JP2016169771A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ装置におけるアジャスタの意図しない動作を防止する。
【解決手段】ブレーキ装置１００であって、伸縮可能に設けられ一対のリンクアーム３０の一端部３１どうしを連結する連結部材６０と、連結部材６０を伸長させてブレーキディスク１ａに対するブレーキライニング２の相対位置を一定に調整するアジャスタ７０と、を備え、アジャスタ７０は、おねじ７２ａが形成される伸長シャフト７２とおねじ７２ａに螺合するめねじ７３ａが形成される伸長ナット７３とを有して連結部材６０を伸長させる伸長機構７１と、伸長ナット７３の回転に抵抗を付与する抵抗付与部９０と、を有し、抵抗付与部９０は、合口隙間９２ａを有し内周が伸長ナット７３の外周に摺接する摺接部９１と、合口隙間９２ａを閉じる方向に摺接部９１を付勢して伸長ナット７３に摩擦力を付与するコイルばね９４と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブレーキ装置に関するものである。

特許文献１には、２つのキャリパレバーにそれぞれ取り付けられるブレーキパッドによってディスクを狭圧するディスクブレーキ装置が開示されている。特許文献１に開示のディスクブレーキ装置は、ブレーキパッドの摩耗に伴う隙間の調整を行う隙間調整機構を有し、隙間調整機構にはねじ機構が利用されている。

特開２０１０−２８１４５８号公報

一般に、車両や鉄道は走行中に振動が生じるため、ブレーキ装置には走行中の振動による衝撃が作用する。このため、ねじ機構を利用したアジャスタ（隙間調整機構）を備えるブレーキ装置では、振動に起因する衝撃よってねじ機構が回転し、一対のリンクアームの端部間の距離が意図せず変化するおそれがある。

このような振動によるねじ機構の回転を防止するために、ブレーキ装置に回り止め機構を設けることが考えられる。しかしながら、ブレーキ装置における一対のリンクアーム周辺のスペースは狭いため、回り止め機構が複雑な構成を有している場合には、その設置や回り止め力の調整が困難である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でブレーキ装置におけるアジャスタの意図しない作動を防止することを目的とする。

第１の発明は、ブレーキ装置であって、一端部と他端部との間の支持部がブレーキ本体に回動可能に支持される一対のリンクアームと、一対のリンクアームの他端部にブレーキディスクの両面に臨むように支持されブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与可能なブレーキライニングと、作動流体の給排によって作動し一対のリンクアームを回動させてブレーキライニングをブレーキディスクに押圧するアクチュエータと、伸縮可能に設けられ一対のリンクアームの一端部どうしを連結する連結部材と、連結部材を伸長させてブレーキディスクに対するブレーキライニングの相対位置を一定に調整するアジャスタと、を備え、アジャスタは、回転不能に設けられ第一ねじ部が形成される第一部材と回転可能に設けられ第一ねじ部に螺合する第二ねじ部が形成される第二部材とを有して第一部材及び第二部材の相対回転により連結部材を伸長させる伸長機構と、第二部材の外周に設けられ伸長機構が伸長する方向にのみ第二部材へ回転トルクを伝達可能なトルク伝達部と、第二部材の回転に抵抗を付与する抵抗付与部と、を有し、抵抗付与部は、合口隙間を有し内周が第二部材の外周に摺接する摺接部と、合口隙間を閉じる方向に摺接部を付勢して第二部材に摩擦力を付与する付勢部材と、を有することを特徴とする。

第１の発明では、付勢部材によって摺接部と第二部材との間に摩擦力が付与されるため、摩擦力により車両の振動等よる第二部材の回転が防止される。このように、摺接部と付勢部材との簡易な構成によって、アジャスタの回り止めが行われる。

第２の発明は、アジャスタが、付勢部材による摺接部への付勢力を調整する付勢力調整機構をさらに有することを特徴とする。

第２の発明によれば、付勢力調整機構により、第二部材の回り止め力を任意に設定することができる。

第３の発明は、ブレーキ装置が、アクチュエータの出力部材に回動可能に連結され出力部材の進退によって回動して一対のリンクアームの各々の一端部の間の距離を拡縮させるリンクレバーをさらに備え、アジャスタが、トルク伝達部から径方向外側に突出して設けられアジャスタの外部に露出する回転レバーと、トルク伝達部が第二部材に回転トルクを伝達する方向に回転レバーを付勢するレバー付勢部材と、をさらに有し、回転レバーは、制動時のリンクレバーの回動に伴いレバー付勢部材の付勢力に抗してリンクレバーに押圧されることを特徴とする。

第３の発明では、回転レバーが制動時に回動するリンクレバーに押圧され、非制動時にリンクレバーが戻ることにより第二部材が回転して連結部材を伸長させる。このように、回転レバーがブレーキ装置を作動させるリンクレバーに押圧されるため、簡易かつ小型な構成によりアジャスタを駆動することができる。

本発明によれば、簡易な構成でブレーキ装置におけるアジャスタの意図しない作動を防止することができる。

本発明の実施形態に係るブレーキ装置の平面図である。 本発明の実施形態に係るブレーキ装置の正面図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図３におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係るブレーキ装置１００の構成について説明する。

ブレーキ装置１００は、主に鉄道車両に適用されるものである。ブレーキ装置１００は、車輪１とともに回転するブレーキディスク１ａを挟持して車輪１を制動するものである。具体的には、ブレーキ装置１００は、ブレーキディスク１ａをその両面から一対のブレーキライニング２で挟持し、ブレーキディスク１ａとブレーキライニング２との間の摩擦力によって車輪１の回転を制動する。

ブレーキディスク１ａは、車輪１の表裏両面に形成されて車輪１と一体に回転する。ブレーキディスク１ａを車輪１と一体に形成する構成に代えて、車輪１とともに回転する別体のブレーキディスク１ａを設けてもよい。

