JP2010007689A - Caliper brake device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pneumatic caliper brake device capable of enhancing the diaphragm pressing efficiency. <P>SOLUTION: The pneumatic caliper brake device comprises a disk 6 to be rotated together with a wheel 5, a brake block 7 abutted on the disk 6 to impart the friction force thereto, a diaphragm 75 which is deformed by the change in the pneumatic pressure to apply the pressure on the disk 6 to the brake block 7, and a plurality of pistons 55 which are provided orthogonal to and parallel to the brake block 7 to transmit the pressure of the diaphragm 75 to the brake block. In the pistons 55, the pressing area of the diaphragm 75 can be increased, and the pressing efficiency can be enhanced by setting the center-to-center distance between the adjacent pistons 55 to be smaller in a circumferential edge of the diaphragm 75 than a center part of the diaphragm. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、車輪と共に回転するディスクに摩擦力を付与して制動するキャリパブレーキ装置に関するものである。   The present invention relates to a caliper brake device that applies a frictional force to a disk that rotates with a wheel to brake the disk.

従来より、鉄道車両等には油圧ブレーキ装置が用いられており、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、この空油変換器から油圧配管を介して供給される油圧によって油圧ブレーキを作動させている。   Conventionally, hydraulic brake devices have been used for railway vehicles and the like, and an air-oil converter that converts air pressure supplied from an air pressure source to oil pressure is installed, and supplied from this air-oil converter via hydraulic piping. The hydraulic brake is activated by the hydraulic pressure.

近年、空油変換器や油圧配管を廃止するために、油圧ブレーキに換えて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が望まれている。   In recent years, in order to eliminate the air-oil converter and the hydraulic piping, it is desired to install a pneumatic brake that is operated by air pressure supplied from an air pressure source in a railway vehicle instead of the hydraulic brake.

特許文献１には、ダイヤフラムを用いたアクチュエータに供給される空気圧によって制輪子を押圧作動する鉄道車両用空気圧ブレーキ装置が開示されている。
特開平１１−１９３８３５号公報 Patent Document 1 discloses a pneumatic brake device for a railway vehicle that presses a control member by air pressure supplied to an actuator using a diaphragm.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-193835

しかしながら、このような従来のダイヤフラムを用いた鉄道車両用空気圧ブレーキ装置では、ダイヤフラムの受圧面積の全体で制輪子を押圧できずにダイヤフラムの押圧力の一部のみしか利用できないため、ダイヤフラムの受圧面積に対する押圧効率を向上させることができず、押圧力を大きくできなかった。   However, in such a conventional pneumatic brake device for a railway vehicle using a diaphragm, the pressure receiving area of the diaphragm cannot be pressed by the entire pressure receiving area of the diaphragm and only a part of the pressure of the diaphragm can be used. The pressing efficiency against the pressure could not be improved, and the pressing force could not be increased.

そこで本発明は、ダイヤフラムの受圧面積に対する押圧効率を向上させ、押圧力を増大することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to improve the pressing efficiency with respect to the pressure receiving area of the diaphragm and increase the pressing force.

本発明は、車輪と共に回転するディスクと、前記ディスクに当接して摩擦力を付与する制輪子と、空気圧の変化によって変形し、前記制輪子に前記ディスクへの押圧力を印加するダイヤフラムと、前記制輪子に対して垂直に、かつ並列に複数設けられ、前記ダイヤフラムの押圧力を前記制輪子に伝達する複数のピストンからなるピストンユニットと、を備え、前記ピストンユニットは、前記ダイヤフラムの中央部と比して周縁部の方が、隣接するピストンの中心間距離が小さくされることを特徴とする。   The present invention includes a disk that rotates together with a wheel, a brake member that abuts against the disk and applies a friction force, a diaphragm that is deformed by a change in air pressure, and that applies a pressing force to the disk to the brake wheel, A plurality of piston units that are provided perpendicularly to and in parallel to the restrictor and configured to transmit a pressing force of the diaphragm to the restrictor, and the piston unit includes a central portion of the diaphragm; Compared to the peripheral portion, the distance between the centers of adjacent pistons is smaller.

本発明によれば、ダイヤフラムの中央部と比して周縁部の方が隣接するピストンの中心間距離が小さくされることで、キャリパブレーキ装置の制動時のダイヤフラムの押圧有効面積が大きくなる。したがって押圧効率が向上し、押圧力を増大することができる。   According to the present invention, the effective distance of pressing the diaphragm during braking of the caliper brake device is increased by reducing the distance between the centers of the pistons that are adjacent to each other at the peripheral edge as compared with the central portion of the diaphragm. Therefore, the pressing efficiency can be improved and the pressing force can be increased.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るキャリパブレーキ装置１００について説明する。図１は本発明の実施の形態に係るキャリパブレーキ装置１００の平面図、図２は図１における正面図である。   Hereinafter, a caliper brake device 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a caliper brake device 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of FIG.

