KR101827185B1

KR101827185B1 - 브레이크 실린더 장치 및 디스크 브레이크 장치

Info

Publication number: KR101827185B1
Application number: KR1020167005070A
Authority: KR
Inventors: 요시오 아사노; 히데유키 오이에
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2018-03-22
Also published as: EP3032128B1; US20160167682A1; WO2015020063A1; CN105473886B; EP3032128A1; KR20160036610A; CN105473886A; US9889865B2; JPWO2015020063A1; EP3032128A4; JP6129971B2

Abstract

장치의 대형화 및 대폭적인 비용 상승을 초래하지 않고, 주차 스프링 브레이크 기구의 브레이크력을 크게 한다. 제1 피스톤(43)이 소정의 브레이크 작동 방향 C로 이동하는 주차 스프링 브레이크 기구(40)를 구비한 브레이크 실린더 장치(2)를 대상으로 한다. 브레이크 실린더 장치(2)는, 제1 피스톤(43)과 함께 브레이크 작동 방향 C로 이동함으로써 브레이크 출력부(7)를 진출 방향 A로 가압하도록 경사진 경사면(38)을 갖는 브레이크력 전달부(37)를 구비하고 있다. 경사면(38)은 선단측의 부분에 형성된 제1 경사면(38a)과, 기단측의 부분에 형성되고 진출 방향 A에 대하여 제1 경사면(38a)보다도 크게 기울어져 있는 제2 경사면(38b)을 포함한다.

Description

브레이크 실린더 장치 및 디스크 브레이크 장치{BRAKE CYLINDER DEVICE AND DISC BRAKE DEVICE}

본 발명은, 철도 차량의 주차 시에 사용되는 주차 스프링 브레이크 기구가 작동 가능한 브레이크 실린더 장치 및 브레이크 실린더 장치를 구비한 디스크 브레이크 장치에 관한 것이다.

종래부터 철도 차량용 브레이크 장치에 사용되는 브레이크 실린더 장치로서, 주차 스프링 브레이크 기구가 작동 가능한 브레이크 실린더 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 피스톤의 이동력을, 경사면을 거쳐 압봉(브레이크 출력부)으로 전달하는 쐐기체(브레이크력 전달부)가 설치된 유닛 브레이크(브레이크 실린더 장치)가 개시되어 있다. 이 구성에서는, 압력 유체가 압력실로부터 배출되고, 스프링의 가압력으로 브레이크 출력부가 브레이크력 전달부에 의해 가압됨으로써, 스프링 브레이크 수단(주차 스프링 브레이크 기구)에 의해 브레이크력을 출력할 수 있다.

일본 특허 공개 제2010-164193호 공보

그런데, 특허문헌 1에 개시되는 브레이크 실린더 장치에 있어서, 주차 스프링 브레이크 기구의 브레이크력을 올리고자 한 경우, 이하의 문제가 발생한다. 구체적으로는, 주차 스프링 브레이크 기구의 브레이크력을 올리려고 하면, 스프링의 재질이나 직경을 변경하여 스프링력을 올리는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같은 스프링의 설계 변경에 의해 스프링력을 올리기에는 한계가 있고, 원하는 브레이크력을 얻기 위해서는, 주차 스프링 브레이크 기구의 사이즈를 크게 해야 하는 경우가 있다. 그렇게 하면, 브레이크 실린더 장치의 대형화, 대폭적인 비용 상승 등의 문제가 발생되어 버린다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위한 것이고, 그 목적은 장치의 대형화 및 대폭적인 비용 상승을 초래하지 않고, 주차 스프링 브레이크 기구의 브레이크력을 크게 하는 것이다.

(1) 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 어느 한 국면에 관한 브레이크 실린더 장치는, 차량의 주차 시에 사용되고, 제1 실린더부에 설치된 제1 스프링의 가압력에 의해 상기 제1 실린더부에 설치된 제1 피스톤이 소정의 브레이크 작동 방향으로 이동하는 주차 스프링 브레이크 기구와, 상기 브레이크 작동 방향과 교차하는 방향을 따라 진퇴 가능하게 구성되는 브레이크 출력부와, 상기 제1 피스톤과 함께 상기 브레이크 작동 방향으로 이동함으로써 상기 브레이크 출력부를 진출 방향으로 가압하도록 경사진 경사면을 갖는 브레이크력 전달부를 구비하고, 상기 경사면은, 상기 브레이크력 전달부에 있어서의 선단측의 부분에 형성된 제1 경사면과, 당해 브레이크력 전달부에 있어서의 기단측의 부분에 형성되고 상기 진출 방향에 대하여 상기 제1 경사면보다도 크게 기울어져 있는 제2 경사면을 포함한다.

이 구성에서는, 제1 피스톤의 브레이크 작동 방향으로의 이동에 수반하여, 브레이크력 전달부도 브레이크 작동 방향으로 이동한다. 이때, 브레이크력 전달부에 형성된 경사부가 브레이크 출력부를 가압하기 때문에, 브레이크 출력부를 진출 방향으로 이동시켜 브레이크력을 발생시킬 수 있다.

그리고, 이 구성에서는, 브레이크력 전달부가 브레이크 작동 방향으로 움직이기 시작한 단계에서, 브레이크 출력부의 진출 방향에 대한 경사 각도가 비교적 작은 제1 경사부에 의해, 브레이크 출력부를 가압할 수 있다. 그렇게 하면, 브레이크력 전달부의 브레이크 작동 방향으로의 이동량에 대한 브레이크 출력부의 진출 방향으로의 이동량을 크게 할 수 있다.

또한, 이 구성에서는, 제동 대상에 대하여 브레이크력이 출력되는 단계에서, 브레이크 출력부의 진출 방향에 대한 경사 각도가 제1 경사부보다도 큰 제2 경사부에 의해, 브레이크 출력부를 가압할 수 있다. 그렇게 하면, 브레이크 출력부로부터 출력되는 브레이크력을 크게 할 수 있다.

즉, 이 구성에 의하면, 종래와 비교하여, 브레이크력 전달부의 경사부의 형상을 변경하는 것만으로, 주차 스프링 브레이크 기구로부터 큰 브레이크력을 발생시킬 수 있다. 이렇게 하면, 예를 들어 큰 브레이크력을 얻기 위하여 스프링의 재질 또는 직경의 변경을 행하거나, 당해 스프링의 설계 변경에 수반하는 실린더 형상의 변경을 행하거나 할 필요가 없어진다.

따라서, 상기한 구성에 의하면, 장치의 대형화 및 대폭적인 비용 상승을 초래하지 않고, 주차 스프링 브레이크 기구의 브레이크력을 크게 할 수 있다.

(2) 바람직하게는, 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면은, 평탄면으로 구성되어 있다.

이 구성에서는, 브레이크력 전달부의 브레이크 작동 방향으로의 이동량과, 브레이크 출력부의 진출 방향으로의 이동량의 관계를, 선형적인 관계로 할 수 있다. 이에 의해, 원하는 브레이크력을 발생시키기 위한 공기압의 제어를 용이하게 행할 수 있다.

(3) 바람직하게는, 상기 브레이크 실린더 장치는, 제2 실린더부에 설치된 제2 피스톤이 상기 브레이크 작동 방향으로 이동하는 유체 브레이크 기구와, 상기 제1 피스톤의 상기 브레이크 작동 방향의 가압력을 상기 제2 피스톤 또는 상기 제2 피스톤과 함께 변위하는 축부로 전달하는 전달 기구를 더 구비하고, 상기 유체 브레이크 기구는, 상기 제2 실린더부와는 다른 부재로서 설치되어 상기 제2 실린더부 내에 수용되고, 내주면을 상기 제2 피스톤이 미끄럼 이동하는 통 형상으로 형성된 내통 부재를 더 갖고 있다.

이 구성에서는, 철도 차량의 운전 시에 사용되는 유체 브레이크 기구 및 철도 차량의 주차 시에 사용되는 주차 스프링 브레이크 기구 양쪽이 작동 가능한 브레이크 실린더 장치를 구성할 수 있다.

그런데, 유체 브레이크 기구 및 주차 스프링 브레이크 기구의 양쪽이 작동 가능한 브레이크 실린더 장치에 있어서, 상술한 바와 같이 브레이크력 전달부의 경사부를 구성하면, 주차 스프링 브레이크 기구에 의한 브레이크력을 올릴 수 있다. 한편, 이 경우, 유체 공기의 제어를 변경하지 않으면, 유체 브레이크 기구에 의한 브레이크력도 올라가 버린다. 그러나, 유체 브레이크 기구의 브레이크력에 대해서는, 유체 압력의 제어를 종래와 변함없이, 종래와 동일한 정도로 유지하고자 하는 시장의 요구가 있는 것이 상정된다.

이에 반하여, 이 구성에서는, 유체 브레이크 기구의 제2 실린더부에, 통 형상으로 형성된 내통 부재를 수용하고 있다. 이렇게 하면, 유체 브레이크 기구의 실린더의 보어 직경을 실질적으로 작게 할 수 있다. 이에 의해, 유체 브레이크 기구의 제2 피스톤에 작용하는 힘을 작게 할 수 있기 때문에, 유체 브레이크 기구를 제어하기 위한 압력 유체의 제어를 바꾸지 않고, 유체 브레이크 기구에 의한 브레이크력을, 종래와 동등하게 유지할 수 있다.

(4) 바람직하게는, 상기 브레이크 출력부는, 축심이 상기 진출 방향을 따르는 통 형상의 부재로서 설치된 슬리브 부재와, 상기 슬리브 부재를 소정 방향으로 회전시킴으로써, 당해 슬리브 부재에 대하여 상기 진출 방향으로 이동하는 축 부재를 갖고, 상기 슬리브 부재와 일체로 회전하는 래칫 기어 및 당해 래칫 기어의 톱니부와 맞물리는 래칫 갈고리를 갖는 래칫 기구와, 일단부측에 상기 래칫 갈고리가 연결된 제1 링크 부재를 갖고, 당해 제1 링크 부재의 타단부측, 또는 일단부측이 상기 제1 링크 부재의 타단부측에 대하여 요동 가능하게 연결된 제2 링크 부재에 설치된 피가압부가 소정량 이상 가압됨으로써 상기 래칫 갈고리가 상기 소정 방향과 반대 방향으로 이동하여 상기 톱니부와 맞물리는 링크 기구와,

상기 피가압부를 가압함으로써 상기 래칫 갈고리를 상기 소정 방향과 반대 방향으로 이동시키는 링크 가압 기구를 갖는 간극 조정 기구를 더 구비한다.

