JP2015010614A - ディスクブレーキ用ブレーキパッド組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】上下に２分割されたブレーキパッド組立体の誤組み付けを、上部アンカブロック、下部アンカブロックをボルトで固定する段階で、整備担当者に認識させる。【解決手段】 ブレーキパッド組立体(4a、4b)のそれぞれは、ディスクロータに対向する面にブレーキパッドが装着されるライナー(5a、5b)、バックプレート(8a、8b)、その反対側の面に取り付けられるアンカープレート(6a、6b)を備えている。アンカープレート(6a、6b)を、ブレーキパッド組立体保持部に嵌合して、両バックプレートの端部をアンカーブロックにより固定することで、ブレーキパッド組立体(4a、4b)がキャリパに装着される。ライナー(5a、5b)及びバックプレート(8a、8b)の対向側端面を、少なくとも一部において、両アンカープレート(6a、6b)突き合わせ面に対し互いに逆方向に偏倚させることにより、誤組み付け時に、突出部どおしが突き合わされ、アンカーブロックの固定を困難にする。【選択図】 図７

Description

本発明は、特に、鉄道車両のディスクブレーキ装置に使用されるブレーキパッド組立体の構造に関する。

ディスクブレーキ装置は、車軸に取り付けられたディスクロータと、このディスクロータの両面に対峙して、複数のブレーキパッドが配置されるブレーキパッド組立体と、キャリパを主要部品としている。
車体フレーム側に固定されたキャリパは、ディスクロータに向けてブレーキパッドを進退駆動するアクチュエータを内蔵しており、ブレーキ操作時には、対峙するブレーキパッドをディスクロータの両面に挟圧させ、発生する摺動摩擦により制動トルクを発生する。

ブレーキパッド組立体においては、制動トルクを受けるバックプレートのディスクロータ対向面にブレーキパッドが複数装着されており、バックプレートの反対面には、アリ形を形成するアンカプレートが装着されている。このアンカプレートを、キャリパアームに形成されたアリ溝の下側から嵌入して上方にスライドさせた後、その下端をアンカーブロックで固定することにより、ブレーキパッド組立体がブレーキキャリパに取り付けられる。

特許文献１に記載されたディスクブレーキ用摩擦材組立体においては、ディスクロータの周方向に直列に配置される複数個の摩擦材組立体相互を、摩擦材が組み付けられるトルク受けプレートの端部よりも突出して取り付けられているアンカプレートの端部同士により当接させて、摩擦材組立体のライナープレートに、ディスクロータの回転方向から、摩擦材組立体の受けた制動トルクが入力することがないようにしている。

特許文献２には、キャリパにおける制輪子（ブレーキパッド組立体）保持部に設けられたガイドと、制輪子に設けられ、ガイドに摺動嵌合される挿入部とアンカープレートとを有するディスクブレーキの制輪子取付構造に関し、制輪子保持部のガイドの少なくとも一端部側に欠落部を形成することにより、欠落部を介して制輪子の引き抜き操作後に、この引き抜き操作方向と交差する方向への制輪子の取り外しを可能とすることが記載されている。

特許文献３には、アンカーブロックにすでに形成されている孔を利用したり、アンカーブロックに孔を追加加工し、この孔にピンやプレート等の誤組付け防止体を取り付けことで、ブレーキパッドの誤組付けを防止することが記載されている。

特開２００９−１８５９４７号公報 特開平９−８９０１７号公報 特開２０１２−１８０９０６号公報

ブレーキパッドは摺動摩擦により摩耗するものであることから、ブレーキパッド組立体は、定期的な交換が必要な保守部品である。図１を用いて、ブレーキパッド組立体の交換手順を説明する。
台車枠に支持されるキャリパは、車軸方向に向けて水平に延長されるアーム１を有し、その先端部にＴ字形状をなすように形成されたブレーキパッド組立体保持部２を設けている。ブレーキパッド組立体保持部２は、ディスクロータ（図示せず）の表面に対面され、この対面部に、ガイドインナを形成するアリ溝３が垂直方向に形成されている。

一方ブレーキパッド組立体４は、ディスクロータ表面に対向する対面部にブレーキパッドが複数取り付られたライナー、その背面にバックプレート８を有しており、バックプレート８の背面部に、ブレーキパッド組立体保持部２のアリ溝３に嵌入可能なアンカプレート６が取り付けられている。ブレーキパッド組立体４は、ブレーキパッド組立体４の保持部２に形成したアリ溝３の開口下端から、アリ形を形成するアンカプレート６の端部に嵌合させた後スライドさせることにより、ブレーキパッド組立体保持部２に装填される。

