JP4847253B2 - 鉄道車両用キャリパブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、制輪子の交換時等にディスクロータと制輪子とのブレーキ隙間を強制的に拡げられる鉄道車両用キャリパブレーキ装置の改良に関するものである。

鉄道車両用キャリパブレーキ装置において、ブレーキ油圧通路に介装されるアジャスタバルブを備え、制輪子のライニングが摩耗してもブレーキ解除時におけるディスクロータと制輪子とのブレーキ隙間がアジャスタバルブによって自動的に調整されるものがある（特許文献１参照）。
特開平１０−１１０７５９号公報 特開２０００−１７９５９４号公報

しかしながら、このような従来の鉄道車両用キャリパブレーキ装置にあっては、制輪子を交換する作業時、摩耗した制輪子をディスクロータから離す必要があるが、油圧ピストンをブレーキキャリパに押し込もうとしても、アジャスタバルブが油圧ピストンからブレーキ油圧通路を通って戻される作動油の流れを止めるため、制輪子をディスクロータから離すことができないという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、制輪子の交換作業時等に制輪子をディスクロータから強制的に離すことができる鉄道車両用キャリパブレーキ装置を提供することを目的とする。

本発明は、制輪子をディスクロータから離す方向に付勢する戻しバネと、制輪子をディスクロータに押圧する油圧ピストンと、この油圧ピストンに作動油圧を導くブレーキ油圧通路と、ブレーキ解除時に前記油圧ピストンから戻される作動油量を制限するアジャスタバルブとを備え、このアジャスタバルブは前記ブレーキ油圧通路を画成するシリンダと、このシリンダに摺動可能に介装されて上流室と下流室を仕切るフリーピストンとを備え、ブレーキ解除時に前記フリーピストンが前記シリンダにて作動油の流れを止めることにより前記ディスクロータと前記制輪子とのブレーキ隙間を調整する鉄道車両用キャリパブレーキ装置において、前記上流室と前記下流室を結ぶバイパス通路と、このバイパス通路を開閉する開閉バルブを備え、この開閉バルブを手動で操作して前記バイパス通路を開通させる構成とし、前記開閉バルブは、前記バイパス通路を画成するパイロットシリンダと、このパイロットシリンダ内に摺動可能に収容され、前記操作によって端部が押圧されるパイロットピストンと、このパイロットピストンの外周部に形成される環状凹部と、前記パイロットシリンダに連続して形成され、前記パイロットピストンが前記操作によって前記端部が押圧されて前記パイロットシリンダの上流方向に移動した際に、前記パイロットピストンの環状凹部に対峙するパイロット凹部と、を備え、前記パイロットピストンの環状凹部と前記パイロット凹部との間に画成される隙間を介して前記バイパス通路が開通する構成とし、前記パイロットピストンは、前記端部が前記パイロットシリンダの開口部から奥まった位置に設けられ、前記開閉バルブは、前記パイロットピストンの一端に前記上流室の作動油圧が導かれ、前記パイロットピストンの他端に大気圧が導かれ、前記上流室の作動油圧が高まることにより前記パイロットピストンが前記バイパス通路を閉塞する閉位置に自動的に移動する構成としたことを特徴とするものとした。

本発明によると、制輪子を交換する作業時、バイパス通路を開通させて油圧ピストンをブレーキキャリパに引き込むことにより、制輪子をディスクロータから離す作業を容易に行える。

まず、図３に示す本発明が適用可能な鉄道車両用キャリパブレーキ装置の一例について説明する。

このキャリパブレーキ装置は図示しないブレーキ増圧機構がブレーキ操作量に応じた油圧を発生し、この作動油圧がブレーキ油圧通路１０を介してブレーキキャリパ２の油圧ピストン７に導かれることにより、油圧ピストン７が制輪子９のライニング３を車輪のディスクロータ１に押し付け、車輪の回転を制動するようになっている。

制輪子９はブレーキキャリパ２に複数のアンカピン４を介して車軸方向へ移動可能に支持される。各アンカピン４の内部に戻しバネ６が介装され、この戻しバネ６が制輪子９をディスクロータ１から離す方向に付勢している。

