JPH106990A - 鉄道車両用台車のブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輪の踏面とブレーキシューとの間の隙間調
整を自動的に行うスラックアジャスタ機能が組み込まれ
たユニットブレーキを、輪軸を首振り操舵する操舵台車
にも好適に用いることができる鉄道車両用台車のブレー
キ装置を提供する。 【解決手段】 輪軸２に取り付けられた車輪１の踏面１
ａにブレーキシュー１１を押し付けるユニットブレーキ
１０Ｌ，１０Ｒを、前記輪軸２に駆動力を伝達する歯車
箱３に設けた支持腕７，９に取り付ける。すなわち、輪
軸２に支持された歯車箱３は輪軸２と一体に動くので、
輪軸２が首振り操舵されても車輪１とユニットブレーキ
１０Ｌ，１０Ｒとの間隔が変化することはない。したが
って、スラックアジャスタ機能が組み込まれたユニット
ブレーキ１０Ｌ，１０Ｒを、操舵台車にも適用すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄道車両用台車のブ
レーキ装置に関し、より詳しくは、輪軸が首振り操舵さ
れる操舵台車に用いて好適なプレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道車両のブレーキ装置として、
駆動用電動機を発電機として使用したり渦電流を用いた
りする電磁気的ブレーキや、車輪の踏面や輪軸に取り付
けられたブレーキディスクにブレーキシューを押し付け
る機械的ブレーキが使用されているが、停電や接触器の
不具合によりブレーキが作用しなくなるおそれのある電
磁気的ブレーキに比して、どんな条件の下でも安全にブ
レーキを作用させることができる機械的ブレーキが重要
視されている。

【０００３】しかし、機械的ブレーキにおいては、ブレ
ーキシューを押し付ける力が輪重の８０〜９５％程度に
も達するため、ブレーキ装置は必然的に大型化し、かつ
その機構も複雑なものとなる。また、ブレーキシューは
次第に磨耗するので、車輪の踏面とブレーキシューとの
間の隙間を調整する保守作業が必要である。そこで、近
年、ブレーキシューを車輪の踏面に押し付けるために必
要な機構をコンパクトに内蔵するとともに、ブレーキシ
ューの隙間調整を自動的に行うオートマチックスラック
アジャスタ機構が組み込まれた、ユニットブレーキが広
く採用されつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、軌条がカー
ブする部分を滑らかに走行することができる操舵台車に
おいては、輪軸が首振り操舵されるので、台車台枠に取
り付けられたユニットブレーキと車輪との間隔が広がっ
たり狭まったりする。一方、ユニットブレーキには車輪
の変位とブレーキシューの摩耗との区別がつかないた
め、首振り操舵の開始によってユニットブレーキと車輪
との間隔が広がると、ユニットブレーキに組み込まれた
スラックアジャスタ機構は、ブレーキシューを車輪に向
かって押し出す方向のブレーキシューの隙間調整を行
う。すると、首振り操舵が終了してユニットブレーキと
車輪との間隔が狭まると、車輪がブレーキシューに当接
し、輪軸を直進状態に復帰させることができなくなって
しまう。

【０００５】特に、軸距の大きい操舵台車においては、
同じ曲率の軌条のカーブ部分を走行する場合であって
も、軸距の小さい操舵台車に比較して輪軸の首振り角度
が大きいので、ユニットブレーキに対する車輪の相対変
位量も大きく、ユニットブレーキに内蔵されたスラック
アジャスタ機構は、ブレーキシューを車輪側に向かって
どんどん送り出してしまう。

【０００６】このような問題を解決するために、スラッ
クアジャスタ機構のシリンダストロークを大きく取るこ
とも考えられるが、ブレーキ動作時の高圧空気消費量の
増大と、高圧空気流入からブレーキ動作までの時間の増
大という問題が生じる。

【０００７】すなわち、従来の技術では、軽量小型で、
かつブレーキシューの隙間調整を自動的に行うオートマ
チックスラックアジャスタ機構が組み込まれたユニット
ブレーキを、輪軸を首振り操舵する操舵台車には適用す
ることができない。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述した従来技
術が有する問題点を解消し、軽量小型で、かつブレーキ
シューの隙間調整を自動的に行うオートマチックスラッ
クアジャスタ機構が組み込まれたユニットブレーキを、
輪軸を首振り操舵する操舵台車にも好適に用いることが
できる鉄道車両用台車のブレーキ装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、輪軸に取り付けられた車輪の踏
面にブレーキシューを押し付けるユニットブレーキを、
前記輪軸に駆動力を伝達する歯車箱に取り付ける。な
お、ここで言うユニットブレーキとは、ブレーキシュー
を車輪の踏面に押し付けるために必要な機構、例えば高
圧空気により作動するピストンや、ブレーキシューを支
持する機構、さらにはブレーキシューの隙間調整を自動
的に行うオートマチックスラックアジャスタ機構等を一
体にまとめたブレーキ装置を言う。

