JP5344729B2 - ブレーキシリンダ装置及びディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力流体によって作動してロッドを移動させるブレーキシリンダ装置、及びそのブレーキシリンダ装置を備えるディスクブレーキ装置に関する。

従来、ブレーキシリンダ装置を備えた鉄道車両用のディスクブレーキ装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示されたディスクブレーキ装置は、空気圧によりブレーキシリンダ装置におけるロッドを進出させるように構成されている。また、このディスクブレーキ装置では、車両に対して車軸方向に相対変位可能となるように取り付けられたキャリパボディにおける一対のブレーキてこが、ブレーキシリンダ装置におけるロッド側とシリンダ本体を構成する円筒形部材側とにそれぞれ一端側において連結されている。そして、ブレーキシリンダ装置が上記のように作動することで、一対のブレーキてこが駆動される。さらに、このディスクブレーキ装置は、上記のように駆動された一対のブレーキてこの他端側に設けられた制輪子によって車軸側のディスクを挟み込んでブレーキ力を発生させるように構成されている。

また、ブレーキシリンダ装置として、特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２に開示されたブレーキシリンダ装置は、押棒として設けられたロッドにピストンが固着されている。そして、シリンダ本体内の圧力室に圧縮空気が供給されることによりピストンが付勢され、ピストン及びロッドが進出するように構成されている。尚、ロッドが進出することで、ロッドとともに移動可能に設けられたブレーキ出力部からブレーキ力が出力されることになる。

特開昭６１−１７５３３０号公報 特開２００７−１３１２０３号公報

特許文献１に開示されたディスクブレーキ装置においては、必要なブレーキ力が発生するように、ブレーキてこの長さが設定される。しかしながら、大きなブレーキ力が必要となる場合は、ブレーキてこの長さが長くなってキャリパボディが大きくなってしまい、ディスクブレーキ装置の全体が大型化してしまうという問題がある。

一方、特許文献２に開示されたブレーキシリンダ装置においては、所望の大きさの出力のブレーキ力が得られるように、シリンダ本体の直径が決定される。このように、シリンダ本体の径の設定を調整することにより、必要なブレーキ力が発生するように設定されることも行われる。しかしながら、大きなブレーキ力が必要な場合は、シリンダ本体の径が大きくなってブレーキシリンダ装置の全体が大型化してしまうという問題がある。また、ブレーキシリンダ装置が大型化すると、ディスクブレーキ装置の大型化も招いてしまうという問題も生じることになる。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、装置の大型化を抑制しつつ、ロッドとともに移動するブレーキ出力部から出力されるブレーキ力を増加させることが可能な小型のブレーキシリンダ装置を提供することを目的とする。また、そのブレーキシリンダ装置を備えるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１発明に係るブレーキシリンダ装置は、内部が中空に形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ本体の内側に配置され、シリンダ軸方向に沿った直線方向であって前記シリンダ本体から進出する進出方向とその反対方向に向かって退避する退避方向とにおいて移動自在に設けられたロッドと、前記ロッドを前記退避方向に付勢可能なロッド付勢バネと、前記シリンダ本体内において、圧力室を区画するとともに前記ロッドの軸周りを周方向に囲むように配置されて前記ロッドの移動方向と平行な直線方向に沿って移動可能に設けられ、前記圧力室に圧力流体が供給されることにより前記ロッド付勢バネの付勢力に抗して前記シリンダ本体に対して前記退避方向に移動するピストンと、前記ピストンが前記退避方向に移動すると、前記ピストンにて発生する直線方向の駆動力を回転方向に変換するとともに、前記ロッドを前記進出方向に移動させ、前記ピストンからの駆動力を増力して前記ロッドに対して作用させる増力機構と、前記ロッドとともに移動可能に設けられ、前記ロッドが前記進出方向に移動することでブレーキ力を出力可能なブレーキ出力部と、を備えていることを特徴とする。

この発明によると、ロッド及びピストンがシリンダ軸方向に沿った直線方向において進出動作及び退避動作を行うように構成され、更に、ピストンがロッドの軸周りを囲むように配置されている。このため、シリンダ本体の内側におけるピストン及びロッドの配置スペースを効率化でき、とくにシリンダ軸方向においてピストン及びロッドの配置スペースを大幅に小さくすることができる。更に、ピストン及びロッドの配置スペースの効率化によって確保された領域に、ピストンからの直線方向の駆動力を回転方向に変換して増力してロッドに作用させる増力機構を配置することができる。そして、増力された駆動力が作用するロッドとともに移動するブレーキ出力部からブレーキ力が出力されることになる。このように、ピストン及びロッドの配置スペースの効率化によってブレーキシリンダ装置の大型化を抑制して小型化を図ることができるとともに、増力機構によってブレーキ力を増加させることができる。

従って、本発明によると、装置の大型化を抑制しつつ、ロッドとともに移動するブレーキ出力部から出力されるブレーキ力を増加させることが可能な小型のブレーキシリンダ装置を提供することができる。

第２発明に係るブレーキシリンダ装置は、第１発明のブレーキシリンダ装置において、前記増力機構は、前記ピストンに設けられ、当該ピストンの軸中心を中心とする周方向に沿って延びるとともに当該ピストンの移動方向に対して傾斜するよう設けられた傾斜面と、前記ピストンが前記退避方向に移動したときに前記傾斜面によって付勢されて前記ロッドの軸中心を中心として所定の回転方向に回動する回動部と、を備え、前記ロッドは、前記シリンダ本体に対して当該ロッドの軸中心を中心とする回転方向の変位を規制されるように連結され、前記回動部の所定の回転方向への回動に伴って前記進出方向に移動することを特徴とする。

この発明によると、ピストンが直線方向に沿って退避方向に移動することで、ピストンの移動方向に傾斜して設けられた傾斜面によって付勢された回動部が回動する。そして、この回動部の回動により、回転方向の変位が規制されたロッドが進出方向に移動してブレーキ力が出力される。よって、傾斜面及び回動部を設けるという簡素な構造によって、ピストンにて退避方向に発生する駆動力を効率よく変換してロッドの進出方向のブレーキ力を発生させることができる。

第３発明に係るブレーキシリンダ装置は、第２発明のブレーキシリンダ装置において、前記増力機構は、前記ロッドに一体に形成され又は当該ロッドに固定された受け部と、前記受け部に設けられ、前記ロッドの軸中心を中心とする周方向に沿って延びるように配置されたロッド側受け面と、前記ロッドの軸方向と平行な方向において前記受け部に対して対向するように配置された前記回動部に設けられ、前記回動部の軸中心を中心とする周方向に沿って延びるように配置された回動部側受け面と、前記ロッド側受け面及び前記回動部側受け面の間に配置され、当該ロッド側受け面及び当該回動部側受け面に対して転動可能な転動部材と、を更に備え、前記ロッド側受け面及び前記回動部側受け面のうちの少なくともいずれかは、前記ロッドの軸方向に対して傾斜するように設けられていることを特徴とする。

この発明によると、互いに対向するロッド側受け面と回動部側受け面との間に転動部材が配置され、ロッド側受け面及び回動部側受け面の少なくともいずれかがロッドの軸方向に傾斜するよう設けられる。このため、回動部の回動に伴って転動部材の転動を介してロッドを進出方向に移動させる構成を簡素な構造で実現することができる。そして、傾斜面及び回動部の間において退避方向から回転方向に変換された駆動力について、回動部とロッドとの間において回転方向から進出方向に効率よく変換することができる。更に、シリンダ本体の径方向（又はロッドの径方向）における傾斜面及び転動部材の配置の設定によって、増力の比率を容易に調整することができる。

第４発明に係るブレーキシリンダ装置は、第３発明のブレーキシリンダ装置において、前記転動部材は、前記ロッドの軸中心を中心とした１つの円周に沿って位置するように複数設けられていることを特徴とする。

この発明によると、回動部から回転方向の力が伝達される転動部材が、１つの円周に沿って複数設けられている。このため、回転方向に並んだ転動部材において、伝達される力を効率よく分担して負担でき、１つの転動部材に作用する力を小さくすることができる。これにより、入手性のよい一般的な剛性の転動部材が利用できるため安価となる。また、入手性のよい一般的な剛性の転動部材を利用するために、一つの転動部材の接触面圧を下げようとする場合と比べても、接触面積を広くするために、一つの転動部材を大きくする必要も無いため、転動部材が大型化してしまうことを抑制できる。よって、ブレーキシリンダ装置の大型化を更に抑制できる。

第５発明に係るブレーキシリンダ装置は、第３発明又は第４発明のブレーキシリンダ装置において、前記ロッド側受け面及び前記回動部側受け面の両方ともに、前記ロッドの軸方向に対して傾斜するように設けられ、前記転動部材は、回転自在に支持された複数のローラカム部材として設けられ、前記ローラカム部材の側面は、円錐曲面の一部を構成するように周方向に延びるとともに前記ロッド側受け面及び前記回動部側受け面に対して転動する転動面として設けられていることを特徴とする。

この発明によると、ロッド側受け面及び回動部側受け面の両方がロッドの軸方向に傾斜して設けられ、それらの間に円錐曲面の一部を成す転動面を有するローラカム部材としての転動部材が配置される。このため、転動部材が球状のボール部材として設けられる場合に比して、１つの転動部材に作用する接触面圧を低減することができる。さらに回動部の回動に伴って転動部材を介してロッドを進出方向に移動させる際における進出ストローク（進出距離）について、より少ない回動部の回転量でより大きな進出ストロークを達成する場合において、転動部材としてボール部材を用いる場合は、大径のものが必要となるところ、ローラカム部材では、大型化することなく、ロッドの軸方向に傾斜するロッド側受け面及び回動部側受け面の傾斜の勾配をより急峻な勾配に設定することができる。従ってブレーキシリンダ装置の大型化を効率よく抑制しつつ、進出ストロークを任意かつ容易に確保することができる。

第６発明に係るブレーキシリンダ装置は、第１発明乃至第５発明のいずれかのブレーキシリンダ装置において、当該ブレーキシリンダ装置が装備される車両の駐車時に用いられる駐車ブレーキ機構を更に備え、前記駐車ブレーキ機構は、前記シリンダ本体の周方向に沿って並ぶように配置された複数の駐車ブレーキ用バネと、前記シリンダ本体の内側において、前記圧力室とは異なる駐車ブレーキ解除用の第２の圧力室を区画するとともに前記ロッドの軸周りを周方向に囲むように配置されて前記ロッドの移動方向と平行な方向に沿って移動可能に設けられ、前記第２の圧力室から圧力流体が排出されることにより前記駐車ブレーキ用バネの付勢力によって前記シリンダ本体に対して前記退避方向に移動して前記ピストンを付勢する駐車ブレーキ用ピストンと、を備えていることを特徴とする。

この発明によると、駐車ブレーキのブレーキ力を発生させる駐車ブレーキ用バネと、駐車ブレーキ用バネに付勢されてピストンを付勢する駐車ブレーキ用ピストンと、駐車ブレーキ解除用の第２の圧力室と、を備える駐車ブレーキ機構をブレーキシリンダ装置に組み込むことができる。そして、ロッドの移動方向と平行に移動する駐車ブレーキ用ピストンがロッドの軸周りを囲むように配置されるため、駐車ブレーキ用ピストンの配置スペースについても効率化でき、とくにシリンダ軸方向において駐車ブレーキ用ピストンの配置スペースを大幅に小さくすることができる。また、本発明によると、駐車ブレーキのブレーキ力として大きなブレーキ力が必要な場合であっても、複数の駐車ブレーキ用バネによって必要なブレーキ力を容易に確保することができる。そして、複数の駐車ブレーキ用バネがシリンダ本体の周方向に沿って並ぶように配置されるため、ブレーキ出力部等の他の部分との干渉を避けてコンパクトなスペースに容易に駐車ブレーキ用バネを配置することができる。このため、ブレーキシリンダ装置の軸方向及び径方向において寸法の小型化（即ち、短軸化及び小径化）を図ることができる。

