JP2019199127A - ブレーキシリンダ装置及びブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ばねブレーキのブレーキ力を解除した後の流体ブレーキに供給された流体によるばねブレーキのブレーキ力の解除のリセットを防止することのできるブレーキシリンダ装置及びブレーキシステムを提供する。【解決手段】ブレーキシリンダ装置２５０は、圧縮空気の供給によりブレーキ力を発生させる流体ブレーキ２６０と、流体ブレーキ２６０とは独立して圧縮空気を排出することでブレーキ力を発生させるばねブレーキ２７０と、ばねブレーキ２７０のブレーキ力を解除するブレーキ解放機構２９０とを備え、流体ブレーキ２６０が作用しているときにばねブレーキ２７０のブレーキ力を低減させるように圧縮空気がばねブレーキ２７０に供給される。ブレーキシリンダ装置２５０は、ブレーキ解放機構２９０によってばねブレーキ２７０のブレーキ力が解除されているときは、ばねブレーキ２７０に供給される圧縮空気の圧力を所定以下に制限する比例減圧弁１１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、流体ブレーキとばねブレーキとの２つの異なるブレーキが作動可能なブレーキシリンダ装置及びブレーキシステムに関する。

例えば、鉄道車両用ブレーキ装置において、通常の走行中に用いられて圧縮空気で作動する流体ブレーキと、長時間駐停車する場合などに用いられて圧縮空気がなくてもばね力により作動するばねブレーキ（駐車ブレーキ）との両方が作動可能なブレーキシリンダ装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

図８にその概要を示すこの種のブレーキシリンダ装置２５０は、第１圧力室２６４、第１ピストン２６１、第１ばね２６６、出力部材であるロッド駆動部２５１を備える流体ブレーキ２６０を有している。この流体ブレーキ２６０は、第１圧力室２６４に第１空気源１０４からの圧縮空気が第１ポート６３を介して供給することで流体ブレーキ力を生じさせている。またこのブレーキシリンダ装置２５０は、第２圧力室２７４、第２ピストン２７１、第２ばね２７６を備えるばねブレーキ２７０を併せて有している。このばねブレーキ２７０は、第２圧力室２７４内の圧縮空気が排出されることに伴い、第２ばね２７６が第２ピストン２７１並びに軸部２８２を押圧することでブレーキ力（駐車ブレーキ力）を生じさせている。ちなみに図８は、このばねブレーキ２７０が作動中の状態を示している。なおばねブレーキ２７０では、上記第２圧力室２７４に、第１空気源１０４とは別の第２空気源１０６から圧縮空気が第２ポート７３を介して供給されることでその作動を抑止しているが、この圧縮空気の供給経路に複式逆止弁を設けたものも知られている（特許文献２の第２図）。第２空気源１０６から圧縮空気が供給経路に供給されない場合、第１空気源１０４からの圧縮空気が第１圧力室２６４に供給されるとともに複式逆止弁１０８を介して第２圧力室２７４にも供給される。これにより、流体ブレーキ２６０が作動しているときにばねブレーキ２７０も同時に作動してブレーキ力が過大となる不都合を防止している。

国際公開第２００４／１６２９６０号 特開昭６３−１２５８３４号公報

ところで、図８に例示した上記従来のブレーキシリンダ装置２５０では、ばねブレーキ２７０（駐車ブレーキ）の作動中にこれを解除して流体ブレーキ２６０の利用を許容することによりばねブレーキ２７０のブレーキ力を解除するブレーキ解放機構２９０を搭載している。

ブレーキ解放機構２９０は、ラッチホイール２８６の回転を規制する規制部であるとともに、ラッチホイール２８６の回転規制を手動解除するロックレバー２９１を有する。ブレーキ解放機構２９０は、ロックレバー２９１が操作されることでロックレバー２９１による規制が解除されて軸部２８２と第２ピストン２７１との相対変位を許容することによりばねブレーキ２７０のブレーキ力を解除する。また、ブレーキ解放機構２９０は、ロックレバー２９１の操作が解除されると、ラッチホイール２８６の回転が規制される。そして、軸部２８２に対する第２ピストン２７１の位置が復帰されるまで第２圧力室２７４に圧縮空気が供給されることで、円筒部材２８５が回転して、第２ピストン２７１に対する軸部２８２の位置が復帰する。

例えば回送運用で、ばねブレーキ２７０のブレーキ力を解除した後に、第２圧力室２７４に圧縮空気が供給されない状態で運用され、第１空気源１０４から複式逆止弁１０８を介して第２圧力室２７４に圧縮空気が供給されると、第２ピストン２７１が反ブレーキ方向に押圧されてばねブレーキ２７０がリセットし始めることで、流体ブレーキ２６０の圧縮空気を排出した後にばねブレーキ２７０が作用した状態となる。

