JP6295167B2

JP6295167B2 - ブレーキ装置

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Description

本発明は、ブレーキ装置に関するものである。

従来から、支点を中心に回動可能な一対のリンクアームの力点にアクチュエータによる力を作用させ、リンクアームの作用点に支持されるブレーキライニングをブレーキディスクに摺接させて車輪の回転を制動するブレーキ装置が用いられている。

特許文献１には、キャリパレバーの一方の端部が互いに連結され他方の端部が各々ブレーキパッドに枢着され、キャリパレバーの両端部の間の支点に設けられた偏心体伝動装置がキャリパレバーを回動させるブレーキキャリパユニットが開示されている。偏心体伝動装置は、ブレーキ力発生器による力を受けて回転する偏心ピンを有し、この偏心ピンの回転によって一方の端部を中心にキャリパレバーを回動させるものである。

特表平１０−５０５０３８号公報

しかしながら、特許文献１のキャリパブレーキユニットでは、ブレーキパッドがブレーキディスクに摺接する制動時にブレーキディスクからブレーキパッドに作用する周方向の接線力は、偏心体伝動装置の偏心ピンに作用する。そのため、制動時に偏心ピンを回転させるためには大きな力が必要であり、機械効率を向上させることが困難であった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブレーキ装置の機械効率を向上させることを目的とする。

第一の発明は、一端部と他端部との間の支持部がブレーキ本体に対して回動可能に支持され他端部がブレーキライニングを支持する一対のリンクアームと、一対のリンクアームの一方の一端部に連結される第一連結部材と、一対のリンクアームの他方の一端部に連結されるとともに第一連結部材に対して進退自在に連結される第二連結部材と、出力部材を進退させる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するレバーと、レバーの回動によって伝達される力を倍力して第二連結部材を第一連結部材に対して進退させる倍力ユニットと、を備えることを特徴とする。

第一の発明では、リンクアームは、一端部と他端部との間の支持部がブレーキ本体に対して回動可能に支持される。そして、レバーの回動によって伝達される力を倍力する倍力ユニットは、第二連結部材を第一連結部材に対して進退させるように設けられる。そのため、ブレーキ装置の制動時にブレーキディスクからブレーキライニングに作用する周方向の接線力は、支持部に作用して倍力ユニットには作用しない。

第二の発明は、倍力ユニットが、レバーの回動によって回転軸を中心に回転して第二連結部材を第一連結部材に対して進退させる偏心カムを有することを特徴とする。

第三の発明は、偏心カムが、第一連結部材と第二連結部材との一方に連結され回転軸を中心に回転する回転部と、第一連結部材と第二連結部材との他方に連結され回転軸からオフセットされた位置に中心軸を有しレバーの回動によって回転軸を中心として円弧状に回動する偏心部と、を有することを特徴とする。

第二及び第三の発明では、偏心カムは、レバーの両端部の間の距離と、回転軸から偏心部の中心軸までの距離とのレバー比によって、ロッドからレバーを介して伝達される力を倍力してリンクアームに伝達する。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、ブレーキ装置の小型軽量化が可能である。

第四の発明は、アクチュエータが、一対のリンクアームの一方に取り付けられることを特徴とする。

第五の発明は、アクチュエータが、一方のリンクアームの他方のリンクアームと対向する面の反対側に突出して設けられることを特徴とする。

第四及び第五の発明では、制動時にブレーキライニングがブレーキディスクに摺接して発生する摩擦熱がアクチュエータに伝達されることが防止される。また、アクチュエータが外気に触れるため、アクチュエータの冷却性を向上させることが可能である。

第六の発明は、ブレーキライニングの摩耗量に応じて第一連結部材又は第二連結部材を伸長させるアジャスタを更に備えることを特徴とする。

第六の発明では、ブレーキライニングが摩耗すると、その分だけ第一連結部材又は第二連結部材が伸長するため、ブレーキライニングが摩耗してもブレーキライニングとブレーキディスクと間の所定の間隔を維持することができる。

第七の発明は、アジャスタが、第一連結部材と第二連結部材とのうち、アクチュエータが取り付けられないリンクアームに連結される方に設けられることを特徴とする。

第七の発明では、アジャスタが第一連結部材と第二連結部材とのうちアクチュエータが取り付けられないリンクアームに連結される方に設けられるため、ブレーキライニングが摩耗して連結部材が伸長しても、アクチュエータと倍力ユニットとの位置関係は変化しない。よって、ブレーキライニングが摩耗しても、アクチュエータの作動特性を変化させないことが可能である。

