(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪とともに回転するブレーキディスクに作動流体の供給によってアクチュエータの出力部材がブレーキライニングを押しつけて前記車輪を制動するブレーキ装置のパーキングブレーキユニットであって、
筒状に形成されて内周に第１係合部を有し、背面に画成される圧力室に供給される作動流体の圧力によって第１方向に移動する第１ピストンと、
前記第１方向とは逆の第２方向に前記第１ピストンを付勢する第１付勢部材と、
前記第１ピストンの内周に摺動自在に設けられて外周に第２係合部を有する第２ピストンと、
前記第１係合部と前記第２係合部とを係合させる係合部材と、を備え、
前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向へ移動すると前記ブレーキライニングを前記車輪が制動状態となる方向に移動させ、
前記第１係合部は、前記第１ピストンの内周に円弧状に形成される第１係合溝であり、
前記第２係合部は、前記第２ピストンの外周の前記第１係合溝に対応する周方向の位置に円弧状に形成される第２係合溝であり、
前記係合部材は、円形断面を有し前記第１係合溝及び前記第２係合溝に対応する円弧状に形成されるパーキングブレーキユニット。
【請求項２】
車輪とともに回転するブレーキディスクに作動流体の供給によってアクチュエータの出力部材がブレーキライニングを押しつけて前記車輪を制動するブレーキ装置のパーキングブレーキユニットであって、
筒状に形成されて内周に第１係合部を有し、背面に画成される圧力室に供給される作動流体の圧力によって第１方向に移動する第１ピストンと、
前記第１方向とは逆の第２方向に前記第１ピストンを付勢する第１付勢部材と、
前記第１ピストンの内周に摺動自在に設けられて外周に第２係合部を有する第２ピストンと、
前記第１係合部と前記第２係合部とを係合させる係合部材と、
前記第２ピストンの内周に摺動自在に設けられて外周に第３係合部を有する解除部材と、を備え、
前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向へ移動すると前記ブレーキライニングを前記車輪が制動状態となる方向に移動させ、
前記第２係合部は、前記第２ピストンを径方向に貫通して形成され、
前記係合部材は、解除操作が行われると前記第２係合部と前記第３係合部とを係合させて前記第１係合部との係合を解除するパーキングブレーキユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のパーキングブレーキユニットであって、
前記第１係合部は、前記第１ピストンの内周に円弧状に形成される第１係合溝であり、
前記第２係合部は、前記第２ピストンの外周の前記第１係合溝に対応する周方向の位置に円弧状に形成される第２係合溝であり、
前記係合部材は、円形断面を有し前記第１係合溝及び前記第２係合溝に対応する円弧状に形成されるパーキングブレーキユニット。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のパーキングブレーキユニットであって、
前記第２ピストンに対して前記解除部材を軸方向に付勢する第２付勢部材を更に備え、
前記係合部材は、前記解除部材が前記第２付勢部材の付勢力に抗して前記第２ピストン内に押し込まれると、前記第２係合部と前記第３係合部とを係合させて前記第１係合部との係合を解除するパーキングブレーキユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載のパーキングブレーキユニットであって、
前記ブレーキ装置は、
車体又は台車に支持されるブレーキ本体と、
前記ブレーキ本体に対して一端部と他端部との間の支持部が回動可能に支持されて前記ブレーキディスクの両面に臨んで各々設けられ、前記他端部が前記ブレーキライニングを支持する一対のリンクアームと、
前記一対のリンクアームの前記一端部どうしを連結する連結部材と、
前記アクチュエータの前記出力部材に回動可能に連結され前記出力部材の進退によって回動するレバーと、
前記レバーの回動によって回転軸を中心に回転する回転部と前記回転軸からオフセットされた位置に中心軸を有し前記レバーの回動によって前記回転軸を中心として円弧状に回動して前記一対のリンクアームの各々の前記一端部の間の距離を拡縮する偏心部とを有する偏心カムと、を備え、
前記偏心カムは、前記第２ピストンの進退によって回転するパーキングブレーキユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のパーキングブレーキユニットであって、
前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向へ移動すると前記出力部材を前記車輪が制動状態となる方向に移動させるパーキングブレーキユニット。
【請求項７】
請求項６に記載のパーキングブレーキユニットであって、
前記連結部材を挟んで前記アクチュエータと対向して設けられるパーキングブレーキユニット。
【請求項８】
請求項５に記載のパーキングブレーキユニットであって、
前記ブレーキ装置は、前記偏心カムに連結されるパーキングレバーを更に備え、
前記偏心カムは、前記パーキングレバーの一端部が連結され前記回転部の中心軸からオフセットされた位置に中心軸を有する第２偏心部を更に有し、
前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向へ移動すると前記パーキングレバーを回動させて、前記車輪が制動状態となる方向に前記偏心カムを回転させるパーキングブレーキユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ装置のパーキングブレーキユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄道車両等の車両には、油圧や空気圧などの流体圧を利用して制動を行うブレーキ装置が用いられている。ＪＰ２００９−１６２２４３Ａには、車輪とともに回転するディスクを一対の制輪子で挟持して、ディスクと制輪子との間の摩擦力によって車輪の回転を制動するキャリパブレーキ装置が開示されている。このキャリパブレーキ装置は、圧力室に導かれる圧縮空気によって押圧ピストンがシリンダに対して摺動し、制輪子をディスクに押し付けるものである。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、ＪＰ２００９−１６２２４３Ａのキャリパブレーキ装置は、圧力室に圧縮空気が導かれた場合に制動状態になるポジティブブレーキである。このキャリパブレーキ装置を駐車時のパーキングブレーキとして用いるためには、圧力室に圧縮空気が入った状態を維持する必要がある。そのため、このキャリパブレーキ装置は、パーキングブレーキとして用いるのには適していない。
【０００４】
本発明は、ポジティブブレーキに適用可能なパーキングブレーキユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のある態様によれば、パーキングブレーキユニットが、筒状に形成されて内周に第１係合部を有し圧力室に供給される作動流体の圧力によって第１方向に移動する第１ピストンと、第１方向とは逆の第２方向に第１ピストンを付勢する第１付勢部材と、第１ピストンの内周に摺動自在に設けられて外周に第２係合部を有する第２ピストンと、第１係合部と第２係合部とを係合させる係合部材と、を備え、第２ピストンは、第１ピストンが第２方向へ移動するとブレーキライニングを車輪が制動状態となる方向に移動させ、第１係合部は、第１ピストンの内周に円弧状に形成される第１係合溝であり、第２係合部は、第２ピストンの外周の第１係合溝に対応する周方向の位置に円弧状に形成される第２係合溝であり、係合部材は、円形断面を有し第１係合溝及び第２係合溝に対応する円弧状に形成される。