また、図９に示すように、複式逆止弁を筐体に内蔵したブレーキシリンダ装置３５０（ブレーキユニット３００）においても同様の課題がある。ブレーキシリンダ装置３５０は、ブレーキシリンダ装置３５０の筐体に設けられた弁体３０１が移動する複式逆止弁として機能する。弁体３０１は、第１ポート６３に供給される圧縮空気の圧力が第２ポート７３に供給される圧縮空気の圧力よりも大きいと、第１ポート６３と第２圧力室２７４とが第１圧力室２６４を介して連通する状態（実線）となる。一方、弁体３０１は、第２ポート７３に供給される圧縮空気の圧力が第１ポート６３に供給される圧縮空気の圧力よりも大きいと、第２ポート７３と第２圧力室２７４とを連通する状態（破線）となる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ばねブレーキのブレーキ力を解除した後の流体ブレーキに供給された流体によるばねブレーキのブレーキ力の解除のリセットを防止することのできるブレーキシリンダ装置及びブレーキシステムを提供することにある。

上記課題を解決するブレーキシリンダ装置は、流体を供給することによりブレーキ力を発生させる流体ブレーキと、前記流体ブレーキとは独立して前記流体を排出することでブレーキ力を発生させるばねブレーキと、前記ばねブレーキのブレーキ力を解除する解放部と、を備え、前記流体ブレーキが作用しているときに前記ばねブレーキのブレーキ力を低減させるように前記流体が前記ばねブレーキに供給されるブレーキシリンダ装置であって、前記解放部によって前記ばねブレーキのブレーキ力が解除されているときは、前記ばねブレーキに供給される前記流体の圧力を所定以下に制限する制限部を備える。

上記構成によれば、制限部によってばねブレーキに供給される流体の圧力が制限されるため、解放部によってばねブレーキのブレーキ力を解除した後の流体ブレーキに供給された圧縮空気によるばねブレーキのブレーキ力の解除のリセットを防止することができる。

上記ブレーキシリンダ装置について、前記制限部は、前記解放部によってブレーキ力が解除された前記ばねブレーキが復帰する圧力未満に、前記流体の圧力を制御する圧力制御弁であることが好ましい。

上記構成によれば、流体ブレーキを作用させるべく供給された流体は圧力制御弁によってばねブレーキが復帰する圧力未満に制御されてばねブレーキに供給される。このため、解放部を通じてばねブレーキのブレーキ力を解除した後に、流体ブレーキを作用させるべく供給された流体によってばねブレーキのブレーキ力の解除がリセットされないようになる。

上記ブレーキシリンダ装置について、前記圧力制御弁は、前記流体の圧力を一定比率で減少させる比例減圧弁であることが好ましい。
上記構成によれば、流体ブレーキを作用させるべく供給された流体の圧力を比例減圧弁によって常に一定比率で減少させ、この流体をばねブレーキに供給することができる。

上記ブレーキシリンダ装置について、前記圧力制御弁は、前記流体の圧力を所定圧力以下に制限する圧力制限弁であることが好ましい。
上記構成によれば、流体ブレーキを作用させるべく供給された流体の圧力を圧力制限弁によって所定圧力までは制限し、この流体をばねブレーキに供給することができる。

上記ブレーキシリンダ装置について、前記流体ブレーキに供給される前記流体と前記ばねブレーキに供給される前記流体との圧力の高い方を前記ばねブレーキに供給する複式逆止弁を備え、前記圧力制御弁は、前記複式逆止弁よりも前記流体ブレーキに前記流体を供給する圧力源側に位置することが好ましい。上記構成によれば、流体ブレーキに供給される流体の圧力をばねブレーキが復帰する圧力未満に制御した上で複式逆止弁に流体を供給することができる。

上記課題を解決するブレーキシステムは、台車に車体が載置された鉄道車両に設置され、前記制限部に対して複数の上記ブレーキシリンダ装置が並列に接続されるブレーキシステムであって、前記制限部は、前記車体に配置され、前記車体の単位で前記制限部と前記ブレーキシリンダ装置とが接続されている。

上記構成によれば、各ブレーキシリンダ装置の上流側の車体に制限部が設置されたブレーキシステムであるため、各ブレーキシリンダ装置において制限部を不要とすることができる。

上記ブレーキシシステムについて、前記制限部の下流の前記車体側に絞りが設置されていることが好ましい。上記構成によれば、車体と台車との間の接続管が破断したときに、破断部分から流体が放出されることを絞りによって遅らせることができる。

上記課題を解決するブレーキシステムは、台車に車体が載置された鉄道車両に設置され、前記制限部に対して複数の上記ブレーキシリンダ装置が並列に接続されるブレーキシステムであって、前記制限部は、前記台車に配置され、前記台車の単位で前記制限部と前記ブレーキシリンダ装置とが接続されている。

上記構成によれば、各ブレーキシリンダ装置の上流側の車体に制限部が設置されたブレーキシステムであるため、各ブレーキシリンダ装置において制限部を不要とすることができる。