ブレーキ油圧通路１０にはアジャスタバルブ１１が介装され、このアジャスタバルブ１１のハウジング２０内にはフリーピストン１２が摺動可能に介装される。このフリーピストン１２によってブレーキ油圧通路１０における作動油の戻り量が制限されることにより、ディスクロータ１と制輪子９のライニング３のブレーキ隙間が自動的に調整される。以下、制輪子９のライニング３とディスクロータ１間の隙間をブレーキ隙間と呼ぶ。

アジャスタバルブ１１の作動を図３の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に基づいて説明する。なお、図中にハッチングを入れた部分はアジャスタバルブ１１に介在する作動油を示している。

初期状態及びブレーキ解除時は、図３の（ａ）に示すように、アジャスタバルブ１１のフリーピストン１２が矢印Ｂ方向に移動しており、油圧ピストン７が戻しバネ６の付勢力によってブレーキキャリパ２に引き込まれ、ディスクロータ１が制輪子９のライニング３とのブレーキ隙間が所定値になるように保持される。

ブレーキ通常作動時は、図３の（ｂ）に示すように、ブレーキ油圧通路１０から導かれる油圧が高まることによりアジャスタバルブ１１のフリーピストン１２が矢印Ａ方向に移動し、アジャスタバルブ１１のハウジング２０内から押し出される作動油によって油圧ピストン７がブレーキキャリパ２から押し出され、制輪子９をディスクロータ１に押圧する。

ライニング３の摩耗量が大きくなるのに伴ってフリーピストン１２の作動ストロークが次第に大きくなり、やがてライニング３の摩耗量が所定値を超えると、図３の（ｃ）に示すように、アジャスタバルブ１１のフリーピストン１２が移動して下流側キャップ１４に当接した底付き状態になり、フリーピストン１２のシールリング１９とハウジング２０との間に画成される環状隙間２２を通ってライニング摩耗分の油量が追加供給され、この作動油によって油圧ピストン７がブレーキキャリパ２から押し出され、制輪子９をディスクロータ１に押圧する。

その後にブレーキ解除されるアジャスト時は、図３の（ｄ）、図３の（ａ）に示すように、アジャスタバルブ１１のフリーピストン１２が移動しての上流側キャップ１３に当接して作動油の流れを止めることにより、油圧ピストン７から必要油量分の作動油がハウジング２０内に戻され、ライニング３の摩耗分の油量の作動油が油圧ピストン７に残されることによってディスクロータ１と制輪子９のライニング３とのブレーキ隙間が自動的に調整される。

ところで、制輪子を交換する作業時、摩耗した制輪子をディスクロータ１から離す必要があるが、油圧ピストン７をブレーキキャリパ２に押し込もうとしても、アジャスタバルブ１１が油圧ピストン７からブレーキ油圧通路１０を通って戻される作動油の流れを止めるため、制輪子をディスクロータ１から離すことができないという問題点があった。

本発明は、制輪子の交換作業時等に制輪子をディスクロータから強制的に離すことができる鉄道車両用キャリパブレーキ装置を提供するものである。

以下、その具体的な例につき図１に示す本発明の実施形態を説明する。

アジャスタバルブ１１のハウジング２０にはシリンダ２１が形成され、このシリンダ２１内にフリーピストン１２を摺動可能に収容され、このシリンダ２１内がフリーピストン１２によって上流室１５と下流室１６に仕切られる。上流室１５は図示しない配管を介して車両のブレーキ増圧機構に連通し、下流室１６はブレーキ油圧通路１０、１０′を介して対向型ブレーキキャリパ２の各油圧ピストン７に連通する。ハウジング２０の一端には下流側キャップ１４が締結される。

フリーピストン１２の外周部にはシールリング１９が介装され、このシールリング１９がシリンダ２１に摺接することにより上流室１５と下流室１６の間を密封する。

シリンダ２１の一端には環状に窪む下流側凹部２３が形成され、フリーピストン１２のシールリング１９がこの下流側凹部２３に対峙する位置に来ることにより、作動油がフリーピストン１２と下流側凹部２３との間に画成される環状隙間を通ってフリーピストン１２を迂回して流れるようになっている。

アジャスタバルブ１１は、ライニング３が摩耗した場合のブレーキ作動時に、フリーピストン１２が下流側キャップ１４に当接するまで移動し、シールリング１９が下流側凹部２３に対峙して環状隙間を画成し、上流室１５の作動油がこの環状隙間を通って下流室１６へと流れる。

