JPH0526048B2

JPH0526048B2 -

Info

Publication number: JPH0526048B2
Application number: JP2787088A
Authority: JP
Inventors: Osamu Akamatsu
Original assignee: NABUKO KK
Current assignee: NABUKO KK
Priority date: 1988-02-09
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1993-04-14
Also published as: JPH01203726A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、鉄道車両において、例えば駐車用
として使用されるばねブレーキシリンダに関し、
特に、その作動中のばねブレーキ力を手動操作に
よつて解除する手動解除機構を有するものに関す
る。

〈従来の技術〉この種の従来の技術としては、特開昭62−
227848号公報記載のものがある。その概略を第６
図乃至第８図を用いて説明する。このばねブレー
キシリンダ１は、図示していないブレーキ装置の
てこに対して押棒２を結合して用いられる。通常
は、つまり運転中は空気圧室３内に圧力空気を給
排口４から供給してあるから、第６図に示す状態
からブレーキばね５に抗してピストン６が左方へ
移動しているが、このばねブレーキシリンダ１に
よるばねブレーキが作用する状態では空気圧室３
内の圧力空気が排出されるから、略第６図の状態
となる。この状態ではクラツチ７が接続状態であ
り、押棒２がシリンダ体８内に引き込まれた状態
であり、前記てこを所定の方向に揺動させてばね
ブレーキが作用している。このばねブレーキを手
動操作で緩める場合に第７図に示すハンドル１５
を側方へ引き出すと、クラツチ７が図示の接続状
態から切離状態となる。

このクラツチ７について説明すると、クラツチ
７は、ピストン６と押棒２との間の軸方向移動に
対する接続及び切離を行うもので、ピストン６の
円筒状部１０に穿設した円孔９に保持されたボー
ル１１と、そのボール１１の位置を制御する制御
部材１２と、ボール１１の係合する押棒２に設け
られた凹部１３とで構成されている。このクラツ
チ７を手動操作で切離すため、制御部材１２に関
連して操作部材１４を設けてある。操作部材１４
は、第７図に見られるように、ハンドル１５、ハ
ンドル軸１６、爪１７で形成され、シリンダ体８
の端壁１８と端部材１９との間にシリンダ体８の
軸直角断面に沿つて操作部材１４が進退移動可能
に収容部２０内に戻しばね２１と共に設置されて
いる。

図示のクラツチ接続状態から、ハンドル１５を
側方へ引出すと、爪１７が制御部材１２を所定角
度回転させるから、第８図に見られる制御部材１
２の内面２２に設けられた凹部２３がボール１１
の外側に位置するようになる。押棒２とピストン
６の円筒状部１０との間にはブレーキばね５によ
る引張り力が作用しているから、ボール１１が押
棒２の凹部１３から凹部２３側へ押し出されて、
クラツチ切離状態となる。これによつて押棒２が
ピストン６に連結された状態から拘束を解かれて
第６図の左方へ移動する。その移動に伴つて第２
ピストン２４がばね２５によりボール１１の位置
まで移動してボール１１が円筒状部１０の内側へ
脱落しないように孔９を閉鎖する。この状態が手
動操作でばねブレーキを緩めた状態である。

〈発明が解決しようとする課題〉ばねブレーキシリンダは、その作用でブレーキ
がかけられて駐車している状態にある車両を早急
に移動させたいような場合に手動操作でブレーキ
を緩める機構を具えたものが必要である。ところ
が、この種のばねブレーキシリンダを設ける鉄道
車両においては、台車に取付けられるばねブレー
キシリンダの周辺に手動緩め操作に十分なスペー
スがないことが多く、このためできるだけ小さい
力で、単純な操作で、台車の側方から操作できる
ことが望ましい。

前述した従来のばねブレーキシリンダの急緩め
装置は、手動急緩め操作のために大きな操作力を
必要とする点で問題がある。この点について考察
すると、緩め操作時に制御部材１２を回転させる
操作力f₁は次式(1)のようになる。すなわち、ボー
ル１１と制御部材１２との摩擦係数をμ、制御部
材１２の回転抵抗をR₁、戻しばね２１の反力を
W₁、ボール１１が凹所１３から外方へ押出され
る方向の拡大力をＦとすると、 f₁＝μF＋R₁＋W₁ ………(1) となる。この式(1)から、ブレーキばね５の作用力
が大きいとＦが大きくなつてμFが大きくなるか
ら操作力f₁も大きいものを必要とするのであり、
実際にブレーキばね５は非常に強力なものであ
る。

