JP2007203879A - 鉄道車両用ブレーキユニット - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で小型化が容易であり、且つ安価な鉄道車両用ブレーキユニットを提供する。
【解決手段】ハンガ６４の一端側をユニット本体６２に支点ピン６６を介して支持させ、他端側にシューヘッド６３を取り付ける。ブレーキシリンダ１０１の押棒８をハンガ６４に連結するとともに、シリンダ本体３をユニット本体６２に固定する。押棒８のハンガ６４に対する連結箇所（支点ピン７２）は、前記支点ピン６６と、ハンガ６４に対するシューヘッド６３の取付箇所（ピン６７）と、の間に位置している。ガイド部材２２が押棒８とともに移動可能に備えられる。押棒８の外面には、当該押棒８の移動方向に凹凸を並べた凹凸面１２が備えられる。前記ガイド部材２２には凹凸面１２側を開放させる空間２７が形成され、この空間２７にＯリング２８が配置される。このＯリング２８が変形して凹凸面１２に係合することでガイド部材２２と押棒８とが連結される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキ解除時におけるブレーキの隙間を一定に保持するための隙間調整機構を備えた鉄道車両用ブレーキユニットに関する。

この種の鉄道車両用ブレーキユニットとしては、例えば特許文献１に開示されるものがある。この特許文献１の鉄道車両用ブレーキユニットは、ブレーキシリンダと、制輪子と、ブレーキシリンダに発生させたブレーキ力を制輪子に伝達するブレーキ力伝達機構とを組み合わせた構成としている。

上記構成において、前記ブレーキ力伝達機構は、ブレーキシリンダに連結されたブレーキてこと、該てこに球面軸受を介して支持させたねじ筒と、該ねじ筒内に螺合させて制輪子に連結したブレーキ棒とで構成している。そして、ねじ筒の周上に、一方向回転クラッチと、該クラッチの送り爪を有する作用ねじとを外装し、ケーシングに上下動可能に枢支される筒状の作用ねじ受けの内面に付されたリードの荒い送りねじに、前記作用ねじを螺合させ、さらに摩擦クラッチを介して前記ねじ筒を作用ねじ受けに支持させた構成になっている。
特開昭５８−１３３９５４号公報（特許請求の範囲の（１）、第１図）

しかし、上記特許文献１の構成は、ブレーキてこを使用しているために、それに付随する球面軸受等の部品が必要となり、部品点数の増大、構造の複雑化、高コスト化を招くとともに、小型化を図りにくい構成であった。また、隙間調整機構においても上述したようにクラッチ機構が必要であり、この点でも部品点数が増大し、構造の簡素化や低コスト化が困難になっていた。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、簡素な構成で小型化が容易であり、且つ安価な鉄道車両用ブレーキユニットを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の鉄道車両用ブレーキユニットが提供される。即ち、ユニット本体と、その一端側が前記ユニット本体に支持されるとともに、他端側にシューヘッドを取り付けたハンガと、シリンダ本体と押棒とを備え、前記シリンダ本体が前記ユニット本体に固定されるとともに、前記押棒が前記ハンガに連結されるブレーキシリンダと、を備える。前記押棒の前記ハンガに対する連結箇所は、前記ハンガが前記ユニット本体に対して支持される箇所と、前記ハンガに対する前記シューヘッドの取付箇所と、の間に位置している。前記ブレーキシリンダは、前記押棒に取り付けられるとともに当該押棒とともに移動可能なガイド部材を備える。前記押棒の外面には、当該押棒の移動方向に凹凸を繰返し並べて有する凹凸面が備えられる。前記ガイド部材には、少なくとも前記凹凸面側を開放させる空間が形成され、この空間に弾性部材が配置される。この弾性部材が変形して前記凹凸面に係合することによって前記ガイド部材と前記押棒とが連結される。前記ガイド部材に所定以上の力が作用すると、前記弾性部材が変形によって前記凹凸面の凸部を乗り越えることで前記押棒が前記ガイド部材に対して変位する。

これにより、ハンガを押動する押棒のストロークが小さくてもシューヘッドのストロークを確保できるので、短いシリンダを採用でき、ブレーキユニットのコンパクト化を図ることができる。また、シューヘッドの車輪に対する圧接力は、大径のブレーキシリンダを用いることで容易に増大させることができる。更に、隙間調整機構に弾性部材を用いることで、簡素でコンパクトな構成のブレーキユニットを実現できる。また、押棒の凹凸面に弾性部材が変形して係合する（食い込む）形となるので、ブレーキユニットの隙間調整を確実に行わせつつ、押棒とガイド部材との間の摩擦力ないし結合力を安定させることができる。

前記の鉄道車両用ブレーキユニットにおいては、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記ユニット本体は中空状に構成するとともに、その内部空間はフィルタを介して外部と連通している。前記シリンダ本体の内部空間のうち前記シューヘッド側の空間は、前記ユニット本体の内部空間と連通している。

