JPH0747389B2 - Disc brake device for railway vehicles - Google Patents
Disc brake device for railway vehiclesInfo
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- JPH0747389B2 JPH0747389B2 JP2150349A JP15034990A JPH0747389B2 JP H0747389 B2 JPH0747389 B2 JP H0747389B2 JP 2150349 A JP2150349 A JP 2150349A JP 15034990 A JP15034990 A JP 15034990A JP H0747389 B2 JPH0747389 B2 JP H0747389B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄道車両用ディスクブレーキ装置に係り、特
に、鉄道車両の車軸に回転を伝達付与する駆動用電動機
の回転式軸の端部に備えられるディスクブレーキ装置に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a railway vehicle disc brake device, and more particularly to an end portion of a rotary shaft of a drive motor for transmitting rotation to an axle of a railway vehicle. The present invention relates to a disc brake device provided.
従来における鉄道車両用ディスクブレーキ装置の構成と
して、例えば実開昭64−4933号公報に開示されたもの
は、第6図に示すように、車輪100,100を軸支する車軸1
01の一側方に誘導電動機(駆動用電動機)102を設置す
ると共に、該誘導電動機102の回転子軸103の一端部にデ
ィスク104を固着し、且つ、キャリパー105に取り付けら
れた一対のパッド106,106間に前記ディスク104を介在せ
しめたものである。尚、前記誘導電動機102は台車等の
車両側部材に固定設置され、またキャリパー105は車両
側部材や誘導電動機102に保持されるものである。そし
て、前記回転子軸103の他端部には可撓継手107を介して
駆動ギヤ108が取り付けられ、且つ、前記車軸101の対応
する端部には前記駆動ギヤ108に噛合される従動ギヤ109
が取り付けられている。このような構成によれば、当該
車両の走行時には誘導電動機102の回転子軸103の回転に
伴って車軸101及び車輪100,100が回転駆動されるが、ブ
レーキ指令が発せられた場合には、キャリパー105のパ
ッド106,106がディスク104の両面に圧接することによ
り、ブレーキ作用が行われて、回転子軸103及び車軸101
ひいては車輪100,100の回転が止まることになる。As a configuration of a conventional disk brake device for a railroad vehicle, for example, the one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-4933 discloses an axle 1 that supports wheels 100, 100 as shown in FIG.
An induction motor (driving motor) 102 is installed on one side of 01, a disc 104 is fixed to one end of a rotor shaft 103 of the induction motor 102, and a pair of pads 106, 106 attached to a caliper 105. The disk 104 is interposed between them. The induction motor 102 is fixedly installed on a vehicle-side member such as a truck, and the caliper 105 is held by the vehicle-side member or the induction motor 102. A drive gear 108 is attached to the other end of the rotor shaft 103 via a flexible joint 107, and a driven gear 109 meshed with the drive gear 108 is attached to the corresponding end of the axle 101.
Is attached. According to such a configuration, when the vehicle is traveling, the axle 101 and the wheels 100, 100 are rotationally driven according to the rotation of the rotor shaft 103 of the induction motor 102, but when the brake command is issued, the caliper 105 is used. When the pads 106, 106 of the disc are pressed against both sides of the disc 104, a braking action is performed and the rotor shaft 103 and the axle 101
As a result, the rotation of the wheels 100,100 will stop.
しかるに、上記公報に開示されたディスクブレーキ装置
は、一枚のディスク104を用いたものであるため、制動
時に高温状態になり易く、このため、制動時において
は、ディスク104の強度が熱により急激に低下して該デ
ィスク104に偏摩耗が生じ、ディスク104の寿命が短くな
るという難点を有している。これに加えて、前記ディス
ク104は誘導電動機102の回転子軸103に直接固着される
ものであるため、制動時に高温状態となったディスク10
4から回転子軸103に多量の熱が伝導されて、誘導電動機
102内部の温度を上昇させ、限界温度を超えてしまうと
いう事態を招き、誘導電動機102内部に装備されている
コイル線が焼損したり或いは回転子軸103の軸受を焼付
かせたり等の不具合を生じる。However, since the disc brake device disclosed in the above publication uses one disc 104, it is easy to reach a high temperature state during braking, and therefore, during braking, the strength of the disc 104 rapidly increases due to heat. However, there is a problem that the disc 104 is unevenly worn and the life of the disc 104 is shortened. In addition to this, since the disc 104 is directly fixed to the rotor shaft 103 of the induction motor 102, the disc 10 that has been in a high temperature state during braking.