尚、駐車ブレーキ用バネとして、シリンダ本体に対して同心に配置された１つ又は２つの大きなコイルバネが設けられる場合、必要なブレーキ力を確保するためにコイルバネの線径が太くなってしまい、更に圧縮長が長くなってしまうことになる。このため、駐車ブレーキ機構が組み込まれたブレーキシリンダ装置の小型化を図ることが困難となってしまう。また、ブレーキ出力部等の他の部分との干渉を避けて配置する必要があるため、上記のコイルバネが設けられる場合、このコイルバネがシリンダ本体の径方向におけるより外側に配置されることになり、ブレーキシリンダ装置において、大径化を招いてしまい、小型化を図ることが困難となってしまう。これに対し、上記の発明によると、複数の駐車ブレーキ用バネがシリンダ本体の周方向に沿って並ぶように配置され、ブレーキ出力部等の他の部分との干渉を避けてコンパクトなスペースに容易に駐車ブレーキ用バネを配置でき、ブレーキシリンダ装置の軸方向及び径方向の寸法の小型化を図ることができる。

第７発明に係るブレーキシリンダ装置は、第６発明のブレーキシリンダ装置において、複数の前記駐車ブレーキ用バネは、前記シリンダ本体に対して外側に配置されていることを特徴とする。

この発明によると、駐車ブレーキ用バネがシリンダ本体の外側に配置されるため、シリンダ本体が大型化してしまうことを抑制できる。そして、シリンダ本体の外側において周方向に沿って並ぶように複数の駐車ブレーキ用バネが配置されるため、シリンダ本体の外側における余裕のあるスペースに各駐車ブレーキ用バネをコンパクトに配置できる。よって、ブレーキシリンダ装置の更なる小型化を図ることができる。尚、本発明は、ブレーキ動作の際に、ピストン及び駐車ブレーキ用ピストンが退避方向に移動し、その逆方向の進出方向にロッドが移動するブレーキシリンダ装置として構成されているため、駐車ブレーキ用バネをシリンダ本体の外側に配置する構成をより容易に実現することができる。

第８発明に係るブレーキシリンダ装置は、第６発明又は第７発明のブレーキシリンダ装置において、複数の前記駐車ブレーキ用バネは、前記ブレーキ出力部に対して、前記シリンダ本体の径方向と平行な方向において並ぶとともに、側方における両側に配置されていることを特徴とする。

この発明によると、複数の駐車ブレーキ用バネが、ブレーキ出力部に対して側方の両側でシリンダ本体の径方向と平行に配置される。このため、複数の駐車ブレーキ用バネをブレーキ出力部との干渉を避けてスペース効率よくコンパクトに配置することができる。また、ブレーキ出力部の側方におけるデッドスペースを有効的に活用し、シリンダ本体の周方向に沿って部分的に複数の駐車ブレーキ用バネを効率よく配置することができる。よって、ブレーキシリンダ装置の軸方向及び径方向において寸法の更なる小型化（即ち、更なる短軸化及び小径化）を図ることができる。

第９発明に係るブレーキシリンダ装置は、第１発明乃至第８発明のいずれかのブレーキシリンダ装置において、前記ブレーキ出力部に連結されるとともに外周にネジが形成されたネジ軸と、前記ロッド又は前記増力機構に取り付けられ、前記ネジ軸が内側に配置されるガイドチューブと、前記シリンダ本体又は当該シリンダ本体に固定された部分に対して前記ネジ軸を前記進出方向に向かって付勢可能に配置されたプッシャーバネと、前記シリンダ本体に対して前記ブレーキ出力部側に配置された前記ネジ軸の先端側に螺合するクラッチナットと、前記クラッチナットの前記ガイドチューブに対する移動を規制するように当該クラッチナットに対して前記ブレーキ出力部側である前方側から当接可能に配置され、前記ガイドチューブの前記退避方向の移動とともに当該クラッチナット及び前記ネジ軸を前記退避方向に付勢可能な前方ストッパと、前記クラッチナットに対して前記ブレーキ出力部側と反対側である後方側から前記前方ストッパと所定の間隔を介して当該クラッチナットに当接可能に配置された第１クラッチと、前記クラッチナット及び前記ガイドチューブに対して前記ネジ軸の軸方向に沿って相対移動可能に配置され、前記シリンダ本体又は当該シリンダ本体に固定された部材に対して移動可能範囲が規制される調整ストッパと、前記調整ストッパが固定され、前記クラッチナットに対して前記後方側から当接可能に配置された第２クラッチと、一端側が前記調整ストッパ又は前記第２クラッチに対して当接又は連結するとともに、前記クラッチナットを前記退避方向に向かって付勢可能な調整バネと、を更に備えていることを特徴とする。

この発明によると、ブレーキ動作時は、圧力室に圧力流体が供給されることで、ロッド付勢バネの付勢力に抗するピストンからの力が増力機構を介して伝達されてロッドが移動し、ガイドチューブ、第１クラッチ、クラッチナット及びネジ軸を介して、ブレーキ出力部が進出方向に移動してブレーキ力が出力される。一方、圧力室の圧力流体が排出されることで、ロッド付勢バネの付勢力によってロッドが退避方向に移動し、ガイドチューブ、前方ストッパ、クラッチナット及びネジ軸を介してブレーキ出力部が退避方向に移動し、ブレーキが解除される。そして、ブレーキパッドの摩耗等によって、ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置までの隙間が大きくなった場合、クラッチナット、第１及び第２クラッチ、ネジ軸、ガイドチューブ、プッシャーバネ、前方ストッパ、調整ストッパ、調整バネを備えて構成される隙間調整機構によって、上記の隙間が自動的に調整されることになる。

隙間調整が行われる場合、まず、ブレーキ動作時には、調整ストッパの移動範囲が規制されることで、調整バネにおいて、退避方向にクラッチナットを付勢可能な力が調整バネの蓄力として蓄積される。更に、このときにおいては、調整ストッパが固定された第２クラッチとクラッチナットとの当接が解除され、第２クラッチとクラッチナットとの間に隙間が形成されることになる。そして、ブレーキ解除動作時に、ガイドチューブが退避方向に移動を開始すると、プッシャーバネによってネジ軸が進出方向に付勢されているため、ネジ軸及びブレーキ出力部が退避方向に移動せずに、調整バネの蓄力によってクラッチナットが退避方向に付勢される状態が生じる。このとき、クラッチナットにおいて、第１クラッチとの当接が解除されるとともに前方ストッパにも当接していない状態が生じることになり、更にクラッチナットは第２クラッチにも当接していないため、クラッチナットがネジ軸に対して回転可能な状態となる。そして、調整バネの蓄力によってクラッチナットが退避方向に移動するようにネジ軸に対して回転することになる。その後、クラッチナットと第２クラッチとの間の隙間が無くなってクラッチナットと第２クラッチとが当接し、クラッチナットが回転不能な状態となり、ガイドチューブの退避方向への移動に伴い、前方ストッパ、クラッチナット及びネジ軸とともにブレーキ出力部が退避方向に移動し、ブレーキが解除されることになる。このように、ブレーキ解除動作の途中でクラッチナットがネジ軸に対して退避方向に相対移動するため、ネジ軸の位置がブレーキ解除動作前の状態よりも進出方向に移動した状態で、ブレーキ解除動作が終了することになる。即ち、ブレーキ動作前の状態に比してネジ軸及びブレーキ出力部がシリンダ本体に対して進出した位置に移動した状態に移行することになる。これにより、ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置までの隙間が自動的に調整されることになる。

上記のように、本発明によると、隙間調整機構が、クラッチナット、第１及び第２クラッチ、ネジ軸、ガイドチューブ、プッシャーバネ、前方ストッパ、調整ストッパ、調整バネを備えて構成される。このため、特許文献２に開示されたブレーキシリンダ装置のようにゴムなどの弾性変形によって隙間調整が行われるものではなく、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けにくい構成を安価に実現することができる。

従って、本発明によると、ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置までの隙間を自動的に調整するための隙間調整機構を有するブレーキシリンダ装置において、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けにくい小型のブレーキシリンダ装置を安価に提供することができる。

尚、本発明に係るブレーキシリンダ装置によると、隙間調整機構による自動的な隙間調整動作が行われない状態においては、ブレーキ動作時であるかブレーキ解除時であるかに関わらず、第２クラッチとクラッチナットとが当接した状態が維持され、第２クラッチとクラッチナットとが外れてしまうことが防止されることになる。即ち、隙間調整動作が行われない状態においては、一端側が調整ストッパ又は第２クラッチに当接又は連結された調整バネによってクラッチナットが退避方向に付勢されていることにより、第２クラッチとクラッチナットとが当接した状態が維持される。これにより、隙間調整動作時以外のタイミングにおいて、クラッチナットがネジ軸に対して回転してしまうことが防止され、振動等によってクラッチナットのネジ軸に対する位置がずれてしまうことが防止される。

また、他の観点の発明として、上述したいずれかのブレーキシリンダ装置を備えるディスクブレーキ装置の発明を構成することもできる。即ち、第１０発明に係るディスクブレーキ装置は、第１発明乃至第９発明のいずれかのブレーキシリンダ装置と、当該ブレーキシリンダ装置が装備されて車両に対して車軸方向に相対変位可能となるように取り付けられたキャリパボディと、を備え、前記ブレーキシリンダ装置が作動することで、前記キャリパボディに取り付けられた一対のブレーキパッドにより車軸側のディスクを挟み込んでブレーキ力を発生させることを特徴とする。

この発明によると、装置の大型化を抑制しつつブレーキ力を増加させることが可能な小型のディスクブレーキ装置を提供することができる。

本発明によると、装置の大型化を抑制しつつ、ロッドとともに移動するブレーキ出力部から出力されるブレーキ力を増加させることが可能な小型のブレーキシリンダ装置を提供することができる。また、そのブレーキシリンダ装置を備えるディスクブレーキ装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るディスクブレーキ装置の側面図である。 図１に示すディスクブレーキ装置の平面図である。 本発明の一実施の形態に係るブレーキシリンダ装置の斜視図であって、切欠き断面で内部の構造を示す図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置におけるロッドとガイドチューブと増力機構の一部とを示す分解斜視図である。 図６に示すロッド及びガイドチューブを拡大して示す斜視図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置におけるピストンの斜視図、及び、ピストンを増力機構側から見た図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置における回動部の斜視図、及び、回動部をロッド側から見た図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置についてブレーキ出力部と反対側から見た図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置におけるローラカム部材及びローラリテーナを示す斜視図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置についてブレーキ出力部側から見た図である。 図４の一部を拡大して示す拡大断面図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明するための斜視図であって、切欠き断面で内部の構造を示す図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明するための斜視図であって、切欠き断面で内部の構造を示す図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明するための斜視図であって、切欠き断面で内部の構造を示す図である。 図３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明するための斜視図であって、切欠き断面で内部の構造を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明のブレーキシリンダ装置及びそのブレーキシリンダ装置を備えるディスクブレーキ装置については、鉄道車両用として用いられる場合を例にとって説明する。また図面は、設計図相当の精度で作成されている。

