(57)【要約】【課題】ピストン、弾性膜等の耐熱性を確保できるキャリパブレーキ装置を提供する。【解決手段】車輪５と共に回転するディスク６を挟んで摩擦力を付与する車両用キャリパブレーキ装置であって、制動時に駆動圧力室６３に導かれる流体圧力により弾性膜５０が膨らんでピストン６５が制輪子７をディスク６に押付ける構成とし、ピストン６５は、制輪子７に当接するピストン押圧面６５ａの当接面積が弾性膜５０に押圧されるピストン背面６５ｂの押圧面積より小さく形成される構成とした。【選択図】図２
2012035672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転するディスクを挟んで摩擦力を付与する車両用キャリパブレーキ装置であって、
車体に支持されるキャリパ本体と、
前記ディスクに摺接して摩擦力を付与する制輪子と、
この制輪子をディスクに押付けるアクチュエータと、を備え、
このアクチュエータは、
前記キャリパ本体に取付けられる弾性膜と、
この弾性膜によって画成され制動時に流体圧力が供給される駆動圧力室と、
前記弾性膜と前記制輪子の間に介装されるピストンと、を備え、
制動時に前記駆動圧力室に導かれる流体圧力により前記弾性膜が膨らんで前記ピストンが前記制輪子を前記ディスクに押付ける構成とし、
前記ピストンは、
前記制輪子に当接するピストン押圧面の当接面積が、前記弾性膜に押圧されるピストン背面の押圧面積より小さく形成されることを特徴とするキャリパブレーキ装置。
【請求項２】
前記制輪子は、
前記ディスクに摺接するライニングと、
このライニングを支持するライニング背板と、
このライニング背板を支持するガイドプレートと、を備え、
前記ピストンは、
前記ガイドプレートを押圧するピストン押圧面と、
このピストン押圧面に対して凹状に窪むピストン断熱凹部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のキャリパブレーキ装置。
【請求項３】
前記制輪子の側面上において前記ピストン押圧面は前記ライニングが前記ディスクに摺接する摺接領域含む領域に形成され、
前記制輪子の側面上において前記ピストン断熱凹部は前記ライニングが前記ディスクに摺接しない非摺接領域を含む領域に形成されることを特徴とする請求項２に記載のキャリパブレーキ装置。
【請求項４】
前記制輪子は複数の前記ライニングが並んで設けられ、
前記制輪子の側面上において前記ピストン押圧面は前記ライニングが並ぶ列に沿って帯状に形成される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キャリパブレーキ装置。
【請求項５】
前記制輪子の側面上において前記ピストン押圧面は前記ディスクの回転周方向に沿って形成される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キャリパブレーキ装置。
【請求項６】
前記制輪子の側面上において前記ピストン押圧面は前記ディスクの回転径方向に沿って形成される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キャリパブレーキ装置。
【請求項７】
前記制輪子を支持するガイドプレートと、
前記キャリパ本体に前記ガイドプレートを前記ディスクに対して進退可能に支持するアンカピンと、
前記ピストンを前記ガイドプレートに結合する結合手段と、を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のキャリパブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪と共に回転するディスクを挟んで摩擦力を付与するキャリパブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道車両の油圧ブレーキは空気圧源から供給される空気圧を油圧に変換する空油変換器を搭載し、この空油変換器から油圧配管を介して供給される油圧によりキャリパブレーキ装置を作動させるようになっている。
【０００３】
特許文献１、２には、油圧によって作動する鉄道車両用の油圧式キャリパブレーキ装置が開示されている。
【０００４】
近年、鉄道車両に空気圧源から供給される空気圧によって作動する空気圧式キャリパブレーキ装置を搭載し、上記の空油変換器と油圧配管を廃止することが望まれている。
【０００５】
