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技術 ディスクブレーキ装置

出願人 ニッタ化工品株式会社
発明者 杉本憲一
出願日 2017年11月27日 (2年5ヶ月経過) 出願番号 2017-226673
公開日 2019年6月20日 (10ヶ月経過) 公開番号 2019-095022
状態 未査定
技術分野 鉄道車両用制御装置 ブレーキ装置 ダイアフラム、ベローズ 密封装置
主要キーワード 締め付け金具 ダイアフラム部分 ストッパ受け 制動ディスク スプリングコイル 気密保持 伸縮部材 軸方向一端側
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年6月20日)のものです。
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図面 (4)

課題

着雪等の外的要因から伸縮部材を効果的に保護しつつ、耐久性に優れたディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。

解決手段

制動ディスク1と、圧縮空気の給排により伸縮する伸縮部材2と、伸縮部材2の伸縮によって制動ディスク1に対して接離可能に移動するブレーキパッド3と、伸縮部材2を保護するカバー5と備えたディスクブレーキ装置であって、カバー5は、山部16と谷部17とが交互に連設された蛇腹部15を備えた筒状体とされ、カバー5は、伸縮部材2に装着した状態で、1以上の山部の最下部通気孔が形成されたことを特徴とする。

概要

背景

鉄道車両ブレーキ装置としては、特許文献1に示すように、ディスクブレーキ装置が知られている。ディスクブレーキ装置の概略について図面を基に説明すると、ディスクブレーキ装置は、図3に示すように、車輪Aの車軸Bに取り付けられた制動ディスクCを一対のブレーキパッドDで挟み込んで制動する。

ブレーキパッドDは、ブレーキ梃子Eの一端側に配されており、ブレーキ梃子Eの他端側には、圧縮空気の給排により伸縮する伸縮部材Fが配されている。伸縮部材Fは、ゴム状弾性体補強コード埋設された筒状のダイアフラムと、ダイアフラムの外周中央部に配された筒状の規制部材とを備えている。

ダイアフラム内に圧縮空気を供給すると、半径方向への膨張規制されたダイアフラムは軸方向に膨張し、これによりブレーキ梃子Eが回動して、ブレーキパッドDが制動ディスクCを押圧する。ダイアフラム内の圧縮空気を排気すると、ダイアフラムが収縮し、コイルスプリングGの復元力収縮力)によってブレーキ梃子Eは元の状態に復帰し、ブレーキパッドDが制動ディスクCから離間する。

概要

着雪等の外的要因から伸縮部材を効果的に保護しつつ、耐久性に優れたディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。制動ディスク1と、圧縮空気の給排により伸縮する伸縮部材2と、伸縮部材2の伸縮によって制動ディスク1に対して接離可能に移動するブレーキパッド3と、伸縮部材2を保護するカバー5と備えたディスクブレーキ装置であって、カバー5は、山部16と谷部17とが交互に連設された蛇腹部15を備えた筒状体とされ、カバー5は、伸縮部材2に装着した状態で、1以上の山部の最下部通気孔が形成されたことを特徴とする。

目的

本発明では、着雪等の外的要因から伸縮部材を効果的に保護しつつ、耐久性に優れたディスクブレーキ装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

制動ディスクと、圧縮空気の給排により伸縮する伸縮部材と、前記伸縮部材の伸縮によって前記制動ディスクに対して接離可能に移動するブレーキパッドと、前記伸縮部材を保護するカバーと備えたディスクブレーキ装置であって、前記カバーは、山部と谷部とが交互に連設された蛇腹部を備えた筒状体とされ、前記カバーは、前記伸縮部材に装着した状態で、1以上の前記山部の最下部通気孔が形成されたことを特徴とするディスクブレーキ装置。

請求項2

前記蛇腹部に3以上の山部が形成され、前記通気孔は、軸方向両端の山部を除いた1以上の山部に形成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載のディスクブレーキ装置。