ブレーキパッド組立体保持部２の上端部には、アンカープレート６の上端部を受け止める上部アンカブロック７ａがボルト等により固定される。また、ブレーキパッド組立体保持部２の下端部には、アンカープレート６の下端部を受け止める下部アンカブロック７ｂがボルト等により固定される。
これにより、ブレーキ作動時、ブレーキパッド組立体４に装着されたブレーキパッドがディスクロータを挟圧することで制動トルクが発生し、この制動トルクは、アンカープレート６を介し、最終的に上部アンカブロック７ａまたは下部アンカブロック７ｂによりキャリパ側に伝達される。

ブレーキパッド組立体４の交換時には、下部アンカブロック７ｂを固定するボルトを取り外し、ブレーキパッド組立体４を下方に引き抜く。次に、新しいブレーキパッド組立体４のアンカープレート６を、ブレーキパッド組立体保持部２のアリ溝３の下端から差し込んで嵌入し、上方にスライドさせた後、下部アンカブロック７ｂを再びボルトで固定する。

鉄道車両用のブレーキパッド組立体は、大型で重量があり、脱着性の向上、作業安全の確保等のため、図２に示すように、上下に分割された型式とし、上部と下部で脱着が個別に行えるものが主流となっている。
図２は、従来の２分割形ブレーキパッド組立体４ａ、４ｂを側面から見た図、図３、図４は、図２において、それぞれＡ方向、Ｂ方向から見た図である。ブレーキパッド組立体４ａ、４ｂは、ブレーキパッドＢＰが取り付けられたライナー５ａ、５ｂ、その背面に取り付けられたバックプレート８ａ、８ｂを有している。各バックプレート８ａ、８ｂの背面には、アンカープレート６ａ、６ｂがリベットあるいはボルトなどで装着されている。

ブレーキパッド組立体４ａ、４ｂは、図２に示されるように、正規にキャリパアームに装着された状態で、それぞれがディスクロータ表面の外周側に沿って対向するよう、アンカープレート６ａ、６ｂの突き合わせ面を示すＣ−Ｃに対し略線対称の形状をしており、ディスクロータの外周に沿う形状となっている。ライナー５ａ、５ｂの端面は、図４に示されるように、それぞれ、アンカープレート６ａ、６ｂの端面からＭだけ後退しており、バックプレート８ａ、８ｂの端面は、それぞれ、アンカープレート６ａ、６ｂの端面からＬ（Ｍ≧Ｌ）だけ後退している。
このように各端面の位置を設定することにより、アンカープレート６ａ、６ｂを突き合わせたとき、ライナー５ａ、５ｂ間では２Ｍ、バックプレート８ａ、８ｂ間では２Ｌの間隙が端面間に形成される。このため、ブレーキ作動時の制動トルクは、アンカープレート６ａ、６ｂの突き合わせ面を介して、上部アンカブロック７ａ、下部アンカブロック７ｂに伝達されることになる。

また、ディスクロータの外側にセットされるブレーキパッド組立体と、内側にセットされるブレーキパッド組立体は、それぞれのブレーキパッドが互いに対向してディスクロータの両面を挟圧するように配置される。このため、上下で互いに形状が異なるものの、外側上方と内側下方、外側下方と内側上方は同一のユニット形状であり、ブレーキパッド組立体保持部２をアリ溝３へ嵌入する際、向き、順序を逆向きにすることで、ディスクロータを挟んで、ブレーキパッドを対向させるようにしている。

ところが、鉄道車両では、比較的大径のディスクロータを使用しているため、各ブレーキパッド組立体の曲率に極端な相違がなく、整備担当者が、ブレーキパッド組立体の交換を行う場合、誤った組み合わせを選択する可能性がある。図５は、一例として、誤って、ブレーキパッド組立体４ａを２個組み合わせた場合を示す。

ブレーキパッド組立体４ａ、４ｂが、突き合わせ面を示すＣ−Ｃに対し、略線対称の形状をしているため、ブレーキパッド組立体４ａを２個組み合わせた場合でも、２個のアンカープレート６ａがアリ溝に嵌入され、正規に組み合わせたときとまったく同様に、下部アンカブロック７ｂをボルトを固定することができる。

さらに、整備担当者がアンカープレート６ａ、アンカープレート６ｂを、図１において、順次、ブレーキパッド組立体保持部２のアリ溝３下端に差し込んで、上方にスライドさせる際、例えば、アンカープレート６ｂ両側端をアリ溝３に正規に嵌合させず、一方の側端のみをアリ溝３に嵌合し、他方の側端をアリ溝３の上面に載せた状態で、嵌合させる可能性もある。

