JP2017172728A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ装置のブレーキライニングの寿命を向上させる。【解決手段】ブレーキ装置１００は、第１及び第２ブレーキライニング３，４をそれぞれ支持する第１及び第２キャリパアーム１２，１４を有するブレーキ本体１０と、台車に取り付けられる支持枠２０に球面ベアリング２４を介して支持されると共にブレーキ本体１０を支持する第１支持ピン２１と、第１キャリパアーム１２に設けられ第１及び第２ブレーキライニング３，４をブレーキディスク２に押圧する押圧部３５と、車輪１の回転軸に対する第１支持ピン２１の傾動に抗する復元力を第１支持ピン２１に付与する復元ばね４０と、を備える。【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、鉄道車両の台車に固着される支持枠と、支持枠に対して２本の支持ピンにより支持ピンの軸線方向に摺動自在に支持されるキャリパブレーキ本体と、キャリパブレーキ本体に設けられて車両の車輪を挟む２本のアームと、第１のアームに備えられるシリンダと、２本のアームに保持される制輪子と、を備える鉄道車両用キャリパブレーキ装置が開示されている。

特開平０８−２２６４６７号公報

特許文献１に開示のブレーキ装置のようなフローティング式のブレーキ装置では、ブレーキ本体の第１、第２キャリパアームが車輪を跨ぐように設けられ、一方のキャリパアームにのみブレーキライニングを進退させる押圧部が設けられる。

このため、上記ブレーキ装置では、押圧部の重さによりブレーキ本体の重量バランスが第１キャリパアーム側に偏っている。よって、第１キャリパアーム側が下方へ移動するようにブレーキ本体が傾くことで、第２キャリパアームに取り付けられるブレーキライニングがブレーキディスクに接触して偏摩耗するおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブレーキ装置のブレーキライニングの寿命を向上させることを目的とする。

第１の発明は、車輪とともに回転するブレーキディスクに摩擦力を付与するブレーキ装置であって、ブレーキディスクの両側からブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与可能な第１及び第２ブレーキライニングをそれぞれ支持する第１及び第２キャリパアームを有するブレーキ本体と、車体又は台車に取り付けられる支持枠に球面ベアリングを介して支持されると共にブレーキ本体を支持する支持ピンと、第１キャリパアームに設けられ第１及び第２ブレーキライニングをブレーキディスクに押圧する押圧部と、車輪の回転軸に対する支持ピンの傾動に抗する復元力を支持ピンに付与する付勢部材と、を備えることを特徴とする。

第１の発明では、車輪の回転軸に対して支持ピンが傾動しようとすると、支持ピンには、その傾動に抗する付勢力が付勢部材によって復元力として付与される。よって、付勢部材の復元力により支持ピン及びブレーキ本体の傾きが抑制される。

第２の発明は、付勢部材の復元力が、制動時におけるブレーキディスクと第１及び第２ブレーキライニングとの接触に伴うブレーキ本体及び支持ピンの傾動を許容する大きさに設定されることを特徴とする。

第２の発明によれば、第１及び第２ブレーキライニングがブレーキディスクに追従して接触するための制動時におけるブレーキ本体の傾動は許容しつつ、非制動時におけるブレーキ本体の傾動を抑制することができる。

第３の発明は、付勢部材が、支持枠に形成され支持ピンが挿通する挿通孔内に設けられることを特徴とする。

第３の発明によれば、ブレーキ装置の大型化を防止しつつ、ブレーキ本体の傾きを抑制することができる。

第４の発明は、球面ベアリングが、挿通孔の内周面に嵌合する外周面及び球面状に形成される内周面を有する外輪と、支持ピンが挿通すると共に外輪の内周面に摺動自在に嵌合する外周面を有する内輪と、を有し、付勢部材は、内輪の側面を付勢して支持ピンに復元力を付与することを特徴とする。

第５の発明は、付勢部材が、軸方向の両側から球面ベアリングの内輪に復元力を付与する第１及び第２付勢部材を有することを特徴とする。

第４及び第５の発明では、付勢部材によって球面ベアリングの内輪を介して支持ピンに復元力が付与される。

第６の発明は、付勢部材が、球面ベアリングから遠ざかるほど巻径が大きいテーパスプリングであることを特徴とする。

第６の発明によれば、球面ベアリングから遠ざかった位置における支持ピンと付勢部材との干渉を容易に回避できる。

第７の発明は、内輪の側面に接触する受け部をさらに備え、付勢部材は、内輪の側面よりも径方向外側において受け部に当接し、受け部を介して内輪の側面を付勢することを特徴とする。

