(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端が支持軸によってそれぞれ揺動自在に枢支され揺動端が被制動回転体の両側にそれぞれ位置するアームであって、各アームの中間部にアーム長手方向と直交するコア固定部を設けるとともにこのコア固定部の先端側に前記被制動回転体を挟んで当該アームの揺動端とは反対側に位置する制輪子取付部とを設けた一対のアームと、これらのアームの前記制輪子取付部にそれぞれ設けられ前記被制動回転体を両側より挟圧する一対の制輪子と、一方のアームの揺動端部と他方のアームの制輪子取付部間および一方のアームの制輪子取付部と他方のアームの揺動端部間にそれぞれ設けられ前記制輪子が前記被制動回転体を挟圧する方向に付勢する複数個の制動ばねと、前記一対のアームの基端部近傍に配設され通電により前記制動ばねに抗して前記アームを前記制輪子が前記被制動回転体から離間する方向に揺動させる電磁石装置とを備えたことを特徴とする車両用ディスクブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用ディスクブレーキ装置において、
電磁石装置は、互いに対向する一対の電磁石からなり、これらの電磁石はアーム基端側が互いに接触する方向に付勢されて支持され、制輪子側が各アームにレバーで連結されていることを特徴とする車両用ディスクブレーキ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用ディスクブレーキ装置において、
一対のアームのコア固定部を互いに近接させて対向させ、これらのコア固定部間に電磁石装置とともに通電励磁されることにより前記アームを制動ばねに抗して揺動させ制輪子を被制動回転体から離間させるアシスト用電磁石装置を設けたことを特徴とする車両用ディスクブレーキ装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用ディスクブレーキ装置において、
２つの電磁石装置への通電を断って制動状態にした後、各電磁石装置の一方の電磁石に反発する力方向の極性となるように励磁電流を逆向きに流すことにより、各電磁石装置の反発力と制動ばねのばね力で被制動回転体を制動することを特徴とする車両用ディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁コイルへの通電を断ったとき、制動ばねのばね力によって付勢される一対の制輪子により被制動回転体を制動する車両用ディスクブレーキ装置に関する。さらに詳しくは、鉄道車両の台車枠に常用ブレーキとは別に搭載され、非常用、保安用、停留用のブレーキとして使用される鉄道車両用ディスクブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の通常の運転操作で多用されるブレーキ、いわゆる常用ブレーキは、運転エネルギーを電気エネルギーに変換することにより制動力を得る電気ブレーキが一般的であり、停車時あるいは低速走行時において車両の運動エネルギが減少すると制動力が消滅する減速用のブレーキ方式になっている。そこで、停止中の制動力を確保するために、空気圧式あるいは油圧式のアクチュエータによる摩擦ブレーキ装置が別に搭載されている。空気圧式のディスクブレーキ装置や車輪路面ブレーキ装置に代表される上述の摩擦ブレーキ装置は、常用のブレーキとして使用されるとともに、異常事態が発生したときの緊急停止のための非常用ブレーキ、常用ブレーキ装置が故障したときや停電したときなど緊急時に車両を制動する保安用ブレーキ、常用ブレーキにより減速され停止した車両を保持する停留ブレーキにも使用できる。
【０００３】
このような鉄道車両の保安ブレーキ装置として使用されるディスクブレーキ装置は、一般にテコ式の構造を採用しており、ブレーキシリンダに空気圧を供給することにより一対のライニング付き制輪子によってブレーキディスクを挟圧し制動する構造を採っている（例：特開平１０−２０３３６５号公報、特開平４−２０１６７２号公報等）。
【０００４】
