JP4316433B2 - ディスクブレーキのパッド保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両等のディスクブレーキ装置における制動用パッドの保持装置に関するものである。

鉄道車両では、古くから、車輪に直接摩擦材を押し当てて制動するブレーキ装置が使用されてきたが、近年は、車輪に摩擦材を押し当てる代わりに、車軸に取り付けたディスクに制動力を付与するディスクブレーキ装置が広く使用されるようになっている。このディスクブレーキ装置は、ディスクを両側から摩擦材（パッド）で挟み付けて制動するものである。

図１０は、この種の一般的なディスクブレーキ装置を例示するもので、車軸ＡにブレーキディスクＤが取り付けられており、このディスクＤを挟むように二股形状のクランプレバー（「ブレーキ用梃」、「キャリパー」とも呼ばれる）Ｋ，Ｋが設けられている。クランプレバーＫの基部は、車両の支持フレームに支持されている。

クランプレバーＫの先端部には制動子（パッド）Ｐが取り付けられており、高圧エアをダイヤフラムＢに注入して該ダイヤフラムを膨張させることにより、クランプレバーＫを制動方向に回動させて、パッドＰ，Ｐで左右からディスクＤを挟圧し該ディスクを制動するのである。

上記パッドは、パッドホルダで支持されるが、その支持構造については種々の方式が提案されている。これらのなかには、特許文献１に開示されているように、パッドとパッドホルダとを凹凸嵌合して支持するものもある。

特開２００３−１４０１２号公報

上記特許文献１に記載されている構造は、パッドに設けたキー部をパッドホルダに設けたキー溝に鉛直下方から沿わせることによりパッドの着脱を行うもので、パッドの落下をパッドの着脱方向とは異なる方向に付勢されるラッチで防止するようになっている。

この特許文献１に記載の構造によると、パッドの着脱作業を容易に行うことができるとされているが、このように、パッドとパッドホルダとを凹凸嵌合により保持する構造では、両者の間に若干のガタツキが避けられないため、車両の走行中における振動、騒音や、部品の早期摩耗が生じる可能性がある。

一方、車輪に取り付けたディスクにピストンでパッドを押し付ける構造のものであって、当該ピストンの内側に埋設したマグネットによって吸引させておくようにしたものがある（特許文献２、特許文献３参照）。

実開昭６４−２４７３４号公報 特開平１１−２４１７４１号公報

特許文献１に記載の構造では、上記のとおり、凹凸嵌合部のガタツキにより、振動、騒音、摩耗等が生じるおそれがあるという問題点がある。また、特許文献２及び３に記載の構造は、ピストンにパッドを磁石で吸着しておくものであるから、パッドをパッドホルダに装着する構造の鉄道車両等のブレーキ装置には適用できない。

そこで本発明は、パッドをパッドホルダに取り付けて支持するディスクブレーキ装置において、パッドとパッドホルダの取り付け部のガタツキを効果的に防止するとともに、当該パッドとパッドホルダの離脱の容易性を損なわないようにすることを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、請求項１に記載のパッド保持装置は、車両の台車に取り付けられ、車軸側のディスクにバッドホルダに保持させた一対のパッドを介して制動力を付与するディスクブレーキ装置において、前記パッドとパッドホルダの一方に磁石又は磁性体を取り付けるとともに、他方には上記磁石又は磁性体に吸着する磁性体又は磁石を取り付け、磁力によって両者を互いに吸着固定するように構成したことを特徴としている。

また、請求項２に記載のパッド保持装置は、上記請求項１に記載の構成に加えて、パッドホルダに磁石又は磁性体を揺動自在に取り付け、その揺動により、パッドの裏面側に設けた磁性体又は磁石に吸着又は離脱させるように構成したものである。

