(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と一体に回転するブレーキディスクと、
このブレーキディスクを挟んで摩擦力を付与する対の制輪子と、
この制輪子を車両側に支持するブレーキキャリパと、
このブレーキキャリパから突出して制輪子をブレーキディスクに押し付けるブレーキピストンと、
ブレーキキャリパに支持ピンを介して回動可能に支持されるアームと、
このアームを回動させて梃子の原理で制輪子をブレーキディスクに押し付けるパーキングブレーキ機構と、
を備え、
パーキングブレーキ機構は、前記ブレーキキャリパに組み付けられ、
アームを回動させて制輪子をブレーキディスクに押し付けるブレーキスプリングと、
このブレーキスプリングに抗してアームを回動させて制輪子をブレーキディスクから離すブレーキ解除アクチュエータとからなり、
ブレーキ解除アクチュエータは、有底円筒状のシリンダチューブと、このシリンダチューブの開口端を塞ぐエンドプレートと、このエンドプレートを摺動可能に貫通するピストンロッドとを備え、
一方のアームは、回動可能にブレーキキャリパに支持され、先端部が一方の制輪子に当接し、基端部がブレーキ解除アクチュエータのシリンダチューブに回動可能に連結され、
他方のアームは、回動可能にブレーキキャリパに支持され、先端部が他方の制輪子に当接し、基端部がブレーキ解除アクチュエータのピストンロッドに回動可能に連結され、
前記支持ピンは、前記アームに対して前記アームの長手方向の任意の位置に変位可能に前記ブレーキキャリパに支持されることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記ブレーキキャリパは、
車両側に連結されるフランジ部と、
ブレーキディスクを挟むように延びる対のヨーク部と、
このフランジ部およびヨーク部を結ぶ基端部とを有し、
この基端部にブレーキ解除アクチュエータを挿通させる貫通穴を形成した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。
【請求項３】
前記アームは、前記支持ピンが貫通する支持穴を有し、この支持穴は前記アームの長手方向に長穴形状に形成され、
前記支持ピンを前記ブレーキキャリパに固定するブラケットを設け、このブラケットは前記ブレーキキャリパにボルトにより固定され、前記ブラケットのボルト穴は前記アームの長手方向に長穴形状に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項４】
前記ブレーキ解除アクチュエータを車両の懸架エアバネから導かれる空気圧によって作動させる構成としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のディスクブレーキ装置。
【請求項５】
前記ブレーキ解除アクチュエータに複数の前記ブレーキスプリングを並列に介装したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両等に備えられるディスクブレーキ装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のディスクブレーキ装置として、例えば特開平１０−２６７０５８号公報にも開示されているように、車輪と一体に回転するブレーキディスクと、ブレーキディスクを挟んで摩擦力を付与する制輪子等を備え、車輪を制動するものがある。
【０００３】
また、海外では上記ディスクブレーキ装置を停車時に作動させてパーキングブレーキとして用いるものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパーキングブレーキ機能を持つディスクブレーキ装置にあっては、停車時にディスクブレーキ装置を作動させる駆動機構がディスクブレーキ装置と別体で車両側に取り付けられる構造となっていたため、装置が大型化するとともに、装置の取り付けに手間がかかるという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、パーキングブレーキ機能を持つディスクブレーキ装置において、装置の取り付けを容易にし、かつコンパクト化をはかることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、車輪と一体に回転するブレーキディスクと、このブレーキディスクを挟んで摩擦力を付与する対の制輪子と、この制輪子を車両側に支持するブレーキキャリパと、このブレーキキャリパから突出して制輪子をブレーキディスクに押し付けるブレーキピストンと、ブレーキキャリパに支持ピンを介して回動可能に支持されるアームと、このアームを回動させて梃子の原理で制輪子をブレーキディスクに押し付けるパーキングブレーキ機構と、を備え、パーキングブレーキ機構は、前記ブレーキキャリパに組み付けられ、アームを回動させて制輪子をブレーキディスクに押し付けるブレーキスプリングと、このブレーキスプリングに抗してアームを回動させて制輪子をブレーキディスクから離すブレーキ解除アクチュエータとからなり、ブレーキ解除アクチュエータは、有底円筒状のシリンダチューブと、このシリンダチューブの開口端を塞ぐエンドプレートと、このエンドプレートを摺動可能に貫通するピストンロッドとを備え、一方のアームは、回動可能にブレーキキャリパに支持され、先端部が一方の制輪子に当接し、基端部がブレーキ解除アクチュエータのシリンダチューブに回動可能に連結され、他方のアームは、回動可能にブレーキキャリパに支持され、先端部が他方の制輪子に当接し、基端部がブレーキ解除アクチュエータのピストンロッドに回動可能に連結され、前記支持ピンは、前記アームの長手方向の任意の位置に変位可能に前記ブレーキキャリパに支持されることを特徴とするものとした。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、ブレーキキャリパは、車両側に連結されるフランジ部と、ブレーキディスクを挟むように延びる対のヨーク部と、フランジ部およびヨーク部を結ぶ基端部とを有し、基端部にブレーキ解除アクチュエータを挿通させる貫通穴を形成したことを特徴とするものとした。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記アームは、前記支持ピンが貫通する支持穴を有し、この支持穴は前記アームの長手方向に長穴形状に形成され、前記支持ピンを前記ブレーキキャリパに固定するブラケットを設け、このブラケットは前記ブレーキキャリパにボルトにより固定され、前記ブラケットのボルト穴は前記アームの長手方向に長穴形状に形成されることを特徴とするものとした。
【００１１】
第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明において、ブレーキ解除アクチュエータを車両の懸架エアバネから導かれる空気圧によって作動させる構成としたことを特徴とするものとした。
【００１２】
第５の発明は、第１から第４のいずれか一つの発明において、ブレーキ解除アクチュエータに複数のブレーキスプリングを並列に介装したことを特徴とするものとした。
【００１３】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、運転中の制動時にブレーキピストンがブレーキキャリパから突出作動し、制輪子がブレーキディスクに押し付けられて摩擦力を付与し、車輪を制動する。
【００１４】
停車時等にパーキングブレーキ機構がアームを回動し、制輪子が梃子の原理でブレーキディスクに押し付けられて摩擦力を付与し、車輪を制動する。
また、運転中の非制動時にブレーキ解除アクチュエータがアームをブレーキスプリングに抗して回動させ、ブレーキピストンの作動による制輪子の動きを干渉しない。停車時にブレーキ解除アクチュエータの作動が解除されると、ブレーキスプリングの付勢力によりアームが回動し、制輪子がブレーキディスクに押し付けられて摩擦力を付与し、車輪を制動する。
パーキングブレーキ機構がブレーキキャリパに組み付けられる構造により、装置のコンパクト化がはかれる。そして、ブレーキキャリパとブレーキ解除アクチュエータとがユニット化されるため、ブレーキキャリパと共にパーキングブレーキ機構を台車本体に取り付けることが可能となり、装置の取り付けを容易に行える。
【００１８】