また、本発明の別の態様によれば、バーキングブレーキユニットが、筒状に形成されて内周に第１係合部を有し圧力室に供給される作動流体の圧力によって第１方向に移動する第１ピストンと、第１方向とは逆の第２方向に第１ピストンを付勢する第１付勢部材と、第１ピストンの内周に摺動自在に設けられて外周に第２係合部を有する第２ピストンと、第１係合部と第２係合部とを係合させる係合部材と、第２ピストンの内周に摺動自在に設けられて外周に第３係合部を有する解除部材と、を備え、第２ピストンは、第１ピストンが第２方向へ移動するとブレーキライニングを車輪が制動状態となる方向に移動させ、第２係合部は、第２ピストンを径方向に貫通して形成され、係合部材は、解除操作が行われると第２係合部と第３係合部とを係合させて第１係合部との係合を解除する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るパーキングブレーキユニットが適用されるブレーキ装置の平面図である。
【図２】図２は、図１における正面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施形態に係るパーキングブレーキユニットの非制動状態を示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３ＡにおけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係るパーキングブレーキユニットの制動状態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係るパーキングブレーキユニットの解除状態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態に係るパーキングブレーキユニットが適用されるブレーキ装置の平面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態に係るパーキングブレーキユニットの非制動状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態に係るパーキングブレーキユニットの制動状態を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施形態に係るパーキングブレーキユニットの解除状態を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施形態に係るパーキングブレーキの正面図である。
【図１１】図１１は、図１０におけるＢ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
以下、図１から図５を参照して、本発明の第１の実施形態に係るパーキングブレーキユニット１０１について説明する。
【０００９】
まず、図１及び図２を参照して、パーキングブレーキユニット１０１が適用されるブレーキ装置１００の全体構成について説明する。
【００１０】
ブレーキ装置１００は、主に鉄道車両に適用されるものである。ブレーキ装置１００は、車輪１とともに回転するブレーキディスク１ａを挟持して車輪１を制動するものである。具体的には、ブレーキ装置１００は、ブレーキディスク１ａをその両面から一対のブレーキライニング２で挟持し、ブレーキディスク１ａとブレーキライニング２との間の摩擦力によって車輪１の回転を制動する。
【００１１】
ブレーキディスク１ａは、車輪１の表裏両面に形成されて車輪１と一体に回転する。ブレーキディスク１ａを車輪１と一体に形成する構成に代えて、車輪１とともに回転する別体のブレーキディスク１ａを設けてもよい。
【００１２】
ブレーキライニング２は、非制動時には、ブレーキディスク１ａと予め設定された所定の間隔をあけて対向する（図１に示す状態）。ブレーキライニング２は、制動時には、ブレーキディスク１ａに向かって移動し、ブレーキディスク１ａに平行に当接して押圧される。
【００１３】
ブレーキライニング２は、ブレーキ装置１００のライニング保持部３に支持される裏板部２ａと、制動時にブレーキディスク１ａに当接する摩擦部材２ｂと、を有する。摩擦部材２ｂは、複数のセグメントからなり、裏板部２ａの表面に固定される。ブレーキライニング２は、摩擦部材２ｂとブレーキディスク１ａとの当接によって発生する摩擦力によって、車輪１の回転を制動する。
【００１４】
ライニング保持部３は、ブレーキライニング２の裏板部２ａが挿入されるアリ溝（図示省略）を有する。ライニング保持部３の上下の端部には、一対のアンカボルト５によってライニング保持部３に固定されるアンカブロック４が各々設けられる。アンカブロック４は、ブレーキライニング２の裏板部２ａの長手方向（図２では上下方向）の端部を固定する。これにより、アリ溝に挿入されたブレーキライニング２は、ライニング保持部３に保持される。
【００１５】
ブレーキ装置１００は、ブレーキ本体１０と、ブレーキ本体１０に対して一端部３１と他端部３３との間の支持部３２が回動可能に支持される一対のリンクアーム３０と、一対のリンクアーム３０の一端部３１どうしを連結する連結部材としての連結ロッド３５と、連結ロッド３５に取り付けられ、出力部材としてのロッド２１を進退させるアクチュエータ２０と、アクチュエータ２０のロッド２１に回動可能に連結されロッド２１の進退によって回動するレバー４０と、一対のリンクアーム３０の一端部３１のうち少なくとも一方に設けられ、レバー４０の回動によって伝達される力を倍力して支持部３２を支点にリンクアーム３０を回動させる倍力ユニット５０と、駐車時に車輪１を制動状態にするパーキングブレーキユニット１０１と、を備える。
【００１６】
ブレーキ本体１０は、ブレーキ装置１００が鉄道車両に適用される場合には、台車（図示省略）に支持される。ブレーキ本体１０は、ブレーキ装置１００が鉄道車両以外の車両に適用される場合には、車体（図示省略）に支持される。
【００１７】
アクチュエータ２０は、作動流体としての圧縮空気の圧力によって作動する流体圧アクチュエータである。圧縮空気に代えて、作動油等の液体など他の流体を作動流体として用いてもよい。アクチュエータ２０は、運転者の制動操作に基づいて作動し、連結ロッド３５に取り付けられるアクチュエータ本体２０ａに対してロッド２１を進退させる。
【００１８】
アクチュエータ２０は、リンクアーム３０の一端部３１よりも支持部３２から離れた位置に設けられる。つまり、アクチュエータ２０は、連結ロッド３５を挟んでブレーキ本体１０と対向するように設けられる。これにより、アクチュエータ２０が連結ロッド３５と一対のリンクアーム３０とによって囲まれる領域の外側に設けられるため、リンクアーム３０の設計自由度が向上する。よって、リンクアーム３０を短くすることができるため、ブレーキ装置１００の小型軽量化が可能である。
【００１９】
図２に示すように、ロッド２１は、一対のレバー４０に各々連結される連結部２１ａと、一対の連結部２１ａの間に形成される凹部２１ｂと、を有するＵ字状に形成される。凹部２１ｂは、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから退出したときに、ロッド２１と連結ロッド３５との干渉を防止するものである。よって、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから退出する際には、連結ロッド３５が凹部２１ｂに入り込み、一対の連結部２１ａが連結ロッド３５を避けて伸長することとなる。
【００２０】
ロッド２１は、各々の連結部２１ａにレバー４０を回動可能に各々連結する一対の連結シャフト２２を有する（図１参照）。一対の連結シャフト２２は、同軸に設けられる。連結シャフト２２は、その中心軸がブレーキライニング２と平行となるように配設される。ロッド２１が往復動する中心軸の延長線上には、ブレーキディスク１ａの中心が位置する。ロッド２１は、アクチュエータ本体２０ａに対して進退するとともに、ブレーキライニング２が移動可能な方向（図１では上下方向）に揺動可能である。
【００２１】
図１に示すように、リンクアーム３０は、ブレーキディスク１ａの両面に臨んで各々設けられる。一対のリンクアーム３０の一端部３１どうしは、連結ロッド３５によって連結される。リンクアーム３０の他端部３３は、ブレーキディスク１ａに摺接して摩擦力を付与するブレーキライニング２を揺動可能に支持する。図２に示すように、リンクアーム３０は、上下に設けられる一対のアーム部３０ａを有する略Ｕ字状に形成される。
【００２２】
図１に示すように、一方のリンクアーム３０の一端部３１には、連結ロッド３５とリンクアーム３０とを貫通して連結する連結シャフト３１ａが設けられる。他方のリンクアーム３０の一端部３１には、連結ロッド３５とリンクアーム３０と一対のレバー４０とを貫通して連結して、アクチュエータ２０のロッド２１の進退による力を倍力してリンクアーム３０を回動させる倍力ユニット５０が設けられる。
