JPH01203726A - ばねブレーキシリンダにおける手動急緩め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、鉄道車両において、例えば駐車用として使
用されるばねブレーキシリンダに関し、特に、その作動
中のばねブレーキ力を手動操作によって解除する手動解
除機構を有するものに関する。

〈従来の技術〉 この種の従来の技術としては、特開昭６２−２２７８４
８号公報記載のものがある。その概略を第６図乃至第８
図を用いて説明する。このばねブレーキシリンダｌは、
図示していないブレーキ装置のてこに対して押棒２を結
合して用いられる。通常は、つまり運転中は空気圧室３
内に圧力空気を給排口４から供給しであるから、第６図
に示す状態からブレーキばね５に抗してピストン６が左
方へ移動しているが、このばねブレーキシリンダｌによ
るばねブレーキが作用する状態では空気圧室３内の圧力
空気が排出されるから、略第６図の状態となる。この状
態ではクラッチ７が接続状態であり、押棒２がシリンダ
体８内に引き込まれた状態であり、前記てこな所定の方
向に揺動させてばねブレーキが作用している。このはね
ブレーキを手動操作で緩める場合に第７図に示すハンド
ル１５を側方へ引き出すと、クラッチ７が図示の接続状
態から切離状態となる。

このクラッチ７について説明すると、クラッチ７は、ピ
ストン６と押棒２との間の軸方向移動に対する接続及び
切離を行うもので、ピストン６の円筒状部１０に穿設し
だ円孔９に保持されたボール１１と、そのボール１１の
位置を制御する制御部材１２と、ボール１１の係合する
押棒２に設けられた四部１３とて構成されている。この
クラッチ７を手動操作で切離すために、制御部材１２に
関連して操作部材１４を設けである。操作部材１４は、
第７図に見られるように、ハンドル１５．ハンドル軸１
６．爪１７で形成され、シリンダ体８の端９１８と端部
材１９との間にシリンダ体８の軸直角断面に沿って操作
部材１４か進退移動可能に収容部２０内に戻しばね２１
と共に設置されている。

図示のクラッチ接続状態から、ハンドル１５を側方へ引
出すと、爪１７が制御部材１２を所定角度回転させるか
ら、第８図に見られる制御部材１２の内面２２に設けら
れた凹部２３がボール１１の外側に位置するようになる
。押棒２とピストン６の円筒状部１０との間にはブレー
キばね５による引張り力が作用しているから、ボール１
１が押棒２の凹部１３から凹部２３側へ押し出されて、
クラッチ切離状態となる。これによって押棒２がピスト
ン６に連結された状態から拘束を解かれて第６図の左方
へ移動する。その移動に伴ワて第２ピストン２４がばね
２５によりボール１１の位置よ、で移動してボール１１
が円筒状部ｌＯの内側へ脱落しないように孔９を閉鎖す
る。この状態が手動操作でばねブレーキを緩めた状態で
ある。

〈登朋が解決しようとする課題〉 はねブレーキシリンダは、その作用でブレーキがかけら
れて駐車している状態にある車両を早急に移動させたい
ような場合に手動操作でブレーキを緩める機構を具えた
ものが必要である。ところが、この種のばねブレーキシ
リンダを設ける鉄道車両においては、台車に取付けられ
るはねブレーキシリンダの周辺に手ｅｌｆめ操作に十分
なスペースがないことが多く、このためできるだけ小さ
い力で、単純な操作て、台車の何方から操作できること
が望ましい。

前述した従来のばねブレーキシリンダの急緩め装置は、
手動急緩め操作のために大きな操作力を必要とする点で
問題がある。この点について考察すると、緩め操作時に
制御部材１２を回転させる操作力ｆ、は次式（１）のよ
うになる。すなわち、ボール１１と制御部材１ｚどの摩
擦係数を角、制御部材１２の回転抵抗なＲ，、戻しばね
２１の反力をＷ２．ボール１１か凹所１３から外方へ押
出される方向の拡大力をＦとすると、 ｆ、＝島Ｆ　＋　　Ｒ，＋　Ｗ、・・・・・・・・・・
・・・（１）となる。この式（１）から、ブレーキばね
５の作用力が大きいとＦが大きくなって、Ｆが大きくな
るから操作力ｆ１も大きいものを必要とするのであり、
実際にブレーキばね５は非常に強力なものである。

