TWI397642B - Cylinder device and disc brake device for railway vehicle - Google Patents

Description

汽缸裝置及鐵路車輛用碟剎裝置

本發明係關於一種可以藉由流體壓使桿體移動之汽缸裝置，及使用該汽缸裝置之鐵路車輛用碟剎裝置。

習知以來，作為使用汽缸裝置之鐵路車輛用碟剎裝置，專利文獻1所記載者為眾所皆知的。在該碟剎裝置中，藉由空氣壓使桿體從汽缸裝置進出，而驅動各自在該桿體側及汽缸裝置的圓筒形構件側設置一端側的一對剎車槓桿，利用設置在該一對剎車槓桿的另一端之制動碲挾持車輛，施予剎車力。

又作為汽缸裝置，專利文獻2所記載者為眾所皆知的。在該汽缸裝置中，在活塞固定接合桿體(推桿)。再者藉由將壓縮空氣供給到壓力室使活塞被推壓，而構成使該活塞及桿體進出。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開昭61-175330號公報

[專利文獻2]日本特開2007-131203號公報

在此，專利文獻1所記載之鐵路車輛用碟剎裝置中，以產生必要的剎車力之方式決定剎車槓桿長度。然而，在需要大的剎車力之情況下，由於剎車槓桿長度變長，而有碟剎裝置整體變大的問題。

一方面，專利文獻2所記載的汽缸裝置中，以得到期許的輸出之方式決定汽缸直徑。如此一來，也可以藉由調整汽缸直徑，進行欲產生的必要剎車力。然而，在需要大的剎車力之情況下，由於使汽缸裝置大型化，其結果為使碟剎裝置整體變大而造成問題。

本發明係有鑑於上述實情，以提供不會大幅增加裝置的大小，並且可增加根據桿體的推壓力之小型汽缸裝置，及使用該汽缸裝置之鐵路車輛用碟剎裝置為目的。

關於本發明之汽缸裝置的第1特徵，其係具備：形成內部中空之汽缸本體；在該汽缸本體內，配置成對於該汽缸本體在軸方向可自由進退之桿體；在前述汽缸本體內，以包圍前述桿體的軸周圍之方式加以設置，並與該桿體的進退方向平行地可自由移動，藉由流體壓朝前述桿體的退避方向移動之活塞；當前述活塞朝前述桿體的退避方向移動時，使前述桿體朝進出方向移動的方式，增力在前述活塞所產生的力量而使其對於前述桿體作用之增力機構。

當根據該構成時，因為活塞係設置成包圍桿體的軸周圍，因此在桿體的軸方向中，可以使該活塞及桿體所占有的範圍變小。

為此，例如藉由如上述所示配置活塞及桿體而在可確保的空間配置增力機構，不會使汽缸裝置大型化，並且可以將從桿體作用於外部的力量變大。也就是說，不會使汽缸直徑過度變大，並且可以將從桿體作用於外部的力量變大。

又關於本發明之汽缸裝置的第2特徵，前述增力機構係具備：使對於前述活塞的移動方向為傾斜的方式設置在該活塞上的傾斜面；及在前述活塞朝前述退避方向移動時，利用該傾斜面被推壓而以前述桿體軸為中心朝一方向旋轉之旋轉構件，前述桿體係設置為對於前述汽缸本體不會以前述桿體軸為中心加以旋轉，伴隨前述旋轉構件之朝前述一方向的旋轉，而朝前述進出方向移動。

當根據該構成時，可以將活塞在退避方向所產生的力量有效地轉換成桿體在進出方向所產生的力量。

又關於本發明之汽缸裝置的第3特徵，具備固定在前述桿體之第1承接構件，前述旋轉構件係在與前述桿體的軸方向平行之方向，設置為與前述第1承接構件對向，在前述旋轉構件之與前述第1承接構件對向的面，形成朝該旋轉構件的旋轉方向傾斜的第1傾斜溝，在該第1傾斜溝係設置順著該第1傾斜溝內面可自由轉動之第1轉動構件，該第1轉動構件係以被挾持在前述第1承接構件與前述旋轉構件之間的狀態加以支撐。

當根據該構成時，使用活塞的傾斜面、及旋轉構件的傾斜溝，可以將活塞在退避方向所產生的力量2階段增力，轉換成桿體在進出方向所產生的力量。

又為了增力，使用旋轉構件之在旋轉方向中傾斜的傾斜溝，不會過度使用大的空間。

因此，可以一邊發揮更大的增力機能，一邊提高汽缸裝置內之其他機構配置的自由度。

又關於本發明之汽缸裝置的第4特徵，前述第1傾斜溝及前述第1轉動構件係設置複數個，並使其位在以前述桿體軸為中心的一圓上。

當根據該構成時，由於設置複數個轉動構件，可以將作用在1個轉動構件之力變小。也就是說，不會為了抑制面積壓力而過度變大1個轉動構件中之與旋轉構件的傾斜溝或承接構件的接觸面積。因此，可以使該轉動構件及傾斜溝變小。

其結果為可以圖謀汽缸裝置的小型化。

又關於本發明之汽缸裝置的第5特徵，前述第1轉動構件為球體。

當根據該構成時，作為轉動構件例如在與使用圓錐滾筒的情況相比，能夠以低價加以構成。

又關於本發明之汽缸裝置的第6特徵，具備使與前述旋轉構件之與前述第1承接構件對向的面相反側的面對向之方式，對於前述汽缸本體被固定之第2承接構件，在前述旋轉構件之與前述第2承接構件對向的面，形成朝該旋轉構件之旋轉方向中傾斜的第2傾斜溝，在該第2傾斜溝係設有順著該第2傾斜溝內面可自由轉動之第2轉動構件，該第2轉動構件係以被挾持在前述第2承接構件與前述旋轉構件之間的狀態加以支撐。

