JP6396721B2 - ディスクブレーキ装置及び鉄道用ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、ディスクブレーキ装置及び鉄道用ディスクブレーキに関する。

パッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させるディスクブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
図１３に示すように、例えば特許文献１に開示される鉄道車両用のディスクブレーキキャリパ５０１は、制動するブレーキディスク（図示せず）の両側方に吊り下げられ、キャリパの実質的に水平な中心線に垂直な面でのみ移動するブレーキパッドホルダ５０５を備える。ブレーキパッドホルダ５０５には、ブレーキディスクと摩擦係合する交換可能なブレーキパッド５０９が設けられる。

ディスクブレーキキャリパ５０１は取付ブラケット５０３を有し、取付ブラケット５０３は鉄道車両の車台またはボギーに取り付けられる。取付ブラケット５０３は、キャリパの３点式支持を構成しており、前方に分岐している。分岐した取付ブラケット５０３の夫々の前方端部には、吊りリンク５０７が回動可能に吊り下げられている。その回動軸はキャリパの中心線とブレーキディスクとに対して平行である。各吊りリンク５０７はその下端部で、ブレーキパッドホルダ５０５と回動可能に接続される。その回動軸は上記回動軸と平行であるのでキャリパの中心線と平行である。

取付ブラケット５０３に対して弾性接続部５１３によって接続されるブリッジ部品５１１の中央の部分には、ディスクブレーキキャリパ５０１の各辺に対応した上側のレバー５１５と下側のレバー５１７が設けられる。２つのレバー５１５とレバー５１７との間には、軸５１９が設けられる。レバー５１５とレバー５１７の前方端部は、ブレーキパッドホルダ５０５に回動可能に取り付けられており、キャリパの中心線に垂直な回動軸周りに回動できるように設けられている。

制動ユニット５２１は、レバー５１５とレバー５１７の後方端部において回動可能に接続され、吊り下げられている。ブレーキシリンダへ圧縮空気の取り込みを行うと、制動ユニット５２１はレバー５１５とレバー５１７の各後方端部を離れるように押圧し、各前方端部はブレーキディスクに対してブレーキパッド５０９が制動力を付与するように協働する。

ディスクブレーキキャリパ５０１は、ブレーキパッドホルダ５０５の吊りリンク５０７によって、キャリパの中心線に垂直な面に対して固くガイドし、キャリパの他の全ての要素については、全ての方向に弾性的にガイドするように、取付ブラケット５０３とブリッジ部品５１１との間に弾性接続部５１３が設けられている。

これにより、ブレーキパッドホルダ５０５は、キャリパの中心線に対する垂直面内のみで移動可能となるように吊り下げられており、ブレーキ作動時にブレーキディスクに対してブレーキパッドホルダ５０５が同じように平行に押圧するように構成されている。即ち、ディスクブレーキキャリパ５０１は、取付ブラケット５０３やそれに支持されるレバー５１５およびレバー５１７が左右に揺れたとしても、平行維持制御機構である吊りリンク５０７によって、ブレーキパッドホルダ５０５同士の平行度が保たれるように構成されている。

特表２００９−５３６１１９公報

しかしながら、従来のディスクブレーキキャリパ５０１は、上部にある平行維持制御機構である吊りリンク５０７がブレーキトルクを受ける構造のため大型である。そこで、より軽量でコンパクトな平行維持制御機構を備えたディスクブレーキ装置が望まれている。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、コンパクトな平行維持制御機構によってパッドをディスクロータに平行に姿勢維持することができるディスクブレーキ装置及び鉄道用ディスクブレーキを提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。

（１） 基体と、前記基体に対して揺動可能に軸支された一対のブレーキアームと、前記一対のブレーキアームの一方の揺動端に結合されて該ブレーキアームを拡開作動するためのアクチュエータと、前記一対のブレーキアームの他方の揺動端にそれぞれ旋回自在に軸支されたパッド保持部材と、前記パッド保持部材に保持されたパッドのライニング面をディスクロータに平行に押圧するための平行維持制御機構と、を備えたディスクブレーキ装置であって、前記平行維持制御機構が、前記基体から前記ディスクロータの側面に対して平行に突設される固定軸と、前記固定軸と平行に配設されて前記パッド保持部材の移動軸挿入穴に回動自在かつ前後動自在に嵌入される移動軸と、前記固定軸と前記移動軸とを平行に連結する少なくとも２個以上の関節部材と、これら関節部材同士を回動自在に軸支する少なくとも１本以上の連結軸と、を有するリンクアームを備えることを特徴とするディスクブレーキ装置。

上記（１）の構成のディスクブレーキ装置によれば、パッド保持部材は、保持したパッドのライニング面がディスクロータに平行となるように、平行維持制御機構によって案内される。平行維持制御機構は、パッドをディスクロータに平行に押圧するためのリンクアームを有する。リンクアームは、固定軸と、移動軸と、少なくとも２個以上の関節部材と、連結軸と、からなる。移動軸は、リンクアームによって、ディスクロータに対し平行を維持しながら、上下方向及びディスクロータに接近離反する方向に移動自在となる。
移動軸には、パッドのライニング面がディスクロータと平行となる方向で、パッド保持部材の移動軸挿入穴が回動自在かつ前後動自在に嵌入される。
これにより、平行維持制御機構は、パッドのライニング面がディスクロータと平行となるように、パッド保持部材の姿勢を維持することができる。リンクアームは、関節部材が２個以上とされることで、1個の長い関節部材である従来の吊りリンクに比べて各関節部材を短くすることができ、コンパクトな構造でありながら移動軸を固定軸に対して水平方向に平行移動させることができる。
従って、コンパクトな平行維持制御機構を備えたディスクブレーキ装置を提供することができる。

