停车制动器单元的制作方法

本发明涉及一种制动装置的停车制动器单元。

背景技术：

以往以来，在铁道车辆等车辆中使用有利用液压、气压等的流体压进行制动的制动装置。在日本JP2009-162243A中公开有一种通过利用一对闸块夹持与车轮一起转动的制动盘从而利用制动盘与闸块之间的摩擦力对车轮的转动进行制动的钳式制动装置。该钳式制动装置利用被导入到压力室内的压缩空气使按压活塞相对于缸体滑动并将闸块按压于制动盘。

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，日本JP2009-162243A的钳式制动装置为在向压力室内导入了压缩空气的情况下成为制动状态的主动制动器(日文：ポジティブブレーキ)。为了将该钳式制动装置用作停车时的停车制动器，需要维持在压力室内进入有压缩空气的状态。因此，该钳式制动装置不适合用作停车制动器。

本发明的目的在于提供一种能够应用于正向制动器的停车制动器单元。

根据本发明的一实施方式，提供一种停车制动器单元，该停车制动器单元包括：第1活塞，其形成为筒状并在内周具有第1卡合部，在被供给到压力室的工作流体的压力的作用下向第1方向移动；第1施力构件，其对第1活塞向与第1方向相反的第2方向施力；第2活塞，其以滑动自如的方式设于第1活塞的内周，且在该第2活塞的外周具有第2卡合部；以及卡合构件，其使第1卡合部与第2卡合部卡合，当第1活塞向第2方向移动时，第2活塞使制动衬片向车轮成为制动状态的方向移动。

附图说明

图1是应用了本发明的第1实施方式的停车制动器单元的制动装置的俯视图。

图2是图1的主视图。

图3A是表示本发明的第1实施方式的停车制动器单元的非制动状态的剖视图。

图3B是图3A的IIIB-IIIB剖视图。

图4是表示本发明的第1实施方式的停车制动器单元的制动状态的剖视图。

图5是表示本发明的第1实施方式的停车制动器单元的解除状态的剖视图。

图6是应用了本发明的第2实施方式的停车制动器单元的制动装置的俯视图。

图7是表示本发明的第2实施方式的停车制动器单元的非制动状态的剖视图。

图8是表示本发明的第2实施方式的停车制动器单元的制动状态的剖视图。

图9是表示本发明的第2实施方式的停车制动器单元的解除状态的剖视图。

图10是本发明的第3实施方式的停车制动器的主视图。

图11是图10的B向视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

第1实施方式

以下，参照图1至图5说明本发明的第1实施方式的停车制动器单元101。

首先，参照图1和图2说明应用了停车制动器单元101的制动装置100的整体结构。

制动装置100主要应用于铁道车辆。制动装置100用于夹持与车轮1一起旋转的制动盘1a而对车轮1进行制动。具体而言，制动装置100利用一对制动衬片2从制动盘1a的两面夹持制动盘1a，并利用制动盘1a与制动衬片2之间的摩擦力对车轮1的旋转进行制动。

制动盘1a形成于车轮1的表背两面并与车轮1一体地旋转。代替将制动盘1a与车轮1一体形成的结构，也可以设置与车轮1一起旋转的独立的制动盘1a。

在非制动时，制动衬片2与制动盘1a隔开预先设定的预定间隔地相对(图1所示的状态)。在制动时，制动衬片2朝向制动盘1a移动，而与制动盘1a平行地抵接并被按压。

制动衬片2具有：背板部2a，其支承于制动装置100的衬片保持部3；以及摩擦构件2b，其在制动时与制动盘1a抵接。摩擦构件2b包括多个区段，并固定于背板部2a的表面。制动衬片2在因摩擦构件2b与制动盘1a之间的抵接而产生的摩擦力的作用下对车轮1的旋转进行制动。

衬片保持部3具有供制动衬片2的背板部2a插入的燕尾槽(省略图示)。在衬片保持部3的上下的端部分别设有被一对地脚螺栓5固定于衬片保持部3的地锚4。地锚4固定制动衬片2的背板部2a的在长度方向(图2中的上下方向)上的端部。由此，使插入于燕尾槽内的制动衬片2被保持于衬片保持部3。

制动装置100包括：制动器主体10；一对连杆臂30，其一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式支承于制动器主体10；连结杆35，其作为连结构件将一对连杆臂30的一端部31彼此连结；驱动器20，其安装于连结杆35，用于使作为输出构件的输出杆21进退；杠杆40，其以能够转动的方式连结于驱动器20的输出杆21并利用输出杆21的进退而转动；增力单元50，其设于一对连杆臂30的一端部31中的至少一个端部，对利用杠杆40的转动而传递的力进行增力并使连杆臂30以支承部32为支点进行转动；以及停车制动器单元101，其在停车时使车轮1成为制动状态。

在制动装置100应用于铁道车辆的情况下，制动器主体10支承于转向架(省略图示)。在制动装置100应用于铁道车辆以外的车辆的情况下，制动器主体10支承于车身(省略图示)。

驱动器20为在作为工作流体的压缩空气的压力的作用下进行工作的流体压驱动器。代替压缩空气，也可以将工作油等液体等的其他的流体用作工作流体。驱动器20根据驾驶员的制动操作进行工作，使输出杆21相对于安装于连结杆35的驱动器主体20a进退。

驱动器20设于比连杆臂30的一端部31远离支承部32的位置。也就是说，驱动器20以隔着连结杆35的方式与制动器主体10相对地设置。由此，由于驱动器20设于由连结杆35和一对连杆臂30包围的区域的外侧，因此，能够提高连杆臂30的设计自由度。因而，由于能够缩短连杆臂30，因此，能够使制动装置100小型轻量化。

如图2所示，输出杆21形成为具有分别连结于一对杠杆40的连结部21a和形成在一对连结部21a之间的凹部21b的U字状。凹部21b用于在输出杆21自驱动器主体20a退出时防止输出杆21与连结杆35之间相互干扰。因而，在输出杆21自驱动器主体20a退出时，连结杆35进入到凹部21b内，一对连结部21a避开连结杆35地伸长。