また、最近になって空気圧や油圧以外のアクチュエータで駆動する摩擦ブレーキ方式として、無励磁作動型のディスクブレーキ装置が開発されている。この方式のブレーキ装置は、常時励磁のコイルが消磁すると、そのコイルに対峙する機械式ばねによって摩擦材を押し付ける、新しいタイプの摩擦ブレーキである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の鉄道車両用ディスクブレーキ装置は、エア・コンプレッサと空気溜め、あるいは油圧ポンプとアキュムレータ、および種々の弁や配管を要するため、保守の軽減やシステムの簡素化が図れないという課題があった。また、従来の無励磁作動型ディスクブレーキ装置は、最低限のブレーキ調整機能が無いため、保安ブレーキや常用ブレーキのバックアップ用に使えなかった。また、強いブレーキ力の確保と動作ストロークの確保と小型軽量化とを両立するディスクブレーキ装置として満足できるものがなかった。
【０００６】
そこで、本発明者らはアクチュエータに空気圧や油圧を用いない無励磁作動型の電磁ばね式アクチュエータによる車両用ディスクブレーキ装置について鋭意検討したところ、鉄道車両用のディスクブレーク装置は、特に振動や走行中の車輪のぶれを考慮してブレーキディスクと制輪子との間隔を大きくしなければならないことから、以下の事項を満足させる構造とする必要があることが判明した。▲１▼僅かなアームの揺動で制輪子のストロークを大きくするためにアームの回動支点をブレーキディスクの外側に設ける。▲２▼アームの形状を工夫し制動ばねを制輪子側に設け、電磁石を回動支点側に設ける。▲３▼一対のアーム間に形成され電磁石を組込むためのスペースが限られている場合や、保安ブレーキとしての安全性を高める場合には、メインの他に電磁コイルへの電流制御による電磁力調整を可能にするアシスト用電磁石とリンク機構を組込む必要がある。
【０００７】
本発明は上記した従来の問題および検討結果に基づいてなされたもので、その目的とするところは、停留用ブレーキとして、また安全性が高く非常用ブレーキや保安用ブレーキとしても満足な機能を備えたエアレスで無励磁作動型の車両用ディスクブレーキ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明は、基端が支持軸によってそれぞれ揺動自在に枢支され揺動端が被制動回転体の両側にそれぞれ位置するアームであって、各アームの中間部にアーム長手方向と直交するコア固定部を設けるとともにこのコア固定部の先端側に前記被制動回転体を挟んで当該アームの揺動端とは反対側に位置する制輪子取付部とを設けた一対のアームと、これらのアームの前記制輪子取付部にそれぞれ設けられ前記被制動回転体を両側より挟圧する一対の制輪子と、一方のアームの揺動端部と他方のアームの制輪子取付部間および一方のアームの制輪子取付部と他方のアームの揺動端部間にそれぞれ設けられ前記制輪子が前記被制動回転体を挟圧する方向に付勢する複数個の制動ばねと、前記一対のアームの基端部近傍に配設され通電により前記制動ばねに抗して前記アームを前記制輪子が前記被制動回転体から離間する方向に揺動させる電磁石装置とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
第１の発明において、電磁石装置をアームの基端部近傍に配置し、制輪子を制輪子取付部に配置しているので、僅かなアームの揺動で制輪子のストロークを大きくすることができる。また、電磁石装置のエアギャップを小さくすることができ、大きな磁気吸引力を得ることができる。
制動ばねは、電磁石装置に通電しない制動状態において一対のアームを互いに開く方向に揺動させ、制輪子を被制動回転体に圧接する。したがって、制輪子は被制動回転体を挟圧し制動する。
被制動回転体としては、車輪または車軸に固定されたブレーキディスクの何れであってもよい。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、電磁石装置は、互いに対向する一対の電磁石からなり、これらの電磁石はアーム基端側が互いに接触する方向に付勢されて支持され、制輪子側が各アームにレバーで連結されていることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明において、電磁石装置への通電を断ち制動解放状態から制動状態に切り替えられたとき、一対のアームが制動ばねによって開く方向に揺動して制輪子が被制動回転体を挟圧すると、一対の電磁石はアーム基端側を回動支点として制輪子側がアームと一体に開く方向に回動し、エアギャップが形成される。