この発明は、ばねブレーキシリンダにおいて、
ばねブレーキ用のばね力が大きくても操作力f₁を
小さくできるようにすることを課題とする。

〈課題を解決するための手段〉この発明の手段は、前述したようなボールクラ
ツチを具備するばねブレーキシリンダにおいて、
ボールの外方変位作用力によりクラツチ接続回転
位置からクラツチ切離回転位置へ向う方向の回転
力を制御部材に生じるように、制御部材のクラツ
チ接続回転位置でボールに当接している内面（第
１面）を制御部材のクラツチ切離位置でボールの
外方変位を許容する凹部内面（第２面）へ向つて
傾斜した斜面に形成し、制御部材の前記回転力に
よる方向の回転を係止する係止手段を設け、その
係止手段の係止を外部操作により開放する手動開
放手段を設けたことを特徴とする。

この発明において、前記係止手段は、前記制御
部材に設けられたラツチと、戻しばねによつて前
進するように付勢されていて前進位置で前記クラ
ツチ接続回転位置にある制御部材の前記ラツチに
係合する爪を有する係合部材と、で構成するのが
よい。

この発明において、前記手動開放手段は、前記
係合部材に設けられ前記戻しばねに抗して係合部
材を後退させる手動操作部とするのがよい。

また別に、前記手動開放手段は、前記係合部材
とは別個に形成され係合部材の進退に対し略直角
な方向に進退可能に設けられ手動後退操作部を有
し戻しばねによつて前進するように付勢されてい
て前進位置から手動で後退する間に係合部材を後
退させてから前記クラツチ接続回転位置にある制
御部材を前記クラツチ切離回転位置に回転させる
回転駆動係合部を有するものとしてもよい。

〈作用〉この発明のばねブレーキシリンダにおける手動
急緩め装置は、ボールクラツチの制御部材の第１
面が第２面へ向つて傾斜した傾斜面に形成してあ
るから、クラツチ接続状態でばねブレーキが作用
している時にボールに作用する拡大力Ｆにより、
制御部材がクラツチを切離する方向に回転させら
れるような力を受ける。その力の大きさは、第１
面の傾斜角をθ、拡大力Ｆの第１面に対する法線
分力をＮ、拡大力Ｆの第１面に平行な分力をＰ、
ボールと制御部材との間の摩擦係数をμとする
と、（Ｐ−μN）cosθとなる。なお、Ｐ＝Fsinθ、
Ｎ＝Fcosθである。制御部材を回転させてクラツ
チを切離すには、前述したように回転抵抗R₂や
戻しばねの反力W₂にも対抗しなければならない
から、その状況に応じてθを決めると、適切な操
作力f₂となるようにすることができる。すなわ
ち、その操作力f₂は f₂＝（μN−Ｐ）cosθ＋R₂＋W₂ ……(2) で表わされるから、f₂＞０となりかつf₂の値が小
さくなるようにθを決めると小さな力で操作でき
るものとなり、f₂＞０（あまり大きくする必要は
ない）となるようにθを決めると制御部材をクラ
ツチ切離方向に回転させる操作力を必要としない
ものとすることができ、この場合は係止手段を開
放するだけの操作力となる。

上述したように第１面を傾斜面としたことによ
つてボールの拡大力Ｆによる摩擦抵抗μNを打消
す方向の作用力Ｐを生じさせることができ、その
作用力の大きさを傾斜角θの選択によつて所望の
値にすることができる。

〈実施例〉第１実施例を第１図乃至第３図によつて説明す
る。この実施例は第６図に示した従来のばねブレ
ーキシリンダに較べてクラツチ部の制御部材とそ
の制御部材を手動操作する部分が相違し、他は略
同様であるので、その相違部分について主に説明
し同等部分は同一図面符号で示して説明を省略す
る。

