JP7088755B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ装置に関する。

従来、特に強力な制動力が要求される鉄道車両用のブレーキ装置（ディスクブレーキ）では、ウェッジカムのカム作用により一対のブレーキアームの基端部を拡開してそれらの開放端部に設けられたパッドアッセンブリをブレーキロータの両側から挟圧してブレーキ動作を行う梃子式のウェッジカム式ブレーキ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１７－３６８２７号公報

しかしながら、従来のウェッジカム式ブレーキ装置は、ボールスクリューの回転駆動によりウェッジカムをカム作用させるためのボールナットが、ウェッジカム自体に配置される駆動方向変換機構とされていた。このような駆動方向変換機構では、駆動力を伝達するための対応軸力を増加変更する（即ち、制動力をより強力にする）場合、最初に応力集中の生じ易いボールスクリューの大径化が必要になる。ところが、上記の駆動方向変換機構は、ウェッジカム自体にボールナットが設けられているため、ボールスクリューを大径化するには、ボールスクリューに螺合するボールナットは元より、ボールナットが設けられるウェッジカムや、ウェッジカムに関連するその他の部品構成までも変更する必要があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、ボールスクリューの大径化に対応が容易なブレーキ装置を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 電動モータにより回転駆動されるボールナットと、前記ボールナットの回転駆動力により軸方向に沿って移動されるボールスクリューと、前記ボールスクリューの軸方向の移動力を一対のブレーキアームの基端部を拡開揺動する方向の駆動力に変換する駆動方向変換機構と、前記一対のブレーキアームの開放端部に設けられた一対のパッドアッセンブリと、前記一対のパッドアッセンブリにより両側から挟圧されるブレーキロータと、を備えてブレーキ動作を行うことを特徴とするブレーキ装置。

上記（１）の構成のブレーキ装置によれば、電動モータの駆動により、ボールナットが回転される。ボールナットは、回転が規制される一方、軸方向への移動が可能なボールスクリューに螺合している。そこで、ボールスクリューは、ボールナットの回転駆動力により軸方向に沿って移動される。このボールスクリューの移動は、駆動方向変換機構を介して一対のブレーキアームの基端部を拡開する。一対のブレーキアームは、基端部が拡開することにより、一対のパッドアッセンブリをブレーキロータの両側に挟圧する。即ち、本構成のブレーキ装置では、ボールスクリューが非回転とされることにより、ボールスクリューの端に駆動方向変換機構を接続できる。つまり、ボールスクリューは、非回転の単純な牽引杆となるため、駆動方向変換機構との接続や分離が容易な構造にできる。ブレーキ装置は、電動モータの駆動力を伝達するための対応軸力を増加変更する（即ち、制動力をより強力にする）場合、最初に応力集中の生じ易いボールスクリューの大径化が必要になる。本構成のブレーキ装置では、駆動方向変換機構とボールスクリューとの接続を解除して、ボールスクリュー及びボールナットを変更するだけで、ボールスクリューの大径化に対応が可能となる。

（２） 前記駆動方向変換機構が、前記ボールスクリューの一端における同軸上に固定されたロッドと、前記ロッドに固定された伝達部材と、前記伝達部材に設けられたウェッジカムのカム作用により前記伝達部材の作用力を前記一対のブレーキアームの基端部が拡開揺動される方向に変換するリンク式倍力装置と、を備えることを特徴とする上記（１）に記載のブレーキ装置。

上記（２）の構成のブレーキ装置によれば、駆動方向変換機構の伝達部材に設けられたウェッジカムが、リンク式倍力装置を駆動する。即ち、ウェッジカムは、ボールスクリューの一端に固定されたロッドの他端に固定された伝達部材に設けられている。ウェッジカムは、ロッドによる引っ張り力で駆動されるため、従来のボールナットと一体となるブレーキ装置と異なり、ボールスクリューの大径化に伴う変更が生じない。また、ボールスクリューの大径化に伴う変更が生じても、ウェッジカムはそのまま使用できるので、ウェッジカムに関連するその他の部品構成も変更する必要がない。

（３） 前記駆動方向変換機構が、前記ボールスクリューの一端における同軸上に固定されたロッドと、前記ロッドに固定された伝達部材と、前記伝達部材に連結されたリンクアームを介して前記伝達部材の作用力を前記一対のブレーキアームの基端部が拡開揺動される方向に変換するリンク式倍力装置と、を備えることを特徴とする上記（１）に記載のブレーキ装置。

