JP4773328B2 - Brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリンダ装置を用いて駆動機構部を作動させ車輪の回転を制動するブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a brake device that operates a drive mechanism using a cylinder device to brake wheel rotation.
従来、鉄道車両用空気ブレーキ装置においては、駆動機構部に雨水が浸入して錆の発生の原因となることを防止するために、防水ケースで駆動機構部を覆って形成されている。しかしながら、防水ケース内を完全に密閉状態に保つことは困難であるため、雨水の浸入を防止したとしても、防水ケース内への外気の侵入までも防ぐことは困難であった。そのため、例えば寒冷地等においてトンネルを通過する際には、トンネルの外に比べて暖かいトンネル内の空気が防水ケース内に流入することで、当該空気に含まれる水分が防水ケース内で結露するという問題が生じていた。特許文献1には、このような防水ケース内における結露を防止するための結露防止装置が開示されている。この結露防止装置は、防水ケース内に乾燥圧縮空気を少量ずつ定常的に供給することで、防水ケース内部の気圧を外気の気圧よりもわずかに高く保ち、外気がケース内に流入するのを防止するものである。
Conventionally, in an air brake device for a railway vehicle, in order to prevent rainwater from entering the drive mechanism portion and causing rust generation, the drive mechanism portion is covered with a waterproof case. However, since it is difficult to keep the inside of the waterproof case completely sealed, it is difficult to prevent the intrusion of the outside air into the waterproof case even if rainwater intrusion is prevented. Therefore, for example, when passing through a tunnel in a cold district or the like, the air in the tunnel warmer than outside the tunnel flows into the waterproof case, and moisture contained in the air is condensed in the waterproof case. There was a problem.
しかしながら、特許文献1に記載された結露防止装置は、乾燥圧縮空気を作り出すために空気圧縮機や除湿装置などが必要となり製造コストが増加する問題がある。また、大きな設置スペースを要するとともに、構成が複雑化し、メンテナンス費用も増加する虞がある。専用の空気圧縮機などを設ける代わりに、ブレーキ装置を作動させるための乾燥圧縮空気を利用することも考えられるが、車両全体での乾燥圧縮空気の消費量が増えてしまう。その結果、空気圧縮機や乾燥圧縮空気を貯蔵するためのタンクの容量を増加させなければならず、コストや設置スペースが問題となる。
However, the dew condensation prevention device described in
本発明は、上記実情に鑑みることにより、簡易かつ安価な構造でブレーキ装置内部に外気が侵入することを抑制可能なブレーキ装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a brake device that can suppress the outside air from entering the brake device with a simple and inexpensive structure.
本発明は、シリンダ装置を用いて駆動機構部を作動させ車輪の回転を制動するブレーキ装置に関する。そして、本発明に係るブレーキ装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明のブレーキ装置は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。 The present invention relates to a brake device that operates a drive mechanism using a cylinder device to brake wheel rotation. And the brake device concerning the present invention has the following some features in order to achieve the above-mentioned object. That is, the brake device of the present invention includes the following features alone or in combination as appropriate.
上記目的を達成するための本発明に係るブレーキ装置における第1の特徴は、シリンダと、当該シリンダの内壁に沿って摺動するピストンと、当該ピストンに伴って移動するピストンロッドとを備えるシリンダ装置を用いて駆動機構部を作動させ車輪の回転を制動するブレーキ装置において、前記シリンダ内における前記ピストンロッドの側に位置するロッド室と、当該ロッド室に連通するとともに、当該ピストンロッドを介して駆動される前記駆動機構部を収容する駆動機構室と、当該駆動機構室に連通するとともに、容積が可変となるように形成された容積可変室と、を備え、前記容積可変室は、前記ロッド室の容積が減少する方向に前記ピストンが変位したときに容積が増加し、前記ロッド室の容積が増加する方向に前記ピストンが変位したときに容積が減少するように、容積が変化することである。 A first feature of a brake device according to the present invention for achieving the above object is a cylinder device comprising a cylinder, a piston that slides along the inner wall of the cylinder, and a piston rod that moves with the piston. In the brake device that operates the drive mechanism unit using the brake to brake the rotation of the wheel, the rod chamber located on the piston rod side in the cylinder communicates with the rod chamber and is driven through the piston rod. A drive mechanism chamber that houses the drive mechanism section, and a volume variable chamber that communicates with the drive mechanism chamber and is configured to be variable in volume. The volume variable chamber includes the rod chamber The volume increases when the piston is displaced in the direction in which the volume of the rod decreases, and the piston changes in the direction in which the volume of the rod chamber increases. As the volume decreases upon is that the volume is changed.
