(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を送給する第一流体送給手段が一端側に連結され、作動流体を送給する第二流体送給手段が他端側に連結されたハウジングと、
前記ハウジングの内部の一端側に摺動移動可能に設けられたピストンカップと、
前記ピストンカップに対して所定長摺動移動できるように当該ピストンカップに連結されたピストンロッドと、
前記ハウジングの内部の他端側に摺動移動可能に設けられ、前記ピストンロッドが貫通するピストンと、
前記ピストンカップと前記ピストンとの間に位置するように前記ハウジングの内部に摺動移動可能に設けられ、前記ピストンロッドが貫通する板と、
前記ピストンカップと前記板とを引き離すように付勢する第一付勢手段と、
前記ピストンと前記板とを引き離すように付勢する第二付勢手段と、
前記ピストンロッドを前記ピストンカップに接近させるように当該ピストンロッドを付勢する第三付勢手段と、
前記板に加わる前記ピストンカップ側への付勢力を前記ハウジングまたは当該ピストンカップへ伝達するように切り換える切換手段と
を備えてなり、
前記切換手段が、
前記ハウジングの前記ピストンカップと前記板との間の内周面に形成された溝内に着脱可能に嵌め込まれ、径方向に弾性変形可能な環状のストッパと、
前記ハウジングの前記溝と連通するように当該ハウジングの外面に形成された穴内に差し込まれた棒と
を備えていることを特徴とするブレーキアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキアクチュエータに関し、特に、鉄道等の乗客輸送車両の駐車ブレーキに適用すると有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道等の乗客輸送車両の駐車ブレーキなどに適用される従来のブレーキアクチュエータを図７に示す。
【０００３】
図７に示すように、ハウジング４１の内部には、接続部材４７を備えたピストン４２およびばね４３が設けられている。ハウジング４１の端面には、板４４が取り付けられている。ハウジング４１には、ハウジング４６が固着されている。ハウジング４６の内部には、ピストン４５が設けられている。ハウジング４６の端面外側には、ばね４８を介して板４９が設けられており、当該板４９は、受け止め５０によりピストン４５に拘束されている。板４９のばね４８の取付面と逆側の面には、止め具５４および止め具開閉器５５が板５１〜５３でばね５６を挟み込むようにして取り付けられており、これら板５１〜４３および前記板４９は、互いに固着されている。なお、図中、５７は接続部材４７に設けられた溝である。
【０００４】
このようなブレーキアクチュエータは、未作動時（初期状態）に次のような状態（図７）となっている。
▲１▼ハウジング４１とピストン４２との間に流体圧力が作用していない。
▲２▼ピストン４５とハウジング４６との間に流体圧力が作用し、ばね４８が圧縮され、板４４とピストン４５とが接触している。
▲３▼止め具５４が止め具開閉器５５を介してばね５６の復元力により閉じられて溝５７に嵌め込まれ、ピストン４５と接合部材４７とが合体している。
【０００５】
このようなブレーキアクチュエータでは、ハウジング４１とピストン４２との間に流体圧力を作用させることにより、当該流体圧力による駆動力をピストン４２に加えることができ、ハウジング４１とピストン４２との間から上記流体圧力を排除することにより、初期状態に復帰する流体圧力で駆動することができる（停車ブレーキ機能）。また、ピストン４５とハウジング４６との間の流体圧力を排除することにより、ばね４８の復元力で板４９を介してピストン４５を移動させ、接続部材４７を介してピストン４２に駆動力を与えることができ、ピストン４５とハウジング４６との間に流体圧力を作用させることにより、初期状態に復帰することができる（駐車ブレーキ機能）。
【０００６】
このようなブレーキアクチュエータにおいて、上述した駐車ブレーキ機能を解除する場合には、ピストン４５とハウジング４６との間からの流体圧力の排除でピストン４２に駆動力が加わっている状態から、ばね５６の復元力に抗して止め具開閉器５５により止め具５４を溝５７から外し、接続部材４７に対するばね４８の復元力を遮断することにより、ピストン４２の駆動力を消失させると同時に、ばね４８の復元力で圧縮されていたばね４３が復元し、当該ばね４３の復元力でピストン４２をハウジング４１に接触させる（図８参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来のブレーキアクチュエータでは、ばね４８の復元力でピストン４２に生じている駆動力を消失させて駐車ブレーキ機能を解除することができるようにするため、接続部材４７に対するばね４８の復元力を遮断する止め具開閉器５５等を設けているので、部品点数が多くなってしまい、構造が複雑となっていた。