図１は、本発明の一実施の形態に係るディスクブレーキ装置１を車軸方向から見た側面図である。また、図２は、図１に示すディスクブレーキ装置１を上方から見た平面図である。図１及び図２に示すディスクブレーキ装置１は、ブレーキシリンダ装置２、このブレーキシリンダ装置２が装備されて車両本体１００に対して車軸方向に相対変位可能となるように取り付けられたキャリパボディ１１、制輪子である一対のブレーキパッド（１３、１３）をそれぞれ保持する制輪子保持部である一対のバックプレート（１２、１２）、等を備えて構成されている。

一対のブレーキパッド（１３、１３）は、キャリパボディ１１に対してバックプレート１２を介して取り付けられている。そして、ディスクブレーキ装置１は、ブレーキシリンダ装置２が作動することで、一対のブレーキパッド（１３、１３）により、鉄道車両の車輪（図示せず）の回転に連動して回転する車軸側のディスクである円板状のブレーキディスク１０１を挟み込んでブレーキ力を発生させるように構成されている。尚、ブレーキディスク１０１は回転軸と直交するように形成される表裏の制動面（１０１ａ、１０１ａ）を有する円板状に形成されている。そして、ブレーキシリンダ装置２が作動することで、ブレーキパッド（１３、１３）が、制動面（１０１ａ、１０１ａ）に対して、ブレーキディスク１０１の回転軸方向と略平行な方向からブレーキディスク１０１を両側から挟みこむように押し当てられる。

キャリパボディ１１は、結合部材１４と、一対のブレーキてこ（１５、１５）とを備えている。結合部材１４は、車両本体１００の底面に固定されたブラケット１００ａに対して、車両の進行方向と平行な軸周りに揺動可能なように揺動ピン１４ａを介して取り付けられている。そして、この結合部材１４に対して、略対称に、一対のブレーキてこ（１５、１５）が、一対の支点ピン１５ａを介して揺動可能に設置されている。この支点ピン１５ａは、ディスクブレーキ１０１の回転軸方向から見た場合に、揺動ピン１４ａの軸方向に対して垂直な方向に延びるように設置されている。

一対のブレーキてこ（１５、１５）は、その一端側にブレーキシリンダ装置２がシリンダ支持ピン１５ｂを介して取り付けられており、このブレーキシリンダ装置２により一端側が駆動されるように構成されている。そして、一対のブレーキてこ（１５、１５）は、ブレーキシリンダ装置２が取り付けられた一端側に対して支点ピン１５ａを介した他端側にブレーキパッド１３を保持する一対のバックプレート（１２、１２）がそれぞれ取り付けられている。バックプレート１２は、ブレーキてこ１５に対して支点ピン１５ａと平行に延びる支持ピン１２ａを介して揺動自在に取り付けられている。

上述したディスクブレーキ装置１においては、後述するように、一方のブレーキてこ１５にブレーキシリンダ装置２のシリンダ本体２０が取り付けられて他方のブレーキてこ１５にブレーキ出力部２１が取り付けられ、ブレーキシリンダ装置２の作動によりブレーキ出力部２１がシリンダ本体２０に対して進出する動作（シリンダ本体２０から離れる動作）又は退避する動作（シリンダ本体２０に接近する動作）が行われる。これにより、一対のブレーキてこ（１５、１５）におけるシリンダ支持ピン１５ｂ近傍が、互いに離隔したり、近接したりするように駆動される。

上記のように駆動されることにより、ディスクブレーキ装置１は、一対のブレーキてこ（１５、１５）が支点ピン１５ａを支軸として動作し、ブレーキパッド１３でブレーキディスク１０１を挟むように動作することになる。そして、このとき、一対のブレーキてこ（１５、１５）において、一方のブレーキてこ１５に設けられた一方のブレーキパッド１３が先にブレーキディスク１０１の制動面１０１ａに接触することになる。更に、他方のブレーキてこ１５は、制動面１０１ａに接触した一方のブレーキパッド１３から受ける反力を利用して他方のブレーキパッド１３をブレーキディスク１０１の制動面１０１ａに押し当てる。これにより、ブレーキディスク１０１を一対のブレーキパッド（１３、１３）で挟み込んで、ブレーキパッド（１３、１３）と制動面（１０１ａ、１０１ａ）との間に発生する摩擦力によってブレーキディスク１０１の回転が制動され、ブレーキディスク１０１と同軸に設けられている鉄道車両の車輪の回転が制動される。

次に、本発明の一実施の形態に係るブレーキシリンダ装置２について詳しく説明する。図３は、ブレーキシリンダ装置２の斜視図であって、切欠き断面で内部の構造を示す図である。また、図４及び図５は、ブレーキシリンダ装置２の断面図である。図４及び図５では、ブレーキシリンダ装置２における中心軸線Ｐ（図４及び図５において一点鎖線Ｐで示す中心軸線）を含む断面であって、異なる位置の断面を図示している。また、図５では、中心軸線Ｐの両側において、中心軸線Ｐを中心とした周方向における異なる角度の断面をそれぞれ図示している。尚、図３、図４及び図５に示すブレーキシリンダ装置２は、図１及び図２に示すブレーキシリンダ装置２と同様に構成されるが、外形の一部について変更して図示している。

ブレーキシリンダ装置２は、そのブレーキ作動方向における両端部がそれぞれシリンダ支持ピン１５ｂに連結されている。そして、このブレーキシリンダ装置２は、シリンダ本体２０、ブレーキ出力部２１、ロッド２２、ロッド付勢バネ２３、ピストン２４、増力機構２５、駐車ブレーキ機構２６、ネジ軸２７、ガイドチューブ２８、プッシャーバネ２９、クラッチナット３０、前方ストッパ３１、第１クラッチ３２、調整ストッパ３３、調整バネ３４、第２クラッチ３５、調整スリーブ３６、バネ受け３７、プッシャーバネガイド３８、カバー３９、等を備えて構成されている。上述した構成要素のうち、調整スリーブ３６以外については、例えば、鉄系材料等の金属材料により形成され、調整スリーブ３６については、例えば、樹脂材料により形成されている。尚、図４及び図５においては、所定の構成要素については、断面ではなく外形を図示している。

シリンダ本体２０は、第１ケース部４０と第２ケース部４１とで構成され、内部が中空に形成されている。シリンダ本体２０の内側には、ロッド２２、ロッド付勢バネ２３、ピストン２４、増力機構２５、ネジ軸２７の一部、ガイドチューブ２８、プッシャーバネ２９、調整ストッパ３３、調整バネ３４、第２クラッチ３５、調整スリーブ３６、バネ受け３７、プッシャーバネガイド３８、等が配置されている。また、第１ケース部４０は、底部を有する略カップ形状に形成されており、この第１ケース部４０の開放側の端部に第２ケース部４１がボルトによって固定されている。尚、第１ケース部４０の端部は、シリンダ支持ピン１５ｂにより一方のブレーキてこ１５に連結される。

また、第２ケース部４１には、第１ケース部４０の端部に固定される筒状に形成された筒状部分４１ａと、この筒状部分４１ａの軸方向（中心軸線Ｐと平行な方向）における中央部分の内側において内側に向かって突出するとともに周方向に沿って延びるフランジ状に形成された平板状部分４１ｂとが設けられている。平板状部分４１ｂの径方向における中央部分には、ロッド２２等が貫通した状態で配置される貫通孔が形成されている。また、第２ケース部４１の筒状部分４１ａにおける第１ケース部４０に固定される側と反対側の端部には、平板状の蓋状部材として設けられて筒状部分４１ａの第１ケース部４０側とは反対側の開口を覆うカバー３９が固定されている。尚、カバー３９の径方向における中央部分には、ネジ軸２７及びガイドチューブ２８が貫通した状態で配置される貫通孔が形成されている。

図６は、ロッド２２とガイドチューブ２８と増力機構２５の一部とを示す分解斜視図である。また、図７は、図６に示すロッド２２及びガイドチューブ２８を拡大して示す斜視図である。図３乃至図７に示すように、ロッド２２は、シリンダ本体２０の内側に配置される筒状の部材として設けられている。そして、ロッド２２は、シリンダ軸方向（中心軸線Ｐと平行な方向）に沿った直線方向であってシリンダ本体２０から進出する進出方向とその反対方向に向かって退避する退避方向とにおいて移動自在に設けられている。尚、図４及び図５に示すように、上記の進出方向については「進出方向Ｘ１」（図中において矢印Ｘ１で示す方向）と称し、上記の退避方向については「退避方向Ｘ２」（図中において矢印Ｘ２で示す方向）と称して以下説明する。

ロッド２２は、進出方向Ｘ１側が大径の筒状部分である大径筒状部２２ａとして形成されており、退避方向Ｘ２側が小径の筒状部分である小径筒状部２２ｂとして形成されている（図６及び図７を参照）。大径筒状部２２ａ及び小径筒状部２２ｂの内側には、退避方向Ｘ２側に向かって段状に縮径する段部が２段階に形成されている（図４及び図５を参照）。そして、進出方向Ｘ１側の段部には、ロッド付勢バネ２３の端部が当接して配置されている。また、進出方向Ｘ１側の段部と退避方向Ｘ２側の段部とには、これらの両方の段部に亘って嵌まり込んだ状態で、ガイドチューブ２８の退避方向Ｘ２側の端部が固定されている。また、小径筒状部２２ｂの内周には、ロッド２２の軸方向（中心軸線Ｐと平行な方向）に沿って延びるように形成された複数のスプライン溝４２が形成されている。

図３及び図４に示すように、ロッド付勢バネ２３は、ガイドチューブ２８の周囲においてロッド２２の内側に配置されたコイル状のバネとして設けられており、カバー３９の中央の貫通孔の縁部分に対して固定された筒状支持部材４３とロッド２２における進出方向Ｘ１側の段部との間に配置されている。尚、ロッド付勢バネ２３の進出方向Ｘ１側の端部は、筒状の部材として形成されるとともに内周にガイドチューブ２８の側面が摺接する筒状支持部材４３における退避方向Ｘ２側の端部に対して、当接して支持されている。一方、ロッド付勢バネ２３の退避方向Ｘ２側の端部は、前述のように、ロッド２２における進出方向Ｘ１側の段部に当接して支持されている。これにより、ロッド付勢バネ２３は、シリンダ本体２０に対して固定された部材であるカバー３９及び筒状支持部材４３に対して、ロッド２２を退避方向Ｘ２に付勢可能に構成されている。

図８は、ピストン２４の斜視図（図８（ａ））、及び、ピストン２４を増力機構２５から見た図（図８（ｂ））である。図３乃至図５、図８に示すように、ピストン２４は、シリンダ本体２０の内部を仕切るように配置され、シリンダ本体２０の第２ケース部４１の内周面に気密的に摺接するとともに第２ケース部４１に対して軸方向に摺動可能に設けられている。このピストン２４と第２ケース部４１とで区画された空間によって、シリンダ本体２０内において圧力室４４が形成されている。この圧力室４４には、連通路４４ａを介して、圧力流体としての圧縮空気が供給及び排出されるように構成されている（図５参照）。