さらに、請求項３に記載のパッド保持装置は、請求項２に記載の構成に加えて、パッドをパッドホルダに設けたパッド装着用の溝に下側から嵌合して取り付け、当該パッドホルダの溝の下側開口部を落下防止部材で開閉するように構成するとともに、前記落下防止部材をパッド装着用の溝を閉塞する閉位置から当該溝を開放する開位置まで揺動自在に支持軸で軸支し、かつ当該支持軸に設けた支持部材でパッドの磁石又は磁性体に吸着する磁性体又は磁石を支持することにより、前記落下防止部材の閉位置への移動とともにパッドを磁力によって吸着固定するようにした。

また、請求項４に記載のパッド保持装置は、上記請求項１乃至３に記載の構成に加えて、さらにパッドの上端部を下向きに弾性的に押圧するバネを設けた。

請求項１に記載のパッド保持装置は、パッドとパッドホルダとを磁力で吸着させるので、装着部に多少のギャップがあっても走行中にガタツキが生じない。このため、振動や騒音が少なく、部品の早期摩耗も防止できる。また、請求項２に記載のパッド保持装置は、磁石又は磁性体を揺動させて他方に吸着させるものであるから、吸着操作や離脱操作が容易である。さらに、請求項３に記載のパッド保持装置は、パッド装着用の溝の下側開口部を開閉する落下防止部材の回動とともに前記磁石又は磁性体を回動させて吸着・離脱させるので、その吸着・離脱操作がより簡単である。また、請求項４に記載のパッド保持装置は、パッドホルダに下側から装着されたパッドの上端部をバネで弾性的に押さえるので、ガタツキがより確実に防止される。

以下本発明の実施形態について、具体的に説明する。図は本発明の実施形態を例示するもので、このパッド保持装置１は、ブレーキディスクＤに対面する作用面に上下方向のアリ溝２ａが切られたパッドホルダ２を備えている。パッドホルダ２の背面側には上下一対の軸受け３，３が所定間隔で突設され、この軸受け３，３に案内ピン４が支持されている。このパッドホルダ２は、前記軸受け３，３に支持される案内ピン４がディスクブレーキ装置のキャリパ（ブレーキ用梃）Ｋに連結され、該キャリパの開閉動作によって作動する。図中の５はブッシュであり、６はピン４の逸脱を防止する割りピンである。

パッドホルダ２の上部には表裏に通じる横方向の細長いスリット７が形成されていて、このスリット７を通して図に示す屈曲板バネからなるパッドガタツキ防止バネ９が背面側から挿入されている。また、パッドホルダ２の背面側には、左右一対の上下方向の補強リブ１１，１１が設けられている。さらに、この補強リブ１１の側方には、該リブと平行なマグネット支持軸１３がブラケット１４，１４によって軸回りに回動自在に支持されている。このマグネット支持軸１３には、上下のマグネット１５，１５がアーム１５ａ，１５ａを介して取り付けられている。これら両マグネットは、パットホルダ２に設けた通孔１６，１６を通してパッドの裏側に接触可能なように設けられている。

パッドホルダ２の下部には、前記マグネット支持軸１３の端部を受ける軸受け１７と、ブラケット１８が設けられている。前記支持軸１３の端部にはパッドの落下を防止する落下防止部材（ラッチ）２０が取り付けられ、該支持軸１３の回動により当該支持軸を中心として回動するようになっている。

図５は上記パッド落下防止部材２０を表すもので、この落下防止部材２０の先端部にはピン穴２１が設けられ、中間部にはパッドホルダ２の表面側へ突出する凸部２０ａが設けられるとともに、該突出部の端部寄りの位置にはバネ挿通穴２２が設けられている。落下防止部材２０の前記ピン穴２１よりも先端側の部分は、先端側の肉厚が次第に薄くなるようなテーパ部２０ｂとして形成されている。落下防止部材２０の中間部のバネ挿通穴２２にはＵ状のバネ２５の基部が挿入され、その端部はパッド落下防止部材２０の板面に沿うように屈曲されていて、抜け出しが防止されている。また、Ｕ状のバネ２５の反対側の端部は、前記ブラケット１８に設けた通孔１８ａに挿入されている。落下防止部材２０が、開位置（パッドホルダ表面から離れる位置）と閉位置（その中間部の凸部２０ａがパッドホルダ２の表面側に突出する位置）との間を移動するときにＵ状バネ２５は、最も圧縮される点を通過する。このため、落下防止部材２０は、開位置でも閉位置でもＵ状バネ２５の付勢力によって保持される。