これにより、ユニット本体の内部空間を空気の通り道として活用することで、コンパクトなブレーキユニットを実現できる。また、塵埃のブレーキシリンダへの侵入をフィルタによって防止できるので、ブレーキシリンダの寿命を延ばすことができる。

前記の鉄道車両用ブレーキユニットにおいては、前記ユニット本体の内部空間は、下向きの開口を介して外部と連通していることが好ましい。

これにより、ユニット本体の内部空間への塵埃の侵入を防止でき、フィルタの目詰まりを回避することができる。

前記の鉄道車両用ブレーキユニットにおいては、前記シリンダ本体の内部空間のうち前記シューヘッド側の空間と、前記ユニット本体の内部空間とが、前記シリンダ本体の上部に設けられた連通路を介して連通していることが好ましい。

これにより、万一ユニット本体の内部に塵埃が侵入したとしても、更に連通路を介してシリンダ本体の内部空間へ侵入することを防止でき、故障を一層確実に防止することができる。

前記の鉄道車両用ブレーキユニットにおいては、前記弾性部材はＯリングであることが好ましい。

これにより、断面が例えば矩形状である弾性部材に比べて、前記凹部に一層係合（食い込み）しやすくなり、摩擦力ないし結合力を安定させることができる。

前記の鉄道車両用ブレーキユニットにおいては、前記凹凸面に係合する前記Ｏリングを複数設けることが好ましい。

これにより、押棒とガイド部材との間の摩擦力ないし結合力を一層安定させることができる。

前記の鉄道車両用ブレーキユニットにおいては、前記複数のＯリングの間にバックアップリングを設けることが好ましい。

これにより、Ｏリングが隣のＯリングの内部に入り込んだり、隣のＯリングの外側に乗り上げたりすることが防止され、押棒とガイド部材との間を確実に摩擦力によって結合させることができる。

前記の鉄道車両用ブレーキユニットにおいては、前記Ｏリングを軸方向一側に押し付ける付勢バネを前記空間内に備えることが好ましい。

これにより、Ｏリングの寸法等に若干の誤差が生じても、Ｏリングは軸方向に押し潰されるように付勢バネによって確実に変形されるので、押棒とガイド部材との間の摩擦力ないし結合力を安定させることができる。

先ず図１を参照して、鉄道車両用ブレーキユニットの第１実施形態を説明する。図１は第１実施形態のブレーキユニットのブレーキ非作動状態を示す全体断面図、図２はガイド部材に配置されるＯリングの様子を示す拡大断面図、図３は隙間調整後のブレーキ非作動状態を示す全体断面図である。

図１には鉄道車両用ブレーキユニット６１の全体断面図が示され、この鉄道車両用ブレーキユニット６１は、ユニット本体６２と、鉄道車両の図示しない車輪を制動するためのシューヘッド６３と、このシューヘッド６３を吊り下げてユニット本体６２に支持するためのハンガ６４と、前記ハンガ６４を押動してシューヘッド６３を車輪に圧接するためのブレーキシリンダ１０１と、を主要な構成として備えている。

このブレーキユニット６１のユニット本体６２は、鉄道車両の前記車輪の斜め上に配置されており、図略のブラケットを介して車両の床下に取り付けられている。

前記ユニット本体６２の上部には、斜上方へ延出するアーム部６５が一体的に形成される。このアーム部６５の先端には、前記ハンガ６４の一端側（上端側、基端側）が支点ピン６６を介して枢支されている。従って、前記ハンガ６４は前記支点ピン６６回りに揺動することができる。ハンガ６４の他端側（下端側、遊端側）には、前記シューヘッド６３が支点ピン６７を介して枢支されている。

また、ハンガ６４とシューヘッド６３との間には、車輪に対してシューヘッド６３を制動に適した向きに向けるための適宜の姿勢調整機構６８が介設されている。

ブレーキシリンダ１０１は、内部空間２を形成するシリンダ本体３と、シリンダ本体３に対して移動する押棒８と、隙間調整機構２４と、を主要な構成として備えている。

前記ユニット本体６２は中空状に構成されるとともに、その内部空間６９は、上側及び前記ハンガ６４側が開放されている。内部空間６９の上側の開放部は蓋板７０で閉鎖される一方、ハンガ６４側の開放部からは、前記シリンダチューブ４が前記内部空間６９に挿入される。更に、内部空間６９のハンガ６４側の開放部は蓋体５によって気密的に閉鎖される。

前記蓋体５は、前記シリンダチューブ４のハンガ６４側の端部を気密的に閉鎖する、ヘッドキャップの役割を兼ねている。また、ユニット本体６２の側壁部７１は、前記シリンダチューブ４の反対側の端部を閉鎖する、シリンダキャップの役割を兼ねている。

これらシリンダチューブ４、蓋体５、及び側壁部７１によって、内部空間２を有するシリンダ本体３が構成されている。そして、前記内部空間２を２つ（圧力室１４と大気室３５）に区画するようにピストン７が配置され、このピストン７は前記シリンダチューブ４の内周面に気密的に嵌合するとともに、軸方向に摺動可能に構成している。