【００１０】また、好ましくは、前記輪軸に作用させる
制動力の全てを、前記歯車箱が設けられている側の車輪
に作用させる。また、好ましくは、車輪の踏面に接触し
て前記踏面の軌条に対する粘着係数を高める効果を有す
るシューを、少なくとも前記歯車箱が設けられている側
とは反対側の車輪の踏面に押し付けるシュー押し付け機
構をさらに設ける。

【００１１】すなわち、輪軸に支持された歯車箱は輪軸
と一体に動くので、この歯車箱にユニットブレーキを取
り付けることにより、輪軸が首振り操舵されても車輪と
ユニットブレーキとの間隔が変化することはない。した
がって、ブレーキシューの隙間調整を自動的に行うオー
トマチックスラックアジャスタ機構が組み込まれたユニ
ットブレーキを、輪軸を首振り操舵する操舵台車にも適
用することができる。なお、歯車箱にユニットブレーキ
を取り付けることにより、歯車箱にブレーキ反力が作用
するが、歯車箱には元々駆動反力を受けるアンカーが設
けられているので、何ら問題が生じることはない。ま
た、前記輪軸に作用させる制動力の全てを、前記歯車箱
が設けられている側の車輪に作用させることにより、制
動力が不足することもない。また、前記歯車箱が設けら
れている側とは反対側の車輪の踏面に、車輪の踏面に接
触して前記踏面の軌条に対する粘着係数を高める効果を
有するシューを押し付けることにより、ブレーキシュー
が押し付けられない側の車輪の踏面の軌条に対する粘着
係数を高く維持することができ、制動力を高めることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による鉄道車両用台
車のブレーキ装置の一実施形態について、図１乃至図１
３を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１乃至図４に示したように、車輪１は輪
軸２を介し、図示されない軸箱によって回転自在に支持
される。そして、前記輪軸２に回転駆動力を伝達する歯
車箱３には、アンカー４と落ち止め５が設けられてい
る。前記アンカー４は、図示されない台車台枠の中梁に
設けられたアンカー受けと係合し、歯車箱３に作用する
駆動反力を台車台枠に伝達する。また、前記落ち止め５
は、前記中梁に設けられた金具と係合し、万が一前記ア
ンカー４が切断するような事があっても、歯車箱３が輪
軸２を中心として回動しながら落下し、軌道を擦ること
が無いようにされている。また、歯車箱３の側面から突
出する入力軸６には、台車台枠に取り付けられた図示さ
れない駆動用電動機が、やはり図示されない可撓継手を
介して接続され、輪軸２を回転駆動する駆動力が伝達さ
れるようになっている。

【００１４】次に、本実施形態のブレーキ装置の特徴部
分について説明する。図３および図４に示したように、
歯車箱３のアンカー４側の部分には、ほぼ水平に延びて
車輪１の踏面１ａよりも半径方向外側に達する、第１の
支持腕７が突設されている。また、歯車箱３のアンカー
４とは反対側の部分には、ほぼ水平に延びる取り付け座
８が突設されている。そして、前記取り付け座８の先端
には、前記第１の支持腕７とは反対方向に延びて車輪１
の踏面１ａよりも半径方向外側に達する第２の支持腕９
が固着されている。

【００１５】前記第１および第２の支持腕７，９の先端
部分には、図１および図２に示したように、互いに勝手
違いとされた第１および第２のユニットブレーキ１０
Ｌ，１０Ｒがそれぞれ取り付けられている。そして、こ
れら一対のユニットブレーキ１０Ｌ，１０Ｒは、車輪１
を半径方向に挟み込むように、一対のブレーキシュー１
１を車輪１の踏面１ａに押し付ける。また、前記ユニッ
トブレーキ１０Ｌ，１０Ｒは、前記ブレーキシュー１１
が磨耗するにつれて、ブレーキシュー１１と車輪１の踏
面１ａとの間の隙間調整を自動的に行う、オートマチッ
クスラックアジャスタ機構を備えている。なお、図示さ
れない台車台枠には、前記ブレーキユニット１０Ｌ，１
０Ｒに高圧空気を供給する配管と、高圧空気を制御する
制御弁等が取り付けられているのみで、ブレーキシュー
１１を車輪１の踏面１ａに押し付けるために必要な、他
の何らの機構も取り付けられてはいない。