上記（３）の構成のブレーキ装置によれば、駆動方向変換機構の伝達部材に連結されたリンクアームが、リンク式倍力装置を駆動する。即ち、リンクアームは、ボールスクリューの一端に固定されたロッドの他端に固定された伝達部材に連結されている。伝達部材に連結されたリンクアームは、ロッドによる引っ張り力で駆動されるため、従来のボールナットと一体となるブレーキ装置と異なり、ボールスクリューの大径化に伴う変更が生じない。また、ボールスクリューの大径化に伴う変更が生じても、伝達部材に連結されたリンクアームはそのまま使用できるので、伝達部材及びリンクアームに関連するその他の部品構成も変更する必要がない。また、本構成のブレーキ装置では、伝達部材が非制動位置へ戻る際、リンク式倍力装置がリンクアームを介して駆動される。このため、制動位置から非制動位置への応答性を向上させることができる。

（４） 前記一対のブレーキアームの基端部を拡開させるために制動位置に向けて前記伝達部材を押圧するための弾性部材と、前記伝達部材を非制動位置から制動位置へ押圧付勢できるように前記弾性部材を蓄勢状態に保持するばね保持機構と、を備えることを特徴とする上記（２）又は（３）に記載のブレーキ装置。

上記（４）の構成のブレーキ装置によれば、伝達部材が、弾性部材により制動位置に向けて押圧付勢される。弾性部材の押圧付勢力は、ばね保持機構により蓄勢状態に保持される。ばね保持機構は、蓄勢状態の保持が解除されることにより、弾性部材の押圧付勢力で、伝達部材を非制動位置から制動位置へ動作させる。
ばね保持機構は、例えば電磁ブレーキを有する。電磁ブレーキは、非制動位置が通電状態となる。つまり、電磁ブレーキは、通電状態において、弾性部材を蓄勢状態に保持する。従って、電磁ブレーキは、通電が遮断されると、蓄勢状態の弾性部材の保持を解除し、弾性部材により伝達部材を制動位置に向けて押圧させる。これにより、ばね保持機構は、電気が遮断されたときの失陥保障（フェイルセーフ；ｆａｉｌ ｓａｆｅ）を可能とすることができる。

（５） 前記ボールスクリューが、前記電動モータのモータ軸を軸方向に貫通して配設された連結ボルトによって前記ロッドに対して着脱可能に締結固定されることを特徴とする上記（２）～（４）の何れか１つに記載のブレーキ装置。

上記（５）の構成のブレーキ装置によれば、ロッドとボールスクリューとが、連結ボルトにより同軸で一体に連結される。連結ボルトは、ボールスクリューの中心を貫通するので、ボルト頭部をボールナットのモータ軸側に露出させることができる。このため、連結ボルトのボルト頭部が、モータ軸側から露出する。ボールスクリューは、露出した連結ボルトの締結・解除をすれば、ロッドとの連結及び分離を容易にできる。これにより、ボールスクリュー、ボールナット及びモータ軸を一体のまま、ロッドから分離することができる。

（６） 前記伝達部材が、前記ロッドの軸方向に対する固定位置を調整するためのアジャスタ機構を介して前記ロッドに固定されることを特徴とする（２）～（４）の何れか１つに記載のブレーキ装置。

上記（６）の構成のブレーキ装置によれば、パッド等の摩耗により、ブレーキアームが過剰ストロークとなると、ブレーキアームの揺動隙間が増大する。アジャスタ機構は、伝達部材のロッドの軸方向に対する固定位置（初期位置）を自動調整する。これにより、アジャスタ機構は、ブレーキロータとパッドアッセンブリとの隙間を常に一定に保持できる。

