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、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、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。

ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置（制動力が発生可能な位置）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に開示されたブレーキシリンダ装置には、外面に凹凸面が形成された押棒と、この押棒とともに移動可能なガイド部材とが設けられている。 そして、ガイド部材と押棒との間の空間において凹凸面に係合するＯリングが配置され、ガイド部材に所定以上の力が作用したときにＯリングが凹凸面の凸部を乗り越えることで、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ように構成されている。 このように、隙間調整機構が凹凸面とこれに係合するＯリングとによって構成されるため、簡素な構成で摺動抵抗の調整や管理が容易な隙間調整機構を有するブレーキシリンダ装置を実現することができる。

一方、上記とは異なり、Ｏリングを用いない隙間調整機構を有する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における隙間調整機構には、ピストンに対してベアリングを介して回転自在に支持されるとともに外周に直線キー溝及び螺旋キー溝が形成された円筒状のサヤ棒と、サヤ棒の内周に螺合する押棒受に取り付けられた押棒とが設けられている。 また、爪と係合することで回転方向が規制されたラチェット機構の歯車の歯が、サヤ棒の各キー溝に嵌り込むように構成されている。 そして、ブレーキ動作時に、ピストンのストロークが所定のストローク以上の場合には、爪とラチェット歯車との係合位置がずれることになる。 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ように構成されている。

特許文献１に開示されたブレーキシリンダ装置における上述の隙間調整機構は、Ｏリングの弾性変形を利用するものであるため、隙間調整機構の作動に際して、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けてしまい易い。 そのため、温度や湿度などの周囲環境の影響を受け難い特殊な材質で形成されたＯリングを用いて隙間調整機構を構築する必要があり、コストの上昇を招く。 一方、特許文献２に開示されたブレーキシリンダ装置における隙間調整機構は、Ｏリングが用いられていないため、温度や湿度などの周囲環境の影響を抑制するためのコストはほとんど不要である。 しかしながら、特許文献２に開示の隙間調整機構の場合、押棒の先端側である前方側に配置されるブレーキ出力部とは反対側でピストン側である後方側において、サヤ棒を回転自在に支持するベアリングが必要となる。 このため、ピストンが内部に配置されるシリンダ本体における後方側の径寸法の小型化を図る際の制約要因となってしまう。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、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く、更に、シリンダ本体の径方向寸法を小型化することができるブレーキシリンダ装置を安価に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、内部が中空に形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ本体内において圧力室を区画するとともにピストンバネによる付勢力が伝達され、前記圧力室に圧力流体が供給されることにより前記ピストンバネの付勢力に抗して前記シリンダ本体に対して相対移動するピストンと、前記ピストンとともに移動可能に設けられ、又は前記ピストンの移動に伴って当該ピストンに発生する力を増力させる増力機構を介して移動可能に設けられ、前記シリンダ本体から突出するブレーキ方向と当該シリンダ本体に接近する反ブレーキ方向とに移動可能なブレーキ出力部と、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、前記ピストンに又は前記増力機構に� ��り付けられ、前記ネジ軸を内部に収納するガイドチューブと、前記ガイドチューブ又は前記ピストンに対して前記ネジ軸を前記ブレーキ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に対して前記ブレーキ出力部側である前方側において当該クラッチナットに当接可能に配置された前方クラッチと、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において前記前方クラッチ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後方クラッチと、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� �シリンダ本体に対して移動可能範囲が規制されるストッパと、一端側が前記ストッパに当接又は連結するとともに、前記クラッチナットを前記反ブレーキ方向に向かって付勢可能な調整バネと、が備えられていることを特徴とする。

この発明によると、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、ピストンがピストンバネの付勢力に抗して移動し、ガイドチューブ、後方クラッチ、クラッチナット及びネジ軸を介して、ブレーキ出力部がブレーキ方向に移動して制動力が出力される。 尚、増力機構が設けられる場合は、ピストンからの力は増力機構を介して伝達される。 一方、圧力室の圧力流体が排出されることで、ピストンがピストンバネの付勢力によって反対方向に移動し、ガイドチューブ、前方クラッチ、クラッチナット及びネジ軸を介してブレーキ出力部が反ブレーキ方向に移動し、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、前方及び後方クラッチ、ネジ軸、ガイドチューブ、プッシャーバネ、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、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、反ブレーキ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。 そして、ブレーキ解除動作時に、ガイドチューブが反ブレーキ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ブレーキ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反ブレーキ方向に移動せずに、調整バネの蓄力によってクラッチナットが反ブレーキ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、後方クラッチとの当接が解除されるとともに前方クラッチにも当接していない状態が生じることになり、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反ブレーキ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、クラッチナットと前方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、ガイドチューブの反ブレーキ方向への移動に伴い、前方クラッチ、クラッチナット及びネジ軸とともにブレーキ出力部が反ブレーキ方向に移動し、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反ブレーキ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ブレーキ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突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、本発明によると、隙間調整機構が、クラッチナット、前方及び後方クラッチ、ネジ軸、ガイドチューブ、プッシャーバネ、ストッパ、調整バネを備えて構成される。 このため、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。 そして、ピストン又は増力機構に対してガイドチューブを取り付ける構造においてベアリングを設ける必要がないため、シリンダ本体における後方側の径寸法の小型化を図ることができる。

従って、本発明によると、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く、更に、シリンダ本体の径方向寸法を小型化することができるブレーキシリンダ装置を安価に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、前記ネジ軸は、前記ブレーキ出力部と反対側に向かって開口するように内部が中空に形成され、前記プッシャーバネは、前記ネジ軸を内側から付勢することで当該ネジ軸に螺合した前記クラッチナットを前記前方クラッチに向かって付勢することを特徴とする。

この発明によると、ネジ軸を付勢するプッシャーバネが、中空構造に形成されたネジ軸の内側に配置され、ネジ軸に螺合したクラッチナットを前方クラッチに向かって付勢するように構成される。 このため、ブレーキシリンダ装置におけるスペースを効率よく活用してプッシャーバネを配置することができる。 これにより、ブレーキシリンダ装置において、スペース効率を向上させることができ、更に小型化を図ることができる。

第３発明に係るブレーキシリンダ装置は、第２発明のブレーキシリンダ装置において、前記ガイドチューブとともに移動可能に設けられた軸状の部分として形成され、コイル状のバネとして設けられた前記プッシャーバネの内側に挿入されて当該プッシャーバネの座屈方向の変形を規制するプッシャーバネガイドを更に備え、前記プッシャーバネガイドは、先端部が前記ネジ軸の内側に対して摺動自在に配置されていることを特徴とする。

この発明によると、コイル状のプッシャーバネの内側で延びてプッシャーバネの座屈方向の変形を規制するプッシャーバネガイドが設けられる。 このため、隙間調整機構として調整する隙間の寸法が大きくなり、長尺のプッシャーバネが必要となる場合であっても、このプッシャーバネの座屈を効率よく防止することができる。 また、ガイドチューブとともに移動可能に設けられるプッシャーバネガイドは、先端部がネジ軸の内側に摺動自在に配置される。 このため、軸状のプッシャーバネガイドを設けるという簡素な構成によって、ネジ軸とピストンとの位置関係を同軸上で変位する関係に維持する構造を容易に実現することができる。

第４発明に係るブレーキシリンダ装置は、第１発明乃至第３発明のいずれかのブレーキシリンダ装置において、前記前方クラッチ及び前記後方クラッチは、それぞれ一体に形成された別部材として設けられ、前記ガイドチューブに対してそれぞれ固定されていることを特徴とする。

この発明によると、前方クラッチ及び後方クラッチが、それぞれ一体の別部材として設けられてガイドチューブに個別に固定される。 このため、クラッチナットの前後に配置される前方及び後方クラッチを分割構造として別途の結合手段によって結合する必要がない。 同様に、前方及び後方クラッチが前後に配置されるクラッチナットを分割構造として別途の結合手段によって結合する必要もない。 これにより、前方及び後方クラッチとクラッチナットとに関する構成を簡素化することができ、その結果、ブレーキシリンダ装置全体として、小型軽量化を図ることができる。 また、前方及び後方クラッチがそれぞれ一体の別部材でガイドチューブに固定される構成のため、前方及び後方クラッチの内周をネジ軸の外周に対してより接近させた寸法構成に設定することが可能となり、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。

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、前記前方クラッチ及び前記後方クラッチのうちの少なくともいずれかは、前記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ことを特徴とする。

この発明によると、それぞれ一体の別部材として形成された前方クラッチ及び後方クラッチの少なくともいずれかがガイドチューブの内周にネジ結合により固定される。 このため、ガイドチューブにネジ結合により固定された前方クラッチ及び後方クラッチについては、保守時における交換が容易となり、保守性の向上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、前記ネジ軸の周囲に配置されるとともに可撓性を有する筒状の部材として設けられ、一端側が前記ストッパに当接又は連結する前記調整バネの他端側によって前記反ブレーキ方向に向かって付勢される調整スリーブを更に備え、前記調整スリーブに形成された係合部と前記クラッチナットに形成された被係合部とが係合することにより、前記クラッチナットと前記調整スリーブとが一体に構成されていることを特徴とする。