A large amount of heat is transferred from the rotor shaft 103 to the induction motor.
This causes a situation in which the temperature inside 102 rises and exceeds the limit temperature, causing problems such as burning of the coil wire inside the induction motor 102 or seizure of the bearing of the rotor shaft 103. .
このような問題に対処すべく、例えば実開平1−117972
号公報によれば、第7図に示すように、誘導電動機102
の回転子軸(中空電機子軸)103の両端に夫々ディスク1
04,104を固着し且つこの二枚のディスク104,104を挟持
する二個のキャリパー105,105を備えた構成が開示され
ている。これによれば、制動時における個々のディスク
104,104の高温化を抑制できることに起因して、上記の
問題が幾分かは解消されることが期待できる。In order to deal with such a problem, for example, the actual Kaihei 1-117972
According to the publication, as shown in FIG. 7, the induction motor 102
Discs 1 at both ends of the rotor shaft (hollow armature shaft) 103 of
There is disclosed a configuration including two calipers 105, 105 for fixing 04, 104 and for sandwiching the two disks 104, 104. According to this, individual discs during braking
It can be expected that the above problems will be solved to some extent due to the fact that the high temperature of 104, 104 can be suppressed.
しかしながら、上述の実開平1−117972号公報に開示の
ディスクブレーキ装置によるにしても、近年における鉄
道車両の高速化に対しては充分に対処できるものではな
い。即ち、ディスクを二枚備えるといった単純な手法の
みによっては、高速走行からの制動が続けばディスク10
4が高温状態になるのは当然の事であり、ディスク104の
高温化に伴う既述の問題を生ずるのは勿論のこと、ディ
スク及びキャリパーを夫々誘導電動機本体を挟んでその
両側に配設せねばならないため、当該ディスク装置を取
り付けるためのレイアウト面での困難化を余儀無くされ
るという問題をも生ぜしめることとなる。However, even with the disc brake device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-117972, it is not possible to sufficiently cope with the recent increase in the speed of railway vehicles. In other words, if the braking from high speed driving continues, the disk 10
It goes without saying that 4 becomes a high temperature state, and it goes without saying that the above-mentioned problems due to the high temperature of the disc 104 occur, and the disc and the caliper should be arranged on both sides of the induction motor main body, respectively. Since this has to be done, there is a problem in that the layout of mounting the disk device becomes difficult.
更に、この公報に開示されたディスクブレーキ装置によ
るにしても、誘導電動機102の回転子軸103に二枚のディ
スク104,104が直接固着されているため、ディスク104,1
04から多量の熱が誘導電動機102内部に伝導され、既述
のように、コイル線の焼損や軸受の焼付き等の不具合を
生ぜしめることとなる。Further, even with the disc brake device disclosed in this publication, since the two discs 104, 104 are directly fixed to the rotor shaft 103 of the induction motor 102, the discs 104, 1
From 04, a large amount of heat is conducted to the inside of the induction motor 102, and as described above, it causes problems such as burnout of the coil wire and seizure of the bearing.
本発明は、上記諸事情に鑑みてなされたものであり、デ
ィスクの構成自体に改良を加えると共に当該ブレーキ装
置の回転軸と駆動用電動機の回転子軸との結合状態に改
良を加えて、発熱量の軽減を実現した上で当該ブレーキ
装置のレイアウトの簡素化及び取付性の容易化を図り、
且つ、高速走行からの制動時に当該ブレーキ装置に高温
化現象が発生しても駆動用電動機の回転子軸への熱伝導
を軽減させ、電動機内部のコイルの焼損や回転子軸受の
早期損傷を防止することを技術的課題とするものであ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and improves the configuration of the disc itself and improves the coupling state between the rotary shaft of the brake device and the rotor shaft of the drive motor to generate heat. After realizing the reduction of the quantity, the layout of the brake device is simplified and the installation is easy.
In addition, even if the brake device becomes hot during braking from high-speed running, heat conduction to the rotor shaft of the drive motor is reduced, preventing burnout of the coil inside the motor and premature damage to the rotor bearing. This is a technical issue.