また、ピストン２４には、円盤状部４５と一対の板状部（４６、４６）とが設けられている。円盤状部４５は、外周に嵌め込まれたシール部材において第２ケース部４１の内周に摺接する円盤状の部分として設けられている。そして、円盤状部４５には、中央部分に貫通孔４５ａが形成されている。円盤状部４５は、貫通孔４５ａの内周に嵌め込まれたシール部材を介して、ロッド２２の外周に摺接するように配置されている。これにより、ピストン２４は、ロッド２２の軸周りを周方向に囲むように配置されてロッド２２の移動方向と平行な直線方向に沿って移動可能に設けられている。

また、円盤状部４５における貫通孔４５ａの周囲には、円盤状部４５をそれぞれ貫通するように形成された複数（本実施形態では、４個）のガイド軸穴４５ｂが設けられている。各ガイド軸穴４５ｂには、丸棒状に形成されたガイド軸４７が挿通されている（図３乃至図５を参照）。ガイド軸４７は、シリンダ本体２０及びカバー３９において両端部及び中途部分が支持されており、進出方向Ｘ１側の端部がカバー３９の内壁に対して支持され、中途部分が第２ケース部４１の平板状部分４１ｂに嵌合して固定され、退避方向Ｘ２側の端部が第１ケース部４０に嵌合して固定されている。そして、円盤状部４５の各ガイド軸穴４５ｂの内周が、各ガイド軸４７の外周に対して摺接するように構成されている。

上記のように構成された円盤状部４５が設けられることで、ピストン２４は、圧力室４４に圧力流体である圧縮空気が供給されることにより後述の増力機構２５を介してロッド付勢バネ２３の付勢力に抗してシリンダ本体２０に対して退避方向に移動するように構成されている。

ピストン２４における一対の板状部（４６、４６）は、ピストン２４の軸中心を中心とする周方向に沿って湾曲して延びるとともに円盤状部４５から退避方向Ｘ２側に向かって突出する板状の部分として設けられている。そして、各板状部４６における退避方向Ｘ２側の端面には、傾斜面４８が設けられている。この傾斜面４８は、ピストン２４の軸中心を中心とする周方向に沿って延びるとともにピストン２４の移動方向に対して傾斜するよう設けられている。

ブレーキ出力部２１は、後述するネジ軸２７、ガイドチューブ２８等を介してロッド２２に連結され、ロッド２２とともに移動可能に設けられている。これにより、ブレーキ出力部２１は、シリンダ本体２０から進出する進出方向Ｘ１とシリンダ本体２０に接近するよう退避する退避方向Ｘ２とに移動可能に設けられ、ロッド２２が進出方向Ｘ１に移動することでブレーキ力を出力可能に構成されている。また、ブレーキ出力部２１は、シリンダ支持ピン１５ｂにより他方のブレーキてこ１５に連結される。

図３乃至図６に示す増力機構２５は、ピストン２４が退避方向Ｘ２に移動すると、ピストン２４にて発生する直線方向の駆動力を回転方向に変換するとともに、ロッド２２を進出方向Ｘ１に移動させ、ピストン２４からの駆動力を増力してロッド２２に対して作用させる機構として設けられている。この増力機構２５は、ピストン２４に設けられる前述の傾斜面４８、受け部４９、回動部５０、ローラカム部材５１、ローラリテーナ５２、スプライン軸５３、ロッド側受け面５４、回動部側受け面５５、等を備えて構成されている。

図３乃至図７に示すように、受け部４９は、ロッド２２の大径筒状部２２ａに一体に形成されており、大径筒状部２２ａにおける退避方向Ｘ２側の端部部分として設けられている。また、ロッド側受け面５４は、受け部４９に複数（本実施形態では、６個）設けられ、受け部４９における退避方向Ｘ２側の端面として形成されている。そして、複数のロッド側受け面５４は、ロッド２２の軸中心を中心とする周方向に沿って順番に並んで配置されており、各ロッド側受け面５４も、ロッド２２の軸中心を中心とする周方向に沿って延びるように配置されている。また、各ロッド側受け面５４は、ロッド２２の軸方向に対して傾斜するように設けられている。

図９は、回動部５０の斜視図（図９（ａ））、及び、回動部５０についてロッド２２側から見た図（図９（ｂ））である。また、図１０は、ブレーキシリンダ装置２についてブレーキ出力部２１と反対側から見た図である。尚、図１０では、シリンダ本体２０の内部構成の一部について破線で図示している。

図３乃至図６、図９、図１０に示す回動部５０は、ロッド２２の軸方向と平行な方向において受け部４９に対して対向するように配置されている。そして、回動部５０は、径方向長さに比して軸方向長さが短い筒状に形成された回動本体部材５７、回動本体部材５７に対して回転軸を介して回転自在に取り付けられた一対のローラ（５８、５８）、等を備えて構成されている。回動本体部材５７における退避方向Ｘ２側の端部は、ベアリング５６を介してシリンダ本体２０の第１ケース部４０に対して回転自在に支持されている。これにより、回動部５０は、シリンダ本体２０内において、ロッド２２の軸中心を中心として回転自在に支持されている。

また、一対のローラ（５８、５８）のそれぞれは、回動本体部材５７の直径方向に沿って配置された各回転軸に対して回転自在に支持されている。そして、各ローラ５８の側面は、円錐曲面の一部を構成するように周方向に（各ローラ５８の周方向に）延びるとともに、各傾斜面４８に対して転動する転動面として設けられている。上記の回動本体部材５７及び一対のローラ（５８、５８）が設けられていることで、回動部５０は、ピストン２４が退避方向Ｘ２に移動したときに各ローラ５８の転動面が各傾斜面４８によって付勢されてロッド２２の軸中心を中心として所定の回転方向（ピストン２４側から見て回動本体部材５７が時計回りに回転する方向）に回動するように構成されている。

回動部側受け面５５は、回動部５０に複数（本実施形態では、６個）設けられ、回動部５０における進出方向Ｘ１側の端面として形成されている。そして、複数の回動部側受け面５５は、ロッド２２及び回動部５０の軸中心を中心とする周方向に沿って順番に並んで配置されており、各ロッド側受け面５４も、ロッド２２及び回動部５０の軸中心を中心とする周方向に沿って延びるように配置されている。また、各回動部側受け面５５は、ロッド２２の軸方向に対して傾斜するように設けられている。よって、増力機構２５においては、ロッド側受け面５４及び回動部側受け面５５の両方ともに、ロッド２２の軸方向に対して傾斜するように設けられている。

図１１は、ローラカム部材５１及びローラリテーナ５２を示す斜視図である。図３乃至図６、図１１に示すローラカム部材５１は、本実施形態における転動部材を構成しており、複数（本実施形態では、６個）設けられ、ローラリテーナ５２に対して回転自在に支持されている。尚、ローラリテーナ５２は、同心に配置されるリング状の部材として設けられた内輪部材５２ａ及び外輪部材５２ｂを備えて構成されている。内輪部材５２ａ及び外輪部材５２ｂは、径方向に延びる複数（本実施形態では、６個）の回転軸部材によって連結されて互いに固定されている。そして、その各回転軸部材に対して各ローラカム部材５１が回転自在に支持されている。

複数のローラカム部材５１は、ローラリテーナ５２に回転自在に保持された状態で、ロッド側受け面５４及び回動部側受け面５５の間に配置されている。そして、各ローラカム部材５１は、対向して配置される各ロッド側受け面５４及び各回動部側受け面５５に対して転動可能に配置されている。即ち、各ローラカム部材５１の側面は、円錐曲面の一部を構成するように周方向に（各ローラカム部材５１の周方向に）延びるとともにロッド側受け面５４及び回動部側受け面５５に対して転動する転動面として設けられている。また、複数のローラカム部材５１は、ロッド２２の軸中心を中心とした１つの円周上に沿って位置するように設けられ、ローラリテーナ５２の周方向における均等角度の位置に配置されている。

図４乃至図６に示すスプライン軸５３は、退避方向Ｘ２側の端部において第１ケース部４０に固定され、進出方向Ｘ１側に片持ち状に突出した状態でシリンダ本体２０に支持される軸状の部材として設けられている。そして、スプライン軸５３における進出方向Ｘ１側の部分の外周には、複数のスプライン歯５３ａが形成されている。各スプライン歯５３ａは、スプライン軸５３の軸方向（中心軸線Ｐと平行な方向）に沿って延びるように形成され、ロッド２２の小径筒状部２２ｂの内周の各スプライン溝４２に対して軸方向において摺動自在に移動可能な状態で嵌り合うように設けられている。上記のようにスプライン軸５３に対してロッド２２が摺動しながら軸方向に移動可能に連結されていることで、ロッド２２は、シリンダ本体２０に対してロッド２２の軸中心を中心とする回転方向の変位を規制されるように連結されるとともに、回動部５０の所定の回転方向への回動に伴って進出方向Ｘ１に移動可能に構成されている。尚、スプライン軸５３においては、進出方向Ｘ１側に向かって開口するとともに後述のネジ軸２７が挿入されるネジ軸挿入穴５３ｂが設けられている。

尚、図３乃至図５に示すように、増力機構２５においては、複数のローラカム部材５１が配置される位置の中心軸線Ｐからの距離よりも、一対の傾斜面（４８、４８）及び一対のローラ（５８、５８）が配置される位置の中心軸線Ｐからの距離の方が大きく設定されている。これにより、ピストン２４にて発生する駆動力を増力してロッド２２から出力可能となるように構成されている。

図１２は、ブレーキシリンダ装置２についてブレーキ出力部２１側から見た図である。圧力室４４への圧縮空気の供給によってピストン２４、増力機構２５、ロッド２２等が作動することでブレーキ力が発生するブレーキ機構は、鉄道車両の通常の運転時に用いられる。これに対して、図３乃至図５、図１２に示す駐車ブレーキ機構２６は、このブレーキシリンダ装置２が装備される鉄道車両の駐車時に用いられるブレーキ機構として設けられている。そして、駐車ブレーキ機構２６は、複数の駐車ブレーキ用バネ５９、駐車ブレーキ用ピストン６０、等を備えて構成されている。

複数（本実施形態では、１０個）の駐車ブレーキ用バネ５９は、それぞれコイル状のバネとして設けられ、カバー３９に２つ設けられた駐車ブレーキバネ支持部３９ａのそれぞれに半数ずつ（５個ずつ）配置されている。尚、駐車ブレーキバネ支持部３９ａは、シリンダ本体２０に固定されたカバー３９において、周方向に沿って延びるとともに進出方向Ｘ１側に向かって突出するように形成されて内部に中空領域を区画する部分として２つ設けられている。そして、各駐車ブレーキバネ支持部３９ａの内部において複数の駐車ブレーキ用バネ５９が支持されている。これにより、複数の駐車ブレーキ用バネ５９は、シリンダ本体２０の周方向に沿って並ぶように配置されている。

