JPH0446226A

JPH0446226A - 鉄道車両用ディスクブレーキ装置

Info

Publication number: JPH0446226A
Application number: JP15035090A
Authority: JP
Inventors: Zenzo Tsuji; 辻　善造; Hideo Tamamori; 玉森　秀男
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-02-17
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JP3028136B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕〔従来の技術〕周知のように、駆動車両により牽引される車両（以下、
牽引車両という）は、駆動用電動機を有していないため
、そのブレーキ装置の研究開発の途は当然の事ながら駆
動車両とは異なっている。

具体的には、駆動車両については、例えば実開昭６４−
４９３３号や実開平１−１１７９７２号に示されている
ように、車軸に回転を付与する駆動用電動機の回転子軸
にディスクを固着し且つ該ディスクの両側面を圧接挟持
するキャリバーを備えてなる構成が公知となっているの
に対し、４牽引車両については、第５図及び第６図に示
す型式のブレーキ装置を採用しているのが一般的である
。

即ち、第５図に示す型式のものは、牽引車両の車軸１０
０にディスク１０２を固着し、リンク機構でなるキャリ
バー１０３をブレーキシリンダ１０４が連係作動させる
ことにより、一対のライニング１０５゜１０５が前記デ
ィスク１０２の両側面を圧接挟持する構成としたもので
ある。

また、第６図に示す型式のものは、牽引車両の車輪１１
１の両側面１１１ａ、　１ｌｌｂに直接ディスクを取り
付け、リンク機構でなるキャリバー１１２を油圧シリン
ダ１１３が連係作動させることにより１、一対のライニ
ング１１４，１１４が前記車輪１１１の両側面（両ディ
スク）　１ｌｌａ、１ｌｌｂを圧接挟持する構成とした
ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

し、かじながら、上記第５図及び第６図に示す型式のブ
レーキ装置はいずれも、バネ下重量（特に車軸や車輪重
量）が重くなるという事態を招き、このようにバネ下重
量が重い場合には車両速度が高くなればレール面の振動
や小さな波打ちによっても車輪が大きく振動し、これに
起因してレールの早期ｍ傷や振動騒音の増大等の問題を
生じる。

また、近年における車両の高速化に対応するには、ブレ
ーキ出力や熱容量の面を考慮すれば、ディスクの径を大
きくするか或いはディスクの枚数を増加する必要があり
、このため上述のバネ下重量増の問題は一層顕著となる
。

更に、上記第５図及び第６図に示す型式のものはいずれ
も、車輪及び車軸の取り外しが極めて困難であるが故に
、ディスクの取付及びメンテナンスの関係上、ディスク
を各月に分割して構成しており、このためディスク各片
の接合面に段差が生じ、制動時に偏摩耗や異音が発生す
るという問題がある。

本発明は、上記諸事情に鑑みてなされたものであり、牽
引車両のブレーキ装置自体の構造及びその周辺構造につ
いても改良を加えて、バネ下重量の軽減を図ると共に、
重量増及び大型化を招くことなくディスクに相当する部
材を多数設けることを可能とし、且つ当該部材を分割せ
ずともその取付及びメンテナンスが良好に行われ得るよ
うにすることを技術的課題とするものである。

（課題を解決するための手段〕上記技術的課題を達成するための具体的手段とするとこ
ろは、駆動車両により牽引される車両に取り付けられる
ディスクブレーキ装置を、車軸の回転が伝達されるブレ
ーキ軸と共に回転し且つ軸方向に摺動自在な複数枚のロ
ータ部材と、これら複数枚のロータ部材の各相互間に配
設され且つキー部材に軸方向にのみ摺動自在に取り付け
られた複数枚のステータ部材と、前記ロータ部材及びス
テータ部材に制動力を作用させる押圧部材とを備えた多
板式のディスクブレーキ装置で構成すると共に、車軸の
回転を前記ブレーキ軸に伝達する伝達装置を、車軸と台
車とにまたがって保持させたところにある。

〔作用〕

Ｌ記手段によると、多板式のディスクブレーキ装置は、
押圧部材による制動力の非作用時においては、ブレーキ
軸と共に回転する複数枚のロータ部材が、キー部材に取
り付けられた複数枚のステータ部材に対して自由に回転
することとなるが、その一方において、押圧部材による
制動力の作用時においては、ロータ部材及びステータ部
材が軸方向一方側に摺動し且つ押し葉められて該各部材
間は圧接した状態となり、この時に生しる摩擦によって
ロータ部材のステータ部材に対する相対回転が阻止され
る。つまり、ステータ部材が取り付けられているキー部
材は、台車若しくは台車と車軸とにまたがって保持され
る伝達装置に対して固定状態とされるものであるため、
上記のようにロータ部材のステータ部材に対する相対回
転が阻止された場合には、ロータ部材と共に回転するブ
レーキ軸に伝達装置を介して回転伝達可能に接続されて
いる車軸の回転が止まることになる。

