(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制輪子を保持する制輪子保持部と、前記制輪子保持部と位置合わせされ前記制輪子からの制動トルクを支承するアンカピンと、前記アンカピンを摺動穴で摺動保持可能としキャリパから着脱自在のアンカブロックとからなるディスクブレーキの制輪子取付構造において、
前記摺動穴の軸心方向に移動する押出部とこの押出部の周囲に接続する弾性部とを備えた押出機構で前記摺動穴の背面側開口部を塞ぎ、
前記弾性部を変形させつつ前記押出部を前記アンカピン側に移動させて、前記押出部で前記アンカピンを押し前記制輪子側に摺動移動させ、前記制輪子取付時における前記アンカピンと前記制輪子保持部との位置合わせを可能にした
ことを特徴とするディスクブレーキの制輪子取付構造。
【請求項２】
前記押出機構は、
ラバー取付穴が中央部に設けられたキャップと、
前記ラバー取付穴に嵌合固定された取付部と、この取付部の内側に有り前記摺動穴の軸心方向に移動する前記押出部と、前記取付部の前記アンカピン端面に対面する側から引き出されて前記押出部の後端側に接続した前記弾性部とを備えたキャップラバーと、
を備え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の制輪子取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として鉄道車両に適用されるディスクブレーキの制輪子取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両用のディスクブレーキでは、台車枠に支持されたキャリパによって保持される制輪子を車輪とともに回転するディスクの両面部に対面するように配置している。そしてキャリパ片側に装備した液圧手段に液圧を導入させ、液圧手段にて制輪子をディスクに押しつけると、ディスクへの押しつけ反力にてキャリパが移動し、液圧手段反対側に配置された制輪子もディスクを押しつけ、ディスク両面から制輪子がディスクを挟圧し、制動力を得るようにしている。
【０００３】
このような鉄道車両用のディスクブレーキでは、ライニング摩耗に伴って制輪子を交換する必要があるため、制輪子をキャリパから簡単に着脱できるようにしている。この着脱機構は、キャリパにおける制輪子保持部の内面部に対して制輪子をスライドできるように制輪子にアリ、制輪子保持部側にアリ溝を設けた摺動構造とし、通常は制輪子を下方すなわちレール側に引き抜き可能として構成されている。
【０００４】
液圧手段が装備された側の制輪子保持部は、液圧手段から押圧されるガイドインナで構成されており、液圧手段の動作によりディスクの軸方向へと移動可能になっている。また当該ガイドインナの上下端に位置するキャリパ部分には、制輪子がディスクに圧接することにより発生する制動トルクを受けとめるアンカブロックを装着可能としている。このアンカブロックは、ガイドインナのアリ溝を塞ぐように締め付けボルトでキャリパに固定されるようになっており、またアンカブロックの中央付近にはディスクの軸方向に沿った摺動穴が設けられている。当該摺動穴にはガイドインナと嵌合し、摺動穴と摺動可能なアンカピンが備えられている。そしてアンカピンにおいてガイドインナと嵌合位置合わせされる部分には、当該ガイドインナの厚みに対応した、環状溝が設けられている。このため液圧手段の働きによって制輪子とガイドインナとが移動しても、アンカピンはガイドインナと環状溝で嵌合していることから、制輪子とガイドインナ、およびアンカピンとの相対位置は変動せず、アンカピンは、常に同じ位置で制輪子からの制動トルクを受ける。
【０００５】
また摺動穴の背面側には、当該摺動穴とアンカピンとの摺動部分には、異物が侵入するのを防止するため、摺動穴開口部に金属製のキャップがはめ込まれており、その中央部分には通気用のスリットをもつゴム製のキャップラバーが装着されている。
【０００６】
制輪子はキャリパの下方側、すなわちレール側から装着されるので、ガイドインナ下方側に装着されるアンカブロックは、制輪子の交換に伴いキャリパより着脱されるのである。一方、ガイドインナ上方側に装着されるアンカブロックは、制輪子の交換に応じてキャリパより着脱させる必要がなく、常に締め付けボルトによってキャリパに固定されている。
【０００７】
