JPH0676062B2 - 液圧式ブレーキ作動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、鉄道車両用ブレーキ機構を作動させるために
使用される液圧式ブレーキ作動機に関するものである。

【従来の技術】

本出願人の特公昭46−9006号公報にこの種のブレーキ作
動機の先行技術の一例が開示されている。この作動機
は、便宜上、上記公報中で使用されている参照符号と同
一の符号を用いて説明すると、空圧ピストン７と液圧ピ
ストン12とを含む変換部と、作動ピストン23を含む作動
部とから構成され、空圧ピストン７に圧力空気が供給さ
れると液圧ピストン12が左動し、作動ピストン23に液圧
が供給されて、ブレーキシュー５を車輪踏面に押圧して
車両にブレーキが適用される。 空圧ピストン７に作用する圧力空気がなくなると、液圧
による作動ピストン23の出力は消滅し、ブレーキは弛め
られるが、ピストン23は軽張力のばね25に押されている
ため、ブレーキシュー５は車輪踏面に軽く接触してい
る。この接触により走行中踏面には若干の温度上昇があ
り、シューと踏面との間に氷が雪が侵入しても直ちに蒸
発するから、氷や雪に起因するブレーキ力の低下は回避
される。 また、この構造の作動機は、シューの摩耗に伴う空圧ピ
ストンのストロークの増加を防止するための特別な機構
を必要としないから、作動機の構造は非常に簡単であ
る。 しかし、車両の走行中、シューが常に踏面に接触してい
るため走行抵抗が増大し、車両運行に必要な動力費が高
くなると言う欠点がある。特に氷や雪が侵入する惧れの
少ない他方の鉄道においては、このような無駄な動力費
を省き得る簡単な構造の作動機が望ましい。 このような事情から、走行中ブレーキシューと車輪踏面
との間に一定の隙間を保持し得るように構成したブレー
キ作動機が、特公昭58−27146号公報及び特開昭57−510
35号公報に開示されているように、本出願人により提案
されてきた。

【発明が解決しようとする課題】

前者のブレーキ作動機は、空気圧を油圧に変換する変換
部と、その油圧を受けて作動しシューを弛め位置からブ
レーキ位置へ移動させる出力ピストンを含む作動部とを
備え、上方の変換部と下方の作動部との間に、隙間を調
整する調整部を介在させたもので、隙間の保持は可能で
あるが、調整部を設ける位置の関係上、ブレーキ作動機
が大型化してしまうという問題がある。 また、後者のブレーキ作動機は、作動部のシリンダ内筒
に、相当大きな摺動抵抗を呈するような外径を有する摩
擦リングを配設したもので、ブレーキの弛め作用中、摩
擦リングは摺動抵抗が大きいため静止したままに保持さ
れる。その結果、シューと踏面との間に予定された寸法
の隙間が確保されるようになっているが、摩擦リングの
摺動に伴い、シリンダ内筒の内面及び摩擦リングの外周
面の摩耗が大きく、短期間のうちに予定の摺動抵抗が得
られなくなるため、摩擦リングを新品に取り替える必要
が生じ、車両の保守費が高くなる。 従って、本発明の目的は、作動機本体を大型化したり、
摩擦リングを設けたりすることなく、ブレーキシューと
車輪踏面との間に一定の隙間を保持しうるブレーキ作動
機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するため、本発明による液圧式ブレー
キ作動機は、端壁で終端する孔部を内側に有するシリン
ダ筒と、シリンダ筒の孔部内に配設され、該シリンダ筒
の孔部と協働して第１室を形成する第１ピストンと、上
記第１ピストンがシリンダ筒の端壁に係合しうるブレー
キ弛め位置へ上記第１ピストンを移動させるように該第
１ピストンに付勢力を作用する弛みばねと、上記第１ピ
ストンの内部に形成された孔部と、上記第１ピストンの
上記孔部に配設され、該孔部と協働して第２室を形成す
る第２ピストンであって、該第２ピストンは、その移動
により車輪にブレーキ力を伝達するように上記ブレーキ
機構に連結された上記第２ピストンと、上記第１ピスト
ン中に設けられて、上記第１室及び第２室を相互に接続
する流体流路であって、上記第２ピストンは、上記第１
室及び第２室への圧力流体の供給に応動して、上記第１
ピストンに関してブレーキ作用方向へ移動可能であり、
該第２ピストンの移動により、上記第１室及び第２室の
容積を拡張して上記第１ピストンに作用する流体圧力の
力が上記付勢力を超えるのを防止して、上記第２ピスト
ンの移動が停止するまで上記ブレーキ弛め位置からの上
記第１ピストンの付勢を防止する、上記流体流路と、該
流体流路中に設けられて、上記第２ピストンの移動が停
止した後、上記第１ピストンが上記ブレーキ弛め位置か
らブレーキ作用方向へ一定距離付勢されるのに応動し
て、上記第１室及び第２室間の流体圧力の連通を遮断す
る逆止弁と、上記弛めばねにより上記第１ピストンが上
記ブレーキ弛め位置へ移動している間、上記第１ピスト
ン及び第２ピストン間に摩擦力を発生して該第１ピスト
ン及び第２ピストン間の相対運動を防止するように、上
記第１ピストン及び第２ピストンの一方により支持され
た少なくとも１つの流体圧力シールリングかららなる摩
擦手段とから構成されている。