キャリパブレーキ装置１００は、車輪５に設けられたディスク６をその両面から一対の制輪子７で挟持し、車輪５と共に回転するディスク６とキャリパ本体１０に固定された制輪子７とが当接することで生じる摩擦力によって車輪５の回転を制動するものである。   In the caliper brake device 100, the disc 6 provided on the wheel 5 is sandwiched by a pair of restrictors 7 from both sides, and the disc 6 rotating together with the wheels 5 and the restrictor 7 fixed to the caliper main body 10 come into contact with each other. The rotation of the wheel 5 is braked by the frictional force generated by

キャリパブレーキ装置１００は、キャリパ本体１０を支持枠２０によって図示しない台車（車体）上に支持されて構成される。   The caliper brake device 100 is configured such that the caliper body 10 is supported by a support frame 20 on a cart (vehicle body) (not shown).

キャリパ本体１０は、車輪５に設けられたディスク６に跨るようにして延びる第一キャリパアーム１２及び第二キャリパアーム１４と、この第一，第二キャリパアーム１２，１４を結ぶヨーク部１３と、キャリパ本体１０を台車上に支持するためのブラケット部１５，１６とを備える。キャリパ本体１０のブラケット部１５，１６には、キャリパ本体１０を支持枠２０に摺動可能に保持するための上スライドピン３０及び下スライドピン３２の両端部が支持される。   The caliper body 10 includes a first caliper arm 12 and a second caliper arm 14 that extend so as to straddle the disc 6 provided on the wheel 5, and a yoke portion 13 that connects the first and second caliper arms 12 and 14. Bracket portions 15 and 16 for supporting the caliper body 10 on the carriage are provided. The bracket portions 15 and 16 of the caliper body 10 support both ends of an upper slide pin 30 and a lower slide pin 32 for slidably holding the caliper body 10 on the support frame 20.

キャリパ本体１０は、上下スライドピン３０，３２によって支持枠２０に対して摺動可能にフローティング支持される。これによって、キャリパ本体１０は図示しない台車に対する車輪５の相対移動に追従し、制輪子７は車輪５のディスク６に対して平行に対峙する。   The caliper body 10 is floatingly supported by the upper and lower slide pins 30 and 32 so as to be slidable with respect to the support frame 20. As a result, the caliper body 10 follows the relative movement of the wheel 5 with respect to a cart (not shown), and the control 7 faces the disk 6 of the wheel 5 in parallel.

キャリパ本体１０は、後で詳しく説明するダイヤフラムアクチュエータ６０を第一キャリパアーム１２側のみに備える。本実施形態のようにフローティング形式にする他、第一，第二キャリパアーム１２，１４の両側にダイヤフラムアクチュエータ６０を設け、対向ピストン形式にすることも可能である。   The caliper main body 10 includes a diaphragm actuator 60, which will be described in detail later, only on the first caliper arm 12 side. In addition to the floating type as in the present embodiment, diaphragm actuators 60 may be provided on both sides of the first and second caliper arms 12 and 14 so as to be the opposed piston type.

上スライドピン３０及び下スライドピン３２は、支持枠２０を貫通して設けられ、キャリパ本体１０のブラケット部１５，１６に接続される。キャリパ本体１０は上下スライドピン３０，３２によって、上下スライドピン３０，３２の軸方向に摺動自在に支持枠２０に支持される。上下スライドピン３０，３２の露出部はゴム製のブーツ３４によってダスト等から保護される。   The upper slide pin 30 and the lower slide pin 32 are provided through the support frame 20 and connected to the bracket portions 15 and 16 of the caliper body 10. The caliper body 10 is supported by the support frame 20 by the upper and lower slide pins 30 and 32 so as to be slidable in the axial direction of the upper and lower slide pins 30 and 32. The exposed portions of the upper and lower slide pins 30 and 32 are protected from dust and the like by a rubber boot 34.

制輪子７はライニング９を備え、車輪５と共に回転するディスク６に当接することで摩擦力を生じ、車輪５を制動する。また、制輪子７の上下端はアジャスタ４１のアンカピン４３に固定されている。制輪子７はアジャスタ４１の戻しばね４４によってディスク６から離す方向へ付勢されている。   The restrictor 7 includes a lining 9 and a frictional force is generated by abutting against a disk 6 that rotates together with the wheel 5 to brake the wheel 5. Further, the upper and lower ends of the restrictor 7 are fixed to the anchor pins 43 of the adjuster 41. The restrictor 7 is urged in a direction away from the disk 6 by a return spring 44 of the adjuster 41.