この構成によると、ブレーキ動作を行う際に、シリンダ装置のピストンの摺動により、ロッド室内の容積が増加するように変化した場合、容積可変室の容積が減少するため、ロッド室、駆動機構室、及び、容積可変室とで形成される空間(以下、装置内部空間と称する)の体積の変化は少なくなる。また、ロッド室内の容積が減少するように変化した場合、容積可変室の容積が減少するため、装置内部空間の体積の変化は少なくなる。このように、容積可変室が、装置内部空間の容積を略一定に保つように容積を変化させるため、装置内部空間の気圧の変化を抑制することが可能となる。これにより、装置内部空間に外気が侵入することを抑制することができる。 According to this configuration, when the brake operation is performed, if the volume of the rod chamber is increased due to sliding of the piston of the cylinder device, the volume of the variable volume chamber decreases. And the change of the volume of the space (hereinafter referred to as the device internal space) formed by the variable volume chamber is reduced. Further, when the volume of the rod chamber is changed so as to decrease, the volume of the variable volume chamber decreases, so that the change in the volume of the device internal space is reduced. Thus, since the volume variable chamber changes the volume so as to keep the volume of the apparatus internal space substantially constant, it is possible to suppress a change in the atmospheric pressure of the apparatus internal space. Thereby, it can suppress that external air penetrate | invades into apparatus interior space.
尚、防水ケース内における結露を防止するため、ケース内を完全に密封するとともにケース内外の気圧差に耐えうる構造とすることも考えられる。しかしながら、ブレーキ装置はケース内の駆動機構部からケース外の制輪子等に駆動力を伝達するものであり当該駆動部をケース内外の気圧差に耐えうるように密閉することは難しく、コストが大幅に増加する虞があるとともに、密閉性確認のためにメンテナンス費用が増加することになる。この点、前記第1の特徴を有する構成によれば、低コストで実施可能であり、装置内部空間の気圧の変化を抑制するので完全な密閉性を必ずしも要しないためメンテナンス費用が過度に高くなることもなく、有効である。 In order to prevent dew condensation in the waterproof case, it is also conceivable to have a structure in which the inside of the case is completely sealed and the pressure difference between the inside and outside of the case can be withstood. However, the brake device transmits the driving force from the drive mechanism part in the case to the control device outside the case, and it is difficult to seal the drive part to withstand the pressure difference between the inside and outside of the case, which greatly increases the cost. In addition, there is a risk that the maintenance cost will increase to check the sealing performance. In this regard, according to the configuration having the first feature, it can be implemented at low cost, and since the change in the atmospheric pressure in the internal space of the apparatus is suppressed, complete sealing is not necessarily required, so that the maintenance cost is excessively high. Without being effective.
また、本発明に係るブレーキ装置における第2の特徴は、前記容積可変室は、当該容積可変室の内部の気圧と、当該容積可変室が外部から受ける力と、の作用により容積が変化することである。 A second feature of the brake device according to the present invention is that the volume of the variable volume chamber changes due to an action of an atmospheric pressure inside the variable volume chamber and a force that the variable volume chamber receives from the outside. It is.
この構成によると、ピストンの駆動により装置内部空間の体積が変化して気圧が変動することを容積可変室の容積変化動作に利用できるため、ピストンの摺動移動に伴って容積可変室の容積を変化させる構成を、例えば、別途駆動力を要する場合等と比べて、簡易な構成とすることが可能となる。 According to this configuration, the fact that the volume of the device internal space changes due to the driving of the piston and the atmospheric pressure changes can be used for the volume changing operation of the variable volume chamber. The configuration to be changed can be simplified as compared with, for example, a case where a separate driving force is required.
また、本発明に係るブレーキ装置における第3の特徴は、前記容積可変室は、前記ピストンの摺動によって変化しうる前記ロッド室の容積以上に容積を変化可能であることである。 A third feature of the brake device according to the present invention is that the volume variable chamber can change in volume beyond the volume of the rod chamber that can be changed by sliding of the piston.
この構成によると、ロッド室の容積変化と同じだけ容積可変室が容積変化することができるため、制輪子の磨耗によりピストンのストロークが変化した場合においても前記装置内部空間の容積が一定になるように駆動することが可能となる。これにより、前記装置内部空間に外気が侵入することをより確実に抑制することができる。 According to this configuration, the variable volume chamber can change in volume as much as the change in volume of the rod chamber, so that the volume of the internal space of the device becomes constant even when the stroke of the piston changes due to wear of the control wheel. Can be driven. Thereby, it can suppress more reliably that external air penetrate | invades into the said apparatus internal space.
また、本発明に係るブレーキ装置における第4の特徴は、前記容積可変室は、側面にジャバラ構造を有する部材を用いて形成されていることである。 The fourth feature of the brake device according to the present invention is that the variable volume chamber is formed using a member having a bellows structure on a side surface.
この構成によると、簡易な構造で容積可変室の密閉性を確保できるとともに、耐久性を向上させることが可能となる。 According to this configuration, it is possible to ensure the sealing performance of the variable volume chamber with a simple structure and to improve the durability.