输出杆21具有一对连结轴22，该一对连结轴22以能够转动的方式将杠杆40分别与各连结部21a连结(参照图1)。一对连结轴22设在同一轴线上。连结轴22以其中心轴线与制动衬片2成为平行的方式配置。制动盘1a的中心位于输出杆21进行往复移动的中心轴线的延长线上。输出杆21能够相对于驱动器主体20a进退并且能够使制动衬片2沿制动衬片2所能够移动的方向(图1中的上下方向)摆动。

如图1所示，连杆臂30以分别面向制动盘1a的两面的方式设置。一对连杆臂30的一端部31彼此之间被连结杆35连结。连杆臂30的另一端部33能够摆动地支承与制动盘1a滑动接触并对制动盘1a付与摩擦力的制动衬片2。如图2所示，连杆臂30形成为具有上下设置的一对臂部30a的大致U字状。

如图1所示，在一侧的连杆臂30的一端部31设有连结轴31a，该连结轴31a贯通连结杆35和连杆臂30并连结该连结杆35和连杆臂30。在另一侧的连杆臂30的一端部31设有增力单元50，该增力单元50贯通连结杆35、连杆臂30以及一对杠杆40并连结该连结杆35、连杆臂30以及一对杠杆40，对由驱动器20的输出杆21的进退而产生的力进行增力并使连杆臂30转动。

代替该结构，还可以在一侧的连杆臂30的一端部31和另一侧的连杆臂30的一端部31同时设置增力单元50。该情况下，各增力单元50能够分别使一侧的连杆臂30和另一侧的连杆臂30转动。另外，还可以将连结杆分割为与一侧的连杆臂30连结的第1连结构件和与另一侧的连杆臂30连结的第2连结构件，并在第1连结构件与第2连结构件之间设置增力单元50。关于增力单元50，见后述详细说明。

在连杆臂30的支承部32设有臂轴32a，该臂轴32a贯通连杆臂30和制动器主体10并连结该连杆臂30和制动器主体10。连杆臂30被臂轴32a以能够转动的方式支承于制动器主体10。在制动装置100的制动时自制动盘1a向制动衬片2作用的周向上的切向力自支承部32经由臂轴32a作用于制动器主体10。

在连杆臂30的另一端部33设有衬片轴33a，该衬片轴33a贯通连杆臂30和衬片保持部3并连结该连杆臂30和衬片保持部3。衬片保持部3被衬片轴33a以能够转动的方式支承于连杆臂30。由此，制动衬片2能够相对于连杆臂30摆动，并在制动时能够始终与制动盘1a平行地抵接。

杠杆40将由驱动器20的输出杆21的进退而产生的力传递到增力单元50。杠杆40的一端部41以能够转动的方式连结于输出杆21的连结轴22。杠杆40的另一端部42以无法转动的方式连结于增力单元50的后述的偏心部53。

当输出杆21相对于驱动器主体20a进退移动时，杠杆40在连结轴22与偏心部53之间转动。在输出杆21最大程度地自驱动器主体20a退出的状态下，杠杆40转动到与连结杆35平行的位置。

如图2所示，增力单元50具有由杠杆40的转动而以旋转轴线A1为中心旋转的偏心凸轮51。偏心凸轮51的旋转轴线A1的相对于连杆臂30的位置设定为与连结轴31a的中心轴线相同的位置。

偏心凸轮51具有：旋转部52，其以能够转动的方式连结于连结杆35；偏心部53，其在自偏心凸轮51的旋转轴线A1偏移的位置具有中心轴线A2，并利用杠杆40的转动而以旋转轴线A1为中心地以圆弧状转动；以及一对臂连结部54，其与偏心部53形成为同轴，以能够旋转的方式支承于连杆臂30。偏心凸轮51利用停车制动器单元101的后述的第2活塞120的进退而旋转。

旋转部52与连结轴31a形成为相同的外径。旋转部52的中心轴线为偏心凸轮51的旋转轴线A1。

偏心部53相比于旋转部52形成为小径。偏心部53分别设于旋转部52的轴向两侧。在偏心部53以无法相对转动的方式连结有杠杆40。因而，当输出杆21相对于驱动器主体20a进退而杠杆40进行转动时，偏心部53呈以旋转轴线A1为中心的圆弧状转动，从而放大或缩小一对连杆臂30之间的距离。

臂连结部54与偏心部53形成为相同直径。臂连结部54以隔着偏心部53的方式设于与旋转部52所在侧相反的一侧。代替于此，也可以使臂连结部54相比于偏心部53形成为小径。另外，还可以将臂连结部54分别设在偏心部53与旋转部52之间。

如此，偏心凸轮51在中央具有旋转部52，在其两端具有直径小于旋转部52的偏心部53，在其更靠外侧的两端具有直径与偏心部53相同或直径小于偏心部53的臂连结部54。因而，由于偏心凸轮51自中央朝向两端部逐渐地成为小径，因此，容易加工。另外，由于能够按顺序地将连结杆35、杠杆40以及连杆臂30组装于偏心凸轮51，因此，组装性良好。

制动装置100还包括调整器37，该调整器37根据制动衬片2的磨损量使连结杆35伸长。调整器37设于供驱动器20安装的范围以外的位置。调整器37用于通过使调整杆36伸长从而使连结杆35伸长。当制动装置100成为制动状态而制动衬片2磨损时，调整器37通过设于连结杆35内的调整螺钉(省略图示)旋转从而使调整杆36伸长。

如此，由于调整器37设于连结杆35的供驱动器20安装的范围以外的位置，因此，即使制动衬片2磨损而连结杆35伸长，驱动器20与增力单元50之间的位置关系也不会变化。因而，即使制动衬片2磨损，也能够使驱动器20的工作特性不发生变化。

接着，参照图3A和图3B说明停车制动器单元101的结构。

停车制动器单元101能够应用于制动装置100，该制动装置100是如上述那样的、通过供给压缩空气来使驱动器20的输出杆21将制动衬片2向制动盘1a按压从而对车轮1进行制动。