ブレーキライニング２は、非制動時には、ブレーキディスク１ａと予め設定された所定の間隔をあけて対向する（図１に示す状態）。ブレーキライニング２は、制動時には、ブレーキディスク１ａに向かって移動し、ブレーキディスク１ａに平行に当接して押圧される。

ブレーキライニング２は、ブレーキ装置１００のライニング保持部３（図２参照）に支持される裏板部２ａと、制動時にブレーキディスク１ａに当接する摩擦部材２ｂと、を有する。摩擦部材２ｂは、複数のセグメントからなり、裏板部２ａの表面に固定される。ブレーキライニング２は、摩擦部材２ｂとブレーキディスク１ａとの当接によって発生する摩擦力によって、車輪１の回転を制動する。

ライニング保持部３は、ブレーキライニング２の裏板部２ａが挿入されるアリ溝（図示省略）を有する。ライニング保持部３の上下の端部には、図２に示すように、一対のアンカボルト５によってライニング保持部３に固定されるアンカブロック４が各々設けられる。アンカブロック４は、ブレーキライニング２の裏板部２ａの長手方向（図２では上下方向）の端部を固定する。これにより、アリ溝に挿入されたブレーキライニング２は、ライニング保持部３に保持される。

ブレーキ装置１００は、図１に示すように、ブレーキ本体１０と、一端部３１と他端部３３との間の支持部３２がブレーキ本体１０に回動可能に支持される一対のリンクアーム３０と、作動流体としての圧縮空気の給排によって出力部材としてのロッド２１を進退させ一対のリンクアーム３０を回動させてブレーキライニング２をブレーキディスク１ａに押圧するアクチュエータ２０と、アクチュエータ２０のロッド２１に回動可能に連結されロッド２１の進退によって回動するリンクレバー４０と、一対のリンクアーム３０の一端部３１のうち少なくとも一方に設けられ、リンクレバー４０の回動によって伝達される力を倍力して支持部３２を支点にリンクアーム３０を回動させる倍力ユニット５０と、伸縮可能に設けられ一対のリンクアーム３０の一端部３１どうしを連結する連結部材６０と、連結部材６０を伸長させてブレーキディスク１ａに対するブレーキライニング２の相対位置を一定に調整するアジャスタ７０（図３参照）と、を備える。

ブレーキ本体１０は、ブレーキ装置１００が鉄道車両に適用される場合には、台車（図示省略）に支持される。ブレーキ本体１０は、ブレーキ装置１００が鉄道車両以外の車両に適用される場合には、車体（図示省略）に支持される。

アクチュエータ２０は、運転者の制動操作に基づいて作動し、連結部材６０に取り付けられるアクチュエータ本体２０ａに対してロッド２１を進退させる。アクチュエータ２０は、圧縮空気に代えて、作動油等の液体など他の流体を作動流体とした流体圧アクチュエータでもよい。

アクチュエータ２０は、リンクアーム３０の一端部３１を挟んで支持部３２とは反対側に位置するように設けられる。つまり、アクチュエータ２０は、連結部材６０を挟んでブレーキ本体１０と対向するように設けられる。これにより、アクチュエータ２０が連結部材６０と一対のリンクアーム３０とによって囲まれる領域の外側に設けられるため、リンクアーム３０の設計自由度が向上する。よって、リンクアーム３０を短くすることができるため、ブレーキ装置１００の小型軽量化が可能である。

図２に示すように、ロッド２１は、一対のリンクレバー４０に各々連結される連結部２１ａと、一対の連結部２１ａの間に形成される凹部２１ｂと、を有するＵ字状に形成される。凹部２１ｂは、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから退出したときに、ロッド２１と連結部材６０との干渉を防止するものである。よって、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから退出する際には、連結部材６０が凹部２１ｂに入り込み、一対の連結部２１ａが連結部材６０を避けて伸長することとなる。

ロッド２１は、各々の連結部２１ａにリンクレバー４０を回動可能に各々連結する一対のロッドシャフト２２を有する（図１参照）。一対のロッドシャフト２２は、同軸に設けられる。ロッドシャフト２２は、その中心軸がブレーキライニング２と平行となるように配設される。ロッド２１が往復動する中心軸の延長線上には、ブレーキディスク１ａの中心が位置する。ロッド２１は、アクチュエータ本体２０ａに対して進退するとともに、ブレーキライニング２が移動可能な方向（図１では上下方向）に揺動可能である。

図１に示すように、リンクアーム３０は、ブレーキディスク１ａの両面に臨んで各々設けられる。一対のリンクアーム３０の一端部３１どうしは、連結部材６０によって連結される。リンクアーム３０の他端部３３は、ブレーキディスク１ａに摺接して摩擦力を付与するブレーキライニング２を揺動可能に支持する。図２に示すように、リンクアーム３０は、上下に設けられる一対のアーム部３０ａを有する略Ｕ字状に形成される。

図１に示すように、一方のリンクアーム３０の一端部３１には、連結部材６０とリンクアーム３０とを貫通して連結する連結シャフト３１ａが設けられる。他方のリンクアーム３０の一端部３１には、連結部材６０とリンクアーム３０と一対のリンクレバー４０とを貫通して連結して、アクチュエータ２０のロッド２１の進退による力を倍力してリンクアーム３０を回動させる倍力ユニット５０が設けられる。

この構成に代えて、一方のリンクアーム３０の一端部３１と他方のリンクアーム３０の一端部３１とに、ともに倍力ユニット５０を設けてもよい。その場合、各々の倍力ユニット５０が一方のリンクアーム３０と他方のリンクアーム３０とをそれぞれ回動させることができる。また、基部を一方のリンクアーム３０に連結される第１連結部材と他方のリンクアーム３０に連結される第２連結部材とに分割して、それらの間に倍力ユニット５０を設けてもよい。倍力ユニット５０については、後で詳細に説明する。