【００１２】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、一対のアームのコア固定部を互いに近接させて対向させ、これらのコア固定部間に電磁石装置とともに通電励磁されることにより前記アームを制動ばねに抗して揺動させ制輪子を被制動回転体から離間させるアシスト用電磁石装置を設けたことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明において、アシスト用電磁石装置は制動解放状態においてメインの電磁石装置とともに通電される。このときの駆動力は、メインの電磁石装置の磁気吸引力とアシスト用電磁石装置の磁気吸引力の和となり、大きな駆動力が得られる。したがって、ばね定数の大きな制動ばねを使用することができ、ディスクブレーキ装置の安全率を高めることができる。
また、メインの電磁石装置だけでは、制動状態においてエアギャップがアーム基端側において狭く、制輪子側において広くなるので、磁気回路上の磁気抵抗が大きくなり、通電した後の制動解放動作が遅れることが考えられるが、アシスト用電磁石装置を備えることにより大きな駆動力が得られるので、制動解放動作の遅れを防止することができる。
【００１４】
第４の発明は、上記第３の発明において、２つの電磁石装置への通電を断って制動状態にした後、各電磁石装置の一方の電磁石に反発する力方向の極性となるように励磁電流を逆向きに流すことにより、各電磁石装置の反発力と制動ばねのばね力で被制動回転体を制動することを特徴とする。
【００１５】
第４の発明において、制動ばねによる制動状態において、電磁石装置に逆電流を流して反発力を発生させると、この反発力は一対のアームを開く方向に揺動させようとする。したがって、制動ばねのばね力と電磁石装置の反発力によって制輪子が被制動回転体を挟圧し制動する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図６は本発明に係る車両用ディスクブレーキ装置の一実施の形態を示すもので、図１は同ブレーキ装置の正面図、図２は制動解放状態の一部を破断して示す平面図、図３は一部を破断して示す背面図、図４は制動解放状態の要部の一部を破断して示す拡大図、図５は制動状態の要部の一部を破断して示す平面図、図６は制動状態の要部の一部を破断して示す拡大図である。
【００１７】
これらの図において、鉄道車両用ディスクブレーキ装置（以下、ディスクブレーキ装置という）１は、基端が図示を省略した鉄道車両の台車枠に設けた１本の支持軸２によって共通に揺動自在（開閉自在）に枢支された一対からなる第１、第２のアーム３，４を備え、これらのアーム３，４の閉方向（制動を解放する方向）の揺動を前記台車枠に設けた図示しないブラケットにより一定範囲内に制限している。前記支持軸２は、前記第１、第２のアーム３，４の回動角度が僅かで後述する制輪子９，１７のストロークを大きくするために車輪５の外側（前方または後方）で車輪５の幅方向中心線の延長上に離間して設けられている。ここで、第１、第２のアーム３，４の閉方向とはアームが閉じる方向で、後述する一対の制輪子から見るとブレーキディスクから互いに離間して制動を解放する方向で、アームの開方向とはアームが開く方向で、制輪子から見ると互いに接近してブレーキディスクを挟圧し制動する方向である。
【００１８】
前記第１のアーム３は、ダイキャスト鋳造等によって製作され、外側に略円弧状に湾曲し基端側が前記支持軸２によって枢支された上下一対からなる上、下支持部３ａ，３ｂと、これらの上、下支持部３ａ，３ｂの基端側とは反対側端に車輪５方向に延設された揺動端としてのばね受部３ｃとを備えている。ばね受部３ｃは、図１に示すように正面視Ｅ字状に形成することにより、上下方向に略等間隔で離間する３つの水平腕部３ｃ-1，３ｃ-2，３ｃ-3と、これらの水平腕部３ｃ-1，３ｃ-2，３ｃ-3のアーム基端側と後述するコア固定部３ｄとを連結する垂直な連結部３ｃ-4とで構成されている。なお、水平腕部３ｃ-1，３ｃ-2，３ｃ-3は、全て同一長さを有している。
【００１９】
