車両用キャリパブレーキ装置
【課題】制輪子本来の制動力を発揮できる車両用キャリパブレーキ装置を提供する。
【解決手段】制輪子７をディスク６に押し付けるアクチュエータ６０を備え、このアクチュエータ６０は、キャリパ本体１０に形成されるシリンダ８０と、このシリンダ８０に取り付けられる弾性膜７５と、シリンダ８０とこの弾性膜７５の間に画成され制動時に空気圧（流体圧）が供給される弾性膜室６３と、弾性膜７５と制輪子７の間に介装される押圧プレート６５とを備え、制動時にこの弾性膜室６３に導かれる空気圧（流体圧）により弾性膜７５が膨らんでこの押圧プレート６５が制輪子７をディスク６に押し付ける。
【解決手段】制輪子７をディスク６に押し付けるアクチュエータ６０を備え、このアクチュエータ６０は、キャリパ本体１０に形成されるシリンダ８０と、このシリンダ８０に取り付けられる弾性膜７５と、シリンダ８０とこの弾性膜７５の間に画成され制動時に空気圧（流体圧）が供給される弾性膜室６３と、弾性膜７５と制輪子７の間に介装される押圧プレート６５とを備え、制動時にこの弾性膜室６３に導かれる空気圧（流体圧）により弾性膜７５が膨らんでこの押圧プレート６５が制輪子７をディスク６に押し付ける。
【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車両用キャリパブレーキ装置の改良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油圧ブレーキを作動させるようになっている。
【０００３】
近年、鉄道車両に空気圧源から供給される空気圧により作動する空気圧ブレーキを搭載して、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。
【０００４】
特許文献１、２には、油圧シリンダに供給される油圧によって制輪子を押圧作動する鉄道車両用ブレーキ装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、エアチャンバを用いたアクチュエータに供給される空気圧によって制輪子を押圧作動する鉄道車両用ブレーキ装置が開示されている。
【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】特開平１１−１９３８３５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、このような従来の鉄道車両用ブレーキ装置にあっては、油圧シリンダまたはアクチュエータが制輪子全体を押圧するのではなく、制輪子の一部を押圧するため、この押し付け反力によってキャリパ本体が撓んだり、ディスクの回転面に変形が生じた場合に、制輪子の局部的な温度上昇が生じることによって制輪子の摩擦係数が低下し、制輪子本来の制動力を発揮できず、制輪子の偏摩耗が生じるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献３の図６に示されるテコ式空気圧ブレーキの場合は、テコの軸受部に働く摩擦力等の影響により制輪子をディスクと平行に押すことが困難であり、制輪子の偏摩耗が生じるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、制輪子本来の制動力を発揮できる車両用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】
【０００９】
本発明は、車両用キャリパブレーキ装置において、車輪と共に回転するディスクと、このディスクを挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子と、車体に支持されるキャリパ本体と、このキャリパ本体に制輪子をディスクに対して進退可能に支持する対のアンカピンと、制輪子をディスクに押し付けるアクチュエータとを備え、このアクチュエータは、キャリパ本体に取り付けられる弾性膜と、この弾性膜によって画成される弾性膜室と、弾性膜と制輪子の間に介装される押圧プレートとを備え、制動時に弾性膜室に導かれる流体圧により弾性膜が膨らんでこの押圧プレートが制輪子をディスクに押し付ける構成としたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、弾性膜が膨らんで押圧プレートから突出した複数のピストンが制輪子をディスクの回転面に押し付けることにより、この押し付け反力によってキャリパ本体が撓んだり、ディスクの回転面に変形が生じた場合に、これに弾性膜が追従して制輪子がディスクの回転面に対して均一な面圧を持ってディスクと平行に押し付けられる。これにより、制輪子の摩擦係数が高く保たれ、制輪子本来の制動力が発揮され、制輪子やディスクの局部的な温度上昇が抑えられることによって制輪子やディスクの偏摩耗を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１はキャリパブレーキ装置１の平面図であり、図３は側面図である。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、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し、キャリパブレーキ装置１の構成を説明する。
【００１３】
キャリパブレーキ装置１は、対の制輪子７の間に車輪５のディスク６を挟持し、車輪５の回転を制動するものである。
【００１４】
図１において、２０は鉄道車両の図示しない台車上に固定される支持枠である。図３に示すように、キャリパブレーキ装置１はキャリパ本体１０がこの支持枠２０に上下スライドピン３０、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。
【００１５】
図２は上スライドピン３０まわりの断面図である。この図２に示すように、キャリパ本体１０の各ブラケット部１５、１６に上スライドピン３０の両端部が支持され、上スライドピン３０と支持枠２０との間にゴム製のブッシュ３３が介装され、支持枠２０に対してキャリパ本体１０をＸ軸方向に摺動可能にフローティング支持するとともに、支持枠２０に対してキャリパ本体１０をＺ軸まわりに揺動可能に支持する。これにより、キャリパ本体１０は台車に対する車輪５の揺動に追従し、各制輪子７が車輪５のディスク６に平行に対峙する。
【００１６】
各ブラケット部１５、１６と支持枠２０との間にはゴム製のブーツ３４が介装され、このブーツ３４によって上下スライドピン３０、３２の露出部がダストから保護される。
【００１７】
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第一、第二キャリパアーム１２、１４と、この第一、第二キャリパアーム１２、１４を結ぶヨーク部１３とを有する。
【００１８】
図４は図３のＡ−Ａ線に沿う制輪子７と第一キャリパアーム１２等の断面図である。この図４に示すように、第一キャリパアーム１２の上下端部にアジャスタ４１がアンカボルト４２を介してそれぞれ締結され、このアジャスタ４１から突出するアンカピン４３を介して制輪子７の両端部が支持される。
【００１９】
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。ブレーキ解除時に制輪子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との隙間が略一定に調整される。
【００２０】
