在する補強筒１７ｂ、１７ｂに付属の前記各板部２４ａ、２４ａの先半部を挿入した状態で、ボルト１０とナット１１とを螺合し更に締め付ける。この様な本例の構造によれば、前記各板部２４ａ、２４ａの両面と前記各スリット２３、２３の内面との摩擦面積を広くできる分、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの支持強度を大きくできる。又、円周方向に関して対称な構造である為、支持構造の安定化も図れる。
その他の部分の構造及び作用は、各部の寸法関係等を含めて、前述した実施の形態の第２例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００４０】
［実施の形態の第４例］
図１７〜２１は、請求項１、６〜８、１０に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合も、一対のブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に、切り欠き部１４、１４と取付部１５、１５（図１９、２０参照）とを、円周方向に関して交互に設けている。又、これら各取付部１５、１５の中央部に、それぞれ第一取付孔４、４を形成している。本例の場合には、先に述べた第１〜３例の場合とは異なり、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａは、円周方向に関する位相を前記各切り欠き部１４、１４及び前記各取付部１５、１５のピッチの１／２だけずらせた状態で、鉄道車両用車輪３の両側面に突き合わせている。そして、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａをこの鉄道車両用車輪３に対して、前記各第一取付孔４、４と、この鉄道車両用車輪３に形成した第二取付孔５、５とを挿通した各ボルト１０ａ、１０ａと各ナット１１ａ、１１ａとにより、結合固定している。この点に関しては、前述の図３４〜３７に示した従来構造の第２例と同様である。
【００４１】
特に本例の構造の場合には、それぞれが鉄系合金製である一対の環状座板１６ａ、１６ａを、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの取付部１５、１５の軸方向両側面のうちで前記鉄道車両用車輪３と反対側の面（外側面）側に添設している。前記両環状座板１６ａ、１６ａは、全周に亙って平坦であり、それぞれ複数個ずつ（１枚のブレーキディスク２ａに形成された前記各切り欠き部１４、１４の数、又は前記各取付部１５、１５と同じで、図示の例では６個ずつ、合計１２個）の通孔１９、１９と第二通孔２７、２７とを、円周方向に亙って交互に且つ等間隔に形成している。このうち、小径の通孔１９、１９の内径は、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａと前記鉄道車両用車輪３とを結合固定する為のボルト１０ａ、１０ａの杆部２０ｂ、２０ｂの外径と同じかこの外径よりも僅かに大きい。これに対して前記各第二通孔２７、２７の内径は、ボックスレンチの先端部等、前記各ボルト１０ａ、１０ａと前記各ナット１１ａ、１１ａとを締め付ける為の工具を挿通可能な大きさとしている。
【００４２】
本例の構造は、前記両環状座板１６ａ、１６ａを設けた点以外は、前記従来構造の第２例と同様に組み立てる。これら両環状座板１６ａ、１６ａは、それぞれがアルミニウム合
金製である前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの取付部１５、１５の外側面に添設するので、前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部と前記各ナット１１ａ、１１ａとは、何れも鉄系合金製で全周に亙って連続した部材に対向する状態となる。本例の場合には、前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部が前記両環状座板１６ａ、１６ａに、皿板ばね９、９を介して対向し、前記各ナット１１ａ、１１ａが前記鉄道車両用車輪３に、ワッシャ８、８と皿板ばね９、９とを介して対向する。
【００４３】
この様な本例の構造によれば、制動及びその解除に伴って、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａが熱膨張・熱収縮を繰り返した場合でも、前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部と前記各ナット１１ａ、１１ａとのうちで、前記各取付部１５、１５に対向する部分（図示の例では前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部）が、前記鉄道車両用車輪３に対し、径方向に変位する事はない。即ち、これら各ボルト１０ａ、１０ａの頭部が対向した前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの取付部１５、１５が前記鉄道車両用車輪３に対し径方向に変位しても、前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部は、前記両環状座板１６ａ、１６ａの存在により、前記鉄道車両用車輪３に対する変位を抑えられる。従って、前記各ボルト１０ａ、１０ａの姿勢は安定したまま、これら各ボルト１０ａ、１０ａの中心軸と前記鉄道車両用車輪３の中心軸とが平行なままに維持される。この為、これら各ボルト１０ａ、１０ａが塑性変形したり、前記各皿板ばね９、９の積層状態が不正規になる事もない。この結果、制動と解除との繰り返しにより、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの熱膨張・熱収縮が繰り返されても、前記各ボルト１０ａ、１０ａの軸力が低下する事がなく、初期に付与した結合強度を、長期間に亙って安定して保持できる。
【００４４】
［実施の形態の第５例］
図２２〜２６は、請求項１、６、７、９、１０に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、一対の環状座板１６ｂ、１６ｂとして、それぞれ複数個ずつの第一平板部２８、２８と第二平板部２９、２９とを連結板部３０、３０により連結した、波形に形成している。このうちの第一平板部２８、２８は、一対のブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に設けた複数の取付部１５、１５の外側面に当接するもので、それぞれが扇形である。又、前記各第二平板部２９、２９は、鉄道車両用車輪３の側面に当接するもので、それぞれが矩形である。更に、前記各連結板部３０、３０は、前記第一、第二各平板部２８、２９の円周方向端部同士を連結するもので、軸方向に向いて存在する。そして、これら第一、第二各平板部２８、２９毎、それぞれの中央部に、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａと前記鉄道車両用車輪３とを結合する為のボルト１０ａ、１０ａを挿通する為の通孔１９、１９を形成している。
【００４５】
本例の構造では、上述の様な、それぞれが波形環状である一対の環状座板１６ｂ、１６ｂを、前記鉄道車両用車輪３と前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを軸方向両側から挟む位置に配置する。又、これら両ブレーキディスク２ａ、２ａは、円周方向に関する位相を各切り欠き部１４、１４及び前記各取付部１５、１５のピッチの１／２だけずらせた状態で、前記鉄道車両用車輪３の両側面に突き合わせる。又、前記両環状座板１６ｂ、１６ｂのうちの前記各第一平板部２８、２８を前記各取付部１５、１５の外側面に突き合わせると共に、前記各第二平板部２９、２９を前記鉄道車両用車輪３の側面に、前記各切り欠き部１４、１４の内側部分で突き合わせる。そして、前記各第一、第二平板部２８、２９に形成した通孔１９、１９と、前記各取付部１５、１５に形成した第一取付孔４、４と、前記鉄道車両用車輪３に形成した第二取付孔５、５とを挿通したボルト１０ａ、１０ａとナット１１ａ、１１ａとを螺合し更に締め付ける事により、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを前記鉄道車両用車輪３に対し結合固定する。
この様な本例の構造の場合も、前述した実施の形態の第４例と同様に、初期に付与した結合強度を、長期間に亙って安定して保持できる。
【００４６】
［実施の形態の第６例］
図２７〜３１は、請求項１、４、５、１０に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の構造は、前述の図１〜８に示した実施の形態の第１例から補強筒１７、１７及び第二ボルト２１、２１を省略し、代わりに、一対の環状座板１６ｃ、１６ｃに位置決めピン３１、３１を固設すると共に、鉄道車両用車輪３に位置決め孔３２を形成している。本例の場合には、前記各位置決めピン３１、３１を、前記両環状座板１６ｃ、１６ｃの内側面（前記鉄道車両用車輪３に対向する面）の複数箇所で、各ボルト１０、１０を挿通する為の通孔１９、１９の間部分に、ねじ３３、３３により、軸方向に固定している。又、前記鉄道車両用車輪３のうちで前記各ボルト１０、１０を挿通する為の第二取付孔５、５の間部分に、前記各位置決め孔３２を形成している。これら各位置決め孔３２の内径は、前記各位置決めピン３１、３１の外径と同じか、この外径よりも僅かに大きい。従って、これら各位置決めピン３１、３１の先端部を前記各位置決め孔３２内に挿入した状態では、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両環状座板１６ｃ、１６ｃの位置決めが図られる。
