專利名稱：車輛制動器用膜片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在制動器裝置中使用的車輛制動器用膜片的結(jié)構(gòu)，所述制動器裝置夾著與車輪一起旋轉(zhuǎn)的盤來賦予摩擦力，特別涉及不僅在高溫區(qū)域和常溫區(qū)域的使用中具有耐久性而且在低溫區(qū)域的使用中發(fā)揮非常優(yōu)異的耐久性的車輛制動器用膜片。
背景技術(shù)：
為了使鐵路車輛減速、停車并保持停止?fàn)顟B(tài)，存在各種車輛制動器。作為鐵路車輛的制動器結(jié)構(gòu)，采用夾著與車輪一起旋轉(zhuǎn)的盤來賦予摩擦力的卡鉗式制動器(盤式制動器)裝置。在該卡鉗式制動器中，存在基于液壓式使制動器工作的形式和基于氣壓式使制動器工作的形式。以往在進(jìn)行高速行進(jìn)的新干線中，主要采用液壓式，但近年來，由于要求車輛重量減輕化，無論是舊鐵路線還是新干線，都期望采用氣壓制動器。在這種氣壓制動器方式的卡鉗式制動器中，通常具備用于使制動襯塊向接近或遠(yuǎn)離盤的方向移位的致動器。作為致動器，使用用于將壓力傳遞至活塞的膜片，該膜片經(jīng)由各種部件以將制動襯塊按壓于盤的方式發(fā)揮作用。作為制動器裝置的現(xiàn)有技術(shù)，例如可以列舉日本特開2009-92194號公報。在這種卡鉗式制動器中使用的膜片不僅要求針對因摩擦產(chǎn)生的熱的耐性和針對反復(fù)動作的耐性，而且還要求能夠耐受寒冷地情況的耐寒性。特別是對于作為發(fā)揮制動這樣極其重要的作用的致動器使用的膜片，期望提出一種在提高上述各種耐久性方面沒有止境且具備更加優(yōu)異的耐久特性的車輛制動器用膜片。此外，雖然沒有公開制動器用膜片，但作為與本申請類似的現(xiàn)有技術(shù)，例如可以列舉日本特開2004-197260號公報和日本特開2004-281834號公報等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于這樣的實際狀況而創(chuàng)造的，其目的在于提供一種車輛制動器用膜片(浮動卡鉗式制動器用膜片)，不僅在高溫區(qū)域和常溫區(qū)域的使用中具有耐久性，而且在低溫區(qū)域的使用中也發(fā)揮非常優(yōu)異的耐久性。為了解決這樣的課題，本申請發(fā)明是一種車輛制動器用膜片，具有容器狀部和形成于該容器狀部的開口周緣的凸緣部，其中，上述容器狀部和凸緣部構(gòu)成為具有由硅橡膠構(gòu)成的橡膠主體、和埋設(shè)于該橡膠主體內(nèi)的基布，上述基布由芳香族聚酰胺短纖維或聚酯纖維構(gòu)成，該基布的基布厚度為0.25mm以上。此外，作為本發(fā)明的車輛制動器用膜片的優(yōu)選方式，上述基布構(gòu)成為其基布厚度為 0.25 0.6mm。此外，作為本發(fā)明的車輛制動器用膜片的優(yōu)選方式，上述基布構(gòu)成為由平紋編織而成的織物組織構(gòu)成。此外，作為本發(fā)明的車輛制動器用膜片的優(yōu)選方式，上述容器狀部的側(cè)面以形成折回部來作為滾動工作膜發(fā)揮功能的方式使用。此外，作為本發(fā)明的車輛制動器用膜片的優(yōu)選方式，作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的膜厚為O. 45 1. 6mm。此外，作為本發(fā)明的車輛制動器用膜片的優(yōu)選方式，作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的膜厚為1. O 1. 6mm。此外，作為本發(fā)明的車輛制動器用膜片的優(yōu)選方式，作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的形態(tài)為橢圓柱形態(tài)。此外，作為本發(fā)明的車輛制動器用膜片的優(yōu)選方式，上述基布以偏向接近上述容器狀部的外側(cè)的方向的方式埋設(shè)，在將以埋設(shè)有上述基布的基布中心位置為基準(zhǔn)上述容器狀部的外側(cè)的橡膠厚度設(shè)為tl，并將以埋設(shè)有上述基布的位置為基準(zhǔn)上述容器狀部的內(nèi)側(cè)的橡膠厚度設(shè)為t2的情況下，t2/tl=2 15。