JP6129971B2 - 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、鉄道車両の駐車時に用いられる駐車バネブレーキ機構が作動可能なブレーキシリンダ装置、及びブレーキシリンダ装置を備えたディスクブレーキ装置に関する。

従来より、鉄道車両用のブレーキ装置に用いられるブレーキシリンダ装置として、駐車バネブレーキ機構が作動可能なブレーキシリンダ装置が知られている。例えば、特許文献１には、ピストンの移動力を、傾斜面を介して押棒（ブレーキ出力部）に伝達する楔体（ブレーキ力伝達部）が設けられたユニットブレーキ（ブレーキシリンダ装置）が開示されている。この構成では、圧力流体が圧力室から排出され、バネの付勢力でブレーキ出力部がブレーキ力伝達部によって押圧されることにより、バネブレーキ手段（駐車バネブレーキ機構）によってブレーキ力を出力することができる。

特開２０１０−１６４１９３号公報

ところで、特許文献１に開示されるブレーキシリンダ装置において、駐車バネブレーキ機構のブレーキ力を上げようとした場合、以下の問題が生じる。具体的には、駐車バネブレーキ機構のブレーキ力を上げようとすると、バネの材質や径を変更してバネ力を上げることが考えられる。しかし、このようなバネの設計変更によりバネ力を上げるには限界があり、所望のブレーキ力を得るためには、駐車バネブレーキ機構のサイズを大きくしなければならない場合がある。そうなると、ブレーキシリンダ装置の大型化、大幅なコストアップ等の問題が生じてしまう。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、装置の大型化及び大幅なコストアップを招来することなく、駐車バネブレーキ機構のブレーキ力を大きくすることである。

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係るブレーキシリンダ装置は、車両の駐車時に用いられ、第１シリンダ部に設けられた第１バネの付勢力により前記第1シリンダ部に設けられた第１ピストンが所定のブレーキ作動方向に移動する駐車バネブレーキ機構と、前記ブレーキ作動方向と交わる方向に沿って進退可能に構成されるブレーキ出力部と、前記第１ピストンとともに前記ブレーキ作動方向へ移動することにより前記ブレーキ出力部を進出方向へ押圧するように傾斜する傾斜面、を有するブレーキ力伝達部とを備え、前記傾斜面は、前記ブレーキ力伝達部における先端側の部分に設けられた第１傾斜面と、該ブレーキ力伝達部における基端側の部分に設けられ前記進出方向に対して前記第１傾斜面よりも大きく傾いている第２傾斜面と、を含む。

この構成では、第１ピストンのブレーキ作動方向への移動に伴い、ブレーキ力伝達部もブレーキ作動方向に移動する。このとき、ブレーキ力伝達部に形成された傾斜部がブレーキ出力部を押圧するため、ブレーキ出力部を進出方向へ移動させてブレーキ力を発生させることができる。

そして、この構成では、ブレーキ力伝達部がブレーキ作動方向へ動き始めた段階で、ブレーキ出力部の進出方向に対する傾斜角度が比較的小さい第１傾斜部によって、ブレーキ出力部を押圧することができる。そうすると、ブレーキ力伝達部のブレーキ作動方向への移動量に対するブレーキ出力部の進出方向への移動量を大きくできる。

また、この構成では、制動対象に対してブレーキ力が出力される段階で、ブレーキ出力部の進出方向に対する傾斜角度が第１傾斜部よりも大きい第２傾斜部によって、ブレーキ出力部を押圧することができる。そうすると、ブレーキ出力部から出力されるブレーキ力を大きくできる。

すなわち、この構成によると、従来と比べて、ブレーキ力伝達部の傾斜部の形状を変更するだけで、駐車バネブレーキ機構から大きなブレーキ力を発生させることができる。こうすると、例えば大きなブレーキ力を得るためにバネの材質又は径の変更を行ったり、当該バネの設計変更に伴うシリンダ形状の変更を行ったりする必要がなくなる。

従って、上記の構成によると、装置の大型化及び大幅なコストアップを招来することなく、駐車バネブレーキ機構のブレーキ力を大きくできる。

そして、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、平坦面で構成されている。

この構成では、ブレーキ力伝達部のブレーキ作動方向への移動量と、ブレーキ出力部の進出方向への移動量との関係を、線形的な関係にすることができる。これにより、所望のブレーキ力を発生させるための空気圧の制御を容易に行うことができる。

（２）好ましくは、前記ブレーキシリンダ装置は、第２シリンダ部に設けられた第２ピストンが前記ブレーキ作動方向に移動する流体ブレーキ機構と、前記第１ピストンの前記ブレーキ作動方向の付勢力を前記第２ピストン又は前記第２ピストンとともに変位する軸部に伝達する伝達機構と、を更に備え、前記流体ブレーキ機構は、前記第２シリンダ部とは別の部材として設けられて該第２シリンダ部内に収容され、内周面を前記第２ピストンが摺動する筒状に形成された内筒部材、を更に有している。

この構成では、鉄道車両の運転時に用いられる流体ブレーキ機構、及び鉄道車両の駐車時に用いられる駐車バネブレーキ機構、の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置を構成することができる。

ところで、流体ブレーキ機構及び駐車バネブレーキ機構の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置において、上述のようにブレーキ力伝達部の傾斜部を構成すると、駐車バネブレーキ機構によるブレーキ力を上げることができる。一方、この場合、流体空気の制御を変更しなければ、流体ブレーキ機構によるブレーキ力も上がってしまう。しかし、流体ブレーキ機構のブレーキ力については、流体圧力の制御を従来と変えることなく、従来と同じ程度に維持したい、という市場の要求があることが想定される。

これに対して、この構成では、流体ブレーキ機構の第２シリンダ部に、筒状に形成された内筒部材を収容している。こうすると、流体ブレーキ機構のシリンダのボア径を、実質的に小さくすることができる。これにより、流体ブレーキ機構の第２ピストンに作用する力を小さくできるため、流体ブレーキ機構を制御するための圧力流体の制御を変えることなく、流体ブレーキ機構によるブレーキ力を、従来と同等に保つことができる。

（３）好ましくは、前記ブレーキ出力部は、軸心が前記進出方向に沿う筒状の部材として設けられたスリーブ部材と、前記スリーブ部材を所定方向へ回転させることにより、該スリーブ部材に対して前記進出方向へ移動する軸部材と、を有し、前記スリーブ部材と一体に回転するラチェット歯車、及び該ラチェット歯車の歯部と噛み合うラチェット爪、を有するラチェット機構と、一端側に前記ラチェット爪が連結された第１リンク部材を有し、該第１リンク部材の他端側、又は一端側が前記第１リンク部材の他端側に対して揺動自在に連結された第２リンク部材に設けられた被押圧部が所定量以上押圧されることにより前記ラチェット爪が前記所定方向と反対方向に移動して前記歯部と噛み合うリンク機構と、
前記被押圧部を押圧することにより前記ラチェット爪を前記所定方向と反対方向に移動させるリンク押圧機構とを有する隙間調整機構を更に備える。

この構成では、ブレーキシリンダ装置による制動対象と、ブレーキ出力部が進出方向への移動によって前記制動対象に押し付けられる部分（例えば一例として、ブレーキパッド）と、の間の隙間（以下、パッド隙間と称する場合もある）を自動で調整できる。やや詳しくは、この構成では、ブレーキ出力部を、ブレーキ出力部の進出方向に沿って互いに対して相対移動可能な２つの部材（スリーブ部材及び軸部材）で構成し、パット隙間が大きくなったときに、軸部材をスリーブ部材に対して進出させることによりパッド隙間を自動で小さくできる。

具体的に、この構成では、パッド隙間が大きくなると、ブレーキ出力部が進出方向へ大きく進出するため、リンク機構に設けられた被押圧部がリンク押圧機構によって大きく押圧されることになる。そして、被押圧部が所定量以上押圧されると、ラチェット爪が所定方向と反対方向に移動して、前記スリーブ部材と一体に回転するラチェット歯車の歯部と噛み合う。

