CN103717935A

CN103717935A - 单元制动器

Info

Publication number: CN103717935A
Application number: CN201280037123.1A
Authority: CN
Inventors: 麻野吉雄
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: WO2013014862A1; JP5654129B2; JPWO2013014862A1; CN103717935B; KR101574449B1; US20140231192A1; KR20140040278A; US9714040B2

Abstract

一种单元制动器，在具有设置有对弹簧制动部的作用力的传递和切断该作用力的传递进行切换的离合器机构的缸装置的单元制动器中，能够防止离合器机构的啮合部分脱开而使弹簧制动部产生的制动力意料外地变小，且单元制动器为能够与现有的单元制动器进行替换的大小，而且即使长期使用也能够维持离合器机构的轴承的性能。单元制动器（100）的离合器机构具有以能够相对于配置在与大气相连通的区域的主轴（50）旋转的方式与主轴（50）螺纹接合且以能够在反制动方向上移动的方式被支承的螺母构件（81）、相对于螺母构件（81）配置在反制动方向上且在主轴（50）的周围与该螺母构件（81）相对的离合器（84）、形成为筒状且将螺母构件（81）和离合器（84）容纳在内侧的离合器箱（82）、以及在离合器箱（82）的内侧以使螺母构件（81）能够旋转的方式支承螺母构件（81）的轴承（83）。

Description

单元制动器

技术领域

本发明涉及一种具有常用制动部和弹簧制动部的单元制动器。

背景技术

作为车辆的制动用的单元制动器使用如下结构的制动器：具有缸装置和安装有该缸装置的制动器主体，通过使缸装置工作，从而使以相对于制动器主体能够相对移动的方式被保持的闸瓦与车辆的车轮抵接来对车轮的旋转进行制动。作为这样的单元制动器中的缸装置，例如公知一种缸装置，在铁路车辆用制动装置中，被用于通常的运转过程中且通过压缩空气（压缩流体）工作的常用制动部、和被用于车辆长时间停止时等且即使不存在压缩空气也可通过弹簧力工作的弹簧制动部这两者能够工作（参照专利文献1）。在专利文献1公开的缸装置中，在常用制动部中，设置有活塞杆突出并且第1压力室与第1弹簧相对来发挥作用的第1活塞，在弹簧制动部中，设置有供活塞杆贯穿并且第2压力室与第2弹簧相对来发挥作用的第2活塞。而且，压缩空气被供给到第1压力室，由此，第1活塞克服第1弹簧的作用力向制动方向移动，再从第2压力室排出压缩空气，由此，利用第2弹簧的作用力使第2活塞向制动方向移动。

另外，在上述的缸装置中设置有连结活塞杆和第2活塞或解除该连结、且对传递弹簧制动部的作用力或切断该作用力的传递进行切换的离合器机构。在该离合器机构中设置有相对于第2活塞能够旋转地被支承且与活塞杆螺纹接合的螺母构件。而且，该离合器机构构成为，从压缩空气供给到第2压力室的状态向使压缩空气排出的状态过渡，由此成为利用第2弹簧的作用力使螺母构件与第2活塞一起相对于活塞杆移动而使活塞杆和第2活塞连结的连结状态。另一方面，在压缩空气供给到第2压力室的状态下，该离合器机构构成为，成为解除了活塞杆和第2活塞的连结的非连结状态。其意图是：在该缸装置中，离合器机构向上述的连结状态过渡，由此，在离合器机构中，螺母构件和其对象侧的构件即套筒构件中的凹凸形状的齿相互啮合而与套筒构件连结，从而维持弹簧制动部的制动力。

专利文献1：日本特开2008－101766号公报

专利文献2：日本特开2010－164193号公报

在专利文献1（日本特开2008－101766号公报）公开的缸装置中的上述离合器机构中，螺母构件与第2活塞一起移动时，螺母构件和套筒构件的凹凸形状的齿的前端部分彼此首先抵接。此时，利用与旋转方向的位移被阻止的套筒构件之间的接触阻力，容易使螺母构件的旋转停止。由此，存在螺母构件和套筒构件的凹凸形状的齿没有充分地啮合至深处而保持前端部分彼此啮合的状态活塞杆与第2活塞被连结的情况。处于这样的连结状态，常用制动部的第1压力室的压缩空气慢慢漏出而由第1压缩室的作用产生的对第1活塞的作用力变弱时，来自通过该作用力被弯曲的由合成材料构成的闸瓦、转向架的构造部件、以及在该作用力的作用下压缩或拉伸的设置在转向架上的弹簧部件的力叠加，成为来自闸瓦侧的反作用力，因该来自闸瓦侧的反作用力，第1活塞稍被向与制动方向相反的方向压回，同时，与第1活塞一体形成的活塞杆也被稍向与制动方向相反的方向压回，由于只在前端部分彼此啮合，因而成为离合器机构的啮合部分脱开，作为泊车制动器等使用的弹簧制动部的制动力有可能会意料外地变小。尤其是，在泊车时的第1活塞的作用力大的情况下，来自闸瓦侧的反作用力也变大，从而该倾向变得更加显著。

