(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端部にブレーキ装置を連結した押し棒と、該押し棒を嵌入する筒部を設け上記押し棒の後端側外周部及び上記筒部間に設けた後爪を介し圧力流体によって上記押し棒を軸方向に移動させるサービスピストンと、上記押し棒を嵌入する筒状部を設け上記押し棒の前端側外周部及び上記筒状部間に設けた前爪を介し圧力流体によって上記押し棒を軸方向に移動させるパーキングピストンとを備え、
上記パーキングピストンの動作時に上記前爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を維持させるとともに上記後爪及び上記押し棒の非係合状態を維持させ、上記サービスピストンの動作時に上記前爪及び上記押し棒の非係合状態を維持させるととともに上記後爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を維持させるように構成したことを特徴とするブレーキアクチュエータ構造。
【請求項２】
上記前爪及び上記押し棒の一体的な係合状態が、前爪に設けたチャック部と、上記前爪のチャック部の内周壁に設けた雌ネジと、上記押し棒の外周面に設けた雄ネジとで成り、チャック部が閉じた状態で、上記雄ネジと雌ネジとが噛合し、チャック部が開いた状態で上記雄ネジと雌ねじの噛合を解き放すように構成したことを特徴とする請求項１に記載のブレーキアクチュエータ装置。
【請求項３】
前端部にブレーキ装置を連結した押し棒と、該押し棒を嵌入する筒部を設け上記押し棒の後端側外周部及び上記筒部間に設けた後爪を介し圧力流体によって上記押し棒を軸方向に移動させるサービスピストンと、上記押し棒を嵌入する筒状部を設け上記押し棒の前端側外周部及び上記筒状部間に設けた前爪を介し圧力流体によって上記押し棒を軸方向に移動させるパーキングピストンとを備え、
上記パーキングピストンの動作時に上記前爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を維持させるとともに上記後爪及び上記押し棒の非係合状態を維持させ、上記サービスピストンの動作時に上記前爪及び上記押し棒の非係合状態を維持させるととともに上記後爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を維持させるように構成し、
該後爪及び上記押し棒の一体的な係合状態が、上記後爪の前端に設けたチャック部と、該後爪のチャック部の内周壁に設けた雌ネジと、上記押し棒の外周面に設けた雄ネジとで成り、チャック部が閉じた状態で上記雄ネジと雌ネジとが噛合し、チャック部が開いた状態で上記雄ネジと雌ネジの噛合を解き放すように構成し、
上記後爪の後方移動を規制するストッパ部材を、上記サービスピストンとパーキングピストンを収容するケーシングに設け、上記後爪に対して上記サービスピストンの前方移動を許容し、かつ上記サービスピストンに対して後爪の前方移動を規制するストッパ部を、上記サービスピストンの筒部に形成したことを特徴とするブレーキアクチュエータ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両等の乗客輸送車両で使用する流体圧力等とバネの復元力で駆動するバネブレーキアクチュエータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３及び図４は、従来のバネブレーキ装置に連結されるブレーキアクチュエータの断面図であり、図３はパーキングシリンダの圧力室に流体圧力が作用している状態を示しており、図４はパーキングシリンダの圧力室に流体圧力が作用していない状態を示している。
図３において、パーキングシリンダ５１に設けた圧力室５３の流体圧力を外部に排出させると、バネ５４の復元力はバネ受５５、止め輪５６、パーキングピストン５２、体５７、体５８、止め輪５９、体６０、止め輪６１、体６２、止め輪６３、サービスピストン６４，後爪６５を介して押し棒６６に伝えられる。こうして、バネの復元力は外部に伝えられる。
【０００３】
図４において、パーキングシリンダ５１の圧力室５３に流体圧力を作用させると流体圧力はパーキングピストン５２、止め輪５６、バネ受５５を介してバネ５４を圧縮し、パーキングピストン５２の動きは止め輪５６、バネ受５５、体５７、体５８、止め輪５９、体６０、バネ６７、前爪６８を介して押し棒６６に伝えられる。こうして、押し棒は流体圧力を排出する前の図３の位置に復帰する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した本発明の関連技術では、バネの復元力が押し棒に伝達されるまでに多くの部品を必要とするので、ブレーキアクチュエータ装置の機構の複雑化、重量の増加及び価格上昇の原因になっていた。