第７の発明によれば、モーメントアームの長さが大きくなるため付勢部材から受け部に付与される力が大きくなり、球面ベアリングにより大きな復元力を与えることができる。

第８の発明は、付勢部材が、球面ベアリングよりも第２キャリパアーム側かつ支持ピンよりも鉛直方向上側において、挿通孔の内周面と支持ピンの外周面との間に設けられて支持ピンを付勢することを特徴とする。

第８の発明では、付勢部材によって支持ピンに直接復元力が付与される。

本発明によれば、ブレーキ装置のブレーキライニングの寿命を向上させることができる。

本発明の第１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１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り、ブレーキ本体が傾動していない状態における第１支持ピン周辺を示した図である。 本発明の第１実施形態に係る第１支持ピン周辺を示した断面図であり、ブレーキ本体が傾動した状態を示す。 本発明の第１実施形態の変形例に係る第１支持ピン周辺を示した断面図であり、ブレーキ本体が傾動した状態を示す。 本発明の第２実施形態に係る第１支持ピン周辺を示した断面図であり、ブレーキ本体が傾動した状態を示す。 本発明の第３実施形態に係る第１支持ピン周辺を示した断面図であり、ブレーキ本体が傾動した状態を示す。

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。

（第１実施形態）
図１から図４を参照して、第１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、作動流体として圧縮空気が用いられる鉄道車両用のフローティング型空気圧ブレーキである。圧縮空気に代えて、作動油など他の作動流体を用いてもよい。

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２に摩擦力を付与するものである。具体的には、ブレーキ装置１００は、ブレーキディスク２の両側からブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与可能な第１，第２ブレーキライニング３，４によってブレーキディスク２に摩擦力を付与して、車輪１の回転を制動する。

ブレーキディスク２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２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２を設けてもよい。

ブレーキ装置１００は、図１及び図２に示すように、ガイドプレート５を介して第１，第２ブレーキライニング３，４をそれぞれ支持する第１，第２キャリパアーム１２，１４を有するブレーキ本体１０と、台車（図示省略）取り付けられる支持枠２０に軸方向に移動自在に支持されると共にブレーキ本体１０を支持する第１，第２支持ピン２１，２２と、第１ブレーキライニングに支持されるガイドプレート５をブレーキ本体１０に進退自在に支持する一対のアンカピン３３と、圧縮空気の圧力によって第１，第２ブレーキライニング３，４をブレーキディスク２に押圧する押圧部３５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、支持枠２０を介して台車に支持される。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。

ブレーキ本体１０は、図１に示すように、ブレーキディスク２に跨るようにして延びる第１キャリパアーム１２及び第２キャリパアーム１４と、第１キャリパアーム１２と第２キャリパアーム１４とを連結するヨーク部１３と、ブレーキ本体１０を台車上に支持するための第１，第２ブラケット部１５，１６と、を有する。

第１支持ピン２１と第２支持ピン２２とは、後述する付勢部材としての復元ばね４０によって付勢されるか否かを除き、基本的な構成は同一である。よって、以下では、復元ばね４０によって付勢される第１支持ピン２１及びその周辺構造について具体的に説明し、第２支持ピン２２及びその周辺構造については説明を省略する。

第１支持ピン２１は、図３に示すように、支持枠２０の挿通孔２０ａに挿通される。第１支持ピン２１の両端部は、ブレーキ本体１０の第１，第２ブラケット部１５，１６に各々連結される。第１支持ピン２１は、車輪１の回転軸（図示省略）と平行に設けられると共に軸方向に移動可能に支持枠２０に支持される。これにより、ブレーキ本体１０は、第１支持ピン２１の軸方向への移動が可能なように支持枠２０に支持される。

第１支持ピン２１の露出部は、図１に示すように、ゴム製のブーツ２３によって覆われ、ダスト等から保護されている。このようにして、ブレーキ本体１０は、第１支持ピン２１によって支持枠２０に対して摺動可能にフローティング支持される。なお、図１を除き、ブーツ２３の図示は省略する。

第１，第２ブレーキライニング３，４は、ガイドプレート５に固定される裏板部３ａ，４ａと、制動時にブレーキディスク２に当接する摩擦部材３ｂ，４ｂと、を有する。摩擦部材３ｂ，４ｂは、複数のセグメントからなり、裏板部３ａ，４ａの表面に固定される。第１，第２ブレーキライニング３，４は、摩擦部材３ｂ及び４ｂとブレーキディスク２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。

