JP5156325B2 - 車両用キャリパブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪と共に回転するディスクを挟んで摩擦力を付与する車両用キャリパブレーキ装置に関するものである。

一般に、鉄道車両の油圧ブレーキは空気圧源から供給される空気圧を油圧に変換する空油変換器を搭載し、この空油変換器から油圧配管を介して供給される油圧により油圧ブレーキを作動させるようになっている。

近年、鉄道車両に空気圧源から供給される空気圧により作動する空気圧ブレーキを搭載して、上記の空油変換器と油圧配管を廃止することが望まれている。

特許文献１、２には、油圧シリンダに供給される油圧によって制輪子を押圧作動する鉄道車両用ブレーキ装置が開示されている。

特許文献３には、エアチャンバを用いたアクチュエータに供給される空気圧によって制輪子を押圧作動する鉄道車両用ブレーキ装置が開示されている。この特許文献３の図６にはテコを用いた空圧テコ式ブレーキが開示されている。
特開平８−２２６４６９号公報 特開平８−２２６４７１号公報 特開平１１−１９３８３５号公報

しかしながら、このような従来の鉄道車両用ブレーキ装置にあっては、油圧シリンダまたはダイヤフラム式アクチュエータが制輪子全体を押圧するのではなく、制輪子の一部を押圧するため、この押し付け反力によってキャリパ本体が撓んだり、ディスクの回転面に変形が生じた場合に、制輪子の局部的な温度上昇が生じることによって制輪子の摩擦係数が低下し、制輪子本来の制動力を発揮できず、制輪子の偏摩耗が生じるという問題点があった。

また、特許文献３の図６に示される空圧テコ式ブレーキの場合、テコの軸受部の摩擦力等の影響によりライニングをディスクと平行に押すことが困難であり、偏摩耗が生じる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、制輪子本来の制動力を発揮できる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、車両用キャリパブレーキ装置において、車輪と共に回転するディスクと、このディスクを挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子と、車輪の回転軸方向について移動可能に支持されるキャリパ本体と、制輪子をディスクに押し付けるダイヤフラムアクチュエータとを備え、このダイヤフラムアクチュエータは、キャリパ本体に取り付けられるダイヤフラムと、このダイヤフラムによって画成されるダイヤフラム室と、ダイヤフラムと制輪子の間に介装されダイヤフラムの動きを制輪子に伝達する複数のピストンと、この各ピストンを車輪の回転軸方向について摺動可能に支持するピストンガイドフレームとを備え、複数のピストンが１枚のダイヤフラムに当接し、制動時にダイヤフラム室に導かれる流体圧によりダイヤフラムが膨らんで各ピストンが制輪子をディスクに押し付けることを特徴とするものとした。

本発明によると、制動時にダイヤフラム室に導かれる流体圧によりダイヤフラムが膨らんで各ピストンが制輪子をディスクの回転面に押し付けることにより、この押し付け反力によってキャリパ本体が撓んだり、ディスクの回転面に変形が生じた場合に、制輪子がディスクの回転面に対して均一な面圧を持って押し付けられる。これにより、制輪子の摩擦係数が高く保たれ、制輪子本来の制動力が発揮される。さらに、制輪子やディスクの局部的な温度上昇が抑えられることによって制輪子の偏摩耗を防止できる。

複数のピストンがダイヤフラムと制輪子の間に介在しているため、制輪子の熱がダイヤフラムに伝達されることが抑制され、例えばゴム製弾性材からなるダイヤフラムの耐熱性を確保できる。

各ピストンはピストンガイドフレームによって摺動可能に支持される構造のため、ダイヤフラムにはピストンを押圧する反力のみが作用し、ダイヤフラムの強度を高められる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１はキャリパブレーキ装置１の平面図であり、図２は側面図である。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が水平横方向、Ｙ軸が鉛直方向、Ｚ軸が水平前後方向に延びるものとし、キャリパブレーキ装置１の構成を説明する。

キャリパブレーキ装置１は、対の制輪子７の間に車輪５のディスク６を挟持し、車輪５の回転を制動するものである。

図１、図２において、２０は鉄道車両の図示しない台車（車体）上に固定される支持枠であり、１０はこの支持枠に対して各制輪子７を支持するキャリパ本体である。キャリパブレーキ装置１はこのキャリパ本体１０が支持枠２０に上下スライドピン３０、３２によってＸ軸方向に摺動可能にフローティング支持される。