此外，作為本發(fā)明的車輛制動器用膜片的優(yōu)選方式，將成形后的膜片完全翻轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))，將上述基布以偏向接近上述容器狀部的內(nèi)側(cè)的方向的方式埋設(shè)。本發(fā)明的車輛制動器用膜片具有容器狀部和形成于該容器狀部的開口周緣的凸緣部，上述容器狀部和凸緣部構(gòu)成為具有由硅橡膠構(gòu)成的橡膠主體、和埋設(shè)于該橡膠主體內(nèi)的基布，上述基布由芳香族聚酰胺短纖維或聚酯纖維構(gòu)成，該基布的基布厚度為O. 25mm以上，因此起到如下效果不僅在高溫區(qū)域和常溫區(qū)域的使用中具有耐久性，而且在低溫區(qū)域的使用中也發(fā)揮非常優(yōu)異的耐久性。


圖1是本發(fā)明的車輛制動器用膜片的概要立體圖。圖2是沿圖1的A-A線的剖面向視圖。圖3是簡要地表示將本發(fā)明的車輛制動器用膜片裝配于車輛用卡鉗式制動器裝置的狀態(tài)的一例的剖面圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明用于實施本發(fā)明的最佳方式。圖1是本發(fā)明的車輛制動器用膜片的概要立體圖，圖2是沿圖1的A-A線的剖面向視圖，圖3是簡要地表示將本發(fā)明的車輛制動器用膜片裝配于車輛用卡鉗式制動器裝置的狀態(tài)的一例的剖面圖。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的車輛制動器用膜片I構(gòu)成為具有容器狀部10、和以與該容器狀部10的開口周緣11連接的方式形成于該容器狀部10的開口周緣11的凸緣部20。如圖2的剖面圖所示，容器狀部10和凸緣部20—體地成形，構(gòu)成為具有由硅橡膠構(gòu)成的橡膠主體10a、20a和埋設(shè)于該橡膠主體內(nèi)的基布30。硅橡膠是主鏈由有機(jī)硅氧烷鍵構(gòu)成的合成橡膠，例如在聚合度為幾千以上的具有彈力的橡膠原料成分中添加填充材料并利用過氧化物進(jìn)行硫化而形成產(chǎn)品。支鏈作為優(yōu)選例使用全部甲基的二甲基聚硅氧烷、將甲基的一部分以乙烯基置換而得到的乙烯基硅橡膠、將甲基的一部分以苯基置換而得到的苯基硅橡膠、或在乙烯基硅橡膠的支鏈中導(dǎo)入氟化烷基而得到的氟化硅橡膠等。本發(fā)明中使用的基布30由芳香族聚酰胺短纖維或聚酯纖維構(gòu)成，進(jìn)而以作為織物編織的狀態(tài)構(gòu)成。該基布的基布厚度為O. 25mm以上，特別是O. 25 1. 0mm，優(yōu)選為O. 25 O. 6mm,更優(yōu)選為O. 3 O. 4mm。該基布厚度若小于O. 25mm,則會產(chǎn)生難以在高溫區(qū)域和低溫區(qū)域雙方獲得顯著提高的耐久性的傾向。用于基布30的芳香族聚酰胺纖維是芳香族的聚酰胺纖維，存在間位系和對位系。例如作為間位系芳香族聚酰胺纖維，以間苯二胺(MPDA)和間苯二甲酰氯(IPC)為原料，通過縮聚合能夠得到聚間苯二酰間苯二胺纖維。此外，所謂短纖維通常是大約38mm IOOmm的長度的纖維，通常將其排列多根捆束并形成為長絲(所謂紡紗)，然后將形成的單絲結(jié)合多根并加捻而形成適當(dāng)?shù)拇旨?xì)，從而使其穩(wěn)定地使用。使用這樣的芳香族聚酰胺短纖維作為織物構(gòu)成的基布30特別優(yōu)選由“平紋編織”而成的織物組織構(gòu)成。平紋編織而成的織物組織結(jié)實且具有硬度，特別適合于埋設(shè)在橡膠主體內(nèi)作為膜片使用的情況。另外，作為其它織物的例如“斜紋編織”而成的織物組織具有柔軟且不易起皺的特征，但從像本申請發(fā)明這樣埋設(shè)于橡膠內(nèi)來提高耐久性的觀點出發(fā)不能說是優(yōu)選的選定。此外，作為其它織物的例如“緞紋編織”而成的織物組織具有手感柔軟且光澤強(qiáng)的特征，但與上述的斜紋編織同樣，從像本申請發(fā)明這樣埋設(shè)于橡膠內(nèi)來提高耐久性的觀點出發(fā)不能說是優(yōu)選的選定。用于基布30的聚酯纖維例如是對聚對苯二甲酸乙二醇酯等聚酯進(jìn)行熔融紡絲而成的合成纖維?？梢允嵌汤w維或長纖維中的任一種。使用這樣的聚酯纖維作為織物構(gòu)成的基布30特別優(yōu)選由“平紋編織”而成的織物組織構(gòu)成。平紋編織而成的織物組織結(jié)實且具有硬度，特別適合于埋設(shè)在橡膠主體內(nèi)作為膜片使用的情況。