クラツチ３０は、第１図及び第３図に示すよう
に、制御部材３１がクラツチ接続回転位置にある
ときボール１１に当接している第１面３２が、押
棒２の中心から半径方向外方に伸延してボール１
１の中心を通るような直線に対して直角な面３３
に対して角θをなす傾斜面に形成されている。こ
の角θは式(2)におけるf₂がf₂＜０でその絶対値が
小さくなるように決めてある。そして制御部材３
１がクラツチ切離位置に回転したときボール１１
を押棒２のボール係合凹部１３から外れる外方位
置への変位を許容する凹状の第２面２３に前記第
１面３２の一端が段をなして連続せしめられてい
る。なお、図において３４は端壁１８から伸延形
成された筒状部であり、その内孔に直線溝３５を
設けてあり、ピストン２２の円筒状部１０をキー
３６を介して案内するようになつている点は前に
説明しなかつたが従来と同様である。また、制御
部材３１の右端部はピン３７で円筒状部１０の左
端部外周溝３８に回転可能に係合しており、外周
を筒状部３４の内孔に回転可能に支持されている
点も従来と同様である。さらに制御部材３１は図
の左方へ伸延した円筒状の部分の外面に直線溝３
９を有しており、左方外周を端部材１９に支持さ
れている点も従来と同様である。

制御部材３１を手動操作する部分として、係止
手段４０及び手動開放手段４１が設けられてい
る。係止手段４０は、ラツチ４２、係合部材４
３、前進ばね４４からなる。ラツチ４２は第１図
に見られるように、端部材１９と端壁１８との間
で、移動する制御部材３１に対して定位置にあつ
て、制御部材３１と共に回転するように直線溝３
９に滑りキー４５を介して係合している。図中４
６はブツシユである。ラツチ４２は第２図に見ら
れるように外周に突出した係合部４７を有し、こ
の係合部４７に対して係合部材４３が設けられて
いる。係合部材４３はシリンダ体８側から前進ば
ね４４によつて前進するように付勢され、前進位
置でラツチ４２の係合部４７に先端の爪４８が係
合するようになつている。その係合状態は制御部
材３１がクラツチ接続回転位置にありかつクラツ
チ切離し方向の回転を係止される状態である。図
中４９は支持部材である。

手動開放手段４１は、係合部材４３の後部をシ
リンダ体８の外部に伸延形成してこれに後退操作
用の手動操作部としてハンドル５０を設けると共
に別に戻しばね５１を設けたものである。戻しば
ね５１は、シリンダ体８側の支持部５２に対して
ラツチ４２の突部に向つて進退可能に設けられた
ストツパ５３を前進させるように付勢している。
これによつて制御部材３１をクラツチ接続方向へ
回転させる作用力をラツチ４２を介して与えてい
る。

このように構成された手動急緩め装置は、第１
図の状態でばねブレーキが作用しているとする
と、ボール１１に拡大力Ｆが作用しており、これ
によつて制御部材３１はクラツチ３０を切離す方
向の回転力を受けている。この場合傾斜角θを式
(2)におけるf₂がf₂＜０となるように決めてあるか
ら、制御部材３１のクラツチ切離方向の回転がラ
ツチ４２を介して係止手段４０により係止されて
いることになる。従つて、手動開放手段４１のハ
ンドル５０を外方へ引くと、ラツチ４２の係合部
４７に係合している爪４８が外れて係止手段４０
の係止が開放され、制御部材３１が拡大力Ｆによ
る回転力によつて回転してクラツチ３０が切離状
態となる。このときストツパ５３は戻しばね５１
を圧縮して所定位置まで後退している。また、ク
ラツチ３０が切離し状態となつたことによつて、
ピストン２２は後退端に達し、押棒２はブレーキ
ばね５の右方への引張り力が除かれるからブレー
キ装置側の戻しばねによつて左方へ変位し、ばね
ブレーキ力が解除される。

このばねブレーキ手動急緩め状態から通常のク
ラツチ３０が接続した空気圧による緩め状態とす
る場合は、空気圧室３に圧力空気を供給するだけ
でよい。すなわち、圧力空気の供給によつてピス
トン２２がブレーキばね５に抗して左方へ移動
し、押棒２の凹部１３とボール１１の位置が一致
すると、戻しばね５１によりストツパ５３がラツ
チ４２を介して制御部材３１にクラツチ接続方向
へ回転させる作用力を与えているから、制御部材
３１が回転しようとすることによつてボール１１
は内側へ押し込まれて押棒２の凹部１３と係合
し、クラツチ３０が接続状態となる。