【作用】

車両にブレーキを適用するため第１室（25）に圧力液体
が供給されると、その液体は逆止弁（41）を経て第２室
（40）に流入し、第２ピストン（36）が作用位置に移動
し、ブレーキシュー（作動機構）は車輪踏面に接触す
る。続いてその液圧が上昇して弛めばねの付勢力に打ち
勝つ程度になったとき第１ピストンは作用位置の方向へ
移動し、その移動量が一定値に達したとき逆止弁が着座
し第２室から第１室への液体の逆流は阻止され第２室の
液体は閉じ込められる。従って、その後は第１ピストン
が第２ピストンと一体になって移動し、第１室の圧力に
応じた力によってブレーキシューは車輪踏面を押圧し車
両にブレーキが適用される。 適用されたブレーキを弛めるため第１室の圧力が低減さ
れると第１ピストンは弛めばねに押されて弛め位置の方
向へ移動する。このとき第１ピストンと一緒に第２ピス
トンも弛め位置の方向に移動し、その移動距離は逆止弁
の位置によって設定された一定値になる。 このようにしてブレーキシューと車輪踏面との間には予
め設定された一定の隙間が確保される。

【効果】

上述の通り本発明のブレーキ作動機を使用するとブレー
キ弛め時にシューと踏面との間に一定の隙間が確保さ
れ、車両の走行抵抗の増加は回避できる。この場合、一
定の隙間を確保するために必要な流体流路は第１ピスト
ン中に形成されていると共に、この流体流体中に逆止弁
が設けられるため、作動機本体が大型化することもな
く、また、摩擦手段は通常のシールリングからなってい
るため、早期に摩耗が生じてしまうようなことがないの
で、前述した問題点は完全に解消される。