図４は上スライドピン３０まわりの断面図である。この図４に示すように、キャリパ本体１０の各ブラケット部１５、１６に上スライドピン３０の両端部が支持され、上スライドピン３０と支持枠２０との間にゴム製のブッシュ３３が介装され、支持枠２０に対してキャリパ本体１０をＸ軸方向に摺動可能にフローティング支持するとともに、支持枠２０に対してキャリパ本体１０をＺ軸まわりに揺動可能に支持する。これにより、キャリパ本体１０は台車に対する車輪５の揺動に追従し、各制輪子７が車輪５のディスク６に平行に対峙する。各ブラケット部１５、１６と支持枠２０との間にはゴム製のブーツ３４が介装され、このブーツ３４によって上下スライドピン３０、３２の露出部がダストから保護される。

図１に示すように、キャリパ本体１０は、車輪５のディスク６に跨るようにして延びる第一、第二キャリパアーム１２、１４と、この第一、第二キャリパアーム１２、１４を結ぶヨーク部１３とを有する。

キャリパ本体１０には、第一キャリパアーム１２側のみにダイヤフラムアクチュエータ６０が設けられる。

図３は図２のＡ−Ａ線に沿う制輪子７と第一キャリパアーム１２等の断面図である。この図３に示すように、第一キャリパアーム１２の上下端部にアジャスタ４１がアンカボルト４２を介してそれぞれ締結され、このアジャスタ４１から突出するアンカピン４３を介して制輪子７の両端部が支持される。

アジャスタ４１を第一キャリパアーム１２の下端部から取り外した状態で、制輪子７はガイドプレート８に下方（Ｙ軸方向）から差し込まれる。その後、アジャスタ４１が第一キャリパアーム１２にアンカボルト４２を介して締結されると、制輪子７の両端部に上下のアンカピン４３が係合し、制輪子７がＹ軸方向について支持される。

アジャスタ４１は制輪子７をディスク６から離すように付勢する戻しバネ４４と、制輪子７とディスク６の隙間を略一定に調整する隙間調整機構４５を備える。ブレーキ解除時に制輪子７は戻しバネ４４の付勢力によってディスク６から離され、隙間調整機構４５によってディスク６との隙間が略一定に調整される。

ダイヤフラムアクチュエータ６０は、各アジャスタ４１の間に配置される。第一キャリパアーム１２の上下端部にはアジャスタ４１が介装されるアジャスタ取付凹部１２ａ、１２ｂが形成され、シリンダ７０はこのアジャスタ取付凹部１２ａ、１２ｂの間に形成される。

ダイヤフラムアクチュエータ６０は、第一キャリパアーム１２のキャリパ部１２ｆに形成されるシリンダ７０と、このシリンダ７０に取り付けられるダイヤフラム７５と、シリンダ７０とこのダイヤフラム７５の間に画成されるダイヤフラム室６３と、ダイヤフラム７５と制輪子７の間に介装される複数のピストン５５と、各ピストン５５をＸ軸方向について摺動可能に支持するピストンガイドフレーム６５とを備え、制動時にこのダイヤフラム室６３に導かれる空気圧によりダイヤフラム７５が各ピストン５５を介して制輪子７をＸ軸方向に押圧し、制輪子７をディスク６に押し付ける。

キャリパ本体１０はダイヤフラム室６３に沿ってＸ軸方向に延びる筒面状のシリンダ内壁７１と、このシリンダ内壁７１の内側にてＹ軸とＺ軸方向に延びる平面状のシリンダ底壁７２と、ダイヤフラム７５の周縁部７６が取り付けられる環状の取付座７３とを有する。

シリンダ内壁７１は、制輪子７のライニング９に沿って湾曲して延びる前後の湾曲壁部７１ｃ、７１ｄと、この前後の湾曲壁部７１ｃ、７１ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部７１ａ、７１ｂとを有する。