第１，第２ブレーキライニング３，４は、非制動時には、それぞれブレーキディスク２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）。第１及び第２ブレーキライニング３，４は、制動時には、押圧部３５による押圧力を受けてブレーキディスク２に向かってそれぞれ移動し、ブレーキディスク２に平行に当接して押圧される。

ガイドプレート５は、長手方向に沿って形成され第１ブレーキライニング３の裏板部３ａが係合するアリ溝５ａを有する。ガイドプレート５は、長手方向の両端部が、一対のアンカピン３３によってブレーキ本体１０に支持される。一方のアンカピン３３は、ガイドプレート５の一端（図２では上端）をブレーキ本体１０に回動可能に支持し、他方のアンカピン３３は、ガイドプレート５の他端（図２では下端）をブレーキ本体１０に係止する。

ブレーキ本体１０の第１キャリパアーム１２には、長手方向（図２中上下方向）の両端部に配置される一対のアジャスタ３０と、一対のアジャスタ３０の間に配置される押圧部３５と、が設けられる。

アジャスタ３０は、制動解除時にブレーキディスク２に対する第１ブレーキライニング３の相対位置を一定に調整するものである。アジャスタ３０は、アンカボルト３２によってブレーキ本体１０の上下端部にそれぞれ締結される。

アジャスタ３０は、図１に示すように、アンカボルト３２によってブレーキ本体１０に固定されるライニング受け３１と、ライニング受け３１に対して進退可能に設けられて第１ブレーキライニング３をブレーキ本体１０に支持するアンカピン３３と、第１ブレーキライニング３をブレーキディスク２から離間する方向に付勢するリターンスプリング（図示省略）と、制動解除時に第１ブレーキライニング３とブレーキディスク２との隙間を一定に調整する隙間調整機構（図示省略）と、を備える。

アンカピン３３は、第１ブレーキライニング３がブレーキディスク２に近接する際に、第１ブレーキライニング３とともに変位するガイドプレート５によってライニング受け３１から引き出されて軸方向に変位する。アンカピン３３は、第１ブレーキライニング３がブレーキディスク２に摺接する制動時に、摩擦力によってブレーキディスク２が第１ブレーキライニング３を周方向に移動させようとするのに抗して、第１ブレーキライニング３を保持する。アンカピン３３の内周に、リターンスプリングと隙間調整機構とが収装される。

リターンスプリングは、アンカピン３３の内周に圧縮して介装されるコイルばねである。ブレーキ装置１００が制動状態から非制動状態になったときには、リターンスプリングの付勢力によって、アンカピン３３がガイドプレート５を介して第１ブレーキライニング３を押し戻し、第１ブレーキライニング３をブレーキディスク２から所定の距離だけ離間させる。これにより、制動解除時における第１ブレーキライニング３とブレーキディスク２との距離を調整して、ブレーキディスク２の放熱性を良好にすることができる。

隙間調整機構は、制動解除時におけるリターンスプリングの付勢力による第１ブレーキライニング３の戻し量を一定に調整する。つまり、隙間調整機構は、非制動時における第１ブレーキライニング３とブレーキディスク２の間隔を常に一定に保つ。

第１ブレーキライニング３の摩耗量が小さく、制動時におけるアンカピン３３のストローク量が小さいうちは、制動解除時には、アンカピン３３が制動前における元の位置まで戻る。

これに対して、第１ブレーキライニング３の摩耗が進行し、制動時におけるアンカピン３３の移動量が大きくなった場合において、制動解除時には、隙間調整機構が非制動時における第１ブレーキライニング３の位置を、摩耗した厚さの分だけ前進させる。これにより、非制動時における第１ブレーキライニング３とブレーキディスク２との間隔を常に一定に保つことができる。

押圧部３５は、圧縮空気の圧力により第１ブレーキライニング３をブレーキディスク２に押圧すると共にその反力によってブレーキ本体１０を第１支持ピン２１の軸方向に移動させて第２ブレーキライニング４をブレーキディスク２に押圧する。

押圧部３５は、第１、第２ブレーキライニング３，４をブレーキディスク２に押圧するものであれば、任意の構成とすることができる。このため、押圧部３５の詳細な説明は省略するが、例えば、押圧部３５は、内部に設けられる圧力室における空気圧を調整することでダイヤフラムを変形させ、ダイヤフラムの変形によってピストンをシリンダから退出させる。これにより、押圧部３５は、ガイドプレート５を介して第１ブレーキライニング３をブレーキディスク２に向けて図１中右方向に押圧し、その反力によってブレーキ本体１０を図１中左方向へ移動させて第２ブレーキライニング４をブレーキディスク２に向けて引き寄せる。このようにして、ブレーキディスク２が第１，第２ブレーキライニング３，４によって挟持されて、制動力としての摩擦力が発揮される。