該基布的基布厚度如前所述為O. 25mm以上，特別是O. 25 1. 0mm，優(yōu)選為O. 25 O. 6mm,更優(yōu)選為O. 3 O. 4mm。若該基布厚度小于O. 25mm,則會產(chǎn)生難以在高溫區(qū)域和低溫區(qū)域雙方獲得顯著提高的耐久性的傾向。如圖1和圖2所示，構(gòu)成本發(fā)明的膜片的容器狀部10的側(cè)面15在組裝到車輛用卡鉗式制動器裝置中時，以形成折回部來作為滾動工作膜發(fā)揮功能的方式使用。而且，一般以如下方式發(fā)揮作用使折回部從構(gòu)成車輛用卡鉗式制動器裝置的配置于所謂外部的活塞壁向缸壁在光滑且無摩擦地滾動的同時移動。對于該折回部的狀態(tài)，使用圖3在后面說明。包括作為滾動工作膜發(fā)揮功能的部分的容器狀部10的膜厚為O. 45 1. 6mm,更優(yōu)選為1. O 1. 6mm。該容器狀部10的膜厚通常還考慮埋設(shè)的基布30的厚度來確定。若該膜厚小于O. 45mm，則會產(chǎn)生在高溫區(qū)域和低溫區(qū)域雙方難以獲得充分的耐久性的傾向。包括作為所述滾動工作膜發(fā)揮功能的部分的容器狀部10的形態(tài)沒有特別限制，但如圖1所示，優(yōu)選構(gòu)成為橢圓柱形態(tài)。用于使卡鉗式制動器(盤式制動器)裝置的制動機(jī)構(gòu)有效地發(fā)揮功能。并且，如圖2所示埋設(shè)的基布30從該剖面圖可以明確，以偏向接近容器狀部10的外側(cè)的方向的方式埋設(shè)。更具體地講，在將以埋設(shè)有基布30的基布中心位置P為基準(zhǔn)包括基布的一半厚度的容器狀部10的外側(cè)的橡膠厚度設(shè)為tl，將以埋設(shè)有基布的基布中心位置P為基準(zhǔn)包括基布的一半厚度的容器狀部的內(nèi)側(cè)的橡膠厚度設(shè)為t2的情況下，構(gòu)成為t2/tl=2 15，更優(yōu)選為t2/tl=2 13。用于使橡膠厚度不平衡而使致動器的工作流體(例如壓縮空氣)作用于橡膠厚度厚的一方。進(jìn)而，在將膜片組裝到制動器裝置中時，以能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的作用的方式將膜片配設(shè)于制動器裝置。另外，根據(jù)安裝方法的不同和使用方式的不同，也有時不是直接使用成形后的膜片，而是將成形后的膜片完全翻轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))地組裝于裝置中。這也仍然是為了使致動器的工作流體(例如壓縮空氣)作用于橡膠厚度厚的一方。<車輛制動器用膜片的制造方法的一例的說明>
在制造本發(fā)明的加入有基布的車輛制動器用膜片時，一般按照以下步的驟進(jìn)行即可。首先，最開始準(zhǔn)備由下模和上模構(gòu)成的成形模具。在下模具備主要作為容器狀部10的形態(tài)的橢圓柱形態(tài)的型腔形成用凸部，在與該下模成對的上模具備主要橢圓柱形態(tài)的型腔形成用凹部。進(jìn)而，當(dāng)使下模和上模一體化時，在它們之間隔開預(yù)定的間隙而形成有帽子狀(帶緣的橢圓帽子狀)的型腔。在具備這種結(jié)構(gòu)的成形模具的型腔內(nèi)，首先最開始形成未硫化橡膠的橡膠預(yù)成形品。未硫化橡膠的橡膠預(yù)成形品的成形例如通過將未硫化橡膠的薄片狀成形物裝配于下模的型腔面并將下模和上?？ê霞訅簛磉M(jìn)行。在該情況下，成形模具的溫度和壓力設(shè)定為未硫化橡膠的硫化不會發(fā)展的條件。在這樣的橡膠預(yù)成形品工序之后，當(dāng)使上模脫離時，在下模上形成帽子狀的未硫化橡膠的橡膠預(yù)成形品。使由平紋編織而成的芳香族聚酰胺短纖維構(gòu)成的基布覆蓋在該未硫化橡膠的橡膠預(yù)成形品上。然后，使下模和上模一體化，將基布埋設(shè)于橡膠預(yù)成形品中，同時進(jìn)行熱硫化。另外，基布優(yōu)選預(yù)先預(yù)備成形為與橡膠預(yù)成形品的形態(tài)類似的形態(tài)。將下模和上模分離，取出在內(nèi)部成形的本發(fā)明的膜片。通常在取出后，為了調(diào)整凸緣部20的形態(tài)，通常進(jìn)行橢圓形狀的沖裁。<車輛制動器用膜片向車輛制動器的安裝>