このピストン７には前記押棒８が一体的に形成されている。この押棒８は蓋体５に形成された挿通孔１１を挿通してシリンダ本体３の外部に突出し、その先端に、前記ハンガ６４を支点ピン７２を介して連結している。

前記支点ピン７２は、前記ハンガ６４の長手方向中途部に配置されている。言い換えれば、押棒８とハンガ６４との連結箇所は、ハンガ６４がユニット本体６２に対して支持される箇所（支点ピン６６）と、シューヘッド６３のハンガ６４に対する取付箇所（支点ピン６７）の間に位置している。

前記押棒８の外周面には、押棒８の軸方向（押棒８の移動方向）に凹凸を繰返し並べて有する凹凸面１２が形成されている。なお、凹凸面１２の凹凸の高低差は０．３ミリメートル程度である。また、前記挿通孔１１の開口部を覆うように、前記蓋体５と前記押棒８との間には防塵のための可撓性のジャバラカバー１３が設置されている。

ピストン７によって前記内部空間２が仕切られた一側の空間は圧力室１４とされる。この圧力室１４には、前記ユニット本体６２の壁部に形成された、圧縮空気（圧力流体）の給排通路１５が連通されている。この給排通路１５は、ユニット本体６２の上面に形成した給排口３４に接続されている。また、前記圧力室１４の気密性を向上させるために、前記ピストン７にはカップパッキン１６が被着されている。

前記内部空間２が仕切られた他側の空間は大気室３５とされ、この大気室３５に前記隙間調整機構２４が配置されている。シリンダチューブ４の上部であってハンガ６４側の端部には、空気流通溝（連通路）３６が凹設されている。そして、この空気流通溝３６を介して、前記大気室３５と前記ユニット本体６２の内部空間６９とが連通するようになっている。

前記内部空間６９は、前記シリンダチューブ４の外側を取り巻くように略筒状に形成される。その内部空間６９の下部には塵挨等を捕集するためのフィルタ７３が配置されるとともに、フィルタ７３に接続して流通パイプ７４が上下方向に配置される。この流通パイプ７４の下端には、下向きの開口である流通口７５が形成され、前記内部空間６９はこの流通口７５を介して大気に連通されている。

蓋体５に形成された前記挿通孔１１には、リング状のバネ受け突起１７が軸心に向けて突設される。また、この挿通孔１１の内部には、隙間調整機構２４の主要な構成要素をなすガイド部材２２が配置されている。

ガイド部材２２は略円筒状の形状を有するとともに、その軸孔に前記押棒８を挿通させている。ガイド部材２２の軸方向一端（ハンガ６４側の端部）の外周面からはリング状の規制突起２０が突設される。また、このガイド部材２２の軸方向一端の内周面からはリング状の受け突起２５が突設され、ガイド部材２２の軸方向他端部（ハンガ６４と反対側の端部）の内周面には止め輪２６が嵌着される。この構成により、前記ガイド部材２２の内周側には、前記受け突起２５と止め輪２６との間にＯリング収容空間２７が形成される。このＯリング収容空間２７は、対面する押棒８の凹凸面１２側を開放させる形状となっている。

前記ガイド部材２２は前記挿通孔１１の内部に配置されるとともに、押棒８の軸方向に移動可能に構成されている。ガイド部材２２の外周面には止め輪３２が嵌着され、この止め輪３２に近接してリング状の規制体２３が配置される。前記戻しバネ２１は、この規制体２３と前記バネ受け突起１７との間に介設されて、ガイド部材２２を前記押棒８の基端側へ常時付勢している。

前記規制突起２０は、戻しバネ２１によって押棒８の基端方向へ押されるガイド部材２２が、所定の位置よりも基端側へ行き過ぎるのを、当該規制突起２０がバネ受け突起１７に当接することで規制している。

また、蓋体５の前記挿通孔１１の部分には規制筒体３３が一体的に形成されている。この規制筒体３３は、ガイド部材２２が押棒８の進出とともに所定距離だけ移動すると、その端面がガイド部材２２側の前記規制体２３に当接し、それ以上のガイド部材２２の移動を規制できるようになっている。

前記Ｏリング収容空間２７の詳細な様子が図２に要部拡大図として示され、この図２に示すように、Ｏリング収容空間２７の内部には、弾性部材としての複数個（４個）のＯリング２８、及び複数個（４個）のバックアップリング２９が軸方向に並べて配置されている。それぞれのバックアップリング２９は、隣り合うＯリング２８の間に介設されている。

ここで、それぞれのＯリング２８が軸方向に押し潰されるように受け突起２５と止め輪２６との間の距離が設定されている。このため、Ｏリング２８はその内周側が膨張するように弾性変形して、押棒８の前記凹凸面１２の凹部にＯリング２８の全周にわたって食い込むようにして係合する。これにより、前記ガイド部材２２と前記押棒８が連結され、ガイド部材２２は押棒８と一体的に移動することになる。