上述のような状態になった後、ブレーキが解除されてブレーキ出力部が退避方向へ移動すると、リンク押圧機構による被押圧部の押圧が解除され、その後、ラチェット歯車が所定方向へ回転する。その結果、軸部材がスリーブ部材に対して進出方向側へ移動するため、パッド隙間を小さくすることができる。

（４）更に好ましくは、前記リンク押圧機構は、基端側の部分である基端側部を中心として揺動可能に形成され、先端側の部分である先端側部が前記被押圧部を押圧するように、前記基端側部と前記先端側部との間に設けられた力点部分が押圧されるてこ部材と、前記第１シリンダ部に対して固定され又は該第１シリンダ部に一体に形成された部材に設けられ、前記ブレーキ出力部の前記進出方向への移動に伴って移動する前記力点部分を押圧する押圧部と、を有している。

この構成では、被押圧部を押圧するリンク押圧機構を、てこ機構を用いて構成している。具体的には、支点部分としての基端側部が揺動自在に設けられたてこ部材の先端側部を、被押圧部を押圧する作用点部分として設け、力点部分として設けられた支点部分と作用点部分との間の部分を押圧部で押圧することにより、被押圧部を押圧している。これにより、押圧部がてこ部材の力点部分に当接してからのブレーキ出力部の移動距離が小さい場合であっても、被押圧部を十分に変位させることができる。こうすると、パッド隙間が僅かに大きくなった場合であっても、そのパッド隙間を小さくすることができる。

（５）更に好ましくは、前記力点部分には、前記押圧部が嵌まり込む凹部が形成されている。

この構成では、力点部分に形成された凹部に押圧部が嵌まり込んだ状態で、押圧部がてこ部材を押圧するため、てこ部材を押圧部によって確実に押圧することができる。

（６）好ましくは、前記てこ部材における前記力点部分と前記先端側部との間の部分は、該てこ部材における前記基端側部と前記力点部分との間の部分が延びる方向よりも、前記被押圧部側へ屈曲している。

この構成では、力点部分に作用する押圧部からの力を、より効率的に被押圧部に伝達することができる。

（７）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係るディスクブレーキ装置は、上述したいずれかのブレーキシリンダ装置と、該ブレーキシリンダ装置が装備されるとともに車両に対して取り付けられるキャリパボディと、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制動力を発生させる。

この構成によると、装置の大型化や大幅なコストアップを招来することなく、駐車バネブレーキ機構のブレーキ力を大きくすることが可能なブレーキシリンダ装置、を備えたディスクブレーキ装置を提供することができる。従って、低コスト且つ小型化された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、装置の大型化や大幅なコストアップを招来することなく、駐車バネブレーキ機構のブレーキ力を大きくできる。

本発明の実施形態に係る鉄道車両用のブレーキシリンダ装置を備えた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。 本発明の実施形態に係る鉄道車両用のブレーキシリンダ装置の縦断面図である。 図３の一部を拡大して示す図であって、流体ブレーキ機構付近の拡大図である。 図３の一部を拡大して示す図であって、駐車バネブレーキ機構付近の拡大図である。 図３のVI−VI線における断面図であって、隙間調整機構の構成を説明するための図である。 図６の矢印VII方向から視た矢視図であって、リンク押圧機構の構成を説明するための図である。 図６に示す隙間調整機構の動作を説明するための図であって、パッド隙間が正常範囲内である場合の動作を示す図である。 図６に示す隙間調整機構の動作を説明するための図であって、パッド隙間が正常範囲外である場合の動作を示す図である。 変形例に係るブレーキシリンダ装置のブレーキ力伝達部の平面図である。

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、本発明の実施形態は、鉄道車両用のブレーキシリンダ装置及びディスクブレーキ装置として広く適用することができるものである。

［ディスクブレーキ装置の全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用のブレーキシリンダ装置２を備えたディスクブレーキ装置１を車軸方向から視た側面図である。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（図示省略）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。

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、ブレーキディスク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。よって、一対のブレーキてこ１５，１５は、バックプレート１２を介してブレーキパッド１３をそれぞれ支持している。

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のハウジング３が取り付けられ、他方のブレーキてこ１５にブレーキ出力部７が取り付けられる。そして、ディスクブレーキ装置１においては、ブレーキシリンダ装置２の作動によりブレーキ出力部７がハウジング３に対して進出する動作（ハウジング３から離れる動作）又は退避する動作（ハウジング３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（制動対象）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（図示省略）の回転が制動される。

［ブレーキシリンダ装置の構成］
次に、本発明の実施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の縦断面図である。また、図４及び図５は、図３の一部の拡大図である。ブレーキシリンダ装置２は、ハウジング３、ブレーキ出力部７、ブレーキ出力部支持機構２０、流体ブレーキ機構３０、駐車バネブレーキ機構４０、軸部５０、伝達機構６０、ロック機構６５、隙間調整機構７０、を備えている。なお、以下では、説明の便宜上、各図面において、上と記載された矢印が指示する方向を上側又は上方、下と記載された矢印が指示する方向を下側又は下方、前と記載された矢印が指示する方向を前側又は前方、後と記載された矢印が指示する方向を後側又は後方、と称する。

［ハウジング］
ハウジング３は、図３に示すように、３つのハウジング部（第１ハウジング部４、第２ハウジング部５、第３ハウジング部６）を有し、これらが組み合わされることによりケース状に形成されている。ハウジング３では、下方から上方へ向かって、第１ハウジング部４、第２ハウジング部５、第３ハウジング部６、の順に配列されている。

第１ハウジング部４は、図５に示すように、下側に底部４ａを有する略円筒状に形成され、内部には、詳しくは後述する第１ピストン４３、第１バネ４４、等が収容されている。

第２ハウジング部５は、図４に示すように、上部及び下部に開口を有する略円筒状に形成され、内部には、詳しくは後述する第２ピストン３３、第２バネ３４、シリンダライナー３２（内筒部材）、等が収容されている。

第３ハウジング部６は、前方及び下方に開口を有するケース状に形成され、内部には、ブレーキ出力部７の一部、ブレーキ出力部支持機構２０、隙間調整機構７０、等が収容されている。第３ハウジング部６の内部における前側の部分には、該第３ハウジング部６の前壁から後方へやや延びる円筒状の前側筒壁部６ａが形成されている。一方、第３ハウジング部６の内部における後側の部分には、該第３ハウジング部６の後壁から前方へやや延びる円筒状の後側筒壁部６ｂが形成されている。

［ブレーキ出力部］
ブレーキ出力部７は、図４等に示すように、前後方向に延びるように設けられ、その後側の部分が第３ハウジング部６に収容される一方、先端側の部分が、第３ハウジング部６の前側に形成された開口を介して前方へ突出している。ブレーキ出力部７は、スリーブ部材８と押棒９（軸部材）とを有している。

スリーブ部材８は、軸心が前後方向に延びるように配置される円筒状の部材で構成されている。スリーブ部材８の内周面には、雌ネジ部８ａが形成されている。

押棒９は、棒状に形成された棒状部９ａと、棒状部９ａの前端部に形成された出力端部９ｂとが一体に形成された部材である。棒状部９ａの後端部には、スリーブ部材８の雌ネジ部８ａと螺合する雄ネジ部９ｃが形成されている。出力端部９ｂは、前後方向に所定の厚みを有する部分であって、上下方向に延びるように設けられている。出力端部９ｂの上端部及び下端部は、それぞれ、支持ピン１５ｂ，１５ｂによって、各ブレーキてこ１５，１５に取り付けられている（図１参照）。これにより、押棒９は、ハウジング３に対する回転が規制される。

［ブレーキ出力部支持機構］
ブレーキ出力部支持機構２０は、上述のように、第３ハウジング部６の内部に収容されている。ブレーキ出力部支持機構２０は、ブレーキ出力部７をハウジング３に対して前後方向に進退可能に支持する機構として設けられている。ブレーキ出力部支持機構２０は、ケース部２１、固定ローラ２４、可動ローラ２５、戻しバネ２６、等を有している。

