JPH0637908B2 - ブレーキ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄道車両などに装設されるブレーキ装置の一部
をなすブレーキ駆動装置に関する。

（従来の技術） 鉄道車両のブレーキ装置には例えば第３図〜第５図に示
すようなものがあり、第３図は同装置の正面図、第４図
はその側面図そして第５図はその平面図である。

図に於いて１は鉄車輪、そして２は車輪軸であってこれ
の長手方向途中にはブレーキディスク３が設けてある。

しかして４は前記ディスク３に制動力を付与するための
ブレーキ装置４で次の如く構成される。

即ち、車両と同体の支持部材５を介することにより空気
作動式ブレーキシリンダ６を固定せしめて該シリンダ６
をブレーキ駆動装置になさしめてある。該シリンダ６の
ピストン棒６ａにはピン７を介してブレーキてこ８が垂
下状に結合されると共に該てこ８の先端には制輪子９が
制輪子頭９ａを介して止着されている。ここに制輪子９
はブレーキディスク３の側面に対向した面にライニング
１０を固定されてあってブレーキディスク３との間に大
きな制動力が発生するようになされている。他方シリン
ダ６の基部にもピン１１を介して別のブレーキてこ１２
が垂下状に結合されると共にこれの先端にも前記制輪子
９と同じ構造の制輪子１３が止着されており、両制輪子
９、１３は対称配置となされている。そして各ブレーキ
てこ８、１２はその長手方向途中箇所をブレーキてこ繋
ぎ１４を介してピン１５、１６で連結させるのであり、
このさいブレーキてこ繋ぎ１４はブレーキ装置４の非作
動状態でライニング１０、１０とブレーキディスク３と
の間に適宜な間隙の形成されるようになさしめてある。
さらに各制輪子９、１３はブレーキてこ８、１２の各先
端部と一緒にコ字形制輪子受け１７、１８で抱持せしめ
るのであって、該制輪子受け１７、１８は何れも制輪子
吊り１９、２０を介して支持部材５に水平状態でピン２
１、２２結合させてなる。

該ブレーキ装置４を作動させるさいは適宜な制御装置を
介して適当圧力に調整された圧縮空気を前記シリンダ６
に送給せしめるのであり、これによりピストン棒６ａは
矢印方向ｆ１へ作動すると共に、これに連動してブレー
キてこ８がブレーキてこ繋ぎ１４のピン１５廻りに矢印
方向ｆ２へ揺動し、このため制輪子９、１３はディスク
３の側面に近接し遂には当接するのである。そしてこの
後ピストン棒６ａがなおも同様な作動を続けると、ブレ
ーキてこ８は今度は制輪子９を回転中心とする矢印方向
ｆ２へ揺動を始め、且つこれに連動して今度は別のブレ
ーキてこ１２がブレーキてこ繋ぎ１４に引張されてピン
１７廻りの矢印方向ｆ３に揺動を始めるのであり、この
ため別の制輪子１３はディスク３の他方の側面に近接し
遂には当接するのである。この後、各制輪子９、１３は
ピストン棒６ａの押圧力に応じてディスク３の側面に押
圧されるのであって、ライニング１０を介することによ
りディスク３に適宜な制動力を付与するものとなる。

他方ブレーキ装置４を非作動状態とするさいは前記シリ
ンダ６から圧縮空気を排除せしめるのであり、これによ
り各制輪子９、１３はディスク３の側面から離反するよ
うに移動されると共に適宜なスプリング力などを介して
ディスク３から離反した状態に保持される。

（発明が解決しようとする課題） 上記した在来のブレーキ装置４にあってはブレーキ駆動
装置として空気作動式ブレーキシリンダ６を使用してい
るため、該シリンダ６に供給すべき圧縮空気を生成せし
めるためのコンプレッサやブレーキ作動中に於ける該シ
リンダ６内の圧縮空気の圧力を自動調整するための空気
圧力制御装置や圧縮空気を貯溜するための空気溜などが
必要となるのであり、これがために次のような問題点が
生じていた。

