JP4206275B2 - 鉄道車両用ディスクブレーキ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄道車両に装備されるブレーキキャリパのパッド引き摺り防止機構を備えたディスクブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両用ブレーキキャリパ（ディスクブレーキ）は、特開平１１−２３０２０２号（特許文献１）に開示されているものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３０２０２号公報（図１）
【０００４】
図７は上記特許文献１に記載されている従来公知の鉄道車両用ディスクブレーキの側面図、図８は図７中のＡ−Ａ断面図で、ブレーキ加圧時の状態を示している。
図において、全体を符号１００で示す鉄道車両用ディスクブレーキはキャリパブレーキ本体１０１を有し、キャリパブレーキ本体１０１は車輪１０２を挾んで対向する２本のアームを有する形状をしており、取付部１０３を介して鉄道車両の台車に取り付けられる。なお、キャリパブレーキ本体の全体構造は従来公知であり、ここでの詳細な構成説明は省略する。
【０００５】
各アームには、図８に示すようにシリンダボディ１０４が設けられ、シリンダボディ１０４にはシリンダ１０５と、このシリンダに連続して形成した大径段部１０５Ａを備え、それぞれのシリンダ１０５内にはピストンホルダ１０６を介してピストン１０７が摺動自在に挿入されている。なお、前記二個のシリンダ、ピストンは同じ構成からなるため、ここでは図中上方のシリンダの構成を説明する。
シリンダ１０５内に配置したピストンホルダ１０６は外周にスプリング座を兼ねた突起１０６ａが形成され、その突起１０６ａがシリンダボディ１０４に形成した大径段部１０５Ａ内に収納されている。そして前記大径段部１０５Ａ内周面にはスプリング座を兼ねたＣ形止輪１０８が取り付けられ、ピストンホルダ１０６の外周に形成した突起１０６ａとＣ形止輪１０８との間にはスプリング１０９が配置されている。このピストンホルダ１０６はスプリング１０９の付勢力により、非制動時においては、ピストンホルダの突起１０６ａが大径段部１０５Ａに当接する位置まで移動してプレーキパッドとロータとの間にクリアランスを生じ、またブレーキ加圧時にはピストンホルダ１０６の突起１０６ａがスプリング１０９を撓めて図示位置まで移動し、プレーキパッドをロータに押しつける構成となっている。また、ピストンホルダ１０６の外周とシリンダ１０５と間にはシール機能を果たすシール部材１１０がシリンダ内周側に配置されている。
【０００６】
ピストンホルダ１０６内に収納するピストン１０７は、第１のピストン部材１０７ａ内に第２のピストン部材１０７ｂが嵌合される構造を有し、第１のピストン部材１０７ａと第２のピストン部材１０７ｂの間には、ボール１１１が組み込まれている。また、ピストンホルダ１０６内に嵌合する第１のピストン部材１０７ａとピストンホルダ１０６との間には締めつけシール１２０がピストンホルダ１０６の内周側に設けられ、さらに第１のピストン部材１０７ａと第２のピストン部材１０７ｂとの間にはシール部材１２１が配置されている。第２のピストン部材１０７ｂとシリンダボディ１０４の間にはダストの侵入を防止するためにゴム製のピストンブーツ１１２が配設されている。
【０００７】
第２のピストン部材１０７ｂの先端には、比較的小径寸法の断熱部材１１３が第２のピストン部材１０７ｂに一体にモールド成形される。第２のピストン部材１０７ｂの先端に設けられた断熱部材１１３は、制輪子側の補強板１１４に当接するように配置され、この補強板１１４にガイドプレート１１５が溶接固定されている。ガイドプレート１１５にはプレッシャープレート１１６、ブレーキパッド１１７が取り付けられ、断熱部材１１３が前記補強板１１４、ガイドプレート１１５、プレッシャプレート１１６、ブレーキパッド１１７等からなる制輪子１１８を押し出す構造となっている。
補強板１１４の中央部には絞り出し部１１４ａがプレス加工により形成されており、絞り出し部１１４ａは、補強板１１４のシリンダボディ１０４側へ膨出するものであって、補強板１１４の曲げ剛性を向上する機能を有する。
【０００８】
上記構成からなるブレーキ装置において、ブレーキ加圧時には、対向して配設されているシリンダ１０５内に液圧が供給されると、締めつけシール１２０の締めつけ力によって連結されたピストンホルダ１０６と第１のピストン１０７ａさらに第２のピストン１０７ｂがスプリング１０９を撓めて前進し（図８に示す状態となる）、第２のピストン部材１０７ｂ、断熱部材１１３を介してブレーキパッド１１７を車輪に設けたロータに押圧して制動をかける。
【０００９】