以上の構成で、図１は給排口３４に圧縮空気を供給していない状態であり、ピストン７はストローク端部に位置し、前記押棒８は退避状態（非作動位置）にある。また、前記押棒８の外周面にＯリング２８を介して固定されているガイド部材２２は、戻しバネ２１により、その規制突起２０を前記バネ受け突起１７に当接させた状態になっている。

この状態において、給排口３４から圧力室１４へ圧縮空気を供給すると、ピストン７が図１の左方へ移動し、押棒８がハンガ６４を左方に押してシューヘッド６３を車輪に圧接させ、車輪に摩擦制動を付与する。そして、前記圧力室１４から圧縮空気を排出すると、前記戻しバネ２１がガイド部材２２側の規制体２３を押すので、当該ガイド部材２２が係合する押棒８は図１の右方へ戻され、図１のブレーキ解除状態に戻る。

なお、押棒８のハンガ６４に対する連結箇所（支点ピン７２）とハンガ６４の揺動支点（支点ピン６６）との距離は、シューヘッド６３の取付箇所（支点ピン６７）と前記揺動支点（支点ピン６６）との距離より短く、約０．６倍になっている。従って、ブレーキシリンダ１０１の押棒８のストロークが短くても、シューヘッド６３の移動ストロークを十分に確保することができる。これにより、ブレーキシリンダ１０１として軸方向（図１の紙面左右方向）の寸法が短いものを使用でき、ブレーキユニット６１の小型化を容易に実現することができる。

なお、シリンダ本体３の径を大きくすれば、ブレーキ作動時に押棒８がハンガ６４を押す力を容易に増大させることができるので、ブレーキ作動時のシューヘッド６３の圧接力も十分大きく確保することができる。なお、鉄道車両の車輪の脇の位置では、大径のシリンダ本体３を配置するスペースは容易に確保できるので、大径のブレーキシリンダ１０１を用いることに対するレイアウト上の支障は殆どない。

ここで、長期間の使用に伴ってシューヘッド６３に取り付けているシュー（図示せず）が摩耗すると、ブレーキを作動させるのに必要な押棒８のストロークが徐々に増大していく。そして、押棒８が大きなストロークで進出して、ガイド部材２２側の規制体２３が規制筒体３３の端面に当接するようになると、この規制筒体３３がガイド部材２２側に大きな戻し力を加える。この結果、Ｏリング２８が変形して前記凹凸面１２の凸部を乗り越え、押棒８の残りの進出ストロークに相当する分だけ押棒８がガイド部材２２に対してズレる（変位する）。なお、ブレーキ作動１回ごとのシューの摩耗量は極めて小さいので、押棒８の１回あたりの変位量も、前記凹凸面１２の凸部同士の間隔程度の小さなものとなるのが通常である。

従って、その後にブレーキを解除すると、前記のズレ分だけ押棒８及びピストン７の戻り量が減じられる（シューヘッド６３と車輪との隙間量が減じられる）ので、次回からは通常の押棒８のストロークでブレーキを作動させることができる。なお、図３は、車両ブレーキ装置が相当量摩耗し、隙間調整機構２４によって隙間量が調整された状態でのブレーキ非作動位置の例を示しており、図１の非作動位置と比較して、押棒８、ピストン７、及びシューヘッド６３が進出側に相当量移動していることが判る。

以上に示すように、本実施形態の鉄道車両用ブレーキユニット６１は、ユニット本体６２と、その一端側が前記ユニット本体６２に支持されるとともに、他端側にシューヘッド６３を取り付けたハンガ６４と、シリンダ本体３と押棒８とを備え、前記シリンダ本体３が前記ユニット本体６２に固定されるとともに、前記押棒８が前記ハンガ６４に連結されるブレーキシリンダ１０１と、を備える。前記押棒８の前記ハンガ６４に対する連結箇所（支点ピン７２）は、前記ハンガ６４が前記ユニット本体６２に対して支持される箇所（支点ピン６６）と、前記ハンガ６４に対する前記シューヘッド６３の取付箇所（支点ピン６７）と、の間に位置している。前記ブレーキシリンダ１０１は、前記押棒８に取り付けられるとともに当該押棒８とともに移動可能なガイド部材２２を備える。前記押棒８の外面には、当該押棒８の移動方向に凹凸を繰返し並べて有する凹凸面１２が備えられる。前記ガイド部材２２には、少なくとも前記凹凸面１２側を開放させるＯリング収容空間２７が形成され、このＯリング収容空間２７にＯリング２８が配置される。このＯリング２８が変形して前記凹凸面１２に係合することによって前記ガイド部材２２と前記押棒８とが連結される。前記ガイド部材２２に所定以上の力が作用すると、前記Ｏリング２８が変形によって前記凹凸面１２の凸部を乗り越えることで前記押棒８が前記ガイド部材２２に対して変位する。