（２） 基体と、前記基体に対して揺動可能に軸支された一対のブレーキアームと、前記一対のブレーキアームの一方の揺動端に結合されて該ブレーキアームを拡開作動するためのアクチュエータと、前記一対のブレーキアームの他方の揺動端にそれぞれ旋回自在に軸支されたパッド保持部材と、前記パッド保持部材に保持されたパッドのライニング面をディスクロータに平行に押圧するための平行維持制御機構と、を備えたディスクブレーキ装置であって、前記平行維持制御機構が、前記パッド保持部材に当接する押圧板と、前記基体から前記ディスクロータの側面に対して平行に突設される固定軸と、前記固定軸と平行に配設されて前記押圧板を回動自在かつ前後動自在に軸支する移動軸と、前記固定軸と前記移動軸とを平行に連結する少なくとも２個以上の関節部材と、これら関節部材同士を回動自在に軸支する少なくとも１本以上の連結軸と、を有するリンクアームと、前記押圧板の当接面を前記パッド保持部材に対して押付ける方向へ弾性付勢するばね部材と、を備えることを特徴とするディスクブレーキ装置。

上記（２）の構成のディスクブレーキ装置によれば、パッド保持部材は、保持したパッドのライニング面がディスクロータに平行となるように、平行維持制御機構によって案内される。平行維持制御機構は、パッドをディスクロータに平行に押圧するための押圧板とリンクアームを有する。リンクアームは、固定軸と、移動軸と、少なくとも２個以上の関節部材と、連結軸と、からなる。移動軸は、リンクアームによって、ディスクロータに対し平行を維持しながら、上下方向及びディスクロータに接近離反する方向に移動自在となる。
移動軸には、押圧板の当接面が、ディスクロータと平行となる方向で挿入固定され、回動自在かつ前後動自在に軸支される。
パッド保持部材にはばね部材が固定され、ばね部材は押圧板の当接面をパッド保持部材に押付ける方向に弾性付勢する。これにより、平行維持制御機構に一定以上の負荷が作用しない通常時、パッドのライニング面がディスクロータと平行となるように、押圧板の当接面に密着したパッド保持部材の姿勢が維持される。リンクアームは、関節部材が２個以上とされることで、1個の長い関節部材である従来の吊りリンクに比べて各関節部材を短くすることができ、コンパクトな構造でありながら押圧板を軸支する移動軸を固定軸に対して水平方向に平行移動させることができる。
従って、コンパクトな平行維持制御機構を備えたディスクブレーキ装置を提供することができる。
一方、パッドを介してパッド保持部材に一定以上の荷重が作用し、パッド保持部材のモーメント荷重が押圧板の当接面に伝わると、押圧板は、パッド保持部材に対し、ばね部材の付勢力に抗して相対移動することができる。
この相対移動により、押圧板の当接面とパッド保持部材とは、密着状態が解除され、双方の間に隙間を生じさせることが可能となる。従って、パッド保持部材（パッド）は、ディスクロータに沿って角度を変えることができ、パッドのライニング面を均一にディスクロータに押し当てることができる。また、押圧板の当接面が、パッド保持部材に対し相対移動できることで、リンクアームに作用する過剰な負担も解消される。

（３） 上記（２）の構成のディスクブレーキ装置であって、前記押圧板の当接面と直交する上下面には、中心軸が上下方向に沿う一対の係合穴が凹設されており、前記各係合穴を前記パッド保持部材に対してそれぞれ係止する係止突部は、所定の傾きを許容できる間隙を有して遊嵌されることを特徴とするディスクブレーキ装置。

上記（３）の構成のディスクブレーキ装置によれば、パッド保持部材の係止突部が押圧板の係合穴を係止することで、押圧板をパッド保持部材に対してアッセンブリすることができ、組立が容易となる。なお、押圧板の係合穴と係止突部とは、所定の傾きを許容できる間隙を有して遊嵌されているので、パッド保持部材に対する押圧板の相対移動が妨げられることはない。

（４） 上記（２）又は（３）の構成のディスクブレーキ装置であって、前記押圧板の当接面が、前記パッド保持部材に対して相対移動できるようにガイドされていることを特徴とするディスクブレーキ装置。

上記（４）の構成のディスクブレーキ装置によれば、押圧板の当接面をパッド保持部材に対してスムーズに相対移動させることができる。

（５） 上記（２）〜（４）の何れか１つの構成のディスクブレーキ装置であって、前記固定軸が、前記一対のブレーキアームを前記基体に対して揺動可能に軸支する軸受ボスに固定され、前記押圧板が、前記パッド保持部材の旋回回転軸に沿う長手方向中間部に押し付けられることを特徴とするディスクブレーキ装置。

上記（５）の構成のディスクブレーキ装置によれば、平行維持制御機構が、パッドの中心に近いところであるパッド保持部材の旋回回転軸に沿う長手方向中間部と基体の軸受ボスとを連結するように位置して、軽量かつ小型に構成される。

（６） 上記（２）〜（５）の何れか１つの構成のディスクブレーキ装置であって、前記ばね部材が、前記押圧板の外側面を覆う板ばねで形成されることを特徴とするディスクブレーキ装置。

上記（６）の構成のディスクブレーキ装置によれば、押圧板がばね部材によって覆われ、飛び石による破損から保護される。また、ばね部材は、外部より視認可能な平行維持制御機構の機構表面側（ディスクロータと反対側）に配置されるので、取付状況や破損の有無等が目視により容易に確認可能となる。また、板ばねで形成されたばね部材の上下縁に形成した支持板部に貫通孔が形成され、押圧板の係合穴を係止するためのパッド保持部材の係止突部がこの貫通孔を貫通することで、ばね部材はパッド保持部材に支持される。

