JPH063235B2 - レール車両用デイスクブレーキのためのブレーキリンク機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、２つのブレーキリンクレバー間に、制動力モ
ータにより掛けられるブレーキ締め力によって引張り負
荷又は圧縮負荷を受ける長さの可変の空隙補正器として
構成された抗張棒が配置されており、前記空隙補正器
が、ねじスピンドル式伝動装置を含んでおり、該ねじス
ピンドル式伝動装置の一方の部分が回転可能に、また他
方の部分が回転不能に保持されている形式の、レール車
両用ディスクブレーキのためのブレーキキャリパとして
構成されたブレーキリンク機構に関するものである。

［従来の技術］ 前記の構成に相当するブレーキキャリパは例えばドイツ
連邦共和国特許出願公開第２３４６８２８号明細書に基
づいて公知である。この場合ねじスピンドル式伝動装置
の回転可能部分は、両端部に逆向きのねじ山を有するダ
ブルスピンドルとして構成されており、しかも前記ねじ
山は、ブレーキキャリパーレバーに枢着されたナット部
材内に螺入されている。ダブルスピンドルの一端部はラ
チェット式回転駆動装置を有し、該回転駆動装置はボー
デン式制御ケーブル機構を介して制動力モータのストロ
ークに関連して作動可能である。しかしながら公知の空
隙補正器によっては制動動作開始時に即座にかつ完璧に
空隙を再調整することはできない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３２６３７４号明細
書によれば、ブレーキキャリパの抗張棒として構成され
た空隙補正器のために、制動力モータに先んじて作動可
能な特別の補助力モータが設けられている。しかしなが
ら公知の該空隙補正器の構造は多部分から成っているの
で、製造費が高くつくばかりでなく、前記補助力モータ
のために著しく大きな組込みスペースが必要になる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、冒頭で述べた形式のブレーキリンク機
構を改良して、構造を単純かつコンパクトにして所要ス
ペースを節減しかつ低廉にすると共に回転行程には無関
係に即座に作用する弾発式補正機能を有し、要するに制
動動作開始時に過剰空隙を即座にかつ完璧に再調整でき
るようにすることである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決する本発明の構成手段は、自縛式ねじ山
を有するねじスピンドル式伝動装置の回転可能部分が、
捩りばねによって後調整回転方向に常時負荷されてお
り、かつ、制動力モータのストローク距離又は力に関連
して制御されてブレーキディスクに対する制輪子の制動
当接に相当した制御時に解離する回転防止機構が、前記
回転可能部分のために設けられている点にある。

本発明のブレーキリンク機構の有利な実施態様は、特許
請求の範囲の従属項である第２項以降に記載した通りで
ある。

［実施例］ 次に図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図には、ブレーキディスク１を装備したレール車両
用の輪軸２の一部分が図示されている。ブレーキディス
ク１には両側から制輪子３が圧着可能であり、両制輪子
は、ブレーキキャリパ５として構成されたブレーキリン
ク機構のブレーキレバー４の一端部にそれぞれ枢着され
ている。両ブレーキレバー４は他端部において、ブレー
キシリンダ６のシリンダ本体と結合された支承端環部７
又はブレーキシリンダ６のピストン棒８に枢着されてい
る。制動力モータを形成していて適当に設計されたブレ
ーキシリンダ６は、レール車両内に慣用のように固定式
又は浮動式に保持されており、かつ該ブレーキシリンダ
には接続管片９を介して、所望の制動強さに応じて制御
されるブレーキ圧空気がピストン棒８を押出すために給
圧される。両側の両端部枢支点間の中間区域では両ブレ
ーキレバー４が、空隙補正器１０として構成された抗張
棒１１によって互いに枢着結合されている。所属のブレ
ーキレバー４におけるピストン棒８の枢支点には、ボー
デン式制御ケーブル機構１３の心線１２が固定されてお
り、該ボーデン式制御ケーブル機構の心線を被覆するシ
ースの端部はブレーキシリンダ６のケーシングに固定的
に保持されている。ボーデン式制御ケーブル機構１３は
空隙補正器１０へ向かって延びている。抗張棒１１は２
つのナット部材１４を有し、両ナット部材は、夫々二重
壁状に構成されたブレーキレバー４の両側壁間で支承部
１５を中心として旋回可能に、しかし該軸受に対して垂
直に延びるねじ山軸線１６を中心としては回動不能に、
支承されている。