本発明に係るブレーキ装置によれば、ボールスクリューの大径化に容易に対応することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の第１実施形態に係るブレーキ装置の側面図である。 図１に示したブレーキ装置のＡ－Ａ矢視図である。 図２に示したブレーキ装置のＢ－Ｂ断面図である。 図３に示したブレーキ装置のＣ－Ｃ断面図である。 ロッドで接続されたモータユニットと弾性部材及びアジャスタ機構の斜視図である。 図５に示したモータユニットと弾性部材及びアジャスタ機構の縦断面図である。 図５に示したモータユニットと弾性部材及びアジャスタ機構の分解斜視図である。 図７に示した弾性部材及びアジャスタ機構の分解斜視図である。 図８に示したモータユニットの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るブレーキ装置の縦断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係るブレーキ装置１１の側面図、図２は図１に示したブレーキ装置１１のＡ－Ａ矢視図、図３は図２に示したブレーキ装置１１のＢ－Ｂ断面図、図４は図３に示したブレーキ装置１１のＣ－Ｃ断面図である。
本第１実施形態に係るブレーキ装置１１は、例えば鉄道車両用ディスクブレーキに好適に用いることができる。

図１及び図２に示すように、ブレーキ装置１１は、略筒状のボディ１３がサポート１５を介して車体側に固定される。ボディ１３は、サポート１５の反対側に、ブレーキアーム軸１７によって、一対のブレーキアーム１９のそれぞれの中間部を軸支している。ボディ１３は、サポート側の下端に、モータユニット２１を備える。

ブレーキアーム１９の各開放端（サポート１５の反対側）には、パッドホルダ２３を介してパッドアッセンブリ２５が装着されている。
ボディ１３は、図３及び図４に示すように、モータユニット２１の上方に、モータ軸２７と同軸のロッド２９を有する。ロッド２９の上端の周囲には、円周方向等間隔に複数（本実施形態では３つ）の弾性部材である圧縮コイルスプリング３１が設けられている。圧縮コイルスプリング３１は、復元力が制動力の一部として作用する。ブレーキ装置１１では、パーキング力と応答性向上のための圧縮コイルスプリング３１及び後述のアジャスタ機構３３が、ロッド２９の上端に配置されている。

図３に示すように、本第１実施形態に係るブレーキ装置１１は、ボールナット３５と、ボールスクリュー３７と、駆動方向変換機構３９と、パッドアッセンブリ２５と、ブレーキロータ４１と、を主要な構成として備える。
ボールナット３５は、モータ軸２７に固定されており、モータユニット２１の電動モータ４３により回転駆動される。ボールスクリュー３７は、モータユニット２１に対して回転が規制される一方、軸方向への移動が可能とされており、ボールナット３５の回転駆動力により軸方向に沿って移動される。ブレーキ装置１１は、ボールナット３５及びボールスクリュー３７が、モータ軸２７側に配置されている。

駆動方向変換機構３９は、ボールスクリュー３７の軸方向の移動力を、一対のブレーキアーム１９の基端部４５を拡開揺動する方向の駆動力に変換する。
本第１実施形態に係る駆動方向変換機構３９は、ボールスクリュー３７の一端側（上端側）に同軸上で固定されるロッド２９と、ロッド２９の他端側（上端側）に設けられる伝達部材４７と、伝達部材４７の作用力を一対のブレーキアーム１９の基端部４５が拡開揺動される方向に変換するリンク式倍力装置４９と、を有する。

伝達部材４７は、後述のアジャスタ機構３３を介してロッド２９の他端である上端に固定される。この伝達部材４７には、ウェッジカム５１が設けられている。

リンク式倍力装置４９は、図４に示すように、伝達部材４７のウェッジカム５１のカム作用により、一対のブレーキアーム１９の基端部４５を拡開揺動する。ブレーキアーム１９の各基端部４５には、出力軸となるリンクロッド５３の外側端が球面ブッシュ５５により支持される。リンクロッド５３の内側端は、球面ブッシュ５７により、ローラアーム５９に連結、支持される。ローラアーム５９の下端は、ベアリング６１を介してストラット６３の両端部に軸支される。リンク式倍力装置４９は、これらリンクロッド５３、ローラアーム５９、ストラット６３により構成されている。

出力部材である伝達部材４７及びロッド２９は、ボールスクリュー３７と同軸に配置される。ロッド２９は、ボディ１３に固定されたガイドレール６５のブッシュ６７（図７参照）に対して軸方向に移動可能に支持されている。

ローラアーム５９のそれぞれの上端には、カムローラ６９が設けられる。一対のカムローラ６９の間には、ウェッジカム５１が対向するように伝達部材４７が挿入される。カムローラ６９は、ロッド２９の軸方向下側（図４の矢印ａ側）への移動に伴い、ロッド２９に取り付けられた伝達部材４７におけるウェッジカム５１の傾斜面に乗り上げることになる。