停车制动器单元101包括：壳体102，其安装于驱动器主体20a；第1活塞110，其在被供给到划分形成于背面的压力室105的压缩空气的压力的作用下在壳体102内向第1方向移动；施力弹簧118，其作为第1施力构件，对第1活塞110向与第1方向相反的第2方向施力；第2活塞120，其以滑动自如的方式设于第1活塞110的内周；卡合构件130，其在能够对车轮1进行制动的工作状态下使第1活塞110与第2活塞120卡合，其在进行解除操作时解除第2活塞120与第1活塞110之间的卡合；以及解除杆140，其作为解除构件，以滑动自如的方式设于第2活塞120的内周。

在此，通过按压驱动器20的输出杆21从而将制动装置100从非制动状态向制动状态切换的方向(图3A中的右方)为第2方向，将制动装置100从制动状态向非制动状态切换的方向(图3A中的左方向)为第1方向。

另外，解除操作是指在利用停车制动器单元101使制动装置100为制动状态的情况下，作业人员为了克服后述的施力弹簧128的作用力而将解除杆140压入到第2活塞120内从而将制动装置100强制性地切换到非制动状态的操作。

壳体102具有形成为圆筒状的圆筒部102a、将圆筒部102a的一端封闭的第1底面部102b以及将圆筒部102a的另一端封闭的第2底面部102c。在壳体102的内部，在第1活塞110与第1底面部102b之间划分形成有压力室105。

圆筒部102a的内周面供第1活塞110滑动。圆筒部102a设有用于相对于压力室105供给或排出压缩空气的供排通路106。压力室105基于驾驶员的操作通过供排通路106而被供给或排出压缩空气。

第1底面部102b形成为大致圆盘状并安装于驱动器主体20a。在第1底面部102b的中心形成有供第2活塞120滑动自如地贯穿的贯通孔102d。在第1底面部102b设有用于将第1底面部102b与第2活塞120之间的滑动面密封的O型密封圈104。

第2底面部102c形成为大致圆盘状。解除杆140滑动自如地贯穿第2底面部102c的中心。在第2底面部102c的内侧的面上竖立设置有以第1活塞110能够沿轴向滑动的方式引导第1活塞110的活塞引导件103。

活塞引导件103形成为与壳体102同轴的圆筒状。在活塞引导件103的内周面103a设有用于将活塞引导件103的内周面103a与第1活塞110之间密封的O型密封圈103b。

第1活塞110在由压力室105内的压缩空气的压力而产生的力与施力弹簧118的作用力之间的差值的作用下在壳体102内沿轴向移动。第1活塞110具有形成为圆筒状的圆筒部111以及呈圆盘状形成在圆筒部111的端部的圆盘部112。第1活塞110以圆筒部111插入于活塞引导件103的内周的方式配置。

圆筒部111的外周与活塞引导件103的内周面103a形成为大致相同的直径。在圆筒部111的内周形成有作为第1卡合部的第1卡合槽113。

第1卡合槽113形成为以第1活塞110的中心轴线为中心的圆弧状。第1卡合槽113形成为与卡合构件130的周向长度大致相同的周向长度。第1卡合槽113的靠圆盘部112侧的端部为与中心轴线垂直的面。另一方面，在第1卡合槽113的靠圆筒部111的开口端侧的端部形成有与卡合构件130的外形相对应的曲面状的曲面部113a。

圆盘部112形成为与圆筒部102a的内周大致相同的直径。圆盘部112形成为与圆筒部111一体。圆盘部112的背面面向压力室105。圆盘部112被施力弹簧118朝向第1底面部102b施力。

在圆盘部112的中心设有与圆筒部111的内周连续地形成的贯通孔。在圆盘部112的内周设有用于将圆盘部112与第2活塞120之间的滑动面密封的O型密封圈114。在圆盘部112的外周设有用于将圆盘部112与圆筒部102a的内周面之间的滑动面密封的O型密封圈115。

当第1活塞110向第2方向移动时，第2活塞120使输出杆21向车轮1成为制动状态的方向移动。第2活塞120具有：按压部121，其形成为圆柱状并用于按压驱动器20的输出杆21；以及圆筒部122，其为圆筒状，并自按压部121沿轴向连续地形成。第2活塞120以圆筒部122插入于第1活塞110的内周的方式配置。

按压部121自第1底面部102b的贯通孔102d向壳体102的外部突出。按压部121插入于驱动器20的内部并从背后按压输出杆21。

在圆筒部122内插入有解除杆140和相对于第2活塞120对解除杆140沿轴向施力的作为第2施力构件的施力弹簧128。在圆筒部122的开口端附近设有用于防止解除杆140自第2活塞120脱落的挡圈(日文：止め輪)124。圆筒部122具有沿径向贯通形成的作为第2卡合部的第2卡合槽123。

第2卡合槽123呈圆弧状形成在第1活塞110的外周的与第1卡合槽113相对应的周向上的位置。第2卡合槽123形成为以第1活塞110的中心轴线为中心的圆弧状。第2卡合槽123形成为与卡合构件130的周向长度大致相同的周向长度。第2卡合槽123的轴向上的两端部为相对于第1活塞110的中心轴线垂直的面。

如图3B所示，卡合构件130具有圆形截面并形成为与第1卡合槽113和第2卡合槽123相对应的圆弧状。因而，卡合构件130与第1卡合槽113和第2卡合槽123成为利用圆弧的形成的线接触或面接触。因而，能够高效地将力自第1活塞110传递到第2活塞120，由于接触部的表面压力降低，因此，能够提高耐久性。

卡合构件130的周向上的两端部131被弄圆成球状。卡合构件130以隔着第1活塞110、第2活塞120以及解除杆140的中心轴线相对的方式设有一对。但并不限定于此，还可以在周向上以等间隔设有三个以上的卡合构件130。

卡合构件130在能够对车轮1进行制动的工作状态下使第1卡合槽113与第2卡合槽123卡合。当进行解除操作时卡合构件130解除第2卡合槽123与第1卡合槽113之间的卡合。

