JP5253391B2 - 車両用キャリパブレーキ装置 - Google Patents

Description

この発明は、回転体の両側面に形成された 2 つの摩擦面を挟持して回転体を制動する車両用キャリパブレーキ装置に関する。

鉄道車両は一般に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ており、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ている。

この点に関して、日本国特許庁が 1996 年に発行した特開平 8-226469 号及び特開平 8-226471 号は、供給される油圧に応じて油圧シリンダがブレーキパッドをブレーキロータのような回転体の摩擦面に押し付ける鉄道車両用油圧ブレーキ装置を開示している。

一方、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鉄道車両に搭載することで、空油変換器と油圧配管を廃止することも考えられている。

この点に関して、日本国特許庁が 1999 年に発行した特開平 11-193835 号は、空気圧アクチュエータのエアチャンバに圧縮空気を供給することで、空気圧アクチュエータがブレーキパッドを回転体の摩擦面に押し付ける鉄道車両用エアブレーキ装置を開示している。同従来技術の図 6 はさらに梃子を用いたエアブレーキ装置を開示している。

これらの鉄道車両用ブレーキ装置において、油圧シリンダやアクチュエータはブレーキパッド全体を押圧せずに、ブレーキパッドの一部を押圧する。その結果、押圧に対する反力でブレーキキャリパが撓み、摩擦面への確実な接触を確保できないことがある。また、ブレーキパッドに局部的な温度上昇が生じることや、ブレーキパッドの摩擦係数が低下することによって、ブレーキパッド本来の制動力を発揮できないことがある。その結果、ブレーキパッドの偏摩耗も生じやすい。

特に、梃子を用いたエアブレーキの場合は、梃子の軸受部に作用する摩擦力の影響で、ブレーキパッドを摩擦面に一様に押し付けることが難しく、ブレーキパッドに偏摩耗が生じやすい。

この発明の目的はしたがって、ブレーキパッドの回転体への押し付け力を均一化することである。

以上の目的を達成するために、この発明は、回転体の両側に形成された一対の摩擦面を挟持することで回転体の回転を制動する車両のキャリパブレーキ装置において、車体に固定され、回転体に跨がって配置された一対のキャリパアームを備えたブレーキキャリパと、各摩擦面に対峙して各キャリパアームに支持され、各摩擦面に向けて変位することで各摩擦面にそれぞれ制動力を及ぼすブレーキパッドと、各キャリパアームに形成された圧力室と、圧力室の圧力に応じて膨張するダイヤフラムと、ダイヤフラムの膨張に応じてブレーキパッドを対応する摩擦面に向けて駆動する複数のピストンと、複数のピストンを対応する摩擦面と直角方向に案内するガイド部材と、を備えている。ダイヤフラムは、複数のピストンを介してブレーキパッドに当接するピストン押圧部と、ピストン押圧部の回転体の回転軸方向の変位を許容すべくピストン押圧部の周囲に形成されたベローズ部とを備え、各キャリパアームはダイヤフラムを収装した、底部を有するシリンダを備え、圧力室はシリンダ内の底部とダイヤフラムの間に形成され、ガイド部材は複数のピストンを摺動自由に挿通させたガイドフレームで構成され、シリンダはベローズ部を囲むシリンダ内壁と、ガイドフレームの周縁部を固定する環状の取付座とを備えている。

この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以降の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。

