WO2013077273A1 - ブレーキシリンダ装置及びディスクブレーキ装置 - Google Patents

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WO2013077273A1
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矢野正隆
大野智也
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ナブテスコ株式会社
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    • F16D2125/58Mechanical mechanisms transmitting linear movement
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Definitions

  • the present invention relates to a brake cylinder device that is actuated by pressure fluid to move a rod and outputs a braking force from a brake output unit that moves together with the rod, and a disc brake device including the brake cylinder device.
  • the disc brake device disclosed in Patent Document 1 is configured to advance the rod in the brake cylinder device by air pressure.
  • a pair of brake levers in a caliper body mounted so as to be relatively displaceable in the axle direction with respect to the vehicle is a rod side in the brake cylinder device and a cylindrical member side constituting the cylinder body Are connected to each other at one end side.
  • a pair of brake levers are driven because a brake cylinder device operates as mentioned above.
  • the disc brake device is configured to generate a braking force by sandwiching the disc on the axle side by a pair of brakes driven as described above and a brake provided on the other end side.
  • a brake cylinder device disclosed in Patent Document 2 is known.
  • a piston is fixed to a rod provided as a push rod.
  • the piston is urged by supplying compressed air to the pressure chamber in the cylinder body, and the piston and the rod are advanced.
  • a braking force is output from a brake output portion that is provided so as to be movable together with the rod.
  • Patent Document 3 a brake cylinder device and a disc brake device for a railway vehicle equipped with the same are disclosed in Patent Document 3.
  • a pair of brake levers are driven by the operation of the brake cylinder device, and the disc on the axle side is sandwiched between the brakes to generate a braking force. It is configured.
  • the brake cylinder device disclosed in Patent Document 3 is provided with a service brake cylinder and a spring accumulator brake cylinder that are fixed to each other.
  • the service brake cylinder is provided as an active service brake and includes a service brake piston operated by a pressure medium.
  • the spring accumulator brake cylinder is provided as a passive fixed brake and includes a spring accumulator brake piston that is operated by a pressure medium against the action of a plurality of accumulator springs arranged in the cylinder. .
  • the spring accumulator brake piston transmits the force of the accumulator spring to the service brake piston rod or the service brake piston coupled to the service brake piston rod through the transmission device at the time of fixed braking.
  • the transmission device has an angle lever, and a plurality of transmission devices are provided as devices for boosting or converting the force of the accumulator spring. Further, in the cylinder of the spring accumulation type brake cylinder, a plurality of accumulation springs and a plurality of transmission devices are installed side by side in the circumferential direction of the cylinder.
  • the length of the brake is set so that a necessary braking force is generated.
  • a large braking force is required, there is a problem that the length of the brake lever becomes long and the caliper body becomes large, and the entire disc brake device becomes large.
  • the diameter of the cylinder body is determined so that a desired output brake force can be obtained.
  • the setting of the diameter of the cylinder main body is adjusted so that a necessary braking force is generated.
  • the diameter of the cylinder body is increased and the entire brake cylinder device is enlarged.
  • the brake cylinder device is enlarged, there is a problem that the disc brake device is also enlarged.
  • the force of the accumulator spring is increased by the transmission device when the spring accumulator brake cylinder provided as a fixed brake that operates by the force of the accumulator spring is operated. It is also possible to output the braking force.
  • the service brake cylinder is operated as an active service brake operated by the pressure medium, the output cannot be increased by the transmission. For this reason, in order to increase the braking force at the time of operation of the service brake cylinder, the size of the device is increased as in the disc brake device or the brake cylinder device disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2. There's a problem.
  • the brake cylinder device disclosed in Patent Document 3 includes a plurality of force storage springs and a plurality of power transmission devices arranged side by side in the circumferential direction of the cylinder in the cylinder of the spring force storage brake cylinder.
  • the diameter of the main body becomes large and the entire brake cylinder device becomes large.
  • the present invention provides a small brake cylinder device capable of increasing a braking force output from a brake output unit that moves together with a rod while suppressing an increase in size of the device.
  • Another object of the present invention is to provide a disc brake device including the brake cylinder device.
  • the brake cylinder device according to the first invention for achieving the above object relates to a brake cylinder device that operates with pressure fluid to move a rod and outputs a braking force from a brake output unit that moves together with the rod.
  • the brake cylinder device according to the first aspect of the present invention is a cylinder main body having a hollow interior, and is disposed inside the cylinder main body, and is advanced in a linear direction along the cylinder axial direction and advances from the cylinder main body.
  • a pressure chamber in the cylinder body, the rod provided movably in a retracting direction retracting in the opposite direction, a rod biasing spring capable of biasing the rod in the retracting direction, and the cylinder body.
  • Partitioning and surrounding the axis of the rod in a circumferential direction provided so as to be movable along a linear direction parallel to the moving direction of the rod, and by supplying a pressure fluid to the pressure chamber, A piston that moves in the retracting direction against the cylinder body against the biasing force of the rod biasing spring, and the piston moves in the retracting direction.
  • the rod is moved in the advancing direction to increase the driving force from the piston and act on the rod, and the rod is moved in the advancing direction.
  • the brake output section capable of outputting a braking force at the same time, and the force-increasing mechanism swings by being biased by the piston moving in the retracting direction and biases the rod in the advance direction. And a rocking member to be moved.
  • the rod and the piston are configured to advance and retract in a linear direction along the cylinder axis direction, and further, the piston is disposed so as to surround the axis of the rod.
  • the arrangement space of the piston and the rod inside the cylinder body can be made efficient, and in particular, the arrangement space of the piston and the rod can be greatly reduced in the cylinder axial direction.
  • the rod is moved in the advancing direction by increasing the driving force from the piston moving in the retracting direction through the swinging member and acting on the rod in the area secured by the efficient arrangement space of the piston and the rod.
  • a force-increasing mechanism can be arranged.
  • the braking force is output from the brake output unit that moves together with the rod on which the increased driving force acts.
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to the first aspect, wherein the swing member is provided as a lever supported so as to be swingable at a fulcrum portion, and the force increasing mechanism includes the swing member.
  • the bearing further includes a bearing that is rotatable with respect to the swing member, and the bearing includes a force point portion that is biased by the piston and an action point portion that biases the rod. At least one of them is attached to the rocking member.
  • the bearing is attached to at least one of the force point portion and the action point portion of the swing member provided as an insulator. For this reason, it is possible to greatly reduce the frictional sliding resistance generated at the portion biased from the piston or the portion biasing the rod in the swing member, and the drive efficiency of the apparatus can be improved.
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to the first or second aspect, wherein a plurality of the swing members are installed, and the plurality of swing members are central positions in the radial direction of the cylinder body. It is characterized by being installed at a rotationally symmetric position about the central axis of the cylinder body passing through the center.
  • a plurality of swing members are installed at rotationally symmetric positions around the center axis of the cylinder body. For this reason, in the cylinder including the cylinder body, the swinging member, the piston, and the rod, the load is dispersed and supported in a state that is closer to the circumference in the circumferential direction around the central axis of the cylinder body. Thereby, generation
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to the third aspect, wherein the three swing members are installed, and the three swing members are 120 ° in the circumferential direction around the central axis. It is installed at angular intervals.
  • the three-point support structure corresponding to the truss structure is stable. Can support the load. Furthermore, the number of rocking members necessary to stably support the load with the three-point support structure corresponding to the truss structure can be minimized. For this reason, generation
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to the fourth invention, wherein the three swing members are installed inside a cylinder bottom portion fixed to an end of the cylinder body on the retraction direction side,
  • the inner side of the cylinder bottom portion is surrounded by an inner wall having three inner wall surfaces formed so as to extend in a curved shape or linear shape along three sides of a triangular shape in a cross section perpendicular to the cylinder axial direction.
  • the three rocking members are provided so as to extend along each of the three inner wall surfaces inside the recessed area.
  • the three inner wall surfaces that define the recessed area at the bottom of the cylinder are formed so as to extend along the three sides of the triangular shape.
  • swiveling member is installed so that it may extend along each inner wall surface.
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the force-increasing mechanism is configured such that the swing member provided as an insulator is rotatably attached and the swing member is A fulcrum shaft member that supports the member in a swingable manner to form a fulcrum shaft of the swinging member, and the fulcrum shaft member is fixed to an end of the cylinder body on the retraction direction side.
  • both end portions are respectively supported, and one end portion of the fulcrum shaft member is supported by a portion provided so as to rise toward the cylinder body side at the center side inside the cylinder bottom portion.
  • the other end of the fulcrum shaft member swells toward the cylinder body on the outer peripheral side inside the cylinder bottom. Characterized in that it is supported against the part which is provided on earthenware pots.
  • both end portions of the fulcrum shaft member to which the swing member is rotatably attached are supported by the raised portions on the center side and the outer peripheral side inside the cylinder bottom.
  • the rocking member is installed inside the cylinder bottom so as to be stably rockable in a state where both ends are supported. Therefore, according to said structure, the brake cylinder apparatus incorporating the power increasing mechanism can be assembled very easily. Thereby, the load at the time of the assembly work of a brake cylinder apparatus can be reduced significantly. Further, since the fulcrum shaft member to which the swinging member is rotatably attached is fixed to the cylinder bottom, the number of parts of the force-increasing mechanism can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to the first or second aspect, wherein a plurality of the swing members are installed, and the plurality of swing members are central positions in the radial direction of the cylinder body. It is installed in the position symmetrical with respect to the central axis of the said cylinder main body which passes through.
  • a plurality of swing members are installed at symmetrical positions with respect to the central axis of the cylinder body. For this reason, in the cylinder including the cylinder body, the swing member, the piston, and the rod, the load is dispersed and supported in a state that is closer to the center axis of the cylinder body. Thereby, generation
  • the brake cylinder device is the brake cylinder device according to the seventh aspect of the present invention, wherein the two swing members are provided, and the force point portion urged by the piston and the rod in the two swing members. At least one of the action point portions for energizing is provided in a total of three or more.
  • the number of the plurality of oscillating members installed at symmetrical positions with respect to the central axis of the cylinder body can be set to the minimum two, and at least one of the force point portion and the action point portion can be set to 3 It can be set to more than one. For this reason, generation
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to any one of the first to fifth inventions, the seventh invention, and the eighth invention, wherein the force-increasing mechanism is a fulcrum of the swing member provided as an insulator.
  • the support portion further supports the swinging member in a swingable manner at the portion, and the support portion is configured to be divided in the cylinder axis direction and integrally combined to hold the fulcrum portion rotatably.
  • a first block portion and a second block portion that are fixed to a cylinder bottom fixed to an end of the cylinder body on the retraction direction side, and the second block portion is The cylinder body is fixed to the cylinder body at an end portion on the retracting direction side.
  • the swinging member is rotatably held between the first block portion and the second block portion, the first block portion is fixed to the cylinder bottom portion, and the second block portion is fixed to the cylinder body.
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to any one of the first to ninth aspects, further comprising a parking brake mechanism used when a vehicle equipped with the brake cylinder device is parked.
  • the mechanism includes a plurality of parking brake springs arranged so as to be arranged along the circumferential direction of the cylinder body, and a second pressure chamber for releasing the parking brake that is different from the pressure chamber inside the cylinder body.
  • the pressure fluid is discharged from the second pressure chamber so as to be partitioned and disposed so as to surround the rod axis in the circumferential direction so as to be movable along a direction parallel to the movement direction of the rod.
  • the parking brake moves in the retracting direction with respect to the cylinder body by the biasing force of the parking brake spring and biases the piston. Characterized in that it comprises a rake piston, a.
  • the parking brake spring that generates the braking force of the parking brake the parking brake piston that is biased by the parking brake spring and biases the piston, the second pressure chamber for releasing the parking brake,
  • a parking brake mechanism can be incorporated in the brake cylinder device. Since the parking brake piston that moves parallel to the rod movement direction is arranged so as to surround the rod axis, the parking brake piston can be arranged more efficiently, especially in the cylinder axis direction. Piston arrangement space can be greatly reduced. Moreover, according to said structure, even if it is a case where big braking force is required as a braking force of a parking brake, required braking force can be easily ensured with the several spring for parking brakes.
  • the parking brake springs can be easily installed in a compact space while avoiding interference with other parts such as the brake output part. Can be arranged. For this reason, size reduction (namely, short axis and diameter reduction) can be achieved in the axial direction and radial direction of the brake cylinder device.
  • a plurality of parking brake springs are arranged along the circumferential direction of the cylinder body, and it is easy to make a compact space by avoiding interference with other parts such as a brake output part.
  • the parking brake spring can be disposed on the brake cylinder device, and the axial and radial dimensions of the brake cylinder device can be reduced.
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to the tenth aspect of the invention, wherein the plurality of parking brake springs are arranged outside the cylinder body.
  • the cylinder body can be prevented from being enlarged.
  • the several parking brake spring is arrange
  • the brake cylinder device configured as described above is configured as a brake cylinder device in which the piston and the parking brake piston move in the retracting direction and the rod moves in the opposite advancing direction during the braking operation.
  • positions the spring for parking brakes on the outer side of a cylinder main body can be implement
  • the brake cylinder device is the brake cylinder device according to the tenth or eleventh aspect, wherein the plurality of parking brake springs are parallel to the radial direction of the cylinder body with respect to the brake output portion. And are arranged on both sides on the side.
  • the plurality of parking brake springs are arranged in parallel to the radial direction of the cylinder body on both sides of the brake output portion. For this reason, a plurality of parking brake springs can be arranged in a space-efficient and compact manner while avoiding interference with the brake output portion. Moreover, the dead space in the side of a brake output part can be utilized effectively, and several springs for parking brakes can be efficiently arrange
  • a brake cylinder device is the brake cylinder device according to any one of the first to twelfth aspects of the present invention, wherein the brake shaft device is attached to the rod and a screw shaft coupled to the brake output portion and having a screw formed on the outer periphery A guide tube in which the screw shaft is disposed inside, and a pusher spring disposed so as to be able to bias the screw shaft toward the advance direction with respect to the cylinder body or a portion fixed to the cylinder body.
  • the guide tube is disposed so as to be able to come into contact with the front side which is the brake output unit side, and the guide tube is moved in the retracted direction.
  • a front stopper capable of urging the clutch nut and the screw shaft in the retracting direction, and a rear side opposite to the brake output portion side with respect to the clutch nut from the front stopper via a predetermined interval.
  • a first clutch disposed so as to be in contact with the clutch nut, and disposed so as to be relatively movable along the axial direction of the screw shaft with respect to the clutch nut and the guide tube;
  • An adjustment stopper whose movable range is restricted with respect to a fixed member, a second clutch that is fixed so that the adjustment stopper can be brought into contact with the clutch nut from the rear side, and one end side of the adjustment stopper While abutting or connecting to the adjustment stopper or the second clutch, the clutch nut faces the retracting direction.
  • it further comprises a energizable adjusting spring, the.
  • the pressure fluid is supplied to the pressure chamber, so that the force from the piston that resists the biasing force of the rod biasing spring is transmitted via the booster mechanism, and the rod moves.
  • the brake output unit moves in the advancing direction through the guide tube, the first clutch, the clutch nut, and the screw shaft, and the braking force is output.
  • the rod is moved in the retracting direction by the biasing force of the rod biasing spring, and the brake output portion is retracted through the guide tube, the front stopper, the clutch nut, and the screw shaft. And the brake is released.
  • the gap is automatically adjusted by a gap adjusting mechanism including an adjustment stopper and an adjustment spring.
  • the movement range of the adjustment stopper is restricted, so that in the adjustment spring, the force that can urge the clutch nut in the retracting direction is accumulated as the accumulated force of the adjustment spring. . Further, at this time, the contact between the second clutch to which the adjustment stopper is fixed and the clutch nut is released, and a gap is formed between the second clutch and the clutch nut.
  • the guide tube starts moving in the retracting direction during the brake release operation, the screw shaft is urged in the advancing direction by the pusher spring. A state occurs in which the clutch nut is biased in the retracting direction by the accumulated force of the spring.
  • the clutch nut is released from contact with the first clutch and is not in contact with the front stopper, and the clutch nut is not in contact with the second clutch.
  • the nut becomes rotatable with respect to the screw shaft.
  • the clutch nut rotates with respect to the screw shaft so as to move in the retracting direction by the accumulated force of the adjustment spring.
  • there is no gap between the clutch nut and the second clutch the clutch nut and the second clutch come into contact with each other, the clutch nut becomes non-rotatable, and as the guide tube moves in the retracting direction, the front stopper,
  • the brake output unit moves in the retracting direction together with the clutch nut and the screw shaft, and the brake is released.
  • the clutch nut moves relative to the screw shaft in the retracting direction in the middle of the brake releasing operation, so the brake releasing operation is performed with the screw shaft moved in the advance direction from the state before the brake releasing operation.
  • the screw shaft and the brake output portion are moved to a position where they are advanced with respect to the cylinder body as compared with the state before the brake operation.
  • the gap to the brake operation position in a state where the brake is released is automatically adjusted.
  • the gap adjusting mechanism includes a clutch nut, first and second clutches, a screw shaft, a guide tube, a pusher spring, a front stopper, an adjustment stopper, and an adjustment spring.
  • the clearance adjustment is not performed by elastic deformation of rubber or the like as in the brake cylinder device disclosed in Patent Document 2, and a configuration that is not easily affected by the surrounding environment such as temperature and humidity is realized at low cost. Can do.
  • the brake cylinder device having the gap adjusting mechanism for automatically adjusting the gap to the brake operation position when the brake is released, the brake cylinder device is affected by the ambient environment such as temperature and humidity. It is possible to provide a small and difficult brake cylinder device at low cost.
  • the second clutch and the clutch when the automatic clearance adjustment operation by the clearance adjustment mechanism is not performed, the second clutch and the clutch can be operated regardless of whether the brake operation is being performed or the brake is being released.
  • the state in which the clutch nut is in contact with the clutch nut is maintained, and the second clutch and the clutch nut are prevented from being detached. That is, in a state where the clearance adjustment operation is not performed, the clutch nut is biased in the retracting direction by the adjustment spring whose one end is in contact with or connected to the adjustment stopper or the second clutch.
  • the state in contact with the nut is maintained. Accordingly, the clutch nut is prevented from rotating with respect to the screw shaft at a timing other than the gap adjusting operation, and the clutch nut is prevented from being displaced with respect to the screw shaft due to vibration or the like.
  • a disc brake device including any one of the brake cylinder devices described above can be configured. That is, the disc brake device according to the fourteenth invention is equipped with the brake cylinder device according to any one of the first to thirteenth inventions and the brake cylinder device so as to be capable of relative displacement in the axle direction with respect to the vehicle. And a caliper body attached thereto, and when the brake cylinder device is operated, a disc on the axle side is sandwiched between a pair of brake pads attached to the caliper body to generate a braking force.
  • a disc brake device is the disc brake device according to the fourteenth aspect of the present invention, wherein the caliper body includes a pair of brake levers that respectively support the brake pads and are swingably installed. Further includes a parking brake mechanism used when parking a vehicle equipped with the brake cylinder device, and the parking brake mechanism is arranged in a plurality of springs for parking brakes arranged along the circumferential direction of the cylinder body.
  • a second pressure chamber for releasing the parking brake that is different from the pressure chamber inside the cylinder body, and is disposed so as to surround the axis of the rod in the circumferential direction, and the movement direction of the rod It is provided so as to be movable along a parallel direction, and the pressure fluid is discharged from the second pressure chamber.
  • a parking brake piston that moves in the retracting direction with respect to the cylinder body by the biasing force of the parking brake spring and biases the piston, and the plurality of parking brake springs are the cylinders It is arranged outside the main body.
  • the position of the end portion disposed outside the parking brake spring in the vehicle width direction, which is the vehicle width direction, is one of the pair of brake levers.
  • the brake lever disposed at the outer side in the vehicle width direction is disposed on the inner side in the vehicle width direction from the position of the outermost portion in the vehicle width direction at the swinging center portion of the brake lever. .
  • the outer end of the parking brake spring in the vehicle width direction is more inward in the vehicle width direction than the outermost portion in the vehicle width direction at the center portion of the swing of the brake lever in the vehicle width direction. Placed in. For this reason, it can prevent reliably that the spring for parking brakes interferes with the vehicle or the other apparatus installed in the vehicle.
  • a small brake cylinder device capable of increasing the braking force output from the brake output unit that moves together with the rod while suppressing an increase in the size of the device.
  • a disc brake device provided with the brake cylinder device can be provided.