（７） 上記（１）〜（６）の何れか１つの構成のディスクブレーキ装置であって、
前記平行維持制御機構が、前記ブレーキアームの揺動中心軸に沿った中央付近に配置されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
（８） 上記（１）〜（７）の何れか１つの構成のディスクブレーキ装置を備えたことを特徴とする鉄道用ディスクブレーキ。

上記（７）の構成のディスクブレーキ装置によれば、平行維持制御機構が、ブレーキアームの揺動中心軸に沿った中央付近に配置されており、直接平行維持制御機構にブレーキトルクの入力がないため、小型軽量化を図ることができる。
上記（８）の構成の鉄道用ディスクブレーキによれば、コンパクトな平行維持制御機構を備えたディスクブレーキ装置を提供できる。また、車輪（ディスクロータ）の傾動時、パッドのライニング面を車輪（ディスクロータ）に平行に追従させることが可能となる。これにより、鉄道車両のカーブ走行時や蛇行時のブレーキングにおいて、車輪（ディスクロータ）が傾動すると、ばね部材の付勢力に抗して押圧板と密着状態が解除されたパッド保持部材が、車輪（ディスクロータ）と平行に追従する。その結果、平行維持制御機構は、車輪（ディスクロータ）の傾動からの負担が解消される。
このように、鉄道用ディスクブレーキでは、カーブ走行時や蛇行時のブレーキングにおいてパッドが傾いた場合には、パッドと押圧板の密着状態が解除され、パッドの制動を妨げず、しかも、平行維持制御機構のリンクアームにも過大な負荷を掛けないように構成されている。

本発明に係るディスクブレーキ装置及び鉄道用ディスクブレーキによれば、コンパクトな平行維持制御機構によってパッドをディスクロータに平行に姿勢維持することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキ装置の斜視図である。 図１に示したディスクブレーキ装置の側面図である。 図１に示したディスクブレーキ装置のばね部材を取り外した分解斜視図である。 図３に示した基体とリンクアームの分解斜視図である。 （ａ）は図４に示したリンクアーム及び押圧板の拡大図、（ｂ）はリンクアームの断面図である。 図５の（ａ）に示したリンクアームの分解斜視図である。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ断面矢視図である。 図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面矢視図である。 リンクアームの動作例を説明するディスクブレーキ装置の要部概略図であり、（ａ）及び（ｂ）はパッド新品時の側面図及び正面図、（ｃ）及び（ｄ）はパッド摩耗時の側面図及び正面図である。 （ａ）は図１に示したディスクブレーキ装置の通常時のブレーキングにおける平面図、（ｂ）は図１に示したディスクブレーキ装置の車輪傾動時のブレーキングにおける平面図である。 本発明の第２実施形態に係るディスクブレーキ装置の斜視図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面矢視図である。 従来のディスクブレーキ装置の側面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキ装置１１は、鉄道用ディスクブレーキ１３に適用する場合を例に説明する。なお、本発明に係るディスクブレーキ装置は、鉄道用ディスクブレーキ１３の他、例えばエレベータ等、回転部材に対して制動力を発生させる産業用ブレーキ装置にも適用可能なものである。

本第１実施形態に係るディスクブレーキ装置１１は、キャリパボディ（基体）２５と、キャリパボディ２５に対して揺動可能に軸支された一対のブレーキアーム１５と、一対のブレーキアーム１５の一方の揺動端３３に結合されて該ブレーキアーム１５を拡開作動するためのアクチュエータ１７と、一対のブレーキアーム１５の他方の揺動端３５にそれぞれ旋回自在に軸支されたパッド保持部材１９と、パッド保持部材１９に保持されたパッドアッセンブリ（パッド）２１と、平行維持制御機構２３（図３参照）と、を備える。

基体であるキャリパボディ２５は、サポート２７によって、車両の台車等に固定される。一対のブレーキアーム１５は、それぞれキャリパボディ２５に対してアーム軸２９（例えば軸線が上下方向に沿う揺動中心軸）によって揺動可能に軸支される。キャリパボディ２５には、アクチュエータ１７が収容されている。

アクチュエータ１７は、例えば、電動モータ及び減速機構からなるモータギヤユニット或いは油圧駆動機構又はエア駆動機構と、倍力機構と、一対のロッド３１と、によって構成される。アクチュエータ１７は、モータギヤユニット等が駆動されることで、倍力機構を介してロッド３１が進退される。一対のロッド３１は、一対のブレーキアーム１５の一方の揺動端３３に結合されている。アクチュエータ１７は、進退するロッド３１を介して一対のブレーキアーム１５の一方の揺動端３３を拡開作動する。その結果、一対のブレーキアーム１５の他方の揺動端３５は、間隔が縮小する。

パッド保持部材１９（パッドホルダとも称される）は、一対のブレーキアーム１５の他方の揺動端３５に、それぞれがホルダ軸３７（例えば、軸線が上下方向に沿う旋回回転軸）によって旋回自在（首振り自在）に軸支される。
一対のパッド保持部材１９の内側となる対向面には、ホルダ軸３７に沿う方向の蟻溝２０（図８参照）が刻設されている。この蟻溝２０には、パッドアッセンブリ２１が図１の下部側からスライド挿入されて装着される。

パッドアッセンブリ２１には、複数のパッド３９が、ライニング面４１をディスクロータ（または図７に示す車輪４３の側面）に対面させる向きで保持されている。パッド保持部材１９の蟻溝２０に装着されたパッドアッセンブリ２１は、上下端に取り付けたアンカブロック２２がボルト２４でボルト締結されることにより固定される（図１参照）。
なお、本実施形態では、パッド３９のライニング面４１が、車輪４３に組付けられているディスクロータの両側面を押圧してブレーキ動作を行う構造を例に説明する（図７参照）。勿論、ディスクブレーキ装置１１は、車輪４３とは別に設けたディスクロータ（図示略）を挟圧して制動する構成であってもよい。

