JP4918395B2 - 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。

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。

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、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、これら制輪子を前記ディスクに押圧するブレーキとして片側のキャリパアームのみに配置されるピストンと、を備える浮動型キャリパブレーキ装置において、前記制輪子のライニングは、前記ディスクとの当たり面が前記キャリパの前記支持ピンの軸線と直交する垂直面に対し、制動時にキャリパアームが外側に開くように撓むことで前記制輪子が傾く分の角度をもって逆向きに傾斜するように予め形成されたものであって、前記当たり面の傾斜に沿って肉厚が変化するように形成されたことを特徴とする。

この発明においては、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、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、制輪子のライニングは、制動時のキャリパアームの撓みによる制輪子の傾き分の角度をもって逆向きに傾斜する当たり面を備えるので、制動時のキャリパアームの撓みにより、ライニングの当たり面がディスク面と平行になり、全面当たりするようになる。このため、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３に基づいて、この発明に係る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１４ａのみに配置され、キャリパアーム１４ｂ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。

ピストンを備える側のキャリパアーム１４ａ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２２（図３、参照）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１４ａの制輪子取付面に支持される。

ピストンを備えない側のキャリパアーム１４ｂに溝が形成され、制輪子１２ｂは、溝に背面の突起２２（図２、参照）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１４ｂの制輪子取付面に支持される。

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１４ａ，１４ｂの制輪子取付面は、キャリパ１４の支持ピン１７の軸線ｐと直交する垂直面ｍと平行に設定される。このため、制動時のキャリパアーム１４ａ，１４ｂの撓みにより、ディスク面に対し、制輪子１２ａ，１２ｂが傾くため、ライニングを偏摩耗させる（図５、参照）。

これを防止するため、制輪子１２ａ，１２ｂのライニング２０は、制動時のキャリパアーム１４ａ，１４ｂの撓みによる制輪子１２ａ，１２ｂの傾き分の角度α、βを補償するべく、ディスク１１ａとの当たり面２０ａ（ライニング面）が図示のようにキャリパ１４の支持ピン１７の軸線ｐと直交する垂直面ｍに対し、制動時の制輪子１２ａ，１２ｂの傾き分の角度α、βをもって逆向きに傾斜するように形成される。具体的には 制輪子１２ａ，１２ｂのライニング２０は、当たり面２０ａの傾斜に沿って肉厚が変化するように形成されるのである。

図２，図３は、制輪子１２を示すものである。２５はライニング２０を構成するセグメントであり、これらセグメント２５はバックプレート２１上にそれぞれ固着される。バックプレート２１は、背面に突起２２が形成される。

通常時（非制動時）においては、キャリパ１４の支持ピンの軸線ｐと直交する垂直面ｍに対し、制輪子１２ａ，１２ｂの当たり面２０ａが、ディスク面に対し、角度α，βをもって斜めに対峙する。

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、キャリパアーム１４ａ，１４ｂが外側へ開くように撓むが、ライニング２０の当たり面２０ａに予め角α，βを逆向きに与えてあるので、キャリパアーム１４ａ，１４ｂの撓みにより、制輪子１２ａ，１２ｂの当たり面２０ａ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と平行になり、ディスク１１ａに対して全面当たりするようになる。このため、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。

一方、キャリパアーム１４ａ，１４ｂについては、片側のみにピストンが配置されるので、両者の剛性が異なり、制動時の撓み量も違うため、制輪子１２ａ，１２ｂの当たり面２０ａに与える角度α，βは、異なる値に設定される。

この発明においては、制輪子１２ａ，１２ｂのライニング２０を制動時のキャリパアーム１４ａ，１４ｂの撓みによる制輪子１２ａ，１２ｂの傾き分の角度をもって逆向きに傾斜する当たり面２０ａに形成することにより、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なく、制輪子１２ａ，１２ｂのライニング２０の偏摩耗を防止することができる。

よって、制輪子１２ａ，１２ｂの当たり面２０ａは、ライニング２０の肉厚に変化をつけることにより、制動時の制輪子１２ａ，１２ｂの傾き分の角度α，βをもって逆向きに傾斜するように設定されるのである。つまり、簡単かつ安価な対策により、制動時のキャリパアーム１４ａ，１４ｂの撓みに原因するライニングの偏摩耗を防止できることになる。

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。 同じく制輪子の正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 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
１７ 支持ピン
２０ ライニング
２０ａ 当たり面（ライニング面）
１４ キャリパ
１４ａ，１４ｂ キャリパアーム

Claims (2)

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、これら制輪子を前記ディスクに押圧するブレーキとして片側のキャリパアームのみに配置されるピストンと、を備える浮動型キャリパブレーキ装置において、
   前記制輪子のライニングは、前記ディスクとの当たり面が前記キャリパの前記支持ピンの軸線と直交する垂直面に対し、制動時にキャリパアームが外側に開くように撓むことで前記制輪子が傾く分の角度をもって逆向きに傾斜するように予め形成されたものであって、前記当たり面の傾斜に沿って肉厚が変化するように形成されたことを特徴とする浮動型キャリパブレーキ装置。
2. 前記ライニングの当たり面に与える傾斜は、ピストンの配置されるキャリパアーム側のライニングと、ピストンの配置されないキャリパアーム側のライニングと、の間で異なる角度に設定されることを特徴とする請求項１に記載の浮動型キャリパブレーキ装置。

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