【００１６】一方、輪軸２の歯車箱３が設けられている
側とは反対の車輪（図示せず）側には、ブレーキユニッ
トは配設されない。そして、輪軸２に作用させる必要の
あるすべての制動力は、一対のブレーキユニット１０
Ｌ，１０Ｒによって歯車箱３側の車輪１に作用させる。

【００１７】次に、上述のように構成された本実施形態
の鉄道車両台車のブレーキ装置の作用について説明す
る。本実施形態においては、前記ブレーキユニット１０
Ｌ，１０Ｒは、第１および第２の支持腕７，９を介して
歯車箱３に取り付けられているから、ブレーキユニット
１０Ｌ，１０Ｒは輪軸２と一体に変位し、輪軸２が首振
り操舵されても車輪１とブレーキユニット１０Ｌ，１０
Ｒとの間隔が変化することはない。これにより、ブレー
キユニット１０Ｌ，１０Ｒに設けられたスラックアジャ
スタ機構が、輪軸２の首振り操舵に伴う車輪１の変位を
ブレーキシュー１１の磨耗とみなして、ブレーキシュー
１１を車輪１側に送り出すことはない。したがって、本
実施形態の鉄道車両台車のブレーキ装置によれば、ブレ
ーキシューの隙間調整を自動的に行うオートマチックス
ラックアジャスタ機構が組み込まれたユニットブレーキ
を、輪軸を首振り操舵する操舵台車にも適用することが
できる。

【００１８】また、ブレーキユニット１０Ｌ，１０Ｒに
作用するブレーキ反力は、第１の支持腕７と、第２の支
持腕９および取り付け座８を介して歯車箱３に伝達され
る。しかしながら、歯車箱３は、駆動反力を受けるため
にアンカー４を介して台車台枠の中梁に接続されている
から、歯車箱３に作用するブレーキ反力はアンカー４を
介して台車台枠が受け止めることとなり、何らの支障も
生じない。

【００１９】また、本実施形態のブレーキ装置において
は、歯車箱３が設けられている側の車輪１にのみ制動力
を作用させる構造とされている。しかしながら、一対の
ブレーキユニット１０Ｌ，１０Ｒによって輪軸２に作用
させる必要のある制動力のすべてを車輪１に作用させる
ので、制動力が不足することはない。

【００２０】さらに、本実施形態のブレーキ装置におい
ては、輪軸２の歯車箱３が設けられている側にのみブレ
ーキユニットを配設するので、台車構造の簡略化に極め
て有効である。

【００２１】ところで、車輪の踏面にブレーキシューを
押し付けることにより、車輪の踏面が清掃され、かつ踏
面が若干荒らされるので、車輪の軌条に対する粘着係数
が増すと言われている。しかしながら、本実施形態のブ
レーキ装置においては、歯車箱３が設けられている側と
は反対側の車輪の踏面には、ブレーキシューは押し付け
られない。そこで、車輪の踏面を清掃し、かつ踏面を若
干荒らす作用を行うシューを、歯車箱３とは反対側の車
輪の踏面に押し付ける機構をさらに設けることとすれ
ば、歯車箱３とは反対側の車輪の軌条に対する粘着係数
を向上させて、輪軸２全体の制動力を高めることができ
る。

【００２２】次に、上述したユニットブレーキとは異な
った形態を有する他のユニットブレーキについて、図６
乃至図１３を参照して説明する。

【００２３】まず、図１および図２に示した実施形態に
おいては、ユニットブレーキ１０Ｌ，１０Ｒには、図５
に拡大して示したように、上下方向に延びるボス１０ａ
が形成されている。そして、これらのボス１０ａに螺合
するボルト１２によって、ユニットブレーキ１０Ｌ，１
０Ｒは、第１および第２の支持腕７，９に設けられた取
り付け座に上面取り付けされる。これに対して、図６お
よび図７に示したユニットブレーキ３０，４０には、そ
れぞれ水平方向に延びるボス３１，４１，４２が形成さ
れている。そして、これらのボスにそれぞれ螺合するボ
ルトによって、図示されない支持腕に設けられた取り付
け座に側面取り付けされる。すなわち、図５に示した構
造のユニットブレーキ１０Ｌ，１０Ｒでは、台車台枠の
中梁との干渉を防止するため、第１および第２の支持腕
７，９に設けた取り付け座面の高さを制限する必要があ
るが、図６および図７に示した形態のユニットブレーキ
３０，４０であれば、第１および第２の支持腕７，９に
設ける取り付け座面の設計の自由度を向上させることが
できる。