また、各駐車ブレーキバネ支持部３９ａの内部において、各駐車ブレーキ用バネ５９における進出方向Ｘ１側の端部は、駐車ブレーキバネ支持部３９ａの内壁に対して、当接して支持されている。一方、各駐車ブレーキ用バネ５９における退避方向Ｘ２側の端部は、後述する駐車ブレーキ用ピストン６０に対して、当接して付勢している。また、複数の駐車ブレーキ用バネ５９は、カバー３９の駐車ブレーキバネ支持部３９ａに配置されており、シリンダ本体２０に対して外側に配置されている。また、駐車ブレーキバネ支持部３９ａは、ブレーキ出力部２１に対して、シリンダ本体２０の径方向と平行な方向において並ぶとともに、側方における両側に配置されている。このため、複数の駐車ブレーキ用バネ５９についても、ブレーキ出力部２１に対して、シリンダ本体２０の径方向と平行な方向において並ぶとともに、側方における両側に配置されるように構成されている。

駐車ブレーキ用ピストン６０は、シリンダ本体２０の内側に配置され、シリンダ本体２０の第２ケース部４１に対して平板状部分４１ｂよりも進出方向Ｘ１側においてその内周面に気密的に摺接するとともに第２ケース部４１に対して軸方向に摺動可能に設けられている。この駐車ブレーキ用ピストン６０と第２ケース部４１とで区画された空間によって、シリンダ本体２０の内側において駐車ブレーキ解除用圧力室６１が形成されている。また、駐車ブレーキ解除用圧力室６１には、図示しない連通路を介して、圧力流体としての圧縮空気が供給及び排出されるように構成されている。尚、駐車ブレーキ解除用圧力室６１は、圧力室４４とは異なる駐車ブレーキ解除用として設けられ、本実施形態における第２の圧力室を構成している。

また、駐車ブレーキ用ピストン６０には、円盤状部６０ａと筒状部６０ｂとが設けられている。円盤状部６０ａは、外周に嵌め込まれたシール部材において第２ケース部４１の内周に摺接する円盤状の部材として設けられている。そして、円盤状部６０ａには、中央部分に貫通孔が形成されている。そして、この貫通孔の縁部分に対して、円筒状の部材として設けられた筒状部６０ｂが、リング状に形成された連結部材６２を介して連結されている。即ち、連結部材６２は、円盤状部６０ａの内周側と筒状部６０ｂの外周側とに対してそれぞれ係合可能に設けられており、連結部材６２が円盤状部６０ａ及び筒状部６０ｂに係合することで、円盤状部６０ａ及び筒状部６０ｂが連結部材６２を介して一体的に連結されている。

また、円盤状部６０ａにおける貫通孔の周囲には、円盤状部６０ａをそれぞれ貫通するように形成された複数のガイド軸穴が設けられている。各ガイド軸穴には、平板状部分４１ａから進出方向Ｘ１側に突出したガイド軸４７が挿通されている（図４を参照）。そして、円盤状部６０ａの各ガイド軸穴の内周が、各ガイド軸４７の外周に対して摺接するように構成されている。

また、筒状部６０ｂは、その外周側において、第２ケース部４１の平板状部分４１ａの貫通孔の縁部分に嵌め込まれたシール部材を介して、平板状部分４１ａに摺接するように配置されている。そして、筒状部６０ｂは、シール部材が嵌め込まれたその内周側において、ロッド２２の外周に摺接するように配置されている。更に、筒状部６０ｂにおける退避方向Ｘ２側の端部は、ピストン２４における進出方向Ｘ１側の端面に対して当接するように配置されている。これにより、駐車ブレーキ用ピストン６０は、ロッド２２の軸周りを周方向に囲むように配置されてロッド２２の移動方向と平行な直線方向に沿って移動可能に設けられ、退避方向Ｘ２への移動時にピストン２４を付勢可能に構成されている。

上記のように駐車ブレーキ機構２６が構成されているため、駐車ブレーキ解除用圧力室６１に圧縮空気が供給されることで、駐車ブレーキ用バネ５９の付勢力に抗して駐車ブレーキ用ピストン６０が進出方向Ｘ１に付勢され、駐車ブレーキ用バネ５９による駐車ブレーキのブレーキ力が発生しない状態（駐車ブレーキが解除された状態）が維持されることになる。一方、駐車ブレーキ解除用圧力室６１から圧縮空気が排出されることにより、駐車ブレーキ用バネ５９の付勢力によって駐車ブレーキ用ピストン６０がシリンダ本体２０に対して退避方向Ｘ２に移動してピストン２４を付勢し、駐車ブレーキとしてのブレーキ力が発生することになる。

尚、ブレーキシリンダ装置２においては、図１２に示すように、カバー３９側において、駐車ブレーキ解除操作用リング６３が設けられている。駐車ブレーキ解除操作用リング６３は、手動操作による駐車ブレーキ解除用の操作部として設けられている。そして、ブレーキシリンダ装置２においては、この駐車ブレーキ解除操作用リング６３が引っ張り操作されることで、図示しないリンク機構が駆動され、リング状に形成された連結部材６２が径方向に拡径するように作動するよう構成されている。これにより、駐車ブレーキ用ピストン６０において、筒状部６０ｂと連結部材６２との係合が解除され、円盤状部６０ａと筒状部６０ｂとの連結が解除されることになる。

上記のように円盤状部６０ａと筒状部６０ｂとの連結が解除されると、ロッド２２及び増力機構２５を介して作用するロッド付勢バネ２３からの付勢力によって、ピストン２４が進出方向Ｘ１に移動し、駐車ブレーキ用バネ５９によって付勢された円盤状部６０ａの位置が変化しないまま、ピストン２４とともに筒状部６０ｂが進出方向Ｘ１に移動する。これにより、ロッド２２とともにブレーキ出力部２１が退避方向Ｘ２に移動し、駐車ブレーキが解除されることになる。よって、ブレーキシリンダ装置２においては、駐車ブレーキ用バネ５９によるブレーキ力が作用して駐車ブレーキが作動している状態において、駐車ブレーキ解除用圧力室６１に圧縮空気が供給されなくても、駐車ブレーキ解除操作用リング６３が引っ張り操作されることで、駐車ブレーキを解除できるように構成されている。

次に、図４、図５及び図１３を参照しつつブレーキシリンダ装置２における隙間調整機構について説明する。尚、図１３は、図４の一部を拡大して示す拡大断面図であり、隙間調整機構における要部を拡大して示す図である。ディスクブレーキ装置１におけるブレーキパッド１３の摩耗等によって、ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置までの隙間が大きくなった場合、クラッチナット３０、第１クラッチ３２、第２クラッチ３５、ネジ軸２７、ガイドチューブ２８、プッシャーバネ２９、前方ストッパ３１、調整ストッパ３３、調整バネ３４、等を備えて構成される隙間調整機構によって、上記の隙間が自動的に調整されることになる。

ネジ軸２７は、ブレーキ出力部２１に連結されるとともに外周にネジ２７ａが形成された軸状の部材として設けられている。そして、ネジ軸２７は、ブレーキ出力部２１と反対側（本実施形態では、増力機構２５側）に向かって開口するように内部が中空に形成されている。即ち、ネジ軸２７の内部の中空領域は、軸方向に沿って延びる軸方向穴２７ｂとして設けられており、ブレーキ出力部２１と反対側（退避方向Ｘ２側）にのみ開口している。また、ネジ軸２７における退避方向Ｘ２側の端部は、スプライン軸５３のネジ軸挿入穴５３ｂに挿入されている。

ガイドチューブ２８は、円筒状の部材として形成され、退避方向Ｘ２側の端部がロッド２２の内側の段部において固定されて取り付けられるとともに、筒状支持部材４３を貫通するように配置されている。そして、ガイドチューブ２８は、内側の空間領域にネジ軸２７が配置されている。また、ガイドチューブ２８の周壁には、円筒軸方向における中途位置において、スリット状に貫通形成された一対のスリット孔（２８ａ、２８ａ）が設けられている。これらの一対のスリット孔（２８ａ、２８ａ）は、円筒状のガイドチューブ２８の直径方向に沿った位置に配置されるように設けられており、後述する調整ストッパ３３が内側から外側に向かって貫通するように配置される開口として形成されている。

プッシャーバネ２９は、コイル状のバネとして設けられ、ネジ軸２７における軸方向穴２７ｂに配置されている。尚、軸方向穴２７ｂには、奥側（進出方向Ｘ１側）に向かって段状に縮径する段部が設けられている。そして、プッシャーバネ２９は、圧縮バネとして設けられており、進出方向Ｘ１側の端部が軸方向穴２７ｂにおける段部に当接し、退避方向Ｘ２側の端部がスプライン軸５３のネジ軸挿入穴５３ｂの底部分に当接するように配置されている。これにより、プッシャーバネ２９は、シリンダ本体２０に固定された部分である増力機構２５のスプライン軸５３に対してネジ軸２７を進出方向Ｘ１に向かって内側から付勢可能に配置されている。

プッシャーバネガイド３８は、スプライン軸５３に対してネジ軸挿入穴５３ｂの底部分において固定された軸状の部分として形成されている。そして、プッシャーバネガイド３８は、ネジ軸２７の軸方向穴２７ｂに向かって突出するように配置され、プッシャーバネ２９の内側に挿入されている。これにより、プッシャーバネガイド３８は、プッシャーバネ２９の座屈方向の変形を規制するように構成されている。また、プッシャーバネガイド３８は、その先端部が、ネジ軸２７の軸方向穴２７ｂにおける奥側（進出方向Ｘ１側）で縮径した穴の部分に摺接する状態で挿入されている。これにより、プッシャーバネガイド３８は、先端部がネジ軸２７の内側に対して摺動自在に配置されている。

クラッチナット３０は、内周に雌ネジ部分が形成された筒状の部材として設けられ、シリンダ本体２０に対してブレーキ出力部２１側に配置されたネジ軸２７の先端側に螺合するように構成されている。また、クラッチナット３０の軸方向の中途位置における外周には、周方向に亘って延びるとともに径方向の外側に向かって突出するように形成されて、後述の前方ストッパ３１及び第１クラッチ３２に対して当接可能な凸部３０ａが設けられている。尚、上記のようにクラッチナット３０が設けられることで、プッシャーバネ２９は、ネジ軸２７を内側から付勢することでネジ軸２７に螺合したクラッチナット３０を前方ストッパ３１に向かって付勢するように構成されている。

前方ストッパ３１は、外周に雄ネジ部分が形成されて軸方向長さが短い筒状の部材と、この筒状の部材の内側に嵌め込まれて一体化されたベアリングとを備えて構成されている。そして、前方ストッパ３１は、その雄ネジ部分において、ガイドチューブ２８におけるブレーキ出力部２１に対向する先端部の内周に形成された雌ネジ部分に対して螺合している。即ち、前方ストッパ３１は、ガイドチューブ２８の内周に対してネジ結合により固定されている。尚、ガイドチューブ２８の先端部の内周には、前方ストッパ３１に対してブレーキ出力部２１側において、周方向に延びる溝が形成されている。そして、この溝に、前方ストッパ３１におけるブレーキ出力部２１側の端部と係合するスナップリング６４が嵌め込まれることで、前方ストッパ３１の抜け止めが図られている。

また、前方ストッパ３１は、クラッチナット３０のブレーキ出力部２１側の端部とネジ軸２７とに対して外側で同心状に（径方向の中心位置が一致するように）配置されている。そして、前方ストッパ３１は、クラッチナット３０のガイドチューブ２８に対する移動を規制するようにクラッチナット３０に対してブレーキ出力部２１側である前方側から凸部３０ａと当接可能に配置されている。これにより、前方ストッパ３１は、ガイドチューブ２８の退避方向Ｘ２の移動とともにクラッチナット３０及びこのクラッチナット３０が螺合したネジ軸２７を退避方向Ｘ２に付勢可能に構成されている。

