３連ローラウェッジ機構
【課題】アクチュエータの押圧力によりウェッジを介して倍力機構に発生する後退力を確実に保持するとともに、外因によるブレーキアームの変動からウェッジ部を保護する。
【解決手段】エアーチャンバ４により軸動し傾斜面を有するウェッジ５によりメインローラ６、６を介して揺動する一対のリンク１２、１２と、これらリンクの中間部とブレーキアーム３の基端部とを隙間調整機構１４を介して連結し、前記メインローラ６の両側に同軸上にガイドレール上を転動する一対のサブローラ７、７を配設したので、ウェッジ５からなるカム機構とリンク１２からなる梃子機構の２重の倍力機構によってブレーキ機構をコンパクトにでき、エアーチャンバ４の押圧力により倍力機構に発生する後退力をサブローラ７を介して確実にガイドレール上に転嫁して分散でき、倍力機構の各構成部品自体の負担荷重が小さく、摺動抵抗も少なく倍力効率を高めることができる。
【解決手段】エアーチャンバ４により軸動し傾斜面を有するウェッジ５によりメインローラ６、６を介して揺動する一対のリンク１２、１２と、これらリンクの中間部とブレーキアーム３の基端部とを隙間調整機構１４を介して連結し、前記メインローラ６の両側に同軸上にガイドレール上を転動する一対のサブローラ７、７を配設したので、ウェッジ５からなるカム機構とリンク１２からなる梃子機構の２重の倍力機構によってブレーキ機構をコンパクトにでき、エアーチャンバ４の押圧力により倍力機構に発生する後退力をサブローラ７を介して確実にガイドレール上に転嫁して分散でき、倍力機構の各構成部品自体の負担荷重が小さく、摺動抵抗も少なく倍力効率を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータにより軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッドと、該ロッドに装着され対向する傾斜面を有するウェッジと、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラの動きに応じて揺動する一対のリンクと、これらリンクの中間部とブレーキアームの基端部とを隙間調整機構を介して連結し、メインローラの動きに応じてブレーキアームの基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置の３連ローラウェッジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において使用されるディスクブレーキ装置にあって、特に鉄道車両用のディスクブレーキでは、ブレーキが取り付けられるばね上とディスクロータが取り付けられるばね下との相対移動が大きいことから、これに対応できる機構が要求され、一般的には大きな相対移動に容易に適応できるリンクの連結による梃子式のブレーキが知られている（に例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３１５４２２号公報（公報要約書参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１に開示された鉄道車両用ディスクブレーキ装置について図９を用いて説明すると、ディスクＤを挟圧するところのブレーキパッドを取着したブレーキヘッド１０７、１０７がそれぞれ取り付けられた２つのキャリパレバー１０６、１０６と、進出方向または退避方向の少なくともいずれか一方へ駆動される可動ロッド１１５を備えるアクチュエータ１１４とを備え、また、このディスクブレーキ装置１０１には、可動ロッド１１５に枢結される回転伝達アーム１１６と、この回転伝達アーム１１６に係合する伸縮軸１１０を備える。アクチュエータ１１４の進出に伴う回転伝達アーム１１６の押出し回転により、ネジ機構によってネジ体１１３が外方へ押し出されて、キャリパレバー１０６、１０６を支持ピン１０５の回りにて揺動させ、ブレーキヘッド１０７、１０７がディスクＤを挟圧して、ブレーキ動作が行われる。ブレーキパッドが摩耗すると、回転伝達アーム１１６の超過ストロークにより、基体に固定された隙間調整棒１２１にカム板１１９の切欠部の端部が接触して、ウォームギヤ１１７が回転し、隙間調整ギヤ１１８が回転して自動隙間調整がなされる。
【０００４】
これらの構成によって、前記従来例のものでは、可動ロッド１１５の進出動作は、回転伝達アーム１１６を介して伸縮軸１１０の伸張動作に変換され、かつ、その力を増力されてキャリパレバー１０６、１０６に伝達されることとなった。しかも、増力変換機構を構成する回転伝達アーム１１６に、カム板１１９、切欠部、ウォームギヤ１１７、隙間調整ギヤ１１８等からなる隙間調整機構が設けられているため、ディスクＤとブレーキパッドとの隙間を自動調整できる高機能なディスクブレーキ装置１０１のコンパクトな構成が提供できることとなった。しかしながら、前記従来のエアーブレーキでは、通常エアー圧が７００〜９００ｋＰａ以下であるため、鉄道車両に適した大きな制動力を得るためには、エアーチャンバの断面積を大きくしたり、ブレーキアーム部のリンク比を大きく採る等の対策を講じる必要があり、依然としてブレーキ装置自体が肥大化して要スペースも拡大し、台車をコンパクトに設計できなかった。
【０００５】
また、前記引用文献１の鉄道車両用ディスクブレーキ装置では、図９（Ｄ）の実施例に示すように、倍力機構として簡素な構造の傾斜カム機構を用いた、いわゆるウェッジ機構を使用する例も開示されているが、鉄道車両用ブレーキの場合、車両の台車に設置された車輪が全方向に自由度を有して揺動する挙動を示すため、車輪の挙動に追随してブレーキ装置すなわちブレーキアームも頻繁に変位する。そのために、前記図９（Ｄ）の例のものも、制動時にブレーキアームに相当するキャリパレバー１０６、１０６が車輪すなわちディスクＤからの変位を受けて頻繁に変位する。それらの変位がロッド部材１２９を揺動させるこじり力を発生させたり、該ロッド部材１２９を介して倍力機構を構成するウェッジ１３１に直接に伝達される。これらの変位力により、ウェッジ１３１や可動ロッド１１５、さらにはアクチュエータ１１４に悪影響を与えかねないものであった。また、アクチュエータ１１４からの操作力によりウェッジ１３１を介してロッド部材１２９に大きな揺動方向の後退力を生じさせ、ロッド部材１２９を１点で支持するケーシングに大きな負担を強いることになった。
【０００６】
そこで本発明は、前記従来のディスクブレーキ装置の諸課題を解決して、アクチュエータからの押圧力によりウェッジを介して倍力機構に発生する後退力を確実に保持するとともに、ブレーキアームが外因により頻繁に変位しても倍力機構を構成するウェッジ部に悪影響を与えることのない３連ローラウェッジ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明は、アクチュエータにより軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッドと、該ロッドに装着され対向する傾斜面を有するウェッジと、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラの動きに応じて揺動する一対のリンクと、これらリンクの中間部とブレーキアームの基端部とを隙間調整機構を介して連結し、メインローラの動きに応じてブレーキアームの基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置のローラウェッジ機構において、前記メインローラの両側に同軸上にガイドレール上を転動する一対のサブローラを配設したことを特徴とする。また本発明は、前記一対のリンクの基端部をストラットの両端部に軸支するとともに、前記ウェッジとメインローラとリンクとストラットにより台形型四辺リンクを構成することを特徴とする。また本発明は、前記隙間調整機構の両端部が球面軸受を介してリンクおよびブレーキアームの基端部と連結されたことを特徴とする。