(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摩擦力を付与するブレーキ装置であって、
車体又は台車に支持されるブレーキ本体と、
前記ブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与可能なブレーキライニングと、
前記ブレーキ本体に対して進退し、前記ブレーキライニングを前記ブレーキディスクに押圧するピストンと、
前記ピストンの背面に設けられ、作動流体の圧力によって弾性変形して前記ピストンを進退させる弾性膜と、
前記弾性膜を弾性変形させる作動流体が給排される圧力室を前記弾性膜との間に画成する蓋部材と、を備え、
前記弾性膜は、前記蓋部材に向かって突出する突起部を有することを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
制動解除時に前記ブレーキディスクに対する前記ブレーキライニングの相対位置を一定に調整するアジャスタを更に備え、
前記突起部は、制動解除時に前記アジャスタによって前記ブレーキライニングの位置が調整されたときには、前記蓋部材に当接しないことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
車輪とともに回転するブレーキディスクに摩擦力を付与するブレーキ装置であって、
車体又は台車に支持されるブレーキ本体と、
前記ブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与可能なブレーキライニングと、
前記ブレーキ本体に対して進退し、前記ブレーキライニングを前記ブレーキディスクに押圧するピストンと、
前記ピストンの背面に設けられ、作動流体の圧力によって弾性変形して前記ピストンを進退させる弾性膜と、
前記弾性膜を弾性変形させる作動流体が給排される圧力室を前記弾性膜との間に画成する蓋部材と、を備え、
前記弾性膜と前記蓋部材との少なくともいずれか一方は、他方に向かって突出する突起部を有し、
前記突起部は、前記圧力室内の作動流体の流れを許容する流体通路を有することを特徴とするブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪とともに回転するブレーキディスクに摩擦力を付与して車輪の回転を制動するブレーキ装置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キャリパブレーキ装置が用いられている。特許文献１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。キャリパブレーキ装置では、制動に伴う制輪子の摩耗量が一定に達すると、新しい制輪子に交換される。
【０００３】
特許文献１のキャリパブレーキ装置には、制動解除時に制輪子とディスクとの隙間を一定に調整する隙間調整機構が設けられる。そのため、制輪子が摩耗するほど、制輪子を支持するガイドプレートはディスクに近付くこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６０２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、摩耗した制輪子を取り外して新しい制輪子を取り付けるためには、隙間調整機構の作用によってディスクに近付いていたガイドプレートを、初期位置に戻す必要がある。このとき、ガイドプレートを無理に押し戻そうとすると、キャリパブレーキ装置の機構部分に大きな力が作用するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブレーキライニングの交換時の安全性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ブレーキ装置が、車体又は台車に支持されるブレーキ本体と、ブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与可能なブレーキライニングと、ブレーキ本体に対して進退し、ブレーキライニングをブレーキディスクに押圧するピストンと、ピストンの背面に設けられ、作動流体の圧力によって弾性変形してピストンを進退させる弾性膜と、弾性膜を弾性変形させる作動流体が給排される圧力室を画成する蓋部材と、を備え、弾性膜は、蓋部材に向かって突出する突起部を有することを特徴とする。
【０００８】
第１の発明では、ブレーキライニングの交換時に、ブレーキライニングを初期位置に押し戻そうとして後退させると、弾性膜の突起部が、蓋部材に当接する。よって、ブレーキライニングを無理に押し戻そうとしてブレーキ装置の機構部分に大きな力が作用することが防止される。
【０００９】