ここで新規の制輪子をガイドインナに装着する手順を図６を用いて説明する。締め付けボルト３を緩めて、アンカブロックを下方に移動させると共に回転させて、古い制輪子を下方に抜き取った後、新規の制輪子をガイドインナ１下方側から、制輪子のアリをガイドインナ１に設けられているアリ溝に摺動させ、上方へと移動させる。制輪子をガイドインナ１に収めた後、制輪子を上方へ持ち上げるとともにアンカブロック２内のアンカピン５の先端側を手６で掴み前後に摺動させ、当該アンカピン５の環状溝７にガイドインナ１を嵌合させる。その後、締め付けボルト３を締め付け、キャリパ４にアンカブロック２を固定して、制輪子の装着作業を終了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液圧手段が装備された側の制輪子保持部では、アンカピンの環状溝にガイドインナを嵌合させる際、片手で制輪子を上方に持ち上げるとともに、アンカピンの環状溝先端側をもう片方の手で掴み、アンカピンを前後移動させる作業が要求される。しかしアンカピンをディスク方向へと移動させる場合には、摺動穴の背面側開口部に設置されたキャップとキャップラバーとが摺動穴の蓋部分となり、摺動穴内部が負圧気味となる。このためアンカピンの引き出しには、多大な力を必要とし、作業は困難なものになっていた。この負圧現象は、アンカピンの摺動抵抗を低減させるため摺動穴に充填されたグリースがキャップラバーに設けたスリットを塞ぎ、通気性を損なわせていることが原因である。しかしアンカピンの摺動抵抗低減の目的からグリースの削除は困難であり、その結果制輪子の交換作業には作業性の悪化が伴っていた。
【０００９】
本発明は、摺動穴の背面に設置された蓋部分を改良することにより、摺動穴の背面側開口部からのアンカピン押出を可能にし、もって作業性の向上を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アンカピンの摺動移動を摺動穴の背面側からの押圧で達成できれば、作業者はアンカピン環状溝先端側を掴み、アンカピンを引き抜く必要が無くなり、作業性が向上する。さらに押圧機構にダイヤフラム構造を適用すれば、アンカピン端面と摺動穴の蓋部分とで形成する空間を負圧気味にすることも防止できるので、このことからも作業性が向上するという知見に基づいてなされたものである。
【００１１】
すなわち本発明に係るディスクブレーキの制輪子取付構造とは、制輪子を保持する制輪子保持部と、前記制輪子保持部と位置合わせされ前記制輪子からの制動トルクを支承するアンカピンと、前記アンカピンを摺動穴で摺動保持可能としキャリパから着脱自在のアンカブロックとからなるディスクブレーキの制輪子取付構造において、前記摺動穴の軸心方向に移動する押出部とこの押出部の周囲に接続する弾性部とを備えた押出機構で前記摺動穴の背面側開口部を塞ぎ、前記弾性部を変形させつつ前記押出部を前記アンカピン側に移動させて、前記押出部で前記アンカピンを押し前記制輪子側に摺動移動させ、前記制輪子取付時における前記アンカピンと前記制輪子保持部との位置合わせを可能にしたのである。
そして前記押出機構のより具体的な特徴は、ラバー取付穴が中央部に設けられたキャップと、前記ラバー取付穴に嵌合固定された取付部と、この取付部の内側に有り前記摺動穴の軸心方向に移動する前記押出部と、前記取付部の前記アンカピン端面に対面する側から引き出されて前記押出部の後端側に接続した前記弾性部とを備えたキャップラバーと、を備えた構成である。
【００１２】
【作用】
上記構成によれば、制輪子を制輪子保持部に対して、案内に沿って挿入し、そしてアンカブロックが摺動可能に保持しているアンカピンを摺動穴に沿って前後移動させ、制輪子保持部との位置合わせをおこなう。ここで摺動穴の背面側には、押出機構が設けられているので、当該押出機構への押圧動作をおこなうことにより、アンカピンをディスク側へと摺動移動させることができる。このためアンカピンの摺動移動に要する力は最小限で済み、作業者は、制輪子取付時におけるアンカピンと制輪子保持部との位置合わせを容易に行うことができる。次いでアンカブロックを締め付けボルトを用いてキャリパへ固定する。
【００１３】
また押出機構にダイヤフラム構造を用いれば、部品点数を削減が可能で機構を簡略化できるとともに、摺動穴に対して密閉構造をとることが可能である。このため押出機構のコスト低減と摺動穴内部への粉塵等の侵入を防止することができる。また摺動穴に対して密閉を保つとともに、アンカピンの摺動移動に伴う摺動穴内部の負圧発生も抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るディスクブレーキの制輪子取付構造において、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は本発明に係るディスクブレーキの制輪子取付構造を用いたディスクブレーキ装置の断面図を示し、図２は同装置の側面図を示す。
【００１５】
本実施の形態に係る鉄道車両用ディスクブレーキ装置は、台車枠に取り付けられる図示しないサポートに対して別体構造とされたキャリパ１０が上下一対のガイドピン１２によって車軸方向に摺動可能に取り付けられている。そしてキャリパ１０におけるガイドピン１２装着位置の反対側には、図示しない車輪と一体になったディスク１１を跨いで対面するように図示しないアーム（アウタ側）と、アーム１４（インナ側）とが延長配置されている。そして当該２本のアームの先端には、Ｔ字形状をなすように形成された制輪子保持部が設けられており、これは地表面に対して垂直方向を向くように設定されているのである。
