JP2001206213A - ブレーキシリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常用ブレーキ及び駐車ブレーキなどとして使
用されるバネブレーキの両方が作動可能であるととも
に、軸方向長さを短くすることができるブレーキシリン
ダ装置を提供する。 【解決手段】 常用ブレーキ手段２とバネブレーキ手段
３の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置１におい
て、バネブレーキ手段３の第２作用室２４に圧力流体が
作用しなくなり、第１ピストン２１がロッド１１１に対
して作動し始めると、ロッド１１１と第２ピストン２１
とを連結するクラッチ手段４を設ける。このクラッチ手
段４は、ロッド１１１に設けられたネジ３１と、第２ピ
ストン２１に回転自在に設けられたナット部材３２と、
第２ピストン２１がロッド１１１に対して移動し始める
と、ナット部材３２の回転を止める止め手段３３とを備
えて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、常用ブレーキ及び
駐車ブレーキなどに使われるバネブレーキの両方が作動
可能なブレーキシリンダ装置に関し、特に軸方向長さを
短くすることができるブレーキシリンダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば鉄道車両用の台車ブレーキ装置に
は、圧縮空気で作動する常用ブレーキ装置の他に、長時
間車両を停止する場合などに圧縮空気がなくてもバネ力
により作動するバネブレーキ装置が使用される。この常
用ブレーキ装置とバネブレーキ装置とを別個独立に装備
した台車ブレーキ装置にすると、装備スペースが必要に
なる。

【０００３】そこで、空気ブレーキ装置とバネブレーキ
装置とを同一ピストンロッドを介して作動するように
し、両ブレーキ装置を一体に構成したブレーキシリンダ
装置が開発されている。

【０００４】例えば、特開昭５５−１６０６４６号公報
には、図１５に示すように、ロッド９３１が突出し、第
１作用室９４と第１バネ９５が対向して作用する第１ピ
ストン９３を有し、第１作用室９４に圧力流体が作用す
ると第１バネ９５の付勢力に打ち勝って第１ピストン９
３がブレーキ方向に移動する常用ブレーキ手段９１と、
ロッド９３１が貫通し、ロッド９３１の軸方向に移動可
能に設けられ、第２作用室９６と第２バネ９７が対向し
て作用する第２ピストン９８を有し、第２作用室９６に
圧力流体が作用しなくなると第２バネ９７の付勢力によ
り第２ピストン９８が前記ブレーキ方向に移動するバネ
ブレーキ手段９２とを備え、ロッド９３１に第２ピスト
ン９３が当接する係止部９３２が形成されたブレーキシ
リンダ装置９０が開示されている。

【０００５】常用ブレーキ手段９１の第１作用室９４に
圧力流体が作用すると、第１バネ９５に抗して第１ピス
トン９３及びロッド９３１がブレーキ方向に移動し、図
示の常用ブレーキ位置となる。この常用ブレーキ位置に
おいて、常用ブレーキ手段９１の第１作用室９４及びバ
ネブレーキ手段９２の第２作用室９６に圧力流体が作用
しなくなくると、第２バネ９７により第２ピストン９８
がロッド９３１に沿ってブレーキ方向に移動する。この
第２ピストン９８が係止部９３２に当接すると、第２バ
ネ９７の付勢力がロッド９３１に伝達され、常用ブレー
キに代わりバネブレーキが作用する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５５−１６０６
４６号公報のように、ロッド９３１に係止部９３２を形
成する場合、常用ブレーキ手段９１を弛め、ロッド９３
１を第１バネ９５の付勢力により短縮させたとき、係止
部９３２が第２ピストン９８に当たらないように、係止
部９３２はロッド９３１の先端側にずらせて設けられ
る。そのため、第２ピストン９８がロッド９３１の係止
部９３２に当接するまでに、図示の距離Ｌだけ第２ピス
トン９８がロッド９３１に沿って移動する必要がある。
その結果、距離Ｌに相当する分だけ、ブレーキシリンダ
装置９０の軸方向長さが長くなるという問題点がある。

【０００７】また、実公平８−５８８１号公報には、係
止部９３２に代わり、ロッド９３１の外周に、一端が第
２ピストン９８に当接可能であり、他端がロッド９３１
の先端に設けられた大径部の段部に当接可能なスリーブ
を嵌めたブレーキシリンダ装置が提案されている。ただ
し、常用ブレーキ手段９１の弛め時に第１ピストン９３
及びロッド９３１が短縮できる程度の長さのスリーブし
か嵌められないため、特開昭５５−１６０６４６号公報
の場合と同様に、バネブレーキ９２を作動させるまで
に、第２ピストン９８が相当距離移動する必要があり、
ブレーキシリンダ装置９０の軸方向長さが長くなるとい
う問題点がある。

