(57)【要約】【課題】キャリパ１２の弾性変形等に拘らず、ディスクの被制動側摩擦面とパッドのライニングの制動側摩擦面とを均一に当接させる。そして、これら両パッドのライニングが偏磨耗する事を防止できる構造を、低コストで実現する。【解決手段】前記キャリパ１２に設けた一対のパッド支持部１８ａ、１８ｂと、これら両パッド支持部１８ａ、１８ｂに支持された前記両パッドのプレッシャプレートとの間に、板ばね３０ａ、３０ｂ等の複数の弾性部材を、径方向に関して内外にずらせた状態で挟持する。そして、前記両パッド支持部１８ａ、１８ｂに支持されたパッドを、これら両パッド支持部１８ａ、１８ｂに対し、揺動変位を可能に支持して、前記両摩擦面同士を均一に当接させる。【選択図】図３
2012052586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の両側面にこの車輪と同心に支持固定されて、それぞれの外側面を、この車輪の回転中心軸に対し直交する方向の被制動側摩擦面とした一対のディスクと、この車輪の周囲部分に設けられた固定支持部と、この固定支持部に支持された基部及びこの基部から前記両ディスクを軸方向両側から挟む位置にまで延出された一対の押圧腕を備えたキャリパと、プレッシャプレート及びこのプレッシャプレートのうちの前記両ディスクの外側面と対向する面に添着されたライニングを備え、このうちのプレッシャプレートを前記両押圧腕の先端部で前記両ディスクの外側面に対向する部分に設けられた一対のパッド支持部に支持された一対のパッドと、これら両パッドを遠近動させる為のアクチュエータとを備え、このアクチュエータにより前記両パッドのライニングの制動側摩擦面を前記両被制動側摩擦面に押し付けて制動を行うディスクブレーキ装置に於いて、前記両パッド支持部のうちの少なくとも一方のパッド支持部と、当該パッド支持部に支持された前記プレッシャプレートとの間に複数の弾性部材を、径方向に関して内外にずらせた状態で挟持する事により、前記少なくとも一方のパッド支持部に支持されたパッドを当該パッド支持部に対し、揺動変位を可能に支持した事を特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記各弾性部材を、前記両パッド支持部と前記両プレッシャプレートとの間にそれぞれ複数ずつ、径方向に関して内外にずらせた状態で挟持する事により、前記両パッドを前記両パッド支持部に対し、それぞれ揺動変位を可能に支持した、請求項１に記載したディスクブレーキ装置。
【請求項３】
前記キャリパの基部が、前記固定支持部に設けられた、前記車輪の回転中心軸と平行な支持軸に沿った変位を可能に支持されており、前記両押圧腕の先端部にそれぞれ設けられた、前記両パッド支持部のうち、一方のパッド支持部にのみ前記アクチュエータが設けられている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したディスクブレーキ装置。
【請求項４】
前記キャリパの基部が前記固定支持部に、前記車輪の回転方向の変位を阻止した状態で支持されており、前記両押圧腕の先端部にそれぞれ設けられた、前記両パッド支持部に、それぞれ前記アクチュエータが設けられている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したディスクブレーキ装置。
【請求項５】
前記両パッドを構成するライニングの一部で径方向中間部分に、周方向に関して一端縁から他端縁まで連続する周方向凹溝若しくは周方向不連続部が存在する、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したディスクブレーキ装置。
【請求項６】
前記両パッドを構成するライニングの一部で周方向に関して中間部の複数箇所部分に、内周縁から外周縁まで連続する、それぞれが径方向に長い径方向凹溝若しくは径方向不連続部が存在する、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したディスクブレーキ装置。
【請求項７】
前記各弾性部材が、前記両パッド支持部の幅方向両端寄り部分に設置された、これら両パッド支持部に沿った方向に長い板ばねである、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したディスクブレーキ装置。
【請求項８】
前記各弾性部材が、圧縮コイルばねと皿板ばねとエラストマーのブロックとのうちから選択される何れかであり、径方向外側と径方向内側とでそれぞれ複数個ずつの弾性部材を、前記両パッド支持部と前記プレッシャプレートとの間に挟持している、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したディスクブレーキ装置。
【請求項９】
前記両パッドのライニングが、周方向に関して一端縁から他端縁まで連続する周方向凹溝若しくは周方向不連続部、及び、それぞれが径方向に長い径方向凹溝若しくは径方向不連続部により複数の部分に分割された状態で前記プレッシャプレートの内側面に添着されたものであり、前記各弾性部材が、軸方向に関して前記各部分に重畳する位置で、前記パッド支持部と前記プレッシャプレートとの間に挟持されている、請求項８に記載したディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、新幹線等の高速鉄道車両の制動に使用するディスクブレーキの改良に関する。具体的には、キャリパの弾性変形に拘らず、ディスクの被制動側摩擦面とパッドのライニングの制動側摩擦面とを均一に当接させて、このパッドのライニングが偏磨耗する事を防止できる構造の実現を意図したものである。
【背景技術】
【０００２】
