(57)【要約】【課題】クラッチ機構の噛み合い部分が外れてバネブレーキ手段によるブレーキ力が意図せず緩解してしまうことを防止できるユニットブレーキを提供する。【解決手段】第１ピストン２４を有する常用ブレーキ手段１１、第２ピストン２７を有するバネブレーキ手段１２、クラッチ機構１４、スピンドル１５、及びスピンドル保持手段１６を備えるブレーキシリンダ装置１が設けられる。スピンドル１５は、第１ピストン２４に対して軸線方向を中心として回転可能に連結される。クラッチ機構１４は、第２ピストン２７に回転自在に支持されてスピンドル１５に螺合するナット部材３３を有し、スピンドル１５と第２ピストン２７とを連結し又その連結を解除する。スピンドル保持手段１６は、スピンドル１５の回転可能角度を規制し、ナット部材３３をスピンドル１５に深く螺合させる回転方向と逆にスピンドル１５を付勢して第１ピストンに対して保持する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
常用ブレーキ手段及びバネブレーキ手段を有して当該常用ブレーキ手段及び当該バネブレーキ手段の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置と、前記ブレーキシリンダ装置が取り付けられたブレーキ本体と、を備え、前記常用ブレーキ手段及び前記バネブレーキ手段の少なくともいずれかが作動することで、前記ブレーキ本体に対して相対移動可能に保持された制輪子を車両の車輪に当接させて当該車輪の回転を制動する、ユニットブレーキであって、
前記常用ブレーキ手段は、第１圧力室と第１バネとが対向して作用する第１ピストンを有し、前記第１圧力室に圧力流体が供給されることで前記第１バネの付勢力に抗して前記第１ピストンがブレーキ方向に移動し、
前記バネブレーキ手段は、第２圧力室と第２バネとが対向して作用する第２ピストンを有し、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第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し、
前記ブレーキシリンダ装置は、
前記第１ピストンに対して軸線方向を中心として回転可能に連結され、前記第２ピストンを貫通するとともに前記バネブレーキ手段からの付勢力を前記第１ピストンに伝達するスピンドルと、
前記第２ピストンに対して回転自在に支持されるとともに前記スピンドルに螺合する第１ナット部材を有し、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第２バネの付勢力により前記第２ピストンとともに前記第１ナット部材が前記スピンドルに対して移動して前記スピンドルと前記第２ピストンとを連結する連結状態とし、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態では前記スピンドルと前記第２ピストンとの連結を解除している非連結状態とする第１クラッチ機構と、
前記第１ピストンに対する前記スピンドルの回転可能角度を規制するとともに、前記第１ナット部材を前記スピンドルに対して深く螺合させる当該スピンドルの回転方向と逆の回転方向に当該スピンドルを付勢した状態で前記第１ピストンに対して当該スピンドルを保持する第１スピンドル保持手段と、
を更に備えていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項２】
請求項１に記載のユニットブレーキであって、
前記第１スピンドル保持手段は、
前記第１ピストンに固定されて前記スピンドルの端部を収納するように保持する保持ケースと、
前記スピンドルに設けられて前記保持ケースと係合することで前記スピンドルの回転可能角度を規制する規制部と、
前記保持ケースの内部において前記スピンドルの端部を当該保持ケースに対して前記逆の回転方向に付勢する回転付勢バネと、
を備えていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項３】
請求項２に記載のユニットブレーキであって、
前記規制部は、前記スピンドルの端部を貫通するように前記スピンドルに取り付けられて、前記スピンドルから突出する端部が前記保持ケースの内壁に当接して係合するピン部材として設けられ、
前記回転付勢バネは、複数設けられて、前記ピン部材を介して前記スピンドルの端部を前記保持ケースに対して前記逆の回転方向に付勢することを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のユニットブレーキであって、
前記スピンドルの端部と前記第１ピストンとの間において、前記スピンドル及び前記第
１ピストンのうちの少なくともいずれかに形成された凹部に収納されるように配置されるボール部材が設けられていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項５】
常用ブレーキ手段及びバネブレーキ手段を有して当該常用ブレーキ手段及び当該バネブレーキ手段の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置と、前記ブレーキシリンダ装置が取り付けられたブレーキ本体と、を備え、前記常用ブレーキ手段及び前記バネブレーキ手段の少なくともいずれかが作動することで、前記ブレーキ本体に対して相対移動可能に保持された制輪子を車両の車輪に当接させて当該車輪の回転を制動する、ユニットブレーキであって、
前記常用ブレーキ手段は、第１圧力室と第１バネとが対向して作用する第１ピストンを有し、前記第１圧力室に圧力流体が供給されることで前記第１バネの付勢力に抗して前記第１ピストンがブレーキ方向に移動し、
前記バネブレーキ手段は、第２圧力室と第２バネとが対向して作用する第２ピストンを有し、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第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し、
前記ブレーキシリンダ装置は、
前記第１ピストンに対して軸線方向を中心として回転可能に連結され、前記第２ピストンを貫通するとともに前記バネブレーキ手段からの付勢力を前記第１ピストンに伝達するスピンドルと、
前記スピンドルに螺合して回転可能に支持されるとともに前記ブレーキ方向とは反対方向である反ブレーキ方向に向かって移動可能に支持される第２ナット部材、及び、前記第２ナット部材に対して前記反ブレーキ方向に配置されて前記スピンドルの周囲で当該第２ナット部材に対向するスリーブ部材、を有する第２クラッチ機構と、
を更に備え、
前記第２クラッチ機構は、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第２バネの付勢力により前記第２ピストンとともに前記スリーブ部材が前記スピンドルに対して移動して前記第２ナット部材と噛み合って前記スピンドルと前記第２ピストンとを連結する連結状態とし、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態では前記スリーブ部材が前記第２ナット部材から離間して前記スピンドルと前記第２ピストンとの連結を解除している非連結状態とすることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項６】
請求項５に記載のユニットブレーキであって、
前記ブレーキシリンダ装置は、筒状に形成されて前記スリーブ部材を前記第２ピストンの移動方向に沿って内側で摺動可能に支持するとともに、前記第２ナット部材を内側で回転自在に支持するクラッチ箱を更に備え、
前記クラッチ箱は、前記第２圧力室が内部に区画されるシリンダ本体に対して、前記バネブレーキ手段が作動した状態で前記第２ナット部材とともに前記反ブレーキ方向に摺動可能に保持されていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項７】
請求項６に記載のユニットブレーキであって、
前記クラッチ箱の内壁には、内側に向かってフランジ状に突出するとともに前記スリーブ部材に対して前記ブレーキ方向に配置される内側フランジ部が設けられ、
前記内側フランジ部に対して前記第２ナット部材が回転自在に支持されていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項８】
請求項７に記載のユニットブレーキであって、
前記ブレーキシリンダ装置は、前記スリーブ部材と前記内側フランジ部との間に配置されるとともに、前記スリーブ部材及び前記内側フランジ部の一方に対して他方を離間させる方向に付勢する離間用バネを更に備えていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のユニットブレーキであって、
前記クラッチ箱の前記反ブレーキ方向における端部は、前記第２ピストンに固定されて前記スピンドルの前記反ブレーキ方向における端部を覆うカバー部に対して当接することで、当該クラッチ箱の前記第２ピストンに対する前記反ブレーキ方向における相対的な移動可能量を規制するクラッチ箱移動規制部として設けられ、
前記移動可能量は、前記スリーブ部材が前記クラッチ箱に対して相対変位可能な相対変位可能量よりも短くなるように設定されていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載のユニットブレーキであって、
前記ブレーキシリンダ装置は、
前記シリンダ本体における前記クラッチ箱を摺動可能に保持する摺動保持部の内壁部分に設けられて前記第２ピストンに対向して段状に凹むように形成された第１係合部と、
前記クラッチ箱の外壁部分に設けられて前記第２ピストンに対向して段状に凹むように形成された第２係合部と、
前記第１係合部及び前記第２係合部に係合可能に配置される係合部材と、
前記第２ピストンに固定されて前記スピンドルの前記反ブレーキ方向における端部を覆うカバー部と前記係合部材との間に配置され、前記係合部材を前記第１係合部及び前記第２係合部に係合させる方向に向かって付勢する係合用バネと、
前記シリンダ本体に対して前記クラッチ箱を前記係合用バネと反対方向に向かって付勢するクラッチ箱用バネと、
を更に備え、
前記係合用バネは前記クラッチ箱用バネよりもバネ力が大きくなるように設定されていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項１１】
請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載のユニットブレーキであって、
前記ブレーキシリンダ装置は、前記シリンダ本体から突出して配置された一方の端部が引っ張り操作されることで、前記バネブレーキ手段のバネブレーキ力を解放可能なロックレバーを更に備え、
前記スリーブ部材は、前記クラッチ箱に対して、前記スピンドルの軸線方向を中心とする回転方向の変位が規制された状態で、当該軸線方向と平行に摺動可能に支持され、
前記クラッチ箱は、前記シリンダ本体に対して前記スピンドルの軸線方向を中心として回転可能に保持されるとともに、前記ブレーキ方向における端部には前記第２ナット部材よりも前記ブレーキ方向に突出するように延長された延長部分が設けられ、
前記ロックレバーの他方の端部が前記クラッチ箱に前記延長部分において係合することで当該クラッチ箱の前記シリンダ本体に対する回転方向の変位が規制され、前記ロックレバーの一方の端部が引っ張り操作されることで当該ロックレバーと前記延長部分との係合が解除されることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項１２】
請求項６乃至請求項１１のいずれか１項に記載のユニットブレーキであって、
前記シリンダ本体の内部には、前記クラッチ箱の前記ブレーキ方向における端部の更に前記ブレーキ方向において空間領域が形成され、
前記クラッチ箱は、前記シリンダ本体に対して、前記ブレーキ方向に向かって前記空間領域に突出して移動可能なように摺動可能に保持されていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【請求項１３】
請求項５乃至請求項１２のいずれか１項に記載のユニットブレーキであって、
前記ブレーキシリンダ装置は、前記第１ピストンに対する前記スピンドルの回転可能角度を規制するとともに、前記第２ナット部材を前記スピンドルに対して深く螺合させる当該スピンドルの回転方向と逆の回転方向に当該スピンドルを付勢した状態で前記第１ピス
トンに対して当該スピンドルを保持する第２スピンドル保持手段を更に備えていることを特徴とする、ユニットブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常用ブレーキ手段及び駐車ブレーキなどに使われるバネブレーキ手段の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置を備え、車両の車輪の回転を制動するユニットブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制動用のユニットブレーキとして、ブレーキシリンダ装置とこのブレーキシリンダ装置が取り付けられたブレーキ本体とを備え、ブレーキシリンダ装置が作動することでブレーキ本体に対して相対移動可能に保持された制輪子を車両の車輪に当接させて車輪の回転を制動するものが用いられる。このようなユニットブレーキにおけるブレーキシリンダ装置として、例えば、鉄道車両用ブレーキ装置において、通常の運転中に用いられて圧縮空気（圧力流体）で作動する常用ブレーキ手段と、長時間車両を停止する場合などに用いられて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手段との両方が作動可能なブレーキシリンダ装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に開示されたブレーキシリンダ装置においては、常用ブレーキ手段には、ロッドが突出するとともに第１圧力室と第１バネとが対向して作用する第１ピストンが設けられ、バネブレーキ手段には、ロッドが貫通するとともに第２圧力室と第２バネとが対向して作用する第２ピストンが設けられている。そして、第１圧力室に圧縮空気が供給されることで第１バネの付勢力に抗して第１ピストンがブレーキ方向に移動し、更に、第２圧力室から圧縮空気が排出されることで第２バネの付勢力により第２ピストンがブレーキ方向に移動する。
【０００３】
また、上述のブレーキシリンダ装置では、ロッドと第２ピストンとを連結し又その連結を解除して、バネブレーキ手段の付勢力の伝達又は遮断を切り替えるクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構では、第２ピストンに対して回転自在に支持されるとともにロッドに螺合するナット部材が設けられている。そして、このクラッチ機構は、第２圧力室に圧縮空気が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第２バネの付勢力により第２ピストンとともにナット部材がロッドに対して移動してロッドと第２ピストンとを連結する連結状態となるように構成されている。一方、第２圧力室に圧縮空気が供給されている状態では、このクラッチ機構は、ロッドと第２ピストンとの連結を解除している非連結状態となるように構成されている。このブレーキシリンダ装置では、クラッチ機構が上記の連結状態に移行することで、クラッチ機構においてナット部材とその相手側の部材であるスリーブ部材とにおける凹凸形状の歯が互いに噛み合って連結されてバネブレーキ手段によるブレーキ力が維持されることが意図されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０１７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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クラッチ機構では、ナット部材が第２ピストンとともに移動していくと、ナット部材及びスリーブ部材の凹凸形状の歯の先端部分同士がまず当接する。このとき、回転方向の変位が阻止されたスリーブ部材との接触抵抗によってナット部材の回転が停止されてしまい易い。このため、ナット部材及びスリーブ部材の凹凸形状の歯が奥まで十分に噛み合わずに先端部分同士で噛み合ったままの状態でロッドと第２ピストンとが連結される場合がある。このような連結状態のまま留置され、常用ブレーキ手段の第１圧力室の圧縮空気が徐々に抜けて第１圧縮室の作
用による第１ピストンの付勢力が弱まると、この付勢力によってたわんでいた合成材料からなる制輪子や台車の構造部材、そしてこの付勢力によって圧縮又は伸張されていた台車に設けられたバネ要素からの力が重なり合って制輪子側からの反力となり、この制輪子側からの反力により、第１ピストンがブレーキ方向とは反対方向にわずかに押し戻され、同時に、第１ピストンと一体に形成されたロッドもブレーキ方向とは反対方向にわずかに押し戻されて先端部分同士でしか噛み合っていないことからクラッチ機構の噛み合い部分が外れてしまい、駐車ブレーキ等として使用されているバネブレーキ手段のブレーキ力が意図せず緩解してしまう虞がある。特に駐車時の第１ピストンの付勢力が高い場合には、制輪子側からの反力も大きくなるため、この傾向はより顕著となる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、バネブレーキ手段の付勢力の伝達又は遮断を切り替えるクラッチ機構が設けられたブレーキシリンダ装置を備えるユニットブレーキにおいて、クラッチ機構の噛み合い部分が外れてバネブレーキ手段によるブレーキ力が意図せず緩解してしまうことを防止することができるユニットブレーキ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】