図 1 はこの発明によるキャリパブレーキ装置の平面図である。

図 2 はキャリパブレーキ装置の背面図である。

図 3 はキャリパブレーキ装置の側面図である。

図 4 は 図 3 の IV-IV 線に沿って切り取ったキャリパブレーキ装置の縦断面図である。

図 5A と 5B は従来の油圧ピストン型キャリパブレーキ装置のブレーキパッドの平面図と、この発明によるキャリパブレーキ装置のブレーキパッドの平面図である。

図 6 はこの発明の第 2 の実施例によるキャリパブレーキ装置の平面図である。

図 7 はこの発明の第 2 の実施例によるキャリパブレーキ装置の背面図である。

図 8 はこの発明の第 2 の実施例によるキャリパブレーキ装置の側面図である。

図 9 は図 8 の IX-IX 線に沿って切り取ったキャリパブレーキ装置の縦断面図である。

図 10 はこの発明の第 3 の実施例によるキャリパブレーキ装置の縦断面図である。

図面の図 1 を参照すると、鉄道車両用のキャリパブレーキ装置 1 は、一対のブレーキパッド 7 により車輪 5 の回転を制動する。図の X 軸が車輪 5 の車軸方向に、Y 軸が鉛直方向に、Z 軸が前後方向に、それぞれ対応する。車輪 5 の両側面には、一対のブレーキパッド 7 に相対して一対の摩擦面 6 があらかじめ形成される。

一対のブレーキパッド 7 は一対のキャリパアーム 12 の先端にそれぞれ支持される。一対のキャリパアーム 12 は、ブレーキキャリパ 10 のヨーク 13 から車輪 5 に跨がるように二股に分岐する。ブレーキキャリパ 10 はフランジ部 20 を備える。フランジ部 20 は鉄道車両の台車にボルトを介して固定される。

ブレーキキャリパ 10 は、図 1 に示す中心線 Ozx、及び図 2 に示す中心線 Oyx のそれぞれについて対称的な形状を備える。

図 3 と図 4 を参照すると、一対のキャリパアーム 12 の両先端にはブレーキパッド 7 を駆動すべく、ダイヤフラム式のアクチュエータ 60 がそれぞれ設けられる。

ブレーキパッド 7 はアクチュエータ 60 を介して各キャリパアーム 12 に X 軸方向に変位可能に支持される。

図 1 と図 4 を参照すると、ブレーキパッド７はライニング 9 と、ライニング 9 を固定するボディ 97 と、ボディ 97 の裏面に形成された等幅の係合部 91 とからなる。係合部 91 はホルダ 8 を介してキャリパアーム 12 に Y 軸方向に変位自由に挿入される。ホルダ 8 は係合部 91 を挿入し、保持するための Y 軸方向の相対するガイドレール 8a を備える。

図 4 を参照すると、ホルダ 8 の上端と下端は、上下のアンカピン 43 の外周に形成した係合溝 98 にそれぞれ嵌合する。アンカピン 43 は、キャリパアーム 12 の上端と下端にアンカボルト 42 でそれぞれ固定されたアジャスタ 41 から車輪 5 に向けて突出する。ホルダ 8 の上端と下端を係合溝 98 に嵌合させることで、ブレーキパッド 7 の係合部 91 の上端と下端がアンカピン 43 の先端に当接し、ブレーキパッド 7 の Y 軸方向の変位が規制される。

ブレーキパッド 7 をキャリパアーム 12 に取り付ける際は、キャリパアーム 12 の下端からアジャスタ 41 とアンカピン 43 を取り外した状態で、ブレーキパッド 7 の係合部 91 をホルダ 8 のガイドレール 8a の内側に下方から挿入する。係合部 91 がホルダ 8 の所定位置に達したところで、アジャスタ 41 とアンカピン 43 をキャリパアーム 12 の下端にアンカボルト 42 で固定する。これにより、ホルダ 8 の上端と下端がそれぞれアンカピン 43 の係合溝 98 に嵌合し、ブレーキパッド 7 の Y 軸方向への変位が規制される。

アジャスタ 41 はブレーキパッド 7 を摩擦面 6 から離す方向へ付勢する戻しバネ 44 と、ブレーキパッド 7 に戻しバネ 44 以外の力が作用していない状態で、ブレーキパッド 7 との摩擦面 6 の隙間を略一定に調整する隙間調整機構 45 とを備える。ブレーキ解放時には、ブレーキパッド 7 は戻しバネ 44 によって摩擦面 6 から離間し、隙間調整機構 45 が規定する隙間のもとで摩擦面 6 に対峙する。