また磨耗等によりブレーキパッド１１７がロータに接しない場合には、締めつけシール１２０の締めつけ力に抗して第１、第２ピストン１０７ａ、１０７ｂがさらに前進し、第２のピストン１０７ｂに内蔵された断熱部材１１３がロータに対しブレキーパッド１１７を押圧する。なお第１のピストン部材１０７ａと第２のピストン部材１０７ｂとの間にボール１１１を配置することによって、ロータおよびブレーキパッドの挙動に対して第１のピストン部材１０７ａが追従可能となっている。
制動解除時には、第１、第２のピストン部材からなるピストン１０７とピストンホルダ１０６はともにスプリングの付勢力によってロータから離れる方向に、ピストンホルダ１０６の突起１０６ａが大径段部１０５Ａに当接する位置まで移動してプレーキパッドとロータとの間にクリアランスを生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように従来の鉄道車両用ブレーキキャリパでは、ブレーキパッドとロータとの間のクリアランスを設定するためのピストンの戻し機構がシリンダ内に一体として内蔵されていた。具体的には、スプリングが大径段部１０５Ａ内周面に設けたＣ形止輪と、ピストンホルダの外周に形成した突出部との間に配置される構成となっていたため、ロータの軸方向の寸法上の制約からストロークの多いスプリングを配置することができず、制動力解除時に、締め付けシールの摩擦力によってピストンホルダと共に後退するピストン１０７の後退ストローク、即ちブレーキパッドとロータとのクリアランスを大きく確保することが難しかった。このため、ブレーキパッドに反りが発生しそのクリアランスにブレーキパッドが収まらない場合には、非制動時でも接触状態となり所謂引き摺り現象によるエネルギーロスを生じることが多かった。
【００１１】
そこで、本発明は、同シリンダボディに形成したシリンダ内にロータ軸方向に摺動可能に第１の円筒体（ピストンホルダ）を摺動自在に配置し、さらに、第１の円筒体の外周にロータに近づく方向の移動を規制されるとともにロータ軸方向に延びる第２の円筒体（スプリングホルダ）を配置し、前記第１の円筒体と前記第２の円筒体との間でかつ前記第２の円筒体のロータ軸方向に延びる円筒部に長いストロークのスプリングを配置し、このスプリングの押し力によって所定の範囲でロータ軸方向に第１の円筒体が移動可能に構成した鉄道車両用ブレーキキャリパのパッド引き摺り防止機構を提供することにより、上記問題点を解決することを目的とする。
本発明では、ストロークの長いスプリングを第１の円筒体の外周に設けたロータ軸方向に延びる第２の円筒体（スプリングホルダ）内に配置することにより、ブレーキ開放時に生じるブレーキパッドとロータとの間のクリアランスを大きくとることができ、非制動時にブレーキパッドがロータから離れる方向に付勢されるため、所謂引き摺り現象によるエネルギーロスをなくすことができる。
【００１２】
このため本発明が採用した技術解決手段は、
車輸と共に回転するディスクを跨ぐキャリパと、前記キャリパに設けられたシリンダ内に装着されるピストンにより前記デイスクに押圧される制輪子とを備えてなる鉄道車両用デイスクブレーキにおいて、前記ピストンと前記シリンダとの間でシール部材を介して嵌め合うと共に前記デイスクの軸方向へ摺動可能な第１の円筒体と、その取付部から前記ディスクに近づく方向に延びると共に前記ディスクに近づく移動を規制される第２の円筒体とを有し、前記第１の円筒体は径方向外方へ突出する第１の突出部を有し、前記第２の円筒体はディスク側の端部に径方向内方へ突出する第２の突出部を有し、これらの第１の突出部と第２の突出部との間にスプリングを掛け渡してなり、制動時、前記第１の円筒体が前記第２の円筒体に突き当たってその前進を停止することにより前記スプリングの圧縮を規制することを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキである。
また、前記第１の突出部は、前記第１の円筒体のデイスク軸方向中問部に設けられていることを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキである。
また、前記スプリングの圧縮時におけるデイスク軸方向の長さは、前記第２の円筒体によって規制されることを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキである。
【００１３】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る実施形態を説明すると、図１は本発明に係る鉄道車両用ディスクレーキ装置の側面図、図２は図１中のＡ−Ａ断面図、図３は図１中のＢ−Ｂ断面図であり、図２、図３はいずれもブレーキ加圧状態を示している。また、図４は非ブレーキ状態の説明図、図５はブレーキ加圧状態の説明図である。