第１クラッチ３２は、軸方向長さが短い筒状の部材として設けられ、前方ストッパ３１とは別部材である一体の部材として形成されている。そして、第１クラッチ３２は、ガイドチューブ２８に対してその内側に圧入されて固定されている。尚、第１クラッチ３２の端部は、ガイドチューブ２８の内周において段状に形成された部分に対して当接して位置決めされている。また、第１クラッチ３２は、クラッチナット３０とネジ軸２７とに対して外側で同心状に（径方向の中心位置が一致するように）配置されている。そして、第１クラッチ３２は、クラッチナット３０に対してブレーキ出力部２１側と反対側である後方側から前方ストッパ３１と所定の間隔を介してこのクラッチナット３０の凸部３０ａに当接可能に配置されている。

調整ストッパ３３は、一対で設けられ、リング状の部材として又は軸方向長さが短い円筒状の部材として形成された後述の第２クラッチ３５に対してそれぞれ固定されている。そして、各調整ストッパ３３は、第２クラッチ３５の径方向の外側に向かって突出するブロック状の部材として設けられている。また、一対の調整ストッパ（３３、３３）は、ガイドチューブ２８及びネジ軸２７の直径方向に沿った位置に配置されるように、第２クラッチ３５に対して固定されている。そして、一対の調整ストッパ（３３、３３）は、ガイドチューブ２８における一対のスリット部（２８ｂ、２８ｂ）を貫通するように突出して配置されている。

尚、シリンダ本体２０に対してカバー３９を介して固定された部材である筒状支持部材４３には、その退避方向Ｘ２側の端部において周方向に延びる環状の突起部分として形成されたストッパストローク規制部６５が設けられている。そして、各調整ストッパ３３は、進出方向Ｘ１に移動した際に、その突出した端部においてストッパストローク規制部６５に対して当接可能に配置されている。調整ストッパ３３は、上記のように設けられることで、クラッチナット３０及びガイドチューブ２８に対してネジ軸２７の軸方向に沿って相対移動可能に配置され、シリンダ本体２０に固定された部材である筒状支持部材４３に対して移動可能範囲が規制されるように構成されている。

調整ストッパ３３が固定される第２クラッチ３５は、前述のようにリング状又は軸方向長さが短い円筒状の部材として形成され、ネジ軸２７及び後述の調整スリーブ３６の周囲であってガイドチューブ２８の内側に配置されている。そして、第２クラッチ３５は、進出方向Ｘ１における端部においてクラッチナット３０に対して後方側から当接可能に配置され、退避方向Ｘ２における端部において後述の調整バネ３４に当接している。また、第２クラッチ３５における進出方向Ｘ１側の端部の面であってクラッチナット３０に対向する面には、周方向に亘って歯３５ａが形成されている。一方、クラッチナット３０における退避方向Ｘ２側の端部の面であって第２クラッチ３５に対向する面には、周方向に亘って歯３０ｂが形成されている。そして、第２クラッチ３５側の歯３５ａとクラッチナット３０側の歯３０ｂとは、第２クラッチ３５とクラッチナット３０とを係合可能な歯として形成されている。

調整スリーブ３６は、樹脂により形成されることで可撓性を有する筒状の部材として設けられ、ネジ軸２７の周囲に配置されている。そして、調整スリーブ３６には、進出方向Ｘ１側の端部の外周において、凹凸部分として形成された係合部３６ａが設けられている。そして、クラッチナット３０には、退避方向Ｘ２側の端部の内周において、係合部３６ａの凹凸部分と嵌まり合う凹凸部分として形成された被係合部３０ｃが設けられている。調整スリーブ３６とクラッチナット３０とは、調整スリーブ３６側の係合部３６ａとクラッチナット３０側の被係合部３０ｃとが係合することにより、一体に構成されている。

尚、調整スリーブ３６の係合部３６ａは、クラッチナット３０の内周側に形成された被係合部３０ｃに対して内側から係合するように設けられている。そして、調整スリーブ３６の内周とネジ軸２７におけるネジ２７ａのネジ山の頂部との間に形成される隙間の調整スリーブ３６の径方向における寸法が、係合部３６ａと被係合部３０ｃとにおいて互いに嵌まり合う凹凸部分の調整スリーブ３６の径方向における寸法（調整スリーブ３６の径方向における凹凸部分の重なり代）よりも小さくなるように構成されている。

調整バネ３４は、調整スリーブ３６の周囲に配置されたコイル状のバネとして設けられている。そして、調整バネ３４は、一端側が、第２クラッチ３５における退避方向Ｘ２側の端部に当接（又は連結）し、他端側が、調整スリーブ３６における退避方向Ｘ２側の端部に取り付けられてベアリングを有するバネ受け３７を付勢するように、配置されている。これにより、調整スリーブ３６は、一端側が第２クラッチ３５に当接する調整バネ３４の他端側によって退避方向Ｘ２に付勢されるように構成されている。そして、調整バネ３４は、調整スリーブ３６に係合して一体化されたクラッチナット３０を退避方向Ｘ２に向かって付勢可能に構成されている。

また、バネ受け３７は、調整スリーブ３６の外周とガイドチューブ２８の内周との間に配置され、調整スリーブ３６における退避方向Ｘ２の端部の外周に周方向に亘って形成されたフランジ状の突起に係合することでこの調整スリーブ３６に取り付けられている。そして、バネ受け３７は、その外周とガイドチューブ２８の内周との間に形成される隙間のガイドチューブ２８の径方向における寸法がほぼゼロになるように配置されている。バネ受け３７は、その外周とガイドチューブ２８の内周とが摺接するように配置されていてもよい。尚、バネ受け３７にベアリングが設けられているため、調整スリーブ３６が調整バネ３４に対して回転可能に構成されている。

次に、ブレーキシリンダ装置２の斜視図であって切欠き断面で内部の構造を示す図である図３、図１４乃至図１７を参照しつつ、ブレーキシリンダ装置２の作動について説明する。図３は、図４及び図５の断面図に対応する状態を示す図であって、圧力室４４に圧縮空気が供給されておらず、駐車ブレーキ解除用圧力室６１に圧縮空気が供給された状態である。即ち、図３に示す状態のブレーキシリンダ装置２は、ブレーキ力が発生していない状態である。

上記の図３に示す状態から圧力室４４に圧縮空気の供給が開始されると、図３に示す状態から図１４に示す状態に移行して更に図１５に示す状態を経て、最終的に図１６に示す状態に移行することになる。尚、図１４に示す状態は、ピストン２４が、その全工程（フルストローク）のうちの３分の１程度の工程を退避方向Ｘ２に進んだ状態を示している。また、図１５に示す状態は、ピストン２４が、その全工程のうちの３分の２程度の工程を退避方向Ｘ２に進んだ状態を示している。また、図１６に示す状態は、ピストン２４がその全工程を退避方向Ｘ２に進み、ブレーキ力がブレーキ出力部２１から出力されている状態を示している。

図１４乃至図１６に示すように、圧力室４４に圧縮空気が供給されると、ピストン２４が、ロッド付勢バネ２３からロッド２２及び増力機構２５を介して伝達される付勢力に抗して、ガイド軸４７によって移動方向をガイドされながら退避方向Ｘ２に移動する。そして、各傾斜面４８が回動部５０における各ローラ５８を押圧する。これにより、ローラ５８が回転しながら傾斜面４８を転動し、ローラ５８とともに回動本体部材５７が所定の回転方向（ピストン２４側から見て時計回りに回転する方向）に回動する。そして、回動本体部材５７の回動とともに回動部側受け面５５もロッド２２の軸中心を中心として回動することになる。これにより、回動部側受け面５５とロッド側受け面５４とに対してローラカム部材５１が転動しながら回転することになる。

回動本体部材５７の回動に伴ってローラカム部材５１が回転すると、ロッド２２の軸方向に対して傾斜して設けられた回動部側受け面５５に沿ってローラカム部材５１が回転しながら進出方向Ｘ１に移動することになる。このとき、ロッド２２の軸方向に対して傾斜して設けられたロッド側受け面５４が、ローラカム部材５１の回転とともに更に進出方向Ｘ１に押されることになる。これにより、スプライン軸５３との連結によって回転方向の変位が規制されて軸方向のみの移動が許容されたロッド２２が進出方向Ｘ１に移動することになる。

尚、ロッド２２が進出方向Ｘ１に移動すると、ロッド２２とともにガイドチューブ２８及び第１クラッチ３２が進出方向Ｘ１に移動し、更に、第１クラッチ３２に当接するクラッチナット３０、クラッチナット３０に螺合するネジ軸２７、ネジ軸２７に連結されたブレーキ出力部２１も進出方向Ｘ１に移動することになる。そして、ロッド２２とともにブレーキ出力部２１が所定量進出方向Ｘ１に移動し、ピストン２４が全工程を退避方向Ｘ２に移動して停止した図１６に示す状態に至るまでに、一対のブレーキパッド（１３、１３）がブレーキディスク１０１を押圧し、必要なブレーキ力が出力されることになる。

ブレーキが作動した図１６に示す状態からブレーキを解除する場合は、上記とは逆の動作が行われる。即ち、圧力室４４から圧縮空気が排出され、ロッド付勢バネ２３の付勢力によってロッド２２が退避方向Ｘ２に移動を開始し、ロッド側受け面５４によって押されたローラカム部材５１がブレーキ作動時とは逆方向に回転する。そして、ローラカム部材５１が回動部側受け面５５を転動しながら退避方向Ｘ２に移動し、回動本体部材５７がブレーキ作動時とは逆の回転方向（ピストン２４側から見て反時計回りに回転する方向）に回動する。これにより、ローラ５８が回転しながら傾斜面４８を進出方向Ｘ１に押すことになり、ピストン２４が進出方向Ｘ１に移動することになる。そして、圧縮空気の圧力室４４からの排出が完了した状態では、図３に示す状態に戻ることになる。尚、ロッド２２が退避方向Ｘ２に移動すると、ガイドチューブ２８及び前方ストッパ３１も退避方向Ｘ２に移動する。そして、前方ストッパ３１に当接するクラッチナット３０、クラッチナット３０に螺合するネジ軸２７、ネジ軸２７に連結されたブレーキ出力部２１も退避方向Ｘ２に移動することになる。

尚、上述したブレーキ動作及びブレーキ解除動作は、通常の運転時における動作であり、駐車ブレーキ解除用圧力室６１には、常時、圧縮空気が供給された状態が維持されている。これに対し、鉄道車両の駐車が行われて駐車ブレーキ機構２６が用いられる場合には、駐車ブレーキ解除用圧力室６１から圧縮空気が排出される。図１７は、駐車ブレーキ機構２６が作動して駐車ブレーキとしてのブレーキ力が発生している状態を示している。

駐車ブレーキ解除用圧力室６１から圧縮空気が排出されると、駐車ブレーキバネ５９の付勢力によって駐車ブレーキ用ピストン６０が退避方向Ｘ２に付勢されることになる。そして、駐車ブレーキ用ピストン６０が退避方向Ｘ２に移動することで、この駐車ブレーキ用ピストン６０によって付勢されるピストン２４も退避方向Ｘ２に移動することになる。ピストン２４が退避方向Ｘ２に移動すると、前述した通常運転時におけるブレーキ動作と同様に、増力機構２５を介してロッド２２が進出方向Ｘ１に移動し、ブレーキ出力部２１も進出方向Ｘ１に移動する。これにより、駐車ブレーキとしてのブレーキ力が発生することになる。