イ．コンプレッサの作動に伴う騒音が大きく、鉄道車両
などで車内や沿線地域の環境を損ねる原因となる。

ロ．コンプレッサや圧縮空気用圧力制御装置や空気溜は
概して大きい据え付けスペースを要するものであり、鉄
道車両などでは一般にこれらが床下スペースに設けられ
るため該スペースが狭隘となってしまい他装置の設置が
困難となる。

ハ．鉄道車両では動力源となるコンプレッサの万一の故
障を考慮して一般に複数のコンプレッサを装設してある
が、該コンプレッサは高価なため製造コストが増大す
る。

ニ．コンプレッサや圧縮空気用圧力制御装置や空気溜は
一般に重量が大きくなるため、走行車両などでは移動重
量が増大し、大きな走行動力が必要となる。

ホ．制輪子のライニングが摩耗したさいブレーキディス
クの側面とライニングの隙間を自動調整するための手段
がないことからブレーキの効き始めが遅くなって、所謂
ブレーキ立上がり時間が大きくなるといったことがあ
る。

本発明は上記のような問題点を解消することを可能なら
しめるブレーキ駆動装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明のブレーキ駆動装置は、
両端面に開口の設けられたシリンダケースを形成し、該
ケースの一方の端面には減速機構を内蔵せしめたブレー
キ付モータを固定させると共に該モータの回転を前記減
速機構を介して伝達される螺子軸を該端面の開口を通じ
て挿入され、該ケース内に位置した螺子軸には該ケース
の中心軸方向にのみ変位可能に案内されるナット体を螺
合させるほか、該モータの回転を検出するためのエンコ
ーダを設けるようになし、これに対しシリンダーケース
の他方からは該ケースの内方へピストン体を挿入させる
と共に該ピストン体の一面に具備せしめた押棒を上記螺
子軸と対向する側の開口から延出させ、且つ押棒には螺
子軸の先端の挿入される孔を一定長さ範囲に穿設すると
共に、該孔経路には螺子軸の先端位置を検知するセンサ
を設け、又該ピストン体と前記ナット体との間には圧縮
用スプリングを配設せしめ、ナット体により圧縮された
スプリングの伸張力が押棒に伝達されるものとなし、且
つセンサが螺子棒先端を検知する信号と関連しモータの
回動がエンコーダを介し一定回動して停止することによ
りブレーキ非作動時の制動子のライニングとブレーキデ
ィスクの隙間が常時一定大きさに自動調整される構成で
ある。

（作用） 本発明のブレーキ駆動装置は旧来の空気作動式ブレーキ
シリンダとは異なって電気を動力源として作動するもの
であるから、在来のブレーキ装置に於けるようなコンプ
レッサや圧縮空気用圧力制御装置や空気溜が不要とな
り、これらに起因した種々の問題点が解消されるもので
ある。

またピストン体と螺子軸とが一定相対位置となったこと
を検出するためのセンサは制輪子のライニングとブレー
キデイスクの隙間を一定大きさに自動調整することを可
能ならしめ、後述のブレーキ立上がり時間は常に一定に
維持されるものとなる。

（実施例） 以下、本発明の具体的な実施例を図面により詳細に説明
する。

第１図は本発明装置を示す平面視断面図であって、図中
２３は両端面に開口２３ａ、２３ｂの設けられたシリン
ダケースである。

しかして該ケース２３の一方の端面には減速機構２４を
内蔵せしめたブレーキ付モータ２５を固定させると共
に、該モータ２５の回転が前記減速機構２４を介するこ
とにより減速されて伝達されるところの螺子軸２６を前
記開口２３ａを通じて挿入させ、しかも該ケース２３内
に位置した螺子軸２６にはナット体２７を螺合させてい
る。このさいナット体２７は前記ケース２３の中心軸方
向へのみ変位可能なように案内されるものとなすのであ
るが、具体的には例えばナット体２７に複数のローラ２
８を設け、他方では前記ケース２３の周壁に図示しない
案内軌道を形成し、該軌道によりローラ２８を案内させ
るようになす。またナット体２７と螺子軸２６とは通常
の螺合であってもよく、或いはボールとスクリュウから
なる所謂ボールネジ構造に螺合させても差し支えないの
であるが、効率的な作動を得る上では後者によるのが好
ましい。さらに２９はエンコーダで前記モータ２５の回
転を検出するためのものである。