本発明によれば、ばねブレーキのブレーキ力を解除した後の流体ブレーキによるばねブレーキのブレーキ力の解除のリセットを防止することができる。

ブレーキシリンダ装置の第１の実施形態においてブレーキシリンダ装置を有するユニットブレーキの構成を示す図。 同実施形態のブレーキシリンダ装置のばねブレーキのブレーキ力を付与した状態を示す図。 ブレーキシリンダ装置に圧縮空気を供給する供給路に圧力制限弁を設けた第２の実施形態を示す図。 弁装置を車両の台車に設けたブレーキシステムの第３の実施形態を示す図。 弁装置を車両の車体に設けたブレーキシステムの第４の実施形態を示す図。 弁装置を車両の台車に設けたブレーキシステムの変形例を示す図。 弁装置を車両の車体に設けたブレーキシステムの変形例を示す図。 従来のブレーキシリンダ装置を有するユニットブレーキの構成を示す図。 従来のブレーキシリンダ装置を有するユニットブレーキの構成を示す図。

（第１の実施形態）
以下、図１及び図２を参照して、ブレーキシリンダ装置をユニットブレーキに具体化した第１の実施形態について説明する。ブレーキシリンダ装置には弁装置が設けられている。

＜ユニットブレーキ２００の全体構成＞
図１に示すユニットブレーキ２００は、鉄道車両のブレーキ装置として構成されている。ユニットブレーキ２００は、車両の車輪Ｗに制輪子３１を当接させることにより当該車輪Ｗの回転を制動する。ユニットブレーキ２００は、ロッド駆動部２５１を駆動するブレーキシリンダ装置２５０と、ロッド駆動部２５１の移動によって進退可能であるロッド２２０と、ロッド２２０の先端に取り付けられ、制輪子３１が取り付けられる制輪子受２３０と、を備えている。

＜ロッド２２０＞
ロッド２２０は、ブレーキシリンダ装置２５０の下部に設けられたロッド支持部２２１によって移動可能に支持されている。ロッド２２０は、車両の車輪Ｗの車軸方向に対して直交する方向に沿って延びるように設けられている。ロッド支持部２２１は、内側ケース２２２と、外側ケース２２３と、固定ローラ２２４と、可動ローラ２２５と、戻しばね２２６とを備えている。

内側ケース２２２は、ロッド２２０の基端側の外周に設けられ、ロッド２２０の外周に形成された雄ねじに螺合するねじ溝が内周に形成された円筒状の部材である。これにより、ロッド２２０は、内側ケース２２２に対して突出量の調整が可能となっている。

外側ケース２２３は、２個の筒状部材が接続された構成であって、内側ケース２２２の外周に設けられている。内側ケース２２２は、外側ケース２２３内において回転可能である。外側ケース２２３は、ロッド支持部２２１に対して、ロッド２２０の軸方向と平行な方向に沿って移動可能に支持されている。

固定ローラ２２４は、ロッド支持部２２１に回転可能に支持された円筒状のローラである。可動ローラ２２５は、外側ケース２２３に回転可能に支持された円筒状のローラであって、外側ケース２２３とともに移動する。

戻しばね２２６の一端は、ロッド支持部２２１に固定されている。戻しばね２２６の他端は、外側ケース２２３に固定されている。すなわち、戻しばね２２６は、ロッド２２０の軸方向において、外側ケース２２３を車輪Ｗから離間する方向（矢印Ｙ２方向）に付勢する。このため、ロッド駆動部２５１による駆動が解除されると、戻しばね２２６によってロッド２２０が反ブレーキ方向（矢印Ｙ２方向）に移動する。

＜ブレーキシリンダ装置２５０＞
ブレーキシリンダ装置２５０の軸方向は、ロッド２２０が延びる方向に対して略直交する方向に沿って延びるように設けられ、車両の上下方向に沿って延びるように設置されている。ブレーキシリンダ装置２５０は、ロッド駆動部２５１を軸方向に沿って移動させることにより、ロッド２２０を移動させる。ロッド駆動部２５１は、先端から基端に向かって幅が広くなる楔形状の部材であって、可動ローラ２２５に当接する。ロッド駆動部２５１がロッド支持部２２１側へ移動すると、可動ローラ２２５及び外側ケース２２３を介してロッド２２０がブレーキ方向（矢印Ｙ１方向）に移動する。一方、ロッド駆動部２５１がロッド支持部２２１から離間する方向である反ブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）へ移動すると、戻しばね２２６によってロッド２２０が反ブレーキ方向（矢印Ｙ２方向）に移動する。

ブレーキシリンダ装置２５０は、走行している車両を減速または停止させるために用いられる流体ブレーキ２６０と、車両の駐車時などに利用されるばねブレーキ２７０と、ブレーキ解放機構２９０とを備えている。流体ブレーキ２６０とばねブレーキ２７０とは、同一のロッド駆動部２５１を作動させるように構成されている。なお、ブレーキ解放機構２９０が解放部に相当する。

＜流体ブレーキ２６０＞
流体ブレーキ２６０は、流体として圧縮空気によって作動する。流体ブレーキ２６０は、ロッド駆動部２５１に接続された第１ピストン２６１を有している。第１ピストン２６１には、第１圧力室２６４と第１ばね２６６とが対向して作用する。流体ブレーキ２６０は、第１圧力室２６４に圧縮空気が供給されることで第１ばね２６６の付勢力に抗して第１ピストン２６１（ロッド駆動部２５１）がロッド支持部２２１側へ移動する。流体ブレーキ２６０は、第１ピストン２６１を摺動可能に収容する有底筒状の第１シリンダ２６２を備えている。