また、本発明に係るブレーキ装置における第5の特徴は、前記容積可変室は、前記駆動機構室の上方に設けられていることである。 A fifth feature of the brake device according to the present invention is that the variable volume chamber is provided above the drive mechanism chamber.
この構成によると、容積可変室がブレーキ装置の上部に位置することにより、当該ブレーキ装置を車両に取り付けるための水平方向におけるスペースを小さくすることができる。また、走行時において路面側(下方)からの衝撃を受けにくいため、故障しにくく、メンテナンスの頻度を少なくすることが可能となる。 According to this configuration, since the variable volume chamber is located above the brake device, a space in the horizontal direction for attaching the brake device to the vehicle can be reduced. Further, since it is difficult to receive an impact from the road surface side (downward) during traveling, it is difficult to break down and the frequency of maintenance can be reduced.
また、本発明に係るブレーキ装置における第6の特徴は、前記容積可変室は、前記駆動機構室を形成するケーシング内に設置されていることである。 Further, a sixth feature of the brake device according to the present invention is that the variable volume chamber is installed in a casing forming the drive mechanism chamber.
この構成によると、容積可変室を形成するためのケーシングを別途取り付ける必要はなく、ブレーキ装置を形成するための部品点数を減らすことができる。また、駆動機構室を形成するケーシング内のスペースを有効に活用することができるため、ブレーキ装置を小型化することが可能となる。 According to this configuration, it is not necessary to separately attach a casing for forming the variable volume chamber, and the number of parts for forming the brake device can be reduced. In addition, since the space in the casing that forms the drive mechanism chamber can be used effectively, the brake device can be reduced in size.
また、本発明に係るブレーキ装置における第7の特徴は、前記容積可変室を形成する部材は、弾性体により容積を減少させる方向に付勢されていることである。 Further, a seventh feature of the brake device according to the present invention is that the member forming the variable volume chamber is biased in a direction of decreasing the volume by an elastic body.
この構成によると、容積可変室が、容積が減少するように移行しやすくなる。これにより、前記装置内部空間の容積が過度に大きくなることを抑制できるため、前記装置内部空間の気圧が外圧よりも低くなることを抑制することが可能となる。これにより、前記装置内部空間に外気が侵入することを更に抑制することができる。 According to this configuration, the variable volume chamber is easily shifted so that the volume decreases. Thereby, since it can suppress that the volume of the said apparatus interior space becomes large too much, it becomes possible to suppress that the atmospheric | air pressure of the said apparatus interior space becomes lower than an external pressure. Thereby, it is possible to further suppress the outside air from entering the internal space of the apparatus.
また、本発明に係るブレーキ装置における第8の特徴は、前記駆動機構部は、前記駆動機構室を形成するケーシングに支軸を介して揺動自在に固定されたテコレバーを備え、当該テコレバーの一端は、前記ピストンロッドに連結され、他端は、制輪子を進退移動させるための押棒に連結され、前記シリンダ装置を駆動して前記ピストンロッドを介して前記テコレバーを揺動させることにより、前記押棒を進退移動させて制動力を発揮することである。 An eighth feature of the brake device according to the present invention is that the drive mechanism portion includes a lever that is swingably fixed to a casing forming the drive mechanism chamber via a support shaft, and one end of the lever is provided. Is connected to the piston rod, and the other end is connected to a push rod for moving the restrictor forward and backward, and the cylinder device is driven to swing the lever through the piston rod to thereby push the push rod. Is to move forward and backward to exert braking force.
この構成によると、テコの作用によりブレーキ動作を行うことができ、小さい力で大きな制動力を付与することが可能となる。一般的に、テコの作用を用いてブレーキ動作を行う場合、作用点側(押棒、制輪子側)の変位量に比べて、力点側(ピストンロッド側)の変位量が大きくなり、装置内部空間の容積変化が生じ易く、装置内部空間への外気の侵入が問題となり易い。この点、前記第1の特徴を備えることにより、装置内部空間の容積変化を抑制しながら、ブレーキ動作を行うことができ装置内部空間への外気の侵入を抑制することができるため、特に有効である。 According to this configuration, a braking operation can be performed by the action of the lever, and a large braking force can be applied with a small force. In general, when the brake action is performed using the lever action, the displacement amount on the force point side (piston rod side) is larger than the displacement amount on the action point side (pushing rod, control wheel side), and the internal space of the device The volume change is likely to occur, and intrusion of outside air into the internal space of the apparatus tends to be a problem. In this respect, the provision of the first feature makes it possible to perform a braking operation while suppressing the volume change of the internal space of the apparatus and to suppress the intrusion of outside air into the internal space of the apparatus. is there.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るトレッドブレーキ型の鉄道車両用ブレーキ装置のブレーキ非作動状態における側面部分断面図である。図2は、図1に示すブレーキ装置のブレーキ作動状態を示す図である。
(First embodiment)
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side partial cross-sectional view of a tread brake type railway vehicle brake device according to a first embodiment of the present invention in a brake non-operating state. FIG. 2 is a diagram illustrating a brake operation state of the brake device illustrated in FIG. 1.