リンクアーム３０の支持部３２には、リンクアーム３０とブレーキ本体１０とを貫通して連結するアームシャフト３２ａが設けられる。リンクアーム３０は、アームシャフト３２ａによってブレーキ本体１０に回動可能に支持される。ブレーキ装置１００の制動時にブレーキディスク１ａからブレーキライニング２に作用する周方向の接線力は、支持部３２からアームシャフト３２ａを介してブレーキ本体１０に作用する。

リンクアーム３０の他端部３３には、リンクアーム３０とライニング保持部３とを貫通して連結するライニングシャフト３３ａが設けられる。ライニング保持部３は、ライニングシャフト３３ａによってリンクアーム３０に回動可能に支持される。これにより、ブレーキライニング２は、リンクアーム３０に対して揺動可能となり、制動時にブレーキディスク１ａに常に平行に当接することができる。

リンクレバー４０は、アクチュエータ２０のロッド２１の進退による力を倍力ユニット５０に伝達する。リンクレバー４０の一端部４１は、ロッド２１のロッドシャフト２２に回動可能に連結される。リンクレバー４０の他端部４２は、倍力ユニット５０の後述する偏心部５３に回動不能に連結される。

リンクレバー４０は、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａに対して進退すると、ロッドシャフト２２と偏心部５３との間で回動する。リンクレバー４０は、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから最も退出した状態では、連結部材６０と平行な位置まで回動する。

また、リンクレバー４０には、制動時のリンクレバーの回動に伴い後述するアジャスタ７０の回転レバー８５を押圧可能な押圧部としての押圧ピン４０ａが設けられる。押圧ピン４０ａは、先端が半球状の軸部材として設けられる。なお、押圧ピン４０ａは、リンクレバー４０と一体として形成されてもよい。また、押圧ピン４０ａは、軸部を有さず、単に半球状の突起として形成されてもよい。

図２に示すように、倍力ユニット５０は、リンクレバー４０の回動によって回転軸Ａ１を中心に回転する偏心カム５１を有する。偏心カム５１の回転軸Ａ１は、リンクアーム３０に対する位置が、連結シャフト３１ａの中心軸と同じ位置となるように設けられる。

偏心カム５１は、連結部材６０に回動可能に連結される回転部５２と、偏心カム５１の回転軸Ａ１からオフセットされた位置に中心軸Ａ２を有しリンクレバー４０の回動によって回転軸Ａ１を中心として円弧状に回動する偏心部５３と、偏心部５３と同軸に形成されリンクアーム３０に回転可能に支持される一対のアーム連結部５４と、を有する。

回転部５２は、連結シャフト３１ａと同じ外径に形成される。回転部５２の中心軸が、偏心カム５１の回転軸Ａ１である。

偏心部５３は、回転部５２と比較して小径に形成される。偏心部５３は、回転部５２の軸方向両側に各々設けられる。偏心部５３には、リンクレバー４０が相対回動不能に連結される。よって、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａに対して進退してリンクレバー４０が回動すると、偏心部５３が回転軸Ａ１を中心とする円弧状に回動して、一対のリンクアーム３０の間の距離を拡縮する。

アーム連結部５４は、偏心部５３と同径に形成される。アーム連結部５４は、偏心部５３を挟んで回転部５２の反対側に設けられる。これに代えて、アーム連結部５４を、偏心部５３と比較して小径に形成してもよい。また、アーム連結部５４を、偏心部５３と回転部５２との間に各々設けてもよい。

このように、偏心カム５１は、中央に回転部５２を有し、その両端に回転部５２よりも小径な偏心部５３を有し、更にその両端に偏心部５３と同径又は偏心部５３よりも小径なアーム連結部５４を有する。よって、偏心カム５１は、中央から両端部に向かって段階的に小径になるため、加工が容易である。また、偏心カム５１に連結部材６０とリンクレバー４０とリンクアーム３０とを順番に組み立てることができるため、組み立て性が良好である。

以下、図３〜図５を参照して、連結部材６０及びアジャスタ７０の構成について具体的に説明する。

図３に示すように、連結部材６０は、偏心カム５１を介して一方のリンクアーム３０に一端が連結される連結本体部６１と、他方のリンクアーム３０に一端が連結される連結ロッド部６５と、を有する。連結ロッド部６５の他端から連結本体部６１の他端が挿入される。連結本体部６１と連結ロッド部６５とが軸方向に相対移動することにより、連結部材６０は軸方向に伸縮する。連結部材６０には、連結本体部６１と連結ロッド部６５との互いの他端を覆ってダストの浸入を防ぐダストカバー（図示省略）が設けられる。また、アクチュエータ２０のアクチュエータ本体２０ａは、連結本体部６１に取り付けられる（図１参照）。

連結本体部６１は、偏心カム５１が連結される連結基部６２と、連結ロッド部６５に挿入される挿入部６３と、を有する。

連結基部６２は、連結基部６２の一端面に開口する本体凹部６２ａと、偏心カム５１の回転部５２が回転自在に挿入されるカム孔６２ｂと、を有する。連結本体部６１は、偏心カム５１を介してリンクアーム３０に連結される。

挿入部６３は、本体凹部６２ａの開口部に設けられる。挿入部６３は、軸方向に沿って形成される貫通孔６３ａを有し、先端部６３ｂが連結ロッド部６５の内側に挿入される。

連結ロッド部６５は、連結本体部６１の挿入部６３が摺動自在に挿入される挿入凹部６５ａと、後述する伸長機構７１の伸長シャフト７２が挿通する挿通孔６５ｂと、を有する。連結ロッド部６５には、他方のリンクアーム３０における一端部３１が連結される。