図３に示すように、本第１実施形態に係る平行維持制御機構２３は、パッド保持部材１９に保持されたパッド３９のライニング面４１を車輪４３（ディスクロータ）の側面に平行に押圧するものであり、押圧板４９と、リンクアーム４７と、ばね部材４５と、を有する。
図４に示すように、キャリパボディ２５は、それぞれのアーム軸２９を支持する筒状に形成された一対の軸受ボス５１を有する。この軸受ボス５１には、車輪４３（ディスクロータ）の側面に平行となる固定穴５３が穿設される。軸受ボス５１の固定穴５３には、リンクアーム４７を介してパッド保持部材１９に当接する押圧板４９が支持されることになる。

図５及び図６に示すように、押圧板４９は、パッド保持部材１９の背面側（ディスクロータと反対側）に当接する。押圧板４９は、固定穴５３の中心軸に沿う方向に配置される長い略短冊板状に形成される。押圧板４９の長手方向の一端側である基端部には、肉厚部５５が形成される。この肉厚部５５には、リンクアーム４７の後述する移動軸５７が嵌入する移動軸挿入穴５６（図８参照）が形成されている。押圧板４９の当接面７１と直交する上下面の略中央部分には、中心軸が上下方向に沿う一対の係合穴５９が凹設されている。押圧板４９は、この係合穴５９が、それぞれホルダ軸３７の先端（係止突部）によって係止される。押圧板４９の係合穴５９とホルダ軸３７の先端とは、車輪４３（ディスクロータ）が傾いたときの所定の傾きを許容できる間隙を有して遊嵌されている。これにより、押圧板４９とホルダ軸３７とは、ホルダ軸３７の半径方向に相対移動可能となり、パッド保持部材１９に対する押圧板４９の相対移動が妨げられることはない。

また、押圧板４９の当接面７１には、パッド保持部材１９の背面に上下方向に伸びるように形成されたガイド溝２６に係合するガイド部７２が突設されている（図８参照）。そこで、押圧板４９の当接面７１は、パッド保持部材１９に対して相対移動できるようにガイドされている。

図５及び図６に示すように、押圧板４９をキャリパボディ２５の軸受ボス５１に支持するリンクアーム４７は、固定軸６１と、移動軸５７と、少なくとも２個以上の関節部材である第１関節部材６５及び第２関節部材６７と、連結軸６３と、からなる。固定軸６１は、軸受ボス５１の固定穴５３に固定されて、キャリパボディ２５から車輪４３（ディスクロータ）の側面に対して平行に突設される。そこで、押圧板４９が、パッド保持部材１９のホルダ軸３７に沿う長手方向中間部に押し付けられる。

移動軸５７は、固定軸６１と平行に配設されて押圧板４９を回動自在かつ前後動自在に軸支する。移動軸５７は、押圧板４９の肉厚部５５に穿設された上記の移動軸挿入穴５６（図８参照）に摺動ブッシュ５８を介して回動自在かつ前後動自在に嵌合される。この押圧板４９を支持した移動軸５７と、キャリパボディ２５の軸受ボス５１に固定された固定軸６１とは、複数の関節部材である第１関節部材６５及び第２関節部材６７によって連結されている。

本発明の関節部材は、固定軸６１と移動軸５７とを平行に連結する少なくとも２個以上のものからなる。本第１実施形態において、関節部材は、固定軸側の第１関節部材６５と、移動軸側の第２関節部材６７と、からなる。第１関節部材６５は、一端側に固定軸６１が回動自在に軸支され、他端側に連結軸６３が回動自在に軸支される。第２関節部材６７は、一端側に連結軸６３が固定され、他端側に移動軸５７が固定される。

本発明の連結軸は、これら関節部材同士を回動自在に軸支する少なくとも１本以上のものからなる。本実施形態では、関節部材が、第１関節部材６５と第２関節部材６７とからなるので、連結軸６３は、これらを連結する１本である。固定軸６１と第１関節部材６５との貫通部分、及び第１関節部材６５と連結軸６３との貫通部分には回動を円滑にするための摺動ブッシュ６９が介装されている。

リンクアーム４７における固定軸６１、連結軸６３、移動軸５７は、全てが車輪４３（ディスクロータ）の側面に沿って平行で、且つ同方向（上下方向に直交する方向）となる向きで配置されている。このように構成されるリンクアーム４７では、移動軸５７が、常に車輪４３（ディスクロータ）の側面に平行となって、側面に接近離反する方向及び上下方向（ホルダ軸３７の軸線に沿う方向）に移動可能となる。

ばね部材４５は、押圧板４９の当接面７１をパッド保持部材１９に対して押付ける方向へ弾性付勢する。上記のように、押圧板４９の係合穴５９とホルダ軸３７の先端とは、若干の間隙を有して係合されている。このため、押圧板４９は、ホルダ軸３７の先端に対し、ホルダ軸３７の半径方向に相対移動可能となる。ばね部材４５は、この相対移動の範囲で、押圧板４９をパッド保持部材１９に押付けている。その結果、押圧板４９の当接面７１は、ばね部材４５の弾性付勢力によってパッド保持部材１９に押し付けられる。

本実施形態のばね部材４５は、押圧板４９の外側面７３を覆う板ばねで形成される。ばね部材４５は、移動軸５７の軸線に沿う方向の両端に、押圧板側に折り曲げられた当接曲げ部７４，７５（図３参照）が形成される。ばね部材４５は、この当接曲げ部７４，７５が、押圧板４９の両端の外側面７３に当接される（図８参照）。板ばねで形成されたばね部材４５の上下縁に沿う方向の略中央部には、上下縁からパッド保持部材１９に向かって突出する上下一対の支持板部７７（図７参照）が形成される。ばね部材４５は、この支持板部７７の貫通孔７７ａをホルダ軸３７の先端（係止突部）が貫通することで、ホルダ軸３７を介してパッド保持部材１９に支持される。ばね部材４５は、押圧板４９を覆うことにより、押圧板４９を飛び石等による破損から保護する作用も有している。