また本発明は、前記一対のサブローラが転動するガイドレール面にサブローラの軸方向の移動を規制するＲ段差部を形成したことを特徴とする。また本発明は、前記ウェッジの傾斜面が、少なくとも２つの異なった面角度にて形成されたことを特徴とする。また本発明は、前記隙間調整機構を、前記メインローラの過剰ストロークによって前記リンクとブレーキアームの基端部との間の間隔を拡大するように調整される自動隙間調整機構としたことを特徴とする。また本発明は、前記一対のリンクの基端部とストラットの両端部との軸支部に、前記台形型四辺リンクを原形状に復元するダブルトーションスプリングを配設したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アクチュエータにより軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッドと、該ロッドに装着され対向する傾斜面を有するウェッジと、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラの動きに応じて揺動する一対のリンクと、これらリンクの中間部とブレーキアームの基端部とを隙間調整機構を介して連結し、メインローラの動きに応じてブレーキアームの基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置のローラウェッジ機構において、前記メインローラの両側に同軸上にガイドレール上を転動する一対のサブローラを配設したことにより、ウェッジからなるカム機構とリンクからなる梃子機構の２重の倍力機構によってブレーキ機構をコンパクトにでき、しかも、アクチュエータからの押圧力によりウェッジを介して倍力機構に発生する後退力をメインローラの両側に同軸上に配設された一対のサブローラを介して確実にガイドレール上に転嫁して分散でき、倍力機構を構成する各部品自体が荷重を負担して変形する等の悪影響を受けることがなく、倍力機構の摺動抵抗も少なく倍力効率を高めることができる。しかも、メインローラが押し広げられて回転する方向と反対方向にサブローラがガイドレール上を転動する回転差異により、滑りが少なくころがり抵抗が大部分を占めて、さらに摺動抵抗の少ない倍力機構が実現できる。
【０００９】
また、前記一対のリンクの基端部をストラットの両端部に軸支するとともに、前記ウェッジとメインローラとリンクとストラットにより台形型四辺リンクを構成する場合は、ブレーキアームが叩かれ衝撃等の外因により頻繁に変位しても、ストラットとともに該ストラットに軸支されたリンクが揺動することで吸収され、ウェッジとメインローラとに外因による力を及ぼすことが抑制されるので、倍力機構を構成するウェッジ部に悪影響を与えることが防止される。さらに、前記隙間調整機構の両端部が球面軸受を介してリンクおよびブレーキアームの基端部と連結された場合は、ブレーキアームとリンクとの間の全方位の変位に対して隙間調整機構を介してこれを吸収して適正に対応させることができる。
【００１０】
さらにまた、前記一対のサブローラが転動するガイドレール面にサブローラの軸方向の移動を規制するＲ段差部を形成した場合は、サブローラ自体の脱落を防止できるのはもとより、倍力機構を構成するリンクが揺動する際のサブローラの蛇行動を有効に規制し、円滑なリンク揺動を促進して倍力機構における倍力効率を低下させることがない。さらに、メインローラへの偏荷重を防止できる。また、前記ウェッジの傾斜面が、少なくとも２つの異なった面角度にて形成された場合は、制動初期のパッドクリアランスを小さなウェッジストークにより迅速に詰めるとともに、制動後半には確実な制動力を得るように高い倍力比率を得ることも可能となり、応答性が良く確実な倍力が得られるブレーキ機構が実現できる。
【００１１】
さらに、前記隙間調整機構を、前記メインローラの過剰ストロークによって前記リンクとブレーキアームの基端部との間の間隔を拡大するように調整される自動隙間調整機構とした場合は、ブレーキパッドの摩耗によりメインローラが過剰ストロークを生じることにより、自動的にリンクとブレーキアームの基端部との間隔が適正に調整されるので、ブレーキパッドが摩耗しても自動的にブレーキアームの過剰揺動ひいてはウェッジの過剰ストロークが抑制調整される。さらにまた、前記一対のリンクの基端部とストラットの両端部との軸支部に、前記台形型四辺リンクを原形状に復元するダブルトーションスプリングを配設した場合は、ブレーキアームのそれぞれが左右非対称にて叩かれ衝撃等の外因により頻繁に変位しても、台形型四辺リンクを容易に原形状に復元させることができ、その結果として、左右のパッドクリアランスを適正（均等）に発生させることを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明に係る３連ローラウェッジ機構を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の３連ローラウェッジ機構を示す図で、図１（Ａ）は要部平断面図、図１（Ｂ）は３連ローラ部を示す図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、図２は本発明の３連ローラウェッジ機構が使用されたブレーキ装置の全体側面図、図３は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構とブレーキアームとの関連を示す要部平面図、図４（Ａ）は図３のＣ−Ｃ断面図、図４（Ｂ）は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構の斜視図、図５は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構の分解斜視図、図６はガイドレールとリンクアセンブリの分解斜視図、図７（Ａ）はリンクの斜視図、図７（Ｂ）はアジャスタレバーの斜視図、図８（Ａ）はブレーキパッド新品の制動初期にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図、図８（Ｂ）はブレーキパッド摩耗時のフル制動時にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図である。
【００１３】
本発明の３連ローラウェッジ機構の基本的な構成は、図１に示すように、アクチュエータとしてのエアーチャンバ４により軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッド２０と、該ロッド２０に装着され対向する傾斜面を有するウェッジ５と、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラ６、６の動きに応じて揺動する一対のリンク１２、１２と、これらリンク１２、１２の中間部とブレーキアーム３、３の基端部とを隙間調整機構１４、１４を介して連結し、メインローラ６、６の動きに応じてブレーキアーム３、３の基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッド２４、２４を押圧作動させるディスクブレーキ装置のローラウェッジ機構において、前記メインローラ６の両側に同軸上にガイドレール（１１）上を転動する一対のサブローラ７、７を配設したことを特徴とする。
【実施例１】
【００１４】
本発明の３連ローラウェッジ機構が設けられるブレーキ装置本体は、図２に示すように、台車等に取り付けられる上部（図２では右側が上部）の取付けサポート１と、該サポート１にボルト等により固定される下部のキャリパボディ２とから構成される。該キャリパボディ２内にはブレーキ用のエアーチャンバ４が収容され、該エアーチャンバ４の軸動（図２の上下方向）により、テーパカム状のウェッジ５を介してメインローラ６およびその軸方向両側に軸支されたサブローラ７、７からなる３連ローラが押し広げられる。これによって図１（Ａ）に示すように、上端部に３連ローラが軸支され下端部がストラット１５の両端部に軸支された一対のリンク１２、１２が外側に揺動することで、隙間調整機構である一対のアジャスタ１４を介してブレーキアーム３の基端部がそれぞれ外側に移動させられる。これにより、図２に示すように、ブレーキアーム３が中間部の揺動軸２１を軸心として揺動し、その揺動端部にホルダ軸２２により首振り自在に軸支されブレーキパッドを装着したパッドホルダ２３を図示省略のディスクロータの側面に押し付け（図２の紙背側へ）てブレーキ動作が行われる。
