铁路车辆的制动器工作装置的制作方法

本实用新型涉及铁路车辆的制动器工作装置，尤其是涉及包括作为紧急停止单元的跳闸开关的制动器工作装置，所述跳闸开关在超过规定的停止位置而行驶时进行工作、从而使制动器制动。

背景技术：

作为自动使铁路车辆紧急停止的方法，已知有一种使用了跳闸开关的方式。具体而言，当将设于台车上的臂状的跳闸开关沿轨道竖立设置在地面上，并且与在比铁路车辆应该停止的地方更靠前的位置所设的地面元件进行接触时，因该冲击而使跳闸开关偏斜，并使紧急制动器工作(例如参照专利文献1)。

另外，作为用于使制动器工作的结构，已知有一种终端防护系统，其是将通过跳闸开关的转动而工作的紧急制动器用工作阀与制动管连接(例如参照专利文献2)。在该结构中，当跳闸开关与地面元件接触时，通过工作阀而排出制动器气缸内的压缩空气，从而使紧急制动器工作。

现有技术文献

专利文献1：日本特开昭58-073468号公报

专利文献2：日本特开2002-337674号公报

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

在通过跳闸开关与地面元件接触而使紧急制动器工作的情况下，由于铁路车辆高速行驶，因此会施加很大的冲击，所以存在如下问题：需要提高跳闸开关的刚性，导致铁路车辆整体的重量增大。

另外，专利文献2的结构还存在如下问题：由于经由紧急制动器用工作阀来连接跳闸开关和制动管，因此使跳闸装置的结构变得复杂。

本实用新型是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种在实现轻量化的同时、结构简便的紧急用的制动器工作装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本实用新型的铁路车辆的制动器工作装置具备在超过规定的停止位置而行驶时进行工作、从而使制动器制动的跳闸开关，其特征在于，所述制动器工作装置具备：保持部，其通过磁力将所述跳闸开关保持在规定位置上；所述跳闸开关，其通过与沿轨道设置的地面元件接触而产生的、大于等于所述磁力的转动力，沿轨道方向转动；检测部，其检测所述跳闸开关的转动；以及控制部，其通过所述转动的检测而使所述制动器制动。

根据上述结构，通过磁力将跳闸开关保持在规定位置上，从而能够保持成跳闸开关不会因车辆的加速度和风雨等环境而从规定位置移动。另外，该磁力的保持力小于地面元件与跳闸开关接触时的冲击力，当施加标准冲击时，由于跳闸开关瞬间开始移动，因此不会对跳闸开关的根部和保持部施加过度的应力，也不会破坏制动器工作装置。

在上述结构中，所述制动器工作装置还具备使所述转动力衰减的阻尼部，所述阻尼部设置在所述跳闸开关的转动轨迹上。

在上述结构中，所述阻尼部以隔着所述跳闸开关的规定位置的方式，设置在沿轨道方向的两侧。

在上述结构中，所述检测部具有与所述跳闸开关的端部抵接的突起部，通过所述突起部位移，来检测所述跳闸开关的转动。

在上述结构中，在由所述检测部检测出所述跳闸开关转动的情况下，所述控制部输出常用或紧急用的制动器指令电信号。

实用新型的效果

根据本实用新型，可以提供一种制动器工作装置，其即使以高速与地面元件接触也难以损坏、并且能防止在没有与地面元件接触的状态下的误工作。

附图说明

图1是具备实施方式的铁路车辆的制动器工作装置的铁路车辆的侧视图。

图2是从车辆宽度方向观察图1所示的制动器工作装置的侧视图。

图3是从车辆长度方向观察图2所示的制动器工作装置的剖视图。

图4是用于说明图1所示的制动器工作装置的保持力的示意图。

图5(a)以及图5(b)是用于说明在图4所示的碰撞时的检测部动作的放大图。

图6是用于说明在图2所示的制动器工作装置与地面元件碰撞时的动作的侧视图。

附图标记说明

1：制动器工作装置

2：台车架

3：支撑台

5：跳闸开关

6：转动部

6a：凹部

6b：凹部

6c：凸部

7：阻尼部

10：限位开关

12：限位开关柱塞

15：缓冲材料

17：磁铁(保持部)

19：固定位置(规定位置)

20：臂

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的优选实施方式进行说明。此外，在以下的所有附图中，对相同或相应的结构部件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，本实用新型并不限于以下的实施方式。而且，在以下的说明中，将铁路车辆行驶的方向即车身延伸的方向设为车辆长度方向，将铁路车辆的行进方向称为前方，并将相反的方向称为后方。