另外，通过利用专利文献2（日本特开2010－164193号公报）记载的单元制动器，能够解决上述问题，但由于存在设置空间的问题，因此，对于使用有专利文献1（日本特开2008－101766号公报）的单元制动器的现有车辆，存在不能原封不动地替换的问题。并且，在专利文献2（日本特开2010－164193号公报）记载的单元制动器的离合器机构中的轴承使用在压缩机产生的压缩空气的气氛内，因此，存在湿度等导致的不良影响的问题。尤其是，在该轴承使用在大多未设有除湿装置的外国的车辆中的情况下，该问题变得显著。

发明内容

本发明鉴于上述实际情况，其目的是提供一种单元制动器，在具有设置有对传递弹簧制动部的作用力或切断该传递进行切换的离合器机构的缸装置的单元制动器中，能够防止离合器机构的啮合部分脱开而使弹簧制动部产生的制动力意料外地变小，且该单元制动器为能够与现有的单元制动器替换的大小，而且即使长期使用也能够维持离合器机构的轴承的性能。

（1）本发明提供一种单元制动器，该单元制动器包括：缸装置，其具有配置在与大气相连通的区域的主轴；制动杠杆，其能够通过主轴在轴向上的移动而绕支承轴摆动；以及闸瓦接收件，其以与制动杠杆相联动的方式被驱动，其中，缸装置包括：常用制动部，其具有同第1压力室和配置于与大气连通的区域的第1弹簧相对来发挥作用的第1活塞，通过向第1压力室供给压力流体，从而使第1活塞克服第1弹簧的作用力而向产生制动力的制动方向移动；弹簧制动部，其具有第2活塞，该第2活塞与同第1压力室相对设置的圆环状的第2压力室和配置在第1压力室的外侧的同心圆上的第2弹簧相对来发挥作用，并且主轴以与该第2活塞的中央部之间具有规定间隙的方式贯穿该第2活塞，通过从向第2压力室供给压力流体的状态向排出压力流体状态的过渡，从而在第2弹簧的作用力的作用下使第2活塞向制动方向移动；以及离合器机构，其具有以能够相对于主轴旋转的方式与主轴螺纹接合且在作为与制动方向相反的方向的反制动方向上设有离合部的螺母构件、相对于螺母构件配置在作为与制动方向相反的方向的反制动方向上且在主轴的周围的与该螺母构件相对的一侧与螺母构件的离合部相卡合的离合器、形成为筒状且将螺母构件和离合器容纳在内侧的离合器箱、以及在离合器箱的内侧以使螺母构件能够相对于离合器箱旋转的方式支承螺母构件的轴承，并且，离合器能够相对于离合器箱在制动方向和反制动方向上位移，而在旋转方向上的位移受到限制，离合器机构位于配置有第1弹簧的区域且配置在第2压力室的圆环的内侧，且该离合器机构配置在比第2活塞靠向制动方向的位置，并且，通过自第2压力室排出压力流体，从而在第2弹簧的作用力的作用下使离合器与第2活塞一起相对于离合器箱移动而与螺母构件的离合部相卡合，由此成为螺母构件不能旋转而将主轴和第2活塞连结起来的连结状态，通过向第2压力室供给压力流体，从而使离合器与螺母构件分离，由此成为解除了主轴和第2活塞之间的连结的非连结状态。

采用上述结构，在配置于与大气相连通的区域的主轴的周围，离合器的与螺母构件相对的部分相对于螺母构件配置在反制动方向上，在离合器机构向连结状态过渡时，离合器与第2活塞一起移动并与螺母构件的离合部啮合。而且，与主轴螺纹接合并以能够旋转的方式被支承的螺母构件能够被支承为向反制动方向移动。因此，当常用制动部的第1压力室的压力流体慢慢漏出而使由第1压力室的作用产生的对第1活塞的作用力变弱，由来自闸瓦侧的回弹的反作用力向反制动方向推压第1活塞时，螺母构件在较深地啮合的方向被按压于离合器。由此，即使第1压力室的压力流体漏出且作用有来自闸瓦侧的回弹的反作用力，也能够防止离合器机构中的螺母构件和离合器之间的啮合部分脱开。因此，防止作为泊车制动器等使用的弹簧制动部的制动力意料外地变小。

另外，采用上述结构，能够防止离合器机构的啮合部分脱开而使弹簧制动部产生的制动力意料外地变小。并且，由于没有在缸后部产生如专利文献2那样的突出部，因此，还能够解决设置空间的问题。

