JP4812688B2 - 浮動型キャリパブレーキ装置 - Google Patents

Description

この発明は、鉄道車両などに好適な浮動型キャリパブレーキ装置に関するものである。

従来から、この種の浮動型キャリパブレーキ装置として、特許文献１にあるようなものが知られる。

図４において、１１ａは車輪１１と一体に回転するディスクであり、浮動型キャリパブレーキ装置１０は、台車に固定される支持枠１６と、ディスク１１ａの両側に制輪子１２を配置するキャリパ１４と、を備える。制輪子１２ａ，１２ｂは、ディスク１１ａを跨ぐように延びるキャリパアーム１４ａ，１４ｂに支持される。

制輪子１２をディスク１１ａに押し付けるためのブレーキとしてピストン（図示せず）が片側のキャリパアーム１４ａのみに配置され、キャリパアーム１４ｂ側にピストンを備えないため、キャリパ１４は、ディスク１１ａの回転軸と平行に配置される２本の支持ピン１７を介して支持枠１６に支持ピン１７の軸方向へ移動可能に支持される。

通常時（非制動時）は、制輪子１２ａ，１２ｂのライニング１９の当たり面１９ａがキャリパ１４の支持ピン１７の軸線ｐと直交する垂直面ｍと平行に対峙する。

制動時において、ピストンに作動圧が供給されると、ピストンの往動により、制輪子１２ａがディスク面に押し付けられ、その反力でディスク１１ａを挟む反対側の制輪子１２ｂを引き寄せる。これにより、制輪子１２ａ，１２ｂがディスク１１ａを両側から押圧するようになり、ディスク１１ａとの間に摩擦力（制動力）を発生させる。

次にピストンの作動圧が開放されると、制動が解除され、ピストンの復動により、制輪子１２ａ，１２ｂがディスク１１ａから離れ、ライニング１９の当たり面１９ａがディスク面と平行に対峙する通常位置へ戻されるのである。
特開平８−２２６４６５号

このような浮動型キャリパブレーキ装置にあっては、キャリパアーム１４ａ，１４ｂ間を連結する部分３０の剛性が十分でなく、制動時に制輪子１２をディスク１１ａに押圧するピストンの反力により、図５に示すようにキャリパアーム１４ａ、１４ｂが外側へ開くように撓み、ライニング１９がディスク面と平行に当たらなくなり、制輪子１２ａ，１２ｂのライニング１９が偏摩耗する、という不具合があった。ライニング１９の偏摩耗は、キャリパアーム１４ｂ側の制輪子１２ｂに目立つ傾向がある。キャリパアーム１４ｂ側は、ピストンを備えないため、剛性が比較的に低く、制動時の反力により、撓みやすいという不具合があった。そこで、制動時のキャリパアーム１４ａ，１４ｂの外側への撓みを抑えるために、キャリパアーム１４ａ，１４ｂ間を連結する部分３０の剛性を高めることが考えられるが、それだけでは重量やコストの増加を招きかねないという問題を残していた。

この発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、キャリパの剛性を高めることなく、制輪子のライニングの偏摩耗を防止するための有効な手段の提供を目的とする。

この発明は、台車に固定される支持枠と、ディスクの回転軸と平行に配置される支持ピンを介して前記支持枠に前記支持ピンの軸方向へ移動可能に支持されるキャリパと、前記ディスクを跨ぐように延びるキャリパアームにそれぞれ支持される制輪子と、片側のキャリパアームのみに配置され、前記制輪子を前記ディスクに押圧するピストンと、を備える浮動型キャリパブレーキ装置において、制動時に前記ピストンを備えないキャリパアームが外側へ開くように撓むことで前記制輪子が傾く分の角度を補償するべく、前記ピストンを備えないキャリパアームの制輪子取付面に前記制輪子が傾く分の角度に対して予め逆向きの角度をつけたことを特徴とする。

この発明によると、制動時に制輪子をディスクに押圧するピストンの反力により、ピストンを備えないキャリパアームがキャリパの外側へ開くように撓み、制輪子が傾くものの、ピストンを備えないキャリパアームの制輪子取付面に制動時の撓みによる制輪子の傾き分の角度を予め逆向きに与えてあるので、制動時にこのキャリパアームの制輪子取付面がディスク面と平行になり、制輪子をディスク面と垂直な方向（キャリパの支持ピンの軸方向）に押圧させることができる。このため、ライニングが全面当たりとなり、ピストンを備えないキャリパアーム側の制輪子に目立つ、ライニングの偏摩耗が防止され、制輪子の寿命を高められることになる。