この発明は、ばねブレーキシリンダにおいて、ばねブレ
ーキ用のばね力が大きくても操作力ｆ、を小さくできる
ようにすることを課題とする。

〈課題を解決するための手段〉 この発明の手段は、前述したようなボールクラッチを具
備するばねブレーキシリンダにおいて、ボールの外方変
位作用力によりクラッチ接続回転位置からクラッチ切離
回転位置へ向う方向の回転力を制御部材に生じるように
、制御部材のクラッチ接続回転位置でボールに当接して
いる内面（第１面）を制御部材のクラッチ切離回転位置
でボールの外方変位を許容する凹部内面（第２面）へ向
って傾斜した斜面に形成し、制御部材の前記回転力によ
る方向の回転を係止する係止手段を設け、その係止手段
の係止を外部操作により開放する手動開放手段を設けた
ことを特徴とする。

この禿朗において、前記係止手段は、前記制御部材に設
けられたラッチと、戻しばねによって前進するように付
勢されていて前進位置で前記クラッチ接続回転位置にあ
る制御部材の前記ラッチに係合する爪を有する係合部材
と、で構成するのがよい。

この発聞において、前記手動開放手段は、前記係合部材
に設けられ前記戻しばねに抗して保合部材を後退させる
手動操作部とするのがよい。

また別に、前記手動開放手段は、前記係合部材とは別個
に形成され係合部材の進退に対し略直角な方向に進退可
能に設けられ手動後退操作部を有し戻しばねによって前
進するように付勢されていて前進位置から手動で後退す
る間に係合部材を後退させてから前記クラッチ接続回転
位置にある制御部材を前記クラッチ切離回転位置に回転
させる回転駆動係合部を有するものとしてもよい。

く作　用〉 この発明のはねブレーキシリンダにおける手動急緩め装
置は、ボールクラッチの制御部材の第１面が第２面へ向
って傾斜した傾斜面に形成しであるから、クラッチ接続
状態でばねブレーキが作用している時にボールに作用す
る拡大力Ｆにより、制御部材がクラッチを切離す方向に
回転させられるような力を受ける。その力の大きさは、
第１面の傾斜角をθ、拡大力Ｆの第１面に対する法線分
力をＮ、拡大力Ｆの第１面に平行な分力なＰ、ボールと
制御部材との間の摩擦係数をルとすると、（Ｐ−ＪＡＮ
）ｃｏｓθとなる。なお、Ｐ＝Ｆｓｉｎθ、Ｎ＝Ｆｃｏ
ｓθである。制御部材を回転させてクラッチを切離すに
は、前述したように回転抵抗Ｒ２や戻しばねの反力Ｗ２
にも対抗しなければならないから、その状況に応じてθ
を決めると、適切な操作力ｆ２となるようにすることが
できる。すなわち、その操作力ｆ２は ｆｔ＝　（ＪＬＮ−Ｐ）　ｃｏｓｏ＋Ｒ２＋　Ｗ　２−
−−−（２）で表わされるから、ｆ２＞ｏとなりかつｆ
２の値が小さくなるようにθを決めると小さな力で操作
できるものとなり、ｆ２＜０（あまり大きくする必要は
ない）となるように０を決めるとＭ１１部材をクラッチ
切離方向に回転させる操作力を必要としないものとする
ことかでき、この場合は係止手段を開放するだけの操作
力となる。

上述したように第１面を傾斜面としたことによってボー
ルの拡大力Ｆによる摩擦抵抗ＩＬＮを打消す方向の作用
力Ｐを生じさせることができ、その作用力の大きさを傾
斜角０の選択によって所望の値にすることができる。

〈実施例〉 第１実施例を第１図乃至第３図によって説明する。この
実施例は第６図に示した従来のばねブレ−キジリンダに
較べてクラッチ部の制御部材とその制御部材を手動操作
する部分が相違し、他は略同様であるので、その相違部
分について主に説明し同等部分は同一図面符号で示して
説明を省略する。