另外，采用上述结构，由于在保持轴承的离合器箱的反制动方向上设有第1压力室，因此，能够防止轴承暴露在压力流体中。另外，同样地，由于在将轴承保持在内侧的离合器箱的外侧设有第2压力室，因此，能够防止轴承暴露在压力流体中。并且，由于空气不会停滞地在轴承的周围地进行流动，因此，即使在大气暂时湿润的情况下，之后若大气变得干燥，则轴承周围的大气也会变干燥。其结果，能够更加可靠地抑制涂敷在轴承上的润滑脂因压力流体所含有的油分或水分而劣化，因此，即使长期使用该轴承也能够维持其性能。

（2）在上述单元制动器中，主轴以与离合器的中央部之间具有规定间隙的方式贯穿离合器，用于对离合器向相对于离合器箱而言的反制动方向施力的离合器分离弹簧配置在螺母构件的外侧的同心圆上，轴承以与配置有离合器分离弹簧的区域相面对的方式设置。

采用上述结构，大气中的空气能够通过形成于主轴与离合器之的规定间隙而经由离合器与螺母构件之间充分地供给至配置有离合器分离弹簧的区域。因而，即使在大气暂时湿润的情况下，之后若大气变得干燥，则配置有离合器分离弹簧的区域的空气也会变干燥。其结果，能够更加可靠地抑制涂敷在轴承上的润滑脂因湿润的大气而劣化。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的单元制动器的整体结构的剖视图。

图2是图1的A所示的区域的局部放大图。

图3是表示图1的单元制动器的常用制动器工作后的状态的图。

图4是表示图1的单元制动器的弹簧制动器工作后的状态的图。

图5是表示另一例子的单元制动器的剖视图。

图6是图5的D－D线向视位置的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的单元制动器。

单元制动器100的整体结构

本发明的一实施方式的单元制动器100构成为铁路车辆的制动装置。该单元制动器100主要包括：缸装置10，其用于产生力；制动杠杆20，其能够根据缸装置10的驱动而相应地摆动；闸瓦接收件30，其能够通过制动杠杆20的摆动而进行进退，并安装有省略图示的闸瓦；以及外壳40，其形成为中空状，且该外壳40的内部构成为与大气相连通。在该外壳40上形成有紧固用孔41，能够通过插入到该紧固用孔41的省略图示的螺栓来将外壳40固定在车辆的转向架等上。

制动杠杆20

在外壳40内收纳有制动杠杆20。该制动杠杆20以能够转动的方式支承于被架设在外壳40内的支承轴21。并且，制动杠杆20以沿上下方向延伸的姿势配设。

支承轴21设于制动杠杆20的中间部。并且，在制动杠杆20中，在比支承轴21靠上侧的部分形成有臂部22，在比支承轴21靠下侧的部分形成有轴承孔24。

在轴承孔24内嵌入有球面轴承26，在该球面轴承26的内圈上固定有鞘棒28。鞘棒28形成为圆筒状，并在内表面形成有内螺纹。并且，鞘棒28的内螺纹与支承轴29螺纹接合。由此，支承轴29能够相对于鞘棒28调整突出量。

外壳40

在外壳40上形成有上侧第1开口42、上侧第2开口43以及下侧开口44。上侧第1开口42形成于外壳40的车轮侧侧壁45（图1的左侧的侧壁）的上部，以封堵该上侧第1开口42的方式安装有缸装置10。

下侧开口44形成于车轮侧侧壁45的下部。支承轴29穿过下侧开口44向车轮侧突出，且在支承轴29的前端部设有闸瓦接收件30。

在外壳40的下部设有通气筒40a，从而使外部的大气与外壳40的内部相连通。

缸装置10

缸装置10包括在侧面设有多条螺纹的主轴50，通过使该主轴50沿轴向移动，从而使制动杠杆20摆动。

该缸装置10主要包括：上述主轴50；常用制动部60，其用于使行驶中的车辆减速或停止；弹簧制动部70，其在车辆的泊车时等情况下使用；以及离合器机构。常用制动部60和弹簧制动部70构成为使共用的主轴50工作。

常用制动部60

常用制动部60利用压缩空气等的流体压力工作。该常用制动部60包括：第1活塞61，其与主轴50的基端部相结合；复位用弹簧构件66，其配置于外壳40的自以贯穿后述的第2活塞71的方式设置的主轴50的多条螺纹的槽、各构件的间隙被供给有空气（与大气压相同）的区域、即与大气相连通的区域；以及有底筒状的第1缸主体62，其以使第1活塞61能够滑动的方式容纳第1活塞61。

在第1缸主体62上设有用于对压缩流体进行供给和排出的第1端口63，在第1缸主体62内形成有与该第1端口63相连通的第1压力室64。在第1压力室64中，能够根据规定的制动操作相应地进行压缩空气等压缩流体的供给或排出，从而使第1活塞61克服复位用弹簧构件66的作用力而移动。并且，第1压力室64由第1活塞61和第1缸主体62形成。该第1压力室64被划分在比后述的离合器箱82靠反制动方向的位置。