この発明によると、調整バネは、ネジ軸の周囲に配置された筒状の調整スリーブとストッパとの間に配置され、ストッパに対する調整スリーブの相対移動に伴って、隙間調整動作時にクラッチナットをネジ軸に対して反ブレーキ方向に移動させる力を蓄積することになる。 そして、調整スリーブは可撓性を有する部材として設けられ、調整スリーブ側の係合部とクラッチナット側の被係合部とが係合することで、調整スリーブとクラッチナットとが一体化される。 このため、可撓性を有する調整スリーブを一旦弾性変形させることで係合部を被係合部に係合させることができ、別途の締結部材を用いずに、調整スリーブとクラッチナットとを一体化することができる。 このように、調整スリーブとクラッチナットとを一体化させる構造において、別途の締結部材が不要となるため、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。

第７発明に係るブレーキシリンダ装置は、第６発明のブレーキシリンダ装置において、前記調整スリーブの前記係合部は、前記クラッチナットの内周側に形成された前記被係合部に対して内側から係合し、前記調整スリーブの内周と前記ネジ軸におけるネジ山の頂部との間に形成される隙間の前記調整スリーブの径方向における寸法が、前記係合部と前記被係合部とにおいて互いに嵌まり合う凹凸部分の前記調整スリーブの径方向における寸法よりも小さいことを特徴とする。

この発明によると、調整スリーブがクラッチナットの内側から係合するよう構成され、調整スリーブの内周とネジ軸のネジ山頂部との間の隙間寸法が、係合部と被係合部とにおける互いに嵌まり合う凹凸部分の径方向寸法（調整スリーブの径方向における凹凸部分の重なり代）よりも小さく設定される。 このため、金属材料によって形成されたクラッチナットとネジ軸との間に可撓性を有する調整スリーブの係合部が配置されることになり、更に、調整スリーブの係合部がネジ軸側に変形して被係合部から外れてしまうことが防止される寸法関係に設定されることになる。 これにより、簡易な係合構成であるにも関わらず、調整スリーブとクラッチナットとを強固に一体化することができる。

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、前記調整バネは、その他端側が、前記調整スリーブに取り付けられたバネ受けを付勢するように配置され、前記バネ受けは、当該バネ受けの外周と前記ガイドチューブの内周との間に形成される隙間の当該ガイドチューブの径方向における寸法がほぼゼロとなるように配置され、又は、当該バネ受けの外周と前記ガイドチューブの内周とが摺接するように配置されていることを特徴とする。

この発明によると、バネ受けは、ガイドチューブとの隙間がほぼゼロ又はガイドチューブに摺接するように配置されるため、バネ受けを介してガイドチューブに対してネジ軸を支持可能となり、ネジ軸がガイドチューブに対して傾いてしまうことを防止できる。

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８発明のいずれかのブレーキシリンダ装置において、バネ受けには、ベアリングが含まれていることを特徴とする。

この発明によると、調整バネの他端側がバネ受けにおけるベアリングを介して調整スリーブを付勢するため、調整バネの蓄力によって調整スリーブが付勢された際には、調整スリーブとともにクラッチナットが滑らかに回転してブレーキ方向に移動することになる。

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、一端側が前記ストッパに当接又は連結する前記調整バネの他端側が一端側に対して相対的に変位して当該調整バネが弾性変形する変位量を所定量以下に規制するバネストッパが更に備えられていることを特徴とする。

この発明によると、隙間調整動作のための蓄力が行われるように調整バネが弾性変形する際の変位量を所定量以下に規制するバネストッパが設けられている。 このため、制動力が発生しないような作動（ブレーキシリンダ装置がディスクブレーキに適用された場合であればブレーキパッドがディスクに当接することがないような作動。尚、隙間調整はブレーキパッドがディスクに当接することにより発生する力により行われるため、当接しないと隙間調整が行えないことになる。）において、即ち、いわゆる空振りの状態での作動において、強制的に隙間調整動作を行った場合であっても、バネストッパによって調整バネのストロークが規制される。 このため、調整バネが過度に圧縮又は伸長されることがなく、空振りの状態であっても強制的に隙間調整動作を行うことができる。 尚、ブレーキパッドの交換作業を容易に行うため、隙間を隙間調整可能範囲以上に広げるので、従来であれば、ブレーキパッドの交換作業が行われた場合、手動で１台ずつ隙間調整を行う必要があった。 しかし、本発明によると、上記のように、調整バネが過度に圧縮又は伸長されることがなく、空振りの状態であっても強制的に隙間調整動作を行うことができる。 このため、車両又は編成全体で一挙にブレーキ動作及びブレーキ解除動作に相当する動作を複数回繰り返すことで、自動的に全体のブレーキシリンダ装置における隙間が調整されることになる。 これにより、ブレーキパッドの交換が行われた際に、手動でブレーキシリンダ装置の１台ずつに対して隙間調整を行う必要もなく、車両又は編成における全てのブレーキシリンダ装置について、一括して自動的に隙間調整を行うことができ、ブレーキパッド交換に伴う作業において、工数や手間を大幅に削減し、相当な効率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１発明乃至第１０発明のいずれかのブレーキシリンダ装置において、前記前方クラッチにおける前記クラッチナットに対向する面と、前記クラッチナットにおける前記前方クラッチに対向する面とのうちの少なくともいずれかに、前記前方クラッチと前記クラッチナットとを係合可能な歯が形成されていることを特徴とする。

この発明によると、前方クラッチとクラッチナットとが当接してブレーキが作用していない状態において、前方クラッチとクラッチナットとが互いの対向面に形成された歯を介して係合するため、振動等によってクラッチナットが回転してしまうことを防止できる。 そして、隙間調整動作が繰り返し行われて隙間の調整量が増加し、プッシャーバネの付勢力が低下した状態（プッシャーバネが圧縮バネのときはバネが延びた状態）になった場合であっても、ブレーキが作用していないときに、振動等によってクラッチナットが回転してしまうことを防止できる。

第１２発明に係るブレーキシリンダ装置は、第１発明乃至第１１発明のいずれかのブレーキシリンダ装置において、前記ネジ軸は、先端部に、操作用の工具に対して係合可能な操作用係合部が設けられるとともに、当該先端部が、前記ブレーキ出力部を貫通して外側に向かって対向するように配置され、前記ネジ軸の先端部の外周と螺合するとともに当該ネジ軸と前記ブレーキ出力部とを係合させるナット部材が更に設けられていることを特徴とする。

この発明によると、ブレーキ出力部を貫通して外側に対向するよう配置されるとともに操作用係合部が設けられたネジ軸の先端部にナット部材が螺合することで、ネジ軸とブレーキ出力部とが係合する。 このため、ナット部材を緩めてネジ軸とブレーキ出力部との係合を解除し、更に、操作用の工具でネジ軸を回転操作することで、ネジ軸を手動で回転させることができ、ネジ軸とクラッチナットとの位置関係を隙間調整が行われる前の状態である初期状態に容易に戻すことができる。

また、他の観点の発明として、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の発明を構成することもできる。 即ち、第１３発明に係るディスクブレーキ装置は、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制動力を発生させることを特徴とする。

この発明によると、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が設けられた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おいて、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けにくく、更に、シリンダ本体の径方向寸法を小型化することができるディスクブレーキ装置を安価に提供することができる。

本発明によると、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く、更に、シリンダ本体の径方向寸法を小型化することができるブレーキシリンダ装置を安価に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安価に提供することができる。

本発明の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ブレーキ出力部、ナット部材及びネジ軸の先端部について、矢印Ｃ方向から見た状態を示す図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置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断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われずに作動する場合について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われずに作動する場合について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われずに作動する場合について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、空振りの状態で隙間調整動作が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、空振りの状態で隙間調整動作が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、空振りの状態で隙間調整動作が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

図３に示すブレーキシリンダ装置の断面図であって、空振りの状態で隙間調整動作が行われる場合の作動について説明するための断面図である。

本発明の第２実施形態に係るブレーキシリンダ装置の断面図である。

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。 尚、本発明の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）
図１は、本発明の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が装備されて車輌本体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を挟み込んで制動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、一対のブレーキテコ（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、一対のブレーキテコ（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。

一対のブレーキテコ（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、一対のブレーキテコ（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、ブレーキテコ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。

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、一方のブレーキテコ１５にブレーキシリンダ装置２のシリンダ本体２０が取り付けられて他方のブレーキテコ１５にブレーキ出力部２１が取り付けられ、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２０に対して突出又は接近する動作が行われる。 これにより、一対のブレーキテコ（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、一対のブレーキテコ（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、一対のブレーキテコ（１５、１５）において、一方のブレーキテコ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、他方のブレーキテコ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。

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の断面図である。 尚、図３に示すブレーキシリンダ装置２は、図１及び図２に示すブレーキシリンダ装置２と同様に構成されるが、外形の一部について変更して図示している。 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、シリンダ本体２０、ブレーキ出力部２１、ピストン２２、ピストンバネ２３、ネジ軸２４、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、クラッチナット２７、前方クラッチ２８、後方クラッチ２９、ストッパ３０、調整バネ３１、プッシャーバネガイド３２、調整スリーブ３３、バネストッパ３４、ナット部材３８、ベアリング４０、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３３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、調整スリーブについては、例えば、樹脂材料により形成されている。 尚、図３においては、ネジ軸２４の一部、ストッパ３０の一部、ナット部材３８、等については、断面ではなく外形を図示している。