このように、本第１実施形態の平行維持制御機構２３は、リンクアーム４７、押圧板４９、ばね部材４５の３部品によって構成される。そして、リンクアーム４７は、第１関節部材６５及び第２関節部材６７、連結軸６３、移動軸５７、摺動ブッシュ６９から構成されるが、これらを予め一体で組付けできるため、交換対象となる部品点数は少なく、取付交換が容易となっている。
また、本実施形態の平行維持制御機構２３のリンクアーム４７は、ブレーキアーム１５の揺動中心軸であるアーム軸２９に沿った略中央付近に配置され、キャリパボディ２５とパッド保持部材１９を連結しており、下部に配置された場合に比べて飛び石等による破損が生じ難い。

そして、本第１実施形態の平行維持制御機構２３は、図９の（ａ），（ｂ）に示したパッド新品時も、図９の（ｃ），（ｄ）に示したパッド摩耗時も、パッド保持部材１９に保持されたパッド３９のライニング面４１を車輪４３（ディスクロータ）の側面に平行に押圧することができる。

次に、上記の構成を有するディスクブレーキ装置１１の作用を説明する。
本第１実施形態に係るディスクブレーキ装置１１では、キャリパボディ２５に対し、一対のブレーキアーム１５のそれぞれがアーム軸２９を中心に揺動自在に支持される。一対のブレーキアーム１５は、キャリパボディ２５に設けられるアクチュエータ１７によって一方の揺動端３３が拡開作動されると、他方の揺動端３５同士の間隔が縮小する。他方の揺動端３５のそれぞれには、パッド３９を保持するパッド保持部材１９がホルダ軸３７を中心に旋回自在に軸支される。ブレーキアーム１５の他方の揺動端３５にホルダ軸３７によって旋回自在に支持されたパッド保持部材１９は、図１０の（ａ）に示すように、保持したパッド３９のライニング面４１が車輪４３（ディスクロータ）に平行となるように、平行維持制御機構２３によって案内される。

平行維持制御機構２３は、パッド３９を車輪４３（ディスクロータ）に平行に押圧するための押圧板４９とリンクアーム４７を有する。リンクアーム４７は、固定軸６１と、移動軸５７と、第１関節部材６５及び第２関節部材６７と、連結軸６３と、からなる。固定軸６１は、車輪４３（ディスクロータ）の側面に対して平行となってキャリパボディ２５の軸受ボス５１から突出する。固定軸６１には、この固定軸６１と同方向の連結軸６３によって連結された第１関節部材６５及び第２関節部材６７を介して、固定軸６１と同方向の移動軸５７が移動自在に支持されている。そこで、移動軸５７は、リンクアーム４７によってキャリパボディ２５の軸受ボス５１に支持され、車輪４３（ディスクロータ）の側面に対し平行を維持しながら、上下方向及び車輪４３（ディスクロータ）に接近離反する方向に移動自在となる。

パッド保持部材１９にはばね部材４５が固定され、ばね部材４５は、押圧板４９の当接面７１をパッド保持部材１９の背面に押付ける方向に弾性付勢する。つまり、押圧板４９は、ばね部材４５の付勢力によって、パッド保持部材１９の背面に当接される。ばね部材４５は、ホルダ軸３７を挟む両側で押圧板４９の外側面７３を押圧する。ばね部材４５は、ホルダ軸３７を中心としたモーメントが押圧板４９に生じないように押圧板４９をパッド保持部材１９に押付ける。これにより、平行維持制御機構２３に一定以上の負荷が作用しない通常時、パッド３９のライニング面４１が車輪４３（ディスクロータ）と平行となるように、押圧板４９の当接面７１に密着したパッド保持部材１９の姿勢が維持される。
本実施形態のリンクアーム４７は、２個の第１関節部材６５及び第２関節部材６７を有することで、1個の長い関節部材である従来の吊りリンク５０７（図１３参照）に比べて各関節部材を短くすることができ、コンパクトな構造でありながら移動軸５７を固定軸６１に対して水平に平行移動させることができる。即ち、従来の吊りリンク５０７は、ブレーキパッドホルダ５０５をなるべく水平に平行移動させるため、取付ブラケット５０３に対する回動軸とブレーキパッドホルダ５０５に対する回動軸との間隔を広げて旋回半径を大きくしなければならなかった。
従って、コンパクトな平行維持制御機構２３を備えたディスクブレーキ装置１１を提供することができる。

一方、本第１実施形態のディスクブレーキ装置１１では、車輪４３（ディスクロータ）等からの反力によって、パッド３９を介してパッド保持部材１９に一定以上の荷重が作用し、パッド保持部材１９のモーメント荷重が押圧板４９の当接面７１に伝わると、押圧板４９は、パッド保持部材１９に対し、ばね部材４５の付勢力に抗して相対移動することができる。すなわち、ホルダ軸３７と押圧板４９は、上記した若干の間隙の範囲でばね部材４５を弾性変形させて、相対移動することになる。

この相対移動により、押圧板４９の当接面７１とパッド保持部材１９とは、密着状態が解除され、双方の間に隙間を生じさせることが可能となる。すなわち、図１０の（ｂ）に示すように、車輪４３（ディスクロータ）の傾動時にリンクアーム４７に大きなモーメント荷重が発生した場合、ばね部材４５が撓み（弾性変形し）、パッド保持部材１９とリンクアーム４７が切り離される。平行維持制御機構２３は、最大±３°までの車輪４３（ディスクロータ）の傾動に対応できることが要求される。従って、パッド保持部材１９（パッド３９）は、車輪４３（ディスクロータ）に沿って角度を変えることができ、パッド３９のライニング面４１を均一に車輪４３（ディスクロータ）に押し当てることができる。その結果、ディスクブレーキ装置１１では、パッド３９に生じる偏摩耗や引きずりが抑制される。