シリンダ７０、各アジャスタ取付凹部１２ａ、１２ｂは制輪子７と同様にキャリパ本体１０の中心線Ｏｚについて対称的に形成される。シリンダ内壁７１の各円弧状壁部７１ａ、７１ｂは各アジャスタ取付凹部１２ａ、１２ｂに対して反対方向に向くように形成される。

取付座７３はシリンダ内壁７１の周囲にてＹ軸とＺ軸方向に延びる平面状に形成される。取付座７３にダイヤフラム７５の周縁部７６がピストンガイドフレーム６５を介して複数のボルト６６により締結される。

ダイヤフラム７５はゴム製弾性材によって形成され、取付座７３とピストンガイドフレーム６５の間に挟持される周縁部７６と、シリンダ内壁７１に沿って曲折するベローズ部７７と、制輪子７に対峙する押圧部７９とを有する。

ピストンガイドフレーム６５はダイヤフラム７５と制輪子７の間に設けられ、ピストンガイドフレーム６５にはＸ軸方向に延びる複数のガイド穴６５ａが形成される。各ピストン５５は、このガイド穴６５ａにそれぞれ摺動可能に嵌合し、Ｘ軸方向について変位可能に支持される。

各ガイド穴６５ａはディスク６と同心円弧状に３列に並ぶように配置される。中央列に並ぶ各ガイド穴６５ａは制輪子７の中央部に対峙して略等間隔を持って並び、外周列に並ぶ各ガイド穴６５ａは制輪子７の外周部に対峙して略等間隔を持って並び、内周列に並ぶ各ガイド穴６５ａは制輪子７の内周部に対峙して略等間隔を持って並ぶ。ピストン５５の外径は例えば２２ｍｍに設定され、各ピストン５５が制輪子７の略全域に対峙するように配置される。各ガイド穴６５ａはシリンダ内壁７１の湾曲壁部７１ｃ、７１ｄに沿って並ぶように配置されている。

なお、図２には各ピストン５５が３列に並ぶように配置されているが、これに限らず、各ピストン５５を千鳥状に配置してもよい。また、各ピストン５５の外径や軸方向の長さを相違させて、制輪子７に付与する押圧力の分布をコントロールしてもよい。

各ピストン５５の先端部に円盤状の断熱プレート６１が取り付けられる。断熱プレート６１は断熱材によって形成され、断熱プレート６１は制輪子７の熱がダイヤフラム７５に伝達されることを抑制する。

ダイヤフラム７５の押圧部７９の背面に取り付けられる背面プレート６２が設けられる。背面プレート６２は複数のボルト６７を介して押圧部７９に締結される。背面プレート６２はダイヤフラム７５の押圧部７９と同じ形状を有する板状に形成され、各ボルト６７は背面プレート６２の周縁部に沿って略等間隔を持って並ぶように配置される。

第一キャリパアーム１２にはダイヤフラム室６３に加圧空気を導く通孔６９が形成される。この通孔６９はキャリパ本体１０の中心線Ｏｚ上に配置され、機械加工によって形成される。

キャリパ本体１０には通孔６９が形成され、この通孔６９は図示しない配管を介して鉄道車両の空気圧源に連通する。この空気圧源からの加圧空気は図示しない切換弁を介してダイヤフラム室６３に供給される。図示しないコントローラからの指令に応じて切換弁は制動時に空気圧源からの加圧空気をダイヤフラム室６３に導く一方、非制動時に大気圧をダイヤフラム室６３に導く。

以上のようにキャリパブレーキ装置１は構成され、制動解除時にダイヤフラム室６３に大気圧が導かれており、アジャスタ４１に備えられる戻しバネ４４の付勢力によって制輪子７がディスク６から離れる。このとき、ダイヤフラム７５は制輪子７に追従して収縮する。

制動時にダイヤフラム室６３に導かれる空気圧によりダイヤフラム７５が膨らみ、ダイヤフラム７５が各ピストン５５を介して制輪子７をディスク６に押圧し、制輪子７がディスク６に摩擦力を付与し、車輪の回転を制動する。