【００４７】
この様な本例の場合には、前記両環状座板１６ｃ、１６ｃが前記各位置決めピン３１、３１により、前記鉄道車両用車輪３に対する位置決めを図られている為、前記実施の形態の第１例から補強筒１７、１７及び第二ボルト２１、２１を省略しても、制動と解除との繰り返しに伴う、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの熱膨張・熱収縮の繰り返しに拘らず、前記各ボルト１０、１０の軸力低下を防止して、初期に付与した結合強度を、長期間に亙って安定して保持できる。
【００４８】
尚、組立作業は多少面倒になるが、一対の環状座板１６ｃ、１６ｃを共通の位置決めピンの両端部に結合固定すれば、前記鉄道車両用車輪３に対するこれら両環状座板１６ｃ、１６ｃの支持強度及び支持剛性を高められる。即ち、図示の例よりも軸方向寸法が長い位置決めピンの軸方向中間部を前記鉄道車両用車輪３に形成した位置決め孔３２に内嵌し、この鉄道車両用車輪３の両側面部分に一対のブレーキディスク２、２を組み付けた後、前記両環状座板１６ｃ、１６ｃを前記軸方向寸法が長い位置決めピンの両端部にねじ止め固定すれば、この位置決めピンの支持剛性を高くして、上述した作用効果をより顕著に得られる。
その他の部分の構造及び作用は、前述の図３２〜３３に記載した従来構造と同様である為、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
鉄系合金製の鉄道車両用車輪に対するアルミニウム合金製のブレーキディスクの結合強度の向上のみを意図するのであれば、図９〜１２に示した実施の形態の第２例、或は、図１３〜１６に示した実施の形態の第３例の構造を簡略化する事もできる。即ち、図９〜１６に示した、本発明の実施の形態の第２〜３例の構造から、一対の環状座板を省略しても、或る程度は、鉄道車両用車輪に対するブレーキディスクの結合強度の向上を図れる。この様に前記両環状座板を省略しても、図１〜８に示した実施の形態の第１例に比べて前記第２〜３例の構造が結合強度向上の面から優れている分だけは、前述の図３２〜３７に示した従来構造に比べて、結合強度の向上を図れる。更には、図１〜１６に示した実施の形態の第１〜３例の構造は、ブレーキディスクがアルミニウム合金製の場合に限らず、鍛造鋼製や燒結金属製の場合でも、ボルトの軸力を低く抑えつつ必要且つ十分な支持力を確保できる面から有効である。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ、１ｂ 鉄道車両用ブレーキディスク付車輪
２、２ａ ブレーキディスク
３ 鉄道車両用車輪
４ 第一取付孔
５ 第二取付孔
６、６ａ スプリングピン
７ 摩擦面
８ ワッシャ
９ 皿板ばね
１０、１０ａ ボルト
１１、１１ａ ナット
１２ 本体部
１３ 表層部
１４ 切り欠き部
１５ 取付部
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 環状座板
１７、１７ａ、１７ｂ 補強筒
１８ 第三取付孔
１９ 通孔
２０、２０ａ、２０ｂ 杆部
２１ 第二ボルト
２２ ナット
２３ スリット
２４、２４ａ 板部
２５ 透孔
２６ 切り欠き
２７ 第二通孔
２８ 第一平板部
２９ 第二平板部
３０ 連結板部
３１ 位置決めピン
３２ 位置決め孔
３３ ねじ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開平９−１００８５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１２９４８０号公報
【特許文献３】特開平１０−１２９４８１号公報
【特許文献４】特開平１０−１６７０６６号公報
【特許文献５】特開２０００−３０９２７１号公報
【特許文献６】特開２００４−１３８１８９号公報
【特許文献７】特開２００６−３２９３１５号公報
【特許文献８】特開２００８−２６１４４３号公報
【特許文献９】特開２００９−２３７５号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば新幹線の様な高速鉄道車両の制動装置を構成する鉄道車両用ブレーキディスク付車輪の改良に関する。具体的には、制動及び制動解除に伴うブレーキディスクの熱膨張・熱収縮の繰り返しに拘らず、このブレーキディスクと車輪とを結合固定しているボルトに無理な力が加わる事を防止できる構造の実現を意図している。更には、必要に応じて、前記ブレーキディスクを、降伏応力の小さな材料により造った場合でも、このブレーキディスクと車輪との結合強度を向上させられる構造の実現も可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
新幹線等の高速鉄道車両のディスクブレーキを構成する、鉄道車両用ブレーキディスク付車輪として従来から、例えば特許文献１〜９に記載された構造が知られている。これら特許文献１〜９に記載される等により従来から知られている鉄道車両用ブレーキディスク付車輪は、鉄道車両用車輪の両側に一対のブレーキディスクを、ボルト等の締結部材により結合して成る。図３２〜３３は、前記各特許文献に記載された鉄道車両用ブレーキディスク付車輪のうち、特許文献７に記載された従来構造従来構造の第１例を示している。
【０００３】
鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１は、一対のブレーキディスク２、２により、鉄道車両用車輪３をサンドイッチ状に挟持している。そして、これら両ブレーキディスク２、２の円周方向複数箇所に形成した第一取付孔４、４と、前記鉄道車両用車輪３の一部でこれら各第一取付孔４、４に整合する複数箇所に形成した第二取付孔５、５とに、軸方向全長に亙りスリットを有する、欠円筒状のスプリングピン６、６を挿通している。又、前記両ブレーキディスク２、２の両側面のうちの外側面（前記鉄道車両用車輪３と反対側の片面。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）の外径側半部は、制動時に摩擦材を押し付ける為の摩擦面７、７としている。
【０００４】
そして、前記両ブレーキディスク２、２の外側面で前記各スプリングピン６、６の軸方向両端部に整合する位置に、それぞれワッシャ８、８と皿板ばね９、９とを配置した状態で、これら各部材６、８、９の内側にボルト１０、１０を挿通し、これら各ボルト１０、１０の先端部にナット１１、１１を螺合し更に締め付けている。そして、これら各ボルト１０、１０の頭部とこれらナット１１、１１との間で、前記各部材２、３、６、８、９を挟持する事により、前記両ブレーキディスク２、２を前記鉄道車両用車輪３の両側面に結合固定している。尚、制動時にこの鉄道車両用車輪３と前記両ブレーキディスク２、２との間に加わるブレーキトルクのうちで、これら両ブレーキディスク２、２と前記鉄道車両用車輪３の側面との当接部の摩擦力により支承し切れない部分は、前記各スプリングピン６、６が支承する。従って、制動時に前記各ボルト１０、１０に剪断方向の力が加わる事はない。
【０００５】
又、特許文献９には、図３４〜３７に示す様な鉄道車両用ブレーキディスク付車輪が開示されている。この従来構造の第２例の構造は、鉄道車両用車輪を強度及び剛性を確保し易い鉄系合金により、ブレーキディスクを軽量なアルミニウム系合金により、それぞれ造る事に伴って、制動時にブレーキディスクが鉄道車両用車輪よりも大きく熱膨張した場合でも、ボルトに作用する引っ張り方向の力（ボルト軸力）を軽減し、強度の低いアルミニウム合金製の取付座の陥没等の損傷を抑えて、このボルトの軸力低下を抑える事を意図したものである。
【０００６】
この従来構造の第２例の場合、一対のブレーキディスク２ａ、２ａとして、アルミニウム合金製の本体部１２、１２の外側面外径寄り部分に、アルミニウム合金基複合材料製の表層部１３、１３を設けたものを使用している。そして、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを、それぞれボルト１０ａ、１０ａとナット１１ａ、１１ａとにより、鉄道車両用車輪３の両側面に、互いに独立して結合固定している。この為に、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に、切り欠き部１４、１４と取付部１５、１５とを、円周方向に関して交互に設けている。そして、これら各取付部１５、１５の中央部に、それぞれ第一取付孔４、４を形成している。
【０００７】