そして、本発明は、複数枚のロータ部材と複数枚のステ
ータ部材と押圧部材とからなる多板式のディスクブレー
キ装置を牽引車両に採用したことにより、当該車両の高
速走行からの制動時に発生する熱は前記複数枚のロータ
部材及びステータ部材の各相互間の摩擦熱に分散されて
、個々の部材についての発熱量が大幅に軽減されること
となる。

また、ロータ部材及びステータ部材はいずれも軸方向に
摺動自在に保持されているので、軸方向の一方側から各
部材の取付及び取り外しが行えることとなり、而も個々
の部材を分割する必要もなくなると共に、押圧部材を軸
方向の一方側のみに備えればよいことになるので、当該
装置の小型化が図られることになる。

更に、本発明は、車軸の回転をブレーキ軸に伝達する伝
達装置を、台車と車軸とにまたがって保持させることに
より、その重量の受止を台車にも負担させる構成とした
ので、前記多板式のディスクブレーキ装置を伝達装置（
ケース）に取り付けるにしても或いは台車に取り付ける
にしても、車軸に全ての重量が作用することはなく、従
ってバネ下重量（車軸重量）が軽減されることとなる。

（実施例〕以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図に基づいて説
明する。

先ず、第１図に示す概略構成に基づいて、本発明に係る
ディスクブレーキ装置１の取付状態を説明すると、牽引
車両における台車５０の下方には軸バネ（不図示）を介
して軸箱５１，５１が取り付けられていると共に、この
軸箱５Ｌ５１に車軸２の両端が回動自在に保持され、且
つこの車軸２に一対の車輪５３．５３が圧入されている
。そして、台車５０の突出フレーム５０ａと車軸２とに
またがって伝達装置３が保持されており、この伝達装置
３の一側面（当該装置３のケースの一側面）にはブラケ
ット４．４を介してディスクブレーキ装置１が固設され
ている。前記伝達装置３は、ディスクブレーキ装置１の
構成要素であるブレーキ軸９に車軸２の回転を伝達させ
るための歯車伝達機構を内蔵している。この場合におい
て、台車５０（突出フレーム５０ａ）と伝達装置３との
連結支点Ｚから車軸２までの寸法を１１、連結支点Ｚか
らブレーキ軸９までの寸法を１２とすれば、車軸２に対
するディスクブレーキ装置Ｉの重量の負担Ｗ１はｉ！　
２　／　ｉ　ｔとなる。尚、ディスクブレーキ装置１は
、その重量が比較的軽い場合には上記のように伝達装置
３に固設ずればよいが、その重量が重い場合には台車５
０（突出フレーム５０ａ）に固設することも可能である
。

次に、前記ディスクブレーキ装置ｌの細部にわたる構造
を、第２図及び第３図に基づいて説明する。

このディスクブレーキ装置１は、前記伝達装置３にブラ
ケット４．４を介して固定されたドラム状のケース７を
有し、該ケース７の内周面部には複数のキー部材８・・
・８が固定されていると共に、該ケース７の内方中心部
には前記ブレーキ軸９が回動自在に保持されている。そ
Ｌ２て、前記ブレーキ軸９の外周には、該ブレーキ軸９
と共に回転し且つ軸方向（第２図ａ−ｂ方向）に摺動自
在な二枚のロータ部材１０．１０が取り付けられ、また
前記キー部材８・・・８の内周には、軸方向にのみ摺動
自在な三枚のステータ部材１１・・・１１が取り付けら
れている。詳述すれば（第３図参照）、前記ブレーキ軸
９には等角度間隔で外方に突出する複数の凸条９ａ・・
・９ａが軸方向に沿うように一体形成されでいると共に
該ブレーキ軸９の外径と同形状の貫通孔１０ａが前記ロ
ータ部材】Ｏの中心部に形成され且つこの両者が嵌合さ
れることによりロータ部材１０がブレーキ軸９と共に回
転し而も軸方向に摺動自在とされているのに対し、前記
キー部材８・・・８は等角度間隔毎に配設されてケース
７に固定支持されていると共にこれらのキー部材８・・
・８の軸直角輪郭形状と同形状の切欠部１１ａ・・・ｌ
ｌａがステータ部材１１の外周縁に形成され且つこの両
者が嵌合されることによりステ〜り部材１１がキー部材
８・・・８に対して軸方向にのみ摺動自在とされている
。この場合、前記ロータ部材１０とステータ部材１１と
１．ま軸力向に交互に配設されており、ロータ部材１０
の外周面１０ｂとキー部材８・・・８の内周面との間、
及びステータ部材１１の内周面１１ｂとブレーキ軸９の
外周面との間には、僅かな隙間が存在している。尚、前
記ロータ部材１０及びステータ部材１１０枚数は、。