図1に示すブレーキ装置1は、走行する鉄道車両の車輪3の踏面3aに対して片側から制輪子を押し当てることにより制動力を発揮するトレッドブレーキ型の基礎ブレーキ装置である。このブレーキ装置1は、鉄道車両の車輪毎に設置されており、図示しないボルトなどの固定部材によって鉄道車両の台車枠に固定されており、シリンダ装置10と、当該シリンダ装置10の駆動力を制輪子に伝達して車輪3の回転を制動するための駆動機構部20と、当該駆動機構部20を収容する第1ケーシング部30と、当該第1ケーシング部30内の空間(以下、駆動機構室31と称する)に連通する空間を形成する第2ケーシング部40と、を備えている。
A
シリンダ装置10は、圧縮空気を供給することにより駆動する空気シリンダ装置であり、シリンダ11と、当該シリンダ11の内壁に沿って摺動するピストン12と、当該ピストン12に伴って移動するピストンロッド13とを備えている。シリンダ11は、片側のみ開口した円筒状に形成され、開口側を第1ケーシング部30の壁面に対して取り付けられている。シリンダ11の設置された第1ケーシング部30の壁面には開口30aが形成されており、当該開口30aにピストンロッド13が挿入されて往復駆動するように構成されている。そして、当該シリンダ11は、ピストン12を挟んで、圧縮空気の供給口が形成された端面側に位置する圧力室15と、ピストンロッド13側に位置するロッド室16とに区画されている。また、ロッド室16には、ピストン12と第1ケーシング部30の壁面との間に、ピストン12を圧力室15側(供給口11a側)に向かって付勢する付勢バネ14が設置されている。
The
駆動機構部20は、シリンダ装置10からピストンロッド13を介して伝達される駆動力をてこの原理によって制輪子51に伝達するための機構であり、テコレバー21、連結ピン22、支点ピン23、押棒24、隙間調整部25等を備えている。そして、当該駆動機構部20の周囲は、鉄道車両の台車に対して固定された第1ケーシング部30により覆われている。この第1ケーシング部30は、鉄道車両の台車枠から鉛直下向きに延びる箱状に形成されており、周囲の壁面には、ピストンロッド13が往復駆動するための開口30a、押棒24が往復駆動するための開口30b、及び、第2ケーシング部40を設置するための開口30cが形成されている。
The
テコレバー21は、支点ピン23を介して第1ケーシング部30に対して回転自在に設置されており、一端をピストンロッド13に連結ピン22を介して回転可能に連結されている。また、テコレバー21の他端(押棒24側)には、支点ピン23に近い側に凹状の球面貫通孔21aが形成されている。押棒24は、この球面貫通孔21aと嵌合する凸状の球面軸受部25bを介して設けられ、更に押棒24の一端部は隙間調整部25に取り付けられている。
The
押棒24の第1ケーシング部30から突出する側は、略L字状に屈曲して形成されており、他端側は雄ねじ部24aが形成されている。隙間調整部25は、制輪子51と車輪踏面3aとの間の間隔を調整する筒状部材であり、隙間調整部25の内周部には、押棒24の雄ねじ部24aと噛み合う雌ねじ部25aが形成されている。
The side of the
制輪子51の磨耗により押棒24のストロークが足りなくなった場合は、隙間調整部25によって雄ねじ部24aと雌ねじ部25aとのねじ込み量が調整され、押棒24のストロークが変化して制輪子51と車輪踏面3aとの間の間隔を近づけることができる。尚、本実施形態においては、押棒24のストロークが足りなくなると、テコレバー21の突起部21bが回転機構26を押込むことにより隙間調整部25が回転し、自動的に制輪子51と車輪踏面3aとの間の間隔が調整される。
When the stroke of the
押棒24の車輪3側の先端には、連結ピン27を介して制輪子頭52が取り付けられている。制輪子頭52は、外観形状が略円弧状に鋳造や板金などによって成形された金属であり、車輪3側の端面において制輪子51を支持している。また、第1ケーシング部30に対して制輪子吊り53の上端部が連結ピン28を介して回動自在に取り付けられており、当該制輪子吊り53の下端で、押棒24と制輪子頭52との連結部(連結ピン27)を支持している。
A
また、押棒24は、第1ケーシング部30に形成された開口30bを介して駆動機構室31から外部に向かって先端側を突出するように設置されている。当該開口30bにおける押棒24との隙間を覆うように、押棒24と開口30bの縁部との間には、ジャバラ形状に形成されたカバー部材32を備えている。このカバー部材32は、ジャバラ形状であるとともに弾性材料により形成されており、押棒24の進退移動に伴って、延び縮みでき、開口30bから駆動機構室31にゴミ等が侵入することを防止するとともに、外気の侵入も抑制することが可能である。