従って、ハンガ６４を押動する押棒８のストロークが小さくてもシューヘッド６３のストロークを確保できるので、軸長の短いシリンダを使用でき、ブレーキユニット６１のコンパクト化を容易に図ることができる。また、シューヘッド６３の車輪に対する圧接力は、大径のブレーキシリンダ１０１を用いることで容易に増大させることができる。また、Ｏリング２８を用いた隙間調整機構２４とすることで、簡素でコンパクトな構成のブレーキユニット６１を実現できる。

また、押棒８の凹凸面１２にＯリング２８の内周面が変形して係合する（食い込む）形となるので、ブレーキユニット６１の隙間調整も確実に行わせつつ、押棒８とガイド部材２２との間の摩擦力ないし結合力を安定させることができる。また、これによって、摺動抵抗の調整及び管理が簡便に行える隙間調整機能を有するコンパクトなブレーキユニット６１が実現されている。

また本実施形態では、前記ユニット本体６２は中空状に構成するとともに、その内部空間６９はフィルタ７３を介して外部と連通している。また、前記シリンダ本体３の内部空間２のうち前記シューヘッド６３側の空間（大気室３５）は、前記ユニット本体６２の内部空間６９と連通している。従って、ユニット本体６２の内部空間６９を空気の通り道として活用でき、ブレーキユニット６１を一層コンパクト化できる。また、塵埃等のブレーキシリンダ１０１への侵入をフィルタ７３によって防止できるので、ブレーキシリンダ１０１の寿命を延ばすことができる。

更に、本実施形態では、前記ユニット本体６２の内部空間６９は、下向きの開口である流通口７５を介して外部と連通している。従って、ユニット本体６２の内部空間６９への塵埃の侵入を防止でき、フィルタ７３の目詰まりを回避することができる。

また、前記シリンダ本体３の内部空間２のうち前記シューヘッド６３側の空間（大気室３５）と、前記ユニット本体６２の内部空間６９とが、前記シリンダ本体３の上部に設けられた空気流通溝３６を介して連通している。従って、万一フィルタ７３を通過して前記内部空間６９の内部に塵埃等の異物が侵入したとしても、上方に位置する空気流通溝３６を通じて塵挨がシリンダ本体３の内部に更に侵入するのは困難であるので、ブレーキシリンダ１０１の故障を更に確実に防止することができる。

また、本実施形態では弾性部材としてＯリング２８が採用されているので、断面が例えば矩形状である弾性部材に比べて、前記凹部に一層係合（食い込み）しやすくなり、摩擦力ないし結合力を安定させることができる。

また、本実施形態では、前記凹凸面１２に係合する前記Ｏリング２８が複数設けられている。従って、押棒８とガイド部材２２との間の摩擦力ないし結合力を一層安定させることができる。

更には、前記複数のＯリング２８の間にバックアップリング２９が設けられているので、Ｏリング２８が隣のＯリング２８の内部に入り込んだり、隣のＯリング２８の外側に乗り上げたりすることが防止され、押棒８とガイド部材２２との間を確実に摩擦力によって結合させることができる。

次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態では、第１実施形態のブレーキユニット６１のブレーキシリンダ１０１に代えて、以下の構成を備えるブレーキシリンダ１０２を採用した構成となっている。なお、この第２実施形態において前記第１実施形態と同一又は類似の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。図４は第２実施形態のブレーキユニットにおいてＯリング収容空間の様子を示す拡大断面図である。

即ち、本実施形態では、Ｏリング収容空間２７において、Ｏリング２８の設置個数を４個でなく３個としている。そして、その一端に位置するバックアップリング２９と、前記止め輪２６側に配置したバネ受けリング３０との間に、上記Ｏリング２８及びバックアップリング２９を受け突起２５側（押棒８の進出側）へ押し付けるための付勢バネ３１が配置されている。この付勢バネ３１の弾発力により、Ｏリング２８は軸方向に圧縮されるように弾性変形し、第１実施形態と同様に押棒８の凹凸面１２に食い込むことになる。

以上に示すように、本実施形態のブレーキユニット６１においては、前記Ｏリング２８を軸方向一側に押し付ける付勢バネ３１をＯリング収容空間２７内に備えている。

従って、例えばＯリング２８の幅や止め輪２６の嵌着位置等に若干の寸法誤差が生じても、Ｏリング２８は軸方向に押し潰されるように付勢バネ３１によって確実に変形されるので、押棒８とガイド部材２２との間の摩擦力ないし結合力を安定させることができる。

次に、図５を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。この第３実施形態では、第１実施形態のブレーキユニット６１のブレーキシリンダ１０１に代えて、以下の構成を備えるブレーキシリンダ１０３を採用した構成となっている。なお、この第３実施形態において前記第１実施形態と同一又は類似の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。図５は第３実施形態のブレーキユニットのブレーキ非作動状態を示す全体断面図である。図６は、第３実施形態において、隙間調整後のブレーキ非作動状態を示す全体断面図である。

