JPH11336814A - ブレーキアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で駐車ブレーキ機能を解除するこ
とができるブレーキアクチュエータを提供する。 【解決手段】 ハウジング１内にピストンカップ２を設
け、ピストンカップ２に所定長摺動移動できるようにピ
ストンロッド３を取り付け、ハウジング１内の開口側に
板６を摺動移動できるように設け、ハウジング１にハウ
ジング１５を連結し、ハウジング１５内にピストン１１
を設け、ピストンカップ２と板６との間に圧縮コイルば
ね５を設け、板６とピストン１１との間に圧縮コイルば
ね１２を設け、ピストンロッド３とピストン１１との間
に圧縮コイルばね１３，１４を設け、径方向に弾性変形
できる環状のストッパ７をハウジング１の溝１６に嵌め
込み、ハウジング１の外面の前記溝１６部分に箱１０を
取り付け、箱１０の内部に棒８および圧縮コイルばね９
を取り付け、当該棒８の先端をハウジング１の溝１６と
連通する穴１７内に差し込んで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキアクチュ
エータに関し、特に、鉄道等の乗客輸送車両の駐車ブレ
ーキに適用すると有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道等の乗客輸送車両の駐車ブレーキな
どに適用される従来のブレーキアクチュエータを図７に
示す。

【０００３】図７に示すように、ハウジング４１の内部
には、接続部材４７を備えたピストン４２およびばね４
３が設けられている。ハウジング４１の端面には、板４
４が取り付けられている。ハウジング４１には、ハウジ
ング４６が固着されている。ハウジング４６の内部に
は、ピストン４５が設けられている。ハウジング４６の
端面外側には、ばね４８を介して板４９が設けられてお
り、当該板４９は、受け止め５０によりピストン４５に
拘束されている。板４９のばね４８の取付面と逆側の面
には、止め具５４および止め具開閉器５５が板５１〜５
３でばね５６を挟み込むようにして取り付けられてお
り、これら板５１〜４３および前記板４９は、互いに固
着されている。なお、図中、５７は接続部材４７に設け
られた溝である。

【０００４】このようなブレーキアクチュエータは、未
作動時（初期状態）に次のような状態（図７）となって
いる。 ハウジング４１とピストン４２との間に流体圧力が作
用していない。 ピストン４５とハウジング４６との間に流体圧力が作
用し、ばね４８が圧縮され、板４４とピストン４５とが
接触している。 止め具５４が止め具開閉器５５を介してばね５６の復
元力により閉じられて溝５７に嵌め込まれ、ピストン４
５と接合部材４７とが合体している。

【０００５】このようなブレーキアクチュエータでは、
ハウジング４１とピストン４２との間に流体圧力を作用
させることにより、当該流体圧力による駆動力をピスト
ン４２に加えることができ、ハウジング４１とピストン
４２との間から上記流体圧力を排除することにより、初
期状態に復帰する流体圧力で駆動することができる（停
車ブレーキ機能）。また、ピストン４５とハウジング４
６との間の流体圧力を排除することにより、ばね４８の
復元力で板４９を介してピストン４５を移動させ、接続
部材４７を介してピストン４２に駆動力を与えることが
でき、ピストン４５とハウジング４６との間に流体圧力
を作用させることにより、初期状態に復帰することがで
きる（駐車ブレーキ機能）。

【０００６】このようなブレーキアクチュエータにおい
て、上述した駐車ブレーキ機能を解除する場合には、ピ
ストン４５とハウジング４６との間からの流体圧力の排
除でピストン４２に駆動力が加わっている状態から、ば
ね５６の復元力に抗して止め具開閉器５５により止め具
５４を溝５７から外し、接続部材４７に対するばね４８
の復元力を遮断することにより、ピストン４２の駆動力
を消失させると同時に、ばね４８の復元力で圧縮されて
いたばね４３が復元し、当該ばね４３の復元力でピスト
ン４２をハウジング４１に接触させる（図８参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
ブレーキアクチュエータでは、ばね４８の復元力でピス
トン４２に生じている駆動力を消失させて駐車ブレーキ
機能を解除することができるようにするため、接続部材
４７に対するばね４８の復元力を遮断する止め具開閉器
５５等を設けているので、部品点数が多くなってしま
い、構造が複雑となっていた。