上記目的を達成するための第１発明に係るユニットブレーキは、常用ブレーキ手段及びバネブレーキ手段を有して当該常用ブレーキ手段及び当該バネブレーキ手段の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置と、前記ブレーキシリンダ装置が取り付けられたブレーキ本体と、を備え、前記常用ブレーキ手段及び前記バネブレーキ手段の少なくともいずれかが作動することで、前記ブレーキ本体に対して相対移動可能に保持された制輪子を車両の車輪に当接させて当該車輪の回転を制動する、ユニットブレーキに関する。そして、第１発明に係るユニットブレーキは、前記常用ブレーキ手段は、第１圧力室と第１バネとが対向して作用する第１ピストンを有し、前記第１圧力室に圧力流体が供給されることで前記第１バネの付勢力に抗して前記第１ピストンがブレーキ方向に移動し、前記バネブレーキ手段は、第２圧力室と第２バネとが対向して作用する第２ピストンを有し、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第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し、前記ブレーキシリンダ装置は、前記第１ピストンに対して軸線方向を中心として回転可能に連結され、前記第２ピストンを貫通するとともに前記バネブレーキ手段からの付勢力を前記第１ピストンに伝達するスピンドルと、前記第２ピストンに対して回転自在に支持されるとともに前記スピンドルに螺合する第１ナット部材を有し、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第２バネの付勢力により前記第２ピストンとともに前記第１ナット部材が前記スピンドルに対して移動して前記スピンドルと前記第２ピストンとを連結する連結状態とし、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態では前記スピンドルと前記第２ピストンとの連結を解除している非連結状態とする第１クラッチ機構と、前記第１ピストンに対する前記スピンドルの回転可能角度を規制するとともに、前記第１ナット部材を前記スピンドルに対して深く螺合させる当該スピンドルの回転方向と逆の回転方向に当該スピンドルを付勢した状態で前記第１ピストンに対して当該スピンドルを保持する第１スピンドル保持手段と、を更に備えていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によると、第１クラッチ機構は、第２圧力室から圧力流体が排出される際には、バネブレーキ手段からの付勢力を第１ピストンに伝達するスピンドルと第２ピストンとを連結する連結状態となる。一方、第２圧力室に圧力流体が供給されている状態では、第１クラッチ機構は、スピンドルと第２ピストンとの連結を解除している非連結状態となる。このため、第１クラッチ機構により、バネブレーキ手段と常用ブレーキ手段との連結動作の切換がバネブレーキ手段の作動に応じて行われ、バネブレーキ手段の付勢力の伝達又は遮断が切り替えられる。そして、本発明によると、スピンドルが第１ピストンに対して回転可能に連結され、第１ピストンに対するスピンドルの回転可能角度を規制するととも
に第１ナット部材をスピンドルに対して深く螺合させるスピンドルの回転方向と逆の回転方向にスピンドルを付勢した状態で保持する第１スピンドル保持手段が設けられている。このため、第１クラッチ機構が連結状態に移行する際に第２ピストンとともにスピンドルに対して移動した第１ナット部材が第１クラッチ機構における相手側の部材に先端部分同士で当接したときには、スピンドルは、第１スピンドル保持手段によって第１ナット部材を深く螺合させる回転方向に向かって所定の角度の範囲まで回転可能な状態で保持されている。そして、第１ナット部材の先端部分が相手側の部材に当接した状態で更に第２バネの付勢力が第２ピストンに作用すると、スピンドルが、第１ナット部材を介して作用するこの付勢力により上記の所定の角度の範囲で更に第１ナット部材を、相手側の部材の方へ深く螺合させる回転方向に回転することになる。これにより、第１ナット部材と相手側の部材との歯同士がより奥まで深く噛み合うように、第１ナット部材がスピンドルに対して移動し、スピンドルと第２ピストンとが確実に連結されることになる。この結果、バネブレーキ手段によるブレーキ力が十分に伝達された状態が維持されることになる。そして、常用ブレーキ手段の第１圧力室の圧力流体が徐々に抜けて第１圧力室の作用による第１ピストンの付勢力が弱まって、制輪子側からの反力によって第１ピストンがブレーキ方向とは反対方向に押されても、第１クラッチ機構の噛み合い部分が外れてしまうことが防止される。このため、駐車ブレーキ等として使用されているバネブレーキ手段のブレーキ力が意図せず緩解してしまうことが防止される。
【０００９】
従って、本発明によると、バネブレーキ手段の付勢力の伝達又は遮断を切り替えるクラッチ機構が設けられたブレーキシリンダ装置を備えるユニットブレーキにおいて、クラッチ機構の噛み合い部分が外れてバネブレーキ手段によるブレーキ力が意図せず緩解してしまうことを防止することができるユニットブレーキを提供することができる。
【００１０】
第２発明に係るユニットブレーキは、第１発明のユニットブレーキにおいて、前記第１スピンドル保持手段は、前記第１ピストンに固定されて前記スピンドルの端部を収納するように保持する保持ケースと、前記スピンドルに設けられて前記保持ケースと係合することで前記スピンドルの回転可能角度を規制する規制部と、前記保持ケースの内部において前記スピンドルの端部を当該保持ケースに対して前記逆の回転方向に付勢する回転付勢バネと、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、第１ピストンに保持ケースを取り付け、スピンドルに規制部を設け、保持ケースの内部に回転付勢バネを配置するという簡素な構成で、第１スピンドル保持手段が実現される。このため、第１ピストンに対するスピンドルの回転可能角度を規制するとともにスピンドルを所定の回転方向に付勢した状態で第１ピストンに保持する第１スピンドル保持手段を容易に実現するとともに、故障しにくい構成となり、信頼性も向上する。
【００１２】
第３発明に係るユニットブレーキは、第２発明のユニットブレーキにおいて、前記規制部は、前記スピンドルの端部を貫通するように前記スピンドルに取り付けられて、前記スピンドルから突出する端部が前記保持ケースの内壁に当接して係合するピン部材として設けられ、前記回転付勢バネは、複数設けられて、前記ピン部材を介して前記スピンドルの端部を前記保持ケースに対して前記逆の回転方向に付勢することを特徴とする。
【００１３】
この発明によると、保持ケースの内壁に当接するピン部材として規制部を簡素に形成することができる。また、複数の回転付勢バネでピン部材を付勢することで、スピンドルを所定の回転方向に付勢する構成を容易に実現することができる。従って、故障しにくい構成となり、信頼性も向上する。
【００１４】
第４発明に係るユニットブレーキは、第１発明乃至第３発明のいずれかのユニットブレ
ーキにおいて、前記スピンドルの端部と前記第１ピストンとの間において、前記スピンドル及び前記第１ピストンのうちの少なくともいずれかに形成された凹部に収納されるように配置されるボール部材が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、凹部に収納された状態でスピンドルの端部と第１ピストンとの間に配置されたボール部材を介して、スピンドル保持手段によってスピンドルが第１ピストンに対して保持される。このため、転動自在なボール部材を介してスピンドルの回転動作を円滑に行なわせることができるとともに、スピンドルに対する第１ピストンの傾斜を吸収することができる。
【００１６】
また、前述の目的を達成するための第５発明に係るユニットブレーキは、常用ブレーキ手段及びバネブレーキ手段を有して当該常用ブレーキ手段及び当該バネブレーキ手段の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置と、前記ブレーキシリンダ装置が取り付けられたブレーキ本体と、を備え、前記常用ブレーキ手段及び前記バネブレーキ手段の少なくともいずれかが作動することで、前記ブレーキ本体に対して相対移動可能に保持された制輪子を車両の車輪に当接させて当該車輪の回転を制動する、ユニットブレーキに関する。そして、第５発明に係るユニットブレーキは、前記常用ブレーキ手段は、第１圧力室と第１バネとが対向して作用する第１ピストンを有し、前記第１圧力室に圧力流体が供給されることで前記第１バネの付勢力に抗して前記第１ピストンがブレーキ方向に移動し、前記バネブレーキ手段は、第２圧力室と第２バネとが対向して作用する第２ピストンを有し、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第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し、前記ブレーキシリンダ装置は、前記第１ピストンに対して軸線方向を中心として回転可能に連結され、前記第２ピストンを貫通するとともに前記バネブレーキ手段からの付勢力を前記第１ピストンに伝達するスピンドルと、前記スピンドルに螺合して回転可能に支持されるとともに前記ブレーキ方向とは反対方向である反ブレーキ方向に向かって移動可能に支持される第２ナット部材、及び、前記第２ナット部材に対して前記反ブレーキ方向に配置されて前記スピンドルの周囲で当該第２ナット部材に対向するスリーブ部材、を有する第２クラッチ機構と、を更に備え、前記第２クラッチ機構は、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第２バネの付勢力により前記第２ピストンとともに前記スリーブ部材が前記スピンドルに対して移動して前記第２ナット部材と噛み合って前記スピンドルと前記第２ピストンとを連結する連結状態とし、前記第２圧力室に圧力流体が供給されている状態では前記スリーブ部材が前記第２ナット部材から離間して前記スピンドルと前記第２ピストンとの連結を解除している非連結状態とすることを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、第２クラッチ機構は、第２圧力室から圧力流体が排出される際には、スリーブ部材と第２ナット部材とが噛み合い、バネブレーキ手段からの付勢力を第１ピストンに伝達するスピンドルと第２ピストンとを連結する連結状態となる。一方、第２圧力室に圧力流体が供給されている状態では、第２クラッチ機構は、スリーブ部材と第２ナット部材とが離間し、スピンドルと第２ピストンとの連結を解除している非連結状態となる。このため、第２クラッチ機構により、バネブレーキ手段と常用ブレーキ手段との連結動作の切換がバネブレーキ手段の作動に応じて行われ、バネブレーキ手段の付勢力の伝達又は遮断が切り替えられる。更に、本発明によると、スピンドルの周囲で第２ナット部材に対向するスリーブ部材が、第２ナット部材に対して反ブレーキ方向に配置されており、第２クラッチ機構が連結状態に移行する際には、第２ピストンとともにスリーブ部材が移動して第２ナット部材と噛み合う。そして、スピンドルに螺合して回転可能に支持された第２ナット部材は、反ブレーキ方向に移動可能に支持されている。このため、常用ブレーキ手段の第１圧力室の圧力流体が徐々に抜けて第１圧力室の作用による第１ピストンの付勢力が弱まって、制輪子側からのスプリングバックの反力によって第１ピストンが反ブレ
ーキ方向に押されると、第２ナット部材がスリーブ部材に深く噛み合う方向に押し付けられることになる。これにより、第１圧力室の圧力流体が抜けて制輪子側からのスプリングバックの反力が作用しても、第２クラッチ機構における第２ナット部材とスリーブ部材との噛み合い部分が外れてしまうことが防止される。このため、駐車ブレーキ等として使用されているバネブレーキ手段のブレーキ力が意図せず緩解してしまうことが防止される。
【００１８】
従って、本発明によると、バネブレーキ手段の付勢力の伝達又は遮断を切り替えるクラッチ機構が設けられたブレーキシリンダ装置を備えるユニットブレーキにおいて、クラッチ機構の噛み合い部分が外れてバネブレーキ手段によるブレーキ力が意図せず緩解してしまうことを防止することができるユニットブレーキを提供することができる。
【００１９】
第６発明に係るユニットブレーキは、第５発明のユニットブレーキにおいて、前記ブレーキシリンダ装置は、筒状に形成されて前記スリーブ部材を前記第２ピストンの移動方向に沿って内側で摺動可能に支持するとともに、前記第２ナット部材を内側で回転自在に支持するクラッチ箱を更に備え、前記クラッチ箱は、前記第２圧力室が内部に区画されるシリンダ本体に対して、前記バネブレーキ手段が作動した状態で前記第２ナット部材とともに前記反ブレーキ方向に摺動可能に保持されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によると、ブレーキシリンダ装置には、内側でスリーブ部材を摺動可能に支持するとともに第２ナット部材を回転自在に支持する筒状のクラッチ箱が設けられている。そして、バネブレーキ手段が作動した状態で、クラッチ箱がシリンダ本体に対して第２ナット部材とともに反ブレーキ方向に摺動可能に保持されている。このため、制輪子側からのスプリングバックによる反力によって第１ピストンが反ブレーキ方向に押されるスプリングバック量が大きく発生した場合であっても、第２ナット部材はクラッチ箱とともに反ブレーキ方向に移動でき、スリーブ部材と深く噛み合う方向に押し付けられることになる。これにより、制輪子側からのスプリングバック量が大きく発生した場合であっても、第２ナット部材とスリーブ部材との噛み合い状態を維持することができる。
【００２１】
第７発明に係るユニットブレーキは、第６発明のユニットブレーキにおいて、前記クラッチ箱の内壁には、内側に向かってフランジ状に突出するとともに前記スリーブ部材に対して前記ブレーキ方向に配置される内側フランジ部が設けられ、前記内側フランジ部に対して前記第２ナット部材が回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によると、クラッチ箱の内壁には、スリーブ部材に対してブレーキ方向に配置された内側フランジ部が設けられ、この内側フランジ部に第２ナット部材が回転自在に支持される。このため、クラッチ箱に内側フランジ部を設けることにより、ブレーキ方向に移動するスリーブ部材に対抗して噛み合うように配置される第２ナット部材を回転自在に支持する機構を簡素な構成で実現することができる。
【００２３】
第８発明に係るユニットブレーキは、第７発明のユニットブレーキにおいて、前記ブレーキシリンダ装置は、前記スリーブ部材と前記内側フランジ部との間に配置されるとともに、前記スリーブ部材及び前記内側フランジ部の一方に対して他方を離間させる方向に付勢する離間用バネを更に備えていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によると、第２ナット部材を支持する内側フランジ部とスリーブ部材との間にそれらの一方に対して他方を離間させるよう付勢する離間用バネが設けられている。このため、内側フランジ部とスリーブ部材との間にバネを配置することにより、第２クラッチ機構の非連結状態においてスリーブ部材と第２ナット部材とを離間させておく機構を簡素な構成で実現することができる。
【００２５】
第９発明に係るユニットブレーキは、第６発明乃至第８発明のいずれかのユニットブレーキにおいて、前記クラッチ箱の前記反ブレーキ方向における端部は、前記第２ピストンに固定されて前記スピンドルの前記反ブレーキ方向における端部を覆うカバー部に対して当接することで、当該クラッチ箱の前記第２ピストンに対する前記反ブレーキ方向における相対的な移動可能量を規制するクラッチ箱移動規制部として設けられ、前記移動可能量は、前記スリーブ部材が前記クラッチ箱に対して相対変位可能な相対変位可能量よりも短くなるように設定されていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によると、クラッチ箱の反ブレーキ方向の端部が、カバー部に当接することでクラッチ箱の第２ピストンに対する移動可能量を規制するクラッチ箱移動規制部として設けられている。そして、その移動可能量がスリーブ部材のクラッチ箱に対する相対変位可能量よりも短くなるように設定されている。このため、第２クラッチ機構の連結状態において制輪子側からのスプリングバックによる反力が作用する際、カバー部への当接でクラッチ箱の第２ピストンに対する移動が規制され、これに伴い、スリーブ部材のクラッチ箱に対する変位量も規制されることになる。これにより、スリーブ部材が第２ナット部材に対して必要以上に深く噛み込んでしまい、噛み合い部分に損傷が発生してしまうことを防止することができる。