  • FIG. 1 is a side view of a disc brake device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the disc brake device shown in FIG. 1. It is a perspective view of a brake cylinder device concerning a 1st embodiment of the present invention, and is a figure showing an internal structure by a notch section. It is sectional drawing of the brake cylinder apparatus shown in FIG. It is sectional drawing of the brake cylinder apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a rod, a guide tube, and a force increasing mechanism in the brake cylinder device shown in FIG. 3. It is a figure which shows the cylinder bottom part and booster mechanism in the brake cylinder apparatus shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken from the position of the arrows AA in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a cross section of the bottom of the cylinder as viewed from the position indicated by arrows BB in FIG. 7 and a partial outer shape of the force-increasing mechanism as viewed from the direction indicated by arrows C in FIG. It is the figure seen from the brake output part side about the brake cylinder apparatus shown in FIG. It is an expanded sectional view which expands and shows a part of FIG. It is an expanded sectional view which expands and shows a part of FIG. It is a perspective view for demonstrating the action
  • FIG. 17 is an exploded perspective view showing a piston, a rod, a guide tube, a booster mechanism, and a cylinder bottom in the brake cylinder device shown in FIG. 16.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view showing the rod, guide tube, force-increasing mechanism, and cylinder bottom part shown in FIG. 17, and shows a state viewed from an angle different from FIG. 17. It is a figure which shows the cylinder bottom part and booster mechanism in the brake cylinder apparatus shown in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view seen from the position of the arrow DD in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken from the position of the arrows EE in FIG. FIG.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a fulcrum shaft member in the force increasing mechanism shown in FIG. 19. It is a figure which shows the cylinder bottom part shown in FIG. It is sectional drawing seen from the FF line arrow position of FIG. It is a perspective view for demonstrating the action
  • Embodiments of the present invention are widely applied to a brake cylinder device that is actuated by pressure fluid to move a rod and outputs a braking force from a brake output unit that moves with the rod, and a disc brake device including the brake cylinder device. It is something that can be done. Note that the brake cylinder device and the disc brake device of the present embodiment will be described taking the case of being used for a railway vehicle as an example. The drawings are created with an accuracy equivalent to a design drawing.
  • FIG. 1 is a side view of the disc brake device 1 according to the first embodiment of the present invention viewed from the axle direction.
  • FIG. 2 is a plan view of the disc brake device 1 shown in FIG. 1 as viewed from above.
  • a disc brake device 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a brake cylinder device 2, a caliper body 11 equipped with the brake cylinder device 2 and attached to the vehicle body 100 so as to be relatively displaceable in the axle direction.
  • the pair of brake pads (13, 13) are attached to the caliper body 11 via the back plate 12.
  • the disc brake device 1 is a disc on the axle side that rotates in conjunction with the rotation of the wheels (not shown) of the railway vehicle by the pair of brake pads (13, 13) when the brake cylinder device 2 is operated.
  • the disc-shaped brake disc 101 is sandwiched to generate a braking force.
  • the brake disc 101 is formed in a disc shape having front and back braking surfaces (101a, 101a) formed so as to be orthogonal to the rotation axis.
  • the brake pads (13, 13) move the brake discs 101 on both sides from a direction substantially parallel to the rotation axis direction of the brake disc 101 with respect to the braking surfaces (101a, 101a). It is pressed so that it may be pinched.
  • the caliper body 11 includes a coupling member 14 and a pair of brake levers (15, 15).
  • the coupling member 14 is attached to a bracket 100a fixed to the bottom surface of the vehicle main body 100 via a swing pin 14a so as to be swingable about an axis parallel to the traveling direction of the vehicle.
  • a pair of brake levers (15, 15) are installed so as to be swingable via a pair of fulcrum pins 15a in a substantially symmetrical manner with respect to the coupling member 14.
  • the fulcrum pin 15 a is installed so as to extend in a direction perpendicular to the axial direction of the swing pin 14 a when viewed from the rotational axis direction of the disc brake 101.
  • the brake cylinder device 2 is attached to one end side of the pair of brake levers (15, 15) via a cylinder support pin 15b, and one end side is driven by the brake cylinder device 2.
  • the pair of brake levers (15, 15) is a pair of back plates (12, 12) that hold the brake pad 13 on the other end side via the fulcrum pin 15a with respect to the one end side to which the brake cylinder device 2 is attached. ) Are attached.
  • the back plate 12 is swingably attached to the brake lever 15 via a support pin 12a extending in parallel with the fulcrum pin 15a. Therefore, the pair of brake levers (15, 15) support the brake pads 13 via the back plate 12, respectively.
  • the cylinder body 20a or the cylinder bottom portion 20b of the cylinder 20 in the brake cylinder device 2 is attached to one brake lever 15, and the brake output portion 21 is attached to the other brake lever 15. It is attached.
  • the operation of the brake cylinder device 2 causes the brake output unit 21 to move forward with respect to the cylinder main body 20a (operation to move away from the cylinder main body 20a) or to retreat (operation to approach the cylinder main body 20a). ) Is performed.
  • the cylinder support pin 15b vicinity in a pair of brake levers (15, 15) is driven so that it may mutually separate or adjoin.
  • the disc brake device 1 operates such that the pair of brake levers (15, 15) operate with the fulcrum pin 15a as the support shaft and the brake pad 13 is sandwiched between the brake pads 13. become.
  • the pair of brake levers (15, 15) one brake pad 13 provided on one brake lever 15 comes into contact with the braking surface 101a of the brake disc 101 first.
  • the other brake lever 15 presses the other brake pad 13 against the braking surface 101 a of the brake disc 101 by using a reaction force received from one brake pad 13 in contact with the braking surface 101 a.
  • the brake disc 101 is sandwiched between the pair of brake pads (13, 13), and the rotation of the brake disc 101 is caused by the frictional force generated between the brake pads (13, 13) and the braking surfaces (101a, 101a).
  • the wheel is braked and the rotation of the wheels of the railway vehicle provided coaxially with the brake disk 101 is braked.
  • FIG. 3 is a perspective view of the brake cylinder device 2 and shows the internal structure in a cut-away cross section.
  • 4 and 5 are cross-sectional views of the brake cylinder device 2.
  • FIG. 4 and 5 cross sections including the central axis P (the central axis indicated by the alternate long and short dash line P in FIGS. 4 and 5) in the brake cylinder device 2 are illustrated at different positions.
  • the brake cylinder device 2 includes a cylinder 20, a brake output unit 21, a rod 22, a rod biasing spring 23, a piston 24, a boosting mechanism 25, a parking brake mechanism 26, a screw shaft 27, a guide tube 28, a pusher spring 29,
  • the clutch nut 30 includes a front stopper 31, a first clutch 32, an adjustment stopper 33, an adjustment spring 34, a second clutch 35, an adjustment sleeve 36, a spring receiver 37, a pusher spring guide 38, a cover 39, and the like. .
  • parts other than the adjustment sleeve 36 are made of, for example, a metal material such as an iron-based material, and the adjustment sleeve 36 is made of, for example, a resin material.
  • FIGS. 4 and 5 some of the components are illustrated not in cross section but in outline. Further, in FIG. 5, a part of the cross-sections having different cross-sectional positions is included, and is illustrated as a cut-out cross section. In FIG. 3, the hatched hatching in the cross section is omitted from the viewpoint of clearly showing the configuration (the same applies to FIGS. 13 to 15).
  • the cylinder 20 is composed of a cylinder body 20a and a cylinder bottom portion 20b. Inside the cylinder 20, the rod 22, the rod biasing spring 23, the piston 24, the force increasing mechanism 25, a part of the screw shaft 27, the guide tube 28, the pusher spring 29, the adjustment stopper 33, the adjustment spring 34, the second A clutch 35, an adjustment sleeve 36, a spring receiver 37, a pusher spring guide 38, and the like are arranged.
  • the cylinder body 20a is formed in a hollow cylindrical shape.
  • the cylinder bottom portion 20b is open at one side and has a bottom portion at the other side, and a chamber-like space is formed inside.
  • the cylinder bottom portion 20b is fixed to an end portion on one end side (a retreat direction X2 side described later) of the cylinder body 20a.
  • the open end of the cylinder bottom 20b is fixed to the end of the cylinder body 20a by a plurality of bolts 40.
  • the cylinder 20 is connected to one brake lever 15 by the cylinder support pin 15b at the end of the cylinder bottom 20b.
  • the cylinder body 20a is provided with a cylindrical portion 41a and a flat plate portion 41b.
  • the cylindrical portion 41a is provided as a cylindrical portion that is fixed to the end of the cylinder bottom portion 20b.
  • the flat plate portion 41b is provided as a flange-shaped portion that protrudes inwardly inside the central portion in the axial direction of the cylindrical portion 41a and extends along the circumferential direction of the cylindrical portion 41a.
  • the axial direction of the cylindrical part 41a comprises the cylinder axial direction which is an axial direction of the cylinder main body 20a, and is a direction parallel to the central axis P of the cylinder main body 20a passing through the center position in the radial direction of the cylinder main body 20a. It becomes.
  • a through hole in which the rod 22 and the like are arranged is formed in a central portion in the radial direction of the flat plate portion 41b.
  • a flat lid member is provided at the end of the cylindrical portion 41a opposite to the side fixed to the cylinder bottom 20b of the cylindrical portion 41a, and is opposite to the cylinder bottom 20a side of the cylindrical portion 41a.
  • a cover 39 covering the side opening is fixed.
  • a through hole is formed in the central portion of the cover 39 in the radial direction. The through hole is arranged with the screw shaft 27 and the guide tube 28 penetrating therethrough.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the rod 22, the guide tube 28, and the force-increasing mechanism 25.
  • the rod 22 is provided as a cylindrical member disposed inside the cylinder 20.
  • the rod 22 is movable in a linear direction along the cylinder axis direction, which is parallel to the central axis P, in an advancing direction that advances from the cylinder body 20a and a retracting direction that retreats in the opposite direction. Is provided.
  • the advance direction is referred to as “advance direction X1” (the direction indicated by arrow X1 in the figure), and the above retract direction is referred to as “retreat direction X2” (in the figure). The direction will be described below.
  • the rod 22 is provided with a rod body portion 22a formed in a cylindrical shape and a driving force transmission portion 22b fixed to the rod body portion 22a.
  • a step portion whose diameter is reduced stepwise toward the retracting direction X2 is formed in two steps (see FIGS. 4 and 5).
  • biasing spring 23 is contact
  • the end portion on the retracting direction X2 side of the guide tube 28 is fixed to the stepped portion on the retracting direction X2 side by a bolt in a state of being fitted into the stepped portion.
  • the driving force transmission part 22b is provided in the rod 22 as a part to which the driving force from the booster mechanism 25 is transmitted and urged. Moreover, the driving force transmission part 22b is being fixed with the said volt
  • the bolt passes through the driving force transmission portion 22b and the end of the rod body 22a on the retracting direction X2 side and is screwed to the end of the guide tube 28 on the retracting direction X2 side.
  • the driving force transmission part 22b and the rod main body part 22a may be integrally formed.
  • the rod biasing spring 23 is provided as a coiled spring disposed inside the rod 22 around the guide tube 28.
  • the rod urging spring 23 is disposed between the cylindrical support member 42 fixed to the edge portion of the through hole at the center of the cover 39 and the step portion on the rod 22 in the advance direction X1.
  • illustration of the cylindrical support member 42 illustrated in FIGS. 4 and 5 in FIG. 3 is omitted.
  • the end of the rod urging spring 23 on the advancing direction X1 side is formed as a cylindrical member, and the end on the retracting direction X2 side of the cylindrical support member 42 in which the side surface of the guide tube 28 is in sliding contact with the inner periphery. Against and is supported.
  • the end of the rod biasing spring 23 on the retracting direction X2 side is in contact with and supported by the stepped portion of the rod 22 on the advancing direction X1 side.
  • the rod urging spring 23 is configured to be able to urge the rod 22 in the retracting direction X2 with respect to the cover 39 and the cylindrical support member 42 which are members fixed to the cylinder body 20a.
  • the piston 24 is disposed so as to partition the inside of the cylinder 20, is in airtight sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder body 20 a of the cylinder 20, and is axial with respect to the cylinder body 20 a.
  • a pressure chamber 43 is formed in the cylinder body 20a of the cylinder 20 by a space defined by the piston 24 and the cylinder body 20a. The pressure chamber 43 is configured such that compressed air as a pressure fluid is supplied and discharged through the communication passage 43a (see FIG. 5).
  • the piston 24 is provided with a disk-shaped portion 44 and a plurality of protruding portions (45, 45).
  • the disk-shaped portion 44 is provided as a disk-shaped portion that is in sliding contact with the inner periphery of the cylinder body 20a in the seal member fitted on the outer periphery.
  • the disk-shaped portion 44 has a through hole formed in the center portion.
  • the disk-shaped part 44 is disposed so as to be in sliding contact with the outer periphery of the rod 22 through a seal member fitted in the inner periphery of the through hole in the central part. Accordingly, the piston 24 is disposed so as to surround the axis of the rod 22 in the circumferential direction, and is provided so as to be movable along a linear direction parallel to the moving direction of the rod 22.
  • the piston 24 is supplied with compressed air, which is a pressure fluid, to the pressure chamber 43, and thereby the rod biasing spring 23 via the force-increasing mechanism 25 described later.
  • the cylinder body 20a is configured to move in the retracting direction X2 against the urging force.
  • each projecting portion 45 is formed as a portion projecting from the disk-shaped portion 44 toward the retracting direction X2 side in parallel with the cylinder axis direction.
  • Each protrusion 45 is provided in the piston 24 as a portion that transmits the driving force of the piston 24 to the force-increasing mechanism 25 and biases the swing member 46.
  • the protruding portion 45 protruding from the disk-shaped portion 44
  • various shapes may be selected.
  • the protruding portion 45 protruding in various shapes such as a protrusion shape, a block shape, and a column shape may be implemented.
  • two protrusions 45a that abut on each bearing 48 protrude so as to correspond to the number of two bearings 48 provided on a force point portion 46b of each swing member 46 described later.
  • the form of the part 45 is illustrated.
  • the brake output unit 21 is connected to the rod 22 via a screw shaft 27, a guide tube 28, and the like, which will be described later, and is provided so as to be movable together with the rod 22.
  • the brake output unit 21 is movably provided in the advance direction X1 that advances from the cylinder body 20a and the retreat direction X2 that retracts so as to approach the cylinder body 20a, and the rod 22 moves in the advance direction X1.
  • the brake force can be output.
  • the brake output part 21 is connected with the other brake lever 15 by the cylinder support pin 15b.
  • FIG. 7 is a view of the cylinder bottom portion 20b and the booster mechanism 25 as viewed in the cylinder axial direction.
  • 8 is a cross-sectional view as seen from the position of the arrows AA in FIG.
  • FIG. 9 is a view showing a cross section of the cylinder bottom portion 20b as viewed from the position of the arrow BB in FIG. 7 and a part of the booster mechanism 25 as viewed from the direction of the arrow C in FIG. 3 to 9 is a mechanism that moves the rod 22 in the advance direction X1 when the piston 24 moves in the retracting direction X2, and increases the driving force from the piston 24 to act on the rod 22. It is provided as.
  • the force-increasing mechanism 25 includes a swing member 46, a support portion 47, a bearing 48, a bearing 49, and the like.
  • the swing member 46 is provided as a member that swings by being biased by the piston 24 that moves in the retreat direction X2 and biases and moves the rod 22 in the advance direction X1.
  • the force-increasing mechanism 25 is configured to convert a linear driving force generated by the piston 24 into a parallel and reverse linear driving force.
  • a plurality of swing members 46 are installed, and in this embodiment, two swing members 46 are installed.
  • the plurality (two) of the swinging members (46, 46) are installed at positions symmetrical with respect to the central axis P.
  • the two oscillating members (46, 46) are installed at positions that are point-symmetric with respect to the central axis P and are line-symmetric with respect to the plane that includes the central axis P. Yes.
  • each swing member 46 is provided as a lever supported so as to be swingable at the fulcrum portion 46a.
  • Each swing member 46 is provided as a flat block-shaped member, and a force point portion 46b, a fulcrum portion 46a, and an action point portion 46c are arranged in this order from the radially outer side of the cylinder body 20a toward the radial center side. It is provided side by side.
  • the fulcrum part 46a is provided in a pair in each swing member 46.
  • the pair of fulcrum portions 46a are shaft-like portions that protrude outward on both sides in the direction orthogonal to the direction in which the force point portion 46b, the fulcrum portion 46a, and the action point portion 46c are arranged in the swing member 46. It is provided as.
  • Each fulcrum portion 46a is rotatably held by a support portion 47 described later.
  • each swing member 46 The power point portion 46 b of each swing member 46 is provided as a portion that is urged by the piston 24.
  • the force point portion 46 b is provided at a portion protruding from the end of each swinging member 46 by being branched into three, and is provided as a pair.
  • Two bearings (48, 48) to be described later are arranged between the three branching and projecting portions constituting the pair of force point portions (46b, 46b).
  • Each of the pair of force point portions (46b, 46b) is configured such that the driving force from the piston 24 is transmitted through each bearing 48.
  • each swing member 46 is provided as a portion for urging the rod 22. Moreover, in this embodiment, the action point part 46c is provided in a pair at the end of each swing member 46 opposite to the force point part 46b side. And each action point part 46c provided in a pair is each provided with the part which branched and protruded into two. A bearing 49, which will be described later, is disposed between the two projecting points of the pair of action point portions 46c. The action point portion 46 c is configured to transmit a driving force to the rod 22 via the bearing 49.
  • the bearing 48 and the bearing 49 are attached to the swing member 46 and are provided to be rotatable with respect to the swing member 46.
  • Two bearings 48 are attached to each swing member 46, and are attached to each of the pair of force point portions (46b, 46b).
  • the rotating shaft 55 is installed in a state where the rotating shaft 55 penetrates through the three branching and projecting portions constituting the pair of force point portions (46b, 46b).
  • the bearings (48, 48) are attached to the swinging member 46 via the rotation shaft 55 in a state where the rotation shaft 55 is inserted through the inside of each force point portion 46b.
  • the bearings (48, 48) attached to the swing members 46 are disposed so as to abut on the protrusions 45 of the piston 24.
  • One end of the two protrusions (45a, 45a) in each protrusion 45 abuts on a bearing 48 installed on one of the pair of force point portions (46b, 46b).
  • the other edge part of the two projection parts (45a, 45a) in each protrusion part 45 is contact
  • the bearing 48 is urged by the protrusion 45a in the outer ring and is held by the rotating shaft 55 in the inner ring.
  • the outer ring of the bearing 48 is urged by the protrusion 45a, the inner ring rotates relative to the outer ring in the bearing 48, and the swing member 46 swings about the fulcrum portion 46a.
  • Two bearings 49 are attached to each swing member 46, and are attached to each of a pair of action point portions 46c in each swing member 46.
  • a rotating shaft 56 is installed in each action point portion 46c.
  • Each bearing 49 is attached to the swinging member 46 via the rotating shaft 56 with the rotating shaft 56 inserted inside between the two branch portions of each action point portion 46c.
  • the driving force transmission portion 22b of the rod 22 is provided with a pair of contact portions (57, 57) formed to protrude in a convex shape toward the retracting direction X2 side opposite to the rod main body portion 22a side. It has been.
  • the abutment portion 57 abuts on a bearing 49 attached to the swing member 46 and is provided as a portion to which the driving force from the action point portion 46 c is transmitted via the bearing 49 and is urged.
  • Each contact portion 57 is in contact with one bearing 49 attached to one of the two swing members (46, 46) and one bearing 49 attached to the other. Is provided. Two bearings (49, 49) to which one abutment portion 57 corresponds are arranged at positions facing each other in the two swinging members (46, 46). Thereby, each contact part 57 is comprised so that it may be urged
  • each contact part 57 may be provided as a part which protruded separately corresponding to each bearing 49 into two.
  • the two swinging members (46, 46) are provided with a total of four force point portions 46b and four action point portions.
  • the support portion 47 is provided as a member that supports the swing member (46, 46) provided as a lever so as to swing at the fulcrum portion 46a. And in this embodiment, the support part 47 is provided in a pair.
  • the pair of support portions (47, 47) are disposed on both sides of the two swing members (46, 46) inside the cylinder bottom portion 20b.
  • One support portion 47 of the pair of support portions (47, 47) rotatably holds one fulcrum portion 46a of the two swing members (46, 46).
  • the other support portion 47 of the pair of support portions (47, 47) rotatably holds the other fulcrum portion 46a of the two swinging members (46, 46).
  • Each support portion 47 is provided as a block-like member, and includes a first block portion 51 and a second block portion 52 that are divided in the cylinder axial direction. And each support part 47 can rotate one or the other fulcrum part 46a in two rocking members (46, 46) by combining the 1st block part 51 and the 2nd block part 52 in a cylinder axial direction. Is configured to hold. That is, in each support portion 47, two holding holes for rotatably holding the fulcrum portion 46a are formed in a state where the first block portion 51 and the second block portion 52 are combined. In addition, each of the two holding holes in each support portion 47 rotatably holds each fulcrum portion 46 a via a bearing 50.