【０００８】そこで、本発明は、常用ブレーキ及び駐車
ブレーキなどとして使用されるバネブレーキの両方が作
動可能であるとともに、軸方向長さを短くすることがで
きるブレーキシリンダ装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１の発明は、ロッドが突出し、第１作用室と第１バネ
が対向して作用する第１ピストンを有し、前記第１作用
室に圧力流体が作用すると前記第１バネの付勢力に打ち
勝って前記第１ピストンがブレーキ方向に移動する常用
ブレーキ手段と、前記ロッドが貫通し、前記ロッドの軸
方向に移動可能に設けられ、第２作用室と第２バネが対
向して作用する第２ピストンを有し、前記第２作用室に
圧力流体が作用しなくなると前記第２バネの付勢力によ
り前記第２ピストンが前記ブレーキ方向に移動するバネ
ブレーキ手段とを備え、常用ブレーキ及びバネブレーキ
の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置において、前
記第２作用室に圧力流体が作用しなくなり、前記第２ピ
ストンが前記ロッドに対して移動し始めると、前記ロッ
ドと前記第２ピストンとを連結するクラッチ手段を設け
たことを特徴とするブレーキシリンダ装置である。上記
構成により、第２作用室に圧力流体が作用しなくなり、
第２ピストンがロッドに対して移動し始めると、クラッ
チ手段によりロッドと第２ピストンとが連結され、第２
ピストンを介してロッドにバネブレーキが作用する。そ
のため、第２ピストンの移動量が少なくなる。

【００１０】請求項２の発明は、前記クラッチ手段は、
前記クラッチ手段は、前記ロッド又は前記第２ピストン
の一方に設けられたネジと、このネジに螺合し、前記ロ
ッドと前記第２ピストンとの相対移動により回転するナ
ット部材と、前記第２ピストンが前記ロッドに対して移
動し始めると、前記ナット部材の回転を止める止め手段
とを備えて成る請求項１記載のブレーキシリンダ装置で
ある。上記構成において、常用ブレーキの作動時に第１
ピストンのロッドがブレーキ方向に移動すると、ナット
部材が回転するため、第２ピストンの位置は変わらな
い。また、第２作用室に圧力流体が作用しなくなり、第
２ピストンがロッドに対して移動し始めると、クラッチ
手段の止め手段がナット部材の回転を止めるため、第２
ピストンとロッドが一体となってブレーキ方向に移動す
る。

【００１１】請求項３の発明は、前記止め手段は、前記
ナット部材と共回りする噛み合い手段を有し、前記止め
手段の回転は、係脱自在なロック手段により止められて
いる請求項３記載のブレーキシリンダ装置である。上記
構成において、バネブレーキの作動時に、ナット部材が
回転しながら第２ピストンだけがブレーキ方向に移動す
ると、ナット部材とスリーブ部材の噛み合い手段が互い
に噛み合い、ナット部材の回転はロック手段によって止
められる。このロック手段は係脱自在であるため、バネ
ブレーキの作動中に、ロック手段を外すと、ナット部材
が回転し、ロッドが第１バネの付勢力により、反ブレー
キ方向に移動でき、バネブレーキが解除される。

【００１２】請求項４の発明は、前記止め手段は、前記
ナット部材に対向する位置に付勢手段を介して配設さ
れ、前記ロッドの軸線方向に摺動自在であって、回転が
止められたスリーブ部材と、前記スリーブ部材と前記ナ
ット部材の対向する面のそれぞれに設けられた噛み合い
手段とを備えて成る請求項２記載のブレーキシリンダ装
置である。上記構成において、スリーブ部材に噛み合い
手段が設けられているため、スリーブ部材に対してロッ
ク手段を係脱自在に設けることができる。

【００１３】請求項５の発明は、前記ロック手段は、前
記スリーブ部材の外周に設けられ、軸方向に延在する刃
と、この刃に係合する刃先を有し、係合方向に付勢され
たロックレバーとで形成され、前記刃の軸方向長さは、
前記係合が外され、前記第２ピストンと共に前記スリー
ブ部材が軸方向に移動されたときに、前記刃先と係合し
なくなる程度の長さとなっている請求項４記載のブレー
キシリンダ装置である。上記構成において、ロックレバ
ーを付勢力に抗して係合を外す方向に引くと、スリーブ
部材の外周の刃とロックレバーの刃先との係合が外れ、
ナット部材とスリーブ部材が噛み合ったまま回転するた
め、第２ピストンがストロークエンドまで移動し、バネ
ブレーキが開放される。第２ピストンとともに、ナット
部材及びスリーブ部材が軸方向に移動すると、前記スリ
ーブ部材の刃が前記ロックレバーの刃先と係合しなくな
るため、第１ピストンの軸方向の移動と共にナット部材
及びスリーブ部材が回転し、空気ブレーキが作動可能な
状態になる。

【００１４】請求項６の発明は、前記ロック手段は、ス
トロークエンドに向かう第２ピストンに押されるスライ
ドピンによりロック位置からアンロック位置へと切り替
わる請求項３記載のブレーキシリンダ装置である。上記
構成において、ロック手段を手動で解除すると、第２ピ
ストンは第２バネの付勢力でストロークエンドに向か
い、ロック手段はスライドピンによりアンロック位置に
切り換わったままになる。そのため、第２作用室への給
気が無圧となっても、ナット部材が回転できるため、第
１ピストンによる空気ブレーキ手段が作動可能な状態に
なる。

【００１５】請求項７の発明は、前記止め手段は、前記
ナット部材の外周に設けられ、軸方向に延在する刃と、
この刃に係合する刃先を有し、係合方向に付勢されたロ
ックレバーとを備えて成る請求項２記載のブレーキシリ
ンダ装置である。上記構成において、第２ピストンで押
されて回転しようとするナット部材の回転がロックレバ
ーで止められ、バネブレーキ手段が作用する。このロッ
クレバーを手動で解除すると、ナット部材が回転するた
め、第２ピストンが第２バネの付勢力でストロークエン
ドに至ってバネブレーキ手段が解除される。