【００１５】
３連ローラウェッジ機構の要部平断面図である図１（Ａ）に示すように、キャリパボディ２内に収容されたエアーチャンバ４は、好適には空気圧等の流体圧（正圧あるいは負圧のいずれも可能）を動力源とする。ブレーキチャンバ４は、内部に配設されたコイルばね等の復元力によりブレーキ解除方向に付勢されている。これらのコイルばねをダイヤフラムを介して対向側に配設された正圧により圧縮するか、コイルばね側に負圧を導入してコイルばねを圧縮するかして、ブレーキ動作を行うように構成される。制動時にはエアーチャンバ４に接続されたウェッジロッド２０のリターンスプリング１６の復元力に抗する進出（図１（Ａ）の図面下方への）に伴い、該ウェッジロッド２０に固定されたテーパカム状のウェッジ５がその傾斜面により一対のメインローラ６、６を外側に押し広げる。ウェッジ５の傾斜面は、後述する図８（Ｂ）に明瞭に示されるように、少なくとも２つの異なった面角度（先端側が大角度の急傾斜面５Ｂ、基部側が小角度の緩傾斜面５Ａ）にて形成される。このような構成により、制動初期のパッドクリアランスを小さなウェッジストークにより迅速に詰めるとともに、制動後半には楔作用により確実な制動力を得ることができるので、応答性が良く確実な倍力が得られるブレーキ機構が実現できる。
【００１６】
図１（Ｂ）に示すように、前記一対のメインローラ６が軸支されるローラ軸ボルト９の軸方向両側にはそれぞれガイドローラであるサブローラ７、７が軸支される。これらのサブローラ７、７はリンク１２の２又状の上端部（図５参照）の外側に配設される。したがって、メインローラ６は前記リンク１２の２又状の上端部の内側に配設される。符号１０はこれらメインローラ６およびサブローラ７、７を軸支するローラ軸ボルト９の端部を緊締するナットを示す。また、図１（Ｂ）にて理解されるように、ウェッジ５はリンク１２の２又状の上端部内に位置するため、ウェッジ５がメインローラ６に対して回転方向の力を受けてもリンク１２の２又状の内側面によって規制されるので、ウェッジ５がメインローラ６との摺接から外れて脱落することが防止される。
【００１７】
図３は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構とブレーキアームとの関連を示す要部平面図である。本発明では、テーパカム状の傾斜面を有するウェッジ５とメインローラ６との楔作用による倍力機構に加えて、台形型四辺リンク機構におけるリンク１２の揺動による梃子作用による倍力機構をも備えるものである。これらの２つの倍力機構の組合せにより、コンパクトで省スペースのブレーキ装置によるも大きな制動力が得られる。つまり、ウェッジ５とメインローラ６との楔作用による倍力作用に加えて、ベアリング軸ボルト１９を中心としたリンク１２の揺動の際には、リンク１２の中間部に軸支されたアジャスタ１４からのブレーキアーム３への出力は梃子作用により倍力作用を伴う。一方、前記一対のリンク１２、１２の基端部がストラット１５に軸支されており、ブレーキアーム３、３を通じて外因により車輪すなわちディスクロータからの衝撃により変位するに際して、リンク１２はメインローラ６側を中心としてストラット１５側が変位する（図８参照）。これにより、ブレーキアーム３が叩かれ衝撃等の外因により頻繁に変位しても、ストラット１５に軸支されたリンク１２が揺動することで吸収され、ウェッジ５とメインローラ６とに外因による力を及ぼすことが抑制されるので、倍力機構を構成するウェッジ部に悪影響を与えることが防止される。
【００１８】
図４（Ａ）は図３のＣ−Ｃ断面図、図４（Ｂ）は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構の斜視図であり、ストラット１５とリンク１２との関連構成がよく理解される。図４（Ａ）は図３のＣ−Ｃ断面すなわちストラット１５の両端部に軸支されたリンク１２、１２のベアリング軸ボルト１９部での断面図であり、一対のストラット１５、１５はウェッジロッド２０とはフリーな状態にあることが理解される。リンク１２の基端部を中間部に、ストラット１５、１５を両端部に軸支したベアリング軸ボルト１９には、リンク１２の基端部とストラット１５との間にダブルトーションスプリング１７、１７が嵌挿される。図４（Ｂ）に示すように、ダブルトーションスプリング１７の一端部はリンク１２に、その他端部はストラット１５に係止される（図示の例は１つのスプリングの中間部がリンク１２に、両端部が一対のストラット１５のそれぞれに係止されているが、各ベアリング軸ボルト１９宛に２つのスプリングを配設してもよい）。これにより、前述したように、ブレーキアーム３が叩かれ衝撃等の外因により頻繁に変位してストラット１５に軸支されたリンク１２が揺動した後には、ダブルトーションスプリング１７により迅速に台形型四辺リンク機構を原位置（形状）に復元することができる。
【００１９】
図５は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構の分解斜視図である。一対のリンク１２、１２の基端部が一対のストラット１５、１５の両端部にダブルトーションスプリング１７、１７を介してベアリング軸ボルト１９により浮動状態にて軸支され、前述したように、各リンク１２の２又状の上端部の内外にメインローラ６およびサブローラ７、７がローラ軸ボルト９により軸支配設される。リンク１２の構成は図７（Ａ）に明瞭に示され、２又状の上端部にはローラ軸ボルト９が挿通される上部ボルト孔１２Ａが、中間部には内側球面軸受１３Ｂが収容される球面軸孔１２Ｃが、下端部にはベアリング軸ボルト１９が挿通される下部ボルト孔１２Ｂがそれぞれ形成されている。各サブローラ７、７、７、７はガイドレール１１における上面に対向配置された転動面１１Ｃ上を転動するように構成される。該転動面１１Ｃにはサブローラ７の軸方向（図示の例では外側）への移動を規制するＲ段差部１１Ｄが形成される。このＲ段差部１１Ｄによりサブローラ７自体の脱落を防止できるのはもとより、倍力機構を構成するリンク１２が揺動する際のサブローラ７の蛇行動を有効に規制し、円滑なリンク揺動を促進して倍力機構における倍力効率を低下させることがない。さらには、メインローラ６がウェッジ５により押し広げられて回転する方向と反対方向にサブローラ７がガイドレール１１の転動面１１Ｃ上を転動する回転差異により、滑りが少なくころがり抵抗が大部分を占めて、さらに摺動抵抗の少ない倍力機構が実現できる。
【００２０】
また、図５では、リンク１２の中間部にブレーキアーム３との間に介設されるアジャスタ１４の構成を明瞭に示している。内側球面軸受１３Ｂを収容したリンク１２の中間部に、ラチェット歯１４Ｃを中間外周部に設置したアジャスタナット１４Ｂと、該アジャスタナット１４Ｂの筒状部の内部に刻設した雌螺子に螺合される雄螺子部を刻設したアジャスタスクリュ１４Ａとから構成されるアジャスタ１４を装着するものである。符号１４Ｄはアジャスタレバーを示し、一端の固定基端部１４Ｇが一方のガイドレール１１の端面にビス止めされ、上部にはメインローラ６が過剰ストローク時に当接するテーパ部１４Ｅが、下方の他端部には前記アジャスタナット１４Ｂにおけるラチェット歯１４Ｃを一方向にのみ回転させる爪部１４Ｆがそれぞれ形成される。アジャスタレバー１４Ｄは復元力のあるばね材から構成される。図７（Ｂ）はアジャスタレバー１４Ｄのみを取り出した斜視図である。
【００２１】