當根據該構成時，不會使汽缸裝置過度大型化，而且可以增加桿體的行程。

又關於本發明之汽缸裝置的第7特徵，具備固定在前述桿體的承接構件，前述旋轉構件係設成可螺入形成在前述承接構件外周面的螺紋，根據該旋轉構件朝前述一方向旋轉，而使前述承接構件朝前述進出方向移動。

當根據該構成時，使用活塞的傾斜面、及旋轉構件的螺絲形狀(以及對應的承接構件之螺絲形狀)，可以將活塞在退避方向所產生的力量2階段增力，轉換成桿體在進出方向所產生的力量。

又為了增力，係使用旋轉構件及承接構件的螺紋形狀，而不會過度使用大的空間。

因此，可以一邊發揮更大的增力機能，一邊提高汽缸裝置內之其他機構配置的自由度。

又關於本發明之鐵道車輛用碟剎裝置的特徵，其係具備在一端設有剎車墊片，並以支點為中心可自由旋轉之一對卡鉗桿，在一前述卡鉗桿的另一端安裝前述桿體的前端側，在另一前述卡鉗桿的另一端安裝前述汽缸本體，當前述桿體對於前述汽缸本體朝進出方向移動時，使前述一對剎車墊片相互靠近的方式使前述卡鉗桿旋轉。

當根據該構成時，可以提高鐵路車輛用碟剎裝置的剎車力之同時，而且可以小型形成該裝置。

根據本發明，不會使汽缸裝置大型化，而且可增加根據桿體的推壓力。

以下，針對用以實施本發明之形態，一邊參照圖面一邊說明。

(鐵路車輛用碟剎裝置的概要)

第1圖係為顯示關於本發明之實施形態之鐵路車輛用碟剎裝置1的側面圖。又第2圖係為第1圖所示之鐵路車輛用碟剎裝置1的俯視圖。

如第1及2圖所示，該鐵路車輛用碟剎裝置1係具備對於車輛本體100被安裝之卡鉗本體11，藉由將動作流體，例如壓縮空氣供給到被裝備在該卡鉗本體11之汽缸裝置2，使一對剎車槓桿12、12動作而利用被安裝在該剎車槓桿12、12前端之一對剎車墊片13、13(制動蹄)挾住鐵路車輛的車輪14產生制動力者。

如第1圖所示，卡鉗本體11係具備：結合構件16(結合部)、一對剎車槓桿12、12。

結合構件16係對於被固定在車輛本體100(台車的底面等)之承座100a而言，被設成可介由搖動插銷16a加以搖動。又搖動插銷16a係與車輛行進方向約略平行地延伸。再者，對於該結合構件16而言，使一對剎車槓桿12、12介由一對支點插銷12a約略對稱地被設成可搖動。該支點插銷12a係設成與前述搖動插銷16a的軸方向垂直的方向延伸。

在剎車槓桿12中係挾持支點插銷12a並使支撐剎車墊片13的後板15介由與支點插銷12a平行延伸之支撐插銷15a可自由搖動地安裝在一端側。在該後板15中係利用未圖示之安裝構件，以與車輪14的制動面14a對向的方式安裝剎車墊片13。又在剎車槓桿12的另一端側(與剎車墊片13相反側)中係介由汽缸支撐插銷12b安裝汽缸裝置2。

汽缸裝置2係設置在一對剎車槓桿12、12之間，在一方的剎車槓桿12安裝汽缸裝置本體20。又在另一方的剎車槓桿12中係介由汽缸支撐插銷12b可自由旋轉安裝中央部被固定在桿體30(參照第3圖)之塊體33的上下兩端部。又桿體30係為與進退方向平行地延伸之棒狀構件，並被支撐在後述的桿體側承接構件70。

汽缸裝置2係可以從汽缸本體20使該桿體30突出或拉入動作，而可以使一對剎車槓桿12、12之汽缸側的端部附近(汽缸支撐插銷12b附近)驅動為相互分離或是接近。藉此，使一對剎車槓桿12、12以支點插銷12a為支軸加以動作，而能夠利用剎車墊片13挾持車輪14。

(汽缸裝置的概要)

第3圖係為第1圖所示之汽缸裝置2的S1-S1剖面圖。但是，汽缸本體20與活塞40的一部份係成為包含導軸24的剖面。

又在第3圖中，以箭頭記號X1表示桿體30的進出方向，以箭頭記號X2表示桿體30的退避方向。以下，將桿體30的進出方向記載為「進出方向X1」、將桿體30的退避方向記載為「退避方向X2」。

(汽缸本體)

如第3圖所示，汽缸裝置2係具備形成內部空間的汽缸本體20。

汽缸本體20係具備第1殼體部21、及第2殼體部22。

第1殼體部21係形成為有底之約略杯形狀。使第1殼體部21的開放側關閉的方式，利用螺栓等固定第2殼體部22。

在第2殼體部22中係形成用以插通桿體30之插通孔22a。又形成與該插通孔22a同軸並朝向第1殼體部21側延伸之圓筒部23。

又在該圓筒部23的內周面中係形成段部23a。該段部23a係將圓筒部23內徑成為在桿體30的基端側(退避方向的端部側)比桿體30的前端側(進出方向的端部側)更大。又在圓筒部23的外周面係與進退方向平行地同徑延伸。

(活塞)

第4圖係為第3圖所示之活塞40的立體圖。又第5圖係為從與桿體30之中心軸C平行的方向中之傾斜面42a側觀看第4圖所示之活塞40的圖面。又第6圖係為第5圖所示之活塞的S2-S2剖面圖。