第２図示のものに限定されるものではなく、これ以上或
いはこれ以下の枚数であっても差（７支えない。

更に、第２図に示すように、前記各部材のうちの左端に
配設されたステータ部材１１の左側方には熱強度、伝導
性の良い金属材料でなるリング状の加圧プレート１２が
近接配置されており、この加圧ブＬ・−ト１２は前記ス
テータ部材１１と同様にしてキー部材８・・・８に軸方
向に摺動自在に嵌合されていると共に、前記各部材のう
ちの右端に配設されたステータ部材１１の右側方には前
記加圧プレート１２と同様の金属材料でなるリング状の
ストッパプレート１３が配置されており、このストッパ
プレート１３はその右側面がケース７の右側壁７ａ内面
に当接した状態で前記キー部材８・・・８に堅固に固定
され且つ該ストッパブレー目３の右側面部には径方向に
延びる複数のスリット１４・・・１４が放射状に形成さ
れている。

一方、前記ケース７の左側壁７ｂには、その先端が前記
加圧プレート１２に当接する複数個のピストン（押圧部
材）１５・・・１５が軸方向に摺動自在に嵌合保持され
ていると共に、該ピストン１５の後面に液圧（油圧）を
作用させる液圧室１６が形成されており、且つ該液圧室
１６は第３図示のように液圧通路１７を介して液圧供給
口１８（液圧源に通している）に連通されている。

更に、前記ケース７の左側壁７ｂには、複数の隙間調整
機構１９・・・１９が設けられている。この隙間調整機
構１９は、第２図に示すように、圧縮コイルバネ２０に
より左方に付勢されたピストンロッド２１と、該ピスト
ンロッド２１の段付面が当接してその左動を規制するス
トッパ板２２と、該ストッパ板２２に固定されたリテー
ナ２３の右動を規制するフリクションリング２４とを有
する。そして、前記ピストンロッド２１の右端部は前記
加圧プレート１２に固定されており、従って加圧プレー
ト１２は前記圧縮コイルバネ２０により左方に付勢され
た状態にある。また、前記フリクションリング２４は所
定力以上の力が作用することにより左右動し、この左右
動に応じて、前記ピストンロッド２１に嵌着された鍔部
材２５と前記リテーナ２３との間の隙間Ｘつまりピスト
ンロッド２１の移動範囲が変化するようになっている。

また、前記ケース７の左側壁７ｂは、ボルト５５・・・
５５を用いて固定されているものであるため、取り外し
が可能となっている。

尚、第２図及び第３図に示すロータ部材１０及びステー
タ部材１１は双方共に、Ｃ／Ｃコンポジットで構成され
ている。このＣ／Ｃコンポジット（Ｃａｒｂｏｎ／Ｃａ
ｒｂｏｎ　　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）は、炭素繊維をレ
ジン、ピッチ等で結合強化した後に炭化及び黒鉛化熱処
理を行って製造された炭素繊維／炭素複合材料である。

そして、第４図に示すように、その温度特性は、鋼が符
号（イ）で示す特性曲線を有するのに対し、Ｃ／Ｃコン
ボジフトは符号（ロ）で示す特性曲線を有する。つまり
、Ｃ／Ｃコンポジットは、高温状態にある場合において
も常温と変わらぬ或いはそれ以上の引張強度を有するの
である。これ以外にも、Ｃ／Ｃコンポジットの特性とし
ては、軽重、高弾性、異方性の少ない微細組織、優れた
摺動性及び耐摩耗性等が挙げられる。

以」二の構成によれば、当該牽引車両の走行時には、車
軸２の回転が伝達装置３（歯車伝達機構）を介してブレ
ーキ軸９に伝達されて、ロータ部材１０、１０が回転す
ることになるが、この場合には、ピストン１５の後面の
液圧室１６が無圧状態となっているため、該ピストン１
５が加圧プレート１２を右方へ押圧するための力は発生
せず、従って前記ロータ部材ｉｏ、　ｉｏはステータ部
材１１・・・１１に対して自由に回転できることとなる
。一方、ブレーキ指令が発せられた時には、前記液圧室
１６が加圧状態となり、これに伴ってピストン１５が右
方へ移動して加圧プレート１２を押圧し且つロータ部材
１０．１０及びステータ部材１１・・・１１をストッパ
プレート１３に対して押し付け、この時に生じるロータ
部材１０．１０とステータ部材１１・・・１１との各相
互間の摩擦によって、ロータ部材１０．１０ひいてはブ
レーキ軸９及び車軸２の回転が止まる。この場合におい
て、前記車両の制動時に発生する熱量は、ロータ部材１
０．１０とステータ部材１１・・・１１との各相互間に
発生する複数箇所の摩擦熱として分散されることになる
ので、個々の部材１０．１０．１１・・・１１について
の発熱量は大幅に軽減されることになる。そして、ブレ
ーキ指令が解除された場合には、ピストン１５の後面の
液圧室１６が無圧状態になり、加圧プレート１２は隙間
調整機構１９の圧縮コイルバネ２０のバネ力により左方
へ移動して当初の位置に復帰する。