第２の発明は、制動解除時にブレーキディスクに対するブレーキライニングの相対位置を一定に調整するアジャスタを更に備え、突起部が、制動解除時に蓋部材に当接しないことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明では、突起部は、ブレーキ装置の制動解除時には、蓋部材に当接しない。よって、突起部が、ブレーキ装置の制動動作に影響を及ぼすことはない。
【００１１】
第３の発明は、ブレーキ装置が、車体又は台車に支持されるブレーキ本体と、ブレーキディスクに摺接して摩擦力を付与可能なブレーキライニングと、ブレーキ本体に対して進退し、ブレーキライニングをブレーキディスクに押圧するピストンと、ピストンの背面に設けられ、作動流体の圧力によって弾性変形してピストンを進退させる弾性膜と、弾性膜を弾性変形させる作動流体が給排される圧力室を画成する蓋部材と、を備え、弾性膜と蓋部材とのいずれか一方は、他方に向かって突出する突起部を有し、突起部が、圧力室内の作動流体の流れを許容する流体通路を有することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明では、流体通路が設けられることによって、圧力室内を作動流体が流れやすくできるため、ブレーキ装置の応答性を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ブレーキライニングの交換時の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るブレーキ装置の平面図である。
【図２】図１における正面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３におけるアジャスタの拡大図である。
【図５】図３におけるＢ矢視図であり、弾性膜の突起部のみを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るブレーキ装置を説明する断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るブレーキ装置を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（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の実施形態に係るブレーキ装置１００について説明する。
【００１７】
まず、図１及び図２を参照して、ブレーキ装置１００の全体構成について説明する。ブレーキ装置１００は、作動流体として圧縮空気が用いられる鉄道車両用の空気圧ブレーキである。圧縮空気に代えて、作動油など他の作動流体を用いてもよい。ブレーキ装置１００は、フローティング式であるが、対向ピストン式であってもよい。
【００１８】
ブレーキ装置１００は、車輪５とともに回転するブレーキディスク６に摩擦力を付与するものである。具体的には、ブレーキ装置１００は、ブレーキディスク６をその両面から一対のブレーキライニング７で挟持し、ブレーキディスク６とブレーキライニング７との間の摩擦力によって車輪５の回転を制動する。
【００１９】
ブレーキディスク６は、車輪５の表裏両面に形成されて車輪５と一体に回転する。ブレーキディスク６を車輪５と一体に形成する構成に代えて、車輪５とともに回転する別体のブレーキディスク６を設けてもよい。
【００２０】
ブレーキ装置１００は、台車（図示省略）に支持されるブレーキ本体１０と、ブレーキディスク６に摺接して摩擦力を付与可能な一対のブレーキライニング７と、ブレーキライニング７を支持するガイドプレート８と、ガイドプレート８をブレーキ本体１０に進退自在に支持する一対のアンカピン４３と、圧縮空気の圧力によってブレーキライニング７をブレーキディスク６に押圧する押圧機構５０と、を備える。
【００２１】
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、支持枠２０を介して台車（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。
【００２２】
ブレーキ本体１０は、図１に示すように、ブレーキディスク６に跨るようにして延びる第一キャリパアーム１２及び第二キャリパアーム１４と、第一キャリパアーム１２と第二キャリパアーム１４とを連結するヨーク部１３と、ブレーキ本体１０を台車上に支持するための一対のブラケット部１５と、を備える。
【００２３】
ブレーキ本体１０は、図２に示すように、上スライドピン３０と下スライドピン３２とによって支持枠２０に対して摺動可能にフローティング支持される。
【００２４】
上スライドピン３０と下スライドピン３２とは、支持枠２０を貫通して設けられる。上スライドピン３０と下スライドピン３２との両端部は、ブレーキ本体１０のブラケット部１５に各々連結される。ブレーキ本体１０は、上スライドピン３０と下スライドピン３２との軸方向への相対移動が可能なように支持枠２０に支持される。上スライドピン３０と下スライドピン３２との露出部は、図１に示すように、ゴム製のブーツ３４によって覆われ、ダスト等から保護されている。