The
また、押棒24には、制輪子側におけるL字状に屈曲した部分の先端に長孔24bが形成されており、制輪子頭52に固定されたピン54が制輪子頭52の傾きに対応して変位し、長孔24bの内壁に当接することで制輪子頭52の傾きが規制される。これにより、ブレーキ緩解時などに制輪子頭52の過度の傾きを防止できる。
Further, the
制輪子51は、車輪踏面3aに押し当てられて制動力を発生するブレーキ摩擦材である。制輪子51は、一般鋳鉄で製造された鋳鉄制輪子、りんやマンガンなどを一定量以上含有する鋳鉄で製造された合金鋳鉄制輪子、合成樹脂を主体とする合成制輪子、金属粉末を基材にして所定の制輪子特性を有する粉末成分を添加して焼結成形した焼結合金制輪子などである。制輪子51は、外観形状が略円弧状の板状部材である。制輪子51は、図示しない制輪子キー(制輪子コッタ)によって制輪子頭52に固定されており、ブレーキ作用時には車輪3側に向かって前進して車輪踏面3aに押し当てられ、ブレーキ緩解時には後退して車輪踏面3aから離間する。
The restrictor 51 is a brake friction material that is pressed against the
第2ケーシング部40は、内部に所定の空間を形成するように周囲を覆われた円筒状の容器であり、底面部41には、外部に向かって突出するとともに、当該第2ケーシング部40内から外部に向かって貫通する連通孔43が形成された取付部42を有する。当該取付部42には、第1ケーシング部30の開口30cに螺刻されたテーパ上のメネジに螺合するオネジが螺刻されている。第2ケーシング部40は、当該取付部42を開口30cに気密的に螺挿することにより、第1ケーシング部30に取り付けられている。また、第2ケーシング部40における当該連通孔43から離れた端部近傍の壁面において、当該第2ケーシング部40内から外部に向かって貫通する通気孔44が形成されている。この通気孔44は、内部から外部に向かって重力方向(下方)に傾くように形成されており、外部から砂、塵等が侵入しにくくなるように形成されている。
The
そして、第2ケーシング部40内には、連通孔43側と、通気孔44側とを区画するように区画部材45が設置されている。この区画部材45は、例えばゴム等の弾性体で形成された第2ケーシング部40の内径よりも小さい外径を有する円筒状部材であり、側面がジャバラ状に形成されており、円筒軸方向に延び縮みできるように構成されている。また、円筒軸方向の一端は区画面46により閉塞され、他端は開口して形成されている。そして、開口側の端部を底面部41に対して連通孔43の開口の周囲を囲むように図示しない接着剤等により気密的に取り付けられる。即ち、連通孔43から通気孔44側に気体が通過することを防ぐように取り付けられる。これより、駆動機構室31に連通するとともに、ジャバラ状の側面の延び縮みにより容積が可変となる容積可変室47が形成される。この容積可変室47は、側面のジャバラが延びた状態と縮んだ状態とで容積が変化するが、この容積の変化量は、ブレーキ作動によりピストン12が移動するときに、減少するロッド室16の容積に相当する量となるように形成されている。
And in the
以上説明した、ロッド室16と駆動機構室31と容積可変室47とからなる装置内部空間100は、所定の内圧変化に耐えうる密閉空間として形成されている。そして、後述するように、ブレーキ動作の際に容積可変室47の容積が変化することにより、装置内部空間100内の気圧の変化(内圧変化)を、密閉性を確保しうる程度の変化に抑えることを可能としている。
The device
次に、ブレーキ装置5の動作について説明する。図2に、ブレーキ作動状態のブレーキ装置を示す。
ブレーキ作用時には、供給口11aからシリンダ11の圧力室15に圧縮空気が供給されると、付勢バネ14の付勢力に抗してピストン12がA1方向に移動し、当該ピストン12とともにピストンロッド13がA1方向に移動する。すると、テコレバー21は、支点ピン23を回転中心としてB1方向に回転する。すると、テコレバー21の端部に連結された押棒24が車輪踏面3aに近づくように移動する。その結果、制輪子51及び制輪子頭52が押棒24に付勢されて車輪踏面3aに近づくように移動し、制輪子51が車輪踏面3aに押し当てられて車輪3の回転が制動される。
Next, the operation of the brake device 5 will be described. FIG. 2 shows the brake device in a brake operating state.