如第3圖所示，在汽缸本體20內部中的圓筒部23周圍係設置活塞40。

如第4～6圖所示，活塞40係具備：在中心形成貫穿孔41a之圓盤狀部41；從圓盤狀部41朝向與桿體30之中心軸C方向平行延伸突出之一對板狀部42。

該活塞40係在貫穿孔41a插通圓筒部23，而配置在該圓筒部23的外周面與第2殼體部22的內周面之間。換言之，活塞40係配置為將圓筒部23的外周面與第2殼體部22的內周面之間的空間區畫成2個。該活塞40係與圓筒部23的外周面密閉嵌合的同時，且與第2殼體部22的內周面密閉嵌合，在與桿體30的進退方向平行地自由滑動。又活塞40的中心軸(活塞外周及貫穿孔41a的中心軸)係位在與桿體30的中心軸C同一直線上。

如第3圖所示，利用活塞40所分開之桿體30的前端側空間係形成壓力室43，在該壓力室43與壓縮空氣之供給/排出口(未圖示)連通。

又在汽缸本體20中係設有與桿體30的進退方向平行用以導引該活塞40之一對導軸24(參照第14圖)。再者，在活塞40的圓盤狀部41係形成貫穿該導軸24的導引孔41b。

又如第3圖所示，為了提升該壓力室43的密閉性，活塞40係在與圓筒部23外周面接觸的部份、與第2殼體部22內周面接觸的部份、及與導軸24接觸的部份被附密封墊44、45、46。

又在導軸24的周圍配置彈簧25。該彈簧25係配置在活塞40與第1殼體部21之間，將活塞40朝進出方向X1推壓。

如第4～6圖所示，該活塞40的板狀部42係具有在桿體30的中心軸C旋轉方向中為傾斜的傾斜面42a。又如第5圖所示，在桿體30的中心軸C旋轉方向中，在該一傾斜面42a的一端為P1，另一端為P2時，角P1-C-P2的角度(以γ所示的角度)為約54°。又一對傾斜面42a係設置在桿體30的中心軸C旋轉方向中相互分離180°的位置。

再者與該傾斜面42a抵接的方式設置後述之旋轉構件60的滾輪63。

(本體側承接構件)

第7圖係為從與桿體30的中心軸C平行的方向中之旋轉構件60側觀看第3圖所示之本體側承接構件50的圖面。又第8圖係為第7圖所示之本體側承接構件50的S3-S3剖面圖。又第9圖係為順著溝53的寬幅方向之中心線(也就是第7圖所示之圓α)切開第7圖所示之本體側承接構件50的剖面圖。

如第3圖所示，在第1殼體部21的底面係利用螺栓固定本體側承接構件50。

如第7及8圖所示，本體側承接構件50係具備：在中心部形成貫穿孔51a之突緣部51、及該突緣部51中之從與第1殼體部21底面抵接的面之相反側面突出之4根柱部52。

4根柱部52係接近配置在貫穿孔51a的開口緣部，並配置成在圓周方向中使相鄰的柱部52之間隔成為等間隔。

具體而言，柱部52係具備：使貫穿孔51a內周面延長形成之內側圓弧面52a；形成為具有與該貫穿孔51a相同中心軸之朝向直徑方向外側之外側圓弧面52b；及連結該內側圓弧面52a與外側圓弧面52b的圓周方向兩端，並與桿體30的進退方向平行地延伸之平面狀側面52c。

又在突緣部51之設置柱部52的面之外周附近部係形成複數個並列在圓周方向的溝53。在本實施形態中，溝53係在突緣部51形成10個並列在圓周方向。

溝53係從形成該溝53的面側(也就是旋轉構件60側)觀看時，形成為朝逆時鐘旋轉方向使寬幅變狹小的同時，而且使深度變淺。又在溝53的內面係為使鋼球54可以一邊面接觸一邊在圓周方向轉動的形狀。

如第3圖所示，在該複數個溝53係各自配置鋼球54。該鋼球54的半徑係比溝53之最深的位置之深度更大。

如第7圖所示，該複數個溝53係從與桿體30的中心軸C平行的方向觀看時，以角度θ1(一溝53之最深部為A1，在圓周方向中相鄰的溝53之最深部為A2，突緣部51的中心軸為O時之角A1-O-A2的角度)成為約36度的間隔並列在圓周方向。在此，突緣部51的中心軸O係配置在與桿體30的中心軸C同一直線上。又在本實施形態中，複數個溝53係使相互之間沒有間隙加以並列。

又從與桿體30之中心軸C平行的方向觀看時，配置在該溝53的之鋼球54位於最深部時之該鋼球54的中心位置為B1(在本實施形態中與上述A1相同位置)，在該鋼球54位於溝53的前端部時之該鋼球54的中心位置為B2時，角B1-O-B2的角度(第7圖中之角度θ2)約為22.5度。又所謂「鋼球54位於溝53之前端部時」係意味在第9圖所示之剖面中，鋼球54與溝53之直線狀的斜面前端P3接觸，而且使該前端P3中之鋼球54的接線與溝53的斜面53a一致的時候。

(旋轉構件)

第10圖係為從與桿體30之中心軸C平行的方向之本體側承接構件50側觀看第3圖所示之旋轉構件60的圖面。第11圖係為第10圖所示之旋轉構件60的S4-S4剖面圖。

如第3圖所示，形成在本體側承接構件50之複數個溝53係各自配置鋼球54。再者，以挾持該鋼球54並與本體側承接構件50對向的方式設置旋轉構件60。

如第10及11圖所示，旋轉構件60係具備：在中心形成貫穿孔61a之圓盤狀本體部61、從該本體部61的外周面突出之軸62、及可自由旋轉設置在該軸62周圍之滾輪63。

