JP2011202670A - Caliper brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪と共に回転するディスクを挟んで摩擦力を付与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 across a disk that rotates with a wheel.
鉄道車両の車体(台車)と車軸との間には、通常、振動吸収用の硬質ゴムが介装され、例えばコーナリングなどで車両に外力が働いたときには、この硬質ゴムが縮むことにより、車体が車輪のディスクに対してわずかに傾くことがある。 A hard rubber for vibration absorption is usually interposed between the vehicle body (trolley) and the axle of a railway vehicle. When an external force is applied to the vehicle by cornering, for example, the hard rubber shrinks, thereby May tilt slightly against the wheel disc.
また、従来のキャリパブレーキ装置にあっては、制動時に制輪子をディスクに押し付ける制動反力によりキャリパ本体が車輪のディスクから離れるように撓むことがある。また、制動時にディスクが熱変形して傾くことがある。 Further, in the conventional caliper brake device, the caliper body may bend away from the disk of the wheel by a braking reaction force that presses the brake against the disk during braking. Further, the disk may be thermally deformed and tilted during braking.
特許文献1には、フローティング式キャリパブレーキ装置において、制輪子をディスクに押し付ける油圧アクチュエータとして、作動油圧によってキャリパ本体から突出する基端側ピストンと、この基端側ピストンに球面軸受を介して回動可能に支持される先端側ピストンとを備え、制動時に先端側ピストンが回動して制輪子をディスクの回転面に対して平行に保つことにより、制輪子の偏摩耗を防止するものが開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示されたフローティング式キャリパブレーキ装置にあっては、油圧アクチュエータが設けられる左右一方の制輪子が回動可能に支持されるが、左右他方の制輪子がキャリパ本体に固定されているため、キャリパ本体に固定された制輪子の摩擦面がディスクの傾斜に追従することができず、制輪子の偏摩耗を来す可能性がある。
However, in the floating caliper brake device disclosed in
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、制動時に制輪子の摩擦面がディスクの回転面に追従し、制輪子の偏摩耗を抑えられるキャリパブレーキ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a caliper brake device in which the friction surface of the brake member follows the rotating surface of the disk during braking, and the uneven wear of the brake member can be suppressed. To do.
本発明は、左右の制輪子が車輪と共に回転するディスクを挟んで摩擦力を付与する車両用キャリパブレーキ装置であって、車体に固定される支持枠と、制輪子を支持するキャリパ本体と、支持枠にキャリパ本体を摺動可能に支持する支持ピンと、を備え、キャリパ本体は、ディスクを挟むようして延びる左右のキャリパアームを有し、一方のキャリパアームに制輪子をディスクに押付けるアクチュエータが取り付けられ、他方のキャリパアームは、制輪子が取り付けられる制輪子取付アーム部が分割して形成され、キャリパアームと制輪子取付アーム部の間にキャリパアームに対して制輪子取付アーム部を回動可能に支持する回動支持機構が設けられる構成とした。 The present invention relates to a caliper brake device for a vehicle in which left and right brake members apply frictional force across a disk that rotates together with wheels, a support frame fixed to a vehicle body, a caliper body that supports the brake wheel, and a support And a support pin for slidably supporting the caliper body on the frame, the caliper body has left and right caliper arms that extend so as to sandwich the disk, and an actuator that presses the restrictor against the disk on one caliper arm. The other caliper arm is formed by splitting the brake mounting arm part to which the brake is mounted, and the brake mounting arm is pivoted with respect to the caliper arm between the caliper arm and the brake mounting arm. It was set as the structure provided with the rotation support mechanism supported so that it is possible.