第１シリンダ２６２には、圧縮空気が給排される第１ポート６３が設けられている。第１シリンダ２６２内には、第１ポート６３に連通する第１圧力室２６４が形成されている。第１圧力室２６４は、第１ピストン２６１及び第１シリンダ２６２により形成されている。第１圧力室２６４には、所定のブレーキ操作に応じて圧縮空気が供給又は排出されるようになっている。

＜ばねブレーキ２７０＞
ばねブレーキ２７０は、流体として圧縮空気によって作動する。ばねブレーキ２７０は、第２ピストン２７１を有している。第２ピストン２７１には、第２圧力室２７４と第２ばね２７６とが対向して作用する。ばねブレーキ２７０は、第２圧力室２７４に流体として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ばね２７６の付勢力により第２ピストン２７１がロッド支持部２２１側へ近づく方向であるブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）へ移動する。ばねブレーキ２７０は、第２ピストン２７１を摺動可能に収容する第２シリンダ２７２を備えている。第２シリンダ２７２は、第１シリンダ２６２とほぼ同径であって、隔壁部２８０を介して繋がっている。

第２ピストン２７１に対して第２圧力室２７４と反対側には、第２ばね２７６が配設されている。第２ばね２７６は、第２圧力室２７４内に圧縮空気を受けると圧縮される。第２圧力室２７４には、圧縮空気が通常導入されていて、第２ばね２７６が圧縮されているが、駐車等の所定のブレーキ操作が行われることによって、第２圧力室２７４内の圧縮空気が排出され、第２ばね２７６のばね力によってロッド駆動部２５１がブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）に移動される。

隔壁部２８０の中央には、貫通孔２８１が形成されている。貫通孔２８１には、軸部２８２が挿通されている。軸部２８２の先端側が移動可能に貫通孔２８１に挿通されている。軸部２８２の基端側の外周には、雄ねじ２８４が形成されている。軸部２８２の雄ねじ２８４は、円筒部材２８５と螺合している。第２ピストン２７１と軸部２８２とは一体に移動する。第２ピストン２７１がロッド支持部２２１側へ移動すると、軸部２８２が貫通孔２８１から突出して第１ピストン２６１に当接することで、第２ピストン２７１と第１ピストン２６１とがロッド支持部２２１側へ一緒に移動する。なお、軸部２８２が出力部材として機能する。

軸部２８２の雄ねじ２８４には、内周面に雌ねじが形成された円筒部材２８５が螺合されている。円筒部材２８５と第２ピストン２７１との間には、ばね２８７が配置されている。円筒部材２８５の外周には、円筒状のラッチホイール２８６がスライド可能に係合されている。円筒部材２８５には、ラッチホイール２８６を軸方向へ誘導する溝が設けられている。ラッチホイール２８６の基端には、鍔部２８６Ａが設けられている。隔壁部２８０には、ラッチホイール２８６の鍔部２８６Ａの回転を規制するロックレバー２９１が配置されている。

第２ピストン２７１が移動する際には、第２ピストン２７１とともに、第２ピストン２７１に押圧される円筒部材２８５と螺合している軸部２８２と、ばね２８７とが一緒に移動する。一方、ばねブレーキ２７０が作用した状態において、ロックレバー２９１が解除されると、ラッチホイール２８６が回転可能となる。そして、第１ピストン２６１が第１ばね２６６によってロッド支持部２２１から離間する方向に付勢されているため、円筒部材２８５とラッチホイール２８６とが一体に回転することで、軸部２８２が反ブレーキ方向（矢印Ｚ２方向）へ移動する。軸部２８２とともに、ロッド駆動部２５１が反ブレーキ方向（矢印Ｚ２方向）へ移動するため、ロッド２２０が反ブレーキ方向（矢印Ｙ２方向）へ移動する。

＜ブレーキ解放機構２９０＞
ブレーキ解放機構２９０は、ラッチホイール２８６の回転を規制する規制部であるとともに、ラッチホイール２８６の回転規制を手動解除する解除部としての上記ロックレバー２９１を有する。ブレーキ解放機構２９０は、ロックレバー２９１が操作されることでロックレバー２９１による規制が解除されて軸部２８２と第２ピストン２７１との相対変位を許容することによりばねブレーキ２７０のブレーキ力を解除する。また、ブレーキ解放機構２９０は、ロックレバー２９１の操作が解除されると、ラッチホイール２８６の反リセット方向の回転が規制される。そして、軸部２８２に対する第２ピストン２７１の位置が復帰されるまで第２圧力室２７４に圧縮空気が供給されることで、円筒部材２８５とラッチホイール２８６とがリセット方向に回転して、第２ピストン２７１に対する軸部２８２の位置が復帰する。