また、前記上、下支持部３ａ，３ｂと前記ばね受部３ｃとの連結部には、図２に示すようにばね受部３ｃと直交し第２のアーム４方向に延在する前記コア固定部３ｄが一体に突設されている。このコア固定部３ｄは板状に形成され、先端側の上下端には上下一対からなる制輪子取付部３ｅ，３ｆが前記ばね受部３ｃとは前記車輪５を挟んで反対側に位置するようにそれぞれ一体に延設されている。制輪子取付部３ｅ，３ｆは、前記ばね受部３ｃより十分に長く形成され、これら制輪子取付部の先端部間にライニング８を有する制輪子９が前記車輪５の第２のアーム４側面に取付けられたリング状のブレーキディスク１０に対向するように設けられている。この制輪子９は、垂直な軸１１によって幅方向中間部が揺動自在に軸支されている。前記軸１１は、上下端が前記一対の制輪子取付部３ｅ，３ｆによって支持されている。さらに、前記一対の制輪子取付部３ｅ，３ｆの長手方向の中間部間には、図３に示すように板状のばね受部材１２が上下面に設けたねじ孔１３にねじ込まれる複数個の六角穴付きボルト１４によって前記ばね受部３ｃの水平腕部３ｃ-1，３ｃ-2，３ｃ-3と対向するように固定されている。
【００２０】
前記第２のアーム４は、前記第１のアーム３と略左右対称ではあるが、相互干渉を防止するために第１のアーム３より高さ方向の寸法が若干小さく形成され、外側に略円弧状に湾曲し基端部が前記第１のアーム３の上、下支持部３ａ，３ｂとともに前記支持軸２によって枢支された上下一対からなる上、下支持部４ａ，４ｂと、これらの上、下支持部４ａ，４ｂの基端側とは反対側端に車輪５方向に延設された揺動端としてのばね受部４ｃとを備えている。
【００２１】
前記上、下支持部４ａ，４ｂは、前記第１のアーム３の上、下支持部３ａ，３ｂ間に位置し、また上、下支持部４ａ，４ｂ間には前記支持軸２に嵌装されたカラー１５（図１、図３）が介在されている。前記ばね受部４ｃは、図３に示すように正面視Ｅ字状に形成することにより、上下方向に略等間隔で離間する３つの水平腕部４ｃ-1，４ｃ-2，４ｃ-3と、これらの水平腕部４ｃ-1，４ｃ-2，４ｃ-3のアーム基端側を連結する垂直な連結部４ｃ-4とで構成されている。なお、水平腕部４ｃ-1，４ｃ-2，４ｃ-3は、全て同一長さを有している。
【００２２】
また、前記ばね受部４ｃの連結部４ｃ-4には、ばね受部４ｃと直交し第１のアーム３方向に延在するコア固定部４ｄが一体に突設されている。このコア固定部４ｄは、板状に形成されて前記第１のアーム３のコア固定部３ｄと互いに近接して対向し、先端側には上下一対からなる制輪子取付部４ｅ，４ｆが前記ばね受部４ｃとは前記車輪５を挟んで反対側で前記制輪子取付部３ｅ，３ｆと対向するようにそれぞれ一体に延設されている。制輪子取付部４ｅ，４ｆは、前記制輪子取付部３ｅ，３ｆと同一長さで、先端部間にライニング１６を有する制輪子１７が前記車輪５の第１のアーム３側面に取付けられたリング状のブレーキディスク１８に対向するように設けられている。この制輪子１７は、垂直な軸２０によって幅方向中間部が揺動自在に軸支されている。前記軸２０は、上下端が前記一対の制輪子取付部４ｅ，４ｆによって支持されている。
【００２３】
さらに、前記連結部４ｃ-4の高さ方向中央部には、図２に示すように制輪子１７方向に延在するばね受部４ｇが一体に突設されている。このばね受部４ｇは、前記第１のアーム３のばね受け部３ｃの水平腕部３ｃ-2と略同一長さを有して前後に所定の間隔を保って対向している。したがって、ディスクブレーキ装置１を図１に示す正面から見た場合、ばね受部４ｇは視認することができない。
【００２４】
前記第１のアーム３のばね受部３ｃと第２のアーム４の制輪子取付部４ｅ，４ｆ，ばね受部４ｇとの間および第１のアーム３に設けたばね受部材１２と第２のアーム４のばね受部４ｃとの間には、制動ばね２３，２４が調整機構２５，２６を介してそれぞれ３個ずつ、合計６個設けられている。制動ばね２３，２４は同一のばね定数を有する圧縮コイルばねからなり、第１、第２のアーム３，４が開く方向、すなわち図２において第１のアーム３を反時計方向に、第２のアーム４を時計方向にそれぞれ付勢している。したがって、後述するメインである第１の電磁石装置４０とアシスト用である第２の電磁石装置４１に通電しない制動状態において、第１、第２のアーム３，４が制動ばね２３，２４によって開く方向に揺動すると、制輪子９，１７は制動ばね２３，２４のばね力によってブレーキディスク１０，１８に両側から圧接されてこれらのブレーキディスクを挟圧し、車輪５を制動する。