ケース部２１は、前側ケース部２２と後側ケース部２３とを有している。各ケース部２２，２３は、ともに略円筒状に形成されている。ケース部２１は、前側ケース部２２が後側ケース部２３における前側の部分に嵌合した状態で、前後方向に延びるように設けられている。ケース部２１では、前側の端部が、第３ハウジング部６の前側筒壁部６ａの内壁に対して摺動可能に挿入されている一方、後側の端部が、第３ハウジング部６の後側筒壁部６ｂの内壁に対して摺動可能に挿入されている。これにより、ケース部２１は、ハウジング３に対して前後方向に変位可能な状態となっている。

また、ケース部２１の内側には、スリーブ部材８が、該ケース部２１の軸心と同軸となるように、後側ケース部２３の内周面に嵌合されたスラスト軸受２７を介して該後側ケース部２３に取り付けられている。これにより、スリーブ部材８は、ケース部２１に対して前後方向の位置が規制される一方、ケース部２１に対して回転自在な状態となっている。

固定ローラ２４は、ハウジング３に対する相対位置が固定されるとともに、第３ハウジング部６に回転自在に支持された円筒状のローラとして構成されている。固定ローラ２４は、例えば、ブレーキ出力部７の軸方向と平行な方向であるケース部２１の軸方向に直交する方向において、ケース部２１の両側に一対で設けられている。

可動ローラ２５は、ケース部２１の壁部に対して外側で回転自在に支持された円筒状のローラとして構成されている。可動ローラ２５は、例えば、ケース部２１の軸方向に直交する方向において、ケース部２１の両側に一対で設けられている。そして、各可動ローラ２５は、その外周が各固定ローラ２４に対向する位置で、各固定ローラ２４に対して離間して配置されている。

更に、可動ローラ２５は、回転することで、ハウジング３に対して転動して相対変位可能に支持されている。また、ハウジング３には、ブレーキ出力部７の軸方向とほぼ平行な方向に沿って可動ローラ２５を転動させるガイド（図示省略）が設けられている。

戻しバネ２６は、一端側の端部が第３ハウジング部６の内側の段部に対して当接し、他端側の端部がケース部２１の内側の段部に対して当接するコイルバネとして設けられている。そして、戻しバネ２６は、圧縮された状態で設置されている。

戻しバネ２６は、上記のように設置されていることで、ブレーキ出力部７の軸方向と略平行な方向に沿って、ケース部２１をハウジング３内に収容する退避方向（図３及び図４の矢印Ｂ方向）に付勢するように構成されている。戻しバネ２６が、ケース部２１を退避方向Ｂへ付勢することで、ケース部２１とともにブレーキ出力部７も退避方向Ｂへ付勢される。この戻しバネ２６の付勢力により、ブレーキシリンダ装置２がブレーキ力を解除する際の作動に伴う後述のブレーキ力伝達部３７の変位に伴って、ブレーキ出力部７が、ハウジング３内に退避する方向に移動することになる。

ブレーキシリンダ装置２のブレーキ力を出力する際の作動に伴って第２ピストン３３及びブレーキ力伝達部３７がブレーキ出力部支持機構２０に向かうブレーキ作動方向（図３及び図４の矢印Ｃ方向）に移動すると、固定ローラ２４及び可動ローラ２５は、以下のように動作する。具体的には、固定ローラ２４は、ハウジング３に対して同じ位置で回転する一方、可動ローラ２５は、ブレーキ力伝達部３７の移動に伴って進出方向Ａ（図３及び図４の矢印Ａ方向）に向かって付勢される。

上記により、可動ローラ２５は、回転しながら、ハウジング３に対して転動しながら進出方向Ａに向かって相対移動する。即ち、ブレーキ力伝達部３７の移動に伴い、ブレーキ力伝達部３７の楔状部分３７ａによって、固定ローラ２４と可動ローラ２５との間の間隔が広がるように、可動ローラ２５が駆動される。そして、可動ローラ２５とともに、ケース部２１及びブレーキ出力部７が、進出方向Ａに向かって移動することになる。これにより、一対のブレーキパッド１３が互いに近づく方向へ移動し、ブレーキディスク１０１を挟んで保持する。これにより、車輪の回転が制動されることになる。

［流体ブレーキ機構］
流体ブレーキ機構３０は、圧力流体としての圧縮空気の給排によって作動する。この流体ブレーキ機構３０は、鉄道車両の運転時のブレーキ動作のために用いられる。流体ブレーキ機構３０は、第２ハウジング部５で構成された第２シリンダ部３１と、シリンダライナー３２と、第２ピストン３３と、第２バネ３４と、第２圧力室Ｓ２１とを備えている。

シリンダライナー３２は、円筒状に形成された所定の厚みを有する壁部であって、第２シリンダ部３１の内側に嵌め込まれる。

第２ピストン３３は、平面視で略円状に形成された円板状の部材として設けられている。第２ピストン３３は、外周縁がシリンダライナー３２の内径よりも僅かに小径となるように形成されている。第２ピストン３３は、シリンダライナー３２の内周面に対して進退可能なように、シリンダライナー３２内に配置されている。第２ピストン３３は、シリンダライナー３２内の第２空間Ｓ２を、該第２ピストン３３よりも下側（駐車バネブレーキ機構４０側）の空間である第２圧力室Ｓ２１と、該第２ピストン３３よりも上側（ブレーキ出力部７側）の空間である第２バネ収容空間Ｓ２２とに区画している。

第２ピストン３３には、ブレーキ力伝達部３７が固定されている。ブレーキ力伝達部３７は、第２ピストン３３における第２バネ収容空間Ｓ２２側の部分において、第２ピストン３３からブレーキ出力部７側へ延びるように設けられている。ブレーキ力伝達部３７の形状については、詳しくは後述する。

第２バネ３４は、第２バネ収容空間Ｓ２２に収容されたコイルバネとして設けられている。具体的には、第２バネ３４は、一端側が第２ピストン３３に当接し、他端側がハウジング３に対して固定されたバネ受けプレート３５に当接している。これにより、第２バネ３４は、ハウジング３に対して第２ピストン３３を、ブレーキ作動方向と反対方向であるブレーキ解除方向（図３及び図４の矢印Ｄ方向）へ付勢している。

第２圧力室Ｓ２１は、第２空間Ｓ２内における第２ピストン３３よりも駐車バネブレーキ機構４０側の空間である。第２圧力室Ｓ２１には、該第２圧力室Ｓ２１に対する圧縮空気（圧力流体）の給気及び排気を行うための第２給排ポート３６が設けられている。

［ブレーキ力伝達部の形状］
ブレーキ力伝達部３７は、板状に形成された楔状の部分として設けられた楔状部分３７ａによって構成されている。楔状部分３７ａは、基端側が第２ピストン３３に固定され、ブレーキ作動方向Ｃへ向かって先端側が徐々に先細りするように延びている。

ブレーキ力伝達部３７は、前側の部分に、傾斜面３８（傾斜部）を有している。傾斜面３８は、ブレーキ出力部７の進出方向Ａに対して傾斜している。

傾斜面３８は、第１傾斜面３８ａ（第１傾斜部）及び第２傾斜面３８ｂ（第２傾斜部）を有している。第１傾斜面３８ａは、傾斜面３８における先端側（ブレーキ作動方向Ｃ側）の部分として設けられ、第２傾斜面３８ｂは、傾斜面３８における基端側（ブレーキ解除方向Ｄ側）の部分として設けられている。第２傾斜面３８ｂは、進出方向Ａに対して所定角度（本実施形態では、６０度程度）で傾く第１傾斜面３８ａよりも大きな角度（本実施形態では、８０度程度）で傾いている。