本発明はこの事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造でコストを安くすることのできるブレーキアクチュエータ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、前端部にブレーキ装置を連結した押し棒と、該押し棒を嵌入する筒部を設け上記押し棒の後端側外周部及び上記筒部間に設けた後爪を介し圧力流体によって上記押し棒を軸方向に移動させるサービスピストンと、上記押し棒を嵌入する筒状部を設け上記押し棒の前端側外周部及び上記筒状部間に設けた前爪を介し圧力流体によって上記押し棒を軸方向に移動させるパーキングピストンとを備え、
上記パーキングピストンの動作時に上記前爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を維持させるとともに上記後爪及び上記押し棒の非係合状態を維持させ、上記サービスピストンの動作時に上記前爪及び上記押し棒の非係合状態を維持させるととともに上記後爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を維持させるように構成している。
【０００６】
また、上記発明は上記前爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を、前爪に設けたチャック部と、上記前爪のチャック部の内周壁に設けた雌ネジと、上記押し棒の外周面に設けた雄ネジとで成り、チャック部が閉じた状態で、上記雄ネジと雌ネジとが噛合し、チャック部が開いた状態で上記雄ネジと雌ねじの噛合を解き放すように構成しすることが好ましい。
【０００７】
また、上記目的を達成するために本発明は、前端部にブレーキ装置を連結した押し棒と、該押し棒を嵌入する筒部を設け上記押し棒の後端側外周部及び上記筒部間に設けた後爪を介し圧力流体によって上記押し棒を軸方向に移動させるサービスピストンと、上記押し棒を嵌入する筒状部を設け上記押し棒の前端側外周部及び上記筒状部間に設けた前爪を介し圧力流体によって上記押し棒を軸方向に移動させるパーキングピストンとを備え、
上記パーキングピストンの動作時に上記前爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を維持させるとともに上記後爪及び上記押し棒の非係合状態を維持させ、上記サービスピストンの動作時に上記前爪及び上記押し棒の非係合状態を維持させるととともに上記後爪及び上記押し棒の一体的な係合状態を維持させるように構成し、
該後爪及び上記押し棒の一体的な係合状態が、上記後爪の前端に設けたチャック部と、該後爪のチャック部の内周壁に設けた雌ネジと、上記押し棒の外周面に設けた雄ネジとで成り、チャック部が閉じた状態で上記雄ネジと雌ネジとが噛合し、チャック部が開いた状態で上記雄ネジと雌ネジの噛合を解き放すように構成し、
上記後爪の後方移動を規制するストッパ部材を、上記サービスピストンとパーキングピストンを収容するケーシングに設け、上記後爪に対して上記サービスピストンの前方移動を許容し、かつ上記サービスピストンに対して後爪の前方移動を規制するストッパ部を、上記サービスピストンの筒部に形成している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるブレーキアクチュエータ装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るバネブレーキアクチュエータ装置の断面図であり、パーキングシリンダの圧力室に流体圧力が作用している状態を示している。図２は、ブレーキアクチュエータ装置のパーキングシリンダの圧力室に流体圧力が作用していない状態の断面図を示している。また、図１及び図２ともサービスピストン２０の非作動状態を示している。
【０００９】
図１において、ブレーキアクチュエータ装置１のケーシング３１には、パーキングシリンダ２とサービスシリンダ１７とが設けられ、パーキングシリンダ２内に設けた圧力室２３にはパーキングシリンダ２の内周面を摺動するパーキングピストン５が設けられている。パーキングシリンダ２の壁部には図示しない圧力源と接続されているボス孔２ａが形成され、該ボス孔２ａを介して圧力室２３から流体が供給又は排出される。パーキングピストン５には、圧力室２３の壁部を形成するピストン部と、これよりも前側（なお、図面の右側をブレーキアクチュエータ装置の前方とする）に突出するスリーブ５ａが一体的に設けられている。
【００１０】
