(57)【要約】【課題】踏面両抱き式ブレーキ装置において、雪の塊等の外乱に対し堅牢とし、良好な操作性を確保した調整ナット回り止め構造を提供する。【解決手段】踏面両抱き式ブレーキ装置のブレーキ引き棒に移動可能に設置される調整ナット１４には、カバー１３に設けられたピン１６が嵌入可能な複数の穴１５が形成されている。ピン１６は戻しバネ１７の付勢力で穴１５に嵌入するキー連結機構とされているので、雪の塊等の衝突による外乱や衝撃力に対して堅牢な構造であって容易に外れることがなくなるとともに、調整ナット１４を拘束して回り止めを確実にする。また、ブレーキ間隙の調整作業時には、操作レバー１８を引いて戻しバネ１７を圧縮することで、ピン１６の穴１５との係合を外し、カバー１３を調整ナット１４の周りから取り除くことで、調整操作性を確保することができる。【選択図】図４
2010223248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の踏面に車両前後両側からそれぞれ適用される制輪子と、当該両制輪子を連結し且つ前記両制輪子を前記踏面に押し付ける作動をするブレーキ引き棒と、当該ブレーキ引き棒に組み合わされて前記車輪の踏面と前記制輪子の間のブレーキ間隙を調整する調整ナットと、当該調整ナットのための回り止めとを備え、
前記回り止めは、前記調整ナットを回転規制した状態で覆うカバーと、前記カバー及び前記調整ナットに解除可能に連結する連結機構とを有することを特徴とする鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置。
【請求項２】
請求項１記載の鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置において、
前記連結機構は、前記調整ナットに設けられている被係合部に係合する係合状態から離脱可能に前記カバーに移動可能に支持された係合部材を備えており、
前記係合部材は、前記被係合部に対して前記係合状態にあるときに、前記カバーと前記調整ナットとを連結して、前記調整ナットの回り止めと前記カバーの前記調整ナットからの外れを防止することを特徴とする鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置。
【請求項３】
請求項２記載の鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置において、
前記調整ナットの前記被係合部は、前記調整ナットの周方向複数の位置に形成されており前記係合部材が嵌入可能な切欠き、穴又はキー溝によって構成されており、
前記係合部材は、前記調整ナットの調整量に応じて、前記複数の位置に形成されている前記被係合部のいずれか一つに嵌入することを特徴とする鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置において、
前記係合部材は戻りバネによって前記調整ナットに前記被係合部に係合する方向に付勢されており、前記係合部材を前記戻りバネの付勢力に抗して移動させることで、前記係合部材の前記調整ナットとの連結を解除可能であることを特徴とする鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置。
【請求項５】
請求項４記載の鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置において、
前記カバーは、前記調整ナットの周部に係合して前記調整ナットの回転を規制する回り止め機能を有しており、
前記係合部材は、前記カバーの外側から前記カバーを貫通して前記調整ナットに形成された前記被係合部に係合されるピンであり、
前記戻りバネは、前記カバーと前記ピンとの間に配置されて前記ピンを前記被係合部に向かう戻り方向に付勢していること