第２図及び第３図では両ナット部材１４は、互いに向き
合った円筒付加部１７を有している。第３図に示したよ
うに左手の円筒付加部１７はスリーブ１８と固定的に結
合されており、該スリーブは右手の円筒付加部１７へ向
かって延在しかつシールリング１９によってダスト密に
該円筒付加部に沿って軸方向に摺動可能にガイドされて
いる。前記の両ナット部材１４は、ダブルスピンドル２
１の、逆向きのねじ山を有するスピンドル端部２０と螺
合されている。ダブルスピンドル２１は、両円筒付加部
１７間の中央区域に、第２図及び第３図に示したように
ラチェット車２２を有し、該ラチェット車は前記スリー
ブ１８によって被覆さっている。ラチェット車２２の傍
には、前記ダブルスピンドル２１を包囲する渦巻ばね２
３が配置されている。該渦巻ばね２４の外端部はスリー
ブ１８に、また内端部はダブルスピンドル２１に相対回
動不能に保持されている。渦巻ばね２３はそのプレロー
ドに基づいてダブルスピンドル２１を常時一方の回転方
向に負荷しており、該回転方向とは、スピンドル端部２
０の自縛式（セルフロッキング式）に構成されたねじ山
を介して、両ナット部材１４を互いに接近させる方向に
ダブルスピンドル２１と両ナット部材１４とをねじ送り
運動させようとする方向である。なお念のために付記し
ておくが、ここで云う自縛式ねじ山とは、ねじスピンド
ルとナットの間のねじ山摩擦に基づいて軸方向負荷によ
っては両者間にねじ送り運動を生ぜしめず、つまりねじ
山がスピンドル又はナットを自動的に回動させることの
ないような小さなねじリードを有するねじ山を意味して
いる。要するにねじ送り運動を生ぜしめるためには、ス
ピンドルとナットとの間にトルクが作用せねばならない
訳である。

スリーブ１８のケーシング付加部２４内には、ピン２５
を中心として回動可能にラチェット爪２６が支承されて
おり、該ラチェット爪はばね２７によって、ラチェット
車２２の歯列内へ係合する方向に負荷されている。更に
前記ケーシング付加部２４内には、ダブルスピンドル２
１に対して直角な横方向に摺動可能に切換えプランジャ
２８が支承されており、該切換えプランジャは一端に、
ラチェット爪２６に影響を及ぼすことのない小径凸設部
２９を有し、該小凸設部は、截頭円錐形中間区分３０を
経て比較的長い大径区分３１へ移行している（第４
図）。第４図で見て切換えプランジャ２８が左手へ摺動
すると、截頭円錐形中間区分３０を介して大径区分３１
はラチェット爪２６に沿って摺動して、該ラチェット爪
をばね２７の力に抗してラチェット車２２から解離させ
る。切換えプランジャ２８は小径凸設部２９の側でボー
デン式制御ケーブル機構１３の心線１２と結合されてお
り、該ボーデン式制御ケーブル機構のシースはケーシン
グ付加部２４に支持されている。