이 구성에서는, 브레이크 실린더 장치에 의한 제동 대상과, 브레이크 출력부가 진출 방향으로의 이동에 의해 상기 제동 대상에 가압되는 부분(예를 들어 일례로서, 브레이크 패드) 사이의 간극(이하, 패드 간극이라고 칭하는 경우도 있음)을 자동으로 조정할 수 있다. 조금 더 상세하게는, 이 구성에서는 브레이크 출력부를, 브레이크 출력부의 진출 방향을 따라 서로에 대하여 상대 이동 가능한 2개의 부재(슬리브 부재 및 축 부재)로 구성하고, 패드 간극이 커졌을 때에, 축 부재를 슬리브 부재에 대하여 진출시킴으로써 패드 간극을 자동으로 작게 할 수 있다.

구체적으로, 이 구성에서는, 패드 간극이 커지면, 브레이크 출력부가 진출 방향으로 크게 진출하기 때문에, 링크 기구에 설치된 피가압부가 링크 가압 기구에 의해 크게 가압되게 된다. 그리고, 피가압부가 소정량 이상 가압되면, 래칫 갈고리가 소정 방향과 반대 방향으로 이동하여, 상기 슬리브 부재와 일체로 회전하는 래칫 기어의 톱니부와 맞물린다.

상술한 바와 같은 상태가 된 후, 브레이크가 해제되어 브레이크 출력부가 퇴피 방향으로 이동하면, 링크 가압 기구에 의한 피가압부의 가압이 해제되고, 그 후, 래칫 기어가 소정 방향으로 회전한다. 그 결과, 축 부재가 슬리브 부재에 대하여 진출 방향측으로 이동하기 때문에, 패드 간극을 작게 할 수 있다.

(5) 더욱 바람직하게는, 상기 링크 가압 기구는, 기단측의 부분인 기단측부를 중심으로 하여 요동 가능하게 형성되고, 선단측의 부분인 선단측부가 상기 피가압부를 가압하도록, 상기 기단측부와 상기 선단측부 사이에 설치된 역점 부분이 가압되는 레버 부재와, 상기 제1 실린더부에 대하여 고정되거나 또는 당해 제1 실린더부에 일체로 형성된 부재에 설치되고, 상기 브레이크 출력부의 상기 진출 방향으로의 이동에 수반하여 이동하는 상기 역점 부분을 가압하는 가압부를 갖고 있다.

이 구성에서는, 피가압부를 가압하는 링크 가압 기구를, 레버 기구를 사용하여 구성하고 있다. 구체적으로는, 지지점 부분으로서의 기단측부가 요동 가능하게 설치된 레버 부재의 선단측부를, 피가압부를 가압하는 작용점 부분으로서 설치하고, 역점 부분으로서 설치된 지지점 부분과 작용점 부분 사이의 부분을 가압부로 가압함으로써, 피가압부를 가압하고 있다. 이에 의해, 가압부가 레버 부재의 역점 부분에 접촉하고 나서의 브레이크 출력부의 이동 거리가 작은 경우에도 피가압부를 충분히 변위시킬 수 있다. 이렇게 하면, 패드 간극이 약간 커진 경우에도 그 패드 간극을 작게 할 수 있다.

(6) 더욱 바람직하게는, 상기 역점 부분에는 상기 가압부가 끼워넣어지는 오목부가 형성되어 있다.

이 구성에서는, 역점 부분에 형성된 오목부에 가압부가 끼워넣어진 상태에서, 가압부가 레버 부재를 가압하기 때문에, 레버 부재를 가압부에 의해 확실하게 가압할 수 있다.

(7) 바람직하게는, 상기 레버 부재에 있어서의 상기 역점 부분과 상기 선단측부 사이의 부분은, 당해 레버 부재에 있어서의 상기 기단측부와 상기 역점 부분 사이의 부분이 연장되는 방향보다도, 상기 피가압부측으로 굴곡되어 있다.

이 구성에서는, 역점 부분에 작용하는 가압부로부터의 힘을 더 효율적으로 피가압부로 전달할 수 있다.

(8) 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 어느 한 국면에 관한 디스크 브레이크 장치는, 상술한 어느 한 쪽의 브레이크 실린더 장치와, 당해 브레이크 실린더 장치가 장비됨과 함께 차량에 대하여 설치되는 캘리퍼 보디를 구비하고, 상기 브레이크 실린더 장치가 작동함으로써, 상기 캘리퍼 보디에 설치된 한 쌍의 브레이크 패드에 의해 차축측의 디스크를 끼워 넣어 제동력을 발생시킨다.

이 구성에 의하면, 장치의 대형화나 대폭적인 비용 상승을 초래하지 않고, 주차 스프링 브레이크 기구의 브레이크력을 크게 하는 것이 가능한 브레이크 실린더 장치를 구비한 디스크 브레이크 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 저비용이면서 또한 소형화된 디스크 브레이크 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 장치의 대형화나 대폭적인 비용 상승을 초래하지 않고, 주차 스프링 브레이크 기구의 브레이크력을 크게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 철도 차량용의 브레이크 실린더 장치를 구비한 디스크 브레이크 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 철도 차량용의 브레이크 실린더 장치의 종단면도이다.
도 4는 도 3의 일부를 확대하여 도시하는 도면이며, 유체 브레이크 기구 부근의 확대도이다.
도 5는 도 3의 일부를 확대하여 도시하는 도면이며, 주차 스프링 브레이크 기구 부근의 확대도이다.
도 6은 도 3의 VI-VI선에 있어서의 단면도이며, 간극 조정 기구의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 화살표 VII 방향으로부터 본 화살표도이며, 링크 가압 기구의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시하는 간극 조정 기구의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 패드 간극이 정상 범위 내인 경우의 동작을 도시하는 도면이다.
도 9는 도 6에 도시하는 간극 조정 기구의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 패드 간극이 정상 범위 외인 경우의 동작을 도시하는 도면이다.
도 10은 변형예에 관한 브레이크 실린더 장치의 브레이크력 전달부의 평면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명의 실시 형태는, 철도 차량용의 브레이크 실린더 장치 및 디스크 브레이크 장치로서 널리 적용할 수 있는 것이다.

[디스크 브레이크 장치의 전체 구성]

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 철도 차량용의 브레이크 실린더 장치(2)를 구비한 디스크 브레이크 장치(1)를 차축 방향으로부터 본 측면도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 장치(1)를 상방으로부터 본 평면도이다. 도 1 및 도 2에 도시하는 디스크 브레이크 장치(1)는 브레이크 실린더 장치(2), 이 브레이크 실린더 장치(2)가 장비되고 차량 본체(도시 생략)에 대하여 차축 방향으로 상대 변위 가능해지도록 설치된 캘리퍼 보디(11), 제륜자(制輪子)인 한 쌍의 브레이크 패드(13, 13)를 각각 보유 지지하는 제륜자 보유 지지부인 한 쌍의 백 플레이트(12, 12) 등을 구비하여 구성되어 있다.

캘리퍼 보디(11)는, 결합 부재(14)와, 한 쌍의 브레이크 레버(15, 15)를 구비하고 있다. 결합 부재(14)는 차량 본체의 저면에 고정된 브래킷(100a)에 대하여, 차량의 진행 방향과 평행한 축 주위에 요동 가능하도록 요동 핀(14a)을 개재하여 설치되어 있다. 그리고, 이 결합 부재(14)에 대하여, 대략 대칭으로, 한 쌍의 브레이크 레버(15, 15)가, 한 쌍의 지지점 핀(15a)을 개재하여 요동 가능하게 설치되어 있다. 이 지지점 핀(15a)은, 브레이크 디스크(101)의 회전축 방향으로부터 본 경우에, 요동 핀(14a)의 축방향에 대하여 수직인 방향으로 연장되도록 설치되어 있다.

한 쌍의 브레이크 레버(15, 15)는, 그 일단부측에 브레이크 실린더 장치(2)가 지지 핀(15b)을 개재하여 설치되어 있고, 이 브레이크 실린더 장치(2)에 의해 일단부측이 구동되도록 구성되어 있다. 그리고, 한 쌍의 브레이크 레버(15, 15)는 브레이크 실린더 장치(2)가 설치된 일단부측에 대하여 지지점 핀(15a)을 개재한 타단부측에 브레이크 패드(13)를 보유 지지하는 한 쌍의 백 플레이트(12, 12)가 각각 설치되어 있다. 백 플레이트(12)는 브레이크 레버(15)에 대하여 지지점 핀(15a)과 평행하게 연장되는 지지 핀(12a)을 개재하여 요동 가능하게 설치되어 있다. 따라서, 한 쌍의 브레이크 레버(15, 15)는 백 플레이트(12)를 개재하여 브레이크 패드(13)를 각각 지지하고 있다.

상술한 디스크 브레이크 장치(1)에 있어서는, 후술하는 바와 같이, 한쪽의 브레이크 레버(15)에 브레이크 실린더 장치(2)의 하우징(3)이 설치되고, 다른 쪽의 브레이크 레버(15)에 브레이크 출력부(7)가 설치된다. 그리고, 디스크 브레이크 장치(1)에 있어서는, 브레이크 실린더 장치(2)의 작동에 의해 브레이크 출력부(7)가 하우징(3)에 대하여 진출하는 동작(하우징(3)으로부터 이격되는 동작) 또는 퇴피하는 동작(하우징(3)에 접근하는 동작)이 행하여진다. 이에 의해, 한 쌍의 브레이크 레버(15, 15)에 있어서의 지지 핀(15b) 근방이 서로 이격하거나, 근접하거나 하도록 구동된다.

상기한 바와 같이 구동됨으로써, 디스크 브레이크 장치(1)는, 한 쌍의 브레이크 레버(15, 15)가 지지점 핀(15a)을 지지축으로 하여 동작하고, 브레이크 패드(13)로 브레이크 디스크(101)(제동 대상)를 사이에 두도록 동작하게 된다. 그리고, 이때, 한 쌍의 브레이크 레버(15, 15)에 있어서, 한쪽의 브레이크 레버(15)에 설치된 한쪽의 브레이크 패드(13)가 먼저 브레이크 디스크(101)의 제동면(101a)에 접촉하게 된다. 또한, 다른 쪽의 브레이크 레버(15)는, 제동면(101a)에 접촉한 한쪽의 브레이크 패드(13)로부터 받는 반력을 이용하여 다른 쪽의 브레이크 패드(13)를 브레이크 디스크(101)의 제동면(101a)에 압박한다. 이에 의해, 브레이크 디스크(101)를 한 쌍의 브레이크 패드(13, 13) 사이에 끼워 넣어, 브레이크 패드(13, 13)와 제동면(101a, 101a) 사이에 발생하는 마찰력에 의해 브레이크 디스크(101)의 회전이 제동되고, 브레이크 디스크(101)와 동축에 설치되어 있는 철도 차량의 차륜(도시 생략)의 회전이 제동된다.