アジャスタバルブ１１は、フリーピストン１２を迂回して作動油を導くバイパス通路５０と、このバイパス通路５０を開閉する開閉バルブ６０を備え、この開閉バルブ６０を手動で操作してバイパス通路５０を開通させる構成とする。

開閉バルブ６０は、バイパス通路５０を画成するパイロットシリンダ５１と、このパイロットシリンダ５１内に摺動可能に収容されるパイロットピストン５２と、パイロットピストン５２がパイロットシリンダ５１の上流方向（図中左方向）に所定のストロークを超えて摺動するとパイロットピストン５２の外周部に対峙するパイロット凹部５４とを備え、このパイロット凹部５４を介してバイパス通路５０を開通する構成とする。

ハウジング２０には、パイロットシリンダ５１と、下流室１６とパイロットシリンダ５１内を結ぶ通孔６８と、パイロットシリンダ５１内とブレーキ油圧通路１０の上流室１５より上流側を結ぶ通孔６９とがそれぞれ形成され、これらによってバイパス通路５０が画成される。

パイロットピストン５２の外周部には対のシールリング５６，５７が介装され、各シールリング５６，５７の間に環状凹部５８が形成される。

パイロットピストン５２の一端に上流室１５の作動油圧が導かれ、パイロットピストン５２の他端に大気圧が導かれる。

図１に示すように、パイロットピストン５２が止め輪６６に当接する閉位置では、通孔６８の開口端が各シールリング５６，５７の間に挟まれ位置に開口し、ブレーキ油圧通路１０が閉塞される。

図１に示す閉位置からパイロットピストン５２がパイロットシリンダ５１の上流方向（図中左方向）に所定のストロークを超えて開位置に移動すると、シールリング５７がパイロットシリンダ５１から外れてパイロット凹部５４に対峙し、このパイロット凹部５４とパイロットピストン５２の環状凹部５８を介してバイパス通路５０が開通する。

図２に示すように、パイロットシリンダ５１の開口部にゴム製のキャップ７１が介装される。このキャップ７１には十字形の切り込み７２が形成され、この切り込み７２から差し込まれる工具によってパイロットピストン５２を押し込むようになっている。

制輪子を交換する作業時、図示しない工具をキャップ７１の切り込み７２から差し込んでパイロットピストン５２を押し込むことにより、パイロットピストン５２のシールリング５７がパイロットシリンダ５１から外れてパイロット凹部５４に対峙する開位置に移動すると、このパイロット凹部５４を介してバイパス通路５０を開通する。これにより、作動油がフリーピストン１２を迂回してバイパス通路５０を流れるのに伴って油圧ピストン７が戻しバネ６の付勢力によってブレーキキャリパ２に引き込まれ、ディスクロータ１と制輪子９のライニング３とのブレーキ隙間が拡大する。

制輪子を交換する作業を終えた後にブレーキを作動させる場合、ブレーキ油圧通路１０から導かれる油圧が高まることによりパイロットピストン５２がパイロットシリンダ５１の下流方向（図中右方向）に移動してバイパス通路５０を閉塞する一方、アジャスタバルブ１１のフリーピストン１２がシリンダ２１の下流方向（図中右方向）に移動し、アジャスタバルブ１１のハウジング２０内から押し出される作動油によって油圧ピストン７がブレーキキャリパ２から押し出され、制輪子９をディスクロータ１に押圧する。

本実施形態では、制輪子をディスクロータ１から離す方向に付勢する戻しバネ６と、制輪子をディスクロータ１に押圧する油圧ピストン７と、この油圧ピストン７に作動油圧を導くブレーキ油圧通路１０と、ブレーキ解除時に油圧ピストン７から戻される作動油量を制限するアジャスタバルブ１１とを備え、このアジャスタバルブ１１はブレーキ油圧通路１０を画成するシリンダ２１と、このシリンダ２１に摺動可能に介装されて上流室１５と下流室１６を仕切るフリーピストン１２とを備え、ブレーキ解除時にフリーピストン１２がシリンダ２１にて作動油の流れを止めることによりディスクロータ１と制輪子とのブレーキ隙間を調整する車両用ブレーキ装置において、上流室１５と下流室１６を結ぶバイパス通路５０と、このバイパス通路５０を開閉する開閉バルブ６０を備え、この開閉バルブ６０を手動で操作してバイパス通路５０を開通させる構成としたため、制輪子を交換する作業時、バイパス通路５０を開通させて油圧ピストン７をブレーキキャリパ２に引き込むことにより、制輪子をディスクロータ１から離す作業を容易に行える。

