JP4946638B2 - 鉄道車両用ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両に用いられるディスクブレーキ装置に関するものである。

従来の主に空気圧動作式の鉄道車両用ディスクブレーキ装置は、図９に示すように、ブレーキシリンダ１の伸び力を、ブレーキてこ２を介して逆向きに変換し、制輪子頭３に取り付けた制輪子４をブレーキディスク５の摺動面５ａに押し付ける構成である。そして、この制輪子４のブレーキディスク摺動面５ａへの押し付けにより、ブレーキディスク５との間に摩擦抵抗を発生させて制動力を得ている。なお、図９中の６は、それぞれのブレーキてこ２の支点２ａをつなぐブレーキてこつなぎである。

しかしながら、図９に想像線で示すように、制輪子頭３がブレーキディスク５の摺動面５ａに対して傾いた状態で押し付けられると、制輪子４が片減りすることになる。この場合、制輪子４の摩擦材料部分が十分残存していても、傾いた側が片減りしたために、早期に交換する必要が生じる。

そこで、このような制輪子の片減りを防止するために、様々な制輪子傾き止め構造が提案されている。
例えば特許文献１では、制輪子頭を回転自在に取り付ける両ピン受け部材に固着されたブラケットに対して、ブレーキディスクの外面を横切って配置される止め部材を摺動させることで，傾き止めを行う構造が開示されている。
特開平１０−３２９７１４号公報

また、特許文献２では、図１０に示すように、それぞれの制輪子頭３から相手側の制輪子頭３に向けて傾き止めピン６を１本づつ出し、この傾き止めピン６を相手側の制輪子頭３に設けたガイド孔３ａに挿入してガイドすることで傾き止めを行う構造が開示されている。
特開２００６−３１５４２２号公報

しかしながら、これら特許文献１や特許文献２で開示された構造は、長期間の使用によって止め部材や傾き止めピンの摺動部が摩耗し、摩滅すると、案内部にガタが生じ、このガタが大きくなると、制輪子の片減りが発生する。

また、この摺動抵抗により、ブレーキ装置の力伝達の機械効率が低下し、ブレーキ性能が悪化する。

本発明が解決しようとする問題点は、従来の制輪子傾き止め構造では、長期間の使用によって止め部材や傾き止めピンの摺動部が摩耗し、摩滅することになるので、この摩耗や摩滅によって制輪子の片減りが発生するという点である。

本発明の鉄道車両用ディスクブレーキ装置は、長期間の使用によっても制輪子の片減りが発生しないような構造を提供することを目的としている。

すなわち、本発明の鉄道車両用ディスクブレーキ装置は、
ブレーキシリンダの伸縮により、前記ブレーキシリンダの両側に設けたブレーキてこを支点を中心に回転させて、制輪子頭に取り付けた制輪子をブレーキディスクの摺動面に押し付け、または開放させる鉄道車両用ディスクブレーキ装置において、
ブレーキてこの支点から制輪子頭の支持中心までの距離Ｌと同一長さの支点間距離を有し、支点間で２分割してその間に弾性体を介在させた傾き止めてこを、
それぞれのブレーキてこの支点をつなぐブレーキてこつなぎと制輪子頭との間に、それぞれのブレーキてこと平行に、ブレーキてこの回転と同方向の回転が自在なように配置したことを最も主要な特徴としている。

本発明では、制輪子がブレーキディスクの摺動面に対して傾いて接触するのを機械的に防止するので、制輪子の片減りが確実に防止でき、制輪子を経済的に摩耗限度まで利用することができる。

また、本発明では、制輪子傾き止めの摩擦抵抗を低減できるので、ブレーキ装置の力伝達機械効率が向上することにより、省エネルギー及びブレーキ性能の安定、向上が実現できる。

さらに、本発明において、制輪子傾き止めてこの長さを可変とした場合には、ブレーキ装置に作用する力の変化や、各部品の製造寸法誤差による制輪子の微小な傾きに合わせて制輪子傾き止めてこの長さを調整できるので、制輪子の片減りをより減少することができる。

以下、本発明を実施するための各種の形態例について、図１〜図８を用いて説明する。
図１は傾き止めてこの長さが固定の本発明の第１の例を説明する図である。

図１において、１１は傾き止めてこであり、ブレーキてこ２の支点２ａから制輪子頭３の支持中心２ｂまでの距離Ｌと同一長さの支点間距離を有している。そして、本発明では、この傾き止めてこ１１を、それぞれのブレーキてこ２の支点２ａをつなぐブレーキてこつなぎ６と制輪子頭３との間に、それぞれのブレーキてこ２と平行に、ブレーキてこ２の回転と同方向の回転が自在なように配置している。なお、図１中の１２は、制動解除時にブレーキてこ２の回転を戻す戻しばねである。