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、鉄道車両の車軸と回転伝達可能に接続された駆動
用電動機の回転子軸の端部に、該回転子軸と共に回転し
且つ該回転軸の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を設け、このディスクブレーキ装置
の回転軸と前記駆動用電動機の回転子軸とを分離して構
成し且つこの両者を噛み合い結合により接続したところ
にある。As a concrete means for achieving the above-mentioned technical problem, there is provided an end portion of a rotor shaft of a drive motor connected to an axle of a railroad vehicle so as to be rotatable and capable of rotating together with the rotor shaft. A plurality of rotor members that are slidable in the axial direction of the rotating shaft, and a plurality of stators that are arranged between the plurality of rotor members and that are attached to the key member so as to be slidable only in the axial direction. A multi-plate disc brake device including a member and a pressing member that applies a braking force to the rotor member and the stator member is provided, and the rotary shaft of the disc brake device and the rotor shaft of the drive motor are separated. And both are connected by interlocking connection.
上記手段によると、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、駆動用電
動機の回転子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集めら
れて該各部材間は圧接した状態となり、この時に生じる
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、駆動用電動機ひいては車両側部材に
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回転子軸に接続されて
いる車軸ひいては車輪の回転が止まることになる。According to the above means, the multi-disc type disc brake device is
When no braking force is applied by the pressing member, a plurality of rotor members that rotate together with the rotor shaft of the drive motor are
The rotor member and the stator member are free to rotate with respect to a plurality of stator members attached to the key member. The members are moved and pushed together to bring the members into pressure contact with each other, and friction generated at this time prevents relative rotation of the rotor member with respect to the stator member. In other words, since the key member to which the stator member is attached is fixed to the driving electric motor and then to the vehicle-side member, when the relative rotation of the rotor member with respect to the stator member is blocked as described above, The rotation of the axle connected to the rotor shaft that rotates with the rotor member, and thus the wheel, stops.
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
キ装置を鉄道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ば
かりでなく、その取付性の容易化や装置のレイアウトの
簡素化が図られることとなる。The present invention adopts a multi-plate type disc brake device including a plurality of rotor members, a plurality of stator members, and a pressing member in a railway vehicle, so that heat generated during braking from high-speed running of the vehicle is applied. Is dispersed in the frictional heat between each of the plurality of rotor members and the stator members, and not only the amount of heat generated by each member is significantly reduced, but also the ease of installation and the layout of the device are reduced. It will be simplified.
更に、本発明は、前記多板式のディスクブレーキ装置の
回転軸と駆動用電動機の回転子軸とを分離して構成して
いるので、仮に当該車両の高速走行からの制動時に前記
ブレーキ装置の各部材が高温状態となったとしても、当
該ブレーキ装置の回転軸から駆動用電動機の回転子軸に
伝導される熱量は少なくなる。更に又、分離されたディ
スクブレーキ装置の回転軸と駆動用電動機の回転子軸と
を噛み合い結合により接続して構成しているので、前記
回転軸の回転子軸方向への熱膨張をこの結合部分により
回避することができ、結果として、ベアリングに対する
スラスト力の発生を防止することとなる。言い換えれ
ば、噛み合い結合により接続する場合に通常生じる隙
間、即ち、前記回転軸と回転子軸との間の隙間により、
熱膨張した回転軸がこの隙間を埋める方向に滑りながら
移動し、ベアリングに対して発生するスラスト力が防止
されることとなる。加えて、回転軸と回転子軸との軸芯
調整を行う場合にも、前記のように両軸芯間に隙間が介
在することにより、両軸芯のずれに対する許容幅が大き
く容易に調整を行い得ることとなる。また、前記両軸は
噛み合い結合により接続されているので、両軸間の回転
伝達は良好に行われる。Further, according to the present invention, since the rotary shaft of the multi-disc type disc brake device and the rotor shaft of the driving electric motor are separated from each other, each of the brake devices can be temporarily operated when the vehicle is braked from high speed running. Even if the member is in a high temperature state, the amount of heat conducted from the rotary shaft of the brake device to the rotor shaft of the drive motor is small. Furthermore, since the rotary shaft of the disc brake device and the rotor shaft of the drive motor which are separated are connected by meshing coupling, the thermal expansion of the rotary shaft in the rotor axial direction is caused by this coupling portion. Can be avoided, and as a result, generation of thrust force on the bearing can be prevented. In other words, the gap that normally occurs when connecting by meshing coupling, that is, the gap between the rotary shaft and the rotor shaft,
The thermally expanded rotary shaft moves while sliding in the direction of filling this gap, and the thrust force generated on the bearing is prevented. In addition, when adjusting the axis between the rotary shaft and the rotor shaft, the gap between both shaft cores as described above allows a large tolerance for deviation of both shaft cores, and adjustment is easy. It can be done. Further, since the both shafts are connected by the meshing connection, the rotation transmission between the both shafts is favorably performed.