アジャスタ 41 は日本国特許庁が 1994 年に発行した 特開平 06-288417 号に開示された公知の機構である。ここではその内容を引用により合体することで詳しい説明を省略する。

ブレーキパッド 7 は以上の支持構造により摩擦面 6 と平行を保ちつつ X 軸方向に変位可能な状態で、キャリパアーム 12 に支持される。

図 3 を参照すると、アクチュエータ 60 は、上下のアジャスタ 41 の間に配置される。キャリパアーム 12 の上端と下端にはアジャスタ 41 を取り付けるための円弧状の切欠であるアジャスタ取付凹部 12a、 12b が形成される。

図 4 を再び参照すると、アクチュエータ 60 は、キャリパアーム 12 に形成されるシリンダ 80 と、シリンダ 80 に収装されたダイヤフラム 75 と、シリンダ 80 の一端を閉鎖して底部を構成するカバー 92 と、ダイヤフラム 75 とホルダ 8 と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 軸方向に摺動可能に支持するガイドフレーム 65 と、を備える。

シリンダ 80 の内側にはダイヤフラム 75 とカバー 92 の間に圧力室 63 が画成される。圧力室 63 は外部から供給される圧縮空気により膨張し、ダイヤフラム 75 がピストン 55 とホルダ 8 を介してブレーキパッド 7 を X 軸方向に押圧し、ブレーキパッド 7 を摩擦面 6 に押し付ける。このために、ホルダ 8 はあらかじめダイヤフラム 75 のピストン 55 の配置領域より大きな平面形状に形成される。

シリンダ 80 は X 軸方向に延びる略長円形断面のシリンダ内壁 82 と、シリンダ 80 の一端を閉鎖して底部を構成するカバー 92 と、ダイヤフラム 75 の周縁部 76 とカバー 92 の周縁部とを係止するための略長円形の外形を有する環状の取付座 81 と、を備える。取付座 81 は Y 軸と Z 軸に規定される平面上に形成される。

図 3 を再び参照すると、カバー 92 は取付座 81 と同じく略長円形の外形を備える。取付座 81 には複数のボルト穴が所定の間隔を持って形成され、ボルト穴に螺合するボルト 84 によりカバー 92 が取付座 81 に固定される。カバー 92 と取付座 81 はブレーキパッド 7 の中心線 Ozy を中心に対称形をなす。

ブレーキパッド 7 のライニング 9 は全体として車輪 5 の回転方向に湾曲した形状をなすとともに、図の破線に示すように車輪 5 の回転方向に関して複数のセグメントに分割された形状を備える。各セグメントは図 4 に示すボディ 97 に固定される。

シリンダ内壁 82 は、湾曲する前後の湾曲壁部 82c と 82d と、前後の湾曲壁部 82c と 82d とを接続する上下の円弧状壁部 82a と 82b とからなる。これらの壁面に画成される略長円形断面の圧力室 63 は、ブレーキパッド 7 のライニング 9 より広い断面積を備える。

図 4 を再び参照すると、ダイヤフラム 75 は周縁部 76 と、周縁部 76 からシリンダ内壁 82 に沿ってガイドフレーム 65 に向けて展開した後、内向きに略 180 度曲折するベローズ部 77 と、ベローズ部 77 の内側においてブレーキパッド 7 と平行な平面をなすピストン押圧部 79 とからなる。周縁部 76 とベローズ部 77 とピストン押圧部 79 はゴムなどの弾性材によって一体に形成される。ピストン押圧部 79 はシリンダ内壁 82 に規定されるシリンダ 80 の横断面より若干小さく、かつシリンダ 80 の横断面に相似した略長円形の平面形状を有する。

ダイヤフラム 75 の周縁部 76 は取付座 81 とカバー 92 との間に挟持される。シリンダ 80 の取付座 81 とシリンダ内壁 82 との間には面取り部 83 が形成される。面取り部 83 は周縁部 76 からベローズ部 77 に至るダイヤフラム 75 の急激な屈曲を阻止して、なだらかに湾曲させる役割を持つ。