弹簧制动部70

弹簧制动部70利用由后述的弹簧构件75产生的弹簧弹力工作。该弹簧制动部70包括：第2活塞71，其被主轴50贯穿，且能够沿主轴50的轴向（箭头X方向）移动；以及第2缸主体72，其以使第2活塞71能够滑动的方式容纳第2活塞71。第2缸主体72具有配设于第1缸主体62的主体部65的外周侧的主体部73。另外，第2活塞71构成为能够与第1缸主体62的主体部65的端部相抵接。第2缸主体72固定于外壳40。在第2活塞71与外壳40的车轮侧侧壁45之间形成有第2压力室74，其能够通过第2端口（省略图示）供给或排出压缩空气等压缩流体。该第2压力室74由第2活塞71、外壳40以及第2缸主体72形成。另外，第2压力室74由以与第1压力室64相对的方式设置的圆环状构成。并且，第2压力室74被划分在后述的离合器箱82的外侧。另外，主轴50设置为以在第2活塞71的中央部与第2活塞71维持有规定间隙的方式贯穿第2活塞71。

并且,在相对于第2活塞71而言与第2压力室74相反的那一侧配设有弹簧构件75。该弹簧构件75配置在第1缸主体62的配置于内侧的主体部65与第2缸主体72的配置于外侧的主体部73之间，且配置在第1压力室64的外侧的同心圆上，该弹簧构件75受到第2压力室74内的流体压力而被压缩。通常是向第2压力室74导入压缩流体而压缩弹簧构件75，但通过进行规定的制动操作，能够将第2压力室74内的压缩流体排出而使主轴50在弹簧构件75的弹簧力的作用下向制动方向（箭头X1方向）移动。

本实施方式的第2活塞71的靠主轴50侧的中央部分具有朝向第1活塞61侧凸出的离合器容纳部71a，在该离合器容纳部71a的内侧收纳有后述的离合器机构。并且，在本实施方式中，在第2活塞71的靠主轴50侧的端部形成有沿着主轴50的轴向（箭头X方向）延伸的侧壁71b。在该侧壁71b上保持有后述的推力轴承85。并且，在本实施方式中，在侧壁71b与主轴50之间形成有能够使空气通过的间隙S1。

另一方面，在第1活塞61与第2活塞71之间配设有复位用弹簧构件66。该复位用弹簧构件66用于向第1压力室64的收缩方向（反制动方向（箭头X2方向））按压第1活塞61，当向第1压力室64内导入压缩流体时，该复位用弹簧构件66被该流体压力压缩。通常，由于不向第1压力室64内导入压缩流体，因此，主轴50在复位用弹簧构件66的弹簧力的作用下向反制动方向（箭头X2方向）移动。并且，利用规定的制动操作向第1压力室64导入压缩流体而使主轴50向制动方向（箭头X1方向）移动。而且，在通过规定的制动解除操作将第1压力室64内的压缩流体排出后，主轴50在复位用弹簧构件66的弹簧力的作用下复位到初始状态。

离合器机构

离合器机构用于切换螺母构件81的旋转和固定。具体而言，离合器机构在驱动常用制动部60时容许螺母构件81相对于主轴50的旋转，而在驱动弹簧制动部70时将螺母构件81相对于主轴50的旋转固定。本实施方式的离合器机构如后所述那样配置在不与第1压力室64和第2压力室74相干涉的区域。

未图示的离合器机构主要具有螺母构件81、在内侧容纳螺母构件81的离合器箱82、以使螺母构件81能够相对于离合器箱82旋转的方式支承螺母构件81的轴承83、以与螺母构件81相对的方式配置的离合器84、以使离合器箱82能够相对于第2活塞71旋转的方式支承离合器箱82的推力轴承85、离合器箱压紧弹簧86、以及离合器弹簧87。如后所述，该离合器机构通常被锁定杆88锁定而不能旋转。

螺母构件81以能够相对于主轴50旋转的方式与主轴50螺纹接合。另外，螺母构件81以能够借助轴承83相对于离合器箱82旋转的方式支承于轴承83。由此，螺母构件81通过主轴50与离合器箱82之间的相对移动而进行旋转。另外，螺母构件81被支承为能够朝向作为与制动方向相反的方向的反制动方向（箭头X2方向）与离合器箱82一起移动。并且，在螺母构件81的与离合器84相对的部分形成有与该离合器84的外齿84a相啮合（卡合）的外齿81a。

另外，在离合器的外齿81a、84a卡合时，容许离合器84和螺母构件81相对于离合器箱82向制动方向和反制动方向移动，但限制离合器84和螺母构件81沿绕主轴50的轴的旋转方向位移。

离合器箱82形成为在内侧配置有螺母构件81和离合器84的筒状构件。在该离合器箱82内固定有将该离合器箱82和离合器84连结起来的键82a。该键82a配置于形成在离合器84上的槽84b内。由此，离合器84在被限制了相对于离合器箱82以主轴50的轴线方向为中心的旋转方向上的位移的状态下与主轴50的轴线方向（箭头X方向）平行地滑动。即，离合器箱82以使离合器84能够沿着第2活塞71的移动方向滑动的方式支承离合器84。