ブレーキ装置１００は、図３に示すように、支持枠２０の挿通孔２０ａ内に設けられ第１支持ピン２１を摺動自在に支持する球面ベアリング２４と、支持枠２０の挿通孔２０ａ内において球面ベアリング２４の軸方向両側に設けられ第１支持ピン２１を摺動自在に支持する一対のゴム製ブッシュ２７，２８と、車輪１の回転軸に対する第１支持ピン２１の回動に抗する復元力を第１支持ピン２１に付与する付勢部材としての復元ばね４０と、復元ばね４０を支持するばね受け部５０と、をさらに備える。

図３に示すように、球面ベアリング２４は、２つのゴム製ブッシュ２７，２８のうち図３中左側である第１キャリパアーム１２側（第１ブラケット部１５側）に設けられるゴム製ブッシュ２７に接触するように隣接して設けられる。球面ベアリング２４は、挿通孔２０ａの内周面に嵌合する外周面２５ａ及び球面状に形成される内周面２５ｂを有する外輪２５と、第１支持ピン２１が挿通すると共に外輪２５の内周面２５ｂに対応した形状に形成され内周面２５ｂに摺動自在に嵌合する外周面２６ａを有する内輪２６と、を有する。つまり、外輪２５及び内輪２６は、互いに摺動可能に嵌合する軸受面を有し、傾動可能（相対回転可能）に係合する。

これにより、球面ベアリング２４は、支持枠２０に対してブレーキ本体１０を傾動可能に支持すると共に支持枠２０に対して第１支持ピン２１の軸方向（車輪１の回転軸方向）に摺動可能にフローティング支持する。

ばね受け部５０は、挿通孔２０ａ内において球面ベアリング２４よりも第２キャリパアーム１４側（第２ブラケット部１６側）に設けられる。ばね受け部５０は、球面ベアリング２４における内輪２６の一方の側面（端面）２６ｂに接触した状態で第１支持ピン２１の外周に設けられる環状の受け部としての第１受け部５１と、挿通孔２０ａの内周面に形成される段差部２０ｂに係止され第１支持ピン２１の外周に設けられる環状の第２受け部５２と、を有する。第１受け部５１と第２受け部５２とは、軸方向に並んで設けられる。第１及び第２受け部５１，５２には、それぞれ第１支持ピン２１が挿通する貫通孔５１ａ，５２ｂが形成される。また、第１ばね受け部５１の外径は、内輪２６の側面２６ｂの外周径よりも大きく形成される。

復元ばね４０は、第１受け部５１と第２受け部５２との間に介装されるコイルばねである。復元ばね４０は、第１受け部５１を介して内輪２６の側面２６ｂを付勢することで、復元力を第１支持ピン２１に付与する。復元ばね４０は、内輪２６の側面２６ｂの外径よりも大きな内径を有する。これにより、復元ばね４０が内輪２６の径方向外側において第１受け部５１に当接して付勢力を付与し、内輪２６に復元力が付与される。このように、内輪２６の側面２６ｂよりも径方向外側において第１受け部５１が付勢されることによって、力のモーメントアームの長さが大きくなり、復元ばね４０から第１受け部５１に付与される力が大きくなる。したがって、内輪２６の側面２６ｂに直接接触して付勢力を付与する場合と比べ、球面ベアリング２４の内輪２６により大きな復元力を付与することができる。

図３に示すように、第１支持ピン２１の中心軸Ｏ１が車輪１の回転軸と平行に並んだ状態、言い換えれば、第１支持ピン２１及びブレーキ本体１０が傾いていない状態では、復元ばね４０は、略自然長となるように設けられる。よって、図３に示す状態では、復元ばね４０は、内輪２６に対して付勢力を付与しない。

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では、第１支持ピン２１が球面ベアリング２４に支持されることにより、ブレーキディスク２の面振れ等が生じる場合であっても、制動時にはブレーキ本体１０が傾動して、第１，第２ブレーキライニング３，４をブレーキディスク２に追従させることができる。以下、制動時において、ブレーキディスク２に第１，第２ブレーキライニング３，４を追従させるために必要なブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１の傾動角を「θ」とする。