[브레이크 실린더 장치의 구성]

이어서, 본 발명의 실시 형태에 관한 브레이크 실린더 장치(2)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3은 브레이크 실린더 장치(2)의 종단면도이다. 또한, 도 4 및 도 5는, 도 3의 일부 확대도이다. 브레이크 실린더 장치(2)는, 하우징(3), 브레이크 출력부(7), 브레이크 출력부 지지 기구(20), 유체 브레이크 기구(30), 주차 스프링 브레이크 기구(40), 축부(50), 전달 기구(60), 로크 기구(65), 간극 조정 기구(70)를 구비하고 있다. 또한, 이하에서는 설명의 편의상, 각 도면에 있어서, 상이라고 기재된 화살표가 지시하는 방향을 상측 또는 상방, 하라고 기재된 화살표가 지시하는 방향을 하측 또는 하방, 전이라고 기재된 화살표가 지시하는 방향을 전방측 또는 전방, 후라고 기재된 화살표가 지시하는 방향을 후방측 또는 후방이라고 칭한다.

[하우징]

하우징(3)은, 도 3에 도시한 바와 같이 3개의 하우징부(제1 하우징부(4), 제2 하우징부(5), 제3 하우징부(6))를 갖고, 이들이 조합됨으로써 케이스 형상으로 형성되어 있다. 하우징(3)에서는, 하방으로부터 상방을 향하여, 제1 하우징부(4), 제2 하우징부(5), 제3 하우징부(6)의 순으로 배열되어 있다.

제1 하우징부(4)는, 도 5에 도시한 바와 같이 하측에 저부(4a)를 갖는 대략 원통 형상으로 형성되고, 내부에는, 상세하게 후술할 제1 피스톤(43), 제1 스프링(44) 등이 수용되어 있다.

제2 하우징부(5)는, 도 4에 도시한 바와 같이 상부 및 하부에 개구를 갖는 대략 원통 형상으로 형성되고, 내부에는 상세하게 후술할 제2 피스톤(33), 제2 스프링(34), 실린더 라이너(32)(내통 부재) 등이 수용되어 있다.

제3 하우징부(6)는 전방 및 하방에 개구를 갖는 케이스 형상으로 형성되고, 내부에는 브레이크 출력부(7)의 일부, 브레이크 출력부 지지 기구(20), 간극 조정 기구(70) 등이 수용되어 있다. 제3 하우징부(6)의 내부에 있어서의 전방측의 부분에는, 당해 제3 하우징부(6)의 전방벽으로부터 후방으로 약간 연장되는 원통 형상의 전방측 통벽부(6a)가 형성되어 있다. 한편, 제3 하우징부(6)의 내부에 있어서의 후방측의 부분에는, 당해 제3 하우징부(6)의 후방벽으로부터 전방으로 약간 연장되는 원통 형상의 후방측 통벽부(6b)가 형성되어 있다.

[브레이크 출력부]

브레이크 출력부(7)는, 도 4 등에 도시한 바와 같이, 전후 방향으로 연장되도록 설치되고, 그 후방측의 부분이 제3 하우징부(6)에 수용되는 한편, 선단측의 부분이, 제3 하우징부(6)의 전방측에 형성된 개구를 개재하여 전방으로 돌출되어 있다. 브레이크 출력부(7)는 슬리브 부재(8)와 압봉(9)(축 부재)을 갖고 있다.

슬리브 부재(8)는, 축심이 전후 방향으로 연장되도록 배치되는 원통 형상의 부재로 구성되어 있다. 슬리브 부재(8)의 내주면에는 암나사부(8a)가 형성되어 있다.

압봉(9)은 막대 형상으로 형성된 막대 형상부(9a)와, 막대 형상부(9a)의 전단부에 형성된 출력 단부(9b)가 일체로 형성된 부재이다. 막대 형상부(9a)의 후단부에는 슬리브 부재(8)의 암나사부(8a)와 나사 결합하는 수나사부(9c)가 형성되어 있다. 출력 단부(9b)는, 전후 방향으로 소정의 두께를 갖는 부분이며, 상하 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 출력 단부(9b)의 상단부 및 하단부는, 각각 지지 핀(15b, 15b)에 의해, 각 브레이크 레버(15, 15)에 설치되어 있다(도 1 참조). 이에 의해, 압봉(9)은 하우징(3)에 대한 회전이 규제된다.

[브레이크 출력부 지지 기구]

브레이크 출력부 지지 기구(20)는, 상술한 바와 같이 제3 하우징부(6)의 내부에 수용되어 있다. 브레이크 출력부 지지 기구(20)는 브레이크 출력부(7)를 하우징(3)에 대하여 전후 방향으로 진퇴 가능하게 지지하는 기구로서 설치되어 있다. 브레이크 출력부 지지 기구(20)는 케이스부(21), 고정 롤러(24), 가동 롤러(25), 복귀 스프링(26) 등을 갖고 있다.

케이스부(21)는, 전방측 케이스부(22)와 후방측 케이스부(23)를 갖고 있다. 각 케이스부(22, 23)는 모두 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 케이스부(21)는 전방측 케이스부(22)가 후방측 케이스부(23)에 있어서의 전방측의 부분에 끼워 맞춘 상태에서, 전후 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 케이스부(21)에서는, 전방측의 단부가, 제3 하우징부(6)의 전방측 통벽부(6a)의 내벽에 대하여 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있는 한편, 후방측의 단부가, 제3 하우징부(6)의 후방측 통벽부(6b)의 내벽에 대하여 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있다. 이에 의해, 케이스부(21)는, 하우징(3)에 대하여 전후 방향으로 변위 가능한 상태로 되어 있다.

또한, 케이스부(21)의 내측에는, 슬리브 부재(8)가, 당해 케이스부(21)의 축심과 동축으로 되도록, 후방측 케이스부(23)의 내주면에 끼워 맞춤된 스러스트 베어링(27)을 개재하여 당해 후방측 케이스부(23)에 설치되어 있다. 이에 의해, 슬리브 부재(8)는, 케이스부(21)에 대하여 전후 방향의 위치가 규제되는 한편, 케이스부(21)에 대하여 회전 가능한 상태로 되어 있다.

고정 롤러(24)는, 하우징(3)에 대한 상대 위치가 고정됨과 함께, 제3 하우징부(6)에 회전 가능하게 지지된 원통 형상의 롤러로서 구성되어 있다. 고정 롤러(24)는, 예를 들어 브레이크 출력부(7)의 축방향과 평행한 방향인 케이스부(21)의 축방향에 직교하는 방향에 있어서, 케이스부(21)의 양측에 한 쌍으로 설치되어 있다.

가동 롤러(25)는, 케이스부(21)의 벽부에 대하여 외측에서 회전 가능하게 지지된 원통 형상의 롤러로서 구성되어 있다. 가동 롤러(25)는, 예를 들어 케이스부(21)의 축방향에 직교하는 방향에 있어서, 케이스부(21)의 양측에 한 쌍으로 설치되어 있다. 그리고, 각 가동 롤러(25)는, 그 외주가 각 고정 롤러(24)에 대향하는 위치이며, 각 고정 롤러(24)에 대하여 이격하여 배치되어 있다.

또한, 가동 롤러(25)는 회전함으로써, 하우징(3)에 대하여 전동하여 상대 변위 가능하게 지지되어 있다. 또한, 하우징(3)에는 브레이크 출력부(7)의 축방향과 거의 평행한 방향을 따라 가동 롤러(25)를 전동시키는 가이드(도시 생략)가 설치되어 있다.

복귀 스프링(26)은 일단부측의 단부가 제3 하우징부(6)의 내측의 단차부에 대하여 접촉하고, 타단부측의 단부가 케이스부(21)의 내측의 단차부에 대하여 접촉하는 코일 스프링으로서 설치되어 있다. 그리고, 복귀 스프링(26)은 압축된 상태로 설치되어 있다.

복귀 스프링(26)은, 상기한 바와 같이 설치되어 있음으로써, 브레이크 출력부(7)의 축방향과 대략 평행한 방향을 따라, 케이스부(21)를 하우징(3) 내에 수용하는 퇴피 방향(도 3 및 도 4의 화살표 B 방향)으로 가압하도록 구성되어 있다. 복귀 스프링(26)이 케이스부(21)를 퇴피 방향 B로 가압함으로써, 케이스부(21)와 함께 브레이크 출력부(7)도 퇴피 방향 B로 가압된다. 이 복귀 스프링(26)의 가압력에 의해, 브레이크 실린더 장치(2)가 브레이크력을 해제할 때의 작동에 수반하는 후술하는 브레이크력 전달부(37)의 변위에 수반하여, 브레이크 출력부(7)가, 하우징(3) 내에 퇴피하는 방향으로 이동하게 된다.

브레이크 실린더 장치(2)의 브레이크력을 출력할 때의 작동에 수반하여 제2 피스톤(33) 및 브레이크력 전달부(37)가 브레이크 출력부 지지 기구(20)를 향하는 브레이크 작동 방향(도 3 및 도 4의 화살표 C 방향)으로 이동하면, 고정 롤러(24) 및 가동 롤러(25)는, 이하와 같이 동작한다. 구체적으로는, 고정 롤러(24)는, 하우징(3)에 대하여 동일 위치에서 회전하는 한편, 가동 롤러(25)는 브레이크력 전달부(37)의 이동에 수반하여 진출 방향 A(도 3 및 도 4의 화살표 A 방향)를 향하여 가압된다.

상기에 의해, 가동 롤러(25)는 회전하면서, 하우징(3)에 대하여 전동하면서 진출 방향 A를 향하여 상대 이동한다. 즉, 브레이크력 전달부(37)의 이동에 수반하여, 브레이크력 전달부(37)의 쐐기 형상 부분(37a)에 의해, 고정 롤러(24)와 가동 롤러(25) 사이의 간격이 넓어지도록, 가동 롤러(25)가 구동된다. 그리고, 가동 롤러(25)와 함께, 케이스부(21) 및 브레이크 출력부(7)가 진출 방향 A를 향하여 이동하게 된다. 이에 의해, 한 쌍의 브레이크 패드(13)가 서로 근접하는 방향으로 이동하여, 브레이크 디스크(101)를 사이에 두고 보유 지지한다. 이에 의해, 차륜의 회전이 제동되게 된다.