ブレーキシリンダ装置２のブレーキ力を出力する際の作動に伴って第２ピストン３３及びブレーキ力伝達部３７がブレーキ作動方向Ｃ側に向かって移動すると、可動ローラ２５は、ブレーキ力伝達部３７の傾斜面３８によって徐々に進出方向Ａ側へ押圧される。これにより、ブレーキ出力部７は、徐々に進出方向Ａへ移動する。このようにして、第２ピストン３３のブレーキ作動方向Ｃへ移動する力が、該ブレーキ作動方向Ｃと交わる方向である進出方向Ａへブレーキ出力部７が移動する力へ変換される。

そして、ディスクブレーキ装置１では、ブレーキ出力部７が第２傾斜面３８ｂによって押圧されている間に、一対のブレーキパッド１３，１３でブレーキディスク１０１を挟んで保持するように、ブレーキパッド１３とブレーキディスク１０１との間の隙間（以下、パッド隙間と称する場合もある）が設定されている。すなわち、ブレーキ出力部７が第１傾斜面３８ａによって押圧されている間は、一対のブレーキパッド１３，１３はブレーキディスク１０１を挟んで保持しない。

［駐車バネブレーキ機構］
駐車バネブレーキ機構４０は、鉄道車両の駐車時にブレーキ状態を維持するために用いられる駐車用のブレーキ機構として設けられている。駐車バネブレーキ機構４０は、図５に示すように、第１ハウジング部４で構成された第１シリンダ部４１と、第１ピストン４３と、第１バネ４４と、第１圧力室Ｓ１１とを備えている。

第１ピストン４３は、その軸方向と平行に第１シリンダ部４１内で往復動自在に配置されるとともに、第１シリンダ部４１の内壁に対して摺動自在に配置されている。第１ピストン４３は、第２ピストン３３と同一の方向（図５における矢印Ｃ，Ｄ方向）に移動可能に設けられている。第１ピストン４３は、第１シリンダ部４１内の第１空間Ｓ１を、該第１ピストン４３よりも上側の空間である第１圧力室Ｓ１１と、該第１ピストン４３よりも下側の空間である第１バネ収容空間Ｓ１２とに区画している。

第１バネ４４は、第１バネ収容空間Ｓ１２に収容されたコイルバネとして設けられている。具体的には、第１バネ４４は、一端側が第１ピストン４３に当接し、他端側が第１ハウジング部４の底部４ａに当接している。これにより、第１バネ４４は、ハウジング３に対して第１ピストン４３を上側（ブレーキ作動方向Ｃ側）へ付勢している。本実施形態では、第１バネ４４は、第１外側バネ４４ａと、第１内側バネ４４ｂとで構成されている。これら２つのバネ４４ａ，４４ｂは、第１外側バネ４４ａが第１内側バネ４４ｂよりも外側になるように、同心状に配置されている。

第１圧力室Ｓ１１は、第１空間Ｓ１内における第１ピストン４３よりも流体ブレーキ機構３０側の空間である。第１圧力室Ｓ１１には、該第１圧力室Ｓ１１に対する圧縮空気（圧力流体）の給気及び排気を行うための第１給排ポート４６が設けられている。

上述のような構成により、第１ピストン４３は、第１給排ポート４６から第１圧力室Ｓ１１に圧縮空気が供給されると、圧縮された第１バネ４４の弾性回復による付勢力に抗してブレーキ解除方向Ｄに移動する。一方、第１ピストン４３は、第１圧力室Ｓ１１内に供給された圧縮空気が第１給排ポート４６を通じて排出されることで、第１バネ４４の付勢力によりブレーキ作動方向Ｃに移動するように構成されている。

［軸部］
軸部５０は、図５に示すように、スピンドル５１、軸受５２、等を備えて構成されている。そして、軸部５０は、スピンドル５１の端部において第２ピストン３３に連結され、第２ピストン３３とともに変位するように設けられている。

スピンドル５１は、第２ピストン３３からブレーキ解除方向Ｄに向かって突出するように配置されている。このスピンドル５１は、第２ピストン３３とは別体に形成された軸状の部材として設けられている。そして、スピンドル５１は、後述の伝達機構６０とともに駐車バネブレーキ機構４０からの付勢力を第２ピストン３３に伝達するように構成されている。

また、スピンドル５１は、第２ピストン３３に連結される側の端部において、外周に沿って周方向に延びる凸状の段部５１ａが設けられている。そして、第２ピストン３３の径方向における中央部分には、凹み部分が設けられ、この凹み部分の内周には、段部５１ａに対して係合する縁状に形成されたスピンドル保持部３３ａが設けられている。第２ピストン３３におけるスピンドル保持部３３ａは、第２ピストン３３がブレーキ作動方向Ｃに移動するときに、スピンドル５１の端部の段部５１ａと係合し、スピンドル５１をブレーキ作動方向Ｃに付勢する。

軸受５２は、例えば、ボール状の部材として設けられ、駐車バネブレーキ機構４０からの付勢力によってスピンドル５１に作用するスラスト荷重を受ける軸受として構成されている。そして、軸受５２は、第２ピストン３３の中央部分に設けられた上記の凹み部分に配置され、スピンドル５１の端部と第２ピストン３３との間で両者に当接した状態で配置されている。駐車バネブレーキ機構４０からの付勢力は、後述の伝達機構６０、スピンドル５１、及び軸受５２を介して、第２ピストン３３に伝達される。

［伝達機構］
伝達機構６０は、駐車バネブレーキ機構４０における第１ピストン４３のブレーキ作動方向の付勢力を、第２ピストン３３とともに変位する軸部５０に伝達する機構として設けられている。伝達機構６０は、図５に示すように、ねじ部６１、クラッチホイール６２、クラッチスリーブ６３、クラッチボックス６４、等を備えており、第１ピストン４３の径方向における内側に配置されている。

伝達機構６０では、駐車バネブレーキ機構４０が作動すると、第１ピストン４３とともにクラッチスリーブ６３もブレーキ作動方向に移動し、該クラッチスリーブ６３の凹凸歯６３ａとクラッチホイール６２の凹凸歯６２ａとが噛み合う。そうなると、クラッチボックス６４及びクラッチスリーブ６３を介して、クラッチホイール６２のハウジング３に対する回転が規制される。これにより、クラッチホイール６２の内側に形成された雌ネジに対して、スピンドル５１に形成されたねじ部６１が回転不能となり、スピンドル５１と第１ピストン４３とが連結された状態となるため、駐車バネブレーキ機構４０のブレーキ力が、第２ピストン３３、ブレーキ力伝達部３７、ブレーキ出力部７等を介して、車輪に伝達される。

一方、駐車バネブレーキ機構４０が作動していない状態では、クラッチスリーブ６３の凹凸歯６３ａとクラッチホイール６２の凹凸歯６２ａとは、噛み合っていない。このとき、クラッチホイール６２は、クラッチボックス６４（すなわちハウジング３）に対して回転自在な状態となっているため、スピンドル５１は、伝達機構６０に対してブレーキ作動方向に移動可能となる。

［ロック機構］
ロック機構６５は、伝達機構６０を介して、スピンドル５１の第１ピストン４３に対する相対変位を規制して駐車バネブレーキ機構４０を作動させたままロック状態とするように構成されている。具体的には、ロック機構６５は、図５に示すように、ハウジング３の側壁を貫通するように設けられた略棒状のラッチ部材６６を有している。ラッチ部材６６の先端（ハウジング３内側の端部）には、クラッチボックス６４に形成されたラッチ刃６４ａに係合する係合刃６６ａが設けられている。

係合刃６６ａとラッチ刃６４ａとが係合した状態（ロック状態）において駐車バネブレーキ機構４０が作動すると、当該駐車バネブレーキ機構４０のブレーキ力が、第２ピストン３３、ブレーキ力伝達部３７、ブレーキ出力部７等を介して、車輪に伝達される。