【００２５】
前記調整機構２５は、前記第２のアーム４の制輪子取付部４ｅ，４ｆ，およびばね受部４ｇにそれぞれ設けたばね受け用座ぐり穴を有するねじ孔２８に一端がねじ込まれた３本のボルト２９およびナット３０を備えている。各ボルト２９は、先端部が第１のアーム３のばね受部３ｃの各水平腕部３ｃ-1，３ｃ-2，３ｃ-3の内側に形成したばね受け用座ぐり穴を有するボルト挿通孔３１をそれぞれ遊嵌状態で貫通し、その突出端部に前記ナット３０が螺合している。ボルト２９を遊嵌状態で貫通させた理由は、アームが揺動したときボルト２９とボルト挿通孔３１の内面との接触による摩擦を防止するためである。
【００２６】
前記調整機構２６は、前記第１のアーム３のばね受部材１２に設けたばね受け用座ぐり穴を有する３つのねじ孔３３にそれぞれ一端がねじ込まれた３本のボルト３４およびナット３５を備えている。各ボルト３４は、先端部が第２のアーム４のばね受部４ｃの各水平腕部４ｃ-1，４ｃ-2，４ｃ-3に形成したばね受け用座ぐり穴を有するボルト挿通孔３６をそれぞれ遊嵌状態で貫通し、その突出端部に前記ナット３５が螺合している。
【００２７】
各調整機構２５，２６のナット３０，３５を回転させてばね受部３ｃ，４ｃとの間隔を調整し、制輪子９，１７の間隔を車輪５の幅より大きく設定しておくと、ディスクブレーキ装置１を台車枠に装着することができる。装着後は、ナット３０，３５を回転させてばね受部３ｃ，３ｄとの間隔を再調整することにより、制動解放状態における制輪子９，１７の間隔を所定の間隔に調整する。なお、このディスクブレーキ装置１は、第１、第２の電磁石装置４０，４１に通電しているときに図２に示すように車輪５の制動を解放し、通電していないときに図５に示すように車輪５を制動する無励磁作動型であるが、図５に示す制動状態においてナット３０，３５を締め込む方向に回転させてばね受部３ｃ，４ｃに押し付けると、制動ばね２３，２４が圧縮されて第１、第２のアーム３，４を閉方向に揺動させることにより、制輪子９，１７をブレーキディスク１０，１７から離間させて、第１、第２の電磁石装置４０，４１に通電しなくても車輪５の制動を解放することができる。
【００２８】
前記第１の電磁石装置４０は、一方の面に環状溝４４が形成された円板状のコア４５と、前記環状溝４４に巻回された電磁コイル４６とからなる電磁石Ａと、同じく前記コア４５と対向する面に環状溝４８が形成された円板状のコア４９と、前記環状溝４８に巻回された電磁コイル５０とからなる電磁石Ｂとで構成されている。各コア４５，４９の環状溝４４，４８が形成され対向、密着する磁極面は、図４に示すようにそれぞれ平坦な環状の外磁極面５３ａ，５４ａと円形の内磁極面５３ｂ，５４ｂを形成している。また、内磁極面５３ｂ，５４ｂは、外磁極面５３ａ，５４ａより若干低く形成されており、これによって外磁極面５３ａ，５４ａどうしが電磁コイル４６，５０への通電励磁によって互いに密着しても内磁極面５３ｂ，５４ｂ間に隙間を確保している。これは、図２および図４に示すように第１の電磁石装置４０が通電によって磁気吸着されたときに磁気回路が完全に閉回路になってしまうと、制動ばね２３，２４の弾性復帰力による第１、第２のアーム３，４の回動が残留磁気力によって遅れるのを防止するためである。そして、電磁石Ａ，Ｂは、電磁コイル４６，５０どうしが互いに密接するように重ね合わされて前記第１、第２のアーム３，４の上、下支持部３ａ，３ｂ、上、下支持部４ａ，４ｂおよびコア固定部３ｄとの間に形成された空間内に、略垂直でかつ前記コア固定部３ｄと直交するように配置され、支持機構５６によってアーム基端側が互いに接触する方向に付勢されて支持され、制輪子側が第１、第２のアーム３，４に対してそれぞれ回動自在に連結されている。
【００２９】