特許文献３に開示された空気圧式ブレーキ装置は、駆動圧力室を画成する弾性膜と、この弾性膜と制輪子の間に介装されるピストンとを備え、制動時に駆動圧力室に導かれる空気圧力により弾性膜が膨らんでピストンが制輪子をディスクに押付けるようになっている。
【特許文献１】特開平８−２２６４６９号公報
【特許文献２】特開平８−２２６４７１号公報
【特許文献３】特開２００９−１６２２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に開示された空気圧式ブレーキ装置にあっては、ピストンが制輪子の背面を広い範囲で押圧する楕円形状のピストン押圧面を有し、制輪子に当接するピストン押圧面の当接面積が大きいため、制輪子に生じる摩擦熱が、制輪子からピストン押圧面を介してピストン、弾性膜等に伝わりやすく、ピストン、弾性膜等耐熱性を確保することが難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ピストン、弾性膜等の耐熱性を確保できるキャリパブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車輪と共に回転するディスクを挟んで摩擦力を付与する車両用キャリパブレーキ装置であって、車体に支持されるキャリパ本体と、ディスクに摺接して摩擦力を付与する制輪子と、この制輪子をディスクに押付けるアクチュエータと、を備え、このアクチュエータは、キャリパ本体に取付けられる弾性膜と、この弾性膜によって画成され制動時に流体圧力が供給される駆動圧力室と、弾性膜と制輪子の間に介装されるピストンと、を備え、制動時に駆動圧力室に導かれる流体圧力により弾性膜が膨らんでピストンが制輪子をディスクに押付ける構成とし、ピストンは、制輪子に当接するピストン押圧面の当接面積が弾性膜に押圧されるピストン背面の押圧面積より小さく形成されるものとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、ピストンは、弾性膜に押圧されるピストン背面の押圧面積に対して制輪子に当接するピストン押圧面の当接面積が削減されるため、制輪子に生じる摩擦熱がピストンと弾性膜に伝達されることが抑制され、弾性膜、ピストン等の耐熱性が十分に確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を示すキャリパブレーキ装置の平面図。
【図２】同じくキャリパブレーキ装置の縦断面図。
【図３】同じくキャリパブレーキ装置の側面図。
【図４】同じく（ａ）はピストンの側面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図５】他の実施形態を示すピストンの側面図。
【図６】他の実施形態を示すピストンの側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜３は、本発明の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置１の三面図でありる。図３はキャリパブレーキ装置１を車両の右側から見た側面図である。図１は図３の矢印Ｂ方向から見た平面図である。図２は図３のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸が設定され、Ｘ軸が水平横方向、Ｙ軸が鉛直方向、Ｚ軸が水平前後方向に延びるものとする。
【００１３】
図１に示すように、鉄道車両に搭載されるキャリパブレーキ装置１は、左右の制輪子７の間に車輪５のディスク６を挟持し、車輪５の回転を制動する。
【００１４】
図２において、Ｏは車輪５の回転中心軸であり、Ｈは回転中心軸Ｏに直交する車輪５の中心線である。図１、図３において、２０は鉄道車両の図示しない台車（車体）上に固定される支持枠であり、１０はこの支持枠２０に支持されるキャリパ本体である。
【００１５】
図３に示すように、キャリパ本体１０は、支持枠２０に上下スライドピン３１、３２によってＸ軸方向に摺動可能にフローティング支持される。
【００１６】
キャリパ本体１０は、車輪５のディスク６に跨るようにして延びる左右のキャリパアーム１２と、左右のキャリパアーム１２を結ぶヨーク部１３とを有する。
【００１７】
左のキャリパアーム１２の上下端部にアンカブロック４８がボルト４２を介してそれぞれ締結される（図１参照）。左のキャリパアーム１２には、支持レール（図示せず）が一体形成される。この支持レールにはアリ溝が形成され、このアリ溝に左の制輪子７のライニング背板（図示せず）が差し込まれる。制輪子７は、支持レールに差し込まれるとともに、その上下端がアンカブロック４８に設けられるアンカピン４３に係合することによって抜け止めされ、左のキャリパアーム１２に固定される（図１参照）。