  • the first block portion 51 in each support portion 47 is fixed to the cylinder bottom portion 20b fixed to the end portion on the retracting direction X2 side in the cylinder body 20a.
  • the second block portion 52 in each support portion 47 is fixed to the cylinder body 20a on the end portion side in the retracting direction X2 side of the cylinder body 20a.
  • the force-increasing mechanism 25 When the force-increasing mechanism 25 is installed inside the cylinder 20, first, the two first block parts (51, 51) are arranged inside the cylinder bottom part 20b. Then, two swing members (46, 46) to which the bearing 48, the bearing 49, and the bearing 50 are attached are installed for each first block portion 51. At this time, the swing member 46 is installed on the first block portion 51 so that the bearing 50 attached to the swing member 46 is fitted into the half structure portion of the holding hole in the first block portion 51. Is done.
  • each second block portion 52 is in contact with each first block portion 51 so that the bearing 50 attached to the swing member 46 is fitted into the half-structure portion of the holding hole in the second block portion 52.
  • the two swinging members (46, 46) are rotatably held at the fulcrum portion 46a with respect to the two support portions (47, 47).
  • the cylinder bottom part 20b in which the booster mechanism 25 is installed is fixed to the end part of the cylinder body 20a by the bolt 40, so that the two support parts (47, 47) in the booster mechanism 25 are connected to the cylinder body 20a. It is fixed between the cylinder bottom 20b. At this time, a part of the end surface of each first block 51 opposite to the side facing the second block 52 is in contact with the inner bottom wall of the cylinder bottom 20b. A part of the end surface of each second block 52 opposite to the side facing the first block 51 is in contact with the cylinder body 20a. In this state, the cylinder body 20 a and the cylinder bottom portion 20 b are fastened and fixed by the bolt 40, whereby the first block portion 51 and the second block portion 52 are fixed to the cylinder 20.
  • bolt (53, 54) is illustrated.
  • the plurality of bolts 53 are provided so as to pass through the second block portion 52 and the first block portion 51 and screw into the cylinder bottom portion 20b.
  • the plurality of bolts 54 are provided so as to penetrate the cylinder bottom portion 20b from the outside of the side of the cylinder bottom portion 20b and to be screwed to the first block portion 51 and the second block portion 52, respectively.
  • the force-increasing mechanism 25 includes the swing member 46 provided as an insulator.
  • the distance from the force point portion 46a to the fulcrum portion 46b is set to be larger than the distance from the fulcrum portion 46a to the action point portion 46c.
  • the force-increasing mechanism 25 is configured to increase the driving force generated by the piston 24 and output it from the rod 22.
  • FIG. 10 is a view of the brake cylinder device 2 as viewed from the brake output unit 21 side.
  • a brake mechanism that generates a braking force by operating the piston 24, the booster mechanism 25, the rod 22 and the like by supplying compressed air to the pressure chamber 43 is used during normal operation of the railway vehicle.
  • the parking brake mechanism 26 shown in FIGS. 3 to 5 and 10 is provided as a brake mechanism used when parking a railway vehicle equipped with the brake cylinder device 2.
  • the parking brake mechanism 26 includes a plurality of parking brake springs 58, a parking brake piston 59, and the like.
  • a plurality (ten in this embodiment) of parking brake springs 58 are provided as coil springs, and each of the two parking brake spring support portions 39a provided on the cover 39 is half (five). ) Is arranged.
  • a configuration is illustrated in which four of the ten parking brake springs 58 are provided as small-diameter coil springs, and six are provided as large-diameter coil springs.
  • the parking brake spring support portion 39a in which a plurality of parking brake springs 58 are arranged is formed so as to extend along the circumferential direction and protrude toward the advancing direction X1 side in the cover 39 fixed to the cylinder body 20a. Two portions are provided inside the hollow region. A plurality of parking brake springs 58 are supported inside each parking brake spring support portion 39a. Thereby, the plurality of parking brake springs 58 are arranged along the circumferential direction of the cylinder body 20a.
  • each parking brake spring support portion 39a the end portion of each parking brake spring 58 on the advancing direction X1 side is in contact with and supported by the inner wall of the parking brake spring support portion 39a.
  • the end of each parking brake spring 58 on the retracting direction X2 side is in contact with and biased against a parking brake piston 59 described later.
  • the plurality of parking brake springs 58 are disposed on the parking brake spring support portion 39a of the cover 39, and are disposed outside the cylinder body 20a.
  • the parking brake spring support portions 39a are arranged in the direction parallel to the radial direction of the cylinder body 20a with respect to the brake output portion 21, and are arranged on both sides on the side. Therefore, the plurality of parking brake springs 59 are also arranged with respect to the brake output portion 21 in a direction parallel to the radial direction of the cylinder body 20 and arranged on both sides on the side.
  • the parking brake piston 59 is disposed on the inner side of the cylinder 20.
  • the parking brake piston 59 is in airtight sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder body 20a of the cylinder 20 on the side of the advancing direction X1 with respect to the cylinder body 20a and on the cylinder body 20a. In contrast, it is slidable in the axial direction.
  • a parking brake releasing pressure chamber 60 is formed inside the cylinder 20 by a space defined by the parking brake piston 59 and the cylinder body 20a.
  • the parking brake releasing pressure chamber 60 is configured to supply and discharge compressed air as a pressurized fluid via a communication path (not shown).
  • the parking brake releasing pressure chamber 60 is provided for releasing the parking brake different from the pressure chamber 43, and constitutes a second pressure chamber in the present embodiment.
  • the parking brake piston 59 is provided with a disk-shaped portion 59a and a cylindrical portion 59b.
  • the disk-shaped part 59a is provided as a disk-shaped member that is in sliding contact with the inner periphery of the cylinder body 20a in a seal member fitted on the outer periphery.
  • a through hole is formed in the center portion of the disc-shaped portion 59a.
  • the cylindrical part 59b provided as a cylindrical member with respect to the edge part of this through-hole is connected via the connection member 61 formed in the ring shape.
  • the connecting member 61 is provided so as to be able to engage with the inner peripheral side of the disc-like portion 59a and the outer peripheral side of the cylindrical portion 59b, and the connecting member 61 is provided with the disc-like portion 59a and the cylindrical portion 59b.
  • the disc-shaped portion 59a and the tubular portion 59b are integrally connected via the connecting member 61.
  • each guide shaft hole of the disc-shaped portion 59 a is configured to be in sliding contact with the outer periphery of each guide shaft 63.
  • the cylindrical part 59b is arrange
  • the cylindrical part 59b is arrange
  • the end portion on the retracting direction X2 side of the cylindrical portion 59b is disposed so as to contact the end surface of the piston 24 on the advancing direction X1 side.
  • the parking brake piston 59 is disposed so as to surround the axis of the rod 22 in the circumferential direction, and is provided so as to be movable along a linear direction parallel to the moving direction of the rod 22, and moves in the retreat direction X2.
  • the piston 24 is sometimes configured to be biased.
  • the compressed air is supplied to the parking brake release pressure chamber 60, so that the parking brake piston 59 resists the biasing force of the parking brake spring 58.
  • the state in which the braking force of the parking brake is not generated by the parking brake spring 58 (the state in which the parking brake is released) is maintained by being biased in the advance direction X1.
  • the parking brake piston 59 moves in the retracting direction X2 with respect to the cylinder body 20a by the biasing force of the parking brake spring 58, and the piston 24 is moved.
  • the braking force is generated as a parking brake.
  • a parking brake release operation ring 62 is provided on the cover 39 side.
  • the parking brake release operation ring 62 is provided as an operation portion for manually releasing the parking brake.
  • the parking brake release operation ring 62 is pulled to drive a link mechanism (not shown) so that the connecting member 61 formed in a ring shape expands in the radial direction. It is configured to operate.
  • the parking brake piston 59 the engagement between the cylindrical portion 59b and the connecting member 61 is released, and the connection between the disc-like portion 59a and the cylindrical portion 59b is released.
  • the piston 24 is moved in the advance direction X1 by the urging force from the rod urging spring 23 acting via the rod 22 and the force-increasing mechanism 25.
  • the cylindrical portion 59b moves in the advancing direction X1 together with the piston 24 without changing the position of the disc-shaped portion 59a biased by the parking brake spring 58.
  • the brake output part 21 moves with the rod 22 in the retracting direction X2, and the parking brake is released. Therefore, in the brake cylinder device 2, the parking brake can be operated even when compressed air is not supplied to the parking brake release pressure chamber 60 in a state where the parking brake is operated by the braking force of the parking brake spring 58.
  • the parking brake can be released by pulling the release operation ring 62.
  • the end portion 39 b of the parking brake spring support portion 39 a of the parking brake mechanism 26 is inside the brake lever 15 outside in the vehicle width direction in the vehicle width direction that is the width direction of the railway vehicle. (See FIGS. 1 and 2).
  • the direction toward the outside in the vehicle width direction is indicated by an arrow W1
  • the direction toward the inside in the vehicle width direction is indicated by an arrow W2.
  • the brake lever 15 which is one of the pair of brake levers (15, 15) and arranged outside in the vehicle width direction is also illustrated as a brake lever 151 (that is, “151”). It is also shown with a reference numeral).
  • the position of the surface parallel to the advancing direction of a railway vehicle is shown with the dashed-dotted line Q while the edge part 39b of the parking brake spring support part 39a is located.
  • the outermost portion 151 b in the vehicle width direction of the swing center portion 151 a of the brake lever 151 arranged on the outer side in the vehicle width direction is more than the above-described surface indicated by the alternate long and short dash line Q. It is located outside in the vehicle width direction. That is, the position of the end portion 39b of the parking brake spring support portion 39a is disposed more inside in the vehicle width direction than the position of the outermost portion 151b in the vehicle width direction of the swinging center portion 151a of the brake lever 151.
  • the position of the end portion of the parking brake spring 58 housed in the parking brake spring support portion 39a that is disposed on the outer side in the vehicle width direction is also the outermost side in the vehicle width direction of the swing center portion 151a of the brake lever 151. It arrange
  • the swing center portion 151a is configured as a portion on the brake lever 151 to which a fulcrum pin 15a that is the swing center of the brake lever 151 installed so as to be swingable is mounted.
  • 11 is an enlarged cross-sectional view showing a part of FIG. 4 in an enlarged manner, and is an enlarged view showing a main part of the gap adjusting mechanism.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing a part of FIG. 5 in an enlarged manner, and is an enlarged view showing a main part in the gap adjusting mechanism.
  • the gap is automatically adjusted by a gap adjustment mechanism including the guide tube 28, the pusher spring 29, the front stopper 31, the adjustment stopper 33, the adjustment spring 34, and the like.
  • the screw shaft 27 is provided as a shaft-like member that is connected to the brake output portion 21 and has a screw 27a formed on the outer periphery.
  • the screw shaft 27 is formed to be hollow so as to open toward the side opposite to the brake output portion 21 (in this embodiment, on the side of the booster mechanism 25). That is, the hollow region inside the screw shaft 27 is provided as an axial hole 27b extending along the axial direction, and is opened only on the side opposite to the brake output portion 21 (retracting direction X2 side).
  • the guide tube 28 is formed as a cylindrical member, and is attached so that an end portion on the side of the retracting direction X2 is fixed at a step portion inside the rod 22 and penetrates the cylindrical support member 42. .
  • the guide tube 28 has a screw shaft 27 disposed in an inner space area.
  • the peripheral wall of the guide tube 28 is provided with a pair of slit holes (28a, 28a) penetratingly formed in a slit shape at a midway position in the cylindrical axis direction.
  • the pair of slit holes (28a, 28a) are provided so as to be arranged at positions along the diameter direction of the cylindrical guide tube 28, and an adjustment stopper 33 described later penetrates from the inside toward the outside. It is formed as an opening arranged so as to.
  • the pusher spring 29 is provided as a coiled spring and is disposed in the axial hole 27 b in the screw shaft 27.
  • the axial hole 27b is provided with a step portion whose diameter decreases stepwise toward the back side (the advance direction X1 side).
  • the pusher spring 29 is provided as a compression spring, and a plurality of pusher springs 29 are provided, and are arranged in series in the axial hole 27b. Between the pusher springs 29 arranged in series and adjacent to each other, a cylindrical spring seat member is arranged.
  • the edge part of the advancing direction X1 side in the pusher spring 29 arrange
  • the end portion on the retracting direction X2 side of the pusher spring 29 arranged closest to the retracting direction X2 among the plurality of pusher springs 29 is a flange-like end portion of a pusher spring guide 38 to be described later fitted in the cylinder bottom portion 20b. It arrange
  • the pusher spring 29 is arranged so that the screw shaft 27 can be urged from the inside toward the advancing direction X1 with respect to the cylinder bottom portion 20b which is a portion fixed to the cylinder body 20a.
  • the pusher spring guide 38 is formed as a shaft-like portion fixed to the cylinder bottom portion 20b by fitting a flange-like portion at the end thereof into the cylinder bottom portion 20b.
  • the pusher spring guide 38 is disposed so as to protrude toward the axial hole 27b of the screw shaft 27, and is inserted inside the plurality of pusher springs 29 arranged in series. Thereby, the pusher spring guide 38 is configured to restrict deformation of the pusher spring 29 in the buckling direction. Further, the pusher spring guide 38 is inserted in a state in which a tip portion thereof is in sliding contact with a hole portion whose diameter is reduced on the back side (the advance direction X1 side) in the axial hole 27b of the screw shaft 27. As a result, the pusher spring guide 38 has a distal end portion slidable with respect to the inside of the screw shaft 27.
  • the clutch nut 30 is provided as a cylindrical member having an internal thread formed on the inner periphery, and is screwed to the tip end side of the screw shaft 27 disposed on the brake output portion 21 side with respect to the cylinder body 20a. It is configured. Further, the outer periphery of the clutch nut 30 at the midway position in the axial direction is formed so as to extend in the circumferential direction and to protrude outward in the radial direction, with respect to the front stopper 31 and the first clutch 32 described later. A convex portion 30a that can be brought into contact with each other is provided. Since the clutch nut 30 is provided as described above, the pusher spring 29 urges the clutch nut 30 screwed to the screw shaft 27 toward the front stopper 31 by urging the screw shaft 27 from the inside. Is configured to do.
  • the front stopper 31 includes a cylindrical member having a male screw portion formed on the outer periphery and a short axial length, and a bearing that is fitted and integrated inside the cylindrical member. .
  • the front stopper 31 is threadedly engaged with a female screw portion formed on the inner periphery of the tip portion of the guide tube 28 facing the brake output portion 21 in the male screw portion. That is, the front stopper 31 is fixed to the inner periphery of the guide tube 28 by screw connection.
  • a groove extending in the circumferential direction is formed on the inner periphery of the distal end portion of the guide tube 28 on the brake output portion 21 side with respect to the front stopper 31.
  • a snap ring 64 that engages with the end of the front stopper 31 on the brake output portion 21 side is fitted into the groove, thereby preventing the front stopper 31 from coming off.
  • the front stopper 31 is concentrically arranged on the outer side with respect to the end of the clutch nut 30 on the brake output portion 21 side and the screw shaft 27 (so that the center positions in the radial direction coincide with each other). And the front stopper 31 is arrange
  • the front stopper 31 is configured to be able to bias the clutch nut 30 and the screw shaft 27 to which the clutch nut 30 is screwed in the retracting direction X2 as the guide tube 28 moves in the retracting direction X2.
  • the first clutch 32 is provided as a cylindrical member having a short axial length, and is formed as an integral member that is a separate member from the front stopper 31.
  • the first clutch 32 is press-fitted inside the guide tube 28 and fixed.
  • the end portion of the first clutch 32 is positioned in contact with a portion formed in a step shape on the inner periphery of the guide tube 28.
  • the first clutch 32 is disposed concentrically outside the clutch nut 30 and the screw shaft 27 (so that the radial center positions coincide).
  • the first clutch 32 can come into contact with the convex portion 30a of the clutch nut 30 through a predetermined distance from the front stopper 31 from the rear side opposite to the brake output portion 21 side with respect to the clutch nut 30. Has been placed.
  • the adjustment stoppers 33 are provided as a pair, and are respectively fixed to a second clutch 35 described later formed as a ring-shaped member or a cylindrical member having a short axial length. Each adjustment stopper 33 is provided as a block-like member that protrudes outward in the radial direction of the second clutch 35.
  • the pair of adjustment stoppers (33, 33) are fixed to the second clutch 35 so as to be disposed at positions along the diameter direction of the guide tube 28 and the screw shaft 27.
  • the pair of adjustment stoppers (33, 33) are arranged so as to protrude through the pair of slit portions (28b, 28b) in the guide tube.
  • the cylindrical support member 42 which is a member fixed to the cylinder body 20a via the cover 39, has a stopper stroke formed as an annular protrusion extending in the circumferential direction at the end portion on the retracting direction X2 side.
  • a restricting portion 65 is provided.
  • each adjustment stopper 33 is arrange
  • the second clutch 35 to which the adjustment stopper 33 is fixed is formed as a ring-shaped member or a cylindrical member having a short axial length, and around the screw shaft 27 and the adjustment sleeve 36 described later around the guide tube. 28 is arranged inside.
  • the second clutch 35 is disposed so as to be capable of coming into contact with the clutch nut 30 from the rear side at the end in the advance direction X1, and is in contact with an adjustment spring 34 described later at the end in the retracting direction X2.
  • teeth 35a are formed on the surface of the second clutch 35 on the side in the advance direction X1 and facing the clutch nut 30 in the circumferential direction.
  • teeth 30b are formed on the surface of the clutch nut 30 on the side of the retracting direction X2 and facing the second clutch 35 in the circumferential direction.
  • the teeth 35 a on the second clutch 35 side and the teeth 30 b on the clutch nut 30 side are formed as teeth that can engage the second clutch 35 and the clutch nut 30.
  • the adjusting sleeve 36 is provided as a flexible cylindrical member by being formed of resin, and is arranged around the screw shaft 27.
  • the adjustment sleeve 36 is provided with an engaging portion 36a formed as an uneven portion on the outer periphery of the end portion on the advancing direction X1 side.
  • the clutch nut 30 is provided with an engaged portion 30c formed as an uneven portion that fits with the uneven portion of the engaging portion 36a on the inner periphery of the end portion on the retracting direction X2 side.
  • the adjustment sleeve 36 and the clutch nut 30 are integrally formed by engaging an engagement portion 36a on the adjustment sleeve 36 side and an engaged portion 30c on the clutch nut 30 side.
  • the engaging portion 36a of the adjustment sleeve 36 is provided so as to engage from the inside with an engaged portion 30c formed on the inner peripheral side of the clutch nut 30.
  • the dimension in the radial direction of the adjustment sleeve 36 between the inner periphery of the adjustment sleeve 36 and the top of the thread 27 of the screw 27a on the screw shaft 27 is determined by the engagement portion 36a and the engaged portion 30c.
  • the adjustment spring 34 is provided as a coiled spring disposed around the adjustment sleeve 36.
  • the adjustment spring 34 has one end abutted (or connected) to the end of the second clutch 35 on the retracting direction X2 side, and the other end attached to the end of the adjusting sleeve 36 on the retracting direction X2 side. It arrange
  • the adjustment sleeve 36 is configured such that one end side is urged in the retracting direction X2 by the other end side of the adjustment spring 34 that contacts the second clutch 35.
  • the adjustment spring 34 is configured to be able to urge the clutch nut 30 that is engaged and integrated with the adjustment sleeve 36 in the retracting direction X2.
  • the spring receiver 37 is disposed between the outer periphery of the adjustment sleeve 36 and the inner periphery of the guide tube 28, and is formed in a flange shape formed on the outer periphery of the end portion in the retracting direction X ⁇ b> 2 of the adjustment sleeve 36 over the circumferential direction.
  • the adjustment sleeve 36 is attached by engaging with the protrusion.
  • the spring receiver 37 is disposed so that the dimension in the radial direction of the guide tube 28 in the gap formed between the outer periphery thereof and the inner periphery of the guide tube 28 is substantially zero.
  • the spring receiver 37 may be disposed so that its outer periphery and the inner periphery of the guide tube 28 are in sliding contact. Since the spring receiver 37 is provided with a bearing, the adjustment sleeve 36 is configured to be rotatable with respect to the adjustment spring 34.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state corresponding to the cross-sectional views of FIGS. 4 and 5, in which compressed air is not supplied to the pressure chamber 43 and compressed air is supplied to the parking brake releasing pressure chamber 60. State. That is, the brake cylinder device 2 in the state shown in FIG. 3 is in a state where no braking force is generated.