【００１６】請求項８の発明は、前記ロックレバーは、
ストロークエンドに向かう第２ピストンに押されるスラ
イドピンによりロック位置からアンロック位置へと切り
替わる請求項７記載のブレーキシリンダ装置である。上
記構成において、ロックレバーを手動で解除すると、第
２ピストンは第２バネの付勢力でストロークエンドに向
かい、ロックレバーはスライドピンによりアンロック位
置に切り換わったままになる。そのため、第２作用室へ
の給気が無圧となっても、ナット部材が回転できるた
め、第１ピストンによる空気ブレーキ手段が作動可能な
状態になる。

【００１７】請求項９の発明は、前記クラッチ手段は、
前記第２作用室の内周側に設けられている請求項２記載
のブレーキシリンダ装置である。上記構成において、通
常バネブレーキ手段の第２作用室の外径は常用ブレーキ
の第１作用室の外径より大きくなるため、この第２作用
室の内周側の空間を利用してスリーブ部材を配設する。

【００１８】請求項１０の発明は、前記第１バネと前記
第２バネは径方向に重なるように配置されている請求項
１〜９のいずれかに記載のブレーキシリンダ装置であ
る。上記構成において、バネブレーキ手段と常用ブレー
キ手段とを、径方向に重ねて配置すると、常用ブレーキ
とバネブレーキとを軸方向長さを短くして一体にでき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のブレーキシリンダ装置の
一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の一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２は、図１のＸ−Ｘ線の断面図であ
る。図３は、図１のＹ−Ｙ線の断面図である。

【００２０】図１において、ブレーキシリンダ装置１
は、圧縮空気などの流体圧力で作動する常用ブレーキ手
段２と、バネ２５の付勢力で作動するバネブレーキ手段
３とを同一のロッド１１１を介して作動するようにし、
常用ブレーキ手段２のロッド１１１とバネブレーキ手段
３のピストン２１との間にクラッチ手段４を設けて成
る。

【００２１】常用ブレーキ手段２は、一方側（ブレーキ
方向）にロッド１１１が突出した第１ピストン１１と、
この第１ピストン１１が摺動自在に挿入され他方側（反
ブレーキ方向）が閉じられた第１シリンダ１２とを有
し、第１ピストン１１の他方側と第１シリンダ１２との
間に設けられ、第１ポートＢを経て圧縮空気が給排され
る第１作用室１４と、第１ピストン１１の一方側に配設
された第１バネ１５とを対向させて成る。

【００２２】バネブレーキ手段３は、ロッド１１１が貫
通し、ロッド１１１の軸方向に移動可能な第２ピストン
２１と、第２ピストン２１の外周が摺動自在に挿入され
る外筒２２１及び第２ピストン２１の円筒状突出部２１
１の内周が摺動自在に挿入される内筒２２２の一方側端
を閉じた第２シリンダ２２とを有し、第２ピストン２１
の一方側と第２シリンダ２２との間に設けられ、第２ポ
ートＡを経て圧縮空気が給排される第２作用室２４と、
第２ピストン２１の他方側であって外筒２２１の端との
間に配設された第２バネ２５とを対向させて成る。

【００２３】クラッチ手段４は、ロッド１１１の外周に
設けられたネジ３１と、第２ピストン２１に軸受３２１
を介して回転自在に支持され、ネジ３１にかみ合うナッ
ト部材３２と、第２ピストン２１がロッド１１１に対し
て移動し始めると、ナット部材３２の回転を止める止め
手段３３とからなる。なお、ナット部材３２は、ロッド
１１１に対して回転自在に支持され、第２ピストン２１
の間にネジが形成されるものであってもよい。

【００２４】止め手段３３は、ナット部材３２と対面す
るスリーブ部材３５と、ナット部材３２とスリーブ部材
３５との対向する面に設けられた噛み合い手段３６とか
ら成る。このスリーブ部材３５は、内筒２２２に沿って
軸方向に摺動自在に挿入され、バネ３５１によって他方
側のストッパーリング３５２に向かって付勢され、ロッ
クレバー３８によって一方向の回転を止められている。

【００２５】噛み合い手段３６は、図２に示される様
に、ナット部材３２の一方側の面に形成された凹凸刃３
２２と、スリーブ部材３５の他方側の面に形成され、図
２と同様の形状を有する凹凸刃３５３とからなる。

【００２６】図３に示す様に、スリーブ部材３５の外周
には軸方向に延在するラッチ刃３５４が設けられ、ロッ
クレバー３８の先端にはラッチ刃３５４に対して突出方
向に付勢された刃先３８１が設けられている。このラッ
チ刃３５４と刃先３８１は、ナット部材３２の一方側
（ブレーキ方向）への移動に伴う回転による連れ回りを
止め、ナット部材３２の他方側（反ブレーキ方向）への
回転による連れ回りを許容するワンウェイクラッチとな
っている。

【００２７】また、ロックレバー３８の刃先３８１は、
第２シリンダ２２内に設けられたバネ３８２によりラッ
チ刃３５４に向けて付勢されるとともに、アイナット３
８３を引き上げるとバネ３８２の付勢力に抗してラッチ
刃３５４から外される。図１に戻り、スリーブ部材３５
のラッチ刃３５４は軸方向に延在しており、ロックレバ
ー３８の刃先３８１はラッチ刃３５４の一方側の端に係
合しているため、スリーブ部材３５が一方側へ摺動して
も、ラッチ刃３５４と刃先３８１の係合が保たれる。以
上説明した機能を有するロックレバー３８は、スリーブ
部材３５の回転を止める係脱自在なロック手段を構成す
る。