【００１６】
ここで前記アームのうち台車枠の内側に配置されたインナ側となるアーム１４においては、制輪子保持部１６のディスク対面部に設けたガイドインナと、制輪子１８とに形成したアリとアリ溝との摺動保持構造によって両者を取り付けるようにしている。本実施の形態では制輪子保持部１６側のガイドインナにアリ溝を形成し、制輪子１８側にアリを形成するようにしている。
また同様にアウタ側に設けた制輪子保持部にも、アリとアリ溝との摺動保持構造によって制輪子が取り付けられている。
【００１７】
インナ側には、液圧手段となる液圧シリンダ機構２０が装備されており、当該液圧シリンダ機構２０の作動によりディスクに向けて制輪子１８を移動させ、ディスクを押圧する。そしてディスクへの押しつけ反力によりキャリパ１０がガイドピン１２に沿って移動し、次いでディスクを跨いで対面するアウタ側に配置された制輪子がディスクを押圧する。これらの動作により、ディスクを制輪子が両面から挟圧してディスクまわりの制動力を発生するようにしている。したがってシリンダ側制輪子保持部１６には、液圧シリンダ機構２０のピストンに押圧されるガイドインナとしてのガイドプレート２２を適用し、これにアリ溝を形成して制輪子１８を装着するものとしている。
【００１８】
ガイドプレート２２は図４（１）に示すように、長尺板材の両側縁をＵ字状に折り返すことにより形成されたアリ溝を有し、アリ溝の上下端は開放させてある。ガイドプレート２２上端には上部アンカピン２４が装着可能なように貫通穴が形成され、ガイドプレート２２下端には、下部アンカピン２６を端縁からスライド挿入できるように切欠きが形成されている。なお、ガイドプレート２２の中央部分にはオートアジャスタ機構の取合い穴が一対形成されている。ガイドプレート２２におけるアリ溝の上下開口部分には、それぞれ上下アンカピン２４、２６を含んだ上下アンカブロック２８、３０を取り付けることにより閉塞可能となっている。そして制輪子１８からの制動トルクを支承する上下アンカブロック２８、３０は、締め付けボルト３２によりキャリパ１０に固定されるものとなっている。
【００１９】
上下アンカブロック２８、３０は、中央部付近にディスクの軸方向に沿った摺動穴３４が設けられており、また当該摺動穴３４の両側側方には、摺動穴３４の軸心に直交し、締め付けボルト３２でキャリパ１０に固定するための取付穴３６が設けられている。ここで摺動穴３４には、上下アンカピン２４、２６が収まるとともにグリースが充填されており、当該グリースによって摺動穴内部での上下アンカピン２４、２６の摺動抵抗の低減作用をなしている。
【００２０】
下部アンカピン２６のディスク側には、ガイドプレート２２の切欠きに嵌合する環状溝４０が設けられている。そして当該環状溝４０からディスク側端面までは、制輪子１８のバックプレートアンカ４１と接触がおこなわれるように径が設定されている。このため液圧シリンダ機構２０の作動で、上下アンカピン２４、２６は、ガイドプレート２２および制輪子１８に伴いディスク面方向に移動するとともに、バックプレートアンカ４１からの制動トルクを支承するのである。
【００２１】
また下部アンカブロック３０のディスク面と対面する面の反対側、すなわち背面側には、摺動穴３４の開口部を塞ぐように、ダイヤフラム構造を用いた押出機構であるキャップ４２とキャップラバー４４とが設けられている。図３はキャップ４２とキャップラバー４４との部品構成を示すとともに両者の組み付け後の状態を示す。キャップ４２は、金属の薄板をプレス加工により円盤状に打ち抜き形成したものであり、その形態は外縁部４６に沿って同心円状に段差絞りをおこない段差部４８を設けるとともに、段差部４８の中央部分にラバー取付用のラバー取付穴５０を打ち抜き形成したものである。
【００２２】
一方キャップラバー４４は、キャップ４２中央部分のラバー取付穴５０に嵌合固定されるものである。そして当該キャップラバー４４は、ゴム弾性材で成形されたものであり、その構成は、外縁側から内側へと順に取付部５２、弾性部５４、押出部５６となっている。すなわち取付部５２においては、円筒状からなり前記ラバー取付穴５０に嵌合固定が可能なように、取付部５２の厚み方向中央部分にラバー取付穴５０の穴径に対応し、キャップ４２の板厚に応じた取付溝５８が設けられている。また押出部５６は円柱状からなり、押出部５６の軸心方向から押圧外力が加わった際、当該押圧外力によって押出部５６が大きく変形するのを防止する目的から厚肉に成形されている。そして前述した取付部５２と押出部５６との間には、両者を接続するように弾性部５４が設けられているのである。当該弾性部５４は、取付部５２において下部アンカピン２６端面と対面する側から引き出され、押出部５６の後端側に接続するように傘状に設けられたものである。そして弾性部５４の厚みは、押出部５６に押圧外力が加わった際、当該押圧外力による変形の大半を弾性部５４が受け持てるように薄肉に成形されている。