另外，在离合器箱82内设有向使离合器84远离螺母构件81的方向对离合器84施力的离合器分离弹簧82b。该离合器分离弹簧82b设于离合器箱82的内侧（靠主轴50侧）且螺母构件81和离合器84的外侧的同心圆上。另外，在离合器箱82与第2活塞71之间设有离合器箱压紧弹簧86。

离合器84形成为筒状构件，其相对于螺母构件81配置在反制动方向（箭头X2方向）上。并且，在本实施方式中，在离合器84与主轴50之间形成有能够使流体通过的间隙S2。并且，该离合器84在主轴50的周围以与螺母构件81相对的方式设置。离合器84在其反制动方向（箭头X2方向）的端部借助推力轴承85以能够旋转的方式支承于第2活塞71。由此，在利用弹簧构件75的作用力使第2活塞71相对于主轴50沿着制动方向（箭头X1方向）移动时，离合器84还借助第2活塞71和推力轴承85与第2活塞71一起相对于主轴50向制动方向（箭头X1方向）移动。

上述离合器机构位于配置有复位用弹簧构件66的区域且配置在第2压力室74的圆环的内侧。另外，该离合器机构配置在比第2活塞靠制动方向（箭头X1方向）的位置。

离合器机构构成为，通过从向第2压力室74供给压缩空气的状态向排出压缩空气的状态过渡，从而在弹簧构件75的作用力的作用下使离合器84与第2活塞71一起相对于主轴50向制动方向（箭头X1方向）移动而与螺母构件81啮合（螺母构件81的外齿81a和离合器84的外齿84a相啮合），成为将主轴50和第2活塞71连结起来的连结状态。

另一方面，在向第2压力室74供给压缩空气的状态下，离合器84自螺母构件81分离（外齿81a和外齿84a不啮合），成为螺母构件81自由旋转的状态。因此，在向第2压力室74供给压缩空气的状态下，离合器机构成为解除了主轴50和第2活塞71之间的连结的非连结状态。

在缸装置10上设有能够对离合器机构的锁定状态和非锁定状态间隙切换的锁定杆88。在离合器箱82的靠向制动方向（箭头X1方向）的端部的外周面设有卡齿（日文：ラッチ歯）82c并在锁定杆88的内端部设有构成为能够与该卡齿82c相卡合的锁定齿88a。锁定杆88被施力构件89向使锁定齿88a卡合于卡齿82c的方向施力，通过抬起锁定杆88，从而解除卡齿82c与锁定齿88a之间的卡合，由此，使离合器箱82成为能够旋转的状态。构成为能够解除离合器箱82的锁定状态的原因在于：在因某种原因使第2压力室74的压缩流体排出而使弹簧制动部70的弹簧构件75成为伸长状态时（弹簧制动部70处于工作状态），能够用手动解除弹簧制动部70。

主轴50

主轴50具有在外周部形成有多条螺纹的螺纹接合部和自该螺纹接合部的端部沿轴向（箭头X1方向）伸出的伸出部。并且，螺纹接合部与离合器机构的螺母构件81螺纹接合。由此，螺母构件81能够相对于主轴50向箭头X方向移动。

主轴50贯穿上侧第1开口42。在伸出部的外周面上以轴向上的规定长度形成有局部切除部位。在该局部切除部位上，朝向主轴50的轴向形成有一对壁部。

一个壁部（第1壁部）54具有在主轴50前进时与制动杠杆20相抵接的抵接面，另一个壁部（第2壁部）55具有在主轴50后退时与制动杠杆20相抵接的抵接面。在两壁部之间形成有能够插入力点部23的间隙。

在连接部上，一对平面形成为侧面。上述平面相对于主轴50的轴位于对称的位置，并成为与轴平行的大致垂直面。在该连接部中，上述贯穿孔敝开。即，由于连接部的两平面之间的间隔（连接部的宽度）小于贯穿孔的直径，因此，贯穿孔以将各平面沿上下方向分割的方式开口在连接部的侧面。

在贯穿孔中设有扩径而成的部位，在该扩径部嵌入有磨损圈（wear ring）57。

制动杠杆20在上端部（顶端部）即臂部22的上端部（顶端部）设有力点部23。该力点部23是随着主轴50的驱动而自该主轴50受力的部位，其被插入到主轴50的壁部之间。

在主轴50的贯穿孔贯穿有引导棒。引导棒的基端部固定于外壳40中的与车轮相反的那一侧的侧壁46，并与主轴50呈同轴状配置。

在引导棒上形成有一对平面部。在将引导棒插入到主轴50的贯穿孔内时，该平面部成为与主轴的连接部的平面平齐的状态。

接下来，说明单元制动器100的工作。

图1是常用制动部60和弹簧制动部70均未工作的缸装置10的剖视图。例如，在铁路车辆的运转中不进行制动动作时，成为图1所示的状态。在该状态下，利用常用制动控制装置（未图示）进行控制，使得不会从空气供给源（未图示）经由第1端口63向第1压力室64供给压缩空气。并且，第1压力室64内的压缩空气经由第1端口63自然排出。因此，第1活塞61被复位用弹簧构件66向反制动方向（箭头X2方向）施力，成为第1活塞61与第1缸主体62的底部相抵接的状态。