また、ブレーキ装置１００は、第１，第２ブレーキライニング３，４をブレーキディスク２に押圧する押圧部３５が第１キャリパアーム１２にのみ設けられ、第２キャリパアーム１４には設けられないフローティング型のブレーキ装置である。このため、車輪１の幅中心に対するブレーキ本体１０の重量バランスは、押圧部３５の重さにより第１キャリパアーム１２が下がる方向に偏っている。よって、ブレーキ装置１００では、図４に示すように、重量バランスの偏りにより、非制動時においてもブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１が車輪１の回転軸に対して傾動することがある。

なお、図４におけるＯ１は、ブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１が傾いていない状態における第１支持ピン２１の中心軸を示すものである。つまり、中心軸Ｏ１は、車輪１の回転軸と平行に並ぶものである。図４におけるＯ２は、ブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１が車輪１の回転軸に対して傾いた状態における第１支持ピン２１の中心軸を示すものである。

第１支持ピン２１が車輪１の回転軸に対して傾動すると、復元ばね４０の一部（図４中下側部分）が圧縮される。これにより、内輪２６には第１支持ピン２１の傾動に抗するような付勢力が付与される。つまり、復元ばね４０は、第１支持ピン２１の傾動に抗する復元力を球面ベアリング２４の内輪２６を介して第１支持ピン２１に付与する。よって、ブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１の傾動が抑制される。

復元ばね４０の付勢力は、ブレーキディスク２と第１，第２ブレーキライニング３，４との接触に伴うブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１の傾動角θ分の傾動を許容するような大きさに設定される。これにより、押圧部３５の押圧力が付与される制動時のブレーキ本体１０の傾動は許容しつつ、非制動時のブレーキ本体１０の傾きを抑制することができる。なお、第１受け部５１及び第２受け部５２の貫通孔５１ａ，５２ａは、それぞれ第１支持ピン２１が傾動角θだけ傾動した際に、第１支持ピン２１に干渉しないような大きさに形成される。

また、復元ばね４０の付勢力は、第１支持ピン２１が傾動角θだけ傾動した際に、押圧部３５を含むブレーキ本体１０全体の重量を支えるだけの大きさであることが望ましい。つまり、復元ばね４０の付勢力は、第１支持ピン２１が傾動角θだけ傾動した状態で、ブレーキ本体１０全体の重量と釣り合うだけの付勢力であることが望ましい。これによれば、復元ばね４０の付勢力によって、傾動角θ以上のブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１の傾動が効果的に抑制される。

次に、図５を参照して、上記第１実施形態の変形例について、説明する。

上記第１実施形態では、ばね受け部５０の第２受け部５２は、挿通孔２０ａの内周面に形成される段差部２０ｂに係止される。これに代えて、図５に示すように、第２受け部５２は、第２キャリパアーム１４側のゴム製ブッシュ２８に接触して軸方向に隣接するものでもよい。この場合には、付勢部材は、球面ベアリング２４から遠ざかるほど巻径が大きいテーパスプリング４０ａであることが望ましい。付勢部材がテーパスプリング４０ａとして形成されることにより、球面ベアリング２４から離れた位置における第１支持ピン２１とテーパスプリング４０ａとの干渉を回避し易くなる。なお、付勢部材は、球面ベアリング２４から遠ざかるほど巻径が大きいテーパスプリング４０ａに限らず、球面ベアリング２４から遠ざかるほど巻径が小さいテーパスプリング（図示省略）でもよい。

また、上記第１実施形態では、復元ばね４０及びばね受け部５０は、第１支持ピン２１が挿通する挿通孔２０ａ内に設けられ、第１支持ピン２１に復元ばね４０の復元力を付与する。これに代えて、復元ばね４０及びばね受け部５０は、第２支持ピン２２が挿通する挿通孔内に設けられ、復元ばね４０が第２支持ピン２２に復元力を付与するものでもよい。また、第１，第２支持ピン２１，２２がそれぞれ挿通する挿通孔２０ａの両方に、復元ばね４０及びばね受け部５０を設けて、第１，第２支持ピン２１，２２の両方に復元力を付与してもよい。

また、上記第１実施形態では、付勢部材は、第１支持ピン２１の外周に設けられる単一の復元ばね４０である。これに代えて、付勢部材は、第１支持ピン２１の径方向外側に周方向に並んで設けられる複数のコイルばねであってもよい。

以上の第１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、車輪１の回転軸に対して第１支持ピン２１が傾動しようとすると、第１支持ピン２１には、その傾動に抗する付勢力が復元ばね４０によって復元力として付与される。よって、復元ばね４０の復元力により第１支持ピン２１及びブレーキ本体１０の傾きが抑制される。したがって、ブレーキ本体１０の傾きによる非制動時の第２ブレーキライニング４とブレーキディスク２との接触が防止され、ブレーキ装置１００の第２ブレーキライニング４の寿命を向上させることができる。