クラッチ３０は、第１図及び第３図に示すように、制御
部材３１がクラッチ接続回転位置にあるときボール１１
に当接している第１面３２が、押棒２の中心から半径方
向外方に伸延してボール１１の中心を通るような直線に
対して直角な面３３に対して角θをなす傾斜面に形成さ
れている。この角θは式（２）におけるｆ２かｆ２〈０
でその絶対値が小さくなるように決めである。そして制
御部材３１かクラッチ切離位置に回転したときボール１
１を押棒２のボール係合凹部１３から外れる外方位置へ
の変位を許容する凹状の第２面２３に前記第１面３２の
一端が段をなして連続せしめられている。なお、図にお
いて３４は端壁１８から伸延形成された筒状部であり、
その内孔に直線溝３５を設けてあり、ピストン２２の円
筒状部１０をキー３６を介して案内するようになってい
る点は前に説明しなかったか従来と同様である。また、
制御部材３１の右端部はピン３７で円筒状部１０の左端
部外周溝３８に回転可能に係合しており、外周を筒状部
３４の内孔に回転可能に支持されている点も従来と同様
である。さらに制御部材３１は図の左方へ伸延した円筒
状の部分の外面に直線溝３９を有しており、左方外周を
端部材１９に支持されている点も従来と同様である。

ｍｌ’４２１部材３１を手動操作する部分として、係止
手段４０及び手動開放手段４１が設けられている。係止
手段４０は、ラッチ４２、係合部材４３、前進ばね４４
からなる。ラッチ４２は第１図に見られるように、端部
材１９と端壁１８との間で、移動する制御部材３１に対
して定位置にあって、制御部材３１と共に回転するよう
に直線溝３９に滑りキー４５を介して係合している。図
中４６はブツシュである。ラッチ４２は第２図に見られ
るように外周に突出した係合部４７を有し、この係合部
４７に対して係合部材４３が設けられている。保合部材
４３はシリンダ体８側から前進ばね４４によって前進す
るように付勢され、前進位置でラッチ４２の係合部４７
に先端の爪４８か係合するようになっている。その保合
状態は制御部材３１がクラッチ接続回転位置にありかつ
クラッチ切離し方向の回転を係止される状態である。図
中４９は支持部材である。

手動開放手段４１は、係合部材４３の後部をシリンダ体
８の外部に伸延形成してこれに後退操作用の手動操作部
としてハンドル５０を設けると共に別に戻しばね５１を
設けたものである。戻しばね５１は、シリンダ体８側の
支持部５２に対してラッチ４２の突部に向って進退可能
に設けられたストッパ５３を前進させるように付勢して
いる。これによって制御部材３１をクラッチ接続方向へ
回転させる作用力をラッチ４２を介して与えている。

このように構成された手動急緩め装置は、第１図の状態
でばねブレーキか作用しているとすると、ボール１１に
拡大力Ｆが作用しており、これによって制御部材３１は
クラッチ３０を切離す方向の回転力を受けている。この
場合傾斜角θを式（２）におけるｆ２がｆ２＜０となる
ように決めであるから、制御部材３１のクラッチ切離方
向の回転かラッチ４２を介して係止手段４０により係止
されていることになる。従って、手動開放手段４１のハ
ンドル５０を外方へ引くと、ラッチ４２の係合部４７に
係合している爪４８が外れて係止手段４０の係止が開放
され、制御部材３１か拡大力Ｆによる回転力によって回
転してクラッチ３０が切離状態となる。このときストッ
パ５３は戻しばね５１を圧縮して所定位置まで後退して
いる。また、クラッチ３０が切離し状態となったことに
よって、ピストン２２は後退端に達し、押棒２はブレー
キばね５の右方への引張り力か除かれるからブレーキ装
置側の戻しばねによって左方へ変位し、ばねブレーキ力
が解除される。

このばねブレーキ手動緩め状態から通常のクラッチ３０
が接続した空気圧による緩め状態とする場合は、空気圧
室３に圧力空気を供給するたけてよい。すなわち、圧力
空気の供給によってピストン２２がブレーキばね５に抗
して左方へ移動し、押棒２の凹部１３とボール１１の位
鐙が一致すると、戻しばね５１によりストッパ５３かラ
ッチ４２を介して制御部材３１にクラッチ接続方向へ回
転させる作用力を手えているから、制御部材３１か回転
しようとすることによってボール１１は内側へ押し込ま
れて押棒２の四部１３と係合し、クラッチ３０か接続状
態となる。

