TWI465654B - Brake calipers - Google Patents

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TWI465654B
TWI465654B TW102102432A TW102102432A TWI465654B TW I465654 B TWI465654 B TW I465654B TW 102102432 A TW102102432 A TW 102102432A TW 102102432 A TW102102432 A TW 102102432A TW I465654 B TWI465654 B TW I465654B
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Tsutomu Suzuki
Yoshiyuki Ookawara
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Kayaba Industry Co Ltd
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Description

煞車卡鉗裝置
本發明係關於對與車輪一起旋轉之圓盤賦予摩擦力而將車輪之旋轉制動之煞車卡鉗裝置者。
以往，於鐵道車輛等之車輛有使用利用油壓或空氣壓等之流體壓來進行制動之流體壓煞車裝置。於JP2011-236958A有揭示藉由伴隨流體壓力之變化之按壓彈性膜之變形而進退之活塞將煞車塊往圓盤按壓之煞車卡鉗裝置。
然而，在於JP2011-236958A記載之煞車卡鉗裝置係活塞以複數之螺栓締結於煞車塊安裝之導引板。因此，會有因煞車塊與圓盤之抵接而產生之摩擦熱從導引板透過活塞往按壓彈性膜傳達之虞。
本發係鑑於上述之問題點而為者，以將因煞車塊與圓盤之抵接而產生之摩擦熱之斷熱性提升為目的。
若根據本發明之某一態樣，提供一種煞車卡鉗裝置，夾持與車輪一起旋轉之圓盤並賦予摩擦力，其特徵在於： 具備支持於車體之卡鉗本體、相對於前述卡鉗本體進退並對前述圓盤滑接而可賦予摩擦力之煞車塊、支持前述煞車塊之導引板、將前述導引板對前述卡鉗本體可進退地支持之固定銷、相對於前述卡鉗本體進退並可透過前述導引板按壓前述煞車塊之活塞、抵接於前述活塞之背面並於前述卡鉗本體內區劃出壓力室且藉由該壓力室內之作動流體之壓力彈性變形而使前述活塞移動之彈性膜、將前述活塞支持為可對前述固定銷滑動之活塞板，前述活塞具有設為前端部往前述導引板突出之複數之小活塞。
關於本發明之實施形態、本發明之利點係參照圖面並於以下詳細說明。
以下，參照圖面針對本發明之實施之形態之煞車卡鉗裝置100說明。
首先，參照圖1與圖2，針對煞車卡鉗裝置100之全體構成說明。
煞車卡鉗裝置100係做為作動流體而使用壓縮空氣之鐵道車輛用之空氣壓煞車。煞車卡鉗裝置100具備透過支持框20支持於不圖示之台車(車體)之卡鉗本體10、相對於前述卡鉗本體10進退並對前述圓盤6滑接而可賦予摩擦力之煞車塊7、支持前述煞車塊7之導引板8、將前述導引板8對前述卡鉗本體10可進退地支持之一對之固定銷43、將煞車塊7藉由壓縮空氣之壓力往圓盤6按壓之按壓機構50。