請求項3

前記伸縮部材は、筒状のダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周中央部に配され、前記ダイアフラムの半径方向への膨張規制する筒状の規制部材とを備え、前記規制部材の軸方向両端部から露出するダイアフラム部分被覆する2つの前記カバーが配されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。

技術分野

0001

本発明は、車両用、特に鉄道車両用として好適に用いられるディスクブレーキ装置に関するものである。

背景技術

0002

鉄道車両ブレーキ装置としては、特許文献1に示すように、ディスクブレーキ装置が知られている。ディスクブレーキ装置の概略について図面を基に説明すると、ディスクブレーキ装置は、図3に示すように、車輪Aの車軸Bに取り付けられた制動ディスクCを一対のブレーキパッドDで挟み込んで制動する。

0003

ブレーキパッドDは、ブレーキ梃子Eの一端側に配されており、ブレーキ梃子Eの他端側には、圧縮空気の給排により伸縮する伸縮部材Fが配されている。伸縮部材Fは、ゴム状弾性体補強コード埋設された筒状のダイアフラムと、ダイアフラムの外周中央部に配された筒状の規制部材とを備えている。

0004

ダイアフラム内に圧縮空気を供給すると、半径方向への膨張規制されたダイアフラムは軸方向に膨張し、これによりブレーキ梃子Eが回動して、ブレーキパッドDが制動ディスクCを押圧する。ダイアフラム内の圧縮空気を排気すると、ダイアフラムが収縮し、コイルスプリングGの復元力収縮力)によってブレーキ梃子Eは元の状態に復帰し、ブレーキパッドDが制動ディスクCから離間する。

先行技術

0005

特開平11−34870号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上述のごとく伸縮部材のダイアフラムには、ゴム状弾性体として天然ゴム合成ゴム等が使用されており、ダイアフラムが外部に露出していることから、風、雨、等の外的要因による耐久性の低下が懸念される。特に、寒冷地において着雪した状態のダイアフラムが伸縮すると、ダイアフラムが傷つき、伸縮部材としての耐久性に影響を及ぼす可能性がある。

0007

ダイアフラムの耐久性を良好に維持するため、伸縮部材をカバーで保護することも考えられる。しかしながら、伸縮部材に追従可能なカバーとして、山部と谷部とが交互に連設された蛇腹部を備えた柔軟性を有する筒状体を用いた場合、伸縮部材が急激に伸長することによりカバー内が負圧になって、山部の一部が内部に折れ込んでしまうといった現象が生じる。このような折れ込み現象が繰り返すと、その部分に亀裂が生じてカバーとしての耐久性が短くなるといった問題が生じる。

0008

そこで、本発明では、着雪等の外的要因から伸縮部材を効果的に保護しつつ、耐久性に優れたディスク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

上記課題を解決するため、本発明の一態様として、制動ディスクと、圧縮空気の給排により伸縮する伸縮部材と、前記伸縮部材の伸縮によって前記制動ディスクに対して接離可能に移動するブレーキパッドと、前記伸縮部材を保護するカバーと備えたディスクブレーキ装置であって、前記カバーは、山部と谷部とが連設された蛇腹部を備えた筒状体とされ、前記カバーは、前記伸縮部材に装着した状態で、1以上の前記山部の最下部通気孔が形成されたことを特徴とする。

0010

通気孔は、1の山部に形成してもよいし、蛇腹部に複数の山部が形成されている場合には、2以上の山部のそれぞれに形成してもよい。また、蛇腹部に3以上の山部が形成されている場合、通気孔は、軸方向両端の山部を除いた少なくとも1以上の山部に形成してもよい。

0011

伸縮部材は、筒状のダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周中央部に配され、前記ダイアフラムの半径方向への膨張を規制する筒状の規制部材とを備え、前記規制部材の軸方向両端部から外部に露出するダイアフラム部分被覆する2つのカバーが配された構成としてもよい。