ライニング９は、制輪子７のディスク６と当接する面に設けられる。ライニング９はピストンユニット５０を介してダイヤフラムアクチュエータ６０からの押圧力を受け、制輪子７を介してディスク６に平行に押圧されて当接することで摩擦力を発生させる。図２に二点鎖線で示した円弧は、制輪子７のライニング９と車輪５のディスク６とが当接する面のディスク６の径方向の中心である。ライニング９は、放射線状にいくつかの（本実施形態では６の）セグメントに分けられている。   The lining 9 is provided on the surface of the control 7 that contacts the disk 6. The lining 9 receives a pressing force from the diaphragm actuator 60 through the piston unit 50 and is pressed in parallel with the disk 6 through the brake 7 to generate a frictional force. The arc indicated by the two-dot chain line in FIG. 2 is the radial center of the disk 6 on the surface where the lining 9 of the brake 7 and the disk 6 of the wheel 5 abut. The lining 9 is radially divided into several (six in this embodiment) segments.

ディスク６は車輪５上に設けられ、車輪５と共に回転する。回転するディスク６に制輪子７のライニング９が当接することで発生する摩擦力によって車輪５は制動させられる。本実施形態ではディスク６は車輪５の表面に一体となって構成されている。しかし、車輪５とは別個にディスク６を設けた場合にも同様の効果を奏するため、この構成に限られるものではない。   The disk 6 is provided on the wheel 5 and rotates together with the wheel 5. The wheel 5 is braked by the frictional force generated by the lining 9 of the control 7 coming into contact with the rotating disk 6. In the present embodiment, the disk 6 is configured integrally with the surface of the wheel 5. However, when the disc 6 is provided separately from the wheel 5, the same effect can be obtained, and the configuration is not limited to this.

以下では、図３を参照してキャリパ本体１０の内部構造について説明する。図３は図２におけるＡ−Ａ断面図である。   Hereinafter, the internal structure of the caliper body 10 will be described with reference to FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

制輪子７のディスク６に対する初期位置を調節するアジャスタ４１は、アンカボルト４２を介してキャリパ本体１０の上下端部にそれぞれ締結される。このアジャスタ４１から突出するアンカピン４３を介して制輪子７の両端部が支持される。制輪子７は、アジャスタ４１によってディスク６と一定の間隔をもって対峙する。   The adjusters 41 that adjust the initial position of the control 7 with respect to the disk 6 are fastened to the upper and lower ends of the caliper body 10 via anchor bolts 42, respectively. Both end portions of the restrictor 7 are supported via anchor pins 43 protruding from the adjuster 41. The restrictor 7 is opposed to the disc 6 at a certain interval by an adjuster 41.

アジャスタ４１は、ダイヤフラムアクチュエータ６０の上下にそれぞれ配置される。アジャスタ４１は、アンカピン４３を介して制輪子７をディスク６から離す方向に付勢する戻しばね４４と、制動解除時に制輪子７とディスク６との隙間を一定に調整する隙間調整機構４５とを備える。よって、アンカピン４３は制動時にダイヤフラム７５が変形して制輪子７をディスク６に押圧する動きに追従して変位する一方、制動が解除されると戻しばね４４によって制輪子７を戻すが、このとき隙間調整機構４５によって戻し量を一定に制御し、制輪子７とディスク６の間隔を常に一定に保つことが可能となる。   The adjusters 41 are arranged above and below the diaphragm actuator 60, respectively. The adjuster 41 includes a return spring 44 that urges the restrictor 7 away from the disk 6 via the anchor pin 43, and a gap adjusting mechanism 45 that adjusts the gap between the restrictor 7 and the disk 6 to be constant when the brake is released. Prepare. Therefore, the anchor pin 43 is displaced following the movement of the diaphragm 75 being deformed to press the brake 7 against the disk 6 during braking, and when the brake is released, the brake 7 is returned by the return spring 44. The amount of return can be controlled to be constant by the gap adjusting mechanism 45, and the distance between the restrictor 7 and the disk 6 can always be kept constant.

ダイヤフラムアクチュエータ６０は、内部にダイヤフラム７５を備え、空気圧を調整することでダイヤフラム７５を変形させ、ダイヤフラム７５の変形によってディスク６に制輪子７を押圧する。   The diaphragm actuator 60 includes a diaphragm 75 inside, deforms the diaphragm 75 by adjusting the air pressure, and presses the control member 7 against the disk 6 by the deformation of the diaphragm 75.