新幹線等の高速鉄道車両には、通常、電気式と機械式との制動装置が使用されており、機械式としてはディスクブレーキ装置が多く使用されている。この様な鉄道車両用のディスクブレーキ装置に関する発明を記載した刊行物として、例えば特許文献１〜８が存在する。このうちの特許文献１には、被制動側となるディスク付車輪に関する発明が、特許文献２にはディスクの具体的な構造及び製造方法に関する発明が、特許文献３〜４には、制動側であるパッド押圧機構に関する発明が、特許文献５〜７には、ライニングを複数のセグメントに分割すると共に、これら各セグメントをプレッシャプレートに対し変位可能に支持したパッドに関する発明が、特許文献８には、制動力を発生させる為のアクチュエータの設置構造を工夫した発明が、それぞれ記載されている。鉄道車両用のディスクブレーキ装置は、特許文献１に記載された様なディスク付車輪と、特許文献３〜４に記載された様なパッド押圧機構とを組み合わせて成る。即ち、このディスク付車輪を構成する一対のディスクの両側に一対のパッドを配置し、制動時には前記パッド押圧機構によりこれら両パッドライニングの制動側摩擦面を、前記両ディスクの被制動側摩擦面に押圧する。本発明は、前記パッド押圧機構を構成するキャリパの弾性変形に拘らず、前記両制動側摩擦面と前記両被制動側摩擦面との擦れ合い部の面圧分布を均一にする事を意図している。そこで、本発明の前提となるディスクブレーキ装置の構造及び作用に就いて、図２９〜３０により説明する。尚、図３０は、前記特許文献３〜４のうちの特許文献４に即した、パッド押圧機構の構造を示している。
【０００３】
先ず、ディスク付車輪１は、図２９に示す様に、一対のディスク２、２により、鉄道車両用の車輪３をサンドイッチ状に挟持している。そして、これら両ディスク２、２及び車輪３の円周方向複数箇所で互いに整合する部分に形成した各取付孔にスプリングピン４、４を挿通すると共に、これら各スプリングピン４、４等を挿通したボルト５、５とナット６、６とを螺合し更に締め付けている。この構成により、前記車輪３の両側に前記両ディスク２、２を、この車輪３と共に回転する様に支持している。これら両ディスク２、２の外側面（互いに反対側の側面）のうちの径方向外半部が、被制動側摩擦面７、７である。尚、前記ディスク２、２をアルミニウム合金製とする場合には、この被制動側摩擦面７、７部分は、セラミックス材料を混合した、アルミニウム合金基複合材料製とし、この被制動側摩擦面７、７部分の耐摩耗性を確保する事が、例えば特許文献２に記載されて従来から知られている。
【０００４】
又、前記パッド押圧機構部分は、図３０に示す様に構成している。特許請求の範囲に記載した固定支持部に相当する固定フレーム８は、上端部に設けた取付部９により、車台等の、前記車輪３（図２９）の周囲部分に取付固定される。又、この取付部９から下方に垂れ下がった垂下部１０に上下一対の支持軸１１、１１を設けている。この取付部９を前記車台等に結合固定した状態で、これら両支持軸１１、１１は、前記車輪３の回転軸に対し平行になる。そして、これら両支持軸１１、１１の両端部に、キャリパ１２の基部１３を構成する、上下２箇所ずつ、合計４箇所に設けた支持板部１４、１４を結合固定している。前記両支持軸１１、１１の中間部は、それぞれ前記垂下部１０の上下２箇所位置に設けたガイド筒部１５、１５に、軸方向の変位を可能に挿通している。互いに対向する前記支持板部１４、１４同士の間隔は、それぞれ前記両ガイド筒部１５、１５の軸方向長さよりも長い。又、これら両ガイド筒部１５、１５の両端開口部と前記各支持板部１４、１４との間には、弾性変形可能なベローズ１６、１６を設けている。この構成により前記キャリパ１２を前記固定フレーム８に対し、前記車輪３の軸方向の変位を可能に支持している。尚、本明細書及び特許請求の範囲で、「軸方向」、「径方向」、「周方向」とは、特に断わらない限り、それぞれディスクブレーキ装置を組み立てた状態での、車輪及びディスクに関するこれら各方向で表す。
【０００５】
前記キャリパ１２は、それぞれの基端部を前記基部１３に連続させた、一対の押圧腕１７ａ、１７ｂを有する。これら両押圧腕１７ａ、１７ｂは、この基部１３から前記車輪３を軸方向両側から挟む位置にまで延出されており、それぞれの先端部にパッド支持部１８ａ、１８ｂを、それぞれ設けている。これら両パッド支持部１８ａ、１８ｂのうちの一方（図３０の手前側）のパッド支持部１８ａは、単なる枠状とし、このパッド支持部１８ａの内側面｛前記ディスク２（図２９）の被制動側摩擦面７に対向する面｝に、一方のパッド１９ａを支持している。このパッド１９ａは、プレッシャプレート２０ａの内側面に、ライニング２１ａを添着したバックプレートをリベットにより結合固定したもので、このうちのプレッシャプレート２０ａを前記パッド支持部１８ａに対し、相対変位を阻止した状態で支持している。
【０００６】
これに対して、他方（図３０の奥側）のパッド支持部１８ｂに関しては、制動力発生用の、複数組のアクチュエータを内蔵している。即ち、このパッド支持部１８ｂの複数箇所に、それぞれがこのパッド支持部１８ｂの内側面側に開口するシリンダ孔を形成し、これら各シリンダ孔内にピストンを密に嵌装すると共に、これら各シリンダ孔内に、ブレーキオイル、圧縮空気等の圧力流体を給排自在としている。尚、前記各アクチュエータは、ダイヤフラム式、ベローズ式等、圧力流体の給排により軸方向寸法を拡縮できるものであれば、シリンダ式に限らずに採用できる。又、前記パッド支持部１８ｂの内側面側に他方のパッド１９ｂを、軸方向の変位を可能に支持している。即ち、このパッド１９ｂに関しても、プレッシャプレート２０ｂの内側面に、ライニング２１ｂを添着したバックプレートをリベットにより結合固定して成るが、このうちのプレッシャプレート２０ｂを前記パッド支持部１８ｂに対し、軸方向の変位のみを可能に支持している。この為の支持構造に就いては、従来から知られているが、後述する、本発明の実施の形態の第１例部分で、簡単に図示並びに説明する。