＜圧縮空気の供給路＞
図１に示すように、ブレーキシリンダ装置２５０は、第１圧力室２６４に圧縮空気を供給する第１供給路１と、第２圧力室２７４に複式逆止弁８を介して圧縮空気を供給する第２供給路２と、第１供給路１と複式逆止弁８との間に接続された第３供給路３と、を備えている。

第１供給路１は、第１空気源４から圧縮空気を供給し、流体ブレーキ制御装置５によって第１圧力室２６４への圧縮空気の供給及び排出が制御される。第１供給路１は、第１ポート６３に接続されている。流体ブレーキ制御装置５は、車両のブレーキ操作に応じて圧縮空気の供給量を変更することでブレーキ量を変更する。

第２供給路２は、第１空気源４とは別の第２空気源６から圧縮空気を供給し、ばねブレーキ制御電磁弁７の制御に基づいて第２圧力室２７４への圧縮空気の供給が制御される。第２供給路２は、第２ポート７３に接続されている。ばねブレーキ制御電磁弁７は、車両の駐車ブレーキが操作されていないときには、圧縮空気を供給することで第２ばね２７６のブレーキを解除している。一方、ばねブレーキ制御電磁弁７は、車両の駐車ブレーキが操作されると、ばねブレーキ制御電磁弁７において圧縮空気を排出することで第２ばね２７６によってブレーキを作用させる。

第３供給路３は、第１圧力室２６４に圧縮空気が供給されるときに複式逆止弁８を介して第２圧力室２７４にも圧縮空気を供給することで、第１圧力室２６４に圧縮空気が供給されるときに、第２ばね２７６によるブレーキが加算されないように第２圧力室２７４に圧縮空気を供給する。複式逆止弁８は、第２供給路２のばねブレーキ制御電磁弁７から供給される圧縮空気の圧力と第３供給路３から供給される圧縮空気の圧力との高い方の圧縮空気を第２圧力室２７４に流す。なお、第３供給路３が流体ブレーキ２６０の作動に伴い、第２ピストン２７１をブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）と反対方向である反ブレーキ方向（矢印Ｚ２方向）に移動させる反ブレーキ圧力を第２ピストン２７１に付与する反ブレーキ圧力付与部として機能する。

第３供給路３には、第２圧力室２７４に供給される圧縮空気の圧力が、第２ピストン２７１が第２ばね２７６の付勢力に抗して移動する圧力に達しないように制御する制限部及び圧力制御弁としての比例減圧弁１１が設けられている。比例減圧弁１１は、第１供給路１に供給される圧縮空気の圧力を一定比率で減少させて複式逆止弁８に供給する。なお、比例減圧弁１１が第２ピストン２７１に付与される反ブレーキ圧力を第２ばね２７６の付勢力に抗して移動する圧力未満に制御する。比例減圧弁１１は、二枚のゴム膜板の受圧面積差を利用して作動するため、後述する圧力制限弁に比べて軽量で小型に構成することができるので台車に設置することも可能である。

ブレーキシリンダ装置２５０は、複式逆止弁８と比例減圧弁１１とを有する弁装置１０を備えている。弁装置１０は、複式逆止弁８によって第２空気源６から供給された圧縮空気を第２圧力室２７４に供給するとともに、第１空気源４から供給された圧縮空気を、第３供給路３を介して比例減圧弁１１で圧力制御して複式逆止弁８を介して第２圧力室２７４に供給する。弁装置１０は、第２供給路２のばねブレーキ制御電磁弁７に接続する接続ポートＰＡと、第２供給路２の第２圧力室２７４に接続する接続ポートＰＢと、第３供給路３に接続する接続ポートＰＣと、排気ポートＥＸとを備えている。よって、従来の複式逆止弁に代えて、この弁装置１０を取り付けることで容易に交換することができる。

＜動作＞
次に、ユニットブレーキ２００の動作について説明する。
まず、車両に対してブレーキが掛けられていない状態について説明する。この状態では、ユニットブレーキ２００は、流体ブレーキ制御装置５によって、第１空気源４から第１ポート６３を介して第１圧力室２６４へ圧縮空気の供給は行われないように制御されている。そして、第１圧力室２６４内の圧縮空気は第１ポート６３を介して流体ブレーキ制御装置５から排出される。このため、第１ばね２６６によって第１ピストン２６１が反ブレーキ方向（矢印Ｚ２方向）に付勢され、第１ピストン２６１が隔壁部２８０に当接した状態となる。

一方、ユニットブレーキ２００は、ばねブレーキ制御電磁弁７の制御に基づいて、第１空気源４から第２ポート７３を介して圧縮空気が第２圧力室２７４に供給される。このため、第２圧力室２７４に供給された圧縮空気によって第２ピストン２７１が第２ばね２７６の付勢力に抗して反ブレーキ方向（矢印Ｚ２方向）に移動した状態となる。

次に、図２を参照して、ばねブレーキ２７０によって車両にブレーキが掛けられている状態について説明する。
図２に示すように、ばねブレーキ２７０を作動させる場合は、例えば、流体ブレーキ２６０を作動させて、完全に鉄道車両を停止させた状態で駐車ブレーキ等としてばねブレーキ２７０が作動されることになる。ばねブレーキ２７０は、ばねブレーキ制御電磁弁７の制御に基づいて、第２圧力室２７４から圧縮空気が排出されることで作動する。