【０００８】
このようなことから、本発明は、簡単な構造で駐車ブレーキ機能を解除することができるブレーキアクチュエータを提供することを目的とした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、本発明によるブレーキアクチュエータは、作動流体を送給する第一流体送給手段が一端側に連結され、作動流体を送給する第二流体送給手段が他端側に連結されたハウジングと、前記ハウジングの内部の一端側に摺動移動可能に設けられたピストンカップと、前記ピストンカップに対して所定長摺動移動できるように当該ピストンカップに連結されたピストンロッドと、前記ハウジングの内部の他端側に摺動移動可能に設けられ、前記ピストンロッドが貫通するピストンと、前記ピストンカップと前記ピストンとの間に位置するように前記ハウジングの内部に摺動移動可能に設けられ、前記ピストンロッドが貫通する板と、前記ピストンカップと前記板とを引き離すように付勢する第一付勢手段と、前記ピストンと前記板とを引き離すように付勢する第二付勢手段と、前記ピストンロッドを前記ピストンカップに接近させるように当該ピストンロッドを付勢する第三付勢手段と、前記板に加わる前記ピストンカップ側への付勢力を前記ハウジングまたは当該ピストンカップへ伝達するように切り換える切換手段とを備えてなり、前記切換手段が、前記ハウジングの前記ピストンカップと前記板との間の内周面に形成された溝内に着脱可能に嵌め込まれ、径方向に弾性変形可能な環状のストッパと、前記ハウジングの前記溝と連通するように当該ハウジングの外面に形成された穴内に差し込まれた棒とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明によるブレーキアクチュエータの実施の形態を図１〜６を用いて説明する。なお、図１は、その概略構造を表す断面図、図２は、図１のII−II線断面矢視図、図３は、図１の矢線 III部の抽出拡大図、図４は、停車ブレーキ作動状態図、図５は、駐車ブレーキ作動状態図、図６は、駐車ブレーキの解放状態図である。
【００１１】
図１に示すように、一端が閉塞すると共に他端が開口する円筒型をなす第一のハウジング１の内部には、ピストンカップ２が軸心方向に摺動移動できるように設けられている。ピストンカップ２には、ピストンロッド３が取り付けられており、当該ピストンロッド３は、ピストンカップ２に対して所定長摺動移動できるように抜け止め４で拘束されている。ハウジング１の内部の開口側には、ピストンロッド３の貫通した円板型をなす板６が軸心方向に摺動移動できるように設けられている。ハウジング１の開口端には、一端が閉塞すると共に他端側が開口する円筒型をなす第二のハウジング１５の開口端側が連結されており、当該ハウジング１５の閉塞端をピストンロッド３が貫通している。ハウジング１５の内部には、ピストンロッド３の貫通したピストン１１が軸心方向に摺動移動できるように設けられている。なお、本実施の形態では、第一のハウジング１および第二のハウジング１５によりハウジングを構成している。
【００１２】
図１に示すように、ピストンカップ２と板６との間には、第一付勢手段である圧縮コイルばね５が設けられている。板６とピストン１１との間には、第二付勢手段である圧縮コイルばね１２が設けられている。ピストンロッド３とピストン１１との間には、第三付勢手段である圧縮コイルばね１３，１４が設けられている。
【００１３】
図１〜３に示すように、ハウジング１の内周面に形成された溝１６には、径方向に弾性変形できるように切り欠かれた環状のストッパ７が嵌め込まれている。ハウジング１の外面の前記溝１６部分には、箱１０が取り付けられている。箱１０の内部には、棒８および圧縮コイルばね９が取り付けられており、当該棒８は、ハウジング１の溝１６と連通する穴１７内に先端が差し込まれている。
【００１４】
図１〜３に示すように、ハウジング１の前記溝１６部分には、傾斜１８，１９が形成されている。一方、ストッパ７のピストンカップ２側縁端には、傾斜２０，２１が形成されている。なお、図１において、２２はピストンストローク、図２において、２３は溝１６に設けられた突起である。このようなストッパ７、棒８、圧縮コイルばね９、箱１０、溝１６、穴１７などにより、本実施の形態では切換手段を構成している。