解除杆140的一端141插入于第2活塞120的圆筒部122内，另一端142自第2底面部102c的贯通孔102e向壳体102的外部突出。解除杆140的一端141与收容在圆筒部122内的施力弹簧128抵接。解除杆140的另一端142能够由作业人员进行按压操作。在解除杆140的外周设有作为第3卡合部的第3卡合槽143。

第3卡合槽143形成为与卡合构件130的内周为相同曲率的圆弧状。在第3卡合槽143的靠一端141侧的端部形成有以深度逐渐减小的方式倾斜的倾斜部143a。另一方面，第3卡合槽143的靠另一端142侧的端部为相对于第1活塞110的中心轴线垂直的面。

当解除杆140克服施力弹簧128的作用力而被按入到第2活塞120内时，卡合构件130使第2卡合槽123与第3卡合槽143卡合并解除第2卡合槽123与第1卡合槽113之间的卡合。

接着，参照图1和图2说明制动装置100的作用。

当驱动器20基于驾驶员的制动操作而进行工作时，制动装置100从非制动状态(图1和图2所示的状态)成为制动状态。

当驱动器20进行工作而使输出杆21自驱动器主体20a退出时，杠杆40被连结轴22按压而进行转动。驱动器20用于使输出杆21退出的力经由杠杆40被传递到偏心凸轮51的偏心部53。

偏心凸轮51在经由杠杆40传递来的力的作用下通过偏心部53呈以旋转轴线A1为中心的圆弧状转动从而向一个方向(图1中的顺时针方向)旋转。由此，由于臂连结部54与偏心部53一体地向远离输出杆21的方向转动，因此，一对连杆臂30的一端部31向互相远离的方向移动。

连杆臂30由于被支承部32以能够转动的方式支承于制动器主体10，因此，当一端部31向互相远离的方向移动时，另一端部33向互相接近的方向移动。因而，制动衬片2朝向制动盘1a移动，并以与制动盘1a平行地抵接的方式被按压，从而车轮1的旋转被进行制动。

此时，偏心凸轮51根据连结轴22的中心轴线A3与旋转轴线A1之间的距离L1和旋转轴线A1与偏心部53的中心轴线A2之间的距离L2的杠杆比对自输出杆21经由杠杆40传递的力进行增力到L1/L2倍并传递到连杆臂30。因而，不用设置大型的驱动器就获得较大的制动力。因此，能够使制动装置100小型轻量化。

另外，连杆臂30的一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式支承于制动器主体10。利用杠杆40的转动而将传递到输出杆21的力进行增力并使连杆臂30转动的偏心凸轮51设于连杆臂30的一端部31。因此，在制动装置100的制动时自制动盘1a向制动衬片2作用的周向上的切向力作用于支承部32的臂轴32a，而未作用于偏心凸轮51。因而，由于不会增大偏心凸轮51旋转时的摩擦阻力，因此，能够提高制动装置100的制动时的机械效率。

自偏心凸轮51传递到连杆臂30的一端部31的力根据一端部31与支承部32之间的距离L3、和支承部32与另一端部33之间的距离L4的杠杆比而被增力到L3/L4倍。在制动装置100中，由于距离L4大于距离L3，因此，将制动衬片2向制动盘1a按压的力成为小于自偏心凸轮51传递到连杆臂30的一端部31的力的力。

然而，在制动装置100中，自驱动器20的输出杆21经由杠杆40传递的力被偏心凸轮51以较大的倍率增力。因此，即使为了使制动装置100小型轻量化而缩短连杆臂30从而减小距离L3，也能够获得充分大的制动力。

另外，在制动装置100中，通过将偏心凸轮51设置在连杆臂30的一端部31，从而提高了支承部32的臂轴32a的位置的设计自由度。因此，也能够将臂轴32a配置在面向车轮1的侧面的位置。因而，还能够使距离L3大于距离L4，从而能够将被偏心凸轮51增力后的力进一步增力而将制动衬片2向制动盘1a按压。

当驱动器20基于驾驶员的制动解除操作而向与制动时的方向相反的方向进行工作时，制动装置100从制动状态成为非制动状态(图1和图2所示的状态)。

当驱动器20进行工作而使输出杆21进入驱动器主体20a时，杠杆40被连结轴22牵引而转动。驱动器20用于使输出杆21进入的力经由杠杆40被传递到偏心凸轮51的偏心部53。

偏心凸轮51在经由杠杆40传递来的力的作用下通过偏心部53呈以旋转轴线A1为中心的圆弧状转动从而向另一方向(图1中的逆时针方向)旋转。由此，一对连杆臂30的一端部31向互相接近的方向移动。因而，一对连杆臂30的另一端部33向互相分离的方向移动。由此，制动衬片2与制动盘1a分离，从而解除对车轮1的制动。

接着，参照图3A至图5说明停车制动器单元101的作用。

图3A所示的状态为向压力室105内供给压缩空气而利用停车制动器单元101使制动装置100成为非制动状态的状态。在车辆停车时，当基于驾驶员或作业人员的操作从图3A所示的状态通过供排通路106将压力室105内的压缩空气排出时，则成为图4所示的状态。

此时，施力弹簧118的作用力克服压力室105内的压缩空气的压力的力，以使第1活塞110向靠近驱动器20的方向(图4中的右方)移动。由于第1活塞110与第2活塞120利用卡合构件130而卡合，因此，第2活塞120也向靠近驱动器20的方向移动。因而，第2活塞120从背后按压驱动器20的输出杆21而使输出杆21移动，并借助杠杆40使偏心凸轮51旋转。因而，制动装置100成为制动状态。也就是说，第2活塞120借助输出杆21和杠杆40使偏心凸轮51旋转，从而使制动衬片2移动。