【００２８】以上の構成を有するブレーキシリンダ装置
１の作動を以下に説明する。図１は常用ブレーキ手段２
とバネブレーキ手段３の両方が弛められた運転位置を示
す。図４は、常用ブレーキ手段２が作動している空気ブ
レーキ位置を示す。図５は、バネブレーキ手段３が作動
しているバネブレーキ位置を示す。図６は、バネブレー
キ手段３が手動で開放された状態を示す。

【００２９】図１の運転位置において、第２ポートＡに
圧縮空気が給気されているため、第２ピストン２１は、
第２バネ２５の付勢力に抗して反ブレーキ方向に押し込
まれ、第１シリンダ１２の一方側の端に当たって止まっ
ている。このバネブレーキ手段３の弛め位置では、ナッ
ト部材３２とスリーブ部材３５の間の噛み合い手段３６
は僅かな隙間を隔てた非噛み合い状態であり、クラッチ
手段４は非連結状態となっている。また、第１ポートＢ
から圧縮空気が排出されているため、第１ピストン１１
は、第１ばね１５の付勢力により第１シリンダ１２の他
方側の端まで移動している。この常用ブレーキ２の弛め
位置では、ロッド１１１は反ブレーキ方向に短縮した状
態になっている。

【００３０】図４の空気ブレーキ位置において、第１ポ
ートＢに圧縮空気が給気されると、第１ピストン１１及
びロッド１１１は、第１バネ１５の付勢力に抗してブレ
ーキ方向に移動しようとする。このとき、ナット部材３
２とスリーブ部材３５の間の噛み合い手段３６は非噛み
合い状態であり、クラッチ手段４は非連結状態を保って
いる。ナット部材３２はロッド１１１のネジ３１によっ
て回転するため、第１ピストン１１及びロッド１１１は
ブレーキ方向に移動し、必要な空気ブレーキ力が発生す
る。

【００３１】図５のバネブレーキ位置において、第１ポ
ートＢに圧縮空気を給気した状態で、第２ポートＡの圧
縮空気が排気されると、第２ピストン２１は第２バネ２
５の付勢力によりブレーキ方向に移動しようとする。こ
のとき、第２ピストン２１とともにナット部材３２が移
動するため、ナット部材３２とスリーブ部材３５の間の
噛み合い手段３６が噛み合い状態すなわちクラック手段
４が連結状態となってナット部材３２の回転が止められ
る。なお、スリーブ部材３５のラッチ刃３５４はロック
レバー３８の刃先３８１に係合しているため、スリーブ
部材３５は、回転が止められたまま、第２ピストン２１
と共に軸方向に摺動する。すると、第２ピストン２１は
回転が止められたナット部材３２を介してロッド１１１
と一体になり、ロッド１１１は第２バネ２５の付勢力に
よりブレーキ方向に移動した状態を保ち、必要なバネブ
レーキ力が発生する。このバネブレーキ位置では、第１
ポートＢに給気されている圧力空気がたとえば配管漏洩
で圧力低下しても、バネブレーキ力が確保される。

【００３２】図５のバネブレーキ位置から図４の空気ブ
レーキ位置に復帰する場合、第１ポートＢと第２ポート
Ａに圧縮空気が給気されるため、第１ピストン１１は図
示の空気ブレーキ位置を保持するが、第２ピストン２１
は第２バネ２５の付勢力に抗して反ブレーキ方向に移動
しようとする。このとき、ナット部材３２とスリーブ部
材３５が噛み合い手段３６が噛み合い状態を保っている
ものの、図３に示すように、ナット部材３２が反ブレー
キ方向に移動する時計方向の回転はラッチ刃３５４が刃
先３８１を乗り越えることにより許容される。そのた
め、図５のナット部材３２が回転し、第２ピストン２１
は図４の位置に向かって移動し、ナット部材３２とスリ
ーブ部材３５の間の噛み合い手段３６が離れる図４の状
態に復帰する。

【００３３】図５のバネブレーキ位置において、空気圧
縮機の故障や配管の破損等で圧縮空気が供給できない場
合、バネブレーキ力を手動で開放することができる。図
６のバネブレーキ手動開放において、ロックレバー３８
が図示の矢印方向に引き上げられると、スリーブ部材３
５のラッチ刃３５４から刃先３８１が外れ、ナット部材
３２とスリーブ部材３５の間の噛み合い手段３６が噛み
合い状態を保ったまま回転可能となり、クラッチ手段４
の全体が空回りする。すると、第１ピストン１１及び第
２ピストン２１の両方は第１バネ１５及び第２バネ２５
の付勢力により互いにストロークエンドまで移動でき、
第１ピストン１１及びロッド１１１が反ブレーキ方向に
移動する。その結果、バネブレーキを手動で開放して、
鉄道車両などを動かすことができる。

【００３４】以上説明したブレーキシリンダ装置１にお
いて、図５に示される様に、空気ブレーキ位置からバネ
ブレーキ位置に切り換わる場合、第２ピストン２１の移
動によりクラッチ手段４が作動して、ロッド１１１と第
２ピストン２１とを連結するため、第２ピストン２１の
僅かな移動距離Ｍでもってバネブレーキ手段３が作動す
る。そのため、常用ブレーキ手段２とバネブレーキ手段
３を一体化したブレーキシリンダ装置１の軸方向長さを
短くすることができる。また、第２バネ２５が僅かな距
離Ｍだけ伸びて所定の付勢力を第２ピストン２１に作用
させるため、長い距離伸びてから所定の付勢力を作用さ
せるものに比較して小さな線径の第２バネ２５を用いる
ことができる。