【０００７】
制動時には、前記各シリンダ孔内に圧力流体を送り込み、前記各ピストンをこれら各シリンダ孔から突出させる等により、前記各アクチュエータの軸方向寸法を拡大する。そして、前記他方のパッド１９ｂのライニング２１ｂを、図３０に矢印αで示す様に、前記車輪３の両側面に支持した一対のディスク２、２（図２９）のうちの一方のディスク２の被制動側摩擦面７に押し付ける。すると、この押し付けの反作用として、前記キャリパ１２が図３０の矢印β方向に変位し、前記一方のパッド１９ａのライニング２１ａを、他方のディスク２の被制動側摩擦面７に押し付ける。この結果、一対のパッド１９ａ、１９ｂのライニング２１ａ、２１ｂの制動側摩擦面２２、２２と、前記両ディスク２、２の被制動側摩擦面７、７とが摩擦しあって、制動が行われる。
【０００８】
上述の様な鉄道車両用のディスクブレーキ装置の場合、前記両ディスク２、２の被制動側摩擦面７、７と、前記両ライニング２１ａ、２１ｂの制動側摩擦面２２、２２との擦れ合い部の面圧が、次の(A) 〜(C) の様な現象に基づいて、不均一になり易い。
(A) 前記キャリパ１２の弾性変形
このキャリパ１２を構成する前記両押圧腕１７ａ、１７ｂは前記基部１３に対し、片持ち式に支持されており、前記両パッド支持部１８ａ、１８ｂは、前記両押圧腕１７ａ、１７ｂの先端部に設けている。従って、制動時にこれら両押圧腕１７ａ、１７ｂは特許文献４の図５に誇張して示されている様に、先端部に向かうに従って互いの間隔が拡がる方向に弾性変形する。そして、前記両押圧腕１７ａ、１７ｂの先端部に支持された一対のパッド１９ａ、１９ｂのライニング２１ａ、２１ｂの制動側摩擦面２２、２２に関しても、同じ方向に傾斜する。
(B) 前記両ディスク２、２の被制動側摩擦面７、７の偏摩耗
これら両ディスク２、２の被制動側摩擦面７、７の周速は、径方向外側程速く、従ってこれら両被制動側摩擦面７、７の摩耗は、径方向外側程進み易い。この結果、図３１の（ａ）に誇張して示す様に、ディスク２の被制動側摩擦面７が、径方向外側程凹む。
(C) 制動時に於ける、このディスク２の熱変形
制動時にこのディスク２は、パッド１９ａ、１９ｂのライニング２１ａ、２１ｂとの摩擦により温度上昇する。又、前記ディスク２は、前述した通り、被制動側摩擦面７部分をアルミニウム合金基複合材料製とし、残りの部分はアルミニウム合金製としている。アルミニウム合金基複合材料の線膨張係数は、アルミニウム合金の線膨張係数よりも低い。この為、制動開始直後、前記ディスク２のうちの被制動側摩擦面７部分のみが温度上昇している状態では、このディスク２は、図３１の（ｂ）に誇張して示す様に、外径側ほどライニング２１ａ（２１ｂ）から遠ざかる方向に傾斜する。これに対して、制動開始後時間を経過して、前記ディスク２全体が温度上昇すると、図３１の（ｃ）に誇張して示す様に、外径側ほどライニング２１ａ（２１ｂ）に近付く方向に傾斜する。
【０００９】
上述した(A) 〜(C) の様な理由により、前記ディスク２の被制動側摩擦面７と前記ライニング２１ａ、２１ｂの制動側摩擦面２２との擦れ合い部の面圧が不均一になった場合、理由に関係なく、ディスク２やパッド１９ａ、１９ｂの耐久性低下、制動力の安定性低下等の問題を生じる。このうちの耐久性低下の第一の形態は、前記被制動側摩擦面７と前記制動側摩擦面２２との摩擦面の温度上昇が不均一になる事に基づく、各部の熱膨張量の不均一化に伴って発生する引っ張り応力による亀裂等の損傷として現れる。又、第二の形態は、前記ライニング２１ａ、２１ｂの偏摩耗として現れる。又、前記制動力の安定性低下は、前記各アクチュエータが発生する推力と、この推力に基づいて発生する制動力とが比例しなくなる現象として現れる。
【００１０】
一方、前記特許文献３には、一対の押圧腕の中間部を揺動変位可能に支持すると共に、これら両押圧腕の先端部にそれぞれパッドを、揺動変位可能に枢支し、これら両押圧腕の基端部同士の間隔をアクチュエータにより拡縮する構造が記載されている。この様な特許文献３に記載された構造によれば、ディスク側の被制動側摩擦面と、パッド側の制動側摩擦面との面圧分布をほぼ均一にできるものと考えられる。但し、上述の様な特許文献３に記載された構造は、制動時に前記被制動側摩擦面と前記制動側摩擦面とを押し付け合う力の反力を、複数箇所に設置した枢支部により支承する必要がある。繰り返し加わる反力に拘らず、これら各枢支部の耐久性を確保する為には、これら各枢支部を含むディスクブレーキ装置全体が大型化し、製造コストが嵩むものと考えられる。
【００１１】
これに対して、前記特許文献５〜７に記載された発明の構造の様に、ライニングを複数のセグメントに分割し、更にこれら各セグメントをプレッシャプレートに対し、それぞれ独立した変位を可能に支持したパッドを使用すれば、前述の(A) 〜(C) の様な理由による、ディスクの被制動側摩擦面とライニングの制動側摩擦面との擦れ合い部の面圧の不均一を、多少は改善できる可能性がある。但し、上述の様な構造のパッドを使用しても、前記ディスクの被制動側摩擦面と前記プレッシャプレートとの距離に、径方向外方と内方とで差が生じた場合には、この差を解消できない為、前記面圧の不均一を改善する効果は限られるものと考えられる。しかも、消耗品であるパッドに、多くの弾性部材を組み込む必要がある等、パッドの製造コストが嵩む為、鉄道車両のランニングコストを抑える面から不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−２３７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３２８４７４号公報