在圖3中，作為剖面圖示出了將本發(fā)明的車輛制動器用膜片裝配于車輛用卡鉗式制動器裝置的狀態(tài)的一例。在本發(fā)明中，特別地展示圖3是為了示出本發(fā)明的膜片的概要的安裝要領(lǐng)，并且利用附圖明示這樣的狀態(tài):本發(fā)明的膜片的容器狀部10的側(cè)面15在組裝到車輛用卡鉗式制動器裝置中時，以形成折回部而作為滾動工作膜發(fā)揮功能的方式使用。在圖3中，所謂浮動式的車輛用卡鉗式制動器裝置具備將制動塊7按壓于對置的盤6的膜片致動器，該膜片致動器構(gòu)成為具備:安裝于卡鉗主體10的膜片I ;由該膜片I劃分的膜片室63 ;夾裝于膜片I與制動塊7之間以將膜片I的動作傳遞至制動塊7的多個活塞55 ；以及將該各活塞支承為能夠滑動的活塞導(dǎo)向架65，在制動時借助導(dǎo)入該膜片室63中的氣壓使膜片I膨脹，而使得各活塞55將制動塊7按壓于盤6。進(jìn)而，在位于最外部的活塞和形成膜片室63的缸內(nèi)壁73之間形成有膜片I的折回部la，并構(gòu)成為作為滾動工作膜發(fā)揮功能。另外，附圖標(biāo)記80是復(fù)位彈簧結(jié)構(gòu)部。<具體的實施例>
下面示出具體的實施例，進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。作為構(gòu)成橡膠主體10a、20a的橡膠材料，準(zhǔn)備了如下所示的3種橡膠材料。
(R-1):硅橡膠(商品名:KE-555-U ;信越化學(xué)公司制) (R-2):氟橡膠(商品名:Viton GLT ;杜邦公司制)
(R-3) =EPDM (商品名:EPT3072EHM ;三井化學(xué)公司制)
(R-4) =EPDM (商品名:ESPRENE532 ;住友化學(xué)公司制)。此外，作為埋設(shè)于橡膠主體的基布，準(zhǔn)備了如下所示的由纖維構(gòu)成的基布材料。
(K-1):芳香族聚酰胺短纖維(商品名=CONEX ;帝人公司制)
(平紋編織結(jié)構(gòu)的基布；基布厚度0.3mm)
(K-2):芳香族聚酰胺長纖維(商品名:杜邦公司制)
(平紋編織結(jié)構(gòu)的基布；基布厚度0.17mm)
(K-3):聚酯(商品名:Tetoron ;帝人公司制)
(平紋編織結(jié)構(gòu)的基布；基布厚度0.3mm)。按照下述表I所示的組合要領(lǐng)，在上述各橡膠層中埋設(shè)上述各織物結(jié)構(gòu)的基布而制作了 62ι πιΦ的試樣。試樣的包含基布的橡膠厚度(樣品厚度)為0.45mm?；家源笾鹿裁娴仄蛳鹉z層的一個側(cè)面的狀態(tài)埋設(shè)，以橡膠層厚的一方作為壓力面。在基布厚度為0.3mm的情況下，t2/tl=2.0左右，在基布厚度為0.17mm的情況下，t2/tl=4.3 左右。對于這些各試樣，分別進(jìn)行了(a)-40°C的低溫區(qū)域、(b) 160°C的高溫區(qū)域以及(c) 23°C的常溫區(qū)域的耐久性試驗。耐久性試驗是具備活塞直徑30mm、缸直徑50mm的連續(xù)壓入機(jī)構(gòu)的實驗用缸裝置，將試樣設(shè)置在活塞與缸之間，利用活塞反復(fù)進(jìn)行連續(xù)的壓入動作，測量了直到試件斷裂為止的活塞的壓入次數(shù)。試驗壓力為600kPa。結(jié)果如下述表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種車輛制動器用膜片，具有容器狀部和形成于該容器狀部的開口周緣的凸緣部，其特征在于， 上述容器狀部和凸緣部構(gòu)成為具有由硅橡膠構(gòu)成的橡膠主體、和埋設(shè)于該橡膠主體內(nèi)的基布， 上述基布由芳香族聚酰胺短纖維構(gòu)成，該基布的基布厚度為0.25mm以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 上述基布的基布厚度為0.25 0.6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 上述基布由平紋編織而成的織物組織構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 上述容器狀部的側(cè)面以形成折回部來作為滾動工作膜發(fā)揮功能的方式使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的膜厚為0.45 1.6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的膜厚為1.0 1.6_。