(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両に設けられ、制輪子を駆動するためのユニットブレーキであって、
ケーシングと、
前記ケーシング内に架設された支軸と、
前記支軸が挿通される挿通孔を有する梃子側ボス部が設けられ、ピストンロッドの作動によって前記支軸回りに回動して前記制輪子を駆動するブレーキ梃子と、
前記ケーシングに設けられ、前記支軸が挿通される挿通孔を有する本体側ボス部とを備え、
前記梃子側ボス部が、前記ブレーキ梃子の幅方向よりも長手方向に長い形状に形成されるとともに、前記本体側ボス部もそれに対応して前記ブレーキ梃子の長手方向に長い形状に形成されている鉄道車両用ユニットブレーキ。
【請求項２】
前記本体側ボス部の挿通孔には、前記支軸との間にブッシュが介装され、
前記ブッシュが前記ブレーキ梃子の前記梃子側ボス部と当接し、前記本体側ボス部と前記梃子側ボス部との間に間隙が形成されている請求項１に記載の鉄道車両用ユニットブレーキ。
【請求項３】
鉄道車両に設けられた制輪子を駆動するユニットブレーキを製造する方法であって、
幅方向よりも長手方向に長い形状の梃子側ボス部が設けられたブレーキ梃子を成型するとともに、前記梃子側ボス部に対応して前記ブレーキ梃子の長手方向に長い形状の本体側ボス部が設けられたケーシングを成型し、
その後、前記梃子側ボス部の適所にケーシング内に架設される支軸を挿通するための挿通孔を形成するともに、前記本体側ボス部の適所に前記支軸を挿通するための挿通孔を形成し、
前記支軸を前記両挿通孔に挿通して、前記ケーシング内に架設する鉄道車両用ユニットブレーキの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用ユニットブレーキ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に開示されているように、鉄道車両用のユニットブレーキが知られている。この種のユニットブレーキでは、図６に示すように、ケーシング１００内に配設されたブレーキ梃子１０２が支軸１０４回りに回動可能となっていて、ブレーキ梃子１０２の先端部にはピストンロッド１０６が結合されている。そして、ブレーキ梃子１０２の中間部には制輪子１０８の押棒１１０が結合されており、ピストンロッド１０６を前進又は後退させることによってブレーキ梃子１０２を回動させて制輪子１０８による制動又は解除が行われるようになっている。ここで、ブレーキ梃子１０２では、ピストンロッド１０６が結合される力点の位置と、押棒１１０が結合される作用点の位置とが所定のてこ比になるように設定されている。このてこ比は、鉄道車両のタイプに応じて種々設定されるため、ブレーキ梃子１０２は搭載される車両ごとに所定のてこ比のものを用意する必要がある。
【特許文献１】特開昭５８−１３３９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ユニットブレーキは少量多品種の製造となるため、在庫をできるだけ少なくするのが好ましい。ところが、前述のように搭載される車両ごとに異なるブレーキ梃子１０２を用意する必要があるため、製造現場において部品点数が増大するのは避けられず、部品管理負担が増大するという問題がある。しかもてこ比の異なるものを同時期に多数製造する場合には、ケーシング１００の数量とブレーキ梃子１０２の数量が合わないというような製造ミスが発生することがあるが、この場合には余った部品を溶かすくらいしか対処方法がないという問題もある。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、てこ比の異なるユニットブレーキに対して部品の共通化を図り、それによって部品管理負担を軽減できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するため、本発明は、鉄道車両に設けられ、制輪子を駆動するためのユニットブレーキであって、ケーシングと、前記ケーシング内に架設された支軸と、前記支軸が挿通される挿通孔を有する梃子側ボス部が設けられ、ピストンロッドの作動によって前記支軸回りに回動して前記制輪子を駆動するブレーキ梃子と、前記ケーシングに設けられ、前記支軸が挿通される挿通孔を有する本体側ボス部とを備え、前記梃子側ボス部が、前記ブレーキ梃子の幅方向よりも長手方向に長い形状に形成されるとともに、前記本体側ボス部もそれに対応して前記ブレーキ梃子の長手方向に長い形状に形成されている。
【０００６】