以下、本発明の実施例を第1図乃至第5図に基づいて説
明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
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、空気
バネ50,50を介して車体51を支持する台車52の下方には
駆動用電動機2が取り付けられており、該駆動用電動機
2の回転子軸3の一端部に固着された駆動ギヤ4と、車
輪53,53を軸支する車軸5に固着された従動ギヤ6とが
噛合されていると共に、前記駆動用電動機2の反ギヤ側
端部(左端部)には、本発明に係るディスクブレーキ装
置1が取り付けられている。従って、当該車両51の走行
時には、駆動用電動機2の回転子軸3の回転が、駆動ギ
ヤ4及び従動ギヤ6を介して車軸5及び車輪53,53に伝
達される一方、ブレーキ指令が発せられた時には、前記
ディスクブレーキ装置1の動作により回転子軸3の回転
が止まり、これに伴って車軸5及び車輪53,53の回転が
止まることにより制動作用が行われる構成である。尚、
前記車軸5をその両端において回動自在に保持する車軸
ケース54,54と前記台車52との間には、軸バネ55,55が介
設されている。First, the mounting state of the disc brake device 1 according to the present invention will be described based on the schematic configuration shown in FIG. 1. Below the bogie 52 that supports the vehicle body 51 via the air springs 50, 50 is a driving motor. 2 is attached, and a drive gear 4 fixed to one end of a rotor shaft 3 of the driving electric motor 2 and a driven gear 6 fixed to an axle 5 supporting the wheels 53, 53 are meshed with each other. At the same time, the disc brake device 1 according to the present invention is attached to the end portion (left end portion) on the side opposite to the gear of the drive motor 2. Therefore, when the vehicle 51 is traveling, the rotation of the rotor shaft 3 of the drive motor 2 is transmitted to the axle 5 and the wheels 53, 53 via the drive gear 4 and the driven gear 6, while the brake command is issued. When the disc brake device 1 is operated, the rotation of the rotor shaft 3 is stopped by the operation of the disc brake device 1, and the rotation of the axle 5 and the wheels 53, 53 is stopped accordingly, so that the braking action is performed. still,
Axle springs 55, 55 are provided between the bogie 52 and the axle cases 54, 54 that rotatably hold the axle 5 at both ends thereof.
次に、前記ディスクブレーキ装置1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。Next, the detailed structure of the disc brake device 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
このディスクブレーキ装置1は、前記駆動用電動機2の
反ギヤ側端部にボルト56,56を用い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駆動用電動機2の回転子軸3に結合
された中空軸(回転軸)9が該回転子軸3と一体回転可
能に保持されている。そして、前記中空軸9の外周に
は、該中空軸9ひいては回転子軸3と共に回転し且つ軸
方向(第3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2図参
照)、前記中空軸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てい
ると共に該中空軸9の外径と同形状の貫通孔10aが前記
ロータ部材10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が中空軸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…11a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
テータ部材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とは軸方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と中空軸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11の枚数は、第3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し支えない。The disc brake device 1 has a drum-shaped case 7 fixed to the opposite end of the drive motor 2 by means of bolts 56, 56, and a plurality of keys are provided on the inner peripheral surface of the case 7. 8 are fixed, and a hollow shaft (rotating shaft) 9 coupled to the rotor shaft 3 of the drive motor 2 is integrally formed with the rotor shaft 3 at the inner center of the case 7. It is held rotatably. Then, two rotor members 10, 10 which rotate together with the hollow shaft 9 and by extension the rotor shaft 3 and are slidable in the axial direction (direction a-b in FIG. 3) are attached to the outer periphery of the hollow shaft 9. Further, three stator members 11 which are slidable only in the axial direction are provided on the inner circumference of the key members 8 ...