【００１８】
図３に示すように、右のキャリパアーム１２の上下端部にアジャスタ４１がボルト４２を介してそれぞれ締結される。上下のアジャスタ４１はＸ軸方向に突出するアンカピン４３を備える。上下のアンカピン４３を介して制輪子７及びそのガイドプレート（支持板）８の両端部がそれぞれ支持される。
【００１９】
図２に示すように、制輪子７は、ディスク６に摺接する摩擦材としてライニング９を備えるとともに、このライニング９の背部が取付けられる金属製のライニング背板１９を備える。
【００２０】
ライニング９は、円盤状に形成され、リベット１７を介してライニング背板１９に結合される。ライニング９とライニング背板１９の間には図示しない皿バネが介装されている。
【００２１】
ガイドプレート８にはＹ軸方向に延びるアリ溝８ｃが形成され、このアリ溝８ｃに制輪子７のライニング背板１９のエッジ部１９ａが差し込まれる。これにより、キャリパアーム１２にガイドプレート８を介して制輪子７のライニング背板１９が支持される。
【００２２】
上下のアンカピン４３には環状段部４３ｂがそれぞれ形成される。ガイドプレート８の上端部には環状段部４３ｂに係合する係合穴８ａが形成される。ガイドプレート８の下端部には環状段部４３ｂに係合する係合凹部８ｂが形成される（図２参照）。
【００２３】
制輪子７は、ガイドプレート８の上下端部が各アンカピン４３の環状段部４３ｂに係合することにより、ディスク６に対して進退可能に支持され、ライニング背板１９の上下端部が各アンカピン４３に係合することにより、その制動反力が支持される。
【００２４】
アジャスタ４１にはアンカピン４３の露出部を覆うゴム製のブーツ４６が介装され、このブーツ４６によってダストから保護される（図２参照）。
【００２５】
制輪子７の交換時には、まず、下側のアジャスタ４１がキャリパアーム１２から取り外され、制輪子７のライニング背板１９に対するアンカピン４３の係合が解除される。次に、ガイドプレート８のアリ溝８ｃに沿って制輪子７が下方に抜き取られる。次に、新しい制輪子７がガイドプレート８のアリ溝８ｃに差し込まれる。次に、下側のアジャスタ４１がキャリパアーム１２に取付けられ、ガイドプレート８がアンカピン４３に係合して支持されるとともに、ライニング背板１９がアンカピン４３に係合して制輪子７の抜け止めが行われる。こうして、制輪子７を着脱する作業がガイドプレート８を介して行われる。
【００２６】
アジャスタ４１はアンカピン４３を介して制輪子７をディスク６から離す方向に付勢する戻しバネ４４と、制動解除時に制輪子７とディスク６の隙間を略一定に調整する隙間調整機構４５を備える。制動解除時に制輪子７は戻しバネ４４の付勢力によってディスク６から離され、隙間調整機構４５によってディスク６との隙間Ｗが略一定に調整される。
【００２７】
右のキャリパアーム１２にガイドプレート８を介して制輪子７をディスク６に押圧するアクチュエータ６０が設けられる。アクチュエータ６０は、各アジャスタ４１の間に配置される。
【００２８】
アクチュエータ６０は、鉄道車両に搭載される空気圧源からこの駆動圧力室６３に供給される加圧空気（気体）によって弾性膜５０がピストン６５を介して制輪子７を押圧作動する。
【００２９】
アクチュエータ６０は、キャリパアーム１２に形成される収容壁１２ｂと、この収容壁１２ｂに取付けられる弾性膜５０と、収容壁１２ｂに締結されるカバー６１と、収容壁１２ｂとこの弾性膜５０とこのカバー６１の間に画成される駆動圧力室６３と、弾性膜５０と制輪子７の間に介装されるピストン６５とを備える。
【００３０】
キャリパアーム１２は、収容壁１２ｂの開口縁部のまわりに延びる環状の取付座１２ａを有する。取付座１２ａには複数のネジ穴が所定の間隔を持って形成され、各ネジ穴に螺合するボルト６２を介してカバー６１が締結される。取付座１２ａとカバー６１との間に弾性膜５０の周縁部５０ａが挟持される。
【００３１】
図２に示すように、カバー６１は、駆動圧力室６３を画成する部位が凹状に窪む皿状に形成される。
【００３２】
弾性膜５０は、樹脂製弾性材によって形成される。なお、弾性膜５０は、樹脂製弾性材に限らず、例えばカーボン繊維、ケブラー繊維等の強化材を複合したものを用いてベローズを形成しても良い。また、弾性膜を金属薄板からなるベローズやゴム製チューブやダイヤフラムを用いて形成しても良い。