第八の発明は、アクチュエータが、ブレーキ本体に取り付けられることを特徴とする。

第九の発明は、アクチュエータが、第一連結部材又は第二連結部材に取り付けられることを特徴とする。

第八及び第九の発明では、アクチュエータの取り付け位置を変更しても、第一の発明と同様に、ブレーキ装置の制動時の機械効率を向上させることができる。

本発明によれば、ブレーキ装置の制動時の機械効率を向上させることができる。

本発明の第一の実施形態に係るブレーキ装置の平面図である。図１における正面図である。図２における左側面図である。本発明の第一の実施形態の変形例に係るブレーキ装置の平面図である。本発明の第二の実施形態に係るブレーキ装置の平面図である。本発明の第三の実施形態に係るブレーキ装置の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第一の実施形態）
まず、図１から図４を参照して、本発明の第一の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、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、ブレーキ本体１０と、ブレーキ本体１０に対して一端部３１と他端部３３との間の支持部３２が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の一方の一端部３１に連結される第一連結部材３５と、一対のリンクアーム３０の他方の一端部３１に連結され第一連結部材３５に対して進退自在に連結される第二連結部材３６と、出力部材としてのロッド２１を進退させるアクチュエータ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レバー４０と、レバー４０の回動によって伝達される力を倍力して第二連結部材３６を第一連結部材３５に対して進退させる倍力ユニット５０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、作動流体としての圧縮空気の圧力によって作動する流体圧アクチュエータである。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て用いてもよい。アクチュエータ２０は、一対のリンクアーム３０の一方に取り付けられる。アクチュエータ２０は、第一連結部材３５と第二連結部材３６と一対のリンクアーム３０とによって囲まれる領域の内側に設けられる。

アクチュエータ２０は、アクチュエータ本体２０ａと、圧縮空気が給排される圧力室２０ｂをアクチュエータ本体２０ａ内に画成する弾性膜としてのダイヤフラム２０ｃと、ロッド２１に連結されてダイヤフラム２０ｃの変形によって進退するピストン２０ｄと、ピストン２０ｄを圧力室２０ｂの圧縮空気の圧力に抗して付勢する付勢部材としての戻しばね２０ｅと、を備える。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、アクチュエータ本体２０ａに対してロッド２１を進退させる。

ブレーキ装置１００が非制動状態である場合には、圧力室２０ｂから圧縮空気が抜けているため、戻しばね２０ｅの付勢力によってピストン２０ｄが付勢されてロッド２１はアクチュエータ本体２０ａ内に進入している。一方、圧力室２０ｂに圧縮空気が供給されると、圧力室２０ｂの圧力による力が戻しばね２０ｅの付勢力に打ち勝って、ロッド２１はアクチュエータ本体２０ａから退出する。これにより、ブレーキ装置１００が制動状態になる。

これに限らず、アクチュエータ２０は、電動モータの回転によって作動する機械式アクチュエータなど他の形式であってもよい。

また、図４に示す変形例に係るブレーキ装置１５０のように、アクチュエータ２０を、一方のリンクアーム３０の他方のリンクアーム３０と対向する面の反対側に突出するように設けてもよい。この場合、アクチュエータ２０は、第一連結部材３５と第二連結部材３６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。よって、制動時にブレーキライニング２がブレーキディスク１ａに摺接して発生する摩擦熱がアクチュエータ２０に伝達されることが防止される。また、アクチュエータ２０が外気に触れるため、アクチュエータ２０の冷却性を向上させることが可能である。

ロッド２１は、連結部２１ａにレバー４０を回動可能に連結する連結シャフト２２を有する。連結シャフト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は、アクチュエータ本体２０ａに対して進退するとともに、倍力ユニット５０に近接及び離間する方向（図１では左右方向）に揺動可能である。これに代えて、アクチュエータ２０自体が、首振り機構（図示省略）を介してリンクアーム３０に対して揺動可能に支持されるようにしてもよい。

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、第一連結部材３５及び第二連結部材３６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、第一連結部材３５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、他方のリンクアーム３０の一端部３１には、第二連結部材３６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。

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。

図３に示すように、第一連結部材３５は、倍力ユニット５０を介して第二連結部材３６に連結される先端部３５ａと、先端部３５ａに形成されて先端部３５ａを連結シャフト３１ａと平行な方向に貫通する貫通孔３５ｂと、を有する。第一連結部材３５は、一方のリンクアーム３０に対して連結シャフト３１ａを回動軸として回動可能に連結される。貫通孔３５ｂには、倍力ユニット５０の後述する偏心カム５１の回転部５２が挿通する。

