Caliper brake device for railroad vehicle

本発明は、鉄道車両用キャリパブレーキ装置における制輪子の支持構造に関するものである。

一般に、鉄道車両用のキャリパブレーキ装置は、対の制輪子が車輪のディスクを挟持して制動を掛けるようになっているが、この制動に伴い制輪子のライニング部材が摩耗していくため、摩耗量が一定に達すると、制輪子は新しいものと交換される。

従来、特許文献１、２に開示された鉄道車両用キャリパブレーキ装置は、制輪子が支持される支持レールを備える。 制輪子は、その前後端部が支持レールのアリ溝に差し込まれるとともに、その上下端部が一対のアンカピンに係合し、支持レールに対する抜け止めがされる。

制輪子の交換時に、一対のアンカピンのうち一方のアンカピンがキャリパ本体から取り外され、他方のアンカピンに支持レールが吊り下げられた状態で、支持レールのアリ溝に制輪子が差し込まれる。

支持レールはその中程がキャリパ本体に対してアジャスタ（隙間調整機構）によって支持されているため、制輪子の交換時に支持レールが一方のアンカピンを中心に回動することがなく、支持レールの姿勢がアジャスタによって保たれ、支持レールのアリ溝に差し込まれる制輪子の交換作業が支障なく行われる。

しかしながら、後述するように、支持レールの中程を支持するアジャスタが廃止される構造とした場合、制輪子の交換時に、一方のアンカピンがキャリパ本体から取り外され、他方のアンカピンに支持レールが吊り下げられた状態では、支持レールがアンカピンを中心に回動すると、ディスクまわりの狭いスペースに介在する支持レールを作業員が回動しないように保持して支持レールのアリ溝に制輪子を差し込む必要があり、制輪子の交換作業が難しくなるという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、制輪子の交換作業を容易に行える鉄道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。

本発明は、制輪子がアクチュエータによって車輪のディスクに押し付けられる鉄道車両用キャリパブレーキ装置であって、ディスクに沿って設けられるキャリパ本体と、制輪子を支持する支持レールと、この支持レールの一端をキャリパ本体に回動可能に連結する第一アンカピンと、支持レールの他端をキャリパ本体に係止する第二アンカピンと、支持レールからディスクの回転軸方向に突出するガイド突起とを備え、制輪子の組み付け時に第二アンカピンがキャリパ本体から取り外されるとともにガイド突起がキャリパ本体に係合して支持レールの回動を係止した状態にて制輪子が支持レールに差し込まれる構成とした。

本発明によると、制輪子の交換時に、第二アンカピンが取り外された状態にて、第一アンカピンによって回動可能に支持される支持レールは、ガイド突起がキャリパ本体に係合することにより、所定位置に保持される。 こうして支持レールの姿勢がガイド突起によって保たれるため、作業員が支持レールに制輪子を差し込む際、支持レールを回動しないように保持する必要がなく、制輪子を交換する作業を容易にかつ確実に行うことができる。

本発明の実施の形態を示す鉄道車両用キャリパブレーキ装置の側面図。

同じく平面図。

同じく正面図。

同じくキャリパ本体の平面図

同じく右のキャリパアームと第一アジャスタ及び支持レール等の側面図。

同じくキャリパアーム及び支持レール等の斜視図。

他の実施の形態を示す鉄道車両用キャリパブレーキ装置の側面図。

同じく支持レール等の三面図。

さらに他の実施の形態を示す鉄道車両用キャリパブレーキ装置の側面図。

同じく支持レール等の三面図。

さらに他の実施の形態を示す支持レール等の正面図。

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。

図１〜３はキャリパブレーキ装置１の三面図である。 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軸が水平前後方向、Ｚ軸が垂直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。

キャリパブレーキ装置１は、対の制輪子４１、４２が回転する車輪５のディスク６を挟み、車輪５の回転を制動するものである。

図１〜３に示すように、キャリパ本体１０は左右の制輪子４１、４２を支持するものである。 支持枠３０は、鉄道車両の図示しない台車に固定される。 キャリパ本体１０は、支持枠３０に２本の支持ピン３１、３２を介して摺動可能に連結され、Ｘ軸方向（ディスク６の回転軸方向）に相対移動できるように支持される。