图1是具备实施方式的制动器工作装置1的铁路车辆的侧视图。图2是从车辆宽度方向观察图1所示的制动器工作装置1的侧视图。如图1、图2所示，实施方式的铁路车辆的制动器工作装置1具备：沿轨道方向转动的跳闸开关5；通过磁力将跳闸开关5保持在固定位置19上的磁铁17；检测跳闸开关5的转动的限位开关10；以及检测转动并输出制动器指令电信号从而使制动器工作的控制部(未图示)。

制动器工作装置1在铁路车辆超过应该停止的位置而行驶时，设于铁路车辆上的跳闸开关5与沿轨道设置的地面元件进行接触，使跳闸开关5转动。检测出该转动的限位开关10经由控制部输出制动器指令电信号，从而使紧急制动器工作以停止铁路车辆。如图1所示，在本实施方式中，制动器工作装置1安装在支撑台3上，所述支撑台3设置在铁路车辆的台车架2上。跳闸开关5例如是铁或钢铁等强磁性体，该跳闸开关5具有：设于支撑台3上的大致圆形的转动部6；以及从该转动部6向铅垂下方延伸的臂20，能够以转动部6为中心进行转动。在正常运行时(车辆正常行驶时或停车时)，臂20利用设于支撑台3上的磁铁17以不会因外部环境的影响而脱落的程度，被保持在固定位置19，从而对跳闸开关5进行保持。此外，后面将描述转动部6的详细形状。如图2所示，在本实施方式中，将通过磁力对臂20进行保持的规定位置设为转动部6的正下方的固定位置19，但只要是臂20与地面元件进行接触的位置，则可以适当选择规定位置。

如图5(a)所示，跳闸开关5的转动部6在其圆周状部分具有凹部6a、6b，在臂20的固定位置19中，以相对于臂20的长度方向的中心线成左右对称的方式设置有两处凹部。另外，在两处凹部6a、6b之间，设置有比凹部6a、6b向转动部6的外周侧突出的凸部6c。设于支撑台3上的限位开关盒11具有：限位开关10；以及朝向转动部6向下方延伸的限位开关柱塞12。限位开关柱塞12能够伸缩，通过该伸缩，限位开关10被切换成发出电信号的接通状态和不发出电信号的断开状态。在正常运行时，限位开关柱塞12的前端与位于转动部6的凹部6a和凹部6b之间的凸部抵接，来限制限位开关柱塞12向下方的突出，并使限位开关10保持接通状态。

限位开关10经由控制部与制动系统的电路连接。控制部基于来自切换成断开状态的限位开关10的电信号的切断，输出制动器指令电信号，迅速使紧急制动器工作，从而使铁路车辆停止。此外，在将平时处于接通状态的电路切换成断开状态、从而使紧急制动器工作的制动系统的情况下，限位开关10和控制部可以通过直接切断制动系统的电路的电信号，将其变成断开状态而使紧急制动器工作。此外，通过跳闸开关5的工作而使来自限位开关10的电信号切断时，可使用例如继电器自保持电路等，进行自保持。另外，在本实施方式中，利用限位开关柱塞12与转动部6抵接的状态，来检测跳闸开关5的转动，但并不限于该结构。例如，可以在用于将转动部6支撑于支撑台3的轴承上，设置用于检测转动的传感器，也可以在跳闸开关5的臂20上设置非接触式传感器，对臂是否位于固定位置19进行检测。

如图2所示，制动器工作装置1还具备阻尼部7，该阻尼部7位于跳闸开关5的转动轨迹上、并且分别位于跳闸开关5的车辆长度方向两侧。在阻尼部7的与转动后的臂20进行接触的位置上，设置有缓冲材料15，臂20的转动因与缓冲材料15接触而衰减。在此，缓冲材料15例如可以使用凝胶垫。

接下来，对具备以上结构的制动器工作装置1的正常运行时(车辆正常行驶时或停车时)的状态进行说明。跳闸开关5因其自重和磁铁17的保持力而被保持在固定位置19上。在此，由于在正常运行时不能因跳闸开关5的转动而使紧急制动器工作，因此，磁铁17的保持力，必须是即使受到因行驶引起的振动、风雨等外部环境的影响也不会从固定位置19脱落的程度的保持力。由于该保持力的大小因行驶环境而发生变化，所以可以适当地选择、选定磁铁17和臂20的材料和形状。例如如图4所示，当将从转动部6的中心到臂前端的距离L设为350mm、跳闸开关5的重量设为760g、固定位置19距离转动中心设为171mm时，从臂20的下端到80mm的位置(保持力测量位置)处的静态保持力的上限值为5.6kgf、下限值为4.1kgf，在该范围内选择磁铁17的保持力即可。此外，磁铁17的保持力的具体数值只是一个例子，也可以根据行驶环境的其他因素进行适当变更。