このような構成の本発明では、ブレーキシリンダ１に押されて、ブレーキてこ２が支点２ａを中心に回転すると、傾き止めてこ１１もブレーキてこ２と平行に回転し、ブレーキてこ２と傾き止めてこ１１に支持された制輪子頭３は、ブレーキてこ２が回転しても、ブレーキディスク５の摺動面５ａに対して平行に動くことになる。したがって、ブレーキてこ２の回転角度が実用範囲（約±３０度以内）の場合には、機構的に制輪子４には傾きが発生しない。

すなわち、本発明では、制輪子４の傾き止め機構の相対動きが発生する部分の動きが回転方向となるような機構としている。この回転方向の動きは、一般的な回転軸受で支持することができるので、回転抵抗が小さくなって、長寿命の動作が確保でき、制輪子４の傾きを長期間に亘って、小さな抵抗で安定して確保することができる。このようなことから、ブレーキ装置の力伝達の機械効率も高くなる。また、制輪子４の傾き止めの動き部分に、一般的な回転軸受を用いることができるので、安価で安定した動作の制輪子傾き止めを実現することができる。

図２は傾き止めてこ１１の長さをばねによって変化できる本発明の第２の例を説明する図である。
すなわち、図２は前記傾き止めてこ１１を支点１１ａ，１１ｂ間で２分割し、一方の端面に設けた鍔１１ｃの前後に予圧縮されたコイルばね１３ａ，１３ｂを配置し、これらコイルばね１３ａ，１３ｂの他端を外周側で支持する筒１４を、他方の端部１１ｄに接続したものである。このようにすることで、傾き止めテコ１１の長さは、コイルばね１３ａ，１３ｂの弾性変形により可変となる。

従って、ブレーキ装置の剛性により、押し付け力が大きいときと小さいときで制輪子４の傾きが異なる場合に、弾性的に制輪子４の傾き止めが作用するようになって、制輪子４に過度な傾き方向の力が作用するのが防止でき、安定したブレーキ力の発生が可能になる。

さらに、ブレーキてこ２の寸法に微小な変動が生じても、傾き止めてこ１１の長さが弾性的に変動して、制輪子４がブレーキディスク５の摺動面５ａに均一に当たるようになる。

図３は傾き止めてこ１１の長さをねじによって変化できる本発明の第３の例を説明する図である。
すなわち、支点１１ａ，１１ｂ間で２分割した前記傾き止めてこ１１の夫々の端部にねじ１１ｅと逆ねじ１１ｆを設け、これらのねじ１１ｅと逆ねじ１１ｆに嵌合する雌ねじ１５ａと逆雌ねじ１５ｂを端部内面に設けた筒体１５で接続したものである。なお、図３中の１６は止めナットである。

このようにすることで、傾き止めてこ１１の長さは、筒体１５を回すことで可変となるので、ブレーキ装置の剛性により、ブレーキてこ２などの製造寸法誤差により，制輪子４がブレーキディスク５の摺動面５ａに対して傾いた場合でも、傾き止めてこ１１の長さをねじで調整することにより前記誤差を補正して、ブレーキ装置の製造寸法誤差によって生ずる制輪子４の片減り発生を防止できる。

図４は、図２に示す本発明の第２の例と、図３に示す本発明の第３の例を組み合わせた本発明の第４の例を説明する図である。
このように第２の例と第３の例に示す構造を組み合わせることで、製造誤差やブレーキ装置の剛性による弾性変形などの変動に対して、傾き止めてこ１１の長さを最適に調整でき、より制輪子４の傾きによる制輪子４の片減りを防止することができる。

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば傾き止めてこ１１の設置位置は、図１〜図４に示したようにブレーキてこ２の上側に設けるものに限らず、図５に示すようにブレーキてこ２の中央高さ位置に配置したものでも、図６に示すようにブレーキてこ２の下側に設けたものでもよい。

また、図７や図８に示すように、ブレーキてこ２に対して斜めにオフセットさせて、ブレーキてこ２の内側（図７）、またはブレーキてこ２の外側（図８）に配置するものでもよい。このような構成とすれば、スペースが少ない場合の構成が容易にできることになる。