また、押圧板４９の当接面７１が、パッド保持部材１９に対し相対移動できることで、リンクアーム４７に作用する過剰な負担も解消する。つまり、パッド３９は、緩開時には移動軸５７の軸線に沿う平行姿勢を維持するが、制動時には車輪４３（ディスクロータ）に沿って姿勢を変えることが可能となる。

また、本第１実施形態のディスクブレーキ装置１１では、パッド保持部材１９を旋回自在に軸支するホルダ軸３７の先端（係止突部）が押圧板４９の上面面に凹設された係合穴５９を係止することで、押圧板４９をパッド保持部材１９に対してアッセンブリすることができ、組立が容易となる。なお、押圧板４９の係合穴５９とホルダ軸３７の先端（係止突部）とは、車輪４３（ディスクロータ）が傾いたときの所定の傾きを許容できる間隙を有して遊嵌されているので、パッド保持部材１９に対する押圧板４９の相対移動が妨げられることはない。

本第１実施形態のディスクブレーキ装置１１では、押圧板４９の当接面７１が、パッド保持部材１９に対して相対移動できるようにガイドされているので、押圧板４９の当接面７１をパッド保持部材１９に対してスムーズに相対移動させることができる。

また、本第１実施形態のディスクブレーキ装置１１では、固定軸６１が、一対のブレーキアーム１５をキャリパボディ２５に対して揺動可能に軸支する軸受ボス５１に固定され、押圧板４９が、パッド保持部材１９の旋回回転軸に沿う長手方向中間部に押し付けられる。そこで、平行維持制御機構２３が、パッドアッセンブリ２１の中心に近いところであるパッド保持部材１９の旋回回転軸に沿う長手方向中間部とキャリパボディ２５の軸受ボス５１とを連結するように位置して、軽量かつ小型に構成される。

また、本実施形態のディスクブレーキ装置１１では、押圧板４９がばね部材４５によって覆われ、飛び石による破損から保護される。また、ばね部材４５は、外部より視認可能な平行維持制御機構２３の機構表面側（車輪４３と反対側）に配置されるので、取付状況や破損の有無等が目視により容易に確認可能となる。また、板ばねで形成されたばね部材４５の上下縁に形成した支持板部７７に貫通孔７７ａが形成され、押圧板４９の係合穴５９を係止するためのホルダ軸３７の先端（係止突部）がこの貫通孔７７ａを貫通することで、ばね部材４５はパッド保持部材１９に支持される。

また、上記構成のディスクブレーキ装置１１を備える鉄道用ディスクブレーキ１３では、車輪４３（ディスクロータ）の傾動時、パッド３９のライニング面４１を車輪４３（ディスクロータ）に平行に追従させることが可能となる。これにより、鉄道車両のカーブ走行時や蛇行時のブレーキングにおいて、車輪４３（ディスクロータ）が傾動すると、ばね部材４５の付勢力に抗して押圧板４９と密着状態が解除されたパッド保持部材１９が、車輪４３（ディスクロータ）と平行に追従する。その結果、平行維持制御機構２３は、車輪４３（ディスクロータ）の傾動からの負担が解消される。

このように、鉄道用ディスクブレーキ１３では、カーブ走行時や蛇行時のブレーキングにおいてパッド３９（パッドアッセンブリ２１）が傾いた場合には、パッド３９と押圧板４９の密着状態が解除され、パッド３９の制動を妨げず、しかも、平行維持制御機構２３のリンクアーム４７にも過大な負荷を掛けないように構成されている。

従って、本第１実施形態に係るディスクブレーキ装置１１によれば、コンパクトな平行維持制御機構２３によってパッド３９を車輪４３（ディスクロータ）に平行に姿勢維持し、同時にパッド３９の偏摩耗及び引きずりを防止できる。

本第１実施形態に係る鉄道用ディスクブレーキ１３によれば、車輪４３（ディスクロータ）の傾動に対してパッド３９を追従させ、パッド３９の偏摩耗及び引きずりを防止できる。

次に、本発明の第２実施形態に係るディスクブレーキ装置１１Ａを説明する。
図１１及び図１２に示すように、本第２実施形態に係るディスクブレーキ装置１１Ａは、上記第１実施形態に係るディスクブレーキ装置１１の平行維持制御機構２３を平行維持制御機構２３Ａに代えた以外は同様の構成であるので、同部材については同符号を付して詳細な説明を省略する。

本第２実施形態に係る平行維持制御機構２３Ａは、図１１及び図１２に示すように、パッド保持部材１９Ａに保持されたパッド３９のライニング面４１を車輪４３（ディスクロータ）の側面に平行に押圧するものであり、パッド保持部材１９Ａに形成された移動軸挿入穴９３と、リンクアーム４７と、を有する。
本第２実施形態に係るリンクアーム４７の移動軸５７は、図１２に示すように、固定軸６１と平行に配設されてパッド保持部材１９Ａの移動軸挿入穴９３に摺動ブッシュ９５を介して回動自在かつ前後動自在に嵌入されている。

次に、上記の構成を有するディスクブレーキ装置１１Ａの作用を説明する。
本第２実施形態に係るディスクブレーキ装置１１Ａでは、パッド保持部材１９Ａは、保持したパッド３９のライニング面４１が車輪４３（ディスクロータ）に平行となるように、平行維持制御機構２３Ａによって案内される。