アジャスタ７０は、ブレーキ装置１００が制動状態になってブレーキライニング２が摩耗すると、ブレーキライニング２の摩耗量に応じて連結部材６０を伸長させる。アジャスタ７０は、図３に示すように、連結部材６０をハウジングとして連結部材６０内に設けられる。

アジャスタ７０は、相対回転するねじ機構によって連結部材６０を伸長させる伸長機構７１と、伸長機構７１が伸長する方向にのみ伸長機構７１へ回転トルクを伝達可能なトルク伝達部としてのワンウェイクラッチ８０と、伸長機構７１におけるねじ機構の回転に抵抗を付与する抵抗付与部９０と、を有する。

伸長機構７１は、第一ねじ部としてのおねじ７２ａが形成される第一部材としての伸長シャフト７２と、伸長シャフト７２のおねじ７２ａと螺合する第二ねじ部としてのめねじ７３ａが形成される第二部材としての伸長ナット７３と、を有する。

伸長シャフト７２は、連結部材６０の連結本体部６１及び連結ロッド部６５の内側であって、連結本体部６１及び連結ロッド部６５にわたって設けられる。伸長シャフト７２は、連結本体部６１の挿入部６３の内周に隙間を持って設けられる。伸長シャフト７２の一端は、連結部材６０の連結ロッド部６５における挿通孔６５ｂに挿通し、ナット７５によって連結ロッド部６５に固定される。つまり、伸長シャフト７２は、ハウジングである連結部材６０の連結ロッド部６５に固定され回転不能に設けられる。伸長シャフト７２の他端は、おねじ７２ａが形成されて、連結本体部６１の内側に収容される。

伸長ナット７３は、連結基部６２の本体凹部６２ａ内に設けられ、伸長シャフト７２のおねじ７２ａに螺合する。より具体的には、伸長ナット７３は、連結基部６２の本体凹部６２ａと当該本体凹部６２ａの開口を塞ぐ挿入部６３との間で回転可能に設けられる。

ワンウェイクラッチ８０は、図３及び図４に示すように、伸長ナット７３の外周に圧入される内輪８１と、径方向外側に突出して連結部材６０の外部に露出する回転レバー８５が設けられる外輪８２と、内輪８１と外輪８２との間に設けられるスプラグ８３と、を有する。

ワンウェイクラッチ８０は、内輪８１と外輪８２とが一方向に相対回転する場合にはスプラグ８３によって内輪８１と外輪８２とが係合する一方、他方向に相対回転する場合には互いに空転する。回転レバー８５は、連結基部６２の内外周面を貫通し周方向の一部に形成される周方向溝６２ｃを通じて、連結部材６０の連結基部６２の外部に露出する。

また、連結本体部６１には、回転レバー８５を付勢するレバー付勢部材としてのレバースプリング８６を支持する支持壁部８７が設けられる（図１及び図４参照）。レバースプリング８６は、支持壁部８７と回転レバー８５との間に圧縮状態で介装され、ワンウェイクラッチ８０の内輪８１と外輪８２とが係合する方向に回転レバー８５を付勢する。レバースプリング８６は、支持壁部８７側から回転レバー８５側に向かうにつれ巻径が小さくなるテーパスプリングである。ブレーキ装置１００の非制動時では、回転レバー８５はレバースプリング８６によって周方向溝６２ｃの一端に押し付けられて、周方向溝６２ｃの壁部に当接する。なお、レバースプリング８６は、テーパスプリングに限らず、巻径が等しく形成されるコイルスプリングでもよい。

回転レバー８５を介して一方向（図４中実線矢印方向）に回転する回転トルクがワンウェイクラッチ８０の外輪８２に作用すると、ワンウェイクラッチ８０の内輪８１と外輪８２が係合し、ワンウェイクラッチ８０は伸長ナット７３と共に一方向に回転する。また、他方向（図４中破線矢印方向）に回転する回転トルクがワンウェイクラッチ８０の外輪８２に作用すると、ワンウェイクラッチ８０の内輪８１と外輪８２とは空転し、ワンウェイクラッチ８０の外輪８２のみが回転する。以下、内輪８１と係合する外輪８２の回転方向（図４中実線矢印方向）、つまりワンウェイクラッチ８０と伸長ナット７３とが共に回転する方向を「係合方向」を称する。反対に、内輪８１に対して空転する外輪８２の回転方向（図４中破線矢印方向）を「空転方向」と称する。

ワンウェイクラッチ８０が伸長ナット７３と共に係合方向に回転することにより、伸長ナット７３は伸長シャフト７２に対して相対回転し、伸長ナット７３と伸長シャフト７２が互いに離間する方向に移動して、伸長機構７１が伸長する。これにより、伸長ナット７３に連結される連結本体部６１と伸長シャフト７２に連結される連結ロッド部６５とが互いに離間するように移動して、連結部材６０が伸長される。このように、ワンウェイクラッチ８０は、伸長ナット７３と伸長シャフト７２とが離間する伸長機構７１の伸長方向にのみ伸長ナット７３に回転トルクを伝達する。

ワンウェイクラッチ８０は、制動時におけるリンクレバー４０の回動に伴い、押圧ピン４０ａが回転レバー８５を押圧することにより、空転方向に回転する。つまり、回転レバー８５は、制動時におけるリンクレバー４０の回動するに伴い、押圧ピン４０ａを介してリンクレバー４０に押圧される。図１では、実線矢印方向が係合方向を示し、破線矢印方向が空転方向を示す。

抵抗付与部９０は、図５に示すように、合口隙間９２ａを有し内周が伸長ナット７３の外周に摺接する摺接部９１と、合口隙間９２ａを閉じる方向に摺接部９１を付勢して伸長ナット７３に摩擦力を付与する付勢部材としてのコイルばね９４と、コイルばね９４による摺接部９１への付勢力を調整する付勢力調整機構９５と、を有する。