発明の効果

0012

本発明の一態様に係るディスクブレーキ装置によれば、伸縮部材の外部に露出しているダイアフラム部分を、蛇腹部の山部の最下部に通気孔を形成したカバーで被覆したため、ダイアフラムを着雪等から効果的に保護しつつカバー内が負圧状態になるのを抑制し、耐久性に優れたディスクブレーキ装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明に係るディスクブレーキ装置の実施形態を示す概略図
図1の伸縮部材及びカバーの断面図
従来のディスクブレーキ装置を示す概略図

実施例

0014

以下、本発明の実施形態について図面を基に説明する。本実施形態では、鉄道車両用のディスクブレーキ装置について説明する。図1は、本発明に係るディスクブレーキ装置の実施形態を示す概略図である。図2は、図1のディスクブレーキ装置で使用される伸縮部材及びカバーを示す断面図である。

0015

図1に示すように、本実施形態のディスクブレーキ装置は、車輪Aの車軸Bに取り付けられた制動ディスク1と、圧縮空気の給排により伸縮する伸縮部材2と、伸縮部材2の伸縮によって制動ディスク1に対して接離可能に移動するブレーキパッド3と、伸縮部材2及びブレーキパッド3を支持するブレーキ梃子4と、着雪等の外的要因から伸縮部材2を保護するカバー5と備える。矢印Xは、車両の左右方向を示している。

0016

ブレーキ梃子4は、第一梃子4aと、第二梃子4bと、第一梃子4a及び第二梃子4bの中央の支点を回動自在に支持する支持板4cとを備える。支持板4cは図示しない車両の支持フレームに支持されている。第一梃子4a及び第二梃子4bの一端部には、一対のブレーキパッド3、3が支持され、第一梃子4a及び第二梃子4bの他端部には、両者の間に伸縮部材2及びスプリングコイル13が介装される。

0017

図2は、カバー4を装着した状態の伸縮部材2の断面図であり、矢印Yは車両の上下方向を示しており、Y1が上方向を、Y2が下方向をそれぞれ示す。図示のごとく、伸縮部材2は、筒状のダイアフラム6と、ダイアフラム6の外周中央部に配され、ダイアフラム6の半径方向への膨張を規制する金属製の筒状の規制部材7とを備える。

0018

ダイアフラム6の一端側開口には、ストッパ8の先端部が嵌入される。ストッパ8の先端部にはフランジ部が形成されており、ダイアフラム6の一端側縁部は、ストッパ8のフランジ部と第一ダイアフラム受け9とによって挟み込まれて気密保持される。ストッパ8及び第一ダイアフラム受け9は、締め付け金具によって第一梃子4aに一体的に固定される。ストッパ8には、通気口10が設けられており、この通気口10を通じてダイアフラム6内への圧縮空気の供給及び排気が可能とされる。

0019

ダイアフラム6の他端側開口には、ストッパ受け11の先端部が嵌入される。ストッパ受け11の先端部にはフランジ部が形成されており、ダイアフラム6の他端側縁部は、ストッパ受け11のフランジ部と第二ダイアフラム受け12とによって挟み込まれて気密保持される。ストッパ受け11及び第二ダイアフラム受け12は、締め付け金具によって第二梃子4bに一体的に固定される。

0020

ディスクブレーキ装置は、伸縮部材2を保護するカバー5を備える。カバー5は、伸縮部材2の全体を覆うように設けてもよいが、少なくとも外部に露出するダイアフラム6部分を被覆するように設ければよい。本実施形態では、カバー5は、規制部材7の軸方向Hの両端部から露出するダイアフラム6部分を被覆するように、伸縮部材2に対して2つ装着されている。

0021

具体的に、伸縮部材2が取付けられる第一ブレーキ梃子4a及び第二ブレーキ梃子4bに、カバー5を支持する支持板14が取付けられる。支持板14は、円板状に形成され、外周に環状溝14aが形成される。なお、ここでいう「軸方向」とは、ダイアフラム6及び筒状の規制部材7の中心軸方向をいい、図2に示すX方向と平行な方向である。