それぞれが上述の様な構成を有する、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａは、それぞれの表層部１３、１３を反対側に向けた状態で、且つ、円周方向に関する位相を前記各切り欠き１４、１４及び前記各取付部１５、１５のピッチの１／２だけずらせた状態で、前記鉄道車両用車輪３の両側面に突き合わせている。そして、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａをこの鉄道車両用車輪３に対して、それぞれの取付部１５、１５に形成した第一取付孔４、４と、この鉄道車両用車輪３に形成した第二取付孔５、５とを挿通した前記各ボルト１０ａ、１０ａと前記各ナット１１ａ、１１ａとにより、結合固定している。スプリングピン６ａ、６ａに関しては、図３２〜３３に記載した従来構造に比べて短くしている。又、ワッシャ８、８及び皿板ばね９、９に関しては、前記各ナット１１ａ、１１ａと前記鉄道車両用車輪３の側面との間に設けている。前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部と前記各取付部１５、１５との間には、ワッシャ８のみを設けている。
【０００８】
上述の様に構成する従来構造の第２例の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１ａの場合、制動に伴って前記両ブレーキディスク２ａ、２ａが熱膨張した場合でも、前記各ボルト１０ａ、１０ａに作用する引っ張り方向の力を軽減できる。即ち、これら各ボルト１０ａ、１０ａ及び前記鉄道車両用車輪３を構成する鉄系合金に比べて線膨張係数が大きい、アルミニウム合金製の前記両ブレーキディスク２ａ、２ａのうち、各ボルト１０ａ、１０ａが挿通される部分の枚数を少なくする（１枚だけに抑える）事により、熱膨張に伴って、これら各ボルト１０ａ、１０ａに加わる引っ張り応力を抑えている。この為、これら各ボルト１０ａ、１０ａのへたり（伸長方向への塑性変形）を抑えて、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの支持強度が低下する事を抑えられる。又、前記各皿板ばね９、９及び前記各ナット１１ａ、１１ａ等を前記各切り欠き１４、１４内に納めて前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの側面から突出しない様にできる。この結果、前記鉄道車両ブレーキディスク付車輪１ａを車両に組み付けた状態で、前記各皿板ばね９、９及び前記各ナット１１ａ、１１ａ等と、キャリパ等の他の部材とが干渉しにくい構造を実現できる。
【０００９】
前述の図３２〜３３に示した従来構造の第１例にしても、上述の図３４〜３７に示した従来構造の第２例にしても、前記鉄道車両用車輪３の熱膨張量と、前記各ブレーキディスク２、２ａの熱膨張量との差に基づいて、前記各ボルト１０、１０ａの軸力が低下する事を抑える面から、改良の余地がある。即ち、制動に伴って前記各ブレーキディスク２、２ａが温度上昇した場合には、これら各ブレーキディスク２、２ａは、厚さ方向だけでなく、径方向にも熱膨張する。そして、これら各ブレーキディスク２、２ａの外側面と前記各ボルト１０、１０ａの頭部又は前記各ナット１１、１１ａとの間に挟持された前記各ワッシャ８、８及び前記各皿板ばね９、９が、前記各ブレーキディスク２、２ａの外側面との間に作用する大きな摩擦力により、径方向に関して外側に変位する（これら各ブレーキディスク２、２ａにより外径側に引っ張られる）。この結果、前記従来構造の第１〜２例は、次の様な機構により、前記各ボルト１０、１０ａの軸力が低下する可能性がある。
【００１０】
先ず、図３２〜３３に示した従来構造の第１例の場合には、前記各ワッシャ８、８及び前記各皿板ばね９、９が前記鉄道車両用車輪３に対し、前記両ブレーキディスク２、２の熱膨張に伴って径方向外側に変位し、冷却に伴って径方向内側に変位する事を繰り返す。この様にして行われる、前記各ワッシャ８、８及び前記各皿板ばね９、９の径方向移動は、前記各ボルト１０、１０毎に互いに独立して行われる。そして、この様な繰り返しに伴って、互いに重ね合わされた各皿板ばね９、９がずれる等により、これら各皿板ばね９、９の弾力が変化（低下）し、前記各ボルト１０、１０の軸力が低下して、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２、２の支持強度が低下する可能性がある。
【００１１】
又、図３４〜３７に示した従来構造の第２例の場合には、制動に伴う温度上昇時に、前記各ボルト１０ａ、１０ａの両端部のうち、頭部側（図３７の左側）部分のみが、前記鉄道車両用車輪３に対し外径側に変位する。ナット１１ａ、１１ａを螺着した先端側（図３７の右側）部分は、そのままの位置に止まる。この結果、前記各ボルト１０ａ、１０ａの中心軸と前記鉄道車両用車輪３の中心軸とが非平行になり、これら各ボルト１０ａ、１０ａに曲げ方向の力が加わる。そして、この力によってこれら各ボルト１０ａ、１０ａにへたり（曲げ方向の塑性変形）が発生し、これら各ボルト１０ａ、１０ａの軸力が低下して、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの支持強度が低下する可能性がある。更に、前記各ボルト１０ａ、１０ａに曲げ方向に力が加わる事に伴って、これら各ボルト１０ａ、１０ａに、中心軸が傾斜する動きが発生する。この様な動きは、前記各ナット１１ａ、１１ａの回転緩みを誘発し、前記各ボルト１０ａ、１０ａの軸力の低下を誘発する可能性もある。
【００１２】
更に、前記従来構造１〜２の何れも、前記各ブレーキディスク２、２ａをアルミニウム合金製とした場合には、上述した理由に加え、次の様な理由によっても、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２、２ａの支持強度を確保する事が難しくなる。即ち、アルミニウム合金は、前記鉄道車両用車輪３や前記各ボルト１０、１０ａを構成する鉄系合金に比べて、軽量である代わりに強度が弱い。具体的には、降伏応力が低く、大きな圧縮応力を受けた場合に塑性変形し易い。従って、前記鉄道車両用車輪３に前記両ブレーキディスク２、２ａを支持固定する為の前記各ボルト１０、１０ａと前記各ナット１１、１１ａとの締め付け力をあまり大きくできない。
【００１３】
この為、前記鉄道車両用車輪３に前記両ブレーキディスク２、２ａを支持固定する力となる、前記各ボルト１０、１０ａの軸力をあまり大きくできない。具体的には、鉄系合金製のブレーキディスクを鉄系合金製の鉄道車両用車輪３に支持固定する場合には、前記各ボルト１０、１０ａの軸力を１００ｋＮ以上にする事も可能であるのに対して、アルミニウム合金製のブレーキディスクを鉄系合金製の鉄道車両用車輪３に支持固定する場合には、前記各ボルト１０、１０ａの軸力を１００ｋＮよりも相当に低く抑えざるを得ない。この為、制動時に前記鉄道車両用車輪３と前記両ブレーキディスク２、２ａとの間に加わるブレーキトルクのうちで、これら両ブレーキディスク２、２ａと前記鉄道車両用車輪３の側面との当接部の摩擦力により支承し切れない割合が増える。この結果、前記各スプリングピン６、６ａの負担が大きくなって、これら各スプリングピン６、６ａがへたる可能性を生じる。そして、これら各スプリングピン６、６ａがへたった場合には、制動作業に伴って、前記各ボルト１０、１０ａに剪断方向の力が加わる可能性を生じ、これら各ボルト１０、１０ａの耐久性確保の面から不利になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、一対のブレーキディスクと鉄道車両用車輪とを結合固定する為の複数本のボルトの軸力の低下を抑えて、これら両ブレーキディスクと鉄道車両用車輪との結合強度を長期間に亙って十分に確保できる構造を実現すべく発明したものである。更に、必要に応じて、アルミニウム合金製のブレーキディスクと鉄系合金製の鉄道車両用車輪との支持強度を十分に確保できる構造の実現も意図している。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪は、前述した従来の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪と同様に、鉄道車両用車輪と、一対のブレーキディスクと、複数組のボルト及びナットとを備える。
このうちの鉄道車両用車輪は、鉄系合金製である。
又、前記両ブレーキディスクは、アルミニウム合金等、線膨張係数が鉄系合金と異なる材料により造られて、前記鉄道車両用車輪の両側に配置されたもので、それぞれの外側面を制動用摩擦面としている。
そして、前記両ブレーキディスクと前記鉄道車両用車輪との互いに整合する複数箇所位置に形成した第一、第二各取付孔を挿通した前記各ボルトと前記各ナットとを螺合し更に締め付ける事により、前記両ブレーキディスクを前記鉄道車両用車輪の両側面に結合固定して成る。
【００１６】
特に、本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪に於いては、それぞれが前記鉄道車両用車輪の周方向に連続する閉鎖環状であって、前記各ボルトの設置位置に対応する部分にこれら各ボルトを挿通する為の通孔を形成した、それぞれが鉄系合金製である一対の環状座板を備える。そして、これら両環状座板を、前記各ボルトの頭部又は前記ナットと前記両ブレーキディスクの側面との間に挟持している。
この様な本発明を実施する場合に、例えば請求項１０に記載した発明の様に、前記各ボルトの頭部及び前記各ナットと前記両環状座板との間に皿板ばねを挟持する。
【００１７】