【００２４】ところで、図６に示したユニットブレーキ
３０は、上端のボス３１内に挿通される吊りピンによっ
て吊り下げられた状態で支持されるとともに、下端のボ
ス３２内に挿通される支持ピンによってブレーキ反力を
受ける構造とされている。すなわち、図８に示したよう
に、前記ユニットブレーキ３０を用いた鉄道車両用台車
のブレーキ装置においては、ユニットブレーキ３０は、
その上端が吊りピン１４Ａによって台車台枠Ｄに吊り下
げられるとともに、その下端には、固定ピン１６によっ
て台車台枠Ｄの下部に一端が取り付けられた引き棒１７
の他端が、支持ピン１５Ａによって接続されている。ま
た、図９に示したように、前記ユニットブレーキ４０を
用いた鉄道車両用台車のブレーキ装置においては、ユニ
ットブレーキ４０は、その上端が吊りピン１４Ｂによっ
て台車台枠Ｄに吊り下げられる。また、車輪１を挟んで
反対側には、ブレーキてこ１８が、その上部を吊りピン
１４Ｃによって台車台枠Ｄに吊り下げられている。そし
て、ユニットブレーキ４０と前記ブレーキてこ１８の下
端には、引き棒１９の両端が、それぞれ支持ピン１５
Ｂ，１５Ｃによって取り付けられている。これにより、
車輪１は、ユニットブレーキ４０とブレーキてこ１８と
にそれぞれ取り付けられた一対のブレーキシュー２０に
より制動されるから、図９に示したブレーキ装置は、図
８に示したブレーキ装置に比較して、ほぼ２倍の制動力
を車輪１に作用させることができる。

【００２５】すなわち、本発明を図８に示したブレーキ
装置に適用するには、ユニットブレーキ４０の上部と引
き棒１９の一端とを、それぞれ吊りピン１４Ａおよび固
定ピン１６により、歯車箱に設けた支持腕に取り付けれ
ば良い。同様に、本発明を図９に示したブレーキ装置に
適用するには、ユニットブレーキ４０とブレーキてこ１
８の上端を、それぞれ吊りピン１４Ｂ，１４Ｃにより、
歯車箱に設けた支持腕に取り付ければ良い。

【００２６】一方、図１０および図１１は、車輪１にパ
ーキングブレーキをかけるブレーキ装置を示している。
すなわち、台車台枠Ｄに取り付けられたばねブレーキ５
０は、空気ブレーキの元空気溜に空気圧がある時には空
気圧により内部のばねが圧縮されるが、空気圧が無くな
ると前記ばねの伸張力でユニットブレーキ６０に接続さ
れた揺動アーム６１を揺動させ、車輪１にブレーキをか
けるようにしたものである。この場合、ユニットブレー
キ６０が台車台枠Ｄに取り付けられているが、パーキン
グブレーキをかける必要のある停車時には、輪軸２が首
振り操舵される操舵台車においても輪軸２は停止したま
まであり、支障が生じる危険性は少ない。したがって、
輪軸２の歯車箱３が設けられている側とは反対の車輪側
に、このパーキングブレーキ装置を設けることができ
る。

【００２７】さらに、図１２に示したばねブレーキ７０
は、図１０および図１１に示したばねブレーキ５０と同
様の機能を有し、圧力空気の供給が無くなると内蔵され
たばねの伸張力によりパーキングブレーキを動作させる
ものであるが、図１３に示したように、ユニットブレー
キ８０と一体化することができる点に特徴がある。これ
により、台車内に取り付けスペースを確保できれば、図
１および図２に示したユニットブレーキ１０Ｌ，１０Ｒ
に、このようなばねブレーキ７０を一体に取り付けるこ
ともできる。