【００２３】
この構成に代えて、一方のリンクアーム３０の一端部３１と他方のリンクアーム３０の一端部３１とに、ともに倍力ユニット５０を設けてもよい。その場合、各々の倍力ユニット５０が一方のリンクアーム３０と他方のリンクアーム３０とをそれぞれ回動させることができる。また、連結ロッドを一方のリンクアーム３０に連結される第１連結部材と他方のリンクアーム３０に連結される第２連結部材とに分割して、それらの間に倍力ユニット５０を設けてもよい。倍力ユニット５０については、後で詳細に説明する。
【００２４】
リンクアーム３０の支持部３２には、リンクアーム３０とブレーキ本体１０とを貫通して連結するアームシャフト３２ａが設けられる。リンクアーム３０は、アームシャフト３２ａによってブレーキ本体１０に回動可能に支持される。ブレーキ装置１００の制動時にブレーキディスク１ａからブレーキライニング２に作用する周方向の接線力は、支持部３２からアームシャフト３２ａを介してブレーキ本体１０に作用する。
【００２５】
リンクアーム３０の他端部３３には、リンクアーム３０とライニング保持部３とを貫通して連結するライニングシャフト３３ａが設けられる。ライニング保持部３は、ライニングシャフト３３ａによってリンクアーム３０に回動可能に支持される。これにより、ブレーキライニング２は、リンクアーム３０に対して揺動可能となり、制動時にブレーキディスク１ａに常に平行に当接することができる。
【００２６】
レバー４０は、アクチュエータ２０のロッド２１の進退による力を倍力ユニット５０に伝達する。レバー４０の一端部４１は、ロッド２１の連結シャフト２２に回動可能に連結される。レバー４０の他端部４２は、倍力ユニット５０の後述する偏心部５３に回動不能に連結される。
【００２７】
レバー４０は、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａに対して進退すると、連結シャフト２２と偏心部５３との間で回動する。レバー４０は、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから最も退出した状態では、連結ロッド３５と平行な位置まで回動する。
【００２８】
図２に示すように、倍力ユニット５０は、レバー４０の回動によって回転軸Ａ１を中心に回転する偏心カム５１を有する。偏心カム５１の回転軸Ａ１は、リンクアーム３０に対する位置が、連結シャフト３１ａの中心軸と同じ位置となるように設けられる。
【００２９】
偏心カム５１は、連結ロッド３５に回動可能に連結される回転部５２と、偏心カム５１の回転軸Ａ１からオフセットされた位置に中心軸Ａ２を有しレバー４０の回動によって回転軸Ａ１を中心として円弧状に回動する偏心部５３と、偏心部５３と同軸に形成されリンクアーム３０に回転可能に支持される一対のアーム連結部５４と、を有する。偏心カム５１は、パーキングブレーキユニット１０１の後述する第２ピストン１２０の進退によって回転する。
【００３０】
回転部５２は、連結シャフト３１ａと同じ外径に形成される。回転部５２の中心軸が、偏心カム５１の回転軸Ａ１である。
【００３１】
偏心部５３は、回転部５２と比較して小径に形成される。偏心部５３は、回転部５２の軸方向両側に各々設けられる。偏心部５３には、レバー４０が相対回動不能に連結される。よって、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａに対して進退してレバー４０が回動すると、偏心部５３が回転軸Ａ１を中心とする円弧状に回動して、一対のリンクアーム３０の間の距離を拡縮する。
【００３２】
アーム連結部５４は、偏心部５３と同径に形成される。アーム連結部５４は、偏心部５３を挟んで回転部５２の反対側に設けられる。これに代えて、アーム連結部５４を、偏心部５３と比較して小径に形成してもよい。また、アーム連結部５４を、偏心部５３と回転部５２との間に各々設けてもよい。
【００３３】
このように、偏心カム５１は、中央に回転部５２を有し、その両端に回転部５２よりも小径な偏心部５３を有し、更にその両端に偏心部５３と同径又は偏心部５３よりも小径なアーム連結部５４を有する。よって、偏心カム５１は、中央から両端部に向かって段階的に小径になるため、加工が容易である。また、偏心カム５１に連結ロッド３５とレバー４０とリンクアーム３０とを順番に組み立てることができるため、組み立て性が良好である。
【００３４】
ブレーキ装置１００は、ブレーキライニング２の摩耗量に応じて連結ロッド３５を伸長させるアジャスタ３７を更に備える。アジャスタ３７は、アクチュエータ２０が取り付けられる範囲外に設けられる。アジャスタ３７は、調整ロッド３６を伸長させることによって連結ロッド３５を伸長させるものである。アジャスタ３７は、ブレーキ装置１００が制動状態になってブレーキライニング２が摩耗すると、連結ロッド３５内に設けられた調整ねじ（図示省略）が回転して、調整ロッド３６を伸長させる。
【００３５】
このように、アジャスタ３７が連結ロッド３５のアクチュエータ２０が取り付けられる範囲外に設けられるため、ブレーキライニング２が摩耗して連結ロッド３５が伸長しても、アクチュエータ２０と倍力ユニット５０との位置関係は変化しない。よって、ブレーキライニング２が摩耗しても、アクチュエータ２０の作動特性を変化させないことが可能である。
【００３６】
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、パーキングブレーキユニット１０１の構成について説明する。
【００３７】
パーキングブレーキユニット１０１は、前述したような圧縮空気の供給によってアクチュエータ２０のロッド２１がブレーキライニング２をブレーキディスク１ａに押しつけて車輪１を制動するブレーキ装置１００に適用される。
【００３８】
パーキングブレーキユニット１０１は、アクチュエータ本体２０ａに取り付けられるハウジング１０２と、背面に画成される圧力室１０５に供給される圧縮空気の圧力によってハウジング１０２内を第１方向に移動する第１ピストン１１０と、第１方向とは逆の第２方向に第１ピストン１１０を付勢する第１付勢部材としての付勢ばね１１８と、第１ピストン１１０の内周に摺動自在に設けられる第２ピストン１２０と、車輪１を制動可能な作動状態では第１ピストン１１０と第２ピストン１２０とを係合させ、解除操作が行われると第１ピストン１１０との係合を解除する係合部材１３０と、第２ピストン１２０の内周に摺動自在に設けられる解除部材としての解除ロッド１４０と、を備える。
【００３９】
ここでは、アクチュエータ２０のロッド２１を押圧してブレーキ装置１００を非制動状態から制動状態に切り換える方向（図３Ａでは右方向）が第２方向であり、ブレーキ装置１００を制動状態から非制動状態に切り換える方向（図３Ａでは左方向）が第１方向である。
【００４０】
また、解除操作とは、パーキングブレーキユニット１０１によってブレーキ装置１００が制動状態である場合に、作業者が後述する付勢ばね１２８の付勢力に抗して解除ロッド１４０を第２ピストン１２０内に押し込み、ブレーキ装置１００を強制的に非制動状態に切り換えるための操作である。
【００４１】
ハウジング１０２は、円筒状に形成される円筒部１０２ａと、円筒部１０２ａの一端を閉塞する第１底面部１０２ｂと、円筒部１０２ａの他端を閉塞する第２底面部１０２ｃと、を有する。ハウジング１０２の内部には、第１ピストン１１０と第１底面部１０２ｂとの間に圧力室１０５が画成される。
【００４２】
円筒部１０２ａの内周面は、第１ピストン１１０が摺動する。円筒部１０２ａには、圧力室１０５に圧縮空気を給排するための給排通路１０６が設けられる。圧力室１０５には、運転者の操作に基づいて、給排通路１０６を通じて圧縮空気が給排される。
【００４３】
第１底面部１０２ｂは、略円盤状に形成されてアクチュエータ本体２０ａに取り付けられる。第１底面部１０２ｂの中心には、第２ピストン１２０が摺動自在に挿通する貫通孔１０２ｄが形成される。第１底面部１０２ｂには、第２ピストン１２０との間の摺動面をシールするＯリング１０４が設けられる。
【００４４】
第２底面部１０２ｃは、略円盤状に形成される。第２底面部１０２ｃの中心には、解除ロッド１４０が摺動自在に挿通する。第２底面部１０２ｃの内側の面には、第１ピストン１１０が軸方向に摺動可能なように案内するピストンガイド１０３が立設される。
【００４５】