[유체 브레이크 기구]

유체 브레이크 기구(30)는, 압력 유체로서의 압축 공기의 급배에 의해 작동한다. 이 유체 브레이크 기구(30)는, 철도 차량의 운전 시의 브레이크 동작을 위하여 사용된다. 유체 브레이크 기구(30)는, 제2 하우징부(5)로 구성된 제2 실린더부(31)와, 실린더 라이너(32)와, 제2 피스톤(33)과, 제2 스프링(34)과, 제2 압력실 S21을 구비하고 있다.

실린더 라이너(32)는, 원통 형상으로 형성된 소정의 두께를 갖는 벽부이며, 제2 실린더부(31)의 내측에 감입된다.

제2 피스톤(33)은, 평면에서 보아 대략 원 형상으로 형성된 원판 형상의 부재로서 설치되어 있다. 제2 피스톤(33)은, 외주연이 실린더 라이너(32)의 내경보다도 약간 소직경이 되도록 형성되어 있다. 제2 피스톤(33)은, 실린더 라이너(32)의 내주면에 대하여 진퇴 가능하도록, 실린더 라이너(32) 내에 배치되어 있다. 제2 피스톤(33)은, 실린더 라이너(32) 내의 제2 공간 S2를, 상기 제2 피스톤(33)보다도 하측(주차 스프링 브레이크 기구(40)측)의 공간인 제2 압력실 S21과, 상기 제2 피스톤(33)보다도 상측(브레이크 출력부(7)측)의 공간인 제2 스프링 수용 공간 S22로 구획하고 있다.

제2 피스톤(33)에는, 브레이크력 전달부(37)가 고정되어 있다. 브레이크력 전달부(37)는 제2 피스톤(33)에 있어서의 제2 스프링 수용 공간 S22측의 부분에 있어서, 제2 피스톤(33)으로부터 브레이크 출력부(7)측으로 연장되도록 설치되어 있다. 브레이크력 전달부(37)의 형상에 대해서는, 상세하게 후술한다.

제2 스프링(34)은, 제2 스프링 수용 공간 S22에 수용된 코일 스프링으로서 설치되어 있다. 구체적으로는, 제2 스프링(34)은 일단부측이 제2 피스톤(33)에 접촉하고, 타단부측이 하우징(3)에 대하여 고정된 스프링 받이 플레이트(35)에 접촉하고 있다. 이에 의해, 제2 스프링(34)은 하우징(3)에 대하여 제2 피스톤(33)을 브레이크 작동 방향과 반대 방향인 브레이크 해제 방향(도 3 및 도 4의 화살표 D 방향)으로 가압하고 있다.

제2 압력실 S21은 제2 공간 S2 내에 있어서의 제2 피스톤(33)보다도 주차 스프링 브레이크 기구(40)측의 공간이다. 제2 압력실 S21에는 당해 제2 압력실 S21에 대한 압축 공기(압력 유체)의 급기 및 배기를 행하기 위한 제2 급배 포트(36)가 설치되어 있다.

[브레이크력 전달부의 형상]

브레이크력 전달부(37)는 판상으로 형성된 쐐기 형상의 부분으로서 설치된 쐐기 형상 부분(37a)에 의해 구성되어 있다. 쐐기 형상 부분(37a)은, 기단측이 제2 피스톤(33)에 고정되고, 브레이크 작동 방향 C를 향하여 선단측이 서서히 가늘어지도록 연장되어 있다.

브레이크력 전달부(37)는, 전방측의 부분에, 경사면(38)(경사부)을 갖고 있다. 경사면(38)은 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A에 대하여 경사져 있다.

경사면(38)은 제1 경사면(38a)(제1 경사부) 및 제2 경사면(38b)(제2 경사부)을 갖고 있다. 제1 경사면(38a)은 경사면(38)에 있어서의 선단측(브레이크 작동 방향 C측)의 부분으로서 형성되고, 제2 경사면(38b)은 경사면(38)에 있어서의 기단측(브레이크 해제 방향 D측)의 부분으로서 형성되어 있다. 제2 경사면(38b)은 진출 방향 A에 대하여 소정 각도(본 실시 형태에서는, 60도 정도)로 기운 제1 경사면(38a)보다도 큰 각도(본 실시 형태에서는, 80도 정도)로 기울어져 있다.

브레이크 실린더 장치(2)의 브레이크력을 출력할 때의 작동에 수반하여 제2 피스톤(33) 및 브레이크력 전달부(37)가 브레이크 작동 방향 C측을 향하여 이동하면, 가동 롤러(25)는 브레이크력 전달부(37)의 경사면(38)에 의해 서서히 진출 방향 A측으로 가압된다. 이에 의해, 브레이크 출력부(7)는 서서히 진출 방향 A로 이동한다. 이와 같이 하여, 제2 피스톤(33)의 브레이크 작동 방향 C로 이동하는 힘이, 당해 브레이크 작동 방향 C와 교차하는 방향인 진출 방향 A로 브레이크 출력부(7)가 이동하는 힘으로 변환된다.

그리고, 디스크 브레이크 장치(1)에서는, 브레이크 출력부(7)가 제2 경사면(38b)에 의해 가압되고 있는 동안, 한 쌍의 브레이크 패드(13, 13)로 브레이크 디스크(101)를 사이에 두고 보유 지지하도록, 브레이크 패드(13)와 브레이크 디스크(101) 사이의 간극(이하, 패드 간극이라고 칭하는 경우도 있음)이 설정되어 있다. 즉, 브레이크 출력부(7)가 제1 경사면(38a)에 의해 가압되고 있는 동안은, 한 쌍의 브레이크 패드(13, 13)는 브레이크 디스크(101)를 사이에 두고 보유 지지하지 않는다.

[주차 스프링 브레이크 기구]

주차 스프링 브레이크 기구(40)는 철도 차량의 주차 시에 브레이크 상태를 유지하기 위하여 사용되는 주차용 브레이크 기구로서 설치되어 있다. 주차 스프링 브레이크 기구(40)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 하우징부(4)로 구성된 제1 실린더부(41)와, 제1 피스톤(43)과, 제1 스프링(44)과, 제1 압력실 S11을 구비하고 있다.

제1 피스톤(43)은, 그 축방향과 평행하게 제1 실린더부(41) 내에서 왕복 이동 가능하게 배치됨과 함께, 제1 실린더부(41)의 내벽에 대하여 미끄럼 이동 가능하게 배치되어 있다. 제1 피스톤(43)은, 제2 피스톤(33)과 동일한 방향(도 5에 있어서의 화살표 C, D 방향)으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 제1 피스톤(43)은 제1 실린더부(41) 내의 제1 공간 S1을, 당해 제1 피스톤(43)보다도 상측의 공간인 제1 압력실 S11과, 당해 제1 피스톤(43)보다도 하측의 공간인 제1 스프링 수용 공간 S12로 구획하고 있다.

제1 스프링(44)은 제1 스프링 수용 공간 S12에 수용된 코일 스프링으로서 설치되어 있다. 구체적으로는, 제1 스프링(44)은 일단부측이 제1 피스톤(43)에 접촉하고, 타단부측이 제1 하우징부(4)의 저부(4a)에 접촉하고 있다. 이에 의해, 제1 스프링(44)은, 하우징(3)에 대하여 제1 피스톤(43)을 상측(브레이크 작동 방향 C측)으로 가압하고 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 스프링(44)은 제1 외측 스프링(44a)과, 제1 내측 스프링(44b)으로 구성되어 있다. 이들 2개의 스프링(44a, 44b)은 제1 외측 스프링(44a)이 제1 내측 스프링(44b)보다도 외측이 되도록 동심상으로 배치되어 있다.

제1 압력실 S11은, 제1 공간 S1 내에 있어서의 제1 피스톤(43)보다도 유체 브레이크 기구(30)측의 공간이다. 제1 압력실 S11에는, 당해 제1 압력실 S11에 대한 압축 공기(압력 유체)의 급기 및 배기를 행하기 위한 제1 급배 포트(46)가 설치되어 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의해, 제1 피스톤(43)은, 제1 급배 포트(46)로부터 제1 압력실 S11에 압축 공기가 공급되면, 압축된 제1 스프링(44)의 탄성 회복에 의한 가압력에 저항하여 브레이크 해제 방향 D로 이동한다. 한편, 제1 피스톤(43)은, 제1 압력실 S11 내에 공급된 압축 공기가 제1 급배 포트(46)를 통하여 배출됨으로써, 제1 스프링(44)의 가압력에 의해 브레이크 작동 방향 C로 이동하도록 구성되어 있다.

[축부]

축부(50)는, 도 5에 도시한 바와 같이 스핀들(51), 베어링(52) 등을 구비하여 구성되어 있다. 그리고, 축부(50)는 스핀들(51)의 단부에 있어서 제2 피스톤(33)에 연결되어, 제2 피스톤(33)과 함께 변위하도록 설치되어 있다.

스핀들(51)은 제2 피스톤(33)으로부터 브레이크 해제 방향 D를 향하여 돌출되도록 배치되어 있다. 이 스핀들(51)은, 제2 피스톤(33)과는 별체로 형성된 축 형상의 부재로서 설치되어 있다. 그리고, 스핀들(51)은, 후술하는 전달 기구(60)와 함께 주차 스프링 브레이크 기구(40)로부터의 가압력을 제2 피스톤(33)에 전달하도록 구성되어 있다.

또한, 스핀들(51)은 제2 피스톤(33)에 연결되는 측의 단부에 있어서, 외주를 따라 주위 방향으로 연장되는 볼록 형상의 단차부(51a)가 설치되어 있다. 그리고, 제2 피스톤(33)의 직경 방향에 있어서의 중앙 부분에는 오목한 부분이 형성되고, 이 오목한 부분의 내주에는, 단차부(51a)에 대하여 걸림 결합하는 테두리 형상으로 형성된 스핀들 보유 지지부(33a)가 설치되어 있다. 제2 피스톤(33)에 있어서의 스핀들 보유 지지부(33a)는, 제2 피스톤(33)이 브레이크 작동 방향 C로 이동할 때에, 스핀들(51)의 단부의 단차부(51a)와 걸림 결합하고, 스핀들(51)을 브레이크 작동 방향 C로 가압한다.

베어링(52)은, 예를 들어 볼 형상의 부재로서 설치되고, 주차 스프링 브레이크 기구(40)로부터의 가압력에 의해 스핀들(51)에 작용하는 스러스트 하중을 받는 베어링으로서 구성되어 있다. 그리고, 베어링(52)은, 제2 피스톤(33)의 중앙 부분에 형성된 상기 오목한 부분에 배치되고, 스핀들(51)의 단부와 제2 피스톤(33) 사이에서 양자에 접촉한 상태로 배치되어 있다. 주차 스프링 브레이크 기구(40)로부터의 가압력은, 후술하는 전달 기구(60), 스핀들(51) 및 베어링(52)을 거쳐, 제2 피스톤(33)에 전달된다.