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車 輛制動器用膜片，其特征在于， 作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的形態(tài)為橢圓柱形態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 上述基布以偏向接近上述容器狀部的外側(cè)的方向的方式埋設(shè)，在將以埋設(shè)有上述基布的基布中心位置為基準(zhǔn)上述容器狀部的外側(cè)的橡膠厚度設(shè)為tl，并將以埋設(shè)有上述基布的位置為基準(zhǔn)上述容器狀部的內(nèi)側(cè)的橡膠厚度設(shè)為t2的情況下，t2/tl=2 15。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 將成形后的膜片完全翻轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))，將上述基布以偏向接近上述容器狀部的內(nèi)側(cè)的方向的方式埋設(shè)。
10.一種車輛制動器用膜片，具有容器狀部和形成于該容器狀部的開口周緣的凸緣部，其特征在于， 上述容器狀部和凸緣部構(gòu)成為具有由硅橡膠構(gòu)成的橡膠主體、和埋設(shè)于該橡膠主體內(nèi)的基布， 上述基布由聚酯纖維構(gòu)成，該基布的基布厚度為0.25mm以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 上述基布的基布厚度為0.25 0.6mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 上述基布由平紋編織而成的織物組織構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 上述容器狀部的側(cè)面以形成折回部來作為滾動工作膜發(fā)揮功能的方式使用。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的膜厚為0.45 1.6mm。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的膜厚為1.0 1.6_。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 作為上述滾動工作膜發(fā)揮功能的容器狀部的形態(tài)為橢圓柱形態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 上述基布以偏向接近上述容器狀部的外側(cè)的方向的方式埋設(shè)，在將以埋設(shè)有上述基布的基布中心位置為基準(zhǔn)上述容器狀部的外側(cè)的橡膠厚度設(shè)為tl，并將以埋設(shè)有上述基布的位置為基準(zhǔn)上述容器狀部的內(nèi)側(cè)的橡膠厚度設(shè)為t2的情況下，t2/tl=2 15。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車輛制動器用膜片，其特征在于， 將成形后的膜片完全翻轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))，將上述基布以偏向接近上述容器狀部的內(nèi)側(cè)的方向的方式埋設(shè)。
全文摘要
本發(fā)明的車輛制動器用膜片具有容器狀部和形成于容器狀部的開口周緣的凸緣部，容器狀部和凸緣部構(gòu)成為具有由硅橡膠構(gòu)成的橡膠主體、和埋設(shè)于橡膠主體內(nèi)的基布，基布由芳香族聚酰胺短纖維或聚酯纖維構(gòu)成，該基布的基布厚度為0.25mm以上，因此，不僅在高溫區(qū)域和常溫區(qū)域的使用中具有耐久性，而且在低溫區(qū)域的使用中也發(fā)揮非常優(yōu)異的耐久性。
文檔編號F16D65/14GK103080590SQ20118003931
公開日2013年5月1日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者原島伸恭 申請人:藤倉橡膠工業(yè)株式會社