該軸62與滾輪63係在該本體部61外周中的180度對稱位置設置一對。

該旋轉構件60係在與本體側承接構件50對向的面形成與形成在本體側承接構件50的溝53相同形狀的溝64。

換言之，該溝64係從形成該溝64的面側(也就是本體側承接構件50側)觀看時，形成為朝逆時鐘旋轉方向使寬幅變狹小的同時，而且使深度變淺。

又如第10圖所示，該複數個溝64係從與桿體30之中心軸C平行的方向觀看時，以角度θ1’(一溝64之最深部為A1’，在圓周方向中相鄰的溝64之最深部為A2’，本體部61的中心軸為O’時之角A1’-O’-A2’的角度)成為約36度的間隔並列在圓周方向。在此，旋轉構件60的中心軸O’係配置在與桿體30的中心軸C同一直線上。又在本實施形態中，複數個溝64係使相互之間沒有間隙加以並列。

又從與桿體30之中心軸C平行的方向觀看時，配置在該溝64的之鋼球54位於最深部時之該鋼球54的中心位置為B1’(在本實施形態中與上述A1’相同位置)，在該鋼球54位於溝64的前端部時之該鋼球54的中心位置為B2’時，角B1’-O’-B2’的角度(第10圖中之角度θ2’)約為22.5度。

旋轉構件60係對於本體部61的中心軸O’為垂直的面而言形成為對稱形狀。換言之，在旋轉構件60之與朝向本體側承接構件50側的面相反側的面(也就是朝向桿側承接構件70側的面)形成與形成在朝向本體側承接構件50側的面之複數個溝64對應的形狀之複數個溝65(朝順時鐘旋轉方向使寬幅變狹小的同時，而且使深度變淺之溝)。

(桿體側承接構件)

第12圖係為從與桿體30之中心軸C平行的方向之旋轉構件60側觀看第3圖所示之桿體側承接構件70的圖面。第13圖係為第12圖所示之桿體側承接構件70的S5-S5剖面圖。

如第3圖所示，在形成在旋轉構件60中之朝向與本體側承接構件50側相反側的面之複數個溝各自配置鋼球55。該鋼球55的尺寸係與設置在本體側承接構件50與旋轉構件60之間的鋼球54相同。再者，以挾持該鋼球55並使突緣部72與旋轉構件60對向的方式設置桿體側承接構件70。

如第12及13圖所示，桿體側承接構件70係具備：圓筒狀部71、設置在圓筒狀部71的軸方向端部(基端)之突緣部72、從突緣部72之與圓筒狀部71相反側的面突出之十字形狀部73。

又桿體30係配置在該桿體側承接構件70的內側，並使其伴隨朝該桿體承接構件70的進退方向之移動而在同方向移動。

藉由配置在圓筒狀部71的前端部之限制構件81、82，構成桿體30對於桿體側承接構件70限制其朝向與桿體30之中心軸C平行的方向(進退方向)相對移動。

又在圓筒狀部71之軸方向中間部係形成在徑方向貫穿之貫穿孔71b，如第3圖所示藉由將設為從桿體30的外周朝直徑方向突出之軸部32插通在該貫穿孔71b，限制桿體30之對於桿體側承接構件70的軸周圍的旋轉。

突緣部72係為使外徑比圓筒狀部71的外徑更大加以形成的部份。

在該突緣部72之朝向旋轉構件60側的面係形成設置在旋轉構件60中之與該突緣部72對向的面之溝65相同形狀的溝74。

換言之，形成在突緣部72之該溝74係從形成該溝74之面側(也就是從旋轉構件60側)觀看時，形成為朝順時鐘旋轉方向使寬幅變狹小的同時，而且使深度變淺。

又如第12圖所示，該複數個溝74係從與桿體30之中心軸平行的方向觀看時，以角度θ1”(一溝74之最深部為A1”，在圓周方向中相鄰的溝74之最深部為A2”，桿體側承接構件70的中心軸為O”時之角A1”-O”-A2”的角度)成為約36度的間隔並列在圓周方向。在此，桿體側承接構件70的中心軸O”係配置在與桿體30的中心軸C同一直線上。又在本實施形態中，複數個溝74係使相互之間沒有間隙加以並列。

又從與桿體30之中心軸C平行的方向觀看時，配置在該溝74的之鋼球55位於最深部時之該鋼球55的中心位置為B1”(在本實施形態中與上述A1”相同位置)，在該鋼球55位於溝74的前端部時之該鋼球55的中心位置為B2”時，角B1”-O”-B2”的角度(第12圖中之角度θ2”)約為22.5度。

十字形狀部73係形成為從與桿體30之中心軸C平行的方向觀看為十字形狀的部份。

又十字形狀部73中之朝直徑方向外側突出的部份之端面73a係為以本體部61之中心軸O”為中心軸之圓弧面，其直徑係與本體側承接構件50之柱部52的外側圓弧面52b的直徑相等。

該十字形狀部73係在本體側承接構件50的4個柱部52之間，與桿體30之進退方向平行地可自由滑動嵌入。

換言之，桿體側承接構件70係對於本體側承接構件50(換言之汽缸本體20)而言，雖然可以與桿體30之進退方向平行地相對移動，但是對於該本體側承接構件50之桿體30軸周圍的旋轉係利用該十字形狀部73與本體側承接構件50的柱部52抵接而被限制。

又對於旋轉構件60之貫穿孔61a而言，使該桿體側承接構件70的十字形狀部73與本體側承接構件50的柱部52被插入，因此在該貫穿孔61a內使該十字形狀部73與該柱部52如上述所示被卡合。

配置在十字形狀部73與柱部52周圍之旋轉構件60係對於桿體側承接構件70與本體側承接構件50而言，成為可在桿體30的中心軸C周圍旋轉。

桿體側承接構件70係將圓筒狀部71可自由滑動配置在第2殼體部22的插通孔22a內(圓筒部23內)。

又如第3圖所示，在桿體側承接構件70中的突緣部72之形成在圓筒狀部71側面的凹部72a、與第2殼體部22之形成在圓筒部23內面之段部23a之間配置彈簧26。該彈簧26係將桿體側承接構件70之突緣部72朝桿體30的退避方向推壓。

