JP3792877B2

JP3792877B2 - ディスクブレーキ装置

Info

Publication number: JP3792877B2
Application number: JP03482798A
Authority: JP
Inventors: 健一大泉
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: JPH11230209A

Description

【０００１】
本発明は鉄道用車両等に用いられるディスクブレーキ装置に関し、特に制輪子の取り付け構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道用車両等では、ディスクブレーキ装置が各車輪毎に備えられ、車両の制動が行われる。図６、図７には、このようなディスクブレーキ装置を示す。
【０００３】
このディスクブレーキ装置は、各車輪と一体に回転するブレーキディスク７と、このブレーキディスク７を挟み込むように配置されるブレーキキャリパ１とから構成される。このブレーキキャリパ１は、ブレーキディスク７両側に一対の制輪子５を備え、これらの制輪子５がブレーキディスク７に押し付けられるときの摩擦により制動トルクが発生するようになっている。
【０００４】
さらに詳しく説明すると、ブレーキキャリパ１は、一対の案内ピン２Ａ、２Ｂを介して軸方向（紙面に垂直方向）にスライド可能に、車両側の支持部３に取り付けられている。このブレーキキャリパ１は一対のアーム４ａ、４ｂ（アーム４ｂは図示せず）を備える。これらのアーム４ａ、４ｂは略水平方向に延び出すとともに、先端側に設けた制輪子支持部６においてブレーキディスク７を両側から挟み込む。これらの制輪子支持部６に、それぞれ制輪子５が、制輪子ガイド８を介して支持されている。
【０００５】
アーム４ａ側の制輪子支持部６には一対のピストン１０が並列に内蔵される。これらのピストン１０は、先端が制輪子ガイド８に当接しており、アーム４ａに配設された油圧導入口１１を通じて油圧の供給を受けてブレーキディスク７側に伸び出すことにより、制輪子５をブレーキディスク７側に押し付ける。この場合、ブレーキキャリパ１は案内ピン２Ａ、２Ｂに沿って図６の紙面に直交する方向（図７の左右方向）に移動できるようになっているので、一対の制輪子５は両側からブレーキディスク７を挟み込み、このとき生じる摩擦力によりブレーキディスク７が制動される。
【０００６】
制輪子５は、ブレーキディスク７と当接するライニング５Ａと、このライニング５Ａの背面にリベットで固定された裏板５Ｂから構成される。この裏板５Ｂが、制輪子ガイド８に形成されたアリ溝に、図６、図７の上下方向から嵌まり込むようになっている。さらに、この裏板５Ｂは、上下一対のトルク受けピン９の間に挟み込まれ、アリ溝からの抜け落ちが防止される。このようにして、制輪子５は制輪子支持部６に固定されている。
【０００７】
トルク受けピン９は、制動トルクを受けるための部材であり、トルク受けピン本体１２と、筒状のスリーブ１３とから構成される。そして、トルク受けピン本体１２は、スリーブ１３内に摺動自在に収容されている。
【０００８】
このスリーブ１３は、制輪子支持部６の上下に一対のボルト１４で固定される受け部材１５に一体に固定されている。なお、これらのボルト１４は、からげ線２２により回り止めされている。また、トルク受けピン本体１２とスリーブ１３の間の隙間は、ブーツ２３により閉鎖されている。
【０００９】
スリーブ１３から抜け出したトルク受けピン本体１２の先端は、ライニング５Ａの背面に当接する。また、このトルク受けピン本体１２の先端部側は、制輪子ガイド８に形成された嵌合穴８Ａ、８Ｂに嵌合して制輪子ガイド８に対して固定されるとともに、嵌合穴８Ａ、８Ｂから抜け出した部分は、背板５Ｂを上下から挟み込むようになっている。なお、下側の嵌合穴８Ｂの下方は切り欠かれており、下側の受け部材１５を取り外したときには、トルク受ピン本体１２も制輪子ガイド８の下方に取り外せるようになっている。
【００１０】
また、このディスクブレーキ装置においては、トルク受けピン９（トルク受けピン本体１２およびスリーブ１３）は、ライニング５Ａの摩耗分を補償するアジャスタ機構としても機能する。
【００１１】