シリンダ本体２０は、第１ケーシング部３５と第２ケーシング部３６とで構成され、内部が中空に形成されている。 シリンダ本体２０の内部には、ピストン２２、ピストンバネ２３、ネジ軸２４の一部、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、クラッチナット２７、前方クラッチ２８、後方クラッチ２９、ストッパ３０、調整バネ３１、プッシャーバネガイド３２、調整スリーブ３３、バネストッパ３４、等が収納されている。 また、第１ケーシング部３５は、底部を有する略カップ形状に形成されており、この第１ケーシング部３５の開放側を閉鎖するように第２ケーシング部３６がボルトによって固定されている。 尚、第１ケーシング部３５の端部は、シリンダ支持ピン１５ｂにより一方のブレーキテコ１５に連結される。 また、第２ケーシング部３６には、第１ケーシング部３５を閉鎖するようにフランジ状に形成された平板状部分３６ａと、この平板状部分３６ａに対して垂直に突出する筒状に形成された筒状部分３６ｂとが設けられている。

ピストン２２は、シリンダ本体２０の内部を仕切るように配置され、第１ケーシング部３５の内周面に気密的に摺接するとともに第１ケーシング部３５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２２と第１ケーシング部３５とで区画された空間によって、シリンダ本体２０内に圧力室３７が形成されている。 この圧力室３７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。

ピストンバネ２３は、シリンダ本体２０内において圧力室３７に対してピストン２２を介して反対側に配置されたコイル状のバネとして設けられており、ピストン２２と第２ケーシング部３６の平板状部分３６ａとの間に配置されている。 また、ピストンバネ２３は、シリンダ本体２０内において圧力室３７側に向かってピストン２２を付勢するように配置されている。 そして、圧力室３７に圧縮空気が供給されることにより、ピストン２２がピストンバネ２３の付勢力に抗してシリンダ本体２０に対して相対移動してブレーキ方向（図３において矢印Ａで示す方向）に移動するように構成されている。 一方、圧力室３７から圧縮空気が排出されることにより、ピストン２２がピストンバネ２３の付勢力によってブレーキ方向とは反対方向の反ブレーキ方向（図３において矢印Ｂで示す方向）に移動するように構成されている。

ブレーキ出力部２１は、後述するネジ軸２４、ガイドチューブ２５等を介してピストン２２に連結され、ピストン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２０から突出するブレーキ方向（矢印Ａ方向）とシリンダ本体２０に接近する反ブレーキ方向（矢印Ｂ方向）とに移動可能に設けられている。 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テコ１５に連結される。 尚、ブレーキ出力部２１とシリンダ本体２０との間には、第２ケーシング部３６の筒状部分３６ｂの周囲を覆うように配置されたジャバラ構造が保護カバーとして設けられている。

ネジ軸２４は、ブレーキ出力部２１に連結されるとともに外周にネジ２４ａ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２４は、ブレーキ出力部２１と反対側（本実施形態では、ピストン２２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２４の内部の中空領域は、軸方向に沿って延びる軸方向穴２４ｂとして設けられており、ブレーキ出力部２１と反対側にのみ開口している。

図４は、ブレーキ出力部２１、ナット部材３８及びネジ軸２４の先端部について、図３の矢印Ｃ方向から見た状態を示す図である。 この図４に示すように、ネジ軸２４は、先端部に、操作用の工具（例えば、六角レンチ）に対して係合可能な操作用係合部である六角穴２４ｃが設けられている。 そして、ブレーキ出力部２１の中心部分には貫通孔が形成されており、ネジ軸２４の先端部は、ブレーキ出力部２１の貫通孔を貫通して外側に向かって対向するように配置されている。 また、ナット部材３８は、ネジ軸２４の先端部の外周に形成された雄ネジ部分と螺合する部材として設けられている。 尚、ネジ軸２４の先端部及びナット部材３８は、ブレーキ出力部２１の端面に開口するように形成された凹部２１ａに配置されている。

また、ブレーキ出力部２１の貫通孔におけるシリンダ本体２０側の開口の縁部分には係合歯２１ｂが設けられている。 一方、ネジ軸２４においてブレーキ出力部２１に対向して拡径するように段状に設けられた段部には、係合歯２４ｄが設けられている。 ブレーキ出力部２１側の係合歯２１ｂとネジ軸２４側の係合歯２４ｄとは、対向して配置され、互いに係合するように構成されている。 そして、ブレーキ出力部２１の貫通孔を貫通するように配置されたネジ軸２４の先端部の外周にナット部材３８が螺合することで、係合歯２４ｄと係合歯２１ｂとが係合し、ネジ軸２４とブレーキ出力部２１とが係合するように構成されている。 尚、ネジ軸２４において係合歯２４ｄが設けられる段部は、例えば、ネジ軸２４の本体部分に対してブレーキ方向における端部側から挿入されて螺合するナット状の部材として設けられている。

ガイドチューブ２５は、円筒状の部材として形成され、一方の端部がピストン２２に固定されて取り付けられるとともに、シリンダ本体２０の第２ケーシング部３６における筒状部分３６ｂを貫通するように配置されている。 このガイドチューブ２５においては、ピストン２２に固定される端部には底板２５ａが取り付けられており、ブレーキ出力部２１に対向する端部は開口するように設けられている。 そして、ガイドチューブ２５は、内部の空間領域にネジ軸２４が収納されている。

また、ガイドチューブ２５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（２５ｂ、２５ｂ）が設けられている。 これらの一対のスリット孔（２５ｂ、２５ｂ）は、円筒状のガイドチューブ２５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、後述するストッパ３０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２６は、コイル状のバネとして設けられ、ネジ軸２４における軸方向穴２４ｂに配置されている。 尚、軸方向穴２４ｂには、奥側に向かって段状に縮径する段部が設けられている。 そして、プッシャーバネ２６は、圧縮バネとして設けられており、一方の端部が軸方向穴２４ｂにおける段部に当接し、他方の端部がガイドチューブ２５の底板２５ａに当接するように配置されている。 これにより、プッシャーバネ２６は、ガイドチューブ２５に対してネジ軸２４をブレーキ方向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３２は、ガイドチューブ２５の底板２５ａに固定されてガイドチューブ２５とともに移動可能に設けら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３２は、ネジ軸２４の軸方向穴２４ｂに向かって突出するように配置され、プッシャーバネ２６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３２は、プッシャーバネ２６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３２は、その先端部が、ネジ軸２４の軸方向穴２４ｂにおける奥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３２は、先端部がネジ軸２４の内側に対して摺動自在に配置されている。

図５は、図３に示すブレーキシリンダ装置２の一部を拡大して示す拡大断面図である。 図３及び図５に示すように、クラッチナット２７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２０に対してブレーキ出力部２１側に配置されたネジ軸２４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２７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、後述の前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９に対して当接可能な凸部２７ａが設けられている。 尚、上記のようにクラッチナット２７が設けられることで、プッシャーバネ２６は、ネジ軸２４を内側から付勢することでネジ軸２４に螺合したクラッチナット２７を前方クラッチ２８に向かって付勢するように構成されている。

前方クラッチ２８は、外周に雄ネジ部分が形成されて軸方向長さが短い円筒状の部材として設けられ、一体の部材として形成されている。 そして、前方クラッチ２８は、その雄ネジ部分において、ガイドチューブ２５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、前方クラッチ２８は、ガイドチューブ２５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２５の先端部の内周には、前方クラッチ２８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、前方クラッチ２８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４１が嵌め込まれることで、前方クラッチ２８の抜け止めが図られている。

また、前方クラッチ２８は、クラッチナット２７のブレーキ出力部２１側の端部とネジ軸２４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、前方クラッチ２８は、クラッチナット２７に対してブレーキ出力部２１側である前方側において凸部２７ａと当接可能に配置されている。 また、前方クラッチ２８におけるクラッチナット２７に対向する面には、周方向に亘って歯２８ａが形成されている。 一方、クラッチナット２７の凸部２７ａにおける前方クラッチ２８に対向する面には、周方向に亘って歯２７ｂが形成されている。 そして、前方クラッチ２８側の歯２８ａとクラッチナット２７側の歯２７ａとは、前方クラッチ２８とクラッチナット２７とを係合可能な歯として形成されている。

後方クラッチ２９は、軸方向長さが短い円筒状の部材として設けられ、前方クラッチ２８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、後方クラッチ２９は、ガイドチューブ２５に対してその内側に圧入されて固定されている。 尚、後方クラッチ２９の端部は、ガイドチューブ２５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、後方クラッチ２９は、クラッチナット２７のピストン２２側の端部とネジ軸２４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、後方クラッチ２９は、クラッチナット２７に対してブレーキ出力部２１側と反対側である後方側において前方クラッチ２８と所定の間隔を介して凸部２７ａに当接可能に配置されている。

また、後方クラッチ２９におけるクラッチナット２７に対向する面は、ネジ軸２４の軸方向を中心線とした円錐曲面の一部を成すように軸方向に対して斜めに形成されたテーパ状の面として設けられている。 また、クラッチナット２７の凸部２７ａにおける後方クラッチ２９に対向する面についても、ネジ軸２４の軸方向を中心線とした円錐曲面の一部を成すように軸方向に対して斜めに形成されたテーパ状の面として設けられている。 そして、後方クラッチ２９及びクラッチナット２７における互いに対向する上記の面は、ネジ軸２４の軸方向に対して略同一の角度で傾斜する面として形成され、互いに当接し合う面として設けられている。

ストッパ３０は、リング状に形成されたリング部３０ａと、リング部３０ａに固定されるとともにリング部３０ａの径方向の外側に向かって突出するブロック状に設けられた一対の突出部（３０ｂ、３０ｂ）と、を備えて構成されている。 リング部３０ａは、ネジ軸２４及び後述の調整スリーブ３３の周囲であってガイドチューブ２５の内側に配置されている。 そして、リング部３０ａは、ブレーキ方向における端部において調整スリーブ３３に当接し、反ブレーキ方向における端部において後述の調整バネ３１に当接している。