ダイヤフラム 75 の材料には、樹脂製弾性材に例えばカーボン繊維やケブラー繊維等の強化材を複合した複合材料を用いても良い。また、金属薄板で構成することも可能である。

シリンダ 80 のカバー 92 と反対側の端部には、車輪 5 に相対する取付座 95 が形成される。取付座 95 にはガイドフレーム 65 が複数のボルト 96 を介して締結される。ガイドフレーム 65 を予めブレーキキャリパ 10 と一体に形成しても良い。

複数のピストン 55 はガイドフレーム 65 に形成されたガイド孔 65a をそれぞれ摺動自由に貫通し，ダイヤフラム 75 のピストン押圧部 79 とホルダ 8 の間に介装される。ピストン 55 のホルダ 8 との接触面には断熱材で構成された円盤状の断熱プレート 61 が装着される。断熱プレート 61 を用いる代わりに、ピストン 55 に断熱材を溶射するなどの処理を施してピストン 55 の断熱性能を向上させても良い。

図 3 を再び参照すると、ガイド孔 65a は車輪 5 の車軸を中心とする 3 個の同心円上に等しい角度間隔で形成される。3 個の同心円のうち中央の円上に並ぶガイド孔 65a はブレーキパッド 7 の中央部に対峙して等間隔で配置される。3 個の同心円のうち外側の円上に並ぶガイド孔 65a はブレーキパッド 7 の外周部に対峙して湾曲壁部 82c に沿って等間隔で配置される。3 個の同心円のうち内側の円上に並ぶガイド孔 65a はブレーキパッド 7 の内周部に対峙して等間隔で配置される。

各ピストン 55 の外径は例えば 22 ミリメートル (mm) に設定される。各ピストン 55 はブレーキパッド 7 の全域に渡って略等しい密度で配置される。

ここでは、ピストン 55 を 3 列に配置しているが、ピストン 55 の配列はこれに限定されない。ピストン 55 の外径や軸方向の長さを相違させることで、ブレーキパッド 7 に付与する押圧力の分布をコントロールしても良い。

ブレーキキャリパ 10 には鉄道車両に搭載された空気圧源から圧縮空気を圧力室 63 に供給する通孔 69 が形成される。通孔 69 はブレーキキャリパ 10 の中心線 Ozy 上に機械加工によって形成される。通孔 69 を介した圧力室 63 への圧縮空気の供給は、コントローラからの指令信号に応動する切換弁を介して制御される。非制動時の圧力室 63 は大気に解放される。

キャリパブレーキ装置 1 は、以上のように構成されたブレーキパッド 7 とアクチュエータ 60 を一対のキャリパアーム 12 の先端にそれぞれ備えている。

キャリパブレーキ装置 1 は非制動時には、各キャリパアーム 12 において、一対のアジャスタ 41 の戻しバネ 44 の弾性力によってブレーキパッド 7 を車輪 5 の摩擦面 6 から離間させている。また、圧力室 63 が低圧のため、ダイヤフラム 75 は収縮し、ピストン 55 は後退位置にある。

制動時には、各キャリパアーム 12 において、圧力室 63 への圧縮空気の供給に応じてダイヤフラム 75 が膨らみ、図 2 に示すようにピストン 55、断熱プレート 61、及びホルダ 8 を介して、アジャスタ 41 の戻しバネ 44 を撓めつつ、ブレーキパッド 7 を摩擦面 6 に向けて押し出す。その結果、ブレーキパッド 7 のライニング 9 が車輪 5 のふたつの摩擦面 6 に相対する向きで接触し、摩擦力で車輪 5 の回転を制動する。