図において、符号１００で示す鉄道車両用ディスクブレーキ装置はキャリパブレーキ本体１を有し、キャリパブレーキ本体１は車輪２を挾んで対向する２本のアームを有する形状をしており、取付部３を介して鉄道車両の台車に取り付けられる。前記各アームにはシリンダボディ４が設けられ、シリンダボディ４には二個のシリンダ５が形成されており、さらにこのシリンダ５のロータ側に連続してシリンダよりも大径部５Ａが形成されている。そして各シリンダ５内にはそれぞれ第１の円筒体（以下ピストンホルダという）６が配置され、このピストンホルダ６にピストン７が配置されている。また、ピストンホルダ６はシリンダ５内で摺動自在に、またピストン７はピストンホルダ６内で摺動自在に配置されていることは前記従来例で説明したものと同様である。
【００１４】
シリンダ５内に配置したピストンホルダ６の外周には、スプリング座を兼ねた突出部（第１の突出部）６ａが形成されており、その突出部６ａが前記大径部５Ａ内に収納されるようになっている。また、大径部５Ａの内周面には前記スプリングホルダのロータ方向への移動を規制するための規制部材（２個のＣ型止輪）９が設けられており、この規制部材９によって、後述する第２の円筒体（以下スプリングホルダという）８が大径部５Ａ内から脱落することを防止している。そしてこの規制部材の取り付け位置により、前記ピストンホルダ６が大径部５Ａ内で軸方向に移動する際の移動量（図２中の間隙Ｓ）が決定される。なお、ピストンホルダ６の軸方向の移動量が図４に示すブレーキパッドとロータとのクリアランスＣと同じとなる。また、ピストンホルダ６の外周とシリンダ５と間にはシール機能を果たすシール部材１０がシリンダ５内周側に配置されている。
【００１５】
スプリングホルダ８は全体形状が断面ハット形をしており、ハット形の中央部（頂部）にはハットの内側から前記ピストンホルダ６が貫通する孔が形成されている。そして、スプリングホルダ８の前記孔の周囲がスプリングの係合部（第２の突出部）８ａとして、また、ハットの鍔８ｂ部分（拡径部）が前記規制部材９と当接する当接部として構成されている。前記スプリングホルダ８の内側はスプリング１１を収納するスプリング収納部として構成されており、このスプリング収納部の長さ（ハットの深さ）は、ストロークの長いスプリング１１を収納できる深さとしてある。そして、前記ピストンホルダ６の突出部６ａと前記スプリングホルダ８のスプリング係合部８ａとの間にスプリング１１が配置される。スプリング１１は図６に示すように板ばねをコイルスプリング状に巻き上げたもの（スクロウエブスプリング）を採用しているが、通常のコイルスプリング、その他同様の機能を奏する種々のスプリングを使用することもできる。
【００１６】
ピストンホルダ６は、非制動時にはスプリング１１の付勢力により図４に示すように、ピストンホルダ６の突出部６ａが大径部５Ａに当接する状態（言い換えるとブレーキパッドとロータとの間に図４に示すようにクリアランスＣを確保した状態）となっており、ブレーキ加圧時には図５に示すようにピストンホルダ６がスプリング１１を撓めて前述のクリアランスＣを埋めるように移動し、ブレーキが作動する。
【００１７】
ピストンホルダ６内に収納するピストン７は、第１のピストン部材７ａ内に第２のピストン部材７ｂが嵌合される構造を有し、第１のピストン部材７ａと第２のピストン部材７ｂの間には、ボール１２が組み込まれる。また、ピストンホルダ６内に嵌合する第１のピストン部材７ａとピストンホルダ６との間のピストンホルダ６側内周には締めつけシール１３が配置され、さらに第１のピストン部材７ａと第２のピストン部材７ｂとの間にはシール部材１４が配置されている。第２のピストン部材７ｂとシリンダボディ４の間にはゴム製のピストンブーツ１５が配設されて、ダストの侵入を防止している。第２のピストン部材７ｂの先端には、断熱部材１６が取り付けられており、断熱部材１６の表面は湾曲状に形成されている。第２のピストン部材７ｂの先端に設けられた断熱部材１６は、ガイドプレート１７を介して制輪子を押し出す構造が採用されており、断熱部材１６が前記ガイドプレート１７とプレッシャプレート１８、ブレーキパッド１９等からなる制輪子を押し出す構造となっている。なお、前記制輪子は図示せぬアンカピンによりキャリパブレーキ本体に摺動自在に取り付けられている。
【００１８】
上記構成からなるブレーキ装置において、ブレーキ加圧時には、対向して配設されているシリンダ５内に液圧が供給されると、締め付けシール１３の締めつけ力によって連結されたピストンホルダ６と第１のピストン７ａはスプリング１１を撓めて前進する。そしてピストンホルダ６がスプリングホルダ８に突き当たるとその前進を停止し、また、ブレーキパッドが車輪に設けたロータを押圧して制動をかける（図５を参照）。なお、この時スプリング１１に加わる軸力はスプリング１１を必要以上に圧縮しないようになっている。
【００１９】