また、ストッパ３０における一対の突出部（３０ｂ、３０ｂ）は、リング部３０ａ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、ガイドチューブ２５における一対のスリット部（２５ｂ、２５ｂ）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２０の第２ケーシング部３６における筒状部分３６ｂには、ネジ軸２４の軸方向と平行に延びるスリット状に貫通形成された孔として設けられた一対のストッパストローク規制部（３９、３９）が、筒状部分３６ｂの直径方向に沿った位置に設けられている。 そして、各突出部３０ｂにおける突出した端部は、ストッパストローク規制部３９に沿って移動可能に配置されるとともに、ストッパストローク規制部３９におけるブレーキ方向における端部と反ブレーキ方向における端部とのそれぞれに対して当接可能に配置されている。

ストッパ３０は、上記のように設けられることで、クラッチナット２７及びガイドチューブ２５に対してネジ軸２４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２０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。

調整スリーブ３３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２４の周囲に配置されている。 そして、調整スリーブ３３には、ブレーキ方向における端部の外周において、凹凸部分として形成された係合部３３ａが設けられている。 そして、クラッチナット２７には、反ブレーキ方向における端部の内周において、係合部３３ａ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２７ｃが設けられている。 調整スリーブ３３とクラッチナット２７とは、調整スリーブ３３側の係合部３３ａとクラッチナット２７側の被係合部２７ｃ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３３の係合部３３ａは、クラッチナット２７の内周側に形成された被係合部２７ｃ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３３の内周とネジ軸２４におけるネジ２４ａ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３３の径方向における寸法が、係合部３３ａと被係合部２７ｃとにおいて互いに嵌まり合う凹凸部分の調整スリーブ３３の径方向における寸法（調整スリーブ３３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３１は、調整スリーブ３３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３１は、一端側が、ストッパ３０のリング部３０ｂにおける反ブレーキ方向の端部に当接（又は連結）するとともに、他端側が、調整スリーブ３３における反ブレーキ方向の端部に配置されたバネ受けとして機能する、バネストッパ３４及びベアリング４０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３３は、一端側がストッパ３０に当接する調整バネ３１の他端側によって反ブレーキ方向に付勢されるように構成されている。 そして、調整バネ３１は、調整スリーブ３３に係合して一体化されたクラッチナット２７を反ブレーキ方向に付勢可能に構成されている。

また、上述したベアリング４０は、調整スリーブ３３の外周とガイドチューブ３５の内周との間に配置され、調整スリーブ３３における反ブレーキ方向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３３に取り付けられている。 そして、ベアリング４０は、このベアリング４０の外周とガイドチューブ２５の内周との間に形成される隙間のガイドチューブ２５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。 尚、ベアリング４０は、このベアリング４０の外周とガイドチューブ２５の内周とが摺接するように配置されていてもよい。

バネストッパ３４は、調整スリーブ３３の反ブレーキ方向における端部の周囲に配置された筒状の部材として設けられている。 そして、バネストッパ３４は、その反ブレーキ方向における端部にフランジ状の部分が形成され、このフランジ状の部分における反ブレーキ方向の端面にてベアリング４０に当接している。 また、上記のフランジ状の部分におけるブレーキ方向の端面にて調整バネ３１の他端側（反ブレーキ方向の端部側）に当接している。 尚、バネストッパ３４と調整スリーブ３３との間にベアリング４０が配置されているため、バネストッパ３４に対して調整スリーブ３３が回転可能に構成されている。

また、バネストッパ３４における筒状の部分のブレーキ方向の端部は、ストッパ３０のリング部３０ａにおける反ブレーキ方向の端部に対して空隙を介して対向している。 そして、バネストッパ３４における筒状の部分のブレーキ方向の端部は、調整バネ３１が大きく圧縮されて縮んだ際に、リング部３０ａにおける反ブレーキ方向の端部に当接するように配置されている。 これにより、バネストッパ３４は、一端側がストッパ３０に当接する調整バネ３１の他端側が一端側に対して相対的に変位して調整バネ３１が弾性変形する変位量を所定量以下に規制するように構成されている。

なお、調整バネ３１が蓄圧され、その付勢力が強くなっても、前記バネ受けの構成要素にベアリング４０が含まれるので、ベアリングを用いずに単に円盤状の部材にグリースを塗布しただけの場合に比べ、この付勢力により発生する摩擦力が、調整スリーブ３３に係合して一体化されたクラッチナット２７の回転を阻害することがない。 すなわち、ベアリング４０により、この付勢力はベアリング４０の回転方向にはほとんど影響を与えないため、確実に隙間調整を行うことができる。 なお、ベアリング４０としては、調整バネ３１と調整スリーブ３３との間の摺動抵抗を下げることができれば、ころがり軸受であっても、すべり軸受であってもよく、またラジアル軸受又はスラスト軸受のいずれであっても構わない。

次に、ブレーキシリンダ装置２の断面図である図６乃至図２０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。 尚、図６乃至図２０においては、ブレーキ出力部２１とシリンダ本体２０との間に配置されたジャバラ構造の図示を省略している。 そして、図６乃至図２０においては、シリンダ本体２０の位置を基準として図示し、シリンダ本体２０以外の各構成要素についてはシリンダ本体２０に対する相対位置を図示している。

また、図６乃至図１６においては、シリンダ本体２０に対してブレーキ出力部２１が相対移動してブレーキ動作が可能となるブレーキ出力部２１のブレーキ方向における端部２１ｃの位置を二点鎖線Ｐ（以下、二点鎖線Ｐで示す位置を「ブレーキ動作位置Ｐ」という）で示している。 即ち、ブレーキ出力部２１の端部２１ｃのシリンダ本体２０に対する位置がブレーキ動作位置Ｐ（制動力が発生可能な位置）に達した状態では、ディスクブレーキ装置１における一対のブレーキパッド（１３、１３）がブレーキディスク１０１に当接することになる。

図６乃至図８は、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われずにブレーキシリンダ装置２が作動する場合について説明するためのブレーキシリンダ装置２の断面図である。 図６の断面図は、ブレーキ動作が行われる前の状態、即ちブレーキが解除された状態を示している。 この状態におけるブレーキ出力部２１の端部２１ｃとブレーキ動作位置Ｐとの間の距離Ｄ１を図中において矢印で示している。

ブレーキ動作時は、圧力室３７に圧縮空気が供給されることで、まず、図６の断面図に示す状態から図７の断面図に示す状態に移行することになる。 即ち、圧力室３７への圧縮空気の供給に伴い、ピストン２２がピストンバネ２３の付勢力に抗してガイドチューブ２５とともにブレーキ方向に移動する。 そして、ガイドチューブ２５及びプッシャーバネ２６とともにネジ軸２４がブレーキ方向に移動し、ブレーキ出力部２１の端部２１ｃがブレーキ動作位置Ｐに達することになる。 尚、図７に示す状態は、ブレーキ出力部２１の端部２１ｃがブレーキ動作位置Ｐに達し、一対のブレーキパッド（１３、１３）がブレーキディスク１０１に接触した瞬間の状態であり、まだ、制動力は発生していない状態である。

図７に示す状態では、ネジ軸２４とこれに螺合するクラッチナット２７のブレーキ方向における移動が拘束されている。 そして、図７に示す状態から更に圧力室３７への圧縮空気の供給が継続されることで、図８の断面図に示すように、ピストン２２とともにガイドチューブ２５がブレーキ方向に移動し、ガイドチューブ２５とともに前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９が前方に（ブレーキ方向に）移動することになる。 これにより、クラッチナット２７に当接していた前方クラッチ２８がクラッチナット２７から離間し、クラッチナット２７から離間していた後方クラッチ２９がクラッチナット２７に当接することになる。 この図８に示す状態に達することで、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、制動力が出力されることになる。

一方、圧力室３７の圧縮空気が排出されると、ピストン２２がピストンバネ２３の付勢力によってガイドチューブ２５とともに反ブレーキ方向に移動する。 そして、ガイドチューブ２５とともに前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９が後方に（反ブレーキ方向に）移動することになる。 これにより、図７に示す状態と瞬間的に同じ状態となる。 即ち、クラッチナット２７に当接していた後方クラッチ２９がクラッチナット２７から離間し、クラッチナット２７から離間していた前方クラッチ２８がクラッチナット２７に当接することになる。

図７に示す状態から更に圧力室３７の圧縮空気の排出が継続されることで、ピストン２２、ガイドチューブ２５及び前方クラッチ２８が反ブレーキ方向に更に移動する。 そして、前方クラッチ２８に当接するクラッチナット２７及びこのクラッチナット２７に螺合するネジ軸２４も反ブレーキ方向に移動することになる。 これにより、図６に示すように、ブレーキが解除された状態となる。 上述したブレーキ動作及びブレーキ解除動作においては、クラッチナット２７はネジ軸２４に対して回転しないため、隙間調整機構による自動的な隙間調整は行われないことになる。 即ち、上記のブレーキ動作及びブレーキ解除動作が行われた前後のタイミングにおいて、ブレーキ出力部２１の端部２１ｃとブレーキ動作位置Ｐとの間の距離Ｄ１は変化しないことになる。