【００２７】
第１０発明に係るユニットブレーキは、第６発明乃至第９発明のいずれかのユニットブレーキにおいて、前記ブレーキシリンダ装置は、前記シリンダ本体における前記クラッチ箱を摺動可能に保持する摺動保持部の内壁部分に設けられて前記第２ピストンに対向して段状に凹むように形成された第１係合部と、前記クラッチ箱の外壁部分に設けられて前記第２ピストンに対向して段状に凹むように形成された第２係合部と、前記第１係合部及び前記第２係合部に係合可能に配置される係合部材と、前記第２ピストンに固定されて前記スピンドルの前記反ブレーキ方向における端部を覆うカバー部と前記係合部材との間に配置され、前記係合部材を前記第１係合部及び前記第２係合部に係合させる方向に向かって付勢する係合用バネと、前記シリンダ本体に対して前記クラッチ箱を前記係合用バネと反対方向に向かって付勢するクラッチ箱用バネと、を更に備え、前記係合用バネは前記クラッチ箱用バネよりもバネ力が大きくなるように設定されていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によると、シリンダ本体の摺動保持部の内壁部分及びクラッチ箱の外壁部分には、段状に凹む第１及び第２係合部がそれぞれ設けられ、これらの係合部に係合可能に配置された係合部材が、カバー部に対して係合用バネによって係合方向に付勢される。そして、係合用バネよりもバネ力が小さく設定されたクラッチ箱用バネがシリンダ本体に対してクラッチ箱を係合用バネと反対方向に付勢する。このため、第１及び第２係合部、係合部材、係合用バネ、クラッチ箱用バネを設けることにより、クラッチ箱をシリンダ本体及び第２ピストンに対して可動な状態で保持する機構を簡素な構成で実現することができる。従って、制輪子側からのスプリングバック量が大きく発生した場合であっても第２ナット部材をクラッチ箱ごと移動させて第２ナット部材とスリーブ部材との噛み合い状態を維持する機構を簡素な構成で実現することができる。尚、係合用バネはクラッチ箱用バネよりもバネ力が大きくなるよう設定されているため、第２クラッチ機構が非連結状態のときは第２ナット部材とスリーブ部材とが離間した状態に維持されることになる。
【００２９】
第１１発明に係るユニットブレーキは、第６発明乃至第１０発明のいずれかのユニットブレーキにおいて、前記ブレーキシリンダ装置は、前記シリンダ本体から突出して配置された一方の端部が引っ張り操作されることで、前記バネブレーキ手段のバネブレーキ力を解放可能なロックレバーを更に備え、前記スリーブ部材は、前記クラッチ箱に対して、前記スピンドルの軸線方向を中心とする回転方向の変位が規制された状態で、当該軸線方向と平行に摺動可能に支持され、前記クラッチ箱は、前記シリンダ本体に対して前記スピンドルの軸線方向を中心として回転可能に保持されるとともに、前記ブレーキ方向における
端部には前記第２ナット部材よりも前記ブレーキ方向に突出するように延長された延長部分が設けられ、前記ロックレバーの他方の端部が前記クラッチ箱に前記延長部分において係合することで当該クラッチ箱の前記シリンダ本体に対する回転方向の変位が規制され、前記ロックレバーの一方の端部が引っ張り操作されることで当該ロックレバーと前記延長部分との係合が解除されることを特徴とする。
【００３０】
この発明によると、スリーブ部材をスピンドルの軸線方向のみ摺動可能に支持するクラッチ箱は、シリンダ本体に対して回転可能に保持され、そのブレーキ方向の端部において第２ナット部材よりも突出した延長部分が設けられる。そして、ロックレバーの他方の端部が延長部分に係合していることで、クラッチ箱のシリンダ本体に対する回転が規制される。このため、第２クラッチ機構の連結状態においては、第２ナット部材に噛み合ったスリーブ部材及びクラッチ箱の回転が規制され、バネブレーキ手段のバネブレーキ力が維持される。一方、バネブレーキ手段のバネブレーキ力を手動で解放することが必要な場合には、ロックレバーの一方の端部の引っ張り操作が行われる。これにより、ロックレバーと延長部分との係合が解除され、バネブレーキ手段のバネブレーキ力が解放されることになる。また、一般的に、車両用のユニットブレーキにおいては、ブレーキシリンダ装置のシリンダ本体の側方から突出した位置に、バネブレーキ手段のバネブレーキ力を解放操作するためのレバーが設けられる。これに対し、本発明によると、ロックレバーが、スピンドルに螺合する第２ナット部材よりもブレーキ方向に突出したクラッチ箱の延長部分に対して係合する位置に設けられている。このため、一般的なユニットブレーキと同様に、ブレーキシリンダ装置のシリンダ本体の側方から突出する位置にロックレバーを配置することができる。従って、既存の車両に対して本発明のユニットブレーキを設置した場合であっても、バネブレーキ力を解放するための操作に関して、同様の操作性を維持することができる。
【００３１】
第１２発明に係るユニットブレーキは、第６発明乃至第１１発明のユニットブレーキにおいて、前記シリンダ本体の内部には、前記クラッチ箱の前記ブレーキ方向における端部の更に前記ブレーキ方向において空間領域が形成され、前記クラッチ箱は、前記シリンダ本体に対して、前記ブレーキ方向に向かって前記空間領域に突出して移動可能なように摺動可能に保持されていることを特徴とする。
【００３２】
この発明によると、シリンダ本体の内部において、クラッチ箱のブレーキ方向の端部が更にブレーキ方向に突出して移動可能な空間領域が形成されている。このため、クラッチ箱がシリンダ本体と当接してしまうことで第２ピストンのブレーキ方向の移動ストローク量が規制されてしまうことを防止できる。これにより、バネブレーキ手段のバネブレーキ力を第２ピストンの移動ストローク量によらずに確実に伝達することができる。
【００３３】
第１３発明に係るユニットブレーキは、第５発明乃至第１２発明のいずれかのユニットブレーキにおいて、前記ブレーキシリンダ装置は、前記第１ピストンに対する前記スピンドルの回転可能角度を規制するとともに、前記第２ナット部材を前記スピンドルに対して深く螺合させる当該スピンドルの回転方向と逆の回転方向に当該スピンドルを付勢した状態で前記第１ピストンに対して当該スピンドルを保持する第２スピンドル保持手段を更に備えていることを特徴とする。
【００３４】
この発明によると、スピンドルが第１ピストンに対して回転可能に連結され、第１ピストンに対するスピンドルの回転可能角度を規制するとともに第２ナット部材をスピンドルに対して深く螺合させるスピンドルの回転方向と逆の回転方向にスピンドルを付勢した状態で保持する第２スピンドル保持手段が設けられている。このため、第２クラッチ機構が連結状態に移行する際に第２ピストンとともにスピンドルに対して移動したスリーブ部材が第２ナット部材に先端部分同士で当接したときには、スピンドルは、第２スピンドル保
持手段によって第２ナット部材を深く螺合させる回転方向に向かって所定の角度の範囲まで回転可能な状態で保持されている。そして、スリーブ部材の先端部分が第２ナット部材に当接した状態で更に第２バネの付勢力が第２ピストンに作用すると、スピンドルが、スリーブ部材及び第２ナット部材を介して作用するこの付勢力により、上記の所定の角度の範囲で更に第２ナット部材をスピンドルへ深く螺合させる回転方向に回転することになる。これにより、第２ナット部材が僅かに回転し、スリーブ部材と第２ナット部材との歯同士がより奥まで深く噛み合うように、スリーブ部材が第２ピストンとともにスピンドルに対して移動し、スピンドルと第２ピストンとが確実に連結されることになる。この結果、バネブレーキ手段によるブレーキ力が十分に伝達された状態が維持されることになる。そして、常用ブレーキ手段の第１圧力室の圧力流体が徐々に抜けて第１圧力室の作用による第１ピストンの付勢力が弱まって、制輪子側からの反力によって第１ピストンがブレーキ方向とは反対方向に押されても、第２クラッチ機構の噛み合い部分が外れてしまうことが更に防止される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によると、クラッチ機構の噛み合い部分が外れてバネブレーキ手段によるブレーキ力が意図せず緩解してしまうことを防止することができるユニットブレーキを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るユニットブレーキの部分断面図である。
【図２】図１のＫ−Ｋ線矢視位置での部分断面図である。
【図３】図２に示すユニットブレーキにおけるブレーキシリンダ装置の部分の断面図である。
【図４】図３に示すブレーキシリンダ装置おけるスピンドルの一端側の端部の近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線矢視位置における断面図である。
【図６】図３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明する断面図である。
【図７】図３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明する断面図である。
【図８】図３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明する断面図である。
【図９】図７及び図８のＣ−Ｃ線矢視位置における断面図である。
【図１０】図２のＭ−Ｍ線矢視位置での部分断面図である。
【図１１】図１のＬ−Ｌ線矢視位置での部分断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るユニットブレーキの部分断面図である。
【図１３】図１２に示すユニットブレーキにおけるブレーキシリンダ装置の部分の断面図である。
【図１４】図１３に示すブレーキシリンダ装置におけるクラッチ箱の一部の断面とその近傍とを拡大して示す拡大断面図である。
【図１５】図１３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明する断面図である。
【図１６】図１３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明する断面図である。
【図１７】図１３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明する断面図である。
【図１８】図１３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明する断面図である。
【図１９】図１８に示すブレーキシリンダ装置におけるクラッチ箱の一部の断面とその近傍とを拡大して示す拡大断面図である。
【図２０】図１３に示すブレーキシリンダ装置の作動を説明する断面図である。
【図２１】ロックレバーの取り付け位置を変更した変形例を示すブレーキシリンダ装置の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るユニットブレーキについて説明する。図１は、第１実施形態に係るユニットブレーキ１００を車両に取り付けたときに、車輪２０１の車軸方向から見た部分断面図である。図２は、図１におけるＫ−Ｋ線矢視位置での部分断面図である。
【００３９】
図１及び図２に示すユニットブレーキ１００は、ブレーキシリンダ装置１と、このブレーキシリンダ装置１が取り付けられてブレーキの駆動機構の一部を覆うように箱状に形成されたブレーキ本体７０とを備えている。そして、このユニットブレーキ１００は、後述する常用ブレーキ手段１１及びバネブレーキ手段１２の少なくともいずれかが作動することで、ブレーキ本体７０に対して相対移動可能に保持された制輪子２０２の制動面２０２ａを車両の車輪２０１の踏面２０１ａに当接させることにより摩擦により当該車輪２０１の回転を制動するように構成されている。
【００４０】
また、ユニットブレーキ１００には、ブレーキ本体７０の内部から、車輪側に向かって突出する押棒７１が備えられている。そして、ブレーキ本体７０には、車輪側上方に向かって延びる支持腕７２が固定されており、この支持腕７２の端部には、ピン７２ａを介して吊り具７３が揺動可能に支持されている。制輪子２０２は、吊り具７３の下方端部、及び、押棒７１の先端に対してピン７１ａを介して回転可能に支持されている。
【００４１】
また、車軸と平行な断面である図２の部分断面図に示すように、ユニットブレーキ１００においては、ブレーキシリンダ装置１は、後述する第１ピストン２４の移動方向（図９にて矢印Ａで示すブレーキ方向Ａ、及び、ブレーキ方向Ａとは反対方向であって矢印Ｂで示す反ブレーキ方向Ｂ）が車軸と平行となるように配置されている。尚、第１ピストン２４には、ブレーキ方向Ａに向かって先細り形状となるように突出する楔体６５が固定されている。この楔体６５は、押棒７１を挟んで略対称に一対形成されている。
【００４２】
ここで、ブレーキシリンダ装置１について詳しく説明する。図３は、図２に示すユニットブレーキ１００におけるブレーキシリンダ装置１の部分の断面図である。尚、図３においては、図２に示す状態とブレーキシリンダ装置１の向きを変更して図示している。図２及び図３に示すブレーキシリンダ装置１は、圧縮空気などの圧力流体で作動する常用ブレーキ手段１１とバネの付勢力で作動するバネブレーキ手段１２とを備えており、常用ブレーキ手段１１及びバネブレーキ手段１２の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置として構成されている。そして、このブレーキシリンダ装置１は、ユニットブレーキ１００に設けられることで鉄道車両用のブレーキシリンダ装置として用いることができるが、この例に限らず、種々の用途に対して広く適用することができる。
【００４３】
図２及び図３に示すように、ブレーキシリンダ装置１は、シリンダ本体１３、常用ブレーキ手段１１、バネブレーキ手段１２、クラッチ機構（本実施形態における第１クラッチ機構）１４、スピンドル１５、スピンドル保持手段（本実施形態における第１スピンドル保持手段）１６などを備えて構成されている。尚、常用ブレーキ手段１１、バネブレーキ手段１２、クラッチ機構１４、スピンドル１５、スピンドル保持手段１６は、シリンダ本体１３に内包されるように配置されている。
【００４４】
シリンダ本体１３は、円筒状に形成されており、第１空気供給源１０１に接続される第１ポート４３と、第２空気供給源１０２に接続される第２ポート４４とが設けられている。第１空気供給源１０１から供給される圧縮空気（圧力流体）は、図示しないコントローラからの指令に基づいて作動する常用ブレーキ制御装置１０３を介して第１ポート４３に供給される。そして、第１ポート４３からシリンダ本体１３内に供給された圧縮空気は、上記コントローラからの指令に基づいて常用ブレーキ制御装置１０３を介して排出される
。また、第２空気供給源１０２から供給される圧縮空気（圧力流体）は、上記コントローラからの指令に基づいて励磁状態又は消磁状態に切り替えられて作動するバネブレーキ制御電磁弁１０４を介して第２ポート４４に供給される。そして、第２ポート４４からシリンダ本体１３内に供給された圧縮空気は、上記コントローラからの指令に基づいてバネブレーキ制御電磁弁１０４を介して排出される。
【００４５】
常用ブレーキ手段１１は、第１圧力室２２と、第１バネ２３と、第１ピストン２４とを備えて構成されている。第１圧力室２２は、第１ポート４３に連通しており、シリンダ本体１３の内側において第１ピストン２４及びブレーキ本体７０によって区画されることで形成されている。第１バネ２３は、ブレーキ本体７０の内側において第１ピストン２４によって区画された領域に配設されており、第１ピストン２４を介して第１圧力室２２に対向するように配置されている。前述の楔体６５が固定された第１ピストン２４は、シリンダ本体１３及びブレーキ本体７０内で往復動自在に（シリンダ本体１３又はブレーキ本体７０の内壁に対して摺動自在に）配設されており、第１ポート４３から第１圧力室２２に圧縮空気が供給されることで、圧縮された第１バネ２３の弾性回復による付勢力に抗して移動するように構成されている。従って、常用ブレーキ手段１１は、第１圧力室２２と第１バネ２３とが対向して作用する第１ピストン２４を有し、第１圧力室２２に圧縮空気が供給されることで第１バネ２３の付勢力に抗して第１ピストン２４がブレーキ方向（図中矢印Ａ方向）に移動するように構成されている。
【００４６】
バネブレーキ手段１２は、第２圧力室２５と、第２バネ２６と、第２ピストン２７とを備えて構成されている。第２圧力室２５は、第２ポート４４に連通しており、シリンダ本体１３内において第２ピストン２７によって区画されることで形成されている。第２バネ２６は、シリンダ本体１３内の他端側において第２ピストン２７によって区画された領域に配設されており、第２ピストン２７を介して第２圧力室２５に対向するように配置されている。第２ピストン２７は、シリンダ本体１３内で往復動自在に（シリンダ１３の内壁に対して摺動自在に）配設されており、第１ピストン２４と同一の方向に移動可能に設けられている。そして、第２ピストン２７は、第２ポート４４から第２圧力室２５に圧縮空気が供給されることで、圧縮された第２バネ２６の弾性回復による付勢力に抗して、前述のブレーキ方向とは反対方向の反ブレーキ方向（図中矢印Ｂ方向）に移動するように構成されている。一方、第２ピストン２７は、第２圧力室２５内に供給された圧縮空気が第２ポート４４を通じて排出されることで、第２バネ２６の付勢力によりブレーキ方向に移動するように構成されている。従って、バネブレーキ手段１２は、第２圧力室２５と第２バネ２６とが対向して作用する第２ピストン２７を有し、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第２バネ２６の付勢力により第２ピストン２７がブレーキ方向に移動するように構成されている。尚、第２ピストン２７には、その周方向に沿って配置されるとともにブレーキ方向に向かって突出する円筒状に形成された円筒壁部２９が設けられている。そして、この円筒壁部２９は、シリンダ本体１３内においてその内側で周方向に沿って筒状に形成される内側筒状部３０に対して摺接するように配置されており、この円筒壁部２９により、第２圧力室２５の一部が区画されている。