[전달 기구]

전달 기구(60)는, 주차 스프링 브레이크 기구(40)에 있어서의 제1 피스톤(43)의 브레이크 작동 방향의 가압력을 제2 피스톤(33)과 함께 변위하는 축부(50)에 전달하는 기구로서 설치되어 있다. 전달 기구(60)는, 도 5에 도시한 바와 같이 나사부(61), 클러치 휠(62), 클러치 슬리브(63), 클러치 박스(64) 등을 구비하고 있으며, 제1 피스톤(43)의 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되어 있다.

전달 기구(60)에서는, 주차 스프링 브레이크 기구(40)가 작동하면, 제1 피스톤(43)과 함께 클러치 슬리브(63)도 브레이크 작동 방향으로 이동하여, 당해 클러치 슬리브(63)의 요철 톱니(63a)와 클러치 휠(62)의 요철 톱니(62a)가 맞물린다. 그렇게 되면, 클러치 박스(64) 및 클러치 슬리브(63)를 통하여 클러치 휠(62)의 하우징(3)에 대한 회전이 규제된다. 이에 의해, 클러치 휠(62)의 내측에 형성된 암나사에 대하여, 스핀들(51)이 형성된 나사부(61)가 회전 불가능해지고, 스핀들(51)과 제1 피스톤(43)이 연결된 상태로 되기 때문에, 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 브레이크력이, 제2 피스톤(33), 브레이크력 전달부(37), 브레이크 출력부(7) 등을 거쳐 차륜으로 전달된다.

한편, 주차 스프링 브레이크 기구(40)가 작동하고 있지 않은 상태에서는, 클러치 슬리브(63)의 요철 톱니(63a)와 클러치 휠(62)의 요철 톱니(62a)는 맞물려 있지 않다. 이때, 클러치 휠(62)은, 클러치 박스(64)(즉 하우징(3))에 대하여 회전 가능한 상태로 되어 있기 때문에, 스핀들(51)은 전달 기구(60)에 대하여 브레이크 작동 방향으로 이동 가능해진다.

[로크 기구]

로크 기구(65)는 전달 기구(60)를 통하여, 스핀들(51)의 제1 피스톤(43)에 대한 상대 변위를 규제하여 주차 스프링 브레이크 기구(40)를 작동시킨 채 로크 상태로 되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 로크 기구(65)는 도 5에 도시한 바와 같이 하우징(3)의 측벽을 관통하도록 설치된 대략 막대 형상의 래치 부재(66)를 갖고 있다. 래치 부재(66)의 선단(하우징(3) 내측의 단부)에는, 클러치 박스(64)에 형성된 래치 날(64a)에 걸림 결합하는 걸림 결합 날(66a)이 설치되어 있다.

걸림 결합 날(66a)과 래치 날(64a)이 걸림 결합한 상태(로크 상태)에 있어서 주차 스프링 브레이크 기구(40)가 작동하면, 당해 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 브레이크력이, 제2 피스톤(33), 브레이크력 전달부(37), 브레이크 출력부(7) 등을 거쳐 차륜으로 전달된다.

한편, 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 브레이크력이 차륜에 작용하고 있는 상태에 있어서, 래치 날(64a)이 하우징(3)의 외측에 인장되어 걸림 결합 날(66a)과 래치 날(64a)의 걸림 결합이 해제되면, 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 브레이크력은 차륜으로 전달되지 않게 된다. 구체적으로는, 걸림 결합 날(66a)과 래치 날(64a)의 걸림 결합이 해제되면, 서로 걸림 결합된 클러치 휠(62), 클러치 슬리브(63) 및 클러치 박스(64)가, 하우징(3)에 대하여 회전 가능해진다. 그렇게 되면, 스핀들(51)의 제1 피스톤(43)에 대한 상대 회전이 허용된 상태로 된다. 따라서, 제2 피스톤(33)을 가압하는 제2 스프링(34)의 가압력에 의해, 제2 피스톤(33)과 함께 스핀들(51)이 브레이크 해제 방향 D로 이동하게 된다. 그리고, 스핀들(51)의 브레이크 해제 방향 D로의 이동에 수반하여, 클러치 박스(64), 클러치 슬리브(63) 및 클러치 휠(62)이 하우징(3)에 대하여 회전하여, 스핀들(51)의 브레이크 해제 방향 D로의 이동이 허용되게 된다.

[간극 조정 기구]

간극 조정 기구(70)는 브레이크 디스크(101)의 제동면(101a)과 브레이크 패드(13) 사이의 간극인 패드 간극을 조정하기 위한 것이다.

일반적으로, 디스크 브레이크 장치에서는, 브레이크 패드가 브레이크 디스크에 압박됨으로써 서서히 마모되기 때문에, 어떠한 대책을 실시하지 않으면, 디스크 브레이크 장치의 브레이크력이 감소되어 버리는 경우가 있다.

이에 반하여, 본 실시 형태에 관한 디스크 브레이크 장치(1)에서는, 브레이크 출력부(7)를 2개의 부재(슬리브 부재(8) 및 압봉(9))로 구성하고, 간극 조정 기구(70)에 의해 슬리브 부재(8)에 대한 압봉(9)의 위치(돌출량)를 조정함으로써, 브레이크 패드(13)와 제동면(101a)의 간극을 조정하고 있다.

도 6은 간극 조정 기구(70)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 7은, 도 6의 화살표 VII 방향으로부터 본 화살표도이다. 간극 조정 기구(70)는, 래칫 기구(71)와, 인장 스프링(74)(가압부)과, 링크 기구(75)와, 피가압부(78)와, 링크 기구 보유 지지부(80)와, 링크 가압 기구(90)를 구비하고 있다. 간극 조정 기구(70)는 슬리브 부재(8)의 외주를 둘러싸도록 설치되어 있다.

래칫 기구(71)는 래칫 기어(72) 및 래칫 갈고리(73)를 갖고 있다.

래칫 기어(72)는 원판부(72a)와, 원판부(72a)의 외측 테두리부에 환상으로 배열된 복수의 톱니부(72b)를 갖고, 이들이 일체로 형성되어 있다. 원판부(72a)의 중앙 부분에는 관통 구멍(72c)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(72c)에는 슬리브 부재(8)가 삽입 관통되어 있다. 래칫 기어(72)와 슬리브 부재(8)는 키 결합에 의해 서로에 대하여 고정되어 있다.

래칫 기어(72)는, 래칫 갈고리(73)에 의해, 일방향(도 6의 (A)의 백색 화살표로 나타내는 소정 방향)으로만 회전 가능하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 래칫 기어(72)는 당해 래칫 기어(72)의 톱니부(72b)에 걸림 결합하는 래칫 갈고리(73)에 가압됨으로써, 압봉(9)에 대하여 슬리브 부재(8)가 퇴피 방향 B로 이동하는 방향으로 회전한다.

래칫 갈고리(73)는, 일단부측(후단측)이 링크 기구(75)의 일단부측에 요동 가능하게 연결된 상태로 래칫 기어(72)의 외측에 배치되어 있다. 래칫 갈고리(73)의 타단부(선단부)는 톱니부(72b)와 걸림 가능한 걸림 결합부(73a)로서 설치되어 있다.

링크 기구 보유 지지부(80)는, 링크 기구(75)를 요동 가능하게 보유 지지하기 위한 것이다. 링크 기구 보유 지지부(80)는, 예를 들어 일례로서, 슬리브 부재(8)의 외주를 둘러싸는 환상으로 형성되고, 슬리브 베어링(도시 생략)을 개재하여 슬리브 부재(8)에 설치되어 있다. 링크 기구 보유 지지부(80)는, 슬리브 부재(8)에 대한 전후 방향의 이동이 규제되어 있는 한편, 슬리브 부재(8)에 대한 회전은 허용되고 있다. 구체적으로는, 링크 기구 보유 지지부(80)는, 슬리브 부재(8)와 함께 전후 방향으로 변위하는 한편, 하우징(3)에 대하여 회전하지 않도록 설치되어 있다.

인장 스프링(74)은, 일단부측이 링크 기구 보유 지지부(80)에 형성된 제1 지지부(81)에 설치되어 있는 한편, 타단부측이 래칫 갈고리(73)에 설치되어 있다. 인장 스프링(74)은 래칫 갈고리(73)를 도 6의 (A)의 백색 화살표로 나타내는 상기 일방향을 따르는 방향을 향하여 가압한다.

링크 기구(75)는, 2개의 링크 부재(제1 링크 부재(76) 및 제2 링크 부재(77))를 갖고 있다. 각 링크 부재(76, 77)는, 대략 막대 형상으로 형성되어 있다.

제1 링크 부재(76)는, 일단부측의 부분이, 래칫 갈고리(73)의 일단부측(후단측)에 요동 가능하게 연결되는 한편, 타단부측의 부분이, 제2 링크 부재(77)의 일단부측의 부분에 요동 가능하게 연결된다. 제1 링크 부재(76)는, 당해 제1 링크 부재(76)가 연장되는 방향에 있어서의 중도 부분이, 링크 기구 보유 지지부(80)에 형성된 제2 지지부(82)에 의해 요동 가능하게 지지되어 있다.

제2 링크 부재(77)는, 일단부측의 부분이, 제1 링크 부재(76)의 타단부측의 부분에 요동 가능하게 연결되는 한편, 타단부측의 부분이, 링크 기구 보유 지지부(80)에 형성된 원환부(83)에 삽입 관통되어 있다. 제2 링크 부재(77)에 형성된 단차부(77a)와 원환부(83) 사이는 코일 스프링(84)이 설치되어 있다. 이에 의해, 제2 링크 부재(77)는, 당해 제2 링크 부재(77)의 타단부측으로부터 일단측을 향하여, 코일 스프링(84)에 의해 가압되고 있다. 또한, 원환부(83)에는 톱니 압박부(85)가 고정되어 있다. 이 톱니 압박부(85)는, 래칫 기어(72)가 자유롭게 회전해 버리는 것을 방지하기 위한 것이다.

피가압부(78)는, 상세하게 후술하는 링크 가압 기구(90)에 의해 가압되는 부분이다. 피가압부(78)는 제2 링크 부재의 상기 일단부측의 부분에 회전 가능하게 연결된 롤러 형상의 부재에 의해 구성되어 있다.