次に、隙間調整機構による自動的な隙間調整が行われる場合のブレーキシリンダ装置２の作動について、図９乃至図１６を参照しつつ説明する。 図９の断面図は、ブレーキ動作が行われる前の状態、即ちブレーキが解除された状態を示している。 この状態におけるブレーキ出力部２１の端部２１ｃとブレーキ動作位置Ｐとの間の距離Ｄ２を図中において矢印で示している。 図９に示す状態では、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出力部２１の端部２１ｃからブレーキ動作位置Ｐまでの隙間である距離Ｄ２が大きくなっている。 即ち、距離Ｄ２は距離Ｄ１よりも大きい状態（Ｄ２＞Ｄ１）となっている。 この場合、以下に説明するように、クラッチナット２７、前方クラッチ２８、後方クラッチ２９、ネジ軸２４、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、ストッパ３０、調整バネ３１等によっ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。

ブレーキ動作時は、圧力室３７に圧縮空気が供給されることで、まず、図９の断面図に示す状態から図１０の断面図に示す状態に移行することになる。 即ち、圧力室３７への圧縮空気の供給に伴い、ピストン２２がピストンバネ２３の付勢力に抗してガイドチューブ２５とともにブレーキ方向に移動する。 更に、ガイドチューブ２５及びプッシャーバネ２６とともにネジ軸２４がブレーキ方向に移動し、ネジ軸２４に螺合するクラッチナット２７に係合する調整スリーブ３３とともに、ストッパ３０及び調整バネ３１もブレーキ方向に移動する。 そして、図１０の断面図に示すように、ストッパ３０の突出部３０ｂがストッパストローク規制部３９のブレーキ方向における端部に当接する。 これにより、ストッパ３０が前進限に達し、シリンダ本体２０に対する前方（ブレーキ方向）への移動が規制されることになる。

図１０に示す状態では、シリンダ本体２０に対し、ストッパ３０の移動は規制されるが、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、ネジ軸２４、クラッチナット２７、調整スリーブ３３、バネストッパ３４、ベアリング４０は、ピストン２２とともに移動可能な状態となっている。 そして、図１０に示す状態から更に圧力室３７への圧縮空気の供給が継続されることで、ブレーキ出力部２１の端部２１ｃがブレーキ動作位置Ｐに達し、図１１の断面図に示す状態に移行することになる。 このとき、上記の構成要素（２４〜２７、３３、３４、４０）の移動とともに、ストッパ３０と、調整スリーブ３３の反ブレーキ方向の端部側に配置されたバネストッパ３４との間で、調整バネ３１が圧縮されることになる。

図１０に示す状態から図１１に示す状態に移行する際には、ストッパ３０の移動範囲が規制されることで、調整バネ３１において、バネストッパ３４、ベアリング４０及び調整スリーブ３３を介して、反ブレーキ方向にクラッチナット２７を付勢可能な力が調整バネ３１の蓄力として蓄積されることになる。 そして、移動範囲がシリンダ本体２０によって規制されたストッパ３０に対して、調整スリーブ３３が、図１１において矢印で示すように、距離Ｆ１だけ相対移動することになる。 この距離Ｆ１と同じ寸法（寸法Ｆ１）だけ調整バネ３１が圧縮されて、調整バネ３１の蓄力が蓄えられることになる。

図１１に示す状態は、ブレーキ出力部２１の端部２１ｃがブレーキ動作位置Ｐに達し、一対のブレーキパッド（１３、１３）がブレーキディスク１０１に接触した瞬間の状態であり、まだ、制動力は発生していない状態である。 この状態では、ネジ軸２４とこれに螺合するクラッチナット２７のブレーキ方向における移動が拘束されている。 そして、図１１に示す状態から更に圧力室３７への圧縮空気の供給が継続されることで、図１２の断面図に示すように、ピストン２２とともにガイドチューブ２５がブレーキ方向に移動し、ガイドチューブ２５とともに前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９が前方に（ブレーキ方向に）移動することになる。 これにより、クラッチナット２７に当接していた前方クラッチ２８がクラッチナット２７から離間し、クラッチナット２７から離間していた後方クラッチ２９がクラッチナット２７に当接することになる。 この図１２に示す状態に達することで、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、制動力が出力されることになる。 尚、この状態では、図１１に示す寸法Ｆ１の圧縮寸法に対応する調整バネ３１の蓄力はそのまま維持されている。

一方、圧力室３７の圧縮空気が排出されると、ピストン２２がピストンバネ２３の付勢力によってガイドチューブ２５とともに反ブレーキ方向に移動を開始する。 そして、ガイドチューブ２５とともに前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９も後方に（反ブレーキ方向に）移動を開始することになる。 このとき、クラッチナット２７は、後方クラッチ２９から離間して前方クラッチ２８に当接する状態に移行することになるが、ネジ軸２４は、プッシャーバネ２６によってブレーキ方向に付勢されている。 このため、図１３の断面図に示すように、ネジ軸２４及びブレーキ出力部２１が反ブレーキ方向に移動せずに、調整バネ３１の寸法Ｆ１に対応する蓄力によってクラッチナット２７が反ブレーキ方向に付勢される状態が生じることになる。 このとき、クラッチナット２７において、後方クラッチ２９との当接が解除されるとともに前方クラッチ２８にも当接していない状態が生じることになり、クラッチナット２７がネジ軸２４に対して回転可能な状態となる。

上記のように、クラッチナット２７が、前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９のいずれにも当接せず、ネジ軸２４に対して回転可能な状態となると、調整バネ３１の寸法Ｆ１に対応する蓄力によってクラッチナット２７が反ブレーキ方向に移動するようにネジ軸２４に対して回転することになる。 このようにクラッチナット２７がネジ軸２４に対して回転することで、図１３に示す寸法Ｆ１は減少していくことになる。 そして、クラッチナット２７が前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９のいずれにも当接せずにネジ軸２４に対して回転する状態は、図１４に示すように、寸法Ｆ１がゼロになるまで継続されることになる。 尚、寸法Ｆ１がゼロになるまで行われるクラッチナット２７の回転は、ブレーキ動作及びブレーキ解除動作が１回行われる間に完了する場合に限らず、ブレーキ動作及びブレーキ解除動作が複数回行われる間に完了することもある。

図１４に示す状態から更に圧力室３７の圧縮空気の排出が継続されることで、ピストン２２、ガイドチューブ２５及び前方クラッチ２８が反ブレーキ方向に更に移動する。 そして、図１５の断面図に示すように、前方クラッチ２８がクラッチナット２７に当接し、クラッチナット２７が回転不能な状態となる。 更に、ガイドチューブ２５が反ブレーキ方向へ移動することに伴い、前方クラッチ２８に当接するクラッチナット２７及びこのクラッチナット２７に螺合するネジ軸２４も反ブレーキ方向に移動する。 これにより、図１６に示すように、ブレーキが解除された状態となる。

そして、図１６に示すブレーキ解除状態においては、ブレーキ動作及びブレーキ解除動作が行われる前の状態に比して、ブレーキ出力部２１の端部２１ｃとブレーキ動作位置Ｐとの間の距離が、距離Ｄ２よりも小さい距離である距離Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ２）に変化することになる。 即ち、ブレーキ解除動作の途中でクラッチナット２７がネジ軸２４に対して反ブレーキ方向に相対移動するため、ネジ軸２４の位置がブレーキ解除動作前の状態よりもブレーキ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。 そして、ブレーキ動作及びブレーキ解除動作の前の状態に比してネジ軸２４及びブレーキ出力部２１がシリンダ本体２０に対して突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Ｐまでの隙間が自動的に調整されることになる。

次に、ブレーキパッド１３がブレーキディスク１０１に当接することがなく制動力が発生しないような状態、いわゆる空振りの状態（尚、隙間調整はブレーキパッド１３がブレーキディスク１０１に当接することにより発生する力により行われるため、当接しないと隙間調整が行えないことになる。）において、強制的に隙間調整動作を行った場合のブレーキシリンダ装置２の作動について、図１７乃至図２０を参照しつつ説明する。 図１７の断面図は、上記の空振りとなる状態において圧縮室３７に圧縮空気が供給される前の状態（即ち、前述のブレーキ解除状態に相当する状態）を示している。 例えば、ディスクブレーキ装置１におけるブレーキパッド１３の交換作業を行った後であって、隙間調整動作が行われようとしている状態を示している。

上記の場合、圧力室２７に圧縮空気が供給されることで、まず、図１７の断面図に示す状態から図１８の断面図に示す状態に移行することになる。 即ち、圧力室３７への圧縮空気の供給に伴い、ピストン２２がピストンバネ２３の付勢力に抗してガイドチューブ２５とともにブレーキ方向に移動する。 更に、ガイドチューブ２５及びプッシャーバネ２６とともにネジ軸２４がブレーキ方向に移動し、ネジ軸２４に螺合するクラッチナット２７に係合する調整スリーブ３３とともに、ストッパ３０及び調整バネ３１もブレーキ方向に移動する。 そして、図１８の断面図に示すように、ストッパ３０の突出部３０ｂがストローク規制部３９のブレーキ方向における端部に当接する。 これにより、ストッパ３０が前進限に達し、シリンダ本体２０に対する前方（ブレーキ方向）への移動が規制されることになる。

