JPH0711302B2 - ブレ−キシリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、主として鉄道車両に使用され、常用の空気ブ
レーキ及び駐車用のばねブレーキの２つの機能を有する
ブレーキシリンダに関する。

＜従来の技術＞ 従来のこの種のブレーキシリンダには、米国特許第4,08
0,875号明細書、特公昭47−9644号公報に記載のものが
あり、その概略の構成は第２図に示すようになつてい
る。

このブレーキシリンダは、第１シリンダ室１に第１空気
源２からの圧力空気をブレーキ制御装置３、第１給排孔
４を介して供給することにより、空気ブレーキ用の第１
ピストン６がピストン復帰用の第１ばね７に抗して第２
図で左方へ移動し、これにより第１押棒８を左方へ移動
させて図外のブレーキ装置に供給空気圧に応じたブレー
キ力を生じさせる。第１シリンダ室１へ供給した空気を
ブレーキ制御装置３から排気すると、第１ピストン６及
び第１押棒８は第１ばね７によつて右方へ戻され、ブレ
ーキが解除される。

このブレーキは常用の空気ブレーキであり、通常の運転
中に使用され、その間第２シリンダ室９には別の第２空
気源10からの圧力空気が電磁弁11、複式逆止弁12、第２
給排孔13を介して供給され、第２ピストン14をばねブレ
ーキ用の第２ばね15に抗して右方へ移動させており、第
２ピストン14から隔壁16を貫通して第１シリンダ室１に
達するように設けられている第２押棒17も右方へ移動し
ていて、ばねブレーキが常用の空気ブレーキに関係しな
い状態に維持されている。

第２シリンダ室９の圧力空気を電磁弁11から排出する
と、第２ばね15により第２ピストン14が左方へ移動させ
られ、第２押棒17が第１ピストン６を左方へ押すように
なるから、ばねブレーキが作用する。

このばねブレーキは、第１シリンダ室１に圧力空気が供
給されていない状態で作用し、第１シリンダ室１に圧力
空気が供給されている状態では作用しないようになつて
いる。このために複式逆止弁12が設けられている。すな
わち、第１シリンダ室１に圧力空気が供給されている状
態では、電磁弁11を動作させて第２シリンダ室９内を排
気しようとしても、複式逆止弁12が第１空気源２の圧力
空気を第２シリンダ室９へ供給するように切換わるから
排気されず、従つて第２ピストン14は左方へ移動しない
のである。これは常用の空気ブレーキとばねブレーキと
が同時に作用しないようにしたもので、ブレーキ力が過
大となつて乗客に危険を及ぼしたり、車輪がスリツプし
て偏摩耗を生じたりすることがないように配慮したもの
である。なお、図に示していないが、ばねブレーキを作
用させてある駐車中の車両を移動可能にするために、作
用状態のばねブレーキを手動操作によつて緩めるための
装置として第２ピストン14と第２押棒17との間に外部か
ら手動で双方を切離し操作できるクラツチを設けてあ
る。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 前述した従来のブレーキシリンダは、空気ブレーキ用の
第１のシリンダとばねブレーキ用の第２シリンダとを隔
壁16を介して単に直列に結合した状態であるから、第１
ピストン６と第２ピストン14との夫々のストロークに要
するスペースを別々に長手方向に必要とし、大型となる
問題がある。

また、複式逆止弁12をブレーキ配管中に入れてあるか
ら、配管が複雑化すると共に故障要因が増大してブレー
キの信頼性を低下させる問題がある。

さらに、ばねブレーキを解除しておくために、第２シリ
ンダ室９に圧力空気を供給しておく必要があることか
ら、圧力空気の消費が増加したエネルギの損失が大きい
問題もある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の手段は、シリンダ体内に、ブレーキ装置に連結
した押棒が前側に連結される空気ブレーキ用の第１ピス
トンと、その第１ピストンの後側に前側が当接可能なば
ねブレーキ用の第２ピストンと、を前後方向に摺動可能
に収容し、 前記シリンダ体内の第１ピストンと第２ピストンとの間
を圧力空気の給排孔を有するシリンダ室に形成し、 第１ピストンの前側に第１ピストン復帰用の第１ばねを
設け、 第２ピストンの後側にばねブレーキ用の第２ばねを設け
ると共に、第２ピストンを第２ばねの作用力に抗して後
退位置に保持しかつ釈放することの可能な係脱手段を設
けてなることを特徴とする。