ブレーキを解離した場合、ブレーキキャリパ５のすべて
の部分は抗張棒１１及び、該抗張棒内に組込まれた空隙
補正器１０と共に、図面に示したような位置を占めてい
る。抗張棒はその場合、制輪子３をブレーキディスク１
から僅かな空隙だけ離間させるような長さを有してい
る。ラチェット爪２６はばね２７の力を受けてラチェッ
ト車２２の歯列に係止されてダブルスピンドル２１を回
動不能に保持する。制動のために接続管片９を介してブ
レーキシリンダ６に圧力媒体が給圧されると、ブレーキ
をかけるために、ピストン棒８の押出し動作が始まり、
その際ブレーキレバーは、制輪子３をブレーキディスク
１に接近させるために支承部１５を中心として旋回させ
られ、かつ、ボーデン式制御ケーブル機構１３の心線１
２はブレーキシリンダ寄りで該制御ケーブルのシースか
ら引出される。これに伴ってボーデン式制御ケーブル機
構２３は、他面において、切換えプランジャ２８を第４
図で見て左手へ向かって動かし、その際、截頭円錐形中
間区分３０並びに大径区分３１は僅かなストローク距離
Ｘ分だけ進行したのちラチェット爪２６をラチェット車
２２から離間させる。これによって、今まで回動不能に
保持されていたダブルスピンドル２１は回転自在にな
る。空隙値が適正であれば、このストローク位置で制輪
子３はブレーキディスク１に当接するので、渦巻ばね２
３はダブルスピンドル２１を両ナット部材１４の相互接
近方向には回動させることができない。それというのは
ブレーキディスク１に当接している制輪子３がブレーキ
レバー４を介して、このような相互接近方向のねじ送り
運動に強く抵抗するからである。ブレーキシリンダ６が
更に給圧されると、該ブレーキシリンダは両ブレーキレ
バー４を大きな力で拡開し、その際に抗張棒１１、ひい
ては空隙補正器１０のそれ相応の引張り負荷によって制
輪子３は大きな力でブレーキディスク１に圧着される。
その際に発生する弾性変形に基づいてピストン棒８は或
る程度更にピストンストロークを行い、該ピストンスト
ロークはボーデン式制御ケーブル機構１３を介して切換
えプランジャ２８を第４図で見て左手へ向かって、図示
の不作用位置を起点として見れば、最大限にストローク
距離Ｈだけシフトさせ、かつ大径区分３１は、ラチェッ
ト爪２６の下面に沿って摺動し該ラチェット爪をラチェ
ット車２２から解離した状態に保つ。空隙補正器１０の
引張り応力は、両側のナット部材１４とダブルスピンド
ル２１との自縛式螺合部を通って経過するので、これに
よって前記自縛式螺合部には、ダブルスピンドル２１を
確実に回動不能に保持する高い摩擦力が発生する。

次のブレーキ解離動作時には、それ相応に前記とは逆の
動作過程が進行し、その際ボーデン式制御ケーブル機構
１３を介して切換えプランジャ２８は、第４図に示した
位置へ押し戻される。ブレーキディスク１に制輪子３が
ほとんど力なく接触するようになった瞬間に截頭円錐形
中間区分３０はラチェット爪２６の下を通過し、これに
よってラチェット爪２６は再び解放され、かつばね２７
の力作用を受けてラチェット車２２に再係止する。従っ
てダブルスピンドル２１は、ラチェット車２２とラチェ
ット爪２６とから成る回転防止機構によって再び回動不
能に保持される。それに続くストローク距離Ｘに相当す
る残余ストローク時に小径凸設部２９はラチェット爪２
６の下へ達し、制輪子３は僅かな目標空隙値分だけブレ
ーキディスク１から解離する。

制動動作開始時に制輪子３とブレーキディスク１との間
に、過度に大きな空隙が存在するような場合には、ラチ
ェット爪２６が前記のように截頭円錐形中間区分３０と
大径区分３１とに沿って摺動することによってラチェッ
ト車２２から丁度解離する時点には、制輪子３はまだブ
レーキディスク１には当接していないことになる。

それゆえに抗張棒１１と空隙補正器１０はまだ引張り応
力を受けていないので、ダブルスピンドル２１とナット
部材１４との間の螺合部ではごく僅かな摩擦しか存在し
ていない。従って、渦巻ばね２３はダブルスピンドル２
１を回動させることができ、この回動によって両ナット
部材１４は相互に接近する方向にスピンドル端部２０に
沿ってねじ送り運動を行い、遂には制輪子３がブレーキ
ディスク１に当接し、ひいては、それ以上のねじ送り運
動に抗する引張り応力を抗張棒１１内に発生させること
になる。その後の制動動作及び該制動動作に続く次の解
離動作はすでに記載した通りである。以上の説明から確
認できるように、過剰のブレーキ空隙は制動開始と同時
に完璧に後調整つまり再補正される訳である。