【００４７】
スピンドル１５は、第１ピストン２４に対して楔体６５が突出する側とは反対側（反ブレーキ方向）に向かって突出するように配置されている。このスピンドル１５は、第１ピストン２４とは別体に形成され、バネブレーキ手段１２からの付勢力を第１ピストン２４に伝達する軸状の部材として設けられている。また、スピンドル１５は、その軸線方向を中心として第１ピストン２４に対して後述するスピンドル保持手段１６を介して回転可能に連結されている。そして、スピンドル１５は、第１ピストン２４に対して回転自在に連結される一端側とは反対の他端側において、第２ピストン２７を貫通するように配置されている。尚、図４は、図３におけるスピンドル１５の一端側の端部の近傍を拡大して示す
部分拡大断面図である。図３及び図４に示すように、スピンドル１５の一端側の端部と第１ピストン２４との間においては、スピンドル１５及び第１ピストン２４の両方に対して転動自在に接触するように配置されたボール部材１７が設けられている。このボール部材１７は、転動位置が安定して位置決めされるように、第１ピストン２４に形成された凹部２４ａに収納されるように配置されている。尚、ボール部材１７が収納される凹部は、第１ピストン２４に形成されていなくてもよく、スピンドル１５及び第１ピストン２４のうちの少なくともいずれかに形成されていればよい。
【００４８】
図２及び図３に示すクラッチ機構１４は、ネジ３２と、ナット部材（本実施形態における第１ナット部材）３３と、回転止め手段３４とを備えて構成されている。ネジ３２は、スピンドル１５における端部側の外周に形成されている。ナット部材３３は、ネジ３２に螺合して噛み合った状態で配置されており、第２ピストン２７に対して軸受４２を介して回転自在に支持されている。これにより、ナット部材３３は、ネジ３２に螺合するとともにスピンドル１５と第２ピストン２７との相対移動により回転するように構成されている。そして、クラッチ機構１４は、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第２バネ２６の付勢力により第２ピストン２７とともにナット部材３３がスピンドル１５に対して移動し、後述する回転止め手段３４の作動により、スピンドル１５と第２ピストン２７とを連結する連結状態とするように構成されている。一方、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態ではスピンドル１５と第２ピストン２７との連結を解除している非連結状態とするように構成されている。
【００４９】
図２及び図３に示す回転止め手段３４は、第２ピストン２７がスピンドル１５に対して移動するとナット部材３３と当接してナット部材３３の回転を止める手段として設けられている。そして、この回転止め手段３４は、ナット部材３３に対向するスリーブ部材３５と、ナット部材３３とスリーブ部材３５との対向する部分に設けられた噛み合い手段３６と、から構成されている。スリーブ部材３５は、内側筒状部３０に沿って軸方向に摺動自在に挿入される。そして、スリーブ部材３５は、バネ３７によって、このバネ３７とは反対側に配置されるストッパーリング３８に向かって付勢される。このスリーブ部材３５は、ロックレバー４０によって一方向の回転を止められるように構成されている。具体的には、スリーブ部材３５の外周には軸方向に延在するラッチ刃３９が設けられており、ロックレバー４０の先端にはラッチ刃３９に向かってバネ４６により付勢される刃先４１が設けられている。このラッチ刃３９と刃先４１とは、ナット部材３３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３３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。なお、ロックレバー４０の刃先４１は、バネ４６によりラッチ刃３９に向けて付勢されるとともに、アイナットを引き上げるとバネ４６の付勢力に抗してラッチ刃３９から外されるように構成されている。スリーブ部材３５のラッチ刃３９は軸方向に延在しており、ロックレバー４０の刃先４１はラッチ刃３９に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３９と刃先４１との係合が保たれるように構成されている。
【００５０】
回転止め手段３４における噛み合い手段３６は、ナット部材３３におけるスリーブ部材３５に対向する側の端部に形成された凹凸歯３６ａと、スリーブ部材３５におけるナット部材３３に対向する側の端部に形成された凹凸歯３６ｂとで構成されている。第２ピストン２７がスピンドル１５に対して移動すると、ナット部材３３の凹凸歯３６ａとスリーブ部材３５の凹凸歯３６ｂとが噛み合い、ナット部材３３の回転が止められてスピンドル１５と第２ピストン２７とが連結される連結状態となる。一方、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態では、ナット部材３３の凹凸歯３６ａとスリーブ部材３５の凹凸歯３６ｂとが噛み合っておらず、ナット部材３３が回転自在な状態であり、スピンドル１５と第２ピストン２７との連結が解除された非連結状態となっている。
【００５１】
図５は、図４のＣ−Ｃ線矢視位置におけるスピンドル保持手段１６及びスピンドル１５の断面図である。図２乃至図５に示すように、スピンドル保持手段１６は、保持ケース１８、ピン部材１９、回転付勢バネ２０を備えて構成されている。
【００５２】
保持ケース１８は、両端が開口した短い円筒状に形成されており、第１ピストン２４の中心部分に対して固定されている。この保持ケース１８に対して、スピンドル１５の一端側の端部が収納されるように保持される。また、図５に示すように、保持ケース１８の内壁には、後述する回転付勢バネ２０がそれぞれ配置される複数（本実施形態では２つ）の溝部１８ａが形成されている。溝部１８ａは、スピンドル１５の回転方向と同心の所定の円（仮想の円）の接線方向に沿って延びるように形成されている。
【００５３】
ピン部材１９は、円柱状の部材として形成され、スピンドル１５の一端側の端部を貫通するようにスピンドル１５に取り付けられている。ピン部材１９は、その両端部がスピンドル１５から突出するように配置されており、その突出する両端部において保持ケース１８の内壁に当接して係合するように設けられている。尚、保持ケース１８の内壁における溝部１８ａを区画する部分には、スピンドル１５の回転方向における両側に配置された段部１８ｃ及び突出壁部１８ｄが設けられている。ピン部材１９の両端部のそれぞれは、段状に形成された段部１８ｃとスピンドル１５の回転方向に沿って突出するよう形成された突出壁部１８ｄとに対して当接して係合可能に配置されている。これにより、ピン部材１９は、本実施形態において、スピンドル１５に設けられて保持ケース１８と係合することでスピンドル１５の回転可能角度を規制する規制部を構成している。尚、ピン部材１９は、その両端部がスピンドル１５の他端側において保持ケース１８の縁部１８ｂ（図４参照）とも係合可能なように配置されている。これにより、スピンドル１５のスピンドル保持手段１６からの抜け止めが図られている。
【００５４】
図５に示す回転付勢バネ２０は、コイルバネとして設けられている。そして、回転付勢バネ２０は、複数（本実施形態では２つ）設けられ、保持ケース１８の内部において各溝部１８ａにそれぞれ圧縮された状態で配置されている。尚、図５においては、ナット部材３３をスピンドル１５に対して深く螺合させる（第１ピストン２４側であるブレーキ方向に向かって螺合させる）スピンドル１５の回転方向を矢印Ｄで示し、その回転方向と逆の回転方向を矢印Ｅで示している。回転付勢バネ２０は、ピン部材１９を介してスピンドル１５の端部を保持ケース１８に対して矢印Ｅで示す上記の逆の回転方向に付勢するように配置されている。
【００５５】
上述のように、スピンドル保持手段１６は、保持ケース１８とピン部材１９と回転付勢バネ２０とを備えている。これにより、スピンドル保持手段１６は、第１ピストン２４に対するスピンドル１５の回転可能角度を規制するとともに、ナット部材３３をスピンドル１５に深く螺合させる回転方向と逆の回転方向にスピンドル１５を付勢した状態で第１ピストン２４に対してスピンドル１５を保持するように構成されている。
【００５６】
また、ブレーキシリンダ装置１においては、カバー部３１が設けられている。このカバー部３１は、第２ピストン２７における第２バネ２６側に設けられており、第２ピストン２７を貫通するスピンドル１５において第２ピストン２７に対して第２バネ２６側に配置される端部を囲んで覆うように形成されている。そして、このカバー部３１は、例えば円筒形状の外形に形成されており、第２バネ２６の内側を通過してシリンダ本体１３の端部に設けられた孔部を貫通してシリンダ本体１３の外部へと突出するように配設されている。このカバー部３１は、第２ピストン２７とともに移動するため、第２ピストン２７の移動状況、即ちバネブレーキ手段１２の作動状況をシリンダ本体１３の外部から容易に視認することができるようになっている。
【００５７】
ここで、ブレーキシリンダ装置１の作動について説明する。図３は、常用ブレーキ手段１１とバネブレーキ手段１２とがいずれも作動しておらず緩められた状態にあるブレーキシリンダ装置１の断面図である。例えば、鉄道車両の運転中でブレーキ動作が行われていないときは、図３に示す状態となる。この状態では、常用ブレーキ制御装置１０３によって、第１空気供給源１０１から常用ブレーキ制御装置１０３及び第１ポート４３を介した圧縮空気の第１圧力室２２への供給は行われないように制御されている。そして、第１圧力室２２内の圧縮空気は常用ブレーキ制御装置１０３及び第１ポート４３を介して自然に排出される。このため、シリンダ本体１３及びブレーキ本体７０内において第１バネ２３によって第１ピストン２４が反ブレーキ方向（図中矢印Ｂ方向）に付勢され、第１ピストン２４が内側筒状部３０の端部に当接した状態となっている。
【００５８】
一方、図３に示す状態においては、バネブレーキ制御電磁弁１０４の制御に基づいて、第２空気供給源１０２からバネブレーキ制御電磁弁１０４及び第２ポート４４を介して圧縮空気が第２圧力室２５に供給される。このため、第２圧力室２５に供給された圧縮空気の作用による付勢力によって第２ピストン２７が第２バネ２６の付勢力に抗して反ブレーキ方向に移動した状態となっている。この状態では、ナット部材３３の凹凸歯３６ａとスリーブ部材３５の凹凸歯３６ｂとは噛み合っておらず、空隙が形成された状態になっている。
【００５９】
図６は、常用ブレーキ手段１１及びバネブレーキ手段１２がいずれも緩め状態にある図３に示す状態から、常用ブレーキ手段１１を作動させた状態を示すブレーキシリンダ装置１の断面図である。常用ブレーキ制御装置１０３の制御に基づいて第１空気供給源１０１から圧縮空気が第１ポート４３を介して第１圧力室２２に供給されることで常用ブレーキ手段１１が作動する。このとき、第１圧力室２２に供給された圧縮空気の作用による付勢力によって第１ピストン２４が第１バネ２３の付勢力に抗してブレーキ方向（図中矢印Ａ方向）に移動する。これにより、第１ピストン２４とともに楔体６５がブレーキ方向に移動し、後述するように、制輪子２０２が車輪の踏面に押し付けられることになり、制動力が発生する。また、このとき、第１ピストン２４とともにスピンドル１５もブレーキ方向に移動するが、スピンドル１５に設けられたネジ３２にはナット部材３３が螺合している。しかし、スピンドル１５が第１ピストン２４とともにブレーキ方向に移動するときは、ナット部材３３が第２ピストン２７に対して軸受４２で回転自在に支持されているため、スピンドル１５のブレーキ方向への移動とともに軸受４２に支持されたままナット部材３３が図中矢印Ｆ方向に回転する。これにより、スピンドル１５のみがブレーキ方向に移動することになる。
【００６０】
図７は、バネブレーキ手段１２を作動させた初期の状態を示すバネブレーキシリンダ１の断面図である。バネブレーキ手段１２を作動させる場合は、例えば、常用ブレーキ手段１１を作動させて（図６参照）完全に鉄道車両を停止させた状態で駐車ブレーキ等として使用されるためにバネブレーキ手段１２が作動することになる。バネブレーキ手段１２は、バネブレーキ制御電磁弁１０４の制御に基づいて、第２圧力室２５から第２ポート４４及びバネブレーキ制御電磁弁１０４を介して圧縮空気が排出されることで作動する。
【００６１】
第２圧力室２５内に供給されていた圧縮空気が第２ポート４４及びバネブレーキ制御電磁弁１０４を介して排出されると、第２バネ２６の付勢力によって第２ピストン２７がブレーキ方向（図７中矢印Ａ方向）に移動を開始する。このとき、ナット部材３３がスピンドル１５のネジ３２の回りで図７中矢印Ｇ方向に回転することで、第２ピストン２７がナット部材３３とともにスピンドル１５に対してブレーキ方向に移動し始めることになる。そして、このように第２ピストン２７がスピンドル１５に対して移動し始めると、ナット部材３３がスリーブ部材３５に当接することになる。即ち、図７に示すように、噛み合い手段３６は、ナット部材３３の凹凸歯３６ａの先端部分とスリーブ部材３５の凹凸歯３６
ｂの先端部分とが当接した状態となり、ナット部材３３の回転が一旦停止する。
【００６２】
尚、図９（ａ）は、図７のＣ−Ｃ線矢視位置におけるスピンドル保持手段１６及びスピンドル１５の断面図である。スピンドル１５は、回転付勢バネ２０によって、ピン部材１９を介してナット部材３３をスピンドル１５に深く螺合させる回転方向とは逆の回転方向（図中矢印Ｅ方向）に付勢されている。このため、図７に示すように凹凸歯３６ａ及び凹凸歯３６ｂの先端部分同士が当接した状態では、図９（ａ）に示すように、スピンドル１５は、ピン部材１９の両端部が保持ケース１８の内壁の段部１８ｃに係合した状態で、その位置が保持されている。
【００６３】
図８は、バネブレーキ手段１２が十分に作動した状態を示すバネブレーキシリンダ１の断面図である。凹凸歯３６ａ及び凹凸歯３６ｂの先端部分同士が当接して図７に示す状態でナット部材３３の回転が停止しても、第２バネ２６の付勢力が第２ピストン２７及びナット部材３３を介してスピンドル１５のネジ３２に作用する。このとき、図９（ａ）に示すように、スピンドル１５は、回転付勢バネ２０の付勢力でピン部材１９が段部１８ｃに当接した位置に保持されている。このため、図９（ａ）中に矢印Ｄで示す回転方向の回転力がスピンドル１５に作用すると、スピンドル１５はその回転方向に回転することが可能な状態となっている。そして、上述のように第２バネ２６の付勢力がナット部材３３とネジ３２との噛み合いを介してスピンドル１５に作用すると、スピンドル１５は、ピン部材１９に作用する回転付勢バネ２０のバネ力に抗してナット部材３３をスピンドル１５に深く螺合させる回転方向（図８中の矢印Ｈで示す回転方向及び図９（ａ）中の矢印Ｄで示す回転方向）に回転することになる。これにより、ナット部材３３がスピンドル１５に深く螺合するように図８中に矢印Ｉで示す方向（ブレーキ方向と同方向）に少し移動するとともに僅かに回転する。そして、凹凸歯３６ｂに対する凹凸歯３６ａの当接位置が、先端部分同士で当接した位置から少しずれ、凹凸歯３６ａ及び凹凸歯３６ｂがより奥まで深く噛み合う位置に調整されることになる。
【００６４】
尚、図９（ｂ）は、図８のＣ−Ｃ線矢視位置におけるスピンドル保持手段１６及びスピンドル１５の断面図である。この図９（ｂ）に示すように、スピンドル１５は、ピン部材１９の両端部が保持ケース１８の内壁の突出壁部１８ｄに当接するまで図８中に矢印Ｈで示す方向に回転可能となる。即ち、図９（ｂ）中において両端矢印Ｊで示す角度の範囲でピン部材１９が揺動可能となり、スピンドル１５の回転可能角度が規制されることになる。
【００６５】
凹凸歯３６ａ及び凹凸歯３６ｂが深く噛み合い、図８に示すように噛み合い手段３６が十分に噛み合った状態となると、スリーブ部材３５のラッチ刃３９とロックレバー４０の刃先４１とが係合した状態でスリーブ部材３５のブレーキ方向への移動に伴う回転による連れ回りが止められる。このため、この回転止め手段３４によってナット部材３３の回転が最終的に止められることになる。尚、噛み合い手段３６が噛み合った状態となると、ナット部材３３及びスリーブ部材３５は、第２ピストン２７とともにバネ３７の付勢力に抗してブレーキ方向に少し移動するが、スリーブ部材３５のラッチ刃３９とロックレバー４０の刃先４１との係合が軸方向に深くなった状態で第２ピストン２７、ナット部材３３、及びスリーブ部材３５が停止することになる。
【００６６】
