专利名称：闸缸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可实施常用制动和诸如用于泊车制动的弹簧制动两种制动的闸缸装置，特别是轴向长度可得以缩短的闸缸装置。
为此，已开发出一种可使空气制动装置和弹簧制动装置二者经由同一个活塞杆实施制动的、将两个制动装置做成一体的闸缸装置。
例如，特开昭55-160646号公报公开了这样一种闸缸装置90，即，如
图15所示，具备活塞杆931突出的、具有第1作用室94与第1弹簧95相向作用的第1活塞93的、当压力流体作用于第1作用室94时第1活塞93克服第1弹簧95的作用力而向制动方向移动的常用制动机构91，以及，活塞杆931贯穿其中的、具有成能够沿活塞杆931的轴向移动且第2作用室96与第2弹簧97相向作用的第2活塞98的、当压力流体不作用于第2作用室96时第2活塞98在第2弹簧97的作用力的作用下向前述制动方向移动的弹簧制动机构92；活塞杆931上形成有第2活塞98可与之接触的卡止部932。
当压力流体作用于常用制动机构91的第1作用室94时，第1活塞93和活塞杆931克服第1弹簧95的作用力向制动方向移动，处于图示的常用制动位置。在处于该常用制动位置时，当压力流体不作用于常用制动机构91的第1作用室94和弹簧制动机构92的第2作用室96时，第2活塞98在第2弹簧97的作用下沿着活塞杆931向制动方向移动。当该第2活塞98与卡止部932接触时，第2弹簧97的作用力传递到活塞杆931上，弹簧制动替代常用制动而起作用。
作为特开昭55-160646号公报那样，在活塞杆931上形成有卡止部932的场合，为了在常用制动机构91松开、活塞杆931在第1弹簧95的作用力作用下缩回时使第2活塞98不与卡止部93接触，卡止部932是在活塞杆931的前端让出一定距离进行设置的。因此，直到第2活塞98与活塞杆931的卡止部932接触为止，第2活塞98要沿着活塞杆931移动图示的距离L。其结果，存在着这样一个问题，即，与该距离L相应地，闸缸装置90在轴向上的长度较长。
此外，实公平8-5881号公报中，提出了在活塞杆931的外周嵌套筒一端能够与活塞98相抵触、另一端能够与设置在活塞杆931前端的大直径台肩相抵触的套筒以替代卡止部932这样一种闸缸装置。但是，只能够嵌套筒其长度与常用制动机构91松开时第1活塞93和活塞杆931所能够缩短的程度相应地缩短的套筒，因此，存在着与特开昭55-160646号公报同样的问题，即，直到使弹簧制动器92实施制动为止，第2活塞98要移动相应的距离，闸缸装置90在轴向上的长度较长。
为此，本发明的目的是，提供一种可实施常用制动和诸如用于泊车制动的弹簧制动两种制动并且轴向长度可得以缩短的闸缸装置。
发明内容
实现上述目的的技术方案1的发明属于这样一种闸缸装置，即，具备活塞杆突出的、具有第1作用室与第1弹簧相向作用的第1活塞的、当压力流体作用于所说第1作用室时所说第1活塞克服所说第1弹簧的作用力而向制动方向移动的常用制动机构，以及，所说活塞杆贯穿其中的、具有能够在所说活塞杆的轴向上移动且第2作用室与第2弹簧相向作用的第2活塞的、当压力流体不作用于所说第2作用室时所说第2活塞在所说第2弹簧的作用力的作用下向所说制动方向移动的弹簧制动机构；可实施常用制动和弹簧制动两种制动，其特征是，设有离合机构，当压力流体不作用于所说第2作用室而所说第2活塞开始相对于所说活塞杆移动时，该离合机构使所说活塞杆和所说第2活塞二者相连结。
根据上述构成，当压力流体不作用于第2作用室而第2活塞开始相对于活塞杆移动时，靠离合机构将活塞杆和第2活塞二者连结起来，经由第2活塞而在活塞杆上作用弹簧制动力。因此，第2活塞的移动量少。