以上説明したように、ブレーキシリンダ装置２によると、ロッド２２及びピストン２４がシリンダ軸方向に沿った直線方向において進出動作及び退避動作を行うように構成され、更に、ピストン２４がロッド２２の軸周りを囲むように配置されている。このため、シリンダ本体２０の内側におけるピストン２４及びロッド２２の配置スペースを効率化でき、とくにシリンダ軸方向においてピストン２４及びロッド２２の配置スペースを大幅に小さくすることができる。更に、ピストン２４及びロッド２２の配置スペースの効率化によって確保された領域に、ピストン２４からの直線方向の駆動力を回転方向に変換して増力してロッド２２に作用させる増力機構２５を配置することができる。そして、増力された駆動力が作用するロッド２２とともに移動するブレーキ出力部２１からブレーキ力が出力されることになる。このように、ピストン２４及びロッド２２の配置スペースの効率化によってブレーキシリンダ装置２の大型化を抑制して小型化を図ることができるとともに、増力機構２５によってブレーキ力を増加させることができる。

従って、本実施形態によると、装置の大型化を抑制しつつ、ロッド２２とともに移動するブレーキ出力部２１から出力されるブレーキ力を増加させることが可能な小型のブレーキシリンダ装置２を提供することができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、ピストン２４が直線方向に沿って退避方向Ｘ２に移動することで、ピストン２４の移動方向に傾斜して設けられた傾斜面４８によって付勢された回動部５０が回動する。そして、この回動部５０の回動により、回転方向の変位が規制されたロッド２２が進出方向Ｘ１に移動してブレーキ力が出力される。よって、傾斜面４８及び回動部５０を設けるという簡素な構造によって、ピストン２４にて退避方向Ｘ２に発生する駆動力を効率よく変換してロッド２２の進出方向Ｘ１のブレーキ力を発生させることができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、互いに対向するロッド側受け面５４と回動部側受け面５５との間に転動部材であるローラカム部材５１が配置され、ロッド側受け面５４及び回動部側受け面５５がロッド２２の軸方向に傾斜するよう設けられる。このため、回動部５０の回動に伴ってローラカム部材５１の転動を介してロッド２２を進出方向Ｘ１に移動させる構成を簡素な構造で実現することができる。そして、傾斜面４８及び回動部５０の間において退避方向Ｘ２から回転方向に変換された駆動力について、回動部５０とロッド２２との間において回転方向から進出方向Ｘ１に効率よく変換することができる。更に、シリンダ本体２０の径方向（又はロッド２２の径方向）における傾斜面４８及びローラカム部材５１の配置の設定によって、増力の比率を容易に調整することができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、回動部５０から回転方向の力が伝達されるローラカム部材５１が、１つの円周に沿って複数設けられている。このため、回転方向に並んだローラカム部材５１において、伝達される力を効率よく分担して負担でき、１つのローラカム部材５１に作用する力を小さくすることができる。これにより、入手性のよい一般的な剛性の転動部材（ローラカム部材５１）が利用できるため安価となる。また、入手性のよい一般的な剛性の転動部材を利用するために、一つの転動部材の接触面圧を下げようとする場合と比べても、接触面積を広くするために、一つの転動部材を大きくする必要も無いため、転動部材が大型化してしまうことを抑制できる。よって、ブレーキシリンダ装置２の大型化を更に抑制できる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、ロッド側受け面５４及び回動部側受け面５５の両方がロッド２２の軸方向に傾斜して設けられ、それらの間に円錐曲面の一部を成す転動面を有するローラカム部材５１としての転動部材が配置される。このため、転動部材が球状のボール部材として設けられる場合に比して、１つの転動部材に作用する接触面圧を低減することができる。さらに回動部５０の回動に伴って転動部材を介してロッド２２を進出方向Ｘ１に移動させる際における進出ストローク（進出距離）について、より少ない回動部５０の回転量でより大きな進出ストロークを達成する場合において、転動部材としてボール部材を用いる場合は、大径のものが必要となるところ、ローラカム部材５１として設けられた転動部材では、大型化することなく、ロッド２２の軸方向に傾斜するロッド側受け面５４及び回動部側受け面５５の傾斜の勾配をより急峻な勾配に設定することができる。従ってブレーキシリンダ装置２の大型化を効率よく抑制しつつ、進出ストロークを任意かつ容易に確保することができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、駐車ブレーキのブレーキ力を発生させる駐車ブレーキ用バネ５９と、駐車ブレーキ用バネ５９に付勢されてピストン２４を付勢する駐車ブレーキ用ピストン６０と、駐車ブレーキ解除用圧力室６１と、を備える駐車ブレーキ機構２６をブレーキシリンダ装置２に組み込むことができる。そして、ロッド２２の移動方向と平行に移動する駐車ブレーキ用ピストン６０がロッド２２の軸周りを囲むように配置されるため、駐車ブレーキ用ピストン６０の配置スペースについても効率化でき、とくにシリンダ軸方向において駐車ブレーキ用ピストン６０の配置スペースを大幅に小さくすることができる。また、本実施形態によると、駐車ブレーキのブレーキ力として大きなブレーキ力が必要な場合であっても、複数の駐車ブレーキ用バネ５９によって必要なブレーキ力を容易に確保することができる。そして、複数の駐車ブレーキ用バネ５９がシリンダ本体２０の周方向に沿って並ぶように配置されるため、ブレーキ出力部２１等の他の部分との干渉を避けてコンパクトなスペースに容易に駐車ブレーキ用バネ５９を配置することができる。このため、ブレーキシリンダ装置２の軸方向及び径方向において寸法の小型化（即ち、短軸化及び小径化）を図ることができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、駐車ブレーキ用バネ５９がシリンダ本体２０の外側に配置されるため、シリンダ本体２０が大型化してしまうことを抑制できる。そして、シリンダ本体２０の外側において周方向に沿って並ぶように複数の駐車ブレーキ用バネ５９が配置されるため、シリンダ本体２０の外側における余裕のあるスペースに各駐車ブレーキ用バネ５９をコンパクトに配置できる。よって、ブレーキシリンダ装置２の更なる小型化を図ることができる。尚、本実施形態は、ブレーキ動作の際に、ピストン２４及び駐車ブレーキ用ピストン６０が退避方向Ｘ２に移動し、その逆方向の進出方向Ｘ１にロッド２２が移動するブレーキシリンダ装置２として構成されているため、駐車ブレーキ用バネ５９をシリンダ本体２０の外側に配置する構成をより容易に実現することができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、複数の駐車ブレーキ用バネ５９が、ブレーキ出力部２１に対して側方の両側でシリンダ本体２０の径方向と平行に配置される。このため、複数の駐車ブレーキ用バネ５９をブレーキ出力部２１との干渉を避けてスペース効率よくコンパクトに配置することができる。また、ブレーキ出力部２１の側方におけるデッドスペースを有効的に活用し、シリンダ本体２０の周方向に沿って部分的に複数の駐車ブレーキ用バネ５９を効率よく配置することができる。よって、ブレーキシリンダ装置２の軸方向及び径方向において寸法の更なる小型化（即ち、更なる短軸化及び小径化）を図ることができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、ブレーキ動作時は、圧力室４４に圧縮空気が供給されることで、ロッド付勢バネ２３の付勢力に抗するピストン２４からの力が増力機構２５を介して伝達されてロッド２２が移動し、ガイドチューブ２８、第１クラッチ３２、クラッチナット３０及びネジ軸２７を介して、ブレーキ出力部２１が進出方向Ｘ１に移動してブレーキ力が出力される。一方、圧力室４４の圧縮空気が排出されることで、ロッド付勢バネ２３の付勢力によってロッド２２が退避方向Ｘ２に移動し、ガイドチューブ２８、前方ストッパ３１、クラッチナット３０及びネジ軸２７を介してブレーキ出力部２１が退避方向Ｘ２に移動し、ブレーキが解除される。そして、ブレーキパッド１３の摩耗等によって、ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置までの隙間が大きくなった場合、クラッチナット３０、第１クラッチ３２、第２クラッチ３５、ネジ軸２７、ガイドチューブ２８、プッシャーバネ２９、前方ストッパ３１、調整ストッパ３３、調整バネ３４、等を備えて構成される隙間調整機構によって、上記の隙間が自動的に調整されることになる。

隙間調整が行われる場合、まず、ブレーキ動作時には、調整ストッパ３３の移動範囲が規制されることで、調整バネ３４において、退避方向Ｘ２にクラッチナット３０を付勢可能な力が調整バネ３４の蓄力として蓄積される。更に、このときにおいては、調整ストッパ３３が固定された第２クラッチ３５とクラッチナット３０との当接が解除され、第２クラッチ３５とクラッチナット３０との間に隙間が形成されることになる。そして、ブレーキ解除動作時に、ガイドチューブ２８が退避方向Ｘ２に移動を開始すると、プッシャーバネ２９によってネジ軸２７が進出方向Ｘ１に付勢されているため、ネジ軸２７及びブレーキ出力部２１が退避方向Ｘ２に移動せずに、調整バネ３４の蓄力によってクラッチナット３０が退避方向Ｘ２に付勢される状態が生じる。このとき、クラッチナット３０において、第１クラッチ３２との当接が解除されるとともに前方ストッパ３１にも当接していない状態が生じることになり、更にクラッチナット３０は第２クラッチ３５にも当接していないため、クラッチナット３０がネジ軸２７に対して回転可能な状態となる。そして、調整バネ３４の蓄力によってクラッチナット３０が退避方向Ｘ２に移動するようにネジ軸２７に対して回転することになる。その後、クラッチナット３０と第２クラッチ３５との間の隙間が無くなってクラッチナット３０と第２クラッチ３５とが当接し、クラッチナット３０が回転不能な状態となり、ガイドチューブ２８の退避方向Ｘ２への移動に伴い、前方ストッパ３１、クラッチナット３０及びネジ軸２７とともにブレーキ出力部２１が退避方向Ｘ２に移動し、ブレーキが解除されることになる。このように、ブレーキ解除動作の途中でクラッチナット３０がネジ軸２７に対して退避方向Ｘ２に相対移動するため、ネジ軸２７の位置がブレーキ解除動作前の状態よりも進出方向Ｘ１に移動した状態で、ブレーキ解除動作が終了することになる。即ち、ブレーキ動作前の状態に比してネジ軸２７及びブレーキ出力部２１がシリンダ本体２０に対して進出した位置に移動した状態に移行することになる。これにより、ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置までの隙間が自動的に調整されることになる。

上記のように、本実施形態によると、隙間調整機構が、クラッチナット３０、第１クラッチ３２、第２クラッチ３５、ネジ軸２７、ガイドチューブ２８、プッシャーバネ２９、前方ストッパ３１、調整ストッパ３３、調整バネ３４を備えて構成される。このため、特許文献２に開示されたブレーキシリンダ装置のようにゴムなどの弾性変形によって隙間調整が行われるものではなく、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けにくい構成を安価に実現することができる。

従って、本実施形態によると、ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置までの隙間を自動的に調整するための隙間調整機構を有するブレーキシリンダ装置において、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けにくい小型のブレーキシリンダ装置２を安価に提供することができる。

