(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と一体回転するロータを挟むように対向配置された一対の制輪子と、前記制輪子が先端に取り付けられ、基端側が台車枠に連結されたキャリパアームと、制動時に前記ロータが前記制輪子に摺動する方向での前記制輪子の両端側の位置で前記キャリパアームに結合されて制動トルクを受けるアンカーブロックとを備えた鉄道車両用のキャリパブレーキにおいて、
前記アンカーブロックと前記キャリパアームとは、ロータ軸方向に沿って延設した係合溝と係合突起との嵌合によってロータ軸方向にのみ相対移動可能に結合され、且つロータ軸方向に直交して前記アンカーブロックと前記キャリパアームとを挿通する一本の抜け止め用のねじによってロータ軸方向での相対移動が規制されることを特徴とするキャリパブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両用のキャリパブレーキに関するもので、詳しくは、キャリパアームへの制輪子の組み付け及び、制輪子の交換を容易にするための改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄道車両用のキャリパブレーキとして、例えば、実開平７−６０１１号公報に開示されたものがあり、図５乃至図７にその類似構造を示す。なお、図５はこの類似構造のキャリパブレーキの平面図、図６はその側面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図である。
このキャリパブレーキ１は、車輪２の両面に組み付けられて車輪２と一体回転するロータ（ディスク）３を挟むように対向配置される一対の制輪子４、４と、鉄道車両の台車枠１１に連結し、且つ先端に各制輪子４が取り付けられる一対のキャリパアーム６、７と、キャリパアーム６、７に取り付けられて、制動時に、制輪子４、４からの制動トルクを受けるアンカーブロック７３、７４とを備えて構成されている。
アンカーブロック７３、７４は、制動時、ロータ３が摺動する制輪子４、４の摺動方向両端側（図６、図７の上下方向）に位置する。
【０００３】
制輪子４は、図７に示すように、ロータ３の摺動面に平行な平板状のプレッシャプレート４２と、プレッシャプレート４２の一方の面に裏板４３を介して取り付けられたライニング４４と、プレッシャプレート４２の他方の面に固定装備されたアンカープレート４６とを備えた構成からなる。
【０００４】
上記の制輪子４において、プレッシャプレート４２はアンカープレート４６にリベット止めされ、裏板４３はプレッシャプレート４２にリベット止めされ、ライニング４４は裏板４３に接着され、全体として、一体化されている。  アンカープレート４６は、全体としてはプレッシャプレート４２の長手方向に沿って細長い略長方形状の板材で、長手方向の両端には後述するアンカーピンが嵌合する嵌合部４６ａ（図７参照）が形成されている。
【０００５】
一対のキャリパアーム６、７は、それぞれの基端部が連結部８により橋絡状に連設された一体構造品である。
また、キャリパアーム６、７は、キャリパ連結手段１３を介して台車枠１１に結合されており、キャリパ連結手段１３は、台車枠１１に締結・固定されるサポート１６と、連結部８をサポート１６に接続する２本のガイドピン１７とで構成されている。
ガイドピン１７は、軸線がロータ軸方向（即ち、水平方向）に設定されて連結部８を挿通することで、一対のキャリパアーム６、７をロータ軸方向に移動可能にフローティング支持している。
【０００６】
キャリパアーム６の先端部には、図７に示すように、制輪子４のアンカープレート４６を制輪子４とロータ３との摺動方向にのみスライド可能に保持するガイド板７１と、アンカープレート４６の摺動方向への変位を規制するように各キャリパアーム先端に取り付けられたアンカーブロック７３、７４とが備えられている。
更に、キャリパアーム６の先端部には、ガイド板７１をロータ軸方向に進退可能に支持すると共に、このガイド板７１を介して制輪子４とロータ３との間の隙間調整を行うオートアジャスタ７２と、制輪子４をロータ３に押圧するピストン７６を収容したシリンダ部７７とが装備されている。
【０００７】
アンカープレート４６の両側縁には、プレッシャプレート４２に向ってアンカープレート４６の板幅を狭めるように傾斜した不図示のテーパ面が形成されている。このテーパ面は、ガイド板７１に用意される不図示のガイド溝であるあり溝に嵌合するありを構成している。即ち、ガイド板７１は、ありとあり溝の嵌合により、アンカープレート４６を制輪子４とロータ３との摺動方向（図６、図７の矢印（イ）方向）にのみスライド可能に保持している。