(汽缸裝置的動作)

第14圖係為模式顯示第3圖所示之汽缸裝置2內部的立體部份剖面圖。

第14(a)圖係顯示桿體30退避到汽缸本體20內的狀態(回復位置)。又第14(b)、14(c)、及14(d)圖係為各自顯示從第14(a)圖所示之回復位置使活塞移動而使旋轉構件60在桿體30的軸周圍旋轉15°、30°、及45°的狀態之圖面。

第3及14(a)圖所示之回復位置中，當將壓縮空氣供給至壓力室43時，如第14(b)圖所示，活塞40係與彈簧25的推壓力抵抗而朝退避方向X2移動。伴隨該活塞40的移動，利用活塞40之板狀部42的傾斜面42a，使滾輪63朝桿體30之軸旋轉方向(從桿體30的前端部觀看為逆時鐘旋轉的方向)被推壓。

接著，旋轉構件60係朝桿體30之軸旋轉方向旋轉的同時，而且以跨過配置在旋轉構件60的溝64與本體側承接構件50的溝53之間的鋼球54之上的方式朝進出方向X1移動。換言之，鋼球54係從溝64的最深部朝更淺的位置移動。一方面，鋼球54係從本體側承接構件50之溝53的最深部朝向更淺的位置，順著溝53內的斜面移動。

為此，鋼球54係對於本體側承接構件50而言相對性朝進出方向X1移動的同時，且對於該鋼球54而言旋轉構件60係相對性朝進出方向X1移動。因此，旋轉構件60係對於汽缸本體20而言在相對性上形成相當於上述鋼球54之對於本體側承接構件50之朝進出方向X1的移動量、及對於該鋼球54之該旋轉構件之朝進出方向X1的移動量之總和的分量，朝進出方向X1移動。

進一步，在旋轉構件60與桿體側承接構件70之間也一樣，使桿體30之進退方向中之旋轉構件60與桿體側承接構件70之間的相對位置關係有所變化。

也就是說，桿體側承接構件70係因為配置為對於本體側承接構件50不是在桿體30之軸周圍旋轉，而且對於本體側承接構件50可朝桿體30的進退方向移動，因此藉由使旋轉構件60在桿體30的軸周圍旋轉，形成以下所示的移動。

換言之，旋轉構件60與桿體側承接構件70之間的鋼球55係對於旋轉構件60而言相對性朝進出方向X1移動的同時，且對於該鋼球54而言桿體承接構件70係相對性朝進出方向X1移動。因此，桿體側承接構件70係對於旋轉構件60而言在相對性上形成相當於上述鋼球55之對於旋轉構件60之朝進出方向X1的移動量、及對於該鋼球55之桿體側承接構件70之朝進出方向X1的移動量之總和的分量，朝進出方向X1移動。

其結果為固定在桿體側承接構件70之桿體30係形成相當於旋轉構件60之對於本體側承接構件50之朝進出方向X1的移動量、及桿體側承接構件70之對於旋轉構件60之朝進出方向X1的移動量之總和的分量，從汽缸本體20突出的方式朝進出方向X1移動。

又在將活塞40之朝退避方向X2之對於汽缸本體20的行程為1時，使桿體30之朝進出方向X1之對於汽缸本體20的行程成為0.5以下加以構成。為此，在本實施形態中，可以將活塞40之推壓力增力2倍以上而傳達到桿體。

如第14(c)、14(d)圖所示，當使活塞40朝退避方向X2更進一步移動時，桿體30係成為朝進出方向X1更進一步移動。

在此，如第14(a)圖所示，在旋轉構件60位於回復位置時，鋼球54、55係位在本體側承接構件50、旋轉構件60、桿體側承接構件70之溝的最深部(換言之，在第9圖中使鋼球的中心位置成為B1)。再者，如第14(d)圖所示，在旋轉構件60從回復位置旋轉約45度時，使鋼球54、55構成為爬完本體側承接構件50、旋轉構件60、桿體側承接構件70之溝的斜面(在第9圖中使鋼球的中心位置成為以B2所示的位置)。

當從壓力室43排出壓縮空氣時，根據彈簧25的推壓力，活塞40係朝進出方向X1移動。而且，藉由桿體側承接構件70利用彈簧26朝退避方向X2被推壓，鋼球54、55係朝向桿體側承接構件70、旋轉構件60、及本體側承接構件50之溝的最深部在溝的斜面滾動。藉此，桿體側承接構件70及旋轉構件60係對於汽缸本體20而言相對性朝退避方向X2移動。又旋轉構件60係從桿體30之進出方向前端側觀看，形成一邊朝順時鐘旋轉方向旋轉，一邊朝退避方向X2移動。

其結果為使桿體30對於汽缸本體20而言相對性朝退避方向X2移動。

如此一來，介由作為增力機構之活塞40的傾斜面42a、本體側承接構件50、旋轉構件60、桿體側承接構件70、及鋼球54、55，可以增力根據活塞40的推壓力而傳達到桿體30。

(本實施形態之效果)

(1)

如以上說明所示，關於本實施形態之汽缸裝置2係具備：形成內部中空之汽缸本體20；在該汽缸本體20內，配置成對於該汽缸本體20在軸方向可自由進退之桿體30；在汽缸本體20內，以包圍桿體30的軸周圍之方式加以設置，並與桿體30的進退方向平行地可自由移動，藉由空氣壓朝桿體30的退避方向移動之活塞40；當活塞40朝桿體30的退避方向移動時，使桿體30朝進出方向移動的方式，增力在活塞40所產生的力量而使其對於桿體30作用之增力機構(由活塞40的傾斜面42a、本體側承接構件50、旋轉構件60、桿體側承接構件70、及鋼球54、55構成的增力機構)。