  • the state shown in FIG. 3 is changed to the state shown in FIG. 14 through the state shown in FIG. .
  • the state shown in FIG. 13 shows a state in which the piston 24 has advanced about half of all the steps (full stroke) in the retreat direction X2.
  • the state shown in FIG. 14 shows a state in which the piston 24 proceeds through the entire process in the retracting direction X2 and the braking force is output from the brake output unit 21.
  • each swing member 46 swings around the fulcrum portion 46a. As each swing member 46 swings, the bearing 49 attached to the action point portion 46c of each swing member 46 presses the driving force transmitting portion 22b of the rod 22 in the advancing direction X1 and biases it. . As a result, the rod 22 moves in the advance direction X1.
  • the guide tube 28 and the first clutch 32 move together with the rod 22 in the advancing direction X1, and are further screwed into the clutch nut 30 and the clutch nut 30 that contact the first clutch 32.
  • the threaded shaft 27 and the brake output unit 21 connected to the threaded shaft 27 also move in the advancing direction X1.
  • the brake output unit 21 moves together with the rod 22 in a predetermined amount in the advancing direction X1, and the piston 24 moves to the retreat direction X2 and stops until reaching the state shown in FIG. 13) presses the brake disc 101, and the necessary braking force is output.
  • the brake operation and the brake release operation described above are operations during normal driving, and the state where compressed air is always supplied to the parking brake release pressure chamber 60 is maintained.
  • the compressed air is discharged from the pressure chamber 60 for releasing the parking brake.
  • FIG. 15 shows a state where the parking brake mechanism 26 is activated and a braking force is generated as a parking brake.
  • the parking brake piston 59 When the compressed air is discharged from the parking brake release pressure chamber 60, the parking brake piston 59 is urged in the retracting direction X2 by the urging force of the parking brake spring 58.
  • the piston 24 biased by the parking brake piston 59 also moves in the retracting direction X2.
  • the rod 22 moves in the advancing direction X1 via the force-increasing mechanism 25, and the brake output unit 21 also moves in the advancing direction X1, similarly to the brake operation in the normal operation described above. As a result, a braking force as a parking brake is generated.
  • the rod 22 and the piston 24 are configured to advance and retract in a linear direction along the cylinder axis direction, and the piston 24 is configured around the axis of the rod 22. It is arranged to surround. For this reason, the arrangement space of the piston 24 and the rod 22 inside the cylinder body 20a can be made efficient, and the arrangement space of the piston 24 and the rod 22 can be greatly reduced particularly in the cylinder axial direction. Further, the driving force from the piston 24 moving in the retracting direction X2 is increased via the swing member 46 to act on the rod 22 in the area secured by the efficient arrangement space of the piston 24 and the rod 22.
  • a force-increasing mechanism 25 that moves the rod 22 in the advancing direction X1 can be arranged. Then, the braking force is output from the brake output unit 21 that moves together with the rod 22 on which the increased driving force acts. As described above, the efficiency of the arrangement space of the piston 24 and the rod 22 can suppress the size of the brake cylinder device 2 and reduce the size, and the force increasing mechanism 25 can increase the braking force.
  • the bearings (48, 49) are attached to the force point portion 46b and the action point portion 46c of the swing member 46 provided as a lever. For this reason, the frictional sliding resistance generated at the portion biased from the piston 24 or the portion biasing the rod 22 in the swing member 46 can be greatly reduced, and the drive efficiency of the apparatus can be improved.
  • a plurality of swing members 46 are installed at symmetrical positions with respect to the central axis P of the cylinder body 20a. For this reason, in the cylinder 20, including the cylinder main body 20a and the cylinder bottom 20b, the swing member 46, the piston 24, and the rod 22, the load is dispersed and supported in a state that is closer to the center axis P of the cylinder main body 20a. Will be. Thereby, generation
  • the number of the plurality of swinging members 46 installed at symmetrical positions with respect to the central axis P of the cylinder body 20a can be set to the minimum two, and further, the force point portion 46b and the action
  • the number of point portions 46c can be set to three or more (four in this embodiment). For this reason, generation
  • the swing member 46 is rotatably held between the first block portion 51 and the second block portion 52, and the first block portion 51 is fixed to the cylinder bottom portion 20b.
  • the brake cylinder device 2 in which the force-increasing mechanism 25 is incorporated can be assembled very easily. For this reason, the load at the time of the assembly operation of the brake cylinder device 2 can be significantly reduced.
  • the parking brake spring 58 that generates the braking force of the parking brake the parking brake piston 59 that is biased by the parking brake spring 58 and biases the piston 24, and the parking brake release
  • the parking brake mechanism 26 including the pressure chamber 60 can be incorporated in the brake cylinder device 2. Since the parking brake piston 59 that moves parallel to the moving direction of the rod 22 is arranged so as to surround the axis of the rod 22, the arrangement space of the parking brake piston 59 can be made more efficient. The space for arranging the parking brake piston 59 can be greatly reduced. Further, according to the present embodiment, even when a large braking force is required as the braking force of the parking brake, the necessary braking force can be easily ensured by the plurality of parking brake springs 58.
  • the parking brake can be easily made in a compact space while avoiding interference with other parts such as the brake output part 21.
  • a spring 58 can be arranged. For this reason, size reduction (namely, short axis and diameter reduction) can be achieved in the axial direction and radial direction of the brake cylinder device 2.
  • the brake cylinder device 2 since the parking brake spring 58 is disposed outside the cylinder body 20a, the cylinder body 20a can be prevented from being enlarged. Since a plurality of parking brake springs 58 are arranged outside the cylinder body 20a along the circumferential direction, the parking brake springs 58 are compactly arranged in a space with a margin on the outside of the cylinder body 20a. it can. Therefore, the brake cylinder device 2 can be further reduced in size.
  • This embodiment is configured as a brake cylinder device 2 in which the piston 24 and the parking brake piston 59 move in the retracting direction X2 and the rod 22 moves in the opposite advancing direction X1 during the braking operation. Therefore, the configuration in which the parking brake spring 58 is disposed outside the cylinder body 20a can be realized more easily.
  • the plurality of parking brake springs 58 are arranged in parallel to the radial direction of the cylinder body 20 a on both sides of the brake output portion 21. For this reason, the plurality of parking brake springs 58 can be arranged in a space-efficient and compact manner while avoiding interference with the brake output portion 21. Moreover, the dead space in the side of the brake output part 21 can be utilized effectively, and the some parking brake spring 58 can be efficiently arrange
  • the brake cylinder device 2 during the braking operation, the compressed air is supplied to the pressure chamber 43, so that the force from the piston 24 against the urging force of the rod urging spring 23 is transmitted via the force-increasing mechanism 25.
  • the rod 22 moves, and the brake output portion 21 moves in the advancing direction X1 via the guide tube 28, the first clutch 32, the clutch nut 30, and the screw shaft 27, and the braking force is output.
  • the compressed air in the pressure chamber 43 is discharged, the rod 22 is moved in the retracting direction X2 by the biasing force of the rod biasing spring 23, and the guide tube 28, the front stopper 31, the clutch nut 30 and the screw shaft 27 are moved.
  • the brake output unit 21 moves in the retreat direction X2 and the brake is released.
  • the gap to the brake operation position in the released state becomes large due to wear of the brake pad 13 or the like, the clutch nut 30, the first clutch 32, the second clutch 35, the screw shaft 27, the guide tube 28
  • the gap is automatically adjusted by a gap adjustment mechanism including the pusher spring 38, the front stopper 31, the adjustment stopper 33, the adjustment spring 34, and the like.
  • the movement range of the adjustment stopper 33 is restricted, so that the force that can bias the clutch nut 30 in the retracting direction X2 is stored in the adjustment spring 34 in the adjustment spring 34. Accumulated as power. Further, at this time, the contact between the second clutch 35 to which the adjustment stopper 33 is fixed and the clutch nut 30 is released, and a gap is formed between the second clutch 35 and the clutch nut 30. .
  • the guide tube 28 starts moving in the retracting direction X2 during the brake releasing operation, the screw shaft 27 and the brake output unit 21 are moved in the retracting direction because the screw shaft 27 is urged by the pusher spring 29 in the advancing direction X1.
  • a state in which the clutch nut 30 is urged in the retracting direction X2 by the stored force of the adjustment spring 34 without moving to X2 occurs.
  • the clutch nut 30 is released from contact with the first clutch 32 and is not in contact with the front stopper 31, and the clutch nut 30 is also in contact with the second clutch 35. Therefore, the clutch nut 30 can rotate with respect to the screw shaft 27. Then, the clutch nut 30 rotates with respect to the screw shaft 27 so that the clutch nut 30 moves in the retracting direction X2 by the accumulated force of the adjustment spring 34.
  • the gap between the clutch nut 30 and the second clutch 35 disappears, the clutch nut 30 and the second clutch 35 come into contact with each other, the clutch nut 30 becomes non-rotatable, and the guide tube 28 moves in the retracting direction X2.
  • the brake output unit 21 moves in the retracting direction X2 together with the front stopper 31, the clutch nut 30, and the screw shaft 27, and the brake is released.
  • the clutch nut 30 moves relative to the screw shaft 27 in the retracting direction X2 during the brake releasing operation, the position of the screw shaft 27 is moved in the advance direction X1 from the state before the brake releasing operation. This completes the brake release operation.
  • the screw shaft 27 and the brake output unit 21 are moved to a position where they are advanced with respect to the cylinder body 20a as compared with the state before the brake operation. As a result, the gap to the brake operation position in a state where the brake is released is automatically adjusted.
  • the clearance adjustment mechanism includes the clutch nut 30, the first clutch 32, the second clutch 35, the screw shaft 27, the guide tube 28, the pusher spring 29, the front stopper 31, the adjustment stopper 33, An adjustment spring 34 is provided.
  • the clearance adjustment is not performed by elastic deformation of rubber or the like as in the brake cylinder device disclosed in Patent Document 2, and a configuration that is not easily affected by the surrounding environment such as temperature and humidity is realized at low cost. Can do.
  • the brake cylinder device having a clearance adjustment mechanism for automatically adjusting the clearance to the brake operation position in a state in which the brake is released, the brake cylinder device is affected by the surrounding environment such as temperature and humidity. It is possible to provide a small brake cylinder device 2 that is difficult and inexpensive.
  • the second The state in which the clutch 35 and the clutch nut 30 are in contact with each other is maintained, and the second clutch 35 and the clutch nut 30 are prevented from being detached. That is, in a state where the clearance adjustment operation is not performed, the clutch nut 30 is urged in the retracting direction X2 by the adjustment spring 34 whose one end is in contact with the second clutch 35, whereby the second clutch 35 and the clutch nut The state where 30 is in contact is maintained. This prevents the clutch nut 30 from rotating with respect to the screw shaft 27 at timings other than the clearance adjustment operation, and prevents the position of the clutch nut 30 from being displaced with respect to the screw shaft 27 due to vibration or the like. Is done.
  • the outer end portion of the parking brake spring 58 in the vehicle width direction is the outermost portion 151 b in the vehicle width direction of the swing center portion 151 a of the brake lever 151 outside in the vehicle width direction. Rather than the inner side in the vehicle width direction. For this reason, it can prevent reliably that the spring 58 for parking brakes interferes with a rail vehicle or the other apparatus installed in the rail vehicle.
  • FIG. 16 is a perspective view of the brake cylinder device 3 according to the second embodiment of the present invention, and is a view showing an internal structure in a cut-away cross section.
  • the disc brake device according to the second embodiment of the present invention includes the brake cylinder device 3 shown in FIG. 16 and is configured similarly to the disc brake device 1 of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. That is, the disc brake device according to the second embodiment includes the brake cylinder device 3, the caliper body 11, a pair of back plates (12, 12, and the like), and the like.
  • the brake cylinder device 3 shown in FIG. 16 is configured similarly to the brake cylinder device 2 of the first embodiment. That is, both ends of the brake cylinder device 3 in the brake operation direction are coupled to the cylinder support pins 15b.
  • the brake cylinder device 3 includes a cylinder 20, a brake output unit 21, a rod 22, a rod biasing spring 23, a piston 24, a boosting mechanism 70, a parking brake mechanism 26, a screw shaft 27, a guide tube 28, a pusher spring 29, a clutch.
  • a nut 30, a front stopper 31, a first clutch 32, an adjustment stopper 33, an adjustment spring 34, a second clutch 35, an adjustment sleeve 36, a spring receiver 37, a pusher spring guide 38, a cover 39, and the like are provided.
  • the brake cylinder device 3 is different from the brake cylinder device 2 in the configuration of a part of the piston 24, a part of the rod 22, a force-increasing mechanism 70, and a cylinder bottom 71 in the cylinder 20.
  • the hatched hatching in the cross section is omitted from the viewpoint of clearly showing the configuration (the same applies to FIGS. 25 and 26).
  • FIG. 17 is an exploded perspective view showing the piston 24, the rod 22, the guide tube 28, the force-increasing mechanism 70, and the cylinder bottom 71.
  • 18 is an exploded perspective view showing the rod 22, the guide tube 28, the force-increasing mechanism 70, and the cylinder bottom 71, and shows a state seen from an angle different from that in FIG.
  • the rod 22 shown in FIG. 16 to FIG. 18 is disposed inside the cylinder body 20a, and is provided so as to be movable in the advance direction X1 and the retreat direction X2, as in the first embodiment.
  • the rod 22 is provided with a rod main body portion 22a configured in the same manner as in the first embodiment, and a driving force transmission portion 22c fixed to the rod main body portion 22a.
  • the driving force transmission part 22c is provided in the rod 22 as a part to which a driving force from a later-described force increasing mechanism 70 is transmitted and urged.
  • a plurality of driving force transmission portions 22c are provided. And each driving force transmission part 22c is being fixed with respect to the edge part by the side of the retracting direction X2 in the rod main-body part 22a.
  • each driving force transmission portion 22c is provided with a leg-shaped portion formed so as to protrude toward the retracting direction X2 side opposite to the rod main body portion 22a side.
  • Each driving force transmitting portion 22c abuts on a bearing 76 attached to a swinging member 73 described later, and the driving force from the action point portion 73b of the swinging member 73 is transmitted through the bearing 76 and biased. It is provided as a part.
  • the piston 24 shown in FIGS. 16 to 18 is arranged in the cylinder body 20a so as to partition the pressure chamber 43 and surround the axis of the rod 22 in the circumferential direction in the same manner as in the first embodiment. It is provided to be movable along a linear direction parallel to the moving direction. Then, when the compressed air is supplied to the pressure chamber 43, the piston 24 moves in the retracting direction X2 with respect to the cylinder main body 20a against the urging force of the rod urging spring 23 via the force-increasing mechanism 70 described later. .
  • the piston 24 is provided with a disk-shaped part 44 configured in the same manner as in the first embodiment, and a plurality of projecting parts 72.
  • three protrusions 72 are provided corresponding to the number of swing members 73 in a force-increasing mechanism 70 described later.
  • Each projecting portion 72 is formed as a portion projecting from the disk-shaped portion 44 toward the retracting direction X2 side in parallel with the cylinder axial direction.
  • Each protrusion 72 is provided in the piston 24 as a portion that transmits the driving force of the piston 24 to the force-increasing mechanism 70 and biases the swing member 73.
  • the protrusion part 72 which protrudes in various shapes, such as protrusion shape, block shape, and column shape, may be implemented.
  • the protrusion 72 that abuts on a bearing 75 attached to a force point portion 73a of each swing member 73 described later protrudes in a columnar shape from the disk-shaped portion 44 toward the retracting direction X2 side in parallel with the cylinder axis direction. The form to do is illustrated.
  • FIG. 19 is a diagram showing the force-increasing mechanism 70 and the cylinder bottom portion 71 of the cylinder 20.
  • FIG. 19 is a view of the force-increasing mechanism 70 and the cylinder bottom 71 as viewed from the cylinder axial direction.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view as seen from the DD arrow position in FIG. 21 is a cross-sectional view seen from the position of the arrow EE in FIG. 16 to 21 is a mechanism that moves the rod 22 in the advance direction X1 when the piston 24 moves in the retracting direction X2, and increases the driving force from the piston 24 to act on the rod 22. It is provided as.
  • the force-increasing mechanism 70 includes a swing member 73, a fulcrum shaft member 74, a bearing 75, a bearing 76, a bush 77, and the like.
  • the swing member 73 is provided as a member that swings by being biased by the piston 24 that moves in the retreat direction X2 and biases and moves the rod 22 in the advance direction X1.
  • the force-increasing mechanism 70 is configured to convert a linear driving force generated by the piston 24 into a parallel and reverse linear driving force.
  • a plurality of swing members 73 are installed, and in this embodiment, three swing members 73 are installed.
  • the three swing members 73 are installed inside the cylinder bottom 71 fixed to the end of the cylinder body 20a on the retracting direction X2 side.
  • the three swing members 73 are installed at rotationally symmetric positions around the central axis P of the cylinder body 20a.
  • the three swing members 73 are installed at rotationally symmetric positions that are three-fold symmetric. That is, the three oscillating members 73 are installed at an angular interval of 120 ° in the circumferential direction around the central axis P.
  • the central axis P is configured as a line passing through the central position in the radial direction of the cylinder body 20a, as in the first embodiment. In FIG. 19, the position of the central axis P is shown as a point P indicated by a small circle.
  • FIG. 22 is a perspective view showing one fulcrum shaft member 74.
  • Three fulcrum shaft members 74 are provided corresponding to the swing member 73.
  • Each fulcrum shaft member 74 is formed as a cylindrical member, and a flat surface to be supported with respect to the cylinder bottom 71 is formed on the side surfaces at both ends.
  • the three fulcrum shaft members 74 are installed at an angular interval of 120 ° in the circumferential direction around the central axis P inside the cylinder bottom 71. Further, each of the three fulcrum shaft members 74 is installed inside the cylinder bottom portion 71 so that the longitudinal direction extending in a columnar shape extends along the radial direction centered on the position of the central axis P.
  • each fulcrum shaft member 74 constitutes a fulcrum shaft of each swing member 73 provided as an insulator, and is provided as a member that supports each swing member 73 so as to be swingable.
  • Each swing member 73 is rotatably attached to the fulcrum shaft member 74.
  • each rocking member 73 in the middle in the longitudinal direction, and a bush 77 that is a cylindrical sliding member is fitted into the through hole.
  • Each fulcrum shaft member 74 is formed in a columnar shape having a flat surface on a part of the side surface, and is inserted into a through hole inside the bush 77.
  • Each fulcrum shaft member 74 is inserted into the bush 77 such that the outer periphery thereof is slidable at least in the circumferential direction with respect to the inner periphery of the bush 77.
  • each swing member 73 has, for example, a portion where the width dimension of the portion attached to the fulcrum shaft member 74 is formed to be the largest, and a portion where the width dimension gradually decreases toward both end portions in the longitudinal direction. It is formed into a shape.
  • Each swinging member 73 is provided with a force point portion 73a at one end portion in the longitudinal direction and an action point portion 73b at the other end portion in the longitudinal direction. That is, in each swing member 73, the force point portion 73a, the fulcrum shaft member 74, and the action point portion 73b are arranged in this order along the longitudinal direction.
  • each swing member 73 is formed so that its longitudinal direction extends linearly.
  • Each swing member 73 is installed at the cylinder bottom 71 so that its longitudinal direction extends along a direction perpendicular to a fulcrum shaft member 74 extending in the radial direction centered on the position of the central axis P. ing.
  • the distance from the fulcrum shaft member 74 to the force point portion 73a is set to be larger than the distance from the fulcrum shaft member 74 to the action point portion 73b. For this reason, in the radial direction centered on the position of the central axis P, the action point portion 73b is arranged on the inner side in the radial direction than the force point portion 73a.
  • the power point portion 73 a in each swing member 73 is provided as a portion that is urged by the piston 24.
  • the power point portion 73a includes a pair of projecting portions that are branched into two to project.
  • a bearing 75 is disposed between the pair of protruding portions in the force point portion 73a.
  • the force point portion 73 a is configured such that the driving force from the piston 24 is transmitted via the bearing 75.
  • each swing member 73 is provided as a portion for urging the rod 22.
  • the action point portion 73b is provided at the end of each swinging member 73 opposite to the force point portion 73a side.
  • the action point part 73b is provided with a pair of protrusion part which branched and protruded into two.
  • a bearing 76 is disposed between the pair of protruding portions in the action point portion 73b.
  • the action point portion 73 b is configured to transmit a driving force to the rod 22 via the bearing 76.
  • the bearing 75 and the bearing 76 are attached to the swing member 73 and are provided so as to be rotatable with respect to the swing member 73.