また、復元ばね４０は、傾動角θとなるまでのブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１の傾動を許容すると共に、傾動角がθに達するとブレーキ本体１０の重量を支える大きさの付勢力を発揮する。これにより、制動時においてブレーキディスク２に第１，第２ブレーキライニング３，４を追従させつつ、非制動時にはブレーキ本体１０の傾動を抑制して、第２ブレーキライニング４とブレーキディスク２との接触を防止することができる。

また、復元ばね４０は、第１支持ピン２１が挿通する挿通孔２０ａ内における球面ベアリング２４とゴム製ブッシュ２８との間の隙間に設けることができるため、ブレーキ装置１００の大型化を抑制しつつ、ブレーキ本体１０の傾きを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係るブレーキ装置２００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態のブレーキ装置１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

上記第１実施形態では、球面ベアリング２４は第１キャリパアーム１２側のゴム製ブッシュ２７に接触して設けられ、復元ばね４０及びばね受け部５０は、球面ベアリング２４と第２キャリパアーム１４側のゴム製ブッシュ２８との間に設けられる。これに代えて、ブレーキ装置２００では、球面ベアリング２４は、一対のゴム製ブッシュ２７，２８の両方と軸方向に離間して設けられ、それぞれとの間に復元ばね１４０，１４５が設けられる点において、上記第１実施形態に係るブレーキ装置１００とは相違する。

図６に示すように、ブレーキ装置２００では、球面ベアリング２４と一対のゴム製ブッシュ２７，２８との間には、それぞれ隙間が形成される。ブレーキ装置２００は、軸方向の両側から球面ベアリング２４の内輪２６の側面２６ｂ，２６ｃをそれぞれ付勢して、内輪２６に復元力をそれぞれ付与する第１及び第２付勢部材としての第１及び第２復元ばね１４０，１４５を有する。

第１及び第２復元ばね１４０，１４５は、それぞれ第１及び第２支持部１５０，１５５により支持される。第１支持部１５０は、上記第１実施形態におけるばね受け部５０と同様の構成を有しており、第２支持部１５５は、球面ベアリング２４を挟んで第１支持部１５０とは対称の構成を有している。よって、第１及び第２支持部１５０，１５５の詳細な説明は省略する。

第１支持ピン２１が車輪１の回転軸に対して傾動すると、第１復元ばね１４０の一部（図６中下側部分）と第２復元ばね１４５の一部（図６中上側部分）とが圧縮され、内輪２６を介して傾動に抗する復元力を第１支持ピン２１に付与する。

このように、球面ベアリング２４と一対のゴム製ブッシュ２７，２８の両方との間に隙間が設けられる場合には、それぞれの隙間に復元ばね１４０，１４５を設けて、２つの復元ばね１４０，１４５によって復元力を第１支持ピン２１に付与することができる。

第１復元ばね１４０と第２復元ばね１４５の付勢力は、両者の付勢力の合力が制動時におけるブレーキディスク２と第１及び第２ブレーキライニング３，４との接触に伴うブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１の傾動を許容するように設定される。

以上の第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
次に、図７を参照して、第３実施形態に係るブレーキ装置３００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態のブレーキ装置１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

上記第１実施形態では、復元ばね４０は、球面ベアリング２４の内輪２６を付勢することにより、内輪２６を介して第１支持ピン２１に復元力を付与する。これに代えて、ブレーキ装置３００では、復元ばね２４０は、挿通孔２０ａの内周面と第１支持ピン２１の外周面との間に介装され、直接第１支持ピン２１を付勢することにより復元力を付与する点において、第１実施形態に係るブレーキ装置１００とは相違する。

図７に示すように、ブレーキ装置３００では、復元ばね２４０は、球面ベアリング２４よりも第２キャリパアーム１４側かつ第１支持ピン２１よりも鉛直方向上側において、鉛直方向（図７中上下方向）に延びて挿通孔２０ａの内周面と第１支持ピン２１の外周面との間に設けられる。復元ばね２４０の一端は、挿通孔２０ａの内周面に形成される凹部２０ｃに収容される。復元ばね２４０は、第１支持ピン２１と摺接する滑り部材２４５を介して、第１支持ピン２１の外周面を付勢する。復元ばね２４０は、図７に示すような巻径が軸方向に一定である円筒形状のコイルスプリングであってもよいし、第１支持ピン２１に近づくにつれ巻径が大きくなる又は小さくなる円錐形状のコイルスプリング（テーパスプリング）であってもよい。