本発明によると、制動時に生じるディスクの傾斜や、キャリパ本体の撓みに追従して、制輪子取付アーム部が回動支持機構を介してキャリパアームに対して回動することにより、制輪子の摩擦面がディスクの回転面に対して平行に摺接し、摩擦面のディスクに対する面圧が均一に保たれ、制動力を高められるとともに、制輪子の偏摩耗を抑えられる。 According to the present invention, the frictional force of the control device can be reduced by rotating the control device mounting arm portion with respect to the caliper arm via the rotational support mechanism following the disc inclination or the caliper body bending that occurs during braking. The surface is in sliding contact with the rotating surface of the disk in parallel, the surface pressure of the friction surface against the disk is kept uniform, the braking force can be increased, and uneven wear of the restrictor can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置1の平面図である。図2はキャリパブレーキ装置1を車両の右側から見た側面図である。互いに直交するX、Y、Zの3軸が設定され、X軸が水平横方向、Y軸が鉛直方向、Z軸が水平前後方向に延びるものとする。
FIG. 1 is a plan view of a
図1に示すように、鉄道車両に搭載されるキャリパブレーキ装置1は、左右の制輪子7の間に車輪5のディスク6を挟持し、車輪5の回転を制動する。
As shown in FIG. 1, the
図1において、20は鉄道車両の図示しない台車(車体)上に固定される支持枠であり、10はこの支持枠20に支持されるキャリパ本体10である。
In FIG. 1,
図2に示すように、キャリパ本体10は、支持枠20に上下支持ピン31、32によってX軸方向に摺動可能にフローティング支持される。
As shown in FIG. 2, the
キャリパ本体10は、車輪5のディスク6に跨るようにして延びる左右のキャリパアーム12、18と、左右のキャリパアーム12、18を結ぶヨーク部13とを有する。
The
右のキャリパアーム12の上下端部にアジャスタ41がボルト42を介してそれぞれ締結される。上下のアジャスタ41はX軸方向に突出するアンカピン(図示せず)を備え、このアンカピンを介して制輪子7の両端部がそれぞれ支持される。アジャスタ41は制動解除時に制輪子7とディスク6の隙間を略一定に調整する図示しない戻しバネ及び隙間調整機構を備える。なお、この隙間調整機構を持たない構成としてもよい。
右のキャリパアーム12に制輪子7をディスク6に押圧するアクチュエータ60が設けられる。
The
アクチュエータ60は、鉄道車両に搭載される油圧源から供給される加圧作動油(作動流体)によって複数のピストン(図示せず)が制輪子7を押圧作動する。
In the
なお、アクチュエータ60は、鉄道車両に搭載される空気圧源から供給される加圧空気によって作動する構成としてもよい。
The
左のキャリパアーム18は、そのアーム先端部14から制輪子7が取り付けられる制輪子取付アーム部17が分割して形成され、後述するように制輪子取付アーム部17を回動可能に支持する回動支持機構50が設けられる。
The
キャリパ本体10は、ヨーク部13から制輪子7に沿ってZ軸方向に延びるビーム状に2本のキャリパアーム18と、このキャリパアーム18を連結してY軸方向に延びるアーム先端部14とを有し、これらが一体形成される。キャリパアーム18は、制輪子取付アーム部17を支持する片持ち梁として働く。
The caliper
制輪子取付アーム部17は、制輪子7に沿ってY軸方向に延びるビーム状に形成される。図3に示すように、制輪子取付アーム部17のディスク6に対峙する側面には、支持レール15が一体形成される。この支持レール15はY軸方向に延びる一対のアリ溝16を有し、このアリ溝16に制輪子7のライニング背板19が差し込まれる。
The restrictor
図2に示すように、制輪子取付アーム部17の上下端部にアンカブロック48がボルト42を介してそれぞれ締結される。アンカブロック48は、制輪子7のライニング背板19(図3参照)の両端部に係合するアンカピン(図示せず)を有する。
As shown in FIG. 2,
ライニング背板19は、支持レール15に差し込まれるとともに、その上下端がアンカブロック48のアンカピンに係合することによって抜け止めされ、左のキャリパアーム18に固定される。
The lining
回動支持機構50は、キャリパアーム18の先端部に制輪子取付アーム部17を回動可能に支持するリンクピン54を備える。リンクピン54は、キャリパアーム18に対して制輪子取付アーム部17をY軸まわりについて回動可能に連結する。
The
制輪子取付アーム部17は、ディスク6に背反する側面に2つのブラケット部51が一体形成される。各ブラケット部51には穴52が開口し、この各穴52はY軸方向について同心上に形成される。
The bracket
キャリパアーム18のアーム先端部14にY軸方向に延びる軸受穴53が形成される。
A
リンクピン54は、各ブラケット部51の穴52とキャリパアーム18の軸受穴53を挿通する。リンクピン54は、その頭部54aが上方のブラケット部51に着座し、その先端部に螺合するナット55が下方のブラケット部51に着座して締結される。
The
次に、キャリパブレーキ装置1の作動について説明する。
Next, the operation of the