制輪子７は案内板８を介して取り付けられる。この案内板８は、その上下端部が各アンカピン４３に係合し、各アンカピン４３を介してディスク６に対して進退可能に支持され、弾性膜７５の拡縮作動によってディスク６に対して進退するように駆動される。
【００２１】
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が取り付けられるライニング背板９７と、ライニング背板９７に取り付けられるライニング裏板９１とを備える。
【００２２】
案内板８は、上下方向（Ｙ軸方向）に延びるアリ溝を有し、このアリ溝にライニング裏板９１が嵌合する。制輪子７の装着時に、下のアジャスタ４１をキャリパ本体１０から取り外した状態で、案内板８のアリ溝にライニング裏板９１を下方から差し込み、その後、下のアジャスタ４１をキャリパ本体１０に２本のアンカボルト４２を介して締結する。これにより、ライニング裏板９１の両端部が各アジャスタ４１から突出するアンカピン４３に係合し、制輪子７がＹ軸方向について支持される。
【００２３】
第一キャリパアーム１２の上下端部にアジャスタ４１がアンカボルト４２を介してそれぞれ締結され、このアジャスタ４１から突出するアンカピン４３を介して制輪子７の両端部が支持される。
【００２４】
図１に示すように、第一キャリパアーム１２側のみにアクチュエータ６０が設けられる。
【００２５】
図４に示すように、アクチュエータ６０は、各アジャスタ４１の間に配置される。第一キャリパアーム１２の上下端部にはアジャスタ４１が介装されるアジャスタ取付凹部１２ａ、１２ｂが形成され、シリンダ８０はこのアジャスタ取付凹部１２ａ、１２ｂの間に形成される。
【００２６】
アクチュエータ６０は、第一キャリパアーム１２のキャリパ部１２ｆに形成されるシリンダ８０と、このシリンダ８０に取り付けられる弾性膜７５と、シリンダ８０に締結されるカバー９２と、シリンダ８０とこの弾性膜７５とこのカバー９２の間に画成される弾性膜室６３とを備え、この弾性膜室６３に導かれる空気圧により弾性膜７５が制輪子７をＸ軸方向に押圧し、制輪子７をディスク６に押し付ける。
【００２７】
図４に示すように、シリンダ８０は弾性膜室６３に沿ってＸ軸方向に延びる筒面状のシリンダ側壁８２と、弾性膜７５の周縁部７６が取り付けられる環状の取付座８１とを有する。取付座８１はＹ軸とＺ軸方向に延びる平面状に形成される。
【００２８】
板状のカバー９２は取付座８１と同じく略長円形の外形を有し、取付座８１と同じく制輪子７の中心線Ｏｚについて対称的に形成される。
【００２９】
取付座８１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８４を介してカバー９２が締結される。取付座８１とカバー９２との間に弾性膜７５の周縁部７６が挟持される。
【００３０】
図３に示すように、キャリパ本体１０のシリンダ側壁８２は、制輪子７のライニング９に沿って湾曲して延びる前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄと、この前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部８２ａ、８２ｂとを有する。これにより、シリンダ側壁８２の内側に弾性膜７５によって画成される弾性膜室６３は制輪子７のライニング９に対して広い範囲で対峙している。
【００３１】
前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄは弾性膜室６３に対して凹状に湾曲し、両者は互いに制輪子７の中心線Ｏｚについて対称的に形成される。
【００３２】
弾性膜７５は樹脂製弾性材によって形成され、取付座８１とカバー９２との間に挟持される周縁部７６と、シリンダ側壁８２に沿って伸縮するベローズ部７７と、制輪子７に対峙する押圧部７９とを有する。弾性膜室６３に導かれる空気圧力によってベローズ部７７が伸張して押圧部７９が制輪子７を押圧するようになっている。
【００３３】
なお、弾性膜７５は樹脂製弾性材に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。
【００３４】
弾性膜７５の押圧部７９と制輪子７の間に押圧プレート６５が介装され、この押圧プレート６５が弾性膜７５の動きを制輪子７に伝達する構成とする。
【００３５】
押圧プレート６５はＹ軸とＺ軸方向に延びる板状に形成され、制輪子７に対して開口する複数の溝６６を有する。
【００３６】
弾性膜７５の押圧部７９の背面に取り付けられる補強プレート６２が設けられる。補強プレート６２と押圧プレート６５とは弾性膜７５の押圧部７９を挟持し、複数のボルト５９を介して締結される。補強プレート６２は押圧プレート６５と同じ形状を有する板状に形成され、各ボルト５９は補強プレート６２の周縁部に沿って略等間隔を持って並ぶように配置される。
【００３７】
押圧プレート６５は、シリンダ側壁８２の内側に収められ、制輪子７のライニング９に対して広い範囲で対峙している。
【００３８】
図５の（ａ）は押圧プレート６５の側面図であり、（ｂ）は同図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。これに示すように、押圧プレート６５は、制輪子７のライニング９に沿って湾曲して延びる前後の湾曲縁部６５ｃ、６５ｄと、この前後の湾曲縁部６５ｃ、６５ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状縁部６５ａ、６５ｂとを有し、湾曲縁部６５ｃは凹状に、湾曲縁部６５ｄは凸状に形成され、図３に示すキャリパ本体１０の中心線Ｏｚについて対称的に形成される。押圧プレート６５の湾曲縁部６５ｃは凸状に湾曲して形成され、湾曲縁部６５ｄは凹状に湾曲して形成される。
【００３９】
押圧プレート６５の制輪子２９に対峙する面には複数の溝６６が設けられており、複数条の放射状溝６６ａと１条の周溝６６ｂを備え、押圧プレート６５を複数の凸部６７に分割する。
【００４０】
放射状溝６６ａはディスク６の径方向に沿って放射状に延びる。ライニング９にもディスク６の径方向に沿って放射状に延びる溝９９が形成されており、放射状溝６６ａはライニング９の溝９９と重合するように配置される。
【００４１】
周溝６６ｂはディスク６と同心円弧状に湾曲して延びる。周溝６６ｂはライニング９に沿って湾曲して延び、ライニング９の中央部に対峙する。
【００４２】
各凸部６７はディスク６と同心円弧状に２列に並ぶように配置される。なお、各凸部６７の列数はこれに限らず増減しても良く、また、各凸部６７を千鳥状に配置しても良い。
【００４３】
凸部６７の大きさは任意に設定され、各凸部６７が制輪子７の略全域に対峙するように配置される。なお、各凸部６７の突出高さをそれぞれ変えて制輪子７をディスク６に押し付ける荷重の分布をコントロールしても良い。
【００４４】
押圧プレート６５を断熱材によって形成され、制輪子７の熱が弾性膜７５に伝達されることを抑制する。
【００４５】
キャリパ本体１０には通孔６９が形成され、この通孔６９は図示しない配管を介して鉄道車両の空気圧源に連通する。この空気圧源からの加圧空気は図示しない切換弁を介して弾性膜室６３に供給される。図示しないコントローラからの指令に応じて切換弁は制動時に空気圧源からの加圧空気を弾性膜室６３に導く一方、非制動時に大気圧を弾性膜室６３に導く。
【００４６】
以上のようにキャリパブレーキ装置１は構成され、制動解除時に弾性膜室６３に大気圧が導かれており、アジャスタ４１に備えられる戻しバネ４４の付勢力によって制輪子７がディスク６から離れる。このとき、弾性膜７５は制輪子７に追従して収縮する。