ブラケット１８には、係止部材として、コイルバネとピンを有するスプリングプランジャ２７が取り付けられている。このプランジャのピン２８は前記落下防止部材２０側に突出する方向にコイルバネによって付勢されていて、突出した状態では、係合部である前記ピン穴２１に嵌合する。プランジャ２７は、位置決め用のインデックスプランジャとして機能するもので、そのピン２８の後端部には、ピン引き抜き用のリング２９が取り付けられている。係止部材としては、他の適当な係止手段を有するものを用いてもよい。また、上記係止部材（プランジャ）２７を落下防止部材２０側に設け、係合部（ピン穴）２１をパッドホルダ側に設けてもよい。

パッドホルダ２の表面（作用面）側に切られた上下方向のアリ溝２ａには、図６及び図７に示すように、該アリ溝２ａに摺動自在に嵌合するアリ（キー）３０ａを備えたパッド３０が取り付けられる。その取り付けは、下方からパッド３０のアリ３０ａをアリ溝２ａに挿入することにより行われる。図中の３０ｂはパッド裏面に装着された磁性体（鉄板）のライナーである。

パッドホルダ２に取り付けられたパッド３０の下端部は、Ｕ状バネ２５によってアリ溝２ａの下端部を閉塞する方向、すなわち、アリ溝側に突出する閉方向に付勢された落下防止部材２０によって支持される。このため、パットホルダ２に取り付けられたパッド３０が逸脱することはない。

さらに、上記落下防止部材２０が、閉位置すなわちアリ溝２ａの下端部を閉塞する作用位置では、内部のコイルバネによって付勢されているスプリングプランジャ２７のピン２８が当該落下防止部材２０のピン穴２１に嵌合するため、落下防止部材２０の移動（図示例では揺動）が規制される。このため、落下防止部材２０が作用位置から外れることはなく、パッド３０の逸脱防止機能がより確実となる。なお、図示例では、落下防止部材２０が軸１３を中心に回動するようになっているが、横方向や前後方向に移動してアリ溝を開閉するようにしてもよい。

上記アリ３０ａとアリ溝２ａの嵌合を介してパッドホルダ２に取り付けられたパッド３０の上端部は、前記スリット７からアリ溝側に突出するガタツキ防止バネ９によって弾力的に押さえられるため、車両の走行中におけるそのガタツキが防止される。このため走行中における騒音や振動が少なく、部品の損傷も抑制される。

一方、このパッド保持装置では、パッド装着用の溝２ａの開口部を開閉する落下防止部材２０を回動させる軸１３に該軸と直角方向に突出するアーム１５ａを介してマグネット１５が取り付けられており、落下防止部材２０の回動とともに前記アーム１５ａが回動するようになっている。このため、落下防止部材２０が溝端部を閉塞する閉位置に移動するときは、同時にマグネット１５が通孔１６内を移動してパッド３０の裏面に吸着する。また、落下防止部材２０が開方向に移動するときは、マグネット１５がパッド３０から離脱する方向に移動する。マグネットがパッドに吸着した状態では、パッドの遊動が規制され、上記ガタツキ防止バネとともに、振動や騒音の発生を抑制する。図示例のように、マグネットを落下防止部材２０の回動とともに回動させてパッドに吸着・離脱させるので、操作はきわめて簡単である。なお、マグネットをパッド側に設け、これに吸着する磁性体を回動（移動）させて吸着・離脱を行うようにしてもよい。

このディスクブレーキ装置の制動用パッド３０を交換するときは、車両の下側空間内に潜って、パッド３０を受ける用意をしてから、リング２９を引くことによりプランジャ２７のピン２８をピン穴２１から引き抜き、落下防止部材２０をＵ状バネ２５の付勢力に抗して開方向すなわちアリ溝２ａの下端部を開放する方向に回動させる。すると、落下防止部材２０は、Ｕ状バネ２５によってその開状態で保持され、パッド３０がアリ溝２ａに沿って下降するので、これを受け取って取り出せばよい。