平行維持制御機構２３Ａは、パッド３９を車輪４３（ディスクロータ）に平行に押圧するためのリンクアーム４７を有する。リンクアーム４７は、固定軸６１と、移動軸５７と、第１関節部材６５及び第２関節部材６７と、連結軸６３と、からなる。移動軸５７は、リンクアーム４７によってキャリパボディ２５の軸受ボス５１に支持され、車輪４３（ディスクロータ）の側面に対し平行を維持しながら、上下方向及び車輪４３（ディスクロータ）に接近離反する方向に移動自在となる。

移動軸５７には、パッド３９のライニング面４１が車輪４３（ディスクロータ）の側面と平行となる方向で、パッド保持部材１９Ａの移動軸挿入穴９３が回動自在かつ前後動自在に嵌入される。
これにより、平行維持制御機構２３Ａは、パッド３９のライニング面４１が車輪４３（ディスクロータ）と平行となるように、パッド保持部材１９Ａの姿勢を維持する。
従って、コンパクトな平行維持制御機構２３Ａを備えたディスクブレーキ装置１１Ａを提供することができる。

更に、上記各実施形態のディスクブレーキ装置１１，１１Ａによれば、平行維持制御機構２３，２３Ａが、ブレーキアーム１５の揺動中心軸であるアーム軸２９に沿った中央付近に配置され、キャリパボディ２５とパッド保持部材１９を連結しており、直接平行維持制御機構２３，２３Ａにブレーキトルクの入力がないため、小型軽量化を図ることができる。

ここで、上述した本発明に係るディスクブレーキ装置及び鉄道用ディスクブレーキの実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 基体（キャリパボディ２５）と、
前記基体（キャリパボディ２５）に対して揺動可能に軸支された一対のブレーキアーム（１５）と、
前記一対のブレーキアーム（１５）の一方の揺動端（３３）に結合されて該ブレーキアーム（１５）を拡開作動するためのアクチュエータ（１７）と、
前記一対のブレーキアーム（１５）の他方の揺動端（３５）にそれぞれ旋回自在に軸支されたパッド保持部材（１９）と、
前記パッド保持部材（１９）に保持されたパッド（３９）のライニング面（４１）をディスクロータ（車輪４３）に平行に押圧するための平行維持制御機構（２３Ａ）と、を備えたディスクブレーキ装置（１１Ａ）であって、
前記平行維持制御機構（２３Ａ）が、前記ブレーキアーム（１５）の揺動中心軸（アーム軸２９）に沿った中央付近に配置され、前記基体（キャリパボディ２５）と前記パッド保持部材（１９）を連結することを特徴とするディスクブレーキ装置（１１）。
［２］ 基体（キャリパボディ２５）と、
前記基体（キャリパボディ２５）に対して揺動可能に軸支された一対のブレーキアーム（１５）と、
前記一対のブレーキアーム（１５）の一方の揺動端（３３）に結合されて該ブレーキアーム（１５）を拡開作動するためのアクチュエータ（１７）と、
前記一対のブレーキアーム（１５）の他方の揺動端（３５）にそれぞれ旋回自在に軸支されたパッド保持部材（１９）と、
前記パッド保持部材（１９）に保持されたパッド（３９）のライニング面（４１）をディスクロータ（車輪４３）に平行に押圧するための平行維持制御機構（２３Ａ）と、を備えたディスクブレーキ装置（１１Ａ）であって、
前記平行維持制御機構（２３Ａ）が、
前記基体（キャリパボディ２５）から前記ディスクロータ（車輪４３）の側面に対して平行に突設される固定軸（６１）と、
前記固定軸（６１）と平行に配設されて前記パッド保持部材（１９Ａ）の移動軸挿入穴（９３）に回動自在かつ前後動自在に嵌入される移動軸（５７）と、
前記固定軸（６１）と前記移動軸（５７）とを平行に連結する少なくとも２個以上の関節部材（第１関節部材６５及び第２関節部材６７）と、
これら関節部材同士を回動自在に軸支する少なくとも１本以上の連結軸（６３）と、を有するリンクアーム（４７）
を備えることを特徴とするディスクブレーキ装置（１１）。
［３］ 基体（キャリパボディ２５）と、
前記基体（キャリパボディ２５）に対して揺動可能に軸支された一対のブレーキアーム（１５）と、
前記一対のブレーキアーム（１５）の一方の揺動端（３３）に結合されて該ブレーキアーム（１５）を拡開作動するためのアクチュエータ（１７）と、
前記一対のブレーキアーム（１５）の他方の揺動端（３５）にそれぞれ旋回自在に軸支されたパッド保持部材（１９）と、
前記パッド保持部材（１９）に保持されたパッド（３９）のライニング面（４１）をディスクロータ（車輪４３）に平行に押圧するための平行維持制御機構（２３）と、を備えたディスクブレーキ装置（１１）であって、
前記平行維持制御機構（２３）が、
前記パッド保持部材（１９）に当接する押圧板（４９）と、
前記基体（キャリパボディ２５）から前記ディスクロータ（車輪４３）の側面に対して平行に突設される固定軸（６１）と、
前記固定軸（６１）と平行に配設されて前記押圧板（４９）を回動自在かつ前後動自在に軸支する移動軸（５７）と、
前記固定軸（６１）と前記移動軸（５７）とを平行に連結する少なくとも２個以上の関節部材（第１関節部材６５及び第２関節部材６７）と、
これら関節部材同士を回動自在に軸支する少なくとも１本以上の連結軸（６３）と、を有するリンクアーム（４７）と、
前記押圧板（４９）の当接面（７１）を前記パッド保持部材（１９）に対して押付ける方向へ弾性付勢するばね部材（４５）と、
を備えることを特徴とするディスクブレーキ装置（１１）。
［４］ 上記［３］に記載のディスクブレーキ装置（１１）であって、
前記押圧板（４９）の当接面（７１）と直交する上下面には、中心軸が上下方向に沿う一対の係合穴（５９）が凹設されており、
前記各係合穴（５９）を前記パッド保持部材（１９）に対してそれぞれ係止する係止突部（ホルダ軸３７の先端）は、所定の傾きを許容できる間隙を有して遊嵌されることを特徴とするディスクブレーキ装置（１１）。
［５］ 上記［３］又は［４］に記載のディスクブレーキ装置（１１）であって、
前記押圧板（４９）の当接面（７１）が、前記パッド保持部材（１９）に対して相対移動できるようにガイドされていることを特徴とするディスクブレーキ装置（１１）。
［６］ 上記［３］〜［５］の何れか１つに記載のディスクブレーキ装置（１１）であって、
前記固定軸（６１）が、前記一対のブレーキアーム（１５）を前記基体（キャリパボディ２５）に対して揺動可能に軸支する軸受ボス（５１）に固定され、
前記押圧板（４９）が、前記パッド保持部材（１９）の旋回回転軸に沿う長手方向中間部に押し付けられることを特徴とするディスクブレーキ装置（１１）。
［７］ 上記［３］〜［６］の何れか１つに記載のディスクブレーキ装置（１１）であって、
前記ばね部材（４５）が、前記押圧板（４９）の外側面（７３）を覆う板ばねで形成されることを特徴とするディスクブレーキ装置（１１）。
［８］ 上記［１］〜［７］の何れか１つに記載のディスクブレーキ装置（１１，１１Ａ）を備えたことを特徴とする鉄道用ディスクブレーキ（１３）。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１…ディスクブレーキ装置
１３…鉄道用ディスクブレーキ
１５…ブレーキアーム
１７…アクチュエータ
１９…パッド保持部材
２３…平行維持制御機構
２５…キャリパボディ（基体）
３３…一方の揺動端
３５…他方の揺動端
３９…パッド
４１…ライニング面
４３…車輪（ディスクロータ）
４５…ばね部材
４７…リンクアーム
４９…押圧板
５７…移動軸
６１…固定軸
６３…連結軸
６５…第１関節部材（関節部材）
６７…第２関節部材（関節部材）
７１…当接面
７３…外側面