【００４７】
制動時に弾性膜室６３に導かれる空気圧により弾性膜７５が膨らみ、弾性膜７５が押圧プレート６５を介して制輪子７をディスク６に押圧し、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。
【００４８】
このように、アクチュエータ６０はキャリパ本体１０の限られたスペースにおいて弾性膜７５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に付与することが可能となる。
【００４９】
以上のように、本発明の弾性膜型キャリパブレーキ装置１は、車輪５と共に回転するディスク６と、このディスク６を挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子７と、台車（車体）に支持されるキャリパ本体１０と、制輪子７をディスク６に押し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に取り付けられる弾性膜７５と、この弾性膜７５によって画成される弾性膜室６３と、弾性膜７５と制輪子７の間に介装される押圧プレート６５とを備え、制動時にこの弾性膜室６３に導かれる空気圧（流体圧）により弾性膜７５が膨らんでこの押圧プレート６５が制輪子７をディスク６に押し付ける構成とした。
【００５０】
弾性膜室６３を各アンカピン４３の間に配置したため、弾性膜７５が膨らんで制輪子７をディスク６に押し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７５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。
【００５１】
弾性膜７５が膨らんで押圧プレート６５から突出した複数の凸部６７が制輪子７をディスク６に押し付ける構成のため、この押し付け反力によってキャリパ本体１０が撓んだり、ディスク６の回転面に変形が生じた場合に、これに弾性膜７５が追従して制輪子７がディスク６の回転面に対して均一な面圧を持ってディスクと平行に押し付けられる。これにより、制輪子７の摩擦係数が高く保たれ、制輪子７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。
【００５２】
制動時にキャリパ本体１０のキャリパアーム部１２が車輪５のディスク６から離れるように撓んでも、制輪子７がディスク６の回転面に対して平行に保たれ、ライニング９がディスク６の回転半径方向について偏摩耗することを防止できる。
【００５３】
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弾性膜室６３に供給される空気圧によって弾性膜７５が制輪子７を押圧作動するため、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。
【００５４】
なお、弾性膜型キャリパブレーキ装置は、これに限らず、油圧式アクチュエータを設け、弾性膜室に油圧を導く構成としてもよい。この場合、従来の油圧式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、低い油圧でアクチュエータに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。
【００５５】
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第一キャリパアーム１２と第二キャリパアームのうち、第一キャリパアーム１２のみにアクチュエータ６０を設けることが可能となり、アクチュエータ６０を構成する部品点数を削減するとともに、キャリパブレーキ装置１の大型化が避けられる。
【００５６】
本実施の形態では、キャリパ本体１０に制輪子７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、弾性膜室６３をこの各アンカピン４３の間に配置したため、弾性膜７５が膨らんで制輪子７をディスク６に押し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７５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。
【００５７】
本実施の形態では、アクチュエータ６０を挟むように配置される対のアジャスタ４１を備え、このアジャスタ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とを備えたため、弾性膜７５が膨らんで制輪子７をディスク６に押し付ける動きが各アジャスタ４１を介して円滑に行われるとともに、各アジャスタ４１に挟まれるスペースにおいて弾性膜７５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。
【００５８】
本実施の形態では、キャリパ本体１０は弾性膜７５の拡縮するベローズ部７７を囲んで筒面状に延びるシリンダ側壁８２を有したため、制動時に弾性膜室６３に導かれる空気圧により弾性膜７５のベローズ部７７がディスク６と平行方向に膨らむことがシリンダ側壁８２によって規制され、弾性膜７５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７５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。
【００５９】
本実施の形態では、シリンダ側壁８２は、ライニング９に沿って湾曲して延びる一方の湾曲壁部８２ｃと、この湾曲壁部８２ｃと対称的に湾曲して延びる他方の湾曲壁部８２ｄと、この各湾曲壁部８２ｃ、８２ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部８２ａ、８２ｂとを有したため、キャリパ本体１０の限られたスペースにおいて弾性膜７５の受圧面積を十分に確保するとともに、弾性膜７５はシリンダ側壁８２に沿って屈曲する部位が生じることなく、弾性膜７５の耐久性を確保できる。
【００６０】
本実施の形態では、キャリパ本体１０は弾性膜７５の周縁部７６が取り付けられる環状の取付座８１を有し、取付座８１との間に弾性膜７５の周縁部７６を挟持するカバー９２を備え、このカバー９２と弾性膜７５との間に弾性膜室６３を画成したため、アクチュエータ６０をキャリパ本体１０内にコンパクトに収められ、キャリパ本体１０の大型化が避けられる。
【００６１】
本実施の形態では、アンカピン４３に結合され制輪子７を支持する案内板８を備えたため、制輪子７を支持する剛性を高められるとともに、制輪子７を着脱する作業が案内板８を介して容易に行える。
【００６２】
図６の（ａ）、（ｂ）に示す他の実施の形態は、押圧プレート６５の凸部６７に断熱プレート６１が設けられるものであり、押圧プレート６５はこの断熱プレート６１を介して制輪子７の案内板８に当接する。断熱プレート６１は断熱材によって形成され、制輪子７の熱が弾性膜７５に伝達されることを抑制する。
【００６３】
本実施の形態では、押圧プレート６５に断熱プレート６１を取り付け、この断熱プレート６１が制輪子７に当接するため、制輪子７の熱が弾性膜７５に伝達されることを抑制し、樹脂製弾性材からなる弾性膜７５の耐熱性を確保できる。また、断熱プレート６１を設けることにより、押圧プレート６５を例えば金属によって形成することが可能となる。
【００６４】
なお、必要に応じて断熱材を溶射したプレートを断熱プレート６１として用いても良い。
【００６５】