【００２５】
ブレーキライニング７は、非制動時には、ブレーキディスク６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７は、制動時には、押圧機構５０による押圧力を受けてブレーキディスク６に向かって移動し、ブレーキディスク６に平行に当接して押圧される。
【００２６】
ブレーキライニング７は、ガイドプレート８に固定される裏板部７ａと、制動時にブレーキディスク６に当接する摩擦部材７ｂと、を有する。摩擦部材７ｂは、複数のセグメントからなり、裏板部７ａの表面に固定される。ブレーキライニング７は、摩擦部材７ｂとブレーキディスク６との当接によって発生する摩擦力によって、車輪５の回転を制動する。
【００２７】
ガイドプレート８は、長手方向に沿って形成されブレーキライニング７の裏板部７ａが係合するアリ溝８ａを有する。ガイドプレート８は、長手方向の両端部が、一対のアンカピン４３によってブレーキ本体１０に支持される。一方のアンカピン４３は、ガイドプレート８の一端（図２では上端）をブレーキ本体１０に回動可能に支持し、他方のアンカピン４３は、ガイドプレート８の他端（図２では下端）をブレーキ本体１０に係止する。アンカピン４３を有するアジャスタ４０については、あとで図４を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
次に、主に図３から図５を参照して、ブレーキ本体１０の内部構造について説明する。
【００２９】
ブレーキ本体１０には、長手方向の両端部に配置される一対のアジャスタ４０と、一対のアジャスタ４０の間に配置される押圧機構５０と、が設けられる。
【００３０】
アジャスタ４０は、制動解除時にブレーキディスク６に対するブレーキライニング７の相対位置を一定に調整するものである。アジャスタ４０は、アンカボルト４２によってブレーキ本体１０の上下端部にそれぞれ締結される。
【００３１】
アジャスタ４０は、アンカボルト４２によってブレーキ本体１０に固定されるライニング受け４１と、ライニング受け４１に対して進退可能に設けられてブレーキライニング７をブレーキ本体１０に支持するアンカピン４３と、ブレーキライニング７をブレーキディスク６から離間する方向に付勢する戻しばね４４と、制動解除時にブレーキライニング７とブレーキディスク６との隙間を一定に調整する隙間調整機構４５と、を備える。
【００３２】
アンカピン４３は、略有底円筒状に形成される。アンカピン４３は、ガイドプレート８に係合する鍔部４３ｂを有する。アンカピン４３は、その底部４３ａがライニング受け４１から突出して設けられ、鍔部４３ｂがガイドプレート８の両端部に嵌まることによって、ブレーキライニング７を支持する。
【００３３】
アンカピン４３は、ブレーキライニング７がブレーキディスク６に近接する際に、ブレーキライニング７とともに変位するガイドプレート８によってライニング受け４１から引き出されて軸方向に変位する。アンカピン４３は、ブレーキライニング７がブレーキディスク６に摺接する制動時に、摩擦力によってブレーキディスク６がブレーキライニング７を周方向に移動させようとするのに抗して、ブレーキライニング７を保持する。
【００３４】
アンカピン４３の内周には、図４に示すように、戻しばね４４と隙間調整機構４５とが収装される。アンカピン４３は、開口端部付近の内周に平ワッシャ４３ｃを有する。アンカピン４３において摺動時に外部に露出する摺動部は、ゴム製のブーツ４７によって覆われ、ダスト等から保護されている。
【００３５】
戻しばね４４は、アンカピン４３の内周に圧縮して介装されるコイルばねである。ブレーキ装置１００が制動状態から非制動状態になったときには、戻しばね４４の付勢力によって、アンカピン４３の鍔部４３ｂがガイドプレート８を介してブレーキライニング７を押し戻し、ブレーキライニング７をブレーキディスク６から所定の距離だけ離間させる。これにより、制動解除時におけるブレーキライニング７とブレーキディスク６との距離を調整して、ブレーキディスク６の放熱性を良好にすることができる。
【００３６】
隙間調整機構４５は、制動解除時における戻しばね４４の付勢力によるブレーキライニング７の戻し量を一定に調整する。つまり、隙間調整機構４５は、非制動時におけるブレーキライニング７とブレーキディスク６の間隔を常に一定に保つ。隙間調整機構４５は、ライニング受け４１に固定される固定ピン４５ａと、固定ピン４５ａに対して軸方向に移動可能に設けられるグリップ４５ｂと、固定ピン４５ａに対して軸方向に移動可能なカラー４５ｃと、を備える。
【００３７】