ローラアーム５９は、カムローラ６９がウェッジカム５１の傾斜面へ乗上げることによって、拡開方向（図４の矢印ｂ方向）に揺動する。ローラアーム５９は、略中間部に球面ブッシュ５７により連結・支持されたリンクロッド５３を梃子の原理によって倍力して外方（図４の矢印ｃ方向）へ軸動させる。これによって、ブレーキアーム１９の各基端部４５がブレーキアーム軸１７を揺動中心として拡開方向に移動され、ブレーキアーム１９の開放端部に配設されたパッドアッセンブリ２５がディスクロータ（図３参照）を挟圧してブレーキ動作が行われる。

図５～図７はロッド２９で接続されたモータユニット２１と圧縮コイルスプリング３１及びアジャスタ機構３３の斜視図、縦断面図及び分解斜視図である。
ロッド２９の上端側には、圧縮コイルスプリング３１とアジャスタ機構３３とが接続される。また、ロッド２９の下端側には、モータユニット２１が接続される。伝達部材４７は、アジャスタ機構３３を介してロッド２９の上端に接続されている。

ブレーキ装置１１は、一対のブレーキアーム１９の基端部４５を拡開させるために制動位置に向けて伝達部材４７を押圧するための弾性部材である圧縮コイルスプリング３１を備える。圧縮コイルスプリング３１のばね付勢力は、パッドアッセンブリ２５に対してパーキング制動力（例えば、通常制動力の約半分の制動力）が得られる程度に伝達部材４７を非制動位置から制動位置へ押圧付勢できるように設定されている。

ロッド２９は、上端のロッド頭部７１に円形のばね座板７３が載置される。ばね座板７３の外周上面には、上記した３つの圧縮コイルスプリング３１が円周方向に等間隔で載置される。ばね座板７３の下方には、略同一外径のボルト受け板７５が配置される。ボルト受け板７５には、圧縮コイルスプリング３１と同一ピッチで配置され、ブッシュ７７（図８参照）が装着された保持ボルト７９が立設される。保持ボルト７９は、ばね座板７３を下方より貫通して圧縮コイルスプリング３１に挿通される。圧縮コイルスプリング３１に挿通されて押さえ蓋８５を貫通した保持ボルト７９の先端には、止めボルト８１が螺合される。

ばね座板７３は、上面８２の中央部に凸部８３を有する。凸部８３の下面には、ロッド頭部７１が当接する。凸部８３は、ボディ１３に固定された図４に示す押さえ蓋８５の凹部８７に収容される。圧縮コイルスプリング３１は、ばね座板７３の上面８２が押さえ蓋８５の内面に当接した状態で、ばね座板７３と押さえ蓋８５との間で圧縮された状態となる。即ち、圧縮コイルスプリング３１は、蓄勢状態となる。

モータユニット２１には、ばね保持機構である電磁ブレーキ８９を備える。電磁ブレーキ８９は、伝達部材４７を非制動位置から制動位置へ押圧付勢できるように圧縮コイルスプリング３１を蓄勢状態に保持する。即ち、電磁ブレーキ８９は、通電時に、モータ軸２７及びボールナット３５の回転を制止し、ボールスクリュー３７及びロッド２９が軸方向下側（図４の矢印ａ側）へ移動するのを阻止することにより、圧縮コイルスプリング３１を蓄勢状態に保持する。

ブレーキ装置１１は、電磁ブレーキ８９の電源供給が遮断されることで、電磁ブレーキ８９によるモータ軸２７及びボールナット３５の回転制止が解除される。これにより、圧縮コイルスプリング３１の復元力が、ばね座板７３及びロッド２９を介して伝達部材４７を制動位置へ押圧付勢し、制動、停車できるので、失陥保障でき、安全性の向上が図れる。

ブレーキ装置１１では、ボールスクリュー３７が、電動モータ４３のモータ軸２７を軸方向に挿通して配設された連結ボルト９１によって、ロッド２９に対して着脱可能に締結固定される。従って、連結ボルト９１とロッド２９との締結を解除すれば、モータユニット２１とロッド２９とが容易に分離できる。

なお、連結ボルト９１は、モータ軸２７を貫通することが望ましいが、モータ軸２７の大径化を回避する場合には、必ずしもモータ軸２７を貫通する必要はない。即ち、図６に示したように、モータ軸２７には、連結ボルト９１の締結・解除のために、ボルト頭部に係合する治具が挿入可能な小径の連結ボルト解除穴９３（図６参照）を設ければよい。