… 11 is attached. More specifically (see FIG. 2), the hollow shaft 9 is integrally formed with a plurality of ridges 9a ... 9a protruding outward at equal angular intervals along the axial direction. A through hole 10a having the same shape as the outer diameter of the rotor member 10 is formed in the central portion of the rotor member 10 and by fitting them, the rotor member 10 rotates together with the hollow shaft 9 and is slidable in the axial direction. On the other hand, the key members 8 ... 8 are arranged at equal angular intervals and are fixedly supported by the case 7, and notch portions having the same shape as the contour of the key members 8 ... 8 at right angles to the axis. 11a ... 11a are formed on the outer peripheral edge of the stator member 11 and by fitting them, the stator member 11 is slidable only in the axial direction with respect to the key members 8 ... In this case, the rotor members 10 and the stator members 11 are alternately arranged in the axial direction, and the space between the outer peripheral surface 10b of the rotor member 10 and the inner peripheral surfaces of the key members 8 ... A slight gap exists between the inner peripheral surface 11b and the outer peripheral surface of the hollow shaft 9. The numbers of the rotor member 10 and the stator member 11 are not limited to those shown in the third illustration, and may be more or less.
更に、第3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、この加圧プレート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プレート13
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。Further, as shown in FIG. 3, a ring-shaped pressure plate 12 made of a metal material having good thermal strength and conductivity is adjacent to the left side of the stator member 11 arranged at the left end of the above members. The pressure plate 12 is axially slidably fitted to the key members 8 ... 8 in the same manner as the stator member 11, and is arranged at the right end of each member. The pressure plate 12 is provided on the right side of the stator member 11.
Ring-shaped stopper plate 13 made of the same metal material as
The stopper plate 13 is firmly fixed to the key members 8 ... 8 with the right side surface thereof abutting the inner surface of the right side wall 7a of the case 7 and the stopper plate 13
A plurality of radially extending slits 14 ... 14 are radially formed on the right side surface of the.
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2図示の
ように液圧通路17を介して液圧供給口18(液圧源に通じ
ている)に連通されている。On the other hand, the left side wall 7b of the case 7 has a plurality of pistons (pressing members) whose tips are in contact with the pressure plate 12.
15 ... 15 are slidably fitted and held in the axial direction, and a hydraulic chamber 16 for applying hydraulic pressure (hydraulic pressure) is formed on the rear surface of the piston 15, and the hydraulic chamber 16 is As shown in the second drawing, it communicates with a hydraulic pressure supply port 18 (which communicates with a hydraulic pressure source) via a hydraulic pressure passage 17.
更に、前記ケース7の左側壁部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3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。Further, the left side wall portion 7b of the case 7 is provided with a plurality of gap adjusting mechanisms 19 ... This gap adjusting mechanism 19
As shown in FIG. 3, a piston rod 21 biased to the left by a compression coil spring 20, a stopper plate 22 for regulating the left movement of the piston rod 21 by contact of a stepped surface of the piston rod 21, and the stopper plate And a friction ring 24 that restricts the right movement of the retainer 23 fixed to 22. The right end of the piston rod 21 is fixed to the pressure plate 12, and therefore the pressure plate 12 is biased to the left by the compression coil spring 20. Further, the friction ring 24 is moved left and right when a force equal to or greater than a predetermined force is applied, and in response to the left and right movement, a gap X between the collar member 25 fitted to the piston rod 21 and the retainer 23. That is, the moving range of the piston rod 21 is changed.
以上の構成に加えて、前記ディスクブレーキ装置1の中
空軸9と、駆動用電動機2の回転子軸3とは分離して構
成されており、この両軸9,3間の結合状態は以下に示す
構成とされている。In addition to the above configuration, the hollow shaft 9 of the disc brake device 1 and the rotor shaft 3 of the driving electric motor 2 are configured separately, and the connection state between the two shafts 9 and 3 is as follows. It is configured as shown.