グリップ４５ｂは、制動時のガイドプレート８の移動に伴いアンカピン４３が進出して、平ワッシャ４３ｃが段部４５ｄに当接してカラー４５ｃを押圧すると、カラー４５ｃとともに軸方向に移動可能である。グリップ４５ｂは、戻しばね４４の付勢力によっては軸方向に移動できない大きさの力で固定ピン４５ａの外周を把持している。そのため、制動時にアンカピン４３が進出する方向に移動したグリップ４５ｂは、制動解除時に戻しばね４４の付勢力によって戻されることはなく、その位置を維持する。
【００３８】
ブレーキライニング７の摩耗量が小さいうちは、制動時におけるアンカピン４３のストローク量が小さい。そのため、アンカピン４３が進出しても、平ワッシャ４３ｃはカラー４５ｃの段部４５ｄには当接しない。よって、制動解除時には、アンカピン４３は、制動前における元の位置まで戻ることとなる。
【００３９】
これに対して、ブレーキライニング７の摩耗が進行し、制動時におけるアンカピン４３のストローク量が大きくなった場合には、アンカピン４３が進出すると、平ワッシャ４３ｃが段部４５ｄに当接してカラー４５ｃを押圧する。平ワッシャ４３ｃは、カラー４５ｃとともにグリップ４５ｂを引きずって移動させる。これにより、制動解除時には、アンカピン４３は、カラー４５ｃの移動量と同じ分だけ進出した位置までしか戻らなくなる。
【００４０】
よって、非制動時におけるブレーキライニング７の位置を、摩耗した厚さの分だけ前進させることができるため、非制動時におけるブレーキライニング７とブレーキディスク６との間隔を常に一定に保つことができる。
【００４１】
図３に示すように、押圧機構５０は、ブレーキ本体１０に形成されるシリンダ５１と、シリンダ５１に対して進退してガイドプレート８を介してブレーキライニング７をブレーキディスク６に押圧するピストン５２と、ピストン５２の背面５２ｂに設けられ圧力室５５内の圧縮空気の圧力によって弾性変形してピストン５２を進退させる弾性膜としてのダイヤフラム５３と、ピストン５２をアンカピン４３に摺動自在に支持するピストンプレート５８と、を備える。
【００４２】
押圧機構５０は、圧力室５５における空気圧を調整することでダイヤフラム５３を変形させ、ダイヤフラム５３の変形によってピストン５２をシリンダ５１に対して進退させる。押圧機構５０は、ピストン５２をシリンダ５１から退出させることによって、ガイドプレート８を介してブレーキライニング７をブレーキディスク６に押圧する。
【００４３】
シリンダ５１は、内周をピストン５２が進退するシリンダ本体５１ａと、シリンダ本体５１ａとの間にダイヤフラム５３を挟み込んで固定してシリンダ本体５１ａの背面を閉塞する蓋部材としてのキャリパカバー５４と、を備える。
【００４４】
シリンダ本体５１ａは、ピストン５２の周囲を所定の間隔をあけて環状に囲むような楕円形の筒状に形成される。シリンダ本体５１ａの内周には、ピストン５２の外周面に摺接してダスト等から保護するダストシール５１ｂが設けられる。
【００４５】
キャリパカバー５４は、シリンダ本体５１ａに対応する楕円形に形成される板材である。キャリパカバー５４は、複数のボルト５４ａによってシリンダ本体５１ａの端面に固定される。キャリパカバー５４は、ダイヤフラム５３を弾性変形させる圧縮空気が給排される圧力室５５をダイヤフラム５３との間に画成する。キャリパカバー５４の内側の面は、圧力室５５の内壁を構成する。キャリパカバー５４とシリンダ本体５１ａとを別体ではなく一体に形成してもよい。
【００４６】
ダイヤフラム５３は、圧力室５５内の圧力によって弾性変形してピストン５２を移動させる。ダイヤフラム５３は、最外周を形成する周縁部５３ａと、最内周に形成される押圧部５３ｃと、周縁部５３ａと押圧部５３ｃとの間に連続して形成されるベローズ部５３ｂと、キャリパカバー５４の内側の面に向かって圧力室５５内に突出する突起部５３ｄと、を有する。
【００４７】
周縁部５３ａは、シリンダ本体５１ａとキャリパカバー５４との間に挟まれて固定される。このとき、周縁部５３ａがパッキンの役割を果たすため、圧力室５５の気密性が確保される。
【００４８】
ベローズ部５３ｂは、シリンダ本体５１ａの内周面とピストン５２の外周面との間に位置する。ベローズ部５３ｂは、圧力室５５の圧力が上昇すると折りたたまれた状態（図３に示す状態）から伸長し、圧力室５５の圧力が下降すると折りたたまれた状態に戻る。つまり、ベローズ部５３ｂは、圧力室５５に供給される空気圧によって、折りたたまれた状態と伸長した状態とに変形可能である。
【００４９】
押圧部５３ｃは、ピストン５２と当接しており、折りたたまれていたベローズ部５３ｂが伸長することによってピストン５２の退出方向に変位する。押圧部５３ｃが変位することによって、ピストン５２は押圧されてシリンダ５１内を移動する。
【００５０】
突起部５３ｄは、押圧部５３ｃの中央の一部に押圧部５３ｃと一体に形成される。これに代えて、突起部５３ｄをダイヤフラム５３と別体に形成して押圧部５３ｃに取り付けてもよい。突起部５３ｄは、単一でなく複数設けられてもよい。突起部５３ｄは、キャリパカバー５４の内側の面と平行に対峙する。
【００５１】