【特許文献３】特開２００８−１５１１６８号公報
【特許文献４】特開２００８−２８１１５６号公報
【特許文献５】特開２００６−１９４４２９号公報
【特許文献６】特開２００６−３０７８９５号公報
【特許文献７】特表平１０−５０７２５０号公報
【特許文献８】特開２００９−１３３４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、キャリパの弾性変形や、ディスクの偏摩耗、熱変形に拘らず、ディスクの被制動側摩擦面とパッドのライニングの制動側摩擦面とを均一に当接させて、このパッドのライニングの偏磨耗を抑えられる構造を、低コストで実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のディスクブレーキ装置は、特許文献３、４に記載される等により従来から知られているディスクブレーキ装置と同様に、一対のディスクと、固定支持部と、キャリパと、一対のパッドと、アクチュエータとを備える。
このうちの両ディスクは、車輪の両側面にこの車輪と同心に支持固定されて、それぞれの外側面を、この車輪の回転中心軸に対し直交する方向に存在する被制動側摩擦面としている。
又、前記固定支持部は、車台等の、前記車輪の周囲部分に設けられている。
又、前記キャリパは、前記固定支持部に支持された基部、及び、この基部から前記両ディスクを軸方向両側から挟む位置にまで延出された一対の押圧腕を備える。
又、前記両パッドは、プレッシャプレート、及び、このプレッシャプレートのうちの前記両ディスクの外側面と対向する面に添着されたライニングを備える。そして、このうちのプレッシャプレートを前記両押圧腕の先端部で前記両ディスクの外側面に対向する部分に設けられた一対のパッド支持部に支持している。
又、前記アクチュエータは、前記両パッドを遠近動させる為のもので、このアクチュエータにより、前記両パッドのライニングの制動側摩擦面を前記両被制動側摩擦面に押し付けて制動を行う様にしている。
【００１５】
特に、本発明のディスクブレーキ装置に於いては、前記両パッド支持部のうちの少なくとも一方のパッド支持部と当該パッド支持部に支持された前記プレッシャプレートとの間に複数の弾性部材を、径方向に関して内外にずらせた状態で挟持している。即ち、前記少なくとも一方のパッド支持部と前記プレッシャプレートとの径方向外寄り部分同士の間、並びに、当該パッド支持部とこのプレッシャプレートとの径方向内寄り部分同士の間に、それぞれ弾性部材を挟持している。そして、前記少なくとも一方のパッド支持部に支持されたパッドを当該パッド支持部に対し、径方向に関して外寄り部分と内寄り部分とが軸方向に関して相対変位する方向への、揺動変位を可能に支持している。
この様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記各弾性部材を、前記両パッド支持部と前記両プレッシャプレートとの間にそれぞれ複数ずつ、径方向に関して内外にずらせた状態で挟持する。そして、前記両パッドを前記両パッド支持部に対し、それぞれ揺動変位を可能に支持する。
【００１６】
上述の様な本発明のディスクブレーキ装置を実施する場合に、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記キャリパの基部を、前記固定支持部に設けた、前記車輪の回転中心軸と平行な支持軸に沿った変位を可能に支持する。そして、前記両押圧腕の先端部にそれぞれ設けた、前記両パッド支持部のうち、一方のパッド支持部にのみ前記アクチュエータを設ける。
或は、請求項４に記載した発明の様に、前記キャリパの基部を前記固定支持部に、前記車輪の回転方向の変位を阻止した状態で支持する。そして、前記両押圧腕の先端部にそれぞれ設けた、前記両パッド支持部に、それぞれ前記アクチュエータを設ける。
【００１７】
又、本発明のディスクブレーキ装置を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記両パッドを構成するライニングの一部で径方向中間部分に、周方向に関して一端縁から他端縁まで連続する周方向凹溝若しくは周方向不連続部を存在させる。
或は、請求項６に記載した発明の様に、前記両パッドを構成するライニングの一部で周方向に関して中間部の複数箇所部分に、内周縁から外周縁まで連続する、それぞれが径方向に長い径方向凹溝若しくは径方向不連続部を存在させる。
そして、前記両パッドを径方向（請求項５に記載した発明の場合）或いは周方向（請求項６に記載した発明の場合）に撓み易くして、前記両ディスクの被制動側摩擦面の凹凸や変形（反り）に追従し易くなる。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項７に記載した発明の様に、前記各弾性部材を、前記両パッド支持部の幅方向両端寄り部分に設置された、これら両パッド支持部に沿った方向に長い板ばねとする。
或は、請求項８に記載した発明の様に、前記各弾性部材を、圧縮コイルばねと皿板ばねとエラストマーのブロックとのうちから選択される何れかとする。そして、径方向外側と径方向内側とでそれぞれ複数個ずつの弾性部材を、前記両パッド支持部と前記プレッシャプレートとの間に挟持する。
この様な請求項８に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項９に記載した発明の様に、前記両パッドのライニングを、周方向に関して一端縁から他端縁まで連続する周方向凹溝若しくは周方向不連続部、及び、それぞれが径方向に長い径方向凹溝若しくは径方向不連続部により複数の部分に分割された状態で、前記プレッシャプレートの内側面に添着する。そして、前記各弾性部材を、軸方向に関して前記各部分に重畳する位置で、前記パッド支持部と前記プレッシャプレートとの間に挟持する。