ダイヤフラムアクチュエータ６０は、ダイヤフラム７５とキャリパカバー１１とによって区切られるダイヤフラム室６３を備える。ダイヤフラム室６３には通孔６９が設けられ、制動時にダイヤフラム７５を変形させるための空気圧が通孔６９から供給される。   The diaphragm actuator 60 includes a diaphragm chamber 63 that is partitioned by the diaphragm 75 and the caliper cover 11. A through hole 69 is provided in the diaphragm chamber 63, and air pressure for deforming the diaphragm 75 during braking is supplied from the through hole 69.

ダイヤフラム７５は、周縁部７６とベローズ部７７と押圧部７９とから構成される。ダイヤフラム７５の押圧部７９は、折りたたまれていたベローズ部７７がダイヤフラム室６３に供給される空気圧によって伸長することで変位する。ダイヤフラム７５の押圧部７９はピストンユニット５０と当接し、押圧部７９の変位によってピストンユニット５０は押圧される。   The diaphragm 75 includes a peripheral edge portion 76, a bellows portion 77, and a pressing portion 79. The pressing portion 79 of the diaphragm 75 is displaced when the folded bellows portion 77 is extended by the air pressure supplied to the diaphragm chamber 63. The pressing portion 79 of the diaphragm 75 contacts the piston unit 50, and the piston unit 50 is pressed by the displacement of the pressing portion 79.

ダイヤフラム７５は樹脂製弾性材であり、例えばカーボン繊維，ケプラー繊維等の強化材を複合したものを用いてベローズ形成してもよい。また、ゴム製チューブや金属薄板からなるベローズでもよい。   The diaphragm 75 is a resin-made elastic material, and for example, a bellows may be formed using a composite of reinforcing materials such as carbon fibers and Kepler fibers. A bellows made of a rubber tube or a thin metal plate may also be used.

キャリパカバー１１は複数のボルト６７によってキャリパ本体１０に固定される。キャリパカバー１１はダイヤフラム７５の周囲をキャリパ本体１０との間に挟持して固定する。樹脂製弾性材のダイヤフラム７５がパッキンの役割を果たすため、ダイヤフラム室６３の気密性を担保できる。   The caliper cover 11 is fixed to the caliper body 10 by a plurality of bolts 67. The caliper cover 11 is fixed by sandwiching the periphery of the diaphragm 75 with the caliper body 10. Since the diaphragm 75 of the resin elastic material plays a role of packing, the air tightness of the diaphragm chamber 63 can be secured.

ピストンユニット５０は、複数の大径ピストン５５及び複数の小径ピストン５６との集合である。ピストンユニット５０の制輪子側は、ピストンガイドフレーム６５に設けられる対応するガイド穴６５ａに軸方向に摺動可能に保持される。   The piston unit 50 is a set of a plurality of large diameter pistons 55 and a plurality of small diameter pistons 56. The restrictor side of the piston unit 50 is held in a corresponding guide hole 65 a provided in the piston guide frame 65 so as to be slidable in the axial direction.

ピストンユニット５０は、ダイヤフラム７５の周縁部において大径ピストン５５の間に小径ピストン５６が設けられ、ダイヤフラム７５の中央部と比して隣接する大小径ピストン５５，５６の中心間距離を小さくしている。ライニング９のセグメントに合わせて大径ピストン５５のみを放射線状に設けた場合、ディスク６の外周側では隣接する大径ピストン５５の中心間距離が大きくなるためである。   The piston unit 50 is provided with a small-diameter piston 56 between the large-diameter pistons 55 at the periphery of the diaphragm 75, and the distance between the centers of the adjacent large and small-diameter pistons 55, 56 is made smaller than the central part of the diaphragm 75. Yes. This is because when only the large-diameter piston 55 is provided in a radial pattern in accordance with the segment of the lining 9, the distance between the centers of the adjacent large-diameter pistons 55 increases on the outer peripheral side of the disk 6.

ピストンユニット５０の大小径ピストン５５，５６はピストンガイドフレーム６５に対してそれぞれ個別に摺動可能である。よって、キャリパブレーキ装置１００の制動時にディスク６と制輪子７とが当接してディスク６が熱変形を生じても、ピストンユニット５０はその変形に追従することができる。   The large and small diameter pistons 55 and 56 of the piston unit 50 can slide individually with respect to the piston guide frame 65. Therefore, even when the disc 6 and the control 7 are brought into contact with each other during braking of the caliper brake device 100 and the disc 6 is thermally deformed, the piston unit 50 can follow the deformation.

