JP4721378B2 - Brake cylinder device and brake caliper device - Google Patents
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Description
車両用ブレーキ機構を作動させるための押棒と常用ブレーキ手段とバネブレーキ手段とを備え、バネブレーキ手段による付勢力の押棒への伝達を解除してブレーキ作動状態をブレーキ非作動状態に解放することが可能なブレーキシリンダ装置、及びそのブレーキシリンダ装置を備えるブレーキキャリパ装置に関する。 A push rod for operating the vehicle brake mechanism, a service brake means, and a spring brake means are provided, and the transmission of the urging force to the push rod by the spring brake means is released to release the brake operation state to the brake non-operation state. The present invention relates to a possible brake cylinder device and a brake caliper device including the brake cylinder device.
従来、車両用のブレーキ機構において用いられるブレーキシリンダ装置として、ブレーキ機構を作動させるための押棒と常用ブレーキ手段とバネブレーキ手段とを備えるものが用いられている。常用ブレーキ手段は、通常の運転中に用いられ、バネブレーキ手段は、長時間車両を停止する場合などに用いられる。そして、このようなブレーキシリンダ装置として、バネブレーキ手段による付勢力の押棒への伝達を解除してブレーキ作動状態をブレーキ非作動状態に解放することが可能なブレーキ解放機構を備えるものが知られている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a brake cylinder device used in a vehicle brake mechanism, a brake cylinder device including a push rod for operating the brake mechanism, a regular brake means, and a spring brake means is used. The regular brake means is used during normal driving, and the spring brake means is used when the vehicle is stopped for a long time. Such a brake cylinder device is known to have a brake release mechanism capable of releasing the urging force from the spring brake means to the push rod and releasing the brake operation state to the brake non-operation state. (See Patent Document 1).
特許文献1に開示されたブレーキシリンダ装置においては、バネブレーキ手段におけるピストン(9)に一体に形成された管状のピストンロッド(10)と、押棒である力伝達部材(6)の周囲にバネリング(18)を介して配置されたスリーブ(14)とが設けられ、これらのそれぞれに環形溝(16)が形成されている。そして、これらの環形溝(16)には、スリット付リングとして形成された固定リング(15)が配置され、この固定リング(15)を介してバネブレーキ手段側のピストンロッド(10)と押棒側のスリーブ(14)とが連結されることになる。そして、この固定リング(15)は、各種部材(制御レバー(24)、制御ロッド(23)、固定部材(22)、及び固定ヨーク(21))を介して操作されることで、閉じた状態から半径方向へ拡大可能に構成されている。これにより、ピストンロッド(10)とスリーブ(14)との連結を解除してバネブレーキ手段による付勢力の押棒への伝達を解除し、ブレーキ作動状態をブレーキ非作動状態に解放できるようになっている。尚、特許文献1においては、上記以外の他の実施例も開示されているが、この実施例においても上記実施例と同様にスリット付リングとしての固定リングによるブレーキ解放機構が開示されている。 In the brake cylinder device disclosed in Patent Document 1, a tubular piston rod (10) formed integrally with the piston (9) in the spring brake means and a spring ring (around a force transmission member (6) as a push rod) 18) and a sleeve (14) arranged via each of which is provided with an annular groove (16). And, in these annular grooves (16), a fixing ring (15) formed as a ring with a slit is arranged, and via this fixing ring (15), the piston rod (10) on the spring brake means side and the push rod side The sleeve (14) is connected. The fixing ring (15) is closed by being operated via various members (control lever (24), control rod (23), fixing member (22), and fixing yoke (21)). It is comprised so that expansion to a radial direction is possible. As a result, the connection between the piston rod (10) and the sleeve (14) is released, the transmission of the urging force by the spring brake means to the push rod is released, and the brake operating state can be released to the brake non-operating state. Yes. In Patent Document 1, another embodiment other than the above is also disclosed, but in this embodiment as well, a brake release mechanism using a fixed ring as a ring with a slit is disclosed as in the above embodiment.
特許文献1に開示されたブレーキシリンダ装置においては、スリット付リングとして形成された固定リングを用いてブレーキ解放機構が構成される。このため、バネブレーキ手段による付勢力を押棒に伝達し更にこの伝達を解除可能な構成を固定リングを用いた薄型の構造として実現し易く、ブレーキ方向であるブレーキシリンダ装置の軸方向において寸法が大きくなって肥大化してしまうことを抑制することができるブレーキ解放機構を構成することができる。 In the brake cylinder device disclosed in Patent Document 1, a brake release mechanism is configured using a fixing ring formed as a ring with a slit. For this reason, it is easy to realize a structure capable of transmitting the urging force of the spring brake means to the push rod and further releasing the transmission as a thin structure using the fixing ring, and the dimension is large in the axial direction of the brake cylinder device which is the brake direction. Thus, it is possible to configure a brake release mechanism that can suppress the enlargement.
しかしながら、特許文献1に開示されたブレーキシリンダ装置では、ブレーキ解放機構の固定リングが、半径方向に拡縮可能なスリット付リングとして形成されているため、固定リングが作動して半径方向に拡縮する際には、この固定リングが配設されている部材との間でのこじれが生じて作動不良を発生してしまうことがある。即ち、特許文献1のブレーキシリンダ装置の場合、固定リングとピストンロッド(10)及びスリーブ(14)との間でのこじれが生じてしまい、ブレーキ解放機構として作動不良を発生してしまうことがある。とくに、ブレーキシリンダ装置では、バネブレーキ手段によるバネ力が常に作用している状態であるため、固定リングの配設箇所においてわずかな歪が生じることで上記のこじれが発生してしまう虞がある。 However, in the brake cylinder device disclosed in Patent Document 1, the fixing ring of the brake release mechanism is formed as a ring with a slit that can be expanded and contracted in the radial direction. In some cases, the fixing ring may be twisted to cause a malfunction. That is, in the case of the brake cylinder device of Patent Document 1, the fixing ring, the piston rod (10), and the sleeve (14) may be twisted, resulting in a malfunction of the brake release mechanism. . In particular, in the brake cylinder device, since the spring force by the spring brake means is always acting, there is a possibility that the above-mentioned twist may occur due to slight distortion at the location where the fixing ring is disposed.
本発明は、上記実情に鑑みることにより、常用ブレーキ手段とバネブレーキ手段とブレーキ解放機構とを備えるブレーキシリンダ装置において、装置が軸方向に肥大化してしまうことを抑制でき、ブレーキ解放機構における作動不良の発生も抑制することができるブレーキシリンダ装置を提供し、また、そのブレーキシリンダ装置を備えるブレーキキャリパ装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can suppress the enlargement of the device in the axial direction in a brake cylinder device including a service brake unit, a spring brake unit, and a brake release mechanism, and malfunction in the brake release mechanism. It is an object of the present invention to provide a brake cylinder device that can also suppress the occurrence of this, and to provide a brake caliper device including the brake cylinder device.