【発明の効果】
【００１９】
上述の様に構成する本発明のディスクブレーキ装置に組み込まれる一対のパッドのうちの少なくとも一方のパッドは、複数の弾性部材の存在に基づき、径方向に関して外寄り部分と内寄り部分とが軸方向に関して相対変位する方向に揺動変位する。即ち、制動時に於ける一対の押圧腕同士の弾性変形や、ディスクの偏摩耗等により、これら両押圧腕の先端部に設けたパッド支持部の内側面とこのディスクの非制動側摩擦面とが非平行になると、前記少なくとも一方のパッド支持部に支持されたパッドが、前記方向に揺動変位する。そしてこのパッドを構成するライニングの制動側摩擦面と前記ディスクの被制動側摩擦面とを平行なままに維持する。この為、本発明のディスクブレーキ装置によれば、キャリパの弾性変形に拘らず、ディスクの被制動側摩擦面とパッドのライニングの制動側摩擦面とを均一に当接させる事ができて、このライニングが偏磨耗する事を防止できる。又、アクチュエータが発生する推力と前記各摩擦面同士の摩擦により得られる制動力とを関連付けたままにできて、安定した制動力を得られる。
【００２０】
この様に、ライニングの偏摩耗を防止すべく、前記被制動側摩擦面と前記制動側摩擦面とを均一に当接させる為に、前述の特許文献３に記載された発明の構造の様に、制動時に大きな力が加わる複数箇所に枢軸による揺動支持部を設ける必要がない。この為、揺動支持部の耐久性確保の為に、重量が嵩んだり制作費が嵩む事を防止できて、前記パッドのライニングが偏磨耗する事を防止すると共に安定した制動力を得られる構造を、低コストで実現できる。特に、請求項２に記載した発明の様に、前記両パッドを前記両パッド支持部に揺動変位を可能に支持すれば、上述の様な作用・効果を顕著に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、車輪及び一対のディスクを省略して上方から見た状態で示す正投影図。
【図２】同じく径方向内方から見た状態で示す正投影図。
【図３】同じく斜視図。
【図４】図１のイ部拡大図。
【図５】図３のロ部拡大図。
【図６】図３のハ−ハ断面図。
【図７】図６と反対側のパッド及びパッド支持部に関する、図６と同様の図。
【図８】本例の構造に組み込む板ばねの形状の第１例を示す斜視図（Ａ）及び第２例を示す斜視図（Ｂ）。
【図９】本発明の実施の形態の第２例を示す、図５と同様の図。
【図１０】同じく図６と同様の図。
【図１１】同じく図７と同様の図。
【図１２】同じく図８と同様の図。
【図１３】本発明の実施の形態の第３例を示す、図４と同様の図。
【図１４】同じく図２と同様の図。
【図１５】同じく図５と同様の図。
【図１６】同じく図６と同様の図。
【図１７】同じく図７と同様の図。
【図１８】同じく圧縮ばねを１個取り出して示す斜視図。
【図１９】本発明の実施の形態の第４例を示す、図５と同様の図。
【図２０】同じく図６と同様の図。
【図２１】同じく図７と同様の図。
【図２２】同じく圧縮ばねを１個取り出して示す斜視図。
【図２３】本発明の実施の形態の第５例を示す、図４と同様の図。
【図２４】同じく図２と同様の図。
【図２５】同じく図５と同様の図。
【図２６】同じく図６と同様の図。
【図２７】同じく図７と同様の図。
【図２８】押圧ユニットを１個取り出して、押圧面側から見た斜視図（Ａ）、反対側から見た斜視図（Ｂ）、側面図（Ｃ）、押圧面から見た正投影図（Ｄ）。
【図２９】本発明のディスクブレーキ装置を構成する為の鉄道車両用のディスク付車輪の１例を示す断面図。
【図３０】同じく固定支持部及びパッドを組み付けたキャリパの構造の１例を示す斜視図。
【図３１】ディスクの被制動側摩擦面が変位する形態の３例を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施の形態の第１例］
図１〜８は、請求項１〜３、５〜７に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、前述の(A) 〜(C) の様な現象に拘らず、一対のディスク２、２の被制動側摩擦面７、７（図２９参照）と、一対のパッド１９ａ、１９ｂのライニング２１ａ、２１ｂの制動側摩擦面２２、２２との擦れ合い部の面圧が不均一になるのを防止する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用に就いては、図３０により先に説明した通りであり、又、基本的には、特許文献４に記載される等により従来から知られている構造と同様である。就いては、前記図３０に記載した構造と同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、及び先に説明しなかった部分を中心に説明する。
【００２３】
それぞれが押圧腕１７ａ、１７ｂの先端部に設けられた一対のパッド支持部１８ａ、１８ｂのうちの一方のパッド支持部１８ｂに、それぞれが油圧シリンダ型、又は、エアシリンダ型のアクチュエータ２３を、このパッド支持部１８ｂの長さ方向（上下方向）に互いに直列に並べて、複数組設けている。これら各アクチュエータ２３は、図６に示す様に、シリンダ孔２４内にピストン２５を密に（気密若しくは液密に）嵌装して成る。前記一方のパッド支持部１８ｂの内側面には、支持プレート２６を、軸方向の変位を可能に支持している。即ち、この支持プレート２６の上下両端部に配置した上下一対のアンカピン２７、２７により、この支持プレート２６を前記パッド支持部１７ｂに、軸方向の変位を可能に支持している。且つ、前記パッド１９ｂから前記支持プレート２６に伝えられたブレーキトルクを、前記パッド支持部１７ｂにより支承可能としている。
【００２４】