煞車卡鉗裝置100係夾與車輪5一起旋轉之圓盤6並賦予摩擦力者。具體而言，煞車卡鉗裝置100係將圓盤6從其兩面以一對之煞車塊7夾持，藉由圓盤6與煞車塊7之間之摩擦力將車輪5之旋轉制動。
圓盤6係形成於車輪5之表裡兩面並與車輪5一體地旋轉。代替將圓盤6與車輪5一體地形成之構成而設與車輪5一起旋轉之其他個體之圓盤6亦可。
卡鉗本體10係如於圖1顯示般，具備跨於圓盤6而延伸之第一卡鉗臂12與第二卡鉗臂14、將第一卡鉗臂12與第二卡鉗臂14連結之軛部13、為了將卡鉗本體10支持於台車上之一對之托架部15。
卡鉗本體10係如於圖2顯示般，藉由上滑動銷30與下滑動銷32浮動支持為相對於支持框20可滑動。藉此，卡鉗本體10係追隨相對於台車之往車輪5之軸方向之相對運動，煞車塊7相對於車輪5之圓盤6成為平行地對峙。
上滑動銷30與下滑動銷32係貫通支持框20而設。上 滑動銷30與下滑動銷32之兩端部係分別連結於卡鉗本體10之托架部15。卡鉗本體10係支持於支持框20以使往上滑動銷30與下滑動銷32之軸方向之相對移動為可能。上滑動銷30與下滑動銷32之露出部係如於圖1顯示般，以橡膠製之套筒34覆蓋，防止受到塵埃等。
煞車塊7係受到由按壓機構50產生之按壓力，平行地抵接於圓盤6並按壓。煞車塊7具有抵接於與車輪5一起旋轉之圓盤6之襯料9。煞車塊7之與設襯料9之面相反側之背面係固定於導引板8。煞車塊7係藉由因圓盤6與襯料9之抵接而發生之摩擦力來將車輪5之旋轉制動。
導引板8具有沿著長度方向形成且煞車塊7之背面卡合之燕尾溝槽8a。導引板8係長度方向之兩端部以一對之固定銷43支持於卡鉗本體10。關於具有此固定銷43之調整器40係之後參照圖3並詳細說明。
其次，參照圖3、圖4A、圖4B針對卡鉗本體10之內部構造說明。
如於圖3顯示般，於卡鉗本體10係設配置於長度方向之兩端部之一對之調整器40、配置於一對之調整器40之間之按壓機構50。
調整器40係調節相對於圓盤6之煞車塊7之初期位置者。調整器40係藉由固定螺栓42分別締結於卡鉗本體10之上下端部。
調整器40具備藉由固定螺栓42固定於卡鉗本體10之煞車塊承受部41、設為相對於煞車塊承受部41可進退並將 煞車塊7支持於卡鉗本體10之固定銷43、將煞車塊7往從圓盤6離開之方向彈壓之回歸彈簧44、於制動解除時將煞車塊7與圓盤6之間隙調整為一定之間隙調整機構45。
固定銷43係形成為大致有底圓筒狀。固定銷43係設一對以使支持煞車塊7之兩端。固定銷43具有卡合於導引板8之鍔部43b。固定銷43係藉由其底部43a從煞車塊承受部41突出而設且鍔部43b嵌於導引板8之兩端部而支持煞車塊7。
固定銷43係於煞車塊7接近圓盤6之際藉由與煞車塊7一起變位之導引板8而從煞車塊承受部41拉出並於軸方向變位。固定銷43係於煞車塊7滑接於圓盤6之制動時藉由摩擦力來對抗圓盤6欲使煞車塊7於周方向移動而保持煞車塊7。
於固定銷43之內周係收裝回歸彈簧44與間隙調整機構45。固定銷43中於滑動時往外部露出之滑動部係以橡膠製之套筒47覆蓋，防止受到塵埃等。
回歸彈簧44係壓縮並介裝於固定銷43之內周之線圈彈簧。回歸彈簧44係於從制動狀態成為非制動狀態時藉由其彈壓力而固定銷43之鍔部43b透過導引板8將煞車塊7壓回使煞車塊7從圓盤6離開既定之距離之量者。藉此，可調整制動解除時之煞車塊7與圓盤6之距離而使圓盤6之放熱性良好。