【００２３】
上述のように構成されたキャップ４２とキャップラバー４４とは、図３（３）に示すようにラバー取付穴５０と取付溝５８とで嵌合固定され、この状態で下部アンカブロック３０における摺動穴３４の背面側開口部に固定される。そしてこの嵌合固定により摺動穴３４外部より摺動穴３４内部に粉塵等が侵入するのを防止することができる。このように摺動穴３４に固定されたキャップラバー４４の押出部５６を下部アンカブロック３０外方から摺動穴３４軸心方向に向かって押圧すると、弾性部５４の変形によって押出部５６が下部アンカピン２６端面に接触し、下部アンカピン２６を移動させるのである。
【００２４】
このように構成されたディスクブレーキの制輪子取付構造を用いて、鉄道車両用ディスクブレーキ装置におけるインナ側制輪子を交換する手順を説明する。
【００２５】
まず、締め付けボルト３２を緩めることで、下部アンカブロック３０をキャリパ１０より取り外す。そして摩耗した制輪子をガイドプレート２２から下方に摺動させながら取り外す。
摩耗した制輪子を取り外した後、今度は新規の制輪子１８をキャリパ１０下方から、制輪子１８側に形成させたアリをガイドプレート２２に形成させたアリ溝に挿入させ、制輪子１８を上方へと摺動移動させるのである。ガイドプレート２２に制輪子１８を装着する手順を図４（１）に示す。このように制輪子１８をガイドプレート２２内に保持した後に、制輪子１８が上部アンカピン２４に接触するまで、上方に持ち上げる。そして制輪子１８を上部アンカピン２４に接触させた状態を保つとともに、下部アンカピン２６に設けられた環状溝４０がガイドプレート２２の下方に設けた切欠きに嵌合するように下部アンカピン２６を前後に摺動移動させる。この摺動移動の状態を図４（２）に示す。作業者は下部アンカピン２６のディスク側への摺動移動を摺動穴３４の背面側より、押出部５６を下部アンカピン２６の軸心方向に押圧することでおこなう。この押出部５６を押圧することによって、取付部５２と押出部５６とを接続する弾性部５４が変形し、当該弾性部５４の変形によって押出部５６の先端が下部アンカピン２６の環状溝４０反対側端面に接触する。そして下部アンカピン２６をディスク側へと移動させるのである。この押圧動作に伴って弾性部５４は変形していくので、下部アンカピン２６端面と押出機構とで形成する空間の負圧発生を抑えることができる。このように下部アンカピン２６を摺動移動させることにより、環状溝４０をガイドプレート２２に嵌合させるのである。そしてこれら環状溝４０とガイドプレート２２とを嵌合させた後は、下部アンカブロック３０を持ち上げて、バックプレートアンカ４１を下部アンカピン２６に接触させ、次いで締め付けボルト３２を締め、下部アンカブロック３０をキャリパ１０に固定させるのである。
【００２６】
このように摺動穴３４をキャップ４２とキャップラバー４４とで覆いつつ下部アンカピン２６を押出可能にしたことから、外部より摺動穴３４内部への粉塵等の侵入が防止できるとともにガイドプレート２２と環状溝４０との嵌合作業を容易におこなうことが可能になる。
なお下部アンカブロック３０については、キャリパ１０からの離脱を防止する目的から、下部アンカブロック３０の一端部にヒンジを設けるとともに他端部にはアンカスプリングを設け、これらにより締め付けボルト３２をキャリパ１０から取り外した場合でも、下部アンカブロック３０がキャリパ１０に連繋されるようにしてもよい。
【００２７】
本実施の形態における鉄道車両用ディスクブレーキの構成から、台車枠内側すなわちインナ側の制輪子交換作業の手順について述べたが、アウタ側の制輪子に発生する制動トルクをアンカピンで支承する構成や、インナ側、アウタ側両方共にアンカピンを使用し制動トルクを支承する構成についても、上述したディスクブレーキの制輪子取付構造が適応できるのはいうまでもない。
【００２８】
また本実施の形態では、キャップ４２にキャップラバー４４の取付溝５８を用いて両者を嵌合させダイヤフラムとなる押出機構としていたが、両者を一体成形により構成してもよい。またキャップ４２とキャップラバー４４との２つの部品を用いずとも、単一の弾性部材からなる部品で構成してもよい。
【００２９】
さらに本実施の形態では、押出機構にダイヤフラム構造を用いたが、ダイヤフラム構造以外の下部アンカピン３０を押出可能にする構造を適用してもよい。ダイヤフラム構造に代わる第２の構造としては、図５に示すようにキャップ６０中央部にシャフト挿通穴を設け、当該シャフト挿通穴にシャフト６４を挿通させる。シャフト６４の摺動穴３４側には、押圧板６６が設けられておりシャフト６４他端側にはスプリングストッパ６８が設けられている。そしてキャップ６０とスプリングストッパ６８との間には、スプリング７０が配置されている。
【００３０】