前記支持プレート２６に前記パッド１９ｂを支持する為に、この支持プレート２６の前面に一対の係止突条２８、２８を、径方向に関して互いに離隔した状態で設けている。これら両係止突条２８、２８の互いに対向する面は、前記支持プレート２６の前面から離れるに従って互いに近付く方向に傾斜している。従って、前記両係止突条２８、２８同士の間部分には、開口部の幅が狭く、奥に向かうに従って幅が広くなる、あり溝状の係止部が設けられている。一方、前記パッド１９ｂのプレッシャプレート２０ｂの裏面には、この様な係止部に係止する為の係止凸部２９が設けられている。この係止凸部２９は、前記プレッシャプレート２０ｂの裏面から離れるに従って幅寸法が大きくなる。この様な係止凸部２９は、前記両係止突条２８、２８同士の間の係止部に、前記支持プレート２６の端部から滑り込ませる事で係合させる。これら係止凸部２９と、両係止突条２８、２８から成る係止部とを係合させた状態で、図４から明らかな通り、前記プレッシャプレート２０ｂは前記支持プレート２６に対し、厚さ方向に関する若干の遠近動を可能に支持される。即ち、これら両プレート２０ｂ、２６同士が分離する事はないが、このうちのプレッシャプレート２０ｂの裏面と支持プレート２６の表面との遠近動を可能としている。本例の場合には、これら両プレート２０ｂ、２６の互いに対向する面同士が遠近動する分、この支持プレート２６に対する、このプレッシャプレート２０ｂの揺動変位を可能にしている。
【００２５】
但し、この揺動変位に拘らず、前記パッド１９ｂを構成するライニング２１ｂの制動側摩擦面２２と、前記ディスク２の被制動側摩擦面７との当接圧が、これら両摩擦面２２、７同士の当接面に全体に亙って十分に高く、且つ、ほぼ均一になる様に、プレッシャプレート２０ｂの裏面と支持プレート２６の表面との間に、図３、５に示す様に、一対の板ばね３０ａ、３０ｂを挟持している。これら両板ばね３０ａ、３０ｂはそれぞれ、図８の（Ａ）又は（Ｂ）に示す様に、平板状の基板部３１ａ、３１ｂと、この基板部３１ａ、３１ｂの幅方向端縁から９０度未満（例えば４０〜６０度程度）曲げ起こされた、曲げ起こし部３２ａ、３２ｂとから成る。
【００２６】
尚、図８のうちの（Ａ）には、長尺な一体型の板ばね３０ａ、３０ｂを、（Ｂ）には寸法が短い分割型の板ばね３０ａ、３０ｂを、それぞれ示している。何れにしても、前記曲げ起こし部３２ａ、３２ｂの、軸方向に関する高さは、前記両係止突条２８、２８の高さよりも大きい。それぞれが曲げ起こし部３２ａ、３２ｂと基板部３１ａ、３１ｂとから成る、前記両板ばね３０ａ、３０ｂは、それぞれの基板部３１ａ、３１ｂを前記支持プレート２６の幅方向両端部に、ねじ３３、３３等により支持固定する。この状態で、前記両曲げ起こし部３２ａ、３２ｂは、前記両係止突条２８、２８を幅方向両側から挟む位置に存在し、それぞれの先端縁がこれら両係止突条２８、２８よりも軸方向に突出する。
【００２７】
従って、これら両係止突条２８、２８から成る係止部と前記係止凸部２９とを係合させる事により、前記支持プレート２６に対して前記プレッシャプレート２０ｂを組み付けた状態では、前記両曲げ起こし部３２ａ、３２ｂがこのプレッシャプレート２０ｂの裏面を弾性的に押圧する。そして、他の外力が作用しない状態では、図１、４、６に示す様に、前記プレッシャプレート２０ｂの裏面と前記支持プレート２６の表面とを最も離隔した状態とする。この状態で、このプレッシャプレート２０ｂの裏面と前記両係止突条２８、２８の先端縁とが離隔すると同時に、前記係止凸部２９の先端面と前記支持プレート２６の表面とが離隔する。そして、これら各部分が離隔した分、前記プレッシャプレート２０ｂが前記支持プレート２６に対して、前記両曲げ起こし部３２ａ、３２ｂの弾性変形に基づいて、揺動変位可能になる。
【００２８】
以上の説明は、アクチュエータ２３を設けた一方のパッド支持部１８ｂに対して、前記パッド１９ｂを揺動変位可能に支持する為の構造に就いて示した。本例の場合には、アクチュエータを設けていない、他方のパッド支持部１８ａに対しても前記パッド１９ａを、図７に示す様な構造により、揺動変位可能に支持している。尚、このパッド１９ａを前記パッド支持部１７ａに支持する部分の構造に関しても、前記一方のパッド支持部１７ｂの場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２９】
上述の様に構成する本例のディスクブレーキ装置に組み込まれる、前記両パッド１９ａ、１９ｂは、ぞれぞれ径方向に離隔して配置した、それぞれ一対ずつの板ばね３０ａ、３０ｂの存在に基づき、径方向に関して外寄り部分と内寄り部分とが軸方向に関して相対変位する方向に揺動変位する。例えば、制動時に前記両パッド１９ａ、１９ｂの制動側摩擦面２２、２２を前記両ディスク２、２の被制動側摩擦面７、７に押し付けると、この押し付けに伴って前記両パッド１９ａ、１９ｂに加わる反力に基づき、前記キャリパ１２を構成する、前記両押圧腕１７ａ、１７ｂが弾性変形する。そして、これら両押圧腕１７ａ、１７ｂの先端部に設けた前記両パッド支持部１８ａ、１８ｂの内側面が、径方向外方に向うに従って互いの間隔が広がる方向に弾性変形する。
【００３０】
この様に、前記両パッド支持部１８ａ、１８ｂの内側面同士が非平行になると、これら両パッド支持部１８ａ、１８ｂに支持された前記両パッド１９ａ、１９ｂが、径方向内側に配置した板ばね３０ａの曲げ起こし部３２ａを弾性的に押し潰しつつ揺動変位する。そして、前記両パッド１９ａ、１９ｂを構成するライニング２１ａ、２１ｂの制動側摩擦面２２、２２と、前記両ディスク２、２の被制動側摩擦面７、７とを平行なままに維持する。これら各摩擦面２２、７同士が、前記キャリパ１２の弾性変形以外の原因で非平行になる傾向になった場合でも、非平行になる方向及びその程度に応じて、前記各板ばね３０ａ、３０ｂの曲げ起こし部３２ａ、３２ｂのうちの何れかの曲げ起こし部３２ａ、３２ｂが適正量だけ押し潰される。そして、前記キャリパ１２が弾性変形した場合と同様に、前記各摩擦面２２、７同士を平行なままに維持する。