図６はガイドレールとリンクアセンブリの分解斜視図である。ここでは、リンク１２とストラット１５とのダブルトーションスプリング１７を介した軸支状態がよく理解される。好適にはニードルベアリング１８を介して軸支される。また、ここでは、ガイドレール１１における対向する一対のレール部１１Ａを連結する連結支持部１１Ｂが明瞭に示されており、該連結支持部１１Ｂの中心部に穿設された軸孔１１Ｅにブッシュ等を介してウェッジロッド２０が挿通されることが明瞭に理解される。（図６ではウェッジロッド２０の図示は省略されている。）このことは、ガイドレール１１における転動面１１Ｃとウェッジロッド２０の直角度を機械加工的に現出し易くできる。
【００２２】
図８は自動隙間調整機構（アジャスタ）１４の調整前後の状態を説明するもので、図８（Ａ）はブレーキパッド新品の制動初期にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図、図８（Ｂ）はブレーキパッド摩耗時のフル制動時にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図である。ブレーキパッド（図１（Ａ）の符号２４）が摩耗すると、図８（Ｂ）に示すように、ブレーキアーム３の揺動が大きくなり自動隙間調整機構１４を介したリンク１２の揺動も大きくなる。したがって、ウェッジ５を設けたウェッジロッド２０のストロークも大きく過剰となる。それによって、メインローラ６の外側への移動も大きくなり、アジャスタレバー１４Ｄにおけるテーパ部１４Ｅをアジャスタナット１４Ｂ側へ押し下げることとなる。図５の分解斜視図で説明すると、アジャスタレバー１４Ｄは一端の固定基端部１４Ｇを中心として撓み、他端部の爪部１４Ｆがアジャスタナット１４Ｂにおけるラチェット歯１４Ｃに摺接（回転はさせない）して充分に下方まで移動する、ブレーキ動作の解除によってアジャスタレバー１４Ｄが自らの復元力により原位置に復帰する際に、爪部１４Ｆがラチェット歯１４Ｃに噛合してアジャスタナット１４Ｂを一方向にのみ回転させる。これにより、アジャスタナット１４Ｂ内に螺合させるアジャスタスクリュ１４Ａとの間の軸方向距離を拡大させて自動隙間調整がなされ、ブレーキパッド摩耗によるブレーキアーム３の過剰揺動を抑制することができる。
【００２３】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、アクチュエータの種類、エアーチャンバの場合、（正圧型、負圧型のいずれもが採用可能である）の形状、形式（ダイヤフラム型、ピストン型等）、エアーチャンバとウェッジロッドとの接続形態、ウェッジロッドへのウェッジの装着形態、ウェッジにおける傾斜面の形成形態（少なくとも２つの異なった面角度の角度の選定、メインローラに接触する２面のみに傾斜面が形成されるが、例えばウェッジを円錐体としてメインローラをウェッジ円錐面に適合する凹円錐溝を有する断面としてぶれを抑制するように構成することもできる）、リンクの形状、形式、ストラットの形状、形式、リンクのストラットへの軸支形態、ストラットにおけるリンクの原位置復帰を行うダブルトーションスプリングの形状、形式およびその配設部位、リンクにおけるメインローラおよびサブローラの軸支形態、リンクおよびブレーキアーム基端部への隙間調整機構の介設形態（球面軸受を介した介設の他、適宜の自在継手を用いてもよい）、隙間調整機構の形状、形式（アジャスタナットとアジャスタスクリュとの螺合の他、ターンバックル状の調整機構も適宜採用される。また、メインローラの過剰ストロークによってリンクとブレーキアームの基端部との間の間隔を拡大するように調整される自動隙間調整機構を好適とするが、手動調整のものも本発明の範疇内である）、自動隙間調整機構の形状、形式（サブローラによってアジャスタレバーが揺動するように構成することもできる。）、ガイドレールの形状、形式、ガイドレール面におけるサブローラの転動形態、Ｒ段差部の形状（好適にはサブローラの外側に転動面に沿って形成されるが、サブローラを複輪状としそれらの間の溝をガイドレール面に形成した突条にガイドさせるように構成することもできる）、ウェッジとメインローラとリンクとストラットによる台形型四辺リンクの形状、形式等については適宜選定できる。実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の３連ローラウェッジ機構を示す図で、図１（Ａ）は要部平断面図、図１（Ｂ）は３連ローラ部を示す図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】同、本発明の３連ローラウェッジ機構が使用されたブレーキ装置の全体側面図である。
【図３】同、３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構とブレーキアームとの関連を示す要部平面図である。
【図４】図４（Ａ）は図３のＣ−Ｃ断面図、図４（Ｂ）は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構の斜視図である。
【図５】同、３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構の分解斜視図である。
【図６】同、ガイドレールとリンクアセンブリの分解斜視図である。
【図７】図７（Ａ）はリンクの斜視図、図７（Ｂ）はアジャスタレバーの斜視図である。
【図８】図８（Ａ）はブレーキパッド新品の制動初期にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図、図８（Ｂ）はブレーキパッド摩耗時のフル制動時にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図である。
【図９】従来例を示す鉄道車両用ディスクブレーキ装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ サポート
２ キャリパボディ
３ ブレーキアーム
４ エアーチャンバ
５ ウェッジ
６ メインローラ
７ ガイドローラ（サブローラ）
８ カラー
９ ローラ軸ボルト
１０ ナット
１２ リンク
１４ アジャスタ（隙間調整機構）
１６ リターンスプリング
２０ ウェッジロッド
２４ ブレーキパッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータにより軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッドと、該ロッドに装着され対向する傾斜面を有するウェッジと、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラの動きに応じて揺動する一対のリンクと、これらリンクの中間部とブレーキアームの基端部とを隙間調整機構を介して連結し、メインローラの動きに応じてブレーキアームの基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置の３連ローラウェッジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において使用されるディスクブレーキ装置にあって、特に鉄道車両用のディスクブレーキでは、ブレーキが取り付けられるばね上とディスクロータが取り付けられるばね下との相対移動が大きいことから、これに対応できる機構が要求され、一般的には大きな相対移動に容易に適応できるリンクの連結による梃子式のブレーキが知られている（に例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３１５４２２号公報（公報要約書参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１に開示された鉄道車両用ディスクブレーキ装置について図９を用いて説明すると、ディスクＤを挟圧するところのブレーキパッドを取着したブレーキヘッド１０７、１０７がそれぞれ取り付けられた２つのキャリパレバー１０６、１０６と、進出方向または退避方向の少なくともいずれか一方へ駆動される可動ロッド１１５を備えるアクチュエータ１１４とを備え、また、このディスクブレーキ装置１０１には、可動ロッド１１５に枢結される回転伝達アーム１１６と、この回転伝達アーム１１６に係合する伸縮軸１１０を備える。アクチュエータ１１４の進出に伴う回転伝達アーム１１６の押出し回転により、ネジ機構によってネジ体１１３が外方へ押し出されて、キャリパレバー１０６、１０６を支持ピン１０５の回りにて揺動させ、ブレーキヘッド１０７、１０７がディスクＤを挟圧して、ブレーキ動作が行われる。ブレーキパッドが摩耗すると、回転伝達アーム１１６の超過ストロークにより、基体に固定された隙間調整棒１２１にカム板１１９の切欠部の端部が接触して、ウォームギヤ１１７が回転し、隙間調整ギヤ１１８が回転して自動隙間調整がなされる。