このアジャスタ機構について説明すると、トルク受けピン本体１２の中心軸上を貫通する中空部１２Ａには、アジャスタピストン１６が収容されている。このアジャスタピストン１６の中心軸上の貫通穴には、アジャスタピン１７が収容される。このアジャスタピン１７は、スリーブ１３の基端側（ブレーキディスク７と反対側）を塞ぐ底部材１９に固定されている。また、アジャスタピン１７とアジャスタピストン１６は、これらの間に介装された摩擦部材（フリクションスプリング）１８によって、常態では動かないようになっている。
【００１２】
トルク受けピン本体１２は、制動時に制輪子ガイド８がピストン１０によりブレーキディスク７側に押し出されると、制輪子ガイド８とともに、スリーブ１３に対してブレーキディスク７側に伸び出して行く。この場合、トルク受けピン本体１２は、基端側のリング部材２０がアジャスタピストン１６外周に形成された段部１６Ｂに当接するところまでストロークする。
【００１３】
また、アジャスタピストン１６先端のフランジ１６Ａと、スリーブ１３基端側に固定されたリング部材２０の間には、スプリング２１が介装されており、このスプリング２１が、トルク受けピン本体１２を基端側（図７に右側）に引き戻すリターンスプリングとして作用するようになっている。
【００１４】
このような構成において、制動動作によりライニング５Ａが擦り減ったときには、制動時において、トルク受けピン本体１２はリング部材２０が段部１６Ｂに当接するところよりライニング５Ａの摩耗分だけ余剰にストロークする。この余剰ストローク分だけ、アジャスタピストン１６がアジャスタピン１７に対して動くことになるが、摩擦部材１８は、アジャスタピストン１６がアジャスタピン１７の相対移動した先の位置で、これらの相対位置が一定となるように作用する。
【００１５】
これにより、アジャスタピストン１６（トルク受けピン本体１２）は、ライニング５Ａの摩耗分だけ初期位置を前進させて行くので、制動時におけるトルク受けピン本体１２（ピストン１０）のストロークは、一定ストロークに保たれることになる。
【００１６】
なお、図６、図７には、アーム４ａ側のみを示し、アーム４ｂ側は図示していないが、アーム４ａ側にのみピストン１０およびアジャスタ機構が備えられていること以外、アーム４ａと４ｂは略共通の構成であり、特に、制輪子５の取り付け構造においては同様である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のディスクブレーキ装置において制輪子５の着脱作業を行うときには、前述したように、下側の受け部材１５を取り外して、制輪子５（裏板５Ｂ）を制輪子ガイド８のアリ溝に沿って引き出し、また嵌め込む必要がある。
【００１８】
しかしながら、受け部材１５を取り外すためには、まずボルト１４の回り止めをしているからげ線２２を取り外し、さらに２本のボルト１４を外す面倒な作業が必要となり、作業効率が悪く、作業時間の増大の原因となっていた。
【００１９】
また、受け部材１５を外したときに落下してしまわないように、受け部材１５を支持する落下防止機構が必要となり、これは、部品点数によるコストアップおよび重量アップの原因となっていた。
【００２０】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、制輪子の着脱作業が容易であり、またコストダウンおよび軽量化を図り得るディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ブレーキディスクの両側に配置される制輪子支持部と、これらの制輪子支持部のそれぞれに支持される制輪子とを備え、前記制輪子を前記制輪子支持部に取り付けられた制輪子ガイドに設けられたアリ溝に嵌め込むとともに、このアリ溝に収容された制輪子をアリ溝の両側から挟み込んで支持するトルク受け部材を備えたディスクブレーキ装置において、前記アリ溝の両端部における少なくとも片側に設けられる前記トルク受け部材は円柱状のトルク受けピンであり、このトルク受けピンを前記制輪子支持部に形成されたトルク受け部材支持部に回転可能かつ前記ブレーキディスクと反対方向に後退可能に支持するとともに、前記制輪子の裏板の端部にこのトルク受けピンの一端が嵌合する半円形の切り欠きを形成し、この切り欠きの縁に前記制輪子側を向いて窪む係合段部を形成し、前記トルク受けピンにその回転軸と直交する一方向に延び出した係合突起部を形成し、前記係合段部にこの係合突起部を係合させることによって前記トルク受けピンに対して前記制輪子が前記ブレーキディスクの方向に変位することを係止する係止手段を構成し、この係止手段による係止を前記トルク受けピンの回転により解除可能とする一方、前記トルク受けピンの回転位置を固定する回転固定手段を備え、前記トルク受けピンは制動時に前記係合突起部が前記係合段部に引っ張られてその軸方向に伸張するアジャスタ機構を備え、このアジャスタ機構によって前記制輪子の摩耗分を補償するように前記制輪子の初期位置を調整する。