電磁石Ａ，Ｂの支持機構５６を図４に基づいてさらに詳述すると、この支持機構５６は、第１、第２のアーム３，４の基端部側にボルト６１によってそれぞれ固定されたブラケット６２と、このブラケットに設けた挿通孔６３に揺動可能に挿通され電磁石Ａ，Ｂのコア４５，４９のアーム基端側にそれぞれ螺合されたボルト６４と、このボルト６４に装着され前記コア４５，４９をそれぞれ互いに密接する方向に付勢する圧縮コイルばね６５とを備えている。また、一対のレバー６６によって電磁石Ａ，Ｂの制輪子側を支持している。このレバー６６は、一端が第１、第２のアーム３，４にボルト６７によってそれぞれ固定され、他端側が前記各コア４５，４９に設けた取付板６８に連結ピン６９を介して相対回動自在に連結されている。
【００３０】
このような、電磁石Ａ，Ｂは図２および図４に示す車輪５の制動解放状態において電磁コイル４６，５０に通電されることによりコア４５，４９が磁極面と直交する軸線方向の磁気吸引力と圧縮コイルばね６５の力によって互いに密接しており、通電を断つと、制動ばね２３，２４のばね力によって第１、第２のアーム３，４が開方向に揺動することから、電磁石Ａ，Ｂは、図５および図６に示すようにアーム基端側を回動支点として制輪子側端が離間して開き、三角形のエアギャップが形成される。
【００３１】
図２および図５において、前記第２の電磁石装置４１は、前記第１の電磁石装置４０と直交するように配置されることにより磁極面と平行な方向の磁気吸引力によって前記第１の電磁石装置４０をアシストするもので、互いに近接して対向する一対の電磁石Ｃ，Ｄで構成されている。電磁石Ｃは、一方の面に環状溝７３が形成された円板状のコア７４と、前記環状溝７３に巻回された電磁コイル７５とからなり、前記コア固定部３ｄのコア固定部４ｄと対向する面に設けた凹陥部７６に嵌合固定されている。電磁石Ｄは、同じく前記コア７４と対向する面に環状溝７７が形成された円板状のコア７８と、前記環状溝７７に巻回された電磁コイル７９とからなり、前記コア固定部４ｄのコア固定部３ｄと対向する面に設けた凹陥部８０に嵌合固定されている。
【００３２】
このような電磁石Ｃ，Ｄは、図２に示す通電状態（制動解放状態）において、磁極面と平行な方向の磁気吸引力によって吸引されることにより軸線を互いに一致させて対向している。この状態において、コア７４とコア７８の磁極面は、エアギャップが第１のアーム３側が狭く、第２のアーム４側が広くなるように傾斜する。一方、図５に示す非通電状態（制動状態）においては、第１、第２のアーム３，４が開方向に揺動することから、軸線がｄだけずれている。この状態において、コア７４とコア７８の磁極面は、互いに平行で、均一なエアギャップを形成している。このように非通電状態において、エアギャップが均等になるように設計しておくと、非通電状態から通電状態に切り替えたとき、均等でない場合に比べて磁極面と平行な方向の磁気吸引力を効率よく発生させることができる。
【００３３】
このように、第１の電磁石装置４０に加えてアシスト用の第２の電磁石装置４１を設け、通電によって制動状態から制動解放状態に切り替えるとき、制動ばね２３，２４を圧縮する方向の力が大きくなるようにすると、制動ばね２３，２４のばね力に抗して制輪子９，１７をブレーキディスク１０，１８から迅速に離間させることができるので、制輪子９，１７に固定しているライニング８，１６の偏摩耗、焼き付き、ディスクブレーキ装置１の短寿命化を防止することができる。なお、ディスクブレーキ装置１の駆動力は、第１の電磁石装置４０の軸線方向の磁気吸引力と、第２の電磁石装置４１の軸線と直交する方向の磁気吸引力の和であり、制動ばね２３，２４による制動力より大きく設定されている。
【００３４】
このように本発明に係るディスクブレーキ１は、第１、第２の電磁石装置４０，４１に通電しているときに制動ばね２３，２４のばね力に抗して制輪子９，１７をブレーキディスク１０，１８から離間させて制動を解放し、第１、第２の電磁石装置４０，４１への通電を停止すると制動ばね２３，２４のばね力によって第１、第２のアーム３，４が支持軸２を回動中心として互いに開く方向に揺動して制輪子９，１７をブレーキディスク１０，１８に押しつけて車輪５を制動するように構成したので、エアレスで無励磁作動型のディスクブレーキ装置を実現できる。したがって、空気溜め、配管、弁、エアコンプレッサ等を必要とせず、装置を簡素化することができる。