図１，図２に基づいて、第１実施形態を説明する。

１１ａは車輪１１と一体に回転するディスクであり、浮動型キャリパブレーキ装置２０は、台車に固定される支持枠１６と、ディスク１１ａの両側に制輪子１２を配置するキャリパ２４と、を備える。制輪子１２ａ，１２ｂは、ディスク１１ａを跨ぐように延びるキャリパアーム２４ａ，２４ｂに支持される。

制輪子１２ａ，１２ｂをディスク１１ａに押し付けるためのブレーキとしてピストン（図示せず）が片側のキャリパアーム２４ａのみに配置され、キャリパアーム２４ｂにピストンを備えないため、キャリパ２４は、ディスク１１ａの回転軸と平行に配置される２本の支持ピン１７を介して支持枠１６に支持ピン１７の軸方向へ移動可能に支持される。

ピストンを備える側のキャリパアーム２４ａに隙間調整機構（図示せず）を介してガイドレール１５がピストンの作動方向へ移動可能に支持される。制輪子１２ａは、ガイドレール１５に背面の突起が係合され、両端を抜け止めすることにより、キャリパアーム２４ａの制輪子取付面２５（図２、参照）に支持される。

ピストンを備えない側のキャリパアーム２４ｂに溝２７（図２、参照）が形成され、制輪子１２ｂは、溝２７に背面の突起を係合され、両端を抜け止めすることにより、キャリパアーム２４ｂの制輪子取付面２６（図２、参照）に支持される。

制動時において、ピストンに作動圧が供給されると、ピストンの往動により、制輪子１２ａがディスク１１ａに押し付けられ、その反力でディスク１１ａを挟む反対側の制輪子１２ｂを引き寄せる。これにより、制輪子１２ａ，１２ｂがディスク１１ａを両側から押圧するようになり、ディスク１１ａとの間に摩擦力（制動力）を発生させる。

キャリパアーム２４ｂ側については、ピストンを備えないため、剛性が比較的に低く、制動時の反力により、キャリパアーム２４ｂが外側へ開くように撓みやすい。キャリパアーム２４ｂの制輪子取付面２６がキャリパ２４の支持ピンの軸線ｐと直交する垂直面ｍと平行な場合、制動時のキャリパアーム２４ｂ側の撓み量により、制輪子取付面２６が傾くため、ディスク面に対し、制輪子１２ｂが斜めに押圧され、ライニング１９を偏摩耗させる（図５、参照）。

そのため、ピストンを備えないキャリパアーム２４ｂの制輪子取付面２６に対し、このキャリパアーム２４ｂの制動時の撓みによる制輪子１２ｂの傾き分の角度αを予め逆向きに与えるのである。この角度αにより、通常時（非制動時）においては、キャリパ２４の支持ピン１７の軸線ｐと直交する垂直面ｍに対し、制輪子取付面２６が斜めに対峙する（制輪子１２ｂの当たり面１９ａは、ディスク面に対し、斜めに対峙する）ように設定される。

制動時においては、ピストンの往動により、制輪子１２ａ，１２ｂがディスク１１ａを両側から押圧するようになり、ディスク１１ａとの間に摩擦力（制動力）を発生させる。制動時の反力により、剛性の比較的に低いキャリパアーム２４ｂが外側へ開くように撓むが、予め制輪子取付面２６に角度αを与えてあるので、キャリパアーム２４ｂの撓みにより、制輪子取付面２６がキャリパ２４の支持ピンの軸線ｐと直交する垂直面ｍと平行になり、制輪子１２ｂは、ディスク面と垂直な方向（キャリパ２４の支持ピン１７の軸方向）に押圧されるようになる。このため、ライニング１９が全面当たりとなり、ライニング１９の偏摩耗が防止され、制輪子１２ｂの寿命を高められるのである。

図３に基づいて、第２実施形態を説明する。

浮動型キャリパブレーキ装置３０においては、ピストンを備えないキャリパアーム３４ｂの制輪子取付面２６（図２、参照）ばかりでなく、ピストンを備えるキャリパアーム３４ａの制輪子取付面２５（図２、参照）に対しても、制動時にキャリパアーム３４ａが外側へ開くように撓むことで制輪子１２ａが傾く分の角度βを予め逆向きに与える。