【００３３】
弾性膜５０は、取付座１２ａとカバー６１との間に挟持される周縁部５０ａと、収容壁１２ｂに沿って伸縮するベローズ部５０ｂと、制輪子７に対峙する押圧膜部５０ｃとを有する。
【００３４】
弾性膜５０の押圧膜部５０ｃと制輪子７の間にピストン６５が介装される。弾性膜５０は、駆動圧力室６３に導かれる空気圧力によりピストン６５を介して制輪子７をＸ軸方向に押圧し、制輪子７をディスク６に押付ける。
【００３５】
図３に示すように、ピストン６５及び駆動圧力室６３の断面形状は、略長円形に形成される。収容壁１２ｂは、キャリパアーム１２を貫通する長円筒面状に形成される。図２に示す取付座１２ａは、同じく略長円形の内形及び外形を有する。カバー６１は、取付座１２ａと同じく略長円形の外形を有する。
【００３６】
弾性膜５０は、略長円形のピストン６５及び収容壁１２ｂに沿って張設されることにより、屈曲部を持たないため、十分な耐久性が確保される。
【００３７】
なお、これに限らず、ピストン６５及び収容壁１２ｂの断面形状は、楕円または他の形状に形成される構成としてもよい。
【００３８】
ピストン６５は、ガイドプレート８に連結され、上下のアンカピン４３を介して案内されるガイドプレート８とともにＸ軸方向に変位し、弾性膜５０の動きを制輪子７に伝達する。
【００３９】
ピストン６５をガイドプレート８に結合する結合手段として、ピストン６５は、図示しない複数のボルトを介してガイドプレート８に締結される。
【００４０】
なお、この結合手段は、これに限らず、ピストン６５が例えばキー等の結合部材または他の手段を介してガイドプレート８に結合される構成としてもよい。
【００４１】
図４の（ａ）はピストン６５をディスク６側から見た側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００４２】
ピストン６５は、ガイドプレート８に当接するピストン押圧面６５ａと、弾性膜５０の押圧膜部５０ｃに当接するピストン背面６５ｂと、収容壁１２ｂに対峙するピストン側面６５ｃとを有する。
【００４３】
ピストン６５は、その背面６５ｂが略長円形に形成され、そのピストン側面６５ｃが略長円筒面状に形成される。
【００４４】
ピストン６５は、ガイドプレート８に対峙する部位に凹状の窪むピストン断熱凹部６７、６８、６９が形成されることにより、ガイドプレート８に当接するピストン押圧面６５ａの当接面積が、弾性膜５０に押圧されるピストン背面６５ｂの押圧面積より小さく形成される。
【００４５】
図４の（ａ）に示すように、制輪子７は、複数のライニング９が２列に並んで設けられる。各ライニング９は、車輪５のディスク６に沿って並ぶように配置される。
【００４６】
制輪子７は、図４の（ａ）に示す側面上において（ディスク６の回転軸Ｏ方向から見て）、ライニング９がディスク６に摺接（摺接）する摺接領域Ｃ１、Ｃ２と、ライニング９がディスク６に摺接しない非摺接領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を持つ。非摺接領域Ｄ２、摺接領域Ｃ１、非摺接領域Ｄ１、摺接領域Ｃ２、非摺接領域Ｄ３は、それぞれディスク６に沿って帯状に延び、車輪５の径方向について内周側から外周側にかけて並んでいる。
【００４７】
中央のピストン断熱凹部６７は、図４の（ａ）に示す側面上において（ディスク６の回転軸Ｏ方向から見て）、制輪子７の非摺接領域Ｄ１を含む領域に位置して形成される。
【００４８】
ピストン断熱凹部６７は、２つの凹部側面６７ａ、６７ｂを有する溝状に形成される。一方の凹部側面６７ａは、ライニング９の内周列に沿うように形成される。他方の凹部側面６７ｂはライニング９の外周列に沿うように形成される。こうして、ピストン断熱凹部６７は、ディスク６の中央環状部に対峙する非摺接領域Ｄ１に沿って形成される。
【００４９】
内周側のピストン断熱凹部６８は、図４の（ａ）に示す側面上において（ディスク６の回転軸Ｏ方向から見て）、制輪子７の非摺接領域Ｄ２を含む領域に位置して形成される。
【００５０】
ピストン断熱凹部６８は、１つの凹部側面６８ａを有する切り欠き状に形成される。凹部側面６８ａは、ライニング９の内周列に沿うように湾曲して形成される。こうして、ピストン断熱凹部６８は、ディスク６の内周環状部に対峙する非摺接領域Ｄ２に沿って形成される。
【００５１】