図１８に示す状態では、シリンダ本体２０に対し、ストッパ３０の移動は規制されるが、ネジ軸２４等の所定の構成要素（２４〜２７、３３、３４、４０）は、ピストン２２とともに移動可能な状態となっている。 図１８に示す状態から更に圧力室３７への圧縮空気の供給が継続されることで、上記の構成要素（２４〜２７、３３、３４、４０）の移動とともに、ストッパ３０と、調整スリーブ３３の反ブレーキ方向の端部側に配置されたバネストッパ３４との間で、調整バネ３１が圧縮されることになる。 そして、ストッパ３０のリング部３０ａにおける反ブレーキ方向の端部にバネストッパ３４におけるブレーキ方向の端部が当接し、図１９の断面図に示す状態に移行することになる。

また、図１９に示す状態では、調整バネ３１において、バネストッパ３４、ベアリング４０及び調整スリーブ３３を介して、反ブレーキ方向にクラッチナット２７を付勢可能な力が調整バネ３１の蓄力として蓄積されている。 このとき、移動範囲がシリンダ本体２０によって規制されたストッパ３０に対して、調整スリーブ３３が、図１９において矢印で示すように、距離Ｆ２だけ相対移動している。 この距離Ｆ２と同じ寸法（寸法Ｆ２）だけ調整バネ３１が圧縮されて、調整バネ３１の蓄力が蓄えられていることになる。

図１９に示すように、ストッパ３０の移動が規制されるとともに、ストッパ３０とバネストッパ３４とが当接した状態になると、バネストッパ３４に当接するベアリング４０に対して反ブレーキ方向の端部側が係合した調整スリーブ３３が、前方（ブレーキ方向）へ移動できなくなる。 このため、調整スリーブ３３に係合するクラッチナット２７もブレーキ方向へ移動できなくなり、クラッチナット２７は、ピストン２２、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６及びネジ軸２４とともにブレーキ方向へ移動できなくなる。

そして、図１９に示す状態から更に圧力室３７への圧縮空気の供給が継続されることで、図２０の断面図に示すように、クラッチナット２７は、前方クラッチ２８から離間するとともに、後方クラッチ２９に対しても離間したまま当接していない状態が発生する。 このため、クラッチナット２７がネジ軸２４に対して回転可能な状態となる。 そして、調整バネ３１の寸法Ｆ２に対応する蓄力によってクラッチナット２７が反ブレーキ方向に付勢される状態が生じることになる。

上記のように、クラッチナット２７が、前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９のいずれにも当接せず、ネジ軸２４に対して回転可能な状態となると、調整バネ３１の寸法Ｆ２に対応する蓄力によってクラッチナット２７が反ブレーキ方向に移動するようにネジ軸２４に対して回転することになる。 このようにクラッチナット２７がネジ軸２４に対して回転することで、図２０に示す寸法Ｆ２は減少していくことになる。 そして、クラッチナット２７が前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９のいずれにも当接せずにネジ軸２４に対して回転する状態は、寸法Ｆ２がゼロになるまで継続されることになる。 尚、寸法Ｆ２がゼロになるまで行われるクラッチナット２７の回転は、ブレーキ動作及びブレーキ解除動作に相当する動作が１回行われる間に完了する場合に限らず、ブレーキ動作及びブレーキ解除動作に相当する動作が複数回行われる間に完了することもある。

このように、空振りの状態においても、ブレーキ動作に相当する動作の途中でクラッチナット２７がネジ軸２４に対して反ブレーキ方向に相対移動するため、ネジ軸２４の位置がブレーキ動作に相当する動作の前の状態よりもブレーキ方向に移動した状態で、ブレーキ動作に相当する動作が終了することになる。 そして、ブレーキ動作に相当する動作の前の状態に比してネジ軸２４及びブレーキ出力部２１がシリンダ本体２０に対して突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、ブレーキパッド１３の交換作業等の保守作業が終了して、空振りの状態からブレーキが作動可能な状態になった際に、ブレーキが解除された状態におけるブレーキ動作位置Ｐまでの隙間が自動的に調整されていることになる。

以上説明したように、ブレーキシリンダ装置２によると、隙間調整機構が、クラッチナット２７、前方クラッチ２８、後方クラッチ２９、ネジ軸２４、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、ストッパ３０、調整バネ３１等によって構成される。 このため、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実現することができる。 そして、ピストン２２に対してガイドチューブ２５を取り付ける構造においてベアリング４０を設ける必要がないため、シリンダ本体２０における後方側（反ブレーキ方向の端部側）の径寸法の小型化を図ることができる。

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Ｐ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２において、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けにくくすることが安価にでき、更に、シリンダ本体２０の径方向寸法を小型化することができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、ネジ軸２４を付勢するプッシャーバネ２６が、中空構造に形成されたネジ軸２４の内側に配置され、ネジ軸２４に螺合したクラッチナット２７を前方クラッチ２８に向かって付勢するように構成される。 このため、ブレーキシリンダ装置２におけるスペースを効率よく活用してプッシャーバネ２６を配置することができる。 これにより、ブレーキシリンダ装置２において、スペース効率を向上させることができ、更に小型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、コイル状のプッシャーバネ２６の内側で延びてプッシャーバネ２６の座屈方向の変形を規制するプッシャーバネガイド３２が設けられる。 このため、隙間調整機構として調整する隙間の寸法が大きくなり、長尺のプッシャーバネ２６が必要となる場合であっても、このプッシャーバネ２６の座屈を効率よく防止することができる。 また、ガイドチューブ２５とともに移動可能に設けられるプッシャーバネガイド３２は、先端部がネジ軸２４の内側に摺動自在に配置される。 このため、軸状のプッシャーバネガイド３２を設けるという簡素な構成によって、ネジ軸２４とピストン２２との位置関係を同軸上で変位する関係に維持する構造を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、前方クラッチ２８及び後方クラッチ２９が、それぞれ一体の別部材として設けられてガイドチューブ２５に個別に固定される。 このため、クラッチナット２７の前後に配置される前方及び後方クラッチ（２８、２９）を分割構造として別途の結合手段によって結合する必要がない。 同様に、前方及び後方クラッチ（２８、２９）が前後に配置されるクラッチナット２７を分割構造として別途の結合手段によって結合する必要もない。 これにより、前方及び後方クラッチ（２８、２９）とクラッチナット２７とに関する構成を簡素化することができ、その結果、ブレーキシリンダ装置２全体として、小型軽量化を図ることができる。 また、前方及び後方クラッチ（２８、２９）がそれぞれ一体の別部材でガイドチューブ２５に固定される構成のため、前方及び後方クラッチ（２８、２９）の内周をネジ軸２４の外周に対してより接近させた寸法構成に設定することが可能となり、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。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、一体の部材として形成された前方クラッチ２８がガイドチューブ２５の内周にネジ結合により固定される。 このため、前方クラッチ２８については、保守時における交換が容易となり、保守性の向上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、調整バネ３１は、ネジ軸２４の周囲に配置された筒状の調整スリーブ３３とストッパ３０との間に配置され、ストッパ３０に対する調整スリーブ３３の相対移動に伴って、隙間調整動作時にクラッチナット２７をネジ軸２４に対して反ブレーキ方向に移動させる力を蓄積することになる。 そして、調整スリーブ３３は可撓性を有する部材として設けられ、調整スリーブ３３側の係合部３３ａとクラッチナット２７側の被係合部２７ｃとが係合することで、調整スリーブ３３とクラッチナット２７とが一体化される。 このため、可撓性を有する調整スリーブ３３を一旦弾性変形させることで係合部３３ａを被係合部２７ｃに係合させることができ、別途の締結部材を用いずに、調整スリーブ３３とクラッチナット２７とを一体化することができる。 このように、調整スリーブ３３とクラッチナット２７とを一体化させる構造において、別途の締結部材が不要となるため、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。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、調整スリーブ３３がクラッチナット２７の内側から係合するように構成され、調整スリーブ３３の内周とネジ軸２４のネジ２４ａのネジ山の頂部との間の隙間寸法が、係合部３３ａと被係合部２７ｃとにおける互いに嵌まり合う凹凸部分の径方向寸法（調整スリーブ３３の径方向における凹凸部分の重なり代）よりも小さく設定される。 このため、金属材料によって形成されたクラッチナット２７とネジ軸２４との間に可撓性を有する調整スリーブ３３の係合部３３ａが配置されることになり、更に、調整スリーブ３３の係合部３３ａがネジ軸２４側に変形して被係合部２７ｃから外れてしまうことが防止される寸法関係に設定されることになる。 これにより、簡易な係合構成であるにも関わらず、調整スリーブ３３とクラッチナット２７とを強固に一体化することができる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、調整バネ３１の他端側がベアリング４０を介して調整スリーブ３３を付勢するため、調整バネ３１の蓄力によって調整スリーブ３３が付勢された際には、調整スリーブ３３とともにクラッチナット２７が滑らかに回転してブレーキ方向に移動することになる。 そして、バネ受けにおけるベアリング４０は、ガイドチューブ２５との隙間がほぼゼロ又はガイドチューブ２５に摺接するように配置されるため、このバネ受けのベアリング４０を介してガイドチューブ２５に対してネジ軸２４を支持可能となり、ネジ軸２４がガイドチューブ２５に対して傾いてしまうことを防止できる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、隙間調整動作のための蓄力が行われるように調整バネ３１が弾性変形する際の変位量を所定量以下に規制するバネストッパ３４が設けられている。 このため、制動力が発生しないような空振りの状態での作動において、強制的に隙間調整動作を行った場合であっても、バネストッパ３４によって調整バネ３１のストロークが規制される。 このため、調整バネ３１が過度に圧縮又は伸長されることがなく、空振りの状態であっても強制的に隙間調整動作を行うことができる。