  • the bearing 75 is attached to each swinging member 73 at a power point portion 73a.
  • the pair of projecting portions in the force point portion 73a is installed with the rotating shaft 78 penetrating therethrough.
  • the bearing 75 is attached to the rocking
  • each bearing 75 attached to the swing members 73 are disposed so as to abut the projecting portions 72 of the piston 24. Specifically, the end on the front end side protruding from the disk-shaped portion 44 in each protrusion 72 abuts on a bearing 75 installed in each force point portion 73a.
  • Each bearing 75 is urged by each protrusion 72 in the outer ring and is held by each rotating shaft 78 in the inner ring.
  • the outer ring of each bearing 75 is urged by each protrusion 72, the inner ring rotates relative to the outer ring in each bearing 75, and each swing member 73 swings about each fulcrum shaft member 74. It will be. 20 and 21, the structure of the bearing 75 is schematically shown, and illustration of the outer ring and the inner ring is omitted.
  • the bearing 76 is attached to each swinging member 73 at the action point portion 73b.
  • the pair of projecting portions in the action point portion 73b is installed with the rotating shaft 79 penetrating therethrough.
  • Each bearing 76 is attached to the swinging member 73 via the rotation shaft 79 in a state where the rotation shaft 79 is inserted through the inside at the action point portion 73b.
  • the bearings 76 attached to the swing members 73 are disposed so as to contact the driving force transmitting portion 22c in the rod 22. Specifically, in each driving force transmitting portion 22c, the end on the tip side protruding from the rod main body portion 22a abuts on a bearing 76 installed in each action point portion 73b. Each bearing 76 is urged by each driving force transmitting portion 22c in the outer ring, and is held by each rotating shaft 79 in the inner ring. In the cross-sectional view of the bearing 76 in FIG. 20, the structure of the bearing 76 is schematically shown, and illustration of the outer ring and the inner ring is omitted.
  • each driving force transmitting portion 22c is urged by a bearing 76 attached to the action point portion 73b of each oscillating member 73.
  • Each bearing 76 urges each driving force transmitting portion 22c in the outer ring and is held by each rotating shaft 79 in the inner ring.
  • the outer ring of each bearing 76 urges each driving force transmitting portion 22c, the inner ring rotates relative to the outer ring in each bearing 76. Thereby, the smooth swinging motion of each swinging member 73 around the fulcrum shaft member 74 is performed.
  • the above-described force-increasing mechanism 70 includes a swing member 73 provided as an insulator.
  • the distance from the force point portion 73a to the fulcrum shaft member 74 is set to be larger than the distance from the fulcrum shaft member 74 to the action point portion 73b.
  • the force-increasing mechanism 70 is configured to increase the driving force generated by the piston 24 and output it from the rod 22.
  • Both ends of the fulcrum shaft member 74 shown in FIGS. 16 to 22 are supported by the cylinder bottom 71 fixed to the end of the cylinder body 20a on the retracting direction X2 side.
  • a supported surface 74a that is a flat surface to be supported with respect to the cylinder bottom 71 is formed on the side surface (see FIGS. 21 and 22). reference).
  • the supported surface 74 a is formed to extend in parallel with the longitudinal direction of the fulcrum shaft member 74.
  • a supported surface 74b which is a flat surface to be supported with respect to the cylinder bottom 71, is formed on the side surface (see FIGS. 21 and 22). reference).
  • the supported surface 74 b is formed to extend in parallel with the longitudinal direction of the fulcrum shaft member 74.
  • the supported surface 74 b and the supported surface 74 a are disposed on the same virtual surface extending in parallel with the longitudinal direction of the fulcrum shaft member 74.
  • the virtual surface on which the supported surface 74b is arranged and the virtual surface on which the supported surface 74a is arranged are configured as the same surface.
  • a bolt contact surface 74c is also formed at the other end of the fulcrum shaft member 74.
  • the bolt contact surface 74c is formed on the side of the fulcrum shaft member 74 opposite to the portion where the supported surface 74b is formed in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fulcrum shaft member 74. .
  • the bolt contact surface 74c and the supported surface 74b are formed to extend in parallel to each other.
  • the bolt contact surface 74c is configured as a surface on which a bolt head of a fixing bolt 80 for fixing the fulcrum shaft member 74 to the cylinder bottom 71 comes into contact (see FIGS. 19 and 21).
  • a bolt insertion hole 74 d is formed at the other end of the fulcrum shaft member 74.
  • the bolt insertion hole 74d is provided as a hole through which the fixing bolt 80 is inserted.
  • the bolt insertion hole 74d is formed as a hole that penetrates the fulcrum shaft member 74 from the bolt contact surface 74c to the supported surface 74b.
  • the bolt insertion hole 74 d is formed so as to extend along a direction perpendicular to the bolt contact surface 74 c and the supported surface 74 b, that is, in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the fulcrum shaft member 74.
  • FIG. 23 is a view showing only the cylinder bottom 71.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating the cylinder bottom 71 as viewed from the cylinder axial direction.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view seen from the position of the arrow FF in FIG.
  • the cylinder bottom 71 shown in FIGS. 16 to 21, 23, and 24 is formed in a shape having one opening and the other bottom.
  • the cylinder bottom 71 is fixed to the end of the cylinder body 20a on the retracting direction X2 side.
  • the open end of the cylinder bottom 71 is fixed to the end of the cylinder body 20a by a plurality of bolts 40.
  • the cylinder 20 is connected to one brake lever 15 by the cylinder support pin 15 b at the end of the cylinder bottom 71.
  • a recessed area 81 as a chamber-like space is provided inside the cylinder bottom 71.
  • the recessed area 81 is surrounded by an inner wall having three inner wall surfaces (81a, 81b, 81c) formed so as to extend in a curved shape along three sides of a triangular shape in a cross section perpendicular to the cylinder axis direction. It is provided as an area to be used.
  • the central positions of the three inner wall surfaces (81a, 81b, 81c) are arranged at an angular interval of 120 ° in the circumferential direction around the position of the central axis P.
  • Each of the three inner wall surfaces (81a, 81b, 81c) extends along a direction perpendicular to the radial direction centered on the position of the central axis P, and slightly swells outward in the radial direction. It is formed to extend in a curved shape along a circular arc of a radius.
  • each inner wall surface (81a, 81b, 81c) is formed so as to extend in a curved shape along each of three triangular sides in a cross section perpendicular to the cylinder axial direction. Although illustrated, this need not be the case. For example, a form in which each inner wall surface (81a, 81b, 81c) is formed so as to extend linearly along each of three triangular sides in a cross section perpendicular to the cylinder axis direction may be implemented. .
  • the cylinder bottom portion 71 is configured to support the three fulcrum shaft members 74 inside the recessed region 81, respectively.
  • the cylinder bottom portion 71 is provided with three center side support portions 82 and three outer periphery side support portions 83 as portions for supporting the three fulcrum shaft members 74.
  • a combination of one central support 82 and one outer support 83 is configured to support one fulcrum shaft member 74.
  • the combination of the center side support portion 82 and the outer periphery side support portion 83 is installed inside the cylinder bottom portion 71 at an angular interval of 120 ° in the circumferential direction around the position of the central axis P.
  • Each center side support portion 82 is configured as a portion provided so as to rise toward the cylinder body 20a side at the center side inside the cylinder bottom portion 71.
  • each outer periphery side support part 83 is comprised as a part provided so that it might rise toward the cylinder main body 20a side in the outer peripheral side in the cylinder bottom part 71 inside. That is, inside the cylinder bottom portion 71, in the radial direction centering on the position of the central axis P, each center support portion 82 is disposed on the center side, and each outer periphery support portion 83 is disposed on the outside.
  • each fulcrum shaft member 74 is supported by each center support portion 82, and the other end portion of each fulcrum shaft member 74 is supported by each outer periphery side support portion 83. Yes. Moreover, the combination of the center side support part 82 and the outer peripheral side support part 83 is arrange
  • each of the three swing members 73 is installed inside the recessed area 81 so as to extend along each of the three inner wall surfaces (81a, 18b, 81c).
  • Each center-side support portion 82 is formed with a flat support surface 82a extending in a direction perpendicular to the direction of the center axis P (see FIGS. 21, 23, and 24).
  • the support surface 82 a is provided as a surface that contacts the supported surface 74 a provided at one end of the support shaft member 74.
  • the center side support portion 82 is provided with a pair of support wall portions extending on both sides of the support surface 82a so as to protrude toward the cylinder body 20a side perpendicularly to the support surface 82a.
  • One end of the fulcrum shaft member 74 is fitted into a groove-shaped region surrounded by the pair of support walls and the support surface 82a.
  • the center support portion 82 is provided with a screw hole 82b that opens at the support surface 82a.
  • the screw hole 82b is provided as a screw hole provided with a female screw portion into which the male screw portion on the distal end side of the fixing bolt 80 is screwed.
  • the fulcrum shaft member 74 When the fulcrum shaft member 74 is attached to the center side support portion 82, first, one end portion of the fulcrum shaft member 74 is fitted between the pair of support wall portions in the center side support portion 82. Then, the supported surface 74a at one end of the fulcrum shaft member 74 is supported in contact with the support surface 82a of the central support portion 82.
  • the fixing bolt 80 is attached to the central support portion 82 so as to be screwed into the screw hole 82d in the central support portion 82 in a state of passing through the bolt insertion hole 74d in the fulcrum shaft member 74. Then, the bolt head portion of the fixing bolt 80 comes into contact with the bolt contact surface 74 c of the fulcrum shaft member 74, and the fulcrum shaft member 74 is fastened and fixed to the center support portion 82 by the fixing bolt 80.
  • each outer periphery side support portion 83 is formed with a flat support surface 83a extending in a direction perpendicular to the direction parallel to the central axis P (see FIGS. 21, 23, and 24).
  • the support surface 83 a is provided as a surface that contacts the supported surface 74 b provided at the other end of the support shaft member 74.
  • outer peripheral side support portion 83 is provided with a pair of support wall portions extending on both sides of the support surface 83a so as to protrude perpendicularly to the support surface 83a toward the cylinder body 20a.
  • the other end of the fulcrum shaft member 74 is fitted into a groove-shaped region surrounded by the pair of support walls and the support surface 83a.
  • the fulcrum shaft member 74 When the fulcrum shaft member 74 is attached to the outer peripheral side support portion 83, first, the other end portion of the fulcrum shaft member 74 is fitted between the pair of support wall portions in the center side support portion 83. Then, the supported surface 74 b at the other end of the fulcrum shaft member 74 is supported in contact with the support surface 83 a of the outer peripheral side support portion 83.
  • the fulcrum shaft member 74 is fitted into the groove-shaped regions of the center side support portion 82 and the outer periphery side support portion 83 at substantially the same timing, for example. That is, when one end of the fulcrum shaft member 74 is fitted into the center side support portion 82, the other end of the fulcrum shaft member 74 is also fitted into the outer peripheral side support portion 83.
  • both ends of the fulcrum shaft member 74 are supported by the cylinder bottom 71 while only one end of the fulcrum shaft member 74 is fixed to the cylinder bottom 71 by the fixing bolt 80.
  • a mode in which both ends of the fulcrum shaft member 74 are supported by the cylinder bottom 71 while only the other end of the fulcrum shaft member 74 is fixed to the cylinder bottom 71 by the fixing bolt 80 may be implemented.
  • both ends of the fulcrum shaft member 74 are supported by the cylinder bottom 71. May be.
  • FIG. 16 shows a state in which compressed air is not supplied to the pressure chamber 43 and compressed air is supplied to the parking brake releasing pressure chamber 60. That is, the brake cylinder device 3 in the state shown in FIG. 16 is in a state where no braking force is generated.
  • the state shown in FIG. 16 is passed through the state shown in FIG. 25 and finally the state shown in FIG. .
  • the state shown in FIG. 25 shows a state in which the piston 24 has advanced in the retreat direction X2 about half of all the steps (full stroke).
  • the state shown in FIG. 26 shows a state where the piston 24 proceeds through the entire process in the retreat direction X2 and the braking force is output from the brake output unit 21.
  • the rod urging spring 23 is shown in a cut-out cross-sectional state.
  • each swing member 73 swings around the fulcrum shaft member 74.
  • the bearings 76 attached to the action point portions 73b of the swinging members 73 press the driving force transmitting portion 22c of the rod 22 in the advancing direction X1 to urge it. .
  • the rod 22 moves in the advance direction X1.
  • the driving force is transmitted as in the brake cylinder device 2 of the first embodiment, and the brake output unit 21 connected to the screw shaft 27 also moves in the advance direction X1.
  • the brake output unit 21 moves together with the rod 22 in a predetermined amount in the advancing direction X1, and the piston 24 moves to the retreating direction X2 and stops until reaching the state shown in FIG. 13) presses the brake disc 101, and the necessary braking force is output.
  • the brake operation and the brake release operation described above are operations during normal driving, and the state where compressed air is always supplied to the parking brake release pressure chamber 60 is maintained. Since the operation in the case where the railcar is parked and the parking brake mechanism 26 is used is the same as in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the plurality of swing members 73 are installed at rotationally symmetric positions around the central axis P of the cylinder body 20a. For this reason, in the cylinder 20, including the cylinder body 20a, the swinging member 73, the piston 24, and the rod 22, the load is dispersed and supported in a state that is closer to the circumference in the circumferential direction around the central axis P of the cylinder body 20a. Will be. Thereby, generation
  • the number of the plurality of swinging members 73 installed at rotationally symmetric positions around the central axis P of the cylinder body 20a is set to 3, which corresponds to the truss structure.
  • the load can be supported stably with the three-point support structure.
  • the number of swing members 73 required to stably support a load with the three-point support structure corresponding to the truss structure can be minimized. For this reason, generation
  • the three inner wall surfaces (81a, 81b, 81c) that define the recessed area 81 of the cylinder bottom 71 are formed so as to extend along the three sides of the triangular shape. And each rocking
  • both end portions of the fulcrum shaft member 74 to which the swing member 73 is rotatably attached are respectively raised portions on the center side and the outer peripheral side inside the cylinder bottom portion 71 (center side). It is supported by the support part 82 and the outer periphery side support part 83).
  • the rocking member 73 is installed inside the cylinder bottom 71 so as to be stably rockable in a state where both ends are supported. Therefore, according to the present embodiment, the brake cylinder device 3 in which the force-increasing mechanism 70 is incorporated can be assembled very easily. Thereby, the load at the time of the assembly operation of the brake cylinder device 3 can be significantly reduced. Further, since the fulcrum shaft member 74 to which the swing member 73 is rotatably attached is fixed to the cylinder bottom portion 71, the number of parts of the force-increasing mechanism 70 can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the embodiment in which the bearing is attached to the swing member has been described as an example, but this need not be the case.
  • a mode in which the swing member abuts on the piston or the rod without using the bearing may be implemented.
  • the bearing attached to the swing member may be at least one of the power point portion and the action point portion. That is, not only the form in which the bearing is attached to both the force point part and the action point part of the swing member, but the form in which the bearing is attached to only one of the force point part and the action point part of the swing member is implemented. Also good.
  • the present invention can be widely applied to a brake cylinder device that operates by pressure fluid to move a rod and outputs a braking force from a brake output unit that moves with the rod, and a disc brake device including the brake cylinder device. it can.