＜作用＞ シリンダ室内に給排孔から圧力空気を供給した状態で
は、第１ピストンが第１ピストン復帰用の第１ばねに抗
して前進し、第２ピストンがばねブレーキ用の第２ばね
に抗して後退した位置にある。この状態で係脱手段は第
２ピストンを係止できる。第２ピストンを後退位置に係
止した状態でシリンダ室内の圧力空気を排気すると、第
１ばねの作用力により第１ピストンが後退して第２ピス
トンの前側に当接する。従つて、この状態ではシリンダ
室内に圧力空気を給排することにより第１ピストンを前
進させまた後退させることができ、供給する圧力空気の
圧力を加減することによつて第１ピストンをその圧力に
応じた前進位置に制御できる。この第１ピストンに押棒
を連結した状態では押棒を介してブレーキ装置に所望の
ブレーキ力を生じさせることができる。

また、シリンダ室を排気して第１ピストンが後退した状
態で係脱手段により第２ピストンを釈放すると、第２ピ
ストンは第２ばねの作用力で第１ピストンと共に第１ば
ねに抗して前進するので、ばねブレーキが作用した状態
となる。シリンダ室に圧力空気が供給されている時に第
２ピストンを釈放しても第２ピストンは空気圧によつて
第１ピストンには当接せず、第１ピストンはシリンダ室
内の空気圧によつて制御される状態を保つ。

＜実 施 例＞ １実施例を第１図を用いて説明する。同図において、21
はシリンダ体、22は空気ブレーキ用の第１ピストン、23
はばねブレーキ用の第２ピストン、24はシリンダ室、25
は第１ピストン22復帰用の第１ばね、26はばねブレーキ
用の第２ばね、27は係脱手段である。

シリンダ体21は、前後両端部でやや小径とされた円筒状
のものに前端壁30及び後端壁31を設けたものであり、夫
々の端壁30、31には内側へ向つて内筒32、33を突設して
あり、その各内筒32、33の内孔でシリンダ体の内外が連
通している。

第１ピストン22は、シリンダ体21に前後方向に摺動する
ように収容され、前側に開放したカツプ状に形成されて
いてその外周の前半部でシリンダ体21の内周面に接して
おり、前側中心部に内筒32内に摺動自在に嵌入する円筒
状の押棒連結部34を有している。押棒連結部34は、その
内孔35内に前側から挿入された押棒36の後端部に対し
て、外部から手動解放できるクラツチ37により連結され
ている。そのクラツチ37の構造は、先にばねブレーキシ
リンダとして提案した特願昭61−71602号におけるクラ
ツチと同様である。

このクラツチ37は、第１ピストン22と押棒36との間の軸
方向移動に対する結合及び切離を行うもので、連結部34
に保持された２個のボール38と、そのボール38の位置を
制御する制御部材39と、押棒36に設けられた凹部40とで
構成されている。制御部材39は円筒状をなし、その一端
が連結部34のボール保持部外周に嵌合し、他端がシリン
ダ体21の前端に達しており、第１ピストン22側に対して
軸線の回りに回転可能である。ボール38の位置の外側の
制御部材39の内周面は、図示のようにボール38を凹部40
内に拘束する部分と、図示していない制御部材39の少し
回転した状態でボール38が外方へ変位可能な凹部とが形
成されている。図中41は操作部材で、制御部材39に係合
した爪42を有し、シリンダ体21の外部に伸延していて、
これを引張ることにより制御部材39が少し回転してクラ
ツチ37が切離状態となる。すなわち、ボール38の外方に
制御部材39の凹部が位置して、ボール38が凹部40から脱
出可能となり、押棒36と第１ピストン22との軸方向の連
結が切離される。なお、図に43で示すマイクロスイツチ
は、制御部材39の外面軸方向に設けた凹凸により、第１
ピストン22の前進位置、後退位置、クラツチ37の結合、
切離の状態を検出できるようにしたものである。

第２ピストン23は、第１ピストン22の後側に位置するよ
うにかつシリンダ体21内に前後方向に摺動するように収
容され、後側に開放したカツプ状に形成され、後側中央
部に内筒33内に摺動自在に嵌入する棒状の被係止部44を
有している。

シリンダ室24は、第１ピストン22の後面と第２ピストン
23の前面とシリンダ体21の内周面とで形成され、第１及
び第２ピストン22、23が後退した図示の位置から前進し
てストローク端に達するまでの間常にシリンダ室24に開
口する位置に、圧力空気を給排するための第１の給排孔
45を設けてある。

第１ばね25は、第１ピストン22の復帰用のコイルばね
で、シリンダ体21の前端壁30と第１ピストン22との間に
設けてある。

第２ばね26は、ばねブレーキ用のコイルばねで、シリン
ダ体21の後端壁31と第２ピストン23との間に設けてあ
り、第１ばね25の作用力に抗してブレーキ力を生じる強
力なものである。この第２ばね26のばね力は普通、空車
時の非常ブレーキ空気圧に第２ピストン23の有効面積を
乗じた値に設定する。