【００３１】
この為、本例のディスクブレーキ装置によれば、前記キャリパ１２の弾性変形や前記両ディスク２、２の偏摩耗、更にはこれら両ディスク２、２の熱変形に拘らず、前記各摩擦面７、２２同士を均一に当接させる事ができる。そして、前記両ライニング２１ａ、２１ｂが偏磨耗する事を防止できる。又、前記各アクチュエータ２３が発生する推力と前記各摩擦面７、２２同士の摩擦により得られる制動力とを関連付けたままにできて、安定した制動力を得られる。尚、鉄道車両用のブレーキ装置の場合、レールと車輪との接触部に作用する摩擦力が限られており、従って、前記両ディスク２、２と前記両ライニング２１ａ、２１ｂとの擦れ合い部に作用させる摩擦力に関しても限られた値に止まる。従って、前記両パッド１９ａ、１９ｂを前記各板ばね３０ａ、３０ｂを介して前記両ディスク２、２に押し付けても、必要十分な押し付け力を確保できる。
【００３２】
上述の様に本例の場合には、前記両パッド支持部１８ａ、１８ｂの内側面に前記各板ばね３０ａ、３０ｂを、径方向に離隔して配置するのみの、簡単な構造で、前記各摩擦面２２、７同士を平行なままに維持できる。この為、各部の信頼性及び耐久性を考慮しても、これら各摩擦面２２、７同士を平行なままに維持する為の構造を小型且つ軽量に構成できて、前記両パッド１９ａ、１９ｂのライニング２１ａ、２１ｂが偏磨耗する事を防止すると共に安定した制動力を得られる構造を、低コストで実現できる。
【００３３】
［実施の形態の第２例］
図９〜１２も、請求項１〜３、５〜７に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、板ばね３０ｃ、３０ｄを構成する曲げ起こし部３２ｃ、３２ｄを、基端部３１ｃ、３１ｄの片側縁の複数箇所に設けている。これら各曲げ起こし部３２ｃ、３２ｄの設置位置は、両パッド１９ａ、１９ｂ（図３０参照）を構成するライニング２１ａ、２１ｂの構造との関係で規制している。即ち、これら両パッド１９ａ、１９ｂのライニング２１ａ、２１ｂは、それぞれ複数枚のセグメント３４ａ〜３４ｄを（バックプレートを介して）プレッシャプレート２０ａ、２０ｂに添着固定して成る。前記各曲げ起こし部３２ｃ、３２ｄは、前記各セグメント３４ａ〜３４ｄの径方向両端部の、ほぼ円周方向中央部を押圧する様にしている。そして、前記両プレッシャプレート２０ａ、２０ｂを僅かに弾性変形させつつ、前記各セグメント３４ａ〜３４ｄ毎に分割された前記両ライニング２１ａ、２１ｂを両ディスク２、２の被制動側摩擦面７、７（図２９参照）に、より均一に当接させる様にしている。本例の場合、前記各曲げ起こし部３２ｃ、３２ｄの幅寸法を小さくした分、前記各板ばね３０ｃ、３０ｄを構成する弾性金属板の厚さを大きくして、前記各曲げ起こし部３２ｃ、３２ｄの弾性を確保している。
板ばね３０ｃ、３０ｄの形状を異ならせた以外の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３４】
［実施の形態の第３例］
図１３〜１８は、請求項１〜３、５、６、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、一対のパッド１９ａ、１９ｂの径方向外端部及び内端部を押圧する為の弾性部材として、圧縮コイルばね３５、３５を使用している。この為に、これら各圧縮コイルばね３５、３５の基部を、両パッド支持部１８ａ、１８ｂの径方向両端部の複数箇所に形成した保持凹部３６（図１７参照）に緩く内嵌している。そして、前記各圧縮コイルばね３５、３５の先端面を、前記両パッド１９ａ、１９ｂを構成するプレッシャプレート２０ａ、２０ｂの裏面に突き当てている。前記各圧縮コイルばね３５、３５の先端面を前記両プレッシャプレート２０ａ、２０ｂの裏面に突き当てる位置は、上述した実施の形態の第２例で、前記各曲げ起こし部３２ｃ、３２ｄの先端部を両プレッシャプレート２０ａ、２０ｂの裏面に当接させる場合と同様に、各セグメント３４ａ〜３４ｄの径方向両端部の、ほぼ円周方向中央部としている。
弾性部材を板ばねから圧縮コイルばね３５、３５に変更した以外の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第２例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３５】
［実施の形態の第４例］
図１９〜２２も、請求項１〜３、５、６、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、一対のパッド１９ａ、１９ｂの径方向外端部及び内端部を押圧する為の弾性部材である圧縮コイルばね３５ａ、３５ａの先端部に鍔部３７を設け、この鍔部３７を、前記両パッド１９ａ、１９ｂを構成するプレッシャプレート２０ａ、２０ｂの裏面に突き当てている。
圧縮コイルばね３５ａ、３５ａの形状を変更した以外の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第３例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３６】
［実施の形態の第５例］