一方、前記ケース２３の内方にはピストン体３０を摺動
変位自在に挿入させるのであって、該ピストン体３０の
一面には押棒３０ａを具備せしめるほか，該押棒３０ａ
は螺子軸２６の先端と対向する側の開口２３ｂから延出
させる。そして該ピストン体３０と前記ナット体２７と
の間には圧縮用スプリング３１を配設し、ナット体２７
の移動により圧縮されたスプリング３１の伸張力が押棒
３０ａに伝達されるようになす。このさいピストン体３
０の一側で且つ螺子軸２６と対向する箇所には螺子軸２
６先端の挿入されるものとなる孔３０ｂを形成し、且つ
該ピストン体３０の一定箇所にはセンサ３２を設け、該
センサ３２により前記孔３０ｂ内の一定位置まで挿入さ
れた螺子軸２６の先端を検出できるものとなす。

ここに３３は前記ケース２３内に塵埃などの侵入するの
を阻止する可撓性の遮蔽膜であり、また３４はピン挿入
孔である。

このように構成された本発明装置は第２図に示すように
在来ブレーキ装置の空気作動式ブレーキシリンダに代え
て使用するものであって、ここでは鉄道車両に装設した
さいの作動の一例を第５図をも参照しつつ説明する。な
お同図中、在来ブレーキ装置と同一部位には同一符号を
付してある。

ブレーキ操作者が適宜な操縦装置を介してブレーキ装置
４を作動させる信号を送るとモータ２５が作動して螺子
軸２６を回転させるのであり、これによりナット体２７
は矢印方向ｆ４へ変位されてスプリング３１を圧縮する
ものとなり、該スプリング３１に伸長力を発生させる。
該伸長力はピストン体３０をスプリング３５（これの装
着箇所は任意である。）の引張力に抗して矢印方向ｆ４
へ押圧するのであり、この後は在来のブレーキ装置と同
様に作動し、制輪子９、１３はブレーキディスク３に摩
擦による制動力を付与するものとなる。しかして車両の
進行速度が減じられ始めると、車両速度を検出するため
に設けられた図示しないエンコーダ（例えばタコゼネな
ど）がその検出結果を連続的にコンピュータに伝達する
のであり、コンピュータは該検出結果に基づいて時々刻
々の減速度合を演算すると共に、該減速度合が予め設定
された設定減速度合となるように適宜な電気回路手段及
びエンコーダ２９を介してモータ２５の回転を制御する
のであり、これにより車両は一定減速度合で円滑に停止
するものとなる。