第２実施例を第４図及び第５図を用いて説明す
る。この実施例は第１実施例と係止手段６０及び
手動開放手段６１が異なるのでこの点を説明す
る。

係止手段６０は、ラツチ６２、係合部材６３、
前進ばね６４からなる。ラツチ６２は制御部材３
１に対しては第１実施例と同様に設けられている
が、第４図に示すように、突出した凸部先端に係
合部６５が設けられ、その凸部には回転方向の溝
６６が設けられており、係合部６５が両側に分れ
た形で存在している。この係合部６５に対して係
合部材６３が設けられている。係合部材６３はシ
リンダ体８から前進ばね６４によつて前進するよ
うに付勢され、前進位置でラツチ６２の係合部６
５に先端の爪６７が係合するようになつている。
爪６７は係合部６５に対応した両側に分れた形で
あり、その爪６７の間が斜面６８に形成されてい
る。爪６７の係合部６５との係合状態は第１実施
例と同様に、制御部材３１がクラツチ接続回転位
置にありかつクラツチ切離方向の回転を係合され
る状態である。図中６９は支持部材である。

手動開放手段６１は、係合部材６３とは別個に
形成された操作部材７０、戻しばね７１ａ，７１
ｂ、ばね受７２、支持部材７３等で構成されてい
る。操作部材７０はラツチ６２の溝６６を通つて
いる細長いもので、長手方向に進退自在にシリン
ダ体８に支持され、第５図に見られるように、図
の右側後端をシリンダ体８の外部に伸延形成して
これに後退手動操作部としてのハンドル７４を設
けてある。戻しばね７１ａはばね受７２と支持部
材７３との間に設けられ、戻しばね７１ｂは操作
部材７０の段部７５とばね受７２との間に設けら
れ、いずれも操作部材７０に左方へ向う前進力を
与えている。操作部材７０が溝６６を通る部分の
適所に回転駆動係合部として長孔７６が穿設され
ており、その長孔７６内を通り、溝６６の両側壁
部を貫通してピン７８を設けてある。そして係合
部材６３の爪６７の間の斜面６８に対して、操作
部材７０が前進端位置にあるとき爪６７が係合部
６５に係合している状態で段状に形成された斜面
７９が対向するように操作部材７０に設けられて
いる。図中８０は操作部材７０の前進端位を決め
ているストツパである。

このほかの構造は第１実施例と同様であるから
同等部分を同一図面符号で示して説明を省略す
る。

この手動急緩め装置は、図示の状態がばねブレ
ーキの作用している状態であり、クラツチが接続
状態でボールの拡大力Ｆにより制御部材３１にク
ラツチを切離す方向（第５図において時計方向）
の回転力が与えられており、その回転を係合手段
６０が係止している状態である。この状態から、
ハンドル７４を第５図において右方へ引くと、斜
面７９が斜面６８を押して係合部材６３を前進ば
ね６４に抗して後退させるから、図にl₁で示すス
トロークで爪６７が係合部６５から外れ、これに
続くl₂で示すストロークで長孔７６の左端とピン
７８が係合してラツチ６２をクラツチが切離され
る位置まで回転させる。この場合、制御部材３１
の第１面の傾斜面θが第１実施例で述べたよう
に、f₂＜０となるように決めてあるとすると、ス
トロークl₁移動した段階だラツチ６２が回転する
ようになるから、ストロークl₂の移動のための手
動操作力は加えなくてもよいことになる。なお、
傾斜角θをf₂＞０で小さい値となるように決めた
場合は、小さい力で全ストロークｌを移動させる
ことになる。

また、この手動緩め状態から通常のクラツチの
接続した緩め状態とするには、第１実施例と同様
に空気圧室に圧力空気を供給するだけでよい。す
なわち、圧力空気の供給により、ブレーキばね５
に抗してピストン２２が移動し、押棒２の凹部１
３とボール１１の位置が一致するようになると、
ばね受７２の先端がラツチ６２の凸部に当接して
戻しばね７１ａの前進作用力によりラツチ６２及
び制御部材３１をクラツチ接続方向に回転させ
る。操作部材７０は外方へ引き出された後にハン
ドル７４を放した段階で戻しばね７１ｂの作用で
前進端に戻つており、ラツチ６２がクラツチ接続
回転位置にまで回転すると係合部材６３の爪６７
と係合して係止手段６０が係止状態となる。

