(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転するブレーキディスクを跨ぐキャリパに内蔵された一対のピストンによって、ブレーキディスクに押圧されるディスクブレーキの制輪子であって、前記ブレーキディスクの周方向に延びたプレッシャプレートと、前記ブレーキディスクに対する摺動面積が中間部付近と比較して周方向の両端側で小さく形成され、前記プレッシャプレートの一方の面に固定装備されるライニングと、前記ブレーキディスクの周方向両端でオートアジャスタを介してキャリパに支持されるとともに前記プレッシャプレートの他方の面に固定装備されるアンカープレートとを備え、前記アンカープレートの周方向両端の前記一対のピストンによる押圧箇所には、前記アンカープレートの周方向端部寄りの一定範囲が各ピストンの押圧面と非接触となるように、凹部が形成されていることを特徴とするディスクブレーキの制輪子。
【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使用されるディスクブレーキの制輪子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄道車両用ディスクブレーキの制輪子として、ブレーキディスクの周方向に延びた細長い形状のプレッシャプレートと、前記ブレーキディスクに対する摺動面積が中間部付近と比較して周方向の両端側で小さく形成され、前記プレッシャプレートの一方の面に固定装備されるライニングと、前記プレッシャプレートの長手方向に延在し、前記プレッシャプレートの他方の面に固定装備されるアンカープレートとを備えた構成のものが知られている。
【０００３】
そして、上記の制輪子は、前記ブレーキディスクに向って進退可能に設けられ、かつ、非制動時における前記ブレーキディスクの摺動面とライニングの摺動面との間隔が適正値に保たれるように、通常、オートアジャスタを介してキャリパに支持される。
最近の鉄道車両用のディスクブレーキでは、キャリパ上には、前記プレッシャプレートの長手方向に沿って所定距離離間させて一対のオートアジャスタを装備し、これらの一対のオートアジャスタにより制輪子を支持する構成のものが種々開発されている。
【０００４】
オートアジャスタによってキャリパに支持された制輪子は、前記アンカープレートの長手方向に沿って所定距離離間してキャリパ上に装備した一対のピストンから前記アンカープレートに加えられる押圧力によって、ライニングがブレーキディスクに押し付けられて制動力を発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような構造の制輪子において、ライニングの偏摩耗を防ぐためには、制動動作時にライニングの摺動面にかかる面圧分布を均一にすることが必要であり、そのため、ブレーキ設計時、ライニングの摺動面の形状に応じて、キャリパに装備される一対のピストンの間隔を適正化することが重要になる。
【０００６】
例えば、既述したように、ライニングが、プレッシャプレートの周方向両端部で摺動面積が小さくなるようにした先細形の形状とされている場合、ピストンの押圧によってライニングに働くブレーキディスクへの付勢力が、摺動面積の小さな端部側で小さくなるように、キャリパに装備する一対のピストンの間隔を狭めて、各ピストンをライニングの中央寄りに位置させることが好ましい。
【０００７】
しかし、キャリパ上には、限られたスペース内で、オートアジャスタやピストンをバランスよく配備しなければならず、オートアジャスタの装備のために、一対のピストンの位置が限定されてしまうことも少なくない。特に、一対のオートアジャスタで制輪子を支持するようにしたキャリパの場合は、一対のピストンの間隔を狭くすることが困難で、このようなキャリパと前述した先細形のライニングを持つ制輪子との組み合わせでは、制動時にライニングの摺動面に作用する面圧が端部側で高くなり、その結果、ライニングの両端部で摩耗が早くなるという不都合が発生する傾向があった。
【０００８】
また、キャリパに装備する一対のピストンの間隔の変更は、キャリパの製造に使用される金型等にも変更が必要で、大規模な改造が必要となり、コストがかかるという問題も生じた。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することにあり、ライニングが、プレッシャプレートの長手方向両端部で摺動面積が小さくなるようにした先細形の形状とされている制輪子であって、キャリパ側の一対のピストンの間隔を狭めなくとも、制動動作時にライニングの摺動面にかかる面圧分布を均一化することができ、ライニングの両端部で摩耗が早くなるという不都合の発生を安価に防止することができるディスクブレーキの制輪子を提供する。
【００１０】