另一方面，在图1所示的状态下，基于弹簧制动控制电磁阀（未图示）的控制，压缩空气从空气供给源（未图示）经由第2端口（未图示）被供给到第2压力室74。因此，成为利用由被供给到第2压力室74的压缩空气的作用产生的作用力使第2活塞71克服弹簧构件75的作用力向反制动方向（箭头X2方向）移动的状态。在该状态下，螺母构件81的外齿81a和离合器84的外齿84a成为未啮合而形成有空隙的状态。

图3是表示使常用制动部60工作后的状态的缸装置10的剖视图。基于常用制动控制装置的控制，压缩空气经由第1端口63被供给到第1压力室64，由此使常用制动部60工作。此时，利用由被供给到第1压力室64的压缩空气的作用产生的作用力使第1活塞61克服复位用弹簧构件66的作用力向制动方向（箭头X1方向）移动。由此，主轴50与第1活塞61一起向制动方向移动，闸瓦按压在车轮的胎面上，由此产生制动力。但是，在主轴50与第1活塞61一起向制动方向移动时，螺母构件81被轴承83支承为相对于离合器箱82自由旋转，因此在主轴50向制动方向移动的同时，螺母构件81保持在支承于离合器箱82的状态下旋转。由此，只有主轴50向制动方向移动。

图4是表示使弹簧制动部70工作后的状态的缸装置10的剖视图。在使弹簧制动部12工作的情况下，例如，在使常用制动部60工作（参照图3）而使铁路车辆完全停止的状态下，为了作为泊车制动器等使用而使弹簧制动部70工作。基于弹簧制动控制电磁阀（未图示）的控制从第2压力室74排出压缩空气而使弹簧制动部70工作。

供给到第2压力室74内的压缩空气被排出时，在弹簧构件75的作用力的作用下，第2活塞71开始向制动方向（箭头X1方向）移动。此时，在支承于第2活塞71的推力轴承85上自由旋转的离合器84与第2活塞71一起相对于主轴50开始向制动方向移动。另外，此时，离合器84借助槽84b与键82a之间的滑动动作，相对于离合器箱82向制动方向移动。而且，当第2活塞71像上述那样与离合器84一起相对于主轴15开始移动时，离合器84与螺母构件81相抵接。即，螺母构件81的外齿81a与离合器84的外齿84a相啮合而使螺母构件81的旋转停止。

通过使螺母构件81和离合器84如上所述地啮合，离合器机构从非连结状态向连结状态过渡。而且，在该连结状态下，由于螺母构件81的旋转被阻止，因此第2活塞71在弹簧构件75的作用力的作用下而向制动方向移动了的状态下，借助离合器84和螺母构件81对主轴50施力，主轴50、第1活塞61以及主轴50被保持在向制动方向移动了的状态。即，被保持在弹簧制动部70工作并作用有弹簧制动力的状态。

本实施方式的单元制动器100的特征

如以上说明那样，在本实施方式中，在主轴50的周围，离合器84的与螺母构件81相对的部分相对于螺母构件81配置在反制动方向上，在离合器机构向连结状态过渡时，离合器84与第2活塞71一起移动并与螺母构件81啮合。而且，与主轴50螺纹接合并以能够旋转的方式被支承的螺母构件81能够被支承为向反制动方向移动。因此，当常用制动部60的第1压力室64的压力流体慢慢漏出而由第1压力室64的作用产生的对第1活塞61的作用力变弱，由来自闸瓦侧的回弹的反作用力向反制动方向推压第1活塞61时，螺母构件81在较深地啮合的方向被按压于离合器84。由此，即使第1压力室64的压力流体漏出且作用有来自闸瓦侧的回弹的反作用力，也能够防止离合器机构中的螺母构件81和离合器84之间的啮合部分脱开。因此，防止作为泊车制动器等使用的弹簧制动部70的制动力意料外地变小。

并且，在本实施方式中，由于离合器机构配置在不与第1压力室64和第2压力室74相干涉的区域，因此能够防止缸装置10的尺寸变大。尤其是，由于没有产生如专利文献2记载的单元制动器那样的突出部，因此，能够防止缸装置的外形变大。其结果，丝毫不改变铁路车辆侧的结构就能够将现有的单元制动器置换为弹簧制动不会意料外地变小的单元制动器100。