以上の本発明は、鉄道車両用のディスクブレーキ装置に限らず、自動車や自動二輪車等のディスクブレーキ装置であっても適用できる。

傾き止めてこの長さが固定の本発明の第１の例を説明する図で、（ａ）は上方から見た図、（ｂ）は側方から見た図である。 （ａ）（ｂ）は傾き止めてこの長さをばねによって変化できる本発明の第２の例を説明する図１と同様の図、（ｃ）はばねによる長さ変化部の拡大図である。 （ａ）（ｂ）は傾き止めてこの長さをねじによって変化できる本発明の第３の例を説明する図１と同様の図、（ｃ）はねじによる長さ変化部の拡大図である。 図２に示す第２の例と、図３に示す第３の例を組み合わせた本発明の第４の例を説明する図１と同様の図である。 傾き止めてこを対を成すブレーキてこの間に配置した本発明の第５の例を示す図１（ａ）と同様の図である。 傾き止めてこをブレーキてこの下側に配置した本発明の第６の例を示す図１（ａ）と同様の図である。 傾き止めてこをブレーキてこに対して斜めにオフセットさせて、ブレーキてこの内側に配置した本発明の第７の例を示す図１（ａ）と同様の図である。 傾き止めてこをブレーキてこに対して斜めにオフセットさせて、ブレーキてこの外側に配置した本発明の第８の例を示す図１（ａ）と同様の図である。 制輪子の傾き止めが装備されていない従来のディスクブレーキ装置の概略構成図である。 制輪子の傾き止めが装備された特許文献２のディスクブレーキ装置の概略構成図である。

符号の説明

１ ブレーキシリンダ
２ ブレーキてこ
２ａ 支点
２ｂ 制輪子頭の支持中心
３ 制輪子頭
４ 制輪子
５ ブレーキディスク
５ａ 摺動面
６ ブレーキてこつなぎ
１１ 傾き止めてこ
１１ａ，１１ｂ 支点
１１ｃ 鍔
１１ｄ 他方の端部
１１ｅ ねじ
１１ｆ 逆ねじ
１３ａ，１３ｂ コイルばね
１４ 筒
１５ 筒体
１５ａ 雌ねじ
１５ｂ 逆雌ねじ

Claims (4)

1. ブレーキシリンダの伸縮により、前記ブレーキシリンダの両側に設けたブレーキてこを支点を中心に回転させて、制輪子頭に取り付けた制輪子をブレーキディスクの摺動面に押し付け、または開放させる鉄道車両用ディスクブレーキ装置において、
   ブレーキてこの支点から制輪子頭の支持中心までの距離Ｌと同一長さの支点間距離を有し、支点間で２分割してその間に弾性体を介在させた傾き止めてこを、
   それぞれのブレーキてこの支点をつなぐブレーキてこつなぎと制輪子頭との間に、それぞれのブレーキてこと平行に、ブレーキてこの回転と同方向の回転が自在なように配置したことを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキ装置。
2. 前記２分割した傾き止めてこの一方の端面に鍔を設けると共に、この鍔の前後に予圧縮されたコイルばねを配置し、これらコイルばねの他端を外周側で支持する筒を、他方の端面に接続したことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ディスクブレーキ装置。
3. 前記２分割した傾きてこの夫々の端面にねじと逆ねじを設け、これらねじと逆ねじを、これらのねじと逆ねじに嵌合する雌ねじと逆雌ねじを、両端部の内面に設けた筒体で接続したことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ディスクブレーキ装置。
4. ブレーキシリンダの伸縮により、前記ブレーキシリンダの両側に設けたブレーキてこを支点を中心に回転させて、制輪子頭に取り付けた制輪子をブレーキディスクの摺動面に押し付け、または開放させる鉄道車両用ディスクブレーキ装置において、
   ブレーキてこの支点から制輪子頭の支持中心までの距離Ｌと同一長さの支点間距離を有し、支点間で２分割してこの夫々の端面にねじと逆ねじを設け、これらねじと逆ねじを、これらのねじと逆ねじに嵌合する雌ねじと逆雌ねじを、両端部の内面に設けた筒体で接続した傾き止めてこを、
   それぞれのブレーキてこの支点をつなぐブレーキてこつなぎと制輪子頭との間に、それぞれのブレーキてこと平行に、ブレーキてこの回転と同方向の回転が自在なように配置したことを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキ装置。

Images