如此，第1活塞110在压力室105内的压缩空气被排出时，第1活塞110在施力弹簧118的作用力的作用下移动。由此，借助卡合构件130与第1活塞110卡合的第2活塞120使制动装置100的驱动器20的输出杆21向制动装置100成为制动状态的方向移动。因而，当将压力室105内的压缩空气排出时，停车制动器单元101将制动装置100切换到制动状态。因而，能够提供能应用于主动制动器的停车制动器单元101。

在此，在用于供给压缩空气的气压回路发生一些故障而无法向压力室105内供给压缩空气的情况下，停车制动器单元101将维持使制动装置100成为制动状态的状态。在这样的情况下，当作业人员克服施力弹簧128的作用力而将解除杆140按入到第2活塞120内时，成为图5所示的状态。

当解除杆140被按入到第2活塞120内，而使第1活塞110的第1卡合槽113、第2活塞120的第2卡合槽123以及解除杆140的第3卡合槽143全部连通时，卡合构件130受到施力弹簧118的作用力并利用第1卡合槽113的曲面部113a被推出。由此，第2卡合槽123与第3卡合槽143卡合，第2卡合槽123与第1卡合槽113之间的卡合被解除。因而，第2活塞120成为能够相对于第1活塞110沿轴向滑动。

由此，即使在施力弹簧118的作用力作用于第1活塞110的状态下，第2活塞120也能够自由地进退移动。因而，利用驱动器20的操作能够将制动装置100从制动状态切换到非制动状态。因而，即使在用于供给压缩空气的气压回路发生一些故障而无法向压力室105内供给压缩空气的情况下，也能够将制动装置100从制动状态切换到非制动状态。

在用于供给压缩空气的气压回路已恢复原状的情况下，通过供排通路106向压力室105内供给压缩空气。此时，压力室105内的压缩空气的压力的力克服施力弹簧118的作用力，而使第1活塞110向自驱动器20分离的方向移动。

当第1活塞110移动，而使第1活塞110的第1卡合槽113、第2活塞120的第2卡合槽123以及解除杆140的第3卡合槽143全部连通时，卡合构件130受到施力弹簧128的作用力并利用第3卡合槽143的倾斜部143a被推出，并使第2卡合槽123与第1卡合槽113卡合。由此，第2卡合槽123与第3卡合槽143之间的卡合解除。因而，第2活塞120与第1活塞110卡合并能够与第1活塞110一体地沿轴向滑动。

如此，在用于供给压缩空气的气压回路已恢复原状的情况下，仅凭通过供排通路106向压力室105内供给压缩空气，就使停车制动器单元101复原为能够利用压缩空气相对于压力室105的供给或排出在制动状态与非制动状态之间切换的工作状态。

根据以上的第1实施方式，起到以下所示的效果。

第1活塞110在被供给到压力室105的压缩空气的压力的作用下向第1方向移动，在施力弹簧118的作用力的作用下向与第1方向相反的第2方向移动。因此，当压力室105内的压缩空气被排出时，第1活塞110在施力弹簧118的作用力的作用下向第2方向移动。由此，借助卡合构件130与第1活塞110卡合的第2活塞120使制动装置100的驱动器20的输出杆21向车轮1成为制动状态的方向移动。因而，能够提供一种能应用于主动制动器的停车制动器单元101。

另外，当解除杆140克服施力弹簧128的作用力而被按入到第2活塞120内时，卡合构件130使第2卡合槽123与第3卡合槽143卡合并解除第2卡合槽123与第1卡合槽113之间的卡合。由此，第2活塞120能够相对于第1活塞110沿轴向滑动。因而，能够利用驱动器20的操作将制动装置100从制动状态切换到非制动状态。因而，即使在用于供给压缩空气的气压回路发生一些故障而无法向压力室105内供给压缩空气的情况下，也能够将制动装置100从制动状态切换到非制动状态。

第2实施方式

以下，参照图6至图9说明本发明的第2实施方式的停车制动器单元201。另外，在以下所示的各实施方式中，对与上述的第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。

在第2实施方式中，在制动装置200的驱动器20与停车制动器单元201的安装位置不同这一点上与第1实施方式不同。

首先，参照图6说明应用了停车制动器单元201的制动装置200的整体结构。

制动装置200包括：制动器主体10；一对连杆臂30，其一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式支承于制动器主体10；连结杆35，其作为连结构件，将一对连杆臂30的一端部31彼此连结；驱动器20，其安装于连结杆35，用于使作为输出构件的输出杆21进退移动；杠杆40，其以能够转动的方式连结于驱动器20的输出杆21，利用输出杆21的进退而转动；增力单元50，其设于一对连杆臂30的一端部31中的至少一端部，对利用杠杆40的转动而传递的力进行增力并使连杆臂30以支承部32为支点进行转动；以及停车制动器单元201，其在停车时使车轮1成为制动状态。

驱动器20设于比连杆臂30的一端部31靠近支承部32的位置。也就是说，驱动器20设于由连结杆35和一对连杆臂30包围的区域的内侧。

停车制动器单元201以隔着连结杆35的方式与驱动器20相对地设置。如此，由于以隔着连结杆35的方式设有驱动器20和停车制动器单元201，因此，能够使重量平衡良好。

接着，主要参照图7说明停车制动器单元201的结构。

停车制动器单元201包括：壳体202，其安装于连结杆35；第1活塞210，其在被供给到划分形成于背面的压力室105的压缩空气的压力的作用下在壳体202内向第1方向移动；施力弹簧118，其作为第1施力构件，用于对第1活塞210向与第1方向相反的第2方向施力；第2活塞220，其以滑动自如的方式设于第1活塞210的内周；卡合构件130，其在能够对车轮1进行制动的工作状态下使第1活塞210与第2活塞220卡合，当进行解除操作时解除第2活塞220与第1活塞210之间的卡合；以及解除杆140，其作为解除构件，以滑动自如的方式设于第2活塞220的内周。

在此，牵引驱动器20的输出杆21从而将制动装置200从非制动状态切换到制动状态的方向(图7中的左方)为第2方向，将制动装置200从制动状态切换到非制动状态的方向(图7中的右方)为第1方向。