技术方案2的发明为在技术方案1所说的闸缸装置中，所说离合机构由设置在所说活塞杆或所说第2活塞上的螺纹，旋合在该螺纹上的、随着所说活塞杆与所说第2活塞二者的相对移动而旋转的螺母部件，以及当所说第2活塞开始相对于所说活塞杆移动时阻止所说螺母部件旋转的止转机构构成。
在上述构成中，实施常用制动时，当第1活塞的活塞杆向制动方向移动时，螺母部件将旋转，因此，第2活塞的位置不改变。而当压力流体不作用于第2作用室、第2活塞相对于活塞杆开始移动时，离合机构的止转机构阻止螺母部件旋转，因此，活塞杆与第2活塞成为一体而向制动方向移动。
技术方案3的发明为在技术方案2所说的闸缸装置中，所说止转机构具有与所说螺母部件一起旋转的啮合机构，所说止转机构的旋转被可自由离合的锁定机构所阻止。
在上述构成中，实施弹簧制动时，当螺母部件旋转的同时只有第2活塞向制动方向移动时，套筒部件与螺母部件的啮合机构将啮合，螺母部件的旋转受到锁定机构的阻止。由于该锁定机构能够自由离合，故若在实施弹簧制动的过程中，将锁定机构解除，则螺母部件将旋转，活塞杆能够在第1弹簧的作用力的作用下向反制动方向移动，将弹簧制动解除。
技术方案4的发明为在技术方案2所说的闸缸装置中，所说止转机构由在与所说螺母部件相向的位置处通过施力机构进行配设的、在所说活塞杆的中心线方向上可自由滑动且旋转受到阻止的套筒部件，以及在所说套筒部件和所说螺母部件的相向的面上分别设置的啮合机构构成。
在上述构成中，套筒部件上设有啮合机构，因此，能够将锁定机构可相对套筒部件自由离合地进行设置。
技术方案5的发明为在技术方案4所说的闸缸装置中，所说锁定机构由设在所说套筒筒部件的外周的、沿轴向延伸的齿，以及具有可与该齿相卡合的端齿的、向卡合方向依附的锁定杆所形成；所说齿在轴向上的长度为，在所说卡合被解除而所说套筒筒部件与所说第2活塞一起沿轴向移动时，不再与所说端齿相卡合。
在上述构成中，当克服作用力的作用而将锁定杆向解除卡合的方向提起时，套筒部件的外周的齿与锁定杆的端齿之间的卡合解除，螺母部件与套筒部件以相啮合的状态进行旋转，因此，第2活塞将移动到行程终端，弹簧制动被解除。当螺母部件及套筒部件与第2活塞一起沿轴向移动时，所说套筒部件的齿不再与所说锁定杆的端齿相卡合，因此，与第1活塞沿轴向移动的同时，螺母部件及套筒部件旋转，处于可实施空气制动的状态。
技术方案6的发明为在技术方案3所说的闸缸装置中，所说锁定机构，在朝向行程终端的第2活塞所推压的滑动销的作用下，从锁定位置切换到解锁位置。
在上述构成中，当手动解除锁定机构时，第2活塞在第2弹簧的作用力的作用下而朝向行程终端，锁定机构被滑动销保持在切换到解锁位置的状态不变。因此，即使向第2作用室送入的空气失去压力，螺母部件仍能够旋转，故处于可通过第1活塞使空气制动机构实施制动的状态。
技术方案7的发明为在技术方案2所说的闸缸装置中，所说止转机构由设置在所说螺母部件的外周的、沿轴向延伸的齿，以及具有可与该齿相卡合的端齿的、向卡合方向依附的锁定杆构成。
在上述构成中，受到第2活塞推压而趋于旋转的螺母部件的旋转被锁定杆所阻止，弹簧制动机构起作用。当手动解除该锁定杆时，螺母部件便能够旋转，因此，第2活塞在第2弹簧的作用力的作用下将到达行程终端而将弹簧制动机构解除。
技术方案8的发明为在技术方案7所说的闸缸装置中，所说锁定杆，在朝向行程终端移动的第2活塞所推压的滑动销的作用下，从锁定位置切换到解锁位置。
在上述构成中，当手动解除锁定杆时，第2活塞在第2弹簧的作用力的作用下趋向行程终端，锁定杆被滑动销保持在切换到解锁位置的状态不变。因此，即使向第2作用室送入的空气失去压力，螺母部件仍能够旋转，故处于可通过第1活塞使空气制动机构实施制动的状态。