滑り部材２４５は、第１支持ピン２１との間の摺動抵抗が小さい材質によって、第１支持ピン２１における外周面の周方向の一部に沿って形成される。このような滑り部材２４５が設けられることにより、ブレーキ装置３００の制動時における第１支持ピン２１の軸方向への移動を妨げることがない。

ブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１が車輪１の回転軸に対して傾動すると、復元ばね２４０が圧縮され、傾動に抗する復元力を第１支持ピン２１に直接付与する。よって、ブレーキ本体１０の傾きが防止されて、第２ブレーキライニング４とブレーキディスク２との接触が防止される。

次に、第３実施形態の変形例について説明する。

上記第３実施形態では、鉛直方向に延びて設けられる単一の復元ばね２４０によって、第１支持ピン２１に復元力を付与している。これに代えて、周方向に並ぶ２以上の復元ばね２４０によって復元力を付与してもよい。

また、上記第３実施形態では、復元ばね２４０は、球面ベアリング２４よりも第２キャリパアーム１４側に設けられる。これに代えて、設置スペースがある場合には、復元ばね２４０は、球面ベアリング２４よりも第１キャリパアーム１２側に設けられてもよい。また、設置スペースがある場合には、上記第２実施形態のように、球面ベアリング２４の軸方向両側に復元ばね２４０を設けてもよい。

また、上記第３実施形態では、復元ばね２４０は、挿通孔２０ａ内であって、挿通孔２０ａの内周面と第１支持ピン２１の外周面との間に介装される。ブレーキ装置３００の大型化を抑制するためには、復元ばね２４０は、挿通孔２０ａ内に設けられることが望ましいが、挿通孔２０ａの外に設けられてもよい。この場合には、例えば、支持枠２０の端部に支持板を取り付けて、支持板と第１支持ピン２１の外周面との間に復元ばね２４０を介装すればよい。

以上の第３実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏する。

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２に摩擦力を付与するブレーキ装置１００，２００，３００は、ブレーキディスク２の両側からブレーキディスク２に摺接して摩擦力を付与可能な第１及び第２ブレーキライニング３，４をそれぞれ支持する第１及び第２キャリパアーム１２，１４を有するブレーキ本体１０と、台車に取り付けられる支持枠２０に球面ベアリング２４を介して支持されると共にブレーキ本体１０を支持する第１支持ピン２１と、第１キャリパアーム１２に設けられ第１及び第２ブレーキライニング３，４をブレーキディスク２に押圧する押圧部３５と、車輪１の回転軸に対する第１支持ピン２１の傾動に抗する復元力を第１支持ピン２１に付与する付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５，２４０）と、を備える。

この構成では、車輪１の回転軸に対して第１支持ピン２１が傾動しようとすると、第１支持ピン２１には、その傾動に抗する付勢力が付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５，２４０）によって復元力として付与される。よって、付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５，２４０）の復元力により第１支持ピン２１及びブレーキ本体１０の傾きが抑制される。したがって、ブレーキ装置１００，２００，３００の第２ブレーキライニング４の寿命を向上させることができる。

また、ブレーキ装置１００，２００，３００は、付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５，２４０）の復元力が、制動時におけるブレーキディスク２と第１及び第２ブレーキライニング３，４との接触に伴うブレーキ本体１０及び第１支持ピン２１の傾動を許容する大きさに設定される。

この構成によれば、ブレーキディスク２に第１及び第２ブレーキライニング３，４を追従させて接触させるための制動時におけるブレーキ本体１０の傾動は許容しつつ、非制動時におけるブレーキ本体１０の傾動を抑制することができる。

また、ブレーキ装置１００，２００，３００は、付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５，２４０）が、支持枠２０に形成され第１支持ピン２１が挿通する挿通孔２０ａ内に設けられる。

この構成によれば、ブレーキ装置１００，２００，３００の大型化を防止しつつ、ブレーキ本体１０の傾きを抑制することができる。

また、ブレーキ装置１００，２００は、球面ベアリング２４が、挿通孔２０ａの内周面に嵌合する外周面２５ａ及び球面状に形成される内周面２５ｂを有する外輪２５と、第１支持ピン２１が挿通すると共に外輪２５の内周面２５ｂに摺動自在に嵌合する外周面２６ａを有する内輪２６と、を有し、付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５）は、内輪２６を付勢して第１支持ピン２１に復元力を付与する。

また、ブレーキ装置２００は、付勢部材が、軸方向の両側から球面ベアリング２４の内輪２６に復元力を付与する第１及び第２復元ばね１４０，１４５を有する。

これらの構成では、付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５）によって球面ベアリング２４の内輪２６を介して第１支持ピン２１に復元力が付与される。