【０００８】このようなことから、本発明は、簡単な構
造で駐車ブレーキ機能を解除することができるブレーキ
アクチュエータを提供することを目的とした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明によるブレーキアクチュエータは、作動
流体を送給する第一流体送給手段が一端側に連結され、
作動流体を送給する第二流体送給手段が他端側に連結さ
れたハウジングと、前記ハウジングの内部の一端側に摺
動移動可能に設けられたピストンカップと、前記ピスト
ンカップに対して所定長摺動移動できるように当該ピス
トンカップに連結されたピストンロッドと、前記ハウジ
ングの内部の他端側に摺動移動可能に設けられ、前記ピ
ストンロッドが貫通するピストンと、前記ピストンカッ
プと前記ピストンとの間に位置するように前記ハウジン
グの内部に摺動移動可能に設けられ、前記ピストンロッ
ドが貫通する板と、前記ピストンカップと前記板とを引
き離すように付勢する第一付勢手段と、前記ピストンと
前記板とを引き離すように付勢する第二付勢手段と、前
記ピストンロッドを前記ピストンカップに接近させるよ
うに当該ピストンロッドを付勢する第三付勢手段と、前
記板に加わる前記ピストンカップ側への付勢力を前記ハ
ウジングまたは当該ピストンカップへ伝達するように切
り換える切換手段とを備えてなることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明によるブレーキアクチュエ
ータの実施の形態を図１〜６を用いて説明する。なお、
図１は、その概略構造を表す断面図、図２は、図１のII
−II線断面矢視図、図３は、図１の矢線 III部の抽出拡
大図、図４は、停車ブレーキ作動状態図、図５は、駐車
ブレーキ作動状態図、図６は、駐車ブレーキの解放状態
図である。

【００１１】図１に示すように、一端が閉塞するとと共
に他端が開口する円筒型をなす第一のハウジング１の内
部には、ピストンカップ２が軸心方向に摺動移動できる
ように設けられている。ピストンカップ２には、ピスト
ンロッド３が取り付けられており、当該ピストンロッド
３は、ピストンカップ２に対して所定長摺動移動できる
ように抜け止め４で拘束されている。ハウジング１の内
部の開口側には、ピストンロッド３の貫通した円板型を
なす板６が軸心方向に摺動移動できるように設けられて
いる。ハウジング１の開口端には、一端が閉塞するとと
共に他端側が開口する円筒型をなす第二のハウジング１
５の開口端側が連結されており、当該ハウジング１５の
閉塞端をピストンロッド３が貫通している。ハウジング
１５の内部には、ピストンロッド３の貫通したピストン
１１が軸心方向に摺動移動できるように設けられてい
る。なお、本実施の形態では、第一のハウジング１およ
び第二のハウジング１５によりハウジングを構成してい
る。

【００１２】図１に示すように、ピストンカップ２と板
６との間には、第一付勢手段である圧縮コイルばね５が
設けられている。板６とピストン１１との間には、第二
付勢手段である圧縮コイルばね１２が設けられている。
ピストンロッド３とピストン１１との間には、第三付勢
手段である圧縮コイルばね１３，１４が設けられてい
る。

【００１３】図１〜３に示すように、ハウジング１の内
周面に形成された溝１６には、径方向に弾性変形できる
ように切り欠かれた環状のストッパ７が嵌め込まれてい
る。ハウジング１の外面の前記溝１６部分には、箱１０
が取り付けられている。箱１０の内部には、棒８および
圧縮コイルばね９が取り付けられており、当該棒８は、
ハウジング１の溝１６と連通する穴１７内に先端が差し
込まれている。

【００１４】図１〜３に示すように、ハウジング１の前
記溝１６部分には、傾斜１８，１９が形成されている。
一方、ストッパ７のピストンカップ２側縁端には、傾斜
２０，２１が形成されている。なお、図１において、２
２はピストンストローク、図２において、２３は溝１６
に設けられた突起である。このようなストッパ７、棒
８、圧縮コイルばね９、箱１０、溝１６、穴１７などに
より、本実施の形態では切換手段を構成している。

【００１５】また、ハウジングの一端側である第一のハ
ウジング１の閉塞端側には、作動流体を送給する図示し
ない第一流体送給手段が連結されている。一方、ハウジ
ングの他端側である第二のハウジング１５の閉塞端側に
は、作動流体を送給する図示しない第二流体送給手段が
連結されている。

【００１６】このようなブレーキアクチュエータにおい
ては、未作動時（初期状態）において次のような状態
（図１）となっている。 ハウジング１とピストンカップ２との間に流体圧力が
作用していない。 ピストン１１とハウジング１５との間に流体圧力が作
用し、圧縮コイルばね１２が圧縮され、板６とピストン
１１とが接触している。 ストッパ７が溝１６に嵌まり込み、ハウジング１が板
６を拘束している。