図５の（ａ）は従来の油圧式ピストン型キャリパブレーキ装置を示し、油圧室４８に導かれる作動油圧により対のピストンが制輪子７をディスクに押し付けるものである。

この従来の油圧式ピストン型キャリパブレーキ装置は、シリンダ４７の寸法と油圧室４８に導かれる最大油圧力が以下のように設定され、必要な油圧力として約２０ｋＮが得られる。なお、図５の（ａ）において、油圧室４８が形成される部位に斜線を入れて示している。
シリンダ４７の直径：φ３８ｍｍ×２個
シリンダ４７の断面積（ピストンの受圧面積）：２２６８ｍｍ²
油圧力：９ＭＰａ
押圧力＝２２６８×９＝約２０ｋＮ
図５の（ｂ）は本発明の空気圧式ダイヤフラム型キャリパブレーキ装置１を示し、シリンダ７０の断面積とダイヤフラム室６３に導かれる最大空気圧力が以下のように設定され、必要な押圧力として従来の油圧式ピストン型キャリパブレーキ装置と同等の約２０ｋＮが得られる。
シリンダ７０の断面積（ダイヤフラム７５の受圧面積）：２７６９７ｍｍ²
空気圧力：０．７５ＭＰａ（７００ｋＰａ）
押圧力＝２７６９７×０．７５＝約２０ｋＮ
このように、ダイヤフラムアクチュエータ６０はキャリパ本体１０の限られたスペースにおいてダイヤフラム７５の受圧面積を十分に確保し、要求される押圧力を制輪子７に付与することが可能となる。

以上のように、本発明のダイヤフラム型キャリパブレーキ装置１は、車輪５と共に回転するディスク６と、このディスク６を挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子７と、車輪５の回転軸方向について移動可能に支持されるキャリパ本体１０と、一方の制輪子７をディスク６に押し付けるダイヤフラムアクチュエータ６０とを備え、このダイヤフラムアクチュエータ６０は、キャリパ本体１０に取り付けられるダイヤフラム７５と、このダイヤフラム７５によって画成されるダイヤフラム室６３と、ダイヤフラム７５と制輪子７の間に介装されダイヤフラム７５の動きを制輪子７に伝達する複数のピストン５５と、この各ピストン５５を摺動可能に支持するピストンガイドフレーム６５とを備え、制動時にこのダイヤフラム室６３に導かれる空気圧（流体圧）によりダイヤフラム７５が膨らんで各ピストン５５が制輪子７をディスク６に押し付ける構成とした。

ダイヤフラム７５が膨らんで複数のピストン５５が制輪子７をディスク６に押し付ける構造のため、この押し付け反力によってキャリパ本体１０が撓んだり、ディスク６の回転面に変形が生じた場合に、制輪子７がディスク６の回転面に対して均一な面圧を持って押し付けられる。これにより、制輪子７の摩擦係数が高く保たれ、制輪子７本来の制動力が発揮され、さらに、制輪子７やディスク６の局部的な温度上昇が抑えられることによって制輪子７やディスク６の偏摩耗が生じることを防止できる。

制動時にキャリパ本体１０の第一キャリパアーム部１２が車輪５のディスク６から離れるように撓んでも、制輪子７がディスク６の回転面に対して平行に保たれ、ライニング９がディスク６の回転半径方向について偏摩耗することを防止できる。

ダイヤフラム７５と制輪子７の間に各ピストン５５とピストンガイドフレーム６５とが介在するため、制輪子７の熱がダイヤフラム７５に伝達されることを抑制し、ダイヤフラム７５の耐熱性を確保できる。

ダイヤフラムアクチュエータ６０は鉄道車両に搭載される空気圧源からこのダイヤフラム室６３に供給される空気圧によってダイヤフラム７５が制輪子７を押圧作動するため、鉄道車両に搭載される空油変換器（油圧源）や油圧配管が不要になり、鉄道車両の軽量化がはかれる。

なお、ダイヤフラム型キャリパブレーキ装置は、これに限らず、油圧式ダイヤフラムアクチュエータを設け、ダイヤフラム室に油圧を導く構成としてもよい。この場合、従来の油圧式ピストン型キャリパブレーキ装置に比べてアクチュエータの受圧面積が拡大するため、低い油圧でアクチュエータに必要な押圧力を確保でき、空油変換器による増圧が不要になり、空油変換器の小型化がはかれる。