また、押圧プレート６５と弾性膜７５の間に断熱プレートを介装しても良い。この場合も、制輪子７の熱が弾性膜７５に伝達されることを抑制し、樹脂製弾性材からなる弾性膜７５の耐熱性を確保できる。
【００６６】
図７、８に示す他の実施の形態は、案内板を廃止して制輪子７が各アンカピン４３のみによって支持される構成とするものである。
【００６７】
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の背部が取り付けられるライニング背板９７とを備える。
【００６８】
各アンカピン４３には環状溝４９が形成され、ライニング背板９７の上下端部にはこの環状溝８６に係合する係合部８５が形成される。
【００６９】
制輪子７はこの各係合部８５が各アンカピン４３の環状溝８６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、弾性膜７５の拡縮作動によってディスク６に対して進退するように駆動される。
【００７０】
各アンカピン４３には環状溝８６が形成され、制輪子７の上下端部にはこの環状溝８６に係合する係合部８５が形成される。
【００７１】
制輪子７はこの各係合部８５が各アンカピン４３の環状溝８６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、弾性膜７５の拡縮作動によってディスク６に対して進退するように駆動される。
【００７２】
本実施の形態では、制輪子７の両端部を各アンカピン４３に結合し、制動時に弾性膜７５が押圧プレート６５を介して制輪子７を押圧する構成としたため、案内板を廃止して構造の簡素化がはかれるとともに、キャリパ本体１０をＸ軸方向について小型化することができるとともに、制輪子７の剛性が低下することにより、ライニング９がディスク６の表面形状や変形に追従した動作が可能となる。
【００７３】
なお、各実施の形態では、第一キャリパアーム１２のみにアクチュエータ６０を設けたが、これに限らず、第一キャリパアーム１２と第二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。
【００７４】
本実施の形態では、押圧プレート６５に制輪子７に対峙して開口する溝６６を備えたため、押し付け反力によってライニング９に変形が生じた場合に、これに押圧プレート６５が追従して変形することが促され、制輪子７がディスク６の回転面に対して均一な面圧を持って押し付けられる。
【００７５】
本実施の形態では、押圧プレート６５に開口する溝６６をライニング９の溝９９と重合するように配置したため、押圧プレート６５がライニング９の変形に追従して変形することが促され、制輪子７がディスク６の回転面に対して均一な面圧を持って押し付けられる。
【００７６】
本発明は上記の実施の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。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置の平面図。
【図２】同じく上スライドピンまわりの断面図。
【図３】同じく側面図。
【図４】同じく図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】同じく押圧プレートの側面図と断面図。
【図６】本発明の他の実施の形態を示す押圧プレートの側面図と断面図。
【図７】本発明の他の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置の側面図。
【図８】同じく図７のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００７８】
１ キャリパブレーキ装置
５ 車輪
６ ディスク
７ 制輪子
８ 案内板
９ ライニング
１０ キャリパ本体
１２ 第一キャリパアーム
４１ アジャスタ
４３ アンカピン
４４ 戻しバネ
４５ 隙間調整機構
６０ アクチュエータ
６１ 断熱プレート
６２ 補強プレート
６３ 弾性膜室
６５ 押圧プレート
６６ 溝
７５ 弾性膜
７６ 周縁部
７７ ベローズ部
７９ 押圧部
８１ 取付座
８２ シリンダ側壁
８２ａ、８２ｂ 円弧状壁部
８２ｃ、８２ｄ 湾曲壁部
９２ カバー
【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車両用キャリパブレーキ装置の改良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油圧ブレーキを作動させるようになっている。
【０００３】
近年、鉄道車両に空気圧源から供給される空気圧により作動する空気圧ブレーキを搭載して、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。
【０００４】
特許文献１、２には、油圧シリンダに供給される油圧によって制輪子を押圧作動する鉄道車両用ブレーキ装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、エアチャンバを用いたアクチュエータに供給される空気圧によって制輪子を押圧作動する鉄道車両用ブレーキ装置が開示されている。
【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】特開平１１−１９３８３５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、このような従来の鉄道車両用ブレーキ装置にあっては、油圧シリンダまたはアクチュエータが制輪子全体を押圧するのではなく、制輪子の一部を押圧するため、この押し付け反力によってキャリパ本体が撓んだり、ディスクの回転面に変形が生じた場合に、制輪子の局部的な温度上昇が生じることによって制輪子の摩擦係数が低下し、制輪子本来の制動力を発揮できず、制輪子の偏摩耗が生じるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献３の図６に示されるテコ式空気圧ブレーキの場合は、テコの軸受部に働く摩擦力等の影響により制輪子をディスクと平行に押すことが困難であり、制輪子の偏摩耗が生じるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、制輪子本来の制動力を発揮できる車両用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】
【０００９】
本発明は、車両用キャリパブレーキ装置において、車輪と共に回転するディスクと、このディスクを挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子と、車体に支持されるキャリパ本体と、このキャリパ本体に制輪子をディスクに対して進退可能に支持する対のアンカピンと、制輪子をディスクに押し付けるアクチュエータとを備え、このアクチュエータは、キャリパ本体に取り付けられる弾性膜と、この弾性膜によって画成される弾性膜室と、弾性膜と制輪子の間に介装される押圧プレートとを備え、制動時に弾性膜室に導かれる流体圧により弾性膜が膨らんでこの押圧プレートが制輪子をディスクに押し付ける構成としたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、弾性膜が膨らんで押圧プレートから突出した複数のピストンが制輪子をディスクの回転面に押し付けることにより、この押し付け反力によってキャリパ本体が撓んだり、ディスクの回転面に変形が生じた場合に、これに弾性膜が追従して制輪子がディスクの回転面に対して均一な面圧を持ってディスクと平行に押し付けられる。これにより、制輪子の摩擦係数が高く保たれ、制輪子本来の制動力が発揮され、制輪子やディスクの局部的な温度上昇が抑えられることによって制輪子やディスクの偏摩耗を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１はキャリパブレーキ装置１の平面図であり、図３は側面図である。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、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し、キャリパブレーキ装置１の構成を説明する。