【００１７】このようなブレーキアクチュエータでは、
初期状態でハウジング１とピストンカップ２との間に流
体圧力を作用させると、ピストンカップ２に駆動力が発
生し、ピストンカップ２が移動してピストンロッド３に
接触した後、ピストンカップ２とピストンロッド３とが
一体となって移動して外部に駆動力を出力する状態（図
４参照）となる。ハウジング１とピストンカップ２との
間に流体圧力を作用させた状態で当該流体圧力を排除す
ると、ピストンカップ２およびピストンロッド３によっ
て圧縮されていた圧縮コイルばね５，１３，１４の復元
力（付勢力）によってピストンカップ２とピストンロッ
ド３が上述の流体圧力作用前の位置に復帰し、外部への
駆動力が消失する（停車ブレーキ機能）。

【００１８】また、初期状態でピストン１１とハウジン
グ１５との間の流体圧力を排除すると、圧縮されていた
圧縮コイルばね１２の復元力（付勢力）によってピスト
ン１１で拘束しているピストンロッド３と、抜け止め４
によってピストンロッド３を拘束しているピストンカッ
プ２とが圧縮コイルばね５，１３，１４を圧縮するよう
にともに移動し、外部に駆動力を出力する状態（図５参
照）となる。ピストン１１とハウジング１５との間の流
体圧力を排除した状態で当該流体圧力を排除前の圧力に
復帰させると、圧縮コイルばね１２がピストン１１を介
して圧縮され、ピストン１１が板６に接触し、同時に圧
縮されていた圧縮コイルばね５，１３，１４の復元力
（付勢力）によってピストンカップ２とピストンロッド
３が上記流体圧力の排除前の位置に復帰し、外部への駆
動力を消失する（駐車ブレーキ機能）。

【００１９】このようなブレーキアクチュエータにおい
て、駐車ブレーキ機能を解除する場合には、ピストン１
１とハウジング１５との間の流体圧力を排除し、ピスト
ンロッド３が外部に駆動力を出力した状態で棒８を押し
込むことでストッパ７を溝１６から外すことにより圧縮
コイルばね１２が解放され、圧縮コイルばね１２の復元
力によってストッパ７がハウジング１の傾斜１８により
径方向内側へ押し縮められながら板６とともに移動して
ピストンカップ２に拘束されることから、圧縮コイルば
ね１２の復元力が当該圧縮コイルばね１２の一方端側か
らピストン１１を介してピストンロッド３に伝わり、他
方端側から板６、ストッパ７、ピストンカップ２、抜け
止め４を介してピストンロッド３に伝わるので、圧縮コ
イルばね１２の復元力は、ピストンロッド３の内力にな
って外部への駆動力が消失し、圧縮コイルばね１３，１
４の復元力によってピストンカップ２、ピストンロッド
３、抜け止め４、板６、ストッパ７、ピストン１１をハ
ウジング１の閉塞面側に移動させた状態（図６参照）に
することができる。

【００２０】上述した作動により、圧縮コイルばね１２
の復元力がピストンロッド３の内力になり、外部への駆
動力が消失した状態でハウジング１とピストンカップ２
との間に流体圧力を作用させると、ピストンカップ２が
ストッパ７および板６を押し戻すようにピストンロッド
３から独立しながら移動し、ストッパ７をハウジング１
の溝１６に再び嵌め込ませるので、板６をハウジング１
に再び拘束することができる。

【００２１】つまり、ハウジング１の溝１６に拘束され
ているストッパ７を当該溝１６から解放して当該ストッ
パ７をピストンカップ２に拘束し、圧縮コイルばね１２
の作用点をピストンロッド３の両端に移動することによ
り、圧縮コイルばね１２の復元力をピストンロッド３の
内力とし、ピストンロッド３の駐車ブレーキとしての駆
動力を消失させ、また、ピストンカップ２のブレーキ作
用のためのピストンストロークとは別に設定したピスト
ンストローク２２により、ピストンカップ２とともにス
トッパ７をハウジング１の溝１６まで移動させて、スト
ッパ７を溝１６に嵌め込んで再び拘束するようにしたの
である。

【００２２】端的に言えば、板６に加わるピストンカッ
プ２側への付勢力をハウジング１またはピストンカップ
２へ伝達するように切り換え可能としたのである。

【００２３】したがって、このようなブレーキアクチュ
エータによれば、簡単な構造で駐車ブレーキ機能を解除
することができる。

【００２４】また、図２に示すように、ストッパ７が溝
１６から解放されるときに傾斜１８，２１が接触して調
芯作用を発現するので、ストッパ７の傾きを抑えてスト
ッパ７の外形を縮めることができる。