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Abstract

 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。 ピストン24は、シリンダ本体20a内にて、圧力室43を区画してロッド22の軸周りを囲み、ロッド22の移動方向と平行な直線方向に移動する。圧力室43に圧力流体が供給されることでロッド付勢バネ23の付勢力に抗してピストン24がシリンダ本体20aに対して退避方向に移動する。増力機構25の揺動部材46は、退避方向に移動するピストン24に付勢されて揺動してロッド22を進出方向に付勢して移動させる。これにより、増力機構25は、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。ブレーキ出力部21は、ロッド22とともに進出方向に移動してブレーキ力を出力する。

Description

ブレーキシリンダ装置及びディスクブレーキ装置
 本発明は、圧力流体によって作動してロッドを移動させ、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を出力す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。
 また、ブレーキシリンダ装置及びそれ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3に開示されたものが知られている。特許文献3に開示されたディスクブレーキ装置は、特許文献1と同様に、ブレーキシリンダ装置の作動によって一対のブレーキてこが駆動され、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、特許文献3に開示されたブレーキシリンダ装置には、互いに固定された常用ブレーキシリンダとばね蓄力式ブレーキシリンダとが設けられている。常用ブレーキシリンダは、アクティブな常用ブレーキとして設けられ、圧力媒体によって操作される常用ブレーキピストンを備えている。ばね蓄力式ブレーキシリンダは、パッシブな固定ブレーキとして設けられ、シリンダ内に配置された複数の蓄力ばねの作用に抗して圧力媒体によって操作されるばね蓄力式ブレーキピストンが備えられている。ばね蓄力式ブレーキピストンは、固定ブレーキ時に、蓄力ばねの力を、伝動装置を介して、常用ブレーキピストンロッド或いは常用ブレーキピストンロッドに結合された常用ブレーキピストンに伝達する。伝動装置は、アングルレバーを有し、蓄力ばねの力を倍力するか或いは変換する装置として複数設けられている。また、ばね蓄力式ブレーキシリンダのシリンダ内においては、複数の蓄力ばねと複数の伝動装置とがシリンダの周方向に並んで設置されている。
特開昭61-175330号公報 特開2007-131203号公報 特表2011-505534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。
 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。
 特許文献3に開示されたブレーキシリンダ装置及びディスクブレーキ装置においては、蓄力ばねの力によって作動する固定ブレーキとして設けられたばね蓄力式ブレーキシリンダの作動時には、伝動装置によって蓄力ばねの力を大きくしたブレーキ力を出力することも可能となる。しかしながら、圧力媒体によって操作されるアクティブな常用ブレーキとしての常用ブレーキシリンダの作動時には、伝動装置によって出力を大きくすることができない。このため、常用ブレーキシリンダの作動時のブレーキ力を増加させるためには、特許文献1又は特許文献2に開示されたディスクブレーキ装置又はブレーキシリンダ装置と同様に、装置の大型化を招いてしまうという問題がある。また、特許文献3に開示されたブレーキシリンダ装置は、ばね蓄力式ブレーキシリンダのシリンダ内において、複数の蓄力ばねと複数の伝動装置とがシリンダの周方向に並んで設置されるため、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もある。
 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、圧力流体によって作動してロッドを移動させ、前記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を出力するブレーキシリンダ装置に関する。そして、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前記ロッドと、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前記ブレーキ出力部と、を備え、前記増力機構は、前記退避方向に移動する前記ピストンに付勢されることで揺動して前記ロッドを前記進出方向に付勢して移動させる揺動部材を含んでいることを特徴とする。
 この構成によると、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、退避方向に移動するピストンからの駆動力を揺動部材を介して増力してロッドに作用させることでロッドを進出方向に移動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、上記の構成によると、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、前記揺動部材は、支点部分において揺動可能に支持された梃子として設けられ、前記増力機構には、前記揺動部材に取り付けられて当該揺動部材に対して回転自在な軸受が更に含まれ、前記軸受は、前記揺動部材における前記ピストンによって付勢される力点部分と前記ロッドを付勢する作用点部分とのうちの少なくともいずれかにおいて前記揺動部材に取り付けられていることを特徴とする。
 この構成によると、梃子として設けられた揺動部材の力点部分及び作用点部分の少なくともいずれかに軸受が取り付けられる。このため、揺動部材においてピストンから付勢される部分或いはロッドを付勢する部分にて発生する摩擦摺動抵抗を大幅に低減でき、装置の駆動効率を向上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1発明又は第2発明のブレーキシリンダ装置において、前記揺動部材は、複数設置され、複数の前記揺動部材は、前記シリンダ本体の径方向における中心位置を通る当該シリンダ本体の中心軸線を中心として回転対称な位置に設置されていることを特徴とする。
 この構成によると、シリンダ本体の中心軸線を中心として回転対称な位置に複数の揺動部材が設置される。このため、シリンダ本体を含むシリンダ、揺動部材、ピストン、及びロッドにおいて、シリンダ本体の中心軸線を中心とする周方向においてより均等に近い状態で荷重が分散して支持されることになる。これにより、当接する部材同士の間におけるこじりの発生を効率よく抑制でき、更に、装置の駆動効率を向上させることができる。
 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、前記揺動部材は、3つ設置され、3つの前記揺動部材は、前記中心軸線を中心として周方向において120°の角度間隔で設置されていることを特徴とする。
 この構成によると、シリンダ本体の中心軸線を中心として回転対称な位置に設置される複数の揺動部材の設置数が3つに設定されるため、トラス構造に対応する三点支持構造で安定して荷重を支持できる。更に、トラス構造に対応する三点支持構造で安定して荷重を支持できるために必要な揺動部材の個数を最小化できる。このため、当接する部材同士の間におけるこじりの発生を効率よく抑制でき、更に、揺動部材の設置点数を低減して製造コストの低減を図ることができる。そして、装置構造の更なるコンパクト化と装置の駆動効率の更なる向上とを両立させることができる。
 第5発明に係るブレーキシリンダ装置は、第4発明のブレーキシリンダ装置において、3つの前記揺動部材は、前記シリンダ本体における前記退避方向側の端部に固定されるシリンダ底部の内側に設置され、前記シリンダ底部の内側には、前記シリンダ軸方向と垂直な断面において三角形の形状の3つの各辺に沿って湾曲状或いは直線状にそれぞれ延びるように形成された3つの内壁面を有する内壁で囲まれる凹み領域が設けられ、3つの前記揺動部材のそれぞれは、前記凹み領域の内側において、3つの前記内壁面のそれぞれに沿って延びるように設置されていることを特徴とする。
 この構成によると、シリンダ底部の凹み領域を区画する3つの内壁面は、三角形の形状の3つの各辺に沿って延びるように形成される。そして、各揺動部材が、各内壁面に沿って延びるように設置される。このため、回転対称に設置される3つの揺動部材を収容するシリンダ底部の構造の小型化を図れ、シリンダ底部の製造に必要な材料を削減し、製造コストの低減を図ることができる。
 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、前記増力機構は、梃子として設けられた前記揺動部材が回転可能に取り付けられるとともに当該揺動部材を揺動可能に支持して当該揺動部材の支点軸を構成する支点軸部材、を更に備え、前記支点軸部材は、前記シリンダ本体における前記退避方向側の端部に固定されるシリンダ底部に対して、両端部がそれぞれ支持され、前記支点軸部材における一方の端部は、前記シリンダ底部の内側における中央側において前記シリンダ本体側に向かって盛り上がるように設けられた部分に対して支持され、前記支点軸部材における他方の端部は、前記シリンダ底部の内側における外周側において前記シリンダ本体側に向かって盛り上がるように設けられた部分に対して支持されていることを特徴とする。
 この構成によると、揺動部材が回転可能に取り付けられた支点軸部材の両端部のそれぞれが、シリンダ底部の内側における中央側及び外周側でそれぞれ盛り上がった部分に支持される。これにより、シリンダ底部の内側において、揺動部材が、両端支持状態で安定して揺動可能に支持された状態で設置される。よって、上記の構成によると、増力機構が組み込まれたブレーキシリンダ装置を非常に容易に組み立てることができる。これにより、ブレーキシリンダ装置の組み立て作業時の負荷を大幅に低減することができる。また、揺動部材が回転可能に取り付けられた支点軸部材がシリンダ底部に固定される構成であるため、増力機構の部品点数を低減し、製造コストの低減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1発明又は第2発明のブレーキシリンダ装置において、前記揺動部材は、複数設置され、複数の前記揺動部材は、前記シリンダ本体の径方向における中心位置を通る当該シリンダ本体の中心軸線に対して対称な位置に設置されていることを特徴とする。
 この構成によると、シリンダ本体の中心軸線に対して対称位置に複数の揺動部材が設置される。このため、シリンダ本体を含むシリンダ、揺動部材、ピストン、及びロッドにおいて、シリンダ本体の中心軸線を中心としてより均等に近い状態で荷重が分散して支持されることになる。これにより、当接する部材同士の間におけるこじりの発生を効率よく抑制でき、更に、装置の駆動効率を向上させることができる。
 第8発明に係るブレーキシリンダ装置は、第7発明のブレーキシリンダ装置において、前記揺動部材は、2つ設置され、2つの前記揺動部材において、前記ピストンによって付勢される力点部分と前記ロッドを付勢する作用点部分とのうちの少なくともいずれかは、合計で3つ以上設けられていることを特徴とする。
 この構成によると、シリンダ本体の中心軸線に対して対称位置に設置される複数の揺動部材の設置数を最小の2つに設定でき、更に、力点部分及び作用点部分の少なくともいずれかを3つ以上に設定できる。このため、当接する部材同士の間におけるこじりの発生を効率よく抑制でき、更に、装置構造の更なるコンパクト化と装置の駆動効率の更なる向上とを両立させることができる。
 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5発明、第7発明、第8発明のいずれかのブレーキシリンダ装置において、前記増力機構は、梃子として設けられた前記揺動部材の支点部分において当該揺動部材を揺動可能に支持する支持部を更に備え、前記支持部は、前記シリンダ軸方向に分割されて構成されるとともに一体に組み合わされることで前記支点部分を回転自在に保持する第1ブロック部及び第2ブロック部を含み、前記第1ブロック部は、前記シリンダ本体における前記退避方向側の端部に固定されるシリンダ底部に対して固定され、前記第2ブロック部は、前記シリンダ本体に対して当該シリンダ本体における前記退避方向側の端部側で固定されることを特徴とする。
 この構成によると、第1ブロック部及び第2ブロック部の間に揺動部材を回転自在に挟んで保持し、第1ブロック部をシリンダ底部に固定し、第2ブロック部をシリンダ本体に固定することで、増力機構が組み込まれたブレーキシリンダ装置を非常に容易に組み立てることができる。このため、ブレーキシリンダ装置の組み立て作業時の負荷を大幅に低減することができる。
 第10発明に係るブレーキシリンダ装置は、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。
 この構成によると、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、上記の構成によると、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、上記の構成によると、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11発明に係るブレーキシリンダ装置は、第10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、上記の構成のブレーキシリンダ装置は、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12発明に係るブレーキシリンダ装置は、第10発明又は第11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13発明に係るブレーキシリンダ装置は、第1発明乃至第12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。
 この構成によると、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、隙間調整機構は、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、上記の構成によると、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、上記の構成の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、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を構成することもできる。即ち、第14発明に係るディスクブレーキ装置は、第1発明乃至第13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。
 この構成によると、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。
 第15発明に係るディスクブレーキ装置は、第14発明のディスクブレーキ装置において、前記キャリパボディは、前記ブレーキパッドをそれぞれ支持するとともに揺動可能に設置される一対のブレーキてこを備え、前記ブレーキシリンダ装置は、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、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。そして、第15発明に係るディスクブレーキ装置は、前記駐車ブレーキ用バネにおける前記車両の幅方向である車幅方向における外側に配置される端部の位置が、一対の前記ブレーキてこの一方であって前記車幅方向の外側に配置される前記ブレーキてこの揺動中心部分における前記車幅方向の最も外側に位置する部分の位置よりも、前記車幅方向における内側に配置されることを特徴とする。
 この構成によると、駐車ブレーキ用バネの車幅方向の外側の端部が、車幅方向の外側のブレーキてこの揺動中心部分における車幅方向の最も外側の部分よりも、車幅方向の内側に配置される。このため、駐車ブレーキ用バネが、車両或いは車両に設置された他の機器に対して干渉してしまうことを確実に防止することができる。
 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。
本発明の第1実施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。 本発明の第1実施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とを示す分解斜視図である。 図3に示すブレーキシリンダ装置におけるシリンダ底部と増力機構とを示す図である。 図7のA-A線矢視位置から見た断面図である。 図7のB-B線矢視位置から見たシリンダ底部の断面と図7のC線矢視方向から見た増力機構の一部の外形とを示す図である。 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5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。 本発明の第2実施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16に示すブレーキシリンダ装置におけるピストン、ロッド、ガイドチューブ、増力機構、及びシリンダ底部を示す分解斜視図である。 図17に示すロッド、ガイドチューブ、増力機構及びシリンダ底部を示す分解斜視図であって、図17とは異なる角度から見た状態を示す図である。 図16に示すブレーキシリンダ装置におけるシリンダ底部と増力機構とを示す図である。 図19のD-D線矢視位置から見た断面図である。 図19のE-E線矢視位置から見た断面図である。 図19に示す増力機構における支点軸部材を示す斜視図である。 図19に示すシリンダ底部を示す図である。 図23のF-F線矢視位置から見た断面図である。 図16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16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。本発明の実施形態は、圧力流体によって作動してロッドを移動させ、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を出力す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して、広く適用することができるものである。尚、本実施形態のブレーキシリンダ装置及び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。
[第1実施形態]
(ディスクブレーキ装置)
 図1は、本発明の第1実施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。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におけるシリンダ20のシリンダ本体20a又はシリンダ底部20b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21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21がシリンダ本体20aに対して進出する動作(シリンダ本体20aから離れる動作)又は退避する動作(シリンダ本体20a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。
(ブレーキシリンダ装置の構成)
 次に、本発明の第1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。
 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、一部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。また、図5では、断面位置が異なる断面が一部含まれており、切り欠き断面で図示されている。また、図3においては、構成を明瞭に示す観点から、断面における斜線のハッチングの図示が省略されている(図13乃至図15も同様)。
 シリンダ20は、シリンダ本体20aとシリンダ底部20bとで構成されている。そして、シリンダ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。
 シリンダ本体20aは、内部が中空の筒状に形成されている。これに対し、シリンダ底部20bは、一方が開口するとともに他方に底部を有し、内側に室状の空間が形成されている。このシリンダ底部20bは、シリンダ本体20aにおける一端側(後述する退避方向X2側)の端部に固定されている。尚、シリンダ底部20bにおける開放側の端部は、シリンダ本体20aの端部に対して、複数のボルト40によって固定されている。また、本実施形態では、シリンダ20は、シリンダ底部20bの端部において、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、シリンダ本体20aには、筒状部分41aと平板状部分41bとが設けられている。筒状部分41aは、シリンダ底部20bの端部に固定される筒状に形成された部分として設けられている。平板状部分41bは、筒状部分41aの軸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筒状部分41aの周方向に沿って延びるフランジ状に形成された部分として設けられている。尚、筒状部分41aの軸方向は、シリンダ本体20aの軸方向であるシリンダ軸方向を構成しており、シリンダ本体20aの径方向における中心位置を通るシリンダ本体20aの中心軸線Pと平行な方向となる。
 また、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、シリンダ本体20aの筒状部分41aにおけるシリンダ底部20b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のシリンダ底部20a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とを示す分解斜視図である。図3乃至図6に示すように、ロッド22は、シリンダ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、中心軸線Pと平行な方向であるシリンダ軸方向に沿った直線方向であってシリンダ本体20a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には、円筒状に形成されたロッド本体部22aと、ロッド本体部22aに固定された駆動力伝達部22bとが設けられている。ロッド本体部22a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、退避方向X2側の段部には、この段部に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、ボルトによって固定されている。
 駆動力伝達部22bは、ロッド22において、増力機構25からの駆動力が伝達されて付勢される部分として設けられている。また、駆動力伝達部22bは、ロッド本体部22aにおける退避方向X2側の端部に対して、上記のボルトによって固定されている。このボルトは、駆動力伝達部22bとロッド本体部22aの退避方向X2側の端部とを貫通してガイドチューブ28の退避方向X2側の端部に螺合している。尚、駆動力伝達部22bとロッド本体部22aとが一体に形成されていてもよい。
 図3乃至図5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いる。そして、ロッド付勢バネ23は、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42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、図4及び図5で図示された筒状支持部材42の図3での図示は、省略されている。
 また、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42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20a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42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3乃至図5に示すように、ピストン24は、シリンダ20の内部を仕切るように配置され、シリンダ20のシリンダ本体20aの内周面に気密的に摺接するとともにシリンダ本体20a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とシリンダ本体20aとで区画された空間によって、シリンダ20におけるシリンダ本体20a内において圧力室43が形成されている。この圧力室43には、連通路43a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44と複数の突出部(45、45)とが設けられている。円盤状部44は、外周に嵌め込まれたシール部材においてシリンダ本体20a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44には、中央部分に貫通孔が形成されている。円盤状部44は、その中央部分の貫通孔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。
 上記のように構成された円盤状部44が設けられることで、ピストン24は、圧力室43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20aに対して退避方向X2に移動するように構成されている。
 ピストン24における複数の突出部(45、45)は、後述する増力機構25における揺動部材46の数に対応して、本実施形態では2つ設けられている。各突出部45は、円盤状部44からシリンダ軸方向と平行に退避方向X2側に向かって突出する部分として形成されている。そして、各突出部45は、ピストン24において、このピストン24の駆動力を増力機構25に対して伝達し、上記の揺動部材46を付勢する部分として設けられている。
 円盤状部44から突出する突出部45の形状としては、種々の形状が選択されてもよい。例えば、突起状、ブロック状、柱状、等の各種形状で突出する突出部45が実施されてもよい。本実施形態では、後述する各揺動部材46における力点部分46bに設けられる2つの軸受48の数に対応して、各軸受48に当接する突起部45aが2つ突出するように設けられた突出部45の形態が例示されている。
 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20aから進出する進出方向X1とシリンダ本体20a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7は、シリンダ底部20bと増力機構25とをシリンダ軸方向に見た図である。図8は、図7のA-A線矢視位置から見た断面図である。図9は、図7のB-B線矢視位置から見たシリンダ底部20bの断面と図7のC線矢視方向から見た増力機構25の一部の外形とを示す図である。図3乃至図9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、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。そして、増力機構25は、揺動部材46、支持部47、軸受48、軸受49、等を備えて構成されている。
 揺動部材46は、退避方向X2に移動するピストン24に付勢されることで揺動してロッド22を進出方向X1に付勢して移動させる部材として設けられている。この揺動部材46が設けられていることにより、増力機構25は、ピストン24にて発生する直線方向の駆動力を平行で逆向きの直線方向の駆動力に変換するように構成されている。
 揺動部材46は、複数設置され、本実施形態では、2つ設置されている。そして、複数(2つ)の揺動部材(46、46)は、中心軸線Pに対して対称な位置に設置されている。本実施形態では、2つの揺動部材(46、46)は、中心軸線Pに対して点対称な位置であって、且つ、中心軸線Pを含む面に対して線対称な位置に設置されている。
 また、各揺動部材46は、支点部分46aにおいて揺動可能に支持された梃子として設けられている。そして、各揺動部材46は、平坦なブロック状の部材として設けられ、シリンダ本体20aの径方向外側から径方向中心側に向かって、力点部分46b、支点部分46a、作用点部分46cがこの順番で並んで設けられている。
 支点部分46aは、各揺動部材46において、一対で設けられている。そして、一対の支点部分46aは、揺動部材46において、力点部分46b、支点部分46a及び作用点部分46cが並ぶ方向に対して直交する方向における両側方の外側に向かって突出する軸状の部分として設けられている。各支点部分46aは、後述する支持部47によって回転自在に保持される。
 各揺動部材46における力点部分46bは、ピストン24によって付勢される部分として設けられている。また、本実施形態では、力点部分46bは、各揺動部材46の端部にて3つに分岐して突出した部分において設けられ、一対で設けられている。そして、一対の力点部分(46b、46b)を構成するこれらの3つに分岐して突出した部分の間に後述する2つの軸受(48、48)が配置されている。一対の力点部分(46b、46b)のそれぞれは、各軸受48を介してピストン24からの駆動力が伝達されるように構成されている。
 各揺動部材46における作用点部分46cは、ロッド22を付勢する部分として設けられている。また、本実施形態では、作用点部分46cは、各揺動部材46における力点部分46b側と反対側の端部において、一対で設けられている。そして、一対で設けられた各作用点部分46cは、2つに分岐して突出した部分をそれぞれ備えて構成されている。一対の作用点部分46cのそれぞれにおける2つに分岐して突出した部分の間には、後述する軸受49が配置されている。そして、作用点部分46cは、軸受49を介してロッド22に対して駆動力を伝達するように構成されている。
 軸受48及び軸受49は、揺動部材46に取り付けられてこの揺動部材46に対して回転自在に設けられる。そして、軸受48は、各揺動部材46に対して2つ取り付けられ、一対の力点部分(46b、46b)のそれぞれにおいて取り付けられている。一対の力点部分(46b、46b)を構成する3つに分岐して突出した部分には、回転軸55が貫通した状態で設置されている。そして、軸受(48、48)は、各力点部分46bにおいて、回転軸55が内側を挿通した状態で、回転軸55を介して揺動部材46に取り付けられている。
 また、各揺動部材46に取り付けられた軸受(48、48)は、ピストン24における各突出部45に当接するように配置されている。各突出部45における2つの突起部(45a、45a)のうちの一方の端部が、一対の力点部分(46b、46b)のうちの一方に設置された軸受48に当接する。そして、各突出部45における2つの突起部(45a、45a)のうちの他方の端部が、一対の力点部分(46b、46b)のうちの他方に設置された軸受48に当接する。軸受48は、外輪において突起部45aに付勢され、内輪において回転軸55に保持されている。そして、軸受48の外輪が突起部45aに付勢されると、軸受48において内輪が外輪に対して相対回転し、揺動部材46が支点部分46aを中心として揺動することになる。