又、上述の様な本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記両ブレーキディスクの内周縁部に、複数の切り欠きと、それぞれに前記各ボルトを挿通する為の第一取付孔を形成した複数の取付部とを、円周方向に関して交互に設ける。又、前記各切り欠きの内側部分（円周方向に隣り合う取付部同士の間部分）で、前記両環状座板と前記鉄道車両用車輪の側面との間に補強筒を挟持する。この補強筒は、鉄系合金の様に、降伏応力が十分に大きな金属材料製とする。更に、前記両環状座板に、前記各取付部に整合する部分に加えて前記各切り欠きに整合する部分にも通孔を形成する。そして、これら各通孔と前記各補強筒とを挿通した第二ボルトと第二ナットとを螺合し、更に締め付ける。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に更に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記両ブレーキディスクの内周縁部に設けた各取付部の厚さ方向中間部に形成されたスリットに、前記各補強筒の外周面から前記鉄道車両用車輪の周方向に延びた板部を挟持する。
【００１８】
又、前述の様な本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前述の図３２〜３３に記載した従来構造と同様に、前記両ブレーキディスクに形成した第一取付孔と前記鉄道車両用車輪に形成した第二取付孔とを挿通した、前記各ボルトの頭部と前記各ナットとにより、この鉄道車両用車輪と前記両ブレーキディスクとを軸方向両側から挟持する。
この様な請求項４に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記両環状座板の内側面の円周方向複数箇所に、位置決めピンの軸方向端部を結合固定する。そして、これら各位置決めピンの他の部分を、前記鉄道車両用車輪に形成した位置決め孔に内嵌する。
【００１９】
或は、前述の様な本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪を実施する場合に、請求項６に記載した発明の様に、前述の図３４〜３７に示した従来構造の第２例と同様に、前記各ボルトのうち、複数の第一ボルトにより、前記両ブレーキディスクのうちの第一ブレーキディスクと前記鉄道車両用車輪とを結合する。又、残りの複数の第二ボルトにより、第二ブレーキディスクとこの鉄道車両用車輪とを結合する。そして、これら第一、第二各ボルトを、前記鉄道車両用車輪の円周方向に関して交互に配置する。
この様な請求項６に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項７に記載した発明の様に、前記両ブレーキディスクの内周縁部に、複数の切り欠きと、それぞれに前記各ボルトを挿通する為の第一取付孔を形成した複数の取付部とを、円周方向に関して交互に設ける。そして、前記両環状座板を、前記第一、第二両ブレーキディスクの取付部の軸方向両側面のうちで前記鉄道車両用車輪と反対側の面に添設する。
この様な請求項７に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項８に記載した発明の様に、前記両環状座板を全周に亙って平坦とする。そして、これら両環状座板のうちで前記第一、第二両ブレーキディスクの切り欠きに整合する部分に、前記各ボルトと前記各ナットとを締め付ける為の工具を挿通可能な第二通孔を設ける。
或は、上述の様な請求項７に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項９に記載した発明の様に、前記両環状座板を、前記第一、第二両ブレーキディスクに設けた複数の取付部の外側面に当接する複数の第一平板部と、前記鉄道車両用車輪の側面に当接する複数の第二平板部と、これら第一、第二各平板部同士を連結する連結板部とを備えた波形とする。そして、これら第一、第二各平板部毎に、前記各ボルトを挿通する為の通孔を形成する。
【発明の効果】
【００２０】
上述の様に構成する本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪によれば、一対のブレーキディスクと鉄道車両用車輪とを結合固定する為の複数本のボルトの軸力の低下を抑えて、これら両ブレーキディスクと鉄道車両用車輪との結合強度を長期間に亙って十分に確保できる。更に、必要に応じて、アルミニウム合金製のブレーキディスクと鉄系合金製の鉄道車両用車輪との支持強度を十分に確保できる構造も実現できる。
【００２１】
先ず、本発明の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪の場合には、前記各ボルトの両端部を、それぞれが鉄系合金製である一対の環状座板により束ねている。これら両環状座板の線膨張係数は鉄道車両用車輪の線膨張係数とほぼ同じであるから、制動及び解除に伴って、前記両ブレーキディスクが熱膨張と熱収縮とを繰り返しても、前記両環状座板が前記鉄道車両用車輪に対し径方向に変位する事はない。この為、これら両環状座板にそれぞれの両端部を支持された前記各ボルトの姿勢を安定させて、これら各ボルトの中心軸と前記鉄道車両用車輪の中心軸とを平行のままに保持できる。
この為、請求項１０に記載した発明の様に、皿板ばねを設けた場合にも、この皿板ばねがずれ動きにくくなり、前記各ボルトの軸力の低下を抑えて、前記両ブレーキディスクと鉄道車両用車輪との結合強度を長期間に亙って十分に確保できる。
【００２２】
又、請求項２に記載した発明の構造によれば、第二ボルトと第二ナットとにより、前記両環状座板と各補強筒と前記鉄道車両用車輪とを軸方向両側から強く挟持する事により、この鉄道車両用車輪に対する前記両環状座板の支持強度を確保できる。そして、これら両環状座板にそれぞれの両端部を挿通した前記各ボルトにより前記鉄道車両用車輪に支持された、前記両ブレーキディスクの支持強度を向上させられる。又、前記鉄道車両用車輪に対して前記両環状座板が径方向にずれ動く事をより確実に防止できて、前記各ボルトの軸力低下をより確実に抑えられる。
更に、請求項３に記載した発明の構造によれば、前記各補強筒と前記両ブレーキディスクとを直接結合する状態となるので、これら両ブレーキディスクの支持強度を、より一層向上させられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の第１例の全体構成を、鉄道車両の幅方向外側から見た状態で示す斜視図。
【図２】同じく鉄道車両の幅方向外側から見た正投影図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】同Ｂ−Ｂ断面図。
【図５】同拡大Ｃ−Ｃ断面図。
【図６】補強筒の斜視図。
【図７】図２のＤ−Ｄ線で切断した状態で示す斜視図。
【図８】同Ｅ−Ｅ線で切断した状態で示す斜視図。
【図９】本発明の実施の形態の第２例を示す、図５と同様の図。
【図１０】同じく補強筒の斜視図。
【図１１】同じく図７と同様の図。
【図１２】同じく図８と同様の図。
【図１３】本発明の実施の形態の第３例を示す、図５と同様の図。
【図１４】同じく補強筒の斜視図。
【図１５】同じく図７と同様の図。
【図１６】同じく図８と同様の図。
【図１７】本発明の実施の形態の第４例を示す、図１と同様の図。
【図１８】同じく図２と同様の図。
【図１９】図１８のＦ−Ｆ断面図。
【図２０】同拡大Ｇ−Ｇ断面図。
【図２１】環状座板の斜視図。
【図２２】本発明の実施の形態の第５例を示す、図１と同様の図。
【図２３】同じく図２と同様の図。
【図２４】図２３のＨ−Ｈ断面図。
【図２５】同拡大Ｉ−Ｉ断面図。
【図２６】環状座板の斜視図。
【図２７】本発明の実施の形態の第６例を示す、図２と同様の図。
【図２８】図２７のＪ−Ｊ断面図。
【図２９】図２８の上部拡大図。
【図３０】同下部拡大図。
【図３１】環状座板の斜視図。
【図３２】従来構造の第１例を示す、図３と同様の図。
【図３３】図３２のＫ部拡大図。
【図３４】従来構造の第２例を示す、図１と同様の図。
【図３５】同じく図２と同様の図。
【図３６】図３５の拡大Ｌ−Ｌ断面図。
【図３７】図３６の上部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［実施の形態の第１例］
図１〜８は、請求項１、２、４、１０に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１ｂの特徴は、一対のブレーキディスク２ａ、２ａをアルミニウム合金製とし、更に、一対の環状座板１６、１６と複数個の補強筒１７、１７とを設けた点にある。これら両環状座板１６、１６は、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを軸方向両側から挟む位置に、前記各補強筒１７、１７は、鉄道車両用車輪３の両側面と前記両環状座板１６、１６の内側面との間部分に、それぞれ配置している。そして、これら各補強筒１７、１７及び両環状座板１６、１６を設ける事により、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを鉄道車両用車輪３に結合固定する為の各ボルト１０、１０の姿勢の安定化と、これら両ブレーキディスク２ａ、２ａと鉄道車両用車輪３との結合強度の向上とを図っている。以下、本例の構造に就いて、詳細に説明する。