【０００８】
ガイド板７１の長手方向の両端部には、軸線をロータ軸方向に向けたアンカーピン７９が取り付けられている。そして、アンカーピン７９は、２本のねじ８０によりキャリパアーム６の先端に固定されるアンカーブロック７３、７４により、ロータ軸方向にスライド可能に保持されている。
ガイド板７１に取り付けられたアンカーピン７９の頭部７９ａは、アンカープレート４６の嵌合部４６ａに嵌合することで、前述した矢印（イ）方向の動きを止める。
アンカープレート４６に形成される嵌合部４６ａは、アンカーピン７９の頭部７９ａに外接する半円形の切り欠き、又は、前述の頭部７９ａが嵌合する挿通孔である。
【０００９】
シリンダ部７７は、アンカープレート４６の長手方向に沿って所定間隔離れて一対装備されている。そして、各シリンダ部７７に支持されたピストン７６は、先端がガイド板７１に当接して、シリンダ部７７に供給される液圧によりロータ３に向けて進退駆動される。
即ち、ピストン７６の押圧力は、ガイド板７１を介してアンカープレート４６に加えられ、ガイド板７１とアンカープレート４６とを一体的にロータ３側に押し出す。
【００１０】
以上の構成のキャリパブレーキ１は、シリンダ部７７に収容したピストン７６により、キャリパアーム６に位置している制輪子４がロータ３に押し付けられると、その反力で一対のキャリパアーム６、７がガイドピン１７上を、ピストン７６が付勢している制輪子４の変位と逆方向にスライドする。そして、このキャリパアーム６、７のスライドにより、一対の制輪子４、４がロータ３、３を挟む状態となり、制輪子４とロータ３との間の摺動摩擦によって制動力を発生させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように構成されたキャリパブレーキ１において、制輪子４をキャリパアーム６、７から取り外す場合、先に、アンカーブロック７３、７４の一方、又は両方をキャリパアーム６、７から外した後、ガイド板７１上のスライド方向に制輪子４を引き抜いて行う。
その際、アンカーブロック７３、７４の取り外しには、２本のねじ８０の取り外しが必要となるが、これらのねじ８０は、制動時にアンカーピン７９を介してアンカーブロック７３、７４に作用する制動トルクを支えるために、引張強度の高い大径のねじで、高い締結力でキャリパアーム６、７に固定されている。
このため、ねじ８０の着脱操作には大きな操作力が必要で、結局、アンカーブロック７３、７４の着脱が困難で、制輪子４が簡単に交換できないという問題を有していた。
【００１２】
また、アンカーブロック７３、７４は、アンカーピン７９あるいは、アンカーブロック７３、７４をキャリパアーム６、７に締結する大径のねじ８０を備えるために、キャリパアーム６、７の先端部における構成部品点数の増大や、重量増加を招くという問題も指摘された。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、制輪子の交換が容易にでき、しかも、キャリパアームの先端部における構成部品点数の削減、軽量化を図ることのできる鉄道車両用のキャリパブレーキを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るキャリパブレーキは、車輪と一体回転するロータを挟むように対向配置された一対の制輪子と、前記制輪子が先端に取り付けられ、基端側が台車枠に連結されたキャリパアームと、制動時に前記ロータが前記制輪子に摺動する方向での前記制輪子の両端側の位置で前記キャリパアームに結合されて制動トルクを受けるアンカーブロックとを備えた鉄道車両用のキャリパブレーキにおいて、前記アンカーブロックと前記キャリパアームとは、ロータ軸方向に沿って延設した係合溝と係合突起との嵌合によってロータ軸方向にのみ相対移動可能に結合され、且つロータ軸方向に直交して前記アンカーブロックと前記キャリパアームとを挿通する一本の抜け止め用のねじによってロータ軸方向での相対移動が規制されることを特徴とする。
【００１４】
そして、キャリパアームから制輪子を取り外す場合、一方のアンカーブロックをキャリパアームから外した状態にした後、ガイド板上のスライド方向に制輪子を引き抜いて行う点では、従来と共通している。また、アンカーブロックをキャリパアームから取り外す際、抜け止め用のねじを取り外す作業が必要で、ねじの取り外し作業が必要となる点も共通している。
しかし、アンカーブロックの抜け止め用のねじは、一本であり、従来と比較して、取り外すねじの本数が少なくて済む。
【００１５】