また磨耗等によりブレーキパッドがロータに接しない場合には、締め付けシール１３の締めつけ力に抗してピストン７のみがさらに前進し、第２のピストン７に内蔵された断熱部材１６はロータに対しブレキーパッド１９を押圧する。なお第１のピストン部材７ａと第２のピストン部材７ｂとの間にボール１２を配置することによって、ロータおよびブレーキパッド１９の挙動に対して第１のピストン部材７ａが追従可能となっている。
制動解除時には、第１、第２のピストン部材７ａ、７ｂからなるピストン７とピストンホルダ６はともにスプリング１１の付勢力によってロータから離れる方向に移動し、ピストンホルダ６の突出部６ａと大径部５Ａとが当接する初期状態（図４参照）に復帰する。この時、ブレーキパッドとロータとの間に広いクリアランスＣを確保することができる。
【００２０】
このように、本発明では、ロータ軸方向に延びるスプリングホルダ８と、シリンダボディ４に対しロータ軸方向摺動可能に取り付けられたピストンホルダ６との間にスプリングを配置し、このスプリングの押し力によって所定の範囲でロータ軸方向に移動可能なピストンホルダ６を有する構成としたことにより、スプリング１１を長いストロークのスプリングとすることができ、ブレーキパッドとロータとの間の広いクリアランスＣをとることができる。したがって、パッドが変形しても、クリアランスＣがひろいため、充分にパッドの変形分を吸収でき、鉄道車両用ブレーキキャリパのパッド引き摺りを確実に防止することができる。
本発明では、ストロークの長いスプリング１１をロータ軸方向に延びるスプリングホルダ８内に収納したため、ピストンホルダ６の突出部６ａと大径部５Ａとの間隙Ｓを大きくとることができ、またスプリング１１によりブレーキパッドがロータから離れる方向に付勢されるため、非制動時におけるクリアランスＣが大きくなり所謂引き摺り現象によるエネルギーロスをなくすことができる。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、シリンダボディに対し規制部材によってロータ軸方向への移動量が規制されるととも、ロータ軸方向に延びるスプリング収納部を有するスプリングホルダと、スプリングホルダを貫通し、かつ、シリンダボディに対しロータ軸方向に摺動可能に取り付けたピストンホルダとの間に長いストロークのスプリングを配置することが出来、このスプリングの押し力によって所定の範囲でロータ軸方向にピストンホルダを付勢する構成となっているため、ブレーキ減圧時に、摩擦部材とガイドプレートとの間のクリアランスを大きくとることができ、所謂引き摺り現象によるエネルギーロスをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄道車両用ディスクブレーキ装置の側面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ断面図であり、ブレーキ加圧状態を示している。
【図３】図１中のＢ−Ｂ断面図であり、ブレーキ加圧状態を示している。
【図４】図４は非ブレーキ状態の説明図である。
【図５】ブレーキ加圧状態の説明図である
【図６】スプリング１１の斜視図である。
【図７】従来公知の鉄道車両用ディスクブレーキの側面図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ断面図であり、ブレーキ加圧時の状態を示している。
【符号の説明】
１ キャリパブレーキ本体
２ 車輪
３ 取付部
４ シリンダボディ
５ シリンダ
５Ａ 大径部
６ 第１の円筒体（ピストンホルダ）
６ａ 第１の突出部
７ ピストン
７ａ 第１のピストン
７ｂ 第２のピストン
８ 第２の円筒体（スプリングホルダ）
８ａ スプリング係合部（第２の突出部）
８ｂ 拡径部（鍔）
９ 規制部材（Ｃ形止輪）
１０ シール部材
１１ スプリング
１２ ボール
１３ シール
１５ ピストンブーツ
１６ 断熱部材
１７ ガイドプレート
１８ プレッシャープレート
１９ ブレーキパッド
１００ ディスクブレーキ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄道車両に装備されるブレーキキャリパのパッド引き摺り防止機構を備えたディスクブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両用ブレーキキャリパ（ディスクブレーキ）は、特開平１１−２３０２０２号（特許文献１）に開示されているものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３０２０２号公報（図１）
【０００４】
図７は上記特許文献１に記載されている従来公知の鉄道車両用ディスクブレーキの側面図、図８は図７中のＡ−Ａ断面図で、ブレーキ加圧時の状態を示している。