링크 가압 기구(90)는 피가압부(78)를 가압함으로써, 링크 기구(75)의 제2 링크 부재(77)를 가압하도록 구성되어 있다. 링크 가압 기구(90)는 도 7에 도시한 바와 같이, 레버 부재(91)와, 레버 가압부(98)를 갖고 있다.

레버 부재(91)는, 피가압부(78) 부근에 설치된 부재이며, 레버 가압부(98)에 의해 가압됨으로써, 피가압부(78)를 가압한다. 레버 부재(91)는, 기단측의 부분인 기단측부로부터 연장되는 제1 부분(92)과, 당해 제1 부분(92)의 선단부로부터 절곡되어 피가압부(78)측으로 연장되는 제2 부분(93)을 갖고, 이들이 일체로 형성되어 있다. 레버 부재(91)의 기단측부는, 레버의 지지점 부분(94)으로서 설치되고, 링크 기구 보유 지지부(80)에 형성된 지지점 지지부(86)에 대하여 요동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 레버 부재(91)의 선단측의 부분인 선단측부(레버 부재(91)가 연장되는 방향에 있어서의 기단측부와 반대측의 부분)는, 피가압부(78)를 가압하는 작용점 부분(95)으로서 설치되어 있다. 또한, 제1 부분(92)과 제2 부분(93) 사이의 부분인 굴곡부는 역점 부분(96)으로서 형성되어 있다. 역점 부분(96)에는 오목부(96a)가 형성되어 있다.

레버 가압부(98)는 기초부(98a)와 롤러부(98b)를 갖고 있다. 기초부(98a)는 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 도 4에 도시한 바와 같이, 제3 하우징부(6) 내에 있어서의 전방측으로부터 후방측으로 연장되도록, 제3 하우징부(6)의 전방측 벽부에 고정되어 있다. 롤러부(98b)는, 기초부(98a)의 선단부(기초부(98a)의 후방측의 단부)에 대하여 회전 가능하게 연결되어 있다.

[유체 브레이크 기구의 동작]

이하에 있어서, 유체 브레이크 기구(30) 및 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 기본적인 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 유체 브레이크 기구(30)의 기본 동작에 대하여 설명한다.

도 3은 유체 브레이크 기구(30)와 스프링 브레이크 기구(40)가 모두 동작하고 있지 않아 완화된 상태에 있는 디스크 브레이크 장치(1) 및 브레이크 실린더 장치(2)를 도시하고 있다. 예를 들어, 철도 차량의 운전 중에서 브레이크 동작이 행하여지고 있지 않을 때는, 도 3에 도시하는 상태로 된다. 이 상태에서는, 제2 급배 포트(36)를 통한 압축 공기의 제2 압력실 S21로의 공급은 행하여지지 않도록 제어되어 있다. 그리고, 제2 압력실 S21 내의 압축 공기는 제2 급배 포트(36)를 통하여 자연스럽게 배출된다. 이로 인해, 제2 실린더부(31) 내에서 제2 스프링(34)에 의해 제2 피스톤(33)이 브레이크 해제 방향 D로 이동한 상태로 되어 있다.

한편, 도 3에 도시하는 상태에 있어서는, 제1 급배 포트(46)를 통하여 압축 공기가 제1 압력실 S11에 공급된다. 이로 인해, 제1 압력실 S11에 공급된 압축 공기의 작용에 의한 가압력에 의해 제1 피스톤(43)이 제1 스프링(44)의 가압력에 저항하여 브레이크 해제 방향 D로 이동한 상태로 되어 있다. 이 상태에서는, 클러치 휠(62)의 요철 톱니(62a)와 클러치 슬리브(63)의 요철 톱니(63a)는 맞물려 있지 않아, 공극이 형성된 상태로 되어 있다.

상술한 바와 같이 상태에 있어서, 압축 공기가 제2 급배 포트(36)를 통하여 제2 압력실 S21에 공급됨으로써 유체 브레이크 기구(30)가 작동한다. 이때, 제2 압력실 S21에 공급된 압축 공기의 작용에 의한 가압력에 의해 제2 피스톤(33)이 제2 스프링(34)의 가압력에 저항하여 브레이크 작동 방향 C로 이동한다. 이에 의해, 제2 피스톤(33)과 함께 브레이크력 전달부(37)도 브레이크 작동 방향 C로 이동한다. 이에 의해, 브레이크 출력부(7)가, 가동 롤러(25)를 통하여 브레이크력 전달부(37)의 경사면(38)에 의해 서서히 가압되어 진출 방향 A측으로 가압되기 때문에, 진출 방향 A측을 향하여 이동한다. 그 결과, 한 쌍의 브레이크 패드(13)가 서로 근접하는 방향으로 이동하여, 브레이크 디스크(101)를 사이에 두고 보유 지지한다. 이에 의해, 차륜의 회전이 제동되게 된다.

[주차 스프링 브레이크 기구의 동작]

이어서, 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 작동에 대하여 설명한다. 주차 스프링 브레이크 기구(40)는, 유체 브레이크 기구(30)가 작동하여 완전히 철도 차량이 정지한 상태로 사용된다. 그리고, 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 작동은, 유체 브레이크 기구(30)가 작동한 채의 상태로 행하여진다. 즉, 제2 압력실 S21에 압축 공기가 공급되고 제2 피스톤(33)이 브레이크 작동 방향 C로 가압되어 있는 상태에서 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 작동이 개시된다.

주차 스프링 브레이크 기구(40)는, 제1 압력실 S11로부터 제1 급배 포트(46)를 통하여 압축 공기가 배출됨으로써 작동한다. 제1 압력실 S11 내에 공급되어 있던 압축 공기가 제1 급배 포트(46)를 통하여 배출되면, 제1 스프링(44)의 가압력에 의해 제1 피스톤(43)이 브레이크 작동 방향 C로 이동한다. 제1 피스톤(43)이 브레이크 작동 방향 C로 이동하면, 제1 피스톤(43)과 함께 클러치 슬리브(63)도 브레이크 작동 방향 C로 이동한다. 그리고, 클러치 슬리브(63)가 클러치 휠(62)에 접촉하여, 클러치 휠(62)의 요철 톱니(62a)와 클러치 슬리브(63)의 요철 톱니(63a)가 맞물린다.

상기한 상태에서는, 래치 부재(66)의 걸림 결합 날(66a)과 클러치 박스(64)의 래치 날(64a)이 걸림 결합하여, 클러치 박스(64)의 하우징(3)에 대한 상대 회전이 규제되어 있다. 또한, 클러치 박스(64)에 대해서도 클러치 슬리브(63)의 상대 회전이 규제되어 있다. 이로 인해, 요철 톱니(62a)와 요철 톱니(63a)가 맞물리면, 하우징(3)에 대하여, 클러치 박스(64) 및 클러치 슬리브(63)를 통하여, 클러치 휠(62)의 회전이 규제되게 된다. 이에 의해, 클러치 휠(62)의 회전이 멈추어져 스핀들(51)과 제1 피스톤(43)이 연결된 상태로 된다. 그리고, 이 상태에서는, 로크 기구(65)에 의해 주차 스프링 브레이크 기구(40)는, 작동한 상태 그대로 로크된 로크 상태로 되어 있다. 이 로크 상태에서는, 차륜의 회전이 제동된 상태, 즉, 주차 스프링 브레이크 기구(40)가 작동한 상태가 유지된다. 또한, 주차 스프링 브레이크 기구(40)를 일단 작동시킨 상태에서는, 제2 압력실 S21로의 압축 공기의 공급이 행하여지지 않고, 서서히 제2 압력실 S21로부터 압축 공기가 배출된 상태로 된다.

[간극 조정 기구의 동작]

이어서, 간극 조정 기구(70)의 동작에 대하여 설명한다. 도 8 및 도 9는 간극 조정 기구(70)의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 패드 간극이 정상 범위 내인 경우의 동작을 도시하는 도면, 도 9는 패드 간극이 정상 범위 밖인 경우의 동작을 도시하는 도면이다.

도 8을 참조하여, 패드 간극이 정상 범위 내인 경우, 간극 조정 기구(70)는, 이하와 같이 동작한다. 브레이크 실린더 장치(2)가 완화 상태인 경우(유체 브레이크 기구(30) 및 주차 스프링 브레이크 기구(40)가 모두 작동하고 있지 않은 상태)에서는, 간극 조정 기구(70)는 도 8의 (A)에 도시하는 상태로 되어 있다. 구체적으로는, 이때, 브레이크 출력부(7)는 퇴피 방향 B측에 위치하고 있기 때문에, 피가압부(78) 및 레버 부재(91)도 퇴피 방향 B측에 위치하게 된다. 따라서, 피가압부(78)는, 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이, 링크 가압 기구(90)에 의해 가압되어 있지 않은 상태로 되어 있다. 이 상태에서는, 제2 링크 부재(77)가, 코일 스프링(84) 및 인장 스프링(74)에 의해 상방으로 밀어 올려지고, 이에 의해 제1 링크 부재(76)가 래칫 갈고리(73)를 하방으로 가압하고 있다. 이때, 래칫 갈고리(73)의 걸림 결합부(73a)는, 래칫 기어(72)의 톱니부(72b)와 걸림 결합하고 있지 않다.

도 8의 (A)의 상태에 있어서, 유체 브레이크 기구(30) 또는 주차 스프링 브레이크 기구(40)가 작동하면, 브레이크 출력부(7)가 진출 방향 A측에 위치한 상태로 된다. 이때, 브레이크 출력부(7)의 슬리브 부재(8)와 함께 레버 부재(91) 및 피가압부(78)도 진출 방향 A측으로 이동하여, 레버 부재(91)가 가압부(98)에 가압됨으로써, 레버 부재(91)가 피가압부(78)를 가압한다. 이에 의해, 제2 링크 부재(77)가, 코일 스프링(84) 및 인장 스프링(74)의 가압력에 저항하여 하방으로 밀어올려지고, 이에 의해 제1 링크 부재(76)가 래칫 갈고리(73)를 상방으로 들어올린다(도 8의 (B) 참조).

여기서, 도 8에 도시하는 상태는, 패드 간극이 정상 범위 내이며, 비교적 작기 때문에, 링크 기구(75)에 의한 래칫 갈고리(73)의 인장량은 비교적 작다. 그 결과, 래칫 갈고리(73)의 걸림 결합부(73a)는, 래칫 기어(72)의 톱니부(72b)와 걸림 결합하지 않고, 당해 톱니부(72b)의 선단부를 슬라이드한다(도 8의 (B) 참조). 따라서, 도 8의 (B)에 도시된 상태로부터 다시 완화 상태(도 8의 (A)에 도시한 상태)가 되어도 래칫 기어(72)는 회전하지 않기 때문에, 패드 간극은 변화하지 않는다.