ピストンガイド１０３は、ハウジング１０２と同軸の円筒状に形成される。ピストンガイド１０３の内周面１０３ａには、第１ピストン１１０との間をシールするＯリング１０３ｂが設けられる。
【００４６】
第１ピストン１１０は、圧力室１０５内の圧縮空気の圧力による力と付勢ばね１１８の付勢力との差によってハウジング１０２内を軸方向に移動する。第１ピストン１１０は、円筒状に形成される円筒部１１１と、円筒部１１１の端部に円盤状に形成される円盤部１１２と、を有する。第１ピストン１１０は、円筒部１１１がピストンガイド１０３の内周に挿入されるように配置される。
【００４７】
円筒部１１１の外周は、ピストンガイド１０３の内周面１０３ａと略同径に形成される。円筒部１１１の内周には、第１係合部としての第１係合溝１１３が形成される。
【００４８】
第１係合溝１１３は、第１ピストン１１０の中心軸を中心とする円弧状に形成される。第１係合溝１１３は、係合部材１３０の周方向長さと略同一の周方向長さに形成される。第１係合溝１１３の円盤部１１２側の端部は、中心軸に対して垂直な面である。一方、第１係合溝１１３の円筒部１１１の開口端側の端部には、係合部材１３０の外形に対応する曲面状の曲面部１１３ａが形成される。
【００４９】
円盤部１１２は、円筒部１０２ａの内周と略同径に形成される。円盤部１１２は、円筒部１１１と一体に形成される。円盤部１１２の背面は、圧力室１０５に面する。円盤部１１２は、付勢ばね１１８によって第１底面部１０２ｂに向けて付勢される。
【００５０】
円盤部１１２の中心には、円筒部１１１の内周に連続して形成される貫通孔が設けられる。円盤部１１２の内周には、第２ピストン１２０との間の摺動面をシールするＯリング１１４が設けられる。円盤部１１２の外周には、円筒部１０２ａの内周面との間の摺動面をシールするＯリング１１５が設けられる。
【００５１】
第２ピストン１２０は、第１ピストン１１０が第２方向へ移動するとロッド２１を車輪１が制動状態となる方向に移動させる。第２ピストン１２０は、円柱状に形成されてアクチュエータ２０のロッド２１を押圧する押圧部１２１と、押圧部１２１から軸方向に連続して形成される円筒状の円筒部１２２と、を有する。第２ピストン１２０は、円筒部１２２が第１ピストン１１０の内周に挿入されるように配置される。
【００５２】
押圧部１２１は、第１底面部１０２ｂの貫通孔１０２ｄからハウジング１０２の外部に突出する。押圧部１２１は、アクチュエータ２０の内部に挿入されてロッド２１を背後から押圧する。
【００５３】
円筒部１２２には、解除ロッド１４０と、第２ピストン１２０に対して解除ロッド１４０を軸方向に付勢する第２付勢部材としての付勢ばね１２８と、が挿入される。円筒部１２２の開口端近傍には、解除ロッド１４０が第２ピストン１２０から抜けることを防止する止め輪１２４が設けられる。円筒部１２２は、径方向に貫通して形成される第２係合部としての第２係合溝１２３を有する。
【００５４】
第２係合溝１２３は、第１ピストン１１０の外周の第１係合溝１１３に対応する周方向の位置に円弧状に形成される。第２係合溝１２３は、第１ピストン１１０の中心軸を中心とする円弧状に形成される。第２係合溝１２３は、係合部材１３０の周方向長さと略同一の周方向長さに形成される。第２係合溝１２３の軸方向の両端部は、第１ピストン１１０の中心軸に対して垂直な面である。
【００５５】
図３Ｂに示すように、係合部材１３０は、円形断面を有し第１係合溝１１３及び第２係合溝１２３に対応する円弧状に形成される。よって、係合部材１３０は、第１係合溝１１３及び第２係合溝１２３に対して円弧による線接触又は面接触をする。したがって、第１ピストン１１０から第２ピストン１２０に効率的に力を伝達することができ、接触部の面圧が低減されるため、耐久性を向上させることができる。
【００５６】
係合部材１３０の周方向の両端部１３１は、球状に丸められる。係合部材１３０は、第１ピストン１１０，第２ピストン１２０，及び解除ロッド１４０の中心軸を挟んで対向するように一対設けられる。これに限らず、係合部材１３０を周方向に等間隔に３個以上設けてもよい。
【００５７】
係合部材１３０は、車輪１を制動可能な作動状態では第１係合溝１１３と第２係合溝１２３とを係合させる。係合部材１３０は、解除操作が行われると第１係合溝１１３との係合を解除する。
【００５８】
解除ロッド１４０は、一端１４１が第２ピストン１２０の円筒部１２２に挿入され、他端１４２が第２底面部１０２ｃの貫通孔１０２ｅからハウジング１０２の外部に突出する。解除ロッド１４０の一端１４１は、円筒部１２２に収容される付勢ばね１２８に当接する。解除ロッド１４０の他端１４２は、作業者による押圧操作が可能である。解除ロッド１４０の外周には、第３係合部としての第３係合溝１４３が設けられる。
【００５９】
第３係合溝１４３は、係合部材１３０の内周と同じ曲率の円弧状に形成される。第３係合溝１４３の一端１４１側の端部には、徐々に深さが小さくなるように傾斜する傾斜部１４３ａが形成される。一方、第３係合溝１４３の他端１４２側の端部は、第１ピストン１１０の中心軸に対して垂直な面である。
【００６０】
解除ロッド１４０が付勢ばね１２８の付勢力に抗して第２ピストン１２０内に押し込まれると、係合部材１３０は、第２係合溝１２３と第３係合溝１４３とを係合させて第１係合溝１１３との係合を解除する。
【００６１】
次に、図１及び図２を参照して、ブレーキ装置１００の作用について説明する。
【００６２】
ブレーキ装置１００は、運転者の制動操作に基づいてアクチュエータ２０が作動すると、非制動状態（図１及び図２に示す状態）から制動状態になる。
【００６３】
アクチュエータ２０が作動して、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから退出すると、レバー４０は連結シャフト２２によって押されて回動する。アクチュエータ２０がロッド２１を退出させる力は、レバー４０を介して偏心カム５１の偏心部５３に伝達される。
【００６４】
偏心カム５１は、レバー４０を介して伝達された力によって、偏心部５３が回転軸Ａ１を中心とする円弧状に回動することによって一方向（図１では時計回り）に回転する。これにより、偏心部５３と一体にアーム連結部５４がロッド２１から離間する方向に回動するため、一対のリンクアーム３０の一端部３１は、互いに離間する方向に移動する。
【００６５】
リンクアーム３０は、支持部３２によってブレーキ本体１０に回動可能に支持されるため、一端部３１が互いに離間する方向に移動すると、他端部３３は互いに近接する方向に移動する。よって、ブレーキライニング２が、ブレーキディスク１ａに向かって移動して、ブレーキディスク１ａに平行に当接して押圧され、車輪１の回転が制動される。
【００６６】
このとき、偏心カム５１は、連結シャフト２２の中心軸Ａ３と回転軸Ａ１との間の距離Ｌ１と、回転軸Ａ１と偏心部５３の中心軸Ａ２との間の距離Ｌ２とのレバー比によって、ロッド２１からレバー４０を介して伝達される力をＬ１／Ｌ２倍に倍力してリンクアーム３０に伝達する。よって、大型のアクチュエータを設けることなく、大きな制動力を得ることができる。したがって、ブレーキ装置１００の小型軽量化が可能である。
【００６７】
また、リンクアーム３０は、一端部３１と他端部３３との間の支持部３２がブレーキ本体１０に対して回動可能に支持される。レバー４０の回動によってロッド２１に伝達される力を倍力してリンクアーム３０を回動させる偏心カム５１は、リンクアーム３０の一端部３１に設けられる。そのため、ブレーキ装置１００の制動時にブレーキディスク１ａからブレーキライニング２に作用する周方向の接線力は、支持部３２のアームシャフト３２ａに作用することとなり、偏心カム５１には作用しない。したがって、偏心カム５１が回転する際の摩擦抵抗が大きくなることがないため、ブレーキ装置１００の制動時の機械効率を向上させることができる。
【００６８】
偏心カム５１からリンクアーム３０の一端部３１に伝達される力は、一端部３１と支持部３２との間の距離Ｌ３と、支持部３２と他端部３３との間の距離Ｌ４とのレバー比によって、Ｌ３／Ｌ４倍に倍力される。ブレーキ装置１００では、距離Ｌ３と比較して距離Ｌ４の方が大きいため、ブレーキライニング２をブレーキディスク１ａに押圧する力は、偏心カム５１からリンクアーム３０の一端部３１に伝達される力よりも小さな力となる。
【００６９】
しかしながら、ブレーキ装置１００では、偏心カム５１によってアクチュエータ２０のロッド２１からレバー４０を介して伝達される力が大きな倍率で倍力されている。そのため、ブレーキ装置１００の小型軽量化のためにリンクアーム３０を短くして距離Ｌ３を小さくしても、充分に大きな制動力を得ることができる。