【００２４】
第２の発明は、前記トルク受け部材支持部は前記制輪子支持部に形成された支持穴であるとともに、前記回転固定手段は、この支持穴側方から前記トルク受け部材に嵌合する回り止めピンである。
【００２５】
第３の発明は、前記回り止めピンは前記支持穴の両側に一対で設けられるとともに、これらの回り止めピンを両側から押さえ込んで回り止めピンの離脱を防止する押さえ込み手段を備えた。
【００２６】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、通常、制輪子は一対のトルク受け部材の間に支持されているが、このトルク受け部材の回転位置は回転固定手段により禁止されているので、係止手段によるトルク受け部材への制輪子の係止は解除されず、制輪子がアリ溝から外れてしまうことはない。一方、制輪子の着脱作業を行うときには、回転固定手段を解除すれば、トルク受け部材を回転させて係止手段による係止を解除でき、トルク受け部材を後退させることができるので、このトルク受け部材がなくなった側から制輪子をアリ溝に沿って引き出したり嵌め込んだりすることができる。また、この場合、トルク受け部材はトルク受け部材支持部に直接支持されているので、トルク受け部材の着脱作業時にトルク受け部材およびトルク受け部材を支持するための他の部材が落下する恐れはない。したがって、制輪子の着脱作業は極めて容易かつ迅速に行うことができる。
【００２７】
そして、トルク受けピンに備えられるアジャスタ機構は、制動時に係合突起部が係合段部に引っ張られてトルク受けピンを軸方向に伸張させることによって制輪子の初期位置を調整し、制輪子の摩耗分を補償する。
また、係止手段はトルク受け部材および制輪子裏板に係合部を加工するだけで形成できるので、簡素な加工で構成できる。
【００２８】
第２の発明では、トルク受け部材は支持穴に収容され、回り止めピンによりその回転位置が固定される構造となっているので、制輪子の着脱作業は、回り止めピンを外してトルク受け部材を支持穴内で後退させるだけででき、極めて容易かつ迅速に行うことができる。また、トルク受け部材支持のための部材は極めて少なくて済み、部品点数の削減によるディスクブレーキ装置の軽量化およびコストダウンを図ることができる。
【００２９】
第３の発明では、押さえ込み手段により回り止めピンの離脱が防止できる一方、回り止めピンは押さえ込み手段を解除すれば容易に外すことができるので、作業が効率化できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１、図２には、本発明の実施の形態のディスクブレーキ装置を示す。なお、本実施の形態においては、ディスクブレーキ装置の基本的構成は、図６、図７に示した従来のディスクブレーキ装置と同様であるから、以下の説明では、図６、図７に示した従来のディスクブレーキ装置との相違点を中心に説明する。
【００３２】
図示されるように、本実施の形態のディスクブレーキ装置においては、トルク受けピン９のスリーブ１３は、制輪子支持部６を貫通して形成された支持穴６Ａ内に収容されている。これにより、トルク受けピン９（スリーブ１３およびトルク受けピン本体１２）は、従来のような受け部材１５（図６、図７参照）を介してではなく、直接、制輪子支持部６に支持される。
【００３３】
この場合、スリーブ１３は支持穴６Ａ内で摺動自在かつ回転自在となっているが、スリーブ１３の基端部３０は、側方から一対の回り止めピン３１Ａ、３１Ｂで制輪子支持部６に固定できる。これにより、これらの回り止めピン３１Ａ、３１Ｂによる固定時には、スリーブ１３の摺動および回転が禁止されるようになっている。
【００３４】
また、スリーブ１３とトルク受けピン本体１２は、キー２９を介して回転方向に固定されているので、スリーブ１３とトルク受けピン本体１２は一体に回転するようになっている。
【００３５】
一対の回り止めピン３１Ａ、３１Ｂは、スリーブ基端部３０の回りで１８０度隔たって相対する位置に配置されるとともに、これらの間には、図示されない固定用バネ部材が架け渡される。このバネ部材は、例えばスリーブ基端部３０を半周取り囲むようなＣ字型をしたもので、回り止めピン３１Ａ、３１Ｂの頭部をスリーブ基端部３０の両側から挟むように押さえ込んで、回り止めピン３１Ａ、３１Ｂの抜け出しを防止している。