【００１３】
キャリパブレーキ装置１は、対の制輪子７の間に車輪５のディスク６を挟持し、車輪５の回転を制動するものである。
【００１４】
図１において、２０は鉄道車両の図示しない台車上に固定される支持枠である。図３に示すように、キャリパブレーキ装置１はキャリパ本体１０がこの支持枠２０に上下スライドピン３０、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。
【００１５】
図２は上スライドピン３０まわりの断面図である。この図２に示すように、キャリパ本体１０の各ブラケット部１５、１６に上スライドピン３０の両端部が支持され、上スライドピン３０と支持枠２０との間にゴム製のブッシュ３３が介装され、支持枠２０に対してキャリパ本体１０をＸ軸方向に摺動可能にフローティング支持するとともに、支持枠２０に対してキャリパ本体１０をＺ軸まわりに揺動可能に支持する。これにより、キャリパ本体１０は台車に対する車輪５の揺動に追従し、各制輪子７が車輪５のディスク６に平行に対峙する。
【００１６】
各ブラケット部１５、１６と支持枠２０との間にはゴム製のブーツ３４が介装され、このブーツ３４によって上下スライドピン３０、３２の露出部がダストから保護される。
【００１７】
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第一、第二キャリパアーム１２、１４と、この第一、第二キャリパアーム１２、１４を結ぶヨーク部１３とを有する。
【００１８】
図４は図３のＡ−Ａ線に沿う制輪子７と第一キャリパアーム１２等の断面図である。この図４に示すように、第一キャリパアーム１２の上下端部にアジャスタ４１がアンカボルト４２を介してそれぞれ締結され、このアジャスタ４１から突出するアンカピン４３を介して制輪子７の両端部が支持される。
【００１９】
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。ブレーキ解除時に制輪子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との隙間が略一定に調整される。
【００２０】
制輪子７は案内板８を介して取り付けられる。この案内板８は、その上下端部が各アンカピン４３に係合し、各アンカピン４３を介してディスク６に対して進退可能に支持され、弾性膜７５の拡縮作動によってディスク６に対して進退するように駆動される。
【００２１】
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が取り付けられるライニング背板９７と、ライニング背板９７に取り付けられるライニング裏板９１とを備える。
【００２２】
案内板８は、上下方向（Ｙ軸方向）に延びるアリ溝を有し、このアリ溝にライニング裏板９１が嵌合する。制輪子７の装着時に、下のアジャスタ４１をキャリパ本体１０から取り外した状態で、案内板８のアリ溝にライニング裏板９１を下方から差し込み、その後、下のアジャスタ４１をキャリパ本体１０に２本のアンカボルト４２を介して締結する。これにより、ライニング裏板９１の両端部が各アジャスタ４１から突出するアンカピン４３に係合し、制輪子７がＹ軸方向について支持される。
【００２３】
第一キャリパアーム１２の上下端部にアジャスタ４１がアンカボルト４２を介してそれぞれ締結され、このアジャスタ４１から突出するアンカピン４３を介して制輪子７の両端部が支持される。
【００２４】
図１に示すように、第一キャリパアーム１２側のみにアクチュエータ６０が設けられる。
【００２５】
図４に示すように、アクチュエータ６０は、各アジャスタ４１の間に配置される。第一キャリパアーム１２の上下端部にはアジャスタ４１が介装されるアジャスタ取付凹部１２ａ、１２ｂが形成され、シリンダ８０はこのアジャスタ取付凹部１２ａ、１２ｂの間に形成される。
【００２６】
アクチュエータ６０は、第一キャリパアーム１２のキャリパ部１２ｆに形成されるシリンダ８０と、このシリンダ８０に取り付けられる弾性膜７５と、シリンダ８０に締結されるカバー９２と、シリンダ８０とこの弾性膜７５とこのカバー９２の間に画成される弾性膜室６３とを備え、この弾性膜室６３に導かれる空気圧により弾性膜７５が制輪子７をＸ軸方向に押圧し、制輪子７をディスク６に押し付ける。
【００２７】
図４に示すように、シリンダ８０は弾性膜室６３に沿ってＸ軸方向に延びる筒面状のシリンダ側壁８２と、弾性膜７５の周縁部７６が取り付けられる環状の取付座８１とを有する。取付座８１はＹ軸とＺ軸方向に延びる平面状に形成される。
【００２８】
板状のカバー９２は取付座８１と同じく略長円形の外形を有し、取付座８１と同じく制輪子７の中心線Ｏｚについて対称的に形成される。
【００２９】
取付座８１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８４を介してカバー９２が締結される。取付座８１とカバー９２との間に弾性膜７５の周縁部７６が挟持される。
【００３０】
図３に示すように、キャリパ本体１０のシリンダ側壁８２は、制輪子７のライニング９に沿って湾曲して延びる前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄと、この前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部８２ａ、８２ｂとを有する。これにより、シリンダ側壁８２の内側に弾性膜７５によって画成される弾性膜室６３は制輪子７のライニング９に対して広い範囲で対峙している。
【００３１】
前後の湾曲壁部８２ｃ、８２ｄは弾性膜室６３に対して凹状に湾曲し、両者は互いに制輪子７の中心線Ｏｚについて対称的に形成される。
【００３２】
弾性膜７５は樹脂製弾性材によって形成され、取付座８１とカバー９２との間に挟持される周縁部７６と、シリンダ側壁８２に沿って伸縮するベローズ部７７と、制輪子７に対峙する押圧部７９とを有する。弾性膜室６３に導かれる空気圧力によってベローズ部７７が伸張して押圧部７９が制輪子７を押圧するようになっている。
【００３３】
なお、弾性膜７５は樹脂製弾性材に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。
【００３４】
弾性膜７５の押圧部７９と制輪子７の間に押圧プレート６５が介装され、この押圧プレート６５が弾性膜７５の動きを制輪子７に伝達する構成とする。
【００３５】
押圧プレート６５はＹ軸とＺ軸方向に延びる板状に形成され、制輪子７に対して開口する複数の溝６６を有する。
【００３６】