 軸受49は、各揺動部材46に対して2つ取り付けられ、各揺動部材46における一対の作用点部分46cのそれぞれに取り付けられている。各作用点部分46cには、回転軸56が貫通した状態で設置されている。そして、各軸受49は、各作用点部分46cの2つに分岐した部分の間において、回転軸56が内側を挿通した状態で、回転軸56を介して揺動部材46に取り付けられている。
 また、ロッド22の駆動力伝達部22bには、ロッド本体部22a側と反対側である退避方向X2側に向かって凸状に突出して形成された一対の当接部(57、57)が設けられている。当接部57は、揺動部材46に取り付けられた軸受49に当接し、軸受49を介して作用点部分46cからの駆動力が伝達されて付勢される部分として設けられている。
 また、各当接部57は、2つの揺動部材(46、46)のうちの一方に取り付けられた1つの軸受49と他方に取り付けられた1つの軸受49とに対応して当接するように設けられている。1つの当接部57が対応する2つの軸受(49、49)は、2つの揺動部材(46、46)において互いに対向する位置に配置されている。これにより、各当接部57が、2つの揺動部材46における作用点部分46cから同時に付勢されるように構成されている。尚、各当接部57が、各軸受49に対応して、2つに分離して突出した部分として設けられていてもよい。
 ピストン24によって付勢されて2つの揺動部材(46、46)が揺動すると、駆動力伝達部22bにおける一対の当接部(57、57)が、2つの揺動部材(46、46)における作用点部分46cに取り付けられた軸受49によって付勢される。軸受49は、外輪において当接部57を付勢し、内輪において回転軸56に保持されている。そして、軸受49の外輪が当接部57を付勢する際には、軸受49において内輪が外輪に対して相対回転する。これにより、揺動部材46の支点部分46aを中心とした円滑な揺動動作が行われることになる。
 尚、上述したように、増力機構25では、2つの揺動部材(46、46)において、力点部分46bが合計で4つ設けられ、作用点部分も合計で4つ設けられている。
 支持部47は、梃子として設けられた揺動部材(46、46)を支点部分46aにおいて揺動可能に支持する部材として設けられている。そして、本実施形態では、支持部47は、一対で設けられている。一対の支持部(47、47)は、シリンダ底部20bの内側において、2つの揺動部材(46、46)の両側方に配置されている。一対の支持部(47、47)のうちの一方の支持部47が、2つの揺動部材(46、46)における一方の支点部分46aを回転自在に保持している。また、一対の支持部(47、47)のうちの他方の支持部47が、2つの揺動部材(46、46)における他方の支点部分46aを回転自在に保持している。
 また、各支持部47は、ブロック状の部材として設けられ、シリンダ軸方向に分割されて構成された第1ブロック部51及び第2ブロック部52を備えている。そして、各支持部47は、第1ブロック部51及び第2ブロック部52がシリンダ軸方向に組み合わされることで、2つの揺動部材(46、46)における一方又は他方の支点部分46aを回転自在に保持するように構成されている。即ち、各支持部47においては、第1ブロック部51及び第2ブロック部52が組み合わされた状態では、支点部分46aを回転自在に保持する保持孔が2つ形成されている。また、各支持部47における2つの保持孔のそれぞれは、軸受50を介して各支点部分46aを回転自在に保持している。
 各支持部47における第1ブロック部51は、シリンダ本体20aにおける退避方向X2側の端部に固定されるシリンダ底部20bに対して固定される。一方、各支持部47における第2ブロック部52は、シリンダ本体20aに対してこのシリンダ本体20aにおける退避方向X2側の端部側で固定される。
 シリンダ20の内部に増力機構25が設置される際には、まず、シリンダ底部20bの内側に2つの第1ブロック部(51、51)が配置される。そして、各第1ブロック部51に対して、軸受48、軸受49、軸受50が取り付けられた2つの揺動部材(46、46)が設置される。このときに、揺動部材46に取り付けられた軸受50が第1ブロック部51における保持孔の半割構造部分に対して嵌め込まれるように、揺動部材46が第1ブロック部51に対して設置される。
 次いで、2つの第2ブロック部(52、52)が、2つの第1ブロック部(51、51)のそれぞれに対して組み合わされる。このとき、揺動部材46に取り付けられた軸受50が第2ブロック部52における保持孔の半割構造部分に対して嵌め込まれるように、各第2ブロック部52が各第1ブロック部51に対して一体に組み合わされる。これにより、2つの揺動部材(46、46)が2つの支持部(47、47)に対して支点部分46aにおいて回転自在に保持された状態となる。
 そして、増力機構25が設置されたシリンダ底部20bがシリンダ本体20aの端部に対してボルト40によって固定されることで、増力機構25における2つの支持部(47、47)が、シリンダ本体20aとシリンダ底部20bとの間で固定されることになる。尚、このとき、各第1ブロック部51における第2ブロック部52側に対向する側と反対側の端面の一部は、シリンダ底部20bの内側の底壁に当接している。そして、各第2ブロック部52における第1ブロック部51側に対向する側と反対側の端面の一部は、シリンダ本体20aに当接している。この状態でボルト40によってシリンダ本体20aとシリンダ底部20bとが締め付けられて固定されていることで、第1ブロック部51及び第2ブロック部52がシリンダ20に固定されている。
 尚、本実施形態では、支持部47が、ボルト(53、54)によってもシリンダ底部20bに固定された形態が例示されている。複数のボルト53は、第2ブロック部52及び第1ブロック部51を貫通してシリンダ底部20bに螺合するように設けられている。複数のボルト54は、シリンダ底部20bの側方の外側からシリンダ底部20bを貫通して第1ブロック部51と第2ブロック部52とに対してそれぞれ螺合するように設けられている。
 尚、上述の通り、増力機構25は、梃子として設けられた揺動部材46を備えて構成されている。そして、力点部分46aから支点部分46bまでの距離が、支点部分46aから作用点部分46cまでの距離よりも大きく設定されている。これにより、増力機構25は、ピストン24にて発生する駆動力を増力してロッド22から出力させることができるように構成されている。
 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側から見た図である。圧力室43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10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58、駐車ブレーキ用ピストン59、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58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、本実施形態では、10個の駐車ブレーキ用バネ58のうち、4個が小径のコイルバネとして設けられ、6個が大径のコイルバネとして設けられた形態が例示されている。
 駐車ブレーキ用バネ58が複数配置される駐車ブレーキバネ支持部39aは、シリンダ本体20a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58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58は、シリンダ本体20a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58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58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59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58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20a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20a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59は、シリンダ20の内側に配置され、シリンダ20のシリンダ本体20a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シリンダ本体20a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59とシリンダ本体20aとで区画された空間によって、シリンダ20の内側において駐車ブレーキ解除用圧力室60が形成されている。また、駐車ブレーキ解除用圧力室60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60は、圧力室43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59には、円盤状部59aと筒状部59bとが設けられている。円盤状部59aは、外周に嵌め込まれたシール部材においてシリンダ本体20a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59a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59bが、リング状に形成された連結部材61を介して連結されている。即ち、連結部材61は、円盤状部59aの内周側と筒状部59b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61が円盤状部59a及び筒状部59bに係合することで、円盤状部59a及び筒状部59bが連結部材61を介して一体的に連結されている。
 また、円盤状部59aにおける貫通孔の周囲には、円盤状部59a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41bから進出方向X1側に突出したガイド軸63が挿通されている(図4を参照)。そして、円盤状部59aの各ガイド軸穴の内周が、各ガイド軸63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59bは、その外周側において、シリンダ本体20aの平板状部分41b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41bに摺接するように配置されている。そして、筒状部59b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59b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59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60に圧縮空気が供給されることで、駐車ブレーキ用バネ58の付勢力に抗して駐車ブレーキ用ピストン59が進出方向X1に付勢され、駐車ブレーキ用バネ58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60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58の付勢力によって駐車ブレーキ用ピストン59がシリンダ本体20a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10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62が設けられている。駐車ブレーキ解除操作用リング62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62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61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59において、筒状部59bと連結部材61との係合が解除され、円盤状部59aと筒状部59b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59aと筒状部59b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58によって付勢された円盤状部59aの位置が変化しないまま、ピストン24とともに筒状部59b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58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60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62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。
 また、ディスクブレーキ装置1においては、駐車ブレーキ機構26の駐車ブレーキバネ支持部39aの端部39bは、鉄道車両の幅方向である車幅方向において、車幅方向の外側のブレーキてこ15よりも内側に配置されている(図1及び図2を参照)。
 尚、図2では、車幅方向における外側に向かう方向を矢印W1で示しており、車幅方向における内側に向かう方向を矢印W2で示している。また、図2では、一対のブレーキてこ(15、15)の一方であって車幅方向の外側に配置されるブレーキてこ15について、ブレーキてこ151としても図示している(即ち、「151」の符号も付して図示している)。更に、図2では、駐車ブレーキバネ支持部39aの端部39bが位置するとともに鉄道車両の進行方向と平行な面の位置を一点鎖線Qで示している。
 図2に示すように、車幅方向の外側に配置されるブレーキてこ151の揺動中心部分151aにおける車幅方向の最も外側に位置する部分151bは、一点鎖線Qで示される上記の面よりも車幅方向外側に位置している。即ち、駐車ブレーキバネ支持部39aの端部39bの位置が、ブレーキてこ151の揺動中心部分151aにおける最も車幅方向外側の部分151bの位置よりも、車幅方向における内側に配置されている。これにより、駐車ブレーキバネ支持部39aに収容される駐車ブレーキ用バネ58における車幅方向の外側に配置される端部の位置も、ブレーキてこ151の揺動中心部分151aにおける最も車幅方向外側の部分151bの位置よりも、車幅方向における内側に配置されている。尚、揺動中心部分151aは、ブレーキてこ151において、揺動可能に設置されたブレーキてこ151の揺動中心である支点ピン15aが装着される部分として構成されている。
 次に、図4、図5、図11及び図12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11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。図12は、図5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。
 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42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。プッシャーバネ29は、圧縮バネとして設けられ、複数備えられており、軸方向穴27bにおいて直列に配置されている。直列に配置されて隣り合うプッシャーバネ29同士の間には、円筒状のバネ座部材が配置されている。そして、複数のプッシャーバネ29のうち最も進出方向X1側に配置されたプッシャーバネ29における進出方向X1側の端部は、軸方向穴27bにおける段部に当接している。一方、複数のプッシャーバネ29のうち最も退避方向X2側に配置されたプッシャーバネ29における退避方向X2側の端部は、シリンダ底部20bに嵌め込まれた後述のプッシャーバネガイド38の端部のフランジ状の部分を介してシリンダ底部20bに支持され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20aに固定された部分であるシリンダ底部20b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、その端部のフランジ状の部分がシリンダ底部20bに嵌め込まれることでシリンダ底部20bに対し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、直列に並んだ複数のプッシャーバネ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20a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20a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42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20aに固定された部材である筒状支持部材42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。
(ブレーキシリンダ装置の作動)
 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13乃至図15、等を参照しつつ、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43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60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43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13に示す状態を経て、最終的に図14に示す状態に移行することになる。尚、図13に示す状態は、ピストン24が、その全工程(フルストローク)のうちの半分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14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3、図5、図13に示すように、圧力室43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、退避方向X2に移動する。そして、ピストン24が、突出部45において、増力機構25の各揺動部材46の力点部分46bに取り付けられた軸受48を退避方向X2に押圧して付勢する。
 上記により、各揺動部材46が、支点部分46aを中心として揺動する。そして、各揺動部材46の揺動に伴って、各揺動部材46の作用点部分46cに取り付けられた軸受49がロッド22の駆動力伝達部22bを進出方向X1に押圧して付勢する。これにより、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14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14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43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22の駆動力伝達部22bによって軸受49が退避方向X2に押され、各揺動部材46がブレーキ作動時とは逆方向に揺動する。これにより、軸受48がピストン24の突出部45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43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60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60から圧縮空気が排出される。図15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60から圧縮空気が排出されると、駐車ブレーキバネ58の付勢力によって駐車ブレーキ用ピストン59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59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59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。
(本実施形態の効果)
 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20a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、退避方向X2に移動するピストン24からの駆動力を揺動部材46を介して増力してロッド22に作用させることでロッド22を進出方向X1に移動させる増力機構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、梃子として設けられた揺動部材46の力点部分46b及び作用点部分46cに軸受(48、49)が取り付けられる。このため、揺動部材46においてピストン24から付勢される部分或いはロッド22を付勢する部分にて発生する摩擦摺動抵抗を大幅に低減でき、装置の駆動効率を向上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、シリンダ本体20aの中心軸線Pに対して対称位置に複数の揺動部材46が設置される。このため、シリンダ本体20a及びシリンダ底部20bを含むシリンダ20、揺動部材46、ピストン24、及びロッド22において、シリンダ本体20aの中心軸線Pを中心としてより均等に近い状態で荷重が分散して支持されることになる。これにより、当接する部材同士の間におけるこじりの発生を効率よく抑制でき、更に、装置の駆動効率を向上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、シリンダ本体20aの中心軸線Pに対して対称位置に設置される複数の揺動部材46の設置数を最小の2つに設定でき、更に、力点部分46b及び作用点部分46cをいずれも3つ以上(本実施形態では、4つ)に設定できる。このため、当接する部材同士の間におけるこじりの発生を効率よく抑制でき、更に、装置構造の更なるコンパクト化と装置の駆動効率の更なる向上とを両立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、第1ブロック部51及び第2ブロック部52の間に揺動部材46を回転自在に挟んで保持し、第1ブロック部51をシリンダ底部20bに固定し、第2ブロック部52をシリンダ本体20aに固定することで、増力機構25が組み込まれたブレーキシリンダ装置2を非常に容易に組み立てることができる。このため、ブレーキシリンダ装置2の組み立て作業時の負荷を大幅に低減することができる。
 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58と、駐車ブレーキ用バネ58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59と、駐車ブレーキ解除用圧力室60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59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59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59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58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58がシリンダ本体20a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58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58がシリンダ本体20aの外側に配置されるため、シリンダ本体20a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20a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58が配置されるため、シリンダ本体20a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58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59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58をシリンダ本体20a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58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20a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58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20aの周方向に沿って部分的に複数の駐車ブレーキ用バネ58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43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43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38、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20a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。
 また、ディスクブレーキ装置1によると、駐車ブレーキ用バネ58の車幅方向の外側の端部が、車幅方向の外側のブレーキてこ151の揺動中心部分151aにおける車幅方向の最も外側の部分151bよりも、車幅方向の内側に配置される。このため、駐車ブレーキ用バネ58が、鉄道車両或いは鉄道車両に設置された他の機器に対して干渉してしまうことを確実に防止することができる。
[第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。図16は、本発明の第2実施形態に係るブレーキシリンダ装置3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。本発明の第2実施形態に係るディスクブレーキ装置は、図16に示すブレーキシリンダ装置3を備えるとともに、図1及び図2に示す第1実施形態のディスクブレーキ装置1と同様に構成される。即ち、第2実施形態に係るディスクブレーキ装置は、ブレーキシリンダ装置3、キャリパボディ11、一対のバックプレート(12、12、)、等を備えて構成されている。
 尚、以下の第2実施形態の説明においては、第1実施形態と同様に構成される要素については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、説明を省略する。以下、第2実施形態の説明に関し、ブレーキシリンダ装置3における第1実施形態のブレーキシリンダ装置2とは異なる要素について説明する。
(ブレーキシリンダ装置の構成)
 図16に示すブレーキシリンダ装置3は、第1実施形態のブレーキシリンダ装置2と同様に構成されている。即ち、ブレーキシリンダ装置3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に連結される。そして、ブレーキシリンダ装置3は、シリンダ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70、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。但し、ブレーキシリンダ装置3は、ピストン24の一部、ロッド22の一部、増力機構70、シリンダ20におけるシリンダ底部71の構成において、ブレーキシリンダ装置2とは異なっている。尚、図16においては、構成を明瞭に示す観点から、断面における斜線のハッチングの図示が省略されている(図25及び図26も同様)。
 図17は、ピストン24、ロッド22、ガイドチューブ28、増力機構70、及びシリンダ底部71を示す分解斜視図である。また、図18は、ロッド22、ガイドチューブ28、増力機構70、及びシリンダ底部71を示す分解斜視図であって、図17とは異なる角度から見た状態を示す図である。
 図16乃至図18に示すロッド22は、第1実施形態と同様に、シリンダ本体20aの内側に配置され、進出方向X1及び退避方向X2に移動自在に設けられている。そして、ロッド22には、第1実施形態と同様に構成されるロッド本体部22aと、ロッド本体部22aに固定された駆動力伝達部22cとが設けられている。駆動力伝達部22cは、ロッド22において、後述する増力機構70からの駆動力が伝達されて付勢される部分として設けられている。また、駆動力伝達部22cは、複数設けられている。そして、各駆動力伝達部22cは、ロッド本体部22aにおける退避方向X2側の端部に対して固定されている。
 尚、駆動力伝達部22cは、後述する増力機構70における揺動部材73の数に対応して、本実施形態では3つ設けられている。そして、各駆動力伝達部22cには、ロッド本体部22a側と反対側である退避方向X2側に向かって突出するように形成された脚状の部分が設けられている。各駆動力伝達部22cは、後述の揺動部材73に取り付けられた軸受76に当接し、軸受76を介して揺動部材73の作用点部分73bからの駆動力が伝達されて付勢される部分として設けられている。
 図16乃至図18に示すピストン24は、第1実施形態と同様に、シリンダ本体20a内において、圧力室43を区画するとともにロッド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。そして、ピストン24は、圧力室43に圧縮空気が供給されることにより後述の増力機構70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20aに対して退避方向X2に移動する。
 ピストン24には、第1実施形態と同様に構成される円盤状部44と、複数の突出部72と、が設けられている。複数の突出部72は、後述の増力機構70における揺動部材73の数に対応して、本実施形態では3つ設けられている。各突出部72は、円盤状部44からシリンダ軸方向と平行に退避方向X2側に向かって突出する部分として形成されている。そして、各突出部72は、ピストン24において、このピストン24の駆動力を増力機構70に対して伝達し、上記の揺動部材73を付勢する部分として設けられている。
 円盤状部44から突出する突出部72の形状としては、種々の形状が選択されてもよい。例えば、突起状、ブロック状、柱状、等の各種形状で突出する突出部72が実施されてもよい。本実施形態では、後述する各揺動部材73における力点部分73aに取り付けられる軸受75に当接する突出部72が、円盤状部44からシリンダ軸方向と平行に退避方向X2側に向かって柱状に突出する形態が、例示されている。
 図19は、増力機構70と、シリンダ20におけるシリンダ底部71と、を示す図である。尚、図19は、増力機構70及びシリンダ底部71をシリンダ軸方向から見た図として図示されている。図20は、図19のD-D線矢視位置から見た断面図である。図21は、図19のE-E線矢視位置から見た断面図である。図16乃至図21に示す増力機構70は、ピストン24が退避方向X2に移動すると、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。そして、増力機構70は、揺動部材73、支点軸部材74、軸受75、軸受76、ブッシュ77、等を備えて構成されている。