本発明では、梃子側ボス部及び本体側ボス部の双方がブレーキ梃子の長手方向に長い形状に形成されているので、挿通孔を形成する際に両ボス部には、それぞれブレーキ梃子の長手方向の種々の位置に挿通孔を形成できる余裕がある。このため、ブレーキ梃子用部品及びケーシング用部品に対して挿通孔を形成する位置を調整することでブレーキ梃子のてこ比を調整することが可能となる。言い換えると、てこ比の異なるユニットブレーキに対して挿通孔が形成される前の部品を共通化することができる。このため、てこ比の異なるタイプに対して同じ形状の部品を成形すればいいので、タイプに応じて種々のブレーキ梃子及びケーシングを用意する必要がなくなり、部品点数の削減に寄与することができ、これにより部品管理負担を軽減できるようになる。そして、例えばブレーキ梃子を鋳造する場合においては、鋳型の数を低減することができる。また、異なるてこ比のブレーキ梃子を同時期に鋳造する場合に、数が合わないといった鋳造ミスが発生することがあるが、この場合には従来のユニットブレーキでは、余ったブレーキ梃子を溶かして鋳造し直す以外に対処方法がないが、本発明によるユニットブレーキでは、ブレーキ梃子の鋳造後に挿通孔の位置を調整する構成なので、このような鋳造ミスを防止することができる。
【０００７】
ここで、前記本体側ボス部の挿通孔に、前記支軸との間にブッシュが介装される場合には、前記ブッシュが前記ブレーキ梃子の前記梃子側ボス部と当接し、前記本体側ボス部と前記梃子側ボス部との間に間隙が形成されているのが好ましい。
【０００８】
この態様では、本体側ボス部と梃子側ボス部とが摺接しないので、本体側ボス部に対向する梃子側ボス部の側面を精度よく仕上げ加工する必要がなくなる。このため、梃子側ボス部が長手方向に長い形状に形成されるとしても、ブレーキ梃子の加工作業にかかる負担が増大するのを抑制することができる。そして、本体側ボス部に配設されたブッシュが梃子側ボス部の側面に当接する構成なので、ブレーキ梃子に対向する本体側ボス部の側面を仕上げ加工する必要がなくなる。したがって、複雑な形状のケーシング内の内面加工という煩わしい作業から開放されるため、本体側ボス部が同様に長い形状に形成されるとしても、それに伴って仕上げ加工の負担が増大するのを回避することができる。
【０００９】
また本発明は、鉄道車両に設けられた制輪子を駆動するユニットブレーキを製造する方法であって、幅方向よりも長手方向に長い形状の梃子側ボス部が設けられたブレーキ梃子を成型するとともに、前記梃子側ボス部に対応して前記ブレーキ梃子の長手方向に長い形状の本体側ボス部が設けられたケーシングを成型し、その後、前記梃子側ボス部の適所にケーシング内に架設される支軸を挿通するための挿通孔を形成するともに、前記本体側ボス部の適所に前記支軸を挿通するための挿通孔を形成し、前記支軸を前記両挿通孔に挿通して、前記ケーシング内に架設する。
【００１０】
本発明では、ブレーキ梃子の成型時には挿通孔が形成されておらず、またケーシングの成型時にも挿通孔が形成されていない。しかも、梃子側ボス部が長手方向に長い形状になっているとともに、本体側ボス部もそれに対応して長い形状となっている。このため、挿通孔を形成する際に、両ボス部にはブレーキ梃子の長手方向の種々の位置に挿通孔を形成できる余裕がある。このため、挿通孔を形成する位置を調整することでブレーキ梃子のてこ比を調整することが可能となる。したがって、てこ比の異なるタイプに対しても同じ形状のブレーキ梃子を成形すればよくなるため、てこ比ごとに種々のブレーキ梃子及びケーシングを用意する必要がなくなり、部品点数の削減に寄与することができ、これにより部品管理負担を軽減することが可能となる。そして、例えばブレーキ梃子を鋳造する場合においては、鋳型の数を低減することができる。また、異なるてこ比のブレーキ梃子を同時期に鋳造する場合に、数が合わないといった鋳造ミスが発生することがあるが、この場合において、本発明によるユニットブレーキでは、ブレーキ梃子の鋳造後に挿通孔の位置を調整する構成なので、このような鋳造ミス自体を防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、てこ比の異なるものに対して部品の共通化を図り、これにより部品管理負担を軽減することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明に係る鉄道車両用ユニットブレーキの一実施形態を示しており、図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【００１４】
本ユニットブレーキ１０は、中空状に形成された鋳物製のケーシング１２を備えている。このケーシング１２は、平面視で略矩形状に形成された縦長の本体部１３と、この本体部１３に締結可能に構成された副部材１４とを有している。本体部１３には、締結用孔１６が形成されていて、この締結用孔１６に挿入される図略のボルトによって本体部１３が車両の台車等に固定されるようになっている。