一方、駐車バネブレーキ機構４０のブレーキ力が車輪に作用している状態において、ラッチ刃６４ａがハウジング３の外側へ引っ張られて係合刃６６ａとラッチ刃６４ａの係合が解除されると、駐車バネブレーキ機構４０のブレーキ力は車輪に伝達されなくなる。具体的には、係合刃６６ａとラッチ刃６４ａの係合が解除されると、互いに係合されたクラッチホイール６２、クラッチスリーブ６３、及びクラッチボックス６４が、ハウジング３に対して回転自在になる。そうなると、スピンドル５１の第１ピストン４３に対する相対回転が許容された状態となる。従って、第２ピストン３３を付勢する第２バネ３４の付勢力によって、第２ピストン３３とともにスピンドル５１がブレーキ解除方向Ｄに移動することになる。そして、スピンドル５１のブレーキ解除方向Ｄへの移動に伴って、クラッチボックス６４、クラッチスリーブ６３及びクラッチホイール６２がハウジング３に対して回転し、スピンドル５１のブレーキ解除方向Ｄへの移動が許容されることになる。

［隙間調整機構］
隙間調整機構７０は、ブレーキディスク１０１の制動面１０１ａとブレーキパッド１３との間の隙間であるパッド隙間を調整するためのものである。

一般的に、ディスクブレーキ装置では、ブレーキパッドが、ブレーキディスクに押し当てられることにより徐々に摩耗するため、何らかの対策を施さなければ、ディスクブレーキ装置のブレーキ力が減少してしまう場合がある。

これに対して、本実施形態に係るディスクブレーキ装置１では、ブレーキ出力部７を２つの部材（スリーブ部材８及び押棒９）で構成し、隙間調整機構７０によってスリーブ部材８に対する押棒９の位置（突出量）を調整することにより、ブレーキパッド１３と制動面１０１ａとの隙間を調整している。

図６は、隙間調整機構７０の構成を説明するための図である。また、図７は、図６の矢印VII方向から視た矢視図である。隙間調整機構７０は、ラチェット機構７１と、引っ張りバネ７４（付勢部）と、リンク機構７５と、被押圧部７８と、リンク機構保持部８０と、リンク押圧機構９０と、を備えている。隙間調整機構７０は、スリーブ部材８の外周を取り囲むように設けられている。

ラチェット機構７１は、ラチェット歯車７２及びラチェット爪７３を有している。

ラチェット歯車７２は、円板部７２ａと、円板部７２ａの外縁部に環状に配列された複数の歯部７２ｂとを有し、これらが一体に形成されている。円板部７２ａの中央部分には貫通孔７２ｃが形成されている。この貫通孔７２ｃには、スリーブ部材８が挿通している。ラチェット歯車７２とスリーブ部材８とは、キー結合によって互いに対して固定されている。

ラチェット歯車７２は、ラチェット爪７３によって、一方向（図６（Ａ）の白抜き矢印で示す所定方向）のみに回転可能なように構成されている。具体的には、ラチェット歯車７２は、該ラチェット歯車７２の歯部７２ｂに係合するラチェット爪７３に押圧されることにより、押棒９に対してスリーブ部材８が退避方向Ｂへ移動する方向に回転する。

ラチェット爪７３は、一端側（後端側）がリンク機構７５の一端側に揺動自在に連結された状態で、ラチェット歯車７２の外側に配置されている。ラチェット爪７３の他端部（先端部）は、歯部７２ｂと係合可能な係合部７３ａとして設けられている。

リンク機構保持部８０は、リンク機構７５を揺動自在に保持するためのものである。リンク機構保持部８０は、例えば一例として、スリーブ部材８の外周を囲む環状に形成され、スリーブ軸受（図示省略）を介してスリーブ部材８に取り付けられている。リンク機構保持部８０は、スリーブ部材８に対する前後方向の移動が規制されている一方、スリーブ部材８に対する回転は許容されている。具体的には、リンク機構保持部８０は、スリーブ部材８とともに前後方向に変位する一方、ハウジング３に対して回転しないように設けられている。

引っ張りバネ７４は、一端側が、リンク機構保持部８０に形成された第１支持部８１に取り付けられている一方、他端側がラチェット爪７３に取り付けられている。引っ張りバネ７４は、ラチェット爪７３を、図６（Ａ）の白抜き矢印で示す前記一方向に沿う方向に向かって付勢する。

リンク機構７５は、２つのリンク部材（第１リンク部材７６及び第２リンク部材７７）を有している。各リンク部材７６，７７は、略棒状に形成されている。

第１リンク部材７６は、一端側の部分が、ラチェット爪７３の一端側（後端側）に揺動自在に連結される一方、他端側の部分が、第２リンク部材７７の一端側の部分に揺動自在に連結される。第１リンク部材７６は、該第１リンク部材７６が延びる方向における中途部分が、リンク機構保持部８０に形成された第２支持部８２によって揺動自在に支持されている。

第２リンク部材７７は、一端側の部分が、第１リンク部材７６の他端側の部分に揺動自在に連結される一方、他端側の部分が、リンク機構保持部８０に形成された円環部８３に挿通されている。第２リンク部材７７に形成された段差部７７ａと円環部８３との間は、コイルバネ８４が設けられている。これにより、第２リンク部材７７は、該第２リンク部材７７の他端側から一端側へ向かって、コイルバネ８４によって付勢されている。また、円環部８３には、歯押さえ部８５が固定されている。この歯押さえ部８５は、ラチェット歯車７２が自由に回転してしまうのを防止するためのものである。

被押圧部７８は、詳しくは後述するリンク押圧機構９０によって押圧される部分である。被押圧部７８は、第２リンク部材の前記一端側の部分に回転自在に連結されたローラ状の部材によって構成されている。

リンク押圧機構９０は、被押圧部７８を押圧することにより、リンク機構７５の第２リンク部材７７を押圧するように構成されている。リンク押圧機構９０は、図７に示すように、てこ部材９１と、てこ押圧部９８と、を有している。

てこ部材９１は、被押圧部７８付近に設けられた部材であって、てこ押圧部９８によって押圧されることにより、被押圧部７８を押圧する。てこ部材９１は、基端側の部分である基端側部から延びる第１部分９２と、該第１部分９２の先端部から折れ曲がって被押圧部７８側へ延びる第２部分９３と、を有し、これらが一体に形成されている。てこ部材９１の基端側部は、てこの支点部分９４として設けられ、リンク機構保持部８０に形成された支点支持部８６に対して揺動自在に連結されている。また、てこ部材９１の先端側の部分である先端側部（てこ部材９１が延びる方向における基端側部と反対側の部分）は、被押圧部７８を押圧する作用点部分９５として設けられている。また、第１部分９２と第２部分９３との間の部分である屈曲部は、力点部分９６として設けられている。力点部分９６には、凹部９６ａが形成されている。

てこ押圧部９８は、基部９８ａとローラ部９８ｂとを有している。基部９８ａは、略円柱状に形成されていて、図４に示すように、第３ハウジング部６内における前側から後側へ延びるように、第３ハウジング部６の前側の壁部に固定されている。ローラ部９８ｂは、基部９８ａの先端部（基部９８ａの後側の端部）に対して回転自在に連結されている。

［流体ブレーキ機構の動作］
以下において、流体ブレーキ機構３０及び駐車バネブレーキ機構４０の基本的な動作について説明する。まず、流体ブレーキ機構３０の基本動作について説明する。

図３は、流体ブレーキ機構３０とバネブレーキ機構４０とがいずれも動作しておらず緩められた状態にあるディスクブレーキ装置１及びブレーキシリンダ装置２を示している。例えば、鉄道車両の運転中でブレーキ動作が行われていないときは、図３に示す状態となる。この状態では、第２給排ポート３６を介した圧縮空気の第２圧力室Ｓ２１への供給は行われないように制御されている。そして、第２圧力室Ｓ２１内の圧縮空気は第２給排ポート３６を介して自然に排出される。このため、第２シリンダ部３１内において第２バネ３４によって第２ピストン３３がブレーキ解除方向Ｄに移動した状態となっている。