摺接部９１は、Ｃ字状に形成されて両端の間に合口隙間９２ａを形成する本体部９２と、本体部９２の両端から径方向外側に突出して形成され互いに平行な一対の平板部９３と、を有する。摺接部９１は、外力によって弾性変形する金属製部材である。一対の平板部９３は、それぞれ連結本体部６１の連結基部６２に形成される溝部６２ｄに収容される。一対の平板部９３のうち一方は、壁部との間に隙間をもって溝部６２ｄに収容される。つまり、一方の平板部９３は、一方の溝部９２ｄの幅よりも肉厚が薄く形成されて、壁部によって拘束されずに溝部９２ｄ内に収容される。

コイルばね９４は、一対の平板部９３の一方と付勢力調整機構９５との間に圧縮状態で介装され、合口隙間９２ａを閉じる方向に摺接部９１の一方の平板部９３を付勢する。コイルばね９４により合口隙間９２ａを閉じる方向に平板部９３が付勢されると、摺接部９１の本体部９２が伸長ナット７３の外周に押し付けられる。このため、伸長ナット７３が回転する際には、本体部９２と伸長ナット７３が摺接し伸長ナット７３の回転に摩擦力が付与される。このように、抵抗付与部９０によって伸長ナット７３の回転に摩擦力が付与されるため、車両の振動などによる伸長ナット７３と伸長シャフト７２との意図しない相対回転が防止される。

付勢力調整機構９５は、コイルばね９４の圧縮長さを変更することにより、コイルばね９４のセット荷重、つまり平板部９３に作用する付勢力の大きさを調整する。付勢力調整機構９５は、コイルばね９４の付勢力を変更可能に構成されていれば、任意の構成を備えてよい。

例えば、図５に示すように、付勢力調整機構９５は、作業者が調整ねじ９６を回転させることにより、コイルばね９４に当接する当接板９７を移動させる構成でもよい。つまり、この場合には、調整ねじ９６がねじ込まれると、調整ねじ９６によって当接板９７が押されてコイルばね９４が圧縮される。これにより、コイルばね９４の付勢力が増大する。反対に、調整ねじ９６が緩められると、コイルばね９４の付勢力により、当接板９７はコイルばね９４が伸びる方向に移動する。これにより、コイルばね９４の付勢力が低下する。このように、付勢力調整機構９５によって、コイルばね９４の付勢力が調整されるため、伸長ナット７３と摺接部９１との間の摩擦力、つまり伸長ナット７３と伸長シャフト７２との相対回転を防止する回り止め力を容易に調整することができる。

また、伸長機構７１の伸長時には、伸長ナット７３は摺接部９１に摺接しながら伸長シャフト７２に対して相対回転する。伸長機構７１の伸長作動が繰り返されることにより、伸長ナット７３及び摺接部９１の一方又は双方が摩耗するおそれがある。これに対し、抵抗付与部９０では、一方の平板部９３が溝部６２ｄ内に壁部との間で隙間を持って溝部６２ｄ内で移動可能に設けられると共に一方の平板部９３がコイルばね９４により付勢される。よって、伸長ナット７３や摺接部９１が摩耗すると、コイルばね９４の付勢力により平板部９３の一方が溝部６２ｄの壁部に向かい摩耗量に応じて移動する。このため、伸長ナット７３や摺接部９１が摩耗した場合であっても、摩耗量に応じて摺接部９１の合口隙間９２ａが閉じられて、伸長ナット７３と摺接部９１とを確実に接触させることができる。したがって、伸長ナット７３や摺接部９１の摩耗による回り止め力の低下を防止し、回り止め力を安定させることができる。

次に、図１及び図２を参照して、ブレーキ装置１００の作用について説明する。

ブレーキ装置１００は、運転者の制動操作に基づいてアクチュエータ２０が作動すると、非制動状態（図１及び図２に示す状態）から制動状態になる。

アクチュエータ２０が作動して、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから退出すると、リンクレバー４０はロッドシャフト２２によって押されて回動する。アクチュエータ２０がロッド２１を退出させる力は、リンクレバー４０を介して偏心カム５１の偏心部５３に伝達される。

偏心カム５１は、リンクレバー４０を介して伝達された力によって、偏心部５３が回転軸Ａ１を中心とする円弧状に回動することによって一方向（図１では時計回り）に回転する。これにより、偏心部５３と一体にアーム連結部５４がロッド２１から離間する方向に回動するため、一対のリンクアーム３０の一端部３１は、互いに離間する方向に移動する。

リンクアーム３０は、支持部３２によってブレーキ本体１０に回動可能に支持されるため、一端部３１が互いに離間する方向に移動すると、他端部３３は互いに近接する方向に移動する。よって、ブレーキライニング２が、ブレーキディスク１ａに向かって移動して、ブレーキディスク１ａに平行に当接して押圧され、車輪１の回転が制動される。

このとき、偏心カム５１は、ロッドシャフト２２の中心軸Ａ３と回転軸Ａ１との間の距離Ｌ１と、回転軸Ａ１と偏心部５３の中心軸Ａ２との間の距離Ｌ２とのレバー比によって、ロッド２１からリンクレバー４０を介して伝達される力をＬ１／Ｌ２倍に倍力してリンクアーム３０に伝達する。よって、大型のアクチュエータを設けることなく、大きな制動力を得ることができる。したがって、ブレーキ装置１００の小型軽量化が可能である。

また、リンクアーム３０は、一端部３１と他端部３３との間の支持部３２がブレーキ本体１０に対して回動可能に支持される。リンクレバー４０の回動によってロッド２１に伝達される力を倍力してリンクアーム３０を回動させる偏心カム５１は、リンクアーム３０の一端部３１に設けられる。そのため、ブレーキ装置１００の制動時にブレーキディスク１ａからブレーキライニング２に作用する周方向の接線力は、支持部３２のアームシャフト３２ａに作用することとなり、偏心カム５１には作用しない。したがって、偏心カム５１が回転する際の摩擦抵抗が大きくなることがないため、ブレーキ装置１００の制動時の機械効率を向上させることができる。