【００３５】また、図１において、クラッチ手段４がネ
ジ３１とナット部材３２と止め手段３３とを備えてな
り、第２ピストン２１の移動がナット部材３２の回転に
変換され、止め手段３３がナット部材３２の回転を止め
るだけでクラッチ手段４が連結状態になる。そのため、
クラッチ手段４を機械部品の組み合わせで構成でき、ク
ラッチ手段４をシンプルな構成とすることができる。

【００３６】また、図１において、止め手段３３がスリ
ーブ部材３５と噛み合い手段３６とを備え、ナット部材
３２がスリーブ部材３５に向かって移動すると、噛み合
い手段３６によりクラッチ手段４が連結状態になる。そ
のため、クラッチ手段４は確実に作動する。

【００３７】また、図５のバネブレーキ位置において、
スリーブ部材３５の回転を止めるロックレバー（ロック
手段）３８が係脱自在になっているため、ロックレバー
３８を引くと、図６のように簡単にバネブレーキを手動
で開放することができる。

【００３８】また、図１において、クラッチ手段４がバ
ネブレーキ手段３の第２シリンダ２２の内筒２２２の内
周側に設けられているため、ブレーキシリンダ装置１の
軸方向長さを長くすることなく、クラッチ手段４を組み
込むことが出来る。通常第２シリンダ２２（第２ピスト
ン２１）は第１シリンダ１２（第１ピストン１１）に比
較して大径になるため、第２シリンダ２２の内周側にク
ラッチ手段４を収納する空間が簡単に得られる。

【００３９】さらに、図１において、常用ブレーキ手段
２の第１バネ１５とバネブレーキ手段３の第２バネ２５
が径方向に重なるように配置されているため、常用ブレ
ーキ手段２とバネブレーキ手段３とを軸方向長さを短く
して一体化することができ、クラッチ手段４の採用によ
る軸方向長さの短縮と合わせて、ブレーキシリンダ装置
１の軸方向長さを極小化できる。

【００４０】図７は、ブレーキシリンダ装置の変形例、
及びバネブレーキを手動で開放した後、常用ブレーキ手
段２が作用している空気ブレーキ位置を示す。図６のバ
ネブレーキ手動開放において、バネブレーキを手動で開
放した後、ロックレバー３８の引き上げを解放すると、
ロックレバー３８はバネ３８２の付勢力によりスリーブ
部材３５側に移動され、再び刃先３８１とラッチ刃３５
４とを係合させる。そして、空気圧縮機を保全して、圧
縮空気を第２ポートＡに供給することにより、第２ピス
トン２１を第２バネ２５の付勢力に抗して図１の運転位
置に復帰できる。運転位置へ復帰するとき、操作電磁弁
の故障等により圧縮空気を第２ポートＡに供給できない
場合、ナット部材３２とスリーブ部材３５との噛み合い
及び刃先３８１とラッチ刃３５４の係合により、第１ピ
ストン１１は第２ピストン２１に一体となり、常用ブレ
ーキ手段２が作用できなくなる。

【００４１】図７のブレーキシリンダ装置１Ａでは、図
６のバネブレーキ手動開放において、圧縮空気を第２ポ
ートＡに供給できなくても、常用ブレーキ手段２の作用
を可能にしたものである。図７では、ラッチ刃３５４の
軸方向長さを、図１のものに比して短く調整した。ラッ
チ刃３５４の軸方向長さは、図１の運転位置、図４の空
気ブレーキ位置及び図５のバネブレーキ位置において、
ラッチ刃３５１と刃先３８１との係合を可能とし、図７
に示すように、第２ピストン２１がスリーブ部材３５と
共にブレーキ方向のストロークエンド近傍まで移動した
ときにおいて、ラッチ刃３５４と刃先３８１とが係合し
なくなる程度にされている。

【００４２】図６で説明したように、バネブレーキを手
動で開放した後、ロックレバー３８の引き上げを解放す
ると、ロックレバー３８はバネ３８２の付勢力によりス
リーブ部材３５側に移動される。そして、図７の空気ブ
レーキ位置において、ロックレバー３８の刃先３８１は
ラッチ刃３５４に係合することなく、スリーブ部材３５
の外周に押し当てられる。この状態で、ナット部材３２
とスリーブ部材３５とは、噛み合わされたまま回転可能
となり、第１ピストン１１の移動を許容する。これによ
り、圧縮空気を第１ポートＢに供給することで、第１ピ
ストン１１はナット部材３２及びスリーブ部材３５を回
転させながらブレーキ方向へ移動し、常用ブレーキ手段
２を作用させる。また、圧縮空気を第１ポートＢから排
気することで、第１ピストン１１は第１バネ１５の付勢
力にて反ブレーキ方向に移動し、常用ブレーキ手段２を
開放する。この結果、バネブレーキを手動で開放した
後、圧縮空気を第２ポートＡに供給できなくなっても、
空気ブレーキを作用させて車両を車庫まで走行させるこ
とが可能となる。

【００４３】このように、図７において、ラッチ刃３５
４の軸方向長さを、図１のものに比して短く調整してい
るため、バネブレーキを手動で開放した後、圧縮空気を
第２ポートＡに供給できない場合が発生しても、空気ブ
レーキを作用させて車両を車庫まで走行させることがで
きる。