一方ピストンは、キャリパアーム３４ａにおいて、その制輪子取付面２５と直交する方向へ作動する配置状態に組み付けられ、通常時においては、キャリパ３４の支持ピン１７の軸線ｐと角度βをもって交差する方向へ作動するようになっている。言い換えれば、制動時にキャリパアーム３４ａが外側へ開くように撓むことで制輪子１２ａが傾く分の角度βを補償するべく、ピストンの作動方向に予め角度βをつけ、制動時に制輪子１２ａがキャリパ３４の支持ピン１７の軸線ｐと直交する垂直面ｍと平行になるように構成されるのである。

制動時において、ピストンは、作動圧の供給を受けると、キャリパアーム３４ａの制輪子取付面２５に対し、これと直交する方向へ往動する。制動時のピストンの反力により、キャリパアーム３４ａ側についても、外側へ開くように撓むが、キャリパアーム３４ａの制輪子取付面２５は、予め角度βが与えてあるので、制動時のキャリパアーム３４ａ側の撓み量により、キャリパ３４の支持ピン１７の軸線ｐと直交する垂直面ｍと平行になる。つまり、ピストンの作動方向がキャリパ３４の支持ピン１７の軸線ｐと平行になり、制輪子１２ａがディスク面と垂直な方向に押圧されるようになるため、ピストンを備えるキャリパアーム３４ａ側においても、ライニング１９が全面当たりとなり、ライニング１９の偏摩耗が防止され、制輪子１２ａの寿命を高められるのである。

この発明においては、キャリパアーム２４ａ，２４ｂ、３４ａ，３４ｂの制輪子取付面２６、２５に対し、制動時のキャリパアーム２４ａ，２４ｂ、３４ａ，３４ｂが外側へ開くように撓むことで制輪子１２ａ，１２ｂが傾く分の角度α，βを予め逆向きに与えることにより、キャリパ２４（キャリパアーム２４ａ，２４ｂ、３４ａ，３４ｂおよびこれらの間を連結する部分３０）の剛性を高めることなく、制輪子１２ａ，１２ｂのライニング１９の偏摩耗を防止することができるのである。

この発明は、前記の実施形態に限定されず、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

この発明の第１実施形態を示す平面図である。 同じくキャリパの平面図である。 この発明の第２実施形態を示す平面図である。 従来例を示す平面図である。 同じく説明図である。

符号の説明

１１ａ ディスク
１２（１２ａ，１２ｂ） 制輪子
１５ ガイドレール
１６ 支持枠
１９ ライニング
２４、３４ キャリパ
２４ａ，２４ｂ、３４ａ，３４ｂ キャリパアーム

Claims (3)

1. 台車に固定される支持枠と、
   ディスクの回転軸と平行に配置される支持ピンを介して前記支持枠に前記支持ピンの軸方向へ移動可能に支持されるキャリパと、
   前記ディスクを跨ぐように延びるキャリパアームにそれぞれ支持される制輪子と、
   片側のキャリパアームのみに配置され、前記制輪子を前記ディスクに押圧するピストンと、
   を備える浮動型キャリパブレーキ装置において、
   制動時に前記ピストンを備えないキャリパアームが外側へ開くように撓むことで前記制輪子が傾く分の角度を補償するべく、前記ピストンを備えないキャリパアームの制輪子取付面に前記制輪子が傾く分の角度に対して予め逆向きの角度をつけたことを特徴とする浮動型キャリパブレーキ装置。
2. 台車に固定される支持枠と、
   ディスクの回転軸と平行に配置される支持ピンを介して前記支持枠に前記支持ピンの軸方向へ移動可能に支持されるキャリパと、
   前記ディスクを跨ぐように延びるキャリパアームにそれぞれ支持される制輪子と、
   片側のキャリパアームのみに配置され、前記制輪子を前記ディスクに押圧するピストンと、
   を備える浮動型キャリパブレーキ装置において、
   制動時に前記ピストンを備えるキャリパアームが外側へ開くように撓むことで前記制輪子が傾く分の角度を補償するべく、前記ピストンの作動方向に前記制輪子が傾く分の角度に対して予め逆向きの角度をつけたことを特徴とする浮動型キャリパブレーキ装置。
3. 制動時に前記ピストンを備えないキャリパアームが外側へ開くように撓むことで前記制輪子が傾く分の角度を補償するべく、前記ピストンを備えないキャリパアームの制輪子取付面に前記制輪子が傾く分の角度に対して予め逆向きの角度をつけたことを特徴とする請求項２に記載の浮動型キャリパブレーキ装置。