弾性膜７５の押圧部７９の背面に取り付けられる補強プレート６２が設けられる。補強プレート６２と押圧プレート６５とは弾性膜７５の押圧部７９を挟持し、複数のボルト５９を介して締結される。補強プレート６２は押圧プレート６５と同じ形状を有する板状に形成され、各ボルト５９は補強プレート６２の周縁部に沿って略等間隔を持って並ぶように配置される。
【００３７】
押圧プレート６５は、シリンダ側壁８２の内側に収められ、制輪子７のライニング９に対して広い範囲で対峙している。
【００３８】
図５の（ａ）は押圧プレート６５の側面図であり、（ｂ）は同図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。これに示すように、押圧プレート６５は、制輪子７のライニング９に沿って湾曲して延びる前後の湾曲縁部６５ｃ、６５ｄと、この前後の湾曲縁部６５ｃ、６５ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状縁部６５ａ、６５ｂとを有し、湾曲縁部６５ｃは凹状に、湾曲縁部６５ｄは凸状に形成され、図３に示すキャリパ本体１０の中心線Ｏｚについて対称的に形成される。押圧プレート６５の湾曲縁部６５ｃは凸状に湾曲して形成され、湾曲縁部６５ｄは凹状に湾曲して形成される。
【００３９】
押圧プレート６５の制輪子２９に対峙する面には複数の溝６６が設けられており、複数条の放射状溝６６ａと１条の周溝６６ｂを備え、押圧プレート６５を複数の凸部６７に分割する。
【００４０】
放射状溝６６ａはディスク６の径方向に沿って放射状に延びる。ライニング９にもディスク６の径方向に沿って放射状に延びる溝９９が形成されており、放射状溝６６ａはライニング９の溝９９と重合するように配置される。
【００４１】
周溝６６ｂはディスク６と同心円弧状に湾曲して延びる。周溝６６ｂはライニング９に沿って湾曲して延び、ライニング９の中央部に対峙する。
【００４２】
各凸部６７はディスク６と同心円弧状に２列に並ぶように配置される。なお、各凸部６７の列数はこれに限らず増減しても良く、また、各凸部６７を千鳥状に配置しても良い。
【００４３】
凸部６７の大きさは任意に設定され、各凸部６７が制輪子７の略全域に対峙するように配置される。なお、各凸部６７の突出高さをそれぞれ変えて制輪子７をディスク６に押し付ける荷重の分布をコントロールしても良い。
【００４４】
押圧プレート６５を断熱材によって形成され、制輪子７の熱が弾性膜７５に伝達されることを抑制する。
【００４５】
キャリパ本体１０には通孔６９が形成され、この通孔６９は図示しない配管を介して鉄道車両の空気圧源に連通する。この空気圧源からの加圧空気は図示しない切換弁を介して弾性膜室６３に供給される。図示しないコントローラからの指令に応じて切換弁は制動時に空気圧源からの加圧空気を弾性膜室６３に導く一方、非制動時に大気圧を弾性膜室６３に導く。
【００４６】
以上のようにキャリパブレーキ装置１は構成され、制動解除時に弾性膜室６３に大気圧が導かれており、アジャスタ４１に備えられる戻しバネ４４の付勢力によって制輪子７がディスク６から離れる。このとき、弾性膜７５は制輪子７に追従して収縮する。
【００４７】
制動時に弾性膜室６３に導かれる空気圧により弾性膜７５が膨らみ、弾性膜７５が押圧プレート６５を介して制輪子７をディスク６に押圧し、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。
【００４８】
このように、アクチュエータ６０はキャリパ本体１０の限られたスペースにおいて弾性膜７５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に付与することが可能となる。
【００４９】
以上のように、本発明の弾性膜型キャリパブレーキ装置１は、車輪５と共に回転するディスク６と、このディスク６を挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子７と、台車（車体）に支持されるキャリパ本体１０と、制輪子７をディスク６に押し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に取り付けられる弾性膜７５と、この弾性膜７５によって画成される弾性膜室６３と、弾性膜７５と制輪子７の間に介装される押圧プレート６５とを備え、制動時にこの弾性膜室６３に導かれる空気圧（流体圧）により弾性膜７５が膨らんでこの押圧プレート６５が制輪子７をディスク６に押し付ける構成とした。
【００５０】
弾性膜室６３を各アンカピン４３の間に配置したため、弾性膜７５が膨らんで制輪子７をディスク６に押し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７５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。
【００５１】
弾性膜７５が膨らんで押圧プレート６５から突出した複数の凸部６７が制輪子７をディスク６に押し付ける構成のため、この押し付け反力によってキャリパ本体１０が撓んだり、ディスク６の回転面に変形が生じた場合に、これに弾性膜７５が追従して制輪子７がディスク６の回転面に対して均一な面圧を持ってディスクと平行に押し付けられる。これにより、制輪子７の摩擦係数が高く保たれ、制輪子７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。
【００５２】
制動時にキャリパ本体１０のキャリパアーム部１２が車輪５のディスク６から離れるように撓んでも、制輪子７がディスク６の回転面に対して平行に保たれ、ライニング９がディスク６の回転半径方向について偏摩耗することを防止できる。
【００５３】
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弾性膜室６３に供給される空気圧によって弾性膜７５が制輪子７を押圧作動するため、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。
【００５４】
なお、弾性膜型キャリパブレーキ装置は、これに限らず、油圧式アクチュエータを設け、弾性膜室に油圧を導く構成としてもよい。この場合、従来の油圧式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、低い油圧でアクチュエータに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。
【００５５】
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第一キャリパアーム１２と第二キャリパアームのうち、第一キャリパアーム１２のみにアクチュエータ６０を設けることが可能となり、アクチュエータ６０を構成する部品点数を削減するとともに、キャリパブレーキ装置１の大型化が避けられる。
【００５６】
本実施の形態では、キャリパ本体１０に制輪子７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、弾性膜室６３をこの各アンカピン４３の間に配置したため、弾性膜７５が膨らんで制輪子７をディスク６に押し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７５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。
【００５７】