摩耗した制輪子３を新しい制輪子と交換する場合には、
空隙補正器１０を戻すことによって抗張棒１１は、ブレ
ーキを弛めた状態でブレーキレバー４とブレーキディス
ク１との間に未摩耗制輪子３を間挿できるように伸長さ
れる。この伸長のために、特に第２図及び第３図から判
るように、ダブルスピンドル２１の一端に、内周面の成
形された例えば六角形の盲穴状の軸方向凹設部３２を設
け、該軸方向凹設部内には、対応成形区分３３をもって
相対回動不能に、しかし軸方向には摺動可能に駆動部材
３４を嵌合させることが可能である。該駆動部材３４
は、回動可能に一方のナット部材１４を貫通し、かつ該
ナット部材の外側において、六角形ヘッド３５として構
成された成形面区分で終っている。適当な回転工具、例
えばレンチを前記六角形ヘッド３５に装着したのち、駆
動部材３４、ひいてはダブルスピンドル２１は、両ナッ
ト部材１４をダブルスピンドル２１に沿って相互離間方
向にねじ送り運動させるようし、しかも同時に渦巻ばね
２３を緊縮させるように回動される。この場合、ラチェ
ット車２２の歯列を適当に構成することによって、該ラ
チェット車２２はラチェット爪２６に沿ってスリップす
る。未摩耗の制輪子３を装着した後、回転防止機構をス
リップさせつつ、つまりラチェット爪２６に対してラチ
ェット車２２を相対的にスリップさせつつ駆動部材３４
を適当に回動させることによって、制輪子３とブレーキ
ディスク１との間の目標空隙を調整することが可能であ
る。

ボーデン式制御ケーブル機構１３、特にケーブル用のシ
ースの長さを通常のように調整した上でブレーキ解離位
置において切換えプランジャ２８を適当に摺動させるこ
とによって、ストローク距離Ｘの大きさは設定される。
該ストローク距離Ｘはブレーキディスク１に対する制輪
子３の目標空隙に比例しているので，ストローク距離Ｘ
の調整と相俟って、空隙補正器１０によって自動的に一
定に保つべき目標空隙の大きさも調整される。

抗張棒１１内に組込まれた前述の空隙補正器１０は、第
１図に示したブレーキキャリパ５の構造とは異なったブ
レーキリンク機構、例えばＨ型ブレーキリンク機構の場
合にも使用することができる。更に又、渦巻ばね２３に
よってダブルスピンドル２１に加えられる回転負荷の回
転方向を反転させ、ラチェット爪２６についての制御を
適合させることによって、ブレーキリンク機構の、制動
中に圧縮負荷を受ける抗張棒内に空隙補正器を組込むこ
とも可能である。この場合もダブルスピンドルは、空隙
補正器が圧縮力の負荷を受けていない、ラチェット爪２
６の解離時に、回動によって（この場合は勿論、両ナッ
ト部材を相互離間させるねじ送り運動方向に回動するこ
とによって）制動動作開始時に即座に完璧な空隙補正を
行う。

ラチェット車２２とラチェット爪２６とから成る回転防
止機構を高いトルク負荷の下でスリップさせるように構
成する代わりに、駆動部材３４によってダブルスピンド
ル２１を任意に回動させてラチェット爪２６を解離させ
る手動操作機構を有することもできる。

また変化実施態様として、回転防止機構２２，２６の代
わりに切換え可能なフリーホイール機構を設けることも
可能である。またダブルスピンドル２１の代わりに、ラ
チェット車の片側にだけねじ山区分を有する単一ねじ山
スピンドルを設け、該ねじ山スピンドルを、一方のブレ
ーキレバーに回転可能に、しかし軸方向には摺動不能に
支承しておくことも可能である。前述の実施例の変化態
様では、ボーデン式制御ケーブル機構１３による切換え
プランジャ２８の運動制御機構の代わりに別方式の制御
機構を設けることも可能である。特に切換えプランジャ
はピストンによって動かされ、該ピストンは、ブレーキ
シリンダ６への給圧によってばねの力に抗して負荷さ
れ、かつ、ブレーキディスク１に制輪子２を当接させる
負荷圧に達すると即座に切換えプランジャと共に動かさ
れる。この場合は切換えプランジャ自体を前記ピストン
として構成するのが有利である。