【０００４】
これらの構成によって、前記従来例のものでは、可動ロッド１１５の進出動作は、回転伝達アーム１１６を介して伸縮軸１１０の伸張動作に変換され、かつ、その力を増力されてキャリパレバー１０６、１０６に伝達されることとなった。しかも、増力変換機構を構成する回転伝達アーム１１６に、カム板１１９、切欠部、ウォームギヤ１１７、隙間調整ギヤ１１８等からなる隙間調整機構が設けられているため、ディスクＤとブレーキパッドとの隙間を自動調整できる高機能なディスクブレーキ装置１０１のコンパクトな構成が提供できることとなった。しかしながら、前記従来のエアーブレーキでは、通常エアー圧が７００〜９００ｋＰａ以下であるため、鉄道車両に適した大きな制動力を得るためには、エアーチャンバの断面積を大きくしたり、ブレーキアーム部のリンク比を大きく採る等の対策を講じる必要があり、依然としてブレーキ装置自体が肥大化して要スペースも拡大し、台車をコンパクトに設計できなかった。
【０００５】
また、前記引用文献１の鉄道車両用ディスクブレーキ装置では、図９（Ｄ）の実施例に示すように、倍力機構として簡素な構造の傾斜カム機構を用いた、いわゆるウェッジ機構を使用する例も開示されているが、鉄道車両用ブレーキの場合、車両の台車に設置された車輪が全方向に自由度を有して揺動する挙動を示すため、車輪の挙動に追随してブレーキ装置すなわちブレーキアームも頻繁に変位する。そのために、前記図９（Ｄ）の例のものも、制動時にブレーキアームに相当するキャリパレバー１０６、１０６が車輪すなわちディスクＤからの変位を受けて頻繁に変位する。それらの変位がロッド部材１２９を揺動させるこじり力を発生させたり、該ロッド部材１２９を介して倍力機構を構成するウェッジ１３１に直接に伝達される。これらの変位力により、ウェッジ１３１や可動ロッド１１５、さらにはアクチュエータ１１４に悪影響を与えかねないものであった。また、アクチュエータ１１４からの操作力によりウェッジ１３１を介してロッド部材１２９に大きな揺動方向の後退力を生じさせ、ロッド部材１２９を１点で支持するケーシングに大きな負担を強いることになった。
【０００６】
そこで本発明は、前記従来のディスクブレーキ装置の諸課題を解決して、アクチュエータからの押圧力によりウェッジを介して倍力機構に発生する後退力を確実に保持するとともに、ブレーキアームが外因により頻繁に変位しても倍力機構を構成するウェッジ部に悪影響を与えることのない３連ローラウェッジ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明は、アクチュエータにより軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッドと、該ロッドに装着され対向する傾斜面を有するウェッジと、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラの動きに応じて揺動する一対のリンクと、これらリンクの中間部とブレーキアームの基端部とを隙間調整機構を介して連結し、メインローラの動きに応じてブレーキアームの基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置のローラウェッジ機構において、前記メインローラの両側に同軸上にガイドレール上を転動する一対のサブローラを配設したことを特徴とする。また本発明は、前記一対のリンクの基端部をストラットの両端部に軸支するとともに、前記ウェッジとメインローラとリンクとストラットにより台形型四辺リンクを構成することを特徴とする。また本発明は、前記隙間調整機構の両端部が球面軸受を介してリンクおよびブレーキアームの基端部と連結されたことを特徴とする。また本発明は、前記一対のサブローラが転動するガイドレール面にサブローラの軸方向の移動を規制するＲ段差部を形成したことを特徴とする。また本発明は、前記ウェッジの傾斜面が、少なくとも２つの異なった面角度にて形成されたことを特徴とする。また本発明は、前記隙間調整機構を、前記メインローラの過剰ストロークによって前記リンクとブレーキアームの基端部との間の間隔を拡大するように調整される自動隙間調整機構としたことを特徴とする。また本発明は、前記一対のリンクの基端部とストラットの両端部との軸支部に、前記台形型四辺リンクを原形状に復元するダブルトーションスプリングを配設したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アクチュエータにより軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッドと、該ロッドに装着され対向する傾斜面を有するウェッジと、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラの動きに応じて揺動する一対のリンクと、これらリンクの中間部とブレーキアームの基端部とを隙間調整機構を介して連結し、メインローラの動きに応じてブレーキアームの基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置のローラウェッジ機構において、前記メインローラの両側に同軸上にガイドレール上を転動する一対のサブローラを配設したことにより、ウェッジからなるカム機構とリンクからなる梃子機構の２重の倍力機構によってブレーキ機構をコンパクトにでき、しかも、アクチュエータからの押圧力によりウェッジを介して倍力機構に発生する後退力をメインローラの両側に同軸上に配設された一対のサブローラを介して確実にガイドレール上に転嫁して分散でき、倍力機構を構成する各部品自体が荷重を負担して変形する等の悪影響を受けることがなく、倍力機構の摺動抵抗も少なく倍力効率を高めることができる。しかも、メインローラが押し広げられて回転する方向と反対方向にサブローラがガイドレール上を転動する回転差異により、滑りが少なくころがり抵抗が大部分を占めて、さらに摺動抵抗の少ない倍力機構が実現できる。
【０００９】
また、前記一対のリンクの基端部をストラットの両端部に軸支するとともに、前記ウェッジとメインローラとリンクとストラットにより台形型四辺リンクを構成する場合は、ブレーキアームが叩かれ衝撃等の外因により頻繁に変位しても、ストラットとともに該ストラットに軸支されたリンクが揺動することで吸収され、ウェッジとメインローラとに外因による力を及ぼすことが抑制されるので、倍力機構を構成するウェッジ部に悪影響を与えることが防止される。さらに、前記隙間調整機構の両端部が球面軸受を介してリンクおよびブレーキアームの基端部と連結された場合は、ブレーキアームとリンクとの間の全方位の変位に対して隙間調整機構を介してこれを吸収して適正に対応させることができる。
【００１０】
さらにまた、前記一対のサブローラが転動するガイドレール面にサブローラの軸方向の移動を規制するＲ段差部を形成した場合は、サブローラ自体の脱落を防止できるのはもとより、倍力機構を構成するリンクが揺動する際のサブローラの蛇行動を有効に規制し、円滑なリンク揺動を促進して倍力機構における倍力効率を低下させることがない。さらに、メインローラへの偏荷重を防止できる。また、前記ウェッジの傾斜面が、少なくとも２つの異なった面角度にて形成された場合は、制動初期のパッドクリアランスを小さなウェッジストークにより迅速に詰めるとともに、制動後半には確実な制動力を得るように高い倍力比率を得ることも可能となり、応答性が良く確実な倍力が得られるブレーキ機構が実現できる。