偏心カム５１からリンクアーム３０の一端部３１に伝達される力は、一端部３１と支持部３２との間の距離Ｌ３と、支持部３２と他端部３３との間の距離Ｌ４とのレバー比によって、Ｌ３／Ｌ４倍に倍力される。ブレーキ装置１００では、距離Ｌ３と比較して距離Ｌ４の方が大きいため、ブレーキライニング２をブレーキディスク１ａに押圧する力は、偏心カム５１からリンクアーム３０の一端部３１に伝達される力よりも小さな力となる。

しかしながら、ブレーキ装置１００では、偏心カム５１によってアクチュエータ２０のロッド２１からリンクレバー４０を介して伝達される力が大きな倍率で倍力されている。そのため、ブレーキ装置１００の小型軽量化のためにリンクアーム３０を短くして距離Ｌ３を小さくしても、充分に大きな制動力を得ることができる。

なお、ブレーキ装置１００では、偏心カム５１をリンクアーム３０の一端部３１に設けることによって、支持部３２のアームシャフト３２ａの位置の設計自由度が高くなっている。そのため、アームシャフト３２ａを車輪１の側面に臨む位置に配置することも可能である。よって、距離Ｌ３を距離Ｌ４と比較して大きくすることもでき、偏心カム５１によって倍力された力を更に倍力してブレーキライニング２をブレーキディスク１ａに押圧することも可能である。

ブレーキ装置１００は、運転者の制動解除操作に基づいてアクチュエータ２０が制動時とは逆の方向に作動すると、制動状態から非制動状態（図１及び図２に示す状態）になる。

アクチュエータ２０が作動して、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａに進入すると、リンクレバー４０はロッドシャフト２２に引っ張られて回動する。アクチュエータ２０がロッド２１を進入させる力は、リンクレバー４０を解して偏心カム５１の偏心部５３に伝達される。

偏心カム５１は、リンクレバー４０を介して伝達された力によって、偏心部５３が回転軸Ａ１を中心とする円弧状に回動することによって他方向（図１では反時計回り）に回転する。これにより、一対のリンクアーム３０の一端部３１は、互いに近接する方向に移動する。よって、一対のリンクアーム３０の他端部３３は、互いに離間する方向に移動する。これにより、ブレーキライニング２がブレーキディスク１ａから離間して、車輪１の制動が解除される。

次に、図４を参照して、アジャスタ７０の作用について説明する。

ブレーキライニング２の摩耗量が小さい場合には、ブレーキディスク１ａに向かうブレーキライニング２の移動量が小さい。このため、アクチュエータ２０が作動しブレーキ装置１００が制動状態となっても、図４に実線で示すように、リンクレバー４０に設けられる押圧ピン４０ａは、アジャスタ７０の回転レバー８５に接触せず回転レバー８５を押圧しない。

ブレーキライニング２の摩耗が進行し、ブレーキディスク１ａに向かうブレーキライニング２の移動量が大きくなった場合には、ブレーキ装置１００が制動状態になると、図４に破線で示すように、リンクレバー４０の回動に伴いレバースプリング８６の付勢力に抗して回転レバー８５が押圧ピン４０ａを介してリンクレバー４０に押圧される。回転レバー８５が押圧ピン４０ａによって押圧されると、ワンウェイクラッチ８０は空転方向に回転する。

この状態で制動状態が解除されると、リンクレバー４０が回動し押圧ピン４０ａが戻される。これに伴い、レバースプリング８６の付勢力によって回転レバー８５が係合方向へ移動し、ワンウェイクラッチ８０の外輪８２には係合方向の回転トルクが作用する。係合方向の回転トルクは、ワンウェイクラッチ８０により伸長ナット７３に伝達される。よって、伸長ナット７３の回転に伴い伸長ナット７３と伸長シャフト７２とが互いに離間する方向に移動し、伸長機構７１が伸長する。

伸長機構７１が伸長すると連結部材６０が伸長され、一対のリンクアーム３０の一端部３１が互いに離間する方向に移動する。言い換えれば、連結部材６０が伸長されることにより、連結部材６０の連結基部６１に連結される偏心カム５１と連結本体部６５に連結される連結シャフト３１ａとの間の距離が拡げられる。

一対のリンクアーム３０の一端部３１が互いに離間するように移動すると、支持部３２を支点として一対のリンクアーム３０が回動し、他端部３３が互いに近接する方向に移動する。このように、連結部材６０を伸長させて一対のリンクアーム３０の一端部３１間の距離が拡げられることにより、非制動時において摩耗した厚さの分だけブレーキライニング２の位置をブレーキディスク１ａに近づけることができる。したがって、ブレーキライニング２が摩耗した場合であっても、非制動時におけるブレーキライニング２とブレーキディスク１ａとの間隔を常に一定に保つことができる。

ここで、アクチュエータ本体２０ａと倍力ユニット５０は、連結部材６０の連結本体部６１に取り付けられる。連結部材６０は、連結本体部６１と連結ロッド部６５とが相対移動して伸長する。このため、ブレーキライニング２が摩耗して連結部材６０が伸長しても、アクチュエータ２０と倍力ユニット５０との位置関係は変化しない。よって、ブレーキライニング２が摩耗しても、アクチュエータ２０の作動特性を変化させないことが可能である。

また、アジャスタ７０により連結部材６０を伸長させる際には、伸長ナット７３は伸長シャフト７２から離間するように図５中時計周りに回転する。伸長ナット７３の回転により、摺接部９１には合口隙間９２ａが拡がるような力、言い換えれば一方の平板部９３に作用するコイルばね９４の付勢力に抗する方向の力が作用する。このため、コイルばね９４の付勢力の一部が打ち消され、伸長ナット７３と摺接部９１との間の摩擦力が小さくなる。これにより、アジャスタ７０により伸長ナット７３を意図的に回転させる際には、摺接部９１により伸長ナット７３の回転が妨げられない。