接下来，对制动器工作装置1的作用进行说明。在比铁路车辆应当停止的位置更靠前方的位置沿着轨道设置车挡器等地面元件，当铁路车辆想要超过地面元件的设置位置而行驶时，设置在铁路车辆上的跳闸开关5的臂20与地面元件进行接触。由于与该地面元件接触引起的冲击、大于因铁路车辆行驶引起的振动和风雨引起的力，因此，对跳闸开关5施加了大于等于磁铁17的保持力的负荷，如图6所示，臂20从固定位置19脱离并以转动部6为中心进行转动。

若跳闸开关5转动，则接下来限位开关10从接通状态切换成断开状态。图5(b)是对于在跳闸开关5与地面元件接触时的、限位开关10与转动部6的抵接状态的变化进行说明的放大图。如图5(b)所示，通过跳闸开关5的转动，转动部6的凸部与限位开关柱塞12的抵接状态发生变化。即、当跳闸开关5向后方转动时，转动部6也沿纸面的逆时针方向转动，所以限位开关柱塞12相对于转动部6的抵接位置从凸部移动到凹部。其结果为，解除了对限位开关柱塞12向下方的限制，从而使限位开关柱塞12向下方延伸，并使限位开关10从接通状态切换成断开状态。

作为使用了跳闸开关的紧急停止装置，有一旦工作则需要更换部件的装置，但本实施方式的制动器工作装置不更换部件而能够反复使用。即、在跳闸开关5与地面元件接触之后，以转动部6为中心继续转动，但如果转动衰减到能够由磁铁17的磁力进行保持的程度，则跳闸开关5的臂20再次被保持在固定位置19。即使跳闸开关5与地面元件接触，跳闸开关5也只是由磁铁17的磁力进行保持而已，当跳闸开关5从固定位置19转动时，磁铁17不会被破坏，跳闸开关5能够迅速离开固定位置19、并开始进行转动动作。因此，即使在使用了跳闸开关5的紧急制动动作之后，也能够再次使用制动器工作装置，驾驶员等乘务员和进行运行管理的指挥员仅通过打开制动器的复位按钮，就能够再次进行运转，这不会增加操作人员的操作。此外，在本实施方式中，在支撑台3上设置磁铁17作为保持部，并将跳闸开关5制成例如铁或钢铁等强磁性体，但也可以在跳闸开关5设置磁铁，只要是产生磁力的物体则可以不是磁铁。

根据以上说明的结构，由于跳闸开关5通过磁力而保持在固定位置上，所以即使受到因车辆行驶引起的振动和风雨等外部环境的影响，跳闸开关5也不会从固定位置19脱离并转动，不会引起误工作。另外，该磁力的保持力小于地面元件与跳闸开关接触时的冲击力。因而，通过与地面元件进行接触，跳闸开关5瞬间开始移动，因此不会对跳闸开关5的根部和保持部施加过度的应力，制动器工作装置不会被破坏，所以能够实现可以再利用的结构。另外，由于通过简便的结构能够对跳闸开关5进行保持，因此能够使制动器工作装置变得轻量化。

另外，在本实施方式的制动器工作装置1中，在跳闸开关5的转动轨迹上设置有阻尼部7。转动的跳闸开关5通过与阻尼部7进行接触，能够将其转动迅速停止。

根据跳闸开关5转动的力的大小，有时会存在转动的力不能一次被吸收的情况，但由于以隔着跳闸开关5的方式，在沿轨道方向的两侧分别设置有阻尼部7，所以通过与两侧的阻尼部7多次接触，能够更加快速地使转动力衰减。另外，由于限制了跳闸开关5向上方移动，所以像本实施方式那样、能够将限位开关10设置在跳闸开关5的正上方。也就是说，即使在有限的空间内，也能够设置制动器工作装置，并扩大了设计的自由度。

另外，在本实施方式中，限位开关柱塞12发生伸缩，根据其位移，而使限位开关10从接通状态切换成断开状态。通过这种简便的结构，能够检测出跳闸开关5的转动，并使制动器工作，制动器工作装置变得轻量化。

另外，在本实施方式中，控制部向现有的紧急制动器工作用的制动电路发出停止信号，并使紧急制动器工作。因此，不需要设置用于对工作阀进行开关的新装置，并能够通过简便的结构使紧急制动器工作，所述工作阀用于排出制动器气缸内的压缩空气。

本实用新型并不限于上述的实施方式，能够对其结构进行变更、追加或删除。