外周側のピストン断熱凹部６９は、図４の（ａ）に示す側面上において（ディスク６の回転軸Ｏ方向から見て）、制輪子７の非摺接領域Ｄ３を含む領域に位置して形成される。
【００５２】
ピストン断熱凹部６９は、１つの凹部側面６９ａを有する切り欠き状に形成される。凹部側面６９ａは、ライニング９の外周列に沿うように形成される。こうして、ピストン断熱凹部６９は、ディスク６の外周環状部に対峙する非摺接領域Ｄ３に沿って形成される。
【００５３】
ピストン６５のピストン押圧面６５ａは、図４の（ａ）に示す側面上において（ディスク６の回転軸Ｏ方向から見て）、制輪子７の摺接領域Ｃ１、Ｃ２をそれぞれ含む領域に延びる２つの帯状に形成される。これにより、図４の（ｂ）に示すように、ピストン６５は、ガイドプレート８に当接するピストン押圧面６５ａが弾性膜５０とライニング９の間に挟まれる断面にピストン断熱凹部６７、６８、６９が配置されることなく、弾性膜５０の動きをライニング９に効率よく伝達する。
【００５４】
ピストン６５は、樹脂を射出成形することによって形成される。ピストン断熱凹部６７、６８、６９は、射出成形時に用いられる金型によって成形される。
【００５５】
なお、これに限らず、ピストン６５はその断面積がピストン背面６５ｂからピストン押圧面６５ａにかけて縮小するテーパ状に形成される構成としてもよい。この場合に、ピストン６５の内外周に設けられていたピストン断熱凹部６７、６９を廃止することが可能となる。
【００５６】
また、ピストン６５は、樹脂に限らず、金属または他の材質によって形成される構成としてもよい。
【００５７】
図３に示すように、キャリパアーム１２にはインレット部１８が設けられ、このインレット部１８には図示しない空気圧源に連通する空気圧配管が接続される。空気圧源と駆動圧力室６３の間には、図示しないコントローラによって作動する切換弁が設けられる。切換弁は、制動解除時に大気圧を駆動圧力室６３に導くポジションに保持される一方、制動時に空気圧源からの加圧空気を駆動圧力室６３に導くポジションに保持される。
【００５８】
次に、キャリパブレーキ装置１の作動について説明する。
【００５９】
制動解除時にインレット部１８から駆動圧力室６３に導かれる圧力が下げられることにより、駆動圧力室６３の空気がインレット部１８から排出され、ベローズ部５０ｂが収縮し、制輪子７が戻しバネ４４の付勢力によってディスク６から離される。このとき、ディスク６との隙間Ｗが隙間調整機構４５によって略一定に調整される。
【００６０】
制動時に駆動圧力室６３に導かれる空気圧力が高められることにより、弾性膜５０が膨らみ、弾性膜５０がピストン６５を介して制輪子７をディスク６に押圧する。これによって、制輪子７がディスク６に摩擦力を付与し、車輪の回転を制動する。
【００６１】
制動時にディスク６とライニング９の摺接部に生じる摩擦熱が、制輪子７からガイドプレート８、ピストン６５、弾性膜５０に伝わる。これに対処して、ピストン６５は、ピストン断熱凹部６７、６８、６９によってガイドプレート８に当接するピストン押圧面６５ａの当接面積が削減されるため、制輪子７の熱がピストン６５と弾性膜５０に伝達されることが抑制される。これにより、樹脂製の弾性膜５０及びピストン６５は、耐熱性が十分に確保される。
【００６２】
なお、これに限らず、ピストン６５とガイドプレート８との間に断熱板が介装され、この断熱板によって制輪子７の熱がピストン６５、弾性膜５０に伝達されることを抑制する構成としてもよい。
【００６３】
図４の（ａ）に示す側面上において、ピストン断熱凹部６７、６８、６９は、ライニング９に対峙する位置を避けるようにして形成され、ピストン押圧面６５ａがライニング９に対峙する位置にてガイドプレート８に当接するように配置されている。これにより、ピストン６５、ガイドプレート８等の剛性が確保されるため、制動時にピストン６５、ガイドプレート８等の弾性変形が抑えられ、ピストン６５が弾性膜５０の動きをライニング９に伝達する機械効率が損なわれない。さらに、制輪子７のディスク６に対する面圧が均一化されることにより、制輪子７の摩擦係数が高く保たれ、制輪子７が持つ本来の制動力が発揮されるとともに、制輪子７やディスク６の局部的な温度上昇が抑えられることによって制輪子７やディスク６の偏摩耗が生じることを防止できる。
【００６４】
制輪子７は、ガイドプレート８の上下端部が各アジャスタ４１から突出するアンカピン４３に係合することにより、ディスク６に対して進退可能に支持されるとともに、制輪子７の制動反力が支持される。
【００６５】