更には、本発明におけるアンカーブロックは、制輪子に対して摺動方向に当接するトルク受け面を設定しておくことで、制輪子から直接制動トルクを受けることができ、アンカーブロックに作用する制動トルクが、アンカーブロックとキャリパアームのロータ軸方向に沿う嵌合部で支えられる。即ち、アンカーブロックの抜け止め用のねじには制動トルクが作用しないために、抜け止め用のねじは、最終的にねじが制動トルクを支える従来の場合と比較して、小径化を図ることができ、また、締結力も小さく抑えることができる。
【００１６】
また、前述したように、アンカーブロックの取り付けに使用するねじの本数が削減できると共に、制輪子から直接制動トルクを受けるようにアンカーブロックにトルク受け面を設定しておくことで、アンカーピンを省略することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るキャリパブレーキの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１乃至図４は、本発明に係る鉄道車両用のキャリパブレーキの一実施形態を示したもので、図１はキャリパブレーキの要部を示す平面図、図２は図１に示したキャリパブレーキの側面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１８】
キャリパブレーキ２０は、車輪２の両面に組み付けられて車輪２と一体回転する円盤状のロータ（ディスク）３を挟むように対向配置される一対の制輪子２１、２１と、鉄道車両の台車枠２７に連結し、且つ先端に各制輪子２１が取り付けられる一対のキャリパアーム２２、２３と、制動時に、制輪子２１、２１からの制動トルクを受けるアンカーブロック９３、９４とを備えて構成されている。
アンカーブロック９３、９４は、制動時、ロータ３と摺動する制輪子２１、２１の摺動方向両端側（図２、図３の上下方向）に位置する。
【００１９】
制輪子２１は、図３に示すように、ロータ３の摺動面に平行な平板状で摺動方向に細長い形状のプレッシャプレート５２と、プレッシャプレート５２の一方の面に裏板５３を介して取り付けられたライニング５４と、プレッシャプレート５２の他方の面に固定装備されたアンカープレート５６とを備えた構成からなる。
上記の制輪子２１において、プレッシャプレート５２はアンカープレート５６にリベット止めされ、裏板５３はプレッシャプレート５２にリベット止めされ、ライニング５４は裏板５３に接着され、全体として、一体化されている。
【００２０】
ライニング５４は、ロータ３の表面（摺動面）に押し付けられて所定の摩擦力を発生するように成分調整された厚板状の成形品である。
アンカープレート５６は、全体としてはプレッシャプレート５２の長手方向に沿って細長い略長方形状の板材で、長手方向の両端側には後述するアンカーブロック９３、９４に当接する当接部５６ａ（図４参照）が形成されている。
【００２１】
また、本実施形態の場合、アウター側のキャリパアーム２２と、インナー側のキャリパアーム２３とは、互いに独立した部品で、個別に台車枠２７に取り付けられる。
各キャリパアーム２２、２３の基端には、キャリパ連結手段を構成する台車連結部２９ａ、２９ｂが一体形成されている。また、各キャリパアーム２２、２３の先端側には、別部品であるシリンダブロック３１が、ボルト３３により着脱可能に組み付けられている。シリンダブロック３１は、制輪子２１の取付部となる部品である。
【００２２】
各キャリパアーム２２、２３の台車連結部２９ａ、２９ｂは、台車枠２７の側面に密着する当接面２９ｃを有していて、当接面２９ｃを台車枠２７の側面に密着させた状態で、図２に示すように、４本のボルト３４により台車枠２７に固定される。
なお、台車連結部２９ａ、２９ｂが取り付けられる台車枠２７の側面には、各台車連結部２９ａ、２９ｂの外周面に当接してこれらの台車連結部２９ａ、２９ｂを位置決めする位置決めブロック２７ａ、２７ｂが、３カ所ずつ突設されている。
【００２３】
各キャリパアーム２２、２３の先端側には、シリンダブロック３１との連結用の嵌合溝２５が装備されている。
そしてシリンダブロック３１は、嵌合溝２５に嵌入する嵌合突部３１ａが突設されていて、嵌合突部３１ａを嵌合溝２５に嵌合させた状態で、これらの嵌合部を上下方向より挿通するボルト３３で締結することで、各キャリパアーム２２、２３に固定される。
【００２４】