図２３〜２８も、請求項１〜３、５、６、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、一対のパッド１９ａ、１９ｂの径方向外端部及び内端部を押圧する為の弾性部材として、皿板ばね３８、３８を組み込んだ押圧ユニット３９、３９を使用している。これら各押圧ユニット３９、３９はそれぞれ、ガイドピン４０に押圧プレート４１と前記皿板ばね３８とを外嵌して成る。そして、このうちのガイドピン４０を、支持プレート２６に形成したガイド孔４２に軸方向の変位を可能に内嵌すると共に、前記押圧プレート４１を両パッド１９ａ、１９ｂを構成するプレッシャプレート２０ａ、２０ｂの裏面に突き当てている。この状態で、前記皿板ばね３８を、前記支持プレート２６と前記押圧プレート４１との間で弾性的に圧縮している。前記各押圧ユニット３９、３９の押圧プレート４１を前記両プレッシャプレート２０ａ、２０ｂの裏面に突き当てる位置は、前述した実施の形態の第２例で、前記各曲げ起こし部３２ｃ、３２ｄの先端部を両プレッシャプレート２０ａ、２０ｂの裏面に当接させる場合と同様に、各セグメント３４ａ〜３４ｄの径方向両端部の、ほぼ円周方向中央部としている。
【００３７】
又、本例の場合には、図２６に示したアクチュエータ２３ａの構造を、前述の図６に示した第１例の構造の場合と異ならせている。このアクチュエータ２３ａに関しても、圧力流体の送り込みによりピストン２５ａを突出させ、パッド１９ｂをディスク２（図２９参照）に押し付ける様にしている。但し、このアクチュエータ２３ａの構造に関しては、従来から知られており、又、本発明の要旨とも関係しないので、詳しい説明は省略する。尚、本例の構造を有するアクチュエータ２３ａを他の実施の形態の構造に組み込む事もできるし、他の実施の形態の構造に組み込んだアクチュエータ２３（例えば図６参照）を本例の構造に組み込む事もできる。
その他、弾性部材を板ばねから皿板ばね３８に変更した以外の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第２例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
図示の例では、固定フレームに対してキャリパを、軸方向の変位を可能に支持すると共に、一対のパッド支持部のうちの一方のパッド支持部にのみアクチュエータを組み込んだ、フローティングキャリパ型の構造に就いて説明した。但し、本発明は、固定フレームに対してキャリパを、軸方向の変位を阻止した状態で支持する代わりに、一対のパッド支持部の両方に、それぞれアクチュエータを組み込んだ構造で実施する事もできる。この場合には、前記固定フレームと前記キャリパとを一体に構成する事もできる。或いは、特許文献８に記載されている構造の様に、アクチュエータをパッド支持部以外の部分に設置する構造を採用する事もできる。この場合に、アクチュエータが収縮する際に制動力を発生させる構造も、採用可能である。
【００３９】
又、本発明を実施する場合に、請求項２に記載した発明の様に、各弾性部材を両パッド支持部と両プレッシャプレートとの間に挟持して、これら両パッド支持部に支持されたパッドを当該パッド支持部に対し揺動変位を可能に支持する事が好ましい。但し、キャリパを固定支持部に対し若干の揺動変位を可能に支持する構造を採用すれば、一方のパッドのみを、本発明の構造により、パッド支持部に対して揺動変位可能に支持し、他方のパッドに関しては、パッド支持部に対し変位不能に支持する事もできる。この場合に於いて、前記固定支持部に対する前記キャリパの揺動支持部には、ブレーキトルクが加わるが、このブレーキトルクは、何れにしても固定支持部に対するキャリパの支持部に加わる。従って、前述の特許文献３に記載された発明の構造に比べれば、コスト上昇を低く抑えられる。又、キャリパを固定支持部に対し揺動変位を不能に支持する代わりに、前記他方のパッドを前記パッド支持部に、例えば円筒状の凸面と円筒状の凹面との係合により、揺動変位を可能に支持する事もできる。この様な凸面と凹面との係合により揺動変位を許容する構造は、本発明の構造に比べてコストが嵩むが、片側のみであれば、コスト上昇を少なく抑えられる。
更に、各弾性部材として、硬質ゴムの如きエラストマーを使用する事もできる。
【符号の説明】
【００４０】
１    ディスク付車輪
２    ディスク
３    車輪
４    スプリングピン
５    ボルト
６    ナット
７    被制動側摩擦面
８    固定フレーム
９    取付部
１０    垂下部
１１    支持軸
１２    キャリパ
１３    基部
１４    支持板部
１５    ガイド筒部
１６    ベローズ
１７ａ、１７ｂ  押圧腕
１８ａ、１８ｂ  パッド支持部
１９ａ、１９ｂ  パッド
２０ａ、２０ｂ  プレッシャプレート
２１ａ、２１ｂ  ライニング
２２    制動側摩擦面
２３、２３ａ  アクチュエータ
２４    シリンダ孔
２５、２５ａ  ピストン
２６    支持プレート
２７    アンカピン
２８    係止突条
２９    係止凸部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  板ばね
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  基板部
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  曲げ起し部
３３    ねじ
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  セグメント
３５、３５ａ  圧縮コイルばね
３６    保持凹部
３７    鍔部
３８    皿板ばね
３９    押圧ユニット
４０    ガイドピン
４１    押圧プレート
４２    ガイド孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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