上記目的を達成するための第1発明に係るブレーキシリンダ装置は、車両用のブレーキ機構において用いられるブレーキシリンダ装置であって、第1バネと第1圧力室とが逆方向に作用する第1ピストンを有し、前記第1圧力室に圧力流体が供給されることにより前記第1バネの付勢力に抗して前記第1ピストンがシリンダ本体に対して相対移動してブレーキ方向に移動する常用ブレーキ手段と、前記第1ピストンとともに移動可能な押棒と、第2バネと第2圧力室とが逆方向に作用するとともに前記押棒が貫通する第2ピストンを有し、前記第2圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第2バネの付勢力により前記第2ピストンが前記ブレーキ方向に移動するとともに前記押棒を付勢するバネブレーキ手段と、前記バネブレーキ手段による前記ブレーキ方向の付勢力の前記押棒への伝達を解除してブレーキ作動状態をブレーキ非作動状態に解放するブレーキ解放機構と、を備えている。そして、この第1発明に係るブレーキシリンダ装置は、前記ブレーキ解放機構が、前記押棒の周囲に円管状に配置され、前記バネブレーキ手段による前記ブレーキ方向の付勢力を前記押棒へ伝達するとともに、側面に係合溝が形成されたピストンロッドと、前記ピストンロッドに対してその径方向における外側で回転可能にリング状に配置され、周方向に対して傾斜するよう径方向の深さが変化するとともに前記ピストンロッドに対して同心円状に配置された複数の傾斜溝が形成されたリング部材と、前記係合溝に係合可能に前記傾斜溝に配置された係合部材と、前記第2ピストンとともに移動するよう設けられて、前記係合部材の前記リング部材に対する径方向の移動を許容するとともに前記係合部材の前記リング部材に対する前記ピストンロッドの軸方向の移動を規制するように、前記係合部材を保持する保持部材と、を有し、前記保持部材は、前記リング部材に対して前記ピストンロッドの軸方向における両側に配置された枠部材及び押さえ部材で構成された一対の平板状の部材として設けられ、前記枠部材には、前記リング部材においてリング状に形成されたリング本体部が回転可能に配置される凹部が形成され、前記凹部に配置される前記リング部材の周方向に沿って配置されるとともに前記枠部材において突出するように形成された複数の壁部により、前記係合部材の前記リング部材に対する径方向の移動を許容する経路が形成され、前記押さえ部材は、前記枠部材に対して重ねられるようにして配置され、前記枠部材との間で前記リング部材を回転可能な状態で挟み込んで支持することを特徴とする。 A brake cylinder device according to a first invention for achieving the above object is a brake cylinder device used in a brake mechanism for a vehicle, wherein the first spring and the first pressure chamber act in opposite directions. And the first brake moves relative to the cylinder body against the urging force of the first spring by supplying a pressure fluid to the first pressure chamber and moves in the brake direction. Means, a push rod movable with the first piston, a second spring and a second pressure chamber acting in opposite directions, and a second piston through which the push rod penetrates, and the second pressure chamber has a pressure fluid The spring that moves the second piston in the braking direction and biases the push rod by the biasing force of the second spring by shifting from the state where the gas is supplied to the state where the gas is discharged It comprises a chromatography key unit, and a brake release mechanism for releasing the braking state to the braking inoperative state to release the transmission to the push rod of the urging force of the braking direction by the spring brake means. In the brake cylinder device according to the first aspect of the present invention, the brake release mechanism is disposed in a circular tube around the push rod, and transmits the urging force in the brake direction by the spring brake means to the push rod. A piston rod having an engagement groove formed therein, and a ring-like shape arranged so as to be rotatable with respect to the piston rod on the outer side in the radial direction, and the radial depth is changed so as to be inclined with respect to the circumferential direction. A ring member formed with a plurality of inclined grooves concentrically arranged with respect to the piston rod, an engaging member arranged in the inclined groove so as to be engageable with the engaging groove, and the second piston The piston is provided so as to move and allows the engagement member to move in a radial direction with respect to the ring member, and the piston of the engagement member relative to the ring member To restrict the axial movement of the rod, have a, a holding member for holding said engaging member, the holding member is arranged on both sides in the axial direction of the piston rod relative to said ring member Provided as a pair of flat plate members composed of a frame member and a pressing member, the frame member is formed with a recess in which a ring body portion formed in a ring shape in the ring member is rotatably arranged, The engagement member is moved in the radial direction with respect to the ring member by a plurality of wall portions that are arranged along the circumferential direction of the ring member that is arranged in the concave portion and that protrude from the frame member. An allowable path is formed, and the pressing member is disposed so as to overlap the frame member, and the ring member is sandwiched between the frame member and the frame member in a rotatable state. Nde wherein the support.
この発明によると、バネブレーキ手段の付勢力を押棒に伝達するピストンロッドの径方向外側にリング部材が回転可能に配置される。そして、リング部材の傾斜溝に係合部材が配置され、この係合部材は、第2ピストンとともに移動する保持部材によって保持されている。また、係合部材がピストンロッドの係合溝に係合することで、第2ピストンに取り付けられた保持部材とピストンロッドとが係合部材を介して連結され、バネブレーキ手段による付勢力が押棒に伝達されることになる。一方、リング部材の回転操作が行われると、係合部材は、リング部材においてピストンロッドに対して同心円状に配置された傾斜溝に沿って移動する。そして、傾斜溝は周方向に対して傾斜するよう深さが径方向に変化して形成されており、保持部材は係合部材の径方向の移動のみを許容するため、リング部材の回転とともに傾斜溝に沿って係合部材が径方向に移動して、係合部材の係合溝への係合が解除されることになる。これにより、第2ピストンに取り付けられた保持部材とピストンロッドとの連結が解除され、バネブレーキ手段による付勢力の押棒への伝達が解除されてブレーキ作動状態がブレーキ非作動状態に解放されることになる。 According to this invention, the ring member is rotatably arranged on the radially outer side of the piston rod that transmits the urging force of the spring brake means to the push rod. An engaging member is disposed in the inclined groove of the ring member, and this engaging member is held by a holding member that moves together with the second piston. Further, the engaging member engages with the engaging groove of the piston rod, so that the holding member attached to the second piston and the piston rod are connected via the engaging member, and the urging force by the spring brake means is pushed by the push rod. Will be transmitted to. On the other hand, when the rotation operation of the ring member is performed, the engagement member moves along the inclined groove arranged concentrically with the piston rod in the ring member. The inclined groove is formed with the depth changed in the radial direction so as to incline with respect to the circumferential direction, and the holding member allows only the radial movement of the engaging member, so that the inclined member is inclined with the rotation of the ring member. The engagement member moves in the radial direction along the groove, and the engagement of the engagement member with the engagement groove is released. As a result, the connection between the holding member attached to the second piston and the piston rod is released, the transmission of the urging force by the spring brake means to the push rod is released, and the brake operating state is released to the brake non-operating state. become.
そして、本発明によると、バネブレーキ手段による付勢力を押棒に伝達し更にこの伝達を解除可能な構成がリング部材を用いた薄型の構造として実現でき、ブレーキ方向であるブレーキシリンダ装置の軸方向において寸法が大きくなって肥大化してしまうことを抑制することができる。さらに、本発明におけるブレーキ解放機構では、リング部材は回転動作を行うよう構成されており拡縮動作を行わず、係合部材もピストンロッドの同心円状に配置された傾斜溝に沿って径方向に移動する構成であるため、こじれが生じることによる作動不良の発生を抑制することができる。 According to the present invention, the structure capable of transmitting the urging force of the spring brake means to the push rod and further releasing the transmission can be realized as a thin structure using the ring member, and in the axial direction of the brake cylinder device which is the brake direction It can suppress that a dimension becomes large and enlarges. Furthermore, in the brake release mechanism according to the present invention, the ring member is configured to rotate, and does not expand / contract, and the engaging member also moves in the radial direction along the inclined grooves arranged concentrically with the piston rod. Therefore, the occurrence of malfunction due to the occurrence of twisting can be suppressed.
従って、本発明によると、装置が軸方向に肥大化してしまうことを抑制でき、ブレーキ解放機構における作動不良の発生も抑制することができる、ブレーキシリンダ装置を提供することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a brake cylinder device that can suppress the enlargement of the device in the axial direction and can also suppress the occurrence of malfunction in the brake release mechanism.
更に、本発明によると、周方向に沿って配置される壁部が一方に設けられた一対の平板状の部材により保持部材が構成される。このため、一対の平板状の部材により係合部材のリング部材に対するピストンロッドの軸方向の移動が規制される。そして、複数の壁部により形成される経路により、係合部材のリング部材に対する径方向の移動が許容される。このため、係合部材のリング部材に対する径方向の移動のみを許容する保持部材を簡易な構成で実現できる。そして、一対の平板状の部材により薄型の構造の保持部材を実現することができるため、ブレーキシリンダ装置が軸方向に肥大化してしまうことをさらに抑制することができる。Furthermore, according to the present invention, the holding member is constituted by a pair of flat members provided on one side with wall portions arranged along the circumferential direction. For this reason, the movement of the piston rod in the axial direction relative to the ring member of the engaging member is restricted by the pair of flat plate-like members. And the movement of the radial direction with respect to the ring member of an engaging member is accept | permitted by the path | route formed by a some wall part. For this reason, the holding member that allows only the radial movement of the engagement member relative to the ring member can be realized with a simple configuration. And since a holding member of a thin structure can be realized by a pair of flat members, it is possible to further prevent the brake cylinder device from being enlarged in the axial direction.
第2発明に係るブレーキシリンダ装置は、第1発明のブレーキシリンダ装置において、前記係合溝は、前記ピストンロッドの周方向に沿って延びるとともに当該周方向と垂直な断面が半円形状となるように形成され、前記係合部材は、球状体として形成されていることを特徴とする。 The brake cylinder device according to a second aspect is the brake cylinder device according to the first aspect, wherein the engagement groove extends along a circumferential direction of the piston rod and has a semicircular cross section perpendicular to the circumferential direction. The engaging member is formed as a spherical body.
この発明によると、球状体として形成された係合部材が、半円形状の断面で周方向に沿って延びるように形成された係合溝に係合するため、係合溝と係合部材とがより滑らかに接触し、係合部材が傾斜溝に沿って移動し易くなる。このため、係合溝に面取りを施す処理を省略することができるため、工数を低減することができ、低コスト化を図ることができる。また、半円形状の断面の係合溝と球状体の係合部材という簡易な構成で、ピストンロッドに対してさらにこじれが生じにくい構成を実現することができる。 According to the present invention, the engaging member formed as a spherical body engages with the engaging groove formed so as to extend along the circumferential direction with a semicircular cross section. Is more smoothly contacted, and the engaging member is easily moved along the inclined groove. For this reason, since the process which chamfers to an engaging groove can be abbreviate | omitted, a man-hour can be reduced and cost reduction can be achieved. Further, with a simple configuration of the engagement groove having a semicircular cross section and a spherical engagement member, it is possible to realize a configuration in which the piston rod is less likely to be twisted.