第二連結部材３６は、倍力ユニット５０を介して第一連結部材３５に連結される一対の先端部３６ａと、一対の先端部３６ａに各々形成されて先端部３６ａを連結シャフト３１ａと平行な方向に貫通する貫通孔３６ｂと、を有する。第二連結部材３６は、他方のリンクアーム３０に対して連結シャフト３１ａを回動軸として回動可能に連結される。各々の貫通孔３６ｂには、倍力ユニット５０の後述する偏心カム５１の偏心部５３が挿通する。

一対の先端部３６ａは、第一連結部材３５の先端部３５ａの軸方向両端に設けられる。一対の貫通孔３６ｂは、同軸に形成される。一対の貫通孔３６ｂは、第一連結部材３５の貫通孔３５ｂから距離Ｌ２（図１参照）だけ偏心して形成される。なお、一方のリンクアーム３０に第二連結部材３６を回動可能に連結し、他方のリンクアーム３０に第一連結部材３５を回動可能に連結してもよい。

図１に示すように、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。レバー４０の一端部４１は、ロッド２１の連結シャフト２２に回動可能に連結される。レバー４０の他端部４２は、倍力ユニット５０の後述する回転部５２に回動不能に連結される。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、連結シャフト２２と回転部５２との間で回動する。

図１及び図３に示すように、倍力ユニット５０は、レバー４０の回動によって回転軸Ａ１を中心に回転して第二連結部材３６を第一連結部材３５に対して進退させる偏心カム５１を有する。

偏心カム５１は、第一連結部材３５と第二連結部材３６との連結部に設けられる。偏心カム５１は、回転軸Ａ１を中心に回転可能に第一連結部材３５に連結される回転部５２と、回転軸Ａ１からオフセットされた位置に中心軸Ａ２を有しレバー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とを有する。

回転部５２は、第一連結部材３５の貫通孔３５ｂと略同径に形成される。回転部５２の中心軸が、偏心カム５１の回転軸Ａ１である。回転部５２には、レバー４０が相対回転不能に連結される。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する。

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、第二連結部材３６の貫通孔３６ｂと略同径に形成される。偏心部５３は、回転部５２の軸方向両側に各々設けられる。

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を有する。よって、偏心カム５１は、中央から両端部に向かって小径になるため、加工が容易である。また、偏心カム５１に第一連結部材３５と第二連結部材３６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。

ブレーキ装置１００は、ブレーキライニング２の摩耗量に応じて第二連結部材３６を伸長させるアジャスタ３８を更に備える。よって、ブレーキライニング２が摩耗すると、その分だけ第二連結部材３６が伸長するため、ブレーキライニング２が摩耗してもブレーキライニング２とブレーキディスク１ａと間の所定の間隔を維持することができる。

アジャスタ３８は、第一連結部材３５と第二連結部材３６とのうちアクチュエータ２０が取り付けられないリンクアーム３０に連結される方に設けられる。そのため、第二連結部材３６が連結されるリンクアーム３０にアクチュエータ２０が取り付けられる場合には、アジャスタ３８は第一連結部材３５に設けられる。アジャスタ３８は、調整ロッド３７を伸長させることによって第二連結部材３６を伸長させるものである。アジャスタ３８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、第二連結部材３６内に設けられた調整ねじ（図示省略）が回転して、調整ロッド３７を伸長させる。

このように、アジャスタ３８が第二連結部材３６に設けられるため、ブレーキライニング２が摩耗して第二連結部材３６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。

次に、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から図３に示す状態）から制動状態になる。

アクチュエータ２０の圧力室２０ｂに供給される圧縮空気の圧力によってロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから退出すると、レバー４０は連結シャフト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、レバー４０を介して偏心カム５１の回転部５２に伝達される。

偏心カム５１は、レバー４０を介して伝達された力によって一方向（図１では時計回り）に回転する。このとき、偏心部５３は、回転軸Ａ１を中心として円弧状に回動する。これにより、偏心部５３と一体に第二連結部材３６が第一連結部材３５から離間する方向に移動するため、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、連結シャフト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。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、第一連結部材３５と第二連結部材３６との連結部に設けられる。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を第一連結部材３５と第二連結部材３６との連結部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から図３に示す状態）になる。

アクチュエータ２０の圧力室２０ｂの圧縮空気が排出され、戻しばね２０ｅの付勢力によってロッド２１がアクチュエータ本体２０ａ内に進入すると、レバー４０は連結シャフト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、レバー４０を介して偏心カム５１の回転部５２に伝達される。