【００１１】
さらに、前記隙間調整機構を、前記メインローラの過剰ストロークによって前記リンクとブレーキアームの基端部との間の間隔を拡大するように調整される自動隙間調整機構とした場合は、ブレーキパッドの摩耗によりメインローラが過剰ストロークを生じることにより、自動的にリンクとブレーキアームの基端部との間隔が適正に調整されるので、ブレーキパッドが摩耗しても自動的にブレーキアームの過剰揺動ひいてはウェッジの過剰ストロークが抑制調整される。さらにまた、前記一対のリンクの基端部とストラットの両端部との軸支部に、前記台形型四辺リンクを原形状に復元するダブルトーションスプリングを配設した場合は、ブレーキアームのそれぞれが左右非対称にて叩かれ衝撃等の外因により頻繁に変位しても、台形型四辺リンクを容易に原形状に復元させることができ、その結果として、左右のパッドクリアランスを適正（均等）に発生させることを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明に係る３連ローラウェッジ機構を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の３連ローラウェッジ機構を示す図で、図１（Ａ）は要部平断面図、図１（Ｂ）は３連ローラ部を示す図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、図２は本発明の３連ローラウェッジ機構が使用されたブレーキ装置の全体側面図、図３は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構とブレーキアームとの関連を示す要部平面図、図４（Ａ）は図３のＣ−Ｃ断面図、図４（Ｂ）は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構の斜視図、図５は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構の分解斜視図、図６はガイドレールとリンクアセンブリの分解斜視図、図７（Ａ）はリンクの斜視図、図７（Ｂ）はアジャスタレバーの斜視図、図８（Ａ）はブレーキパッド新品の制動初期にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図、図８（Ｂ）はブレーキパッド摩耗時のフル制動時にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図である。
【００１３】
本発明の３連ローラウェッジ機構の基本的な構成は、図１に示すように、アクチュエータとしてのエアーチャンバ４により軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッド２０と、該ロッド２０に装着され対向する傾斜面を有するウェッジ５と、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラ６、６の動きに応じて揺動する一対のリンク１２、１２と、これらリンク１２、１２の中間部とブレーキアーム３、３の基端部とを隙間調整機構１４、１４を介して連結し、メインローラ６、６の動きに応じてブレーキアーム３、３の基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッド２４、２４を押圧作動させるディスクブレーキ装置のローラウェッジ機構において、前記メインローラ６の両側に同軸上にガイドレール（１１）上を転動する一対のサブローラ７、７を配設したことを特徴とする。
【実施例１】
【００１４】
本発明の３連ローラウェッジ機構が設けられるブレーキ装置本体は、図２に示すように、台車等に取り付けられる上部（図２では右側が上部）の取付けサポート１と、該サポート１にボルト等により固定される下部のキャリパボディ２とから構成される。該キャリパボディ２内にはブレーキ用のエアーチャンバ４が収容され、該エアーチャンバ４の軸動（図２の上下方向）により、テーパカム状のウェッジ５を介してメインローラ６およびその軸方向両側に軸支されたサブローラ７、７からなる３連ローラが押し広げられる。これによって図１（Ａ）に示すように、上端部に３連ローラが軸支され下端部がストラット１５の両端部に軸支された一対のリンク１２、１２が外側に揺動することで、隙間調整機構である一対のアジャスタ１４を介してブレーキアーム３の基端部がそれぞれ外側に移動させられる。これにより、図２に示すように、ブレーキアーム３が中間部の揺動軸２１を軸心として揺動し、その揺動端部にホルダ軸２２により首振り自在に軸支されブレーキパッドを装着したパッドホルダ２３を図示省略のディスクロータの側面に押し付け（図２の紙背側へ）てブレーキ動作が行われる。
【００１５】
３連ローラウェッジ機構の要部平断面図である図１（Ａ）に示すように、キャリパボディ２内に収容されたエアーチャンバ４は、好適には空気圧等の流体圧（正圧あるいは負圧のいずれも可能）を動力源とする。ブレーキチャンバ４は、内部に配設されたコイルばね等の復元力によりブレーキ解除方向に付勢されている。これらのコイルばねをダイヤフラムを介して対向側に配設された正圧により圧縮するか、コイルばね側に負圧を導入してコイルばねを圧縮するかして、ブレーキ動作を行うように構成される。制動時にはエアーチャンバ４に接続されたウェッジロッド２０のリターンスプリング１６の復元力に抗する進出（図１（Ａ）の図面下方への）に伴い、該ウェッジロッド２０に固定されたテーパカム状のウェッジ５がその傾斜面により一対のメインローラ６、６を外側に押し広げる。ウェッジ５の傾斜面は、後述する図８（Ｂ）に明瞭に示されるように、少なくとも２つの異なった面角度（先端側が大角度の急傾斜面５Ｂ、基部側が小角度の緩傾斜面５Ａ）にて形成される。このような構成により、制動初期のパッドクリアランスを小さなウェッジストークにより迅速に詰めるとともに、制動後半には楔作用により確実な制動力を得ることができるので、応答性が良く確実な倍力が得られるブレーキ機構が実現できる。
【００１６】
図１（Ｂ）に示すように、前記一対のメインローラ６が軸支されるローラ軸ボルト９の軸方向両側にはそれぞれガイドローラであるサブローラ７、７が軸支される。これらのサブローラ７、７はリンク１２の２又状の上端部（図５参照）の外側に配設される。したがって、メインローラ６は前記リンク１２の２又状の上端部の内側に配設される。符号１０はこれらメインローラ６およびサブローラ７、７を軸支するローラ軸ボルト９の端部を緊締するナットを示す。また、図１（Ｂ）にて理解されるように、ウェッジ５はリンク１２の２又状の上端部内に位置するため、ウェッジ５がメインローラ６に対して回転方向の力を受けてもリンク１２の２又状の内側面によって規制されるので、ウェッジ５がメインローラ６との摺接から外れて脱落することが防止される。
【００１７】
図３は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構とブレーキアームとの関連を示す要部平面図である。本発明では、テーパカム状の傾斜面を有するウェッジ５とメインローラ６との楔作用による倍力機構に加えて、台形型四辺リンク機構におけるリンク１２の揺動による梃子作用による倍力機構をも備えるものである。これらの２つの倍力機構の組合せにより、コンパクトで省スペースのブレーキ装置によるも大きな制動力が得られる。つまり、ウェッジ５とメインローラ６との楔作用による倍力作用に加えて、ベアリング軸ボルト１９を中心としたリンク１２の揺動の際には、リンク１２の中間部に軸支されたアジャスタ１４からのブレーキアーム３への出力は梃子作用により倍力作用を伴う。一方、前記一対のリンク１２、１２の基端部がストラット１５に軸支されており、ブレーキアーム３、３を通じて外因により車輪すなわちディスクロータからの衝撃により変位するに際して、リンク１２はメインローラ６側を中心としてストラット１５側が変位する（図８参照）。これにより、ブレーキアーム３が叩かれ衝撃等の外因により頻繁に変位しても、ストラット１５に軸支されたリンク１２が揺動することで吸収され、ウェッジ５とメインローラ６とに外因による力を及ぼすことが抑制されるので、倍力機構を構成するウェッジ部に悪影響を与えることが防止される。