を特徴とする鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両に適用されている踏面両抱き形ブレーキ装置であって、豪雪地帯や寒冷地を走行する場合に線路上の雪塊、氷塊との衝突による外乱や雪害を緩和することができる踏面両抱き型ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両に用いられるブレーキ装置としては、モータ等を搭載した動力車両に適用されており発電やコンバータ等を利用する電気式ブレーキ装置のほかに、機械的な摩擦式ブレーキ装置として、片押し式ブレーキ、ディスクブレーキ等がある。片押し式ブレーキは、車輪の踏面に１つの制輪子を押し付ける方式のブレーキ装置である。
【０００３】
ディスクブレーキは、特殊鋳鉄製の円盤からなるディスクの両側を、合成樹脂や焼結合金製の制輪子で挟むことによって制動する方式である。ディスクブレーキは、例えば車輪踏面が鏡面化したときに粘着性が悪化する、または、凍結により踏面の一部が剥離するといった不具合があり、極寒条件下で使用する鉄道車両用ブレーキ装置としては問題がある。一方、片押し式ブレーキは、車輪に対して均一な制動力が得にくく、車輪の踏面の汚れや濡れ具合等の影響を受けやすいという難点がある。
【０００４】
このような技術的事情により、現在の鉄道車両では、車輪踏面の清掃と粘着力向上特性に優れて、性能の安定している踏面両抱型ブレーキ装置が最も広く用いられている。両抱式踏面ブレーキ装置は、車輪の前後、即ち、径方向の両側から抱くように配設された二つの制輪子が当該車輪の踏面に押し付けられて車両に制動を与える方式のブレーキ装置である（特許文献１参照）。図７に示されているように、踏面両抱型ブレーキ装置１０１は、その基本的構造として、車輪１０２の踏面を挟んで前後両側に配設された「く」の字状のリンクアーム１０７，１０８と、リンクアーム１０７，１０８の屈曲部にそれぞれ別個に取り付けられた制輪子１０３，１０４とを備えている。制輪子１０３，１０４は、鋳鉄等からなるブレーキパッドである。リンクアーム１０７，１０８と制輪子１０３，１０４間には、車輪１０２の踏面とブレーキパッドの摩擦面との間の隙間を調整するスラックアジャスタ（自動隙間調整機構）１０５が介装されている。スラックアジャスタ１０５の調整作用によって、制輪子１０３，１０４の磨滅分をラチェットによって吸収して、車輪１０２の踏面と制輪子１０３，１０４の摩擦面との間の間隔を一定に保つことができる。
【０００５】
両リンクアーム１０７，１０８は、連結ロッド１０９により連結されている。また、リンクアーム１０８は、水平てこ１１０を介してブレーキシリンダ１１１に連結されている。水平てこ１１０は、支点１１０ａを中心に回動可能である。リンクアーム１０７，１０８、連結ロッド１０９及び水平てこ１１０により、リンク機構が構成される。ブレーキシリンダ１１１の内部には、復元バネ１１３が装備されている。復元バネ１１３は、ブレーキシリンダ１１１からの空気抜けの際に、ロッド退避の駆動力として作用する。同ブレーキシリンダ１１１は、管１１７及び三方弁１１６を介して空気源（溜）１１５に接続されている。
【０００６】
ブレーキを作動させると、三方弁１１６が空気源１１５と管１１７とを連通させる位置に切り替わり、圧力空気が空気源１１５から管１１７を経てブレーキシリンダ１１１に送出される。これによりブレーキシリンダ１１１のロッドが図の右方に進出し、水平てこ１１０が図７（ａ）の矢印Ｘ方向に回動する。リンクアーム１０８は図の左方（図７（ａ）の矢印Ｙ方向）に寄せられて、制輪子１０４が車輪１０２に押し付けられる。この動作によってリンクアーム１０８は制輪子１０４との支点を中心として回動し、リンクアーム１０８の下端が図の右方（図７（ａ）の矢印Ｚ方向）に回動する。連結ロッド１０９も矢印Ｚ方向に引かれて移動し、リンクアーム１０７も車輪１０２側（矢印Ｚ方向）に寄せられて制輪子１０３が車輪１０２に押し付けられる。したがって、図７（ｂ）に示すように、車輪１０２の踏面に制輪子１０３，１０４が押し付けられる。
【０００７】