本実施の形態では、アクチュエータ６０を挟むように配置される対のアジャスタ４１を備え、このアジャスタ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とを備えたため、弾性膜７５が膨らんで制輪子７をディスク６に押し付ける動きが各アジャスタ４１を介して円滑に行われるとともに、各アジャスタ４１に挟まれるスペースにおいて弾性膜７５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。
【００５８】
本実施の形態では、キャリパ本体１０は弾性膜７５の拡縮するベローズ部７７を囲んで筒面状に延びるシリンダ側壁８２を有したため、制動時に弾性膜室６３に導かれる空気圧により弾性膜７５のベローズ部７７がディスク６と平行方向に膨らむことがシリンダ側壁８２によって規制され、弾性膜７５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７５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。
【００５９】
本実施の形態では、シリンダ側壁８２は、ライニング９に沿って湾曲して延びる一方の湾曲壁部８２ｃと、この湾曲壁部８２ｃと対称的に湾曲して延びる他方の湾曲壁部８２ｄと、この各湾曲壁部８２ｃ、８２ｄを結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部８２ａ、８２ｂとを有したため、キャリパ本体１０の限られたスペースにおいて弾性膜７５の受圧面積を十分に確保するとともに、弾性膜７５はシリンダ側壁８２に沿って屈曲する部位が生じることなく、弾性膜７５の耐久性を確保できる。
【００６０】
本実施の形態では、キャリパ本体１０は弾性膜７５の周縁部７６が取り付けられる環状の取付座８１を有し、取付座８１との間に弾性膜７５の周縁部７６を挟持するカバー９２を備え、このカバー９２と弾性膜７５との間に弾性膜室６３を画成したため、アクチュエータ６０をキャリパ本体１０内にコンパクトに収められ、キャリパ本体１０の大型化が避けられる。
【００６１】
本実施の形態では、アンカピン４３に結合され制輪子７を支持する案内板８を備えたため、制輪子７を支持する剛性を高められるとともに、制輪子７を着脱する作業が案内板８を介して容易に行える。
【００６２】
図６の（ａ）、（ｂ）に示す他の実施の形態は、押圧プレート６５の凸部６７に断熱プレート６１が設けられるものであり、押圧プレート６５はこの断熱プレート６１を介して制輪子７の案内板８に当接する。断熱プレート６１は断熱材によって形成され、制輪子７の熱が弾性膜７５に伝達されることを抑制する。
【００６３】
本実施の形態では、押圧プレート６５に断熱プレート６１を取り付け、この断熱プレート６１が制輪子７に当接するため、制輪子７の熱が弾性膜７５に伝達されることを抑制し、樹脂製弾性材からなる弾性膜７５の耐熱性を確保できる。また、断熱プレート６１を設けることにより、押圧プレート６５を例えば金属によって形成することが可能となる。
【００６４】
なお、必要に応じて断熱材を溶射したプレートを断熱プレート６１として用いても良い。
【００６５】
また、押圧プレート６５と弾性膜７５の間に断熱プレートを介装しても良い。この場合も、制輪子７の熱が弾性膜７５に伝達されることを抑制し、樹脂製弾性材からなる弾性膜７５の耐熱性を確保できる。
【００６６】
図７、８に示す他の実施の形態は、案内板を廃止して制輪子７が各アンカピン４３のみによって支持される構成とするものである。
【００６７】
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の背部が取り付けられるライニング背板９７とを備える。
【００６８】
各アンカピン４３には環状溝４９が形成され、ライニング背板９７の上下端部にはこの環状溝８６に係合する係合部８５が形成される。
【００６９】
制輪子７はこの各係合部８５が各アンカピン４３の環状溝８６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、弾性膜７５の拡縮作動によってディスク６に対して進退するように駆動される。
【００７０】
各アンカピン４３には環状溝８６が形成され、制輪子７の上下端部にはこの環状溝８６に係合する係合部８５が形成される。
【００７１】
制輪子７はこの各係合部８５が各アンカピン４３の環状溝８６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、弾性膜７５の拡縮作動によってディスク６に対して進退するように駆動される。
【００７２】
本実施の形態では、制輪子７の両端部を各アンカピン４３に結合し、制動時に弾性膜７５が押圧プレート６５を介して制輪子７を押圧する構成としたため、案内板を廃止して構造の簡素化がはかれるとともに、キャリパ本体１０をＸ軸方向について小型化することができるとともに、制輪子７の剛性が低下することにより、ライニング９がディスク６の表面形状や変形に追従した動作が可能となる。
【００７３】
なお、各実施の形態では、第一キャリパアーム１２のみにアクチュエータ６０を設けたが、これに限らず、第一キャリパアーム１２と第二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。
【００７４】
本実施の形態では、押圧プレート６５に制輪子７に対峙して開口する溝６６を備えたため、押し付け反力によってライニング９に変形が生じた場合に、これに押圧プレート６５が追従して変形することが促され、制輪子７がディスク６の回転面に対して均一な面圧を持って押し付けられる。
【００７５】
本実施の形態では、押圧プレート６５に開口する溝６６をライニング９の溝９９と重合するように配置したため、押圧プレート６５がライニング９の変形に追従して変形することが促され、制輪子７がディスク６の回転面に対して均一な面圧を持って押し付けられる。
【００７６】
本発明は上記の実施の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。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置の平面図。
【図２】同じく上スライドピンまわりの断面図。
【図３】同じく側面図。
【図４】同じく図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】同じく押圧プレートの側面図と断面図。
【図６】本発明の他の実施の形態を示す押圧プレートの側面図と断面図。
【図７】本発明の他の実施の形態を示すキャリパブレーキ装置の側面図。
【図８】同じく図７のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００７８】
１ キャリパブレーキ装置
５ 車輪
６ ディスク
７ 制輪子
８ 案内板
９ ライニング
１０ キャリパ本体
１２ 第一キャリパアーム
４１ アジャスタ
４３ アンカピン
４４ 戻しバネ
４５ 隙間調整機構
６０ アクチュエータ
６１ 断熱プレート
６２ 補強プレート
６３ 弾性膜室
６５ 押圧プレート
６６ 溝
７５ 弾性膜
７６ 周縁部
７７ ベローズ部
７９ 押圧部
８１ 取付座
８２ シリンダ側壁
８２ａ、８２ｂ 円弧状壁部
８２ｃ、８２ｄ 湾曲壁部
９２ カバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転するディスクと、
このディスクを挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子と、
車体に支持されるキャリパ本体と、