そして、ブレーキシリンダ装置２によると、上記のように、空振りの状態であっても強制的に隙間調整動作を行うことができるため、車両又は編成全体で一挙にブレーキ動作及びブレーキ解除動作に相当する動作を複数回繰り返すことで、自動的に全体のブレーキシリンダ装置２における隙間が調整されることになる。 これにより、ブレーキパッド１３の交換が行われた際に、手動でブレーキシリンダ装置２の１台ずつに対して隙間調整を行う必要もなく、車両又は編成における全てのブレーキシリンダ装置２について、一括して自動的に隙間調整を行うことができ、ブレーキパッド１３の交換に伴う作業において、工数や手間を大幅に削減し、相当な効率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、前方クラッチ２８とクラッチナット２７とが当接してブレーキが作用していない状態において、前方クラッチ２８とクラッチナット２７とが互いの対向面に形成された歯（２７ｂ、２８ａ）を介して係合するため、振動等によってクラッチナット２７が回転してしまうことを防止できる。 そして、隙間調整動作が繰り返し行われて隙間の調整量が増加し、プッシャーバネ２６の付勢力が低下した状態（プッシャーバネ２６が延びた状態）になった場合であっても、ブレーキが作用していないときに、振動等によってクラッチナット２７が回転してしまうことを防止できる。

また、ブレーキシリンダ装置２によると、ブレーキ出力部２１を貫通して外側に対向するよう配置されるとともに操作用係合部である六角穴２４ｃが設けられたネジ軸２４の先端部にナット部材３８が螺合することで、ネジ軸２４とブレーキ出力部２１とが係合する。 このため、ナット部材３８を緩めてネジ軸２４とブレーキ出力部２１との係合を解除し、更に、操作用の工具でネジ軸２４を回転操作することで、ネジ軸２４を手動で回転させることができ、ネジ軸２４とクラッチナット２７との位置関係を隙間調整が行われる前の状態である初期状態に容易に戻すことができる。

また、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Ｐまでの隙間を自動的に調整するための隙間調整機構が設けられたブレーキシリンダ装置２を備えるディスクブレーキ装置１において、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けにくくすることが安価にでき、更に、シリンダ本体２０の径方向寸法を小型化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るブレーキシリンダ装置３について説明する。 図２１は、第２実施形態に係るブレーキシリンダ装置３の断面図である。 図２１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と同様にディスクブレーキ装置１に対して装備されるブレーキシリンダ装置として設けられている。 尚、図２１においては、ブレーキシリンダ装置３における一部の構成要素については、断面ではなく外径を図示している。

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、シリンダ本体２０、ブレーキ出力部２１、ピストン５０、ピストンバネ２３、ネジ軸２４、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、クラッチナット２７、前方クラッチ２８、後方クラッチ２９、ストッパ３０、調整バネ３１、プッシャーバネガイド３２、調整スリーブ３３、バネストッパ３４、ナット部材３８、ベアリング４０、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３３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３３については、例えば、樹脂材料により形成されている。

上記のように、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と同様に構成される。 しかし、ブレーキシリンダ装置３は、増力機構５１が更に設けられるとともに、ピストン５０の移動方向が第１実施形態のピストン２２の移動方向と逆方向に移動するように構成されている点において、第１実施形態のブレーキシリンダ装置２とは異なっている。 尚、以下のブレーキシリンダ装置３の説明においては、第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と同様の機能を備えるよう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して説明を省略する。

ピストン５０は、円盤状部５２と、円盤状部５２からネジ軸２４及びガイドチューブ２５と平行に反ブレーキ方向（図２１において矢印Ｂで示す方向）に向かって突出する一対の板状部５３（図２１では一方の板状部５３のみを図示）とを備えている。 尚、シリンダ２０の第２ケーシング部３６には、内側で第１ケーシング部３５側（即ち、反ブレーキ方向）に向かって延びる円筒部５４が形成されている。 そして、円盤状部５２には中心に貫通孔５２ａが形成されており、この貫通孔５２ａをシリンダ本体２０における円筒部５４が貫通している。 これにより、ピストン５０は、円筒部５４の外周面と第２ケーシング３６の内周面との間に配置されている。 即ち、ピストン５０は、円筒部５４の外周面と第２ケーシング部３６の内周面との間の空間を２つに区画するように配置され、シリンダ本体２０に対して軸方向に沿って相対移動可能に構成されている。 そして、ピストン５０と第２ケーシング部３６との間で圧力室３７が区画されている。

尚、シリンダ本体３０には、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の軸方向と並行に延びる一対のガイド軸５５（図２１では一方のガイド軸５５のみを図示）が設けられている。 そして、ピストン５０の円盤状部５２には、各ガイド軸５５がそれぞれ貫通するガイド孔５２ｂが設けられている。 また、各ガイド軸５５の周囲には、ピストン５０をブレーキ出力部２１側に向かって（即ち、図２１において矢印Ａで示す方向であるブレーキ方向に向かって）ピストン５０を付勢するピストンバネ３１が配置されている。

また、ピストン５０における各板状部５３には、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸の方向とこの中心軸を中心とする周方向とに対して螺旋状に傾斜する傾斜面５３ａが設けられている。 尚、後述する回動部材５６に対して回転自在に取り付けられた各ローラ６１が、各板状部５３の傾斜面５３ａに対してそれぞれ当接するように配置されている。

増力機構５１は、ピストン５０が反ブレーキ方向に移動すると、ピストン５０の移動方向と反対のブレーキ方向（図２１において矢印Ａで示す方向）にガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、ネジ軸２４等を移動させるように、ピストン５０に発生する力を増力してガイドチューブ２５に作用させる機構として設けられている。 即ち、圧力室３７に圧縮空気が供給されてピストン５０がシリンダ本体２０内で反ブレーキ方向に移動すると、増力機構５１によって増力された力が、この増力機構５１に取り付けられたガイドチューブ２５に作用し、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、ネジ軸２４等がブレーキ方向に移動することになる。 このため、ネジ軸２４に連結されたブレーキ出力部２１は、ピストン５０の反ブレーキ方向の移動に伴ってピストン５０に発生する力を増力させる増力機構５１を介してブレーキ方向に移動することになる。

増力機構５１は、ピストン５０に設けられた前述の傾斜面５３ａ、回動部材５６、第１受け部材５７、第２受け部材５８、第１転動部材５９、第２転動部材６０、等を備えて構成されている。

回動部材５６は、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸を中心として所定の回転方向に回動する円盤状の部材として設けられ、中心に貫通孔が形成されている。 そして、回動部材５６は、ピストン５０が反ブレーキ方向に移動したときに、ピストン５０の傾斜面５３ａで付勢されて、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸を中心に上記の所定の回転方向に回動するように構成されている。 尚、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５は、シリンダ本体２０に対して、中心軸を中心に回動しないように設けられており、回動部材５６の上記の所定の回転方向への回動に伴って、ブレーキ方向に移動するように構成されている。 また、回動部材５６には、円盤状の部分の外周面から径方向の外側に向かって突出する一対の軸部が設けられており、この各軸部に対して、ピストン５０の傾斜面５３ａに対して外周面において当接するローラ６１が回転自在に取り付けられている。

第１受け部材５７は、中心に貫通孔が形成された円盤状の部材として設けられ、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸を中心として配置されるとともに、ガイドチューブ２５の外周に対して固定されている。 そして、第１受け部材５７は、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸方向と平行な方向におけるブレーキ方向側において、回動部材５６に対向するように配置されている。

また、回動部材５６の第１受け部材５７に対向する面には、回動部材５６の回動方向に対して深さが傾斜して変化するように形成された第１傾斜溝（図示を省略）が設けられている。 そして、第１傾斜溝には、この第１傾斜溝の内面に沿って転動可能な第１転動部材５９（図２１では破線で図示）が配置されている。 この第１転動部材５９は、球体の部材として設けられ、第１受け部材５７と回動部材５６とに挟み込まれた状態で支持されている。 上記の第１傾斜溝及び第１転動部材５９は、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸を中心とした１つの円の円周に沿って位置するように、複数設けられている。 尚、第１受け部材５７におけるブレーキ方向における端部の内周側に形成された段部と第２ケーシング部３６の円筒部５４の内壁に形成された段部との間に、バネ６２が配置されている。 このバネ６２は、第１受け部材５７を反ブレーキ方向に付勢している。 また、ブレーキシリンダ装置３のシリンダ本体２０においては、円筒部５４においてバネ６２と当接する段部を構成する部分が、ストッパストローク規制部３９の機能も兼ねるように構成されている。

第２受け部材５８は、中心に貫通孔が形成された円盤状の部材として設けられ、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸を中心として配置されるとともに、シリンダ本体２０の第１ケーシング部３５に対して固定されている。 そして、第２受け部材５８は、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸方向と平行な方向における反ブレーキ方向側において回動部材５６に対向するように、即ち、回動部材５６における第１受け部材５７に対向する面とは反対側の面に対向するように、配置されている。

また、回動部材５６の第２受け部材５８に対向する面には、回動部材５６の回動方向に対して深さが傾斜して変化するように形成された第２傾斜溝（図示を省略）が設けられている。 そして、第２傾斜溝には、この第２傾斜溝の内面に沿って転動可能な第２転動部材６０（図２１では破線で図示）が配置されている。 この第２転動部材６０は、球体の部材として設けられ、回動部材５６と第２受け部材５８とに挟み込まれた状態で支持されている。 尚、上記の第２傾斜溝及び第２転動部材６０は、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸を中心とした１つの円の円周に沿って位置するように、複数設けられている。