図 5A は従来の油圧ピストン型キャリパブレーキ装置を示す。この従来装置は、油圧室 48 に導かれる作動油圧力で一対のピストンがブレーキパッド 7 をロータに押し付けることでブレーキングを行なう。この従来装置はピストンを収装するシリンダ 47 の寸法と油圧室 48 に導かれる必要油圧とを次のように設定している。図の斜線部位がピストンの受圧面積を示す。

シリンダ 47 の直径：φ 38 (mm) × 2 個
シリンダ 47 の断面積 (ピストンの受圧面積)：2,268 平方ミリメートル (mm2)
必要油圧： 9 メガパスカル (MPa)
押圧力 = 2268× 9 = 約 20 キロニュートン (kN)

図 5B はこの発明による空気圧ダイヤフラム型のキャリパブレーキ装置 1 を示す。ここでは、シリンダ 80 の断面積と圧力室 63 に導かれる必要空気圧とを次のように設定している。

シリンダ 80 の断面積 (= ダイヤフラム 75 の受圧面積)：27,697 (mm2)
必要空気圧：0.75 (MPa)
押圧力 = 27697× 0.75 = 約 20 (kN)

この発明によるキャリパブレーキ装置 1 のブレーキパッド押圧力は従来の油圧式ピストン型キャリパブレーキ装置と同じ約 20kN である。

キャリパブレーキ装置 1 のアクチュエータ 60 は、したがって、ブレーキキャリパ 10 の限られたスペースの中でダイヤフラム 75 の受圧面積を十分に確保し、油圧に比べて著しく低い空気圧を用いて要求される押圧力をブレーキパッド 7 に加えることができる。

この発明によるキャリパブレーキ装置 1 はダイヤフラム 75 が膨らむことで、複数のピストン 55 を介してブレーキパッド 7 を摩擦面 6 に押し付ける。この押し付け反力によってブレーキキャリパ 10 が撓んだり、摩擦面の回転面に変形が生じても、ブレーキパッド 7 は摩擦面 6 に均一な面圧を持って押し付けられる。ブレーキパッド 7 の摩擦係数はしたがって常に高く保たれ、ブレーキパッド 7 本来の制動力を発揮できる。また、面圧が均一のため、ブレーキパッド 7 や摩擦面の局部的な温度上昇が起こりにくく、ブレーキパッド 7 や摩擦面 6 の偏摩耗が起こりにくい。

制動時にブレーキキャリパ 10 のキャリパアーム 12 が車輪 5 の摩擦面 6 から離れる方向へ撓んでも、キャリパアーム 12 と摩擦面 6 の離間距離の大きい領域でピストン 55 が大きくストロークすることで、ブレーキパッド 7 は摩擦面 6 に対して平行に保たれる。したがって、ライニング 9 がラジアル方向に偏摩耗するのを防止できる。

このキャリパブレーキ装置 1 においては、ダイヤフラム 75 とブレーキパッド 7 の間にピストン 55 とガイドフレーム 65 とを介在させたため、ブレーキパッド 7 の発熱のダイヤフラム 75 への伝達がこれらの部材に遮断される。したがって、ダイヤフラム 75 は熱による損傷を受けにくい。

アクチュエータ 60 は、鉄道車両に搭載された空気圧源から供給される空気圧で直接ブレーキパッド 7 を駆動するので、鉄道車両に空油変換器や油圧源や油圧配管を搭載する必要がない。したがって、この発明によるキャリパブレーキ装置 1 を採用することで鉄道車両の軽量化を図ることができる。

キャリパブレーキ装置 1 の圧力室 63 に空気圧を供給するかわりに、油圧を供給することも可能である。この場合も、従来の油圧ピストン型キャリパブレーキ装置に比べて数多くのピストンを用いることで、ブレーキパッド 7 を均一に押圧することができる。また、数多くのピストンを用いることで受圧面積が増えるため、低い油圧で必要な押圧力を確保できる、したがって、空油変換器を小型化することができる。