また、第１の電磁石装置４０をアーム基端側に配置し、制輪子９，１７をアームの揺動端側に配置しているので、第１、第２のアーム３，４の僅かな揺動で制輪子９，１７のストロークを大きくすることができる。また、第１の電磁石装置４０のエアギャップを小さくすることができるので、大きな磁気吸引力が得られる。さらに、アシスト用として第２の電磁石装置４１を備えているので、ディスクブレーキ装置として大きな駆動力を得ることができ、制動ばね２３，２４のばね力を大きくすることができる。そのため、安全性が高く、鉄道車両の停留用ブレーキとして使用することができる。
【００３５】
また、第１の電磁石装置４０だけでは、制動状態においてエアギャップが車輪５側が広く、支持軸２側が狭くなるので、磁気回路上の磁気抵抗が大きく、電磁コイル４６，５０に通電した後の制動解放動作が遅れることも考えられるが、アシスト用の第２の電磁石装置４１を備えているので、制動解放動作が遅れることがなく、ライニング８，１６の偏摩耗、焼き付き等を防止することができ、より一層安全性を高めることができる。
【００３６】
また、第２の電磁石装置４１を第１、第２のアーム３，４のコア固定部３ｄ，４ｄ間に配置しているので、第１、第２のアーム３，４間の空間が限られている場合であっても有効に組み込むことができる。
【００３７】
さらに、このようなディスクブレーキ装置１においては、第１、第２の電磁石装置４０，４１に対する励磁方法を変えたりコイルへの電流制御により電磁力を調整したりすることができ、種々のブレーキとして使用することができる。すなわち、停留用、保安用、または非常用ブレーキとして用いる場合、停車時のブレーキ力保持あるいは停留ブレーキ時あるいは保安ブレーキ時に第１、第２の電磁石装置４０，４１を消磁し、非常ブレーキ時およびブレーキ緩め時（制動解放時）において励磁すればよい。
また、別の励磁態様として第１、第２の電磁石装置４０，４１の通電を断って制動状態にした後に、各電磁石装置４０，４１の一方の電磁石に反発する力方向の極性となるように励磁電流を逆向きに流すようにしてもよい。このように逆電流を流して反発力を発生させると、第１、第２のアーム２，４は開く方向の力を受けるため、制動ばね２４のばね力（制動力）と第１、第２の電磁石装置４０，４１の反発力によって制輪子９，１７がブレーキディスク１８を挟圧し、大きな制動力が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る車両用ディスクブレーキ装置によれば、エアレスで無励磁作動型のディスクブレーキ装置を実現でき、したがって空気溜め、配管、弁、エアコンプレッサ等を必要とせず、装置の簡素化および製造コストの低減を実現することができる。また、一対のアームの僅かな揺動で制輪子のストロークを大きくすることができ、鉄道車両用ディスクブレーキ装置として好適である。また、大きな駆動力を得ることができるので、安全性が高く、停留用ブレーキとして、また非常用ブレーキや保安用ブレーキとして使用することができる。さらに、アシスト用の電磁石装置を備えているので、制動解放動作が遅れることがなく、より一層安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  車両用ディスクブレーキ装置の正面図である。
【図２】  制動解放状態の一部を破断して示す平面図である。
【図３】  一部を破断して示す背面図である。
【図４】  制動解放状態の要部の一部を破断して示す拡大図である。
【図５】  制動状態の要部の一部を破断して示す平面図である。
【図６】  制動状態の要部の一部を破断して示す拡大図である。
【符号の説明】
１…ディスクブレーキ装置、２…支持軸、３…第１のアーム、３ａ，３ｂ…上、下支持部、３ｃ…ばね受部、３ｄ…コア固定部、３ｅ，３ｆ…制輪子取付部、４…第２のアーム、４ａ，４ｂ…上、下支持部、４ｃ…ばね受部、４ｄ…コア固定部、４ｅ，４ｆ…制輪子取付部、５…車輪、９…制輪子、１０…ブレーキディスク、１７…制輪子、１８…ブレーキディスク、２３，２４…制動ばね、４０…第１の電磁石装置、４１…第２の電磁石装置、６６…レバー、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…電磁石。
【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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