偏心カム５１は、レバー４０を介して伝達された力によって他方向（図１では反時計回り）に回転する。このとき、偏心部５３は、回転軸Ａ１を中心とする円弧状に回動する。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。

以上の第一の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

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。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、第一連結部材３５と第二連結部材３６との連結部に設けられる。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。

（第二の実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第二の実施形態に係るブレーキ装置２００の構成について説明する。なお、以下に示す各実施形態では、前述した第一の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

第二の実施形態では、アクチュエータ２０がブレーキ本体１０に設けられる点で第一の実施形態とは相違する。

アクチュエータ２０は、ブレーキ本体１０における一対のリンクアーム３０の間に設けられる。この場合にも、上記第一の実施形態と同様に、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。

また、第二の実施形態によれば、一対のリンクアーム３０の間にアクチュエータ２０が配置されるため、ブレーキ装置２００の左右の重量バランスを向上させることができる。また、アクチュエータ２０はブレーキ本体１０に設けられるため、アクチュエータ２０に圧縮空気を給排するための配管の取り回しが容易である。

（第三の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第三の実施形態に係るブレーキ装置３００の構成について説明する。

第三の実施形態では、アクチュエータ２０が第一連結部材３５に設けられる点で第一および第二の実施形態とは相違する。

アクチュエータ２０は、リンクアーム３０の一端部３１よりも支持部３２から離れた位置に設けられる。つまり、アクチュエータ２０は、第一連結部材３５を挟んでブレーキ本体１０と対向するように設けられる。

この場合にも、上記第一及び第二の実施形態と同様に、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。

また、第三の実施形態によれば、アクチュエータ２０が第一連結部材３５と第二連結部材３６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。

なお、アクチュエータ２０は、第一連結部材３５又は第二連結部材３６に取り付けられていればよい。そのため、第一連結部材３５と第二連結部材３６と一対のリンクアーム３０とによって囲まれる領域の内側にアクチュエータ２０を設けてもよい。アクチュエータ２０が第二連結部材３６に取り付けられる場合には、アジャスタ３８は、第一連結部材３５に設けられる。

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。

第一から第三の実施形態では、車輪１とともに回転するブレーキディスク１ａを挟持して制動するブレーキ装置１００，１５０，２００，３００は、車体又は台車に支持されるブレーキ本体１０と、ブレーキ本体１０に対して一端部３１と他端部３３との間の支持部３２が回動可能に支持されてブレーキディスク１ａの両面に臨んで各々設けられ、他端部３３がブレーキディスク１ａに摺接して摩擦力を付与するブレーキライニング２を支持する一対のリンクアーム３０と、一対のリンクアーム３０の一方の一端部３１に連結される第一連結部材３５と、一対のリンクアーム３０の他方の一端部３１に連結されるとともに第一連結部材３５に対して進退自在に連結される第二連結部材３６と、ロッド２１を進退させるアクチュエータ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レバー４０と、レバー４０の回動によって伝達される力を倍力して第二連結部材３６を第一連結部材３５に対して進退させる倍力ユニット５０と、を備えることを特徴とする。

この構成では、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。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する倍力ユニット５０は、第二連結部材３６を第一連結部材３５に対して進退させるように設けられる。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に作用して倍力ユニット５０には作用しない。したがって、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。

また、第一から第三の実施形態では、倍力ユニット５０は、レバー４０の回動によって回転軸Ａ１を中心に回転して第二連結部材３６を第一連結部材３５に対して進退させる偏心カム５１を有することを特徴とする。

また、第一から第三の実施形態では、偏心カム５１は、第一連結部材３５と第二連結部材３６との一方に連結され、回転軸Ａ１を中心に回転する回転部５２と、第一連結部材３５と第二連結部材３６との他方に連結され、回転軸Ａ１からオフセットされた位置に中心軸Ａ２を有しレバー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、を有することを特徴とする。

これらの構成によれば、偏心カム５１は、レバー４０の両端部の間の距離Ｌ１と、回転軸Ａ１から偏心部５３の中心軸Ａ２までの距離Ｌ２とのレバー比によって、ロッド２１からレバー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、第一の実施形態では、アクチュエータ２０は、一対のリンクアーム３０の一方に取り付けられることを特徴とする。