したがって、ピストンユニット５０は均等な押圧力で制輪子７をディスク６に押圧でき、その結果安定した制動が可能である。   Therefore, the piston unit 50 can press the brake 7 against the disc 6 with an equal pressing force, and as a result, stable braking is possible.

ディスク６の熱変形は、ディスク６の締結方式の違いによって凹になるか凸になるかその変形の態様は異なるが、どちらの場合においても、ディスク６と制輪子７とが接する面の径方向の中央、即ち図２に二点鎖線で示す曲線部分を中心に変形する。つまり、ディスク６の内径側と外径側とが膨張して図２の二点鎖線を中心とした凹形状に変形するか、又はディスク６の内径側と外径側とが収縮して図２の二点鎖線を中心とした凸形状に変形するかのいずれかである。   The thermal deformation of the disk 6 is concave or convex depending on the fastening method of the disk 6, but the deformation mode is different, but in either case, the radial direction of the surface where the disk 6 and the control 7 are in contact with each other 2, that is, a curved portion indicated by a two-dot chain line in FIG. That is, the inner diameter side and the outer diameter side of the disk 6 expand and deform into a concave shape centered on the two-dot chain line in FIG. 2, or the inner diameter side and the outer diameter side of the disk 6 contract and FIG. Or deformed into a convex shape centered on the two-dot chain line.

ピストンユニット５０の大小径ピストン５５，５６のライニング９側の先端には断熱プレート６１が備えられる。断熱プレート６１は、制動時における制輪子７とディスク６との摩擦により発生する高熱が伝達されるのを防止し、ダイヤフラム７５を保護する。   A heat insulating plate 61 is provided at the tip of the large and small diameter pistons 55 and 56 of the piston unit 50 on the lining 9 side. The heat insulating plate 61 prevents the high heat generated by the friction between the brake 7 and the disk 6 during braking and protects the diaphragm 75.

ピストンガイドフレーム６５は、ダイヤフラム７５と制輪子７との間に設けられる。ピストンガイドフレーム６５は、複数のボルト６６によってキャリパ本体１０に固定される。ピストンガイドフレーム６５には、ピストンユニット５０に対応する数のガイド穴６５ａが形成される。   The piston guide frame 65 is provided between the diaphragm 75 and the restrictor 7. The piston guide frame 65 is fixed to the caliper body 10 by a plurality of bolts 66. A number of guide holes 65 a corresponding to the piston unit 50 are formed in the piston guide frame 65.

ガイド穴６５ａはピストンユニット５０に対応する位置に設けられ、ピストンユニット５０はこのガイド穴６５ａにそれぞれ軸方向に摺動可能に嵌合する。   The guide hole 65a is provided at a position corresponding to the piston unit 50, and the piston unit 50 is fitted in the guide hole 65a so as to be slidable in the axial direction.

以下では、図４から図８を参照してダイヤフラム７５の有効面積について説明する。図４はダイヤフラム７５の無加圧時の形状を示した図、図５は小径ピストン５６を備えない場合のダイヤフラム７５の加圧時の形状を示した図、図６は本発明の実施の形態に係るダイヤフラム７５の加圧時の形状を示した図、図７は同一径ピストンによる場合の無加圧時のダイヤフラムの形状を示した図、図８は同一径ピストンによる場合の加圧時のダイヤフラムの形状を示した図である。   Hereinafter, the effective area of the diaphragm 75 will be described with reference to FIGS. 4 to 8. 4 is a diagram showing the shape of the diaphragm 75 when no pressure is applied, FIG. 5 is a diagram showing the shape of the diaphragm 75 when the small diameter piston 56 is not provided, and FIG. 6 is an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the shape of the diaphragm 75 when pressurized, FIG. 7 is a diagram showing the shape of the diaphragm when no pressure is applied when using the same diameter piston, and FIG. It is the figure which showed the shape of the diaphragm.

図４における二点鎖線は、無加圧時のダイヤフラム７５の形状を示す。二点鎖線で囲まれたダイヤフラム７５の受圧面積は３５０平方センチメートルである。   The two-dot chain line in FIG. 4 shows the shape of the diaphragm 75 when no pressure is applied. The pressure receiving area of the diaphragm 75 surrounded by the two-dot chain line is 350 square centimeters.

図５，図６における破線は加圧時のダイヤフラム７５の形状を示す。ダイヤフラム７５に負荷がかかると図５のように大径ピストン５５間のダイヤフラム７５は内側へ入り込み、その結果ダイヤフラム７５の有効面積は２７３平方センチメートルになる。これは、ダイヤフラム７５の受圧面積に対して７８％でしかない。   5 and 6 indicate the shape of the diaphragm 75 during pressurization. When a load is applied to the diaphragm 75, the diaphragm 75 between the large diameter pistons 55 enters inward as shown in FIG. 5, and as a result, the effective area of the diaphragm 75 is 273 square centimeters. This is only 78% of the pressure receiving area of the diaphragm 75.