図４は、キャリパ本体１０の平面図である。 キャリパ本体１０は、車輪５を挟むようにして延びる左右のキャリパアーム１１、１２を有する。

左のキャリパアーム１２には、支持レール５２が一体形成される。 支持レール５２にはアリ溝５２ａが形成され、このアリ溝５２ａに左の制輪子４２が差し込まれる。

図３に示すように、左のキャリパアーム１２の上下端にアンカブロック７５、７７がアンカボルト７６、７８を介してそれぞれ締結される。

制輪子４２は、支持レール５２に差し込まれるとともに、その上下端がアンカブロック７５、７７に係合することによって抜け止めされ、キャリパアーム１２に固定される。

右のキャリパアーム１１には、支持レール５１が取り付けられる。 右の制輪子４１がキャリパアーム１１にこの支持レール５１を介して支持される。 支持レール５１にはアリ溝５１ａが形成され、このアリ溝５１ａに右の制輪子４１が差し込まれる。

図１に示すように、右のキャリパアーム１１の上下端部には、第一、第二アジャスタ６１、６２がそれぞれ締結される。 この第一、第二アジャスタ６１、６２は支持レール５１を右のキャリパアーム１１に対してＸ軸方向（ディスク６の回転軸方向）に移動可能に支持し、スプリング（図示せず）の付勢力によって支持レール５１を右のキャリパアーム１１側に引き込むものである。

図１に示すように、キャリパ本体１０にはインレット部１９が設けられ、このインレット部１９に図示しない油圧配管が接続される。

図１、３に示すように、右のキャリパアーム１１には、３つの油圧ピストン（アクチュエータ）８が設けられる。

制動時に、各油圧ピストン８は、インレット部１９を介して導かれる加圧作動油によってＸ軸方向に移動し、支持レール５１を押圧し、支持レール５１がＸ軸方向に移動する。 これにより、支持レール５１に支持される右の制輪子４１がディスク６に押し付けられるとともに、制輪子４１が受ける反力によってキャリパ本体１０がＸ軸方向に移動し、制輪子４２がディスク６に押し付けられる。 こうして、左右の制輪子４１、４２の両方がディスク６にそれぞれ押し付けられ、ディスク６に与える摩擦力によって車輪５の回転を制動する。

図１〜３に示すように、右のキャリパアーム１１の上端にアンカブロック６５が対のアンカボルト６６を介して締結される。 右のキャリパアーム１１の上端とアンカブロック６５の間に第一アジャスタ６１が挟持される。

図１、３に示すように、右のキャリパアーム１１の下端にアンカブロック６７が対のアンカボルト６８を介して締結される。 右のキャリパアーム１１の上端とアンカブロック６７の間に第二アジャスタ６２が挟持される。

図３に示すように、第一、第二アジャスタ６１、６２は、Ｘ軸方向に移動する第一、第二アンカピン１６、１７をそれぞれ備え、この第一、第二アンカピン１６、１７に支持レール５１及び制輪子４１が支持される。

図６は、右のキャリパアーム１１及び支持レール５１等の斜視図である。 支持レール５１の上端部は、第一アジャスタ６１の第一アンカピン１６に支持される。 支持レール５１の下端部は、第二アジャスタ６２の第二アンカピン１７が支持される。

第一、第二アジャスタ６１、６２は、第一、第二アンカピン１６、１７を引き込む方向に付勢するスプリング（図示せず）と隙間調整機構（図示せず）とを備える。 隙間調整機構は第一、第二アンカピン１６、１７が第一、第二アジャスタ６１、６２に引き込まれるストロークを調節するものである。

非制動時に、各油圧ピストン８に導かれる作動油圧が低下し、第一、第二アジャスタ６１、６２に内蔵されるスプリングの付勢力によって支持レール５１がＸ軸方向に引き込まれ、隙間調整機構によって支持レール５１が右のキャリパアーム１１に対する所定位置に保持され、これによって左右の制輪子４１、４２がディスク６に対して所定の隙間を持つようになっている。

第一、第二アンカピン１６、１７は、支持レール５１の上下端部を支持するとともに、右の制輪子４１の上下端部に係合して制輪子４１の抜け止めをする。

図５に示すように、支持レール５１の上端部には支持穴５１ｂが形成される。 第一アジャスタ６１の第一アンカピン１６は、支持レール５１の支持穴５１ｂを貫通し、支持レール５１の上端部をＸ軸まわりに回動可能に支持する。 第一アンカピン１６は、支持穴５１ｂの開口径より大きい円盤状の頭部１６ａを有し、この頭部１６ａによって支持レール５１が第一アンカピン１６から外れないように係止される。

支持レール５１の下端部には支持凹部５１ｃが形成される。 第二アジャスタ６２の第二アンカピン１７は、支持レール５１の支持凹部５１ｃに係合し、支持レール５１の下端部を支持する。

図５は、右のキャリパアーム１１と第一アジャスタ６１及び支持レール５１等の側面図であり、右の制輪子４１の交換時に、制輪子４１と第二アジャスタ６２が取り外された状態を示す。 この状態で支持レール５１は、第一アンカピン１６を介して吊り下げられ、第一アンカピン１６を中心に回動可能に支持されている。