即ち、ブレーキシリンダ１０３のシリンダ本体３をなすシリンダチューブ４は、第１実施形態と異なり、有底円筒状に構成されている。前記給排通路１５は、ユニット本体６２の壁部に形成されるとともに、シリンダチューブ４の底部にも貫通状に形成されている。更に、押棒８は中空状とされており、フランジ板９及びボルト１０を介してピストン７に固定されている。

蓋体５の内面側にはカバー１８がボルト１９を介して固定され、このカバー１８に、リング状の規制突起２０が軸心に向けて突設される。そして、バネ受け突起１７と規制突起２０との間には、コイルスプリング状の戻しバネ２１と、ガイド部材２２に形成された鍔状の規制体２３が配置される。

ガイド部材２２の軸方向一端の内周面からは、リング状の受け突起２５が突設され、軸方向他端部には、その内周面に止め輪２６が嵌着される。この構成により、前記ガイド部材２２の内周側には、前記受け突起２５と止め輪２６との間にＯリング収容空間２７が形成される。このＯリング収容空間２７の内部には、Ｏリング２８、バックアップリング２９、バネ受けリング３０、及び付勢バネ３１が配置される（これらについては第２実施形態の説明を参照）。ガイド部材２２の外側にはリング状の規制体２３が突出形成されており、前記戻しバネ２１は、この規制体２３と前記バネ受け突起１７との間に介設されて、ガイド部材２２を前記押棒８の基端側へ常時付勢している。

前記規制突起２０は、戻しバネ２１によって押棒８の基端方向へ押されるガイド部材２２が、所定の位置よりも基端側へ行き過ぎるのを規制突起２０が規制体２３に当接することで規制している。また、前記バネ受け突起１７は、ガイド部材２２が押棒８の進出とともに所定距離だけ移動すると、ガイド部材２２に当接し、それ以上のガイド部材２２の移動を規制する止め突起としての役割をも果たしている。

本実施形態では、シューヘッドの摩耗によってブレーキを作動させるための押棒８の必要ストロークが増大していくと、ガイド部材２２がバネ受け突起１７に当接することで、バネ受け突起１７がガイド部材２２に大きな戻し力を加える。これによってＯリング２８が変形して凹凸面１２の凸部を乗り越え、隙間が調整されることになる。なお、図６は、シューヘッドが相当量摩耗し、隙間調整機構２４によって隙間量が調整された状態でのブレーキ非作動位置の例を示しており、図５の非作動位置と比較して押棒８及びピストン７が進出側に相当量移動していることが判る。

次に、図７を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。この第４実施形態では、第３実施形態のブレーキユニット６１のブレーキシリンダ１０３に代えて、以下の構成を備えるブレーキシリンダ１０４を採用した構成となっている。なお、この第４実施形態において前記第３実施形態と同一又は類似の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。図７は第４実施形態のブレーキユニットのブレーキ非作動状態を示す全体断面図である。図８は、第４実施形態において、隙間調整後のブレーキ非作動状態を示す全体断面図である。

このブレーキシリンダ１０４は、シリンダチューブ４内に配置されるピストン７に、外筒４１の基端部がフランジ板９及びボルト１０を介して固設されている。この外筒４１の基端の内部には頭部フランジ４２が収納されている。外筒４１の軸端の内周面にはテーパ状の窄まり部４３が形成されており、この窄まり部４３によって頭部フランジ４２の斜状の外縁部を先端側（押棒８の進出側）へ押動できるようになっている。また、外筒４１には押動ピン４４が内側へ向けて突設されて、この押動ピン４４の先端が、前記頭部フランジ４２を基端側（押棒８の退避側）へ押動できるようになっている。

前記頭部フランジ４２には軸棒４５の基端部が取り付けられており、この軸棒４５の外周面にはオネジ４６が刻設されている。一方、押棒８は円筒状に形成して、その軸孔の内周面にメネジ４７を刻設しており、このメネジ４７に前記軸棒４５のオネジ４６を螺合させている。前述の各実施形態と同様に、押棒８の外周面には、押棒８の移動方向に凹凸を繰返し並べて有する凹凸面１２を備えている。

更に、前記軸棒４５の外側には円筒状のガイド部材２２がスラストベアリング（軸受）４８を介して回転自在に支持されている。このガイド部材２２は前記押棒８を挿通させる段付き状の軸孔を有するとともに、当該軸孔の大径状に形成された部位にＯリング収容空間２７が構成されている。Ｏリング収容空間２７は、大径孔の底部（段付き部）４９と、その大径孔の開口端に嵌着された止め輪２６との間に形成され、内側（押棒８の凹凸面１２を臨む側）を開口させている。

前記Ｏリング収容空間２７には、複数個（４個）のＯリング２８を軸方向に並べて配置し、それぞれのＯリング２８の両端（隣り合うＯリング２８の間）にバックアップリング２９を配置した構成となっている。なお、大径孔の底部４９と止め輪２６との間でＯリング２８が軸方向に若干押し潰される如くの弾性変形を呈するように、当該底部４９及び止め輪２６の位置がＯリング２８の幅との関係で設定されている。これにより、Ｏリング２８は内周側へ膨張し、押棒８の外周面の凹凸面１２に係合することになる。