図4において、(a)は制動解除時、(b)は制動時、(c)は制動時においてディスク6が傾斜するディスク傾斜時の様子を示す。
In FIG. 4, (a) shows the state when the brake is released, (b) shows the state when the brake is applied, and (c) shows the state when the disk is inclined so that the
制動解除時には、アクチュエータ60に導かれる油圧力が下げられることにより、戻しバネの付勢力によって右の制輪子7が引き込まれ、図4の(a)に示すように、左の制輪子7もディスク6の回転面6aから離れている。
When the brake is released, the hydraulic pressure guided to the
制動時には、アクチュエータ60に導かれる油圧力が高められることにより、キャリパブレーキ装置1は以下のように作動する。
During braking, the
・アクチュエータ60に導かれる作動油圧によりピストンが突出して右側の制輪子7をディスク6に当接する。
The piston is protruded by the hydraulic pressure guided to the
・さらにピストンが突出するのに伴って、キャリパ本体10が支持枠20に対して上下支持ピン31、32を介してX軸方向に移動する。これにより、図4の(b)に示すように、左側の制輪子7をディスク6に当接し、左右の制輪子7の間に車輪5のディスク6が挟持され、車輪5の回転が制動される。
As the piston further protrudes, the
図4の(c)に示すように、制動時には、X軸、Z軸を含む横断面図において、キャリパアーム18が制動反力によって撓むことにより、キャリパアーム18の先端部から本来直交して延びるアーム部先端中心線Oaがディスク6の回転軸Odに対して角度θ(例えば1度程度)だけ傾く。
As shown in FIG. 4 (c), at the time of braking, in the cross-sectional view including the X-axis and the Z-axis, the
また、車両に働く外力によってアンカピンの中心軸Oaがディスク6の回転軸Odに対して傾く場合もある。さらに、制動時にディスク6が熱変形して傾くことがある。
Further, the center axis Oa of the anchor pin may be inclined with respect to the rotation axis Od of the
こうしてディスク6の回転面6aが傾斜するのに伴って、制輪子取付アーム部17がキャリパアーム18に対してリンクピン54を介してY軸まわりについて回動する。これにより、制輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aに対して平行に摺接し、摩擦面9aのディスク6に対する面圧が均一に保たれ、制動力を高めるとともに、制輪子7の偏摩耗を抑えられる。
As the
以上のように、本実施の形態では、左右の制輪子7が車輪5と共に回転するディスク6を挟んで摩擦力を付与する車両用キャリパブレーキ装置1であって、車体(台車)に固定される支持枠20と、制輪子7を支持するキャリパ本体10と、支持枠20にキャリパ本体10を摺動可能に支持する支持ピン31、32と、を備え、キャリパ本体10は、ディスク6を挟むようして延びる左右のキャリパアーム12、18を有し、一方のキャリパアーム12に制輪子7をディスク6に押付けるアクチュエータ60が取り付けられ、他方のキャリパアーム18は、制輪子7が取り付けられる制輪子取付アーム部17が分割して形成され、この制輪子取付アーム部17をキャリパアーム18に対して回動可能に支持する回動支持機構50が設けられる構成とした。
As described above, in the present embodiment, the left and
上記構成に基づき、制動時に生じるディスク6の傾斜や、キャリパ本体10の撓みに追従して、制輪子取付アーム部17が回動支持機構50を介してキャリパアーム18に対して回動することにより、制輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aに対して平行に摺接し、摩擦面9aのディスク6に対する面圧が均一に保たれ、制動力を高められるとともに、制輪子7の偏摩耗を抑えられる。
Based on the above configuration, the
本実施形態では、回動支持機構50は、キャリパアーム18に対して制輪子取付アーム部17を回動可能に連結するリンクピン54を備える構成とした。
In the present embodiment, the
上記構成に基づき、制輪子取付アーム部17がリンクピン54を介してアンカピンに対して回動することにより、制輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aに対して平行に摺接し、摩擦面9aのディスク6に対する面圧が均一に保たれ、制動力を高められるとともに、制輪子7の偏摩耗を抑えられる。
Based on the above-described configuration, the brake mounting
次に図5〜図7に示す他の実施の形態を説明する。これは基本的には図1〜図4の実施の形態と同じ構成を有し、相違する部分のみ説明する。 Next, another embodiment shown in FIGS. 5 to 7 will be described. This basically has the same configuration as that of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, and only different portions will be described.