停车制动器单元201在将制动装置200切换到制动状态时需要牵引驱动器20的输出杆21。因此，壳体202和第1活塞210与第1实施方式中的壳体102和第1活塞110相反地设置。具体而言，在第1实施方式中，第2活塞120贯穿了壳体102的第1底面部102b，解除杆140贯穿了第2底面部102c，相对于此，在第2实施方式中，第2活塞220贯穿壳体202的第2底面部102c，解除杆140贯穿第1底面部102b。

另外，如图6所示，第2活塞220的顶端形成为具有槽部220a的U字状。由此，即使驱动器20进行工作而使输出杆21自驱动器主体20a退出，由于连结轴22进入到槽部220a，因此，也不会按压第2活塞220。另一方面，当向停车制动器单元201的压力室105供给压缩空气时，第2活塞220能够牵引连结轴22。

接着，参照图7至图9说明停车制动器单元201的作用。

图7所示的是通过向压力室105内供给压缩空气从而利用停车制动器单元201使制动装置200成为非制动状态的状态。在车辆停车时，当基于驾驶员或作业人员的操作从图7所示的状态通过供排通路106将压力室105内的压缩空气排出时，则成为图8所示的状态。

此时，施力弹簧118的作用力克服压力室105内的压缩空气的压力的力，而使第1活塞210向自驱动器20分离的方向(图8中的左方)移动。由于第1活塞210与第2活塞220利用卡合构件130卡合，因此，第2活塞220也向自驱动器20分离的方向移动。因而，第2活塞220牵引驱动器20的输出杆21并使输出杆21移动，从而使制动装置200成为制动状态。

如此，第1活塞210在压力室105内的压缩空气被排出时，第1活塞210在施力弹簧118的作用力的作用下移动。由此，借助卡合构件130与第1活塞210卡合的第2活塞220使制动装置200的驱动器20的输出杆21向制动装置200成为制动状态的方向移动。因而，当将压力室105内的压缩空气排出时，停车制动器单元201将制动装置200切换到制动状态。因而，能够提供一种可应用于主动制动器的停车制动器单元201。

在此，即使在用于供给压缩空气的气压回路发生一些故障而无法向压力室105内供给压缩空气的情况下，停车制动器单元201将维持使制动装置200成为制动状态的状态。在这样的情况下，当作业人员克服施力弹簧128的作用力而将解除杆140按入到第2活塞220内时，成为图9所示的状态。

当解除杆140被按入到第2活塞220内，而第1活塞210的第1卡合槽113、第2活塞220的第2卡合槽123以及解除杆140的第3卡合槽143全部连通时，卡合构件130受到施力弹簧118的作用力并利用第1卡合槽113的曲面部113a被推出。由此，第2卡合槽123与第3卡合槽143卡合，第2卡合槽123与第1卡合槽113之间的卡合被解除。因而，第2活塞220能够相对于第1活塞210沿轴向滑动。

由此，即使在施力弹簧118的作用力作用于第1活塞210的状态下，第2活塞220也能够自由地进退。因而，能够利用驱动器20的操作将制动装置200从制动状态切换到非制动状态。因而，即使在用于供给压缩空气的气压回路发生了一些故障而无法向压力室105内供给压缩空气的情况下，也能够将制动装置200从制动状态切换到非制动状态。

根据以上的第2实施方式，起到与第1实施方式相同的效果。另外，在第2实施方式中，停车制动器单元201以隔着连结杆35的方式与驱动器20相对设置。如此，由于以隔着连结杆35的方式设有驱动器20和停车制动器单元201，因此，能够使重量平衡良好。

在用于供给压缩空气的气压回路已恢复原状的情况下，通过供排通路106向压力室105内供给压缩空气。此时，压力室105内的压缩空气的压力的力克服施力弹簧118的作用力，使第1活塞210向靠近驱动器20的方向移动。

当第1活塞210移动，而第1活塞210的第1卡合槽113、第2活塞220的第2卡合槽123以及解除杆140的第3卡合槽143全部连通时，卡合构件130受到施力弹簧128的作用力并利用第3卡合槽143的倾斜部143a被推出，而使第2卡合槽123与第1卡合槽113卡合。由此，能够解除第2卡合槽123与第3卡合槽143之间的卡合。因而，第2活塞220与第1活塞210卡合，从而能够与第1活塞210一体地沿轴向滑动。

如此，在用于供给压缩空气的气压回路已恢复原状的情况下，仅凭通过供排通路106向压力室105内供给压缩空气，就使停车制动器单元201复原为能够利用压缩空气相对于压力室105的供给或排出在制动状态与非制动状态之间进行切换的工作状态。

第3实施方式

以下，参照图10和图11说明本发明的第3实施方式的停车制动器单元301。

在上述的第1实施方式的停车制动器单元101中，通过第2活塞120从背后按压驱动器20的输出杆21并使输出杆21移动，从而借助杠杆40和连杆臂将制动衬片向制动盘按压。由此，制动装置100成为制动状态。

相对于此，在停车制动器单元301中，与杠杆40独立地在偏心凸轮351设置驻车杆340。第2活塞320借助驻车杆340使偏心凸轮351旋转，而使制动装置300成为制动状态。如此，在第3实施方式中，不是通过第2活塞移动从而使输出杆移动来使杠杆转动，而是通过使驻车杆移动从而使偏心凸轮旋转并使制动装置成为制动状态，在这一点上与第1实施方式不同。

如图10所示，停车制动器单元301的壳体102的圆筒部102a(参照图3)安装于驱动器主体20a的下部(图10中的下方)。也就是说，停车制动器单元301沿着偏心凸轮351的中心轴线方向(图10中的上下方向)与制动装置300的驱动器20并列设置。由于制动装置300的位于下部的空间通常为无用空间(日文：デッドスペース)，因此，通过将驱动器20和停车制动器单元301沿着偏心凸轮351的中心轴线方向(车辆的上下方向)排列设置，从而能够减少无用空间而节省空间化。