即ち、第4図に示すように、中空軸9と回転子軸3との
間には断熱カップリング30が介設されている。具体的に
は、中空軸9の右端部には噛合凹凸面9aが形成されてお
り、この噛合凹凸面9aと断熱カップリング30の左端部に
形成された噛合凹凸面30aとが噛み合って結合されてい
ると共に、回転子軸3の左端部にも噛合凹凸面3bが形成
されており、この噛合凹凸面3bと断熱カップリング30の
右端部に形成された噛合凹凸面30bとが噛み合って結合
されているのである。この場合において、前記中空軸9
と回転子軸3との間には必ずしも断熱カップリング30を
介設する必要はなく、中空軸9の噛合凹凸面9aと回転子
軸3の噛合凹凸面3bとを噛み合い可能に形成して、この
両軸9,3を直接的に噛み合い結合させるようにしてもよ
い。That is, as shown in FIG. 4, a heat insulating coupling 30 is provided between the hollow shaft 9 and the rotor shaft 3. Specifically, a meshing uneven surface 9a is formed on the right end of the hollow shaft 9, and the meshing uneven surface 9a and the meshing uneven surface 30a formed on the left end of the heat insulating coupling 30 are engaged and coupled with each other. In addition, the meshing uneven surface 3b is also formed on the left end portion of the rotor shaft 3, and the meshing uneven surface 3b and the meshing uneven surface 30b formed on the right end portion of the heat insulating coupling 30 are meshed and coupled with each other. -ing In this case, the hollow shaft 9
The heat insulating coupling 30 does not necessarily have to be interposed between the rotor shaft 3 and the rotor shaft 3, and the meshing uneven surface 9a of the hollow shaft 9 and the meshing uneven surface 3b of the rotor shaft 3 are formed so that they can mesh with each other. The two shafts 9 and 3 may be directly meshed and coupled.
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/Carbon Composite
s)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5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コンポジットは符号(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、軽量、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。The rotor member 10 and the stator member 11 shown in FIGS. 2 and 3 are both made of C / C composite. This C / C composite (Carbon / Carbon Composite
s) is a carbon fiber produced by carbonizing and graphitizing heat treatment after strengthening the bond of carbon fiber with resin, pitch, etc.
It is a carbon composite material. As shown in FIG. 5, the temperature characteristic of steel has a characteristic curve indicated by reference numeral (a), whereas the C / C composite has a characteristic curve indicated by reference numeral (b). That is, the C / C composite has a tensile strength that is the same as or higher than that at room temperature even in the high temperature state. In addition to these, the properties of the C / C composite include light weight, high elasticity, fine structure with little anisotropy, excellent slidability and wear resistance.
以上の構成によれば、当該車両の走行時には、駆動用電
動機2の回転子軸3の回転に伴って、中空軸9及びロー
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15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10,10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10,1
0ひいては中空軸9及び回転子軸3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10,10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。更に、前記中空軸9と回転子
軸3とは分離して構成され且つ両軸9,3は噛み合い結合
により接続されているので(特に本実施例においては断
熱カップリング30が介設されているので)、前記各部材
10,10,11…11に生じる摩擦熱により温度上昇した中空軸
9から回転子軸3への熱伝導が少なくなり、これに伴っ
て駆動用電動機2内部の高温化が阻止され、仮に当該車
両の高速走行からを制動時に前記各部材10,10,11…11が
高温状態となった場合においても、中空軸9から回転子
軸3に伝導される熱量は比較的少ないものとなり、駆動
用電動機2の内部保護が良好に行われる。更に、中空軸
9の回転子軸3方向への熱膨張が、両軸を噛み合い結合
により接続することで回避することができる。そして、
ブレーキ指令が解除された場合には、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。According to the above configuration, when the vehicle is traveling, the hollow shaft 9 and the rotor members 10 and 10 rotate as the rotor shaft 3 of the drive motor 2 rotates, but in this case,
Since the hydraulic chamber 16 on the rear surface of the piston 15 is in a non-pressurized state, the piston 15 does not generate a force for pressing the pressure plate 12 to the right. The members 11 ... 11 can be freely rotated.
On the other hand, when the brake command is issued, the hydraulic chamber 16
Is in a pressurized state, and accordingly, the piston 15 moves to the right to press the pressing plate 12 and press the rotor members 10, 10 and the stator members 11 ... 11 against the stopper plate 13, which occurs at this time. The friction between the rotor members 10 and 10 and the stator members 11 to 11 causes friction between the rotor members 10 and 1.