キャリパアーム18と制輪子取付アーム部17の間に制輪子取付アーム部17をディスク6に押し付ける方向に付勢する付勢手段65が設けられる。
A biasing means 65 is provided between the
2つの付勢手段65が、制輪子取付アーム部17のリンクピン54(回動中心軸O17)より支持枠側(図にて右側)に上下に並んで配置され、付勢手段65の付勢力によって制輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aの外周部分に押し付けられる構成とする。
The two urging means 65 are arranged vertically on the support frame side (right side in the drawing) from the link pin 54 (rotation center axis O17) of the restrictor mounting
付勢手段65は、アーム先端部14と制輪子取付アーム部17の側面の間に介装されるバネ72を主体として構成される。
The urging means 65 is mainly composed of a
アーム先端部14を摺動可能に貫通するピン66が設けられる。ピン66の先端部にはワッシャ73を介してコッターピン68が取り付けられ、ピン66の抜け止めが行われれる。円盤状のリテーナ71はピン66に摺動可能に嵌合され、ピン66の頭部67に着座して係合する。
A
ピン66の頭部67とアーム先端部14の座面70の間にはリテーナ71を介して2枚の皿状のバネ72が圧縮して介装される。
Between the
アーム先端部14の背面75には断面円形の凹状に窪む凹部69が形成され、この凹部69にピン66の頭部67が収容される。
A
リテーナ71がアーム先端部14の背面75に当接し、バネ72の弾性復元力をアーム先端部14に伝えるようになっている。
The
制動解除時、制動時には、図7の(a)、(b)に示すように、前記の実施形態と同様に作動する。 At the time of braking release and at the time of braking, as shown in FIGS. 7A and 7B, the operation is the same as in the above-described embodiment.
図7の(c)に示すように、ディスク6の回転面6aが傾斜するのに伴って、制輪子取付アーム部17がキャリパアーム18に対してリンクピン54を介してY軸まわりについて回動するとともに、バネ72の弾性復元力によって制輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aにおいて外周部分に押し付けられる。
As shown in FIG. 7 (c), as the
これにより、制輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aに対して平行に摺接し、摩擦面9aのディスク6に対する面圧が均一に保たれ、制動力を高めるとともに、制輪子7の偏摩耗を抑えられる。
As a result, the
以上のように、本実施形態における付勢手段65は、キャリパアーム18から突出するピン66と、このピン66に係合するリテーナ71と、このリテーナ71とキャリパアーム18の間に圧縮して介装されるバネ72と、を備え、リテーナ71が制輪子取付アーム部17に当接する構成とした。
As described above, the urging means 65 in the present embodiment includes the
上記構成に基づき、バネ72の弾性復元力がリテーナ71を介して制輪子取付アーム部17に伝えられ、輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aに押し付けられる。
Based on the above-described configuration, the elastic restoring force of the
本実施形態における付勢手段65は、制輪子7の側面上において回動支持機構50よりディスク6の外周側に配置される構成とした。
The biasing means 65 in the present embodiment is configured to be disposed on the outer peripheral side of the
上記構成に基づき、付勢手段65の付勢力(バネ72の弾性復元力)によって制輪子7の外周部分がディスク6に押し付けられ、摩擦面9aのディスク6に対する面圧が均一化がはかれる。
Based on the above configuration, the outer peripheral portion of the
次に図8に示す他の実施の形態は、アーム先端部14の背面75に開口する凹部を持たず、ピン66の頭部67がアーム先端部14の背面75に当接し、バネ72の弾性復元力をアーム先端部14に伝えるようになっている。
Next, another embodiment shown in FIG. 8 does not have a recess opening on the
本実施形態における付勢手段65は、キャリパアーム18から突出するピン66と、このピン66に係合するリテーナ71と、このリテーナ71とキャリパアーム18の間に圧縮して介装されるバネ72と、を備え、ピン66が制輪子取付アーム部17に当接する構成とした。
The biasing means 65 in this embodiment includes a
上記構成に基づき、バネ72の弾性復元力がピン66を介して制輪子取付アーム部17に伝えられ、輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aに押し付けられる。
Based on the above-described configuration, the elastic restoring force of the
次に図9に示す他の実施の形態は、付勢手段65が制輪子取付アーム部17のリンクピン54(回動中心軸O17)より支持枠と反対側(図にて左側)に配置され、付勢手段65の付勢力によって制輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6a内周部分に押し付けられる。
Next, in another embodiment shown in FIG. 9, the urging means 65 is arranged on the opposite side (left side in the figure) to the support frame with respect to the link pin 54 (rotation center axis O17) of the restrictor mounting
本実施形態における付勢手段65は、制輪子7の側面上において回動支持機構50よりディスク6の内周側に配置される構成とした。
The biasing means 65 in the present embodiment is configured to be disposed on the inner peripheral side of the
上記構成に基づき、付勢手段65の付勢力(バネの弾性復元力)によって制輪子7の内周部分がディスク6に押し付けられ、摩擦面9aのディスク6に対する面圧が均一化がはかれる。
Based on the above configuration, the inner peripheral portion of the
次に図10に示す他の実施の形態は、アーム先端部14に球面状に窪む軸受凹部81が一体形成され、制輪子取付アーム部17に球面状に突出する軸受凸部82が一体形成される。回動支持機構50は、軸受凸部82が軸受凹部81に摺動可能に嵌合する構成とする。
Next, in another embodiment shown in FIG. 10, a bearing
アーム先端部14には軸受凹部81の底部に開口する穴85が形成され、制輪子取付アーム部17にはこの穴85を挿通する軸部83が形成される。軸部83にはナット84が螺合し、制輪子取付アーム部17の抜け止めが行われる。
A
上記構成に基づき、制輪子取付アーム部17が軸受凸部82を介してアンカピンに対して回動することにより、制輪子7の摩擦面9aがディスク6の回転面6aに対して平行に摺接し、摩擦面9aのディスク6に対する面圧が均一に保たれ、制動力を高められるとともに、制輪子7の偏摩耗を抑えられる。
Based on the above configuration, the
本発明は上記の実施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.