尚、本実施形態に係るブレーキシリンダ装置２によると、隙間調整機構による自動的な隙間調整動作が行われない状態においては、ブレーキ動作時であるかブレーキ解除時であるかに関わらず、第２クラッチ３５とクラッチナット３０とが当接した状態が維持され、第２クラッチ３５とクラッチナット３０とが外れてしまうことが防止されることになる。即ち、隙間調整動作が行われない状態においては、一端側が第２クラッチ３５に当接した調整バネ３４によってクラッチナット３０が退避方向Ｘ２に付勢されていることにより、第２クラッチ３５とクラッチナット３０とが当接した状態が維持される。これにより、隙間調整動作時以外のタイミングにおいて、クラッチナット３０がネジ軸２７に対して回転してしまうことが防止され、振動等によってクラッチナット３０のネジ軸２７に対する位置がずれてしまうことが防止される。

また、本実施形態によると、装置の大型化を抑制しつつブレーキ力を増加させることが可能な小型のディスクブレーキ装置１を提供することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例を実施することができる。

（１）上記の実施形態においては、ブレーキシリンダ装置を作動させるための圧力流体として圧縮空気が用いられる形態を例にとって説明したが、これに限られず、他の圧力流体（例えば、圧油）により作動するものであってもよい。

（２）上記の実施形態においては、増力機構における受け部がロッドと一体に形成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。受け部が、ロッドとは別部材として構成されてロッドに対して固定された形態であってもよい。また、増力機構については、上記の実施形態で例示した形態に限らず、種々変更して実施してもよい。例えば、増力機構が、上述のようにロッドに固定された受け部を備え、回動部が受け部の外周面に形成されたネジ山にねじ込まれるように設けられ、回動部が所定の回転方向に回動することにより、受け部が進出方向に移動するように構成されている形態であってもよい。

（３）上記の実施形態においては、転動部材としてローラカム部材が用いられる形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、球状のボール部材として構成された転動部材が用いられる形態であってもよい。この場合、ロッド側受け面及び回動部側受け面については、ボール部材の形状に応じて曲面状に形成されるとともにロッドの軸方向に対して傾斜した面を有する傾斜溝の形態として構成されていてもよい。また、転動部材の配置や個数、ピストンに設けられる傾斜面の配置や個数については、上記の実施形態で例示した形態に限らず、種々変更して実施してもよい。

（４）上記の実施形態においては、ロッド側受け面及び回動部側受け面の両方ともに、ロッドの軸方向に対して傾斜するように設けられた形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。ロッド側受け面及び回動部側受け面のうちの少なくともいずれかが、ロッドの軸方向に対して傾斜するように設けられた形態を実施してもよい。

（５）上記の実施形態においては、ガイドチューブがロッドに取り付けられる形態を例にとって説明したが、この通りでなくもよく、ガイドチューブが増力機構に取り付けられる形態であってもよい。また、上記の実施形態においては、プッシャーバネがシリンダ本体に固定された部分である増力機構のスプライン軸に対してネジ軸を進出方向に向かって付勢可能に配置された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、プッシャーバネがシリンダ本体又はシリンダ本体に固定されたスプライン軸以外の部分に対してネジ軸を進出方向に向かって付勢可能に配置された形態であってもよい。

（６）上記の実施形態においては、調整ストッパがシリンダ本体に固定された部材に対して移動可能範囲が規制される形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、調整ストッパがシリンダ本体に対して移動可能範囲が規制される形態であってもよい。また、上記の実施形態においては、調整バネの一端側が第２クラッチに対して当接又は連結する形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、調整バネの一端側が調整ストッパに対して当接又は連結する形態であってもよい。尚、調整バネ、調整ストッパ、前方ストッパ、調整スリーブ、バネ受けの形状や配置については、実施形態において例示したものに限らず、変更して実施してもよい。また、クラッチナット、第１クラッチ、第２クラッチの形状についても、変更して実施してもよい。

（７）上記の実施形態においては、前方ストッパのみがガイドチューブの内周に対してネジ結合により固定されている形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、第１クラッチについてもガイドチューブの内周に対してネジ結合により固定されていてもよい。また、前方ストッパが、ガイドチューブの内周に対して圧入により固定されていてもよい。また、上記の実施形態においては、第２クラッチにおけるクラッチナットに対向する面と、クラッチナットにおける第２クラッチに対向する面との両方に、第２クラッチとクラッチナットとを係合可能な歯が形成されている形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、互いに対向する面のいずれか一方に歯が形成されている形態であってもよい。

本発明は、圧力流体によって作動してロッドを移動させるブレーキシリンダ装置、及びそのブレーキシリンダ装置を備えるディスクブレーキ装置に対して広く適用することができる。

２ ブレーキシリンダ装置
２０ シリンダ本体
２１ ブレーキ出力部
２２ ロッド
２３ ロッド付勢バネ
２４ ピストン
２５ 増力機構
４４ 圧力室

Claims (10)

1. 内部が中空に形成されたシリンダ本体と、
   前記シリンダ本体の内側に配置され、シリンダ軸方向に沿った直線方向であって前記シリンダ本体から進出する進出方向とその反対方向に向かって退避する退避方向とにおいて移動自在に設けられたロッドと、
   前記ロッドを前記退避方向に付勢可能なロッド付勢バネと、
   前記シリンダ本体内において、圧力室を区画するとともに前記ロッドの軸周りを周方向に囲むように配置されて前記ロッドの移動方向と平行な直線方向に沿って移動可能に設けられ、前記圧力室に圧力流体が供給されることにより前記ロッド付勢バネの付勢力に抗して前記シリンダ本体に対して前記退避方向に移動するピストンと、
   前記ピストンが前記退避方向に移動すると、前記ピストンにて発生する直線方向の駆動力を回転方向に変換するとともに、前記ロッドを前記進出方向に移動させ、前記ピストンからの駆動力を増力して前記ロッドに対して作用させる増力機構と、
   前記ロッドとともに移動可能に設けられ、前記ロッドが前記進出方向に移動することでブレーキ力を出力可能なブレーキ出力部と、
   を備えていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
2. 請求項１に記載のブレーキシリンダ装置であって、
   前記増力機構は、
   前記ピストンに設けられ、当該ピストンの軸中心を中心とする周方向に沿って延びるとともに当該ピストンの移動方向に対して傾斜するよう設けられた傾斜面と、
   前記ピストンが前記退避方向に移動したときに前記傾斜面によって付勢されて前記ロッドの軸中心を中心として所定の回転方向に回動する回動部と、
   を備え、
   前記ロッドは、前記シリンダ本体に対して当該ロッドの軸中心を中心とする回転方向の変位を規制されるように連結され、前記回動部の所定の回転方向への回動に伴って前記進出方向に移動することを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
3. 請求項２に記載のブレーキシリンダ装置であって、
   前記増力機構は、
   前記ロッドに一体に形成され又は当該ロッドに固定された受け部と、
   前記受け部に設けられ、前記ロッドの軸中心を中心とする周方向に沿って延びるように配置されたロッド側受け面と、
   前記ロッドの軸方向と平行な方向において前記受け部に対して対向するように配置された前記回動部に設けられ、前記回動部の軸中心を中心とする周方向に沿って延びるように配置された回動部側受け面と、
   前記ロッド側受け面及び前記回動部側受け面の間に配置され、当該ロッド側受け面及び当該回動部側受け面に対して転動可能な転動部材と、
   を更に備え、
   前記ロッド側受け面及び前記回動部側受け面のうちの少なくともいずれかは、前記ロッドの軸方向に対して傾斜するように設けられていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
4. 請求項３に記載のブレーキシリンダ装置であって、
   前記転動部材は、前記ロッドの軸中心を中心とした１つの円周に沿って位置するように複数設けられていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載のブレーキシリンダ装置であって、
   前記ロッド側受け面及び前記回動部側受け面の両方ともに、前記ロッドの軸方向に対して傾斜するように設けられ、
   前記転動部材は、回転自在に支持された複数のローラカム部材として設けられ、
   前記ローラカム部材の側面は、円錐曲面の一部を構成するように周方向に延びるとともに前記ロッド側受け面及び前記回動部側受け面に対して転動する転動面として設けられていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のブレーキシリンダ装置であって、
   当該ブレーキシリンダ装置が装備される車両の駐車時に用いられる駐車ブレーキ機構を更に備え、
   前記駐車ブレーキ機構は、
   前記シリンダ本体の周方向に沿って並ぶように配置された複数の駐車ブレーキ用バネと、
   前記シリンダ本体の内側において、前記圧力室とは異なる駐車ブレーキ解除用の第２の圧力室を区画するとともに前記ロッドの軸周りを周方向に囲むように配置されて前記ロッドの移動方向と平行な方向に沿って移動可能に設けられ、前記第２の圧力室から圧力流体が排出されることにより前記駐車ブレーキ用バネの付勢力によって前記シリンダ本体に対して前記退避方向に移動して前記ピストンを付勢する駐車ブレーキ用ピストンと、
   を備えていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
7. 請求項６に記載のブレーキシリンダ装置であって、
   複数の前記駐車ブレーキ用バネは、前記シリンダ本体に対して外側に配置されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
8. 請求項６又は請求項７に記載のブレーキシリンダ装置であって、
   複数の前記駐車ブレーキ用バネは、前記ブレーキ出力部に対して、前記シリンダ本体の径方向と平行な方向において並ぶとともに、側方における両側に配置されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のブレーキシリンダ装置であって、
   前記ブレーキ出力部に連結されるとともに外周にネジが形成されたネジ軸と、
   前記ロッド又は前記増力機構に取り付けられ、前記ネジ軸が内側に配置されるガイドチューブと、
   前記シリンダ本体又は当該シリンダ本体に固定された部分に対して前記ネジ軸を前記進出方向に向かって付勢可能に配置されたプッシャーバネと、
   前記シリンダ本体に対して前記ブレーキ出力部側に配置された前記ネジ軸の先端側に螺合するクラッチナットと、
   前記クラッチナットの前記ガイドチューブに対する移動を規制するように当該クラッチナットに対して前記ブレーキ出力部側である前方側から当接可能に配置され、前記ガイドチューブの前記退避方向の移動とともに当該クラッチナット及び前記ネジ軸を前記退避方向に付勢可能な前方ストッパと、
   前記クラッチナットに対して前記ブレーキ出力部側と反対側である後方側から前記前方ストッパと所定の間隔を介して当該クラッチナットに当接可能に配置された第１クラッチと、
   前記クラッチナット及び前記ガイドチューブに対して前記ネジ軸の軸方向に沿って相対移動可能に配置され、前記シリンダ本体又は当該シリンダ本体に固定された部材に対して移動可能範囲が規制される調整ストッパと、
   前記調整ストッパが固定され、前記クラッチナットに対して前記後方側から当接可能に配置された第２クラッチと、
   一端側が前記調整ストッパ又は前記第２クラッチに対して当接又は連結するとともに、前記クラッチナットを前記退避方向に向かって付勢可能な調整バネと、
   を更に備えていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のブレーキシリンダ装置と、当該ブレーキシリンダ装置が装備されて車両に対して車軸方向に相対変位可能となるように取り付けられたキャリパボディと、を備え、
    前記ブレーキシリンダ装置が作動することで、前記キャリパボディに取り付けられた一対のブレーキパッドにより車軸側のディスクを挟み込んでブレーキ力を発生させることを特徴とする、ディスクブレーキ装置。

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