シリンダブロック３１には、図１乃至図３に示すように、制輪子２１のアンカープレート５６を図２で矢印（ロ）方向及び図１の矢印（ハ）方向にスライド可能に保持するガイド板９１と、ガイド板９１をロータ軸方向に進退可能に支持すると共に、ガイド板９１を介して制輪子２１とロータ３との間の隙間調整を行うオートアジャスタ９２と、アンカープレート５６の摺動方向への変位を規制するように、シリンダブロック３１の摺動方向両端側（上下端側）に位置して、制動時、制輪子２１から制動トルクを受けるアンカーブロック９３、９４と、制輪子２１をロータ３に押圧するピストン９６を収容したシリンダ部９７とが装備されている。
【００２５】
アンカーブロック９３、９４とシリンダブロック３１とは、図２に示すように、ロータ軸方向に沿って延設された係合溝１００と係合突起１０１との嵌合によってロータ軸方向にのみ相対移動可能に結合されている。そして、ロータ軸方向に直交してアンカーブロック９３、９４とシリンダブロック３１とに挿通される一本の抜け止め用のねじ１０３によって、アンカーブロック９３、９４とシリンダブロック３１とのロータ軸方向での相対移動が規制されている。
アンカーブロック９３、９４には、図３及び図４に示すように、アンカープレート５６の両端側の当接部５６ａをロータ軸方向に摺動可能に面接触させる摺動溝９３ａ、９４ａが装備され、これらの溝の底面が、制輪子２１から制動トルクを受けるトルク受け面Ｔに設定されている。
アンカープレート５６は、当接部５６ａが各摺動溝９３ａ、９４ａのトルク受け面Ｔに当接することで、前述した矢印（ロ）、（ハ）方向の動きが止められる。
【００２６】
シリンダ部９７は、アンカープレート５６の長手方向に沿って所定間隔離れて一対装備されている。そして、各シリンダ部９７に支持されたピストン９６は、先端がガイド板９１に当接して、シリンダ部９７に供給される液圧によりロータ３に向けて進退駆動される。
即ち、ピストン９６の押圧力は、ガイド板９１を介してアンカープレート５６に加えられ、ガイド板９１とアンカープレート５６とを一体的にロータ３側に押し出す。
【００２７】
なお、本実施形態の場合、シリンダ部９７への液圧供給は、台車枠２７に穿設された給油路１０５から、キャリパアーム２２、２３やシリンダブロック３１に穿設された給油路１０６、１０７、１０８を介して行われる。
各キャリパアーム２２、２３に穿設された給油路１０６、１０７や、シリンダブロック３１に穿設された給油路１０８は、互いに連結される相手部材との接触面に開口しており、相手部材に連結されることで、互いの給油路同士が連通状態になる。例えば、キャリパアーム２２、２３を台車枠２７に固定すると、台車枠２７に穿設されている給油路１０５とキャリパアーム２２、２３に穿設されている給油路１０６、１０７とが互いに連通状態となり、さらに、キャリパアーム２２、２３の先端にシリンダブロック３１を装備すると、各キャリパアーム２２、２３の給油路１０６、１０７とシリンダブロック３１内の給油路１０８とが連通状態になる。
【００２８】
以上の構成のキャリパブレーキ２０は、キャリパアーム２２、２３に取り付けられたシリンダブロック３１のピストン９６が、一対の制輪子２１、２１をロータ３に押し付けることで、制輪子２１、２１がロータ３、３を挟む状態となって、各制輪子２１とロータ３との間の摺動摩擦によって制動力を発生する。
【００２９】
このように構成されたキャリパブレーキ２０において、制輪子２１をキャリパアーム２２、２３から取り外す場合、シリンダブロック３１に取り付けられている一対のアンカーブロック９３、９４のうち一方のアンカーブロックをキャリパアーム２２、２３から外した後、ガイド板９１上のスライド方向に制輪子２１を引き抜いて行う点では、従来と共通している。また、アンカーブロック９３、９４をキャリパアーム２２、２３から取り外す際、抜け止め用のねじ１０３を取り外す作業が必要で、ねじの取り外し作業が必要となる点も共通している。
【００３０】
しかし、アンカーブロック９３、９４の抜け止め用のねじは、一本であり、従来と比較して、取り外すねじの本数が少なくて済む。
更には、アンカーブロック９３、９４は、制輪子２１に対して摺動方向に当接するトルク受け面Ｔが設定されていて、制輪子２１から直接制動トルクを受けることができ、アンカーブロック９３、９４に作用する制動トルクを、アンカーブロック９３、９４とキャリパアーム２２、２３のロータ軸方向に沿う嵌合部で支える。
即ち、アンカーブロック９３、９４の抜け止め用のねじ１０３には、制動トルクが作用しないため、抜け止め用のねじ１０３は、最終的にねじが制動トルクを支える従来の場合と比較すると、ねじを小径化することができ、また、締結力も小さく抑えることができる。
従って、抜け止め用のねじ１０３の着脱操作に大きな操作力が不要で、アンカーブロック９３、９４を小さな操作力で簡単にキャリパアーム２２、２３の先端部から着脱することができ、制輪子２１の交換が容易にできる。
【００３１】