【図面の簡単な説明】 第１図はディスクブレーキ用のブレーキキャリパとして
構成された本発明のブレーキリンク機構の縮尺図、第２
図は第１図に示したブレーキリンク機構の抗張棒の平面
図、第３図は第２図に対して縦軸線を中心として９０°
回動された抗張棒を一部破断して示した図、第４図は抗
張棒の横断面図である。 ［符号の説明］ １ ブレーキディスク、２ 輪軸、３ 制輪子、４ ブ
レーキレバー、５ ブレーキキャリパ、６ ブレーキシ
リンダ、７ 支承端環部、８ ピストン棒、９ 接続管
片、１０ 空隙補正器、１１ 抗張棒、１２ 心線、１
３ ボーデン式制御ケーブル機構、１４ ナット部材、
１５ 支承部、１６ ねじ山軸線、１７ 円筒付加部、
１８ スリーブ、１９ シールリング、２０ ねじ山を
有するスピンドル端部、２１ ダブルスピンドル、２２
ラチェット車、２３ 渦巻バネ、２４ ケーシング付
加部、２５ ピン、２６ ラチェット爪、２７ ばね、
２８ 切換えプランジャ、２９ 小径凸設部、３０ 截
頭円錐形中間区分、３１ 大径区分、３２ 軸方向凹設
部、３３ 対応成形区分、３４ 駆動部材、３５ 六角
形ヘッド、Ｘ，Ｈ ストローク距離

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つのブレーキリンクレバー間に、制動力
   モータにより掛けられるブレーキ締め力によって引張り
   負荷又は圧縮負荷を受ける長さ可変の空隙補正器（１
   ０）として構成された抗張棒（１１）が配置されてお
   り、前記空隙補正器（１０）が、ねじスピンドル式伝動
   装置を含んでおり、該ねじスピンドル式伝動装置の一方
   の部分が回転可能に、また他方の部分が回転不能に保持
   されている形式の、レール車両用ディスクブレーキのた
   めのブレーキキャリパ（５）として構成されたブレーキ
   リンク機構において、自縛式ねじ山を有するねじスピン
   ドル式伝動装置の回転可能部分（２１）が、捩りばね
   （２３）によって再調整回転方向に常時負荷されてお
   り、かつ、制動力モータのストローク距離又は力に関連
   して制御されてブレーキディスク（１）に対する制輪子
   （２）の制動当接に相当した制御時に解離する回転防止
   機構（２２，２６）が、前記回転可能部分（２１）のた
   めに設けられていることを特徴とする、レール車両用デ
   ィスクブレーキのためのブレーキリンク機構。
2. 【請求項２】回転可能部分が、両端部（２０）に逆向き
   のねじ山を有するダブルスピンドル（２１）として構成
   されており、前記の両スピンドル端部（２０）が、ブレ
   ーキリンクレバーを形成するブレーキキャリパ（５）の
   ブレーキレバー（４）に保持されたナット部材（１４）
   と螺合されており、かつ、前記の両スピンドル端部（２
   ０）間には、回転防止機構（２２，２６）に所属したラ
   チェット車（２２）が配置されており、該ラチェット車
   の傍には、一端を一方のブレーキレバー（４）に、また
   他端をダブルスピンドル（２１）に保持されてプレロー
   ドの掛けられた渦巻ばね（２３）が配置されている、特
   許請求の範囲第１項記載のブレーキリンク機構。
3. 【請求項３】両ナット部材（１４）が、互いに向き合っ
   た円筒付加部（１７）を有し、一方の円筒付加部にはス
   リーブ（１８）が保持されており、該スリーブが、他方
   の円筒付加部へ向かって延在し、かつ、シールリング
   （１９）によってダスト密に前記円筒付加部上を軸方向
   に摺動可能にガイドされており、かつ渦巻ばね（２３）
   の外端部が前記スリーブ（１８）に固定されている、特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載のブレーキリンク機
   構。
4. 【請求項４】ダブルスピンドル（２１）が、一方のナッ
   ト部材（１４）を軸方向には摺動不能に貫通する回転可
   能な駆動部材（３４）と、相対回転不能にかつ軸方向に
   は摺動可能に連結されており、該駆動部材が、前記ナッ
   ト部材（１４）の外側に、回転工具を装着するための六
   角形ヘッドとして構成された成形面区分を有している、
   特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項記載の
   ブレーキリンク機構。
5. 【請求項５】ばね作用によってラチェット車（２２）と
   係合して協働するラチェット爪（２６）がスリーブ（１
   ８）に支承されており、前記ラチェット爪は、ダブルス
   ピンドル（２１）のトルク負荷が渦巻ばね（２３）の負
   荷に抗した回転方向で限界値を超えた際、並びにブレー
   キディスク（１）に対する制輪子（２）の制動当接に相
   当した制御時に、前記ラチェット車（２２）から解離可
   能に構成されている、特許請求の範囲第１項から第３項
   のいずれか１項記載のブレーキリンク機構。