【００７０】
なお、ブレーキ装置１００では、偏心カム５１をリンクアーム３０の一端部３１に設けることによって、支持部３２のアームシャフト３２ａの位置の設計自由度が高くなっている。そのため、アームシャフト３２ａを車輪１の側面に臨む位置に配置することも可能である。よって、距離Ｌ３を距離Ｌ４と比較して大きくすることもでき、偏心カム５１によって倍力された力を更に倍力してブレーキライニング２をブレーキディスク１ａに押圧することも可能である。
【００７１】
ブレーキ装置１００は、運転者の制動解除操作に基づいてアクチュエータ２０が制動時とは逆の方向に作動すると、制動状態から非制動状態（図１及び図２に示す状態）になる。
【００７２】
アクチュエータ２０が作動して、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａに進入すると、レバー４０は連結シャフト２２に引っ張られて回動する。アクチュエータ２０がロッド２１を進入させる力は、レバー４０を介して偏心カム５１の偏心部５３に伝達される。
【００７３】
偏心カム５１は、レバー４０を介して伝達された力によって、偏心部５３が回転軸Ａ１を中心とする円弧状に回動することによって他方向（図１では反時計回り）に回転する。これにより、一対のリンクアーム３０の一端部３１は、互いに近接する方向に移動する。よって、一対のリンクアーム３０の他端部３３は、互いに離間する方向に移動する。これにより、ブレーキライニング２がブレーキディスク１ａから離間して、車輪１の制動が解除される。
【００７４】
次に、図３Ａから図５を参照して、パーキングブレーキユニット１０１の作用について説明する。
【００７５】
図３Ａに示す状態は、圧力室１０５に圧縮空気が供給されて、パーキングブレーキユニット１０１によってブレーキ装置１００が非制動状態にされている状態である。車両が駐車しているときに、運転者若しくは作業者の操作に基づいて図３Ａに示す状態から給排通路１０６を通じて圧力室１０５内の圧縮空気を排出すると、図４に示す状態になる。
【００７６】
このとき、付勢ばね１１８の付勢力が圧力室１０５内の圧縮空気の圧力による力に打ち勝って、第１ピストン１１０がアクチュエータ２０に近付く方向（図４では右方向）に移動する。第１ピストン１１０と第２ピストン１２０とは、係合部材１３０によって係合しているため、第２ピストン１２０もまた、アクチュエータ２０に近付く方向に移動する。よって、第２ピストン１２０がアクチュエータ２０のロッド２１を背後から押圧して移動させ、レバー４０を介して偏心カム５１を回転させる。したがって、ブレーキ装置１００は制動状態になる。つまり、第２ピストン１２０は、ロッド２１及びレバー４０を介して偏心カム５１を回転させて、ブレーキライニング２を移動させる。
【００７７】
このように、第１ピストン１１０は、圧力室１０５内の圧縮空気が排出されると、第１ピストン１１０が付勢ばね１１８の付勢力によって移動する。これにより、係合部材１３０を介して第１ピストン１１０に係合する第２ピストン１２０は、ブレーキ装置１００のアクチュエータ２０のロッド２１を、ブレーキ装置１００が制動状態となる方向に移動させる。よって、パーキングブレーキユニット１０１は、圧力室１０５内の圧縮空気を排出するとブレーキ装置１００を制動状態に切り換える。したがって、ポジティブブレーキに適用可能なパーキングブレーキユニット１０１を提供することができる。
【００７８】
ここで、圧縮空気を供給する空気圧回路に何らかのトラブルが発生して圧力室１０５内に圧縮空気を供給できなくなった場合には、パーキングブレーキユニット１０１がブレーキ装置１００を制動状態にした状態が維持される。このような場合に、作業者が付勢ばね１２８の付勢力に抗して解除ロッド１４０を第２ピストン１２０内に押し込むと、図５に示す状態になる。
【００７９】
解除ロッド１４０が第２ピストン１２０内に押し込まれて、第１ピストン１１０の第１係合溝１１３と第２ピストン１２０の第２係合溝１２３と解除ロッド１４０の第３係合溝１４３とが全て連通すると、係合部材１３０は、付勢ばね１１８の付勢力を受けて第１係合溝１１３の曲面部１１３ａによって押し出される。これにより、第２係合溝１２３と第３係合溝１４３とが係合し、第２係合溝１２３と第１係合溝１１３との係合は解除される。よって、第２ピストン１２０は、第１ピストン１１０に対して軸方向に摺動可能となる。
【００８０】
これにより、第２ピストン１２０は、付勢ばね１１８の付勢力が第１ピストン１１０に作用している状態であっても、自由に進退することができる。よって、アクチュエータ２０の操作によってブレーキ装置１００を制動状態から非制動状態に切り換えることが可能である。したがって、圧縮空気を供給する空気圧回路に何らかのトラブルが発生して圧力室１０５内に圧縮空気を供給できなくなった場合であっても、ブレーキ装置１００を制動状態から非制動状態に切り換えることが可能である。
【００８１】
圧縮空気を供給する空気圧回路が復旧した場合には、給排通路１０６を通じて圧力室１０５に圧縮空気を供給する。このとき、圧力室１０５内の圧縮空気の圧力による力が付勢ばね１１８の付勢力に打ち勝って、第１ピストン１１０がアクチュエータ２０から離れる方向に移動する。
【００８２】
第１ピストン１１０が移動して、第１ピストン１１０の第１係合溝１１３と第２ピストン１２０の第２係合溝１２３と解除ロッド１４０の第３係合溝１４３とが全て連通すると、係合部材１３０は、付勢ばね１２８の付勢力を受けて第３係合溝１４３の傾斜部１４３ａによって押し出され、第２係合溝１２３と第１係合溝１１３とを係合させる。これにより、第２係合溝１２３と第３係合溝１４３との係合は解除される。よって、第２ピストン１２０は、第１ピストン１１０に係合して、一体に軸方向に摺動可能となる。
【００８３】
このように、圧縮空気を供給する空気圧回路が復旧した場合には、給排通路１０６を通じて圧力室１０５に圧縮空気を供給するだけで、パーキングブレーキユニット１０１が圧力室１０５への圧縮空気の給排によって制動状態と非制動状態との切り換えが可能な作動状態に復旧する。
【００８４】
以上の第１の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００８５】
第１ピストン１１０は、圧力室１０５に供給される圧縮空気の圧力によって第１方向に移動し、付勢ばね１１８の付勢力によって第１方向とは逆の第２方向に移動する。そのため、圧力室１０５内の圧縮空気が排出されると、第１ピストン１１０が付勢ばね１１８の付勢力によって第２方向に移動する。これにより、係合部材１３０を介して第１ピストン１１０に係合する第２ピストン１２０は、ブレーキ装置１００のアクチュエータ２０のロッド２１を、車輪１が制動状態となる方向に移動させる。したがって、ポジティブブレーキに適用可能なパーキングブレーキユニット１０１を提供することができる。
【００８６】
また、解除ロッド１４０が付勢ばね１２８の付勢力に抗して第２ピストン１２０内に押し込まれると、係合部材１３０は、第２係合溝１２３と第３係合溝１４３とを係合させて第１係合溝１１３との係合を解除する。これにより、第２ピストン１２０は、第１ピストン１１０に対して軸方向に摺動可能となる。よって、アクチュエータ２０の操作によってブレーキ装置１００を制動状態から非制動状態に切り換えることが可能である。したがって、圧縮空気を供給する空気圧回路に何らかのトラブルが発生して圧力室１０５内に圧縮空気を供給できなくなった場合であっても、ブレーキ装置１００を制動状態から非制動状態に切り換えることが可能である。
【００８７】
（第２の実施形態）
以下、図６から図９を参照して、本発明の第２の実施形態に係るパーキングブレーキユニット２０１について説明する。なお、以下に示す各実施形態では、前述した第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００８８】
第２の実施形態では、ブレーキ装置２００のアクチュエータ２０とパーキングブレーキユニット２０１との取り付け位置が異なる点で、第１の実施形態と相違する。
【００８９】
まず、図６を参照して、パーキングブレーキユニット２０１が適用されるブレーキ装置２００の全体構成について説明する。
【００９０】