このように、モータユニット２１とロッド２９とを容易に分離可能としたブレーキ装置１１では、ロッド２９よりも上端側に配置される伝達部材４７及びアジャスタ機構３３を変更せずに、モータユニット２１内のボールスクリュー３７やボールナット３５のみを変更することができる。

図８は図７に示した圧縮コイルスプリング３１及びアジャスタ機構３３の分解斜視図である。
ブレーキ装置１１では、伝達部材４７が、ロッド２９の軸方向に対する固定位置（初期位置）を自動調整するためのアジャスタ機構３３を介してロッド２９の上部に固定される。このアジャスタ機構３３は、パッド摩耗に対して自動的に隙間調整を行う。
図８に示すように、アジャスタ機構３３は、アジャスタスクリュー９５と、アジャスタギア９９と、アジャスタホルダ１０１と、アジャスタプレート１０５と、アジャスタレバー１０９と、アジャスタスプリング１１１とを有する。
円筒状のアジャスタスクリュー９５は、ロッド２９に嵌装され、外周面の雄ねじ部９６が伝達部材４７の雌ねじ穴５２に螺合される。アジャスタスクリュー９５の軸方向上側にはロッド受け９７が設けられ、ロッド頭部７１との間に介装される。アジャスタスクリュー９５のフランジ部下側には、アジャスタギア９９が相対回転不能に嵌装される。アジャスタギア９９は、アジャスタスクリュー９５と一体に回転することにより、伝達部材４７をロッド２９に沿って移動させ、伝達部材４７のロッド２９に対するロッド保持位置を調整することができる。

略円筒状のアジャスタホルダ１０１は、伝達部材４７の上方に配置して設けられる。アジャスタホルダ１０１には、レバーピン１０７によりアジャスタレバー１０９が回動自在に取り付けられる。アジャスタレバー１０９の回動端は、アジャスタホルダ１０１に固定される固定ピン１０８との間に張架されるアジャスタスプリング１１１により回転付勢される。アジャスタプレート１０５は、上端がアジャスタレバー１０９と係合するように、プレートボルト１０３によりボルト受け板７５の上面に固定される。

パッドアッセンブリ２５のパッド等が摩耗すると、ブレーキアーム１９の揺動ストロークが増大し、ロッド２９と伴に伝達部材４７のストロークが通常の範囲を逸脱して過剰ストロークとなり、伝達部材４７が軸方向下方側に移動する。
これによって、ばね座板７３が押さえ蓋８５から所定以上離れてボルト受け板７５に近付くと、アジャスタプレート１０５によりアジャスタレバー１０９がアジャスタスプリング１１１の付勢力に抗して回動され、アジャスタレバー１０９とアジャスタギア９９との係合位置が変わる。
そして、ブレーキ解放時に伝達部材４７がロッド２９と伴に初期位置に戻る際、アジャスタレバー１０９がアジャスタスプリング１１１のばね付勢力により回動されることにより、アジャスタギア９９を介してアジャスタスクリュー９５が回転され、ロッド２９に対する伝達部材４７の軸方向位置が下方に調整される。そこで、初期位置における伝達部材４７のばね座板７３に対する軸方向位置が調整され、ブレーキロータ４１とパッドアッセンブリ２５との隙間が大きくなりすぎないように調整される。

図９は図８に示したモータユニット２１の分解斜視図である。
モータユニット２１は、モータケース１１３の下面側に、モータ軸２７に外挿される環状プレート１１５を収容する。環状プレート１１５は、モータケース１１３の下面に固定ボルト１１９で固定される下面カバー１２１により覆われる。環状プレート１１５には、モータ軸２７の下端が貫通する。モータ軸２７の下端面には、連結ボルト解除穴９３が設けられる。連結ボルト解除穴９３は、取り外し自在なモータ軸キャップ１２３により塞がれる。モータ軸２７は、連結ボルト解除穴９３に治具を挿入することにより、連結ボルト９１の締結・解除を可能としている。