第２圧力室２７４内に供給されていた圧縮空気が排出されると、第２ばね２７６の付勢力によって第２ピストン２７１がブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）に移動を開始する。このとき、第２ピストン２７１に押圧された軸部２８２が第２ピストン２７１とともにブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）に移動し始めることになる。そして、このように第２ピストン２７１が軸部２８２とともに移動し始めると、軸部２８２が第１ピストン２６１に当接して第１ピストン２６１とともにブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）に移動する。

第２ピストン２７１の移動に伴い軸部２８２を介して第１ピストン２６１もブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）へ移動する。軸部２８２に螺合している円筒部材２８５は、軸部２８２とともに移動してラッチホイール２８６内に収容される。ラッチホイール２８６はロックレバー２９１によって回転が規制されている。そして、ラッチホイール２８６の回転が規制されているため、第２ピストン２７１が第２ばね２７６の付勢力によってブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）に移動した状態で、第１ピストン２６１及び軸部２８２がブレーキ方向（矢印Ｚ１方向）に移動したままの状態に保たれることになる。すなわち、ばねブレーキ２７０が作動してばねブレーキ力が作用した状態に保たれることになる。

次に、流体ブレーキ２６０の圧縮空気も留置中にゼロとなった状況下で、ばねブレーキ２７０によって車両にブレーキが掛けられた状態から手動でブレーキを解除する場合について説明する。

ロックレバー２９１は手動で解除可能であり、解除すると、ラッチホイール２８６が回転可能となり、ラッチホイール２８６と円筒部材２８５とが一体に空回りする。換言すれば、軸部２８２と第２ピストン２７１との相対変位が可能となる。軸部２８２は第１ばね２６６の付勢力によりストロークエンドまで移動して、第１ピストン２６１及び軸部２８２が反ブレーキ方向に移動することで、ばねブレーキ２７０のブレーキ力が解除される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）回送運用のためにブレーキ解放機構２９０を通じてばねブレーキ２７０のブレーキ力を解除した後に、流体ブレーキ２６０を作動させるべく第１圧力室２６４に圧縮空気の供給を開始すると、反ブレーキ圧力付与部としての第３供給路３と弁装置１０とによって第２ピストン２７１を反ブレーキ方向に移動させるように反ブレーキ圧力が付与されるが、その圧力は圧力制御弁としての比例減圧弁１１によって第２ピストン２７１が第２ばね２７６の付勢力に抗して移動する圧力未満に制御される。このため、流体ブレーキ２６０の利用を意図して圧縮空気の供給を行ったとしても第２ピストン２７１が第２ばね２７６の付勢力に抗して移動し、第２ばね２７６を圧縮してブレーキ力を蓄える状態を回避することができる。したがって、ブレーキ解放機構２９０によってばねブレーキ２７０のブレーキ力を解除した後の流体ブレーキ２６０に供給された圧縮空気によるばねブレーキ２７０のブレーキ力の解除のリセットは好適に回避される。

（２）回送運用のためにブレーキ解放機構２９０を通じてばねブレーキ２７０のブレーキ力を解除した後に、流体ブレーキ２６０を作用させるべく第１供給路１から圧縮空気の供給を開始すると、第１圧力室２６４に供給された圧縮空気と同様の圧縮空気が第３供給路３にも供給されるが、この第３供給路３では、比例減圧弁１１により、圧縮空気の圧力が第２ピストン２７１に対する軸部２８２の位置が復帰される圧力に達しないように制御されて複式逆止弁８に供給される。そして、第２供給路２から圧縮空気が供給されていなければ、第３供給路３の比例減圧弁１１で制御された圧縮空気が複式逆止弁８を介して第２圧力室２７４に供給されることとなるため、第３供給路３から供給された圧力によるばねブレーキ２７０のブレーキ力の解除のリセットを阻止することができる。

（３）比例減圧弁１１によって第１供給路１から供給された圧縮空気の圧力を常に一定比率で減少させることができる。

（第２の実施形態）
以下、図３を参照して、ブレーキシリンダ装置をユニットブレーキに具体化した第２の実施形態について説明する。この実施形態のブレーキシリンダ装置は、上記第１の実施形態では制限部及び圧力制御弁として比例減圧弁１１を採用したが、これに代えて図４に示すように圧力制限弁１２を採用する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

圧力制限弁１２は、第１供給路１に供給される圧縮空気の圧力を所定圧力以下に制限して複式逆止弁８に供給する。圧力制限弁１２は、比例減圧弁１１に比べて少ない部品数で構成することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第２の実施形態の（１）及び（２）の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
（４）圧力制限弁１２によって所定圧力までは第１供給路１に供給された圧縮空気の圧力が複式逆止弁８に供給されるので、流体ブレーキ２６０を作用させ始めるときなどに第２圧力室２７４に圧縮空気を確実に供給することができる。