第２の発明によると、ブレーキキャリパの基端部にブレーキ解除アクチュエータを挿通させる貫通穴が形成されているため、ブレーキキャリパの軽量化をはかるとともに、ブレーキキャリパの剛性を確保できる。
【００１９】
第３の発明によると、ブレーキキャリパおよびアームに対する支持ピンの取付位置を、アーム回動先端部に要求される押し付け力およびストローク等に応じて任意に調節できる。
【００２０】
第４の発明によると、列車の走行時に懸架エアバネの圧力上昇に伴って自動的にブレーキ解除アクチュエータが作動し、パーキングブレーキ機構の作動が解除される。停車時に懸架エアバネの空気圧が抜かれるのに伴ってブレーキ解除アクチュエータの空気圧が抜かれ、車輪を制動することが可能となる。ブレーキ解除アクチュエータに加圧空気を供給する空気圧源を新たに設ける必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【００２１】
第５の発明によると、ブレーキスプリングの介装スペースを抑えながら、ブレーキスプリングの付勢力を確保できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に示すように、ディスクブレーキ装置は、車輪２の側部に形成されたブレーキディスク３と、ブレーキディスク３を挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子５，６と、左右の制輪子５，６を図示しない台車本体（車両）側に支持するブレーキキャリパ１と、ブレーキ油圧の供給を受けてブレーキキャリパ１から突出し左右の制輪子５，６をブレーキディスク３に押し付けるブレーキピストン７と、左右の制輪子５，６をブレーキディスク３から離すように付勢するブレーキ解除スプリングユニット８とを備える。
【００２４】
図２に示すように、ブレーキキャリパ１は、図示しない台車本体側に締結されるフランジ部１１と、車輪２のブレーキディスク３を挟むように延びる左右のヨーク部１２，１３と、このフランジ部１１およびヨーク部１２，１３を結ぶ基端部１４とを有し、これらが一体に形成されている。左右のヨーク部１２，１３には２つのブレーキピストン７と２つのブレーキ解除スプリングユニット８がそれぞれ支持されている。
【００２５】
ディスクブレーキ装置は、ブレーキキャリパ１に回動可能に支持される左右のアーム３０，４０と、主として停車時に各アーム３０，４０を回動させて左右の制輪子５，６を梃子の原理でブレーキディスク３に押し付けるパーキングブレーキ機構２０を備える。このパーキングブレーキ機構２０は、各アーム３０，４０を回動させて各制輪子５，６をブレーキディスク３に押し付ける後述するブレーキスプリングと、ブレーキスプリングに抗して各アーム３０，４０を回動させ左右の制輪子５，６をブレーキディスク３から離すブレーキ解除アクチュエータ２１とを備える。
【００２６】
図４に示すように、ブレーキ解除アクチュエータ２１は、円筒状のシリンダチューブ２２と、シリンダチューブ２２の内側に摺動可能に嵌合するピストン２３と、シリンダチューブ２２の開口端を塞ぎピストン２３との間で空気圧室２７を画成するエンドプレート２８と、ピストン２３に連結されエンドプレート２８を摺動可能に貫通するピストンロッド２９とを備える。エンドプレート２８とピストンロッド２９の間にはダストブーツ１９が介装される。
【００２７】
図４において、５２は図示しない台車に車体を支持する懸架エアバネである。空気圧室２７は切換弁５１を介して懸架エアバネ５２に連通する。懸架エアバネ５２と空気圧室２７には走行時に空気圧源５３から加圧空気が供給され、停車時に大気圧が導かれる。このため、電気系統の失効時等にディスクブレーキ装置を作動させられる。また、切換弁５１を作動させて走行中でも空気圧室２７に大気圧が導かれる構成として、電気系統の失効時等に備えても良い。
【００２８】
前述したパーキングブレーキ機構２０を構成するブレーキスプリングとして、第一ブレーキスプリング２５と第二ブレーキスプリング２６がブレーキ解除アクチュエータ２１に内蔵される。第一ブレーキスプリング２５および第二ブレーキスプリング２６はコイル状に形成され、シリンダチューブ２２の底部２４とピストン２３の間に圧縮された状態で、シリンダチューブ２２内に同心上に並んで並列に介装される。第一ブレーキスプリング２５および第二ブレーキスプリング２６はそれぞれの付勢力によりピストンロッド２９を突出させ、各アーム３０，４０を回動させて各制輪子５，６をブレーキディスク３に押し付ける。