また、キャリパ本体１０が上下スライドピン３０、３２を介して摺動可能にフローティング支持される構造のため、ディスク６に跨るようにして延びる第一キャリパアーム１２と第二キャリパアームのうち、第一キャリパアーム１２のみにダイヤフラムアクチュエータ６０を設けることが可能となり、ダイヤフラムアクチュエータ６０を構成する部品点数を削減するとともに、キャリパブレーキ装置１の大型化が避けられる。

本実施の形態では、キャリパ本体１０に制輪子７をディスク６に対して進退可能に支持する対のアンカピン４３を備え、ダイヤフラム室６３をこの各アンカピン４３の間に配置したため、ダイヤフラム７５が膨らんで制輪子７をディスク６に押し付ける動きが各アンカピン４３を介して円滑に行われるとともに、各アンカピン４３に挟まれるスペースにおいてダイヤフラム７５の受圧面積を十分に確保し、要求される押圧力を制輪子７の広い範囲に付与することが可能となる。

本実施の形態では、ダイヤフラムアクチュエータ６０を挟むように配置される対のアジャスタ４１を備え、このアジャスタ４１は、アンカピン４３を介して制輪子７をディスク６から離す方向に付勢する戻しバネ４４と、制動解除時に制輪子７とディスク６の隙間を略一定に調整する隙間調整機構４５とを備えたため、ダイヤフラム７５が膨らんで制輪子７をディスク６に押し付ける動きが各アジャスタ４１を介して円滑に行われるとともに、各アジャスタ４１に挟まれるスペースにおいてダイヤフラム７５の受圧面積を十分に確保し、要求される押圧力を制輪子７の広い範囲に付与することが可能となる。

本実施の形態では、シリンダ７０はダイヤフラム室６３を画成する筒面状のシリンダ内壁７１と、このシリンダ内壁７１の内側にてダイヤフラム室６３を画成するシリンダ底壁７２と、ダイヤフラム７５の周縁部７６が取り付けられる取付座７３とを有し、ピストンガイドフレーム６５をこの取付座７３に締結し、ダイヤフラム７５の周縁部７６をピストンガイドフレーム６５と取付座７３の間に挟持する構造のため、キャリパ本体１０の限られたスペースにおいてダイヤフラム７５とピストンガイドフレーム６５をそれぞれ介装することが可能となり、キャリパ本体１０の大型化が避けられる。

本実施の形態では、ディスク６に摺接する制輪子７のライニング９はディスク６に沿った形状を有し、シリンダ内壁７１はこのライニング９に沿って湾曲して延びる前後の湾曲壁部７１ｃ、７１ｄと、この前後の湾曲壁部７１ｃ、７１ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部７１ａ、７１ｂとを有するため、キャリパ本体１０の限られたスペースにおいてダイヤフラム７５の受圧面積を十分に確保するとともに、ダイヤフラム７５の周縁部７６が屈曲することが抑えられ、ダイヤフラム７５の耐久性を確保できる。

本実施の形態では、ダイヤフラムアクチュエータ６０のダイヤフラム７５は制輪子７に対峙する押圧部７９を有し、各アンカピン４３に結合され制輪子７を支持する案内板８と、押圧部７９とこの案内板８との間に介装される断熱プレート６１とを備えたため、制輪子７の熱がダイヤフラム７５に伝達されることを抑制し、ゴム製弾性材からなるダイヤフラム７５の耐熱性を確保できる。

本実施の形態では、ダイヤフラムアクチュエータ６０のダイヤフラム７５は制輪子７に対峙する押圧部７９を有し、この押圧部７９の背面に取り付けられる背面プレート６２を設けたため、背面プレート６２を介して押圧部７９が断熱プレート６１に当たる部位の剛性を高められ、押圧部７９の強度を高められる。

なお、これに限らず、図６に示すように、押圧部７９の背面に取り付けられる背面プレートを廃止することも可能である。

次に図７、図８に示す他の実施の形態を説明する。これは基本的には図１〜図４に示す実施の形態と同じ構成を有し、相違する部分のみ説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。