第3発明に係るブレーキシリンダ装置は、第2発明のブレーキシリンダ装置において、前記係合溝は、前記ピストンロッドの側面において全周に亘って延びるように形成されていることを特徴とする。 A brake cylinder device according to a third aspect of the present invention is the brake cylinder device according to the second aspect, wherein the engagement groove is formed to extend over the entire circumference on the side surface of the piston rod.
この発明によると、係合溝がピストンロッドの側面の周方向に沿って全周に亘って形成されているため、ピストンロッドの加工の際に、ジグに固定されたピストンロッドを回転させながら容易に係合溝を形成することができる。そして、係合溝がピストンロッドの全周に亘っているため、ピストンロッドの周方向におけるどの位置であっても係合部材と適切に係合することができ、装置組み立ての際におけるピストンロッドの配設作業が容易となる。このため、加工工数や組み立て工数を低減することができ、さらなる低コスト化を図ることができる。 According to the present invention, since the engaging groove is formed over the entire circumference along the circumferential direction of the side surface of the piston rod, it is easy to rotate the piston rod fixed to the jig when processing the piston rod. An engagement groove can be formed on the. Since the engagement groove extends over the entire circumference of the piston rod, it can be appropriately engaged with the engagement member at any position in the circumferential direction of the piston rod. Arrangement work becomes easy. For this reason, processing man-hours and assembly man-hours can be reduced, and further cost reduction can be achieved.
第4発明に係るブレーキシリンダ装置は、第1発明乃至第3発明のいずれかのブレーキシリンダ装置において、前記リング部材を回転操作する操作ユニットを備え、前記リング部材には、リング状に形成された前記リング本体部から径方向に突出して延びるように設けられた突出部が形成され、前記操作ユニットは、前記突出部と連係するように移動する軸状部材を有し、当該軸状部材が移動することで前記リング部材が回転操作され、前記突出部が延びるよう配置されているとともに前記軸状部材が移動するよう配置されている面が、前記リング本体部が配置されている面と同一の面であることを特徴とする。 A brake cylinder device according to a fourth invention is the brake cylinder device according to any one of the first to third inventions, comprising an operation unit for rotating the ring member, wherein the ring member is formed in a ring shape. the projecting portion provided so as to extend to protrude from the main body ring in a radial direction is formed, the operation unit includes a shaft member that moves so as to cooperation with the protrusion, moves the shaft-like member The ring member is rotated so that the protruding portion extends and the surface where the shaft-like member moves is the same as the surface where the ring main body portion is disposed. It is a surface.
この発明によると、操作ユニットの軸状部材及びリング部材の突出部が、リング本体部が配置されている面と同一の面に配置されている。このため、リング部材の回転操作を実現するための構成である軸状部材及び突出部もリング本体部と同一面に配置されることになり、ブレーキシリンダ装置が軸方向に肥大化してしまうことをさらに抑制することができる。 According to this invention, the shaft-like member of the operation unit and the protruding portion of the ring member are arranged on the same surface as the surface on which the ring main body portion is arranged. For this reason, the shaft-like member and the projecting portion, which are the configurations for realizing the rotation operation of the ring member, are also arranged on the same plane as the ring main body portion, and the brake cylinder device is enlarged in the axial direction. Further suppression can be achieved.
第5発明に係るブレーキシリンダ装置は、第4発明のブレーキシリンダ装置において、前記操作ユニットには、前記傾斜溝により前記係合部材を前記係合溝に係合させた状態が維持されるように前記突出部を付勢する付勢力を発生させるバネ手段が備えられ、前記バネ手段が弾性変形するように配置されている面が、前記リング本体部が配置されている面と同一の面であることを特徴とする。 A brake cylinder device according to a fifth aspect of the present invention is the brake cylinder device according to the fourth aspect of the present invention, wherein the operation unit is maintained in a state where the engagement member is engaged with the engagement groove by the inclined groove. Spring means for generating an urging force for urging the protrusion is provided, and the surface on which the spring means is arranged to be elastically deformed is the same surface as the surface on which the ring main body is arranged. It is characterized by that.
この発明によると、係合部材の係合溝への係合状態が維持されるよう突出部を付勢する付勢力を発生させる操作ユニットのバネ手段も、リング本体部と同一面に配置されることになる。このため、ブレーキシリンダ装置が軸方向に肥大化してしまうことをさらに抑制することができる。 According to the present invention, the spring means of the operation unit that generates the urging force that urges the protruding portion so that the engagement state of the engagement member with the engagement groove is maintained is also arranged on the same plane as the ring main body portion. It will be. For this reason, it can further suppress that the brake cylinder device enlarges in the axial direction.
また、他の観点の発明として、上述したいずれかのブレーキシリンダ装置を備えるブレーキキャリパ装置の発明を構成することもできる。即ち、第6発明に係るブレーキキャリパ装置は、第1発明乃至第5発明のいずれかのブレーキシリンダ装置と、当該ブレーキシリンダ装置が装備されて車両の台車に対して車軸方向に相対移動可能となるように取り付けられたキャリパボディと、を備え、当該ブレーキシリンダ装置が作動することで当該キャリパボディに取り付けられた一対の制輪子により車軸側のディスクを挟み込んで制動力を発生させることを特徴とする。 As another aspect of the invention, an invention of a brake caliper device including any one of the above-described brake cylinder devices may be configured. That is, a brake caliper device according to a sixth aspect of the invention is equipped with the brake cylinder device of any one of the first to fifth aspects of the invention and the brake cylinder device, and can move relative to the vehicle carriage in the axle direction. A caliper body mounted in such a manner that a braking force is generated by sandwiching a disc on the axle side by a pair of restrictors attached to the caliper body by operating the brake cylinder device. .
この発明によると、常用ブレーキ手段とバネブレーキ手段とブレーキ解放機構とを備え、装置が軸方向に肥大化してしまうことを抑制でき、ブレーキ解放機構における作動不良の発生も抑制することができるブレーキシリンダ装置を備えるブレーキキャリパ装置を実現することができる。 According to the present invention, the brake cylinder is provided with the service brake means, the spring brake means, and the brake release mechanism, and can prevent the device from being enlarged in the axial direction, and can also suppress the occurrence of malfunction in the brake release mechanism. A brake caliper device including the device can be realized.
本発明によると、装置が軸方向に肥大化してしまうことを抑制でき、ブレーキ解放機構における作動不良の発生も抑制することができるブレーキシリンダ装置を提供することができ、また、そのブレーキシリンダ装置を備えるブレーキキャリパ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that an apparatus enlarges to an axial direction, can provide the brake cylinder apparatus which can also suppress generation | occurrence | production of the malfunction in a brake release mechanism, and also provides the brake cylinder apparatus. A brake caliper device can be provided.
1 ブレーキシリンダ装置
11 シリンダ本体
12 常用ブレーキ手段
13 押棒
14 バネブレーキ手段
15 ブレーキ解放機構
18 第1バネ
19 第1圧力室
20 第1ピストン
24 第2バネ
25 第2圧力室
26 第2ピストン
28 ピストンロッド
29 リング部材
30 係合部材
31 保持部材
33 係合溝
37 傾斜溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係るブレーキシリンダ装置、及びそのブレーキシリンダ装置を備えるブレーキキャリパ装置については、鉄道車両用のブレーキ機構において用いられる場合を例にとって説明する。尚、本発明は、鉄道車両用のブレーキ機構に限らず、車両用のブレーキ機構において広く適用することができる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. A brake cylinder device according to an embodiment of the present invention and a brake caliper device including the brake cylinder device will be described by taking as an example a case of being used in a brake mechanism for a railway vehicle. The present invention is not limited to a brake mechanism for a railway vehicle, and can be widely applied to a brake mechanism for a vehicle.