ブレーキ装置２００は、ブレーキ本体１０と、ブレーキ本体１０に対して一端部３１と他端部３３との間の支持部３２が回動可能に支持される一対のリンクアーム３０と、一対のリンクアーム３０の一端部３１どうしを連結する連結部材としての連結ロッド３５と、連結ロッド３５に取り付けられ、出力部材としてのロッド２１を進退させるアクチュエータ２０と、アクチュエータ２０のロッド２１に回動可能に連結されロッド２１の進退によって回動するレバー４０と、一対のリンクアーム３０の一端部３１のうち少なくとも一方に設けられ、レバー４０の回動によって伝達される力を倍力して支持部３２を支点にリンクアーム３０を回動させる倍力ユニット５０と、駐車時に車輪１を制動状態にするパーキングブレーキユニット２０１と、を備える。
【００９１】
アクチュエータ２０は、リンクアーム３０の一端部３１よりも支持部３２に近い位置に設けられる。つまり、アクチュエータ２０は、連結ロッド３５と一対のリンクアーム３０とによって囲まれる領域の内側に設けられる。
【００９２】
パーキングブレーキユニット２０１は、連結ロッド３５を挟んでアクチュエータ２０と対向して設けられる。このように、連結ロッド３５を挟んでアクチュエータ２０とパーキングブレーキユニット２０１とが設けられるため、重量バランスを良好にすることができる。
【００９３】
次に、主に図７を参照して、パーキングブレーキユニット２０１の構成について説明する。
【００９４】
パーキングブレーキユニット２０１は、連結ロッド３５に取り付けられるハウジング２０２と、背面に画成される圧力室１０５に供給される圧縮空気の圧力によってハウジング２０２内を第１方向に移動する第１ピストン２１０と、第１方向とは逆の第２方向に第１ピストン２１０を付勢する第１付勢部材としての付勢ばね１１８と、第１ピストン２１０の内周に摺動自在に設けられる第２ピストン２２０と、車輪１を制動可能な作動状態では第１ピストン２１０と第２ピストン２２０とを係合させ、解除操作が行われると第１ピストン２１０との係合を解除する係合部材１３０と、第２ピストン２２０の内周に摺動自在に設けられる解除部材としての解除ロッド１４０と、を備える。
【００９５】
ここでは、アクチュエータ２０のロッド２１を引っ張ってブレーキ装置２００を非制動状態から制動状態に切り換える方向（図７では左方向）が第２方向であり、ブレーキ装置２００を制動状態から非制動状態に切り換える方向（図７では右方向）が第１方向である。
【００９６】
パーキングブレーキユニット２０１は、ブレーキ装置２００を制動状態に切り換えるときに、アクチュエータ２０のロッド２１を引っ張る必要がある。そのため、ハウジング２０２と第１ピストン２１０は、第１の実施形態におけるハウジング１０２と第１ピストン１１０とは逆に設けられる。具体的には、第１の実施形態ではハウジング１０２の第１底面部１０２ｂを第２ピストン１２０が挿通し、第２底面部１０２ｃを解除ロッド１４０が挿通していたのに対して、第２の実施形態では、ハウジング２０２の第２底面部１０２ｃを第２ピストン２２０が挿通し、第１底面部１０２ｂを解除ロッド１４０が挿通する。
【００９７】
また、第２ピストン２２０の先端は、図６に示すように溝部２２０ａを有するＵ字状に形成される。これにより、アクチュエータ２０が作動して、ロッド２１がアクチュエータ本体２０ａから退出しても、連結シャフト２２は溝部２２０ａに進入するため、第２ピストン２２０は押圧されない。一方、パーキングブレーキユニット２０１の圧力室１０５に圧縮空気が供給されると、第２ピストン２２０は連結シャフト２２を引っ張ることが可能である。
【００９８】
次に、図７から図９を参照して、パーキングブレーキユニット２０１の作用について説明する。
【００９９】
図７に示すのは、圧力室１０５に圧縮空気が供給されて、パーキングブレーキユニット２０１によってブレーキ装置２００が非制動状態にされている状態である。車両が駐車しているときに、運転者若しくは作業者の操作に基づいて図７に示す状態から給排通路１０６を通じて圧力室１０５内の圧縮空気を排出すると、図８に示す状態になる。
【０１００】
このとき、付勢ばね１１８の付勢力が圧力室１０５内の圧縮空気の圧力による力に打ち勝って、第１ピストン２１０がアクチュエータ２０から離れる方向（図８では左方向）に移動する。第１ピストン２１０と第２ピストン２２０とは、係合部材１３０によって係合しているため、第２ピストン２２０もまた、アクチュエータ２０から離れる方向に移動する。よって、第２ピストン２２０がアクチュエータ２０のロッド２１を引っ張って移動させ、ブレーキ装置２００は制動状態になる。
【０１０１】
このように、第１ピストン２１０は、圧力室１０５内の圧縮空気が排出されると、第１ピストン２１０が付勢ばね１１８の付勢力によって移動する。これにより、係合部材１３０を介して第１ピストン２１０に係合する第２ピストン２２０は、ブレーキ装置２００のアクチュエータ２０のロッド２１を、ブレーキ装置２００が制動状態となる方向に移動させる。よって、パーキングブレーキユニット２０１は、圧力室１０５内の圧縮空気を排出するとブレーキ装置２００を制動状態に切り換える。したがって、ポジティブブレーキに適用可能なパーキングブレーキユニット２０１を提供することができる。
【０１０２】
ここで、圧縮空気を供給する空気圧回路に何らかのトラブルが発生して圧力室１０５内に圧縮空気を供給できなくなった場合には、パーキングブレーキユニット２０１がブレーキ装置２００を制動状態にした状態が維持される。このような場合に、作業者が付勢ばね１２８の付勢力に抗して解除ロッド１４０を第２ピストン２２０内に押し込むと、図９に示す状態になる。
【０１０３】
解除ロッド１４０が第２ピストン２２０内に押し込まれて、第１ピストン２１０の第１係合溝１１３と第２ピストン２２０の第２係合溝１２３と解除ロッド１４０の第３係合溝１４３とが全て連通すると、係合部材１３０は、付勢ばね１１８の付勢力を受けて第１係合溝１１３の曲面部１１３ａによって押し出される。これにより、第２係合溝１２３と第３係合溝１４３とが係合し、第２係合溝１２３と第１係合溝１１３との係合は解除される。よって、第２ピストン２２０は、第１ピストン２１０に対して軸方向に摺動可能となる。
【０１０４】
これにより、第２ピストン２２０は、付勢ばね１１８の付勢力が第１ピストン２１０に作用している状態であっても、自由に進退することができる。よって、アクチュエータ２０の操作によってブレーキ装置２００を制動状態から非制動状態に切り換えることが可能である。したがって、圧縮空気を供給する空気圧回路に何らかのトラブルが発生して圧力室１０５内に圧縮空気を供給できなくなった場合であっても、ブレーキ装置２００を制動状態から非制動状態に切り換えることが可能である。
【０１０５】
以上の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第２の実施形態では、パーキングブレーキユニット２０１は、連結ロッド３５を挟んでアクチュエータ２０と対向して設けられる。このように、連結ロッド３５を挟んでアクチュエータ２０とパーキングブレーキユニット２０１とが設けられるため、重量バランスを良好にすることができる。
【０１０６】
圧縮空気を供給する空気圧回路が復旧した場合には、給排通路１０６を通じて圧力室１０５に圧縮空気を供給する。このとき、圧力室１０５内の圧縮空気の圧力による力が付勢ばね１１８の付勢力に打ち勝って、第１ピストン２１０がアクチュエータ２０に近付く方向に移動する。
【０１０７】
第１ピストン２１０が移動して、第１ピストン２１０の第１係合溝１１３と第２ピストン２２０の第２係合溝１２３と解除ロッド１４０の第３係合溝１４３とが全て連通すると、係合部材１３０は、付勢ばね１２８の付勢力を受けて第３係合溝１４３の傾斜部１４３ａによって押し出され、第２係合溝１２３と第１係合溝１１３とを係合させる。これにより、第２係合溝１２３と第３係合溝１４３との係合は解除される。よって、第２ピストン２２０は、第１ピストン２１０に係合して、一体に軸方向に摺動可能となる。
【０１０８】
このように、圧縮空気を供給する空気圧回路が復旧した場合には、給排通路１０６を通じて圧力室１０５に圧縮空気を供給するだけで、パーキングブレーキユニット２０１が圧力室１０５への圧縮空気の給排によって制動状態と非制動状態との切り換えが可能な作動状態に復旧する。
【０１０９】
（第３の実施形態）
以下、図１０及び図１１を参照して、本発明の第３の実施形態に係るパーキングブレーキユニット３０１について説明する。
【０１１０】