（第３の実施形態）
以下、図４を参照して、第３の実施形態としてブレーキシステムについて説明する。このブレーキシステムは、上記の弁装置１０を台車Ｔに搭載している。このブレーキシステムの弁装置１０は、圧力制御弁として比例減圧弁１１を採用している。

＜ブレーキシステム＞
図４に示すように、車両Ｖ（Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、台車Ｔ（Ｔｒｕｃｋ）に車体Ｂ（Ｂｏｄｙ）が載置されている。各台車Ｔには、ブレーキシリンダ装置２５０を備えた複数（２個）のユニットブレーキ２００と複数（２個）のブレーキチャンバーＢＣが設けられている。なお、全てユニットブレーキ２００でもよい。ここで、台車Ｔと車体Ｂとに設置される配管は、金属管であって、基本的に空気漏れ等は発生しない。一方、台車Ｔと車体Ｂとの各配管は、相対移動するため、柔軟な空気ホースＨ，ＨＰで接続される。

車体Ｂには、編成全体に圧縮空気を供給する元空気溜管ＭＲＰ（Ｍａｉｎ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｐｉｐｅ）が引き通されている。この元空気溜管ＭＲＰには、第１空気源４と第２空気源６とが直列に接続されている。ブレーキシステムは、弁装置１０に対して台車Ｔ毎の全ての複数のブレーキシリンダ装置２５０が並列に接続されてなる。弁装置１０は、台車Ｔに配置され、台車Ｔの単位で弁装置１０とブレーキシリンダ装置２５０とが接続されてなる。

第３供給路３は、台車Ｔに配置されている。第２圧力室２７４の各々には、各第３供給路３から弁装置１０を介して圧縮空気が供給される。つまり、車体Ｂ側からは第１空気源４と第２空気源６とからそれぞれ圧縮空気が供給され、台車Ｔ毎に設けられた弁装置１０によって圧力制御された圧縮空気が各ブレーキシリンダ装置２５０に提供される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）このブレーキシステムは、各台車Ｔに弁装置１０がそれぞれ設置されたブレーキシステムであるため、万一、第２供給路２の空気ホースＨＰが破断してもその台車Ｔの駐車ブレーキは作用するが、第１供給路１の流体ブレーキ２６０の圧縮空気が排出されることはない。

（第４の実施形態）
以下、図５を参照して、第４の実施形態としてブレーキシステムについて説明する。このブレーキシステムは、上記の弁装置１０を車体Ｂに搭載している。このブレーキシステムの弁装置１０は、圧力制御弁として圧力制限弁１２を採用している。

＜ブレーキシステム＞
図５に示すように、車両Ｖ（Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、台車Ｔ（Ｔｒｕｃｋ）に車体Ｂ（Ｂｏｄｙ）が載置されている。各台車Ｔには、ブレーキシリンダ装置２５０を備えた複数（２個）のユニットブレーキ２００と複数（２個）のブレーキチャンバーＢＣとが設けられている。なお、全てユニットブレーキ２００でもよい。

ブレーキシステムは、弁装置１０に対して一車両Ｖの全てのブレーキシリンダ装置２５０が並列に接続されてなる。弁装置１０は、車体Ｂに配置され、車両Ｖの単位で弁装置１０とブレーキシリンダ装置２５０とが接続されてなる。

第３供給路３は、車体Ｂに配置されている。第２圧力室２７４の各々には、各第３供給路３から弁装置１０を介して圧縮空気が供給される。つまり、車体Ｂ側において弁装置１０による圧縮空気の圧力制限が行われ、台車Ｔにおいては圧力制限された圧縮空気か第２供給路からの圧縮空気の高圧側がブレーキシリンダ装置２５０に提供される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）各ユニットブレーキ２００の上流側の車体Ｂに弁装置１０が設置されたブレーキシステムであるため、弁装置１０が半減される。なお、空気ホースＨＰが破断した場合、第１供給路１の流体ブレーキ２６０の圧縮空気が圧力制限弁１２から複式逆止弁８を通過して破断した空気ホースＨＰから大気に放出される。その放出を遅らせる目的で絞り１５を挿入することが好ましい。

なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態において、ばねブレーキ２７０のブレーキ力の解除は手動でも機械によってもどちらで行ってもよい。

・上記各実施形態において、ナット部材とラッチとを逆に取り付けてもよい。
・上記各実施形態において、複式逆止弁８をブレーキシリンダ装置２５０の筐体に内蔵してもよい。すなわち、弁装置１０を複式逆止弁８と圧力制御弁（１１，１２）とに分離して、複式逆止弁８をブレーキシリンダ装置２５０の筐体に内蔵し、圧力制御弁（１１，１２）をブレーキシリンダ装置２５０の筐体の外部に設置して、複式逆止弁８に接続する。

・上記第１，２の実施形態では、複式逆止弁を筐体に内蔵してしないブレーキシリンダ装置２５０とした。しかしながら、図９に示したように、複式逆止弁を筐体に内蔵するブレーキシリンダ装置３５０においても、複式逆止弁８と圧力制御弁（１１，１２）とを有する弁装置１０を設けることができる。すなわち、ブレーキシリンダ装置３５０の筐体に設けられた弁体３０１を、第２ポート７３と第２圧力室２７４とを連通する状態で固着させて、弁体３０１の複式逆止弁としての機能をなくすことで、ブレーキシリンダ装置２５０と同様に機能させることができる。