〈発明の効果〉この発明は、ばねブレーキシリンダのボールク
ラツチの制御部材の第１面を傾斜させた構成によ
つてボールの拡大力で制御部材をクラツチ切離し
方向に回転させる作用力が生じるようにしたもの
であるから、第１面の傾斜角度を適切に選択して
手動緩め操作力をブレーキばねの強さに関係のな
い小さいものにできる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の縦断側面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ断面拡大図、第３図は第
１図のＢ−Ｂ断面拡大図、第４図はこの発明の第
２実施例を示し第５図のＤ−Ｄ断面縮小図、第５
図は第４図のＣ−Ｃ断面拡大図、第６図は従来の
ブレーキシリンダの１例を示す縦断側面図、第７
図は第６図のＥ−Ｅ断面図、第８図は第６図のＦ
−Ｆ断面拡大図である。１……ばねブレーキシリンダ、２……押棒、３
……空気圧室、５……ブレーキばね、８……シリ
ンダ体、９……円孔、１０……円筒状部、１１…
…ボール、１３……凹部、２２……内面、２３…
…凹部（第２面）、３０……クラツチ、３１……
制御部材、３２……第１面、４０……係止手段、
４１……手動解放手段、４２……ラツチ、４３…
…係合部材、４４……前進ばね、４７……係合
部、４８……爪、５０……ハンドル（手動操作
部）、５１……戻しばね、６０……係止手段、６
１……手動解放手段、６２……ラツチ、６３……
係合部材、６４……前進ばね、６５……係合部、
６７……爪、６８……斜面、７０……操作部材、
７１ａ，７１ｂ……戻しばね、７６……長孔、７
８……ピン、７９……斜面。

Claims

【特許請求の範囲】１ブレーキばねの作用で一方へ押圧されるピス
トンと、ブレーキ装置に連結され前記ピストンと
同軸的に設けられ前記ブレーキばねによるピスト
ンの移動方向にピストンと共に移動することによ
りブレーキ装置にブレーキを作用させる押棒と、
前記ピストンに形成され前記押棒の嵌入した円筒
状部にその半径方向に変位可能にボールを保持さ
せ、そのボールの係合する凹部を前記押棒の外周
に設け、前記ボールの外側位置で所定量の正逆回
転によりボール位置を制御するように内面がボー
ルを前記凹部に係合した位置に拘束する第１面と
この第１面に所定回転方向に連続してボールを凹
所から外れる外方位置への変位を許容する第２面
とを有する制御部材を設けてなり押棒とピストン
との間の軸方向の連結を嵌脱する構成のボールク
ラツチと、を具備するばねブレーキシリンダにお
いて、前記ボールの外方変位作用力によりクラツ
チ接続回転位置からクラツチ切離回転位置へ向う
方向の回転力を生じるように第１面を第２面へ向
つて傾斜した斜面に形成し、制御部材の前記回転
力による方向の回転を係止する係止手段を設け、
その係止手段の係止を外部操作により開放する手
動開放手段を設けたことを特徴とする手動急緩め
装置。２請求項１に記載の装置において、前記係止手
段が、前記制御部材に設けられたラツチと、前進
ばねによつて前進するように付勢されていて前進
位置で前記クラツチ接続回転位置にある制御部材
の前記ラツチに係合する爪を有する係合部材と、
で構成されていることを特徴とする手動急緩め装
置。３請求項２に記載の装置において、前記手動開
放手段が、前記係合部材に設けられ前記前進ばね
に抗して係合部材を後退させる手動操作部と、前
記ラツチを駆動し前記制御部材をクラツチ切離回
転位置から接続回転位置へ回転させるように設け
られた戻しばねとで構成されていることを特徴と
する手動急緩め装置。４請求項２に記載の装置において、前記手動開
放手段が、前記係合部材とは別個に形成され係合
部材の進退方向に対し略直角な方向に進退可能に
設けられ手動後退操作部を有し戻しばねによつて
前進するように付勢されていて前進位置から手動
で後退する間に係合部材を後退させてから前記ク
ラツチ接続回転位置にある制御部材を前記クラツ
チ切離回転位置に回転させる回転駆動係合部を有
するものであることを特徴とする手動急緩め装
置。