이어서, 도 9를 참조하여, 패드 간극이 정상 범위 밖인 경우(즉, 패드 간극이 큰 경우), 간극 조정 기구(70)는, 이하와 같이 동작한다. 브레이크 실린더 장치(2)가 완화 상태인 경우(유체 브레이크 기구(30) 및 주차 스프링 브레이크 기구(40)가 모두 작동하고 있지 않은 상태)에는, 간극 조정 기구(70)는 도 9의 (A)에 도시된 상태로 되어 있다. 이것은, 도 8의 (A)에 도시된 상태와 동일한 상태이다. 즉, 피가압부(78)가 링크 가압 기구(90)에 의해 가압되어 있지 않고, 래칫 갈고리(73)의 걸림 결합부(73a)가 래칫 기어(72)의 톱니부(72b)와 걸림 결합하고 있지 않은 상태이다.

도 9의 (A)의 상태에 있어서, 유체 브레이크 기구(30) 또는 주차 스프링 브레이크 기구(40)가 작동하면, 브레이크 출력부(7)가 진출 방향 A측에 위치한 상태로 된다. 이때, 브레이크 출력부(7)의 슬리브 부재(8)와 함께 레버 부재(91) 및 피가압부(78)도 진출 방향 A측으로 이동하여, 레버 부재(91)가 가압부(98)에 가압됨으로써, 레버 부재(91)가 피가압부(78)를 가압한다. 이에 의해, 제2 링크 부재(77)가 도 8에 있어서의 하방으로 밀어올려지고, 이에 의해 제1 링크 부재(76)가 래칫 갈고리(73)를 상방으로 들어올린다.

여기서, 도 9에 도시된 상태에서는, 패드 간극이 정상 범위 밖이며, 비교적 크기 때문에, 래칫 갈고리(73)는 링크 기구(75)에 의해 비교적 크게 들어올려진다. 따라서, 도 8에 도시하는 경우와 달리, 래칫 갈고리(73)의 걸림 결합부(73a)의 선단부는 래칫 기어(72)의 톱니부(72b)와 대향하는 위치까지 들어올려진다(도 9의 (B) 참조).

그리고, 도 9의 (B)에 도시된 상태로부터 다시 완화 상태로 되돌리는 과정에서는, 링크 가압 기구(90)에 의한 피가압부(78)로의 가압이 해제됨과 함께, 래칫 갈고리(73)가 인장 스프링(74)에 의해 하방으로 인장된다. 이에 의해, 래칫 기어(72)가 도 9의 (C)의 백색 화살표 방향으로 회전하기 때문에, 슬리브 부재(8)가, 압봉(9)에 대하여 퇴피 방향 B측으로 이동한다. 즉, 슬리브 부재(8)에 대한 압봉(9)의 진출 방향 A측으로의 돌출량이 커지기 때문에, 패드 간극이 작아진다.

[브레이크력 전달부의 경사면의 형상에 대해서]

그런데, 시장에서는, 큰 브레이크력을 갖는 주차 스프링 브레이크가 요구되는 경우가 있다. 구체적으로는, 중량이 큰 철도 차량, 경사면에 주차되는 철도 차량 등에 대해서는, 주차 스프링 브레이크력을 크게 하는 것이 요구된다.

주차 스프링 브레이크력을 크게 하기 위해서는, 스프링의 재질이나 직경을 변경하여 스프링력을 올리는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같은 스프링의 설계 변경에 의해 스프링력을 올리기에는 한계가 있고, 원하는 브레이크력을 얻기 위해서는, 주차 스프링 브레이크 기구의 사이즈를 크게 해야 하는 경우가 있다. 그렇게 하면, 브레이크 실린더 장치의 대형화, 대폭적인 비용 상승 등의 문제가 발생해 버린다.

이에 반하여, 본 실시 형태에 관한 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 브레이크력 전달부(37)에 있어서의 브레이크 출력부(7)를 가압하는 경사면(38)을, 복수의 경사면으로 구성하고 있다. 구체적으로는, 브레이크력 전달부(37)의 선단측에, 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A에 대한 경사 각도가 작은 제1 경사면(38a)을 형성하고, 기단측에 진출 방향 A에 대한 경사 각도가 큰 제2 경사면(38b)을 형성하고 있다.

그리고, 상술한 바와 같이, 유체 브레이크 기구(30)의 작동으로는, 유체 브레이크 기구(30)의 작동 개시 시에 있어서는, 제1 경사면(38a)이 브레이크 출력부(7)를 가압하고 있다. 한편, 그 후는 제2 경사면(38b)이 브레이크 출력부(7)를 가압하고 있다.

상술한 바와 같이, 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A에 대한 경사 각도는, 제1 경사면(38a)보다도 제2 경사면(38b)이 더 크다. 이 경우, 제1 경사면(38a)으로 브레이크 출력부(7)를 가압하고 있는 동안(즉, 브레이크 패드(13)에 의해 브레이크 디스크(101)가 끼워지기 전의 단계)은, 브레이크력 전달부(37)의 브레이크 작동 방향 C로의 이동 거리에 대한 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A로의 이동 거리를 크게 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 패드 간극은, 제2 경사면(38b)으로 브레이크 출력부(7)를 가압하고 있는 동안에 브레이크 패드(13)에 의해 브레이크 디스크(101)가 끼워지는 길이로 설정되어 있다. 따라서, 진행 방향 A에 대한 제2 경사면(38b)의 경사 각도를 크게 함으로써(환언하면, 진행 방향 A에 대한 제2 경사면(38b)의 각도를 90도에 접근시킴으로써), 스프링 브레이크력을 크게 할 수 있다.

즉, 브레이크 실린더 장치(2)와 같이, 브레이크력 전달부(37)의 선단측에, 비교적 경사 각도가 작은 제1 경사면(38a)을 형성함으로써, 브레이크력이 발생하기 전의 단계에 있어서, 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A로의 이동 거리를 크게 할 수 있다. 한편, 기단측에 제1 경사면(38a)보다도 경사 각도가 큰 제2 경사면(38b)을 형성함으로써, 브레이크력이 발생하는 단계에 있어서, 큰 브레이크력을 발생할 수 있다.

[실린더 라이너에 대해서]

그런데, 브레이크력 전달부(37)에 있어서, 브레이크력을 발생시키는 경사면(제2 경사면(38b))의 경사 각도를 상술한 바와 같이 크게 하면, 주차 스프링 브레이크 기구에 의한 브레이크력뿐만 아니라, 유체 브레이크 기구에 의한 브레이크력도 커진다. 그러나, 유체 브레이크의 브레이크력에 대해서는, 압축 공기의 공기압제어 관점 등에서, 종래와 마찬가지로 유지하고 싶은 요구가 있을 것으로 상정된다.

이에 반하여, 본 실시 형태에 관한 본 실시 형태에 관한 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 유체 브레이크 기구(30)의 제2 실린더부(31) 내에, 원통 형상의 실린더 라이너(32)를 수용하고 있다. 즉, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 유체 브레이크 기구(30)의 실린더의 보어 직경을 실질적으로 작게 하고 있다. 이렇게 하면, 유체 브레이크 기구(30)의 제2 피스톤(33)에 작용하는 힘을 작게 할 수 있기 때문에, 유체 브레이크 기구(30)를 제어하기 위한 압축 공기 제어를 바꾸지 않고, 유체 브레이크 기구(30)에 의한 브레이크력을 종래와 동등하게 유지할 수 있다.

즉, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 종래와 비교하여 큰 설계 변경 및 공기압 제어 변경을 하지 않고, 유체 브레이크 기구(30)에 의한 브레이크력을 종래와 마찬가지로 유지하면서, 주차 스프링 브레이크 기구(40)에 의한 브레이크력을 크게 할 수 있다.

[효과]

이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 브레이크 실린더 장치(2)에 의하면, 제1 피스톤(43)의 브레이크 작동 방향 C로의 이동에 수반하여, 브레이크력 전달부(37)도 브레이크 작동 방향 C로 이동한다. 이때, 브레이크력 전달부(37)에 형성된 경사부(38)가 브레이크 출력부(7)를 가압하기 때문에, 브레이크 출력부(7)를 진출 방향 A로 이동시켜 브레이크력을 발생시킬 수 있다.

그리고, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 브레이크력 전달부(37)가 브레이크 작동 방향 C로 움직이기 시작한 단계에서, 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A에 대한 경사 각도가 비교적 작은 제1 경사부(38a)에 의해 브레이크 출력부(7)를 가압할 수 있다. 그렇게 하면, 브레이크력 전달부(38)의 브레이크 작동 방향 C로의 이동량에 대한 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A로의 이동량을 크게 할 수 있다.

또한, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 제동 대상에 대하여 브레이크력이 출력되는 단계에서, 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A에 대한 경사 각도가 제1 경사부(38a)보다도 큰 제2 경사부(38b)에 의해 브레이크 출력부(7)를 가압할 수 있다. 그렇게 하면, 브레이크 출력부(7)로부터 출력되는 브레이크력을 크게 할 수 있다.

즉, 브레이크 실린더 장치(2)에 의하면, 종래와 비하여, 브레이크력 전달부(37)의 경사부(38)의 형상을 변경하는 것만으로, 주차 스프링 브레이크 기구(40)로부터 큰 브레이크력을 발생시킬 수 있다. 이렇게 하면, 예를 들어 큰 브레이크력을 얻기 위하여 스프링의 재질 또는 직경의 변경을 행하거나, 당해 스프링의 설계 변경에 수반하는 실린더 형상의 변경을 행하거나 할 필요가 없어진다.

따라서, 브레이크 실린더 장치(2)에 의하면, 장치의 대형화 및 대폭적인 비용 상승을 초래하지 않고, 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 브레이크력을 크게 할 수 있다.

또한, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 제1 경사면(38a) 및 제2 경사면(38b)을 평탄면으로 구성하고 있다. 이렇게 하면, 브레이크력 전달부(37)의 브레이크 작동 방향 C로의 이동량과, 브레이크 출력부(7)의 진출 방향 A로의 이동량의 관계를, 선형적인 관계로 할 수 있다. 이에 의해, 원하는 브레이크력을 발생시키기 위한 공기압의 제어를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 유체 브레이크 기구(30)의 실린더부인 제2 실린더부(31)의 내측에 원통 형상의 부재인 실린더 라이너(32)를 수용하고 있다. 이렇게 하면, 유체 브레이크 기구(30)의 실린더의 보어 직경을 실질적으로 작게 할 수 있다. 이에 의해, 유체 브레이크 기구(30)의 제2 피스톤(33)에 작용하는 힘을 작게 할 수 있기 때문에, 유체 브레이크 기구(30)를 제어하기 위한 압력 유체의 제어를 바꾸지 않고, 유체 브레이크 기구(30)에 의한 브레이크력을, 종래와 동등하게 유지할 수 있다. 게다가, 실린더 라이너(32)를, 제2 실린더부(31)와는 다른 부재로서 구성함으로써, 종래의 브레이크 실린더 장치에 있어서 사용되는 각 구성 부품의 형상을 바꾸지 않고, 유체 브레이크 기구(30)의 브레이크력을 종래와 동등하게 유지할 수 있다.