このような場合、本来、アンカープレート６ａとアンカープレート６ｂの端面が、それぞれ対峙して平行に突き合わされなければならないにもかかわらず、図６に示すように、Ｘ字状に交差した状態で突き合わされることになる。しかし、突き合わされるアンカープレート６ａ、６ｂの端面が同一面上に形成されているため、突き合わせ後の長さになんらの変化が生じず、正規に組み合わせたときと同様に、下部アンカブロック７ｂをボルトを固定することができる。

このため、下部アンカブロック７ｂを固定することにより交換作業がすべて終了した後、最終点検で、誤った組み合わせを選択したことや、アンカープレートをアリ溝に正規に嵌合させなかったことが判明し、脱着を再度最初からやり直さなければならず、ブレーキパッド組立体の脱着作業に長時間を要することとなる。

そこで、本発明は、誤った組み合わせのブレーキパッド組立体を選択した場合、あるいは、アンカープレートをアリ溝に正規に嵌入しなかった場合に、上部アンカブロック、下部アンカブロックをボルトで固定する段階で、整備担当者に認識させるようにすることにより、ブレーキパッド組立体の誤組み付けを、早期に、そして、効果的に防止することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のディスクブレーキ装置用ブレーキパッド組立体は、キャリパに形成されたブレーキパッド組立体保持部のそれぞれに、上下に２分割された上部ブレーキパッド組立体と下部ブレーキパッド組立体を互いに突き合わせた状態で装着し、ディスクロータの両表面を挟圧することで制動力を発生するディスクブレーキ装置用ブレーキパッド組立体であって、上部ブレーキパッド組立体、下部ブレーキパッド組立体のそれぞれは、前記ディスクロータに対向する面にブレーキパッドが装着されるライナー、このライナーを支持するバックプレート、及び該バックプレートの背面に取り付けられるアンカープレートとを備え、それぞれのアンカープレートを前記ブレーキパッド組立体保持部に嵌合し、その端面を互いに突き合わせるとともに、両外端部をアンカーブロックにより固定することで、前記ブレーキパッド組立体を前記キャリパに装着するものであり、上部ブレーキパッド組立体、下部ブレーキパッド組立体のそれぞれにおいて、前記ライナーの端面及び前記バックプレートの端面が、少なくとも一部において、前記アンカープレートの突き合わせ面に対し、互いに逆方向に偏倚するようにした。

また、上記のディスクブレーキ装置用ブレーキパッド組立体において、前記上部ブレーキパッド組立体及び前記下部の上部ブレーキパッド組立体のうち、一方のブレーキパッド組立体においては、アンカープレートの端面に対し、バックプレートを（α―Ｌ）だけ突出させるとともに、ライナーを（β＋Ｍ）だけ後退させ、他方のブレーキパッド組立体においては、アンカープレートの端面に対し、バックプレートを（α＋Ｌ）だけ後退させるとともに、ライナーを（β―Ｍ）だけ突出させるようにした。
ただし、Ｌ、Ｍは、両アンカープレートを突き合わせたときのバックプレート端面間の距離、ライナー間の距離の１／２をそれぞれ示し、α＞Ｌ、β＞Ｍであり、Ｍ≧Ｌの関係にある。

さらに、上記のディスクブレーキ装置用ブレーキパッド組立体において、上部ブレーキパッド組立体、下部ブレーキパッド組立体のそれぞれにおいて、前記ライナーと前記バックプレートの前記アンカープレートに対する取り付け位置を調整した。

本発明によれば、ライナーの端面とバックプレートの端面それぞれが、その少なくとも一部において、突き合わせ時に中心線となるアンカープレートの端面に対し、互いに逆方向に偏倚させるという最小限の構造上の改良で、上下で誤ったブレーキパッド組立体の組み合わせを選択した場合、あるいは、アンカープレートの一方をブレーキパッド組立体保持部に正規に嵌合しなかった場合に、上方のアンカーブロックで固定されるアンカープレート上端の高さが、正規の場合と異なるものなる。このため、上部アンカブロック、下部アンカブロックをボルトで固定する段階で、整備担当者に誤組み付けを明確に認識させることができる。