このキャリパブレーキ装置 1 において、圧力室 63 は一対のアンカピン 43 の間に配置され、圧力室 63 を画成するシリンダ内壁 82 を略長円形断面に形成したので、ダイヤフラム 75 は十分な受圧面積を確保でき、押圧力をブレーキパッド 7 の広い範囲に及ぼすことができる。また、略長円形断面の圧力室 63 に収装されたダイヤフラム 75 は円周方向、すなわち ZY 平面内では緩やかに湾曲するのみで屈曲する部位がない。また、取付座 81 とシリンダ内壁 82 との間に形成された面取り部 83 がダイヤフラム 75 の XY 平面内の屈曲を緩和する。したがって、ダイヤフラム 75 には荷重が集中しにくく、ダイヤフラム 75 は好ましい耐久性を備える。

アクチュエータ 60 においては、シリンダ内壁 82 の内側にベローズ部 77 を配置したので、制動時に圧力室 63 に導かれる空気圧でベローズ部 77 が側方へ膨らむのをシリンダ内壁 82 が阻止する。したがって、ブレーキパッド 7 を押圧するのに必要な空気流量を小さく抑えることができ、ブレーキパッド 7 による車輪 5 の制動の応答性を高められる。

環状の取付座 81 とカバー 92 とでダイヤフラム 75 の周縁部 76 を挟持し、カバー 92 とダイヤフラム 75 との間に圧力室 63 を設けたので、アクチュエータ 60 をブレーキキャリパ 10 内の小さなスペースに収装でき、ブレーキキャリパ 10 の大型化を避けられる。

また、ピストン 55 は断熱プレート 61 を介してホルダ 8 に接するので、ブレーキパッド 7 の熱がダイヤフラム 75 に伝達されにくく、ダイヤフラム 75 への熱損傷を起こしにくい環境が得られる。

このキャリパブレーキ装置 1 においては、複数のピストン 55 が、アンカピン 43 に係止されたホルダ 8 を介してブレーキパッド 7 を押圧するので、ブレーキパッド 7 の支持剛性を高めたい場合に好ましい構造となる。また、ブレーキキャリパ 10 からのブレーキパッド 7 の着脱も容易に行える。

図 6~ 図 9 を参照してこの発明の第 2 の実施例を示す。

この実施例では、ホルダ 8 を省略してブレーキパッド 7 を各アンカピン 43 で直接支持する。

ブレーキパッド７はライニング 9 と、ライニング 9 を固定するボディ 97 とからなる。

各アンカピン 43 は先端に環状溝 86 を備える。ボディ 97 の上端と下端には環状溝 86 に係合する係合部 85 が形成される。

ブレーキパッド 7 はボディ 97 の上端の係合部 85 を上方のアンカピン 43 の環状溝 86 に係合し、ボディ 97 の下端の係合部 85 を下方のアンカピン 43 の環状溝 86 に係合する。ブレーキパッド 7 はこれにより摩擦面 6 に対して進退可能にキャリパアーム 12 に支持され、ダイヤフラム 75 の拡縮に応じて摩擦面 6 に対して進退する。

キャリパブレーキ装置 1 のその他の構造は、第 1 の実施例と同一である。

この実施例では、ホルダ 8 を廃止してブレーキパッド 7 の両端をアンカピン 43 に直接係止したので、キャリパブレーキ装置 1 の構造を単純化できる。また、ブレーキキャリパ 10 の X 軸方向の寸法を小さくすることができる。ホルダ 8 を省略することで、摩擦面 6 の形状や変形に対するライニング 9 の追従性も高まる。

図 10 を参照してこの発明の第 3 の実施例を説明する。

この実施例では、ダイヤフラム 75 の支持構造が第 2 の実施例と異なる。

この実施例によるキャリパブレーキ装置 1 は第 1 の実施例によるシリンダ 80 に代えてシリンダ 70 を備える。

シリンダ 70 は X 軸方向に延びるシリンダ内壁 71 と、Y 軸と Z 軸に規定される平面上に形成され、シリンダ 70 の一端を閉鎖する、シリンダ内壁 71 と一体の底部 72 と、シリンダ内壁 71 のもう一端に形成された環状の取付座 73 とを有する。シリンダ内壁 71 は第１の実施例のシリンダ内壁 82 と同形あるいはライニング 9 の形状に合わせた略腎臓形とする。