大径ピストン５５の間に小径ピストン５６を配置した本実施形態によれば、大小径ピストン５５，５６のピッチが小さくなったことによって加圧時のダイヤフラム７５は大小径ピストン５５，５６間で内側に入り込む量が減少し、ダイヤフラム７５の有効面積は３１２平方センチメートルになる。これは、ダイヤフラム７５の受圧面積に対して８９％である。小径ピストン５６を備えることで、図５に示す小径ピストン５６を備えない場合と比して有効面積は１１％向上したことになる。   According to this embodiment in which the small-diameter piston 56 is arranged between the large-diameter pistons 55, the diaphragm 75 during pressurization is located between the large and small-diameter pistons 55, 56 because the pitch of the large-small pistons 55, 56 is reduced. The amount of penetration is reduced and the effective area of diaphragm 75 is 312 square centimeters. This is 89% of the pressure receiving area of the diaphragm 75. By providing the small-diameter piston 56, the effective area is improved by 11% compared to the case where the small-diameter piston 56 shown in FIG. 5 is not provided.

このように、ダイヤフラム７５の周縁部におけるピストンユニット５０の隣接する大小径ピストン５５，５６の中心間距離を小さくすることでダイヤフラム７５の有効面積を大きくでき、その結果押圧力も大きくできる。   Thus, the effective area of the diaphragm 75 can be increased by reducing the distance between the centers of the large and small diameter pistons 55 and 56 adjacent to the piston unit 50 at the peripheral edge of the diaphragm 75, and as a result, the pressing force can also be increased.

図７，図８は、ダイヤフラム７５の中央部及び周縁部のどちらにも大径ピストン５５のみを用いて隣接する大径ピストン５５の中心間距離を小さくした実施形態である。   7 and 8 show an embodiment in which the center-to-center distance between adjacent large-diameter pistons 55 is reduced by using only the large-diameter piston 55 for both the central portion and the peripheral portion of the diaphragm 75. FIG.

図７における二点鎖線は、無加圧時のダイヤフラム７５の形状を示す。二点鎖線で囲まれたダイヤフラム７５の受圧面積は２６８平方センチメートルである。   The two-dot chain line in FIG. 7 shows the shape of the diaphragm 75 when no pressure is applied. The pressure receiving area of the diaphragm 75 surrounded by the two-dot chain line is 268 square centimeters.

図８における破線は加圧時のダイヤフラム７５の形状を示す。ダイヤフラム７５に負荷がかかると図８のように大径ピストン５５間のダイヤフラム７５は内側へ入り込み、その結果ダイヤフラム７５の有効面積は２４７平方センチメートルになる。これは、ダイヤフラム７５の受圧面積に対して９２％である。   The broken line in FIG. 8 shows the shape of the diaphragm 75 during pressurization. When a load is applied to the diaphragm 75, the diaphragm 75 between the large-diameter pistons 55 enters inward as shown in FIG. 8, and as a result, the effective area of the diaphragm 75 becomes 247 square centimeters. This is 92% with respect to the pressure receiving area of the diaphragm 75.

このように、大径ピストン５５のみを配置した場合にもダイヤフラム７５の有効面積を大きくでき、その結果押圧力も大きくできる。他にも、周縁部には小径ピストン５６のみを小さなピッチで並べて配置するなどの態様が考えられる。   Thus, even when only the large-diameter piston 55 is disposed, the effective area of the diaphragm 75 can be increased, and as a result, the pressing force can be increased. In addition, a mode in which only the small-diameter pistons 56 are arranged at a small pitch on the peripheral edge can be considered.

以下では、本発明の実施の形態に係るキャリパブレーキ装置１００の動作について説明する。   Below, operation | movement of the caliper brake device 100 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

キャリパブレーキ装置１００を備える図示しない車両の走行時には、車輪５は高速で回転している。ここで運転士の操作等によってキャリパブレーキ装置１００が作動させられると、空気圧源の空気圧が通孔６９からダイヤフラム室６３内に送られ、ダイヤフラム７５を変形させる。すると、ダイヤフラム７５のベローズ部７７が伸長して押圧部７９が変位し、ピストンユニット５０をディスク６方向へ押圧する。   When the vehicle (not shown) provided with the caliper brake device 100 is traveling, the wheels 5 are rotating at high speed. Here, when the caliper brake device 100 is operated by the driver's operation or the like, the air pressure of the air pressure source is sent from the through hole 69 into the diaphragm chamber 63, and the diaphragm 75 is deformed. Then, the bellows part 77 of the diaphragm 75 is extended and the pressing part 79 is displaced to press the piston unit 50 toward the disk 6.