図１は、従来から行われているブレーキパッド組立体の交換手順を示す図である。 図２は、従来の２分割形ブレーキパッド組立体４ａ、４ｂを、側面からみた図である。 図３は、図２をＡ方向から見た図である。 図４は、図２をＢ方向から見た図である。 図５は、誤ってブレーキパッド組立体４ａを２個組み合わせた場合を示す図である。 図６は、アンカープレート６ｂ両側端をアリ溝３に正規に嵌合させず、Ｘ字状に交差した状態で突き合わされた状態を示す図である。 図７は、本発明のブレーキパッド組立体４ａとブレーキパッド組立体４ｂを正規に組み合わせた際の要部を拡大した模式図である。 図８は、本発明のブレーキパッド組立体４ａどおしを組み合わせた際の要部を拡大した模式図である。 図９は、本発明のブレーキパッド組立体４ｂどおしを組み合わせた際の要部を拡大した模式図である。 図１０は、本発明のブレーキパッド組立体４ａ、４ｂをＸ字状に交差した状態で突き合わされた状態を示す模式図である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。なお、ブレーキパッド組立体の基本構造自体は従来のものと変更がなく、同一の符号を付し、相違する部分を中心に説明する。

本実施例では、図７の模式図で示すように、ブレーキパッド組立体４ａ、４ｂを正規に組み合わされた場合、上下に位置するアンカープレート６ａ、６ｂの端面突き合わせ位置を中心線Ｃ−Ｃとしたとき、ライナー５ａ、５ｂとバックプレート８ａ、８ｂの端面を、それぞれ中心線Ｃ−Ｃに対し偏倚させている。
この偏倚は、例えば、ライナー５ａ、５ｂとバックプレート８ａ、８ｂのアンカープレート６ａ、６ｂに対する取り付け位置を調整することにより形成することができる。
すなわち、ブレーキパッド組立体４ａについては、アンカープレート６ａの端面に対し、バックプレート８ａの端面が（α−Ｌ）だけ突出しており、ライナー５ａの端面が（β＋Ｍ）だけ後退している。一方、ブレーキパッド組立体４ａに正規に組み合わされるブレーキパッド組立体４ｂについては、アンカープレート６ｂの端面に対し、バックプレート８ｂの端面が（α＋Ｌ）だけ後退しており、ライナー５ｂの端面が（β−Ｍ）だけ突出している。
ただし、Ｌ、Ｍは、図４を用いて説明した、アンカープレート６ａ、６ｂの端面に対する、ライナー５ａ、５ｂの端面、そして、バックプレート８ａ、８ｂの端面の後退長をそれぞれ示しており、α＞Ｌ、β＞Ｍであり、Ｍ≧Ｌの関係にある。

このため、ブレーキパッド組立体４ａとブレーキパッド組立体４ｂが正規に組み合わされた場合には、従来技術と同様、アンカープレート６ａ、６ｂの突き合わせ面に対し、バックプレート８ａ、８ｂが、アンカープレート６ｂの下方において間隙２Ｌを介して対向し、また、ライナー５ａ、５ｂがアンカープレート６ａの下方において、間隙２Ｍを介して対向することになる。

このように設定することにより、ひとつのブレーキパッド組立体保持部２に、ブレーキパッド組立体４ａとブレーキパッド組立体４ｂを組み合わせるべきところ、整備担当者が誤って、同じブレーキパッド組立体４ａを２個選択した場合、図８の模式図で示すように、突出したバックプレート８ａの端面どおしが突き合わされ、アンカープレート６ａ、６ａの対向面間の距離が２（α―Ｌ）だけ増加する。

同様に、ひとつのブレーキパッド組立体保持部２に、整備担当者が誤って、同じブレーキパッド組立体４ｂを２個選択した場合、突出したライナー５ｂの端面どおしが突き合わされることになり、図９の模式図で示すように、アンカープレートの対向面間の距離が２（β―Ｍ）だけ増加してしまう。

次に、ブレーキパッド組立体４ａとブレーキパッド組立体４ｂを正規に組み合わせたにもかかわらず、そのいずれかを、ブレーキパッド組立体保持部２に正規に嵌合させなかった場合には、図４に示すように、バックプレート８ａとライナ５ｂがＸ字状に交差することになる。
このため、最も突出しているバックプレート８ａと、ライナー５ｂが当接し、図１０の模式図で示すよう、組み合わされたブレーキパッド組立体の高さが、正規の場合と比較して（α―Ｌ＋β−Ｍ）だけ増大してしまう。