此外，在本实施方式中，由于在保持轴承83的离合器箱84的反制动方向上设有第1压力室64，因此，轴承83不会暴露在压力流体中，另外，同样地，由于在将轴承83保持在内侧的离合器箱84的外侧设有第2压力室74，因此，轴承83不会暴露在压力流体中。也就是说，由于轴承83的周围充满来自外部的空气，因此，涂敷在轴承上的润滑脂不会因压力流体所含有的油分或水分而劣化，由此，即使长期使用该轴承也能够维持其性能。

另外，在本实施方式中，由于在侧壁与主轴50之间以及在离合器84与主轴50之间形成有能够供流体通过的间隙，因此，能够经由该间隙将来自外部的空气充分地供给至容纳有复位用弹簧构件66的空间内。因而，即使在大气暂时湿润的情况下，之后若大气变得干燥，则轴承周围的大气也会变干燥。其结果，能够更加可靠地抑制涂敷在轴承83上的润滑脂因湿润的大气而劣化。

其他例子

以下，说明其他例子。在其他例子中，主要说明与上述实施方式的不同点。

如图5所示，在单元制动器100a中，具有替代主轴50的主轴50a。主轴50a具有保持壳57a。图6的（a）、（b）是表示保持壳57a的截面的图，如图6的（a）所示，利用旋转施力弹簧57d向与借助销构件50c使螺母构件81与主轴50a较深地螺纹接合的旋转方向相反的旋转方向（图中箭头E方向）对主轴50a施力。

因此，在外齿81a和外齿84a的前端部分彼此抵接的状态下，如图6的（a）所示，在销构件50c的两端部与保持壳57a的内壁的台阶部相卡合的状态下，主轴50a的位置被保持。

此处，当弹簧制动部件成为充分工作了的状态时，图6的（a）中的箭头D所示的旋转方向的旋转力作用于主轴50a，此时，成为主轴50a能够向该旋转方向旋转的状态。而且，主轴50a克服作用于销构件50c的旋转施力弹簧57d的弹簧力向使螺母构件81与主轴50c较深地螺纹接合的旋转方向（图6的（a）中的箭头D的旋转方向）旋转。由此，为了使螺母构件81与主轴50a较深地螺纹接合，使螺母构件81向与制动方向相同的方向移动少许的同时稍微旋转。而且，外齿81a与外齿84a抵接的抵接位置从前端部分彼此抵接的位置稍微错位，从而外齿81a与外齿84a抵接的抵接位置被调整到外齿81a和外齿84a在里侧更深地啮合的位置。

另外，主轴50a能够向图3的箭头所示的方向旋转直到销构件50c的两端部与保持壳57a的内壁的突出壁部57b抵接。即，在图6的（b）中，销构件50c能够在双箭头J所示的角度的范围内摆动，主轴50a的可旋转角度被限制。

并且，在外齿81a和外齿84a较深地啮合而使离合器84成为充分啮合的状态时，在螺母构件81的卡齿82c与锁定杆88的锁定齿88a卡合的状态下，由随着螺母构件81向制动方向移动而进行的旋转所产生的连带旋转被阻止。因此，螺母构件81的旋转最终被阻止。

此外，在离合器84成为啮合的状态时，螺母构件81与第2活塞71一起克服旋转施力弹簧57d的作用力向制动方向移动少许，但在螺母构件81的卡齿82c与锁定杆88的锁定齿88a之间的卡合沿轴向变得更深的状态下，第2活塞71、螺母构件81以及离合器84停止。

外齿81a和外齿84a如上所述地啮合，由此，螺母构件81和离合器84从非连结状态向连结状态过渡。而且，在连结状态下，由于螺母构件81的旋转被阻止，因此在第2活塞71在弹簧构件75的作用力的作用下而向制动方向移动了的状态下借助离合器84对主轴50a施力，主轴50a和第1活塞61被保持在向制动方向移动后的状态。即，被保持在作用有弹簧制动力的状态。

另外，即使来自按压于车轮的胎面的闸瓦接收件30的反作用沿反制动方向作用于第1活塞61和主轴50a而欲使螺母构件81和离合器84脱开，由于啮合较深，螺母构件81和离合器84也不会脱开，第1活塞61和主轴50a被保持在制动状态的位置。

另外，例如，要想不使空气压缩机工作而利用牵引车使铁路车辆的泊车位置移动少许的情况、不向铁路车辆供电的情况下利用牵引车使铁路车辆移动的情况等、在要释放弹簧制动力的情况下，能够通过操作锁定杆88，以手动释放弹簧制动力。在该情况下，从弹簧制动器工作的状态，通过手动操作将锁定杆88朝向第1缸主体62的外侧抬起时，锁定杆88的锁定齿88a与螺母构件81的卡齿82c脱开。而且，在外齿81a和外齿84a能够在保持啮合的状态下旋转，从而离合器84空转。

由此，第1活塞61和第2活塞71这两者在复位用弹簧构件66和弹簧构件75的作用力的作用下能够相互移动到行程末端，从而主轴50a和第1活塞61向反制动方向移动。这样，通过操作锁定杆88，能够以手动释放弹簧制动力而使铁路车辆等移动。