一方、図３に示す状態においては、第１給排ポート４６を介して圧縮空気が第１圧力室Ｓ１１に供給される。このため、第１圧力室Ｓ１１に供給された圧縮空気の作用による付勢力によって第１ピストン４３が第１バネ４４の付勢力に抗してブレーキ解除方向Ｄに移動した状態となっている。この状態では、クラッチホイール６２の凹凸歯６２ａとクラッチスリーブ６３の凹凸歯６３ａとは噛み合っておらず、空隙が形成された状態になっている。

上述のような状態において、圧縮空気が第２給排ポート３６を介して第２圧力室Ｓ２１に供給されることで流体ブレーキ機構３０が作動する。このとき、第２圧力室Ｓ２１に供給された圧縮空気の作用による付勢力によって第２ピストン３３が第２バネ３４の付勢力に抗してブレーキ作動方向Ｃに移動する。これにより、第２ピストン３３とともにブレーキ力伝達部３７もブレーキ作動方向Ｃに移動する。これにより、ブレーキ出力部７が、可動ローラ２５を介してブレーキ力伝達部３７の傾斜面３８によって徐々に押圧されて進出方向Ａ側に付勢されるため、進出方向Ａ側に向かって移動する。その結果、一対のブレーキパッド１３が互いに近づく方向へ移動し、ブレーキディスク１０１を挟んで保持する。これにより、車輪の回転が制動されることになる。

［駐車バネブレーキ機構の動作］
次に、駐車バネブレーキ機構４０の作動について説明する。駐車バネブレーキ機構４０は、流体ブレーキ機構３０が作動して完全に鉄道車両が停止した状態で、用いられる。そして、駐車バネブレーキ機構４０の作動は、流体ブレーキ機構３０が作動したままの状態で行われる。即ち、第２圧力室Ｓ２１に圧縮空気が供給されて第２ピストン３３がブレーキ作動方向Ｃに付勢されている状態で、駐車バネブレーキ機構４０の作動が開始される。

駐車バネブレーキ機構４０は、第１圧力室Ｓ１１から第１給排ポート４６を介して圧縮空気が排出されることで作動する。第１圧力室Ｓ１１内に供給されていた圧縮空気が第１給排ポート４６を介して排出されると、第１バネ４４の付勢力によって第１ピストン４３がブレーキ作動方向Ｃに移動する。第１ピストン４３がブレーキ作動方向Ｃに移動すると、第１ピストン４３とともにクラッチスリーブ６３もブレーキ作動方向Ｃに移動する。そして、クラッチスリーブ６３がクラッチホイール６２に当接し、クラッチホイール６２の凹凸歯６２ａとクラッチスリーブ６３の凹凸歯６３ａとが噛み合う。

上記の状態では、ラッチ部材６６の係合刃６６ａとクラッチボックス６４のラッチ刃６４ａとが係合し、クラッチボックス６４のハウジング３に対する相対回転が規制されている。更に、クラッチボックス６４に対してもクラッチスリーブ６３の相対回転が規制されている。このため、凹凸歯６２ａと凹凸歯６３ａとが噛み合うと、ハウジング３に対して、クラッチボックス６４及びクラッチスリーブ６３を介して、クラッチホイール６２の回転が規制されることになる。これにより、クラッチホイール６２の回転が止められてスピンドル５１と第１ピストン４３とが連結された状態となる。そして、この状態では、ロック機構６５により、駐車バネブレーキ機構４０は、作動した状態のままロックされたロック状態となっている。このロック状態では、車輪の回転が制動された状態、即ち、駐車バネブレーキ機構４０が作動した状態が維持される。尚、駐車バネブレーキ機構４０を一旦作動させた状態では、第２圧力室Ｓ２１への圧縮空気の供給が行われず、徐々に、第２圧力室Ｓ２１から圧縮空気が排出された状態となる。

［隙間調整機構の動作］
次に、隙間調整機構７０の動作について説明する。図８及び図９は、隙間調整機構７０の動作を説明するための図であって、図８は、パッド隙間が正常範囲内である場合の動作を示す図、図９は、パッド隙間が正常範囲外である場合の動作を示す図、である。

図８を参照して、パッド隙間が正常範囲内である場合、隙間調整機構７０は、以下のように動作する。ブレーキシリンダ装置２が緩め状態の場合（流体ブレーキ機構３０及び駐車バネブレーキ機構４０がともに作動していない状態）では、隙間調整機構７０は、図８（Ａ）に示す状態となっている。具体的には、このとき、ブレーキ出力部７は退避方向Ｂ側に位置しているため、被押圧部７８及びてこ部材９１も退避方向Ｂ側に位置することになる。従って、被押圧部７８は、図８（Ａ）に示すように、リンク押圧機構９０によって押圧されていない状態となっている。この状態では、第２リンク部材７７が、コイルバネ８４及び引っ張りバネ７４によって上方に押し上げられ、これにより第１リンク部材７６がラチェット爪７３を下方へ押圧している。このとき、ラチェット爪７３の係合部７３ａは、ラチェット歯車７２の歯部７２ｂと係合していない。

図８（Ａ）の状態において、流体ブレーキ機構３０又は駐車バネブレーキ機構４０が作動すると、ブレーキ出力部７が進出方向Ａ側に位置した状態となる。このとき、ブレーキ出力部７のスリーブ部材８とともにてこ部材９１及び被押圧部７８も進出方向Ａ側へ移動し、てこ部材９１が押圧部９８に押圧されることにより、てこ部材９１が被押圧部７８を押圧する。これにより、第２リンク部材７７が、コイルバネ８４及び引っ張りバネ７４の付勢力に抗して下方に押し上げられ、これにより第１リンク部材７６がラチェット爪７３を上方へ引き上げる（図８（Ｂ）参照）。

ここで、図８に示す状態は、パッド隙間が正常範囲内であり、比較的小さいため、リンク機構７５によるラチェット爪７３の引張量は、比較的小さい。その結果、ラチェット爪７３の係合部７３ａは、ラチェット歯車７２の歯部７２ｂと係合することなく、該歯部７２ｂの先端部をスライドする（図８（Ｂ）参照）。従って、図８（Ｂ）に示す状態から再び緩め状態（図８（Ａ）に示す状態）になっても、ラチェット歯車７２は回転しないため、パッド隙間は変化しない。

次に、図９を参照して、パッド隙間が正常範囲外である場合（すなわち、パット隙間が大きい場合）、隙間調整機構７０は、以下のように動作する。ブレーキシリンダ装置２が緩め状態の場合（流体ブレーキ機構３０及び駐車バネブレーキ機構４０がともに作動していない状態）では、隙間調整機構７０は、図９（Ａ）に示す状態となっている。これは、図８（Ａ）に示す状態と同じ状態である。すなわち、被押圧部７８がリンク押圧機構９０によって押圧されておらず、ラチェット爪７３の係合部７３ａがラチェット歯車７２の歯部７２ｂと係合していない状態である。

図９（Ａ）の状態において、流体ブレーキ機構３０又は駐車バネブレーキ機構４０が作動すると、ブレーキ出力部７が進出方向Ａ側に位置した状態となる。このとき、ブレーキ出力部７のスリーブ部材８とともにてこ部材９１及び被押圧部７８も進出方向Ａ側へ移動し、てこ部材９１が押圧部９８に押圧されることにより、てこ部材９１が被押圧部７８を押圧する。これにより、第２リンク部材７７が図８における下方に押し上げられて、これにより第１リンク部材７６がラチェット爪７３を上方へ引き上げる。

ここで、図９に示す状態では、パッド隙間が正常範囲外であり、比較的大きいため、ラチェット爪７３は、リンク機構７５によって比較的大きく引き上げられる。よって、図８に示す場合と異なり、ラチェット爪７３の係合部７３ａの先端部は、ラチェット歯車７２の歯部７２ｂと対向する位置まで引き上げられる（図９（Ｂ）参照）。