噛み合い手段３６が上述のように噛み合うことで、クラッチ機構１４は非連結状態から連結状態に移行することになる。そして、図８に示す連結状態では、ナット部材３３の回転が回転止め手段３４によって止められているため、第２ピストン２７が第２バネ２６の付勢力によってブレーキ方向に移動した状態でナット部材３３を介してスピンドル１５を付勢し、スピンドル１５、第１ピストン２４及び楔体６５がブレーキ方向に移動したままの状態に保たれることになる。即ち、バネブレーキ手段１２が作動してバネブレーキ力が
作用した状態に保たれることになる。尚、車輪の踏面に押し付けられている制輪子２０２からの反作用が楔体６５、第１ピストン２４及びスピンドル１５に対して反ブレーキ方向に作用して噛み合い手段３６を外そうとしても噛み合いが深いため外れることは無く、楔体６５、第１ピストン２４及びスピンドル１５はブレーキ状態の位置に保たれることになる。
【００６７】
尚、例えば、空気圧縮機を作動させることまでせずに鉄道車両の駐車位置を牽引車で少し移動させたい場合や鉄道車両に電源が供給されていない場合で鉄道車両を牽引車で移動させる場合など、バネブレーキ力を開放したい場合には、ロックレバー４０を操作することにより手動でバネブレーキ力を解放することができる。この場合、図８に示すようにバネブレーキ手段１２が作動している状態から、手動操作によってロックレバー４０がシリンダ本体１３の外側に向かって引き上げられると、スリーブ部材３５のラッチ刃３９からロックレバー４０の刃先４１が外れる。そして、ナット部材３３とスリーブ部材３５と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、クラッチ機構１４全体が空回りをすることになる。これにより、第１ピストン２４及び第２ピストン２７の両方は第１バネ２３及び第２バネ２６の付勢力により互いにストロークエンドまで移動でき、スピンドル１５、第１ピストン２４及び楔体６５が反ブレーキ方向に移動することになる。このように、ロックレバー４０を操作することで、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力を手動で解放して、鉄道車両などを移動させることができる。
【００６８】
次に、ユニットブレーキ１００におけるブレーキシリンダ装置１以外の構成について説明する。図１０は、図２におけるＭ−Ｍ線矢視位置での部分断面図である。また、図１１は、図１におけるＬ−Ｌ線矢視位置での部分断面図である。図１、図２、図１０及び図１１に示すように、ブレーキ本体７０の内部において、車輪２０１に対して進出方向Ｘ（図１、図２及び図１０にて矢印Ｘで示す方向）、又は、その逆方向である退避方向Ｙ（図１、図２及び図１０にて矢印Ｙで示す方向）に進退可能に構成された調整体８０が設けられている。この調整体８０は、進退方向と平行に延びる筒状のスリーブ部８１と、このスリーブ部８１の両側面からスリーブ部８１の軸方向に対して垂直に延びる第１支持軸８２と、この第１支持軸８２に嵌め込まれた矩形状の滑り板８３と、を有して構成されている。また、第１支持軸８２には、第１ローラ８４が回転自在に設置されている。
【００６９】
また、ブレーキ本体７０には、ブレーキ方向Ａに直交するように進退方向に延びるガイド面７５ａを有するとともにブレーキ本体７０の内面から部分的に突出するように形成されたガイド部７５が形成されている。そして、調整体８０は、第１支持軸８２がブレーキ方向Ａに対して垂直になるようにブレーキ本体７０に対して取り付けられ、滑り板８３のブレーキ方向Ａ側の端面８３ａがガイド部７５のガイド面７５ａに当接して摺動できるように配置されている（図１１参照）。
【００７０】
図１０に示すように、調整体８０におけるスリーブ部８１の内側には、鞘棒８５が設置されている。この鞘棒８５は、スリーブ内周面８１ａに対して、鞘棒８５の外周側に設置された球面状部材８６ａとスリーブ内周面８１ａに対して設置された軸受部８６ｂとからなる球面軸受８６を介して支持されており、進退方向におけるスリーブ部８１に対する相対移動が拘束されている。これにより、調整体８０の進退移動に伴って鞘棒８５が進退移動できるように構成される。
【００７１】
また、鞘棒８５は、直線状に延びる円筒状部材であり、内周面における長手方向略全域に亘って雌ねじが螺刻されている。尚、鞘棒８５は、球面軸受８６を介してスリーブ部８１に支持されているため、スリーブ部８１の円筒中心線Ｐ（図１０にて一点鎖線で図示）に対して所定の角度内の揺動が可能であるとともに、円筒中心線Ｐ周りに回転可能となっている。
【００７２】
押棒７１は、制輪子２０２が取り付けられた一端とは逆側の端部近傍の外周面に鞘棒８５の雌ねじに螺合する雄ねじが螺刻されている。尚、押棒７１における雄ねじが螺刻されている部分は、その長さが鞘棒８５の長さと略同程度の長さとなるように形成されている。そして、押棒７１は、雄ねじが形成された端部を鞘棒８５に螺入した状態で設置されている。これにより、鞘棒８５の進退移動に伴って、押棒７１が進退移動可能であり、先端に設置された制輪子２０２を、車輪２０１の踏面２０１ａに押し当てたり、踏面２０１ａから離すように移動させたりすることが可能となっている。
【００７３】
また、ブレーキ本体７０には、車輪側と逆側の端部近傍において、調整体８０の進退方向及びブレーキ方向Ａに対して垂直に延びる第２支持軸７６が設けられている。この第２支持軸７６には、第２ローラ７７が回転可能に支持されている。尚、第１ローラ８４及び滑り板８３は、調整体８０に対してスリーブ部８１を挟んで対称に一対設置されており、また、この一対の第１ローラ８４、８４に対向するように、第２ローラ７７が第２支持軸７６に対して一対設置されている。また、一対の滑り板８３、８３の位置に対応して、ガイド部７５がブレーキ本体７０に一対形成されている。
【００７４】
また、楔体６５は、第１ローラ８４と第２ローラ７７との間に端部が挿入されるように、第１ピストン６４に固定されている。そして、楔体６５は、第２ローラ７７に当接するとともに第１ピストン６４の移動方向と平行に延びる反作用面６５ｂと、第１ピストン６４とは逆側の端部に向かうほど、反作用面６５ｂに近づくように傾斜するとともに第１ローラ８４に当接する傾斜作用面６５ａとを有している。即ち、傾斜作用面６５ａは、ブレーキ方向Ａに向かって、調整体８０の退避方向Ｙに傾くように傾斜する作用面として構成されている。
【００７５】
次に、ユニットブレーキ１００の作動について説明する。まず、常用ブレーキ手段１１を作動させる場合においては、図示しないコントローラからの指令に基づいて第１ポート４３を介して第１圧力室２２に圧縮空気が供給され、第１ピストン２４がブレーキ方向Ａに移動する（図６参照）。このとき、第１ピストン２４の移動に伴って、楔体６５がブレーキ方向Ａに移動することになる。
【００７６】
楔体６５がブレーキ方向Ａに移動すると、反作用面６５ｂは、第２ローラ７７に当接しつつブレーキ方向Ａに移動し、反作用面６５ｂに対して傾斜している傾斜作用面６５ａは、調整体８０に設置された第１ローラ８４を付勢しながらブレーキ方向Ａに移動する。このとき第１ローラ８４には、傾斜作用面６５ａから少なくとも進出方向Ｘの力成分を有する付勢力が作用することになる。調整体８０は、ブレーキ方向Ａへの動きをガイド面７５ａにより規制されているため、調整体８０は、ガイド面７５ａに対して滑り板８３を当接させながら、スリーブ部８１の周囲に配置されたバネ８８の付勢力に抗して進出方向Ｘへ移動することになる。これに伴い、スリーブ部８１に対して球面軸受８６及び鞘棒８５を介して連結された押棒７１（図１０参照）も進出方向Ｘに移動する。これにより、押棒７１に取り付けられた制輪子２０２が車輪２０１に押し付けられ、車輪２０１の回転が制動される。
【００７７】
一方、常用ブレーキ手段１１を弛める場合には、図示しないコントローラからの指令に基づいて第１ポート４３を介して第１圧力室２２から圧縮空気が排出され、第１ピストン２４が反ブレーキ方向Ｂに移動する。このとき、第１ピストン２４の移動に伴って、楔体６５が反ブレーキ方向Ｂに移動することになる。このとき、調整体８０がバネ８８の付勢力によって退避方向Ｙに押されているため、楔体６５が反ブレーキ方向Ｂに移動すると、傾斜作用面６５ａに当接している第１ローラ８４は退避方向Ｙに移動する。この調整体８０の退避方向Ｙへの移動に伴い、押棒７１も退避方向Ｙへと移動する。これにより、押棒
７１に取り付けられた制輪子２０２も退避方向Ｙに移動して車輪２０１から離反し、車輪２０１の制動が解除される。
【００７８】
以上説明したように、ユニットブレーキ１００によると、クラッチ機構１４は、第２圧力室２５から圧縮空気が排出される際には、バネブレーキ手段１２からの付勢力を第１ピストン２４に伝達するスピンドル１５と第２ピストン２７とを連結する連結状態となる。一方、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態では、クラッチ機構１４は、スピンドル１５と第２ピストン２７との連結を解除している非連結状態となる。このため、クラッチ機構１４により、バネブレーキ手段１２と常用ブレーキ手段１１との連結動作の切換がバネブレーキ手段１２の作動に応じて行われ、バネブレーキ手段１２の付勢力の伝達又は遮断が切り替えられる。
【００７９】
そして、ユニットブレーキ１００によると、スピンドル１５が第１ピストン２４に対して回転可能に連結され、第１ピストン２４に対するスピンドル１５の回転可能角度を規制するとともにナット部材３３をスピンドル１５に対して深く螺合させるスピンドル１５の回転方向と逆の回転方向にスピンドル１５を付勢した状態で保持するスピンドル保持手段１６が設けられている。このため、クラッチ機構１４が連結状態に移行する際に第２ピストン２７とともにスピンドル１５に対して移動したナット部材３３がスリーブ部材３５に凹凸歯（３６ａ、３６ｂ）の先端部分同士で当接したときには、スピンドル１５は、スピンドル保持手段１６によってナット部材３３を深く螺合させる回転方向に向かって所定の角度の範囲まで回転可能な状態で保持されている。そして、ナット部材３３の凹凸歯３６ａの先端部分がスリーブ部材３５の凹凸歯３６ｂに当接した状態で更に第２バネ２６の付勢力が第２ピストン２７に作用すると、スピンドル１５が、ナット部材３３を介して作用するこの付勢力により上記の所定の角度の範囲で更にナット部材３３を深く螺合させる回転方向に回転することになる。これにより、ナット部材３３とスリーブ部材３５との凹凸歯（３６ａ、３６ｂ）同士がより奥まで深く噛み合うように、ナット部材３３がスピンドル１５に対して移動し、スピンドル１５と第２ピストン２７とがより強固に連結されることになる。そして、常用ブレーキ手段１１の第１圧力室２２の圧縮空気が徐々に抜けて第１圧力室２２の作用による第１ピストン２４の付勢力が弱まって、制輪子等からの反力によって第１ピストン２４がブレーキ方向とは反対方向に押されても、クラッチ機構１４の噛み合い部分（噛み合い手段３６）が外れてしまうことが防止される。このため、駐車ブレーキ等として使用されているバネブレーキ手段１２のブレーキ力が意図せず緩解してしまうことが防止される。
【００８０】
従って、ユニットブレーキ１００によると、バネブレーキ手段１２の付勢力の伝達又は遮断を切り替えるクラッチ機構１４が設けられたユニットブレーキ１００において、クラッチ機構１４の噛み合い部分が外れてバネブレーキ手段１２によるブレーキ力が意図せず緩解してしまうことを防止することができる。
【００８１】
尚、ユニットブレーキ１００の発明としての実施と同様に、ブレーキシリンダ装置１の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。即ち、第１圧力室２２と第１バネ２３とが対向して作用する第１ピストン２４を有し、第１圧力室２２に圧力流体が供給されることで第１バネ２３の付勢力に抗して第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１１と、第２圧力室２５と第２バネ２６とが対向して作用する第２ピストン２７を有し、第２圧力室２５に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第２バネの付勢力により第２ピストンがブレーキ方向に移動するバネブレーキ手段１２と、を備え、常用ブレーキ手段１１及びバネブレーキ手段１２の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置１であって、第１ピストン２４に対して軸線方向を中心として回転可能に連結され、第２ピストン２７を貫通するとともにバネブレーキ手段１２からの付勢力を第１ピストン２４に伝達するスピンドル１５と、第２ピストン２７
に対して回転自在に支持されるとともにスピンドル１５に螺合する第１ナット部材３３を有し、第２圧力室２５に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第２バネ２６の付勢力により第２ピストン２７とともに第１ナット部材３３がスピンドル１５に対して移動してスピンドル１５と第２ピストン２７とを連結する連結状態とし、第２圧力室２５に圧力流体が供給されている状態ではスピンドル１５と第２ピストン２７との連結を解除している非連結状態とする第１クラッチ機構１４と、第１ピストン２４に対するスピンドル１５の回転可能角度を規制するとともに、第１ナット部材３３をスピンドル１５に対して深く螺合させる当該スピンドル１５の回転方向と逆の回転方向にスピンドル１５を付勢した状態で第１ピストン２４に対してスピンドル１５を保持する第１スピンドル保持手段と、を更に備えていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置１の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【００８２】
また、ユニットブレーキ１００によると、第１ピストン２４に保持ケース１８を取り付け、スピンドル１５に規制部であるピン部材１９を設け、保持ケース１８の内部に回転付勢バネ２０を配置するという簡素な構成で、スピンドル保持手段１６が実現される。このため、第１ピストン２４に対するスピンドル１５の回転可能角度を規制するとともにスピンドル１５を所定の回転方向に付勢した状態で第１ピストン２４に保持するスピンドル保持手段１６を容易に実現するとともに、故障しにくい構成となり、信頼性も向上する。
【００８３】
尚、ブレーキシリンダ装置１の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置１の発明において、第１スピンドル保持手段１６が、第１ピストン２４に固定されてスピンドル１５の端部を収納するように保持する保持ケース１８と、スピンドル１５に設けられて保持ケース１８と係合することでスピンドル１５の回転可能角度を規制する規制部１９と、保持ケース１８の内部においてスピンドル１５の端部を当該保持ケース１８に対して前記の逆の回転方向に付勢する回転付勢バネ２０と、を備えていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置１の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【００８４】
また、ユニットブレーキ１００によると、保持ケース１８の内壁に当接するピン部材１９として規制部を簡単に形成することができる。また、複数の回転付勢バネ２０でピン部材１９を付勢することで、スピンドル１５を所定の回転方向に付勢する構成を容易に実現することができる。従って、故障しにくい構成となり、信頼性も向上する。
【００８５】
尚、ブレーキシリンダ装置１の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置１の発明において、規制部１９は、スピンドル１５の端部を貫通するようにスピンドル１５に取り付けられて、スピンドル１５から突出する端部が保持ケース１８の内壁に当接して係合するピン部材１９として設けられ、回転付勢バネ２０は、複数設けられて、ピン部材１９を介してスピンドル１５の端部を保持ケース１８に対して前記の逆の回転方向に付勢することを特徴とする、ブレーキシリンダ装置１の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【００８６】
また、ユニットブレーキ１００によると、凹部２４ａに収納された状態でスピンドル１５の端部と第１ピストン２４との間に配置されたボール部材１７を介して、スピンドル保持手段１６によってスピンドル１５が第１ピストン２４に対して保持される。このため、転動自在なボール部材１７を介してスピンドル１５の回転動作を円滑に行なわせることができるとともに、スピンドルに対する第１ピストンの傾斜を吸収することができる。
【００８７】
尚、ブレーキシリンダ装置１の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置１の発明において、スピンドル１
５の端部と第１ピストン２４との間において、スピンドル１５及び第１ピストン２４のうちの少なくともいずれかに形成された凹部２４ａに収納されるように配置されるボール部材１７が設けられていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置１の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【００８８】