第２実施例を第４図及び第５図を用いて説明する。この
実施例は第１実施例と係止手段６０及び手動開放手段６
１が異なるのでこの点を説明する。

係止手段６０は、ラッチ６２、係合部材６３、前進ばね
６４からなる。ラッチ６２は制御部材３１に対しては第
１実施例と同様に設けられているが、第４図に示すよう
に、突出した凸部先端に係合部６５が設けられ、その凸
部には回転方向の溝６６が設けられており、保合部６５
か両側に分れた形で存在している。この係合部６５に対
して係合部材６３が設けられている。係合部材６３はシ
リンダ体８から前進ばね６４によって前進するように付
勢され、前進位置でラッチ６２の係合部６５に先端の爪
６７が係合するようになっている。爪６７は保合部６５
に対応して両側に分れた形てあり、その爪６７の間が斜
面６８に形成されている。爪５７の係合部６５との係合
状態は第１実施例と同様に、制御部材３１がクラッチ接
続回転位置にありかつクラッチ切離方向の回転を係止さ
れる状態である。図中６９は支持部材である。

手動開放手段６１は、係合部材６３とは別個に形成され
た操作部材７０、戻しばね７１ａ、７１ｂ、ばね受７２
、支持部材７３等で構成されている。操作部材７０はラ
ッチ６２の溝６６を通っている細長いもので、長手方向
に進退自在にシリンダ体８に支持され、第５図に見られ
るように、図の右側後端をシリンダ体８の外部に伸延形
成してこれに後退手動操作部としてのハンドル７４を設
けである。戻しばね７１ａはばね受７２と支持部材７３
との間に設けられ、戻しばね７１ｂは操作部材７０の段
部７５とばね受７２どの間に設けられ、いずれも操作部
材７０に左方へ向う前進力を与えている。操作部材７０
が溝６６を通る部分の適所に回転駆動係合部として長孔
７Ｇが穿設されており、その長孔７６内を通り、溝６６
の両側壁部を貫通してピン７８を設けである。そして係
合部材６３の爪６７の間の斜面６８に対して、操作部材
７０が前進端位置にあるとき爪６７が係合部６５に係合
している状態で段状に形成された斜面７９が対向するよ
うに操作部材７０に設けられている。図中８０は操作部
材７０の前進端位な決めているストッパである。

このほかの構造は第１実施例と同様であるから同等部分
を同一図面符号で示して説明を省略する。

この手動急緩め装置は、図示の状態かばねブレーキの作
用している状態であり、クラッチが接続状態でボールの
拡大力Ｆにより制御部材３１にクラッチを切離す方向（
第５図において時計方向）の回転力が与えられており、
その回転を係止手段６０か係止している状態である。こ
の状態から、ハンドル７４を第５図において右方へ引く
と、斜面７９が斜面６８を押して係合部材６３を前進ば
ね６４に抗して後退させるから、図に又１で示すストロ
ークで爪６７が係合部６５から外れ、これに統＜ｆＬｔ
で示すストロークで長孔７６の左端とビン７８が係合し
てラッチ６２をクラッチが切離される位置まで回転させ
る。この場合、制御部材３１の第１面の傾斜角θが第１
実施例で述べたように、ｆ２〈０となるように決めであ
るとすると、ストローク見、移動した段階でラッチ６２
が回転するようになるから、ストローク文、の移動のた
めの手動操作力は加えなくてもよいことになる。なお、
傾斜角θをｆ２〉０で小さい値となるように決めた場合
は、小さい力で全ストローク見を移動させることになる
。

また、この手動緩め状態から通常のクラッチの接続した
緩め状態とするには、第１実施例と同様に空気圧室に圧
力空気を供給するだけでよい。すなわち、圧力空気の供
給により、ブレーキばね５に抗してピストン２２が移動
し、押棒２の凹部１３とボール１１の位置が一致するよ
うになると、ばね受７２の先端がラッチ６２の凸部に当
接して戻しばね７］ａの前進作用力によりラッチ６２及
び制御部材３１をクラッチ接続方向に回転させる。操作
部材７０は外方へ引き出された後にハンドル７４を放し
た段階て戻しばね７１ｂの作用で前進端に戻っており、
ラッチ６２がクラッチ接続回転位置にまで回転すると係
合部材６３の爪６７と係合して係止手段６０が係止状席
となる。