本実施形態では、開閉バルブ６０は、バイパス通路５０を画成するパイロットシリンダ５１と、このパイロットシリンダ５１内に摺動可能に収容されるパイロットピストン５２と、このパイロットピストン５２の外周部に形成される環状凹部５８と、パイロットピストン５２がパイロットシリンダ５１の上流方向に移動するとパイロットピストン５２の環状凹部５８に対峙するパイロット凹部５４とを備え、パイロットピストン５２をパイロットシリンダ５１に押し込むことによりパイロットピストン５２の環状凹部５８とパイロット凹部５４との間に画成される隙間を介してバイパス通路５０が開通する構成としたため、パイロットピストン５２を押し込むことによりバイパス通路５０が容易に開通する。

本実施形態では、開閉バルブ６０は、パイロットピストン５２の一端に上流室１５の作動油圧が導かれ、パイロットピストン５２の他端に大気圧が導かれ、上流室１５の作動油圧が高まることによりパイロットピストン５２がバイパス通路５０を閉塞する閉位置に自動的に移動する構成としたため、開閉バルブ６０を閉じる操作が不要になる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、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。

本発明の実施の形態を示すアジャスタバルブの断面図。 同じくアジャスタバルブの正面図。 本発明が適用されるブレーキ装置の作動状態を示す断面図。

符号の説明

１ ディスクロータ
２ ブレーキキャリパ
３ ライニング
４ アンカピン
６ 戻しバネ
７ 油圧ピストン
１０ ブレーキ油圧通路
１１ アジャスタバルブ
１２ フリーピストン
１５ 上流室
１６ 下流室
１９ シールリング
２１ シリンダ
５０ バイパス通路
６０ 開閉バルブ
５１ パイロットシリンダ
５２ パイロットピストン
５４ パイロット凹部

Claims (1)

1. 制輪子をディスクロータから離す方向に付勢する戻しバネと、
   制輪子をディスクロータに押圧する油圧ピストンと、
   この油圧ピストンに作動油圧を導くブレーキ油圧通路と、
   ブレーキ解除時に前記油圧ピストンから戻される作動油量を制限するアジャスタバルブとを備え、
   このアジャスタバルブは前記ブレーキ油圧通路を画成するシリンダと、
   このシリンダに摺動可能に介装されて上流室と下流室を仕切るフリーピストンとを備え、
   ブレーキ解除時に前記フリーピストンが前記シリンダにて作動油の流れを止めることにより前記ディスクロータと前記制輪子とのブレーキ隙間を調整する鉄道車両用キャリパブレーキ装置において、
   前記上流室と前記下流室を結ぶバイパス通路と、
   このバイパス通路を開閉する開閉バルブを備え、
   この開閉バルブを手動で操作して前記バイパス通路を開通させる構成とし、
   前記開閉バルブは、
   前記バイパス通路を画成するパイロットシリンダと、
   このパイロットシリンダ内に摺動可能に収容され、前記操作によって端部が押圧されるパイロットピストンと、
   このパイロットピストンの外周部に形成される環状凹部と、
   前記パイロットシリンダに連続して形成され、前記パイロットピストンが前記操作によって前記端部が押圧されて前記パイロットシリンダの上流方向に移動した際に、前記パイロットピストンの環状凹部に対峙するパイロット凹部と、を備え、
   前記パイロットピストンの環状凹部と前記パイロット凹部との間に画成される隙間を介して前記バイパス通路が開通する構成とし、
   前記パイロットピストンは、前記端部が前記パイロットシリンダの開口部から奥まった位置に設けられ、
   前記開閉バルブは、前記パイロットピストンの一端に前記上流室の作動油圧が導かれ、前記パイロットピストンの他端に大気圧が導かれ、前記上流室の作動油圧が高まることにより前記パイロットピストンが前記バイパス通路を閉塞する閉位置に自動的に移動する構成としたことを特徴とする鉄道車両用キャリパブレーキ装置。