突起部５３ｄは、制動解除時にアジャスタ４０によってブレーキライニング７の位置が調整されたときには、キャリパカバー５４に当接しない。つまり、突起部５３ｄは、ブレーキ装置１００の通常の制動動作においてはキャリパカバー５４に当接することはない。よって、突起部５３ｄは、ブレーキ装置１００の制動動作に影響を及ぼすことはない。突起部５３ｄは、ブレーキライニング７の交換時に作業者がガイドプレート８を初期位置に押し戻そうとして後退させるとキャリパカバー５４に当接する。
【００５２】
突起部５３ｄは、図５に示すように、圧力室５５内の圧縮空気の流れを許容する流体通路５３ｅを有する。流体通路５３ｅが設けられることによって、圧力室５５内を圧縮空気が流れやすくできるため、ブレーキ装置１００の応答性を良好にすることができる。流体通路５３ｅを長手方向に沿って形成するのではなく、短手方向に沿って形成してもよい。また、流体通路５３ｅを長手方向と短手方向との両方に格子状になるように形成してもよい。このように、流体通路５３ｅの方向，幅，及び本数は、圧力室５５内の圧縮空気の流れに対応して任意に設定可能である。
【００５３】
圧力室５５は、シリンダ５１の内部に、ダイヤフラム５３とキャリパカバー５４とによって画成される。圧力室５５は、その容積の拡縮に伴って、ピストン５２を進退させる。圧力室５５には、通孔５６（図１及び図２参照）が設けられる。制動時にダイヤフラム５３を変形させるための圧縮空気は、外部の空気圧源（図示省略）から通孔５６を通じて供給される。
【００５４】
ピストン５２は、ガイドプレート８の背面に当接する。ピストン５２は、ダイヤフラム５３によってシリンダ５１内に保持される。ピストン５２は、ガイドプレート８に当接する押圧面５２ａと、押圧面５２ａの反対側に形成されダイヤフラム５３と当接する背面５２ｂと、を有する。ピストン５２は、背面５２ｂに当接するダイヤフラム５３の変形によってシリンダ５１内を進退する。
【００５５】
ピストンプレート５８は、ガイドプレート８と平行に設けられる板材である。ピストンプレート５８は、ピストン５２とともに変位して、ガイドプレート８に対して平行移動する。ピストンプレート５８は、制動時にはガイドプレート８に近接し、制動解除時にはガイドプレート８から離間する。ピストンプレート５８は、ピストン５２と一体に形成される。ピストンプレート５８をピストン５２と別体に形成し、ピストン５２をピストンプレート５８に固定して用いてもよい。
【００５６】
ピストンプレート５８は、長手方向の両端に、アンカピン４３が挿入される一対の摺動孔５８ａを有する。ピストンプレート５８は、摺動孔５８ａに挿入されるアンカピン４３に係合し、アンカピン４３の軸方向に摺動自在に設けられる。ピストンプレート５８は、両端の摺動孔５８ａがアンカピン４３に係合することで、シリンダ５１内におけるピストン５２の位置を規定する。
【００５７】
次に、ブレーキ装置１００の作用について説明する。
【００５８】
鉄道車両の走行時には、車輪５は高速で回転している。ここで、運転士の操作等によってブレーキ装置１００が制動状態に切り換えられると、空気圧源から供給される圧縮空気が、通孔５６を介して圧力室５５内に送られ、ダイヤフラム５３を変形させる。すると、ダイヤフラム５３のベローズ部５３ｂが伸長して、押圧部５３ｃがピストン５２をブレーキディスク６方向へ移動させる。
【００５９】
ダイヤフラム５３の押圧部５３ｃは、車輪５方向へ変位し、ピストン５２を介してブレーキライニング７を車輪５に設けられたブレーキディスク６に押圧する。ダイヤフラム５３によって押圧されたブレーキライニング７とブレーキディスク６とが当接して摩擦力が発生すると、車輪５の回転は制動される。これにより、鉄道車両は、速度が低下してやがて停止することとなる。
【００６０】
運転士の操作等によってブレーキ装置１００による車輪５の制動が解除されると、アジャスタ４０内部に設けられた戻しばね４４の復元力によって、ブレーキライニング７はブレーキディスク６に当接した状態から離間する。また、圧力室５５内の圧縮空気は通孔５６から排出されて、ダイヤフラム５３のベローズ部５３ｂは制動前の折りたたまれた形状に戻り、押圧部５３ｃは制動前の位置に戻る。すると、ピストン５２も制動前の位置に戻る。
【００６１】
これにより、ブレーキディスク６とブレーキライニング７とは、隙間調整機構４５の作用によって再び一定の間隔をもって対峙することとなる。よって、車輪５は、ブレーキ装置１００の影響を受けることなく回転することが可能となる。
【００６２】
ブレーキライニング７の摩擦部材７ｂの摩耗量が一定に達すると、新しいブレーキライニング７に交換する必要がある。このとき、隙間調整機構４５が設けられるため、ガイドプレート８は、摩擦部材７ｂが摩耗した分だけブレーキディスク６に向かって前進している。よって、ブレーキライニング７を交換する際には、作業者は、隙間調整機構４５のグリップ４５ｂを引きずって移動させながら、ガイドプレート８を初期位置に押し戻す必要がある。