そして、図９（Ｂ）に示す状態から再び緩め状態に戻す過程では、リンク押圧機構９０による被押圧部７８への押圧が解除されるとともに、ラチェット爪７３が引っ張りバネ７４によって下方へ引っ張られる。これにより、ラチェット歯車７２が図９（Ｃ）の白抜き矢印方向に回転するため、スリーブ部材８が、押棒９に対して退避方向Ｂ側へ移動する。すなわち、スリーブ部材８に対する押棒９の進出方向Ａ側への突出量が大きくなるため、パッド隙間が小さくなる。

［ブレーキ力伝達部の傾斜面の形状について］
ところで、市場では、大きなブレーキ力を有する駐車バネブレーキが求められる場合がある。具体的には、重量の大きい鉄道車両、傾斜面に駐車される鉄道車両等については、駐車バネブレーキ力を大きくすることが求められる。

駐車バネブレーキ力を大きくするためには、バネの材質や径を変更してバネ力を上げることが考えられる。しかし、このようなバネの設計変更によりバネ力を上げるには限界があり、所望のブレーキ力を得るためには、駐車バネブレーキ機構のサイズを大きくしなければならない場合がある。そうなると、ブレーキシリンダ装置の大型化、大幅なコストアップ等の問題が生じてしまう。

これに対して、本実施形態に係るブレーキシリンダ装置２では、ブレーキ力伝達部３７におけるブレーキ出力部７を押圧する傾斜面３８を、複数の傾斜面で構成している。具体的には、ブレーキ力伝達部３７の先端側に、ブレーキ出力部７の進出方向Ａに対する傾斜角度が小さい第１傾斜面３８ａを設け、基端側に、進出方向Ａに対する傾斜角度が大きい第２傾斜面３８ｂを設けている。

そして、上述のように、流体ブレーキ機構３０の作動では、流体ブレーキ機構３０の作動開始時においては、第１傾斜面３８ａがブレーキ出力部７を押圧している。一方、その後は、第２傾斜面３８ｂがブレーキ出力部７を押圧している。

上述のように、ブレーキ出力部７の進出方向Ａに対する傾斜角度は、第１傾斜面３８ａよりも第２傾斜面３８ｂの方が大きい。この場合、第１傾斜面３８ａでブレーキ出力部７を押圧している間（すなわち、ブレーキパッド１３によってブレーキディスク１０１が挟まれる前の段階）は、ブレーキ力伝達部３７のブレーキ作動方向Ｃへの移動距離に対するブレーキ出力部７の進出方向Ａへの移動距離を大きくすることができる。

また、本実施形態では、パッド隙間は、第２傾斜面３８ｂでブレーキ出力部７を押圧している間にブレーキパッド１３によってブレーキディスク１０１が挟まれるような長さ、に設定されている。従って、進行方向Ａに対する第２傾斜面３８ｂの傾斜角度を大きくすることで（言い換えれば、進行方向Ａに対する第２傾斜面３８ｂの角度を９０度に近づけることで）、バネブレーキ力を大きくすることができる。

すなわち、ブレーキシリンダ装置２のように、ブレーキ力伝達部３７の先端側に、比較的傾斜角度が小さい第１傾斜面３８ａを設けることで、ブレーキ力が発生する前の段階において、ブレーキ出力部７の進出方向Ａへの移動距離を大きくすることができる。一方、基端側に第１傾斜面３８ａよりも傾斜角度が大きい第２傾斜面３８ｂを設けることで、ブレーキ力が発生する段階において、大きなブレーキ力を発生することができる。

［シリンダライナーについて］
ところで、ブレーキ力伝達部３７において、ブレーキ力を発生させる傾斜面（第２傾斜面３８ｂ）の傾斜角度を上述のように大きくすると、駐車バネブレーキ機構によるブレーキ力だけでなく、流体ブレーキ機構によるブレーキ力も大きくなる。しかし、流体ブレーキのブレーキ力については、圧縮空気の空気圧制御の観点等から、従来と同様に維持したい要求があることが想定される。

これに対して、本実施形態に係る本実施形態に係るブレーキシリンダ装置２では、流体ブレーキ機構３０の第２シリンダ部３１内に、円筒状のシリンダライナー３２を収容している。すなわち、ブレーキシリンダ装置２では、流体ブレーキ機構３０のシリンダのボア径を、実質的に小さくしている。こうすると、流体ブレーキ機構３０の第２ピストン３３に作用する力を小さくできるため、流体ブレーキ機構３０を制御するための圧縮空気の制御を変えることなく、流体ブレーキ機構３０によるブレーキ力を、従来と同等に保つことができる。

すなわち、ブレーキシリンダ装置２では、従来と比べて大きな設計変更及び空気圧制御変更をすることなく、流体ブレーキ機構３０によるブレーキ力を従来と同様に維持しつつ、駐車バネブレーキ機構４０によるブレーキ力を大きくすることができる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係るブレーキシリンダ装置２によると、第１ピストン４３のブレーキ作動方向Ｃへの移動に伴い、ブレーキ力伝達部３７もブレーキ作動方向Ｃに移動する。このとき、ブレーキ力伝達部３７に形成された傾斜部３８がブレーキ出力部７を押圧するため、ブレーキ出力部７を進出方向Ａへ移動させてブレーキ力を発生させることができる。

そして、ブレーキシリンダ装置２では、ブレーキ力伝達部３７がブレーキ作動方向Ｃへ動き始めた段階で、ブレーキ出力部７の進出方向Ａに対する傾斜角度が比較的小さい第１傾斜部３８ａによって、ブレーキ出力部７を押圧することができる。そうすると、ブレーキ力伝達部３８のブレーキ作動方向Ｃへの移動量に対するブレーキ出力部７の進出方向Ａへの移動量を大きくできる。

また、ブレーキシリンダ装置２では、制動対象に対してブレーキ力が出力される段階で、ブレーキ出力部７の進出方向Ａに対する傾斜角度が第１傾斜部３８ａよりも大きい第２傾斜部３８ｂによって、ブレーキ出力部７を押圧することができる。そうすると、ブレーキ出力部７から出力されるブレーキ力を大きくできる。

すなわち、ブレーキシリンダ装置２によると、従来と比べて、ブレーキ力伝達部３７の傾斜部３８の形状を変更するだけで、駐車バネブレーキ機構４０から大きなブレーキ力を発生させることができる。こうすると、例えば大きなブレーキ力を得るためにバネの材質又は径の変更を行ったり、当該バネの設計変更に伴うシリンダ形状の変更を行ったりする必要がなくなる。

従って、ブレーキシリンダ装置２によると、装置の大型化及び大幅なコストアップを招来することなく、駐車バネブレーキ機構４０のブレーキ力を大きくできる。

また、ブレーキシリンダ装置２では、第１傾斜面３８ａ及び第２傾斜面３８ｂを平坦面で構成している。こうすると、ブレーキ力伝達部３７のブレーキ作動方向Ｃへの移動量と、ブレーキ出力部７の進出方向Ａへの移動量との関係を、線形的な関係にすることができる。これにより、所望のブレーキ力を発生させるための空気圧の制御を容易に行うことができる。

また、ブレーキシリンダ装置２では、流体ブレーキ機構３０のシリンダ部である第２シリンダ部３１の内側に円筒状の部材であるシリンダライナー３２を収容している。こうすると、流体ブレーキ機構３０のシリンダのボア径を、実質的に小さくすることができる。これにより、流体ブレーキ機構３０の第２ピストン３３に作用する力を小さくできるため、流体ブレーキ機構３０を制御するための圧力流体の制御を変えることなく、流体ブレーキ機構３０によるブレーキ力を、従来と同等に保つことができる。しかも、シリンダライナー３２を、第２シリンダ部３１とは別の部材として構成することで、従来のブレーキシリンダ装置において用いられる各構成部品の形状を変えることなく、流体ブレーキ機構３０のブレーキ力を従来と同等に維持できる。