モータケース１１３の上面側には、電磁ブレーキ８９が収容される。電磁ブレーキ８９の上面には、電動モータ４３が配置される。電動モータ４３のモータ軸２７の上面には、ボールナット３５が挿入される。ボールナット３５の上端には、四角形の回転規制板１２５が形成される。ボールナット３５は、回転規制板１２５がモータ軸２７のカップ部１２７に係合されて、モータ軸２７との相対回転が規制される。ボールナット３５は、ナット固定ボルト１２９によりモータ軸２７に対する軸方向の移動が規制される。ボールナット３５の上面は、スラストベアリング１３１を介してモータカバー１３３の天壁（図６参照）に当接支持される。

ボールナット３５には、ボールスクリュー３７が螺合する。ボールスクリュー３７は、モータカバー１３３の軸穴１３５から突出する。ボールスクリュー３７は、回転規制プレート１３７により回転が規制される。回転規制プレート１３７は、一対の回り止めボルト１３９によりモータカバー１３３に固定される。ボールナット３５に螺合するボールスクリュー３７は、回転が規制されることにより、ボールナット３５が回転されると、軸方向に移動する。このボールスクリュー３７の移動は、ボールスクリュー３７に連結ボルト９１により固定されたロッド２９を軸方向に駆動する。モータカバー１３３は、複数のカバー固定ボルト１４１によりモータケース１１３に固定される。

次に、上述したブレーキ装置１１の動作を説明する。
図４は非制動位置を示す。この状態では、ばね保持機構である電磁ブレーキ８９が作動しており、電磁ブレーキ８９によりモータ軸２７及びボールナット３５の回転が制止されている。そこで、ボールスクリュー３７及びロッド２９は、軸方向下側への移動が阻止されており、圧縮コイルスプリング３１は蓄勢状態に保持されている。

制動時、電磁ブレーキ８９の通電が遮断され、モータ軸２７及びボールナット３５の回転制止状態が解除されると、圧縮コイルスプリング３１の付勢力によりロッド２９が下方へ押圧され、押下されたボールスクリュー３７がボールナット３５を回転させながら下方へ移動する。そして、ロッド２９に固定された伝達部材４７は、下方の制動位置へ移動する。略同時或いは若干後に、電動モータ４３によりボールナット３５がブレーキ作動方向に回転駆動されることにより、ボールナット３５に螺合するボールスクリュー３７が図４の下方へ引かれる。そこで、ボールスクリュー３７に一体に固定されたロッド２９に設けられた伝達部材４７が更に下方の通常制動位置へ移動し、ウェッジカム５１のカム作用により伝達部材４７の作用力を一対のブレーキアーム１９の基端部４５が拡開揺動される方向に変換し、一対のパッドアッセンブリ２５がブレーキロータ４１の両側を通常制動力で挟圧する。

ブレーキ解放時には、電動モータ４３によりボールナット３５がブレーキ解放方向に回転駆動されることにより、ボールナット３５に螺合するボールスクリュー３７が上方の非制動位置へ移動し、一対のパッドアッセンブリ２５がブレーキロータ４１の両側から離れる。

これと同時に、圧縮コイルスプリング３１の付勢力に抗してばね座板７３がロッド２９により押し上げられ、圧縮コイルスプリング３１は初期位置である蓄勢状態に戻される（図４の位置）。そして、圧縮コイルスプリング３１は、電磁ブレーキ８９が通電状態となることにより、モータ軸２７及びボールナット３５の回転が制止されて蓄勢状態に保持される。

次に、上記した構成の作用を説明する。
本第１実施形態に係るブレーキ装置１１では、電動モータ４３の駆動により、ボールナット３５が回転される。ボールナット３５は、回転が規制される一方、軸方向への移動が可能なボールスクリュー３７に螺合している。そこで、ボールスクリュー３７は、ボールナット３５の回転駆動力により軸方向に沿って移動される。このボールスクリュー３７の移動は、駆動方向変換機構３９を介して一対のブレーキアーム１９の基端部４５を拡開する。一対のブレーキアーム１９は、基端部４５が拡開することにより、一対のパッドアッセンブリ２５をブレーキロータ４１の両側に挟圧する。

即ち、本第１実施形態に係るブレーキ装置１１では、ボールスクリュー３７が非回転とされることにより、ボールスクリュー３７の端に、ロッド２９を介して駆動方向変換機構３９を接続できる。つまり、ロッド２９を介して駆動方向変換機構３９に接続されたボールスクリュー３７は、非回転の単純な牽引杆となるため、駆動方向変換機構３９との接続や分離が容易な構造にできる。