また、ユニットブレーキ１００によると、第１ピストン２４がブレーキ方向Ａに移動することにより、第１ピストン２４に固着された楔体６５も同じ方向に移動することになる。このとき、楔体６５の傾斜作用面６５ａは第１ローラ８４に当接し、第１ローラ８４を進出方向Ｘに付勢する。これにより、第１ローラ８４が設置された調整体８０は、第１ローラ８４と共に進出方向Ｘに移動するため、調整体８０に取り付けられた押棒７１も進出方向Ｘに移動する。そして、押棒７１の先端に取り付けられた制輪子２０２が車輪２０１に当接して摩擦により車輪２０１の回転が制動される。そして、ユニットブレーキ１００によると、ブレーキシリンダ装置１が第１ピストン２４の移動方向と車輪２０１の車軸とが平行になるように配置されているため、車軸の軸方向におけるスペースを有効に活用できるとともに、車両の高さ方向においてユニットブレーキ１００の設置に要するスペースを小さくすることができる。
【００８９】
また、ユニットブレーキ１００によると、第１ピストン２４の移動方向に対する傾斜作用面６５ａの傾きを調整することで、制輪子２０２を車輪２０１に押し付ける力を調整することができる。また、ユニットブレーキ１００によると、球面軸受８６を用いているため、調整体８０の進退方向以外への動きが許容される。
【００９０】
次に、ユニットブレーキ１００に設けられた制輪子２０２の位置調整機構について説明する。図１０に示すように、鞘棒８５における退避方向Ｙ側の端部には、鞘棒８５を押棒７１に対して相対回転させるための回転手段としての調整ナット９０が設けられている。鞘棒８５の端部に調整ナット９０が設けられているため、調整ナット９０に外部から回転力を加えて鞘棒８５を回転することにより、鞘棒８５内に螺合されている押棒７１を進退移動させることができる。これにより、押棒７１の先端に取り付けられた制輪子２０２と車輪２０１との間の隙間を調整することを容易に行なうことができる。
【００９１】
最後に、ユニットブレーキ１００に設けられた通気経路について説明する。図１及び図１０に示すように、ブレーキ本体７０には、押棒７１の延出位置の下方において、通気孔７０ｂが形成され、そこに例えばゴム等の弾性部材により形成された筒状部材である通気筒９７が設置されている。通気筒９７は、通気孔７０ｂとの連結部分から車輪２０１側に延出した後、下方に向かって９０度屈曲して形成されている。これにより、外部から通気筒９７内を通って、ブレーキ本体７０内部に水等が侵入することを抑制できるように構成されている。また、通気筒９７内には異物の侵入を防止するための円板状もしくはドーム状のフィルタ９９が嵌め込まれている。
【００９２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るユニットブレーキ１１０について説明する。図１２は、第２実施形態に係るユニットブレーキ１１０の部分断面図である。図１２に示すユニットブレーキ１１０は、ブレーキシリンダ装置２と、このブレーキシリンダ装置２が取り付けられてブレーキの駆動機構の一部を覆うように箱状に形成されたブレーキ本体７０とを備えている。このユニットブレーキ１１０は、図１に示す第１実施形態のユニットブレーキ１００と同様に構成されており、常用ブレーキ手段１１及びバネブレーキ手段１２の少なくともいずれかが作動することで、ブレーキ本体７０に対して相対移動可能に保持された制輪子の制動面を車両の車輪の踏面に当接させることにより摩擦により当該車輪の回転を制動するように構成されている（図１参照）。但し、ユニットブレーキ１１０は、第１実施形態のユニットブレーキ１００とはブレーキシリンダ装置２の構成の一部において異なっ
ている。尚、以下のユニットブレーキ１１０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。
【００９３】
図１３は、図１２に示すユニットブレーキ１１０におけるブレーキシリンダ装置２の部分の断面図である。尚、図１３においては、図１２に示す状態とブレーキシリンダ装置２の向きを変更して図示している。図１２及び図１３に示すブレーキシリンダ装置２は、圧縮空気などの圧力流体で作動する常用ブレーキ手段１１とバネの付勢力で作動するバネブレーキ手段１２とを備えており、常用ブレーキ手段１１及びバネブレーキ手段１２の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置として構成されている。そして、このブレーキシリンダ装置２は、ユニットブレーキ１１０に設けられることで鉄道車両用のブレーキシリンダ装置として用いることができるが、この例に限らず、種々の用途に対して広く適用することができる。
【００９４】
図１２及び図１３に示すように、ブレーキシリンダ装置２は、シリンダ本体１３、常用ブレーキ手段１１、バネブレーキ手段１２、クラッチ機構（本実施形態における第２クラッチ機構）４７、クラッチ箱４８、離間用バネ４９、係合部材５０、係合用バネ５１、クラッチ箱用バネ５２、ロックレバー４０、スピンドル１５、スピンドル保持手段（本実施形態における第２スピンドル保持手段）１６などを備えて構成されている。尚、常用ブレーキ手段１１、バネブレーキ手段１２、クラッチ機構４７、クラッチ箱４８、離間用バネ４９、係合部材５０、係合用バネ５１、クラッチ箱用バネ５２、スピンドル１５、スピンドル保持手段１６は、シリンダ本体１３に内包されるように配置されている。
【００９５】
常用ブレーキ手段１１、バネブレーキ手段１２、シリンダ本体１３、スピンドル１５は、第１実施形態と同様に構成されている。そして、常用ブレーキ手段１１については、第１実施形態と同様に構成される第１圧力室２２と、第１バネ２３と、第１ピストン２４とを備えて構成されている。また、バネブレーキ手段１２についても、第１実施形態と同様に構成される第２圧力室２５と、第２バネ２６と、第２ピストン２７とを備えて構成されている。また、第２ピストン２７には、カバー部３１が固定されている。カバー部３１は、第２ピストン２７に対して、ブレーキ方向（図１２及び図１３にて矢印Ａで示す方向）とは反対方向である反ブレーキ方向（図１２及び図１３にて矢印Ｂで示す方向）に向かって筒状に突出するように形成されており、スピンドル１５の反ブレーキ方向における端部を覆うように設けられている。
【００９６】
図１２及び図１３に示すクラッチ機構４７は、ネジ３２と、ナット部材（本実施形態における第２ナット部材）５３と、スリーブ部材５４と、噛み合い手段５５とを備えて構成されている。ネジ３２は、スピンドル１５における端部側の外周に形成されている。ナット部材５３は、ネジ３２に螺合して噛み合った状態で配置されており、後述するクラッチ箱４８に対して軸受５６を介して回転可能に支持されている。これにより、ナット部材５３は、ネジ３２に螺合するとともにスピンドル１５とクラッチ箱４８との相対移動により回転するように構成されている。また、ナット部材５３は、反ブレーキ方向に向かってクラッチ箱４８とともに移動可能に支持されている。
【００９７】
スリーブ部材５４は、筒状の部材として形成されており、ナット部材５３に対して反ブレーキ方向に配置されてスピンドル１５の周囲でナット部材５３に対向するように設けられている。そして、スリーブ部材５４は、その反ブレーキ方向における端部においてスラスト軸受５７を介してカバー部３１の内側に対して回転可能に支持されている。これにより、第２バネ２６の付勢力によって第２ピストン２７がスピンドル１５に対してブレーキ方向に移動するときには、スリーブ部材５４も、カバー部３１及びスラスト軸受５７を介して、第２ピストン２７とともにスピンドル１５に対してブレーキ方向に移動するように
構成されている。
【００９８】
噛み合い手段５５は、ナット部材５３とスリーブ部材５４との対向する部分に設けられている。そして、この噛み合い手段５５は、ナット部材５３におけるスリーブ部材５４に対向する側の端部に形成された凹凸歯５５ａと、スリーブ部材５４におけるナット部材５３に対向する側の端部に形成された凹凸歯５５ｂとで構成されている。第２ピストン２７がスピンドル１５に対して移動すると、第２ピストン２７とともにスリーブ部材５４が移動し、スリーブ部材５４の凹凸歯５５ｂとナット部材５３の凹凸歯５５ａとが噛み合うことになる。この噛み合い手段５５は、スリーブ部材５４及び後述するクラッチ箱４８とともに、ナット部材５３の回転を止める手段として設けられている。
【００９９】
このようにネジ３２、ナット部材５３、スリーブ部材５４及び噛み合い手段５５を備えるクラッチ機構４７は、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第２バネ２６の付勢力により第２ピストン２７とともにスリーブ部材５４がスピンドル１５に対して移動してナット部材５３と噛み合って、スピンドル１５と第２ピストン２７とを連結する連結状態とするように構成されている。一方、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態では、スリーブ部材５４がナット部材５３から離間し、凹凸歯５５ａと凹凸歯５５ｂとが噛み合っておらず、ナット部材５３が回転自在な状態となっている。このため、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態では、クラッチ機構４７は、スピンドル１５と第２ピストン２７との連結を解除している非連結状態とするように構成されている。
【０１００】
クラッチ箱４８は、スリーブ部材５４及びナット部材５３が内側に配置される筒状の部材として形成されている。図１４は、図１３におけるクラッチ箱４８の一部の断面とその近傍とを拡大して示す拡大断面図である。図１４によく示すように、スリーブ部材５４の外周には、軸方向（スピンドル１５の軸線方向と平行な方向）に沿って真っ直ぐに延びる複数（例えば、２つ）の摺動溝５４ａが形成されている。そして、クラッチ箱４８の内壁には、各摺動溝５４ａに対応する位置において、摺動突起部４８ａが設けられている。この摺動突起部４８ａは、クラッチ箱４８に固定されるとともに、内側の摺動溝５４ａに向かって突出した突起状の部分として設けられており、摺動溝５４ａにおける平行な一対の壁面に摺接する平行な一対の側面を有するように形成されている。これにより、スリーブ部材５４は、クラッチ箱４８に対して、スピンドル１５の軸線方向を中心とする回転方向の変位が規制された状態で、その軸線方向と平行に摺動可能に支持されている。即ち、クラッチ箱４８は、スリーブ部材５４を第２ピストン２６の移動方向に沿って内側で摺動可能に支持するように構成されている。
【０１０１】
また、図１４によく示すように、クラッチ箱４８の内壁には、内側に向かってフランジ状に突出するとともにスリーブ部材５４に対してブレーキ方向に配置される内側フランジ部４８ｂが設けられている。この内側フランジ部４８ｂに対してナット部材５３が軸受５６を介して回転自在に支持されることで、クラッチ箱４８は、ナット部材５３を内側で回転自在に支持している。尚、内側フランジ部４８ｂとスリーブ部材５４との間には、離間用バネ４９が配置されている。この離間用バネ４９は、スリーブ部材５４及び内側フランジ部４８ｂの一方に対して他方を離間させる方向に付勢するように配置されている。
【０１０２】
また、クラッチ箱４８は、第２圧力室２５が内部に区画されるシリンダ本体１３に対して、スピンドル１５の軸線方向を中心として回転可能に保持されるとともに、この軸線方向と平行に摺動可能に保持されている。尚、図１４によく示すように、シリンダ本体１３においてクラッチ箱４８を摺動可能に保持する摺動保持部を構成する内側筒状部３０の内壁部分には、第２ピストン２７に対向するとともに内周方向に亘って段状に凹むように形成された第１係合部５８が設けられている。一方、クラッチ箱４８の外壁部分における第
１係合部５８に略対向する箇所には、第２ピストン２７に対向するとともに外周方向に亘って段状に凹むように形成された第２係合部５９が設けられている。そして、リング状の部材として形成された係合部材５０が、第１係合部５８及び第２係合部５９に係合可能に配置されている。尚、係合部材５０は、外周側において第１係合部５８に係合し、内周側において第２係合部５９に係合するように配置される。
【０１０３】
また、図１３及び図１４に示すように、カバー部３１と係合部材５０との間には係合用バネ５１が配置されている。この係合用バネ５１は、係合部材５０を第１係合部５８及び第２係合部５９に係合させる方向に向かって（ブレーキ方向に向かって）付勢するように配置されている。尚、係合用バネ５１は、係合部材５０に当接する側と反対側においてカバー部３１の内側の底部に当接するとともに、クラッチ箱４８の外壁とカバー部３１の内壁との間に配置されている。また、クラッチ箱４８の内側フランジ部４８ｂと、この内側フランジ部４８ｂよりもブレーキ方向に配置されてシリンダ本体１３における内側筒状部３０の内壁に取り付けられたストッパーリング６１との間には、クラッチ箱用バネ５２が配置されている。このクラッチ箱用バネ５２は、シリンダ本体１３に対してクラッチ箱４８を係合用バネ５１と反対方向に向かって付勢するように配置されている。尚、係合用バネ５１は、クラッチ箱用バネ５２よりもバネ力が大きくなるようにそのバネ定数が設定されている。
【０１０４】
上記のように、第１係合部５８、第２係合部５９及び係合部材５０が設けられ、係合用バネ５１とクラッチ箱用バネ５２とがクラッチ箱４８に対して互いに逆方向の付勢力を付与することで、クラッチ箱４８がシリンダ本体１３の内側でスピンドル１５の軸線方向に沿って摺動可能に保持されている。そして、クラッチ箱４８は、シリンダ本体１３に対して、バネブレーキ手段１２が作動した状態でナット部材５３とともに反ブレーキ方向に摺動可能に保持されている。
【０１０５】
また、クラッチ箱４８の反ブレーキ方向における端部４８ｃ（図１３及び図１４参照）は、カバー部３１に対して当接することで、クラッチ箱４８の第２ピストン２７に対する反ブレーキ方向における相対的な移動可能量を規制するクラッチ箱移動規制部として設けられている。そして、クラッチ箱４８の第２ピストン２７に対する反ブレーキ方向の移動可能量は、スリーブ部材５３がクラッチ箱４８に対して相対変位可能な相対変位可能量よりも短くなるように設定されている（図１８を参照）。
【０１０６】
また、シリンダ本体１３の内部には、クラッチ箱４８のブレーキ方向における端部の更にブレーキ方向であってストッパーリング６１との間の領域において、空間領域６０が形成されている。これにより、クラッチ箱４８は、シリンダ本体１３に対して、ブレーキ方向に向かって空間領域６０に突出して移動可能なように摺動可能に保持されている。
【０１０７】
ロックレバー４０は、第１実施形態と同様に、シリンダ本体１３から突出して配置されたアイナットの一方の端部が引っ張り操作されることで、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力を解放可能な機構として設けられている。そして、クラッチ箱４８は、ロックレバー４０によって一方向の回転を止められるように構成されている。具体的には、クラッチ箱４８のブレーキ方向における端部にはナット部材５３よりもブレーキ方向に突出するように延長された延長部分４８ｄが設けられ、この延長部分４８ｄの外周にラッチ刃３９が形成されている。そして、ロックレバー４０の他方の端部の先端には、ラッチ刃３９に向かってバネ４６により付勢される刃先４１が設けられている。このラッチ刃３９と刃先４１とは、クラッチ箱４８に対して回転方向の変位が規制されたスリーブ部材５４に噛み合ったナット部材５３について、スピンドル１５を反ブレーキ方向に移動させる回転を止め、スピンドル１５をブレーキ方向に移動させる回転を許容するワンウェイクラッチとなっている。
【０１０８】
尚、ロックレバー４０の他方の端部の刃先４１は、バネ４６によりラッチ刃３９に向けて付勢されるとともに、アイナットを引き上げるとバネ４６の付勢力に抗してラッチ刃３９から外されるように構成されている。このように、ロックレバー４０は、他方の端部がクラッチ箱４８に延長部分４８ｄにおいて係合することでクラッチ箱４８のシリンダ本体１３に対する回転方向の変位を規制し、一方の端部が引っ張り操作されることでロックレバー４０と延長部分４８ｄとの係合を解除するように構成されている。また、クラッチ箱４８の延長部分４８ｄのラッチ刃３９はブレーキ方向に向かって延在しており、ロックレバー４０の刃先４１はラッチ刃３９のブレーキ方向の端部に係合しているため、クラッチ箱４８がブレーキ方向へ摺動しても、ラッチ刃３０と刃先４１との係合が保たれるように構成されている。
【０１０９】
スピンドル保持手段１６は、第１実施形態のスピンドル保持手段１６と同様に構成された保持ケース１８、ピン部材１９及び回転付勢バネ２０を備えて構成されている。そして、スピンドル保持手段１６は、第１ピストン２４に対するスピンドル１５の回転可能角度を規制するとともに、ナット部材５３をスピンドル１５に対して深く螺合させる回転方向と逆の回転方向にスピンドル１５を付勢した状態で第１ピストン２４に対してスピンドル１５を保持するように構成されている。
【０１１０】
次に、ブレーキシリンダ装置２の作動について説明する。図１３は、常用ブレーキ手段１１とバネブレーキ手段１２とがいずれも作動しておらず緩められた状態にあるブレーキシリンダ装置２の断面図である。例えば、鉄道車両の運転中でブレーキ動作が行われていないときは、図１３に示す状態となる。この状態では、常用ブレーキ制御装置１０３によって、第１空気供給源１０１から常用ブレーキ制御装置１０３及び第１ポート４３を介した圧縮空気の第１圧力室２２への供給は行われないように制御されている。そして、第１圧力室２２内の圧縮空気は常用ブレーキ制御装置１０３及び第１ポート４３を介して自然に排出される。このため、シリンダ本体１３及びブレーキ本体７０内において第１バネ２３によって第１ピストン２４が反ブレーキ方向（図中矢印Ｂ方向）に付勢され、第１ピストン２４が内側筒状部３０の端部に当接した状態となっている。