应用了停车制动器单元301的制动装置300还包括驻车杆340，该驻车杆340安装于偏心凸轮351。

偏心凸轮351还具有第2偏心部353，该第2偏心部353与驻车杆340的一端部340a(参照图11)相连结，并在自旋转部52的中心轴线A1偏移的位置具有中心轴线。第2偏心部353自偏心凸轮351的两个偏心部53中的设于下侧(图10中的下侧)的偏心部53沿轴向延伸，并以中心轴线与偏心部53的中心轴线A2配置为同轴的方式形成。也就是说，第2偏心部353设置为朝向制动装置300的下部延伸。

第2偏心部353可以与旋转部52和偏心部53一体形成，也可以独立形成并安装于下侧的偏心部53。另外，第2偏心部353的外径可以与偏心部53相同，也可以不同。另外，只要第2偏心部353的中心轴线配置在自旋转部52的中心轴线A1偏移的位置，就也可以不与偏心部53的中心轴线A2同轴。

如图11所示，驻车杆340设为一端部340a固定连结于第2偏心部353、位于自一端部340a离开的位置的另一端部340b被第2活塞320按压。当驻车杆340的另一端部340b被第2活塞320按压时，驻车杆340转动，并借助驻车杆340使第2偏心部353旋转。另外，在图11中省略了对除停车制动器单元301和驻车杆340以外的结构的图示。

第2活塞320具有：顶端部321，其为圆柱状并以旋转自如的方式安装有辊322；以及圆筒部122，其为圆筒状并自顶端部321沿轴向连续地形成(参照图3)。顶端部321与按压部121相同地自第1底面部102b的贯通孔102d向壳体102的外部突出。

当第1活塞110向第2方向(图10中的左方向)移动且第2活塞320向第1方向(图10中的右方向)移动时，驻车杆340的另一端部340b隔着辊322被按压，而使驻车杆340转动。由此，使偏心凸轮351的第2偏心部353旋转，制动衬片2被向车轮1按压，而使制动装置300成为制动状态。

如此，在停车制动器单元301中，当第2活塞320移动时，偏心凸轮351不是借助驱动器20的输出杆21和杠杆40而是借助驻车杆340而旋转。在停车制动器单元301中，第2活塞320通过借助驻车杆340使偏心凸轮351旋转，从而使制动衬片2朝向车轮1移动，而使制动装置300成为制动状态。

在解除制动器的制动时，向压力室105内供给压缩空气，从而将第2活塞320按入到壳体102内。通过在该状态下由驾驶员进行制动解除操作，偏心凸轮351向制动装置300成为非制动状态的方向旋转，而使制动衬片2自制动盘1a分离。由此，解除对车轮1的制动。

由上所述，停车制动器单元301的第2活塞320通过使安装于第2偏心部353的驻车杆340转动，从而使偏心凸轮351旋转，而使制动装置300成为制动状态。通过在偏心凸轮351形成朝向制动装置300的下部延伸的第2偏心部353，从而能够将停车制动器单元301设于制动装置300的下部。因而，能够减少制动装置300周围的无用空间，而能够节省空间化。

在上述第3实施方式中，通过使驻车杆340转动并使偏心凸轮351旋转，从而使制动装置300成为制动状态。因此，通过调整驻车杆340的安装位置以及驻车杆340相对于第2偏心部353的安装角度，能够任意确定停车制动器单元301的安装位置。也就是说，能够与空间相配合地调整停车制动器单元301的位置。

例如，在能够确保停车制动器单元301的设置空间的情况下，还可以将第2偏心部353设于偏心凸轮351的上部侧，在制动装置300的上部设置停车制动器单元301。另外，例如，还可以通过调整驻车杆340的安装角度，以第2活塞320的进退方向沿着图10中的纸面垂直方向延伸的方式设置停车制动器单元301。

另外，在上述第3实施方式中，停车制动器单元301通过按压驻车杆340的另一端部340b来使驻车杆340转动，从而使偏心凸轮351旋转。代替于此，停车制动器单元301还可以如上述第2实施方式那样通过第2活塞320移动而牵引驻车杆340的另一端部340b，从而使偏心凸轮351旋转。也就是说，还可以组合上述第2实施方式和上述第3实施方式。

根据以上的第3实施方式，起到与第1实施方式相同的效果。另外，在第3实施方式中，停车制动器单元301通过第2活塞320按压安装于偏心凸轮351的第2偏心部353的驻车杆340，从而借助驻车杆340使偏心凸轮351旋转。由于即使在将停车制动器单元301与制动装置300的驱动器20沿着轴向排列设置的情况下也能够使制动装置300成为制动状态，因此，能够提高停车制动器单元301的安装位置的自由度。因此，能够将停车制动器单元301设于制动装置300的位于下部的无用空间，而能够使制动装置300周围节约空间化。

以下，总结说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。

在第1、第2以及第3实施方式中，制动装置100、200、300利用压缩空气的供给而使驱动器20的作为输出构件的输出杆21将制动衬片2按压于与车轮1一起旋转的制动盘1a从而对车轮1进行制动，该制动装置100、200、300的停车制动器单元101、201、301包括：第1活塞110、210，其形成为筒状并在内周具有第1卡合部(第1卡合槽113)，该第1活塞110、210在被供给到划分形成于背面的压力室105的压缩空气的压力的作用下向第1方向移动；施力弹簧118，其对第1活塞110、210向与第1方向相反的第2方向施力；第2活塞120、220、320，其以滑动自如的方式设于第1活塞110、210的内周，且该第2活塞120、220、320的外周具有第2卡合部(第2卡合槽123)；以及卡合构件130，其用于使第1卡合部(第1卡合槽113)与第2卡合部(第2卡合槽123)卡合，当第1活塞110、210向第2方向移动时，第2活塞120、220、320使制动衬片2向车轮1成为制动状态的方向移动。