【００３６】
上下のトルク受けピン本体１２は、先端側で制輪子５の裏板５Ｂを挟み込む。この裏板５Ｂの端部には、図３、図４に示すように、略半円形の切り欠き３２が形成されており、トルク受けピン本体１２先端部は、この切り欠き３２に上方および下方から嵌まり込む。また、この切り欠き３２の縁に沿っては、ライニング５Ａ側（図２の左側）を向く係合段部３３が形成されている。
【００３７】
図５に示すように、この係合段部３３には、トルク受けピン本体１２先端に形成された係合突起部３４が係合する。この係合により、裏板５Ｂはトルク受けピン本体１２の先端部に挟み込まれた状態から、ブレーキディスク７側に抜け落ちないようになっている。
【００３８】
係合突起部３４は、トルク受けピン本体１２の先端面付近を一外周方向に延び出させたもので、トルク受けピン本体１２の回転角度に応じて係合段部３３に対して係脱する。具体的には、図５に示した係合状態からトルク受けピン本体１２を回転させて行くと、係合突起部３４は係合段部３３の上を滑って行き、略１８０度回転させたところで係合段部３３との係合が外れるようになっている。
【００３９】
なお、前述したように、トルク受けピン本体１２はキー２９によりスリーブ１３を一体に回転するようになっているので、スリーブ１３をピン３１Ａ、３２Ｂにより回転不能としておけば、トルク受けピン本体１２が回転して係合突起部３４は係合段部３３の係合が外れてしまうことはない。
【００４０】
また、この係合突起部３４の形状は特に限定されるものではなく、図５の楕円形状のように、トルク受けピン本体１２の回転動作により係合段部３３に対して係脱するものであればよい。
【００４１】
なお、本実施の形態においても、トルク受けピン９（トルク受けピン本体１２およびスリーブ１３）は、図６、図７に示した従来例と同様に、ライニング５Ａの摩耗分を補償するアジャスタ機構としても機能するものである。
【００４２】
つぎに作用を説明する。
【００４３】
ディスクブレーキ装置においては、制輪子５のライニング５Ａとブレーキディスク７との摩擦により制動トルクが発生する。この制輪子５は、ブレーキキャリパ１の制輪子支持部６に支持されている。詳しくは、制輪子５の裏板５Ｂを、制輪子ガイド８のアリ溝に上下方向に嵌め込むとともに、この裏板５Ｂを上下から一対のトルク受けピン９（トルク受けピン本体１２およびスリーブ１３）で挟み込むことにより、裏板５Ｂのアリ溝からの離脱を防止している。
【００４４】
この場合、裏板５Ｂ両端部の切り欠き３２にトルク受けピン本体１２が嵌合しており、この切り欠き３２の縁に形成された係合段部３３には、ブレーキディスク７側（図２の左側）から、トルク受けピン本体１２先端の係合突起部３４が係合している。この係合により、裏板５Ａはブレーキディスク７側に抜け落ちてしまうことはなく押さえられ、制輪子５は上下一対のトルク受けピン本体１２の間に確実に保持される。
【００４５】
一方、制輪子５を取り外すときには、スリーブ１３の基端部３０を制輪子支持部６に固定しているピン３１Ａ、３１Ｂを取り外し、トルク受けピン９を１８０度回転させることにより、トルク受けピン本体１２先端の係合突起部３４と、裏板５Ｂの係合段部３３との係合を外す。さらに、トルク受けピン９（スリーブ１３）を、基端側が支持穴６Ａから後方（図２の右方向）に抜け出るように後退させ、トルク受けピン本体１２を裏板５Ｂの下方から退去させる。これにより、下方に支持を失った裏板５Ａは、制輪子ガイド８のアリ溝に沿って下方に抜け出し、制輪子５の取り外し作業を行うことができる。
【００４６】
また、制輪子５の取り付け作業を行うときには、同様にトルク受けピン本体１２が後退した状態で、裏板５Ａを下方から制輪子ガイド８のアリ溝に嵌め込む。その後、トルク受けピン本体１２を前進させて裏板５Ａを下方から支持するとともに、１８０度回転させて係合突起部３４と係合段部３３とを係合させ、ここでスリーブ１３を回り止めピン３１Ａ、３１Ｂで固定するようにすればよい。
【００４７】
このように本発明によれば、制輪子５の着脱作業においては、下側のスリーブ１３を固定する回り止めピン３１Ａ、３１Ｂを取り外した後、トルク受けピン本体１２を回転させて係合突起部３４と係合段部３３の係合を外し、トルク受けピン９を支持穴６Ａに沿って後退させるだけで、トルク受けピン本体１２は裏板５Ｂの下方から極めて容易に退去させることができ、裏板５Ｂを制輪子ガイド８のアリ溝に沿って容易に嵌め込んだり取り外したりすることができる。また、この場合、回り止めピン３１Ａ、３１Ｂは、固定用のバネ部材を取り外せば容易に取り外すことができる。