ピストン６５は、複数のボルト（図示せず）によってガイドプレート８に締結され、ガイドプレート８によってディスク６に対して進退可能に支持されるため、キャリパ本体１０にピストン６５のピストン側面６５ｃを摺接させて支持するガイドを設ける必要がない。これにより、ピストン６５は、ガイド（キャリパ本体１０）に対する摺動抵抗が生じることがなく、駆動圧力室６３に導かれる空気圧力を効率良くガイドプレート８に伝えられる。
【００６６】
ライニング９の磨耗が進むのに伴って、ピストン６５がキャリパアーム１２に押出される量が変わっても、十分な機械効率が得られる。
【００６７】
アクチュエータ６０が空気圧力によって作動するため、鉄道車両に搭載される空油変換器（油圧源）や油圧配管が不要になり、鉄道車両の軽量化がはかれる。
【００６８】
なお、これに限らず、弾性膜型キャリパブレーキ装置のアクチュエータとして、駆動圧力室に油圧が導かれる油圧ピストンを設けてもよい。この場合、従来の油圧ピストン型キャリパブレーキ装置に比べてアクチュエータの受圧面積が拡大するため、低い油圧力で必要な押圧力を確保でき、空油変換器による増圧が不要になり、空油変換器の小型化がはかれる。
【００６９】
本実施の形態では、車輪５と共に回転するディスク６を挟んで摩擦力を付与する車両用キャリパブレーキ装置であって、車体（台車）に支持されるキャリパ本体１０と、ディスク６に摺接して摩擦力を付与する制輪子７と、この制輪子７をディスク６に押付けるアクチュエータ６０と、を備え、このアクチュエータ６０は、キャリパ本体１０に取付けられる弾性膜５０と、この弾性膜５０によって画成され制動時に流体圧力（気体圧力）が供給される駆動圧力室６３と、弾性膜５０と制輪子７の間に介装されるピストン６５と、を備え、制動時に駆動圧力室６３に導かれる流体圧力（気体圧力）により弾性膜５０が膨らんでピストン６５が制輪子７をディスク６に押付ける構成とし、ピストン６５は、制輪子７に当接するピストン押圧面６５ａの当接面積が弾性膜５０に押圧されるピストン背面６５ｂの押圧面積より小さく形成される構成とした。
【００７０】
上記構成に基づき、ピストン６５は、弾性膜５０に押圧されるピストン背面６５ｂの押圧面積に対して制輪子７に当接するピストン押圧面６５ａの当接面積が削減されるため、制輪子７に生じる摩擦熱がピストン６５と弾性膜５０に伝達されることが抑制され、弾性膜５０、ピストン６５の耐熱性が十分に確保される。
【００７１】
本実施形態では、制輪子７は、ディスク６に摺接するライニング９と、このライニング９を支持するライニング背板１９と、このライニング背板１９を支持するガイドプレート８と、を備え、ピストン６５は、ガイドプレート８を押圧するピストン押圧面６５ａと、このピストン押圧面６５ａに対して凹状に窪むピストン断熱凹部６７、６８、６９と、を有する構成とした。
【００７２】
上記構成に基づき、ピストン６５は、ガイドプレート８に対峙する部位に凹状の窪むピストン断熱凹部６７、６８、６９が形成されることにより、その剛性を確保しつつ、ガイドプレート８に当接するピストン押圧面６５ａの当接面積が削減される。
【００７３】
本実施形態では、制輪子７の側面上においてピストン押圧面６５ａはライニング９がディスク６に摺接する摺接領域Ｃ１、Ｃ２含む領域に形成され、制輪子７の側面上においてピストン断熱凹部６７、６８、６９はライニング９がディスク６に摺接しない非摺接領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を含む領域に形成される構成とした。
【００７４】
上記構成に基づき、ピストン押圧面６５ａがライニング９に対峙する位置にてガイドプレート８に当接して制輪子７を押圧するように配置されるため、ライニング９のディスク６に対する面圧が均一化され、ライニング９の摩擦係数が高く保たれ、ライニング９が持つ本来の制動力が発揮されるとともに、ライニング９やディスク６の局部的な温度上昇が抑えられることによって制輪子７やディスク６の偏摩耗が生じることを防止できる。
【００７５】
本実施形態では、制輪子７は複数のライニング９が並んで設けられ、制輪子７の側面上においてピストン押圧面６５ａはライニング９が並ぶ列に沿って帯状に形成される構成とした。
【００７６】
上記構成に基づき、ピストン押圧面６５ａが複数のライニング９に対峙する位置にてガイドプレート８に当接するように配置されるため、制輪子７のディスク６に対する面圧が均一化され、制輪子７やディスク６の偏摩耗が生じることを防止できる。
【００７７】