鉄道車両のブレーキ間隙調整のための調整ナットについては、調整後に意図しない回転がされないように回り止めが必要である。また、鉄道車両の走行後にブレーキ間隙が増加した場合には、ブレーキ間隙調整操作を可能にするために調整ナットの回り止め機能を解除できることが必要である。ところで、豪雪地帯や寒冷地を走行する鉄道車両においては、走行線区上に氷塊のある地域で車両を運用した場合、踏面両抱き型ブレーキ装置のスラックアジャスタに用いられている調整ナットの回り止めが、線路上の雪、氷の塊の衝突で外される事象が起きていた。特許文献１に記載の踏面両抱き型ブレーキ装置では、調整ナット部の保持機構に対する信頼性向上についてまでは、述べられていない。調整ナットの回り止めは、自身に組み込まれた、板バネによる摩擦力のみで拘束していたものと推察される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２５５４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、ブレーキ間隙調整ための調整ナットの回り止めを、線路上の雪等の塊が衝突することでは容易に外されない構造にするとともに、調整ナットを操作するときには回り止めを調整ナットから容易に係合離脱可能にする点で解決すべき課題がある。
この発明の目的は、ブレーキ間隙調整ための調整ナットの回り止めについて、線路上の雪や氷の塊の衝突に対する堅牢さと、調整ナットを操作の際の操作性とを両立することができる鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置は、車輪の踏面に車両前後両側からそれぞれ適用される制輪子と、当該両制輪子を連結し且つ前記両制輪子を前記踏面に押し付ける作動をするブレーキ引き棒と、当該ブレーキ引き棒に組み合わされて前記車輪の踏面と前記制輪子の間のブレーキ間隙を調整する調整ナットと、当該調整ナットのための回り止めとを備え、前記回り止めは、前記調整ナットを回転規制した状態で覆うカバーと、前記カバー及び前記調整ナットに解除可能に連結する連結機構とを有することを特徴としている。
【００１１】
この鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置によれば、車輪の踏面と制輪子の間のブレーキ間隙を調整する調整ナットのための回り止めは、調整ナットを回転規制した状態で覆うカバーと、カバー及び調整ナットに解除可能に連結する連結機構とを有しているので、カバーに線路上の雪の塊、氷塊による衝突に起因するような外力が作用しても、カバーは連結機構を介して調整ナットに連結されていることにより、たやすく外れることはない。また、ブレーキ間隙の調整が必要になったときには、連結機構を解除することでカバーは調整ナットから外れるので、調整ナットを操作してのブレーキ間隙の調整が容易になる。
【発明の効果】
【００１２】
この鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置によれば、調整ナットのための回り止めは、線路上の雪の塊、氷塊による衝突を受けても、連結機構によって特定の方向の動きに制限されその他の方向の動きが拘束されているので、容易に外れず、雪害による回り止めの外れを無くすことができ、ブレーキ装置の信頼性を高めることができる。また、間隙調整時には、連結機構を外すことによって調整ナットの回動操作が可能になり、保守作業時の操作性を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置を備えた台車の上面図である。
【図２】図２は本発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置が適用された鉄道車両の台車の一例を示す側面部分図（図１の視Ａ）である。
【図３】図３は本発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置が適用された鉄道車両の台車の一例を示す正面部分図（図１の視Ｂ）である。
【図４】図４は本発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置におけるブレーキ間隙調整機構の要部を示す図である。
【図５】図５は図４に示すブレーキ間隙調整機構の力の作用状態を示す説明図である。
【図６】図６は従来の鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置におけるブレーキ間隙調整機構の要部を示す図である。