【００６３】
ここで、突起部５３ｄを有さないキャリパブレーキ装置では、作業者がガイドプレート８を無理に押し戻そうとすると、ピストン５２が後退してブレーキ装置１００の機構部分に無理な力が作用するおそれがある。そのため、シリンダ本体５１ａの内周面とピストン５２の外周面との間隔や、ピストン５２の背面５２ｂとキャリパカバー５４の内側の面との間隔を大きくしておく必要がある。
【００６４】
これに対して、ブレーキ装置１００では、ダイヤフラム５３は突起部５３ｄを有する。そのため、ブレーキライニング７の交換時に、作業者がガイドプレート８を初期位置に押し戻そうとして後退させると、突起部５３ｄがキャリパカバー５４に当接する。よって、ピストン５２が必要以上に後退することはない。したがって、ガイドプレート８を無理に押し戻そうとしてブレーキ装置１００の機構部分に無理な力が作用することが防止されるため、ブレーキライニング７の交換時の安全性を向上させることができる。
【００６５】
また、ブレーキライニング７を交換する際には、作業者は、ガイドプレート８を初期位置に押し戻した後、ブレーキライニング７をガイドプレート８から引き抜く必要がある。
【００６６】
ブレーキライニング７は、ガイドプレート８のアリ溝８ａに差し込まれている。また、ブレーキライニング７の両端部は、各々アンカピン４３に係合してガイドプレート８に対する抜け止めがされている。ブレーキライニング７の交換時には、下部のアンカピン４３がブレーキ本体１０から取り外され、上部のアンカピン４３にガイドプレート８が吊り下げられた状態で、下方へ向けてブレーキライニング７がアリ溝８ａから引き抜かれる。
【００６７】
このとき、制動時の摩擦熱によるブレーキライニング７の裏板部７ａの変形等によって、ブレーキライニング７の交換時に、ブレーキライニング７をアリ溝８ａから引き抜きにくくなっていることがある。上部のアンカピン４３にガイドプレート８が吊り下げられた状態では、ガイドプレート８は上部のアンカピン４３を中心として自由に回動可能である。そのため、作業者は、ブレーキライニング７を無理に引き抜こうと左右に振ることがあり、押圧機構５０などの機構部分に無理な力が作用するおそれがある。
【００６８】
これに対して、ブレーキ装置１００では、ブレーキライニング７の交換時には、ダイヤフラム５３の突起部５３ｄがキャリパカバー５４に当接している。よって、下部のアンカピン４３が取り外された状態で、上部のアンカピン４３に支持されたガイドプレート８を作業者が回動させようとしても、突起部５３ｄとキャリパカバー５４との摩擦力によってガイドプレート８は左右に振れにくくなっている。よって、ブレーキライニング７を無理に引き抜こうと左右に振ったときに、ピストン５２がダイヤフラム５３を挟んだ状態でシリンダ本体５１ａとぶつかることが防止される。したがって、ガイドプレート８が左右に大きく振られて押圧機構５０に無理な力が作用することが防止されるため、ブレーキライニング７の交換時の安全性を向上させることができる。
【００６９】
また、ダイヤフラム５３の突起部５３ｄがキャリパカバー５４に当接することによって、ブレーキライニング７の交換時のピストン５２の動きが規制されるため、シリンダ本体５１ａの内周面とピストン５２の外周面との間隔や、ピストン５２の背面５２ｂとキャリパカバー５４の内側の面との間隔を必要最小限にすることができる。よって、ブレーキ装置１００の小型軽量化が可能である。
【００７０】
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。
【００７１】
ブレーキライニング７の交換時に、作業者がガイドプレート８を初期位置に押し戻そうとして後退させると、突起部５３ｄがキャリパカバー５４に当接する。よって、ピストン５２が必要以上に後退することはない。したがって、ガイドプレート８を無理に押し戻そうとしてブレーキ装置１００の機構部分に無理な力が作用することが防止されるため、ブレーキライニング７の交換時の安全性を向上させることができる。
【００７２】
また、下部のアンカピン４３が取り外された状態で、上部のアンカピン４３に支持されたガイドプレート８を作業者が回動させようとしても、突起部５３ｄとキャリパカバー５４との摩擦力によってガイドプレート８は左右に振れにくくなっている。よって、ブレーキライニング７を無理に引き抜こうと左右に振ったときに、ピストン５２がダイヤフラム５３を挟んだ状態でシリンダ本体５１ａとぶつかることが防止される。したがって、ガイドプレート８が左右に大きく振られて押圧機構５０に無理な力が作用することが防止されるため、ブレーキライニング７の交換時の安全性を向上させることができる。
【００７３】
（第２の実施形態）