係脱手段27は、第２ピストン23を後退位置において係止
できるようにしたものであり、スリーブ46、ボール47、
筒体48、第３ばね49、蓋体50等で形成されている。スリ
ーブ46は内筒33の前端部にねじ結合され、その内孔に第
２ピストン23の被係止部44が嵌入しており、後部に２個
のボール47を保持している。図示の後退位置にある第２
ピストン23の被係止部44のボール47に対応する位置にボ
ール47の係合する凹溝51が形成されている。ボール47の
位置より後方ではスリーブ46の外周面と内筒33との間に
筒体48の前端部が進入する間隙を形成してあり、図示の
筒体48が前進した位置でボール47を被係式部44の凹溝51
に係合した状態に拘束する。筒体48は後端部を拡大形成
してピストンとされており、内筒33の内孔の後半分を拡
大した部分に嵌入しており、第３ばね49で後方へ押圧さ
れている。内筒33の内孔の後端を蓋体50で閉じて、筒体
48と蓋体50との間をパイロツト室52に形成し、蓋体50に
パイロツト空気給排用として第２の給排孔53を設けてあ
る。図示の状態はパイロツト室52に圧力空気を供給した
状態であり、筒体48が第３ばね49に抗して前進してボー
ル47を凹溝51に係合した位置に拘束しており、第２ピス
トン23が前進しないように係止した状態である。この状
態からパイロツト室52の圧力空気を排出すると、筒体48
が第３ばね49の作用力によつて後退し、これによつてボ
ール47が外方変位可能となり、従つて係止が釈放状態と
なる。

このように構成されたブレーキシリンダは、クラツチ37
を連結状態とし、第１の給排孔45からシリンダ室24内に
そして第２の給排孔53からパイロツト室52内に圧力空気
を供給することにより、第２ピストン23を後退位置に係
脱手段27によつて係止した状態としてから、シリンダ室
24のみに圧力空気を給排することによつて空気ブレーキ
を操作する。空気ブレーキの作用状態はシリンダ室24内
に圧力空気が供給されて第１ピストン22が押棒36と共に
前進した状態である。駐車時使用されるばねブレーキの
作用状態は、パイロツト室52の圧力空気が排出されるこ
とにより係止手段27が第２ピストン23を釈放し、これに
よつて第２ピストン23がブレーキ用の第２ばね26の作用
力によつて第１ピストン22及び押棒36と共に前進した状
態である。このようなばねブレーキの作用している駐車
中の車両に対し外部からの操作によりばねブレーキを解
除する必要のあるとき、クラツチ37を切離状態とする
と、第１ピストン22と押棒36との軸方向の結合が切離さ
れるから、押棒36が自由に後方へ変位して、第２ピスト
ン23が第２ばね26によつて前進している状態のままでば
ねブレーキが解除される。

上記実施例において、第１ピストン22と第２ピストン23
との外径は同じものとして図示したが、必ずしも同じに
する必要はなく、異なる外径としてもよい。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、第１ピストンと第２ピストンとの間に
第１、第２ピストンに共通のシリンダ室が形成されてい
て、隔壁が存在しない。従つて、その分従来よりも軸方
向寸法を小さく形成できる。しかも、一つのシリンダ室
に圧力空気を給排することによつて第１ピストンと第２
ピストンを操作でき、常用の空気ブレーキとばねブレー
キとが同時に加算された状態で作用することもないか
ら、複式逆止弁のようなものを設ける必要がなく、信頼
性が向上する。また、従来の空気ブレーキシリンダとば
ねブレーキシリンダとが別々に設けられているものより
も、空気消費量が少なく、その分エネルギを節約でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の縦断側面図、第２図は従
来のブレーキシリンダの概略の構成とその配管を示す部
分縦断側面図である。 21……シリンダ体、22……第１ピストン、23……第２ピ
ストン、24……シリンダ室、25……第１ばね、26……第
２ばね、27……係脱手段、36……押棒、45……給排孔
（第１の給排孔）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ体内に、ブレーキ装置に連結した
   押棒が前側に連結される空気ブレーキ用の第１ピストン
   と、その第１ピストンの後側に前側が当接可能なばねブ
   レーキ用の第２ピストンと、を前後方向に摺動可能に収
   容し、 前記シリンダ体内の第１ピストンと第２ピストンとの間
   を圧力空気の給排孔を有するシリンダ室に形成し、 第１ピストンの前側に第１ピストン復帰用の第１ばねを
   設け、 第２ピストンの後側にばねブレーキ用の第２ばねを設け
   ると共に、第２ピストンを第２ばねの作用力に抗して後
   退位置に係止しかつ釈放することの可能な係脱手段を設
   けてなるブレーキシリンダ。