在该结构中，第1活塞110、210在被供给到压力室105的压缩空气的压力的作用下向第1方向移动，在施力弹簧118的作用力的作用下向与第1方向相反的第2方向移动。因此，当压力室105内的压缩空气被排出时，第1活塞110、210在施力弹簧118的作用力的作用下向第2方向移动。由此，借助卡合构件130与第1活塞110、210卡合的第2活塞120、220、320使制动衬片2朝向制动盘1a向车轮1成为制动状态的方向移动。因而，能够提供能应用于主动制动器的停车制动器单元101、201、301。

另外，在第1、第2以及第3实施方式中，第1卡合部为呈圆弧状形成于第1活塞110、210的内周的第1卡合槽113，第2卡合部为呈圆弧状形成于第2活塞120、220、320的外周的与第1卡合槽113相对应的周向上的位置的第2卡合槽123，卡合构件130具有圆形截面且形成为与第1卡合槽113和第2卡合槽123相对应的圆弧状。

在该结构中，卡合构件130相对于第1卡合槽113和第2卡合槽123成为利用圆弧形成的线接触或面接触。因而，能够高效地将力自第1活塞110、210传递到第2活塞120、220、320，由于能够降低接触部的表面压力，因此，能够提高耐久性。

另外，在第1、第2以及第3实施方式中，还包括解除杆140，该解除杆140以滑动自如的方式设于第2活塞120、220、320的内周，该解除杆140在外周具有第3卡合槽143，第2卡合槽123形成为沿径向贯通第2活塞120、220、320，当进行解除操作时卡合构件130使第2卡合槽123与第3卡合槽143卡合并解除第2卡合槽123与第1卡合槽113之间的卡合。

另外，在第1、第2以及第3实施方式中，还包括施力弹簧128，该施力弹簧128用于相对于第2活塞120、220、320对解除杆140向轴向施力，当解除杆140克服施力弹簧128的作用力而被按入到第2活塞120、220、320内时，卡合构件130使第2卡合槽123与第3卡合槽143卡合并解除第2卡合槽123与第1卡合槽113之间的卡合。

在这些结构中，当解除杆140克服施力弹簧128的作用力而被按入到第2活塞120、220、320内时，卡合构件130使第2卡合槽123与第3卡合槽143卡合并解除第2卡合槽123与第1卡合槽113之间的卡合。由此，第2活塞120、220、320能够相对于第1活塞110、210沿轴向滑动。因而，能够利用制动装置100、200、300的驱动器20的操作将车轮1从制动状态切换到非制动状态。因而，即使在用于供给压缩空气的气压回路发生了一些故障而无法向压力室105内供给压缩空气的情况下，也能够将车轮1从制动状态切换到非制动状态。

另外，在第1、第2以及第3实施方式中，制动装置100、200、300包括：制动器主体10，其支承于车身或转向架；一对连杆臂30，其一端部31与另一端部33之间的支承部32以能够相对于制动器主体10转动的方式支承于制动器主体10，而且该一对连杆臂30以分别面向制动盘1a的两面的方式设置，另一端部33用于支承制动衬片2；连结杆35，其将一对连杆臂30的一端部31彼此连结；杠杆40，其以能够转动的方式连结于驱动器20的输出杆21，并利用输出杆21的进退而转动；以及偏心凸轮51、351，其具有由杠杆40的转动而以旋转轴线A1为中心旋转的旋转部52、以及在自旋转轴线A1偏移的位置具有中心轴线A2且由杠杆40的转动而以旋转轴线A1为中心地呈圆弧状转动来放大或缩小一对连杆臂30的一端部31彼此之间的距离的偏心部53，偏心凸轮51、351利用第2活塞120、220、320的进退而旋转。

根据该结构，偏心凸轮51、351根据杠杆40的两端部之间的距离L1、和自旋转轴线A1到偏心部53的中心轴线A2为止的距离L2的杠杆比将自输出杆21经由杠杆40传递的力增力到L1/L2倍并传递到连杆臂30。因而，能够不设置大型的驱动器就获得较大的制动力。因而，能够使制动装置100、200、300小型轻量化。

另外，在第1以及第2实施方式中，当第1活塞110向第1方向移动时第2活塞120使输出杆21向车轮1成为制动状态的方向移动。

另外，在第2实施方式中，停车制动器单元201以隔着连结杆35的方式与驱动器20相对设置。

在该结构中，由于以隔着连结杆35的方式设置驱动器20和停车制动器单元201，因此，能够使重量平衡良好。

另外，在第3实施方式中，制动装置300还包括驻车杆340，该驻车杆340连结于偏心凸轮351，偏心凸轮351还具有第2偏心部353，该第2偏心部353与驻车杆340的一端部340a相连结，并在自旋转部52的中心轴线A1偏移的位置具有中心轴线，当第1活塞110向第2方向移动时第2活塞320使驻车杆340转动，从而使偏心凸轮351向车轮1成为制动状态的方向旋转。

在该结构中，由于能够将停车制动器单元301与制动装置300的驱动器20沿着轴向排列设置，因此，能够提高停车制动器单元301的安装位置的自由度。因而，能够使制动装置300周围节约空间化。

以上，对本发明的实施方式进行说明，但上述实施方式只是示出了本发明的应用例的一部分，其主旨不是将本发明的保护范围限定为上述实施方式的具体结构。

例如，也可以利用安装于连结杆35的盖构件(未图示)覆盖驱动器20的输出杆21、杠杆40。由此，能够保护在制动装置100、200、300工作时进行动作的输出杆21、杠杆40。

另外，在上述实施方式中，利用停车制动器单元101、201、301使制动装置100、200、300的偏心凸轮51、351旋转，但代替于此，也可以将停车制动器用的偏心凸轮以独立于制动装置100、200、300的偏心凸轮51、351的方式进行设置。

另外，在上述实施方式中，在制动装置100、200、300安装有停车制动器单元101、201、301。代替与此，停车制动器单元101、201、301例如可以安装于转向架、车身，而与制动装置100、200、300分开设置，借助连杆(未图示)使驱动器20的输出杆21或驻车杆340工作。

本申请要求基于2014年8月18日向日本国专利局提出申请的特愿2014－166044的优先权，该申请的所有内容通过参照被编入本说明书。