また、ブレーキ装置１００は、付勢部材が、球面ベアリング２４から遠ざかるほど巻径が大きいテーパスプリング４０ａであってもよい。

この構成によれば、球面ベアリング２４から遠ざかった位置における第１支持ピン２１とテーパスプリング４０ａとの干渉を容易に回避できる。

また、ブレーキ装置１００，２００は、内輪２６の側面２６ｂに接触する第１受け部５１をさらに備え、付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５）は、内輪２６の側面２６ｂよりも径方向外側において第１受け部５１に当接し、第１受け部５１を介して内輪２６の側面を付勢する。

この構成によれば、モーメントアームの長さが大きくなるため付勢部材（復元ばね４０，４０ａ，１４０，１４５）から第１受け部５１に付与される力が大きくなり、球面ベアリング２４により大きな復元力を与えることができる。

また、ブレーキ装置３００は、付勢部材（復元ばね２４０）が、球面ベアリング２４よりも第２キャリパアーム１４側かつ第１支持ピン２１よりも鉛直方向上側において、挿通孔２０ａの内周面と第１支持ピン２１の外周面との間に設けられ第１支持ピン２１を付勢する。

この構成では、付勢部材（復元ばね２４０）によって第１支持ピン２１に直接復元力が付与される。

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。

１…車輪、２…ブレーキディスク、３…第１ブレーキライニング、４…第２ブレーキライニング、１０…ブレーキ本体、１２…第１キャリパアーム、１４…第２キャリパアーム、２０…支持枠、２０ａ…挿通孔、２１…第１支持ピン（支持ピン）、２２…第２支持ピン（支持ピン）、２４…球面ベアリング、２５…外輪、２５ａ…外輪の外周面、２５ｂ…外輪の内周面、２６…内輪、２６ａ…内輪の外周面、３５…押圧部、４０…復元ばね（付勢部材）、４０ａ…テーパスプリング（付勢部材）、１４０…第１復元ばね（付勢部材）、１４５…第２復元ばね（付勢部材）、２４０…復元ばね（付勢部材）、１００，２００，３００…ブレーキ装置

Claims (8)

1. 車輪とともに回転するブレーキディスクに摩擦力を付与するブレーキ装置であって、
   前記ブレーキディスクの両側から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をそれぞれ支持する第１及び第２キャリパアームを有するブレーキ本体と、
   車体又は台車に取り付けられる支持枠に球面ベアリングを介して支持されると共に前記ブレーキ本体を支持する支持ピンと、
   前記第１キャリパアームに設けられ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押圧部と、
   前記車輪の回転軸に対する前記支持ピンの傾動に抗する復元力を前記支持ピンに付与する付勢部材と、を備えることを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記付勢部材の復元力は、制動時における前記ブレーキディスクと前記第１及び第２ブレーキライニングとの接触に伴う前記ブレーキ本体及び前記支持ピンの傾動を許容する大きさに設定されることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記付勢部材は、前記支持枠に形成され前記支持ピンが挿通する挿通孔内に設けら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。
4. 前記球面ベアリングは、
   前記挿通孔の内周面に嵌合する外周面及び球面状に形成される内周面を有する外輪と、
   前記支持ピンが挿通すると共に前記外輪の内周面に摺動自在に嵌合する外周面を有する内輪と、を有し、
   前記付勢部材は、前記内輪の側面を付勢して前記支持ピンに前記復元力を付与することを特徴とする請求項３に記載のブレーキ装置。
5. 前記付勢部材は、軸方向の両側から前記球面ベアリングの前記内輪に前記復元力を付与する第１及び第２付勢部材を有することを特徴とする請求項４に記載のブレーキ装置。
6. 前記付勢部材は、前記球面ベアリングから遠ざかるほど巻径が大きいテーパスプリングであることを特徴とする請求項４に記載のブレーキ装置。
7. 前記内輪の前記側面に接触する受け部をさらに備え、
   前記付勢部材は、前記内輪の前記側面よりも径方向外側において前記受け部に当接し、前記受け部を介して前記内輪の前記側面を付勢することを特徴とする請求項４から６のいずれか一つに記載のブレーキ装置。
8. 前記付勢部材は、前記球面ベアリングよりも前記第２キャリパアーム側かつ前記支持ピンの鉛直方向上側において、前記挿通孔の内周面と前記支持ピンの外周面との間に設けられ前記支持ピンを付勢することを特徴とする請求項３に記載のブレーキ装置。

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