0022

カバー5は、天然ゴム及び/又は合成ゴム等のゴム状弾性体からなる柔軟性を有する筒状体であり、筒状体の中央部には、肉厚の両端部よりも拡径された蛇腹部15が形成される。蛇腹部15は、山部16と谷部17とが交互に連設されてなり、谷部17の内径が規制部材7の外径より大きくなるように形成される。なお、本実施形態では、カバー5は、強度及び耐候性に優れたクロロプレンゴムによって構成されている。

0023

カバー5は、伸縮部材2の軸方向一端側と他端側とに装着される。具体的には、カバー5の一端部は、支持板14の環状溝14aに嵌合され、カバー5の他端部は、規制部材7の外周面に装着される。上記構成のカバー5は、伸縮部材2の伸縮に追従して、軸方向Hに伸縮する。カバー5が伸びると、カバー5内が負圧になり、山部16が内方に折れ込む現象(折れ込み)が発生する。

0024

そこで、本実施形態では、カバー5に、カバー5内が負圧になるのを防止するための通気孔18が形成される。通気孔18は、カバー5の最下部、すなわち、山部16の最下部に形成される。このように、通気孔18を山部16の最下部に形成することにより、カバー5に着雪や着氷した場合であっても、通気孔18が閉塞されるのを抑制することを可能となる。さらに、カバー5内部に雨水等が入った場合でも、通気孔18から速やかに排水することが可能となる。これにより、外部環境に影響を受けることなく、安定してカバー5内が負圧になるのを抑制可能で、かつ、雨水等の内部侵入によるカバー5の劣化を抑制することができ、カバー5の耐久性を良好に維持することができる。

0025

蛇腹部15に複数の山部16が形成されている場合、通気孔18は一つの山部16に形成してもよいが、複数の山部16に通気孔18を形成すれば、負圧によるカバー5の折れ込みをより効果的に抑制することができる。さらに、蛇腹部15に3つ以上の山部16が形成されている場合、通気孔18は、軸方向両端の山部16を除いた1つ以上の山部16に形成することも可能である。

0026

複数の山部16が形成された場合、軸方向両端に位置する山部16が最も折れ込みが発生しやすくなる。これは、筒状体の端部からの引っ張り力が最も作用するためと考えられる。したがって、軸方向両端に位置する山部16に通気孔18を形成すると、そこを起点に折れ込みが発生するおそれがある。

0027

本実施形態においては、各カバー5、5には、蛇腹部15に5つの山部16が形成されており、そのうち、軸方向Hの両端を除いた3つの山部16の最下部に通気孔18が形成される。

0028

上記構成のディスクブレーキ装置を実際の鉄道車両に装着して折れ込みの発生について評価を行なった。比較材としては、通気孔18を設けていないカバー5を用いた。その結果、比較材において、カバーに折れ込みの発生が認められたのと同じ使用期間において、本発明のディスクブレーキ装置においては、カバーに折れ込みは認められなかった。これにより、耐久性改善効果が期待できる。

0029

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。たとえば、本実施形態においては、一つの山部に一つの通気孔を形成しているが、これに限らず一つの山部に複数の通気孔を形成してもよい。また、本実施形態では、制動ディスクは、車輪と別に車軸に設けられているが、これに限らず、車輪の一部を制動ディスクとすることも可能である。

0030

本実施形態及び上記変形例に開示されている構成要件は互いに組合せ可能であり、組合せることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

0031

1制動ディスク
2伸縮部材
3ブレーキパッド
4ブレーキ梃子
5カバー
6ダイアフラム
7規制部材
8ストッパ
9 第一ダイアフラム受け
10通気口
11ストッパ受け
12 第二ダイアフラム受け
13スプリングコイル
14 支持板
15蛇腹部
16 山部
17 谷部
18 通気孔

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