図において、全体を符号１００で示す鉄道車両用ディスクブレーキはキャリパブレーキ本体１０１を有し、キャリパブレーキ本体１０１は車輪１０２を挾んで対向する２本のアームを有する形状をしており、取付部１０３を介して鉄道車両の台車に取り付けられる。なお、キャリパブレーキ本体の全体構造は従来公知であり、ここでの詳細な構成説明は省略する。
【０００５】
各アームには、図８に示すようにシリンダボディ１０４が設けられ、シリンダボディ１０４にはシリンダ１０５と、このシリンダに連続して形成した大径段部１０５Ａを備え、それぞれのシリンダ１０５内にはピストンホルダ１０６を介してピストン１０７が摺動自在に挿入されている。なお、前記二個のシリンダ、ピストンは同じ構成からなるため、ここでは図中上方のシリンダの構成を説明する。
シリンダ１０５内に配置したピストンホルダ１０６は外周にスプリング座を兼ねた突起１０６ａが形成され、その突起１０６ａがシリンダボディ１０４に形成した大径段部１０５Ａ内に収納されている。そして前記大径段部１０５Ａ内周面にはスプリング座を兼ねたＣ形止輪１０８が取り付けられ、ピストンホルダ１０６の外周に形成した突起１０６ａとＣ形止輪１０８との間にはスプリング１０９が配置されている。このピストンホルダ１０６はスプリング１０９の付勢力により、非制動時においては、ピストンホルダの突起１０６ａが大径段部１０５Ａに当接する位置まで移動してプレーキパッドとロータとの間にクリアランスを生じ、またブレーキ加圧時にはピストンホルダ１０６の突起１０６ａがスプリング１０９を撓めて図示位置まで移動し、プレーキパッドをロータに押しつける構成となっている。また、ピストンホルダ１０６の外周とシリンダ１０５と間にはシール機能を果たすシール部材１１０がシリンダ内周側に配置されている。
【０００６】
ピストンホルダ１０６内に収納するピストン１０７は、第１のピストン部材１０７ａ内に第２のピストン部材１０７ｂが嵌合される構造を有し、第１のピストン部材１０７ａと第２のピストン部材１０７ｂの間には、ボール１１１が組み込まれている。また、ピストンホルダ１０６内に嵌合する第１のピストン部材１０７ａとピストンホルダ１０６との間には締めつけシール１２０がピストンホルダ１０６の内周側に設けられ、さらに第１のピストン部材１０７ａと第２のピストン部材１０７ｂとの間にはシール部材１２１が配置されている。第２のピストン部材１０７ｂとシリンダボディ１０４の間にはダストの侵入を防止するためにゴム製のピストンブーツ１１２が配設されている。
【０００７】
第２のピストン部材１０７ｂの先端には、比較的小径寸法の断熱部材１１３が第２のピストン部材１０７ｂに一体にモールド成形される。第２のピストン部材１０７ｂの先端に設けられた断熱部材１１３は、制輪子側の補強板１１４に当接するように配置され、この補強板１１４にガイドプレート１１５が溶接固定されている。ガイドプレート１１５にはプレッシャープレート１１６、ブレーキパッド１１７が取り付けられ、断熱部材１１３が前記補強板１１４、ガイドプレート１１５、プレッシャプレート１１６、ブレーキパッド１１７等からなる制輪子１１８を押し出す構造となっている。
補強板１１４の中央部には絞り出し部１１４ａがプレス加工により形成されており、絞り出し部１１４ａは、補強板１１４のシリンダボディ１０４側へ膨出するものであって、補強板１１４の曲げ剛性を向上する機能を有する。
【０００８】
上記構成からなるブレーキ装置において、ブレーキ加圧時には、対向して配設されているシリンダ１０５内に液圧が供給されると、締めつけシール１２０の締めつけ力によって連結されたピストンホルダ１０６と第１のピストン１０７ａさらに第２のピストン１０７ｂがスプリング１０９を撓めて前進し（図８に示す状態となる）、第２のピストン部材１０７ｂ、断熱部材１１３を介してブレーキパッド１１７を車輪に設けたロータに押圧して制動をかける。
【０００９】
また磨耗等によりブレーキパッド１１７がロータに接しない場合には、締めつけシール１２０の締めつけ力に抗して第１、第２ピストン１０７ａ、１０７ｂがさらに前進し、第２のピストン１０７ｂに内蔵された断熱部材１１３がロータに対しブレキーパッド１１７を押圧する。なお第１のピストン部材１０７ａと第２のピストン部材１０７ｂとの間にボール１１１を配置することによって、ロータおよびブレーキパッドの挙動に対して第１のピストン部材１０７ａが追従可能となっている。