このように、いずれの場合でも、上下に装填したブレーキパッド組立体の高さが、正規の場合と異なるものになり、下部アンカブロック７ｂをボルトで固定する際、アンカープレート６ｂの下端が突出することになる。このため、整備担当者が直ちに組み合わせを誤ったこと、あるいは正規の嵌合を行わなかったことを認識することができる。そうでなくても、下部アンカブロック７ｂのボルト止めが困難になるため、最終的にはこの時点で、組み合わせの誤りや嵌合ミスを認識することができる。しかも、α、βを相違させることにより、整備担当者がどのようなミスをしたかも判別することができる。

実施例では、上下に位置するアンカープレート６ａ、６ｂの突き合わせ位置に対し、ライナー５ａ、５ｂ、バックプレート８ａ、８ｂの端面の双方を、中央位置に対し偏倚させた。しかし、要は、誤ったブレーキパッド組立体の組み合わせを選択した場合、あるいは、アンカープレートの一方をブレーキパッド組立体保持部に正規に嵌合しなかった場合に、嵌合時におけるアンカープレート上端の高さが、正規の場合と異なるものとなればよいので、本発明には様々な変形例が含まれる。

例えば、バックプレート８ａの対向端面に沿って、上部が凸状となる段差、バックプレート８ｂの対向端面に沿って、下部が凸状となる段差を形成し、両者が正規に組み合わされたときのみ、両段差が互いに整合するようにしてもよい。
あるいは、バックプレート８ａの対向端面中央部に所定の幅を有する凸部、バックプレート８ｂの対向端面中央部に所定の幅を有する凹部を形成し、両者が正規に組み合わされたときのみ、凸部と凹部が互いに噛み合うようにする。
もちろん、ライナー５ａ、５ｂに上記のような形態を採用し、様々に組み合わせてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、上下に位置するライナーあるいはバックプレートに、最小限の変更を加えるだけで、上下で誤ったブレーキパッド組立体の組み合わせを選択した場合、あるいは、アンカープレートの一方をブレーキパッド組立体保持部に正規に嵌め込まなかった場合に、ブレーキパッド組立体の高さが、正規の場合と異なるものになる。これにより、上部アンカブロック、下部アンカブロックをボルトで固定する段階で、整備担当者にミスを認識させることができ、ブレーキパッド組立体の誤組付けを早期に、そして、効果的に防止することができるので、保守部品として広く採用されることが期待できる。

４ａ、４ｂ・・・ブレーキパッド組立体
５ａ、５ｂ・・・ライナー
６ａ、６ｂ・・・アンカープレート
８ａ、８ｂ・・・バックプレート

Claims (3)

1. キャリパに形成されたブレーキパッド組立体保持部のそれぞれに、上下に２分割された上部ブレーキパッド組立体と下部ブレーキパッド組立体を互いに突き合わせた状態で装着し、ディスクロータの両表面を挟圧することで制動力を発生するディスクブレーキ装置用ブレーキパッド組立体であって、
   上部ブレーキパッド組立体、下部ブレーキパッド組立体のそれぞれは、前記ディスクロータに対向する面にブレーキパッドが装着されるライナー、このライナーを支持するバックプレート、及び該バックプレートの背面に取り付けられるアンカープレートとを備え、
   それぞれのアンカープレートを前記ブレーキパッド組立体保持部に嵌合し、その端面を互いに突き合わせるとともに、両外端部をアンカーブロックにより固定することで、前記ブレーキパッド組立体を前記キャリパに装着するものであり、
   上部ブレーキパッド組立体、下部ブレーキパッド組立体のそれぞれにおいて、前記ライナーの端面及び前記バックプレートの端面が、少なくとも一部において、前記アンカープレートの突き合わせ面に対し、互いに逆方向に偏倚していることを特徴とするブレーキパッド組立体。
2. 前記上部ブレーキパッド組立体及び前記下部の上部ブレーキパッド組立体のうち、
   一方のブレーキパッド組立体においては、アンカープレートの端面に対し、バックプレートを（α―Ｌ）だけ突出させるとともに、ライナーを（β＋Ｍ）だけ後退させ、
   他方のブレーキパッド組立体においては、アンカープレートの端面に対し、バックプレートを（α＋Ｌ）だけ後退させるとともに、ライナーを（β―Ｍ）だけ突出させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のブレーキパッド組立体。
   ただし、Ｌ、Ｍは、両アンカープレートを突き合わせたときのバックプレート端面間の距離、ライナー間の距離の１／２をそれぞれ示し、α＞Ｌ、β＞Ｍであり、Ｍ≧Ｌの関係にある。
3. 上部ブレーキパッド組立体、下部ブレーキパッド組立体のそれぞれにおいて、前記ライナーと前記バックプレートの前記アンカープレートに対する取り付け位置を調整したことを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキパッド組立体。