【実施例】

次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、、同一符号は同一又は対応
部分を示すものとする。 本発明によるブレーキ作動機は第１図に示す通り、作動
部１と変換部２とから構成されてい。変換部２には大径
の空圧ピストン14があり、その下部に小径の液圧ピスト
ン13が形成されている。液圧ピストン13の内部に組み込
まれた逆止弁26は通常離座しており、ピストン13の下部
室23は上方に配設された貯槽８に連通し、その圧力は大
気圧になっている。 作動部１にはシリンダ筒35が形成され、その孔部内に第
１ピストン34が配設されている。弛めばね42はピストン
34を右方に押圧し、ピストン34の右端はシリンダ筒35の
端壁43に通常接触している。 ピストン34と端壁43との間に形成された第１室25は通路
24を経て液圧ピストン13の下部室23に連通している。 第１ピストン34には孔部37が形成され、その内部に第２
ピストン36が配設され、第２ピストン36の右端と孔部37
の右端壁との間に第２室40が形成されている。また、第
２ピストン36の左端は通常の伝達部材（図示せず）を経
てブレーキシュー５に連結され、シュー５は車輪踏面６
に対峙している。 この伝達部材、ブレーキシュー及び車輪踏面は車両のブ
レーキ機構を構成し、この実施例では路面ブレーキ型式
のものを図示しているが、ディスクブレーキ型式のもの
に置き換えることも勿論可能である。 第１ピストン34の流体流路に球弁45、ばね46及び弁座47
から構成された逆止弁41が設置され、第１ピストン34が
図示の弛め位置、即ち右端位置にあるとき、球弁45は端
壁43に打ち込まれたピン44によって弁座47から離座せし
められ、第１室25は第２室40に連通している。 変換部２の空圧ピストン14の上部室15に圧力空気が供給
されると、空圧ピストン14は戻しばね33の力に抗して液
圧ピストン13とともに下動し、球弁28は弁座30に着座
し、室23から貯槽８への液体の逆流はなくなる。引きつ
づきピストン13が下動すると、室23の液体は通路24、第
１室25、離座している球弁45を経て第２室40に供給さ
れ、第２図に示す通り第２ピストン36は左動し、ブレー
キシュー５は車輪踏面に接触する。 液圧ピストン13が更に下動し室25の圧力が弛めばね42の
力に相当する値より高くなると、第１ピストン34が左動
し、その移動量が一定値に達したとき第３図に示通り球
弁45は弁座47に着座し、この移動量は図中にＸで示され
ている。 球弁45の着座により第２室40の液体は閉じ込められるか
ら、その後は、第１ピストン34及び第２ピストン36は一
体となって左動する。従って、シュー５による車輪踏面
への押圧力即ち車両に適用されるブレーキ力は第１ピス
トン34に作用する第１室25の圧力に比例して増大する。
このブレーキ作用中、ブレーキシュー５が摩耗するとピ
ストン34,36はその摩耗量に相当するだけ左動し、その
左動量は第３図にＹで示されている。 適用されているブレーキを弛めるため空圧ピストン14の
上部室15から圧力空気が排圧されてその圧力が低下する
と、第１室25の圧力も低下し適用されているブレーキ力
はその圧力に応じて低減する。 第１室25の圧力が更に低下してその値が弛めばね42によ
って設定された値より小さくなると第１ピストン34は弛
めばね42に押されて右動する。 第１図に示すように第２ピストン36の外周から外部への
液洩れを防止するため第２ピストン36の外周にシールリ
ング（摩耗手段）48、孔部37の壁面にシールリング（摩
耗手段）49が配設されているので、両ピストン間の相対
運動には相当量の摺動抵抗がある。従って、上述の第１
ピストン34の右動時には第２ピストン36も共に右動し、
第４図に示すように第１ピストン34の右端面が端壁43に
接したときこの右動は終了する。 このようにして第２ピストン36の右方への後退量即ちシ
ューと踏面との間の隙間は第３図に示すＸとＹとの合計
量になる。 しかし、一回のブレーキ作用によるシューの摩耗量Ｙは
極めて小さいからシューと踏面との隙間は逆止弁41の位
置とピン44の長さによって設定されたＸの値に略等しく
なる。 以上の説明から明らかなように、車両走行中のブレーキ
シューと踏面との間には一定の隙間が確保され車両の走
行抵抗の増加はなくなり、また、シューが摩耗してもシ
ューと踏面との間の隙間が増大しないから、シューの摩
耗に伴うピストン34、13及び14のストローク増加はな
く、ブレーキ作動機は小型になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としてのブレーキ作動機の
構造を説明するための断面図、第２図は初期ブレーキ作
用時、第３図は最終ブレーキ作用時、第４図は弛め作用
終了時のそれぞれ作用説明図である。 ５……ブレーキシュー（ブレーキ作動機構）、25……第
１室、34……第１ピストン、35……シリンダ筒、36……
第２ピストン、37……孔部、40……第２室、41……逆止
弁、42……弛めばね、43……端壁、48……シールリン
グ、49……シールリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキ機構を作動させるための液圧式ブ
   レーキ作動機であって、 （ａ） 端壁（43）で終端する孔部を内側に有するシリ
   ンダ筒（35）と、 （ｂ） 上記シリンダ筒（35）の孔部内に配設され、該
   シリンダ筒（35）の孔部と協働して第１室（25）を形成
   する第１ピストン（34）と、 （ｃ） 上記第１ピストン（34）が上記シリンダ筒（3
   5）の端壁（43）に係合しうるブレーキ弛め位置へ上記
   第１ピストン（34）が移動させるように該第１ピストン
   （34）に付勢力を作用する弛めばね（42）と、 （ｄ） 上記第１ピストン（34）の内部に形成された孔
   部（37）と、 （ｅ） 上記第１ピストン（34）の上記孔部（37）に配
   設され、該孔部（37）と協働して第２室（40）を形成す
   る第２ピストン（36）であって、該第２ピストンは、そ
   の移動により車輪にブレーキ力を伝達するように上記ブ
   レーキ機構（５）に連結された上記第２ピストン（36）
   と、 （ｆ） 上記第１ピストン（34）中に設けられて、上記
   第１室（25）及び第２室（40）を相互に接続する流体流
   路であって、上記第２ピストン（36）は、上記第１室
   （25）及び第２室（40）への圧力流体の供給に応動し
   て、上記第１ピストン（34）に関してブレーキ作用方向
   へ移動可能であり、該第２ピストン（36）の移動によ
   り、上記第１室（25）及び第２室（40）の容積を拡張し
   て上記第１ピストン（34）に作用する流体圧力の力が上
   記付勢力を超えるの防止して、上記第２ピストン（36）
   の移動が停止するまで上記ブレーキ弛め位置からの上記
   第１ピストン（25）の付勢を防止する、上記流体流路
   と、 （ｇ） 該流体流路中に設けられて、上記第２ピストン
   （40）の移動が停止した後、上記第１ピストン（34）が
   上記ブレーキ弛め位置からブレーキ作用方向へ一定距離
   付勢されるのに応動して、上記第１室（25）及び第２室
   （40）間の流体圧力の連通を遮断する逆止弁（41）と、 （ｈ） 上記弛めばね（42）により上記第１ピストンが
   上記ブレーキ弛め位置へ移動している間、上記第１ピス
   トン（34）及び第２ピストン（40）間に摩擦力を発生し
   て該第１ピストン（25）及び第２ピストン（40）間の相
   対運動を防止するように、上記第１ピストン（25）及び
   第２ピストン（40）の一方により支持された少なくとも
   １つの流体圧力シールリングからなる摩擦手段と、 から構成されてなる液圧式ブレーキ作動機。