當根據該構成時，因為使活塞40以包圍桿體30的軸周圍之方式加以設置，因此在與桿體30之中心軸C平行的方向中，可以使該活塞40與桿體30所占有的範圍變小。為此，藉由如上述所示配置活塞40與桿體30並在可以確保的空間配置增力機構，不會使汽缸裝置2大型化，並且可以將能夠從桿體30作用到外部之力量變大。

例如，在產生2倍的剎車力之情況，在習知的構成(藉由將汽缸直徑變大而提高剎車力的構成)中，雖然必須使汽缸直徑成為√2倍，但是若是將2倍的增力機構內藏在汽缸裝置2的話，由於汽缸直徑係只要變大增力機構部份即可，可以防止過度的大型化。又參考所用，在第1圖中，以2點鏈線表示能夠發揮與本實施形態同等的剎車輸出力之習知構造的汽缸本體外周。

又由於活塞40的移動方向與桿體30的移動方向相反，因此可以在汽缸本體20內之桿體30的前端側(進出方向X1的端部附近)配置壓力室43。藉此，可以有效利用在汽缸本體20內之桿體30基端側(退避方向X2的端部附近)的空間。

(2)

又汽缸裝置2的增力機構係具備：設置在活塞40之對於進退方向為傾斜之傾斜面42a；及在活塞40朝退避方向X2移動時利用該傾斜面42a被推壓，並以桿體30之軸為中心朝一方向旋轉之旋轉構件60。再者，桿體30係設成對於汽缸本體20無法以桿體30之軸為中心加以旋轉，伴隨旋轉構件60之前述一方向的旋轉，朝進出方向X1移動。

當根據該構成時，可以將活塞40在退避方向X2所產生的力量效率佳地轉換成桿體30在進出方向X1所產生的力量。

(3)

又汽缸裝置2係具備固定在桿體30之桿體側承接構件70(第1承接構件)。旋轉構件60係在與桿體30之中心軸C平行的方向中，設成與桿體側承接構件70對向，並形成在旋轉構件60之與桿體側承接構件70對向之面，在旋轉構件60之旋轉方向中為傾斜的溝65(傾斜溝)。在溝65中係設置順著該溝65的內面可自由轉動之鋼球55(轉動構件)。該鋼球55(轉動構件)係以挾持在桿體側承接構件70與旋轉構件60之間的狀態被支撐。

當根據該構成時，利用活塞40的傾斜面42a、及旋轉構件60的溝65，可以將活塞40在退避方向X2所產生的力量2階段增力，轉換成桿體30在進出方向X1所產生的力量。

又為了增力，在旋轉構件60之旋轉方向中利用傾斜溝65，因此不必使用過大的空間。

因此，可以一邊發揮更大的增力機能，一邊提高汽缸裝置2內之其他機構的配置自由度。

(4)

又溝65及鋼球55係設置複數個，並使其位在以桿體30之軸為中心的一圓上。同樣，溝64與鋼球54也是設置複數個，並使其位在以桿體30之軸為中心的一圓上。

當根據該構成時，由於在旋轉構件60與桿體側承接構件70之間設置複數個鋼球55，可以將作用在1個鋼球55的力量變小。換言之，不必為了抑制面積壓力而將1個鋼球55中之與旋轉構件60的溝65或是與桿體側承接構件70的溝74之接觸面積過度變大。因此，可以將該鋼球55及溝65變小。同樣，由於在本體側承接構件50與旋轉構件60之間設置複數個鋼球54，對於鋼球54及溝64也可以變小。

其結果為可以圖謀汽缸裝置2的小型化。

(5)

又在汽缸裝置2中，作為可以順著溝65與溝74的內面轉動之轉動構件，使用球體的鋼球55。同樣，作為可以順著溝64與溝53的內面轉動之轉動構件，使用球體的鋼球54。

作為轉動構件雖然也可以使用圓錐滾筒，但是若是使用球體之轉動構件，能夠以比較低價加以構成。

(6)

又汽缸裝置2係在旋轉構件60中之與桿體側承接構件70對向的面之相反側面，具備在與桿體30之軸方向平行的方向中對向，並且對於汽缸本體20為被固定之本體側承接構件50(第2承接構件)。形成在旋轉構件60之與本體側承接構件50對向的面，在旋轉構件60之旋轉方向中為傾斜的溝64(第2傾斜溝)。在溝64中係設置可以順著該溝64的內面轉動之鋼球54(第2轉動構作)。鋼球54係以挾持在本體側承接構件50與旋轉構件60之間的狀態被支撐。

當根據該構成時，不會使汽缸裝置2過度大型化，並且可以增加桿體30的行程。

(7)

又如第15圖所示，將汽缸裝置2變形亦可。換言之，也可以是不使用鋼球54、55的構成。又在第15圖中，與第3圖相同的構件係附予相同符號而省略說明。

在第15圖所示之構成中，在旋轉構件60’貫穿孔61a’的內周面係形成螺紋。又在桿體側承接構件70’中之十字形狀部73’的外周面形成能夠螺入旋轉構件60’的螺紋之螺紋。再者，該旋轉構件60’係螺入形成在桿體側承接構件70’中之十字形狀部73’外周面的螺紋，藉由旋轉構件60’朝一方向旋轉，而使桿體側承接構件70’朝進出方向X1移動。