ダイヤフラムアクチュエータ６０は、第一キャリパアーム１２のキャリパ部１２ｆに形成されるシリンダ８０と、このシリンダ８０に取り付けられるダイヤフラム７５と、シリンダ８０に締結されるカバー９２と、シリンダ８０とこのダイヤフラム７５とこのカバー９２の間に画成されるダイヤフラム室６３とを備え、このダイヤフラム室６３に導かれる空気圧によりダイヤフラム７５が制輪子７をＸ軸方向に押圧し、制輪子７をディスク６に押し付ける。

シリンダ８０はダイヤフラム室６３に沿ってＸ軸方向に延びる筒面状のシリンダ外壁８２と、ダイヤフラム７５の周縁部７６が取り付けられる環状の取付座８１とを有する。取付座８１はＹ軸とＺ軸方向に延びる平面状に形成される。

板状のカバー９２は取付座８１と同じく略長円形の外形を有し、取付座８１と同じく制輪子７の中心線について対称的に形成される。

取付座８１には複数のネジ穴が所定の間隔を持って形成され、各ネジ穴に螺合するボルト８４を介してカバー９２が締結される。取付座８１とカバー９２との間にダイヤフラム７５の周縁部７６が挟持される。

図７に示すように、キャリパ本体１０のシリンダ外壁８２は、制輪子７のライニング９に沿って湾曲して延びる前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄと、この前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部８２ａ、８２ｂとを有する。これにより、シリンダ外壁８２の内側にダイヤフラム７５によって画成されるダイヤフラム室６３は制輪子７のライニング９に対して広い範囲で対峙している。

前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄはダイヤフラム室６３に対して凹状に湾曲し、両者は互いに制輪子７の中心線について対称的に形成される。

キャリパ本体１０には取付座８１とシリンダ外壁８２との間に断面円弧状に湾曲する面取り部８３が形成され、この面取り部８３によって取付座８１とシリンダ外壁８２とが結ばれる。

図７において、面取り部８３はその全周に渡って円弧状に膨出する略長円形の環状に形成される。これにより、ダイヤフラム７５は面取り部８３に沿って屈曲する部位が生じないようになっている。

ダイヤフラム７５はゴム製弾性材によって形成され、取付座８１とカバー９２との間に挟持される周縁部７６と、シリンダ外壁８２に沿って伸縮するベローズ部７７と、制輪子７に対峙する押圧部７９とを有する。ダイヤフラム室６３に導かれる空気圧力によってベローズ部７７が伸張して押圧部７９が制輪子７を押圧するようになっている。

キャリパ本体１０にはシリンダ外壁８２のまわりに取付座９５が形成され、この取付座９５にピストンガイドフレーム６５が複数のボルト９６により締結される。

ピストン５５の先端部と案内板８との間には円盤状の断熱プレート６１が介装される。断熱プレート６１は断熱材によって形成され、制輪子７の熱がピストン５５を介してダイヤフラム７５に伝達されることを抑制する。

制輪子７は、ライニング９が取り付けられるライニング背板９７と、ライニング背板９７に取り付けられるライニング裏板９１とを備える。

案内板８の両端部は各アンカピン４３の環状溝９８に係合することによって各アンカピン４３に結合される。案内板８は、上下方向（Ｙ軸方向）に延びるアリ溝を有し、このアリ溝にライニング裏板９１が嵌合する。制輪子７はライニング裏板９１の両端部が各アンカピン４３に係合することによってＹ軸方向について支持される。

以上のようにキャリパブレーキ装置１は構成され、制動解除時にダイヤフラム室６３に大気圧が導かれており、アジャスタ４１に備えられる戻しバネ４４の付勢力によって制輪子７がディスク６から離れる。このとき、ダイヤフラム７５は制輪子７に追従して収縮する。

制動時にダイヤフラム室６３に導かれる空気圧によりダイヤフラム７５が膨らみ、各ピストン５５を介して制輪子７を押圧することにより、制輪子７がディスク６に摩擦力を付与し、車輪５の回転を制動する。

本実施の形態では、キャリパ本体１０はダイヤフラム７５の拡縮するベローズ部７７を囲んで筒面状に延びるシリンダ外壁８２を有したため、制動時にダイヤフラム室６３に導かれる空気圧によりダイヤフラム７５のベローズ部７７がディスク６と平行方向に膨らむことがシリンダ外壁８２によって規制され、ダイヤフラム７５が制輪子７を押圧するのに必要な空気流量を低減し、ダイヤフラム７５が制輪子７を押圧して車輪５を制動する応答性を高められる。