【０１１１】
一方、図１３に示す状態においては、バネブレーキ制御電磁弁１０４の制御に基づいて、第２空気供給源１０２からバネブレーキ制御電磁弁１０４及び第２ポート４４を介して圧縮空気が第２圧力室２５に供給される。このため、第２圧力室２５に供給された圧縮空気の作用による付勢力によって第２ピストン２７が第２バネ２６の付勢力に抗して反ブレーキ方向に移動した状態となっている。この状態では、ナット部材５３の凹凸歯５５ａとスリーブ部材５４の凹凸歯５５ｂとは噛み合っておらず、空隙が形成された状態になっている。
【０１１２】
図１５は、常用ブレーキ手段１１及びバネブレーキ手段１２がいずれも緩め状態にある図１３に示す状態から、常用ブレーキ手段１１を作動させた状態を示すブレーキシリンダ装置２の断面図である。常用ブレーキ制御装置１０３の制御に基づいて第１空気供給源１０１から圧縮空気が第１ポート４３を介して第１圧力室２２に供給されることで常用ブレーキ手段１１が作動する。このとき、第１圧力室２２に供給された圧縮空気の作用による付勢力によって第１ピストン２４が第１バネ２３の付勢力に抗してブレーキ方向（図中矢印Ａ方向）に移動する。これにより、第１ピストン２４とともに楔体６５がブレーキ方向に移動し、第１実施形態と同様に、制輪子が車輪の踏面に押し付けられることになり、制動力が発生する。また、このとき、第１ピストン２４とともにスピンドル１５もブレーキ方向に移動するが、スピンドル１５に設けられたネジ３２にはナット部材５３が螺合している。しかし、スピンドル１５が第１ピストン２４とともにブレーキ方向に移動するときは、ナット部材５３がクラッチ箱４８に対して軸受５６で回転自在に支持されているため
、スピンドル１５のブレーキ方向への移動とともにクラッチ箱４８に支持されたままナット部材５３が回転する。これにより、スピンドル１５のみがブレーキ方向に移動することになる。
【０１１３】
図１６は、バネブレーキ手段１２を作動させた初期の状態を示すバネブレーキシリンダ２の断面図である。バネブレーキ手段１２を作動させる場合は、例えば、常用ブレーキ手段１１を作動させて（図１５参照）完全に鉄道車両を停止させた状態で駐車ブレーキ等として使用されるためにバネブレーキ手段１２が作動することになる。バネブレーキ手段１２は、バネブレーキ制御電磁弁１０４の制御に基づいて、第２圧力室２５から第２ポート４４及びバネブレーキ制御電磁弁１０４を介して圧縮空気が排出されることで作動する。
【０１１４】
第２圧力室２５内に供給されていた圧縮空気が第２ポート４４及びバネブレーキ制御電磁弁１０４を介して排出されると、第２バネ２６の付勢力によって第２ピストン２７がブレーキ方向（図１６中矢印Ａ方向）に移動を開始する。このとき、第２ピストン２７に固定されたカバー部３１にスラスト軸受５７を介して支持されたスリーブ部材５４が第２ピストン２７とともにスピンドル１５に対してブレーキ方向に移動し始めることになる。尚、このとき、スリーブ部材５４は、クラッチ箱４８に対し、摺動溝５４ａと摺動突起部４８ａとの摺動動作を介して、ブレーキ方向に移動することになる。そして、このように第２ピストン２７がスリーブ部材５４とともにスピンドル１５に対して移動し始めると、スリーブ部材５４がナット部材５３に当接することになる。即ち、図１６に示すように、噛み合い手段５５は、ナット部材５３の凹凸歯５５ａの先端部分とスリーブ部材５４の凹凸歯５５ｂの先端部分とが当接した状態となり、ナット部材５３の回転が一旦停止する。
【０１１５】
このとき、スピンドル１５は、第１実施形態と同様に、回転付勢バネ２０によって、ピン部材１９を介してナット部材５３をスピンドル１５に深く螺合させる回転方向とは逆の回転方向に付勢されている。このため、図１６に示すように凹凸歯５５ａ及び凹凸歯５５ｂの先端部分同士が当接した状態では、第１実施形態と同様に、スピンドル１５は、ピン部材１９の両端部が保持ケース１８の内壁の段部１８ｃに係合した状態で、その位置が保持されている（図９（ａ）参照）。
【０１１６】
図１７は、バネブレーキ手段１２が十分に作動した状態を示すバネブレーキシリンダ２の断面図である。凹凸歯５５ａ及び凹凸歯５５ｂの先端部分同士が当接して図１６に示す状態でナット部材５３の回転が停止しても、第２バネ２６の付勢力が第２ピストン２７、カバー部３１、スリーブ部材５４及びナット部材５３を介してスピンドル１５のネジ３２に作用する。このとき、第１実施形態と同様に、スピンドル１５は、回転付勢バネ２０の付勢力でピン部材１９が段部１８ｃに当接した位置に保持されている（図９（ａ）参照）。このため、回転付勢バネ２０の付勢力（バネ力）に対抗する回転方向の回転力がスピンドル１５に作用すると、スピンドル１５はその回転方向に回転することが可能な状態となっている。そして、上述のように第２バネ２６の付勢力がナット部材５３とネジ３２との噛み合いを介してスピンドル１５に作用すると、スピンドル１５は、ピン部材１９に作用する回転付勢バネ２０のバネ力に抗してナット部材５３をスピンドル１５に深く螺合させる回転方向に回転することになる。これにより、ナット部材５３がスピンドル１５に深く螺合するように僅かに回転し、第２ピストン２７とともにスリーブ部材５４がブレーキ方向に少し移動する。そして、凹凸歯５５ａに対する凹凸歯５５ｂの当接位置が、先端部分同士で当接した位置から少しずれ、凹凸歯５５ａ及び凹凸歯５５ｂがより奥まで深く噛み合う位置に調整されることになる。尚、スピンドル１５は、第１実施形態と同様に、ピン部材１９の両端部が保持ケース１８の内壁の突出壁部１８ｄに当接するまで回転可能となり、スピンドル１５の回転可能角度が規制されることになる（図９（ｂ）参照）。
【０１１７】
凹凸歯５５ａ及び凹凸歯５５ｂが深く噛み合い、図１７に示すように噛み合い手段５５
が十分に噛み合った状態となると、クラッチ箱４８のラッチ刃３９とロックレバー４０の刃先４１とが係合していることにより、ナット部材５３の回転が止められることになる。即ち、刃先４１とラッチ刃３９との係合によってクラッチ箱４８の回転が規制され、摺動突起部４８ａと摺動溝５４ａとの係合でスリーブ部材５４の回転が規制され、噛み合い手段５５の噛み合いによってナット部材５３の回転が止められることになる。
【０１１８】
噛み合い手段５５が上述のように噛み合うことで、クラッチ機構４７は非連結状態から連結状態に移行することになる。そして、図１７に示す連結状態では、ナット部材５３の回転が止められているため、第２ピストン２７が第２バネ２６の付勢力によってブレーキ方向に移動した状態でスリーブ部材５４及びナット部材５３を介してスピンドル１５を付勢し、スピンドル１５、第１ピストン２４及び楔体６５がブレーキ方向に移動したままの状態に保たれることになる。即ち、バネブレーキ手段１２が作動してバネブレーキ力が作用した状態に保たれることになる。
【０１１９】
図１８は、図１７に示す状態から第１圧力室２２の圧縮空気が徐々に抜けて第１圧力室２２内の空気圧が低下し、第１圧力室２２の作用による第１ピストン２４の付勢力が弱まった状態を示すバネブレーキシリンダ装置２の断面図である。第１圧力室２２内の空気圧が低下した状態において、車輪の踏面に押し付けられている制輪子側からのスプリングバックの反力が楔体６５、第１ピストン２４及びスピンドル１５に対して反ブレーキ方向に作用すると、ナット部材５３及びクラッチ箱４８がスピンドル１５とともにスリーブ部材５４に向かって押し付けられることになる。これにより、図１８に示すように、ナット部材５３の凹凸歯５５ａとスリーブ部材５４の凹凸歯５５ｂとが互いに深く噛み合う方向に押し付けられ、噛み合い手段５５が外れてしまうことが防止されることになる。
【０１２０】
図１９は、図１８におけるクラッチ箱４８の一部の断面とその近傍とを拡大して示す拡大断面図である。図１７に示す状態においては、係合部材５０が第１係合部５８及び第２係合部５９の両方に当接した状態で、クラッチ箱用バネ５２のバネ力と、このクラッチ箱用バネ５２よりもバネ力が大きく係合部材５０を介して作用する係合用バネ５１のバネ力とが、クラッチ箱４８に作用している。この状態から図１８及び図１９に示すように第１圧力室２２内の空気圧が低下して制輪子側からのスプリングバックの反力が第１ピストン２４を介してスピンドル１５に作用すると、スピンドル１５とともにナット部材５３がスリーブ部材５４に深く噛み合う方向に押し付けられることになる。このとき、ナット部材５３とともにクラッチ箱４８も同じ方向に押圧され、係合部材５０は、第１係合部５８との係合が解除され、第２係合部５９とのみ係合した状態となる。そして、クラッチ箱４８は、カバー部３１に向かって（反ブレーキ方向に）相対移動し、クラッチ箱４８の反ブレーキ方向の端部４８ｃがカバー部３１に対して当接することになる。これにより、クラッチ箱４８の第２ピストン２７に対する移動が規制され、これに伴い、スリーブ部材５４のクラッチ箱４８に対する変位量も規制されることになる。そして、スリーブ部材５４がナット部材５３に対して必要以上に深く噛み込んでしまうことが防止される。
【０１２１】
尚、例えば、空気圧縮機を作動させることまでせずに鉄道車両の駐車位置を牽引車で少し移動させたい場合や鉄道車両に電源が供給されていない場合で鉄道車両を牽引車で移動させる場合など、バネブレーキ力を開放したい場合には、ロックレバー４０を操作することにより手動でバネブレーキ力を解放することができる。この場合、図１８に示すようにバネブレーキ手段１２が作動している状態から、手動操作によってロックレバー４０がシリンダ本体１３の外側に向かって引き上げられると、クラッチ箱４８のラッチ刃３９からロックレバー４０の刃先４１が外れる。そして、ナット部材５３とスリーブ部材５４との間の噛み合い手段５５が噛み合い状態を保ったまま、クラッチ箱４８、スリーブ部材５４及びナット部材５３が回転可能となり、クラッチ機構４７及びクラッチ箱４８の全体が空回りをすることになる。これにより、図２０のブレーキシリンダ装置２の断面図に示すよ
うに、第１ピストン２４及び第２ピストン２７の両方は第１バネ２３及び第２バネ２６の付勢力により互いにストロークエンドまで移動でき、スピンドル１５、第１ピストン２４及び楔体６５が反ブレーキ方向に移動することになる。このように、ロックレバー４０を操作することで、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力を手動で解放して、鉄道車両などを移動させることができる。
【０１２２】
尚、ユニットブレーキ１１０におけるブレーキシリンダ装置２以外の部分については、第１実施形態のユニットブレーキ１００におけるブレーキシリンダ装置１以外の部分と同様に作動するため、作動についての説明を省略する。
【０１２３】
以上説明したように、ユニットブレーキ１１０によると、クラッチ機構４７は、第２圧力室２５から圧縮空気が排出される際には、スリーブ部材５４とナット部材５３とが噛み合い、バネブレーキ手段１２からの付勢力を第１ピストン２４に伝達するスピンドル１５と第２ピストン２７とを連結する連結状態となる。一方、第２圧力室２５に圧縮空気が供給されている状態では、クラッチ機構４７は、スリーブ部材５４とナット部材５３とが離間し、スピンドル１５と第２ピストン２７との連結を解除している非連結状態となる。このため、クラッチ機構４７により、バネブレーキ手段１２と常用ブレーキ手段１１との連結動作の切換がバネブレーキ手段１２の作動に応じて行われ、バネブレーキ手段１２の付勢力の伝達又は遮断が切り替えられる。
【０１２４】
そして、ユニットブレーキ１１０によると、スピンドル１５の周囲でナット部材５３に対向するスリーブ部材５４が、ナット部材５３に対して反ブレーキ方向に配置されており、クラッチ機構４７が連結状態に移行する際には、第２ピストン２７とともにスリーブ部材５４が移動してナット部材５３と噛み合う。そして、スピンドル１５に螺合して回転可能に支持されたナット部材５３は、反ブレーキ方向に移動可能に支持されている。このため、常用ブレーキ手段１１の第１圧力室２２の圧縮空気が徐々に抜けて第１圧力室２２の作用による第１ピストン２４の付勢力が弱まって、制輪子側からのスプリングバックの反力によって第１ピストン２４が反ブレーキ方向に押されると、ナット部材５３がスリーブ部材５４に深く噛み合う方向に押し付けられることになる。これにより、第１圧力室２２の圧縮空気が抜けて制輪子側からのスプリングバックの反力が作用しても、クラッチ機構４７におけるナット部材５３とスリーブ部材５４との噛み合い部分（噛み合い手段５５）が外れてしまうことが防止される。このため、駐車ブレーキ等として使用されているバネブレーキ手段１２のブレーキ力が意図せず緩解してしまうことが防止される。
【０１２５】
従って、ユニットブレーキ１１０によると、バネブレーキ手段１２の付勢力の伝達又は遮断を切り替えるクラッチ機構４７が設けられたユニットブレーキ１１０において、クラッチ機構４７の噛み合い部分が外れてバネブレーキ手段１２によるブレーキ力が意図せず緩解してしまうことを防止することができる。
【０１２６】
尚、ユニットブレーキ１１０の発明としての実施と同様に、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。即ち、第１圧力室２２と第１バネ２３とが対向して作用する第１ピストン２４を有し、第１圧力室２２に圧力流体が供給されることで第１バネ２３の付勢力に抗して第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１１と、第２圧力室２５と第２バネ２６とが対向して作用する第２ピストン２７を有し、第２圧力室２５に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第２バネ２６の付勢力により第２ピストン２７がブレーキ方向に移動するバネブレーキ手段１２と、を備え、常用ブレーキ手段１１及びバネブレーキ手段１２の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置２であって、第１ピストン２４に対して軸線方向を中心として回転可能に連結され、第２ピストン２７を貫通するとともにバネブレーキ手段１２からの付勢力を第１ピストン２４に伝達するスピンドル１５と、スピンド
ル１５に螺合して回転可能に支持されるとともにブレーキ方向とは反対方向である反ブレーキ方向に向かって移動可能に支持される第２ナット部材５３、及び、第２ナット部材５３に対して反ブレーキ方向に配置されてスピンドル１５の周囲で第２ナット部材５３に対向するスリーブ部材５４、を有する第２クラッチ機構４７と、を更に備え、第２クラッチ機構４７は、第２圧力室２５に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第２バネ２６の付勢力により第２ピストン２７とともにスリーブ部材５４がスピンドル１５に対して移動して第２ナット部材５３と噛み合ってスピンドル１５と第２ピストン２７とを連結する連結状態とし、第２圧力室２５に圧力流体が供給されている状態ではスリーブ部材５４が第２ナット部材５３から離間してスピンドル１５と第２ピストン２７との連結を解除している非連結状態とすることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１２７】
また、ユニットブレーキ１１０によると、ブレーキシリンダ装置２には、内側でスリーブ部材５４を摺動可能に支持するとともにナット部材５３を回転自在に支持する筒状のクラッチ箱４８が設けられている。そして、バネブレーキ手段１２が作動した状態で、クラッチ箱４８がシリンダ本体１３に対してナット部材５３とともに反ブレーキ方向に摺動可能に保持されている。このため、制輪子側からのスプリングバックによる反力によって第１ピストン２４が反ブレーキ方向に押されるスプリングバック量が大きく発生した場合であっても、ナット部材５３はクラッチ箱４８とともに反ブレーキ方向に移動でき、スリーブ部材５４と深く噛み合う方向に押し付けられることになる。これにより、制輪子側からのスプリングバック量が大きく発生した場合であっても、ナット部材５３とスリーブ部材５４との噛み合い状態を維持することができる。
【０１２８】
尚、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置２の発明において、筒状に形成されてスリーブ部材５４を第２ピストン２７の移動方向に沿って内側で摺動可能に支持するとともに、第２ナット部材５３を内側で回転自在に支持するクラッチ箱４８を更に備え、クラッチ箱４８は、第２圧力室２５が内部に区画されるシリンダ本体１３に対して、バネブレーキ手段１２が作動した状態で第２ナット部材５３とともに反ブレーキ方向に摺動可能に保持されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１２９】
また、ユニットブレーキ１１０によると、クラッチ箱４８の内壁には、スリーブ部材５４に対してブレーキ方向に配置された内側フランジ部４８ｂが設けられ、この内側フランジ部４８ｂにナット部材５３が回転自在に支持される。このため、クラッチ箱４８に内側フランジ部４８ｂを設けることにより、ブレーキ方向に移動するスリーブ部材５４に対抗して噛み合うように配置されるナット部材５３を回転自在に支持する機構を簡素な構成で実現することができる。
【０１３０】