制動解除時には、第１、第２のピストン部材からなるピストン１０７とピストンホルダ１０６はともにスプリングの付勢力によってロータから離れる方向に、ピストンホルダ１０６の突起１０６ａが大径段部１０５Ａに当接する位置まで移動してプレーキパッドとロータとの間にクリアランスを生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように従来の鉄道車両用ブレーキキャリパでは、ブレーキパッドとロータとの間のクリアランスを設定するためのピストンの戻し機構がシリンダ内に一体として内蔵されていた。具体的には、スプリングが大径段部１０５Ａ内周面に設けたＣ形止輪と、ピストンホルダの外周に形成した突出部との間に配置される構成となっていたため、ロータの軸方向の寸法上の制約からストロークの多いスプリングを配置することができず、制動力解除時に、締め付けシールの摩擦力によってピストンホルダと共に後退するピストン１０７の後退ストローク、即ちブレーキパッドとロータとのクリアランスを大きく確保することが難しかった。このため、ブレーキパッドに反りが発生しそのクリアランスにブレーキパッドが収まらない場合には、非制動時でも接触状態となり所謂引き摺り現象によるエネルギーロスを生じることが多かった。
【００１１】
そこで、本発明は、同シリンダボディに形成したシリンダ内にロータ軸方向に摺動可能に第１の円筒体（ピストンホルダ）を摺動自在に配置し、さらに、第１の円筒体の外周にロータに近づく方向の移動を規制されるとともにロータ軸方向に延びる第２の円筒体（スプリングホルダ）を配置し、前記第１の円筒体と前記第２の円筒体との間でかつ前記第２の円筒体のロータ軸方向に延びる円筒部に長いストロークのスプリングを配置し、このスプリングの押し力によって所定の範囲でロータ軸方向に第１の円筒体が移動可能に構成した鉄道車両用ブレーキキャリパのパッド引き摺り防止機構を提供することにより、上記問題点を解決することを目的とする。
本発明では、ストロークの長いスプリングを第１の円筒体の外周に設けたロータ軸方向に延びる第２の円筒体（スプリングホルダ）内に配置することにより、ブレーキ開放時に生じるブレーキパッドとロータとの間のクリアランスを大きくとることができ、非制動時にブレーキパッドがロータから離れる方向に付勢されるため、所謂引き摺り現象によるエネルギーロスをなくすことができる。
【００１２】
このため本発明が採用した技術解決手段は、
車輸と共に回転するディスクを跨ぐキャリパと、前記キャリパに設けられたシリンダ内に装着されるピストンにより前記デイスクに押圧される制輪子とを備えてなる鉄道車両用デイスクブレーキにおいて、前記ピストンと前記シリンダとの間でシール部材を介して嵌め合うと共に前記デイスクの軸方向へ摺動可能な第１の円筒体と、その取付部から前記ディスクに近づく方向に延びると共に前記ディスクに近づく移動を規制される第２の円筒体とを有し、前記第１の円筒体は径方向外方へ突出する第１の突出部を有し、前記第２の円筒体はディスク側の端部に径方向内方へ突出する第２の突出部を有し、これらの第１の突出部と第２の突出部との間にスプリングを掛け渡してなり、制動時、前記第１の円筒体が前記第２の円筒体に突き当たってその前進を停止することにより前記スプリングの圧縮を規制することを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキである。
また、前記第１の突出部は、前記第１の円筒体のデイスク軸方向中問部に設けられていることを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキである。
また、前記スプリングの圧縮時におけるデイスク軸方向の長さは、前記第２の円筒体によって規制されることを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキである。
【００１３】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る実施形態を説明すると、図１は本発明に係る鉄道車両用ディスクレーキ装置の側面図、図２は図１中のＡ−Ａ断面図、図３は図１中のＢ−Ｂ断面図であり、図２、図３はいずれもブレーキ加圧状態を示している。また、図４は非ブレーキ状態の説明図、図５はブレーキ加圧状態の説明図である。
図において、符号１００で示す鉄道車両用ディスクブレーキ装置はキャリパブレーキ本体１を有し、キャリパブレーキ本体１は車輪２を挾んで対向する２本のアームを有する形状をしており、取付部３を介して鉄道車両の台車に取り付けられる。前記各アームにはシリンダボディ４が設けられ、シリンダボディ４には二個のシリンダ５が形成されており、さらにこのシリンダ５のロータ側に連続してシリンダよりも大径部５Ａが形成されている。そして各シリンダ５内にはそれぞれ第１の円筒体（以下ピストンホルダという）６が配置され、このピストンホルダ６にピストン７が配置されている。また、ピストンホルダ６はシリンダ５内で摺動自在に、またピストン７はピストンホルダ６内で摺動自在に配置されていることは前記従来例で説明したものと同様である。
【００１４】