【００１５】
前記本体部１３には、ブレーキ梃子２０が収納されている。このブレーキ梃子２０は、鋳物製であり、本体部１３内に架設された支軸２２に回動可能に支持されている。そして、ブレーキ梃子２０は、上下方向に延びる姿勢で配設されている。
【００１６】
前記本体部１３には、図２に示すように本体側ボス部２４が形成されている。この本体側ボス部２４は、本体部１３の互いに向かい合う側壁２６にそれぞれ形成されるものである。各本体側ボス部２４は、側壁２６の肉厚よりも厚く形成された部位であり、本体部１３の上下方向中間部で内側へ膨出するように形成されている。本体側ボス部２４は、肉厚が一定になるように鋳込まれて形成されているが、後述するように若干の肉厚のばらつきが許容されるため、ケーシング１２内の表面が仕上げ加工されているわけではない。
【００１７】
図３にも示すように、両本体側ボス部２４には、ケーシング１２内外に貫通する挿通孔２４ａがそれぞれ形成されていて、これら挿通孔２４ａに支軸２２の端部がそれぞれ挿入されている。これにより支軸２２は、その両端部で本体側ボス部２４によって支持されている。そして、挿通孔２４ａを塞ぐように両側壁２６の外側に押え板２８がそれぞれ配設されていて、支軸２２は軸方向に移動不能となっている。
【００１８】
各挿通孔２４ａには、支軸２２との間にそれぞれ本体側ブッシュ３０が介装されている。この本体側ブッシュ３０は、その外端部が本体部側壁２６の外面に合わせられる一方、内端部が本体側ボス部２４よりも内側に僅かに突出している。
【００１９】
前記ブレーキ梃子２０には、梃子側ボス部３２が設けられている。梃子側ボス部３２は、横方向（図３の左右方向）に延びる楕円柱状に形成されるものであり、断面形状が本体側ボス部２４と同様の形状に形成されている。すなわち梃子側ボス部３２は、図４（ａ）に示すように、ブレーキ梃子２０の幅方向（同図の左右方向）よりも長手方向（同図の上下方向）に長い長丸の断面形状となっている。このため、梃子側ボス部３２は、後述の挿通孔３２ａが形成されて残った厚みが幅方向よりも長手方向の方が厚くなっている。そして、図５に示すように、本体側ボス部２４もこれに対応して特定の方向に長くなる長丸形状に形成されている。すなわち、本体側ボス部２４は、左右方向よりも上下方向に長い長丸形状となっている。
【００２０】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、梃子側ボス部３２には、この長丸断面の適所に挿通孔３２ａが形成されている。この挿通孔３２ａは梃子側ボス部３２の軸方向に貫通しており、この挿通孔３２ａには前記支軸２２が挿通されている。そして、ブレーキ梃子２０はこの支軸２２回りに回動動可能となっている。
【００２１】
挿通孔３２ａには、支軸２２との間に梃子側ブッシュ３４が介装されている。このブッシュ３４は軸受として機能するものである。図３に示すように、梃子側ブッシュ３４は、挿通孔３２ａの両端部にそれぞれ配設されていて、各梃子側ブッシュ３４は本体側ブッシュ３０とそれぞれ当接している。本体側ブッシュ３０は、梃子側ブッシュ３４よりも厚みの大きなものが用いられていて、梃子側ブッシュ３４の外端部に当接するとともに、梃子側ボス部３２の側面にも当接している。言い換えると、ブレーキ梃子２０は、本体側ブッシュ３０によって位置決めされ、本体側ボス部２４から離間している。このように、本体側ボス部２４の側面と梃子側ボス部３２の側面とが接触しない構成を採用しているので、本体側ボス部２４の側面を表面仕上げの加工をする必要は無く、本体側ボス部２４は若干の肉厚のばらつきが許容されている。このため、ブレーキ梃子２０の仕上げ加工の手間を低減可能となっている。
【００２２】
前記梃子側ボス部３２はブレーキ梃子２０の中間部に設けられている。すなわち、梃子側ボス部３２の上側にはアーム部３５が連設されていて、ブレーキ梃子２０の上端部（先端部）にはピン孔３６が形成されている。またブレーキ梃子２０の下端部には軸受孔３８が設けられていて、これらの中間部に梃子側ボス部３２が形成されている。ピン孔３６は挿通孔３２ａと平行な方向に貫通するように形成されていて、軸受孔３８は、ピン孔３６と直交する方向に貫通するように形成されている。
【００２３】
梃子側ボス部３２の中央部は空洞部３７となっていて、挿通孔３２ａはこの空洞部３７と連通している。そして、空洞部３７と軸受孔３８とを連通する連通路４０が形成されている。一方、前記支軸２２には油孔４２が形成されており、この油孔４２は空洞部３７に連通している。したがって、油孔４２を通して供給された油が軸受孔３８にも供給されるようになっている。