間隙調整機構45係調整為制動解除時之回歸彈簧44之彈壓力導致之煞車塊7之返回量始終成為一定。亦即， 間隙調整機構45係將制動解除時之煞車塊7與圓盤6之間隔保持為始終一定者。
按壓機構50具備形成於卡鉗本體10之汽缸51、相對於前述汽缸51進退並可透過前述導引板8按壓前述煞車塊7之活塞52、抵接於前述活塞52之背面52c並於前述卡鉗本體10內區劃出壓力室55且藉由該壓力室55內之壓縮空氣之壓力彈性變形而使前述活塞52移動之做為彈性膜之膜片53、將前述活塞52支持為可對前述固定銷43滑動之活塞板58。
按壓機構50係藉由調整壓力室55中之空氣壓來使膜片53變形並藉由膜片53之變形來使活塞52相對於汽缸51進退者。按壓機構50係藉由使活塞52從汽缸51退出而透過導引板8將煞車塊7往圓盤6按壓者。
汽缸51具備活塞52在內周進退之汽缸本體51a、於與汽缸本體51a之間將膜片53夾入並固定且將汽缸本體51a之背面閉塞而區劃出壓力室55之卡鉗外罩54。
汽缸本體51a係形成為如將活塞52之周圍環狀地包圍般之橢圓形之筒狀。於汽缸本體51a之內周係設滑接於活塞52之外周面並防止受到塵埃等之塵埃密封部51b。卡鉗外罩54係形成為對應於汽缸本體51a之橢圓形之板材。卡鉗外罩54係藉由複數之螺栓54a來固定於汽缸本體51a之端面。
膜片53係藉由壓力室55內之壓力彈性變形而使前述活塞52移動者。膜片53具有形成最外周之周緣部53a、形 成於最內周之按壓部53c、於周緣部53a與按壓部53c之間連續形成之蛇腹部53b。
周緣部53a係夾於汽缸本體51a與卡鉗外罩54之間固定。此時，周緣部53a發揮填充料之效果，故確保壓力室55之氣密性。
蛇腹部53b係位於汽缸本體51a之內周面與活塞52之外周面之間。蛇腹部53b係在壓力室55之壓力上升後從摺疊之狀態(圖3之狀態)伸長，壓力室55之壓力下降後返回摺疊之狀態。亦即，蛇腹部53b係可隨著對壓力室55供給之空氣壓而變形為摺疊狀態與伸長狀態。
按壓部53c係與活塞52抵接，因折疊之蛇腹部53b伸長而往活塞52之退出方向變位。藉由按壓部53c變位，活塞52係按壓並在汽缸51內移動。
壓力室55係於汽缸51之內部藉由膜片53與卡鉗外罩54區劃出。壓力室55伴隨其容積之擴縮而使活塞52進退。於壓力室55係設通孔56(參照圖2)。於制動時用來使膜片53變形之壓縮空氣系從外部之空氣壓源通過通孔56供給。
活塞52係抵接於導引板8之背面。活塞52係藉由膜片53保持於汽缸51內。
活塞52係如於圖4A與圖4B顯示般，具有形成為橢圓柱狀之活塞本體52a、設為從前面52b往導引板8前端部突出之複數之做為小活塞之斷熱構件59。
活塞本體52a具有面對導引板8之前面52b、形成於前 面52b之相反側並與膜片53抵接之背面52c。活塞本體52a係與活塞板58一體形成並支持。
活塞52係藉由抵接於活塞本體52a之背面52c之膜片53之變形而在汽缸51內進退。如上述，膜片53係按壓形成為橢圓形之背面52c之全面，故與直接按壓斷熱構件59之場合比較可將按壓效率提高。
斷熱構件59係抑制因煞車塊7與圓盤6之抵接而產生之摩擦熱通過活塞本體52a往膜片53傳達者。在本實施之形態係設21個斷熱構件59。