【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ディスクブレーキの制輪子は、車輪と共に回転するブレーキディスクを跨ぐキャリパに内蔵された一対のピストンによって、ブレーキディスクに押圧されるディスクブレーキの制輪子であって、前記ブレーキディスクの周方向に延びたプレッシャプレートと、前記ブレーキディスクに対する摺動面積が中間部付近と比較して周方向の両端側で小さく形成され、前記プレッシャプレートの一方の面に固定装備されるライニングと、前記ブレーキディスクの周方向両端でオートアジャスタを介してキャリパに支持されるとともに前記プレッシャプレートの他方の面に固定装備されるアンカープレートとを備え、前記アンカープレートの周方向両端の前記一対のピストンによる押圧箇所には、前記アンカープレートの周方向端部寄りの一定範囲が各ピストンの押圧面と非接触となるように、凹部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、アンカープレートは、ピストンにより押圧される押圧面の一部が凹部に形成されピストンと非接触にしているので、実質的にピストン軸力の着力点を内側に寄せて一対のピストンの間隔を狭めたのと同等の効果が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディクスブレーキの制輪子の好適な実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１乃至図５は本発明に係るディスクブレーキの制輪子の一実施形態を示したもので、図１は制輪子のキャリパへの取り付け状態を示した縦断面図、図２は図１に示した制輪子の側面図、図３は図２のＡ矢視図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１３】
この制輪子１は、主として鉄道車両用のディスクブレーキに使用されるもので、図２及び図３に示すように、車輪と一体回転する円板状のブレーキディスク４の周方向に延びた細長い形状を成したプレッシャプレート５と、プレッシャプレート５の一方の面に裏板６を介して取り付けられたライニング７と、プレッシャプレート５の長手方向に沿って細長く延在するようにプレッシャプレート５の他方の面に固定装備されたアンカープレート９とを備えた構成からなる。
【００１４】
以上の制輪子１において、プレッシャプレート５はアンカープレート９にリベット止めされ、裏板６はプレッシャプレート５にリベット止めされ、ライニング７は裏板６にリベット止めされ、全体として、一体化されている。
また、ライニング７は、図３にも示すように、プレッシャプレート５の長手方向（図２及び図３で、左右方向）の中央部に位置した中央部ライニング７ａと、プレッシャプレート５の長手方向の両端部に位置した端部ライニング７ｂ、７ｃとの３つのライニングから構成されている。
それぞれのライニング７ａ、７ｂ、７ｃは、ブレーキディスク４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を調整した成型品で、同一厚さの板状に形成されている。
また、それぞれのライニング７ａ、７ｂ、７ｃは、図３に示すように、相互間に溝状に隙間が形成されるように裏板６上に並べられ、それぞれ個別に裏板６にリベット止めされている。
また、各ライニング７ａ、７ｂ、７ｃには、プレッシャプレート５の長手方向と直交する方向に沿って、所定深さの溝７ｄが形成されている。
【００１５】
端部ライニング７ｂ、７ｃは、プレッシャプレート５の端部に向って幅が次第に狭まる先細形に形成されている。
即ち、この実施形態の制輪子１では、ライニング７は、前記ブレーキディスク４に対する摺動面積が前記プレッシャプレート５の中間部付近と比較してプレッシャプレート５の長手方向の両端側で小さくなる形状になっている。
【００１６】
前記アンカープレート９は、全体としてはプレッシャプレート５の長手方向に沿って細長い略長方形状の板材であるが、図３及び図５から明らかなように、両端部が中間部よりも幅広に形成され、この幅広部分の両側縁には、プレッシャプレート５に向って板幅を狭めるように傾斜したテーパ面９ａが形成されている。この両側縁のテーパ面９ａ、９ａは、キャリパ２側に用意されるあり溝に嵌合するありを構成している。
また、アンカープレート９の長手方向の両端には、図３に示すように、半円形の切り欠き９ｂが形成されている。この半円形の切り欠き９ｂには、キャリパ２に保持されるアンカーピン１０が嵌合し、アンカーピン１０は、前述したありとあり溝との嵌合による移動を規制する。
【００１７】
以上の制輪子１は、図１に示すように、キャリパ２の腕部２ａに装備されたガイド板１３に取り付けられる。
ガイド板１３は、図示してないが、前述したアンカープレート９の両端のありと嵌合するあり溝を有しており、あり溝とありとの嵌合により、図１の矢印（イ）方向にスライド可能に、制輪子１を保持する。
また、このガイド板１３の両端部には、アンカーピン１０が取り付けられている。ガイド板１３に取り付けられたアンカーピン１０の頭部１０ａは、アンカープレート９の両端の半円形の切り欠き９ｂに嵌合することで、前述した矢印（イ）方向の動きを止める。
即ち、制輪子１は、ガイド板１３に形成されたあり溝と、ガイド板１３の両端に嵌着した一対のアンカーピン１０とによって、ガイド板１３に固定されている。
【００１８】
そして、前記ガイド板１３は、前記アンカーピン１０をブレーキディスク４に向って進退可能に支持するオートアジャスタ１４を介してキャリパ２の腕部２ａに取り付けられている。
このオートアジャスタ１４は、キャリパ２の腕部２ａの端部に固定されたシリンダ形のケース１５によって、前記アンカーピン１０を、ブレーキディスク４に向って進退可能に、また、ライニング７の摩耗に応じてブレーキディスク４側に進出可能に保持した構成で、非制動時における前記ブレーキディスク４の摺動面とライニング７の摺動面との間隔が常時適正値に保たれるように、ガイド板１３をキャリパ２に連結している。