【００２５】
本例の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１ｂを構成する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部には、前述の図３４〜３７に示した従来構造の第２例を構成するブレーキディスク２ａ、２ａと同様に、切り欠き部１４、１４と取付部１５、１５とを、円周方向に関して交互に設けている。そして、これら各取付部１５、１５の中央部に、それぞれ第一取付孔４、４を形成している。本例の構造では、前記従来構造の第２例とは異なり、上述の様なブレーキディスク２ａ、２ａを前記鉄道車両用車輪３の両側に、前記切り欠き部１４、１４及び取付部１５、１５の位相を互いに一致させた状態で配置している。この状態で前記各第一取付孔４、４に整合する、前記鉄道車両用車輪３の一部に、それぞれ第二取付孔５、５（図４、５、７参照）を形成している。又、この鉄道車両用車輪３の残部で、前記状態で前記各切り欠き部１４、１４の中央部に整合する部分に、それぞれ第三取付孔１８、１８（図３、５、８参照）を形成している。本例の場合、これら各第三取付孔１８、１８と前記各第二取付孔５、５とは、円周方向に関して等間隔に配置されている。
【００２６】
又、前記両環状座板１６、１６はそれぞれ、例えばステンレス鋼板等の鉄系合金製の素材に打ち抜き加工或は削り加工を施す等により、平坦な閉鎖環状（円輪状）に造られたもので、円周方向等間隔複数箇所に、それぞれ通孔１９、１９を形成している。これら各通孔１９、１９の数は、前記両環状座板１６、１６毎に、前記各第三取付孔１８、１８と前記各第二取付孔５、５とを合計した数（図示の例では１２個）としている。更に、前記各補強筒１７、１７は、それぞれステンレス鋼等の鉄系合金製の素材に、鍛造加工等の塑性加工、或は旋削等の削り加工を施す事により全体を円筒状に形成して成る。この様な前記各補強筒１７、１７の軸方向長さＬ（図５、６参照）は、前記各取付部１５、１５の厚さＴ（図５参照）と同じ（Ｌ＝Ｔ）としている。
【００２７】
上述の様な各部材２ａ、３、１６、１７を組み合わせるには、図示の様に、前記鉄道車両用車輪３の両側面に前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを配置すると共に、これら両ブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部の切り欠き部１４、１４の内側に前記各補強筒１７、１７を配置する。更に、これら鉄道車両用車輪３と、両ブレーキディスク２ａ、２ａと、各補強筒１７、１７とを、前記両環状座板１６、１６により、軸方向両側から挟持した状態に組み合わせる。又、この様に前記各部材２ａ、３、１６、１７を組み合わせた状態で、前記両環状座板１６、１６に形成した各通孔１９、１９のうちの半分の通孔１９、１９と、前記各第一、第二取付孔４、５とを、図５に示す様に整合させる。又、残り半分の通孔１９、１９と、前記各補強筒１７、１７の中心孔及び前記各第三取付孔１８とを、同じく図５に示す様に整合させる。尚、前記各第一、第二取付孔４、５同士の間、及び、前記各補強筒１７、１７の中心孔と前記各第三取付孔１８との間に、それぞれスプリングピン６、６を掛け渡しておく。
【００２８】
そして、前記半分の通孔１９、１９と前記各第一、第二取付孔４、５と（に掛け渡したスプリングピン６の内側）に挿通したボルト１０、１０とナット１１、１１とを螺合し、更に締め付ける。これら各ボルト１０、１０の杆部２０、２０の外径は、前記各通孔１９、１９の内径と同じか、この内径よりも僅かに小さい。従って、前記各ボルト１０、１０は、前記両環状座板１６、１６に対し面方向（径方向及び周方向）に変位する事はない。尚、前記各ボルト１０、１０の頭部及び前記各ナット１１、１１と前記両環状座板１６、１６の外側面との間には、それぞれ皿板ばね９、９を挟持しておく。前記各ナット１１、１１は、これら各皿板ばね９、９を十分に大きなスラスト力で、但し、完全には押し潰さない程度に圧縮変形させるまで締め付ける。この状態で前記各ボルト１０、１０には、前記各皿板ばね９、９の弾力に応じた軸力が加わり、この軸力に伴って前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に形成した各取付部１５、１５に応力が生じる。この状態での応力が、これら両ブレーキディスク２ａ、２ａを構成するアルミニウム合金の降伏応力よりも小さくなる様に、前記各ナット９、９の締め付けトルクを規制する。
【００２９】
一方、前記残り半分の通孔１９、１９と前記各補強筒１７、１７の中心孔及び前記各第三取付孔１８と（に掛け渡したスプリングピン６の内側）に挿通した第二ボルト２１、２１とナット２２、２２とを螺合し更に締め付ける。これら各第二ボルト２１、２１の杆部２０ａの外径に関しても、前記各通孔１９、１９の内径と同じか、この内径よりも僅かに小さい。従って、前記両環状座板１６、１６は、前記各第二ボルト２１、２１に対し面方向に変位する事はない。又、これら各第二ボルト２１、２１の頭部及び前記各ナット２２、２２は、直接（皿板ばね９、９を介する事なく）、前記両環状座板１６、１６の外側面に突き当てている。そして、前記各ナット２２、２２を、十分に大きなトルクで締め付ける。前記各第二ボルト２１、２１の頭部と前記各ナット２２、２２との間で挟持される部材３、１６、１７は、何れも、降伏応力が大きな鉄系合金製である。従って、前記各ナット２２、２２を十分に大きなトルクで締め付ける事ができ、前記各第二ボルト２１、２１の軸力を十分に大きく（１００ｋＮ以上に）できる。この為、前記両環状座板１６、１６が前記鉄道車両用車輪３に対して面方向に変位する事を、十分に大きな力で阻止できる。
【００３０】
以上に述べた様に構成し組み立てる、本例の鉄道車両用ブレーキディスク付車輪１ｂによれば、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの結合強度を十分に大きくでき、しかも、この結合強度を長期間に亙り安定して保持できる。これらの理由に就いて、以下に説明する。
【００３１】
先ず、前記鉄系合金製の鉄道車両用車輪３に対する、前記アルミニウム合金製の両ブレーキディスク２ａ、２ａの結合強度を十分に大きくできる理由は、前記両環状座板１６、１６と、前記各補強筒１７、１７と、前記各第二ボルト２１及び前記ナット２２とを設けた事による。即ち、前記両環状座板１６、１６は前記鉄道車両用車輪３に対して、前記各補強筒１７、１７と、前記各第二ボルト２１、２１及び前記ナット２２、２２とにより結合固定される。これら各補強筒１７、１７は、大きな降伏応力を有する鉄系合金製である為、前記各第二ボルト２１、２１及び前記ナット２２、２２との締め付けトルク、延いてはこれら各第二ボルト２１、２１の軸力を十分に大きくできる。従って、前記両環状座板１６、１６は前記鉄道車両用車輪３に対し、十分に大きな結合力により結合固定される。
【００３２】
そして、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａは前記鉄道車両用車輪３に対して、この鉄道車両用車輪３の側面と前記各取付部１５、１５の内側面との当接部に作用する摩擦力に加えて、これら各取付部１５、１５の外側面と前記両環状座板１６、１６の内側面との当接部に作用する摩擦力によっても固定される。この様に、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの位置決め固定に寄与する摩擦面の数が多くなる（合計摩擦面積が広くなる）分、前記鉄道車両用車輪３に対するこれら両ブレーキディスク２ａ、２ａの結合強度が向上する。この為、アルミニウム合金製である、前記各取付部１５、１５を抑え付ける、前記各ボルト１０、１０の軸力（これら各ボルト１０、１０と前記各ナット１１、１１との締め付けトルク）を特に大きくしなくても、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの結合強度を確保できる。
【００３３】
又、前記各ボルト１０、１０の両端部は、それぞれ前記両環状座板１６、１６に形成した通孔１９、１９内に、これら各通孔１９、１９の径方向に関する変位を阻止された状態で挿通されており、前記両環状座板１６、１６は、上述の様に、前記各補強筒１７、１７を介して、前記鉄道車両用車輪３に対し、面方向への移動を阻止された状態で固定されている。又、この鉄道車両用車輪３と前記両環状座板１６、１６とは、何れも鉄系合金である為、温度変化に伴う寸法変化は、ほぼ同じである。この為、制動及び解除に伴って前記両ブレーキディスク２ａ、２ａが熱膨張・熱収縮しても、前記各ボルト１０、１０の姿勢は安定したまま、これら各ボルト１０、１０の中心軸と前記鉄道車両用車輪３の中心軸とが平行なままに維持される。この結果、これら各ボルト１０、１０に曲げ方向に力が作用してこれら各ボルト１０、１０が曲げ方向に塑性変形する事がなくなる。又、これら各ボルト１０、１０の頭部及び前記各ナット１１、１１と前記両環状座板１６、１６の外側面との間に配置した皿板ばね９、９の積層状態が不正規になる事もない。この結果、制動と解除との繰り返しにより、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの熱膨張・熱収縮が繰り返されても、前記各ボルト１０、１０の軸力が低下する事がなく、前述の様にして得られる大きな結合強度を、長期間に亙って安定して保持できる。尚、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの熱膨張・熱収縮に伴って、前記各ボルト１０、２１が前記鉄道車両用車輪３に対し変位する際、これら各ボルト１０、２１の杆部２０、２０ａは、第二、第三各取付孔５、１８の内側で径方向に変位する。