斷熱構件59係形成為圓柱狀，基端部埋入固定於活塞本體52a。將斷熱構件59不埋入活塞本體52a而貼附於活塞本體52a之前面52b等來固定亦可。藉由斷熱構件59固定於活塞本體52a，按壓時斷熱構件59不會傾動，故可將按壓效率提高。
斷熱構件59係以與活塞本體52a比較熱傳導性較低之材質形成。藉由設斷熱構件59，可抑制因煞車塊7與圓盤6之抵接而產生之摩擦熱之往活塞52之傳達。
此外，藉由複數之斷熱構件59與導引板8抵接，可傳達因膜片53之變形而產生之按壓力之面積增加，且可將往起因於摩擦熱等之圓盤6之變形煞車塊7之追隨性提高。
另外，如於圖5A與圖5B顯示般，將大徑之斷熱構件59設兩個亦可。如上述，只要斷熱構件59之個數是複數不論為幾個皆可。
活塞板58係如於圖3顯示般設為與導引板8平形之板 材。活塞板58係設為其端面與活塞本體52a之前面52b同一面。
活塞板58係與活塞52一起變位，相對於導引板8平行移動。活塞板58於制動時係接近導引板8，於制動解除時係從導引板8離開。活塞板58雖係與活塞52一體形成，但將活塞板58與活塞52形成為各別之個體並將活塞52固定於活塞板58使用亦可。
活塞板58係於長度方向之兩端具有固定銷43插入之一對之滑動孔58a。活塞板58係卡合於插入各滑動孔58a之固定銷43，並設為於固定銷43之軸方向可滑動。活塞板58係藉由兩端之滑動孔58a卡合於固定銷43來規定汽缸51內之活塞52之位置。
一對之滑動孔58a之中上側之一方係形成為圓孔之形狀，下側之另一方係形成為缺口狀。藉此，對一方之滑動孔58a將固定銷43插入後藉由從另一方之滑動孔58a之下方將固定銷43嵌入，可將活塞板58安裝於卡鉗本體10。因此，可使活塞板58之往卡鉗本體10之安裝性良好。
在活塞52按壓煞車塊7之制動狀態下，於導引板8與活塞板58之間係有間隙57形成。藉由此間隙57，防止因煞車塊7與圓盤6之抵接而產生之摩擦熱從導引板8往活塞板58直接傳達。
其次，主要參照圖3針對煞車卡鉗裝置100之作用說明。
於鐵道車輛之行進時係車輪5係以高速旋轉。在此， 若因駕駛之操作等而煞車卡鉗裝置100切換為制動狀態，從空氣壓源供給之壓縮空氣經過通孔56送往壓力室55內，使膜片53變形。之後，膜片53之蛇腹部53b伸長，按壓部53c使活塞52往圓盤6方向滑動。
膜片53之按壓部53c係往車輪5方向變位，透過活塞52將煞車塊7往設於車輪5之圓盤6按壓。在藉由膜片53按壓之煞車塊7與圓盤6抵接而有摩擦力發生後，車輪5之旋轉制動。藉此，鐵道車輛速度低下最後停止。
此時，活塞52係從前面52b有前端部突出之斷熱構件59與導引板8抵接。因此，抑制因煞車塊7與圓盤6之抵接而產生之摩擦熱之往活塞52之傳達亦即往膜片53之傳達。
此外，在煞車卡鉗裝置100切換為制動狀態後，圓盤6雖因與煞車塊7之間之摩擦熱而產生熱變形，但活塞52具有複數之斷熱構件59，故可追隨圓盤6之熱變形以均等之按壓力按壓煞車塊7。因此，可進行安定之制動。
在因駕駛之操作等而由煞車卡鉗裝置100產生之車輪5之制動解除後，藉由設於調整器40內部之回歸彈簧44之復原力，煞車塊7係從抵接於圓盤6之狀態分離。此外，壓力室55內之壓縮空氣係從通孔56，膜片53之蛇腹部53b係返回制動前之折疊狀態，按壓部53c係返回制動前之位置。之後，活塞52亦返回制動前之位置。