【図７】図７は従来の鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して、本発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置が適用される鉄道車両の典型的な台車の上面図である。図２は本発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置が適用された鉄道車両の台車の一例を示す側面部分図（図１の視Ａ）であり、図３は本発明による鉄道車両用踏面両抱き型ブレーキ装置が適用された鉄道車両の台車の一例を示す正面部分図（図１の視Ｂ）である。
台車は、レール方向に沿って隔置される２本の側梁６０，６０を、その中央部において枕木方向に沿って配設される２本の枕梁６１，６１によって接合するとともに、枕梁６１，６１の長手方向の中央部をつなぎ梁６２，６２で接合した略Ｈ型形状の台枠と、車輪８，８を車軸の両端部に備える輪軸とからなる。そして、輪軸はその両端にベアリングが内蔵される軸箱４２を備えており、輪軸はこの軸箱４２を保持する軸箱支持装置を介して側梁６０，６０に固定される。
【００１６】
軸箱４２の近傍の側梁６０，６０の外側の側面には、ブレーキシリンダ１，１が備えられている。ブレーキシリンダ１，１には、側梁６０，６０の長手方向の両端部上面に備えられる水平テコ２，２の一方の端部が接続され、水平テコ２，２の他方の端部には外側ブレーキテコ３，３の上端部が継手（図示なし）を介して接続される。そして、外側ブレーキテコ３の長手方向の中央部には、制輪子頭４１および制輪子ツリ４０の下方の端部が回動可能に支持されている。図示はしないが、制輪子ツリ４０の上方の端部は台車（枕梁６０）の車輪側の側面に回動可能に固定されている。そして、左右（枕木方向）の外側ブレーキテコ３と制輪子頭４１および制輪子ツリ４０との接合部同士は、継手４ｂを介してブレーキテコツナギ棒５１によって連結されている。さらに、外側ブレーキテコ３の長手方向の下端部同士は継手４ａを介してブレーキ横梁５０によって連結されている。ブレーキ横梁５０の両端部には、その長手方向に直交し、レール対して平行な方向に開口部が備えてあり、この開口部に引き棒５の端が差し込まれている。引き棒５の端には外ネジが切ってあり、この外ネジに調整ナット１１を組み込むことによって、引き棒５とブレーキ横梁５０とが係合されている。詳述しないが、鉄道車両構体が台車上に搭載された際には、その長手方向の両側に備えられる枕梁（構体の床面の一部）の両端部は台車の側梁６０，６０の長手方向の中央部に備えられる空気バネ６３によって支持され、枕梁（構体の床面の一部）の中央部に備えられる中心ピンが、台車の枕梁６１，６１とツナギ梁６２，６２によって形成される空間に配置され、リンク装置（図示なし）を介して鉄道車両構体と台車とが連結される。
【００１７】
台車に備わるブレーキシリンダ１にブレーキ制御用圧力がかけられると、外側ブレーキテコ３は、水平テコ２を介して車輪８側へ引き寄せられて、車輪８の踏面に制輪子７が当接される。次に、外側ブレーキテコ３は、車輪８に当接している制輪子７を支点にして、引き棒５を台車外側へ引き出す方向に回動する。そして、引き出された引き棒５は、台車内寄りの内側ブレーキテコ９を車輪側へ引き寄せ、他方の制輪子頭４１に備えられる制輪子７を車輪８へ押し付けることにより、一連のテコ及び引き棒の動き、並びに荷重の伝達によって、車輪の両側で各制輪子が踏面に押し付けられて車輪に制動力を生じさせる踏面両抱き型ブレーキが成立する。なお、車輪８と制輪子７との間に生じる摩擦力に起因して、制輪子頭４１が受ける反力は制輪子ツリ４０を介して、台車（台枠６０）へ伝達される。
【００１８】
車輪８の踏面や制輪子７の摩擦材が摩滅したときでも、有限なブレーキシリンダ１のストローク内で確実なブレーキ動作を確保するために、引き棒５とブレーキ梁５０とを係合する調整ナット１１を引き棒５に加工されたネジ上で移動調整可能とするブレーキ間隙調整機構が用いられている。このブレーキ間隙調整機構における間隙調整操作は、ブレーキ横梁５０の長手方向の端部に組み込まれた調整ナット１１を引き棒５のネジ上を回転させることで得られる。
【００１９】