非制動時における車両の振動等により、意図せず図５中反時計回りに回転するような力が伸長ナット７３に作用すると、摺接部９１には合口隙間９２ａを閉じるような力、言い換えればコイルばね９４の付勢力と同方向の力が作用する。このため、伸長ナット７３と摺接部９１との間の摩擦力は大きくなり、伸長ナット７３の意図しない回転が効果的に防止される。

なお、車両の振動等により伸長ナット７３が図５中時計回りに回転するような力を受けた場合であっても、平板部９３が移動して合口隙間９２が開かないようにコイルばね９４によって付勢されているため、図５中時計回りに回転するような伸長ナット７３の意図しない回転も防止される。言い換えれば、コイルばね９４の付勢力は、車両の振動などによる伸長ナット７３と伸長シャフト７２との意図しないいずれの方向への相対回転も防止する一方、アジャスタ７０により連結部材６０を伸長させる際の伸長ナット７３と伸長シャフト７２との意図的な相対回転は許容するような範囲内で調整される。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ブレーキ装置１００では、伸長ナット７３に摺接する摺接部９１及び当該摺接部９１を付勢して伸長ナット７３に摩擦力を付与するコイルばね９４を有する抵抗付与部９０によって、伸長ナット７３と伸長シャフト７２との回り止めを行うことができる。このように、Ｃ字状の摺接部９１とコイルばね９４との簡易な構成により、伸長ナット７３と伸長シャフト７２との回り止めを行うことができる。また、簡易な構成により回り止めを行うことができるため、アジャスタ７０を小型化することができる。よって、ブレーキ装置１００を小型化することができる。

また、コイルばね９４により合口隙間９２ａを閉じるように摺接部９１が付勢されているため、摺接部９１と伸長ナット７３との間で摩耗が生じると、摩耗量に応じて摺接部９１の合口隙間９２ａが閉じられる。これにより、摺接部９１と伸長ナット７３との間で摩耗が生じても、伸長ナット７３と摺接部９１とを確実に接触させることができる。したがって、伸長ナット７３や摺接部９１の摩耗による回り止め力の低下を防止し、回り止め力を安定させることができる。

また、アジャスタ７０は、抵抗付与部９０のコイルばね９４の付勢力を調整する付勢力調整機構９５を備えるため、伸長ナット７３と摺接部９１との間の摩擦力、つまり伸長ナット７３と伸長シャフト７２との相対回転を防止する回り止め力を調整することができる。

また、アジャスタ７０は、制動時におけるリンクレバー４０の回動に伴いリンクレバー４０に設けられる押圧ピン４０ａによって回転レバー８５が押圧され、非制動時に押圧ピン４０ａが戻ることにより伸長ナット７３が回転して連結部材６０を伸長させる。このように、アジャスタ７０を駆動する押圧ピン４０ａがブレーキ装置１００を作動させるリンクレバー４０に直接設けられるため、押圧ピン４０ａを押圧するためにリンク機構などを設ける必要がなく、簡易かつ小型な構成でアジャスタ７０を駆動することができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

車輪１とともに回転するブレーキディスク１ａを挟持して車輪１を制動するブレーキ装置１００であって、車体又は台車に支持されるブレーキ本体１０と、一端部３１と他端部３３との間の支持部３２がブレーキ本体１０に回動可能に支持される一対のリンクアーム３０と、一対のリンクアーム３０の他端部３３にブレーキディスク１ａの両面に臨むように支持されブレーキディスク１ａに摺接して摩擦力を付与可能なブレーキライニング２と、圧縮空気の給排によって作動し一対のリンクアーム３０を回動させてブレーキライニング２をブレーキディスクに押圧するアクチュエータ２０と、伸縮可能に設けられ一対のリンクアーム３０の一端部３１どうしを連結する連結部材６０と、連結部材６０を伸長させてブレーキディスク１ａに対するブレーキライニング２の相対位置を一定に調整するアジャスタ７０と、を備え、アジャスタ７０は、回転不能に設けられおねじ７２ａが形成される伸長シャフト７２と回転可能に設けられおねじ７２ａに螺合するめねじ７３ａが形成される伸長ナット７３とを有して伸長シャフト７２及び伸長ナット７３の相対回転により連結部材６０を伸長させる伸長機構７１と、伸長ナット７３の外周に設けられ伸長機構７１が伸長する方向にのみ伸長ナット７３へ回転トルクを伝達可能なワンウェイクラッチ８０と、伸長ナット７３の回転に抵抗を付与する抵抗付与部９０と、を有し、抵抗付与部９０は、合口隙間９２ａを有し内周が伸長ナット７３の外周に摺接する摺接部９１と、合口隙間９２ａを閉じる方向に摺接部９１を付勢して伸長ナット７３に摩擦力を付与するコイルばね９４と、を有する。

この構成では、コイルばね９４によって摺接部９１と伸長ナット７３との間に摩擦力が付与されるため、摩擦力により走行中の振動等よる伸長ナット７３の回転が防止される。このように、摺接部９１とコイルばね９４との簡易な構成によってアジャスタ７０の回り止めが行われる。したがって、この構成によれば、簡易な構成でブレーキ装置１００におけるアジャスタ７０の意図しない作動を防止することができる。