以下、図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係るブレーキ装置２００について説明する。なお、以下に示す各実施形態では、上記の第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。
【００７４】
第２の実施形態は、ダイヤフラム５３の突起部５３ｄに代えて、キャリパカバー２５４に突起部５４ｄが設けられる点で、第１の実施形態と相違する。
【００７５】
押圧機構２５０は、ブレーキ本体１０に形成されるシリンダ２５１と、シリンダ２５１に対して進退してガイドプレート８を介してブレーキライニング７をブレーキディスク６に押圧するピストン５２と、ピストン５２の背面５２ｂに設けられ圧力室５５内の圧縮空気の圧力によって弾性変形してピストン５２を進退させる弾性膜としてのダイヤフラム２５３と、ピストン５２をアンカピン４３に摺動自在に支持するピストンプレート５８と、を備える。
【００７６】
シリンダ２５１は、内周をピストン５２が進退するシリンダ本体５１ａと、シリンダ本体５１ａとの間にダイヤフラム２５３を挟み込んで固定してシリンダ本体５１ａの背面を閉塞する蓋部材としてのキャリパカバー２５４と、を備える。
【００７７】
キャリパカバー２５４は、シリンダ本体５１ａに対応する楕円形に形成される板材である。キャリパカバー２５４は、複数のボルト５４ａによってシリンダ本体５１ａの端面に固定される。キャリパカバー２５４は、ダイヤフラム２５３を弾性変形させる圧縮空気が給排される圧力室５５をダイヤフラム２５３との間に画成する。キャリパカバー２５４の内側の面は、圧力室５５の内壁を構成する。キャリパカバー２５４は、ダイヤフラム２５３に向かって圧力室５５内に突出する突起部５４ｄを有する。キャリパカバー２５４とシリンダ本体５１ａとを別体ではなく一体に形成してもよい。
【００７８】
突起部５４ｄは、キャリパカバー２５４の中央の一部に設けられる。突起部５４ｄは、キャリパカバー２５４と別体に形成されてキャリパカバー２５４の内側の面に取り付けられる。これに代えて、突起部５４ｄをキャリパカバー２５４と一体に形成してもよい。突起部５４ｄは、単一でなく複数設けられてもよい。突起部５４ｄは、ダイヤフラム２５３の押圧部５３ｃと平行に対峙する。
【００７９】
突起部５４ｄは、制動解除時にアジャスタ４０によってブレーキライニング７の位置が調整されたときには、ダイヤフラム２５３に当接しない。つまり、突起部５４ｄは、ブレーキ装置２００の通常の制動動作においてはダイヤフラム２５３に当接することはない。よって、突起部５４ｄは、ブレーキ装置２００の制動動作に影響を及ぼすことはない。突起部５４ｄは、ブレーキライニング７の交換時に作業者がガイドプレート８を初期位置に押し戻そうとして後退させるとダイヤフラム２５３に当接する。
【００８０】
また、突起部５４ｄは、突起部５３ｄと同様に、圧力室５５内の圧縮空気の流れを許容する流体通路（図示省略）を有する。流体通路が設けられることによって、圧力室５５内を圧縮空気が流れやすくできるため、ブレーキ装置２００の応答性を良好にすることができる。
【００８１】
ダイヤフラム２５３は、圧力室５５内の圧力によって弾性変形してピストン５２を移動させる。ダイヤフラム２５３は、最外周を形成する周縁部５３ａと、最内周に形成される押圧部５３ｃと、周縁部５３ａと押圧部５３ｃとの間に連続して形成されるベローズ部５３ｂと、を有する。ダイヤフラム２５３は、第１の実施形態のダイヤフラム５３とは異なり、突起部５３ｄを有さない。
【００８２】
以上の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ガイドプレート８を無理に押し戻そうとしてブレーキ装置２００の機構部分に無理な力が作用することが防止される。また、ガイドプレート８が左右に大きく振られて押圧機構２５０に無理な力が作用することが防止される。したがって、ブレーキライニング７の交換時の安全性を向上させることができる。
【００８３】
（第３の実施形態）
以下、図７を参照して、本発明の第３の実施形態に係るブレーキ装置３００について説明する。
【００８４】
第３の実施形態は、ダイヤフラム５３に突起部５３ｄが設けられ、かつキャリパカバー２５４に突起部５４ｄが設けられる点で、第１及び第２の実施形態と相違する。
【００８５】
押圧機構３５０は、ブレーキ本体１０に形成されるシリンダ２５１と、シリンダ２５１に対して進退してガイドプレート８を介してブレーキライニング７をブレーキディスク６に押圧するピストン５２と、ピストン５２の背面５２ｂに設けられ圧力室５５内の圧縮空気の圧力によって弾性変形してピストン５２を進退させる弾性膜としてのダイヤフラム５３と、ピストン５２をアンカピン４３に摺動自在に支持するピストンプレート５８と、を備える。
【００８６】
ダイヤフラム５３は、キャリパカバー２５４に向かって圧力室５５内に突出する突起部５３ｄを有する。キャリパカバー２５４は、ダイヤフラム５３に向かって圧力室５５内に突出する突起部５４ｄを有する。突起部５３ｄと突起部５４ｄとは、略同一の大きさに形成される。