【００２８】以上、本発明による鉄道車両用台車のブレ
ーキ装置の一実施形態ついて詳しく説明したが、本発明
は上述した実施形態によって限定されるものではなく、
種々の変更が可能であることは言うまでもない。例え
ば、上述した実施形態においては、第２の支持腕９が取
り付け座８を介して歯車箱３に接続されているが、第２
の支持腕９と取り付け座８とを一体化することもでき
る。しかしながら、ブレーキユニットを歯車箱に接続す
る支持腕と歯車箱とを分割する構造とすれば、歯車箱を
標準化することができるばかりでなく、支持腕を変更す
ることにより各種のユニットブレーキを歯車箱に取り付
けることができ、極めて好都合である。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の鉄道車両用台車のブレーキ装置は、車輪の踏面にブレ
ーキシューを押し付けて車輪の回転を制動するユニット
ブレーキを、輪軸に駆動力を伝達する歯車箱に取り付け
たものであるから、ユニットブレーキは車輪と一体に変
位し、両者の間の間隔寸法が変化することはない。これ
により、ユニットブレーキに設けられた、車輪の踏面と
ブレーキシューとの間の隙間の調整を自動的に行うスラ
ックアジャスタ機構が、輪軸の首振り操舵に伴う車輪の
変位をブレーキシューの磨耗とみなし、ブレーキシュー
を車輪側に送り出すことはない。したがって、本実施形
態の鉄道車両台車のブレーキ装置によれば、ブレーキシ
ューの隙間調整を自動的に行うオートマチックスラック
アジャスタ機構が組み込まれたユニットブレーキを、輪
軸を首振り操舵する操舵台車にも適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鉄道車両用台車のブレーキ装置の
一実施形態を示した側面図。

【図２】図１に示した鉄道車両用台車のブレーキ装置の
一実施形態の平面図。

【図３】図１に示したブレーキ装置からユニットブレー
キを取り外した状態を示した正面図。

【図４】図２に示したブレーキ装置からユニットブレー
キを取り外した状態を示した平面図。

【図５】図１および図２に示したユニットブレーキ単品
の側面図。

【図６】他の形態のユニットブレーキの側面図。

【図７】他の形態のユニットブレーキの側面図。

【図８】図６に示したユニットプレーキを用いた従来の
ブレーキ装置の側面図。

【図９】図７に示したユニットプレーキを用いた従来の
ブレーキ装置の側面図。

【図１０】従来のパーキングブレーキ装置の側面図。

【図１１】図１０に示したパーキングブレーキ装置の平
面図。

【図１２】ばねブレーキの分解斜視図。

【図１３】図１２に示したばねブレーキを組み込んだユ
ニットブレーキの全体斜視図。

【符号の説明】

１ 車輪 ２ 輪軸 ３ 歯車箱 ４ アンカー ５ 落ち止め ６ 入力軸 ７ 第１の支持腕 ８ 取り付け座 ９ 第２の支持腕 １０ ユニットブレーキ １１ ブレーキシュー １２ 取り付けボルト １３ 環状部材 １４ 吊りピン １５ 支持ピン １６ 固定ピン １７ 引き棒 １８ ブレーキてこ １９ 引き棒 ２０ ブレーキシュー ３０ ユニットブレーキ ３１ 取り付けボス ４０ ユニットブレーキ ４１，４２ 取り付けボス ５０ ばねブレーキ ６０ ユニットブレーキ ６１ 揺動レバー ７０ ばねブレーキ ８０ ユニットブレーキ

フロントページの続き (72)発明者 山 城 義 治 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輪軸に取り付けられた車輪の踏面にブレー
   キシューを押し付けるユニットブレーキを、前記輪軸に
   駆動力を伝達する歯車箱に取り付けたことを特徴とする
   鉄道車両用台車のブレーキ装置。
2. 【請求項２】前記ユニットブレーキが、前記輪軸の前記
   歯車箱が設けられている側の車輪にのみブレーキシュー
   を押し付けるように配設され、かつ前記ユニットブレー
   キが、前記輪軸に作用させる制動力の全てを前記歯車箱
   が設けられている側の車輪に作用させることを特徴とす
   る請求項１に記載の鉄道車両用台車のブレーキ装置。
3. 【請求項３】車輪の踏面に接触して前記踏面の軌条に対
   する粘着係数を高める効果を有するシューを、少なくと
   も前記歯車箱が設けられている側とは反対側の車輪の踏
   面に押し付けるシュー押し付け機構をさらに備えること
   を特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用台車のブレー
   キ装置。
4. 【請求項４】前記歯車箱に、複数の前記ユニットブレー
   キを取り付けたことを特徴とする請求項１から４のいず
   れかに記載の鉄道車両用台車のブレーキ装置。
5. 【請求項５】前記輪軸が、首振り操舵されることを特徴
   とする請求項１から５のいずれかに記載の鉄道車両用台
   車のブレーキ装置。
6. 【請求項６】前記ユニットブレーキが、前記踏面と前記
   ブレーキシューとの間の隙間を自動的に調節する機構を
   有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記
   載の鉄道車両用台車のブレーキ装置。