前記シリンダ本体３の蓋体５には回転止めボルト５０が螺設されて、その先端部が、外筒４１に設けられた長孔５１及びガイド部材２２に設けられた長孔状の溝５２に挿通されている。この結果、外筒４１及びガイド部材２２の回転止めがなされている。

また、前記ガイド部材２２からは径方向に規制体５３が突設され、この規制体５３が、前記外筒４１に設けられた長孔５４に挿通されている。一方、前記蓋体５にはストローク調整ボルト５５が螺設され、前記ガイド部材２２が所定のストロークだけ進出側に移動すると、前記規制体５３がストローク調整ボルト５５の先端に当接して、それ以上の進出側への移動が規制されるようになっている。なお、ストローク調整ボルト５５は、回転させることでその先端位置を調整できるようになっている。

蓋体５とピストン７との間には、ピストン７を退避方向へ付勢するための戻しバネ２１が介在されている。また、頭部フランジ４２とガイド部材２２との間には、付勢バネ５６が介在されている。

以上の構成で、図７の非作動状態から図示しない給排口から給排通路１５へ圧縮空気を供給すると、ピストン７が戻しバネ２１に抗して図７の左方に押されるので、それに固定されている外筒４１が左方へ移動する。すると、外筒４１の基端部の内周面に形成されている窄まり部４３が頭部フランジ４２の外縁を押すので、頭部フランジ４２も図４の左方に向かって移動し、軸棒４５に連結されている押棒８も左方へ移動する。なお、このときは、頭部フランジ４２や軸棒４５は回転せず、単純に外筒４１によって押されるだけである。こうして押棒８が（外筒４１及びガイド部材２２を伴って）図７の左方へ押されて進出し、車両ブレーキ装置を作動させる。

続いて、給排口及び給排通路１５から圧縮空気を排出すると、戻しバネ２１によってピストン７が図７の右方へ押されるので、外筒４１は右方へ引っ張られる。よって、頭部フランジ４２が押動ピン４４によって押され、軸棒４５及びそれに連結されている押棒８も右方へ引っ張られて退避する。こうして図７の非作動状態に戻る。

一方、長期間の使用に伴ってブレーキユニットのシューが摩耗すると、ブレーキを作動させるのに必要な押棒８のストロークが増大し、当該押棒８にＯリング２８を介して結合されているガイド部材２２のストロークも大きくなる。このストロークが前記ストローク調整ボルト５５によって規定されているストロークを上回ると、前記規制体５３がストローク調整ボルト５５の先端に接当するので、ガイド部材２２に対して大きな戻し力が加わる。従って、規制体５３がストローク調整ボルト５５の先端に接当した後は、Ｏリング２８が変形して凹凸面１２の凸部を乗り越えるので、それ以上の押棒８のストロークに相当する分だけ押棒８がガイド部材２２に対して進出方向にズレる（変位する）。

その後に給排口及び給排通路１５から圧縮空気を排出してブレーキを解除すると、ピストン７が戻しバネ２１によって図中右方へ戻され、これに引っ張られる外筒４１の押動ピン４４に頭部フランジ４２が右方へ押される。すると、頭部フランジ４２が軸棒４５とともに回転して、軸棒４５が押棒８から引き出される形となり、上述の押棒８のガイド部材２２に対する進出方向の変位をネジ移動により吸収する。この結果、前記ピストン７が図７と同じ非作動位置に戻ったときに、押棒８は上記のズレの分だけ進出方向に突出することになる。

こうしてブレーキユニットの隙間が調整され、次回からは通常の押棒８のストロークで車両ブレーキを作動させることができる。なお、図８は、車両ブレーキ装置が相当量摩耗し、隙間調整機構２４によって隙間量が調整された状態でのブレーキ非作動位置を示しており、図７の非作動位置と比較して押棒８が先端側に相当量移動していることが判る。

また、図８と図３や図６との比較から明らかであるように、この第４実施形態の構成は他の実施形態と比較して、シューが摩耗してもピストン７の位置が変化しないので、ブレーキユニットの摩耗時でもブレーキ作動に必要な圧縮空気量を節減できるメリットがある。

以上に本発明の好適な複数の実施形態を説明したが、上記の構成は一例であって、例えば以下のように変更することができる。

第２〜第４実施形態において、Ｏリング２８を軸方向一側に付勢して軸方向に圧縮するための付勢バネ３１を省略することができる。また、第１実施形態において、Ｏリング２８を付勢する付勢バネを追加することができる。また、各実施形態において、Ｏリング２８の数を増やしたり減らしたりすることができる。

隣り合うＯリング２８の間に配置されるバックアップリング２９は、省略することができる。ただし、Ｏリング２８が隣のＯリング２８にもぐり込んだり乗り上げたりするのを防止する観点からは、バックアップリング２９が介在されていることが好ましい。