また、ブレーキ装置１００は、アジャスタ７０が、コイルばね９４による摺接部９１への付勢力を調整する付勢力調整機構９５をさらに有する。

この構成によれば、付勢力調整機構９５により、伸長ナット７３の回り止め力を任意に設定することができる。

また、ブレーキ装置１００は、アクチュエータ２０のロッド２１に回動可能に連結されロッド２１の進退によって回動して一対のリンクアーム３０の各々の一端部３１の間の距離を拡縮させるリンクレバー４０をさらに備え、アジャスタ７０が、ワンウェイクラッチ８０から径方向外側に突出して設けられアジャスタ７０の外部に露出する回転レバー８５と、ワンウェイクラッチ８０が伸長ナット７３に回転トルクを伝達する方向に回転レバー８５を付勢するレバースプリング８６と、をさらに有し、回転レバー８５は、制動時のリンクレバー４０の回動に伴いレバースプリング９６の付勢力に抗してリンクレバー４０に押圧される。

この構成では、回転レバー８５が制動時に回動するリンクレバー４０に押圧ピン４０ａを介して押圧され、非制動時にリンクレバー４０が戻ることにより伸長ナット７３が回転して連結部材６０を伸長させる。このように、回転レバー８５がブレーキ装置１００を作動させるリンクレバー４０に押圧されるため、簡易かつ小型な構成によりアジャスタ７０を駆動することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、アクチュエータ２０のロッド２１やリンクレバー４０を、カバー部材（図示省略）で覆ってもよい。これにより、ブレーキ装置１００の作動時に動作するロッド２１やリンクレバー４０を保護することができる。

また、上記実施形態では、伸長シャフト７２が回転不能に設けられる一方、伸長ナット７３が回転可能に設けられ、伸長ナット７３に回転トルクを伝達することにより伸長機構が伸長する。これに代えて、伸長シャフト７２を回転可能に設け、伸長ナット７３を回転不能に設けてもよい。

また、上記実施形態では、アジャスタ７０は、トルク伝達部としてワンウェイクラッチ８０を有する。これに代えて、アジャスタ７０は、一方向にのみトルクを伝達するその他の構成を有していてもよい。例えば、トルク伝達部としてラチェット機構を有していてもよい。

また、上記実施形態では、押圧ピン４０ａがリンクレバー４０に設けられ、制動時に回動するリンクレバー４０が押圧ピン４０ａを介して回転レバー８５を押圧する。これに代えて、押圧ピン４０ａは、回転レバー８５に設けられてもよい。また、回転レバー８５は、押圧ピン４０ａを介してリンクレバー４０に押圧されることが望ましいが、押圧ピン４０ａを設けずに、リンクレバー４０本体によって押圧されてもよい。このように、回転レバー８５は、ブレーキライニング２の摩耗が進行した際において、制動時のリンクレバー４０の回動に伴いレバースプリング８６の付勢力に抗してリンクレバー４０に押圧される構成であればよい。

１００…ブレーキ装置、１…車輪、１ａ…ブレーキディスク、２…ブレーキライニング、１０…ブレーキ本体、２０…アクチュエータ、２０ａ…アクチュエータ本体、２１…ロッド（出力部材）、３０…リンクアーム、３１…一端部、３２…支持部、３３…他端部、４０…リンクレバー、４０ａ…押圧ピン、６０…連結部材、７０…アジャスタ、７１…伸長機構、７２…伸長シャフト（第一部材）、７２ａ…おねじ（第一ねじ部）、７３…伸長ナット（第二部材）、７３ａ…めねじ（第二ねじ部）、８０…ワンウェイクラッチ（トルク伝達部）、８５…回転レバー、８６…レバースプリング（レバー付勢部材）、９０…抵抗付与部、９１…摺接部、９２ａ…合口隙間、９４…コイルばね（付勢部材）、９５…付勢力調整機構

Claims (3)

1. 車輪とともに回転するブレーキディスクを挟持して前記車輪を制動するブレーキ装置であって、
   車体又は台車に支持されるブレーキ本体と、
   一端部と他端部との間の支持部が前記ブレーキ本体に回動可能に支持される一対のリンクアームと、
   前記一対のリンクアームの前記他端部に前記ブレーキディスクの両面に臨むように支持され前記ブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与可能なブレーキライニングと、
   作動流体の給排によって作動し前記一対のリンクアームを回動させて前記ブレーキライニングを前記ブレーキディスクに押圧するアクチュエータと、
   伸縮可能に設けられ前記一対のリンクアームの前記一端部どうしを連結する連結部材と、
   前記連結部材を伸長させて前記ブレーキディスクに対する前記ブレーキライニングの相対位置を一定に調整するアジャスタと、を備え、
   前記アジャスタは、
   回転不能に設けられ第一ねじ部が形成される第一部材と回転可能に設けられ前記第一ねじ部に螺合する第二ねじ部が形成される第二部材とを有して前記第一部材及び前記第二部材の相対回転により前記連結部材を伸長させる伸長機構と、
   前記第二部材の外周に設けられ前記伸長機構が伸長する方向にのみ前記第二部材へ回転トルクを伝達可能なトルク伝達部と、
   前記第二部材の回転に抵抗を付与する抵抗付与部と、を有し、
   前記抵抗付与部は、
   合口隙間を有し内周が前記第二部材の外周に摺接する摺接部と、
   前記合口隙間を閉じる方向に前記摺接部を付勢して前記第二部材に摩擦力を付与する付勢部材と、を有することを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記アジャスタは、前記付勢部材による前記摺接部への付勢力を調整する付勢力調整機構をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記アクチュエータの出力部材に回動可能に連結され前記出力部材の進退によって回動して前記一対のリンクアームの各々の前記一端部の間の距離を拡縮させるリンクレバーをさらに備え、
   前記アジャスタは、
   前記トルク伝達部から径方向外側に突出して設けられ前記アジャスタの外部に露出する回転レバーと、
   前記トルク伝達部が前記第二部材に回転トルクを伝達する方向に前記回転レバーを付勢するレバー付勢部材と、をさらに有し、
   前記回転レバーは、制動時の前記リンクレバーの回動に伴い前記レバー付勢部材の付勢力に抗して前記リンクレバーに押圧されることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ装置。

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