又本體側承接構件50’的柱部52’係使朝直徑方向外側的面沒有與旋轉構件60’的螺紋接觸，設置在接近桿體的中心軸C的位置。再者，該柱部52’係以限制桿體側承接構件70’之桿體30軸旋轉方向的旋轉之同時，而且允許桿體側承接構件70’之朝進退方向的移動之方式，與桿體側承接構件70’卡合。

當根據該構成時，使用活塞40的傾斜面42a、及旋轉構件60’的螺絲形狀(及對應的桿體側承接構件70’的螺絲形狀)，可以將活塞40在桿體30之退避方向X2所產生的力量2階段增力，轉換成桿體30在進出方向X1所產生的力量。

又為了增力，使用旋轉構件60’及桿體側承接構件70’的螺絲形狀，因此不必使用過大的空間。

因此，可以一邊發揮更大的增力機能，一邊提高汽缸裝置2，內之其他機構的配置自由度。

又使用滾珠螺桿結合旋轉構件60’及桿體側承接構件70’之構成亦可。

(8)

又關於本實施形態之鐵路車輛用碟剎裝置1係使用汽缸裝置2。具體而言，具備在一端設有剎車墊片13，並以支點插銷12a為中心之可自由旋轉之一對剎車槓桿12、12。在一剎車槓桿12的另一端(與剎車墊片13相反側的端部)安裝固定桿體30前端之塊體33，在另一剎車槓桿12的另一端安裝汽缸本體20的第1殼體部21。再者，當桿體30對於汽缸本體20朝進出方向X1移動時，使一對剎車墊片13、13相互靠近的方式旋轉剎車槓桿12、12。

當根據該構成時，可以提高鐵路車輛用碟剎裝置1之剎車力的同時，而且可以小型形成該鐵路車輛用碟剎裝置1。

以上，雖然針對本實施形態加以說明，但是本發明係不限於上述之實施形態，只要在申請專利範圍記載的範圍內可以進行各式各樣變更加以實施。例如，也可以如以下所示變更實施。

(1)

在上述構成之汽缸裝置2附加間隙調整機構之構成亦可。所謂間隙調整機構係例如可以將專利文獻2(日本特開2007-131203號公報)所示之機構適用在本實施形態。

具體而言，如第16圖所示，可以在汽缸本體20”內的圓筒部23’與桿體側承接構件70”的圓筒狀部71’之間設置間隙調整機構90。又第16圖係擴大顯示設置間隙調整機構90之圓筒部23’及圓筒狀部71’的附近部。

汽缸本體的圓筒部23’之內周面係形成為與圓筒狀部71’的外周面之間具有特定的間隙。再者，在圓筒部23’的內面面之桿體前端側係在圓周方向形成連續的凹部23b。

又在桿體側承接構件70”之圓筒狀部71’的外周面係在進退方向形成具有反覆並列凹凸之凹凸面75。

間隙調整機構90係除了上述圓筒部23’及圓筒狀部71’的構成之外，還具有配置在該圓筒部23’與該圓筒狀部71’之間的導引構件91。該導引構件91係具有約略圓筒狀的形狀之同時，而且使圓筒狀部71’插通在該軸孔。導引構件91之軸方向兩端係形成從內周面突出的突起91a、91b。又導引構件91係具有從外周面突出的突起91c。

再者，在軸方向之該突起91a、91b之間係交替配置O形環92及環狀的托環93。在位於退避方向X2側的端部之突起91b、與位在最接近該突起91b之托環93之間係配置將托環93及O形環92朝突起91a側(進出方向X1)推壓之推壓彈簧94。藉由該推壓彈簧94的彈力，各個O形環92係在軸方向被壓扁而彈性變形，並使其內周側膨脹，擠入凹凸面75的凹部而卡合。藉此，連結導引構件91及圓筒狀部71’，導引構件91係成為與圓筒狀部71’(也就是桿體側承接構件70”)一體移動。

伴隨長期使用，當剎車墊片13、13有耗損時，使得剎車動作所必要之桿體側承接構件70”的行程慢慢增大。再者，當以大的行程使桿體側承接構件70”在進出方向X1移動，而使導引構件91與凹部23b之桿體前端側的端面23c抵接時，使該端面對於導引構件91增加大的回推力。其結果為使O形環92變形而跨越凹凸面75的凸部，而使桿體側承接構件70”對於導引構件91只偏移相當於移桿體側承接構件70”之剩餘的進出行程部份。因此，其後當解除剎車時，可以使桿體側承接構件70”的回復量減少前述之偏移分。也就是說，使導引構件91之從外周面突出的突起91c與凹部23b之桿體基端側端面23d抵接，減少該導引構件91及桿體側承接構件70”的回復量。藉此，從下次開始能夠以通常的桿體側承接構件70”之行程使剎車動作。

又間隙調整機構90係不限於具有上述構成者，而且不限於配置在上述位置者，進行適當變更亦可。

(2)

又使活塞40的移動方向與桿體30的移動方向一致之構成亦可。換言之，在比旋轉構件60(滾輪63)更為退避方向X2側配置活塞40(傾斜面42a)，將活塞40朝進出方向X1移動，使旋轉構件60旋轉，藉此，使桿體30朝進出方向X1移動之構成，也能夠發揮與上述實施形態相同的增力作用。

又各圖面係以製圖的精確度加以作成。

(產業上的可利用性)

本發明係可以運用在挾持車輪而施予剎車力之鐵路車輛用碟剎裝置。

1‧‧‧鐵路車輛用碟剎裝置

2‧‧‧汽缸裝置

12‧‧‧剎車槓桿(卡鉗桿)

13‧‧‧剎車墊片

20‧‧‧汽缸本體

30‧‧‧桿體

40‧‧‧活塞

42a‧‧‧傾斜面

50‧‧‧本體側承接構件(第2承接構件)

54‧‧‧鋼球(第2轉動構件)

55‧‧‧鋼球(第1轉動構件)