ところで、右の制輪子４１の交換時に、支持レール５１が第一アンカピン１６を中心に大きく回動すると、支持レール５１に制輪子４１を差し込む作業に支障を来すため、作業員がディスク６まわりの狭いスペースにて支持レール５１を回動しないように保持する必要がある。

これに対処して、本発明は、支持レール５１にガイド突起１４、１５が形成され、このガイド突起１４、１５がキャリパアーム１１に係合して支持レール５１を所定位置に保持する構成とする。

支持レール５１は、キャリパアーム１１に対峙する背面１８を有し、この背面１８からガイド突起１４、１５がＸ軸方向（ディスク５の回転軸方向）に所定の長さをもって突出する。

キャリパアーム１１には、ガイド突起１４、１５に係合する凹部が形成される。 この凹部がガイド突起１４、１５に係合することにより、支持レール５１が第一アンカピン１６を中心に回動することが係止される。

ガイド突起１４、１５は、支持レール５１の背面１８の中程に形成され、互いにＺ軸方向に所定の間隔を持つように形成される。

なお、これに限らず、支持レール５１に単一のガイド突起を形成してもよい。

ガイド突起１４、１５は、支持レール５１のプレス成型時に曲げ成型により一体形成される。 なお、これに限らず、ガイド突起１４、１５を、支持レール５１と別体で形成してもよい。

キャリパブレーキ装置１の制動時に、各油圧ピストン８が支持レール５１を押圧し、支持レール５１がＸ軸方向に移動することにより、右の制輪子４１がディスク６に押し付けられる。 このとき、ガイド突起１４、１５はキャリパアーム１１の凹部に摺接して、移動する支持レール５１に干渉することがなく、キャリパブレーキ装置１の制動が円滑に行われる。

右の制輪子４１の交換時に、第二アジャスタ６２が右のキャリパアーム１１から取り外され、支持レール５１から制輪子４１が抜き取られる。 続いて、交換される新しい制輪子４１が支持レール５１に差し込まれた後、第二アジャスタ６２が右のキャリパアーム１１に取り付けられ、制輪子４１の抜け止めが行われる。

上記の新しい制輪子４１の組み付け作業時に、第二アジャスタ６２が取り外された状態にて、ガイド突起１４、１５がキャリパアーム１１の凹部に係合しているため、第一アンカピン１６を介して吊り下げられる支持レール５１は垂直方向に延びる所定位置に保持される。 このため、作業員が支持レール５１を回動しないように保持する必要がなく、支持レール５１に制輪子４１を差し込んで、第二アジャスタ６２を右のキャリパアーム１１に取り付ける作業が円滑に行える。

以上のように、本実施の形態では、制輪子４１がアクチュエータ（油圧ピストン８）によって車輪５のディスク６に押し付けられる鉄道車両用キャリパブレーキ装置１であって、ディスク６に沿って設けられるキャリパ本体１０と、制輪子４１を支持する支持レール５１と、この支持レール５１の一端をキャリパ本体１０に回動可能に連結する第一アンカピン１６と、支持レール５１の他端をキャリパ本体１０に係止する第二アンカピン１７と、支持レール５１からディスク５の回転軸方向に突出するガイド突起１４、１５とを備え、制輪子４１の組み付け時に第二アンカピン１７がキャリパ本体１０から取り外されるとともにガイド突起１４、１５がキャリパ本体１０に係合して支持レール５１の回動を係止した状態にて制輪子４１が支持レール５１に差し込まれる構成とした。

上記構成に基づき、制輪子４１の交換時に、第二アジャスタ６２が取り外された状態にて、第一アンカピン１６によって回動可能に支持される支持レール５１は、ガイド突起１４、１５がキャリパ本体１０の凹部に係合することにより、所定位置に保持される。 こうして支持レール５１の姿勢がガイド突起１４、１５によって保たれるため、作業員が支持レール５１に制輪子４１を差し込む際、支持レール５１を回動しないように保持する必要がなく、制輪子４１を交換する作業を容易にかつ確実に行うことができる。

本実施の形態では、キャリパ本体１０に第一アンカピン１６と第二アンカピン１７をそれぞれ引き込む位置を調整する第一、第二アジャスタ６１、６２を設け、アクチュエータとして第一、第二アジャスタ６１、６２の間に複数の油圧ピストン８を配置する構成とした。

上記構成に基づき、支持レールの中程を支持するアジャスタが廃止され、アクチュエータとして３つの油圧ピストン８を設けることが可能となる。 これにより、各油圧ピストン８によって制輪４１子の広い範囲に押し付け力が付与され、制動力を高められる。