技术方案9的发明为在技术方案2所说的闸缸装置中，所说离合机构设置在所说第2作用室的内周侧。
在上述构成中，由于通常弹簧制动机构的第2作用室的外径要大于常用制动的第1作用室的外径，因此，可利用该第2作用室的内周侧的空间配设套筒筒部件。
技术方案10的发明为在技术方案1～9之一中所说的闸缸装置中，所说第1弹簧与所说第2弹簧在径向上重叠地进行配置。
在上述构成中，由于弹簧制动机构与常用制动机构二者在径向上重叠配置，故能够将常用制动器与弹簧制动器二者在轴向上的长度缩短而成为一体。
根据技术方案1的发明，第2活塞的移动量减小，相应地闸缸装置在活塞杆方向上的长度可以缩短，使得闸缸装置的小型化成为可能。此外，作用于第2活塞的第2弹簧伸长量很小，因此，与需要伸长相当的长度才能够产生既定作用力的弹簧相比，可以使用线径细的第2弹簧。
根据技术方案2的发明，能够获得结构简单的离合机构，即，在活塞杆或第2活塞的一方上设置螺纹、在它们的另一方上设置可自由旋转的螺母部件。
根据技术方案3的发明，在实施弹簧制动时，以手动方式解除锁定机构，便可简单地将弹簧制动解除。
根据技术方案4的发明，离合机构是与第2活塞的移动相连动而将活塞杆与第2活塞连结的，因此，能够使离合机构可靠地动作。
根据技术方案5的发明，锁定杆的端齿与套筒部件的齿之间的卡合能够解除，因此，手动解除弹簧制动后，即使在压缩流体无法作用于弹簧制动的第2作用室的情况下，也能够一边使空气制动动作一边将车辆行驶到车库。
根据技术方案6的发明，可通过滑动销保持锁定杆的端齿与套筒筒部件的齿之间的卡合被解除的解锁状态，因此，手动解除弹簧制动后，即使在压缩流体无法作用于弹簧制动的第2作用室的情况下，也能够一边使空气制动动作一边将车辆行驶到车库。
根据技术方案7的发明，具有螺母部件与锁定杆直接卡合的结构，因此，能够减少零部件数量，省略旨在形成啮合机构的复杂的加工。
根据技术方案8的发明，可通过滑动销保持锁定杆的端齿与螺母部件的齿之间的卡合被解除的解锁状态，因此，手动解除弹簧制动后，即使在压缩流体无法作用于弹簧制动的第2作用室的情况下，也能够一边使空气制动动作一边将车辆行驶到车库。
根据技术方案9的发明，在常用制动器与弹簧制动器一体化的闸缸装置中，能够紧凑地装入离合机构，可使闸缸装置保持较短的轴向长度。
根据技术方案10的发明，能够使常用制动器与弹簧制动器一体化的闸缸装置的轴向长度缩短，能够与通过离合机构使轴向长度缩短相结合，而使闸缸装置的轴向长度达到最小。
图2是图1的X-X线剖视图。
图3是图1的Y-Y线剖视图。
图4是图1的闸缸装置动作时的动作说明图。
图5是图1的闸缸装置动作时的动作说明图。
图6是图1的闸缸装置动作时的动作说明图。
图7是本发明的闸缸装置的变形例及其动作时的剖视图。
图8是本发明的另一个变形例的闸缸装置的剖视图。
图9是图8的闸缸装置动作时的动作说明图。
图10是图8的闸缸装置动作时的动作说明图。
图11是本发明的又一个变形例的闸缸装置的剖视图。
图12是图11的闸缸装置动作时的动作说明图。
图13是图11的闸缸装置动作时的动作说明图。
图14是组装有本发明闸缸装置的铁道车辆用制动装置的剖视图。
图15是现有的闸缸装置的剖视图。
发明的实施形式结合附图对本发明的闸缸装置的一个实施形式进行说明。图1是本发明的一个实施形式所涉及的闸缸装置的剖视图。图2是图1的X-X线剖视图。图3是图1的Y-Y线剖视图。
图1中，闸缸装置1这样构成，即，靠压缩空气等流体的压力而动作的常用制动机构2和靠弹簧25的作用力而动作的弹簧制动机构3二者可经由同一个活塞杆111实施制动，并且，在常用制动机构2的活塞杆111与弹簧制动机构3的活塞21之间设有离合机构4。