ブレーキシリンダ装置３においては、ブレーキ動作の際には、圧力室３７に圧縮空気が供給され、ピストン５０がピストンバネ２３の付勢力に抗して反ブレーキ方向に移動し、ピストン５０の傾斜面５３ａに当接するローラ６１が回転する。 そして、ローラ６１が回動部材５６の軸部に対して回転するとともに、回動部材５６が、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の中心軸を中心として所定の回転方向に回動することになる。 回動部材５６の回動に伴って、第１転動部材５９が第１傾斜溝を転動し、第２転動部材６０が第２傾斜溝を転動し、これにより、回動部材５６及び第１受け部材５７がシリンダ本体２０に対してブレーキ方向に移動することになる。 そして、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、ネジ軸２４等がブレーキ方向に移動し、ブレーキ出力部２１がブレーキ方向に移動することになる。

一方、ブレーキシリンダ装置３においてブレーキ解除動作が行われる際には、圧力室３７から圧縮空気が排出され、ピストンバネ２３の付勢力によってピストン５０がブレーキ方向に移動する。 そして、回動部材５６、第１受け部材５７、第１転動部材５９、第２転動部材６０が、上記のブレーキ動作の場合とは逆方向に移動する。 これにより、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、ネジ軸２４等が反ブレーキ方向に移動し、ブレーキ出力部２１が反ブレーキ方向に移動することになる。 また、ブレーキ解除動作の際においても、バネ６２によって第１受け部材５７が反ブレーキ方向に付勢されているため、第１転動部材５９が第１傾斜溝を転動し、第２転動部材６０が第２傾斜溝を転動することになる。

尚、クラッチナット２７、前方クラッチ２８、後方クラッチ２９、ネジ軸２４、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、ストッパ３０、調整バネ３１等によって構成される隙間調整機構は、第１実施形態の場合と同様に作動する。 このため、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、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３において、温度や湿度などの周囲環境の影響を受けにくくすることが安価にでき、更に、シリンダ本体２０の径方向寸法を小型化することができる。

（変形例）
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、特許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）第１実施形態において、プッシャーバネがガイドチューブに対してネジ軸をブレーキ方向に向かって付勢可能に配置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い。 プッシャーバネがピストンに対してネジ軸をブレーキ方向に向かって付勢可能に配置されている形態であってもよい。

（２）調整バネ、ストッパ、調整スリーブ、バネストッパ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、前方クラッチ、後方クラッチの形状についても、変更して実施してもよい。

（３）上記の実施形態においては、前方クラッチ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、後方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、前方クラッチが、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。

（４）上記の実施形態においては、前方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前方クラッチに対向する面との両方に、前方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。

（５）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場合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。

（６）ブレーキシリンダ装置において増力機構が設けられる場合については、第２実施形態で例示した形態に限らず、増力機構の形態を種々変更して実施してもよい。 例えば、増力機構が、ガイドチューブに固定された受け部材を備え、回動部材が受け部材の外周面に形成されたネジ山にねじ込まれるように設けられ、回動部材が所定の回転方向に回動することにより、受け部材がブレーキ方向に移動するように構成されている形態であってもよい。

本発明は、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、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２０ シリンダ本体２１ ブレーキ出力部２２ ピストン２３ ピストンバネ２４ ネジ軸２５ ガイドチューブ２６ プッシャーバネ２７ クラッチナット２８ 前方クラッチ２９ 後方クラッチ３０ ストッパ３１ 調整バネ

キャリパボディ１１は、結合部材１４と、一対のブレーキテコ（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、一対のブレーキテコ（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、 ブレーキディスク 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。

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の断面図である。 尚、図３に示すブレーキシリンダ装置２は、図１及び図２に示すブレーキシリンダ装置２と同様に構成されるが、外形の一部について変更して図示している。 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、シリンダ本体２０、ブレーキ出力部２１、ピストン２２、ピストンバネ２３、ネジ軸２４、ガイドチューブ２５、プッシャーバネ２６、クラッチナット２７、前方クラッチ２８、後方クラッチ２９、ストッパ３０、調整バネ３１、プッシャーバネガイド３２、調整スリーブ３３、バネストッパ３４、ナット部材３８、ベアリング４０、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３３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３３については、例えば、樹脂材料により形成されている。 尚、図３においては、ネジ軸２４の一部、ストッパ３０の一部、ナット部材３８、等については、断面ではなく外形を図示している。

また、ストッパ３０における一対の突出部（３０ｂ、３０ｂ）は、リング部３０ａ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、ガイドチューブ２５における一対のスリット孔 （２５ｂ、２５ｂ）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２０の第２ケーシング部３６における筒状部分３６ｂには、ネジ軸２４の軸方向と平行に延びるスリット状に貫通形成された孔として設けられた一対のストッパストローク規制部（３９、３９）が、筒状部分３６ｂの直径方向に沿った位置に設けられている。 そして、各突出部３０ｂにおける突出した端部は、ストッパストローク規制部３９に沿って移動可能に配置されるとともに、ストッパストローク規制部３９におけるブレーキ方向における端部と反ブレーキ方向における端部とのそれぞれに対して当接可能に配置されている。

調整バネ３１は、調整スリーブ３３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３１は、一端側が、ストッパ３０のリング部３０ａにおける反ブレーキ方向の端部に当接（又は連結）するとともに、他端側が、調整スリーブ３３における反ブレーキ方向の端部に配置されたバネ受けとして機能する、バネストッパ３４及びベアリング４０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３３は、一端側がストッパ３０に当接する調整バネ３１の他端側によって反ブレーキ方向に付勢されるように構成されている。 そして、調整バネ３１は、調整スリーブ３３に係合して一体化されたクラッチナット２７を反ブレーキ方向に付勢可能に構成されている。

また、上述したベアリング４０は、調整スリーブ３３の外周とガイドチューブ２５の内周との間に配置され、調整スリーブ３３における反ブレーキ方向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３３に取り付けられている。 そして、ベアリング４０は、このベアリング４０の外周とガイドチューブ２５の内周との間に形成される隙間のガイドチューブ２５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。 尚、ベアリング４０は、このベアリング４０の外周とガイドチューブ２５の内周とが摺接するように配置されていてもよい。

次に、ブレーキパッド１３がブレーキディスク１０１に当接することがなく制動力が発生しないような状態、いわゆる空振りの状態（尚、隙間調整はブレーキパッド１３がブレーキディスク１０１に当接することにより発生する力により行われるため、当接しないと隙間調整が行えないことになる。）において、強制的に隙間調整動作を行った場合のブレーキシリンダ装置２の作動について、図１７乃至図２０を参照しつつ説明する。 図１７の断面図は、上記の空振りとなる状態において圧力室 ３７に圧縮空気が供給される前の状態（即ち、前述のブレーキ解除状態に相当する状態）を示している。 例えば、ディスクブレーキ装置１におけるブレーキパッド１３の交換作業を行った後であって、隙間調整動作が行われようとしている状態を示している。

上記の場合、圧力室３７に圧縮空気が供給されることで、まず、図１７の断面図に示す状態から図１８の断面図に示す状態に移行することになる。 即ち、圧力室３７への圧縮空気の供給に伴い、ピストン２２がピストンバネ２３の付勢力に抗してガイドチューブ２５とともにブレーキ方向に移動する。 更に、ガイドチューブ２５及びプッシャーバネ２６とともにネジ軸２４がブレーキ方向に移動し、ネジ軸２４に螺合するクラッチナット２７に係合する調整スリーブ３３とともに、ストッパ３０及び調整バネ３１もブレーキ方向に移動する。 そして、図１８の断面図に示すように、ストッパ３０の突出部３０ｂがストッパストローク規制部３９のブレーキ方向における端部に当接する。 これにより、ストッパ３０が前進限に達し、シリンダ本体２０に対する前方（ブレーキ方向）への移動が規制されることになる。

ピストン５０は、円盤状部５２と、円盤状部５２からネジ軸２４及びガイドチューブ２５と平行に反ブレーキ方向（図２１において矢印Ｂで示す方向）に向かって突出する一対の板状部５３（図２１では一方の板状部５３のみを図示）とを備えている。 尚、シリンダ２０の第２ケーシング部３６には、内側で第１ケーシング部３５側（即ち、反ブレーキ方向）に向かって延びる円筒部５４が形成されている。 そして、円盤状部５２には中心に貫通孔５２ａが形成されており、この貫通孔５２ａをシリンダ本体２０における円筒部５４が貫通している。 これにより、ピストン５０は、円筒部５４の外周面と第２ケーシング部 ３６の内周面との間に配置されている。 即ち、ピストン５０は、円筒部５４の外周面と第２ケーシング部３６の内周面との間の空間を２つに区画するように配置され、シリンダ本体２０に対して軸方向に沿って相対移動可能に構成されている。 そして、ピストン５０と第２ケーシング部３６との間で圧力室３７が区画されている。

尚、シリンダ本体３０には、ネジ軸２４及びガイドチューブ２５の軸方向と並行に延びる一対のガイド軸５５（図２１では一方のガイド軸５５のみを図示）が設けられている。 そして、ピストン５０の円盤状部５２には、各ガイド軸５５がそれぞれ貫通するガイド孔５２ｂが設けられている。 また、各ガイド軸５５の周囲には、ピストン５０をブレーキ出力部２１側に向かって（即ち、図２１において矢印Ａで示す方向であるブレーキ方向に向かって）ピストン５０を付勢するピストンバネ２３が配置されている。