(ブレーキキャリパ装置の構成)
まず、本発明の実施形態に係る鉄道車両用のブレーキキャリパ装置について説明する。尚、本実施形態に係るブレーキキャリパ装置は、本発明の実施形態に係るブレーキシリンダ装置が用いられる鉄道車両用のブレーキ機構として構成されている。図1は、本実施形態に係るブレーキシリンダ装置1、及び本実施形態に係るブレーキキャリパ装置100を車軸方向と平行な方向から見た概略図である。図1に示すように、ブレーキキャリパ装置100は、ディスクブレーキ型のブレーキ機構として設けられている。
(Configuration of brake caliper device)
First, a brake caliper device for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention will be described. Note that the brake caliper device according to the present embodiment is configured as a brake mechanism for a railway vehicle in which the brake cylinder device according to the embodiment of the present invention is used. FIG. 1 is a schematic view of the brake cylinder device 1 according to the present embodiment and the
図1に示すブレーキキャリパ装置100は、ブレーキシリンダ装置1、このブレーキシリンダ装置1が装備されて車両の台車101に対して車軸方向に相対移動が可能となるように取り付けられたキャリパボディ102、一対のブレーキパッド(制輪子)104、104をそれぞれ保持する一対のバックプレート(制輪子保持部)103、103、などを備えて構成されている。
A
ブレーキキャリパ装置100は、ブレーキシリンダ装置1が作動することで、キャリパボディ102に対してバックプレート103を介して取り付けられた一対のブレーキパッド104、104により、鉄道車両の車輪(図示せず)の回転に連動して回転する車軸側のディスクである円板状のブレーキディスク105(二点鎖線で図示)を挟み込んで制動力を発生させるように構成されている。即ち、ブレーキディスク105は回転軸と直交するように形成される表裏の制動面105a、105aを有する円板状に形成されており、ブレーキシリンダ装置1が作動することで、ブレーキパッド104、104が、制動面105a、105aに対して、ブレーキディスク105の回転軸方向(即ち、車軸方向)と略平行な方向からブレーキディスク105を両側から挟みこむように押し当てられる。
When the brake cylinder device 1 is operated, the
図1に示すように、キャリパボディ102は、結合部材106と、一対のブレーキテコ107、107とを備えている。結合部材106は、台車101の底面に固定されたブラケット101aに対して、車輌の進行方向と平行な軸周りに揺動可能なように揺動ピン106aを介して取り付けられている。そして、この結合部材106に対して、略対称に、一対のブレーキテコ107、107が、一対の支点ピン107aを介して揺動可能に設置されている。この支点ピン107aは、図1のように車軸方向と平行な方向から見た場合は、揺動ピン106aの軸方向に対して垂直な方向に延びるように設置されている。
As shown in FIG. 1, the
一対のブレーキテコ107、107は、その一端側にブレーキシリンダ装置1がシリンダ支持ピン107bを介して取り付けられており、このブレーキシリンダ装置1により一端側が駆動されるようになっている。そして、一対のブレーキテコ107、107は、ブレーキシリンダ装置1が取り付けられた一端側に対して支点ピン107aを介した他端側にブレーキパッド104を保持する一対のバックプレート103、103がそれぞれ取り付けられている。バックプレート103は、ブレーキテコ107に対して支点ピン107aと平行に延びる支持ピン103aを介して揺動自在に取り付けられている。尚、ブレーキテコ107の下方には、一対の案内部材と一対の案内棒とで構成される平行案内機構108が配置されている。この平行案内機構108により、ブレーキシリンダ装置1が作動してブレーキテコ107が揺動してバックプレート103と共に一対のブレーキパッド104、104が接近する方向に(ブレーキディスク105に当接する方向に)移動したときに、一対のブレーキパッド104、104がブレーキディスク105を挟んでその平行面を略維持するように誘導されることになる。
The pair of
(ブレーキキャリパ装置の作動)
上述したブレーキキャリパ装置100においては、後述するように、一方のブレーキテコ107にブレーキシリンダ装置1のシリンダ本体11側が取り付けられて他方のブレーキテコ107に押棒13が取り付けられ、ブレーキシリンダ装置1の作動により押棒13の突出又は引き込み動作が行われる。これにより、一対のブレーキテコ107、107におけるシリンダ支持ピン107b近傍が、互いに離隔したり、近接したりするように駆動される。このため、一対のブレーキテコ107、107が支点ピン107aを支軸として動作し、ブレーキパッド104でブレーキディスク105を挟むように動作する。このとき、一対のブレーキテコ107、107において、一方のブレーキテコ107に設けられたブレーキパッド104が先にブレーキディスク105の制動面105aに接触することになる。そして、他方のブレーキテコ107は、制動面105aに接触したブレーキパッド104から受ける反力を利用してブレーキパッド104をブレーキディスク105の制動面105aに押し当てる。これにより、ブレーキディスク105を一対のブレーキパッド104、104で挟み込んで、ブレーキパッド104、104と制動面105a、105aとの間に発生する摩擦力によってブレーキディスク105の回転が制動され、ブレーキディスク105と同軸に設けられている鉄道車両の車輪の回転が制動されることになる。
(Brake caliper device operation)
In the
(ブレーキシリンダ装置の全体構成)
次に、本実施形態に係るブレーキシリンダ装置1について説明する。ブレーキシリンダ装置1は、そのブレーキ作動方向における両端部がそれぞれシリンダ支持ピン107bに連結されており、ブレーキシリンダ装置1の軸方向が車軸方向と平行に位置するように、配置されている。そして、ブレーキシリンダ装置1の軸方向における断面図である図2に示すように、このブレーキシリンダ装置1は、シリンダ本体11、常用ブレーキ手段12、押棒13、バネブレーキ手段14、ブレーキ解放機構15などを備えて構成されている。
(Brake cylinder device overall configuration)
Next, the brake cylinder device 1 according to the present embodiment will be described. Both ends of the brake cylinder device 1 in the brake operation direction are connected to the cylinder support pins 107b, respectively, and the brake cylinder device 1 is arranged so that the axial direction of the brake cylinder device 1 is positioned in parallel with the axle direction. As shown in FIG. 2, which is a sectional view in the axial direction of the brake cylinder device 1, the brake cylinder device 1 includes a
図2に示すように、シリンダ本体11は、第1ケーシング部16と第2ケーシング部17とで構成され、内部空間11aを形成している。この内部空間11aにおいて、常用ブレーキ手段12、押棒13、バネブレーキ手段14、ブレーキ解放機構15、等の各構成要素の一部又は全部が収納されるように配設されている。また、第1ケーシング部16は底部を有する略カップ形状(シリンダ状)となっており、この第1ケーシング部16の開放側を閉鎖するように第2ケーシング部17がボルトによって固定されている。これによって内部空間11aが形成されている。また、第1ケーシング部16の端部は、シリンダ支持ピン107bによりブレーキテコ107に連結されている。
As shown in FIG. 2, the
(常用ブレーキ手段の構成)
図2に示すように、常用ブレーキ手段12は、第1バネ18、第1圧力室19、第1ピストン20を主要な構成として備えている。第1ピストン20は、内部空間11aを区画するように配置され、第1ケーシング部16の内周面に気密的に嵌合するとともに、第1ケーシング部16に対してブレーキシリンダ装置1の軸方向に摺動可能に配設されている。これらの第1ピストン20と第1ケーシング部16とで仕切られた空間によって第1圧力室19が構成されている。尚、シリンダ本体11には第1圧力室19へ連通する圧力流体通路(図示せず)が設けられており、この圧力流体通路を介して作動流体である圧力流体としての圧縮空気の第1圧力室19への供給及び排出が行われるように構成されている。
(Configuration of regular brake means)
As shown in FIG. 2, the service brake means 12 includes a
また、第1バネ18は、内部空間11aにおいて第1圧力室19に対して第1ピストン20を介して反対側に配置されたコイルバネとして設けられており、第1圧力室19側に向かって第1ピストン20を付勢するように配設されている。尚、図3は、常用ブレーキ手段12が作動してブレーキキャリパ装置100による制動動作が行われる状態を示すブレーキシリンダ装置1の軸方向における断面図である。上述した構成を備えることで、図2及び図3に示すように、常用ブレーキ手段12は、第1バネ18と第1圧力室19とが第1ピストン20に逆方向に対向して作用し、第1圧力室19に圧縮空気が供給されることにより第1バネ18の付勢力に抗して第1ピストン20がシリンダ本体11に対して相対移動してブレーキ方向(図3中の矢印A方向)に移動するように構成されている。
The
(押棒の構成)
図2及び図3に示すように、押棒13は、丸棒状の部材として構成されている。そして、この押棒13は、後述するバネブレーキ手段14を貫通するように配置され、押棒13の軸方向がブレーキシリンダ装置1の軸方向と一致するように配置されている。また、押棒13は、一端側の端部がブレーキテコ107のシリンダ支持ピン107bに連結部材21を介して連結され(図1参照)、他端側の端部が第1ピストン20の中央部分に対して固定されている。これにより、押棒13は、第1ピストン20とともに移動可能に構成されており、ブレーキシリンダ装置1による駆動力をブレーキテコ107に対して伝達できるようになっている。また、押棒13の一端側には外周に止リング22が取り付けられており、この止リング22を介して押棒13と後述するピストンロッド28の一端側の端部とが係止するように構成されている。尚、バネブレーキ手段14から突出している押棒13の一端側においては、防塵のための可撓性のジャバラカバー23が設置されている。