ダイヤフラム７５は車輪５方向へ変位し、ピストンユニット５０を車輪５に設けられたディスク６に押圧する。制輪子７とディスク６とが当接し、摩擦力が発生すると車輪５は制動され、速度が低下しやがて停止することとなる。   The diaphragm 75 is displaced in the direction of the wheel 5 and presses the piston unit 50 against the disk 6 provided on the wheel 5. When the restrictor 7 and the disk 6 are brought into contact with each other and a frictional force is generated, the wheel 5 is braked, and the speed is lowered and then stops.

ダイヤフラム７５の有効面積は大径ピストン５５の間に設けられた小径ピストン５６によって大きくなり、大きな押圧力で制輪子７を押圧することができる。   The effective area of the diaphragm 75 is increased by the small-diameter piston 56 provided between the large-diameter pistons 55, and the brake ring 7 can be pressed with a large pressing force.

その際、ディスク６は摩擦熱によって熱変形を生じる。熱変形の態様は、ディスク６と制輪子７とが当接する面の径方向の中央の円周、即ち図２に二点鎖線で示す曲線部分を中心に凹又は凸のいずれかである。   At that time, the disk 6 is thermally deformed by frictional heat. The mode of thermal deformation is either concave or convex around the center of the surface in the radial direction of the surface where the disk 6 and the control 7 come into contact, that is, the curved portion indicated by the two-dot chain line in FIG.

ディスク６に熱変形が生じると、ピストンユニット５０の備える大小径ピストン５５，５６はディスク６の変形に倣うようにその軸方向に摺動するため、制輪子７はディスク６の面の変形に対して追従でき、ピストンユニット５０が備えるそれぞれの大小径ピストン５５，５６は均等な押圧力で当接することができる。よって、安定した制動を行うことが可能である。   When the disk 6 is thermally deformed, the large and small diameter pistons 55 and 56 included in the piston unit 50 slide in the axial direction so as to follow the deformation of the disk 6. The large and small pistons 55 and 56 provided in the piston unit 50 can abut with equal pressing force. Therefore, stable braking can be performed.

運転士の操作等によってブレーキが解除されると、通孔６９から圧縮空気が排出されてダイヤフラム７５のベローズ部７７は制動前の折りたたまれた形状に戻り、押圧部７９は制動前の位置に戻る。すると、ピストンユニット５０も制動前の位置に戻り、アジャスタ４１内部に設けられた戻しばね４４の復元力によって制輪子７は当接した状態から解除され、ディスク６と制輪子７とは隙間調整機構４５によって再び一定の間隔をもって対峙する。よって、車輪５はキャリパブレーキ装置１００の影響を受けることなく回転することが可能である。   When the brake is released by the driver's operation or the like, compressed air is discharged from the through-hole 69, the bellows portion 77 of the diaphragm 75 returns to the folded shape before braking, and the pressing portion 79 returns to the position before braking. . Then, the piston unit 50 is also returned to the position before braking, and the restrictor 7 is released from the contacted state by the restoring force of the return spring 44 provided in the adjuster 41, and the disc 6 and the restrictor 7 are separated from each other by a gap adjusting mechanism. Again, face 45 with a certain interval. Therefore, the wheel 5 can rotate without being affected by the caliper brake device 100.

以上の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。   According to the above embodiment, the following effects are produced.

ピストンユニット５０の周縁部の大径ピストン５５の間に小径ピストン５６を備えることで、ダイヤフラム７５の押圧面積を大きくすることができ、ダイヤフラム７５の押圧効率が向上する。よって、大きな押圧力で制輪子７をディスク６に押圧することができる。   By providing the small-diameter piston 56 between the large-diameter piston 55 at the peripheral edge of the piston unit 50, the pressing area of the diaphragm 75 can be increased, and the pressing efficiency of the diaphragm 75 is improved. Therefore, the brake element 7 can be pressed against the disk 6 with a large pressing force.

また、ディスク６が制動によって熱変形した場合にも、大小径ピストン５５，５６が軸方向に摺動することで熱変形に追従することができる。よって、どの位置の大小径ピストン５５，５６においても押圧力を均等に保つことができ、制輪子７やディスク６の局部的な温度上昇を抑えられる。したがって、制輪子７やディスク６の偏摩耗が生じることを防止でき、安定した制動を行うことが可能である。   Further, even when the disk 6 is thermally deformed by braking, the large and small diameter pistons 55 and 56 can follow the heat deformation by sliding in the axial direction. Therefore, the pressing force can be kept even in the large and small pistons 55 and 56 at any position, and the local temperature rise of the brake 7 or the disk 6 can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent uneven wear of the brake 7 and the disk 6 and to perform stable braking.