シリンダチューブ４に空気流通溝３６を形成する代わりに、例えば空気流通孔をシリンダチューブ４に貫通状に設けても良い。

上記の実施形態では凹凸面１２はリング状の凹部及び凸部を軸方向に並べて形成していたが、例えば凹部及び凸部を螺旋状に形成して凹凸面１２を形成するように変更することができる。この場合、凹凸面の加工工数を低減することができる。

上記の実施形態では、弾性部材として、入手性が良く、また寸法精度が比較的高い、直径約５ミリメートルのほぼ円形断面を備えるＯリングを例示するが、楕円形や矩形の断面形状を有するゴムなどの弾性部材を主原料としたものであっても良い。

第１実施形態のブレーキユニットのブレーキ非作動状態を示す全体断面図。 第１実施形態において、隙間調整機構のＯリング収容空間の様子を示す拡大断面図。 第１実施形態において、隙間調整後のブレーキ非作動状態を示す全体断面図。 第２実施形態のブレーキユニットにおいてＯリング収容空間の様子を示す拡大断面図。 第３実施形態のブレーキユニットのブレーキ非作動状態を示す全体断面図。 第３実施形態において、隙間調整後のブレーキ非作動状態を示す全体断面図。 第４実施形態のブレーキユニットのブレーキ非作動状態を示す全体断面図。 第４実施形態において、隙間調整後のブレーキ非作動状態を示す全体断面図。

符号の説明

３ シリンダ本体
８ 押棒
１２ 凹凸面
２２ ガイド部材
２４ 隙間調整機構
２７ Ｏリング収容空間
２８ Ｏリング（弾性部材）
２９ バックアップリング
３１ 付勢バネ
３６ 空気流通溝（連通路）
６１ 鉄道車両用ブレーキユニット
６２ ユニット本体
６３ シューヘッド
６４ ハンガ
６６ 支点ピン（ハンガがユニット本体に対して支持される箇所）
６７ 支点ピン（シューヘッドのハンガに対する取付箇所）
６９ 内部空間
７２ 支点ピン（押棒のハンガに対する連結箇所）
７３ フィルタ

Claims (8)

1. ユニット本体と、
   その一端側が前記ユニット本体に支持されるとともに、他端側にシューヘッドを取り付けたハンガと、
   シリンダ本体と押棒とを備え、前記シリンダ本体が前記ユニット本体に固定されるとともに、前記押棒が前記ハンガに連結されるブレーキシリンダと、
   を備え、
   前記押棒の前記ハンガに対する連結箇所は、前記ハンガが前記ユニット本体に対して支持される箇所と、前記ハンガに対する前記シューヘッドの取付箇所と、の間に位置しており、
   前記ブレーキシリンダは、前記押棒に取り付けられるとともに当該押棒とともに移動可能なガイド部材を備え、
   前記押棒の外面には、当該押棒の移動方向に凹凸を繰返し並べて有する凹凸面が備えられ、
   前記ガイド部材には、少なくとも前記凹凸面側を開放させる空間が形成され、この空間に弾性部材が配置され、
   この弾性部材が変形して前記凹凸面に係合することによって前記ガイド部材と前記押棒とが連結されるとともに、
   前記ガイド部材に所定以上の力が作用すると、前記弾性部材が変形によって前記凹凸面の凸部を乗り越えることで前記押棒が前記ガイド部材に対して変位することを特徴とする、鉄道車両用ブレーキユニット。
2. 請求項１に記載の鉄道車両用ブレーキユニットであって、
   前記ユニット本体は中空状に構成するとともに、その内部空間はフィルタを介して外部と連通しており、
   前記シリンダ本体の内部空間のうち前記シューヘッド側の空間は、前記ユニット本体の内部空間と連通していることを特徴とする鉄道車両用ブレーキユニット。
3. 請求項２に記載の鉄道車両用ブレーキユニットであって、
   前記ユニット本体の内部空間は、下向きの開口を介して外部と連通していることを特徴とする鉄道車両用ブレーキユニット。
4. 請求項２又は３に記載の鉄道車両用ブレーキユニットであって、
   前記シリンダ本体の内部空間のうち前記シューヘッド側の空間と、前記ユニット本体の内部空間とが、前記シリンダ本体の上部に設けられた連通路を介して連通していることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキユニット。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の鉄道車両用ブレーキユニットであって、前記弾性部材はＯリングであることを特徴とする鉄道車両用ブレーキユニット。
6. 請求項５に記載の鉄道車両用ブレーキユニットであって、前記凹凸面に係合する前記Ｏリングを複数設けたことを特徴とする鉄道車両用ブレーキユニット。
7. 請求項６に記載の鉄道車両用ブレーキユニットであって、前記複数のＯリングの間にバックアップリングを設けたことを特徴とする鉄道車両用ブレーキユニット。
8. 請求項５から７までの何れか一項に記載の鉄道車両用ブレーキユニットであって、前記Ｏリングを軸方向一側に押し付ける付勢バネを前記空間内に備えることを特徴とする鉄道車両用ブレーキユニット。

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