【００２４】
前記軸受孔３８内には、図１に示すように球面軸受４４が嵌め込まれており、この球面軸受４４の内輪にはさや棒４６が固定されている。さや棒４６は、円筒状に形成されるものであり、内面に雌ねじが切られている。さや棒４６の雌ねじには押棒４８が螺合されている。これにより押棒４８は、さや棒４６に対して突出量の調整が可能となっている。
【００２５】
前記ケーシング１２の本体部１３には、上側開口５０と、下側第１開口５２と、下側第２開口５４とが形成されている。上側開口５０は、本体部１３の車輪側側壁５６（図１の左側の側壁）における上部に形成されており、本体部１３の上部には、この上側開口５０を塞ぐようにシリンダ６０が装着されている。このシリンダ６０は、ピストンロッド６２を有しており、このピストンロッド６２が水平方向に進退移動する姿勢で本体部１３に締結されて固定されている。そして、ピストンロッド６２は、前記上側開口５０に挿入されていて先端部がブレーキ梃子２０の先端部にピン結合されている。ピストンロッド６２の移動方向は、支軸２２の方向と直交する方向となっているので、ピストンロッド６２の前進及び後退によってブレーキ梃子２０が揺動するようになっている。
【００２６】
一方、前記下側第１開口５２は前記車輪側側壁５６における下部に形成されており、下側第２開口５４は、車輪側側壁５６に対向する本体部１３の反対側側壁６４（図１の右側の側壁）における下部に形成されている。下側第１開口５２と下側第２開口５４とは、ちょうど対向する位置に配置されている。この下側第２開口５４を塞ぐように前記副部材１４が本体部１３に締結されて固定されている。
【００２７】
前記押棒４８は、下側第１開口５２を通して車輪側へ突出していて、その先端部には制輪子受６６が設けられている。制輪子受６６は、ブレーキ梃子２０の揺動によってさや棒４６及び押棒４８を介して進退移動する。制輪子受６６には、その前面側に制輪子（図示省略）が取り付けられ、制輪子は、ブレーキ梃子２０が揺動することによって、鉄道車両の車輪（図示省略）にブレーキ力を付与する。
【００２８】
前記さや棒４６は、下側第２開口５４を通して車輪と反対側に突出している。さや棒４６の後端部は、コイルばね６８によって前記副部材１４と接続されており、さや棒４６と押棒４８は、支軸２２と直交するように水平配置されている。
【００２９】
本体部１３の車輪側側壁５６には、ハンガー７０を吊下する吊持部７２が形成されている。制輪子受６６は、吊持部７２に吊下されたハンガー７０と結合されることにより、進退移動したときにも姿勢が保持されるようになっている。
【００３０】
制輪子受６６に接続された押棒４８の位置が決まっていて、ピストンロッド６２の位置も決まっている。これに対し、支軸２２の位置は、予め設定されたてこ比になるように適宜決められる。すなわち、てこ比は、適用される車両によって種々異なるが、ブレーキ梃子２０のピン孔３６位置と軸受孔３８位置が決まっているため、挿通孔３２ａを形成する位置を適宜調整することでてこ比を所望の値に設定することができる。ここで、てこ比は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、支軸２２の中心と押棒４８の中心との間の距離Ａと、支軸２２の中心とピストンロッド６２の中心との間の距離Ｂとの比Ｂ／Ａを意味している。
【００３１】
次に、ユニットブレーキ１０の製造方法について説明する。まず、ケーシング１２の本体部１３及び副部材１４をそれぞれ鋳造するとともに、ブレーキ梃子２０を鋳造する。このとき、本体部１３の本体側ボス部２４には挿通孔２４ａが形成されておらず、ブレーキ梃子２０の梃子側ボス部３２にも挿通孔３２ａが形成されていない。なお、梃子側ボス部３２内の空洞部３７は鋳造時に形成される。
【００３２】
その後、各ボス部２４，３２にそれぞれ挿通孔２４ａ，３２ａを形成する。このとき所定のてこ比になるように挿通孔２４ａ，３２ａの形成位置が設定され、その上で挿通孔２４ａ，３２ａが穿設される。このとき本体側ボス部２４と梃子側ボス部３２の双方がブレーキ梃子２０の長手方向に長い形状に形成されているため、所望のてこ比に設定できるように挿通孔２４ａ，３２ａの位置を適宜設定できる余裕がある。これにより、同じ形状のケーシング用部品、ブレーキ梃子用部品から所望のてこ比のケーシング１２及びブレーキ梃子２０を得ることができるようになっている。
【００３３】