【００４８】
したがって、本発明では、制輪子５の着脱作業において、ボルトやからげ線を外すような面倒な作業は一切必要ない。また、トルク受けピン９は制輪子支持部６の支持穴６Ａに支持されているので、着脱作業中にトルク受けピン９やその支持部材（例えば図６、図７の受け部材１５）が落下してしまう恐れもない。よって、制輪子５の着脱作業は極めて容易かつ迅速に行い得る。
【００４９】
また、トルク受けピン９支持のための部材（例えば、図６、図７の受け部材１５、ボルト１４、からげ線２２）が一切不要となり、部品点数の削減によるディスクブレーキ装置の軽量化およびコストダウンを図ることができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、制輪子支持構造を制輪子支持部６の上下で同様のものとしたが、本発明の制輪子支持構造は、制輪子支持部６の上下の少なくとも一方（下側）に備えられればよく、例えば、他方（上側）の構造を、図６、図７に示した従来構造のように受け部材１５を持つ構造にしてもよい。
【００５１】
また、トルク受けピン９は本実施の形態のようにアジャスト機能を持ったものである必要はなく、単純なピン型のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す側面図である。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同じく制輪子の裏板を示す正面図である。
【図４】同じく側面図である。
【図５】同じく裏板の係合段部にトルク受けピンの係合突起部が係合した様子を示す正面図である。
【図６】従来のディスクブレーキ装置を示す側面図である。
【図７】同じく図６のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１ブレーキキャリパ
２Ａ案内ピン
２Ｂ案内ピン
３支持部
４ａアーム
５制輪子
６制輪子支持部
７ブレーキディスク
８制輪子ガイド
９トルク受けピン
１０ピストン
１１油圧導入孔
１２トルク受けピン本体
１３スリーブ
２９キー
３０スリーブ基端部
３１Ａ回り止めピン
３１Ｂ回り止めピン
３２切り欠き
３３係合段部
３４係合突起部

Claims

ブレーキディスクの両側に配置される制輪子支持部と、これらの制輪子支持部のそれぞれに支持される制輪子とを備え、前記制輪子を前記制輪子支持部に取り付けられた制輪子ガイドに設けられたアリ溝に嵌め込むとともに、このアリ溝に収容された制輪子をアリ溝の両側から挟み込んで支持するトルク受け部材を備えたディスクブレーキ装置において、前記アリ溝の両端部における少なくとも片側に設けられる前記トルク受け部材は円柱状のトルク受けピンであり、このトルク受けピンを前記制輪子支持部に形成されたトルク受け部材支持部に回転可能かつ前記ブレーキディスクと反対方向に後退可能に支持するとともに、前記制輪子の裏板の端部にこのトルク受けピンの一端が嵌合する半円形の切り欠きを形成し、この切り欠きの縁に前記制輪子側を向いて窪む係合段部を形成し、前記トルク受けピンにその回転軸と直交する一方向に延び出した係合突起部を形成し、前記係合段部にこの係合突起部を係合させることによって前記トルク受けピンに対して前記制輪子が前記ブレーキディスクの方向に変位することを係止する係止手段を構成し、この係止手段による係止を前記トルク受けピンの回転により解除可能とする一方、前記トルク受けピンの回転位置を固定する回転固定手段を備え、前記トルク受けピンは制動時に前記係合突起部が前記係合段部に引っ張られてその軸方向に伸張するアジャスタ機構を備え、このアジャスタ機構によって前記制輪子の摩耗分を補償するように前記制輪子の初期位置を調整することを特徴とするディスクブレーキ装置。
前記トルク受け部材支持部は前記制輪子支持部に形成された支持穴であるとともに、前記回転固定手段は、この支持穴側方から前記トルク受けピンに嵌合する回り止めピンであることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
前記回り止めピンは前記支持穴の両側に一対で設けられるとともに、これらの回り止めピンを両側から押さえ込んで回り止めピンの離脱を防止する押さえ込み手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載のディスクブレーキ装置。