【００３４】
［実施の形態の第２例］
図９〜１２は、請求項１〜４、１０に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、一対のブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に形成した各取付部１５、１５の厚さ方向中間部、好ましくは厚さ方向中央部に、それぞれスリット２３、２３を形成している。これら各スリット２３、２３は、前記各取付部１５、１５のうちで、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの円周方向両側と径方向内側とに開口している。本例の場合も、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａはアルミニウム合金製であり、鉄道車両用車輪３は鉄系合金製である。
【００３５】
一方、鉄系合金製の補強筒１７ａ、１７ａの外周面に板部２４、２４を、前記鉄道車両用車輪３の周方向に延出する状態で、これら各補強筒１７ａ、１７ａと一体に設けている。前記各板部２４、２４は、これら各補強筒１７ａ、１７ａの中心軸に対し直角方向に存在する平板状である。又、前記各板部２４、２４の先端部に、ボルト１０、１０を挿通自在な透孔２５を形成している。又、これら各板部２４、２４の厚さと前記各スリット２３、２３の幅とは同じとして、これら各スリット２３、２３内に前記各板部２４、２４の先半部を、隙間なく差し込み可能としている。
【００３６】
本例の構造を組み立てるには、これら各板部２４、２４の先半部を前記各取付部１５、１５のスリット２３、２３に挿入し、前記各透孔２５と各第一取付孔４、４と各第二取付孔５、５と各通孔１９、１９とを整合させた状態で、これら各孔２５、４、５、１９にボルト１０を挿通する。そして、これら各ボルト１０の先端部にナット１１を螺合し更に締め付ける。これらボルト１０の頭部及びナット１１と両環状座板１６、１６との間には、前述した実施の形態の第１例と同様に、皿板ばね９、９を挟持する。前記ボルト１０と前記ナット１１との締め付けに伴って、前記各板部２４、２４の両面と前記各スリット２３、２３の内面とが強く摩擦係合する。
【００３７】
従って、前記各取付部１５、１５は、これら各面同士の間に作用する摩擦力によっても、前記各補強筒１７ａ、１７ａに対し結合固定される。又、これら各補強筒１７ａ、１７ａは、前述した実施の形態の第１例の場合と同様、第二ボルト２１、２１とナット２２、２２とを強く締め付ける事により、前記鉄道車両用車輪３に対し強固に支持固定されている。この結果、本例の構造によれば、この鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの支持強度を、前記各板部２４、２４の両面と前記各スリット２３、２３の内面との間に作用する摩擦力分だけ、大きくできる。
その他の部分の構造及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００３８】
［実施の形態の第３例］
図１３〜１６も、請求項１〜４、１０に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合も、一対のブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に形成した各取付部１５、１５の厚さ方向中間部（中央部）に、それぞれスリット２３、２３を形成している。一方、鉄系合金製の補強筒１７ｂ、１７ｂの外周面に、これら各補強筒１７ｂ、１７ｂ毎に一対ずつの板部２４ａ、２４ａを、前記鉄道車両用車輪３の周方向に延出する状態で、一体に設けている。又、これら各板部２４ａ、２４ａの先端部に、ボルト１０、１０の杆部２０との干渉を防止する為の、半円形の切り欠き２６、２６を形成している。
【００３９】
この様な本例の構造を組み立てるには、前記各取付部１５、１５のスリット２３、２３に、それぞれ円周方向に関して両側に存在する補強筒１７ｂ、１７ｂに付属の前記各板部２４ａ、２４ａの先半部を挿入した状態で、ボルト１０とナット１１とを螺合し更に締め付ける。この様な本例の構造によれば、前記各板部２４ａ、２４ａの両面と前記各スリット２３、２３の内面との摩擦面積を広くできる分、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの支持強度を大きくできる。又、円周方向に関して対称な構造である為、支持構造の安定化も図れる。
その他の部分の構造及び作用は、各部の寸法関係等を含めて、前述した実施の形態の第２例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００４０】
［実施の形態の第４例］
図１７〜２１は、請求項１、６〜８、１０に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合も、一対のブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に、切り欠き部１４、１４と取付部１５、１５（図１９、２０参照）とを、円周方向に関して交互に設けている。又、これら各取付部１５、１５の中央部に、それぞれ第一取付孔４、４を形成している。本例の場合には、先に述べた第１〜３例の場合とは異なり、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａは、円周方向に関する位相を前記各切り欠き部１４、１４及び前記各取付部１５、１５のピッチの１／２だけずらせた状態で、鉄道車両用車輪３の両側面に突き合わせている。そして、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａをこの鉄道車両用車輪３に対して、前記各第一取付孔４、４と、この鉄道車両用車輪３に形成した第二取付孔５、５とを挿通した各ボルト１０ａ、１０ａと各ナット１１ａ、１１ａとにより、結合固定している。この点に関しては、前述の図３４〜３７に示した従来構造の第２例と同様である。
【００４１】
特に本例の構造の場合には、それぞれが鉄系合金製である一対の環状座板１６ａ、１６ａを、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの取付部１５、１５の軸方向両側面のうちで前記鉄道車両用車輪３と反対側の面（外側面）側に添設している。前記両環状座板１６ａ、１６ａは、全周に亙って平坦であり、それぞれ複数個ずつ（１枚のブレーキディスク２ａに形成された前記各切り欠き部１４、１４の数、又は前記各取付部１５、１５と同じで、図示の例では６個ずつ、合計１２個）の通孔１９、１９と第二通孔２７、２７とを、円周方向に亙って交互に且つ等間隔に形成している。このうち、小径の通孔１９、１９の内径は、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａと前記鉄道車両用車輪３とを結合固定する為のボルト１０ａ、１０ａの杆部２０ｂ、２０ｂの外径と同じかこの外径よりも僅かに大きい。これに対して前記各第二通孔２７、２７の内径は、ボックスレンチの先端部等、前記各ボルト１０ａ、１０ａと前記各ナット１１ａ、１１ａとを締め付ける為の工具を挿通可能な大きさとしている。
【００４２】
本例の構造は、前記両環状座板１６ａ、１６ａを設けた点以外は、前記従来構造の第２例と同様に組み立てる。これら両環状座板１６ａ、１６ａは、それぞれがアルミニウム合
金製である前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの取付部１５、１５の外側面に添設するので、前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部と前記各ナット１１ａ、１１ａとは、何れも鉄系合金製で全周に亙って連続した部材に対向する状態となる。本例の場合には、前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部が前記両環状座板１６ａ、１６ａに、皿板ばね９、９を介して対向し、前記各ナット１１ａ、１１ａが前記鉄道車両用車輪３に、ワッシャ８、８と皿板ばね９、９とを介して対向する。
【００４３】