本実施の形態では、シリンダ外壁８２は、ライニング９に沿って湾曲して延びる一方の湾曲壁部８２ｃと、この湾曲壁部８２ｃと対称的に湾曲して延びる他方の湾曲壁部８２ｄと、この各湾曲壁部８２ｃ、８２ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部８２ａ、８２ｂとを有したため、キャリパ本体１０の限られたスペースにおいてダイヤフラム７５の受圧面積を十分に確保するとともに、ダイヤフラム７５はシリンダ外壁８２に沿って屈曲する部位が生じることなく、ダイヤフラム７５の耐久性を確保できる。

本実施の形態では、キャリパ本体１０はダイヤフラム７５の周縁部７６が取り付けられる環状の取付座８１を有し、取付座８１との間にダイヤフラム７５の周縁部７６を挟持するカバー９２を備え、このカバー９２とダイヤフラム７５との間にダイヤフラム室６３を画成したため、ダイヤフラムアクチュエータ６０をキャリパ本体１０内にコンパクトに収められ、キャリパ本体１０の大型化が避けられる。

本実施の形態では、キャリパ本体１０には取付座８１とシリンダ外壁８２との間に断面円弧状に湾曲する面取り部８３を形成し、この面取り部８３をその全周に渡って円弧状に膨出する環状に形成したため、ダイヤフラム７５は面取り部８３に沿って屈曲する部位が生じることなく、ダイヤフラム７５の耐久性を高められる。

本実施の形態では、アンカピン４３に結合され制輪子７を支持する案内板８を備えたため、制輪子７を支持する剛性を高められるとともに、制輪子７を着脱する作業が案内板８を介して容易に行える。

図９、図１０に示す他の実施の形態は、案内板を廃止して制輪子７が各アンカピン４３のみによって支持される構成とするものである。

制輪子７は、ディスク６に摺接するライニング９と、ライニング９の背部が取り付けられるライニング背板９７とを備える。

各アンカピン４３には環状溝４９が形成され、ライニング背板９７の上下端部にはこの環状溝８６に係合する係合部８５が形成される。

制輪子７はこの各係合部８５が各アンカピン４３の環状溝８６に係合することにより、ディスク６に対して進退可能に支持され、ダイヤフラム７５の拡縮作動によってディスク６に対して進退するように駆動される。

各アンカピン４３には環状溝８６が形成され、制輪子７の上下端部にはこの環状溝８６に係合する係合部８５が形成される。

制輪子７はこの各係合部８５が各アンカピン４３の環状溝８６に係合することにより、ディスク６に対して進退可能に支持され、ダイヤフラム７５の拡縮作動によってディスク６に対して進退するように駆動される。

本実施の形態では、制輪子７の両端部を各アンカピン４３に結合し、制動時にダイヤフラム７５が各ピストン５５を介して制輪子７を押圧する構成としたため、案内板を廃止して構造の簡素化がはかれるとともに、キャリパ本体１０をＸ軸方向について小型化することができる。

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キャリパブレーキ装置の平面図。 同じく側面図。 同じく図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。 同じく上スライドピンまわりの断面図。 同じく制輪子の側面図。 本発明の他の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置の断面図。 本発明の他の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置の側面図。 同じく図７のＡ−Ａ線に沿う断面図。 本発明の他の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置の側面図。 同じく図９のＡ−Ａ線に沿う断面図。

符号の説明

１ キャリパブレーキ装置
５ 車輪
６ ディスク
７ 制輪子
８ 案内板
９ ライニング
１０ キャリパ本体
１２ 第一キャリパアーム
４１ アジャスタ
４３ アンカピン
４４ 戻しバネ
４５ 隙間調整機構
５５ ピストン
６０ ダイヤフラムアクチュエータ
６１ 断熱プレート
６２ 背面プレート
６３ ダイヤフラム室
６５ ピストンガイドフレーム
７０ シリンダ
７１ シリンダ内壁
７１ａ、７１ｂ 円弧状壁部
７１ｃ、７１ｄ 湾曲壁部
７２ シリンダ底壁
８１ 取付座
８２ シリンダ外壁
８２ａ、８２ｂ 円弧状壁部
８２ｃ、８２ｄ 湾曲壁部
８３ 面取り部
９２ カバー