また、第一の実施形態では、アクチュエータ２０は、一方のリンクアーム３０の他方のリンクアーム３０と対向する面の反対側に突出して設けられることを特徴とする。

これらの構成では、アクチュエータ２０は、第一連結部材３５と第二連結部材３６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。よって、制動時にブレーキライニング２がブレーキディスク１ａに摺接して発生する摩擦熱がアクチュエータ２０に伝達されることが防止される。また、アクチュエータ２０が外気に触れるため、アクチュエータ２０の冷却性を向上させることが可能である。

また、第一から第三の実施形態では、ブレーキライニング２の摩耗量に応じて第一連結部材３５又は第二連結部材３６を伸長させるアジャスタ３８を更に備えることを特徴とする。

この構成では、ブレーキライニング２が摩耗すると、その分だけ第一連結部材３５又は第二連結部材３６が伸長するため、ブレーキライニング２が摩耗してもブレーキライニング２とブレーキディスク１ａと間の所定の間隔を維持することができる。

また、第一の実施形態では、アジャスタ３８は、第一連結部材３５と第二連結部材３６とのうち、アクチュエータ２０が取り付けられないリンクアーム３０に連結される方に設けられることを特徴とする。

この構成では、アジャスタ３８が第一連結部材３５と第二連結部材３６とのうちアクチュエータ２０が取り付けられないリンクアーム３０に連結される方に設けられるため、ブレーキライニング２が摩耗して第一連結部材３５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、第二の実施形態では、アクチュエータ２０は、ブレーキ本体１０に取り付けられることを特徴とする。

また、第三の実施形態では、アクチュエータ２０は、第一連結部材３５又は第二連結部材３６に取り付けられることを特徴とする。

これらの構成では、アクチュエータ２０の取り付け位置を変更しても、第一の実施形態と同様に、ブレーキ装置２００，３００の制動時の機械効率を向上させることができる。

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部を示したに過ぎず、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やレバー４０を、第一連結部材３５に取り付けられるカバー部材（図示省略）で覆ってもよい。これにより、ブレーキ装置１００，１５０，２００，及び３００の作動時に動作するロッド２１やレバー４０を保護することができる。

なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

１００，１５０，２００，３００・・・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、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、３５・・・第一連結部材、３６・・・第二連結部材、３７・・・調整ロッド、３８・・・アジャスタ、４０・・・レバー、５０・・・倍力ユニット、５１・・・偏心カム、５２・・・回転部、５３・・・偏心部

Claims

車輪とともに回転するブレーキディスクを挟持して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、
前記ブレーキ本体に対して一端部と他端部との間の支持部が回動可能に支持されて前記ブレーキディスクの両面に臨んで各々設けられ、前記他端部が前記ブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与するブレーキライニングを支持する一対のリンクアームと、
前記一対のリンクアームの一方の前記一端部に連結される第一連結部材と、
前記一対のリンクアームの他方の前記一端部に連結されるとともに前記第一連結部材に対して進退自在に連結される第二連結部材と、
出力部材を進退させるアクチュエータと、
前記アクチュエータの前記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するレバーと、
前記レバーの回動によって伝達される力を倍力して前記第二連結部材を前記第一連結部材に対して進退させる倍力ユニットと、を備えることを特徴とするブレーキ装置。
前記倍力ユニットは、前記レバーの回動によって回転軸を中心に回転して前記第二連結部材を前記第一連結部材に対して進退させる偏心カムを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。
前記偏心カムは、
前記第一連結部材と前記第二連結部材との一方に連結され、前記回転軸を中心に回転する回転部と、
前記第一連結部材と前記第二連結部材との他方に連結され、前記回転軸からオフセットされた位置に中心軸を有し前記レバーの回動によって前記回転軸を中心として円弧状に回動する偏心部と、を有することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
前記アクチュエータは、前記一対のリンクアームの一方に取り付けられる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ブレーキ装置。
前記アクチュエータは、一方の前記リンクアームの他方の前記リンクアームと対向する面の反対側に突出して設けられることを特徴とする請求項４に記載のブレーキ装置。
前記ブレーキライニングの摩耗量に応じて前記第一連結部材又は前記第二連結部材を伸長させるアジャスタを更に備えることを特徴とする請求項５に記載のブレーキ装置。
前記アジャスタは、前記第一連結部材と前記第二連結部材とのうち、前記アクチュエータが取り付けられない前記リンクアームに連結される方に設けられることを特徴とする請求項６に記載のブレーキ装置。
前記アクチュエータは、前記ブレーキ本体に取り付けられる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ブレーキ装置。
前記アクチュエータは、前記第一連結部材又は前記第二連結部材に取り付けられる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ブレーキ装置。