【００１５】
また、ハウジングの一端側である第一のハウジング１の閉塞端側には、作動流体を送給する図示しない第一流体送給手段が連結されている。一方、ハウジングの他端側である第二のハウジング１５の閉塞端側には、作動流体を送給する図示しない第二流体送給手段が連結されている。
【００１６】
このようなブレーキアクチュエータにおいては、未作動時（初期状態）において次のような状態（図１）となっている。
▲１▼ハウジング１とピストンカップ２との間に流体圧力が作用していない。
▲２▼ピストン１１とハウジング１５との間に流体圧力が作用し、圧縮コイルばね１２が圧縮され、板６とピストン１１とが接触している。
▲３▼ストッパ７が溝１６に嵌まり込み、ハウジング１が板６を拘束している。
【００１７】
このようなブレーキアクチュエータでは、初期状態でハウジング１とピストンカップ２との間に流体圧力を作用させると、ピストンカップ２に駆動力が発生し、ピストンカップ２が移動してピストンロッド３に接触した後、ピストンカップ２とピストンロッド３とが一体となって移動して外部に駆動力を出力する状態（図４参照）となる。ハウジング１とピストンカップ２との間に流体圧力を作用させた状態で当該流体圧力を排除すると、ピストンカップ２およびピストンロッド３によって圧縮されていた圧縮コイルばね５，１３，１４の復元力（付勢力）によってピストンカップ２とピストンロッド３が上述の流体圧力作用前の位置に復帰し、外部への駆動力が消失する（停車ブレーキ機能）。
【００１８】
また、初期状態でピストン１１とハウジング１５との間の流体圧力を排除すると、圧縮されていた圧縮コイルばね１２の復元力（付勢力）によってピストン１１で拘束しているピストンロッド３と、抜け止め４によってピストンロッド３を拘束しているピストンカップ２とが圧縮コイルばね５，１３，１４を圧縮するようにともに移動し、外部に駆動力を出力する状態（図５参照）となる。ピストン１１とハウジング１５との間の流体圧力を排除した状態で当該流体圧力を排除前の圧力に復帰させると、圧縮コイルばね１２がピストン１１を介して圧縮され、ピストン１１が板６に接触し、同時に圧縮されていた圧縮コイルばね５，１３，１４の復元力（付勢力）によってピストンカップ２とピストンロッド３が上記流体圧力の排除前の位置に復帰し、外部への駆動力を消失する（駐車ブレーキ機能）。
【００１９】
このようなブレーキアクチュエータにおいて、駐車ブレーキ機能を解除する場合には、ピストン１１とハウジング１５との間の流体圧力を排除し、ピストンロッド３が外部に駆動力を出力した状態で棒８を押し込むことでストッパ７を溝１６から外すことにより圧縮コイルばね１２が解放され、圧縮コイルばね１２の復元力によってストッパ７がハウジング１の傾斜１８により径方向内側へ押し縮められながら板６とともに移動してピストンカップ２に拘束されることから、圧縮コイルばね１２の復元力が当該圧縮コイルばね１２の一方端側からピストン１１を介してピストンロッド３に伝わり、他方端側から板６、ストッパ７、ピストンカップ２、抜け止め４を介してピストンロッド３に伝わるので、圧縮コイルばね１２の復元力は、ピストンロッド３の内力になって外部への駆動力が消失し、圧縮コイルばね１３，１４の復元力によってピストンカップ２、ピストンロッド３、抜け止め４、板６、ストッパ７、ピストン１１をハウジング１の閉塞面側に移動させた状態（図６参照）にすることができる。
【００２０】
上述した作動により、圧縮コイルばね１２の復元力がピストンロッド３の内力になり、外部への駆動力が消失した状態でハウジング１とピストンカップ２との間に流体圧力を作用させると、ピストンカップ２がストッパ７および板６を押し戻すようにピストンロッド３から独立しながら移動し、ストッパ７をハウジング１の溝１６に再び嵌め込ませるので、板６をハウジング１に再び拘束することができる。
【００２１】
つまり、ハウジング１の溝１６に拘束されているストッパ７を当該溝１６から解放して当該ストッパ７をピストンカップ２に拘束し、圧縮コイルばね１２の作用点をピストンロッド３の両端に移動することにより、圧縮コイルばね１２の復元力をピストンロッド３の内力とし、ピストンロッド３の駐車ブレーキとしての駆動力を消失させ、また、ピストンカップ２のブレーキ作用のためのピストンストロークとは別に設定したピストンストローク２２により、ピストンカップ２とともにストッパ７をハウジング１の溝１６まで移動させて、ストッパ７を溝１６に嵌め込んで再び拘束するようにしたのである。