本実施形態では、制輪子７を支持するガイドプレート８と、キャリパ本体１０にガイドプレート８をディスク６に対して進退可能に支持するアンカピン４３と、ピストン６５をガイドプレート８に結合する結合手段と、を備える構成とした。
【００７８】
上記構成に基づき、ピストン６５は、これが締結されるガイドプレート８によってディスク６に対して進退可能に支持されるため、キャリパ本体１０に摺動可能に支持される部位（ガイド）を持つ必要がない。このため、ピストン６５とキャリパ本体１０との間に摺動抵抗が生じることなく、駆動圧力室６３に導かれる流体圧力を効率良くガイドプレート８に伝えられる。これにより、アクチュエータ６０の小型軽量化がはかれ、空気圧によって作動するアクチュエータ６０をキャリパ本体１０の限られたスペースに介装することが可能となる。
【００７９】
本実施の形態では、キャリパ本体１０にガイドプレート８の両端部をディスク６に対して進退可能に支持する対のアンカピン４３を備え、駆動圧力室６３をこの各アンカピン４３の間に配置したため、弾性膜５０が膨らんでピストン６５及びガイドプレート８が制輪子７をディスク６に押付ける動きが各アンカピン４３を介して円滑に行われるとともに、各アンカピン４３に挟まれるスペースにおいて弾性膜５０の受圧面積を十分に確保し、要求される押圧力を制輪子７の広い範囲に付与することが可能となる。
【００８０】
本実施の形態では、弾性膜５０はキャリパ本体１０とピストン６５の間で拡縮するベローズ部５０ｂを有し、キャリパ本体１０はこのベローズ部５０ｂを囲んで筒面状に延びる収容壁１２ｂを有したため、制動時に駆動圧力室６３に導かれる空気圧により弾性膜５０のベローズ部５０ｂがディスク６と平行方向（Ｙ軸とＺ軸を含む方向）に膨らむことが収容壁１２ｂによって規制され、弾性膜５０が制輪子７を押圧するのに必要な空気流量を低減し、弾性膜５０が制輪子７を押圧して車輪５を制動する応答性を高められる。
【００８１】
本実施の形態では、キャリパ本体１０が上下スライドピン３０、３２を介して摺動可能にフローティング支持される構造のため、ディスク６に跨るようにして延びる対のキャリパアーム１２のうち、一方（右側）のキャリパアーム１２のみにアクチュエータ６０を設けることが可能となり、キャリパブレーキ装置１の大型化が避けられる。
【００８２】
なお、これに限らず、ディスク６に跨るようにして延びる対のキャリパアームの両方にアクチュエータ６０を設けてもよい。この場合、キャリパ本体１０をＸ軸方向に摺動可能にフローティング支持する必要がなく、キャリパ本体１０は台車（車体）に対して固定される。
【００８３】
次に図５に示す他の実施形態を説明する。制輪子７は、複数のライニング９がディスク６に沿って並んで設けられる。各ライニング９は、リベット１７を介してライニング背板に結合される。
【００８４】
制輪子７は、図５に示す側面上において、ライニング９がディスク６に摺接する１つの摺接領域Ｃ５と、ライニング９がディスク６に摺接しない２つの非摺接領域Ｄ５、Ｄ６を持つ。
【００８５】
ピストン断熱凹部７１、７２は、制輪子７の非摺接領域Ｄ５、Ｄ６をそれぞれ含む領域に位置して形成される。
【００８６】
内周側のピストン断熱凹部７１は、ディスク６の内周部に対峙する非摺接領域Ｄ５を含むように形成される。ピストン断熱凹部７１は、その凹部側面７１ａがライニング９の内周部に沿って湾曲するように形成される。
【００８７】
外周側のピストン断熱凹部７２は、ディスク６の外周部に対峙する非摺接領域Ｄ６を含むように形成される。ピストン断熱凹部７２は、その凹部側面７２ａがライニング９の外周部に沿って湾曲するように形成される。これにより、ピストン押圧面６５ａは、ピストン６５の内周部と外周部を避けるようにしてディスク６の回転周方向に沿って形成される。
【００８８】
ピストン６５のピストン押圧面６５ａは、制輪子７の摺接領域Ｃ５をそれぞれ含む領域に位置して１つの帯状に形成される。これにより、ピストン６５は、ガイドプレート８に当接するピストン押圧面６５ａが弾性膜とライニング９の間に配置され、弾性膜の動きをライニング９に伝達する。
【００８９】
こうして、ピストン６５は、制輪子７に当接するピストン押圧面６５ａの当接面積が削減されるため、制輪子７に生じる摩擦熱がピストン６５と弾性膜５０に伝達されることが抑制され、弾性膜５０、ピストン６５の耐熱性が十分に確保される。
【００９０】
次に図６の（ａ）〜（ｆ）に示す他の実施形態を説明する。
【００９１】