図６は、踏面両抱き型ブレーキ装置における従来のブレーキ間隙調整機構を車体長手方向から見たときの断面図である。図２に示す引き棒５の周りを回転できる調整ナット１１を回転させ、制輪子７と車輪の隙間を適正に調整した後に、図６に示すように板バネ１２を組み込んだカバー１０を継手４ａの旋回中心で回転させて調整ナット１１に被せることで、当該板バネ１２によって調整ナット１１の両側２面を拘束する。調整ナット１１を挟みつける板バネ１２によって、調整ナット１１の角部に摩擦力に基づく押付け力１２’を作用させ、押付け力１２’よって調整ナット１１が容易に回転しないようにしている。バネ１２とカバー１０とは、押付け力１２’が拘束力として機能して、調整ナット１１の回転を抑止する回り止め６を構成している。
【００２０】
調整ナット１１が回転をしようとするときには、調整ナット１１はその角部がカバー１０に組み込まれているバネ１２を変形させて一定以上の撓みを超える必要がある。したがって、ブレーキ間隙調整機構に作用する外乱の大きさがバネ１２の当該一定以上の撓みを生じさせるような大きさに達しないものである限り、調整ナット１１を拘束するバネ１２によって調整ナット１１の回り止め６が機能している。
【００２１】
鉄道車両が走行路上の雪や氷の塊と衝突を繰り返す線区で走行する場合、塊の衝突によってカバー１０に衝撃として作用する。上記のような調整ナット１１を覆うカバー１０に埋め込まれた板バネ１２によって拘束する回り止め６の構造では、衝撃に対する外れ止めの能力が低いので、雪や氷の塊による衝撃力がバネ１２の押付け力１２’を超えるときには、衝撃に耐え切れずに、カバー１０が外れてしまうが事象が見受けられる。そこで、板バネ１２を強化することによってカバー１０が外れ難くするという対策を講ずることが考えられるが、板バネ１２の剛性については、高くすると調整ナット１１調整時にカバー１０を外し辛くなって調整操作性の低下をもたらすので、引き棒５の調整作業の扱い容易化のためには、高くし過ぎることはできない。即ち、このような対策では、衝突に対する堅牢さと操作性とを両立することができないので、これらの性能が両立できる構造が望まれている。
【００２２】
図４は、本発明による踏面両抱き型ブレーキ装置の一実施例を示す図であり、間隙調整機構に用いられる回り止め構造の一例を車体長手方向から見た断面図である。図４に示すように、調整ナット１４を覆うカバー１３には戻しバネ１７付きのピン１６が設けられている。戻しバネ１７はピン１６の周囲に嵌装されたコイルばねであり、コイルばねの一端部がピン１６の鍔部１６ａに当接し、他端部がカバー１３のブラケット１３ａに当接している。カバー１３は、調整ナット１４を両側から挟み付ける門形の構成を備えており、六角ナット状の調整ナット１４が回転しようとするときに調整ナット１４の角部が当接してカバー１３が門形に広がる変形をさせようとするが、当該変形には過大な力が必要となることから、カバー１３は調整ナット１４を回転規制した状態で覆っている。ピン１６は、調整ナット１４に解除可能に連結する連結機構を構成する係合部材を構成している。
【００２３】
調整ナット１４側には、ピン１６が嵌入することで調整ナット１４と係合可能になる被係合部として複数の穴１５が好ましくは等角度間隔に加工成形されている。穴１５については、調整ナット１４の径方向に延び、引き棒５が通る孔を横切って貫通する孔に形成してもよい。ピン１６は、戻しバネ１７の付勢力により調整ナット１４の側方から調整ナット１４の中心に向かう方向に付勢されている。ピン１６は、カバー１３の門形の側方において、適宜構造のブラケットにより、好ましくはピン１６の両端において摺動自在に、調整ナット１４に向かう方向に進退可能に支持されている。ピン１６と穴１５とは、戻しバネ１７のバネ力でピン１６が穴１５に差し込まれた状態でカバー１３と調整ナット１４とを連結するキー連結機構を構成している。
【００２４】
調整ナット１４は調整量に応じて回動量が異なるが、ピン１６が複数形成されている穴１５の一つに嵌入されて係合状態となることにより、カバー１３が外乱や衝撃力に基づいて上下方向の力が作用しても、ピン１６が剪断キーとして働くことで、カバー１３が動く（継手４ａの周りに回動する）ことを防止している。また、調整ナット１４が引き棒５に対し回転しようとした場合、カバー１３は、その対向する門形の内面で調整ナット１４の２面を拘束するため、調整ナット１４は回動することができない。係合状態にあるピン１６は、調整ナット１４の回転を防止する回り止め機能をも奏する。