【００４４】図８乃至図１０により、他の変形例に係る
他のブレーキシリンダ装置１Ｂを説明する。図８は、空
気ブレーキ位置にある作動状態を示し、図９は、バネブ
レーキ位置にある作動状態を示し、図１０は、バネブレ
ーキ殺しで空気ブレーキ位置にある作動状態を示す。図
８において、図１と異なる点は、第２シリンダ２２の内
筒２２２の部分に、第２ピストン２１に押されるスライ
ドピン３９が設けられ、ロックレバー３８がこのスライ
ドピン３９によってロック位置からアンロック位置に切
り換わるようにした点である。その他の点は図１と同様
である。

【００４５】スライドピン３９は、内筒２２２に軸方向
に摺動自在に内蔵されている。スライドピン３９の第２
シリンダ２１に対向する側は、内筒２２２の側壁から突
出するピン３９１となっており、スライドピン３９のロ
ックレバー３８に係合する側は、傾斜面３９２となって
いる。ロックレバー３８の先端に至る途中で、スライド
ピン３９が係合する部分に、傾斜面３８４１を有する横
穴３８４が形成されている。ロックレバー３８の傾斜面
３８４１にスライドピン３９の傾斜面３９１が係合して
いる状態では、ピン３９１が内筒２２２の側壁から突出
しており、バネ３８２で付勢されたロックレバー３８の
刃先３８１がスリーブ部材３５のラッチ刃３５４と係合
している。

【００４６】このブレーキシリンダ装置１Ｂの作動を説
明する。図８において、第２ポートＡに圧縮空気が給気
されると、ナット部材３２とスリーブ部材３５は非噛み
合いの状態であり、第１ポートＢに給気される圧縮空気
に応じて空気ブレーキが作動する。図９において、第１
ポートＢ及び第２ポートＡから圧縮空気が排気される
と、ナット部材３２とスリーブ部材３５とが噛み合い手
段３６において噛み合い、ナット部材３２の回転が止め
られるため、第２バネ２５によるバネブレーキが作動す
る。図９において、バネブレーキを解除するため、ロッ
クレバー３８を引き上げると、ロックレバー３８の刃先
３８４とスリーブ部材３５のラッチ刃３５４の係合が外
れる。すると、ナット部材３２が回転可能となり、第２
ピストン２１が第２バネ２５に押されて移動し、スライ
ドピン３９のピン３９１が第２ピストン２１で押され
る。

【００４７】図１０において、第２ピストン２１がスト
ロークエンドまで移動すると、スライドピン３９の傾斜
面３９２がロックレバー３８の傾斜面３８４１を押し上
げ、ロックレバー３８の刃先３８１とスリーブ部材３５
のラッチ刃３５４の係合が外れた状態即ちアンロック状
態が保持される。このまま、第２ポートＡが無圧であっ
て、第１ポートＢに圧縮空気が給気されると、空気ブレ
ーキが作用する。そのため、バネブレーキを手動で開放
した後、圧縮空気を第２ポートＡに供給できない場合が
発生しても、空気ブレーキを作用させて車両を車庫まで
走行させることができる。

【００４８】図１１乃至図１３により、更に他の変形例
に係るブレーキシリンダ装置１Ｃを説明する。図１１
は、空気ブレーキ位置にある作動状態を示し、図１２
は、バネブレーキ位置にある作動状態を示し、図１３
は、バネブレーキ殺しで空気ブレーキ位置にある作動状
態を示す。図１１において、図８と異なる点は、ナット
部材とスリーブ部材とを一体化した点である。

【００４９】ナット部材３４は、第２シリンダ２２の内
筒２２２内に軸方向摺動自在且つ回転自在に支持されて
いる。ナット部材３４のバネ３４１及びスラスト軸受３
４２を介して第２ピストン２１に向かって付勢されてい
る。第２ピストン２１に向かう位置は、スナップリング
３４３及びスラスト軸受３４４により決められている。
第２シリンダ２２のナット部材３４の対向面にはスラス
ト軸受３４５が取り付けられ、第２シリンダ２２がナッ
ト部材３４を回転可能に押すことができる構造である。
ナット部材３４の外周には、ロックレバー３８の刃先３
８１に係合するラッチ刃３４６が設けられている。この
ラッチ刃３４６と刃先３８１は、ナット部材３４の一方
側（ブレーキ方向）への移動に伴う回転による連れ回り
を止め、ナット部材３４の他方側（反ブレーキ方向）へ
の回転による連れ回りを許容するワンウェイクラッチと
なっている。

【００５０】このブレーキシリンダ装置１Ｃの作動を説
明する。図１１において、第２ポートＡに圧縮空気が給
気されると、第２ピストン２１のスラスト軸受３４５が
ナット部材３４から離れ、ナット部材３４は回転自在で
ある。そのため、第１ポートＢに給気される圧縮空気に
応じて空気ブレーキが作動する。図１２において、第１
ポートＢ及び第２ポートＡから圧縮空気が排気される
と、第２ピストン２１がナット部材３４を軸方向に移動
させ、ナット部材３４のラッチ刃３４６がロックレバー
３８の刃先３８１に係合し、ナット部材３４の回転が止
められるため、第２バネ２５によるバネブレーキが作動
する。図１２において、バネブレーキを解除するため、
ロックレバー３８を引き上げると、ナット部材３４が回
転可能となり、第２ピストン２１がが第２バネ２５に押
されて移動する。