図６の（ａ）に示す実施形態は、ピストン６５の内周部のみにピストン断熱凹部７３が形成される。このピストン断熱凹部７３は、１つの凹部側面７３ａを有する切り欠き状に形成される。凹部側面７３ａは、ライニングの内周部に沿うように湾曲して形成される。これにより、ピストン押圧面６５ａは、ピストン６５の内周部を避けるようにしてディスク６の回転周方向に沿って形成される。
【００９２】
図６の（ｂ）に示す実施形態は、ピストン６５の内周部のみにピストン断熱凹部７４が形成される。このピストン断熱凹部７４は、１つの凹部側面７４ａを有する切り欠き状に形成される。凹部側面７４ａは、平面状に形成される。これにより、ピストン押圧面６５ａは、ピストン６５の内周部を避けるようにしてディスク６の回転周方向に沿って形成される。
【００９３】
図６の（ｃ）に示す実施形態は、ピストン６５の外周部のみにピストン断熱凹部７５が形成される。このピストン断熱凹部７５は、１つの凹部側面７５ａを有する切り欠き状に形成される。凹部側面７５ａは、平面状に形成される。これにより、ピストン押圧面６５ａは、ピストン６５の外周部を避けるようにしてディスク６の回転周方向に沿って形成される。
【００９４】
図６の（ｄ）に示す実施形態は、ピストン６５の内周部、外周部にピストン断熱凹部７６、７７がそれぞれ形成される。このピストン断熱凹部７６、７７は、１つの凹部側面７６ａ、７７ａをそれぞれ有する切り欠き状に形成される。凹部側面７６ａ、７７ａは、それぞれ平面状に形成される。これにより、ピストン６５の内周部と外周部を避けるようにしてピストン押圧面６５ａは、ディスク６の回転周方向に沿って形成される。
【００９５】
図６の（ｅ）に示す実施形態は、ピストン６５の上部、下部にピストン断熱凹部７８、７９がそれぞれ形成される。このピストン断熱凹部７８、７９は、１つの凹部側面７８ａ、７９ａをそれぞれ有する切り欠き状に形成される。凹部側面７８ａ、７９ａは、それぞれ平面状に形成される。これにより、ピストン押圧面６５ａは、ピストン６５の中央部にディスク６の回転径方向に沿って形成される。
【００９６】
図６の（ｆ）に示す実施形態は、ピストン６５の中央部に１つのピストン断熱凹部８０が形成される。このピストン断熱凹部８０は、２つの凹部側面８０ａ、８０bをそれぞれ有する溝状に形成される。凹部側面８０ａ、８０bは、それぞれ平面状に形成される。これにより、ピストン押圧面６５ａは、ピストン６５の中央部を避けるようにしてディスク６の回転径方向に沿って形成される。
【００９７】
以上のように、図５、図６の（ａ）〜（ｄ）に示す実施形態では、制輪子７の側面上においてピストン押圧面６５ａはディスク６の回転周方向に沿って形成される構成とした。
【００９８】
また、図６の（ｅ）〜（ｆ）に示す実施形態では、制輪子７の側面上においてピストン押圧面６５ａはディスク６の回転径方向に沿って形成される構成とした。
【００９９】
上記構成に基づき、ピストン押圧面６５ａがライニング９に対峙する位置にてガイドプレート８に当接するように配置されるため、制輪子７のディスク６に対する面圧が均一化され、制輪子７やディスク６の偏摩耗が生じることを防止できる。
【０１００】
なお、これに限らず、ピストン断熱凹部は、ライニングの配置に対応して、例えば十字形または他の形状に形成してもよい。
【０１０１】
本発明は上記の実施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。
【符号の説明】
【０１０２】
１    キャリパブレーキ装置 
５    車輪
６    ディスク 
７    制輪子
８    ガイドプレート
９    ライニング 
１０    キャリパ本体
１２    キャリパアーム
１９    ライニング背板
２０    支持枠
３０、３１    上下スライドピン
４１    アジャスタ 
４３    アンカピン 
４５    隙間調整機構
５０    弾性膜
６０    アクチュエータ
６３    駆動圧力室
６５    ピストン
６５ａ    ピストン押圧面
６５ｂ    ピストン背面
６５ｃ    ピストン側面
６７〜６９、７１〜８０    ピストン断熱凹部
【図１】
2012035672.tif 000003
【図２】
2012035672.tif 000004
【図３】
2012035672.tif 000005
【図４】
2012035672.tif 000006
【図５】
2012035672.tif 000007
【図６】
2012035672.tif 000008