또한, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 패드 간극을 자동으로 조정할 수 있다. 조금 더 상세하게는, 이 구성에서는, 브레이크 출력부(7)를, 브레이크 출력부(7)의 진출 방향을 따라 서로에 대하여 상대 이동 가능한 2개의 부재(슬리브 부재(8) 및 압봉(9))로 구성하고, 패드 간극이 커졌을 때에, 압봉(9)을 슬리브 부재(8)에 대하여 진출시킴으로써 패드 간극을 자동으로 작게 할 수 있다.

구체적으로, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 패드 간극이 커지면, 브레이크 출력부(7)가 진출 방향으로 크게 진출하기 때문에, 링크 기구(75)에 설치된 피가압부(78)가 링크 가압 기구(90)에 의해 크게 가압되게 된다. 그리고, 피가압부(78)가 소정량 이상 가압되면, 래칫 갈고리(73)가 소정 방향(도 6의 백색 화살표 방향)과 반대 방향으로 이동하여, 슬리브 부재(8)와 일체로 회전하는 래칫 기어(72)의 톱니부(72b)와 맞물린다.

상술한 바와 같은 상태가 된 후, 브레이크가 해제되어 브레이크 출력부(7)가 퇴피 방향 B로 이동하면, 링크 가압 기구(90)에 의한 피가압부(78)의 가압이 해제되기 때문에, 인장 스프링(74)에 의해 래칫 갈고리(73)가 가압되어 래칫 기어(72)가 소정 방향(도 6의 백색 화살표 방향)으로 회전한다. 그 결과, 압봉(9)이 슬리브 부재(8)에 대하여 진출 방향 A측으로 이동하기 때문에, 패드 간극을 작게 할 수 있다.

그리고, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 피가압부(78)를 가압하는 링크 가압 기구(90)를, 레버 기구를 사용하여 구성하고 있다. 이에 의해, 가압부(98)가 레버 부재(91)의 역점 부분(96)에 접촉하고 나서의 브레이크 출력부(7)의 이동 거리가 작은 경우에도, 피가압부(78)를 충분히 변위시킬 수 있다. 이에 의해, 패드 간극이 약간 커진 경우에도 그 패드 간극을 작게 할 수 있는 브레이크 실린더 장치(2)를 제공할 수 있다.

또한, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 역점 부분(96)에 형성된 오목부(96a)에 가압부(98)의 롤러부(98b)가 끼워넣어진 상태로 롤러부(98b)가 레버 부재(91)를 가압하기 때문에, 레버 부재(91)를 가압부(98)에 의해 확실하게 가압할 수 있다.

또한, 브레이크 실린더 장치(2)에서는, 레버 부재(91)에 있어서의 역점 부분(96)과 작용점 부분(95) 사이의 부분은, 레버 부재(91)에 있어서의 지지점 부분(94)과 역점 부분(95) 사이의 부분이 연장되는 방향보다도 피가압부(78)측으로 굴곡되어 있다. 이에 의해, 역점 부분(96)에 작용하는 가압부(98)로부터의 힘을 더욱 효율적으로 피가압부(78)로 전달할 수 있다.

또한, 디스크 브레이크 장치(1)에 의하면, 장치의 대형화나 대폭적인 비용 상승을 초래하지 않고, 주차 스프링 브레이크 기구(40)의 브레이크력을 크게 하는 것이 가능한 브레이크 실린더 장치(2)를 구비한 디스크 브레이크 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 저비용이면서 또한 소형화된 디스크 브레이크 장치를 제공할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 한에 있어서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 다음과 같은 변형예를 실시해도 된다.

(1) 도 10은 변형예에 관한 브레이크 실린더 장치의 브레이크력 전달부(57)의 형상을 설명하기 위한 평면도이다. 본 변형예의 브레이크력 전달부(57)의 경사면(58)은 기단측의 부분에 상기 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 평탄면으로 구성된 제2 경사면(58b)을 갖고 있다. 그러나, 선단측의 부분에는 상기 실시 형태의 경우와 달리, 곡면으로 구성된 제2 경사면(58a)을 갖고 있다. 이러한 구성에서도 상기 실시 형태의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(2) 상기 실시 형태의 경우, 경사면(38)은 2개의 경사면(38a, 38b)으로 구성되어 있지만, 이에 한정하지 않고, 3개 이상의 경사면으로 구성되어 있어도 된다.

(3) 또한, 상술한 실시 형태에서는, 제2 실린더부(31) 내에 실린더 라이너(32)를 설치함으로써, 유체 브레이크 기구(30)의 실린더의 보어 직경을 실질적으로 작게 하여, 압축 공기압을 종래와 같이 제어하고 있지만, 이것에 제한하지 않는다. 구체적으로는, 실린더 라이너(32)를 설치하지 않고, 압축 공기압의 제어를 종래와 변경함으로써, 유체 브레이크 기구(30)의 브레이크력을 제어해도 된다.

<산업상 이용가능성>

본 발명은 철도 차량의 주차 시에 사용되는 주차 스프링 브레이크 기구가 작동 가능한 브레이크 실린더 장치에 사용할 수 있다.

1 디스크 브레이크 장치
2 브레이크 실린더 장치
7 브레이크 출력부
37 브레이크력 전달부
38 경사면
38a 제1 경사면
38b 제2 경사면
40 주차 스프링 브레이크 기구
41 제1 실린더부
43 제1 피스톤
44 제1 스프링
S11 제1 압력실

Claims

차량의 주차 시에 사용되고, 제1 실린더부에 설치된 제1 스프링의 가압력에 의해 상기 제1 실린더부에 설치된 제1 피스톤이 소정의 브레이크 작동 방향으로 이동하는 주차 스프링 브레이크 기구와,
상기 브레이크 작동 방향과 교차하는 방향을 따라 진퇴 가능하게 구성되는 브레이크 출력부와,
상기 제1 피스톤과 함께 상기 브레이크 작동 방향으로 이동함으로써 상기 브레이크 출력부를 진출 방향으로 가압하도록 경사진 경사면을 갖는 브레이크력 전달부와,
유체 브레이크 기구를 구비하고,
상기 경사면은, 상기 브레이크력 전달부에 있어서의 선단측의 부분에 형성된 제1 경사면과, 당해 브레이크력 전달부에 있어서의 기단측의 부분에 형성되고 상기 진출 방향에 대하여 상기 제1 경사면보다도 크게 기울어져 있는 제2 경사면을 포함하고,
상기 유체 브레이크 기구가
제2 실린더부와,
상기 제2 실린더부와는 별도의 다른 부재로서 설치된 내통 부재이고, 상기 유체 브레이크 기구의 내주면이 상기 제2 실린더의 보어 직경보다도 작은 보어 직경을 가지도록 상기 제2 실린더 내부에 수용되는 상기 내통 부재와,
상기 브레이크력 전달부에 접속되어, 상기 제2 실린더부에 있어서 상기 내통 부재의 내주면을 미끄럼 이동하고, 상기 브레이크 작동 방향으로 이동하는 제2 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 실린더 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면은 평탄면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 브레이크 실린더 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 피스톤의 상기 브레이크 작동 방향의 가압력을 상기 제2 피스톤 또는 상기 제2 피스톤과 함께 변위하는 축부로 전달하는 전달 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 실린더 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브레이크 출력부는,
축심이 상기 진출 방향을 따르는 통 형상의 부재로서 설치된 슬리브 부재와,
상기 슬리브 부재를 소정 방향으로 회전시킴으로써, 당해 슬리브 부재에 대하여 상기 진출 방향으로 이동하는 축 부재를 갖고,
상기 슬리브 부재와 일체로 회전하는 래칫 기어 및 당해 래칫 기어의 톱니부와 맞물리는 래칫 갈고리를 갖는 래칫 기구와,
일단부측의 부분이, 래칫 갈고리의 일단부측에 요동 가능하게 연결되는 한편, 타단부측의 부분이, 제2 링크 부재의 일단부측의 부분에 요동 가능하게 연결되는 제1 링크 부재와,
상기 제2 링크 부재에 설치된 피가압부가 소정량 이상 가압됨으로써 상기 래칫 갈고리가 상기 소정 방향과 반대 방향으로 이동하여 상기 톱니부와 맞물리는 링크 기구와,
상기 피가압부를 가압함으로써 상기 래칫 갈고리를 상기 소정 방향과 반대 방향으로 이동시키는 링크 가압 기구를 갖는 간극 조정 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 실린더 장치.
제4항에 있어서, 상기 링크 가압 기구는,
기단측의 부분인 기단측부를 중심으로 하여 요동 가능하게 형성되고, 선단측의 부분인 선단측부가 상기 피가압부를 가압하도록, 상기 기단측부와 상기 선단측부 사이에 설치된 역점 부분이 가압되는 레버 부재와,
상기 제1 실린더부에 대하여 고정되거나 또는 상기 제1 실린더부에 일체로 형성된 부재에 설치되고, 상기 브레이크 출력부의 상기 진출 방향으로의 이동에 수반하여 이동하는 상기 역점 부분을 가압하는 가압부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 브레이크 실린더 장치.
제5항에 있어서, 상기 역점 부분에는, 상기 가압부가 끼워넣어지는 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 브레이크 실린더 장치.
제5항에 있어서, 상기 레버 부재에 있어서의 상기 역점 부분과 상기 선단측부 사이의 부분은, 당해 레버 부재에 있어서의 상기 기단측부와 상기 역점 부분 사이의 부분이 연장되는 방향보다도, 상기 피가압부측으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는, 브레이크 실린더 장치.
제1항 또는 제2항에 기재된 브레이크 실린더 장치와,
상기 브레이크 실린더 장치가 장비됨과 함께 차량에 대하여 설치되는 캘리퍼 보디를 구비하고,
상기 브레이크 실린더 장치가 작동함으로써, 상기 캘리퍼 보디에 설치된 한 쌍의 브레이크 패드에 의해, 제동 대상으로서의 차축측의 디스크를 끼워 넣어 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 장치.