Claims (13)

1. 車輪と共に回転するディスクと、
   このディスクを挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子と、
   車輪の回転軸方向について移動可能に支持されるキャリパ本体と、
   前記一方の制輪子を前記ディスクに押し付けるダイヤフラムアクチュエータと、を備え、
   このダイヤフラムアクチュエータは、
   前記キャリパ本体に取り付けられるダイヤフラムと、
   このダイヤフラムによって画成され制動時に流体圧が供給されるダイヤフラム室と、
   前記ダイヤフラムと前記制輪子の間に介装され前記ダイヤフラムの動きを前記制輪子に伝達する複数のピストンと、
   この各ピストンを前記車輪の回転軸方向について摺動可能に支持するピストンガイドフレームと、を備え、
   複数の前記ピストンが１枚の前記ダイヤフラムに当接し、
   制動時に前記ダイヤフラム室に導かれる流体圧により前記ダイヤフラムが膨らんで前記各ピストンが前記制輪子を前記ディスクに押し付ける構成としたことを特徴とする車両用キャリパブレーキ装置。
2. 前記キャリパ本体に前記制輪子を前記ディスクに対して進退可能に支持する対のアンカピンを備え、
   前記ダイヤフラム室をこの各アンカピンの間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
3. 前記ダイヤフラムアクチュエータを挟むように配置される対のアジャスタを備え、
   このアジャスタは、
   前記アンカピンを介して前記制輪子を前記ディスクから離す方向に付勢する戻しバネと、
   制動解除時に制輪子とディスクの隙間を略一定に調整する隙間調整機構とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
4. 前記キャリパ本体は、
   前記ダイヤフラム室を画成する筒面状のシリンダ内壁と、
   このシリンダ内壁の内側にて前記ダイヤフラム室を画成するシリンダ底壁と、
   前記ダイヤフラムの周縁部が取り付けられる環状の取付座とを有し、
   前記ピストンガイドフレームをこの取付座に締結し、
   前記ダイヤフラムの周縁部を前記ピストンガイドフレームと前記取付座の間に挟持することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
5. 前記ディスクに摺接する前記制輪子のライニングは前記ディスクに沿った形状を有し、
   前記シリンダ内壁は、
   前記ライニングに沿って湾曲して延びる前後の湾曲壁部と、
   この前後の湾曲壁部を結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部とを有したことを特徴とする請求項４に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
6. 前記ピストンの先端部と前記制輪子の間に断熱プレートを介装したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
7. 前記ダイヤフラムは前記制輪子に対峙する押圧部を有し、
   この押圧部の背面に取り付けられる背面プレートを備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
8. 前記キャリパ本体は前記ダイヤフラムの拡縮するベローズ部を囲んで筒面状に延びるシリンダ外壁を有したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
9. 前記シリンダ外壁は、
   前記ライニングに沿って湾曲して延びる一方の湾曲壁部と、
   この湾曲壁部と対称的に湾曲して延びる他方の湾曲壁部と、
   この各湾曲壁部を結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部とを有したことを特徴とする請求項８に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
10. 前記キャリパ本体は前記ダイヤフラムの周縁部が取り付けられる環状の取付座を有し、
    前記取付座との間に前記ダイヤフラムの周縁部を挟持するカバーを備え、
    このカバーと前記ダイヤフラムとの間に前記ダイヤフラム室を画成したことを特徴とする請求項８または９に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
11. 前記キャリパ本体には前記取付座と前記シリンダ外壁との間に断面円弧状に湾曲する面取り部を形成し、
    この面取り部をその全周に渡って円弧状に膨出する環状に形成したことを特徴とする請求項１０に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
12. 前記各アンカピンに結合され前記制輪子を支持する案内板を備えたことを特徴とする請求項２から１１のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
13. 前記制輪子の両端部を前記各アンカピンに結合したことを特徴とする請求項２から１１のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。

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