【００２５】
ブレーキ間隙を調整するため調整ナット１４を操作する時には、ピン１６の外端部に設けられているディスク状の操作レバー１８を操作し、ピン１６を戻りバネ１７の付勢力に抗して調整ナット１４から離れる方向に移動させる。ピン１６が穴１５に係合している深さ以上に戻しバネ１７を圧縮させることで、ピン１６を係合している穴１５から引き抜いてピン１６と調整ナット１４との連結を解除し、カバー１３を継手４ａの回りにはね上げて調整ナット１４の周りから取り除くことができる。それによって、調整ナット１４はカバー１３からフリーとなり、調整ナット１４を引き棒５の回りに回転させることができる。
【００２６】
回り止めの構造における力の作用の関係を図５に示す。カバー１３を外そうと作用する力１９は、線路上の雪や氷の塊がカバー１３に衝突することにより外乱又は衝撃力として生じる。このとき、調整ナット１４に嵌合するピン１６には剪断抗力２０が発生するが、ピン１６の強度がこの剪断抗力２０に耐えられる範囲の大きさであれば、ピン１６は剪断で折れることはない。同時に、塊がカバー１３に衝突することにより調整ナット１４を回転させるトルクが発生する。カバー１３と調整ナット１４の隙間を狭く設定していることで、調整ナット１４とカバー１３との間に抗力２１，２１’を発生するが、調整ナット１４は回転することはできない。このようにしてカバー１３は、外乱１９に対し位置を保つことができる。
【００２７】
このように回り止め機能を備えるカバー１３に係合用のピン１６、戻しバネ１７及び操作レバー１８を装着し、調整ナット１４側にピン１６と係合可能な穴（キー溝、切欠き等であっても可能）１５を加工することにより、ピン１６の抜け止め機構が設けられる。この抜け止め機構により、制輪子、車輪の摩滅による外側ブレーキテコ３の姿勢変化に拘わらず、カバー１３の固定を行うことができる。また、本発明である踏面両抱き型ブレーキ装置により、雪や氷の塊の衝突に対する堅牢さと操作性とを両立することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１：ブレーキシリンダ                    ２：水平テコ
３：外側ブレーキテコ                    ４ａ，４ｂ：継手
５：引き棒                              ６：調整ナット回り止め
７：制輪子                              ８：車輪
９：内側ブレーキテコ                    １０：カバー
１１：調整ナット
１２：バネ                                １２’：バネ力
１３：カバー                              １３ａ：ブラケット
１４：調整ナット                          １５：勘合用穴（溝）
１６：ピン                                １６ａ：鍔部
１７：戻しバネ                            １８：操作用レバー
１９：カバーへの外乱入力                  ２０：ピンによる剪断抗力
２１，２１’：剪断抗力の分力として発生するカバーとの押し付け力
４０：制輪子ツリ                          ４１：制輪子頭
４２：軸箱
５０：ブレーキ横梁                        ５１：ブレーキテコツナギ棒
【図１】
2010223248.tif 000003
【図２】
2010223248.tif 000004
【図３】
2010223248.tif 000005
【図４】
2010223248.tif 000006
【図５】
2010223248.tif 000007
【図６】
2010223248.tif 000008
【図７】
2010223248.tif 000009