【００２９】
図１に示すように、左のアーム３０は支持ピン３１を介して回動可能に支持されるアーム支持穴３２と、制輪子５の背部に当接するアーム回動先端部３３と、ブレーキ解除アクチュエータ２１のピストンロッド２９の端部にピン３５を介して連結されるアーム基端部３４とを有する。
【００３０】
右のアーム４０は支持ピン４１を介して回動可能に支持されるアーム支持穴４２と、制輪子６の背部に当接するアーム回動先端部４３と、ブレーキ解除アクチュエータ２１のシリンダチューブ２２の端部にピン４５を介して連結されるアーム基端部４４とを有する。
【００３１】
図３に示すように、支持ピン４１はブレーキキャリパ１にブラケット１６，１７を介して固定される。支持ピン４１はブッシュ４６を介してアーム支持穴４７に回動可能に嵌合している。なお、左側のパーキングブレーキ機構のアーム３０もアーム４０と同様の支持構造をしている。つまり、左右のアーム３０，４０は、支持ピン３１，４１がその支点となり、アーム回動先端部３３，４３がその作用点となり、ブレーキ解除アクチュエータ２１との連結点であるピン３５，４５がその力点となっている（図１参照）。
【００３２】
また、ブレーキ解除アクチュエータ２１がブレーキキャリパ１の基端部１４を挿通して設けられ、ブレーキキャリパ１にパーキングブレーキ機構２０が組み付けられ、両者がユニット化される。
【００３３】
次に、ブレーキキャリパ１の基端部１４にブレーキ解除アクチュエータ２１を挿通させる貫通穴１８が形成される。この貫通穴１８はブレーキ解除アクチュエータ２１の挙動を干渉しないように設けられている。
【００３４】
図１の平面図上において、ブレーキ解除アクチュエータ２１はブレーキキャリパ１の台車本体側に締結されるフランジ部１１と車輪２のブレーキディスク３を挟むように延びる左右のヨーク部１２，１３との間に配置される。
【００３５】
ブレーキ解除アクチュエータ２１はブレーキピストン７のストローク方向と平行に配置され、各アーム３０，４０がブレーキキャリパ１に沿って配置され、装置のコンパクト化がはかれる。
【００３６】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用を説明する。
【００３７】
運転中の制動時に配管９を介して導かれる油圧により各ブレーキピストン７がブレーキキャリパ１から突出作動し、左右の制輪子５，６がブレーキディスク３に押し付けられて摩擦力を付与し、車輪２を制動する。
【００３８】
運転中の非制動時にブレーキ解除スプリングユニット８に内蔵されているブレーキスプリング（図示せず）がその付勢力により左右の制輪子５，６をブレーキディスク３から離す。このとき、ブレーキ解除アクチュエータ２１に加圧空気が導入されて収縮しており、左右のアーム３０，４０の回動先端部３３，４３を制輪子５，６から離し、ブレーキピストン７の作動による制輪子５，６の動きを干渉しない。
【００３９】
停車時に懸架エアバネ５２の空気圧が抜かれるのに伴ってブレーキ解除アクチュエータ２１の空気圧が抜かれる。これに伴ってブレーキ解除アクチュエータ２１は第一ブレーキスプリング２５および第二ブレーキスプリング２６の付勢力により伸張作動し、左右のアーム３０，４０が各支持ピン３１，４１を支点として回動し、各回動先端部３３，４３が当接する各制輪子５，６がブレーキディスク３に押し付けられて摩擦力を付与し、車輪２を制動する。
【００４０】
ブレーキ解除アクチュエータ２１の空気圧室２７を懸架エアバネ５２と共通の空気圧源５３に連通させる構造により、列車の走行時に懸架エアバネの圧力上昇に伴って自動的にブレーキ解除アクチュエータ２１が伸張してパーキングブレーキ機構２０の作動が解除される。この結果、ブレーキ解除アクチュエータ２１に加圧空気を供給する空気圧源を新たに設ける必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【００４１】