藉此，煞車塊7與圓盤6係藉由間隙調整機構45而再度成為以一定之間隔對峙。因此，可不受煞車卡鉗裝置100 之影響而旋轉。
此時，伴隨藉由回歸彈簧44之復元力而導引板8從圓盤6拉離，活塞52係藉由其慣性力而從圓盤6更加拉離。因此，於煞車卡鉗裝置100從制動狀態成為非制動狀態時，可於導引板8與斷熱構件59之間亦即導引板8與活塞52之間形成空隙。因此，可將因煞車塊7與圓盤6之抵接而產生之摩擦熱之斷熱性提高，可保護膜片53遠離高熱。
另外，如於圖6顯示之變形例般於導引板8與活塞板58之間之間隙57設於制動解除時以從導引板8使活塞板58離開之方式彈壓之做為彈壓構件之板彈簧60亦可。
板彈簧60係對應於固定銷43之外周形狀而形成為環狀。板彈簧60係嵌於固定銷43之外周使用。代替板彈簧60而以線圈彈簧等做為彈壓構件使用亦可。
在此場合，於煞車卡鉗裝置100之制動解除時係板彈簧60藉由其彈壓力而使活塞板58從導引板8強制離開。因此，可使形成於導引板8與活塞52之間之空隙較大。因此，可將因煞車塊7與圓盤6之抵接而產生之摩擦熱之斷熱性更加提高。
板彈簧60之彈壓力係與回歸彈簧44之彈壓力比較設定為較小。因此，於煞車卡鉗裝置100之制動開始時係板彈簧60先壓縮而活塞52之斷熱構件59抵接於導引板8，之後，活塞52更加移動後，回歸彈簧44壓縮而煞車塊7抵接於圓盤6。
反之，於煞車卡鉗裝置100之制動解除時係回歸彈簧 44先返回制動開始時之長度而煞車塊7從圓盤6離開，之後，板彈簧60返回制動開始時之長度而從導引板8使活塞板58離開。
根據以上之實施之形態，發揮於以下顯示之效果。
支持煞車塊7之導引板8與支持活塞52之活塞板58係形成為各別個體。此外，導引板8係支持於固定銷43進退，活塞板58係可滑動地支持於固定銷43。因此，從制動狀態成為非制動狀態時，可於導引板8與斷熱構件59之間亦即導引板8與活塞52之間形成空隙。因此，可將因煞車塊7與圓盤6之抵接而產生之摩擦熱之斷熱性提高，可保護膜片53遠離高熱。
另外，在煞車卡鉗裝置100切換為制動狀態後，圓盤6雖因與煞車塊7之間之摩擦熱而產生熱變形，但活塞52具有複數之斷熱構件59，故可追隨圓盤6之熱變形以均等之按壓力按壓煞車塊7。因此，可進行安定之制動。
以上，雖已針對本發明之實施形態說明，但上述實施形態僅係顯示本發明之適用例之一部分，並非意欲將本發明之技術範圍限定於上述實施形態之具體構成。
本案係主張基於2012年02月06日申請於日本國特許廳之特願2012-022693之優先權，此申請之所有內容係藉由參照方式組入本說明書。
本發明之實施例包含之排他性質或特徵係如以下請求。
100‧‧‧煞車卡鉗裝置
5‧‧‧車輪
6‧‧‧圓盤
7‧‧‧煞車塊
8‧‧‧導引板
10‧‧‧卡鉗本體
40‧‧‧調整器
41‧‧‧煞車塊承受部
43‧‧‧固定銷
44‧‧‧回歸彈簧
50‧‧‧按壓機構
51‧‧‧汽缸
52‧‧‧活塞
53‧‧‧膜片
54‧‧‧卡鉗外罩
55‧‧‧壓力室
57‧‧‧間隙
58‧‧‧活塞板
58a‧‧‧滑動孔
59‧‧‧斷熱構件
60‧‧‧板彈簧
圖1係顯示本發明之實施形態之煞車卡鉗裝置之俯視圖。
圖2係圖1中之前視圖。