尚、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置２の発明において、クラッチ箱４８の内壁には、内側に向かってフランジ状に突出するとともにスリーブ部材５４に対してブレーキ方向に配置される内側フランジ部４８ｂが設けられ、内側フランジ部４８ｂに対して第２ナット部材５３が回転自在に支持されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１３１】
また、ユニットブレーキ１１０によると、ナット部材５３を支持する内側フランジ部４８ｂとスリーブ部材５４との間にそれらの一方に対して他方を離間させるよう付勢する離間用バネ４９が設けられている。このため、内側フランジ部４８ｂとスリーブ部材５４との間にバネ４９を配置することにより、クラッチ機構４７の非連結状態においてスリーブ
部材５４とナット部材５３とを離間させておく機構を簡素な構成で実現することができる。
【０１３２】
尚、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置２の発明において、スリーブ部材５４と内側フランジ部４８ｂとの間に配置されるとともに、スリーブ部材５４及び内側フランジ部４８ｂの一方に対して他方を離間させる方向に付勢する離間用バネ４９を更に備えていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１３３】
また、ユニットブレーキ１１０によると、クラッチ箱４８の反ブレーキ方向の端部４８ｃが、カバー部３１に当接することでクラッチ箱４８の第２ピストン２７に対する移動可能量を規制するクラッチ箱移動規制部として設けられている。そして、その移動可能量がスリーブ部材５４のクラッチ箱４８に対する相対変位可能量よりも短くなるように設定されている。このため、クラッチ機構４７の連結状態において制輪子側からのスプリングバックによる反力が作用する際、カバー部３１への当接でクラッチ箱４８の第２ピストン２７に対する移動が規制され、これに伴い、スリーブ部材５４のクラッチ箱４８に対する変位量も規制されることになる。これにより、スリーブ部材５４がナット部材５３に対して必要以上に深く噛み込んでしまい、噛み合い部分に損傷が発生してしまうことを防止することができる。
【０１３４】
尚、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置２の発明において、クラッチ箱４８の反ブレーキ方向における端部４８ｃは、第２ピストン２７に固定されてスピンドル１５の反ブレーキ方向における端部を覆うカバー部３１に対して当接することで、クラッチ箱４８の第２ピストン２７に対する反ブレーキ方向における相対的な移動可能量を規制するクラッチ箱移動規制部として設けられ、前記移動可能量は、スリーブ部材５４がクラッチ箱４８に対して相対変位可能な相対変位可能量よりも短くなるように設定されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１３５】
また、ユニットブレーキ１１０によると、シリンダ本体１３の摺動保持部の内壁部分及びクラッチ箱４８の外壁部分には、段状に凹む第１及び第２係合部（５８、５９）がそれぞれ設けられ、これらの係合部（５８、５９）に係合可能に配置された係合部材５０が、カバー部３１に対して係合用バネ５１によって係合方向に付勢される。そして、係合用バネ５１よりもバネ力が小さく設定されたクラッチ箱用バネ５２がシリンダ本体１３に対してクラッチ箱４８を係合用バネ５１と反対方向に付勢する。このため、第１及び第２係合部（５８、５９）、係合部材５０、係合用バネ５１、クラッチ箱用バネ５２を設けることにより、クラッチ箱４８をシリンダ本体１３及び第２ピストン２７に対して可動な状態で保持する機構を簡素な構成で実現することができる。従って、制輪子側からのスプリングバック量が大きく発生した場合であってもナット部材５３をクラッチ箱４８ごと移動させてナット部材５３とスリーブ部材５４との噛み合い状態を維持する機構を簡素な構成で実現することができる。尚、係合用バネ５１はクラッチ箱用バネ５２よりもバネ力が大きくなるよう設定されているため、クラッチ機構４７が非連結状態のときはナット部材５３とスリーブ部材５４とが離間した状態に維持されることになる。
【０１３６】
尚、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置２の発明において、シリンダ本体１３におけるクラッチ箱４８を摺動可能に保持する摺動保持部の内壁部分に設けられて第２ピストン２７に対向して段状に凹むように形成された第１係合部５８と、クラッチ箱４
８の外壁部分に設けられて第２ピストン２７に対向して段状に凹むように形成された第２係合部５９と、第１係合部５８及び第２係合部５９に係合可能に配置される係合部材５０と、第２ピストン２７に固定されてスピンドル１５の反ブレーキ方向における端部を覆うカバー部３１と係合部材５０との間に配置され、係合部材５０を第１係合部５８及び第２係合部５９に係合させる方向に向かって付勢する係合用バネ５１と、シリンダ本体１３に対してクラッチ箱４８を係合用バネ５１と反対方向に向かって付勢するクラッチ箱用バネ５２と、を更に備え、係合用バネ５１はクラッチ箱用バネ５２よりもバネ力が大きくなるように設定されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１３７】
また、ユニットブレーキ１１０によると、スリーブ部材５４をスピンドル１５の軸線方向のみ摺動可能に支持するクラッチ箱４８は、シリンダ本体１３に対して回転可能に保持され、そのブレーキ方向の端部においてナット部材５３よりも突出した延長部分４８ｄが設けられる。そして、ロックレバー４０の他方の端部が延長部分４８ｄに係合していることで、クラッチ箱４８のシリンダ本体１３に対する回転が規制される。このため、クラッチ機構４７の連結状態においては、ナット部材５３に噛み合ったスリーブ部材５４及びクラッチ箱４８の回転が規制され、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力が維持される。一方、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力を手動で解放することが必要な場合には、ロックレバー４０の一方の端部の引っ張り操作が行われる。これにより、ロックレバー４０と延長部分４８ｄとの係合が解除され、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力が解放されることになる。また、一般的に、車両用のユニットブレーキにおいては、ブレーキシリンダ装置のシリンダ本体の側方から突出した位置に、バネブレーキ手段のバネブレーキ力を解放操作するためのレバーが設けられる。これに対し、ユニットブレーキ１１０によると、ロックレバー４０が、スピンドル１５に螺合するナット部材５３よりもブレーキ方向に突出したクラッチ箱４８の延長部分４８ｄに対して係合する位置に設けられている。このため、一般的なユニットブレーキと同様に、ブレーキシリンダ装置２のシリンダ本体１３の側方から突出する位置にロックレバー４０を配置することができる。従って、既存の車両に対してユニットブレーキ１１０を設置した場合であっても、バネブレーキ力を解放するための操作に関して、同様の操作性を維持することができる。
【０１３８】
尚、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置２の発明において、シリンダ本体１３から突出して配置された一方の端部が引っ張り操作されることで、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力を解放可能なロックレバー４０を更に備え、スリーブ部材５４は、クラッチ箱４８に対して、スピンドル１５の軸線方向を中心とする回転方向の変位が規制された状態で、当該軸線方向と平行に摺動可能に支持され、クラッチ箱４８は、シリンダ本体１３に対してスピンドル１５の軸線方向を中心として回転可能に保持されるとともに、ブレーキ方向における端部には第２ナット部材５３よりもブレーキ方向に突出するように延長された延長部分４８ｄが設けられ、ロックレバー４０の他方の端部がクラッチ箱４８に延長部分４８ｄにおいて係合することでクラッチ箱４８のシリンダ本体１３に対する回転方向の変位が規制され、ロックレバー４０の一方の端部が引っ張り操作されることでロックレバー４０と延長部分４８ｄとの係合が解除されることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１３９】
また、ユニットブレーキ１１０によると、シリンダ本体１３の内部において、クラッチ箱４８のブレーキ方向の端部が更にブレーキ方向に突出して移動可能な空間領域６０が形成されている。このため、クラッチ箱４８がシリンダ本体１３と当接してしまうことで第２ピストン２７のブレーキ方向の移動ストローク量が規制されてしまうことを防止できる。これにより、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力を第２ピストン２７の移動ストローク量によらずに確実に伝達することができる。
【０１４０】
尚、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置２の発明において、シリンダ本体１３の内部には、クラッチ箱４８のブレーキ方向における端部の更にブレーキ方向において空間領域６０が形成され、クラッチ箱４８は、シリンダ本体１３に対して、ブレーキ方向に向かって空間領域６０に突出して移動可能なように摺動可能に保持されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１４１】
また、ユニットブレーキ１１０によると、スピンドル１５が第１ピストン２４に対して回転可能に連結され、第１ピストン２４に対するスピンドル１５の回転可能角度を規制するとともにナット部材５３をスピンドル１５に対して深く螺合させるスピンドル１５の回転方向と逆の回転方向にスピンドル１５を付勢した状態で保持するスピンドル保持手段１６が設けられている。このため、クラッチ機構４７が連結状態に移行する際に第２ピストン２７とともにスピンドル１５に対して移動したスリーブ部材５４が第２ナット部材５３に先端部分同士で当接したときには、スピンドル１５は、スピンドル保持手段１６によってナット部材５３を深く螺合させる回転方向に向かって所定の角度の範囲まで回転可能な状態で保持されている。そして、スリーブ部材５４の先端部分がナット部材５３に当接した状態で更に第２バネ２６の付勢力が第２ピストン２７に作用すると、スピンドル１５が、スリーブ部材５４及びナット部材５３を介して作用するこの付勢力により、上記の所定の角度の範囲で更にナット部材５３をスピンドル１５へ深く螺合させる回転方向に回転することになる。これにより、ナット部材５３が僅かに回転し、スリーブ部材５４とナット部材５３との歯同士がより奥まで深く噛み合うように、スリーブ部材５４が第２ピストン２７とともにスピンドル１５に対して移動し、スピンドル１５と第２ピストン２７とが確実に連結されることになる。この結果、バネブレーキ手段１２によるブレーキ力が十分に伝達された状態が維持されることになる。そして、常用ブレーキ手段１１の第１圧力室２２の圧縮空気が徐々に抜けて第１圧力室２２の作用による第１ピストン２４の付勢力が弱まって、制輪子側からの反力によって第１ピストン２４がブレーキ方向とは反対方向に押されても、クラッチ機構４７の噛み合い部分（噛み合い手段５５）が外れてしまうことが更に防止される。
【０１４２】
尚、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同様の効果を奏することができる。即ち、前述したブレーキシリンダ装置２の発明において、第１ピストン２４に対するスピンドル１５の回転可能角度を規制するとともに、第２ナット部材５３をスピンドル１５に対して深く螺合させる当該スピンドル１５の回転方向と逆の回転方向にスピンドル１５を付勢した状態で第１ピストン２４に対してスピンドル１５を保持する第２スピンドル保持手段１６を更に備えていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置２の発明としての実施についても、上記と同じ効果を奏することができる。
【０１４３】
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。
【０１４４】
第１及び第２実施形態では、常用ブレーキ手段を作動させてから、バネブレーキ手段を作動させる形態のものを例にとって説明したが、これに限られず、駐車時には、常用ブレーキ手段を作動させること無く、バネブレーキ手段のみを作動させるものであっても良い。この場合、制輪子が車輪に当接するように、バネブレーキ手段のストロークを設定すればよい。
【０１４５】
更に、第１及び第２実施形態では、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。
【０１４６】
また、第１及び第２実施形態では、保持ケースとピン部材と回転付勢バネとを備えるスピンドル保持手段を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、他の形態のスピンドル保持手段であってもよい。即ち、スピンドル保持手段は、第１ピストンに対するスピンドルの回転可能角度を規制するとともに、ナット部材をスピンドルに対して深く螺合させるスピンドルの回転方向と逆の回転方向にスピンドルを付勢した状態で第１ピストンに対してスピンドルを保持する構成を備えるものであればよい。
【０１４７】
また、第１及び第２実施形態では、ブレーキシリンダ装置が第１ピストンの移動方向と車輪の車軸とが平行になるように配置されているユニットブレーキを例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、第１ピストンの移動方向と車輪の車軸とが平行でない状態でブレーキシリンダ装置が配置されているものであってもよい。
【０１４８】
また、クラッチ箱の形状や位置については、第２実施形態で例示したものに限らず、種々変更して実施してもよい。また、第１係合部、第２係合部、係合部材、係合用バネ、クラッチ箱用バネの形状や位置についても、第２実施形態で例示したものに限らず、種々変更して実施してもよい。
【０１４９】
また、ブレーキシリンダ装置においてロックレバーが取り付けられる位置については、種々変更して実施してもよい。図２１は、第２実施形態のブレーキシリンダ装置２において、ロックレバー４０の取り付け位置を変更した変形例を示す一部拡大断面図であって、カバー部３１の反ブレーキ方向における端部とその近傍とを拡大して示した図である。図２１の変形例に示すように、ロックレバー４０の一方の端部がカバー部３１の反ブレーキ方向における端部から突出して配置され、このロックレバー４０の一方の端部が引っ張り操作されることで、バネブレーキ手段１２のバネブレーキ力を解放可能に構成されているものであってもよい。この変形例においては、図２１に例示するように、スリーブ部材５４の反ブレーキ方向における端部には、スピンドル１５の軸線方向を中心とする周方向に亘って配置されるとともに半径方向に沿って放射状に形成されたラッチ刃３９が形成されている。そして、ロックレバー４０の他方の端部の先端には、ラッチ刃３９に向かってバネ４６により付勢される刃先４１が設けられている。このラッチ刃３９と刃先４１とは、第２実施形態と同様に、スリーブ部材５４に噛み合ったナット部材５３について、スピンドル１５を反ブレーキ方向に移動させる回転を止め、スピンドル１５をブレーキ方向に移動させる回転を許容するワンウェイクラッチを構成している。このように、ロックレバー４０の取り付け位置については、変更して実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明は、常用ブレーキ手段及び駐車ブレーキなどに使われるバネブレーキ手段の両方が作動可能なブレーキシリンダ装置を備え、車両の車輪の回転を制動するユニットブレーキに対して広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１                    ブレーキシリンダ装置
１１                  常用ブレーキ手段
１２                  バネブレーキ手段
１４                  クラッチ機構
１５                  スピンドル
１６                  スピンドル保持手段
２２                  第１圧力室
２３                  第１バネ
２４                  第１ピストン
２５                  第２圧力室
２６                  第２バネ
２７                  第２ピストン
３３                  ナット部材
１００                ユニットブレーキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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