【００８７】
突起部５３ｄと突起部５４ｄとは、制動解除時にアジャスタ４０によってブレーキライニング７の位置が調整されたときには、互いに当接しない。つまり、突起部５３ｄと突起部５４ｄとは、ブレーキ装置３００の通常の制動動作においては互いに当接することはない。よって、突起部５３ｄと突起部５４ｄとは、ブレーキ装置３００の制動動作に影響を及ぼすことはない。突起部５３ｄと突起部５４ｄとは、ブレーキライニング７の交換時に作業者がガイドプレート８を初期位置に押し戻そうとして後退させると互いに当接する。
【００８８】
以上の第３の実施形態によれば、第１及び第２の実施形態と同様に、ガイドプレート８を無理に押し戻そうとしてブレーキ装置３００の機構部分に無理な力が作用することが防止される。また、ガイドプレート８が左右に大きく振られて押圧機構３５０に無理な力が作用することが防止される。したがって、ブレーキライニング７の交換時の安全性を向上させることができる。
【００８９】
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。
【００９０】
車輪５とともに回転するブレーキディスク６に摩擦力を付与するブレーキ装置１００，２００，３００は、車体又は台車に支持されるブレーキ本体１０と、ブレーキディスク６に摺接して摩擦力を付与可能なブレーキライニング７と、ブレーキ本体１０に対して進退し、ブレーキライニング７をブレーキディスク６に押圧するピストン５２と、ピストン５２の背面に設けられ、圧縮空気の圧力によって弾性変形してピストン５２を進退させるダイヤフラム５３，２５３と、ダイヤフラム５３，２５３を弾性変形させる圧縮空気が給排される圧力室５５をダイヤフラム５３，２５３との間に画成するキャリパカバー５４，２５４と、を備え、ダイヤフラム５３，２５３とキャリパカバー５４，２５４との少なくともいずれか一方は、他方に向かって突出する突起部５３ｄ，５４ｄを有することを特徴とする。
【００９１】
この構成では、ブレーキライニング７の交換時に、ブレーキライニング７を初期位置に押し戻そうとして後退させると、ダイヤフラム５３，２５３とキャリパカバー５４，２５４とのいずれか一方の突起部５３ｄ，５４ｄが、いずれか他方又は他方の突起部５３ｄ，５４ｄに当接する。よって、ブレーキライニング７を無理に押し戻そうとしてブレーキ装置１００，２００，３００の機構部分に大きな力が作用することが防止される。したがって、ブレーキライニング７の交換時の安全性を向上させることができる。
【００９２】
また、ブレーキ装置１００，２００，３００は、制動解除時にブレーキディスク６に対するブレーキライニング７の相対位置を一定に調整するアジャスタ４０を更に備え、ダイヤフラム５３，２５３とキャリパカバー５４，２５４とのいずれか一方の突起部５３ｄ，５４ｄは、制動解除時にアジャスタ４０によってブレーキライニング７の位置が調整されたときには、ダイヤフラム５３，２５３とキャリパカバー５４，２５４とのいずれか他方又は他方の突起部５３ｄ，５４ｄに当接しないことを特徴とする。
【００９３】
この構成では、ダイヤフラム５３，２５３とキャリパカバー５４，２５４とのいずれか一方の突起部５３ｄ，５４ｄは、ブレーキ装置１００，２００，３００の制動解除時には、ダイヤフラム５３，２５３とキャリパカバー５４，２５４とのいずれか他方又は他方の突起部５３ｄ，５４ｄに当接しない。よって、突起部５３ｄ，５４ｄが、ブレーキ装置１００，２００，３００の制動動作に影響を及ぼすことはない。
【００９４】
また、突起部５３ｄ，５４ｄは、圧力室５５内の圧縮空気の流れを許容する流体通路５３ｅを有することを特徴とする。
【００９５】
この構成では、流体通路５３ｅが設けられることによって、圧力室５５内を圧縮空気が流れやすくできるため、ブレーキ装置１００，２００，３００の応答性を良好にすることができる。
【００９６】
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。
【符号の説明】
【００９７】
１００，２００，３００・・・ブレーキ装置、５・・・車輪、６・・・ブレーキディスク、７・・・ブレーキライニング、１０・・・ブレーキ本体、４０・・・アジャスタ、４３・・・アンカピン、５０，２５０，３５０・・・押圧機構、５１・・・シリンダ、２５１・・・シリンダ、５２・・・ピストン、５３，２５３・・・ダイヤフラム（弾性膜）、５３ｄ・・・突起部、５３ｅ・・・流体通路、５４，２５４・・・キャリパカバー（蓋部材）、２５４・・・キャリパカバー（蓋部材）、５４ｄ・・・突起部、５５・・・圧力室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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