圖3係圖2中之III-III剖面圖。
圖4A係活塞與活塞板之前視圖。
圖4B係圖4A中之IVB-IVB剖面圖。
圖5A係活塞與活塞板之變形例之前視圖。
圖5B係圖4A中之VB-VB剖面圖。
圖6係顯示本發明之實施形態之其他變形例之煞車卡鉗裝置之側面之剖面圖。
5‧‧‧車輪
6‧‧‧圓盤
7‧‧‧煞車塊
8‧‧‧導引板
9‧‧‧襯料
10‧‧‧卡鉗本體
40‧‧‧調整器
41‧‧‧煞車塊承受部
42‧‧‧固定螺栓
43‧‧‧固定銷
43a‧‧‧底部
43b‧‧‧鍔部
44‧‧‧回歸彈簧
45‧‧‧間隙調整機構
47‧‧‧套筒
50‧‧‧按壓機構
51‧‧‧汽缸
51a‧‧‧汽缸本體
51b‧‧‧塵埃密封部
52‧‧‧活塞
52a‧‧‧活塞本體
52b‧‧‧前面
52c‧‧‧背面
53‧‧‧膜片
53a‧‧‧周緣部
53b‧‧‧蛇腹部
53c‧‧‧按壓部
54‧‧‧卡鉗外罩
54a‧‧‧螺栓
55‧‧‧壓力室
57‧‧‧間隙
58‧‧‧活塞板
58a‧‧‧滑動孔
59‧‧‧斷熱構件

Claims (10)

  1. 一種煞車卡鉗裝置，夾持與車輪一起旋轉之圓盤並賦予摩擦力，其特徵在於：具備支持於車體之卡鉗本體、相對於前述卡鉗本體進退並對前述圓盤滑接而可賦予摩擦力之煞車塊、支持前述煞車塊之導引板、將前述導引板對前述卡鉗本體可進退地支持之固定銷、相對於前述卡鉗本體進退並可透過前述導引板按壓前述煞車塊之活塞、抵接於前述活塞之背面並於前述卡鉗本體內區劃出壓力室且藉由該壓力室內之作動流體之壓力彈性變形而使前述活塞移動之彈性膜、將前述活塞支持為可對前述固定銷滑動之活塞板，前述活塞具有設為前端部往前述導引板突出之複數之小活塞。
  2. 如申請專利範圍第1項之煞車卡鉗裝置，其中，前述活塞具有支持於前述活塞板之活塞本體，前述小活塞係基端部埋入前述活塞本體而固定。
  3. 如申請專利範圍第1項之煞車卡鉗裝置，其中，前述小活塞係抑制從前述煞車塊往前述彈性膜之傳熱之斷熱構件。
  4. 如申請專利範圍第1項之煞車卡鉗裝置，其中，前述活塞板具有前述固定銷插入之滑動孔，於該固定銷之軸方向滑動，相對於前述導引板平行移動。
  5. 如申請專利範圍第4項之煞車卡鉗裝置，其中，前述固定銷係以支持前述煞車塊之兩端之方式設有一對，前述滑動孔係於前述活塞板之兩端設有一對，於各滑動孔有前述固定銷插入。
  6. 如申請專利範圍第1項之煞車卡鉗裝置，其中，前述活塞板係與前述活塞一體形成。
  7. 如申請專利範圍第1項之煞車卡鉗裝置，其中，在前述活塞按壓前述煞車塊之制動狀態下，於前述導引板與前述活塞板之間形成間隙。
  8. 如申請專利範圍第7項之煞車卡鉗裝置，其中，於前述間隙係設有以於制動解除時使前述活塞板從前述導引板分離之方式彈壓之彈壓構件。
  9. 如申請專利範圍第8項之煞車卡鉗裝置，其中，進一步具備於制動解除時透過前述導引板將前述煞車塊壓回而使前述煞車塊從前述圓盤離開之回歸彈簧，前述彈壓構件之彈壓力係設定為比前述回歸彈簧之彈壓力小。
  10. 如申請專利範圍第8項之煞車卡鉗裝置，其中，前述彈壓構件係對應於前述固定銷之外周形狀形成為環狀且嵌於該固定銷之外周之板彈簧。
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