他方、操作者がブレーキ装置４を非作動状態とする信号
を送るとモータ２５が前述とは逆に作動して、ナット体
２７はスプリング３１の圧縮を解放するように変位する
のであり、このためブレーキ装置４の作動状態時に孔３
０ｂの奥深くまで進入していた螺子軸２６は徐々に孔３
０ｂ内から抜け出るように変位する。ここで例えば制輪
子９、１３のライニング１０、１０がブレーキディスク
３の側面から離れる瞬間に螺子軸２６の先端もセンサ３
２の検出位置から離れるように設定してあるのであり、
従ってそれまで作動状態にあったセンサ３２は、制輪子
９、１３のライニング１０、１０がブレーキディスク３
の側面から離れる瞬間に非作動状態となり、該瞬間に於
けるセンサ３２の信号を伝達されたコンピュータは該瞬
間の時点からモータ２５をさらに一定回転数だけ同様な
方向に回転させた後に停止させるように制御するのであ
る。このため制輪子９、１３はスプリング３５の引張力
に補助されるなどして、センサ３２の非作動状態となっ
た瞬間からさらに一定距離だけブレーキディスク３から
離れる方向へ移動される。この制輪子９、１３の移動が
ブレーキの非作動力状態に於ける制輪子９、１３とブレ
ーキディスク３の側面との隙間を決するものとなり、し
たがって、たとえ制輪子９、１３のライニング１０、１
０が摩耗などしたとしても制輪子９、１３とブレーキデ
ィスク３の側面との隙間は常に一定に維持されるのであ
る。この一定の隙間は、操作者がブレーキ装置４を作動
させる信号を送った時点からブレーキ装置４が制動力を
発生する時点までの期間である所謂ブレーキ立上がり時
間を常に一定となさしめ安全なブレーキ操作を可能なら
しめると共に、該状態に於けるブレーキ装置４を確実に
非制動状態となす。

なおモータ２５の非作動状態ではモータ２５付属のブレ
ーキが自動的に作動してブレーキ装置４の作動を確実な
らしめる。またモータ２５の回転は減速機構２４を介し
て伝達されることから大きなトルクが得られると共にモ
ータ２５の小型化が図られる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば電気を動力としたブレーキ
付モータによりブレーキ装置の駆動力を得るものとなし
たことからブレーキ装置を作動させるための在来のコン
プレッサや圧縮空気用圧力制御装置や空気溜を不要とな
さしめ、これらに起因した冒頭記述の、即ち（イ）〜
（ホ）の如き問題を解消させ得るものである。

また本発明によればブレーキ装置を構成する制輪子のラ
イニングなどが摩耗しても制輪子のライニングとディス
クブレーキの隙間を一定に保持させ得るものとなりブレ
ーキ立上がり時間を常に一定に維持させることを可能に
なすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の平面視断面図、第２図は同装置を
使用したブレーキ装置の正面図、第３図は従来のブレー
キ装置を示す正面図、第４図は同装置の側面図、第５図
は同装置の制輪子周辺の平面図である。 ２３……シリンダケース、２３ａ及び２３ｂ……開口、
２４……減速機構、２５……ブレーキ付モータ、２６…
…螺子軸、２７……ナット体、２９……エンコーダ、３
０……ピストン体、３０ａ……押棒、３１……スプリン
グ、３２……センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端面に開口の設けられたシリンダーケー
   スを形成し、該ケースの一方の端面には減速機構を内蔵
   せしめたブレーキ付モータを固定させると共に、該モー
   タの回転を前記減速機構を介して伝達される螺子軸を該
   端面の開口を通じて挿入させ、該ケース内に位置した螺
   子軸には該ケースの中心軸方向にのみ変位可能に案内さ
   れるナット体を螺合させるほか、該モータの回転を検出
   するためのエンコーダを設けるようになし、これに対し
   シリンダーケースの他方からは該ケースの内方へピスト
   ン体を挿入させると共に該ピストン体の一面に具備せし
   めた押棒を上記螺子軸と対向する側の開口から延出さ
   せ、且つ押棒には螺子軸の先端の挿入される孔を一定長
   さ範囲に穿設すると共に、該孔経路には螺子軸の先端位
   置を検知するセンサを設け、又該ピストン体と前記ナッ
   ト体との間には圧縮用スプリングを配設せしめ、ナット
   体により圧縮されたスプリングの伸張力が押棒に伝達さ
   れるものとなし、且つセンサが螺子棒先端を検知する信
   号と関連しモータの回動がエンコーダを介し一定回動し
   て停止することによりブレーキ非作動時の制動子のライ
   ニングとブレーキディスクの隙間が常時一定大きさに自
   動調整される構成を特徴としたブレーキ駆動装置。