(Configuration of push rod)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
(バネブレーキ手段の構成)
図2に示すように、バネブレーキ手段14は、第2バネ24、第2圧力室25、第2ピストン26を主要な構成として備えている。第2ピストン26は、筒状体として構成されている筒状部分26a、筒状部分26aの両端においてそれぞれ外側に張り出したように設けられているフランジ状部分26b、26cを備えて構成されており、押棒13が後述するピストンロッド28を介して筒状部分26aの内部を貫通するように配置されている。尚、フランジ状部分26bは押棒13の一端側に配置され、フランジ状部分26cは押棒13の他端側配置されている。第2ケーシング部17には、その内周に沿って内側に縁状に張り出して第2バネ24の台座を構成するバネ座部17aが設けられている。そして、このバネ座部17aの内周端部が第2ピストン26の筒状部分26aの外周に気密的に摺接し、第2ピストン26が第2ケーシング部17に対して軸方向に摺動可能に配設されている。
(Configuration of spring brake means)
As shown in FIG. 2, the spring brake means 14 includes a
第2圧力室25は、第2ピストン26の筒状部分26aの外周及びフランジ状部分26cと第2ケーシング部17の内周及びバネ座部17aとで仕切られた空間によって構成されている。また、第2ケーシング部17には第2圧力室25へ連通する圧力流体通路(図示せず)が設けられており、この圧力流体通路を介して圧縮空気(圧力流体)の第2圧力室25への供給及び排出が行われるように構成されている。
The
また、第2バネ24は、第2ピストン26の筒状部分26aの周囲に配置されるコイルバネとして設けられており、バネ座部17aとフランジ状部分26bとの間に配置されている。尚、図4は、バネブレーキ手段14が作動した状態を示すブレーキシリンダ装置1の軸方向における断面図である。図2乃至図4に示すように、第2バネ24は、フランジ状部分26bをバネ座部17aに対して(即ち、第2ピストン26をシリンダ本体11に対して)ブレーキ方向(図4中の矢印A方向)に付勢するように配設されている。そして、バネブレーキ手段14は、第2バネ24と第2圧力室25とが第2ピストン26に逆方向に作用し、第2圧力室25に圧縮空気が供給されている状態から排出される状態へと移行することで第2バネ24の付勢力により第2ピストン26がブレーキ方向に移動するように構成されている。また、バネブレーキ手段14は、後述するように、第2ピストン26がブレーキ方向に移動するときにはブレーキ解放機構15を介して押棒13を付勢するように構成されている。尚、第2ケーシング部17の一端側における外周部と第2ピストン26のフランジ状部分26bの外周部との間には、防塵のための可撓性のジャバラカバー27が設置されている。
The
(ブレーキ解放機構の構成)
ブレーキ解放機構15は、バネブレーキ手段14によるブレーキ方向の付勢力の押棒13への伝達を解除してブレーキ作動状態をブレーキ非作動状態に解放することができる機構として設けられている。そして、図1乃至図4に示すように、ブレーキ解放機構15は、ピストンロッド28、リング部材29、係合部材30、保持部材31、操作ユニット32を主要な構成として備えている。
(Brake release mechanism configuration)
The
図2に示すように、ピストンロッド28は、円筒状の部材として形成され、押棒13の周囲に円管状に配置されている。そして、ピストンロッド28は、その内周面において押棒13の外周面に摺接するように配置されている。このピストンロッド28は、その軸方向が、ブレーキシリンダ装置1の軸方向及び押棒13の軸方向と一致するように配置されている。また、ピストンロッド28には、側面に形成された係合溝33と、一端側の端部に形成された段部34とが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
図5は車軸方向と平行な方向から見たブレーキ解放機構15の一部を切欠き状態で拡大して示す図であり、図6は図5のB−B線矢視断面図である。尚、図6ではピストンロッド28以外を断面図として示している。図2、図5及び図6に示すように、係合溝33は、ピストンロッド28の周方向に沿って延びるとともにその周方向と垂直な断面が半円形状となるように形成されている。この係合溝33は、ピストンロッド28の側面において全周に亘って延びるように形成されている。また、段部34は、図2及び図5に示すように、ピストンロッド28の一端側の端部の内周側が全周に亘って段状に凹むことで形成されている。この段部34は、押棒13に取り付けられた止リング22に対して当接する位置に設けられている。このように、止リング22と係止する段部34が設けられていることで、ピストンロッド28は、バネブレーキ手段14によるブレーキ方向の付勢力を押棒13へ伝達することができるように構成されている。
FIG. 5 is an enlarged view of a part of the
図7は、リング部材29を示す平面図である。図2、図5乃至図7に示すように、リング部材29は、ピストンロッド28に対してその径方向における外側で回転可能にリング状に配置され、リング本体部35と突出部36とが形成されている。リング本体部35は中央にピストンロッド28が貫通する大きな貫通孔が設けられた平らなリング状に形成され、突出部36はリング本体部35から径方向外側に向かって突出して延びるように設けられている。
FIG. 7 is a plan view showing the
また、リング部材29には、リング本体部35の内周に沿って複数の傾斜溝37が形成されている。傾斜溝37は、リング本体部35の内側に配置されるピストンロッド28に対して同心円状に配置されるよう形成されている。この傾斜溝37は、その深さ方向がリング本体部35の径方向外側に向かう方向となるように形成されており、例えば、傾斜溝37が形成されていない状態のリング本体部35の内周面(図7において二点鎖線Pで図示)に対して径方向外側に向かって切り欠くように加工することで形成される。そして、この傾斜溝37は、リング本体部35の周方向に対して傾斜するよう径方向の深さが変化して形成されている。
The
図2、図5乃至図7に示すように、係合部材30は、球状体として形成され、各傾斜溝37に対応して複数設けられている。そして、係合部材30は、リング部材29とピストンロッド28との間に配置され、ピストンロッド28の係合溝33に係合可能なようにリング部材29の傾斜溝37に対して配置されている。尚、図5及び図7においては、リング本体部35の周方向に対する傾斜溝37の形状が、深さが最も深い部分において係合部材30の外形に対応する円弧の一部として形成され、その他の部分において直線状に形成されている形態を例示している。しかし、傾斜溝37は、必ずしもこの形状に形成されていなくてもよく、適宜変更して形成することができる。
As shown in FIGS. 2 and 5 to 7, the engaging
図2、図5及び図6に示すように、保持部材31は、係合部材30を保持するための部材として設けられ、リング部材29に対してピストンロッド28の軸方向における両側に配置された一対の平板状の部材として設けられている。保持部材31における一対の平板状部材は、リング部材29に対して第2ピストン26側に配置される枠部材38と、リング部材29に対して第2ピストン26側とは反対側に配置される押さえ部材39とで構成されている。尚、図5においては、保持部材31についてはその枠部材38のみを図示している。
As shown in FIGS. 2, 5, and 6, the holding
また、図8は枠部材38の平面図を、図9は図8のC−C線矢視断面図を示している。図8及び図9によく示すように、枠部材38には、凹部40、ピストンロッド用孔45、壁部43などが形成されている。凹部40は、円形形状の凹み部分として形成されてリング部材29のリング本体部35が摺接する状態で回転可能に配置される第1凹部41と、この第1凹部41に連続して形成されて径方向に広がる略矩形の空間を区画する第2凹部42とで構成されている。第2凹部42にはリング部材29の突出部36が配置され、リング部材29が回転するときにはこの第2凹部42にて区画される空間内で突出部36が揺動することになる。
8 is a plan view of the
ピストンロッド用孔45は、ピストンロッド28の外形に対応した直径寸法の円形形状の貫通孔として形成されている。このピストンロッド用孔45を貫通するようにピストンロッド28が配置される。壁部43は、第1凹部42に配置されるリング部材29の周方向に沿って複数配置されるとともに、それぞれ枠部材38において突出するように形成されている。即ち、第1凹部41が配置されている面に対して各壁部43が突出するように形成されている。そして、各壁部43同士の間には、ピストンロッド用孔45から第1凹部41に向かって、第1凹部41に配置されるリング部材29の径方向に延びる径方向経路44が形成されている。このように、複数の壁部43が設けられることにより、保持部材31において保持される係合部材30のリング部材29に対する径方向の移動を許容する径方向経路44が形成されるように構成されている。尚、枠部材38には、後述する操作ユニット32における軸状部材47が往復移動自在に挿入される挿入穴46が形成されている。この挿入穴46は、第2凹部42により区画される空間と連通するように形成されている。
The
また、図2及び図6に示すように、保持部材31における押え部材39は、枠部材38に対して重ねられるようにして配置され、枠部材38との間でリング部材29を回転可能な状態で挟み込んで支持するように配置される。そして、枠部材38と押さえ部材39との間に係合部材30が配置され、これにより、係合部材30が保持部材31により保持される。また、押え部材39は枠部材38とともに第2ピストン26のフランジ状部分26bに対して例えばボルトにより固定され、これにより、保持部材31が第2ピストン26とともに移動するように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 6, the pressing
上述のように、保持部材31は、係合部材30を一対の平板状部材である枠部材38と押さえ部材39との間で保持することで、係合部材30のリング部材29に対するピストンロッド28の軸方向の移動を規制するように構成されている。また、保持部材31は、複数の壁部43により形成される径方向経路44を通過可能に係合部材30を保持することで、係合部材30のリング部材29に対する径方向の移動を許容するように構成されている。
As described above, the holding
図5に示すように、操作ユニット32は、軸状部材47、バネ手段48、及び取付部材49を備えて構成されており、リング部材29を回転操作するための機構として設けられている。尚、図5においては、バネ手段48については、断面状態を模式的に図示している。
As shown in FIG. 5, the