シリンダ 70 と各アジャスタ取付凹部 12a、 12b はブレーキパッド 7 と同様に図 8 に示すブレーキキャリパ 10 の中心線 Ozy について対称的に形成される。

環状の取付座 73 はシリンダ内壁 71 の一端の Y 軸と Z 軸に規定される平面上に形成される。取付座 73 にはガイドフレーム 65 の周縁部が、複数のボルト 66 により固定される。また、ダイヤフラム 75 の周縁部 76 がガイドフレーム 65 の周縁部と取付座 73 に挟持される。

ダイヤフラム 75 は周縁部 76 と、周縁部 76 からシリンダ内壁 71 に沿って底部 72 に向けて展開した後、内向きに略 180 度曲折するベローズ部 77 と、ベローズ部 77 の内側においてブレーキパッド 7 と平行な平面をなすピストン押圧部 79 とからなる。周縁部 76 とベローズ部 77 とピストン押圧部 79 はゴムなどの弾性材によって一体に形成される。ピストン押圧部 79 はシリンダ内壁 71 に規定されるシリンダ 70 の横断面より若干小さく、かつシリンダ 70 の横断面に相似した平面形状を有する。

ダイヤフラム 75 のピストン押圧部 79 の背面には背面プレート 62 が取り付けられる。背面プレート 62 は複数のボルト 67 でピストン押圧部 79 に固定される。背面プレート 62 はピストン押圧部 79 と略等しい形状の板材で形成される。ボルト 67 は背面プレート 62 の周縁部に沿って略等間隔で配置される。

ダイヤフラム 75 の以上の構成により、シリンダ内壁 71 は第 1 の実施例のシリンダ内壁 82 と異なり，圧力室 63 の内側に位置する。

この実施例によっても、第 1 の実施例と同様の好ましい効果が得られる。

さらに、この実施例ではピストン押圧部 79 に背面プレート 62 を装着したので、ピストン押圧部 79 の剛性を高めることができる。なお、背面プレート 62 をピストン押圧部 79 の前面に取り付けても良い。あるいは、背面プレート 62 を省略することも可能である。

以上の説明に関して 2007 年 11 月 6 日を出願日とする日本国における特願 2007-288915 号、の内容をここに引用により合体する。

以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明して来たが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

例えば、以上説明した実施例では、車輪 5 の両側に形成した摩擦面 6 を一対のブレーキパッド 7 で挟持しているが、車輪 5 と一体回転するロータの両面に摩擦面 6 を形成し、これをブレーキパッド 7 で挟持するキャリパブレーキ装置にもこの発明は適用可能である。

以上のように、この発明によるキャリパブレーキ装置はブレーキパッドの回転体への押し付け力を均一化する効果をもたらす。したがって、ブレーキパッドの大きな押し付け力を必要とする鉄道車両の車輪の制動装置に適用することで特に好ましい効果が得られる。

Claims (11)