【００５１】図１３において、第２ピストン２１がスト
ロークエンドまで移動すると、スライドピン３９によっ
てロックレバー３８のアンロック状態が保持される。こ
のまま、第２ポートＡが無圧であって、第１ポートＢに
圧縮空気が給気されると、空気ブレーキが作用する。そ
のため、バネブレーキを手動で開放した後、圧縮空気を
第２ポートＡに供給できない場合が発生しても、空気ブ
レーキを作用させて車両を車庫まで走行させることがで
きる。

【００５２】このように、ナット部材３４とロックレバ
ー３８が直接係合する構造にすると、図８のスリーブ部
材３５に相当する部品を削減でき、スリーブ部材３５と
ナット部材３２との間の複雑な噛み合い手段３６を製作
する加工の手間を省くことが出来る。

【００５３】図１４は前述した利点を有するブレーキシ
リンダ装置１が装備された鉄道車両用の台車ブレーキ装
置の一例を示す。図１４において、台車ブレーキ装置５
０は、ハウジング５１の上方に斜め横向きにブレーキシ
リンダ装置１を取り付け、ハウジング５１の下方にブレ
ーキ手段５２を略水平に取り付けて構成される。このブ
レーキシリンダ装置１とブレーキ手段５２は同じ側に向
けて突設されている。

【００５４】ハウジング５１内に、軸５３を中間支点と
する第１レバー５４が内蔵されている。この第１レバー
５４の長辺５４１の端にブレーキシリンダ装置１のロッ
ド１１１の先端が連結され、第１レバー５４の短辺５４
２の側に自動隙間調整機構５５を介してブレーキ手段５
２のロッド５２１が回動自在に支持されている。ブレー
キ手段５２のロッド５２１の先端に軸支されたブレーキ
シュー保持体５６は、ハウジング５１の軸５７を支点と
する第２レバー５８がブレーキシュー保持体５６の軸５
９に連結されることにより図示の作動姿勢を保持する。

【００５５】このような鉄道車両用の台車ブレーキ装置
５０は、４個の車輪を有する台車の狭い部分に装備され
る。そのため、台車ブレーキ装置５０の全体を小型に形
成する必要があり、図示のように軸方向長さが極小化さ
れたブレーキシリンダ装置１を用いることが有効である
ことが判る。

【００５６】ただし、常用ブレーキ手段とバネブレーキ
手段の一体化の形態には種々あり、図２の様な形態に限
らず、実公平８−５８８１号公報に開示されるように、
常用ブレーキ手段の第１バネとバネブレーキ手段の第２
バネを直列に配列したブレーキシリンダ装置に対して
も、前述したクラッチ手段を適用し、ブレーキシリンダ
装置の軸方向長さを短くすることができる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の発明によると、第２ピストン
の移動量が少なくなった分、ブレーキシリンダ装置のロ
ッド方向の長さを短くすることができ、ブレーキシリン
ダ装置の小型化が可能になる。また、第２ピストンに作
用する第２バネが僅かしか伸びないため、相当伸びてか
ら所定の付勢力を発生させるようなバネに比較して小さ
な線径の第２バネを使用できる。

【００５８】請求項２の発明によると、ロッド又は第２
ピストンの一方に設けられたネジと、これらの他方に回
転自在に設けられたナット部材というシンプルな構造の
クラッチ手段にすることができる。

【００５９】請求項３の発明によると、バネブレーキの
作動時に、ロック手段を手動で外すことにより、簡単に
バネブレーキを解除することができる。

【００６０】請求項４の発明によると、クラッチ手段は
第２ピストンの移動と連動してロッドと第２ピストンを
連結するため、クラッチ手段を確実に作動させることが
できる。

【００６１】請求項５の発明によると、ロックレバーの
刃先とスリーブ部材の刃との係合を解除できるため、バ
ネブレーキを手動で開放した後、バネブレーキの第２作
用室に圧縮流体を作用させることができない場合でも、
空気ブレーキを作動させながら車両を車庫まで走行させ
ることが可能となる。

【００６２】請求項６の発明によると、スライドピンに
よって、ロックレバーの刃先とスリーブ部材の刃との係
合を解除したアンロック状態を保持できるため、バネブ
レーキを手動で開放した後、バネブレーキの第２作用室
に圧縮流体を作用させることができない場合でも、空気
ブレーキを作動させながら車両を車庫まで走行させるこ
とが可能となる。

【００６３】請求項７の発明によると、ナット部材とロ
ックレバーが直接係合する構成であるため、部品点数を
減らして、噛み合い手段を形成するための複雑な加工を
省くことができる。

【００６４】請求項８の発明によると、スライドピンに
よって、ロックレバーの刃先とナット部材の刃との係合
を解除したアンロック状態を保持できるため、バネブレ
ーキを手動で開放した後、バネブレーキの第２作用室に
圧縮流体を作用させることができない場合でも、空気ブ
レーキを作動させながら車両を車庫まで走行させること
が可能となる。

【００６５】請求項９の発明によると、常用ブレーキ及
びバネブレーキを一体化したブレーキシリンダ装置に、
クラッチ手段をコンパクトに組み込むことができ、ブレ
ーキシリンダ装置の軸方向長さを短く保つことができ
る。

【００６６】請求項１０の発明によると、常用ブレーキ
及びバネブレーキを一体化したブレーキシリンダ装置の
軸方向長さを短くでき、クラッチ手段による軸方向長さ
の短縮化と相まって、ブレーキシリンダ装置の軸方向長
さを極小化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレーキシリンダ装置の一実施形態を
示す断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線の断面図である。