軸状部材47は、段付の丸棒状に形成されており、一端側には小径の丸棒状の操作部50が形成され、他端側には操作部50よりも大径の丸棒状の連係部51が形成されている。操作部50と連係部51とは、直列に一体化して形成され、同一直線上で延びるように形成されている。連係部51は、枠部材38の挿入穴46に挿入され、この挿入穴46内で往復動自在に配置されている。そして、連係部51の先端側はリング部材29の突出部36と当接するように配置され、後述するように、突出部36と連係して作動するように構成されている。一方、操作部50は、手動による操作のための操作用のつまみ部分として設けられており、枠部材38から突出するように配置されている。
The shaft-
取付部材49は、板状の部材が略直角に折り曲げられることで形成されており、枠部材38に対して例えばボルトで固定されて片持ち状態で取り付けられている。取付部材49における枠部材38への固定側とは反対側の自由端側に設けられた折り曲げ部分には、貫通孔49aが形成されており、軸状部材47の操作部50がこの貫通孔49aを貫通するように配置されている。
The
バネ手段48は、コイルバネとして形成されており、その中心に軸状部材47の操作部50が挿通されるように配置されている。そして、バネ手段48は、その一端側の端部が取付部材49の折り曲げ部分に対して当接して支持され、その他端側の端部が軸状部材47における操作部50から連係部51へと段状に拡径する段付部分に対して当接して支持されている。このようにバネ手段48が配置されていることで、操作ユニット32においては、バネ手段48のバネ力による付勢力が軸状部材47の連係部51を枠部材38の挿入穴46の奥側に向かって深く挿入する方向に付勢するように構成されている。
The spring means 48 is formed as a coil spring, and is arranged so that the
ここで、操作ユニット32によってリング部材29を回転操作する際の作動について説明する。図10は、係合部材30に作用する力を説明する断面図であり、図6の断面図における係合部材30の近傍の断面を示したものである。尚、図10では、図6において下側に断面を図示した係合部材30の近傍の断面を示しており、ピストンロッド28も断面状態で図示している。バネブレーキ手段14が作動するとともに係合部材30が係合溝33に係合している状態においては、第2バネ24の付勢力が第2ピストン26のフランジ状部分26bを介して枠部材38に伝達され(図4参照)、これにより、図10に示すように、枠部材38から係合部材30に対して力Faが図中矢印で示す方向に作用している。このため、係合部材30が係合するピストンロッド28の係合溝33から係合部材30に対しては、力Faと釣り合う軸方向の力成分を有する力Fbが図中矢印で示す方向に作用している。そして、係合部材30が当接するリング部材29の傾斜溝37から係合部材30に対しては、力Fbの径方向の力成分と釣り合う力Fcが図中矢印で示す方向に作用している。尚、力Fcと、図中矢印で示すように係合部材30がリング部材29の傾斜溝37を押圧する径方向の力Fdとにおいては、作用反作用の関係が成立している。
Here, an operation when the
上述のように、係合部材30に対しては第2バネ24からの付勢力に基づいて生じる各種の力(Fa、Fb、Fc)が作用しており、リング部材29の傾斜溝37に対しては係合部材30からの径方向の力Fdが作用している。このため、保持部材31において回転可能に支持されたリング部材29は、係合部材30が傾斜溝37を押圧する力Fdにより、図5において矢印Dで示す回転方向に付勢される。これに対して、図5に示すように、操作ユニット32においては、軸状部材47がバネ手段48で付勢されており、これにより、連係部51が突出部36と当接してリング部材29を矢印Dで示す回転方向と反対の方向に回転するように付勢している。このため、リング部材29の傾斜溝37から係合部材30に対しては、径方向の中心側に向かう力が作用することになる。これにより、係合部材30に対して図10に示す径方向の力Fcが作用し、係合部材30が係合溝33に係合した状態が維持されて、図5に示す位置にリング部材29が位置することになる。即ち、バネ手段48は、傾斜溝37により係合部材30を係合溝33に係合させた状態が維持されるように突出部36を付勢する付勢力を発生させるように構成されている。
As described above, various forces (Fa, Fb, Fc) generated based on the urging force from the
図11は、操作ユニット32の操作が行われた状態を説明するための図であり、図5に対応する図である。図11に示すように、作業者(図示せず)が操作部50を指や手等で把持して図中矢印F方向に操作部50を引っ張るように操作ユニット32を操作すると、軸状部材47がバネ手段48のバネ力に抗して図中F方向に引っ張られ、連係部51も矢印F方向に移動する。これにより、連係部51が突出部36を付勢する付勢力が弱まるため、第2バネ24のバネ力に基づいて係合部材30が傾斜溝37を付勢する力Fdにより(図10参照)、図11に示すように、リング部材29が矢印Dで示す回転方向に回転することになる。このように、軸状部材47は突出部36と連係するように移動し、軸状部材47が移動することでリング部材29が回転操作されることになる。
FIG. 11 is a diagram for explaining a state in which the
上述のようにリング部材29の回転操作が行われると、このリング部材29の回転とともに、枠部材38の壁部43間に形成された径方向経路44に沿って係合部材30がリング部材29の径方向の外側に向かって移動することになる。このように、操作ユニット32の操作に伴ってリング部材29が回転して係合部材30が径方向に移動することで、係合部材30のピストンロッド28の係合溝33への係合が解除されることになる。
When the
図12は、図11のE−E線矢視断面図であって図6に対応する図である。また、図13は、バネブレーキ手段14が作動している図4に示すブレーキ作動状態がブレーキ解放機構15の作動によりブレーキ非作動状態へと解放された状態を示すブレーキシリンダ装置1の軸方向における断面図である。前述のように係合部材30の係合溝33への係合が解除されることで、ブレーキ解放機構15においては、保持部材31に対する係合部材30を介したピストンロッド28の連結が解除されることになる。このため、バネブレーキ手段14によるブレーキ方向の付勢力がピストンロッド28を介して押棒13に伝達されない状態となる。そして、図12及び図13に示すように、常用ブレーキ手段12の第1バネ18の付勢力によって第1ピストン20とともに押棒13がブレーキ方向と反対方向へ移動し、ピストンロッド28も止リング22を介して押棒13とともに移動することになる。このように、ブレーキ解放機構15における操作ユニット32が操作されることで、バネブレーキ手段14によるブレーキ方向の付勢力の押棒13への伝達が解除されてブレーキ作動状態がブレーキ非作動状態(図13に示す状態)に解放されることになる。
12 is a cross-sectional view taken along the line E-E in FIG. 11 and corresponds to FIG. 6. 13 shows the state in which the brake operating state shown in FIG. 4 in which the spring brake means 14 is operating is released to the brake non-operating state by the operation of the
尚、上述のブレーキ解放機構15は、図5に示すように、リング部材29の突出部36が延びるように配置されているとともに操作ユニット32の軸状部材47が移動するよう配置されている面が、リング部材29のリング本体部35が配置されている面と同一の面となるように構成されている。また、このブレーキ解放機構15においては、操作ユニット32のバネ手段48が弾性変形するように配置されている面も、リング本体部35が配置されている面と同一の面となるように構成されている。
As shown in FIG. 5, the
(ブレーキシリンダ装置の作動)
次に、上述したブレーキシリンダ装置1の作動について説明する。常用ブレーキ手段12及びバネブレーキ手段14とも作動していない図2に示す状態において、所定のバルブ(図示せず)が制御されて第1圧力室19に圧縮空気が供給されると、図3に示すように第1ピストン20とともに押棒13がブレーキ方向(図中矢印A方向)に移動し、ブレーキキャリパ装置1が作動して制動動作が行われることになる(図1参照)。一方、第1圧力室19から圧縮空気が排出されると、第1バネ18の付勢力により第1ピストン20とともに押棒13の位置が図2に示す状態に戻り、ブレーキキャリパ装置100における制動力が解除されることになる。
(Brake cylinder device operation)
Next, the operation of the brake cylinder device 1 described above will be described. In the state shown in FIG. 2 in which neither the service brake means 12 nor the spring brake means 14 is operating, when a predetermined valve (not shown) is controlled and compressed air is supplied to the
また、図3に示すように常用ブレーキ手段12による制動力が発揮されて車両が停止した状態からそのまま駐車状態に移行する場合には、常用ブレーキ手段12が作動した状態において、所定のバルブ(図示せず)が制御されて第2圧力室25に封入されている圧縮空気が排出される。これにより、第2バネ24の付勢力に抗していた第2圧力室25の作用が解除され、図4に示すように、第2バネ24の付勢力により第2ピストン26が矢印A方向に移動する。このとき、ブレーキ解放機構15においては、係合部材30がピストンロッド28の係合溝33に係合しているため、第2ピストン26とともにピストンロッド28も移動し、ピストンロッド28の段部34が止リング22と当接することで、第2ピストン26の付勢力が押棒13へと伝達される状態となる。この状態では、常用ブレーキ手段12が解除されても、即ち、第1圧力室19に供給された圧縮空気が排出されても、バネブレーキ手段14により押棒13が付勢されて制動力が発揮された状態に維持されることになる。
In addition, as shown in FIG. 3, when the braking force by the service brake means 12 is exerted and the vehicle is shifted from the stopped state to the parking state as it is, a predetermined valve (FIG. (Not shown) is controlled, and the compressed air enclosed in the
また、車両が駐車されて図4に示すようにバネブレーキ手段14が作動している状態において、車両の移動等の必要が生じてバネブレーキ手段14の作動を手動で解除してブレーキ作動状態をブレーキ非作動状態へと解放する場合には、ブレーキ解放機構15における操作ユニット32の前述した操作が行われる。即ち、図11に示すように、操作部50が引っ張られる操作が行われることで、リング部材29が回転操作されて係合部材30の係合溝33への係合が解除される。これにより、図13に示すように、ピストンロッド28とともに押棒13が第1バネ18の付勢力によってブレーキ方向と反対方向に移動し、ブレーキ非作動状態へと解放されることになる。