サービスシリンダ１７の内部には、サービスシリンダ１７の内周面を摺動するサービスピストン２０が設けられ、パーキングピストン５とサービスピストン２０との間には、仕切板１８が配設されている。サービスピストン２０と仕切板１８との間のシリンダ孔３６には、コイル状のバネ２９が圧縮状態で設けられている。サービスシリンダ１７の底部（後面）には、ボス孔３０が形成され、該ボス孔３０は、図示しない圧力源と接続され圧力流体が供給または排出される。圧力流体がサービスピストン２０の底部に作用しない場合は、サービスピストン２０はサービスシリンダ１７の底部側にバネ２９により付勢される。
【００１１】
パーキングピストン５のスリーブ５ａは、その前端をケーシング３１から突出させ、該前端部の外周部にはバネ受け３が止め輪４によって取付けられ、ケーシング３１に形成した環状凹部の底部にはバネ座３２が設けられ、バネ受け３とバネ座３２との間にはバネ３３が釣り合い状態で配設されている。
また、バネ受３には体６，７、止め輪８及び止め輪開閉棒９がネジ１０によって固定され、止め輪８は、筒体１１の外周部に形成した環状の溝１２に取り付けられる。筒体１１の後端部内周には筒体１１の中心軸側に突出する凸部表面１４を形成し、前爪１３の後端部外周には凹部表面１５を形成し、これらの凸部表面１４と凹部表面１５とが接するように、筒体１１と前爪１３を取付け、さらにこれらの間にはバネ３５を介在させている。
【００１２】
前爪１３及びパーキングピストン５の内周部には、そこを貫通する押し棒１６が配設されている。押し棒１６は前端部がブレーキ装置と連結され、押し棒１６の外周部には雄ネジ２５が形成され、前爪１３の内周部には、それに噛合する雌ネジ２４が形成されている。また、前爪１３には、チャック状に後端部分に切り込みが形成されており、筒体１１の凸部表面１４と前爪１３の凹部表面１５とが嵌まり合うように係合するときは、それらのネジ２４，２５が噛合し、前爪１３と押し棒１６の一体移動が可能になる。凸部表面１４と凹部表面１５との係合が解かれると、前爪１３は外側に拡がり、前爪１３と押し棒１６はネジ面を滑るようにして相対的に移動が可能になる。
【００１３】
押し棒１６の後端側には、その外周部に後爪２７が嵌合し、さらに後爪２７の外周部にはサービスピストン２０に一体の筒状部２８が形成されている。チャック状の後爪２７は、後端の一部を残して切り込みが形成され、内周面前部には押し棒１６の雄ネジ２５に噛合する雌ネジ２７ｂが形成されている。後爪２７の前端側外周面にはテーパ面３４が設けられ、筒状部２８の内周側前端面には円錐形凹部２８ａが設けられている。これらのテーパ面３４及び円錐形凹部２８ａが嵌まり合うように係合すると、後爪２７の雌ネジ２７ｂと押し棒１６の雄ネジ２５とが噛合し、後爪２７と押し棒１６は一体になる。テーパ面３４と円錐形凹部２８ａとの係合が解かれると、後爪２７は外側に拡がり、後爪２７と押し棒１６はネジ面を滑るようにして相対的に移動が可能になる。
【００１４】
後爪２７には、テーパ面３４の後側に環状凸部２７ａが形成され、サービスピストン２０の非作動状態（サービスピストン２０が図１の後方側位置する状態）では、環状凸部２７ａが筒状部２８の円錐形凸部２８ａに形成した環状のストッパ部２８ｂに当接することにより、前方への移動が規制される。
パーキングシリンダ２とサービスシリンダ１７との間に設けられた仕切板１８には、平板をハット断面に屈曲させた規制板１９をサービスピストン２０に設けた穴２１に通しネジ２２で固定している。規制板１９は、後爪２７の後端部と当接することにより後方側への移動を規制する。なお、図１及び図２中のサービスピストン２０の非作動状態では、後爪２７の雌ネジ２７ｂと押し棒１６の雄ネジ２５は噛合していない。
【００１５】
次に、ブレーキアクチュエータ装置１の作用について説明する。
図１において、パーキングシリンダ２とパーキングピストン５との間に作用させた流体圧力を圧力室２３の外部に排出すると、バネ３３の復元力はバネ受３、止め輪４、パーキングピストン５、体６、体７、止め輪８、筒体１１、前爪１３を介して押し棒１６に伝えられる。この時、筒体１１の凸部表面１４と前爪１３の凹部表面１５とが接し、前爪１３が外側に拡がるのを防ぎ、前爪１３の雌ネジ２４が押し棒１６の雄ネジ２５から離脱噛合することはない。こうして、バネ力は外部に伝えられる。
【００１６】
図２において、パーキングシリンダ２の圧力室２３に圧力流体を供給すると、パーキングピストン５が止め輪４、バネ受３を介してバネ３３を圧縮し、パーキングピストン５の動きは止め輪４、バネ受３、体６、体７、止め輪８、筒体１１、バネ２６、前爪１３を介して押し棒１６に伝えられる。この際、後爪２７は規制板１９に保持されるのでサービスピストン２０の円錐形凹部２８ａに保持されることはない。こうして、押し棒１６は圧力流体を排出する前の位置に復帰する。
【００１７】