【図３】図１のＹ−Ｙ線の断面図である。

【図４】図１のブレーキシリンダ装置の作動時を示す作
動説明図である。

【図５】図１のブレーキシリンダ装置の作動時を示す作
動説明図である。

【図６】図１のブレーキシリンダ装置の作動時を示す作
動説明図である。

【図７】本発明のブレーキシリンダ装置の変形例、及び
その作動時を示す断面図である。

【図８】本発明の他の変形例に係るブレーキシリンダ装
置の断面図である。

【図９】図８のブレーキシリンダ装置の作動時を示す作
動説明図である。

【図１０】図８のブレーキシリンダ装置の作動時を示す
作動説明図である。

【図１１】本発明の更に他の変形例に係るブレーキシリ
ンダ装置の断面図である。

【図１２】図１１のブレーキシリンダ装置の作動時を示
す作動説明図である。

【図１３】図１１のブレーキシリンダ装置の作動時を示
す作動説明図である。

【図１４】本発明ブレーキシリンダ装置が組み込まれた
鉄道車両用ブレーキ装置の断面図である。

【図１５】従来のブレーキシリンダ装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ブレーキシリンダ装置 ２ 常用ブレーキ手段 ３ バネブレーキ手段 ４ クラッチ手段 １１ 第１ピストン １１１ ロッド １４ 第１作用室 １５ 第１バネ ２１ 第２ピストン ２４ 第２作用室 ２５ 第２バネ ３１ ネジ ３２ ナット部材 ３３ 止め手段 ３４ ナット部材 ３５ スリーブ部材 ３６ 噛み合い手段 ３８ ロックレバー（ロック手段） ３９ スライドピン ３５４ ラッチ刃 ３８１ 刃先

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッドが突出し、第１作用室と第１バネ
   が対向して作用する第１ピストンを有し、前記第１作用
   室に圧力流体が作用すると前記第１バネの付勢力に打ち
   勝って前記第１ピストンがブレーキ方向に移動する常用
   ブレーキ手段と、 前記ロッドが貫通し、前記ロッドの軸方向に移動可能に
   設けられ、第２作用室と第２バネが対向して作用する第
   ２ピストンを有し、前記第２作用室に圧力流体が作用し
   なくなると前記第２バネの付勢力により前記第２ピスト
   ンが前記ブレーキ方向に移動するバネブレーキ手段とを
   備え、常用ブレーキ及びバネブレーキの両方が作動可能
   なブレーキシリンダ装置において、 前記第２作用室に圧力流体が作用しなくなり、前記第２
   ピストンが前記ロッドに対して移動し始めると、前記ロ
   ッドと前記第２ピストンとを連結するクラッチ手段を設
   けたことを特徴とするブレーキシリンダ装置。
2. 【請求項２】 前記クラッチ手段は、前記ロッド又は前
   記第２ピストンの一方に設けられたネジと、このネジに
   螺合し、前記ロッドと前記第２ピストンとの相対移動に
   より回転するナット部材と、前記第２ピストンが前記ロ
   ッドに対して移動し始めると、前記ナット部材の回転を
   止める止め手段とを備えて成る請求項１記載のブレーキ
   シリンダ装置。
3. 【請求項３】 前記止め手段は、前記ナット部材と共回
   りする噛み合い手段を有し、前記止め手段の回転は、係
   脱自在なロック手段により止められている請求項３記載
   のブレーキシリンダ装置。
4. 【請求項４】 前記止め手段は、前記ナット部材に対向
   する位置に付勢手段を介して配設され、前記ロッドの軸
   線方向に摺動自在であって、回転が止められたスリーブ
   部材と、前記スリーブ部材と前記ナット部材の対向する
   面のそれぞれに設けられた噛み合い手段とを備えて成る
   請求項２記載のブレーキシリンダ装置。
5. 【請求項５】 前記ロック手段は、前記スリーブ部材の
   外周に設けられ、軸方向に延在する刃と、この刃に係合
   する刃先を有し、係合方向に付勢されたロックレバーと
   で形成され、前記刃の軸方向長さは、前記係合が外さ
   れ、前記第２ピストンと共に前記スリーブ部材が軸方向
   に移動したときに、前記刃先と係合しなくなる程度の長
   さをとなっている請求項４記載のブレーキシリンダ装
   置。
6. 【請求項６】 前記ロック手段は、ストロークエンドに
   向かう第２ピストンに押されるスライドピンによりロッ
   ク位置からアンロック位置へと切り替わる請求項３記載
   のブレーキシリンダ装置。
7. 【請求項７】 前記止め手段は、前記ナット部材の外周
   に設けられ、軸方向に延在する刃と、この刃に係合する
   刃先を有し、係合方向に付勢されたロックレバーとを備
   えて成る請求項２記載のブレーキシリンダ装置。
8. 【請求項８】 前記ロックレバーは、ストロークエンド
   に向かう第２ピストンに押されるスライドピンによりロ
   ック位置からアンロック位置へと切り替わる請求項７記
   載のブレーキシリンダ装置。
9. 【請求項９】 前記クラッチ手段は、前記第２作用室の
   内周側に設けられている請求項２記載のブレーキシリン
   ダ装置。
10. 【請求項１０】 前記第１バネと前記第２バネは径方向
    に重なるように配置されている請求項１〜９のいずれか
    に記載のブレーキシリンダ装置。