【００１９】
換言すると、制輪子１は、前記プレッシャプレート５の長手方向に沿って所定距離離間してキャリパ２上に装備されている一対のオートアジャスタ１４、１４によって、前記ブレーキディスク４に向って進退可能に、かつ、非制動時における前記ブレーキディスク４の摺動面とライニング７の摺動面との間隔が適正値に保たれるように、キャリパ２に取り付けられている。
【００２０】
また、キャリパ２の腕部２ａには、前記アンカープレート９の長手方向に沿って所定距離離間して、一対のピストン１６、１６が装備されている。
各ピストン１６は、腕部２ａに形成されたシリンダ部２ｂに収容されており、液圧によりブレーキディスク４に向けて進退させられる。
各ピストン１６の先端には、断熱性に優れた材質によるピストンヘッド１７が装備されている。このピストンヘッド１７の先端面は、ガイド板１３に当接している。
【００２１】
前記ピストン１６による押圧力は、ガイド板１３を介してアンカープレート９に加えられ、ガイド板１３とアンカープレート９とを一体的にブレーキディスク４側に押し出す。
ガイド板１３は、アンカープレート９と比較して薄い板材で形成されており、ガイド板１３に当接しているピストンヘッド１７の先端面１７ａが、アンカープレート９を押圧してライニング７をブレーキディスク４に押し付ける押圧面として機能する。
【００２２】
この実施形態の場合、前記アンカープレート９上の一対のピストン１６、１６による押圧箇所（即ち、ピストンヘッド１７による押圧箇所）には、図３及び図４にも示すように、各ピストン１６の押圧面（即ち、ピストンヘッド１７の先端面１７ａ）の内、アンカープレート９の端部寄りの一定範囲がアンカープレート９と非接触となるように、凹部９ｃがアンカープレート９に形成してある。
前記凹部９ｃは、本実施形態の場合、加工性を考慮して、図４に示すように、幅がＷで、深さがｈの、アンカープレート９の長手方向と直交する方向に延在する溝である。
【００２３】
以上のディスクブレーキの制輪子１では、制動動作時における各ピストン１６とアンカープレート９との接触面積は、アンカープレート９上の各ピストン１６による押圧箇所に形成した凹部９ｃのために、各ピストン１６の有する押圧面の内の中央寄りの一部範囲に低減され、これにより、一対のピストン１６、１６の押圧中心の間隔が実質的に狭められ、ピストン１６の押圧によってライニング７に働くブレーキディスク４側への付勢力が摺動面積の小さなライニング７端部側で小さくなるように修正される。
【００２４】
したがって、ライニング７が、プレッシャプレート５の長手方向両端部で摺動面積が小さくなるようにした先細形の形状とされている制輪子１であっても、キャリパ２側の一対のピストン１６、１６の間隔を狭めなくとも、制動動作時にライニング７の摺動面にかかる面圧分布を均一化することができ、ライニング７の両端部で摩耗が早まるといった不都合の発生を安価に防止することができる。
【００２５】
なお、以上の実施形態では、凹部９ｃは、溝状としたが、凹部９ｃの形状は、加工性等を考慮して適宜に設計変更可能である。
また、キャリパ２側に装備されるオートアジャスタ１４の構成は、公知のオートアジャスタの構成を利用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のディスクブレーキの制輪子によれば、制動動作時における各ピストンとアンカープレートとの接触面積は、アンカープレート上の各ピストンによる押圧箇所に形成した凹部のために、各ピストンの有する押圧面の内の中央寄りの一部範囲に低減され、これにより、一対のピストンの押圧中心の間隔が実質的に狭められ、ピストンの押圧によってライニングに働くブレーキディスク側への付勢力が摺動面積の小さなライニング端部側で小さくなるように修正される。
したがって、ライニングが、プレッシャプレートの長手方向両端部で摺動面積が小さくなるようにした先細形の形状とされている制輪子であっても、キャリパ側の一対のピストンの間隔を狭めなくとも、制動動作時にライニングの摺動面にかかる面圧分布を均一化することができ、ライニングの両端部で摩耗が早まった偏摩耗の発生を安価に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディスクブレーキの制輪子の一実施形態のキャリパへの取り付け状態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した制輪子の側面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１  制輪子
２  キャリパ
２ａ  腕部
４  ブレーキディスク
５  プレッシャプレート
６  裏板
７  ライニング
７ａ  中央部ライニング
７ｂ、７ｃ  端部ライニング
９  アンカープレート
９ａ  テーパ面
９ｂ  半円形の切り欠き
９ｃ  凹部
１０  アンカーピン
１３  ガイド板
１４  オートアジャスタ
１５  ケース
１６  ピストン
【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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