Further, in a state where the vehicle is parked and the spring brake means 14 is operating as shown in FIG. 4, it is necessary to move the vehicle and the operation of the spring brake means 14 is manually released to change the brake operating state. When releasing the brake to the non-operating state, the operation of the
(ブレーキシリンダ装置及びブレーキキャリパ装置の効果)
以上説明したブレーキシリンダ装置1によると、バネブレーキ手段14の付勢力を押棒13に伝達するピストンロッド28の径方向外側にリング部材29が回転可能に配置される。そして、リング部材29の傾斜溝37に係合部材30が配置され、この係合部材30は、第2ピストン26とともに移動する保持部材31によって保持されている。また、係合部材30がピストンロッド28の係合溝33に係合することで、第2ピストン26に取り付けられた保持部材31とピストンロッド28とが係合部材30を介して連結され、バネブレーキ手段14による付勢力が押棒13に伝達されることになる。一方、リング部材29の回転操作が行われると、係合部材30は、リング部材29においてピストンロッド28に対して同心円状に配置された傾斜溝37に沿って移動する。そして、傾斜溝37は周方向に対して傾斜するよう深さが径方向に変化して形成されており、保持部材31は係合部材30の径方向の移動のみを許容するため、リング部材29の回転とともに傾斜溝37に沿って係合部材30が径方向に移動して、係合部材30の係合溝33への係合が解除されることになる。これにより、第2ピストン26に取り付けられた保持部材31とピストンロッド28との連結が解除され、バネブレーキ手段14による付勢力の押棒13への伝達が解除されてブレーキ作動状態がブレーキ非作動状態に解放されることになる。
(Effects of brake cylinder device and brake caliper device)
According to the brake cylinder device 1 described above, the
そして、ブレーキシリンダ装置1によると、バネブレーキ手段14による付勢力を押棒13に伝達し更にこの伝達を解除可能な構成がリング部材29を用いた薄型の構造として実現でき、ブレーキシリンダ装置1の軸方向において寸法が大きくなって肥大化してしまうことを抑制することができる。さらに、ブレーキ解放機構15では、リング部材29は回転動作を行うよう構成されており拡縮動作を行わず、係合部材30もピストンロッド28の同心円状に配置された傾斜溝37に沿って径方向に移動する構成であるため、こじれが生じることによる作動不良の発生を抑制することができる。
According to the brake cylinder device 1, the structure capable of transmitting the urging force of the spring brake means 14 to the
従って、ブレーキシリンダ装置1によると、装置が軸方向に肥大化してしまうことを抑制でき、ブレーキ解放機構15における作動不良の発生も抑制することができる。
Therefore, according to the brake cylinder device 1, it is possible to prevent the device from being enlarged in the axial direction, and it is possible to suppress the occurrence of malfunction in the
また、ブレーキシリンダ装置1によると、球状体として形成された係合部材30が、半円形状の断面で周方向に沿って延びるように形成された係合溝33に係合するため、係合溝33と係合部材30とがより滑らかに接触し、係合部材30が傾斜溝37に沿って移動し易くなる。このため、係合溝33に面取りを施す処理を省略することができるため、工数を低減することができ、低コスト化を図ることができる。また、半円形状の断面の係合溝33と球状体の係合部材30という簡易な構成で、ピストンロッド28に対してさらにこじれが生じにくい構成を実現することができる。
Further, according to the brake cylinder device 1, the
また、ブレーキシリンダ装置1によると、係合溝33がピストンロッド28の側面の周方向に沿って全周に亘って形成されているため、ピストンロッド28の加工の際に、ジグに固定されたピストンロッド28を回転させながら容易に係合溝33を形成することができる。そして、係合溝33がピストンロッド28の全周に亘っているため、ピストンロッド28の周方向におけるどの位置であっても係合部材30と適切に係合することができ、装置組み立ての際におけるピストンロッド28の配設作業が容易となる。このため、加工工数や組み立て工数を低減することができ、さらなる低コスト化を図ることができる。
Further, according to the brake cylinder device 1, since the engaging
また、ブレーキシリンダ装置1によると、操作ユニット32の軸状部材47及びリング部材29の突出部36が、リング本体部35が配置されている面と同一の面に配置されている。このため、リング部材29の回転操作を実現するための構成である軸状部材47及び突出部36もリング本体部35と同一面に配置されることになり、ブレーキシリンダ装置1が軸方向に肥大化してしまうことをさらに抑制することができる。
Further, according to the brake cylinder device 1, the shaft-
また、ブレーキシリンダ装置1によると、係合部材30の係合溝33への係合状態が維持されるよう突出部36を付勢する付勢力を発生させる操作ユニット32のバネ手段48も、リング本体部35と同一面に配置されることになる。このため、ブレーキシリンダ装置1が軸方向に肥大化してしまうことをさらに抑制することができる。
Further, according to the brake cylinder device 1, the spring means 48 of the
また、ブレーキシリンダ装置1によると、周方向に沿って配置される壁部43が一方に設けられた一対の平板状の部材(38、39)により保持部材31が構成される。このため、一対の平板状の部材(38、39)により係合部材30のリング部材29に対するピストンロッド28の軸方向の移動が規制される。そして、複数の壁部43により形成される径方向経路44により、係合部材30のリング部材29に対する径方向の移動が許容される。このため、係合部材30のリング部材29に対する径方向の移動のみを許容する保持部材31を簡易な構成で実現できる。そして、一対の平板状の部材(38、39)により薄型の構造の保持部材31を実現することができるため、ブレーキシリンダ装置1が軸方向に肥大化してしまうことをさらに抑制することができる。
Moreover, according to the brake cylinder apparatus 1, the holding
また、本実施形態によると、常用ブレーキ手段12とバネブレーキ手段14とブレーキ解放機構15とを備え、装置が軸方向に肥大化してしまうことを抑制でき、ブレーキ解放機構15における作動不良の発生も抑制することができるブレーキシリンダ装置1を備えるブレーキキャリパ装置100を実現することができる。
In addition, according to the present embodiment, the service brake means 12, the spring brake means 14, and the
(変形例)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例を実施することができる。
(Modification)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, the following modifications can be implemented.
(1)本実施形態では、ブレーキシリンダ装置を作動させるための圧力流体として圧縮空気が用いられる場合を例にとって説明したが、これに限られず、他の圧力流体(例えば、圧油)により作動するものであってもよい。また、圧力流体を用いずに、電動モータなどによって作動するものを実施することもできる。このとき、第1圧力室、第2圧力室のかわりにボールねじなどの駆動機器が設けられる。 (1) In this embodiment, the case where compressed air is used as the pressure fluid for operating the brake cylinder device has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the operation is performed by other pressure fluid (for example, pressure oil). It may be a thing. Moreover, what operates by an electric motor etc. can also be implemented without using a pressure fluid. At this time, a drive device such as a ball screw is provided instead of the first pressure chamber and the second pressure chamber.
(2)本実施形態では、ブレーキパッドの制動面の磨耗に応じて押棒のシリンダ本体から突出長さを調整する突出長さ調整手段が設けられていないブレーキシリンダ装置として説明したが、突出長さ調整手段が設けられる場合であっても本発明を適用することができる。 (2) Although the present embodiment has been described as a brake cylinder device not provided with a protrusion length adjusting means for adjusting the protrusion length from the cylinder body of the push rod in accordance with the wear of the braking surface of the brake pad, the protrusion length The present invention can be applied even when the adjusting means is provided.