前記制輪子を前記ディスクに押し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り付けられる弾性膜と、
この弾性膜によって画成される弾性膜室と、
前記弾性膜と前記制輪子の間に介装される押圧プレートとを備え、
制動時に前記弾性膜室に導かれる流体圧により前記弾性膜が膨らんでこの押圧プレートが前記制輪子を前記ディスクに押し付ける構成としたことを特徴とする車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項２】
前記キャリパ本体に前記制輪子を前記ディスクに対して進退可能に支持する対のアンカピンを備え、
前記弾性膜室をこの各アンカピンの間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項３】
前記アクチュエータを挟むように配置される対のアジャスタを備え、
このアジャスタは、
前記アンカピンを介して前記制輪子を前記ディスクから離す方向に付勢する戻しバネと、
制動解除時に制輪子とディスクの隙間を略一定に調整する隙間調整機構とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項４】
前記キャリパ本体は前記弾性膜の拡縮するベローズ部を囲んで筒面状に延びるシリンダ側壁を有し、
前記シリンダ側壁は、
前記ライニングに沿って湾曲して延びる一方の湾曲壁部と、
この湾曲壁部と対称的に湾曲して延びる他方の湾曲壁部と、
この各湾曲壁部を結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部とを有した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車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項５】
前記キャリパ本体は前記弾性膜の周縁部が取り付けられる環状の取付座を有し、
前記取付座との間に前記弾性膜の周縁部を挟持するカバーを備え、
このカバーと前記弾性膜との間に前記弾性膜室を画成したことを特徴とする請求項４に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項６】
前記弾性膜は前記制輪子に対峙する押圧部を有し、
この押圧部に取り付けられるト補強プレートを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項７】
前記押圧プレートと前記制輪子の間、または前記押圧プレートと前記弾性膜の間に断熱プレートを介装した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車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項８】
前記各アンカピンに結合され前記制輪子を支持する案内板を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項９】
前記制輪子の両端部を前記各アンカピンに結合したことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項１０】
前記押圧プレートに前記制輪子に対峙して開口する溝を備えたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項１】
車輪と共に回転するディスクと、
このディスクを挟んで摩擦力を付与する左右の制輪子と、
車体に支持されるキャリパ本体と、
前記制輪子を前記ディスクに押し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り付けられる弾性膜と、
この弾性膜によって画成される弾性膜室と、
前記弾性膜と前記制輪子の間に介装される押圧プレートとを備え、
制動時に前記弾性膜室に導かれる流体圧により前記弾性膜が膨らんでこの押圧プレートが前記制輪子を前記ディスクに押し付ける構成としたことを特徴とする車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項２】
前記キャリパ本体に前記制輪子を前記ディスクに対して進退可能に支持する対のアンカピンを備え、
前記弾性膜室をこの各アンカピンの間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項３】
前記アクチュエータを挟むように配置される対のアジャスタを備え、
このアジャスタは、
前記アンカピンを介して前記制輪子を前記ディスクから離す方向に付勢する戻しバネと、
制動解除時に制輪子とディスクの隙間を略一定に調整する隙間調整機構とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項４】
前記キャリパ本体は前記弾性膜の拡縮するベローズ部を囲んで筒面状に延びるシリンダ側壁を有し、
前記シリンダ側壁は、
前記ライニングに沿って湾曲して延びる一方の湾曲壁部と、
この湾曲壁部と対称的に湾曲して延びる他方の湾曲壁部と、
この各湾曲壁部を結んで円弧状に延びる上下の円弧状壁部とを有した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車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項５】
前記キャリパ本体は前記弾性膜の周縁部が取り付けられる環状の取付座を有し、
前記取付座との間に前記弾性膜の周縁部を挟持するカバーを備え、
このカバーと前記弾性膜との間に前記弾性膜室を画成したことを特徴とする請求項４に記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項６】
前記弾性膜は前記制輪子に対峙する押圧部を有し、
この押圧部に取り付けられるト補強プレートを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項７】
前記押圧プレートと前記制輪子の間、または前記押圧プレートと前記弾性膜の間に断熱プレートを介装した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車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項８】
前記各アンカピンに結合され前記制輪子を支持する案内板を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項９】
前記制輪子の両端部を前記各アンカピンに結合したことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【請求項１０】
前記押圧プレートに前記制輪子に対峙して開口する溝を備えたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の車両用キャリパブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１１５２１５（Ｐ２００９−１１５２１５Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８８９４２（Ｐ２００７−２８８９４２）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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