本第１実施形態に係るブレーキ装置１１では、ボールスクリュー３７と駆動方向変換機構３９とが着脱自在とされ、モータユニット２１が個別に分離できることにより、品質確認や組み立て時、メンテナンス時のユニット管理が容易になる。また、駆動方向変換機構３９側は、ロッド２９を構成するだけ（従来のエアキャリパと同様構成）のため、軸力に伴う部材レイアウトの見直しの必要がなくなる。

また、ブレーキ装置１１は、電動モータ４３の駆動力を伝達するための対応軸力を増加変更する（即ち、制動力をより強力にする）場合、最初に応力集中の生じ易いボールスクリュー３７の大径化が必要になる。本第１実施形態に係るブレーキ装置１１では、駆動方向変換機構３９とボールスクリュー３７との接続を解除して、ボールスクリュー３７及びボールナット３５を変更するだけで、ボールスクリュー３７の大径化に対応が可能となる。

また、本第１実施形態に係るブレーキ装置１１では、駆動方向変換機構３９の伝達部材４７に設けられたウェッジカム５１が、リンク式倍力装置４９を駆動する。即ち、ウェッジカム５１は、ボールスクリュー３７の一端に固定されたロッド２９の他端に固定された伝達部材４７に設けられている。ウェッジカム５１は、ロッド２９による引っ張り力で駆動されるため、従来のボールナットと一体となるブレーキ装置と異なり、ボールスクリュー３７の大径化に伴う変更が生じない。また、ボールスクリュー３７の大径化に伴う変更が生じても、伝達部材４７はそのまま使用できるので、伝達部材４７に関連するその他の部品構成も変更する必要がない。

また、本第１実施形態に係るブレーキ装置１１では、伝達部材４７が、圧縮コイルスプリング３１により制動位置に向けて押圧付勢される。圧縮コイルスプリング３１の押圧付勢力は、ばね保持機構である電磁ブレーキ８９により蓄勢状態に保持される。圧縮コイルスプリング３１は、電磁ブレーキ８９による蓄勢状態の保持が解除されることにより、圧縮コイルスプリング３１の押圧付勢力で、伝達部材４７を非制動位置から制動位置へ動作させる。

本第１実施形態のばね保持機構は、電磁ブレーキ８９を有する。電磁ブレーキ８９は、非制動位置が通電状態となる。つまり、電磁ブレーキ８９は、通電状態において、圧縮コイルスプリング３１を蓄勢状態に保持する。従って、電磁ブレーキ８９は、通電が遮断されると、蓄勢状態の圧縮コイルスプリング３１の保持を解除し、圧縮コイルスプリング３１により伝達部材４７を制動位置に向けて押圧させる。これにより、ばね保持機構を構成する電磁ブレーキ８９は、電気が遮断されたときの失陥保障（フェイルセーフ；ｆａｉｌ ｓａｆｅ）を可能とすることができる。

そして、本第１実施形態に係るブレーキ装置１１では、ロッド２９とボールスクリュー３７とが、連結ボルト９１により同軸で一体に連結される。連結ボルト９１は、ボールスクリュー３７の中心を貫通するので、ボルト頭部をボールナット３５のモータ軸２７側に露出させることができる。このため、モータ軸キャップ１２３を外せば、連結ボルト９１のボルト頭部がモータユニット２１のモータ軸２７側から露出する。ボールスクリュー３７は、露出した連結ボルト９１の締結・解除をすれば、ロッド２９との連結及び分離を容易にできる。これにより、モータユニット２１は、ボールスクリュー３７、ボールナット３５及びモータ軸２７が一体のまま、ロッド２９から分離することができる。

また、本第１実施形態に係るブレーキ装置１１では、パッド等の摩耗により、ブレーキアーム１９が過剰ストロークとなると、ブレーキアーム１９の揺動隙間が増大する。アジャスタ機構３３は、伝達部材４７のロッド２９の軸方向に対する固定位置（初期位置）を自動調整する。これにより、アジャスタ機構３３は、ブレーキロータ４１とパッドアッセンブリ２５との隙間を常に一定に保持できる。