(3)本実施形態では、ブレーキ解放機構の操作ユニットとして、リング部材の突出部に当接する軸状部材の連係部やバネ手段が設けられているものを例にとって説明したが、連係部と突出部とが連係する形態については、この通りでなくてもよく、種々の形態を選択して実施することができる。例えば、軸状部材の連係部とリング部材の突出部とが自在継手構造を介して連結されている形態であってもよい。 (3) In the present embodiment, the operation unit of the brake release mechanism has been described by taking as an example an arrangement in which a link member of a shaft-like member that contacts the protrusion of the ring member or a spring means is provided. The form in which the unit is linked may not be as described above, and various forms can be selected and implemented. For example, the connection part of a shaft-shaped member and the protrusion part of a ring member may be connected through a universal joint structure.
(4)保持部材の形状、リング部材の傾斜溝の形状、ピストンロッドの係合溝の形状については、本実施形態の通りでなくてもよく、種々変更して実施することができる。また、本実施形態においては、保持部材を構成する一対の平板状の部材の一方から複数の壁部が突出するよう形成されるものを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、対向するように両方の平板状の部材から突出する壁部や、周方向に沿って順番に両方の平板状の部材から突出する壁部などが形成されている保持部材であってもよい。 (4) The shape of the holding member, the shape of the inclined groove of the ring member, and the shape of the engagement groove of the piston rod need not be the same as in this embodiment, and can be implemented with various changes. Further, in the present embodiment, the case where the plurality of wall portions are formed so as to protrude from one of the pair of flat plate members constituting the holding member has been described as an example, but this need not be the case. For example, it may be a holding member in which wall portions projecting from both flat plate members so as to face each other or wall portions projecting from both flat plate members in order along the circumferential direction may be formed. .
本発明は、車両用のブレーキ機構に対して広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to a brake mechanism for a vehicle.
Claims (6)
第1バネと第1圧力室とが逆方向に作用する第1ピストンを有し、前記第1圧力室に圧力流体が供給されることにより前記第1バネの付勢力に抗して前記第1ピストンがシリンダ本体に対して相対移動してブレーキ方向に移動する常用ブレーキ手段と、
前記第1ピストンとともに移動可能な押棒と、
第2バネと第2圧力室とが逆方向に作用するとともに前記押棒が貫通する第2ピストンを有し、前記第2圧力室に圧力流体が供給されている状態から排出される状態へと移行することで前記第2バネの付勢力により前記第2ピストンが前記ブレーキ方向に移動するとともに前記押棒を付勢するバネブレーキ手段と、
前記バネブレーキ手段による前記ブレーキ方向の付勢力の前記押棒への伝達を解除してブレーキ作動状態をブレーキ非作動状態に解放するブレーキ解放機構と、
を備え、
前記ブレーキ解放機構は、
前記押棒の周囲に円管状に配置され、前記バネブレーキ手段による前記ブレーキ方向の付勢力を前記押棒へ伝達するとともに、側面に係合溝が形成されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドに対してその径方向における外側で回転可能にリング状に配置され、周方向に対して傾斜するよう径方向の深さが変化するとともに前記ピストンロッドに対して同心円状に配置された複数の傾斜溝が形成されたリング部材と、
前記係合溝に係合可能に前記傾斜溝に配置された係合部材と、
前記第2ピストンとともに移動するよう設けられて、前記係合部材の前記リング部材に対する径方向の移動を許容するとともに前記係合部材の前記リング部材に対する前記ピストンロッドの軸方向の移動を規制するように、前記係合部材を保持する保持部材と、
を有し、
前記保持部材は、前記リング部材に対して前記ピストンロッドの軸方向における両側に配置された枠部材及び押さえ部材で構成された一対の平板状の部材として設けられ、
前記枠部材には、前記リング部材においてリング状に形成されたリング本体部が回転可能に配置される凹部が形成され、
前記凹部に配置される前記リング部材の周方向に沿って配置されるとともに前記枠部材において突出するように形成された複数の壁部により、前記係合部材の前記リング部材に対する径方向の移動を許容する経路が形成され、
前記押さえ部材は、前記枠部材に対して重ねられるようにして配置され、前記枠部材との間で前記リング部材を回転可能な状態で挟み込んで支持することを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。A brake cylinder device used in a brake mechanism for a vehicle,
The first spring and the first pressure chamber have a first piston acting in the opposite direction, and the first fluid is supplied to the first pressure chamber to resist the biasing force of the first spring. Service brake means in which the piston moves relative to the cylinder body and moves in the brake direction;
A push rod movable with the first piston;
The second spring and the second pressure chamber act in opposite directions and have a second piston through which the push rod passes, and the state is changed from the state in which the pressure fluid is supplied to the second pressure chamber to the state in which the second fluid is discharged. Spring brake means for urging the push rod while the second piston moves in the braking direction by the urging force of the second spring,
A brake release mechanism that releases transmission of the urging force in the brake direction to the push rod by the spring brake means to release the brake operation state to the brake non-operation state;
With
The brake release mechanism is
A piston rod which is arranged in a tubular shape around the push rod, transmits the urging force in the brake direction by the spring brake means to the push rod, and has an engagement groove on a side surface;
The piston rod is arranged in a ring shape so as to be rotatable on the outer side in the radial direction, the radial depth is changed so as to be inclined with respect to the circumferential direction, and the piston rod is arranged concentrically with the piston rod. A ring member formed with a plurality of inclined grooves;
An engaging member disposed in the inclined groove so as to be engageable with the engaging groove;
It is provided to move together with the second piston so as to allow the engagement member to move in the radial direction relative to the ring member and to restrict the axial movement of the piston rod relative to the ring member of the engagement member. A holding member for holding the engaging member;
I have a,
The holding member is provided as a pair of flat plate members constituted by a frame member and a pressing member arranged on both sides in the axial direction of the piston rod with respect to the ring member,
The frame member is formed with a recess in which a ring body portion formed in a ring shape in the ring member is rotatably arranged,
The engagement member is moved in the radial direction with respect to the ring member by a plurality of wall portions that are arranged along the circumferential direction of the ring member that is arranged in the concave portion and that protrude from the frame member. An acceptable path is formed,
The brake cylinder device, wherein the pressing member is disposed so as to be overlapped with the frame member, and sandwiches and supports the ring member in a rotatable state with the frame member .
前記係合溝は、前記ピストンロッドの周方向に沿って延びるとともに当該周方向と垂直な断面が半円形状となるように形成され、
前記係合部材は、球状体として形成されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。The brake cylinder device according to claim 1,
The engaging groove is formed such that a cross section extending along the circumferential direction of the piston rod and having a semi-circular shape is perpendicular to the circumferential direction,
The brake cylinder device according to claim 1, wherein the engaging member is formed as a spherical body.
前記係合溝は、前記ピストンロッドの側面において全周に亘って延びるように形成されていることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。The brake cylinder device according to claim 2,
The brake cylinder device according to claim 1, wherein the engagement groove is formed to extend over the entire circumference on a side surface of the piston rod.
前記リング部材を回転操作する操作ユニットを備え、
前記リング部材には、リング状に形成された前記リング本体部から径方向に突出して延びるように設けられた突出部が形成され、
前記操作ユニットは、前記突出部と連係するように移動する軸状部材を有し、当該軸状部材が移動することで前記リング部材が回転操作され、
前記突出部が延びるよう配置されているとともに前記軸状部材が移動するよう配置されている面が、前記リング本体部が配置されている面と同一の面であることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。The brake cylinder device according to any one of claims 1 to 3,
An operation unit for rotating the ring member;
Wherein the ring member, the protruding portions provided so as to extend projecting from the ring body portion formed in a ring shape in a radial direction is formed,
The operation unit has a shaft-shaped member that moves so as to be linked to the protrusion, and the ring member is rotated by the movement of the shaft-shaped member,
Brake cylinder characterized in that a surface on which the protruding member extends and a surface on which the shaft-like member moves is the same surface on which the ring main body is disposed. apparatus.
前記操作ユニットには、前記傾斜溝により前記係合部材を前記係合溝に係合させた状態が維持されるように前記突出部を付勢する付勢力を発生させるバネ手段が備えられ、
前記バネ手段が弾性変形するように配置されている面が、前記リング本体部が配置されている面と同一の面であることを特徴とする、ブレーキシリンダ装置。The brake cylinder device according to claim 4, wherein
The operation unit includes spring means for generating a biasing force that biases the protrusion so that the inclined groove maintains the state where the engagement member is engaged with the engagement groove.
The brake cylinder device according to claim 1, wherein the surface on which the spring means is elastically deformed is the same surface as the surface on which the ring main body portion is disposed.
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