When the compressed air is supplied from the
図2に示すように、ブレーキ作動時において、ピストン12がA1方向に移動することにより、ロッド室16の容積が減少する。そのため、ロッド室16に連通する駆動機構室31にロッド室16の空気が押込まれ、駆動機構室31の気圧は増加するように移行する。ブレーキ前の初期状態においては、駆動機構室31の内圧は外気圧と略等しくなっているため、駆動機構室31の内圧が外気圧よりも上昇することになる。すると、第2ケーシング部40内において、駆動機構室31に連通する容積可変室47の気圧も上昇し、当該容積可変室47を形成する区画部材45の区画面46が容積可変室47内の空気の圧力により外気圧に抗して外側(図2における矢印方向)に向かって付勢され、ジャバラ状の側面が延びるように変形する。これにより、容積可変室47の容積が増加するため、容積可変室47及び駆動機構室31の気圧が過度に増加することが抑制される。また、区画部材45の周囲が第2ケーシング部40により覆われている構成であるため、区画部材45が保護されるとともに、第2ケーシング部40内における容積可変室47の外側の空間に収容されている空気は、容積可変室47が膨張するときには、通気孔44から排出されるため、容積可変室47の膨張を妨げることはない。
As shown in FIG. 2, when the brake is operated, the
ブレーキ緩解時には、シリンダ11の圧力室15の圧縮空気が排出されると付勢バネ14の付勢力によってピストン12がA2方向に移動し、テコレバー21が支点ピン23を回転中心としてB2方向に回転するとともに、押棒24が車輪3から離れる向きに移動し、押棒24の移動に伴って制輪子51が車輪踏面3aから離れて車輪3の回転の制動が解除される。
When the brake is released, when the compressed air in the
ブレーキ解除時においては、図2に示すブレーキ装置の状態からピストン12がA2方向に移動することにより、ロッド室16の容積は増加する。そのため、ロッド室16に連通する駆動機構室31からロッド室16に空気が引き込まれ、駆動機構室31の気圧は減少するように移行する。すると、第2ケーシング部40内において、駆動機構室31に連通する容積可変室47の気圧も減少し、当該容積可変室47を形成する区画面46が受ける当該容積可変室47内の気圧による付勢力が弱まり、ジャバラ状の側面が縮むように変形する。これにより、容積可変室47の容積が減少するため、容積可変室47及び駆動機構室31の気圧が過度に減少することが抑制される。そして、ブレーキ解除後においては、駆動機構室31の気圧は、外気の気圧と略同等に維持されることになる。
When the brake is released, the volume of the
以上示したように、第1実施形態にかかるブレーキ装置1は、シリンダ11と、当該シリンダ11の内壁に沿って摺動するピストン12と、当該ピストン12に伴って移動するピストンロッド13とを備えるシリンダ装置10を用いて駆動機構部20を作動させ車輪3の回転を制動するものである。
そして、前記シリンダ11内における前記ピストンロッド13の側に位置するロッド室16と、当該ロッド室16に連通するとともに、当該ピストンロッド13を介して駆動される前記駆動機構部20を収容する駆動機構室31と、駆動機構室31に連通するとともに、容積が可変となるように形成された容積可変室47と、を備え、前記容積可変室47は、前記ロッド室16の容積が減少する方向に前記ピストン12が変位したときに容積が増加し、前記ロッド室16の容積が増加する方向に前記ピストン12が変位したときに容積が減少するように、容積が変化するように構成されている。
As described above, the
Then, a
この構成によると、ブレーキ動作を行う際に、シリンダ装置10のピストン12の摺動により、ロッド室16内の容積が増加するように変化した場合、容積可変室47の容積が減少するため、ロッド室16、駆動機構室31、及び、容積可変室47とで形成される装置内部空間100の体積の変化は少なくなる。また、ロッド室16内の容積が減少するように変化した場合、容積可変室47の容積が減少するため、装置内部空間100の体積の変化は少なくなる。このように、容積可変室47が、装置内部空間100の容積を略一定に保つように容積を変化させるため、装置内部空間100の気圧の変化を抑制することが可能となる。これにより、装置内部空間100に外気が侵入することを抑制することができ、外気の侵入により装置内部空間100において結露が生じることを防ぐことができる。
According to this configuration, when the brake operation is performed, the volume of the
また、前記容積可変室47は、当該容積可変室47の内部の気圧と、当該容積可変室47が受ける外気圧と、の作用により容積が変化することである。
In addition, the volume of the
この構成によると、ピストン12の駆動により装置内部空間100の体積が変化して気圧が変動することを容積可変室47の容積変化動作に利用できるため、ピストン12の摺動移動に伴って容積可変室47の容積を変化させる構成を、例えば、別途駆動力を要する場合等と比べて、簡易な構成とすることが可能となる。
According to this configuration, since the volume of the device
また、前記容積可変室47は、前記ピストン12の摺動よって変化しうる前記ロッド室の容積と同量の容積変化を可能とした構成である。
Further, the
この構成によると、ロッド室16の容積変化と同じだけ容積可変室47が容積変化することができるため、ピストン12のストロークが大きい場合においても前記装置内部空間100の容積が一定になるように駆動することが可能となる。これにより、前記装置内部空間100に外気が侵入することをより確実に抑制することができる。
According to this configuration, the
また、前記容積可変室47は、側面にジャバラ構造を有する区画部材45により形成されていることである。
The
この構成によると、簡易な構造で容積可変室47の密閉性を確保できるとともに、耐久性を向上させることが可能となる。
According to this configuration, it is possible to ensure the sealing performance of the