なお、これに限らず、第一、第二アジャスタ６１、６２の間に４つ以上の油圧ピストン８を設けてもよい。

本実施の形態では、ガイド突起１４、１５を支持レール５１に一体形成する構成とした。

上記構成に基づき、キャリパブレーキ装置１の部品点数が増えることがなく、構造の複雑化が避けられる。

次に図７、８に示す他の実施の形態を説明する。 図７は、支持レール５１及びキャリパアーム１１の側面図である。 図８の（ａ）は、支持レール５１の平面図であり、（ｂ）は支持レール５１の側面図であり、（ｃ）は支持レール５１の正面図である。 これは基本的には図１〜６の実施形態と同じ構成を有し、相違する部分のみ説明する。 なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。

支持レール５１は、その背面１８の中程から一対のガイド突起３４、３５がＸ軸方向に所定の長さをもって突出する。 このガイド突起３４、３５は、互いにＺ軸方向に所定の間隔を持ち、両者の間にキャリパアーム１１が挟まれるように突出する。

ガイド突起３４、３５は、段付きピン状に形成され、それぞれの小径基端部３４ａ、３５ａが支持レール５１の穴５５に圧入して結合される。

ガイド突起３４、３５がキャリパアーム１１の凹状に窪む外表面１１ａ、１１ｂに係合することにより、支持レール５１が第一アンカピン１６を中心に回動することが係止される。

右の制輪子４１の交換時に、図７に示すように第二アジャスタが取り外された状態にて、ガイド突起３４、３５がキャリパアーム１１を挟むように突出しているため、第一アンカピン１６を介して吊り下げられる支持レール５１は垂直方向に延びる所定位置に保持される。 このため、作業員が支持レール５１を回動しないように保持する必要がなく、支持レール５１に制輪子４１を差し込んで、第二アジャスタを右のキャリパアーム１１に取り付ける作業が円滑に行える。

次に図９、１０に示す他の実施の形態を説明する。 図９は、支持レール５１及びキャリパアーム１１の側面図である。 図１０の（ａ）は、支持レール５１の平面図であり、（ｂ）は支持レール５１の側面図であり、（ｃ）は支持レール５１の正面図である。 これは基本的には図１〜６の実施形態と同じ構成を有し、相違する部分のみ説明する。 なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。

支持レール５１は、その背面１８の上端部から一対のガイド突起３６、３７がＺ軸方向に所定の長さをもって突出する。 このガイド突起３６、３７は、互いにＹ軸方向に所定の間隔を持ち、アンカブロック６５の上端面６５ａに対峙するように突出する。

ガイド突起３６、３７は、段付きピン状に形成され、それぞれの小径基端部３６ａ、７５ａが支持レール５１の穴５６に圧入して結合される。

ガイド突起３６、３７がアンカブロック６５の上端面６５ａに係合することにより、支持レール５１が第一アンカピン１６を中心に回動することが係止される。

右の制輪子４１の交換時に、図７に示すように第二アジャスタが取り外された状態にて、ガイド突起３６、３７がアンカブロック６５の上端面６５ａに対峙するように突出しているため、第一アンカピン１６を介して吊り下げられる支持レール５１は垂直方向に延びる所定位置に保持される。 このため、作業員が支持レール５１を回動しないように保持する必要がなく、支持レール５１に制輪子４１を差し込んで、第二アジャスタを右のキャリパアーム１１に取り付ける作業が円滑に行える。

本実施の形態では、アンカブロック６５がガイド突起３６、３７に係合するキャリパ本体を構成する。

また、図１１に示すように、支持レール５１の上端部を折り曲げてガイド突起３８を形成してもよい。 このガイド突起３８は、Ｙ軸とＺ軸方向に延びる平板状に延び、支持レール５１のプレス成型時に曲げ成型により一体形成される。

この場合も、ガイド突起３８がアンカブロックの上端面に係合することにより、支持レールが第一アンカピンを中心に回動することが係止される。

また、本発明は、キャリパ本体が台車に固定され、左右のキャリパアームにアクチュエータをそれぞれ備えるタイプのキャリパブレーキ装置に適用してもよい。

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。

１ キャリパブレーキ装置 ５ 車輪 ６ ディスク ８ 油圧ピストン（アクチュエータ）
１０ キャリパ本体 １１ キャリパアーム １２ キャリパアーム １４ ガイド突起 １５ ガイド突起 １６ 第一アンカピン １７ 第二アンカピン ３０ 支持枠 ３１ 支持ピン ４１ 制輪子 ５１ 支持レール ５１ａ アリ溝 ５１ｂ 支持穴 ５１ｃ 支持凹部 ６１ 第一アジャスタ ６２ 第二アジャスタ ３４〜３８ ガイド突起