この様な本例の構造によれば、制動及びその解除に伴って、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａが熱膨張・熱収縮を繰り返した場合でも、前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部と前記各ナット１１ａ、１１ａとのうちで、前記各取付部１５、１５に対向する部分（図示の例では前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部）が、前記鉄道車両用車輪３に対し、径方向に変位する事はない。即ち、これら各ボルト１０ａ、１０ａの頭部が対向した前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの取付部１５、１５が前記鉄道車両用車輪３に対し径方向に変位しても、前記各ボルト１０ａ、１０ａの頭部は、前記両環状座板１６ａ、１６ａの存在により、前記鉄道車両用車輪３に対する変位を抑えられる。従って、前記各ボルト１０ａ、１０ａの姿勢は安定したまま、これら各ボルト１０ａ、１０ａの中心軸と前記鉄道車両用車輪３の中心軸とが平行なままに維持される。この為、これら各ボルト１０ａ、１０ａが塑性変形したり、前記各皿板ばね９、９の積層状態が不正規になる事もない。この結果、制動と解除との繰り返しにより、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの熱膨張・熱収縮が繰り返されても、前記各ボルト１０ａ、１０ａの軸力が低下する事がなく、初期に付与した結合強度を、長期間に亙って安定して保持できる。
【００４４】
［実施の形態の第５例］
図２２〜２６は、請求項１、６、７、９、１０に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、一対の環状座板１６ｂ、１６ｂとして、それぞれ複数個ずつの第一平板部２８、２８と第二平板部２９、２９とを連結板部３０、３０により連結した、波形に形成している。このうちの第一平板部２８、２８は、一対のブレーキディスク２ａ、２ａの内周縁部に設けた複数の取付部１５、１５の外側面に当接するもので、それぞれが扇形である。又、前記各第二平板部２９、２９は、鉄道車両用車輪３の側面に当接するもので、それぞれが矩形である。更に、前記各連結板部３０、３０は、前記第一、第二各平板部２８、２９の円周方向端部同士を連結するもので、軸方向に向いて存在する。そして、これら第一、第二各平板部２８、２９毎、それぞれの中央部に、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａと前記鉄道車両用車輪３とを結合する為のボルト１０ａ、１０ａを挿通する為の通孔１９、１９を形成している。
【００４５】
本例の構造では、上述の様な、それぞれが波形環状である一対の環状座板１６ｂ、１６ｂを、前記鉄道車両用車輪３と前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを軸方向両側から挟む位置に配置する。又、これら両ブレーキディスク２ａ、２ａは、円周方向に関する位相を各切り欠き部１４、１４及び前記各取付部１５、１５のピッチの１／２だけずらせた状態で、前記鉄道車両用車輪３の両側面に突き合わせる。又、前記両環状座板１６ｂ、１６ｂのうちの前記各第一平板部２８、２８を前記各取付部１５、１５の外側面に突き合わせると共に、前記各第二平板部２９、２９を前記鉄道車両用車輪３の側面に、前記各切り欠き部１４、１４の内側部分で突き合わせる。そして、前記各第一、第二平板部２８、２９に形成した通孔１９、１９と、前記各取付部１５、１５に形成した第一取付孔４、４と、前記鉄道車両用車輪３に形成した第二取付孔５、５とを挿通したボルト１０ａ、１０ａとナット１１ａ、１１ａとを螺合し更に締め付ける事により、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａを前記鉄道車両用車輪３に対し結合固定する。
この様な本例の構造の場合も、前述した実施の形態の第４例と同様に、初期に付与した結合強度を、長期間に亙って安定して保持できる。
【００４６】
［実施の形態の第６例］
図２７〜３１は、請求項１、４、５、１０に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の構造は、前述の図１〜８に示した実施の形態の第１例から補強筒１７、１７及び第二ボルト２１、２１を省略し、代わりに、一対の環状座板１６ｃ、１６ｃに位置決めピン３１、３１を固設すると共に、鉄道車両用車輪３に位置決め孔３２を形成している。本例の場合には、前記各位置決めピン３１、３１を、前記両環状座板１６ｃ、１６ｃの内側面（前記鉄道車両用車輪３に対向する面）の複数箇所で、各ボルト１０、１０を挿通する為の通孔１９、１９の間部分に、ねじ３３、３３により、軸方向に固定している。又、前記鉄道車両用車輪３のうちで前記各ボルト１０、１０を挿通する為の第二取付孔５、５の間部分に、前記各位置決め孔３２を形成している。これら各位置決め孔３２の内径は、前記各位置決めピン３１、３１の外径と同じか、この外径よりも僅かに大きい。従って、これら各位置決めピン３１、３１の先端部を前記各位置決め孔３２内に挿入した状態では、前記鉄道車両用車輪３に対する前記両環状座板１６ｃ、１６ｃの位置決めが図られる。
【００４７】
この様な本例の場合には、前記両環状座板１６ｃ、１６ｃが前記各位置決めピン３１、３１により、前記鉄道車両用車輪３に対する位置決めを図られている為、前記実施の形態の第１例から補強筒１７、１７及び第二ボルト２１、２１を省略しても、制動と解除との繰り返しに伴う、前記両ブレーキディスク２ａ、２ａの熱膨張・熱収縮の繰り返しに拘らず、前記各ボルト１０、１０の軸力低下を防止して、初期に付与した結合強度を、長期間に亙って安定して保持できる。
【００４８】
尚、組立作業は多少面倒になるが、一対の環状座板１６ｃ、１６ｃを共通の位置決めピンの両端部に結合固定すれば、前記鉄道車両用車輪３に対するこれら両環状座板１６ｃ、１６ｃの支持強度及び支持剛性を高められる。即ち、図示の例よりも軸方向寸法が長い位置決めピンの軸方向中間部を前記鉄道車両用車輪３に形成した位置決め孔３２に内嵌し、この鉄道車両用車輪３の両側面部分に一対のブレーキディスク２、２を組み付けた後、前記両環状座板１６ｃ、１６ｃを前記軸方向寸法が長い位置決めピンの両端部にねじ止め固定すれば、この位置決めピンの支持剛性を高くして、上述した作用効果をより顕著に得られる。
その他の部分の構造及び作用は、前述の図３２〜３３に記載した従来構造と同様である為、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
鉄系合金製の鉄道車両用車輪に対するアルミニウム合金製のブレーキディスクの結合強度の向上のみを意図するのであれば、図９〜１２に示した実施の形態の第２例、或は、図１３〜１６に示した実施の形態の第３例の構造を簡略化する事もできる。即ち、図９〜１６に示した、本発明の実施の形態の第２〜３例の構造から、一対の環状座板を省略しても、或る程度は、鉄道車両用車輪に対するブレーキディスクの結合強度の向上を図れる。この様に前記両環状座板を省略しても、図１〜８に示した実施の形態の第１例に比べて前記第２〜３例の構造が結合強度向上の面から優れている分だけは、前述の図３２〜３７に示した従来構造に比べて、結合強度の向上を図れる。更には、図１〜１６に示した実施の形態の第１〜３例の構造は、ブレーキディスクがアルミニウム合金製の場合に限らず、鍛造鋼製や燒結金属製の場合でも、ボルトの軸力を低く抑えつつ必要且つ十分な支持力を確保できる面から有効である。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ、１ｂ 鉄道車両用ブレーキディスク付車輪
２、２ａ ブレーキディスク
３ 鉄道車両用車輪
４ 第一取付孔
５ 第二取付孔
６、６ａ スプリングピン
７ 摩擦面
８ ワッシャ
９ 皿板ばね
１０、１０ａ ボルト
１１、１１ａ ナット
１２ 本体部
１３ 表層部
１４ 切り欠き部
１５ 取付部
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 環状座板
１７、１７ａ、１７ｂ 補強筒
１８ 第三取付孔
１９ 通孔
２０、２０ａ、２０ｂ 杆部
２１ 第二ボルト
２２ ナット
２３ スリット
２４、２４ａ 板部
２５ 透孔
２６ 切り欠き
２７ 第二通孔
２８ 第一平板部
２９ 第二平板部
３０ 連結板部
３１ 位置決めピン
３２ 位置決め孔
３３ ねじ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開平９−１００８５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１２９４８０号公報
【特許文献３】特開平１０−１２９４８１号公報
【特許文献４】特開平１０−１６７０６６号公報
【特許文献５】特開２０００−３０９２７１号公報
【特許文献６】特開２００４−１３８１８９号公報
【特許文献７】特開２００６−３２９３１５号公報
【特許文献８】特開２００８−２６１４４３号公報
【特許文献９】特開２００９−２３７５号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系合金製の鉄道車両用車輪と、線膨張係数が鉄系合金と異なる材料製で、この鉄道車両用車輪の両側に配置された、それぞれの外側面を制動用摩擦面とした一対のブレーキディスクと、複数組のボルト及びナットとを備え、これら両ブレーキディスクと前記鉄道車両用車輪との互いに整合する複数箇所位置に形成した第一、第二各取付孔を挿通した前記各ボルトと前記各ナットとを螺合し更に締め付ける事により、前記両ブレーキディスクを前記鉄道車両用車輪の両側面に結合固定して成る鉄道車両用ブレーキディスク付車輪に於いて、それぞれが前記鉄道車両用車輪の周方向に連続する閉鎖環状であって、前記各ボルトの設置位置に対応する部分にこれら各ボルトを挿通する為の通孔を形成した、それぞれが鉄系合金製である一対の環状座板を備え、これら両環状座板を、前記各ボルトの頭部又は前記ナットと前記両ブレーキディスクの側面との間に挟持している事を特徴とする鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項２】