また、前記容積可変室47は、前記駆動機構室31の上方に設けられている。このように、容積可変室47がブレーキ装置1の上部に位置することにより、当該ブレーキ装置1を車両に取り付けるための水平方向におけるスペースを小さくすることができる。また、走行時において路面側(下方)からの衝撃を受けにくいため、故障しにくく、メンテナンスの頻度を少なくすることが可能となる。尚、本実施形態の構成では、区画部材45の周囲が第2ケーシング部40により覆われているため、区画部材45が損傷することを抑制でき、更に故障しにくくメンテナンス頻度を少なくすることができる。
The
また、前記駆動機構部20は、前記駆動機構室31を形成する第1ケーシング部30に支点ピン23を介して揺動自在に固定されたテコレバー21を備え、当該テコレバー21の一端は、前記ピストンロッド13に連結され、他端は、制輪子51を進退移動させるための押棒24に連結され、前記シリンダ装置10を駆動して前記ピストンロッド13を介して前記テコレバー21を揺動させることにより、前記押棒24を進退移動させて制動力を発揮するように構成されている。
The
この構成によると、テコの作用によりブレーキ動作を行うことができ、小さい力で大きな制動力を付与することが可能となる。一般的に、テコの作用を用いてブレーキ動作を行う場合、作用点側(押棒24、制輪子51側)の変位量に比べて、力点側(ピストンロッド13側)の変位量が大きくなり、装置内部空間100の容積変化が生じ易く、装置内部空間100への外気の侵入が問題となり易い。この点、容積可変室47を備えることで、装置内部空間100の容積変化を抑制しながら、ブレーキ動作を行うことができ装置内部空間100への外気の侵入を抑制することができるため、容積可変室47をより効果的に利用することが可能な構成である。
According to this configuration, a braking operation can be performed by the action of the lever, and a large braking force can be applied with a small force. In general, when the brake operation is performed using the lever action, the displacement amount on the force point side (
また、図3に第2ケーシング部40内の構成の変形例を示す。この変形例は、区画部材45の区画面46と第2ケーシング部40の天井面48との間に戻しバネ60(弾性体)及び当該戻しバネ60に付勢され第2ケーシング部40の内周壁に沿って移動可能なプレート61を配置したものである。そして、容積可変室47を形成する区画部材45の区画面46は、プレート61を介して戻しバネ60により当該容積可変室47の容積を減少させる方向に付勢されている。
FIG. 3 shows a modified example of the configuration inside the
このように構成することで、容積可変室47は容積が減少するように移行しやすくなる。そのため、ピストンがA2方向に移動して容積可変室47の容積が減少する際に、前記装置内部空間100の気圧をより高く保つことが可能となり、装置内部空間100の気圧を外部の気圧よりも高く保つことが可能となる。これにより、前記装置内部空間100に外気が侵入することを更に抑制することができる。尚、区画面46をプレート61介して付勢することで、移動方向と直交する面、即ち、区画面46と略平行な面で区画面46を付勢することができるため、安定した付勢が可能となる。
By configuring in this way, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るブレーキ装置2について説明する。図4は、第2実施形態に係るブレーキ装置2を示す図である。このブレーキ装置2は、容積可変室47が第1ケーシング部30の内部に位置する点で第1実施形態に係るブレーキ装置1と異なる。尚、第1実施形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a
ブレーキ装置2は、駆動機構部20を覆うケーシング部70内の上部には、板状に形成された区画プレート71が設置され、ケーシング部70内を上側空間70aと下側空間70bに区画している。当該区画プレート71は、ピストンロッド13の移動方向と略平行に面を向けるように配置されており、本実施形態においては、略水平面を成すように配置されている。区画プレート71には、開口71aが形成されており、上側空間70aと下側空間70bとの間での空気の移動は、当該開口71aを通過してのみ可能となるように区画プレート71とケーシング部70とはOリング等を用いて気密的に結合されている。
In the
区画プレート71の上側空間70a側に位置する上面には、第1実施形態と同様の区画部材45が設けられている。区画部材45は、上側空間70a内において、図4における上下方向に延び縮みすることにより、区画面46と、区画プレート71の上面との間に形成される容積可変室47の容積を変化させることが可能である。
A
上側空間70aは、区画部材45により前記容積可変室47とその他の空間とに区画されており、ケーシング部70には、当該その他の空間と外部とを連通する通気孔72が形成されている。この通気孔72は、内部から外部に向かって重力方向(下方)に傾くように形成されており、外部から砂、塵等が侵入しにくくなるように形成されている。
尚、ブレーキ作動時における動作については、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
The
Since the operation at the time of brake operation is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
このように、前記容積可変室47が、駆動機構部20を覆うケーシング部70内に設置されているため、容積可変室47を形成するためのケーシングを別途取り付ける必要はなく、ブレーキ装置2を形成するための部品点数を減らすことができる。また、駆動機構部20を覆うケーシング部70内のスペースを有効に活用することができるため、ブレーキ装置2を小型化することが可能となる。
As described above, since the
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。 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.