常用制动机构2这样构成，即，具有活塞杆111向一侧(制动方向)突出的第1活塞11，以及该第1活塞11可自由滑动地插在其中的、另一侧(反制动方向)被封闭的第1流体缸12；并且，设置在第1活塞11的另一侧与第1流体缸12之间的、经第1口B给排压缩空气的第1作用室14与配设在第1活塞11的一侧的第1弹簧15二者相向设置。
弹簧制动机构3这样构成，即，具有活塞杆111贯穿其中、能够沿活塞杆111的轴向移动的第2活塞21，以及第2活塞21的外周可自由滑动地插于其中的外筒221及可自由滑动地插在第2活塞21的圆筒状突出部211的内周中的内筒222的一侧端部被封闭的第2流体缸22，并且，设在第2活塞21的一侧与第2流体缸22之间的、经由第2口A给排压缩空气的第2作用室24与在第2活塞21的另一侧与外筒221的端部之间所配设的第2弹簧25相向设置。
离合机构4由设置在活塞杆111外周的螺纹31，通过轴承321得到第2活塞21支持而能够自由旋转的、与旋合在螺纹31上的螺母部件32，以及当第2活塞21开始相对于活塞杆111移动时阻止螺母部件32旋转的止转机构33构成。作为螺母部件32，也可以是在活塞杆111可自由旋转地得到支持，而与第2活塞21之间形成有螺纹。
止转机构33由与螺母部件32面对面的套筒部件35，以及在螺母部件32与套筒部件35二者的相向面上所设置的啮合机构36构成。作为该套筒部件35，插在内筒222内并能够在轴向上自由滑动，在弹簧351的作用下趋向位于另一侧的止挡环352，其向一个方向的旋转受到锁定杆38的阻止。
如图2所示，啮合机构36由形成于螺母部件32的一侧的表面上的凹凸齿322，以及形成于套筒部件35的另一侧的表面上的、具有与图2同样形状的凹凸齿353构成。
如图3所示，在套筒筒部件35的外周设有沿轴向延伸的棘齿354，在锁定杆38的前端设有受到作用力而向棘齿354方向突出的端齿381。该棘齿354与端齿381构成了这样一种单向离合器，即，对螺母部件32随着向一侧(制动方向)移动而旋转时的连带转动加以阻止，而允许螺母部件32向另一侧(反制动方向)旋转时的连带转动。
此外，锁定杆38的端齿381在设在第2流体缸22内的弹簧382的作用下趋向棘齿354，而将吊环383提起时克服弹簧382的作用力而脱离棘齿354。回到图1，由于套筒部件35的棘齿354沿轴向延伸，锁定杆38的端齿381卡合在棘齿354的一侧的端部上，因此，即使套筒部件35向一侧滑动，棘齿354与端齿381的卡合仍得以保持。具有以上所说明的功能的锁定杆38构成了阻止套筒部件35旋转的可自由离合的锁定机构。
对具有如上构成的闸缸装置1的动作原理说明如下。图1示出常用制动机构2与弹簧制动机构3二者松开时的运行位置。图4示出常用制动机构2动作时的空气制动位置。图5示出弹簧制动机构3动作时的弹簧制动位置。图6示出手动释放弹簧制动机构3时的状态。
处于图1的行驶位置时，已向第2口A供给了压缩空气，因此，第2活塞21克服第2弹簧25的作用力向反制动方向移动，与第1流体缸12的一侧的端部相抵触而停止在那里。处于该弹簧制动机构3松开的位置时，螺母部件32与套筒部件35之间的啮合机构36隔着很小的间隙处于非啮合状态，离合机构4处于非连结状态。此外，由于压缩空气从第1口B排出，因此，第1活塞11在第1弹簧15的作用力的作用下移动到第1流体缸12的另一侧的端部处。处于该常用制动2松开的位置时，活塞杆111处于向反制动方向缩回的状态。
处于图4的空气制动位置时，当向第1口B供给压缩空气时，第1活塞11及活塞杆111将克服第1弹簧15的作用力向制动方向移动。此时，螺母部件32与套筒部件35之间的啮合机构36处于非啮合状态，离合机构4保持非连结状态。由于螺母部件32通过活塞杆111的螺纹31而旋转，因此，第1活塞11及活塞杆111向制动方向移动，产生必要的空气制动力。