次に、サービスピストン２０の作動について説明するが、先ずサービスピストン２０の非作動状態における後爪２７の動作を説明する。
図１及び図２の状態にあるように、後爪２７がサービスピストン２０の円錐形凹部２８ａに保持されていない状態では、後爪２７を円周方向に拘束するものはない。この状態で、押し棒１６が移動しようした場合には、押し棒１６が後爪２７を押し拡げ、ネジ面を滑りながら移動する。押し棒１６が前方に移動する時は、後爪２７は環状凸部２７ａがサービスピストン２０の筒状部２８に規制されるため図２の初期状態（非作動状態）に留まる。押し棒１６が後方に移動する時は、後爪２７は規制板１９に保持されるため図１のように最初の位置に留まる。このように、パーキングブレーキが作用及び解除される時には、後爪２７がサービスピストン２０の円錐表面２８ａに保持されることはないので、後爪２７が初期状態の位置を保ったまま押し棒１６だけが前後動する。
【００１８】
サービスブレーキが作用する時は、サービスシリンダ１７のボス孔３０からサービスシリンダ１７に圧力流体が供給される。すると、サービスピストン２０が前方に移動し、後爪２７のテーパ面３４がサービスピストン２０の円錐形凹部２８ａに保持される。この状態では、後爪２７は外側に拡がることはできないので押し棒１６と一体となって前方に移動する。この時、前爪１３はパーキングピストン５が静止状態にあるので、前方に移動し、前爪１３と押し棒１６のネジ２４，２５の噛合が解放されるので、押し棒１６は前方に移動することができる。
また、サービスブレーキを解除する時、すなわちサービスシリンダ１７とサービスピストン２０の間の圧力を排出させたときには、押し棒１６が拘束されない限り、後爪２７は押し棒１６と一体になって後方に移動する。なお、従来技術で説明を省略したが、このサービスブレーキ作用及び解除時の動きは図３、図４のブレーキアクチュエータ装置も同じである。
【００１９】
このように、本実施の形態のブレーキアクチュエータ装置１は、一体でサービスブレーキ、パーキングブレーキの両方が作動できる。そして、バネ３３の復元力を前爪１３から押し棒１６に伝達するので、バネの復元力を後爪６５から押し棒６６に伝達する従来技術と比べ、部品点数が削減でき構造が簡単になるので信頼性の向上、重量の削減、価格の低減が図れる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ブレーキアクチュエータ装置は、一つの装置でサービスブレーキ、パーキングブレーキの両方が作動できる。そして、バネの復元力を前爪から押し棒に伝達するので、バネの復元力を後爪から押し棒に伝達する従来技術と比べ、部品点数が削減でき構造が簡単になるので信頼性の向上、重量の削減、価格の低減が図れる。規制板は、押し棒がサービスシリンダ方向に動く際に規制板が後爪を保持し、後爪がサービスピストンの円錐形凹部に保持されるのを防ぎ、パーキングブレーキが作動するときに、押し棒がネジ面上を滑って前後動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るバネブレーキアクチュエータ装置のパーキングピストンに流体圧力が作用している状態の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るバネブレーキアクチュエータ装置のパーキングピストンに流体圧力が作用していない状態の断面図である。
【図３】従来のブレーキアクチュエータ装置のパーキングピストンに流体圧力が作用している状態の断面図である。
【図４】従来のブレーキアクチュエータ装置のパーキングピストンに流体圧力が作用していない状態の断面図である。
【符号の説明】
１  ブレーキアクチュエータ装置
２  パーキングシリンダ
２ａ  ボス孔
３  バネ受け
４，８  止め輪
５  パーキングピストン
５ａ  スリーブ
６，７  体
９  止め輪開閉棒
１０  ネジ
１１  筒体
１２  溝
１３  前爪
１４  凸部表面
１５  凹部表面
１６  押し棒
１７  サービスシリンダ
１８  仕切板
１９  規制板
２０  サービスピストン
２１  穴
２２  通しネジ
２３  圧力室
２５，２４  ネジ
２６  バネ
２７  後爪
２７ａ  環状凸部
２７ｂ  ネジ
２８  筒状部
２８ａ  円錐形凹部
２８ｂ  環状のストッパ部
２９  ばね
３０  ボス孔
３１  ケーシング
３２  バネ座
３４  テーパ面
３３  ばね
３５  ばね
３６  シリンダ孔
【図１】
0004183343.tif 000002
【図２】
0004183343.tif 000003
【図３】
0004183343.tif 000004
【図４】
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