本実施形態においては、装置内部空間100の空気の圧力の作用により、区画部材45が変形して容積可変室の容積が変化する構成を示したが、この場合に限られない。例えば、図5に示すようにピストンロッド13を駆動機構室31側に更に延長し、当該延長したピストンロッド13’の端部と、第1実施形態で説明したものと同様なジャバラ状の区画部材80の区画面81とを連結して、当該ピストンロッド13の往復移動に連動して容積可変室82の容積を増減させることが可能な構成とすることもできる。
In the present embodiment, the configuration in which the
また、シリンダ装置10のピストンロッドの往復移動により駆動するシリンダ機構をシリンダ装置10と対称的に設置し、シリンダ装置10のロッド室の容積が減少すると、対称的に設置したシリンダ機構のロッド室の容積が増加し、逆に、シリンダ装置10のロッド室の容積が増加すると、対称的に設置したシリンダ機構のロッド室の容積が減少するように構成することもできる。
Further, when the cylinder mechanism driven by reciprocating movement of the piston rod of the
尚、本実施形態の説明に用いた図1〜図5は、ブレーキ装置を模式的に示すものではあるが、ブレーキ装置の各構成要素間の比率は、実際のブレーキ装置における構成の比率と略同等になるように描かれている。 1 to 5 used in the description of the present embodiment schematically show the brake device, but the ratio between each component of the brake device is substantially the same as the ratio of the configuration in the actual brake device. It is drawn to be equivalent.
1、2 ブレーキ装置
10 シリンダ装置
11 シリンダ
12 ピストン
13 ピストンロッド
16 ロッド室
20 駆動機構部
21 テコレバー
24 押棒
51 制輪子
30 第1ケーシング部
31 駆動機構室
40 第2ケーシング部
45 区画部材
47 容積可変室
60 戻しバネ(弾性体)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記シリンダ内における前記ピストンロッドの側に位置するロッド室と、
当該ロッド室に連通するとともに、当該ピストンロッドを介して駆動される前記駆動機構部を収容する駆動機構室と、
当該駆動機構室に連通するとともに、容積が可変となるように形成された容積可変室と、
前記容積可変室を形成する部材の周囲を覆う壁と、
を備え、
前記容積可変室は、前記ロッド室の容積が減少する方向に前記ピストンが変位したときに容積が増加し、前記ロッド室の容積が増加する方向に前記ピストンが変位したときに容積が減少するように、容積が変化し、
前記壁には、当該壁の内部から外部に向かって重力方向に傾くように形成された通気孔が形成されていることを特徴とするブレーキ装置。 In a brake device that operates a drive mechanism unit and brakes rotation of a wheel using a cylinder device including a cylinder, a piston that slides along the inner wall of the cylinder, and a piston rod that moves with the piston,
A rod chamber located on the piston rod side in the cylinder;
A drive mechanism chamber communicating with the rod chamber and containing the drive mechanism portion driven via the piston rod;
A variable volume chamber that communicates with the drive mechanism chamber and that has a variable volume.
A wall covering the periphery of a member forming the variable volume chamber;
With
The variable volume chamber increases in volume when the piston is displaced in a direction in which the volume of the rod chamber decreases, and decreases in volume when the piston is displaced in a direction in which the volume of the rod chamber increases. The volume changes ,
Wherein the wall, a brake device according to claim Rukoto formed vent to tilt in the direction of gravity toward the outside from the inside of the wall is formed.
当該テコレバーの一端は、前記ピストンロッドに連結され、他端は、制輪子を進退移動させるための押棒に連結され、
前記シリンダ装置を駆動して前記ピストンロッドを介して前記テコレバーを揺動させることにより、前記押棒を進退移動させて制動力を発揮することを特徴とする請求項1に記載のブレーキ装置。 The drive mechanism unit includes a lever that is swingably fixed to a casing forming the drive mechanism chamber via a spindle.
One end of the lever is connected to the piston rod, and the other end is connected to a push rod for moving the restrictor forward and backward.
The brake device according to claim 1, wherein the cylinder device is driven to swing the lever through the piston rod, thereby causing the push rod to move forward and backward to exert a braking force.
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