また、ブレーキシリンダ装置２では、パッド隙間を自動で調整できる。やや詳しくは、この構成では、ブレーキ出力部７を、ブレーキ出力部７の進出方向に沿って互いに対して相対移動可能な２つの部材（スリーブ部材８及び押棒９）で構成し、パット隙間が大きくなったときに、押棒９をスリーブ部材８に対して進出させることによりパッド隙間を自動で小さくできる。

具体的に、ブレーキシリンダ装置２では、パッド隙間が大きくなると、ブレーキ出力部７が進出方向へ大きく進出するため、リンク機構７５に設けられた被押圧部７８がリンク押圧機構９０によって大きく押圧されることになる。そして、被押圧部７８が所定量以上押圧されると、ラチェット爪７３が所定方向（図６の白抜き矢印方向）と反対方向に移動して、スリーブ部材８と一体に回転するラチェット歯車７２の歯部７２ｂと噛み合う。

上述のような状態になった後、ブレーキが解除されてブレーキ出力部７が退避方向Ｂへ移動すると、リンク押圧機構９０による被押圧部７８の押圧が解除されるため、引っ張りバネ７４によってラチェット爪７３が付勢されてラチェット歯車７２が所定方向（図６の白抜き矢印方向）へ回転する。その結果、押棒９がスリーブ部材８に対して進出方向Ａ側へ移動するため、パッド隙間を小さくすることができる。

そして、ブレーキシリンダ装置２では、被押圧部７８を押圧するリンク押圧機構９０を、てこ機構を用いて構成している。これにより、押圧部９８がてこ部材９１の力点部分９６に当接してからのブレーキ出力部７の移動距離が小さい場合であっても、被押圧部７８を十分に変位させることができる。これにより、パッド隙間が僅かに大きくなった場合であっても、そのパッド隙間を小さくすることができるブレーキシリンダ装置２を提供できる。

また、ブレーキシリンダ装置２では、力点部分９６に形成された凹部９６ａに押圧部９８のローラ部９８ｂが嵌まり込んだ状態で、ローラ部９８ｂがてこ部材９１を押圧するため、てこ部材９１を押圧部９８によって確実に押圧することができる。

また、ブレーキシリンダ装置２では、てこ部材９１における力点部分９６と作用点部分９５との間の部分は、てこ部材９１における支点部分９４と力点部分９５との間の部分が延びる方向よりも、被押圧部７８側へ屈曲している。これにより、力点部分９６に作用する押圧部９８からの力を、より効率的に被押圧部７８に伝達することができる。

また、ディスクブレーキ装置１によると、装置の大型化や大幅なコストアップを招来することなく、駐車バネブレーキ機構４０のブレーキ力を大きくすることが可能なブレーキシリンダ装置２、を備えたディスクブレーキ装置を提供することができる。従って、低コスト且つ小型化されたディスクブレーキ装置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。例えば、次のような変形例を実施してもよい。

（１）図１０は、変形例に係るブレーキシリンダ装置のブレーキ力伝達部５７の形状を説明するための平面図である。本変形例のブレーキ力伝達部５７の傾斜面５８は、基端側の部分に、上記実施形態の場合と同様、平坦面で構成された第２傾斜面５８ｂを有している。しかし、先端側の部分には、上記実施形態の場合と異なり、曲面で構成された第２傾斜面５８ａを有している。このような構成であっても、上記実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。

（２）上記実施形態の場合、傾斜面３８は、２つの傾斜面３８ａ，３８ｂで構成されているが、これに限らず、３つ以上の傾斜面で構成されていてもよい。

（３）また、上述の実施形態では、第２シリンダ部３１内にシリンダライナー３２を設けることにより、流体ブレーキ機構３０のシリンダのボア径を実質的に小さくして、圧縮空気圧を従来と同じように制御しているが、これに限らない。具体的には、シリンダライナー３２を設けずに、圧縮空気圧の制御を従来と変更することで、流体ブレーキ機構３０のブレーキ力を制御してもよい。

本発明は、鉄道車両の駐車時に用いられる駐車バネブレーキ機構が作動可能なブレーキシリンダ装置に用いることができる。

１ ディスクブレーキ装置
２ ブレーキシリンダ装置
７ ブレーキ出力部
３７ ブレーキ力伝達部
３８ 傾斜面
３８ａ 第１傾斜面
３８ｂ 第２傾斜面
４０ 駐車バネブレーキ機構
４１ 第１シリンダ部
４３ 第１ピストン
４４ 第１バネ
Ｓ１１ 第１圧力室

Claims (7)

1. 車両の駐車時に用いられ、第１シリンダ部に設けられた第１バネの付勢力により前記第１シリンダ部に設けられた第１ピストンが所定のブレーキ作動方向に移動する駐車バネブレーキ機構と、
   前記ブレーキ作動方向と交わる方向に沿って進退可能に構成されるブレーキ出力部と、
   前記第１ピストンとともに前記ブレーキ作動方向へ移動することにより前記ブレーキ出力部を進出方向へ押圧するように傾斜する傾斜面、を有するブレーキ力伝達部と
   を備え、
   前記傾斜面は、前記ブレーキ力伝達部における先端側の部分に設けられた第１傾斜面と、該ブレーキ力伝達部における基端側の部分に設けられ前記進出方向に対して前記第１傾斜面よりも大きく傾いている第２傾斜面と、を含み、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、平坦面で構成され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において、
   第２シリンダ部に設けられた第２ピストンが前記ブレーキ作動方向に移動する流体ブレーキ機構と、
   前記第１ピストンの前記ブレーキ作動方向の付勢力を前記第２ピストン又は前記第２ピストンとともに変位する軸部に伝達する伝達機構と、
   を更に備え、
   前記流体ブレーキ機構は、前記第２シリンダ部とは別の部材として設けられて該第２シリンダ部内に収容され、内周面を前記第２ピストンが摺動する筒状に形成された内筒部材、を更に有していることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のブレーキシリンダ装置において、
   前記ブレーキ出力部は、
   軸心が前記進出方向に沿う筒状の部材として設けられたスリーブ部材と、
   前記スリーブ部材を所定方向へ回転させることにより、該スリーブ部材に対して前記進出方向へ移動する軸部材と、
   を有し、
   前記スリーブ部材と一体に回転するラチェット歯車、及び該ラチェット歯車の歯部と噛み合うラチェット爪、を有するラチェット機構と、
   一端側に前記ラチェット爪が連結された第１リンク部材を有し、該第１リンク部材の他端側、又は一端側が前記第１リンク部材の他端側に対して揺動自在に連結された第２リンク部材に設けられた被押圧部が所定量以上押圧されることにより前記ラチェット爪が前記所定方向と反対方向に移動して前記歯部と噛み合うリンク機構と、
   前記被押圧部を押圧することにより前記ラチェット爪を前記所定方向と反対方向に移動させるリンク押圧機構と
   を有する隙間調整機構を更に備え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において、
   前記リンク押圧機構は、
   基端側の部分である基端側部を中心として揺動可能に形成され、先端側の部分である先端側部が前記被押圧部を押圧するように、前記基端側部と前記先端側部との間に設けられた力点部分が押圧されるてこ部材と、
   前記第１シリンダ部に対して固定され又は該第１シリンダ部に一体に形成された部材に設けられ、前記ブレーキ出力部の前記進出方向への移動に伴って移動する前記力点部分を押圧する押圧部と、
   を有し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４に記載のブレーキシリンダ装置において、
   前記力点部分には、前記押圧部が嵌まり込む凹部が形成さ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４又は請求項５に記載のブレーキシリンダ装置において、
   前記てこ部材における前記力点部分と前記先端側部との間の部分は、該てこ部材における前記基端側部と前記力点部分との間の部分が延びる方向よりも、前記被押圧部側へ屈曲し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１から請求項６のいずれか１項に記載のブレーキシリンダ装置と、
   前記ブレーキシリンダ装置が装備されるとともに車両に対して取り付けられるキャリパボディと、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、制動対象としての車軸側のディスクを挟み込んで制動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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