【００１８】
図４（Ａ）は図３のＣ−Ｃ断面図、図４（Ｂ）は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構の斜視図であり、ストラット１５とリンク１２との関連構成がよく理解される。図４（Ａ）は図３のＣ−Ｃ断面すなわちストラット１５の両端部に軸支されたリンク１２、１２のベアリング軸ボルト１９部での断面図であり、一対のストラット１５、１５はウェッジロッド２０とはフリーな状態にあることが理解される。リンク１２の基端部を中間部に、ストラット１５、１５を両端部に軸支したベアリング軸ボルト１９には、リンク１２の基端部とストラット１５との間にダブルトーションスプリング１７、１７が嵌挿される。図４（Ｂ）に示すように、ダブルトーションスプリング１７の一端部はリンク１２に、その他端部はストラット１５に係止される（図示の例は１つのスプリングの中間部がリンク１２に、両端部が一対のストラット１５のそれぞれに係止されているが、各ベアリング軸ボルト１９宛に２つのスプリングを配設してもよい）。これにより、前述したように、ブレーキアーム３が叩かれ衝撃等の外因により頻繁に変位してストラット１５に軸支されたリンク１２が揺動した後には、ダブルトーションスプリング１７により迅速に台形型四辺リンク機構を原位置（形状）に復元することができる。
【００１９】
図５は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構の分解斜視図である。一対のリンク１２、１２の基端部が一対のストラット１５、１５の両端部にダブルトーションスプリング１７、１７を介してベアリング軸ボルト１９により浮動状態にて軸支され、前述したように、各リンク１２の２又状の上端部の内外にメインローラ６およびサブローラ７、７がローラ軸ボルト９により軸支配設される。リンク１２の構成は図７（Ａ）に明瞭に示され、２又状の上端部にはローラ軸ボルト９が挿通される上部ボルト孔１２Ａが、中間部には内側球面軸受１３Ｂが収容される球面軸孔１２Ｃが、下端部にはベアリング軸ボルト１９が挿通される下部ボルト孔１２Ｂがそれぞれ形成されている。各サブローラ７、７、７、７はガイドレール１１における上面に対向配置された転動面１１Ｃ上を転動するように構成される。該転動面１１Ｃにはサブローラ７の軸方向（図示の例では外側）への移動を規制するＲ段差部１１Ｄが形成される。このＲ段差部１１Ｄによりサブローラ７自体の脱落を防止できるのはもとより、倍力機構を構成するリンク１２が揺動する際のサブローラ７の蛇行動を有効に規制し、円滑なリンク揺動を促進して倍力機構における倍力効率を低下させることがない。さらには、メインローラ６がウェッジ５により押し広げられて回転する方向と反対方向にサブローラ７がガイドレール１１の転動面１１Ｃ上を転動する回転差異により、滑りが少なくころがり抵抗が大部分を占めて、さらに摺動抵抗の少ない倍力機構が実現できる。
【００２０】
また、図５では、リンク１２の中間部にブレーキアーム３との間に介設されるアジャスタ１４の構成を明瞭に示している。内側球面軸受１３Ｂを収容したリンク１２の中間部に、ラチェット歯１４Ｃを中間外周部に設置したアジャスタナット１４Ｂと、該アジャスタナット１４Ｂの筒状部の内部に刻設した雌螺子に螺合される雄螺子部を刻設したアジャスタスクリュ１４Ａとから構成されるアジャスタ１４を装着するものである。符号１４Ｄはアジャスタレバーを示し、一端の固定基端部１４Ｇが一方のガイドレール１１の端面にビス止めされ、上部にはメインローラ６が過剰ストローク時に当接するテーパ部１４Ｅが、下方の他端部には前記アジャスタナット１４Ｂにおけるラチェット歯１４Ｃを一方向にのみ回転させる爪部１４Ｆがそれぞれ形成される。アジャスタレバー１４Ｄは復元力のあるばね材から構成される。図７（Ｂ）はアジャスタレバー１４Ｄのみを取り出した斜視図である。
【００２１】
図６はガイドレールとリンクアセンブリの分解斜視図である。ここでは、リンク１２とストラット１５とのダブルトーションスプリング１７を介した軸支状態がよく理解される。好適にはニードルベアリング１８を介して軸支される。また、ここでは、ガイドレール１１における対向する一対のレール部１１Ａを連結する連結支持部１１Ｂが明瞭に示されており、該連結支持部１１Ｂの中心部に穿設された軸孔１１Ｅにブッシュ等を介してウェッジロッド２０が挿通されることが明瞭に理解される。（図６ではウェッジロッド２０の図示は省略されている。）このことは、ガイドレール１１における転動面１１Ｃとウェッジロッド２０の直角度を機械加工的に現出し易くできる。
【００２２】
図８は自動隙間調整機構（アジャスタ）１４の調整前後の状態を説明するもので、図８（Ａ）はブレーキパッド新品の制動初期にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図、図８（Ｂ）はブレーキパッド摩耗時のフル制動時にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図である。ブレーキパッド（図１（Ａ）の符号２４）が摩耗すると、図８（Ｂ）に示すように、ブレーキアーム３の揺動が大きくなり自動隙間調整機構１４を介したリンク１２の揺動も大きくなる。したがって、ウェッジ５を設けたウェッジロッド２０のストロークも大きく過剰となる。それによって、メインローラ６の外側への移動も大きくなり、アジャスタレバー１４Ｄにおけるテーパ部１４Ｅをアジャスタナット１４Ｂ側へ押し下げることとなる。図５の分解斜視図で説明すると、アジャスタレバー１４Ｄは一端の固定基端部１４Ｇを中心として撓み、他端部の爪部１４Ｆがアジャスタナット１４Ｂにおけるラチェット歯１４Ｃに摺接（回転はさせない）して充分に下方まで移動する、ブレーキ動作の解除によってアジャスタレバー１４Ｄが自らの復元力により原位置に復帰する際に、爪部１４Ｆがラチェット歯１４Ｃに噛合してアジャスタナット１４Ｂを一方向にのみ回転させる。これにより、アジャスタナット１４Ｂ内に螺合させるアジャスタスクリュ１４Ａとの間の軸方向距離を拡大させて自動隙間調整がなされ、ブレーキパッド摩耗によるブレーキアーム３の過剰揺動を抑制することができる。
【００２３】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、アクチュエータの種類、エアーチャンバの場合、（正圧型、負圧型のいずれもが採用可能である）の形状、形式（ダイヤフラム型、ピストン型等）、エアーチャンバとウェッジロッドとの接続形態、ウェッジロッドへのウェッジの装着形態、ウェッジにおける傾斜面の形成形態（少なくとも２つの異なった面角度の角度の選定、メインローラに接触する２面のみに傾斜面が形成されるが、例えばウェッジを円錐体としてメインローラをウェッジ円錐面に適合する凹円錐溝を有する断面としてぶれを抑制するように構成することもできる）、リンクの形状、形式、ストラットの形状、形式、リンクのストラットへの軸支形態、ストラットにおけるリンクの原位置復帰を行うダブルトーションスプリングの形状、形式およびその配設部位、リンクにおけるメインローラおよびサブローラの軸支形態、リンクおよびブレーキアーム基端部への隙間調整機構の介設形態（球面軸受を介した介設の他、適宜の自在継手を用いてもよい）、隙間調整機構の形状、形式（アジャスタナットとアジャスタスクリュとの螺合の他、ターンバックル状の調整機構も適宜採用される。また、メインローラの過剰ストロークによってリンクとブレーキアームの基端部との間の間隔を拡大するように調整される自動隙間調整機構を好適とするが、手動調整のものも本発明の範疇内である）、自動隙間調整機構の形状、形式（サブローラによってアジャスタレバーが揺動するように構成することもできる。）、ガイドレールの形状、形式、ガイドレール面におけるサブローラの転動形態、Ｒ段差部の形状（好適にはサブローラの外側に転動面に沿って形成されるが、サブローラを複輪状としそれらの間の溝をガイドレール面に形成した突条にガイドさせるように構成することもできる）、ウェッジとメインローラとリンクとストラットによる台形型四辺リンクの形状、形式等については適宜選定できる。実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の３連ローラウェッジ機構を示す図で、図１（Ａ）は要部平断面図、図１（Ｂ）は３連ローラ部を示す図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】同、本発明の３連ローラウェッジ機構が使用されたブレーキ装置の全体側面図である。