【００２２】
端的に言えば、板６に加わるピストンカップ２側への付勢力をハウジング１またはピストンカップ２へ伝達するように切り換え可能としたのである。
【００２３】
したがって、このようなブレーキアクチュエータによれば、簡単な構造で駐車ブレーキ機能を解除することができる。
【００２４】
また、図２に示すように、ストッパ７が溝１６から解放されるときに傾斜１８，２１が接触して調芯作用を発現するので、ストッパ７の傾きを抑えてストッパ７の外形を縮めることができる。
【００２５】
また、ストッパ７が溝１６に拘束されているときに傾斜１９，２０の接触で拘束されているので、板６を介してストッパ７に作用している圧縮コイルばね１２の復元力が、棒８でストッパ７を押し込むときに傾斜１９，２０間に生じる摩擦力と逆向きに傾斜１９，２０の接触面で作用するようになり、棒８でストッパ７を押し込むときに必要な力を軽減することができる。
【００２６】
また、図３に示すように、棒８がストッパ７を押し込むときに、突起２３が溝１６の円周上に設けられており、ストッパ７の外形が一様に縮められるので、ストッパ７を溝１６から解放しやすくすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によるブレーキアクチュエータは、作動流体を送給する第一流体送給手段が一端側に連結され、作動流体を送給する第二流体送給手段が他端側に連結されたハウジングと、前記ハウジングの内部の一端側に摺動移動可能に設けられたピストンカップと、前記ピストンカップに対して所定長摺動移動できるように当該ピストンカップに連結されたピストンロッドと、前記ハウジングの内部の他端側に摺動移動可能に設けられ、前記ピストンロッドが貫通するピストンと、前記ピストンカップと前記ピストンとの間に位置するように前記ハウジングの内部に摺動移動可能に設けられ、前記ピストンロッドが貫通する板と、前記ピストンカップと前記板とを引き離すように付勢する第一付勢手段と、前記ピストンと前記板とを引き離すように付勢する第二付勢手段と、前記ピストンロッドを前記ピストンカップに接近させるように当該ピストンロッドを付勢する第三付勢手段と、前記板に加わる前記ピストンカップ側への付勢力を前記ハウジングまたは当該ピストンカップへ伝達するように切り換える切換手段とを備えてなり、前記切換手段が、前記ハウジングの前記ピストンカップと前記板との間の内周面に形成された溝内に着脱可能に嵌め込まれ、径方向に弾性変形可能な環状のストッパと、前記ハウジングの前記溝と連通するように当該ハウジングの外面に形成された穴内に差し込まれた棒とを備えていることから、切換手段により第二付勢手段の付勢力をピストンロッドの内力とすることができるので、外部への駆動力を簡単に消失することができる。また、ピストンロッドがピストンカップに対して所定長摺動移動できるので、板に加わるピストンカップ側への付勢力をピストンカップからハウジングに切り換えることが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブレーキアクチュエータの実施の形態の概略構造を表す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面矢視図である。
【図３】図１の矢線 III部の抽出拡大図である。
【図４】停車ブレーキ作動状態図である。
【図５】駐車ブレーキ作動状態図である。
【図６】駐車ブレーキの解放状態図である。
【図７】従来のブレーキアクチュエータの一例の概略構造を表す断面図である。
【図８】駐車ブレーキの解放状態図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  ピストンカップ
３  ピストンロッド
４  抜け止め
５  圧縮コイルばね
６  板
７  ストッパ
８  棒
９  圧縮コイルばね
１０  箱
１１  ピストン
１２  圧縮コイルばね
１３  圧縮コイルばね
１４  圧縮コイルばね
１５  ハウジング
１６  溝
１７  穴
１８〜２１  傾斜
２２  ピストンストローク
２３  突起
【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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