このように押出機構を構成すればダイヤフラアム構造と同様に下部アンカピン２６を押出可能にすることが可能となる。またスプリング７０の代わりにカム機構を用いれば、下部アンカピン２６の押出量を微調整できるとともに、押出位置での下部アンカピン２６の固定が可能となる。このため作業者は作業の途中で片手を離すことができ、他の作業を同時におこなうことが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制輪子を保持する制輪子保持部と、制輪子保持部と位置合わせされ制輪子からの制動トルクを支承するアンカピンと、アンカピンを摺動穴で摺動保持可能としキャリパから着脱自在のアンカブロックとからなるディスクブレーキの制輪子取付構造において、摺動穴の軸心方向に移動する押出部とこの押出部の周囲に接続する弾性部とを備えた押出機構で摺動穴の背面側開口部を塞ぎ、弾性部を変形させつつ押出部をアンカピン側に移動させて、この押出部でアンカピンを押し制輪子側に摺動移動させ、制輪子取付時におけるアンカピンと制輪子保持部との位置合わせを可能にしたことより、アンカピンの摺動移動に要する力は最小限で済み、作業者は、制輪子取付時におけるアンカピンと制輪子保持部との位置合わせを容易に行うことができる。
【００３２】
また押出機構は、ラバー取付穴が中央部に設けられたキャップと、ラバー取付穴に嵌合固定された取付部と、この取付部の内側に有り摺動穴の軸心方向に移動する押出部と、取付部のアンカピン端面に対面する側から引き出されて押出部の後端側に接続した弾性部とを備えたキャップラバーとを備えた構成なので、部品点数を削減が可能で機構を簡略化できるとともに、摺動穴に対して密閉構造をとることが可能である。このため押出機構のコスト低減と摺動穴内部への粉塵等の侵入を防止することができる。また摺動穴に対して密閉を保つとともに、アンカピンの摺動移動に伴う摺動穴内部の負圧発生も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスクブレーキの制輪子取付構造を用いたディスクブレーキ装置の断面図である。
【図２】ディスクブレーキの制輪子取付構造を用いたディスクブレーキ装置の側面図である。
【図３】キャップ４２とキャップラバー４４との部品構成と両者の組み付け後の状態とを示す構成図である。
【図４】下部アンカブロック３０をキャリパ１０に装着する手順と、下部アンカピン２６を摺動させる状態を示した状態図である。
【図５】ダイヤフラム構造に代わる押出機構の説明図である。
【図６】従来におけるガイドインナとアンカピンとの嵌合手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１              ガイドインナ
２              アンカブロック
３              締め付けボルト
４              キャリパ
５              アンカピン
６              手
７              環状溝
１０              キャリパ
１１              ディスク
１２              ガイドピン
１４              アーム（インナ側）
１６              制輪子保持部
１８              制輪子
２０              液圧シリンダ機構
２２              ガイドプレート
２４              上部アンカピン
２６              下部アンカピン
２８              上部アンカブロック
３０              下部アンカブック
３２              締め付けボルト
３４              摺動穴
３６              取付穴
４０              環状溝
４１              バックプレートアンカ
４２              キャップ
４４              キャップラバー
４６              外縁部
４８              段差部
５０              ラバー取付穴
５２              取付部
５４              弾性部
５６              押出部
５８              取付溝
６０              キャップ
６４              シャフト
６６              押圧板
６８              スプリングストッパ
７０              スプリング
７２              Ｏリング
【図１】
0003797500.tif 000002
【図２】
0003797500.tif 000003
【図３】
0003797500.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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