次に、本発明の第２実施形態に係るブレーキ装置１４３を説明する。
図１０は本発明の第２実施形態に係るブレーキ装置１４３の縦断面図である。
本発明の第２実施形態に係るブレーキ装置１４３は、駆動方向変換機構１４５が、一対のリンクアーム１４７を有する。それぞれのリンクアーム１４７は、伝達部材１５１の両側に一端がまわり対偶で連結される。それぞれのリンクアーム１４７の他端は、まわり対偶で両側のローラアーム１５９に連結される。これら一対のリンクアーム１４７は、伝達部材１５１の作用力をリンク式倍力装置１４９へ伝達する。他の構成は、上記第１実施形態のブレーキ装置１１と同様である。

本第２実施形態のブレーキ装置１４３では、駆動方向変換機構１４５の伝達部材１５１に連結された一対のリンクアーム１４７が、リンク式倍力装置１４９を駆動する。伝達部材１５１は、ボールスクリュー３７の一端側（上端側）に同軸上で固定されたロッド２９の他端側（上端側）に設けられている。伝達部材１５１は、ロッド２９による引っ張り力で駆動されるため、従来のボールナットと一体となるブレーキ装置と異なり、ボールスクリュー３７の大径化に伴う変更が生じない。また、ボールスクリュー３７の大径化に伴う変更が生じても、伝達部材１５１に連結されたリンクアーム１４７はそのまま使用できるので、伝達部材１５１及びリンクアーム１４７に関連するその他の部品構成も変更する必要がない。

また、本第２実施形態に係るブレーキ装置１４３では、伝達部材１５１が非制動位置へ戻る際、リンク式倍力装置１４９がリンクアーム１４７を介して駆動される。このため、制動位置から非制動位置への応答性を向上させることができる。

従って、上記各実施形態に係るブレーキ装置１１，１４３によれば、ボールスクリュー３７の大径化に容易に対応することができる。

１１…ブレーキ装置
１９…ブレーキアーム
２５…パッドアッセンブリ
２７…モータ軸
２９…ロッド
３１…圧縮コイルスプリング（弾性部材）
３３…アジャスタ機構
３５…ボールナット
３７…ボールスクリュー
３９…駆動方向変換機構
４１…ブレーキロータ
４３…電動モータ
４５…基端部
４７…伝達部材
４９…リンク式倍力装置
５１…ウェッジカム
８９…電磁ブレーキ（ばね保持機構）
９１…連結ボルト

Claims (6)

1. 電動モータにより回転駆動されるボールナットと、
   前記ボールナットの回転駆動力により軸方向に沿って移動されるボールスクリューと、
   前記ボールスクリューの軸方向の移動力を一対のブレーキアームの基端部を拡開揺動する方向の駆動力に変換する駆動方向変換機構と、
   前記一対のブレーキアームの開放端部に設けられた一対のパッドアッセンブリと、
   前記一対のパッドアッセンブリにより両側から挟圧されるブレーキロータと、
   を備えてブレーキ動作を行うことを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記駆動方向変換機構が、
   前記ボールスクリューの一端における同軸上に固定されたロッドと、
   前記ロッドに固定された伝達部材と、
   前記伝達部材に設けられたウェッジカムのカム作用により前記伝達部材の作用力を前記一対のブレーキアームの基端部が拡開揺動される方向に変換するリンク式倍力装置と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記駆動方向変換機構が、
   前記ボールスクリューの一端における同軸上に固定されたロッドと、
   前記ロッドに固定された伝達部材と、
   前記伝達部材に連結されたリンクアームを介して前記伝達部材の作用力を前記一対のブレーキアームの基端部が拡開揺動される方向に変換するリンク式倍力装置と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
4. 前記一対のブレーキアームの基端部を拡開させるために制動位置に向けて前記伝達部材を押圧するための弾性部材と、
   前記伝達部材を非制動位置から制動位置へ押圧付勢できるように前記弾性部材を蓄勢状態に保持するばね保持機構と、
   を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のブレーキ装置。
5. 前記ボールスクリューが、前記電動モータのモータ軸を軸方向に貫通して配設された連結ボルトによって前記ロッドに対して着脱可能に締結固定される
   ことを特徴とする請求項２～４の何れか１項に記載のブレーキ装置。
6. 前記伝達部材が、前記ロッドの軸方向に対する固定位置を調整するためのアジャスタ機構を介して前記ロッドに固定される
   ことを特徴とする請求項２～４の何れか１項に記載のブレーキ装置。

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