As a result, the hollow shaft 9 and the rotor shaft 3 stop rotating. In this case, the amount of heat generated during braking of the vehicle is
Since it is dispersed as frictional heat generated at a plurality of points between the rotor members 10, 10 and the stator members 11, ... 11, the heat generation amount of each member 10, 10, 11, ... It will be reduced. Further, since the hollow shaft 9 and the rotor shaft 3 are constructed separately and both shafts 9 and 3 are connected by meshing connection (especially in this embodiment, the heat insulating coupling 30 is provided). So), each of the above members
Friction heat generated in 10, 10, 11, ... 11 reduces heat conduction from the hollow shaft 9 to the rotor shaft 3 whose temperature has risen, which prevents the internal temperature of the driving electric motor 2 from increasing, and the vehicle is temporarily tentatively heated. 11 when the above-mentioned members 10, 10, 11 ... 11 are in a high temperature state during braking from the high speed running, the amount of heat conducted from the hollow shaft 9 to the rotor shaft 3 becomes relatively small, and the drive motor is driven. 2. Internal protection of 2 is performed well. Furthermore, thermal expansion of the hollow shaft 9 in the direction of the rotor shaft 3 can be avoided by connecting both shafts by meshing connection. And
When the brake command is released, the pressure plate 12 moves leftward by the spring force of the compression coil spring 20 of the gap adjusting mechanism 19 and returns to the initial position.
尚、当該車両の制動時に発生した熱量はロータ部材10,1
0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。The amount of heat generated during braking of the vehicle is the rotor member 10,1.
0 and the stator members 11 ... 11 will store heat,
This amount of heat is suitably radiated by the configuration shown below.
即ち、中空軸9の内孔60の左端は開口され且つこの開口
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11…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(ステンレス製)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、中
空軸9の左右両端部に穿設された通孔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
ス左側壁部7bとの間の隙間及びストッパプレート13とケ
ース右側壁部7aとの間の隙間(スリット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、ストッパプレート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。That is, the left end of the inner hole 60 of the hollow shaft 9 is opened and this opening is used as an air introduction port 61, and a filter 62 is attached to the left side of the air introduction port 61, and the plurality of the plurality of holes are formed. A thin metal ring plate 63 (made of stainless steel) is attached to the key members 8 ... 8 so as to cover the outer peripheral portions of the rotor members 10, 10 and the stator members 11 ... 11 over the entire circumference. Then, the air taken in through the air introduction port 61 passes through the through holes 64 and 65 formed at both left and right ends of the hollow shaft 9, and as shown by arrows x and y, the pressure plate 12 and Flows into the gap between the case left side wall 7b and the gap between the stopper plate 13 and the case right side wall 7a (slit 14),
Further, it passes through the gap W between the metal ring plate 63 and the inner peripheral surface of the case and is discharged to the outside from the air discharge port 66. By passing the cooling air in this way, the pressure plate
Heat is radiated from the stopper plate 13, the stopper plate 13, and the metal ring plate 63 to prevent the rotor members 10, 10 and the stator members 11 ... 11 from excessively rising in temperature.
以上のように本発明によれば、鉄道車両用ブレーキ装置
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て、偏摩耗の
発生や寿命の低下等の不具合が回避されると共に、当該
装置のレイアウトの簡素化や取付性の容易化等をも図り
得るという利点が得られることとなる。As described above, according to the present invention, by using a multi-plate type disc brake device having a plurality of rotor members and a plurality of stator members as a railway vehicle braking device, braking of the vehicle is performed. The heat generated at times is dispersed as frictional heat generated at multiple points between the members, and the heat generation amount of each member is reduced, resulting in uneven wear and shortened life. It is possible to obtain the advantages that the above can be avoided, and that the layout of the device can be simplified and the mountability can be facilitated.