在上述其他例子中，发挥实施方式的效果，还发挥如下的效果。在其他例子中，在保持壳57a内也涂敷有润滑脂，但由于在大气中使用，因此不会暴露在压缩空气内。因而，能够抑制润滑脂（润滑材料等）因压力流体所含有的油分或水分而劣化。其结果，即使长期使用该保持壳57a也能够维持其性能。

以上，根据附图说明了本发明的实施方式，但应该想到具体的结构并不限定于上述实施方式。本发明的范围不仅由上述实施方式来进行说明而且还由权利要求书来进行表示，并且包括在与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。

权利要求的各构成要件和上述实施方式的各部分的对应关系

在上述实施方式中，单元制动器100、100a相当于“单元制动器”，主轴50、50a相当于“主轴”，缸装置10相当于“缸装置”，制动杠杆20相当于“制动杠杆”，闸瓦接收件30相当于“闸瓦接收件”，第1压力室64相当于“第1压力室”，复位用弹簧构件66相当于“第1弹簧”，第1活塞61相当于“第1活塞”，常用制动部60相当于“常用制动部”，第2压力室74相当于“第2压力室”，弹簧构件75相当于“第2弹簧”，第2活塞71相当于“第2活塞”，弹簧制动部70相当于“弹簧制动部”，螺母构件81相当于“螺母构件”，离合器84相当于“离合器”，离合器箱82相当于“离合器箱”，轴承83相当于“轴承”，离合器机构相当于“离合器机构”。

附图标记说明

100、100a、单元制动器；10、缸装置；20、制动杠杆；30、闸瓦接收件；50、50a、主轴；60、常用制动部；61、第1活塞；64、第1压力室；66、复位用弹簧构件（第1弹簧）；70、弹簧制动部；71、第2活塞；71b、侧壁；74、第2压力室；75、弹簧构件（第2弹簧）；81、螺母构件；82、离合器箱；83、轴承；84、离合器；S1、间隙；S2、间隙。

Claims

1.一种单元制动器，该单元制动器包括：缸装置，其具有被配置在与大气相连通的区域的主轴；制动杠杆，其能够通过上述主轴在轴向上的移动而绕支承轴摆动；以及闸瓦接收件，其以与上述制动杠杆相联动的方式被驱动，其特征在于，

上述缸装置包括：

常用制动部，其具有同第1压力室和配置于与大气连通的区域的第1弹簧相对来发挥作用的第1活塞，通过向上述第1压力室供给压力流体，从而使上述第1活塞克服上述第1弹簧的作用力而向产生制动力的制动方向移动；

弹簧制动部，其具有第2活塞，该第2活塞与同上述第1压力室相对设置的圆环状的第2压力室和配置在上述第1压力室的外侧的同心圆上的第2弹簧相对来发挥作用，并且上述主轴以与该第2活塞的中央部之间具有规定间隙的方式贯穿该第2活塞，通过从向上述第2压力室供给压力流体的状态向排出压力流体的状态过渡，从而在上述第2弹簧的作用力的作用下使上述第2活塞向制动方向移动；以及

离合器机构，其具有以能够相对于上述主轴旋转的方式与上述主轴螺纹接合且在作为与上述制动方向相反的方向的反制动方向上设有离合部的螺母构件、相对于上述螺母构件配置在作为与上述制动方向相反的方向的反制动方向上且在上述主轴的周围的与该螺母构件相对的一侧与上述螺母构件的离合部相卡合的离合器、形成为筒状且将上述螺母构件和上述离合器容纳在内侧的离合器箱、以及在上述离合器箱的内侧以使上述螺母构件能够相对于上述离合器箱旋转的方式支承上述螺母构件的轴承，并且，上述离合器能够相对于上述离合器箱在上述制动方向和上述反制动方向上位移，而在上述旋转方向上的位移受到限制，

上述离合器机构位于配置有上述第1弹簧的区域且配置在上述第2压力室的圆环的内侧，且该离合器机构配置在比上述第2活塞靠向上述制动方向的位置，并且，通过自上述第2压力室排出压力流体，从而在上述第2弹簧的作用力的作用下使上述离合器与上述第2活塞一起相对于上述离合器箱移动而与上述螺母构件的离合部相卡合，由此成为上述螺母构件不能旋转而将上述主轴和上述第2活塞连结起来的连结状态，通过向上述第2压力室供给压力流体，从而使上述离合器与上述螺母构件分离，由此成为解除了上述主轴和上述第2活塞之间的连结的非连结状态。

2.根据权利要求1所述的单元制动器，其特征在于，

上述主轴以与上述离合器的中央部之间具有规定间隙的方式贯穿上述离合器，用于对上述离合器向相对于上述离合器箱而言的上述反制动方向施力的离合器分离弹簧配置在上述螺母构件的外侧的同心圆上，上述轴承以与配置有上述离合器分离弹簧的区域相面对的方式设置。