ブレーキ解除アクチュエータ２１がブレーキキャリパ１の基端部１４に挿通して設けられる構造により、ディスクブレーキ装置のブレーキキャリパ１とパーキングブレーキ機構２０とがユニット化されるため、ブレーキキャリパ１と共にブレーキ解除アクチュエータ２１を台車本体に取り付けることが可能となる。そして、本発明に係るパーキングブレーキ機構２０を備えるディスクブレーキ装置を台車に取り付けるのにあたって、台車に対する設計変更を必要とせず、実施が容易に行える。
【００４２】
ブレーキ解除アクチュエータ２１はブレーキキャリパ１のフランジ部１１とヨーク部１２，１３との間に配置されるため、装置のコンパクト化がはかれる。
【００４３】
ブレーキキャリパ１の基端部１４にブレーキ解除アクチュエータ２１を挿通させる貫通穴１８が形成されているため、ブレーキキャリパ１の軽量化をはかるとともに、ブレーキキャリパ１の剛性を確保できる。
【００４４】
ブレーキキャリパ１の基端部１４にブレーキ解除アクチュエータ２１が挿通して設けられる構造により、上記アーム３０，４０の支持ピン３１，４１とピン３５，４５間の長さが制限される。これに対処して、ブレーキ解除アクチュエータ２１内にコイル状の第一ブレーキスプリング２５および第二ブレーキスプリング２６が並列に介装されるため、アーム回動先端部３３，４３から制輪子５，６に働く力を十分に確保できる。
【００４５】
他の実施の形態として、図５に示すように、ブレーキキャリパおよびアーム４０に対する支持ピン４１の取付位置を調節する支点位置調節機構６０を設けてもよい。
【００４６】
アーム４０は支持ピン４１を介して回動可能に支持されるアーム支持穴４８が長穴形状に形成され、支持ピン４１がアーム４０をその長手方向にスライド可能に支持している。
【００４７】
支持ピン４１をブレーキキャリパに固定するブラケット１６，１７は、図示しないボルトを介してブレーキキャリパに締結される。支点位置調節機構６０として、ブラケット１６，１７のボルト穴６１，６２が長穴形状に形成され、ブレーキキャリパに対する支持ピン４１の位置をアーム４０の長手方向に調節できる構成となっている。
【００４８】
左右のアーム３０，４０は、支持ピン３１，４１がその支点となり、アーム回動先端部３３，４３がその作用点となり、ピン３５，４５がその力点となっている。このため、アーム３０，４０の支持ピン３１，４１とピン３５，４５との間を長くすると、アーム回動先端部３３，４３から制輪子５，６に働く力が大きくなる。
【００４９】
本実施の形態では、ブレーキキャリパおよびアーム４０に対する支持ピン４１の取付位置を調節して、アーム回動先端部に要求される押し付け力およびストローク等を任意に設定される。
【００５０】
他の実施の形態として、ブレーキ解除アクチュエータを油圧シリンダまたは電動アクチュエータで構成してもよい。
【００５１】
本発明は上記の実施の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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すディスクブレーキ装置の平面図。
【図２】同じく側面図。
【図３】同じく図２のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【図４】同じくブレーキ解除アクチュエータの断面図。
【図５】他の実施の形態を示す支点位置調節機構の斜視図。
【符号の説明】
１  ブレーキキャリパ
２  車輪
３  ブレーキディスク
４  ブレーキディスク
５  制輪子
６  制輪子
７  油圧ピストン
８  ブレーキ解除スプリングユニット
１１  フランジ部
１２  ヨーク部
１３  ヨーク部
１４  基端部
２０  パーキングブレーキ機構
２１  ブレーキ解除アクチュエータ
３０  アーム
３１  支持ピン
４０  アーム
４１  支持ピン
６０  支点位置調節機構
【図１】
0003711330.tif 000002
【図２】
0003711330.tif 000003
【図３】
0003711330.tif 000004
【図４】
0003711330.tif 000005
【図５】
0003711330.tif 000006