Claims (8)

1. 基体と、
   前記基体に対して揺動可能に軸支された一対のブレーキアームと、
   前記一対のブレーキアームの一方の揺動端に結合されて該ブレーキアームを拡開作動するためのアクチュエータと、
   前記一対のブレーキアームの他方の揺動端にそれぞれ旋回自在に軸支されたパッド保持部材と、
   前記パッド保持部材に保持されたパッドのライニング面をディスクロータに平行に押圧するための平行維持制御機構と、を備えたディスクブレーキ装置であって、
   前記平行維持制御機構が、
   前記基体から前記ディスクロータの側面に対して平行に突設される固定軸と、
   前記固定軸と平行に配設されて前記パッド保持部材の移動軸挿入穴に回動自在かつ前後動自在に嵌入される移動軸と、
   前記固定軸と前記移動軸とを平行に連結する少なくとも２個以上の関節部材と、
   これら関節部材同士を回動自在に軸支する少なくとも１本以上の連結軸と、を有するリンクアーム
   を備えることを特徴とするディスクブレーキ装置。
2. 基体と、
   前記基体に対して揺動可能に軸支された一対のブレーキアームと、
   前記一対のブレーキアームの一方の揺動端に結合されて該ブレーキアームを拡開作動するためのアクチュエータと、
   前記一対のブレーキアームの他方の揺動端にそれぞれ旋回自在に軸支されたパッド保持部材と、
   前記パッド保持部材に保持されたパッドのライニング面をディスクロータに平行に押圧するための平行維持制御機構と、を備えたディスクブレーキ装置であって、
   前記平行維持制御機構が、
   前記パッド保持部材に当接する押圧板と、
   前記基体から前記ディスクロータの側面に対して平行に突設される固定軸と、
   前記固定軸と平行に配設されて前記押圧板を回動自在かつ前後動自在に軸支する移動軸と、
   前記固定軸と前記移動軸とを平行に連結する少なくとも２個以上の関節部材と、
   これら関節部材同士を回動自在に軸支する少なくとも１本以上の連結軸と、を有するリンクアームと、
   前記押圧板の当接面を前記パッド保持部材に対して押付ける方向へ弾性付勢するばね部材と、
   を備えることを特徴とするディスクブレーキ装置。
3. 請求項２に記載のディスクブレーキ装置であって、
   前記押圧板の当接面と直交する上下面には、中心軸が上下方向に沿う一対の係合穴が凹設されており、
   前記各係合穴を前記パッド保持部材に対してそれぞれ係止する係止突部は、所定の傾きを許容できる間隙を有して遊嵌されることを特徴とするディスクブレーキ装置。
4. 請求項２又は３に記載のディスクブレーキ装置であって、
   前記押圧板の当接面が、前記パッド保持部材に対して相対移動できるようにガイドされていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
5. 請求項２〜４の何れか１項に記載のディスクブレーキ装置であって、
   前記固定軸が、前記一対のブレーキアームを前記基体に対して揺動可能に軸支する軸受ボスに固定され、
   前記押圧板が、前記パッド保持部材の旋回回転軸に沿う長手方向中間部に押し付けられることを特徴とするディスクブレーキ装置。
6. 請求項２〜５の何れか１項に記載のディスクブレーキ装置であって、
   前記ばね部材が、前記押圧板の外側面を覆う板ばねで形成されることを特徴とするディスクブレーキ装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のディスクブレーキ装置であって、
   前記平行維持制御機構が、前記ブレーキアームの揺動中心軸に沿った中央付近に配置されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載のディスクブレーキ装置を備えたことを特徴とする鉄道用ディスクブレーキ。

Images