60‧‧‧旋轉構件

64‧‧‧溝(第2傾斜溝)

65‧‧‧溝(第1傾斜溝)

70‧‧‧桿體側承接構件(第1承接構件、承接構件)

第1圖係為顯示關於本發明之實施形態之鐵路車輛用碟剎裝置的側面圖。

第2圖係為第1圖所示之鐵路車輛用碟剎裝置的俯視圖。

第3圖係為第1圖所示之汽缸裝置的S1-S1剖面圖。

第4圖係為顯示第3圖所示之活塞的立體圖。

第5圖係為從桿體的軸方向中之傾斜面側觀看第4圖所示之活塞的圖面。

第6圖係為第5圖所示之活塞的S2-S2剖面圖。

第7圖係為從桿體的軸方向中之旋轉構件側觀看第3圖所示之本體側承接構件的圖面。

第8圖係為第7圖所示之本體側承接構件的S3-S3剖面圖。

第9圖係為第7圖所示之本體側承接構件的溝部剖面圖。

第10圖係為從桿體的軸方向中之本體側承接構件側觀看第3圖所示之旋轉構件的圖面。

第11圖係為第10圖所示之旋轉構件的S4-S4剖面圖。

第12圖係為從桿體的軸方向中之旋轉構件側觀看第3圖所示之桿體側承接構件的圖面。

第13圖係為第12圖所示之桿體側承接構件的S5-S5剖面圖。

第14圖係為用以說明桿體的移動之汽缸裝置的立體部份剖面圖。

第15圖係為顯示關於變形例之汽缸裝置的剖面圖。

第16圖係為顯示關於變形例之汽缸裝置的剖面圖。

2．．．汽缸裝置

20．．．汽缸本體

21．．．第1殼體部

22．．．第2殼體部

22a．．．插通孔

23．．．圓筒部

23a．．．段部

24．．．導軸

25．．．彈簧

26．．．彈箕

30．．．桿體

32．．．軸部

33．．．塊體

40．．．活塞

41．．．圓盤狀部

42．．．板狀部

43．．．壓力室

44．．．密封墊

45．．．密封墊

46．．．密封墊

50．．．本體側承接構件(第2承接構件)

54、55．．．鋼球(轉動構件)

60．．．旋轉構件

63．．．滾輪

70．．．桿體側承接構件(第1承接構件)

71．．．圓筒狀部

72．．．突緣部

72a．．．凹部

73．．．十字形部

81．．．限制構件

82．．．限制構件

Claims (7)

1. 一種汽缸裝置，其係具備：形成內部中空之汽缸本體；在該汽缸本體內，配置為對於該汽缸本體在軸方向可自由進退之桿體；在前述汽缸本體內，以包圍前述桿體的軸周圍之方式加以設置，並與該桿體的進退方向平行地可自由移動，藉由流體壓朝前述桿體的退避方向移動之活塞；當前述活塞朝前述桿體的退避方向移動時，使前述桿體朝進出方向移動的方式，增力在前述活塞所產生的力量而使其對於前述桿體作用之增力機構，前述增力機構係具備：使對於前述活塞的移動方向成為傾斜的方式設置在該活塞上的傾斜面；及在前述活塞朝前述退避方向移動時，利用該傾斜面被推壓，而以前述桿體軸為中心朝一方向旋轉之旋轉構件，前述桿體係設置為對於前述汽缸本體不會以前述桿體軸為中心加以旋轉，伴隨前述旋轉構件之前述朝一方向的旋轉，而朝前述進出方向移動。
2. 如申請專利範圍第1項之汽缸裝置，其中，具備固定在前述桿體之第1承接構件，前述旋轉構件係在與前述桿體的軸方向平行之方向，設置為與前述第1承接構件對向，在前述旋轉構件之與前述第1承接構件對向的面，形 成朝該旋轉構件的旋轉方向傾斜的第1傾斜溝，在該第1傾斜溝係設有順著該第1傾斜溝內面可轉動之第1轉動構件，該第1轉動構件係以被挾持在前述第1承接構件與前述旋轉構件之間的狀態加以支撐。
3. 如申請專利範圍第2項之汽缸裝置，其中，前述第1傾斜溝及前述第1轉動構件係設置複數個，並使其位在以前述桿體軸為中心的一圓上。
4. 如申請專利範圍第3項之汽缸裝置，其中，前述第1轉動構件為球體。
5. 如申請專利範圍第2項之汽缸裝置，其中，具備使與前述旋轉構件之與前述第1承接構件對向的面相反側的面對向之方式，對於前述汽缸本體被固定之第2承接構件，在前述旋轉構件之與前述第2承接構件對向的面，形成朝該旋轉構件之旋轉方向傾斜的第2傾斜溝，在該第2傾斜溝係設有順著該第2傾斜溝內面可轉動之第2轉動構件，該第2轉動構件係以被挾持在前述第2承接構件與前述旋轉構件之間的狀態加以支撐。
6. 如申請專利範圍第1項之汽缸裝置，其中，具備固定在前述桿體的承接構件，前述旋轉構件係設成螺入形成在前述承接構件外周面的螺紋，藉由該旋轉構件朝前述一方向旋轉，而使前述承 接構件朝前述進出方向移動。
7. 一種鐵道車輛用碟剎裝置，其係為具備如申請專利範圍第1至6項中任一項的汽缸裝置之鐵道車輛用碟剎裝置，具備在一端設有剎車墊片，並以支點為中心可自由旋轉之一對卡鉗桿，在一前述卡鉗桿的另一端安裝前述桿體的前端側，在另一前述卡鉗桿的另一端安裝前述汽缸本體，當前述桿體對於前述汽缸本體朝進出方向移動時，使前述一對剎車墊片相互靠近的方式使前述卡鉗桿旋轉。