そして、本体部１３の挿通孔２４ａとブレーキ梃子２０の挿通孔３２ａに支軸２２を通して、ブレーキ梃子２０を本体部１３に組み付けるとともに、シリンダ６０及び制輪子受６６を組み付け、制輪子受６６に制輪子を取り付ける。このようにしてユニットブレーキ１０を組み立てることができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、梃子側ボス部３２及び本体側ボス部２４の双方がブレーキ梃子２０の長手方向に長い形状に形成されているので、本体側ボス部２４及び梃子側ボス部３２には、それぞれブレーキ梃子２０の長手方向の種々の位置に挿通孔２４ａ，３２ａを形成する余裕がある。そして、本体部１３及びブレーキ梃子２０を成型した後に挿通孔２４ａ，３２ａを穿設するようにしているので、挿通孔２４ａ，３２ａの穿設位置を適宜調整することでブレーキ梃子２０のてこ比を調整することが可能となる。言い換えると、てこ比の異なるユニットブレーキ１０に対して挿通孔２４ａ，３２ａが形成される前の本体部用部品及びブレーキ梃子用部品を共通化することができる。このため、てこ比の異なるタイプに対して同じ形状の部品を成型すればよくなるため、適用される車両に合わせて種々のケーシング１２及びブレーキ梃子２０を鋳造する必要がなくなり、部品点数の削減に寄与することができ、これにより部品管理負担を軽減することができる。そして、鋳型の数を低減することができる。また、異なるてこ比のブレーキ梃子２０を同時期に鋳造する場合に、数が合わないといった鋳造ミスが発生することがあるが、本発明によるユニットブレーキ１０では、ブレーキ梃子２０の鋳造後に挿通孔２４ａ，３２ａの位置を調整する構成なので、このような鋳造ミスの発生を防止することができる。
【００３５】
また本実施形態では、本体側ボス部２４と梃子側ボス部３２とを離間させるようにしているので、本体側ボス部２４に対向する梃子側ボス部３２の側面を精度よく仕上げ加工する必要がなくなる。このため、梃子側ボス部３２が長手方向に長い形状に形成されるとしても、ブレーキ梃子２０の加工作業にかかる負担が増大するのを抑制することができる。そして、本体側ブッシュ３０がブレーキ梃子２０の梃子側ボス部３２の側面に当接する構成なので、ブレーキ梃子２０に対向する本体側ボス部２４の側面を仕上げ加工する必要がなくなる。したがって、ケーシング１２内の内面加工という煩わしい作業から開放されるため、本体側ボス部２４が同様に長い形状に形成されるとしても、それに伴って仕上げ加工の負担が増大するのを回避することができる。
【００３６】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。すなわち、前記実施形態ではケーシング１２の本体部１３、ブレーキ梃子２０を鋳物製としたが、これに限られるものではなく、例えば鍛造品等のように成型されるものであれば、本発明を適用することができる。
【００３７】
また、前記実施形態では、軸受孔３８とピン孔３６との中間部に梃子側ボス部３２が配置される構成としてが、これに代え、梃子側ボス部３２がブレーキ梃子２０の下端部に設けられ、この梃子側ボス部３２とピン孔３６との中間部に軸受孔３８が配置される構成としてもよい。
【００３８】
また、前記実施形態では、ブレーキ梃子２０の鋳造時には梃子側ボス部３２の両端部に孔が形成されておらず、その後に挿通孔３２ａを形成する例について説明したがこれに限られるものではない。すなわち、鋳造時には梃子側ボス部３２の両端部に、挿通孔３２ａがどの位置に形成される場合にも含まれるような位置及び大きさの貫通孔が形成されていて、その後に挿通孔３２ａを形成する際にこの貫通孔を切削加工することで挿通孔３２ａを形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係るユニットブレーキの全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】前記ユニットブレーキの主要部を拡大して示す断面図である。
【図４】前記ユニットブレーキに設けられるブレーキ梃子を示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】前記ユニットブレーキに設けられるケーシングの本体部を示す断面図である。
【図６】従来のユニットブレーキを示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１２    ケーシング
２０    ブレーキ梃子
２２    支軸
２４    本体側ボス部
２４ａ  挿通孔
３０    本体側ブッシュ
３２    梃子側ボス部
３２ａ  挿通孔
６２    ピストンロッド
【図１】
0004749876.tif 000002
【図２】
0004749876.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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