1. 回転体 (5) の両側に形成された一対の摩擦面 (6) を挟持することで回転体 (5) の回転を制動する車両のキャリパブレーキ装置 (1) において ;
   車体に固定され、回転体 (5) に跨がって配置された一対のキャリパアーム (12) を備えたブレーキキャリパ (10) と ;
   各摩擦面 (6) に対峙して各キャリパアーム (12) に支持され、各摩擦面 (6) に向けて変位することで各摩擦面 (6) にそれぞれ制動力を及ぼすブレーキパッド (7) と ;
   各キャリパアーム (12) に形成された圧力室 (63) と ;
   圧力室 (63) の圧力に応じて膨張するダイヤフラム (75) と ;
   ダイヤフラム (75) の膨張に応じてブレーキパッド (7) を対応する摩擦面 (6) に向けて駆動する複数のピストン (55) と ;
   複数のピストン (55) を対応する摩擦面 (6) と直角方向に案内するガイド部材 (65) と ;
   を備え、
   ダイヤフラム (75) は、複数のピストン (55) を介してブレーキパッド (7) に当接するピストン押圧部 (79) と、ピストン押圧部 (79) の回転体 (5) の回転軸方向の変位を許容すべくピストン押圧部 (79) の周囲に形成されたベローズ部 (77) とを備え、各キャリパアーム (12) はダイヤフラム (75) を収装した、底部 (72, 92) を有するシリンダ (70, 80) を備え、圧力室 (63) はシリンダ (70, 80) 内の底部 (72, 92) とダイヤフラム (75) の間に形成され、ガイド部材 (65) は複数のピストン (55) を摺動自由に挿通させたガイドフレームで構成され、シリンダ (70, 80) はベローズ部 (77) を囲むシリンダ内壁 (71, 82) と、ガイドフレームの周縁部を固定する環状の取付座 (73, 95) とを備えるキャリパブレーキ装置 (1)。
2. 請求項 1 のキャリパブレーキ装置 (1) において、各キャリパアーム (12) はブレーキパッド (7) を摩擦面 (6) に対して直角方向に変位可能に支持する一対のアンカピン (43) をさらに備え、圧力室 (63) は一対のアンカピン (43) の間に形成されたキャリパブレーキ装置 (1)。
3. 請求項 2 のキャリパブレーキ装置 (1) において、アンカピン (43) を摩擦面 (6) から離間方向に付勢するスプリング (44) と、スプリング (44) 以外の外力がブレーキパッド (7) に作用していない状態で、アンカピン (43) と摩擦面 (6) との距離を一定に保つ隙間調整機構 (45) とをさらに備えるキャリパブレーキ装置 (1)。
4. 請求項 1 から 3 のいずれかのキャリパブレーキ装置 (1) において、各ピストン (55) とブレーキパッド (7) との間に介在する断熱プレート (61) をさらに備えるキャリパブレーキ装置 (1)。
5. 請求項 1 から 3 のいずれかのキャリパブレーキ装置 (1) において、ブレーキパッド (7) は摩擦面 (6) の回転方向に湾曲した形状のライニング (9) を備え、シリンダ (80) はライニング (9) を覆う略長円形の横断面を備えるキャリパブレーキ装置 (1)。
6. 請求項 2 または 3 のキャリパブレーキ装置 (1) において、ブレーキパッド (7) を一対のアンカピン (43) に係止するホルダ (8) をさらに備えるキャリパブレーキ装置 (1)。
7. 請求項 1 のキャリパブレーキ装置 (1) において、ダイヤフラム (75) はガイドフレームの周縁部と取付座 (73) に挟持される周縁部 (76) をさらに備えるキャリパブレー キ装置 (1)。
8. 請求項 1 のキャリパブレーキ装置 (1) において、ピストン押圧部 (79) の裏面に固定された背面プレート (62) をさらに備えるキャリパブレーキ装置 (1)。
9. 請求項 1 のキャリパブレーキ装置 (1) において、底部 (72,92) はシリンダ (80) の一端に固定されたカバー (92) で構成され、ダイヤフラム (75) はシリンダ (80) の一端に形成したダイヤフラム取付座 (81) とカバー (92) に挟持される周縁部 (76) を備えるキャリパブレーキ装置 (1)。
10. 請求項 9 のキャリパブレーキ装置 (1) において、シリンダ (80) はダイヤフラム取付座 (81) とシリンダ内壁 (82) との間に面取り部 (83) をさらに備えるキャリパブレーキ装置 (1)。
11. 請求項 2 または 3 のキャリパブレーキ装置 (1) において、ブレーキパッド (7) は一対のアンカピン (43) に直接係止される一対のエッジ (85) を備えるキャリパブレーキ装置 (1)。

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