また、既述したように、アンカーブロック９３、９４の取り付けに使用する抜け止め用のねじの本数が削減されると共に、制輪子２１から直接制動トルクを受けるようにアンカーブロック９３、９４にトルク受け面Ｔを設定したことで、アンカーピン７９を省略することができ、これらの構成により、キャリパブレーキ２０のキャリパアーム２２、２３における構成部品点数の削減、軽量化を図ることができる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、アンカーブロック９３、９４とシリンダブロック３１とをロータ軸方向にのみスライド可能に結合するべく、シリンダブロック３１に係合突起１０１を形成する一方で、アンカーブロック９３、９４には係合突起１０１に嵌合する係合溝１００を形成したが、代わりに、シリンダブロック３１に係合溝１００を形成して、アンカーブロック９３、９４には係合突起１０１を形成するようにしてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、一対のキャリパアーム２２、２３を互いに独立した部品とし、また、制輪子２１が取り付けられるシリンダブロック３１も各キャリパアームから独立した部品とした。これらは、シリンダ部９７への給油路を部品の内部に穿設するために有効であるが、給油路をキャリパアームの周囲に敷設する場合には、一体化したキャリパアーム２２、２３とシリンダブロック３１とを一体構造に形成するようにしてもよい。
【００３４】
さらに、本発明のキャリパブレーキを構成する各部品の具体的構造は、上記実施形態に限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更可能であることは言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のキャリパブレーキによれば、制輪子をキャリパアームから取り外す場合に、取り外しが必要なねじは、キャリパアームとの嵌合部からアンカーブロックの抜けを防止する抜け止め用のねじの一本だけで済み、従来と比較して、取り外すねじの本数が少なくて済む。
更には、制輪子からアンカーブロックに作用する制動トルクは、アンカーブロックとキャリパアームのロータ軸方向に沿う嵌合部で支え、アンカーブロックの抜け止め用のねじには制動トルクが作用しないため、最終的にねじが制動トルクを支える従来の場合と比較すると、ねじを小径化することができ、また、締結力も小さく抑えることができる。
従って、抜け止め用のねじの着脱操作に大きな操作力が不要で、アンカーブロックを小さな操作力で簡単にキャリパアームの先端部から着脱することができ、制輪子の交換作業が容易になされる。
また、前述したように、アンカーブロックの取り付けに使用するねじの本数が削減されると共に、制輪子から直接制動トルクを受けるようにアンカーブロックにトルク受け面を設定しておくことで、アンカーピンを省略することができ、これらにより、キャリパのキャリパアームの先端部における構成部品点数の削減、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄道車両用のキャリパブレーキの要部を示す平面図である。
【図２】図１に示したキャリパブレーキの側面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】従来の鉄道車両用のキャリパブレーキの平面図である。
【図６】図５に示したキャリパブレーキの側面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２  車輪
３  ロータ
２０  キャリパブレーキ
２１  制輪子
２２、２３  キャリパアーム
２７  台車枠
３１  シリンダブロック
３３、３４  ボルト
５２  プレッシャプレート
５３  裏板
５４  ライニング
５６  アンカープレート
５６ａ  当接部
９１  ガイド板
９２  オートアジャスタ
９３、９４  アンカーブロック
９３ａ、９４ａ  摺動溝
９６  ピストン
９７  シリンダ部
１００  係合溝
１０１  係合突起
１０３  抜け止め用のねじ
１０５、１０６、１０７、１０８  給油路
Ｔ  トルク受け面
【図１】
0004056153.tif 000002
【図２】
0004056153.tif 000003
【図３】
0004056153.tif 000004
【図４】
0004056153.tif 000005
【図５】
0004056153.tif 000006
【図６】
0004056153.tif 000007
【図７】
0004056153.tif 000008