新たなパッド３０をパッドホルダ２に取り付けるときは、落下防止部材２０を開方向に回動させた状態で、パッドホルダ２の下側からパッド３０をアリ溝２ａに沿わせて挿入する。しかるのち、落下防止部材２０を閉方向に回動させれば、落下防止部材２０はＵ状バネ２５の付勢力により、アリ溝２ａを閉じる閉位置で保持される。落下防止部材２０が一杯に移動すると、そのピン穴２１がプランジャ２７のピン２８の位置にくるため、該ピン２８が内部のコイルバネの付勢力により突出しつつ落下防止部材２０のテーパ部２０ｂによって案内され、落下防止部材２０のピン穴２１に挿入される。これにより、落下防止部材２０の移動は規制され、パッド３０が確実にパッドホルダ２に保持されるのである。

このパッド保持装置は、パッドの取り付けのための挿入方向と異なる方向（図示例では直角方向）に移動する落下防止部材２０によりパッド取り付け用の溝の端部を閉塞するので、作業は簡単である。しかも、落下防止部材２０の開方向への移動を規制する手段としてスプリングプランジャ２７が設けられているので、落下防止部材２０による取り付け溝の閉塞と同時に該落下防止部材２０の移動をロックすることができる。このため、落下防止操作をきわめて簡単かつ確実に行うことができる。

以上の説明から明らかなように、本発明に係るディスクブレーキのパッド保持装置は、ディスクを挟圧制動するパッドをパッドホルダに取り付けて保持させるものであり、その取り付け状態においてパッドとパッドホルダ側の部材とを磁力で吸着させてパッドを固定することにより、振動、騒音、部品の早期摩耗等を効果的に防止できるので、鉄道車両等のブレーキ装置に採用するに適したものである。

パッドホルダの背面図である。 その左側面図である。 その平面図である。 その下面図である。 落下防止部材の正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 パッドの正面図である。 その取り付け状態を表す断面図である。 ガタツキ防止バネ取り付け部の拡大図である。 ガタツキ防止バネの外観図である。 ディスクブレーキ装置の説明図である。 マグネット取り付け部の側面図である。 その正面図である。 その断面図である。

符号の説明

１ 落下防止装置
２ パッドホルダ
４ ピン
９ ガタツキ防止バネ
１３ 支持軸
１５ マグネット
１５ａ アーム
２０ 落下防止部材
２１ ピン穴（係合部）
２７ スプリングプランジャ（係止部材）
３０ パッド

Claims (3)

1. 車両の台車に取り付けられ、車軸側のディスクにパッドホルダに保持させた一対のパッドを介して制動力を付与するディスクブレーキ装置において、前記パッドホルダに磁石又は磁性体を揺動自在に取り付けるとともに、前記パッドには上記磁石又は磁性体に吸着する磁性体又は磁石を取り付け、磁力によって両者を互いに吸着固定するように構成するとともに、前記パッドホルダに取り付けられた磁石又は磁性体の揺動により、パッドの裏面側に設けた磁性体又は磁石に吸着又は離脱させるように構成したことを特徴とするディスクブレーキのパッド保持装置。
2. パッドをパッドホルダに設けたパッド装着用の溝に下側から嵌合して取り付け、当該パッドホルダの溝の下側開口部を落下防止部材で開閉するように構成するとともに、前記落下防止部材をパッド装着用の溝を閉塞する閉位置から当該溝を開放する開位置まで揺動自在に支持軸で軸支し、かつ当該支持軸に設けた支持部材でパッドの磁石又は磁性体に吸着する磁性体又は磁石を支持することにより、前記落下防止部材の閉位置への移動とともにパッドを磁力によって吸着固定するようにした請求項１に記載のディスクブレーキのパッド保持装置。
3. パッドの上端部を下向きに押圧するバネを設けた請求項２に記載のディスクブレーキのパッド保持装置。

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