1 キャリパブレーキ装置
5 車輪
6 ディスク
6a 回転面
7 制輪子
9a 摩擦面
10 キャリパ本体
12 キャリパアーム
13 ヨーク部
17 制輪子取付アーム部
18 キャリパアーム
19 ライニング背板
20 支持枠
31 支持ピン
48 アンカブロック
50 回動支持機構
51 ブラケット部
52 穴
53 軸受穴
54 リンクピン
60 アクチュエータ
65 付勢手段
66 ピン
67 頭部
72 バネ
71 リテーナ
81 軸受凹部
82 軸受凸部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
車体に固定される支持枠と、
前記制輪子を支持するキャリパ本体と、
前記支持枠に前記キャリパ本体を摺動可能に支持する支持ピンと、を備え、
前記キャリパ本体は、前記ディスクを挟むようして延びる左右のキャリパアームを有し、
一方の前記キャリパアームに前記制輪子を前記ディスクに押付けるアクチュエータが取り付けられ、
他方の前記キャリパアームは、前記制輪子が取り付けられる制輪子取付アーム部が分割して形成され、
前記キャリパアームと前記制輪子取付アーム部の間に前記キャリパアームに対して前記制輪子取付アーム部を回動可能に支持する回動支持機構が設けられることを特徴とするキャリパブレーキ装置。 A caliper brake device for a vehicle in which left and right brake members apply frictional force across a disk that rotates together with wheels,
A support frame fixed to the vehicle body;
A caliper body that supports the control device;
A support pin that slidably supports the caliper body on the support frame,
The caliper body has left and right caliper arms extending so as to sandwich the disk,
One of the caliper arms is attached with an actuator that presses the brake against the disc,
The other caliper arm is formed by dividing a brake mounting arm portion to which the brake is mounted,
A caliper brake device characterized in that a rotation support mechanism is provided between the caliper arm and the baffle mounting arm portion so as to rotatably support the baffle mounting arm portion with respect to the caliper arm.
前記制輪子取付アーム部から球面状に突出する軸受凸部と、を備え、
この軸受凸部が軸受凹部に摺動可能に嵌合する構成とした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 rotation support mechanism includes a bearing recess that opens at the tip of the arm and is recessed in a spherical shape;
A bearing projection that protrudes in a spherical shape from the control arm mounting arm portion,
The caliper brake device according to claim 1, wherein the bearing convex portion is slidably fitted into the bearing concave portion.
前記キャリパアームから突出するピンと、
このピンに係合するリテーナと、
このリテーナと前記キャリパアームの間に圧縮して介装されるバネと、を備え、
前記リテーナが前記制輪子取付アーム部に当接することを特徴とする請求項に記載4のキャリパブレーキ装置。 The biasing means is
A pin protruding from the caliper arm;
A retainer that engages the pin;
A spring that is compressed and interposed between the retainer and the caliper arm,
The caliper brake device according to claim 4, wherein the retainer abuts on the brake arm mounting arm portion.
前記キャリパアームから突出するピンと、
このピンに係合するリテーナと、
このリテーナと前記キャリパアームの間に圧縮して介装されるバネと、を備え、
前記ピンが前記制輪子取付アーム部に当接することを特徴とする請求項4に記載のキャリパブレーキ装置。 The biasing means is
A pin protruding from the caliper arm;
A retainer that engages the pin;
A spring that is compressed and interposed between the retainer and the caliper arm,
The caliper brake device according to claim 4, wherein the pin abuts on the armature mounting arm portion.
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