处于图5的弹簧制动位置时，当在向第1口B供给了压缩空气的状态下将第2口A的压缩空气排出时，第2活塞21将在第2弹簧25的作用力的作用下向制动方向移动。此时，由于螺母部件32与第2活塞21一起移动，因此，螺母部件32与套筒部件35之间的啮合机构36变成啮合状态、即离合机构4变成连结状态，从而阻止螺母部件32旋转。由于套筒部件35的棘齿354卡合在锁定杆38的端齿381上，因此，套筒部件35保持旋转被阻止的状态而与第2活塞21一起沿轴向滑动。于是，第2活塞21通过旋转受到阻止的螺母部件32而与活塞杆111成为一体，活塞杆111在第2弹簧25的作用力的作用下保持向制动方向进行移动后的状态，产生必要的弹簧制动力。在该弹簧制动位置，即使已向第1口B供给的压力空气例如因配管泄漏而压力降低，弹簧制动力仍能够得到保证。
在从图5的弹簧制动位置恢复到图4的空气制动位置的场合，由于向第1口B和第2口A供给压缩空气，因此，虽然第1活塞11保持图示的空气制动位置，但第2活塞21将克服第2弹簧25的作用力而向反制动方向移动。此时，尽管螺母部件32和套筒部件35通过啮合机构36保持啮合状态，但如图3所示，由于棘齿354可超越端齿381而允许螺母部件32随着向反制动方向移动而顺时针方向旋转。因此，图5的螺母部件32旋转，第2活塞21朝向图4的位置移动，恢复到螺母部件32与套筒部件35之间的啮合机构36分离的图4的状态。
处于图5的弹簧制动位置时，在空气压缩机故障或配管破损等原因而无法供给压缩空气的场合，能够通过手动方式将弹簧制动力消除。
在图6的手动解除弹簧制动时，当将锁定杆38向图示箭头方向提起时，端齿381脱离套筒部件35的棘齿354，螺母部件32与套筒部件35之间的啮合机构36能够在保持啮合状态的情况下旋转，离合机构4整体将空转。于是，第1活塞11及第2活塞21能够在第1弹簧15及第2弹簧25的作用力的作用下各自移动到行程终端，第1活塞11及活塞杆111向反制动方向移动。其结果，能够手动解除弹簧制动而使诸如铁道车辆移动。
在以上所说明的闸缸装置1中，如图5所示，从空气制动位置切换到弹簧制动位置的场合，离合机构4随着第2活塞21的移动而动作，将活塞杆111与第2活塞21二者连结起来，因此，弹簧制动机构3以第2活塞21的很小的移动距离M进行动作。因此，可使得常用制动机构2与弹簧制动机构3一体化的闸缸装置1的轴向长度缩短。此外，第2弹簧25仅伸长很小的距离M便能够使既定的作用力作用于第2活塞21，因此，与伸长较长距离才能够产生既定作用力相比，可以使用线径较细的第2弹簧25。
此外，图1中，离合机构4以具有螺纹31、螺母部件32以及止转机构33而构成，第2活塞21的移动转变为螺母部件32的旋转，仅以止转机构33对螺母部件32的旋转加以阻止而使离合机构4成为连结状态。因此，可以通过机械部件的组合而构成离合机构4，可使离合机构4的结构简单。
此外，图1中，止转机构33具有套筒部件35和啮合机构36，当螺母部件32朝向套筒部件35移动时，通过啮合机构36使离合机构4处于连结状态。因此，离合机构4能够可靠地动作。
此外，在图5的弹簧制动位置，阻止套筒部件35旋转的锁定杆(锁定机构)38可自由离合，因此，只要将锁定杆38提起，便能够如图6所示简单地手动解除弹簧制动。
此外，图1中，由于离合机构4设置在弹簧制动机构3的第2流体缸22的内筒222的内周侧，因此，能够在闸缸装置1的轴向长度不加长的情况下装入离合机构4。通常，第2流体缸22(第2活塞21)的直径要大于第1流体缸12(第1活塞11)，故能够简单地在第2流体缸22的内侧获得容纳离合机构4的空间。