更に、前記多板式のディスクブレーキ装置の回転軸と駆
動用電動機の回転子軸とを分離して構成し且つこの両軸
を噛み合い結合によって接続したことにより、制動時に
前記ブレーキ装置にて発生した熱が回転軸から回転子軸
に伝導される度合が少なくなり、これにより、駆動用電
動機内部の温度が限界温度を超えて上昇するといった事
態が回避され、当該電動機のコイル線の焼損や回転子軸
の軸受の早期損傷等の不具合が生じなくなるという利点
が得られることとなる。又、前記回転軸と回転子軸との
間の隙間により、熱膨張した回転軸がこの隙間を埋める
方向に滑りながら移動し、ベアリングに対して発生する
スラスト力が防止されることとなる。加えて、回転軸と
回転子軸との軸芯調整を行う場合にも、両軸芯間に隙間
が介在することにより両軸芯のずれに対する許容幅が大
きく、容易に調整を行い得ることとなる。Further, since the rotary shaft of the multi-plate disc brake device and the rotor shaft of the drive motor are configured separately and both shafts are connected by meshing connection, heat generated in the brake device during braking is obtained. Is less likely to be transmitted from the rotary shaft to the rotor shaft, thereby avoiding a situation in which the temperature inside the drive motor exceeds the limit temperature and rises, and the burnout of the coil wire of the motor and the rotor shaft are avoided. It is possible to obtain an advantage that defects such as early damage of the bearing of 1 are not caused. Further, due to the gap between the rotary shaft and the rotor shaft, the thermally expanded rotary shaft slides in the direction of filling the gap, and the thrust force generated on the bearing is prevented. In addition, even when adjusting the axis of the rotary shaft and the rotor shaft, the gap between the two axes allows a large tolerance for misalignment of the two axes, and the adjustment can be easily performed. Become.
第1図乃至第5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
概略正面図、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側面図、第3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正面
図、第4図は回転子軸と中空軸との結合状態を示す部品
分解配列斜視図、第5図はC/Cコンポジットの特性を示
すグラフである。また、第6図は一の従来例を示す概略
平面図、第7図は他の従来例を示す概略平面図である。 1……ディスクブレーキ装置 2……駆動用電動機 3……回転子軸 5……車軸 8……キー部材 9……回転軸(中空軸) 10……ロータ部材 11……ステータ部材 15……押圧部材(ピストン)1 to 5 show an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a schematic front view showing a mounted state of a railway vehicle disc brake device, FIG. 2 is a side view of a longitudinal section of an essential part showing an internal structure of the railway vehicle disc brake device, and FIG. 3 is an inside of the railway vehicle disc brake device. FIG. 4 is a perspective view showing a structure of a main part in a longitudinal section, FIG. 4 is a perspective view of a disassembled part showing a coupling state of a rotor shaft and a hollow shaft, and FIG. Further, FIG. 6 is a schematic plan view showing one conventional example, and FIG. 7 is a schematic plan view showing another conventional example. 1 ... Disc brake device 2 ... Drive motor 3 ... Rotor shaft 5 ... Axle 8 ... Key member 9 ... Rotating shaft (hollow shaft) 10 ... Rotor member 11 ... Stator member 15 ... Pressing Material (piston)
Claims (1)
た駆動用電動機の回転子軸の端部に、該回転子軸と共に
回転し且つ該回転子軸の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を設け、このディスクブレ
ーキ装置の回転軸と前記駆動用電動機の回転子軸とを分
離して構成し且つこの両者を噛み合い結合により接続し
たことを特徴とする鉄道車両用ディスクブレーキ装置。1. A plurality of rotors of a driving electric motor connected to an axle of a railroad vehicle so as to be capable of transmitting rotation, which are rotatable with the rotor shaft and slidable in the axial direction of the rotor shaft. A plurality of rotor members, a plurality of stator members arranged between each of the plurality of rotor members, and attached to the key member slidably only in the axial direction, and the rotor member and the stator member. A multi-plate type disc brake device having a pressing member for applying power is provided, and a rotary shaft of the disc brake device and a rotor shaft of the driving electric motor are separated from each other and connected by meshing connection. A disc brake device for a railroad vehicle characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2150349A JPH0747389B2 (en) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Disc brake device for railway vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2150349A JPH0747389B2 (en) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Disc brake device for railway vehicles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0443156A JPH0443156A (en) | 1992-02-13 |
JPH0747389B2 true JPH0747389B2 (en) | 1995-05-24 |
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ID=15495051
Family Applications (1)
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JP (1) | JPH0747389B2 (en) |
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JP4841198B2 (en) * | 2005-08-09 | 2011-12-21 | 株式会社アマダ | Servo motor for press drive with brake mechanism |
JP2011035954A (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Motor drive and motor-driven vehicle for mounting the same |
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1990
- 1990-06-08 JP JP2150349A patent/JPH0747389B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0443156A (en) | 1992-02-13 |
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