上記第１の実施形態に係るパーキングブレーキユニット１０１では、第２ピストン１２０がアクチュエータ２０のロッド２１を背後から押圧して移動させることにより、レバー４０及びリンクアームを介してブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける。これにより、ブレーキ装置１００が制動状態になる。
【０１１１】
これに対して、パーキングブレーキユニット３０１では、レバー４０とは別にパーキングレバー３４０が偏心カム３５１に取り付けられる。第２ピストン３２０は、パーキングレバー３４０を介して偏心カム３５１を回転させ、ブレーキ装置３００が制動状態になる。このように、第３の実施形態では、第２ピストンが移動することにより、ロッドを移動させてレバーを回動させるのではなく、パーキングレバーを移動させることによって偏心カムを回転させてブレーキ装置を制動状態にする点において、第１の実施形態とは相違する。
【０１１２】
パーキングブレーキユニット３０１は、図１０に示すように、ハウジング１０２の円筒部１０２ａ（図３参照）がアクチュエータ本体２０ａの下部（図１０中下方向）に取り付けられる。つまり、パーキングブレーキユニット３０１は、偏心カム３５１の中心軸方向（図１０中上下方向）に沿ってブレーキ装置３００のアクチュエータ２０に並んで設けられる。ブレーキ装置３００の下部にある空間は一般にデッドスペースとなるため、アクチュエータ２０とパーキングブレーキユニット３０１とを偏心カム３５１の中心軸方向（車両の上下方向）に並んで設けることにより、デッドスペースを低減し省スペース化することができる。
【０１１３】
パーキングブレーキユニット３０１が適用されるブレーキ装置３００は、偏心カム３５１に取り付けられるパーキングレバー３４０を更に備える。
【０１１４】
偏心カム３５１は、パーキングレバー３４０の一端部３４０ａ（図１１参照）が連結され回転部５２の中心軸Ａ１からオフセットされた位置に中心軸を有する第２偏心部３５３を更に有する。第２偏心部３５３は、偏心カム３５１の２つの偏心部５３のうち下側（図１０中下側）に設けられる偏心部５３から軸方向に延び、中心軸が偏心部５３の中心軸Ａ２と同軸に配置されるように形成される。つまり、第２偏心部３５３は、ブレーキ装置３００の下部に向かって延びて設けられる。
【０１１５】
第２偏心部３５３は、回転部５２及び偏心部５３と一体形成されるものでもよいし、別体として形成され下側の偏心部５３に取り付けられるものでもよい。また、第２偏心部３５３の外径は、偏心部５３と同一でもよいし、異なってもよい。また、第２偏心部３５３の中心軸は、回転部５２の中心軸Ａ１からオフセットされた位置に配置されるものであれば、偏心部５３の中心軸Ａ２と同軸でなくてもよい。
【０１１６】
パーキングレバー３４０は、図１１に示すように、一端部３４０ａが第２偏心部３５３に固定して連結され、一端部３４０ａから離れた位置にある他端部３４０ｂが第２ピストン３２０によって押圧されるように設けられる。第２ピストン３２０によってパーキングレバー３４０の他端部３４０ｂが押圧されると、パーキングレバー３４０が回動し、パーキングレバー３４０を介して第２偏心部３５３が回転される。なお、図１１では、パーキングブレーキユニット３０１及びパーキングレバー３４０以外の構成の図示を省略する。
【０１１７】
第２ピストン３２０は、ローラ３２２が回転自在に取り付けられる円柱状の先端部３２１と、先端部３２１から軸方向に連続して形成される円筒状の円筒部１２２（図３参照）と、を有する。先端部３２１は、押圧部１２１と同様に、第１底面部１０２ｂの貫通孔１０２ｄからハウジング１０２の外部に突出する。
【０１１８】
第１ピストン１１０が第２方向（図１０中左方向）に移動して第２ピストン３２０が第１方向（図１０中右方向）へ移動すると、ローラ３２２を介してパーキングレバー３４０の他端部３４０ｂが押圧され、パーキングレバー３４０が回動する。これにより、偏心カム３５１の第２偏心部３５３が回転され、ブレーキライニング２が車輪１に押し付けられて、ブレーキ装置３００が制動状態になる。
【０１１９】
このように、パーキングブレーキユニット３０１では、第２ピストン３２０が移動すると、アクチュエータ２０のロッド２１及びレバー４０ではなくパーキングレバー３４０を介して偏心カム３５１が回転する。パーキングブレーキユニット３０１では、第２ピストン３２０は、パーキングレバー３４０を介して偏心カム３５１を回転させることによりブレーキライニング２を車輪１に向けて移動させて、ブレーキ装置３００を制動状態にする。
【０１２０】
ブレーキの制動を解除する際には、圧力室１０５内に圧縮空気を供給して、第２ピストン３２０をハウジング１０２内に押し込む。この状態で運転者によって制動解除操作が行われることにより、偏心カム３５１はブレーキ装置３００が非制動状態になる方向に回転して、ブレーキライニング２がブレーキディスク１ａから離間する。このようにして、車輪１の制動が解除される。
【０１２１】
以上のように、パーキングブレーキユニット３０１は、第２ピストン３２０が第２偏心部３５３に取り付けられるパーキングレバー３４０を回動させることにより、偏心カム３５１を回転させて、ブレーキ装置３００を制動状態にする。偏心カム３５１にブレーキ装置３００の下部に向かって延びる第２偏心部３５３が形成されることにより、パーキングブレーキユニット３０１をブレーキ装置３００の下部に設けることができる。したがって、ブレーキ装置３００周辺のデッドスペースを低減し、省スペース化することができる。
【０１２２】
上記第３の実施形態では、パーキングレバー３４０を回動させて偏心カム３５１を回転させることによりブレーキ装置３００を制動状態にする。このため、パーキングレバー３４０の取付位置及び第２偏心部３５３に対するパーキングレバー３４０の取付角度を調整することにより、パーキングブレーキユニット３０１の取付位置を任意に決めることができる。つまり、スペースに合わせてパーキングブレーキユニット３０１の位置を調整することができる。
【０１２３】
例えば、パーキングブレーキユニット３０１の設置スペースを確保できる場合には、第２偏心部３５３を偏心カム３５１の上部側に設け、ブレーキ装置３００の上部にパーキングブレーキユニット３０１を設けてもよい。また、例えば、パーキングレバー３４０の取付角度を調整することにより、第２ピストン３２０の進退方向が図１０における紙面垂直方向に延びるようにパーキングブレーキユニット３０１を設けてもよい。
【０１２４】
また、上記第３の実施形態では、パーキングブレーキユニット３０１は、パーキングレバー３４０の他端部３４０ｂを押圧することによりパーキングレバー３４０を回動させて、偏心カム３５１を回転させる。これに代えて、上記第２実施形態のように、パーキングブレーキユニット３０１は、第２ピストン３２０が移動してパーキングレバー３４０の他端部３４０ｂを引っ張ることにより、偏心カム３５１を回転させてもよい。つまり、上記第２の実施形態と上記第３の実施形態とを組み合わせてもよい。
【０１２５】
以上の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第３の実施形態では、パーキングブレーキユニット３０１は、偏心カム３５１の第２偏心部３５３に取り付けられるパーキングレバー３４０を第２ピストン３２０が押圧することにより、パーキングレバー３４０を介して偏心カム３５１を回転させる。パーキングブレーキユニット３０１をブレーキ装置３００のアクチュエータ２０と軸方向に並んで設けた場合であってもブレーキ装置３００を制動状態にすることができるため、パーキングブレーキユニット３０１の取付位置の自由度が向上する。このため、パーキングブレーキユニット３０１をブレーキ装置３００の下部にあるデッドスペースに設けることができ、ブレーキ装置３００周辺を省スペース化することができる。
【０１２６】
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【０１２７】