〈発明の効果〉 この発明は、ばねブレーキシリンダのボールクラッチの
制御部材の第１面を傾斜させた構成によってボールの拡
大力で制御部材をクラッチ切離し方向に回転させる作用
力が生じるようにしたものであるから、第１面の傾斜角
度を適切に選択して手動緩め操作力をブレーキばねの強
さに関係のない小さいものにできる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の縦断側面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ断面拡大図、第３図は第１図のＢ−Ｂ断
面拡大図、第４図はこの発明の第２実施例を示し第５図
のＤ−ＤｌｆＪ面縮小図、第５図は第４図のＣ−Ｃ断面
拡大図、第６図は従来のブレーキシリンダの１例を示す
縦断側面図、第７図は第６図のＥ−Ｅ断面図、第８図は
第６図のＦ−Ｆ断面拡大図である。 ｌ・・・・ばねブレーキシリンダ、２・・・・押棒、３
・・・・空気圧室、５・・・・ブレーキばね、８・・・
・シリンダ体、９・・・・円孔、１０・・・・円筒状部
、１１・・・・ボール、１３・・・・凹部、２２・・・
・内面、２３・・・・凹部（第２面）、３０・・・・ク
ラッチ、３１・・・・制御部材、３２・・・・第１面、
４０・・・・係止手段、４１・・・・手動解放手段、４
２・・・・ラウチ、４３・・・・係合部材、４４・・・
・前進ばね、４７・・・・係合部、４８・・・・爪、５
０・・・・ハンドル（手動操作部）、５１・・・・戻し
ばね、６０・・・・係止手段、６Ｉ・・・・手動解放手
段、６２・・・・ラッチ、６３・・・・保合部材、６４
・・・・前進ばね、６５・・・・係合部、６７・・・・
爪、６８・・・・斜面、７０・・・・操作部材、７１ａ
、７１ｂ・・・・戻しばね、７６・・・・長孔、７８・
・・・ピン、７９・・・・斜面。 特許出願人　日本エヤーブレーキ株式会社代　　理　　
人　　清　　水　　　哲　　　ほか２名第２図 第３回

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブレーキばねの作用で一方へ押圧されるピストン
   と、ブレーキ装置に連結され前記ピストンと同軸的に設
   けられ前記ブレーキばねによるピストンの移動方向にピ
   ストンと共に移動することによりブレーキ装置にブレー
   キを作用させる押棒と、前記ピストンに形成され前記押
   棒の嵌入した円筒状部にその半径方向に変位可能にボー
   ルを保持させ、そのボールの係合する凹部を前記押棒の
   外周に設け、前記ボールの外側位置で所定量の正逆回転
   によりボール位置を制御するように内面がボールを前記
   凹部に係合した位置に拘束する第１面とこの第１面に所
   定回転方向に連続してボールを凹所から外れる外方位置
   への変位を許容する第２面とを有する制御部材を設けて
   なり押棒とピストンとの間の軸方向の連結を嵌脱する構
   成のボールクラッチと、を具備するばねブレーキシリン
   ダにおいて、前記ボールの外方変位作用力によりクラッ
   チ接続回転位置からクラッチ切離回転位置へ向う方向の
   回転力を生じるように第１面を第２面へ向って傾斜した
   斜面に形成し、制御部材の前記回転力による方向の回転
   を係止する係止手段を設け、その係止手段の係止を外部
   操作により開放する手動開放手段を設けたことを特徴と
   する手動急緩め装置。
2. （２）請求項（１）に記載の装置において、前記係止手
   段が、前記制御部材に設けられたラッチと、前進ばねに
   よって前進するように付勢されていて前進位置で前記ク
   ラッチ接続回転位置にある制御部材の前記ラッチに係合
   する爪を有する係合部材と、で構成されていることを特
   徴とする手動急緩め装置。
3. （３）請求項（２）に記載の装置において、前記手動開
   放手段が、前記係合部材に設けられ前記前進ばねに抗し
   て係合部材を後退させる手動操作部と、前記ラッチを駆
   動し前記制御部材をクラッチ切離回転位置から接続回転
   位置へ回転させるように設けられた戻しばねとで構成さ
   れていることを特徴とする手動急緩め装置。
4. （４）請求項（２）に記載の装置において、前記手動開
   放手段が、前記係合部材とは別個に形成され係合部材の
   進退方向に対し略直角な方向に進退可能に設けられ手動
   後退操作部を有し戻しばねによって前進するように付勢
   されていて前進位置から手動で後退する間に係合部材を
   後退させてから前記クラッチ接続回転位置にある制御部
   材を前記クラッチ切離回転位置に回転させる回転駆動係
   合部を有するものであることを特徴とする手動急緩め装
   置。