【図３】同、３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構とブレーキアームとの関連を示す要部平面図である。
【図４】図４（Ａ）は図３のＣ−Ｃ断面図、図４（Ｂ）は３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構からなる倍力機構の斜視図である。
【図５】同、３連ローラウェッジ機構と台形型四辺リンク機構の分解斜視図である。
【図６】同、ガイドレールとリンクアセンブリの分解斜視図である。
【図７】図７（Ａ）はリンクの斜視図、図７（Ｂ）はアジャスタレバーの斜視図である。
【図８】図８（Ａ）はブレーキパッド新品の制動初期にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図、図８（Ｂ）はブレーキパッド摩耗時のフル制動時にブレーキパッドからの衝撃が加わる叩かれ状態の平断面図である。
【図９】従来例を示す鉄道車両用ディスクブレーキ装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ サポート
２ キャリパボディ
３ ブレーキアーム
４ エアーチャンバ
５ ウェッジ
６ メインローラ
７ ガイドローラ（サブローラ）
８ カラー
９ ローラ軸ボルト
１０ ナット
１２ リンク
１４ アジャスタ（隙間調整機構）
１６ リターンスプリング
２０ ウェッジロッド
２４ ブレーキパッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータにより軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッドと、該ロッドに装着され対向する傾斜面を有するウェッジと、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラの動きに応じて揺動する一対のリンクと、これらリンクの中間部とブレーキアームの基端部とを隙間調整機構を介して連結し、メインローラの動きに応じてブレーキアームの基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置のローラウェッジ機構において、前記メインローラの両側に同軸上にガイドレール上を転動する一対のサブローラを配設したことを特徴とする３連ローラウェッジ機構。
【請求項２】
前記一対のリンクの基端部をストラットの両端部に軸支するとともに、前記ウェッジとメインローラとリンクとストラットにより台形型四辺リンクを構成することを特徴とする請求項１に記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項３】
前記隙間調整機構の両端部が球面軸受を介してリンクおよびブレーキアームの基端部と連結されたことを特徴とする請求項１または２に記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項４】
前記一対のサブローラが転動するガイドレール面にサブローラの軸方向の移動を規制するＲ段差部を形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項５】
前記ウェッジの傾斜面が、少なくとも２つの異なった面角度にて形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項６】
前記隙間調整機構を、前記メインローラの過剰ストロークによって前記リンクとブレーキアームの基端部との間の間隔を拡大するように調整される自動隙間調整機構としたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項７】
前記一対のリンクの基端部とストラットの両端部との軸支部に、前記台形型四辺リンクを原形状に復元するダブルトーションスプリングを配設したことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項１】
アクチュエータにより軸動して車輪軸と直交状に配置されたウェッジロッドと、該ロッドに装着され対向する傾斜面を有するウェッジと、これら傾斜面上を転動する一対のメインローラの動きに応じて揺動する一対のリンクと、これらリンクの中間部とブレーキアームの基端部とを隙間調整機構を介して連結し、メインローラの動きに応じてブレーキアームの基端部を倍力押圧拡開してその揺動端部に配設されたブレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置のローラウェッジ機構において、前記メインローラの両側に同軸上にガイドレール上を転動する一対のサブローラを配設したことを特徴とする３連ローラウェッジ機構。
【請求項２】
前記一対のリンクの基端部をストラットの両端部に軸支するとともに、前記ウェッジとメインローラとリンクとストラットにより台形型四辺リンクを構成することを特徴とする請求項１に記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項３】
前記隙間調整機構の両端部が球面軸受を介してリンクおよびブレーキアームの基端部と連結されたことを特徴とする請求項１または２に記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項４】
前記一対のサブローラが転動するガイドレール面にサブローラの軸方向の移動を規制するＲ段差部を形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項５】
前記ウェッジの傾斜面が、少なくとも２つの異なった面角度にて形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項６】
前記隙間調整機構を、前記メインローラの過剰ストロークによって前記リンクとブレーキアームの基端部との間の間隔を拡大するように調整される自動隙間調整機構としたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の３連ローラウェッジ機構。
【請求項７】
前記一対のリンクの基端部とストラットの両端部との軸支部に、前記台形型四辺リンクを原形状に復元するダブルトーションスプリングを配設したことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の３連ローラウェッジ機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１５０４３２（Ｐ２００９−１５０４３２Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２６７６０（Ｐ２００７−３２６７６０）
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
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