再有，图1中，常用制动机构2的第1弹簧15与弹簧制动机构3的第2弹簧25是在径向上重叠地进行配置的，因此，能够将常用制动机构2与弹簧制动机构3二者的轴向长度缩短而做成一体，与通过采用离合机构4而缩短轴向长度相结合，可使闸缸装置1的轴向长度达到最小。
图7示出闸缸装置的变形例以及手动解除弹簧制动后常用制动机构2起作用时的空气制动位置。在图6所示以手动方式开放弹簧制动的状态下，手动解除弹簧制动之后将被提起的锁定杆38释放时，锁定杆38在弹簧382的作用力的作用下向套筒部件35一侧移动，再次使端齿381与棘齿354二者卡合。之后，对空气压缩机进行修理后将压缩空气供向第2口A，可使第2活塞21克服第2弹簧25的作用力而恢复到图1的运行位置。
在恢复为运行位置时，若出现因操作电磁阀故障等原因而无法将压缩空气供给第2口A的情况，则由于螺母部件32与套筒部件35二者的啮合以及端齿381与棘齿354的卡合，使得第1活塞11与第2活塞21成为一体，常用制动机构2将不起作用。
作为图7的闸缸装置1A，在图6所示手动解除弹簧制动时，即使无法将压缩空气供给第2口A，常用制动机构2仍能够起作用。图7中，棘齿354的轴向长度调整得较图1的短。棘齿354的轴向长度为这样的程度，即，在图1的运行位置、图4的空气制动位置以及图5的弹簧制动位置时，棘齿351与端齿381能够卡合，而在图7所示第2活塞21与套筒部件35一起向制动方向移动到行程终端附近时，棘齿354与端齿381二者不再卡合。
如图6所说明的，手动解除弹簧制动后将提起的锁定杆38释放时，锁定杆38在弹簧382的作用力的作用下向套筒部件35一侧移动。
并且，处于图7的空气制动位置时，锁定杆38的端齿381被推压在套筒部件35的外周而不会与棘齿354相卡合。在该状态下，螺母部件32与套筒部件35二者能够保持啮合状态而旋转，允许第1活塞11移动。
由此，通过将压缩空气向第1口B供给，可使第1活塞11边使螺母部件32及套筒部件35旋转边向制动方向移动，使得常用制动机构2起作用。而通过将压缩空气从第1口B排出，可使第1活塞11克服第1弹簧15的作用力向反制动方向移动，将常用制动机构2释放。其结果，手动解除弹簧制动后，即使无法向第2口A供给压缩空气，也能够使空气制动起作用而使车辆一直行驶到车库。
如上所述，在图7中，将棘齿354的轴向长度调整得较图1短，因此，手动解除弹簧制动后，即使出现无法将压缩空气供给第2口A的情况，也能够使空气制动起作用而使车辆一直行驶到车库。
结合图8至图10对另一个变形例所涉及的闸缸装置1B进行说明。图8示出处于空气制动位置时的动作状态，图9示出处于弹簧制动位置时的动作状态，图10示出弹簧制动被解消而处于空气制动位置时的动作状态。图8中，与图1不同之处在于，在第2流体缸22的内筒222部分上设有可被第2活塞21推压的滑动销39，锁定杆38在该滑动销39的作用下从锁定位置切换到解锁位置。其余与图1相同。
滑动销39内装于内筒222中并能够沿轴向自由滑动。滑动销39的与第2活塞21相对的一侧为自内筒222的侧壁突出的销391，滑动销39的与锁定杆38相卡合的一侧为倾斜面392。在至锁定杆38前端的途中，在滑动销39与之卡合的部位形成有具有倾斜面3841的横孔384。当处于滑动销39的倾斜面392卡合在锁定杆38的倾斜面3841上的状态时，销391自内筒222的侧壁突出出来，受到弹簧382作用的锁定杆38的端齿381与套筒部件35的棘齿354卡合。
对该闸缸装置1B的动作原理进行说明。图8中，当将压缩空气供给第2口A时，螺母部件32与套筒部件35处于非啮合状态，根据向第1口B供给的压缩空气，空气制动起作用。图9中，当从第1口B及第2口A排出压缩空气时，螺母部件32与套筒部件35二者在啮合机构36处相啮合，螺母部件32的旋转受到阻止，因此，实施靠第2弹簧25实施的弹簧制动。图9中，当为了解除弹簧制动而将锁定杆38提起时，锁定杆38的端齿381与套筒部件35的棘齿354的卡合被解除。于是，螺母部件32能够旋转，第2活塞21受到第2弹簧25的推压而移动，滑动销39的销391受到第2活塞21的推压。