尚、当該車両の制動時に発生した熱量はロータ部材１０
．１０及びステータ部材１１・・・１１に蓄熱されるこ
とになるが、この熱量は以下に示す構成により好適に放
熱される。

即ち、ブレーキ！１ｋｇには左端が開口する内孔６゜が
形成され且つこの内孔６０の開口部が空気導入口６１と
されており、該空気導入口６１の左側方にはフィルター
６２が装着されていると共に、前記複数のキー部材８・
・・８には、ロータ部材１０．１０及びステータ部材１
１・・・１１の外周部を全周にわたって覆うように薄肉
の金属環板６３が取り付けられている。そして、前記空
気導入口６１より取り入れられた空気は、ブレーキ軸９
に穿設された通孔６４及び６５を通過して、矢印Ｘ及び
ｙで示すように、加圧プレート１２とケース左側壁７ｂ
との間の隙間及びストッパプレート１３とケース右側壁
７ａとの間の隙間（スリｙト１４）に流入し、更に前記
金属環板６３とケース内周面との間の隙間Ｗを通過して
空気排出口６６より外方に排出される。このように冷却
用の空気が通過していくことにより、加圧プレート１２
、ス１ツバブレート１３及び金属環板６３より放熱が行
われて、ロータ部材１０．１０及びステータ部材１１・
・・１１の過度な温度上昇が防止されるのである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、牽引車両に取り付けられ
るブレーキ装置として、複数枚のロータ部材と複数枚の
ステータ部材とを有してなる多板式のディスクブレーキ
装置を用いたことにより、当該牽引車両の制動時に発生
する熱が、前記各部材相互間の複数箇所にて生じる摩擦
熱となって分散されることになり、各部材の発熱量が軽
減されると共に、ロータ部材及びステータ部材はいずれ
も軸方向に摺動自在に保持されているので、これらの部
材を軸方向の一方側から取り外し且つ取り付けることが
可能となり、メンテナンスや取付性の改善が図られる。

また、ロータ部材及びステータ部材については、個々の
部材を従来のように分割する必要がなくなり、制動時に
おける偏摩耗や異音の発生が防止されると共に、押圧部
材については、軸方向の一方側のみに設ければよいこと
になるので、ブレーキ装置の軽量化が図られる。

更に、当該ディスクブレーキ装置の構成要素であるブレ
ーキ軸に車軸の回転を伝達させるための伝達装置を、台
車と車軸とにまたがって保持させたことにより、当該デ
ィスクブレーキ装置の重量の受止を台車にも負担させる
ことができるようになり、バネ下重量（特に車軸や車輪
重量）が軽減されるという利点が得られる。

平面図、第３図は鉄道車両ディスクブレーキ装置の内部
構造を示す要部縦断側面図、第４図ばＣ／Ｃコンポジ、
トの特性を示すグラフである。また、第５図は−の従来
例を示す概略平面図、第６図はイｔの従来例を示す概略
平面図である。

■・・・ディスクブレーキ装置２・・・車軸３・・・伝達装置８・・・キー部材９・・・ブレーキ軸１０・・・ロータ部材１１・・・ステータ部材１５・・・押圧部材（ピストン）５０・・・台車

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は鉄道車両用ディスクブレーキ装置の取付状態を示す
概略平面図、第２図は鉄道車両用ディスクブレーキ装置
の内部構造を示す要部縦断特許出願人　　日本エヤーブ
レーキ株式会社代　理　人　　　弁理士　渡辺三彦第４因第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動車両により牽引される車両に取り付けられる
ディスクブレーキ装置を、車軸の回転が伝達されるブレ
ーキ軸と共に回転し且つ軸方向に摺動自在な複数枚のロ
ータ部材と、これら複数枚のロータ部材の各相互間に配
設され且つキー部材に軸方向にのみ摺動自在に取り付け
られた複数枚のステータ部材と、前記ロータ部材及びス
テータ部材に制動力を作用させる押圧部材とを備えた多
板式のディスクブレーキ装置で構成すると共に、車軸の
回転を前記ブレーキ軸に伝達する伝達装置を、車軸と台
車とにまたがって保持させたことを特徴とする鉄道車両
用ディスクブレーキ装置。