前記両ブレーキディスクの内周縁部に、複数の切り欠きと、それぞれに前記各ボルトを挿通する為の前記第一取付孔を形成した複数の取付部とを、円周方向に関して交互に設けており、前記各切り欠きの内側部分で、前記両環状座板と前記鉄道車両用車輪の側面との間に補強筒を挟持すると共に、これら両環状座板に、前記各取付部に整合する部分に加えて前記各切り欠きに整合する部分にも通孔を形成しており、これら各通孔と前記各補強筒とを挿通した第二ボルトと第二ナットとを螺合し更に締め付けている、請求項１に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項３】
前記両ブレーキディスクの内周縁部に設けた各取付部の厚さ方向中間部に形成されたスリットに、前記各補強筒の外周面から前記鉄道車両用車輪の周方向に延びた板部を挟持している、請求項２に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項４】
前記両ブレーキディスクに形成した第一取付孔と前記鉄道車両用車輪に形成した第二取付孔とを挿通した、前記各ボルトの頭部と前記各ナットとにより、この鉄道車両用車輪と前記両ブレーキディスクとを軸方向両側から挟持している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項５】
前記両環状座板の内側面の円周方向複数箇所に位置決めピンの端部を結合固定し、これら各位置決めピンの他の部分を、前記鉄道車両用車輪に形成した位置決め孔に内嵌している、請求項４に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項６】
前記各ボルトのうち、複数の第一ボルトにより前記両ブレーキディスクのうちの第一ブレーキディスクと前記鉄道車両用車輪とを結合し、残りの複数の第二ボルトにより第二ブレーキディスクとこの鉄道車両用車輪とを結合しており、これら第一、第二各ボルトを、前記鉄道車両用車輪の円周方向に関して交互に配置している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項７】
前記両ブレーキディスクの内周縁部に、複数の切り欠きと、それぞれに前記各ボルトを挿通する為の第一取付孔を形成した複数の取付部とを、円周方向に関して交互に設けており、前記両環状座板を、前記第一、第二両ブレーキディスクの取付部の軸方向両側面のうちで前記鉄道車両用車輪と反対側の面に添設している、請求項６に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項８】
前記両環状座板が全周に亙って平坦であり、これら両環状座板のうちで前記第一、第二両ブレーキディスクの切り欠きに整合する部分に、前記各ボルトと前記各ナットとを締め付ける為の工具を挿通可能な第二通孔を設けている、請求項７に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項９】
前記両環状座板が、前記第一、第二両ブレーキディスクに設けた複数の取付部の外側面に当接する複数の第一平板部と、前記鉄道車両用車輪の側面に当接する複数の第二平板部と、これら第一、第二各平板部同士を連結する連結板部とを備えた波形であり、これら第一、第二各平板部毎に、前記各ボルトを挿通する為の通孔を形成している、請求項７に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項１０】
前記各ボルトの頭部及び前記各ナットと前記両環状座板との間に皿板ばねを挟持している、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項１】
鉄系合金製の鉄道車両用車輪と、線膨張係数が鉄系合金と異なる材料製で、この鉄道車両用車輪の両側に配置された、それぞれの外側面を制動用摩擦面とした一対のブレーキディスクと、複数組のボルト及びナットとを備え、これら両ブレーキディスクと前記鉄道車両用車輪との互いに整合する複数箇所位置に形成した第一、第二各取付孔を挿通した前記各ボルトと前記各ナットとを螺合し更に締め付ける事により、前記両ブレーキディスクを前記鉄道車両用車輪の両側面に結合固定して成る鉄道車両用ブレーキディスク付車輪に於いて、それぞれが前記鉄道車両用車輪の周方向に連続する閉鎖環状であって、前記各ボルトの設置位置に対応する部分にこれら各ボルトを挿通する為の通孔を形成した、それぞれが鉄系合金製である一対の環状座板を備え、これら両環状座板を、前記各ボルトの頭部又は前記ナットと前記両ブレーキディスクの側面との間に挟持している事を特徴とする鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項２】
前記両ブレーキディスクの内周縁部に、複数の切り欠きと、それぞれに前記各ボルトを挿通する為の前記第一取付孔を形成した複数の取付部とを、円周方向に関して交互に設けており、前記各切り欠きの内側部分で、前記両環状座板と前記鉄道車両用車輪の側面との間に補強筒を挟持すると共に、これら両環状座板に、前記各取付部に整合する部分に加えて前記各切り欠きに整合する部分にも通孔を形成しており、これら各通孔と前記各補強筒とを挿通した第二ボルトと第二ナットとを螺合し更に締め付けている、請求項１に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項３】
前記両ブレーキディスクの内周縁部に設けた各取付部の厚さ方向中間部に形成されたスリットに、前記各補強筒の外周面から前記鉄道車両用車輪の周方向に延びた板部を挟持している、請求項２に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項４】
前記両ブレーキディスクに形成した第一取付孔と前記鉄道車両用車輪に形成した第二取付孔とを挿通した、前記各ボルトの頭部と前記各ナットとにより、この鉄道車両用車輪と前記両ブレーキディスクとを軸方向両側から挟持している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項５】
前記両環状座板の内側面の円周方向複数箇所に位置決めピンの端部を結合固定し、これら各位置決めピンの他の部分を、前記鉄道車両用車輪に形成した位置決め孔に内嵌している、請求項４に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項６】
前記各ボルトのうち、複数の第一ボルトにより前記両ブレーキディスクのうちの第一ブレーキディスクと前記鉄道車両用車輪とを結合し、残りの複数の第二ボルトにより第二ブレーキディスクとこの鉄道車両用車輪とを結合しており、これら第一、第二各ボルトを、前記鉄道車両用車輪の円周方向に関して交互に配置している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項７】
前記両ブレーキディスクの内周縁部に、複数の切り欠きと、それぞれに前記各ボルトを挿通する為の第一取付孔を形成した複数の取付部とを、円周方向に関して交互に設けており、前記両環状座板を、前記第一、第二両ブレーキディスクの取付部の軸方向両側面のうちで前記鉄道車両用車輪と反対側の面に添設している、請求項６に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項８】
前記両環状座板が全周に亙って平坦であり、これら両環状座板のうちで前記第一、第二両ブレーキディスクの切り欠きに整合する部分に、前記各ボルトと前記各ナットとを締め付ける為の工具を挿通可能な第二通孔を設けている、請求項７に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項９】
前記両環状座板が、前記第一、第二両ブレーキディスクに設けた複数の取付部の外側面に当接する複数の第一平板部と、前記鉄道車両用車輪の側面に当接する複数の第二平板部と、これら第一、第二各平板部同士を連結する連結板部とを備えた波形であり、これら第一、第二各平板部毎に、前記各ボルトを挿通する為の通孔を形成している、請求項７に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【請求項１０】
前記各ボルトの頭部及び前記各ナットと前記両環状座板との間に皿板ばねを挟持している、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した鉄道車両用ブレーキディスク付車輪。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【公開番号】特開２０１０−２７０８０３（Ｐ２０１０−２７０８０３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２１５６１（Ｐ２００９−１２１５６１）
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]