第１、第２及び第３の実施形態では、車輪１とともに回転するブレーキディスク１ａに圧縮空気の供給によってアクチュエータ２０の出力部材としてのロッド２１がブレーキライニング２を押しつけて車輪１を制動するブレーキ装置１００，２００，３００のパーキングブレーキユニット１０１，２０１，３０１は、筒状に形成されて内周に第１係合部（第１係合溝１１３）を有し、背面に画成される圧力室１０５に供給される圧縮空気の圧力によって第１方向に移動する第１ピストン１１０，２１０と、第１方向とは逆の第２方向に第１ピストン１１０，２１０を付勢する付勢ばね１１８と、第１ピストン１１０，２１０の内周に摺動自在に設けられて外周に第２係合部（第２係合溝１２３）を有する第２ピストン１２０，２２０，３２０と、第１係合部（第１係合溝１１３）と第２係合部（第２係合溝１２３）とを係合させる係合部材１３０と、を備え、第２ピストン１２０，２２０，３２０は、第１ピストン１１０，２１０が第２方向へ移動するとブレーキライニング２を車輪１が制動状態となる方向に移動させる。
【０１２８】
この構成では、第１ピストン１１０，２１０は、圧力室１０５に供給される圧縮空気の圧力によって第１方向に移動し、付勢ばね１１８の付勢力によって第１方向とは逆の第２方向に移動する。そのため、圧力室１０５内の圧縮空気が排出されると、第１ピストン１１０，２１０が付勢ばね１１８の付勢力によって第２方向に移動する。これにより、係合部材１３０を介して第１ピストン１１０，２１０に係合する第２ピストン１２０，２２０，３２０は、ブレーキライニング２をブレーキディスク１ａに向けて車輪１が制動状態となる方向に移動させる。したがって、ポジティブブレーキに適用可能なパーキングブレーキユニット１０１，２０１，３０１を提供することができる。
【０１２９】
また、第１、第２及び第３の実施形態では、第１係合部は、第１ピストン１１０，２１０の内周に円弧状に形成される第１係合溝１１３であり、第２係合部は、第２ピストン１２０，２２０，３２０の外周の第１係合溝１１３に対応する周方向の位置に円弧状に形成される第２係合溝１２３であり、係合部材１３０は、円形断面を有し第１係合溝１１３及び第２係合溝１２３に対応する円弧状に形成される。
【０１３０】
この構成では、係合部材１３０は、第１係合溝１１３及び第２係合溝１２３に対して円弧による線接触又は面接触をする。したがって、第１ピストン１１０，２１０から第２ピストン１２０，２２０，３２０に効率的に力を伝達することができ、接触部の面圧が低減されるため、耐久性を向上させることができる。
【０１３１】
また、第１、第２及び第３の実施形態では、第２ピストン１２０，２２０，３２０の内周に摺動自在に設けられて外周に第３係合溝１４３を有する解除ロッド１４０を更に備え、第２係合溝１２３は、第２ピストン１２０，２２０，３２０を径方向に貫通して形成され、係合部材１３０は、解除操作が行われると第２係合溝１２３と第３係合溝１４３とを係合させて第１係合溝１１３との係合を解除する。
【０１３２】
また、第１、第２及び第３の実施形態では、第２ピストン１２０，２２０，３２０に対して解除ロッド１４０を軸方向に付勢する付勢ばね１２８を更に備え、係合部材１３０は、解除ロッド１４０が付勢ばね１２８の付勢力に抗して第２ピストン１２０，２２０，３２０内に押し込まれると、第２係合溝１２３と第３係合溝１４３とを係合させて第１係合溝１１３との係合を解除する。
【０１３３】
これらの構成では、解除ロッド１４０が付勢ばね１２８の付勢力に抗して第２ピストン１２０，２２０，３２０内に押し込まれると、係合部材１３０は、第２係合溝１２３と第３係合溝１４３とを係合させて第１係合溝１１３との係合を解除する。これにより、第２ピストン１２０，２２０，３２０は、第１ピストン１１０，２１０に対して軸方向に摺動可能となる。よって、ブレーキ装置１００，２００，３００のアクチュエータ２０の操作によって車輪１を制動状態から非制動状態に切り換えることが可能である。したがって、圧縮空気を供給する空気圧回路に何らかのトラブルが発生して圧力室１０５内に圧縮空気を供給できなくなった場合であっても、車輪１を制動状態から非制動状態に切り換えることが可能である。
【０１３４】
また、第１、第２及び第３の実施形態では、ブレーキ装置１００，２００，３００は、車体又は台車に支持されるブレーキ本体１０と、ブレーキ本体１０に対して一端部３１と他端部３３との間の支持部３２が回動可能に支持されてブレーキディスク１ａの両面に臨んで各々設けられ、他端部３３がブレーキライニング２を支持する一対のリンクアーム３０と、一対のリンクアーム３０の一端部３１どうしを連結する連結ロッド３５と、アクチュエータ２０のロッド２１に回動可能に連結されロッド２１の進退によって回動するレバー４０と、レバー４０の回動によって回転軸Ａ１を中心に回転する回転部５２と回転軸Ａ１からオフセットされた位置に中心軸Ａ２を有しレバー４０の回動によって回転軸Ａ１を中心として円弧状に回動して一対のリンクアーム３０の各々の一端部３１の間の距離を拡縮する偏心部５３とを有する偏心カム５１，３５１と、を備え、偏心カム５１，３５１は、第２ピストン１２０，２２０，３２０の進退によって回転する。
【０１３５】
この構成によれば、偏心カム５１，３５１は、レバー４０の両端部の間の距離Ｌ１と、回転軸Ａ１から偏心部５３の中心軸Ａ２までの距離Ｌ２とのレバー比によって、ロッド２１からレバー４０を介して伝達される力をＬ１／Ｌ２倍に倍力してリンクアーム３０に伝達する。よって、大型のアクチュエータを設けることなく、大きな制動力を得ることができる。したがって、ブレーキ装置１００，２００，３００の小型軽量化が可能である。
【０１３６】
また、第１及び第２の実施形態では、第２ピストン１２０は、第１ピストン１１０が第１方向へ移動するとロッド２１を車輪１が制動状態となる方向に移動させる。
【０１３７】
また、第２の実施形態では、パーキングブレーキユニット２０１は、連結ロッド３５を挟んでアクチュエータ２０と対向して設けられる。
【０１３８】
この構成では、連結ロッド３５を挟んでアクチュエータ２０とパーキングブレーキユニット２０１とが設けられるため、重量バランスを良好にすることができる。
【０１３９】
また、第３の実施形態では、ブレーキ装置３００が、偏心カム３５１に連結されるパーキングレバー３４０を更に備え、偏心カム３５１が、パーキングレバー３４０の一端部３４０ａが連結され回転部５２の中心軸Ａ１からオフセットされた位置に中心軸を有する第２偏心部３５３を更に有し、第２ピストン３２０が、第１ピストン１１０が第２方向へ移動するとパーキングレバー３４０を回動させて、車輪１が制動状態となる方向に偏心カム３５１を回転させる。
【０１４０】
この構成では、パーキングブレーキユニット３０１をブレーキ装置３００のアクチュエータ２０と軸方向に並んで設けることができるため、パーキングブレーキユニット３０１の取付位置の自由度が向上する。よって、ブレーキ装置３００周辺を省スペース化することができる。
【０１４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１４２】
例えば、アクチュエータ２０のロッド２１やレバー４０を、連結ロッド３５に取り付けられるカバー部材（図示省略）で覆ってもよい。これにより、ブレーキ装置１００，２００，３００の作動時に動作するロッド２１やレバー４０を保護することができる。
【０１４３】
また、上記実施形態では、パーキングブレーキユニット１０１，２０１，３０１によってブレーキ装置１００，２００，３００の偏心カム５１，３５１を回転させているが、これに代えて、パーキングブレーキ用の偏心カムをブレーキ装置１００，２００，３００の偏心カム５１，３５１とは別に設けてもよい。
【０１４４】
また、上記実施形態では、ブレーキ装置１００，２００，３００にパーキングブレーキユニット１０１，２０１，３０１が取り付けられている。これに代えて、パーキングブレーキユニット１０１，２０１，３０１は、例えば台車や車体に取り付けられてブレーキ装置１００，２００，３００とは別置きとし、アクチュエータ２０のロッド２１またはパーキングレバー３４０をリンク（図示省略）を介して作動させてもよい。
【０１４５】
本願は２０１４年８月１８日に日本国特許庁に出願された特願２０１４−１６６０４４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
0006514642.tif 000006
【図５】
0006514642.tif 000007
【図６】
0006514642.tif 000008
【図７】
0006514642.tif 000009
【図８】
0006514642.tif 000010
【図９】
0006514642.tif 000011
【図１０】
0006514642.tif 000012
【図１１】
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