【００２５】また、ストッパ７が溝１６に拘束されてい
るときに傾斜１９，２０の接触で拘束されているので、
板６を介してストッパ７に作用している圧縮コイルばね
１２の復元力が、棒８でストッパ７を押し込むときに傾
斜１９，２０間に生じる摩擦力と逆向きに傾斜１９，２
０の接触面で作用するようになり、棒８でストッパ７を
押し込むときに必要な力を軽減することができる。

【００２６】また、図３に示すように、棒８がストッパ
７を押し込むときに、突起２３が溝１６の円周上に設け
られており、ストッパ７の外形が一様に縮められるの
で、ストッパ７を溝１６から解放しやすくすることがで
きる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によるブレーキアクチュエータ
は、作動流体を送給する第一流体送給手段が一端側に連
結され、作動流体を送給する第二流体送給手段が他端側
に連結されたハウジングと、前記ハウジングの内部の一
端側に摺動移動可能に設けられたピストンカップと、前
記ピストンカップに対して所定長摺動移動できるように
当該ピストンカップに連結されたピストンロッドと、前
記ハウジングの内部の他端側に摺動移動可能に設けら
れ、前記ピストンロッドが貫通するピストンと、前記ピ
ストンカップと前記ピストンとの間に位置するように前
記ハウジングの内部に摺動移動可能に設けられ、前記ピ
ストンロッドが貫通する板と、前記ピストンカップと前
記板とを引き離すように付勢する第一付勢手段と、前記
ピストンと前記板とを引き離すように付勢する第二付勢
手段と、前記ピストンロッドを前記ピストンカップに接
近させるように当該ピストンロッドを付勢する第三付勢
手段と、前記板に加わる前記ピストンカップ側への付勢
力を前記ハウジングまたは当該ピストンカップへ伝達す
るように切り換える切換手段とを備えてなることから、
切換手段により第二付勢手段の付勢力をピストンロッド
の内力とすることができるので、外部への駆動力を簡単
に消失することができる。また、ピストンロッドがピス
トンカップに対して所定長摺動移動できるので、板に加
わるピストンカップ側への付勢力をピストンカップから
ハウジングに切り換えることが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるブレーキアクチュエータの実施の
形態の概略構造を表す断面図である。

【図２】図１のII−II線断面矢視図である。

【図３】図１の矢線 III部の抽出拡大図である。

【図４】停車ブレーキ作動状態図である。

【図５】駐車ブレーキ作動状態図である。

【図６】駐車ブレーキの解放状態図である。

【図７】従来のブレーキアクチュエータの一例の概略構
造を表す断面図である。

【図８】駐車ブレーキの解放状態図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ ピストンカップ ３ ピストンロッド ４ 抜け止め ５ 圧縮コイルばね ６ 板 ７ ストッパ ８ 棒 ９ 圧縮コイルばね １０ 箱 １１ ピストン １２ 圧縮コイルばね １３ 圧縮コイルばね １４ 圧縮コイルばね １５ ハウジング １６ 溝 １７ 穴 １８〜２１ 傾斜 ２２ ピストンストローク ２３ 突起

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動流体を送給する第一流体送給手段が
   一端側に連結され、作動流体を送給する第二流体送給手
   段が他端側に連結されたハウジングと、 前記ハウジングの内部の一端側に摺動移動可能に設けら
   れたピストンカップと、 前記ピストンカップに対して所定長摺動移動できるよう
   に当該ピストンカップに連結されたピストンロッドと、 前記ハウジングの内部の他端側に摺動移動可能に設けら
   れ、前記ピストンロッドが貫通するピストンと、 前記ピストンカップと前記ピストンとの間に位置するよ
   うに前記ハウジングの内部に摺動移動可能に設けられ、
   前記ピストンロッドが貫通する板と、 前記ピストンカップと前記板とを引き離すように付勢す
   る第一付勢手段と、 前記ピストンと前記板とを引き離すように付勢する第二
   付勢手段と、 前記ピストンロッドを前記ピストンカップに接近させる
   ように当該ピストンロッドを付勢する第三付勢手段と、 前記板に加わる前記ピストンカップ側への付勢力を前記
   ハウジングまたは当該ピストンカップへ伝達するように
   切り換える切換手段とを備えてなることを特徴とするブ
   レーキアクチュエータ。