シリンダ５内に配置したピストンホルダ６の外周には、スプリング座を兼ねた突出部（第１の突出部）６ａが形成されており、その突出部６ａが前記大径部５Ａ内に収納されるようになっている。また、大径部５Ａの内周面には前記スプリングホルダのロータ方向への移動を規制するための規制部材（２個のＣ型止輪）９が設けられており、この規制部材９によって、後述する第２の円筒体（以下スプリングホルダという）８が大径部５Ａ内から脱落することを防止している。そしてこの規制部材の取り付け位置により、前記ピストンホルダ６が大径部５Ａ内で軸方向に移動する際の移動量（図２中の間隙Ｓ）が決定される。なお、ピストンホルダ６の軸方向の移動量が図４に示すブレーキパッドとロータとのクリアランスＣと同じとなる。また、ピストンホルダ６の外周とシリンダ５と間にはシール機能を果たすシール部材１０がシリンダ５内周側に配置されている。
【００１５】
スプリングホルダ８は全体形状が断面ハット形をしており、ハット形の中央部（頂部）にはハットの内側から前記ピストンホルダ６が貫通する孔が形成されている。そして、スプリングホルダ８の前記孔の周囲がスプリングの係合部（第２の突出部）８ａとして、また、ハットの鍔８ｂ部分（拡径部）が前記規制部材９と当接する当接部として構成されている。前記スプリングホルダ８の内側はスプリング１１を収納するスプリング収納部として構成されており、このスプリング収納部の長さ（ハットの深さ）は、ストロークの長いスプリング１１を収納できる深さとしてある。そして、前記ピストンホルダ６の突出部６ａと前記スプリングホルダ８のスプリング係合部８ａとの間にスプリング１１が配置される。スプリング１１は図６に示すように板ばねをコイルスプリング状に巻き上げたもの（スクロウエブスプリング）を採用しているが、通常のコイルスプリング、その他同様の機能を奏する種々のスプリングを使用することもできる。
【００１６】
ピストンホルダ６は、非制動時にはスプリング１１の付勢力により図４に示すように、ピストンホルダ６の突出部６ａが大径部５Ａに当接する状態（言い換えるとブレーキパッドとロータとの間に図４に示すようにクリアランスＣを確保した状態）となっており、ブレーキ加圧時には図５に示すようにピストンホルダ６がスプリング１１を撓めて前述のクリアランスＣを埋めるように移動し、ブレーキが作動する。
【００１７】
ピストンホルダ６内に収納するピストン７は、第１のピストン部材７ａ内に第２のピストン部材７ｂが嵌合される構造を有し、第１のピストン部材７ａと第２のピストン部材７ｂの間には、ボール１２が組み込まれる。また、ピストンホルダ６内に嵌合する第１のピストン部材７ａとピストンホルダ６との間のピストンホルダ６側内周には締めつけシール１３が配置され、さらに第１のピストン部材７ａと第２のピストン部材７ｂとの間にはシール部材１４が配置されている。第２のピストン部材７ｂとシリンダボディ４の間にはゴム製のピストンブーツ１５が配設されて、ダストの侵入を防止している。第２のピストン部材７ｂの先端には、断熱部材１６が取り付けられており、断熱部材１６の表面は湾曲状に形成されている。第２のピストン部材７ｂの先端に設けられた断熱部材１６は、ガイドプレート１７を介して制輪子を押し出す構造が採用されており、断熱部材１６が前記ガイドプレート１７とプレッシャプレート１８、ブレーキパッド１９等からなる制輪子を押し出す構造となっている。なお、前記制輪子は図示せぬアンカピンによりキャリパブレーキ本体に摺動自在に取り付けられている。
【００１８】
上記構成からなるブレーキ装置において、ブレーキ加圧時には、対向して配設されているシリンダ５内に液圧が供給されると、締め付けシール１３の締めつけ力によって連結されたピストンホルダ６と第１のピストン７ａはスプリング１１を撓めて前進する。そしてピストンホルダ６がスプリングホルダ８に突き当たるとその前進を停止し、また、ブレーキパッドが車輪に設けたロータを押圧して制動をかける（図５を参照）。なお、この時スプリング１１に加わる軸力はスプリング１１を必要以上に圧縮しないようになっている。
【００１９】
また磨耗等によりブレーキパッドがロータに接しない場合には、締め付けシール１３の締めつけ力に抗してピストン７のみがさらに前進し、第２のピストン７に内蔵された断熱部材１６はロータに対しブレキーパッド１９を押圧する。なお第１のピストン部材７ａと第２のピストン部材７ｂとの間にボール１２を配置することによって、ロータおよびブレーキパッド１９の挙動に対して第１のピストン部材７ａが追従可能となっている。
制動解除時には、第１、第２のピストン部材７ａ、７ｂからなるピストン７とピストンホルダ６はともにスプリング１１の付勢力によってロータから離れる方向に移動し、ピストンホルダ６の突出部６ａと大径部５Ａとが当接する初期状態（図４参照）に復帰する。この時、ブレーキパッドとロータとの間に広いクリアランスＣを確保することができる。
【００２０】