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

本発明は、鉄道車両やバス，トラックなど大型車等の空気圧源を有する車両のブレーキ装置として用いることができる。   The present invention can be used as a brake device for a vehicle having an air pressure source such as a large vehicle such as a railway vehicle, a bus, or a truck.

本発明の実施の形態に係るキャリパブレーキ装置の平面図である。It is a top view of the caliper brake device concerning an embodiment of the invention. 図１における正面図である。It is a front view in FIG. 図２におけるＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing in FIG. ダイヤフラムの無加圧時の形状を示した図である。It is the figure which showed the shape at the time of no pressurization of a diaphragm. 小径ピストンを備えない場合のダイヤフラムの加圧時の形状を示した図である。It is the figure which showed the shape at the time of the pressurization of a diaphragm when not providing a small diameter piston. 本発明の実施の形態に係るダイヤフラムの加圧時の形状を示した図である。It is the figure which showed the shape at the time of pressurization of the diaphragm which concerns on embodiment of this invention. 同一径ピストンによる場合の無加圧時のダイヤフラムの形状を示した図である。It is the figure which showed the shape of the diaphragm at the time of no pressurization in the case of using the same diameter piston. 同一径ピストンによる場合の加圧時のダイヤフラムの形状を示した図である。It is the figure which showed the shape of the diaphragm at the time of pressurization in the case of using the same diameter piston.

符号の説明Explanation of symbols

１００ キャリパブレーキ装置
５ 車輪
６ ディスク
７ 制輪子
９ ライニング
１０ キャリパ本体
１２ 第一キャリパアーム
１４ 第二キャリパアーム
２０ 支持枠
３０ 上スライドピン
５０ ピストンユニット
５５ 大径ピストン
５６ 小径ピストン
６３ ダイヤフラム室
６５ ピストンガイドフレーム
７５ ダイヤフラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Caliper brake device 5 Wheel 6 Disc 7 Strainer 9 Lining 10 Caliper main body 12 First caliper arm 14 Second caliper arm 20 Support frame 30 Upper slide pin 50 Piston unit 55 Large diameter piston 56 Small diameter piston 63 Diaphragm chamber 65 Piston guide frame 75 Diaphragm

Claims (3)

車輪と共に回転するディスクと、
前記ディスクに当接して摩擦力を付与する制輪子と、
空気圧の変化によって変形し、前記制輪子に前記ディスクへの押圧力を印加するダイヤフラムと、
前記制輪子に対して垂直に、かつ並列に複数設けられ、前記ダイヤフラムの押圧力を前記制輪子に伝達する複数のピストンからなるピストンユニットと、
を備え、
前記ピストンユニットは、前記ダイヤフラムの中央部と比して周縁部の方が、隣接するピストンの中心間距離が小さくされることを特徴とするキャリパブレーキ装置。 A disc that rotates with the wheels,
A brake member that abuts against the disk and applies a frictional force;
A diaphragm that is deformed by a change in air pressure, and that applies a pressing force to the disk to the brake;
A plurality of piston units that are provided in parallel and in parallel to the above-described restrictor, and that include a plurality of pistons that transmit the pressing force of the diaphragm to the above-described restrictor;
With
The caliper brake device is characterized in that the piston unit has a smaller distance between the centers of adjacent pistons in the peripheral portion than in the central portion of the diaphragm. 前記ピストンユニットの前記ダイヤフラムの周縁部に配置される前記複数のピストンは、前記ピストンに加えて径の小さな小径ピストンを更に備え、
隣接するピストンの中心間距離が小さくされることを特徴とする請求項１に記載のキャリパブレーキ装置。 The plurality of pistons disposed on the peripheral edge of the diaphragm of the piston unit further includes a small diameter piston having a small diameter in addition to the piston.
The caliper brake device according to claim 1, wherein a distance between centers of adjacent pistons is reduced. 前記ピストンユニットは、前記ダイヤフラムの中央部のピストンと比して周縁部の方がピストンの径を小さくすることで、隣接するピストンの中心間距離が小さくされることを特徴とする請求項１に記載のキャリパブレーキ装置。   2. The piston unit according to claim 1, wherein a distance between the centers of adjacent pistons is reduced by reducing a diameter of the piston at a peripheral portion as compared with a piston at a central portion of the diaphragm. The caliper brake device described.
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