 揺動部材73は、退避方向X2に移動するピストン24に付勢されることで揺動してロッド22を進出方向X1に付勢して移動させる部材として設けられている。この揺動部材73が設けられていることにより、増力機構70は、ピストン24にて発生する直線方向の駆動力を平行で逆向きの直線方向の駆動力に変換するように構成されている。
 揺動部材73は、複数設置され、本実施形態では、3つ設置されている。そして、3つの揺動部材73は、シリンダ本体20aにおける退避方向X2側の端部に固定されるシリンダ底部71の内側に設置されている。
 更に、3つの揺動部材73は、シリンダ本体20aの中心軸線Pを中心として回転対称な位置に設置されている。本実施形態では、3つの揺動部材73は、3回対称の回転対称な位置に設置されている。即ち、3つの揺動部材73は、中心軸線Pを中心として周方向において120°の角度間隔で設置されている。尚、中心軸線Pは、第1実施形態と同様に、シリンダ本体20aの径方向における中心位置を通る線として構成される。図19では、中心軸線Pの位置が小さい丸印で示す点Pとして図示されている。
 図22は、1つの支点軸部材74を示す斜視図である。支点軸部材74は、揺動部材73に対応して、3つ設けられている。各支点軸部材74は、円柱状の部材として形成され、両端部における側面に、シリンダ底部71に対して支持されるための平坦な面が形成されている。そして、3つの支点軸部材74は、シリンダ底部71の内側において、中心軸線Pを中心として周方向において120°の角度間隔で設置されている。更に、3つの支点軸部材74のそれぞれは、その円柱状に延びる長手方向が、中心軸線Pの位置を中心とする半径方向に沿って延びるように、シリンダ底部71の内側に設置されている。
 また、各支点軸部材74は、梃子として設けられた各揺動部材73の支点軸を構成し、各揺動部材73を揺動可能に支持する部材として設けられている。そして、各揺動部材73は、支点軸部材74に対して回転可能に取り付けられている。
 具体的には、各揺動部材73には、その長手方向における中途部分において貫通孔が形成され、この貫通孔に円筒状の摺動部材であるブッシュ77が嵌め込まれている。そして、各支点軸部材74は、側面における一部に平坦な面が形成された円柱状に形成され、ブッシュ77の内側の貫通孔に挿入されている。各支点軸部材74は、その外周がブッシュ77の内周に対して少なくとも周方向に摺動自在な状態で、ブッシュ77に挿入されている。これにより、各揺動部材73は、各支点軸部材74に対して回転可能に取り付けられ、各支点軸部材74を中心として揺動可能に支持されている。
 また、各揺動部材73は、例えば、支点軸部材74に対して取り付けられる部分の幅寸法が最も大きく形成されるとともに、長手方向における両端部分に向かって徐々に幅寸法が小さくなる部分を有する形状に形成されている。そして、各揺動部材73には、長手方向における一方の端部に力点部分73aが設けられ、長手方向における他方の端部に作用点部分73bが設けられている。即ち、各揺動部材73においては、力点部分73a、支点軸部材74、作用点部分73bが、長手方向に沿ってこの順番で並んで配置されている。
 また、各揺動部材73は、その長手方向が直線状に延びるように形成されている。そして、各揺動部材73は、その長手方向が中心軸線Pの位置を中心とする半径方向に延びる支点軸部材74に対して垂直な方向に沿って延びるように、シリンダ底部71にて設置されている。更に、各揺動部材73においては、支点軸部材74から力点部分73aまでの距離の方が、支点軸部材74から作用点部分73bまでの距離よりも、大きくなるように設定されている。このため、中心軸線Pの位置を中心とする半径方向において、力点部分73aよりも、作用点部分73bの方が、半径方向の内側に配置されている。
 各揺動部材73における力点部分73aは、ピストン24によって付勢される部分として設けられている。そして、力点部分73aは、2つに分岐して突出した一対の突出部分を備えて構成されている。力点部分73aにおける一対の突出部分の間には、軸受75が配置されている。力点部分73aは、軸受75を介してピストン24からの駆動力が伝達されるように構成されている。
 各揺動部材73における作用点部分73bは、ロッド22を付勢する部分として設けられている。作用点部分73bは、各揺動部材73における力点部分73a側と反対側の端部に設けられている。そして、作用点部分73bは、2つに分岐して突出した一対の突出部分を備えて構成されている。作用点部分73bにおける一対の突出部分の間には、軸受76が配置されている。そして、作用点部分73bは、軸受76を介してロッド22に対して駆動力を伝達するように構成されている。
 軸受75及び軸受76は、揺動部材73に取り付けられてこの揺動部材73に対して回転自在に設けられる。そして、軸受75は、各揺動部材73に対して、力点部分73aにおいて取り付けられている。力点部分73aにおける一対の突出部分には、回転軸78が貫通した状態で設置されている。そして、軸受75は、力点部分73aにおいて、回転軸78が内側を挿通した状態で、回転軸78を介して揺動部材73に取り付けられている。
 また、各揺動部材73に取り付けられた軸受75は、ピストン24における各突出部72に当接するように配置されている。具体的には、各突出部72において円盤状部44から突出する先端側の端部が、各力点部分73aに設置された軸受75に当接する。各軸受75は、外輪において各突出部72に付勢され、内輪において各回転軸78に保持されている。そして、各軸受75の外輪が各突出部72に付勢されると、各軸受75において内輪が外輪に対して相対回転し、各揺動部材73が各支点軸部材74を中心として揺動することになる。尚、図20及び図21における軸受75の断面図では、軸受75の構造は模式化されており、外輪及び内輪の図示が省略されている。
 軸受76は、各揺動部材73に対して、作用点部分73bにおいて取り付けられている。作用点部分73bにおける一対の突出部分には、回転軸79が貫通した状態で設置されている。そして、各軸受76は、作用点部分73bにおいて、回転軸79が内側を挿通した状態で、回転軸79を介して揺動部材73に取り付けられている。
 また、各揺動部材73に取り付けられた軸受76は、ロッド22における駆動力伝達部22cに当接するように配置されている。具体的には、各駆動力伝達部22cにおいてロッド本体部22aから突出する先端側の端部が、各作用点部分73bに設置された軸受76に当接する。各軸受76は、外輪において各駆動力伝達部22cに付勢され、内輪において各回転軸79に保持されている。尚、図20における軸受76の断面図では、軸受76の構造は模式化されており、外輪及び内輪の図示が省略されている。
 ピストン24によって付勢されて各揺動部材73が揺動すると、各駆動力伝達部22cが、各揺動部材73における作用点部分73bに取り付けられた軸受76によって付勢される。各軸受76は、外輪において各駆動力伝達部22cを付勢し、内輪において各回転軸79に保持されている。そして、各軸受76の外輪が各駆動力伝達部22cを付勢する際には、各軸受76において内輪が外輪に対して相対回転する。これにより、支点軸部材74を中心とした各揺動部材73の円滑な揺動動作が行われることになる。
 尚、上述した増力機構70は、梃子として設けられた揺動部材73を備えて構成されている。そして、力点部分73aから支点軸部材74までの距離が、支点軸部材74から作用点部分73bまでの距離よりも大きく設定されている。これにより、増力機構70は、ピストン24にて発生する駆動力を増力してロッド22から出力させることができるように構成されている。
 次に、支点軸部材74及びシリンダ底部71について、更に詳しく説明する。図16乃至図22に示す支点軸部材74は、シリンダ本体20aにおける退避方向X2側の端部に固定されるシリンダ底部71に対して、両端部がそれぞれ支持される。そして、支点軸部材74における一方の端部には、その側面において、シリンダ底部71に対して支持されるための平坦な面である被支持面74aが形成されている(図21及び図22を参照)。被支持面74aは、支点軸部材74の長手方向と平行に延びるように形成されている。
 また、支点軸部材74における他方の端部には、その側面において、シリンダ底部71に対して支持されるための平坦な面である被支持面74bが形成されている(図21及び図22を参照)。被支持面74bは、支点軸部材74の長手方向と平行に延びるように形成されている。また、被支持面74b及び被支持面74aは、支点軸部材74の長手方向と平行に延びる同一の仮想の面に配置されている。即ち、被支持面74bが配置される仮想の面と、被支持面74aが配置される仮想の面とは、同一の面として構成されている。
 また、支点軸部材74における他方の端部には、被支持面74bに加え、ボルト当接面74cも形成されている。ボルト当接面74cは、支点軸部材74の側面のうち、被支持面74bが形成される部分に対して支点軸部材74の長手方向に垂直な方向における反対側の部分に、形成されている。ボルト当接面74c及び被支持面74bは、互いに平行に延びるように形成されている。このボルト当接面74cは、支点軸部材74をシリンダ底部71に固定するための固定ボルト80のボルト頭部が当接する面として構成されている(図19及び図21を参照)。
 また、支点軸部材74における他方の端部には、ボルト挿通孔74dが形成されている。ボルト挿通孔74dは、固定ボルト80が挿通する孔として設けられている。そして、ボルト挿通孔74dは、ボルト当接面74cから被支持面74bにかけて支点軸部材74を貫通する孔として形成されている。更に、ボルト挿通孔74dは、ボルト当接面74c及被支持面74bに対して垂直な方向に沿って、即ち、支点軸部材74の長手方向に垂直な方向に延びるように形成されている。
 図23は、シリンダ底部71のみを示す図である。図23は、シリンダ底部71をシリンダ軸方向から見た図として図示されている。また、図24は、図23のF-F線矢視位置から見た断面図である。図16乃至図21、図23、図24に示すシリンダ底部71は、一方が開口するとともに他方に底部を有する形状に形成されている。このシリンダ底部71は、シリンダ本体20aにおける退避方向X2側の端部に固定されている。尚、シリンダ底部71における開放側の端部は、シリンダ本体20aの端部に対して、複数のボルト40によって固定されている。また、本実施形態では、シリンダ20は、シリンダ底部71の端部において、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、シリンダ底部71の内側には、室状の空間としての凹み領域81が設けられている。凹み領域81は、シリンダ軸方向と垂直な断面において三角形の形状の3つの各辺に沿って湾曲状にそれぞれ延びるように形成された3つの内壁面(81a、81b、81c)を有する内壁で囲まれる領域として設けられている。3つの内壁面(81a、81b、81c)のそれぞれにおける中央位置は、中心軸線Pの位置を中心として周方向において120°の角度間隔で配置されている。そして、3つの内壁面(81a、81b、81c)のそれぞれは、中心軸線Pの位置を中心とする半径方向に対して垂直な方向に沿って延びるとともに、当該半径方向における外側に僅かに膨らむ曲率半径の円弧に沿って湾曲状に延びるように形成されている。
 尚、本実施形態では、各内壁面(81a、81b、81c)が、シリンダ軸方向と垂直な断面において三角形の形状の3つの各辺に沿って湾曲状にそれぞれ延びるように形成された形態を例示したが、この通りでなくてもよい。例えば、各内壁面(81a、81b、81c)が、シリンダ軸方向と垂直な断面において三角形の形状の3つの各辺に沿って直線状にそれぞれ延びるように形成された形態が実施されてもよい。
 また、シリンダ底部71は、凹み領域81の内側において、3つの支点軸部材74をそれぞれ支持するように構成されている。具体的には、シリンダ底部71には、3つの支点軸部材74を支持するための部分として、3つの中央側支持部82及び3つの外周側支持部83が設けられている。1つの中央側支持部82及び1つの外周側支持部83の組み合わせが、1つの支点軸部材74を支持するように構成されている。中央側支持部82及び外周側支持部83の組み合わせは、シリンダ底部71の内側において、中心軸線Pの位置を中心として周方向において120°の角度間隔で設置されている。
 各中央側支持部82は、シリンダ底部71の内側における中央側においてシリンダ本体20a側に向かって盛り上がるように設けられた部分として構成されている。一方、各外周側支持部83は、シリンダ底部71の内側における外周側においてシリンダ本体20a側に向かって盛り上がるように設けられた部分として構成されている。即ち、シリンダ底部71の内側では、中心軸線Pの位置を中心とする半径方向において、各中央側支持部82が中心側に配置され、各外周側支持部83が外側に配置されている。
 そして、各支点軸部材74における一方の端部が、各中央側支持部82に対して支持され、各支点軸部材74における他方の端部が、各外周側支持部83に対して支持されている。また、中央側支持部82及び外周側支持部83の組み合わせは、3つの内壁面(81a、81b、81c)のそれぞれの内側に配置されている。
 各揺動部材73を揺動自在に支持する各支点軸部材74が支持される中央側支持部82及び外周側支持部83、3つの内壁面(81a、81b、81c)は、上記のように配置されている。これにより、3つの揺動部材73のそれぞれは、凹み領域81の内側において、3つの内壁面(81a、18b、81c)のそれぞれに沿って延びるように設置されている。
 ここで、中央側支持部82及び外周側支持部83について更に詳しく説明する。各中央側支持部82には、中心軸線Pの方向に対して垂直な方向に延びる平坦な支持面82aが形成されている(図21、図23、図24を参照)。支持面82aは、支持軸部材74における一方の端部に設けられた被支持面74aに当接する面として設けられている。
 また、中央側支持部82には、支持面82aの両側方において、支持面82aに対して垂直にシリンダ本体20a側に向かって突出するように延びる一対の支持壁部が設けられている。一対の支持壁部及び支持面82aで囲まれる溝状の領域に、支点軸部材74における一方の端部が嵌め込まれる。更に、中央側支持部82には、支持面82aにて開口するネジ穴82bが設けられている。ネジ穴82bは、固定ボルト80の先端側の雄ネジ部分が螺合する雌ネジ部分が設けられたネジ穴として設けられている。
 支点軸部材74が中央側支持部82に取り付けられる際には、まず、支点軸部材74における一方の端部が、中央側支持部82における一対の支持壁部の間に嵌め込まれる。そして、支点軸部材74における一方の端部の被支持面74aが、中央側支持部82における支持面82aに当接して支持される。
 上記の状態で、固定ボルト80が、支点軸部材74におけるボルト挿通孔74dを貫通した状態で中央側支持部82におけるネジ穴82dに螺合するように、中央側支持部82に取り付けられる。そして、固定ボルト80のボルト頭部が支点軸部材74におけるボルト当接面74cに当接し、支点軸部材74が固定ボルト80によって中央側支持部82に対して締めつけられて固定される。
 また、各外周側支持部83には、中心軸線Pと平行な方向に対して垂直な方向に延びる平坦な支持面83aが形成されている(図21、図23、図24を参照)。支持面83aは、支持軸部材74における他方の端部に設けられた被支持面74bに当接する面として設けられている。
 また、外周側支持部83には、支持面83aの両側方において、支持面83aに対して垂直にシリンダ本体20a側に向かって突出するように延びる一対の支持壁部が設けられている。一対の支持壁部及び支持面83aで囲まれる溝状の領域に、支点軸部材74における他方の端部が嵌め込まれる。
 支点軸部材74が外周側支持部83に取り付けられる際には、まず、支点軸部材74における他方の端部が、中央側支持部83における一対の支持壁部の間に嵌め込まれる。そして、支点軸部材74における他方の端部の被支持面74bが、外周側支持部83における支持面83aに当接して支持される。
 また、支点軸部材74は、例えば、中央側支持部82及び外周側支持部83の溝状の領域に対して略同時タイミングで嵌め込まれる。即ち、支点軸部材74における一方の端部が中央側支持部82に嵌め込まれる際に、支点軸部材74における他方の端部も外周側支持部83に嵌め込まれる。
 尚、本実施形態では、支点軸部材74における一方の端部のみが固定ボルト80によってシリンダ底部71に固定された状態で、支点軸部材74の両方の端部がシリンダ底部71に支持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い。支点軸部材74における他方の端部のみが固定ボルト80によってシリンダ底部71に固定された状態で、支点軸部材74の両方の端部がシリンダ底部71に支持される形態が実施されてもよい。また、支点軸部材74における両方の端部のいずれもが固定ボルト80によってシリンダ底部71に固定された状態で、支点軸部材74の両方の端部がシリンダ底部71に支持される形態が実施されてもよい。
(ブレーキシリンダ装置の作動)
 次に、ブレーキシリンダ装置3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16、図25、図26、等を参照しつつ、ブレーキシリンダ装置3の作動について説明する。図16は、圧力室43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60に圧縮空気が供給された状態である。即ち、図16に示す状態のブレーキシリンダ装置3は、ブレーキ力が発生していない状態である。
 上記の図16に示す状態から圧力室43に圧縮空気の供給が開始されると、図16に示す状態から図25に示す状態を経て、最終的に図26に示す状態に移行することになる。尚、図25に示す状態は、ピストン24が、その全工程(フルストローク)のうちの半分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26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。尚、図26では、図16及び図25とは異なり、ロッド付勢バネ23が切欠き断面の状態で図示されている。
 図16に示すように、圧力室43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70を介して伝達される付勢力に抗して、退避方向X2に移動する。そして、ピストン24が、突出部72において、増力機構70の各揺動部材73の力点部分73aに取り付けられた軸受75を退避方向X2に押圧して付勢する。
 上記により、各揺動部材73が、支点軸部材74を中心として揺動する。そして、各揺動部材73の揺動に伴って、各揺動部材73の作用点部分73bに取り付けられた軸受76がロッド22の駆動力伝達部22cを進出方向X1に押圧して付勢する。これにより、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、第1実施形態のブレーキシリンダ装置2と同様に駆動力が伝達され、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26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26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43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に移動を開始する。そして、ロッド22の駆動力伝達部22cによって軸受76が退避方向X2に押され、各揺動部材73がブレーキ作動時とは逆方向に揺動する。これにより、軸受75がピストン24の突出部72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43からの排出が完了した状態では、図16に示す状態に戻ることになる。ロッド22が退避方向X2に移動すると、第1実施形態のブレーキシリンダ装置2と同様に、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60には、常時、圧縮空気が供給された状態が維持されている。鉄道車両の駐車が行われて駐車ブレーキ機構26が用いられる場合の作動については、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
(本実施形態の効果)
 以上説明した本実施形態によると、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。即ち、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3を提供することができる。そして、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を提供することができる。
 また、ブレーキシリンダ装置3によると、シリンダ本体20aの中心軸線Pを中心として回転対称な位置に複数の揺動部材73が設置される。このため、シリンダ本体20aを含むシリンダ20、揺動部材73、ピストン24、及びロッド22において、シリンダ本体20aの中心軸線Pを中心とする周方向においてより均等に近い状態で荷重が分散して支持されることになる。これにより、当接する部材同士の間におけるこじりの発生を効率よく抑制でき、更に、装置の駆動効率を向上させることができる。
 また、ブレーキシリンダ装置3によると、シリンダ本体20aの中心軸線Pを中心として回転対称な位置に設置される複数の揺動部材73の設置数が3つに設定されるため、トラス構造に対応する三点支持構造で安定して荷重を支持できる。更に、トラス構造に対応する三点支持構造で安定して荷重を支持できるために必要な揺動部材73の個数を最小化できる。このため、当接する部材同士の間におけるこじりの発生を効率よく抑制でき、更に、揺動部材73の設置点数を低減して製造コストの低減を図ることができる。そして、装置構造の更なるコンパクト化と装置の駆動効率の更なる向上とを両立させることができる。
 また、ブレーキシリンダ装置3によると、シリンダ底部71の凹み領域81を区画する3つの内壁面(81a、81b、81c)は、三角形の形状の3つの各辺に沿って延びるように形成される。そして、各揺動部材73が、各内壁面(81a、81b、81c)に沿って延びるように設置される。このため、回転対称に設置される3つの揺動部材73を収容するシリンダ底部71の構造の小型化を図れ、シリンダ底部71の製造に必要な材料を削減し、製造コストの低減を図ることができる。
 また、ブレーキシリンダ装置3によると、揺動部材73が回転可能に取り付けられた支点軸部材74の両端部のそれぞれが、シリンダ底部71の内側における中央側及び外周側でそれぞれ盛り上がった部分(中央側支持部82、外周側支持部83)に支持される。これにより、シリンダ底部71の内側において、揺動部材73が、両端支持状態で安定して揺動可能に支持された状態で設置される。よって、本実施形態によると、増力機構70が組み込まれたブレーキシリンダ装置3を非常に容易に組み立てることができる。これにより、ブレーキシリンダ装置3の組み立て作業時の負荷を大幅に低減することができる。また、揺動部材73が回転可能に取り付けられた支点軸部材74がシリンダ底部71に固定される構成であるため、増力機構70の部品点数を低減し、製造コストの低減を図ることができる。
 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、揺動部材に軸受が取り付けられた形態を例にとって説明したが、必ずしもこの通りでなくてもよい。揺動部材が軸受を介さずにピストン或いはロッドと当接する形態が実施されてもよい。また、揺動部材に取り付けられる軸受は、力点部分及び作用点部分のうちの少なくともいずれかであればよい。即ち、揺動部材の力点部分及び作用点部分の両方に軸受が取り付けられている形態に限らず、揺動部材の力点部分及び作用点部分の一方のみに軸受が取り付けられた形態が実施されてもよい。
(3)上記の実施形態においては、揺動部材が2つ又は3つ設けられた形態を例にとって説明したが、必ずしもこの通りでなくてもよい。揺動部材が1つ設けられた形態、或いは、揺動部材が4つ以上設けられた形態が実施されてもよい。
(4)第1実施形態においては、2つの揺動部材において、力点部分及び作用点部分のいずれとも4つ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。2つの揺動部材において、力点部分が合計で3つ又は5つ以上設けられた形態が実施されてもよい。また、2つの揺動部材において、作用点部分が合計で3つ又は5つ以上設けられた形態が実施されてもよい。
(5)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。
(6)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、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を出力す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
20a        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
43         圧力室
46         揺動部材

Claims (15)

  1.  圧力流体によって作動してロッドを移動させ、前記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を出力するブレーキシリンダ装置であって、
     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前記ロッドと、
     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前記ブレーキ出力部と、
     を備え、
     前記増力機構は、前記退避方向に移動する前記ピストンに付勢されることで揺動して前記ロッドを前記進出方向に付勢して移動させる揺動部材を含んで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、
     前記揺動部材は、支点部分において揺動可能に支持された梃子として設けられ、
     前記増力機構には、前記揺動部材に取り付けられて当該揺動部材に対して回転自在な軸受が更に含まれ、
     前記軸受は、前記揺動部材における前記ピストンによって付勢される力点部分と前記ロッドを付勢する作用点部分とのうちの少なくともいずれかにおいて前記揺動部材に取り付けられ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であって、
     前記揺動部材は、複数設置され、
     複数の前記揺動部材は、前記シリンダ本体の径方向における中心位置を通る当該シリンダ本体の中心軸線を中心として回転対称な位置に設置さ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、
     前記揺動部材は、3つ設置され、
     3つの前記揺動部材は、前記中心軸線を中心として周方向において120°の角度間隔で設置さ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4に記載のブレーキシリンダ装置であって、
     3つの前記揺動部材は、前記シリンダ本体における前記退避方向側の端部に固定されるシリンダ底部の内側に設置され、
     前記シリンダ底部の内側には、前記シリンダ軸方向と垂直な断面において三角形の形状の3つの各辺に沿って湾曲状或いは直線状にそれぞれ延びるように形成された3つの内壁面を有する内壁で囲まれる凹み領域が設けられ、
     3つの前記揺動部材のそれぞれは、前記凹み領域の内側において、3つの前記内壁面のそれぞれに沿って延びるように設置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、
     前記増力機構は、梃子として設けられた前記揺動部材が回転可能に取り付けられるとともに当該揺動部材を揺動可能に支持して当該揺動部材の支点軸を構成する支点軸部材、を更に備え、
     前記支点軸部材は、前記シリンダ本体における前記退避方向側の端部に固定されるシリンダ底部に対して、両端部がそれぞれ支持され、
     前記支点軸部材における一方の端部は、前記シリンダ底部の内側における中央側において前記シリンダ本体側に向かって盛り上がるように設けられた部分に対して支持され、前記支点軸部材における他方の端部は、前記シリンダ底部の内側における外周側において前記シリンダ本体側に向かって盛り上がるように設けられた部分に対して支持され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又は請求項2に記載のブレーキシリンダ装置であって、
     前記揺動部材は、複数設置され、
     複数の前記揺動部材は、前記シリンダ本体の径方向における中心位置を通る当該シリンダ本体の中心軸線に対して対称な位置に設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7に記載のブレーキシリンダ装置であって、
     前記揺動部材は、2つ設置され、
     2つの前記揺動部材において、前記ピストンによって付勢される力点部分と前記ロッドを付勢する作用点部分とのうちの少なくともいずれかは、合計で3つ以上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。
  9.  請求項1乃至請求項5、請求項7、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、
     前記増力機構は、梃子として設けられた前記揺動部材の支点部分において当該揺動部材を揺動可能に支持する支持部を更に備え、
     前記支持部は、前記シリンダ軸方向に分割されて構成されるとともに一体に組み合わされることで前記支点部分を回転自在に保持する第1ブロック部及び第2ブロック部を含み、
     前記第1ブロック部は、前記シリンダ本体における前記退避方向側の端部に固定されるシリンダ底部に対して固定され、
     前記第2ブロック部は、前記シリンダ本体に対して当該シリンダ本体における前記退避方向側の端部側で固定され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。
  11.  請求項10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。
  12.  請求項10又は請求項11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。
  13.  請求項1乃至請求項12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。
  14.  請求項1乃至請求項13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。
  15.  請求項14に記載のディスクブレーキ装置であって、
     前記キャリパボディは、前記ブレーキパッドをそれぞれ支持するとともに揺動可能に設置される一対のブレーキてこを備え、
     前記ブレーキシリンダ装置は、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、
     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、
     前記駐車ブレーキ用バネにおける前記車両の幅方向である車幅方向における外側に配置される端部の位置が、一対の前記ブレーキてこの一方であって前記車幅方向の外側に配置される前記ブレーキてこの揺動中心部分における前記車幅方向の最も外側に位置する部分の位置よりも、前記車幅方向における内側に配置されることを特徴とする、ディスクブレーキ装置。
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