このように、本発明では、ロータ軸方向に延びるスプリングホルダ８と、シリンダボディ４に対しロータ軸方向摺動可能に取り付けられたピストンホルダ６との間にスプリングを配置し、このスプリングの押し力によって所定の範囲でロータ軸方向に移動可能なピストンホルダ６を有する構成としたことにより、スプリング１１を長いストロークのスプリングとすることができ、ブレーキパッドとロータとの間の広いクリアランスＣをとることができる。したがって、パッドが変形しても、クリアランスＣがひろいため、充分にパッドの変形分を吸収でき、鉄道車両用ブレーキキャリパのパッド引き摺りを確実に防止することができる。
本発明では、ストロークの長いスプリング１１をロータ軸方向に延びるスプリングホルダ８内に収納したため、ピストンホルダ６の突出部６ａと大径部５Ａとの間隙Ｓを大きくとることができ、またスプリング１１によりブレーキパッドがロータから離れる方向に付勢されるため、非制動時におけるクリアランスＣが大きくなり所謂引き摺り現象によるエネルギーロスをなくすことができる。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、シリンダボディに対し規制部材によってロータ軸方向への移動量が規制されるととも、ロータ軸方向に延びるスプリング収納部を有するスプリングホルダと、スプリングホルダを貫通し、かつ、シリンダボディに対しロータ軸方向に摺動可能に取り付けたピストンホルダとの間に長いストロークのスプリングを配置することが出来、このスプリングの押し力によって所定の範囲でロータ軸方向にピストンホルダを付勢する構成となっているため、ブレーキ減圧時に、摩擦部材とガイドプレートとの間のクリアランスを大きくとることができ、所謂引き摺り現象によるエネルギーロスをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄道車両用ディスクブレーキ装置の側面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ断面図であり、ブレーキ加圧状態を示している。
【図３】図１中のＢ−Ｂ断面図であり、ブレーキ加圧状態を示している。
【図４】図４は非ブレーキ状態の説明図である。
【図５】ブレーキ加圧状態の説明図である
【図６】スプリング１１の斜視図である。
【図７】従来公知の鉄道車両用ディスクブレーキの側面図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ断面図であり、ブレーキ加圧時の状態を示している。
【符号の説明】
１ キャリパブレーキ本体
２ 車輪
３ 取付部
４ シリンダボディ
５ シリンダ
５Ａ 大径部
６ 第１の円筒体（ピストンホルダ）
６ａ 第１の突出部
７ ピストン
７ａ 第１のピストン
７ｂ 第２のピストン
８ 第２の円筒体（スプリングホルダ）
８ａ スプリング係合部（第２の突出部）
８ｂ 拡径部（鍔）
９ 規制部材（Ｃ形止輪）
１０ シール部材
１１ スプリング
１２ ボール
１３ シール
１５ ピストンブーツ
１６ 断熱部材
１７ ガイドプレート
１８ プレッシャープレート
１９ ブレーキパッド
１００ ディスクブレーキ装置
Claims (3)
- 車輸と共に回転するディスクを跨ぐキャリパと、前記キャリパに設けられたシリンダ内に装着されるピストンにより前記デイスクに押圧される制輪子とを備えてなる鉄道車両用デイスクブレーキにおいて、
前記ピストンと前記シリンダとの間でシール部材を介して嵌め合うと共に前記デイスクの軸方向へ摺動可能な第１の円筒体と、
その取付部から前記ディスクに近づく方向に延びると共に前記ディスクに近づく移動を規制される第２の円筒体とを有し、
前記第１の円筒体は径方向外方へ突出する第１の突出部を有し、
前記第２の円筒体はディスク側の端部に径方向内方へ突出する第２の突出部を有し、
これらの第１の突出部と第２の突出部との間にスプリングを掛け渡してなり、
制動時、前記第１の円筒体が前記第２の円筒体に突き当たってその前進を停止することにより前記スプリングの圧縮を規制することを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキ。 - 前記第１の突出部は、前記第１の円筒体のデイスク軸方向中問部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用ディスクブレーキ。
- 前記スプリングの圧縮時におけるデイスク軸方向の長さは、
前記第２の円筒体によって規制されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鉄道車両用ディスクブレーキ。
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