・上記第３，４の実施形態において、図６及び図７に示すように、複式逆止弁を内蔵したブレーキシリンダ装置３５０を有するブレーキユニット３００としてもよい。この場合、ブレーキシリンダ装置３５０の筐体に設けられた弁体３０１を上記のように固着させることで、複式逆止弁を筐体に内蔵していないブレーキシリンダ装置２５０と同様に機能させることができる。

・上記各実施形態において、複式逆止弁及び圧力制御弁をブレーキシリンダ装置２５０の筐体に内蔵してもよい。すなわち、弁装置１０をブレーキシリンダ装置２５０の筐体に内蔵してもよい。

・上記各実施形態では、流体として圧縮空気を用いたが、圧縮空気に代えて油を用いてもよい。

１…第１供給路、２…第２供給路、３…第３供給路、４…第１空気源、５…流体ブレーキ制御装置、６…第２空気源、７…ばねブレーキ制御電磁弁、８…複式逆止弁、１０…弁装置、１１…比例減圧弁、１２…圧力制限弁、１３…圧力制限ばね、１５…絞り、２００…ユニットブレーキ、２２０…ロッド、２２１…ロッド支持部、２２２…内側ケース、２２３…外側ケース、２２４…固定ローラ、２２５…可動ローラ、２２６…戻しばね、２３０…制輪子受、２５０…ブレーキシリンダ装置、２５１…ロッド駆動部、２６０…流体ブレーキ、２６１…第１ピストン、２６２…第１シリンダ、２６４…第１圧力室、２６６…第１ばね、２７０…ばねブレーキ、２７１…第２ピストン、２７２…第２シリンダ、２７４…第２圧力室、２７６…第２ばね、２８０…隔壁部、２８１…貫通孔、２８２…軸部、２８４…雄ねじ、２８５…円筒部材、２８６…ラッチホイール、２８６Ａ…鍔部、２８７…ばね、２９０…ブレーキ解放機構、２９１…ロックレバー、３００…ユニットブレーキ、３０１…弁体、３５０…ブレーキシリンダ装置、Ｂ…車体、ＢＣ…ブレーキチャンバー、ＥＸ…排気ポート、ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ…接続ポート、Ｈ，ＨＰ…空気ホース、Ｔ…台車、Ｖ…車両、Ｗ…車輪。

Claims (8)

1. 流体を供給することによりブレーキ力を発生させる流体ブレーキと、前記流体ブレーキとは独立して前記流体を排出することでブレーキ力を発生させるばねブレーキと、前記ばねブレーキのブレーキ力を解除する解放部と、を備え、前記流体ブレーキが作用しているときに前記ばねブレーキのブレーキ力を低減させるように前記流体が前記ばねブレーキに供給されるブレーキシリンダ装置であって、
   前記解放部によって前記ばねブレーキのブレーキ力が解除されているときは、前記ばねブレーキに供給される前記流体の圧力を所定以下に制限する制限部を備える
   ブレーキシリンダ装置。
2. 前記制限部は、前記解放部によってブレーキ力が解除された前記ばねブレーキが復帰する圧力未満に、前記流体の圧力を制御する圧力制御弁である
   請求項１に記載のブレーキシリンダ装置。
3. 前記圧力制御弁は、前記流体の圧力を一定比率で減少させる比例減圧弁である
   請求項２に記載のブレーキシリンダ装置。
4. 前記圧力制御弁は、前記流体の圧力を所定圧力以下に制限する圧力制限弁である
   請求項２に記載のブレーキシリンダ装置。
5. 前記流体ブレーキに供給される前記流体と前記ばねブレーキに供給される前記流体との圧力の高い方を前記ばねブレーキに供給する複式逆止弁を備え、
   前記圧力制御弁は、前記複式逆止弁よりも前記流体ブレーキに前記流体を供給する圧力源側に位置する
   請求項２〜４のいずれか一項に記載のブレーキシリンダ装置。
6. 台車に車体が載置された鉄道車両に設置され、前記制限部に対して複数の請求項１〜５のいずれか一項に記載のブレーキシリンダ装置が並列に接続されるブレーキシステムであって、
   前記制限部は、前記車体に配置され、前記車体の単位で前記制限部と前記ブレーキシリンダ装置とが接続されている
   ブレーキシステム。
7. 前記制限部の下流の前記車体側に絞りが設置されている
   請求項６に記載のブレーキシステム。
8. 台車に車体が載置された鉄道車両に設置され、前記制限部に対して複数の請求項１〜５のいずれか一項に記載のブレーキシリンダ装置が並列に接続されるブレーキシステムであって、
   前記制限部は、前記台車に配置され、前記台車の単位で前記制限部と前記ブレーキシリンダ装置とが接続されている
   ブレーキシステム。
   

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