图10中，当第2活塞21移动到行程终端时，滑动销39的倾斜面392将锁定杆38的倾斜面3841上推，保持锁定杆38的端齿381与套筒部件35的棘齿354的卡合被解除的状态、即解锁状态。在这种情况下，当第2口A无压力而向第1口B供给压缩空气时，空气制动将起作用。因此，手动解除弹簧制动后，即使发生无法向第2口A供给压缩空气的情况，也能够使空气制动起作用而将车辆行驶到车库。
参照图11至图13对又一个变形例所涉及的闸缸装置1C进行说明。图11示出处于空气制动位置时的动作状态，图12示出处于弹簧制动位置时的动作状态，图13示出弹簧制动被解消而处于空气制动位置时的动作状态。图11中，与图8之不同之处在于，螺母部件与套筒部件二者为一体。
螺母部件34在第2流体缸22的内筒222内可沿轴向自由滑动且可自由旋转地得到支持。受到螺母部件34的弹簧341及推力轴承342的作用力而趋向第2活塞21。其与第2活塞21相向的位置由弹性挡圈343及推力轴承344决定。在第2活塞21的与螺母部件34相向的面上安装有推力轴承345，使得第2活塞21能够在螺母部件34可旋转的情况下推压之。在螺母部件34的外周设有与锁定杆38的端齿381相卡合的棘齿346。该棘齿346与端齿381构成了这样一种单向离合器，即，阻止螺母部件34随着向一侧(制动方向)移动而旋转时的连带旋转，而允许螺母部件34向另一侧(反制动方向)旋转时连带旋转。
对该闸缸装置1C的动作原理进行说明。图11中，当向第2口A供给压缩空气时，第2活塞21的推力轴承345离开螺母部件34，螺母部件34能够自由旋转。因此，随着向第1口B供给压缩空气而实施空气制动。图12中，当从第1口B及第2口A将压缩空气排出时，第2活塞21使螺母部件34沿轴向移动，螺母部件34的棘齿346与锁定杆38的端齿381卡合，螺母部件34的旋转被阻止，因此，实施靠第2弹簧25实施的弹簧制动。图12中，当为了解除弹簧制动而将锁定杆38提起时，螺母部件34便能够旋转，第2活塞21受到第2弹簧25的推压而移动。
图13中，当第2活塞21移动到行程终端时，通过滑动销39使锁定杆38的解锁状态得到保持。在这种情况下，当第2口A无压力而向第1口B供给压缩空气时，空气制动将起作用。因此，手动解除弹簧制动后，即使发生无法向第2口A供给压缩空气的情况，也能够使空气制动起作用而将车辆行驶到车库。
当采用如上所述螺母部件34与锁定杆38直接卡合的结构时，可以减少与图8的套筒部件35相当的部件，可以省略制造套筒部件35与螺母部件32之间复杂的啮合机构36的工作。
图14示出装备了具有上述优点的闸缸装置1的铁道车辆用的台车制动装置的一个例子。图14中，台车制动装置50是在外壳51的上方横向倾斜安装闸缸装置1，在外壳51的下方大致水平地安装制动机构52而成。该闸缸装置1与制动机构52是朝向同一侧突出地进行设置的。
在外壳51内，内装有以轴53为支点的第1杠杆54。该第1杠杆54的长边541的端部上连结有闸缸装置1的活塞杆111的前端，在第1杠杆54的短边542一侧，经由自动间隙调整机构55而支持有制动机构52的可自由转动的杆521。作为在制动机构52的杆521的前端以轴进行支持的闸瓦保持体56，通过以外壳51的轴57为支点的第2杠杆58与闸瓦保持体56的轴59的连结，保持着图示的动作姿态。
这种铁道车辆用的台车制动装置50，装备在具有4个车轮的台车的较窄的部位。因此，有必要将台车制动装置50的整体做得较小，而采用图示的轴向长度达到最小的闸缸装置1可以有效满足这种要求。
但是，常用制动机构和弹簧制动机构一体化的形态有许多种，并不限于图2那样的形态，即使对于实公平8-5881号公报所公开的、常用制动机构的第1弹簧和弹簧制动机构的第2弹簧串联排列的闸缸装置，也能够适用前述离合机构，使闸缸装置的轴向长度缩短。
权利要求
1.一种闸缸装置，具备活塞杆突出的、具有第1作用室与第1弹簧相向作用的第1活塞的、当压力流体作用于所说第1作用室时所说第1活塞克服所说第1弹簧的作用力而向制动方向移动的常用制动机构，以及，所说活塞杆贯穿其中的、具有能够在所说活塞杆的轴向上移动且第2作用室与第2弹簧相向作用的第2活塞的、当压力流体不作用于所说第2作用室时所说第2活塞在所说第2弹簧的作用力的作用下向所说制动方向移动的弹簧制动机构；可实施常用制动和弹簧制动两种制动，其特征是，设有离合机构，当压力流体不作用于所说第2作用室而所说第2活塞开始相对于所说活塞杆移动时，该离合机构连结所说活塞杆和所说第2活塞。
2.如权利要求1所说的闸缸装置，其特征是，所说离合机构由设置在所说活塞杆或所说第2活塞上的螺纹，旋合在该螺纹上的、随着所说活塞杆与所说第2活塞二者的相对移动而旋转的螺母部件，以及当所说第2活塞开始相对于所说活塞杆移动时阻止所说螺母部件旋转的止转机构构成。
3.如权利要求2所说的闸缸装置，其特征是，所说止转机构具有与所说螺母部件一起旋转的啮合机构，所说止转机构的旋转被可自由离合的锁定机构所阻止。
4.如权利要求2所说的闸缸装置，其特征是，所说止转机构由在与所说螺母部件相向的位置处通过施力机构进行配设的、在所说活塞杆的中心线方向上可自由滑动并通过锁定机构旋转受到阻止的套筒部件，以及在所说套筒部件和所说螺母部件的相向的面上分别设置的啮合机构构成。
5.如权利要求4所说的闸缸装置，其特征是，所说锁定机构由设在所说套筒部件的外周的、沿轴向延伸的齿，以及具有可与该齿相卡合的端齿的、向卡合方向依附的锁定杆所形成；所说齿在轴向上的长度为，在所说卡合被解除而所说套筒部件与所说第2活塞一起沿轴向移动时，不再与所说端齿相卡合。
6.如权利要求3所说的闸缸装置，其特征是，所说锁定机构，在朝向行程终端的第2活塞所推压的滑动销的作用下，从锁定位置切换到解锁位置。
7.如权利要求2所说的闸缸装置，其特征是，所说止转机构由设置在所说螺母部件的外周的、沿轴向延伸的齿，以及具有可与该齿相卡合的端齿的、向卡合方向依附的锁定杆构成。
8.如权利要求7所说的闸缸装置，其特征是，所说锁定杆，在朝向行程终端的第2活塞所推压的滑动销的作用下，从锁定位置切换到解锁位置。
9.如权利要求2所说的闸缸装置，其特征是，所说离合机构设置在所说第2作用室的内周侧。
10.如权利要求1～9之一的权利要求所说的闸缸装置，其特征是，所说第1弹簧与所说第2弹簧在径向上重叠地进行配置。
全文摘要
提供一种可实施常用制动和诸如用于泊车制动的弹簧制动两种制动、并且轴向长度可得以缩短的闸缸装置。在常用制动机构2与弹簧制动机构3二者均能够工作的闸缸装置1中设有离合机构4,当压力流体不作用于弹簧制动机构3的第2作用室24而第2活塞21开始相对于活塞杆111动作时,该离合机构4将活塞杆111与第2活塞21二者连结。该离合机构4由设在活塞杆111上的螺纹31,设在第2活塞21上可自由旋转的螺母部件32,以及当第2活塞21开始相对于活塞杆111移动时、阻止螺母部件32旋转的止转机构33构成。
文档编号B60T17/08GK1353061SQ0112542
公开日2002年6月12日 申请日期2001年8月15日 优先权日2000年11月15日
发明者麻野吉雄 申请人:株式会社纳博克